(57)【要約】【課題】蓄冷材と容器との隙間を通る作動ガス流れを遮断するシール構造をもつスターリング冷凍機を提供する。【解決手段】スターリング冷凍機は、シリンダ５６と、シリンダ５６の径方向外側に隣接配置されている蓄冷器３８と、シリンダ５６基端に固定されている第１蓄冷器支持部材３７と、を備える第１組立体と、蓄冷器容器５４と、容器基端に固定されている第２蓄冷器支持部材３９と、を備える第２組立体であって、蓄冷器３８が蓄冷器容器５４の径方向内側に隣接配置されかつ第１蓄冷器支持部材３７と第２蓄冷器支持部材３９とにより軸方向に挟持されるように、第１組立体に取り外し可能に取り付けられている第２組立体と、シリンダ５６先端と第２蓄冷器支持部材３９との間に挟み込まれている環状シール部材６４と、を備える。【選択図】図２
2017146036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ基端およびシリンダ先端を備え前記シリンダ基端から前記シリンダ先端へと軸方向に延在するシリンダと、前記シリンダの径方向外側に隣接配置されている蓄冷器と、前記シリンダ基端に固定されている第１蓄冷器支持部材と、を備える第１組立体と、
容器基端および容器先端を備え前記容器基端から前記容器先端へと軸方向に延在する蓄冷器容器と、前記容器基端に固定されている第２蓄冷器支持部材と、を備える第２組立体であって、前記蓄冷器が前記蓄冷器容器の径方向内側に隣接配置されかつ前記第１蓄冷器支持部材と前記第２蓄冷器支持部材とにより軸方向に挟持されるように、前記第１組立体に取り外し可能に取り付けられている第２組立体と、
前記シリンダ先端と前記第２蓄冷器支持部材との間に挟み込まれている環状シール部材と、を備えることを特徴とするスターリング冷凍機。
【請求項２】
前記シリンダ先端が前記環状シール部材を備えており、前記第２蓄冷器支持部材は環状溝を有し、前記シリンダ先端が前記環状シール部材とともに前記環状溝に嵌め込まれていることを特徴とする請求項１に記載のスターリング冷凍機。
【請求項３】
前記環状シール部材は、前記シリンダ先端の内面および外面を被覆するよう前記シリンダ先端に装着されていることを特徴とする請求項１または２に記載のスターリング冷凍機。
【請求項４】
前記第２組立体は、前記第２蓄冷器支持部材に対し前記蓄冷器と軸方向反対側に配設され前記容器基端に固定されている冷却ステージを備え、作動ガスの膨張空間が前記冷却ステージと前記第２蓄冷器支持部材との間に形成されており、
前記第２蓄冷器支持部材は、前記環状シール部材に接触する内周部と、前記容器基端に固定されている外周部と、を備え、前記内周部が前記外周部に対し前記膨張空間内で前記冷却ステージに向けて軸方向に突き出していることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のスターリング冷凍機。
【請求項５】
前記シリンダ内を軸方向に延在するディスプレーサであって、前記シリンダに沿って軸方向に往復動可能に配設されているディスプレーサをさらに備え、
前記シリンダは、第１内径を有するシリンダ内周面を備え、前記第２蓄冷器支持部材は、前記第１内径より小さい第２内径を有する支持部材内周面を備え、
前記ディスプレーサは、前記シリンダ内周面に面し第１外径を有する第１ディスプレーサ外周面と、前記支持部材内周面に面し、前記第１外径より小さい第２外径を有する第２ディスプレーサ外周面と、前記第１ディスプレーサ外周面と前記第２ディスプレーサ外周面との間に形成されているディスプレーサ段部と、を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のスターリング冷凍機。
【請求項６】
前記第１蓄冷器支持部材は、第１熱交換器を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のスターリング冷凍機。
