JP2518671Y2 - 冷却機用ガスサイクル機関 - Google Patents
冷却機用ガスサイクル機関Info
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- gas cycle
- cycle engine
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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
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/14—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K33/00—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
- H02K33/18—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with coil systems moving upon intermittent or reversed energisation thereof by interaction with a fixed field system, e.g. permanent magnets
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
- H02K5/22—Auxiliary parts of casings not covered by groups H02K5/06-H02K5/20, e.g. shaped to form connection boxes or terminal boxes
- H02K5/225—Terminal boxes or connection arrangements
-
- 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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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は冷却装置に関し、特に小
型、低振動、長寿命の冷却装置用ガスサイクル機関に関
する。
型、低振動、長寿命の冷却装置用ガスサイクル機関に関
する。
【０００２】赤外線影像装置等においては、熱雑音低
減、性能向上等のため小型の冷却装置を備えることが望
まれる。このような目的のためには、逆スターリングサ
イクルを利用したスターリング冷却装置が多く用いられ
る。以下、スターリング冷却装置を例にとって説明する
が、本考案はスターリング冷却装置に制限されるもので
はない。
減、性能向上等のため小型の冷却装置を備えることが望
まれる。このような目的のためには、逆スターリングサ
イクルを利用したスターリング冷却装置が多く用いられ
る。以下、スターリング冷却装置を例にとって説明する
が、本考案はスターリング冷却装置に制限されるもので
はない。
【０００３】
【従来の技術】図３を参照して従来の技術によるスター
リング冷却装置を説明する。
リング冷却装置を説明する。
【０００４】図３（Ａ）は、スターリング冷却装置の基
本構成を示す。スターリング冷却装置は、圧縮機５１、
膨張器５２、これらを連絡する流通ダクト５３を有す
る。圧縮機５１は、シリンダ５６とシリンダ内で往復運
動するピストン５７を含み、シリンダ５６とピストン５
７の間に圧縮室５８を画定する。膨張器５２は、シリン
ダ５９内に往復運動可能なディスプレーサ６１を含む。
ディスプレーサ６１には蓄熱式熱交換器６２が結合され
ており、高温側オリフィス６４から低温側オリフィス６
５に連絡するガス通路を備えている。このガス通路を通
過するガスは、蓄熱式熱交換器６２と熱交換を行う。シ
リンダ５９とディスプレーサ６１の低温側端部との間に
膨張室６６が画定される。なお、図示しないが、ピスト
ン５７は必要に応じてばね等で弾性支持され、クランク
等を介した駆動力源によって駆動され、ディスプレーサ
６１はばね等によって弾性移動可能に支持されている。
ピストン５７とディスプレーサ６１とは位相をずらして
往復運動し、逆スターリングサイクルを実行する。
本構成を示す。スターリング冷却装置は、圧縮機５１、
膨張器５２、これらを連絡する流通ダクト５３を有す
る。圧縮機５１は、シリンダ５６とシリンダ内で往復運
動するピストン５７を含み、シリンダ５６とピストン５
７の間に圧縮室５８を画定する。膨張器５２は、シリン
ダ５９内に往復運動可能なディスプレーサ６１を含む。
