(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、
前記ケーシング内に設けられたシリンダと、
前記シリンダの外周面に設けられたリニアモータにより、前記シリンダの軸線方向に往復運動可能なように、前記シリンダ内に設けられるピストンと、
前記シリンダ内において前記ピストンとの間に圧縮空間を形成し軸線方向に往復運動可能なように、前記シリンダ内に設けられるディスプレーサと、を備えるスターリング冷凍機であって、
前記リニアモータは、
前記シリンダの外周面に設けられる内側ヨークと、
前記内側ヨークを取囲むように前記ケーシング側に設けられる外側ヨーク組立体と、
前記内側ヨークと前記外側ヨーク組立体との間隙に配置され、前記ピストンに連結される永久磁石と、を有し、
前記外側ヨーク組立体は、前記内側ヨークに対して対向配置されるボビン／コイルと、
前記ボビン／コイルを前記ケーシング側および軸線方向側から覆うように設けられる外側ヨークと、
前記外側ヨークを軸線方向から挟み込むように設けられるリング形状の一対の押え部材と、を含む、スターリング冷凍機。
【請求項２】
ケーシングと、
前記ケーシング内に設けられたシリンダと、
前記シリンダの外方に設けられたリニアモータにより、前記シリンダの軸線方向に往復運動可能なように、前記シリンダ内に設けられるピストンと、
前記シリンダ内において前記ピストンとの間に圧縮空間を形成し軸線方向に往復運動可能なように、前記シリンダ内に設けられるディスプレーサと、を備えるスターリング冷凍機であって、
前記リニアモータは、
前記シリンダの外周部に設けられる内側ヨークと、
前記内側ヨークの外方に対向配置される外側ヨーク組立体と、
前記内側ヨークと前記外側ヨーク組立体との間隙に配置され、前記ピストンに連結される永久磁石と、を有し、
前記外側ヨーク組立体は、前記内側ヨークに対して対向配置されるボビン／コイルと、
前記ボビン／コイルを前記ケーシング側および軸線方向側から覆うように設けられる外側ヨークと、
前記外側ヨークを軸線方向から挟み込むように設けられるリング形状の一対の押え部材と、を含む、スターリング冷凍機。
【請求項３】
前記シリンダ内で往復運動可能なように、前記ディスプレーサを弾性支持するディスプレーサ支持手段をさらに備え、
前記ディスプレーサ支持手段は、
前記ディスプレーサに連結される弾性部材と、
前記弾性部材を支持し、前記外側ヨーク組立体の軸線方向の端面側に設けられる弾性部材支持手段と、を有する請求項１または２に記載のスターリング冷凍機。
【請求項４】
前記シリンダ内で往復運動可能なように、前記ピストンを弾性支持するピストン支持手段と、
前記シリンダ内で往復運動可能なように、前記ディスプレーサを弾性支持するディスプレーサ支持手段と、をさらに備え、
前記ピストン支持手段は、
前記ピストンに連結される第１弾性部材と、
前記第１弾性部材を支持し、前記外側ヨーク組立体の軸線方向の端面側に設けられる第１弾性部材支持手段と、を有し、
前記ディスプレーサ支持手段は、
前記ディスプレーサに連結される第２弾性部材と、
前記第２弾性部材を支持し、前記外側ヨーク組立体の軸線方向の端面側に設けられる第２弾性部材支持手段と、を有する請求項１または２に記載のスターリング冷凍機。
【請求項５】
前記弾性部材支持手段を、または、前記第１弾性部材支持手段および前記第２弾性部材支持手段を、前記押え部材と一体化した、請求項３または４に記載のスターリング冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、低温の発生に用いられるスターリング冷凍機に関し、より特定的には、ピストンを往復動させるためのリニアモータの構造、ピストンを支持するピストン弾性支持手段の構造、および、ディスプレーサを保持するディスプレーサ弾性支持手段の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷熱の発生を目的としたフリーピストン型のスターリング冷凍機は、熱サイクル的には、逆スターリングサイクル冷凍機とも呼ばれている。このスターリング冷凍機の構造について、図１２を参照して説明する。
