超低温制冷的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种超低温制冷机，提供缩短超低温制冷机总长的技术。本发明的超低温制冷机中，止转棒轭机构具备偏心旋转体、通过偏心旋转体的旋转而往复移动的轭板(35)。置换器(13)以与轭板(35)一同往复移动的方式连接于轭板(35)。缸体(11)容纳置换器(13)，在与置换器(13)之间形成制冷剂气体的膨胀空间(21)。气密容器构成为设置于缸体(11)的高温侧，具有容纳止转棒轭机构的容纳空间(4)，且接收从膨胀空间(21)排出的制冷剂气体。气密容器具备支承轭板(35)的侧部的支承部以限制轭板(35)围绕偏心旋转体的旋转轴倾动。
【专利说明】超低温制冷机
[0001]本申请主张基于2013年9月10日申请的日本专利申请第2013-187407号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种具有止转棒轭机构的超低温制冷机。
【背景技术】
[0003]作为产生超低温的制冷机已知有吉福德-麦克马洪(GM)制冷机。GM制冷机通过在缸体内使置换器进行往复移动，来改变膨胀空间的体积。对应该体积变化而选择性地连接膨胀空间与压缩机的吐出侧及吸气侧，由此制冷剂气体在膨胀空间进行膨胀。为了使置换器往复移动，有时使用已知的止转棒轭机构，所述止转棒轭机构将通过马达进行旋转的曲柄的旋转运动转换成往复移动。
[0004]专利文献1:日本实开平2-4168号公报
[0005]止转棒轭机构为将曲柄的旋转运动转换成往复移动的机构。止转棒轭机构具备通过曲柄的旋转运动而往复运动的轭板。通常，利用轴承来支承与该轭板的往复运动平行连接的驱动轴。此时，若为了确保充分的抵抗力而使驱动轴变长，则GM制冷机整体的长度也增加。
[0006]GM制冷机例如组装于利用超导的装置等而被使用。此时，由于组装制冷机的装置的制约，无法无限制地增大制冷机，尤其需要缩短总长。
【发明内容】
[0007]本发明是鉴于这种课题而完成的，其目的为提供一种缩短超低温制冷机的总长的技术。
[0008]为了解决上述课题，本发明的一种实施方式的超低温制冷机具备:止转棒轭机构，其具备偏心旋转体及通过偏心旋转体的旋转而往复移动的轭板；置换器，以与轭板一同往复移动的方式连接于轭板；缸体，容纳置换器且在与置换器之间形成制冷剂气体的膨胀空间；及气密容器，构成为设置于缸体的高温侧，容纳止转棒轭机构，且接收从膨胀空间排出的制冷剂气体。气密容器具备支承轭板的侧部的支承部以限制轭板围绕偏心旋转体的旋转轴倾动。
[0009]根据本发明，能够提供一种缩短超低温制冷机的总长的技术。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是作为本发明的一种实施方式的GM制冷机的剖视图。
[0011]图2是放大表示止转棒轭机构的分解立体图。
[0012]图3是放大表示回转阀的分解立体图。
[0013]图4(a)?图4(b)是用于说明现有技术所涉及的止转棒轭中的旋转抑制力的图。
[0014]图5(a)?图5(d)是用于说明限制容纳空间内的止转棒轭中的轭板的动作的导向机构的图。
[0015]图6(a)?图6(c)是用于更加详细说明限制止转棒轭中的轭板的动作的导向机构的一例的图。
