JPH03264793A - 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】 ［発明の目的コ （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か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
自体か比較的大きな騒音（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か
、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。

ところが、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
ような従来の駒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）程度しか期待てき
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（例えばマイクロホン）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（例えばスピーカ）
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。

また、このような能動制御を実現するにあたっては、そ
の消音のための信号系を構成する部品の経年変化による
特性変動及び周囲温度による特性変動を補正する必要が
ある。このため、実用化にあたっては、消音能力の変動
に追従させて前記演算器の演算係数（音響伝達関数）を
補正していくことが行われており、このような補正のた
めに、前記制御用発音器による消音効果をモニタする補
助受音器（例えばマイクロホン）、並びにこの補助受音
器によるモニタ結果か所定の許容範囲を外れていた場合
に演算器の演算係数を所定量たけ変化させると共にその
変化動作を前記モニタ結果が前記許容範囲内に収まるま
で行う制御手段を設け、以て能動制御時における消音能
力を常に最適に保つという所謂適応制御を行うことも考
えられている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述のような適応制御用に設けられているマ
イクロホン等の構成部品は、その適応制御のためだけに
利用されるものであるから、コスト的に見た場合その付
加価値が十分に高いとはいえず、この点の改善が望まれ
ている。

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、コンプレッサ駆動に伴う騒音を能動的に打消すと
共に、補助受音器による受音結果に基づいてコンプレッ
サ駆動に伴う能動制御条件を適宜変更する消音機能を備
えたものにおいて、上記補助受音器をコンプレッサが異
常運転されたときにその原因となる冷凍システムの構成
要素の機能異常検知にも利用でき、以てその補助受音器
の付加価値の向上を図ることが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、上記目的を遠戚するために、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電気信号
に変換する検出手段と、上記電気信号を演算器により加
工した信号により人工音を発生する制御用発音器を設け
、コンプレッサがらの音を上記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、
所定時期毎に前記制御用発音器による消音効果をモニタ
するための補助受音器を設け、この補助受音器によるモ
ニタ結果か所定の許容範囲を外れていた場合に前記演算
器の演算係数を所定量だけ変化させると共にその変化動
作を前記モニタ結果が前記許容範囲内に収まるまで行う
制御手段を設け、前記冷凍システムが正常に駆動されて
いるときの前記補助受音器による測定受音周波数特性を
記憶する記憶手段を設け、前記コンプレッサ駆動時にお
ける前記補助受音器による測定受音周波数特性と前記記
憶手段に記憶されている基準受音周波数特性とを比較し
その比較結果に基づいて前記冷凍システムでの機能異常
状態を判断する判断手段を設けたものである。

また、記憶手段はコンプレッサによる冷媒供給が正常に
行われているときの補助受音器による基準受音周波数特
性を記憶すると共に、判断手段は前記コンプレッサ駆動
時における前記補助受音器による測定受音周波数特性と
前記記憶手段に記憶されている基準受音周波数特性とを
比較しその比較結果に基づいてコンプレッサから供給さ
れる冷媒が冷凍システムからリークしたことを判断する
ように構成してもよい。

さらに、記憶手段は冷凍システムの熱交換用ファンが正
常に駆動されているときの補助受音器による基準受音周
波数特性を記憶すると共に、判断手段は前記コンプレッ
サ駆動時における前記補助受音器による測定受音周波数
特性と前記記憶手段に記憶されている基準受音周波数特
性とを比較しその比較結果に基づいて前記ファンがロッ
クしたことを判断するように構成してもよい。

（作用） コンプレッサの駆動により冷凍システムが運転された状
態では、コンプレッサの駆動に伴う駒音が発生している
。このとき、コンプレッサからの音は検出手段により電
気信号に変換されるようになり、演算器は、その電気信
号を加工した信号に基づいて制御用発音器を動作させる
ようになる。

これにより、コンプレッサからの音は、これと制御用発
音器から出力される人工音との干渉により打消されるよ
うになる。また、このような能動制御による消音効果は
、所定時期毎に補助受音器にてモニタされるようになり
、そのモニタ結果が所定の許容範囲を外れていた場合に
は、制御手段が前記演算器の演算係数（音響伝達関数）
を所定量たけ変化させるようになり、これに応して能動
制御による消音効果か上記許容範囲に収まる方向へ変化
される。このような演算係数の変化動作は、補助受音器
によるモニタ結果が許容範囲内に収まるまで行われ、こ
れにより能動制御時における消音能力が常に最適に保た
れるという所謂適応制御が行われる。

