JPH04353361A - フリーディスプレーサ型スターリング冷凍機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、フリ−ディスプレ−
サの往復動によりシリンダ内膨張室で冷媒ガスを膨張さ
せてシリンダ先端のコ−ルドヘッドに寒冷を発生させる
ようにしたフリ−ディスプレ−サ型スタ−リング冷凍機
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、フリ−ディスプレ−サ型スタ
−リング冷凍機は、極低温レベルの寒冷を発生させる軽
量、小型の冷凍機の一種として知られている。この冷凍
機の一例として、例えば「Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｏｒ　
ｆｏｒ　Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ　Ｓｅｎｓｏｒｓ」（ＮＡ
ＳＡＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ　
２２８７　）に開示されているものがある。この冷凍機
は、図３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）との組合せで構成される。前記圧縮機
（ａ）は、例えば密閉状のケ−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）内に往復動可能に嵌装され、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、この永久磁石（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。 前記間隙には中心部にて前記ピストン（ｅ）に固定され
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、前記ボビン（ｈ）の底面外側
（ピストン（ｅ）と反対側）とケ−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
ためのコイルバネから成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）に導線（ｉ１　
），（ｉ１　）により所定周波数の交流電流を通電する
ことで、前記間隙内を通る磁界との作用によりドライブ
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）内で直線往復移動させ、圧縮室（ｄ
）で所定周期のガス圧を発生させるように成されている
。

【０００３】一方、前記膨張機（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−ディスプレーサ（ｏ）が往復動可能に嵌装されて
いる。このフリ−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、前記作動室（ｎ）内には、フ
リ−ディスプレーサ（ｏ）を往復動可能に弾性支持する
コイルバネからなるディスプレ−サスプリング（ｐ）が
配設されている。さらに、前記作動室（ｎ）は前記結合
配管（ｑ）を介して前記圧縮機（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
フリ−ディスプレ−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。

【０００４】次に、この冷凍機の使用状態の一例につい
て説明する。図４は、図示しない赤外線カメラに内蔵さ
れた赤外線センサ（ｔ）を冷却するために該赤外線セン
サ（ｔ）に連繋された膨張機（ｋ）の周辺構造を示して
いる。本図の如く、膨張機（ｋ）のコ−ルドヘッド（ｒ
）の上端部にコイルスプリング（ｓ）を介して赤外線セ
ンサ（ｔ）を取付け、前記コ−ルドヘッド（ｒ）で発生
する寒冷によって赤外線センサ（ｔ）を冷却するように
構成されている。また、シリンダ（ｌ）の下部に一体的
に組付けられたフランジ部材（ｌ１）に、真空ケ−シン
グ（ｕ）を取付け、この真空ケ−シング（ｕ）において
赤外線センサ（ｔ）と対向する部分に光学窓（ｕ１）を
配設するようにして、この光学窓（ｕ１）を通った赤外
線（Ａ）を前記赤外線センサ（ｔ）によって検知するよ
うになっている。そして、上述したようにして赤外線セ
ンサ（ｔ）を冷却することにより、赤外線の検出信号の
ノイズが低減されて赤外線センサ（ｔ）の誤動作が防止
され、その信頼性の向上が図れるような構成となってい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この種のス
タ−リング冷凍機の膨張機（ｋ）の駆動時には、フリ−
ディスプレ−サ（ｏ）の往復動に伴って発生するシリン
ダ（ｌ）及びその周辺部材の振動がコイルスプリング（
ｓ）で十分に吸収されることなしに赤外線センサ（ｔ）
にまで伝達されることがあり、このような場合、この振
動の影響によって赤外線センサ（ｔ）に誤動作が生じて
しまう虞れがあった。この点に鑑み、大型の防振ゴムを
振動伝達部分に配設して赤外線センサ（ｔ）への振動の
伝達を防止するようにしたり、シリンダ（ｌ）及びその
基端部周辺の部材を大きくして振動が発生し難いように
構成することが考えられる。ところが、このような構成
は、冷凍機全体の大形化に繋ったり、その重量が増大し
たりすることになり、小型、軽量という本冷凍機の利点
が阻害されてしまうため実用性に乏しかった。

