专利名称：超低温制冷装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种超低温制冷装置，尤其涉及一种具有置换器的超低温制冷装置。
背景技术：
以往以来，作为具备置换器的超低温制冷装置已知吉福德-麦克马洪制冷机(以下称为GM制冷机)。该GM制冷机构成为置换器通过驱动装置在工作缸内往复移动。并且，在工作缸与置换器之间形成有膨胀空间。而且，成为如下结构，即通过置换器在工作缸内往复移动来使供给至膨胀空间的高压制冷剂气体膨胀，由此产生超低温寒冷。—般在该种GM制冷机中，置换器在工作缸内往复一次的I循环中，从下死点向上死点移动时的移动速度和从上死点向下死点移动时的移动速度设定为相等。即，以往置换器的I循环中的移动构成为沿着大致正弦波移动(专利文献I)。专利文献1:日本专利第2617681号公报一般在置换器处于上死点附近位置时实施使膨胀室内的制冷剂气体膨胀来产生寒冷的膨胀处理。然而，专利文献I公开的超低温制冷装置构成为虽然在上死点瞬间停止但立即朝向下死点开始动作。因此，产生制冷剂气体的膨胀行程不充分且冷却效率下降之类的问题点。
发明内容
本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于提供一种谋求提高制冷效率的超低温制冷装置。从第I观点考虑，上述课题能够通过超低温制冷装置解决，所述超低温制冷装置具有通过止转棒轭机构在工作缸内往复移动的置换器，该止转棒轭机构具备卡合成能够使滚子轴承进行移动的止转棒轭，并且伴随该置换器的移动而使形成于所述工作缸内的膨胀空间内的制冷剂气体膨胀来产生寒冷，其特征在于，在所述止转棒轭的与所述置换器的上死点对应的位置设置凹状部。发明效果根据公开的超低温制冷装置，由于能够加长制冷剂气体的膨胀行程，因此能够谋求提高冷却效率。
图1是作为本发明的一实施方式的GM制冷机的概要结构图。图2是放大表不设置于作为本发明的一实施方式的GM制冷机的止转棒轭机构的分解立体图。图3 (A)及图3 (B)是放大表示止转棒轭机构的滑块框的图。
图4是作为本发明的一实施方式的GM制冷机中的置换器的移动曲线图。图5是用于说明设置于作为本发明的一实施方式的GM制冷机的止转棒轭机构的动作的图。图6是作为本发明的一实施方式的GM制冷机的P-V线图。图7是表示本发明的效果的图。图8是表示止转棒轭机构的第I变形例的图。 图9是表示止转棒轭机构的第2变形例的图。图中1-GM制冷机，3-驱动机构，5-气体供给系统，6_气体压缩机，7_吸气阀，8-排气阀，9-气体流路，10-第I级工作缸，11-第I级置换器，12、22_蓄冷器，13、23_蓄冷材料，15-第I级膨胀室，20-第2级工作缸，21-第2级置换器、25-第2级膨胀室，28-冷却台，30-马达，31-马达轴,32-止转棒轭机构,34-曲柄部件,35-滚子轴承,36-止转棒轭，37-驱动臂，38-滑动槽，39-凸状部，45-凹状部，39a、45a圆弧形状部，39b,45b直线形状部。
具体实施例方式接着，对于本发明的实施方式与附图一同进行说明。图1表示作为本发明的一实施方式的超低温制冷装置。以下说明中，作为超低温制冷装置举出利用吉福德-麦克马洪循环的的超低温制冷装置(以下称为GM制冷机)为例子进行说明。然而，本发明的应用并不限于GM制冷机，能够应用于使用置换器的各种超低温制冷装置(例如索尔凡制冷机、斯特林制冷机等)。本实施方式所涉及的GM制冷机I为2级式制冷机，其具有第I级工作缸10和第2级工作缸20。该第I级工作缸10及第2级工作缸20由导热率较低的不锈钢形成。并且，构成为第2级工作缸20的高温端与第I级工作缸10的低温端连结。第2级工作缸20具有小于第I级工作缸10的直径。在第I级工作缸10及第2级工作缸20内分别插入有第I级置换器11及第2级置换器21。