JPH02225980A - 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、
特には冷却装置本体のｒＪ’ｉ部にコンプレッサを収納
した機械室を備え、この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、コンブレッサ
自体が比較的大きな騒音（コンプレッサモータの運転き
、被圧縮ガスによる流体音、圧縮機横部分の一１Ｔ動機
械要素における機械ｇ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＋ｆ策
として、コンプレッサそのものの低騒呂化（例えばロー
クリＩＩ、ｚ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
遮ご部材を配置することにより、機械室内での吸ｉ　＝
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１′、・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８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か注目されている。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且つ同
−波長及び同一振幅となる人」二音を発生させ、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
ないのが実電青である。

本発明は上記’Ｆ情に鑑みてなされたものであり、その
目的は、冷却装置本体の頂部にコンプレッサを収納する
機械室を設けたものを対象とし、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
、その能動制御の簡単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、冷却装置本体頂
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／Ｉ′！、ｆｊ、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字形若しくはコテ形に形成すること
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、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
生する騒音の音嬰レベルは、第８図に示すように７００
　Ｈ７，程度以下の帯域並びに１．５〜５ＫＨｚの帯域
とで夫々大きくなるという性質を存する。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、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Ｆ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音の波
長（ｆ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次モードのみ
成立つようになる。

そこで、機械室の形状を・１４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易４つ精度良く
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、受音器に対する制御
用発音器からの音の影雷を険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
を一次容易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５°４
常上昇を来たす虞がないものである。

（実施例） 以ド、本発明を、コンプレッサを冷却装置本体の頂部に
設置した所謂コンブトップ形の冷蔵庫に適用した第１乃
至第３の実施例について説明するに、これに先立って各
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７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ｇ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
力及び人力点の各間の音響伝達関数をＧ　ＳＭＩ　　Ｇ
　ＡＭＩ　Ｇ　ＳＯ＋　　Ｇ　ＡＯ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）／
（ＧｓＭ−ＧＩＪ　　　Ｇｓａ−ＣＡＭ）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、５２−Ｒｌ−Ｇｓｏ／（Ｇｓｏ−Ｇ
ＡＭ−６５Ｍ−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Ｂ　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　＝　Ｇｓｕ／　ＣＧｓｏ−ＣＡＭ−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での音雷レベ
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　ＳＭＩ　　ＣＡＭＩ　Ｇ　ＳＯ＋
　　Ｇ　ＡＵにおける空気中での時間遅れを夫々τＳＭ
＋　　τＡＭ＋　　τＳｏｌτＡＯ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　ｓｏ　＠ＱＸＩ３（−ｊωτｓｏ）　／ｆ
Ｇ　５ｏ０Ｇ　ｈｕｏｃｘｐ（−ｊω（ｒ　ＳＯ＋　ｒ
　ＡＭ）　）−Ｇ　ＳＭ　”　Ｇ　ＡＯ−ＱＸｐ（−ｊ
ω（τＳＭ＋τＡＯ）　）　１＝　１　／　（Ｇ　ＡＭ
−ｃｘｐ（−ｊωＴ　ＡＭ）（Ｇ　ＡＯ−Ｇ　ｓｕ／　
Ｇ　ｓｏ）　　・ｃｘ１３（−ｊω（ｊＡＯ＋ｒｓＭ−
τ５ｏ））１ ここで、仮にＧＡｋｌ〉〉ＧＡｏ−Ｇｓ＆、／Ｇｓｏと
すると、 Ｇ＃　（１７ＣＡＭ）　　・ｅｘｐＵ　ωｒ　ＡＭ）と
なり、これは、マイクロホン３で受けた音を（１／ＣＡ
Ｍ）倍し、位相をωτ□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、ＣＡＭ　＜＜　Ｇ　Ａｏ−Ｇ　ｓＭＩＧ　ｓＯと
すると、Ｇ″ニー（Ｇ　ｓｏ／　Ｇ　ＳＭ・Ｇ　ＡＬＩ
）・ｅｘｐ（−ｊω（τｓｏ−τＡＯ−τ、、））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図乃至第４図には本発明の第１の実施例
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、１７は
冷蔵庫本体１１の背面から底面まで延びるように配置さ
れたコンデンサバイブである。この場合、コンデンサバ
イブ１７は、冷蔵庫本体１１の底面部分で蛇行状に曲成
されて除霜水蒸発用の加熱部を構成しており、この加熱
部上に蒸発皿１８が載置状に配設されている。