ディスプレーサ６１には蓄熱式熱交換器６２が結合され
ており、高温側オリフィス６４から低温側オリフィス６
５に連絡するガス通路を備えている。このガス通路を通
過するガスは、蓄熱式熱交換器６２と熱交換を行う。シ
リンダ５９とディスプレーサ６１の低温側端部との間に
膨張室６６が画定される。なお、図示しないが、ピスト
ン５７は必要に応じてばね等で弾性支持され、クランク
等を介した駆動力源によって駆動され、ディスプレーサ
６１はばね等によって弾性移動可能に支持されている。
ピストン５７とディスプレーサ６１とは位相をずらして
往復運動し、逆スターリングサイクルを実行する。
【０００５】逆スターリングサイクルの動作原理は冷媒
ガスの等温圧縮、等容移送、等温膨張、等容移送の４工
程から成り立っている。
ガスの等温圧縮、等容移送、等温膨張、等容移送の４工
程から成り立っている。
【０００６】具体的には、最初、ディスプレーサ６１
は、ばねによって中立位置にあるとする。ピストン５７
が図中右側に移動すると、冷媒ガスは圧縮室５８で等温
圧縮しつつ、流通ダクト５３を通って膨張器５２に流入
する。この時、高温側オリフィス６４と畜熱式熱交換器
６２および低温側オリフィス６５に至るガス通路の流体
抵抗力によりディスプレーサ６１の動作は膨張室６６側
に移動する。つまり膨張室６６の空間容積は減少すると
ともに全系統の動作圧力は最大に達する。すなわち、こ
の状態に至るまでの工程が等温圧縮である。
は、ばねによって中立位置にあるとする。ピストン５７
が図中右側に移動すると、冷媒ガスは圧縮室５８で等温
圧縮しつつ、流通ダクト５３を通って膨張器５２に流入
する。この時、高温側オリフィス６４と畜熱式熱交換器
６２および低温側オリフィス６５に至るガス通路の流体
抵抗力によりディスプレーサ６１の動作は膨張室６６側
に移動する。つまり膨張室６６の空間容積は減少すると
ともに全系統の動作圧力は最大に達する。すなわち、こ
の状態に至るまでの工程が等温圧縮である。
【０００７】また、ピストン５７が右側端に到達した状
態では、ガスの流動がないため圧縮室５８と膨張室６６
の間の圧力がバランスして、流体抵抗力が働かないので
ディスプレーサ６１はばねによって元の中立位置に戻る
作用をするので、圧縮ガスは圧縮室５８に移行すること
になる。すなわち、この状態が等容移送であり、容積が
変化していない状態で圧縮ガスが膨張室６６に移動して
いることを意味している。そして、この状態ではまだ、
冷媒ガスの冷却は起きていない。
態では、ガスの流動がないため圧縮室５８と膨張室６６
の間の圧力がバランスして、流体抵抗力が働かないので
ディスプレーサ６１はばねによって元の中立位置に戻る
作用をするので、圧縮ガスは圧縮室５８に移行すること
になる。すなわち、この状態が等容移送であり、容積が
変化していない状態で圧縮ガスが膨張室６６に移動して
いることを意味している。そして、この状態ではまだ、
冷媒ガスの冷却は起きていない。
【０００８】ピストン５７が元の状態の左側方向に反転
するとディスプレーサ６１に作用する流体抵抗力によっ
て、ディスプレーサ６１もほぼ同時に左側方向に移動す
る。この時、膨張室６６の空間容積が増大し、圧力が減
少するため膨張が起きる。すなわち、この状態が等温膨
張工程（等温で膨張するためには外部から熱を吸収する
必要がある）で冷却が起きる。
するとディスプレーサ６１に作用する流体抵抗力によっ
て、ディスプレーサ６１もほぼ同時に左側方向に移動す
る。この時、膨張室６６の空間容積が増大し、圧力が減
少するため膨張が起きる。すなわち、この状態が等温膨
張工程（等温で膨張するためには外部から熱を吸収する
必要がある）で冷却が起きる。
【０００９】そして、ピストン５７が左側端の最大点に
達した時点では、前述と同様に流体抵抗力が働かないの
でディスプレーサ６１はばねによって元の中立位置に戻
るため、膨張室６６のガスは等容移送となる。つまり、
膨張室６６の冷却したガスは、低温側オリフィス６５、
蓄熱式熱交換器６２、高温側オリフィス６４を経て、圧
縮室５８に戻り、４工程のサイクルを終了する。なお、
実際の冷却機の各工程はここで述べたような完全な等温
状態で動作することはない。
達した時点では、前述と同様に流体抵抗力が働かないの
でディスプレーサ６１はばねによって元の中立位置に戻
るため、膨張室６６のガスは等容移送となる。つまり、
膨張室６６の冷却したガスは、低温側オリフィス６５、
蓄熱式熱交換器６２、高温側オリフィス６４を経て、圧
縮室５８に戻り、４工程のサイクルを終了する。なお、
実際の冷却機の各工程はここで述べたような完全な等温
状態で動作することはない。
【００１０】このようなスターリング冷却装置において
は、膨張室６６が寒冷源となるので、被冷却物は膨張室
