KR20050111635A - 공진 주파수 조정 방법 및 스털링 기관 - Google Patents

Abstract

2매의 판 스프링(61, 61)의 중심부와 원주부에 스페이서(30, 31)를 사이에 두고, 판 스프링(61)의 주위의 관통 구멍(64)과 스페이서(31)에 고정대(70) 상에 수직으로 세워진 고정축(67)에 삽입 관통하여 상하로부터 너트(68, 68)로 체결한다(스텝 #1). 이에 의해, 디스플레이서 지지 스프링(6)을 고정대(70)로 고정한다. 그리고, 판 스프링(61) 중심의 관통 구멍(63)과 스페이서(30)에, 상측 판 스프링(61)의 상면측으로부터 로드(2a)의 나사부(2b)를 삽입 관통하고, 하측 판 스프링(61)의 하면으로부터 돌출한 나사부(2b)에 너트(32)를 부착하여 상측 판 스프링(61)의 표면측에 디스플레이서(2)를 고정한다(스텝 #2). 이 상태에서, 디스플레이서 지지 스프링(6)에 미소한 진동을 가한다(스텝 #3). 그리고, 공진 주파수를 검출하고(스텝 #4), 이 결과를 기초로 하여 디스플레이서 지지 스프링(6)의 스프링 정수[2매의 판 스프링(61, 61)의 합성 스프링 정수]를 산출한 후에, 목표 공진 주파수에 도달하는 가중량 ΔWd를 산정한다(스텝 #5).

Description

공진 주파수 조정 방법 및 스털링 기관{RESONANCE FREQUENCY ADJUSTING METHOD AND STIRLING ENGINE}

본 발명은, 판 스프링에 탄성 지지된 가동체 진동계의 공진 주파수 조정 방법에 관한 것으로, 또 그 방법에 의해 공진 주파수를 조정하는 스털링 기관에 관한 것이다.

종래, 역스털링 사이클을 이용하는 스털링 기관에서는, 리니어 모터 등의 구동 기구를 사용하여 피스톤에 진동을 부여함으로써, 판 스프링에 지지된 디스플레이서를 공진시키고 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 평5-288419호 공보(제3 내지 5 페이지, 도1, 도2) 및 일본 특허 공개 평10-325629호 공보(제5, 제6 페이지, 도1, 도2 참조). 판 스프링이 있는 스프링 정수를 가질 때, 리니어 모터의 진동 주기와 거의 일치하는 공진 주파수로 진동하는 하나의 진동계가 구축되고, 판 스프링이 관여하면서 디스플레이서가 왕복 이동을 행하게 된다.

일반적으로, 스프링 정수(k)의 스프링에 탄성 지지된 질량(m)의 가동체가 공진할 때 그 진동계의 공진 주파수(f)는,

f = (1/2π)√(k/m) … (1)

이 된다.

그러나, 디스플레이서 제조의 가공 정밀도는 엄밀하게는 일정하지 않기 때문, 제조된 디스플레이서 중량에는 개체차가 생기고, 예를 들어 O.1 g 정도의 적은 오차라도 공진 주파수의 차질이 생겨 버린다.

본 발명은 이러한 과제에 비추어 이루어진 것으로, 간편한 수법과 저렴한 부품을 이용하여 디스플레이서의 중량의 개체차를 보정하여, 공진 주파수를 목표치로 조정할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1은 본 발명의 실시 형태에 관한 프리 피스톤형 스털링 냉동기의 일례의 단면도이다.

도2a는 피스톤 지지 스프링을 구성하는 판 스프링의 일례의 평면도이다.

도2b는 그 측면 단면도이다.

도3a는 디스플레이서 지지 스프링을 구성하는 판 스프링의 일례의 평면도이다.

도3b는 그 측면 단면도이다.

도4는 디스플레이서 지지 스프링 및 디스플레이서 지지 스프링의 스털링 냉동기로의 조립 공정을 도시하는 일부분 분해 단면도이다.

도5는 디스플레이서 진동계의 공진 주파수의 조정 작업을 설명하기 위한 모식적인 측단면도이다.

