JP3722150B1 - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機を冷蔵庫の天面の凹部に積載した冷蔵庫において、冷蔵庫の上段の収納性や使い勝手を改善し、見栄えをよくした冷蔵庫を提供する。
【解決手段】前面に扉を備えた貯蔵室が配置された箱本体１を有し、箱本体１の天面２３と背面２８ａに渡って貯蔵室内の最上段収納スペース２９ａ側に凹ませた凹部２７に圧縮機１１を設置するものであって、圧縮機１１を密閉容器内に固定子１１２と回転子１１１からなる電動要素１１０と電動要素１１０によって駆動される圧縮要素１１３とを収納し、前記圧縮要素１１３は密閉容器に対して弾性的に支持された往復動型であり、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に永久磁石１５１を用いることで圧縮機１１の高さを低減し、上段の収納性を向上し、見栄えも良くする。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧縮機を冷蔵庫の天面に積載し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１２は、特許文献１に記載された従来の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、冷蔵庫下段の収納性は向上しても、冷蔵庫の上隅部位に出来た凸部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。

また、圧縮機１１を設置する凹部１２の高さを極力小さくするためには、圧縮機１１の形式や形態からすれば回転圧縮機機構を有する横型のロータリ圧縮機等が有効な手段となり得る。

しかしながら、ロータリ圧縮機は一般的に小型化を実現するために機械部を容器である圧縮機シェル内面に直止めしており、運転時の振動が外部に伝播しやすい構造となっている。このため、冷蔵庫の箱本体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においては、特に圧縮機１１の位置が圧縮機下部設置型の従来冷蔵庫と比べて使用者の耳に近くなるため、圧縮機１１の振動や振動伝達による共振音が不快に感じられやすくなる問題があり、圧縮機設置スペースの低減による使い勝手や外観品位の向上と低振動，低騒音化の両立を図ることが困難であるという課題があった。

また、冷蔵庫の手の届きにくく収納性の良くない天面１１ａを、収納用途以外に有効利用し、実質的な収納容量を減らさないで冷蔵庫の使い勝手を良くすることが課題であった。

すなわち、圧縮機の移設に伴って、食品等の収納性の向上のために、箱本体１の外形寸法によって定まる外容積に占める庫内の内容積を出来る限り大きくすることが冷蔵庫全体に関わる課題でもあった。

一方、冷蔵庫の上隅部位において、凹部１２による庫内への出張りが、最上段収納スペース１２ｃの棚底部より下方に出ていると、使用者の目の高さ付近の位置であるため庫内の外観意匠面で冷蔵庫としての品位を損なうものであり好ましくなかった。

また、二段目の収納スペース内に手で食品等を収納する際に、間口の高さより奥側の高さが低いので、途中で食品等がつかえて入らなくなり不便となる課題や、奥側から食品等を取り出すとき、斜めになるとつかえて出てこなくなる課題があった。

さらには、冷却性能面での課題として、天面１１ａと背面１１ｂに渡る凹部１２に設置された圧縮機１１を効率よく冷却することも必要であった。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであって、収納効率と使い勝手の両立を図り、さらには外観意匠や冷却性能の品位を損なわずにこれらを実現できる冷蔵庫を提供することを目的とする。

上記課題を解決する為に、本発明の冷蔵庫は、前面に扉を備えた貯蔵室が配置された箱本体を有し、前記箱本体の天面と背面に渡って前記貯蔵室内の最上段収納スペース側に凹ませた凹部を形成し、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、前記圧縮要素は密閉容器に対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る圧縮機を前記凹部に設置するものであって、前記凹部を覆う天面カバーの上面が前記箱本体の天面となるように設け、前記圧縮機の頂部が前記箱本体の前記天面より低くなるように、かつ前記圧縮機の設置面が前記凹部による室内側への凸部の底壁面を前記最上段収納スペースの棚底部より第２段収納スペース側に突出させないような高さとなるように前記圧縮機を設置し、前記圧縮機の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永久磁石を用い、前記電動要素の前記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て前記圧縮機の高さを低減することにより、前記箱本体の天面と前記室内側凸部の底壁面との高さが１９５ｍｍ以下となり、かつ前記最上段収納スペースの高さが１２５ｍｍ以上となるようにしたものである。

