专利名称：振动抑制装置以及具有该振动抑制装置的斯特林发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及由例如斯特林发动机所代表的在动作时主要在一个方向上产生振动的往复运动装置的振动抑制装置，此外，涉及具有该振动抑制装置的斯特林发动机。
背景技术：
在由作为往复运动部件的活塞在缸体内往复运动地构成的气体压缩机等所代表的往复运动装置中，由于往复运动部件的往复运动，在往复运动装置自身中，在与往复运动部件的往复运动方向相同的方向上产生较大振动。该往复运动装置的振动不仅成为噪音的原因，还导致制品自身的可靠性的下降，所以希望尽可能的对其加以抑制。
在以下，以作为斯特林发动机的应用例的斯特林制冷机作为往复运动装置来进行例示而说明。
图14是一般的斯特林制冷机的示意剖视图。图14中所示的斯特林制冷机100一般被称为自由活塞型斯特林制冷机，含有在壳体110内填充了作为工作气体的氦气或氮气的缸体101，在其内部具有两个活塞。一个活塞被称为动力活塞102，是被作为驱动源的线性马达109驱动的往复运动部件。另一个活塞被称为置换器103，是承受由动力活塞102在缸体101内往复运动所产生的工作气体的压力变动而在缸体101内往复运动的往复运动部件。
压缩空间104和膨胀空间105位于缸体101内的置换器103的往复运动方向的两端部外侧。压缩空间104由动力活塞102以及置换器103区划形成，被放热器106包围。该放热器106是用于除去在压缩空间104中产生的压缩热的部件。膨胀空间105由置换器103和缸体101的闭塞端区划形成，被吸热器107包围。该吸热器107是用于取出膨胀空间105中产生的冷热的部件。这些压缩空间104以及膨胀空间105通过设置在缸体101的外侧的工作气体的流路上所配置的再生器108而连通。
若借助线性马达109驱动动力活塞102，则动力活塞102向压缩空间104侧移动而压缩压缩空间104内的工作气体。被压缩的工作气体通过再生器108而向膨胀空间105移动。流入膨胀空间105的工作气体，随着置换器103向压缩空间104侧移动而膨胀，且随着该压力降低，膨胀空间105内的工作气体温度也下降。通过反复进行该动作，在吸热器104中产生极低温。
在这样的斯特林制冷机中，由于动力活塞与置换器以既定的相位差而往复运动，所以斯特林发动机自身发生较大振动。为了降低该振动，需要消除伴随着往复运动而产生的惯性力或伴随着压力变动而产生的力，需要利用由组合弹性体或衰减器、质量体等而构成的振动抑制装置。作为具有这样的振动抑制装置的斯特林制冷机，有例如实开平5-47760号公报(专利文献1)中公开的斯特林制冷机或特开2000-2296号公报(专利文献2)中公开的斯特林制冷机。
专利文献1实开平5-47760号公报专利文献2特开2000-2296号公报在上述的自由活塞型斯特林制冷机中产生下述问题，即若在膨胀空间中取出的冷热的温度降低，则活塞的共振频率与活塞的运转频率偏离。此外，由于含有较多高频成分，所以在以消除特定的某些确定的共振频率的方式进行调整的振动抑制装置中，存在多个不能消除的频率波峰，产生振动抑制装置自身也由于这些频率成分而较大振动的现象。
为了抑制这些振动现象，需要将振动装置构成为可抑制振动抑制装置自身的振动的复杂的构成，所以不可避免地导致装置的大型化以及制造成本的增加。为了解决这些，需要组装入衰减器。
但是，由于衰减器非常昂贵且大型化，所以很难组装入振动抑制装置中。例如，在上述专利文献2中，公开有使用组装入衰减器的振动抑制装置而抑制斯特林制冷机的振动的情况，但并没有公开实际上怎样将衰减器组装入振动抑制装置。
发明内容
因此，本发明是为了解决上述问题点而提出的，目的在于提供一种含有弹性体和衰减器，并可小型且廉价地制作的高性能的振动抑制装置以及具有该振动抑制装置的斯特林发动机。
基于本发明的第1方案的振动抑制装置与含有进行往复运动的往复运动部件的往复运动装置连接，并抑制由于上述往复运动部件往复运动而产生的上述往复运动装置的振动，具有一端与上述往复运动装置的上述振动方向的一侧端连接的弹性体；连接在上述弹性体的另一端上的质量体；和包含连接在上述质量体上，与上述质量体同相位地振动的衰减体的衰减部。
