JP2006183661A

JP2006183661A - 圧縮機および冷凍装置および冷蔵庫

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Publication number: JP2006183661A
Application number: JP2005316141A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Kita; 一朗喜多
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-10-14
Filing date: 2005-10-31
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2025-09-16
Also published as: JP3915825B2

Abstract

【課題】庫内の収納効率の向上を図り、高さを小型化した圧縮機を提供する。
【解決手段】回転子１１１の圧縮要素１１３側には、回転子凹部１１１ａを有するとともに、軸受部１３５を回転子凹部１１１ａ内に延在し、電動要素１１０を複数の回転数で運転されるインバーター駆動の電動機とし、回転子１１１には永久磁石１５１を用い、圧縮機の機械部の高さを低減した上で、かつ前記圧縮機の脚と前記弾性部材との当接面を、前記支持部材の下端面よりも上方に位置させることで圧縮機の全高を低減したものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧縮機、および、これを用いた冷凍装置、および、これら圧縮機または冷凍装置を用いた冷蔵庫に関するものである。

以下、図面を参照しながら上記従来の圧縮機を適用した冷蔵庫について説明する。

従来の冷蔵庫は、冷蔵庫本体の下部後方に機械室を配置し、この機械室内に圧縮機等の冷凍サイクルの高圧側構成物を収容するものが一般的であったが、近年、冷蔵庫は、使い勝手の良さや省スペースの観点から収納性の向上、また、地球環境の観点から省エネルギー性の向上が求められており、この要請に応えるための方向性として、機械室を使い勝手の悪い冷蔵庫本体の天面や、もしくは冷蔵庫本体の背面上部に設置するという方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図３３は、特許文献１に記載された従来の圧縮機を適用した冷蔵庫の構成を示すものである。

冷蔵庫の箱本体１は、上から冷蔵室２、野菜室３、冷凍室４という構成からなり、冷蔵室２は冷蔵室回転扉５を有し、野菜室３は、野菜室引出扉６、冷凍室４は、冷凍室引出扉７を有している。

そして、庫内ファン８と蒸発器９等からなる冷却ユニット１０は、最下段の貯蔵室として収納部を形成する冷凍室４の開口部の高さ寸法と概ね同じ高さとして冷凍室４の背面後部に設置し、圧縮機１１を使い勝手の良くない冷蔵庫の箱本体１の天面１１ａと背面１１ｂに渡って冷蔵室２側に凹ませた機械室である凹部１２に設置している。

冷蔵室２には、食品等を収納する為の棚１２ｂが複数個設けられており、最上段の棚１２ｂで区画された最上段収納スペース１２ｃと第２段収納スペース１２ｄにかけては、箱本体１の背面上部に設けた凹部１２が、凸部１２ｅとして出張っている。

このような構成において、圧縮機１１の移動に伴い、圧縮機１１の収納体積分だけ冷凍室４及び野菜室３の高さが低くなるので、冷蔵室２と野菜室３を区画する区画壁の位置を下方に下げることが出来、野菜室３内の収納物の取り出しが容易となる。
特開平１１−１８３０１４号公報

しかしながら、上記従来の構成では、機械室である凹部１２に対応する庫内側に出来た凸部１２ｅが意匠的に見栄えが悪く、収納性も低下するので、出来る限り凸部１２ｅを小さくするため、凹部１２を低くする必要があり、凹部１２の高さを決定する最大因子である圧縮機１１の高さを低くする課題があった。

これは、上記従来の構成のような圧縮機を上部に配置したタイプの冷蔵庫に限らず、圧縮機を収納する機械室の高さ方向に対して大きな制限のあるタイプの冷蔵庫であれば、同様の課題が生じる。

また、圧縮機の高さを低くした小型の形状であるほど冷蔵庫の無効容積を小型化できるので効果的である一方で、圧縮機のオイル貯留量に関しては、圧縮機を小型化するとオイル貯留量の変動がオイル面高さを変化させる影響が大きくなる。わかりやすくするために圧縮機を１５０ミリと１００ミリの四角柱形状とし、内部収納部品の容積を空とすると、１５ｍｌのオイル量変動で１ミリのオイル面高さが変化する。このように小型化が進めば進む程、オイルの流出量によるオイル面高さの減少が顕著となる。

一般的に、圧縮機は内部下方に貯留したオイルを差圧や遠心力を利用して摺動部へと供給しているので、オイル面高さの減少によって摺動部へのオイル供給量が減少し、摺動部の磨耗など信頼性確保する上で課題であった。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであって、庫内の収納効率の向上を図り、さらにはオイルの戻り性低下による圧縮機の信頼性を損なわずにこれらを実現できる冷蔵庫に搭載する圧縮機を提供することを目的とする。

上記課題を解決する為に、本発明の圧縮機は、密閉容器内に、固定子と回転子からなる電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素とを収納し、前記圧縮要素と前記電動要素からなる機械部は、密閉容器に対して支持部材を介して弾性的に支持され、圧縮室と前記圧縮室内で往復動するピストンを備えた往復動型であり、主軸部と偏芯部とを有したシャフトと、前記主軸部に固着された前記回転子と、前記主軸部を軸支する軸受部を有し、前記機械部は冷媒としてＲ１３４ａを用いた場合と比べて小さくなる単位体積当たりの冷凍能力を補う為に相対的に気筒容積を大きくした炭化水素冷媒用であり、前記回転子の前記圧縮要素側には、回転子凹部を有するとともに、前記軸受部を前記回転子凹部内に延在し、前記電動要素を複数の回転数で運転されるインバーター駆動の電動機とし、前記電動要素の前記回転子には永久磁石を用い、圧縮機の高さを低減したものである。

これによって、圧縮機を収納する機械室の高さを低減することができ、庫内の収納スペースが広くなり収納性も大幅に向上することが出来る。

また、これによって、圧縮機の高さ方向の小型化を実現する際に従来一般的であった代替フロン冷媒であるＲ１３４ａと比較して気筒容積が大型化する為に、小型化の観点から見ると不利となるＲ１３４ａを用いた場合と比べて相対的に気筒容積を大きくした炭化水素冷媒用とすることで、炭化水素の単位体積当たりの冷凍能力は従来と比較して約１／２程度まで小さくなるので、同等の冷凍能力を確保するために圧縮機の気筒容積を約２倍程度にまで大きくすることができ、これにより冷媒の体積流量が増大し、圧縮機運転時の配管内の流速が増加する。

本発明の圧縮機は、冷蔵庫に備えられた圧縮機収容スペースである機械室の庫内側への出張りを小さくすることができ、庫内の見栄えもよく収納性を高めた冷蔵庫に搭載する圧縮機が提供できる。

また、本発明の冷蔵庫は、圧縮機運転時の配管内を流れる冷媒の体積流量を増大させることにより、冷凍機油が立ち上がり配管を上昇するのに十分な流速を確保でき、蒸発器から圧縮機への冷凍機油の戻り量を大きくすることで冷蔵庫の信頼性を向上することができる。

本発明の請求項１に記載の発明は、密閉容器内に、固定子と回転子からなる電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素とを収納し、前記圧縮要素と前記電動要素からなる機械部は、密閉容器に対して支持部材を介して弾性的に支持され、圧縮室と前記圧縮室内で往復動するピストンを備えた往復動型であり、主軸部と偏芯部とを有したシャフトと、前記主軸部に固着された前記回転子と、前記主軸部を軸支する軸受部を有し、前記機械部は冷媒としてＲ１３４ａを用いた場合と比べて小さくなる単位体積当たりの冷凍能力を補う為に相対的に気筒容積を大きくした炭化水素冷媒用であり、前記回転子の前記圧縮要素側には、回転子凹部を有するとともに、前記軸受部を前記回転子凹部内に延在し、前記電動要素を複数の回転数で運転されるインバーター駆動の電動機とし、前記電動要素の前記回転子には永久磁石を用い、圧縮機の高さを低減したものである。

これによって、永久磁石を用いたインバーター電動機とすることで回転トルク発生に必要な励磁電流が不要となって固定子や回転子の積厚を薄くでき、この結果、圧縮機の圧縮要素や電動要素の高さを小さくして圧縮機全体の高さを低くすることが出来、圧縮機を設置する機械室である凹部の高さを小さく出来るので、凹部の庫内の収納スペース側への出張り（凸部）を小さくして見栄えを良くし、庫内の収納スペースが広くなり収納性も大幅に向上することが出来る。

また、冷凍機油として鉱油を使用することにより、従来のＲ１３４ａとエステル油との組み合わせと比較して冷媒の冷凍機油に対する溶解度が大きくなる。

本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の冷蔵庫に加えて、前記圧縮機に封入される炭化水素冷媒はＲ６００ａであり、圧縮機に封入されるオイルは鉱油またはアルキルベンゼンを用いるものである。

これによって、Ｒ６００ａ冷媒と相溶性の大きい冷凍機油である鉱油を使用することにより、従来のＲ１３４ａとエステル油との組み合わせと比較して冷媒の冷凍機油に対する溶解度が大きくなるので、除霜時においてもサーモサイフォン効果を利用して冷媒とともに蒸発器から圧縮機への冷凍機油の戻り量大きくすることで冷蔵庫の信頼性を向上することができる。

本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明の冷蔵庫に加えて、圧縮機の電動要素は、固定子を構成する固定子鉄心の複数の突極部に絶縁体を介して巻線を巻回した突極集中巻型としたものである。

これによって、巻線が離れたスロット間に渡ることが無く、一つ一つの突極部に集中して密に巻かれるので巻線がスロット間を渡ることによる巻線の盛り上がりが無くなって、圧縮機の電動要素の高さをさらに低減することが出来、圧縮機全体の高さもさらに低くすることが出来、圧縮機を設置する凹部の高さを小さく出来るので、冷蔵庫の下段の収納性を向上するとともに、凹部の庫内の収納スペース側への出張り（凸部）を小さくして見栄えを良くし、庫内の収納スペースが広くなり収納性も大幅に向上することが出来る。

本発明の請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、圧縮要素は圧縮室を備えたシリンダブロックを有し、前記シリンダブロックの脚部は前記突極集中巻型の固定子に取り付けられものであり、これによって、突極集中巻を用いた電動機では、巻線が固定子鉄心からはみ出す高さであるコイルエンド高さを、インダクション電動機の巻線のコイルエンド高さのよりも大幅に低くすることができるので、圧縮要素のシリンダブロックの脚部の長さを大幅に低減することができ、圧縮機の重心をより下方へ下げることができる。

本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の発明において、回転子に収納された永久磁石は、希土類の永久磁石としたものである。

これによって、希土類磁石は、一般的に用いられているフェライト磁石より、磁束密度が約４倍程度大きいため、磁石の高さを低くしても同等以上の磁束が得られることとなって圧縮機の電動要素の高さをさらに低減することが出来、圧縮機全体の高さもさらに低くすることが出来、圧縮機を設置する凹部の高さを小さく出来るので、冷蔵庫の下段の収納性を向上するとともに、凹部の庫内の収納スペース側への出張り（凸部）を小さくして見栄えを良くし、庫内の収納スペースが広くなり収納性も大幅に向上することが出来る。

本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明において、前記圧縮機は前記電動要素と前記圧縮要素とからなる内部構成部品を支持する支持部以外の構成要素で高さ方向の小型化を図ったものであって前記圧縮機の前記密閉容器に接続された吸入配管には前記圧縮機内部からの前記オイルの流出を防止するオイル流出防止トラップが設けられたものである。

これによって、客先はもとより配送から店頭までの物流を含めての冷蔵庫運搬や移設において、冷蔵庫を横倒しにして持ち運びを行う際に、圧縮機も横倒しとなり、圧縮機内部に開放された吸入配管の開口端にオイルが流入した場合でも、吸入配管はオイル流出防止トラップが設けられているので、吸入配管内奥部に流出することがなく、さらに吸入配管から蒸発器へとオイルが逆流して流出することがない。

これにより運搬などの後、冷蔵庫を起こして設置してもオイル流出防止トラップにより、吸入配管および蒸発器にオイルが滞留することを防止できる。

したがって、圧縮機の外部へのオイル流出を防止するので、圧縮機内のオイル量を確保しオイル面高さを大幅に減少させることを防止でき、圧縮機摺動部へのオイル供給を確保し、圧縮機の損傷等の危険性をさらに低減できる。

本発明の請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、内部低圧型の圧縮機は上下二分割の上シェルと下シェルを備え、内部に内部構成部品を収納した後、前記上シェルと前記下シェルとがシェル接合部において密閉接合されており、前記下シェル側に設けられた吸入配管は下シェル内壁面とほぼ同一面上で圧縮機内部に開口しているものである。

これによって、圧縮機が傾いた際に吸入配管からよりオイルがより流出しやすいような吸入配管を備えた圧縮機においても、運搬などの後、冷蔵庫を起こして設置しても、圧縮機外へオイルが滞留することを防止できる。

本発明の請求項８に記載の発明は、請求項６または７に記載の発明において、冷凍サイクルには冷媒が封入されるとともに、前記冷媒は液化した状態において、圧縮機に封入されるオイルよりも比重が軽いものである。

これによって、圧縮機が傾いた際に吸入配管からよりオイルがより流出しやすいような冷媒とオイルの組み合わせを用いた圧縮機においても、運搬などの後、冷蔵庫を起こして設置しても、圧縮機外へオイルが滞留することを防止できる。

本発明の請求項９に記載の発明は、請求項１から８のいずれか一項に記載の発明において、下容器の最下部から上容器の頂部までの高さを１４４ｍｍ以下としたものであり、これによって、機械室の高さ方向に制限のあるタイプの冷蔵庫においても、低振動、低騒音を実現した上で搭載できる圧縮機を提供することができる。

本発明の請求項１０に記載の冷凍装置は、請求項１から９のいずれか一項に記載の圧縮機と凝縮器と減圧器と蒸発器とを順に備えて一連の冷媒流路を形成した冷凍サイクルを有したものである。

これによって、高さ方向の小型化を実現した上で、圧縮機の信頼性を確保し、さらに騒音、振動を低減した圧縮機を搭載するので、冷凍装置の機械室高さを大幅に低減下上で、騒音、振動が低く信頼性の高い冷凍装置を提供することができる。

本発明の請求項１１に記載の冷蔵庫は、請求項１０に記載の冷凍装置と、断熱箱体と、前記断熱箱体内に形成された貯蔵室とを備え、前記冷凍装置により前記貯蔵室を冷却するものである。

これによって、高さ方向の小型化を実現した上で、圧縮機の信頼性を確保し、さらに騒音、振動を低減した圧縮機を搭載するので、冷凍装置の機械室高さを大幅に低減下上で、騒音、振動が低く信頼性の高い冷蔵庫を提供することができる。

以下、本発明による圧縮機の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態の圧縮機の縦断面図、図２は、本実施の形態の圧縮機の水平断面図、図３は、本実施の形態１における冷蔵庫の圧縮機のインダクション電動機とインバーター電動機の比較図、図４は、同実施の形態における冷蔵庫の圧縮機の突極集中巻固定子の平面図である。図５は、同実施の形態における冷蔵庫の圧縮機の脚部分の斜視図である。

図において、厚さ２から４ｍｍの圧延鋼板を深絞り成形により形成してなるすり鉢状の下容器１０１と逆すり鉢状の上容器１０２を係合し、係合部分を全周溶接接合して密閉容器１０３が形成され、密閉容器１０３の内部には、炭化水素のＲ６００ａからなる冷媒１０４と底部にＲ６００ａと相溶性の大きい鉱油からなる冷凍機油１０５が貯留されている。密閉容器１０３の下側には、脚１０６が固着されており、脚１０６に係止された弾性部材１０７を介して、冷蔵庫の凹部２７に設けたピン１０８に、弾性部材１０７の孔１０９を遊嵌させることで位置を固定している。

また、脚１０６は密閉容器１０３内に支持部材である支持部１１３ａとスプリング１１４を介して弾性支持されるともに、圧縮機１１の上下方向の重心Ａと、圧縮機の脚１０６と弾性部材１０７との当接面１０６ａとの距離Ｂが、圧縮機１１の上下方向の重心Ａと支持部材の下端面１１３ｂとの距離Ｃよりも短くなるように構成している。

本実施の形態のように、圧縮機の高さ方向の重心Ａが、圧縮機の脚１０６と弾性部材１０７との当接面１０６ａよりも上方にあるものにおいては、圧縮機の内部における支持部材の下端面１１３ｂよりも圧縮機の脚１０６と弾性部材１０７との当接面１０６ａの方が上方に位置している。

また、弾性部材１０７の高さを、圧縮機の凹部への設置面Ｄと圧縮機の最下端部Ｅとの距離Ｆよりも大きくしている。

脚１０６は密閉容器に固着する固着面１０６ｂと上方に立ち上がる曲げ部１０６ｃと、弾性部材を係止する弾性部材配置下面１０６ｄを有しており、固着面１０６ｂと曲げ部１０６ｃと弾性部材配置下面１０６ｄのうちの少なくとも２箇所にまたいで延在するリブ１０６ｅを設けている。

電動要素１１０は、回転子１１１と突極集中巻の固定子１１２よりなる。圧縮要素１１３は電動要素１１０の上方に構築され、電動要素１１０によって駆動される。

電動要素１１０と圧縮要素１１３は、ともに密閉容器１０３に収納され、下容器１０１の底部と固定子１１２の下端に支持部材である支持部１１３ａとスプリング１１４とを介して弾性支持されている。

この固定子１１２の下端に備えられた支持部１１３ａとスプリング１１４とが機械部を弾性支持する支持部材である。

下容器１０１の一部を構成するターミナル１１５は、密閉容器１０３の内外で電気（図示せず）を連絡するもので、リード線１１６を通して電動要素１１０に電気を供給する。また密閉容器１０３には、冷凍システムの吐出配管３１に接続する為の吐出チューブ１２０と吸入配管３３に接続する為の吸入チューブ１２１と、冷凍システムに冷媒１０４を封入後、システムを閉空間にするための封止チューブ１２２が設けられている。