【０００６】本発明は、これらの点に鑑みてなされたも
のであって、ディスプレ−サの往復動に伴って発生する
膨張機の振動をコ−ルドヘッド周辺へ伝達させないよう
なスタ−リング冷凍機を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、スタ−リング冷凍機の膨張機に動吸振
器を配設することによって膨張機のコ−ルドヘッド周辺
に振動の影響を与えないようにした。具体的に、請求項
１記載の発明は、シリンダ（３）と、該シリンダ（３）
内に往復動自在に嵌装されたフリ−ディスプレ−サ（７
）と、該フリ−ディスプレ−サ（７）を弾性支持するデ
ィスプレ−サスプリング（８）とを備え、前記フリ−デ
ィスプレ−サ（７）の往復動によりシリンダ先端のコ−
ルドヘッド（６）に寒冷を発生させるようにしたフリ−
ディスプレ−サ型スタ−リング冷凍機を前提としている
。そして、前記シリンダ（３）に、一端がシリンダ（３
）の端面に取付けられた弾性体（１５）と該弾性体（１
５）の他端に接続された錘部材（１６）とで成る吸振手
段（１７）を設けるような構成とした。

【０００８】請求項２記載の発明は、シリンダ（３）と
、該シリンダ（３）内に往復動自在に嵌装されたフリ−
ディスプレ−サ（７）と、該フリ−ディスプレ−サ（７
）を弾性支持するディスプレ−サスプリング（８）とを
備え、前記フリ−ディスプレ−サ（７）の往復動により
シリンダ先端のコ−ルドヘッド（６）に寒冷を発生させ
るようにしたフリ−ディスプレ−サ型スタ−リング冷凍
機を前提としている。そして、前記フリ−ディスプレ−
サ（７）に、前記ディスプレ−サスプリング（８）に取
付けられた錘部材（１９）と該錘部材（１９）を前記シ
リンダ（３）に対して弾性支持する弾性体（２０）とで
成る吸振手段（１８）を設けるような構成とした。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載のフリ−ディスプレ−サ型スタ−リング冷凍機におい
て、シリンダ（３）に、弾性支持部材（１０），（１１
），（１２）を介して真空容器（９）を取付け、該真空
容器（９）内にセンサ（１３）類を配設するような構成
とした。

【００１０】

【作用】上記の構成により本発明では、以下に述べるよ
うな作用が得られる。請求項１記載の発明では、冷凍機
の駆動に伴なって、シリンダ（３）内でフリ−ディスプ
レ−サ（７）がディスプレ−サスプリング（８）による
復元力を受けながら往復動してシリンダ先端のコ−ルド
ヘッド（６）に寒冷が発生する。そして、このディスプ
レ−サ（７）の往復動に伴ってシリンダ（３）の周辺に
振動が発生するような場合、吸振手段（１７）の錘部材
（１６）が弾性体（１５）を伸縮させながら往復動する
ことによって動吸振器として機能し、シリンダ（３）の
周辺の振動を吸収して、該シリンダ（３）の周辺部に振
動が発生するようなことはなくなる。これにより、例え
ばシリンダ（３）にセンサ等を取付けたような場合にお
いて、その振動による悪影響が回避される。

【００１１】請求項２記載の発明では、錘部材（１９）
が、弾性体（２０）によって支持されながら所定範囲内
で往復運動し、ディスプレ−サスプリング（８）を、フ
リ−ディスプレ−サ（７）の往復動と共に伸縮させる。 この錘部材（１９）の往復動と該往復動によるディスプ
レ−サスプリング（８）の伸縮により動吸振作用が得ら
れ、フリ−ディスプレ−サ（７）の往復動に伴うシリン
ダ（３）の振動の伝達が抑制される。

【００１２】請求項３記載の発明では、内部にセンサ（
１３）類が配設された真空容器（９）が弾性支持部材（
１０），（１１），（１２）を介してシリンダ（３）に
取付けられているために、上述した請求項１又は２記載
の発明の作用と相俟って真空容器（９）への振動の伝達
が防止でき、前記センサ類への振動による悪影響が回避
される。

【００１３】

【実施例】

（第１実施例）以下、請求項１記載の発明に係る第１実
施例を図面に基づいて説明する。本例では、本発明に係
る冷凍機を赤外線カメラ等に内蔵される赤外線センサの
冷却用として採用した場合について説明する。