通过这样地构成，可将衰减部一体地组装入振动抑制装置中，可小型且廉价地制作兼具下述作用的高性能的振动抑制装置，即基于弹性体所具有的弹性力的振动抑制作用、和伴随着衰减部所具有的衰减力的振动抑制作用。
在基于上述本发明的第1方案的振动抑制装置中，上述衰减部优选具有收容上述衰减体的容器、和填充在上述容器内的流体。
通过这样地构成，衰减力借助与质量体一体地动作的衰减体推着填充在容器内的流体移动时的流体的阻力而得到发挥，所以可廉价地制作结构简单的衰减部而不用使用复杂构成的高价的衰减部。
在基于上述本发明的第1方案的振动抑制装置中，优选进而具有可调节上述衰减体的表面积的表面积调节机构。
通过这样的构成，由于可调节振动方向上的上述衰减体的表面积，所以可将由衰减部产生的衰减力调节为各种大小。
在基于上述本发明的第1方案的振动抑制装置中，优选进而具有检测上述往复运动装置的振动状态的振动状态检测部，和根据由上述振动状态检测部检测出的上述往复运动装置的振动信息而控制上述表面积调节机构的控制部。
通过这样地构成，在往复运动装置动作时，可与往复运动装置的振动状态对应而将由衰减部产生的衰减力调节到各种大小，所以可有效地降低时时刻刻发生变化的往复运动装置的振动。
基于本发明的第2方案的振动抑制装置与含有进行往复运动的往复运动部件的往复运动装置连接，抑制由于上述往复运动部件进行往复运动而产生的上述往复运动装置的振动，具有一端与上述往复运动装置的上述振动方向的一侧端连接的弹性体，连接在上述弹性体的另一端上的质量体，收容上述质量体的容器，和填充在上述容器内的流体。
通过这样地构成，可同时得到下述作用，即伴随着将质量体经由弹性体与往复运动装置连接而得到的弹性力的振动抑制作用、和伴随着将质量体收容在填充流体的容器内而构成的衰减部所具有的衰减力的振动抑制作用。在本构成中，由于没有将收容在容器内的衰减体另外设置而是由质量体构成，所以可减少部件数而令结构简单化，所以可小型且廉价地制作高性能的振动抑制装置。
基于本发明的第3方案的振动抑制装置与含有进行往复运动的往复运动部件的往复运动装置连接，抑制由于上述往复运动部件进行往复运动而产生的上述往复运动装置的振动，具有一端与上述往复运动装置的上述振动方向的一侧端连接的板簧；连接在上述板簧的另一端上的质量体；和配置在上述质量体和上述板簧之间，在上述振动发生时，借助被上述板簧和上述质量体从两侧夹入而被压缩，发挥衰减作用地构成的衰减部。
通过这样地构成，可将衰减部一体地组装入振动抑制装置中，可小型且廉价地制作兼具下述作用的高性能的振动抑制装置，即基于弹性体所具有的弹性力的振动抑制作用、和伴随着衰减部所具有的衰减力的振动抑制作用。
在基于上述本发明第3方案的振动抑制装置中，上述板簧优选具有与上述往复运动装置连接的外周缘部，与上述质量体连接的内周缘部，和连结上述外周缘部和上述内周缘部并发挥弹性作用的连结部，该情况下，上述衰减部优选安装在从上述板簧的上述外周缘部到上述内周缘部的上述连结部的大致中央部，或者从上述板簧的上述外周缘部到上述内周缘部的上述连结部的大致中央部所对应的位置的质量体上。
通过这样地构成，衰减部可得到限制板簧或质量体的运动的效果，所以可借助简单的构成得到衰减效果。
基于本发明的第4方案的振动抑制装置与含有进行往复运动的往复运动部件的往复运动装置连接，抑制由于上述往复运动部件进行往复运动而产生的上述往复运动装置的振动，具有一端与上述往复运动装置的上述振动方向的一侧端连接的多个板簧；连接在上述多个板簧的另一端上的质量体；和配置在上述多个板簧的各自之间，在上述振动发生时，借助被邻接的上述多个板簧从两侧夹入而被压缩，发挥衰减作用地构成的衰减部。
通过这样地构成，可将衰减部一体地组装入振动抑制装置中，可小型且廉价地制作兼具下述作用的高性能的振动抑制装置，即基于弹性体所具有的弹性力的振动抑制作用、和伴随着衰减部所具有的衰减力的振动抑制作用。
