(57)【要約】【課題】電磁往復駆動機構の排熱効率を高めることで、冷却能力を高めることができるスターリング冷凍機を提供することを目的とする。【解決手段】円筒部２と胴部３を有するケーシング１と、このケーシング１内に収容されると共に熱良導性金属からなるマウント２７が設けられたシリンダ７と、このシリンダ７内に往復動可能に収容されるピストン１５及びディスプレイサー８と、マウント２７に保持されると共に胴部３内に位置する電磁往復駆動機構１６の固定子２４と、ピストン１５に接続される電磁往復駆動機構１６の可動子１７とを有して構成されるスターリング冷凍機において、ケーシング１の一部を熱良導性金属からなる伝熱ブロック４とすると共に、伝熱ブロック４とマウント２７とを熱的に接触させたことにより、圧縮室Ｃや電磁往復駆動機構１６で生じる熱を効率良くケーシング１外に排出することができる。【選択図】図１
2016161140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒部と胴部を有するケーシングと、
このケーシング内に収容されると共に熱良導性金属からなるマウントが設けられたシリンダと、
このシリンダ内に往復動可能に収容されるピストン及びディスプレイサーと、
前記マウントに保持されると共に前記胴部内に位置する電磁往復駆動機構の固定子と、
前記ピストンに接続される前記電磁往復駆動機構の可動子とを有して構成されるスターリング冷凍機において、
前記ケーシングの一部を熱良導性金属からなる伝熱ブロックとすると共に、前記伝熱ブロックと前記マウントとを熱的に接触させたことを特徴とするスターリング冷凍機。
【請求項２】
前記ピストンとディスプレイサーとの間に定義される圧縮室の外側に、前記伝熱ブロックを設けたことを特徴とする請求項１記載のスターリング冷凍機。
【請求項３】
前記胴部に貫通孔を形成し、この貫通孔から前記胴部内にヒートパイプ又はサーモサイフォンを挿入すると共に、前記貫通孔と前記ヒートパイプ又はサーモサイフォンとの間隙を封止したことを特徴とする請求項２記載のスターリング冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スターリング冷凍機に関するものであり、特に、電磁往復駆動機構と圧縮室とが比較的近接するフリーピストン型スターリング冷凍機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のスターリング冷凍機として、円筒部を有するケーシングと、このケーシングに挿入されるシリンダと、このシリンダ内に挿入されるピストン及びディスプレイサーと、前記ピストンを往復駆動させる駆動機構と、前記シリンダの外周に設けられたマウントとを有し、このマウントに、電磁コイルや積層コア等からなる前記駆動機構の固定子を保持したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。そして、前記電磁コイルに交流電力を供給して前記シリンダ内で前記ピストンを往復動させると、前記ディスプレイサーが前記ピストンと所定の位相差を持って往復動する。この際、ディスプレイサーとピストンの間にある圧縮室が高温となり、逆に、この圧縮室のディスプレイサーを挟んで反対側にある膨張室が低温となる。そして、この膨張室の周囲が低温になることを利用して、冷却対象を冷却することができる。一方、前記圧縮室では熱が発生するので、冷却する必要がある。
【０００３】
