JP2009257125A - 密閉型電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、製造工程における組み立て工数が増えて生産性が低下し、コストアップすることなく、簡単な構成で低振動及び低騒音な密閉型電動圧縮機を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の密閉型電動圧縮機は、電動機構１０８と圧縮機構１０９とを有する電動圧縮機構１１０を弾性部材１１１を介して支持し、電動圧縮機構１１０を封入する密閉容器１０３において、密閉容器１０３の１次共振モードの腹となる部位の厚みが、１次共振モードの節となる部位の厚みより薄く形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、冷蔵庫、自動販売機等に用いられる冷凍装置の構成要素である密閉型電動圧縮機に関するものである。

従来、この種の密閉型電動圧縮機においては、作動時に発生する振動及び騒音の低減が大きな課題であった。このような振動及び騒音を低減するために、従来の密閉型電動圧縮機においては、密閉容器に振動減衰部材を取り付けた構成のものがあった。例えば、特許文献１の密閉型電動圧縮機では、密閉容器に弾性材料で構成されたダンピング部材を取り付けることにより、密閉容器の共振周波数を変更して低騒音化を図っていた。

以下、添付の図面を参照しつつ従来の密閉型電動圧縮機について説明する。
図７は特許文献１に記載された従来の密閉型電動圧縮機の縦断面図であり、図８は従来の密閉型電動圧縮機の密閉容器における上側容器に固定されるダンピング部材を示す斜視図である。

図７及び図８において、上側容器１と下側容器２とにより構成される密閉容器３は、固定子８と回転子１２を有する電動機である電動機構５と、この電動機構５により駆動される圧縮機構６を収容しており、密閉容器３の底部には冷凍機油７が貯留されている。

電動機構５は、固定子８と、クランクシャフト１０に圧入固定された回転子１２とを備え、電源の入力により回転子１２が回転するよう構成されている。圧縮機構６は、略円筒形の圧縮室１４を形成するシリンダブロック１５と、圧縮室１４に対して冷媒（図示せず）の吸入及び吐出を案内するシリンダヘッド１６と、圧縮室１４内を往復摺動自在に挿入され、クランクシャフト１０の偏心部１７との間が連結手段１８により接続されたピストン１９と、を備えている。

また、上側容器１の内側には、弾性材料で形成され、所定の弾性力で上側容器１を押圧するよう取り付けられて、上側容器１の共振周波数を変更させるダンピング部材２０が設けられている。

以上のように構成された従来の密閉型電動圧縮機について、以下その動作を説明する。
電動機構５に対して電源が入力されると、回転子１２が固定子８に対して回転し、クランクシャフト１０を回転させる。このとき、クランクシャフト１０の偏心部１７とピストン１９を連結する連結手段１８により、回転子１２の回転運動がピストン１９の往復運動に変換される。ピストン１９は、圧縮室１４内で往復運動しつつ、冷媒の吸引及び圧縮を繰り返し、冷媒を吐出する。

上記のように密閉型電動圧縮機が動作するとき、冷媒の圧力脈動、及び圧縮室１４とピストン１９間の摺動等により振動及び騒音が発生し、特定の周波数の騒音が密閉容器３内に放射される。
図７及び図８に示した従来の密閉型電動圧縮機においては、ダンピング部材２０が密閉容器３の上側容器１に取り付けられているため、上側容器１の共振周波数が変更されている。この結果、密閉容器３の共振を防止することができるため、この従来の密閉型電動圧縮機においては騒音の増大が防止されていた。
特開２００４−３２４６３８号公報

しかしながら、上記従来の密閉型電動圧縮機の構成では、振動減衰部材としてダンピング部材２０を密閉容器に取り付けているため、密閉容器３の重量が増加する構成であった。この結果、密閉容器３の共振周波数は低域側に移動して、電動機構５及び圧縮機構６の機械振動が高いレベルの周波数に近づくため、密閉容器３が電動機構５及び圧縮機構６の機械振動と共振して、振動が大きくなる可能性があった。

また、上記のように密閉容器３の共振周波数を変更して、密閉容器３の共振を防止するためには、ダンピング部材２０を密閉容器３に取り付ける必要があり、製造工程における組み立て工数が増えて生産性が低下し、コストアップに繋がるという課題を有していた。