６６に熱的に結合されて配置される。たとえば、赤外線
撮像装置が膨張器５２の右端に設けられる。ところで、
赤外線撮像装置は１０μｍも揺れると画像がぶれて鮮明
でなくなってしまう。このため、低振動の冷却装置が望
まれる。また、冷却装置には長寿命が要望される。
は、膨張室６６が寒冷源となるので、被冷却物は膨張室
６６に熱的に結合されて配置される。たとえば、赤外線
撮像装置が膨張器５２の右端に設けられる。ところで、
赤外線撮像装置は１０μｍも揺れると画像がぶれて鮮明
でなくなってしまう。このため、低振動の冷却装置が望
まれる。また、冷却装置には長寿命が要望される。
【００１１】図３（Ａ）の構成においては、圧縮機５１
のピストン５７および膨張器５２のディスプレーサ６１
が共に往復運動し、振動源を形成している。
のピストン５７および膨張器５２のディスプレーサ６１
が共に往復運動し、振動源を形成している。
【００１２】膨張器の振動を低減するために、一対の膨
張器で被冷却物を挟み込むように対向配置することが提
案されている（たとえば、特開昭６２−１３８６５９号
公報、特開平２−２９５５６号公報）。
張器で被冷却物を挟み込むように対向配置することが提
案されている（たとえば、特開昭６２−１３８６５９号
公報、特開平２−２９５５６号公報）。
【００１３】膨張器の振動を防止しても、圧縮機が振動
を伝えればスターリング冷却装置全体の振動はなくなら
ない。圧縮機の振動を低減する方法として、クランク軸
をなくし、ピストンをリニアモータで駆動する方法およ
び、そのピストンを対向配置する方法が提案された（た
とえば、特開昭６３−１４８０５５号公報）。
を伝えればスターリング冷却装置全体の振動はなくなら
ない。圧縮機の振動を低減する方法として、クランク軸
をなくし、ピストンをリニアモータで駆動する方法およ
び、そのピストンを対向配置する方法が提案された（た
とえば、特開昭６３−１４８０５５号公報）。
【００１４】図３（Ｂ）に、リニアモータ駆動対向ピス
トン方式の圧縮機の構成例を示す。シリンダ５６内に、
２つのピストン５７ａ、５７ｂが対向配置され、その間
に圧縮室５８を画定している。このシリンダ５６の周囲
には、エの字形断面を有するヨーク７２が配置されてい
る。
トン方式の圧縮機の構成例を示す。シリンダ５６内に、
２つのピストン５７ａ、５７ｂが対向配置され、その間
に圧縮室５８を画定している。このシリンダ５６の周囲
には、エの字形断面を有するヨーク７２が配置されてい
る。
【００１５】図３（Ｂ）の断面図に示すように、ヨーク
７２は同軸の２つの円筒状部材とその間を連絡するフラ
ンジ状部材によって構成されている。すなわち、ヨーク
７２は図中左右両側に円筒状の空間を画定している。ま
た、中央部には圧縮室５８を外部に接続するガス通路が
形成されている。ヨーク７２の外側円筒状部材の内面上
に、一対のリング状永久磁石７１ａ、７１ｂが結合され
ている。すなわち、永久磁石７１ａとヨーク７２の左側
部分が１つの磁気回路を構成し、永久磁石７１ｂとヨー
ク７２の右側部分が他の磁気回路を構成している。
７２は同軸の２つの円筒状部材とその間を連絡するフラ
ンジ状部材によって構成されている。すなわち、ヨーク
７２は図中左右両側に円筒状の空間を画定している。ま
た、中央部には圧縮室５８を外部に接続するガス通路が
形成されている。ヨーク７２の外側円筒状部材の内面上
に、一対のリング状永久磁石７１ａ、７１ｂが結合され
ている。すなわち、永久磁石７１ａとヨーク７２の左側
部分が１つの磁気回路を構成し、永久磁石７１ｂとヨー
ク７２の右側部分が他の磁気回路を構成している。
【００１６】これらの磁気回路は、永久磁石７１ａ、７
１ｂと、対向するヨーク７２の内側円筒状部分との間に
磁気ギャップ７３ａ、７３ｂを形成している。これら一
対の磁気ギャップに、一対の円筒状可動コイル７４ａ、
７４ｂが挿入されている。これら可動コイル７４ａ、７
４ｂは、リード線７５ａ、７５ｂを介して電流を供給さ
れ、シリンダ内に対向配置されたピストン５７ａ、５７
ｂと結合され、可動コイル７４ａ、７４ｂに働く力によ
ってピストン５７ａ、５７ｂを駆動する。
１ｂと、対向するヨーク７２の内側円筒状部分との間に
磁気ギャップ７３ａ、７３ｂを形成している。これら一
対の磁気ギャップに、一対の円筒状可動コイル７４ａ、
７４ｂが挿入されている。これら可動コイル７４ａ、７
４ｂは、リード線７５ａ、７５ｂを介して電流を供給さ
れ、シリンダ内に対向配置されたピストン５７ａ、５７
ｂと結合され、可動コイル７４ａ、７４ｂに働く力によ
ってピストン５７ａ、５７ｂを駆動する。
【００１７】ピストン５７ａ、５７ｂは、可動コイル７
４ａ、７４ｂ、永久磁石７１ａ、７１ｂとヨーク７２が
構成するリニアモータにより、直線方向にのみ駆動され
