JPH02225962A - 冷却装置の消音装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 し発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は冷蔵庫などの冷却装置に用いられる消音装置、
特にはコンプレッサを収納した機械室内からの騒音を能
動的に打消すようにした冷却装置の消音装置に関する。

（従来の技術） コンプレッサを利用した冷却装置、例えば冷蔵庫にあっ
ては、一般家庭の居室空間内に設置されることが多く、
しかも季節を問わず連続的に運転されるものであるため
、その騒音低減が一つの課題となっている。この場合、
冷蔵庫の騒音源として最も問題となるのは、コンプレ・
ラサ及びこれに接続された配管系が収納された冷蔵庫本
体下部の機械室からの騒音である。即ち、上記機械室内
では、コンプレッサｎ体が比較的大きな騒ｇ（コンプレ
ッサモータの運転音、被圧縮ガスによる流体音、圧縮機
構部分の可動機械要素における機械音など）を発生する
と共に、コンプレッサに接続された配管系もその振動に
よって騒音を発生するものであり、斯様な機械室騒音が
冷蔵庫騒音の大部分を占める。従って、機械室からの騒
音を抑制することが、冷蔵Ｊポ全体の騒音低減に大きく
寄与することになる。

そこで、従来においては、機械室からの騒音低減対策と
して、コンプレッサそのものの低騒音化（ｇＮｌえばロ
ータリ形コンプレッサの採用）の他に、コンプレッサの
防振支持構造の改良、並びに配管系の形状改ふなどを行
うことによって振動伝搬路での振動減衰を図ったり、或
は、コンプレッサ及び配管系の周囲に吸音部材及び遮音
部材を配置することにより、機械室内での吸音量の増加
及び騒音の透過損失の増大を図ることが行われている。

（発明が解決しようとする課題） 一般的に冷蔵庫の機械室には、コンプレッサの駆動に伴
う発熱を外部に逃がす必要上から放熱用の開口部が複数
箇所に設けられており、これらの開口部から外部に騒音
が漏れ出ることになる。

このため、前述したような従来の騒音低減対策には自ず
と限度があり、騒音レベルの低減効果は精々２ｄＢ（Ａ
）程度しか期待できない。

これに対して、近年においては、エレクトロニクス応用
技術、中でも音響データの処理回路及び音９制御技術な
どの発展に伴い、音波の干渉を利用して騒音低減を行う
という騒ぎの能動制御技術の応用が注目されている。即
ち、この能動制御は、基本的には、騒音源からの音を特
定位置に設けた受音器にて電気信号に変換すると共に、
この電気信号を演算器により加工した信号に基づいて制
御用発音器を動作させることにより、その発音器から原
音（騒音源からの音）とは制御対象点で逆位相でｎつ同
−波長及び同一振幅となる人に音を発生させ、この人工
音と原音とを干渉させることによって原音を減衰させよ
うというものである。

しかしながら、このような騒音の能動制御を冷蔵庫にお
ける機械室騒音の低減に利用する場合、機械室が非密閉
状態であって、その機械室内で発生した騒音が三次元方
向へ自由に漏れ出るという状況ドにあるため、能動制御
モードが極めて複雑になるという問題があり、冷蔵庫に
おける騒音の能動制御の実用化については全くおぼつか
ないのが実情である。