第I级置换器11及第2级置换器2 I相互连结，通过驱动机构3在第I级工作缸10、第2级工作缸20的轴向(图中为箭头Zl、Z2方向)上往复移动。并且，第I级置换器11及第2级置换器21的内部分别设置有蓄冷器12、蓄冷器22。在该蓄冷器12、蓄冷器22的内部分别填充有蓄冷材料13、蓄冷材料23。并且，第I级工作缸10内的高温端形成有空洞14，且在低温端形成有第I级膨胀室15。另外，第2级工作缸20的低温侧形成有第2级膨胀室25。在第I级置换器11及第2级置换器21上设置有多个制冷剂气体(氦气)流动的气体流路LI L4。气体流路LI连接空洞14和蓄冷器12，气体流路L2连接蓄冷器12和第I级膨胀室15。并且，气体流路L3连接第I级膨胀室15和蓄冷器22，气体流路L4连接蓄冷器22和第2级膨胀室25。第I级工作缸10的高温端侧的空洞14连接于气体供给系统5。气体供给系统5包括气体压缩机6、吸气阀7、排气阀8及气体流路9等而构成。吸气阀7连接于气体压缩机6的吸气口侧，并且排气阀8连接于气体压缩机6的排气口侧。若打开吸气阀7并且关闭排气阀8，则制冷剂气体从气体压缩机6通过吸气阀7及气体流路9供给至空洞14内。若关闭吸气阀7且打开排气阀8，则空洞14内的制冷剂气体通过气体流路9及排气阀8回收至气体压缩机6。驱动机构3使第I级置换器11及第2级置换器21在第I级工作缸10及第2级工作缸20内往复移动。该驱动机构3包括马达30和止转棒轭机构32。图2放大表示止转棒轭机构32。止转棒轭机构32大致包括曲柄部件34和止转棒轭36。曲柄部件34固定于马达30的旋转轴(以下称为马达轴31)。该曲柄部件34构成为在从马达轴31的安装位置偏心的位置设置有曲柄销34a。因此，若将曲柄部件34安装于马达轴31，则马达轴31和曲柄销34a成为偏心的状态。并且，在止转棒轭36上形成有向与各第I级置换器11、第2级置换器21的移动方向正交的方向(图中以箭头X1、X2表示的方向)延伸的滑动槽38。由此，止转棒轭36呈框形状。在形成于止转棒轭36的滑动槽38中卡合有滚子轴承35。滚子轴承35构成为能够在滑动槽38内向箭头X1、X2方向转动。此外，为了方便，止转棒轭36及滑动槽38的具体结构将在后面详述。在滚子轴承35的中心位置形成有与曲柄销34a卡合的曲柄销卡合孔35a。因此，在将曲柄销34a卡合于滚子轴承35的状态下若马达轴31旋转，则曲柄销34a以描绘圆弧的方式旋转，由此止转棒轭36向图中的箭头Z1、Z2方向往复移动。此时，滚子轴承35在滑动槽38内向图中的箭头X1、X2方向往复移动。止转棒轭36设置有向上方及下方延伸的驱动臂37。其中，如图1所示，下方的驱动臂37连结于第I级置换器11。由此，如上所述，若通过止转棒轭机构32使止转棒轭36向Z1、Z2方向往复移动，则驱动臂37也向上下方向移动，由此第I级置换器11及第2级置换器21在第I级工作缸10及第2级工作缸20内往复移动。所述吸气阀7和排气阀8构成为由马达30驱动的回转阀(未图示)。通过驱动该回转阀旋转，吸气阀7和排气阀8相对于置换器11、21的往复驱动而带有预定相位差地进行开闭。由此制冷剂气体在第I级膨胀室15和第2级膨胀室25内在预定的时刻膨胀，由此在第I级膨胀室15和第2级膨胀室25内产生寒冷。此外，吸气阀7和排气阀8由电磁阀构成，并且通过利用控制装置来对其进行电控制，由此能够构成为相对于置换器11、21的往复驱动，使吸气阀7和排气阀8带有预定相位差地进行开闭。接着，对上述结构的GM制冷机I的动作进行说明。在第I级置换器11及第2级置换器21将要到达下死点之前，控制装置对气体供给系统5的吸气阀7进行开阀。具体而言，在本实施方式中构成为，若通过驱动机构3使第I级置换器11及第2级置换器21达到下死点(BDC)前30°，则打开吸气阀7。此时，排气阀8维持闭阀状态。