KR100529263B1 - 스터링 냉동기 - Google Patents

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Abstract

이 스터링 냉동기는, 리니어 모터(16)를 구성하는 외측 요크로서 외측 요크 조립체(11)가 설치되고, 피스톤 지지 스프링(5)과 디스플레이서 지지 스프링(6)의 고정으로, 외측 요크 조립체(11)에 지지되는 피스톤 지지 스프링 지지 부재(14A) 및 디스플레이서 지지 스프링 지지 부재(14B)가 설치되어 있다. 이 구성에 의해, 리니어 모터를 구성하는 외측 요크 본체의 코일/보빈 및 외측 요크의 양산 조립시의 취급을 용이하게 하는 동시에, 케이싱의 외형을 작게 할 수 있는 스터링 냉동기를 제공한다.

Description

스터링 냉동기{STIRLING REFRIGERATING MACHINE}
본 발명은 저온 발생에 이용되는 스터링 냉동기에 관한 것으로, 보다 특정적으로는 피스톤을 왕복 운동시키기 위한 리니어 모터의 구조, 피스톤을 지지하는 피스톤 탄성 지지 수단의 구조 및 디스플레이서를 지지하는 디스플레이서 탄성 지지 수단의 구조에 관한 것이다.
냉열 발생을 목적으로 한 프리 피스톤형의 스터링 냉동기는, 열사이클적으로는 역스터링 냉동기라고도 불리우고 있다. 이 스터링 냉동기의 구조에 대해 도12를 참조하여 설명한다.
종래의 스터링 냉동기(100E)는 직선 왕복 운동을 행하는 피스톤(1) 및 디스플레이서(2)를 포함하는 실린더(3)를 갖는다. 피스톤(1) 및 디스플레이서(2)는 동축 상에 구성되어 있고, 디스플레이서(2)에 형성된 로드(2a)는 피스톤(1)의 축방향 중심부에 마련한 미끄럼 이동 구멍(1a)을 관통하고 있다. 피스톤(1) 및 디스플레이서(2)는 실린더(3)의 내주 미끄럼 이동면(3a)을 따라 원활하게 미끄럼 이동 가능하게 설치되어 있다.
디스플레이서(2)에 형성된 로드(2a)의 상부(도12의 우측)에는, 피스톤 지지 스프링(5) 및 디스플레이서 지지 스프링(6)의 중심부가 각각 고정되어 있다. 피스톤 지지 스프링(5) 및 디스플레이서 지지 스프링(6)은 각각 스파이럴형의 원반형 패널 형상을 갖고 있다.
피스톤(1)은 케이싱(15)에 고정된 지지 부재(31)에 지지되는 피스톤 지지 스프링(5)에 의해, 케이싱(15)에 대해 탄성적으로 고정되어 있다. 또한, 디스플레이서(2)도 마찬가지로, 지지 부재(31)에 지지되는 디스플레이서 지지 스프링(6)에 의해, 케이싱(15)에 대해 탄성적으로 고정되어 있다.
실린더(3)에 의해 형성되는 내부 공간은 피스톤(1)에 의해 2개의 공간으로 분할된다. 제1 공간은 피스톤(1)의 디스플레이서(2)측에 형성되는 작동 공간(7)이다. 제2 공간은 피스톤(1)의 디스플레이서(2)측과 반대측에 형성되는 배면 공간(8)이다. 이 2개의 공간에는 헬륨 가스 등의 작동 매체가 고압 상태로 충전되어 있다.
리니어 모터(16)는 실린더(3)에 고정되는 내측 요크(13), 보빈/코일(9a)을 내포하도록 내측 요크(13)와 외측 요크 사이에 소정의 간극을 마련하여 배치된 외측 요크(9b)로 이루어지는 외측 요크 본체(9) 및 피스톤(1)에 부착되어 내측 요크(13) 사이와 외측 요크(9b)의 간극에 배치되는 영구 자석(12)을 포함한다. 외측 요크(9b)는 지지 부재(31)에 지지된 위치 결정 블럭(30)에 의해 케이싱(15)에 고정되어 있다.
피스톤(1)은 리니어 모터(16)의 작용에 의해 소정 주기로, 축방향으로 왕복 운동한다. 피스톤(1)의 왕복 운동에 의해 작동 매체는 작동 공간(7) 내에서 압축, 팽창이 반복된다. 디스플레이서(2)는 작동 공간(7) 내에서 압축 및 팽창되는 작동 매체의 압력 변화에 의해 직선적으로 왕복 운동한다. 이 때 피스톤(1)과 디스플레이서(2)는, 약 90도의 위상차를 갖고 동일 주기로 왕복 운동하도록 설정되어 있다.