一方、冷凍システムにおいてこれの構成要素の機能に異
常が発生したときは、その異常に伴ってコンプレッサか
らの音の周波数特性が変化する。

このとき、判断手段は、コンプレッサ駆動時における補
助受音器による測定受音周波数特性と記憶手段に記憶さ
れている基準受音周波数特性とを比較している。しかし
て、記憶手段に記憶されている基準受音周波数特性は、
冷凍システムが異常でないときの補助受音器による受音
周波数特性であるから、判断手段は、その基準受音周波
数特性と測定受音周波数特性との比較結果に基づいて異
常となった冷凍システムの構成要素を判断する。

また、請求項２記載の冷却装置の消音装置によれば、冷
凍システムから冷媒がリークしたときは、そのリークに
伴ってコンプレッサからの音の周波数特性が変化する。

このとき、判断手段は、コンプレッサ駆動時における前
記補助受音器による測定受音周波数特性を求めると共に
その測定受音周波数特性と記憶手段に記憶されている基
準受音周波数特性とを比較している。しかして、記憶手
段に記憶されている基準受音周波数特性は、冷媒が冷媒
通路からリークしていないときの補助受音器による受音
周波数特性と一致しているから、判断手段は、その基準
受音周波数特性と測定受音周波数特性との比較結果に基
づいて冷媒が冷媒通路からリークしたことを検知するこ
とができる。

また、請求項３記載の冷却装置の消音装置によれば、フ
ァンがロック状態となったときは−、冷凍システムの熱
交換が正常に行われなくなる。このため、コンプレッサ
の吸入側圧力及び吐出側圧力とのバランスが変化し、こ
れに伴ってコンプレッサからの音の周波数特性が変化す
る。このとき、判断手段は、コンプレッサ駆動時におけ
る前記補助受音器による測定受音周波数特性を求めると
共にその測定受音周波数特性と記憶手段に記憶されてい
る基準受音周波数特性とを比較している。しかして、記
憶手段に記憶されている基準受音周波数特性は、ファン
が正常に駆動されているときの補助受音器による受音周
波数特性と一致としているから、判断手段は、その基準
受音周波数特性と測定受音周波数特性との比較結果に基
づいてファンがロック状態であると判断することができ
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。

まず、冷蔵庫の全体構成を示す第３図において、１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２．冷蔵室３及び野菜室４が設けられて
いる。そして、冷蔵庫内部には冷凍システムか設けられ
ており、これらの構成要素を説明する。即ち、５は冷凍
室２の背部に配設された冷却器、６は冷却器５により生
成される冷気を直接には冷凍室２及び冷蔵室３に供給す
るファン。７は伶蔵庫本体ｌ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
８．コンデンサバイブ９及び所謂セラミックフィンを利
用した除霜水蒸発装置１０が収納されている。そして、
コンプレッサ８の駆動状態では、コンプレッサ８からの
冷媒が図示しない冷媒通路を通じて冷却器５に供給され
てこれが冷却されると共に、ファン６が駆動されて冷却
器５と庫内との間で熱交換が行なわれるようになってい
る。

さて、第４図（ここではコンデンサパイプ９及び除霜水
蒸発装置１０の図示を省略している）に示すように２機
械室７は、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１１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１１
は、その周縁部が機械室７の開口縁部に対し気密に装着
されるものであり、図中の左縁部には上下方向に延びる
細長矩形状の放熱用開口部１１ａか形成されている。つ
まり、機械室カバー１１の装着状態では、機械室７は放
熱用開口部１１ａを残して閉じられた状態を呈する。尚
、機械室カバー１１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。

また、同第４図において、１２はコンプレッサ８に取付
けられた検出手段たる振動センサで、これは、騒音源で
あるコンプレッサ８の振動音を電気信号に変換するよう
に設けられている。１３は機械室７内に配置された制御
用発音器たるスピーカで、これは、例えば機械室７の奥
壁部（冷蔵庫本体１の底壁部に相当）における放熱用開
口部１１ａ寄りの部位に埋設状に取付支持されている。

そして、１４は放熱用開口部１１ａに設けられた補助受
音器たるマイクロホンで、これは、コンプレッサ８から
の騒音及びスピーカ１３からの音を受音してこのスピー
カ１３による消音効果をモニタするようになっている。

しかして、第１図に示すように、スピーカ１３は、振動
センサ］２からの電気信号ＳＩｌを逆相音発生用回路１
５内の演算器１６にて加工した制御信号Ｐａ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、次に述べるような能動制御による消音原理に基づい
て行なわれるようになっている。

