JP2000205680A - Compressor for cryogenic refrigerating machine and armature coil used therefor - Google Patents
Compressor for cryogenic refrigerating machine and armature coil used thereforInfo
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/001—Gas cycle refrigeration machines with a linear configuration or a linear motor
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は極低温冷凍機用コン
プレッサに係り、特にスターリング冷凍機、パルスチュ
ーブ冷凍機等の小型冷凍機に好適する極低温冷凍機用コ
ンプレッサ及びそれに使用される電機子コイルに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a compressor for a cryogenic refrigerator, and more particularly to a compressor for a cryogenic refrigerator suitable for a small refrigerator such as a Stirling refrigerator or a pulse tube refrigerator, and an armature coil used therefor. About.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、極低温を生成するためのガス
サイクル機関として可動コイルを２組設け、これらを互
いに対向して往復運動させるように構成したものが知ら
れている。この装置は、ピストン、スリーブ、可動コイ
ルからなる組立系および永久磁石、環状ディスク、軟鉄
シリンダ、円形ディスクからなる閉磁気回路をそれぞれ
２組設けるとともに、これらを互いに対向して配置し、
かつ第１の可動コイルが挿入された第１の間隙の磁界の
向きを内径側から外径側へ、第２の可動コイルが挿入さ
れた第２の間隙の磁界の向きを内径側から外径側へ向か
うように永久磁石を配置した構造を有する。即ち、この
装置は対向型単極でそれぞれのＶＣＭは同極である。2. Description of the Related Art Heretofore, there has been known a gas cycle engine for generating an extremely low temperature, which is provided with two sets of movable coils and configured to reciprocate them facing each other. This device provides an assembly system consisting of a piston, a sleeve, and a moving coil, and two sets of closed magnetic circuits each consisting of a permanent magnet, an annular disk, a soft iron cylinder, and a circular disk.
The direction of the magnetic field in the first gap into which the first movable coil is inserted is changed from the inner diameter side to the outer diameter side, and the direction of the magnetic field in the second gap into which the second movable coil is inserted is changed from the inner diameter side to the outer diameter. It has a structure in which permanent magnets are arranged to face the side. That is, the device is of the opposed monopolar type and each VCM is of the same polarity.
【０００３】このような構成とすることにより、この装
置においては、２つの組立系が互いに同位相、同振幅で
逆方向に往復運動することにより、お互い振動を打ち消
しあって低振動となり、また、永久磁石をその磁束の方
向が第１の間隙と第２の間隙で同じ向きとなるように配
置される。また、従来、小型冷凍機に用いられているコ
ンプレッサの構造は、通常１つの円筒状（あるいは分割
構造）の永久磁石と１つのコイルにより磁気回路が形成
されている。[0003] With this configuration, in this device, the two assembly systems reciprocate in the opposite direction with the same phase and the same amplitude, thereby canceling each other's vibrations and reducing the vibrations. The permanent magnet is arranged so that the direction of the magnetic flux is the same in the first gap and the second gap. Conventionally, in the structure of a compressor used in a small refrigerator, a magnetic circuit is usually formed by one cylindrical (or divided structure) permanent magnet and one coil.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】以上述べた単極ＶＣＭ
を使用したコンプレッサにおいては、駆動電流の方向の
変化でコイルから発生するフラックスの向きが変り、推
力変動が発生するためコントロールが困難となり、ま
た、駆動電流の大きさでコイルから発生するフラックス
の大きさが変り、推力が駆動電流に比例しなくなるため
コントロールが困難となり、また駆動電流の周波数が大
きくなるにつれ、コイルから発生するフラックスによ
り、鉄損が生じコンプレッサ効率が悪くなり、またコイ
ルから発生するフラックスがマグネットから発生するフ
ラックスに付加される場合が生ずるため、そのフラック
ス量も含めてヨークが飽和しないように、そして、単極
型の特徴としてヨークの断面積が大きくなる事も考慮
し、その断面積を決定する必要がある。即ち、ヨークが
飽和している場合には、漏洩磁束が増加して可動部にサ
イドフォースを与えたり、電流に対する推力の増加が頭
打ちになるため、ヨークの断面積を大きくしなけれなら
ず、その結果コンプレッサ自体が大型化するという欠点
があった。The single-pole VCM described above
In a compressor that uses a coil, the direction of the flux generated from the coil changes due to the change in the direction of the drive current, and thrust fluctuation occurs, making it difficult to control. Control becomes difficult because the thrust is not proportional to the drive current, and as the frequency of the drive current increases, the flux generated from the coil causes iron loss, resulting in poor compressor efficiency and the coil Since the flux may be added to the flux generated from the magnet, it is necessary to prevent the yoke from being saturated including the flux amount, and to consider that the cross-sectional area of the yoke is large as a characteristic of the single pole type. The cross-sectional area needs to be determined. That is, when the yoke is saturated, the leakage magnetic flux increases to give a side force to the movable portion, or the increase in the thrust with respect to the electric current reaches a plateau, so that the cross-sectional area of the yoke must be increased. As a result, there is a disadvantage that the compressor itself becomes large.
【０００５】また、２極ＶＣＭを使用したコンプレッサ
においては、隣接するコイルの結線部分がコイルボビン
から突出するため、磁気回路の総磁束の低下を生じ、効
率が低下する。また、結線部分の突出部と永久磁石の切
込み部が運転中又は輸送中に噛み込むことによるトラブ
ルが発生するという問題がある。さらに、隣接するコイ
ルの結線部分の半田付け作業が必要となる。In a compressor using a two-pole VCM, the connection portion of an adjacent coil protrudes from the coil bobbin, so that the total magnetic flux of the magnetic circuit is reduced and the efficiency is reduced. Further, there is a problem that a trouble occurs when the projecting portion of the connection portion and the cut portion of the permanent magnet are engaged during operation or transportation. Furthermore, the work of soldering the connection parts of the adjacent coils is required.
【０００６】本発明は、以上の欠点を解消するためにな
されたもので、多極ＶＣＭを使用し小型化が可能で、か
つ効率及び熱的に優れた極低温冷凍機用コンプレッサ及
びそれに使用される電機子コイルを提供することをその
目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned drawbacks. A compressor for a cryogenic refrigerator which can be miniaturized by using a multi-pole VCM, is excellent in efficiency and heat, and is used in the compressor. It is an object of the present invention to provide an armature coil.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、本発明の極低温冷凍機用コンプレッサは、外筒ヨ
ークに固定され軸方向に隔置された少なくとも一対の実
質的に環状型の永久磁石と、外筒ヨークと一体的に構成
された内筒ヨークと永久磁石間に介在され交流電流を通
電することにより内筒ヨーク内で摺動するピストンに固
定され軸方向に往復運動する少なくとも一対の電機子コ
イルとからなる一対のコンプレッサアッセンブリを対向
して配置するとともに、それぞれのコンプレッサアッセ
ンブリにおける磁束の向きが一対の電機子コイルの半径
方向に対して逆となるように一対の環状型永久磁石と外
筒ヨークと内筒ヨークとで磁気回路を形成し、一対の電
機子コイルの結線部分をコイルボビン内に収容して構成
される。In order to achieve the above object, a compressor for a cryogenic refrigerator according to the present invention is provided with at least a pair of substantially annular type fixed to an outer cylinder yoke and axially spaced. Is fixed to a piston that slides inside the inner cylinder yoke by passing an alternating current between the permanent magnet and the inner cylinder yoke integrally formed with the outer cylinder yoke and the permanent magnet, and reciprocates in the axial direction. A pair of compressor assemblies each including at least a pair of armature coils are arranged to face each other, and a pair of annular molds are arranged such that the directions of magnetic flux in each compressor assembly are opposite to the radial direction of the pair of armature coils. A magnetic circuit is formed by the permanent magnet, the outer cylinder yoke, and the inner cylinder yoke, and the connection portion of the pair of armature coils is housed in a coil bobbin.
