專利名稱：超低溫制冷機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請主張基于2011年3月17日申請的日本專利申請第2011-059876號的優(yōu)先權(quán)。其申請的全部內(nèi)容通過參考援用于本說明書中。本發(fā)明涉及ー種超低溫制冷機(jī)，尤其涉及一種用于冷卻超導(dǎo)磁鐵的超低溫制冷機(jī)。
背景技術(shù)：
一直以來，已知具備有將馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線往返移動(dòng)的止轉(zhuǎn)棒軛的GM(Gifford McMahon)制冷機(jī)(例如參考專利文獻(xiàn)I)。 該GM制冷機(jī)主要由壓縮機(jī)、蓄冷器、膨脹機(jī)、及切換閥構(gòu)成，經(jīng)由切換閥及蓄冷器將由壓縮機(jī)壓縮的冷媒氣體供給于膨脹機(jī)，由膨脹機(jī)膨脹由蓄冷器冷卻的冷媒氣體，由此實(shí)現(xiàn)超低溫。膨脹機(jī)主要由缸及在該缸內(nèi)往返移動(dòng)的置換器構(gòu)成，置換器經(jīng)由止轉(zhuǎn)棒軛在缸內(nèi)往返移動(dòng)。止轉(zhuǎn)棒軛主要包括具備上下突出的2個(gè)軸的平板部和可轉(zhuǎn)動(dòng)地配置于形成在該平板部的圓角長方形的窗部內(nèi)的曲柄銷軸承。并且，曲柄銷軸承構(gòu)成為將與馬達(dá)的輸出軸偏心安裝的曲柄銷支撐為能夠沿圓周方向滑動(dòng)。專利文獻(xiàn)I :日本特開平6-300378號公報(bào)但是，曲柄銷軸承通常由硬度優(yōu)異的鐵形成。若將包括由這種作為強(qiáng)磁性體的鐵形成的曲柄銷軸承的GM制冷機(jī)利用于產(chǎn)生強(qiáng)磁場的超導(dǎo)磁鐵的冷卻，則會因GM制冷機(jī)的配置而承受來自超導(dǎo)磁鐵的外力，因此有可能偏磨曲柄銷軸承。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種適合冷卻超導(dǎo)磁鐵的超低溫制冷機(jī)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例所涉及的超低溫制冷機(jī)，其用于冷卻超導(dǎo)磁鐵，其特征在于，具備曲柄銷軸承，其為止轉(zhuǎn)棒軛中的曲柄銷軸承，由圓筒形狀的非磁性樹脂材料形成，所述曲柄銷軸承具有圓筒內(nèi)壁，將與馬達(dá)的輸出軸偏心安裝的曲柄銷支撐為能夠沿圓周方向滑動(dòng)；及圓筒外壁，與該止轉(zhuǎn)棒軛中的窗部的內(nèi)壁接觸。發(fā)明效果根據(jù)上述構(gòu)件，本發(fā)明能夠提供一種適合冷卻超導(dǎo)磁鐵的超低溫制冷機(jī)。


圖I是表示本發(fā)明的實(shí)施例所涉及的超低溫制冷機(jī)的結(jié)構(gòu)例的截面圖。圖2是殼體內(nèi)的曲柄部件、止轉(zhuǎn)棒軛及回轉(zhuǎn)閥的分解立體圖。圖3是回轉(zhuǎn)閥的分解立體圖。