即ち、能動制御による消音原理について第５図を参照し
ながら概略的に説明するに、騒音源であるコンプレッサ
８が発生する音をＳｌ、スピーカ１３が発生する音をＳ
ｌ、振動センサ１２が検出する振動音をＲ１、制御対象
点である放熱用開口部１１ａに設けられたマイクロホン
１４が受ける音をＲ２とし、さらに上記のような音の出
力及び人力点の各間の音響伝達関数をＴｌｌ、　Ｔ２１
．　Ｔ１２゜Ｉ２２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１３が発生すべき音Ｓ２は、上式から
、 Ｓｌ　−（−Ｔｌ２・Ｒ１＋Ｔ１１・Ｒ２）／（ＴＬＩ
・　Ｔ　２２−　Ｔ　Ｉ２・　Ｔ２１）として得られる
が、この場合には放熱用開口部１１ａ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
とかできる。この結果、 ８２紹Ｒ１・Ｔ１２／（、Ｔ１２・Ｔ　２１−　Ｔ　１
１−　Ｔ　２２）となる。この式から理解できるように
、放熱用開口部１１ａでの音Ｒ２を零にするためには、
振動センサ１２で受けた音Ｒ１に、 Ｆ峻Ｔ１２／（Ｔ１２・Ｔ２１−Ｔｌｌ−Ｉ２２）（１
） なるフィルタをかけて加工した音Ｓ２をスピーカ１３か
ら発生させれば、放熱用開口部１１ａ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ものであり、演算
器１６は、このような音の加工（演算）を高速で行いな
がらスピーカ１３に対して制御信号Ｐａを与えるように
構成されている。

さて、上記（１）式において、Ｆ−Ｇ、Ｔ１２−Ｇｓｏ
、　　Ｔ２１−Ｇａｓ、　　Ｔｌ１−ＧｓＩＩｌ、　　
Ｉ２２−Ｇａｏに置き換えると、 Ｇ　＝　Ｇｓｏ／　（Ｇｓｏ◆Ｇａｍ　−Ｇ５ｌ１１１
１Ｇａｏ）（２） となる。ここで、Ｇ　ｓｏ、　Ｇ　ａｌｌ、　Ｇ　ｓｓ
、　Ｇ　ａｏの意味は、前段の添字が入力側、後段の添
字が出力側（応答側）に対応するもので、例えばＧａｓ
は、スピーカ１３への入力信号を入力端とし、且つマイ
クロホン１４からの出力信号を出力側として測定した場
合の音響伝達関数を示している。しかして、コンプレッ
サ８からの騒音を振動センサ１２により検出する構成と
した場合、振動センサ１２がスピーカ１３からの音を受
けることはないので、Ｇａ讃を零とみなすことができる
。従って、上記（２）式は、 Ｇ−−Ｇｓｏ／　（Ｇｓｉ−Ｇａｏ）　　　　−・−−
−−（３）となる。ここで、Ｇ　ｓｏ／　Ｇ　ｓｍ　−
Ｇ閣０であるから、上記（３）式は、 Ｇ　−−Ｇ　ｍｏ／　Ｇ　ａｏ　　　　　　　　　・・
・−（４）となる。つまり、振動センサ１２からの電気
信号に、上記（４）式で示されるＧに応じたフィルタを
掛けて加工した音をスピーカ１３から発生させることに
より、放熱用開口部１１ａでの音響レベルを理論上にお
いて零にすることかできる。

一方、上記のように構成された冷蔵庫の場合、コンプレ
ッサ８の駆動に応して機械室７内で発生する騒音レベル
は、第７図に示すように７００Ｈ２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有し
た状態となる。これら各帯域に対応した騒音のうち、高
周波数側の騒音は、機械室カバー１１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７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、前述のような振動センサ１２゜スピーカ１
３及び演算器１６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７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重要になってくる。

そこで、本実施例においては、第６図に示す機械室７内
の三次元方向である奥行き９幅及び高さ方向の各寸法り
、Ｗ及びＨのうち、例えば幅方向の寸法Ｗを他の寸法り
。

Ｈより大きく設定（具体的には、Ｗ＝６００■、Ｄ＝Ｈ
−２００ｍｍに設定）することによって、機械室７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、例えば機械室７を矩形の空洞と想定した
場合には、次式が成立する。

ｆ　−Ｃ−ＮＸ　　ＬＸ　　　十（Ｎｙ　　Ｌｙ　　　
十（Ｎｚ／Ｌｚ）２　／　２但し、ｆは共鳴周波数（Ｈ
ｚ）、Ｎｘ、Ｎｙ。

Ｎｚはｘ、ｙ、ｚ各方向の番目モード、Ｌｘ、Ｌｙ、Ｌ
ｚは機械室７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、ｆ
ｙ、ｆｚ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−２００１１１、
幅寸法Ｗ−６００ｍｍ、高さ寸法Ｈ−２００ｍｍに設定
されていた場合には、Ｘ方向に対する１番目の定在波の
周波数ｆｘは、Ｎｙ　＝Ｎｚ　＝０、音速Ｃ＝３４０ｍ
／秒として、 ｆｘ　−３４０（１１０，２）　　／２＝８５０Ｈｚ 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（１１０，６）　２／２＝２８３Ｈｚ ｆｚ−３４０（１１０゜２）　２／２ ＝８５０Ｈｚ 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７内の騒音の定在波は、Ｙ方向（
幅方向）のモードについてのみ成立つものであり、機械
室７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１３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
取扱いか容易となり、消音制御を容易且つ精度良く行い
得るようになる。

