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JPH0730809B2 - ガススプリングを有する長寿命振動平衡機構 - Google Patents
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JPH0730809B2 - ガススプリングを有する長寿命振動平衡機構 - Google Patents

ガススプリングを有する長寿命振動平衡機構

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JPH0730809B2
JPH0730809B2 JP60283180A JP28318085A JPH0730809B2 JP H0730809 B2 JPH0730809 B2 JP H0730809B2 JP 60283180 A JP60283180 A JP 60283180A JP 28318085 A JP28318085 A JP 28318085A JP H0730809 B2 JPH0730809 B2 JP H0730809B2
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 機械的補助装置を必要とする精密計測の技術分野におい
て、補助装置の作動に由来する振動は長年にわたって深
刻な問題として認識されている。装置フレームから計測
機器または車両フレームに伝達される振動は、多分に理
論的な研究の、そして多くの実験および開発の対象とな
っている。その研究、実験および開発は主として２種類
の分野に集中している。第１の分野は、装置の振動の計
測機器または車両フレームに対する伝達を、振動絶縁手
段または衝撃吸収マウントの使用によって低減させるも
のである。また、第２の分野は、振動を打消すために大
きさの等しい逆向きの振動を計測機器もしくは車両フレ
ームに対し、または装置自体に対して加え、装置フレー
ムから計測機器または車両フレームに対して振動がほと
んど、または全く伝達されない構成とするものである。
本発明は、振動またはその作用を実際に打消すことを意
図した前記第２の分野に関するものである。
近年において研究対象としての重要性が益々認識されて
いる別の問題は、修理その他の保守管理が現実的に不可
能な状況下で、例えば無人人工衛星において使用する長
寿命機器の設計である。かかる用途においては通常の軸
受の摩耗、または金属間の転動接触により微粒子が放出
され、超平滑平面または微細隙間の機械的劣化その他の
化学機械的品質低下の原因となる。かかる問題点を解消
するためには相対変位を生じる部品相互間の接触は可能
なかぎり回避すべきである。
従来の技術 計測機器、車両フレーム、その他の環境部分に対してな
される振動の低減の第１ステップは、通常は初期振動の
発生を低減しようとすることである。したがって可能な
かぎり機構を完全に対称的に、または回転軸線に関して
完全に平衡させうるように設計を行う。機械が機能的に
ピストン等の質量の往復を必要とする場合には、ピスト
ンの駆動に必要とされる力は機械フレームに軸線方向の
直線振動を誘起する。横方向の振動はピストンと同軸の
リニア駆動モータを使用することによって防止すること
ができる。
平衡された２つのピストンの間で作動を区分するのが使
宜的でなく又は不可能であり、しかも両ピストンをより
同調させて逆向きに作動させるべき場合には、製造管理
や設計の改善では回避することのできない直線振動源が
生じることになる。この振動源は、機械および振動ピス
トンの質量比の関数であるレベルにおいて受忍するか、
例えば振動吸収によって打消すべきものである。
米国特許第4,483,425号は機械の振動をそのフレームに
結合された振動平衡質量部材の振動によって減衰し又は
吸収するシステムを開示している。このシステムはフィ
ードバック制御系と電気的なリニア駆動モータとを用い
てピストンを、予定された又は別の検出手段の検出出力
に応じて設定される周波数および波形で振動させるもの
である。リニアモータに対する反力の伝達を低減させる
ために、この特許に開示されている好適実施例において
は振動平衡質量部材をストロークのほぼ中央の固定点に
位置決め保持するためのばねの使用を示唆している。こ