圖4是表示閥板與閥主體之間的相對關(guān)系的圖。圖5是曲柄銷軸承的詳細(xì)圖(其I)。圖6是曲柄銷軸承的詳細(xì)圖(其2)。圖7是表示曲柄銷軸承的圓筒內(nèi)壁部的寬度與圓筒外壁部的寬度之間的關(guān)系的圖。圖8是曲柄銷軸承的詳細(xì)圖(其3)。 圖9是曲柄銷軸承的詳細(xì)圖(其4)。圖中I-超低溫制冷機(jī)，2-壓縮機(jī)，2A-壓縮機(jī)2的低壓側(cè)，2B-壓縮機(jī)2的高壓側(cè)， 3-制冷機(jī)，4-殼體，5-缸，6-馬達(dá)，7-曲柄部件，8-止轉(zhuǎn)棒軛，9-回轉(zhuǎn)閥，10-置換器，11-第I冷卻臺，12-第2冷卻臺，13-冷媒氣體導(dǎo)入口，14-冷媒氣體導(dǎo)出口，15-第I蓄冷材料，16-第2蓄冷材料，17-第I空間，18-第2空間，19-第3空間，20-第I連通孔，21-第2連通孔，22-第3連通孔，23-第4連通孔，24-馬達(dá)輸出軸，25-曲柄銷，26-平板部，27U-上方軸，27D-下方軸，28、28a 28e-曲柄銷軸承，28al_曲柄銷軸承28a的圓筒內(nèi)壁部，28a2_曲柄銷軸承28a的圓筒外壁部，28bI-曲柄銷軸承28b的圓筒外壁的輪廓，28cI-曲柄銷軸承28c的圓筒外壁的輪廓，28dl-曲柄銷軸承28d的主體部，28d2-包覆層，28el_曲柄銷軸承28e的圓筒外壁部，28e2-曲柄銷軸承28e的圓筒內(nèi)壁部，29-閥板，29A-閥板29的低壓側(cè)面，29B-閥板29的高壓側(cè)面，29C-閥板29的圓弧狀貫穿孔，29D-閥板29的徑向長槽，30-閥主體，30A-閥主體30的第I側(cè)面，30B-閥主體30的第2側(cè)面，30C-閥主體30的中心貫穿孔，30D-閥主體30的圓弧狀槽，30E-閥主體30的連通用矩形孔，30F-閥主體30的固定用孔，31-壓縮彈簧，32-固定銷，33-曲柄銷卡合孔，34-窗部，35U、35D_滑行軸承，36-氣體流路，37-軸承。
具體實(shí)施例方式圖I是表示本發(fā)明的實(shí)施例所涉及的超低溫制冷機(jī)的結(jié)構(gòu)例的截面圖，超低溫制冷機(jī)I例如為GM制冷機(jī)，主要包括壓縮機(jī)2及制冷機(jī)3。壓縮機(jī)2從其低壓側(cè)2A吸入冷媒氣體(氦氣)，提高冷媒氣體的壓カ排出于高壓側(cè)2B并供給于制冷機(jī)3。制冷機(jī)3由殼體4、缸5、馬達(dá)6、曲柄部件7、止轉(zhuǎn)棒軛8、回轉(zhuǎn)閥9、置換器10、第I冷卻臺11及第2冷卻臺12構(gòu)成。殼體4具有連接于壓縮機(jī)2的高壓側(cè)2B的冷媒氣體導(dǎo)入ロ 13和連接于壓縮機(jī)2的低壓側(cè)2A的冷媒氣體導(dǎo)出ロ 14。如圖所示，缸5可向上下方向往返移動(dòng)地容納2段式置換器10，其滑動(dòng)部分配置密封件。馬達(dá)6例如為電動(dòng)馬達(dá)，具有連結(jié)于曲柄部件7的輸出軸24。在此，參考圖2及圖3詳細(xì)說明殼體4內(nèi)的曲柄部件7、止轉(zhuǎn)棒軛8及回轉(zhuǎn)閥9。另夕卜，圖2是殼體4內(nèi)的曲柄部件7、止轉(zhuǎn)棒軛8及回轉(zhuǎn)閥9的分解立體圖，圖3是回轉(zhuǎn)閥9的分解立體圖。曲柄部件7通過鍵連接連結(jié)于馬達(dá)6的輸出軸24，具有從馬達(dá)6的輸出軸24偏心而配置且與該輸出軸24平行地延伸的曲柄銷25。
止轉(zhuǎn)棒軛8具有橫長平板部26、上方軸27U、下方軸27D、及曲柄銷軸承28，將下方軸27D固定于置換器10的上部,在橫長平板部26形成圓角長方形的窗部34并在其內(nèi)側(cè)可轉(zhuǎn)動(dòng)地配置圓筒形狀的曲柄銷軸承28。并且，止轉(zhuǎn)棒軛8在曲柄銷軸承28的內(nèi)壁可滑動(dòng)地收容曲柄銷25。另外，止轉(zhuǎn)棒軛8構(gòu)成為通過止轉(zhuǎn)銷(未圖示)限制繞上方軸27U及下方軸27D的旋轉(zhuǎn)，分別通過兼作為密封材料的ー對滑行軸承35U和35D(參考圖I)支撐上方軸27U和下方軸27D，并可向上下方向往返移動(dòng)。