(57)【要約】【課題】本発明は、ディスプレーサに軸方向の往復運動を伝達する往復動部材とディスプレーサとの連結部分において軸方向及び径方向に遊びのない連結固定機構を有する冷凍機を提供することを課題とする。【解決手段】圧縮機１は作動流体を圧縮する。圧縮された該作動流体はシリンダ部１０に供給される。ディスプレーサ３ａはシリンダ部１０内で往復動してシリンダ内で圧縮された作動流体を膨張させる。回転・往復運動変換機構の往復動部材２２ａとディスプレーサ３ａとを連結固定機構により連結する。連結固定機構はディスプレーサ３ａの一端に固定されたフランジ４１を含み、フランジ４１を介して往復動部材２２ａがディスプレーサ３ａに固定される。【選択図】図５
2007205582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動流体を圧縮する圧縮機と、
圧縮された作動流体が供給されるシリンダと、
該シリンダ内で往復動して前記シリンダ内で圧縮された作動流体を膨張させるディスプレーサと、
モータの回転運動を往復運動に変換する回転・往復運動変換機構と、
該回転・往復運動変換機構の往復動部材と前記ディスプレーサとを連結する連結固定機構と
を有し、
前記連結固定機構は前記ディスプレーサの一端に固定されたフランジを含み、該フランジを介して前記往復動部材が前記ディスプレーサに固定されることを特徴とする蓄冷器式冷凍機。
【請求項２】
請求項１記載の蓄冷器式冷凍機であって、
前記連結固定機構は、
前記往復動部材に形成された円柱状の第１の嵌合部と、
前記フランジに形成され、該第１の嵌合部に嵌合する円筒状の第２の嵌合部と、
前記フランジに形成された円柱状の第３の嵌合部と、
前記ディスプレーサに形成され、該第３の嵌合部に嵌合する円筒状の第４の嵌合部と
を有することを特徴とする蓄冷器式冷凍機。
【請求項３】
請求項２記載の蓄冷器式冷凍機であって、
前記連結固定機構は、前記往復動部材と前記フランジとをねじ機構により締め付けて固定することを特徴とする蓄冷器式冷凍機。
【請求項４】
請求項３記載の蓄冷器式冷凍機であって、
前記連結固定機構は、
前記往復動部材の端部に形成された雄ねじ部と、
前記フランジに形成され、該雄ねじ部が貫通する貫通孔と、
前記フランジを挟んで前記雌ねじ部に係合するナット部材と
を含み、
前記往復動部材の前記雄ねじ部が前記フランジの貫通孔を貫通してナット部材により締め付けられることで、前記往復動部材は前記フランジに固定されることで前記ディスプレーサに固定されることを特徴とする蓄冷器式冷凍機。
【請求項５】
請求項４記載の蓄冷器式冷凍機であって、
前記ディスプレーサの前記端面に、前記雄ねじ部の先端と前記ナット部材とを収容する凹部が形成されていることを特徴とする蓄冷器式冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蓄冷器式冷凍機に係わり、特にシリンダ内でディスプレーサを往復運動させて冷却効果を得る蓄冷器式冷凍機に関する。
【背景技術】
【０００２】
極低温を発生する冷凍機としてギフォード・マクマホン（ＧＭ）冷凍機が知られている。ＧＭ冷凍機は、シリンダ内を往復動するディスプレーサによる空間の体積変化を利用してギフォード・マクマホン冷凍サイクルに基づいて冷却効果を得る冷凍機である。
【０００３】
ＧＭ冷凍機では、高圧の冷媒ガス（ヘリウムガス等）をシリンダに供給し、これを膨張させて低温とする。膨張して極低温となった冷媒ガスは、周囲から熱を吸収するとともに、蓄冷材と熱交換して室温まで昇温された後、シリンダから排気される。これによりシリンダ内は極低温に維持される。シリンダから排出された冷媒ガスは圧縮機に送られ圧縮され、高圧の冷媒ガスとなる。この高圧の冷媒ガスは、再びＧＭ冷凍機のシリンダに供給される。
【０００４】
