JPH02225975A - 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】 ［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、コンプレッ
サ及びこれに接続された配管系が収納された機械室から
の騒音である。即ち、上記機械室内では、コンプレッサ
自体が比較的大きな騒音（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
、冷蔵庫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Ｍ　対策
として、コンプレッサそのものの低騒音化（例えばロー
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善などを行う
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なわれている。

（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響制御技術な
どの発展に伴い、音波の干渉を利用して騒音低減を行う
という騒音の能動制御技術の応用が注口されている。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且つ同
−波長及び同一振幅となる人工音を発生させ、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下
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。

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、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、
制御精度向上並びに消音可能な周波数範囲の拡大を図り
得ると共に、製造時の組立作業を容易化できる冷却装置
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、上記目的を達成するために、機械室内に収納
されたコンプレッサの駆動に伴い発生する音を、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、前記機械室から放射される音の定在波
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寸法設定されたダクト部材を前記
機械室とは別体に構成し、このダクト部材を冷却装置本
体に組込んで該ダクト部材の一端開口部を前記機械室の
開口部に接続するようにしたものである。

（作用） 例えば冷却装置の代表例である冷蔵庫にあっては、−殻
内な構造のものの場合、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図に示すようにほぼＩ
ＫＨｚ程度以下の帯域で大きくなり、これより高周波数
側の騒音は、吸音部材などを利用した従来の騒音低減技
術により容品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打
消し対象とすれば良い。

しかして、本発明のように機械室から放射される音をダ
クト部材に導いて消音する場合、ターゲット周波数を例
えば７００Ｈｚ程度以下とすると、ダクト部材の有効長
を原騒音（７００Ｈ２）の波長（ｆ速３４０ｍ／秒の場
合、５０ｃｒｎ程度）より長く設定すれば、機械室から
ダクト部材内に放射される騒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次
モードのみ成立つようになる。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
出口であるダクト部材の出口側でその音と制御用光１音
器からの人工音とを干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も容易且つ精度
良く行い得るようになる。

この場合、機械室そのものを消音用のダクトとして利用
するものではなく、機械室にダクト部材を設けているの
で、コンプレッサ、除霜水蒸発皿等の収納スペースに制
限されることなく、ダクト部材の太さ寸法を自由に設定
でき、その寸法を小さくすることによってターゲット周
波数の範囲を容易に拡大できる。しかも、別体化（別ピ
ース化）したダクト部材を冷却装置本体に組込むだけで
、機械室に連なるダクト構造を組立てることができて、
組立が容易である。

（実施−１） 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制御に
よる消音原理について概略的に説明しておく。

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で電気信号に変
換すると共に、この電気信号をフィルタなどを含む演算
器４を介して加工し、その加工後の信号によりスピーカ
などの発音器５を駆動するようになっている。

即ち、騒音源１が発生する音を８１、スピーカ５が発生
する音を５２、受音器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音の出力及び
入力点の各間の音響伝達関数をＴｌｌ、　Ｔ２１、ＴＩ
２．　Ｔ２２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−　（−ＴＩ２・Ｒ１＋Ｔ１１−Ｒ２）／（Ｔ１１
豐７２２−Ｔ１．２◆Ｔ２１）として得られるが、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
目標としているので、Ｒ２−０とおくことができる。こ
の結果、Ｓ２−Ｒ１・Ｔ１２／（Ｔ１２豐Ｔ２１−Ｔ１
１φＴ２２）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、 Ｆ−ＴＩ２／（Ｔ１２・Ｔ２１−Ｔ１．１φＴ２２）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。

しかして、第１図乃至第３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。

１１は冷却装置本体たる冷蔵庫本体であり、これの内部
には冷凍室（図示せず）と冷蔵室１２（第２図参照）が
上下に設けられている。そして、この冷蔵庫本体１１の
背面側下部には、機械室１３が横長状に形成され、この
機械室１３内にロークリ形のコンプレッサ１４、除霜水
蒸発装置（図示せず）等が配設されている。この機械室
１３の背面を閉鎖する機械室カバー１５は、熱伝導性に
優れ且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。