また、最近では、コンプレッサとして横置き形のロータ
リー形コンプレッサが多く使用されているが、このコン
プレッサは、一般に横方向に長さが大さ（、しかも、騒
音源として主にコンプレッサモータの回転音と電磁音と
の二種類の音がその両端部分から発生するという事情が
あるため、このような横置き形のコンプレッサを使用す
る場合には能動制御モードが一層複雑になるという問題
がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目
的は、コンプレッサとして横置き形のコンプレッサを使
用するものを対象とし、非密閉状態の機械室内にて上記
コンプレッサの駆動に応じて発生する騒音を人工音との
干渉により打消すという能動制御を行うにあたって、そ
の能動制御の簡単化並びに制御精麿の向上を図り得て、
騒音低減効果を十分に発揮できる冷却装置の消音装置を
提供するにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、上記［４的を達成するために、機械室内に収
納された横置き形のコンプレッサの駆動１；１字い発生
する音を、人工音との干渉により能動的に打消すように
した冷却装置の消音装置において、前記！ａ械室をその
一端部寄りに位置された放熱用開口部を残して閉じた状
態に構成すると共に、その機械室内の三次元方向の各寸
法のうち一方向の寸法を他の寸法より大きく設定するこ
とにより、機械室内の音の定在波が前記打消し対象とな
る周波数帯域以下において一層モードのみ成立つように
構成し、さらに制御用発音器を前記放熱用開口部の近傍
に該開口部に向けて取付け、前記機械室の他端部に前記
コンプレッサを機械室の長手力向に対して交差させて配
置すると共に、受音器を前記コンプレッサの中心部分に
対向する部位で且つ前記制御用発音器から最大限遠ざけ
た部位に取付けたものである。

（作用） 例えば冷却装置の代表例である冷蔵庫にあっては、−膜
面なもη造のものの場合、コンプレッサの駆動に応じて
発生する騒音の音響レベルは、第７図に示すように７０
０ＨｚｆＳｉ度以下の帯域並びに１，５〜５ＫＨｚの帯
域とで夫々人きくなるという性質を白゛する。これら各
帯域に対応した騒音のうち、高周波数側のものは、吸音
部材などを利用した従来の騒ぎ低減技術により容易に消
音することができる。従って、騒音の能動制御を実際に
行うときには、低周波数側の騒音をターゲット周波数（
この場合７００Ｈｚ程度以下）とすれば良い。このよう
にターゲット周波数が７００Ｈｚ程度以ドの場合、機械
室内の高さ、奥行き及び幅方向のうちの二方向を原騒音
の波長（音速３４０ｍ／秒の場合、５０ｃｍ程度）より
短く、且つ残りの一方向の寸法を上記波長より長く設定
すれば、機械室内で発生する騒音の定在波が一層モード
のみ成立つようになる。つまり、機械室内の三次元方向
である高さ、奥行き及び幅方向のうち一方向の−・ｊ法
を他の寸法より大きく設定することにより、機械室内の
音の定在波が打消し対象となる周波数（ターゲット周波
数）帯域以下において一層モードのみ成立つように構成
できるものであり、このように構成した場合には、機械
室内で発生する音を一次元の平面進行波とみなすことが
でき、以てコンプレッサからの音の外部への出口である
放熱用開口部でそのＫと制御用発音器からの人工音とを
丁渉させて消音を図るという能動制御を、理論上におい
ても技術上においてら容易且つ精度良く行い得るように
なる。

またこのとき、横置き形のコンプレッサを、放熱用開口
部及び制御用発音器とは反対側の機械室の他端部にその
機械室の長手方向に対し交差させて配置することにより
、そのコンプレッサを音の出口である放熱用開口部から
できるだけ遠くに配置でき、また、受音器をコンプレッ
サの中心部分に対向する部位で且つ１．り行用発音器か
ら最大限遠ざけた部位に取付けることにより、受音器は
横方向に長いコンプレッサから発生する騒音を極力正確
に受けられるようになると共に、制御用発音器から発せ
られる音の影響を極力受は難くできるようになり、従っ
て横置き形のコンプレッサを使用した場合の能動制御を
一層容易且つ精度良く行５うことができる。

勿論、機械室には放熱用開口部が設けられているから、
コンプレッサ駆動時の発熱による機械室内温度の異常上
昇を来たす虞がないものである。

（実施例） 以下、本発明を冷蔵庫に適用した一実施例について説明
するに、これに先立って本実施例で利用する能動ＩＩｉ
陣による消音原理について！ｌ！ＥＩＩ３的に説明して
おく。

第６図において、１はコンプレッサのような騒音源、２
は騒音の消音を望む制御対象点を示しており、騒音源１
からの音をマイクロホンなどの受音器′３で電気１＝号
に変換すると共に、この電気１Ｊ号をフィルタなどを含
む演算器４を介して加工し、その加工後のｌｊ号により
スピーカなどの発ｇｊ器５を駆動するようになっている
。

