(57)【要約】【課題】蓄冷材と容器との間の隙間に起因する極低温冷凍機の冷凍性能の低下を抑制する。【解決手段】極低温冷凍機の蓄冷器１８は、蓄冷材３０と、蓄冷材３０が充填され、軸方向Ａに延在する蓄冷材容器３２と、を備える蓄冷管２６と、蓄冷材３０と蓄冷材容器３２との間の径方向Ｂの隙間を低減するように蓄冷管２６を径方向外側から締め付ける蓄冷管締付構造２８と、を備える。蓄冷管締付構造２８は、蓄冷材容器３２の外面に沿って周方向Ｃに延在するリング状のクランプ部材３８を備えてもよい。【選択図】図１
2019194505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
極低温冷凍機の蓄冷器であって、
蓄冷材と、前記蓄冷材が充填され、軸方向に延在する蓄冷材容器と、を備える蓄冷管と、
前記蓄冷材と前記蓄冷材容器との間の径方向隙間を低減するように前記蓄冷管を径方向外側から締め付ける蓄冷管締付構造と、を備えることを特徴とする蓄冷器。
【請求項２】
前記蓄冷管締付構造は、前記蓄冷材容器の外面に沿って周方向に延在するリング状のクランプ部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の蓄冷器。
【請求項３】
前記蓄冷管締付構造は、前記蓄冷材容器の外面に巻き付けられたワイヤ部材を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の蓄冷器。
【請求項４】
前記蓄冷材容器は、第１材料で形成され、
前記蓄冷管締付構造は、前記蓄冷材容器の外面に沿って周方向に延在し、第２材料で形成された締付リングを備え、前記第２材料は、冷却による熱収縮率が前記第１材料に比べて大きいことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の蓄冷器。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の蓄冷器を備えることを特徴とする極低温冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄冷器およびそれを有する極低温冷凍機に関する。
【背景技術】
【０００２】
パルス管冷凍機やスターリング冷凍機、ギフォード・マクマホン（Gifford-McMahon；ＧＭ）冷凍機などの極低温冷凍機は一般に、蓄冷材と蓄冷材を収容する容器とを有する蓄冷器を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２３０１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
種々の要因、例えば、冷媒ガスの封入圧力による容器の膨張変形、冷却による蓄冷材の熱収縮、製造上の公差などにより、蓄冷材と容器との間に隙間が生じうる。こうした隙間が蓄冷器に生じると、そこを冷媒ガスが通り抜け、蓄冷材を通る冷媒ガスが減ることになる。蓄冷材と冷媒ガスの熱交換の効率が低下し、その結果、極低温冷凍機の冷凍性能が低下する。
【０００５】
蓄冷材と容器との寸法差（いわゆる嵌め合い）を小さくすれば、上述の隙間を低減し、または無くすことができるかもしれない。しかし、製造工程における容器への蓄冷材の充填作業は困難となりうる。あるいは、肉厚の大きい容器を使用すれば、冷媒ガスの封入圧力による膨張変形は小さくなり、容器の膨張により生じる隙間は低減される。しかし、極低温冷凍機の運転中、蓄冷器の一端は高温側にあり他端は低温側にあるから、容器壁は伝熱経路となる。容器壁の肉厚が大きくなれば、高温側から低温側へと侵入する熱量も増え、極低温冷凍機の冷凍性能に影響が生じうる。
【０００６】