これによって、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、実質的な有効スペースを侵害しないで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、横型のロータリ圧縮機等と比較して圧縮機の低振動化を図りやすいものの、構造上、高さ寸法が大きくなるために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、冷蔵庫本体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を設置する凹部の高さを小さくすることができる。

本発明の冷蔵庫は、冷蔵庫の下段の内容積を大きくすることで使い勝手を良くするとともに、冷蔵庫上部に配置した圧縮機収容スペースの庫内側への出張りを小さく、庫内構造と調和したものとすることができ、庫内の見栄えもよく収納性を高めた冷蔵庫が提供できる。

さらに、圧縮機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、冷蔵庫本体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を設置する凹部の高さを小さくすることで、使い勝手のよい冷蔵庫を提供することができる。

本発明の請求項１に記載の発明は、前面に扉を備えた貯蔵室が配置された箱本体を有し、前記箱本体の天面と背面に渡って前記貯蔵室内の最上段収納スペース側に凹ませた凹部を形成し、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、前記圧縮要素は密閉容器に対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る圧縮機を前記凹部に設置するものであって、前記凹部を覆う天面カバーの上面が前記箱本体の天面となるように設け、前記圧縮機の頂部が前記箱本体の前記天面より低くなるように、かつ前記圧縮機の設置面が前記凹部による室内側への凸部の底壁面を前記最上段収納スペースの棚底部より第２段収納スペース側に突出させないような高さとなるように前記圧縮機を設置し、前記圧縮機の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永久磁石を用い、前記電動要素の前記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て前記圧縮機の高さを低減することにより、前記箱本体の天面と前記室内側凸部の底壁面との高さが１９５ｍｍ以下となり、かつ前記最上段収納スペースの高さが１２５ｍｍ以上となるようにしたものである。

これによって、高負荷時の冷凍能力を周波数可変により保証して圧縮要素の気筒容積をコンパクト化でき、かつ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。

さらに、横型のロータリ圧縮機等と比較して圧縮機の低振動化を図りやすいものの、構造上、高さ寸法が大きくなるために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、冷蔵庫本体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を設置する凹部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。
また、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ことによって、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。
また、凸部が第２段収納スペース側に出張ってくると冷蔵室回転扉を開けた時に凸部が目立ち、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、凸部の底壁面を前記最上段収納スペースの棚底部より第２段収納スペース側に突出させないような高さとすることにより、冷蔵庫の上から２段目の収納スペースに、食品等を収納または取り出す際、間口の高さが奥まで同じ高さであるので、途中で食品等がつかえてしまうことがなくなり、出し入れがし易くなり使い勝手が向上する。

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、前記圧縮機は商用電源周波数よりも高い回転数で運転することにより気筒容積を小型化し、前記圧縮要素の高さを低減したものである。

これによって、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をコンパクトにすることができ、それによってピストンの径が小さくて済み、シャフト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の長さも短くすることが出来、電動要素を圧縮要素により近づけて構成することが可能となる。このように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、圧縮機をよりコンパクトにすることが出来る。

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、前記凹部を覆う天面カバーにより空気取入口から空気を吸い込み前記凹部内を通過して空気排出口より空気を排出する通風ダクトを形成して、前記通風ダクトの天面が前記箱本体の天面となるように設けたものである。

これによって、圧縮機の冷却に必要な通風ダクトは、冷蔵庫の庫内で手が届きにくい天面に配置されるので、天面の近傍を収納用途以外に有効利用できる。

本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明の冷蔵庫に加えて、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の冷蔵庫に加えて、圧縮機は内部低圧型であって、電動要素は密閉容器内の下方に配設されるとともに前記密閉容器に対して支持部材を介して弾性的に支持されており、圧縮要素は前記電動要素の上部に配設されるとともに前記密閉容器に対して弾性的な形状からなる高圧配管を介して接続されているものである。