のばね・質量系は、打消すべき振動が主要な振動周波数
を有する場合にはその周波数に同調させることができ
る。
上記米国特許に係るシステムを長寿命機器での使用に適
した機械として実現すべき場合、ばねの端部をフレーム
または振動平衡質量部材に結合する一見簡単な問題が、
実際にはかなり複雑なものであることが判明している。
すなわち、かなり長い直線ストロークを確保すべく共通
のコイルばねを用いる場合には、ばねの最終巻回部がマ
ウントに対して接触離間変位を生じるために不所望の非
線形性が生じるのみならず摩耗粒子も生成されるからで
ある。
上述した手段のいずれも機械的なばねおよび質量が単一
の固定共振周波数を有することによる欠点を伴ってい
る。すなわち、良好な振動平衡は打消すべき振動の周波
数が所定の値またはそのごく近傍の値を有する場合にの
み実現可能である。僅かな偏差は質量部材に結合した電
気モータその他のモータによる動力供給によって対処す
ることができるが、周波数偏差がかなりの大きさに達す
る場合には所要動力が過大となり、機械的なばねが設け
られていないのと同様となる。
発明の開示 本発明の目的は、可動部品間の接触を防止することによ
りほぼ無制限の作動寿命をもたせることのできる振動平
衡機構を提案するにある。
本発明の他の目的は、モータによる大電力または反力の
供給を必要とせずに共振周波数を広範囲にわたって調整
することのできるばね・質量系を有する振動平衡機構を
提案するにある。
本発明による振動平衡機構は細長いチェンバまたはシリ
ンダ内に配置された振動平衡質量部材を具え、シリンダ
がその一端にガス圧縮領域を有し、その圧縮領域に対す
るガスの供給排出を制御する通路が形成されたものであ
る。連続的に平均した力を振動平衡質量部材に作用させ
る必要をなくすため、その質量部材の各側での平均圧力
は等しいものでなければならない。したがって振動平衡
質量部材には圧縮領域側の端部とは反対側の端部にバッ
ファー領域内のガスと接触させる端面を設け、そのバッ
ファー領域の容積は通常は圧縮領域の容積より相当大き
く設定する。この場合、質量部材の振動によるバァッフ
ァー領域内での圧力変動は圧縮領域内での圧力変動と対
比して僅かであり、これによってばね作用を達成させる
ことができる。
本発明によれば２通りの構成および作動モードのいずれ
をも実現することが可能である。第１に、圧縮領域およ
びバッファー領域の内圧はガスの供給排出によって変化
させることができる。この構成は、保守手入れを行わな
くとも長寿命化が可能である場合には不所望の弁装置の
設置、または温度制御吸収媒体の供給源との接続を必要
とする。しかし、バッファー領域の小型化が可能とな
り、これにより圧力変動に基づくスチフネスのより高い
ばねを実現しうる利点が得られる。さらに、力と質量部
材の位置との間の対称的な非線形関係も用途によっては
望ましい場合がある。
第２に、好適な実施例においては圧縮領域の平均容積を
平均圧力の変化を伴わずに変化させてばね定数を変化さ
せる。好適には質量部材にバイアス力を作用させて質量
部材を圧縮領域に対して接近または離間する所望の方向
に変位させる。固有の漏洩により、またはその目的で設
けられる絞り通路によって圧縮領域とバッファー領域と
の間に僅かなガスの流れが生じる。所望の平均容積変化
（平均ピストン位置）が達成された時点でバイアス力を
除去する。振動平衡質量部材を超えての漏洩がないの
で、温度変化による圧縮領域内での平均圧力変化が生じ
ないかぎり新たな共振周波数を維持することができる。
勿論、両作動モードを１つの複合構造で実現することも
可能である。
振動平衡質量部材の外周とチェンバまたはシリンダの内
壁との間には僅かな隙間スペースを形成するのが更に望
ましい。かかる配置によれば、質量部材の中央位置をチ
ェンバまたはシリンダの長手方向に変位させて圧縮領域
の容積を変化させることにより、共振周波数を容易に変
化させることが可能となる。
好適実施例においては、振動平衡質量部材が所望範囲内
の共振周波数で振動する中央領域に沿ってチェンバに平
滑なシリンダ壁を設け、質量部材にチェンバのシリンダ
壁に対して平行で同軸をなす円筒面を形成して両者間に
僅かな隙間スペースを画成し、質量部材を磁気的または
流体力学的な支持作用によってシリンダ内に位置決め
し、リニアモータを設けて質量部材に軸線方向のバイア
