(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、
該圧縮機から吐出される作動ガスに寒冷を発生させる膨張器と、
前記圧縮機内で往復移動することにより、前記作動ガスを圧縮又は膨張させる往復移動体と、
前記圧縮機内で前記往復移動体を往復移動可能に支持する板ばねユニットとを有する冷凍機であって、
前記板ばねユニットは、
前記圧縮機に固定される第１のリムと、該第１のリムの内側に配設されると共に前記往復移動体に取り付けられる第１のハブと、前記第１のリムに対し前記第１のハブを移動可能に支持する弾性アームとを有する板ばねと、
前記圧縮機に固定される第２のリムと、該第２のリムの内側に配設されると共に前記往復移動体に取り付けられる第２のハブと、前記第２のリム及び前記第２のハブの少なくとも一方に片持ち支持された補助ばね部とを有する補助ばねとを有し、
一対の前記補助ばねの間に前記板ばねを配設すると共に前記補助ばねと前記板ばねは交互に複数積層され、配設状態において前記補助ばね部が前記弾性アームと対向するよう構成したことを特徴とする冷凍機。
【請求項２】
前記補助ばね部は、前記弾性アームよりも短いことを特徴とする請求項１記載の冷凍機。
【請求項３】
前記補助ばね部の剛性は、前記弾性アームの剛性よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の冷凍機。
【請求項４】
前記補助ばね部の板厚は、前記弾性アームの板厚よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の冷凍機。
【請求項５】
往復移動することにより作動ガスを圧縮又は膨張させる往復移動体と、
前記往復移動体を往復移動可能に支持する板ばねユニットとを有する圧縮機であって、
前記板ばねユニットは、
前記圧縮機に固定される第１のリムと、該第１のリムの内側に配設されると共に前記往復移動体に取り付けられる第１のハブと、前記第１のリムに対し前記第１のハブを移動可能に支持する弾性アームとを有する板ばねと、
前記圧縮機に固定される第２のリムと、該第２のリムの内側に配設されると共に前記往復移動体に取り付けられる第２のハブと、前記第２のリム及び前記第２のハブの少なくとも一方に片持ち支持された補助ばね部とを有する補助ばねとを有し、
一対の前記補助ばねの間に前記板ばねを配設すると共に、前記補助ばねと前記板ばねは交互に複数積層され、配設状態において前記補助ばね部が前記弾性アームと対向するよう構成したことを特徴とする圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷凍機及び圧縮機に係り、特に往復移動する移動部材を板ばねで支持する冷凍機及び圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、スターリング冷凍機等の冷凍機は圧縮機と膨張器とを有しており、圧縮機で生成した高圧の作動ガスを膨張器空間内で膨張させることにより寒冷を発生させる構成とされている。
【０００３】
圧縮機は、シリンダー内でピストンを往復移動させることにより振動流体を発生している。そこで、板ばねによりシリンダーとピストンとを相対的に往復移動可能に支持することが行われている。この板ばねは円盤形状とされており、その中央にピストンが接続されると共に外周部分は圧縮機のハウジングに固定される。
【０００４】
また、板ばねには複数のスリットが形成されており、これにより板ばねの中央部は外周部分に対して弾性変形可能な構成となっている。よって、板ばねの弾性変形により、ピストンはシリンダーに対して水平往復移動を行うことが可能となる。
【０００５】