高圧の冷媒ガスをシリンダに供給し、シリンダ内で低圧となった冷媒ガスをシリンダから排出するために、シリンダ内で往復運動するディスプレーサが設けられる。一般的に、モータの回転運動をクランク機構やスコッチヨーク機構を利用して直線運動に変換し、ディスプレーサの往復運動を得ている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
例えば、スコッチヨーク機構の往復動する出力軸をディスプレーサに接続する場合、図１に示すような連結機構が用いられている。図１において、スコッチヨークの出力軸１０１の一端にディスプレーサ１０３の一端が連結されている。出力軸１０１はロッド状の部材であり、図１の上下方向に往復運動する。ディスプレーサ１０３は中空円筒状の部材である。
【０００６】
出力軸１０１の一端にドーナツ状の連結部材１０２が嵌合され、連結部材１０２と出力軸１０１とを貫通するピン１０４により固定されている。ディスプレーサ１０３の上端面に凹部１０３ａが形成され、その中に連結部材１０２が収容されている。ディスプレーサ１０３の上端面にはカバー１０５が取り付けられ、出力軸１０１はカバー１０５の中央に形成した開口１０５ａを貫通して延在している。
【０００７】
出力軸１０１が図１において上方に移動すると、カバー１０５が連結部材１０２の上面１０２ａにより引っ張られてカバー１０５が取り付けられているディスプレーサ１０３が上方に移動される。一方、出力軸１０１が図１において下方に移動すると、ディスプレーサ１０３は連結部材１０２の下面１０２ｂにより押圧され、ディスプレーサ１０３は下方に移動される。このように、スコッチヨークの出力軸１０１が往復動すると、これに伴いディスプレーサ１０３も上下方向に往復動するように連結機構が構成されている。
【０００８】
図１に示す連結機構において、出力軸１０１はディスプレーサ１０３に対して完全に固定されておらず、カバー１０５の開口１０５ａは出力軸１０１の外形より僅かに大きく形成されており、ディスプレーサ１０３の中心軸は出力軸１０１の中心軸に対して僅かに変位可能となっている。これによりスコッチヨークの出力軸１０１の中心軸とディスプレーサ１０３が収容されるシリンダ（図示せず）の中心軸がずれていても、ディスプレーサ１０３が変位することにより、ディスプレーサ１０３の中心軸がシリンダの中心軸に一致した状態でディスプレーサ１０３をシリンダに組み込むことができる。
【特許文献１】特開２００１−２８０７２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図１に示す連結機構は、スコッチヨークの出力軸１０１とディスプレーサ１０３とを径方向に遊びを持たせて連結している。すなわち、スコッチヨークの出力軸１０１の中心軸とディスプレーサ１０３の中心軸とが一致していないと、組み立てたときにシリンダの中心軸とディスプレーサ１０３の中心軸とがずれるおそれがあり、このような場合のディスプレーサ１０３とシリンダとのかじりを防止するためである。スコッチヨークの出力軸１０１とディスプレーサ１０３との連結部分に径方向の遊びを持たせることにより、スコッチヨークの出力軸１０１の中心軸が、シリンダの中心軸からずれていても、ディプレーサ１０３の中心軸がスコッチヨークの出力軸１０１の中心軸からずれることにより、ディスプレーサ１０３の中心軸をシリンダの中心軸に合わせることができる。
【００１０】
このように、スコッチヨークの出力軸１０１とディスプレーサ１０３とを径方向に遊びを持たせて連結するためには、スコッチヨークの出力軸と１０１ディスプレーサ１０３とを完全に固定することはできない。したがって、スコッチヨークの出力軸１０１とディスプレーサ１０３とは軸方向にも遊びがある状態で連結される。すなわち、図１において、カバー１０５をディスプレーサ１０３に取り付けた際に、カバー１０５により連結部材１０２が締め付けられて固定されないように、連結部材１０２が収容される凹部１０３ａの深さは連結部材１０２の厚みより大きくなっている。
【００１１】