這樣，止轉(zhuǎn)棒軛8將曲柄部件7的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為置換器10的上下往返移動(dòng)。另外，優(yōu)選曲柄銷軸承28由非磁性樹脂材料形成。回轉(zhuǎn)閥9具有閥板29、閥主體30、壓縮彈簧31及固定銷32，在形成于閥板29的曲 柄銷卡合孔33收容曲柄銷25。閥板29具有位于曲柄部件7側(cè)的低壓側(cè)面29A和面向處于低壓側(cè)面29A的相反側(cè)的閥主體30的高壓側(cè)面29B。并且，閥板29具有連通低壓側(cè)面29A與高壓側(cè)面29B的軸向的圓弧狀貫穿孔29C和形成于高壓側(cè)面29B的面的徑向長槽29D。閥主體30具有粘附并接觸于高壓側(cè)面29B的第I側(cè)面30A和處于第I側(cè)面30A的相反側(cè)且從壓縮機(jī)2的高壓側(cè)2B接收冷媒氣體的第2側(cè)面30B。并且，閥主體30具有連通第I側(cè)面30A和第2側(cè)面30B的中心貫穿孔30C、形成于第I側(cè)面30A的圓弧狀槽30D、連通于圓弧狀槽30D并在閥主體30的外周面開ロ的連通用矩形孔30E及插入固定銷32的固定用孔30F。另外，連通用矩形孔30E經(jīng)由殼體4的氣體流路36 (參考圖I)與置換器10的第I空間17連通。圖4是從閥主體30側(cè)觀察閥板29與閥主體30的抵接面(高壓側(cè)面29B及第I側(cè)面30A)的圖。如圖4所示，圓弧狀貫穿孔29C具有將從閥板29的中心處于與中心貫穿孔30C與圓筒狀槽30D之間的距離相等的半徑的位置的圓孔在相同半徑的圓周上僅擴(kuò)展預(yù)定的圓周角度量的形狀。閥板29中的具有橢圓形形狀的徑向長槽29D從閥板29的中心具有與中心貫穿孔30C與圓弧狀槽30D之間的距離相等的長度。并且，閥主體30中的圓弧狀槽30D的形狀與圓弧狀貫穿孔29C相同地具有將從閥主體30的中心處于與中心貫穿孔30C與圓弧狀槽30D之間的距離相等的半徑的位置的圓孔在相同半徑的圓周上僅擴(kuò)展預(yù)定的圓周角度量的形狀。這樣，閥板29使其中心軸與閥主體30的中心軸一致，一邊使高壓側(cè)面29B接觸于第I側(cè)面30A —邊進(jìn)行滑動(dòng)旋轉(zhuǎn)，使中心貫穿孔30C和徑向長槽29D始終成為連通狀態(tài)。另外，閥板29將徑向長槽29D與圓弧狀槽30D連通的情況設(shè)為吸氣閥“開”及排氣閥“關(guān)”的狀態(tài)，圓弧狀貫穿孔29C與圓弧狀槽30D連通的情況設(shè)為吸氣閥“關(guān)”及排氣閥“開”的狀態(tài)。另外，通過軸承37(參考圖I)可旋轉(zhuǎn)且無法向軸向移動(dòng)地支撐閥板29。并且，閥主體30通過固定銷32固定成無法相對于殼體4旋轉(zhuǎn)且可相對于閥板29滑動(dòng)。
壓縮彈簧31為用于防止閥主體30的偏離的部件，使閥主體30按壓于閥板29。在此，再次參考圖I繼續(xù)說明超低溫制冷機(jī)I中的制冷機(jī)3的構(gòu)成要件。置換器10內(nèi)置第I蓄冷材料15及第2蓄冷材料16，在與缸5之間形成第I空間17 (室溫空間)、第2空間18(第I膨脹空間)及第3空間19(第2膨脹空間)，可經(jīng)由第I連通孔20、第2連通孔21、第3連通孔22及第4連通孔23分別連通3個(gè)空間。若置換器10上升，則第I空間17使其容積減少，相反，第2空間18及第3空間19使其容積増大。