JPH05288419A - 冷凍機用サスペンションスプリングの保持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ピストンやディスプレーサをサスペンション
スプリングによって支持したスターリング冷凍機におい
て、サスペンションスプリングの外側スリット端での応
力集中を抑制し疲労破壊を防ぐことによって、長寿命の
冷凍機を得る。 【構成】 ピストン支持用サスペンションスプリング２
７のスリットの外端付近から内側方向に伸びる突起を有
し、その突起にてサスペンションスプリング２７の腕の
外端を挟み込むように押さえる複数のピストン用スプリ
ング外周押さえ２８を設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、赤外線検出
素子を極低温（例えば、７７Ｋ前後）に冷却するスター
リング冷凍機に関し、より詳細には、斯かるスターリン
グ冷凍機を構成する圧縮機とコールドフィンガに夫々使
用されるピストンとディスプレーサを支持するサスペン
ションスプリングのその保持構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１４に従来のスターリング冷凍機の構
成例を示す。スターリング冷凍機は大きく分けて圧縮機
１と、コールドフィンガ２と、これらを結ぶ連結管３よ
り構成される。前記圧縮機１はシリンダ５と、前記シリ
ンダ５の内側を上下に往復運動するピストン６を備えて
おり、前記ピストン６は、前記シリンダ５と接触して摩
耗するのを防ぐため前記シリンダ５と非接触状態が保て
るように二箇所以上に分けた複数のピストン支持用サス
ペンションスプリング２７により支えられる。前記ピス
トン支持用サスペンションスプリング２７は、図１５に
示すように、平板に１本または複数のスリット２７ｂを
設ける事によって前記ピストン６が往復運動する際垂直
方向に自在にたわむ事のできる腕２７ａを有している。
図１６及び図１７に示すように前記ピストン支持用サス
ペンションスプリング２７の外周は円形の内周を有する
リング状の複数のピストン用スプリング外周押さえ２８
で挟み込むように押さえられ、前記ピストン用スプリン
グ外周押さえ２８はハウジング７の内壁に固定される。
また、前記ピストン支持用サスペンションスプリング２
７は、前記ピストン支持用サスペンションスプリング２
７の中心部で、円形の外周を有するリング状の複数のピ
ストン用スプリング内周押さえ２９で固定され、前記ピ
ストン用スプリング内周押さえ２９は前記ピストン６の
固定されている。前記ピストン６には可動コイル８が取
り付けられ、前記可動コイル８は非磁性材料からなる円
筒状のボビン９に導電線１０を巻き付けて形成されてい
る。前記可動コイル８の前記導電線１０は一対のリード
線１１と接続しており、リード線１１は前記ハウジング
７に取り付けられた一対の電気端子１２に接続される。
前記ハウジング７内には永久磁石１３及びヨーク１４が
設けられており、これらは磁気回路１５を構成してい
る。前記可動コイル８は前記磁気回路１５に設けられた
間隙１６内で前記ピストン６の軸線方向に往復運動でき
る構造になっており、前記間隙１６内には前記可動コイ
ル８の運動方向を横切る半径方向に永久磁界が存在す
る。前記圧縮機１全体には例えばヘリウムなどの高圧の
作動ガスが封入されている。前記シリンダ５内側の前記
ピストン上方の内部空間を圧縮室１７と呼び、前記圧縮
室１７内の作動ガスが前記シリンダ５と前記ピストン６
の隙間を通過しにくくするために、前記シリンダ５と前
記ピストン６の隙間はできるだけ狭く作られている。

【０００３】一方、前記コールドフィンガ２は、細長い
円筒状の低温シリンダ１８を備えており、前記低温シリ
ンダ１８内を上下に往復運動するディスプレーサ２０を
有している。前記ディスプレーサ２０は本体部２０ａと
その下方にのびるロッド２０ｂで構成され、前記低温シ
リンダ１８内部の空間は前記ディスプレーサ本体部２０
ａによって上下に２分割されており、前記ディスプレー
サ本体部２０ａより上方の空間を低温室２１、下方の空
間を高温室２２と呼ぶ。前記ディスプレーサ本体部２０
ａ内部には再生器２３とガス通過孔２４が設けられ、前
記低温室２１と前記高温室２２は前記再生器２３と前記
ガス通過孔２４を介して連通しており、前記再生器２３
内には例えば鋼の金網などの蓄冷材２５が充填されてい
る。１９は第１スリーブで、前記第１スリーブ１９は前
記ディスプレーサ本体部２０ａの外周を囲むように前記
低温シリンダ１８下部に固定されている。一方、前記デ
ィスプレーサ２０のロッド２０ｂは、前記高温室２２下
方に固定された第２スリーブ１６を突き抜け、スプリン
グ室３３にまで延びている。以上のような前記コールド
フィンガ２の各室には前記圧縮機１と同様に例えばヘリ
ウムなどの高圧の作動ガスが封入されており、作動ガス
が前記第１スリーブ１９と前記ディスプレーサ本体部２
０ａの隙間を通過しにくくなるように、前記ディスプレ
ーサ本体部２０ａと前記第１スリーブ１９の隙間はでき
るだけ狭く作られ、同様に前記第２スリーブ１６と前記
ディスプレーサ２０のロッド２０ｂの隙間も、作動ガス
が通過しにくくなるようできるだけ狭く作られている。
前記ディスプレーサ２０は、往復運動する際前記第１ス
リーブ１９および前記第２スリーブ１６と接触して摩耗
するのを防ぐため、前記第１スリーブ１９および前記第
２スリーブ１６と非接触状態が保てるように、前記スプ
リング室３３内に二箇所以上に分けて設置された複数の
ディスプレーサ支持用サスペンションスプリング３０に
より支えられる。前記ディスプレーサ支持用サスペンシ
ョンスプリング３０は、図１８に示すように、平板に１
本または複数のスリット３０ｂを設ける事によって前記
ディスプレーサ２０が往復運動する際垂直方向に自在に
たわむ事のできる腕３０ａを有している。図１９及び図
２０に示すように前記ディスプレーサ支持用サスペンシ
ョンスプリング３０は外周を円形の内周を有するリング
状の複数のディスプレーサ用スプリング外周押さえ３１
で挟み込むように押さえられ、前記ディスプレーサ用ス
プリング外周押さえ３１は前記スプリング室３３の内壁
に固定される。前記ディスプレーサ支持用サスペンショ
ンスプリング３０は、前記ディスプレーサ支持用サスペ
ンションスプリング３０の中心部で、円形の外周を有す
るリング状で複数のディスプレーサ用スプリング内周押
さえ３２で固定され、前記ディスプレーサ用スプリング
内周押さえ３２は前記ディスプレーサ２０のロッド２０
ｂに固定されている。