ところが、出力軸１０１が往復動する際に、上に移動するときには連結部材１０２の上面１０２ａがカバー１０５に当接し、下に移動するときには連結部材１０２の下面１０２ｂがディスプレーサ１０３の凹部１０３ａの底面に当接する。出力軸１０１は、例えば1分間に１２０回程度の往復運動をするため、連結部材１０２の当接は頻繁に生じる。この連結部材１０２の当接の際に衝突音が発生し、作動音が大きいという問題があった。また、連結部材１０２のがたつきが大きいと、連結部材１０２に加わる衝撃力が大きくなり、長時間の作動において当接部分が磨耗して磨耗粉が発生するという問題が生じるおそれがあった。さらに、衝撃が大きすぎると連結部材１０２を取り付けるピン１０４が折れてしまうといった問題が生じるおそれもあった。
【００１２】
本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、ディスプレーサに軸方向の往復運動を伝達する往復動部材とディスプレーサとの連結部分において軸方向及び径方向に遊びのない連結機構を有する蓄冷器式冷凍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】
【００１３】
上述の目的を達成するために、本発明によれば、作動流体を圧縮する圧縮機と、圧縮された作動流体が供給されるシリンダと、該シリンダ内で往復動して前記シリンダ内で圧縮された作動流体を膨張させるディスプレーサと、モータの回転運動を往復運動に変換する回転・往復運動変換機構と、該回転・往復運動変換機構の往復動部材と前記ディスプレーサとを連結する連結固定機構とを有し、前記連結固定機構は前記ディスプレーサの一端に固定されたフランジを含み、該フランジを介して前記往復動部材が前記ディスプレーサに固定されることを特徴とする蓄冷器式冷凍機が提供される。
【００１４】
本発明により蓄冷器式冷凍機において、前記連結固定機構は、前記往復動部材に形成された円柱状の第１の嵌合部と、前記フランジに形成され、該第１の嵌合部に嵌合する円筒状の第２の嵌合部と、前記フランジに形成された円柱状の第３の嵌合部と、前記ディスプレーサに形成され、該第３の嵌合部に嵌合する円筒状の第４の嵌合部とを有することが好ましい。また、前記連結固定機構は、前記往復動部材と前記フランジとをねじ機構により締め付けて固定することとしてもよい。また、前記連結固定機構は、前記往復動部材の端部に形成された雄ねじ部と、前記フランジに形成され、該雄ねじ部が貫通する貫通孔と、  前記フランジを挟んで前記雌ねじ部に係合するナット部材とを含み、前記往復動部材の前記雄ねじ部が前記フランジの貫通孔を貫通してナット部材により締め付けられることで、前記往復動部材は前記フランジに固定されることで前記ディスプレーサに固定されることとしてもよい。さらに、前記ディスプレーサの前記端面に、前記雄ねじ部の先端と前記ナット部材とを収容する凹部が形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、往復動部材がフランジを介してディスプレーサに固定されるため、往復動部材がディスプレーサを往復駆動しても、往復動部材がディスプレーサに対して軸方向及び径方向に相対的に移動することがない。したがって、往復動部材とディスプレーサの連結部分における軸方向及び径方向のがたつきはなく、往復動部材とディスプレーサとの連結部分の軸方向及び径方向のがたつきに起因した振動や音の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明の一実施例による蓄冷器式冷凍機について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図２は本発明の一実施例によるギフォード・マクマホン（ＧＭ）型冷凍機の断面図である。本実施例によるＧＭ型冷凍機は、ガス圧縮機１とコールドヘッド２とを有する。コールドヘッド２は、ハウジング２３とシリンダ部１０とを有する。ガス圧縮機１は、吸気口１ａから冷媒ガスを吸い込み、圧縮して、吐出口１ｂから高圧の冷媒ガスとして吐出する。作動流体である冷媒ガスとして、通常はヘリウムガスが使用される。