即ち、騒音源１か発生する音をＳｔ　　スピーカ５が発
生するざを３２．マイクロホン３で受ける音をＲ１、制
御対象点２での音をＲ２とし、さらに上記のようなぎの
出力及び人力点の谷間のＣ３”ｊＪ伝達関数をＧＳＭ＋
　　ＧＡＭａ　−Ｇｂｕｔ　　ＧＡＵとしたとき、２人
力２出力系として次式が成立する。

従って、スピーカ５が発生すべき音Ｓ２は、上式から、 Ｓ２　　”　　（Ｇｓｏ−Ｒ１＋ＧｓＭ−Ｒ２）／（Ｇ
　Ｓ＆ｌ　−Ｇ　ＡＯ−Ｇ　ｓｏ　−Ｇ　ＡＭ）として
１りられるが、この場合には制御対象点２での音響レベ
ルを零にすることを目１票としているので、Ｒ２−０と
おくことができる。この結果、Ｓ２　＝ＲＩ　　・Ｇｓ
ｏ／（Ｇｓｏ−ＧｈＭ−ＧｓＭ−ＧＡＯ）となる。この
式から理解できるように、制御対象点２での音Ｒ２を零
にするためには、マイクロホン３で受けた音Ｒ１に、 Ｇ＝Ｇｓｏ／　（Ｇｓｏ−にＡＭ　　ＧｓＭ−ＧＡＯ）
　−（１）なるフィルタをかけて加工した音Ｓ２をスピ
ーカ５から発生させれば、制御対象点２での音響レベル
を理論上において零にすることができる。

また、各伝達関数Ｇ　ｓｙ＊　ＣＡＭＩ　　Ｇ　ｇｏｔ
　Ｇ　ＡＯにおける空気中での時間遅れを夫々ｒＳＭ＋
　　τＡＭ＋ｒＳ。。

ｒＡｏとすると、上記（１）式は下記のように表すこと
ができる。

Ｇ　−０８Ｌ）　−ｃｘｐ（−ｊωｒｓｏ＞／ｌ　Ｇ　
ｓｏ　”　ＣＡＭ　”　（！ＸＩ）（−ｊω（ｒｓｏ＋
　τＡＩＪ）　）Ｇ　ｓ、Ａ’　Ｇ　ＡＯ−ｅＸｌ）（
−Ｊω（ｒｓｌ＋１＋τＡＯ）　）　）＝　　１　　／
　　　（Ｇ　　ＡＭ　’　　ｅＸｌ）（−ｊω　ｒ　　
ＡＭ）（ＣＡＵ−Ｇ　５ｈａｌ　Ｇ　ｓｏ）　　・ｅＸ
Ｉ）（−ｊω（τＡＯ＋τｓＭ−τｓｏ）　）　１ ここで、仮にＧ　ＡＭ　＞）　Ｇ　ＡＯ”　Ｇ　ＳＭ／
　Ｇ　ｓｏとすると、 Ｇ”？　　（１／　　ＣＡＭ）　　−ｅｘｐＵ　　（ｉ
Ｊ’ｒ＾Ｍ）となり、これは、マイクロホン３で受けた
音を（１／ＣＡＭ）倍し、位相をωτＡ７だけ進めると
、マイクロホン３にはスピーカ５からのびしか入ってこ
ないことになる。

一方、ＣＡＭ　＜（Ｇ　ＡＯ’　Ｇ　ＳＭ／　Ｇ　５０
とすると、Ｇ″ニーＧｓｏ／Ｇｓ、Ａ−ＧＡｏ） 會ｃｘｐ（刊ω（ｒ　ｓｏ−ｒ　ＡＯ−ｒ　ｓＭ））−
（２）となり、これは、マイクロホン３にスピーカ５か
らの音が入らない場合で、音が空気中を伝播してくるよ
り早く処理してスピーカ５から制御用の音を出せること
を示している。

上記では両極端な場合を述べたが、通常の場合はそれら
の中間程度になると考えられる。とにかく、騒音の能動
制御を行うためにはＣＡＭが小さければ小さいほど良い
、つまりマイクロホン３はスピーカ５から極力離れた位
置に配置することが良いということがこれで理解できる
。

