WO2018101271A1 - Ｇｍ冷凍機 - Google Patents

Ｇｍ冷凍機 Download PDF

Info

Publication number
WO2018101271A1
WO2018101271A1 PCT/JP2017/042656 JP2017042656W WO2018101271A1 WO 2018101271 A1 WO2018101271 A1 WO 2018101271A1 JP 2017042656 W JP2017042656 W JP 2017042656W WO 2018101271 A1 WO2018101271 A1 WO 2018101271A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
radial clearance
drive
piston
drive piston
chamber
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/042656
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
名堯 許
乾 包
孝明 森江
Original Assignee
住友重機械工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 住友重機械工業株式会社 filed Critical 住友重機械工業株式会社
Priority to CN201780069741.7A priority Critical patent/CN110023696B/zh
Priority to JP2018554164A priority patent/JP6526926B2/ja
Publication of WO2018101271A1 publication Critical patent/WO2018101271A1/ja
Priority to US16/425,950 priority patent/US11384963B2/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • F25B2309/006—Gas cycle refrigeration machines using a distributing valve of the rotary type
    • 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
    • F25B2309/14—Compression machines, plants or systems characterised by the cycle used 
    • F25B2309/1406—Pulse-tube cycles with pulse tube in co-axial or concentric geometrical 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
    • F25B2309/14—Compression machines, plants or systems characterised by the cycle used 
    • F25B2309/1421—Pulse-tube cycles characterised by details not otherwise provided for
    • 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
    • F25B9/145—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 pulse-tube cycle