작동 공간(7)은 디스플레이서(2)에 의해 또한 2개의 공간으로 분할되어 있다. 제1 작동 공간은 피스톤(1)과 디스플레이서(2)에 협지된 압축 공간(7a)이다. 제2 작동 공간은 실린더(3) 선단부의 팽창 공간(7b)이다. 이 압축 공간(7a)과 팽창 공간(7b)은 재생기(4)를 거쳐서 연결되어 있다. 재생기(4)는 메쉬 형상의 동 부재 등에 의해 형성되어 있다.
팽창 공간(7b)에 있어서의 작동 매체에 의해, 실린더(3) 선단부의 콜드 헤드(3c)에 있어서 냉열 발생이 이루어진다. 이 냉열의 발생 원리 등의 역스터링 열사이클에 관해서는, 잘 알려진 기술이므로 여기서는 그 설명을 생략한다.
그러나, 상기 구조로 이루어지는 스터링 냉동기(100E)에 있어서는, 이하에 나타낸 문제를 갖고 있다.
첫째로, 코일/보빈(9a) 및 외측 요크(9b)의 각 부품의 강도가 약하고, 양산조립시의 취급 방법에 주의가 필요하다. 둘째로, 도12에 도시한 바와 같은 피스톤 지지 스프링(5) 및 디스플레이서 지지 스프링(6)을 케이싱(15)측에 고정하는 구성에서는, 케이싱(15)에 고정된 지지 부재(31)를 피스톤 지지 스프링(5) 및 디스플레이서 지지 스프링(6)의 위치까지 연장할 필요가 있고, 그로 인해 케이싱(15)의 외형이 커져 강도 상의 관점으로부터 케이싱(15) 재료의 두께를 두껍게 할 필요가 생긴다.
도1은 제1 실시 형태에 있어서의 스터링 냉동기(100A)의 전체 구조를 도시한 단면도이다.
도2a 및 도2b는 외측 요크 본체(9)의 구조를 도시한 제1 도면이다.
도3a 및 도3b는 외측 요크 본체(9)의 구조를 도시한 제2 도면이다.
도4a 및 도4b는 외측 요크 조립체(11)의 구조 및 그 조립을 도시한 도면이다.
도5a 및 도5b는 피스톤 지지 스프링 지지 부재(14a)의 구조를 도시한 도면이다.
도6은 제2 실시 형태에 있어서의 스터링 냉동기(100B)의 전체 구조를 도시한 단면도이다.
도7a 및 도7b는 피스톤 지지 스프링 지지 부재(14C)의 구조를 도시한 도면이다.
도8은 제3 실시 형태에 있어서의 스터링 냉동기(100C)의 전체 구조를 도시한 단면도이다.
도9a 및 도9b는 피스톤 지지 스프링 지지 부재(14D)의 구조를 도시한 도면이다.
도10은 제4 실시 형태에 있어서의 스터링 냉동기(100D)의 전체 구조를 도시한 단면도이다.
도11a 및 도11b는 피스톤 지지 스프링 지지 부재(14E)의 구조를 도시한 도면이다.
도12는 종래 기술에 있어서의 스터링 냉동기의 개략 구조를 도시한 단면도이다.
본 발명의 목적은 리니어 모터를 구성하는 외측 요크 본체의 코일/보빈 및 외측 요크의 양산 조립시의 취급을 용이하게 하는 동시에, 케이싱의 외형을 작게 할 수 있는 스터링 냉동기를 제공하는 데 있다.
본 발명에 의거한 스터링 냉동기는, 케이싱과, 케이싱 내에 설치된 실린더와, 실린더의 외부에 설치된 리니어 모터에 의해 실린더의 축방향으로 왕복 운동 가능하도록 실린더 내에 설치되는 피스톤과, 실린더 내에서 디스플레이서와 피스톤 사이에 압축 공간을 형성하여 축방향으로 왕복 운동 가능하도록 상기 실린더 내에 설치되는 디스플레이서를 포함한다. 리니어 모터는 실린더의 외주연 상에 설치되는 내측 요크와, 내측 요크와 대면하도록 내측 요크의 외부에 배치되는 외측 요크 조립체와, 내측 요크와 외측 요크 조립체 사이의 간극에 배치되어 피스톤에 결합되는 영구 자석을 포함한다. 외측 요크 조립체는 내측 요크에 대면 배치된 보빈/코일과, 보빈/코일을 케이싱 및 축방향으로부터 덮도록 설치되는 외측 요크와, 외측 요크를 축방향으로부터 협입하도록 설치되는 링 형상의 한 쌍의 유지 부재를 포함한다.