１６は機械室１３内に配置された受音器たる例えばマイ
クロホンで、゛これは、コンプレッサ１４の中央部近辺
に配置され、騒音源であるコンプレッサ１４からの音を
受けて電気信号に変換する。

１７は冷蔵庫本体１１の背面側に上下方向に組込んだ角
筒状のダクト部材で、このダクト部材１７は機械室１３
とは別体化（別ピース化）され、例え・ば発泡スチロー
ルにより一体成形されている。

このダクト部材１７は、下端開口部１７ａが機械室１３
の上面中央の開口部１３ａに接続され、上端開口部１７
ｂ（出口）が冷蔵峨本体１１の上面と路面−になって上
向きに開放されている。そして、このダクト部材１７の
上端開口部１７ｂの近傍には、制御用発音器たるスピー
カ１８が、ダクト部材１７内に向けて露出するように取
付けられている。このスピーカ１８は、マイクロホン１
６からの電気信号を演算器の逆相音演算回路（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
、上記逆相き演算回路における電気信号の加工は、前述
した能動制御による消音原理に基づいて行われるように
なっている。

この実施例では、製造時の組立工程で、ダクト部材１７
の位置決めがしやすいように、冷蔵庫本体１１の背面に
嵌合凹部１．１　ａを上下方向に形成し、この嵌合凹部
１１ａ内にダクト部材１７を嵌へ装着することにより、
ダクト部材１７の下端開口部１７ａが機械室１３の開口
部１３ａに接続された位置に位置決めされる。そして、
このダクト部材１７を背面側から背面カバー１９によっ
て押え付けて固定すると共に、ダクト部材１７の左右両
側の空きスペースには、例えばグラスウール等の断熱材
２０を充填している。

しかして、上記のように構成された冷蔵庫の場合、コン
プレッサ１４の駆動に応じて機械室１３内で発生する騒
音レベルは、第７図に示すようにほぼＩＫＨｚ程度以下
の帯域で大きくなる性質を６する。これよりも高周波数
側の騒音は、機械室カバー１５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１３内に適宜の吸音
部材を設置することによって容易に／ｒ′１音できるも
のであるから、前述のようなマイクロホン】６．スピー
カ１８及び前記逆相音演算回路による騒音の能動制御は
、はぼＩＫｚ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１３からダクト部材１７内に放射されるきがダクト
部材１７内において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Ｔｉ１ｉ度良く行うためにｆｆ１ｆにな
ってくる。そこで、本実施例においては、ダクト部材１
７の寸法を、例えば幅Ｗ＝１５０ｍｍ、奥行Ｄ＝５０＋
ｕ、高さＨ−６００１以上に設定することによって、ダ
クト部材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、ダクト部材１７内にお
ける共ＩＩｊ１Ｒ波数ｆは、 ｆ　”Ｃ−Ｎｘ　　Ｌｘ　　　　＋　　Ｎｙ／Ｌｙ）２
　＋（Ｎｚ／ムｚ）２　／２但し、ＮＸ、Ｎｙ、Ｎｚは
ｘ、ｙ、ｚ各方向の番目そ−ド、Ｌ、、Ｌｙ、ＬＺはダ
クト部材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１番目の定在波の周波数ｆｘ。

