JP2016223435A - 密閉型圧縮機および冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】特に低い回転数で発生する振動を低減することで、低回転での運転を可能とする密閉型圧縮機を提供すること。【解決手段】本発明の密閉型圧縮機１０は、圧縮機本体１００が、電動要素１１０と、圧縮要素１２０とからなり、密閉容器２００内にはオイルが貯留され、圧縮要素１２０は、シリンダ部１２１を形成するシリンダブロック１２２と、ピストン１２３と、クランクシャフト１２４とを備え、シリンダブロック１２２は、軸受部１２５を形成し、シリンダ部１２１は、圧縮室１２６を形成し、圧縮機本体１００は、曲面３０１を形成する支持部３００を備え、曲面３０１と密閉容器２００内の受面２０１とには、曲面３０１と受面２０１とが当接する当接部３０５が形成されることを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明は、密閉容器内に圧縮機本体を支持する構造を改善することで振動を低減した密閉型圧縮機およびこれを搭載した冷凍装置に関するものである。

近年の省エネや節電のニーズの高まりに伴い、冷蔵庫の断熱性能は向上しており、冷蔵庫用レシプロ圧縮機のさらなる低能力（低回転）対応の必要性が高まっている。
ところが、低回転運転時には密閉型圧縮機で発生する振動が大きくなりやすく、冷蔵庫本体への振動伝播が課題となっている。
従来の密閉型圧縮機は、圧縮機本体をスプリングにより密閉容器内に弾性支持することで、ピストンの往復運動による振動の伝達を低減している（特許文献１）。
また、圧縮機本体を密閉容器内で支持する弾性支持部材の一部に平面部を設け、この平面部を潤滑油中に配置することで、潤滑油の粘性抵抗を利用して振動を減衰することが提案されている（特許文献２）。

特開２００３−３９５８号公報 特開２０１０−１２７１９１号公報

特許文献１および特許文献２では、圧縮機本体を弾性支持部材で支持する構成であり、弾性支持部材を用いる場合、非常に低い回転数で運転される際には、弾性支持部材のばね定数と、圧縮機本体の質量や形状に起因する固有値（固有周期、固有振動数）との間で共振現象が生じる。
図２２は、弾性支持部材として多く採用されているスプリングを用いた場合の回転数と振動比率との関係を示している。
図２２では、３０ｒ／ｓを下回ると振動が大幅に増加する傾向を示している。

そこで本発明は、特に低い回転数で発生する振動を低減することで、低回転での運転を可能とする密閉型圧縮機および冷凍装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明の密閉型圧縮機は、圧縮機本体と、前記圧縮機本体を収容する密閉容器とを備え、前記圧縮機本体が、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からなり、前記密閉容器内にはオイルが貯留され、前記圧縮要素は、シリンダ部を形成するシリンダブロックと、前記シリンダ部内を往復運動するピストンと、前記ピストンを動作させるクランクシャフトとを備え、前記シリンダブロックは、前記クランクシャフトを軸支する軸受部を形成し、前記シリンダ部は、圧縮室を形成し、前記圧縮機本体は、曲面を形成する支持部を備え、前記曲面と前記密閉容器内の受面とには、前記曲面と前記受面とが当接する当接部が形成されることを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の密閉型圧縮機において、前記曲面を前記圧縮機本体の下部に形成し、前記受面を前記密閉容器の内底面としたことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項２に記載の密閉型圧縮機において、前記当接部を、前記圧縮機本体の重心の鉛直下方としたことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の密閉型圧縮機において、前記曲面を球面としたことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の密閉型圧縮機において、前記曲面の曲率中心を、前記圧縮機本体の重心以上の高さとしたことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１から請求項３、及び請求項５のいずれかに記載の密閉型圧縮機において、前記曲面として、少なくとも第１曲面と第２曲面とを有し、前記第１曲面と前記第２曲面とは、前記曲面の曲率中心が互いに異なることを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項１から請求項３、請求項５、及び請求項６のいずれかに記載の密閉型圧縮機において、前記ピストンの往復運動の方向をｘ方向、前記ｘ方向と水平面で直交する方向をｙ方向としたとき、前記曲面は前記ｙ方向に曲率中心軸を有することを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項１から請求項３、請求項５、請求項６、及び請求項７のいずれかに記載の密閉型圧縮機において、前記当接部は１箇所であり、前記曲面と前記受面とが線接触することで前記当接部が形成されることを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項１から請求項８のいずれかに記載の密閉型圧縮機において、前記当接部は１箇所であり、前記当接部を、前記クランクシャフトの回転軸中心よりも前記シリンダ部側に配置したことを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項１から請求項７のいずれかに記載の密閉型圧縮機において、前記当接部は複数箇所であり、前記当接部を、前記ピストンの中心軸を含む鉛直平面の両側に配置したことを特徴とする。
請求項１１記載の本発明は、請求項１から請求項７のいずれかに記載の密閉型圧縮機において、前記当接部は複数箇所であり、前記ピストンの往復運動の方向をｘ方向としたとき、それぞれの前記当接部は、前記ｘ方向に変位可能であることを特徴とする。
請求項１２記載の本発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の密閉型圧縮機において、前記当接部は複数箇所であり、前記ピストンの往復運動の方向をｘ方向、前記ｘ方向と水平面で直交する方向をｙ方向としたとき、前記当接部が形成される複数の前記曲面は、前記ｙ方向に共通の曲率中心軸を有することを特徴とする。
請求項１３記載の本発明は、請求項１から請求項７のいずれかに記載の密閉型圧縮機において、前記当接部は複数箇所であり、前記曲面と前記受面とが線接触することでそれぞれの前記当接部が形成されることを特徴とする。
請求項１４記載の本発明は、請求項１から請求項７のいずれかに記載の密閉型圧縮機において、前記当接部は複数箇所であり、前記曲面と前記受面とが点接触することでそれぞれの前記当接部が形成されることを特徴とする。
請求項１５記載の本発明は、請求項１から請求項１４のいずれかに記載の密閉型圧縮機において、前記曲面及び前記受面の少なくとも一方が樹脂材で形成されることを特徴とする。
請求項１６記載の本発明は、請求項１から請求項１４のいずれかに記載の密閉型圧縮機において、前記曲面と前記受面との間に樹脂緩衝材を設けたことを特徴とする。
請求項１７記載の本発明は、請求項１から請求項１６のいずれかに記載の密閉型圧縮機において、前記支持部が、前記受面に対する前記圧縮機本体の変位を制限する制限部材を有することを特徴とする。
請求項１８記載の本発明は、請求項１７に記載の密閉型圧縮機において、前記制限部材を、弾性材からなる薄板で形成し、前記薄板の一端を前記圧縮機本体に取り付け、前記薄板の他端を前記密閉容器に取り付けたことを特徴とする。
請求項１９記載の本発明は、請求項１から請求項１８のいずれかに記載の密閉型圧縮機において、前記軸受部が、前記電動要素の上方に配置する上軸受部と、前記電動要素の下方に配置する下軸受部とからなることを特徴とする。
請求項２０記載の本発明は、請求項１から請求項１９のいずれかに記載の密閉型圧縮機において、前記支持部を前記シリンダブロックで形成することを特徴とする。
請求項２１記載の本発明は、請求項１から請求項２０のいずれかに記載の密閉型圧縮機において、前記クランクシャフトが、主軸部と偏心軸部とからなり、前記圧縮機本体の重心を、前記シリンダ部と前記主軸部との間に位置させたことを特徴とする。
請求項２２記載の本発明は、請求項１から請求項２１のいずれかに記載の密閉型圧縮機において、前記クランクシャフトの回転軸を鉛直方向とし、前記ピストンが水平方向に往復動作することを特徴とする。
請求項２３記載の本発明は、請求項１から請求項２２のいずれかに記載の密閉型圧縮機において、前記ピストンを、前記圧縮機本体の重心より上方に配置することを特徴とする。
請求項２４記載の本発明は、請求項１から請求項２３のいずれかに記載の密閉型圧縮機において、遠心力が作用する複数のバランスウエイトを、前記クランクシャフトに設けたことを特徴とする。
請求項２５記載の本発明は、請求項２４に記載の密閉型圧縮機において、前記バランスウエイトを、前記ピストンの中心軸を含む水平面の上方及び下方にそれぞれ配置したことを特徴とする。
請求項２６記載の本発明は、請求項２４に記載の密閉型圧縮機において、前記バランスウエイトを、前記ピストンの中心軸を含む水平面より下方にのみ配置したことを特徴とする。
請求項２７記載の本発明は、請求項２４から請求項２６のいずれかに記載の密閉型圧縮機において、前記密閉容器は弾性支持され、前記ピストンの往復運動の方向をｘ方向、前記ｘ方向と水平面で直交する方向をｙ方向とし、前記圧縮機本体の重心高さにおける前記ｘ方向の加速度を第１加速度、前記支持部の高さにおける前記ｙ方向の加速度を第２加速度としたとき、前記第２加速度が前記第１加速度の１／５以下となるように前記バランスウエイトを配置したことを特徴とする。
請求項２８記載の本発明は、請求項２４から請求項２６のいずれかに記載の密閉型圧縮機において、前記密閉容器は弾性支持され、前記ピストンの往復運動の方向をｘ方向、前記ｘ方向と水平面で直交する方向をｙ方向とし、前記圧縮機本体の重心高さにおける前記ｘ方向の加速度を第１加速度、前記支持部の高さにおける前記ｙ方向の加速度を第２加速度としたとき、前記第２加速度が前記第１加速度の１／５以下となるように前記支持部を配置したことを特徴とする。
請求項２９記載の本発明は、請求項１から請求項２８のいずれかに記載の密閉型圧縮機において、前記電動要素は回転子と固定子とを備え、前記支持部は、前記回転子と前記固定子との間に形成される隙間に対向する位置に、前記隙間に治具を挿入できる開口部を有することを特徴とする。
請求項３０記載の本発明は、請求項１から請求項２８のいずれかに記載の密閉型圧縮機において、前記電動要素は回転子と固定子とを備え、前記支持部は、補助部材を介して前記圧縮機本体に取り付けられ、前記補助部材は、前記回転子と前記固定子との間に形成される隙間に対向する位置に、前記隙間に治具を挿入できる開口部を有することを特徴とする。
請求項３１記載の本発明は、請求項１から請求項２８のいずれかに記載の密閉型圧縮機において、前記電動要素は回転子と固定子とを備え、前記回転子が前記固定子の内径側に配置されることを特徴とする。
請求項３２記載の本発明は、請求項２９又は請求項３０に記載の密閉型圧縮機において、前記回転子が前記固定子の内径側に配置されることを特徴とする。
請求項３３記載の本発明は、請求項１から請求項２８のいずれかに記載の密閉型圧縮機において、前記電動要素は回転子と固定子とを備え、前記回転子が前記固定子の外径側に配置されることを特徴とする。
請求項３４記載の本発明は、請求項２９又は請求項３０に記載の密閉型圧縮機において、前記回転子が前記固定子の外径側に配置されることを特徴とする。
請求項３５記載の本発明は、請求項１から請求項３４のいずれかに記載の密閉型圧縮機において、前記電動要素をインバータで駆動することで複数の設定回転数で回転し、前記設定回転数の少なくとも一つには商用電源周波数より低い回転数を含むことを特徴とする。
請求項３６記載の本発明の冷凍装置は、請求項１から請求項３５のいずれかに記載の密閉型圧縮機を用いたことを特徴とする。