Definitions

  • the present invention relates to a GM (Gifford-McMahon) refrigerator.
  • GM refrigerators are roughly classified into two types, motor-driven and gas-driven, depending on the drive source.
  • motor drive type the displacer is mechanically connected to the motor and driven by the motor.
  • gas drive type the displacer is driven by gas pressure.
  • the stroke of the displacer is determined by the coupling mechanism, it is easy to design a motor driven GM refrigerator so that the displacer does not collide with the cylinder. For example, if a slight gap is provided between the bottom dead center of the displacer and the bottom surface of the cylinder, the collision between the displacer and the cylinder can be avoided.
  • the displacer continues to move due to the action of gas pressure until it collides with or contacts the bottom surface of the cylinder. Collision or contact of the displacer with the cylinder can cause vibration and noise.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and one of the exemplary purposes of an aspect of the present invention is to reduce vibration or abnormal noise of a gas driven GM refrigerator.
  • a GM refrigerator includes a displacer that can reciprocate in an axial direction, a displacer cylinder that houses the displacer, and a drive piston that is coupled to the displacer to drive the displacer in the axial direction.
  • a piston cylinder for housing the drive piston, wherein the drive chamber is pressure-controlled so as to drive the drive piston; and the displacer cylinder is hermetically sealed and separated from the drive chamber by the drive piston.
  • a piston cylinder including a gas spring chamber.
  • FIG.10 (a) and FIG.10 (b) are schematic which shows the GM refrigerator which concerns on 3rd Embodiment. It is the schematic which shows the GM refrigerator which concerns on 3rd Embodiment. It is the schematic which shows the GM refrigerator which concerns on 3rd Embodiment. It is the schematic which shows the GM refrigerator which concerns on 3rd Embodiment. It is the schematic which shows the GM refrigerator which concerns on 3rd Embodiment. It is the schematic which shows the GM refrigerator which concerns on 3rd Embodiment. It is the schematic which shows the GM refrigerator which concerns on 3rd Embodiment.
  • FIG. 17A and FIG. 17B are schematic views showing a GM refrigerator according to the third embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a GM refrigerator 10 according to the first embodiment.
  • the GM refrigerator 10 includes a compressor 12 that compresses a working gas (for example, helium gas), and a cold head 14 that cools the working gas by adiabatic expansion.
  • the cold head 14 is also called an expander.
  • the compressor 12 supplies a high-pressure working gas to the cold head 14.
  • the cold head 14 is provided with a regenerator 15 for precooling the working gas.
  • the precooled working gas is further cooled by expansion in the cold head 14.
  • the working gas is recovered by the compressor 12 through the regenerator 15.
  • the working gas cools the regenerator 15 as it passes through the regenerator 15.
  • the compressor 12 compresses the recovered working gas and supplies it to the cold head 14 again.
  • the illustrated cold head 14 is a single stage type. However, the cold head 14 may be a multistage type.
  • the cold head 14 is a gas drive type. Therefore, the cold head 14 includes an axial movable body 16 as a free piston that is driven by gas pressure, and a cold head housing 18 that is airtight and accommodates the axial movable body 16.
  • the cold head housing 18 supports the axially movable body 16 so as to reciprocate in the axial direction.
  • the cold head 14 does not have a motor that drives the axially movable body 16 and a coupling mechanism (for example, a Scotch yoke mechanism).
  • the axially movable body 16 includes a displacer 20 that can reciprocate in the axial direction (vertical direction in FIG. 1, indicated by an arrow C), a drive piston 22 that is connected to the displacer 20 so as to drive the displacer 20 in the axial direction, Is provided.
  • the drive piston 22 is disposed coaxially with the displacer 20 and separated in the axial direction.
  • the cold head housing 18 includes a displacer cylinder 26 that houses the displacer 20 and a piston cylinder 28 that houses the drive piston 22.
  • the piston cylinder 28 is disposed coaxially with the displacer cylinder 26 and adjacent in the axial direction.
  • the drive unit of the gas-driven cold head 14 includes a drive piston 22 and a piston cylinder 28.
  • the cold head 14 also includes a gas spring mechanism that acts on the drive piston 22 to mitigate or prevent collision or contact between the displacer 20 and the displacer cylinder 26.
  • the axially movable body 16 includes a connecting rod 24 that rigidly connects the displacer 20 to the drive piston 22 so that the displacer 20 reciprocates in the axial direction integrally with the drive piston 22.
  • the connecting rod 24 also extends from the displacer 20 to the drive piston 22 coaxially with the displacer 20 and the drive piston 22.
  • the drive piston 22 has a smaller size than the displacer 20.
  • the axial length of the drive piston 22 is shorter than that of the displacer 20, and the diameter of the drive piston 22 is also smaller than that of the displacer 20.
  • the diameter of the connecting rod 24 is smaller than that of the drive piston 22.
  • the volume of the piston cylinder 28 is smaller than that of the displacer cylinder 26.
  • the axial length of the piston cylinder 28 is shorter than that of the displacer cylinder 26, and the diameter of the piston cylinder 28 is also smaller than that of the displacer cylinder 26.
  • the dimensional relationship between the drive piston 22 and the displacer 20 is not limited to that described above, and may be different from that described above.
  • the dimensional relationship between the piston cylinder 28 and the displacer cylinder 26 is not limited to that described above, and may be different.
  • each of the displacer 20 and the displacer cylinder 26 is a cylindrical member extending in the axial direction, and the inner diameter of the displacer cylinder 26 is equal to or slightly larger than the outer diameter of the displacer 20.
  • the axial reciprocation of the drive piston 22 is guided by the piston cylinder 28.
  • each of the drive piston 22 and the piston cylinder 28 is a cylindrical member extending in the axial direction, and the inner diameter of the piston cylinder 28 is equal to or slightly larger than the outer diameter of the drive piston 22.
  • the axial stroke of the drive piston 22 is equal to the axial stroke of the displacer 20, and both move together over the entire stroke.
  • the position of the drive piston 22 relative to the displacer 20 remains unchanged during the axial reciprocation of the axial movable body 16.
  • the cold head housing 18 includes a connecting rod guide 30 that connects the displacer cylinder 26 to the piston cylinder 28.
  • the connecting rod guide 30 extends from the displacer cylinder 26 to the piston cylinder 28 coaxially with the displacer cylinder 26 and the piston cylinder 28.
  • a connecting rod 24 penetrates the connecting rod guide 30.
  • the connecting rod guide 30 is configured as a bearing that guides the axial reciprocation of the connecting rod 24.
  • the displacer cylinder 26 is airtightly connected to the piston cylinder 28 via a connecting rod guide 30.
  • the cold head housing 18 is configured as a working gas pressure vessel.
  • the connecting rod guide 30 may be regarded as a part of either the displacer cylinder 26 or the piston cylinder 28.
  • a first seal portion 32 is provided between the connecting rod 24 and the connecting rod guide 30.
  • the first seal portion 32 is attached to either the connecting rod 24 or the connecting rod guide 30 and slides with the other of the connecting rod 24 or the connecting rod guide 30.
  • the first seal portion 32 is configured by a seal member such as a slipper seal or an O-ring, for example.
  • the piston cylinder 28 is configured to be airtight with respect to the displacer cylinder 26 by the first seal portion 32. Thus, the piston cylinder 28 is fluidly isolated from the displacer cylinder 26 and no direct gas flow between the piston cylinder 28 and the displacer cylinder 26 occurs.
  • the displacer cylinder 26 is divided into an expansion chamber 34 and a room temperature chamber 36 by the displacer 20.
  • the displacer 20 forms an expansion chamber 34 with the displacer cylinder 26 at one axial end, and forms a room temperature chamber 36 with the displacer cylinder 26 at the other axial end.
  • the expansion chamber 34 is disposed on the bottom dead center LP1 side, and the room temperature chamber 36 is disposed on the top dead center UP1 side.
  • the cold head 14 is provided with a cooling stage 38 fixed to the displacer cylinder 26 so as to enclose the expansion chamber 34.
  • the regenerator 15 is built in the displacer 20.
  • the displacer 20 has an inlet channel 40 that communicates the regenerator 15 with the room temperature chamber 36 at its upper lid. Further, the displacer 20 has an outlet channel 42 communicating with the regenerator 15 to the expansion chamber 34 in its cylindrical portion. Alternatively, the outlet channel 42 may be provided in the lower lid portion of the displacer 20.
  • the displacer 20 includes an inlet rectifier 41 inscribed in the upper lid portion and an outlet rectifier 43 inscribed in the lower lid portion. The regenerator 15 is sandwiched between such a pair of rectifiers.
  • a second seal portion 44 is provided between the displacer 20 and the displacer cylinder 26.
  • the second seal portion 44 is, for example, a slipper seal, and is attached to the cylinder portion or the upper lid portion of the displacer 20. Since the clearance between the displacer 20 and the displacer cylinder 26 is sealed by the second seal portion 44, there is no direct gas flow between the room temperature chamber 36 and the expansion chamber 34 (that is, a gas flow bypassing the regenerator 15).
  • the expansion chamber 34 and the room temperature chamber 36 increase and decrease in a complementary manner. That is, when the displacer 20 moves downward, the expansion chamber 34 is narrowed and the room temperature chamber 36 is widened. The reverse is also true.
  • the working gas flows from the room temperature chamber 36 into the regenerator 15 through the inlet channel 40. More precisely, the working gas flows from the inlet channel 40 through the inlet rectifier 41 to the regenerator 15. The working gas flows from the regenerator 15 into the expansion chamber 34 via the outlet rectifier 43 and the outlet channel 42. When the working gas returns from the expansion chamber 34 to the room temperature chamber 36, the reverse path is taken. That is, the working gas returns from the expansion chamber 34 to the room temperature chamber 36 through the outlet channel 42, the regenerator 15, and the inlet channel 40. The working gas that bypasses the regenerator 15 and flows through the clearance is blocked by the second seal portion 44.
  • the piston cylinder 28 includes a drive chamber 46 whose pressure is controlled so as to drive the drive piston 22, and a gas spring chamber 48 partitioned from the drive chamber 46 by the drive piston 22.
  • the drive piston 22 forms a drive chamber 46 with the piston cylinder 28 at one axial end, and forms a gas spring chamber 48 with the piston cylinder 28 at the other axial end.
  • the drive chamber 46 and the gas spring chamber 48 increase and decrease in volume complementarily.
  • the drive chamber 46 is disposed on the opposite side in the axial direction from the displacer cylinder 26 with respect to the drive piston 22.
  • the gas spring chamber 48 is disposed on the same side as the displacer cylinder 26 in the axial direction with respect to the drive piston 22. In other words, the drive chamber 46 is disposed on the top dead center UP2 side, and the gas spring chamber 48 is disposed on the bottom dead center LP2 side.
  • the upper surface of the drive piston 22 receives the gas pressure in the drive chamber 46, and the lower surface of the drive piston 22 receives the gas pressure in the gas spring chamber 48.
  • the connecting rod 24 extends from the lower surface of the drive piston 22 through the gas spring chamber 48 to the connecting rod guide 30. Further, the connecting rod 24 extends through the room temperature chamber 36 to the upper lid portion of the displacer 20.
  • the gas spring chamber 48 is disposed on the same side as the connecting rod 24 with respect to the drive piston 22, and the drive chamber 46 is disposed on the opposite side of the connecting rod 24 with respect to the drive piston 22.
  • a third seal 50 is provided between the drive piston 22 and the piston cylinder 28.
  • the third seal portion 50 is, for example, a slipper seal, and is attached to the side surface of the drive piston 22. Since the clearance between the drive piston 22 and the piston cylinder 28 is sealed by the third seal portion 50, there is no direct gas flow between the drive chamber 46 and the gas spring chamber 48. Further, since the first seal portion 32 is provided, there is no gas flow between the gas spring chamber 48 and the room temperature chamber 36. In this way, the gas spring chamber 48 is formed airtight with respect to the displacer cylinder 26. The gas spring chamber 48 is sealed by the first seal portion 32 and the third seal portion 50.
  • the gas spring chamber 48 becomes narrower. At this time, the gas in the gas spring chamber 48 is compressed and the pressure increases. The pressure in the gas spring chamber 48 acts upward on the lower surface of the drive piston 22. Therefore, the gas spring chamber 48 generates a gas spring force that resists the downward movement of the drive piston 22.
  • the gas spring chamber 48 expands when the drive piston 22 moves up.
  • the pressure in the gas spring chamber 48 decreases, and the gas spring force acting on the drive piston 22 also decreases.
  • the driving chamber 46 becomes narrow. Therefore, while the second intake valve V3 and the second exhaust valve V4 are closed, the drive chamber 46 is regarded as a second gas spring chamber that generates a downward gas spring force that resists the upward movement of the drive piston 22. You can also.
  • the cold head 14 is installed in the illustrated direction at the site where it is used. That is, the cold head 14 is installed vertically so that the displacer cylinder 26 is disposed vertically downward and the piston cylinder 28 is disposed vertically upward.
  • the GM refrigerator 10 has the highest refrigerating capacity when installed in a posture in which the cooling stage 38 is directed downward in the vertical direction.
  • the arrangement of the GM refrigerator 10 is not limited to this.
  • the cold head 14 may be installed in a posture in which the cooling stage 38 is directed upward in the vertical direction.
  • the cold head 14 may be installed sideways or in other orientations.
  • the GM refrigerator 10 includes a working gas circuit 52 that connects the compressor 12 to the cold head 14.
  • the working gas circuit 52 is configured to generate a pressure difference between the piston cylinder 28 (ie, the drive chamber 46) and the displacer cylinder 26 (ie, the expansion chamber 34 and / or the room temperature chamber 36). This pressure difference causes the axially movable body 16 to move in the axial direction. If the pressure of the displacer cylinder 26 is low with respect to the piston cylinder 28, the drive piston 22 moves down, and the displacer 20 moves down accordingly. Conversely, if the pressure of the displacer cylinder 26 is higher than the piston cylinder 28, the drive piston 22 moves up, and the displacer 20 moves up accordingly.
  • the working gas circuit 52 includes a valve unit 54.
  • the valve unit 54 includes a first intake valve V1, a first exhaust valve V2, a second intake valve V3, and a second exhaust valve V4.
  • the second intake valve V3 and the second exhaust valve V4 can also be referred to as a high pressure valve and a low pressure valve for driving the drive piston 22, respectively.
  • the valve portion 54 may be disposed in the cold head housing 18 and connected to the compressor 12 by piping.
  • the valve unit 54 may be disposed outside the cold head housing 18 and may be connected to the compressor 12 and the cold head 14 by piping.
  • the valve unit 54 may take the form of a rotary valve. That is, the valve portion 54 may be configured such that the valves V1 to V4 are appropriately switched by the rotational sliding of the valve disk with respect to the valve body.
  • the valve unit 54 may include a rotational drive source 56 for rotationally driving the valve unit 54 (for example, a valve disk).
  • the rotational drive source 56 is a motor, for example.
  • the rotational drive source 56 is not connected to the axially movable body 16.
  • the valve unit 54 may include a control unit 58 that controls the valve unit 54.
  • the control unit 58 may control the rotational drive source 56.
  • the valve unit 54 may include a plurality of individually controllable valves V1 to V4, and the control unit 58 may control the opening and closing of the valves V1 to V4. In this case, the valve unit 54 may not include the rotational drive source 56.
  • the first intake valve V1 is disposed in a first intake passage 60 that connects the discharge port of the compressor 12 to the room temperature chamber 36 of the cold head 14.
  • the first exhaust valve V ⁇ b> 2 is disposed in the first exhaust passage 62 that connects the suction port of the compressor 12 to the room temperature chamber 36 of the cold head 14.
  • a part of the first exhaust flow path 62 is common to the first intake flow path 60 on the room temperature chamber 36 side, and the remaining portion of the first exhaust flow path 62 is the first intake flow on the valve part 54 side. It may branch off from the road 60.
  • the second intake valve V3 is disposed in a second intake passage 64 that connects the discharge port of the compressor 12 to the drive chamber 46 of the piston cylinder 28. As illustrated, a part of the second intake passage 64 may be common to the first intake passage 60 on the compressor 12 side.