【０００３】
従来のスターリング冷凍機１００Ｅは、直線往復運動を行なうピストン１と、ディスプレーサ２とを含むシリンダ３を有する。ピストン１、および、ディスプレーサ２は同軸上に構成されており、ディスプレーサ２に形成されたロッド２ａはピストン１の軸方向中心部に設けた摺動穴１ａを貫通している。ピストン１、および、ディスプレーサ２はシリンダ３の内周摺動面３ａに対して滑らかに摺動可能に設けられている。
【０００４】
ディスプレーサ２に形成されたロッド２ａの上部には、ピストン支持ばね５およびディスプレーサ支持ばね６の中心部が固定されている。ピストン支持ばね５およびディスプレーサ支持ばね６は、スパイラル状の円盤型のパネル形状を有している。
【０００５】
ピストン１は、ケーシング１５に固定された支持部材３１に支持されるピストン支持ばね５によって、ケーシング１５に対して弾性的に固定されている。また、ディスプレーサ２も同様に、支持部材３１に支持されるディスプレーサ支持ばね６によって、ケーシング１５に対して弾性的に固定されている。
【０００６】
シリンダ３により形成される内部空間はピストン１によって２つの空間に分割される。第１の空間はピストン１のディスプレーサ２側に形成される作動空間７である。第２の空間はピストン１のディスプレーサ２側と反対側である背面空間８である。この２つの空間にはヘリウムガス等の作動媒体が高圧状態で充填されている。
【０００７】
リニアモータ１６は、シリンダ３側に固定される内側ヨーク１３、内側ヨーク１３に対して所定の間隙を設けて配置され、ボビン／コイル９ａを内包する外側ヨーク９ｂからなる外側ヨーク本体９、および、ピストン１に取付けられ、内側ヨーク１３と外側ヨーク９ｂとの間隙に配置される永久磁石１２とを備える。外側ヨーク９ｂは、支持部材３１に支持された位置決めブロック３０により、ケーシング１５側に固定されている。
【０００８】
ピストン１はリニアモータ１６の作用により所定の周期で、軸方向に往復運動する。このピストン１の往復運動により作動媒体は、作動空間７内で圧縮、膨張が繰りかえされる。ディスプレーサ２は、作動空間内７で圧縮、膨張される作動媒体の圧力変化により直線的に往復運動する。このときピストン１とディスプレーサ２とは、約９０度の位相差をもって同一周期にて往復運動するよう設定されている。
【０００９】
作動空間７は、ディスプレーサ２によってさらに２つの空間に分割されている。第１の作動空間はピストン１とディスプレーサ２に挟まれた圧縮空間７ａである。第２の作動空間はシリンダ３の先端部の膨張空間７ｂである。この圧縮空間７ａと膨張空間７ｂとは再生器４を介して連結されている。再生器４はメッシュ形状の銅材などにより形成されている。
【００１０】
膨張空間７ｂにおける作動媒体により、シリンダ３の先端部のコールドヘッド３ｃにおいて冷熱の発生がなされる。この冷熱の発生原理等の逆スターリング熱サイクルに関しては、公知技術であるのでここではその説明を省略する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構造よりなるスターリング冷凍機１００Ｅにおいては、以下に示す問題を有している。
【００１２】
第１に、コイル／ボビン９ａ、および、外側ヨーク９ｂの各部品の強度が弱く、量産組立時の取扱方法に注意が必要である。第２に、図１２に示すような、ピストン支持ばね５、および、ディスプレーサ支持ばね６をケーシング１５側に固定する構成では、ケーシング１５に固定された支持部材３１を、ピストン支持ばね５、および、ディスプレーサ支持ばね６の位置まで延長する必要があり、そのため、ケーシング１５の外形が大きくなり、強度上の観点からケーシング１５の材料の肉厚を厚くする必要が生じる。
【００１３】