【０００８】また、本発明の極低温冷凍機用コンプレッ
サは、内筒ヨークに固定され軸方向に隔置された少なく
とも一対の実質的に環状型の永久磁石と、内筒ヨークと
一体的に構成された外筒ヨークと永久磁石間に介在され
交流電流を通電することにより内筒ヨーク内で摺動する
ピストンに固定され軸方向に往復運動する少なくとも一
対の電機子コイルとからなる一対のコンプレッサアッセ
ンブリを対向して配置するとともに、それぞれのコンプ
レッサアッセンブリにおける磁束の向きが一対の電機子
コイルの半径方向に対して逆となるように一対の環状型
永久磁石と外筒ヨークと内筒ヨークとで磁気回路を形成
し、一対の電機子コイルの結線部分をコイルボビン内に
収容して構成される。Further, the compressor for a cryogenic refrigerator according to the present invention comprises at least one pair of substantially annular permanent magnets fixed to the inner cylinder yoke and spaced apart in the axial direction, and integrally formed with the inner cylinder yoke. Compressor assembly comprising at least one pair of armature coils fixed to a piston that slides in the inner cylinder yoke by passing an alternating current between the outer cylinder yoke and the permanent magnet and reciprocating in the axial direction. And a pair of annular permanent magnets, an outer cylinder yoke and an inner cylinder yoke so that the direction of magnetic flux in each compressor assembly is opposite to the radial direction of the pair of armature coils. A circuit is formed, and a connection portion of a pair of armature coils is housed in a coil bobbin.
【０００９】また、本発明の極低温冷凍機用コンプレッ
サは、内筒ヨークおよび内筒ヨークと一体的に構成され
た外筒ヨークにそれぞれ固定され軸方向に隔置された少
なくとも二対の実質的に環状型の永久磁石と、外筒ヨー
クと永久磁石間に介在され交流電流を通電することによ
り内筒ヨーク内で摺動するピストンに固定され軸方向に
往復運動する少なくとも一対の電機子コイルとからなる
一対のコンプレッサアッセンブリを対向して配置すると
ともに、それぞれのコンプレッサアッセンブリにおける
磁束の向きが一対の電機子コイルの半径方向に対して逆
となるように一対の環状型永久磁石と外筒ヨークと内筒
ヨークとで磁気回路を形成し、一対の電機子コイルの結
線部分をコイルボビン内に収容して構成される。Further, the compressor for a cryogenic refrigerator according to the present invention has at least two pairs of substantially fixed axially spaced pairs fixed to an inner cylinder yoke and an outer cylinder yoke integrally formed with the inner cylinder yoke. An annular permanent magnet, at least one pair of armature coils interposed between the outer cylinder yoke and the permanent magnet and fixed to a piston that slides in the inner cylinder yoke by passing an alternating current and reciprocating in the axial direction. And a pair of annular permanent magnets and an outer cylinder yoke so that the direction of the magnetic flux in each compressor assembly is opposite to the radial direction of the pair of armature coils. A magnetic circuit is formed with the inner cylinder yoke, and a connection portion of a pair of armature coils is accommodated in a coil bobbin.
【００１０】この極低温冷凍機用コンプレッサにおい
て、一対の永久磁石は半径方向に対して互いに逆極とな
るように配置され、一対の永久磁石にそれぞれ対置する
１対の電機子コイルは軸方向にローレンツ力が発生する
ように巻線方向／通電方向が決定される。この極低温冷
凍機用コンプレッサにおいて、一対の永久磁石に、永久
磁石からの磁束を半径方向に並列させるための軸方向に
極性が配置された補助磁石が固着されている。In this cryogenic refrigerator compressor, a pair of permanent magnets are disposed so as to have opposite polarities in the radial direction, and a pair of armature coils respectively opposed to the pair of permanent magnets are arranged in the axial direction. The winding direction / the current direction is determined so that the Lorentz force is generated. In this cryogenic refrigerator compressor, an auxiliary magnet whose polarity is arranged in the axial direction for fixing a magnetic flux from the permanent magnet in parallel in the radial direction is fixed to the pair of permanent magnets.
【００１１】この極低温冷凍機用コンプレッサにおい
て、永久磁石に対して電機子コイルは、その所望の有効
ストロークに応じて軸方向長さが決定される。さらに、
本発明の極低温冷凍機用コンプレッサに使用される電機
子コイルは、軸方向断面において複数の断面凹状の巻線
部を有する円筒体と、この円筒体の隣接する巻線部を連
通する溝部（Ａ）とその軸方向のいずれか一方の側に設
けられたコイル端末を導出するための溝部（Ｂ）とを備
えたコイルボビンと、複数の巻線部に線材を巻回して形
成したコイル部とを備え、隣接するコイル部間を溝部
（Ａ）を介してコイル端末を溝部（Ｂ）から導出するよ
うにしたものである。In this cryogenic refrigerator compressor, the armature coil has an axial length determined in accordance with a desired effective stroke with respect to the permanent magnet. further,
An armature coil used in the compressor for a cryogenic refrigerator according to the present invention includes a cylindrical body having a plurality of winding portions having a plurality of concave cross sections in an axial cross section, and a groove portion (communicating between adjacent winding portions of the cylindrical body). A) a coil bobbin provided with a groove (B) for leading out a coil terminal provided on one side in the axial direction, and a coil formed by winding a wire around a plurality of windings. And the coil ends are led out of the groove (B) through the groove (A) between the adjacent coil parts.
【００１２】また、本発明の極低温冷凍機用コンプレッ
サに使用される電機子コイルは、軸方向断面において複
数の断面凹状の巻線部を有する円筒体と、この円筒体の
隣接する巻線部を連通する溝部（Ａ）とその軸方向の両
側に設けられたコイル端末を導出するための溝部（Ｂ）
と円筒体の内側又は外側に設けられた溝部（Ｃ）とを備
えたコイルボビンと、複数の巻線部に線材を巻回して形
成したコイル部とを備え、隣接するコイル部間を溝部
（Ａ）を介してコイル端末を溝部（Ｂ）及び溝部（Ｃ）
から導出するようにしたものである。An armature coil used in the compressor for a cryogenic refrigerator according to the present invention comprises a cylindrical body having a plurality of winding sections having a plurality of concave cross sections in an axial section, and an adjacent winding section of the cylindrical body. (A) communicating with the groove (A) and grooves (B) for leading coil terminals provided on both sides in the axial direction thereof
A coil bobbin provided with a groove (C) provided inside or outside the cylindrical body, and a coil formed by winding a wire around a plurality of windings, and forming a groove (A) between adjacent coils. ) Through the groove end (B) and the groove end (C)
Is derived from.
【００１３】また、本発明の極低温冷凍機用コンプレッ
サに使用される電機子コイルは、軸方向断面において複
数の断面凹状の巻線部を有する円筒体と、この円筒体の
隣接する巻線部を連通する溝部（Ａ）とその軸方向のい
ずれか一方の側に設けられたコイル端末を導出するため
の溝部（Ｂ）とを備えたコイルボビンと、複数の巻線部
に線材を巻回して形成したコイル部とを備え、コイル部
の巻数を偶数層とするとともに、隣接するコイル部の巻
線方向を逆方向に巻回し、隣接するコイル部間を溝部
（Ａ）を介してコイル端末を溝部（Ｂ）から導出するよ
うにしたものである。An armature coil used in the compressor for a cryogenic refrigerator according to the present invention includes a cylindrical body having a plurality of winding sections having a plurality of concave cross sections in an axial section, and an adjacent winding section of the cylindrical body. A coil bobbin provided with a groove (A) communicating with the coil and a groove (B) provided on one side in the axial direction for leading a coil terminal, and a wire wound around a plurality of winding portions. And a coil section formed by winding the coil section in an even-numbered layer, winding the adjacent coil sections in the opposite direction, and forming a coil terminal between the adjacent coil sections via the groove (A). This is derived from the groove (B).
【００１４】また、本発明の極低温冷凍機用コンプレッ
サに使用される電機子コイルは、軸方向断面において複
数の断面凹状の巻線部を有する円筒体と、隣接する巻線
部を連通する溝部（Ａ）とその軸方向の両側に設けられ
たコイル端末を導出するための溝部（Ｂ）と円筒体の内
側又は外側に設けられた溝部（Ｃ）とを備えたコイルボ
ビンと、複数の巻線部に線材を巻回して形成したコイル
部とを備え、コイル部の巻数を奇数層とするとともに、
隣接するコイル部の巻線方向を逆方向に巻回し、隣接す
るコイル間を溝部（Ａ）を介してコイル端末を溝部
（Ｂ）及び溝部（Ｃ）から導出するようにしたものであ
る。Further, the armature coil used in the cryogenic refrigerator compressor of the present invention has a cylindrical body having a plurality of winding sections having a plurality of concave sections in an axial section, and a groove section communicating an adjacent winding section. A coil bobbin provided with (A), a groove (B) provided on both sides in the axial direction for leading a coil terminal, and a groove (C) provided inside or outside the cylindrical body, and a plurality of windings And a coil portion formed by winding a wire around the portion, and the number of turns of the coil portion is an odd-numbered layer,
The winding direction of the adjacent coil is wound in the opposite direction, and the coil ends are led out of the groove (B) and the groove (C) through the groove (A) between the adjacent coils.
