(57)【要約】【課題】ガスポートのシール面とシール部材との密着性を高めることにより作動ガスのリーク発生を抑制した冷凍機のシール機構を提供する。【解決手段】作動ガスが充填される冷凍機のガスポート４１に配設されるシール部材５０と、ガスポート４１に螺着されることによりシール部材５０をガスポート４１のシール面４５に押圧してガスポート４１を閉塞する閉塞部材６０Ａとを有する冷凍機のシール機構であって、閉塞部材６０Ａは、ガスポート４１に螺着される締め付け部材６１Ａと、この締め付け部材６１Ａの軸方向への移動によりメタルガスケット５０をシール面４５に向けて押圧する押圧部材６２Ａと、締め付け部材６１Ａの回転が押圧部材６２Ａに伝達するのを遮断する回転遮断機構６３Ａとを有する。【選択図】図２
2014016063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動ガスが充填される冷凍機のガスポートに配設されるシール部材と、
前記ガスポートに螺着されることにより、前記シール部材を前記ガスポートのシール面に押圧して前記ガスポートを閉塞する閉塞部材とを有する冷凍機のシール機構であって、
前記閉塞部材は、
前記ガスポートに螺着される第１の部材と、
前記第１の部材の前記螺着に伴う移動により、前記シール部材を前記シール面に向けて押圧する第２の部材と、
前記第１の部材の回転が前記第２の部材に伝達するのを遮断する回転遮断機構と、
を有することを特徴とする冷凍機のシール機構。
【請求項２】
前記回転遮断機構は、前記第１の部材に形成された第１の当接部と、前記第２の部材に形成され前記第１の当接部と当接する第２の当接部とを有し、
前記第１の当接部と前記第２の当接部との間の摩擦係数を第１の摩擦係数とし、
前記第２の部材と前記シール部材との間の摩擦係数を第２の摩擦係数とし、
前記シール部材と前記シール面との間の摩擦係数を第３の摩擦係数としたとき、
前記第２の摩擦係数及び前記第３の摩擦係数に対し、前記第１の摩擦係数を小さく設定したことを特徴とする請求項１記載の冷凍機のシール機構。
【請求項３】
前記閉塞部材は、
前記第１の部材と前記第２の部材とを回転可能に連結し、前記第１の部材の前記ガスポート内の移動に伴い前記第２の部材を移動させる連結機構を有することを特徴とする請求項１又は２記載の冷凍機のシール機構。
【請求項４】
前記冷凍機はスターリング冷凍機である請求項１乃至３のいずれか一項に記載の冷凍機のシール機構。
【請求項５】
前記シール部材は前記閉塞部材の押圧により変形するメタルガスケットである請求項１乃至４のいずれか一項に記載の冷凍機のシール機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍機のガスポートをシール部材を用いてシールする冷凍機のシール機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、極低温冷凍機の一種として、スターリングサイクルを利用したスターリング冷凍機が知られている。このスターリング冷凍機は、圧縮機と膨張器とを有した構成とされている。
【０００３】
このスターリング冷凍機は、圧縮機内に作動ガスを充填する必要がある。このため、スターリング冷凍機の圧縮機のハウジングには、作動ガスを充填するためのガスポートが設けられている。また、ガスポートから作動ガスがリークしないよう、ガスポートにはシール機構が設けられている。
【０００４】
従来のシール機構は、作動ガスの圧縮機内への充填後、ガスポートにメタルガスケットを装着し、その後にガスポートに閉塞部材をねじ込むことによりシールを行う構成とされていた。この際、メタルガスケットは閉塞部材に押圧されることにより変形してシール面に気密に密着し、これにより作動ガスのリークが防止される構成とされていた（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０６−１７４１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、例えば小型スターリング冷凍機のような、比較的内容積の小さな冷凍機においては、作動ガスのガス圧が低下すると冷凍性能が大きく低下してしまう。また、共振を利用したスターリング冷凍機の場合は、ピストンスプリングと共に作動ガスがガスバネとして機能するため、作動ガスのリークによりピストン駆動に影響が発生し、これによっても冷凍性能が低下してしまう。このため、シール部材として、リークレートを小さく保てるメタルシールが使用されている。