由此在气体压缩机6 (压缩器)中生成的高压制冷剂气体通过气体流路9及气体流路LI流入形成于第I级置换器11的蓄冷器12。流入蓄冷器12内的制冷剂气体被蓄冷器12内的蓄冷材料13冷却的同时前进，接着通过气体流路L2流入第I级膨胀室15。流入第I级膨胀室15后的制冷剂气体通过气体流路L3进入形成于第2级置换器21的蓄冷器22。而且，流入蓄冷器22内的制冷剂气体被蓄冷器22内的蓄冷材料23冷却的同时前进，接着通过气体流路L4流入第2级膨胀室25。在吸气阀7开阀之后，第I置换器11及第2级置换器21被驱动机构3驱动而到达第I级膨胀室15及第2级膨胀室25的体积变得最小的下死点，瞬时停止朝向下方(图中为箭头Z2方向)的移动(移动速度变为零)。之后，第I级置换器11及第2级置换器21开始向上方(图中为箭头Zl方向)移动。随此，从气体压缩机6供给的高压制冷剂气体通过上述路径供给(吸入)至第I级膨胀室15及第2级膨胀室25内。而且，在第I级置换器11及第2级置换器21达到121°的时亥IJ，关闭吸气阀7，停止从气体供给系统5向GM制冷机I供给制冷剂气体。若在吸气阀7闭阀之后，第I级置换器11及第2级置换器21进一步向上移动达到170°，则控制装置驱动气体供给系统5而对排气阀8进行开阀。此时，吸气阀7维持闭阀状态。由此，第I级膨胀室15及第2级膨胀室25内的制冷剂气体膨胀而在各膨胀室15、膨胀室25内产生寒冷。在排气阀8开阀之后，第I级置换器11及第2级置换器21被驱动机构3驱动而到达上死点，停止朝向上方(图中为箭头Zl方向)的移动(移动速度变为零)。之后，第I级置换器11及第2级置换器21开始向下方(图中为箭头Z2方向)移动。随此，在第2级膨胀室25中膨胀的制冷剂气体通过气体流路L4流入蓄冷器22内，冷却蓄冷器22内的蓄冷材料23的同时穿过，并通过气体流路L3流入第I级膨胀室15。流入第I级膨胀室15的制冷剂气体与在第I级膨胀室15中膨胀后的制冷剂气体一起通过气体流路L2流入蓄冷器12。流入蓄冷器12的制冷剂气体冷却蓄冷材料I 3的同时前进，并通过气体流路L1、气体流路9及排气阀8而回收至气体供给系统5的气体压缩机
6。而且，在第I级置换器11及第2级置换器21到达340°的时刻，排气阀8闭阀，停止制冷剂气体从GM制冷机I向气体供给系统5回收(吸入)的处理。通过反复进行以上循环，能够在第I级膨胀室15中产生20 50K左右的寒冷，能够在第2级膨胀室25中产生4 IOK以下的超低温。在此，着眼于构成驱动机构3的止转棒轭36，主要利用图2及图3对其结构及功能进行说明。图3 (A)及图3 (B)是主视观察止转棒轭36的图。如前所述，止转棒轭36上形成有向X1、X2方向延伸的滑动槽38。以往的止转棒轭的滑动槽一般呈横长的矩形状。与此相反，本实施方式中构成为，在滑动槽38的与置换器11及置换器21的下死点对应的位置(图3 (A)中以箭头A表示的位置。以下称为下死点对应位置A)设置有凸状部39。并且，构成为在滑动槽38的与置换器11及置换器21的上死点对应的区域设置有凹状部45。应予说明，以下将与该上死点对应的位置的中心称为上死点中央位置B (图3(A), (B)中以箭头B表示的位置。)滑动槽38在下部具有向X1、X2方向延伸的水平下部40，在上部同样具有向X1、X2方向延伸的水平上部41。凸状部39形成为在水平下部40的大致中央位置向上方(Zl方向)突出。并且，凹状部45形成为在水平上部41的大致中央位置朝向上方(Zl方向)凹陷。首先，利用图3 (A)对凸状部39进行说明。该图中，设想向铅垂方向(Z1、Z2方向)延伸且穿过下死点对应位置A及上死点中央位置B的线段。该线段为在图3中以单点划线表示的线段，以下说明中将该线段称为中心线Z。前述的驱动臂37构成为与该中心线Z成为一直线状。凸状部39呈从水平下部40向Zl方向突出的形状。