JPH0828957B2

JPH0828957B2 - Linear motor compressor for Stirling refrigerator

Info

Publication number: JPH0828957B2
Application number: JP923090A
Authority: JP
Inventors: 勝彦山田; 善勝平塚; 正雄大野; 誠廣保
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1990-01-17
Filing date: 1990-01-17
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2011-03-21
Also published as: JPH03215158A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ディスプレーサの往復動により極低温レベ
ルの寒冷を発生させる膨張機を有するスターリング冷凍
機において、膨張機に供給する冷媒を圧縮するリニアモ
ータ圧縮機に関し、特に、リニアモータのコイルの巻付
け構造に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a Stirling refrigerator having an expander that generates refrigeration at an extremely low temperature level by the reciprocating motion of a displacer, and a linear compressor that compresses a refrigerant supplied to the expander. The present invention relates to a motor compressor, and more particularly, to a coil winding structure of a linear motor.

（従来の技術）従来より、このフリーディスプレーサ型スターリング
冷凍機は、極低温レベルの寒冷を発生させる小型冷凍機
の一種として知られている。この冷凍機は、例えば第５
図に示すように、冷媒ガスを圧縮する圧縮機（ａ）と、
該圧縮機（ａ）から吐出された冷媒ガスを膨張させる膨
張機（ｋ）とを組み合わせたものであり、上記圧縮機
（ａ）は、例えば密閉状のケーシング（ｂ）と、該ケー
シング（ｂ）内に形成されたシリンダ（ｃ）と、該シリ
ンダ（ｃ）内に往復動自在に嵌装され、シリンダ（ｃ）
内空間に圧縮室（ｄ）を区画形成するピストン（ｅ）
と、該ピストン（ｅ）を往復駆動する駆動源としてのリ
ニアモータ（ｆ）とを備えている。このリニアモータ
（ｆ）はシリンダ（ｃ）周りに配置された環状の永久磁
石（ｇ）を有し、この磁石（ｇ）により、シリンダ
（ｃ）の中心と同心の円筒状の間隙に磁界を発生させ
る。上記間隙には中心部にて上記ピストン（ｅ）に一体
固定された略逆カップ状のボビン（ｈ）が往復動可能に
配設され、該ボビン（ｈ）の外周にはドライブコイル
（ｉ）が巻き付けられている。また、上記ボビン（ｈ）
の底面外側（ピストン（ｅ）と反対側）とケーシング
（ｂ）内底面との間にはピストン（ｅ）を往復動可能に
弾性支持するためのコイルばねからなるピストンスプリ
ング（ｊ）が架設されており、ドライブコイル（ｉ）に
所定周波数の交流を通電することで、間隙内を通る磁界
との作用によりコイル（ｉ）及びボビン（ｈ）を駆動し
てピストン（ｅ）をシリンダ（ｃ）内で往復移動させる
ことにより、圧縮室（ｄ）で所定周期のガス圧を発生さ
せるようになされている。(Prior Art) Conventionally, this free displacer type Stirling refrigerator is known as one of small refrigerators that generate a cryogenic level of cold. This refrigerator is, for example, the fifth
As shown in the figure, a compressor (a) for compressing the refrigerant gas,
The compressor (a) is combined with an expander (k) that expands the refrigerant gas discharged from the compressor (a). The compressor (a) is, for example, a hermetic casing (b) and the casing (b). ), And a cylinder (c) that is reciprocally fitted in the cylinder (c).
A piston (e) that defines a compression chamber (d) in the inner space
And a linear motor (f) as a drive source that reciprocally drives the piston (e). This linear motor (f) has an annular permanent magnet (g) arranged around the cylinder (c), and this magnet (g) applies a magnetic field to a cylindrical gap concentric with the center of the cylinder (c). generate. A substantially inverted cup-shaped bobbin (h) integrally fixed to the piston (e) at the center of the gap is reciprocally disposed, and a drive coil (i) is provided around the bobbin (h). Is wrapped around. In addition, the bobbin (h)
A piston spring (j), which is a coil spring for elastically supporting the piston (e) so as to reciprocate, is installed between the outer side of the bottom surface of the casing (opposite side of the piston (e)) and the inner bottom surface of the casing (b). When the drive coil (i) is energized with an alternating current of a predetermined frequency, the coil (i) and the bobbin (h) are driven by the action of the magnetic field passing through the gap to drive the piston (e) into the cylinder (c). By reciprocally moving inside, gas pressure of a predetermined cycle is generated in the compression chamber (d).