【０００７】
しかしながら従来のシール機構は、閉塞部材が直接メタルシールに接する構成であったため、閉塞部材を回転させてガスポートにねじ込むことによりメタルシールも回転していた。このように、ガスポートのシール面とメタルシールとの間で回転が発生すると、ガスポートのシール面とメタルシールとの間に微細な隙間が埋まりにくく、密着性が低下し、これによりリークレートが大きくなってしまうという問題点があった。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、作動ガスのリーク発生を抑制した冷凍機のシール機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のある態様は、
冷凍機のガスポートに配設されるシール部材と、
前記ガスポートに螺着されることにより、前記シール部材を前記ガスポートのシール面に押圧して前記ガスポートを閉塞する閉塞部材とを有する冷凍機のシール機構であって、
前記閉塞部材は、
前記ガスポートに螺着される第１の部材と、
前記第１の部材の前記螺着に伴う移動により、前記シール部材を前記シール面に向けて押圧する第２の部材と、
前記第１の部材と前記第２の部材の間に配設され、前記螺着による前記第１の部材の回転が前記第２の部材に伝達するのを遮断する回転遮断機構と、
を有することを特徴とする冷凍機のシール機構である。
【発明の効果】
【００１０】
開示の冷凍機のシール機構によれば、第２の部材は回転することなくシール部材をシール面に押圧するためシール性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態であるシール機構を設けたスターリング冷凍機を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態であるシール機構を拡大して示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の第２実施形態であるシール機構の構成、及びこのシール機構を用いたシール方法を説明するための図である（閉塞部材の装着直後の状態）。
【図４】図４は、本発明の第２実施形態であるシール機構の構成、及びこのシール機構を用いたシール方法を説明するための図である（シール部材がシール面に当接した状態）。
【図５】図５は、本発明の第２実施形態であるシール機構の構成、及びこのシール機構を用いたシール方法を説明するための図である（シール部材が閉塞部材によりシール面に押圧された状態）。
【図６】図６は本発明の第３実施形態であるシール機構を示す要部構成図であり、（Ａ）は円錐状部が押圧部材の上面から離間した状態の図であり、（Ｂ）は円錐状部が押圧部材の上面に当接した状態の図である。
【図７】図７は、本発明の第４実施形態であるシール機構を示す要部構成図である。
【図８】図８は、本発明の第５実施形態であるシール機構を示す要部構成図である。
【図９】図９は、第５実施形態の変形例であるシール機構を示す要部構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の第１実施形態であるシール機構４０Ａを適用したスターリング冷凍機１０を示している。このスターリング冷凍機１０は、圧縮機１１、コールドヘッド（膨張器）１２、及び圧縮機１１とコールドヘッド１２を繋ぐキャピラリチューブ１３とを有している。
【００１４】
圧縮機１１は、ヨーク２１、保圧容器２２、圧縮ピストン２３、及びピストン制御スプリング２４等を有している。ヨーク２１は、圧縮ピストン２３のシリンダとして機能するものである。このヨーク２１は、圧縮ピストン２３に対して固定された可動コイル２５が挿入される環状の溝と、この溝の外側に埋め込まれた永久磁石２６とを備えている。
【００１５】
保圧容器２２は、ヨーク２１に固定されている。この保圧容器２２は、圧縮ピストン２３が収容される空間であると共に、作動ガス（例えば、ヘリウム等）が充填される保圧空間を形成している。このため保圧容器２２の所定位置には、作動ガスを保圧容器２２内に導入するためのガスポート４１、及びこのガスポート４１から作動ガスが外部にリークするのを防止するシール機構４０Ａが設けられている。なお、説明の便宜上、ガスポート４１及びシール機構４０Ａの説明は後述する。