  • the second exhaust valve V4 is disposed in a second exhaust passage 66 that connects the suction port of the compressor 12 to the drive chamber 46 of the piston cylinder 28. As shown in the figure, a part of the second exhaust passage 66 is common to the second intake passage 64 on the drive chamber 46 side, and the remaining portion of the second exhaust passage 66 is the second intake flow on the valve portion 54 side. It may branch off from the path 64. Further, a part of the second exhaust passage 66 may be common to the first exhaust passage 62 on the compressor 12 side.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the operation of the GM refrigerator 10.
  • one cycle of the axial reciprocation of the axially movable body 16 is shown in association with 360 degrees, so 0 degrees corresponds to the start time of the period and 360 degrees corresponds to the end time of the period.
  • 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees correspond to 1/4 period, half period, and 3/4 period, respectively.
  • the valve timing illustrated in FIG. 2 is applicable not only to the first embodiment but also to second to fourth embodiments described later.
  • FIG. 2 illustrates a first intake period A1 and a first exhaust period A2 of the cold head 14, and a second intake period A3 and a second exhaust period A4 of the drive chamber 46.
  • the first intake period A1, the first exhaust period A2, the second intake period A3, and the second exhaust period A4 are the first intake valve V1, the first exhaust valve V2, the second intake valve V3, and the second exhaust valve V4, respectively. It is determined by.
  • the working gas flows from the discharge port of the compressor 12 to the room temperature chamber 36. Conversely, when the first intake valve V1 is closed, the supply of the working gas from the compressor 12 to the room temperature chamber 36 is stopped.
  • the first exhaust period A2 that is, when the first exhaust valve V2 is open
  • the working gas flows from the room temperature chamber 36 to the suction port of the compressor 12.
  • the first exhaust valve V2 is closed, the recovery of the working gas from the room temperature chamber 36 to the compressor 12 is stopped.
  • the working gas flows from the discharge port of the compressor 12 to the drive chamber 46.
  • the second intake valve V3 is closed, the supply of the working gas from the compressor 12 to the drive chamber 46 is stopped.
  • the second exhaust period A4 that is, when the second exhaust valve V4 is open, the working gas flows from the drive chamber 46 to the suction port of the compressor 12.
  • the second exhaust valve V4 is closed, the recovery of the working gas from the drive chamber 46 to the compressor 12 is stopped.
  • the first intake period A1 and the second exhaust period A4 are in the range of 0 degrees to 135 degrees, and the first exhaust period A2 and the second intake period A3 are in the range of 180 degrees to 315 degrees. It is a range.
  • the first intake period A1 is alternately and non-overlapping with the first exhaust period A2, and the second intake period A3 is alternately and non-overlapping with the second exhaust period A4.
  • the first intake period A1 overlaps with the second exhaust period A4, and the first exhaust period A2 overlaps with the second intake period A3.
  • the displacer 20 and the drive piston 22 are located at or near the bottom dead center LP1, LP2, and at 180 degrees, the displacer 20 and the drive piston 22 are located at the top dead center UP1, UP2 or the vicinity thereof.
  • the operation of the GM refrigerator 10 having the above configuration will be described.
  • the first intake period A1 is started (0 degrees in FIG. 2).
  • the first intake valve V1 is opened, and high-pressure gas is supplied from the discharge port of the compressor 12 to the room temperature chamber 36 of the cold head 14.
  • the gas is cooled while passing through the regenerator 15 and enters the expansion chamber 34.
  • the second exhaust period A4 is started simultaneously with the first intake period A1 (0 degree in FIG. 2).
  • the second exhaust valve V4 is opened, and the drive chamber 46 of the piston cylinder 28 is connected to the suction port of the compressor 12. Therefore, the drive chamber 46 is at a low pressure relative to the room temperature chamber 36 and the expansion chamber 34.
  • the drive piston 22 moves from the bottom dead center LP2 toward the top dead center UP2.
  • the displacer 20 moves from the bottom dead center LP1 to the top dead center UP1 together with the drive piston 22.
  • the first intake valve V1 is closed, and the first intake period A1 ends (135 degrees in FIG. 2).
  • the second exhaust valve V4 is closed, and the second exhaust period A4 ends (135 degrees in FIG. 2).
  • the drive piston 22 and the displacer 20 continue to move toward the top dead center UP1, UP2.
  • the volume of the expansion chamber 34 is increased and filled with the high pressure gas.
  • the first exhaust period A2 is started (180 degrees in FIG. 2).
  • the first exhaust valve V2 is opened, and the cold head 14 is connected to the suction port of the compressor 12.
  • the high-pressure gas is expanded and cooled in the expansion chamber 34.
  • the expanded gas is recovered by the compressor 12 through the room temperature chamber 36 while cooling the regenerator 15.
  • the second intake period A3 is started together with the first exhaust period A2 (180 degrees in FIG. 2).
  • the second intake valve V3 is opened, and high-pressure gas is supplied from the discharge port of the compressor 12 to the drive chamber 46 of the piston cylinder 28. Therefore, the drive chamber 46 has a higher pressure than the room temperature chamber 36 and the expansion chamber 34.
  • the drive piston 22 moves from the top dead center UP2 toward the bottom dead center LP2.
  • the displacer 20 moves from the top dead center UP1 toward the bottom dead center LP1 together with the drive piston 22.
  • the first exhaust valve V2 is closed, and the first exhaust period A2 ends (315 degrees in FIG. 2).
  • the second intake valve V3 is closed, and the second intake period A3 ends (315 degrees in FIG. 2).
  • the drive piston 22 and the displacer 20 continue to move toward the bottom dead center LP1, LP2.
  • the volume of the expansion chamber 34 is reduced and the low pressure gas is discharged.
  • the cold head 14 cools the cooling stage 38 by repeating such a cooling cycle (that is, a GM cycle).
  • a cooling cycle that is, a GM cycle.
  • the GM refrigerator 10 can cool the superconducting device or other object to be cooled (not shown) thermally coupled to the cooling stage 38.
  • the cold head 14 is installed in such a posture that the cooling stage 38 is directed downward in the vertical direction, gravity acts downward as illustrated by the arrow D. Therefore, the weight of the axially movable body 16 works to assist the downward driving force of the driving piston 22. A large driving force is applied to the drive piston 22 when moving downward compared to when moving upward. Therefore, in a typical gas driven GM refrigerator, the displacer and the displacer cylinder are likely to collide or contact at the bottom dead center of the displacer.
  • the cold head 14 is provided with a gas spring chamber 48.
  • the gas stored in the gas spring chamber 48 is compressed when the drive piston 22 moves downward, and the pressure increases. Since this pressure acts in the opposite direction to gravity, the driving force acting on the driving piston 22 is reduced. The speed immediately before the drive piston 22 reaches the bottom dead center LP2 can be reduced.
  • FIG. 3 is a schematic view showing the GM refrigerator 10 according to the second embodiment.
  • the GM refrigerator 10 according to the second embodiment is the same as the GM refrigerator 10 according to the first embodiment, except that a flow path resistance portion 68 that communicates the gas spring chamber 48 with the drive chamber 46 is added. It is.
  • the GM refrigerator 10 includes a pressure release path 70 that communicates the gas spring chamber 48 with the drive chamber 46 so as to release the gas pressure from the gas spring chamber 48 to the drive chamber 46.
  • the pressure release path 70 is provided in the piston cylinder 28 so as to short-circuit the gas spring chamber 48 to the drive chamber 46.
  • a flow path resistance unit 68 such as an orifice is disposed in the middle of the pressure release path 70.
  • the pressure release path 70 and the flow path resistance portion 68 may be provided in the drive piston 22.
  • the gas stored in the gas spring chamber 48 is compressed and the pressure is increased when the drive piston 22 moves downward. Contact and collision between the axially movable body 16 and the cold head housing 18 are suppressed, and vibration and abnormal noise of the GM refrigerator 10 can be reduced.
  • the flow path resistance portion 68 Since the flow path resistance portion 68 is provided, the pressure can be released from the gas spring chamber 48 to the drive chamber 46 when the drive piston 22 moves down excessively and the gas spring chamber 48 is excessively pressurized. . Therefore, the piston cylinder 28 is protected.
  • FIG. 4 to 16 are schematic views showing the GM refrigerator 10 according to the third embodiment.
  • the GM refrigerator 10 according to the third embodiment is the same as the GM refrigerator 10 according to the first embodiment except that the clearance between the drive piston 22 and the piston cylinder 28 is used as a flow path resistance unit. . Therefore, unlike the first embodiment, the third seal portion 50 is not provided. The gas spring chamber 48 is not sealed.
  • the GM refrigerator 10 includes a radial clearance 72 as a flow path resistance unit.
  • the gas spring chamber 48 communicates with the drive chamber 46 through the radial clearance 72.
  • the radial clearance 72 is formed between the drive piston 22 and the piston cylinder 28. That is, the radial clearance 72 is a radial clearance determined by the outer diameter of the drive piston 22 and the inner diameter of the piston cylinder 28.
  • the radial clearance 72 is constant in the axial direction. Even if it does in this way, the vibration and abnormal noise of the GM refrigerator 10 can be reduced like each above-mentioned embodiment.
  • the piston cylinder 28 may include a cylindrical guide member 28a, for example, a guide bush. As the drive piston 22 slides along the inner peripheral surface of the guide member 28a, the guide member 28a can guide the drive piston 22 in the axial direction. In order to realize good slidability with the drive piston 22, the guide member 28a is made of, for example, an appropriate resin material.
  • the guide member 28 a may be disposed on the piston cylinder 28 to guide the drive piston 22 over the entire axial stroke of the drive piston 22.
  • the guide member 28 a surrounds the gas spring chamber 48. A gas spring chamber 48 is formed by the drive piston 22 and the guide member 28a.
  • the radial width of the radial clearance 72 may be 0.1 mm or less. desirable. Further, from the viewpoint of ease of manufacture, the radial width of the radial clearance 72 is preferably 0.01 mm or more.
  • the radial clearance 72 may change continuously or stepwise in the axial direction. Thereby, the flow resistance of the radial clearance 72 may be different according to the axial position of the drive piston 22 with respect to the piston cylinder 28. In general, the value of the channel resistance is uniquely determined mainly from the shape and dimensions of the channel.
  • the radial clearance 72 has a first flow path resistance R1 when the drive piston 22 is at a first axial position (eg, bottom dead center LP2), and the drive piston 22 is at a second axial position (eg, top dead center). When it is at point UP2), it may have a second flow path resistance R2.
  • the first axial position may be closer to the bottom dead center LP2 of the drive piston 22 than the second axial position, and the first flow path resistance R1 may be greater than the second flow path resistance R2.
  • the flow path resistance when the drive piston 22 is at or near the bottom dead center LP2 is made larger than the flow path resistance when the drive piston 22 is at or near the top dead center UP2. Can do.
  • the gas spring chamber 48 can more effectively generate a gas spring force that resists the downward movement of the drive piston 22 at or near the bottom dead center LP2 of the drive piston 22.
  • the radial clearance 72 may be gradually narrowed downward in the axial direction. Therefore, the inner peripheral surface of the piston cylinder 28 may be formed in a cone shape. Thus, the radial clearance 72 may continuously change in the axial direction.
  • the radial clearance 72 includes a radial clearance upper part 72a having a second flow path resistance R2 and a radial clearance lower part 72b having a first flow path resistance R1.
  • the first flow path resistance R1 is larger than the second flow path resistance R2.
  • the radial clearance lower portion 72b is adjacent to the radial clearance upper portion 72a in the axial direction. Therefore, the gas spring chamber 48 communicates with the drive chamber 46 through the radial clearance upper portion 72a and the radial clearance lower portion 72b.
  • the radial widths of the radial clearance upper portion 72a and the radial clearance lower portion 72b are, for example, in the range of 0.01 mm to 0.1 mm.
  • the piston cylinder 28 includes a stepped portion 74 serving as a boundary between the radial clearance upper portion 72a and the radial clearance lower portion 72b.
  • the piston cylinder 28 has a first inner diameter on the upper side in the axial direction of the step portion 74, and the piston cylinder 28 has a second inner diameter smaller than the first inner diameter on the lower side in the axial direction of the step portion 74. Both the first inner diameter and the second inner diameter are larger than the outer diameter of the drive piston 22. Therefore, the radial width of the radial clearance lower portion 72b is narrower than the radial width of the radial clearance upper portion 72a. Thus, the radial clearance 72 may change stepwise in the axial direction.
  • the drive piston 22 may include a communication passage 76 that communicates the gas spring chamber 48 with the radial clearance 72.
  • the communication passage 76 is a through hole formed in the drive piston 22 and has an outlet 76 a directed to the inner peripheral surface of the piston cylinder 28.
  • the communication passage 76 communicates the gas spring chamber 48 with the radial clearance lower portion 72b when the drive piston 22 is at the bottom dead center LP2, and connects the gas spring chamber 48 with the radial clearance upper portion when the drive piston 22 is at the top dead center UP2.
  • the drive piston 22 is formed so as to communicate with 72a.
  • the outlet 76a is positioned axially below the step 74 when the drive piston 22 is at the bottom dead center LP2, and is axially above the step 74 when the drive piston 22 is at the top dead center UP2. It is arranged to be located.
  • the drive piston 22 constitutes a flow control valve in cooperation with the piston cylinder 28.
  • the gas spring chamber 48 is communicated with the drive chamber 46 through the radial clearance lower portion 72b (and the radial clearance upper portion 72a). Since the radial clearance lower portion 72b has a large flow path resistance, the flow rate from the gas spring chamber 48 to the drive chamber 46 is limited.
  • the gas spring chamber 48 communicates with the drive chamber 46 through the radial clearance upper portion 72a. Since the radial clearance upper portion 72a has a small flow path resistance, the flow rate from the gas spring chamber 48 to the drive chamber 46 is increased.
  • the timing at which the outlet 76a passes through the stepped portion 74 when the drive piston 22 moves downward is desirably in the central region B (indicated by an arrow in FIG. 2) of the first intake period A1.
  • the central region B may be 1 ⁇ 4 to 3 ⁇ 4 of the first intake period A1. In this way, the gas spring force can be increased between the top dead center UP2 and the bottom dead center LP2 of the drive piston 22.
  • the communication path 76 may be a longitudinal groove formed on the outer peripheral surface of the drive piston 22.
  • the longitudinal groove extends in the axial direction from the gas spring chamber 48 to the center of the drive piston 22.
  • the radial clearance lower portion 72b may be very narrow or may not be present.
  • sticker part 50 shown in FIG. 1 may be provided in the radial direction clearance lower part 72b.
  • the number of the communication paths 76 is one, but a plurality of communication paths 76 may be provided in the drive piston 22. In that case, the communication passage 76 may be formed at equal angular intervals in the circumferential direction of the drive piston 22.
  • the radial clearance 72 as the flow path resistance portion may include a buffer volume 96 that communicates with the radial clearance 72.
  • the buffer volume 96 is formed between the piston cylinder 28 and the drive piston 22.
  • the buffer volume 96 is a groove or a recess formed over the entire circumference on the side surface (outer peripheral surface) of the drive piston 22.
  • the depth D 1 of the buffer volume 96 is larger than the radial width t of the radial clearance 72.
  • the depth D 1 of the buffer volume 96 may be 10 times or more the radial width t of the radial clearance 72.
  • the buffer volume 96 is disposed at the axially intermediate portion on the side surface of the drive piston 22 and communicates with the radial clearance upper portion 72a and the radial clearance lower portion 72b.
  • a radial clearance upper portion 72a and a radial clearance lower portion 72b communicate with each other through a buffer volume 96.
  • the radial widths of the radial clearance upper portion 72a and the radial clearance lower portion 72b are equal, but it is not essential and may be different.
  • the buffer volume 96 is connected to each of the drive chamber 46 and the gas spring chamber 48 through the radial clearance 72.
  • the buffer volume 96 is not directly connected to the drive chamber 46 and the gas spring chamber 48.