도6은 그 작업 공정의 흐름도이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 공진 주파수 조정 방법은, 판 스프링에 가동체를 고정하여 이루어지는 진동계의 공진 주파수 조정 방법이며, 미리 목표 공진 주파수에 도달하는 부가중량을 산정하고, 이 산정 부가중량에 상당하는 중량을 상기 진동계에 부가하는 것을 특징으로 한다.

이에 따르면, 진동계 전체로 보면 가동체 자체의 중량에 산정 부가중량이 가산된 중량으로 가동체가 왕복 이동하게 된다.

그리고, 상기 부가중량의 산정 작업이 판 스프링에 상기 가동체 또는 상기 가동체의 무게에 상당하는 추를 고정하는 공정과, 그 판 스프링에 미소한 진동을 가하는 공정과, 그 진동의 공진 주파수를 검출하는 공정과, 그 검출 결과를 기초로 하여 목표 공진 주파수에 도달하는 부가중량을 산정하는 공정으로 이루어지고 있다.

이러한 공진 주파수 조정 방법은 실린더와, 이 실린더의 축 방향으로 왕복 이동하는 피스톤 및 디스플레이서와, 상기 디스플레이서를 탄성 지지하는 디스플레이서 지지 스프링과, 이 디스플레이서 지지 스프링의 중심부에 상기 디스플레이서를 고정하는 볼트를 갖는 스털링 기관에 응용이 가능하고, 목표 공진 주파수에 도달하는 산정 부가중량에 상당하는 중량의 워셔와 함께 상기 디스플레이서를 상기 디스플레이서 지지 스프링에 고정함으로써, 디스플레이서 진동계의 공진 주파수를 목표치로 조정할 수 있다.

이하에, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하면서 설명한다. 도1은, 프리 피스톤형 스털링 냉동기의 일례를 나타내는 단면도이다. 이 스털링 냉동기는, 내압 용기(4) 내에 배치된 여러 가지 구성에 의해, 스털링 사이클을 동작시켜 콜드 헤드(13)를 냉각하는 것이다.

각 구성에 대해 설명하면, 내압 용기(4)는, 주로 배면 공간(8)측에 배치되는 배슬(4B)과, 작동 공간(7)측에 배치되는 외통(3C)으로부터 형성된다. 배슬(4B)은, 또한 2개의 구조체로 분할되어 있고, 콜드 헤드(13)측이 배슬 본체(4D)이며, 콜드 헤드(13)측과는 상대되는 측[이하, 본 명세서에 있어서는 방진 장치측이라 칭한다. 또, 조립 구조를 설명할 때에 있어서, 아직 방진 장치(42)가 조립되어 있지 않은 경우라도, 설명의 편의상 완성품의 상태를 기준으로 하여 방진 장치측의 용어를 사용함]이 배슬 캡(4C)이다.

내압 용기(4) 내에는 연통 구멍(12A)을 구비하여 접합된 실린더(3A) 및 실린더(3B)가 배치된다. 실린더(3A, 3B)에는 실린더(3A, 3B)의 축과 동축상에서 왕복 이동 가능한 피스톤(1) 및 디스플레이서(2)가 삽입되어 있고, 또는 피스톤(1)을 구동하는 리니어 모터(16)가 실린더(3A)의 외측에 구비되어 있다.

내압 용기(4) 내는 크게 구별하여 2개의 공간으로 구획되어 있고, 그 하나는 주로 배슬(4B)과 피스톤(1)에 의해 둘러싸이는 배면 공간(8)이며, 다른 하나는 주로 피스톤(1), 외통(3C) 및 콜드 헤드(13)에 의해 둘러싸이는 작동 공간(7)이다. 그리고, 작동 공간(7)은 디스플레이서(2)에 의해 또한 2개의 공간으로 구획되어 있고, 디스플레이서(2)와 피스톤(1) 사이에 존재하는 공간이 압축 공간(9), 디스플레이서(2)와 콜드 헤드(13) 사이에 존재하는 공간이 팽창 공간(10)이다.