【００１６】
また、保圧容器２２には図示しない気密電源端子が設けられており、この機密電源端子を介して可動コイル２５は外部電源（交流電源）と接続される。更に、機械バネであるピストン制御スプリング２４は、圧縮ピストン２３と保圧容器２２とを連結するように（圧縮ピストン２３を中立点に保てるように）、圧縮ピストン２３と保圧容器２２との間に設けられている。
【００１７】
コールドヘッド１２は、ハウジング部３１、ディスプレーサ３２、及びディスプレーサ制御スプリング３３等を有している。ハウジング部３１は、その内部空間がシリンダとして機能する。ディスプレーサ３２は、その内部に熱交換のための蓄冷材が収納されている。ディスプレーサ制御スプリング３３はハウジング部３１内に設けられており、ディスプレーサ３２を中立点に保つ機能を奏する。
【００１８】
上記構成とされたスターリング冷凍機１０は、気密電源端子を介して可動コイル２５へ交流電流を供給することによって、圧縮ピストン２３が往復動（図において左右方向の動き）をするように制御される。そして、その結果として膨張空間３４で作動ガスの膨張により寒冷が発生し、コールドヘッド１２に接続された被冷却体を冷却する。
【００１９】
次に、上記構成とされたスターリング冷凍機１０に設けられたシール機構４０Ａについて説明する。
【００２０】
図２は、本発明の第１実施形態であるシール機構４０Ａを拡大して示す断面図である。シール機構４０Ａは、スターリング冷凍機１０の保圧容器２２に設けられたガスポート４１に配設されている。前記のようにスターリング冷凍機１０の内部には作動ガスが充填されるが、この作動ガスはガスポート４１からスターリング冷凍機１０の内部に充填される。
【００２１】
ガスポート４１は、保圧容器２２から外側に向け突出したフランジ部４２と、このフランジ部４２内に形成されたガス導入出孔４３とにより構成されている。フランジ部４２の内周には、後述する締め付け部材６１Ａが螺着される内側ネジ部４６が形成されている。また、フランジ部４２の外周には、ガスポート４１を覆うキャップ５５が螺着される外側ネジ部４７が形成されている。
【００２２】
ガス導入出孔４３はフランジ部４２を貫通して形成されており、保圧容器２２の内部と外部とを連通する。このガス導入出孔４３は、その途中で内径が変化することにより段部が形成されている。後述するメタルガスケット５０は、この段部に配設される。なお、この段部でメタルガスケット５０と接する環状の面を以下シール面４５というものとする。
【００２３】
シール機構４０Ａは、上記構成とされたガスポート４１に設けられている。このシール機構４０Ａは、メタルガスケット５０（請求項に記載のシール部材に相当する）と閉塞部材６０Ａとを有している。
【００２４】
メタルガスケット５０はリング状の部材であり、ガスポート４１と閉塞部材６０Ａとの間に配設される。この際、メタルガスケット５０は閉塞部材６０Ａにより押圧されることにより変形し、ガスポート４１と閉塞部材６０Ａとの間を閉塞する。よって、メタルガスケット５０により、ガスポート４１と閉塞部材６０Ａとの接合位置から作動ガスがリーク（漏洩）することが防止される。
【００２５】
メタルガスケット５０は、ゴム等を用いた軟質ガスケットに比べて透過現象がなく、耐久性、耐熱性、及びシール性が高い。そのため、リーク量、コンタミネーションの侵入が問題となる極低温を実現する冷凍機のガスケットとして適している。また本実施形態では、メタルガスケット５０の材質として、接触面への馴染み性が高く、またある程度の弾性を有する銅を用いている。しかしながら、メタルガスケット５０の材質は銅に限定されるものではなく、他の材料を用いることも可能である。
【００２６】
閉塞部材６０Ａは、ガスポート４１の内側ネジ部４６に螺着されることにより、ガスポート４１を閉塞するものである。この閉塞部材６０Ａは、ガスポート４１に螺着される際、メタルガスケット５０をシール面４５に押圧することにより変形させる。
【００２７】
閉塞部材６０Ａのガスポート４１と対峙する面、及びガスポート４１の閉塞部材６０Ａと対峙する面は、微少な凹凸が発生している。このため、メタルガスケット５０を用いることなく閉塞部材６０Ａでガスポート４１を閉塞すると、上記の凹凸に起因して閉塞部材６０Ａとガスポート４１との間に間隙が発生し、この間隙から作動ガスがリークしてしまう。
【００２８】