一方、ピストンのシリンダー内における往復運動を確実に行うためには、板ばねのばね定数を正確に設定することが重要である。１枚の板材で所定のばね定数を実現するのは加工の面からも、またばね定数を調整する面からも困難である。このため、一般に複数の薄板よりなる板ばねをスペーサを介して積層してばねユニットを形成し、このばねユニットによりピストンを支持することが行われている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−００２４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のように単に板ばねをスペーサを介して積層した構成では、スペーサと板ばねとの境界部分において応力が集中して破損する可能性がある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、板ばねの信頼性の向上及び延命化を図りうる冷凍機及び圧縮機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】
上記の課題は、第１の観点からは、
圧縮機と、
該圧縮機から吐出される作動ガスに寒冷を発生させる膨張器と、
前記圧縮機内で往復移動することにより、前記作動ガスを圧縮又は膨張させる往復移動体と、
前記圧縮機内で前記往復移動体を往復移動可能に支持する板ばねユニットとを有する冷凍機であって、
前記板ばねユニットは、
前記圧縮機に固定される第１のリムと、該第１のリムの内側に配設されると共に前記往復移動体に取り付けられる第１のハブと、前記第１のリムに対し前記第１のハブを移動可能に支持する弾性アームとを有する板ばねと、
前記圧縮機に固定される第２のリムと、該第２のリムの内側に配設されると共に前記往復移動体に取り付けられる第２のハブと、前記第２のリム及び前記第２のハブの少なくとも一方に片持ち支持された補助ばね部とを有する補助ばねとを有し、
一対の前記補助ばねの間に前記板ばねを配設すると共に前記補助ばねと前記板ばねは交互に複数積層され、配設状態において前記補助ばね部が前記弾性アームと対向するよう構成したことを特徴とする冷凍機により解決することができる。
【発明の効果】
【００１０】
開示の発明によれば、板ばねの弾性アームの応力集中が発生しやすい部位に補助ばね部が配設されるため、応力集中により板ばねが損傷することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態である冷凍機及び圧縮機を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態である冷凍機及び圧縮機に設けられる板ばねユニットの分解斜視図である。
【図３】図３は、板ばねユニットを構成する板ばねを拡大して示す図である。
【図４】図４は、板ばねユニットを構成する補助ばねを拡大して示す図である。
【図５】図５は、板ばねユニットを構成する押さえを拡大して示す図である。
【図６】図６は、板ばねユニットの動作を説明するための図である。
【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、本発明の一実施形態である冷凍機を示している。本実施形態では、冷凍機としてスターリング型パルスチューブ冷凍機１（以下、単に冷凍機という）を例に挙げて説明するものとする。この冷凍機１は、大略すると圧縮機２と、膨張器３と、位相制御部４とを有している。
【００１４】
圧縮機２は、ハウジング５の内部にシリンダー６、ピストン７、リニアモーター８、及び板ばねユニット１５等を設けた構成とされている。
【００１５】
シリンダー６は、ハウジング５の中央部に図中左右方向に延在するよう設けられている。このシリンダー６の内部には、対向配置させた一対のピストン７（請求項に記載の往復移動体に相当する）が配設されている。ピストン７はシリンダー６内において、軸方向（図１における左右方向）に直線的に往復移動可能な構成とされている。この一対のピストン７の間には、圧縮室１２が形成されている。この圧縮室１２は、通路１３を介して膨張器３に接続されている。