圧縮要素１１３の運転により、冷媒１０４は、吸入配管３３と吸入チューブ１２１を通って、密閉容器１０３の内部に吸込まれ、吐出チューブ１２０から吐出配管３１へと吐出される。

この吐出配管３１は圧縮要素１１３と密閉容器の吐出チューブ１２０とを弾性的に接続している。

次に、圧縮要素１１３の詳細を以下に説明する。

シャフト１３０は、回転子１１１を圧入や焼嵌めにより固定した主軸部１３１と、主軸部１３１に対して偏芯して形成された偏芯部１３２を有する。シリンダブロック１３３は、略円筒形の圧縮室１３４を有するとともに、シャフト１３０の主軸部１３１を軸支する為の軸受部１３５を有し、電動要素１１０の上方に形成されている。

この時、回転子１１１の圧縮要素側には回転子凹部１１１ａが形成されており、この回転子凹部１１１ａ内に軸受部１３５が延出している。

ピストン１３６は、圧縮室１３４に遊嵌され、連結手段１３７でシャフト１３０の偏芯部１３２に連結され、シャフト１３０の回転運動をピストン１３６の往復運動に変換し、ピストン１３６が圧縮室１３４の空間を拡大、縮小することで密閉容器１０３内の冷媒１０４を吸入マフラー１４０の吸入口１４１から吸込み、シリンダヘッド１４２の内部に設けられたバルブ（図示せず）を介して、シリンダブロック１３３に形成された吐出マフラー１４３と吐出管１４４、吐出チューブ１２０を通って密閉容器１０３の外部の吐出配管３１に吐出する。

高圧配管である吐出管１４４は、内径１．５ｍｍから３．０ｍｍの鋼管で、Ｌ字やＵ字曲げを使って柔軟性を持つように形成されており、圧縮要素１１３と密閉容器１０３の吐出チューブ１２０とは弾性をもって接続されている。

次に電動要素１１０の詳細を以下に説明する。

回転子１１１は、０．２ｍｍから０．５ｍｍの珪素鋼板を積み重ねた本体部１５０と本体部１５０に設けた永久磁石１５１を収納する孔１５２と永久磁石１５１を挿入した後に孔１５２を塞ぐ端板１５３よりなり、かしめピン１５４により一体に固着されている。

そして、固定子１１２は、０．２ｍｍから０．５ｍｍの珪素鋼板を積み重ねた固定子鉄心１６１と０．３ｍｍから１ｍｍの絶縁被覆を施した銅線である巻線１６２からなる。固定子鉄心１６１は、所定間隔において突極部１７１が円環状に形成されており、突極部１７１に巻線１６２が巻かれている突極集中巻型である。各巻線間は、連絡線１７２で一本に接続されている。

次にインバーター電動機とインダクション電動機を比較して説明する。

説明を判りやすくする為に、図６において、中心線を境に、左側にインダクション電動機の断面と、右側にインバーター電動機の断面を比較して示している。それぞれの電動機は、ほぼ同一の最大冷凍能力を有する圧縮機に用いられているものである。インバーター電動機の固定子１１２の固定子鉄心１６１の高さＬ１は、インダクション電動機の固定子１８０の固定子鉄心１８１の高さＨ１よりも大幅に低くなっている。また、インバーター電動機の回転子１１１の高さＬ４もインダクション電動機の回転子１８２の高さＨ４よりも低くなっている。さらに、突極集中巻を用いたインバーター電動機では、巻線１６２が固定子鉄心１６１からはみ出す高さであるコイルエンド高さ、Ｌ２、Ｌ３が、インダクション電動機の巻線１８３のコイルエンド高さのＨ２、Ｈ３よりも大幅に低くなっている。さらに、永久磁石１５１を希土類磁石を用いることによって、永久磁石１５１の高さＬ５、インバーター電動機の固定子鉄心１６１の高さＬ１と回転子１１１の高さＬ４をさらに低くすることが出来る。

次に圧縮機１１の動作について説明する。

圧縮機１１に通電がなされると、ターミナル１１５、リード線１１６を通って電動要素１１０の固定子１１２に電気が供給され、固定子１１２が発生する回転磁界により回転子１１１が回転する。回転子１１１の回転により、回転子に連結されたシャフト１３０の偏芯部１３２がシャフト１３０の軸心より偏芯した回転運動を行う。シャフト１３０の偏芯運動は、偏芯部１３２に連結された連結手段１３７によって往復運動に変換され、連結手段１３７の他端に連結されたピストン１３６の往復運動となり、ピストン１３６は、圧縮室１３４内の容積を変化させながら冷媒１０４の吸入圧縮を行う。

ピストン１３６が、圧縮室１３４内で一往復中に吸入、吐出する容積を気筒容積と云い、気筒容積の大小で冷却する能力が変化する。

以上のような動作を行う弾性部材１０７と脚１０６によって支持された圧縮機１１は、冷蔵庫の背面に形成された凹部である機械室（図示せず）に搭載されており、凹部の深さ（高さ）は、圧縮機１１の高さで決定されてくる。

一方、冷蔵庫の庫内には、凹部に対応した凸部が出張ってくる。凸部が大きいと収納性が悪くなる為に、圧縮機１１の高さを低くする技術が必要になる。

圧縮機１１の高さについて具体的に説明する。圧縮機１１は、下容器１０１、上容器１０２に２から４ｍｍの鋼板を使っており、あわせて約７ｍｍである。下容器１０１と上容器１０２は、それぞれ上下方向に曲率を持たせた形状をしている。これは冷蔵庫が設置された居住空間を快適にするために、騒音の低い仕様が望まれるためで、容器に曲率をもたせることにより、容器の剛性、固有値が上がり、共振による騒音が抑制される。曲率は、半径でおよそＲ１００ｍｍからＲ１５０ｍｍであり、この曲率を得るために、片側でおよそ１３ｍｍ強が必要である。

次に、密閉容器１０３の底には、冷凍機油１０５が貯留されている。冷凍機油１０５は、圧縮機１１の様々な条件での運転を保証するために、およそ２００から２５０ｍｌ封入されており、高さでは、約２０ｍｍを占める。さらに、冷凍機油１０５と電動要素１１０が接触すると異常な入力増加となるため、接触しないための空間距離として約９ｍｍが必要となる。

家庭用の冷蔵庫に搭載される圧縮機１１は、小型化と同時に圧縮機１１の騒音も小さく抑えることがより重要なため、密閉容器１０３の剛性の向上が重要であり、信頼性向上の観点から、冷凍機油１０５の確保も重要である。これらのことから、板厚の７ｍｍ、曲率による１３ｍｍ、曲率とオイルによる２０ｍｍ、空間距離確保に必要な９ｍｍを合わせて４９ｍｍが必要であり、この寸法を小さくすることは、特性上適切でない。

従って、圧縮機１１の高さは電動要素１１０と圧縮要素１１３により概ね決まってくる。圧縮要素１１３は、気筒容積を小さくすることにより、ピストン１３６や連結手段１３７、シャフト１３０、軸受部１３５をコンパクトにすることが出来るが、例えば従来一般的であったＲ１３４ａを用いた場合には、Ｒ６００ａを用いた場合と比較して、同じ冷凍能力を得るのに気筒容積が１／２程度まで小さくすることが可能となる。

このように、小型化の観点から見ると不利となるＲ１３４ａを用いた場合と比べて相対的に気筒容積を大きくしたＲ６００ａ用の圧縮機ではあるが、同等の冷凍能力を確保するために圧縮機の気筒容積を約２倍程度にまで大きくすることができ、これにより冷媒の体積流量が増大し、圧縮機運転時の配管内の流速が増加するので、圧縮機運転時の配管内を流れる冷媒の体積流量を増大させることにより、冷凍機油が立ち上がり配管を上昇するのに十分な流速を確保でき、蒸発器から圧縮機への冷凍機油の戻り量を大きくすることで圧縮機の信頼性を向上することができる。

このように、Ｒ６００ａ冷媒と相溶性の大きい冷凍機油である鉱油を使用することにより、従来のＲ１３４ａとエステル油との組み合わせと比較して冷媒の冷凍機油に対する溶解度が大きくなるので、除霜時においてもサーモサイフォン効果を利用して冷媒とともに蒸発器から圧縮機への冷凍機油の戻り量大きくすることでさらに圧縮機の信頼性を向上することができる。

次に電動要素１１０は、図６の中心線より左側に示すように、インダクション電動機では、固定子１８０や回転子１８２の積厚Ｈ１及びＨ４が大きくないと圧縮機１１の運転に必要なトルクが発生しない。これに対して、回転子１１１に永久磁石１５１を用いたインバーター電動機を用いることにより、回転トルクの発生に必要な励磁電流が必要でなくなるため固定子１１２の積厚Ｌ１や回転子１１１の積厚Ｌ４は低くすることが出来、電動要素１１０をコンパクトにすることが出来る。より詳しく説明すると、インダクション電動機は、回転子側（２次側）に電流を流さなければならず、この励磁電流を得るために、高い積厚が必要であるが、インバーター電動機は、２次側に磁石があるため、トルクを発生するための励磁電流が不要となり、積厚を低くすることが出来るのである。

さらに、電動要素１１０の固定子１１２の巻線１６２が、固定子鉄心１６１からはみ出す寸法は、分布巻における巻線１８３のはみ出し寸法Ｈ２、Ｈ３と比較すると、突極集中巻においては、巻線が離れたスロット間に渡ることが無く、一つ一つの突極部に集中して密に巻かれるので巻線がスロット間を渡ることによる巻線の盛り上がりが無くなるためＬ２、Ｌ３に示すように大幅に小さくなり、固定子１１２の全高がさがり、電動要素１１０をさらにコンパクトにすることが出来る。

このように固定子の鉄心から巻線のはみ出し寸法が少なくなったことにより、電動要素１１０が小型化されることに加え、圧縮要素であるシリンダブロック１３３を突極集中巻型の固定子鉄心１６１に取り付けられる為の脚部１３３ａの高さ寸法を大幅に短くすることができ、圧縮要素の小型化も同時に図ることが可能となる。

またさらに、インバーター電動機の永久磁石１５１に希土類の磁石を用いると、一般的なフェライト磁石に対して、磁束密度が約４倍、エネルギー積で約１０倍を有するなど磁気特性がすぐれ、小さくても十分な特性を得ることが出来る。従って、永久磁石１５１の高さＬ５や固定子Ｌ１の高さをさらに低くすることが出来、電動要素１１０をさらにコンパクトにすることが出来る。

また、本実施の形態においては、回転子１１１の圧縮要素１１３側には回転子凹部１１１ａが形成されており、この回転子凹部１１１ａ内に軸受部１３５が延出しているので、本発明によると軸受部１３５の長さを短くすることがなく電動要素１１０と圧縮要素１１３とを高さ方向の投影面において重ねあわせて配置することで、電動要素１１０と圧縮要素１１３を含めた機械部全体の高さを大きく低減することができ、圧縮機の信頼性を低下させることなく圧縮機の高さをより低減することができる。

より具体的に説明すると、発明者の設計では、インダクション電動機では、固定子１８０の積厚が４２ｍｍ、巻線１８３のコイルエンド高さＨ２、Ｈ３が２５ｍｍ、回転子１８２の高さＨ４が６５ｍｍであるのに対し、インバーター電動機では、固定子１１２の積厚Ｌ１が２６ｍｍ、同じく希土類磁石を用いた場合は、さらに低くＬ１が１６ｍｍ、固定子１１２の巻線１６２のコイルエンド高さＬ２、Ｌ３は、突極集中巻を用いるとＬ２、Ｌ３が９ｍｍとなる。また、回転子１１１の積厚は、３５ｍｍ、希土類磁石を用いると２０ｍｍまで小さくすることが出来、インダクション電動機による圧縮機と比較すると、最大で５８ｍｍ小さくすることが出来ている。

さらに、上記のように回転子１１１の圧縮要素１１３側には回転子凹部１１１ａが回転子の高さ方向の半分以上の深さで形成されており、この回転子凹部１１１ａ内に軸受部１３５が延出しているので、回転子１１１の積厚を３５ｍｍ、希土類磁石を用いると２０ｍｍまで小さくした上で、さらに軸受部１３５の延出代である１０ｍｍ程度まで機械部の高さを小さくすることができるので、合計で２５ｍｍ程度機械部全体の高さを低減することができる。

このように軸受部１３５の延出代を長くすることにより、全高を上げることなくシャフト１３０と軸受部１３５との摺動長を長くすることが出来、シャフト１３０に加わる圧縮荷重を小さくすることが出来るので、圧縮機の信頼性を向上することが出来る。

ところが、軸受部１３５の延出代を長くしていくと、回転子凹部１１１ａの深さが大きくなるため、回転子１１１のシャフト１３０への固着代が短くなってしまう。

特に本実施の形態のように圧縮要素１１３が上部にあり、その下部に電動要素１１０が位置しているような配置の圧縮機においては、下部の電動要素１１０に備えられている回転子はシャフトとの間の固着力のみによって保持されている為、例えばインダクション電動機のように回転子の内部を電流が流れることで磁力を得るタイプの電動機を用いた場合には、運転時の回転子１１１の発熱が大きくなり、熱膨張によりシャフト１３０から回転子１１１が抜け落ちてしまうといった可能性があるため、回転子１１１のシャフト１３０への固着代を大幅に短くすることは信頼性の問題上できないが、発明者の検討によると、永久磁石１５１を用いた場合には、回転子１１１の内部を電流が流れずに永久磁石で磁力を得ている為に、発熱が大幅に小さくなっており、さらにインダクション電動機と比較して、高さが低くなることで重量が軽くなっているので、固着代を大幅に短くすることができる。例えば、固着代を回転子全高に対する２０％以下である６ｍｍ程度にまで小さくしても固着力が十分あり、運転時の発熱や、輸送などによる振動や衝撃等で、回転子１１１がシャフト１３０から脱落してしまうようなことも無く、シャフト１３０と軸受部１３５の摺動長を長くとることによる信頼性の向上と、回転子１１１とシャフト１３０の固着力の確保を両立した上で、圧縮要素１１３と電動要素１１０からなる機械部全体の高さを低減することが出来る。

また、回転子１１１の固着代が短くなることにより、シャフト１３０の内部に設けた（図示せず）給油機構による給油能力を向上することが出来る。これは、軸受部１３５とシャフト１３０の摺動する最下端と、冷凍機油１０５との距離がシャフト１３０の給油のためのスパイラル溝まで冷凍機油１０５をあげる揚程であり、この揚程が大幅に短くなるためである。これによって、シャフト１３０と軸受部１３５との間の摺動部や、シャフト１３０を介して圧縮要素１１３の摺動部等への給油能力が向上することで、信頼性の向上が図れる。

特にこういった給油能力の向上は、本実施の形態のようなインバーター電動機の搭載によって圧縮機１１をより低回転で運転する場合には、回転数の減少に比例して、シャフトの遠心力を用いて給油を行う際の給油能力の低下が問題となるが、このように給油能力を向上させることで、圧縮機１１をより低回転で運転する場合であっても摺動部への冷凍機油１０５の安定供給を可能とする。

このように、回転子１１１の脱落防止と給油信頼性の向上を両立しながら、高さ方向の小型化を図るためには、全高３５ｍｍの回転子１１１に永久磁石を用いた上で、５０ＨＺの回転数において回転子１１１とシャフト１３０との固着代を変化させて給油量の確認実験を行った結果、回転子１１１とシャフト１３０との固着代が回転子全高の８０％の場合と比較して、５０％とした場合には、給油量が３％程度向上し給油量向上に対する一定の効果が得られ始め、さらに３０％とした場合には給油量が５％程度向上し、１５％の場合には、給油量が８％程度まで向上した。

さらに、インバーター圧縮機による低回転時における給油信頼性の向上を確認する為、２０ＨＺでの給油量の確認実験を行った結果、回転子１１１とシャフト１３０との固着代が回転子全高の８０％の場合と比較して、５０％とした場合には、給油量が５％程度向上し給油量向上に対する一定の効果が得られ始め、さらに３０％とした場合には給油量が１０％程度向上し、１５％の場合には、給油量が１５％程度まで向上した。

このように、軸受けを回転子内へ延出することで、給油のためのスパイラル溝まで冷凍機油１０５をあげる揚程を短くすることとなり、給油信頼性の向上が得られ、通常回転、低回転時共に５０％以下とすることで、効果が得られ始め、望ましくは３０％以下とすることで一定の効果代が得られる。また、さらに固着代を短くし、１５％程度まで小さくなるとより一層効果が強まる一方で、回転子保持の信頼性の面で影響が出はじめるケースがあり、採用に際しては十分な確認が必要である為、固着代は極力１５％を下回らないことが望ましく、１０％以下とすると、回転子保持の信頼性が大幅に低下する為避けるべきである。

特に、低回転時においては、給油のためのスパイラル溝まで冷凍機油１０５をあげる揚程を短くすることが給油量の向上に対して非常に効果が大きい。近年では、冷蔵庫の省エネ化が進んでおり、省エネ化に効果を奏する低回転による圧縮機の運転が主流となりつつある。ただし、この低回転時においては、どうしても給油量が低下する為に、給油量の向上に対して圧縮機内部の給油構造において様々な工夫がなされている中で、本実施の形態のように固着代の短縮による給油量の向上という着眼点は圧縮機の全高の低減および重心を下げる効果に加えて、さらに低回転時の給油量向上効果も得られるといった複数の有益な効果を奏する技術である。

以上のように圧縮機１１の全高がより低くなるように、圧縮機１１の電動要素１１０を少なくとも商用電源周波数より高い周波数を含む複数の回転数で運転されるインバーター駆動の電動機とし、電動要素１１０の回転子１１１に永久磁石１５１を用いることで圧縮機１１を小さく出来、圧縮機１１を設置する機械室である凹部２７の高さを小さく出来るので、凹部２７の庫内の収納スペース側への凸部３０ｂの出張りを小さくして見栄えを良くし、庫内の収納スペースが広くなり収納性も大幅に向上することが出来る。