이 압축 공간(9)과 팽창 공간(10)은 실린더(3B)와 외통(3C) 사이에 형성된 연통로(12)를 통해 연통하고 있고, 연통로(12) 내에는 고온측 내부 열교환기(21), 재생기(11), 저온측 내부 열교환기(22)가 압축 공간(9)으로부터 팽창 공간(10)을 향해 차례로 배치되어 있다.

콜드 헤드(13)는 동이나 알루미늄 등의 고열전도성 재료를 대략 바닥이 있는 원통 형상으로 형성된 것이고, 바닥부(13A)가 실린더(3B)의 개구와 대향하고, 맨 밑바닥부(13B)가 저온측 내부 열교환기(22)와 대향하도록 배치된다. 또한, 웜 헤드(41)는 동이나 알루미늄 등의 고열전도성 재료를 고리 형상으로 형성한 것이며, 그 내주가 고온측 내부 열교환기(21)의 외주와 대향하여 배치된다.

피스톤(1)은 원기둥 길이의 구조체이며, 그 중심축에 로드(2a)를 삽입 관통 가능한 관통 구멍(1a)이 가공되고, 또는 압축 공간(9)에 의해 압축된 냉매를 피스톤(1)의 외주면과 실린더(3A) 사이의 간극으로 방출하여 베어링 효과를 갖게 하는 가스 베어링(도시되지 않음)이 구비된다.

디스플레이서(2)는 원기둥 형상의 구조체이며, 압축 공간(9)에 의해 압축된 냉매를 디스플레이서(2)의 외주면과 실린더(3B) 사이의 간극으로 방출하여 베어링 효과를 갖게 하는 가스 베어링(도시되지 않음)이 구비된다. 그리고, 이 디스플레이서(2)의 피스톤(1) 배치측의 면에는 로드(2a)가 부착되고, 로드(2a)는 피스톤(1)의 관통 구멍(1a)에 삽입 관통된다. 로드(2a)의 디스플레이서(2)측과는 상대되는 측의 단부에는 나사부(2b)가 가공되어 있다.

리니어 모터(16)는, 주로 고리 형상으로 배치된 영구 자석(15)과, 영구 자석(15)을 보유 지지하는 슬리브(14)와, 외측 요오크(17A)와, 내측 요오크(17B)로 구성된다. 외측 요오크(17A)는, 대략 コ자형의 평판 철심을 고리 형상으로 적층 고정한 것으로 내부에 보빈에 권취한 코일(120)을 배치한 것을, 비자성체로 축 방향 양측으로부터 끼워 넣어 형성되고, 내측 요오크(17B)는 평판 철심을 고리 형상으로 적층 고정하여 형성된다. 외측 요오크(17A)의 내주와 내측 요오크(17B)의 외주 사이에는 간극(19)이 형성되어 있고, 그 간극(19)에는 슬리브(14)에 보유 지지된 영구 자석(15)이 배치된다.

슬리브(14)는 바닥이 있는 원통 형상을 이루고 있고, 그 주연부(14c)의 선단부측 내주에 고리 형상의 삽입부가 형성되어 있다. 그리고, 그 삽입부에 복수 변의 원호형의 영구 자석(15)이 전체로서 고리 형상이 되도록 배치된다. 슬리브(14) 바닥부(14b)의 중심에는 로드(2a)가 삽입 관통 가능한 관통 구멍이 마련되고, 그 관통 구멍의 주연부로부터 주연부(14c) 형성측과는 상대되는 측으로 돌출하여 내주면에 나사 구멍을 구비한 보스부(14a)가 형성된다. 그리고, 바닥부(14b)의 주연부(14c) 배치측의 면에는 피스톤(1)이, 그 피스톤(1)의 축과 바닥부(14b)의 중심이 동축에 배치되도록 조정되고, 볼트 등의 고정 수단을 이용하여 고정된다.