したがって、この発明の目的は、リニアモータを構成する外側ヨーク本体のコイル／ボビン、および、外側ヨークの量産組立時の取扱を容易にするとともに、ケーシングの外形を小さくすることのできるスターリング冷凍機を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明に基づいたスターリング冷凍機の１つの局面においては、ケーシングと、上記ケーシング内に設けられたシリンダと、上記シリンダの外周面に設けられたリニアモータにより、上記シリンダの軸線方向に往復運動可能なように、上記シリンダ内に設けられるピストンと、上記シリンダ内において上記ピストンとの間に圧縮空間を形成し軸線方向に往復運動可能なように、上記シリンダ内に設けられるディスプレーサと、を備えるスターリング冷凍機であって、上記リニアモータは、上記シリンダの外周面に設けられる内側ヨークと、上記内側ヨークを取囲むように上記ケーシング側に設けられる外側ヨーク組立体と、上記内側ヨークと上記外側ヨーク組立体との間隙に配置され、上記ピストンに連結される永久磁石と、を有し、上記外側ヨーク組立体は、上記内側ヨークに対して対向配置されるボビン／コイルと、上記ボビン／コイルを上記ケーシング側および軸線方向側から覆うように設けられる外側ヨークと、上記外側ヨークを軸線方向から挟み込むように設けられるリング形状の一対の押え部材とを含む。
また、この発明に基づいたスターリング冷凍機の他の局面においては、ケーシングと、上記ケーシング内に設けられたシリンダと、上記シリンダの外方に設けられたリニアモータにより、上記シリンダの軸線方向に往復運動可能なように、上記シリンダ内に設けられるピストンと、上記シリンダ内において上記ピストンとの間に圧縮空間を形成し軸線方向に往復運動可能なように、上記シリンダ内に設けられるディスプレーサと、を備えるスターリング冷凍機であって、上記リニアモータは、上記シリンダの外周部に設けられる内側ヨークと、上記内側ヨークの外方に対向配置される外側ヨーク組立体と、上記内側ヨークと上記外側ヨーク組立体との間隙に配置され、上記ピストンに連結される永久磁石と、を有し、上記外側ヨーク組立体は、上記内側ヨークに対して対向配置されるボビン／コイルと、上記ボビン／コイルを上記ケーシング側および軸線方向側から覆うように設けられる外側ヨークと、上記外側ヨークを軸線方向から挟み込むように設けられるリング形状の一対の押え部材とを含む。
【００１５】
このように、リング形状の一対の押え部材を設けることにより、リニアモータを構成する外側ヨーク本体のコイル／ボビン、および、外側ヨークを押え部材で挟み込んだ一体構造とすることが可能になる。これにより、スターリング冷凍機の組立時に外側ヨーク組立体として一体的な強度が得られ、外側ヨーク組立体を容易に取扱うことが可能になる。
【００１６】
また、上記発明において好ましくは、上記シリンダ内で往復運動可能なように、上記ディスプレーサを弾性支持するディスプレーサ支持手段をさらに備え、上記ディスプレーサ支持手段は、上記ディスプレーサに連結される弾性部材と、上記弾性部材を支持し、上記外側ヨーク組立体の軸線方向の端面側に設けられる弾性部材支持手段とを有する。
また、上記発明において好ましくは、上記シリンダ内で往復運動可能なように、上記ピストンを弾性支持するピストン支持手段と、上記シリンダ内で往復運動可能なように、上記ディスプレーサを弾性支持するディスプレーサ支持手段と、をさらに備え、上記ピストン支持手段は、上記ピストンに連結される第１弾性部材と、上記第１弾性部材を支持し、上記外側ヨーク組立体の軸線方向の端面側に設けられる第１弾性部材支持手段とを有し、上記ディスプレーサ支持手段は、上記ディスプレーサに連結される第２弾性部材と、上記第２弾性部材を支持し、上記外側ヨーク組立体の軸線方向の端面側に設けられる第２弾性部材支持手段とを有する。
【００１７】
この構成を採用することにより、弾性部材支持手段を、または、第１弾性部材支持手段および第２弾性部材支持手段を、リニアモータの上面側に配置することができ、ケーシングの外形を小さくすることが可能になる。その結果、ケーシングの強度上、ケーシングの肉厚を小さくすることができ、スターリング冷凍機の重量の軽減、および、コストの低減を図ることが可能となる。
【００１８】