[0016]图中:1-压缩机，2-缸体，3-壳体，4-容纳空间，11-缸体，13-置换器，15、16_内部空间，17-蓄冷器，19-冷却台，21-膨胀空间，23-上部室，31-马达，31a-驱动旋转轴，32-止转棒轭机构,33-曲柄,33b-曲柄销,34-止转棒轭,35-轭板,35a-横长窗,36-驱动轴，37-滚子轴承，37a-孔，38-滑动轴承，38c-副导向件，40-回转阀，41-定子阀，42-转子阀，43-固定销，44-制冷剂气体供给孔，45-定子侧滑动面，46-圆弧状槽，47-另一端部，48-开口部，49-气体流路，49a-阀侧流路，49b-壳体侧流路，50-转子侧滑动面，51-椭圆状槽,52-相反侧端面，53-圆弧状孔,60-导向机构，61-直线导向机构，62-滚珠,63-导轨，64-侧导向结构，65-杆,66-弹簧,68-滑动铰链接头。
【具体实施方式】
[0017]结合附图，对本发明的实施方式进行说明。
[0018]首先，对实施方式的超低温制冷机的整体结构进行说明。图1至图3是用于说明作为本发明的一种实施方式的超低温制冷机的图。在本实施方式中，作为超低温制冷机，以吉福德-麦克马洪制冷机(以下，称为GM制冷机)为例进行说明。本实施方式所涉及的GM制冷机具有压缩机1、缸体2及壳体3等。
[0019]压缩机I从连接有低压配管Ib的吸气侧回收低压的制冷剂气体，压缩该低压的制冷剂气体之后向连接于吐出侧的高压配管Ia供给高压的制冷剂气体。作为制冷剂气体，能够使用氦气，但并不限定于此。
[0020]在本实施方式中，以2级式的GM制冷机为例进行说明。在2级式的GM制冷机中，缸体2具有第I级缸体11和第2级缸体12这两个缸体。在第I级缸体11的内部插入有第I级置换器13。并且在第2级缸体12的内部插入有第2级置换器14。
[0021]该第I级置换器13及第2级置换器14相互连结，并构成为在各缸体11、12的内部能够沿缸体的轴向往复移动。在该置换器13、14的内部分别形成有内部空间15、16。该内部空间15、16中充填有蓄冷材料，从而作为蓄冷器17、18发挥作用。
[0022]位于上部的第I级置换器13连结于朝向上方(Zl方向)延伸的驱动轴36。该驱动轴36构成后述的止转棒轭机构32的一部分。
[0023]并且，在第I级置换器13的高温端侧(Zl方向侧端部)形成有气体流路LI。而且，第I级置换器13的低温端侧(Z2方向侧端部)形成有连通内部空间15和第I级膨胀空间21的气体流路L2。
[0024]在第I级缸体11的低温侧端部(图1中以箭头Z2表示的方向一侧的端部)形成有第I级膨胀空间21。并且，在第I级缸体11的高温侧端部(图1中以箭头Zl表示的方向一侧的端部)形成有上部室23。
[0025]并且，在第2级缸体12内的低温侧端部(图1中以箭头Z2表示的方向一侧的端部)形成有第2级膨胀室22。
[0026]第2级置换器14通过未图示的连结机构安装于第I级置换器13的下部。在该第2级置换器14的高温侧端部(图1中以箭头Zl表示的方向一侧的端部)，形成有连通第I级膨胀空间21和内部空间16的气体流路L3。并且，在第2级置换器14的低温侧端部(图1中以箭头Z2表示的方向一侧的端部)，形成有连通内部空间16和第2级膨胀室22的气体流路L4。
[0027]第I级冷却台19配设在第I级缸体11的外周面的与第I级膨胀空间21对置的位置。并且，第2级冷却台20配设在第2级缸体12的外周面的与第2级膨胀室22对置的位置。
[0028]上述第I级置换器13及第2级置换器14通过止转棒轭机构32在第I级缸体11及第2级缸体12内沿图中上下方向(箭头Z1、Z2方向)移动。
[0029]图2中放大表示止转棒轭机构32。止转棒轭机构32具有曲柄33及止转棒轭34等。该止转棒轭机构32例如能够通过马达31等驱动构件进行驱动。
[0030]曲柄33固定于马达31的旋转轴(以下，称为驱动旋转轴31a)。该曲柄33构成为在从驱动旋转轴31a的安装位置偏心的位置上设置曲柄销33b。因此，若将曲柄33安装于驱动旋转轴31a，则曲柄销33b相对于驱动旋转轴31a呈偏心的状态。在此意义上，曲柄销33b作为偏心旋转体发挥作用。