また、上記（２）式から、騒音源１と制御対象点２とは
できるだけ遠ざけ、一方、スピーカ５と制御対象点２、
騒音源１とマイクロホン３はできるだけ近ずけた方が良
いことがわかる。

しかして、第１図乃至第４図には本発明の一実施例が示
されており、以下これについて述べる。

即ち、冷蔵庫の全体構成を示す第４図において、１１は
冷却装置本体たる冷蔵庫本体であり、これの内部には上
方より順に冷凍室１２．冷蔵室１３及び野菜室１４が設
けられている。１５は冷凍室１２の背部に配設された冷
却器、１６は冷却器１５により生成される冷気を直接に
は冷凍室１２及び冷蔵室１３に供給するファンである。

１７は冷蔵庫本体１１の背面側下部に形成された機械室
で、これの内部には横置き形のロータリー形コンプレッ
サ１８や図示はしないがコンデンサバイブなどが収納さ
れている。

さて、第２図に示すように、上記機械室１７は、その背
面のみが矩形状に開口された横長な形状となっており、
この開口部分は機械室カバー１９により閉鎖されるよう
になっている。このとき、機械室カバー１９は、その周
縁部が機械室１７の開口縁部にｚ・１シ気密に装むされ
るものであり、第２図中の右縁部には上ド方向に延びる
細長矩形状の放熱用開口部２０が形成されている。つま
り、機械室カバー１９の装着状態では、機械室１７はそ
の一端部たる右端部の放熱用開口部２０を残して閉じら
れた状態を呈する。尚、機械室カバー１９は、熱伝導性
に優れ１１つ音の透過損失が大きい材質（例えば鉄のよ
うな金属）にて形成されている。

そして、上記コンプレッサ１８は横方向に長い形状をな
しており、このコンプレッサ１８は、機械室１７の他端
部たる左端部において、第１図に示すように機械室１７
の長手方向にえＪして角度θ傾ける（第１図で右上がり
に傾斜した形態）ことによりその機械室１７の長手方向
に対し交差させて配置している。

２１は制御用発音器たるスピーカで、これは、機械室１
７の右端部において放熱用開口部２０の近傍に該放熱用
開口部２０に向けて取付けられている。２２は受音器た
る例えばマイクロホンで、これは、機械室１７の左端部
においてコンプレ、。

す１８の中心部分にχ・１向する部位で１１つ前記スビ
−力２１から最大限遠ざけた部位に取付けられ、以て騒
ｇ−源であるコンプレッサ１８からの音ヲ電気ｆｚ号に
変換するように設けられている。そして、上記スピーカ
２１は、マイクロホン２２からの電気信号を逆相音発生
用回路内の演算器（図示せず）にて加工した信号により
動作されるようになっており、上記のような電気信号の
加工は、前述した能動制御による消音原理に基づいて行
オ〕れるようになっている。

しかＬ７て、上記のように構成された冷蔵庫の場合、コ
ンプレッサ１８の駆動に応じて機械室１７内で発生する
ｑｈレベルは、第７図に示すように７００　Ｈ７程度以
下の帯域並びに１．５〜５ＫＨ２の帯域で夫々人きくな
る性質を有した状態となる。これら呂帯域に対応した騒
音のうち、８周波数側の騒音は、機械室カバー１９など
での透過損失により減衰させることができ、また機械室
１７内に適宜の吸音部材を設置することによって容易に
消音できるものであるから、前述のようなマイクロホン
２２．スピーカ２１及び演算器による騒音の能動制御は
、７０　ｔｌ）　Ｈｚ以下をターゲット周波数として行
なえば良い。

また、上述のような騒音の能動制御を行う場合には、機
械室１７内での騒音が一次元の平面進行波となるように
構成することが、その制御を理論上においても技術上に
おいても容易且つ精度良く行うために小便になってくる
。