该凸状部39呈以图3 (A)中以箭头01表示的位置(以下将该位置称为第I中心点01)为中心的圆弧形状。并且，本实施方式中，凸状部39的形状呈以中心线Z为中心在图中箭头Xl方向侧及箭头X2方向侧呈对称的形状。因此，若将连结凸状部39的Xl方向侧的端部和第I中心点01的线段设为线段Cl，连结凸状部39的X2方向侧的端部和第I中心点01的线段设为线段D1，则线段Cl与中心线Z所成的角度0 I和线段Dl与中心线Z所成的角度0 2变得相等(0 1=0 2)。接着，利用图3 (B)对凹状部45进行说明。凹状部45呈从水平上部41向Zl方向凹陷的形状。凹状部45呈以图3 (B)中以箭头02表示的位置(以下将该位置称为第2中心点02)为中心的圆弧形状。并且，本实施方式中，凹状部45的形状也呈以中心线Z为中心在图中箭头Xl方向侧及箭头X2方向侧对称的形状。因此，若将连结凹状部45的Xl方向侧的端部和第2中心点02的线段设为线段C2，连结凹状部45的X2方向侧的端部和第2中心点02的线段设为线段D2，则线段C2与中心线Z所成的角度0 I和线段D2与中心线Z所成的角度0 2变得相等(0 1=0 2)。本实施方式中，上述的各角度0 1、0 2的大小设定为0 1= 0 2=30°。然而，这些角度并不限于此，可在例如20° <(0 1=0 2X40°范围内设定。另外，规定凸状部39及凹状部45的形成范围的角度0 1、0 2无需一定要如上所述般设定为相同角度，也可以构成为不同的角度(e I古9 2)。并且，在如上述的本实施方式中，圆弧形状的凸状部39构成为与水平部40直接连结，但由于滚子轴承35平滑地移动，因此在圆弧形状的凸状部39与水平部40之间可具有平滑的连结部(例如直线)。此外，在如上述的本实施方式中，圆弧形状的凹状部45构成为与水平部41直接连结，但由于滚子轴承35平滑地移动，因此在圆弧形状的凹状部45与水平部41之间可具有平滑的连结部(例如直线)。接着,利用图4及图5对使用具有上述结构的止转棒轭36的止转棒轭机构32的各置换器11、置换器21的动作进行说明。图4是第2级置换器2 I的移动曲线图，图5是表示滚子轴承35在滑动槽38内的动作的图。此外，在图4中横轴表示曲柄部件34的旋转角度(曲柄角度)，纵轴表示第2级置换器21的偏移(移动量)。并且，以实线表示本实施方式所涉及的GM制冷机I的特性(图中以箭头A表示)，以单点划线表示未具有凸状部39及凹状部45的以往的GM制冷机的特性(图中以箭头B表示)。另外，为了方便图示，图5中比实际更大地记载存在于滚子轴承35与滑动槽38之间的间隙。本实施方式所涉及的止转棒轭机构32的曲柄角度0°设定在下死点(BDC)前30°。由此，如图5 (A)所示，曲柄角度为0°时滚子轴承35在滑动槽38内的位置位于水平下部40与凸状部39的边界。若曲柄部件34从该状态旋转30°，则随此滚子轴承35朝向下方(Z2方向)对止转棒轭36进行移动施力。伴随该动作，滚子轴承35在滑动槽38内向X2方向移动。
由此，滚子轴承35与凸状部39卡合的同时在滑动槽38内向X2方向移动。具体而言，滚子轴承35伴随该动作成为如跨上凸状部39的状态。如前所述，由于安装有滚子轴承35的曲柄销34a相对于曲柄部件34的中心处在偏心的位置，因此伴随滚子轴承35的移动，止转棒轭36向Z2方向移动。并且，止转棒轭36上通过驱动臂37连接有置换器11、置换器21。因此，伴随止转棒轭36的移动，置换器11、置换器21也向Z2方向移动。在此，着眼于止转棒轭36的移动速度(其等价于置换器11、置换器21的移动速度)。凸状部39比水平下部40更突出。由此，就单位时间内的止转棒轭36的移动量而言，滚子轴承35卡合于凸状部39时的移动量大于滚子轴承35卡合于水平下部40时的移动量。图5 (B)表示曲柄角度为30°的状态。本实施方式中，设定为曲柄角度为30°时成为置换器11、置换器2 I的下死点(BDC)。