【０００４】前記圧縮機１の前記圧縮室１７と前記コー
ルドフィンガ２の前記高温室２２は、前記連結管３を介
して連通している。また、前記圧縮室１７、前記連結管
３内部の空間、前記低温室２１、前記高温室２２、前記
再生器２３及び前記ガス通過孔２４は互いに連通してお
り、これらの室全体を総合して作動室２６と呼ぶ。

【０００５】上記のように構成された従来の冷凍機の動
作について説明する。外部から電気端子１２及びリード
線１１を介して可動コイル８の導電線９に交流電流を印
加すると、導電線１０には間隙１６中の永久磁界と相互
作用により軸方向にローレンツ力が働く。その結果、可
動コイル８が取り付けられたピストン６は、ピストン支
持用サスペンションスプリング２７のスプリング作用に
よって共振してシリンダ５の内部を往復運動することに
より、圧縮室１７から低温室２１に至る作動室２６のガ
ス圧力に正弦状の波動を与える。一方、コールドフィン
ガ２の第２のスリーブ１６とディスプレーサ２０のロッ
ド２０ｂとの隙間は上記のピストン６によって作られる
圧力波動ような短周期の圧力変化にたいしては充分な密
封性を有するが、長時間的に見れば密封は不完全である
ので、スプリング室３３内の圧力は、ピストン６によっ
て作られる圧力波動のおよそ平均圧付近に保たれる。ピ
ストン６によって作られる圧力波動が高温室２２に伝わ
ると、ディスプレーサ２０には高温室２２とスプリング
室３３の圧力差にディスプレーサ２０のロッド２０ｂの
断面積を乗じた荷重がディスプレーサ２０の上下方向に
作用する。この力とディスプレーサ支持用サスペンショ
ンスプリング３０の相互作用によりディスプレーサ２０
は上下方向に共振し、ピストン６と同じ周波数かつおよ
び９０゜進んだ位相でコールドフィンガ２内を軸方向に
往復する。以上のようにピストン６及びディスプレーサ
２０が運動するとき、以下に述べるような原理で冷凍を
発生することができる。

【０００６】まずディスプレーサ２０がコールドフィン
ガ２内の上部に位置しているときに、ピストン６が上方
に移動して作動室２６内の作動ガス全体を圧縮する。圧
縮室１７内の作動ガスは連結管３を経て、高温室２２に
流れ込み、この間に圧縮時に発生する圧縮熱はハウジン
グ７、連結管３などを介して周囲空気に放熱される。次
にディスプレーサ２０が下方に移動し、それとともに高
温室２２の作動ガスは再生器２３とガス通過孔２４を通
って低温室２１に移動する。このとき再生器２３は半サ
イクル前に蓄えた冷熱で作動ガスを予冷する。次にピス
トン６が下方に移動することで作動室２６内の作動ガス
全体を膨張させる。低温室２１内においても作動ガスは
膨張し、低温室２１内に冷熱を発生する。次にディスプ
レーサ２０が上方に移動し、それとともに低温室２１の
作動ガスは再生器２３とガス通過孔２４を通って高温室
２２に移動する。このとき再生器２３は作動ガスによっ
て予冷される。その後再びピストン６が上方に移動して
作動ガスの圧縮が始まり、同様のサイクルが繰返され
る。ここでの作動ガスの圧縮と膨張はそれぞれピストン
６から仕事をうけとったり、ピストン６への仕事を与え
たりしながら行われているので、作動ガスは圧縮時には
熱を出し、膨張時には外部から熱を吸収する。前述のよ
うにディスプレーサ２０がコールドフィンガ２内の上部
に位置しているとき、すなわち低温室２１の容積が小さ
くなっているときに作動ガスの圧縮がおこり、逆にディ
スプレーサ２０がコールドフィンガ２内の下部に位置し
ているとき、すなわち低温室２１の容積が大きくなって
いるときに作動ガスの膨張がおこるので、低温室２１は
１サイクル全体で見ると膨張が主体であり、コールドフ
ィンガ２の先端外部から熱を奪い、被冷却体を冷却す
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来装置
には以下に述べるような課題があった。ピストン６が往
復運動してピストン支持用サスペンションスプリング２
７の腕２７ａがたわみを繰り返す際、ピストン支持用サ
スペンションスプリング２７の腕２７ａは、図１７で示
すように、スリット２７ｂ外端２７ｃや内端２７ｄの極
近傍で腕２７ａ全体のたわみ反力を集中的に支えなくて
はならないのでスリット２７ｂ外端２７ｃや内端２７ｄ
の極近傍の腕２７ａに応力が集中し、長時間運転すると
この部分から疲労破壊を起こすため冷凍機の運転寿命が
短いという問題点があった。