【００１６】
リニアモーター８は、各ピストン７にそれぞれ設けられている。このリニアモーター８は、ピストン７をシリンダー６内で往復移動するよう駆動するものである。このリニアモーター８は、永久磁石９、電磁コイル１０、ヨーク１１、及び支持ホルダ１９を有した構成とされている。
【００１７】
永久磁石９は、支持ホルダ１９を用いてピストン７に固定されている。よって、永久磁石９はピストン７と一体的に移動する。またヨーク１１は、ハウジング５に固定されている。このヨーク１１には環状の凹部が形成されており、永久磁石９はこの凹部内で軸方向に移動可能な構成とされている。
【００１８】
電磁コイル１０は、ヨーク１１の永久磁石９と対向する位置（凹部の内部）に配設されている。この電磁コイル１０には、図示しない電源から所定周波数の交流電流が供給される。交流電流が電磁コイル１０に供給されると、永久磁石９と電磁コイル１０との間には軸方向に駆動力が発生する。前記のように電磁コイル１０はヨーク１１に固定されているため、リニアモーター８が発生する駆動力によりピストン７はシリンダー６内で軸方向に駆動される。
【００１９】
板ばねユニット１５は、その外周部分（後述するリム積層体）が支持部材１４を介してハウジング５に固定されると共に、その内周部分（後述するハブ積層体）にピストン７が固定された構成とされている。この板ばねユニット１５は、圧縮機２内でピストン７を往復移動可能に支持する機能を奏する。よって、リニアモーター８によりピストン７が軸方向に駆動されると、板ばねユニット１５はピストン７の軸方向移動を許容すると共に、移動した際にはピストン７に対してリニアモーター８による駆動方向と反対方向に弾性反発力を付勢する。
【００２０】
これにより各ピストン７はシリンダー６内において軸方向に往復移動を行い、これに伴い圧縮室１２内の作動ガスの圧力を上下させる。この圧縮室１２内の作動ガスの圧力変動は、通路１３を介して膨張器３に供給され、これに基づき膨張器３では寒冷が発生する。なお、板ばねユニット１５の詳細構成については、説明の便宜上、後述するものとする。
【００２１】
膨張器３は、蓄冷器３０、パルス管３１、低温熱交換器３２、及び熱交換器３３等を有し、パルスチューブ冷凍機を構成する。
【００２２】
蓄冷器３０は、筒状体の内部に寒冷を蓄冷させる蓄冷材が装填された構成とされている。パルス管３１は円筒状の管であり、蓄冷器３０に低温熱交換器（コールドヘッド）３２を介して接続される。なお、本実施形態では蓄冷器３０とパルス管３１の接続タイプとして折り返し型を例示しているが、インラインタイプとすることも可能である。
【００２３】
次に、パルスチューブ冷凍機の動作を説明する。圧縮機２から供給された作動ガスのエネルギーは、蓄冷器３０、低温熱交換器３２、パルス管３１を通過し位相制御部４で消費される。位相制御部４は、例えば、イナータンスチューブ４０とバッファタンク４１とにより構成され、パルス管３１内で作動ガスの圧力と変位との間に位相差を生じさせる。
【００２４】
蓄冷器３０とパルス管３１との間では、位相差を生じた作動ガスが等温状態から断熱状態に移行する際に消費された仕事分のエネルギーギャップが生じ、その差を補間するように低温熱交換器３２から吸熱が起き寒冷が発生する。一方で、パルス管３１の高温側（図１における下端部）に配設された放熱器２３では、低温熱交換器３２から吸熱された熱分を放熱する。この一連の動作を繰り返すことで、低温熱交換器３２に熱的に接続された非冷却物が冷却される。
【００２５】
続いて、図２〜図５を参照し、板ばねユニット１５の構成について詳述する。
【００２６】
板ばねユニット１５は、図２に示すように、複数の押さえ１６、補助ばね１７、及び板ばね１８を積層した構成とされている。本実施形態に係る板ばねユニット１５は、２枚の押さえ１６と、３枚の補助ばね１７と、２枚の板ばね１８とにより構成されている。しかしながら、各構成１６，１７，１８の配設枚数はこれに限定されるものではない。