るため、クランク駆動の場合と比べピストン移動方向と
垂直な方向の力を受けず、軸受、シールが長寿命化し、
振動が低減される。また、ピストン５７ａ、５７ｂが対
向配置されているため、両ピストンから働く力が相殺さ
れ、振動が低減される。
４ａ、７４ｂ、永久磁石７１ａ、７１ｂとヨーク７２が
構成するリニアモータにより、直線方向にのみ駆動され
るため、クランク駆動の場合と比べピストン移動方向と
垂直な方向の力を受けず、軸受、シールが長寿命化し、
振動が低減される。また、ピストン５７ａ、５７ｂが対
向配置されているため、両ピストンから働く力が相殺さ
れ、振動が低減される。
【００１８】従来、ピストンやディスプレーサの支持
は、コイルばね等によって行われてきた。近年、可動部
材を板ばねで支持する方式が開発されている。
は、コイルばね等によって行われてきた。近年、可動部
材を板ばねで支持する方式が開発されている。
【００１９】図４は、可動部材を平行板ばねで支持した
スターリング冷却装置の例を示す。図中、下側に示され
た対向ピストン方式の圧縮機５１が、流通ダクト５３を
介して上側に示された膨張器５２に接続されている。圧
縮機５１においては、ピストン５７ａ、５７ｂが対向し
て配置され、軸８１ａ、８１ｂによって駆動される。軸
８１ａ、８１ｂには、可動コイル７４ａ、７４ｂが結合
され、永久磁石７１ａ、７１ｂおよびヨーク７２ａ、７
２ｂが形成する磁気回路のギャップに挿入されている。
スターリング冷却装置の例を示す。図中、下側に示され
た対向ピストン方式の圧縮機５１が、流通ダクト５３を
介して上側に示された膨張器５２に接続されている。圧
縮機５１においては、ピストン５７ａ、５７ｂが対向し
て配置され、軸８１ａ、８１ｂによって駆動される。軸
８１ａ、８１ｂには、可動コイル７４ａ、７４ｂが結合
され、永久磁石７１ａ、７１ｂおよびヨーク７２ａ、７
２ｂが形成する磁気回路のギャップに挿入されている。
【００２０】軸８１ａ、８１ｂは、円盤状の薄い弾性金
属製ダイヤフラムで形成された板ばね８２ａ、８３ａお
よび８２ｂ、８３ｂによって外側ケースに支持されてい
る。これらの板ばね８２、８３は、軸８１ａ、８１ｂの
運動軸方向変位を弾性的に許容する。可動コイル７４
ａ、７４ｂに供給する電流は、リード線７５ａ、７５ｂ
を介して供給される。
属製ダイヤフラムで形成された板ばね８２ａ、８３ａお
よび８２ｂ、８３ｂによって外側ケースに支持されてい
る。これらの板ばね８２、８３は、軸８１ａ、８１ｂの
運動軸方向変位を弾性的に許容する。可動コイル７４
ａ、７４ｂに供給する電流は、リード線７５ａ、７５ｂ
を介して供給される。
【００２１】本構成においては、圧縮機５１と流通ダク
ト５３を介して結合された膨張器５２も、リニアモータ
による駆動機構を備えている。すなわち、蓄熱式熱交換
器６２を備えたディスプレーサ６１を支持する軸８４
は、ダイヤフラム状板ばね８５、８６によって外側ケー
スに支持され、可動コイル８８と機械的に結合されてい
る。
ト５３を介して結合された膨張器５２も、リニアモータ
による駆動機構を備えている。すなわち、蓄熱式熱交換
器６２を備えたディスプレーサ６１を支持する軸８４
は、ダイヤフラム状板ばね８５、８６によって外側ケー
スに支持され、可動コイル８８と機械的に結合されてい
る。
【００２２】可動コイル８８は、永久磁石８９、ヨーク
９０の形成する磁気回路の磁気ギャップ中に配置され、
電流を流すことによって軸方向の力を発生する。この可
動コイル８８に対する電流供給は、リード線９１を介し
て行われる。
９０の形成する磁気回路の磁気ギャップ中に配置され、
電流を流すことによって軸方向の力を発生する。この可
動コイル８８に対する電流供給は、リード線９１を介し
て行われる。
【００２３】このような円盤状の板ばねを利用すること
により、ピストンやディスプレーサを運動軸上に精度高
く支持し、運動軸と直交方向の変位を禁止することが可
能となる。このため、ピストンシール等の磨耗を大幅に
減少させることができる。
により、ピストンやディスプレーサを運動軸上に精度高
く支持し、運動軸と直交方向の変位を禁止することが可
能となる。このため、ピストンシール等の磨耗を大幅に
減少させることができる。
【００２４】また、このようなセンタリングガイド機構
を採用すると、圧縮ピストン等を非接触方式とすること
が可能となる。リーク防止はピストンとシリンダとの間
に狭い間隙を与え、ガスリーク量を極力減少させるクリ
アランスシール方式が採用できる。
を採用すると、圧縮ピストン等を非接触方式とすること
が可能となる。リーク防止はピストンとシリンダとの間
に狭い間隙を与え、ガスリーク量を極力減少させるクリ
アランスシール方式が採用できる。
【００２５】
【考案が解決しようとする課題】以上説明したような従