さて、第１図において、マイクロホン１４からの振動信
号Ｓｏは逆相音発生用回路１５内の制御手段たる適応制
御回路１７に入力されて適応制御に利用されるようにな
っており、以下、その適応制御の原理を第８図乃至第１
０図を参照して説明する。

ここで、コンプレッサ８からの騒音をＳ、振動センサ１
２からの振動音をＭ、スピーカ１３からの音をＡ、マイ
クロホン１４からの音響信号をＯ。

コンプレッサ８から振動センサ１２への音響伝達関数を
Ｇ　５１１１．　コンプレッサ８からマイクロホン１４
への伝達関数をＧ　ｓｏ、　スピーカ１３からマイクロ
ホン１４への伝達関数Ｇａｏとする。

第８図において、スピーカ１３はスイッチ１８を介して
ホワイトノイズ・ジェネレータ１つからのホワイトノイ
ズ信号を受けるようになっており、これによりスイッチ
１８のオン状態ではスピーカ１３から所定周波数帯域幅
で同程度のパワーを呈するホワイトノイズが出力される
。このスイッチ１８はコンプレッサ８の非駆動時におけ
る所定タイミングでオンするように設定されている。ま
た、ホワイトノイズ・ジェネレータ１９からのホワイト
ノイズ信号は第１のアダプティブ・フィルタ２０に与え
られるようになっている。この第１のアダプティブ・フ
ィルタ２０は、ホワイトノイズ・ジェネレータ１９から
のホワイトノイズ信号とマイクロホン１４からの音響信
号Ｏとの差に基づいてスピーカ１３及びマイクロホン１
４間の音響伝達信号Ｇａｏを測定する。

一方、振動センサ１２からの振動音信号Ｍは上記第１の
アダプティブ・フィルタ２０により求められた音響伝達
関数Ｇａｏと掛は合わされてから第２のアダプティブ・
フィルタ２１に与えられるようになっている。この第２
のアダプティブ・フィルタ２１は、音響伝達関数Ｇａｏ
によりＧａｏ倍された振動センサ１２からの振動音信号
Ｍ−Ｇａｏとマィクロホン１４からの音響信号Ｏとの差
に基づいて、能動制御実行用の音響伝達関数Ｇと今回の
適応制御により求めた最新の音響伝達関数Ｇ　ｎｅｗと
の差ΔＧを後述するように求める。この場合、音響伝達
関数Ｇは初期設定値若しくは適応制御により前回求めた
値である。また、音響伝達関数Ｇａ。

は第１のアダプティブ・フィルタ２０により今回水めら
れた値である。

さて、コンプレッサ８の駆動状態を考えた場合、Ｍ　−
５−Ｇｓｉ　　　　　　　　　　・−＝　（５）０−５
−Ｇｓｏ十Ａ−Ｇａｏ　　　　　　−−−−−−（６）
Ａ−Ｍ・Ｇ　　　　　　　　　　・・・・・・（７）と
表すことができる。また、振動センサ１２から第２のア
ダプティブ・フィルタ２１を介してマイクロホン１４に
至る経路は、 ＭｅＧａｏ◆ΔＧ−０−・−・・（８）で表すことがで
きるので、上記（８）式を展開すると、 ΔＧ−０／　（Ｍ−Ｇａｏ） −（Ｓ−Ｇｓｏ＋Ａ　・Ｇａｏ）　／　（Ｍ　・Ｇａｏ
）＝　　（Ｓ　　−Ｇｓｏ＋Ｍ　　φ　Ｇ　　−Ｇａｏ
）／（Ｍ　　−Ｇａｏ）＝　　（Ｓ　　・　Ｇｓｏ）／
　　（Ｍ　　−Ｇａｏ）十（Ｍ−Ｇ−Ｇａｏ）／（Ｍ−
Ｇａｏ）＝　　（Ｓ　　−Ｇｓｏ）／　　（Ｓ　　−Ｇ
ｓｉ−Ｇａｏ）　　＋Ｇ＝　　（Ｇｓｏ／　Ｇｓａ＋）
／　Ｇａｏ十Ｇここで、Ｇ　ｓｏ／　Ｇ　ｓｍ＝　Ｇ　
ｔｒｏとみなすことかてきるから、 ΔＧ　−Ｇｍｏ／　Ｇａｏ＋　Ｇ となる。さて、最適な音響伝達関数をＧ　ｎｅｗとみな
すと、−Ｇ　ｓｏ／　Ｇ　ａｏ　−Ｇ　ｎｅｗであるの
で、ΔＧ＝−Ｇｎｅｖ十Ｇとなり、Ｇｎｅｗ　−Ｇ−Δ
Ｇで表すことができる。従って、音響伝達関数Ｇを音響
伝達関数Ｇ　ｎｅｗに変更してから、その音響伝達関数
Ｇ　ｎｅｗに基づいて能動制御を実行することにより、
リアルタイムに係数変更し消音量を最適に保つことかで
きる。