【０００８】また、ディスプレーサ２０が往復運動して
ディスプレーサ支持用サスペンションスプリング３０の
腕３０ａがたわみを繰り返す際、ディスプレーサ支持用
サスペンションスプリング３０の腕３０ａは、図２０で
示すように、スリット３０ｂ外端３０ｃや内端３０ｄの
極近傍で腕３０ａ全体のたわみ反力を支えなくてはなら
ないので、スリット３０ｂ外端３０ｃや内端３０ｄの極
近傍の腕３０ａに応力が集中し、長時間運転するとこの
部分から疲労破壊を起こすため冷凍機の運転寿命が短い
という問題点があった。

【０００９】この発明の目的は、上記問題を解決するた
めになされたもので、ピストンやディスプレーサを支持
するサスペンションスプリングのスリット外端や内端の
極近傍の腕部で変形が急にならず、同サスペンションス
プリングのスリット外端や内端の極近傍の腕部に応力が
集中するのを抑制し、その部分で疲労破壊が起きる事を
防ぎ、長寿命の冷凍機を得ることのできる、冷凍機用サ
スペンションスプリングの保持構造を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る冷凍機用
サスペンションスプリングの保持構造は、ピストン支持
用サスペンションスプリングのスリットの外端付近から
内側方向に、又は、内端付近から外側方向に伸びる突起
を有し、突起にてピストン支持用サスペンションスプリ
ング腕部の外端、又は、内端を挟み込むように押さえる
複数のピストン用スプリング押さえを設けたものであ
る。

【００１１】また、ディスプレーサ支持用サスペンショ
ンスプリングのスリットの外端付近から内側方向に、又
は、内端付近から外側方向に伸びる突起を有し、前記突
起にて前記ディスプレーサ支持用サスペンションスプリ
ング腕部の外端、又は、内端を挟み込むように押さえる
複数のディスプレーサ用スプリング押さえを設けたもの
である。

【００１２】さらに、この発明に係る冷凍機用サスペン
ションスプリングの保持構造は、ピストン支持用サスペ
ンションスプリングのスリットの外端及び内端の少なく
とも一方に、スリット外端ではスリットに外接し、内端
ではスリットに内接する円形の切欠きを設けたものであ
る。

【００１３】また、ディスプレーサ支持用サスペンショ
ンスプリングのスリットの外端及び内端の少なくとも一
方に、スリット外端ではスリットに外接し、内端ではス
リットに内接する円形の切欠きを設けたものである。

【００１４】

【作用】この発明では、ピストン支持用サスペンション
スプリングのスリットの外端付近から内側方向に、又
は、内端付近から外側方向に伸びる突起にてピストン支
持用サスペンションスプリング腕部の外端、又は、内端
を挟み込むように押さえる複数のピストン用スプリング
押さえを設けた事により、ピストン支持用サスペンショ
ンスプリングの腕は、ピストン用スプリング押さえの突
起の一辺で線状に押さえられるため、ピストンが往復運
動してピストン支持用サスペンションスプリングの腕が
たわみを繰り返しても、そのたわみ反力をピストン用ス
プリング押さえの突起の一辺全体で受け、ピストン支持
用サスペンションスプリングのスリット外端付近の腕部
に応力が集中するのを防ぎ、冷凍機が長時間運転しても
この部分から疲労破壊を起こす事はなく、長寿命の冷凍
機を得ることができる。

【００１５】また、ディスプレーサ支持用サスペンショ
ンスプリングのスリットの外端付近から内側方向に、又
は、内端付近から外側方向に伸びる突起にて、ディスプ
レーサ支持用サスペンションスプリング腕部の外端、又
は、内端を挟み込むように押さえる複数のディスプレー
サ用スプリング押さえを設けたことにより、ディスプレ
ーサ用サスペンションスプリングの腕はディスプレーサ
用スプリング押さえの突起の一辺で線状に押さえられる
ため、ディスプレーサが往復運動してディスプレーサ支
持用サスペンションスプリングの腕がたわみを繰り返し
ても、そのたわみ反力をディスプレーサ用スプリング押
さえの突起の一辺全体で受けディスプレーサ支持用サス
ペンションスプリングのスリットの外端付近に応力が集
中するのを防ぎ、冷凍機が長時間運転してもこの部分か
ら疲労破壊を起こす事はなく、長寿命の冷凍機を得る事
ができる。

【００１６】さらに、この発明では、ピストン支持用サ
スペンションスプリングのスリットの外端及び内端の少
なくとも一方に設けた円形の切欠きにより、ピストンが
往復運動してピストン支持用サスペンションスプリング
の腕がたわみを繰り返しても、ピストン支持用サスペン
ションスプリングのスリット端部の近傍の腕部に応力が
集中せず、円形の切欠きに沿って応力が分散されるの
で、冷凍機は長時間運転してもこの部分から疲労破壊を
起こす事はなく、長寿命の冷凍機を得る事ができる。

