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JP3735771B2 - Assembling method of refrigerator - Google Patents
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JP3735771B2 JP2001168082A JP2001168082A JP3735771B2 JP 3735771 B2 JP3735771 B2 JP 3735771B2 JP 2001168082 A JP2001168082 A JP 2001168082A JP 2001168082 A JP2001168082 A JP 2001168082A JP 3735771 B2 JP3735771 B2 JP 3735771B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷凍機およびその組立て方法にかかるもので、とくにガス圧縮機を備えてコールドヘッドに冷凍を発生させるスターリング冷凍機やパルス管冷凍機その他の冷凍機およびその組立て方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
シリンダーおよびピストンの相互作用により、ヘリウムガスなどの冷媒ガスを圧縮および膨張させて冷凍を作り出すスターリング冷凍機やパルス管冷凍機その他の冷凍機において、シリンダーおよびピストンを駆動するための駆動部に板バネを用いたものがある。たとえば、特開平5−215423号などがある。
【0003】
こうしたスターリング冷凍機などにおいては、永久磁石、磁気回路部材および電磁コイルから構成したリニアモーターと、このリニアモーターによりいずれか一方を駆動するシリンダーおよびピストンと、リニアモーターと共振系を構成する板バネと、などからなる駆動部を組み付け、所定の圧力容器その他のケース内に収容している。
しかしながら、上記駆動部を組み立てるにあたり、各部材を基盤となる、たとえば中間ヘッダーなどに順次、直列的に組み付けていくと、組立て作業の分散化あるいは並列化が困難となって、作業効率を向上させることができないという問題がある。
【0004】
さらに冷凍機においては、シリンダーとピストンとの間のシール構造ないしシール部材のメンテナンスが重要であり、とくにシール部材を設けたピストンあるいはシリンダーを交換するメンテナンス時においても、すべての部材を分解する必要があり、作業量も組立て時と同じだけ必要になり、メンテナンス開始時の分解作業も含めれば、初期の組立て時よりも作業量は当然増加するという問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上のような諸問題にかんがみなされたもので、組立て工程の簡略化を可能として、組立てコストの低減を図った冷凍機およびその組立て方法を提供することを課題とする。
【0006】
また本発明は、初期組立て時の作業の分散化ないし並列化を可能とした冷凍機およびその組立て方法を提供することを課題とする。
【0007】
また本発明は、メンテナンス時の不必要な分解作業を回避可能とした冷凍機およびその組立て方法を提供することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、板バネ、駆動部における可動部(シリンダーあるいはピストン)、およびリニアモーターにおける可動部(電磁コイル)をユニット化して可動部ユニットとすること、すなわち、板バネを介して可動部をリニアモーターに取り付けること、駆動部における固定部(ピストンあるいはシリンダー)を中間ヘッダーに取り付けてヘッダーユニットとすること、および可動部ユニットをヘッダーユニットに組み付けることに着目したもので、第一の発明は、永久磁石、磁気回路部材および電磁コイルを有するリニアモーターと、このリニアモーターにより、そのいずれか一方を駆動するシリンダーおよびピストンと、このリニアモーターと共振系を構成する板バネと、を有する駆動部を組み立てて、所定のケース内に収容し、この駆動部を往復運動させて冷媒の圧縮および膨張を行うことにより冷凍を発生する冷凍機であって、上記ケースを組み付ける中間ヘッダーを設け、上記シリンダーおよび上記ピストンのいずれか他方をこの中間ヘッダーに組み付けてヘッダーユニットとし、上記リニアモーターと、上記シリンダーおよび上記ピストンのいずれか一方と、を上記板バネに組み付けて可動部ユニットとするとともに、上記シリンダーおよび上記ピストンが相対的に往復摺動運動可能なように、この可動部ユニットを上記ヘッダーユニットに着脱可能に組み付けたことを特徴とする冷凍機である。