링 형상의 한 쌍의 유지 부재를 설치함으로써, 리니어 모터를 구성하는 코일/보빈 및 외측 요크 본체의 외측 요크를 쌍을 이룬 유지 부재들 사이에 유지하는 일체 구조로 하는 것이 가능해진다. 따라서, 스터링 냉동기의 조립시에 외측 요크 조립체에 의해 일체적인 강도를 얻을 수 있어, 외측 요크 조립체를 용이하게 취급하는 것이 가능해진다.본 발명에 따르면, 바람직하게는 스터링 냉동기는 디스플레이서가 실린더 내에서 왕복 운동 가능하도록 디스플레이서를 탄성적으로 지지하는 디스플레이서 지지 수단을 추가로 포함하며, 디스플레이서 지지 수단은 디스플레이서에 결합된 탄성 부재 및 탄성 부재를 지지하는 탄성 부재 지지 수단을 포함하고 외측 요크 조립체의 축방향으로 단부 상에 설치된다.
또한, 상기 발명에 있어서 바람직하게는 스터링 냉동기는 실린더 내에서 왕복 운동 가능하도록 피스톤을 케이싱에 대해 탄성 지지하는 피스톤 지지 수단과, 실린더 내에서 왕복 운동 가능하도록 디스플레이서를 케이싱에 대해 탄성 지지하는 디스플레이서 지지 수단을 추가로 포함한다. 피스톤 지지 수단은 피스톤에 연결되는 제1 탄성 부재와, 제1 탄성 부재를 지지하고 상기 외측 요크 조립체의 축방향의 단부면측에 고정되는 제1 탄성 부재 지지 수단을 갖는다. 디스플레이서 지지 수단은 디스플레이서에 연결되는 제2 탄성 부재와, 제2 탄성 부재를 지지하고 외측 요크 조립체의 축방향 단부면측에 고정되는 제2 탄성 부재 지지 수단을 갖는다.
이 구성을 채용함으로써, 탄성 부재 지지 수단, 제1 탄성 부재 지지 수단 및 제2 탄성 부재 지지 수단을 리니어 모터의 상면측에 배치할 수 있어, 케이싱의 외형을 작게 하는 것이 가능해진다. 그 결과, 케이싱의 강도상, 케이싱의 두께를 작게 할 수 있어, 스터링 냉동기의 중량 경감 및 비용 저감을 도모하는 것이 가능해진다.
또한, 종래 구조에서는 지지 수단이 리니어 모터의 측부를 통과하는 긴 부재로 구성되어 있었으므로, 스터링 냉동기의 조립시에 이 긴 부재를 부주의하게 변형시켜, 각 부재의 축심을 규정하는 것이 곤란해지는 경우가 생겼지만, 이와 같은 사태를 회피하는 것이 가능해진다.
또, 상기 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 제1 탄성 부재 및 상기 제2 탄성 부재는 대략 원반 형상을 갖고, 상기 제1 탄성 부재의 외경을 상기 제2 탄성 부재의 외경보다도 작게 마련하고, 상기 제1 탄성 부재 지지 수단의 높이를 상기 제2 탄성 부재 지지 수단의 높이보다도 낮게 한 것을 특징으로 한다.
이 구성을 채용함으로써, 제1 탄성 부재 및 제2 탄성 부재 각각의 체결 부분의 영향이 다른 쪽의 체결 상태에 영향을 미치는 일 없이, 즉 각각의 부재가 독립하여 탄성 부재 지지 수단에 고정되게 되므로, 탄성 부재가 벗겨지는 일 없이, 스터링 냉동기의 신뢰성 향상을 도모하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 발명에 있어서 바람직하게는, 적어도 하나의 탄성 부재 지지 수단, 제1 탄성 부재 지지 수단 및 제2 탄성 부재 지지 수단은 링 형상 기판에 마련된다. 또한, 상기 발명에 있어서 바람직하게는, 적어도 하나의 탄성 부재 지지 수단, 제1 탄성 부재 지지 수단 및 제2 탄성 부재 지지 수단은 기둥형 형상을 갖는다. 이 구성을 채용함으로써, 제1 탄성 부재 및 제2 탄성 부재 각각의 부착시의 작업성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 상기 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 링 형상 기판에 상기 한 쌍의 유지 부재의 한 쪽의 유지 부재가 일체적으로 설치된다. 이 구성을 채용함으로써, 부품 개수를 감소시키는 것이 가능해진다.