本発明の密閉型圧縮機は、低い回転数で運転される際の振動を低減し、冷凍装置の振動による騒音を低減することができる。

本発明の実施例１における密閉型圧縮機の断面図 圧縮機曲面の曲率中心と重心との関係を示す説明図 支持部に働く作用力を示す説明図 本発明の実施例２における密閉型圧縮機の断面図 図４とは９０度向きを変更した状態を示す密閉型圧縮機の断面図 本発明の実施例３における密閉型圧縮機の断面図 本発明の実施例４における密閉型圧縮機の要部概念図 本発明の実施例５における密閉型圧縮機の要部概念図 本発明の実施例６における密閉型圧縮機の断面図 図９とは９０度向きを変更した状態を示す密閉型圧縮機の断面図 同密閉型圧縮機を上部から見た断面図 本発明の実施例７における密閉型圧縮機の断面図 実施例７の圧縮機本体に作用する遠心力を示す説明図 本発明の実施例８における密閉型圧縮機の圧縮機本体に作用する遠心力を示す説明図 本発明の実施例９における密閉型圧縮機の説明図 本発明の実施例１０における密閉型圧縮機の要部側面図 同密閉型圧縮機の要部底面図 本発明の実施例１１における密閉型圧縮機の要部側面図 同密閉型圧縮機の要部底面図 図１９から支持部を取り外した状態を示す同密閉型圧縮機の要部底面図 本発明の実施例１から実施例５の密閉型圧縮機を用いた冷凍装置の概略構成図 回転数と振動比率との関係を示す特性図

本発明の第１の実施の形態による密閉型圧縮機は、圧縮機本体が、曲面を形成する支持部を備え、曲面と密閉容器内の受面とには、曲面と受面とが当接する当接部が形成されるものである。本実施の形態によれば、当接部で、圧縮機本体を密閉容器内で自立させるため、圧縮機本体の振動が密閉容器に伝わりにくく、密閉型圧縮機の振動を低減できる。

本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による密閉型圧縮機において、曲面を圧縮機本体の下部に形成し、受面を密閉容器の内底面としたものである。本実施の形態によれば、圧縮機本体を密閉容器の内底面で自立させることができる。

本発明の第３の実施の形態は、第２の実施の形態による密閉型圧縮機において、当接部を、圧縮機本体の重心の鉛直下方としたものである。本実施の形態によれば、圧縮機本体が所定の姿勢で自立するので、圧縮機本体の傾きが小さくなり、支持部以外の部位が密閉容器に衝突することを防止でき、圧縮機本体から密閉容器への振動の伝達を低減できる。

本発明の第４の実施の形態は、第１から第３のいずれかの実施の形態による密閉型圧縮機において、曲面を球面としたものである。本実施の形態によれば、圧縮機本体が揺れる際の周期が、いずれの揺れ方向に対しても一定になるために安定し、密閉型圧縮機の運転が停止する際の圧縮機本体と密閉容器との衝突音を防止できる。

本発明の第５の実施の形態は、第１から第４のいずれかの実施の形態による密閉型圧縮機において、曲面の曲率中心を、圧縮機本体の重心以上の高さとしたものである。本実施の形態によれば、圧縮機本体の質量だけで復元力が作用する。

本発明の第６の実施の形態は、第１から第３、及び第５のいずれかの実施の形態による密閉型圧縮機において、曲面として、少なくとも第１曲面と第２曲面とを有し、第１曲面と第２曲面とは、曲率中心が互いに異なるものである。本実施の形態によれば、圧縮機本体を例えばピストンの往復方向に揺れやすくすることで、ピストンの往復動作による振動を外部に伝わりにくくできる。

本発明の第７の実施の形態は、第１から第３、第５、及び第６のいずれかの実施の形態による密閉型圧縮機において、ピストンの往復運動の方向をｘ方向、ｘ方向と水平面で直交する方向をｙ方向としたとき、曲面はｙ方向に曲率中心軸を有するものである。本実施の形態によれば、圧縮機本体はピストンの往復方向に揺れやすくなり、ピストンの往復動作による振動を外部に伝わりにくくできる。また、本実施の形態によれば、局所的な荷重を低減できるため、曲面の変形を防止でき、例えば曲面に樹脂材を用いることもできる。

本発明の第８の実施の形態は、第１から第３、第５、第６、及び第７のいずれかの実施の形態による密閉型圧縮機において、当接部は１箇所であり、曲面と受面とが線接触することで当接部が形成されるものである。本実施の形態によれば、圧縮機本体はピストンの往復方向に揺れやすくなり、ピストンの往復動作による振動を外部に伝わりにくくできる。また、本実施の形態によれば、局所的な荷重を低減できるため、曲面の変形を防止でき、例えば曲面に樹脂材を用いることができる。

本発明の第９の実施の形態は、第１から第８のいずれかの実施の形態による密閉型圧縮機において、当接部は１箇所であり、当接部を、クランクシャフトの回転軸中心よりもシリンダ部側に配置したものである。本実施の形態によれば、重心を調整する必要がなく、コスト低減を図れる。

本発明の第１０の実施の形態は、第１から第７のいずれかの実施の形態による密閉型圧縮機において、当接部は複数箇所であり、当接部を、ピストンの中心軸を含む鉛直平面の両側に配置したものである。本実施の形態によれば、例えば電動要素がアウターロータの場合のように、支持部を密閉容器の内底面に配置することが困難な場合に、密閉容器の両側面に支持部を配置でき、小型軽量化とコスト低減とを図れる。

本発明の第１１の実施の形態は、第１から第７のいずれかの実施の形態による密閉型圧縮機において、当接部は複数箇所であり、ピストンの往復運動の方向をｘ方向としたとき、それぞれの当接部を、ｘ方向に変位可能としたものである。本実施の形態によれば、例えば電動要素がアウターロータの場合のように、支持部を密閉容器の内底面に配置することが困難な場合に、密閉容器の両側面に支持部を配置でき、小型軽量化とコスト低減とを図れる。