【0009】
上記リニアモーターを上記ケースの外周側に位置させるとともに、上記シリンダーおよび上記ピストンを上記ケースの内周側に位置させることができる。
【0010】
上記板バネは、互いに対向する一対の板バネとするとともに、上記リニアモーター、上記シリンダーおよび上記ピストンをこの一対の板バネの間に位置させることができる。
【0011】
第二の発明は、永久磁石、磁気回路部材および電磁コイルを有するリニアモーターと、このリニアモーターにより、そのいずれか一方を駆動するシリンダーおよびピストンと、このリニアモーターと共振系を構成する板バネと、を有する駆動部を組み立てて、所定のケース内に収容し、この駆動部を往復運動させて冷媒の圧縮および膨張を行うことにより冷凍を発生する冷凍機の組立て方法であって、上記ケースを組み付ける中間ヘッダーを設け、上記シリンダーおよび上記ピストンのいずれか他方をこの中間ヘッダーに組み付けて、ヘッダーユニットとし、上記リニアモーターと、上記シリンダーおよび上記ピストンのいずれか一方と、を上記板バネに組み付けて可動部ユニットとするとともに、上記シリンダーおよび上記ピストンが相対的に往復摺動運動可能なように、この可動部ユニットを上記ヘッダーユニットに着脱可能に組み付けるようにすることを特徴とする冷凍機の組立て方法である。
【0012】
上記リニアモーターの端部に取り付け可能な円板部と、上記シリンダーおよび上記ピストンのいずれか一方と係合可能なロッド部と、を有する治具を準備し、このロッド部に上記シリンダーおよび上記ピストンのいずれか一方を係合させた状態で上記可動部ユニットを組み立てることができる。
【0013】
本発明による冷凍機およびその組立て方法においては、たとえばピストンを中間ヘッダーに組み付けてヘッダーユニットとし、リニアモーターと、たとえばシリンダーとを板バネに組み付けて可動部ユニットとするとともに、シリンダーおよびピストンが相対的に往復摺動運動可能なように、この可動部ユニットをヘッダーユニットに着脱可能に組み付けたので、冷凍機の駆動部をヘッダーユニットおよび可動部ユニットに二分割して、互いに独立に組み立て可能とすることができ、組立て作業の分散化および並列化が可能で、組立て作業の簡略化および低コスト化を実現することができる。
【0014】
さらに、冷凍機のメンテナンスにおいて頻度の高いシリンダーおよびピストン間のシール部分の交換時などに、全体の部品をすべて分解する必要なく、必要な部分(可動部ユニットおよびヘッダーユニット)のみの分解を行えばよいもので、シリンダーあるいはピストンの交換やシール部材の処理も簡単であるとともに、その組立て時においても固定部品(ヘッダーユニット)と可動部品(可動部ユニット)との位置決め作業を行う必要はないとともに、メンテナンスの作業性も良好である。
【0015】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明の実施の形態による冷凍機およびその組立て方法をスターリング冷凍機を例に取って図1ないし図4にもとづき説明する。
図1は、スターリング冷凍機1の断面図であって、スターリング冷凍機1は、ガス圧縮機2と、コールドヘッド3と、を有する。
【0016】
ガス圧縮機2は、コールドヘッド3への冷媒の圧縮供給作用および吸収膨張作用を行ってコールドヘッド3において冷凍を発生させるためのもので、圧力容器からなる圧縮機ケース4(ケース)と、図1中ほぼ十文字状に現れる固定部分としての中央のヘッダーユニット5と、このヘッダーユニット5に組み付けている可動部分としての左右一対の可動部ユニット6と、を有する。
【0017】
図2は、ヘッダーユニット5の断面図、図3は、図1の右側に位置する可動部ユニット6の断面図である。
ヘッダーユニット5は、図2中縦方向に現れる中間ヘッダー7と、中間ヘッダー7に取り付けた横方向の左右一対のピストン8と、を有する。
左右一対の可動部ユニット6はそれぞれ、ヨーク9および磁性部材10からなる磁気回路部材11と、左右一対の複数枚の円形状の板バネ12と、磁気回路部材11、円環状の永久磁石13および円環状の電磁コイル14からなるリニアモーター15と、電磁コイル14のボビン部材16と、ボビン部材16に取り付けたシリンダー17と、シリンダーヘッド18と、を有する。
【0018】
圧縮機ケース4は、その内部にヘッダーユニット5および可動部ユニット6をピストン8の軸方向において対称的に収容している。