【００１４】図１において、（１）は本例に係るフリ−
ディスプレ−サ型スタ−リング冷凍機の膨張機を示し、
この膨張機（１）は図外のリニアモ−タ圧縮機（図３参
照）と結合配管（２）により連結されている。

【００１５】以下、この膨張機（１）について詳述する
。該膨張機（１）は、円筒状のシリンダ（３）を備えて
いる。そして、このシリンダ（３）は、内部に円柱状の
内部空間（４）を備えていると共に、その上端部にヘッ
ド部材（５）が取付けられており、この上端部周辺がコ
−ルドヘッド（６）とされている。また、このシリンダ
（３）は、下部に円盤状のフランジ部（３ａ）が突設さ
れていると共に、該フランジ部（３ａ）の下側位置に前
記結合配管（２）が接続されており、前記圧縮機によっ
て発生された高圧が、この結合配管（２）によって前記
内部空間（４）の下端部に導かれるようになっている。

【００１６】そして、前記シリンダ（３）の内部空間（
４）にはフリ−ディスプレ−サ（７）が往復動自在に嵌
装されており、該フリ−ディスプレ−サ（７）により前
記内部空間（４）が、シリンダ（３）の先端側に位置す
る膨張室（４ａ）とシリンダ（３）の基端側に位置する
作動室（４ｂ）とに区画されている。従って、前記結合
配管（２）は、この作動室（４ｂ）に連通されているこ
とになる。前記フリ−ディスプレ−サ（７）は、円筒体
（７ａ）内に金属製蓄冷材（７ｂ）（熱交換器）を充填
したもので、前記円筒体（７ａ）にはその内部の空間を
前記膨張室（４ａ）及び作動室（４ｂ）に夫々連通させ
る連通孔（７ｃ），（７ｄ）が開口されており、前記膨
張室（４ａ）で膨張した低温の冷媒ガスが作動室（４ｂ
）に向うときには、該冷媒ガスにより蓄冷材（７ｂ）を
冷却して該蓄冷材（７ｂ）に冷熱を蓄え、逆に常温の冷
媒ガスが作動室（４ｂ）から膨張室（４ａ）に向うとき
には、蓄冷材（７ｂ）により冷媒ガスを冷却するように
なされている。また、前記作動室（４ｂ）内には、フリ
−ディスプレ−サ（７）を往復動可能に弾性支持するコ
イルスプリングからなるディスプレ−サスプリング（８
）が配設されている。つまり、このディスプレ−サスプ
リング（８）は、上端部がフリ−ディスプレ−サ（７）
の円筒体（７ａ）の下端面に、下端部がシリンダ（３）
の底面に夫々取付けられており、冷凍機が駆動されてい
ない状態では、フリ−ディスプレ−サ（７）を所定の中
立位置（図１に示す位置）で支持すると共に、このフリ
−ディスプレ−サ（７）がこの中立位置から上下方向に
移動すると、該フリ−ディスプレ−サ（７）にスプリン
グ付勢力による所定の復元力を与えるようになっている
。つまり、この膨張機（１）は、このディスプレ−サス
プリング（８）のばね定数により決まる所定周波数と、
圧縮機のガス圧変動の周期とでフリ−ディスプレ−サ（
７）の往復動動作形態が決定されるようになっている。

【００１７】このような構成により、本膨張機（１）は
、結合配管（２）を経て作動室（４ｂ）に導入される圧
縮機からの冷媒ガス圧によりフリ−ディスプレ−サ（７
）を往復動させて冷媒ガスを膨張室（４ａ）で膨張させ
て、前記コ−ルドヘッド（６）に寒冷を発生させるよう
になっている。