また、圧縮機１１の固定子１１２を構成する固定子鉄心１６１の複数の突極部１７１に絶縁体を介して巻線１６２を巻回した突極集中巻型とすることや永久磁石１５１に希土類磁石を用いることによりさらに圧縮機１１を小さく出来る。

一方、本実施の形態の圧縮機１１は、特に、圧縮要素１１３は圧縮室１３４と圧縮室１３４内で往復動するピストン１３６を備えた往復動型を採用しており、密閉容器１０３に対して圧縮要素１１３と電動要素１１０とがスプリング１１４を介して弾性的に支持されている。

上述のように、圧縮要素１１３と電動要素１１０との支持構造部以外の要素で圧縮機１１の高さ低減を図ることにより、ロータリ圧縮機等と比較して低振動化を図りやすいものの、構造上、高さ寸法の大きさで圧縮機上部配置型の冷蔵庫には適用上の制限があった往復動型圧縮機であっても圧縮機全体の高さを低くすることが出来、特に圧縮機１１を上部に配置する場合には、大きな課題となる振動を低減することが可能となるので、箱本体１に振動が伝達する懸念のある圧縮機上部配置型の冷蔵庫でも、使用者の不快感を取り除きながら圧縮機１１を設置する凹部２７の高さを小さくして冷蔵庫の収納性を向上した使い勝手のよい冷蔵庫を提供することができる。

また、往復動型圧縮機は内部低圧型であって、電動要素１１０は密閉容器１０３内の下方に配設されるとともに密閉容器１０３に対して支持部材である支持部１１３ａとスプリング１１４を介して弾性的に支持されており、圧縮要素１１３は電動要素１１０の上部に配設されるとともに密閉容器１０３に対して弾性的な形状からなる高圧配管である吐出管１４４を介して接続されているものであり、圧縮機の振動源である圧縮要素１１３を密閉容器１０３内の支持部材に対して電動要素部１１０を介して配置する為、圧縮要素１１３を直接的に弾性支持する場合と比べて弾性支持部からの距離をより遠くすることができ、また圧縮要素１１３で発生した振動は剛性が高い電動要素１１０の固定子を通過する際に減衰された上で圧縮機の支持部材から圧縮機の外部へ伝達する為、圧縮機の振動を低減することができる。

また、圧縮要素１１３内の高圧配管である吐出管１４４は弾性的な形状からなることで、圧縮要素１１３の振動は吐出管１４４によって減衰された上で圧縮機の外部へ伝達する為、圧縮機の振動をさらに低減することができる。

また、脚１０６は密閉容器１０３内に支持部材である支持部１１３ａとスプリング１１４を介して弾性支持されるとともに、圧縮機の上下方向の重心Ａと、圧縮機の脚１０６と弾性部材１０７との当接面１０６ａとの距離Ｂが、圧縮機の上下方向の重心Ａと支持部材の下端面１１３ｂとの距離Ｃよりも短くしており、これによって、圧縮機の振動の振幅は、重心Ａ付近が最も小さく重心から離れるにつれて振動が大きくなるような重心まわりに圧縮機全体が振動することから、機械部を支持する支持部材の下面より重心に近い脚１０６と弾性部材１０７との当接面の振動の振幅が小さくなるので、さらに、冷蔵庫への振動伝達を低減できる。

また、回転子１１１に永久磁石１５１を用い、回転子１１１の高さを低くすることや、固定子１１２を突極集中巻型とすることで固定子１１２の高さを低くすること電動要素１１０全体の重心を低くすることができる。

また固定子１１２が分布巻の場合にはシリンダブロック１３３の固定子１１２への取り付け部から上方に巻線がはみ出していた為に、シリンダブロック１３３の脚部の寸法を巻線のはみ出し寸法以上にとる必要があったが、固定子１１２を突極集中巻型とすることで、シリンダブロック１３３の固定子１１２への取り付け部であるシリンダブロック１３３の脚部を短くすることが可能となり、圧縮要素の重心についても低くすることができる。

さらに、シリンダブロック１３３の軸受部１３５の回転子凹部１１１ａへの延出代を長くすることで、シリンダブロック１３３をより下に下げ重心を低くすることができる。

このように、圧縮機内部の機械部の重心Ａをより低くした上で、圧縮機の外部である密閉容器１０３に備えられた脚１０６と弾性部材１０７との当接面１０６をより上方に位置させることによって、重心Ａと脚１０６と弾性部材１０７との当接面との距離Ｂがさらに小さくなり、圧縮機から冷蔵庫への振動伝達をさらに低減できる。

このことは、例えば圧縮機を上部に配置するタイプの冷蔵庫のような極力圧縮機の全高の小型化が要求される一方で、低振動、低騒音の両立が必須となる対象においては特に重要な点であり、圧縮機を小型化する為の要素は種々考えられる中で、内部構成面では、回転子１１１に永久磁石１５１を用いることで、シャフト１３０による回転子１１１の保持効果を維持しながら、軸受部１３５をより回転子内に延出させて内部高さの低減を図り、外部構成面では脚１０６の弾性部材１０７への載置面を立ち上げて、冷蔵庫への設置状態においても全高の小型化を図ることができ、低重心で支持安定性の高い低振動型小型圧縮機を実現できる。

また、本実施の形態によると圧縮機の脚と弾性部材との当接面１０６ａは支持部材の下端面１１３ｂよりも上方に位置しているものであり、これによって、圧縮機の振動は振動発生源である機械部より下方に向かって支持部材を経て伝達した後、方向が上方へと変化し脚１０６を介して弾性部材１０７へと伝達する。よって、振動の伝達経路が複雑になるので振動は伝達経路内でより減衰され、さらに支持部材から圧縮機の脚１０６と弾性部材１０７との当接面１０６ａまでの距離を長くとることができるので、特に周波数の高い領域の振動伝達が減衰され、脚１０６と弾性部材１０７との当接面１０６ａの振動の振幅が小さくなるので、さらに、冷蔵庫への振動伝達を低減できることとなり、不快な振動や、振動に起因する騒音発生の無い高品位の冷蔵庫を提供することできる。

また、脚１０６は密閉容器１０３に固着する固着面１０６ｂと上方に立ち上がる曲げ部１０６ｃと、弾性部材を係止する弾性部材配置下面１０６ｄを有するものであり、これによって、脚は接合等の作業性の良い密閉容器１０３の下部の固着面１０６ｂに位置し、弾性部材を配置する面はより重心に近い弾性部材配置下面にすることが、曲げ部を簡単な脚の曲げにより形成することで出来、製造が非常に容易である。

また、脚１０６の密閉容器１０３に固着する固着面１０６ｂは、下容器１０１の支持部材１１３ａの固着面である下端面１１３ｂよりも下側にあり、圧縮機の振動源である圧縮要素１１３の振動は、電動要素１１０を介して、さらに支持部材１１３ａにより支持されたスプリング１１４も介して、密閉容器１０３の中でも、加振源からは最も離れた部位にある支持部材１１３ａの固着面に伝達されるので、振動は大幅に減衰されている。

さらに、脚１０６は、固着面から略水平方向に伸びた後、曲げ部１０６ｃの形成により鉛直上方に立ち上がり、もう一度、略水平方向に曲がった後、弾性部材配置下面１０６ｄが形成されるので、弾性部材１０７との当接面１０６ａまでは、振動の伝達経路が複雑かつ長くなり、振動伝達が減衰される。さらに、弾性部材１０７は、弾性部材配置下面１０６ｄがより圧縮機の上下方向の重心Ａに近い部位にあるとともに、弾性部材１０７の長さも十分に取れるので、弾性部材１０７でも振動が十分に減衰でき、冷蔵庫への振動伝達を十分に低減出来ることとなり、不快な振動や振動に起因する騒音発生の無い、高品位な冷蔵庫を提供することが出来る。

本実施の形態では、この鉛直方向の立ち上がり高さを２４ｍｍとした。これは圧縮機の全高に対する１６％程度である。

また、この鉛直方向の立ち上がり高さについては、支持部１１３ａの下端面１１３ｂよりも上方であるとしたが、支持部１１３ａに係合されるスプリング１１４の下端部は支持部１１３ａに対して嵌合されている為、密閉容器に対して弾性を有さずに固定されている為、より望ましくは密閉容器に対して弾性を有するスプリングの下端部より上方であることが望ましい。

また、鉛直方向の立ち上がり高さが高くなるにつれて、立ち上がり部分の距離が長くなる為、立ち上がり部分における高い剛性を得るのが難しくなり、特に冷蔵庫の扉開閉等によって外部から水平方向の衝撃力がかかった場合には、脚１０６と弾性部材１０７との当接面１０６ａを中心にして上下方向が前後にねじれるような振動現象が生じるため、脚１０６の立ち上がり部分周辺への応力集中が生じ、信頼性が低下する可能性がある為、外部衝撃力を考慮すると、圧縮機の全高に対して３０％以下程度とするのが圧縮機の信頼性上望ましいと考えられる。

また、曲げ部１０６ｃの形成により、脚１０６の密閉容器１０３への固着面から、弾性部材１０７を配置する弾性部材配置下面までの距離を長くとることが可能となり、固着面１０６ｂからの振動伝達の距離が長くなるので、特に周波数の高い領域の伝達が減衰され、より冷蔵庫への振動伝達をすくなくすることが出来る。従って、製造が容易で、冷蔵庫への振動伝達を低減できることとなり、不快な振動や、振動に起因する騒音発生の無い高品位の冷蔵庫を提供することが低コストで達成できることとなる。

さらに脚１０６に曲げ部１０６ｃと弾性部材配置下面１０６ｄにまたいで延在するリブ１０６ｅを設けたことで、脚１０６の剛性が高くなり、脚１０６自体が持つ固有値が上がるとともに、脚１０６自体が振動しにくくなるので、密閉容器１０３の固着面から脚を経て弾性部材、冷蔵庫本体への振動伝達をより減少することが出来る。また、リブの形成は、製造の容易なプレスにより可能であり、脚の強度が高くなるので、冷蔵庫の輸送衝撃により、脚が変形してしまうといった別課題も改善することが出来る。

従って、製造が容易で、冷蔵庫への振動伝達を低減できることとなり、不快な振動や、振動に起因する騒音発生の無い高品位の冷蔵庫を提供することが低コストで達成できることとなる。

以上のように、圧縮機１１の高さ方向の小型化要素としては、大きく区別して電動要素１１０により対応する観点と圧縮要素１１３により対応する観点があるが、これらの両要素を共に採用するか、いずれかの要素に留めるかは高さ低減の要求値と他の特性や品質上の観点とのバランスで選択すればよい。

たとえば、比較的高精度の耐久信頼性が要求されず騒音，振動の大きな要因にはなりにくい電動要素１１０に纏わる高さ低減要素を主体として構成する方法は、圧縮機１１を上部配置する構成においては騒音，振動への影響を抑えながら小型化を図れる面で有利な点がある。

一方、圧縮要素１１３のコンパクト化により目的を達成しようとする場合は、低コスト化による小型化実現の期待もでき、コストパフォーマンス的に有利な点がある。

また、上述のように圧縮機１１を冷蔵庫の箱本体１の上部に配置して、使用者の耳に近い位置となる以上、従来の冷蔵庫に増して騒音や振動に対する配慮が必要であり、圧縮機１１の高さ低減による小型化が、冷蔵庫としての騒音，振動に影響を及ぼさないような小型化要素の組み合わせが肝要であり、電動要素１１０，圧縮要素１１３を支持する構造や密閉容器１０３を支持する構造に騒音，振動を抑制方向としながら高さ低減を図る工夫を取り入れたり、騒音，振動に悪影響の生じる単なる高さ低減の設計を敢えて組み入れない配慮も有効である。

（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２における冷蔵庫の圧縮機の概略断面図である。

図７は、本発明の実施の形態２における冷蔵庫の圧縮機の概略断面図である。

また、実施の形態１と共通する構成や作用効果については逐一述べないが、本実施の形態に適用して不合理が生じる事項でない限り、同様の内容が含まれているとするものである。

図においては圧縮要素２０９は、シャフト２１０の偏芯部２１０ａを挟んで同軸上に主軸部２１０ｂと副軸部２１０ｃと主軸部２１０ｂを軸支する軸受部である主軸受２２０と副軸部２１０ｃを軸支する副軸受２２１を有したものである。

また、偏芯部２１０ａには、連結部材２３０を介して圧縮室２３１内を往復動するピストン２３２が備えられている。

また、図より密閉容器２５０は上容器２５１と下容器２５２とを備えており、下容器２５２に固着した複数の脚２６０は弾性部材２７０を介して凹部に設置するものであって、凹部の圧縮機設置面２８０には窪み２８１を設けるとともに、窪み２８１に弾性部材２７０を配設することで、弾性部材２７０の高さを圧縮機設置面２８０と圧縮機の最下部２９０との距離よりも大きくなるように圧縮機を搭載している。また、弾性部材２７０の下側を窪み２８１内で嵌め込み固定してある。

以上のような構成の圧縮機について、以下動作、作用を説明する。

圧縮機が運転中は圧縮室２３１にて冷媒を高圧力まで圧縮する為、この圧縮荷重がピストン２３２および連結部材２３０を介して偏芯部２１０ａに伝達する。

このようなシャフト２１０の偏芯部が受ける圧縮荷重がシャフト２１０全体に伝達したわむことで、シャフトの主軸部２１０ｂと主軸受２２０との間の摺動部には大きな面圧がかかる。

この面圧はシャフト２１０の主軸部２１０ｂと主軸受２２０との摺動長さが短くなればなる程大きくなるが、本実施の形態においては、シャフト２１０の主軸部２１０ｂと主軸受２２０に加えて、シャフト２１０の副軸部２１０ｃとそれを軸支する副軸受２２１の２箇所でシャフト２１０を軸支している為、振動源であるピストン２３２を両側から支えることができ、よりシャフトのたわみを防止し、シャフト２１０の摺動面の信頼性を向上させることができる。

また、従来に比べて主軸受２２０の摺動長を短くしても、副軸受２２１の摺動長で補完することでシャフト２１０全体の摺動長を確保することができるので、圧縮機の信頼性を低下させることなく圧縮機の高さをより低減することができる。

よって、往復動型圧縮機において、高さを低減する際の大きな課題の一つであったシャフト２１０を軸支する軸受長の確保に対して、本発明によると往復運動を行うピストン２３２を備えた偏芯部２１０ａを挟んで両側に主軸受２２０と副軸受２２１とがあることで、振動源であるピストン２３２を両側から支えることができ、よりシャフト２１０のたわみを防止し、シャフトの摺動面の信頼性を向上させることができるので、従来に比べて主軸受の摺動長が短くしても圧縮機の信頼性を確保することができるので、圧縮機の信頼性を低下させることなく圧縮機の高さをより低減することができる。

なお、本実施の形態では副軸受２２１は偏芯部２１０ａを挟んで主軸受２２０と反対側に備えたが、回転子２４０を挟んで主軸部２１０ｂと同軸上に副軸部を設けても、同様にシャフト２１０を軸支する軸受長を確保することができ、従来に比べて主軸受の摺動長が短くしても圧縮機の信頼性を確保することができるので、圧縮機の信頼性を低下させることなく圧縮機の高さをより低減することができる。

また、凹部に設置するものであって、凹部の圧縮機設置面２８０には窪み２８１を設けるとともに、窪み２８１に弾性部材２７０を配設することで、弾性部材２７０の高さを圧縮機設置面２８０と圧縮機の最下部２９０との距離よりも大きくなることによって、冷蔵庫への圧縮機からの振動を伝達するために効果的な弾性部材２７０の高さを高くすることが出来る。一方、設置面の肉厚は、冷蔵庫の庫内への凸部の大きさを決める因子であるが、冷蔵庫の冷却特性を得るためと圧縮機を支える構造体として、ある程度の厚みは必要であるが、窪みの形成により、弾性部材の高さを高くすることによる振動伝達の低減と、設置面の肉厚の確保による冷却特性の確保と圧縮機を支える構造体としての強度の確保を両立することが出来るので圧縮機からの振動を伝達するために効果的な弾性部材の高さを高くすることで、不快な振動や、振動に起因する騒音発生を大幅に軽減することが出来るとともに、冷蔵庫の断熱性の確保による特性の維持や、構造体の強度を確保することによる耐輸送性の維持も出来、高品位の冷蔵庫を提供することできる。

このように圧縮機を支える外部支持構造として窪みの形成により弾性部材の高さを高くすることで振動低減を図ることで、圧縮機の高さをより低減した上で圧縮機の信頼性を低下させることなく、さらに圧縮機に起因する不快な振動や、振動に起因する騒音発生を大幅に軽減することができ、冷蔵庫の天面に圧縮機を搭載するタイプの冷蔵庫の庫内への凸部の大きさ低減することができる。

また、弾性部材の下側を嵌め込み固定したことで、弾性部材を余分な部品を加えずに位置固定をすることが出来、圧縮機の位置ずれが無くなり、弾性部材の支持面の変化による振動伝達変化も軽減でき、弾性部材の冷蔵庫設置面での不快な振動や振動に起因する騒音発生を大幅に軽減した高品位の冷蔵庫を、安価にしかも耐輸送性も向上しながら提供することが出来る。

（実施の形態３）
図８は本発明の実施の形態３における圧縮機の概略断面図である。図９は本発明の実施の形態３における圧縮機の密閉容器の概略斜視図である。図１０は本発明の実施の形態３における圧縮機の密閉容器の概略平面図である。図１１は本実施の形態における圧縮機の概略断面図である。

また、実施の形態１および２と共通する構成や作用効果については逐一述べないが、本実施の形態に適用して不合理が生じる事項でない限り、同様の内容が含まれているとするものであり、本実施の形態では実施の形態１および２で説明した圧縮機の密閉容器に関する説明を行う。