【0019】
ヘッダーユニット5は、図2に示すように、ほぼ十文字に現れるもので、中間ヘッダー7が上下縦方向に支持部19を有し、そのほぼ中央横方向に左右一対のピストン8を取付けボルト20により取り付けているとともに、ピストン8および支持部19の中央部にヘリウムガスなどの冷媒のガス流路21を形成している。
【0020】
ピストン8は、シリンダーヘッド18に対向しており、その外周面にシール部材22を設けるとともに、シリンダー17、およびこのシリンダー17に一体に取り付けてあるシリンダーヘッド18との間に圧縮膨張室23を形成する。圧縮膨張室23は、ガス流路21に連通する。シリンダー17は、ボビン部材16とともに電磁コイル14と一体に移動可能である。
【0021】
ヨーク9および磁性部材10は、リニアモーター15における磁路を形成するための、たとえば鉄製の部材であって、ヨーク9が板バネ12の外周部分および永久磁石13を取り付けているとともに、磁性部材10は永久磁石13との間に電磁コイル14を位置させている。
【0022】
シリンダー17は、その内部にピストン8を軸方向に相対的に移動可能(往復摺動運動可能)に挿入し、固定状態のピストン8に対してシリンダー17が軸方向に往復動可能である。
なお、ガス圧縮機2の駆動タイプとしては、ピストン8を移動させるピストン駆動型、およびシリンダー17を移動させるシリンダー駆動型があるが、図示の例は、シリンダー駆動型である。
【0023】
板バネ12は、導電性および弾性を有する金属材料からこれを構成し、その外周部分を取付けボルト24によりヨークに取り付けてあるとともに、その内周部分を取り付けボルト24によりシリンダーヘッド18に取り付けてあって、板バネの積層部において内側の複数枚の巻スリット板バネ12Aおよび外側の一枚のリード線接続用板バネ12Bの形態を有する。
巻スリット板バネ12Aおよびリード線接続用板バネ12B、とくに、外周側から中心方向に向かう複数本の複数本の曲線状スリット(図示せず)を形成してある巻スリット板バネ12Aの弾性力により、シリンダー17および電磁コイル14を軸方向において往復動可能に支持している。
【0024】
リニアモーター15は、磁気回路部材11、永久磁石13および電磁コイル14からこれを構成するもので、互いに対向するように永久磁石13および電磁コイル14を配置してあり、リード線接続用板バネ12Bのリード線接続片25にハンダ付けしたリード線26を介して、電磁コイル14に所定周波数の交流電流を供給可能としている。
リニアモーター15とともに、板バネ12、ピストン8、およびシリンダー17により駆動部27を構成し、ピストン8およびシリンダー17の相対運動を発生させる。
すなわち、電磁コイル14に所定周波数の交流電流を流すことにより、およびリニアモーター15と共振系を形成している板バネ12の弾性反発力により、永久磁石13および電磁コイル14を相対的に軸方向に駆動することによってピストン8およびシリンダー17の相対運動を発生させ、圧縮膨張室23内の冷媒の圧力を上下させ、ガス流路21からガス供給管28を介してコールドヘッド3側に冷媒の圧力変化を所定のタイミングで供給し、コールドヘッド3に冷凍を発生させる。
【0025】
すなわち、コールドヘッド3は、シリンダー29と、蓄冷材30を収容したディスプレーサー31(ピストン)と、バネ材32と、を有し、それぞれの位相をずらせた冷媒の供給(圧縮膨張)およびディスプレーサー31の往復動にともなって逆スターリングサイクルを実行し、冷凍を発生する。
このバネ材32としては、コイルバネはもとより、上述と同様の板バネ12を採用することができる。
さらにコールドヘッド3は、ガス圧縮機2に設けたと同様のリニアモーター15を有してもよい。
【0026】
図4は、上述のような可動部ユニット6を組み付けるための治具33、および可動部ユニット6を示す断面図であって、治具33は、可動部ユニット6とくにヨーク9の直径と同等の直径を有する円板部34と、円板部34の中心軸部に垂直に溶接したピストン用ロッド部35(ロッド部)と、を有する。
円板部34は、可動部ユニット6(磁気回路部材11)におけるヨーク9の円周部を治具ボルト36により固定可能である。
ピストン用ロッド部35は、ヘッダーユニット5(図2)におけるピストン8の代わりにシリンダー17内に挿通し、シリンダー17の位置決めを行う。
【0027】
可動部ユニット6を組み立てるには、図4に示すように、まずヨーク9に磁性部材10、永久磁石13、図4中左側(円板部34に近い側)の板バネ12の外周側を組み付けるとともに、電磁コイル14を取り付けたボビン部材16を板バネ12の内周側に組み付けた状態で、ヨーク9を円板部34に治具ボルト36を用いて仮止めする。