【請求項７】
前記第２蓄冷器支持部材は、第２熱交換器を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれかに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。
【背景技術】
【０００２】
スターリング冷凍機などの極低温冷凍機の蓄冷材として、積層された複数枚の金網が使用されることがある。そうした蓄冷材は容器に詰められて冷凍機に装着される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１４６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
製造上の公差によって、僅かな隙間が蓄冷材と容器との間に生じうる。隙間は作動ガスの通路となりうる。作動ガスが蓄冷材を迂回して隙間を流れると、作動ガスと蓄冷材との熱交換が有効に行われない。そのため、蓄冷器の効率が低下してしまうことになる。
【０００５】
こうした作動ガスの漏れは、容器部材とその隣接構造部材とをろう付けなどの適切な方法で接合して隙間の出入口を塞ぐことによって、なくすことができる。しかし、これら部材に不所望の変形を与えることなく接合するには高度の技術が必要とされうる。高い寸法精度が求められる場合においてはとりわけ、そうである。また、蓄冷器の組立や分解に手間がかかる。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、本発明のある態様の例示的な目的のひとつは、蓄冷材と容器との隙間を通る作動ガス流れを遮断するシール構造をもつスターリング冷凍機を提供することにある。
【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、スターリング冷凍機は、シリンダ基端およびシリンダ先端を備え前記シリンダ基端から前記シリンダ先端へと軸方向に延在するシリンダと、前記シリンダの径方向外側に隣接配置されている蓄冷器と、前記シリンダ基端に固定されている第１蓄冷器支持部材と、を備える第１組立体と、容器基端および容器先端を備え前記容器基端から前記容器先端へと軸方向に延在する蓄冷器容器と、前記容器基端に固定されている第２蓄冷器支持部材と、を備える第２組立体であって、前記蓄冷器が前記蓄冷器容器の径方向内側に隣接配置されかつ前記第１蓄冷器支持部材と前記第２蓄冷器支持部材とにより軸方向に挟持されるように、前記第１組立体に取り外し可能に取り付けられている第２組立体と、前記シリンダ先端と前記第２蓄冷器支持部材との間に挟み込まれている環状シール部材と、を備える。
【０００８】
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】
【０００９】
本発明によれば、蓄冷材と容器との隙間を通る作動ガス流れを遮断するシール構造をもつスターリング冷凍機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ある実施形態に係るスターリング冷凍機の全体構成を概略的に示す図である。
【図２】ある実施形態に係るスターリング冷凍機の膨張機を概略的に示す図である。
【図３】ある実施形態に係るスターリング冷凍機の膨張機の分解組立図である。
【図４】あるスターリング冷凍機の蓄冷器を概略的に示す図である。
【図５】他の実施形態に係るスターリング冷凍機の膨張機を概略的に示す図である。
【図６】他の実施形態に係るスターリング冷凍機の膨張機を概略的に示す図である。
【図７】他の実施形態に係るスターリング冷凍機の膨張機を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。なお、説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、以下に述べる構成は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【００１２】