しかしながら、閉塞部材６０Ａとガスポート４１との間にメタルガスケット５０を配設し、閉塞部材６０Ａをガスポート４１に向け押圧することにより、メタルガスケット５０は変形して上記した凹凸を埋める。よって、メタルガスケット５０を設けることにより、閉塞部材６０Ａとガスポート４１との間から作動ガスがリークすることを防止することができる。
【００２９】
しかしながら、従来のように閉塞部材のガスポートへの螺着に伴い、メタルガスケットが閉塞部材の回転に伴い回転する構成では、メタルガスケットが閉塞部材及びガスポートの凹凸が形成された面上を回転移動する。このため、メタルガスケットが閉塞部材及びガスポートに形成された凹凸を適正に埋めることができず、結果としてメタルガスケットを設けても閉塞部材とガスポートとの間から作動ガスのリークが発生する虞があった。
【００３０】
そこで、本実施形態に係るシール機構４０Ａでは、閉塞部材６０Ａを締め付け部材６１Ａ（請求項に記載の第１の部材に相当）と、押圧部材６２Ａ（請求項に記載の第２の部材に相当）と、及び回転遮断機構６３Ａとを設けた構成としている。
【００３１】
締め付け部材６１Ａは円柱状の部材であり、治具挿入孔６４、締め付け用ネジ６６、及び底面６５（請求項に記載の第１の当接面に相当する）を有している。治具挿入孔６４は六角レンチ等の締め付け治具が挿入される角孔であり、締め付け部材６１Ａの上部に形成されている。また、締め付け用ネジ６６は締め付け部材６１Ａの外周に形成されており、フランジ部４２に形成された内側ネジ部４６と螺合するよう構成されている。
【００３２】
底面６５は、締め付け部材６１Ａの押圧部材６２Ａと対向する位置に設けられている。この底面６５は、表面粗度（算術平均粗さＲａ）が0.2≦Ｒａ≦0.4の滑らかな面に加工されている。
【００３３】
押圧部材６２Ａは、ガスポート４１内において締め付け部材６１Ａの下部（ガスポート４１の奥部）に配置される。この押圧部材６２Ａは、上側（Ｚ２方向側）に大径部６９Ａを有し、下側に小径部６９Ｂを有した構成とされている。
【００３４】
大径部６９Ａの直径は、締め付け部材６１Ａの底面６５の直径と略等しくなるよう設定されている。また、小径部６９Ｂの直径は、ガスポート４１に形成されたガス導入出孔４３内に挿入可能な直径に設定されている。
【００３５】
前記したメタルガスケット５０は、押圧部材６２Ａの下部に配設される。具体的には、リング形状とされたメタルガスケット５０は、小径部６９Ｂに挿入された上でガスポート４１に装着される。
【００３６】
前記のように、押圧部材６２Ａは大径部６９Ａと小径部６９Ｂとにより構成されるため、大径部６９Ａと小径部６９Ｂとの間には段差部が形成される。メタルガスケット５０がガスポート４１に装着された際、メタルガスケット５０の下面（Ｚ１方向側の面）はガスポート４１のシール面４５と当接し、その上面（Ｚ２方向側の面）は押圧部材６２Ａの段差部を構成する押圧面６８と当接する。
【００３７】
また、押圧部材６２Ａ（大径部６９Ａ）の上部で、締め付け部材６１Ａの底面６５と対向する位置には、上面６７（請求項に記載の第２の当接面に相当する）が形成されている。この上面６７も、表面粗度（算術平均粗さＲａ）が0.2≦Ｒａ≦0.4の滑らかな面に加工されている。
【００３８】
回転遮断機構６３Ａは、締め付け部材６１Ａがガスポート４１に螺着される際、この螺着に伴う締め付け部材６１Ａの回転が押圧部材６２Ａに伝達するのを遮断する機能を奏するものである。この回転遮断機構６３Ａは、ガスポート４１のシール面４５、メタルガスケット５０の上面及び下面、締め付け部材６１Ａに形成された底面６５、押圧部材６２Ａに形成された上面６７、及び押圧部材６２Ａの押圧面６８等により構成されている。
【００３９】
前記ように、締め付け部材６１Ａに形成された底面６５及び押圧部材６２Ａに形成された上面６７は、その算術平均粗さ（Ｒａ）が0.2≦Ｒａ≦0.4とされており、共に滑らかな面に加工されている。このため、底面６５と上面６７との間の摩擦係数（以下、第１の摩擦係数μ１という）は小さな値となっている。
【００４０】
また、閉塞部材６０Ａによりメタルガスケット５０がガスポート４１に押圧される際、メタルガスケット５０の上面は押圧部材６２Ａの押圧面６８と当接し、またメタルガスケット５０の下面はガスポート４１のシール面４５と当接する。
【００４１】