本発明のある態様の例示的な目的のひとつは、蓄冷材と容器との間の隙間に起因する極低温冷凍機の冷凍性能の低下を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様によると、極低温冷凍機の蓄冷器は、蓄冷材と、前記蓄冷材が充填され、軸方向に延在する蓄冷材容器と、を備える蓄冷管と、前記蓄冷材と前記蓄冷材容器との間の径方向隙間を低減するように前記蓄冷管を径方向外側から締め付ける蓄冷管締付構造と、を備える。
【０００８】
本発明のある態様によると、上記の蓄冷器を備える極低温冷凍機が提供される。
【０００９】
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。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、蓄冷材と容器との間の隙間に起因する極低温冷凍機の冷凍性能の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ある実施形態に係る極低温冷凍機を概略的に示す図である。
【図２】図１に示される極低温冷凍機の膨張機のＤ−Ｄ断面を示す概略図である。
【図３】比較例に係る極低温冷凍機の蓄冷器を示す概略図である。
【図４】ある実施形態に係る極低温冷凍機に適用されうる蓄冷管締付構造の他の例を示す概略図である。
【図５】ある実施形態に係る極低温冷凍機に適用されうる蓄冷管締付構造の他の例を示す概略図である。
【図６】ある実施形態に係る極低温冷凍機の蓄冷器を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。説明および図面において同一または同等の構成要素、部材、処理には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。図示される各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。実施の形態は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００１３】
図１は、ある実施形態に係る極低温冷凍機１０を概略的に示す。極低温冷凍機１０は、スターリング型パルス管冷凍機として構成され、圧力振動源１２と、接続管１４と、コールドヘッドとも称される膨張機１６とを備える。膨張機１６は、蓄冷器１８と、冷却ステージ２０と、パルス管２２と、位相制御部２４とを備える。膨張機１６は、蓄冷器１８とパルス管２２が同軸かつ直列に互いに接続された、いわゆるインライン型または直線型の構成を有する。理解のために、膨張機１６（すなわち蓄冷器１８およびパルス管２２）の軸方向、径方向、周方向をそれぞれ、矢印Ａ、矢印Ｂ、矢印Ｃにより図示している。
【００１４】
図においては簡単のために、極低温冷凍機１０は、単段のパルス管冷凍機として示されているが、ある実施形態においては、極低温冷凍機１０は、二段パルス管冷凍機として構成することも可能である。
【００１５】
極低温冷凍機１０の冷媒ガス（作動ガスとも呼ばれる）は、典型的にヘリウムガスが使用される。ただし、これに限られず、適切な他のガスを冷媒ガスとして用いることも可能である。冷媒ガスは、極低温冷凍機１０内に充填され封入されている。
【００１６】
極低温冷凍機１０は、圧力振動源１２の動作によってパルス管２２内に冷媒ガスの圧力振動が誘起され、位相制御部２４の作用により圧力振動と同期して適切な位相遅れをもって、パルス管２２内で冷媒ガスの変位振動すなわちガスピストンの往復動が生じるように、設計されている。ある圧力を保持しながらパルス管２２内を上下に周期的に往復する冷媒ガスの動きは、しばしば「ガスピストン」と称され、パルス管冷凍機の挙動を説明するためによく用いられる。ガスピストンがパルス管２２の高温端またはその近傍にあるときパルス管２２の低温端で冷媒ガスが膨張し、寒冷が発生する。