因此，在下死点(BDC)，滚子轴承35位于凸状部39的顶点部(中央位置)。若滚子轴承35伴随曲柄部件34的旋转而经过与置换器11、置换器21的下死点(BDC)对应的位置，则止转棒轭36的移动方向会反转。即，若经过下死点(BDC)，则止转棒轭36开始朝向上方(Zl方向)移动。此时，曲柄角度在从下死点(BDC)开始向后30°之间，滚子轴承35也维持与凸状部39卡合的状态。具体而言，维持与比中心线Z更靠X2方向侧的部分卡合的状态的同时移动，脱离凸状部39 (将该状态示于图5 (O)0而且，若曲柄部件34进一步旋转，则如图5 (D)所示，滚子轴承35与水平上部41卡合的同时在滑动槽38内向箭头X2方向移动。随此，置换器11、置换器21朝向上方(Zl方向)移动。接着，对滚子轴承35与凹状部45卡合时的动作进行说明。图5 (E) 图5 (G)表示滚子轴承35与凹状部45卡合时的动作。凹状部45呈相对于水平上部41凹陷的形状。该凹状部45构成为在滚子轴承35与凹状部45卡合期间使止转棒轭36 (置换器11、置换器21)不会向Zl、Z2方向移动。并且，该凹状部45形成在以曲柄部件34的曲柄角度来说遍及180° 240°的范围内(以成为上死点中央位置B的位置为中心以曲柄部件34的曲柄角为基准的±30°范围内)。因此，如图4所示，以曲柄角度来说180° 240°的范围内的置换器11、置换器21成为停止状态。由此，置换器11、置换器21成为停止在位移量为25mm的位置(上死点)的状态(参考图4)。以下，对滚子轴承35与凹状部45卡合时的具体动作进行说明。图5 (E)表示滚子轴承35移动到曲柄角度180°的状态。在该状态下，滚子轴承35位于水平上部41与直线状凹部45c的边界。若曲柄部件34从该状态旋转30°，则随此动作滚子轴承35朝向上方(Zl方向)对止转棒轭36进行移动施力。伴随该动作，滚子轴承35在滑动槽38内向Xl方向移动。由此，滚子轴承35与凹状部45卡合的同时在滑动槽38内向Xl方向移动。具体而言，滚子轴承35成为进入凹状部45内的状态。
如前所述，曲柄销34a置于相对于曲柄部件34的中心偏心的位置。因此，当滚子轴承35与水平上部41卡合时，通过滚子轴承35使止转棒轭36向Zl方向移动。因此，伴随止转棒轭36的移动，置换器11、置换器21向Zl方向移动。然而在本实施方式中，止转棒轭36形成有凹状部45，该凹状部45呈相对于水平上部41凹陷的形状。由此，即使滚子轴承35伴随曲柄部件34的旋转而朝上向Zl方向移动，止转棒轭36也因滚子轴承35进入凹陷的凹状部45而不会向Zl方向移动，成为停止状态。在滚子轴承35与凹状部45卡合期间，凹状部45的形状构成为使止转棒轭36 (置换器11、置换器21)不会向Z1、Z2方向移动。并且,该凹状部45以成为上死点中央位置B的位置为中心形成在以曲柄部件34的曲柄角为基准的±30°范围内。因此，如图4所示，在以曲柄部件34的曲柄角度来说180° 240°的范围内，置换器11、置换器2 I的移动会停止。由此，在以曲柄部件34的曲柄角度来说180° 240°的范围内，置换器11、置换器21成为在位移量为25mm的位置(上死点)停止的状态。该停止状态从图5 (E)所示的曲柄角度180°经图5 (F)所示的曲柄角度210°维持到图5 (G)所示的曲柄角度240°。此外，若滚子轴承35伴随曲柄部件34的旋转而经过与止转棒轭36的上死点对应的区域，则止转棒轭36的移动方向会反转，开始朝向下方(Z2方向)的移动。然而，在滚子轴承35脱离凹状部45之前，止转棒轭36 (置换器11、置换器21)维持停止状态。图5 (G)表不滚子轴承35刚脱尚凹状部45后的状态。若滚子轴承35从该位置在滑动槽38内向Xl方向移动并与水平下部40卡合，则止转棒轭36开始向下方向(Z2方向)移动，随此置换器11、置换器21也开始向下方向(Z2方向)移动。