외측 요오크(17A)의 방진 장치측의 단부면에는, 그 단부면으로부터 방진 장치측을 향해, 후술하는 피스톤 지지 스프링(5) 및 디스플레이서 지지 스프링(6)을 고정하기 위한 고정축(24)이 3개 이상의 복수개(예를 들어 4개) 세워 설치된다. 또, 이 고정축(24)에는 그 외주에 나사가 형성된 것을 이용하고 있다.

피스톤 지지 스프링(5)은 도2에 도시한 바와 같이 형성되는 것이다. 도2a는, 피스톤 지지 스프링(5)을 구성하는 판 스프링(51)의 일례의 평면도이며, 도2b는 그 측면 단면도이다. 판 스프링(51)은 소정의 직경 및 두께를 갖는 스테인레스강으로 된 원판을 베이스로 하여, 이 원판에 스파이럴 형상의 슬릿(52)을 4개 원주 방향으로 반복하도록 등간격에 마련하고, 또한 로드(2a) 및 구멍 개방 볼트(28)를 삽입 관통하기 위한 관통 구멍(53)을 원판의 중심에 마련하고, 또한 고정축(24)을 삽입 관통하기 위한 관통 구멍(54)을, 슬릿(52)의 외주측 단부의 연장 상에 고정축(24)의 수에 대응하여 마련한 것이다. 이 원판을 평판으로부터 절취하는 가공, 슬릿(52), 관통 구멍(53, 54)을 배치하는 가공은, 예를 들어 레이저 가공에 의해 행한다.

상기의 가공을 행한 결과, 이러한 슬릿(52) 사이에는 원판의 중심부로부터 스파이럴 형상으로 남겨진 형태로 아암부(55)가 형성되고, 그 아암부(55)에 의해 원판의 판면에 대해 수직인 방향, 즉 축 방향으로 소정의 탄성 계수를 갖는 것이 된다.

또, 도2a 및 도2b에 도시한 형상은 어디까지나 일례이며, 이 판 스프링(51)의 스프링 정수의 범위는 원판의 직경이나 두께에 의해 어느 정도 결정 중 하나의 슬릿(52)의 형상이나 그 반복의 연속수에 따라서, 그 범위 내에 있는 소정치에 스프링 정수를 설정할 수 있다.

디스플레이서 지지 스프링(6)은 도3a 및 도3b와 같이 형성되는 것이다. 디스플레이서 지지 스프링(6)은, 그 형상은 대략 피스톤 지지 스프링(5)과 마찬가지이기 때문에 중복 설명하지 않지만, 중심에 마련되는 관통 구멍의 크기가 서로 다르다. 즉, 디스플레이서 지지 스프링(6)의 중심부의 관통 구멍(63)은 로드(2a)의 나사부(2b)만을 삽입 관통하여 구멍 개방 볼트(28)를 삽입 관통하지 않아도 좋으므로, 피스톤 지지 스프링(5)의 관통 구멍(53)보다도 작게 형성된다.

디스플레이서(2)와 디스플레이서 지지 스프링(6)은 진동계를 구성하고 있고, 그 공진 주파수는 상기 식 (1)로부터 정해진다. 그러나, 디스플레이서(2)의 제조 공정의 가공 정밀도 상, 그 중량에 개체차가 생기는 것은 피할 수 없고, 정격 중량의 것을 얻을 수 없는 것은 자주 있다. 또한, 판 스프링의 가공 정밀도에도 변동은 있고, 양산으로 엄밀하게 일정한 스프링 정수를 실현하는 것은 불가능하다. 게다가, 이러한 개체차는 자연 발생적이며, 식 (1) 중 분수로서 일정치를 부여하는 디스플레이서(2)와 판 스프링(61)의 조합을 찾아내기 위해, 잉여인 재고를 떠맡아야만 하는 문제가 있었다.

그래서, 이러한 디스플레이서(2)의 중량과 판 스프링(61)의 스프링 정수에 생기는 개체차를 흡수하도록, 스털링 냉동기에 조립하기 전에 아래와 같이 하여 진동계의 공진 주파수의 조정을 행한다.