【００１８】
シリンダ部１０は、第１段目シリンダ１０ａと第２段目シリンダ１０ｂとの２段構成であり、第２段目シリンダ１０ｂは、第１段目シリンダ１０ａよりも細い。シリンダ１０ａ及び１０ｂ内に、それぞれディスプレーサ３ａ及び３ｂが、シリンダの軸方向に往復運動可能に挿入されている。ディスプレーサ３ａ及び３ｂは、相互に連結されている。ディスプレーサ３ａ及び３ｂ内には、それぞれ蓄冷材４及び５が充填されたガス流路が形成されている。
【００１９】
第１段目シリンダ１０ａ内の、第２段目シリンダ１０ｂ側の端部に、第１段目膨張室１１が形成され、他方の端部に上部室１３が形成されている。第２段目シリンダ１０ｂの、第１段目シリンダ１０ａ側とは反対側の端部に第２段目膨張室１２が形成されている。
【００２０】
上部室１３と第１段目膨張室１１とは、ガス流路Ｌ１、蓄冷材４が充填されているガス流路、及びガス流路Ｌ２を介して接続されている。第１段目膨張室１１と第２段目膨張室１２とは、ガス流路Ｌ３、蓄冷材５が充填されているガス流路、及びガス流路Ｌ４を介して接続されている。第１段目シリンダ１０ａの外周面のうち、第１段目膨張室１１にほぼ対応する位置に、冷却ステージ６が取り付けられている。また、第２段目シリンダ１０ｂの外周面のうち、第２段目膨張室１２にほぼ対応する位置に、冷却ステージ７が取り付けられている。
【００２１】
第１段目ディスプレーサ３ａの外周面のうち、上部室１３側の端部近傍にシール機構５０が配置されている。シール機構５０によりディスプレーサ３ａの外周面とシリンダ１０ａの内周面との間のクリアランスをシールしている。
【００２２】
スコッチヨーク２２が、第１段目ディスプレーサ３ａに連結され、シリンダ１０ａの外に延在している。スコッチヨーク２２は、ハウジング２３に固定された摺動軸受１７ａ及び１７ｂにより、ディスプレーサ３ａ，３ｂの軸方向に移動可能に支持されている。摺動軸受１７ｂにおいては、摺動部の気密性が保たれており、ハウジング２３内の空間と上部室１３とが隔離されている。モータ１５の回転運動が、クランク１４及びスコッチヨーク２２により往復運動に変換され、出力軸２２ａを介してディスプレーサ３ａに伝達され、ディスプレーサ３ａ，３ｂが往復駆動される。出力軸２２ａとディスプレーサ３ａとを固定した状態で連結する連結固定機構については、図５を参照しながら後述する。
【００２３】
ディスプレーサ３ａ，３ｂが上部室１３側へ移動する時には、上部室１３の容積が減少し、第１段目及び第２段目の膨張室１１及び１２の容積が増加する。ディスプレーサ３ａ，３ｂが反対向きに移動する時には、容積の増減が逆転する。上部室１３、膨張室１１及び１２の容積の変動に伴い、冷媒ガスがガス流路Ｌ１〜Ｌ４を通って移動する。このとき、冷媒ガスと、蓄冷材４及び５との間で熱交換が行われる。
【００２４】
冷媒ガスの流路において、圧縮機１の吸気口１ａ及び吐出口１ｂと上部室１３との間にロータリバルブＲＶが配置されている。ロータリバルブＲＶは、ガス圧縮機１の吐出口１ｂから吐出された冷媒ガスを上部室１３内に導き、また、上部室１３内の冷媒ガスをガス圧縮機１の吸気口１ａに導くために、冷媒ガスの流路を切り換える。
【００２５】
ロータリバルブＲＶは、バルブ本体８及びバルブプレート９を有する。バルブプレート９は、例えばアルミニウム合金で形成され、バルブ本体８は、例えば四フッ化エチレン（例えば、ＮＴＮ社製のベアリーＦＬ３０００）で形成されている。バルブ本体８及びバルブプレート９は平坦な摺動面を有し、この平坦な摺動面同士が面接触している。両者の摺動面の少なくとも一方に、摩擦を低減して耐磨耗性を向上させるために、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等の硬質材からなる薄膜が形成されることが好ましい。
【００２６】