이하, 본 발명에 의거한 각 실시 형태에 있어서의 스터링 냉동기의 구조에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 도12에서 설명한 종래 기술과 동일 또는 상당 부분에 대해서는, 동일 참조 번호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.
(제1 실시 형태)
도1 내지 도5b를 참조하여, 제1 실시 형태에 있어서의 스터링 냉동기(100A)의 구조에 대해 설명한다. 또한, 도1은 스터링 냉동기(100A)의 전체 구조를 도시한 단면도이고, 도2a 내지 도4b는 외측 요크 조립체(11)의 구조 및 그 조립을 도시한 도면이고, 도5a 및 도5b는 피스톤 지지 스프링 지지 부재(14A)의 구조를 도시한 도면이다.
[스터링 냉동기(100A)의 구조]
도1을 참조하여, 스터링 냉동기(100A)의 기본적 구조는 도12를 이용하여 설명한 스터링 냉동기(100E)와 동일하고, 본 실시 형태에 있어서의 스터링 냉동기(100A)의 특징적 구조로서는, 리니어 모터(16)를 구성하는 외측 요크로서 외측 요크 조립체(11)가 설치되어 있는 점 및 제1 탄성 부재로서의 피스톤 지지 스프링(5)과 제2 탄성 부재로서의 디스플레이서 지지 스프링(6)과의 고정으로, 외측 요크 조립체(11)에 지지되는 제1 탄성 부재 지지 수단으로서의 피스톤 지지 스프링 지지 부재(14A) 및 제2 탄성 부재 지지 수단으로서의 디스플레이서 지지 스프링 지지 부재(14B)가 이용되고 있는 점에 있다.
[외측 요크 조립체(11)의 구성]
외측 요크 조립체(11)의 구성에 대해, 도2a 내지 도4b를 참조하여 설명한다. 우선 도2a, 도2b 및 도3a 및 도3b를 참조하여, 외측 요크 본체(9)는 보빈에 동선을 권취하여 만들어진 링 형상을 갖고, 외측 요크(9b)는 각각 요크용 강판을 포개어 형성된 복수의 구역으로 분할되며, 접착제를 이용하여 보빈/코일(9a)의 외주연에 고정된다.
도2a 및 도2b는 링 형상의 보빈/코일(9a)의 외주연 상에 외측 요크(9b)가 끼워 맞추어지기 전의 상태를 도시하고, 도2a는 평면 구조, 도2b는 도2a 중 IIB-IIB선 화살표 단면에 따른 단면 구조를 도시한다. 또, 도3a 및 도3b는 링 형상의 보빈/코일(9a)의 외주연 상에 외측 요크(9b)가 끼워 맞추어진 상태를 도시하고, 도3a는 평면 구조, 도3b는 도3a 중 IIIB-IIIB선 화살표 단면에 따른 단면 구조를 도시한다. 외측 요크(9b)의 상면측 및 하면측에는, 후술하는 상측 유지판(10a) 및 하측 유지판(10b)의 부착 위치 결정을 행하기 위한 볼록부(90)가 설치되어 있다.
도4a 및 도4b를 참조하여, 외측 요크 본체(9)의 상면측 및 하면측에는 축방향으로부터 협입하도록 각각 비교적 강성이 높은 수지 재료로 이루어지는 링 형상의 상측 유지판(10a) 및 하측 유지판(10b)이 부착됨으로써, 외측 요크 조립체(11)가 완성된다. 상측 유지판(10a) 및 하측 유지판(10b)에는, 각각 외측 요크(9b)에 설치된 볼록부(90)에 끼워 맞추는 오목부(91)가 설치되어 있다. 또한, 도4a는 외측 요크 본체(9)에 상측 유지판(10a) 및 하측 유지판(10b)을 부착하기 전의 단면 구조를 도시하고, 도4b는 외측 요크 본체(9)에 상측 유지판(10a) 및 하측 유지판(10b)을 부착한 상태의 단면 구조를 도시한다.