さて、第８図に示す適応制御系を実際に動作させるには
、まず、第９図に示すようコンプレッサ８が非駆動状態
となった所定タイミングでスイッチ１８をオンする。す
ると、ホワイトノイズ・ジェネレータ１つからのホワイ
トノイズ信号によりスピーカ１３から所定レベルのホワ
イトノイズが出力されるので、第１のアダプティブ◆フ
ィルタ２０により０−Ａ−Ｇａｏという音響伝達関係式
を満足するスピーカ１３及びマイクロホン１４間の音響
伝達関数Ｇａｏが求められる。

そして、コンプレッサ８か駆動されると、第１０図に示
すように第２のアダプティブ・フィルタ２１は第１のア
ダプティブ・フィルタ２０により求められたＧａｏに基
づいてΔＧを求める。これにより、第２のアダプティブ
・フィルタ２１により求められたΔＧに基づいてＧ　ｎ
ｅｗが求められ、そのｃ　ｎｅｗに基づいて能動制御が
実行される。

一方、第１図に示すように、逆相音発生用回路１５は、
コンプレッサ８に対する駆動指令（以下コンブオン信号
Ｓａと称する）を受けるようになっている。

しかして、上記コンブオン信号Ｓａを出力するための電
気回路は本来冷蔵庫に備わっている回路であると共に、
そのコンブオン信号Ｓａの出力期間中はコンプレッサ８
及びファン６が駆動されるように構成されており、これ
らに関連する回路について第１図に基づいて簡単に説明
する。つまり、抵抗２２と直列接続されたサーミスタ２
３は冷凍室２の温度を、検知するように設けられており
（第３図参照）、このサーミスタ２３から冷凍室２の温
度を示す温度信号ｓｂか出力されるようになっている。

また、比較器２４において、サーミスタ２３からの温度
信号ｓｂと抵抗２５．２６の共通接続点から出力される
基準電圧ＶＣとが比較され、温度信号ｓｂの信号レベル
が基準電圧ＶＣを上回るときはその比較器２０からハイ
レベルのコンブオン信号Ｓａが出力される。以上の構成
により、冷凍室２の温度が所定温度まで上昇すると、サ
ーミスタ２３からの温度信号ｓｂの信号レベルが基準電
圧Ｖｃを上回るのに応じて比較器２４からコンブオン信
号Ｓａが出力される。そして、比較器２４からのコンブ
オン信号Ｓａはアンド回路２７を介してリレー２８駆動
用のトランジスタ２９のベースに与えられるようになっ
ている。

また、前記リレー２８のリレーコイル２８ａはトランジ
スタ２つのオン状態で励磁されるように接続されており
、その励磁状態でリレー２８のリレースイッチ２８ｂが
オンすることによりコンプレッサ８及びファン６が商用
交流電源３０に接続されてこれらが駆動されるようにな
っている。

一方、逆相音発生用回路１５の判断手段３１は、上記コ
ンブオン信号Ｓａの入力状況及び内蔵したスペクトラム
アナライザ（図示せず）による音響分析結果並びに記憶
手段３２に予め記憶された基準受音周波数特性に基づい
て冷媒が冷媒通路からリークしたか否かを判断する。つ
まり、判断手段３１は、マイクロホン１４からの電気信
号Ｓｏを入力してその電気信号の受音周波数特性をスペ
クトラムアナライザにより測定すると共に、その測定受
音周波数特性と記憶手段３２に予め記憶されている基準
受音周波数特性とを比較して両者に所定の差があるとき
は冷媒がリークしたものと判断する。この場合、記憶手
段３２に記憶されている基準受音周波数特性は、コンプ
レッサ８の駆動状態で冷媒が冷媒通路からリークするこ
となく正常に供給されたときにおけるマイクロホン１４
からの電気信号の周波数特性（第８図参照）を予め測定
したものであり、具体的には各周波数帯域毎（１／３オ
クターブ毎）の音響レベルが記憶手段３２に記憶されて
いる。そして、判断手段３１は、冷媒が冷媒通路からリ
ークしたときは、そのことに基づいて報知信号ｐｂをス
ピーカ１３に適宜出力させると共にアンド回路２７に対
してロウレベルの規制信号Ｓｃを出力する。ここで、判
断手段３１から報知信号ｐｂが出力されたときはスピー
カ１３から例えば「ピー」という報知音が発せられ、ま
た、ロウレベルの規制信号Ｓｃが出力されたときはコン
ブオン信号Ｓａがアンド回路２７を通過することが規制
される。