図において、密閉容器４０３の下部には複数のコブ部４１０を備えている。

複数のコブ部４１０は、主に密閉容器の内部から外部へと凸形状となっている凸状コブ部と、密閉容器４０３の外部から内部側へと凹形状となっている凹形状となっている凹状コブ部４１１とがある。

凸状コブ部としては、密閉容器４０３に備えられた圧縮機の脚４０６と密閉容器４０３との接続部分４２０の近傍に脚コブ部４１０ａを備えている。この脚コブ部４１０ａによって接続部分４２０の周辺が密閉容器の外周の曲率よりも明らかに小さな曲率で形成されている凸状コブ部である。

また、密閉容器内部の電動要素と圧縮要素からなる機械部を支持する支持部材４１３は支持部材である支持部４１３ａと弾性部材からなるスプリング４１４とからなり、支持部４１３の下端面に位置する密閉容器近傍に支持コブ部４１０ｂが備えられている。この支持コブ部４１０ｂは支持部の鉛直下方の周辺が密閉容器の外周の曲率よりも明らかに小さな曲率で形成されている凸状コブ部である。

また、密閉容器４０３と脚４０６およびスプリング４１４の下方側の支持部４１３ａとはスポット溶接により固着されており、すなわち凸状コブ部に脚４０６および支持部４１３の下端部が溶接されている。

また、密閉容器には密閉容器の外周よりも内側に凹んでいる凹状コブ部４１１が形成されており、密閉容器の外周の曲率よりも明らかに小さな曲率で形成されており、支持コブ部４１０ｂに連続して形成されている。

本実施の形態のように、密閉容器４０３の特に下部において複数のコブ部４１０を備えることで、圧縮機の高さ方向を小型化する目的で密閉容器の上面や下面に例えば圧縮機の中心からほぼ球状のような曲面を設けることが難しくなり、密閉容器の上面や下面が平面に近いような曲面となる傾向がある。

このように密閉容器４０３の形状において平面部に近いような平らな曲面があると、その部分は剛性が弱くなり、騒音や振動による影響を受けやすくなる。

よって、本実施の形態では、振動発生源である機械部と密閉容器との支持部４１３の下端面に位置する密閉容器近傍に支持コブ部４１０ｂが備えられていることで、機械部の振動がスプリング４１４を介して密閉容器に伝播する際に支持部４１３ａの下端部と密閉容器４０３との固着面である接続部分４２０を中心にしてその近傍に小さな曲率のである支持コブ部４１０ｂを備えることで、支持部の下端部近傍の剛性を向上させることが可能となるので、圧縮機から密閉容器へ伝播する振動、騒音を低減することができる。

さらに、密閉容器４０３と脚のように特に密閉容器の下面側の圧縮機の外部支持である圧縮機の脚４０６と密閉容器４０３との接続部分４２０の近傍に脚コブ部４１０ａを備えることで、接続部分４２０近傍の剛性を向上させることが可能となる為、密閉容器から脚４０６を介して冷蔵庫本体へと伝播する振動、騒音を低減することができる。

このように圧縮機の内部側と外部側の支持部の近傍にコブ状の凸部を備えることで、圧縮機の全高を低くするために密閉容器の下面側が平面に近いような大きな曲率の曲面となる場合においても、密閉容器の特に振動伝達経路における剛性を向上させた圧縮機を用いることで、より振動、騒音を低減した冷蔵庫を提供することができる。

さらに、本実施の形態では、支持コブ部４１０ｂに連続して密閉容器の内側に凹んでいる凹状コブ部４１１が形成されており、このように曲率の小さな凹凸を複雑な形状で連続的に形成することで、コブ部の剛性をより向上させるという効果を奏する。

また、本実施の形態のような特に密閉容器４０３の振動伝達経路を中心に小さな曲率を有したコブ部を備えることに加え、実施の形態１で説明したような圧縮機の脚と弾性部材との当接面１０６ａが支持部材の下端面１１３ｂよりも上方に位置しているようなタイプのものを用いると、これによって、圧縮機の振動は振動発生源である機械部より下方に向かって支持部材を経て伝達した後、方向が上方へと変化し脚１０６を介して弾性部材１０７へと伝達する際の伝達経路の剛性をより高め伝達経路を複雑にすることができるので、冷蔵庫の振動をより低減することができる。

また、さらに、弾性部材１０７は、弾性部材配置下面１０６ｄがより圧縮機の上下方向の重心Ａに近い部位にあるので、圧縮機の振動の振幅は、重心Ａ付近が最も小さく重心から離れるにつれて振動が大きくなるような重心まわりに圧縮機全体が振動することから、機械部を支持する支持部材の下面より重心に近い脚１０６と弾性部材１０７との当接面の振動の振幅が小さくなるので、さらに、冷蔵庫への振動伝達を低減できる。

また、本実施の形態のような特に密閉容器４０３の振動伝達経路を中心に小さな曲率を有したコブ部を備えることに加え、実施の形態２で説明したような凹部の圧縮機設置面２８０には窪み２８１を設けるとともに、窪み２８１に弾性部材２７０を配設することで、弾性部材２７０の高さを圧縮機設置面２８０と圧縮機の最下部２９０との距離よりも大きくなるように圧縮機を搭載した場合は、機械部から圧縮機の脚部への振動伝達を低減する効果に加え、さらに弾性部材を大きくとることができ、より冷蔵庫の振動、騒音を低減することができる。

また、本実施の形態のような特に密閉容器４０３の振動伝達経路を中心に小さな曲率を有したコブ部を備えることに加え、図１１に示したようにコブ部に脚部の固着面４５６ａ備える場合においては、実施の形態１で説明したような固着面から上方へ立ち上がる曲がり部を有していない場合であっても、脚部の密閉容器への固着部をコブ部にすると、コブ部によって圧縮機の振動伝達経路における振動低減を図ることが可能であるので、必ずしも密閉容器との固着部から上方へと立ち上がる曲げ部を備えない場合においても、圧縮機の脚４５６と弾性部材４５７の当接部４５８をより圧縮機の上下方向の重心Ａに近い部位配置することができるので、圧縮機の振動の振幅は、重心Ａ付近が最も小さく重心から離れるにつれて振動が大きくなるような重心まわりに圧縮機全体が振動することから、機械部を支持する支持部材の下面より重心に近い脚４５６と弾性部材４５７との当接面４５８の振動の振幅が小さくなるので、さらに、冷蔵庫への振動伝達を低減できる。

従って、製造が容易で、冷蔵庫への振動伝達を低減できる圧縮機を提供することが可能となり、不快な振動や、振動に起因する騒音発生の無い高品位の冷蔵庫を提供することが低コストで達成できることとなる。

（実施の形態４）
図１２は、本発明の実施の形態４における冷蔵庫の概略断面図、図１３は、同実施の形態における冷蔵庫の概略背面図、図１４は、同実施の形態における冷蔵庫の概略部品展開図、図１５は、同実施の形態における冷蔵庫の圧縮機の縦断面図、図１６は、同実施の形態における冷蔵庫の圧縮機の水平断面図、図１７は、同実施の形態における冷蔵庫の圧縮機のインダクション電動機とインバーター電動機の比較図、図１８は、同実施の形態における冷蔵庫の圧縮機の突極集中巻固定子の平面図である。図１９は、同実施の形態における冷蔵庫の圧縮機の脚部分の斜視図である。

以下図に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、背景技術と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。

図において、箱本体１は、ＡＢＳなどの樹脂体を真空成形した内箱１３とプリコート鋼板などの金属材料を用いた外箱１４とで構成された空間に発泡充填する断熱体１５を注入してなる断熱壁を備えている。断熱体１５は、例えば硬質ウレタンフォームやフェノールフォームやスチレンフォームなどが用いられる。また、発泡材としては、ハイドロカーボン系のシクロペンタンを用いると、温暖化防止の観点でさらに良い。

箱本体１は複数の断熱区画に区分されており、前面には、扉１５ａがある。扉１５ａは、上部を回転扉式、下部を引出式とする構成をとってある。断熱区画された貯蔵室１５ｂは、上から冷蔵室２、並べて設けた引出式の切替室１６および製氷室１７と引出式の野菜室３と引出式の冷凍室４となっている。各断熱区画には、それぞれ断熱性を有した扉１５ａが、ガスケット１８を介して設けられている。上から冷蔵室回転扉５、切替室引出扉１９、製氷室引出扉２０、野菜室引出扉６、冷凍室引出扉７である。

冷蔵室回転扉５には、扉ポケット２１が収納スペースとして設けられており、庫内には複数の収納棚２２が設けられている。

次に箱本体１の詳細を説明する。箱本体１の外箱１４は、天面２３の奥側を切り取ったＵ字曲げした外殻パネル２４と底面パネル２５と背面パネル２６と凹部２７を形成する機械室パネル２８とをシール性を確保して組み立てることで構成されている。組み立てられた箱本体１は、天面２３と背面２８ａに渡る部分に凹部２７が形成されている。凹部２７は、庫内の最上段棚２９と内箱１３で区画された最上段収納スペース２９ａ及び第２段棚３０と最上段棚２９で区画された第２段棚収納スペース３０ａ側に凸部３０ｂとして出張っている。また、より好ましくは凸部３０ｂの室内側底壁面３０ｃと最上段棚２９の棚底部３０ｄを略同一水平面としている。

また、底面パネル２５と背面パネル２６には、指先を引っ掛けることが可能な窪みからなる取っ手が設けられている。

また、内箱１３は、外箱１４より一回り小さく、背面奥部が内側に窪んだ構成となっており、外箱１４の中に組み入れることで断熱体１５が発泡充填される空間が箱本体１に形成される。したがって機械室パネル２８の左右部も断熱体１５が発泡充填されて断熱壁が形成され、強度も確保されることになる。

次に冷凍サイクルについて説明する。冷凍サイクルは、凹部２７の設置面２８ｂに配設した圧縮機１１と圧縮機１１に接続された吐出配管３１と外殻パネル２４の天面２３や側面、凹部２７や底面パネル２５に設けた凝縮器（図示せず）と、減圧器であるキャピラリー３２と水分除去を行うドライヤー（図示せず）と、野菜室３と冷凍室４の背面で庫内ファン８を近傍に配置した蒸発器９と、吸入配管３３を環状に接続して構成されている。

凹部２７には、ビスなどで固定された天面カバー３４が設けられており、凹部２７に設けられた圧縮機１１や機械室ファン３４ａ、凝縮器（図示せず）、ドライヤー（図示せず）、吐出配管３１、吸入配管３３の一部などを収納している。天面カバー３４の上部は、天面２３と略同一平面としており、圧縮機１１の頂部３４ｂは天面２３より低い位置にある。

キャピラリー３２と吸入配管３３は、概ね同等の長さの銅管であり、端部を残して、熱交管可能にはんだ付けされている。キャピラリー３２は、減圧の為、内部流動抵抗が大きい細径の鋼管が用いられており、その内径は、０．６ミリから１．０ミリ程度で長さとともに調節して減圧量を設計する。吸入配管３３は、圧力損失を低減する為に大径の銅管が用いられており、その内径は、６ミリから８ミリ程度である。又、キャピラリー３２と吸入配管３３は、熱交換器部３５の長さを確保するために、冷蔵庫２の背面を蛇行させることでコンパクトにまとめて、内箱１３と背面パネル２６との間にある断熱体１５に埋設されている。キャピラリー３２と吸入配管３３は、一方の端部を内箱１３の野菜室３後方付近から突き出して蒸発器９と接続されており、他方の端部を機械室パネル２８の設置面２８ｂの縁に設けた切欠部から上方に突き出して、ドライヤー（図示せず）や凝縮器（図示せず）、圧縮機１１と各々接続されている。

また、吸入配管３３と吐出配管３１には、圧縮機１１との接続部の近傍に、接続の柔軟性を持たせる為のＵターン部３６が設けられており、凹部２７に収納されている。さらに組立て作業性やサービス性を向上させることを狙いに、配管の密集度を軽減し、後方から配管接続部を目視できるようにするために、配管接続部は、圧縮機１１の背面側に面して圧縮機１１の左右に振り分けて配置されている。

次に、圧縮機１１の詳細について説明する。

図において、厚さ２から４ｍｍの圧延鋼板を深絞り成形により形成してなるすり鉢状の下容器１０１と逆すり鉢状の上容器１０２を係合し、係合部分を全周溶接接合して密閉容器１０３が形成され、密閉容器１０３の内部には、冷媒１０４と底部に冷凍機油１０５が貯留されている。密閉容器１０３の下側には、脚１０６が固着されており、脚１０６に係止された弾性部材１０７を介して、冷蔵庫の凹部２７に設けたピン１０８に、弾性部材１０７の孔１０９を遊嵌させることで位置を固定している。

次に、圧縮要素１１３の詳細を以下に説明する。

次に電動要素１１０の詳細を以下に説明する。

そして、固定子１１２は、０．２ｍｍから０．５ｍｍの珪素鋼板を積み重ねた固定子鉄心１６１と０．３ｍｍから１ｍｍの絶縁被覆を施した銅線である巻線１６２からなる。固定子鉄心１６１は、所定間隔において突極部１７１が円環状に形成されており、突極部１７１に巻線１６２が巻かれており（突極集中巻と称する）、各巻線間は、連絡線１７２で一本に接続されている。

説明を判りやすくする為に、図において、中心線を境に、左側にインダクション電動機の断面と、右側にインバーター電動機の断面を比較して示している。それぞれの電動機は、ほぼ同一の最大冷凍能力を有する圧縮機に用いられているものである。インバーター電動機の固定子１１２の固定子鉄心１６１の高さＬ１は、インダクション電動機の固定子１８０の固定子鉄心１８１の高さＨ１よりも大幅に低くなっている。また、インバーター電動機の回転子１１１の高さＬ４もインダクション電動機の回転子１８２の高さＨ４よりも低くなっている。さらに、突極集中巻を用いたインバーター電動機では、巻線１６２が固定子鉄心１６１からはみ出す高さであるコイルエンド高さ、Ｌ２、Ｌ３が、インダクション電動機の巻線１８３のコイルエンド高さのＨ２、Ｈ３よりも大幅に低くなっている。さらに、永久磁石１５１を希土類磁石を用いることによって、永久磁石１５１の高さＬ５、インバーター電動機の固定子鉄心１６１の高さＬ１と回転子１１１の高さＬ４をさらに低くすることが出来る。

以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作、作用を説明する。

まず各断熱区画の温度設定について説明する。冷蔵室２は、冷蔵保存の為に凍らない温度を下限に通常１〜５℃で設定されている。切替室１６は、ユーザーの設定により、温度設定の変更が可能であり、冷凍室温度帯から冷蔵、野菜室温度帯まで所望する温度帯に設定することが出来る。また製氷室１７は、独立の氷保存室であり、−１８〜−１０℃の比較的高い温度で設定されている。

野菜室３は、冷蔵室２と同等もしくは若干高い温度設定の２〜７℃にすることが多い。冷凍室４は、冷凍保存のために通常−２２〜−１８℃で設定されているが、保存状態の向上のために、さらに低い例えば−３０迄の低温で設定されることもある。

各室は、異なる温度設定を効率よく維持する為に、断熱壁によって区分されているが断熱壁は、断熱体１５を、内箱１３と外箱１４の間に発泡充填することにより形成される。断熱体１５は、十分な断熱性能を有するとともに、箱本体１の強度を確保する。

次に冷凍サイクルの動作について説明する。庫内の設定された温度に応じて温度センサー（図示せず）および制御基板（図示せず）からの信号により冷却運転が開始および停止される。冷却運転開始の指示によって圧縮機１１は高温高圧の冷媒１０４を吐出する。吐出された冷媒１０４は、吐出配管３１を通って凝縮器（図示せず）にて放熱して凝縮液化し、キャピラリー３２で減圧され低温低圧の液冷媒となり、蒸発器９に至り、蒸発器９内の冷媒は蒸発気化され、熱交換された低温の冷気をダンパ（図示せず）で分配することで各室の冷却が行われる。

次に圧縮機１１の動作について説明する。

以上のような動作を行う冷蔵庫において、弾性部材１０７と脚１０６によって支持された圧縮機１１は、冷蔵庫の天面２３と背面２８ａに渡って形成された凹部２７に搭載されているのであるが、凹部の深さ（高さ）は、少なくとも圧縮機１１の下容器１０１の底部と設置面２８ｂの最小隙間と、圧縮機１１の高さと、上容器１０２と天面カバー３４との最小隙間と、天面カバー３４の厚みが必要である。圧縮機１１と設置面２８ｂや天面カバー３４との接触を回避する為に最小隙間が必要であり、天面カバー３４は強度面から最小肉厚が決まるとすると、凹部の深さ（高さ）は、圧縮機１１の高さで決定されてくる。

一方、冷蔵庫の庫内には、凹部２７により、凸部３０ｂが出張ってくる。凸部３０ｂが大きいと収納性が悪くなるとともに、冷蔵室回転扉５を開けて冷蔵室２の庫内を見たときに、凸部３０ｂの出張りで見栄えが悪くなる。従って、圧縮機１１の高さを低くする技術が必要になる。

圧縮機１１を冷蔵庫の天面２３に積載した冷蔵庫では、圧縮機１１がユーザーの耳の位置に近づくことから、圧縮機１１の騒音も小さく抑えることがより重要なため、密閉容器１０３の剛性の向上が重要であり、信頼性向上の観点から、冷凍機油１０５の確保も重要である。これらのことから、板厚の７ｍｍ、曲率による１３ｍｍ、曲率とオイルによる２０ｍｍ、空間距離確保に必要な９ｍｍを合わせて４９ｍｍが必要であり、この寸法を小さくすることは、特性上適切でない。