本発明の第１２の実施の形態は、第１から第６のいずれかの実施の形態による密閉型圧縮機において、当接部は複数箇所であり、ピストンの往復運動の方向をｘ方向、ｘ方向と水平面で直交する方向をｙ方向としたとき、当接部が形成される複数の曲面は、ｙ方向に共通の曲率中心軸を有するものである。本実施の形態によれば、例えば電動要素がアウターロータの場合のように、支持部を密閉容器の内底面に配置することが困難な場合に、密閉容器の両側面に支持部を配置でき、小型軽量化とコスト低減とを図れる。

本発明の第１３の実施の形態は、第１から第７のいずれかの実施の形態による密閉型圧縮機において、当接部は複数箇所であり、曲面と受面とが線接触することでそれぞれの当接部が形成されるものである。本実施の形態によれば、局所的な荷重を低減できるため、曲面の変形を防止でき、例えば曲面に樹脂材を用いることができる。

本発明の第１４の実施の形態は、第１から第７のいずれかの実施の形態による密閉型圧縮機において、当接部は複数箇所であり、曲面と受面とが点接触することでそれぞれの当接部が形成されるものである。本実施の形態によれば、当接部が複数箇所であっても、芯ずれは生じず、安定した支持を行える。

本発明の第１５の実施の形態は、第１から第１４のいずれかの実施の形態による密閉型圧縮機において、曲面及び受面の少なくとも一方が樹脂材で形成されるものである。本実施の形態によれば、外部から衝撃が加わった場合に、曲面と受面との衝突音の発生を防止できる。

本発明の第１６の実施の形態は、第１から第１４のいずれかの実施の形態による密閉型圧縮機において、曲面と受面との間に樹脂緩衝材を設けたものである。本実施の形態によれば、外部から衝撃が加わった場合に、曲面と受面との衝突音の発生を防止できる。

本発明の第１７の実施の形態は、第１から第１６のいずれかの実施の形態による密閉型圧縮機において、支持部が、受面に対する圧縮機本体の変位を制限する制限部材を有するものである。本実施の形態によれば、圧縮機本体が大きく変位することを制限でき、圧縮機本体と密閉容器との衝突音を防止することができる。また、圧縮機本体を密閉容器に対して予め設定した位置からずれることを防止でき、例えば密閉容器に形成されるガス吸入口と、吸入ガスを圧縮室に導く吸入マフラとの位置ずれによる圧縮性能低下を防止できる。

本発明の第１８の実施の形態は、第１７の実施の形態による密閉型圧縮機において、制限部材を、弾性材からなる薄板で形成し、薄板の一端を圧縮機本体に取り付け、薄板の他端を密閉容器に取り付けたものである。本実施の形態によれば、薄板という簡単な構成で制限部材を実現でき、圧縮機本体が自由に揺れることによる振動の増加を防止できる。

本発明の第１９の実施の形態は、第１から第１８のいずれかの実施の形態による密閉型圧縮機において、軸受部が、電動要素の上方に配置する上軸受部と、電動要素の下方に配置する下軸受部とからなるものである。本実施の形態によれば、軸受部を２つに分割し、下軸受部を電動要素の下方に配置することで、圧縮機本体の重心を低くできるため、圧縮機本体の揺れを小さくでき、圧縮機本体と密閉容器との衝突を防止できる。

本発明の第２０の実施の形態は、第１から第１９のいずれかの実施の形態による密閉型圧縮機において、支持部をシリンダブロックで形成するものである。本実施の形態によれば、シリンダブロックで支持部を形成することで、部品点数を削減し、生産性を高めることができる。

本発明の第２１の実施の形態は、第１から第２０のいずれかの実施の形態による密閉型圧縮機において、クランクシャフトが、主軸部と偏心軸部とからなり、圧縮機本体の重心を、シリンダ部と主軸部との間に位置させたものである。本実施の形態によれば、主軸部に対して反シリンダ側に、シリンダ部と同等の質量物を配置する必要がなく、密閉型圧縮機を軽量化し、またコストを低減できる。

本発明の第２２の実施の形態は、第１から第２１のいずれかの実施の形態による密閉型圧縮機において、クランクシャフトの回転軸を鉛直方向とし、ピストンが水平方向に往復動作するものである。本実施の形態によれば、ピストンが水平方向に往復振動することにより、支持部から鉛直方向の作用力が作用することを防止でき、密閉型圧縮機の振動を低減することができる。

本発明の第２３の実施の形態は、第１から第２２のいずれかの実施の形態による密閉型圧縮機において、ピストンを、圧縮機本体の重心より上方に配置するものである。本実施の形態によれば、ピストン往復動作によって曲面と内底面との当接位置で発生する、並進方向の作用力とモーメントによる作用力とが、逆向きに作用するため、圧縮機本体の揺動を小さくできる。

本発明の第２４の実施の形態は、第１から第２３のいずれかの実施の形態による密閉型圧縮機において、遠心力が作用する複数のバランスウエイトを、クランクシャフトに設けたものである。本実施の形態によれば、圧縮要素のアンバランスによる回転振動を抑制し、低振動を図れる。

本発明の第２５の実施の形態は、第２４の実施の形態による密閉型圧縮機において、バランスウエイトを、ピストンの中心軸を含む水平面の上方及び下方にそれぞれ配置したものである。本実施の形態によれば、圧縮要素のアンバランスによる回転振動をより確実に抑制し、低振動を図れる。

本発明の第２６の実施の形態は、第２４の実施の形態による密閉型圧縮機において、バランスウエイトを、ピストンの中心軸を含む水平面より下方にのみ配置したものである。本実施の形態によれば、圧縮要素のアンバランスによる回転振動をより確実に抑制し、低振動を図れる。

本発明の第２７の実施の形態は、第２４から第２６のいずれかの実施の形態による密閉型圧縮機において、密閉容器は弾性支持され、ピストンの往復運動の方向をｘ方向、ｘ方向と水平面で直交する方向をｙ方向とし、圧縮機本体の重心高さにおけるｘ方向の加速度を第１加速度、支持部の高さにおけるｙ方向の加速度を第２加速度としたとき、第２加速度が第１加速度の１／５以下となるようにバランスウエイトを配置したものである。本実施の形態によれば、圧縮要素のアンバランスによるｙ方向の振動を抑制し、低振動を図れる。

本発明の第２８の実施の形態は、第２４から第２６のいずれかの実施の形態による密閉型圧縮機において、密閉容器は弾性支持され、ピストンの往復運動の方向をｘ方向、ｘ方向と水平面で直交する方向をｙ方向とし、圧縮機本体の重心高さにおけるｘ方向の加速度を第１加速度、支持部の高さにおけるｙ方向の加速度を第２加速度としたとき、第２加速度が第１加速度の１／５以下となるように支持部を配置したものである。本実施の形態によれば、打撃の中心に基づき、ｘ方向の振動を抑制し、低振動を図れる。

本発明の第２９の実施の形態は、第１から第２８のいずれかの実施の形態による密閉型圧縮機において、電動要素は回転子と固定子とを備え、支持部は、回転子と固定子との間に形成される隙間に対向する位置に、隙間に治具を挿入できる開口部を有するものである。本実施の形態によれば、治具として例えば隙間ゲージを挿入できるため、電動要素の組み立て性を確保でき、圧縮機本体の下部に支持部を配置できる。

本発明の第３０の実施の形態は、第１から第２８のいずれかの実施の形態による密閉型圧縮機において、電動要素は回転子と固定子とを備え、支持部は、補助部材を介して圧縮機本体に取り付けられ、補助部材は、回転子と固定子との間に形成される隙間に対向する位置に、隙間に治具を挿入できる開口部を有するものである。本実施の形態によれば、治具として例えば隙間ゲージを挿入できるため、電動要素の組み立て性を確保でき、圧縮機本体の下部に支持部を配置できる。

本発明の第３１の実施の形態は、第１から第２８のいずれかの実施の形態による密閉型圧縮機において、電動要素は回転子と固定子とを備え、回転子が固定子の内径側に配置されるものである。本実施の形態によれば、固定子を介して支持部を取り付けることができ、支持部の構造がシンプルであり、製造コストを低減できる。

本発明の第３２の実施の形態は、第２９又は第３０の実施の形態による密閉型圧縮機において、回転子が固定子の内径側に配置されるものである。本実施の形態によれば、固定子を介して支持部を取り付けることができ、支持部の構造がシンプルであり、製造コストを低減できる。

本発明の第３３の実施の形態は、第１から第２８のいずれかの実施の形態による密閉型圧縮機において、電動要素は回転子と固定子とを備え、回転子が固定子の外径側に配置されるものである。本実施の形態によれば、イナーシャが大きく、低回転で回転が安定し、低回転で高効率化が図れる。

本発明の第３４の実施の形態は、第２９又は第３０の実施の形態による密閉型圧縮機において、回転子が固定子の外径側に配置されるものである。本実施の形態によれば、イナーシャが大きく、低回転で回転が安定し、低回転で高効率化が図れる。