本発明は、上記従来の密閉型電動圧縮機における課題を解決するものであり、製造工程における組み立て工数が増えて生産性が低下し、コストアップすることなく、簡単な構成で低振動及び低騒音な密閉型電動圧縮機を提供することを目的とする。

上記従来の密閉型電動圧縮機における課題を解決するために、本発明の密閉型電動圧縮機は、電動機構と前記電動機構により駆動される圧縮機構とを有する電動圧縮機構、及び
前記電動圧縮機構を弾性部材を介して支持し、前記電動圧縮機構を封入する密閉容器、を備えており、前記密閉容器の１次共振モードにおいて腹となる部位の厚みが、前記１次共振モードにおいて節となる部位の厚みより薄く形成されている。このように構成された本発明の密閉型電動圧縮機は、密閉容器の１次共振モードの腹となる部位の厚みを節となる部位の厚みより薄くすることにより、密閉容器の共振周波数を変更したものである。密閉容器の１次共振周波数を変更することにより、電動圧縮機構が発生させる機械振動により密閉容器が加振されることを防止し、共振を防止することができる。

本発明の密閉型電動圧縮機は、製造工程における組み立て工数が増えて生産性の低下を招くことがなく、且つ別部材を設けてコストにアップに繋がるような構成でもなく、電動圧縮機構が発生させる機械振動により密閉容器が加振されることを防止して、共振を低減することができる。このため、本発明によれば、低振動で低騒音な密閉型電動圧縮機を提供することができる。

本発明の第１の観点の密閉型電動圧縮機は、
電動機構と前記電動機構により駆動される圧縮機構とを有する電動圧縮機構、及び
前記電動圧縮機構を弾性部材を介して支持し、前記電動圧縮機構を封入する密閉容器、を備えた密閉型電動圧縮機であって、
前記密閉容器の１次共振モードにおいて腹となる部位の厚みが、前記１次共振モードにおいて節となる部位の厚みより薄く形成されている。第１の観点の密閉型電動圧縮機においては、電動圧縮機構の機械振動により密閉容器が加振されることを防止して、密閉容器における電動圧縮機構の機械振動との共振を低減することができ、低振動で低騒音な密閉型電動圧縮機を提供することができる。

本発明の第２の観点の密閉型電動圧縮機は、前記第１の観点における前記密閉容器の１次共振モードにおいて腹となる部位において、最大振幅の部位の厚みが最も薄く、前記１次共振モードにおいて節となる部位に近づくにしたがい徐々に厚くなるよう形成されている。第２の観点の密閉型電動圧縮機においては、密閉容器の共振周波数を変更して、電動圧縮機構の機械振動により密閉容器が加振されることを防止することができる。

本発明の第３の観点の密閉型電動圧縮機は、前記第２の観点における前記密閉容器において、１次共振モードの腹となる部位の厚みが前記１次共振モードにおいて節となる部位の厚みに対して０．９以下に設定されている。第３の観点の密閉型電動圧縮機においては、密閉容器の共振周波数を変更して、電動圧縮機構の機械振動により密閉容器が加振されることを防止することができ、密閉容器の共振を低減することができる。

本発明の第４の観点の密閉型電動圧縮機は、前記第１の観点における前記密閉容器が第１の容器と第２の容器との組み合わせにより構成され、
前記第２の容器が前記電動圧縮機構を弾性部材を介して支持し、
前記第１の容器の１次共振モードにおいて腹となる部分の厚みが、当該１次共振モードにおいて節となる部分の厚みより薄く形成されている。第４の観点の密閉型電動圧縮機においては、第２の容器の共振周波数より高域側にある第１の容器の共振周波数を変更して、電動圧縮機構の機械振動により密閉容器が加振されることを確実に防止することができる。

本発明の第５の観点の密閉型電動圧縮機は、前記第４の観点における前記第１の容器及び前記第２の容器が鋼鈑により構成され、前記第１の容器における厚みが、前記第２の容器との封着部分の縁部分から中心部分に向かって徐々に薄くなるよう形成されている。第５の観点の密閉型電動圧縮機においては、第１の容器の共振周波数を変更して、電動圧縮機構の機械振動により第１の容器が加振されることを防止することができ、密閉容器における電動圧縮機構の機械振動との共振を確実に低減することができる。