【0028】
つぎに、ピストン用ロッド部35にシリンダー17を挿通させ、これを位置決めし、ボビン部材16を介して板バネ12の内周側に固定し、さらに、シリンダーヘッド18および図4中右側の板バネ12内周側を取付けボルト24を用いて固定するとともに、当該板バネ12の外周側を他の取付けボルト24を用いてヨーク9に固定する。
最後に、治具ボルト36を外して治具33を取り除けば、図3に示したような可動部ユニット6を製作可能である。
【0029】
こうした構成のスターリング冷凍機1において、図2に示したように、ヘッダーユニット5を組み立てるとともに、一方図4に示したように、可動部ユニット6を別途組み立てておき、ヘッダーユニット5の両側のピストン8に可動部ユニット6のシリンダー17を挿通するようにヘッダーユニット5および可動部ユニット6を一体に組み合わせるとともに、治具ボルト36の代わりに固定ボルト37(図1)を締め付けて組み立てればよい。
かくして、磁気回路部分を可動部ユニット6としてユニット化し、ヘッダーユニット5および可動部ユニット6を同時並行で独立に組み立てることができ、冷凍機1におけるガス圧縮機2の組立て作業性を向上させることができる。
【0030】
さらに、メンテナンス時において、ピストン8などを交換する際には、ヘッダーユニット5および可動部ユニット6を分解するだけで、ピストン8を外部に露出することができ、ヘッダーユニット5の支持部19からピストン8を分離し、交換作業を行うことができるので、可動部ユニット6自体は、これをヘッダーユニット5から分離するだけで、分解する必要はなく、必要最小限の分解および再組立て作業ですむものである。
【0031】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、たとえばガス圧縮機などにおいて、その構成部品をヘッダーユニットおよび可動部ユニットというようにユニット化することにより、スターリング冷凍機その他冷凍機の全体の組立て作業を簡略化し、コストの低減にも寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態によるスターリング冷凍機1の断面図である。
【図2】同、ヘッダーユニット5の断面図である。
【図3】同、図1の右側に位置する可動部ユニット6の断面図である。
【図4】同、可動部ユニット6を組み付けるための治具33、および可動部ユニット6を示す断面図である。
【符号の説明】
1 スターリング冷凍機(冷凍機、図1)
2 ガス圧縮機
3 コールドヘッド
4 圧縮機ケース(圧力容器、ケース)
5 ヘッダーユニット(図2)
6 可動部ユニット(図3)
7 中間ヘッダー
8 ピストン
9 ヨーク
10 磁性部材
11 磁気回路部材(ヨーク9、磁性部材10)
12 板バネ
12A 巻スリット板バネ(板バネ)
12B リード線接続用板バネ(板バネ)
13 円環状の永久磁石
14 電磁コイル
15 リニアモーター(磁気回路部材11、永久磁石13、電磁コイル14)
16 ボビン部材
17 シリンダー
18 シリンダーヘッド
19 支持部(図2)
20 取付けボルト
21 冷媒のガス流路
22 シール部材
23 圧縮膨張室
24 取付けボルト
25 リード線接続片
26 リード線
27 駆動部(ピストン8、板バネ12、リニアモーター15、シリンダー17)
28 ガス供給管
29 シリンダー
30 蓄冷材
31 ディスプレーサー(ピストン)
32 バネ材
33 可動部ユニット6を組み付けるための治具(図4)
34 治具33の円板部
35 治具33のピストン用ロッド部(ロッド部)
36 治具ボルト(図4)
37 固定ボルト(図1)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a refrigerator and a method for assembling the refrigerator, and more particularly to a Stirling refrigerator, a pulse tube refrigerator, and other refrigerators that include a gas compressor and generate refrigeration in a cold head and a method for assembling the refrigerator.