【００１８】そして、この膨張機（１）のシリンダ（３
）の外側には、該シリンダ（３）と所定間隔を存して配
設された赤外線センサ取付け用の真空容器としてのデュ
ア−（９）が配設されている。このデュア−（９）は、
前記シリンダ（３）を覆い隠すように下方に開放し、内
部に真空空間（９ａ）が形成されている。詳述すると、
このデュア−（９）は、前記シリンダ（３）の外径より
も僅かに大径に形成された円筒状の内筒（９ｂ）と、該
内筒（９ｂ）の外周側で、その外周面と所定間隔を存す
る大径円筒状の外筒（９ｃ）とを備えている。また、前
記外筒（９ｃ）の上端部は内筒（９ｂ）の上端部よりも
高い位置に設定されている一方、各筒（９ｂ），（９ｃ
）の下端部の高さ位置は等しく設定されている。 そして、前記外筒（９ｃ）の上端部及び内筒（９ｂ）の
上端部は円盤状の第１パネル（９ｄ）及び第２パネル（
９ｅ）によって夫々閉塞されている。また、各筒（９ｂ
），（９ｃ）の下端部間はド−ナツ状の第３パネル（９
ｆ）によって閉塞されている。これによって、デュア−
（９）内には各筒（９ｂ），（９ｃ）及び各パネル（９
ｄ）〜（９ｆ）によって密閉された前記真空空間（９ａ
）が形成されている。次に、このデュア−（９）の支持
構造について説明する。このデュア−（９）の第２パネ
ル（９ｅ）と前記ヘッド部材（５）との間には軟銅線で
成る弾性支持部材としての第１コイルスプリング（１０
）が架設されている。また、本例の特徴とする構造の一
つとして、前記第３パネル（９ｆ）とシリンダ（３）の
フランジ部（３ａ）との間には、シリンダ回りにおいて
同心上に配置された上記と同じ弾性支持部材としての複
数の第２コイルスプリング（１１），（１１），…が介
設されている。そして、この第２コイルスプリング（１
１）の配設部分の外周側においてデュア−（９）とシリ
ンダ（３）のフランジ部（３ａ）との間にはこの間に形
成された空間を密閉するように上記と同じ弾性支持部材
としてのベロ−ズ（１２）が周方向に延設されている。 このような構成により、前記デュア−（９）は、各コイ
ルスプリング（１０），（１１）及びベロ−ズ（１２）
によって膨張機（１）のシリンダ（３）に対して弾性支
持されていることになり、また、この両者（３），（９
）間に形成されている空間は前記ベロ−ズ（１２）によ
って密閉されて、その真空状態が維持されている。

【００１９】そして、前記デュア−（９）の第２パネル
（９ｅ）の上面には赤外線センサ（１３）が載置されて
いる。つまり、この赤外線センサ（１３）は、コ−ルド
ヘッド（６）に近接した位置に配設されており、このコ
−ルドヘッド（６）において発生する寒冷によって確実
に冷却されるようになっている。また、前記第１コイル
スプリング（１０）は、コ−ルドヘッド（６）から赤外
線センサ（１３）に向って寒冷を伝達する役割も果すよ
うになっている。また、前記デュア−（９）の第１パネ
ル（９ｄ）における中央部分で、前記赤外線センサ（１
３）に対向する位置には光学用窓（１４）が配設されて
おり、この光学用窓（１４）に照射された赤外線（Ａ）
が、この光学用窓（１４）を通過して赤外線センサ（１
３）によって検知されるようになされている。

【００２０】次に、本例のもう一つの特徴としての振動
吸収構造について説明する。前記シリンダ（３）の底面
には本発明でいう弾性体としての第３コイルスプリング
（１５）を介して錘部材（１６）が吊り下げられている
。詳述すると、前記シリンダ（３）の下端面には、外周
部が略Ｌ字状に形成されたスプリング係止部材（３ｂ）
が突設されており、一方、前記錘部材（１６）の上面に
も同様のスプリング係止部材（１６ａ）が突設されてい
る。そして、前記シリンダ側のスプリング係止部材（３
ｂ）に第３コイルスプリング（１５）の上端部が、錘部
材側のスプリング係止部材（１６ａ）に第３コイルスプ
リング（１５）の下端部が夫々係止されている。これに
よって、錘部材（１６）は第３スプリング（１５）を所
定量だけ延伸させた状態でシリンダ（３）に吊り下げら
れており、該シリンダ（３）に振動が発生するような場
合には、この錘部材（１６）が第３コイルスプリング（
１５）を伸縮させながら上下動して、この振動を吸収す
るようになっている。つまり、この錘部材（１６）及び
第３コイルスプリング（１５）が動吸振器として機能す
るようになっている。このようにして、この錘部材（１
６）及び第３コイルスプリング（１５）によって本発明
でいう吸振手段（１７）が構成されている。