在基于上述本发明的第4方案的振动抑制装置中，上述多个板簧优选具有与上述往复运动装置连接的外周缘部，与上述质量体连接的内周缘部，和连结上述外周缘部和上述内周缘部并发挥弹性作用的连结部，该情况下，上述衰减部优选安装在从上述板簧的上述外周缘部到上述内周缘部的上述连结部的大致中央部。
通过这样地构成，衰减部可得到限制板簧的运动的效果，所以可借助简单的构成得到衰减效果。
基于本发明的第5方案的振动抑制装置与含有进行往复运动的往复运动部件的往复运动装置连接，抑制由于上述往复运动部件进行往复运动而产生的上述往复运动装置的振动，具有一端与上述往复运动装置的上述振动方向的一侧端连接的低回弹部件，一端与上述低回弹部件的另一端连接的弹性体，和连接在上述弹性体的另一端上的质量体。
通过这样地构成，可将衰减部一体地组装入振动抑制装置中，可小型且廉价地制作兼具下述作用的高性能的振动抑制装置，即基于弹性体所具有的弹性力的振动抑制作用、和伴随着衰减部所具有的衰减力的振动抑制作用。
在基于上述本发明的第3至第5方案的振动抑制装置中，上述衰减部优选由上述板簧或者上述质量体上贴付的低回弹部件构成。进而，该情况下，上述低回弹部件优选含有硅类材料或者氨酯类材料作为主成分。
通过这样地构成，可廉价且简便地将发挥充分的衰减力的衰减部组装入振动抑制装置。
基于本发明的斯特林发动机，具有基于上述本发明的第1至第5的方案的振动抑制装置的某一个。
通过这样地构成，可成为可大幅抑制振动的发生的斯特林发动机，所以可得到在显著降低噪声的发生的同时不易发生劣化、故障等的高可靠性的斯特林发动机。
根据本发明，可提供含有弹性体和衰减器并可小型且廉价地制作的高性能的振动抑制装置、以及具有该振动抑制装置的斯特林发动机。
图1是具有本发明的实施方式1的振动抑制装置的斯特林制冷机的示意局部剖视图。
图2是图1所示的板簧的俯视图。
图3是具有本发明的实施方式2的振动抑制装置的斯特林制冷机的示意局部剖视图。
图4A是用于说明如图3所示的由上板以及下板构成的衰减体的动作的衰减器的俯视图。
图4B是用于说明如图3所示的由上板以及下板构成的衰减体的动作的衰减器的俯视图。
图4C是用于说明如图3所示的由上板以及下板构成的衰减体的动作的衰减器的俯视图。
图5是具有本发明的实施方式3的振动抑制装置的斯特林制冷机的示意局部剖视图。
图6是表示本发明的实施方式3的振动抑制装置的其他构成例的图。
图7是具有本发明的实施方式4的振动抑制装置的斯特林制冷机的示意局部剖视图。
图8是用于说明图7所示的振动抑制装置的衰减体的安装位置的图。
图9是表示在图7所示振动抑制装置中取出低回弹部件并在该状态下令斯特林制冷机动作而在发生异常振动的时刻测定振动频谱的结果的图。
图10是表示在斯特林制冷机中发生异常振动的时刻在图7以及图8所示的位置上插入作为低回弹部件的凝胶状体而抑制异常振动并测定该状态的振动频谱的结果的图。
图11是具有本发明的实施方式5的振动抑制装置的斯特林制冷机的示意局部剖视图。
图12是用于说明图11所示的振动抑制装置的衰减体的安装位置的图。
图13是具有本发明实施方式6的振动抑制装置的斯特林制冷机的示意局部剖视图。
图14是一般的斯特林制冷机的示意剖视图。
附图标记说明10A～10G振动抑制装置20平衡块
30板簧31外周缘部32内周缘部33连结部40衰减器41腔室42衰减体42a上板42a1开口部42b下板42b1开口部43流体47～49凝胶状体50控制部51振动状态检测部61杆100斯特林制冷机101缸体102活塞103置换器104压缩空间105膨胀空间106放热器107吸热器108再生器109线性马达110壳体120接合器121固定件122基座部
具体实施例方式
以下，参照
本发明的实施方式。另外，在以下所示的实施方式中，作为往复运动装置，例示作为斯特林发动机的应用例的斯特林制冷机而进行说明。
(实施方式1)图1是具有本发明的实施方式1的振动抑制装置的斯特林制冷机的示意局部剖视图。另外，斯特林制冷机的构成由于与上述现有例中的斯特林制冷机为同样的构成，所以对相同的部分在图中标注相同的附图标记，不重复其说明。