なお、このようなスターリング冷凍機のケーシングは、比較的肉厚のステンレス鋼によって形成されるのが一般的である。これは、スターリング冷凍機のケーシング内に封入される作動気体として、実在気体中で理想気体に最も近く、且つ漏れ易いヘリウムが使われることが多いため、このヘリウムが漏れ難いようにする必要があること、作動流体が高圧で封入されるため、高圧に耐える金属で製造する必要があること、加工性及び耐食性に優れ比較的安価であること、等の理由による。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３７６９７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このようなスターリング冷凍機は、圧縮室ばかりでなく、電磁往復駆動機構でも熱が発生する。この電磁往復駆動機構で発生する熱は、電磁コイルに電流を流すことによるジュール熱（銅損）や、積層コアにおける損失（鉄損）による。そして、スターリング冷凍機の冷却能力を向上させようとすると、前記電磁往復駆動機構に供給する電力を大きくしなければならず、この結果、前記電磁往復駆動機構で発生する熱量も大きくなる。当然、この熱も排出しなければならないが、前述した通り、前記ケーシングが一般的にステンレス鋼で構成されており、このステンレス鋼の熱伝導率があまり高くないことから、肉厚であることも相まって、電磁往復駆動機構を充分に冷却できない虞があった。そして、この点が、スターリング冷凍機の冷却能力の向上を妨げる要因となっていた。
【０００６】
本発明は以上の問題点を解決し、電磁往復駆動機構の排熱効率を高めることで、冷却能力を高めることができるスターリング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】
【０００７】
本発明の請求項１に記載のスターリング冷凍機は、円筒部と胴部を有するケーシングと、このケーシング内に収容されると共に熱良導性金属からなるマウントが設けられたシリンダと、このシリンダ内に往復動可能に収容されるピストン及びディスプレイサーと、前記マウントに保持されると共に前記胴部内に位置する電磁往復駆動機構の固定子と、前記ピストンに接続される前記電磁往復駆動機構の可動子とを有して構成されるスターリング冷凍機において、前記ケーシングの一部を熱良導性金属からなる伝熱ブロックとすると共に、前記伝熱ブロックと前記マウントとを熱的に接触させたものである。
【０００８】
また、本発明の請求項２に記載のスターリング冷凍機は、請求項１において、前記ピストンとディスプレイサーとの間に定義される圧縮室の外側に、前記伝熱ブロックを設けたものである。
【０００９】
更に、本発明の請求項３に記載のスターリング冷凍機は、請求項２において、前記胴部に貫通孔を形成し、この貫通孔から前記胴部内にヒートパイプ又はサーモサイフォンを挿入すると共に、前記貫通孔と前記ヒートパイプ又はサーモサイフォンとの間隙を封止したものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の請求項１に記載のスターリング冷凍機は、以上のように構成することにより、前記電磁往復駆動機構の固定部で発生した熱が、熱良導性金属によって形成された前記マウント及び伝熱ブロックを経て前記ケーシング外に排出されるので、前記電磁往復駆動機構を良好に冷却することができる。そして、これによって、前記スターリング冷凍機の冷却能力を高めることができる。
【００１１】
なお、前記ピストンとディスプレイサーとの間に定義される圧縮室の外側に、前記伝熱ブロックを設けることで、前記圧縮室で発生した熱も、前記伝熱ブロックから同時に排出することができる。
【００１２】
また、前記胴部に貫通孔を形成し、この貫通孔から前記胴部内にヒートパイプ又はサーモサイフォンを挿入すると共に、前記貫通孔と前記ヒートパイプ又はサーモサイフォンとの間隙を封止したことで、前記圧縮室の温度が前記固定子の温度よりも高い場合、前記圧縮室から前記伝熱ブロック及びマウントを経て前記胴部内に流れた熱を、前記ヒートパイプ又はサーモサイフォンによって前記ケーシング外に排出することができると共に、前記圧縮室の温度が前記固定子の温度よりも低い場合、前記固定子から前記マウントを経て前記伝熱ブロックに流れた熱を、この伝熱ブロックから前記ケーシング外に排出することができる。従って、前記圧縮室と固定子の温度の何れが高いかに拘わらず、スターリング冷凍機全体で発生した熱を良好に排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１を示すスターリング冷凍機の縦断面図である。