【００１７】また、ディスプレーサ支持用サスペンショ
ンスプリングのスリットの外端及び内端の少なくとも一
方に設けた円形の切欠きにより、ディスプレーサが往復
運動してディスプレーサ支持用サスペンションスプリン
グの腕がたわみを繰り返しても、ディスプレーサ支持用
サスペンションスプリングのスリット端部の近傍の腕部
に応力が集中せず、円形の切欠きに沿って応力が分散さ
れるので、冷凍機は長時間運転してもこの部分から疲労
破壊を起こす事はなく、長寿命の冷凍機を得る事ができ
る。

【００１８】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の実施例１を図１、図２、図
３によって説明する。図１において１〜２７、２９〜３
２は図１４の従来装置と同一のものでありここでは説明
を省略する。図２、図３は、ピストン支持用サスペンシ
ョンスプリング２７付近を部分的に詳細に示す図で、図
３は図２を上方から見た図である。図２、図３に示すよ
うに、この実施例では、ピストン支持用サスペンション
スプリング２７のスリット２７ｂの外端付近から内側方
向に伸びる突起１２８ａを有し、前記突起１２８ａにて
ピストン支持用サスペンションスプリング２７の腕２７
ａの外端を挟み込むように押さえる複数のピストン用ス
プリング外周押さえ１２８を設けている。

【００１９】次にこの実施例の装置の動作について説明
する。なお、本実施例に示した冷凍機の動作原理は図１
４の従来装置と全く同様であり、ここでは省略する。本
実施例では、図２、図３に示す通りピストン用スプリン
グ外周押さえ１２８は、ピストン支持用サスペンション
スプリング２７の腕２７ａを、ピストン用支持用サスペ
ンションスプリング２７のスリット２７ｂの外端付近か
ら内側方向に伸びる突起１２８ａにて押さえるような形
状にした物であるため、ピストン支持用サスペンション
スプリング２７の腕２７ａを、前記ピストン用スプリン
グ押さえ１２８の突起１２８ａの一辺で線状に押さえる
事ができ、ピストン６が往復運動してピストン支持用サ
スペンションスプリング２７の腕２７ａがたわみを繰り
返しても、そのたわみ反力をピストン用スプリング外周
押さえ１２８の突起１２８ａの一辺全体で受け、ピスト
ン用サスペンションスプリング２７のスリット２７ｂ外
端付近の腕部２７ｃに応力が集中せず、冷凍機器が長時
間運転してもこの部分から疲労破壊を起こす事はなく、
冷凍機の長寿命化が可能となる。

【００２０】また図３ではピストン支持用サスペンショ
ンスプリング２７のスリット２７ｂの外端付近からピス
トン支持用サスペンションスプリング２７の中心に向か
って伸びる突起１２８ａを有するピストン用スプリング
押さえ１２８を示したが、前記突起１２８ａは必ずしも
中心に向かって伸びる必要はなく、図４に示すような形
状（１２８’参照）でも、内側方向に伸びる突起は同様
の効果を得る事ができる。

【００２１】実施例２．この発明の実施例２を図１、図
５、図６を用いて説明する。図１において１〜３０、３
２は図１４の従来装置と同一のものでありここでは説明
を省略する。図５、図６は、ディスプレーサ支持用サス
ペンションスプリング３０付近を部分的に詳細に示す図
で、図６は図５を上方から見た図である。図５、図６に
示すように、この実施例では、ディスプレーサ支持用サ
スペンションスプリング３０のスリット３０６の外端付
近から内側方向に伸びる突起１３１ａを有し、前記突起
１３１ａにてディスプレーサ支持用サスペンションスプ
リング３０の腕３０ａの外端を挟み込むように押さえる
複数のディスプレーサ用スプリング外周押さえ１３１を
設けている。

【００２２】次にこの実施例２の装置の動作について説
明する。なお、本実施例に示した冷凍機の動作原理は図
１４の従来装置と全く同様であり、ここでは省略する。
本実施例では、図５、図６に示す通りディスプレーサ用
スプリング外周押さえ１３１は、ディスプレーサ支持用
サスペンションスプリング３０の腕３０ａを、ディスプ
レーサ用支持用サスペンションスプリング３０のスリッ
ト３０ｂの外端付近から内側方向に伸びる突起１３１ａ
にて押さえるような形状にした物であるため、ディスプ
レーサ支持用サスペンションスプリング３０の腕３０ａ
を、前記ディスプレーサ用スプリング押さえ１３１の突
起１３１ａの一辺で線状に押さえる事ができ、ディスプ
レーサ２０が往復運動してディスプレーサ支持用サスペ
ンションスプリング３０の腕３０ａがたわみを繰り返し
て、そのたわみ反力をディスプレーサ用スプリング外周
押さえ１３１の突起１３１ａの辺全体で受け、ディスプ
レーサ用サスペンションスプリング３０のスリット３０
ｂ外端付近の腕部３０ｃに応力が集中せず、冷凍機器が
長時間運転してもこの部分から疲労破壊を起こす事はな
く冷凍機の長寿命化が可能となる。