如图1所示，本实施方式的振动抑制装置10A连接在斯特林制冷机100(内部构造参照图14)的壳体110的后方端，所述斯特林制冷机100，作为往复运动部件的动力活塞102和置换器103在缸体101内嵌插在同轴上。该壳体110的后方端位于吸热器107(参照图14)的相反侧，相当于与动力活塞102以及置换器103的往复运动方向相同的方向的斯特林制冷机100的一端部。
如图1所示，振动抑制装置10A主要包括作为质量体的平衡块20、作为弹性体的板簧30、作为衰减部的衰减器40。以相互分离的方式配置的多个(图示的振动抑制装置10A中为4个)的板簧30，在其外周缘部被安装在斯特林制冷机100的壳体110的后方端的接合器120的固定件121支承固定。平衡块20被位于板簧30的中央开口部附近的内周缘部上所安装的杆61支承固定。衰减器40安装在安装有平衡块20的杆61的另一端部。
图2是图1所示的板簧的俯视图。如图2所示，本实施方式的振动抑制装置10A中组装的板簧30是通过将俯视为圆形的金属板的既定位置切除而形成的板簧，具有被接合器120的固定件121固定的外周缘部31；和安装有杆61的内周缘部32，所述杆61安装有平衡块20以及衰减器40；连结这些外周缘部31和内周缘部32的连结部33。连结部33，从内周缘部32向外周缘部31放射状地延伸多根，是在与纸面交叉的方向上发挥弹性力的部位。
如图1所示，衰减器40包括作为设置在安装于斯特林制冷机100的壳体110的后方端的接合器120的中央部上的容器的腔室41、收容在该腔室41内且安装在上述杆61上的衰减体42、填充在腔室41内的流体43。作为流体43，主要使用空气。
在本实施方式的振动抑制装置10A中，通过杆61将平衡块20与衰减器40的衰减体42连结为一体。因此，平衡块20与衰减体42同相位地振动。即，在斯特林制冷机100动作时，在平衡块20振动以便消除由于板簧30的作用而在斯特林制冷机100中产生的振动时，衰减体42伴随平衡块20的振动也振动，但该衰减体42的振动与平衡块20的振动同相位。因此，作为填充在腔室41内的流体43的空气在腔室41与衰减体42的间隙中进出，在该部分中得到衰减效果。
根据以上的构成，可实现兼具基于板簧所具有的弹性力的振动抑制作用、和伴随着衰减器所具有的衰减力的振动抑制作用的振动抑制装置。因此，不仅可得到借助弹性力而发挥的对特定频率的振动的振动抑制效果，还可得到借助衰减力而发挥的对具有既定宽度的频率带中的任意的振动的振动抑制效果。其结果，即便在斯特林制冷机中发生与共振频率不同的频率的高频振动时，也可高效地抑制振动。此外，根据上述构成，可小型且廉价地制作高性能的振动抑制装置。
(实施方式2)图3是具有本发明的实施方式2的振动抑制装置的斯特林制冷机的示意局部剖视图。另外，斯特林制冷机的构成由于与上述现有例中的斯特林制冷机为同样的构成，所以对相同的部分在图中标注相同的附图标记，在此不重复其说明。此外，与上述实施方式1的振动抑制装置相同的部分标注相同的附图标记并省略其说明。
如图3所示，本实施方式的振动抑制装置10B与上述实施方式1的振动抑制装置10A不同，收容在腔室41内的衰减体42分割为上板42a和下板42b。此外，在杆61的内部收容有旋转驱动马达44，在该旋转驱动马达44的旋转轴上安装上板42a。由此，上板42a可被旋转驱动马达44驱动地被支承。下板42b不能旋转地固定在杆61上。另外，旋转驱动马达44构成为可被控制部50控制旋转动作，控制部50上连接有检测斯特林制冷机100的振动状态的振动状态检测部51。
图4A～图4C是用于说明由上述上板以及下板构成的衰减体的动作的衰减器的俯视图。如图4A所示，在上板42a以及下板42b上分别设置开口部42a1、42b1，该开口部42a1、42b1具有相互重合的区域。在该开口部42a1、42b1相互重合的区域中，形成上下方向贯通衰减体42的连通路46，所以在该部分中，腔室41内的上部空间(比衰减体42还靠平衡块20侧的空间)和下部空间(比衰减体42还靠斯特林制冷机100侧的空间)连通。