来の技術によるリニアモータを利用した冷却機用のガス
サイクル機関において、板ばねを用いたセンタリング機
構を採用することにより、磨耗や滑動抵抗等の問題は大
幅に解決されたが、可動コイルへの電流供給がリード線
を介した行われ、長期間の運転を行うと、リード線が疲
労サイクルにより劣化、破損する問題がある。このた
め、高い耐久性能を確保できない。
来の技術によるリニアモータを利用した冷却機用のガス
サイクル機関において、板ばねを用いたセンタリング機
構を採用することにより、磨耗や滑動抵抗等の問題は大
幅に解決されたが、可動コイルへの電流供給がリード線
を介した行われ、長期間の運転を行うと、リード線が疲
労サイクルにより劣化、破損する問題がある。このた
め、高い耐久性能を確保できない。
【００２６】本考案の目的は、可動部材のセンタリング
精度が高く、耐久性に優れた冷却機用ガスサイクル機関
を提供することである。
精度が高く、耐久性に優れた冷却機用ガスサイクル機関
を提供することである。
【００２７】
【課題を解決するための手段】本考案の冷却機用ガスサ
イクル機関は、シリンダ内に可動部材を配置し、可動部
材をリニアモータで駆動して熱力学的ガスサイクルを行
わせる冷却機用ガスサイクル機関であって、板状の電気
的良導体で形成され、外周部、内周部、及び該外周部と
内周部とを結合する３本以上の腕部分を含んで構成され
た板ばねで、前記可動部材を運動軸方向可動に支持する
とともに、この板ばねを電流リードとして前記リニアモ
ータに電流を供給する。
イクル機関は、シリンダ内に可動部材を配置し、可動部
材をリニアモータで駆動して熱力学的ガスサイクルを行
わせる冷却機用ガスサイクル機関であって、板状の電気
的良導体で形成され、外周部、内周部、及び該外周部と
内周部とを結合する３本以上の腕部分を含んで構成され
た板ばねで、前記可動部材を運動軸方向可動に支持する
とともに、この板ばねを電流リードとして前記リニアモ
ータに電流を供給する。
【００２８】
【作用】電流供給系の疲労は、リード線等の変形が繰り
返されることによる金属疲労が主な原因である。板ばね
を可動部材の支持機構として利用するとともに、電流リ
ードとして利用することにより、可動部材を精度高く軸
上に支持するとともに、板ばね以外の部分の電流リード
を変形を要しないものとすることが可能となる。たとえ
ば、板ばねを電気的良導体である燐青銅、ベリリウム銅
等で形成することにより、電流供給系の寿命は十分長く
することができる。
返されることによる金属疲労が主な原因である。板ばね
を可動部材の支持機構として利用するとともに、電流リ
ードとして利用することにより、可動部材を精度高く軸
上に支持するとともに、板ばね以外の部分の電流リード
を変形を要しないものとすることが可能となる。たとえ
ば、板ばねを電気的良導体である燐青銅、ベリリウム銅
等で形成することにより、電流供給系の寿命は十分長く
することができる。
【００２９】
【実施例】図１は、スターリング冷却機の圧縮機部分を
示す概略断面図である。シリンダ１内に圧縮ピストン２
が配置され、この圧縮ピストン２の駆動軸３は、２組の
支持板ばね４ａ、４ｂによって外側ケース１１に保持さ
れている。駆動軸３は、中空構造とされ、軽量化とリー
ド線収容を可能としている。
示す概略断面図である。シリンダ１内に圧縮ピストン２
が配置され、この圧縮ピストン２の駆動軸３は、２組の
支持板ばね４ａ、４ｂによって外側ケース１１に保持さ
れている。駆動軸３は、中空構造とされ、軽量化とリー
ド線収容を可能としている。
【００３０】各支持板ばね４ａ、４ｂは、それぞれ２枚
の板ばねを積層した構成であり、外周をセラミクス等の
絶縁部材５ａ、５ｂによって覆われている。また、駆動
軸３が金属等の電気的導体の場合、支持板ばね４ａ、４
ｂの内周も絶縁部材６ａ、６ｂによって絶縁される。
の板ばねを積層した構成であり、外周をセラミクス等の
絶縁部材５ａ、５ｂによって覆われている。また、駆動
軸３が金属等の電気的導体の場合、支持板ばね４ａ、４
ｂの内周も絶縁部材６ａ、６ｂによって絶縁される。
【００３１】外側ケース１１内には、永久磁石１２およ
び磁性体で形成されたヨーク１３からなる磁気回路が配
置されており、この磁気回路は円筒状の磁気ギャップ７
を形成している。可動コイル９がこの磁気ギャップ７内
に配置され、駆動軸３とアーム等の結合部材２２によっ
て機械的に結合されている。
び磁性体で形成されたヨーク１３からなる磁気回路が配
置されており、この磁気回路は円筒状の磁気ギャップ７
を形成している。可動コイル９がこの磁気ギャップ７内
に配置され、駆動軸３とアーム等の結合部材２２によっ
て機械的に結合されている。
【００３２】外側ケース１１の一端には、ハーメチック