本発明の第３５の実施の形態は、第１から第３４のいずれかの実施の形態による密閉型圧縮機において、電動要素をインバータで駆動することで複数の設定回転数で回転し、設定回転数の少なくとも一つには商用電源周波数より低い回転数を含むものである。本実施の形態によれば、特に低回転数での振動低減の効果が高い。

本発明の第３６の実施の形態による冷凍装置は、第１から第３５のいずれかの実施の形態による密閉型圧縮機を用いたものである。本実施の形態によれば、密閉容器からの振動伝達を低減することで、低振動の冷凍装置を実現できる。

以下本発明の実施例１について図面とともに説明する。
図１は本発明の実施例１による密閉型圧縮機の断面図である。
本発明の実施例１による密閉型圧縮機１０Ａは、圧縮機本体１００と、圧縮機本体１００を収容する密閉容器２００とを備えている。
圧縮機本体１００は、電動要素１１０と、電動要素１１０によって駆動される圧縮要素１２０とからなる。
電動要素１１０は、固定子１１１と、永久磁石を保持する回転子１１２とからなる。圧縮要素１２０は電動要素１１０の上方に配置される。
圧縮要素１２０は、シリンダ部１２１を形成するシリンダブロック１２２と、シリンダ部１２１内を往復運動するピストン１２３と、ピストン１２３を動作させるクランクシャフト１２４とを備えている。
シリンダブロック１２２は、クランクシャフト１２４を軸支する軸受部１２５を形成している。シリンダ部１２１は、円筒形の圧縮室１２６を形成している。
クランクシャフト１２４は、回転子１１２を圧入固定した主軸部１２４ａと、主軸部１２４ａに対し偏心して形成された偏心軸部１２４ｂとからなる。
偏心軸部１２４ｂとピストン１２３とは、コンロッド１２３ａによって連結されている。偏心軸部１２４ｂの上端には、バランスウエイト１２７を設けている。

バルブプレート１２８は圧縮室１２６の端面を封止する。バルブプレート１２８には、圧縮室１２６に低圧ガスを吸入する吸入ポート１２８ａと、圧縮室１２６で圧縮した高圧ガスを吐出する吐出ポート１２８ｂとを形成している。吸入ポート１２８ａには、圧縮室１２６側に開くリードバルブ１２８ｃが設けられ、吐出ポート１２８ｂには、高圧室１２９ａ側に開くリードバルブ１２８ｄが設けられている。
シリンダヘッド１２９はバルブプレート１２８をシリンダブロック１２２に押さえ付けて固定するとともに内部に高圧室１２９ａを形成する。高圧室１２９ａには吐出配管１３０が接続されている。吐出配管１３０は密閉容器２００の外部に引き出されている。
吸入マフラ１３１は、内部に消音空間１３１ａを形成し、密閉容器２００内部と吸入ポート１２８ａとを連通している。密閉容器２００には吸入配管１３２が接続されている。吸入配管１３２の密閉容器２００への接続口は、吸入マフラ１３１の吸入開口の近傍に配置している。

商用電源から供給される電力は、制御回路およびインバータを介して電動要素１１０に供給され、電動要素１１０の回転子１１２を任意の複数の設定回転数で回転させることができる。設定回転数の少なくとも一つには商用電源周波数より低い回転数を含み、２０Ｈｚ〜３０Ｈｚの周波数による設定回転数を含むことができる。回転子１１２はクランクシャフト１２４を回転させ、クランクシャフト１２４の偏心軸部１２４ｂの運動がコンロッド１２３ａによってピストン１２３に伝えられる。その結果、ピストン１２３は圧縮室１２６内を往復運動し、低圧の冷媒ガスが、吸入配管１３２を通して密閉容器２００内に導かれ、吸入マフラ１３１から圧縮室１２６に吸入される。圧縮室１２６に吸入された冷媒ガスは、圧縮室１２６内で圧縮された後に高圧室１２９ａに吐出される。高圧室１２９ａに吐出された高圧の冷媒ガスは、吐出配管１３０を通って密閉容器２００外に導かれる。

ピストン１２３の往復運動によって発生する振動は、バランスウエイト１２７で相殺されるが、一部は残存する。以下、この残存する振動を低減するための構成について説明する。
密閉容器２００の内底面２０１は平面部となっており、内底面２０１にはオイルが貯留されている。なお、内底面２０１は曲面であってもよい。
圧縮機本体１００は、圧縮機本体１００の下部に曲面３０１を形成する支持部３００を備えている。支持部３００は、固定子１１１の下部に固定する。支持部３００は、圧縮機本体１００の荷重に耐えられる強度を有する部材であればよく、例えば鉄板プレス材や射出成形による樹脂材を用いることができる。鉄板プレス材を用いる場合には、製造が容易でコストが安く、樹脂材を用いる場合には衝突音の低減を図ることができる。
密閉容器２００の内底面２０１は受面となる。受面となる内底面２０１と、支持部３００によって形成される曲面３０１とには、曲面３０１と受面（内底面）２０１とが当接する当接部３０５が形成される。
曲面３０１の曲率中心３０１ｃは、圧縮機本体１００の重心Ｇ以上の高さとしている。なお、曲面３０１の曲率中心３０１ｃは、圧縮機本体１００の重心Ｇの鉛直上でなくてもよい。圧縮機本体１００の重心Ｇは、電動要素１１０、圧縮要素１２０、および支持部３００の質量の中心であり、圧縮要素１２０には、バランスウエイト１２７、バルブプレート１２８、シリンダヘッド１２９、吐出配管１３０、および吸入マフラ１３１を含む。なお、吐出配管１３０は、圧縮機本体１００以外に密閉容器２００にも固定されるため、圧縮機本体１００の質量から除いてもよい。

曲面３０１は密閉容器２００の内底面２０１に当接させている。このように、曲面３０１が密閉容器２００の内底面２０１に当接部３０５で接した状態で、圧縮機本体１００を自立させるため、圧縮機本体１００の振動が密閉容器２００に伝わりにくく、密閉型圧縮機１０Ａの振動を低減できる。
曲面３０１と内底面２０１とは、圧縮機本体１００の重心Ｇの鉛直下方で当接させることが好ましい。すなわち、当接部３０５を圧縮機本体１００の重心Ｇの鉛直下方とすることが好ましい。曲面３０１と内底面２０１とを、圧縮機本体１００の重心Ｇの鉛直下方で当接させることで、圧縮機本体１００が所定の姿勢で自立するので、圧縮機本体１００の傾きが小さくなり、支持部３００以外の部位が密閉容器２００に衝突することを防止でき、圧縮機本体１００から密閉容器２００への振動の伝達を低減できる。
圧縮機本体１００の重心Ｇは、主軸部１２４ａの軸芯１２４ｃと一致し、主軸部１２４ａの軸芯１２４ｃの鉛直下で、曲面３０１と内底面２０１とを当接させている。

曲面３０１は球面とすることが好ましい。曲面３０１を球面とすることで、圧縮機本体１００が揺れる際の周期が、いずれの揺れ方向に対しても一定になるために安定し、密閉型圧縮機１０Ａの運転が停止する際の衝突音を防止できる。曲面３０１を球面とする場合には、曲面３０１と内底面２０１とが点接触することで当接部３０５が形成される。
また、図示はしないが、曲面３０１として、少なくとも第１曲面と第２曲面とを有し、第１曲面と第２曲面とは、曲率中心３０１ｃを互いに異ならせることができる。曲率中心３０１ｃが互いに異なる複数の曲面を備えて、圧縮機本体１００を例えばピストン１２３の往復方向に揺れやすくすることで、ピストン１２３の往復動作による振動を外部に伝わりにくくできる。

実施例１に示すように、クランクシャフト１２４の回転軸を鉛直方向とし、ピストン１２３が水平方向に往復動作させることで、支持部３００から鉛直方向の作用力が作用することを防止でき、密閉型圧縮機１０Ａの振動を低減することができる。
また、実施例１に示すように、支持部３００を電動要素１１０の下部に取り付ける構成とすることで、圧縮機本体１００の組み立てが容易となる。支持部３００は、シリンダブロック１２２の下部に固定してもよい。