しかして、以下においては、逆相音発生用回路１５の機
能、即ち演算器１６．適応制御回路１７及び判断手段３
１の各機能について第２図のフローチャートを参照しな
がら説明する。即ち、冷凍室２の温度が上昇してサーミ
スタ２３からの温度信号ｓｂの信号レベルか基準電圧Ｖ
ｃを上回ると、比較器２４からコンブオン信号Ｓａがア
ンド回路２７を介して出力され、これに応してコンプレ
ッサ８が駆動される。このとき、判断手段３１は、ステ
ップＡにおいてコンブオン信号Ｓａの人力タイミングま
で待機しているから、コンプレッサ８の駆動開始タイミ
ングとなると、コンブオン信号Ｓａが入力しているか否
かを再び判断してから（ステップＢ）、マイクロホン１
４て受音された音響信号をサンプリングする（ステップ
Ｃ）と共に、その音響信号をスペクトラムアナライザで
分析する（ステップＤ）。そして、スペクトラムアナラ
イザによって求められた測定受音周波数特性と記憶手段
３２に記憶された基準受音周波数特性とに差があるか否
かを後述のような方法により判断する（ステップＥ）。

このとき、冷媒通路の一部を形成しているコンプレッサ
８の機能が正常である場合は、コンプレッサ８から冷却
器５に対して冷媒通路を通じて冷媒が供給される。ここ
で、斯様な冷媒供給が正常に行なわれているときは、ス
テップＤにおける音響信号分析結果は第１１図に示す周
波数特性、即ち記憶手段１７に記憶されている基準受音
周波数特性と一致しているから、判断手段３１は、ステ
ップＥにおいてｒＮＯＪと判断し、この場合には、演算
器１６は、マイクロホン１４からサンプリングした音響
信号を前述した音響伝達関数に基づいて加工した後（ス
テップＦ）、その加工に基づく制御信号Ｐａを出力する
（ステップＧ）。これにより、演算器１６からスピーカ
１３に対して制御信号Ｐａが与えられ、これに応じてス
ピーカ１３から制御音が発せられるから、コンプレッサ
８の駆動に伴う騒音とスピーカ１３からの制御音とが放
熱用開口部１１ａにおいて互いに干渉し合って、その音
響レベルが低下されるという能動制御が行なわれる。

このとき、適応制御回路１７は、マイクロホン１４から
の電気信号Ｓｏをサンプリングして（ステップＨ）、前
述した能動制御による消音効果をモニタする。そして、
上記モニタ結果が所定の許容範囲内である場合にはステ
ップＩからステップＢに戻る。

そして、演算器１６は、コンブオン信号Ｓａが人力され
ている間はステップＢからステップＩまでのルーチンを
繰返し実行するループを形成する。

この結果、コンプレッサ８の駆動に伴う騒音に応じた制
御信号Ｐａがスピーカ１３に出力されて、リアルタイム
で能動制御が行なわれるから、コンプレッサ８からの音
響成分が変動するようなことがあっても、その変動に追
従して騒音を減衰させることができる。

しかしながら、消音効果めモニタ結果が、許容範囲外で
あった場合には、適応制御回路１７は、ステップＩから
ステップＪに移行して演算器１６における演算係数（伝
達関数）を消音効果が高まる方向へ所定量だけ変化させ
るものであり、この結果、スピーカ１３からの出力が調
整されてそのスピーカ１３からの人工音による消音効果
が上記許容範囲に収まる方向へ変化される。これ以降は
ステップＢ−Ｊを繰返し実行するループを形成して、前
述した演算器１６の演算係数変更動作を反復する。

さて、コンプレッサ８の長期間の駆動による機能低下に
より、コンプレッサ８により圧縮される冷媒がこれから
リークすることがある。このような場合は、コンプレッ
サ８による冷媒供給が冷却器５に対して十分に行なわれ
なくなるから、庫内温度の上昇を招くことになる。そこ
で、逆相音発生用回路１５は、次のようにして冷媒がコ
ンプレッサ８からリークしたことを検知してそれに対応
するようにしている。