本発明の第６の観点の密閉型電動圧縮機は、前記第４の観点における前記第１の容器の１次共振モードの共振周波数が、前記電動圧縮機構の機械振動における高レベルの周波数領域を除く領域に設定されている。第６の観点の密閉型電動圧縮機においては、第１の容器の共振周波数が電動圧縮機構の機械振動における高いレベルの周波数領域とは一致せず、機械振動により密閉容器が加振されることを確実に防止することができる。

本発明の第７の観点の密閉型電動圧縮機は、前記第４の観点における前記第１の容器の１次共振モードの共振周波数が、前記電動圧縮機構の機械振動における高レベルの周波数領域より高い領域側に設定されている。第７の観点の密閉型電動圧縮機においては、第１の容器の共振周波数が、第１の容器の共振周波数よりも低域側にある第２の容器の共振周波数に近づくことがなく、且つ第１の容器の共振周波数を電動圧縮機構が発生させる機械振動における高いレベルの周波数領域とは一致しないよう構成できるため、第２の容器の共振と電動圧縮機構の機械振動により第１の容器が加振されることを防止することができる。

本発明の第８の観点の密閉型電動圧縮機においては、前記第４の観点の前記第１の容器における１次共振モードの腹となる部分が、前記第１の容器における前記第２の容器との封着部分である縁部分から最遠部分である頂上部分を含む曲面部分である。第８の観点の密閉型電動圧縮機においては、第１の容器の１次共振モードの腹となる曲面部分の面積を大きく設定することが可能となり、その曲面部分の厚みをその周辺の厚みよりも、容易に且つ精度高く薄く形成することができる。このため、第８の観点の密閉型電動圧縮機においては、精度高く確実に第１の容器の共振周波数を変更することが可能であり、それにより、騒音を低減できるとともに、第１の容器の生産性が向上する。

本発明の第９の観点の密閉型電動圧縮機は、前記第８の観点の前記第１の容器において、１次共振モードの腹となる曲面部分の厚みが縁部分の厚みに対して０．９以下であることが好ましい。本発明の第９の観点の密閉型電動圧縮機は、必要最小限の工数で第１の容器の曲面部分の厚みをその周辺の厚みより薄く形成することができるため、工数の削減により生産性が向上するとともに、コストアップを抑制することができる。

本発明の第１０の観点の密閉型電動圧縮機は、前記第８の観点の前記第１の容器において、１次共振モードの腹となる曲面部分の厚みが当該第１の容器の素材の厚みに対して０．９以下であることが好ましい。本発明の第１０の観点の密閉型電動圧縮機は、必要最小限の工数で第１の容器の曲面部分の厚みをその周辺の厚みより薄く形成することができるため、工数の削減により生産性が向上するとともに、コストアップを抑制することができる。

本発明の第１１の観点の密閉型電動圧縮機は、前記第８の観点の前記第１の容器における１次共振モードの腹となる曲面部分の内面側の曲率を、当該曲面部分の外面側の曲率より大きく設定して、前記第１の容器の共振周波数を調整してもよい。本発明の第１１の観点の密閉型電動圧縮機は、第１の容器の１次共振モードの腹となる曲面部分の内面側の曲率を大きく設定して、その曲面部分の厚みを薄くしたことにより、第１の容器の剛性低下を招くことなく、且つ第１の容器の重量をアップさせることなく、第１の容器の共振周波数を変更することができるとともに、第１の容器の１次共振周波数を効果的に高域側へ移動させることができ、騒音を低減することができる。

本発明の第１２の観点の密閉型電動圧縮機は、前記第１乃至第１１の観点の前記電動機構が、少なくとも商用電源周波数を超える運転周波数を含む複数の運転周波数により駆動されるよう構成してもよい。電動圧縮機構が発生させる機械振動は運転周波数が高いほど大きくなるが、本発明の第１２の観点の密閉型電動圧縮機においては、第１の容器が機械振動により加振されて共振周波数で共振することを防止して、第１の容器の共振を抑制することができるため、密閉型電動圧縮機の運転周波数が高い時においても騒音を確実に低減することができる。

以下、本発明の密閉型電動圧縮機の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しつつ説明する。なお、以下の具体的な実施の形態は、本発明の密閉型電動圧縮機の構成の一例を示すものであり、実施の形態における要素と同じ機能、構成及び動作を示すものは本発明に含まれるものであり、以下の実施の形態の構成によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明に係る実施の形態１の密閉型電動圧縮機を示す縦断面図である。図２は実施の形態１の密閉型電動圧縮機における第１の容器である上側容器を示す平面図であり、図３は実施の形態１の密閉型電動圧縮機における上側容器の縦断面図である。