【００１７】
このような冷凍サイクル（例えば、具体的には、逆スターリングサイクル）を繰り返すことにより、極低温冷凍機１０は、冷却ステージ２０を所望の極低温に冷却することができる。したがって、極低温冷凍機１０は、冷却ステージ２０に設置され、または適宜の伝熱部材を介して冷却ステージ２０に熱的に結合された被冷却物を極低温に冷却することができる。
【００１８】
一例として、被冷却物は、赤外線、サブミリ波、Ｘ線、またはその他の電磁波を検出する検出素子であってもよい。こうした検出素子は、天文観測に使用される観測装置の構成要素であってもよい。このような電磁波検出素子を有する観測装置とともに、極低温冷凍機１０は、例えば人工衛星などの宇宙機に搭載可能とされていてもよい。あるいは、極低温冷凍機１０は、そうした観測装置を備える地上設備に搭載されてもよい。あるいは、極低温冷凍機１０は、極低温環境が望まれる例えば超伝導装置またはその他の装置とともに宇宙機または地上設備に搭載されてもよい。
【００１９】
圧力振動源１２は、対向して同軸に配置された２つのシリンダ１２ａを有する、いわゆる対向二気筒のリニア圧縮機として構成されている。各シリンダ１２ａには、ピストン１２ｂと、ピストン１２ｂを軸方向に振動させるリニアアクチュエータ１２ｃが収容されている。ピストン１２ｂの振動方向は膨張機１６の軸方向とは異なる。ピストン１２ｂは、フレクシャベアリング１２ｄとも呼ばれる板バネまたは弾性支持部材を介して、径方向および周方向の変位は規制されつつ軸方向には変位できるようにシリンダ１２ａに弾性的に支持されている。またシリンダ１２ａは、リニアアクチュエータ１２ｃを固定的に支持する。シリンダ１２ａとピストン１２ｂとの間に圧縮室１２ｅが形成される。接続管１４の一端が圧縮室１２ｅに接続されている。
【００２０】
リニアアクチュエータ１２ｃの駆動により、ピストン１２ｂが軸方向に振動される。それにより圧縮室１２ｅの容積が振動的に増減し、圧縮室１２ｅ内の冷媒ガスの圧力振動が生成される。一例として、圧力振動の平均圧力は例えばメガパスカルのオーダ、例えば約１〜３ＭＰａの範囲にあり、圧力振幅は例えば約０．５〜１ＭＰａ以内の範囲にあり、周波数は例えば約５０〜６０Ｈｚの範囲にあってもよい。
【００２１】
接続管１４は、圧力振動源１２を膨張機１６に流体的に接続する。すなわち、接続管１４は、圧力振動源１２と膨張機１６との間で相互に双方向に冷媒ガスを流すことができるように圧力振動源１２と膨張機１６とを接続する。よって、圧力振動源１２により生成される冷媒ガスの圧力振動は、接続管１４を介して膨張機１６に伝達され、それにより膨張機１６内に圧力振動を誘起することができる。なお、接続管１４は、フレキシブル管であってもよいし、剛性管であってもよい。
【００２２】
蓄冷器１８は、軸方向Ａに延在する蓄冷管２６と、蓄冷管締付構造２８とを備える。蓄冷管２６は、蓄冷材３０と、蓄冷材３０が充填され、軸方向Ａに延在する蓄冷材容器３２と、を備える。詳細は後述するが、蓄冷管締付構造２８は、蓄冷材３０と蓄冷材容器３２との間の径方向Ｂの隙間を低減するように蓄冷管２６を径方向外側から締め付けるように構成されている。
【００２３】
蓄冷材３０は、一例として、複数のメッシュ（例えば、銅などの高熱伝導金属材料、またはそのほかの金属製のメッシュ）または網状部材の積層物である。あるいは、蓄冷材３０は、焼結体または多孔質体であってもよい。蓄冷材３０は、粒状の蓄冷材であってもよい。一例として、蓄冷材容器３２は、軸方向Ａに延在する円筒状の形状を有する。あるいは、蓄冷材容器３２は、ドーナツ状またはそのほか筒状の形状を有してもよい。蓄冷材容器３２は、例えばステンレス項またはそのほか適切な金属材料で形成されていてもよい。