図１は、ある実施形態に係るスターリング冷凍機１０の全体構成を概略的に示す図である。スターリング冷凍機１０は、圧縮機１１、接続管１２、及び膨張機１３を備える。圧縮機１１は膨張機１３から離れて配置されている。接続管１２は、圧縮機１１の作動ガス室を膨張機１３の作動ガス室に接続する。接続管１２は、圧縮機１１と膨張機１３との間で作動ガスを流通させるガス流路を提供する。作動ガスは例えばヘリウムガスである。
【００１３】
スターリング冷凍機１０は、例えば、スプリット式のスターリング冷凍機である。この場合、圧縮機１１は作動ガスの圧力振動を生成する。これが接続管１２を通じて膨張機１３に伝達される。膨張機１３には圧縮機１１の圧力振動と同一の周波数で当該振動と位相差を有する圧力振動が生じる。圧縮機１１と膨張機１３との間に逆スターリングサイクルが形成される。このようにして、膨張機１３は寒冷を発生させる。
【００１４】
図２は、図１に示す膨張機１３を概略的に示す図である。図２には膨張機１３の内部構造の概略を示す。図３は、図２に示す膨張機１３の一部分の分解組立図である。
【００１５】
膨張機１３は、第１組立体１３ａおよび第２組立体１３ｂを備える。第１組立体１３ａは、シリンダ５６、環状シール部材６４、蓄冷器３８、および第１蓄冷器支持部材３７を備える。第２組立体１３ｂは、蓄冷器容器５４、第２蓄冷器支持部材３９、および冷却ステージ２９を備える。
【００１６】
シリンダ５６は、シリンダ基端５６ａ、シリンダ先端５６ｂ、およびシリンダ内周面５６ｃを備える。シリンダ５６は、シリンダ基端５６ａからシリンダ先端５６ｂへと軸方向に延在する。シリンダ５６は、金属または樹脂で形成されている。蓄冷器３８は、シリンダ５６の径方向外側に隣接配置されている。蓄冷器３８は、蓄冷材積層体、例えば、金網の積層構造を備える。第１蓄冷器支持部材３７は、シリンダ基端５６ａに固定されている。第１蓄冷器支持部材３７からのシリンダ５６の軸長は、蓄冷器３８の軸方向高さより長い。そのため、シリンダ先端５６ｂは蓄冷器３８から軸方向に突き出している。
【００１７】
蓄冷器容器５４は、容器基端５４ａおよび容器先端５４ｂを備え、容器基端５４ａから容器先端５４ｂへと軸方向に延在する。蓄冷器容器５４は、シリンダ５６と同軸に配設されており、シリンダ５６との間に蓄冷器３８のための環状またはドーナツ状収容空間を形成する。第２蓄冷器支持部材３９は、容器基端５４ａに固定されている。冷却ステージ２９は、第２蓄冷器支持部材３９に対し蓄冷器３８と軸方向反対側に配設され容器基端５４ａに固定されている。冷却ステージ２９はドーム状の内面を有する。作動ガスの膨張空間２８が冷却ステージ２９のドーム状内面と第２蓄冷器支持部材３９との間に形成されている。
【００１８】
第２組立体１３ｂは、第１組立体１３ａに取り外し可能に取り付けられている。第１組立体１３ａを第２組立体１３ｂに取り付けることにより、蓄冷器３８は、蓄冷器容器５４の径方向内側に隣接配置され、かつ第１蓄冷器支持部材３７と第２蓄冷器支持部材３９とにより軸方向に挟持される。
【００１９】
また、膨張機１３は、膨張機本体２０、ディスプレーサ２２、及び少なくとも１つの支持部４０を備える。
【００２０】
膨張機本体２０は、高圧の作動ガスを気密に保持するよう構成されている圧力容器である。この圧力容器は、内部を気密に保持するよう相互に連結された複数の容器部分から構成されていてもよい。ディスプレーサ２２は、膨張機本体２０の中で往復移動するよう構成されている可動部材である。支持部４０は、ディスプレーサ２２の往復移動を可能とするようにディスプレーサ２２を膨張機本体２０に支持する。
【００２１】