【００１５】また、本発明の極低温冷凍機用コンプレッ
サに使用される電機子コイルは、軸方向断面において複
数の断面凹状の巻線部を有する円筒体と、この円筒体の
隣接する巻線部を連通する溝部（Ａ）とその軸方向の両
側に設けられたコイル端末を導出するための溝部（Ｂ）
と円筒体に設けられたスリット部（Ｄ）とを備えたコイ
ルボビンと、複数の巻線部に線材を巻回して形成したコ
イル部とを備え、隣接するコイル部間を溝部（Ａ）を介
してコイル端末を溝部（Ｂ）及びスリット部（Ｄ）から
導出するようにしたものである。The armature coil used in the compressor for a cryogenic refrigerator according to the present invention includes a cylindrical body having a plurality of winding sections having a plurality of concave sections in an axial section, and an adjacent winding section of the cylindrical body. (A) communicating with the groove (A) and grooves (B) for leading coil terminals provided on both sides in the axial direction thereof
A coil bobbin provided with a slit portion (D) provided in a cylindrical body, and a coil portion formed by winding a wire around a plurality of winding portions, and a gap between adjacent coil portions is provided via a groove portion (A). The coil ends are led out from the groove (B) and the slit (D).
【００１６】また、本発明の極低温冷凍機用コンプレッ
サに使用される電機子コイルは、軸方向断面において複
数の断面凹状の巻線部を有する円筒体と、この円筒体の
隣接する巻線部を連通する溝部（Ａ）と円筒体の外側に
設けられ溝部から円筒体の一端まで軸方向に設けられコ
イル端末を導出するための溝部（Ｅ）とを備えたコイル
ボビンと、複数の巻線部に線材を巻回して形成したコイ
ル部とを備え、隣接するコイル部間を溝部（Ａ）を介し
て隣接するコイル部のコイル端末を溝部（Ｅ）から導出
するようにしたものである。The armature coil used in the compressor for a cryogenic refrigerator according to the present invention includes a cylindrical body having a plurality of winding sections having a plurality of concave sections in an axial section, and an adjacent winding section of the cylindrical body. A coil bobbin provided with a groove (A) that communicates with the coil body, a groove (E) that is provided outside the cylinder and is provided in the axial direction from the groove to one end of the cylinder, and that guides out a coil terminal; And a coil portion formed by winding a wire around the coil portion, and a coil end of the adjacent coil portion is led out from the groove portion (E) via the groove portion (A) between the adjacent coil portions.
【００１７】上記のいずれの電機子コイルの場合におい
ても、単一の線材で複数のコイル部を形成することがで
きる。In any of the above armature coils, a plurality of coil portions can be formed by a single wire.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明による極低温冷凍機
用コンプレッサ及びそれに使用される電機子コイルの好
ましい実施の形態について説明する。図１は本発明の極
低温冷凍機用コンプレッサの断面を示したもので、１は
シリンダ、２はハウジング、３は外筒ヨーク、４は環状
型永久磁石、５はシリンダ１によって構成される内筒ヨ
ーク、６はピストン、７は電機子コイルである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a cryogenic refrigerator compressor and an armature coil used in the compressor according to the present invention will be described below. FIG. 1 shows a cross section of a compressor for a cryogenic refrigerator according to the present invention, wherein 1 is a cylinder, 2 is a housing, 3 is an outer cylinder yoke, 4 is an annular permanent magnet, and 5 is a cylinder 1 A cylindrical yoke, 6 is a piston, and 7 is an armature coil.
【００１９】ハウジング２にはフリーディスプレーサ１
２が収容され、ピストン６の作動によりピストンと同じ
周波数で、かつ異なる位相で往復運動する点は従来の装
置と同様である。一対の環状型永久磁石４ａ、４ｂは外
筒ヨーク３に軸方向に隔置されて固定され、この外筒ヨ
ーク３は内筒ヨーク５と一体的に構成されている。The housing 2 has a free displacer 1
2 is accommodated and reciprocates at the same frequency as the piston and in a different phase by the operation of the piston 6, as in the conventional device. The pair of annular permanent magnets 4 a and 4 b are fixed to the outer cylinder yoke 3 so as to be spaced apart in the axial direction, and the outer cylinder yoke 3 is integrally formed with the inner cylinder yoke 5.
【００２０】一対の電機子コイル７は、電機子コイル７
ａと７ｂで構成され、内筒ヨーク５と永久磁石４間に永
久磁石４と対向して介在され、内筒ヨーク５内で摺動す
るピストン６に固定されている。図４に示すように、本
発明の極低温冷凍機用コンプレッサは、環状型永久磁石
４０を構成する一対の環状型永久磁石４０ａ、４０ｂが
内筒ヨーク５に固定され軸方向に隔置されて配置しても
よい。一対の電機子コイル７０は、電機子コイル７０ａ
と７０ｂで構成され、外筒ヨーク３と永久磁石４０間に
永久磁石４０と対向して介在され、内筒ヨーク５内で摺
動するピストン６に固定されている。The pair of armature coils 7 includes an armature coil 7
a and 7b, which are interposed between the inner cylinder yoke 5 and the permanent magnet 4 so as to face the permanent magnet 4, and are fixed to a piston 6 which slides in the inner cylinder yoke 5. As shown in FIG. 4, in the compressor for a cryogenic refrigerator according to the present invention, a pair of annular permanent magnets 40 a and 40 b constituting the annular permanent magnet 40 are fixed to the inner cylinder yoke 5 and are axially separated. It may be arranged. The pair of armature coils 70 includes an armature coil 70a.
And 70 b, which are interposed between the outer cylinder yoke 3 and the permanent magnet 40 so as to face the permanent magnet 40, and are fixed to the piston 6 that slides in the inner cylinder yoke 5.
【００２１】図５に示すように、本発明の極低温冷凍機
用コンプレッサは、環状型永久磁石４１を構成する二対
の環状型永久磁石４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄが内
筒ヨーク５および内筒ヨーク５と一体的に構成された外
筒ヨーク３にそれぞれ固定され軸方向に隔置されて配置
されてもよい。一対の電機子コイル７１は、電機子コイ
ル７１ａと７１ｂで構成され、外筒ヨーク３に固定され
た環状型永久磁石４１ａ、４１ｂと内筒ヨーク５に固定
された環状型永久磁石４１ｃ、４１ｄ間に二対の環状型
永久磁石４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄと対向して介
在され、内筒ヨーク５内で摺動するピストン６に固定さ
れている。As shown in FIG. 5, in the compressor for a cryogenic refrigerator according to the present invention, two pairs of annular permanent magnets 41a, 41b, 41c and 41d constituting an annular permanent magnet 41 are formed by an inner cylindrical yoke 5 and an inner cylindrical yoke 5. The outer yoke 3 may be fixed to the outer yoke 3 integrally formed with the yoke 5 and may be arranged at a distance in the axial direction. A pair of armature coils 71 is constituted by armature coils 71a and 71b, and is provided between annular permanent magnets 41a and 41b fixed to outer cylinder yoke 3 and annular permanent magnets 41c and 41d fixed to inner cylinder yoke 5. And two pairs of annular permanent magnets 41 a, 41 b, 41 c, 41 d are interposed therebetween and fixed to a piston 6 sliding in the inner cylinder yoke 5.