図１から図３において、第１の容器である上側容器１０１と第２の容器である下側容器１０２により構成される密閉容器１０３の内部には、固定子１０５と回転子１０６を有する電動機である電動機構１０８と、この電動機構１０８により駆動される圧縮機構１０９と、を備えた電動圧縮機構１１０が収容されている。電動圧縮機構１１０は振動を吸収するためのスプリング等の弾性部材１１１を介して密閉容器１０３に支持されており、冷凍機油１１２は密閉容器１０３の底部に貯留されている。

実施の形態１の密閉型電動圧縮機における電動機構１０８の駆動方式は、商用電源周波数よりも高い運転周波数を含む複数の運転周波数により駆動されるインバータ方式である。

次に、実施の形態１の密閉型電動圧縮機における圧縮機構１０９の構成について説明する。
クランクシャフト１１４は、回転子１０６を圧入固定した主軸部１１５及びこの主軸部１１５に対して偏心して形成された偏心部１１６を有する。また、主軸部１１５の内部にはオイルポンプ１１７が形成されており、そのオイルポンプ１１７の下端は冷凍機油１１２中に開口するように配設されている。
電動機構１０８の上方に設けられているシリンダブロック１２０は、略円筒形の圧縮室１２２を有すると共に、主軸部１１５を軸支する軸受部１２３を備えている。

ピストン１３０は、シリンダブロック１２０の圧縮室１２２内を往復摺動自在に設けられており、偏心部１１６との間が連結手段１３１により連結されている。
圧縮室１２２の端面を封止するバルブプレート１３４は、吸入バルブ１３５の開閉により圧縮室１２２と連通可能な吸入孔（図示せず）を備えている。
シリンダヘッド１３８は、バルブプレート１３４を介して圧縮室１２２の端面を封止するようシリンダブロック１２０に固定されている。

実施の形態１の密閉型電動圧縮機において、密閉容器１０３内に冷媒ガスを導くための吸入管（図示せず）は、下側容器１０２に固定され、冷凍サイクルの低圧側（図示せず）に接続されている。
吸入マフラー１４２は、バルブプレート１３４とシリンダヘッド１３８に挟持されることにより固定され、主にガラス繊維を添加した結晶性樹脂であるポリブチレンテレフタレート等の合成樹脂で形成されている。

圧縮された冷媒ガスを密閉容器１０３の外部に吐出する吐出管１４４は、下側容器１０２に固定され、冷凍サイクルの高圧側（図示せず）に接続されている。この吐出管１４４は、ディスチャージライン１４６を介して圧縮機構１０９に連結されている。

上側容器１０１の平面図である図２及び上側容器１０１の縦断面図である図３に示されているように、上側容器１０１の板厚が部位により異なるよう構成されている。図３に示すように、上側容器１０１において下側容器１０２に固着される下側の開口部１５５の縁部分（封着部分）に対して、その上側となる頂上部分近傍の板厚は、他の部位より薄く形成されている。上側容器１０１における頂上部分近傍において、密閉容器１０３の第１の容器１０１が共振したときの１次共振モードの腹となる曲面部分１５０の板厚は、その周辺部分１５１の板厚よりも薄く形成されている。実施の形態１の密閉型電動圧縮機においては、上側容器１０１の曲面部分１５０の板厚と周辺部分１５１の板厚の比率（頂上部分の板厚／開口部１５５の縁部分の板厚）は、０．６５となるように形成されている。

一般的に、冷蔵庫等に搭載される密閉型電動圧縮機において、上側容器１０１はその開口部１５５の形状が円形状若しくはオーバル形状である。このため、上側容器１０１の開口部１５５に対して最遠部分である頂上部分は、図２に示すように、上側容器１０１のほぼ中央部分となる。この頂上部分が１次共振モードの腹となる曲面部分１５０となる。

