(57)【要約】【課題】冷蔵庫において、節電タイプのインバーター駆動の圧縮機を用いてさらに節電運転を行うことで、より省エネルギーを実現した冷蔵庫を提供する。【解決手段】電動要素１１０を商用電源の回転数より低い回転数で運転する節電運転で冷却を行うとともに、扉開閉や暖気の侵入等により高負荷がかかる高負荷冷却の場合にのみ電動要素１１０を商用電源の回転数以上の回転数で運転する高負荷冷却運転となるように圧縮機を制御したことで、幅広い回転数で運転した場合でも高い信頼性を備えた圧縮機を実現することができ、省エネモードでの節電運転と高負荷冷却モードでの高能力の冷却とを両立することができる。【選択図】図１Ａ
2010197036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱箱体と、前記断熱箱体に配設され、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と、前記冷凍サイクルの運転を制御する制御手段とを有し、前記圧縮機は、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たものであって、前記制御手段は前記電動要素を商用電源の回転数より低い回転数で運転する節電運転と、前記電動要素を商用電源の回転数以上の回転数で運転する高負荷冷却運転と両方を実現するように制御を行うとともに、外気温が２５℃前後で扉開閉がない場合の通常冷却時において、電動要素を商用電源の回転数より低い回転数で運転する節電運転で冷却を行うとともに、扉開閉や暖気の侵入等により高負荷がかかる高負荷冷却の場合にのみ電動要素を商用電源の回転数以上の回転数で運転する高負荷冷却運転となるように圧縮機を制御した冷蔵庫。
【請求項２】
圧縮機は制御手段によって、電動要素を商用電源の回転数より低い回転数で運転する省エネモードでの運転に制御される場合に、前記商用電源の回転数の１／２以下の回転数で運転することが可能である請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項３】
圧縮機に備えられた圧縮要素は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、電動要素は商用電源の回転数より低い回転数を含めた複数の回転数で運転されるインバーターの電動機を備え、前記圧縮機は前記圧縮室内でピストンが往復動することによって圧縮動作が行われる気筒容積を形成する際に、圧縮動作の際に前記ピストンが往復動する距離であるストロークよりも前記ピストンの直径を大きくした請求項１または２に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
圧縮機の圧縮動作の際に前記ピストンが往復動する距離であるストロークＡと、ピストンの長さＢと、ピストンの直径Ｃとの関係がＡ≦Ｂ≦Ｃとなるように前記ピストンの直径を大きくする請求項３に記載の冷蔵庫。
【請求項５】
圧縮機の圧縮動作の際に前記ピストンが往復動する方向は水平方向であるとともに、圧縮機の全高に対してピストンの直径を１９％以上３８％以下とした請求項３または４に記載の冷蔵庫。
【請求項６】
圧縮機の圧縮要素は主軸部と偏芯部とを有したシャフトと、前記シャフトに備えられたクランクウエイトとを有し、前記圧縮要素の上下方向において前記ピストンの上端を通る水平線上および前記ピストンの上端を通る水平線上よりも下方側に前記クランクウエイトの少なくとも一部が位置する請求項３から５のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、より省エネルギーである節電運転を実現した冷蔵庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の冷蔵庫としては、光センサの検知する検知量やドアＳＷ等に応じて節電運転可能な冷蔵庫に関するものがあり、光センサが所定の照度以上を検知した場合は、通常の運転を行い、所定の照度未満を検知したとき、顧客は就寝し冷蔵庫のドアを開くことはほとんどないだろうと考えられるため、通常の温度より少ない電力で運転される節電運転を行う製品がある。
【０００３】
また、一部の電灯を点灯されたまま顧客が就寝した場合においても節電運転を行わせるものであった（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この冷蔵庫の正面図を図２７、電気回路図の一例を図２８に、この電気回路を用いた冷蔵庫の運転状態の説明図を図２９に示す。
【０００５】
図において、冷蔵庫１は貯蔵室の前面側にそれぞれ冷蔵室用扉２、野菜室用扉３、製氷室用扉４、切換室用扉５、冷凍室用扉６を備えている。操作部７は、各種操作スイッチ（図示せず）や、液晶表示部８や、光センサ収納部９を備えている。
【０００６】
冷蔵庫周囲の照度を検知するための光センサ１０、抵抗１１、入力したアナログの電圧値をデジタル信号に変換して出力するＡＤ変換器１２、ＡＤ変換器からの信号を記憶しておくための記憶装置１３、ＡＤ変換器からの信号を入力し、圧縮機（図示せず）などの運転を制御するための制御装置であるマイクロコンピュータ１４である。尚、圧縮機の運転は主に冷凍室センサ（図示せず）によりＯＮ／ＯＦＦ制御されるものである。
【０００７】
このマイクロコンピュータ１４は、次に説明するように動作する。
【０００８】
節電運転を可能にするためのスイッチ（図示せず）が押されると、光センサ１０は冷蔵庫の前面側周囲の照度を検出する（Ｓ１）。そして、照度の変化率を演算する（Ｓ２）。照度の変化率は、照度の変化を、その変化した時間で除して算出したもので、例えば、１秒間に１５０ルクスの変化があった場合に１５０ルクス／秒としている。そして、１５０ルクス／秒を所定の変化率と設定している。但し、この設定値は１００〜２００ルクス／秒の範囲で設定すれば良いと考えられる。
【０００９】
変化率を演算し、この変化率が設定値以上、つまり、１５０ルクス／秒以上であるか否かを判断し（Ｓ３）、設定値以上であれば、通常運転を行い（Ｓ４）、設定値以上でない場合は、低下率が設定値以上か否かを判断する（Ｓ５）。低下率が所定値以上であれば、節電運転を行い（Ｓ６）、低下率が設定値以上でない場合はＳ１の照度検知を再度行う。
【００１０】
尚、冷凍室の設定温度（通常−２０℃、設定温度の変更可能）がこの設定温度どおりになるように制御する運転を通常運転とし、冷凍室の庫内温度を、設定温度（−２０℃と仮定する）から２℃室温に近づけた温度（−１８℃）になるように制御する運転を節電運転としている。このため、この節電運転は、通常運転よりも圧縮機の運転時間が短くなると共に、運転停止時間が長くなって、通常運転よりも節電できるものである。
【００１１】
このように構成された冷蔵庫によれば、次のように動作する。例えば、夜１１頃、使用
者は就寝しようとして電灯を小さくする。例えば、１本２０Ｗの蛍光灯を３本点灯していたものを、１本の２０Ｗの点灯にして、就寝するとする。このときの照度の低下率をマイクロコンピュータが演算し、所定値以上の低下率であると判断するので、冷蔵庫では節電運転が開始される。
【００１２】
このように制御される冷蔵庫では、減光したようなときにでも冷蔵庫を節電運転できるように制御されるので、所定の照度以上か未満かで通常運転と節電運転とを行っていた従来の制御よりも節電することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００２−１０７０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記従来の構成では、節電運転を行う際には、通常運転よりも圧縮機の運転時間が短くなると共に運転停止時間が長くなって通常運転よりも節電できる冷蔵庫ではあるものの、圧縮機の運転と停止の時間に着目して節電を図るものであるため、停止時から運転開始への切替えを行う際に必要となる起動時の電力が大きいため、ある一定レベル以上の節電は実現できない課題を有していた。
【００１５】
また、上記従来の構成の一定速度の回転数で運転を行う圧縮機と比較して節電運転を実現することができる複数の回転数での駆動を行うことができるインバーター駆動の圧縮機も近年においては家庭用冷蔵庫に搭載されているが、このインバーター駆動の圧縮機でさらなる節電運転を行うことは想定されていなかった。
【００１６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、冷蔵庫において、節電タイプのインバーター駆動の圧縮機を用いてさらに節電運転を行うことで、より省エネルギーを実現した冷蔵庫を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、断熱箱体と、前記断熱箱体に配設され、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と、前記冷凍サイクルの運転を制御する制御手段とを有し、前記圧縮機は、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たものであって、前記制御手段は前記電動要素を商用電源の回転数より低い回転数で運転する節電運転と、前記電動要素を商用電源の回転数以上の回転数で運転する高負荷冷却運転と両方を実現するように制御を行うとともに、外気温が２５℃前後で扉開閉がない場合の通常冷却時において、電動要素を商用電源の回転数より低い回転数で運転する節電運転で冷却を行うとともに、扉開閉や暖気の侵入等により高負荷がかかる高負荷冷却の場合にのみ電動要素を商用電源の回転数以上の回転数で運転する高負荷冷却運転となるように圧縮機を制御したものである。
【００１８】
このように、本発明は省エネルギーを実現するために、インバーター圧縮機での省エネを図った上で、節電運転および通常冷却時には、低回転で運転させることで節電を行うとともに、扉開閉や庫内温度の上昇に伴う高負荷が生じた場合には大きな気筒容積を備えた圧縮機を用いることで高回転での運転を短時間で行うことで高負荷に対応することが可能となり、冷蔵庫実機においてに大幅な節電を図ることができる。
【００１９】
よって本発明は、上記のように、幅広い回転数で運転した場合でも高い信頼性を備えた
圧縮機を実現することができ、省エネモードでの節電運転と高負荷冷却モードでの高能力の冷却とを両立することができるものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の冷蔵庫は、冷蔵庫実機においてに大幅な節電を図ることができ、より省エネルギーを実現した冷蔵庫を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１Ａ】本発明の実施の形態１における冷蔵庫の正面図
【図１Ｂ】本発明の実施の形態１における冷蔵庫の縦断面図
【図２Ａ】本発明の実施の形態１における冷蔵庫の操作基板の正面図
【図２Ｂ】本発明の実施の形態１における別形態の操作基板の正面図
【図３】図２ＡのＡＡ´部の断面図
【図４】本発明の実施の形態１における制御ブロック図
【図５Ａ】本発明の実施の形態１に搭載する圧縮機の縦断面図
【図５Ｂ】本発明の実施の形態１における圧縮機の回転数と冷凍能力を各気筒容積毎でまとめた結果を示す図
【図５Ｃ】回転数とメカロスを各気筒容積毎でまとめた結果を示す図
【図５Ｄ】各気筒容積毎にまとめた冷凍能力とＣＯＰとの関係を示す図
【図６】本発明の実施の形態１における任意の１日に対する過去参照データを示す図
【図７】本発明の実施の形態１における制御フローチャート
【図８】本発明の実施の形態１におけるおやすみ制御フローチャート
【図９】本発明の実施の形態１におけるおでかけ制御のフローチャート
【図１０】本発明の実施の形態１における効果イメージ図
【図１１】本発明の実施の形態２における冷蔵庫の正面図
【図１２】本発明の実施の形態２における圧縮機の断面図
【図１３Ａ】本発明の実施の形態２における圧縮機のクランクウエイトの斜視図
【図１３Ｂ】本発明の実施の形態２における圧縮機のクランクウエイト周辺の拡大図
【図１４Ａ】本発明の実施の形態２における圧縮機の弾性部材周辺の組み立て図
【図１４Ｂ】本発明の実施の形態２における圧縮機の弾性部材周辺の断面図
【図１５Ａ】本発明の実施の形態２における圧縮機のシリンダブロックの上面からみた斜視図
【図１５Ｂ】本発明の実施の形態２における圧縮機のシリンダブロックの下方側からみた斜視図
【図１６Ａ】本発明の実施の形態２における圧縮機のサクションチューブ周辺の平面断面図
【図１６Ｂ】本発明の実施の形態２における圧縮機のサクションチューブ周辺の縦断面図
【図１７】本発明の実施の形態３における密閉型圧縮機の縦断面図
【図１８】本発明の実施の形態３における圧縮部の要部縦断面図
【図１９】本発明の実施の形態３におけるピストンの挙動を説明する模式図
【図２０】本発明の実施の形態４における特性図
【図２１】は、同実施の形態における密閉型圧縮機に用いるピストン周りの要素拡大図
【図２２】本実施の形態４における密閉型圧縮機に用いるピストンの上面図
【図２３】図２２のＢ方向からみた正面図
【図２４】本実施の形態４における密閉型圧縮機に用いるピストンの上面図
【図２５】図２４のＣ方向からみた正面図