そこで、本実施例においては、第３図に示す機械室１７
内の三次元方向であるの奥行き１幅及び高さ方向のδ・
ｊ法り、Ｗ及びＨのうち、幅方向の寸法Ｗを他の一１法
り、Ｈより大きく設定（具体的には、Ｗ　＝　６００　
ｍｍ、Ｄ　−Ｈ−２００−一に設定）することによって
、機械室１７内での音の定在波が一次モードでのみ成立
つように構成している。

つまり、機械室１７を単純な矩形の空洞と想定した場合
、次式が成立する。

ｆ　＝Ｃ−ＮＸ　１．Ｘ　　＋　Ｎｙ　ｔ、ｙ　　＋（
ＮＺ、　１．ｚ’　／　２（］」シ、ｆは共鳴周波数（
Ｈｚ）　、ＮＸ、Ｎｙ。

ＮＺはｘ、ｙ、ｚ各方向の番１モード、Ｌｘ、Ｌｙ、Ｌ
ｚは機械室１７内のｘ、ｙ、ｚ各方向の寸法（つまりり
、Ｗ、Ｈ）　、Ｃは音速である。従って、上式から、ｘ
、ｙ、ｚ各方向に対する１１口の定／Ｌ波の周波数ｆｘ
、ｆｙ、ｆｙ、を求めることができる。

即ち、前述したように、奥行き寸法Ｄ−，２００１、幅
寸法Ｗ−６００＋ｇｓ、高さ寸法Ｈ−２００ｓｖに設定
されていたＪ８合には、Ｘ方向に対する１番目の定在波
の周波数ｆＸは、Ｎｙ　−Ｎｚ−０、き速Ｃ−３４０ｍ
／秒として、 ｆｘ　−３４０（１０，２）／２ ＝８５０Ｈｚ となり、同様に、Ｙ、Ｚ方向に対する１番［１の定在波
の周波数ｆｙ、ｆｚは、 ｆｙ　　−３４０（１，１０，６）　　ノ　／　２＝　
２８３　Ｈ２ ｆｚ　−３４０１、２）’／２ ８５０Ｈ２ となる。この結果、前記ターゲット周波数（−７００Ｈ
ｚ）以下では、機械室１７内の騒音の定住波は、Ｙ方向
（機械室１７の長子方向）のモードについてのみ成立つ
ものであり、機械室１７内での騒音を一次元の平面進行
波と見なすことができる。このため、前記マイクロホン
２２、スピーカ２１などを利用した騒音の能動制御によ
る消音時において、その波面の理論上の取扱いが容易と
なり、消音制卸を容易Ｊ１つ精度良く行い得るようにな
る。

またこのとき、コンプレッサ１８は機械室１７において
放熱用開口部２０とは反対側の左端部に機械室１７の長
子方向に対し交差させて配置しているので、横力向に長
いコンプレッサ１８を放熱用開口部２０からできるだけ
遠ざけることができる。さらに、マイクロホン２２はそ
のコンプレッサ１８に対し該コンプレッサ１８の中心部
分に対向する部位で且つスピーカ２１から最も遠くなる
部位に取付けているので、該マイクロホン２２はコンプ
レッサ１８がその両端部分に夫々騒音源をＨしている場
合でもそれらの騒音を正確に受けることができると共に
、スピーカ２１からの音の影響を極力を受は難くてきる
。これにより、溝置き形のコンプレッサ１８を使用した
場合における上記能動制御を一層容易に１つ精度良く行
うことができる。

勿論、この場合において、機械室１７は放熱用開口部２
０を通じて外部と連通しているから、コンプレッサ１８
の駆動時における発熱によって機械室１７内の温度が異
常に上昇することがなくなる。また、機械室カバー１９
は熱伝導性に優れた材質により構成されているから、機
械室１７内で発生する熱の放熱効率が向上するようにな
り、この面からも機械室１７内の温度上昇が低く抑えら
れるようになる。