図２は、圧縮機本体の曲面の曲率中心と重心との関係を示す説明図である。図２（ａ）は圧縮機本体が自立した状態、図２（ｂ）は本体が外力によって傾いた状態を示している。
図２は、平坦な内底面２０１の上に圧縮機本体１００を載置した状態を示しており、圧縮機本体１００の下部は、支持部３００によって曲面３０１が形成されている。曲面３０１を球面とする場合には、曲面３０１と内底面２０１とは当接部３０５で点接触し、当接部３０５は１箇所である。
図示のように、圧縮機本体１００の重心Ｇが、曲面３０１の曲率中心３０１ｃ以下にあれば、図２（ｂ）のように圧縮機本体１００が傾いても復元力Ｆが作用し、図２（ａ）の状態に戻ることができる。
従来のようにスプリングを用いて圧縮機本体１００を密閉容器２００に支持する構成では、スプリングのばね定数と、圧縮機本体１００の質量や形状に起因する固有値（固有周期、固有振動数）との間で、特に圧縮機の低回転領域において共振現象が生じる。
しかし、図２に示すように内底面２０１の上に圧縮機本体１００を載置した状態では、圧縮機本体１００の質量や形状に起因する固有値と、密閉容器２００の質量や形状に起因する固有値との間で共振現象が生じにくく、振動による騒音を大幅に低減できる。
なお、ピストンの往復運動の方向をｘ方向、ｘ方向と水平面で直交する方向（紙面の前後方向）をｙ方向としたとき、曲面３０１がｙ方向に曲率中心（曲率中心軸）３０１ｃを有する場合には、曲面３０１と内底面２０１とは当接部３０５で線接触する。曲面３０１がｙ方向に曲率中心（曲率中心軸）３０１ｃを有する場合においても、圧縮機本体１００の重心Ｇは、曲面３０１の曲率中心（曲率中心軸）３０１ｃ以下とする。

図３は、支持部に働く作用力を示す説明図である。
図３は、平坦な内底面２０１の上に圧縮機本体１００を載置した状態を示しており、圧縮機本体１００の下部は、支持部３００によって曲面３０１が形成されている。
図示のように、ピストン１２３の往復運動による加振力Ｐが圧縮機本体１００に作用することで圧縮機本体１００は振動する。そして加振力Ｐによって、曲面３０１と内底面２０１との当接部３０５には、並進方向の作用力Ｆ１とモーメントによる作用力Ｆ２とが発生する。実施例１に示すように、ピストン１２３を、圧縮機本体１００の重心Ｇより上方に配置することで、並進方向の作用力Ｆ１とモーメントによる作用力Ｆ２とが逆向きに作用するため、圧縮機本体１００の揺動を小さくできる。

図４は本発明の実施例２による密閉型圧縮機の断面図、図５は図４とは９０度向きを変更した状態を示す密閉型圧縮機の断面図である。なお、実施例１と同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
実施例２による密閉型圧縮機１０Ｂでは、支持部３００が、内底面（受面）２０１に対する圧縮機本体１００の変位を制限する制限部材３０２を有している。
制限部材３０２は、弾性材からなる薄板３０２ａで形成し、薄板３０２ａの一端３０２ｂを圧縮機本体１００に取り付け、薄板３０２ａの他端３０２ｃを密閉容器２００に取り付けている。薄板３０２ａには、ステンレス鋼（ＳＵＳ）などのばね鋼や樹脂材が適している。薄板３０２ａの幅は、支持部３００の曲面３０１の幅よりも大きいことが好ましい。また、薄板３０２ａは複数の板材を、それぞれの板材の一部を重ねて並べることで、曲面３０１や内底面２０１に沿わせやすい。なお、薄板３０２ａは複数の板材を積層してもよい。

実施例２に示すように制限部材３０２を設けることで、圧縮機本体１００が大きく変位することを制限でき、圧縮機本体１００が密閉容器２００に衝突することによる騒音を防止することができる。また、圧縮機本体１００を密閉容器２００に対して予め設定した位置からずれることを防止でき、例えば密閉容器２００に形成される吸入配管１３２のガス吸入口と、吸入ガスを圧縮室１２６に導く吸入マフラ１３１との位置ずれによる圧縮性能低下を防止できる。
また、実施例２に示すように、例えば薄板３０２ａという簡単な構成で制限部材３０２を実現でき、圧縮機本体１００が自由に揺れることによる振動の増加を防止できる。
実施例２では、曲面３０１を第１曲面と第２曲面とで形成している。第１曲面と第２曲面とは、曲率中心３０１ｃを互いに異ならせている。すなわちピストン１２３の往復方向に形成する第１曲面の曲率半径をＲ１、ピストン１２３の往復方向と直交する方向に形成する第２曲面の曲率半径をＲ２とすると、Ｒ１＜Ｒ２としている。Ｒ１＜Ｒ２として、圧縮機本体１００を例えばピストン１２３の往復方向に揺れやすくすることで、ピストン１２３の往復動作による振動を外部に伝わりにくくできる。
なお、制限部材３０２は、樹脂材で形成することで樹脂緩衝材としての機能を持たせることができる。制限部材３０２を、曲面３０１と内底面２０１との間での緩衝材として機能する樹脂緩衝材とすることで、圧縮機本体１００に外部から衝撃が加わった場合に、曲面３０１と内底面２０１との衝突音の発生を防止できる。また、曲面３０１及び内底面２０１の少なくとも一方を樹脂材で形成することでも、衝突音の発生を防止できる。

図６は本発明の実施例３による密閉型圧縮機の断面図である。なお、実施例２と同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
実施例３による密閉型圧縮機１０Ｃでは、軸受部１２５が、電動要素１１０の上方に配置する上軸受部１２５Ｈと、電動要素１１０の下方に配置する下軸受部１２５Ｌとからなる。実施例３に示すように、軸受部１２５を２つに分割し、下軸受部１２５Ｌを電動要素１１０の下方に配置することで、圧縮機本体１００の重心Ｇを低くできるため、圧縮機本体１００の揺れを小さくでき、圧縮機本体１００と密閉容器２００との衝突を防止できる。
また、実施例３による密閉型圧縮機１０Ｃでは、上軸受部１２５Ｈ、下軸受部１２５Ｌ、および支持部３００をシリンダブロック１２２で形成している。実施例３に示すように、シリンダブロック１２２によって、少なくとも支持部３００を形成し、好ましくは上軸受部１２５Ｈ、下軸受部１２５Ｌ、および支持部３００を形成することで、部品点数を削減し、生産性を高めることができる。
なお、実施例３では、クランクシャフト１２４の主軸部１２４ａの軸芯１２４ｃと圧縮機本体１００の重心Ｇとは一致させていない。圧縮機本体１００の重心Ｇは、主軸部１２４ａの軸芯１２４ｃとシリンダ部１２１との間に位置させ、圧縮機本体１００の重心Ｇの鉛直下で、曲面３０１と内底面２０１とを当接している。また、曲面３０１の曲率中心３０１ｃは、圧縮機本体１００の重心Ｇの鉛直上で、圧縮機本体１００の重心Ｇ以上の高さとしている。
実施例３のように、圧縮機本体１００の重心Ｇを、シリンダ部１２１と主軸部１２４ａとの間に位置させることで、主軸部１２４ａに対して反シリンダ部側に、シリンダ部１２１と同等の質量物を配置する必要がなく、密閉型圧縮機１０Ｃを軽量化し、またコストを低減できる。
なお、実施例３に示すような１箇所の当接部３０５を、クランクシャフト１２４の軸芯１２４ｃよりもシリンダ部１２１側に配置することで、重心Ｇを調整する必要がなく、コスト低減を図れる。

図７は本発明の実施例４における密閉型圧縮機であり、実施例１から実施例３の密閉型圧縮機の一部構成を変更した概念図である。なお、図７では実施例１から実施例３の密閉型圧縮機１０Ａ〜１０Ｃと基本構成は同じであり、以下に説明する磁力手段３０２Ｘが追加されている。磁力手段３０２Ｘは制限部材として機能する。図７では磁力手段３０２Ｘに係る構成の概念だけを示し、その他の構成は図示を省略している。
実施例４に示す密閉型圧縮機１０Ｄでは、圧縮機本体１００と密閉容器２００との間に磁力手段３０２Ｘを備えている。
磁力手段３０２Ｘは、圧縮機本体１００に取り付けられる第１磁力部３０２ｄと、密閉容器２００に取り付けられる第２磁力部３０２ｅとで構成される。
図７では、第１磁力部３０２ｄは第２磁力部３１２に対向する面をＳ極とし、第２磁力部３１２は第１磁力部３０２ｄに対向する面をＮ極とした場合を示している。
第１磁力部３０２ｄをＳ極とし、第２磁力部３０２ｅをＮ極とすることで、第１磁力部３０２ｄと第２磁力部３０２ｅとが引き合う力が発生する。
実施例４は、磁力手段３０２Ｘによる磁力を圧縮機本体１００の復元力に利用するものである。このように、磁力手段３０２Ｘによる磁力を圧縮機本体１００の復元力に利用することで、曲面の曲率中心３０１ｃを、圧縮機本体１００の重心より低くしても圧縮機本体１００の傾きを復元することができる。