【図２６】本実施の形態４における密閉型圧縮機に用いるピストンの上面図
【図２７】従来冷蔵庫の正面図
【図２８】従来冷蔵庫の要部の電気回路図
【図２９】従来冷蔵庫の代表的なフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２２】
第１の発明は、断熱箱体と、前記断熱箱体に配設され、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と、前記冷凍サイクルの運転を制御する制御手段とを有し、前記圧縮機は、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たものであって、前記制御手段は前記電動要素を商用電源の回転数より低い回転数で運転する節電運転と、前記電動要素を商用電源の回転数以上の回転数で運転する高負荷冷却運転と両方を実現するように制御を行うとともに、外気温が２５℃前後で扉開閉がない場合の通常冷却時において、電動要素を商用電源の回転数より低い回転数で運転する節電運転で冷却を行うとともに、扉開閉や暖気の侵入等により高負荷がかかる高負荷冷却の場合にのみ電動要素を商用電源の回転数以上の回転数で運転する高負荷冷却運転となるように圧縮機を制御した冷蔵庫である。
【００２３】
このように、本発明は省エネルギーを実現するために、インバーター圧縮機での省エネを図った上で、節電運転である省エネモードでの運転の場合には、大きな気筒容積を備えた圧縮機を用いて低回転で運転させることで節電を行うとともに、扉開閉や庫内温度の上昇に伴う高負荷が生じた場合には大きな気筒容積を備えた圧縮機を用いることで高回転での運転を短時間で行うことで高負荷に対応することが可能となり、冷蔵庫実機においてに大幅な節電を図ることができる。
【００２４】
また、高負荷がかかった場合には比較的大きな気筒容積でかつ電動要素を商用電源の回転数以上の回転数で運転する高負荷冷却モードとなるように制御することで高負荷冷却を強力行うことができるため、迅速に高負荷冷却モードから省エネモードへ復帰させることができる。
【００２５】
これによって、一般的に冷蔵庫の年間使用時において８０％以上となる通常冷却時を低回転で圧縮機を回転させる省エネモードで運転することができ、冷蔵庫実機においてに大幅な節電を図ることができ、より省エネルギーを実現した冷蔵庫を提供することができる。
【００２６】
第２の発明は、圧縮機は制御手段によって、電動要素を商用電源の回転数より低い回転数で運転する省エネモードでの運転に制御される場合に、前記商用電源の回転数の１／２以下の回転数で運転することが可能である冷蔵庫である。
【００２７】
これによって、より低回転での運転が可能となるので、冷蔵庫実機においてに大幅な節電を図ることができ、より省エネルギーを実現した冷蔵庫を提供することができる。
【００２８】
第３の発明は、圧縮機に備えられた圧縮要素は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、電動要素は商用電源の回転数より低い回転数を含めた複数の回転数で運転されるインバーターの電動機を備え、前記圧縮機は前記圧縮室内でピストンが往復動することによって圧縮動作が行われる気筒容積を形成する際に、圧縮動作の際に前記ピストンが往復動する距離であるストロークよりも前記ピストンの直径を大きくした冷蔵庫である。
【００２９】
このように大きな気筒容積を備えた圧縮機を用いる際に、圧縮機の気筒容積を形成するピストンの直径とストロークとの相互関係に着眼点を置いたものであり、ストロークを長くすることで大きな気筒容積を形成するのではなく、ピストンの直径を大きくすることで
大きな気筒容積を形成することで、幅広い回転数で運転した場合でも高い信頼性を備えた圧縮機を実現することができ、省エネモードでの節電運転と高負荷冷却モードでの高能力の冷却とを両立することができるものである。
【００３０】
第４の発明は、圧縮機の圧縮動作の際に前記ピストンが往復動する距離であるストロークＡと、ピストンの長さＢと、ピストンの直径Ｃとの関係がＡ≦Ｂ≦Ｃとなるように前記ピストンの直径を大きくする冷蔵庫である。
【００３１】
これによって、大きな気筒容積を備えた圧縮機を用いる際に、圧縮機の気筒容積を形成するピストンの直径とストロークとの相互関係およびピストンの直径とピストンの長さとに着眼点を置いたものであり、ストロークを長くすることで大きな気筒容積を形成するのではなく、ピストンの直径を大きくすることで大きな気筒容積を形成し、かつピストンの長さをより低減することで往復動に伴う荷重をより低減することができるので、幅広い回転数で運転した場合でも高い信頼性を備えた圧縮機を実現することができ、省エネモードでの節電運転と高負荷冷却モードでの高能力の冷却とを両立することができるものである。
【００３２】
第５の発明は、圧縮機の圧縮動作の際に前記ピストンが往復動する方向は水平方向であるとともに、圧縮機の全高に対してピストンの直径を１９％以上３８％以下とした冷蔵庫である。
【００３３】
このように本発明は、圧縮機の全高を低くすることで庫内容量を大きくするような大容量の冷蔵庫に搭載する場合に、通常であればストロークを長くする方が圧縮機の全高を低減する観点においては簡単な構成であるにもかかわらず、あえてピストンの直径を大きくすることに焦点を絞ったものであって、幅広い回転数で運転した場合を想定した場合であっても高い信頼性を実現することができ、省エネモードでの節電運転と高負荷冷却モードでの高能力の冷却とを両立することができるものである。
【００３４】
第６の発明は圧縮機の圧縮要素は主軸部と偏芯部とを有したシャフトと、前記シャフトに備えられたクランクウエイトとを有し、前記圧縮要素の上下方向において前記ピストンの上端を通る水平線上および前記ピストンの上端を通る水平線上よりも下方側に前記クランクウエイトの少なくとも一部が位置する冷蔵庫である。
【００３５】
このように本発明は、圧縮機の全高を低くすることで庫内容量を大きくするような大容量の冷蔵庫に搭載する場合に、通常であればストロークを長くする方がピストンの大きさおよび重量を低減することでアンバランス量を低減することが可能であることにもかかわらず、あえてピストンの直径を大きくすることに焦点を絞ったものであってもピストンのアンバランス量を低減するために、圧縮要素の全高を抑えた上で、できるだけピストンに近い部分にクランクウエイトを備えるように工夫するものであって、より振動を低減するとともに、ピストンの往復動に伴うアンバランス量を低減することで摺動部のこじり等を抑制し信頼性の高い大気筒容積の圧縮機を備えた冷蔵庫を実現することが可能となる。
【００３６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明するが、従来例または先に説明した実施の形態と同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。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。
【００３７】
（実施の形態１）
図１Ａは本発明の実施の形態１における冷蔵庫の正面図、図１Ｂは、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の断面図、図２Ａは本発明の実施の形態１における冷蔵庫の操作基板の構成図、図２Ｂは本発明の実施の形態１における冷蔵庫の別形態の操作基板の構成図で
ある。図３は図２ＡのＡＡ´部の断面図、図４は制御ブロック図、図５Ａは本発明の実施の形態１に搭載する圧縮機の断面図、図６は本発明の実施の形態１における任意の１日に対する過去参照データを示す図、図７から図９は本発明の実施の形態１における制御フローチャート、図１０は本発明の実施の形態１における効果イメージ図である。
【００３８】
図１Ａにおいて、冷蔵庫本体２１である断熱箱体は、上から順に冷蔵室２２、製氷室２３、切換室２４、冷凍室２５、野菜室２６がレイアウトされている。冷蔵室２２の冷蔵室ドア２２ａの中央部付近には操作部２７が配置され、操作部２７の内部には操作基板２７ａが構成されており、操作基板２７ａの垂直軸延長線上でかつ上方に照度検知手段である照度センサ３６が設けられている。照度センサ３６は、フォトダイオードやフォトトランジスタをベース素子とした光センサを用いることで具体的に構成することができる。
【００３９】
また、操作基板２７ａには、各室の庫内温度設定や製氷や急速冷却など設定を行うための操作スイッチ３７、前記操作スイッチにより設定した状態を表示する表示灯３８、そして照度センサ３６の検出により冷蔵庫の運転状態可変を報知するＬＥＤ等を用いた報知手段３９が構成させている。
【００４０】
そして照度センサ３６の前方には冷蔵庫設置環境における光を照度検出手段で検出するために操作部カバーの一部を略透明化した照度センサカバー４１が構成され、また、報知手段３９であるＬＥＤの前面には発光を透過するためのＬＥＤカバー４２が構成され、これらカバーは操作基板カバー４３に構成されている。
【００４１】
さらに、ドアのレイアウトは代表的なものであって、このレイアウトに限定されるものではない。
【００４２】
図において、冷蔵庫２１の冷蔵庫本体である断熱箱体は、主に鋼板を用いた外箱と、ＡＢＳなどの樹脂で成型された内箱と、外箱と内箱との間の空間に発泡充填される硬質発泡ウレタンなどの発泡断熱材とで構成され、周囲と断熱され、仕切り壁によって複数の貯蔵室に断熱区画されている。最上部に冷蔵室２２、その冷蔵室の下部に切換室２４もしくは製氷室２３が横並びに設けられ、その切換室２４と製氷室２３の下部に冷凍室２５、そして最下部に野菜室２６が配置され、各貯蔵室の前面には外気と区画するためそれぞれドアが冷蔵庫本体の前面開口部に構成されている。
【００４３】
冷蔵室２２は冷蔵保存のために凍らない温度を下限に通常１℃〜５℃とし、最下部の野菜室２６は冷蔵室２２と同等もしくは若干高い温度設定の２℃〜７℃としている。また、冷凍室２５は冷凍温度帯に設定されており、冷凍保存のために通常−２２℃〜−１５℃で設定されているが、冷凍保存状態の向上のために、例えば−３０℃や−２５℃の低温で設定されることもある。
【００４４】
切換室２４は、１℃〜５℃で設定される冷蔵、２℃〜７℃で設定される野菜、通常−２２℃〜−１５℃で設定される冷凍の温度帯以外に、冷蔵温度帯から冷凍温度帯の間で予め設定された温度帯に切り換えることができる。切換室２４は製氷室２３に並設された独立扉を備えた貯蔵室であり、引き出し式の扉を備えることが多い。
【００４５】
なお、本実施の形態では、切換室２４を、冷蔵と冷凍の温度帯までを含めた貯蔵室としているが、冷蔵は冷蔵室２２と野菜室２６、冷凍は冷凍室２５に委ねて、冷蔵と冷凍の中間の上記温度帯のみの切り換えに特化した貯蔵室としても構わない。また、特定の温度帯、例えば近年冷凍食品の需要が多くなってきたことに伴い、冷凍に固定された貯蔵室でも構わない。
【００４６】
製氷室２３は、冷蔵室内の貯水タンク（図示せず）から送られた水で室内上部に設けられた自動製氷機（図示せず）で氷を作り、室内下部に配置した貯氷容器（図示せず）に貯蔵する。
【００４７】
断熱箱体の天面部は冷蔵庫の背面方向に向かって階段状に凹みを設けた形状であり、この階段状の凹部に機械室を形成して、機械室に、圧縮機２８、水分除去を行うドライヤ（図示せず）等の冷凍サイクルの高圧側構成部品が収容されている。すなわち、圧縮機２８を配設する機械室は、冷蔵室２２内の最上部の後方領域に食い込んで形成されることになる。
【００４８】
なお、本実施の形態における、以下に述べる発明の要部に関する事項は、従来一般的であった断熱箱体の最下部の貯蔵室後方領域に機械室を設けて圧縮機２８を配置するタイプの冷蔵庫２１に適用しても構わない。
【００４９】
冷凍室２５の背面には冷気を生成する冷却室２９が設けられ、風路と区画されており、その間には、断熱性を有する各室への冷気の搬送風路と、各貯蔵室と断熱区画するために構成された奥面仕切り壁が構成されている。また、冷凍室吐出風路と冷却室２９とを隔離するための仕切り板を備えている。冷却室内には、冷却器３０が配設されており、冷却器３０の上部空間には強制対流方式により冷却器で冷却した冷気を冷蔵室、切換室、製氷室、野菜室、冷凍室に送風する冷却ファン３１が配置される。
【００５０】
また、冷却器３０の下部空間には冷却時に冷却器３０やその周辺に付着する霜や氷を除霜するためのガラス管製のラジアントヒータ３２が設けられ、さらにその下部には除霜時に生じる除霜水を受けるためのドレンパン、その最深部から庫外に貫通したドレンチューブが構成され、その下流側の庫外に蒸発皿が構成されている。
【００５１】
圧縮機２８は、密閉容器１０３内に、回転子１１１と、固定子１１２とからなる電動要素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、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を備えた往復動型であるとともに商用電源の回転数より低い回転数を含めた複数の回転数で運転されるインバーターの電動機である。
【００５２】