图5 (H)表示滚子轴承35与水平下部40卡合的状态。接着，对设有止转棒轭36 (滑动槽38)的凹状部45所产生的作用效果进行说明。GM制冷机I中，在上死点(TDC)各膨胀室15、膨胀室25的体积变得最大，且向各膨胀室15、膨胀室25填充的高压制冷剂气体的填充量变得最大。而且，在到达上死点的同时或者将要到达上死点之前对排气阀8进行开阀，使制冷剂气体膨胀而产生寒冷。本实施方式中，构成为在上死点(曲柄角度180° 240° )之前的曲柄角度为170°时对排气阀8进行开阀。制冷剂气体通过该排气阀8的开阀来膨胀而产生寒冷。在此，设想假如置换器11、置换器21 (止转棒轭36)在该上死点附近的移动较快，则冷却的制冷剂气体被立即排气而导致冷却效率下降。与此相对，本实施方式所涉及的GM制冷机I中，置换器11、置换器21在以上死点(TDC)为中心的预定范围(曲柄角度时，180° 240°期间)停止。由此，产生寒冷的制冷剂气体暂时保持于各膨胀室15、膨胀室25中，因此能够可靠地进行与冷却台28及突缘18的热交换。并且，伴随制冷剂气体的膨胀，产生寒冷的制冷剂气体流入蓄冷器12、蓄冷器22。此时，在置换器11、置换器21停止期间，制冷剂气体在蓄冷器12、蓄冷器22内的流动速度变慢。由此，在与蓄冷材料13、蓄冷材料23之间进行热交换的时间变长，能够可靠地冷却蓄冷材料13、蓄冷材料23。
由此，通过在止转棒轭36 (滑动槽38)设置凹状部45，能够提高GM制冷机I的冷却效率。图6并排表示本实施方式所涉及的GM制冷机I的P-V线图(以箭头A表示的特性)及作为比较例未在滑动槽38设置凹状部45的GM制冷机的P-V线图(图中，以箭头B表示的特性)。在P-V线图中，在GM制冷机的I循环期间产生的寒冷量相当于被P-V线图围住的面积。因此，若观察图6，则可知本实施方式所涉及的GM制冷机I的P-V线图的面积变得宽于比较例所涉及的GM制冷机的P-V线图的面积。由此，通过图6证实了与比较例相比本实施方式所涉及的GM制冷机I的冷却效率较高。并且，图7是对本实施方式所涉及的GM制冷机I的冷却温度和比较例所涉及的GM制冷机的冷却温度进行比较来表示的图。在任一个GM制冷机中，都测定了第I级膨胀室的附近温度和第2级膨胀室的附近温度。如该图所示，比较例所涉及的GM制冷机的第I级温度为46. 2K，与此相对本实施方式所涉及的GM制冷机的第I级温度为45. 1K。并且，比较例所涉及的GM制冷机的第2级温度为4. 26K，与此相对本实施方式所涉及的GM制冷机的第2级温度为4. 19K。这样，从图7也证实了与比较例相比本实施方式所涉及的GM制冷机I的冷却效率较高。另一方面，本实施方式中构成为，为了如上所述般使置换器11、置换器21停止而在构成止转棒轭机构32的止转棒轭36上设置凹状部45。止转棒轭机构32多用作在GM制冷机I中将马达30的旋转运动转换为置换器11、置换器21的直线往复运动的机构。作为使置换器直线往复运动的机构，除了止转棒轭机构32以外，还可通过步进马达等其他驱动构件驱动。然而，使用步进马达等的其他方法中，其结构及控制困难并且与止转棒轭机构32相比价格高，因此优选使用止转棒轭机构32。并且，本实施方式中构成为，在这种廉价且结构等简单的止转棒轭机构32中，仅通过在滑动槽38中设置凹状部45的结构使置换器11、置换器21在预定范围停止。由此，根据本实施方式所涉及的GM制冷机1，能够谋求结构的简单化及产品成本的降低的同时实现冷却效率较高的GM制冷机I。此外，本实施方式中示出了在滚子轴承35与凹状部45卡合的期间使止转棒轭36(置换器11、置换器21)的移动停止的结构例。然而，无需使止转棒轭36的移动完全停止，与以往相比，也能够通过放慢移动速度来实现上述的效果。图8和图9示出止转棒轭机构的第I和第2变形例。