一方、上記膨張機（ｋ）は、円筒状シリンダ（ｌ）を
有し、このシリンダ（ｌ）内にはシリンダ（ｌ）内空間
を膨張室（ｍ）と作動室（ｎ）とに区画するフリーディ
スプレーサ（ｏ）が往復動自在に嵌装されている。この
ディスプレーサ（ｏ）は、内部に金属製蓄冷材（o₁）
（再生式熱交換器）を充填したもので、該蓄冷材（o₁）
を膨張室（ｍ）及び作動室（ｎ）にそれぞれ連通させる
連通孔（o₂），（o₃）が開口されている。また、上記作
動室（ｎ）内には、ディスプレーサ（ｏ）を往復動可能
に弾性支持するコイルばねからなるディスプレーサスプ
リング（ｐ）が配設されている。さらに、上記作動室
（ｎ）は上記結合配管（ｑ）を介して上記圧縮機（ａ）
の圧縮室（ｄ）に接続されており、圧縮機（ａ）からの
冷媒ガス圧によりディスプレーサ（ｏ）を往復動させて
冷媒ガスを膨張室（ｍ）で膨張させることにより、シリ
ンダ（ｌ）先端のコールドヘッドに寒冷を発生させるよ
うになされている（例えば“Refrigerator for Cryogen
ic Sensors",NASA Conference Publication2287等参
照）。On the other hand, the expander (k) has a cylindrical cylinder (1), and the inside space of the cylinder (l) is divided into an expansion chamber (m) and a working chamber (n) in the cylinder (l). A free displacer (o) is reciprocally fitted. This displacer (o) has a metal regenerator (o ₁ ) inside.
(Regenerative heat exchanger) filled with the regenerator material (o ₁ )
Communication holes (o ₂ ) and (o ₃ ) are formed to connect the expansion chamber (m) and the working chamber (n), respectively. A displacer spring (p), which is a coil spring elastically supporting the displacer (o) so as to reciprocate, is disposed in the working chamber (n). Further, the working chamber (n) is connected to the compressor (a) through the coupling pipe (q).
Connected to the compression chamber (d) of the cylinder (1) by reciprocating the displacer (o) by the refrigerant gas pressure from the compressor (a) to expand the refrigerant gas in the expansion chamber (m). It is designed to generate cold in the cold head of the tip (for example, “Refrigerator for Cryogen
ic Sensors ", NASA Conference Publication 2287 etc.).

ところで、上記圧縮機（ａ）のリニアモータ（ｆ）は
ボイスコイル型のものが使用されるが、このコイル
（ｉ）の構造として、従来、円筒状に巻いた空心のコイ
ルに樹脂を含浸させて該樹脂によりコイルを固定したも
のがある。しかし、この構造では、コイル全体に占める
絶縁被覆銅線（エナメル線）のスペースが樹脂層の厚さ
分だけ少なくなり、磁界強度が小さくなるのは避けられ
ない。By the way, the linear motor (f) of the compressor (a) is of a voice coil type, and the structure of this coil (i) is such that an air-core coil wound conventionally in a cylindrical shape is impregnated with resin. There is a coil fixed by the resin. However, in this structure, the space of the insulating coated copper wire (enamel wire) occupying the entire coil is reduced by the thickness of the resin layer, and it is inevitable that the magnetic field strength is reduced.

そこで、ステンレス鋼等の非磁性材料からなる高強度
の円筒状ボビン外周にコイルを巻き付けることが一般に
行われている。その場合、第４図に示す如く、例えばス
テンレス鋼等のコイルボビン（ｈ）の外周に１対のフラ
ンジ（h₁），（h₁）を一定間隔をあけて一体に形成し、
このフランジ（h₁），（h₁）間にコイル（ｉ）を巻き付
ける構造が考えられる。Therefore, a coil is generally wound around the outer circumference of a high-strength cylindrical bobbin made of a non-magnetic material such as stainless steel. In that case, as shown in FIG. 4, for example, a pair of flanges (h ₁ ) and (h ₁ ) are integrally formed on the outer circumference of a coil bobbin (h) made of stainless steel or the like at regular intervals,
A structure in which the coil (i) is wound between the flanges (h ₁ ) and (h ₁ ) is conceivable.

（発明が解決しようとする課題）ところが、このボビン（ｈ）外周に形成されるフラン
ジ（h₁），（h₁）は、ボビン本体と同じステンレス鋼等
の高硬度の材料であるため、コイル（ｉ）をテンション
をかけてボビン（ｈ）に巻き付けるときに被覆銅線がフ
ランジ（h₁），（h₁）に擦れ、銅線の被覆が剥がれて絶
縁不良を招き、有効な磁界が得られなくなるという問題
が生じる。(Problems to be solved by the invention) However, since the flanges (h ₁ ) and (h ₁ ) formed on the outer circumference of the bobbin (h) are made of the same high hardness material as stainless steel such as the bobbin body, When (i) is wound around the bobbin (h) with tension, the coated copper wire rubs against the flanges (h ₁ ) and (h ₁ ) and the coating of the copper wire peels off, causing insulation failure and obtaining an effective magnetic field. There is a problem that it will not be possible.