다시 도1을 참조하여, 상기 구성으로 이루어지는 외측 요크 조립체(11)는 실린더(3)에 대해 실린더(3)의 축심과 외측 요크 조립체(11)의 축심이 합치되도록 볼트(도시 생략)를 이용하여 고정된다. 실린더(3)의 축심과 외측 요크 조립체(11)의 축심을 합치시키기 위해, 지그(도시 생략)가 이용된다.
[피스톤 지지 스프링 지지 부재(14A) 및 디스플레이서 지지 스프링 지지 부재(14B)의 구성]
도5a 및 도5b를 참조하여, 피스톤 지지 스프링 지지 부재(14A)의 구조에 대해 설명한다. 또, 도5a는 평면 구조, 도5b는 도5a 중 VB-VB선 화살표 단면에 따른 단면 구조를 도시한다. 피스톤 지지 스프링 지지 부재(14A)는 황동이나 수지 부재 등으로 이루어지고, 링 형상의 기판으로 이루어지는 베이스부(140)와, 피스톤 지지 스프링(5)을 지지하는 지지부(141)를 구비한다. 지지부(141)에는 피스톤 지지 스프링(5) 및 후술하는 디스플레이서 지지 스프링 지지 부재(14B)를 고정하기 위한 나사 구멍(B1)이 복수 마련되어 있다.
디스플레이서 지지 스프링 지지 부재(14B)는, 도1에 도시한 바와 같이 균등한 두께로 이루어지는 링 형상을 갖고, 피스톤 지지 스프링 지지 부재(14A)와 마찬가지로, 황동이나 수지 부재 등으로 형성되어 있다.
피스톤 지지 스프링 지지 부재(14A)는 외측 요크 조립체(11)의 상측 유지판(10a)에 대해 볼트(도시 생략)로 고정된다. 상측 유지판(10a)에 대한 피스톤 지지 스프링 지지 부재(14A)의 위치 결정에는 지그(도시 생략)가 이용된다. 또한, 디스플레이서 지지 스프링 지지 부재(14B)도 피스톤 지지 스프링 지지 부재(14A)에 대해 볼트로 고정된다.
(작용 및 효과)
이상, 본 실시 형태에 있어서의 스터링 냉동기에 따르면, 리니어 모터(16)를 구성하는 코일/보빈(9a) 및 외측 요크(9b)를 상측 유지판(10a)과 하측 유지판(10b)에 의해 협입한 외측 요크 조립체(11)로 하는 일체 구조를 채용함으로써, 외측 요크 조립체(11)로서 일체적인 강도를 얻을 수 있어, 외측 요크 조립체(11)를 용이하게 취급하는 것이 가능해진다.
또한, 외측 요크 조립체(11)를 실린더(3)에 부착할 때에, 실린더(3)에 대한 외측 요크 조립체(11)의 위치 결정을 확실하게 함으로써, 코일/보빈(9a), 외측 요크(9b), 피스톤 지지 스프링 지지 부재(14A) 및 디스플레이서 지지 스프링 지지 부재(14B)의 실린더(3)에 대한 위치 결정을 동시에 행하는 것이 가능해져, 스터링 냉동기를 제조하기 위한 택트 타임을 단축하는 것이 가능해진다.
또한, 피스톤 지지 스프링 지지 부재(14A) 및 디스플레이서 지지 스프링 지지 부재(14B)를 리니어 모터(16)의 축방향의 단부면측인 상부에 배치함으로써, 케이싱(15)의 외형을 작게 하는 것이 가능해진다. 그 결과, 케이싱(15)의 강도상, 케이싱(15)의 두께를 작게 할 수 있어, 스터링 냉동기의 중량 경감 및 비용 저감을 도모하는 것이 가능해진다.
또, 종래 구조에서는 지지 부재가 리니어 모터(16)의 측부를 통과하는 긴 부재로 구성되어 있었으므로, 스터링 냉동기의 조립시에 이 긴 부재를 부주의하게 변형시켜, 각 부재의 축심을 규정하는 것이 곤란해지는 경우가 생겼지만, 이러한 사태를 회피하는 것이 가능해진다.
(제2 실시 형태)
다음에, 도6, 도7a 및 도7b를 참조하여 제2 실시 형태에 있어서의 스터링 냉동기(100B)의 구조에 대해 설명한다. 또, 도6은 스터링 냉동기(100B)의 전체 구조를 도시한 단면도이고, 도7a 및 도7b는 지지 스프링 지지 부재(14C)의 구조를 도시한 도면이다.
