[发明专利]超低温制冷装置

说明书

本申请是申请号为201210311532.8、申请日为2012年8月28日、发明名称为“超低温制冷装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种超低温制冷装置，尤其涉及一种具有置换器的超低温制冷装置。

背景技术

以往以来，作为具备置换器的超低温制冷装置已知吉福德-麦克马洪制冷机(以下称为GM制冷机)。该GM制冷机构成为置换器通过驱动装置在工作缸内往复移动。

并且，在工作缸与置换器之间形成有膨胀空间。而且，成为如下结构，即通过置换器在工作缸内往复移动来使供给至膨胀空间的高压制冷剂气体膨胀，由此产生超低温寒冷。

一般在该种GM制冷机中，置换器在工作缸内往复一次的1循环中，从下死点向上死点移动时的移动速度和从上死点向下死点移动时的移动速度设定为相等。即，以往置换器的1循环中的移动构成为沿着大致正弦波移动(专利文献1)。

专利文献1：日本专利第2617681号公报

一般在置换器处于上死点附近位置时实施使膨胀室内的制冷剂气体膨胀来产生寒冷的膨胀处理。

然而，专利文献1公开的超低温制冷装置构成为虽然在上死点瞬间停止但立即朝向下死点开始动作。因此，产生制冷剂气体的膨胀行程不充分且冷却效率下降之类的问题点。

发明内容

本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于提供一种谋求提高制冷效率的超低温制冷装置。

从第1观点考虑，上述课题能够通过超低温制冷装置解决，所述超低温制冷装置具有通过止转棒轭机构在工作缸内往复移动的置换器，该止转棒轭机构具备卡合成能够使滚子轴承进行移动的止转棒轭，并且

伴随该置换器的移动而使形成于所述工作缸内的膨胀空间内的制冷剂气体膨胀来产生寒冷，其特征在于，

在所述止转棒轭的与所述置换器的上死点对应的位置设置凹状部。

发明效果

根据公开的超低温制冷装置，由于能够加长制冷剂气体的膨胀行程，因此能够谋求提高冷却效率。

附图说明

图1是作为本发明的一实施方式的GM制冷机的概要结构图。

图2是放大表示设置于作为本发明的一实施方式的GM制冷机的止转棒轭机构的分解立体图。

图3(A)及图3(B)是放大表示止转棒轭机构的滑块框的图。

图4是作为本发明的一实施方式的GM制冷机中的置换器的移动曲线图。

图5是用于说明设置于作为本发明的一实施方式的GM制冷机的止转棒轭机构的动作的图。

图6是作为本发明的一实施方式的GM制冷机的P-V线图。

图7是表示本发明的效果的图。

图8是表示止转棒轭机构的第1变形例的图。

图9是表示止转棒轭机构的第2变形例的图。

图中：1-GM制冷机，3-驱动机构，5-气体供给系统，6-气体压缩机，7-吸气阀，8-排气阀，9-气体流路，10-第1级工作缸，11-第1级置换器，12、22-蓄冷器，13、23-蓄冷材料，15-第1级膨胀室，20-第2级工作缸，21-第2级置换器、25-第2级膨胀室，28-冷却台，30-马达，31-马达轴，32-止转棒轭机构，34-曲柄部件，35-滚子轴承，36-止转棒轭，37-驱动臂，38-滑动槽，39-凸状部，45-凹状部，39a、45a圆弧形状部，39b、45b直线形状部。

具体实施方式

接着，对于本发明的实施方式与附图一同进行说明。

图1表示作为本发明的一实施方式的超低温制冷装置。以下说明中，作为超低温制冷装置举出利用吉福德-麦克马洪循环的的超低温制冷装置(以下称为GM制冷机)为例子进行说明。然而，本发明的应用并不限于GM制冷机，能够应用于使用置换器的各种超低温制冷装置(例如索尔凡制冷机、斯特林制冷机等)。

本实施方式所涉及的GM制冷机1为2级式制冷机，其具有第1级工作缸10和第2级工作缸20。该第1级工作缸10及第2级工作缸20由导热率较低的不锈钢形成。并且，构成为第2级工作缸20的高温端与第1级工作缸10的低温端连结。

第2级工作缸20具有小于第1级工作缸10的直径。在第1级工作缸10及第2级工作缸20内分别插入有第1级置换器11及第2级置换器21。第1级置换器11及第2级置换器21相互连结，通过驱动机构3在第1级工作缸10、第2级工作缸20的轴向(图中为箭头Z1、Z2方向)上往复移动。