【図２】同、要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の第一実施例について、添付図１，２を参照して説明する。以下に説明する実施例は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。なお、説明の便宜上、図面の上、下をそれぞれスターリング冷凍機の上、下とする。
【実施例１】
【００１５】
図１において、１はスターリング冷凍機の外郭を形成するケーシングである。前記ケーシング１は、略円筒状に形成された円筒部２及び胴部３と、略円筒状であって下端がフランジ状に形成された伝熱ブロック４と、円環板状の円環ブロック５とで構成されている。
【００１６】
前記円筒部２は、筒本体部２Ａと先端部２Ｂとが一体となった構成を有し、下側は開口している。前記円筒部２は、全体がステンレス鋼などの金属で形成されている。
【００１７】
前記胴部３は、縦断面視略Ｕ字状の有底筒状に形成され、上部が開口している。胴本体部３Ａには、後述するヒートパイプ３６を挿通するための貫通孔３Ｂが複数形成されている。前記胴部３は、全体がステンレス鋼などの金属で形成されている。
【００１８】
次に、図２を参照しながら前記伝熱ブロック４及び前記円環ブロック５について詳述する。前記伝熱ブロック４は、上下が開口し、略円筒状に形成されたブロック本体部４Ａと、このブロック本体部４Ａの下端から外周方向に水平に延設されたフランジ部４Ｂとが一体となった構成を有している。前記ブロック本体部４Ａの下端内周面には面取部４Ｃが形成されている。また、前記フランジ部４Ｂの外周部は上下２段に形成され、上段部４Ｄよりも下段部４Ｅの方が外周方向へ突出している。前記伝熱ブロック４は、前記胴部３を形成するステンレス鋼などの金属よりも熱伝導率が高く且つ強度が比較的高い銅等の熱良導性金属で形成されている。
【００１９】
前記円環ブロック５は、平面視略円環板状に形成されている。内周部は上下２段に形成され、上段部５Ａが下段部５Ｂよりも内周方向に突出している。この上下段部５Ａ，５Ｂがそれぞれ、前記上下段部４Ｄ，４Ｅに当接し、鑞付けにより接合される。また、前記円環ブロック５の外周面５Ｃは前記胴部３の内面と熔接により接合される。前記円環ブロック５は、全体がステンレス鋼で形成されている。なお、前記伝熱ブロック４と前記円環ブロック５の接合部の形状は、他の形状であってもよい。
【００２０】
前記胴部３の上端面３Ｃと、前記円環ブロック５の上面５Ｄと、前記フランジ部４Ｂの上面４Ｆは面一となっている。また、前記円環ブロック５の下面５Ｅと前記フランジ部４Ｂの下面４Ｇは面一となっている。また、前記筒部２の下端部は、前記伝熱ブロック４の上端部内周面に鑞付けにより接合される。
【００２１】
前記円筒部２の内部には、前記胴部３の内部まで延びるシリンダ７が、前記円筒部２に対して同軸的に挿入されて設けられている。このシリンダ７の先端部分であるシリンダ先端部７Ａには、このシリンダ７とは別体の延長シリンダ部６が同軸状に接続されている。そして、前記シリンダ７は、アルミニウム等の金属を用いてダイカスト等の鋳造を行うことによって、後述するマウント２６，２７及び接続用腕部３０と一体に成形されたものであり、鋳造後に前記シリンダ７の内外周などを切削加工したものである。
【００２２】
前記シリンダ先端部７Ａ及び前記延長シリンダ部６の内側には、ディスプレイサー８が軸方向に摺動可能に収容されている。また、このディスプレイサー８の先端部分であるディスプレイサー先端部８Ａと前記先端部２Ｂの間には膨張室Ｅが形成されており、隙間９によって前記延長シリンダ部６の内外が連通されている。
【００２３】
また、前記筒本体部２Ａの内周と前記延長シリンダ部６の外周との間に再生器１０が設けられていると共に、前記シリンダ７の内外を連通する連通孔１１が前記シリンダ７自体に形成されている。
【００２４】