図８は本発明の実施例５における密閉型圧縮機であり、実施例１から実施例３の密閉型圧縮機の一部構成を変更した概念図である。なお、図８では実施例１から実施例３の密閉型圧縮機１０Ａ〜１０Ｃと基本構成は同じであり、以下に説明するばね手段３０２Ｙが追加されている。ばね手段３０２Ｙは制限部材として機能する。図８ではばね手段３０２Ｙに係る構成の概念だけを示し、その他の構成は図示を省略している。
実施例５に示す密閉型圧縮機１０Ｅでは、一端を圧縮機本体１００に取り付け、他端を密閉容器２００に取り付けたばね手段３０２Ｙを備えている。
実施例５は、ばね手段３０２Ｙによるばね力を圧縮機本体１００の復元力に利用するものである。このように、ばね手段３０２Ｙによるばね力を圧縮機本体１００の復元力に利用することで、曲面の曲率中心３０１ｃを、圧縮機本体１００の重心より低くしても圧縮機本体１００の傾きを復元することができる。

図９は本発明の実施例６における密閉型圧縮機の断面図、図１０は図９とは９０度向きを変更した状態を示す密閉型圧縮機の断面図、図１１は同密閉型圧縮機を上部から見た断面図である。なお、実施例１と同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
密閉容器２００の両側内面には、受面２１１を設けている。受面２１１は、密閉容器２００に段差を形成することで一体に形成することもできる。
圧縮機本体１００は、圧縮機本体１００の両側部に曲面３１１を形成する支持部３１０を備えている。支持部３１０は、シリンダブロック１２２に固定する。シリンダブロック１２２は、実施例１と同様にクランクシャフト１２４を軸支する軸受部１２５を形成している（図１参照）。支持部３１０は、圧縮機本体１００の荷重に耐えられる強度を有する部材であればよく、例えば鉄板プレス材や射出成形による樹脂材を用いることができる。鉄板プレス材を用いる場合には、製造が容易でコストが安く、樹脂材を用いる場合には衝突音の低減を図ることができる。
受面２１１と、支持部３１０によって形成される曲面３１１とには、曲面３１１と受面２１１とが当接する当接部３１５が形成される。
当接部３１５は、ピストン１２３の中心軸１２３ｃを含む鉛直平面１２３ｓの両側に配置している。
ピストン１２３の往復運動の方向をｘ方向、ｘ方向と水平面で直交する方向をｙ方向としたとき、当接部３１５が形成される曲面３１１は、ｙ方向に曲率中心軸３１１ｃを有する。本実施例のように、圧縮機本体１００の両側部に一対の曲面３１１を有する場合には、それぞれの曲面３１１の曲率中心軸３１１ｃは、共通の曲率中心軸３１１ｃとする。
当接部３１５は、曲面３１１と受面２１１とが線接触することで形成される。当接部３１５は、振動によってｘ方向に変位する（図２参照）。
このように、曲面３１１が密閉容器２００の受面２１１に当接部３１５で接した状態で、圧縮機本体１００を自立させるため、圧縮機本体１００の振動が密閉容器２００に伝わりにくく、密閉型圧縮機１０Ｆの振動を低減できる。

曲面３１１の曲率中心軸３１１ｃは、圧縮機本体１００の重心Ｇ以上の高さとしている。なお、曲面３１１の曲率中心軸３１１ｃは、圧縮機本体１００の重心Ｇの鉛直上でなくてもよい。圧縮機本体１００の重心Ｇは、電動要素１１０、圧縮要素１２０、および支持部３１０の質量の中心であり、圧縮要素１２０には、バランスウエイト１２７、バルブプレート１２８、シリンダヘッド１２９、吐出配管１３０、および吸入マフラ１３１を含む。なお、吐出配管１３０は、圧縮機本体１００以外に密閉容器２００にも固定されるため、圧縮機本体１００の質量から除いてもよい。

本実施例によれば、例えば電動要素１１０がアウターロータのように、支持部３１０を密閉容器２００の内底面２０１に配置することが困難な場合に、密閉容器２００の両側面に支持部３１０を配置でき、小型軽量化とコスト低減とを図れる。
また、本実施例のように、複数箇所に当接部３１５を形成し、曲面３１１と受面２１１とが線接触することでそれぞれの当接部３１５が形成されることで、局所的な荷重を低減できるため、曲面３１１の変形を防止でき、例えば曲面３１１に樹脂材を用いることができる。
曲面３１１は、球面としてもよい。曲面３１１を球面とすることで、圧縮機本体１００が揺れる際の周期が、いずれの揺れ方向に対しても一定になるために安定し、密閉型圧縮機１０Ｆの運転が停止する際の衝突音を防止できる。曲面３１１を球面とする場合には、曲面３１１と受面２１１とが点接触することで当接部３１５が形成される。当接部３１５が複数箇所であっても、芯ずれは生じず、安定した支持を行える。
曲面３１１及び受面２１１の少なくとも一方を樹脂材で形成することで、外部から密閉型圧縮機１０Ｆに衝撃が加わった場合に、曲面３１１と受面２１１との衝突音の発生を防止できる。なお、曲面３１１と受面２１１との間に樹脂緩衝材を設けてもよい。

図１２は本発明の実施例７における密閉型圧縮機の断面図である。なお、実施例３と同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
本実施例の密閉型圧縮機１０Ｇは、遠心力が作用する複数のバランスウエイト１２７ａ、１２７ｂを、クランクシャフト１２４に設けている。バランスウエイト１２７ａ、１２７ｂは、クランクシャフト１２４に取り付けるか、又はクランクシャフト１２４と一体に成形する。本実施例では、バランスウエイト１２７ａはクランクシャフト１２４の偏心軸部１２４ｂに設け、バランスウエイト１２７ｂはクランクアームと一体に形成している。
バランスウエイト１２７ａは、ピストン１２３の中心軸１２３ｃを含む水平面の上方に配置し、バランスウエイト１２７ｂは、ピストン１２３の中心軸１２３ｃを含む水平面の下方に配置している。

図１３は、実施例７の圧縮機本体に作用する遠心力を示す説明図である。
図１３は、密閉容器２００の受面２０１の上に圧縮機本体１００を載置した状態を示しており、密閉容器２００は弾性部材５０によって弾性支持されている。
図１３では、ピストン１２３の往復運動の方向をｘ方向、ｘ方向と水平面で直交する方向をｙ方向、ｘ方向と鉛直面で直交する方向をｚ方向としている。
バランスウエイト１２７ａ、バランスウエイト１２７ｂ、及び偏心軸部１２４ｂの遠心力が釣り合うことで、圧縮要素１２０のアンバランスによる回転振動をより確実に抑制し、低振動を図れる。

図１４は、本発明の実施例８における密閉型圧縮機の圧縮機本体に作用する遠心力を示す説明図である。
図１４に示す密閉型圧縮機１０Ｈは、実施例７に対してバランスウエイトの配置を変更したものであり、その他の構成は実施例７と同様であるので説明を省略する。
実施例８は、バランスウエイト１２７ｃ、１２７ｄを、ピストン１２３の中心軸１２３ｃを含む水平面より下方にのみ配置したものである。例えば、本実施例によるバランスウエイト１２７ｃはクランクアームと一体に形成し、バランスウエイト１２７ｄは回転子１１２の端面に取り付けることができる。
バランスウエイト１２７ｃ、バランスウエイト１２７ｄ、及び偏心軸部１２４ｂの遠心力が釣り合うことで、圧縮要素１２０のアンバランスによる振動をより確実に抑制し、低振動を図れる。