【００２１】次に、本実施例の作動について説明する。 冷凍機の運転開始に伴い、圧縮機（図３参照）における
リニアモ−タの作動によりピストンがシリンダ内で往復
動し、このピストンの往復移動により圧縮室の容積が増
減変化し、圧縮室内部の冷媒が所定周期で圧縮されて所
定周期の圧力波が生じる。この圧縮室は結合配管（２）
を介して膨張機（１）の作動室（４ｂ）に連通している
ため、圧縮室の圧力が高くなったときには、加圧された
冷媒ガスが作動室（４ｂ）に供給されて該作動室（４ｂ
）内の圧力が高くなる。この圧力の上昇により作動室（
４ｂ）と膨張室（４ａ）との間に差が生じ、この圧力差
によってフリ−ディスプレ−サ（７）がディスプレ−サ
スプリング（８）を伸長させながらシリンダ先端側に移
動する。この作動室（４ｂ）はフリ−デイスプレ−サ（
７）内の空間を介して膨張室（４ａ）に連通しているの
で、次の段階では作動室（４ｂ）の冷媒ガスがディスプ
レ−サ（７）内を通って蓄冷材（７ｂ）により冷却され
ながら膨張室（４ａ）に流れ、両室（４ａ），（４ｂ）
の差圧がなくなり、ディスプレ−サ（７）はディスプレ
−サスプリング（８）の収縮力によりシリンダ基端側に
移動して元の位置に戻る。この後、直ちに、圧縮機のピ
ストンが後退して圧縮室の圧力が低下する。このため、
作動室（４ｂ）内の冷媒ガスが結合配管（２）を介して
圧縮室に戻り、作動室（４ｂ）内の圧力が膨張室（４ａ
）よりも低下する。この作動室（４ｂ）と膨張室（４ａ
）との圧力差によってフリ−ディスプレ−サ（７）が今
度はディスプレ−サスプリング（８）を収縮させながら
シリンダ基端側に移動し、膨張室（４ａ）内の冷媒ガス
が断熱膨張して寒冷が発生する。次の段階では前記膨張
後の冷媒ガスが膨張室（４ａ）からフリ−ディスプレ−
サ（７）内を通って蓄冷材（７ｂ）に冷熱を与えながら
作動室に流れ、両室（４ａ），（４ｂ）の差圧がなくな
り、フリ−ディスプレ−サ（７）はディスプレ−サスプ
リング（８）の伸長力によりシリンダ先端側に移動して
元の位置に戻る。以上により１サイクル終了し、以後、
同様のサイクルを繰り返すことで、シリンダ（３）先端
のコ−ルドヘッド（５）が徐々に極低温レベルまで冷却
される。そして、このようにしてコ−ルドヘッド（６）
に寒冷が発生されに伴い、前記デュア−（９）の真空空
間（９ａ）、特に第２パネル（９ｅ）の周辺部が低温に
なることにより、赤外線センサ（１３）が冷却される。 このようにして赤外線センサ（１３）が冷却されると、
赤外線検出信号のノイズが低減され、この赤外線センサ
（１３）の誤動作が防止されて、その信頼性が向上され
る。

【００２２】次に、本例の特徴とする振動吸収動作につ
いて説明する。上述したような冷凍機の運転状態におい
ては、フリ−ディスプレ−サ（７）がシリンダ（３）内
で往復動していることに伴って、その周辺部材に振動が
発生することがある。そして、上述したようにシリンダ
（３）の下端面には第３コイルスプリング（１５）と錘
部材（１６）とでなる吸振手段（１７）が取付けられて
いるために、この吸振手段（１７）が動吸振器として機
能し、シリンダ（３）に発生する振動を抑制する。更に
は、前記デュア−（９）は、前記シリンダ（３）及び該
シリンダ（３）のフランジ部（３ａ）に、第１コイルス
プリング（１０）、第２コイルスプリング（１１）及び
ベロ−ズ（１２）を介して支持されているために、シリ
ンダ（３）に僅かな振動が発生しているとしても、その
振動がデュア−（９）にまで伝達されることはない。従
って、このデュア−（９）に取付けられている赤外線セ
ンサ（１３）には振動の影響が与えられることはなく、
振動による誤動作が回避されている。

【００２３】このように、本例の構成によれば、フリ−
ディスプレ−サ（７）の往復動に伴って発生する振動に
対し、この振動の発生源であるシリンダ（３）に吸振手
段（１７）を取付けて動吸振機能を発揮させて振動の発
生を抑制し、また、振動の伝達経路であるデュア−（９
）の支持手段を各弾性体（１０），（１１），（１２）
で構成して、デュア−（９）への振動の伝達を抑制する
ようにしたことによって、赤外線センサ（１３）に振動
の影響を与えないようにすることができ、その誤動作を
防止して信頼性の向上を図ることができる。