膨張機本体２０は、第１区画２４及び第２区画２６を備える。第１区画２４は、膨張機本体２０とディスプレーサ２２との間に形成される作動ガスの膨張空間２８を含む。膨張空間２８に隣接する膨張機本体２０の部分には、対象物を冷却するための冷却ステージ２９が設けられている。第２区画２６は、弾性部材３０を介してディスプレーサ２２を膨張機本体２０に支持するよう構成されている。
【００２２】
膨張機本体２０のうち、第１区画２４側の一部は、図示しない真空容器に収容される。フランジ４７は、真空容器内部の真空層と真空容器外部の大気層とを分離する。
【００２３】
第２区画２６は、ディスプレーサ２２の往復移動方向（図において矢印Ｃで示す）において第１区画２４と隣接する。第２区画２６と第１区画２４との間にはシール部２５が設けられており、これにより第２区画２６は第１区画２４から仕切られている。よって、第１区画２４における作動ガスの圧力変動は、第２区画２６に伝わらないか、または第２区画２６における作動ガスの圧力にあまり影響しない。なお、第２区画２６は、圧縮機１１から送られる作動ガスの平均圧力と同等の圧力となるように、作動ガスと同種のガスが封入されている。
【００２４】
ディスプレーサ２２は、シリンダ５６内を軸方向に延在する。ディスプレーサ２２は、シリンダ５６に沿って軸方向に往復動可能に配設されている。ディスプレーサ２２は、第１ディスプレーサ外周面３２ａ、第２ディスプレーサ外周面３２ｂ、およびディスプレーサ段部３２ｃを備える。
【００２５】
ディスプレーサ２２は、第１区画２４に収容されているディスプレーサヘッド３２と、ディスプレーサロッド３４と、を備える。ディスプレーサロッド３４は、ディスプレーサヘッド３２より細い軸部である。ディスプレーサ２２はその往復移動方向に平行である中心軸（図において一点鎖線Ａで示す）を有しており、ディスプレーサヘッド３２及びディスプレーサロッド３４はディスプレーサ２２の中心軸に同軸に設けられている。ディスプレーサ２２は内部空間を有しており、作動ガスと同種のガスで満たされている。
【００２６】
ディスプレーサロッド３４は、ディスプレーサヘッド３２からシール部２５を通って第２区画２６へと延在する。ディスプレーサロッド３４は、ディスプレーサ２２の往復移動を可能とするよう第２区画２６において膨張機本体２０により支持される。上述のシール部２５は例えば、ディスプレーサロッド３４と膨張機本体２０との間に形成されるロッドシールであってもよい。なお、ディスプレーサロッド３４もディスプレーサ２２と同様に内部空間を有している。ディスプレーサロッド３４はディスプレーサヘッド３２と接続しており、ディスプレーサ２２の内部空間と連通している。
【００２７】
膨張機１３は、ディスプレーサ２２の往復移動方向における複数の異なる位置で、ディスプレーサ２２の往復移動を可能とするようディスプレーサ２２を膨張機本体２０に支持する。そのために、膨張機１３には２つの支持部４０が備えられている。これら２つの支持部４０は第２区画２６に設けられている。このようにして、中心軸に対するディスプレーサ２２の傾動を抑制することができる。
【００２８】
支持部４０に設けられている弾性部材３０は、ディスプレーサ２２が中立位置から変位するときディスプレーサ２２に弾性的復元力が作用するように、ディスプレーサロッド３４と膨張機本体２０との間に配設されている。これにより、ディスプレーサ２２は、弾性部材３０のバネ定数、作動ガスの圧力に起因するバネ定数、ディスプレーサ２２の重量などから定まる固有振動数で往復移動する。例えば、ディスプレーサロッド３４の断面積に応じたガスバネ作用も固有振動数に影響する。
【００２９】
弾性部材３０は例えば、少なくとも１つの板バネを含むバネ機構を備える。板バネはフレクシャベアリングとも呼ばれるバネであり、ディスプレーサ２２の往復移動方向に柔軟であり、往復移動方向に垂直な方向に剛である。したがって、弾性部材３０により、ディスプレーサ２２はその中心軸に沿う方向への移動が許容されているが、それと直交する方向への移動は規制されている。ディスプレーサロッド３４は、弾性部材取付部５１を介して弾性部材３０に固定される。