いま、メタルガスケット５０の上面と押圧部材６２Ａの押圧面６８との間の摩擦係数を第２の摩擦係数μ２とし、メタルガスケット５０の下面とガスポート４１のシール面４５との間の摩擦係数を第３の摩擦係数μ３とする。
【００４２】
本実施形態に係る回転遮断機構６３Ａは、上記の第２の摩擦係数μ２及び第３の摩擦係数μ３に対し、第１の摩擦係数μ１を小さく設定したことを特徴としている。このように各摩擦係数μ１〜μ３を設定することにより、メタルガスケット５０の上面と押圧部材６２Ａの押圧面６８との間、及びメタルガスケット５０の下面とガスポート４１のシール面４５との間に比べ、締め付け部材６１Ａの底面６５と押圧部材６２Ａの上面６７との間は回転し易い（滑り易い）状態となる。
【００４３】
続いて、上記構成とされたシール機構４０Ａにおいて、閉塞部材６０Ａをガスポート４１に装着するときの動作について説明する。
【００４４】
閉塞部材６０Ａをガスポート４１に装着するには、先ずメタルガスケット５０を押圧部材６２Ａを構成する小径部６９Ｂに装着する。続いて、このメタルガスケット５０が装着された押圧部材６２Ａをガスポート４１のガス導入出孔４３内に挿入する。
【００４５】
なお、本実施形態ではメタルガスケット５０を押圧部材６２Ａに装着した後に、押圧部材６２Ａと共にメタルガスケット５０をガス導入出孔４３内に装着する構成とした。しかしながら、メタルガスケット５０のガス導入出孔４３内の位置決めが可能である場合には、メタルガスケット５０を先にガス導入出孔４３内に装着した後、押圧部材６２Ａをガス導入出孔４３に装着する構成としてもよい。
【００４６】
メタルガスケット５０及び押圧部材６２Ａがガス導入出孔４３内に装着されることにより、メタルガスケット５０の下面はガスポート４１のシール面４５と当接し、上面は押圧部材６２Ａの押圧面６８と当接する。
【００４７】
次に、締め付け部材６１Ａをガスポート４１に装着する。具体的には、締め付け用ネジ６６をフランジ部４２の内側ネジ部４６と螺合させ、六角レンチを治具挿入孔６４に装着し、この六角レンチを回転させることにより締め付け部材６１Ａをフランジ部４２に螺着させる。これにより、締め付け部材６１Ａは回転しつつ、下方向（矢印Ｚ１方向）に移動する。
【００４８】
締め付け部材６１Ａが下方向に移動すると、その下部に形成された底面６５は、押圧部材６２Ａの上面６７と当接し、底面６５は回転しつつ上面６７を下方に向けて押圧する。
【００４９】
この際、本実施形態に係るシール機構４０Ａは、回転遮断機構６３Ａを有している。即ち、底面６５と上面６７との間の第１の摩擦係数μ１は、メタルガスケット５０の上面と押圧部材６２Ａの押圧面６８との間の第２の摩擦係数μ２及びメタルガスケット５０の下面とガスポート４１のシール面４５との間の第３の摩擦係数μ３よりも小さく設定されている。
【００５０】
よって、締め付け部材６１Ａの回転は、底面６５が上面６７上で滑ることにより押圧部材６２Ａには伝達されない。このため、締め付け部材６１ＡのＺ１方向への移動力のみが押圧部材６２Ａに伝達されることになり、押圧部材６２Ａは回転することなくシール面４５に向けてＺ１方向に移動する。
【００５１】
前記ように、メタルガスケット５０は、その下面がガスポート４１のシール面４５と当接し、上面が押圧部材６２Ａの押圧面６８と当接している。よって、押圧部材６２Ａがシール面４５に向けて移動することにより、メタルガスケット５０は圧縮されて変形する。この際、前記のように押圧部材６２Ａは回転遮断機構６３Ａにより回転を伴わず、Ｚ１方向にのみ移動するため、メタルガスケット５０にも回転力は作用せず、シール面４５に向かう力（Ｚ１方向への力）のみが作用する。
【００５２】
よって、閉塞部材６０Ａのガスポート４１と対峙する面、及びガスポート４１の閉塞部材６０Ａと対峙する面に微少な凹凸が発生していたとしても、この凹凸はメタルガスケット５０が変形することにより埋められる。この際、本実施形態に係るシール機構４０Ａではメタルガスケット５０が回転しないため、上記の凹凸を確実に高い信頼性を持って埋めることができる。これにより、閉塞部材６０Ａとガスポート４１との間に間隙が発生することはなく、閉塞部材６０Ａとガスポート４１との間から作動ガスがリークすることを確実に防止することができる。
【００５３】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００５４】