[스터링 냉동기(100B)의 구조]
상기 제1 실시 형태에 있어서의 스터링 냉동기(100A)의 구조와 비교한 경우, 본 실시 형태에 있어서의 스터링 냉동기(100B)는, 피스톤 지지 스프링 지지 부재(14A) 및 디스플레이서 지지 스프링 지지 부재(14B) 대신에, 지지 스프링 지지 부재(14C)를 이용하는 점에 있다. 또, 외측 요크 조립체(11)의 구성은 제1 실시 형태에 있어서의 스터링 냉동기(100A)와 동일하다.
[지지 스프링 지지 부재(14C)의 구성]
본 실시 형태에 있어서는, 피스톤 지지 스프링(5)과 디스플레이서 지지 스프링(6)의 외형을 다르게 하여, 지지 스프링 지지 부재(14C)에 의해 피스톤 지지 스프링(5)과 디스플레이서 지지 스프링(6)의 양 쪽을 지지하도록 한 것이다. 도7a 및 도7b를 참조하여, 지지 스프링 지지 부재(14C)의 구조에 대해 설명한다. 또, 도7a는 평면 구조, 도7b는 도7a 중 VIIB-VIIB선 화살표 단면에 따른 단면 구조를 도시한다. 지지 스프링 지지 부재(14C)는 링 형상의 기판으로 이루어지는 베이스부(140)를 구비하여 피스톤 지지 스프링(5)을 지지하는 지지부(141)와, 디스플레이서 지지 스프링(6)을 지지하는 지지부(142)가 외형과 부착 높이를 바꾸어 설치되어 있다. 또, 지지 스프링 지지 부재(14C)는 황동이나 수지 부재 등으로 형성된다. 또한, 지지부(141, 142)에는 피스톤 지지 스프링(5) 및 디스플레이서 지지 스프링(6)을 고정하기 위한 나사 구멍(B1)이 복수 마련되어 있다.
(작용 및 효과)
이상, 본 실시 형태에 있어서의 스터링 냉동기에 의해서도, 상기 제1 실시 형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있는 동시에, 피스톤 지지 스프링(5)과 디스플레이서 지지 스프링(6)의 외형을 다르게 하여, 피스톤 지지 스프링(5)과 디스플레이서 지지 스프링(6)의 고정 위치를 각각 부착되도록 함으로써, 각각의 체결 부분의 영향이 한 쪽의 체결 상태에 영향을 미치는 일이 없다.
(제3 실시 형태)
다음에, 도8, 도9a 및 도9b를 참조하여 제3 실시 형태에 있어서의 스터링 냉동기(100C)의 구조에 대해 설명한다. 또, 도8은 스터링 냉동기(100C)의 전체 구조를 도시한 단면도이고, 도9a 및 도9b는 지지 스프링 지지 부재(14D)의 구조를 도시한 도면이다.
[스터링 냉동기(100C)의 구조]
상기 제2 실시 형태에 있어서의 스터링 냉동기(100B)의 구조와 비교한 경우, 본 실시 형태에 있어서의 스터링 냉동기(100C)는 지지 스프링 지지 부재(14D)에 있어서, 피스톤 지지 스프링(5)과 디스플레이서 지지 스프링(6)의 지지부를 기둥 형상으로 한 점에 있다. 또, 외측 요크 조립체(11)의 구성은 제1 실시 형태에 있어서의 스터링 냉동기(100A)와 동일하다.
[지지 스프링 지지 부재(14D)의 구성]
도9a 및 도9b를 참조하여, 지지 스프링 지지 부재(14D)의 구조에 대해 설명한다. 또, 도9a는 평면 구조, 도9b는 도9a 중 IXB-IXB선 화살표 단면에 따른 단면 구조를 도시한다. 본 실시 형태에 있어서는, 상기 제2 실시 형태에 있어서의 지지 스프링 지지 부재(14C)와 비교한 경우, 피스톤 지지 스프링(5)과 디스플레이서 지지 스프링(6)의 지지부(141, 142)를 기둥형부(143)에 설치하고, 이 기둥형부(143)를 링 형상의 기판으로 이루어지는 베이스부(140)에 90도 피치로 4군데 설치하도록 한 것이다. 또, 기둥형부(143)의 수량 및 배치에 대해서는, 본 실시 형태에 한정되지 않고, 피스톤 지지 스프링(5) 및 디스플레이서 지지 스프링(6)을 안정된 상태에서 지지할 수 있는 것이면, 적절하게 설계적으로 선택되는 것이다.