【００２４】
蓄冷器１８は、蓄冷器高温端１８ａと、蓄冷器低温端１８ｂとを有する。蓄冷管２６および蓄冷材容器３２は、蓄冷器高温端１８ａから蓄冷器低温端１８ｂへと軸方向Ａに延びている。蓄冷器高温端１８ａは、接続管１４の他端に接続され、接続管１４を介して圧力振動源１２の圧縮室１２ｅに接続されている。蓄冷器高温端１８ａには、アフタークーラとも呼ばれる熱交換器またはその他の放熱部材が設けられていてもよい。
【００２５】
パルス管２２は、例えば円筒または他の適切な形状を有する管状の部材であり、冷媒ガスを収容できる内部空間を有する。蓄冷器１８と位相制御部２４はパルス管２２を介して流体的に接続されている。なお、図示される極低温冷凍機１０においては、蓄冷器１８およびパルス管２２を迂回する冷媒ガスの流路は設けられていない。よって、圧力振動源１２と位相制御部２４との間のガス流通はすべて、蓄冷器１８およびパルス管２２を経由する。
【００２６】
パルス管２２は、パルス管高温端２２ａと、パルス管低温端２２ｂとを有する。パルス管低温端２２ｂは、蓄冷器低温端１８ｂに接続されている。パルス管低温端２２ｂと蓄冷器低温端１８ｂは相互に連通しており、それにより、パルス管２２と蓄冷器１８は流体的に接続されている。また、パルス管低温端２２ｂは、蓄冷器低温端１８ｂと構造的に固く結合されている。
【００２７】
パルス管低温端２２ｂと蓄冷器低温端１８ｂの結合部には、この結合部を包囲するようにして、冷却ステージ２０が設置されている。冷却ステージ２０は、例えば銅などの高熱伝導金属材料で形成されている。冷却ステージ２０は、パルス管低温端２２ｂおよび蓄冷器低温端１８ｂに熱的に結合されている。上述のように、冷却ステージ２０には、極低温冷凍機１０により冷却すべき所望の被冷却物を設置することができる。
【００２８】
パルス管高温端２２ａには、位相制御部２４が設けられている。位相制御部２４は、パルス管高温端２２ａに接続されたイナータンス管３４と、イナータンス管３４を介してパルス管高温端２２ａに流体的に接続されたバッファタンク３６とを有する。イナータンス管３４は、フレキシブル管であってもよいし、剛性管であってもよい。イナータンス管３４は、例えば蓄冷器１８及び／またはパルス管２２の軸長に比べて顕著に長い（例えば少なくとも約１ｍ、または数ｍに及びうる）ので、コイル状、蛇行状またはその他の湾曲形状に成形されていてもよい。
【００２９】
図２は、図１に示される極低温冷凍機１０の膨張機１６のＤ−Ｄ断面を示す概略図である。図２には、蓄冷管２６と蓄冷管締付構造２８が示されている。蓄冷管２６は、上述のように、蓄冷材３０と蓄冷材容器３２を備える。
【００３０】
図１および図２に示されるように、蓄冷管締付構造２８は、蓄冷材容器３２の外面に沿って周方向Ｃに延在するリング状のクランプ部材３８を備える。クランプ部材３８は、Ｃ字状のリング部材３８ａと、リング部材３８ａの両端を締結する例えばボルトなどの締結部材３８ｂと、を備える。
【００３１】
締結部材３８ｂを締めることにより、リング部材３８ａの両端が互いに近づき、その結果、クランプ部材３８の径が小さくなる。こうして、クランプ部材３８は、蓄冷管２６を径方向外側から締め付け、蓄冷材３０と蓄冷材容器３２との間の径方向隙間を低減することができる。反対に、締結部材３８ｂを緩めることにより、クランプ部材３８の径が広がり、クランプ部材３８を蓄冷管２６から取り外すことができる。
【００３２】