本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、その目的
は、上記したリニアモータのコイルを巻き付けるボビン
の構造を改良することにより、ボビンの使用により銅線
の充填効率を高めつつ、コイルの巻付け時に被覆銅線が
絶縁不良になるのを抑えるようにすることにある。The present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to improve the structure of the bobbin around which the coil of the linear motor described above is wound, thereby increasing the filling efficiency of the copper wire by using the bobbin, and This is to prevent the coated copper wire from having poor insulation during winding.

（課題を解決するための手段）上記の目的を達成すべく、請求項（１）に係る発明で
は、コイル両端を規制するフランジに相当する部分を樹
脂材料で構成する。(Means for Solving the Problem) In order to achieve the above object, in the invention according to claim (1), a portion corresponding to a flange that restricts both ends of the coil is made of a resin material.

具体的には、第１図及び第２図に示す如く、ケーシン
グ（２）と、該ケーシング（２）内に設けられたシリン
ダ（６）と、該シリンダ（６）内に往復動自在に嵌装さ
れ、シリンダ（６）内空間に圧縮室（11）を区画形成す
るピストン（７）と、該ピストン（７）をシリンダ
（６）内で往復動可能にケーシング（２）に対し弾性支
持するピストンスプリング（29）と、磁石（15）及びコ
イル（16）を有し、コイル（16）への所定周波数の交流
の供給により上記ピストン（７）を往復駆動するリニア
モータ（13）とを備えたスターリング冷凍機用リニアモ
ータ圧縮機に対し、上記リニアモータ（13）のコイル
（16）を巻き付けるボビン（10）を、薄肉の非磁性材料
からなる円筒状のボビン本体（10a）と、該ボビン本体
（10a）の一端に抜止めされて嵌装されたリング状の樹
脂製スペーサ（10c）と、ボビン本体（10a）の他側に上
記スペーサ（10c）との間に所定間隔があけて嵌装され
た樹脂製のキャップ（10d）とで構成し、上記スペーサ
（10c）とキャップ（10d）との間のボビン本体（10a）
にコイル（16）を巻き付けるようにした。Specifically, as shown in FIGS. 1 and 2, the casing (2), the cylinder (6) provided in the casing (2), and the cylinder (6) reciprocally fitted therein. A piston (7) that is mounted to define a compression chamber (11) in the internal space of the cylinder (6), and elastically supports the piston (7) to the casing (2) so that the piston (7) can reciprocate in the cylinder (6). A linear motor (13) having a piston spring (29), a magnet (15) and a coil (16), and reciprocatingly driving the piston (7) by supplying alternating current of a predetermined frequency to the coil (16). The bobbin (10) around which the coil (16) of the linear motor (13) is wound around a linear motor compressor for a Stirling refrigerator, a cylindrical bobbin body (10a) made of a thin nonmagnetic material, and the bobbin. It is attached to one end of the main body (10a) by being retained. A ring-shaped resin spacer (10c) and a resin cap (10d) that is fitted on the other side of the bobbin body (10a) with a predetermined gap between the spacer and the spacer (10c). , The bobbin body (10a) between the spacer (10c) and the cap (10d)
The coil (16) was wound around.

（作用）上記の構成により、請求項（１）に係る発明では、リ
ニアモータ（13）のコイル（16）は、ボビン本体（10
a）においてその外周に嵌装された樹脂製のスペーサ（1
0c）及びキャップ（10d）の間に巻き付けられるので、
そのコイル（16）の巻付け時、被覆銅線がテンションを
かけられた状態で樹脂製スペーサ（10c）又はキャップ
（10d）に接触したとしてもそれらと強く擦れるのは緩
和されることとなり、よってコイル（16）の絶縁不良を
有効に防止することができる。(Operation) With the above configuration, in the invention according to claim (1), the coil (16) of the linear motor (13) includes the bobbin main body (10).
In a), a resin spacer (1
Because it is wrapped between 0c) and the cap (10d),
When the coil (16) is wound, even if the coated copper wire comes into contact with the resin spacer (10c) or the cap (10d) in a tensioned state, strong rubbing against them is alleviated, and therefore, Insulation failure of the coil (16) can be effectively prevented.

また、このようにボビン本体（10a）の外周に被覆銅
線を巻いてコイル（16）を形成するので、コイル（16）
全体で銅線の占めるスペースを大きくでき、その充填効
率を高めることができる。In addition, since the coated copper wire is wound around the outer circumference of the bobbin body (10a) to form the coil (16), the coil (16) is formed.
The space occupied by the copper wire can be increased as a whole, and the filling efficiency can be increased.

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。(Example) Hereinafter, the Example of this invention is described based on drawing.