第I冷卻臺11及第2冷卻臺12由從缸5向外側(cè)延伸的法蘭構(gòu)成，配置成可相對于冷卻對象物傳導(dǎo)在缸5內(nèi)產(chǎn)生的冷量。在此，對超低溫制冷機(jī)I的通常的冷卻模式運(yùn)行進(jìn)行說明。 出自壓縮機(jī)2的高壓側(cè)2B的高壓氦氣經(jīng)由冷媒氣體導(dǎo)入口 13引導(dǎo)于殼體4內(nèi)。此時(shí)，高壓氦氣與壓縮彈簧31 —同將閥主體30按壓于閥板29。氦氣的大部分從閥主體30的中心貫穿孔30C傳至閥板29的徑向長槽29D。閥板29通過馬達(dá)6的旋轉(zhuǎn)如圖3所示向逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，連接徑向長槽29D與圓弧狀槽30D并使冷媒氣體供給于第I空間17。該狀態(tài)為所述的吸氣閥“開”的狀態(tài)。止轉(zhuǎn)棒軛8及置換器10與構(gòu)筑吸氣閥“開”的狀態(tài)同時(shí)開始上升。隨著吸氣閥“開”及置換器10的上升，氦氣經(jīng)過中心貫穿孔30C、徑向長槽29D、圓弧狀槽30D、連通用矩形孔30E及氣體流路36到達(dá)第I空間17，通過第I蓄冷材料15冷卻并到達(dá)第2空間18，并且，通過第2蓄冷材料16冷卻并到達(dá)第3空間19。若置換器10達(dá)到上死點(diǎn)，則閥板29解除徑向長槽29D與圓弧狀槽30D之間的連接，將圓弧狀貫穿孔29C連接于圓弧狀槽30D。其結(jié)果，閥板29截止從壓縮機(jī)2向缸5的高壓氦氣的流入，另ー方面構(gòu)筑排氣閥“開”的狀態(tài)并與置換器10的下降一同使第2空間18及第3空間19內(nèi)的高壓氦氣膨脹。膨脹的氦氣冷卻第I蓄冷材料15及第2蓄冷材料16，通過氣體流路36、連通用矩形孔30E、圓弧狀槽30D及圓弧狀貫穿孔29C，并且，通過止轉(zhuǎn)棒軛8及曲柄部件7的附近，從冷媒氣體導(dǎo)出ロ 14返回至壓縮機(jī)2的低壓側(cè)2A。通過反復(fù)進(jìn)行這種冷卻模式運(yùn)行，超低溫制冷機(jī)I冷卻第I冷卻臺11及第2冷卻臺12。接著，參考圖5詳細(xì)說明止轉(zhuǎn)棒軛8中的曲柄銷軸承28。另外，圖5是曲柄銷軸承28的詳細(xì)圖，圖5(A)是放大由圖I的虛線圓包圍的區(qū)域的圖，圖5(B)是圖5㈧的VB-VB線截面圖。并且，圖5(B)的VA-VA線截面圖是與圖5(A)對應(yīng)的圖。優(yōu)選曲柄銷軸承28由圓筒形狀的非磁性樹脂材料構(gòu)成，且具有接觸于曲柄銷25的圓筒內(nèi)壁和接觸于在平板部26形成的圓角長方形的窗部34的內(nèi)壁的圓筒外壁。另外，止轉(zhuǎn)棒軛8構(gòu)成為曲柄銷軸承28的圓筒內(nèi)壁與曲柄銷25之間的接觸摩擦力小于曲柄銷軸承28的圓筒外壁與平板部26之間的接觸摩擦力。這是為了使曲柄銷軸承28能夠ー邊在其圓筒內(nèi)壁可滑動(dòng)地支撐曲柄銷25 —邊在窗部34的內(nèi)壁上轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，曲柄銷軸承28由例如較硬且滑動(dòng)性優(yōu)異的氟樹脂材料等一體地形成。并且，由非磁性樹脂材料形成的曲柄銷軸承28還具有能夠防止與由非磁性不銹鋼形成的曲柄銷25及平板部26燒粘的效果。并且，曲柄銷軸承28使沿以馬達(dá)6的輸出軸24為中心的圓軌道TR(參考圖5 (B))移動(dòng)(公轉(zhuǎn))的曲柄銷25的外周面和曲柄銷軸承28的圓筒內(nèi)壁滑動(dòng)。