ｆｙ、ｆｚを求めることができる。

即ち、前述したように、奥行寸法Ｄ−５０ａｍ、幅寸法
Ｗ＝１５０ｓａ＋、高さ寸法Ｈ−６００ｍｇ以上に設定
した場合には、Ｘ方向に対する１番目の定在波の周波数
ｆＸは、Ｎｙ　−Ｎｚ　＝Ｏ１音速音速Ｃ−３４０抄／
して、 ｆｘ＝３４０　　１　０．１５）”／２＝１１３３Ｈｚ となり、同様に、Ｙ、Ｚ方向に対する１番目の定在波の
周波数ｆｙ、ｆｚは、 ｆｙ　−３４０（１１０，０５）　　／２＝３４００Ｈ
ｚ ｆｚ−３４０（１１０，６）　２／２ ＝２８３Ｈｚ となる。この結果、前記ターゲット周波数（はぼＩＫＨ
７）以下では、ダクト部材１７内の騒音の定在波は、Ｚ
方向（高さ方向）のモードについてのみ成立つものであ
り、ダクト部材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、前記スピーカ１８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、消音制御を容品■っ精度良く行ない得る
ようになる。

この場合、機械室１３そのものを消音用のダクトとして
利用するものではなく、機械室１３にダクト部材１７を
設けているので、コンプレッサ１４、除霜水蒸発装置等
の収納スペースに制限されることなく、ダクト部材１７
の太さ寸法ＷＸＤを自由に設定でき、その寸法を小さく
することによってターゲット周波数の範囲をｌＫＨ２以
上に拡大できる。このため、より幅広い周波数帯域で消
音効果を得ることができて、騒音低減性能を向上できる
。

しかも、ダクト部材１７が別体化（別ピース化）され、
このダクト部材１７を冷蔵庫本体１１に組込むだけで、
機械室１３に連なるダクト構造を組立てることができて
、組立が容易であり、組立能率の向上ひいては製造コス
トの低減を図り得る。

特に、本実施例では、冷蔵庫本体１１の背面に嵌合凹部
１１ａを形成し、この嵌合凹部１１ａ内にダクト部材１
７を嵌合するようにしたので、この嵌合凹部１１ａによ
ってダクト部材１７の位置決めが容易となり、ダクト部
材１７の取付位置のばらつきを少なくできて、品質を安
定化できる利点がある。

また、本実施例では、ダクト部材１７が上下方向に配設
されているので、水平方向（冷蔵庫本体１１の幅方向又
は奥行方向）に配設する場合よりもダクト部材１７の長
さを長くすることができて、騒音源からダクト部材１７
の出口１７ｂまでの距離を長くでき、その分、能動制御
の演算処理時間に余裕ができて、能動制御を行い易くな
り、制御精度の向上に寄与できる。即ち、ダクト部材１
７の長さが短ければ、騒音源の音がダクト部材１７の出
口１７ｇに到達するまでの時間が極めて短くなり、その
分、逆相音演算回路での演算処理を高速化しないと、ス
ピーカ１８から出す音が遅れてしまい、消音できないか
らである。この演算処理時間の高速化にもある程度限界
があるから、ダクト部材１７の長さは例えば６００　ｍ
ｍ以上あることが好ましい。従って、例えば７０１クラ
スの小形の冷蔵庫（例えば横幅が４４０ｍｍ、高さが８
００膳１）では、ダクト部材を横幅方向に配設したので
は、能動制御に必要なダクト部材の長さを確保できない
。しかしながら、本実施例では、ダクト部材１７を上下
方向に配設しているので、小形の冷蔵庫でも、能動制御
に必要なダクト部材１７の長さを十分に確保できて、小
形の冷蔵庫においても能動制御による低騒音化が可能と
なる。

更に、本実施例では、スピーカ１８の位置が冷蔵庫本体
１１の上部になっていてコンプレッサ１４から離れてい
るので、コンプレッサ１４の放熱をよるスピーカ１８の
劣化を極力抑えることができて、スピーカ１８の寿命を
長くできる利点もある。

一方、機械室１３はダクト部材１７を通じて外部と換気
できるから、コンプレッサ１４の駆動時における発熱に
よって機械室１３内の温度が異常に上昇することを防止
できる。また、機械室カバー１５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１３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１３内の温度上昇を低く抑えることができる。