上述上板42a被旋转驱动马达44可旋转地支承。因此，旋转驱动马达44根据从控制部50导出的信号进行驱动，由此，上板42a旋转给定量。控制部50根据从检测斯特林制冷机100的振动状态的振动状态检测部51导出的信号而控制旋转驱动马达44的动作，并以消除由于斯特林制冷机100的动作而产生的振动的方式控制连通路46的开口面积。
更具体而言，在需要减小衰减力的情况下，从如图4A所示的状态令上板42a如图4B所示向图中箭头A方向旋转给定量，由此扩大连通路46的开口截面积。因此，衰减体42的表面积减少，填充在腔室41内的流体43的流入流出量增大，衰减效果减小。
相反，在需要增大衰减力时，从图4所示状态，令上板42a如图4C所示朝向图中箭头B方向而旋转给定量，由此减小连通路46的开口截面积。因此，衰减体42的表面积增大，腔室41内填充的流体43的流入流出量减小，衰减效果增大。
由此，上板42a、下板42b以及旋转驱动马达44起到可变调节衰减体42的表面积的表面积调节机构的作用，所以可容易地调节由衰减器40得到的衰减力。
根据上述构成，除了上述实施方式1的效果外，在斯特林制冷机动作时，可将由衰减器发挥的衰减力与斯特林制冷机的振动状态对应而调节为各种大小，所以可有效地降低时时刻刻变化的斯特林制冷机的振动。
(实施方式3)图5是具有本发明的实施方式3的振动抑制装置的斯特林制冷机的示意局部剖视图。另外，斯特林制冷机的构成由于与上述现有例中的斯特林制冷机为同样的构成，所以对相同的部分在图中标注相同的附图标记，在此不重复其说明。此外，与上述实施方式1的振动抑制装置相同的部分标注相同的附图标记并省略其说明。
如图5所示，在本实施方式的振动抑制装置10C中，与上述实施方式1的振动抑制装置10A不同，在安装在斯特林制冷机100的壳体110的后方端的接合器120的固定件121的前端上安装腔室41。腔室41设置为包围平衡块20，在腔室41内填充有流体42。即，由平衡块20、收容平衡块20的腔室41、填充在腔室41中的流体43构成作为衰减部的衰减器40。
根据这样的构成，可形成可同时得到下述作用的振动抑制装置，即，伴随着将平衡块经由板簧而连接在斯特林制冷机中而得到的弹性力的振动抑制作用、和伴随着将平衡块收容在填充有空气的腔室内而构成的衰减器所具有的衰减力的振动抑制作用。因此，不仅可得到借助弹性力而发挥的对特定频率的振动的振动抑制效果，还可得到借助衰减力而发挥的对具有既定宽度的频率带中的任意的振动振动抑制效果。其结果，即便在斯特林制冷机中发生与共振频率不同的频率的高频振动时，也可高效地抑制振动。
此外，根据上述构成，由于可将在上述实施方式1中分别设置的平衡块和衰减体通过共同的一个部件来兼用，所以可削减部件个数，可实现结构的简单化。因此，可小型且廉价地制作高性能的振动抑制装置。
另外，图6是表示本实施方式的振动抑制装置的其他构成例的图。如图6所示，在本实施方式的振动抑制装置10D中，将腔室41安装在接合器120自身上而不是接合器120的固定件121上(参照图5)地构成。在这样构成时，除了上述效果外，由于由腔室41保护板簧30或杆61等，所以具有可防止这些内部构成部件的破损等的效果。
此外，本实施方式的振动抑制装置10C、10D中，与上述实施方式2相同，将作为衰减体而起作用的平衡块分割为两部分，并构成为在各自的平衡块上设置开口部并令这些开口重合且可通过旋转驱动马达等而驱动一方旋转，由此可适当地调节作为衰减体的平衡块的表面积，可有效地降低时时刻刻变化的斯特林制冷机的振动。
(实施方式4)图7是具有本发明的实施方式4的振动抑制装置的斯特林制冷机的示意局部剖视图。此外，图8是用于说明图7所示的振动抑制装置的衰减体的安装位置的图。另外，斯特林制冷机的构成由于与上述现有例中的斯特林制冷机为同样的构成，所以对相同的部分在图中标注相同的附图标记，在此不重复其说明。此外，与上述实施方式1至3的振动抑制装置相同的部分标注相同的附图标记并省略其说明。