図３乃至図５は、本発明の第２実施形態であるシール機構４０Ｂの構成及びその動作を説明するための図である。なお、図３乃至図５において、図１及び図２に示した構成と対応する構成については同一符号を付して、その説明は省略するものとする。
【００５５】
前記した第１実施形態に係るシール機構４０Ａでは、閉塞部材６０Ａを構成する締め付け部材６１Ａと押圧部材６２Ａを分離した構成を示した。しかしながら、スターリング冷凍機１０においては、メンテナンス時等において閉塞部材６０Ａをガスポート４１から取り外す必要が生じる。この際、閉塞部材６０Ａの締め付け部材６１Ａと押圧部材６２Ａが分離していると、押圧部材６２Ａの取出しが困難になる。
【００５６】
そこで本実施形態に係るシール機構４０Ｂは、閉塞部材６０Ｂに更に連結機構７０Ａを設け、この連結機構７０Ａにより締め付け部材６１Ｂと押圧部材６２Ｂとを連結したことを特徴としている。
【００５７】
連結機構７０Ａは、締め付け部材６１Ｂに形成された当接板７２と、押圧部材６２Ｂに形成された鉤状部７３とを有している。
【００５８】
当接板７２は、締め付け部材６１Ｂの底部に下方に向けて延出した柱部７１の下部に配設されている。この当接板７２は円板形状とされており、その底面６５の表面は第１実施形態と同様に算術平均粗さ（Ｒａ）が0.2≦Ｒａ≦0.4の滑らかな面に加工されている。
【００５９】
また、押圧部材６２Ｂは、当接板７２を移動可能に収納する空間部７４が形成されている。鉤状部７３は、この空間部７４の上部を覆うように延出形成されている。この鉤状部７３の中央位置には、柱部７１を挿通する挿通部が形成されている。また、空間部７４の上面６７は、第１実施形態の押圧部材６２Ａの上面６７と同様に、算術平均粗さ（Ｒａ）が0.2≦Ｒａ≦0.4の滑らかな面に加工されている。
【００６０】
この当接板７２及び鉤状部７３は、当接板７２が空間部７４内に装着された状態において係合可能な構成とされている。即ち、押圧部材６２Ｂに対して締め付け部材６１Ｂが上方（Ｚ２方向）に移動することにより、図３に示されるように、当接板７２は鉤状部７３と係合し、押圧部材６２Ｂは締め付け部材６１Ｂに吊り下げられた状態となる。
【００６１】
また、当接板７２の直径は、押圧部材６２Ｂの上面６７の直径に比べて小さく設定されている。よって、当接板７２は上面６７の上部で回転可能な構成とされている。
【００６２】
更に、当接板７２の厚さは、空間部７４の高さに比べて小さく設定されている。よって、当接板７２は、空間部７４の内部において上下方向（矢印Ｚ１，Ｚ２方向）に若干移動可能な構成となっている。
【００６３】
次に、上記構成とされたシール機構４０Ｂの動作について説明する。
【００６４】
図３は、閉塞部材６０Ｂをガスポート４１に装着した直後の状態を示している。この状態において、締め付け部材６１Ｂの締め付け用ネジ６６の一部はフランジ部４２の内側ネジ部４６に螺着している。また、メタルガスケット５０は、押圧部材６２Ｂに装着された状態となっている。
【００６５】
ここで、連結機構７０Ａに注目すると、当接板７２は鉤状部７３と係合しており、よって押圧部材６２Ｂは締め付け部材６１Ｂに吊り下げられた状態となっている。このように、連結機構７０Ａにより締め付け部材６１Ｂと押圧部材６２Ｂは連結した状態となっているため、締め付け部材６１Ｂを回転することにより、Ｚ１方向に移動させると、押圧部材６２ＢもＺ１方向に移動する。
【００６６】
図４は、締め付け部材６１ＢのＺ１方向の移動に伴い、メタルガスケット５０の下面がシール面４５と当接した状態を示している。メタルガスケット５０がシール面４５と当接することにより、押圧部材６２Ｂ及びメタルガスケット５０のそれ以上のＺ１方向への移動は規制される。
【００６７】
図４に示す状態から、更に締め付け部材６１ＢがＺ１方向に移動すると、当接板７２は鉤状部７３から離間する。そして図５に示すように、当接板７２の底面６５は、空間部７４の上面６７に当接する。
【００６８】
このように、底面６５が上面６７に当接することにより、締め付け部材６１ＢのＺ１方向の移動により押圧部材６２Ｂは直接Ｚ１方向に押圧されると共に、締め付け部材６１Ｂの回転も直接押圧部材６２Ｂに伝達されることになる。しかしながら本実施形態においても、回転遮断機構６３Ａを構成する底面６５と上面６７との間の第１の摩擦係数μ１は、メタルガスケット５０の上面と押圧部材６２Ｂとの間の第２の摩擦係数μ２及びメタルガスケット５０の下面とシール面４５との間の第３の摩擦係数μ３に対して小さく設定されている。