一例として、クランプ部材３８は、軸方向Ａにおいて蓄冷器高温端１８ａと蓄冷器低温端１８ｂとの中間の位置で蓄冷管２６に取り付けられている。クランプ部材３８は１つだけ設けられているが、これに限られない。複数のクランプ部材３８がそれぞれ軸方向Ａに異なる位置で蓄冷管２６に取り付けられてもよい。
【００３３】
図３は、比較例に係る極低温冷凍機の蓄冷器４０を示す概略図である。蓄冷器４０は、蓄冷材４０ａと容器４０ｂを有する。上述の実施形態とは異なり、蓄冷器４０は、蓄冷管締付構造を有しない。そのため、蓄冷材４０ａと容器４０ｂとの間には、径方向Ｂの隙間４２が存在しうる。隙間４２が生じる原因は種々あるが、一例としては、冷媒ガスの封入圧力による容器４０ｂの膨張変形による（図３に破線で示す）。典型的に、冷媒ガスの封入圧力は周囲環境圧力（例えば大気圧）よりも十分に高いので、その圧力差により容器４０ｂは径方向Ｂに外側に膨らみうる。
【００３４】
また、製造工程において容器４０ｂに蓄冷材４０ａを容易に挿入または充填するために、蓄冷材４０ａと容器４０ｂとの間の嵌め合いが適切に設計され、容器４０ｂの内径よりも蓄冷材４０ａの外径は僅かに小さい。これも隙間４２の原因となりうる。
【００３５】
さらに、冷却による蓄冷材４０ａの熱収縮も隙間４２をもたらす原因となりうる。極低温冷凍機１０の周囲環境温度（例えば室温）から冷却温度（例えば、極低温冷凍機１０の運転中における容器４０ｂの外面の温度）への冷却により、蓄冷材４０ａと容器４０ｂはともに熱収縮しうる。蓄冷材４０ａの熱収縮率が容器４０ｂの熱収縮率より大きければ、隙間４２は冷却に伴って広がる。
【００３６】
蓄冷器４０において蓄冷材４０ａと容器４０ｂの間に隙間４２が存在すると、矢印４４で示すように、蓄冷器４０の内部で隙間４２を通り蓄冷材４０ａを迂回するバイパス流れが生じやすくなる。蓄冷材４０ａはある程度の流路抵抗を有するのに対し、隙間４２は何も無い空間であるため蓄冷材４０ａに比べて流路抵抗が顕著に小さい。隙間４２の大きさがかなり小さかったとしても、場合によっては、蓄冷器４０を流れる冷媒ガスの大半が隙間４２を通り抜け、蓄冷材４０ａを通る冷媒ガスが大きく減るかもしれない。蓄冷材４０ａと冷媒ガスの熱交換の効率が低下し、その結果、極低温冷凍機の冷凍性能も低下する。とくに、スターリング型パルス管冷凍機では、冷媒ガスの流速が比較的大きいので、こうしたバイパス流れが起こりやすく、冷凍性能への影響が生じやすい。
【００３７】
ところが、本実施形態に係る極低温冷凍機１０によれば、蓄冷管締付構造２８、具体的にはクランプ部材３８が設けられているので、蓄冷管２６を径方向外側から締め付け、蓄冷材３０と蓄冷材容器３２との間の径方向隙間を低減し、好ましくは隙間を無くすことができる。したがって、蓄冷器１８において冷媒ガスと蓄冷材３０との熱交換は良好に行われ、極低温冷凍機１０の冷凍性能の低下は抑制される。
【００３８】
また、蓄冷管締付構造２８は蓄冷材容器３２に蓄冷材３０を収めた状態で蓄冷管２６を締め付けて蓄冷材容器３２と蓄冷材３０との間の隙間を最小化することができるので、蓄冷材容器３２と蓄冷材３０との間に適切な嵌め合いを設計することが許容される。よって、極低温冷凍機１０の製造が容易になる。
【００３９】
さらに、蓄冷管２６を締め付けて蓄冷材容器３２と蓄冷材３０との間の隙間を最小化することができるので、蓄冷材容器３２の肉厚（すなわち径方向寸法）を薄くすることができる。それにより、蓄冷材容器３２を通じた熱伝導を低減することができる。すなわち、蓄冷器高温端１８ａから蓄冷材容器３２を通じて蓄冷器低温端１８ｂへと極低温冷凍機１０の運転中に侵入する熱量を低減することができる。これも、極低温冷凍機１０の冷凍性能の低下抑制に役立つ。
【００４０】