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が固着されて弾性部材を介して、冷蔵庫に備えられている。
【００５３】
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、リード線を通して電動要素１１０に電気を供給する。
【００５４】
次に、圧縮要素１１３の詳細を以下に説明する。
【００５５】
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。
【００５６】
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を圧縮し、冷凍サイクルへと吐出する。
【００５７】
次に電動要素１１０の詳細を以下に説明する。
【００５８】
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と本体部に設けた永久磁石が一体に固着されている。
【００５９】
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が円環状に形成されており、突極部に巻線１６２が巻かれている突極集中巻型である。各巻線間は、連絡線で一本に接続されている。
【００６０】
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。
【００６１】
従来の冷蔵庫においては、昼夜を問わず決められた温度設定を満たす温度制御を行っていたが、夜間、冷蔵庫周囲環境の温度が低下し、熱負荷が低下、また、食品を取り出したり、入れ替えたりするとき生じる熱負荷が極めて少なくなるので冷蔵庫の庫内温度はやや過冷気味の温度設定になる。また、従来あった光センサを使った省エネ手段も、『節電モード』などの記載のある専用ボタンにより機能を働かせなければ、省エネ効果は得られなかった。
【００６２】
本発明は、専用ボタンを押すことなく、つまりオート機能で省エネを図る。すなわち、冷蔵庫本体２１の前面に取り付けられた照度センサ３６によって、日射や室内照明機器の照射による冷蔵庫周辺の照度レベルを検知すると同時に、各貯蔵室の温度を検知し、規定温度以下に冷却されているか、又、過去の扉開閉状況を制御手段に入力し、予め決定された規定値よりも小さければ、夜間あるいは人の活動がないと判断し、自動的に冷蔵庫の冷却性能を少し落とした節電モードに切換える。そして、照度レベルが規定値よりも大きくなった場合には、通常モードに運転を戻す。ただし、屋外から瞬発的な発光、例えば、自動車などの照明による検知などは除外するためある程度継続した照度レベルが維持しないと節電モードは解除しない。
【００６３】
さらに、過去の照度、扉開閉、庫内温度をある時間単位に区切り記憶手段に記憶し、それをパターン判別することにより冷蔵庫の運転を制御する。
【００６４】
さらに節電運転に入った場合、報知手段、例えばＬＥＤの点灯を行うことにより、その状況を使用者にアピールする。
【００６５】
このとき照度センサ３６の受光面、すなわち照度センサカバー４１が何かで遮られると、正確な照度検知が不可能になり、節電モードへの切換え、通常モードへの復帰ができなくなる。一般に遮光される要因としては、冷蔵室ドア２２ａ面に紙面等を貼り付けることが考えられる。しかしながら、本実施の形態においては貼り付ける可能性の非常に低い、操作基板７の垂直軸上の上方に照度検知手段８が設置されているので、誤った照度検知を行なうことがなくなる。また、図示はしないが照度センサ近傍にその存在を記載することにより使用者に注意を促すことにより、さらにその障害を防ぐことができる。
【００６６】
次に図４の制御ブロック図を用いて説明する。
【００６７】
冷蔵庫の設置環境やその使用により、冷蔵庫設置環境周辺環境を検知する検知手段とし
ては照度を検知する照度検知手段、人感センサ４０、冷蔵庫の使用状況を検知する状態検知手段としてドアＳＷ５１、外気温度センサ５２、庫内温度センサ５３といった複数の検知手段であるセンサを搭載している。
【００６８】
本発明の冷蔵庫は照度センサ３６により、冷蔵庫前面周囲の明暗を検出し、制御手段５４に出力し、さらに記憶手段５５にそのデータを記憶させる。同様に冷蔵室ドア２２ａやその他の扉の開閉状態を検知するドアＳＷ５１の出力信号により扉開閉数や扉開閉時間、冷蔵庫の外郭に備えられている外気温度センサ、各庫内温度を検知する庫内センサで検知した温度データなども記憶手段に入力する。
【００６９】
このデータを一定時間ごとに取り出し制御手段５４で運転パターンを設定し、圧縮機２８、冷却ファン３１、温度補償用ヒータ５６、各貯蔵室の温度設定を自動的に可変する。ここで、照度センサ３６により、５Ｌｘ以下であると検出し、その状態が一定時間経過し、更に所定の温度以下に冷却していれば、圧縮機の回転数抑制や過冷防止運転などの節電運転に自動的に入り、報知手段であるＬＥＤを一定時間点灯もしくは点滅させる。
【００７０】
これらの動作の詳細について図７の制御フロー図で説明する。
【００７１】
冷蔵庫においてステップ１１０１で電源を投入するとステップ１１０２で一定間隔Ａを計測するためのタイマーＴをスタートさせ、ステップ１１０３で通常の冷蔵庫の動作を行うためのメインフローで制御を開始する。このとき、ステップ１１０４で扉開閉があればステップ１１０５で扉開閉数Ｍをカウントする。
【００７２】
次にステップ１１０６で照度センサの検知が例えば５Ｌｘ以上なら通常の運転を継続するが、５Ｌｘ以下を検知し、ステップ１１０７、ステップ１１０８、ステップ１１０９に示すとおり、照度センサの検知照度が５分以上連続で５Ｌｘ以下を検知し、貯蔵室温度が規定の温度以下に冷却され、さらに過去１０分間扉開閉がないと判定したとき、図６に示す省エネモードであるおやすみ制御フローに移行する。
【００７３】
そして、ステップ１１１１でタイマーＴが一定間隔Ａに達すれば、そのときまでの扉開閉数もしくは扉開閉時間と平均照度を算出し、ステップ１１１２で記憶手段に記憶する。
【００７４】
そして、扉開閉数や照度データなどを初期化して、次の例えば１時間の再び扉開閉数や照度を測定する。
【００７５】
次に図８のおやすみ制御について説明する。
【００７６】
省エネモードであるおやすみ制御に入ると、就寝と予測し、扉開閉による冷蔵庫負荷が通常より極めて少ないと予測でき、また、長時間、例えば６時間以降はその状態が継続されると予測され、これにより省エネ運転が実施できる。
【００７７】
具体的には、ステップ１１２１に記載のとおり食品の投入負荷や扉開閉負荷が少ないので冷蔵庫の庫内温度設定を１Ｋ〜２Ｋ程度高い設定が可能なり、また、庫内の温度挙動を緩慢にすることにより省エネ効果を生み出す。また、このとき、圧縮機、冷却ファンを低速運転することにより省エネ効果とともに静音化を図る。さらに、庫内温調設定を上昇させることにより温度補償用ヒータの入力を低減することもできる。
【００７８】
この後、ステップ１１２２で扉開閉検知およびステップ１１２４の照度検知、さらにステップ１１２６の庫内温度検知で変動がなければ、そのモードを維持する。
【００７９】
もし、上記のうち１つでも変動があれば、モード維持判別を行う。
【００８０】
具体的には、もし、ステップ１１２２で扉開閉を検知した場合、ステップ１１２３に移行し、扉開閉数が事前に設定していたＮ１回以上と判定すれば、ステップ１１２７のようにおやすみ制御を解除し、通常冷却モードである通常制御に移行する。同様にステップ１１２４で照度センサが１０Ｌｘ以上を検知するとステップ１１２５へ移行し、さらに照度センサが５分間以上連続で１０Ｌｘ以上を検知したなら、ステップ１１２７に移行し、おやすみ制御を解除する。
【００８１】
次に図９を用いて省エネモードの一例であるお出かけ制御について説明する。
【００８２】
ステップ１１０３を実行中の一定間隔例えば、２４時間おきにステップ１４０にてお出かけ制御判定を行う。
【００８３】
まず、ステップ１１４１の記憶手段に記憶されている過去３週間分の扉開閉数や照度、庫内温度データを用いて、ステップ１１４２移行で判定していく。
【００８４】
たとえば、ステップ１１４３にて過去３週間同一時間帯で連続３時間以上扉開閉がない状態が続いていれば、この家庭の生活パターンは、例えば共働きなどにより日中は不在の状態であり、このとき、ステップ１１４４で各貯蔵室の冷却が十分か、また、ステップ１１４５で過去１０分間扉開閉がなければ、ステップ１１４６のとおり、おでかけ制御に入り、ステップ１１４７に記載のとおり、省エネモードと判定して省エネ運転を実施する。ただし、図６で説明したおやすみ制御とは異なり、昼間の場合も想定されるのでおやすみ制御よりは温度上昇幅を抑制し、０．５Ｋ〜１Ｋに抑える。その他のものについては、おやすみ制御とほぼ同等の制御を行う。
【００８５】
よって、図のフローチャートに示すような省エネ制御を実施すると、図１０のような温度挙動となり、省エネ運転が図られる。
【００８６】
次に圧縮機２８の動作について説明する。
【００８７】
圧縮機２８に通電がなされると、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。
【００８８】
具体的には、回転数を２０ｒｐｓ、２８ｒｐｓ、３５ｒｐｓ、４８ｒｐｓ、５８ｒｐｓ、６７ｒｐｓといった６段階といった複数のあらかじめ設定された回転数で運転している。また、この複数段階の回転数の中で商用電源の回転数より大きいものは最大でも２つであり、半分以上が商用電源の回転数より小さい回転数である。
【００８９】
このインバーター圧縮機を搭載した冷蔵庫において、節電運転では低回転運転を行い回転数を２０回転／ｓといった一般的な商用電源の周波数である６０Ｈｚの１／３の低回転での運転も可能とし、商用電源の１／２の回転数よりも低い回転数である２８回転／ｓとした。
おやすみモードでは回転数を３０回転／ｓとし、同様に省エネモードであるがおやすみ制
御の場合と比較して高い照度が検知されているために、使用者の活動時間内と判断されたおでかけモードの場合には３５回転／ｓとした。
【００９０】
また、通常冷却モードである通常冷却時には３５回転／ｓを中心とし、最大でも４８ｒｐｓであって、日本における商用電源の回転数よりも低い回転数とした。
【００９１】
また、日本における商用電源の回転数は５０回転／ｓもしくは６０回転／ｓであるが、本実施の形態ではより高い商用電源の回転数である６０回転／ｓを一般的な商用電源の回転数とした。
【００９２】
そして、扉開閉等による急激な温度上昇によって高負荷がかかった場合にのみ６０回転／ｓ以上の回転数を用いるものとした。
【００９３】
本実施の形態では、このインバーター圧縮機を搭載した冷蔵庫において、上記のような省エネモードであるおやすみモードでは主な回転数を３０回転／ｓとし、同様に省エネモードであるがおやすみ制御の場合と比較して高い照度が検知されているために、使用者の活動時間内と判断されたおでかけモードの場合には主な回転数を３５回転／ｓとした。
【００９４】
上記のように、圧縮機は節電運転である省エネモードに加えて、通常運転時の通常冷却モードにおいても商用電源の回転数より低い回転数で運転することでさらに節電を実現するとともに、高負荷がかかった場合にのみ電動要素を商用電源の回転数以上の回転数で運転する高負荷冷却モードとなるように制御することで、冷蔵庫の年間使用時において８０％以上となる通常冷却時と省エネモードに焦点を絞って低回転で圧縮機を回転させることで冷蔵庫実機においてに大幅な節電を図ることができ、より省エネルギーを実現した冷蔵庫を提供することができる。
【００９５】
また、これらの使用者の冷蔵庫の使用頻度が低下すると予想される省エネモードで運転している場合において、圧縮機の回転数は、商用電源の回転数よりも低い回転数Ａを含んであらかじめ設定された３種類以上の回転数で運転するとともに、前記回転数Ａの省エネモードで運転されている状態において照度センサによって規定値以上を検知した場合には、そのときに運転している回転数Ａよりも高回転の回転数でかつ回転数Ａとの回転数の差が最も小さい回転数Ｂで運転するものとする。
【００９６】
これは例えばおやすみモードとして３０回転／ｓ（回転数Ａ）で圧縮機運転している場合に、仮に周囲の照度が上がって照度センサにおいて規定以上の高い照度を検知した場合であっても、急に回転数をあげるのではなく、３０回転／ｓ（回転数Ａ）よりも高回転の回転数でかつ３０回転／ｓ（回転数Ａ）との回転数の差が最も小さい３５回転（回転数Ｂ）で運転するといった制御である。
【００９７】
これによって、照度センサによって高い照度を検知し、すなわち冷蔵庫の使用者の活動時間であることを検知した場合には、実際に冷蔵庫の開閉によって負荷がかかる場合を想定した上で、その高負荷に対応する準備段階として、ひとまずは緩やかに回転数を上昇させることで必要以上の負荷を掛けることを防止し省エネルギーを実現するとともに、実際に扉開閉等の高負荷がかかった場合でも速やかに高い回転数で運転する高負荷モードに移行することができるので、省エネルギーを実現した上で、冷蔵庫の高負荷モードに圧縮機の信頼性を向上させた状態で対応することができ、省エネモードでの節電運転と高負荷冷却モードでの高能力の冷却とを両立することができるものである。
【００９８】