従って、圧縮機１１の高さは電動要素１１０と圧縮要素１１３により概ね決まってくる。圧縮要素１１３は、気筒容積を小さくすることにより、ピストン１３６や連結手段１３７、シャフト１３０、軸受部１３５をコンパクトにすることが出来るが、気筒容積が小さくなると冷凍能力が小さくなる。本実施の形態では、小さい気筒容積で大きい能力を得るために、商用電源周波数（日本国内においては、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）よりも高い回転数で運転することで圧縮要素１１３をコンパクトにしている。より具体的には、気筒容積で約３０％小さくてすむため、ピストン１３６の径が小さくて済み、シャフト１３０に作用する荷重も小さくなるので、シャフトの荷重を支える軸受部１３５の長さも短くすることが出来、電動要素１１０を圧縮要素１１３に近づけて構成することが可能となる。インバーターによる高回転をうまく利用することにより、発明者の設計では、５から１０ｍｍコンパクトにすることが出来ている。

なお、インバーター方式による電動要素１１０の複数の回転数の設定は、必ずしも日本国内における商用電源周波数（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）よりも高い周波数に相当する回転数を含んでいることを要件としない。

すなわち、複数定める周波数の上限を商用電源周波数（日本国内に限らず）を上回らない設定の組み合わせとして省エネルギー効果や静音効果を期待し、小型化に関しては、上述のインバーター化による電動要素１１０の厚み低減効果によって対応し、圧縮要素１１３の気筒容積のコンパクト化は敢えて採用しない組み合わせもある。

ところが、延出代を長くしていくと、回転子凹部１１１ａの深さが大きくなるため、回転子１１１のシャフト１３０への固着代が短くなってしまう。

このように、回転子１１１の脱落防止と給油信頼性の向上を両立しながら、高さ方向の小型化を図るためには、回転子１１１に永久磁石を用いた上で、５０ＨＺの回転数において回転子１１１とシャフト１３０との固着代を変化させて給油量の確認実験を行った結果、回転子１１１とシャフト１３０との固着代が回転子全高の８０％の場合と比較して、５０％とした場合には、給油量が３％程度向上し給油量向上に対する一定の効果が得られ始め、さらに３０％とした場合には給油量が５％程度向上し、１５％の場合には、給油量が８％程度まで向上した。

さらに、インバータ圧縮機による低回転時における給油信頼性の向上を確認する為、２０ＨＺでの給油量の確認実験を行った結果、回転子１１１とシャフト１３０との固着代が回転子全高の８０％の場合と比較して、５０％とした場合には、給油量が５％程度向上し給油量向上に対する一定の効果が得られ始め、さらに３０％とした場合には給油量が１０％程度向上し、１５％の場合には、給油量が１５％程度まで向上した。

以上のように圧縮機１１の頂部が箱本体１の天面２３より低くなるように、圧縮機１１の電動要素１１０を少なくとも商用電源周波数より高い周波数を含む複数の回転数で運転されるインバーター駆動の電動機とし、電動要素１１０の回転子１１１に永久磁石１５１を用いることで圧縮機１１を小さく出来、圧縮機１１を設置する凹部２７の高さを小さく出来るので、冷蔵庫の下段の収納性を向上するとともに、凹部２７の庫内の収納スペース側への凸部３０ｂの出張りを小さくして見栄えを良くし、庫内の収納スペースが広くなり収納性も大幅に向上することが出来る。

また、圧縮機１１の固定子１１２を構成する固定子鉄心１６１の複数の突極部１７１に絶縁体を介して巻線１６２を巻回した突極集中巻型とすることや永久磁石１５１に希土類磁石を用いることによりさらに圧縮機１１を小さく出来、圧縮機１１を設置する凹部２７の高さを小さく出来るので、冷蔵庫の下段の収納性を向上するとともに、凹部２７の庫内の収納スペース側への凸部３０ｂの出張りを小さくして見栄えを良くし、庫内の収納スペースが広くなり収納性も大幅に向上することが出来る。

上述のように、圧縮要素１１３と電動要素１１０との支持構造部以外の要素で圧縮機１１の高さ低減を図ることにより、ロータリ圧縮機等と比較して低振動化を図りやすいものの、構造上、高さ寸法の大きさで圧縮機上部配置型の冷蔵庫には適用上の制限があった往復動型圧縮機であっても圧縮機全体の高さを低くすることが出来、圧縮機１１を上部に配置する際に大きな課題となる振動を低減することが可能となるので、箱本体１に振動が伝達する懸念のある圧縮機上部配置型の冷蔵庫でも、使用者の不快感を取り除きながら圧縮機１１を設置する凹部２７の高さを小さくして冷蔵庫の下段の収納性を向上した使い勝手のよい冷蔵庫を提供することができる。

このことは、圧縮機を上部に配置するタイプの冷蔵庫においては、極力圧縮機の全高の小型化が要求される一方で、低振動、低騒音の両立が必須となる対象においては特に重要な点であり、圧縮機を小型化する為の要素は種々考えられる中で、内部構成面では、回転子１１１に永久磁石１５１を用いることで、シャフト１３０による回転子１１１の保持効果を維持しながら、軸受部１３５をより回転子内に延出させて内部高さの低減を図り、外部構成面では脚１０６の弾性部材１０７への載置面を立ち上げて、冷蔵庫への設置状態においても全高の小型化を図ることができ、低重心で支持安定性の高い低振動型小型圧縮機を実現できる。

次に、冷蔵庫の最上段収納スペース２９ａと第２段収納スペース３０ａに着目すると、最上段収納スペース２９ａの奥は手が届きにくい場所であり、凸部３０ｂで最上段収納スペース２９の奥側が塞がれても使い勝手としては、奥行きが浅くなり、手の届く範囲に食品等の収納物があるので、消費期限を過ぎて置き忘れてしまうことを防止でき、使い勝手は逆に良くなる。一方、凸部３０ｂが第２段収納スペース３０ａ側に出張ってくると冷蔵室回転扉５を開けた時に凸部３０ｂが目立ち、見栄えが悪くなるとともに、第２段収納スペース３０ａの奥に食品等を収納または取り出す際、途中で食品等がつかえて出し入れがしづらくなるような不便があるが、最上段収納スペース２９ａの棚底部３０ｄと、凹部２７の室内側底壁面である凸部３０ｂの水平面とを、略同一水平面とすることによって、外観的にほぼ連続的につながって凸部３０ｂの出張りを感じなくなり見栄えがよい状態で、圧縮機１１も所定の凹部２７内に収容することができる。

また、凸部３０ｂの出張りを感じなくなり見栄えが良くなるとともに、第２段収納スペース３０ａの間口の高さより低い食品等の収納物は、奥までスムーズに出し入れが出来、不便が無くなる。

より具体的に寸法を見ると、最上段収納スペース２９ａの棚底部３０ｄ迄の天面２３からの距離は、天面２３と庫内との断熱壁厚を２５ｍｍ、最上段収納スペース２９ａの高さを１４０ｍｍ（庫内最上部なので、高さ１２３ｍｍ，直径６６ｍｍの３５０ｍｌ缶飲料の規格品を斜めに倒して引き出すことまでを考慮して取り出せる寸法を定めた場合が１４０ｍｍとなる）とし、棚板厚みを１０ｍｍで設計すると、１７５ｍｍとなる。凹部２７の圧縮機１１の設置面２８ｂの厚みを２０ｍｍ、圧縮機１１と設置面２８ｂの隙間及び天面カバー３４内面との隙間を各３ｍｍ、天面カバー３４の厚みを２ｍｍとして、最上段収納スペース２９ａの棚底部３０ｄと、凹部２７の室内側底壁面３０ｃを、略同一水平面とすると、凹部２７内に収容可能な圧縮機１１の最大高さは１４７ｍｍである。

これに対して、より具体的に圧縮機１１の寸法を見ると、密閉容器１０３の下容器１０１と上容器１０２の厚みの合計が７ｍｍ、上容器１０２の曲率を得るための高さが１４ｍｍ、シリンダブロック１３３の圧縮室１３４のある上部分が３９ｍｍ、軸受部１３５のある側の固定子１１２取り付け面までの寸法が２０ｍｍ、固定子１１２の高さが２６ｍｍ、固定子１１２の下端から回転子１１１の下端までの寸法が９ｍｍ、回転子１１１の下端から冷凍機油１０５までの距離が９ｍｍ、冷凍機油１０５の高さが２０ｍｍで、これらを合計すると、１４４ｍｍであり、本実施の形態における前述の凹部２７内の高さスペースに収容することが出来ている。

このように、従来標準的な容量の冷蔵庫におけるこの種の圧縮機の高さ寸法が概ね１９０ｍｍ以上であることから、大きな高さ寸法の小型化が図れる。特に、商用電源より高い周波数を含む複数の回転数で運転される回転子１１１に永久磁石１５１を用いたインバーター電動機を用いることにより、圧縮機１１の圧縮要素１１３や電動要素１１０を適切な寸法で構成することが出来て、密閉容器１０３の騒音を良好に保つための剛性を保ちながら、圧縮機１１を所定の凹部２７内に収容することができ、凹部２７の室内側底壁面である凸部３０ｂの水平面とを、略同一水平面とすることによって、外観的にほぼ連続的につながって凸部３０ｂの出張りを感じなくなり見栄えのよい冷蔵庫を提供できる。

さらに、高さ方向の小型化要素を電動要素１１０の改良を主体として取り入れることによって、圧縮要素１１３の仕様変更に伴う騒音，振動面の信頼性確保の課題が軽減されるので、特に、圧縮機１１を冷蔵庫上部に配置して騒音，振動が懸念される形態の冷蔵庫に対しては騒音，振動の課題を解決しながら高さの小型化を図れる有効な手段となり得る。

なお、本実施の形態では箱本体１の地上高、すなわち天面２３の床面からの高さを１８００ｍｍ以下としている。この高さは標準的な身長の日本人女性が上方に手を伸ばして届く範囲の最大高さより設定している。

天面２３の床面からの高さが１８００ｍｍより高くなれば、圧縮機１１の高さ寸法を大きくコンパクト化しなくても凹部２７内に収容することが容易になってくるが、反面冷蔵庫上部の使い勝手は一層悪くなり、冷蔵庫全体としての収納効率と使い勝手を両立させにくくなる。

本実施の形態では天面２３の床面からの高さを１８００ｍｍ以下に抑えることで、まず庫内の使い勝手に配慮し、ついでこの高さ範囲で圧縮機１１の高さ寸法を極力コンパクト化することで、庫内側の有効スペースの侵害を抑えるメリットが最大限に生かせ、収納効率を最大限に高めることができるものである。

（実施の形態５）
図２０は、本発明の実施の形態５における冷蔵庫の概略断面図である。

なお、実施の形態４と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

また、実施の形態４と共通する構成や作用効果については逐一述べないが、本実施の形態に適用して不合理が生じる事項でない限り、同様の内容が含まれているとするものである。

図において、箱本体１の天面２００の直下には、凹部２７に連通する通風ダクト２０１を設け、通風ダクト２０１の下面２０２より高く、天面２００より低い位置に圧縮機１１の頂部２０３がくるように圧縮機１１を凹部２７の設置面２８ｂに設置している。通風ダクト２０１の上部には、凝縮器２０４が配置されており、凝縮器２０４は、吐出配管３１に連通している。通風ダクト２０１の天面２００は、凹部２７の天面カバー３４の上の面と略同一水平面、あるいは一体に構成している。また、通風ダクト２０１は、取入口２０５から空気を吸込み、凝縮器２０４、圧縮機１１を設置した凹部２７を通って、天面カバー３４の排出口２０６から排気している。

以上のような構成において、圧縮機１１の頂部が箱本体１の天面２００より低く、通風ダクト２０１の下面２０２よりも高い位置に配置されるので、圧縮機１１を収容する凹部２７の庫内側への出張り代、すなわち凸部３０ｂの突出代が小さくなり庫内スペースをより有効に活用できる。

また、通風ダクト２０１の高さと凹部２７の高さを併せた高さ範囲内に圧縮機１１の高さが収まるように設計すればよいので、たとえば大型の冷蔵庫などで、実施の形態１による小型化の要素は種々盛り込んでも、さらに、冷凍能力的に比較的サイズの大きい圧縮機を採用せざるを得ない場合においては、設計の自由度を広げることができ、大型の冷蔵庫においても圧縮機１１を天面後方に納めた収納性の高い冷蔵庫を提供することが容易になる。

一方、圧縮機１１の冷却に必要な通風ダクト２０１は、冷蔵庫の庫内で手が届きにくい天面２００に配置されるので、天面２００の近傍を収納用途以外に有効利用できる。また、圧縮機１１の頂部２０３が箱本体１の天面２００より低く、通風ダクト２０１の下面２０２よりも高い位置に配置されるので、圧縮機１１の頂部が、通風ダクト２０１の通風方向の投影面内に配置されることになって、圧縮機１１で最も温度が高い頂部２０３が効率よく冷却され、圧縮機１１の特性、信頼性も向上する。またさらに、凝縮器２０４を通風ダクト２０１の内部に構成することによって、凝縮器２０４の放熱効果が高まり、システムの効率を向上することが出来る。

次に、冷蔵庫の最上段収納スペース２９ａと第２段収納スペース３０ａに着目すると、最上段収納スペース２９ａの奥は手が届きにくい場所であり、凸部３０ｂで最上段収納スペース２９ａの奥側が塞がれても使い勝手としては、奥行きが浅くなり、手の届く範囲に食品等の収納物がくるので、消費期限を過ぎて置き忘れてしまうことを防止でき、使い勝手は逆に良くなる。一方、凸部３０ｂが第２段収納スペース３０ａ側に出張ってくると冷蔵室回転扉５を開けた時に凸部３０ｂが目立ち、見栄えが悪くなるとともに、第２段収納スペース３０ａの奥に食品等を収納するまたは取り出す際に、途中で食品等がつかえて出し入れがしづらくなるような不便があるが、最上段収納スペース２９ａの棚底部３０ｄと、凹部２７の室内側底壁面で３０ｃを、略同一水平面とすることによって、外観的にほぼ連続的につながって凸部３０ｂの出張りを感じなくなり見栄えがよい状態で、圧縮機も所定の凹部２７内に収容することができる。

なお、この略同一水平面とは、凹部２７の室内側底壁面３０ｃと、最上段収納スペース２９ａの棚底部３０ｄとを略同一水平面とする場合や、凹部２７の室内側底壁面３０ｃと、最上段収納スペース２９ａの空間下端部である棚の上側とを略同一水平面とする場合があり、凹部２７の室内側底壁面３０ｃの付近に最上段収納スペース２９ａを形成する棚を位置させることによって外観的にほぼ連続的につながって凸部３０ｂの出張りを感じなくなり見栄えがよい状態で、圧縮機も所定の凹部２７内に収容することができるという効果が得られる。

また、第２段収納スペース３０ａの間口の高さより低い食品等の収納物は、奥までスムーズに出し入れが出来、不便が無くなる。

そしてさらに、最上段収納スペース２９ａは高い位置にあり、収納しづらいため、出来るだけ収納部の高さを低くするために、３５０ｍｌ缶飲料の規格品（高さ１２３ｍｍ）が収納可能な最小高さにすると最上段収納スペース２９ａの収納部高さは上部に隙間２ｍｍをみて１２５ｍｍに設定することが最も効率的に庫内を利用できることとなる。

図に示す冷蔵庫において、より具体的に寸法を見ると、最上段収納スペース２９ａの棚底部３０ｄから通風ダクト２０１を含めた天面２００及び天面カバー３４の上面迄の距離は、通風ダクト２０１を形成する天面２００の板厚を２ｍｍとし、通風ダクト２０１の内寸高さを１８ｍｍ、通風ダクト２０１の下面２０２と庫内との断熱壁厚を２５ｍｍ、最上段収納スペース２９ａの高さを３５０ｍｌの缶飲料規格品が入る最小の高さの１２５ｍｍとし、棚板厚みを１０ｍｍで設計すると、１８０ｍｍとなる。凹部２７の圧縮機１１の設置面２８ｂの厚みを２０ｍｍ、圧縮機１１と設置面２８ｂの隙間及び天面カバー３４内面との隙間を各３ｍｍ、天面カバー３４の厚みを２ｍｍとして、最上段収納スペース２９ａの棚底部３０ｄと、凹部２７の室内側底壁面３０ｃを、略同一水平面とすると、凹部２７と通風ダクト２０１を併せた高さ内に収容可能な圧縮機１１の最大高さは１５２ｍｍであり、実施の形態１で示した高さ寸法１４４ｍｍの圧縮機１１を用いると収容設計することが十分に出来、冷蔵庫の大型化に対応して圧縮機サイズを大型化する要請にも応えやすい構成となる。

また、実施の形態１で示した高さ寸法１４４ｍｍの圧縮機１１を用いた上で、弾性部材の高さを２０ｍｍ以上とった場合でも、圧縮機の脚部を上方に立ち上げることで、上容器の頂部までの高さを１５５ｍｍ以下とすることができ、これによって、機械室の高さ方向に制限のあるタイプの冷蔵庫においても、低振動、低騒音を実現した上で搭載できる圧縮機を提供することができ、さらに弾性部材の高さを十分にとることができるのでより低騒音の圧縮機を実現することができる。

すなわち、圧縮機１１の庫内側に食い込んだ収容スペースと最上段の収納スペースとの外観上の調和を図り、通常使い勝手が悪いことから、比較的収納場所として空いている最上段収納スペース２９ａのうち特に使い勝手の悪い後方スペースを圧縮機収容凹部２７にあて、比較的使いやすい前方スペースに、冷蔵庫に収納される食品の中で、一度に複数個収納されることが多い缶飲料を、縦に並べて収納することが出来るので、冷蔵室全体の収納数も多くなり、最上段収納スペース２９ａも有効に活用できることになる。

以上のように、凹部２７に連通する通風ダクト２０１が箱本体１の天面２００となるように設け、圧縮機１１の頂部２０３が箱本体１の天面２００より低く、通風ダクト２０１の下面２０２よりも高くなるようにすることによって、圧縮機１１等の冷却に必要な通風ダクト２０１が、手が届きにくく使い勝手の悪い天面２００の近傍に配置されるので、天面２００の近傍を収納用途以外に有効利用でき、庫内の収納性も向上する。また、圧縮機１１の頂部２０３が箱本体１の天面２００より低く、通風ダクト２０１の下面２０２よりも高い位置に配置されるので、圧縮機１１で最も温度が高い頂部２０３が効率よく冷却され、圧縮機１１の特性、信頼性も向上する。