【００３０】
このようにして、ディスプレーサ２２と弾性部材３０とからなる振動系が構成されている。この振動系は、圧縮機１１の可動部材の振動と同一の周波数で当該振動と位相差を有してディスプレーサ２２が振動するよう構成されている。ディスプレーサ２２は、圧縮機１１の可動部材の振動によって生じる作動ガス圧力の脈動によって駆動される。ディスプレーサ２２及び圧縮機１１の可動部材の往復動によって膨張空間２８と圧縮機１１の作動ガス室との間に逆スターリングサイクルが形成される。こうして、膨張空間２８に隣接する冷却ステージが冷却され、スターリング冷凍機１０は対象物を冷却することができる。
【００３１】
膨張空間２８は、ディスプレーサヘッド３２の先端面と冷却ステージ２９との間に形成されている。膨張空間２８は、ディスプレーサヘッド３２とディスプレーサロッド３４との接合部と軸方向反対側に形成されている。この接合部とシール部２５との間には、接続管１２に接続されるガス空間３６が形成されている。膨張空間２８とガス空間３６との間の作動ガスの流通は蓄冷器３８を通じて可能である。
【００３２】
第１蓄冷器支持部材３７は、蓄冷器３８とガス空間３６の間に、つまりスターリング冷凍機１０の常温部に配置されている。第１蓄冷器支持部材３７は、蓄冷器３８と同様に、環状またはドーナツ状の形状を有する。第１蓄冷器支持部材３７は、シリンダ基端５６ａから径方向外側に向けて延びている。第１蓄冷器支持部材３７は作動ガス流路を有しており、ガス空間３６と蓄冷器３８との間の作動ガスの流通は第１蓄冷器支持部材３７を通じてなされる。
【００３３】
第１蓄冷器支持部材３７は、第１熱交換器３７ａを備える。第１熱交換器３７ａは、例えば、水冷式熱交換器、または、冷却液または冷媒を用いる熱交換器であってもよい。第１熱交換器３７ａは、圧縮機１１から供給された作動ガスを冷却し、その熱を膨張機１３の外部へ放出するための熱交換を実現する。第１蓄冷器支持部材３７は第１熱交換器３７ａと一体に形成されていてもよい。
【００３４】
第２蓄冷器支持部材３９は、蓄冷器３８と冷却ステージ２９との間に、つまりスターリング冷凍機１０の低温部に配置されている。第２蓄冷器支持部材３９は、蓄冷器３８と同様に、環状またはドーナツ状の形状を有する。第２蓄冷器支持部材３９は、容器基端５４ａから径方向内側に向けて延びている。第２蓄冷器支持部材３９は作動ガス流路を有しており、膨張空間２８と蓄冷器３８との間の作動ガスの流通は第２蓄冷器支持部材３９を通じてなされる。第２蓄冷器支持部材３９は、低温熱交換器であってもよい。第２蓄冷器支持部材３９は、金属（例えば、無酸素銅）で形成されている。
【００３５】
第１蓄冷器支持部材３７および第２蓄冷器支持部材３９は、蓄冷器３８のための一対の保持具として設けられている。これら一対の保持具は、蓄冷材積層体を軸方向に圧縮保持するよう蓄冷材積層体をその軸方向両端から挟持する。このように蓄冷材を圧縮保持するのは、作動ガスの流れによる蓄冷材の位置変動を防止するためである。こうして、蓄冷材積層体を形成する多数の蓄冷材部材が一対の保持具の間に固定される。
【００３６】
第２蓄冷器支持部材３９は、環状溝３９ａおよび支持部材内周面３９ｂを備える。環状溝３９ａは、シリンダ先端５６ｂに対応する位置に形成されている。シリンダ内周面５６ｃは、第１内径Ｄ１を有し、支持部材内周面３９ｂは、第１内径Ｄ１より小さい第２内径Ｄ２を有する。
【００３７】
第１ディスプレーサ外周面３２ａは、シリンダ内周面５６ｃに面し、第１外径ｄ１を有する。第２ディスプレーサ外周面３２ｂは、支持部材内周面３９ｂに面し、第１外径ｄ１より小さい第２外径ｄ２を有する。ディスプレーサ段部３２ｃは、第１ディスプレーサ外周面３２ａと第２ディスプレーサ外周面３２ｂとの間に形成されている。ディスプレーサ段部３２ｃは、ディスプレーサヘッド３２とシリンダ５６との隙間を通る作動ガスの漏れを低減することに役立つ。