これによって、圧縮機の振動源である圧縮要素を密閉容器内の弾性支持部に対して電動要素部を介して配置する為、圧縮要素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、また圧縮要素で発生した振動は剛性が高い電動要素の固定子を通過する際に減衰された上で圧縮機の弾性支持部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。このため、圧縮機位置が使用者の耳に近くな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を設置する凹部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。

また、圧縮要素の高圧配管は弾性的な形状からなることで、圧縮要素の振動を高圧配管で十分に減衰し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。

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の冷蔵庫に加えて、最上段収納スペースの高さを、３５０ｍｌの缶飲料規格品をたてて収納できる高さとしたものである。

これによって、圧縮機を最上部後方に設置して庫内側に食い込みながらも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スペース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、最上段の収納スペースも有効に活用できることになる。

本発明の請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明の冷蔵庫において、箱本体の天面の床面からの高さを１８００ｍｍ以下としたものである。

これによって、日本人の標準的な身長の女性が使いやすいように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、収納効率を最大限に高めることができる。

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、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の概略断面図、図２は、同実施の形態における冷蔵庫の概略背面図、図３は、同実施の形態における冷蔵庫の概略部品展開図、図４は、同実施の形態における冷蔵庫の圧縮機の縦断面図、図５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６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７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８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１から図８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１から図３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４から図８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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、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。

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、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、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行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。

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２）
図９は、本発明の実施の形態２における冷蔵庫の概略断面図である。

なお、図１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９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。

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９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。

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３）
図１０は、本発明の実施の形態３における冷蔵庫の圧縮機の概略断面図である。

図１１は、本発明の実施の形態３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。

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。

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。

本発明の実施の形態１における冷蔵庫の概略断面図 同実施の形態の冷蔵庫の概略背面図 同実施の形態の冷蔵庫の概略部品展開図 同実施の形態の冷蔵庫の圧縮機の縦断面図 同実施の形態の冷蔵庫の圧縮機の水平断面図 同実施の形態の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 同実施の形態の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における冷蔵庫の概略断面図 本発明の実施の形態３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における冷蔵庫の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 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 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

Claims (7)

1. 前面に扉を備えた貯蔵室が配置された箱本体を有し、前記箱本体の天面と背面に渡って前記貯蔵室内の最上段収納スペース側に凹ませた凹部を形成し、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、前記圧縮要素は密閉容器に対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る圧縮機を前記凹部に設置するものであって、前記凹部を覆う天面カバーの上面が前記箱本体の天面となるように設け、前記圧縮機の頂部が前記箱本体の前記天面より低くなるように、かつ前記圧縮機の設置面が前記凹部による室内側への凸部の底壁面を前記最上段収納スペースの棚底部より第２段収納スペース側に突出させないような高さとなるように前記圧縮機を設置し、前記圧縮機の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永久磁石を用い、前記電動要素の前記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て前記圧縮機の高さを低減することにより、前記箱本体の天面と前記室内側凸部の底壁面との高さが１９５ｍｍ以下となり、かつ前記最上段収納スペースの高さが１２５ｍｍ以上となるようにした冷蔵庫。
2. 前記圧縮機は商用電源周波数よりも高い回転数で運転することにより気筒容積を小型化し、前記圧縮要素の高さを低減した請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記凹部を覆う天面カバーにより空気取入口から空気を吸い込み前記凹部内を通過して空気排出口より空気を排出する通風ダクトを形成して、前記通風ダクトの天面が前記箱本体の天面となるように設けた請求項１または２に記載の冷蔵庫。
4. 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３のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
5. 圧縮機は内部低圧型であって、電動要素は密閉容器内の下方に配設されるとともに前記密閉容器に対して支持部材を介して弾性的に支持されており、圧縮要素は前記電動要素の上部に配設されるとともに前記密閉容器に対して弾性的な形状からなる高圧配管を介して接続されている請求項１から４のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
6. 最上段収納スペースの高さを、３５０ｍｌの缶飲料規格品をたてて収納できる高さとした請求項１から５のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
7. 箱本体の天面の床面からの高さを１８００ｍｍ以下とした請求項１から６のいずれか一項に記載の冷蔵庫。

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