（実施の形態６）
図２１は、本発明の実施の形態６における冷蔵庫の概略図を示すものであり、図２２は同実施の形態における冷媒と冷凍機油の溶解度曲線図である。

冷蔵庫本体６０１には、比較的高温の区画である冷蔵室６０２が上方部に、比較的低温の区画である冷凍室６０４が下方部に配設されており、所謂ボトムフリーザーの形態を有している。冷蔵室６０２および冷凍室６０４は例えばウレタンのような断熱材で周囲と断熱して構成されている。また、食品等の収納物の出し入れは図示しない断熱ドアを介して行われる。

冷蔵室６０２は冷蔵保存のために通常１〜５℃で設定されているが、保鮮性向上のため若干低めの温度、例えば−３〜０℃で設定されることもあり、収納物によって、使用者が自由に上記のような温度設定を切り替えることを可能としている場合もある。また、ワインや根野菜等の保鮮のために、例えば１０℃前後の若干高めの温度設定とする場合もある。

冷凍室４は冷凍保存のために通常−２２〜−１８℃で設定されているが、保鮮性向上のためより低温の温度、例えば−３０〜−２５℃で設定されることもある。

冷蔵庫本体６０１の上面に機械室１１が構成されており、機械室６１１の底面は第一の天面部６１３と、冷蔵庫外箱の背面６１４側の第一の天面部６１３より低い位置に設けた第二の天面部６１５とで段差状に構成されている。凝縮器６１６は第一の天面部６１３の上方空間部に、圧縮機６１２は第二の天面部６１５の上方空間部に配設されており、凝縮器６１６と圧縮機６１２とを覆う樹脂製のカバーである機械室カバー６１７がビス等で冷蔵庫本体１に固定されている。

ここで、蒸発器６０９は冷凍室６０４の後方に配置されているので、圧縮機６１２と蒸発器６０９の高さ方向の関係は、冷蔵庫本体６０１の天面の一部に圧縮機６１２が配置され下部近傍の一部に蒸発器６０９が配置される関係となり、蒸発器６０９から圧縮機６１２への冷凍サイクル内での冷媒の帰還経路は高さ方向に相当な立ち上がり距離を有する関係となっている。

冷凍サイクル６１８は、圧縮機６１２と凝縮器６１６と減圧器であるキャピラリー６１９と蒸発器６０９とを順に備えた一連の冷媒流路から形成されている。

この圧縮機６１２はピストンがシリンダ内を往復動することで冷媒の圧縮を行う往復動型圧縮機である。

また、機械室６１１の区画は第一の天面部６１３と第二の天面部６１５と機械室カバー６１７とで構成されている。

なお、冷蔵庫本体６０１には、三方弁や切替弁を用いる冷凍サイクル６１８の場合は、それらの機能部品が機械室６１１内に配設されている場合もある。

また、本実施の形態では冷凍サイクル１８を構成する減圧器をキャピラリー６１９としたが、パルスモーターで駆動する冷媒の流量を自由に制御できる電子膨張弁としてある場合もある。

以上のように構成された冷蔵庫において、以下その動作、作用を説明する。

圧縮機６１２の動作により吐出された高温高圧の冷媒は、凝縮器６１６にて冷蔵庫本体６０１の上方の空気と熱交換して放熱するとともに凝縮液化し、キャピラリー６１９に至る。その後、キャピラリー６１９でサクションライン６２０と熱交換しながら減圧されて蒸発器９に至る。

冷却用ファン（図示せず）の作用により、蒸発器６０９内の冷媒の蒸発作用により比較的低温となった冷気は冷蔵室６０２と冷凍室６０４に流入し、それぞれの部屋の冷却が行われる。蒸発器６０９内で、庫内の空気と熱交換した冷媒はその後サクションライン６２０を通り、冷凍機油とともに圧縮機６１２へと吸い込まれる。

このように冷凍サイクル６１８を、圧縮機６１２を蒸発器６０９より上方に配設する構成とする時、特に、本実施の形態のように圧縮機６１２が冷蔵庫本体１の天面の一部に配置され、蒸発器が冷蔵庫本体６０１の下部近傍に配置されて、蒸発器６０９から圧縮機６１２への冷媒の帰還経路の立ち上がり距離が大となる場合には、圧縮機６１２から冷媒とともに冷凍サイクル６１８内に吐出され蒸発器６０９内の特に図示しないアキュームレーターに滞留する冷凍機油を、いかにサクションライン６２０を通じて圧縮機６１２へ戻すかが圧縮機６１２の信頼性にかかわる重要なポイントとなる。

また、立ち上げ配管内の冷凍機油の戻り特性に関しては、冷凍機油の粘度の影響も考えられるが、配管内の冷媒の流速がより大きく依存するということが広く知られている。

しかしながら、冷媒の流速を確保するために圧縮機６１２の気筒容積を大きくしたり、圧縮機６１２の回転数を上げたりして、冷凍能力を増大することによって冷媒の流速を確保しようとすると蒸発器６０９の蒸発温度低下を招き、圧縮機６１２の圧縮比が大きくなり消費電力量が増大するので、これらの手段で解決することは困難であった。

そこで、本実施の形態では冷凍サイクル６１８の冷媒として炭化水素系冷媒である例えばイソブタンを使用している。

（表１）にイソブタンと、従来の代替フロン冷媒である例えばＲ１３４ａとの−３０℃の飽和液における物性値を示す。

（表１）に示すように、イソブタンの単位体積当たりの冷凍能力が５２０．８ｋＪであるのに対して、従来の代替フロン冷媒であるＲ１３４ａの単位体積当たりの冷凍能力は９７１．６ｋＪとなり、イソブタンはＲ１３４ａと比較すると単位体積当たりの冷凍能力が約１／２である。よって、圧縮機６１２の冷凍能力を従来のＲ１３４ａと同等とするために、圧縮機１２の気筒容積は約２倍程度にまで大きくなり、圧縮機６１２の単位時間当たりのピストン押しのけ量も同様に約２倍程度まで増大する。すなわち、冷媒の単位時間当たりの体積流量が増大するので、圧縮機６１２運転時の配管内の流速が２倍程度まで増加する。

また、自然冷媒であるＣＯ２の単位体積当たりの冷凍能力は１１２５８．５ｋＪとなり、イソブタンはＣＯ２と比較すると単位体積当たりの冷凍能力が約１／２０である。よって、圧縮機１２の冷凍能力をＣＯ２と同等とするために、圧縮機６１２の気筒容積は約２０倍程度にまで大きくなり、圧縮機６１２の単位時間当たりのピストン押しのけ量も同様に約２０倍程度まで増大する。すなわち、冷媒の単位時間当たりの体積流量が増大するので、圧縮機１２運転時の配管内の流速が２０倍程度まで増加する。

これにより、圧縮機６１２を蒸発器６０９の上方に配設した場合においても、蒸発器６０９内に滞留した冷凍機油を速やかに圧縮機６１２へ戻すことが可能となり、圧縮機６１２内の冷凍機油不足による、圧縮機６１２の損傷等の危険性を低減できる。

また、蒸発器６０９内に滞留した冷媒は、除霜用ヒーター（図示せず）の作用により蒸発器６０９の除霜を行う際にも、冷媒のサーモサイフォン効果により冷媒とともに圧縮機６１２へと戻される。しかしながら、圧縮機６１２を蒸発器６０９の上方に配設し、立ち上げ配管であるサクションライン６２０の全長が長くなる場合は特に、冷凍機油への冷媒の溶解度が小さいと冷媒とともに圧縮機６１２へと運ばれる冷凍機油の戻り量が減少するといった課題もあった。

そこで、冷凍サイクル６１８の冷凍機油としてはイソブタンと相溶性がいい鉱油を使用している。

図２２は、従来の例えばＲ１３４ａとエステル油を組み合わせた場合と、本実施の形態のイソブタンと鉱油を組み合わせた場合との溶解度曲線を比較したものである。横軸は蒸発器６０９内の冷媒の温度（蒸発温度）であり、縦軸は冷凍機油に溶け込む冷媒の溶解度（質量％）である。これによれば蒸発器６０９内の蒸発温度の上昇に伴っていずれの場合も溶解度は大きくなるが、その差は蒸発温度が高くなるほど広がることがわかる。通常蒸発器６０９の除霜は、蒸発器６０９に付着した霜の融解後、安全を見越して蒸発器６０９が約１０℃となるまで行われる。そこで、蒸発器６０９の温度が１０℃であるポイントで比較すると、イソブタンと鉱油を組み合わせた場合の溶解度はＲ１３４ａとエステル油を組み合わせた従来の場合と比較して約５０％程度まで大きくなる。

これにより、圧縮機６１２を蒸発器６０９の上方に配設し、立ち上げ配管であるサクションライン６２０の全長が長くなる場合でも、除霜時に冷媒のサーモサイフォン効果を利用して冷媒とともに蒸発器６０９から圧縮機６１２へ戻る冷凍機油の戻り量を増加できる。

なお、圧縮機が内部高圧型場合は密閉容器の内部空間に散霧している冷凍機油が吐出冷媒と共に圧縮機外へ吐出される為、本実施の形態の圧縮機６１２は内部低圧型とし、これによって、圧縮機６１２から冷凍サイクル６１８内へ吐出される冷凍機油の量を押さえることができるので、冷凍機油の戻り性に関わる冷媒配管中の冷凍機油の滞留絶対量を低減でき、圧縮機６１２内の冷凍機油不足による、圧縮機６１２の損傷等の危険性をさらに低減でき、さらに冷媒配管中の滞留冷凍機油による蒸発器６０９や凝縮器６１６などの熱交換器の効率低下を抑制することもできる。

また、冷蔵庫本体６０１を構成する例えばウレタンの熱伝導率低減や、真空断熱材の適用等により冷蔵庫本体６０１の断熱性能が向上し、圧縮機６１２を低能力化する必要性が生じた場合でも、上述のように、イソブタンと鉱油と内部低圧型圧縮機６１２の組み合わせにより、圧縮機６１２内に必要な冷凍機油を確保することが容易となる。

また、本実施の形態においては、圧縮機としてピストンがシリンダ内を往復動することで冷媒の圧縮を行う往復動型圧縮機を用いている為、回転式圧縮機と比較してピストンとシリンダ間のクリアランスを比較的高い精度で管理することが可能である。よって、ピストンとシリンダ間をシールする為に冷凍機油を多量に用いなくても充分なシール性を確保することができ、シリンダを経由して吐出される冷媒と共に吐出される冷凍機油の量も低減することができるので、圧縮機から吐出される冷凍機油の量を低減でき、圧縮機１２内の冷凍機油不足による、圧縮機１２の損傷等の危険性をさらに低減できる。

なお、イソブタンと鉱油と内部低圧型圧縮機の組み合わせによる上述の効果により、圧縮機６１２を蒸発器６０９の上方に配設した場合の、圧縮機６１２と蒸発器６０９の距離を遠ざけても、例えば本実施の形態のように圧縮機６１２が冷蔵庫本体６０１の天面の一部に配置され、蒸発器が冷蔵庫本体６０１の下部近傍に配置されて、蒸発器６０９から圧縮機６１２への冷媒の帰還経路の立ち上がり距離が大となる場合にも冷蔵庫の信頼性を充分に確保することが可能となる。

これにより、冷蔵庫本体６０１に温度体の異なる複数の貯蔵室を設けた場合に、蒸発器６０９を最上段の貯蔵室以外の貯蔵室に設けることが可能となり、圧縮機６１２の運転時に高温となる圧縮機６１２や凝縮器６１６等から蒸発器６０９を遠ざけることにより、高温部からの排熱影響による蒸発器６０９の冷却ロスを低減でき、蒸発器６０９の冷凍能力を最大限に利用できるので消費電力量を低減できる。

（実施の形態７）
図２３は、本発明の実施の形態７における冷蔵庫の概略断面図を示すものであり、図２４は同実施の形態における冷蔵庫の概略背面図を示しており、図２５は同実施の形態における冷蔵庫の概略部品展開図を示しており、図２６は同実施の形態における冷蔵庫の吸入配管要部概略斜視図を示しており、図２７は同実施の形態における冷蔵庫に搭載する圧縮機の概略断面図を示しており、図２８は同実施の形態における冷蔵庫の運搬状態の概略断面図を示しており、図２９は同実施の形態における冷蔵庫運搬時の圧縮機の概略断面図を示している。

図において断熱箱体７０１はＡＢＳなどの樹脂体を真空成型した内箱７１３とプリコート鋼板などの金属材料を用いた外箱７１４とで構成された空間に発泡充填する断熱体７１５を注入してなる断熱壁を備えている。断熱体７１５はたとえば硬質ウレタンフォームやフェノールフォームやスチレンフォームなどが用いられる。発泡材としてはハイドロカーボン系のシクロペンタンを用いると、温暖化防止の観点でさらによい。

断熱箱体７０１は複数の断熱区画に区分されており上部を回転扉式、下部を引出し式とする構成をとってある。上から冷蔵室７０２、並べて設けた引出し式の切替室７１６および製氷室７１７と、引出し式の野菜室７０３と引出し式の冷凍室７０４となっている。各断熱区画にはそれぞれ断熱扉がガスケット７１８を介して設けられている。上から冷蔵室回転扉７０５、切替室引出し扉７１９、製氷室引出し扉７２０、野菜室引出し扉７０６、冷凍室引出し扉７０７である。

冷蔵室回転扉７０５には扉ポケット７２１が収納スペースとして設けられており、庫内には複数の収納棚７２２が設けられてある。また冷蔵室７０２の最下部には貯蔵ケース７２３が設けてある。

また、断熱箱体７０１の外箱７１４は、天面奥部が切りかかれた鋼板をＵ曲げしたシェル７２４と底面パネル７２５と背面パネル７２６と天面後方を窪ませた凹み部７２７を構成する機械室パネル７２８とをシール性を確保して組み付けられて構成されている。機械室パネル７２８は鋼板の絞り加工により成型されており、加工性の向上のためにコーナー部はＲ形状がとられている。このＲ形状により発泡充填する断熱体７１５の分岐もしくは合流部の流路が確保されて流動性が良化され、充填不足によるボイドの発生などを防止できる。

なお、機械室パネル７２８は圧縮機７１１の配置部が最も深く、左右端に向かうに従って絞りが浅い形状とすることでも発泡充填する断熱体７１５の分岐もしくは合流部の流路が確保されて流動性が良化される。

さらになお、機械室パネル７２８は絞り加工としたので発泡充填のためのシール部が少なくてすむので工数的に有利であるし、また、板金加工により同様の形状を構成するならば絞り金型費用が少なくて済むうえに、絞りしわのない仕上げと寸法精度を上げることが可能である。

また、機械室パネル７２８は複数の空気抜き穴（図示せず）が各面に設けられており、外観および内観を阻害することなく残留空気によるボイドの発生や変形を防止することができる。

また、底面パネル７２５と背面パネル７２６には指先を引っ掛けることが可能な窪みからなる取っ手が設けられている。底面取っ手７２９は底面前方から中央にかけての位置で、前方から指先をかけられるよう二箇所に所定の間隔を置いて設けられている。背面取っ手７３０は背面パネル７２６の最上部のなるべく高い場所で上向きに指先をかけられるよう二箇所に所定の間隔を置いて設けられている。

また、内箱７１３は外箱７１４より一回り小さく、背面奥部が内側に凹んだ構成となっており、外箱７１４の中に組み入れることで断熱体７１５が発泡充填される空間が断熱箱体７０１に形成される。したがって、機械室パネル７２８の左右部も断熱体７１５が発泡充填されて断熱壁が構成され、強度確保される。さらに底面取っ手７２９や背面取っ手７３０も発泡充填された断熱体７１５により強度が確保される。

また、冷凍サイクルは凹み部２７に弾性支持して配設した圧縮機７１１と、圧縮機７１１の近傍に設けた機械室ファン７３１と、シェル７２４の天面や凹み部７２７や底面パネル７２５下部やシェル７２４の側面などに設けた凝縮器（図示せず）と、減圧器であるキャピラリ７３２と、水分除去を行うドライヤ（図示せず）と、野菜室７０３と冷凍室７０４の背面で冷却ファン７０８を近傍に配置して設けた蒸発器７０９と、吸入配管７３３とを環状に接続して構成されている。

凹み部７２７はビスなどで固定された天面カバー７３４が設けられており、凹み部７２７に設けられた圧縮機７１１や凝縮器（図示せず）や機械室ファンやドライヤや配管などを収納してある。

キャピラリ７３２と吸入配管７３３は、おおむね同等の長さの銅管であり、端部を残して熱交換可能にはんだ付けされている。キャピラリ７３２は減圧のため内部流動抵抗が大きい細径の銅管が用いられており、その内径は０．６ミリから１．０ミリ程度で長さとともに調節して減圧量を設計する。吸入配管７３３は圧力損失を低減するために大径の銅管が用いられており、その内径は６．３５ミリから７．９４ミリ程度で設計されている。また熱交換部７３５の長さを確保するために、蛇行させてコンパクトにまとめて、冷蔵室７０２の背面に蛇行部がくるようにして、内箱７１３と背面パネル７２６との中間に配置され断熱体７１５に埋設される。キャピラリ７３２と吸入配管７３３は、一方の端部を内箱７１３の野菜室７０３後方位置から突き出し蒸発器７０９と接続されており、他方の端部を機械室パネル７２８の淵に設けた切欠部（図示せず）から上方に突き出してドライヤ（図示せず）や凝縮器および圧縮機７１１と各々接続されている。