実施の形態１の密閉型電動圧縮機においては、密閉容器１０３の外周面形状が、比較対象とした従来の密閉型電動圧縮機の密閉容器の外周面形状と同一となるよう形成されている。即ち、実施の形態１における上側容器１０１の全高は、比較対象とした従来の密閉型電動圧縮機における上側容器の高さと同一であり、上側容器１０１の外面１５０ａは従来の密閉型電動圧縮機の上側容器の外面と同じ形状である。しかし、実施の形態１における上側容器１０１の内面１５０ｂは、比較対象とした従来の密閉型電動圧縮機の上側容器の内面とは異なっている。実施の形態１における上側容器１０１の１次共振モードの腹となる曲面部分１５０の板厚が、その周辺部分１５１の板厚より薄く形成されている。即ち、上側容器１０１の曲面部分１５０において、その内面１５０ｂの曲率は、外面１５０ａの曲率より大きくなっている。このため、１次共振モードの腹となる曲面部分１５０の実質的な曲率は、比較対象とした従来の密閉型電動圧縮機における上側容器の１次共振モードの腹となる曲面部分の曲率よりも大きくなっている。

次に、上記のように構成された実施の形態１の密閉型電動圧縮機について、その動作について説明する。
密閉型電動圧縮機に電源が供給されると、固定子１０５に電流が流れ、磁界が発生する。固定子１０５に発生した磁界により回転子１０６は所望の回転数で回転する。回転子１０６はクランクシャフト１１４を回転させ、偏心部１１６が偏心運動を行う。偏心部１１６の偏心運動は、連結手段１３１を介してピストン１３０を往復運動させるため、ピストン１３０は圧縮室１２２内を往復運動する。

吸入管（図示せず）から吸入された冷媒ガスは、吸入マフラー１４２及びバルブプレート１３４に設けられた吸入孔を通って圧縮室１２２内へと導かれる。冷媒ガスは、ピストン１３０の往復運動により圧縮された後、シリンダヘッド１３８及びディスチャージライン１４６を介して吐出管１４４から排出される。

このように、冷媒ガスの吸入及び吐出を繰り返すことにより、圧縮室１２２内では大きな圧力変動が発生する。この圧力変動に伴って、電動圧縮機構１１０には大きな振動が発生する。電動圧縮機構１１０の振動は、弾性部材１１１、ディスチャージライン１４６、及び吐出管１４４を介して密閉容器１０３に伝動され、密閉容器１０３を加振させる。

また、冷媒ガスの流れに伴って、吸入管及び吐出管１４４内には圧力脈動が発生するため、吸入管及び吐出管１４４の配管を介して、密閉容器１０３が加振される。
さらに、吸入管により密閉容器１０３内へ放出された冷媒ガスの圧力脈動は、直接密閉容器１０３を加振させる。

図４は、本発明に係る実施の形態１の密閉型電動圧縮機における機械振動特性図であり、具体的には、実施の形態１における電動圧縮機構１１０の機械振動特性図である。図４において、横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸は加速度レベル［ｄＢ］である。

図５は実施の形態１における密閉容器１０３の振動特性図である。図５において、横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸はイナータンス［ｄＢ］であり、実施の形態１における上側容器１０１の振動特性を破線（Ａ）で示し、従来の密閉型電動圧縮機における上側容器（図７の符号１参照）の振動特性を比較のために実線（ａ）で示す。また、実施の形態１における上側容器１０１の１次共振周波数を符号Ｂで示し、従来の密閉型電動圧縮機における上側容器の１次共振周波数を符号ｂで示す。また、図５において、符号Ｃは実施の形態１における下側容器１０２の１次共振周波数を示す。

図６は実施の形態１の密閉型電動圧縮機の騒音特性図である。図６において、横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸は騒音レベル［ｄＢ］である。図６においては、実施の形態１における上側容器１０１を用いた密閉型電動圧縮機の騒音特性を破線（Ｘ）で示し、従来の上側容器を用いた密閉型電動圧縮機の騒音特性を比較のために実線（Ｙ）で示している。図６に示す騒音特性図においては、蒸発温度が−３０℃、凝縮温度が４０℃であり、且つ、密閉型電動圧縮機の運転周波数が商用電源周波数を超える６９ｒｅｖ／ｓｅｃにて運転した場合の特性を示している。なお、使用した冷媒はＲ６００ａである。

図５の振動特性図に示すように、従来の密閉型電動圧縮機において、上側容器の振動特性は、この上側容器の騒音に大きく影響する１次共振周波数が３．５ｋＨｚ近傍となっており、図４に示した電動圧縮機構１１０が発生させる機械振動の加速度レベルが高い周波数領域と一致している。このため、従来の密閉型電動圧縮機における上側容器は、圧縮機構（図７の符号６参照）の機械振動により加振されて、特に１次共振周波数で共振し、図６に示す騒音特性のように３．５ｋＨｚ近傍で大きな騒音が発生させる。