制御手段は、前記照度センサによって検知された照度が予め設定された規定値以下であった場合には電動要素を商用電源の回転数より低い回転数で運転する省エネ運転である省
エネモードとするとともに外気温が２５℃前後で扉開閉がない場合の通常冷却時においても電動要素を商用電源の回転数より低い回転数で運転することが可能となる程度まで前記圧縮室内でピストンが往復動することによって圧縮動作が行われる空間である気筒容積を大きくした。このように、省エネモードと高負荷モードとの両立を図るために本発明者らが重要な着眼点と考えた気筒容積は、冷蔵庫としての最適な気筒容積となるように詳細に設計する必要がある。
【００９９】
この外気温が２５℃前後で扉開閉がない場合の通常冷却時とは、冷蔵庫の測定条件としては例えば恒温室といった一定の温度を保つ密閉空間で測定する場合に、２５℃±２℃の範囲で冷蔵庫の周囲温度である外気温を保持したような状態を指す。
【０１００】
この冷蔵庫に搭載する圧縮機の気筒容積に対する考え方について次に説明を行う。
【０１０１】
結論から記載すると、インバーター冷蔵庫に搭載される圧縮機の気筒容積がＲ６００ａでは１１．５〜１２．５ｃｃであり、且つＲ１３４ａ冷媒であれば７〜７．９ｃｃであるインバーター駆動式密閉型圧縮機が最適な気筒容積となる。
【０１０２】
これは、圧縮機の損失が主にモータ効率，摺動損失に代表される機械効率，圧縮効率で決定され、気筒容積と運転条件によって大きく変化するからである。例えば図５Ｂに示したように気筒容積を大きくすると同一冷凍能力下で運転する場合には、例えば１０ｃｃから１２ｃｃ，１５ｃｃといった高気筒容積化に伴いＡからＢそしてＣへ移行することによって回転数の大幅な低下が図れる。これによって、図５Ｃに示したように摺動損失もＡからＢそしてＣへと移行するが、この際、回転数の低減に伴って一端ＡからＢへは摺動損失が低下するがＢからＣ移行する際は逆に気筒容積の増大によって大きくなることから摺動面積が増大し摺動損失が増大する傾向となる。従って、摺動損失だけを一例にとっても気筒容積を上げ過ぎると摺動ロスの影響が勝るため一概に高気筒容積化すれば良いわけで無いことが判る。
【０１０３】
これは、圧縮機は主にモータ効率と摺動部等に影響されるメカロスと圧縮・吸入特性の体積効率とに支配されており、それぞれのロス特性は、図１１Ｂに示したような特性で表すことができる。また、回転数と冷凍能力を各気筒容積毎でまとめた結果を図１１Ｃに示す。図１１Ｄは、各気筒容積毎にまとめた冷凍能力とＣＯＰとの関係である。
【０１０４】
本、図１１Ｃで示したように気筒容積を上昇すれば回転数を大幅に低減することができるので図１１Ｂで示したモータ効率や摺動ロスは図１１ＢのＡ及びＢとの比較となり、実質高気筒容積化によるロスが減る。但し、気筒容積を上げ過ぎると摺動ロスの影響が勝るため一概に高気筒容積すれば良いわけで無いことが判る。
【０１０５】
一方、冷蔵庫実機運転状態下では、貯蔵室が５５０Ｌ〜６００Ｌの冷蔵庫において消費電力に最も影響を及ぼすことが近年明確となっており、図５Ｄに示すようなＢの領域の効率向上を行うことによって消費電力の低減効果を最大化することが判る。
【０１０６】
以上のことから、我々の発明は本使用領域に着目して各損失と効率との関係をまとめると、Ｒ６００ａでは１１．５〜１２．５ｃｃ、Ｒ１３４ａでは７〜７．９ｃｃ程度に良いところがあることを見出した。
【０１０７】
また、このような冷蔵庫の貯蔵室の大容量化を行う場合に、最も重要な事項の一つに圧縮機の小型化がある。すなわち外殻が小型であり、かつ気筒容積が大容量であることが望ましい。
【０１０８】
例えばＲ６００ａ冷媒を用いる冷却システムにおいて、大きな１２ｃｃ程度の高気筒容積の圧縮機では、ピストンの径と行程（ストローク）が大きい為に圧縮機自体の大きさが大きくなる結果、場所を取らないスリムな冷蔵庫への搭載を行うと冷蔵庫の容積効率が悪くなるために搭載が困難であったが、冷蔵庫に搭載された圧縮機の外殻寸法で、幅Ｗ（ｍｍ），奥域Ｄ（ｍｍ），高さＨ（ｍｍ）の積を外殻容積Ｖ（ｍｍ＾３）とし、圧縮機の圧縮要素のピストン断面積と行程との積で決定する気筒容積をＫ（ｍｍ＾３）としたとき、Ｖ／Ｋが３８０以下、或いはＨ／Ｋが０．０１２以下にある超小型圧縮機では、例えば従来困難であった５５０Ｌ以上のクラスにも関わらず冷蔵庫の外殻寸法が幅９００ｍｍ、奥行７３０ｍｍ、高さ１８００ｍｍ等のスリムな冷蔵庫への搭載を可能とし容積効率（実内容量Ｌ／外殻寸法容積）の良い冷蔵庫の実現が図れる。
【０１０９】
また、別の観点としては気筒容積に対する圧縮機の重量も重要である。これは、例えば本実施の形態のように冷蔵庫本体の上部側に圧縮機を備えたようなトップユニット形の圧縮機においては、圧縮機の重量が重いと、転倒の可能性が生じることや、冷蔵庫本体の強度をより強くするための補強設計が必要となり、安全性や省資源の観点で考えるとより重量の軽い圧縮機を搭載ことが望ましい。例えば、本実施の形態の冷蔵庫に搭載された圧縮機の重量をＧとし、圧縮機の圧縮要素のピストン断面積と行程との積で決定する気筒容積をＫとしたとき、Ｇ／Ｋが０．０００６以下にある超軽量密閉型圧縮機では、５５０Ｌクラスの冷蔵庫においても劇的に軽量化を図れることが出来、材料費や運搬コストを低減する効果が得られる。
【０１１０】
また、このように高気筒容積もしくは重量低減を図った圧縮機においては、温度対策すなわち圧縮機の温度上昇を抑えることが必須課題となってくる。
【０１１１】
特に高気筒容積になるほど吐出ガス温度が高温となりオイル劣化或いはバルブ着座部のオイル皮膜がなくなって欠けを生じたりする可能性がある。
【０１１２】
本実施の形態では、この温度対策として電動要素のモータの固定子の巻数比を工夫することでモータ温度の上昇を抑えることで圧縮機の温度上昇を抑制した。
【０１１３】
１０ｃｃ以上のレシプロ圧縮機において、パワー素子部を有し商用電源周波数未満の回転数を含む運転周波数で前記電動要素を駆動するインバーター駆動回路とを備え、電動要素は永久磁石を埋め込んだ回転子と、コアに設けたティース部に巻き線を集中巻きした集中巻き型固定子のティース部に巻回した巻線のＵ相とＶ相とＷ相との各相それぞれの長さをＬ（ｍ）とし、線径をＤ（ｍｍ）としたとき、Ｌ／Ｄが２５０以下にあるものとした。
【０１１４】
このように、線径と長さの関係比Ｌ／Ｄが２５０以下にすることによりジュール熱損の低減によって１０ｃｃ以上での吐出ガス温度の増大によるオイル劣化によるスラッジの生成やバルブ着座部の皮膜不良による欠けと言った不良の可能性を抑制することができ、信頼性の高い圧縮機を提供することが可能となる。
【０１１５】
また、本実施の形態の圧縮機は気筒容積を大きくするものとして、節電運転である省エネモードと省エネモードを解除して迅速な冷却を行う高負荷モードとを両立させるものであるが、特に高負荷モードに入った際には騒音の増大が懸念される。
【０１１６】
そういった騒音対策の一つとして圧縮機にピエゾ素子等の圧電素子を備えるのも有効な騒音低減手段である。これは圧縮要素の密閉容器に固定されたピエゾ素子に電圧を印加させて振動させる制御機構を備えることで、ピエゾ素子の電圧を印加すると伸縮する特性を生かして、微振動を密閉容器に発生させることによって、消したい周波数の音の周波数の逆位相の振動を発生させることができるので、密閉容器からの振動を制振することが可能
となる。
【０１１７】
これにより、密閉容器から発生した放射音や振動を抑制することができるので低騒音、低振動化することができる。
【０１１８】
さらに、圧縮要素の密閉ケーシングに固定されたピエゾ素子等の圧電素子のひずみを電力に変換する変換機構を備えると、ピエゾ素子等の圧電素子は振動やひずみを受けると帯電したりするので、その特性を用い、密閉ケーシングに取り付けられたピエゾ素子が圧縮機の運転中の振動を受けると電力に変換することが可能となる。つまり振動エネルギーを他のエネルギーへと変換することができるので、密閉ケーシングからの振動を抑制することができるので音・振動を低減することができる。
【０１１９】
また、ピエゾ素子等の圧電素子のひずみ変換の別の形態として、圧縮要素の密閉ケーシングに固定されたピエゾ素子等の圧電素子のひずみを電力に変換する変換機構を備えるものであってもよい。これによると、変換された電力を冷蔵庫の表示パネルや制御の電力に活用することによって、更なる省エネを図ることが可能となりさらなる節電を実現することができる。
【０１２０】
このように、ピエゾ素子等の圧電素子を密閉容器に取り付ける場合には、振動エネルギーの最も大きいシェル部、特に上容器の上端部は変異量も大きくピエゾ素子を積極的に振動せしめるのでより電気エネルギーを保有することが可能となり、より省エネが図れることが可能となる。
【０１２１】
さらに、ピエゾ素子は繊維状で形成されている場合には、繊維状に形成したペルチェソシを密閉ケーシングに貼り付けるだけではなく鋼板に含有させる或いはプロテクターカバー等のコンプレッサーの樹脂材料や冷蔵庫の樹脂材料等に含有させることによって、振動を吸収し電気エネルギーに変換し、そのエネルギーを他の電力供給へと供給する供給手段を用いることにより省エネを図ることができる。
【０１２２】
また、本実施の形態においては、家庭の使用パターンを判別することにより、扉開閉が少ない、食品投入が少ない、不在、外出、就寝などを予測し、そのときには、自動的に少なくとも前記電気負荷部品の動作を抑制または停止し、使用者に手間をかけず省エネを実現でき、また、ＬＥＤなどの報知手段によりお客様に視認さえることができるので省エネ性をアピールすることができる。
【０１２３】
また、本実施の形態では、検知手段を照度センサとすることにより生活者の生活パターンを検知する照度変化で予測し、照度検出値が極めて小さい値、例えば５Ｌｘ以下が一定時間以上継続するなら就寝したと仮定し、この後、冷蔵庫の使用する頻度が極めて少ないと予測されるので、圧縮機の回転数ＵＰ抑制や、庫内温度設定の変更により照度が低い状態が続き、また次の扉開閉が行われるまで節電運転を行うことにより省エネが図れる。
【０１２４】
また、本実施の形態で、検知手段を人感センサとすることにより人間から発する赤外線のエネルギー量の変化を検知することにより冷蔵庫の周辺の人の動くのがわかり、不在や就寝など、人間が一定時間、冷蔵庫の近傍にいないと判定できれば、深夜日中問わず圧縮機の回転数ＵＰ抑制や、庫内温度設定の変更により照度が低い状態が続き、また次の扉開閉が行われるまで節電運転を行うことにより省エネが図れる。
【０１２５】
なお、本実施の形態では、検知手段は、照度センサとしたが時刻を正確に刻む標準電波の受信装置でもかまわない。この場合、日時が自動的に正確に把握できるので季節ごとに合わせた温調設定ができ、また冬等の低湿時には、温度補償用ヒータなどの入力を低減で
きるので、更に省エネができる。
【０１２６】
なお、本実施の形態では冷蔵庫の周辺環境を検知するセンサとして例えば照度センサで検知した照度によって節電運転への切替えるものとしたが、例えば照度センサに代表されるような冷蔵庫の周辺環境を検知するセンサは節電運転開始の際の絶対条件としてではなく、節電運転開始の条件を決定する節電運転開始の条件設定手段として機能するものとしても良い。
【０１２７】
この場合には、例えば、メイン制御フローでの運転状態で、照度センサで冷蔵庫設置環境周辺の照度が検知され、その照度が深夜判定値以下である５ルクス以下であれば深夜と判定して、ドア開閉回数が規定時間５分間の間に１回でもない場合には速やかに現状よりも一段低回転の回転数の低回転運転へと移行し、一方で冷蔵庫設置環境周辺の照度が深夜判定値以上であった場合には、より慎重に判断するために３時間のドア開閉を判定してから次のステップへと進むような厳しい条件設定にするといったことで冷蔵庫周囲の状態検知によって、節電運転を行う条件の重み付けを変化させるといったように機能させる。
【０１２８】
これによると、冷蔵庫周辺環境で、人が活動していないと検知した場合には、より速やかに省エネモードによる節電運転へと移行できるように省エネモード開始の条件設定を緩くし、逆に人が活動中であると検知した場合には、慎重に判断するように省エネモード開始の条件設定を厳しくするものである。
【０１２９】
これにより、使用者が活動していないと検知手段で判断した場合は、節電運転に入りやすくなり、速やかに節電運転に入る一方で、使用者が活動している状態であると検知手段で判断した場合は、慎重に使用者の活動有無を見極めるために使用状況を見極めるドアＳＷや庫内温度センサ等で使用者の活動している状態と検知した場合と比較して長い時間に渡って監視することで、より使用者の活動に的確に対応しながら、省エネ効果の高い制御を高い信頼性で行なうことができる。
【０１３０】
（実施の形態２）
図１１は本発明の実施の形態２における冷蔵庫の正面図であり、図１２は本発明の実施の形態１における圧縮機の断面図であり、図１３Ａは本実施の形態の圧縮機のクランクウエイトの斜視図であり、図１３Ｂは本実施の形態の圧縮機のクランクウエイト周辺の拡大図であり、図１４Ａは本実施の形態の圧縮機の弾性部材周辺の組み立て図であり、図１４Ｂは本実施の形態の圧縮機の弾性部材周辺の断面図であり、図１５Ａは本実施の形態の圧縮機のシリンダブロックの上面からみた斜視図であり、図１５Ｂは本実施の形態の圧縮機のシリンダブロックの下方側からみた斜視図であり、図１６Ａは本実施の形態の圧縮機のサクションチューブ周辺の平面断面図であり、図１６Ｂは本実施の形態の圧縮機のサクションチューブ周辺の縦断面図である。