도5는 디스플레이서의 진동계의 공진 주파수의 조정 작업을 설명하기 위한 모식적인 측단면도이며, 도6은 그 작업 공정의 흐름도이다. 우선, 2매의 판 스프링(61, 61)의 중심부와 원주부에 스페이서(30, 31)를 사이에 두고, 판 스프링(61) 주위의 관통 구멍(64)과 스페이서(31)에 고정대(70) 상에 수직으로 세워진 고정축(67)에 삽입 관통하여 상하로부터 너트(68, 68)로 체결한다(스텝 #1). 이에 의해, 디스플레이서 지지 스프링(6)을 고정대(70)로 고정한다.

그리고, 판 스프링(61)의 중심의 관통 구멍(63)과 스페이서(30)에 상측 판 스프링(61)의 표면측으로부터 로드(2a)의 나사부(2b)를 삽입 관통하고, 하측 판 스프링(61)의 하면으로부터 돌출한 나사부(2b)에 너트(32)를 부착하여 상측 판 스프링(61)의 표면측에 디스플레이서(2)를 고정한다(스텝 #2). 이 상태에서, 디스플레이서 지지 스프링(6)에 미소한 진동을 가한다(스텝 #3).

그리고, 공진 주파수를 검출하고(스텝 #4), 이 결과를 기초로 하여 디스플레이서 지지 스프링(6)의 스프링 정수[2매의 판 스프링(61, 61)의 합성스프링 정수]를 산출한 후에, 목표 공진 주파수에 도달하는 부가중량 ΔWd를 산정한다(스텝 #5).

마찬가지로 피스톤(1)의 진동계에 대해서도, 마찬가지로 공진 주파수의 조정 작업을 행하고, 목표 공진 주파수에 도달하는 부가중량 ΔWp를 산정한다.

피스톤 지지 스프링(5) 및 디스플레이서 지지 패널(5)을 장착할 때 모습에 대해, 도4를 사용하여 설명한다. 도4는 피스톤 지지 스프링(5) 및 디스플레이서 지지 스프링(6)을 스털링 냉동기로의 부착할 때의 공정을 도시하는 일부 분해 단면도이다.

우선, 고정축(24)에 피스톤 지지 스프링(5)이 외측 요오크(17A)의 방진 장치측 단부면에 접촉하지 않도록 하는 스페이서로서의 역할을 하는 너트(25)를 부착한다. 그리고, 피스톤 지지 스프링(5)이 되는 2매의 판 스프링(51) 중의 1매가 구비하는 관통 구멍(54)을 고정축(24)에 삽입 관통하는 동시에, 관통 구멍(53)을 로드(2a)의 방진 장치 측단부로부터 통과하고 보스부(14a)의 방진 장치측 단부면에 배치한다. 그 후, 구멍 개방 볼트(28)의 외주보다 큰 관통 구멍을 갖는 약 1 ㎜ 정도의 두께의 스페이서(26)(예를 들어 워셔)를, 로드(2a)의 방진 장치 측단부로부터 통해 로드(2a)와 동축에 배치한다. 또는, 고정축(24)의 외주보다도 큰 관통 구멍을 갖고, 또한 스페이서(26)와 동일한 두께의 스페이서(27)(예를 들어 워셔)를 고정축(24)에 삽입 관통한다.

그 후, 2매째의 판 스프링(51)을 스페이서(27)의 방진 장치측에, 1매째의 판 스프링(51)과 동축 또한 동일하게 배치한다. 그리고, 상기 진동계의 공진 주파수의 조정 작업에 의해 산정한 부가중량 ΔWp에 상당하는 워셔(65)를 로드(2a)의 방진 장치 측단부로부터 통과시키고, 로드(2a)와 동축에 배치한다. 그 후, 구멍 개방 볼트(28)를 로드(2a)의 방진 장치 측단부로부터 통과시키고, 이 구멍 개방 볼트(28)와 판 스프링(51) 사이에 워셔(65)가 배치되도록 하여, 나사만으로 된 부분을 슬리브(14) 중심의 보스부(14a)에 나사 삽입함으로써, 피스톤 지지 스프링(5)을 고정한다.