【００２２】これらの環状型永久磁石４ａ、４ｂ、４０
ａ、４０ｂ、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄはリング
状に一体的に形成された永久磁石で構成することができ
るが、個別の永久磁石をリング状に組み合わせて形成さ
れた実質的に環状型の永久磁石で構成することもでき
る。この極低温冷凍機用コンプレッサにおいて、少なく
とも一対の永久磁石４ａ、４ｂ、４０ａ、４０ｂ、４１
ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄは半径方向に対して互いに
逆極となるように配置され、一対の永久磁石４ａ、４
ｂ、４０ａ、４０ｂ、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ
にそれぞれ対置する１対の電機子コイル７ａ、７ｂ、７
０ａ、７０ｂ、７１ａ、７１ｂは軸方向にローレンツ力
が発生するように巻線方向／通電方向が決定される。即
ち、一対の電機子コイル７ａ、７ｂ、７０ａ、７０ｂ、
７１ａ、７１ｂの巻線方向は互いに逆巻とし、それぞれ
の電機子コイル７ａ、７ｂ、７０ａ、７０ｂ、７１ａ、
７１ｂの通電方向は同方向としてもよく、又は一対の電
機子コイル７ａ、７ｂ、７０ａ、７０ｂ、７１ａ、７１
ｂの巻線方向は互いに同巻とし、それぞれの電機子コイ
ル７ａ、７ｂ、７０ａ、７０ｂ、７１ａ、７１ｂの通電
方向は逆方向としてもよいものである。These ring-shaped permanent magnets 4a, 4b, 40
a, 40b, 41a, 41b, 41c and 41d can be constituted by permanent magnets integrally formed in a ring shape, but are substantially annular type formed by combining individual permanent magnets in a ring shape. It can also be constituted by a permanent magnet. In this cryogenic refrigerator compressor, at least one pair of permanent magnets 4a, 4b, 40a, 40b, 41
a, 41b, 41c, and 41d are disposed so as to have opposite polarities in the radial direction, and a pair of permanent magnets 4a,
b, 40a, 40b, 41a, 41b, 41c, 41d
A pair of armature coils 7a, 7b, 7
For 0a, 70b, 71a, and 71b, the winding direction and the conduction direction are determined so that Lorentz force is generated in the axial direction. That is, a pair of armature coils 7a, 7b, 70a, 70b,
The winding directions of the windings 71a and 71b are opposite to each other, and the respective armature coils 7a, 7b, 70a, 70b, 71a,
The energization direction of 71b may be the same direction, or a pair of armature coils 7a, 7b, 70a, 70b, 71a, 71
The winding directions of b may be the same, and the energizing directions of the armature coils 7a, 7b, 70a, 70b, 71a, 71b may be opposite.
【００２３】図６に示すように、この極低温冷凍機用コ
ンプレッサにおいて、一対の永久磁石４ａ、４ｂに、永
久磁石４ａ、４ｂからの磁束を半径方向に並列させるた
めの軸方向に極性が配置された補助磁石７２ａ、７２ｂ
が固着されている。この極低温冷凍機用コンプレッサに
おいて、永久磁石４ａ、４ｂ、４０ａ、４０ｂ、４１
ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄに対して電機子コイル７
ａ、７ｂ、７０ａ、７０ｂ、７１ａ、７１ｂは、その所
望の有効ストロークに応じて軸方向長さが決定される。
即ち、図１に示すように、永久磁石４ａ、４ｂに対して
電機子コイル７ａ、７ｂは、その所望の有効ストローク
に応じて軸方向長さが短長に設定される。また、図７に
示すように、永久磁石４ａ、４ｂに対して電機子コイル
７ａ、７ｂは、その所望の有効ストロークに応じて軸方
向長さが長く設定される。さらに、図８に示すように、
永久磁石４ａ、４ｂに対して電機子コイル７ａ、７ｂ
は、その所望の有効ストロークに応じて軸方向長さが同
長に設定される。As shown in FIG. 6, in this cryogenic refrigerator compressor, a pair of permanent magnets 4a, 4b are provided with polarities in the axial direction for causing magnetic fluxes from the permanent magnets 4a, 4b to be parallel in the radial direction. Auxiliary magnets 72a, 72b
Is fixed. In this cryogenic refrigerator compressor, the permanent magnets 4a, 4b, 40a, 40b, 41
armature coil 7 for a, 41b, 41c, 41d
The axial lengths of a, 7b, 70a, 70b, 71a, 71b are determined according to the desired effective stroke.
That is, as shown in FIG. 1, the armature coils 7a and 7b are set to have a short axial length in accordance with the desired effective stroke with respect to the permanent magnets 4a and 4b. Further, as shown in FIG. 7, the armature coils 7a and 7b are set to have a longer axial length in accordance with the desired effective stroke than the permanent magnets 4a and 4b. Further, as shown in FIG.
Armature coils 7a, 7b for permanent magnets 4a, 4b
Has the same axial length according to the desired effective stroke.
【００２４】このようにして少なくとも一対の環状型永
久磁石４ａ、４ｂ、４０ａ、４０ｂ、４１ａ、４１ｂ、
４１ｃ、４１ｄと、外筒ヨーク３と一体的に構成された
内筒ヨーク５と永久磁石４ａ、４ｂ、４０ａ、４０ｂ、
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ間に介在され交流電流
を通電することにより内筒ヨーク５内で摺動するピスト
ン６に固定され軸方向に往復運動する少なくとも一対の
電機子コイル７ａ、７ｂ、７０ａ、７０ｂ、７１ａ、７
１ｂとからなる一対のコンプレッサアッセンブリが対向
して配置される。Thus, at least one pair of annular permanent magnets 4a, 4b, 40a, 40b, 41a, 41b,
41c, 41d, an inner cylinder yoke 5 integrally formed with the outer cylinder yoke 3, and permanent magnets 4a, 4b, 40a, 40b,
At least one pair of armature coils 7a, 7b, 70a, which are fixed to the piston 6 that slides in the inner cylinder yoke 5 by passing an alternating current interposed between 41a, 41b, 41c, 41d and reciprocate in the axial direction. 70b, 71a, 7
1b are arranged to face each other.
【００２５】それぞれのコンプレッサアッセンブリにお
ける磁束の向きが一対の電機子コイル７ａ、７ｂ、７０
ａ、７０ｂ、７１ａ、７１ｂの半径方向に対して逆とな
るように一対の環状型永久磁石４ａ、４ｂ、４０ａ、４
０ｂ、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄと外筒ヨーク３
と内筒ヨーク５とで磁気回路（鎖線で示す）が形成され
る。The direction of the magnetic flux in each compressor assembly is a pair of armature coils 7a, 7b, 70
a, 70b, 71a, 71b, a pair of annular permanent magnets 4a, 4b, 40a, 4
0b, 41a, 41b, 41c, 41d and outer cylinder yoke 3
And the inner cylinder yoke 5 form a magnetic circuit (indicated by a chain line).
【００２６】以上の構成のコンプレッサにおいては、そ
れぞれのコンプレッサアッセンブリの電流供給端子８
ａ、８ｂ及びコイル端末９ａ、９ｂより電機子コイル７
ａ、７ｂ、７０ａ、７０ｂ、７１ａ、７１ｂに正弦波電
流を供給すると、電機子コイル７ａ、７ｂ、７０ａ、７
０ｂ、７１ａ、７１ｂには一対の環状型永久磁石４ａ、
４ｂ、４０ａ、４０ｂ、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１
ｄと外筒ヨーク３及び内筒ヨーク５とで形成される磁気
回路との相互作用により、軸方向にローレンツ力が作用
し、電機子コイル７ａ、７ｂ、７０ａ、７０ｂ、７１
ａ、７１ｂに固定されたピストン６がその軸方向に往復
運動する。In the compressor having the above configuration, the current supply terminal 8 of each compressor assembly is provided.
a, 8b and armature coil 7 from coil terminals 9a, 9b
When sine-wave currents are supplied to a, 7b, 70a, 70b, 71a, 71b, the armature coils 7a, 7b, 70a, 7
0b, 71a, 71b have a pair of annular permanent magnets 4a,
4b, 40a, 40b, 41a, 41b, 41c, 41
d and the magnetic circuit formed by the outer cylinder yoke 3 and the inner cylinder yoke 5, Lorentz force acts in the axial direction, and the armature coils 7a, 7b, 70a, 70b, 71
The piston 6 fixed to a, 71b reciprocates in its axial direction.
