JPH02225979A - 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１・１的］ （ｐｒ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、コンプレッサ自体が比較的大きなｇ音（コンブレッ
サモータの運転音、被圧縮ガスによる流体音、圧縮！Ｉ
１．構部分の１１　ｍ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減々、Ｉ
策として、コンプレッサそのものの低騒音化（例えばロ
ーク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ｆ１′４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１
ｔ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１′、シた信号に基づい
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ｌ
」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Ｊ　ｇ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１！
１ｉ＋を化並びに制御精度の向上を図り得て、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堤内する
にある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、上記口約を達成するために、冷却装置本体下
部の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、前記機械室を放熱
用開口部を残して閉じた状つに構成すると共に、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ために機械室の形状を平面的に
見てＬ字形若しくはコ字形に形成することにより、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
下において一次モードのみ成立つように構成し、さらに
＃制御用発音器を前ご己放熱用開口部の近傍に該開口部
に向けて取付けると共に、受台器を前記コンプレッサの
近傍で且つ前記機械室の屈曲部の奥方となる部位に取付
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
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７００
Ｈｚ程度以下の帯域並び１；１．５〜５ＫＨｚの帯域と
で夫々大きくなるという性質を有する。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音低減技術により容易に消音する
ことができる。従って、ｇ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程度以下の場合、機械室内の
高さ、奥行き及び幅方向のうちの二方向を原理きの波長
（音速３４０ｍ／秒の場合、５０ｃｒｎ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。

そこで、機械室の形状を平面的に見てＬ字形若しくはコ
字形に形成することで機械室内の三次元方向のうちの一
方向の寸法を他の寸法より大きく設定することにより、
機械室内の音の定住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音と制御用発音器からの
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ｋｉＪｆｉつ１１１
度良く行い得るようになる。また、機械室内において、
制御用発音器を前記放熱用ｌ５ｆ１口部の近傍に該開口
部に向けて取付けると共に、受音器を前記コンプレッサ
の近傍で且つ機械室の屈曲部の奥方となる部位に取付け
ることにより、受音器に対するＩＩＩ　ｉｌ用発音器か
らの音の影Ｃを極力抑えることができ、これにより、制
御系における発振を抑制でき、上記能動制御を一層容品
且つ精度良く行うことができる。

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
ずる音を５２、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音の出
力及び入力点の各間のキ言伝達関数をＧ　Ｓ　Ｍ＋　　
Ｃ’　ＡＭ＋　　Ｇｂ　Ｏｒ　　ＧＡＬＬ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＋Ｇｓ、Ａ−Ｒ２）　／（
ＧｓＭ−ＧＡＯＧＳＯ”　ＧＡＭ） 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、８２　＝Ｒ１・Ｇｓ
ｏ／　ＣＧｓｏ−ＣＡＭ−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−ＧＡＭ　　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ｇ−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　ＳＭ、　Ｇ　ＡＭ、　　Ｇ　ＳＯ
＋　　Ｇ　ＡＯにおける空気中での時間遅れを夫々τＳ
　Ｍ　＋　　τ＾Ｍ、τＳ　Ｏ＋τい０とすると、上記
（１）式は下記のように表すことができる。

Ｇ　＝　Ｇ　５ｏ−（ｅＸｐ（−ＪωＴ　ｓｏ）　／（
Ｇ　８０　”　Ｇ　）、Ｍ”　ｅＸｐ（−Ｊ（ｉＪ　（
τＳＯ＋τＡＭ）　）Ｃ’ＳＭ”ＧＡ（１・ｅｘｐ（−
ｊω（τ、う＋τＡｏ）　）　１＝　　１　　／　　　
（Ｇ　　ＡＭ　　−ｅｘｐ（−ｊω　ｒ　　ＡＭ）（Ｇ
　ＡＯ’　Ｇ　ＳＭ／　Ｇ　ｓｏ）　　・ｅＸＩ）（−
ｊω（Ｔ＾０＋τＳＭ−τｓｏ）　）　１ ここで、１反にＣＡＭ〉〉ＧＡＯ・Ｇｓｕ／Ｇｓ。とす
ると、 Ｇ’＝　（１７ＣＡＭ）　　・ｅｘｐ（ｊ　ωｒ＾ｕ）
となり、これは、マイクロホン３で受けた音を（１／Ｃ
ＡＭ）倍し、位相をωτＡＭだけ進めると、マイクロホ
ン３にはスピーカ５からの音しか入ってこないことにな
る。