如图7所示，本实施方式的振动抑制装置10E不具有在上述实施方式1至3所示的振动抑制装置10A～10D中使用的衰减器40，代之作为衰减部具有作为以硅类材料或者氨酯类材料等为主原料的低回弹部件的凝胶状体47。在此，凝胶状体所代表的低回弹部件是具有在施加有冲击时通过面整体来承受并吸收该冲击的性质的材料。吸收该冲击的吸收力由于与速度成比例地增大，所以可得到衰减效果。
在本实施方式的振动抑制装置10E中，如图7所示，层叠配置的多个板簧30中最靠平衡块20侧的板簧的表面上安装凝胶状体47。更具体而言，如图8所示，在从位于最靠平衡块20侧的板簧30的外周缘部31朝向内周缘部32的连结部33的中央部上贴附凝胶状体47。贴附有该凝胶状体47的连结部33由于位于板簧30的振幅的位置，所以在振动时在由平衡块20和板簧30从两侧夹入凝胶状体47而压缩时，由凝胶状体41发挥衰减效果。
通过这样的构成，可实现兼具基于板簧所具有的弹性力的振动抑制作用、和伴随着凝胶装体所具有的衰减力的振动抑制作用的振动抑制装置。因此，不仅可得到对由弹性力发挥的特定的频率的振动的振动抑制效果，还可得到对由衰减力所发挥的具有既定宽度的频率带中的任意的振动的振动抑制效果。其结果，即便在斯特林制冷机中产生与共振频率不同的频率的高频振动时，可有效地抑制振动。此外，通过上述构成，可非常紧凑且廉价地制作高性能的振动抑制装置。
另外，如上所述，安装凝胶状体的位置在板簧的连结部的中央部较好的理由在于，板簧和平衡块的间隔的变化最大的连结部的中央部易于限制板簧或者平衡块的移动，换言之，在板簧的外周缘部附近板簧的移动量比中央部小，此外，在内周缘部附近板簧与平衡块的间隔的变化比中央部小，所以难以限制板簧或平衡块的移动。
此外，在上述构成中，可通过改变由凝胶状体代表的低回弹部件的大小或者厚度、材质等而调节得到的衰减力为各种大小。例如，通过令凝胶状体为硅凝胶或软质氨酯凝胶等，借助改变其特性，可适宜地调整得到的衰减力。
此外，在上述构成中，也可将低回弹部件安装在平衡块侧。该情况下，向与从板簧的外周缘部向内周缘部的连结部的中央部对应的位置上的平衡块的表面上贴附低回弹部件十分有效。
进而，在斯特林制冷机的非工作时，没有必要令低回弹部件被板簧和平衡块夹持。即，在非动作时，低回弹部件没有必要与板簧和平衡块双方接触。在至少斯特林制冷机动作时，若伴随着板簧的振动而由板簧与平衡块从两侧夹持低回弹部件而进行压缩，则发挥上述衰减效果。
图9以及图10是用于说明通过将本实施方式的振动抑制装置安装在斯特林制冷机而得到的效果的图表。图9是表示令图7所示的振动抑制装置为除去低回弹部件的状态并在该状态下令斯特林发动机动作并测定异常振动发生的时刻下的振动频谱的结果的图。与之相对，图10是表示在同样条件下令斯特林制冷机动作并在异常振动发生的时刻下在图7以及图8所示位置上插入作为低回弹部件的凝胶状体，抑制异常振动并测定该状态下的振动频谱的结果的图。
如图9所示，在斯特林制冷机发生异常振动的情况下，除了与运转频率相同频率的振动波峰外，发生多个异常振动频率波峰，其中，还产生超过运转频率中的频谱的异常振动频率波峰。令该异常振动频率与运转频率的差产生拍频，令斯特林制冷机的自身的振动以及伴随着该振动而产生的噪音大幅增大。
但是，如图10所示，通过在板簧和平衡块之间插入作为低回弹部件的凝胶状体，由此可抑制异常振动频率波峰的频谱较低，消除比运转频率还高的频率波峰，作为结果，可抑制拍频的产生。由该结果，将振动抑制装置构成为如本实施方式的结构，由此可大幅抑制异常振动的发生。
(实施方式5)图11是表示具有本发明的实施方式5的振动抑制装置的斯特林制冷机的示意局部剖视图。此外，图12是用于说明图11所示的振动抑制装置的衰减体的安装位置的图。另外，斯特林制冷机的构成由于与上述现有例中的斯特林制冷机相同，所以对同一部分在图中标注相同的附图标记，在这里不重复说明。此外，对与上述实施方式4的振动抑制装置相同的部分在图中标注相同的附图标记，省略其说明。
