(57)【要約】本発明は、リニアクーラのピストンのための駆動装置であって、磁石（６）と、リニアに振動するコイル（３）と、定置の支持体構成部材（１）から振動するコイル（３）に通じるフレキシブルな導線区分（１１，２１）を有するコイル（３）のための電力供給部とが設けられている形式のものに関する。可使時間を延長するために、導線区分（１１）が金属製、殊に銅若しくは銅合金製の曲げられたバンドから成っているか、又は３つのコンポーネント、即ち金属心線、該心線を取り囲む絶縁チューブ及び該絶縁チューブを取り囲む支持ばねから成っているということを提案する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リニアクーラのピストンのための駆動装置であって、磁石（６）と、リニアに振動するコイル（３）と、定置の支持体構成部材（１）から振動するコイル（３）に通じるフレキシブルな導線区分（１１，２１）を有するコイル（３）のための電力供給部とが設けられている形式のものにおいて、
導線区分（１１）が金属製、殊に銅若しくは銅合金製の曲げられたバンドから成っていることを特徴とする、リニアクーラのピストンのための駆動装置。
【請求項２】
導線区分（１１）が、静止状態においてほぼ半円形を有している、請求項１記載の駆動装置。
【請求項３】
導線区分（１１）に、材料に適した曲げ半径で半径方向外側に屈曲された端片（１２，１３）が設けられている、請求項１又は２記載の駆動装置。
【請求項４】
導線区分（１１）が広がった端部域を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の駆動装置。
【請求項５】
導線区分（１１）の振動する端部（１３）が行うリニアな振動が、導線区分の対称軸線（１４）に対してほぼ平行に行われるように、導線区分（１１）が駆動装置に組み込まれている、請求項１から４までのいずれか１項記載の駆動装置。
【請求項６】
導線区分（１１）が、振動の零交差中に静止位置を占めるように、駆動装置に組み込まれている、請求項１から５までのいずれか１項記載の駆動装置。
【請求項７】
導線区分（１１）の組込み位置を規定するために、支持体構成部材（１）及び振動システム（２，３，４）に絶縁体（１５，１６）が設けられている、請求項４又は５記載の駆動装置。
【請求項８】
導線区分（１１）のために銅・ベリリウム合金が使用される、請求項１から７までのいずれか１項記載の駆動装置。
【請求項９】
リニアクーラのピストンのための駆動装置であって、磁石（６）と、リニアに振動するコイル（３）と、定置の支持体構成部材（１）から振動するコイル（３）に通じるフレキシブルな導線区分（１１，２１）を有するコイル（３）のための電力供給部とが設けられている形式のものにおいて、
導線区分（２１）が、導電性材料から成る中心の心線（２２）と、該心線（２２）を取り囲む、絶縁に役立つプラスチックチューブ（２３）と、該チューブ（２３）を取り囲む支持部材（２４）とから成っていることを特徴とする、リニアクーラのピストンのための駆動装置。
【請求項１０】
心線（２２）がハイフレキシブルな編組銅から成っている、請求項９記載の駆動装置。
【請求項１１】
絶縁チューブ（２３）がポリテトラフルオロエチレン（ＴＥＦＬＯＮ）から成っている、請求項９又は１０記載の駆動装置。
【請求項１２】
支持部材（２４）がコイルばねである、請求項９から１１までのいずれか１項記載の駆動装置。
【請求項１３】
導線区分（１１，１２）の曲げ半径が、振動コイル（３）の直径の約２分の１に相当しており、導線区分の傾斜が５°〜３０°であり、導線区分が２５％〜５０％の円周にわたって延在している、請求項９から１２までのいずれか１項記載の駆動装置。
【請求項１４】
可動ユニットに回転ロックが設けられている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式のリニアクーラのピストンのための駆動装置に関する。
【０００２】
例えばスターリングクーラ等の公知のリニアクーラは、３つのコンポーネント、即ちリニアコンプレッサ、低温フィンガ及び耐ヘリウム性の接続導管から成っている。リニアコンプレッサは鏡面対称的に構成されている。ダブルで構成された振動部分（ピストン＋コイル）は、互いに１８０°位相をずらされて運動し、その結果、コンプレッサ振動及びノイズ発生は少なくなる。作動周波数は約５２Ｈｚである。これは、コンプレッサケーシング内に位置するばね質量系の共振周波数に相当する。コンプレッサの共振運転が、スターリングリニアクーラの比較的高い効率の主な理由である。定置の磁石と可動コイルとを備えた磁気回路から成るモータは、スピーカの駆動装置と同様に構成されている。フレキシブルな電気的な供給導線は、振動するコイルの給電に役立つ。コンプレッサ内で振動するピストンと、コールドフィンガ内に位置する１つ又は複数の振動するディスプレーサとには、ＰＴＦＥコーティング部材ベースのギャップシールが設けられている。ディスプレーサの駆動のためには、モータ又は空圧式ピストンは不要である。Ｈｅガス流が、ディスプレーサに組み込まれた蓄冷器の通流時に、ディスプレーサ振動の励起に使用される絞り力を生ぜしめる。コンプレッサ及び低温フィンガ内のセンタリングばねは、振動の０位置の安定に役立ち、更に、振動するディスプレーサの振幅及び位相位置を規定する。