尚、上記した実施例では、第１図においてコンプレッサ
１８を機械室１７の長手方向に対し右上がりに傾斜した
形態に配置したが、第１図に二点鎖線で示すようにコン
プレッサ１８を右下がリニ傾斜した配置としても良く、
また、このようにした場合には、マイクロホン２２は同
二点鎖線で示すように配置する。さらに、第５図に示す
ように、コンプレッサ２３の長さが上記した実施例のコ
ンプレッサ１８よりも短い場合には、そのコンブ１ノツ
サ２３を機械室１７の長手方向に対し直交するように配
置すると共に、マイクロホン２２は機械室１７の左内側
面にコンプレッサ２３の中心部分に対向するように配置
する。このように構成した場合には、上記能動制御を一
層精度良く行い得るようになる。

その他、本発明は上記しＲつ図面に示した呂実施例に限
定されるものではなく、例えば消音対象となる冷却装置
としてエアコンの室外機或は冷蔵ショーケースなどを適
用しても良く、その要旨を逸脱しない範囲で種々変ｊし
して実施することができる。

［発明の効果］ 本発明によれば以上の説明によって明らかなように、描
置き形ののコンプレッサが収納される機械室を、その一
端部寄りに位置された放熱用開口部を残して閉じた状態
に構成すると共に、その機械室内の三次元方向の各寸法
のうち一方向の寸法を他の・１法より大きく設定するこ
とにより、その機械室内の音の定圧波が消音対象となる
周波数帯域以上において一層モードのみ成立つように構
成したので、上記非密閉状態の機械室内にてコンプレッ
サの駆動に応じて発生する騒音を制御用発音器からの信
号音により打消すという能動制御を行うにあたって、そ
の能動制御の簡単化並びに制御精度の向上を実現できる
ものである。また、本発明では、横置き形のコンプレッ
サを、放熱用開口部及び制御用発音器とは反対側の機械
室の他端部にその機械室の長手方向に対し交差させて配
置することにより、そのコンプレッサを行の出口である
放熱用開口部からできるだけ遠くに配置でき、また、受
音器をコンプレッサの中心部分に対向する部位で且つ制
御用発音器から最大限遠ざけた部位に取付けることによ
り、受音器は横方向に長いコンプレッサから発生する騒
音を極力正確に受けられるようになると共に、制御用発
音器から発せられる音の影響を極力受は難くできるよう
になり、従って横置き形のコンプレッサを使用した場合
の能動制御を一層容易Ｒつ精度良く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の一実施例を示すしので、第
１図は要部の概略平面図、第２図は要部を分角’／状悪
て示す斜視図、第３図は要部の寸法関係を説明するため
の概略斜視図、第４図は冷蔵庫の縦断面図である。また
、第５図は本発明の異なる実施例を示す第１図相当図で
ある。そして、第６図は能動制御による消音原理を示す
概略構成図、第７図は騒ぎレベル特性図である。 図中、１１は冷蔵庫本体、１７は機械室、１８はコンプ
レッサ、１９は機械室カバー　２０は放熱用開口部、２
】はスピーカ（制御用発音器）、２２はマイクロホン（
受き器）　、２　’３はコンプレッサを示す。 出願人　　株式会社　　東　　　芝 代理人　　弁理士　　佐　藤　　強 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 ｂ 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、機械室内に横置き形のコンプレッサを収納して成る
   ものであって、前記コンプレッサの駆動に伴い発生する
   音を受音器にて電気信号に変換すると共に、この電気信
   号を演算器により加工した信号に基づいて制御用発音器
   を動作させることにより、前記機械室内から外部に放射
   される音を能動的に打消すようにした冷却装置の消音装
   置において、前記機械室をその一端部寄りに位置された
   放熱用開口部を残して閉じた状態に構成すると共に、そ
   の機械室内の三次元方向の各寸法のうち一方向の寸法を
   他の寸法より大きく設定することにより、その機械室内
   の音の定在波が前記打消し対象となる周波数帯域以下に
   おいて一次モードのみ成立つように構成し、さらに、前
   記制御用発音器を前記放熱用開口部の近傍に該開口部に
   向けて取付け、前記機械室の他端部に前記コンプレッサ
   を機械室の長手方向に対し交差させて配置すると共に前
   記受音器を前記コンプレッサの中心部分に対向する部位
   で且つ前記制御用発音器から最大限遠ざけた部位に取付
   けたことを特徴とする冷却装置の消音装置。