[0002]
[Prior art]
In the Stirling refrigerator, pulse tube refrigerator, and other refrigerators that generate refrigeration by compressing and expanding the refrigerant gas such as helium gas by the interaction between the cylinder and the piston, a leaf spring is used as a drive unit for driving the cylinder and the piston. There is a thing using. For example, there is JP-A-5-215423.
[0003]
In such a Stirling refrigerator, a linear motor composed of a permanent magnet, a magnetic circuit member, and an electromagnetic coil, a cylinder and a piston that are driven by the linear motor, and a leaf spring that constitutes a resonance system with the linear motor, , Etc. are assembled and housed in a predetermined pressure vessel or other case.
However, when assembling the drive unit, if each member is sequentially assembled in series, such as an intermediate header, the assembly work becomes difficult to be distributed or paralleled, and work efficiency is improved. There is a problem that can not be.
[0004]
Furthermore, in the refrigerator, maintenance of the seal structure or seal member between the cylinder and the piston is important, and it is necessary to disassemble all members, especially during maintenance to replace the piston or cylinder provided with the seal member. There is a problem that the amount of work is required as much as that at the time of assembly, and if the disassembly work at the start of maintenance is included, the amount of work naturally increases from that at the time of initial assembly.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a refrigerator and an assembling method thereof that can simplify the assembling process and reduce the assembling cost.
[0006]
It is another object of the present invention to provide a refrigerator and an assembling method thereof that can distribute or parallel work during initial assembly.
[0007]
Another object of the present invention is to provide a refrigerator and an assembling method thereof that can avoid unnecessary disassembly work during maintenance.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
That is, according to the present invention, a movable part unit is obtained by unitizing a leaf spring, a movable part (cylinder or piston) in a drive part, and a movable part (electromagnetic coil) in a linear motor. Focusing on attaching to the linear motor, attaching the fixed part (piston or cylinder) in the drive part to the intermediate header to make a header unit, and assembling the movable part unit to the header unit. A linear motor having a permanent magnet, a magnetic circuit member and an electromagnetic coil, a cylinder and a piston for driving any one of the linear motor, and a leaf spring constituting a resonance system with the linear motor. Assembled and housed in the prescribed case A refrigerating machine that generates refrigeration by reciprocating a drive unit to compress and expand a refrigerant, and is provided with an intermediate header for assembling the case, and either the cylinder or the piston is assembled to the intermediate header. The header unit, the linear motor, and either the cylinder or the piston are assembled to the leaf spring to form a movable unit, and the cylinder and the piston can be relatively reciprocally slidably moved. As described above, the moving unit is detachably assembled to the header unit.
[0009]
The linear motor can be positioned on the outer peripheral side of the case, and the cylinder and the piston can be positioned on the inner peripheral side of the case.
[0010]
The leaf spring may be a pair of leaf springs facing each other, and the linear motor, the cylinder, and the piston may be positioned between the pair of leaf springs.
[0011]
A second invention includes a linear motor having a permanent magnet, a magnetic circuit member, and an electromagnetic coil, a cylinder and a piston that are driven by the linear motor, and a leaf spring that constitutes a resonance system with the linear motor. A refrigerating machine that generates refrigeration by reciprocating the drive unit and compressing and expanding the refrigerant, the assembly comprising: An intermediate header to be assembled is provided, and either the other of the cylinder and the piston is assembled to the intermediate header to form a header unit, and the linear motor and one of the cylinder and the piston are assembled to the leaf spring. In addition to the movable unit, the cylinder and the piston So as to be reciprocally slidable movement, the movable section unit is a method of assembling a refrigerator, which comprises as assembled detachably on the header unit.
[0012]
A jig having a disc portion that can be attached to an end portion of the linear motor and a rod portion that can be engaged with either the cylinder or the piston is prepared, and the cylinder and the piston are provided on the rod portion. The movable part unit can be assembled in a state where any one of them is engaged.
[0013]
In the refrigerator and its assembling method according to the present invention, for example, a piston is assembled to an intermediate header to form a header unit, and a linear motor and, for example, a cylinder to a leaf spring are assembled to a movable unit. Since the movable unit is detachably assembled to the header unit so as to be reciprocally slidable, the drive unit of the refrigerator is divided into the header unit and the movable unit so that they can be assembled independently. The assembly work can be distributed and parallelized, and the assembly work can be simplified and the cost can be reduced.