【０００３】
説明した形式のリニアクーラ、特にスターリングクーラにより、経済的に是認できるコストで、特に４０〜１００Ｋの範囲の温度が発生され得る。現在、スターリングクーラにおける振動コイルコンセプトが主に使用される軍事的なクーラは、４０００ｈの耐用年数に関して適格にされ、主にサーモグラフの赤外線検知器の冷却に役立つ。このような形式のクーラは、移動無線ベースステーションのＨＴＳＬフィルタ用にも使用することができる。但し、この形式を適用する場合、４０００ｈのクーラの耐用年数は受け容れられない。３〜５年のメンテナンスフリーの運転が達成されねばならない。
【０００４】
当該形式のクーラを用いたテストでは繰り返し、定置の支持体から振動コイルに通じる１つ若しくは複数のフレキシブルな導線区分が、クーラの耐用年数を制限する重要な要素であるということが判った。
【０００５】
本発明の課題は、当該形式のリニアクーラのピストンのための駆動装置において、振動するコイルへの電力供給を、信頼性、電流容量、電力損失及び価格に関して改善することである。
【０００６】
この課題は本発明の請求項記載の構成により解決される。
【０００７】
前記課題の第１の解決手段（請求項１〜８）では、定置の支持体構成部材を振動コイルに接続する導線区分が曲げられた金属バンド、有利には銅又は銅合金から成っている。このような形式の導線区分による電力供給部は、延展と比較可能な規定された運動を行う。個々の構成部材の局所的な移動及びこれに関連した摩擦学的な影響は生じない。フレキシブルな導線区分の構成が、該導線区分が完全に固有の剛性無しで加速された場合に得られる形にほぼ相当していることにより、極めて小さな付加的な負荷が運動中の加速に基づいて発生するにすぎない。導線区分の固有の質量は極めて小さく保持され得るので、加速力もやはり小さいままである。長時間テストにより、破断の危険は著しく低下されているということが判った。
【０００８】
導線区分は簡単且つ廉価なバンドから成っているので、電流容量は比較的大きく且つ電力損失及び価格は比較的低い。
【０００９】
前記課題の第２の解決手段（請求項９〜１３）では、定置の支持体と振動コイルとの間の導線区分は３つのコンポーネント、即ち導電性材料から成る中心の心線、該心線を取り囲む、絶縁に役立つポリテトラフルオロエチレン（ＴＥＦＬＯＮ）製のプラスチックチューブ及び該チューブを取り囲む支持部材から成っている。これらの手段は、以下の有利な作用を有している。即ち：
イ）ケーブルの局所的な過剰負荷（屈曲）を防止するために、ケーブルが全長にわたって一様に曲げられている；
ロ）（例えばテフロンから成る）ケーブル絶縁材が、取り囲んでいる構成部材とぶつかって損傷されない；
ハ）ケーブルのコンポーネント間に摩擦が生じない；
ニ）熱的に安定している；
ホ）材料の疲れ強さの範囲内でコンポーネントを負荷するという有利な作用を有している。
【００１０】
更に、当該解決手段は以下の利点を提供する。即ち：
ヘ）全長にわたってほぼ一定のケーブルの曲げ半径が保証されている。弾性的なケーブル変形は、ばね部材によって規定される。ケーブルの過剰負荷は、支持ばねを適当に設計すると不可能である。
ト）ケーブル絶縁体が保護されている。（例えばコンプレッサケーシングの振動によって）供給導線と別の構成部材との間にコンタクトが生ぜしめられても、比較的柔らかな絶縁体は保護され続ける。ばね鋼自体は、取り囲んでいるアルミニウム製の構成部材によって損傷される恐れはない。
【００１１】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１２】
図１には、定置の支持体構成部材が符号１で、振動ピストンが符号２で、振動コイルが符号３で、並びに振動ピストン２及び振動コイル３を支持する支持体構成部材が符号４で示されている。振動ピストン２を収容するシリンダ５及び振動コイル３に対応配置された磁石６は破線で示されている。
【００１３】
振動システムのガイド及びばね弾性的な支持には、定置の支持体構成部材１と結合されたスタブ７が役立ち、このスタブ７は振動ピストン２内で案内されている。この振動ピストン２内及びスタブ７において、コイルばね８が支持されている。
【００１４】
ピストン２は、シリンダ５内で振動リニア運動を行い、この振動リニア運動は低温を発生させる。逆向きに振動する２つのピストン２を配置することは公知である。このような形式の冷却システムの構成部材は、１つの共通の低温部分（図１には図示せず）を有する、図１に示したユニット２つである。
【００１５】