第２図は本発明の実施例に係るスターリング冷凍機用
の圧縮機（１）を示し、この圧縮機（１）は図示しない
従来公知のフリーディスプレーサ型膨張機（第４図参
照）と組み合わされて冷凍機を構成する。圧縮機（１）
は円筒状のケーシング（２）を有し、このケーシング
（２）は、略同じ構成の左右１対の円筒状ケーシングア
ッセンブリ（３），（３）を同心状に配置し、かつ両ケ
ーシングアッセンブリ（３），（３）間に円板状のセン
タベース（４）を気密状に挟持してなり、両ケーシング
アッセンブリ（３），（３）及びセンタベース（４）は
純鉄で構成されている。上記センタベース（４）の中心
部にはシリンダ挿通孔（５）が貫通形成され、該シリン
ダ挿通孔（５）には、両端が開放された非磁性材料とし
てのステンレス鋼からなる円筒状のシリンダ（６）が挿
通支持されている。このシリンダ（６）内には略有底円
筒状の左右１対のピストン（７），（７）がそれぞれ摺
動可能に嵌装されており、この両ピストン（７），
（７）間でシリンダ（６）により囲まれた部分が圧縮室
（11）とされている。上記センタベース（４）にはシリ
ンダ挿通孔（５）から外周面まで半径方向に貫通するガ
ス通路（12）が形成され、該ガス通路（12）の内端は上
記シリンダ（６）の中央に貫通形成した孔（6a）を介し
て上記圧縮室（11）に連通し、一方、ガス通路（12）の
外端は図示しない結合配管を介して図外の膨張機に接続
されている。FIG. 2 shows a compressor (1) for a Stirling refrigerator according to an embodiment of the present invention. This compressor (1) is combined with a conventionally known free displacer type expander (see FIG. 4). Configure a refrigerator. Compressor (1)
Has a cylindrical casing (2). The casing (2) has a pair of left and right cylindrical casing assemblies (3), (3) of substantially the same configuration arranged concentrically, and both casing assemblies ( A disk-shaped center base (4) is hermetically sandwiched between 3) and 3), and both casing assemblies (3) and (3) and the center base (4) are made of pure iron. . A cylinder insertion hole (5) is formed through the center of the center base (4), and the cylinder insertion hole (5) is a cylindrical cylinder made of stainless steel as a non-magnetic material with both ends open. (6) is inserted and supported. Inside the cylinder (6), a pair of left and right pistons (7), (7) having a substantially bottomed cylindrical shape are slidably fitted, and the pistons (7), (7),
A portion surrounded by the cylinder (6) between (7) is a compression chamber (11). A gas passage (12) is formed in the center base (4) from the cylinder insertion hole (5) to the outer peripheral surface in the radial direction, and the inner end of the gas passage (12) is located at the center of the cylinder (6). The compression chamber (11) communicates with the through hole (6a), while the outer end of the gas passage (12) is connected to an expander (not shown) through a coupling pipe (not shown).

上記左右のピストン（７），（７）はそれぞれピスト
ン（７），（７）を往復駆動する駆動源としてのリニア
モータ（13），（13）に駆動連結されている。すなわ
ち、この各リニアモータ（13）は上記センタベース
（４）に固定された純鉄からなる円筒部材（14）を有
し、この円筒部材（14）はシリンダ（６）の外周にケー
シングアッセンブリ（３）内周と所定の間隙をあけるよ
うに嵌合されている。円筒部材（14）の外周には環状の
永久磁石（15）がケーシングアッセンブリ（３）の内周
と所定の間隙をあけて固定されており、この磁石（15）
により純鉄からなる円筒部材（14）、センタベース
（４）及びケーシングアッセンブリ（３）を継鉄として
磁石（15）とケーシングアッセンブリ（３）内周面との
間の間隙に所定強度の磁界を発生させるようにしてい
る。The left and right pistons (7), (7) are drivingly connected to linear motors (13), (13) as drive sources for reciprocatingly driving the pistons (7), (7), respectively. That is, each of the linear motors (13) has a cylindrical member (14) made of pure iron fixed to the center base (4), and the cylindrical member (14) is provided on the outer periphery of the cylinder (6) with a casing assembly (14). 3) Fitted so as to leave a predetermined gap with the inner circumference. An annular permanent magnet (15) is fixed to the outer circumference of the cylindrical member (14) with a predetermined gap from the inner circumference of the casing assembly (3).
With the cylindrical member (14) made of pure iron, the center base (4) and the casing assembly (3) as yokes, a magnetic field of a predetermined strength is applied to the gap between the magnet (15) and the inner peripheral surface of the casing assembly (3). I am trying to raise it.