[0031]止转棒轭34具有驱动轴36、轭板35及滚子轴承37等。壳体3内形成有容纳空间
4。容纳空间4成为具有气密性的气密容器，所述气密容器容纳止转棒轭34及后述的回转阀40的转子阀42等。该容纳空间4经由低压配管Ib与压缩机I的吸气口连通。因此，容纳空间4始终维持低压。
[0032]驱动轴36从轭板35向下方(Z2方向)延伸。该驱动轴36通过设置于壳体3内的滑动轴承38被支承。由此，驱动轴36也构成为能够沿图中上下方向(图中fif头Zl、Z2方向)移动。
[0033]驱动轴36通过滑动轴承38被支承，由此止转棒轭34构成为能够在壳体3内沿上下方向(图中箭头Z1、Z2方向)移动。
[0034]另外，本实施方式中，为了通俗易懂地表示超低温制冷机的构成要件的位置关系，有时使用“轴向”这一术语。轴向表示驱动轴36延伸的方向，还与置换器13、14移动的方向一致。为方便说明，关于轴向，有时将相对靠近膨胀空间或冷却台的方向称作“下”，相对远离的方向称作“上”。即，相对远离低温侧端部的方向称作“上”，相对靠近的方向称作“下”。另外，这种表达方式与安装GM制冷机时的配置无关。例如，GM制冷机中可在垂直方向上朝上安装膨胀空间。
[0035]轭板35形成有横长窗35a。该横长窗35a向相对于驱动轴36延伸的方向交叉的方向，例如正交的方向(图2中，箭头X1、X2方向)延伸。
[0036]滚子轴承37配设于该横长窗35a内。滚子轴承37构成为能够在横长窗35a内滚动。并且，与曲柄销33b卡合的孔37a形成在滚子轴承37的中心位置。横长窗35a容许曲柄销33b及滚子轴承37的横向的移动。横长窗35a具备横向延伸的上框部及下框部、以及在上框部及下框部各自的横向端部向轴向或纵向延伸且结合上框部与下框部的第I侧框部及第2侧框部。
[0037]若马达31驱动而使驱动旋转轴31a旋转，则曲柄销33b以描画出圆弧的方式旋转。由此，止转棒轭34沿图中箭头Z1、Z2方向往复移动。此时，滚子轴承37在横长窗35a内沿图中箭头X1、X2方向往复移动。
[0038]第I级置换器13与配设于止转棒轭34的下部的驱动轴36连接。由此，通过止转棒轭34沿图中箭头Zl、Z2方向的往复移动，第I级置换器13及与其连结的第2级置换器14也在第I级缸体11及第2级缸体12内沿箭头Z1、Z2方向往复移动。
[0039]接着，对阀机构进行说明。本实施方式中作为阀机构使用回转阀40。
[0040]回转阀40为切换制冷剂气体的流路的阀。该回转阀40作为供给用阀发挥作用，所述供给用阀将从压缩机I的吐出侧吐出的高压制冷剂气体导入到第I级置换器13的上部室23，并且所述回转阀作为排出用阀发挥作用，所述排出用阀将制冷剂气体从上部室23导入到压缩机I的吸气侧。
[0041]如图1和图3所示，该回转阀40具有定子阀41及转子阀42。定子阀41具有平坦的定子侧滑动面45，转子阀42同样具有平坦的转子侧滑动面50。而且，通过该定子侧滑动面45与转子侧滑动面50进行面接触来防止制冷剂气体的泄漏。
[0042]定子阀41利用固定销43固定于壳体3内。通过利用该固定销43进行固定，来限制定子阀41的旋转。
[0043]在位于转子阀42的转子侧滑动面50的相反的一侧的相反侧端面52形成有与曲柄销33b卡合的卡合孔(未图示)。曲柄销33b插通于滚子轴承37时，其前端部从滚子轴承37向箭头Yl方向突出(参考图1)。
[0044]并且，从滚子轴承37突出的曲柄销33b的前端部与形成在转子阀42的卡合孔卡合。由此，通过曲柄销33b的旋转(偏心旋转)，转子阀42与止转棒轭机构32同步旋转。