【０１３１】
なお、本実施の形態において実施の形態１と同一の構成に関しては同一の番号を付し、説明を省略するが、実施の形態１で説明した技術思想については不都合がない限り本実施の形態に適用することができるものであり、実施の形態１と本実施の形態の構成とは組合せて構成することができるものとする。
【０１３２】
冷蔵庫本体２１に備えられた圧縮機２８は、密閉容器１０３内に、回転子１１１と、固定子１１２とからなる電動要素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、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を備えた往復動型であるとともに商用電源の回転数より低い回転数を含めた複数の回転数で運転されるインバーターの電動機である。
【０１３３】
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が固着されてマウント（図示せず）を介して、冷蔵庫に備えられている。
【０１３４】
上記のように密閉容器１０３には弾性部材であるスプリング１７１を介して圧縮要素１１３と電動要素１１０とからなる機械部１１６が備えられており、下容器１０１の底部と固定子１１２の下端に機械部１１６を支持する支持部材である支持部１７２とスプリング１７１とを介して弾性支持されている。
【０１３５】
この固定子１１２の下端に備えられた支持部１７２とスプリング１７１とが機械部１１６を弾性支持する支持部材である。
【０１３６】
弾性部材であるスプリング１７１は、密閉容器１０３側の保持部１７３と機械部１１６側の支持部１７２の間に備えられており、密閉容器１０３側の保持部１７３に対しては一部が圧入固定されており、機械部１１６側の支持部１７２に対しては、半径方向に一定の隙間を備え遊嵌されている。
【０１３７】
本実施の形態においては、大きい半径のピストン１３２を用いることにより、スプリング１７１と機械部側の支持部１７２と密閉容器１０３側の保持部１７３とを下記のような構成とした。
【０１３８】
まず、大きい半径のピストン１３２を用いることによりアンバランス量が増大するため、定常的な運転状態において機械部１１６の振動が密閉容器１０３側に伝播しにくいように、鉛直方向である縦方向のスプリング１７１の嵌め合いについては、機械部側の支持部１７２側の方が保持部１７３側よりも圧入時の嵌め合いしろが小さくなるいわゆるルーズな嵌め合いとなるように構成した。これは例えば縦方向に引っ張り力を加えた時には上側の支持部１７２側の方が小さい荷重で抜けるといった構成である。
【０１３９】
一方で、ピストン１３２の直径が大きいことで、定常時ではなく、起動停止時にピストン１３２の反発力によって主にピストン１３６の振動方向である横方向を中心に機械部１１６が大きく揺れ動くことでシリンダブロック１３３が密閉容器１０３に衝突する現象である釜あたり現象が発生しやすくなるため、この釜あたり現象を低減するための構成として、水平方向である横方向のスプリング１７１との隙間については、機械部側の支持部１７２の方が保持部１７３よりも小さく、横方向に対する動きを抑制するように支持部１７２の側面がスプリング１７１に当たりやすい構成となっている。これは、例えば横方向に加重を加えた場合に、最初からスプリング１７１と接触していない部分において保持部１７３側よりも支持部１７２側の方がよりスプリング１７１と衝突しやすいといった構成である。本実施の形態では、支持部１７２の下端部１７２ａとスプリング１７１の隙間の方が保持部１７３の上端部１７３ａとスプリング１７１の隙間よりも小さくなるように構成している。
【０１４０】
このように、機械部１１６側である支持部１７２とスプリング１７１との関係は保持部１７３とスプリング１７１との関係と比較して、縦方向においては嵌め合いが小さくルーズで、横方向においては、より動きにくい構成としている。
【０１４１】
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、リード線を通して電動要素１１０に電気を供給する。
【０１４２】
次に、圧縮要素１１３の詳細を以下に説明する。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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を圧縮し、冷凍サイクルへと吐出する。
【０１４５】
また、圧縮機内にはサクションチューブ１７８から冷媒を吸入し、サクションマフラー１７９の吸入口１７９ｃから吸入されて圧縮室１３４へと流入する。
【０１４６】
このとき、図１６Ａに示すように、サクションチューブ１７８の中心線１７８ａは、サクションマフラー１７９の受け部１７９ａのコーナー部１７９ｂよりもサクションマフラー１７９の吸入口１７９ｃ側に位置している。
【０１４７】
また、図１６Ｂに示すように、サクションチューブ１７８の中心線１７８ａは、サクションマフラー１７９の吸入口１７９ｃのほぼ中心に位置している。
【０１４８】
また、本実施の形態では圧縮動作の際にピストン１３６が往復動する距離であるストロークＡと、ピストン１３６の長さＢと、ピストン１３６の直径Ｃとの関係がＡ≦Ｂ≦Ｃとなるようにピストンの直径を大きくするようにした。
【０１４９】
具体的にはピストン１３６の直径Ｃは２７．８ｍｍとして、ピストン１３６が往復動する距離であるストロークＡは２０ｍｍとすることで、気筒容積として１２ｃｃの圧縮室１３４の空間を形成している。
【０１５０】
さらに、ピストン１３６の長さＢは２１．５ｍｍとして、ピストン１３６の直径Ｃの方が大きくなるように形成している。
【０１５１】
またストロークＡは、シャフト１３０の主軸部１３１に対して偏芯して形成された偏芯部１３２の偏芯量の２倍の長さとなっており、すなわち本実施の形態での偏芯量は１０ｍｍである。
【０１５２】
また、シリンダブロック１３３は、ピストン１３６を遊嵌することによって圧縮室１３４を形成するボア孔１７５を備えており、本実施の形態のようにピストン１３６を大きく形成した場合にシリンダブロック１３３を大型化しなくとも剛性を向上させて十分な強度を得るために、シリンダブロック１３３のボア孔１７５近傍に曲面からなる凸部である肉盛部１７６ａを備えている。
【０１５３】
また、ピストン１３６の往復動に伴う偏荷重をバランスさせるために備えられたクランクウエイト１７０は、ピストン１３６と同様にシャフト１３０の偏芯部１３２に備えられており、圧縮要素１１３の上下方向においてピストンの上端を通る水平線１３６ａ上およびピストンの上端を通る水平線１３６ａよりも下方側にクランクウエイト１７０の少なくとも一部が位置している。
【０１５４】
本実施の形態では、クランクウエイト１７０の下方側に備えられたクランクウエイト１７０の延出部１７０ａの水平線上にピストン１３６の上端が位置しているものである。
【０１５５】
また、電動要素１１０については、実施の形態１と同様の構成を適用するので詳細な説明を省略する。
【０１５６】
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。
【０１５７】
制御手段は電動要素１１０を商用電源の回転数より低い回転数で運転する節電運転と、電動要素１１０を商用電源の回転数以上の回転数で運転する高負荷冷却運転と両方を実現するように制御を行うことで、貯蔵室を設定温度に冷却する。
【０１５８】
この冷却の際には、圧縮機２８に通電がなされると、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。
【０１５９】
また、この圧縮機は複数のあらかじめ設定された回転数で運転可能な能力可変圧縮機であるインバーター圧縮機とした。
【０１６０】
具体的には、回転数を２０ｒｐｓ、２８ｒｐｓ、３５ｒｐｓ、４８ｒｐｓ、５８ｒｐｓ、６７ｒｐｓといった６段階で設定している。また、この複数段階の中で商用電源の回転数より大きいものは最大でも２つであり、半分以上が商用電源の回転数より小さい回転数である。
【０１６１】
このインバーター圧縮機を搭載した冷蔵庫において、上記のような節電運転では回転数を２０回転／ｓといった一般的な商用電源の周波数である６０Ｈｚの１／３の低回転での運転も可能とし、商用電源の１／２の回転数よりも低い回転数である２８回転／ｓとした。
【０１６２】
また、通常冷却モードである通常冷却時には３５回転／ｓを中心とし、最大でも４８ｒｐｓであって、日本における商用電源の回転数よりも低い回転数とした。
【０１６３】
また、日本における商用電源の回転数は５０回転／ｓもしくは６０回転／ｓであるが、本実施の形態ではより高い商用電源の回転数である６０回転／ｓを一般的な商用電源の回転数とした。
【０１６４】
そして、扉開閉等による急激な温度上昇によって高負荷がかかった場合にのみ６０回転／ｓ以上の回転数を用いるものとした。
【０１６５】
このように、本発明は省エネルギーを実現するために、インバーター圧縮機での省エネを図った上で、節電運転である省エネモードでの運転の場合には、大きな気筒容積を備えた圧縮機を用いて低回転で運転させることで節電を行うとともに、扉開閉や庫内温度の上昇に伴う高負荷が生じた場合には大きな気筒容積を備えた圧縮機を用いることで高回転での運転を短時間で行うことで高負荷に対応することが可能となり、冷蔵庫実機において大幅な節電を図る圧縮機を実現することができる。
【０１６６】
さらに本発明は、上記のように大きな気筒容積を備えた圧縮機を用いる際に、圧縮機の気筒容積を形成するピストンの直径とストロークとの相互関係に着眼点を置いたものであり、ストロークを長くすることで大きな気筒容積を形成するのではなく、ピストンの直径を大きくすることで大きな気筒容積を形成することで、幅広い回転数で運転した場合でも高い信頼性を備えた圧縮機を実現することができ、省エネモードでの節電運転と高負荷冷却モードでの高能力の冷却とを両立することができるものである。
【０１６７】
また、密閉容器１０３には弾性部材であるスプリング１７１を介して圧縮要素１１３と電動要素１１０とからなる機械部１１６が備えられており、下容器１０１の底部に備えられた保持部１７３と固定子１１２の下端に備えられた支持部１７２との間をスプリング１７１によって弾性支持している。
【０１６８】
この固定子１１２の下端に備えられた支持部１７２とスプリング１７１とが機械部１１６を弾性支持する支持部材である。
【０１６９】
弾性部材であるスプリング１７１は、支持部１７２の側面下端部１７２ａとスプリング１７１の隙間の方が保持部１７３の側面上端部１７３ａとスプリング１７１の隙間よりも小さくなるように構成していることで、縦方向においては圧入時の嵌め合いしろが小さいのでよりルーズは嵌め合いとなり、横方向においては、隙間が小さくより動きにくい構成としており、この半径方向（すなわち水平方向）の隙間が釜あたり抑制する緩衝手段として機能しているものである。なお、本実施の形態ではスプリング１７１と支持部１７２および保持部１７３は共に圧入での嵌め合いとしたが、少なくとも保持部１７３側を圧入とし、支持部側は隙間を備えたゆるい嵌め合せでもよい。この場合においても、スプリング１７１と保持部１７３よりもスプリング１７１と支持部１７２の方が上下方向に抜けやすいすなわち小さい荷重で抜けるような構成にすると同様の効果を奏することができる。
【０１７０】
これによって、大きい半径のピストン１３６を用いることによりアンバランス量が増大するため、定常的な運転状態において機械部１１６の振動が密閉容器１０３側に伝播しにくいように、鉛直方向である縦方向のスプリング１７１の嵌め合いについては、機械部側の支持部１７２側の方が保持部１７３側よりも嵌め合いしろが小さくなるいわゆるルーズな嵌め合いとなるように構成することで、径の大きいピストン１３６を用いた場合でも、密閉容器１０３を介して圧縮機外部へと伝達する振動を抑制することができる。
【０１７１】
さらに、ピストン１３２の直径が大きいことで、定常時ではなく、起動停止時にピストン１３２の反発力によって主にピストン１３６の振動方向である横方向を中心に機械部１１６が大きく揺れ動くことでシリンダブロック１３３が密閉容器１０３に衝突する現象である釜あたり現象が発生しやすくなるが、横方向に加重を加えた場合に、最初からスプリング１７１と接触していない部分において保持部１７３側よりも支持部１７２側の方がよりスプリング１７１と衝突しやすい構成となるようにスプリング１７１は支持部１７２に対して半径方向に保持部１７３よりも小さな隙間を備えているため、機械部１１６の起動停止に伴う釜あたり現象を抑制することができる。
【０１７２】
また、本発明ではピストン１３６の往復動に伴う偏荷重をバランスさせるために備えられたクランクウエイト１７０は、ピストン１３６と同様にシャフト１３０の偏芯部１３２に備えられており、圧縮要素１１３の上下方向においてピストンの上端を通る水平線１３６ａ上およびピストン１３６の上端を通る水平線１３６ａよりも下方側にクランクウエイト１７０の少なくとも一部が位置している。
【０１７３】