蓄冷管締付構造２８は、上述の例に限られず、様々な構造をとりうる。いくつかの例を以下に説明する。
【００４１】
図４は、ある実施形態に係る極低温冷凍機１０に適用されうる蓄冷管締付構造２８の他の例を示す概略図である。蓄冷管締付構造２８は、蓄冷材容器３２の外面に巻き付けられたワイヤ部材４６と、ワイヤ部材４６を蓄冷材容器３２に取り付けるための第１取付具４８ａおよび第２取付具４８ｂと、を備える。
【００４２】
ワイヤ部材４６は、その一端が第１取付具４８ａに取り付けられ、他端が第２取付具４８ｂに取り付けられて、第１取付具４８ａから第２取付具４８ｂへと延びている。図４においては、蓄冷管締付構造２８は２本のワイヤ部材４６をもつが、ワイヤ部材４６の本数はこれに限られず任意である。ワイヤ部材４６、第１取付具４８ａ、および第２取付具４８ｂは、金属など任意の適切な材料で形成されている。
【００４３】
第１取付具４８ａは、その中心開口に蓄冷材容器３２が挿通されるよう円環形状を有する。第１取付具４８ａには複数本のワイヤ部材４６が等角度間隔に取り付けられている。同様に、第２取付具４８ｂは、その中心開口に蓄冷材容器３２が挿通されるよう円環形状を有し、第２取付具４８ｂには複数本のワイヤ部材４６が等角度間隔に取り付けられている。
【００４４】
第１取付具４８ａは、軸方向Ａの第１位置（例えば蓄冷器低温端１８ｂまたはその近傍）で例えばボルトなどの締結部材を用いて蓄冷材容器３２に固定されている。第２取付具４８ｂは、軸方向Ａの第２位置（例えば蓄冷器高温端１８ａまたはその近傍）で周方向Ｃに回転可能に蓄冷材容器３２に取り付けられている。例えば、蓄冷材容器３２の外面には、ねじ面が形成され、このねじ面にて第２取付具４８ｂは蓄冷材容器３２に対し回転可能であってもよい。こうして、ワイヤ部材４６の回転締め付け機構が構成されている。
【００４５】
このようにして、ワイヤ部材４６は、第２取付具４８ｂの回転により蓄冷材容器３２に巻き付けられるように蓄冷材容器３２の外面に沿って第１取付具４８ａから第２取付具４８ｂへと配設されている。ワイヤ部材４６は、蓄冷材容器３２に螺旋状に巻き付けられている。第２取付具４８ｂの回転操作がなされると、ワイヤ部材４６が引っ張られ（または緩み）、ワイヤ部材４６から蓄冷材容器３２に作用する締め付け力が変わる。
【００４６】
この場合にも、蓄冷管締付構造２８は、蓄冷管２６を径方向外側から締め付け、蓄冷材３０と蓄冷材容器３２との間の径方向隙間を低減し、好ましくは隙間を無くすことができる。したがって、冷媒ガスと蓄冷材３０との熱交換は良好に行われ、極低温冷凍機の冷凍性能の低下は抑制される。蓄冷材容器３２と蓄冷材３０との間に適切な嵌め合いを設計することができる。蓄冷材容器３２の肉厚（すなわち径方向寸法）を薄くすることができる。
【００４７】
図５は、ある実施形態に係る極低温冷凍機１０に適用されうる蓄冷管締付構造２８の他の例を示す概略図である。蓄冷管締付構造２８は、蓄冷材容器３２の外面に沿って周方向Ｃに延在する締付リング５０を備える。締付リング５０は、蓄冷材容器３２の外面に固定され、蓄冷材容器３２に熱的に結合されている。上述の実施形態におけるクランプ部材３８のリング部材３８ａは、切り欠きを有するＣ字状の形状を有するが、図５に示される締付リング５０は全周にわたり連続するＯ字状の形状を有する。
【００４８】
蓄冷材容器３２は、第１材料、例えば第１金属材料で形成され、締付リング５０は、第１材料と異なる第２材料で形成されている。第１材料は、例えばステンレス鋼であってもよい。第２材料は、第２金属材料、樹脂材料またはその他の材料であってもよい。第２材料は、例えば、銅、またはベークライト（登録商標）などのフェノール樹脂であってもよい。
【００４９】