  • the buffer volume 96 communicates with the drive chamber 46 and the gas spring chamber 48 through the radial clearance 72, an intermediate pressure between the drive chamber 46 and the gas spring chamber 48 can be taken.
  • gas can flow into the buffer volume 96 from the driving chamber 46 through the radial clearance upper portion 72a.
  • the buffer volume 96 can receive and temporarily store incoming gas. Therefore, the flow rate of the gas passing through the radial clearance 72 from the drive chamber 46 to the gas spring chamber 48 is suppressed as compared with the case without the buffer volume 96.
  • the buffer volume 96 can receive gas flowing from the gas spring chamber 48 through the radial clearance lower portion 72b. Compared to the case without the buffer volume 96, the flow rate of the gas passing through the radial clearance 72 from the gas spring chamber 48 to the drive chamber 46 is suppressed.
  • the buffer volume 96 has an effect of suppressing the flow rate of the gas passing through the radial clearance 72. Therefore, the buffer volume 96 can reduce the influence on the sealing performance due to the variation in the radial width of the radial clearance 72. Even if the radial width of the radial clearance 72 slightly deviates from the design dimension due to a manufacturing error, the variation in the sealing performance of the radial clearance 72 is alleviated. It becomes easy to ensure the robustness of the radial clearance 72 when manufacturing the GM refrigerator 10 as a mass-produced product.
  • the shape of the buffer volume 96 is arbitrary.
  • the buffer volume 96 may be an arbitrarily shaped groove or recess formed in the side surface of the drive piston 22.
  • the buffer volume 96 may be a plurality of grooves formed on the side surface of the drive piston 22. These grooves extend in parallel with each other over the entire circumference on the side surface of the drive piston 22.
  • the buffer volume 96 is connected to the drive chamber 46 and the gas spring chamber 48 through a radial clearance 72. In this way, a plurality of buffer volumes 96 may be arranged in the axial direction on the side surface of the drive piston 22.
  • the buffer volume 96 may be one or a plurality of spiral grooves formed on the side surface of the drive piston 22.
  • the buffer volume 96 does not necessarily extend over the entire circumference of the drive piston 22.
  • a plurality of recesses formed on the side surface of the drive piston 22 may be arranged in the circumferential direction.
  • the buffer volume 96 is formed so as not to communicate with the communication passage 76.
  • the buffer volume 96 and the communication path 76 are separate gas spaces formed in the drive piston 22. Therefore, there is no direct gas flow between the buffer volume 96 and the communication path 76. Therefore, the buffer volume 96 is disposed on the side surface of the drive piston 22 while avoiding the outlet 76 a of the communication path 76.
  • the plurality of buffer volumes 96 and the plurality of outlets 76a may be alternately arranged in the circumferential direction.
  • the buffer volume 96 may be disposed at a different location in the axial direction from the outlet 76a.
  • the buffer volume 96 may be provided in the piston cylinder 28, and may be provided, for example, on the inner peripheral surface of the guide member 28a shown in FIG.
  • the radial clearance 72 as the flow path resistance portion has a first flow path resistance R1 when the drive piston 22 is at the first axial position (for example, bottom dead center LP2), and is driven.
  • the piston 22 When the piston 22 is in the second axial position (for example, top dead center UP2), it has the second flow path resistance R2, and when the driving piston 22 is in the third axial position, it has the third flow path resistance R3.
  • the third axial position is located between the first axial position and the second axial position, and may be, for example, an intermediate point MP between the bottom dead center LP2 and the top dead center UP2. That is, the axial distance from the bottom dead center LP2 to the intermediate point MP is equal to the axial distance from the top dead center UP2 to the intermediate point MP.
  • the third flow path resistance R3 is smaller than the first flow path resistance R1 and smaller than the second flow path resistance R2.
  • the first flow path resistance R1 may be larger than the second flow path resistance R2, but this is not essential, and the first flow path resistance R1 may be smaller than the second flow path resistance R2.
  • the gas spring chamber 48 can generate a gas spring force that resists the downward movement of the drive piston 22.
  • the drive chamber 46 as the second gas spring chamber can generate a gas spring force that resists the upward movement of the drive piston 22.
  • the radial clearance 72 may gradually increase from the drive chamber 46 downward in the axial direction.
  • the radial clearance 72 may gradually become wider from the gas spring chamber 48 in the axial direction.
  • the radial clearance 72 may continuously change in the axial direction.
  • the radial clearance 72 includes a radial clearance upper portion 72a having a second flow path resistance R2, a radial clearance lower section 72b having a first flow path resistance R1, and a third flow path resistance R3.
  • a radial clearance intermediate portion 72c having The top dead center UP2 of the drive piston 22 is located in the radial clearance upper portion 72a, the bottom dead center LP2 of the drive piston 22 is located in the radial clearance lower portion 72b, and the intermediate point MP of the drive piston 22 is the radial clearance intermediate portion 72c.
  • the third flow path resistance R3 is smaller than the first flow path resistance R1 and smaller than the second flow path resistance R2.
  • the radial clearance intermediate portion 72c is adjacent to the radial clearance upper portion 72a in the axial direction.
  • the radial clearance lower portion 72b is adjacent to the radial clearance intermediate portion 72c in the axial direction. Accordingly, the gas spring chamber 48 is communicated with the drive chamber 46 through the radial clearance upper portion 72a, the radial clearance intermediate portion 72c, and the radial clearance lower portion 72b.
  • the piston cylinder 28 includes a first step portion 92a serving as a boundary between the radial clearance upper portion 72a and the radial clearance intermediate portion 72c, and a second step portion 92b serving as a boundary between the radial clearance intermediate portion 72c and the radial clearance lower portion 72b.
  • the piston cylinder 28 has a first inner diameter on the lower side in the axial direction of the second step portion 92b, has a second inner diameter on the upper side in the axial direction of the first step portion 92a, and the first step portion 92a and the second step portion.
  • the first inner diameter, the second inner diameter, and the third inner diameter are all larger than the outer diameter of the drive piston 22. Therefore, the radial width of the radial clearance intermediate portion 72c is larger than the radial width of the radial clearance upper portion 72a and larger than the radial width of the radial clearance lower portion 72b. Thus, the radial clearance 72 may change stepwise in the axial direction.
  • FIG. 13 shows the stroke S of the drive piston 22 shown in FIG.
  • the drive piston 22 when it is located at the top dead center UP2 is indicated by a solid line
  • the drive piston 22 when it is located at the bottom dead center LP2 is indicated by a broken line
  • the drive piston 22 when it is located at the intermediate point MP is a one-dot chain line It is shown in As illustrated, the radial clearance upper portion 72a has a first radial width t1, the radial clearance lower portion 72b has a second radial width t2, and the radial clearance intermediate portion 72c has a third It has a radial width t3.
  • the first radial width t1 is, for example, in the range of 0.01 mm to 0.1 mm
  • the second radial width t2 is, for example, in the range of 0.01 mm to 0.1 mm
  • the radial clearance upper portion 72a has a first axial length L1
  • the radial clearance lower portion 72b has a second axial length L2
  • the radial clearance intermediate portion 72c has a third axial direction. It has a length L3.
  • the third axial length L3 of the radial clearance intermediate portion 72c may be longer than half of the stroke S of the drive piston 22.
  • the second axial length L2 of the radial clearance lower portion 72b may be longer than the first axial length L1 of the radial clearance upper portion 72a. Determining the axial length of the radial clearance 72 in this way helps to relatively shorten the axial length of the piston cylinder 28 while maintaining the stroke of the drive piston 22.
  • the drive piston 22 may include a communication passage 76 that allows the gas spring chamber 48 to communicate with the radial clearance 72.
  • the communication path 76 may be a through hole formed in the drive piston 22.
  • the communication path 76 functions similarly to the embodiment shown in FIG. If necessary, the drive piston 22 may include another communication passage 94 that allows the drive chamber 46 to communicate with the radial clearance 72.
  • the communication path 76 may be a longitudinal groove formed on the outer peripheral surface of the drive piston 22.
  • the longitudinal groove extends in the axial direction from the gas spring chamber 48 to the center of the drive piston 22.
  • the communication path 76 functions in the same manner as the embodiment shown in FIG. Further, the other communication path 94 may also be a longitudinal groove.
  • the GM refrigerator 10 may include a pressure release path 70 together with the radial clearance 72 as shown in FIG. 16.
  • the pressure release path 70 is provided in the piston cylinder 28 so as to short-circuit the gas spring chamber 48 to the drive chamber 46.
  • a flow path resistance unit 68 such as an orifice is disposed in the middle of the pressure release path 70.
  • the pressure release path 70 includes a first outlet 70a in the upper axial direction and a second outlet 70b in the lower axial direction.
  • the gas spring chamber 48 is A gas spring force can be generated against the downward movement of 22.
  • the drive chamber 46 as the second gas spring chamber is: A gas spring force that resists the upward movement of the drive piston 22 can be generated.
  • the radial clearance 72 is constant in the axial direction, but this is not essential.
  • the radial clearance 72 may include a radial clearance upper portion 72a, a radial clearance lower portion 72b, and a radial clearance intermediate portion 72c.
  • the first outlet 70a may be provided in the radial clearance upper portion 72a.
  • the second outlet 70b may be provided in the radial clearance lower portion 72b.
  • the first outlet 70a and the second outlet 70b may be provided in the radial clearance intermediate portion 72c.
  • the drive piston protrusion 22a may protrude in the axial direction from the upper surface of the drive piston 22.
  • the drive piston protrusion 22a can be inserted into the outlet 64a of the second intake passage 64, and is disposed so as to advance and retract to the outlet 64a as the drive piston 22 reciprocates in the axial direction.
  • the outlet 64 a of the second intake passage 64 is also the outlet of the second exhaust passage 66.
  • the outlet 64a is a gas inlet / outlet of the driving chamber for controlling the pressure of the driving chamber 46, and gas flows between the compressor 12 and the driving chamber 46 through the outlet 64a.
  • the outlet 64a is formed through the upper surface of the drive chamber 46 (that is, the piston cylinder 28).
  • the drive piston protrusion 22a is inserted into the outlet 64a of the second intake passage 64 when the drive piston 22 is located at or near the top dead center UP2.
  • the inserted drive piston protrusion 22a completely or partially occludes the outlet 64a, thereby preventing gas flow through the outlet 64a or limiting the gas flow rate through the outlet 64a.
  • the drive piston protrusion 22a is pulled out from the outlet 64a of the second intake passage 64 when the drive piston 22 leaves the top dead center UP2 or the vicinity thereof. Therefore, the drive piston protrusion 22a is not inserted into the outlet 64a of the second intake flow path 64 when the drive piston 22 is located at or near the bottom dead center LP2, but is located outside the outlet 64a. Since the drive piston protrusion 22a is disengaged from the outlet 64a, the gas flow at the outlet 64a is restored.
  • the drive piston 22 moves upward toward the top dead center UP2
  • the drive piston protrusion 22a enters the outlet 64a of the second intake passage 64
  • the drive piston 22 further moves upward to narrow the drive chamber 46.
  • the pressure in the drive chamber 46 is effectively increased.
  • the drive chamber 46 as the second gas spring chamber can generate a gas spring force that resists the upward movement of the drive piston 22.
  • the second intake valve V3 or the second exhaust valve V4 is opened, the gas flow rate at the outlet 64a is reduced by inserting the drive piston projection 22a into the outlet 64a of the second intake passage 64.
  • the drive chamber 46 can generate a gas spring force. In this way, contact and collision between the axially movable body 16 and the cold head housing 18 are suppressed, and vibration and abnormal noise of the GM refrigerator 10 can be reduced.
  • a projection 28b that protrudes in the axial direction from the upper surface of the piston cylinder 28 is formed so as to surround the outlet 64a of the second intake passage 64, and can accept this projection 28b.
  • a recess 22 b may be formed on the upper surface of the drive piston 22.
  • the protrusion 28b of the piston cylinder 28 is received in the recess 22b of the drive piston 22 when the drive piston 22 is located at or near the top dead center UP2.
  • the outlet 64a is at least partially blocked by the drive piston 22 when the drive piston 22 is at top dead center UP2.
  • gas flow at the outlet 64a is hindered or the gas flow rate through the outlet 64a is limited. Therefore, the drive chamber 46 can generate a gas spring force that resists the upward movement of the drive piston 22.
  • the outlet 64a of the second intake passage 64 may be disposed on the side surface of the drive chamber 46 (that is, the piston cylinder 28).
  • the radial clearance 72 is constant in the axial direction, but this is not essential. Similar to the embodiment shown in FIGS. 7 to 9, the radial clearance 72 may include a radial clearance upper portion 72a and a radial clearance lower portion 72b. In this case, the outlet 64a may be provided in the radial clearance upper portion 72a. Similar to the embodiment shown in FIGS. 11 to 15, the radial clearance 72 may include a radial clearance upper portion 72a, a radial clearance lower portion 72b, and a radial clearance intermediate portion 72c. The outlet 64a may be provided in the radial clearance upper part 72a or the radial clearance intermediate part 72c.
  • FIG. 19 to 21 are schematic views showing the GM refrigerator 10 according to the fourth embodiment.
  • the GM refrigerator 10 according to the fourth embodiment is the same as the GM refrigerator 10 according to the first embodiment except that a short valve 80 is provided with a check valve 78.
  • the check valve 78 is disposed between the gas spring chamber 48 and the drive chamber 46 so as to resist gas outflow from the gas spring chamber 48 to the drive chamber 46.
  • the piston cylinder 28 includes a short circuit 80 that short-circuits the gas spring chamber 48 to the drive chamber 46.
  • the check valve 78 is disposed in the middle of the short circuit 80.
  • the check valve 78 is closed when the drive piston 22 moves downward. Therefore, the drive piston 22 can compress the gas stored in the gas spring chamber 48. As in the first embodiment, contact and collision between the axially movable body 16 and the cold head housing 18 are suppressed, and vibrations and abnormal noise of the GM refrigerator 10 can be reduced.
  • a second check valve 82 that communicates the gas spring chamber 48 and the drive chamber 46 may be provided in parallel with a check valve (hereinafter also referred to as a first check valve) 78.
  • the second check valve 82 is provided in the opposite direction to the check valve 78 and resists gas outflow from the drive chamber 46 to the gas spring chamber 48.
  • the set differential pressure for opening the first check valve 78 is smaller than the set differential pressure for opening the second check valve 82. Even if it does in this way, the vibration and abnormal noise of the GM refrigerator 10 can be reduced. Further, excessive pressure in the gas spring chamber 48 can be released to the drive chamber 46.
  • a channel resistance may be connected in series with the check valve.
  • a first flow path resistance portion 84 is connected in series with the first check valve 78, and a second flow path resistance portion 86 is connected in series with the second check valve 82.
  • the first flow path resistance portion 84 has a smaller flow path resistance than the second flow path resistance portion 86.
  • the set differential pressure that opens the first check valve 78 may be equal to the set differential pressure that opens the second check valve 82. Even if it does in this way, there can exist an effect similar to the structure shown by FIG.
  • a flow path resistance unit 90 may be provided between the drive chamber 46 and the valve unit 54.
  • the flow path resistance unit 90 may be provided between the drive chamber 46 and the second intake valve V3 in the second intake flow path 64.
  • the arrangement of the drive chamber 46 and the gas spring chamber 48 may be reversed.
  • the gas spring chamber 48 may be disposed on the side opposite to the displacer cylinder 26 in the axial direction with respect to the drive piston 22, and the drive chamber 46 may be disposed on the same side in the axial direction with respect to the displacer cylinder 26.
  • the present invention can be used in the field of GM refrigerators.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
  • Compressor (AREA)