ス力を加えることにより質量部材の振動の平均位置を変
化させ、これにより隙間スペースを通してのガス流を生
じさせて共振周波数を変化させる。
さらに好適な実施例ではチェンバおよび質量部材を円形
断面形状に形成し、質量部材を磁気的な能動支持装置に
よって支持し、リニアモータを用いてバイアス力を生じ
させると共にガススプリング内の損失を補償する。打消
すべき振動がガススプリングの非直線性と大きさの等し
い逆向きの非直線性をもたない場合には、打消すべき振
動の波形と完全に平衡させうる波形で質量部材を振動さ
せるに充分な出力容量をリニアモータにもたせるのが望
ましい。製造段階での不完全な対称性に由来する不所望
の効果を最小限のものとするため、質量部材に磁気的支
持装置を作用させる対称な端部を設けて全質量の大部分
を占めさせ、中央部分には半径方向に磁化された少なく
とも１つの永久磁石を設けてリニアモータの一部とする
のが望ましい。
振動平衡質量部材の圧縮領域から離れた側の端部をバッ
ファー領域と対向させるのが望ましく、これは圧力変動
が過大ではなく又はばね作用を損なう不正確な位相のも
のではないからである。
本発明は、軸線方向に駆動されるピストンをシリンダ内
に配置し、所定量の作動流体またはガスをピストンによ
り圧縮し又は変位させて熱力学的サイクルを生じさせ、
ピストンを上述の質量部材およびガススプリングによっ
て振動平衡させ、充填ガスを連続チェンバを形成するケ
ーシング内の閉鎖スペース内に充填し、そのチェンバ
に、熱力学的機能を発揮させるべくピストンを振動させ
る第１部分と、振動平衡質量部材を振動させるべく第１
部分と連通させた第２部分とを設けた熱力学的機械を提
案するものでもある。かかる構成において、１つのバッ
ファー領域によって熱力学的ピストンと質量部材の両者
に対するバッファーを形成するのが望ましい。
好適な実施例において上記熱力学的機械はスターリング
サイクル冷凍機であり、ピストンおよびディスプレーサ
を振動平衡質量部材と同軸的に振動させる構成とされて
いる。
好適な実施例の説明 以下、本発明を図示の実施例について説明する。
図面に線図的に示す振動平衡冷凍機は、スターリングサ
イクルに基づいて作動するものであり、全ての可動部品
を気密に封入したケーシング１を有している。理想的に
は、全ての主要部品が冷凍機の長手方向軸線２に関して
完全に対称であり、この対称軸線に沿って全ての運動が
生じるように構成する。
冷凍機の振動平衡機構は圧縮領域4,中央領域６およびバ
ッファー領域８をケーシング１内に有している。これら
の領域は円筒壁10によって限定し、その内部で振動平衡
質量部材12を軸線２に沿って振動させる。振動平衡質量
部材12の両端部14の各々に円筒壁10に対して平行に延在
し、これより僅かに離間した円筒面18を設ける。圧縮領
域４に隣接する端部14の端面19は、圧縮領域内に充填さ
れているガス、例えばヘリウムと接触させる。
振動平行質量部材12は磁気的な支持装置によって半径方
向に位置決めし、この支持装置を、電磁石20と半径方向
位置センサ22とを有する能動磁気支持装置として構成す
るのが有利であり、その位置センサとしては端部14の円
筒面18に作用する既知の構成のものを適宜使用すること
ができる。
振動平行質量部材を軸線方向に位置決めし、かつ所要の
補償駆動力を発生するために、一対のモータコイル24,2
5を振動平衡質量部材の中央部分の一部を構成する半径
方向磁石26,27と協働させる。軸線方向位置センサ（図
示せず）は、例えば米国特許第4,483,425号において開
示されているごとくモータ駆動装置の一部として使用す
るのが望ましい。モータコイル24,25を軟磁復路28で包
囲されたものとして図示してあるが、本発明はその形状
に係るものではない。
バッファー領域８の振動平衡機構とは反対側にスターリ
ングサイクル冷凍装置を配置する。この装置は内壁34を
有するシリンダ32を含み、その内部にピストン36が配置
され、そのピストンはシリンダ内部34との間に隙間シー
ル部材を有している。このピストンを磁気的な支持装置
38によって半径方向に位置決めし、リニアモータ40によ
って振動直線変位するように駆動する。スターリングサ
イクルの技術分野において周知の形式のディスプレイー
サ42も磁気的な支持装置44によって半径方向に位置決め