并且，曲柄銷軸承28使其圓筒外壁摩擦接觸于在平板部26形成的窗部34的內(nèi)壁，ー邊向箭頭AR方向旋轉(zhuǎn)(自轉(zhuǎn))，ー邊在外觀上在窗部34內(nèi)向附圖的左方向移動(dòng)(轉(zhuǎn)動(dòng))。這樣，曲柄銷軸承28 —邊在曲柄銷25上相對于曲柄銷25相對旋轉(zhuǎn)，一邊在窗部34的內(nèi)壁上以非滑動(dòng)方式轉(zhuǎn)動(dòng)，由此ー邊沿圓軌道TR公轉(zhuǎn)ー邊自轉(zhuǎn)，外觀上成為在窗部34內(nèi)向附圖的左右方向往返移動(dòng)。通過以上結(jié)構(gòu)，具備曲柄銷軸承28的超低溫制冷機(jī)I能夠使置換器10通過不受超導(dǎo)磁鐵所產(chǎn)生的強(qiáng)磁場的影響的止轉(zhuǎn)棒軛8上下往返移動(dòng)，井能夠適當(dāng)?shù)乩鋮s超導(dǎo)磁鐵。 接著，參考圖6對作為止轉(zhuǎn)棒軛8中的曲柄銷軸承的其他實(shí)施例的曲柄銷軸承28a進(jìn)行說明。另外，圖6是曲柄銷軸承28a的詳細(xì)圖，圖6(A)及圖6(B)分別是與圖5(A)及圖5(B)對應(yīng)的圖。曲柄銷軸承28a由圓筒內(nèi)壁部28al及圓筒外壁部28a2這兩個(gè)部件形成，它們各自在分別由不同的非磁性樹脂材料形成的方面與曲柄銷軸承28不同。另外，圓筒內(nèi)壁部28al及圓筒外壁部28a2利用公知的技術(shù)結(jié)合成無法相對旋轉(zhuǎn)。并且，形成圓筒內(nèi)壁部28al的非磁性樹脂材料選擇滑動(dòng)性高于形成圓筒外壁部28a2的非磁性樹脂材料的材料。這是為了使曲柄銷軸承28a —邊在其圓筒內(nèi)壁部28al可滑動(dòng)地支撐曲柄銷25 —邊能夠在窗部34的內(nèi)壁上轉(zhuǎn)動(dòng)。例如，曲柄銷軸承28a中，其圓筒內(nèi)壁部28al由氟樹脂材料等滑動(dòng)性較高的高硬度樹脂材料(例如為PTFE、PPS等)形成，其圓筒外壁部28a2由硬度較低的低硬度樹脂材料(例如為聚こ烯、聚丙烯、聚酰胺等)形成。由此，曲柄銷軸承28a與如曲柄銷軸承28由氟樹脂材料一體地形成的情況相比，能夠降低制造成本。此時(shí)，高硬度樹脂材料及低硬度樹脂材料各自的使用量，即圓筒內(nèi)壁部28al及圓筒外壁部28a2各自的厚度是考慮功能方面和成本方面而適當(dāng)規(guī)定的。并且，曲柄銷軸承28a也可以是基本上由高硬度樹脂材料形成，其圓筒外壁的表面由低硬度樹脂材料涂層的部件。這是為了進(jìn)ー步改善曲柄銷軸承28a—邊在其圓筒內(nèi)壁可滑動(dòng)地支撐曲柄銷25 —邊在窗部34的內(nèi)壁上非空轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動(dòng)的曲柄銷軸承28a的特性。相反，曲柄銷軸承28a也可以是基本上由低硬度樹脂材料形成，其圓筒內(nèi)壁的表面由高硬度樹脂材料涂層的部件。這是為了維持曲柄銷軸承28a的上述特性又降低高價(jià)的高硬度樹脂材料的使用量來降低制造成本。圖7是表示曲柄銷軸承28a的圓筒內(nèi)壁部28al的寬度Wl與圓筒外壁部28a2的寬度W2之間的關(guān)系的圖，圖7(A) 圖7(C)分別是與圖5(A)對應(yīng)的圖。并且，圖7 (A)表示寬度Wl與寬度W2相等的情況，圖7⑶表示寬度W2被擴(kuò)展至寬度W21的情況，圖7(C)表示寬度Wl縮小成寬度Wll的情況。