Abstract

ＧＭ冷凍機１０は、軸方向に往復動可能なディスプレーサ２０と、ディスプレーサ２０を収容するディスプレーサシリンダ２６と、ディスプレーサ２０を軸方向に駆動するようディスプレーサ２０に連結された駆動ピストン２２と、駆動ピストン２２を収容するピストンシリンダ２８であって、駆動ピストン２２を駆動するよう圧力が制御される駆動室４６と、ディスプレーサシリンダ２６に対し気密に形成され、駆動ピストン２２によって駆動室４６から仕切られたガスばね室４８と、を備えるピストンシリンダ２８と、を備える。

Description

ＧＭ冷凍機
　本発明は、ＧＭ（ギフォード・マクマホン、Gifford-McMahon）冷凍機に関する。
　ＧＭ冷凍機はその駆動源によってモータ駆動型とガス駆動型の２種類に大きく分けられる。モータ駆動型においては、ディスプレーサがモータに機械的に連結され、モータによって駆動される。ガス駆動型においては、ディスプレーサがガス圧によって駆動される。
米国特許第６２５６９９７号明細書
　モータ駆動型の場合は連結機構によってディスプレーサのストロークが定まるから、ディスプレーサがシリンダに衝突しないようにモータ駆動型のＧＭ冷凍機を設計することが容易である。たとえばディスプレーサの下死点とシリンダ底面の間に若干の隙間を設ければディスプレーサとシリンダの衝突は回避される。ところが典型的なガス駆動型ＧＭ冷凍機においては、シリンダ底面に衝突または接触するまでディスプレーサがガス圧の作用により動き続ける。シリンダとのディスプレーサの衝突または接触は、振動や異音の原因となりうる。
　本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、本発明のある態様の例示的な目的のひとつは、ガス駆動型ＧＭ冷凍機の振動または異音を低減することにある。
　本発明のある態様によると、ＧＭ冷凍機は、軸方向に往復動可能なディスプレーサと、前記ディスプレーサを収容するディスプレーサシリンダと、前記ディスプレーサを軸方向に駆動するよう前記ディスプレーサに連結された駆動ピストンと、前記駆動ピストンを収容するピストンシリンダであって、前記駆動ピストンを駆動するよう圧力が制御される駆動室と、前記ディスプレーサシリンダに対し気密に形成され、前記駆動ピストンによって前記駆動室から仕切られたガスばね室と、を備えるピストンシリンダと、を備える。
　なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
　本発明によれば、ガス駆動型ＧＭ冷凍機の振動または異音を低減することができる。
第１実施形態に係るＧＭ冷凍機を示す概略図である。 ＧＭ冷凍機の動作の一例を示す図である。 第２実施形態に係るＧＭ冷凍機を示す概略図である。 第３実施形態に係るＧＭ冷凍機を示す概略図である。 第３実施形態に係るＧＭ冷凍機を示す概略図である。 第３実施形態に係るＧＭ冷凍機を示す概略図である。 第３実施形態に係るＧＭ冷凍機を示す概略図である。 第３実施形態に係るＧＭ冷凍機を示す概略図である。 第３実施形態に係るＧＭ冷凍機を示す概略図である。 図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、第３実施形態に係るＧＭ冷凍機を示す概略図である。 第３実施形態に係るＧＭ冷凍機を示す概略図である。 第３実施形態に係るＧＭ冷凍機を示す概略図である。 第３実施形態に係るＧＭ冷凍機を示す概略図である。 第３実施形態に係るＧＭ冷凍機を示す概略図である。 第３実施形態に係るＧＭ冷凍機を示す概略図である。 第３実施形態に係るＧＭ冷凍機を示す概略図である。 図１７（ａ）および図１７（ｂ）は、第３実施形態に係るＧＭ冷凍機を示す概略図である。 第３実施形態に係るＧＭ冷凍機を示す概略図である。 第４実施形態に係るＧＭ冷凍機を示す概略図である。 第４実施形態に係るＧＭ冷凍機を示す概略図である。 第４実施形態に係るＧＭ冷凍機を示す概略図である。
　以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、以下に述べる構成は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。また、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、以下の説明において参照する図面において、各構成部材の大きさや厚みは説明の便宜上のものであり、必ずしも実際の寸法や比率を示すものではない。
（第１実施形態）
　図１は、第１実施形態に係るＧＭ冷凍機１０を示す概略図である。
　ＧＭ冷凍機１０は、作動ガス（例えばヘリウムガス）を圧縮する圧縮機１２と、作動ガスを断熱膨張により冷却するコールドヘッド１４と、を備える。コールドヘッド１４は膨張機とも呼ばれる。詳しくは後述するように、圧縮機１２は、コールドヘッド１４に高圧の作動ガスを供給する。コールドヘッド１４には作動ガスを予冷する蓄冷器１５が備えられている。予冷された作動ガスは、コールドヘッド１４内での膨張によって更に冷却される。作動ガスは蓄冷器１５を通じて圧縮機１２に回収される。作動ガスは蓄冷器１５を通るとき蓄冷器１５を冷却する。圧縮機１２は、回収した作動ガスを圧縮し、再びコールドヘッド１４に供給する。
　図示されるコールドヘッド１４は単段式である。ただし、コールドヘッド１４は、多段式であってもよい。
　コールドヘッド１４は、ガス駆動型である。よって、コールドヘッド１４は、ガス圧で駆動されるフリーピストンとしての軸方向可動体１６と、気密に構成され軸方向可動体１６を収容するコールドヘッドハウジング１８と、を備える。コールドヘッドハウジング１８は、軸方向可動体１６を軸方向に往復動可能に支持する。モータ駆動型のＧＭ冷凍機とは異なり、コールドヘッド１４は、軸方向可動体１６を駆動するモータおよび連結機構（例えばスコッチヨーク機構）を有しない。
　軸方向可動体１６は、軸方向（図１において上下方向、矢印Ｃで示す）に往復動可能なディスプレーサ２０と、ディスプレーサ２０を軸方向に駆動するようディスプレーサ２０に連結された駆動ピストン２２と、を備える。駆動ピストン２２は、ディスプレーサ２０と同軸にかつ軸方向に離れて配設されている。
　コールドヘッドハウジング１８は、ディスプレーサ２０を収容するディスプレーサシリンダ２６と、駆動ピストン２２を収容するピストンシリンダ２８と、を備える。ピストンシリンダ２８は、ディスプレーサシリンダ２６と同軸にかつ軸方向に隣接して配設されている。
　詳細は後述するが、ガス駆動型であるコールドヘッド１４の駆動部は、駆動ピストン２２とピストンシリンダ２８を含んで構成されている。また、コールドヘッド１４は、ディスプレーサ２０とディスプレーサシリンダ２６の衝突または接触を緩和または防止するように駆動ピストン２２に作用するガスばね機構を備える。
　また軸方向可動体１６は、ディスプレーサ２０が駆動ピストン２２と一体に軸方向に往復動するようディスプレーサ２０を駆動ピストン２２に剛に連結する連結ロッド２４を備える。連結ロッド２４もまたディスプレーサ２０および駆動ピストン２２と同軸にディスプレーサ２０から駆動ピストン２２へと延びている。
　駆動ピストン２２は、ディスプレーサ２０に比べて小さい寸法を有する。駆動ピストン２２の軸方向長さはディスプレーサ２０のそれより短く、駆動ピストン２２の径もディスプレーサ２０のそれより小さい。連結ロッド２４の径は駆動ピストン２２のそれより小さい。
　ピストンシリンダ２８の容積はディスプレーサシリンダ２６のそれより小さい。ピストンシリンダ２８の軸方向長さはディスプレーサシリンダ２６のそれより短く、ピストンシリンダ２８の径もディスプレーサシリンダ２６のそれより小さい。
　なお、駆動ピストン２２とディスプレーサ２０の寸法関係は上述のものに限られず、それと異なっていてもよい。同様に、ピストンシリンダ２８とディスプレーサシリンダ２６の寸法関係は上述のものに限られず、それと異なっていてもよい。
　ディスプレーサ２０の軸方向往復動は、ディスプレーサシリンダ２６によって案内される。通例、ディスプレーサ２０およびディスプレーサシリンダ２６はそれぞれ軸方向に延在する円筒状の部材であり、ディスプレーサシリンダ２６の内径はディスプレーサ２０の外径に一致するか又はわずかに大きい。同様に、駆動ピストン２２の軸方向往復動は、ピストンシリンダ２８によって案内される。通例、駆動ピストン２２およびピストンシリンダ２８はそれぞれ軸方向に延在する円筒状の部材であり、ピストンシリンダ２８の内径は駆動ピストン２２の外径に一致するか又はわずかに大きい。
　ディスプレーサ２０と駆動ピストン２２は連結ロッド２４によって剛に連結されているので、駆動ピストン２２の軸方向ストロークはディスプレーサ２０の軸方向ストロークと等しく、両者はストローク全体にわたって一体に移動する。ディスプレーサ２０に対する駆動ピストン２２の位置は軸方向可動体１６の軸方向往復動の間、不変である。
　また、コールドヘッドハウジング１８は、ディスプレーサシリンダ２６をピストンシリンダ２８に接続する連結ロッドガイド３０を備える。連結ロッドガイド３０はディスプレーサシリンダ２６およびピストンシリンダ２８と同軸にディスプレーサシリンダ２６からピストンシリンダ２８へと延びている。連結ロッドガイド３０には連結ロッド２４が貫通している。連結ロッドガイド３０は連結ロッド２４の軸方向往復動を案内する軸受として構成されている。
　ディスプレーサシリンダ２６は、連結ロッドガイド３０を介してピストンシリンダ２８と気密に連結されている。こうして、コールドヘッドハウジング１８は、作動ガスの圧力容器として構成されている。なお連結ロッドガイド３０は、ディスプレーサシリンダ２６またはピストンシリンダ２８のいずれかの一部であるとみなされてもよい。
　第１シール部３２が、連結ロッド２４と連結ロッドガイド３０の間に設けられている。第１シール部３２は、連結ロッド２４または連結ロッドガイド３０のいずれか一方に装着され、連結ロッド２４または連結ロッドガイド３０の他方と摺動する。第１シール部３２は例えば、スリッパーシールまたはＯリングなどのシール部材で構成される。第１シール部３２によって、ピストンシリンダ２８は、ディスプレーサシリンダ２６に対し気密に構成されている。こうして、ピストンシリンダ２８はディスプレーサシリンダ２６から流体的に隔離されており、ピストンシリンダ２８とディスプレーサシリンダ２６との直接のガス流通は生じない。
　ディスプレーサシリンダ２６は、ディスプレーサ２０によって膨張室３４と室温室３６に仕切られている。ディスプレーサ２０は、軸方向一端にてディスプレーサシリンダ２６との間に膨張室３４を形成し、軸方向他端にてディスプレーサシリンダ２６との間に室温室３６を形成する。膨張室３４は下死点ＬＰ１側に配置され、室温室３６は上死点ＵＰ１側に配置されている。また、コールドヘッド１４には、膨張室３４を外包するようディスプレーサシリンダ２６に固着された冷却ステージ３８が設けられている。
　蓄冷器１５はディスプレーサ２０に内蔵されている。ディスプレーサ２０はその上蓋部に、蓄冷器１５を室温室３６に連通する入口流路４０を有する。また、ディスプレーサ２０はその筒部に、蓄冷器１５を膨張室３４に連通する出口流路４２を有する。あるいは、出口流路４２は、ディスプレーサ２０の下蓋部に設けられていてもよい。加えて、ディスプレーサ２０は、上蓋部に内接する入口整流器４１と、下蓋部に内接する出口整流器４３と、を備える。蓄冷器１５は、こうした一対の整流器に挟まれている。
　第２シール部４４が、ディスプレーサ２０とディスプレーサシリンダ２６の間に設けられている。第２シール部４４は、例えばスリッパーシールであり、ディスプレーサ２０の筒部または上蓋部に装着されている。ディスプレーサ２０とディスプレーサシリンダ２６とのクリアランスが第２シール部４４によって封じられているので、室温室３６と膨張室３４との直接のガス流通（つまり蓄冷器１５を迂回するガス流れ）はない。
　ディスプレーサ２０が軸方向に動くとき、膨張室３４および室温室３６は相補的に容積を増減させる。すなわち、ディスプレーサ２０が下動するとき、膨張室３４は狭くなり室温室３６は広くなる。逆も同様である。
　作動ガスは、室温室３６から入口流路４０を通じて蓄冷器１５に流入する。より正確には、作動ガスは、入口流路４０から入口整流器４１を通って蓄冷器１５に流入する。作動ガスは、蓄冷器１５から出口整流器４３および出口流路４２を経由して膨張室３４に流入する。作動ガスが膨張室３４から室温室３６に戻るときは逆の経路を通る。つまり、作動ガスは、膨張室３４から、出口流路４２、蓄冷器１５、および入口流路４０を通って室温室３６に戻る。蓄冷器１５を迂回してクリアランスを流れようとする作動ガスは第２シール部４４によって遮断される。
　ピストンシリンダ２８は、駆動ピストン２２を駆動するよう圧力が制御される駆動室４６と、駆動ピストン２２によって駆動室４６から仕切られたガスばね室４８と、を備える。駆動ピストン２２は、軸方向一端にてピストンシリンダ２８との間に駆動室４６を形成し、軸方向他端にてピストンシリンダ２８との間にガスばね室４８を形成する。駆動ピストン２２が軸方向に動くとき、駆動室４６およびガスばね室４８は相補的に容積を増減させる。
　駆動室４６は、駆動ピストン２２に対しディスプレーサシリンダ２６と軸方向に反対側に配置されている。ガスばね室４８は、駆動ピストン２２に対しディスプレーサシリンダ２６と軸方向に同じ側に配置されている。言い換えれば、駆動室４６は上死点ＵＰ２側に配置され、ガスばね室４８は下死点ＬＰ２側に配置されている。駆動ピストン２２の上面は駆動室４６のガス圧を受け、駆動ピストン２２の下面はガスばね室４８のガス圧を受ける。
　連結ロッド２４は、駆動ピストン２２の下面からガスばね室４８を通って連結ロッドガイド３０へと延びている。さらに、連結ロッド２４は、室温室３６を通ってディスプレーサ２０の上蓋部まで延びている。ガスばね室４８は、駆動ピストン２２に対し連結ロッド２４と同じ側に配置され、駆動室４６は、駆動ピストン２２に対し連結ロッド２４と反対側に配置されている。
　第３シール部５０が、駆動ピストン２２とピストンシリンダ２８の間に設けられている。第３シール部５０は、例えばスリッパーシールであり、駆動ピストン２２の側面に装着されている。駆動ピストン２２とピストンシリンダ２８とのクリアランスが第３シール部５０によって封じられているので、駆動室４６とガスばね室４８との直接のガス流通はない。また、第１シール部３２が設けられているので、ガスばね室４８と室温室３６とのガス流通もない。このようにして、ガスばね室４８は、ディスプレーサシリンダ２６に対し気密に形成されている。ガスばね室４８は、第１シール部３２および第３シール部５０によって密封されている。
　駆動ピストン２２が下動するときガスばね室４８は狭くなる。このときガスばね室４８のガスは圧縮され、圧力が高まる。ガスばね室４８の圧力は駆動ピストン２２の下面に上向きに作用する。よって、ガスばね室４８は、駆動ピストン２２の下動に抗するガスばね力を発生させる。
　逆に、駆動ピストン２２が上動するときガスばね室４８は広がる。ガスばね室４８の圧力は下がり、駆動ピストン２２に作用するガスばね力も小さくなる。なお、このとき駆動室４６は狭くなる。よって、第２吸気バルブＶ３および第２排気バルブＶ４が閉じられている間は、駆動室４６を、駆動ピストン２２の上動に抗する下向きガスばね力を発生する第２ガスばね室とみなすこともできる。
　コールドヘッド１４は、使用される現場で図示の向きに設置される。すなわち、ディスプレーサシリンダ２６が鉛直方向下方に、ピストンシリンダ２８が鉛直方向上方に、それぞれ配置されるようにして、コールドヘッド１４は縦向きに設置される。このように、冷却ステージ３８を鉛直方向下方に向ける姿勢で設置されるときＧＭ冷凍機１０は冷凍能力が最も高くなる。ただし、ＧＭ冷凍機１０の配置はこれに限定されない。逆に、コールドヘッド１４は冷却ステージ３８を鉛直方向上方に向ける姿勢で設置されてもよい。あるいは、コールドヘッド１４は、横向きまたはその他の向きに設置されてもよい。
　さらに、ＧＭ冷凍機１０は、圧縮機１２をコールドヘッド１４に接続する作動ガス回路５２を備える。作動ガス回路５２は、ピストンシリンダ２８（すなわち駆動室４６）とディスプレーサシリンダ２６（すなわち膨張室３４及び／または室温室３６）との間に圧力差を生成するよう構成されている。この圧力差によって軸方向可動体１６が軸方向に動く。ピストンシリンダ２８に対しディスプレーサシリンダ２６の圧力が低ければ、駆動ピストン２２が下動し、それに伴ってディスプレーサ２０も下動する。逆に、ピストンシリンダ２８に対しディスプレーサシリンダ２６の圧力が高ければ、駆動ピストン２２が上動し、それに伴ってディスプレーサ２０も上動する。
　作動ガス回路５２は、バルブ部５４を備える。バルブ部５４は、第１吸気バルブＶ１、第１排気バルブＶ２、第２吸気バルブＶ３、および第２排気バルブＶ４を備える。第２吸気バルブＶ３および第２排気バルブＶ４はそれぞれ、駆動ピストン２２を駆動するための高圧バルブおよび低圧バルブと呼ぶこともできる。
　バルブ部５４は、コールドヘッドハウジング１８の中に配設され、圧縮機１２と配管で接続されていてもよい。バルブ部５４は、コールドヘッドハウジング１８の外に配設され、圧縮機１２およびコールドヘッド１４それぞれと配管で接続されていてもよい。
　バルブ部５４は、ロータリーバルブの形式をとってもよい。すなわち、バルブ部５４は、バルブ本体に対するバルブディスクの回転摺動によってバルブＶ１～Ｖ４が適正に切り替わるよう構成されていてもよい。その場合、バルブ部５４は、バルブ部５４（例えばバルブディスク）を回転駆動するための回転駆動源５６を備えてもよい。回転駆動源５６は例えばモータである。ただし、回転駆動源５６は、軸方向可動体１６には接続されていない。また、バルブ部５４は、バルブ部５４を制御する制御部５８を備えてもよい。制御部５８は、回転駆動源５６を制御してもよい。
　ある実施形態においては、バルブ部５４は、複数の個別に制御可能なバルブＶ１～Ｖ４を備え、制御部５８がバルブＶ１～Ｖ４それぞれの開閉を制御してもよい。この場合、バルブ部５４は、回転駆動源５６を備えなくてもよい。
　第１吸気バルブＶ１は、圧縮機１２の吐出口をコールドヘッド１４の室温室３６に接続する第１吸気流路６０に配設されている。第１排気バルブＶ２は、圧縮機１２の吸入口をコールドヘッド１４の室温室３６に接続する第１排気流路６２に配設されている。図示されるように、第１排気流路６２の一部が室温室３６側で第１吸気流路６０と共通であり、第１排気流路６２の残部がバルブ部５４側で第１吸気流路６０から分岐していてもよい。