【００２７】この場合、一対のコンプレッサアッセンブ
リは対象的に作動する。即ち、同位相、同振幅の正弦波
電流を各電流供給端子８ａ、８ｂに供給すると、各コン
プレッサアッセンブリにおける磁界の方向が対象である
ため、各ピストン６は互いに逆方向に振動し、圧縮空間
１０の体積が周期的に変化する。その結果、作動空間内
のガスの圧縮、膨脹によりガス圧が変動し、従前と同様
に、フリーディスプレーサ１２がピストン６と同じ周波
数で、かつ異なる位相で往復運動する。In this case, the pair of compressor assemblies operate symmetrically. That is, when a sine wave current having the same phase and the same amplitude is supplied to each of the current supply terminals 8a and 8b, since the direction of the magnetic field in each compressor assembly is a target, each piston 6 vibrates in the opposite direction to each other, and the compression space 10 Changes periodically. As a result, the gas pressure fluctuates due to the compression and expansion of the gas in the working space, and the free displacer 12 reciprocates at the same frequency as the piston 6 and at a different phase as before.
【００２８】尚、上記のピストン６には、磁気回路との
相互作用による推力と共振させるためにバネ１１が接続
されている。これらの一対の電機子コイル７ａ、７ｂ、
７０ａ、７０ｂ、７１ａ、７１ｂは、以下に示すように
その結線部分をコイルボビン２０内に収容して構成され
る。即ち、図２は、上記の電機子コイル７の一例を示し
たもので、コイルボビン２０はその軸方向断面において
断面凹状の２ケ所の巻線部２１ａ、２１ｂが形成されて
おり、巻線部２１ａ、２１ｂとの間には巻線部を連通す
る溝部（Ａ）が、また一方の大径部にはコイル端末を導
出するための溝部（Ｂ）が形成されている。A spring 11 is connected to the piston 6 so as to resonate with a thrust by interaction with a magnetic circuit. These paired armature coils 7a, 7b,
70a, 70b, 71a, and 71b are configured by housing the connection portions in the coil bobbin 20 as described below. That is, FIG. 2 shows an example of the above-described armature coil 7. The coil bobbin 20 has two winding portions 21a and 21b having a concave cross section in the axial cross section. , 21b are formed with a groove (A) communicating with the winding portion, and one large-diameter portion is formed with a groove (B) for leading out a coil terminal.
【００２９】上記の巻線部２１ａ、２１ｂには、隣接す
るコイル２２ａ、２２ｂの巻線方向を逆方向とし、かつ
その巻数が偶数層となるように線材が巻回されており、
このコイル２２ａ、２２ｂ間を溝部（Ａ）で接続すると
ともに、コイル端末２３を溝部（Ｂ）から導出するよう
にしたものである。以上の電機子コイル７、７０、７１
は、接続部を形成することなく、コイルボビン２０と単
一の線材で構成することが可能となる。A wire is wound around the winding portions 21a and 21b such that the winding directions of the adjacent coils 22a and 22b are reversed and the number of turns is an even number.
The coils 22a and 22b are connected by a groove (A), and the coil end 23 is led out from the groove (B). The above armature coils 7, 70, 71
Can be configured with the coil bobbin 20 and a single wire without forming a connection portion.
【００３０】即ち、コイル部の全層数をｎとすると、コ
イル端末２３を溝部（Ｂ）から導入し、巻線部２１ａに
線材を左巻にｎ−１層巻回する。この巻終端を溝部
（Ａ）から巻線部２１ｂに導入し、線材を右巻にｎ層巻
回した後、巻終端で巻き返して巻線部２１ａに左巻のｎ
層目を巻回した後、溝部（Ｂ）からコイル端末の他端を
導出して電機子コイル７、７０、７１を形成することが
できる。また、他の偶数層の巻数を有するコイルも同様
の方法により形成することが可能である。図９は、上記
の電機子コイル７、７０、７１の一例を示したもので、
コイルボビン２０はその軸方向断面において断面凹状の
２ケ所の巻線部２１ａ、２１ｂが形成されており、巻線
部２１ａ、２１ｂとの間には巻線部２１ａ、２１ｂを連
通する溝部（Ａ）が、また一方の大径部にはコイル端末
を導出するための溝部（Ｅ）が形成されている。That is, assuming that the total number of layers of the coil portion is n, the coil end 23 is introduced from the groove portion (B), and the wire is wound left and right n-1 layers around the winding portion 21a. The winding end is introduced from the groove (A) into the winding portion 21b, and the wire is wound right-handed n layers, and then wound back at the winding end to form a left-handed n around the winding portion 21a.
After winding the layer, the other end of the coil end is led out from the groove (B) to form the armature coils 7, 70, 71. Further, another coil having an even number of turns can be formed by the same method. FIG. 9 shows an example of the above-mentioned armature coils 7, 70, 71.
The coil bobbin 20 is formed with two winding portions 21a and 21b having a concave cross section in the axial cross section, and a groove (A) communicating with the winding portions 21a and 21b between the winding portions 21a and 21b. However, a groove (E) for leading out the coil end is formed in one large-diameter portion.
【００３１】上記の巻線部２１ａ、２１ｂには、隣接す
るコイル２２ａ、２２ｂの巻線方向を逆方向とし、かつ
その巻数が偶数層となるように線材が巻回されており、
このコイル２２ａ、２２ｂ間を連続線材２３ａで溝部
（Ａ）で接続するとともに、コイル端末２３を溝部
（Ｅ）から導出する（Ｅ）から導出するようにし又は溝
部（Ｅ）に丸状、角状、膜状の導体を取付け、それにコ
イル端末を接続したものである。A wire is wound around the winding portions 21a and 21b so that the winding directions of the adjacent coils 22a and 22b are reversed and the number of turns is an even number.
The coils 22a and 22b are connected by a continuous wire 23a at the groove (A), and the coil end 23 is derived from the groove (E) (E), or the groove (E) is round or angular. , A film-like conductor is attached, and a coil terminal is connected to the conductor.
【００３２】以上の電機子コイル７、７０、７１は、接
続部を形成することなく、コイルボビン２０と単一の線
材で構成することが可能となる。即ち、コイル部の全層
数をｎとすると、コイル端末２３を溝部（Ｅ）から導入
し、巻線部２１ｂに線材を左巻にｎ層巻回する。この巻
終端を溝部（Ａ）から巻線部２１ａに導入し、線材を右
巻にｎ層巻回した後、この巻終端を溝部（Ｅ）からコイ
ル端末の他端を導出して電機子コイル７を形成すること
ができる。また、他の偶数層の巻数を有するコイルも同
様の方法により形成することが可能である。The above-described armature coils 7, 70, 71 can be formed of a single wire with the coil bobbin 20 without forming a connection portion. That is, assuming that the total number of layers of the coil portion is n, the coil end 23 is introduced from the groove portion (E), and the wire is wound around the winding portion 21b left-handed by n layers. The winding end is introduced into the winding portion 21a from the groove (A), the wire is wound right-handed n layers, and then the winding end is led out from the groove (E) to the other end of the coil terminal to obtain an armature coil. 7 can be formed. Further, another coil having an even number of turns can be formed by the same method.
【００３３】図３は、上記の電機子コイル７´の他の一
例を示したもので、コイルボビン３０はその軸方向断面
において断面凹状の２ケ所の巻線部３１ａ、３１ｂが形
成されており、巻線部３１ａ、３１ｂとの間には巻線部
を連通する溝部（Ａ）が、また一方の大径部にはコイル
端末を導出するための溝部（Ｂ）が形成されるととも
に、コイルボビン３０の内側に溝部（Ｃ）が設けられて
いる。FIG. 3 shows another example of the above-mentioned armature coil 7 '. The coil bobbin 30 has two winding portions 31a and 31b having a concave cross section in its axial cross section. A groove (A) communicating with the winding part is formed between the winding parts 31a and 31b, and a groove (B) for leading a coil terminal is formed in one large diameter part. Is provided with a groove (C).
【００３４】上記の巻線部３１ａ、３１ｂには、隣接す
るコイル３２ａ、３２ｂの巻線方向を逆方向とし、かつ
その巻数が奇数層となるように線材が巻回されており、
このコイル３２ａ、３２ｂ間を溝部（Ａ）で接続すると
ともに、コイル端末３３の一端を溝部（Ｂ）から、また
コイル端末の他端３４を溝部（Ｃ）から導出するように
し又は溝部（Ｃ）に丸状、角状、膜状の導体を取付け、
それにコイル端末を接続するようにしたものである。A wire is wound around the winding portions 31a and 31b so that the winding directions of the adjacent coils 32a and 32b are reversed and the number of turns is an odd number of layers.