[0045]定子阀41具有制冷剂气体供给孔44、圆弧状槽46及阀侧流路49a。制冷剂气体供给孔44连接于压缩机I的高压配管la，并形成为贯通定子阀41的中心部。
[0046]圆弧状槽46形成于定子侧滑动面45。该圆弧状槽46具有以制冷剂气体供给孔44为中心的圆弧形状。
[0047]气体流路49形成于定子阀41及壳体3。该气体流路49由形成在定子阀41内的阀侧流路49a和形成在壳体3内的壳体侧流路49b构成。
[0048]阀侧流路49a的一端部在圆弧状槽46内开口并形成开口部48。并且，阀侧流路49a的另一端部47 (参考图3)在定子阀41的侧面开口。
[0049]该阀侧流路49a的另一端部47与壳体侧流路49b的一端部连通。并且，壳体侧流路49b的另一端部经由上部室23、气体流路LI，、蓄冷器17等连接于膨張空间21。
[0050]另一方面，转子阀42具有椭圆状槽51及圆弧状孔53。
[0051]椭圆状槽51形成为在转子侧滑动面50从其中心沿径向延伸。并且，圆弧状孔53从转子阀42的转子侧滑动面50贯穿至相反侧端面52，并与容纳空间4连接。该圆弧状孔53形成为位于与定子阀41的圆弧状槽46相同圆周上。
[0052]由上述的制冷剂气体供给孔44、椭圆状槽51、圆弧状槽46、及开口部48构成供给阀。并且，由开口部48、圆弧状槽46、及圆弧状孔53构成排气阀。在本实施方式中，有时将椭圆状槽51、圆弧状槽46等的存在于阀的内部的空间统称为阀内部空间。
[0053]在上述结构的GM制冷机中，若通过马达31使止转棒轭机构32驱动,则止转棒轭34沿Z1、Z2方向往复移动。通过该止转棒轭34的动作，第I级置换器13及第2级置换器14在第I级缸体11及第2级缸体12内在下止点与上止点之间往复移动。
[0054]第I级置换器13及第2级置换器14到达下止点时，排气阀关闭，并且供给阀打开。即，在与制冷剂气体供给孔44、椭圆状槽51、圆弧状槽46及气体流路49之间形成制冷剂气体流路。
[0055]由此，高压的制冷剂气体开始从压缩机I充填到上部室23。之后，第I级置换器13及第2级置换器14经过下止点开始上升，制冷剂气体从上到下通过蓄冷器17、18，并逐渐充填于各膨胀空间21、22。
[0056]而且，第I级置换器13及第2级置换器14到达上止点时，供给阀关闭，并且排气阀打开。即，在与气体流路49、圆弧状槽46及圆弧状孔53之间形成制冷剂气体流路。
[0057]由此，高压的制冷剂气体通过在各膨胀空间21、22内膨胀来产生寒冷，从而冷却各冷却台19、20。并且，产生寒冷的低温的制冷剂气体在冷却蓄冷器17、18内的蓄冷材料的同时从下往上流动，之后回流到压缩机I的低压配管lb。
[0058]其后，第I级置换器13及第2级置换器14到达下止点时，排气阀关闭，并且供给阀打开，结束I个循环。如此，通过反复进行制冷剂气体的压缩、膨胀的循环，GM制冷机的各冷却台19、20冷却至超低温。GM制冷机的各冷却台19、20将通过使膨胀空间21、22内的制冷剂气体膨胀而产生的寒冷传导至第I级缸体11及第2级缸体12的外部。
[0059]如以上说明，在实施方式所涉及的GM制冷机中，止转棒轭机构32将通过马达31等驱动装置而进行旋转的曲柄33的动作转换成轴向的往复移动。因此，在止转棒轭机构32中的轭板35还施加有往复移动以外的横向的动作。以下，在止转棒轭机构32中，对抑制往复移动以外的动作的旋转抑制力进行说明。