(작용 및 효과)
이상, 본 실시 형태에 있어서의 스터링 냉동기에 의해서도, 상기 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태와 같은 작용 효과를 얻을 수 있는 동시에, 지지부(141, 142)를 기둥형부(143)에 설치함으로써, 피스톤 지지 스프링(5)과 디스플레이서 지지 스프링(6)의 부착시의 작업성을 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, 스터링 냉동기의 경량화를 도모하는 것도 가능해진다.
(제4 실시 형태)
다음에, 도10, 도11a 및 도11b를 참조하여 제4 실시 형태에 있어서의 스터링 냉동기(100D)의 구조에 대해 설명한다. 또, 도10은 스터링 냉동기(100D)의 전체 구조를 도시한 단면도이고, 도11은 지지 스프링 지지 부재(14E)의 구조를 도시한 도면이다.
[스터링 냉동기(100D)의 구조]
상기 제3 실시 형태에 있어서의 스터링 냉동기(100C)의 구조와 비교한 경우, 본 실시 형태에 있어서의 스터링 냉동기(100D)는, 지지 스프링 지지 부재(14E)에 있어서, 피스톤 지지 스프링(5)과 디스플레이서 지지 스프링(6)의 지지부를 기둥 형상으로 한 점은 동일하지만, 링 형상의 기판으로 이루어지는 베이스(140)에 외측 요크 조립체(11)를 구성하는 상측 유지판(10a)이 형성되어 있는 점에 있다.
[지지 스프링 지지 부재(14E)의 구성]
도11a 및 도11b를 참조하여, 지지 스프링 지지 부재(14E)의 구조에 대해 설명한다. 또, 도11a는 평면 구조, 도11b는 도11a 중 XIB-XIB선 화살표 단면에 따른 단면 구조를 도시한다. 본 실시 형태에 있어서는, 상기 제3 실시 형태에 있어서의 지지 스프링 지지 부재(14D)와 비교한 경우, 베이스(140)에 외측 요크 조립체(11)를 구성하는 상측 유지판(10a)을 겸용시키기 위해, 외측 요크(9b)에 설치된 볼록부(90)에 끼워 맞추는 오목부(91)가 베이스(140)에 일체적으로 설치되어 있다.
(작용 및 효과)
이상, 본 실시 형태에 있어서의 스터링 냉동기에 의해서도, 상기 제1 실시 형태 내지 제3 실시 형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있는 동시에, 지지 스프링 지지 부재(14E)에 상측 유지판(10a)을 일체적으로 설치하는 구조를 채용함으로써, 부품 개수를 감소시키는 것이 가능해진다.
이번에 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 할 것이다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아닌 특허청구의 범위에 의해 개시되고, 특허청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
본 발명에 의거한 스터링 냉동기에 따르면, 링 형상의 한 쌍의 유지 부재를 설치함으로써, 리니어 모터를 구성하는 외측 요크 본체의 코일/보빈 및 외측 요크를 유지 부재로 협입한 일체 구조로 하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 스터링 냉동기의 조립시에 외측 요크 조립체로서 일체적인 강도를 얻을 수 있어, 외측 요크 조립체를 용이하게 취급하는 것이 가능해진다.
또, 제1 탄성 부재 지지 수단 및 제2 탄성 부재 지지 수단을 리니어 모터의 상면측에 배치할 수 있어, 케이싱의 외형을 작게 하는 것이 가능해진다. 그 결과, 케이싱의 강도상, 케이싱의 두께를 작게 할 수 있어, 스터링 냉동기의 중량 경감 및 비용 저감을 도모하는 것이 가능해진다.