一方、に　ＡＭ　＜＜　Ｇ　Ａｏ−Ｇ　ＳＭ／　Ｇ　ｓ
ｏとすると、Ｇ岬−（Ｇｓｏ／Ｇｓ翫噴・ＧＡＯ） ・ｃｘｐ（−ｊω（τｓｏ−τＡｏ−τ５−））となり
、これは、マイクロホン３にスピーカ５からの音か入ら
ない場合で、跨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
。

」−紀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ＧＡ＆＋が小さければ小さいほど
良い、つまりマイクロホン３にはスピーカ５からの音の
影響が小さければ小さいほど良いということがこれで理
解できる。

しかして、第１図ｒｕ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、これの内部にはロータリ形のコンプレッサ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１図及び第２図に示すように、機械室１７は、
冷蔵庫本体１１の幅方向に延びる主体部１７　ａと、こ
の主体部１７ａの図中左側に前方へ屈曲した屈曲部１７
ｂとにより平面的に見てＬ字形の形状に形成され、且つ
その背面のみが矩形状に開口された形状となっており、
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の開口縁部に対し気密に装着されるも
のであり、第１図中の右縁部には上下方向に延びる細長
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ＩＭ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。

２１は機械室１７内に配置された制御用発音器たるスピ
ーカで、これは、主体部１７ａにおける右側の放熱用開
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は機械室１７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、主体部１７ａの左側に
配置されたコンプレッサ１８の近傍で■つ屈曲部１７ｂ
のＬ　Ｊｊに取付けられ、以て騒音源であるコンプレッ
サ１８からの音を電気信号に変換するように設けられて
いる。そして、上π己スピーカ２１は、マイクロホン２
２からの電気信号を逆相音発生用回路内の演算２＝（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われるようになってい
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１８の駆動に応じて機械室１７内で発生する騒
音レベルは、第７図に示すように７００Ｈｚ程度以下の
帯域並びに１．５〜５ＫＨ７の帯域で夫々大きくなる性
質を白゛した状態となる。これら各・帯域に対応した駿
ηのうち、高周波数側の騒音は、機械室カバー１９など
での透過損失により減責させることができ、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ぎの能動制御は
、７００　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１つ精度良く行うために重要になってくる
。

そこで、本実施例においては、第３図に示すように、Ｌ
字形に形成した機械室１７における主体部１７ａの奥行
き１幅及び高さ方向の各寸法をＤｌ、Ｗ及びＨとすると
共に屈曲部１７ｂの奥行き・Ｊ゛法をＤ２とした場合に
、機械室１７の延び方向の寸法は機械室１７の中心で見
た場合、（Ｗ＋０２−ＤＩ）とみなすことができ（第２
図の一点鎖線Ａ参照）、三次元のうちの一方向であるこ
の延び方向の寸法（ｗ＋　Ｄ　２−　Ｄ　＋　）を、主
体部１７ａの奥行き１１法Ｄ１．及び高さ＝Ｊ′法Ｈよ
り大きく設定（す体的には、Ｗ＋Ｄ２−ＤＩ　ｍ６００
ｍ５＋、Ｄ、　＝Ｈ−２（’）（’３ｗｍ１：設定）す
ることによって、機械室１７内での音の定在波が一層モ
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　ＬＸ　　＋（Ｎｙ　Ｌｙ　　＋（Ｎｚ
／Ｌｚ）２／　２但し、ｆは共鳴周波数（Ｈｚ）　、Ｎ
ｘ、Ｎｙ。

Ｎｚは進行波の三次元方向であるｘ、ｙ、ｚ各方向の番
１１モード、ＬＸ、Ｌｙ、ＬＺは機械室１７内の進行波
のｘ、ｙ、ｚ各方向の寸法（つまりり、、Ｗ＋Ｄ２−Ｄ
Ｉ、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、ｆ
ｙ、ｆｚを求めることができる。