如圖7(B)所示，將圓筒外壁部28a2的寬度W2放大成寬度W21時(shí)，有使窗部34內(nèi)的曲柄銷軸承28a的轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定化的效果。并且，如圖7(C)所示，使圓筒內(nèi)壁部28al的寬度Wl縮小成寬度Wll時(shí)，有使高價(jià)的高硬度樹脂材料的使用量降低的效果。這樣，曲柄銷軸承28a中，能夠通過其兩個(gè)部件的結(jié)構(gòu)分別設(shè)定圓筒內(nèi)壁部28al的寬度Wl及圓筒外壁部28a2的寬度W2，井能夠根據(jù)包括上述效果的期望的效果更加靈活地選擇寬度Wl及寬度W2。另外，圓筒內(nèi)壁部28al的寬度Wl及圓筒外壁部28a2的寬度W2各自可以為大于平板部26的寬度W3的部件，也可以為小于平板部26的寬度W3的部件。并且，圓筒內(nèi)壁部28al的寬度Wl可以為大于圓筒外壁部28a2的寬度W2的部件。通過以上結(jié)構(gòu)，具備曲柄銷軸承28a的超低溫制冷機(jī)I能夠使置換器10通過不 受超導(dǎo)磁鐵所產(chǎn)生的強(qiáng)磁場的影響的止轉(zhuǎn)棒軛8上下往返移動(dòng)，井能夠適當(dāng)?shù)乩鋮s超導(dǎo)磁鐵。并且，曲柄銷軸承28a中，將高硬度樹脂材料利用于較容易磨損的圓筒內(nèi)壁部28al，將低硬度樹脂材料利用于較難磨損的圓筒外壁部28a2，由此既維持所需要的耐磨損性能，與整體利用高硬度樹脂材料的情況相比，又能夠降低制造成本。接著，參考圖8對作為止轉(zhuǎn)棒軛8中的曲柄銷軸承的另ー其他實(shí)施例的曲柄銷軸承28b進(jìn)行說明。此外，圖8是曲柄銷軸承28b的詳細(xì)圖，圖8(A) 圖8(C)分別是與圖5(A)對應(yīng)的圖。具體而言，圖8(A)表示曲柄銷25的軸線與止轉(zhuǎn)棒軛8的軸線(上方軸27U及下方軸27D的軸線)正交的狀態(tài)。并且，圖8(B)表示曲柄銷25的軸線相對于水平線僅傾斜角度α而不與止轉(zhuǎn)棒軛8的軸線正交的狀態(tài)，圖8(C)表示止轉(zhuǎn)棒軛8的軸線相對于鉛垂線僅傾斜角度β而不與曲柄銷25的軸線正交的狀態(tài)。曲柄銷軸承28b與曲柄銷軸承28、28a的不同點(diǎn)在于在其軸向上從垂直方向觀察時(shí)(從正面觀察圖面吋)的其圓筒外壁的輪廓28bl為凸?fàn)睢Ａ硗?，為了明確化，輪廓28bl用粗實(shí)線強(qiáng)調(diào)表示，具體而言，用構(gòu)成具有預(yù)定半徑的圓的一部分的圓弧表不。即使在曲柄銷25的軸線與止轉(zhuǎn)棒軛8的軸線不正交的情況下，輪廓28bl的這種形狀還具有使止轉(zhuǎn)棒軛8動(dòng)作時(shí)不會對曲柄銷軸承28b施加過度的力的效果。例如，即使在如圖8 (B)及圖8 (C)各自中表示的情況下，由于輪廓28bl為凸?fàn)?，因此曲柄銷軸承28b也能夠在窗部34的內(nèi)壁的寬度方向中央與其內(nèi)壁接觸，且不受過度的力就能夠使止轉(zhuǎn)棒軛8的順滑的上下往返移動(dòng)繼續(xù)進(jìn)行。在此所說的“過度的力”包括例如在輪廓28bl的形狀如曲柄銷軸承28、28a為直線狀時(shí)，曲柄銷軸承28b由于其圓筒外壁的表面一邊相對于窗部34的內(nèi)壁的表面傾斜ー邊接觸而從窗部34承受的過度的力。并且，“過度的力”包括例如在輪廓28bl的形狀為直線狀時(shí)曲柄銷軸承28b由于其圓筒內(nèi)壁的表面ー邊相對于曲柄銷25的外表面傾斜ー邊接觸而從曲柄銷25承受的過度的力。