【００６９】
よって本実施形態においても、底面６５が上面６７上で滑ることにより締め付け部材６１Ｂの回転は押圧部材６２Ｂには伝達されず、締め付け部材６１ＢのＺ１方向への移動力のみが押圧部材６２Ｂに伝達される。よって、メタルガスケット５０にも回転力は作用せず、メタルガスケット５０にはシール面４５に向かう力（Ｚ１方向への力）のみが作用する。
【００７０】
これにより、本実施形態においても第１実施形態と同様に、メタルガスケット５０により押圧部材６２Ｂ及びガスポート４１に発生している凹凸を確実に高い信頼性を持って埋めることができ、閉塞部材６０Ａとガスポート４１との間から作動ガスがリークすることを防止することができる。
【００７１】
一方、閉塞部材６０Ｂをガスポート４１から取出すときは、上記と逆の動作を行う。なお、この取出し動作は、図３乃至図５を用いて説明した装着時の逆動作となる。このため、取出し動作についても図３及び図５を利用して説明するものとする。
【００７２】
図５に示す装着状態から閉塞部材６０Ｂを取出すには、先ず締め付け部材６１Ｂの治具挿入孔６４に六角レンチを装着し、締め付け部材６１Ｂを離脱方向に回転させる。
【００７３】
締め付け用ネジ６６は内側ネジ部４６と螺着しているため、上記のように回転されることにより締め付け部材６１ＢはＺ２方向に移動を開始する。これに伴い、当接板７２は上面６７から離間し、やがて図４に示すように鉤状部７３と係合する。
【００７４】
この状態から、更に締め付け部材６１Ｂを離脱方向に回転すると、当接板７２の上動に伴い鉤状部７３も上動付勢され、これにより図３に示されるように押圧部材６２ＢもＺ２方向に向けて引き上げられる。
【００７５】
このように、本実施形態に係るシール機構４０Ｂによれば、第１実施形態と同様にメタルガスケット５０に回転力が作用しないため、閉塞部材６０Ｂとガスポート４１との間のシールを確実に行うことができる。また、本実施形態に係るシール機構４０Ｂは、連結機構７０Ａを設けているため、閉塞部材６０Ｂをガスポート４１から取出す場合には、単に締め付け部材６１Ｂを離脱方向に回転させることにより押圧部材６２Ｂも取出すことができる。よって、押圧部材６２Ｂの取出し作業を容易に行うことができる。
【００７６】
次に、図６乃至図９を用いて本発明の第３乃至第５実施形態について説明する。
【００７７】
なお、図６乃至図９において、図１乃至図５を用いて説明した第１及び第２実施形態に係るシール機構４０Ａ，４０Ｂと対応する構成については同一符号を付して、その説明は省略するものとする。
【００７８】
図６は、本発明の第３実施形態であるシール機構４０Ｃを示している。前記した第２実施形態に係るシール機構４０Ｂでは、当接板７２を円板形状とすると共に底面６５及び上面６７を面粗度の低い平滑面とすることより、締め付け部材６１Ｂの回転が押圧部材６２Ｂに伝達されないよう構成した。
【００７９】
これに対して本実施形態に係るシール機構４０Ｃは、当接板７２に代えて連結機構７０Ｂに円錐状部７５（ピボット）７５を設けたことを特徴としている。この円錐状部７５は、Ｚ１方向に向けて突出するよう形成されている。
【００８０】
この円錐状部７５は、図６（Ａ）に示すように、締め付け部材６１ＣがＺ２方向に移動した際に鉤状部７３と係合するよう構成されている。よって、第２実施形態と同様に、閉塞部材６０Ｃをガスポート４１から取出す際、締め付け部材６１Ｃを取出すことにより、押圧部材６２Ｃも合わせて取出すことが可能となる。
【００８１】
また、図６（Ｂ）に示すように、メタルガスケット５０をシール面４５に押圧する際には、円錐状部７５の頂点７６が上面６７と当接する。頂点７６と上面６７との当接面積は小さいため、締め付け部材６１Ｃが回転しても、この回転により押圧部材６２Ｃが回転するようなことはない。
【００８２】
よって、本実施形態に係るシール機構４０Ｃによっても、閉塞部材６０Ｃとガスポート４１との間のシールを確実に行うことができると共に、押圧部材６２Ｃの取出し作業を容易に行うことができる。
【００８３】
図７は、本発明の第４実施形態であるシール機構４０Ｄを示している。
【００８４】
本実施形態に係るシール機構４０Ｄは、回転遮断機構６３Ｃ及び連結機構７０Ｃとして、ベアリング８０を用いたことを特徴としている。ベアリング８０はラジアル玉軸受けであり、内輪８０ａと外輪８０ｂとの間にボール８０ｃが配設された構成とされている。