【００２４】（第２実施例）次に、本発明の第２実施例
について説明する。本第２実施例における冷凍機も赤外
線センサ冷却用として採用されたものである。また、本
例では、上述した第１実施例と同じ部材については同じ
符号を付してその詳細な説明は省略する。

【００２５】図２に示すように、本例の膨張機（１）に
取付けられているデュア−（９）は、下方が開放された
略円筒状の部材であって、その下端部に外周方向に延び
る取付フランジ（９ｇ）が形成されており、この取付フ
ランジ（９ｇ）が前記フランジ部（３ａ）に重合わされ
て、この両者（３），（９）が一体的に組付けられてい
る。また、図２に示す（Ｓ）は前記フランジ部（３ａ）
に形成された環状溝に嵌入されたシ−ル材であって、こ
のシリンダ（３）のフランジ部（３ａ）とデュア−（９
）の取付フランジ（９ｇ）との間に間隙が生じないよう
にし、これによってデュア−（９）とシリンダとで成す
真空空間（９ａ）を密閉状態としている。

【００２６】そして、本例の特徴とする構成は、前記フ
リ−ディスプレ−サ（７）の下端部に取付けられた吸振
手段（１８）にある。以下、この吸振手段（１８）の周
辺の構成について説明する。本例における吸振手段（１
８）は、前記フリ−ディスプレ−サ（７）の下端部に取
付けられたスプリング支持プラグ（７ｅ）にディスプレ
−サスプリング（８）を介して吊下げられた錘部材（１
９）と、このディスプレ−サスプリング（８）及び錘部
材（１９）を下方から支持するように配設された本発明
でいう弾性体としてのベロ−ズ（２０）とから成ってい
る。詳述すると、前記スプリング支持プラグ（７ｅ）の
下端部外周面には螺旋状の溝が形成されていて、この溝
に前記ディスプレ−サスプリング（８）の上端部が螺着
されている。一方、錘部材（１９）の上端部にも前記ス
プリング支持プラグ（７ｅ）と同様の螺旋状の溝が形成
されており、この溝に前記ディスプレ−サスプリング（
８）の下端部が螺着されている。これによって、前記錘
部材（１９）は前記ディスプレ−サスプリング（８）を
所定量だけ伸長させながらフリ−ディスプレ−サ（７）
に吊下げられている。そして、前記ベロ−ズ（１２）は
外周部が蛇腹状に形成され、上方が開放された略円筒状
の部材であって、その上端縁が前記シリンダ（３）の下
端縁に取付けられてシリンダ（３）内でフリ−ディスプ
レ−サ（７）の下側に形成される作動室（４ｂ）の密閉
状態を維持するようになっている。そして、このベロ−
ズ（２０）の底部は前記錘部材（１９）の底面に当接さ
れて、この錘部材（１９）の移動ストロ−クの下端位置
を規制するようにしている。このような構成により、ベ
ロ−ズ（２０）によって作動室（４ｂ）を形成しながら
も、ディスプレ−サスプリング（８）及び錘部材（１９
）によって動吸振器として機能が発揮されるように構成
されている。

【００２７】そして、このように構成された膨張機（１
）の作動時には、フリ−ディスプレ−サ（７）がシリン
ダ（３）内で往復動する際に、伸縮するディスプレ−サ
スプリング（８）の動作に伴ない錘部材（１９）も所定
ストロ−ク内で上下動し、動吸振器としての機能を発揮
して、シリンダ（３）に発生する振動を減少させる。こ
れにより、赤外線センサ（１３）に振動の影響を与えな
いようにすることができ、その誤動作を防止して信頼性
の向上を図ることができる。