尚、ダクト部材１７の高さ寸法Ｈが大きくなれば、ｈｔ
熱のための空気対流が起こりにくくなるため、この場合
には、ターゲット周波数以下の周波数の音の洩れを起こ
さない程度の小さい通気口（例えば５ｍｍＸ１０＋ａ＋
ｍ程度の大きさの開口）を機械室１３の底部に数個形成
しておけば良い。

尚、上記実施例では、ダクト部材１７を発泡スチロール
により一体成形したが、本発明はこれに限定されず、例
えば第４図及び第５図に示す本発明の他の実施例ように
構成しても良い。即ち、例えば鉄板又はプラスチック板
から成る矩形状の平板２１（厚み寸法は１，０〜１，２
■鳳程度）に、予め３本の折り目線２２ａ〜２２ｃを付
けておき、これにｌｖみ寸法５〜１０■■の発泡ポリウ
レタン等の吸音シート２３を貼若しておく。そして、（
１乙板２１を吸音シート２３と共に折り目線２２ａ〜２
２ｃに沿って夫々直角に折曲して角筒状にし、その突合
せ部分２１ａを仮止めテープ２４で仮止めして角筒状の
ダクト部材２５を構成するものである。このダクト部材
２５を、仮止めテープ２４で固定した部分（突合せ部分
２１ａ）が、冷蔵庫本体１１背而の嵌合間Ｎｉ　ｉ　１
　ａ内に位置するように組込めば、突合せ部分２１ａか
らの音洩れ防１ト対策は万全である。

その他、本発明は上記しｎつ図面に示した実施例に限定
されるものではなく、例えばダクト部材を上下方向でな
く水平方向に配設する構成のものにも適用でき、或は消
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
ショーケースなどに適用しても良く、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変形して実施することができる。

［発明の効果］ 以上の説明によって明らかなように、本発明によれば、
機械室から放射される音の定在波が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寸法
設定されたダクト部材を前記機械室とは別体に構成し、
このダクト部材を冷却装置本体に組込んで該ダクト部材
の一端開口部を前記機械室の開口部に接続するようにし
たので、機械室内で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。

しかも、機械室そのものを消音用のダクトとして利用す
るものではなく、機械室にダクト部材を設けているので
、コンプレッサ、除霜水蒸発皿等の収納スペースに制限
されることなく、ダクト部材の太さ寸法を０由に設定で
き、その寸法を小さくすることによってターゲット周波
数の範囲をＩＫ　Ｈｚ以上に拡大できて、より幅広い周
波数帯域で消音効果を得ることができ、騒音低減性能を
向上できる。

その上、ダクト部材が別体化（別ピース化）され、この
ダクト部材を冷却装置本体に組込むだけで、機械室に連
なるダクトＪＲ造を組立てることができて、組立が容易
であり、組立能率の向上ひいては製造コストの低減を図
り得るという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は背面側から見た冷蔵庫の斜視図、第２図は冷蔵Ｊ
ｊｌｊ下部の縦断側面図、第３図はダクト部材の斜視図
である。そして、第４図及び第５図は本発明の他の実施
例を示したもので、第４図はダクト部材の展開図、第５
図はダクト部材の斜視図、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図は騒音レベル特性図であ
る。 図中、１１は冷蔵庫本体（冷却装置本体）、１１ａは嵌
合凹部、１３は機械室、１４はコンプレッサ、１５は機
械室カバー　１６はマイクロホン（受音器）、１７はダ
クト部材、１８はスピーカ（＄１ｇｌ１用発音器）、２
３は吸音シート、２５はダクト部材である。 １　１６受音器 １３１＆械室 第１図 第　３　図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、機械室内に収納された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、前記機械室から放射される音の定在
   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寸法設定されたダクト部材を前
   記機械室とは別体に構成し、このダクト部材を冷却装置
   本体に組込んで該ダクト部材の一端開口部を前記機械室
   の開口部に接続ことを特徴とする冷却装置の消音装置。