シールが形成され、気密端子１５、１６が設けられてい
る。この気密端子１５、１６から２組の支持板ばね４
ａ、４ｂの外周部分にリード線１７、１８が延在し、固
定されている。また、支持板ばね４ａ、４ｂの内周部分
から駆動コイルへリード線１９、２０が設けられてい
る。これらのリード線は固定駆動軸３、結合部材２２に
対して固定されている。
シールが形成され、気密端子１５、１６が設けられてい
る。この気密端子１５、１６から２組の支持板ばね４
ａ、４ｂの外周部分にリード線１７、１８が延在し、固
定されている。また、支持板ばね４ａ、４ｂの内周部分
から駆動コイルへリード線１９、２０が設けられてい
る。これらのリード線は固定駆動軸３、結合部材２２に
対して固定されている。
【００３３】リード線１７〜２０は、変形する必要がな
いため、金属疲労を招くことが少ない。弾性運動する支
持板ばね４ａ、４ｂの外周から内周への電流供給は、支
持板ばね４ａ、４ｂ自身によって行われる。支持板ばね
４ａ、４ｂは好ましくはベリリュウム銅等の電気電動特
性がよい弾性金属材料で形成する。さらに、支持板ばね
の軸方向変位量を大きく、かつラジアル方向の変位量を
小さくし、かつ変位や歪みによる金属疲労を低減するた
めには、円盤状の板ばねに適当な形状のスリットを設け
ることが好ましい。
いため、金属疲労を招くことが少ない。弾性運動する支
持板ばね４ａ、４ｂの外周から内周への電流供給は、支
持板ばね４ａ、４ｂ自身によって行われる。支持板ばね
４ａ、４ｂは好ましくはベリリュウム銅等の電気電動特
性がよい弾性金属材料で形成する。さらに、支持板ばね
の軸方向変位量を大きく、かつラジアル方向の変位量を
小さくし、かつ変位や歪みによる金属疲労を低減するた
めには、円盤状の板ばねに適当な形状のスリットを設け
ることが好ましい。
【００３４】図２は、スリットを設けた板ばねの形状を
示す。図２（Ａ）、（Ｂ）は、円盤状板ばねの外周と内
周を３個の腕部分で結合した構造であり、図２（Ｃ）は
矩形外周を有する板ばねの外周部と円形内周部とを４つ
の腕部分で結合した形状である。なお、スリットまたは
開孔を設けた板ばねの形状はこれら図示のものに限らな
いことは当業者に自明であろう。
示す。図２（Ａ）、（Ｂ）は、円盤状板ばねの外周と内
周を３個の腕部分で結合した構造であり、図２（Ｃ）は
矩形外周を有する板ばねの外周部と円形内周部とを４つ
の腕部分で結合した形状である。なお、スリットまたは
開孔を設けた板ばねの形状はこれら図示のものに限らな
いことは当業者に自明であろう。
【００３５】支持板ばね４ａ、４ｂは、好ましくは図１
に示すように２枚の積層構造とする。機械的、電気的に
冗長性を提供し、長寿命化に寄与する。
に示すように２枚の積層構造とする。機械的、電気的に
冗長性を提供し、長寿命化に寄与する。
【００３６】図１の構成において、気密端子１５、１６
から電流を供給すると、電流はリード線１７、１８を通
って板ばね４ａ、４ｂの外周に達し、支持板ばね４ａ、
４ｂの外周から内周に伝達され、さらにリード線１９、
２０を通って可動コイル９に到達する。これら電流通路
中変形可動部は支持板ばね４ａ、４ｂの部分であり、こ
れらの部分においては電流供給は板ばね部材自身が行う
ため、他のリード線部分は固定配置することができ、耐
久性を向上することができる。なお、板ばねを電流通路
とするとその面内寸法は大きいので薄い板ばねでも十分
電導性を付与できる。
から電流を供給すると、電流はリード線１７、１８を通
って板ばね４ａ、４ｂの外周に達し、支持板ばね４ａ、
４ｂの外周から内周に伝達され、さらにリード線１９、
２０を通って可動コイル９に到達する。これら電流通路
中変形可動部は支持板ばね４ａ、４ｂの部分であり、こ
れらの部分においては電流供給は板ばね部材自身が行う
ため、他のリード線部分は固定配置することができ、耐
久性を向上することができる。なお、板ばねを電流通路
とするとその面内寸法は大きいので薄い板ばねでも十分
電導性を付与できる。
【００３７】なお、圧縮機の場合を説明したが、同様の
電流供給兼用支持板ばね構造を膨張器のディスプレーサ
駆動機構に用いることもできる。
電流供給兼用支持板ばね構造を膨張器のディスプレーサ
駆動機構に用いることもできる。
【００３８】以上実施例に沿って本考案を説明したが、
本考案はこれらに制限されない。たとえば、種々の変
更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明で
あろう。
本考案はこれらに制限されない。たとえば、種々の変
更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明で
あろう。
【００３９】