そして、上記各ピストン（７）はピストン（７）のシ
リンダ（６）中央と反対側端部から半径方向外側に延び
るフランジ部（7a）を有し、該フランジ部（7a）の外周
には、ピストン（７）と同心状にシリンダ（６）中央側
に延びかつ先端部が上記磁石（15）とケーシングアッセ
ンブリ（３）内周面との間の間隙に左右方向に往復動可
能に配置された円筒状のコイル巻付部としてのボビン
（10）が連結されている。Each piston (7) has a flange portion (7a) extending outward in the radial direction from the end portion of the piston (7) opposite to the center of the cylinder (6), and the outer periphery of the flange portion (7a) is The piston (7) extends concentrically toward the center of the cylinder (6), and the tip portion is arranged in the gap between the magnet (15) and the inner peripheral surface of the casing assembly (3) so as to be reciprocable in the left-right direction. A bobbin (10) as a cylindrical coil winding portion is connected.

このボビン（10）は、第１図に拡大詳示するように、
非磁性材料としての例えば0.15mm程度の薄肉ステンレス
鋼（例えば鋼種SUS）からなる有底円筒状のボビン本体
（10a）を有し、該ボビン本体（10a）のシリンダ（６）
中央側端にはフランジ部（10b）が形成されている。さ
らに、ボビン本体（10a）の外周にはシリンダ（６）中
央側の端部に環状の樹脂製のスペーサ（10c）が上記フ
ランジ部（10b）により抜止めされている。また、ボビ
ン本体（10a）のシリンダ（６）中央と反対側の端部に
は有底円筒状の樹脂製キャップ（10d）が底部をシリン
ダ本体の底部に密着せしめて嵌装され、このキャップ
（10d）の外径は上記スペーサ（10c）と同じとされてい
る。キャップ（10d）とスペーサ（10c）との間は上記磁
石（15）と対向した位置に所定間隔があけられており、
このスペーサ（10c）とキャップ（10d）との間のボビン
本体（10a）にコイル（16）が巻き付けられている。
尚、上記スペーサ（10c）及びキャップ（10d）はボビン
本体（10a）のシリンダ（６）中央と反対側端から嵌挿
され、その後に両者間にコイル（16）が巻き付けられ
る。This bobbin (10), as shown in enlarged detail in FIG.
A cylinder (6) of a bobbin body (10a) having a bottomed cylindrical bobbin body (10a) made of, for example, a thin-walled stainless steel (for example, steel type SUS) of about 0.15 mm as a non-magnetic material.
A flange portion (10b) is formed at the center side end. Further, an annular resin spacer (10c) is secured to the outer periphery of the bobbin main body (10a) at the end on the center side of the cylinder (6) by the flange portion (10b). A cylindrical resin cap (10d) having a bottom is fitted to the end of the bobbin main body (10a) opposite to the center of the cylinder (6) by fitting the bottom to the bottom of the cylinder main body. The outer diameter of 10d) is the same as that of the spacer (10c). A predetermined gap is provided between the cap (10d) and the spacer (10c) at a position facing the magnet (15),
A coil (16) is wound around the bobbin body (10a) between the spacer (10c) and the cap (10d).
The spacer (10c) and the cap (10d) are fitted and inserted from the end of the bobbin body (10a) opposite to the center of the cylinder (6), and then the coil (16) is wound between them.

そして、両リニアモータ（13），（13）のコイル（1
6），（16）に同期して所定周波数の交流を通電するこ
とにより、両ピストン（７），（７）を後述のピストン
スプリング（29）のばね定数で決まる周期で互いに逆方
向に往復動させて、圧縮室（11）で所定周期のガス圧を
発生させるように構成されている。Then, the coils (1) of both linear motors (13) and (13) are
6) and (16) are energized with alternating current of a predetermined frequency to reciprocate both pistons (7) and (7) in opposite directions at a cycle determined by the spring constant of the piston spring (29) described later. The compression chamber (11) is configured to generate a gas pressure of a predetermined cycle.