此外，图8和图9中，对于与图1至图5所示的结构相应的结构，使用同一符号标注并省略说明。在使用图1至图5说明的实施方式中，说明了止转棒轭机构32的凹状部45为圆弧形状的例子。但是，凹状部并不必须为圆弧状，只要是比水平上部41更向上方侧(Zl方向侧)凹陷的形状即可。同样，凸状部39也不必须为圆弧状，只要是比水平下部40更向上方侧(Zl方向侧)凸出的形状即可。在图8所示的第I变形例所涉及的止转棒轭机构50中，凸状部39由圆弧形状部39a和直线形状部39b构成。圆弧形状部39a具有朝向上方突出的圆弧形状，并形成于凸状部39的中央位置。此外，直线形状部39b具有直线形状，且形成于圆弧形状部39a的两端部和水平下部40之间。因此，直线形状部39b成为倾斜的面。
同样，凹状部45由圆弧形状部45a和直线形状部45b构成。圆弧形状部45a具有朝向上方凹陷的圆弧形状，并形成于凹状部45的中央位置。此外，直线形状部45b具有直线形状，形成于圆弧形状部45a的两端部与水平上部41之间。因此，直线形状部45b也成为倾斜的面。根据这种结构，在圆弧形状部39a与水平下部40之间、以及圆弧形状部45a和水平上部41之间形成有直线形状部39b、45b，因此与图1至图5所示的止转棒轭机构32相t匕，能够抑制振动或异音的发生。此外，对于凹状部和凸状部不必须形成圆弧形状部，例如凹状部和凸状部也可是多个直线形状部组合而成的多边形状。此外，对于图1至图5所示的实施方式，示出了滑动槽38内滚子轴承35与水平下部40或者水平上部41中任一个抵接的构成例。但是,如图9所示的第2变形例所涉及的止转棒轭机构51那样，也可是滚子轴承35始终接触于滑动槽38的两处的结构。该结构能够通过适当地设定滑动槽38的形状(具体而言，凸状部39、凹状部45、水平下部40和水平上部41等的形状)来实现。在这种结构的情况下，能够抑制在滚子轴承35和滑动槽38之间伴随移动而产生的异音，能够实现肃静性较高的GM冷冻机。以上，对本发明的优选实施方式进行了详述，但本发明并不限于上述的特定实施方式，能够在技术方案中记载的本发明宗旨的范围内进行各种变形或变更。
权利要求
1.一种超低温制冷装置，其具有通过止转棒轭机构在工作缸内往复移动的置换器，其中所述止转棒轭机构具备使轴承能够移动地进行卡合的止转棒轭，并且 伴随该置换器的移动而使形成于所述工作缸内的膨胀空间内的制冷剂气体膨胀来产生寒冷， 所述超低温制冷装置的特征在于， 在所述止转棒轭的与所述置换器的上死点对应的位置设置有凹状部。
2.如权利要求1所述的超低温制冷装置，其特征在于， 在所述止转棒轭的与所述置换器的下死点对应的位置设置有凸状部。
3.如权利要求1所述的超低温制冷装置，其特征在于， 在所述凹状部的中央部具有圆形状凹部。
4.如权利要求3所述的超低温制冷装置，其特征在于， 在所述圆形状凹部的两侧具有直线状部。
5.如权利要求1至4中任一项所述的超低温制冷装置，其特征在于， 所述轴承构成为始终与形成在所述止转棒轭上的滑动槽的两个部位接触。
全文摘要
本发明提供一种超低温制冷装置，其提高制冷效率。本发明的超低温制冷装置，其具有通过止转棒轭机构(32)在工作缸(10、20)内往复移动的置换器(11、21)，其中该止转棒轭机构具备使滚子轴承(35)能够地移动进行卡合的止转棒轭(36)(滑动槽(38))，并且通过使伴随该置换器(11、21)的移动而形成于工作缸(10、20)内的膨胀空间(15、25)内的制冷剂气体膨胀来产生寒冷，其中，在所述止转棒轭(36)的与置换器(11、21)的上死点对应的位置设置凹状部(45)。
文档编号F25B9/14GK103062949SQ20121031153
公开日2013年4月24日 申请日期2012年8月28日 优先权日2011年9月26日
发明者许名尧 申请人:住友重机械工业株式会社