[0014]
In addition, when replacing the seal part between the cylinder and piston, which is frequently used in maintenance of the refrigerator, it is not necessary to disassemble all the parts, and only the necessary parts (movable part unit and header unit) can be disassembled. It is good, and it is easy to replace the cylinder or piston and handle the sealing member, and at the time of assembly, there is no need to position the fixed part (header unit) and the movable part (movable part unit). Maintenance workability is also good.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a refrigerator and its assembling method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 by taking a Stirling refrigerator as an example.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a Stirling refrigerator 1, and the Stirling refrigerator 1 includes a gas compressor 2 and a cold head 3.
[0016]
The gas compressor 2 is for generating a refrigeration in the cold head 3 by compressing and supplying refrigerant to the cold head 3 and absorbing and expanding it. 1 includes a central header unit 5 as a fixed portion appearing in a cross-shaped shape, and a pair of left and right movable unit 6 as a movable portion assembled to the header unit 5.
[0017]
2 is a cross-sectional view of the header unit 5, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the movable unit 6 located on the right side of FIG.
The header unit 5 includes an intermediate header 7 that appears in the vertical direction in FIG. 2, and a pair of left and right pistons 8 that are attached to the intermediate header 7 in the horizontal direction.
The pair of left and right movable unit 6 includes a magnetic circuit member 11 composed of a yoke 9 and a magnetic member 10, a pair of left and right circular leaf springs 12, a magnetic circuit member 11, an annular permanent magnet 13 and A linear motor 15 including an annular electromagnetic coil 14, a bobbin member 16 of the electromagnetic coil 14, a cylinder 17 attached to the bobbin member 16, and a cylinder head 18 are included.
[0018]
The compressor case 4 accommodates therein a header unit 5 and a movable unit 6 symmetrically in the axial direction of the piston 8.
[0019]
As shown in FIG. 2, the header unit 5 appears in an almost cross shape. The intermediate header 7 has a support portion 19 in the vertical and vertical directions, and a pair of left and right pistons 8 are attached by mounting bolts 20 in the horizontal direction of the center. At the same time, a gas flow path 21 of a refrigerant such as helium gas is formed in the central part of the piston 8 and the support part 19.
[0020]
The piston 8 faces the cylinder head 18, and a seal member 22 is provided on the outer peripheral surface thereof, and a compression / expansion chamber 23 is formed between the cylinder 17 and the cylinder head 18 integrally attached to the cylinder 17. To do. The compression / expansion chamber 23 communicates with the gas flow path 21. The cylinder 17 can move together with the electromagnetic coil 14 together with the bobbin member 16.
[0021]
The yoke 9 and the magnetic member 10 are, for example, iron members for forming a magnetic path in the linear motor 15. The yoke 9 has the outer peripheral portion of the leaf spring 12 and the permanent magnet 13 attached thereto, and the magnetic member 10. The electromagnetic coil 14 is located between the permanent magnet 13 and the permanent magnet 13.
[0022]
The cylinder 17 has the piston 8 inserted therein so as to be relatively movable in the axial direction (reciprocating sliding motion is possible), and the cylinder 17 can be reciprocated in the axial direction with respect to the piston 8 in a fixed state.
The drive type of the gas compressor 2 includes a piston drive type that moves the piston 8 and a cylinder drive type that moves the cylinder 17, but the illustrated example is a cylinder drive type.
[0023]
The leaf spring 12 is composed of a metal material having conductivity and elasticity, and its outer peripheral portion is attached to the yoke 9 by a mounting bolt 24 and its inner peripheral portion is attached to the cylinder head 18 by the mounting bolt 24. And in the laminated part of a leaf | plate spring, it has the form of the inner side several sheet | seat slit leaf | plate spring 12A and the sheet | seat spring 12B for one lead wire connection outside.
The elastic force of the winding slit leaf spring 12A and the lead wire connecting leaf spring 12B, particularly the winding slit leaf spring 12A in which a plurality of curved slits (not shown) from the outer peripheral side toward the center are formed. Thus, the cylinder 17 and the electromagnetic coil 14 are supported so as to reciprocate in the axial direction.