【００３８】
環状シール部材６４は、シリンダ先端５６ｂと第２蓄冷器支持部材３９との間に挟み込まれている。具体的には、シリンダ先端５６ｂが環状シール部材６４を備えており、シリンダ先端５６ｂが環状シール部材６４とともに環状溝３９ａに嵌め込まれている。環状シール部材６４は、シリンダ先端５６ｂの内面および外面を被覆するようシリンダ先端５６ｂに装着されている。図３に矢印で示すように、第１組立体１３ａが第２組立体１３ｂに挿入され、両者は合体される。シリンダ先端５６ｂと第２蓄冷器支持部材３９とはろう付けによる接合はなされない。
【００３９】
環状シール部材６４は、樹脂材料で形成されている。例えば、環状シール部材６４は、フッ素系樹脂（例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ＰＴＦＥ）製またはポリアミド樹脂製のスリーブ、ポリイミドフィルム製の粘着テープ（例えば、カプトン（登録商標）テープ）、熱収縮チューブ、スリッパーシール、または、Ｏリングであってもよい。環状シール部材６４は、弾性体であってもよい。
【００４０】
図４は、あるスターリング冷凍機の蓄冷器１３８を概略的に示す。図４においては、ディスプレーサの図示を省略し、その中心軸を一点鎖線で示す。蓄冷器１３８は、ディスプレーサの中心軸と同軸に配設されている。
【００４１】
蓄冷器１３８は、容器外筒１５４及び容器内筒１５６を有する蓄冷材容器１５２を備える。容器内筒１５６はディスプレーサを案内するシリンダとして機能する。容器外筒１５４と容器内筒１５６との間に蓄冷材積層体１５８が収容されている。蓄冷材積層体１５８は、軸方向に積層された多数の金網部材１６０から形成されている。個々の金網部材１６０は、軸方向に垂直な平面に沿って延在する。蓄冷材積層体１５８の軸方向両端には一対の保持具１６２が設けられている。金網部材１６０は、環状またはドーナツ状の形状を有する。保持具１６２も同様に、環状またはドーナツ状の形状を有する。
【００４２】
一般に、金網部材１６０は、蓄冷材容器１５２の中の空間を完全に埋め、蓄冷材容器１５２と蓄冷材積層体１５８との間に隙間が生じないように寸法が定められている。しかし、実際には、図示されるように、蓄冷材積層体１５８と蓄冷材容器１５２との間には僅かな隙間が生じうる。容器外筒１５４と蓄冷材積層体１５８との間には外側隙間１６４ａが生じ、容器内筒１５６と蓄冷材積層体１５８との間には内側隙間１６４ｂが生じうる。こうした隙間は、金網部材１６０の製造上の公差に起因する。隙間は作動ガスの通路となりうる。作動ガスが隙間を流れると、作動ガスと蓄冷材との熱交換が有効に行われない。そのため、蓄冷器１３８の効率が低下してしまうことになる。僅かな隙間であっても、蓄冷器１３８の性能は顕著に低下しうる。
【００４３】
これに対して、実施形態に係るスターリング冷凍機１０には環状シール部材６４が設けられ、第２蓄冷器支持部材３９とシリンダ５６との間に生じうる隙間が塞がれている。たとえ蓄冷器３８とシリンダ５６との間に隙間が生じたとしても、そこでの作動ガス流れを環状シール部材６４が遮断することができる。よって、蓄冷器３８の効率低下を防止または緩和することができる。
【００４４】
また、環状シール部材６４は、低温熱交換器である第２蓄冷器支持部材３９とシリンダ５６との間に生じうる隙間を塞いでいる。そのため、低温熱交換器の熱交換効率を改善することができる。
【００４５】
環状シール部材６４は、蓄冷器３８の抜け止めのためにシリンダ５６に設けられていてもよい。第１組立体１３ａが第２組立体１３ｂに取り付けられる前において、第１組立体１３ａを逆さにしたときに蓄冷器３８が落下するのを防止できる。組立の作業性を向上することができる。
【００４６】