また、前記先端部２Ｂの内周と前記延長シリンダ部６の先端外周との間には、吸熱フィン１２が設けられると共に、前記再生器１０と前記連通孔１１の間において、前記円筒部２の内周と前記シリンダ７の外周との間に放熱フィン１３が設けられている。そして、前記延長シリンダ部６の先端内部から前記隙間９、前記吸熱フィン１２、前記再生器１０、前記放熱フィン１３、前記連通孔１１を通って前記シリンダ７内の圧縮室Ｃに至る経路１４が形成されている。
【００２５】
更に、前記胴部３内において、前記シリンダ７のシリンダ基部７Ｂ側の内側には、ピストン１５が軸方向に摺動可能に収容されている。
【００２６】
前記ピストン１５を往復動させる駆動機構である電磁往復駆動機構１６は、前記シリンダ基部７Ｂの外側に同軸状に延設された短筒状の可動子１７と、この可動子１７の一端に固定された円筒状の永久磁石１８と、この永久磁石１８の外周に近接して設けられた環状の電磁コイル１９と、前記永久磁石１８の内周に近接して設けられた導磁部２０とで構成されている。前記電磁コイル１９は固定子２４に巻かれるように設けられており、この固定子２４は前記電磁コイル１９等と共に一体化されている。
【００２７】
前記ピストン１５の下端部分であるピストン下部１５Ａは、前記可動子１７の底部分である可動子底部１７Ａに接続されており、前記ピストン１５と前記可動子１７は、連動するようになっている。また、前記ピストン下部１５Ａには、前記ピストン１５の動作を制御するための第一の板バネ２１が接続されている。さらに、前記ディスプレイサー８の下端には、このディスプレイサー８の動作を制御するためのロッド２２の一端が接続されていると共に、このロッド２２の他端には第二の板バネ２３が接続されている。このロッド２２は前記ピストン１５を貫通して延びている。また、前記一対の板バネ２１，２３は、前記胴部３内において前記シリンダ７の下方に配置されていると共に、前記第一の板バネ２１よりも前記第二の板バネ２３が下方に配置されている。
【００２８】
前記シリンダ７は、前記シリンダ先端部７Ａと前記シリンダ基部７Ｂとの間に、前記シリンダ先端部７Ａ及び前記シリンダ基部７Ｂと同軸状に前記マウント２６が一体に形成されている。また、このマウント２６の下端の位置に、外周方向に延設されたフランジ状の前記マウント２７が一体に成形されている。
【００２９】
前記マウント２６の外周面は、前記伝熱ブロック４の内周面との間に微細な間隙を有する。そして、前記マウント２６の外周面には、前記伝熱ブロック４に形成された前記面取部４Ｃに対応して、テーパ状のテーパ部２６Ａが形成されている。また、前記マウント２６の外周面には、凹溝２６Ｂが形成され、この凹溝２６ＢにＯリング２５が装着されている。そして、このＯリング２５によって、前記マウント２６と伝熱ブロック４との間の微細な隙間がシールされる。
【００３０】
前記マウント２７の上面２７Ａは、前記伝熱ブロック４のフランジ部４Ｂの下面４Ｇと熱的に接触、すなわち当接するため、平面状に形成されている。また、前記マウント２７の下面２７Ｂは、前記電磁往復駆動機構１６を構成する前記固定子２４の上面が当接するように形成されている。さらに、前記固定子２４の下面には固定リング２８が当接しており、この固定リング２８と前記マウント２７とで前記固定子２４を挟持している。従って、前記固定子２４、ひいてはこの固定子２４と一体化している前記電磁コイル１９が前記マウント２７に固定される。
【００３１】
前記マウント２７の外周側下面には、前記複数の接続用腕部３０が前記シリンダ７の軸方向と略平行に下方に向かって突設されている。なお、前記接続用腕部３０は前記マウント２７と一体に形成されている。
【００３２】