如图11所示，在本实施方式的振动抑制装置10F中，与上述实施方式4所示的抑制振动装置10E不同，作为低回弹部件的凝胶状体48安装在层叠的多个板簧30之间而不是板簧30与平衡块20之间。更具体而言，在从除位于最靠平衡块20侧的板簧以外的板簧的外周缘部31向内周缘部的连结部33的中央部上贴附有形成为环状的凝胶状体48(参照图12)。贴附有该凝胶状体48的连结部33由于位于板簧30的振幅的位置，所以在振动时凝胶状体48被平衡块20和板簧30夹入而被压缩时，由凝胶状体48发挥衰减效果。
在这样的情况下，可得到与上述实施方式4的效果相同的效果。另外，与上述实施方式4相同，在斯特林制冷机非动作时，低回弹部件没有必要必须被相邻的板簧夹持。即，在非动作时，低回弹部件没有必要与邻合的板簧的双方接触。在至少斯特林制冷机动作时，若伴随着板簧的振动低回弹部件被相邻的板簧加入而压缩，则可充分发挥衰减效果。
(实施方式6)图13是具有本发明的实施方式6的振动抑制装置的斯特林制冷机的示意局部剖视图。另外，斯特林制冷机的构成由于与上述现有例的斯特林制冷机相同，所以对相同部分在图中标注相同的附图标记，在此不进行重复说明。
如图13所示，本实施方式的振动抑制装置10G主要包括作为质量体的平衡块20、作为弹性体的板簧30、作为衰减部的低回弹部件的凝胶状体49。斯特林制冷机100的壳体110的后方端部上安装接合器120，在该接合器120上安装凝胶状体49的一端。在凝胶状体49的另一端上，安装支承以相互分离的方式配置的多个板簧30的固定件121的基座部122。板簧30在其外周缘部被固定件121支承、固定。平衡块20被位于板簧30的中央开口部附近的内周缘部上所安装的杆61支承、固定。即，作为弹性体的板簧30、与作为往复运动装置的斯特林制冷机100通过作为衰减部的凝胶状体49连续。
通过这样的构成，可实现兼具基于板簧所具有的弹性力的振动抑制作用、和伴随着凝胶状体所具有的衰减力的振动抑制作用的振动抑制装置。因此，不仅可得到对于由弹性力而发挥的特定的频率的振动的振动抑制效果，还可得到对由衰减力而发挥的具有既定宽度的频率带中任意的振动的振动抑制效果。其结果，即便在斯特林制冷机中发生与共振频率不同的频率的高频振动时，也可高效地抑制振动。此外，通过上述的构成，可非常紧凑且廉价地制作高性能的振动抑制装置。
进而，可在不分解由板簧、平衡块等构成的往复振动部的情况下自由地将凝胶状体交换到衰减力不同的衰减部、或者将往复振动部交换到共振频率不同的部件中。因此，起到可非常容易地进行振动抑制装置的部件交换的效果。
在上述实施方式1至6中，作为抑制振动的对象的往复运动装置例示了斯特林制冷机而进行了说明，但本发明的适用对象不限定于此，只要是主要在一个方向上产生振动的装置，可适用于各种装置。此外，上述实施方式所示的特征的结构可相互进行组合。
这样，所述上述各实施方式通过全部的点而进行了例示，不是限制性的。包含由本发明的权利要求的范围所区划的、此外与权利要求的范围的描述均等的意义以及范围内的全部的变更。
权利要求
1.一种振动抑制装置，与含有进行往复运动的往复运动部件的往复运动装置连接，并抑制由于上述往复运动部件往复运动而产生的上述往复运动装置的振动，具有一端与上述往复运动装置的上述振动方向的一侧端连接的弹性体(30)；连接在上述弹性体(30)的另一端上的质量体(20)；包含连接在上述质量体(20)上，与上述质量体(20)同相位地振动的衰减体(42)的衰减部(40)。
2.如权利要求1所述的振动抑制装置，上述衰减部(40)具有收容上述衰减体(42)的容器(41)，和填充在上述容器(41)内的流体(43)。
3.如权利要求2所述的振动抑制装置，具有可调节上述衰减体(42)的表面积的表面积调节机构(42a、42b、44)。
4.如权利要求3所述的振动抑制装置，具有检测上述往复运动装置的振动状态的振动状态检测部(51)；根据由上述振动状态检测部(51)检测出的上述往复运动装置的振动信息而控制上述表面积调节机构(42a、42b、44)的控制部(50)。
5.一种斯特林发动机，具有权利要求1所述的振动抑制装置。