図１５は本発明の実施例９における密閉型圧縮機の説明図である。
図１５に示す密閉型圧縮機１０Ｊは、密閉容器２００の受面２２１の上に圧縮機本体１００を載置した状態を示しており、密閉容器２００は弾性部材５０によって弾性支持されている。圧縮機本体１００は、支持部３２０によって曲面３２１が形成されている。曲面３２１と受面２２１とは当接部３２５で接触している。
図１５では、ピストン１２３の往復運動の方向をｘ方向、ｘ方向と水平面で直交する方向をｙ方向、ｘ方向と鉛直面で直交する方向をｚ方向としている。
重心Ｇを含む水平面Ｇｈからピストン１２３の中心軸１２３ｃまでの距離をｈ１、重心Ｇを含む水平面Ｇｈから支持部３２０の当接部３２５までの距離をｈ２、ｙ方向に関する慣性モーメントＩｙ、圧縮機本体１００の質量をｍとしたとき、Ｉｙ／（ｍｈ１ｈ２）を０．７〜１．３とすることで、打撃の中心を、圧縮要素１２０から生じる力による瞬間回転中心に近接させることができ、打撃の中心に基づき、ｘ方向の振動を抑制し、低振動を図ることができる。
水平面Ｇｈにおけるｘ方向の加速度を第１加速度、支持部３２０の当接部３２５におけるｙ方向の加速度を第２加速度としたとき、第２加速度が第１加速度の１／５以下となるように支持部３２０を配置することで、Ｉｙ／（ｍｈ１ｈ２）を０．７〜１．３とすることができる。
本発明の実施例９は、他の全ての実施例に適用できる。
なお、第２加速度が第１加速度の１／５以下となるようにバランスウエイト１２７を配置することで、圧縮要素１２０のアンバランスによるｙ方向の振動を抑制し、更に低振動を図ることができる。
例えば、圧縮機本体１００の質量ｍを４００ｇ、ピストン１２３の質量を４０ｇ、ピストン１２３の振幅を１８ｍｍＰ−Ｐとすると、圧縮機本体１００の振幅は、質量比から、ピストン１２３近傍では０．１８ｍｍＰ−Ｐ、重心Ｇ近傍では０．１０ｍｍＰ−Ｐとなる。一般に圧縮機の振動は、０．０２ｍｍＰ−Ｐ以下にすることが望ましい。従って、当接部３２５での振幅を０．０２ｍｍＰ−Ｐ以下にすることで、圧縮機の振動は、０．０２ｍｍＰ−Ｐ以下にできる。
重心Ｇ近傍での振幅が０．１０ｍｍＰ−Ｐであるのに対して、当接部３２５での振幅を０．０２ｍｍＰ−Ｐ以下にするためには、重心Ｇ近傍での振幅に対して当接部３２５での振幅を１／５にすればよい。
振動波形を正弦波とみなせば、振幅が１／５であれば、加速度も１／５であるので、重心Ｇ近傍のｘ方向加速度に対して、当接部３２５近傍でのｘ方向、ｙ方向の加速度を１／５以下にすればよい。

図１６は本発明の実施例１０における密閉型圧縮機の要部側面図、図１７は同密閉型圧縮機の要部底面図である。なお、実施例７と同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。また、図１６及び図１７では、密閉容器２００やその他の構成は他の実施例と同様であるので圧縮機本体１００の一部だけを示している。
実施例１０による密閉型圧縮機１０Ｋは、支持部３３０を電動要素１１０の固定子１１１の底面に取り付けている。
支持部３３０は、曲面３３１と、複数の脚部３３２と、開口部３３３とからなる。曲面３３１は、脚部３３２によって固定子１１１の底面に取り付けられている。
電動要素１１０は、回転子１１２と固定子１１１との間にリング状の隙間１１３を有している。
支持部３３０は、隙間１１３に対向する位置に、隙間１１３に治具を挿入できる開口部３３３を有しており、治具として例えば隙間ゲージをこの開口部３３３から隙間１１３に挿入できるため、電動要素１１０の組み立て性を確保でき、圧縮機本体１００の下部に支持部３３０を配置することができる。
本実施例のように、回転子１１２が固定子１１１の内径側に配置される場合には、固定子１１１を介して支持部３３０を取り付けることができ、支持部３３０の構造がシンプルであり、製造コストを低減できる。

図１８は本発明の実施例１１における密閉型圧縮機の要部側面図、図１９は同密閉型圧縮機の要部底面図、図２０は図１９から支持部を取り外した状態を示す同密閉型圧縮機の要部底面図である。なお、実施例７と同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。また、図１８から図２０では、密閉容器２００やその他の構成は他の実施例と同様であるので圧縮機本体１００の一部だけを示している。
実施例１１による密閉型圧縮機１０ｌは、補助部材５００を介して支持部３４０を電動要素１１０の固定子１１１の底面に取り付けている。
支持部３４０は、底面に曲面３３１を形成している。
電動要素１１０は、回転子１１２と固定子１１１との間にリング状の隙間１１３を有している。
補助部材５００は、隙間１１３に対向する位置に、隙間１１３に治具を挿入できる開口部５０１を有しており、治具として例えば隙間ゲージをこの開口部５０１から隙間１１３に挿入できるため、電動要素１１０の組み立て性を確保でき、圧縮機本体１００の下部に支持部３４０を配置することができる。

図２１は実施例１から実施例１１の密閉型圧縮機を用いた冷凍装置の概略構成図である。実施例１２では、冷凍装置として冷蔵庫を示している。
断熱箱体４０１は断熱壁を備えている。断熱壁は、内箱４１１と外箱４１２との間の空間に、発泡充填する断熱体４１３を注入して形成している。内箱４１１は、ＡＢＳなどの樹脂体を真空成型して形成される。外箱４１２は、プリコート鋼板などの金属材料を用いて形成される。断熱体４１３には、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４０１の内部は、複数の断熱区画に分かれており、上部の断熱区画を回転扉式、下部の断熱区画を引出し式としている。断熱区画の上部は冷蔵室４２１、中間部は切替室４２２、製氷室４２３、および野菜室４２４、下部は冷凍室４２５である。
冷蔵室４２１には冷蔵室回転扉４３１、切替室４２２には切替室引出し扉４３２、製氷室４２３には製氷室引出し扉４３３、野菜室４２４には野菜室引出し扉４３４、冷凍室４２５には冷凍室引出し扉４３５を、それぞれガスケットを介して設けている。
また、断熱箱体４０１は、天面後方を窪ませて凹み部４４０を形成している。凹み部４４０には密閉型圧縮機１０を配置する。密閉型圧縮機１０は、弾性支持材４４１を介して凹み部４４０に載置している。

冷凍サイクルは、密閉型圧縮機１０と、断熱箱体４０１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４５１と、水分除去を行うドライヤ（図示せず）と、冷却ファン４５２を近傍に設けた蒸発器４５３と、吸入配管１３２とを環状に接続して構成されている。

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と冷却方式について説明する。
冷蔵室４２１は冷蔵保存のために、通常１〜５℃で設定されている。
切替室４２２はユーザーにより温度設定が変更可能であり、冷凍室温度から冷蔵、野菜室温度まで所定の温度に設定できる。
製氷室４２３は独立の氷保存室であり、図示しない自動製氷装置を備えて、氷を自動的に作製、貯留する。製氷室４２３は、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℃の冷凍温度で設定できる。
野菜室４２４は冷蔵室４２１と同等もしくは若干高い２℃〜７℃とする。葉野菜の鮮度は凍らない程度で低温にするほど長期間維持することが可能である。
冷凍室４２５は冷凍保存のために通常−２２〜−１８℃で設定されるが、冷凍保存状態の向上のために、たとえば−３０〜−２５℃の低温で設定されることもある。
各室４２１〜４２５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４１３で冷蔵庫一体に発泡充填することが可能である。断熱体４１３は、発泡スチロールのような断熱部材に比べて約２倍の断熱性能を有するとともに、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。
設定された冷蔵庫内の温度に応じた温度センサ（図示せず）および制御基板からの信号により、冷蔵庫内の冷却運転が開始および停止される。冷却運転が開始されると、密閉型圧縮機１０が圧縮動作を行い、密閉型圧縮機１０から吐出された高温高圧の冷媒ガスは、凝縮器（図示せず）にて放熱して凝縮液化し、キャピラリ４５１で減圧されて低温低圧の液冷媒となり蒸発器４５３に至る。
冷却ファン４５２の動作により、蒸発器４５３内の冷媒ガスは、冷蔵庫内の空気と熱交換されて蒸発気化される。一方、冷媒ガスと熱交換された低温の冷気はダンパ（図示せず）などで分配される。以上の動作によって各室４２１〜４２５の冷却が行われる。
以上のような動作を行う冷蔵庫の密閉型圧縮機１０として、本発明の実施例１から実施例３のいずれかの密閉型圧縮機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを搭載することにより、特に低回転時の密閉型圧縮機１０の振動を大幅に低減することができる。この結果、冷蔵庫の騒音振動を低減することが可能となる。さらには、より低い回転数で密閉型圧縮機１０を運転することが可能になるため、冷蔵庫の消費電力を低減することができる。

なお、実施例１２に示すように、密閉型圧縮機１０が上方にある冷蔵庫では、密閉型圧縮機１０は、人間が立ったときの耳に近い位置となる。
特に、密閉型圧縮機１０が低回転で運転される際に、振動が冷蔵庫に伝わりやすい課題があるが、実施例１から実施例３のいずれかの密閉型圧縮機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを搭載することにより、低回転時の密閉型圧縮機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの振動を大幅に低減され、冷蔵庫の騒音や振動を低減することができる。
このため、密閉型圧縮機１０が上方にある冷蔵庫では、騒音低減効果をより発揮できる。
なお、密閉型圧縮機１０を冷蔵庫の下部に配置した場合にも、床面への振動が伝わりにくいため、騒音低減効果が高い。

実施例１から実施例１１では、回転子１１２が固定子１１１の内径側に配置された電動要素１１０で説明したが、回転子１１２が固定子１１１の外径側に配置される電動要素１１０とすることで、イナーシャが大きく、低回転で回転が安定し、低回転で高効率化が図れる。