振動コイル３（若しくは２つの振動ピストンを備えた冷却システムの２つの各振動コイル）は、定置の支持体構成部材１から当該の振動コイル３に通じる２つの電気的な接続部を介した電力供給を必要とする。図１では図面を見やすくするために、前記両接続部の内の１つだけが、本発明により構成されたフレキシブルな導線区分１１によって示されている。必要な第２の電気的な接続部は同様に形成されていてよい。しかしまた、コイル３とベース１との間の第２の接続部としてシリンダ５、ばね８及びスタブ７を使用する可能性もある。
【００１６】
フレキシブルな導線区分１１は、曲げられた、有利には半円形に曲げられた銅バンドから成っている。この銅バンドには、半径方向外側に屈曲された端片１２，１３が設けられており、これらの端片１２，１３は、導線区分１１の供給導線若しくは伝送導線（図示せず）との接続に役立つ。有利には、導線区分１１は半円形に曲げられた形で静止位置を占めている。曲げ過程の後でやや戻り変形する材料の場合は、機械的な応力下での静止位置への組込みが有利であってよい。この静止位置では、導線区分１１は対称的に形成されている。対称軸線は、符号１４で示されている。
【００１７】
図１に示した駆動装置への導線区分１１の組込みは、有利には、導線区分１１の振動する端部が行うリニアな振動の方向が、対称軸線１４に対してほぼ平行であり且つ振動の零交差中に導線区分１１が静止位置を有するように選択されている。この状態は図１に示されている。支持体構成部材１，４に支持された適当な大きさの絶縁体１５，１６が所望の組込み位置を規定する。有利には、支持体構成部材１には、支持体構成部材４に設けられた孔に突入する少なくとも１つのピンが組み込まれており、これにより、運動されるユニットが極端に激しく回動する恐れはないので、場合によっては生じる短絡が防止される。
【００１８】
図２には、導線区分１１が振動中に占める３つの位置が示されている。真ん中の位置は前記の静止位置に相当する。振幅の最大値に達すると、導線区分１１はそれぞれ破線で示した位置を占める。
【００１９】
図３には、具体的な実施例が斜視図で示されている。銅バンドは、０．０５〜０．２ｍｍ、有利には０．１ｍｍの厚い銅板から製作されており、５〜１０ｍｍ、有利には７．５ｍｍの幅及び６０〜７０ｍｍの長さを有している。この銅バンドは端部域で広がっている。屈曲された端片１２，１３は、比較的幅広の端部域の構成部材である。
【００２０】
図４に示した実施例では、振動コイル３のための支持体構成部材４が、２つの導線区分２１を介して定置の支持体構成部材１と結合されている。前記導線区分２１は、それぞれ約１８０°のアーチ形で、（コイルポジションに関連して約５°〜３０°の範囲の）比較的小さな傾斜を以て、支持体構成部材１，４における固定点間に延在している。供給導線の曲げ半径の値は、振動コイルの直径の２分の１の範囲内にあり、この場合、振動コイルの直径のオーダは１０ｃｍである。アーチの対称軸線は、コイル３の振動方向と相俟って約９０°の角度を形成している。固定点の領域では、導線区分の傾斜は支持体構成部材１，４の各平面に移行している。
【００２１】
図５に示したように、導線区分２１は有利にはハイフレキシブルな編組銅から成る心線２２を有している。テフロンチューブ２３が心線２２を取り囲んでおり且つ電気的な絶縁体を形成している。テフロンチューブ２３自体は支持ばね２４によって取り囲まれている。この支持ばね２４は、有利には鋼製のコイルばねとして形成されている。支持ばね２４の端部は、両導線区分２１を支持体構成部材１，４に固定するためにも役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】定置のキャリアと振動コイルとの間に設けられた、銅バンドとして形成された導線区分を備えた本発明に該当する形式の駆動装置の、本発明に関して重要な構成部材を示した図である。
【図２】図１に示した導線区分の運動状態を示した図である。
【図３】図１及び図２に示した電力供給部のための具体的な１実施例を示した図である。
【図４】定置のキャリアと振動コイルとの間に設けられた導線区分のための第２実施例を示した図である。
【図５】図４に示した導線区分の構成を示した図である。
【符号の説明】
【００２３】
１，４  支持体構成部材、  ２  振動ピストン、  ３  振動コイル、  ５  シリンダ、  ６  磁石、  ７  スタブ、  ８  コイルばね、  １１，２１  導線区分、  １２，１３  端片、  １４  対称軸線、  １５，１６  絶縁体、  ２２  心線、  ２３  テフロンチューブ、  ２４  支持ばね
【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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【国際調査報告】
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