이와 같이, 워셔(65)를 사이에 두고 조립한 피스톤(1) 진동계에서는 가동체[피스톤(1), 슬리브(14), 구멍 개방 볼트(28), 스페이서(26, 27) 등]의 고정부에 워셔(65)의 중량이 부가되고, 가동체 전체로서 피스톤(1)의 중량에 산정 부가중량 ΔWp이 가산된 중량을 갖게 된다. 따라서, 간편한 수법과 저렴한 부품을 이용하여 공진 주파수가 목표 공진 주파수에 조정된 피스톤(1)의 진동계를 용이하게 얻을 수 있다. 또한, 상기의 예에 따르면, 구멍 개방 볼트(28)에 의해 가동체인 피스톤(1)과 부가중량이 동축 상에 고정되기 때문에, 주위 방향의 밸런스가 악화되지 않는다. 또는, 로드(2a)를 관통한 상태에서 부가중량이 고정되어 있기 때문에, 피스톤(1)이 심하게 진동해도 부가중량이 벗어나는 일도 없다.

또, 워셔(65)를 끼우지 않고, 산정 부가중량 ΔWp를 가산한 중량을 갖는 구멍 개방 볼트(28)를 사용하여 피스톤 지지 스프링(5)을 고정해도 동일하다.

다음에, 방진 장치(42)의 배치측에 장착된 2매째의 판 스프링(51)의 방진 장치측의 면에 접하도록 하여, 고정축(24)에 소정의 높이를 구비한 스페이서(29)를 각각 부착한다. 이 스페이서(29)는 피스톤(1)의 진폭을 고려하여 그 높이가 결정되어 있고, 그로 인해 피스톤 지지 스프링(5)과 디스플레이서 지지 스프링(6)이 접촉하지 않도록 설계된다.

그리고, 스페이서(29)에 계속해서 디스플레이서 지지 스프링(6)을 장착한다. 즉, 디스플레이서 지지 스프링(6)이 되는 2매의 판 스프링(61) 중의 한 장이 구비되는 관통 구멍(64)에 고정축(24)을 삽입 관통하는 동시에, 로드(2a)의 나사부(2b)를 관통 구멍(63)에 삽입 관통한다. 이 때, 디스플레이서 지지 스프링(6)의 콜드 헤드(13)측의 단부가 로드(2a)와 나사부(2b) 사이의 단부에 접촉한다. 그리고, 나사부(2b)의 외주보다 큰 관통 구멍을 갖는 약 1 ㎜ 정도의 두께의 스페이서(30)(예를 들어 워셔)를 나사부(2b)에 삽입 관통하고 또는 고정축(24)의 외주보다도 큰 관통 구멍을 갖고, 또한 스페이서(30)와 동일한 두께의 스페이서(31)(예를 들어 워셔)를 고정축(24)에 삽입 관통한다.

그 후, 2매째의 판 스프링(61)을 1매째의 판 스프링(61)과 같이, 나사부(2b) 및 고정축(24)에 장착한다. 그리고, 너트(32)와 상기 진동계의 공진 주파수의 조정 작업에 의해 산정한 부가중량 ΔWd에 상당하는 워셔(66)를 나사부(2b)에 부착하고 또는 고정축(24)에 너트(33)를 부착함으로써, 디스플레이서 지지 스프링(6)을 고정한다. 이 때, 피스톤 지지 스프링(5)의 스프링 정수는 2매의 판 스프링(51, 51)의 합성 스프링 정수가 된다. 마찬가지로, 디스플레이서 지지 스프링(6)의 스프링 정수는 2매의 판 스프링(61, 61)의 합성 스프링 정수가 된다.