[0024]
The linear motor 15 comprises a magnetic circuit member 11, a permanent magnet 13 and an electromagnetic coil 14, and the permanent magnet 13 and the electromagnetic coil 14 are arranged so as to face each other, and a lead wire connecting leaf spring 12B. An alternating current having a predetermined frequency can be supplied to the electromagnetic coil 14 through a lead wire 26 soldered to the lead wire connecting piece 25.
Together with the linear motor 15, the plate spring 12, the piston 8, and the cylinder 17 constitute a drive unit 27 to generate relative movement of the piston 8 and the cylinder 17.
That is, the permanent magnet 13 and the electromagnetic coil 14 are relatively axially moved by passing an alternating current of a predetermined frequency through the electromagnetic coil 14 and by the elastic repulsion force of the leaf spring 12 that forms a resonance system with the linear motor 15. To cause the piston 8 and the cylinder 17 to move relative to each other, to increase or decrease the pressure of the refrigerant in the compression / expansion chamber 23, and from the gas flow path 21 to the cold head 3 via the gas supply pipe 28. The change is supplied at a predetermined timing to cause the cold head 3 to freeze.
[0025]
That is, the cold head 3 has a cylinder 29, a displacer 31 (piston) containing the regenerator material 30, and a spring material 32, and the refrigerant supply (compression expansion) and the displacer shifted in phase. A reverse Stirling cycle is executed with the reciprocating motion of 31 to generate refrigeration.
As the spring material 32, a plate spring 12 similar to the above can be adopted as well as a coil spring.
Further, the cold head 3 may have a linear motor 15 similar to that provided in the gas compressor 2.
[0026]
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the jig 33 for assembling the movable part unit 6 and the movable part unit 6 as described above. The jig 33 is equivalent to the diameter of the movable part unit 6, particularly the yoke 9. It has the disc part 34 which has a diameter, and the rod part 35 (rod part) for pistons welded perpendicularly to the center axis part of the disc part 34.
The disc part 34 can fix the circumference part of the yoke 9 in the movable part unit 6 (magnetic circuit member 11) with a jig bolt 36.
The piston rod portion 35 is inserted into the cylinder 17 instead of the piston 8 in the header unit 5 (FIG. 2), and positions the cylinder 17.
[0027]
In order to assemble the movable unit 6, as shown in FIG. 4, first, the magnetic member 10, the permanent magnet 13, and the outer peripheral side of the leaf spring 12 on the left side in FIG. At the same time, the yoke 9 is temporarily fixed to the disk portion 34 using the jig bolt 36 in a state where the bobbin member 16 to which the electromagnetic coil 14 is attached is assembled to the inner peripheral side of the leaf spring 12.
[0028]
Next, the cylinder 17 is inserted into the piston rod portion 35, positioned, and fixed to the inner peripheral side of the leaf spring 12 via the bobbin member 16, and further, the cylinder head 18 and the leaf spring on the right side in FIG. 12, the inner peripheral side of the plate spring 12 is fixed using a mounting bolt 24, and the outer peripheral side of the leaf spring 12 is fixed to the yoke 9 using another mounting bolt 24.
Finally, if the jig bolt 36 is removed and the jig 33 is removed, the movable unit 6 as shown in FIG. 3 can be manufactured.
[0029]
In the Stirling refrigerator 1 having such a configuration, the header unit 5 is assembled as shown in FIG. 2, while the movable unit 6 is separately assembled as shown in FIG. 4, and the pistons on both sides of the header unit 5 are assembled. The header unit 5 and the movable unit 6 are combined together so that the cylinder 17 of the movable unit 6 is inserted into the unit 8, and the fixing bolt 37 (FIG. 1) is tightened instead of the jig bolt 36.
Thus, the magnetic circuit portion can be unitized as the movable unit 6 and the header unit 5 and the movable unit 6 can be assembled simultaneously and independently, and the assembly workability of the gas compressor 2 in the refrigerator 1 can be improved. it can.