前記接続用腕部３０の先端面３０Ｂは、前記シリンダ７の軸方向と直交するように同一面上に形成されており、この先端面３０Ｂに雌螺子を有する螺子孔３０Ｃが前記シリンダ７の軸方向と平行に形成されている。前記先端面３０Ｂには、前記第一の板バネ２１が当接する。この第一の板バネ２１は、前記先端面３０Ｂに当接した状態で前記接続用腕部３０とスペーサー３１との間で挟持される。なお、前記スペーサー３１は、その本体３１Ａが正六角柱状に形成されており、その一端に前記螺子孔３０Ｃの雌螺子と螺合する雄螺子３１Ｂが前記本体３１Ａと同軸に形成されていると共に、その他端面３１Ｃに雌螺子を有する螺子孔３１Ｄが前記本体３１Ａと同軸に形成されている。そして、前記第一の板バネ２１に形成された螺子孔２１Ａを介して、前記スペーサー３１の一端の前記雄螺子３１Ｂを前記接続用腕部３０の螺子孔３０Ｃの雌螺子と螺合させることで、前記第一の板バネ２１が前記接続用腕部３０と前記スペーサー３１との間で挟持される。このとき、前記スペーサー３１の外形が正六角柱状に形成されているので、スパナ等で締め付けることで簡単に腕部３０に取り付けられる。
【００３３】
前記スペーサー３１を前記複数の接続用腕部３０にそれぞれ取り付けた状態において、前記スペーサー３１の他端面３１Ｃは、前記シリンダ７の軸方向と直交するように同一面上に形成されており、この他端面３１Ｃに前記第二の板バネ２３が当接する。そして、この第二の板バネ２３は、前記他端面３１Ｃに当接した状態で、前記第二の板バネ２３に形成された螺子孔２３Ａを介して、ビス３２を前記スペーサー３１の螺子孔３１Ｄの雌螺子と螺合させることで、前記第二の板バネ２３が前記スペーサー３１に固定される。
【００３４】
前記接続用腕部３０の外側には、略Ｌ字状に形成された前記ヒートパイプ３６が複数配設されている。このヒートパイプ３６は、前記胴部３の内部に前記ピストン１５の軸方向と平行に配置される基部３６Ａと、前記胴本体部３Ａに形成された前記貫通孔３Ｂを挿通して前記胴部３の外部、すなわち前記ケーシング１の外部に水平に突出した腕部３６Ｂとが一体に形成された構成を有する。前記ヒートパイプ３６と前記貫通孔３Ｂとの間隙３７は鑞３８により封止されている。
【００３５】
前記ヒートパイプ３６は良く知られたものであるが、念のため説明すると、銅等の熱良導性金属からなる管の内部を真空状態として、作動液を封入したものである。前記ヒートパイプ３６の内壁には、図示しないウィック（毛細管構造）が形成されている。前記基部３６Ａは、前記電磁コイル１９に対向する位置に配設されており、通電によって前記電磁コイル１９から発生した熱を受け取る受熱部として機能する。一方、前記腕部３６Ｂは、前記基部３６Ａで受け取った熱を前記ケーシング１内よりも温度の低い前記ケーシング１の外部に排出する放熱部として機能する。
【００３６】
前記基部３６Ａは前記電磁コイル１９から発生した熱によって加熱され、前記基部３６Ａ内の作動液が蒸発し、蒸気となった作動液がより温度の低い前記腕部３６Ｂに移動し、前記腕部３６Ｂで冷却・凝縮され液化する。前記ヒートパイプ３６の内壁にはウィックが形成されているため、前記腕部３６Ｂで液化した作動液はいわゆる毛細管現象によって前記基部３６Ａに還流する。そして、液化した作動液の移動が毛細管現象によって行われるので、前記ヒートパイプ３６の姿勢、即ちこのヒートパイプ３６が設けられたスターリング冷凍機の姿勢によらず、液化した作動液を前記腕部３６Ｂから基部３６Ａに還流させることができる。このように、前記ヒートパイプ３６は作動液の循環により高い熱伝導性を有する。
【００３７】
このように、前記ヒートパイプ３６は作動液の循環により高い熱伝導性を有するため、前記電磁コイル１９で発生する熱を前記ケーシング１外へ効率良く放出することができる。なお、各図においては、前記ヒートパイプ３６と接続用腕部３０が隣接しているが、実際には、前記ヒートパイプ３６は、複数設けられた前記各接続用腕部３０同士の間に配置させることが望ましい。なお、前記ヒートパイプ３６は前記電磁往復駆動機構１６で発生した熱だけでなく、前記電磁往復駆動機構１６や前記圧縮室Ｃで発生した熱によって加熱された前記胴部３内の作動流体の熱も前記ケーシング１の外部へ排出することができる。
【００３８】