The coils 32a and 32b are connected by a groove (A), and one end of the coil terminal 33 is led out of the groove (B) and the other end 34 of the coil terminal is drawn out of the groove (C). Attach a round, square, or film conductor to
A coil terminal is connected to it.
【００３５】以上の電機子コイル７´は、接続部を形成
することなく、コイルボビン３０と単一の線材で構成す
ることが可能となる。即ち、コイル部の全層数をｎとす
ると、コイル端末３３を溝部（Ｂ）から導入し、巻線部
３１ａに線材を左巻にｎ層巻回する。この巻終端を溝部
（Ａ）から巻線部３１ｂに導入し、線材を右巻にｎ層巻
回した後、コイル端末の他端３４を溝部（Ｃ）から導出
して電機子コイル７´を形成することができる。また、
他の奇数層の巻数を有するコイルも同様の方法により形
成することが可能である。The above-described armature coil 7 'can be constituted by the coil bobbin 30 and a single wire without forming a connection portion. That is, assuming that the total number of layers of the coil portion is n, the coil end 33 is introduced from the groove portion (B), and the wire is wound left and right n layers around the winding portion 31a. The winding end is introduced into the winding portion 31b from the groove portion (A), and the wire is wound right-handed n layers, and then the other end 34 of the coil terminal is led out from the groove portion (C) to form the armature coil 7 '. Can be formed. Also,
Other coils having an odd number of turns can be formed by the same method.
【００３６】尚、上記のコイルボビン３０の内側の溝部
（Ｃ）の代わりに渦電流防止用のスリット部（Ｄ）を利
用してコイル端末の他端３４を導出することもできる。
さらに、巻線部の巻き方向を限定することなくそれぞれ
別個に巻線部を形成し、所望の電流方向を有するように
溝部（Ａ）で接続することもできる。The other end 34 of the coil terminal can be led out using a slit (D) for preventing eddy current instead of the groove (C) inside the coil bobbin 30 described above.
Furthermore, it is also possible to form the windings separately without limiting the winding direction of the windings, and to connect them by the groove (A) so as to have a desired current direction.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
極低温冷凍機用コンプレッサは、以下のような効果を奏
する。 イ）同一の磁場強さ、面積であっても従来のヨークに比
較してその断面積を半分にすることができる。As is apparent from the above description, the compressor for a cryogenic refrigerator according to the present invention has the following effects. B) Even if the magnetic field strength and area are the same, the cross-sectional area can be reduced to half that of the conventional yoke.
【００３８】ロ）ヨークの断面積の減少が可能となるこ
とにより、導体面積を大きくすることができ、同一巻数
であっても導体径を大きくできる結果、ジュール損を大
幅に減少させてその効率を向上させることが可能とな
る。 ハ）それぞれのコイルから発生する磁束が相殺され、鉄
損が減少する結果、効率が向上する。(B) Since the cross-sectional area of the yoke can be reduced, the conductor area can be increased, and the conductor diameter can be increased even if the number of turns is the same. Can be improved. C) The magnetic fluxes generated from the respective coils are cancelled, and the iron loss is reduced. As a result, the efficiency is improved.
【００３９】ニ）それぞれのコイルから発生する磁束が
相殺されるため、電流の向きによる推力のヒステリシス
が無くなり制御が簡単である。 ホ）それぞれのコイルから発生する磁束が相殺さるた
め、電流―推力特性がリニアであり、制御が簡単であ
る。 ヘ）ヨークの断面積の減少が可能となることにより、磁
石を厚くでき、このためコイルに流す電流も小さくなる
ため、熱的に有利となり、本体の温度上昇が抑制される
結果、冷却が不要となる。D) Since the magnetic fluxes generated from the respective coils are offset, the hysteresis of the thrust due to the direction of the current is eliminated and the control is simple. E) Since the magnetic flux generated from each coil cancels out, the current-thrust characteristics are linear and the control is simple. F) The reduction in the cross-sectional area of the yoke enables the magnet to be made thicker, which reduces the current flowing through the coil, which is thermally advantageous and suppresses the temperature rise of the main body, so that cooling is unnecessary. Becomes
【００４０】ト）コイルの電流による磁束でヨークが飽
和することがなくなる。 チ）磁気回路間の円形ディスクを磁経路として使用しな
いため必要最小限に薄くすることが出来る。また、本発
明の電機子コイルによれば、以下のような利点をもたら
すものである。G) The yoke does not saturate due to the magnetic flux due to the current of the coil. H) Since a circular disk between magnetic circuits is not used as a magnetic path, it can be made as thin as necessary. Further, according to the armature coil of the present invention, the following advantages are provided.
【００４１】リ）隣接するコイルの結線部分がコイルボ
ビンから突出することがないため、磁気回路のギャップ
を小さくでき、このため、総磁束の低下を防止すること
ができ効率が向上する。 ヌ）結線部分の突出部と永久磁石の切込み部が運転中又
は輸送中に噛み込みことによるトラブルの発生がなくな
る。(4) Since the connection portions of the adjacent coils do not protrude from the coil bobbin, the gap of the magnetic circuit can be reduced, so that a reduction in the total magnetic flux can be prevented and the efficiency can be improved. D) The trouble caused by the protrusion of the connection portion and the notch of the permanent magnet getting stuck during operation or transportation is eliminated.
【００４２】ル）隣接するコイルの結線部分の半田付け
作業が不要となる。(4) The work of soldering the connection portions of the adjacent coils becomes unnecessary.
【図１】本発明の極低温冷凍機用コンプレッサの一実施
例を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing one embodiment of a compressor for a cryogenic refrigerator according to the present invention.
【図２】本発明の極低温冷凍機用コンプレッサに使用さ
れる電機子コイルの一実施例を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic view showing an embodiment of an armature coil used in the cryogenic refrigerator compressor of the present invention.
【図３】本発明の極低温冷凍機用コンプレッサに使用さ
れる電機子コイルの他の実施例を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic view showing another embodiment of the armature coil used in the cryogenic refrigerator compressor of the present invention.
【図４】本発明の極低温冷凍機用コンプレッサの他の実
施例を示す概略断面図である。FIG. 4 is a schematic sectional view showing another embodiment of the compressor for a cryogenic refrigerator according to the present invention.
【図５】本発明の極低温冷凍機用コンプレッサの他の実
施例を示す概略断面図である。FIG. 5 is a schematic sectional view showing another embodiment of the cryogenic refrigerator compressor of the present invention.
【図６】本発明の極低温冷凍機用コンプレッサの他の実
施例を示す概略断面図である。FIG. 6 is a schematic sectional view showing another embodiment of the compressor for a cryogenic refrigerator according to the present invention.
【図７】本発明の極低温冷凍機用コンプレッサの他の実
施例を示す概略断面図である。FIG. 7 is a schematic sectional view showing another embodiment of the cryogenic refrigerator compressor according to the present invention.
【図８】本発明の極低温冷凍機用コンプレッサの他の実
施例を示す概略断面図である。FIG. 8 is a schematic sectional view showing another embodiment of the compressor for a cryogenic refrigerator according to the present invention.
【図９】本発明の極低温冷凍機用コンプレッサに使用さ
れる電機子コイルの他の実施例を示す概略図である。FIG. 9 is a schematic view showing another embodiment of the armature coil used in the cryogenic refrigerator compressor of the present invention.