【００８５】
このベアリング８０の内輪８０ａは、締め付け部材６１Ｄの柱部７１に嵌合されている。また、外輪８０ｂは、押圧部材６２Ｄに形成された環状壁８１に嵌合した構成とされている。
【００８６】
本実施形態に係るシール機構４０Ｃでは、締め付け部材６１Ｄが回転しても、ベアリング８０の内輪８０ａが回転するのみで外輪８０ｂは回転しない。よって、締め付け部材６１Ｄの回転はベアリング８０（連結機構７０Ｃ）で遮断され、押圧部材６２Ｄには伝達されない。
【００８７】
一方、ベアリング８０の内輪８０ａと外輪８０ｂは、図中矢印Ｚ１，Ｚ２方向には移動しない。このため、締め付け部材６１Ｄを矢印Ｚ１，Ｚ２方向に移動させた場合、押圧部材６２Ｄはこれに追随して矢印Ｚ１，Ｚ２方向に移動する。
【００８８】
よって、本実施形態に係るシール機構４０Ｄによっても、閉塞部材６０Ｄとガスポート４１との間のシールを確実に行うことができると共に、押圧部材６２Ｄの取出し作業を容易に行うことができる。
【００８９】
図８は、本発明の第５実施形態であるシール機構４０Ｅを示している。本実施形態に係るシール機構４０Ｅは、図６を用いて説明した第３実施形態のシール機構４０Ｃに類似した構成であるが、締め付け部材６１Ｅに円錐状部７５に代えて球体部９０を設けたことを特徴としている。
【００９０】
本実施形態のように円錐状部７５に代えて球体部９０を設けた構成としても、第３実施形態と同様の効果を実現することができる。更に、鉤状部７３と係合する部位が球体である球体部９０であるため、球体部９０に発生する応力を低減することができ、シール機構４０Ｅの信頼性を高めることができる。
【００９１】
また、図９は上記した第５実施形態の変形例であるシール機構４０Ｆを示している。本実施形態に係るシール機構４０Ｆは、第５実施形態に係るシール機構４０Ｅに対し、球体部９０を締め付け部材６１Ｅから分離させて独立した球体９０Ａとすると共に、締め付け部材６１Ｅの下端部に鉤状部７３と係合する鍔部９５を形成したものである。
【００９２】
この構成とすることにより、押圧部材６２Ｅの回転をより確実に防止することができる。また、締め付け時に球体９０Ａを押圧する鍔部９５は、メタルガスケット５０の取り出し時においては鉤状部７３と当接するため、球体９０Ａを分離しても取出し作業に影響が生じるようなことはない。更に本変形例では、第５実施形態に係るシール機構４０Ｅに比べて締め付け部材６１Ｅの形状が簡単化するため，その製造が容易となる。
【００９３】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上記した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能なものである。
【符号の説明】
【００９４】
１０  スターリング冷凍機
１１  圧縮機
１２  コールドヘッド
１３  キャピラリチューブ
２１  ヨーク
２２  保圧容器
２３  圧縮ピストン
２４  ピストン制御スプリング
２５  可動コイル
２６  永久磁石
２８  圧縮空間
３１  ハウジング部
３２  ディスプレーサ
３３  ディスプレーサ制御スプリング
３４  膨張空間
４０Ａ〜４０Ｄ  シール機構
４１  ガスポート
４２  フランジ部
４３  ガス導入出孔
４４  開口部
４５  シール面
４６  内側ネジ部
４７  外側ネジ部
５０  メタルガスケット
５５  キャップ
５５  ネジ部
６０Ａ〜６０Ｅ  閉塞部材
６１Ａ〜６１Ｅ  締め付け部材
６２Ａ〜６２Ｅ  押圧部材
６３Ａ〜６３Ｃ  回転遮断機構
６４  治具挿入孔
６５  底面
６６  締め付け用ネジ
６７  上面
６８  押圧面
７０Ａ〜７０Ｅ  連結機構
７１  柱部
７２  当接板
７３  鉤状部
７４  空間部
７５  円錐状部７５
７６  頂点
８０  ベアリング
８１  環状壁
９０  球体部
９１  球体
９５  鍔部
μ１  第１の摩擦係数
μ２  第２の摩擦係数
μ３  第３の摩擦係数
【図１】
2014016063.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014016063.tif 000009
【図８】
2014016063.tif 000010
【図９】
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