つまり、冷媒がコンプレッサ８からリークしているとき
は、冷媒がリークするのに伴ってコンプレッサ８の駆動
に伴う騒音の周波数特性が変化するから、そのことを検
知することにより冷媒のリーク状態を検知することがで
きるのである。ここで、冷媒のリーク時におけるコンプ
レッサ８の駆動に伴う騒音（マイクロホン１４による受
音）の周波数特性を第１２図に示した。さて、第１２図
に示す測定受音周波数特性と第１１図に示す冷媒がリー
クしていないときにおける基準受音周波数特性とを比較
すると、冷媒のリーク時における５００Ｈｚ以上の周波
数帯域が非リーク時に比べて高くなっていることが分か
る。これは、コンプレッサ８から冷媒がリークするのに
伴ってコンプレッサ８内の潤滑油が不足してこれを構成
する機構部品の摩擦力が増大したり、或は冷媒ガスがリ
ークすることによりコンプレッサ８における冷媒圧縮用
のブレードの圧接力が低下してこれがチャタリングし、
以てコンプレッサ８から吐出される冷媒の脈動に影響が
及ぶものと推測される。このことは、コンプレッサ８の
駆動に伴う騒音の周波数特性のうち５００Ｈｚから２Ｋ
Ｈｚまでの帯域は、冷凍サイクルを循環する冷媒の脈動
音が主成分であるという事実と一致するものである。尚
、コンプレッサ８の騒音の周波数特性のうち５００Ｈｚ
以下の帯域は、コンプレッサ８の駆動時にこのコンプレ
ッサ８自体から発せられる騒音が主成分となっており、
特にコンプレッサ８の回転数及び電源周波数の整数倍の
周波数特性の影響を受けている。また、コンプレッサ８
からの騒音か冷蔵庫の構成部品であるキャビネット、コ
ンプレッサ台蒸発皿受台、配管等に伝播してこれらから
二次音として発せられる騒音も５００Ｈｚ以下の周波数
帯域に影響を与えている。一方、コンプレッサ８の騒音
のうち２ＫＨｚ以上の周波数帯域は、コンプレッサ８の
機構部品の摺動音による騒音か主成分となっている。

しかして、判断手段３１は、前記ステップＥにおいて、
上述の如くマイクロホン１４による受音信号に基づく測
定受音周波数特性と記憶手段３２に記憶された基準受音
周波数特性とに所定の差か認められる場合は「ＹＥｓＪ
と判断して、ステップＫに移行して制御信号Ｐａの出力
を停止し、これに応して騒音に対する能動制御が停止さ
れる。

次に、判断手段３１は、報知信号ｐｂを出力する（ステ
ップＬ）と共に３０分経過するまで待機してから（ステ
ップＭ）、報知信号ｐｂの出力を停止する（ステップＮ
）。これにより、スピーカ１３から３０分間警報が発せ
られるから、冷蔵庫の周囲に居る人は冷媒がリークした
ことを認識して、庫内に貯蔵されている食料品を取出す
等してその異常事態に素早く対処することがてきる。尚
、スピーカ１３から警報が発せられている時間は周囲の
人に対して確実に注意を喚起することができる３０分か
ら１時間位が望ましい。

続いて、判断手段３１は、ステップＯにおいてロウレベ
ルの規制信号Ｓｃを出力する。これにより、比較器２４
からのコンブオン信号Ｓａはアンド回路２７の通過が規
制されるから、それまでオン状態であったトランジスタ
２９がオフし、これに応じてリレースイッチ２８ｂがオ
フする。すると、コンプレッサ８は交流電源３０から切
離されるから、冷媒がすべて冷媒通路からリークした場
合であっても、コンプレッサ８の駆動状態が長時間にわ
たって継続されてしまうことはない。

また、この場合には、冷凍室２の温度が十分に下降して
比較器２４からコンブオン信号Ｓａか出力されていない
ときは、ステップＢからステップＰに移行し、これによ
り、演算器１６は制ａ信号Ｐａの出力を停止するから、
コンプレッサ８の駆動が冷凍室２の温度に基づいて断続
されるにしても、その駆動が停止されたときは消音制御
か行なわれないから、無意味な消音制御を回避すること
ができる。

以上要するに、逆相音発生用回路１５は、マイクロホン
１４により受音した騒音に基づいて冷媒のリーク状態を
検知すると共にその旨をスピーカ１３を利用して報知す
る判断手段３１を備えて構成されているから、適応制御
のために備えられているマイクロホン１４及びスピーカ
１３を利用して冷媒のリーク状態を検知するという新た
な機能を簡単に付加することができる。従って、冷媒の
リーク状態の検知並びに上記リーク状態の報知を行なう
ための回路及び判断手段を別途設ける必要がないから、
新たな機能を付加しながら全体の構成が複雑化してしま
うことを防止することかできる。