【００２７】
押さえ１６は、板ばねユニット１５の両端部に配設されている。板ばね１８は一対の補助ばね１７の間に配設されている。この押さえ１６、補助ばね１７、及び板ばね１８は、いずれもステンレス等の金属板材をプレス加工することにより形成されている。
【００２８】
図３は、押さえ１６を拡大して示している。同図に示すように、押さえ１６は外側に位置する押さえリム１６Ａと、内側に位置する押さえハブ１６Ｂを有している。
【００２９】
押さえリム１６Ａはリング形状を有しており、その所定位置（本実施形態では１２０度間隔位置）には、内側に延出した三角形状のリム側押さえ部１６Ｃが形成されている。
【００３０】
押さえハブ１６Ｂは押さえリム１６Ａよりも小径のリング形状を有し、押さえリム１６Ａの内側位置に配設される。この押さえハブ１６Ｂの所定位置（本実施形態では１２０度間隔位置）には、外側に延出したハブ側押さえ部１６Ｄが形成されている。また、押さえハブ１６Ｂの内側には、装着孔１６Ｆが形成されている。前記したピストン７は、この装着孔１６Ｆ内に挿入される。
【００３１】
また、押さえリム１６Ａと押さえハブ１６Ｂは別体とされており、板ばねユニット１５に組み立てられた状態において、押さえリム１６Ａと押さえハブ１６Ｂとの間には空間部１６Ｅが形成される。また組み立てられた状態において、この空間部１６Ｅ内には後述する板ばね１８の弾性アーム部１８Ｇが位置することになる。
【００３２】
図４は、補助ばね１７を拡大して示している。同図に示すように、補助ばね１７は外側に位置する補助ばねリム１７Ａと、内側に位置する補助ばねハブ１７Ｂを有している。
【００３３】
補助ばねリム１７Ａはリング形状を有しており、前記した押さえ１６に形成されたリム側押さえ部１６Ｃと対応する位置に、内側に延出した三角形状のリム側押さえ部１７Ｃが形成されている。
【００３４】
補助ばねハブ１７Ｂは補助ばねリム１７Ａよりも小径のリング形状を有し、補助ばねリム１７Ａの内側位置に配設される。この補助ばねハブ１７Ｂの前記した押さえ１６に形成されたハブ側押さえ部１６Ｄと対応する位置には、外側に延出したハブ側押さえ部１７Ｄが形成されている。また、補助ばねハブ１７Ｂの内側には、ピストン７が挿入される装着孔１７Ｆが形成されている。
【００３５】
また、補助ばねリム１７Ａと補助ばねハブ１７Ｂは別体とされており、板ばねユニット１５に組み立てられた状態において、補助ばねリム１７Ａと補助ばねハブ１７Ｂとの間にも後述する板ばね１８の弾性アーム部１８Ｇが位置する空間部１７Ｅが形成される。
【００３６】
補助ばねリム１７Ａの各リム側押さえ部１７Ｃからは、空間部１７Ｅに向け延出するリム側補助ばね部１７Ｇが形成されている。同様に、補助ばねハブ１７Ｂの各ハブ側押さえ部１７Ｄからは、空間部１７Ｅに向け延出するハブ側補助ばね部１７Ｈが形成されている。
【００３７】
リム側補助ばね部１７Ｇはリム側押さえ部１７Ｃから延出しており、またハブ側補助ばね部１７Ｈはハブ側押さえ部１７Ｄから延出している。よって、リム側補助ばね部１７Ｇは一端がリム側押さえ部１７Ｃに固定され、他端が自由端の片持ち梁状に延出した板ばねを構成する。同様に、ハブ側補助ばね部１７Ｈは、一端がハブ側押さえ部１７Ｄに固定され、他端が自由端の片持ち梁状に延出した板ばねを構成する。
【００３８】
図５は、板ばね１８を拡大して示している。同図に示すように、板ばね１８は外側に位置する板ばねリム１８Ａと、内側に位置する板ばねハブ１８Ｂと、弾性アーム部１８Ｇとを有している。
【００３９】
板ばねリム１８Ａはリング形状を有しており、前記した押さえ１６及び補助ばね１７に形成されたリム側押さえ部１６Ｃ，１７Ｃと対応する位置に、内側に延出した三角形状のリム側押さえ部１８Ｃが形成されている。
【００４０】
