[发明专利]超低温制冷机

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用从压缩装置供给的高压制冷剂气体产生西蒙膨胀来产生超低温寒冷的超低温制冷机。

背景技术

作为超低温制冷机例如有专利文献1中所记载的制冷机。在该技术中，通过止转棒轭机构将马达的旋转运动转换成往复运动来使置换器动作。

在该超低温制冷机中，使置换器在缸体内部往复移动的同时，通过阀的开闭使由缸体与置换器所限定的膨胀空间内的制冷剂气体膨胀而产生寒冷。通过热交换将该寒冷传给位于膨胀空间外周侧的冷却台，由此进行被冷却物的冷冻。

在该超低温制冷机中，若将低温端侧的膨胀空间变得最小的置换器的位置作为上止点，将变得最大的位置作为下止点，则在置换器向上止点移动并最终到达之前，通过阀来完成制冷剂气体的吸气（供给）。另外，有时上止点和下止点的定义与上述相反。

专利文献1：日本特开2011-17457号公报

在上止点的正前方，作用于置换器的基于制冷剂气体的压力损失的力（压损力）由于其移动方向与制冷剂气体的流动方向一致而成为同向，并作为朝向置换器的移动方向的加力而发挥作用，对于马达来说成为使旋转力增加的正向的力。

在上止点的正后方，由于移动方向与流动方向相反，因此作用于置换器的力成为与移动方向相反方向，并作为阻碍置换器朝向移动方向移动的力而发挥作用，对于马达来说成为阻碍旋转力的反向的力。在下止点也一样，在置换器到达下止点之前进行制冷剂气体的排气，因此该正向的力与反向的力同样发生。

即，在以往技术中，在置换器到达下止点或上止点之后，产生起因于基于制冷剂气体的压力损失的反向的力，该反向的力对于马达来说会变成负荷阻力，有诱发马达的滑移等不良状况的可能性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超低温制冷机，其无关于由制冷剂气体产生的压力损失而尽量抑制反向的力作用于马达，从而能够有效地防止马达的滑动等不良状况。

为了解决上述问题，基于本发明的超低温制冷机的特征在于，

包括缸体及相对于该缸体进行往复运动的置换器，并包括弹性机构，该弹性机构在分别包含所述置换器的往复运动范围内的一对端部的一对端部区域的至少一方，当所述置换器接近所述端部时蓄积弹力，当远离所述端部时释放所述弹力。

另外，所述端部是指上述的上止点或下止点，所述端部区域具有包含所述上止点的一方和包含所述下止点的另一方，在本发明中只要具有以一方及另一方中的至少任一方或双方来发挥上述功能的所述弹性机构即可。所述端部区域以外的所述往复运动范围包含往复运动的中间点。所述端部区域的长度小于所述端部与所述中间点的间隔，且由基于作用于所述置换器的制冷剂气体的压力损失的压损力的特性来决定。

其中，所述弹性机构可以包括配置在窗口部的第1弹性体，所述窗口部作为与所述置换器连结的止转棒轭机构的一部分，也可以包括配置在与所述置换器连结的杆的杆端部的第2弹性体。另外，所述弹性机构可以包括配置在所述置换器的高温端的第3弹性体，也可以包括配置在所述置换器的低温端的第4弹性体。另外，所述弹性机构例如为螺旋弹簧，仅接合于所述置换器侧和所述缸体侧的任意一方，而另一侧为自由端，该自由端仅在所述端部区域与另一方接触。

并且，可以使所述置换器或所述缸体包含容纳所述第3弹性体或所述第4弹性体的凹部。所述凹部在由所述置换器与所述缸体之间划分的轴向的空间，最好有一定深度，该深度能够容纳被压缩的所述第3弹性体或所述第4弹性体并防止因所述第3弹性体或第4弹性体产生死体积。

发明效果

根据本发明的超低温制冷机，能够在对膨胀空间在上止点的正前方通过吸气机构开始吸气时和在下止点的正前方通过排气机构开始排气时，利用正向的力发挥作用这一点，在置换器到达端部之前使该正向的力作为弹力而蓄积于弹性机构。

由此，能够在置换器到达端部之后通过弹性机构释放该弹力，并通过被释放的弹力抵消因压力损失而发挥作用的反向的力，从而能够防止反向的力作为负荷阻力传递于经止转棒轭机构使置换器动作的马达。即，能够更有效地防止起因于负荷阻力的马达的滑移等不良状况。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的实施例的超低温制冷机1的一实施方式的示意图。

图2是表示与实施例的超低温制冷机1的置换器3连结的窗口部6的第1弹性体41与杆5的端部的第2弹性体42的一实施方式的示意图。

图3是表示连结于实施例的超低温制冷机1的置换器3的高温端的第3弹性体43与连结于低温端的第4弹性体44的一实施方式的示意图。