上記各ケーシングアッセンブリ（３）の開口部におけ
る円周方向の一部にはそれぞれスプリングアッセンブリ
（20）の外端がボルト（21）により締結されている。こ
のスプリングアッセンブリ（20）はケーシングアッセン
ブリ（３）の中心方向に延び、その内端にはスプリング
ホルダアッパ（22）がアジャストスクリュー（25）の調
整によりシリンダ軸線方向（左右方向）に移動可能に取
り付けられている。このスプリングホルダアッパ（22）
は円筒部（22a）とその外端に一体に取り付けられたフ
ランジ部（22b）とを有し、円筒部（22a）の外周には螺
旋状のスプリング取付溝（23）が形成されている。ま
た、上記各ピストン（７）の内底面中心にはスプリング
取付部材としてのスプリングホルダロア（26）が螺合締
結され、このスプリングホルダロア（26）の外周には螺
旋状のスプリング取付溝（28）が形成されている。そし
て、上記スプリングホルダアッパ（22）のスプリング取
付溝（23）にはコイルばねからなるピストンスプリング
（29）の一端が螺合により移動不能に取り付けられ、こ
のスプリング（29）の他端はスプリングホルダロア（2
6）外周のスプリング取付溝（28）に移動不能に取り付
けられている。The outer ends of the spring assemblies (20) are fastened by bolts (21) to the circumferential portions of the openings of the casing assemblies (3). The spring assembly (20) extends toward the center of the casing assembly (3), and the spring holder upper (22) is attached to the inner end of the casing assembly (3) so as to be movable in the cylinder axial direction (horizontal direction) by adjusting the adjusting screw (25). Has been. This Spring Holder Upper (22)
Has a cylindrical portion (22a) and a flange portion (22b) integrally attached to its outer end, and a spiral spring mounting groove (23) is formed on the outer periphery of the cylindrical portion (22a). A spring holder lower (26) as a spring mounting member is screwed and fastened to the center of the inner bottom surface of each piston (7), and a spiral spring mounting groove (28) is formed on the outer periphery of the spring holder lower (26). ) Has been formed. Then, one end of a piston spring (29) made of a coil spring is immovably mounted by screwing in the spring mounting groove (23) of the spring holder upper (22), and the other end of the spring (29) is attached to the spring holder. Lower (2
6) It is mounted immovably in the spring mounting groove (28) on the outer circumference.

上記スプリングホルダアッパ（22）におけるフランジ
部（22b）のシリンダ（６）中央側の面にはシリンダ軸
線を中心とする環状溝（24）が凹設されている。また、
上記ボビン（10）の底壁において上記スプリングホルダ
アッパ（22）のフランジ部（22b）と対向する面には環
状溝（24）と対応して環状溝（30）が凹設されている。
そして、これら両方の環状溝（24），（30）間にはリニ
アモータ（13）のコイル（16）に電力を供給する２本の
リード線（35），（35）が架設されている。この各リー
ド線（35）は被覆リード線で構成され、その各々は互い
に束ねられた状態で、シリンダ（６）の軸線と同心に巻
かれた１つの螺旋状の樹脂製チューブ（36）により被覆
されている。尚、この螺旋状のリード線を作る場合、例
えば、２本の被覆リード線（35），（35）を熱収縮チュ
ーブ（36）に挿通し、これをパイプ等の円筒体に螺旋状
に巻き付けて昇温させ、チューブ（36）を熱収縮させる
ことにより、螺旋状のリード線を形成することができ
る。An annular groove (24) centered on the cylinder axis is formed in the surface of the flange portion (22b) of the spring holder upper (22) on the center side of the cylinder (6). Also,
On the bottom wall of the bobbin (10), an annular groove (30) corresponding to the annular groove (24) is provided on the surface of the spring holder upper (22) facing the flange portion (22b).
Two lead wires (35) and (35) for supplying electric power to the coil (16) of the linear motor (13) are provided between the annular grooves (24) and (30). Each of the lead wires (35) is formed of a covered lead wire, and each of the lead wires (35) is covered with one spiral resin tube (36) wound concentrically with the axis of the cylinder (6) in a state of being bundled together. Has been done. When making this spiral lead wire, for example, the two covered lead wires (35), (35) are inserted into the heat shrinkable tube (36) and spirally wound around a cylindrical body such as a pipe. A spiral lead wire can be formed by heating the tube (36) to heat-shrink the tube (36).

次に、上記実施例の作動について説明する。 Next, the operation of the above embodiment will be described.

冷凍機の運転開始に伴い、圧縮機（１）における両リ
ニアモータ（13），（13）のコイル（16），（16）に所
定周波数の交流電源が同期して通電される。この通電に
伴い、磁石（15），（15）により発生する磁界との作用
によりコイル（16），（16）及びピストン（７），
（７）がそれぞれピストンスプリング（29），（29）を
伸縮させながら互いに逆向きに往復動し、この両ピスト
ン（７），（７）がシリンダ（６）内で互いに接離する
ことで圧縮室（11）の容積が増減変化し、圧縮室（11）
内に所定周期の圧力波が生じる。この圧縮室（11）は結
合配管を介して膨張機に連通しているため、膨張機では
ディスプレーサが上記圧縮室（11）の圧力波と同じ周期
で往復動してその膨張室でのガスの膨張により寒冷が生
じ、このディスプレーサの往復動の繰返しによりシリン
ダ先端のコールドヘッドが極低温レベルに冷却される。With the start of operation of the refrigerator, the AC power supplies of a predetermined frequency are synchronously energized to the coils (16) and (16) of both linear motors (13) and (13) in the compressor (1). With this energization, the action of the magnetic field generated by the magnets (15), (15) causes the coils (16), (16) and the piston (7),
(7) reciprocates in opposite directions while expanding and contracting the piston springs (29) and (29), respectively, and the pistons (7) and (7) come into contact with and separate from each other in the cylinder (6) to compress. The volume of the chamber (11) increases or decreases, and the compression chamber (11)
A pressure wave having a predetermined period is generated inside. Since the compression chamber (11) communicates with the expander via the connecting pipe, the displacer in the expander reciprocates at the same cycle as the pressure wave of the compression chamber (11) to cause the gas in the expansion chamber to move. The expansion causes cold, and the cold head at the tip of the cylinder is cooled to a cryogenic level by repeating the reciprocating movement of the displacer.