なお、前記ヒートパイプ３６に替えてサーモサイフォン（図示せず）を用いてもよい。このサーモサイフォンも良く知られたものであるが、念のため説明すると、銅等の熱良導性金属からなる管の内部を真空状態として、作動液を封入したものである。そして、受熱部を下部、放熱部を上部に備えており、内部に封入された作動液が受熱部で加熱され、蒸発して前記サーモサイフォン内を上昇移動し、放熱部で冷却・凝縮されて液化する。この液化された作動液は、重力により前記サーモサイフォン内を下降移動し、受熱部に還流する。前記サーモサイフォンは、例えば、内部にウィック（毛細管構造）を有しない単管のものや、蒸発した作動液が上昇移動する際に通過する管と、液化した作動液が下降移動する際に通過する管を有する、いわゆるループ型サーモサイフォンを用いることができる。
【００３９】
３３はケーシング１の下方に設けた振動吸収ユニットであり、前記シリンダ７の軸線上に配置された連結部を介して同軸状に複数の板バネ３４とバランスウエイト３５が重なるように配置されている。この振動吸収ユニット３３は、前記ピストン１５及び前記ディスプレイサー８の往復動による前記ケーシング１の振動を吸収する。
【００４０】
次に、本実施形態の作用について説明する。まず、前記ケーシング１の外部に設けられた図示しない電源から、同じく図示しない駆動回路及び電源コードを介して、所定の周波数の交番電流を前記電磁往復駆動機構１６の前記固定子２４の電磁コイル１９に供給する。このように、前記電磁コイル１９に交番電流を流すことで、この電磁コイル１９から交番磁界が発生して前記固定子２４で集中し、この交番磁界によって、前記可動子１７を軸方向に往復動させる力が生じる。この力によって、前記永久磁石１８を固定した前記可動子１７に接続された前記ピストン１５が、前記シリンダ７内を軸方向に往復動する。
【００４１】
前記ピストン１５が前記ディスプレイサー８に近づく方向に移動すると、前記ピストン１５と前記ディスプレイサー８との間に形成された前記圧縮室Ｃ内の気体が圧縮されて、前記連通孔１１、前記放熱フィン１３、前記再生器１０、前記吸熱フィン１２、前記隙間９を通り、前記ディスプレイサー８の先端と前記円筒部２の前記先端部２Ｂの間に形成された前記膨張室Ｅに至ることで、前記ディスプレイサー８が前記ピストン１５に対して所定の位相差をもって押し下げられる。
【００４２】
一方、前記ピストン１５が前記ディスプレイサー８から遠ざかる方向に移動すると、前記圧縮室Ｃの内部が負圧となり、前記膨張室Ｅ内の気体が前記膨張室Ｅから前記隙間９、前記吸熱フィン１２、前記再生器１０、前記放熱フィン１３、前記連通孔１１を通って前記圧縮室Ｃに還流することで、前記ディスプレイサー８が前記ピストン１５に対して所定の位相差をもって押し上げられる。
【００４３】
このような工程中において二つの等温変化と等体積変化とからなる可逆サイクルが行われることによって、前記膨張室Ｅの近傍は低温となり、一方、前記圧縮室Ｃの近傍は高温となる。前記伝熱ブロック４は、前記圧縮室Ｃの外側に前記圧縮室Ｃを取り囲むように配設されているため、前記圧縮室Ｃ内において圧縮された気体の圧縮熱を直接効率的に受け取ることができる。また、前記伝熱ブロック４は、前記放熱フィン１３及び前記マウント２７と当接しているため、前記圧縮室Ｃから前記放熱フィン１３や前記マウント２７に伝導した熱も効率的に受け取ることができる。さらに、前記伝熱ブロック４は、前記電磁往復駆動機構１６から前記マウント２７に伝導した熱も効率的に受け取ることができる。そして、上記各部から受熱した前記伝熱ブロック４は、より温度の低い前記ケーシング１の外部に熱を排出し、スターリング冷凍機の冷却能力を向上させることができる。
【００４４】