【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
板ばねを電流供給系に併用させることにより、変形運動
する電流リード線を省略でき、冷却機用ガスサイクル機
関の耐久性と信頼性を向上することができる。
板ばねを電流供給系に併用させることにより、変形運動
する電流リード線を省略でき、冷却機用ガスサイクル機
関の耐久性と信頼性を向上することができる。
【図１】本考案の実施例によるスターリング冷却機用圧
縮機の構成を示す断面図である。
縮機の構成を示す断面図である。
【図２】図１の圧縮機に用いる板ばねの形状例を示す平
面図である。
面図である。
【図３】従来の技術を示す。図３（Ａ）はスターリング
冷却装置の基本構成を示す図、図３（Ｂ）は対向ピスト
ン方式の圧縮機の構成例を示す概略図である。
冷却装置の基本構成を示す図、図３（Ｂ）は対向ピスト
ン方式の圧縮機の構成例を示す概略図である。
【図４】従来の技術による平行板ばね支持系を用いたス
ターリング冷却機の構成を示す断面図である。
ターリング冷却機の構成を示す断面図である。
１ シリンダ ２ 圧縮ピストン ３ 駆動軸 ４ 支持板ばね ５、６ 絶縁部材 ７ 磁気ギャップ ９ 可動コイル １２ 永久磁石 １３ ヨーク １７〜２０ リード線
Claims (2)
- 【請求項１】 シリンダ内に可動部材を配置し、可動部
材をリニアモータで駆動して熱力学的ガスサイクルを行
わせる冷却機用ガスサイクル機関であって、板状の電気
的良導体で形成され、外周部、内周部、及び該外周部と
内周部とを結合する３本以上の腕部分を含んで構成され
た板ばねで、前記可動部材を運動軸方向可動に支持する
とともに、この板ばねを電流リードとして前記リニアモ
ータに電流を供給することを特徴とする冷却機用ガスサ
イクル機関。 - 【請求項２】 前記板ばねは、外周を絶縁部材によって
保持された２枚以上の平行板ばねであることを特徴とす
る請求項１記載の冷却機用ガスサイクル機関。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991044427U JP2518671Y2 (ja) | 1991-06-13 | 1991-06-13 | 冷却機用ガスサイクル機関 |
| US07/892,360 US5255521A (en) | 1991-06-13 | 1992-06-02 | Gas cycle engine for refrigerator |
| GB9212358A GB2258349A (en) | 1991-06-13 | 1992-06-11 | Conductive leaf springs in a linear motor. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991044427U JP2518671Y2 (ja) | 1991-06-13 | 1991-06-13 | 冷却機用ガスサイクル機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0569564U JPH0569564U (ja) | 1993-09-21 |
| JP2518671Y2 true JP2518671Y2 (ja) | 1996-11-27 |
Family
ID=12691195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1991044427U Expired - Fee Related JP2518671Y2 (ja) | 1991-06-13 | 1991-06-13 | 冷却機用ガスサイクル機関 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5255521A (ja) |
| JP (1) | JP2518671Y2 (ja) |
| GB (1) | GB2258349A (ja) |
Families Citing this family (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2279139B (en) * | 1993-06-18 | 1997-12-17 | Mitsubishi Electric Corp | Vuilleumier heat pump |
| JP2809985B2 (ja) * | 1994-03-09 | 1998-10-15 | 日本原子力研究所 | 放射線検出装置 |
| US6230501B1 (en) | 1994-04-14 | 2001-05-15 | Promxd Technology, Inc. | Ergonomic systems and methods providing intelligent adaptive surfaces and temperature control |