なお、比較的温度の高い野菜室７０３の後方から配管を庫内に出し入れするので、配管出し入れによる侵入する熱量の増加影響が小さく手済み省エネに効果がある。

また、吸入配管７３３はオイル流出防止トラップ７３６が圧縮機７１１との接続部近傍に設けられており、凹み部７２７に収納されている。組立て作業性やサービス作業性を向上させることを狙いに、配管の密集度を軽減し、後方から配管接続部を目視できるようにするために、圧縮機１１の配管接続部は背面側に面して圧縮機の左右に振り分けて配置されている。

吸入配管７３３は、圧縮機７１１の背面側下方部から側方に若干の上り勾配を設けて直進させた後、略垂直方向に圧縮機７１１の垂直方向中心線より高くかつ圧縮機７１１の高さより低い位置まで立ち上がり部を設ける。凹み部７２７を最小とし、冷蔵室庫内へのでっぱりを最小とするために圧縮機７１１の小型化と圧縮機周辺壁面との空間はできるだけ小さくすることが必要であり、上下方向に関しては圧縮機７１１の高さ以下に配管高さを設定することで配管の壁面接触防止を図ることができる。

さらに吸入配管７３３は垂直方向立ち上げ後、断熱箱体７０１の前方向に向って設けられた配管Ｕ曲げ部７３７で構成されたオイル流出防止トラップ７３６を設けてあり、配管Ｕ曲げ先端は圧縮機の平面方向中心線よりも断熱箱体の前方側に位置してある。圧縮機７１１は天面に向って曲率をもつ形状となっているために、圧縮機７１１の上方で配管曲げ部７３７を構成するとスペース的に余裕があり、配管収納空間を余分に取らず小型化が可能である。また、配管Ｕ曲げ部７３７を設けることで配管の弾性を持たせることができ、圧縮機７１１からの振動伝播を吸収し、配管固定部における応力集中を防ぎ配管破損の危険性を軽減できる。

吸入配管７３３はＵ曲げ後、略垂直方向に曲げられて機械室パネル７２８の背面端部から断熱体７１５内に埋設されている。

また、圧縮機７１１内部の構造について説明する。

図２５において、２ミリから４ミリの厚手の鋼板を深絞り成形してなる鉢形状の下シェル７３８と逆鉢形状の上シェル７３９を組み合わせて重なりあった部分であるシェル接合部７４０ａの周囲を溶接接続した密閉構造の圧縮機シェル７４０の内部に弾性体７４１で弾性支持された回転駆動部７４２と圧縮部７４３とを備え、圧縮機シェル７４０内部に端部を開放した吸入配管７３３と、吐出配管７４４で冷凍サイクルを構成する他の機器と接続されており、所定量のオイル７４５と冷媒（図示せず）が封入されている。また、下シェル７３８の下方部には断熱箱体７０１との弾性支持するための支持部７４６が取り付けられている。なお、支持部７４６は弾性支持部材の厚みを確保するための逃がしが一段の段差により設けられている。

回転駆動部７４２はモーター７４７と軸受け部７４８からなり、モーター７４７は電圧印加されて永久磁石との間に回転力を発生させる中空円柱状電磁コイルを有するステーター７４９と、ステーター７４９内部の中空部にあって微小隙間で相対させた永久磁石を有するローター７５０とからなり、軸受け部７４８は端部に偏芯シャフト７５１を備え、内部を両端開放中空とし、周囲に螺旋状の溝（図示せず）と内部連通する噴出穴を設けたシャフト７５２と、シャフト７５２を回転自在に保持する軸受け７５３で構成される。

圧縮部７４３は、先端にバルブ機構（図示せず）を備えたシリンダヘッド７５４を設けたシリンダ７５５と、ピストン７５６と、ピストン７５６と偏芯シャフト７５１とに揺動自在に取り付け回転動作を直線往復動作に変換するロッド７５７とで構成されている。圧縮された冷媒が直接圧縮機シェル７４０外部へと吐出されるようにシリンダヘッド７５４には吐出配管７４４がバルブ機構を介して接続されており、また吸入部はバルブ機構を介して圧縮機シェル７４０内部に開放されている。特に消音のために、吸入経路はシリンダヘッド７５４と機械室シェル７４０の吸入ガス経路間に消音マフラー（図示せず）が配設されている。

なお、吸入配管７３３は圧縮機シェル７４０の内壁面に対して開口端が面一となるように配置されており、圧縮機７１１の小型化を行っている。

まず各断熱区画の温度設定と冷却方式について説明する。冷蔵室７０２は冷蔵保存のために凍らない温度を下限に通常１〜５℃で設定されている。また、貯蔵ケース７２３は肉魚などの保鮮性向上のため比較的低めの温度、たとえば−３〜１℃で設定される。

切替室７１６はユーザーの設定により温度設定を変更可能であり、冷凍室温度帯から冷蔵、野菜室温度帯まで所定の温度設定にすることができる。また、製氷室７１７は独立の氷保存室であり、自動製氷装置（図示せず）を備えて、氷を自動的に作製、貯留するものである。氷を保存するために冷凍温度帯であるが、氷の保存が目的であるために冷凍温度帯よりも比較的高い−１８℃〜−１０℃の冷凍温度で設定されることも可能である。

野菜室７０３は冷蔵室７０２と同等もしくは若干高い温度設定の２℃〜７℃とすることが多い。凍らない程度で低温にするほど葉野菜の鮮度を長期間維持することが可能である。

冷凍室７０４は冷凍保存のために通常−２２〜−１８℃で設定されているが、冷凍保存状態の向上のために、たとえば−３０や−２５℃の低温で設定されることもある。

各室は異なる温度設定を効率的に維持するために断熱壁によって区分されているが、低コストでかつ断熱性能を向上させる方法として断熱体１５で一体に発泡充填することが可能である。発泡スチロールのような断熱部材を用いるのに比べて約２倍の断熱性能とすることができ、仕切りの薄型化による収納容積の拡大などができる。

次に冷凍サイクルの動作について説明する。庫内の設定された温度に応じて温度センサ（図示せず）および制御基板からの信号により冷却運転が開始および停止される。冷却運転の指示により圧縮機１１内部では回転駆動部７４２のモーター７４７にターミナル（図示せず）から電線を通して電圧印加される。

モーター７４７が動作するとステーター７４９の電磁コイルが励磁して永久磁石を有するローター７５０との間に回転力を発生させる。ローター７５０の回転により、軸受部７４８ではローター７５０に固定されたシャフト７５２が同期回転し、偏芯シャフト７５１も偏芯回転する。偏芯シャフト７５１の回転により揺動自在に設けられたロッド７５７を通して、ピストン７５６はシリンダ７５５内を往復動作する。

これにより圧縮部７４３で冷媒ガスの圧縮動作が行われる。つまり、ピストン７５６がシリンダ７５５から最も離れた位置に移動するときに、シリンダ７５５内の圧力が低下し、シリンダヘッド７５４に設けられた吸入部のバルブ機構（図示せず）が開放となり、圧縮機シェル７４０内の冷媒ガスが消音マフラー（図示せず）を経由してシリンダ７５５内に吸入される。次にピストン７５６がシリンダ７５５と最も近づく位置に移動するときに、吸入された冷媒ガスが圧縮されて高温高圧の冷媒ガスとなってシリンダヘッド７５４の吐出部からバルブ機構を介して吐出される。吐出された冷媒ガスはシリンダヘッド７５４に直接接続された吐出配管７４４を通して圧縮機シェル７４０外へと送られる。

このように圧縮機シェル７４０内は低圧の冷媒ガスが存在する内部低圧型の構成となっており、吸入配管から戻ってくる冷媒ガスは圧縮機シェル７４０内へと放出されている。

圧縮機７１１の軸受部７４８や圧縮部７４３に存在する摺動部７５８はオイル７４５により潤滑性を確保されている。さらにオイル７４５と冷媒ガスは相溶性のある組合せを選定してあり、オゾン破壊係数の低いＲ１３４ａとエステルオイルの組合せや、特に地球温暖化係数も低く環境保護に良いハイドロカーボン系の冷媒であるＨＣ６００ａと鉱油の組合せなどがある。

また、オイル７４５は圧縮機シェル７４０内に封入されており、下部に貯留されて所定のオイル面高さを確保するように封入量が決められている。摺動部７５８へのオイル７４５の供給はシャフト７５２の回転による遠心力でシャフト７５２の中空内部を伝わり行われる。シャフト７５２の下端がオイル７４５に完全につけられており、ここからシャフト５２内部をさかのぼるオイル７４５が摺動部７５８の各部位に相対する位置に設けられた噴出穴（図示せず）から吹付けられている。さらに、シャフト７５２周囲の螺旋溝により摺動部７５８へのオイル７４５の供給を十分にいきわたらせることができる。

以上のような圧縮機７１１の動作により吐出された高温高圧の冷媒は、凝縮器（図示せず）にて放熱して凝縮液化し、キャピラリ７３２で減圧されて低温低圧の液冷媒となり蒸発器７０９に至る。

冷却ファン７０８の動作により、庫内の空気と熱交換されて蒸発器７０９内の冷媒は蒸発気化され、熱交換された低温の冷気をダンパ（図示せず）などで分配することで各室の冷却が行われる。

蒸発器７０９を出た冷媒は吸入配管７３３を経て圧縮機７１１へと吸い込まれる。このとき吸入配管７３３はキャピラリ７３２と熱交換可能にはんだ付けされて断熱体７１５に埋設されているので、周囲に熱が逃げることなく低温の吸入配管７３３から高温のキャピラリ７３２へと伝熱する。キャピラリ７３２は冷媒の減圧過程において冷却されるので比エンタルピが低下し冷凍効果が増加する。吸入配管７３３は冷媒温度が上昇し出口部で周囲温度とほぼ同等以上とすることができる。吸入配管７３３の冷媒温度が上昇するので圧縮機７１１に吸入される過程における熱損失は小さくて済み効率が向上する。冷凍温度を生成する冷凍サイクルは蒸発器７０９での冷媒温度が−２０度以下の非常に低温であるために、特に熱損失を低減する効果は大きいものとなる。

また、キャピラリ７３２は比較的高温であるために低温部位に配置すると吸入配管７３３との熱交換以外に放熱が生じ、冷凍サイクルの熱損失が生じるとともに庫内への熱負荷となり省エネ性を低下させてしまうが、庫内温度の高い冷蔵室７０２の背面にキャピラリ７３２と吸入配管７３３を配置したので熱損失や庫内への熱負荷が大きく増加することなく、省エネ性の確保が可能である。特に熱交換部７３５の長さを十分に確保し、かつ冷蔵室２の背面で蛇行させてコンパクトに収納するので省エネ化と吸入配管７３３の十分な温度上昇が得られ、加えて、蛇行部は昇り勾配を設けトラップのない構成としてあるので、液冷媒や冷凍機オイルが滞留することがなく、圧力損失などの性能影響を引き起こすことがない。

以上のような動作を行う冷蔵庫の運搬や移設時においては、図２６に示すように底面パネル７２５及び背面パネル７２６に設けた底面取っ手７２９と背面取っ手７３０を使って４人など複数人数で運搬するようにしてある。

冷蔵庫の重量は内容積の大型化や高機能化に伴う付加部品の増加や省エネ化のための密度の大きい真空断熱材使用量の増加などに伴いずいぶんと増加してきており、また冷蔵庫の外寸も高さは１８００ミリ近くあるものが主流となり、幅や奥行も６００ミリから７５０ミリ程あり、運搬の工夫は非常に重要なものとなってきている。

客先までの冷蔵庫配送時には必ずといってよいほど横倒しでの運搬形態が必要となっており、そのため底面と背面上部に取っ手が設けてある。また、配送時だけでなく、引越しや模様替えなど、冷蔵庫は電源投入直前に横倒しして運搬されることが多い。

これらの取っ手構成により、冷蔵庫は扉面を上方に向けての運搬可能となり、運搬中に扉が不意に開放されて運搬者にとって不安全となり、庫内部品や収納物が落下するなどの問題を防止することができる。

このとき天面の凹み部７２７に設けられている圧縮機７１１の内部は、図２７に示すように、圧縮機シェル７４０内に開放された吸入配管７３３の開口端がオイル７４５中に没してしまうこととなり、吸入配管７３３から逆流流出が可能な状態となるが、配管Ｕ曲げ部７３７からなるオイル流出防止トラップ７３６が、運搬時のオイル７４５の滞留面に対して、上方に立ち上がり構成されているのでオイル７４５が吸入配管７３３内と蒸発器７０９内に流出することがない。運搬後の再設置時にはオイル流出防止トラップ７３６内のオイル７４５は圧縮機シェル７４０内へと重力で戻り、吸入配管７３３内をオイル７４５で閉塞した状態のままにすることがない。

このことから圧縮機シェル７４０内のオイル７４５が所定量確保されて摺動部７５８への給油不足や、特に圧縮機７１１のイニシャル始動となる電源投入時において摺動部７５８への給油不足を防止できるので、圧縮機７１１の損傷等の危険性をさらに低減できる信頼性の高い冷蔵庫を提供できる。

なお、凹み部７２７の庫内でっぱりを最小限とするために、凝縮器を薄型とし天面に配置してもよいし、箱型の構成として凹み部７２７に圧縮機７１１と機械室ファン７３１とを順番に並列配置して、上下方向の内容積を確保してもよいし、また凝縮器はフィンチューブタイプやワイヤーチューブタイプやスパイラルフィンチューブタイプなど外表面積を拡大させ放熱能力を増加させると、凝縮器の小型化や能力増加による省エネ化などで効果がある。

また凝縮器は強制空冷タイプだけでなく、外箱７２３の内側に熱伝達よく貼り付けられた銅配管で構成される自然空冷タイプであってもよいし、各室断熱扉体間の仕切りに配設して防滴防止を行うための銅配管を組み合わせてもよい。

なお、冷媒にはＨＣのＲ６００ａを用いると、さらに冷媒ガスの比容積が大きく、体積流量が増加するので熱交換部の流速も増加し、伝熱促進となり吸入配管７３３の温度上昇とキャピラリ７３２の冷却による冷凍効果の増加に対し効果が向上するとともに、冷媒との相溶性が大きく、ガス流速も大きいのでオイル７４５の循環性が良好となり信頼性確保の面で有利である。

またなお、電動三方弁や電動膨張弁などの流路制御手段を用いて、区画構成や温度設定の構成に応じた複数の蒸発器を使い分けたり、複数のキャピラリを切り替えたり、減圧量を制御したり、圧縮機７１１の停止中にガスカットなどして更なる省エネ化を図ることができる。特に流路制御手段を断熱箱体７０１の天面にある凹み部７２７に設けることで庫内への熱負荷を低減することができ、さらに省エネ効果がある。

またなお、冷蔵庫運搬用の背面取っ手７３０は強度が確保しやすい凹み部７２７の下方に設けたが、同位置で制御基板を中央にその両側に背面取っ手７３０を設けるならば、スペース効率よく配置でき内容積拡大の効果がある。また天面カバー７３４の上方左右に振り分けて背面取っ手７３０を設けると圧縮機７１１の設置空間を逃げて取っ手形状が構成できるのでスペース効率がよく、さらにもち運びにおいても、断熱箱体７０１のコーナー部を握ることとなるので持ちやすい効果がある。底面取っ手７２９においても底面前方端に設けることで、コーナー部を握ることとなり持ちやすさを向上させることができる。

なお、断熱箱体７０１の凹み部７２７は左右壁面を断熱体７１５で構成したが、シェル７２４だけで側面を構成すると、圧縮機７１１の放熱性が向上し、さらに凹み部７２７に配置する部品スペースが大きくとることができる。

なお、本実施の形態では、圧縮機７１１は断熱箱体７０１の天面後方にある凹み部７２７に備えることとしたが、断熱箱体７０１の天面部に凹部等を設けずにほぼ平面状の天面部に圧縮機７１１を備えた場合でも、蒸発器７０９が圧縮機７１１より下方にあるタイプの冷蔵庫においては同様に、冷蔵庫の運搬等によって横倒しをした時に、圧縮機７１１下方に配置された吸入配管７３３および蒸発器７０９などにオイルが流出するのを防止するので、圧縮機７１１内のオイル量を確保しオイル面高さを大幅に減少させることを防止でき、圧縮機７１１の摺動部へのオイル供給を確保し、圧縮機７１１の損傷等の危険性を低減できる。

（実施の形態８）
図３０は本発明の実施の形態８における冷蔵庫に搭載する圧縮機の概略断面図であり、図３１は本発明の実施の形態８における冷蔵庫に搭載する圧縮機の内部を上部から見た図である。

図において、圧縮機１００内部で吸入配管８００は下シェル８０１の圧縮機内部に延出しないようにシェル内部とほぼ同一面に配設されており、吸入マフラー８０２の吸入口８０２ａと近接して対向するように配設されている。

吸入配管８００のシェル内開口部がシェル内面とほぼ同一面に配設されている理由は、構造面に関してはシェル内の内部構成部品に対しての吸入配管８００の物理的緩衝を防いで小型化を図るためである。

また、回転子８０３ａと固定子８０３ｂとを有している電動要素８０３は、下シェル８０１に弾性部材を有した支持部８０５を介して弾性支持されており、電動要素８０３の上部には圧縮要素８０４が配置されている。

また、圧縮機１００と凝縮器（図示せず）と減圧器（図示せず）と蒸発器（図示せず）とを順に備えて一連の冷媒流路を形成した冷凍サイクルには冷媒としてＲ６００ａが封入されており、圧縮機１００内部にはＲ６００ａに対して相互溶解性の大きい鉱油を原料としたオイル８１０が封入されている。

このように、電動要素８０３が下部に配置されるタイプの圧縮機１００においては、圧縮機１００の運転に伴って回転を行う電動要素８０３の回転子８０３ａがオイル８１０と緩衝しないように支持部８０５の高さや取り付け位置を配慮した上で配置をされている。

また、圧縮要素８０４には上シェル（図示せず）または下シェル８０１と一定の隙間を有した当たり部８２０が形成されている。

次に、圧縮機１００の詳細を以下に説明する。

シャフト８４０は、回転子８０３ａを圧入や焼嵌めにより固定した主軸部８４１と、主軸部８４１に対して偏芯して形成された偏芯部８４２を有する。シリンダブロック８５０は、略円筒形の圧縮室８５１を有するとともに、シャフト８４０の主軸部８４１を軸支する為の軸受部８４３を有し、電動要素８０３の上方に形成されている。