する。ディスプレーサは、その端部に作用する不平衡ガ
ス圧力により、または図示しない適宜のリニアモータに
よって駆動する。
振動平衡機構の作動は、モータコイル24,25による付加
的な軸線方向バイアス機能を除いては、米国特許第4,48
3,425号に開示されているものと同様とするのが有利で
ある。リニアモータを使用する場合には、図示の装置の
対称性によりモータが軸線方向の中央位置に対する自己
位置決め傾向を呈するように容易に設計することができ
る。そして、その対称中央位置においては、圧縮領域４
の容積を、振動平衡質量部材12の質量と、ケーシング１
内の領域を満たすヘリウム等のガスの圧力とに関して、
次のごとく設定する。すなわち振動平衡質量部材12と圧
縮領域４によって形成されるガススプリングとが構成す
る質量・ばね系の固有共振周波数が、スターリングサイ
クル冷凍機の駆動される作動周波数の通常値または中央
値と一致するように設定するものである。図示しない変
換器によってケーシング１に対するピストン36およびデ
ィスプレーサ42の相対変位またはケーシング１内に生じ
る振動のレベルを検出し、モータコイル24,25に駆動電
流を供給して、振動平衡質量部材12の相対変位を誘起す
ることによってこれらの振動を打消す。さらに、スター
リングサイクル冷凍機が前記質量・ばね系の固有共振周
波数とは異なる周波数をもって作動される場合にあって
も、本発明によれば、当業者において容易に設計しうる
回路を用いて修正を行うことができる。
例えば、振動平衡質量部材がその共振周波数で振動して
いるとすれば、モータコイル24,25は振動の調和もしく
は非線形成分を補償するのに必要とされる実動力成分の
みを必要とする。共振周波数がスターリング機械の作動
周波数と一致しない場合には、振動を打消すためにはモ
ータコイルの電流に反力成分を加える必要がある。反力
成分の検出によって実際の振動周波数が共振周波数より
高いか低いかを表示する修正信号が得られる。共振周波
数が低すぎる場合には、僅かなバイアス電流をモータコ
イル24,25に供給して振動平衡質量部材12の平均位置を
圧縮領域４に向けて変位させることにより、ガススプリ
ングの平均ばね定数、したがって共振周波数を実際の振
動周波数と一致するまで高める。同様に、振動平衡質量
部材をその平均位置に対応する周波数以下の周波数で駆
動すべき場合には、制御回路によりバイアス電流を供給
して振動平衡質量部材を圧縮領域４から遠ざかる方向に
変位させ、ガススプリングのばね定数を低下させること
により共振周波数をその時点における冷凍機の作動周波
数まで低下させる。
モータおよび磁気的支持装置が軸線方向の位置決め傾向
を強く呈するものでない場合には、ガス・移動質量系の
僅かなポンプ効果に打勝つための連続的な軸線方向バイ
アス力を除き、特定の共振周波数を維持するためのバイ
アス力を必要とされない。
機械設計の当業者には容易に理解しうることであるが、
可変共振周波数を有する本発明の振動平衡機構は多くの
有用な実施態様および用途をもっている。例えば、バッ
ファー領域が他の機械的機能を分担するものでない場合
には、バッファー領域および圧縮領域に対するガスの供
給・排出を司どる制御弁装置を使用して、振動平衡質量
部材の平均位置を変化させることなくガススプリングの
ばね定数を変化させることが可能である。
振動平衡質量部材の軸線方向変位を拘束するためには多
くの手段を使用することができる。低摩擦案内スペーサ
をシリンダ壁と、ピストンとして形成された振動平衡質
量部材との間に配置し、振動平衡質量部材と中央領域の
壁との間に配置される隙間シール部材と併用することが
できる。長寿命特性がさほど重要でない場合には、公差
を大きく設定すると共により粗い機械加工面を使用し、
周知のピストンリングまたはシールリングを振動平衡質
量部材と中央領域との間に組込むことによって製造コス
トを低減することが可能である。かかる変形例におい
て、毛細管路等の漏洩流路を振動平衡質量部材を貫通さ
せて、またはその周りでケーシングを貫通させて設ける
ことにより圧縮領域とバッファー領域とを連通させるこ
とができる。
隙間シールを使用する場合、本発明は種々の有利な態様
をもって実施することができる。振動平衡質量は既知の
リニアベアリングを有する軸上に支持することができ