本実施の形態ではクランクウエイト１７０の下方側に備えられたクランクウエイト１７
０の延出部１７０ａの水平線上にピストン１３６が位置しているものである。
【０１７４】
すなわち、大きなピストン１３６の往復動に伴う偏荷重をバランスさせるためには、クランクウエイト１７０の形状を大きくして重量を増大させる必要があるが、運転中にピストン１３６が下死点に位置したとき、クランクウエイト１７０の延出部１７０ａの水平線上にピストン１３６が位置し、延出部１７０ａが主軸部１３１側に配置しているため、圧縮機の全高を低くするようクランクウエイト１７０を配置しつつ、延出部１７０ａとピストン１３６の干渉を回避することができる。
【０１７５】
また、ピストン１３６の上端を通る水平線１３６ａよりも下方側に延出部１７０ａが位置しても、同様に圧縮機の全高を低くするようクランクウエイト１７０を配置しつつ、延出部１７０ａとピストン１３６の干渉を回避することができる。
【０１７６】
したがって、クランクウエイト１７０の形状を大きくして重量を増大させるものの、圧縮機の全高を低くするように、クランクウエイト１７０を配置することができる。
【０１７７】
これによって、庫内容量を大きくするような大容量の冷蔵庫に搭載する場合に、通常であればストロークを長くする方がピストンの大きさおよび重量を低減することでアンバランス量を低減することが可能であることにもかかわらず、あえてピストンの直径を大きくすることに焦点を絞ったものであってもピストンのアンバランス量を低減するために、圧縮要素の全高を抑えた上で、できるだけピストンに近い部分にクランクウエイトを備えるように工夫するものであって、より振動を低減するとともに、ピストンの往復動に伴うアンバランス量を低減することで摺動部のこじり等を抑制し信頼性の高い大気筒容積の圧縮機を備えることが可能となる。
【０１７８】
また、圧縮機内にはサクションチューブ１７８から冷媒を吸入し、サクションマフラー１７９の吸入口１７９ｃから吸入されて圧縮室１３４へと流入するとき、サクションチューブ１７８の中心線１７８ａは、サクションマフラー１７９の受け部１７９ａのコーナー部１７９ｂよりもサクションマフラー１７９の吸入口１７９ｃ側に位置し、さらに、サクションチューブ１７８の中心線１７８ａは、サクションマフラー１７９の吸入口１７９ｃのほぼ中心に位置している。
【０１７９】
これによって、大きな気筒容積を備えた圧縮機を用いることで、低回転の回転数を中心に圧縮動作が行われるものであるために、吸入マフラーに吸入される冷媒の流速が低下するために、吸い込み力が小さくなり、サクションチューブ１７８から流入した冷媒が高温のシェル内に開放されることで熱交換をしてしまい、比較的温度の高い状態で圧縮室へ吸い込まれる傾向があるが、サクションチューブ１７８の中心線１７８ａは、水平方向においてサクションマフラー１７９の受け部１７９ａのコーナー部１７９ｂよりもサクションマフラー１７９の吸入口１７９ｃ側に位置し、上下方向においてサクションマフラー１７９の吸入口１７９ｃのほぼ中心に位置させることで、よりサクションマフラー１７９の吸入管１７９ｃにサクションチューブ１７８から流入した比較的低温の冷媒を吸い込ませることができ、圧縮機の吸入効率を向上させることがで、圧縮機の効率を向上させることができるので、より省エネルギーの冷蔵庫用圧縮機を備えることが可能となる。
【０１８０】
また、シリンダブロック１３３は、ピストン１３６を遊嵌することによって圧縮室１３４を形成するボア孔１７５を備えており、本実施の形態のようにピストン１３６を大きく形成した場合にシリンダブロック１３３を大型化しなくとも剛性を向上させて十分な強度を得るために、シリンダブロック１３３のボア孔１７５近傍に曲面からなる凸部である肉盛部１７６ａを備えている。
【０１８１】
また、この肉盛部１７６ａとシャフト１３０の主軸部が遊嵌される軸受け１７７の軸受け孔１７７ａを挟んで逆側においても肉盛部１７６ｂを備えていることで、軸受け１７７にかかる荷重に耐えられるようシリンダブロック１３３全体の強度を向上させているものである。
【０１８２】
このように、シリンダブロック１３３全体の強度を向上させる際の最も簡単な手段としてはシリンダブロック１３３全体の体積および重量を大きくするといったことが考えられるが、本発明では環境への配慮から省資源で効率よくシリンダブロック１３３の強度を向上させるために、圧縮室１３４の強度を向上させる肉盛部１７６ａと、この肉盛部１７６ａと軸受け１７７を挟んで逆側に肉盛部１７６ｂを備えることで、軸受けの荷重をバランスよく受けることができる最小限の凸形状で剛性を向上させているものであり、より省資源で剛性の高いシリンダブロック１３３を形成している。
【０１８３】
（実施の形態３）
図１７は本発明の実施の形態３における密閉型圧縮機の縦断面図であり、図１８は同実施の形態における圧縮部の要部縦断面図であり、図１９（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は圧縮行程におけるピストンの挙動を順に示しており、図１９（ａ），（ｂ），（ｃ）は圧縮行程の初期の状態、図１９（ｄ）は圧縮行程の後期の状態をそれぞれ示している。
【０１８４】
シリンダブロック１３３は、互いに一定の位置に固定されるように配置された略円筒形のボア孔１７５と、軸受け１７７とを有しており、ボア孔１７５にはピストン３２３が往復動可能に挿設され、圧縮室１３４を形成している。
【０１８５】
なお、本実施の形態において実施の形態１および２と同一の構成に関しては同一の番号を付し、説明を省略するが、実施の形態１および２で説明した技術思想については不都合がない限り本実施の形態に適用することができるものであり、実施の形態１および２と本実施の形態の構成とは組合せて構成することができるものとする。
【０１８６】
連結手段であるコンロッド１３７の一端は偏芯部１３２に連結され、その他端はピストンピン１３６ａを介して、ピストン１３６に連結されている。
【０１８７】
ここで、ピストン１３６及びバルブプレート１３９とともに圧縮室１３４を形成するようにシリンダブロック１３３に設けられたボア孔１７５は、図３に示すように、ピストン１３６が上死点に位置する側から下死点に位置する側に向かって、内径寸法がＤ１からＤ３（＞Ｄ１）に増加するテーパ部１３４ｂと、上死点に達したピストン１３６の圧縮室１３４側の端部に対応する位置に、軸方向長さＬ１の区間だけ内径寸法が軸方向に一定であるストレート部１３４ａとを持つように形成され、ピストン１３６は全長にわたって同一の外径寸法Ｄ２に形成されている。
【０１８８】
シリンダブロック１３３のボア孔１７５は、図３に示すように、ピストン１３６が下死点に位置する状態で、このピストン１３６の反圧縮室１３４側が密閉容器１０３内に露出するように形成されている。
【０１８９】
さらに、ピストン１３６の外周面１３６ａの圧縮室１３４側には、略環状の給油溝１３６ｂが凹設されており、ピストン１３６が下死点に位置する状態で、この給油溝１３６ｂの少なくとも一部がボア孔１７５から露出して密閉容器１０３に連通するように、ボア孔１７５の周壁の一部が切り欠かれた切り欠き部１２０を形成している。
【０１９０】
電動要素１１０の回転子１１１はシャフト１３０を回転させ、偏芯部１３２の回転運動が、コンロッド１３７を介してピストン１３６に伝えられ、これによって、ピストン１３
６は圧縮室１３４内を往復運動する。ピストン１３６の往復運動により、図示省略の冷却システムから冷媒ガスが圧縮室１３４内へ吸入され、圧縮された後、再び冷却システムに吐き出される。
【０１９１】
ピストン１３６が図３に示す下死点位置から、冷媒ガスを圧縮する圧縮行程で上死点側に移動する途中の状態までは、圧縮室１３４内の圧力はそれほど上昇しないのでピストン１３６の外周面１３６ａとテーパ部１３４ｂとの隙間が比較的大きくても冷凍機油１０５によるシール効果で冷媒ガスの漏れはほとんど発生せず、ピストン１３６の摺動抵抗も小さい。
【０１９２】
さらに圧縮行程が進み、圧縮室１３４内の冷媒ガスの圧力が次第に上昇してピストン１３６が上死点の近傍位置に達する直前では、圧縮室１３４内の圧力は急激に上昇するが、上死点側ではピストン１３６の外周面１３６ａとテーパ部１３４ｂとの隙間が小さくなることから冷媒ガスの漏れの発生を低減することができる。このとき、ストレート部１３４ａは、所定の吐出圧力まで増大した冷媒ガスの漏れを、このストレート部１３４ａをテーパ状にした場合よりも低減するように作用する。
【０１９３】
また、ピストン１３６が下死点に位置する状態で、このピストン１３６のコンロッド１３７側がシリンダブロック１３３から露出するように形成されているので、シャフト１３０の上端から飛散された冷凍機油１０５がピストン１３６の外周面１３６ａに潤沢に供給されるとともに、保持される。
【０１９４】
さらに、ピストン１３６が下死点に位置する状態で、ピストン１３６の外周面１３６ａの圧縮室１３４側に凹設された略環状の給油溝１３６ｂの少なくとも一部が、切り欠き部１２０を介してボア孔１７５から露出するように形成されているので、シャフト１３０の上端から飛散された冷凍機油１０５が給油溝１３６ｂに潤沢に供給されるとともに、保持される。
【０１９５】
これによって、圧縮行程でシリンダブロック１３３のボア孔１７５からなる圧縮室１３４の内周面とピストン１３６の外周面１３６ａとの隙間に供給される冷凍機油１０５も多くなる。
【０１９６】
また、略環状の給油溝１３６ｂはボア孔１７５のストレート部１３４ａと対向する位置まで可動するため、摺動抵抗が最も大きくなるストレート部１３４ａに対して冷凍機油１０５が運ばれやすくなっている。
【０１９７】
以上の結果、シリンダブロック１３３とピストン１３６との摺動部により多くの冷凍機油１０５が供給されるとともに、その冷凍機油１０５が良好に保持され、さらに、ピストン１３６が上死点位置に近接した状態での摺動抵抗を軽減することができ、これによって高効率化を達成することができる。
【０１９８】
密閉型圧縮機は、軸受け１７７がシャフト１３０の主軸部１３１における偏芯部１３２側の端部を軸支する片持ち軸受を形成しており、シャフト１３０は主軸部１３１と軸受け１７７のクリアランス内で傾き、しかもその方向や傾斜角度は運転条件などによっても変わる複雑な挙動であることが知られている。
【０１９９】
特に、圧縮室１３４内の圧力荷重やピストン１３６とコンロッド１３７の慣性力などの複雑な力の影響を受けるためである。
【０２００】
従って、図１９に示すシャフト１３０の傾斜を示した模式図は、推定したものである。
【０２０１】
まず、圧縮行程の初期について説明する。
【０２０２】
圧縮行程の初期においても、シャフト１３０がどのように傾斜しているかは明確ではないが、上述した通り、シャフト１３０の傾斜挙動は複雑であり、それに伴ってピストン１３６も複雑に挙動すると考えられる。
【０２０３】
しかし、圧縮行程の初期においては、ピストン１３６は円筒形孔部からなる圧縮室１３４内のテーパ部１３４ｂの範囲内に位置しているため、僅かな力で簡単に傾斜することができるため、通常はテーパ部１３４ｂのいずれかの内壁面に沿って摺動していると考えられる。
【０２０４】
ここでは、ピストン１３６がほぼシャフト１３０と同様に傾斜し、円筒形孔部からなる圧縮室１３４内の上方のテーパ部１３４ｂに沿って摺動した場合について説明する。
【０２０５】
ピストン１３６の上方側外周面１３６ｄが円筒形孔部からなる圧縮室１３４内の上方のテーパ部１３４ｂと摺動しながら圧縮室１３４側に移動すると、図５（ｂ）に示すように、テーパ部１３４ｂと摺動していないピストン１３６の下方側外周面１３６ｅの先端エッジ部１３６ｃが、上方側外周面１３６ｄと対向しているテーパ部１３４ｂに接触する。
【０２０６】
このとき、発明者らの実験では、図１９（ｃ）に示すように、ピストン１３６の傾斜方向が円筒形孔部からなる圧縮室１３４の軸心に対して反転し、それまでテーパ部１３４ｂと摺動していなかった方の外周面（上記では下方側外周面１３６ｅ）側がテーパ部１３４ｂと摺動するように挙動すると推察している。
【０２０７】
テーパ部１３４ｂと摺動していないピストン１３６の下方側外周面１３６ｅ側の先端エッジ部１３６ｃがテーパ部１３４ｂに接触したことを起点に、シャフト１３０が大きくは反圧縮室側に傾斜し、ピストン１３６の傾斜方向が円筒形孔部からなる圧縮室１３４の軸心に対して反転すると考えている。
【０２０８】
いずれにしても、さらに圧縮行程が進み、圧縮行程の中期以降では、圧縮室１３４内の冷媒ガスの圧力が大きくなると、冷媒ガスの圧縮荷重をシャフト１３０の偏芯部１３２に対して片側の主軸部１３１のみで軸支するため、シャフト１３０は主軸部１３１と軸受け１７７のクリアランス内で傾き、方向を変えながらも大きくは反圧縮室１３４側に傾斜している。
【０２０９】
このとき、ピストン１３６は、図１９（ｄ）に示すように、その軸心が円筒形孔部からなる圧縮室１３４内のストレート部１３４ａの軸心とほぼ一致するように傾斜が修正されてさらに圧縮室１３４側に移動し、所定の吐出圧力まで増大した冷媒ガスの漏れを、ストレート部１３４ａをテーパ状にした場合よりも低減した圧縮を行う。
【０２１０】