本発明の密閉型圧縮機によれば、ピストンの往復運動によって発生する圧縮機本体からの振動を密閉容器に伝えにくくすることができるので、家庭用電気冷凍冷蔵庫に限らず、エアーコンディショナー、ショーケース、自動販売機やその他の冷凍装置等に広く適用できる。

１０ 密閉型圧縮機
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ 密閉型圧縮機
１００ 圧縮機本体
１１０ 電動要素
１１１ 固定子
１１２ 回転子
１１３ 隙間
１２０ 圧縮要素
１２１ シリンダ部
１２２ シリンダブロック
１２３ ピストン
１２３ｃ 鉛直平面
１２４ クランクシャフト
１２４ｃ 軸芯
１２５ 軸受部
１２５Ｈ 上軸受部
１２５Ｌ 下軸受部
１２６ 圧縮室
２００ 密閉容器
２０１ 内底面（受面）
２１１ 受面
２２７、１２７ａ、１２７ｂ、１２７ｃ、１２７ｄ バランスウエイト
３００ 支持部
３０１ 曲面
３０１ｃ 曲率中心（曲率中心軸）
３０５ 当接部
３０２ 制限部材
３０２ａ 薄板
３０２ｂ 一端
３０２ｃ 他端
３０２Ｘ 磁力手段（制限部材）
３０２Ｙ ばね手段（制限部材）
３１０ 支持部
３１１ 曲面
３１１ｃ 曲率中心（曲率中心軸）
３１５ 当接部
３２０ 支持部
３２１ 曲面
３２５ 当接部
３３０ 支持部
３３１ 曲面
３４０ 支持部

Claims (36)

1. 圧縮機本体と、前記圧縮機本体を収容する密閉容器とを備え、
   前記圧縮機本体が、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からなり、
   前記密閉容器内にはオイルが貯留され、
   前記圧縮要素は、
   シリンダ部を形成するシリンダブロックと、
   前記シリンダ部内を往復運動するピストンと、
   前記ピストンを動作させるクランクシャフトと
   を備え、
   前記シリンダブロックは、前記クランクシャフトを軸支する軸受部を形成し、
   前記シリンダ部は、圧縮室を形成し、
   前記圧縮機本体は、曲面を形成する支持部を備え、
   前記曲面と前記密閉容器内の受面とには、前記曲面と前記受面とが当接する当接部が形成されることを特徴とする密閉型圧縮機。
2. 前記曲面を前記圧縮機本体の下部に形成し、前記受面を前記密閉容器の内底面としたことを特徴とする請求項１に記載の密閉型圧縮機。
3. 前記当接部を、前記圧縮機本体の重心の鉛直下方としたことを特徴とする請求項２に記載の密閉型圧縮機。
4. 前記曲面を球面としたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
5. 前記曲面の曲率中心を、前記圧縮機本体の重心以上の高さとしたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
6. 前記曲面として、少なくとも第１曲面と第２曲面とを有し、前記第１曲面と前記第２曲面とは、前記曲面の曲率中心が互いに異なることを特徴とする請求項１から請求項３、及び請求項５のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
7. 前記ピストンの往復運動の方向をｘ方向、前記ｘ方向と水平面で直交する方向をｙ方向としたとき、前記曲面は前記ｙ方向に曲率中心軸を有することを特徴とする請求項１から請求項３、請求項５、及び請求項６のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
8. 前記当接部は１箇所であり、前記曲面と前記受面とが線接触することで前記当接部が形成されることを特徴とする請求項１から請求項３、請求項５、請求項６、及び請求項７のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
9. 前記当接部は１箇所であり、前記当接部を、前記クランクシャフトの回転軸中心よりも前記シリンダ部側に配置したことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
10. 前記当接部は複数箇所であり、前記当接部を、前記ピストンの中心軸を含む鉛直平面の両側に配置したことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
11. 前記当接部は複数箇所であり、前記ピストンの往復運動の方向をｘ方向としたとき、それぞれの前記当接部は、前記ｘ方向に変位可能であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
12. 前記当接部は複数箇所であり、前記ピストンの往復運動の方向をｘ方向、前記ｘ方向と水平面で直交する方向をｙ方向としたとき、前記当接部が形成される複数の前記曲面は、前記ｙ方向に共通の曲率中心軸を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
13. 前記当接部は複数箇所であり、前記曲面と前記受面とが線接触することでそれぞれの前記当接部が形成されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
14. 前記当接部は複数箇所であり、前記曲面と前記受面とが点接触することでそれぞれの前記当接部が形成されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
15. 前記曲面及び前記受面の少なくとも一方が樹脂材で形成されることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
16. 前記曲面と前記受面との間に樹脂緩衝材を設けたことを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
17. 前記支持部が、前記受面に対する前記圧縮機本体の変位を制限する制限部材を有することを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
18. 前記制限部材を、弾性材からなる薄板で形成し、前記薄板の一端を前記圧縮機本体に取り付け、前記薄板の他端を前記密閉容器に取り付けたことを特徴とする請求項１７に記載の密閉型圧縮機。
19. 前記軸受部が、前記電動要素の上方に配置する上軸受部と、前記電動要素の下方に配置する下軸受部とからなることを特徴とする請求項１から請求項１８のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
20. 前記支持部を前記シリンダブロックで形成することを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
21. 前記クランクシャフトが、主軸部と偏心軸部とからなり、
    前記圧縮機本体の重心を、前記シリンダ部と前記主軸部との間に位置させたことを特徴とする請求項１から請求項２０のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
22. 前記クランクシャフトの回転軸を鉛直方向とし、前記ピストンが水平方向に往復動作することを特徴とする請求項１から請求項２１のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
23. 前記ピストンを、前記圧縮機本体の重心より上方に配置することを特徴とする請求項１から請求項２２のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
24. 遠心力が作用する複数のバランスウエイトを、前記クランクシャフトに設けたことを特徴とする請求項１から請求項２３のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
25. 前記バランスウエイトを、前記ピストンの中心軸を含む水平面の上方及び下方にそれぞれ配置したことを特徴とする請求項２４に記載の密閉型圧縮機。
26. 前記バランスウエイトを、前記ピストンの中心軸を含む水平面より下方にのみ配置したことを特徴とする請求項２４に記載の密閉型圧縮機。
27. 前記密閉容器は弾性支持され、
    前記ピストンの往復運動の方向をｘ方向、前記ｘ方向と水平面で直交する方向をｙ方向とし、
    前記圧縮機本体の重心高さにおける前記ｘ方向の加速度を第１加速度、
    前記支持部の高さにおける前記ｙ方向の加速度を第２加速度としたとき、
    前記第２加速度が前記第１加速度の１／５以下となるように前記バランスウエイトを配置したことを特徴とする請求項２４から請求項２６のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
28. 前記密閉容器は弾性支持され、
    前記ピストンの往復運動の方向をｘ方向、前記ｘ方向と水平面で直交する方向をｙ方向とし、
    前記圧縮機本体の重心高さにおける前記ｘ方向の加速度を第１加速度、
    前記支持部の高さにおける前記ｙ方向の加速度を第２加速度としたとき、
    前記第２加速度が前記第１加速度の１／５以下となるように前記支持部を配置したことを特徴とする請求項２４から請求項２６のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
29. 前記電動要素は回転子と固定子とを備え、
    前記支持部は、前記回転子と前記固定子との間に形成される隙間に対向する位置に、前記隙間に治具を挿入できる開口部を有することを特徴とする請求項１から請求項２８のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
30. 前記電動要素は回転子と固定子とを備え、
    前記支持部は、補助部材を介して前記圧縮機本体に取り付けられ、
    前記補助部材は、前記回転子と前記固定子との間に形成される隙間に対向する位置に、前記隙間に治具を挿入できる開口部を有することを特徴とする請求項１から請求項２８のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
31. 前記電動要素は回転子と固定子とを備え、
    前記回転子が前記固定子の内径側に配置されることを特徴とする請求項１から請求項２８のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
32. 前記回転子が前記固定子の内径側に配置されることを特徴とする請求項２９又は請求項３０に記載の密閉型圧縮機。
33. 前記電動要素は回転子と固定子とを備え、
    前記回転子が前記固定子の外径側に配置されることを特徴とする請求項１から請求項２８のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
34. 前記回転子が前記固定子の外径側に配置されることを特徴とする請求項２９又は請求項３０に記載の密閉型圧縮機。
35. 前記電動要素をインバータで駆動することで複数の設定回転数で回転し、前記設定回転数の少なくとも一つには商用電源周波数より低い回転数を含むことを特徴とする請求項１から請求項３４のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
36. 請求項１から請求項３５のいずれかに記載の密閉型圧縮機を用いたことを特徴とする冷凍装置。