る。振動平衡質量部材の端面の形状を適切に設定するこ
とにより、その質量部材のチェンバ壁に対する速度が十
分に高い場合には流体力学的な心出しフィルムを形成す
ることができ、同時にストロークの両端で質量部材が方
向を反転する際にスクィーズフィルム効果によって心出
し状態を適切に維持することが可能となる。
電磁リニアモータとして各種の構成のものを使用するこ
とができ、モータ駆動の直線性、周波数応答特性、また
はガスに対する有機材料面の露出を回避しつつチェンバ
を容易に製造しうること等の固有の利点を有するリニア
モータを所要に応じて適宜に選定することができる。種
々の磁性材料部分は、適当な構造的一体性およびガス不
透過性を有するものであれば積層体またはフェライト等
のエディーカレント損失の小さな材料で構成することが
できる。
図示実施例に関してはケーシングを単一の部材よりな
り、その壁を通して種々の磁気部材を装着し、かつシー
ルするものとして説明したが、可動部品を内部に装着可
能とするためだけであればケーシングを複数の相互に締
結されるセクションで構成すべきことは勿論である。
振動平衡出力部材の両端部は同一外径のものとするのが
製造上は有利であるが、その各部に異なる外径をもたせ
て段付き孔を有するケーシング内で振動させる構成とし
ても良い。通常は円形断面形状が容易に製造できる点で
有利であるが、不所望の振動モードを防止するために十
分な対称性を有する非円形断面形状を採用することもで
きる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例による可変共振周波数を有する
振動平衡機構を具えるスターリングサイクル冷凍機の縦
断面図である。 １……ケーシング、２……対称軸線 ４……圧縮領域、６……中央領域 ８……バッファー領域、10……円筒壁 12……振動平衡質量部材、14……端部 18……円筒面、19……端面 20……電磁石、22……半径方向位置センサ 24,25……モータコイル、26,27……半径方向磁石 28……軟磁復路、32……シリンダ 34……シリンダ内壁、36……ピストン 40……リニアモータ、42……ディスプレイーサ 44……磁気的支持装置
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−43077（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−79462（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−86674（ＪＰ，Ａ) 特公 昭58−20223（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】所定の軸線を有する中央領域、および該中
    央領域と連通する圧縮領域を含むチェンバと； 少なくとも前記圧縮領域内のスペースを占める充填ガス
    と； 前記中央領域内に軸線方向に変位可能に配置され、前記
    圧縮領域内の充填ガスに接触する端面を有する振動平衡
    質量部材とを具え、該質量部材は、少なくとも前記圧縮
    領域内の充填ガスが質量部材の軸線方向振動変位に対抗
    するばねとして作用して共振ばね・質量系を構成するご
    とく配置し； さらに、 前記圧縮領域に対するガスの供給・排出を制御してガス
    のばね定数を変化させることにより共振周波数を変化さ
    せる手段を具えた振動平衡機構において、 前記圧縮領域に対するガスの供給・排出制御手段により
    前記圧縮領域内の平均ガス圧を不変に維持し、軸線方向
    のバイアス力を前記振動平衡質量部材に及ぼすことによ
    り振動変位についての該質量部材の中央位置を変化させ
    てガスのばね定数および共振周波数を変化させうる構成
    としたことを特徴とする振動平衡機構。
  2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の振動平衡機構
    において： 前記チャンバは、前記中央領域が前記軸線に対して同軸
    をなすシリンダ壁で包囲された細長いチェンバよりな
    り、かつ、バッファー領域を含み、該バッファー領域お
    よび前記圧縮領域は前記中央領域の対応する端部と連通