一方、本発明に係る実施の形態１の密閉型電動圧縮機においては、上側容器１０１を構成する、１次共振モードの腹となる曲面部分１５０の板厚がその周辺部分１５１の板厚よりも薄く形成されている。このため、１次共振モードの腹となる曲面部分１５０の質量が低減されており、上側容器１０１の１次共振周波数を高域側へ移動させている。
この質量の低減によって、上側容器１０１の共振周波数が高域側へ変化するという理由は、上側容器１０１の共振周波数ｆと、上側容器１０１の１次共振モードの腹となる部分の剛性ｋと、上側容器１０１の１次共振モードの腹となる部分の質量ｍとの間に、下記の（数１）で表される関係があることによる。

上側容器１０１の１次共振周波数で共振することに起因する騒音を低減するためには、上側容器１０１におけるいずれの部位の質量を低減しても効果があるわけではなく、上側容器１０１の１次共振モードの腹となる部分の質量ｍを低減することで効果が発揮される。

しかし、上側容器１０１の開口部１５５の縁部分に対する中央部分である頂上部分を含む、１次共振モードの腹となる曲面部分１５０の板厚を均一に薄くしたのでは、上側容器１０１の１次共振モードの腹となる部分の質量ｍを低減させることはできるものの、１次共振モードの腹となる部分の剛性ｋが質量ｍ以上に低下してしまい、前記の（数１）で表される上側容器１０１の共振周波数ｆが低域側に移動してしまい、高域側へ移動させることはできない。

この問題を解決するために、実施の形態１の密閉型電動圧縮機においては、上側容器１０１の高さを比較対象とする従来の密閉型電動圧縮機における上側容器の高さと同一となるように形成し、１次共振モードの腹となる曲面部分１５０の外面１５０ａが従来の上側容器と同形状とし、１次共振モードの腹となる曲面部分１５０の内面１５０ｂを従来の上側容器よりも曲率を大きく形成している。即ち、上側容器１０１の曲面部分１５０において、その内面１５０ｂの曲率が外面１５０ａの曲率より大きく形成されている。

具体的な形状としては、１次共振モードの腹となる曲面部分１５０の外面１５０ａの曲率を従来の上側容器の外面の曲率と同じとし、かつ曲面部分１５０の内面１５０ｂの曲率を従来の上側容器よりも大きく形成している。したがって、１次共振モードの腹となる曲面部分１５０の板厚は従来の上側容器に比べて均一に薄いのではなく、１次共振モードの腹となる曲面部分１５０の中央に近づくほど板厚が薄くなる形状である。即ち、実施の形態１の密閉型電動圧縮機の上側容器１０１においては、１次共振モードの腹となる曲面部分１５０の中央部分が、開口部１５５の縁部分の１次共振モードのノード（節）となる部分より薄く形成されており、曲面部分１５０の中央に近づくに従い板厚が徐々に薄くなるよう形成されている。したがって、上側容器１０１において縁部分から最遠部分である頂上部分の板厚が最も薄く形成されている。

上側容器１０１の１次共振モードの腹となる曲面部分１５０の形状を上記のように形成することにより、１次共振モードの腹となる曲面部分１５０の剛性低下の影響を質量低減の影響よりも小さく抑えることが可能となる。即ち、実施の形態１の構成によれば、上側容器１０１における１次共振モードの腹となる部分の剛性ｋを大きく低下させることなく、質量ｍを低減させることが可能となる。

実施の形態１の密閉型電動圧縮機においては、上側容器１０１の振動特性が、図５に示すように、上側容器１０１の１次共振周波数を、電動圧縮機構１１０が発生させる機械振動において低いレベルの周波数領域である３．６ｋＨｚ近傍まで移動させている。

したがって、上側容器１０１の１次共振周波数は、電動圧縮機構１１０が発生させる機械振動における高いレベルの周波数領域と異なるため、上側容器１０１が電動圧縮機構１１０の機械振動により大きく加振されて共振することが大幅に低減される。