【００２８】尚、上述した各実施例は、スタ−リング冷
凍機を赤外線センサ冷却用として採用した場合について
説明したが、その他、Ｘ線センサや微弱光センサ等の冷
却用として採用するようにしてもよい。また、第２実施
例におけるデュア−（９）は、前述した第１実施例で示
したような形状のデュア−（９）としてもよく、同様に
、第１実施例で示したデュア−（９）は第２実施例で示
したような形状のデュア−（９）としてもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、ディスプレ−サ（７）が往復動する際、吸
振手段（１７）の錘部材（１６）が弾性体（１５）を伸
縮させながら往復動することによって動吸振器として機
能し、シリンダ（３）の周辺の振動を吸収するようにし
ているために、シリンダ（３）の周辺部に振動が発生す
るようなことはなくなり、従って、例えばシリンダ（３
）にセンサ等を取付けたような場合において、その振動
による悪影響が回避されるため、冷凍機の小型、軽量を
維持しながら、その信頼性を向上することができる。

【００３０】請求項２記載の発明によれば、錘部材（１
９）の往復動と該往復動によるディスプレ−サスプリン
グ（８）の伸縮により動吸振作用を得るようにしている
ために、フリ−ディスプレ−サ（７）の往復動に伴うシ
リンダ（３）の振動の伝達が抑制され、請求項１記載の
発明の効果と同様に、冷凍機の小型、軽量を維持しなが
ら、シリンダ周辺における振動の発生を抑制することが
できる。。

【００３１】請求項３記載の発明によれば、内部にセン
サ（１３）類が配設された真空容器（９）を弾性支持部
材（１０），（１１），（１２）を介してシリンダ（３
）に取付けるようにしたため、上述した請求項１又は２
記載の発明の効果と相俟って真空容器（９）への振動の
伝達が防止でき、前記センサ（１３）類への振動による
悪影響が回避でき、その信頼性を大幅に向上することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における膨張機の縦断側面
図である。

【図２】本発明の第２実施例における図１相当図である
。

【図３】従来の冷凍機を示す縦断側面図である。

【図４】従来の膨張機の一例を示す縦断側面図である。

【符号の説明】

（１）　　　　　　膨張機 （３）　　　　　　シリンダ （６）　　　　　　コ−ルドヘッド （７）　　　　　　フリ−ディスプレ−サ（８）　　　
　　　ディスプレ−サスプリング（９）　　　　　　デ
ュア−（真空容器）（１５）　　　　第３コイルスプリ
ング（弾性体）（１６），（１９）　　錘部材 （１７），（１８）　　吸振手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　シリンダ（３）と、該シリンダ（３）
   内に往復動自在に嵌装されたフリ−ディスプレ−サ（７
   ）と、該フリ−ディスプレ−サ（７）を弾性支持するデ
   ィスプレ−サスプリング（８）とを備え、前記フリ−デ
   ィスプレ−サ（７）の往復動によりシリンダ先端のコ−
   ルドヘッド（６）に寒冷を発生させるようにしたフリ−
   ディスプレ−サ型スタ−リング冷凍機において、前記シ
   リンダ（３）には、一端がシリンダ（３）の端面に取付
   けられた弾性体（１５）と該弾性体（１５）の他端に接
   続された錘部材（１６）とで成る吸振手段（１７）が設
   けられていることを特徴とするフリ−ディスプレ−サ型
   スタ−リング冷凍機。
2. 【請求項２】　　シリンダ（３）と、該シリンダ（３）
   内に往復動自在に嵌装されたフリ−ディスプレ−サ（７
   ）と、該フリ−ディスプレ−サ（７）を弾性支持するデ
   ィスプレ−サスプリング（８）とを備え、前記フリ−デ
   ィスプレ−サ（７）の往復動により、シリンダ先端のコ
   −ルドヘッド（６）に寒冷を発生させるようにしたフリ
   −ディスプレ−サ型スタ−リング冷凍機において、前記
   フリ−ディスプレ−サ（７）には、前記ディスプレ−サ
   スプリング（８）に取付けられた錘部材（１９）と該錘
   部材（１９）を前記シリンダ（３）に対して弾性支持す
   る弾性体（２０）とで成る吸振手段（１８）が設けられ
   ていることを特徴とするフリ−ディスプレ−サ型スタ−
   リング冷凍機。
3. 【請求項３】　　請求項１又は２記載のフリ−ディスプ
   レ−サ型スタ−リング冷凍機において、シリンダ（３）
   には弾性支持部材（１０），（１１），（１２）を介し
   て真空容器（９）が取付けられており、該真空容器（９
   ）内にセンサ（１３）類が配設されていることを特徴と
   するフリ−ディスプレ−サ型スタ−リング冷凍機。