板ばねハブ１８Ｂは板ばねリム１８Ａよりも小径のリング形状を有し、板ばねリム１８Ａの内側に位置している。この板ばねハブ１８Ｂの前記した押さえ１６及び補助ばね１７に形成されたハブ側押さえ部１６Ｄ，１７Ｄと対応する位置には、外側に延出したハブ側押さえ部１８Ｄが形成されている。また、板ばねハブ１８Ｂの内側には、ピストン７が挿入される装着孔１８Ｆが形成されている。
【００４１】
弾性アーム部１８Ｇの一端はリム側押さえ部１８Ｃに連結しており、他端部はハブ側押さえ部１８Ｄに連結している。よって、板ばねリム１８Ａと板ばねハブ１８Ｂは弾性アーム部１８Ｇにより連結された構成となっている。また、板ばねリム１８Ａと弾性アーム部１８Ｇとの間、及び板ばねハブ１８Ｂと弾性アーム部１８Ｇとの間には、スリット１８Ｅが形成されている。よって、弾性アーム部１８Ｇは、両端が支持された板ばねとして機能する。この弾性アーム部１８Ｇは、板ばねリム１８Ａに対して板ばねハブ１８Ｂを移動可能に支持する機能を奏するものである。
【００４２】
上記構成とされた押さえ１６、補助ばね１７、及び板ばね１８において、押さえリム１６Ａ，補助ばねリム１７Ａ，板ばねリム１８Ａは同一形状とされておいる。また、押さえハブ１６Ｂ，補助ばねハブ１７Ｂ，板ばねハブ１８Ｂも同一形状とされている。
【００４３】
よって、図２に示すように複数の押さえ１６、補助ばね１７、及び板ばね１８を組み付けて板ばねユニット１５を構成した際、押さえリム１６Ａ，補助ばねリム１７Ａ，板ばねリム１８Ａは積層された状態となり（以下、これをリム積層体という）、このリム積層体の内側位置において押さえハブ１６Ｂ，補助ばねハブ１７Ｂ，板ばねハブ１８Ｂが積層された状態となる（以下、これをハブ積層体という）。
【００４４】
また、前記したように押さえリム１６Ａと押さえハブ１６Ｂ、及び補助ばねリム１７Ａと補助ばねハブ１７Ｂは夫々別体とされている。しかしながら板ばね１８のみが、板ばねリム１８Ａと板ばねハブ１８Ｂが弾性アーム部１８Ｇを介して連結された構成とされている。よって、リム積層体とハブ積層体は、弾性アーム部１８Ｇによってのみ連結された構成とされている。
【００４５】
板ばねユニット１５の外周に位置するリム積層体（図１に矢印Ａで示す部分）は、支持部材１４を介してハウジング５に固定される。また、板ばねユニット１５の内側に位置するハブ積層体（図１に矢印Ｂで示す部分）は、各装着孔１６Ｆ，１７Ｆ，１８Ｆにピストン７を挿通した上でピストン７に固定される。これよりピストン７は、板ばねユニット１５によりシリンダー６内において、軸方向（図１における左右方向）の直線往復移動のみが可能となり、他の方向に対する移動が規制される。よって、ピストン７を板ばねユニット１５を用いて支持することにより、シリンダー６とピストン７との間の摩耗を低減し、冷凍機の信頼性及び寿命の向上を図ることができる。
【００４６】
ここで、補助ばね１７に形成された各補助ばね部１７Ｇ，１７Ｈに注目する。
【００４７】
図２に示すように、補助ばね１７と板ばね１８は交互に積層される。具体的には、板ばねユニット１５内において、板ばね１８は一対の補助ばね１７の間に配設（介装）された構成とされている。
【００４８】
また板ばね１８において、弾性アーム部１８Ｇはリム側押さえ部１８Ｃとハブ側押さえ部１８Ｄとの間に設けられている。更に、補助ばね１７においてリム側補助ばね部１７Ｇはリム側押さえ部１７Ｃから片持ち梁状に空間部１７Ｅ内に延出するよう形成され、ハブ側補助ばね部１７Ｈはハブ側押さえ部１７Ｄから片持ち梁状に空間部１７Ｅ内に延出するよう形成されている。
【００４９】
従って、板ばねユニット１５を組み立てた状態において、リム側補助ばね部１７Ｇ及びハブ側補助ばね部１７Ｈは、弾性アーム部１８Ｇに対向した構成となる。具体的には、弾性アーム部１８Ｇのリム側押さえ部１８Ｃの近傍の所定範囲は、リム側補助ばね部１７Ｇが対向した状態となる。同様に、弾性アーム部１８Ｇのハブ側押さえ部１８Ｄの近傍の所定範囲はハブ側補助ばね部１７Ｈが対向した状態となる。