また、実施の形態１の密閉型電動圧縮機においては、高域側へ移動した上側容器１０１の１次共振周波数である３．６ｋＨｚ近傍は、図４に示したように、電動圧縮機構１１０が発生させる機械振動において低いレベルの周波数領域であるため、３．６ｋＨｚ近傍で大きな騒音が発生することはない。

上側容器１０１の１次共振周波数の３．６ｋＨｚ近傍は、下側容器１０２の１次共振周波数３．１ｋＨｚ近傍（図５において符号Ｃで示す１次共振周波数）とも一致しておらず、下側容器１０２の共振により上側容器１０１が加振されることもない。このため、実施の形態１の密閉型電動圧縮機においては、上側容器１０１と下側容器１０２の共振による騒音が発生することを防止することができ、低騒音の運転を実現することができる。

上記のように、実施の形態１の密閉型電動圧縮機においては、上側容器１０１の１次共振周波数は、電動圧縮機構１１０が発生させる機械振動における高いレベルの周波数領域より高域側であり、一致しない構成である。このため、上側容器１０１の１次共振周波数を電動圧縮機構１１０が発生させる機械振動の高いレベルの周波数より低域側に設定して、一致しないように構成とすることも考えられる。

下側容器１０２内には電動圧縮機構１１０が弾性部材１１１を介して支持されるとともに冷凍機油１１２が含まれているために、下側容器１０２は上側容器１０１に比べて実質的に質量が大きく、重い構成となっている。したがって、一般的には、上側容器１０１の１次共振周波数よりも下側容器１０２の１次共振周波数の方が低い周波数領域となる。このように下側容器１０２の１次共振周波数は、上側容器１０１の１次共振周波数より低い周波数領域となっているため、上側容器１０１の１次共振周波数を電動圧縮機構１１０の機械振動における高いレベルの周波数より低域側に設定する場合には、この点に注意が必要である。実施の形態１においては、下側容器１０２の１次共振周波数は３．１ｋＨｚ近傍である。

したがって、上側容器１０１の１次共振周波数を電動圧縮機構１１０が発生させる機械振動における高いレベルの周波数の低域側に設定する場合には、一般的に下側容器１０２の１次共振周波数に近づくことになる。もし、上側容器１０１の１次共振周波数が下側容器１０２の１次共振周波数と一致した場合には、上側容器１０１が下側容器１０２の共振により大きく加振されてしまう。

そのため、上側容器１０１の１次共振周波数を、電動圧縮機構１１０が発生させる機械振動における高いレベルの周波数の低域側に設定することは、あまり好ましくはない。
もちろん、上側容器１０１の１次共振周波数を下側容器１０２の１次共振周波数と一致させないように周波数を設定し、且つ上側容器１０１の１次共振周波数と電動圧縮機構１１０が発生させる機械振動の高いレベルの周波数領域とも一致させないように設定することができれば、前述の実施の形態１と同様に実施可能であり同様の効果を奏することは言うまでもない。

また、実施の形態１の密閉型電動圧縮機においては、少なくとも商用電源周波数を超える運転周波数を含む複数の運転周波数で駆動されるインバータ方式を用いている。
一般的に電動圧縮機構が発生させる機械振動のレベルは高運転周波数になるほど増大し、それに伴って密閉容器を加振させる加振力も増大する。しかし、本発明に係る実施の形態１の密閉型電動圧縮機においては、上側容器１０１の１次共振周波数が機械振動により加振されて共振周波数で共振することを防止する構成であるため、高い運転周波数で駆動されても、低振動及び低騒音の運転を実現することができる。

なお、実施の形態１においては、上側容器１０１の板厚に関して、１次共振モードの腹となる曲面部分１５０の板厚と、その周辺部分１５１である開口部１５５の縁部分近傍の板厚とを比較すると、その比率は０．６５の例を用いて説明した。実施の形態１における比率０．６５は一例としての数値であり、本発明においてはその比率が０．９以下０．４以上であれば同様の作用、効果を奏することを発明者は確認した。

一般的に深絞り加工により密閉容器を成型する場合、密閉容器の板厚は素材の板厚に対して減少する。したがって、深絞り加工において、１次共振モードの腹となる曲面部分１５０の板厚を、その周辺部分１５１の板厚より薄くし、その比率を０．９以下とすれば、ほぼ同様の効果、作用を奏する。