　第２吸気バルブＶ３は、圧縮機１２の吐出口をピストンシリンダ２８の駆動室４６に接続する第２吸気流路６４に配設されている。図示されるように、第２吸気流路６４の一部が圧縮機１２側で第１吸気流路６０と共通であってもよい。第２排気バルブＶ４は、圧縮機１２の吸入口をピストンシリンダ２８の駆動室４６に接続する第２排気流路６６に配設されている。図示されるように、第２排気流路６６の一部が駆動室４６側で第２吸気流路６４と共通であり、第２排気流路６６の残部がバルブ部５４側で第２吸気流路６４から分岐していてもよい。また、第２排気流路６６の一部が圧縮機１２側で第１排気流路６２と共通であってもよい。
　図２は、ＧＭ冷凍機１０の動作の一例を示す図である。図２では軸方向可動体１６の軸方向往復動の一周期を３６０度に対応づけて表しているので、０度は周期の開始時点にあたり、３６０度は周期の終了時点にあたる。９０度、１８０度、２７０度はそれぞれ、１／４周期、半周期、３／４周期にあたる。なお、図２に例示されるバルブタイミングは、第１実施形態だけでなく、後述する第２から第４実施形態にも適用可能である。
　図２には、コールドヘッド１４の第１吸気期間Ａ１および第１排気期間Ａ２と、駆動室４６の第２吸気期間Ａ３および第２排気期間Ａ４が例示されている。第１吸気期間Ａ１、第１排気期間Ａ２、第２吸気期間Ａ３、および第２排気期間Ａ４はそれぞれ、第１吸気バルブＶ１、第１排気バルブＶ２、第２吸気バルブＶ３、第２排気バルブＶ４によって定められている。
　第１吸気期間Ａ１において（すなわち第１吸気バルブＶ１が開いているとき）、圧縮機１２の吐出口から室温室３６に作動ガスが流れる。逆に第１吸気バルブＶ１が閉じているときは、圧縮機１２から室温室３６への作動ガスの供給は停止される。第１排気期間Ａ２において（すなわち第１排気バルブＶ２が開いているとき）、室温室３６から圧縮機１２の吸入口に作動ガスが流れる。第１排気バルブＶ２が閉じているときは、室温室３６から圧縮機１２への作動ガスの回収は停止される。
　第２吸気期間Ａ３において（すなわち第２吸気バルブＶ３が開いているとき）、圧縮機１２の吐出口から駆動室４６に作動ガスが流れる。第２吸気バルブＶ３が閉じているときは、圧縮機１２から駆動室４６への作動ガスの供給は停止される。第２排気期間Ａ４において（すなわち第２排気バルブＶ４が開いているとき）、駆動室４６から圧縮機１２の吸入口に作動ガスが流れる。第２排気バルブＶ４が閉じているときは、駆動室４６から圧縮機１２への作動ガスの回収は停止される。
　図２に示す例においては、第１吸気期間Ａ１および第２排気期間Ａ４は、０度から１３５度の範囲であり、第１排気期間Ａ２および第２吸気期間Ａ３は、１８０度から３１５度の範囲である。第１吸気期間Ａ１は第１排気期間Ａ２と交互かつ非重複であり、第２吸気期間Ａ３は第２排気期間Ａ４と交互かつ非重複である。第１吸気期間Ａ１は第２排気期間Ａ４と重なり、第１排気期間Ａ２は第２吸気期間Ａ３と重なっている。０度においてディスプレーサ２０および駆動ピストン２２は下死点ＬＰ１、ＬＰ２またはその近傍に位置し、１８０度においてディスプレーサ２０および駆動ピストン２２は上死点ＵＰ１、ＵＰ２またはその近傍に位置する。
　上記の構成をもつＧＭ冷凍機１０の動作を説明する。ディスプレーサ２０が下死点ＬＰ１またはその近傍の位置にあるとき、第１吸気期間Ａ１が開始される（図２の０度）。第１吸気バルブＶ１が開き、高圧ガスが圧縮機１２の吐出口からコールドヘッド１４の室温室３６に供給される。ガスは蓄冷器１５を通過しながら冷却され、膨張室３４に入る。
　第１吸気期間Ａ１と同時に第２排気期間Ａ４も開始される（図２の０度）。第２排気バルブＶ４が開き、ピストンシリンダ２８の駆動室４６は圧縮機１２の吸入口に接続される。よって駆動室４６は、室温室３６および膨張室３４に対し低圧となる。駆動ピストン２２が下死点ＬＰ２から上死点ＵＰ２に向けて動く。
　駆動ピストン２２とともにディスプレーサ２０も下死点ＬＰ１から上死点ＵＰ１に向けて動く。第１吸気バルブＶ１が閉じ、第１吸気期間Ａ１が終了する（図２の１３５度）。第２排気バルブＶ４が閉じ、第２排気期間Ａ４が終了する（図２の１３５度）。駆動ピストン２２およびディスプレーサ２０は引き続き上死点ＵＰ１、ＵＰ２に向けて移動する。こうして、膨張室３４の容積が増加されるとともに高圧ガスで満たされる。
　ディスプレーサ２０が上死点ＵＰ１またはその近傍の位置にあるとき、第１排気期間Ａ２が開始される（図２の１８０度）。第１排気バルブＶ２が開き、コールドヘッド１４は圧縮機１２の吸入口に接続される。高圧ガスは膨張室３４で膨張し冷却される。膨張したガスは、蓄冷器１５を冷却しながら室温室３６を経て圧縮機１２に回収される。
　第１排気期間Ａ２とともに第２吸気期間Ａ３も開始される（図２の１８０度）。第２吸気バルブＶ３が開き、高圧ガスが圧縮機１２の吐出口からピストンシリンダ２８の駆動室４６に供給される。よって駆動室４６は、室温室３６および膨張室３４に対し高圧となる。駆動ピストン２２が上死点ＵＰ２から下死点ＬＰ２に向けて動く。
　駆動ピストン２２とともにディスプレーサ２０も上死点ＵＰ１から下死点ＬＰ１に向けて動く。第１排気バルブＶ２が閉じ、第１排気期間Ａ２が終了する（図２の３１５度）。第２吸気バルブＶ３が閉じ、第２吸気期間Ａ３が終了する（図２の３１５度）。駆動ピストン２２およびディスプレーサ２０は引き続き下死点ＬＰ１、ＬＰ２に向けて移動する。こうして、膨張室３４の容積が減少されるとともに低圧ガスは排出される。
　コールドヘッド１４はこのような冷却サイクル（すなわちＧＭサイクル）を繰り返すことで、冷却ステージ３８を冷却する。それにより、ＧＭ冷凍機１０は、冷却ステージ３８に熱的に結合された超伝導装置またはその他の被冷却物（図示せず）を冷却することができる。
　上述のようにコールドヘッド１４は冷却ステージ３８を鉛直方向下方に向ける姿勢で設置されているから、重力は、矢印Ｄで図示するように、下向きに作用する。そのため、軸方向可動体１６の自重は、駆動ピストン２２の下向きの駆動力を補助するように働く。駆動ピストン２２には上動時に比べて下動時に大きな駆動力が働く。よって、典型的なガス駆動式のＧＭ冷凍機においては、ディスプレーサの下死点でディスプレーサとディスプレーサシリンダの衝突または接触が生じやすい。
　ところが、コールドヘッド１４にはガスばね室４８が設けられている。ガスばね室４８に貯留されたガスは、駆動ピストン２２が下動するときに圧縮され、圧力が高まる。この圧力は重力と逆向きに働くから、駆動ピストン２２に作用する駆動力が小さくなる。駆動ピストン２２が下死点ＬＰ２に到達する直前の速度を遅くすることができる。
　こうして、駆動ピストン２２とピストンシリンダ２８の、及び／またはディスプレーサ２０とディスプレーサシリンダ２６の、接触または衝突を回避することができる。あるいは、たとえ衝突が起こったとしても、駆動ピストン２２の速度低下により衝突エネルギーが低減されるので、衝突音は抑制される。
（第２実施形態）
　図３は、第２実施形態に係るＧＭ冷凍機１０を示す概略図である。第２実施形態に係るＧＭ冷凍機１０は、ガスばね室４８を駆動室４６に連通する流路抵抗部６８が追加されていることを除いて、第１実施形態に係るＧＭ冷凍機１０と同様である。
　ＧＭ冷凍機１０は、ガスばね室４８から駆動室４６にガス圧を解放するようガスばね室４８を駆動室４６に連通する圧力解放路７０を備える。圧力解放路７０は、ガスばね室４８を駆動室４６に短絡するようピストンシリンダ２８に設けられている。オリフィスなどの流路抵抗部６８が、圧力解放路７０の中途に配置されている。
　なお図３において破線で図示するように、圧力解放路７０および流路抵抗部６８が駆動ピストン２２に設けられていてもよい。
　このようにしても、第１実施形態と同様に、ガスばね室４８に貯留されたガスは、駆動ピストン２２が下動するときに圧縮され、圧力が高まる。軸方向可動体１６とコールドヘッドハウジング１８の接触や衝突が抑制され、ＧＭ冷凍機１０の振動や異音を低減することができる。
　流路抵抗部６８が設けられているので、駆動ピストン２２が過剰に下動しガスばね室４８が過剰に昇圧された場合に、ガスばね室４８から駆動室４６に圧力を解放することができる。よってピストンシリンダ２８が保護される。
（第３実施形態）
　図４から図１６は、第３実施形態に係るＧＭ冷凍機１０を示す概略図である。第３実施形態に係るＧＭ冷凍機１０は、駆動ピストン２２とピストンシリンダ２８の間のクリアランスを流路抵抗部として利用したことを除いて、第１実施形態に係るＧＭ冷凍機１０と同様である。よって、第１実施形態とは異なり第３シール部５０は設けられていない。ガスばね室４８は密閉されていない。
　図４に示されるように、ＧＭ冷凍機１０は、流路抵抗部としての径方向クリアランス７２を備える。径方向クリアランス７２を通じてガスばね室４８が駆動室４６に連通される。径方向クリアランス７２は、駆動ピストン２２とピストンシリンダ２８の間に形成されている。すなわち、径方向クリアランス７２は、駆動ピストン２２の外径とピストンシリンダ２８の内径によって定まる径方向の隙間である。径方向クリアランス７２は、軸方向に一定とされている。このようにしても、上述の各実施形態と同様に、ＧＭ冷凍機１０の振動や異音を低減することができる。
　図５に示されるように、ピストンシリンダ２８は、筒状のガイド部材２８ａ、例えばガイドブッシュを備えてもよい。ガイド部材２８ａの内周面に沿って駆動ピストン２２が摺動することにより、ガイド部材２８ａは駆動ピストン２２を軸方向に案内することができる。駆動ピストン２２との良好な摺動性を実現するためにガイド部材２８ａは例えば適切な樹脂材料で形成される。ガイド部材２８ａは駆動ピストン２２の軸方向ストローク全体にわたり駆動ピストン２２を案内するようピストンシリンダ２８に配置されていてもよい。ガイド部材２８ａは、ガスばね室４８を囲んでいる。駆動ピストン２２とガイド部材２８ａによりガスばね室４８が形成されている。
　径方向クリアランス７２が駆動ピストン２２とピストンシリンダ２８（またはガイド部材２８ａ）との間で有効なシールとして機能するためには、径方向クリアランス７２の径方向幅は、０．１ｍｍ以下であることが望ましい。また、製造容易性の観点から、径方向クリアランス７２の径方向幅は、０．０１ｍｍ以上であることが望ましい。
　径方向クリアランス７２は、軸方向に連続的または段階的に変化していてもよい。それにより、径方向クリアランス７２の流路抵抗が、ピストンシリンダ２８に対する駆動ピストン２２の軸方向位置に応じて異なっていてもよい。一般に、流路抵抗の値は、主として流路の形状および寸法から一意的に定まる。
　例えば、径方向クリアランス７２は、駆動ピストン２２が第１軸方向位置（例えば下死点ＬＰ２）にあるとき第１流路抵抗Ｒ１を有し、駆動ピストン２２が第２軸方向位置（例えば上死点ＵＰ２）にあるとき第２流路抵抗Ｒ２を有してもよい。ここで、第１軸方向位置は、第２軸方向位置に比べて駆動ピストン２２の下死点ＬＰ２に近く、第１流路抵抗Ｒ１は、第２流路抵抗Ｒ２より大きくてもよい。このようにすれば、駆動ピストン２２が下死点ＬＰ２またはその近傍にあるときの流路抵抗を、駆動ピストン２２が上死点ＵＰ２またはその近傍にあるときの流路抵抗に比べて大きくすることができる。その結果、ガスばね室４８は、駆動ピストン２２の下動に抗するガスばね力を、駆動ピストン２２の下死点ＬＰ２またはその近傍でより効果的に発生させることができる。
　図６に示されるように、径方向クリアランス７２は、軸方向下方に向かって徐々に狭くなっていてもよい。そのために、ピストンシリンダ２８の内周面が円すい状に形成されていてもよい。こうして、径方向クリアランス７２は、軸方向に連続的に変化していてもよい。
　図７に示されるように、径方向クリアランス７２は、第２流路抵抗Ｒ２を有する径方向クリアランス上部７２ａと、第１流路抵抗Ｒ１を有する径方向クリアランス下部７２ｂと、を備える。上述のように、第１流路抵抗Ｒ１は、第２流路抵抗Ｒ２より大きい。径方向クリアランス下部７２ｂは、径方向クリアランス上部７２ａと軸方向に隣接する。よって、ガスばね室４８は、径方向クリアランス上部７２ａおよび径方向クリアランス下部７２ｂを通じて駆動室４６に連通される。径方向クリアランス上部７２ａおよび径方向クリアランス下部７２ｂの径方向幅は、例えば、０．０１ｍｍから０．１ｍｍの範囲にある。
　ピストンシリンダ２８は、径方向クリアランス上部７２ａと径方向クリアランス下部７２ｂの境界となる段部７４を備える。段部７４の軸方向上側でピストンシリンダ２８は第１内径を有し、段部７４の軸方向下側でピストンシリンダ２８は第１内径より小さい第２内径を有する。第１内径および第２内径はともに駆動ピストン２２の外径より大きい。よって、径方向クリアランス下部７２ｂの径方向幅は、径方向クリアランス上部７２ａの径方向幅より狭い。こうして、径方向クリアランス７２は、軸方向に段階的に変化していてもよい。
　図８に示されるように、駆動ピストン２２は、ガスばね室４８を径方向クリアランス７２に連通する連通路７６を備えてもよい。連通路７６は、駆動ピストン２２に形成された貫通孔であり、ピストンシリンダ２８の内周面に向けられた出口７６ａを有する。
　連通路７６は、駆動ピストン２２が下死点ＬＰ２にあるときガスばね室４８を径方向クリアランス下部７２ｂに連通し、駆動ピストン２２が上死点ＵＰ２にあるときガスばね室４８を径方向クリアランス上部７２ａに連通するよう駆動ピストン２２に形成されている。言い換えれば、出口７６ａは、駆動ピストン２２が下死点ＬＰ２にあるとき段部７４よりも軸方向下方に位置し、駆動ピストン２２が上死点ＵＰ２にあるとき段部７４よりも軸方向上方に位置するように配置されている。
　この場合、駆動ピストン２２はピストンシリンダ２８と協働して流量制御弁を構成するとみなすこともできる。出口７６ａが段部７４より下方に位置するとき、ガスばね室４８は径方向クリアランス下部７２ｂ（および径方向クリアランス上部７２ａ）を通じて駆動室４６に連通される。径方向クリアランス下部７２ｂは流路抵抗が大きいので、ガスばね室４８から駆動室４６への流量は制限される。逆に、出口７６ａが段部７４より上方に位置するとき、ガスばね室４８は径方向クリアランス上部７２ａを通じて駆動室４６に連通される。径方向クリアランス上部７２ａは流路抵抗が小さいので、ガスばね室４８から駆動室４６への流量は増加される。
　駆動ピストン２２の下動時に出口７６ａが段部７４を通過するタイミングは、第１吸気期間Ａ１の中央領域Ｂ（図２に矢印で示す）にあることが望ましい。中央領域Ｂは、例えば、第１吸気期間Ａ１の１／４から３／４であってもよい。このようにすれば、駆動ピストン２２の上死点ＵＰ２と下死点ＬＰ２の中間でガスばね力を増加することができる。
　図９に示されるように、連通路７６は、駆動ピストン２２の外周面に形成された縦溝であってもよい。この縦溝は、ガスばね室４８から駆動ピストン２２の中央部まで軸方向に延びている。
　図８および図９においては、径方向クリアランス下部７２ｂは、非常に狭いか、又は無くてもよい。図１に示す第３シール部５０が径方向クリアランス下部７２ｂに設けられてもよい。また、上述の例では連通路７６が１つであるが、駆動ピストン２２に複数の連通路７６が設けられてもよい。その場合、連通路７６は、駆動ピストン２２の周方向に等角度間隔で形成されてもよい。
　図１０（ａ）に示されるように、流路抵抗部としての径方向クリアランス７２は、径方向クリアランス７２に連通するバッファ容積９６を備えてもよい。バッファ容積９６は、ピストンシリンダ２８と駆動ピストン２２との間に形成されている。
　バッファ容積９６は、駆動ピストン２２の側面（外周面）上で全周にわたり形成された溝または凹部である。バッファ容積９６の深さＤ１は、径方向クリアランス７２の径方向幅ｔよりも大きい。例えば、バッファ容積９６の深さＤ１は、径方向クリアランス７２の径方向幅ｔの１０倍以上であってもよい。
　バッファ容積９６は、駆動ピストン２２の側面における軸方向中間部に配置され、径方向クリアランス上部７２ａおよび径方向クリアランス下部７２ｂと連通する。バッファ容積９６を介して径方向クリアランス上部７２ａと径方向クリアランス下部７２ｂが互いに連通している。この例では、径方向クリアランス上部７２ａおよび径方向クリアランス下部７２ｂの径方向幅は等しいが、それは必須ではなく、異なっていてもよい。
　このようにして、バッファ容積９６は、径方向クリアランス７２を通じて駆動室４６およびガスばね室４８のそれぞれに接続されている。バッファ容積９６は、駆動室４６およびガスばね室４８と直接にはつながっていない。
　バッファ容積９６は、径方向クリアランス７２を通じて駆動室４６およびガスばね室４８と連通しているから、駆動室４６とガスばね室４８の中間圧力をとりうる。駆動室４６が高圧となるとき、駆動室４６から径方向クリアランス上部７２ａを通じてバッファ容積９６にガスが流入しうる。バッファ容積９６の中間圧力が駆動室４６の高圧よりも低くなっている間は、バッファ容積９６は、流入するガスを受け入れ、一時的に貯めることができる。よって、バッファ容積９６が無い場合に比べて、駆動室４６からガスばね室４８へと径方向クリアランス７２を通るガスの流量は抑制される。逆に、ガスばね室４８が高圧となるときには、バッファ容積９６はガスばね室４８から径方向クリアランス下部７２ｂを通じて流入するガスを受け入れることができる。バッファ容積９６が無い場合に比べて、ガスばね室４８から駆動室４６へと径方向クリアランス７２を通るガスの流量は抑制される。
　このように、バッファ容積９６には、径方向クリアランス７２を通るガスの流量を抑制する効果がある。したがって、バッファ容積９６は、径方向クリアランス７２の径方向幅の変動によるシール性への影響を軽減することができる。製造誤差により径方向クリアランス７２の径方向幅が設計上の寸法から多少ずれたとしても径方向クリアランス７２のシール性の変動は緩和される。ＧＭ冷凍機１０を量産品として製造する際の径方向クリアランス７２のロバスト性を確保することが容易になる。
　バッファ容積９６の形状は任意である。バッファ容積９６は、駆動ピストン２２の側面に形成された任意形状の溝または凹部であってもよい。例えば、図１０（ｂ）に示されるように、バッファ容積９６は、駆動ピストン２２の側面に形成された複数本の溝であってもよい。これらの溝は、駆動ピストン２２の側面上で全周にわたり互いに平行に延びている。バッファ容積９６は、径方向クリアランス７２を通じて駆動室４６およびガスばね室４８に接続されている。このようにして、複数のバッファ容積９６が駆動ピストン２２の側面上で軸方向に並んでいてもよい。あるいは、複数本の溝に代えて、バッファ容積９６は、駆動ピストン２２の側面に形成された一本または複数本のらせん状の溝であってもよい。バッファ容積９６は、駆動ピストン２２の全周にわたり延びていることは必須ではなく、例えば、駆動ピストン２２の側面上に形成された複数の凹部が周方向に配列されていてもよい。