１………シリンダ ２………ハウジング ３………外筒ヨーク ４、４ａ、４ｂ、４０、４０ａ、４０ｂ、４１、４１
ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ………環状型永久磁石 ５………内筒ヨーク ６………ピストン ７、７ａ、７ｂ、７０、７０ａ、７０ｂ、７１、７１
ａ、７１ｂ………電機子コイル ８ａ、８ｂ………電流供給端子 ９ａ、９ｂ、２３、３３………コイル端末 １０………圧縮空間 １１………バネ ２０、３０………コイルボビン ２１ａ、２１ｂ、３１ａ、３１ｂ………巻線部 Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｅ………溝部 Ｄ………スリット部 ２２ａ、２２ｂ、３２ａ、３２ｂ………コイル1 ... cylinder 2 ... housing 3 ... outer cylinder yoke 4, 4a, 4b, 40, 40a, 40b, 41, 41
a, 41b, 41c, 41d ... annular permanent magnet 5 ... inner cylinder yoke 6 ... piston 7, 7a, 7b, 70, 70a, 70b, 71, 71
a, 71b ... armature coil 8a, 8b ... current supply terminal 9a, 9b, 23, 33 ... coil terminal 10 ... compression space 11 ... spring 20, 30 ... coil bobbin 21a, 21b, 31a, 31b ... winding part A, B, C, E ... groove part D ... slit part 22a, 22b, 32a, 32b ... coil
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 並木 信也 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１ 号 昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者 村西 哲 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１ 号 昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者 小久保 修 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１ 号 昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者 成吉 郁馬 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１ 号 昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者 赤間 助広 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１ 号 昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者 佐藤 敏美 神奈川県平塚市夕陽ヶ丘63番30号 住友重 機械工業株式会社平塚事業所内 (72)発明者 生田 義貴 神奈川県平塚市夕陽ヶ丘63番30号 住友重 機械工業株式会社平塚事業所内 (72)発明者 金尾 憲一 神奈川県平塚市夕陽ヶ丘63番30号 住友重 機械工業株式会社平塚事業所内 (72)発明者 小泉 達雄 東京都田無市谷戸町二丁目１番１号 住友 重機械工業株式会社田無製造所内 (72)発明者 内田 年雄 東京都田無市谷戸町二丁目１番１号 住友 重機械工業株式会社田無製造所内 (72)発明者 田口 芳人 東京都田無市谷戸町二丁目１番１号 住友 重機械工業株式会社田無製造所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shinya Namiki 2-1-1 Oda Sakae, Kawasaki-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Inside Showa Electric Wire & Cable Co., Ltd. (72) Inventor Satoshi Muranishi 2 Sakae Oda, Kawasaki-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Inside 1-1 Showa Electric Wire & Cable Co., Ltd. (72) Inventor Osamu Okubo 2-1-1 Sakae Oda, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Inside Inside Showa Electric Wire & Cable Co., Ltd. (72) Ikuma Nariyoshi Kawasaki, Kawasaki-shi, Kanagawa 2-1, 1-1 Oda Sakae-ku, Showa Electric Wire & Cable Co., Ltd. (72) Inventor Sukehiro Akama 2-1-1 Oda Ei, Kawasaki-ku, Kawasaki, Kanagawa Prefecture, Japan Showa Electric Wire & Cable Co., Ltd. (72) Inventor Tosumi Sato, Kanagawa 63-30 Yuigaoka, Hiratsuka-shi, Japan Sumitomo Heavy Industries Machinery Co., Ltd. Hiratsuka Works (72) Inventor Yoshitaka Ikuta 63-Yugigaoka, Hiratsuka-shi, Kanagawa No. 30 Sumitomo Heavy Industries Machinery Co., Ltd. Hiratsuka Works (72) Inventor Kenichi Kanao 63-30 Yuyogaoka Hiratsuka-shi, Kanagawa Prefecture Sumitomo Heavy Industries Machinery Co., Ltd. Hiratsuka Works (72) Inventor Tatsuo Koizumi Tanashi Ichigaya, Tokyo 2-1-1 Tomachi Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Tanashi Factory (72) Inventor Toshio Uchida 2-1-1, Yatocho, Tanashi-shi, Tokyo Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Tanashi Factory (72) Inventor Taguchi Yoshito 2-1-1, Yato-cho, Tanashi-shi, Tokyo Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Tanashi Factory
Claims (12)
少なくとも一対の実質的に環状型の永久磁石と、前記外
筒ヨークと一体的に構成された内筒ヨークと前記永久磁
石間に介在され交流電流を通電することにより前記内筒
ヨーク内で摺動するピストンに固定され前記軸方向に往
復運動する少なくとも一対の電機子コイルとからなる一
対のコンプレッサアッセンブリを対向して配置するとと
もに、それぞれのコンプレッサアッセンブリにおける磁
束の向きが前記一対の電機子コイルの半径方向に対して
逆となるように前記一対の環状型永久磁石と前記外筒ヨ
ークと前記内筒ヨークとで磁気回路を形成し、前記一対
の電機子コイルの結線部分をコイルボビン内に収容した
ことを特徴とする極低温冷凍機用コンプレッサ。An at least one pair of substantially annular permanent magnets fixed to an outer cylinder yoke and axially spaced from each other, and an inner cylinder yoke integrally formed with the outer cylinder yoke and the permanent magnet A pair of compressor assemblies comprising at least a pair of armature coils reciprocating in the axial direction fixed to a piston that slides in the inner cylinder yoke by passing an alternating current interposed therebetween are disposed opposite to each other. A magnetic circuit is formed by the pair of annular permanent magnets, the outer cylinder yoke, and the inner cylinder yoke such that the direction of magnetic flux in each compressor assembly is opposite to the radial direction of the pair of armature coils. And a connection part of the pair of armature coils is accommodated in a coil bobbin.
少なくとも一対の実質的に環状型の永久磁石と、前記内
筒ヨークと一体的に構成された外筒ヨークと前記永久磁
石間に介在され交流電流を通電することにより前記内筒
ヨーク内で摺動するピストンに固定され前記軸方向に往
復運動する少なくとも一対の電機子コイルとからなる一
対のコンプレッサアッセンブリを対向して配置するとと
もに、それぞれのコンプレッサアッセンブリにおける磁
束の向きが前記一対の電機子コイルの半径方向に対して
逆となるように前記一対の環状型永久磁石と前記外筒ヨ
ークと前記内筒ヨークとで磁気回路を形成し、前記一対
の電機子コイルの結線部分をコイルボビン内に収容した
ことを特徴とする極低温冷凍機用コンプレッサ。2. An at least one pair of substantially annular permanent magnets fixed to an inner cylinder yoke and spaced apart in the axial direction, and an outer cylinder yoke integrally formed with the inner cylinder yoke and the permanent magnet. A pair of compressor assemblies comprising at least a pair of armature coils reciprocating in the axial direction fixed to a piston that slides in the inner cylinder yoke by passing an alternating current interposed therebetween are disposed opposite to each other. A magnetic circuit is formed by the pair of annular permanent magnets, the outer cylinder yoke, and the inner cylinder yoke such that the direction of magnetic flux in each compressor assembly is opposite to the radial direction of the pair of armature coils. And a connection part of the pair of armature coils is accommodated in a coil bobbin.
に構成された外筒ヨークにそれぞれ固定され軸方向に隔
置された少なくとも二対の実質的に環状型の永久磁石
と、前記外筒ヨークと前記永久磁石間に介在され交流電
流を通電することにより前記内筒ヨーク内で摺動するピ
ストンに固定され前記軸方向に往復運動する少なくとも
一対の電機子コイルとからなる一対のコンプレッサアッ
センブリを対向して配置するとともに、それぞれのコン
プレッサアッセンブリにおける磁束の向きが前記一対の
電機子コイルの半径方向に対して逆となるように前記一
対の環状型永久磁石と前記外筒ヨークと前記内筒ヨーク
とで磁気回路を形成し、前記一対の電機子コイルの結線
部分をコイルボビン内に収容したことを特徴とする極低
温冷凍機用コンプレッサ。3. An at least two pairs of substantially annular permanent magnets fixed to an inner cylinder yoke and an outer cylinder yoke integrally formed with the inner cylinder yoke and spaced apart in the axial direction, respectively; A pair of compressor assemblies each including at least a pair of armature coils that are fixed to a piston that slides in the inner cylinder yoke and that reciprocate in the axial direction by passing an alternating current between the cylinder yoke and the permanent magnet. And the pair of annular permanent magnets, the outer cylinder yoke, and the inner cylinder such that the direction of magnetic flux in each compressor assembly is opposite to the radial direction of the pair of armature coils. A magnetic circuit is formed by a yoke, and a connection portion of the pair of armature coils is accommodated in a coil bobbin. Support.