また、本発明の密閉型電動圧縮機においては、上側容器１０１の開口部１５５の近傍である縁部分（１次共振モードの節の部分）の板厚に対する１次共振モードの腹となる曲面部分１５０の板厚の比率を０．９以下０．４以上に設定すれば、実施の形態１と同様の作用、効果を奏する。

本発明に係る密閉型電動圧縮機は、製造工程における組み立て工数や製造コストを増大させることなく、圧縮機構が発生させる機械振動による密閉容器の共振を防止して、低騒音化、低振動化を図ることができるため、冷凍装置や除湿機等の分野において有用である。

本発明に係る実施の形態１の密閉型電動圧縮機の縦断面図 実施の形態１の密閉型電動圧縮機における上側容器の平面図 実施の形態１の密閉型電動圧縮機における上側容器の縦断面図 実施の形態１の密閉型電動圧縮機における機械振動特性図 実施の形態１の密閉型電動圧縮機における上側容器の振動特性図 実施の形態１の密閉型電動圧縮機における上側容器の騒音特性図 従来の密閉型電動圧縮機の縦断面図 従来の密閉型電動圧縮機における上側容器に固定されるダンピング部材を示す斜視図

符号の説明

１０１ 上側容器
１０２ 下側容器
１０３ 密閉容器
１０８ 電動機構
１０９ 圧縮機構
１１０ 電動圧縮機構
１５０ 曲面部分
１５０ａ 外面
１５０ｂ 内面
１５５ 開口部

Claims (12)

1. 電動機構と前記電動機構により駆動される圧縮機構とを有する電動圧縮機構、及び
   前記電動圧縮機構を弾性部材を介して支持し、前記電動圧縮機構を封入する密閉容器、を備えた密閉型電動圧縮機であって、
   前記密閉容器の１次共振モードにおいて腹となる部位の厚みが、前記１次共振モードにおいて節となる部位の厚みより薄く形成された密閉型電動圧縮機。
2. 前記密閉容器の１次共振モードにおいて腹となる部位において、最大振幅の部位の厚みが最も薄く、前記１次共振モードにおいて節となる部位に近づくにしたがい徐々に厚くなるよう形成された請求項１に記載の密閉型電動圧縮機。
3. 前記密閉容器において、１次共振モードの腹となる部位の厚みが前記１次共振モードにおいて節となる部位の厚みに対して０．９以下である請求項２に記載の密閉型電動圧縮機。
4. 前記密閉容器が第１の容器と第２の容器との組み合わせにより構成され、
   前記第２の容器が前記電動圧縮機構を弾性部材を介して支持し、
   前記第１の容器の１次共振モードにおいて腹となる部分の厚みが、当該１次共振モードにおいて節となる部分の厚みより薄く形成された請求項１に記載の密閉型電動圧縮機。
5. 前記第１の容器及び前記第２の容器が鋼鈑により構成され、前記第１の容器における厚みが、前記第２の容器との封着部分の縁部分から中心部分に向かって徐々に薄くなるよう形成された請求項４に記載の密閉型電動圧縮機。
6. 前記第１の容器の１次共振モードの共振周波数が、前記電動圧縮機構の機械振動における高レベルの周波数領域を除く領域に設定されている請求項４に記載の密閉型電動圧縮機。
7. 前記第１の容器の１次共振モードの共振周波数が、前記電動圧縮機構の機械振動における高レベルの周波数領域より高い領域側に設定されている請求項４に記載の密閉型電動圧縮機。
8. 前記第１の容器における１次共振モードの腹となる部分は、前記第１の容器における前記第２の容器との封着部分である縁部分から最遠部分である頂上部分を含む曲面部分である請求項４に記載の密閉型電動圧縮機。
9. 前記第１の容器において、１次共振モードの腹となる曲面部分の厚みが縁部分の厚みに対して０．９以下である請求項８に記載の密閉型電動圧縮機。
10. 前記第１の容器において、１次共振モードの腹となる曲面部分の厚みが当該第１の容器の素材の厚みに対して０．９以下である請求項８に記載の密閉型電動圧縮機。
11. 前記第１の容器における１次共振モードの腹となる曲面部分の内面側の曲率を、当該曲面部分の外面側の曲率より大きく設定した構成の請求項８に記載の密閉型電動圧縮機。
12. 前記電動機構は、少なくとも商用電源周波数を超える運転周波数を含む複数の運転周波数により駆動されるよう構成された請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の密閉型電動圧縮機。

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