6.一种振动抑制装置，与含有进行往复运动的往复运动部件的往复运动装置连接，抑制由于上述往复运动部件进行往复运动而产生的上述往复运动装置的振动，具有一端与上述往复运动装置的上述振动方向的一侧端连接的弹性体(30)；连接在上述弹性体(30)的另一端上的质量体(20)；收容上述质量体(20)的容器(41)；填充在上述容器(41)内的流体(42)。
7.一种斯特林发动机，具有权利要求6所述的振动抑制装置。
8.一种振动抑制装置，与含有进行往复运动的往复运动部件的往复运动装置连接，抑制由于上述往复运动部件进行往复运动而产生的上述往复运动装置的振动，具有一端与上述往复运动装置的上述振动方向的一侧端连接的板簧(30)；连接在上述板簧(30)的另一端上的质量体(20)；配置在上述质量体(20)和上述板簧(30)之间，在上述振动发生时，借助被上述板簧(30)和上述质量体(20)从两侧夹入而被压缩，发挥衰减作用地构成的衰减部(47)。
9.如权利要求8所述的振动抑制装置，上述板簧(30)具有与上述往复运动装置连接的外周缘部(31)，与上述质量体(20)连接的内周缘部(32)，和连结上述外周缘部(31)和上述内周缘部(32)并发挥弹性作用的连结部(33)；上述衰减部(47)安装在从上述板簧(30)的上述外周缘部(31)到上述内周缘部(32)的上述连结部(33)的大致中央部所对应的位置的质量体(20)上。
10.如权利要求8所述的振动抑制装置，上述板簧(30)具有与上述往复运动装置连接的外周缘部(31)，与上述质量体(20)连接的内周缘部(32)，和连结上述外周缘部(31)和上述内周缘部(32)并发挥弹性作用的连结部(33)；上述衰减部(47)安装在从上述板簧(30)的上述外周缘部(31)到上述内周缘部(32)的上述连结部(33)的大致中央部。
11.如权利要求8所述的振动抑制装置，上述衰减部(47)由贴附在上述板簧(30)或上述质量体(20)上的低回弹部件构成。
12.一种斯特林发动机，具有权利要求8所述的振动抑制装置。
13.一种振动抑制装置，与含有进行往复运动的往复运动部件的往复运动装置连接，抑制由于上述往复运动部件进行往复运动而产生的上述往复运动装置的振动，具有一端与上述往复运动装置的上述振动方向的一侧端连接的多个板簧(30)；连接在上述多个板簧(30)的另一端上的质量体(20)；配置在上述多个板簧(30)的各自之间，在上述振动发生时，借助被邻接的上述多个板簧(30)从两侧夹入而被压缩，发挥衰减作用地构成的衰减部(48)。
14.如权利要求13所述的振动抑制装置，上述板簧(30)具有与上述往复运动装置连接的外周缘部(31)，与上述质量体(20)连接的内周缘部(32)，和连结上述外周缘部(31)和上述内周缘部(32)并发挥弹性作用的连结部(33)；上述衰减部(48)安装在从上述板簧(30)的上述外周缘部(31)到上述内周缘部(32)的上述连结部(33)的大致中央部。
15.如权利要求13所述的振动抑制装置，上述衰减部(48)由贴附在上述板簧(30)上的低回弹部件构成。
16.一种斯特林发动机，具有权利要求13所述的振动抑制装置。
17.一种振动抑制装置，与含有进行往复运动的往复运动部件的往复运动装置连接，抑制由于上述往复运动部件进行往复运动而产生的上述往复运动装置的振动，具有一端与上述往复运动装置的上述振动方向的一侧端连接的低回弹部件(49)；一端与上述低回弹部件(49)的另一端连接的弹性体(30)；连接在上述弹性体(30)的另一端上的质量体(20)。
18.一种斯特林发动机，具有权利要求17所述的振动抑制装置。
全文摘要
振动抑制装置(10A)具有一端与作为往复运动装置的斯特林制冷机(100)的振动方向的一侧端连结的板簧(30)、连接在板簧(30)的另一端上的平衡块(20)、含有与平衡块(20)连接且与平衡块(20)同相位地振动的衰减体的衰减器(40)。通过这样地构成，可廉价地制作含有弹性体和衰减器的小型且高性能的振动抑制装置。
文档编号F16F15/023GK1993567SQ20058002614
公开日2007年7月4日 申请日期2005年5月18日 优先权日2004年8月2日
发明者井尻良 申请人:夏普株式会社