バルブプレート９は、回転軸受１６により、ハウジング２３内に回転可能に支持されている。スコッチヨーク２２を駆動するクランク１４の偏心ピン１４ａが回転軸を中心として公転することにより、バルブプレート９が回転する。バルブ本体８は、コイルバネ２０によりバルブプレート９に押しつけられ、ピン１９により回転しないように固定されている。コイルバネ２０は、排気側の圧力が給気側の圧力より大きくなってしまった場合に、バルブ本体８がバルブプレート９から離れてしまわないようにバルブ本体８を押圧するために設けられた押圧手段である。作動時にバルブ本体８をバルブプレート９に押圧する力は、冷媒ガスの給気側の圧力と排気側の圧力の差圧がバルブ本体８に作用することにより生じるようになっている。
【００２７】
図３は、ロータリバルブＲＶの分解斜視図である。円柱状のバルブ本体８の平坦な摺動面８ａとバルブプレート９の平坦な摺動面９ａとが面接触する。ガス供給路となるガス流路８ｂが、バルブ本体８の中心軸に沿ってバルブ本体８を貫通している。すなわち、ガス流路８ｂの一端が、摺動面８ａに開口している。ガス流路８ｂの他端は、図２に示したガス圧縮機１の吐出口１ｂに接続されている。圧縮機１の吐出口１ｂからバルブ本体８のガス流路８ｂまでがガス供給路に相当する。
【００２８】
バルブ本体８の摺動面８ａに、バルブ本体８の中心軸を中心とした円弧に沿った溝８ｃが形成されている。バルブ本体８の内部に形成されたガス流路８ｄの一端が、溝８ｃの底面に開口している。ガス流路８ｄの他端は、バルブ本体８の外周面に開口し、さらに図２に示すハウジング２３に形成されたガス流路２１を経由して上部室１３に連通している。
【００２９】
バルブプレート９の摺動面９ａに、その中心から半径方向に伸びる溝９ｄが形成されている。バルブプレート９が回転し、溝９ｄの外周側の端部が溝８ｃに部分的に重なった時、ガス流路８ｂとガス流路８ｄとが、溝９ｄを介して連通する。
【００３０】
回転軸に平行なガス流路９ｂが、バルブプレート９を貫通して延在している。ガス流路９ｂは、摺動面９ａ内の半径方向に関して、バルブ本体８の摺動面８ａに形成された溝８ｃとほぼ同じ位置に開口している。バルブプレート９が回転し、ガス流路９ｂの開口部が溝８ｃに部分的に重なった時、ガス流路８ｄとガス流路９ｂとが連通する。ガス流路９ｂの他端は、図２に示したハウジング２３内の空洞を介してガス圧縮機１の吸気口１ａに連通している。バルブプレート９のガス流路から圧縮機１の吸気口１ａまでがガス排出路に相当する。
【００３１】
ガス流路８ｂとガス流路８ｄとが、溝８ｃを介して連通している時、圧縮機１から上部室１３内に冷媒ガスが送り込まれる。ガス流路８ｄとガス流路９ｂとが連通しているとき、上部室１３内の冷媒ガスがガス圧縮機１に回収される。従って、バルブプレート９を回転させると、上部室１３への冷媒ガスの導入（給気）と、上部室１３からの冷媒ガスの回収（排気）が繰り返される。冷媒ガスの導入及び回収の繰り返しと、ディスプレーサ３ａ及び３ｂの往復駆動とは、共にクランク１４の回転に同期する。冷媒ガスの導入と回収の繰り返しの位相と、ディスプレーサ３ａ及び３ｂの往復駆動の位相とを適当に調節すると、膨張室１１及び１２内で冷媒ガスが極低温となり吸熱作用が生じる。
【００３２】
図４は、第２段目ディスプレーサ３ｂの断面図である。上下端が開放された筒状部材３０の下端に蓋部材３１が挿入され、接着されている。筒状部材３０及び蓋部材３１は、布入りフェノールで形成されている。蓋部材３１の上に金網３２が配置され、その上にフェルト栓３３が配置されている。
【００３３】
フェルト栓３３の上には、たとえば小さな鉛球で形成された蓄冷材５が充填されている。なお、蓄冷材５として、磁性蓄冷材を用いてもよい。磁性蓄冷材を用いると冷凍能力を高めることができる。蓄冷材５の上にフェルト栓３４が配置され、フェルト栓３４の上にパンチングメタル３５が配置されている。パンチングメタル３５は、筒状部材３０の内面上部に円周に沿って設けられた段差により固定されている。筒状部材３０の上端には、図１に示す第１段目ディスプレーサ３ａと結合するための連結機構３６が取り付けられている。