【００２３】また、図６ではディスプレーサ支持用サス
ペンションスプリング３０のスリット３０ｂ外端付近か
らディスプレーサ支持用サスペンションスプリング３０
の中心に向かって伸びる突起を有するディスプレーサ用
スプリング押さえ１３１を示したが、前記突起は必ずし
も中心に向かって伸びる必要ななく、図７に示すような
形状（１３１ａ’参照）でも、内側方向に伸びる突起は
同様の効果を得る事ができる。

【００２４】実施例３．この発明の実施例３を図１、図
８によって説明する。図１において１〜２８、３０〜３
２は図１４の従来装置と同一のものでありここでは説明
を省略する。図８は、ピストン支持用サスペンションス
プリング２７付近を部分的に詳細に示す図で、同図に示
すように、この実施例３では、ピストン支持用サスペン
ションスプリング２７のスリット２７ｂの内端付近から
外側方向に伸びる突起１２９ａを有し、前記突起１２９
ａにてピストン支持用サスペンションスプリング２７の
腕２７ａの内端を挟み込むように押さえる複数のピスト
ン用スプリング内周押さえ１２９を設けている。

【００２５】次にこの実施例３の装置の動作について説
明する。なお、本実施例に示した冷凍機の動作原理は図
１４の従来装置と全く同様であり、ここでは省略する。
本実施例では、図８に示す通りピストン用スプリング内
周押さえ１２９は、ピストン支持用サスペンションスプ
リング２７の腕２７ａを、ピストン用支持用サスペンシ
ョンスプリング２７のスリット２７ｂの内端付近から外
側方向に伸びる突起１２９ａにて押さえるような形状に
したものであるため、ピストン支持用サスペンションス
プリング２７の腕２７ａを、前記ピストン用スプリング
内周押さえ１２９の突起１２９ａの一辺で線状に押さえ
る事ができ、ピストン６が往復運動してピストン支持用
サスペンションスプリング２７の腕２７ａがたわみを繰
り返しても、そのたわみ反力をピストン用内周押さえ１
２９の突起１２９ａの一辺全体で受け、ピストン用サス
ペンションスプリング２７のスリット２７ｂ内端付近の
腕部２７ｄに応力が集中せず、冷凍機器が長時間運転し
てもこの部分から疲労破壊を起こす事はなく、冷凍機の
長寿命化が可能となる。また、図８ではピストン用サス
ペンションスプリング２７のスリット２７ｂの内端付近
からピストン用サスペンションスプリング２７の半径方
向の外側に伸びる突起１２９ａを有するピストン用スプ
リング内周押さえ１２９を示したが、前記突起は必ずし
も半径方向に伸びる必要はなく、図９に示すような形状
（１２９ａ’参照）でも、外側方向に伸びる突起は同様
の効果を得る事ができる。

【００２６】実施例４．この発明の実施例４を図１を用
いて説明する。図１において１〜３１は図１４の従来装
置と同一のものでありここでは説明を省略する。図１０
は、ディスプレーサ支持用サスペンションスプリング３
０付近を部分的に詳細に示す図で、同図に示すように、
この実施例４では、ディスプレーサ支持用サスペンショ
ンスプリング３０のスリット３０ｂの内端付近から外側
方向に伸びる突起１３２ａを有し、前記突起１３２ａに
てディスプレーサ支持用サスペンションスプリング３０
の腕３０ａの内端を挟み込むように押さえる複数のディ
スプレーサ用スプリング内周押さえ１３２を設けてい
る。

【００２７】次にこの実施例４の装置の動作について説
明する。なお、本実施例に示した冷凍機の動作原理は図
１４の従来装置と全く同様であり、ここでは省略する。
本実施例では、図１０に示す通りディスプレーサ用スプ
リング内周押さえ１３２は、ディスプレーサ支持用サス
ペンションスプリング３０の腕３０ａを、ディスプレー
サ用支持用サスペンションスプリング３０のスリット３
０ｂの内端付近から外側方向に伸びる突起にて押さえる
ような形状にした物であるため、ディスプレーサ支持用
サスペンションスプリング３０の腕３０ａを、前記ディ
スプレーサ用スプリング内周押さえ１３２の突起１３２
ａの一辺で線状に押さえる事ができ、ディスプレーサ２
０が往復運動してディスプレーサ支持用サスペンション
スプリング３０の腕３０ａがたわみを繰り返しても、そ
のたわみ反力をディスプレーサ用スプリング内周押さえ
１３２の突起１３２ａの一辺全体で受け、ディスプレー
サ用サスペンションスプリング３０のスリット３０ｂ内
端付近の腕部３０ｄに応力が集中せず、冷凍機器が長時
間運転してもこの部分から疲労破壊を起こす事はなく、
冷凍機の長寿命化が可能となる。また、図１０ではディ
スプレーサ用サスペンションスプリング３０のスリット
３０ｂの内端付近からディスプレーサ用サスペンション
スプリング３０の半径方向の外側に伸びる突起１３２ａ
を有するディスプレーサ用スプリング内周押さえ１３２
を示したが、前記突起１３２ａは必ずしも半径方向に伸
びる必要はなく、図１１に示すような形状（１３２ａ’
参照）でも、外側方向に伸びる突起は同様の効果を得る
事ができる。