また、従来構造では、支持手段がリニアモータの側部を通過する長寸部材から構成されていたため、スターリング冷凍機の組立時にこの長寸部材を不用意に変形させ、各部材の軸心を規定することが困難になる場合が生じたが、このような事態を回避することが可能になる。
【００１９】
また、上記発明において好ましくは、上記第１弾性部材および上記第２弾性部材は、略円盤形状を有し、上記第１弾性部材の外径を上記第２弾性部材の外径よりも小さく設け、上記第１弾性部材支持手段の高さを、上記第２弾性部材支持手段の高さよりも低くしたことを特徴とする。
【００２０】
この構成を採用することにより、第１弾性部材、および、第２弾性部材のそれぞれの締結部分の影響が他方の締結状態に影響を与えることがない、つまり、それぞれの部材が独立して弾性部材支持手段に固定されることとなるため、弾性部材がはずれることなく、スターリング冷凍機の信頼性の向上を図ることが可能になる。
【００２１】
また、上記発明において好ましくは、上記第１弾性部材支持手段および上記第２弾性部材支持手段は、リング形状基板に設けられる。また、上記発明において好ましくは、上記第１弾性部材支持手段および上記第２弾性部材支持手段は柱状形状を有する。この構成を採用することにより、第１弾性部材、および、第２弾性部材のそれぞれの取付時の作業性を向上させることが可能となる。
【００２２】
また、上記発明において好ましくは、上記リング形状基板は、上記一対の押え部材の一方の押え部材を兼用するように設けられる。この構成を採用することにより、部品点数を減少させることが可能になる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に基づいた各実施の形態におけるスターリング冷凍機の構造について、図を参照しながら説明する。なお、図１２で説明した従来技術と同一または相当部分については、同一の参照番号を付し、詳細な説明は省略する。
【００２４】
（実施の形態１）
図１から図５を参照して、実施の形態１におけるスターリング冷凍機１００Ａの構造について説明する。なお、図１はスターリング冷凍機１００Ａの全体構造を示す断面図であり、図２〜図４は外側ヨーク組立体１１の構造およびその組立を示す図であり、図５はピストン支持ばね支持部材１４Ａの構造を示す図である。
【００２５】
（スターリング冷凍機１００Ａの構造）
図１を参照して、スターリング冷凍機１００Ａの基本的構造は図１２を用いて説明したスターリング冷凍機１００Ｅと同じであり、本実施の形態におけるスターリング冷凍機１００Ａの特徴的構造としては、リニアモータ１６を構成する外側ヨークとして外側ヨーク組立体１１が設けられている点、および、第１弾性部材としてのピストン支持ばね５と、第２弾性部材としてのディスプレーサ支持ばね６との固定に、外側ヨーク組立体１１に支持される第１弾性部材支持手段としてのピストン支持ばね支持部材１４Ａ、および、第２弾性部材支持手段としてのディスプレーサ支持ばね支持部材１４Ｂが用いられている点にある。
【００２６】
（外側ヨーク組立体１１の構成）
外側ヨーク組立体１１の構成について、図２〜図４を参照して説明する。まず図２および図３を参照して、外側ヨーク本体９は、ボビンに銅線を巻いて作られたリング形状のボビン／コイル９ａの外周面に、複数に分割されそれぞれヨーク用鋼板を重ねて作られたた外側ヨーク９ｂが接着剤を用いて固定される。
【００２７】
図２は、リング形状のボビン／コイル９ａの外周面に外側ヨーク９ｂが嵌合される前の状態を示し、（ａ）は平面構造、（ｂ）は（ａ）中のＸ−Ｘ線矢視断面にしたがった断面構造を示す。また、図３は、リング形状のボビン／コイル９ａの外周面に外側ヨーク９ｂが嵌合された状態を示し、（ａ）は平面構造、（ｂ）は（ａ）中のＸ−Ｘ線矢視断面にしたがった断面構造を示す。外側ヨーク９ｂの上面側および下面側には、後述する上側押え板１０ａおよび下側押え板１０ｂの取付け位置決めを行なうための凸部９０が設けられている。
【００２８】