この実施例の場合、各リニアモータ（13）のコイル
（16）は、ボビン本体（10a）においてその外周に嵌装
された樹脂製のスペーサ（10c）及びキャップ（10d）の
間に巻き付けられることから、そのコイル（16）をテン
ションを掛けて巻き付けるとき、被覆銅線が樹脂製スペ
ーサ（10c）又はキャップ（10d）に接触してもそれらと
強く擦れるのが緩和される。従って、コイル（16）の絶
縁不良を防止して、コイル（16）による磁界を有効に確
保することができる。In this embodiment, the coil (16) of each linear motor (13) is wound between the resin spacer (10c) and the cap (10d) fitted around the bobbin body (10a). Therefore, when the coil (16) is wound by applying tension, even if the coated copper wire comes into contact with the resin spacer (10c) or the cap (10d), strong rubbing with them is relieved. Therefore, it is possible to prevent the insulation failure of the coil (16) and effectively secure the magnetic field by the coil (16).

また、このようにボビン本体（10a）の外周に被覆銅
線を巻いてコイル（16）を形成するので、空心のコイル
に樹脂を含浸させてコイルを固定する場合に比べ、コイ
ル（16）全体で銅線の占めるスペースを大きくでき、そ
の充填効率を高めることができる。In addition, since the coated copper wire is wound around the outer circumference of the bobbin main body (10a) to form the coil (16) in this manner, the entire coil (16) is fixed as compared with the case where the air-core coil is impregnated with resin to fix the coil. Thus, the space occupied by the copper wire can be increased and the filling efficiency thereof can be improved.

また、各リニアモータ（13）のコイル（16）に接続さ
れるリード線（35），（35）が被覆リード線で構成さ
れ、両被覆リード線（35），（35）が互いに束ねられて
螺旋状のチューブ（36）により被覆されているので、各
リード線（35）の曲り角度はどの部分でも一様となると
ともに、コイル（16）の移動に伴うリード線（35）の形
状変化も一定になるため、リード線（35）の取回しが容
易となり、しかも、その周りの固定物との干渉が生じ難
くなり、各リード線（35）の被覆の損傷を抑制すること
ができる。Further, the lead wires (35), (35) connected to the coil (16) of each linear motor (13) are composed of covered lead wires, and the covered lead wires (35), (35) are bundled together. Since it is covered with the spiral tube (36), the bending angle of each lead wire (35) is uniform at any part, and the shape of the lead wire (35) changes with the movement of the coil (16). Since it becomes constant, the lead wire (35) can be easily routed, and interference with a fixed object around it is less likely to occur, and damage to the coating of each lead wire (35) can be suppressed.

尚、上記実施例では、スペーサ（10c）をボビン本体
（10a）のフランジ部（10b）に当接させて抜止めするよ
うにしたが、この他、第３図に示すように、スペーサ
（10c）の内周にフランジ部（10b）を嵌合する嵌合溝
（10c′）を形成して、この嵌合溝（10c′）へのフラン
ジ部（10b）の嵌合によりスペーサ（10c）を抜止め保持
するようにしてもよい。この場合、スペーサ（10c）を
大径に拡張しながらボビン本体（10a）のシリンダ
（６）中央側から嵌挿することも可能である。In the above embodiment, the spacer (10c) is brought into contact with the flange portion (10b) of the bobbin body (10a) so as to prevent the spacer (10c) from coming off. In addition, as shown in FIG. ), A fitting groove (10c ') for fitting the flange portion (10b) is formed, and the spacer (10c) is fitted by fitting the flange portion (10b) into the fitting groove (10c'). It may be retained and retained. In this case, it is possible to insert the spacer (10c) from the center side of the cylinder (6) of the bobbin main body (10a) while expanding the spacer (10c) to a large diameter.

また、上記実施例では、ボビン本体（10a）をステン
レス鋼で構成したが、この他、チタンやアルミニウム等
の非磁性材料を使用することができる。Further, although the bobbin main body (10a) is made of stainless steel in the above-mentioned embodiments, other non-magnetic materials such as titanium and aluminum can be used.