即ち、前述したように、主体部１．７　ａの奥行き寸法
Ｄ＋＝２００＋ｍ、機械室１７の延び方向の寸法（Ｗ＋
Ｄ２　　Ｄｌ　）＝６００ａ＋ｗ、高さ寸法Ｈ−２００
ｍｍに設定されていた場合には、Ｘ方向に対する１番１
」の定在波の周波数ｆｘは、Ｎｙ　−Ｎｚ−〇、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゛１の定在
波の周波数ｆｙ、ｆｚは、 ｆｙ−３４０１，６）　　／２ ＝２８３Ｈｚ ｆｚ＝３４０　　１　　、、−　　　／２８５０Ｈｚ 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内の騒音の定在波は、Ｙ方向
（機械室１７の延び方向）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５己マイクロホ
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、消音制御を容易１１つ精度良く行い得るように
なる。

また、この場ｈ１スピーカ２１を主体部１７ａの右側の
放熱用開口部２０近傍に該放熱用開口部２０に向けて取
付けると共に、マイクロホン２２を主体部１７ａの左側
に配置されたコンプレッサ１８の近傍で且つ屈曲部１７
ｂの奥方となる部位に取付けているので、マイクロホン
２２に対するスピーカ２１からの音の影響を極力抑える
ことができ、これにより、制御系における発振を抑制で
き、上記能動制御を一層容品几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内の温度土性が低く抑えら
れるようになる。

第５図は本発明の異なる実施例を示したもので、上記し
た実施例とは次の点が異なっている。即ち、機械室２３
は、主体部２３ａの左側ｌに屈曲部２゛３ｂを有すると
共に、右側に左側の屈曲部２３ｂよりも奥行き・ｊ法の
小さい屈曲部２３ｃをＨし、平面的に見て略コ字形に形
成している。そして、機械室２３の図中右側面に放熱用
開口部２４を形成すると共に、スピーカ２１を右側の屈
曲部２３ｃに放熱用開口部２４に向けて取付けている。

このように構成することにより、マイクロホン２２に対
するスピーカ２１からの音の影響を一層抑えることがで
きる。

その他、本発明は上記し１１つ図面に示した各実施例に
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形
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、冷
却装置本体ド部のコンプレッサが収納される機械室を、
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・ｊ法のうち一方向の寸法
を他の寸法より大きく設定するために機械室の形状を平
面的に姑でＬ字形若しくはコテ形に形成することにより
、その機械室内の音の定在波が消音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たの
で、上記非ｉやＩ閉状、唇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、前述したように機械室の
形状を１１４而的に見てＬ字形若しくはコテ形に形成し
、さらに制御用発音器を放熱用開口部の近傍に該開口部
に向けて取付けると共に、受音器をコンプレッサの近傍
で且つ機械室の屈曲部の奥方となる部位に取付けるよう
にしたので、受音器に対する制御用発音器からの行の影
響を極力抑えることができ、これにより、制御系におけ
る発振を抑制でき、上記能動制御を一層容易且つ精度良
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もので、第
１図は要部を分解状態で示す斜視図、第２図は機械室の
概略平面図、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、
ｍ５図は本発明の異なる実施例を示す第２図相当図であ
る。そして、′ＭＳ６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）、１７は機械
室、１７ａは主体部、１７ｂは屈曲部、１８はコンプレ
ッサ、１９は機械室カバー　２０は放熱用開口部、２１
はスピーカ（制御用発音器）２２はマイクロホン（受ｇ
′器）、２３は機械室、２３ａは主体部、２３ｂ、２３
ｃは屈曲部、２４は放熱用開口部を示す。 出願人　　株式会社　　東　　　芝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、冷却装置本体の下部に設けられた機械室内にコンプ
   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ために機械室の形状を平面的に見
   てＬ字形若しくはコ字形に形成することにより、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
   部に向けて取付けると共に、前記受音器を前記コンプレ
   ッサの近傍で且つ前記機械室の屈曲部の奥方となる部位
   に取付けたことを特徴とする冷却装置の消音装置。