【００２８】実施例５．この発明の実施例５を図１、図
１２によって説明する。図１において１〜２６、２８〜
３２は図１４の従来装置と同一のものでありここでは説
明を省略する。図１２は、ピストン支持用サスペンショ
ンスプリング１２７の詳細を示す図である。図１２に示
すように、この実施例５では、ピストン支持用サスペン
ションスプリング１２７のスリット１２７ｂの外端１２
７ｃまたは内端１２７ｄもしくは両端に、スリット１２
７ｂ外端１２７ｃではスリット１２７ｂに外接し内端１
２７ｄではスリット１２７ｂに内接する円形の切欠き１
２７ｅを設けている。

【００２９】次にこの実施例５の装置の動作について説
明する。なお、本実施例に示した冷凍機の動作原理は図
１４の従来装置と全く同様であり、ここでは省略する。
本実施例では、図１２に示す通りピストン用支持用サス
ペンションスプリング１２７のスリット１２７ｂの外端
１２７ｃや内端１２７ｄに設けた円形の切欠き１２７ｅ
により、ピストン６が往復運動してピストン支持用サス
ペンションスプリング１２７の腕１２７ａがたわみを繰
り返しても、ピストン用サスペンションスプリング１２
７のスリット１２７ｂ外端１２７ｃの極近傍や内端１２
７ｄの極近傍の腕１２７ａ部に応力が集中せず、円形の
切欠き１２７ｅに沿って応力が分散されるので、冷凍機
が長時間運転してもこの部分から疲労破壊を起こす事は
なく、冷凍機の長寿命が可能となる。

【００３０】実施例６．この発明の実施例６を図１、図
１３を用いて説明する。図１において１〜２９、３１、
３２は図１４の従来装置と同一のものでありここでは説
明を省略する。図１３は、ディスプレーサ支持用サスペ
ンションスプリング１３０の詳細を示す図である。図１
３に示すように、この実施例６では、ディスプレーサ支
持用サスペンションスプリング１３０のスリット１３０
ｂの外端１３０ｃまたは内端１３０ｄもしくは両端に、
スリット１３０ｂ外端１３０ｃではスリット１３０ｂに
外接し内端１３０ｄではスリット１３０ｂに内接する円
形の切欠き１３０ｅを設けている。

【００３１】次にこの実施例６の装置の動作について説
明する。なお、本実施例に示した冷凍機の動作原理は図
１４の従来装置と全く同様であり、ここでは省略する。
本実施例では、図１３に示す通り、ディスプレーサ支持
用サスペンションスプリング１３０のスリット１３０ｂ
の外端１３０ｃや内端１３０ｄに設けた円形の切欠き１
３０ｅにより、ディスプレーサ２０が往復運動してディ
スプレーサ支持用サスペンションスプリング１３０の腕
１３０ａがたわみを繰り返しても、ディスプレーサ用サ
スペンションスプリング１３０のスリット１３０ｂ外端
１３０ｃの極近傍や内端１３０ｄの極近傍の腕１３０ａ
部に応力が集中せず、円形の切欠き１３０ｅに沿って応
力が分散されるので、冷凍機が長時間運転してもこの部
分から疲労破壊を起こす事はなく、冷凍機の長寿命化が
可能となる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、ピストン用サスペンショ
ンスプリングのスリットの外端付近から内側方向又は内
端付近から外側方向に伸びる突起を有し、その突起にて
ピストン支持用サスペンションスプリングの外端又は内
端を挟み込むように押さえる複数のピストン用スプリン
グ外周押さえ又は内周押さえを設けた事により、ピスト
ン支持用サスペンションスプリングのスリットの外端又
は内端の腕部に応力が集中するのを抑制し、この部分か
ら疲労破壊するのを防ぐことにより、長寿命の冷凍機が
得られるという効果がある。

【００３３】また、ディスプレーサ用サスペンションス
プリングのスリットの外端付近から内側方向又は内端付
近から外側方向に伸びる突起を有し、その突起にてディ
スプレーサ支持用サスペンションスプリングの腕部の外
端又は内端を挟み込むように押さえる複数のディスプレ
ーサ用スプリング外周押さえ又内周押さえを設けた事に
より、ディスプレーサ支持用サスペンションスプリング
のスリットの外端又は内端の腕部に応力が集中するのを
抑制し、この部分から疲労破壊するのを防ぐことによ
り、長寿命の冷凍機を得られるという効果がある。

【００３４】さらに、ピストン用サスペンションスプリ
ングのスリットの外端または内端もしくは両端に、スリ
ット外端ではスリットに外接し内端ではスリットに内接
する円形の切欠きを設けた事により、ピストン支持用サ
スペンションスプリングのスリットの外端や内端の腕部
に応力が集中するのを抑制し、この部分から疲労破壊す
るのを防ぐことにより、長寿命の冷凍機が得られるとい
う効果がある。

【００３５】また、ディスプレーサ用サスペンションス
プリングのスリットの外端または内端もしくは両端に、
スリット外端ではスリットに外接し内端ではスリットに
内接する円形の切欠きを設けた事により、ディスプレー
サ支持用サスペンションスプリングのスリットの外端や
内端の腕部に応力が集中するのを抑制し、この部分から
疲労破壊するのを防ぐことにより、長寿命の冷凍機を得
られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るサスペンションスプリング保持構
造を備える冷凍機の断面図である。