なお、スターリング冷凍機の冷却能力を向上させるために、前記電磁コイル１９へ供給する電力を増大させると、前記電磁往復駆動機構１６及び前記圧縮室Ｃで発生する熱量も増大する。このように、前記電磁往復駆動機構１６及び前記圧縮室Ｃで発生する熱量が増大しても、前記伝熱ブロック４及びヒートパイプ３６によって、良好に排熱することができる。そして、前記電磁往復駆動機構１６で発生した熱量が、前記圧縮室Ｃで発生した熱量よりも大きい場合、前記電磁往復駆動機構１６で発生した熱は、前記ヒートパイプ３６によって排熱されると共に、前記マウント２７から前記伝熱ブロック４に伝導して、この伝熱ブロック４から排熱される。一方、前記圧縮室Ｃで発生した熱は、前記伝熱ブロック４から排熱される。これに対し、前記電磁往復駆動機構１６で発生した熱量が、前記圧縮室Ｃで発生した熱量よりも小さい場合、前記電磁往復駆動機構１６で発生した熱は、前記ヒートパイプ３６によって排熱される。一方、前記圧縮室Ｃで発生した熱は、前記伝熱ブロック４から排熱されると共に、前記伝熱ブロック４から前記マウント２７に伝導して、このマウント２７の近傍に設けられた前記ヒートパイプ３６から排熱される。即ち、前記圧縮室Ｃと前記電磁往復駆動機構１６の固定子２４の温度の何れが高いかに拘わらず、スターリング冷凍機全体で発生した熱を良好に排出することができる。
【００４５】
以上のように、本実施形態のスターリング冷凍機は、円筒部２と胴部３を有するケーシング１と、このケーシング１内に収容されると共に熱良導性金属からなるマウント２７が設けられたシリンダ７と、このシリンダ７内に往復動可能に収容されるピストン１５及びディスプレイサー８と、前記マウント２７に保持されると共に前記胴部３内に位置する電磁往復駆動機構１６の固定子２４と、前記ピストン１５に接続される前記電磁往復駆動機構１６の可動子１７とを有して構成されるスターリング冷凍機において、前記ケーシング１の一部を熱良導性金属からなる伝熱ブロック４とすると共に、前記伝熱ブロック４と前記マウント２７とを熱的に接触させたことにより、前記電磁往復駆動機構１６の固定子２４で発生した熱が、熱良導性金属によって形成された前記マウント２７及び伝熱ブロック４を経て前記ケーシング１外に排出されるので、前記電磁往復駆動機構１６を良好に冷却することができる。これによって、前記スターリング冷凍機の冷却能力を高めることができる。
【００４６】
また、前記ピストン１５とディスプレイサー８との間に定義される圧縮室Ｃの外側に、前記伝熱ブロック４を設けたことにより、前記圧縮室Ｃで発生した熱を前記伝熱ブロック４から排出することができる。これによって、前記スターリング冷凍機の冷却能力を高めることができる。
【００４７】
また、前記胴部３に貫通孔３Ｂを形成し、この貫通孔３Ｂから前記胴部３内にヒートパイプ３６又はサーモサイフォンを挿入すると共に、前記貫通孔３Ｂと前記ヒートパイプ３６又はサーモサイフォンとの間隙３７を封止したことにより、前記圧縮室Ｃの温度が前記固定子２４の温度よりも高い場合、前記圧縮室Ｃから前記伝熱ブロック４及びマウント２７を経て前記胴部３内に流れた熱を前記ヒートパイプ３６又はサーモサイフォンによって前記ケーシング１外に排出することができる。一方、前記圧縮室Ｃの温度が前記固定子２４の温度よりも低い場合には、前記固定子２４から前記マウント２７を経て前記伝熱ブロック４に流れた熱を、この伝熱ブロック４から前記ケーシング１外に排出することができる。従って、前記圧縮室Ｃと前記固定子２４の温度の何れが高いかに拘わらず、スターリング冷凍機全体で発生した熱を良好に排出することができる。
【００４８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において、種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態においては、管状のヒートパイプを使用しているが、シート型など他の形状のヒートパイプを使用してもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１  ケーシング
２  円筒部
３  胴部
３Ｂ  貫通孔
４  伝熱ブロック
７  シリンダ
８  ディスプレイサー
１５  ピストン
１６  電磁往復駆動機構
１７  可動子
２４  固定子
２７  マウント
３６  ヒートパイプ
３７  間隙
Ｃ  圧縮室
【図１】
2016161140.tif 000003
【図２】
2016161140.tif 000004