【００３４】
筒状部材３０の側壁の、金網３２の高さの位置に、ガス流路を形成する開口３７が設けられている。筒状部材３０の開口３７よりも上の外周面には、開口３７の位置と上端とを結ぶ１本のらせん状の溝３８が形成されている。らせん溝３８は、シリンダ１０ｂの内面と協働してらせん状のガス流路を形成する。らせん溝３８は、例えば、幅約２ｍｍ、深さ約０．６ｍｍ、ピッチ約４ｍｍである。
【００３５】
開口３７よりも下の筒状部材３０の外径は、それよりも上の部分の外径よりもわずかに小さくされている。従って、開口３７よりも下の部分では、筒状部材３０と第２段目シリンダとの間に間隙が形成される。この間隙は、筒状部材３０の内部と図２に示す膨張空間１２とを結ぶガス流路を形成する。
【００３６】
シリンダ１０ｂの内周面とディスプレーサ３ｂの外周面との間に形成された間隙に冷媒ガスが流入すると、冷媒ガスはらせん溝３８に沿って流れる。このとき、筒状部材３０を介して冷媒ガスと蓄冷材５との間で熱交換が行われる。冷媒ガスが、らせん状の長い経路を辿って流れるため、十分な熱交換が行われる。
【００３７】
なお、第１段目ディスプレーサ３ａの内部にも、蓄冷材５と同様な蓄冷材４が充填され、冷媒ガスとの間で熱交換が行われる。
【００３８】
以上のような構成の蓄冷器式冷凍機において、本実施例ではスコッチヨーク２２の往復動部材である出力軸２２ａの下端部とディスプレーサ３ａの上部とが連結固定機構により接続されている。図５は連結固定機構及びその周囲を拡大して示す断面図である。
【００３９】
ディスプレーサ３ａの上端に、円形のフランジ４１が複数のボルト４２により固定されている。フランジ４１は中央に円柱状の凸部４１ａを有する。フランジ４１は、凸部４１ａ（第３の嵌合部）がディスプレーサ３ａの上部に形成された円筒状の貫通孔４３（第４の嵌合部）内に挿入されて嵌合した状態でディスプレーサ３ａに固定される。
【００４０】
回転・往復運動変換機構を形成するスコッチヨーク２２の出力軸２２ａの円柱状の下端部（第１の嵌合部）４４の先端に雄ねじ部４５が形成されている。雄ねじ部４５の外形は下端部４４の外形より小さい。フランジ４１は、出力軸２２ａの下端部（第１の嵌合部）４４がフランジ４１に形成された円筒状の凹部４１ｂ（第２の嵌合部）挿入されて嵌合した状態で、凹部４１ｂの底部に形成された貫通孔４１ｃを貫通した雄ねじ部４５にナット部材４６を係合させて締め付けることにより、出力軸２２ａに固定されて取り付けられる。
【００４１】
以上のように、ディスプレーサ３ａに固定されたフランジ４１はスコッチヨーク２２の出力軸２２ａに対して軸方向にも径方向にも遊びのない状態で強固に固定されている。
【００４２】
なお、フランジ４１の下面側に突出した雄ねじ部４５の先端とナット部材４６は、ディスプレーサ３ａの上端部に形成された貫通孔４３内に収容されている。貫通孔４３は雄ねじ部４５の先端とナット部材４６を収容するような凹部としてもよく、必ずしも貫通している必要はない。
【００４３】
また、フランジ４１の凸部４１ａの側面からねじ部が形成され、止めねじ４７がねじ込まれている。止めねじ４７の先端は、出力軸２２ａの外周に形成されたきりもみ状の凹部に押し付けられている。止めねじ４７は、フランジ４１の回転軸２２ａに対する回転止めであり、ナット部材４６の締め付けによるフランジ４１の固定を確実にするために設けられている。
【００４４】
ここで、スコッチヨーク２２の出力軸２２ａは、その下端部（第１の嵌合部）４４とフランジ４１の中心に形成された凹部（第２の嵌合部）４１ｂに嵌合しており、出力軸２２ａの中心軸とフランジ４１の中心軸が精度よく一致している。さらに、フランジ４１の中央の凸部（第３の嵌合部）４１ａはディスプレーサ３ａの貫通孔４３（第４の嵌合部）に嵌合しており、フランジ４１の中心軸とディスプレーサ３ａの中心軸が精度よく一致している。これにより、スコッチヨーク２２の出力軸２２ａの中心軸とディスプレーサ３ａの中心軸は精度よく一致しており、出力軸２２ａとディスプレーサ３ａの連結部に遊びを設けなくても、出力軸２２ａに固定されたディスプレーサ３ａをシリンダ１０ａに精度よく組み込むことができる。