【図２】本発明の実施例１によるサスペンションスプリ
ング保持構造を構成するピストン用スプリング外周押さ
えの拡大図である。

【図３】図２の平面図である。

【図４】ピストン用スプリング外周押さえの変形例を示
す図３に類似の図。

【図５】本発明の実施例２によるサスペンションスプリ
ング保持構造を構成するディスプレーサ用スプリング外
周押さえの拡大図である。

【図６】図５の平面図である。

【図７】ディスプレーサ用スプリング外周押さえの変形
例を示す図である。

【図８】本発明の実施例３によるサスペンションスプリ
ング保持構造を構成するピストン用スプリング内周押さ
えの拡大図である。

【図９】ピストン用スプリング内周押さえの変形例を示
す図である。

【図１０】本発明の実施例４によるサスペンションスプ
リング保持構造を構成するディスプレーサ用スプリング
内周押さえの拡大図である。

【図１１】ディスプレーサ用スプリング内周押さえの変
形例を示す図である。

【図１２】本発明の実施例５によるサスペンションスプ
リング保持構造を構成するピストン支持用サスペンショ
ンスプリングの拡大図である。

【図１３】本発明の実施例６によるサスペンションスプ
リング保持構造を構成するディスプレーサ支持用サスペ
ンションスプリングの拡大図である。

【図１４】従来の冷凍機の断面図である。

【図１５】図１４の冷凍機に用いられているピストン支
持用サスペンションスプリングの拡大平面図である。

【図１６】図１４の冷凍機に用いられているピストン用
スプリング外周押さえと内周押さえを示す拡大図であ
る。

【図１７】図１６の平面図である。

【図１８】図１４の冷凍機に用いられているディスプレ
ーサ支持用サスペンションスプリングの拡大平面図であ
る。

【図１９】図１４の冷凍機に用いられているディスプレ
ーサ用スプリング外周押さえと内周押さえを示す拡大図
である。

【図２０】図１９の平面図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ コールドフィンガ ３ 連結管 ５ シリンダ ６ ピストン １７ 圧縮室 １８ 低温シリンダ ２０ ディスプレーサ ２０ａ 本体 ２０ｂ ロッド ２１ 低温室 ２２ 高温室 ２３ 再生器 ２７ ピストン支持用サスペンションスプリング ２７ａ 腕 ２７ｂ スリット ２７ｃ 腕部 ２８ ピストン用スプリング外周押さえ ２９ ピストン用スプリング内周押さえ ３０ ディスプレーサ支持用サスペンションスプリング ３０ａ 腕 ３０ｂ スリット ３１ ディスプレーサ用スプリング外周押さえ ３２ ディスプレーサ用スプリング内周押さえ １２７ ピストン支持用サスペンションスプリング １２７ａ 腕 １２７ｂ スリット １２７ｅ 切欠き １２８ ピストン用スプリング外周押さえ １２８’ ピストン用スプリング外周押さえ １２８ａ 突起 １２８ａ’ 突起 １２９ ピストン用スプリング内周押さえ １２９’ ピストン用スプリング内周押さえ １２９ａ 突起 １２９ａ’ 突起 １３０ ディスプレーサ支持用サスペンションスプリン
グ １３０ａ 腕 １３０ｂ スリット １３０ｅ 切欠き １３１ ディスプレーサ用スプリング外周押さえ １３１’ ディスプレーサ用スプリング外周押さえ １３１ａ 突起 １３１ａ’ 突起 １３２ ディスプレーサ用スプリング内周押さえ １３２’ ディスプレーサ用スプリング内周押さえ １３２ａ 突起 １３２ａ’ 突起