以上は、圧縮行程の初期において、ピストン１３６がほぼシャフト１３０と同様に傾斜し、円筒形孔部からなる圧縮室１３４内の上方のテーパ部１３４ｂに沿って摺動した場合について説明したが、ピストン１３６とシャフト１３０の傾斜が異なった場合でも、少なくともピストン１３６はテーパ部１３４ｂのいずれかの部位に沿って傾斜すると考えられ、同様にピストン１３６の傾斜方向が反転してそれまでテーパ部１３４ｂと摺動していなかった外周面１３６ａ側がテーパ部１３４ｂと摺動するように挙動すると推察する。
【０２１１】
以上が、推測を交えたピストン１３６の挙動の説明であるが、上記ピストン１３６の挙動に係わる本発明の技術思想を説明する。
【０２１２】
図１９で説明したピストン１３６の挙動に注目しつつテーパ部１３４ｂの設計諸元を変えて実験を行い、ピストン１３６の先端エッジ部１３６ｃがテーパ部１３４ｂに接触したことを連想させるタイミングが圧縮行程の初期となるテーパ設計の方が、圧縮行程の中期以降となるテーパ設計よりも、騒音が小さいとの結果を得ている。
【０２１３】
その原因として、圧縮室１３４内の圧力が高く圧縮荷重が大きい圧縮行程の中期以降の場合、シャフト１３０の傾斜方向が反転する速度またはピストン１３６の傾斜方向が反転する速度が大きいために、ピストン１３６の外周面１３６ａがテーパ部１３４ｂに接触する際の接触、衝突が厳しくなるのではないかと推察する。
【０２１４】
以上の結果および推察から、圧縮行程の初期に、ピストン１３６の傾斜方向が円筒形孔部からなる圧縮室１３４の軸心に対して動きしろがあるように形成している。これは圧縮行程の中期以降にピストン１３６の傾斜方向が反転するよりも、圧縮行程の初期にピストンが動きしろを有し反転等を行うことができる場合には、反転時におけるピストン１３６と円筒形孔部からなる圧縮室１３４との接触を緩和することができ、低騒音化につながると結論付けられる。
【０２１５】
具体的には、圧縮行程の初期に、ピストン１３６の傾斜方向が円筒形孔部からなる圧縮室１３４の軸心に対して動きしろを有するように形成するためには、ピストン１３６の外周面１３６ａがテーパ部１３４ｂに沿って圧縮室１３４側に移動した際に、外周面１３６ａが摺動していないテーパ部１３４ｂに接触するタイミング（図５（ｂ）参照）が圧縮行程の初期となるように、圧縮行程における上流側の位置にテーパ部１３４ｂを形成し、圧縮行程の下流側にストレート部１３４ａを備えるように圧縮要素１１３を備える。
【０２１６】
なお、ピストン１３６の先端エッジ部１３６ｃがテーパ部１３４ｂに接触することなくピストン１３６の傾斜方向が反転する可能性も有り、その場合でも、動きしろは圧縮行程の初期であれば同様に効果が得られると考えられる。
【０２１７】
そこで、圧縮行程の初期にピストン１３６の先端エッジ部１３６ｃがテーパ部１３４ｂに接触する設計の一つとして、本実施の形態においては、テーパ部１３４ｂに隣接してピストン１３６の圧縮室１３４側の上端部に対応する円筒形孔部からなる圧縮室１３４の部位に、内径寸法方向に一定であるストレート部１３４ａを備えている。
【０２１８】
このストレート部１３４ａを備える効果の一つとして、所定の吐出圧力まで増大した冷媒ガスの漏れを、ストレート部１３４ａをテーパ状にした場合よりも低減することができることは上述した通りであるが、ストレート部１３４ａを備えることで、ピストン１３６の外周面１３６ａの先端エッジ部１３６ｃが、外周面１３６ａが摺動していないテーパ部１３４ｂに接触するタイミングを圧縮行程の初期とすることができる。
【０２１９】
上記のように、ピストン１３６が下死点に位置する時、すなわち吸入工程の終点（＝圧縮行程の始点）に位置する時には、少なくともピストン１３６のピストンピン１３６ａよりも圧縮室１３４側の外周面１３６ａの一部は、圧縮室１３４の中でもテーパ部１３４ｂに位置するように構成するのが好ましく、より望ましくは、ピストン１３６が下死点に位置する時、すなわち吸入工程の終点（＝圧縮行程の始点）に位置する時に、ピストン１３６の先端面１３６ｆが圧縮室１３４の中でもテーパ部１３４ｂに位置するように構成するものである。
【０２２０】
これによって、圧縮行程の初期には必ずピストンは動きしろを有することができ、よりスムーズに圧縮動作を行うことができるので、本願発明の実施の形態１および２で詳細に
説明したように大きな気筒容積を形成する際に、通常であればストロークを長くする方がピストンの大きさおよび重量を低減することでアンバランス量を低減することが可能であることにもかかわらず、あえてピストンの直径を大きくすることに焦点を絞ったものであっても、圧縮行程の初期には必ずピストンは鉛直方向の上下方向における動きしろを有することで、ピストンの直径が大きく、ピストンの長さが短いために不利となる摺動部のこじり等を抑制し信頼性の高い大気筒容積の圧縮機を備えることが可能となる。
【０２２１】
さらに、実施の形態１および２で詳細に説明したような圧縮動作の際にピストン１３６が往復動する距離であるストロークＡと、ピストン１３６の長さＢと、ピストン１３６の直径Ｃとの関係がＡ≦Ｂ≦Ｃとなるようにピストンの直径を大きくするようにしたこういった摺動部のこじり等については、ピストンが動きやすいために、より顕著となるが、本発明のテーパ部１３４ｂを備えて、あえて動きしろを設けることで、ピストンのこじりを低減し、信頼性が高くかつ騒音の少ない圧縮機を備えることができる。
【０２２２】
よって、ピストンの直径を大きくすることで大きな気筒容積を形成し、かつピストンの長さをより低減することで往復動に伴う荷重をより低減することができるので、幅広い回転数で運転した場合でも高い信頼性を備えた圧縮機を実現することができ、省エネモードでの節電運転と高負荷冷却モードでの高能力の冷却とを両立することができるものである。
【０２２３】
また、テーパ部１３４ｂの軸方向長さについては、ストレート部１３４ａで圧縮室１３４内の冷媒ガスの漏れを低減しつつ、ピストン１３６の先端面１３６ｆがテーパ部１３４ｂに接触するタイミングを圧縮行程の初期とする必要がある。
【０２２４】
ここで、圧縮行程の初期とは、下死点から上死点までの全行程（圧縮室１３４の往復動方向の長さ）の中で、中心よりもシャフト１３０側である圧縮動作による初期行程を圧縮行程の初期と本発明では定義する。
【０２２５】
この場合に、圧縮行程の初期の段階（圧縮室１３４内の往復動方向の中点まで）でピストンピン１３６ａよりも圧縮室１３４側の外周面１３６ａの一部がテーパ部１３４ｂに対向する位置するように構成するのが好ましく、さらに望ましくは、この初期の段階でピストン１３６の先端面１３６ｆが圧縮室１３４の中でもテーパ部１３４ｂに位置するように構成するのが望ましい。
【０２２６】
具体的に、本実施の形態ではテーパ部１３４ｂの軸方向長さは圧縮室１３４の往復動方向の長さの１／３以上であることが望ましく、さらに望ましくは１／２以上とする。また、上限については、ストレート部１３４ａでストレート部１３４ａで圧縮室１３４内の冷媒ガスの漏れを低減するために圧縮行程の後期の圧力が高い行程（最後の１／４）では少なくとも先端面１３６ｆがストレート部に位置することが望ましいので、テーパー部長さは全工程の３／４以下であるものとする。
【０２２７】
さらに、ピストン１３６の傾斜方向が円筒形孔部からなる圧縮室１３４の軸心に対して反転して、それまでテーパ部１３４ｂと摺動していなかった外周面１３６ａ側がテーパ部１３４ｂと摺動するように挙動しても、テーパ部１３４ｂに接触するピストン１３６の外周面１３６ａの軸方向長さが短くても、シャフト１３０の上端より密閉容器１０３内の全周方向へ水平に飛散された冷凍機油１０５が十分に供給されている。
【０２２８】
そのため、ピストン１３６の外周面１３６ａに十分に供給された冷凍機油１０５がピストン１３６の外周面１３６ａとテーパ部１３４ｂとの接触を緩和することができ、高効率化と低騒音化を実現することができる。
【０２２９】
さらに、ピストン１３６の外周に給油溝１３６ｂを凹設し、給油溝１３６ｂはピストン１３６の下死点近傍で密閉容器１０３内と連通するように、円筒形孔部からなる圧縮室１３４の周壁の一部が切り欠かれた切り欠き部１２０を形成している。
【０２３０】
そのため、シャフト１３０の上端より密閉容器１０３内の全周方向へ水平に飛散された冷凍機油１０５が給油溝１３６ｂに保持されて円筒形孔部からなる圧縮室１３４内のテーパ部１３４ｂやストレート部１３４ａまで十分に供給することができるので、冷凍機油１０５によるシール効果が得られ、冷媒ガスの漏れを低減することができるとともに、ピストン１３６の外周面１３６ａに十分に供給された冷凍機油１０５がピストン１３６の外周面１３６ａとテーパ部１３４ｂとの接触を緩和することができ、高効率化と低騒音化を実現することができる。
【０２３１】
なお、本実施形態において、連結機構をコンロッド１３７としたが、ボールジョイント等の可動部を有する連結機構を用いることで本実施例と同様の効果を得ることができる。
【０２３２】
（実施の形態４）
図２０は、本実施の形態４における特性図であり、横軸は密閉型圧縮機を運転する回転数とほぼ同じ電源周波数を示し、縦軸は効率を示す成績係数Ｃ．Ｏ．Ｐ（ＣＯＥＦＦＩＣＩＥＮＴ  ＯＦ  ＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥ）を示したものであり、図２１は、本実施の形態４密閉型圧縮機に用いるピストン周りの要素拡大図、図２２は本実施の形態４における密閉型圧縮機に用いるピストンの上面図、図２３は図２２のＢ方向からみた正面図、図２４は本実施の形態４における密閉型圧縮機に用いるピストンの上面図、図２５は図２４のＣ方向からみた正面図、図２６は本実施の形態４における密閉型圧縮機に用いるピストンの上面図である。
【０２３３】
本実施の形態では実施の形態１から３で説明した内容の圧縮機におけるピストンを別の形態（ピストン１３６の鉛直方向上側と下側との重量が異なる形態）としたものであり、上記実施の形態と組合せて実施するものであり、ピストン以外の構成については具体的な説明を省略する。
【０２３４】
ピストン１３６の外周面１５０には、ピストンピン１３６ａが挿入されるピン穴１４２の周囲にピストン１３６径方向内側に落ち込む凹陥部１６３を形成し、凹陥部１６３は鉛直方向上側の第１凹陥部１５４と鉛直方向下側の第２凹陥部１５５を備え、第１凹陥部１５４と第２凹陥部１５５の容積が同じに形成されている。
【０２３５】
この凹陥部１６３は、ピストン１３６の先端面１３６ｆとスカート端面１５２のどちらにも連通しないように形成され、凹陥部１６３を平面展開したときの形状を表す輪郭線は、ピストン１３６の軸芯と一切平行線を形成しない形状となっている。
【０２３６】
ピストン１３６が下死点に位置する状態を示す図２１からわかるように、ピストン１３６が下死点付近に位置するときに、ピストン１３６のスカート端面１５２側の一部がシリンダブロック１３３のボア孔１７５から密閉容器１０３内の空間に露出する構成となっている。
【０２３７】
さらに同様に、ピストン１３６が下死点に位置する状態からわかるように、ピストン１３６が下死点付近に位置するときに、凹陥部１６３の第１凹陥部１５４と第２凹陥部１５５はともに一部がシリンダブロック１３３のボア孔１７５から密閉容器１０３内の空間に露出する構成となっている。
【０２３８】
さらに、凹陥部１６３の第１凹陥部１５４と第２凹陥部１５５の形状については、ピストン１３６のスカート端面１５２側に張り出す部分１５７の曲率は、ピストン１３６の先端面１３６ｆ側の略直線の縁部１５８とのつなぎＲ形状１５６の曲率より小さく形成されている。
【０２３９】
ピストン１３６は、その軸心Ｘを通りシャフト１３０に対して垂直な平面１９５を基準にして、鉛直方向上側１９２と鉛直方向下側１９３に分けられる。
【０２４０】
この鉛直方向上側１９２において、スカート端面１５２から先端面１３６ｆに向かって陥没した抜き部１９４が左右対称に形成されている。
【０２４１】
この抜き部１９４を鉛直方向上側１９２に設けることにより、ピストン１３６の鉛直方向上側１９２の重量は、鉛直方向下側１９３の重量よりも軽くなり、ピストン１３６は、その軸心に対して鉛直方向下側１９３内に重心が位置している。
【０２４２】
このような、鉛直方向の上側と下側で重量が異なるピストン１３６、言い換えるとピストン１３６の重心が鉛直方向において中心以外にある場合のピストンについて実験した結果を図２０に示す。
【０２４３】
図２０に示す通り、上記構成における密閉型圧縮機の効率を測定した結果、本実施の形態における密閉型圧縮機の効率は、従来のピストンの重心が鉛直方向において中心になるような密閉型圧縮機の効率よりも、運転される回転数に係わらず向上するとの結果が得られた。
【０２４４】
この効率向上は圧縮機の摺動部のこじり等を抑制することと直結し、摺動部のこじり等を抑制によって騒音低減にも寄与するものである。この効率向上の理由について、以下に推察する。
【０２４５】
ピストン１３６が圧縮室１３４内を往復運動する際に、重心位置が鉛直方向下方にずれることによって、ピストン１３６の鉛直方向上側１９２と鉛直方向下側１９３のそれぞれに作用する慣性力が異なりアンバランスとなるため、ピストン１３６のスカート端面１５２側がボア孔１７５内で鉛直方向下方に位置し先端面１３６ｆ側が鉛直方向上方に位置するとか、逆に、ピストン１３６のスカート端面１５２側がボア孔１７５内で鉛直方向上方に位置し先端面１３６ｆ側が鉛直方向下方に位置するといったように、鉛直方向上下方向に傾いて反転しながら摺動している、言い換えるとピストンが上下方向において動きしろを有することで摺動しやすくなっていると推測する。