いに逆極となるように配置し、前記一対の永久磁石にそ
れぞれ対置する１対の電機子コイルは前記軸方向にロー
レンツ力が発生するように巻線方向／通電方向が決定さ
れることを特徴とする請求項１、２または３記載の極低
温冷凍機用コンプレッサ。4. The pair of permanent magnets are arranged so as to have mutually opposite polarities in the radial direction, and a pair of armature coils respectively opposed to the pair of permanent magnets generate Lorentz force in the axial direction. 4. The compressor for a cryogenic refrigerator according to claim 1, wherein the direction of winding / direction of conduction is determined so as to perform the operation.
の磁束を半径方向に並列させるための軸方向に極性が配
置された補助磁石を固着させたことを特徴とする請求項
１、２または３記載の極低温冷凍機用コンプレッサ。5. An auxiliary magnet having a polarity arranged in an axial direction for causing a magnetic flux from the permanent magnet to be arranged in parallel in a radial direction, to the pair of permanent magnets. Or a compressor for a cryogenic refrigerator according to item 3.
の所望の有効ストロークに応じて軸方向長さが決定され
ることを特徴とする請求項１、２または３記載の極低温
冷凍機用コンプレッサ。6. The cryogenic refrigerator according to claim 1, wherein the armature coil has an axial length determined in accordance with a desired effective stroke with respect to the permanent magnet. For compressor.
部を有する円筒体と、この円筒体の隣接する巻線部を連
通する溝部（Ａ）とその軸方向のいずれか一方の側に設
けられたコイル端末を導出するための溝部（Ｂ）とを備
えたコイルボビンと、前記複数の巻線部に線材を巻回し
て形成したコイル部とを備え、前記隣接するコイル部間
を前記溝部（Ａ）を介してコイル端末を溝部（Ｂ）から
導出するようにしたことを特徴とする電機子コイル。7. A cylindrical body having a plurality of winding sections having a plurality of concave sections in an axial cross section, a groove (A) communicating an adjacent winding section of the cylindrical body, and a groove formed on one side in the axial direction. A coil bobbin provided with a groove (B) for leading out a provided coil terminal; and a coil formed by winding a wire around the plurality of windings, wherein the groove is formed between the adjacent coils. An armature coil wherein a coil terminal is led out of a groove (B) through (A).
部を有する円筒体と、この円筒体の隣接する巻線部を連
通する溝部（Ａ）とその軸方向の両側に設けられたコイ
ル端末を導出するための溝部（Ｂ）と前記円筒体の内側
又は外側に設けられた溝部（Ｃ）とを備えたコイルボビ
ンと、前記複数の巻線部に線材を巻回して形成したコイ
ル部とを備え、前記隣接するコイル部間を前記溝部
（Ａ）を介してコイル端末を前記溝部（Ｂ）及び前記溝
部（Ｃ）から導出するようにしたことを特徴とする電機
子コイル。8. A cylindrical body having a plurality of winding sections having a plurality of concave sections in an axial section, grooves (A) communicating adjacent winding sections of the cylindrical body, and coils provided on both sides in the axial direction. A coil bobbin having a groove (B) for leading out a terminal and a groove (C) provided inside or outside the cylindrical body, and a coil formed by winding a wire around the plurality of windings. An armature coil, wherein a coil terminal is led out from the groove (B) and the groove (C) through the groove (A) between the adjacent coil parts.
部を有する円筒体と、この円筒体の隣接する巻線部を連
通する溝部（Ａ）とその軸方向のいずれか一方の側に設
けられたコイル端末を導出するための溝部（Ｂ）とを備
えたコイルボビンと、前記複数の巻線部に線材を巻回し
て形成したコイル部とを備え、前記コイル部の巻数を偶
数層とするとともに、隣接するコイル部の巻線方向を逆
方向に巻回し、前記隣接するコイル部間を前記溝部
（Ａ）を介してコイル端末を溝部（Ｂ）から導出するよ
うにしたことを特徴とする電機子コイル。9. A cylindrical body having a plurality of winding portions having a concave cross section in an axial direction cross section, a groove portion (A) communicating an adjacent winding portion of the cylindrical body, and a groove portion on one side in the axial direction. A coil bobbin provided with a groove (B) for leading out a provided coil terminal; and a coil formed by winding a wire around the plurality of windings, wherein the number of turns of the coil is an even number. In addition, the winding direction of the adjacent coil section is wound in the opposite direction, and the coil end is led out of the groove section (B) through the groove section (A) between the adjacent coil sections. Armature coil.
線部を有する円筒体と、隣接する巻線部を連通する溝部
（Ａ）とその軸方向の両側に設けられたコイル端末を導
出するための溝部（Ｂ）と前記円筒体の内側又は外側に
設けられた溝部（Ｃ）とを備えたコイルボビンと、前記
複数の巻線部に線材を巻回して形成したコイル部とを備
え、前記コイル部の巻数を奇数層とするとともに、隣接
するコイル部の巻線方向を逆方向に巻回し、前記隣接す
るコイル間を前記溝部（Ａ）を介してコイル端末を前記
溝部（Ｂ）及び前記溝部（Ｃ）から導出するようにした
ことを特徴とする電機子コイル。10. A cylindrical body having a plurality of winding sections having a plurality of concave sections in an axial section, a groove section (A) communicating an adjacent winding section, and coil terminals provided on both sides in the axial direction. A coil bobbin provided with a groove (B) for forming a groove and a groove (C) provided inside or outside the cylindrical body, and a coil formed by winding a wire around the plurality of windings. The number of turns of the coil portion is an odd-numbered layer, and the winding direction of the adjacent coil portion is wound in the opposite direction, and the coil end is connected between the adjacent coils via the groove portion (A) and the groove portion (B) and the coil portion. An armature coil derived from the groove (C).
線部を有する円筒体と、この円筒体の隣接する巻線部を
連通する溝部（Ａ）とその軸方向の両側に設けられたコ
イル端末を導出するための溝部（Ｂ）と前記円筒体に設
けられたスリット部（Ｄ）とを備えたコイルボビンと、
前記複数の巻線部に線材を巻回して形成したコイル部と
を備え、前記隣接するコイル部間を前記溝部（Ａ）を介
してコイル端末を前記溝部（Ｂ）及び前記スリット部
（Ｄ）から導出するようにしたことを特徴とする電機子
コイル。11. A cylindrical body having a plurality of winding sections having a plurality of concave sections in an axial section, a groove (A) connecting adjacent winding sections of the cylindrical body, and coils provided on both sides in the axial direction. A coil bobbin having a groove (B) for leading out a terminal and a slit (D) provided in the cylindrical body;
A coil portion formed by winding a wire around the plurality of winding portions, and connecting the coil terminals between the adjacent coil portions via the groove portion (A) to the groove portion (B) and the slit portion (D). An armature coil characterized in that the armature coil is derived from:
線部を有する円筒体と、この円筒体の隣接する巻線部を
連通する溝部（Ａ）と前記円筒体の外側に設けられ前記
溝部から前記円筒体の一端まで軸方向に設けられコイル
端末を導出するための溝部（Ｅ）とを備えたコイルボビ
ンと、前記複数の巻線部に線材を巻回して形成したコイ
ル部とを備え、前記隣接するコイル部間を前記溝部
（Ａ）を介して前記隣接するコイル部のコイル端末を前
記溝部（Ｅ）から導出するようにしたことを特徴とする
電機子コイル。12. A cylindrical body having a plurality of winding sections having a plurality of concave sections in an axial cross section, a groove section (A) connecting adjacent winding sections of the cylindrical body, and the groove section provided outside the cylindrical body. A coil bobbin provided with a groove (E) provided in an axial direction from one end of the cylindrical body to one end of the cylindrical body, and a coil end formed by winding a wire around the plurality of windings; An armature coil wherein a coil end of the adjacent coil portion is led out from the groove portion (E) through the groove portion (A) between the adjacent coil portions.
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|---|---|---|---|
| JP00282599A JP3624109B2 (en) | 1999-01-08 | 1999-01-08 | Compressor for cryogenic refrigerator and armature coil used therefor |
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|---|---|---|---|
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009232558A (en) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Aisin Seiki Co Ltd | Coil device of linear actuator, and linear actuator |
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| CN104034080A (en) * | 2014-01-17 | 2014-09-10 | 中国科学院上海技术物理研究所 | Structure of two coaxial pulse tube cryocoolers by single linear compressor and manufacturing method thereof |
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-
1999
- 1999-01-08 JP JP00282599A patent/JP3624109B2/en not_active Expired - Fee Related
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