另外，圖8中，雖然曲柄銷軸承28b是其寬度W4大于平板部26的寬度W3的部件，但寬度W4可以為與寬度W3相等的部件，也可以為小于寬度W3的部件。通過以上結(jié)構(gòu)，具備曲柄銷軸承28b的超低溫制冷機(jī)I能夠使置換器10通過不受超導(dǎo)磁鐵所產(chǎn)生的強(qiáng)磁場的影響的止轉(zhuǎn)棒軛8上下往返移動(dòng)，井能夠適當(dāng)?shù)乩鋮s超導(dǎo)磁鐵。并且，曲柄銷軸28b不承受過度的力就能夠使止轉(zhuǎn)棒軛8的順滑的上下往返移動(dòng)繼續(xù)進(jìn)行，且能夠抑制或消除由于該過度的カ而產(chǎn)生的異音。另外，曲柄銷軸承28b設(shè)想為如下與曲柄銷軸承28、28a相同地由非磁性樹脂材料形成，具備曲柄銷軸承28b的超低溫制冷機(jī)I使用于超導(dǎo)磁鐵冷卻用途。但是，關(guān)于曲柄銷軸承28b的輪廓28bl的特征在具備曲柄銷軸承28b的超低溫制冷機(jī)I用于除了超導(dǎo)磁鐵的冷卻以外的用途時(shí)也能夠有利地應(yīng)用。此時(shí)，曲柄銷軸承28b可以是由磁性材料形成的部件。 接著，參考圖9對作為止轉(zhuǎn)棒軛8中的曲柄銷軸承的另ー其他實(shí)施例的曲柄銷軸承28c 28e進(jìn)行說明。另外，圖9是曲柄銷軸承28b 28e各自的截面圖。圖9⑷將圖8中說明的曲柄銷軸承28b的截面圖表示成比較對象。如上述，曲柄銷軸承28b的輪廓28bl用構(gòu)成具有預(yù)定半徑的圓的一部分的圓弧表
/Jn ο輪廓28bl能夠使曲柄銷軸承28b的圓筒外壁始終接觸于窗部34的內(nèi)壁的寬度方向中央，隨著其曲率半徑變小而増大可對應(yīng)的傾斜角的范圍。另外，傾斜角是指曲柄銷25的軸線相對于水平線的傾斜角或者止轉(zhuǎn)棒軛8的軸線相對于鉛垂線的傾斜角。圖9 (B)表示曲柄銷軸承28c的截面圖，曲柄銷軸承28c的輪廓28cl在其中央包括直線部分，在其兩側(cè)包括曲線部分。輪廓28cl與圖9(A)的輪部28bl相比，在曲柄銷25的軸線與止轉(zhuǎn)棒軛8的軸線正交時(shí)，通過其直線部分更能増大曲柄銷軸承28c的圓筒外壁與平板部26之間的接觸面積，能夠使曲柄銷軸承28c的轉(zhuǎn)動(dòng)更加穩(wěn)定化。另外，輪廓28cl即使在曲柄銷25的軸線與止轉(zhuǎn)棒軛8的軸線不正交的情況下，也能夠通過其曲線部分避免曲柄銷軸承28c承受過度的力而使止轉(zhuǎn)棒軛8的順滑的上下往返移動(dòng)繼續(xù)進(jìn)行。此外，此情況下的平板部26與曲柄銷軸承28c之間的接觸與圖9 (A)的輪廓28bI相比，在更靠近窗部34的內(nèi)壁的邊的部位進(jìn)行。圖9(C)表示曲柄銷軸承28d的截面圖，曲柄銷軸承28d主要由主體部28dl構(gòu)成，該主體部由具有與圖9(A)的輪廓28bl相同的凸?fàn)钶喞姆谴判詷渲牧献鞒?。另外，?yōu)選該非磁性樹脂材料為低硬度樹脂材料。并且，主體部28dl的其圓筒內(nèi)壁通過其他非磁性樹脂材料涂層。此外，通過該其他非磁性樹脂材料涂層的包覆層28d2優(yōu)選由氟樹脂材料等高硬度樹脂材料構(gòu)成。圖9(D)表示曲柄銷軸承28e的截面圖，曲柄銷軸承28e由如下構(gòu)成圓筒外壁部28el，由具有與圖9(A)的輪廓28bl相同的凸?fàn)钶喞姆谴判詷渲牧献鞒?；及圓筒內(nèi)壁部28e2,由與圓筒外壁部28el不同的非磁性樹脂材料作成。