図５は、他の実施形態に係る膨張機１３を概略的に示す図である。図５に示されるように、環状シール部材６４は、シリンダ先端５６ｂの外面のみを被覆するようシリンダ先端５６ｂに装着されていてもよい。環状シール部材６４は、シリンダ先端５６ｂと第２蓄冷器支持部材３９との間に挟み込まれている。このようにしても、環状シール部材６４は、蓄冷器３８とシリンダ５６との隙間における作動ガス流れを遮断することができる。
【００４７】
図６は、他の実施形態に係る膨張機１３を概略的に示す図である。図示されるように、環状シール部材６４については、図２および図３の実施形態と同様である。ただし、第２蓄冷器支持部材３９は、環状シール部材６４に接触する内周部３９ｃと、容器基端５４ａに固定されている外周部３９ｄと、を備える。内周部３９ｃは、外周部３９ｄに対し膨張空間２８内で冷却ステージ２９に向けて軸方向に突き出している。このような第２蓄冷器支持部材３９の形状は、第２蓄冷器支持部材３９と膨張空間２８との間の作動ガス流れ６６を冷却ステージ２９のほうに向けるのに役立つ。
【００４８】
図７は、他の実施形態に係る膨張機１３を概略的に示す図である。第１熱交換器３７ａが第１蓄冷器支持部材として設けられてもよい。図示されるように、第１熱交換器３７ａが蓄冷器３８を直接支持してもよい。このように、図２等に示される第１蓄冷器支持部材３７が省略されてもよい。
【００４９】
第２蓄冷器支持部材３９は、第２熱交換器４１（例えば、上述の低温熱交換器）と、第２熱交換器４１と蓄冷器３８とに挟まれる蓄冷器押さえ部材４２と、を備えてもよい。このように、第２蓄冷器支持部材３９は、図２に示す第１蓄冷器支持部材３７と同様に、互いに別体である熱交換器と押さえ部材で構成されていてもよい。
【００５０】
図７に示される熱交換器一体型の第１蓄冷器支持部材は、既述の実施形態のいずれかに適用されうる。例えば、図２に示す実施形態に適用される場合には、第１蓄冷器支持部材３７および第２蓄冷器支持部材３９がともに熱交換器一体型に構成される。また、図７に示される熱交換器分離型の第２蓄冷器支持部材は、既述の実施形態のいずれかに適用されうる。例えば、図２に示す実施形態に適用される場合には、第１蓄冷器支持部材３７および第２蓄冷器支持部材３９がともに熱交換器分離型に構成される。
【００５１】
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。
【００５２】
実施形態に係るシール構造は、ディスプレーサ２２を有しないスターリング冷凍機、例えば、スターリング型パルス管冷凍機に適用されてもよい。この場合、上述のシリンダ５６は、パルス管のシリンダであってもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１０  スターリング冷凍機、  １３ａ  第１組立体、  １３ｂ  第２組立体、  ２２  ディスプレーサ、  ２５  シール部、  ２８  膨張空間、  ２９  冷却ステージ、  ３２ａ  第１ディスプレーサ外周面、  ３２ｂ  第２ディスプレーサ外周面、  ３２ｃ  ディスプレーサ段部、  ３７  第１蓄冷器支持部材、  ３７ａ  第１熱交換器、  ３８  蓄冷器、  ３９  第２蓄冷器支持部材、  ３９ａ  環状溝、  ３９ｂ  支持部材内周面、  ３９ｃ  内周部、  ３９ｄ  外周部、  ４０  支持部、  ４１  第２熱交換器、  ５４  蓄冷器容器、  ５４ａ  容器基端、  ５４ｂ  容器先端、  ５６  シリンダ、  ５６ａ  シリンダ基端、  ５６ｂ  シリンダ先端、  ５６ｃ  シリンダ内周面、  ６４  環状シール部材。
【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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【図７】
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