| KR0131481Y1 (ko) * | 1995-09-04 | 1998-12-15 | 구자홍 | 스터링사이클 기기의 피스톤 지지구조 |
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| DE102004062301A1 (de) * | 2004-12-23 | 2006-07-13 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Linearverdichter und Antriebsaggregat dafür |
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| DE102004062302A1 (de) | 2004-12-23 | 2006-07-13 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Linearverdichter und Antriebsaggregat dafür |
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| BRPI1103447A2 (pt) * | 2011-07-19 | 2013-07-09 | Whirlpool Sa | feixe de molas para compressor e compressor provido de feixe de molas |
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| WO2023282803A1 (en) * | 2021-07-07 | 2023-01-12 | Maquet Critical Care Ab | A voice coil actuator, and a breathing apparatus |
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| DE8411307U1 (de) * | 1984-04-11 | 1984-07-05 | Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln | Kaeltemaschine |
| JPS6133885A (ja) * | 1984-07-25 | 1986-02-17 | 富士通株式会社 | 支持装置 |
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| JPH055405Y2 (ja) * | 1987-09-25 | 1993-02-12 | ||
| JPH0229556A (ja) * | 1988-07-19 | 1990-01-31 | Fuji Electric Co Ltd | 冷却装置 |
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-
1991
- 1991-06-13 JP JP1991044427U patent/JP2518671Y2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-06-02 US US07/892,360 patent/US5255521A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-06-11 GB GB9212358A patent/GB2258349A/en not_active Withdrawn
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃｓ，Ｖｏｌ．２７ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ（１９８７）Ｐ．６４５−６４６ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0569564U (ja) | 1993-09-21 |
| GB9212358D0 (en) | 1992-07-22 |
| US5255521A (en) | 1993-10-26 |
| GB2258349A (en) | 1993-02-03 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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