この時、回転子８０３ａの圧縮要素８０４側には回転子凹部８０３ｃが形成されており、この回転子凹部８０３ｃ内に軸受部８４３が延出していることで圧縮要素８０４を電動要素８０３の回転子の高さ範囲内に嵌挿することで小型化を実現している。

ピストン８６０は、圧縮室８５１に遊嵌され、連結手段８６１でシャフト８４０の偏芯部８４１に連結され、シャフト８４０の回転運動をピストン８６０の往復運動に変換し、ピストン８６０が圧縮室８５１の空間を拡大、縮小することでシェル内の冷媒を吸入マフラー８０２の吸入口８０２ａから吸込み、シリンダヘッド８５２の内部に設けられたバルブ（図示せず）を介して、シリンダブロック８５０に形成された吐出マフラー８５３と吐出管８５４、吐出チューブ８７０を通ってシェルの外部の吐出配管８３１に吐出する。

高圧配管である吐出管８５４は、内径１．５ｍｍから３．０ｍｍの鋼管で、Ｌ字やＵ字曲げを使って柔軟性を持つように形成されており、圧縮要素８０４とシェルの吐出チューブ８７０とは弾性をもって接続されている。

また、電動要素８０３は回転子８０３ａに永久磁石を用いたインバーター電動機を用いている。従来一般的であったインダクション電動機では、固定子８０３ｂや回転子８０３ａの積厚が大きくないと圧縮機１００の運転に必要なトルクが発生しないが、回転子８０３ａに永久磁石を用いたインバーター電動機を用いることにより、回転トルクの発生に必要な励磁電流が必要でなくなるため固定子８０３ｂの積厚や回転子８０３ａの積厚は低くすることが出来、電動要素８０３をコンパクトにすることが出来る。

次に圧縮機１００の動作について説明する。

圧縮機に通電がなされると、ターミナル８８０、リード線８８１を通って電動要素８０３の固定子８０３ｂに電流が流れ、固定子８０３ｂが発生する回転磁界により回転子８０３ａが回転する。回転子８０３ａの回転により、回転子に連結されたシャフト８４０の偏芯部８４２がシャフト８４０の軸心より偏芯した回転運動を行う。シャフト８４０の偏芯運動は、偏芯部８４２に連結された連結手段８６１によって往復運動に変換され、連結手段８６１の他端に連結されたピストン８６０の往復運動となり、ピストン８６０は、圧縮室８５１内の容積を変化させながら冷媒の吸入圧縮を行う。

ピストン８６０が、圧縮室８５１内で一往復中に吸入、吐出する容積を気筒容積と云い、気筒容積の大小で冷却する能力が変化する。

次に圧縮機を停止した状態で冷蔵庫が運搬等により傾いた場合について説明する。

長時間において圧縮機１００が運転されない状態であると、Ｒ６００ａは液化して液冷媒８９０となって、液化したＲ６００ａよりも比重の重い鉱油であるオイル８１０の上部に貯留される。このように冷媒が液化した状態で液冷媒がオイルの上部に貯留される汎用の冷媒としてはＣＯ_２冷媒と、エステル油やエーテル油の組み合わせでも同様となる。これに対して、例えば従来冷媒として一般的に用いられていたＲ１３４ａとエステル油の場合ではオイルと液冷媒の上下関係は逆となり、液冷媒が下部に貯留され、その上部にエステル油が貯留される。

本実施の形態のように、液冷媒８９０がオイル８１０の上部に貯留されるタイプの冷媒とオイルの組み合わせを用いた圧縮機１００においては、圧縮機１００を傾けると下シェル８０１の内壁面とほぼ同一面に開口されている吸入配管８００に下部に貯留されているオイル８１０が達すると、シェルの外へと容易に流出することで、シェル内部のオイル８１０が減少し油面高さが減少してしまう。

このように油面高さが低下すると、圧縮要素８０４の摺動部に供給されるオイル量が減少し、摺動部の摩耗等が発生する可能性があり、信頼性が低下してしまうおそれがあった。

この課題に対して本発明においては、単位体積当たりの冷凍能力がＲ１３４ａに比べて約１／２程度、ＣＯ_２に比べて約１／２０程度まで小さい冷媒であるＲ６００ａを用いている。これによって、Ｒ１３４ａやＣＯ_２と同等の冷凍能力を得る為に、気筒容積をＲ１３４ａに比べて約２倍、ＣＯ_２に比べて２０倍程度まで大きくするので、圧縮機のピストン押しのけ量もこの気筒容積の増加に比例して増大する。すなわち、冷媒の単位時間当たりの体積流量が増大するので、冷凍システム内を冷媒が通過する際の配管内の流速がＲ１３４ａに比べて約２倍、ＣＯ_２に比べて約２０倍程度にまで増大するので、冷凍システム内に滞留しているオイル８１０を圧縮機１００内部へ速やかに戻すことが可能となり、シェル内のオイル量不足を防止することができる。

また、このような冷蔵庫の運搬等による冷凍機油面の低下については、圧縮機の電源を入れた直後から１０分間程度のうちの少なくとも半分である５分間以上においては、圧縮機の回転数を商用電源周波数より高い回転数で駆動するようなインバーター装置を用いると、高回転によって圧縮機のピストン押しのけ量が増大することで、冷凍システム内を冷媒が通過する際の配管内の流速がより増大するので、冷凍システム内に滞留しているオイル８１０を圧縮機１００内部へより速やかに戻すことができ、シェル内のオイル量不足を防止することができる。

また、本実施の形態の圧縮機１００では圧縮機の高さ方向の小型化を実現しており、従来の一般的な小型圧縮機の全高１９０〜２００ｍｍに対して、本実施の形態の圧縮機１００は１４５ｍｍ程度まで高さ方向における小型化を図っている。

このような圧縮機の全高に対する小型化を行うにあたっては、信頼性の低下を避ける為、圧縮機の内部に封入するオイル量の油面高さについては一般的な従来の小型圧縮機と同等の３０ｍｍ程度を確保した為に、従来の圧縮機の全高に対するオイル油面高さが１２〜１３％程度であったのに対して、本実施の形態の小型圧縮機においては圧縮機の全高に対するオイル油面高さが１７％程度まで増大しており、圧縮機が傾いた場合のオイル流出がより大きな課題となっていた。

この課題に対して、本実施の形態の圧縮機１００は小型化を実現するにあたって、圧縮要素８０４および電動要素８０３の高さを低減することで、圧縮機を小型化している。

すなわち、圧縮要素８０４および電動要素８０３からなる機械部を弾性的に支持する支持部８０５の部分を高さ低減の要素として取り込まず、圧縮要素８０４および電動要素８０３の機械部すなわち内部構成部品で高さ低減を図ることで、オイル８１０が機械部の電動要素８０３と緩衝せず、かつ油面高さの変動が生じにくい配慮をしている。

このように、冷蔵庫本体の上部に圧縮機１００を配置する形態において、大きな課題となる圧縮機１００の高さ方向の小型化に関して、小型化を図る要素や観点の中でも、特に、オイル流出を促進する方向でない、換言すればオイル流出抑制に関わる信頼性維持のための特有の上述の小型化要素の組み合わせ構成を採用している。

また、オイル８１０の油面の最上部から吸入配管８００の開口部までの高さについては従来の圧縮機と同等以上の寸法関係を確保することによってもオイル８１０の流出を抑制することができる。例えば、吸入配管８００のシェルへの開口位置はシェル内の最大高さに対して１／２高さより上部に位置していることで、圧縮機１００が傾いた場合のオイル流出を防止する効果を大きくすることができる。

また、本実施の形態においては圧縮要素８０４には上シェル（図示せず）または下シェル８０１と一定の隙間を有した当たり部８２０が形成されているので、圧縮機が傾いた際には当たり部８２０と上シェルもしくは下シェル８０１とが当接することで、大きな圧縮要素８０４および電動要素８０３からなる機械部は大きく傾斜することがない。したがって、傾斜側に移動したオイルの容積を機械部が圧迫することを防ぎ、空間部を確保できるので、オイル８０８が吸入配管より流出しやすくなるのを防止できる。

（実施の形態９）
図３２は、本発明の実施の形態９における冷蔵庫に搭載する圧縮機の概略断面図を示している。

圧縮機９００内部で吸入配管９０６はシェルの内部に延出しており、吸入マフラー９３９に弾性部材であるスプリング９０６ａを介して接合されたダイレクトサクションタイプであり、吸入マフラー９３９の内部空間経路を経てシリンダ９３６内へと通じている。また、吸入配管９０６のシェル内部側は上方に向かった曲げ部を有しており、シェル内には上方に向かって開口するとともに、弾性部材であるスプリング９０６ａと連結している。

また吸入マフラー９３９はシリンダヘッド９３５へと経路がつながっており、シリンダ９３６やシリンダヘッド９３５と同方向に配置される。さらに吸入配管９０６も吸入マフラー９３９と接続するために同方向に配置されている。吐出配管９０７は圧力脈動の低減のため配管の弾性を高めるように所定の配管長さをとってシリンダヘッドと反対側で下シェルと取り付けてある。吸入配管９０６と吐出配管９０７を反対側で構成することでより小型の圧縮機９００の構成が可能となる。

以上のようなダイレクトサクションの構成により、圧縮機９００が傾斜した場合でもシリンダ９３６の隙間やシリンダヘッド９３５のバルブ隙間や、吸入マフラー９３９に設けられたオイル９０８戻し穴（図示せず）など微小空間を通してしか、オイル９０８の逆流流出が発生しない。

なお、吸入配管９０６と吸入マフラー９３９との接合は密着巻きされたスプリングで構成すると、圧縮振動の伝達低減となる上に、オイル９０８も粘性によりスプリング隙間からの流出が低減できるので、オイル９０８の逆流を低減することが可能である。

なお、吸入配管９０６と吸入マフラー９３９とを接続する弾性部材として、本実施の形態ではスプリングを用いたが、ゴム等の弾性的な樹脂を用いても良い。

以上のように、本発明にかかる冷蔵庫は、庫内が有効且つ便利に使えるので、家庭用や業務用の冷蔵庫などの冷却装置を用いた機器に適用できる。

本実施の形態の圧縮機の縦断面図本実施の形態の圧縮機の水平断面図本実施の形態１における圧縮機のインダクション電動機とインバーター電動機の比較図本実施の形態１における圧縮機の突極集中巻固定子の平面図本実施の形態１における冷蔵庫の圧縮機の脚部分の斜視図本発明の実施の形態２における冷蔵庫の圧縮機の概略断面図本発明の実施の形態２における冷蔵庫の圧縮機の概略断面図本発明の実施の形態３における圧縮機の概略断面図本発明の実施の形態３における圧縮機の密閉容器の概略斜視図本発明の実施の形態３における圧縮機の密閉容器の概略平面図本実施の形態における圧縮機の概略断面図本発明の実施の形態４における冷蔵庫の概略断面図同実施の形態における冷蔵庫の概略背面図同実施の形態における冷蔵庫の概略部品展開図同実施の形態における冷蔵庫の圧縮機の縦断面図同実施の形態における冷蔵庫の圧縮機の水平断面図同実施の形態における冷蔵庫の圧縮機のインダクション電動機とインバーター電動機の比較図同実施の形態における冷蔵庫の圧縮機の突極集中巻固定子の平面図同実施の形態における冷蔵庫の圧縮機の脚部分の斜視図本発明の実施の形態５における冷蔵庫の概略断面図本発明の実施の形態６における冷蔵庫の概略図同実施の形態における冷媒と冷凍機油の溶解度曲線図本発明の実施の形態７における冷蔵庫の概略断面図同実施の形態における冷蔵庫の概略背面図同実施の形態における冷蔵庫の概略部品展開図同実施の形態における冷蔵庫の吸入配管要部概略斜視図同実施の形態における冷蔵庫に搭載する圧縮機の概略断面図同実施の形態における冷蔵庫の運搬状態の概略断面図同実施の形態における冷蔵庫運搬時の圧縮機の概略断面図本発明の実施の形態８における冷蔵庫に搭載する圧縮機の概略断面図本発明の実施の形態８における冷蔵庫に搭載する圧縮機の内部を上部から見た図本発明の実施の形態９における冷蔵庫に搭載する圧縮機の概略断面図従来の冷蔵庫の概略断面図

符号の説明

１箱本体
１１，６０１，７１１，９００圧縮機
１５ａ扉
１５ｂ貯蔵室
２３，２００天面
２７凹部
２８ａ背面
２９ａ最上段収納スペース
３０ｃ室内側底壁面
３０ｄ棚底部
３４ｂ，２０３頂部
１０１下容器
１０２上容器
１０３，４０３密閉容器
１０６脚
１０６ｂ固着面
１０６ｃ曲げ部
１０６ｄ弾性部材配置下面
１０７，２７０弾性部材
１１０電動要素
１１１，２４０回転子
１１１ａ回転子凹部
１１２固定子
１１３，２０９圧縮要素
１３０，２１０シャフト
１３１，２１０ｂ主軸部
１３２，２１０ａ偏芯部
１３４，２３１圧縮室
１３５軸受部
１３６，２３２ピストン
１５１永久磁石
１６１固定子鉄心
１７１突極部
２０１通風ダクト
２０２下面
２１０ｃ副軸部
２２０主軸受
２２１副軸受
２８０圧縮機設置面
２８１窪み
４０６脚
４１０コブ部
４１０ａ脚コブ部
４１０ｂ支持コブ部
４１１凹状コブ部
４１３支持部材
４１３ａ支持部
４２０接続部分
４５６脚
４５６ａ固着面
６０９，７０９蒸発器
６１３第一の天面部
６１５第二の天面部
６１７機械室カバー
６１８冷凍サイクル
６１９キャピラリー
６２０サクションライン
７０１断熱箱体
７２７凹み部
７３３吸入配管
７３６オイル流出防止トラップ
７３７配管Ｕ曲げ部
７３８下シェル
７３９上シェル
７４０ａシェル接合部
７４０圧縮機シェル
７４１弾性体
７４２回転駆動部
７４３圧縮部
７４４吐出配管
７４５オイル
７４６支持部
７５１偏芯シャフト
７５２シャフト
７５３軸受け
７５４シリンダヘッド
７５５シリンダ
７５６ピストン
７５７ロッド
７５８摺動部
８００吸入配管
８０１下シェル
８０３電動要素
８０３ａ回転子
８０３ｂ固定子
８０４圧縮要素
８０５支持部
８１０オイル
８４３軸受部
９０６吸入配管
９０６ａスプリング
９０７吐出配管
９０８オイル
９３５シリンダヘッド
９３６シリンダ
９３９吸入マフラー

Claims

密閉容器内に、固定子と回転子からなる電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素とを収納し、前記圧縮要素と前記電動要素からなる機械部は、密閉容器に対して支持部材を介して弾性的に支持され、圧縮室と前記圧縮室内で往復動するピストンを備えた往復動型であり、主軸部と偏芯部とを有したシャフトと、前記主軸部に固着された前記回転子と、前記主軸部を軸支する軸受部とを有し、前記機械部は冷媒としてＲ１３４ａを用いた場合と比べて小さくなる単位体積当たりの冷凍能力を補う為に相対的に気筒容積を大きくした炭化水素冷媒用であり、前記回転子の前記圧縮要素側には、回転子凹部を有するとともに、前記軸受部を前記回転子凹部内に延在し、前記電動要素を複数の回転数で運転されるインバーター駆動の電動機とし、前記電動要素の前記回転子には永久磁石を用い、圧縮機の高さを低減した圧縮機。
圧縮機に封入される炭化水素冷媒はＲ６００ａであり、圧縮機に封入されるオイルは鉱油またはアルキルベンゼンを用いる請求項１に記載の圧縮機。
電動要素は、固定子を構成する固定子鉄心の複数の突極部絶縁体を介して巻線を巻回した突極集中巻型である請求項１または２に記載の圧縮機。
圧縮要素は圧縮室を備えたシリンダブロックを有し、前記シリンダブロックは電動要素への取り付け面を形成する脚部を備え、前記シリンダブロックの脚部は突極集中巻型の固定子鉄心に取り付けられることでブロック脚部の長さを短くした請求項３に記載の圧縮機。
回転子に収納された永久磁石は、希土類の永久磁石からなる請求項１から４のいずれか一項に記載の圧縮機。
圧縮機は電動要素と圧縮要素とからなる内部構成部品を支持する支持部以外の構成要素で高さ方向の小型化を図ったものであって、前記圧縮機の密閉容器に接続された吸入配管には前記圧縮機内部からのオイルの流出を防止するオイル流出防止トラップが設けられた請求項１から５のいずれか一項に記載の圧縮機。
圧縮機は内部低圧型であって、上下二分割の上シェルと下シェルを備え、内部に内部構成部品を収納した後、前記上シェルと前記下シェルとがシェル接合部において密閉接合されており、前記下シェル側に設けられた吸入配管は下シェル内壁面とほぼ同一面上で圧縮機内部に開口している請求項６に記載の圧縮機。
冷凍サイクルには冷媒が封入されるとともに、前記冷媒は液化した状態において、圧縮機に封入されるオイルよりも比重が軽いものである請求項６または７に記載の圧縮機。
密閉容器の下端部から密閉容器の頂部までの高さを１４４ｍｍ以下とした請求項１から８のいずれか一項に記載の圧縮機。
請求項１から９のいずれか一項に記載の圧縮機と凝縮器と減圧器と蒸発器とを順に備えて一連の冷媒流路を形成した冷凍サイクルを有した冷凍装置。
請求項１０に記載の冷凍装置と、断熱箱体と、前記断熱箱体内に形成された貯蔵室とを備え、前記冷凍装置により前記貯蔵室を冷却する冷蔵庫。