[0060]图4(a)?图4(b)是用于说明现有技术所涉及的止转棒轭34中的旋转抑制力的图。止转棒轭34在其特性上，在从作为直线驱动轴的驱动轴36偏离的位置上承受马达31等驱动装置的作用力。因此，作用于止转棒轭34的驱动轴36的力如下，使所述止转棒轭的驱动轴以驱动装置的驱动旋转轴31a作为旋转轴旋转或倾斜(以下，有时将驱动轴36以驱动旋转轴31a作为旋转轴旋转或倾斜的现象记载为驱动轴36的“横晃”)的力。一般在止转棒轭34中设置有轴承机构，所述轴承机构用于抑制要横晃的力。
[0061]如图4(a)所示，现有技术所涉及的止转棒轭34中，驱动轴36a从轭板35向上方延伸，并通过滑动轴承38a被支承。由此，驱动轴36a构成为能够沿图中上下方向移动。并且，驱动轴36b从轭板35向下方延伸，并通过滑动轴承38b被支承。在现有技术所涉及的止转棒轭34中，滑动轴承38a及滑动轴承38b成为用于抑制要横晃的力的轴承机构。
[0062]为简化说明，忽略驱动轴36a及驱动轴36b的粗细。图4 (a)中，从驱动轴36a及驱动轴36b偏离距离L的位置上，轭板35承受驱动装置的作用力F。该力F为与荷载B相同程度的大小，所述荷载是由图4(a)中未图示的置换器13、14的两端压力损失所产生的。
[0063]在图4 (a)中，将滑动轴承38a及滑动轴承38b分别从驱动轴36a及驱动轴36b承受的抵抗力设为Nh、Nl,并且设为Nh =队=N。并且，为了抑制使止转棒轭34的驱动轴36横晃的力的旋转抑制力设为Nb。此时，成为Nb = 2XIXN。其中，I表示从轭板35上的承受驱动装置的作用力的位置到滑动轴承38a或滑动轴承38b的距离。
[0064]其中，N越小滑动轴承38a及滑动轴承38b所受的抵抗力越小，能够以低负载抑制使驱动轴36横晃的力。即，从轭板35上的承受驱动装置的作用力F的位置到滑动轴承38a或滑动轴承38b的距离I越长，越能够以低负载抑制使驱动轴36横晃的力。
[0065]因此，在现有技术所涉及的止转棒轭34中，沿轭板35的上下方向分别设置驱动轴36a和驱动轴36b，并加长用于维持旋转抑制力Nb的有效长度I。然而，若采用这种结构，则需要将轭板35的上部的驱动轴36a容纳于制冷机，因此制冷机的总长变长。
[0066]图4(b)是用于说明另一现有技术所涉及的止转棒轭34中的旋转抑制力的图。图4(b)所示的止转棒轭中，鉴于图4(a)的问题点，除去轭板35的上部的驱动轴36a及滑动轴承38a，对于轭板35的下部的驱动轴36b，利用滑动轴承38b来抑止驱动轴36的横晃。由于不存在驱动轴36a及滑动轴承38a，因此与图4(a)所示的情况比较时，滑动轴承38b的抵抗力Nl变大。于是，图4(b)所示的另一现有技术所涉及的止转棒轭34中，在轭板35的下部，除滑动轴承38b以外，还设置副导向件38c，由此抑制使驱动轴36横晃的力。
[0067]然而，在轭板35的下部设置用于产生旋转抑制力的导向件的结构中，需要具有某种程度的长度来应对使驱动轴36横晃的力。结果，轭板35的下部的驱动轴36b的总长变长，制冷机的总长也变长。并且，在轭板35的下部设置用于产生旋转抑制力的导向件的结构中，有时也无法得到充分的旋转抑制力。
[0068]为了解决这种问题，实施方式所涉及的止转棒轭34中，首先除去轭板35的上部的驱动轴36a及滑动轴承38a。在这基础上，实施方式所涉及的止转棒轭34中，在轭板35上的比承受驱动装置的作用力F的位置更靠上侧，设置抑制使驱动轴36横晃的力的机构。以下，关于实施方式所涉及的止转棒轭34进行详细说明。