ただし、第２材料は、冷却による熱収縮率が第１材料に比べて大きい材料である。より具体的には、第２材料の熱収縮率（％）は、第１基準温度から第２基準温度へと冷却されるとき、第１材料の熱収縮率（％）よりも大きい。第１基準温度は、例えば室温またはそのほか任意の温度であってもよい。第２基準温度は、第１基準温度より低い温度であり、例えば、締付リング５０が設置される蓄冷材容器３２上の軸方向位置での冷却温度であってもよい。
【００５０】
一例として、締付リング５０は、軸方向Ａにおいて蓄冷器高温端１８ａと蓄冷器低温端１８ｂとの中間の位置で蓄冷管２６に取り付けられている。締付リング５０は１つだけ設けられているが、これに限られない。複数の締付リング５０が軸方向Ａに異なる位置で蓄冷管２６に取り付けられてもよい。
【００５１】
このようにすれば、極低温冷凍機の運転により蓄冷材容器３２が冷却されるにつれて、蓄冷材容器３２に比べて締付リング５０の径が小さくなり、締付リング５０は、蓄冷管２６を締め付けることができる。逆に、蓄冷材容器３２が昇温されれば、締付リング５０の径は広がり、締め付けは解放される。
【００５２】
この場合にも、蓄冷管締付構造２８は、蓄冷管２６を径方向外側から締め付け、蓄冷材３０と蓄冷材容器３２との間の径方向隙間を低減し、好ましくは隙間を無くすことができる。したがって、冷媒ガスと蓄冷材３０との熱交換は良好に行われ、極低温冷凍機の冷凍性能の低下は抑制される。蓄冷材容器３２と蓄冷材３０との間に適切な嵌め合いを設計することができる。蓄冷材容器３２の肉厚（すなわち径方向寸法）を薄くすることができる。
【００５３】
また、締付リング５０を有する蓄冷管締付構造２８は、リジッドな構造であるので、信頼性が高い。
【００５４】
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。
【００５５】
上述の実施形態においては、蓄冷器１８は例えば円柱のような中実形状を有するが、これに限られず、図６に示されるように、蓄冷器１８は、ドーナツ形状のような中空形状を有してもよい。蓄冷管２６は、蓄冷材３０と、蓄冷材３０が充填され、軸方向に延在する蓄冷材容器３２と、を備えてもよい。蓄冷管２６は、中空形状を有する。蓄冷管締付構造２８は、蓄冷材３０と蓄冷材容器３２との間の径方向隙間を低減するように蓄冷管２６を径方向外側から締め付けるように構成されていてもよい。こうした中空形状の蓄冷器１８は、例えばスターリング冷凍機に適用される場合がある。
【００５６】
また、ある一つの蓄冷器１８に複数種類の蓄冷管締付構造２８が併用されてもよい。ある実施形態においては、蓄冷管締付構造２８は、クランプ部材３８、ワイヤ部材４６、および締付リング５０のうち少なくとも２つを備えてもよい。
【００５７】
蓄冷管締付構造２８およびこれを有する蓄冷器１８は、スターリング型パルス管冷凍機だけでなく、ＧＭ型パルス管冷凍機などそのほかのパルス管冷凍機、またはスターリング冷凍機などそのほかの極低温冷凍機にも適用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１０  極低温冷凍機、  １８  蓄冷器、  ２６  蓄冷管、  ２８  蓄冷管締付構造、  ３０  蓄冷材、  ３２  蓄冷材容器、  ３８  クランプ部材、  ４６  ワイヤ部材、  ５０  締付リング、  Ａ  軸方向、  Ｂ  径方向、  Ｃ  周方向。
【図１】
2019194505.tif 000003
【図２】
2019194505.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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