図４を参照して、外側ヨーク本体９の上面側および下面側には、軸線方向から挟み込むようにそれぞれ比較的剛性が高い樹脂材料からなるリング形状の上側押え板１０ａおよび下側押え板１０ｂが取付けられることにより、外側ヨーク組立体１１が完成する。上側押え板１０ａおよび下側押え板１０ｂにはそれぞれ、外側ヨーク９ｂに設けられた凸部９０に嵌合する凹部９１が設けられている。なお、図４（ａ）は、外側ヨーク本体９に上側押え板１０ａおよび下側押え板１０ｂを取付ける前の断面構造を示し、図４（ｂ）は、外側ヨーク本体９に上側押え板１０ａおよび下側押え板１０ｂを取付けた状態の断面構造を示す。
【００２９】
再び図１を参照して、上記構成からなる外側ヨーク組立体１１は、シリンダ３に対して、シリンダ３の軸心と外側ヨーク組立体１１の軸心とが合致するようにボルト（図示省略）を用いて固定される。シリンダ３の軸心と外側ヨーク組立体１１の軸心とを合致させるために、治具（図示省略）が用いられる。
【００３０】
（ピストン支持ばね支持部材１４Ａおよびディスプレーサ支持ばね支持部材１４Ｂの構成）
図５を参照して、ピストン支持ばね支持部材１４Ａの構造について説明する。なお、（ａ）は平面構造、（ｂ）は（ａ）中のＸ−Ｘ線矢視断面にしたがった断面構造を示す。ピストン支持ばね支持部材１４Ａは、黄銅からなり、リング形状の基板からなるベース部１４０と、ピストン支持ばね５を支持する支持部１４１とを備える。支持部１４１には、ピストン支持ばね５および後述するディスプレーサ支持ばね支持部材１４Ｂを固定するためのビス孔Ｂ１が複数設けられている。
【００３１】
ディスプレーサ支持ばね支持部材１４Ｂは、図１に示すように、均等な厚みからなるリング形状を有し、ピストン支持ばね支持部材１４Ａと同様に黄銅から形成されている。
【００３２】
ピストン支持ばね支持部材１４Ａは、外側ヨーク組立体１１の上側押え板１０ａに対して、ボルト（図示省略）で固定される。上側押え板１０ａに対するピストン支持ばね支持部材１４Ａの位置決めには、治具（図示省略）が用いられる。また、ディスプレーサ支持ばね支持部材１４Ｂもピストン支持ばね支持部材１４Ａに対して、ボルトで固定される。
【００３３】
（作用・効果）
以上、本実施の形態におけるスターリング冷凍機によれば、リニアモータ１６を構成するコイル／ボビン９ａ、および、外側ヨーク９ｂを上側押え板１０ａと下側押え板１０ｂとにより挟み込んだ外側ヨーク組立体１１とする一体構造を採用することで、外側ヨーク組立体１１として一体的な強度が得られ、外側ヨーク組立体１１を容易に取扱うことが可能になる。
【００３４】
また、外側ヨーク組立体１１をシリンダ３に取付ける際に、シリンダ３に対する外側ヨーク組立体１１の位置決めを確実にすることで、コイル／ボビン９ａ、外側ヨーク９ｂ、ピストン支持ばね支持部材１４Ａ、および、ディスプレーサ支持ばね支持部材１４Ｂのシリンダ３に対する位置決めを同時に行なうことが可能になり、スターリング冷凍機を製造するためのタクトタイムを短縮することが可能になる。
【００３５】
さらに、ピストン支持ばね支持部材１４Ａ、および、ディスプレーサ支持ばね支持部材１４Ｂを、リニアモータ１６の軸方向の端面側である上部に配置することで、ケーシング１５の外形を小さくすることが可能になる。その結果、ケーシング１５の強度上、ケーシング１５の肉厚を小さくすることができ、スターリング冷凍機の重量の軽減、および、コストの低減を図ることが可能となる。
【００３６】
また、従来構造では、支持部材がリニアモータ１６の側部を通過する長寸部材から構成されていたため、スターリング冷凍機の組立時にこの長寸部材を不用意に変形させ、各部材の軸心を規定することが困難になる場合が生じたが、このような事態を回避することが可能になる。
【００３７】
（実施の形態２）
次に、図６および図７を参照して、実施の形態２におけるスターリング冷凍機１００Ｂの構造について説明する。なお、図６はスターリング冷凍機１００Ｂの全体構造を示す断面図であり、図７は、支持ばね支持部材１４Ｃの構造を示す図である。
【００３８】
（スターリング冷凍機１００Ｂの構造）
上記実施の形態１におけるスターリング冷凍機１００Ａの構造と比較した場合、本実施の形態におけるスターリング冷凍機１００Ｂは、ピストン支持ばね支持部材１４Ａおよびディスプレーサ支持ばね支持部材１４Ｂに代わり、支持ばね支持部材１４Ｃを用いる点にある。また、外側ヨーク組立体１１の構成は、実施の形態１におけるスターリング冷凍機１００Ａと同じである。