【００５０】
この際、各補助ばね部１７Ｇ，１７Ｈの長さ（図４に矢印Ｌ１で示す）は、弾性アーム部１８Ｇの長さ（図５に矢印Ｌ２で示す）に比べて短くなっている（Ｌ１＜Ｌ２）。具体的には、各補助ばね部１７Ｇ，１７Ｈの長さＬ１は、弾性アーム部１８Ｇの長さＬ２の約１０パーセント〜２５パーセント程度の長さとされている。
【００５１】
また、各補助ばね部１７Ｇ，１７Ｈの板厚（Ｔ１とする）は、弾性アーム部１８Ｇの板厚（Ｔ２とする）よりも小さくなるよう設定されている（Ｔ１＜Ｔ２）。具体的には、各補助ばね部１７Ｇ，１７Ｈの板厚Ｔ１は、弾性アーム部１８Ｇの板厚Ｔ２の約１０パーセント〜４０パーセント程度の厚さとされている。
【００５２】
更に、各補助ばね部１７Ｇ，１７Ｈの剛性は、弾性アーム部１８Ｇの剛性よりも小さくなるよう設定されている。具体的には、各補助ばね部１７Ｇ，１７Ｈの剛性は、弾性アーム部１８Ｇの剛性の約２パーセント〜１０パーセント程度の剛性とされている。
【００５３】
次に、図６を用いて、上記構成とされた板ばねユニット１５の動作について説明する。
【００５４】
図６は、板ばねユニット１５の動作を説明するための概略構成図である。同図は、板ばねユニット１５のハブ積層体Ｂ（ハブ側押さえ部１６Ｄ、ハブ側押さえ部１７Ｄ、ハブ側押さえ部１８Ｄが積層された部位）の近傍を拡大して示している。
【００５５】
なお、図６では理解を容易にするために押さえ１６、補助ばね１７、及び板ばね１８を夫々大きく離間して図示しているが、実際は押さえ１６、補助ばね１７、及び板ばね１８は隙間なく積層されている。
【００５６】
ピストン７が移動していない状態では、補助ばね１７及び板ばね１８は平行な状態となっている。よって、リム側補助ばね部１７Ｇと弾性アーム部１８Ｇも平行に対向した状態となっている（以下、この状態を基準状態という）。
【００５７】
この基準状態においてリニアモーター８が駆動すると、ピストン７はシリンダー６内で移動を行う。図６は、ピストン７の移動により、板ばねユニット１５のハブ積層体Ｂ（ピストン７に固定される部分）がリム積層体Ａ（ハウジング５に固定される部分）に対して図中矢印Ｙ方向に移動した状態を示している。
【００５８】
このようにハブ積層体Ｂがリム積層体Ａに対してＹ方向に移動すると、板ばねリム１８Ａと板ばねハブ１８Ｂを連結している弾性アーム部１８Ｇは弾性変形する。具体的には、弾性アーム部１８Ｇはハブ側押さえ部１８Ｄから図中右下方向に湾曲するよう弾性変形する。
【００５９】
このように弾性アーム部１８Ｇが弾性変形することにより、板ばね１８の図中下方に位置する補助ばね１７のリム側補助ばね部１７Ｇに弾性アーム部１８Ｇが当接し、これを図中下方に向けて押圧付勢する。
【００６０】
前記のように、リム側補助ばね部１７Ｇは片持ち梁状の板ばねとして機能する。よって、弾性アーム部１８Ｇに押圧付勢されることにより、図中下方に位置するリム側補助ばね部１７Ｇは弾性アーム部１８Ｇと共に弾性変形する。なお、板ばね１８よりも図中上方に位置する補助ばね１７は、弾性変形することなく水平状態を維持する。
【００６１】
ここで、図６において一対の補助ばね１７を設けない構成を想定すると、板ばね１８の上下には押さえ１６のみ存在することになる。この構成とした場合、押さえ１６は従来のスペーサと等価のものとなり、よって弾性アーム部１８Ｇの図６に矢印Ｐ１で示す位置に応力が集中してしまう。
【００６２】
しかしながら、本実施形態のように一対の補助ばね１７の間に板ばね１８を配設する構成とすることにより、ハブ側押さえ部１８Ｄと弾性アーム部１８Ｇの境界位置である位置Ｐ１の上下にはリム側補助ばね部１７Ｇが存在した構成となる。また、上記のように弾性アーム部１８Ｇが弾性変形すると変形方向に位置するリム側補助ばね部１７Ｇと当接し、弾性アーム部１８Ｇとリム側補助ばね部１７Ｇは共に弾性変形することとなる。