[0069]图5(a)?图5(d)是用于说明限制容纳空间4内的止转棒轭34中的轭板35的动作的导向机构的图。另外，图1中示出2级式的GM制冷机，但为了简化说明，图5(a)?图5(d)中示出I级式的GM制冷机。更具体而言，图5 (a)?图5(d)示意地表示具备止转棒轭34、容纳止转棒轭34的壳体3及第I级缸体11、第I级置换器13以及蓄冷器17的I级式的GM制冷机。然而，本发明中，2级式的GM制冷机也成立，对此作为本领域的技术人员能够容易理解。
[0070]图5(a)是为进行比较而简化表示现有技术所涉及的GM制冷机的截面的图，是对应于上述图4(a)的图。如参考图4(a)所说明的一样，图5(a)所示的例中，在轭板35的上部具有驱动轴36a及滑动轴承38a，为了容纳这些而壳体3的相应部位突出。另外，虽然没有限定，但作为一例，实施方式所涉及的2级式的GM制冷机的总长为50cm左右。其中，在壳体3中为了容纳驱动轴36a及滑动轴承38a而突出的部位的总长方向的长度为7cm左右。因此，2级式的GM制冷机的总长中，大概10%左右成为用于容纳驱动轴36a及滑动轴承38a的部位。这表示包括驱动轴36在内的止转棒轭34的长度对制冷机整体的长度起很大的作用。
[0071]图5 (b)是简化表示在轭板35的上部除去驱动轴36a及滑动轴承38a时的GM制冷机的截面的图。图5(b)中所示的GM制冷机由于在壳体3中不存在用于容纳驱动轴36a及滑动轴承38a的突出部，因此与图5(a)所示的GM制冷机相比总长变短。然而，由于抑制使驱动轴36横晃的力的部位只有滑动轴承38，因此有时也无法得到充分的旋转抑制力。
[0072]并且，如上所述，容纳空间4成为气密容器，滑动轴承38中存在用于保持容纳空间4的气密性的密封件。如图5(b)所示，抑制使驱动轴36横晃的力的部位只有滑动轴承38时，较多的负载集中在滑动轴承38上。由此，若长期运行GM制冷机，则通过滑动轴承38的磨损，还导致密封件的性能下降。
[0073]于是，在实施方式所涉及的GM制冷机中，设置作为容纳空间4的一部分且限制轭板35的动作的导向机构60。
[0074]图5(c)是表示限制实施方式所涉及的轭板35的动作的导向机构60的图。如图5(c)所示，导向机构60构成为作为壳体3内的容纳空间4的一部分。导向机构60在容纳空间4内限制轭板35的除往复移动以外的动作。由于导向机构60构成为作为容纳空间4的一部分，因此导向机构60的至少一部分存在于比在轭板35上承受驱动装置的作用力F的位置更靠上侧。导向机构60以支承轭板35的侧部的方式安装，以限制轭板35围绕曲柄33的旋转轴倾动。由此，能够抑制使驱动轴36及轭板35横晃的力。以下，将轭板35的表面中的安装有导向机构60的面有时称为“导向件安装面”。另外，虽在后面进行详述，但限制轭板35的动作的导向机构60有时还配置于比轭板35的侧面更靠内侧。然而，在本说明书中所谓轭板35的“侧部”并不限定于轭板35的侧面，还包括从轭板35的侧面进入到内侧的区域。
[0075]并且，轭板35在容纳空间4内往复移动。因此，在构成轭板35的面中与第I级置换器13相反一侧的面(以下，有时称为“轭板35的上表面”)和构成容纳空间4的壁面中与轭板35的上表面对置的壁面(以下，有时称为“容纳空间4的上表面”)分开。容纳空间4的上表面还能够表示为，在构成容纳空间4的壁面中与第I级缸体11相反一侧的面。在第I级置换器13处于上止点时，虽然轭板35的上表面与容纳空间4的上表面可以接触，但优选第I级置换器13处于上止点时，轭板35的上表面和容纳空间4的上表面也分开。在这种情况下，导向机构60始终仅在比容纳空间4的上表面更靠下侧的位置限制轭板35的除往复移动以外的动作。