　図８および図９を参照して説明したように、駆動ピストン２２に連通路７６が設けられている場合には、バッファ容積９６は、連通路７６とは連通しないように形成される。バッファ容積９６と連通路７６は、駆動ピストン２２に形成された別個のガス空間である。よって、バッファ容積９６と連通路７６との間に直接のガス流通はない。よって、バッファ容積９６は、連通路７６の出口７６ａを避けて駆動ピストン２２の側面に配置される。たとえば、出口７６ａが複数設けられている場合、複数のバッファ容積９６と複数の出口７６ａは周方向に交互に配置されてもよい。あるいは、バッファ容積９６は、出口７６ａとは軸方向に異なる場所に配置されてもよい。
　バッファ容積９６が駆動ピストン２２に設けられることは必須ではない。バッファ容積９６は、ピストンシリンダ２８に設けられてもよく、例えば図５に示されるガイド部材２８ａの内周面に設けることも可能である。
　図１１に示されるように、流路抵抗部としての径方向クリアランス７２は、駆動ピストン２２が第１軸方向位置（例えば下死点ＬＰ２）にあるとき第１流路抵抗Ｒ１を有し、駆動ピストン２２が第２軸方向位置（例えば上死点ＵＰ２）にあるとき第２流路抵抗Ｒ２を有し、駆動ピストン２２が第３軸方向位置にあるとき第３流路抵抗Ｒ３を有してもよい。ここで、第３軸方向位置は、第１軸方向位置と第２軸方向位置との間に位置し、例えば、下死点ＬＰ２と上死点ＵＰ２との中間点ＭＰであってもよい。すなわち、下死点ＬＰ２から中間点ＭＰまでの軸方向距離は、上死点ＵＰ２から中間点ＭＰまでの軸方向距離と等しい。
　第３流路抵抗Ｒ３は、第１流路抵抗Ｒ１より小さく、かつ第２流路抵抗Ｒ２より小さい。上述のように第１流路抵抗Ｒ１が第２流路抵抗Ｒ２より大きくてもよいが、それは必須ではなく、第１流路抵抗Ｒ１が第２流路抵抗Ｒ２より小さくてもよい。
　このようにすれば、駆動ピストン２２が下死点ＬＰ２またはその近傍にあるとき、ガスばね室４８は、駆動ピストン２２の下動に抗するガスばね力を発生させることができる。また、駆動ピストン２２が上死点ＵＰ２またはその近傍にあるとき、第２ガスばね室としての駆動室４６は、駆動ピストン２２の上動に抗するガスばね力を発生させることができる。
　ガスばね力が過剰に強い場合には、駆動ピストン２２の上下動が抑制され、駆動ピストン２２のストロークが小さくなる。それに伴い、ディスプレーサ２０のストロークも小さくなる。これは、膨張室３４におけるＰＶ仕事を低下させうるから、ＧＭ冷凍機１０の冷凍能力に影響しうる。こうした悪影響を抑制する対策の１つとして、ピストンシリンダ２８の軸長を長くすることで駆動ピストン２２のストロークを大きくすることが考えられる。しかし、その結果、ＧＭ冷凍機１０のサイズが大きくなりうる。
　上述のように第３流路抵抗Ｒ３を小さくすることによって、駆動ピストン２２がそのストロークの中間部を移動するとき駆動ピストン２２に作用するガスばね力を小さくすることができる。これにより、駆動ピストン２２によるディスプレーサ２０の駆動力が大きくなり、ディスプレーサ２０のストロークが維持され、ＧＭ冷凍機１０の冷凍能力低下を抑制することができる。
　図１１に示されるように、径方向クリアランス７２は、駆動室４６から軸方向下方に向かって徐々に広くなっていてもよい。径方向クリアランス７２は、ガスばね室４８から軸方向上方に向かって徐々に広くなっていてもよい。こうして、径方向クリアランス７２は、軸方向に連続的に変化していてもよい。
　図１２に示されるように、径方向クリアランス７２は、第２流路抵抗Ｒ２を有する径方向クリアランス上部７２ａと、第１流路抵抗Ｒ１を有する径方向クリアランス下部７２ｂと、第３流路抵抗Ｒ３を有する径方向クリアランス中間部７２ｃと、を備える。駆動ピストン２２の上死点ＵＰ２は径方向クリアランス上部７２ａに位置し、駆動ピストン２２の下死点ＬＰ２は径方向クリアランス下部７２ｂに位置し、駆動ピストン２２の中間点ＭＰは径方向クリアランス中間部７２ｃに位置する。
　上述のように、第３流路抵抗Ｒ３は、第１流路抵抗Ｒ１より小さく、かつ第２流路抵抗Ｒ２より小さい。径方向クリアランス中間部７２ｃは、径方向クリアランス上部７２ａと軸方向に隣接する。径方向クリアランス下部７２ｂは、径方向クリアランス中間部７２ｃと軸方向に隣接する。よって、ガスばね室４８は、径方向クリアランス上部７２ａ、径方向クリアランス中間部７２ｃ、および径方向クリアランス下部７２ｂを通じて駆動室４６に連通される。
　ピストンシリンダ２８は、径方向クリアランス上部７２ａと径方向クリアランス中間部７２ｃの境界となる第１段部９２ａと、径方向クリアランス中間部７２ｃと径方向クリアランス下部７２ｂの境界となる第２段部９２ｂとを備える。ピストンシリンダ２８は、第２段部９２ｂの軸方向下側で第１内径を有し、第１段部９２ａの軸方向上側で第２内径を有し、第１段部９２ａと第２段部９２ｂの間で第３内径を有する。第３内径は、第１内径より大きく、かつ第２内径より大きい。第１内径、第２内径、および第３内径はいずれも駆動ピストン２２の外径より大きい。よって、径方向クリアランス中間部７２ｃの径方向幅は、径方向クリアランス上部７２ａの径方向幅より大きく、かつ径方向クリアランス下部７２ｂの径方向幅より大きい。こうして、径方向クリアランス７２は、軸方向に段階的に変化していてもよい。
　図１３には、図１２に示される駆動ピストン２２のストロークＳを示す。上死点ＵＰ２に位置するときの駆動ピストン２２が実線で示され、下死点ＬＰ２に位置するときの駆動ピストン２２が破線で示され、中間点ＭＰに位置するときの駆動ピストン２２が一点鎖線で示されている。図示されるように、径方向クリアランス上部７２ａは、第１径方向幅ｔ１を有し、径方向クリアランス下部７２ｂは、第２径方向幅ｔ２を有し、径方向クリアランス中間部７２ｃは、第３径方向幅ｔ３を有する。第１径方向幅ｔ１は、例えば、０．０１ｍｍから０．１ｍｍの範囲にあり、第２径方向幅ｔ２は、例えば、０．０１ｍｍから０．１ｍｍの範囲にあり、第３径方向幅ｔ３は、例えば、０．１５ｍｍから１．０ｍｍの範囲にある。
　また、径方向クリアランス上部７２ａは、第１軸方向長さＬ１を有し、径方向クリアランス下部７２ｂは、第２軸方向長さＬ２を有し、径方向クリアランス中間部７２ｃは、第３軸方向長さＬ３を有する。径方向クリアランス中間部７２ｃの第３軸方向長さＬ３は、駆動ピストン２２のストロークＳの半分より長くてもよい。径方向クリアランス下部７２ｂの第２軸方向長さＬ２は、径方向クリアランス上部７２ａの第１軸方向長さＬ１より長くてもよい。このようにして径方向クリアランス７２の軸方向長さを定めることは、駆動ピストン２２のストロークを維持しつつ、ピストンシリンダ２８の軸長を比較的短くすることに役立つ。
　図１４に示されるように、駆動ピストン２２は、ガスばね室４８を径方向クリアランス７２に連通する連通路７６を備えてもよい。連通路７６は、駆動ピストン２２に形成された貫通孔であってもよい。連通路７６は、図８に示される実施形態と同様に機能する。また、必要とされる場合には、駆動ピストン２２は、駆動室４６を径方向クリアランス７２に連通するもう１つの連通路９４を備えてもよい。
　図１５に示されるように、連通路７６は、駆動ピストン２２の外周面に形成された縦溝であってもよい。この縦溝は、ガスばね室４８から駆動ピストン２２の中央部まで軸方向に延びている。連通路７６は、図９に示される実施形態と同様に機能する。また、もう１つの連通路９４についても、縦溝であってもよい。
　径方向クリアランス７２に径方向クリアランス中間部７２ｃを設けることに代えて、図１６に示されるように、ＧＭ冷凍機１０は、径方向クリアランス７２とともに圧力解放路７０を備えてもよい。上述のように、圧力解放路７０は、ガスばね室４８を駆動室４６に短絡するようピストンシリンダ２８に設けられている。オリフィスなどの流路抵抗部６８が、圧力解放路７０の中途に配置されている。圧力解放路７０は、軸方向上方に第１出口７０ａを備え、軸方向下方に第２出口７０ｂを備える。
　このようにしても、駆動ピストン２２が下死点ＬＰ２またはその近傍にあるとき（すなわち駆動ピストン２２が第２出口７０ｂよりも軸方向に下方に位置するとき）、ガスばね室４８は、駆動ピストン２２の下動に抗するガスばね力を発生させることができる。また、駆動ピストン２２が上死点ＵＰ２またはその近傍にあるとき（すなわち駆動ピストン２２が第１出口７０ａよりも軸方向に上方に位置するとき）、第２ガスばね室としての駆動室４６は、駆動ピストン２２の上動に抗するガスばね力を発生させることができる。
　駆動ピストン２２が第１出口７０ａと第２出口７０ｂの間で軸方向に移動するとき、ガスばね室４８と駆動室４６が径方向クリアランス７２と圧力解放路７０の両方を通じて連通される。したがって、駆動ピストン２２がそのストロークの中間部を移動するとき駆動ピストン２２に作用するガスばね力を小さくすることができる。これにより、駆動ピストン２２によるディスプレーサ２０の駆動力が大きくなり、ディスプレーサ２０のストロークが維持され、ＧＭ冷凍機１０の冷凍能力低下を抑制することができる。
　なお、図１６においては径方向クリアランス７２は軸方向に一定とされているが、それは必須ではない。径方向クリアランス７２は、径方向クリアランス上部７２ａ、径方向クリアランス下部７２ｂ、および径方向クリアランス中間部７２ｃを備えてもよい。この場合、第１出口７０ａは、径方向クリアランス上部７２ａに設けられてもよい。第２出口７０ｂは、径方向クリアランス下部７２ｂに設けられてもよい。あるいは、第１出口７０ａおよび第２出口７０ｂが径方向クリアランス中間部７２ｃに設けられてもよい。
　図１７（ａ）に示されるように、駆動ピストン突起２２ａが駆動ピストン２２の上面から軸方向に突出していてもよい。駆動ピストン突起２２ａは、第２吸気流路６４の出口６４ａに挿入可能であるとともに、駆動ピストン２２の軸方向往復動に伴って出口６４ａに進退するよう配置されている。第２吸気流路６４の出口６４ａは、第２排気流路６６の出口でもある。この出口６４ａは、駆動室４６の圧力制御のための駆動室のガス出入口であり、出口６４ａを通じて圧縮機１２と駆動室４６との間でガスが流れる。出口６４ａは、駆動室４６（すなわちピストンシリンダ２８）の上面に貫通して形成されている。
　駆動ピストン突起２２ａは、駆動ピストン２２が上死点ＵＰ２またはその近傍に位置するとき第２吸気流路６４の出口６４ａに挿入される。挿入された駆動ピストン突起２２ａは出口６４ａを完全にまたは部分的に閉塞し、それにより出口６４ａのガス流通が妨げられ、または出口６４ａを通るガス流量が制限される。駆動ピストン突起２２ａは、駆動ピストン２２が上死点ＵＰ２またはその近傍から離れるとき第２吸気流路６４の出口６４ａから引き抜かれる。よって、駆動ピストン突起２２ａは、駆動ピストン２２が下死点ＬＰ２またはその近傍に位置するとき第２吸気流路６４の出口６４ａには挿入されず、出口６４ａの外に位置する。駆動ピストン突起２２ａが出口６４ａから外れているので、出口６４ａのガス流通は回復される。
　したがって、駆動ピストン２２が上死点ＵＰ２に向けて上動するとき駆動ピストン突起２２ａが第２吸気流路６４の出口６４ａに進入し、駆動ピストン２２がさらに上動し駆動室４６が狭くなるにつれて、駆動室４６の圧力が効果的に高まる。駆動ピストン２２が上死点ＵＰ２またはその近傍にあるとき、第２ガスばね室としての駆動室４６は、駆動ピストン２２の上動に抗するガスばね力を発生させることができる。たとえ、第２吸気バルブＶ３または第２排気バルブＶ４のいずれかが開放されていたとしても、駆動ピストン突起２２ａの第２吸気流路６４の出口６４ａへの挿入により出口６４ａのガス流量が低減され、駆動室４６はガスばね力を発生させることができる。このようにして、軸方向可動体１６とコールドヘッドハウジング１８の接触や衝突が抑制され、ＧＭ冷凍機１０の振動や異音を低減することができる。
　なお、図１７（ｂ）に示されるように、ピストンシリンダ２８の上面から軸方向に突出する突起２８ｂが第２吸気流路６４の出口６４ａを囲むように形成され、この突起２８ｂを受け入れ可能な凹部２２ｂが駆動ピストン２２の上面に形成されてもよい。このようにしても、ピストンシリンダ２８の突起２８ｂは、駆動ピストン２２が上死点ＵＰ２またはその近傍に位置するとき駆動ピストン２２の凹部２２ｂに受け入れられる。それにより出口６４ａは、駆動ピストン２２が上死点ＵＰ２にあるとき駆動ピストン２２によって少なくとも部分的に閉塞される。こうして、出口６４ａのガス流通が妨げられ、または出口６４ａを通るガス流量が制限される。よって、駆動室４６は、駆動ピストン２２の上動に抗するガスばね力を発生させることができる。
　図１８に示されるように、第２吸気流路６４の出口６４ａが駆動室４６（すなわちピストンシリンダ２８）の側面に配置されてもよい。
　駆動ピストン２２が上死点ＵＰ２またはその近傍にあるとき（すなわち駆動ピストン２２が出口６４ａよりも軸方向に上方に位置するとき）、駆動ピストン２２の側面が出口６４ａに対向し、それにより出口６４ａのガス流通が妨げられ、または出口６４ａを通るガス流量が制限される。また、駆動ピストン２２が下動するとき出口６４ａは駆動室４６に露出され、出口６４ａのガス流通は回復される。このようにしても、駆動ピストン２２が上死点ＵＰ２またはその近傍にあるとき、第２ガスばね室としての駆動室４６は、駆動ピストン２２の上動に抗するガスばね力を効果的に発生させることができる。
　なお、図１７（ａ）、図１７（ｂ）、図１８においては径方向クリアランス７２は軸方向に一定とされているが、それは必須ではない。図７から図９に示される実施の形態と同様に、径方向クリアランス７２は、径方向クリアランス上部７２ａおよび径方向クリアランス下部７２ｂを備えてもよい。この場合、出口６４ａは、径方向クリアランス上部７２ａに設けられてもよい。図１１から図１５に示される実施の形態と同様に、径方向クリアランス７２は、径方向クリアランス上部７２ａ、径方向クリアランス下部７２ｂ、および径方向クリアランス中間部７２ｃを備えてもよい。出口６４ａは、径方向クリアランス上部７２ａまたは径方向クリアランス中間部７２ｃに設けられてもよい。
（第４実施形態）
　図１９から図２１は、第４実施形態に係るＧＭ冷凍機１０を示す概略図である。第４実施形態に係るＧＭ冷凍機１０は、短絡路８０にチェックバルブ７８を備えることを除いて、第１実施形態に係るＧＭ冷凍機１０と同様である。
　図１９に示されるように、チェックバルブ７８は、ガスばね室４８から駆動室４６へのガス流出に抗するようガスばね室４８と駆動室４６の間に配設されている。ピストンシリンダ２８は、ガスばね室４８を駆動室４６に短絡する短絡路８０を備える。チェックバルブ７８は、短絡路８０の中途に配置されている。
　このようにすれば、駆動ピストン２２が下動するときチェックバルブ７８は閉鎖される。よって、駆動ピストン２２は、ガスばね室４８に貯留されたガスを圧縮することができる。第１実施形態と同様に、軸方向可動体１６とコールドヘッドハウジング１８の接触や衝突が抑制され、ＧＭ冷凍機１０の振動や異音を低減することができる。
　図２０に示されるように、チェックバルブ（以下第１チェックバルブともいう）７８と並列にガスばね室４８と駆動室４６を連通する第２チェックバルブ８２が設けられていてもよい。ただし、第２チェックバルブ８２はチェックバルブ７８と逆向きに設けられ、駆動室４６からガスばね室４８へのガス流出に抗する。第１チェックバルブ７８を開く設定差圧は、第２チェックバルブ８２を開く設定差圧より小さい。このようにしても、ＧＭ冷凍機１０の振動や異音を低減することができる。また、ガスばね室４８の過剰な圧力を駆動室４６に逃がすことができる。
　図２１に示されるように、チェックバルブと直列に流路抵抗が接続されてもよい。第１チェックバルブ７８と直列に第１流路抵抗部８４が接続され、第２チェックバルブ８２と直列に第２流路抵抗部８６が接続されている。第１流路抵抗部８４のほうが第２流路抵抗部８６よりも流路抵抗が小さい。第１チェックバルブ７８を開く設定差圧は、第２チェックバルブ８２を開く設定差圧と等しくてもよい。このようにしても、図２０に示される構成と同様の効果を奏することができる。
　以上、本発明を実施例にもとづいて説明した。本発明は上記実施形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。
　ある実施形態においては、駆動室４６とバルブ部５４の間に流路抵抗部９０が設けられていてもよい。流路抵抗部９０は、第２吸気流路６４において駆動室４６と第２吸気バルブＶ３との間に設けられていてもよい。このようにすれば、コールドヘッド１４の排気工程（図２に示す第１排気期間Ａ２）において駆動室４６の昇圧（図２に示す第２吸気期間Ａ３）に遅延が生じる。それにより、駆動ピストン２２に働く下向きの駆動力の立ち上がりを遅らせることができる。これも、軸方向可動体１６とコールドヘッドハウジング１８の接触や衝突を抑制し、ＧＭ冷凍機１０の振動や異音を低減することに役立つ。
　ＧＭ冷凍機１０が上向きに設置されるよう設計される場合には、駆動室４６とガスばね室４８の配置が逆でも良い。ガスばね室４８が、駆動ピストン２２に対しディスプレーサシリンダ２６と軸方向に反対側に配置され、駆動室４６が、駆動ピストン２２に対しディスプレーサシリンダ２６と軸方向に同じ側に配置されてもよい。
　ある実施の形態に関連して説明した種々の特徴は、他の実施の形態にも適用可能である。組合せによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態それぞれの効果をあわせもつ。例えば、第４実施形態に関連して説明したチェックバルブが、第１実施形態から第３実施形態に適用されてもよい。
　１０　ＧＭ冷凍機、　２０　ディスプレーサ、　２２　駆動ピストン、　２６　ディスプレーサシリンダ、　２８　ピストンシリンダ、　４６　駆動室、　４８　ガスばね室、　６８　流路抵抗部、　７２　径方向クリアランス、　７２ａ　径方向クリアランス上部、　７２ｂ　径方向クリアランス下部、　７４　段部、　７６　連通路、　７８　チェックバルブ、　９６　バッファ容積。
　本発明は、ＧＭ冷凍機の分野における利用が可能である。