さらに、上記実施例では、ピストン（７）、リニアモ
ータ（13）等を２つとしたが、本発明はこれらを１つ備
えた圧縮機にも適用することができる。Further, in the above embodiment, the piston (7), the linear motor (13) and the like are two, but the present invention can be applied to a compressor having one of them.

（発明の効果）以上説明したように、請求項（１）に係る発明による
と、スターリング冷凍機用のリニアモータ圧縮機におい
て、リニアモータのコイルを巻き付けるボビンを、薄肉
の非磁性材料からなる円筒状のボビン本体と、該ボビン
本体の一端に抜止めされて嵌装されたリング状の樹脂製
スペーサと、ボビン本体の他側に上記スペーサとの間に
所定間隔があけて嵌装された樹脂製のキャップとで構成
し、上記スペーサとキャップとの間のボビン本体にコイ
ルを巻き付けるようにしたことにより、コイルの巻付け
時、被覆銅線が樹脂製スペーサ又はキャップと強く擦れ
るのを緩和して、コイルの絶縁不良を防止でき、磁界を
所期の大きさに有効に保つことができる。(Effect of the Invention) As described above, according to the invention of claim (1), in the linear motor compressor for a Stirling refrigerator, the bobbin around which the coil of the linear motor is wound is a cylinder made of a thin nonmagnetic material. -Shaped bobbin main body, a ring-shaped resin spacer fitted and fixed to one end of the bobbin main body, and a resin fitted with a predetermined gap between the spacer and the other side of the bobbin main body The coil is wound around the bobbin main body between the spacer and the cap, so that the coated copper wire is prevented from being strongly rubbed with the resin spacer or the cap when the coil is wound. As a result, defective insulation of the coil can be prevented, and the magnetic field can be effectively maintained at a desired magnitude.

また、ボビン本体の外周に被覆銅線を巻いてコイルを
形成するので、コイル全体での銅線の充填効率を高め、
磁界強度を増大させることができる。Moreover, since the coated copper wire is wound around the outer circumference of the bobbin body to form the coil, the filling efficiency of the copper wire in the entire coil is increased,
The magnetic field strength can be increased.

[Brief description of drawings]

第１図〜第３図は本発明の一実施例を示し、第１図はボ
ビンの一部破断正面図、第２図は圧縮機の拡大断面図、
第３図はスペーサ取付構造の変形例を示す要部断面図で
ある。第４図は従来例を示す第１図相当図、第５図はス
ターリング冷凍機の従来例を示す断面図である。（１）……圧縮機（２）……ケーシング（６）……シリンダ（７）……ピストン（10）……ボビン（10a）……ボビン本体（10c）……スペーサ（10d）……キャップ（11）……圧縮室（13）……リニアモータ（15）……磁石（16）……コイル（29）……ピストンスプリング1 to 3 show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a partially cutaway front view of a bobbin, FIG. 2 is an enlarged sectional view of a compressor,
FIG. 3 is a sectional view of an essential part showing a modified example of the spacer mounting structure. FIG. 4 is a view corresponding to FIG. 1 showing a conventional example, and FIG. 5 is a sectional view showing a conventional example of a Stirling refrigerator. (1) ...... Compressor (2) …… Casing (6) …… Cylinder (7) …… Piston (10) …… Bobbin (10a) …… Bobbin body (10c) …… Spacer (10d) …… Cap (11) …… Compression chamber (13) …… Linear motor (15) …… Magnet (16) …… Coil (29) …… Piston spring

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者廣保誠大阪府堺市金岡町1304番地ダイキン工業株式会社堺製作所金岡工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Makoto Hirobo 1304 Kanaoka-machi, Sakai City, Osaka Prefecture Daikin Industries, Ltd. Sakai Factory Kanaoka Factory

Claims

[Claims]

1. A casing (2) and the casing (2).
A cylinder (6) provided therein, a piston (7) which is reciprocally fitted in the cylinder (6) and partitions and forms a compression chamber (11) in an internal space of the cylinder (6); A piston spring (29) elastically supporting the casing (2) so that the casing (7) can reciprocate in the cylinder (6).
And having a magnet (15) and a coil (16), a coil (16)
By supplying an alternating current of a predetermined frequency to the piston (7)
A linear motor (13) that reciprocates the coil, and the coil (16) of the linear motor (13) is a bobbin (10).
The bobbin (10) is wound around a cylindrical bobbin main body (10a) made of a thin non-magnetic material, and a ring-shaped resin fitted and fixed to one end of the bobbin main body (10a). The spacer (10c) and a resin cap (10d) fitted on the other side of the bobbin main body (10a) with a predetermined gap between the spacer (10c) and the spacer (1c).
A linear motor compressor for a Stirling refrigerator, characterized in that a coil (16) is wound around a bobbin main body (10a) between a cap (10c) and a cap (10d).