[0076]图6(a)?图6(c)是用于更详细说明限制止转棒轭34中的轭板35的动作的导向机构60的一例的图。更具体而言，图6(a)是表不利用直线导向机构61来实现导向机构60时的一例的图。如图6 (a)所示，在轭板35的表面的导向件安装面上设置槽，并插入导轨63。导轨63被容纳空间4的上下壁所支承，向轭板35的往复移动方向延伸。并且，所述直线导向机构构成为在轭板35与导轨63之间插入有多个滚珠62,轭板35沿导轨63滚动。直线导向机构61作为使轭板35往复移动的滚动部发挥作用。通过如此构成直线导向机构61，能够抑制使驱动轴36及轭板35横晃的力。并且，还能够抑制轭板35以驱动轴36为旋转轴而旋转的偏摇。并且，除此之外，还能够抑制轭板35以图1中的Xl或X2方向作为旋转轴而旋转的纵摇。
[0077]图6(b)是表示利用侧导向结构64而实现导向机构60时的一例的图。与图6(a)所示时同样地，轭板35的导向件安装面上设置有槽，并插入被容纳空间4的上下壁支承的杆65。然而，图6(b)所示的例子与图6(a)所示的情况不同，所述侧导向结构构成为在轭板35与杆65之间不设置滚珠，而使轭板35与杆65滑动。S卩，图6(b)所示的侧导向结构64作为使轭板35往复移动的滑动部发挥作用。另外，图6(b)表示作为杆65采用截面为圆形的圆筒杆的情况，但杆65的形状并不限定于圆筒，也可以是截面为矩形或椭圆等其它形状。
[0078]如上所述，容纳空间4经由低压配管Ib与压缩机I的吸气口连通。即，容纳空间4构成制冷剂气体循环的空间的一部分。因此，若在轭板35的槽部与杆65之间使用润滑脂等润滑材料，则有可能引起循环管路的污染。
[0079]因此，在使用实施方式所涉及的杆65的侧导向结构64中，杆65中与轭板35的槽接触的滑动面上涂布有具有润滑性的膜。同样，也可以在轭板35中与杆65接触的接触面上涂布具有润滑性的膜。具有润滑性的膜可以涂布在杆65中与轭板35的槽接触的滑动面、和轭板35中与杆65接触的接触面中的至少一方或两方。由此，无需使用润滑脂等润滑材料，便能够减少在杆65与轭板35之间的滑动面产生的摩擦。例如能够使用氟树脂或类钻碳(Diamond-Like Carbon ；DLC)等硬质膜而实现具有润滑性的膜。通过如此构成侧导向结构64，能够抑制使驱动轴36及轭板35横晃的力。并且，能够抑制轭板35以驱动轴36为旋转轴而旋转的偏摇，或沿图1中的Xl或X2方向移动的纵摇。
[0080]图6 (C)是表示使用弹簧66及滑动铰链接头68的轭板35的保持机构的图。如图6(c)所示，在容纳空间4的壁面中的与轭板35的导向件安装面对置的壁面上设置有用于限制轭板35的动作的弹簧66。弹簧66与轭板35经由球形的滑动铰链接头68进行接触。由此，弹簧66的弹簧力成为抵抗力而抑制使驱动轴36及轭板35横晃的力。并且，由于弹簧66与轭板35经由球形的滑动铰链接头68接触，因此减少轭板35的往复移动的摩擦。
[0081]以上，如参考图6(a)?图6(c)进行说明的一样，通过设置于容纳空间4内部的导向机构，能够限制轭板35的除往复移动的摩擦以外的动作。
[0082]另外，作为限制轭板35的动作的导向机构，可以利用构成容纳空间4的壳体3的壁面，而不是容纳空间4内部。
[0083]返回到图5的说明，图5(d)表不将容纳空间4的壁面用于导向机构时的一例的图。如图5(d)所示，轭板35的导向件安装面与容纳空间4的壁面接触。因此，容纳空间4的壁面本身成为抑制使驱动轴36及轭板35横晃的力的导向机构。
[0084]在图5(d)所示的例中，与图5(c)所示的例相比较，轭板35的大小不变。因此在图5 (d)所示的例中，与图5 (c)所示的例相比较，使容纳空间4变小直至容纳空间4的壁面接触到轭板35。由此，在图5(d)所示的例中，还具有使GM制冷机小型化的效果。另外，在图5(d)所示的例中，优选在轭板35的导向件安装面、和容纳空间4的壁面中与轭板35接触的部分，涂布用于减少摩擦的氟树脂等具有润滑性的膜。