Claims (11)

  1. 　軸方向に往復動可能なディスプレーサと、
    　前記ディスプレーサを収容するディスプレーサシリンダと、
    　前記ディスプレーサを軸方向に駆動するよう前記ディスプレーサに連結された駆動ピストンと、
    　前記駆動ピストンを収容するピストンシリンダであって、前記駆動ピストンを駆動するよう圧力が制御される駆動室と、前記ディスプレーサシリンダに対し気密に形成され、前記駆動ピストンによって前記駆動室から仕切られたガスばね室と、を備えるピストンシリンダと、を備えることを特徴とするＧＭ冷凍機。
  2. 　前記ガスばね室を前記駆動室に連通する流路抵抗部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のＧＭ冷凍機。
  3. 　前記流路抵抗部は、前記ピストンシリンダと前記駆動ピストンとの間に形成された径方向クリアランスを備え、
    　前記径方向クリアランスは、前記駆動ピストンが下死点にあるとき第１流路抵抗を有し、前記駆動ピストンが上死点にあるとき第２流路抵抗を有し、前記第１流路抵抗は、前記第２流路抵抗より大きいことを特徴とする請求項２に記載のＧＭ冷凍機。
  4. 　前記径方向クリアランスは、前記第２流路抵抗を有する径方向クリアランス上部と、前記径方向クリアランス上部と軸方向に隣接し前記第１流路抵抗を有する径方向クリアランス下部と、を備え、
    　前記ピストンシリンダは、前記径方向クリアランス上部と前記径方向クリアランス下部の境界となる段部を備えることを特徴とする請求項３に記載のＧＭ冷凍機。
  5. 　前記駆動ピストンは、前記駆動ピストンが下死点にあるとき前記ガスばね室を前記径方向クリアランス下部に連通し、前記駆動ピストンが上死点にあるとき前記ガスばね室を前記径方向クリアランス上部に連通するよう形成された連通路を備えることを特徴とする請求項４に記載のＧＭ冷凍機。
  6. 　前記流路抵抗部は、前記ピストンシリンダと前記駆動ピストンとの間に形成された径方向クリアランスを備え、
    　前記径方向クリアランスは、前記駆動ピストンが下死点にあるとき第１流路抵抗を有し、前記駆動ピストンが上死点にあるとき第２流路抵抗を有し、前記駆動ピストンが前記下死点と前記上死点との中間点にあるとき第３流路抵抗を有するよう構成され、
    　前記第３流路抵抗は、前記第１流路抵抗より小さく、かつ前記第２流路抵抗より小さいことを特徴とする請求項２に記載のＧＭ冷凍機。
  7. 　前記径方向クリアランスは、前記第２流路抵抗を有する径方向クリアランス上部と、前記径方向クリアランス上部と軸方向に隣接し前記第３流路抵抗を有する径方向クリアランス中間部と、前記径方向クリアランス中間部と軸方向に隣接し前記第１流路抵抗を有する径方向クリアランス下部と、を備えることを特徴とする請求項６に記載のＧＭ冷凍機。
  8. 　前記径方向クリアランス中間部の軸方向長さは、前記駆動ピストンのストロークの半分より長く、前記径方向クリアランス下部の軸方向長さは、前記径方向クリアランス上部の軸方向長さより長いことを特徴とする請求項７に記載のＧＭ冷凍機。
  9. 　前記流路抵抗部は、前記ピストンシリンダと前記駆動ピストンとの間に形成され、前記径方向クリアランスに連通するバッファ容積を備えることを特徴とする請求項３から８のいずれかに記載のＧＭ冷凍機。
  10. 　前記駆動室は、前記駆動室の圧力制御のためのガス出入口を備え、前記ガス出入口は、前記駆動ピストンが上死点にあるとき前記駆動ピストンによって少なくとも部分的に閉塞されることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載のＧＭ冷凍機。
  11. 　前記ガスばね室から前記駆動室へのガス流出に抗するよう前記ガスばね室と前記駆動室の間に配設されたチェックバルブをさらに備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載のＧＭ冷凍機。
PCT/JP2017/042656 2016-11-30 2017-11-28 Ｇｍ冷凍機 WO2018101271A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201780069741.7A CN110023696B (zh) 2016-11-30 2017-11-28 Gm制冷机
JP2018554164A JP6526926B2 (ja) 2016-11-30 2017-11-28 Ｇｍ冷凍機
US16/425,950 US11384963B2 (en) 2016-11-30 2019-05-30 GM cryocooler

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016232916 2016-11-30
JP2016-232916 2016-11-30
JP2017134376 2017-07-10
JP2017-134376 2017-07-10

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US16/425,950 Continuation US11384963B2 (en) 2016-11-30 2019-05-30 GM cryocooler

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018101271A1 true WO2018101271A1 (ja) 2018-06-07

Family

ID=62242871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/042656 WO2018101271A1 (ja) 2016-11-30 2017-11-28 Ｇｍ冷凍機

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11384963B2 (ja)
JP (1) JP6526926B2 (ja)
CN (1) CN110023696B (ja)
WO (1) WO2018101271A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020008237A (ja) * 2018-07-11 2020-01-16 住友重機械工業株式会社 極低温冷凍機および極低温冷凍機の流路切替機構
WO2020049936A1 (ja) * 2018-09-07 2020-03-12 住友重機械工業株式会社 極低温冷凍機

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107101409B (zh) * 2017-05-17 2018-01-23 宁利平 双作用α型斯特林制冷机

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3188819A (en) * 1963-11-12 1965-06-15 Little Inc A Refrigeration method and apparatus
US4412423A (en) * 1982-06-16 1983-11-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Split-cycle cooler with improved pneumatically-driven cooling head
JPH02213654A (ja) * 1988-06-29 1990-08-24 Daikin Ind Ltd 極低温膨脹機の制御装置
JP2000121186A (ja) * 1998-10-19 2000-04-28 Mitsubishi Electric Corp 蓄冷型冷凍機
JP2013083428A (ja) * 2011-09-28 2013-05-09 Sumitomo Heavy Ind Ltd 極低温冷凍装置
JP2013522576A (ja) * 2010-03-15 2013-06-13 スミトモ クライオジーニクス オブ アメリカ インコーポレイテッド ガス圧を均衡させた極低温膨張エンジン

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5461859A (en) * 1994-09-08 1995-10-31 Sunpower, Inc. Centering system with one way valve for free piston machine
JPH10332215A (ja) * 1997-06-02 1998-12-15 Mitsubishi Electric Corp 蓄冷型冷凍機
JP5996483B2 (ja) * 2013-04-24 2016-09-21 住友重機械工業株式会社 極低温冷凍機
JP2015055374A (ja) * 2013-09-10 2015-03-23 住友重機械工業株式会社 極低温冷凍機

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3188819A (en) * 1963-11-12 1965-06-15 Little Inc A Refrigeration method and apparatus
US4412423A (en) * 1982-06-16 1983-11-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Split-cycle cooler with improved pneumatically-driven cooling head
JPH02213654A (ja) * 1988-06-29 1990-08-24 Daikin Ind Ltd 極低温膨脹機の制御装置
JP2000121186A (ja) * 1998-10-19 2000-04-28 Mitsubishi Electric Corp 蓄冷型冷凍機
JP2013522576A (ja) * 2010-03-15 2013-06-13 スミトモ クライオジーニクス オブ アメリカ インコーポレイテッド ガス圧を均衡させた極低温膨張エンジン
JP2013083428A (ja) * 2011-09-28 2013-05-09 Sumitomo Heavy Ind Ltd 極低温冷凍装置

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020008237A (ja) * 2018-07-11 2020-01-16 住友重機械工業株式会社 極低温冷凍機および極低温冷凍機の流路切替機構
WO2020012869A1 (ja) * 2018-07-11 2020-01-16 住友重機械工業株式会社 極低温冷凍機および極低温冷凍機の流路切替機構
CN112368525A (zh) * 2018-07-11 2021-02-12 住友重机械工业株式会社 超低温制冷机及超低温制冷机的流路切换机构
CN112368525B (zh) * 2018-07-11 2022-05-13 住友重机械工业株式会社 超低温制冷机及超低温制冷机的流路切换机构
JP7164340B2 (ja) 2018-07-11 2022-11-01 住友重機械工業株式会社 極低温冷凍機および極低温冷凍機の流路切替機構
US11530847B2 (en) 2018-07-11 2022-12-20 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Cryocooler and flow path switching mechanism of cryocooler
WO2020049936A1 (ja) * 2018-09-07 2020-03-12 住友重機械工業株式会社 極低温冷凍機
JP2020041718A (ja) * 2018-09-07 2020-03-19 住友重機械工業株式会社 極低温冷凍機
JP7195824B2 (ja) 2018-09-07 2022-12-26 住友重機械工業株式会社 極低温冷凍機
US11774147B2 (en) 2018-09-07 2023-10-03 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Cryocooler

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2018101271A1 (ja) 2019-06-24
US11384963B2 (en) 2022-07-12
US20190277542A1 (en) 2019-09-12
JP6526926B2 (ja) 2019-06-05
CN110023696A (zh) 2019-07-16
CN110023696B (zh) 2021-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018101271A1 (ja) Ｇｍ冷凍機
US11408406B2 (en) GM cryocooler and method of operating GM cryocooler
CN110402356B (zh) 超低温制冷机及超低温制冷机用的回转阀单元
JP2014224656A (ja) 極低温冷凍機
KR20180090519A (ko) 왕복동식 압축기
JP6771293B2 (ja) Ｇｍ冷凍機
WO2018101273A1 (ja) Ｇｍ冷凍機およびｇｍ冷凍機の運転方法
JP6573845B2 (ja) 極低温冷凍機
JP4718957B2 (ja) パルスチューブ冷凍機
JP7195824B2 (ja) 極低温冷凍機
JP7075816B2 (ja) 極低温冷凍機のロータリーバルブおよび極低温冷凍機
JP6767289B2 (ja) Ｇｍ冷凍機
JP6998776B2 (ja) Ｇｍ冷凍機
JPH08303889A (ja) 極低温冷凍機
CN109196289B (zh) Gm制冷机
US11530847B2 (en) Cryocooler and flow path switching mechanism of cryocooler
JP2017048937A (ja) 極低温冷凍機
JP2015137798A (ja) 極低温冷凍機
JPS6361582B2 (ja)
JPH07111172B2 (ja) 圧縮機
JP2016537604A (ja) 極低温冷凍機のコールドヘッド

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17877264

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018554164

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17877264

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1