이와 같이, 워셔(66)를 사이에 두고 조립한 디스플레이서(2)의 진동계에서는, 가동체[디스플레이서(2), 로드(2a), 너트(32), 스페이서(30, 31) 등]의 고정부에 워셔(66)의 중량이 부가되고, 가동체 전체로서 디스플레이서(2)의 중량에 산정 부가중량 ΔWd가 가산된 중량이 된다. 따라서, 간편한 수법과 저렴한 부품을 이용하여 공진 주파수가 목표 공진 주파수에 조정된 디스플레이서(2)의 진동계를 용이하게 얻을 수 있다. 또한, 상기의 예에 따르면, 나사부(2b)에 의해 가동체인 디스플레이서(2)와 부가중량이 동축상에 고정되기 때문에, 주위 방향의 밸런스가 악화되지 않는다. 또는, 나사부(2b)를 관통한 상태로 부가중량이 고정되어 있기 때문에, 디스플레이서(2)가 심하게 진동해도 부가중량이 벗어나는 일도 없다.

또, 워셔(66)를 끼우지 않고, 산정 부가중량 ΔWd를 가산한 중량을 갖는 너트(32)를 사용하여 디스플레이서 지지 스프링(6)을 고정해도 동일하다.

또한, 도1에 도시한 바와 같이 내압 용기(4)의 축 방향의 콜드 헤드(13)와 반대측의 단부에는 장치 방진용의 방진 장치(42)가 배치되어 있다. 방진 장치(42)는, 주로 질량체 지지 스프링(23)과 질량체(37)로 구성되어 있고, 판 스프링(231)의 스프링 정수와, 시스템의 질량으로부터 구해지는 공진 주파수가 피스톤(1)의 진동계 및 디스플레이서(2)의 진동계가 갖는 공진 주파수와 동일하게 되도록 설계된 것이다. 이러한 구성에 의해, 방진 장치(42)는 피스톤(1)의 운동에 동반하여 진동이 발생한 경우에 그 진동을 받아 공진하고, 진동 에너지를 열에너지로 변환하여 스털링 냉동기 및 방진 장치(42)의 전체로부터 외부로 방출되는 진동 에너지를 저감할 수 있다. 그로 인해, 이 방진 장치(42)의 판 스프링(231)에도 본 발명의 공진 주파수의 조정 방법이 적용 가능하다.

본 발명에 따르면, 가동체 진동계의 공진 주파수의 조정 작업에 의해 미리 목표 공진 주파수를 얻기 위한 부가중량을 산정하고, 그 산정 부가중량의 상당하는 중량의 워셔와 함께 가동체를 판 스프링에 고정하도록 하였다. 따라서, 진동계 전체로 보면, 가동체 자체의 중량에 산정 부가중량이 가산된 중량으로 가동체가 왕복 이동하게 되고, 간편한 수법과 저렴한 부품을 이용하여 공진 주파수가 목표 공진 주파수로 조정된 진동계를 실현할 수 있다.

Claims (3)

1. 판 스프링에 가동체를 고정하여 이루어지는 진동계의 공진 주파수 조정 방법이며,

   미리 목표 공진 주파수에 도달하는 부가중량을 산정하고, 이 산정 부가중량에 상당하는 중량을 상기 진동계에 부가하는 것을 특징으로 하는 공진 주파수 조정 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 부가중량의 산정 작업은,

   판 스프링에 상기 가동체 또는 상기 가동체의 무게에 상당하는 추를 고정하는 공정과,

   그 판 스프링에 미소한 진동을 가하는 공정과,

   그 진동의 공진 주파수를 검출하는 공정과,

   그 검출 결과를 기초로 하여 목표 공진 주파수에 도달하는 부가중량을 산정하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공진 주파수 조정 방법.
3. 실린더와, 이 실린더의 축 방향으로 왕복 이동하는 피스톤 및 디스플레이서와, 상기 디스플레이서를 탄성 지지하는 디스플레이서 지지 스프링과, 이 디스플레이서 지지 스프링의 중심부에 상기 디스플레이서를 고정하는 볼트를 갖는 스털링 기관이며,

   목표 공진 주파수에 도달하는 산정 부가중량에 상당하는 중량의 워셔와 함께 상기 디스플레이서를 상기 디스플레이서 지지 스프링에 고정하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스털링 기관.