Claims (9)

  1. 케이싱(15)과,
    상기 케이싱(15) 내에 설치된 실린더(3)와,
    상기 실린더(3)의 외부에 설치된 리니어 모터(16)에 의해 상기 실린더(3)의 축방향으로 왕복 운동 가능하도록 상기 실린더(3) 내에 설치되는 피스톤(1)과,
    상기 실린더(3) 내에서 디스플레이서와 상기 피스톤(1) 사이에 압축 공간을 형성하여 축방향으로 왕복 운동 가능하도록 상기 실린더(3) 내에 설치되는 디스플레이서(2)를 포함하는 스터링 냉동기이며,
    상기 리니어 모터(16)는,
    상기 실린더(3)의 외주연 상에 설치되는 내측 요크(13)와,
    상기 내측 요크(13)와 대면하도록 상기 내측 요크(13)의 외부에 배치되는 외측 요크 조립체(9)와,
    상기 내측 요크(13)와 상기 외측 요크 조립체(9) 사이의 간극에 배치되어 상기 피스톤(1)에 결합되는 영구 자석(12)을 갖고,
    상기 외측 요크 조립체(9)는 상기 내측 요크(13)에 대면 배치되는 보빈/코일(9a)과,
    상기 보빈/코일(9a)을 상기 케이싱 및 축방향측으로부터 덮도록 설치되는 외측 요크(9b)와,
    상기 외측 요크(9b)를 축방향으로부터 협입하도록 설치되는 링 형상의 한 쌍의 유지 부재(10a, 10b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스터링 냉동기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 실린더(3) 내에서 왕복 운동 가능하도록 상기 디스플레이서(2)를 탄성 지지하는 디스플레이서 지지 수단(6, 14B, 14C, 14D, 14E)을 추가로 구비하고,
    상기 디스플레이서 지지 수단(6, 14B, 14C, 14D, 14E)은,
    상기 디스플레이서(2)에 연결되는 탄성 부재(6)와,
    상기 탄성 부재(6)를 지지하고 상기 외측 요크 조립체(9)의 축방향으로 단부 상에 설치되는 탄성 부재 지지 수단(14B, 14C, 14D, 14E)을 갖는 것을 특징으로 하는 스터링 냉동기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 탄성 부재 지지 수단(14B)은 링 형상 기판(140)에 마련되는 것을 특징으로 하는 스터링 냉동기.
  4. 제2항에 있어서, 상기 탄성 부재 지지 수단(14B)은 기둥형 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 스터링 냉동기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 실린더(3) 내에서 왕복 운동 가능하도록 상기 피스톤(1)을 탄성 지지하는 피스톤 지지 수단(5, 14A, 14C, 14D, 14E)과,
    상기 실린더(3) 내에서 왕복 운동 가능하도록 상기 디스플레이서(2)를 탄성 지지하는 디스플레이서 지지 수단(6, 14B, 14C, 14D, 14E)을 추가로 구비하고,
    상기 피스톤 지지 수단(5, 14A, 14C, 14D, 14E)은,
    상기 피스톤(1)에 연결되는 제1 탄성 부재(5)와,
    상기 제1 탄성 부재(5)를 지지하고 상기 외측 요크 조립체(9)의 축방향의 단부 상에 설치되는 제1 탄성 부재 지지 수단(14A)을 갖고,
    상기 디스플레이서 지지 수단(6, 14B, 14C, 14D, 14E)은,
    상기 디스플레이서(2)에 연결되는 제2 탄성 부재(6)와,
    상기 제2 탄성 부재(6)를 지지하고 상기 외측 요크 조립체(9)의 축선 방향의 단부 상에 설치되는 제2 탄성 부재 지지 수단(14B, 14C, 14D, 14E)을 갖는 것을 특징으로 하는 스터링 냉동기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 탄성 부재(5) 및 상기 제2 탄성 부재(6)는 대략 원반 형상을 갖고,
    상기 제1 탄성 부재(5)의 외경을 상기 제2 탄성 부재(6)의 외경보다도 작게 마련하고, 상기 제1 탄성 부재 지지 수단(14A)의 높이를 상기 제2 탄성 부재 지지 수단(14B)의 높이보다도 낮게 한 것을 특징으로 하는 스터링 냉동기.
  7. 제5항에 있어서, 적어도 하나의 상기 제1 탄성 부재 지지 수단(14A) 및 상기 제2 탄성 부재 지지 수단(14B)은 링 형상 기판(140)에 마련되는 것을 특징으로 하는 스터링 냉동기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 링 형상 기판(140)에, 상기 한 쌍의 압박 부재(10a, 10b) 중 한 쪽의 압박 부재(10a)가 일체적으로 설치되는 것을 특징으로 하는 스터링 냉동기.
  9. 제5항에 있어서, 적어도 하나의 상기 제1 탄성 부재 지지 수단(14A) 및 상기 제2 탄성 부재 지지 수단(14B)은 기둥 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 스터링 냉동기.
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