[0085]另外，虽未图示，但可以使轭板35变大直至接触到容纳空间4的壁面，来代替使容纳空间4变小直至容纳空间4的壁面接触到轭板35。或者，使轭板35变大且使容纳空间4变小直至轭板35与容纳空间4的壁面接触。
[0086]如此，通过使容纳空间4的壁面本身产生抵抗力，能够抑制使驱动轴36及轭板35横晃的力。虽未图不，但为了抑制轭板35以驱动轴36为旋转轴偏摇,可以在容纳空间4的壁面设置导向机构。这可以通过例如在容纳空间4的壁面上设置将轭板35以往复移动自如的方式嵌入的槽而实现。并且，也可以在容纳空间4的壁面上形成凸部，并在轭板35设置嵌入凸部的槽。为了在维修时从容纳空间4取出止转棒轭，凸部可以可进退地设置在容纳空间4的壁面。
[0087]如以上说明，实施方式所涉及的GM制冷机能够缩短制冷机的总长。
[0088]尤其，通过使用设置于容纳空间4的一部分上的导向机构而限制轭板35的动作，由此除了使驱动轴36及轭板35横晃的力以外，还能够抑制使其偏摇的力。并且将容纳空间4的壁面本身用作导向机构时，还能够使GM制冷机小型化。
[0089]以上，根据实施方式对本发明进行了说明，但实施方式只是表示本发明的原理、应用。并且，在不脱离权利要求书所规定的本发明的宗旨的范围内，在实施方式中能够对多个变形例或配置进行变更。
【权利要求】
1.一种超低温制冷机，其特征在于，具备: 止转棒轭机构，其具备偏心旋转体、及通过所述偏心旋转体的旋转而往复移动的轭板； 置换器，以与所述轭板一同往复移动的方式连接于所述轭板； 缸体，容纳所述置换器且在与所述置换器之间形成制冷剂气体的膨胀空间；及气密容器，构成为设置于所述缸体的高温侧，容纳所述止转棒轭机构，且接收从所述膨胀空间排出的制冷剂气体， 所述气密容器具备支承所述轭板的侧部的支承部，以限制所述轭板围绕所述偏心旋转体的旋转轴倾动。
2.根据权利要求1所述的超低温制冷机，其特征在于， 构成所述轭板的面中与所述置换器相反一侧的面和所述气密容器的与所述缸体相反一侧的壁面分开。
3.根据权利要求1或2所述的超低温制冷机，其特征在于， 所述支承部在比所述轭板从所述偏心旋转体承受的力的作用点的位置更靠与所述置换器相反一侧的位置支承所述轭板的侧部的至少一部分。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的超低温制冷机，其特征在于， 所述支承部具备限制所述轭板的动作的导向机构。
5.根据权利要求4所述的超低温制冷机，其特征在于， 所述导向机构具备滑动自如地支承所述轭板的滑动部。
6.根据权利要求5所述的超低温制冷机，其特征在于， 所述导向机构的滑动部中与所述轭板接触的滑动面和所述轭板中与所述导向机构的滑动部接触的滑动面中的至少一方涂布有具有润滑性的膜。
7.根据权利要求6所述的超低温制冷机，其特征在于， 所述具有润滑性的膜为氟树脂。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的超低温制冷机，其特征在于， 所述导向机构设置于所述气密容器的壁面。
9.根据权利要求4所述的超低温制冷机，其特征在于， 所述导向机构具备滚动自如地支承所述轭板的滚动部。
【文档编号】F25B9/10GK104422192SQ201410429053
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年8月27日 优先权日:2013年9月10日
【发明者】森江孝明 申请人:住友重机械工业株式会社