【００６３】
よって、ハブ側押さえ部１８Ｄと弾性アーム部１８Ｇの境界位置である位置Ｐ１における急激な変形は抑制され、この位置Ｐ１における応力の集中を低減することができる。これにより、弾性アーム部１８Ｇに亀裂や破損が発生することを抑制することができ、板ばね１８の信頼性の向上及び長寿命化を図ることができる。
【００６４】
ところで、本実施形態のように一対の補助ばね１７の間に板ばね１８を配設することにより、各補助ばね１７のハブ側押さえ部１７Ｄとリム側補助ばね部１７Ｇとの境界位置（図中矢印Ｐ２で示す）において、弾性変形時に応力集中が発生することが考えられる。
【００６５】
しかしながら、リム側補助ばね部１７Ｇは、弾性アーム部１８Ｇと異なりピストン７をハウジング５に対して支持する機能は奏しないため、弾性アーム部１８Ｇに比べてばね定数を自由度を持って設定することができる。
【００６６】
具体的には本実施形態では、前記のように補助ばね１７の長さＬ１を弾性アーム部１８Ｇの長さＬ２よりも小さく設定し、また補助ばね１７の板厚Ｔ１を弾性アーム部１８Ｇの板厚Ｔ２よりも薄く設定し、かつリム側補助ばね部１７Ｇの剛性を弾性アーム部１８Ｇの剛性よりも小さく設定している。更に、弾性アーム部１８Ｇは両もち梁状の板ばねであるのに対し、リム側補助ばね部１７Ｇは片持ち梁状の板ばねとしている。
【００６７】
よって、リム側補助ばね部１７Ｇは弾性アーム部１８Ｇに対してばね定数が小さくなっており、弾性アーム部１８Ｇに対して応力集中が発生しにくい構成となっている。よって、ハブ側押さえ部１７Ｄとリム側補助ばね部１７Ｇとの境界位置Ｐ２に応力が発生することは抑制されており、補助ばね１７にリム側補助ばね部１７Ｇを設けることにより板ばねユニット１５の寿命が短命化するようなことはない。
【００６８】
なお、上記の説明では板ばねユニット１５のハブ積層体Ｂ側における動作を例に挙げて説明したが、板ばねユニット１５のリム積層体Ａ側においても同様の動作行われ、同様の作用効果が発生する。このハブ積層体Ｂ側動作は、リム積層体Ａ側の動作に対し、移動方向が逆になるが他の基本的な動作は同一動作であるため、その説明については省略するものとする。
【００６９】
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。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明に適用した板ばねユニットは、スターリング冷凍機の圧縮機等限定されることなく、一方向にのみ移動する移動部材を固定部材に移動可能に支持する手段として広く用いることが可能にものである。
【符号の説明】
【００７１】
１  冷凍機
２  圧縮機
３  膨張器
４  位相制御部
５  ハウジング
６  シリンダー
７  ピストン
８  リニアモーター
１２  圧縮室
１４  支持部材
１５  板ばねユニット
１６  押さえ
１６Ａ  押さえリム
１６Ｂ  押さえハブ
１６Ｃ，１７Ｃ，１８Ｃ  リム側押さえ部
１６Ｄ，１７Ｄ，１８Ｄ  ハブ側押さえ部
１６Ｅ，１７Ｅ  空間部
１６Ｆ，１７Ｆ，１８Ｆ  装着孔
１７  補助ばね
１７Ａ  補助ばねリム
１７Ｂ  補助ばねハブ
１７Ｇ  リム側補助ばね部
１７Ｈ  ハブ側補助ばね部
１８  板ばね
１８Ａ  板ばねリム
１８Ｂ  板ばねハブ
１８Ｅ  スリット
１８Ｇ  弾性アーム部
１９  支持ホルダ
３０  蓄冷器
３１  パルス管
３２  低温熱交換器
３３  熱交換器
４０  イナータンスチューブ
４１  バッファタンク
【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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