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大石 建 鎌倉市上町屋325番地 三菱電機株式会社 鎌倉製作所内 (72)発明者 新津 和己 鎌倉市上町屋730番地 三菱スペース・ソ フトウエア株式会社鎌倉事業所内 (72)発明者 宮澤 武 鎌倉市上町屋730番地 三菱電機エンジニ アリング株式会社鎌倉事業所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状の内周面を有するシリンダと、平板
   に少なくとも一本の渦状のスリットを設ける事によって
   垂直方向に自在にたわむ事のできる腕を有するピストン
   支持用サスペンションスプリングと、前記ピストン支持
   用サスペンションスプリングに支持され、前記シリンダ
   内を往復運動するピストンと、前記ピストンが往復運動
   することによって容積が変化する圧縮室とを含んで成る
   圧縮機と、筒状の低温シリンダと、前記低温シリンダ内
   部を低温室と高温室とに分け、かつ前記低温シリンダ内
   を往復運動するディスプレーサと、前記ディスプレーサ
   内部に設けられた再生器とを含んで成るコールドフィン
   ガと、前記圧縮室と前記高温室をつなぐ連結管とを備え
   た冷凍機において、前記ピストン支持用サスペンション
   スプリングのスリットの外端付近から内側方向に、伸び
   る突起を有し、前記突起にて前記ピストン支持用サスペ
   ンションスプリング腕部の外端を挟み込むように押さえ
   る複数のピストン用スプリング押さえを設けた事を特徴
   とする冷凍機用サスペンションスプリングの保持構造。
2. 【請求項２】 筒状の内周面を有するシリンダと、平板
   に少なくとも一本の渦状のスリットを設ける事によって
   垂直方向に自在にたわむ事のできる腕を有するピストン
   支持用サスペンションスプリングと、前記ピストン支持
   用サスペンションスプリングに支持され、前記シリンダ
   内を往復運動するピストンと、前記ピストンが往復運動
   することによって容積が変化する圧縮室とを含んで成る
   圧縮機と、筒状の低温シリンダと、前記低温シリンダ内
   部を低温室と高温室とに分け、かつ前記低温シリンダ内
   を往復運動するディスプレーサと、前記ディスプレーサ
   内部に設けられた再生器とを含んで成るコールドフィン
   ガと、前記圧縮室と前記高温室をつなぐ連結管とを備え
   た冷凍機において、前記ピストン支持用サスペンション
   スプリングのスリットの内端付近から外側方向に伸びる
   突起を有し、前記突起にて前記ピストン支持用サスペン
   ションスプリング腕部の内端を挟み込むように押さえる
   複数のピストン用スプリング押さえを設けた事を特徴と
   する冷凍機用サスペンションスプリングの保持構造。
3. 【請求項３】 筒状の低温シリンダと、平板に少なくと
   も一本の渦状のスリットを設ける事によって垂直方向に
   自在にたわむ事のできる腕を有するディスプレーサ支持
   用サスペンションスプリングと、前記ディスプレーサ支
   持用サスペンションスプリングに支持され、前記低温シ
   リンダ内を低温室と高温室とに分け、かつ前記低温シリ
   ンダ内を往復運動するディスプレーサと、前記ディスプ
   レーサ内部に設けられた再生器とを含んで成るコールド
   フィンガと、筒状の内周面を有するシリンダと、前記シ
   リンダ内を往復運動するピストンと、前記ピストンが往
   復運動することによって容積が変化する圧縮室とを含ん
   で成る圧縮機と、前記圧縮室と前記高温室をつなぐ連結
   管とを備えた冷凍機において、前記ディスプレーサ支持
   用サスペンションスプリングのスリットの外端付近から
   内側方向に伸びる突起を有し、前記突起にて前記ディス
   プレーサ支持用サスペンションスプリング腕部の外端を
   挟み込むように押さえる複数のディスプレーサ用スプリ
   ング押さえを設けた事を特徴とする冷凍機用サスペンシ
   ョンスプリングの保持構造。
4. 【請求項４】 筒状の低温シリンダと、平板に少なくと
   も一本の渦状のスリットを設ける事によって垂直方向に
   自在にたわむ事のできる腕を有するディスプレーサ支持
   用サスペンションスプリングと、前記ディスプレーサ支
   持用サスペンションスプリングに支持され、前記低温シ
   リンダ内を低温室と高温室とに分け、かつ前記低温シリ
   ンダ内を往復運動するディスプレーサと、前記ディスプ
   レーサ内部に設けられた再生器とを含んで成るコールド
   フィンガと、筒状の内周面を有するシリンダと、前記シ
   リンダ内を往復運動するピストンと、前記ピストンが往
   復運動することによって容積が変化する圧縮室とを含ん
   で成る圧縮機と、前記圧縮室と前記高温室をつなぐ連結
   管とを備えた冷凍機において、前記ディスプレーサ支持
   用サスペンションスプリングのスリットの内端付近から
   外側方向に伸びる突起を有し、前記突起にて前記ディス
   プレーサ支持用サスペンションスプリング腕部の内端を
   挟み込むように押さえる複数のディスプレーサ用スプリ
   ング押さえを設けた事を特徴とする冷凍機用サスペンシ
   ョンスプリングの保持構造。
5. 【請求項５】 筒状の内周面を有するシリンダと、平板
   に少なくとも一本の渦状のスリットを設ける事によって
   垂直方向に自在にたわむ事のできる腕を有するピストン
   支持用サスペンションスプリングと、前記ピストン支持
   用サスペンションスプリングに支持され、前記シリンダ
   内を往復運動するピストンと、前記ピストンが往復運動
   することによって容積が変化する圧縮室とを含んで成る
   圧縮機と、筒状の低温シリンダと、前記低温シリンダ内
   部を低温室と高温室とに分け、かつ前記低温シリンダ内
   を往復運動するディスプレーサと、前記ディスプレーサ
   内部に設けられた再生器とを含んで成るコールドフィン
   ガと、前記圧縮室と前記高温室をつなぐ連結管とを備え
   た冷凍機において、前記ピストン支持用サスペンション
   スプリングのスリットの外端及び内端の少なくとも一方
   に、スリット外端ではスリットに外接し、内端ではスリ
   ットに内接する円形の切欠きを設けた事を特徴とする冷
   凍機用サスペンションスプリングの保持構造。
6. 【請求項６】 筒状の低温シリンダと、平板に少なくと
   も一本の渦状のスリットを設ける事によって垂直方向に
   自在にたわむ事のできる腕を有するディスプレーサ支持
   用サスペンションスプリングと、前記ディスプレーサ支
   持用サスペンションスプリングに支持され、前記低温シ
   リンダ内を低温室と高温室とに分け、かつ前記低温シリ
   ンダ内を往復運動するディスプレーサと、前記ディスプ
   レーサ内部に設けられた再生器とを含んで成るコールド
   フィンガと、筒状の内周面を有するシリンダと、前記シ
   リンダ内を往復運動するピストンと、前記ピストンが往
   復運動することによって容積が変化する圧縮室とを含ん
   で成る圧縮機と、前記圧縮室と前記高温室をつなぐ連結
   管とを備えた冷凍機において、前記ディスプレーサ支持
   用サスペンションスプリングのスリットの外端及び内端
   の少なくとも一方に、スリット外端ではスリットに外接
   し、内端ではスリットに内接する円形の切欠きを設けた
   事を特徴とする冷凍機用サスペンションスプリングの保
   持構造。