【００３９】
（支持ばね支持部材１４Ｃの構成）
本実施の形態においては、ピストン支持ばね５とディスプレーサ支持ばね６の外形を異ならせ、支持ばね支持部材１４Ｃによりピストン支持ばね５とディスプレーサ支持ばね６の両方を支持するようにしたものである。図７を参照して、支持ばね支持部材１４Ｃの構造について説明する。なお、（ａ）は平面構造、（ｂ）は（ａ）中のＸ−Ｘ線矢視断面にしたがった断面構造を示す。支持ばね支持部材１４Ｃは、リング形状の基板からなるベース部１４０を備え、ピストン支持ばね５を支持する支持部１４１と、ディスプレーサ支持ばね６を支持する支持部１４２とが、外形と取付け高さを変えて設けられている。なお、支持ばね支持部材１４Ｃは、黄銅から形成される。また、支持部１４１、１４２には、ピストン支持ばね５およびディスプレーサ支持ばね６を固定するためのビス孔Ｂ１が複数設けられている。
【００４０】
（作用・効果）
以上、本実施の形態におけるスターリング冷凍機によっても、上記実施の形態１と同様の作用効果が得られるとともに、ピストン支持ばね５とディスプレーサ支持ばね６との外形を異ならせ、ピストン支持ばね５とディスプレーサ支持ばね６の固定位置を別々に取付けられるようにすることで、それぞれの締結部分の影響が片方の締結状態に影響を与えることがない。
【００４１】
（実施の形態３）
次に、図８および図９を参照して、実施の形態３におけるスターリング冷凍機１００Ｃの構造について説明する。なお、図８はスターリング冷凍機１００Ｃの全体構造を示す断面図であり、図９は、支持ばね支持部材１４Ｄの構造を示す図である。
【００４２】
（スターリング冷凍機１００Ｃの構造）
上記実施の形態２におけるスターリング冷凍機１００Ｂの構造と比較した場合、本実施の形態におけるスターリング冷凍機１００Ｃは、支持ばね支持部材１４Ｄにおいて、ピストン支持ばね５とディスプレーサ支持ばね６の支持部を柱形状にした点にある。なお、外側ヨーク組立体１１の構成は、実施の形態１におけるスターリング冷凍機１００Ａと同じである。
【００４３】
（支持ばね支持部材１４Ｄの構成）
図９を参照して、支持ばね支持部材１４Ｄの構造について説明する。なお、（ａ）は平面構造、（ｂ）は（ａ）中のＸ−Ｘ線矢視断面にしたがった断面構造を示す。本実施の形態においては、上記実施の形態２における支持ばね支持部材１４Ｃと比較した場合、ピストン支持ばね５とディスプレーサ支持ばね６の支持部１４１、１４２を柱状部１４３に設け、この柱状部１４３を、リング形状の基板からなるベース部１４０に９０°ピッチで４箇所設けるようにしたものである。なお、柱状部１４３の数量および配置については、本実施の形態のものに限られず、ピストン支持ばね５およびディスプレーサ支持ばね６を安定した状態で支持できるのであれば、適宜設計的に選択されるものである。
【００４４】
（作用・効果）
以上、本実施の形態におけるスターリング冷凍機によっても、上記実施の形態１および２と同様の作用効果が得られるとともに、支持部１４１、１４２を柱状部１４３に設けることで、ピストン支持ばね５とディスプレーサ支持ばね６との取付時の作業性を向上させることが可能になる。
【００４５】
（実施の形態４）
次に、図１０および図１１を参照して、実施の形態４におけるスターリング冷凍機１００Ｄの構造について説明する。なお、図１０はスターリング冷凍機１００Ｄの全体構造を示す断面図であり、図１１は、支持ばね支持部材１４Ｅの構造を示す図である。
【００４６】
（スターリング冷凍機１００Ｄの構造）
上記実施の形態３におけるスターリング冷凍機１００Ｃの構造と比較した場合、本実施の形態におけるスターリング冷凍機１００Ｄは、支持ばね支持部材１４Ｅにおいて、ピストン支持ばね５とディスプレーサ支持ばね６の支持部を柱形状にした点は同じであるが、リング形状の基板からなるベース１４０に外側ヨーク組立体１１を構成する上側押え板１０ａが形成されている点にある。
【００４７】