另外，圓筒外壁部28el優(yōu)選由低硬度樹脂材料形成，圓筒內(nèi)壁部28e2優(yōu)選由氟樹脂材料等聞?dòng)捕葮渲牧闲纬伞Ｍㄟ^以上結(jié)構(gòu)，曲柄銷軸承28d、28e既能夠?qū)崿F(xiàn)基于曲柄銷軸承28b的效果(基于包括曲線的輪廓形狀的效果)，而且又能夠?qū)崿F(xiàn)基于曲柄銷軸承28a的效果(基于分開使用2種樹脂材料的效果)。以上，對本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不限于上述的實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)能夠?qū)ι鲜龅膶?shí)施例加以各種各樣的變形及置換。例如，在上述的實(shí)施例中，曲柄銷軸承28a、28d、28e利用2種類樹脂構(gòu)成，但可以利用3種以上的樹脂材料構(gòu)成。此時(shí)，曲柄銷軸承28a、28d、28e中，不與其他部件接觸的部分可以使用低硬度樹脂材料，而與其他部件接觸的2個(gè)部分可以分別使用不同的高硬度樹脂材料。

另外，曲柄銷軸承28a、28d、28e中，與其他部件接觸的2個(gè)部分也可以分別使用相同的高硬度樹脂材料。另外，本發(fā)明的實(shí)施例所涉及的超低溫制冷機(jī)由于不產(chǎn)生磁噪聲，因此在MRI用途上尤其較佳。
權(quán)利要求
1.ー種超低溫制冷機(jī)，其用于冷卻超導(dǎo)磁鐵，其特征在干， 具備曲柄銷軸承，其為止轉(zhuǎn)棒軛中的曲柄銷軸承，由圓筒形狀的非磁性樹脂材料形成，所述曲柄銷軸承具有圓筒內(nèi)壁，將與馬達(dá)的輸出軸偏心安裝的曲柄銷支撐為能夠沿圓周方向滑動(dòng)；及圓筒外壁，與該止轉(zhuǎn)棒軛中的窗部的內(nèi)壁接觸。
2.如權(quán)利要求I所述的超低溫制冷機(jī)，其特征在干， 所述圓筒內(nèi)壁由與形成所述圓筒外壁的非磁性樹脂材料不同的另外的非磁性樹脂材料形成。
3.如權(quán)利要求2所述的超低溫制冷機(jī)，其特征在干， 所述圓筒內(nèi)壁的硬度高于所述圓筒外壁的硬度。
4.如權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的超低溫制冷機(jī)，其特征在干， 從側(cè)方觀察所述曲柄銷軸承時(shí)的所述圓筒外壁的輪廓為凸?fàn)睢?br> 5.如權(quán)利要求4所述的超低溫制冷機(jī)，其特征在干， 從側(cè)方觀察所述曲柄銷軸承時(shí)的所述圓筒外壁的輪廓顯示為圓弧。
6.如權(quán)利要求4所述的超低溫制冷機(jī)，其特征在干， 從側(cè)方觀察所述曲柄銷軸承時(shí)的所述圓筒外壁的輪廓包括直線部分。
全文摘要
本發(fā)明提供一種超低溫制冷機(jī)，其適合冷卻超導(dǎo)磁鐵。一種用于冷卻超導(dǎo)磁鐵的超低溫制冷機(jī)(1)，具備曲柄銷軸承(28)，其為止轉(zhuǎn)棒軛(8)中的曲柄銷軸承(28)，由圓筒形狀的非磁性樹脂材料構(gòu)成，所述曲柄銷軸承(28)具有圓筒內(nèi)壁，將與馬達(dá)(6)的輸出軸(24)偏心安裝的曲柄銷(25)支撐為能夠沿圓周方向滑動(dòng)；及圓筒外壁，與止轉(zhuǎn)棒軛(8)中的窗部(34)的內(nèi)壁接觸。
文檔編號F25B9/06GK102679608SQ20121003508
公開日2012年9月19日 申請日期2012年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月17日
發(fā)明者水野陽治 申請人:住友重機(jī)械工業(yè)株式會社