[0030]
Further, when replacing the piston 8 or the like during maintenance, the piston 8 can be exposed to the outside simply by disassembling the header unit 5 and the movable unit 6, and the piston 8 can be exposed from the support portion 19 of the header unit 5. 8 can be separated and exchanged, so that the movable unit 6 itself can be separated from the header unit 5 and does not need to be disassembled, and only minimal disassembly and reassembly are required.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, for example, in gas compressors, the assembly parts of the Stirling refrigerator and other refrigerators are simplified by unitizing the component parts such as a header unit and a movable unit. It can also contribute to cost reduction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a Stirling refrigerator 1 according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of the header unit 5. FIG.
3 is a cross-sectional view of the movable unit 6 located on the right side of FIG.
4 is a sectional view showing a jig 33 for assembling the movable unit 6 and the movable unit 6; FIG.
[Explanation of symbols]
1 Stirling refrigerator (refrigerator, Fig. 1)
2 Gas compressor 3 Cold head 4 Compressor case (pressure vessel, case)
5 Header unit (Fig. 2)
6 Movable unit (Fig. 3)
7 Intermediate header 8 Piston 9 Yoke 10 Magnetic member 11 Magnetic circuit member (Yoke 9, Magnetic member 10)
12 leaf spring 12A winding slit leaf spring (leaf spring)
12B Lead wire connection leaf spring (leaf spring)
13 annular permanent magnet 14 electromagnetic coil 15 linear motor (magnetic circuit member 11, permanent magnet 13, electromagnetic coil 14)
16 Bobbin member 17 Cylinder 18 Cylinder head 19 Support part (FIG. 2)
20 Mounting bolt 21 Refrigerant gas flow path 22 Seal member 23 Compression / expansion chamber 24 Mounting bolt 25 Lead wire connecting piece 26 Lead wire 27 Drive unit (piston 8, leaf spring 12, linear motor 15, cylinder 17)
28 Gas supply pipe 29 Cylinder 30 Cold storage material 31 Displacer (piston)
32 Spring material 33 Jig for assembling movable unit 6 (FIG. 4)
34 Disc part 35 of jig 33 Piston rod part (rod part) of jig 33
36 Jig bolt (Fig. 4)
37 Fixing bolt (Fig. 1)

Claims (1)

永久磁石、磁気回路部材および電磁コイルを有するリニアモーターと、
このリニアモーターにより、そのいずれか一方を駆動するシリンダーおよびピストンと、
このリニアモーターと共振系を構成する板バネと、を有する駆動部を組み立てて、所定のケース内に収容し、
この駆動部を往復運動させて冷媒の圧縮および膨張を行うことにより冷凍を発生する冷凍機の組立て方法であって、
前記ケースを組み付ける中間ヘッダーを設け、
前記シリンダーおよび前記ピストンのいずれか他方をこの中間ヘッダーに組み付けて、ヘッダーユニットとし、
前記リニアモーターと、
前記シリンダーおよび前記ピストンのいずれか一方と、を前記板バネに組み付けて可動部ユニットとするとともに、
前記リニアモーターの端部に取り付け可能な円板部と、
前記シリンダーおよび前記ピストンのいずれか一方と係合可能なロッド部と、を有する治具を準備し、
このロッド部に前記シリンダーおよび前記ピストンのいずれか一方を係合させた状態で前記可動部ユニットを組み立て、
前記シリンダーおよび前記ピストンが相対的に往復摺動運動可能なように、前記可動部ユニットを前記ヘッダーユニットに着脱可能に組み付けるようにすることを特徴とする冷凍機の組立て方法。
A linear motor having a permanent magnet, a magnetic circuit member and an electromagnetic coil;
With this linear motor, a cylinder and a piston that drive either one of them,
Assemble a drive unit having this linear motor and a leaf spring that constitutes a resonance system, and house it in a predetermined case.
A refrigerating machine assembly method for generating refrigeration by reciprocating the drive unit to compress and expand the refrigerant,
An intermediate header for assembling the case is provided,
Assembling either the cylinder or the piston to the intermediate header to form a header unit,
The linear motor;
Either one of the cylinder and the piston is assembled to the leaf spring to form a movable unit,
A disc portion attachable to an end of the linear motor;
Preparing a jig having a rod portion engageable with any one of the cylinder and the piston;
Assembling the movable unit in a state where either the cylinder or the piston is engaged with the rod part,
A method of assembling a refrigerator, wherein the movable unit is detachably assembled to the header unit so that the cylinder and the piston can relatively reciprocate.
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