    させ； 前記振動平衡質量部材に円筒面を形成してその円筒面を
    前記シリンダ壁との間に僅かな隙間スペースを形成する
    ごとく配置し； 前記充填ガスは前記バッファー領域および隙間スペース
    をも占めさせ； さらに、 前記振動平衡質量部材を前記軸線に関して位置決めする
    手段と、該質量部材に両軸線方向へのバイアス力を加え
    る手段とを具え； 前記隙間スペースにより前記圧縮領域に対するガスの供
    給排出制御手段を形成することを特徴とする振動平衡機
    構。
  3. 【請求項３】特許請求の範囲第２項記載の振動平衡機構
    において、バイアス力を加える前記手段を、前記質量部
    材およびガススプリングの共振周波数とは異なる周波数
    の振動力を平衡させるための駆動力を出力しうるリニア
    モータによって構成したことを特徴とする振動平衡機
    構。
  4. 【請求項４】特許請求の範囲第２項記載の振動平衡機構
    において、前記位置決め手段を、磁気的な支持装置によ
    り構成することを特徴とする振動平衡機構。
  5. 【請求項５】特許請求の範囲第４項記載の振動平衡機構
    において、前記磁気的な支持装置を前記質量部材に直接
    作用させることを特徴とする振動平衡機構。
  6. 【請求項６】特許請求の範囲第５項記載の振動平衡機構
    において、前記質量部材を２つの対称的な端部と中央部
    とに区分し、これら端部に中央部より大きな質量をもた
    せ、前記磁気的な支持装置を前記端部に作用させること
    を特徴とする振動平衡機構。
  7. 【請求項７】特許請求の範囲第６項記載の振動平衡機構
    において、前記質量部材の中央が半径方向に磁化された
    少なくとも１つの永久磁石を具え、 前記端部は軟磁材料よりなることを特徴とする振動平衡
    機構。
  8. 【請求項８】所定のスペースの少なくとも一部を包囲す
    るシリンダと； このシリンダ内に直線駆動可能に配置されて熱力学的機
    能を発揮するピストンと； このピストンを所定の範囲内で変化させうる所定周波数
    で直線駆動する手段と； 前記シリンダに対して同軸的に配置され、かつ剛固に結
    合され、前記軸線と同軸をなすシリンダ壁によって包囲
    された中央領域、ならびに該中央領域の対向端部と連通
    するバッファー領域および圧縮領域を有する細長いチェ
    ンバと； 前記中央領域内に配置され、前記シリンダ壁との間に僅
    かな隙間スペースを形成する円筒面を有する振動平衡質
    量部材と； 該質量部材を前記軸線に関して位置決めする手段と； 前記質量部材に両軸線方向のバイアス力を加える手段
    と； 前記バッファー領域、圧縮領域および隙間スペースを占
    める充填ガスとを具え； 前記質量部材の質量、前記圧縮領域の容積および前記充
    填ガスの圧力を、少なくとも圧縮領域内における前記ガ
    スが前記質量部材の軸線方向における振動に対抗するば
    ねとして作用して前記所定周波数で共振するばね・質量
    系を構成するように設定し； 該ばね・質量系の共振周波数を、バイアス力を加える前
    記手段によるバイアス力の印加により前記範囲内で変化
    可能とし、そのバイアス力の印加により前記隙間スペー
    スを通して前記圧縮領域に対するガス流の供給排出を制
    御して前記質量部材の振動に関する中央位置を変化させ
    うる構成としたことを特徴とする振動平衡直線駆動機
    械。
  9. 【請求項９】特許請求の範囲第８項記載の直線駆動機械
    において、バイアス力を加える前記手段を、前記軸線方
    向バイアス力と、前記所定周波数とは異なる周波数の振
    動力を平衡させるための駆動力とを出力しうるリニアモ
    ータで構成したことを特徴とする直線駆動機械。
  10. 【請求項１０】特許請求の範囲第８項記載の直線駆動機
    械において、前記細長いチェンバおよびシリンダを相互
    に連通させ、かつ、これらにより前記領域が一部を構成
    する１つのスペースを包囲し、前記充填ガスの平均圧力
    を該スペース内で同一としたことを特徴とする直線駆動
    機械。