【００４５】
また、出力軸２２ａの下端部４４の先端面はフランジ４１の凹部４１ｂの底部に当接した状態で固定される。したがって、フランジ４１（すなわち、ディスプレーサ３ａ）は、スコッチヨーク２２の出力軸２２ａの軸方向に遊びのない状態で、精度よく取り付けられる。これにより、スコッチヨーク２２とディスプレーサ３ａとの間のがたつきがなくなり、スコッチヨーク２２の回転・往復運動変換機構の中心に対してディスプレーサ３ａを精度よく配置することができる。
【００４６】
以上のように、本実施例による連結固定機構により、ディスプレーサ３ａはスコッチヨーク２２の出力軸２２ａに強固に固定されており、軸方向及び径方向に遊びがないため、スコッチヨーク２２の出力軸２２ａが往復動しても、連結部分でのがたつきや衝突が生じない。したがって、ディスプレーサ３ａ及びこれと一体のディスプレーサ３ｂを往復駆動しても連結機構における衝突音は発生せず、がたつきに起因した磨耗なども生じない。これにより、冷凍機の正常な作動を長時間維持することができる。
【００４７】
なお、上述の実施例は、２段式のギフォード・マクマホン（ＧＭ）型冷凍機に本発明を適用した例であるが、本発明は、２段式に限らず、１段式あるいは多段式のＧＭ冷凍機にも適用することができる。また、本発明は、スコッチヨーク機構により往復動を発生するものに限ることなく、例えばクランク機構などの往復動を発生する他の機構にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】スコッチヨーク機構の出力軸をディスプレーサに接続する従来の連結機構及びその周囲の断面図である。
【図２】本発明の一実施例によるギフォード・マクマホン型冷凍機の断面図である。
【図３】図１に示すロータリバルブの分解斜視図である。
【図４】図１に示す第２段目ディスプレーサの断面図である。
【図５】図１に示す連結固定機構及びその周囲を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ ガス圧縮機
３ａ、３ｂ ディスプレーサ
４、５ 蓄冷材
６，７ 冷却ステージ
８ バルブ本体
９ バルブプレート
８ａ，９ａ  摺動面
１０ シリンダ部
１０ａ、１０ｂ シリンダ
１１、１２ 膨張室
１３ 上部室
１４ クランク
１５ モータ
１６ 回転軸受
１７ａ、１７ｂ 摺動軸受
１９ ピン
２０ コイルバネ
２１ ガス流路
２２ スコッチヨーク
２２ａ  出力軸
２３ ハウジング
３０ 円筒状部材
３１ 蓋部材
３２、３５ 金網
３３、３４ フェルト栓
３６ 連結機構
３８ らせん溝
４１  フランジ
４１ａ  凸部
４１ｂ  凹部
４１ｃ  貫通孔
４２  ボルト
４３  貫通孔
４４  下端部
４５  雄ねじ部
４６  ナット部材
４７  止めねじ
５０ シール機構
【図１】
2007205582.tif 000003
【図２】
2007205582.tif 000004
【図３】
2007205582.tif 000005
【図４】
2007205582.tif 000006
【図５】
2007205582.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成19年1月29日(2007.1.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
【図１】スコッチヨーク機構の出力軸をディスプレーサに接続する従来の連結機構及びその周囲の断面図である。
【図２】本発明の一実施例によるギフォード・マクマホン型冷凍機の断面図である。
【図３】図２に示すロータリバルブの分解斜視図である。
【図４】図２に示す第２段目ディスプレーサの断面図である。
【図５】図２に示す連結固定機構及びその周囲を拡大して示す断面図である。