上記冷蔵庫本体１１の頂部には、矩形容器状をなす外殻
１９を一体的に形成することによって機械室用区画２０
が設けられており、この機械室用区画２０の前面には冷
凍室用扉１２ｇと面一な化粧パネル２０ａが取付けられ
ている。そして、斯かる機械室用区画２０内には、これ
を仕切板２１により気密に仕切ることによって、後方側
に機械室２２を形成すると共に、前方側に部品収納室２
３を形成しており、その機械室２２内にはコンプレッサ
２４を配設し、部品収納室２３内には冷蔵１小用の制御
回路をｔ１１ｆｆ成する電装部品２５が収納されている
。

しかして、第１図および第２図にに示すように、上記機
械室２２は、冷蔵庫本体１１の幅方向に延びる主体部２
２ａと、この主体部２２ａの図中左側に前方へ向けて屈
曲した屈曲部２２ｂとにより平面的に見てＬ字形の形状
に形成され、また、外殻１つにおける機械室２２の第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２６が形成されており、これにより機械室２２は
放熱用開口部２６を残して閉じられた状態となっている
。また、上記コンプレッサ２４は、機械室２２内におい
て主体部２２ａと屈曲部２２ｂとの中間部分に配置して
いる。尚、この場合、機械室２２の周囲壁部分を構成す
る外殻１９及び仕切板２１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。

２７は機械室２２内に配置された制御用発音器たるスピ
ーカで、これは、仕切板２１における右側の放熱用開口
部２６の近傍に該放熱用開口部２６に向けて取付けられ
ている。２８は機械室２２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、外殻１９の左側面にコン
プレッサ２４の近傍で１１つ屈曲部２２ｂの奥方に取付
けられ、以て騒音源であるコンプレッサ２４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
記スピーカ２７は、マイクロホン２８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２４の駆動に応じて機械室２２内で発生する騒
音レベルは、第８図に示すように７１’）ＯＨｚ程度以
下の帯域並びに１，５〜５ＫＨｚの帯域で夫々大きくな
る性質をＨした状態となる。これら各帯域に対応した騒
音のうち、高周波数側の騒ぎは、機械室２２の周囲壁を
構成する外殻１９、仕切板２１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２２内に適宜の吸き
部（イ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２８゜スピーカ２
７及び演ｐ器による騒音の能動制御は、７００Ｈｚ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２２内での騒音が一次元の・１４而進行波となるよ
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ｇ且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２２における主体部２２Ｈの奥行
き１幅及びｉ５さ方向の各寸法をＤｌ、Ｗ及びＨとする
と共に屈曲部２２ｂの奥行き寸法をＤ２とした場合に、
機械室２２の延び方向の寸法は機械室２２の中心で見た
場合、（Ｗ＋Ｄ、−Ｄ、）とみなすことができく第２図
中−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・Ｊ法（Ｗ＋Ｄ２−Ｄｒ　）を、主体部２２
ａの奥行き・１法ＤＩ＋　及び高さ−Ｊ−法Ｈより大き
く設定（具体的には、Ｗ”Ｄ２−Ｄｒ　−６００１ｍ。

Ｄ、＝、Ｈ−２００ａｍに設定）することニヨッテ、機
械室２２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２２をＩｌｊ純な矩
形の空洞と想定した場合、次式が成立する。