【０２４６】
この、ピストン１３６が傾いて摺動することによって、冷凍機油１０５による潤滑が促進され、ピストン１３６とボア孔１７５の圧縮室１３４を形成する内壁面との摺動において、油膜圧力が上昇し、ピストン１３６の往復運動する際に安定した潤滑状態を形成できるために、摺動損失を低減することができたのではないかと推察する。
【０２４７】
次に、抜き部１９４の重量について説明する。
【０２４８】
上記ピストン１９４の構成おいて説明した通り、ピストン１３６の鉛直方向上側１９２の重量は、鉛直方向下側１９３の重量よりも軽くなるように形成され、効率向上効果があることを確認している。
【０２４９】
このように、抜き部１９４によってピストンの鉛直方向上側と下側の重量を異なるものとし、アンバランス量を調整することが可能となる。
【０２５０】
一方、給油手段１２０は、シャフト１３０の回転に伴って発生する遠心力によって、冷凍機油１０５を上昇させ、シャフト１３０の給油溝（図示せず）を通って偏芯部１３２まで到達した冷凍機油１０５を密閉容器１０３内に散布する。
【０２５１】
散布された冷凍機油１０５は当り部１３４に当り、切り欠き部１３５を介して、上方からピストン１３６の外周面１５０に滴下し付着する。
【０２５２】
このとき、ピストン１３６が下死点に位置する状態で、このピストン１３６の凹陥部１６３を含む一部がシリンダブロック１３３から露出するように形成されているので、散布された冷凍機油１０５は切り欠き部１３５を介して、上方から直接ピストン１３６の凹陥部１６３に多めに供給されて保持される。
【０２５３】
また、ピストン１３６の外周面１５０に滴下し付着した冷凍機油１０５はピストン１３６の往復動に伴って、凹陥部１６３以外のピストン１３６の外周面１５０、給油溝１３６ｂなどに供給され、ピストン１３６の外周面１５０とボア孔１７５との間を潤滑する。
【０２５４】
特に、ピストン１３６が下死点から上死点に向かうときに、ピストン１３６の動きに伴いボア孔１７５とピストン１３６の外周面１５０との間に冷凍機油１０５が効果的に引き込まれる。
【０２５５】
ここで、凹陥部１６３を平面展開したときの形状がピストン１３６の軸芯との平行線を一切形成しないように、ピストン１３６のスカート方向に摺動幅が増大するような曲線形状を成すので、凹陥部１６３に入り込んだ冷凍機油１０５は、凹陥部１６３の先端面１３６ｆ側の略直線の縁部１５８付近に容易に運ばれて貯溜され、さらに給油溝１３６ｂにも凹陥部１６３からオイルが供給されて貯溜される。
【０２５６】
そのため、ボア孔１７５とピストン１３６の摺動部に多くの冷凍機油１０５が供給されるとともに、その潤滑油１０６が良好な状態で保持される。
【０２５７】
この作用によって、ボア孔１７５とピストン１３６の外周面１５０との間には十分な油膜が維持されるため、極めて高いシール性を得ることができ、体積効率の向上による冷凍能力の向上が得られる。
【０２５８】
さらに、凹陥部１６３を平面展開したときの形状がピストン１３６の軸芯との平行線を一切形成しない、言い換えると、凹陥部１６３を平面展開したときの形状がピストン１３６の軸芯との平行線以外の形状で構成されることによって、ピストン１３６の軸芯との平行線を形成したときに生ずる、往復動方向の摩耗といった局所的な摩耗を防ぐことができ、潤滑性が高まることと相まって極めて高い信頼性を得ることができる。
【０２５９】
上記のピストン１３６の潤滑性の向上技術と、ピストン１３６の重心を軸心に対して鉛直方向の上側または下側に位置させる効率向上技術とは、それぞれが効率向上に寄与するものであるが、ピストン１３６の潤滑性の向上技術により、ピストン１３６重心による効率向上技術がさらに高められ、従来技術を基本とする標準的な密閉型圧縮機と比較して、効率向上の割合が顕著であると結論付けられる。
【０２６０】
さらに、２３ｒｐｓ以下の回転数で運転する際には、密閉型圧縮機１６４の全損失に対する固定損失の比率が大きいものの、そういった消費電力の低減効果が高い低回転数の運転において、摺動損失の低減や低振動化を実現することができ、その効果は低回転数運転で特に顕著なものとなる。
【０２６１】
また、冷媒Ｒ６００ａの密度は、従来から冷蔵庫などに用いられている冷媒Ｒ１３４ａと比較して小さいため、冷媒Ｒ１３４ａの密閉型圧縮機１６４と同じ冷凍能力を得るためには、冷媒Ｒ６００ａを用いる場合、気筒容積が大きくなり、ピストン１３６の外径が大きくなる。
【０２６２】
さらに、実施の形態１から３で説明したように、ピストンの直径を大きくすることで大きな気筒容積を形成することで幅広い回転数で運転した場合でも高い信頼性を備えた圧縮機を実現し、省エネモードでの節電運転と高負荷冷却モードでの高能力の冷却とを両立を目指す圧縮機である場合には、ピストンの外径である直径が大きくなるように構成している。
【０２６３】
そのため、ボア孔１７５とピストン１３６との隙間を介して密閉容器１０３内に冷媒が漏れる流路断面積が大きくなり、冷媒が漏れやすくなる。しかしながら本実施の形態におけるピストン１３６は鉛直方向の上下方向のアンバランスによって上下方向に動きしろを有するといった潤滑性の向上技術により、ピストン１３６とボア孔１７５との摺動部の潤滑性を向上させることができ、ボア孔１７５とピストン１３６との隙間のシールが向上する。
【０２６４】
従って、本発明のようにピストン１３６の直径が大きくなっても、効果的に冷媒１６０の漏れを低減することができ、高効率の圧縮機を提供することが可能となる。
【０２６５】
また、以上のような効率の高い密閉型圧縮機１６４を搭載した冷凍装置を搭載した冷蔵庫においては、より消費電力を低減した冷蔵庫を提供することができる。
【０２６６】
なお、本実施の形態においては、ピストン１３６の鉛直方向上側１９２において、スカート端面１５２から先端面１３６ｆに向かって陥没した抜き部１９４が左右対称に形成されているが、このピストン１３６を逆に組立てて、抜き部１９４が鉛直方向の下方に位置するようにしても、同様に効率が向上することを実験で確認している。
【０２６７】
また、ピストン１３６の鉛直方向上側１９２において、スカート端面１５２から先端面１３６ｆに向かって陥没した抜き部１９４を設け、ピストン１３６の重心を、その軸心に対して鉛直方向下側１９３内に位置するようにしているが、抜き部１９４を設けず、第１凹陥部１５４を第２凹陥部１５５よりも大きい容積とすることで、ピストン１３６の重心を、その軸心に対して鉛直方向下側１９３内に位置するようにしても、同様に実施可能である。
【０２６８】
また、抜き部１９４、第１凹陥部１５４、第２凹陥部１５５をいずれも設けず、ピストン１３６の鉛直方向上側１９２と鉛直方向下側１９３とで、他の構成により両者の体積が異なるように形成しても、同様に実施可能である。例えば、運転中に、ピストン１３６とボア孔１７５の圧縮室１３４を形成する内壁面とのクリアランス変化に殆ど影響しない程度に部分的に異なる金属を使用するといった構成などが考えられる。
【０２６９】
以上のように、いずれにしても、ピストン１３６は、その軸心に対して鉛直方向上側１９２または鉛直方向下側１９３に重心が位置するように形成されていれば、運転時の効率が向上することを確認しており、その構成を実現するための詳細な構成は多数存在するものである。
【０２７０】
例えば、抜き部１９４として、図２２および図２３に示した以外の構成を図２４および図２５に示す。
【０２７１】
図２４および図２５において、抜き部１９４は、ピストン１３６のスカート端面１５２から先端面１３６ｆに向かって設けられた穴であり、鉛直方向上側１９２でかつ軸心を通る垂直な平面１９９に対して対称位置に設けられている。もちろん、抜き部１９４が鉛直方向の下方に位置するようにしても、同様に実施可能である。
【０２７２】
また、本実施の形態においては、圧縮要素１６１を電動要素１０４の上方に配置しているが、圧縮要素１６１を電動要素１０４の下方に配置しても同様に実施可能であるが、振動の観点からは、圧縮要素１６１を電動要素１０４の上方に配置し、加振源である圧縮要素１６１からスプリング１９６を介して密閉容器１０３への振動伝達を抑制することが好ましい。
【０２７３】
また、鉛直方向の上下方向のアンバランスによって上下方向に動きしろを有するためには、ピストン１３６の鉛直方向の上側と下側との重量を異なるものにする別形態として、図２６に示すようにピストン１３６の先端面１３６ｆに凸状の突起部１３６ｇを備えてもよい。
【０２７４】
なお、これらの鉛直方向の上下方向のアンバランスによって上下方向に動きしろを有するピストン形状は実施の形態３で説明したボア孔１７５にテーパ部１３４ｂを備えた構造と組合わせるとさらに鉛直方向の上下方向に動きしろを用いた相乗効果を得ることができるのは言うまでもない。
【０２７５】
実施の形態３で説明したボア孔１７５にテーパ部１３４ｂを備えた構造によって、圧縮行程の初期には必ずピストンは動きしろを有することができ、よりスムーズに圧縮動作を行うことができるので、大きな気筒容積を形成する際に、通常であればストロークを長くする方がピストンの大きさおよび重量を低減することでアンバランス量を低減することが可能であることにもかかわらず、あえてピストンの直径を大きくすることに焦点を絞ったものであっても、圧縮行程の初期には必ずピストンは鉛直方向の上下方向における動きしろを有することで、ピストンの直径が大きく、ピストンの長さが短いために不利となる摺動部のこじり等を抑制し、振動が低く信頼性の高い大気筒容積の圧縮機を備えることが可能となる。
【０２７６】
また、上記密閉型圧縮機１６４を搭載した家庭用電気冷蔵庫のような冷凍冷蔵装置（図示せず）とすることで、消費電力を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【０２７７】
本発明にかかる冷蔵庫は、家庭用又は業務用冷蔵庫に照度検出手段を設けて、その結果を用いて節電運転等に運転モードを切換える制御に実施、応用できるものである。
【符号の説明】
【０２７８】
２１  冷蔵庫本体
２２  冷蔵室
２２ａ  冷蔵室ドア
２３  製氷室
２４  切換室
２５  冷凍室
２６  野菜室
２７  操作部
２７ａ  操作基板
２８  圧縮機
２９  冷却室
３０  冷却器
３１  冷却ファン
３２  ラジアントヒータ
３６  照度センサ
３７  操作スイッチ
３８  表示灯
３９  報知手段（ＬＥＤ）
４０  人感センサ
４１  照度センサカバー
４２  ＬＥＤカバー
４３  操作部カバー
５１  ドアＳＷ
５２  外気温度センサ
５３  庫内温度センサ
５４  制御手段
５５  記憶手段
５６  温度補償用ヒータ
５７  庫内照明
【図１Ａ】
2010197036.tif 000003
【図１Ｂ】
2010197036.tif 000004
【図２Ａ】
2010197036.tif 000005
【図２Ｂ】
2010197036.tif 000006
【図３】
2010197036.tif 000007
【図４】
2010197036.tif 000008
【図５Ａ】
2010197036.tif 000009
【図５Ｂ】
2010197036.tif 000010
【図５Ｃ】
2010197036.tif 000011
【図５Ｄ】
2010197036.tif 000012
【図６】
2010197036.tif 000013
【図７】
2010197036.tif 000014
【図８】
2010197036.tif 000015
【図９】
2010197036.tif 000016
【図１０】
2010197036.tif 000017
【図１１】
2010197036.tif 000018
【図１２】
2010197036.tif 000019
【図１３Ａ】
2010197036.tif 000020
【図１３Ｂ】
2010197036.tif 000021
【図１４Ａ】
2010197036.tif 000022
【図１４Ｂ】
2010197036.tif 000023
【図１５Ａ】
2010197036.tif 000024
【図１５Ｂ】
2010197036.tif 000025
【図１６Ａ】
2010197036.tif 000026
【図１６Ｂ】
2010197036.tif 000027
【図１７】
2010197036.tif 000028
【図１８】
2010197036.tif 000029
【図１９】
2010197036.tif 000030
【図２０】
2010197036.tif 000031
【図２１】
2010197036.tif 000032
【図２２】
2010197036.tif 000033
【図２３】
2010197036.tif 000034
【図２４】
2010197036.tif 000035
【図２５】
2010197036.tif 000036
【図２６】
2010197036.tif 000037
【図２７】
2010197036.tif 000038
【図２８】
2010197036.tif 000039
【図２９】
2010197036.tif 000040