  11. 【請求項１１】特許請求の範囲第10項記載の直線駆動機
    械において、前記ピストンに前記シリンダとの間で僅か
    な隙間を形成する円筒面を設け、該円筒面により前記シ
    リンダ内の熱力学的作動スペースと前記バッファー領域
    との間の隙間シールを形成し、 １つのバッファー領域により前記ピストンおよび前記質
    量部材の両者の運動に対するバッファーを構成すること
    を特徴とする直線駆動機械。
  12. 【請求項１２】特許請求の範囲第11項記載の直線駆動機
    械において、バイアス力を加える前記手段を、前記軸線
    方向バイアス力と、前記所定周波数とは異なる周波数の
    振動力を平衡させるための駆動力とを出力しうるリニア
    モータで構成したことを特徴とする直線駆動機械。
  13. 【請求項１３】少なくとも一部が所定の軸線を有するシ
    リンダで構成されたスペースを包囲する気密にシールさ
    れたケーシングと； そのシリンダ内に軸線方向に変位可能に配置されたピス
    トンと； このピストンを所定の範囲内で変化させうる所定周波数
    で直線駆動する手段と； 前記スペース内に直線変位可能に配置され、 前記ピストンと協働して熱力学的冷凍機能を発揮するデ
    ィスプレーサと； 前記シリンダに対して同軸的に配置され、かつ剛固に結
    合され、前記軸線と同軸をなすシリンダ壁によって包囲
    された中央領域、ならびに該中央領域の対向端部と連通
    するバッファー領域および圧縮領域を有する細長いチェ
    ンバと； 前記中央領域内に配置され、前記シリンダ壁との間に僅
    かな隙間スペースを形成する円筒面を有する振動平衡質
    量部材と； 該質量部材を前記軸線に関して位置決めする手段と； 前記質量部材に両軸線方向のバイアス力を加える手段
    と； 前記バッファー領域、圧縮領域および隙間スペースを占
    める充填ガスとを具え； 前記質量部材の質量、前記圧縮領域の容積および前記充
    填ガスの圧力を、少なくとも圧縮領域内における前記ガ
    スが前記質量部材の軸線方向における振動に対抗するば
    ねとして作用する前記所定周波数で共振するばね・質量
    系を構成するように設定し； 該ばね・質量系の共振周波数を、バイアス力を加える前
    記手段によるバイアス力の印加により前記範囲内で変化
    可能とし、そのバイアス力の印加により前記隙間スペー
    スを通して前記圧縮領域に対するガス流の供給排出を制
    御して前記質量部材の振動に関する中央位置を変化させ
    うる構成としたことを特徴とする気密にシールされたス
    ターリングサイクル冷凍機。
  14. 【請求項１４】特許請求の範囲第13項記載の冷凍機にお
    いて、バイアス力を加える前記手段を、前記軸線方向バ
    イアス力と、前記所定周波数とは異なる周波数の振動力
    を平衡させるための駆動力とを出力しうるリニアモータ
    で構成したことを特徴とする冷凍機。
  15. 【請求項１５】特許請求の範囲第13項記載の冷凍機にお
    いて、前記細長いチェンバおよびシリンダを相互に連通
    させ、かつ、これらにより前記領域が一部を構成する１
    つのスペースを包囲し、前記充填ガスの平均圧力を該ス
    ペース内で同一としたことを特徴とする冷凍機。
  16. 【請求項１６】特許請求の範囲第15項記載の冷凍機にお
    いて、前記ピストンに前記シリンダとの間で僅かな隙間
    を形成する円筒面を設け、該円筒面により前記シリンダ
    内の熱力学的作動スペースと前記バッファー領域との間
    の隙間シールを形成し、 １つのバッファー領域により前記ピストンおよび前記質
    量部材の両者の運動に対するバッファーを構成すること
    を特徴とする冷凍機。
  17. 【請求項１７】特許請求の範囲第16項記載の冷凍機にお
    いて、バイアス力を加える前記手段を、前記軸線方向バ
    イアス力と、前記所定周波数とは異なる周波数の振動力
    を平衡させるための駆動力とを出力しうるリニアモータ
    で構成したことを特徴とする冷凍機。
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