（支持ばね支持部材１４Ｅの構成）
図１１を参照して、支持ばね支持部材１４Ｅの構造について説明する。なお、（ａ）は平面構造、（ｂ）は（ａ）中のＸ−Ｘ線矢視断面にしたがった断面構造を示す。本実施の形態においては、上記実施の形態３における支持ばね支持部材１４Ｃと比較した場合、ベース１４０に外側ヨーク組立体１１を構成する上側押え板１０ａを兼用させるために、外側ヨーク９ｂに設けられた凸部９０に嵌合する凹部９１が設けられている。
【００４８】
（作用・効果）
以上、本実施の形態におけるスターリング冷凍機によっても、上記実施の形態１〜３と同様の作用効果が得られるとともに、支持ばね支持部材１４Ｅに上側押え板１０ａを兼用させる構造を採用することにより、部品点数を減少させることが可能になる。
【００４９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００５０】
【発明の効果】
この発明に基づいたスターリング冷凍機によれば、リング形状の一対の押え部材を設けることにより、リニアモータを構成する外側ヨーク本体のコイル／ボビン、および、外側ヨークを押え部材で挟み込んだ一体構造とすることが可能になる。これにより、スターリング冷凍機の組立時に外側ヨーク組立体として一体的な強度が得られ、外側ヨーク組立体を容易に取扱うことが可能になる。
【００５１】
また、第１弾性部材支持手段、および、第２弾性部材支持手段を、リニアモータの上面側に配置することができ、ケーシングの外形を小さくすることが可能になる。その結果、ケーシングの強度上、ケーシングの肉厚を小さくすることができ、スターリング冷凍機の重量の軽減、および、コストの低減を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１におけるスターリング冷凍機１００Ａの全体構造を示す断面図である。
【図２】外側ヨーク本体９の構造を示す第１図である。
【図３】外側ヨーク本体９の構造を示す第２図である。
【図４】外側ヨーク組立体１１の構造およびその組立を示す図である。
【図５】ピストン支持ばね支持部材１４Ａの構造を示す図である。
【図６】実施の形態２におけるスターリング冷凍機１００Ｂの全体構造を示す断面図である。
【図７】ピストン支持ばね支持部材１４Ｃの構造を示す図である。
【図８】実施の形態３におけるスターリング冷凍機１００Ｃの全体構造を示す断面図である。
【図９】ピストン支持ばね支持部材１４Ｄの構造を示す図である。
【図１０】実施の形態４におけるスターリング冷凍機１００Ｄの全体構造を示す断面図である。
【図１１】ピストン支持ばね支持部材１４Ｅの構造を示す図である。
【図１２】従来技術におけるスターリング冷凍機の概略構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１  ピストン、１ａ  摺動穴、２  ディスプレーサ、２ａ  ロッド、３  シリンダ、３ａ  内周摺動面、３ｃ  コールドヘッド、４  再生器、５  ピストン支持ばね、６  ディスプレーサ支持ばね、７  作動空間、７ａ  圧縮空間、７ｂ  膨張空間、８  背面空間、９  外側ヨーク本体、９ａ  ボビン／コイル、９ｂ  外側ヨーク、１０ａ  上側押え板、１０ｂ  下側押え板、１１  外側ヨーク組立体、１２  永久磁石、１３  内側ヨーク、１５  ケーシング、１６  リニアモータ、１４Ａ  ピストン支持ばね支持部材、１４Ｂ  ディスプレーサ支持ばね支持部材、１４Ｃ，１４Ｄ，１４Ｅ  支持ばね支持部材、３０  ブロック、３１  支持部材、９０  凸部、９１  凹部、１４０  ベース部、１４１  支持部、１４２支持部、１４３  柱状部、１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ  スターリング冷凍機、Ｂ１  ビス孔。
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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