ｆ−Ｃ−ＮＸ　ｆ、ｘ　　＋　Ｎｙ　Ｌｙ　　＋　Ｎｚ
　Ｌｚ）　　／２但し、ｆは共鳴周波数（Ｈ２）、ＮＸ
、Ｎｙ。

Ｎｚは進行波の三次元方向であるｘ、ｙ、ｚ各方向の番
目モード、ＬＸ、Ｌ＞ｌ、ＬＺは機械室２２内の進行波
のｘ、ｙ、ｚ各方向の寸法（つまりり、、Ｗ＋Ｄ、−Ｄ
、、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呑口の定ｒＥ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、主体部２２ａの奥行き・ｊ−法
Ｄ＋”２００ｍ１、機械室２２の延び方向の一１’法（
Ｗ＋　Ｄ　２−　Ｄ　＋　）　−６００ｍｍ−高さ寸法
Ｈ−２００ｍｓに設定されていた場合には、Ｘ方向に対
する１番１］の定／Ｉ゛波の周波数ｆｘは、Ｎｙ　−Ｎ
Ｚ−〇、音速Ｃ””　３４０　ｍ　／秒として、ｆｘ　
−３４０（１１０，２）　′！／２８５０Ｈｚ となり、１４様に、Ｙ、ｚ方向にえＩする１番目の定在
波の周波数ｆｙ、ｆｚは、 ｆｙ＝３４０　　１　０．６）’／２ ２８３Ｈｚ ｆｚ　＝３４０　　（１１０゜２）　２／２＝８５０Ｈ
ｚ となる。この結果、前記ターゲット周波数（−７Ｏ０Ｈ
ｚ）以下では、機械室２２内の騒音の定在波は、Ｙ方向
（機械室２２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２２内での騒音を一次元の・１死面
進行波と見なすことができる。このため、前記スピーカ
２７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品となり、消音１．
ｑ陣を容易且つ精度良く行い得るようになる。

また、この場合、スピーカ２７を右側の放熱用開口部２
６近傍に該放熱用開口部２６に向けて取付けるとＪＩ−
に、マイクロホン２８をコンプレッサ２４の近傍で［Ｌ
つ屈曲部２２ｂの奥方となる部位に取付けているので、
マイクロホン２８にはスピーカ２７からの音が入り難く
なり、従ってマイクロホン２８に対するスピーカ２７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、上記能動制御を一次容易
且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２２は放熱用開口部２
６を通じて外部と連通しているから、コンプレッサ２４
の駆動時における発熱によって機械室２２内の温度が異
常に上昇することがなくなる。

第５図は本発明の第２の実施例を示したものであり、前
記第１の実施例とは次の点が異なっている。即ち、機械
室２９における左側の屈曲部２９ｂの奥行き寸法が前記
第１の実施例の屈曲部２２ｂよりも大きく設定されてお
り、また、スピーカ２７は、主体部２９ａにおける放熱
用開口部２６近傍の底壁部に取付けられている。

また、第６図は本発明の第３の実施例を示したものであ
り、第１の実施例とは次の点が異なっている。即ち、機
械室３０は、主体部３０ａの左側及び右側に夫々前方へ
延びる屈曲部３０ｂ、３０Ｃを有し、（１面的に見てコ
字形に形成している。

そして、放熱用開口部３１は右側の屈曲部３０ｃにおけ
る右側面の前部に形成され、スピーカ２７はその屈曲部
３０ｃにおける放熱用開口部３１近傍の底壁部に取付け
られている。また、マイクロホン２８は左側の屈曲部３
０ｂに第１の実施例よりも奥方（前方）に取付けられて
いる。

これら第２及び第３の実施例においても前記第１実施例
と略同様な作用効果を奏する。

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、その便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
却装置本体の頂部にコンプレッサが収納される機械室を
を備え、この機械室を、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−ノｊ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゛Ｖ面的に見てＬ字形η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
（Ｉ［波が消音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、前述したよう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し、さらに制御用発音器を放熱用
開口部の近傍に該１′Ａ１０部に向けて取付けると共に
、受台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
能動制御を一次容品且っ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図は本発明の第１の実施例を示すもので
、第１図は要部の斜視図、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、第５図及び
第６図は本発明の第２及び第３の実施例を示す夫々第２
図相当図である。そして、第７図は能動制御による消音
原理を示すＨ気路１Ｉｔ１成図、第８図は騒ぎレベル特
性図である。 図中、１１は冷蔵庫本体（冷却装置本体）、１つは外殻
、２１は仕切板、２２は機械室、２２ａは主体部、２２
ｂは屈曲部、２３は部品収納室、２４はコンプレッサ、
２６は放熱用開口部、２７はスピーカ（制御用発音器）
、２８はマイクロホン（受音器）、２つは機械室、２９
ａは主体部、２９ｂは屈曲部、３０は機械室、３０ａは
主体部、３０ｂ、３０ｃは屈曲部、３１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、冷却装置本体の頂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。