尚、本発明を冷媒のリーク検知に代えて、ファン６のロ
ック状態の検知に適用するように構成してもよい。即ち
、記憶手段３１に、コンプレッサ８及びファン６が同時
に駆動されたときにおけるマイクロホン１４からの電気
信号の周波数特性（第１３図参照）を基準受音周波数特
性として記憶するのである。

さて、ファン６の長期間の駆動によってこれが故障した
り、或はファン６に組立てミスがあった場合等には、そ
のファン６が通電状態にあるにも拘らず駆動しないロッ
ク状態を呈することがある。

このような場合は、ファン６による冷凍システムの熱交
換が十分に行われずに庫内温度の不用意な上昇を招くこ
とになる。しかして、ファン６がロック状態にある場合
には、熱交換が不十分となるから、コンプレッサ８の吐
出側（デリベリチューブとの接続口）の圧力と吸入側（
サクションパイプとの接続口）の圧力との間のバランス
が崩れる。

この結果、コンプレッサ８の駆動に伴う騒音の周波数特
性が文化するから、逆相音発生用回路１５は、記憶手段
に記憶されている基準受音周波数特性とマイクロホン１
４による測定受音周波数特性（第１４図参照）とを比較
し、その比較結果に基づいて報知信号ｐｂを出力すると
共に規制信号ＳＣを出力する。従って、スピーカ１３か
らの報知音を確認することにより、冷媒が冷凍サイクル
からリークしたと判断することができる。

ここで、第１３図に示す測定受音周波数特性と第１２図
に示す基準受音周波数特性とを比較すると、ファン６の
ロック状態時における２００Ｈｚから２．５ＫＨｚまで
の周波数帯域の音響レベルがファン６の非ロツク状態時
に比べて高くなっていることが分かる。これは、冷却器
５の熱交換不足に伴う冷媒の蒸発不足により、コンプレ
ッサ８の吸入側の圧力が低下することに伴う冷媒に対す
る圧縮比増大に起因するものと推測される。このことは
、コンプレッサ８の駆動に伴う騒音の周波数特性のうち
５００Ｈｚから２ＫＨｚまでの帯域は、冷凍サイクルを
循環する冷媒の脈動音が主成分であるという事実と一致
するものである。

勿論、上記各実施例において、消音制御を行うように構
成されているものの、機械室７は放熱用開口部１１ａを
通じて外部と連通されているから、コンプレッサ８の駆
動時における発熱によって機械室７内の温度か異常に上
昇することはない。また、機械室カバー１１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７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７内の温度上昇が低く抑えられるようになる
。

尚、上記各実施例では、測定受音周波数特性と基準受音
周波数特性との比較を、１／３オクターブ毎の周波数帯
域の比較でもって行なったが、これに代えて、レベル差
が大きい周波数帯域のみを比較するようにしてもよい。

また、特定周波数帯域の信号レベルの積算差、或は周波
数帯域全体の信号レベル差でもって比較するようにして
もよい。

さらにはマイクロホン１２の受音信号の波形パターン、
或は上記各比較方法の組合わせでもって比較するように
してもよい。

また、上記各実施例では、コンプレッサ８からの騒音を
検出手段たる振動センサ１２により検出したが、これに
代えて、コンプレッサ８からの騒音を例えばマイクロホ
ンにより検出するように構成してもよい。

その他、本発明は上記し且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
実施することかできる。

［発明の効果コ 本発明によれば以上の説明によって明らかなように、コ
ンプレッサ駆動に伴う騒音を能動的に打消すと共に、補
助受音器による受音結果に基づいてコンプレッサ駆動に
伴う能動制御条件を適宜変更する消音機能を備えたもの
において、上記補助受音器をコンプレッサが異常運転さ
れたときにその原因となる冷凍システムの構成要素の機
能異常検知にも利用でき、以てその補助受音器の付加価
値の向上を図ることができるという優れた効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は概略的
な電気的構成図、第２図は逆相音発生用回路の制御内容
を示すフローチャート、第３図は冷蔵庫の縦断面図、第
４図は要部を分解状態で示す斜視図、第５図は能動制御
による消音原理を示す概略構成図、第６図は要部の寸法
関係を説明するための概略斜視図、第７図は騒音レベル
特性図、第８図は適応制御の原理を概略的に示すブロッ
ク図、第９図及び第１０図は適応制御の動作を示す第８
図相当図、第１１図は冷媒の非リーク時の受音周波数特
性図、第１２図は冷媒のリーク時における第１１図相当
図、第１３図はファンの非ロツク時の受音周波数特性図
、第１４図はファンのロック時における第１３図相当図
である。 図中、１は冷蔵庫本体、７は機械室、８コンプレツサ、
１０は除霜水蒸発装置、１１は機械室力／（−１１８は
放熱用開口部、１２は振動センサ（検出手段）、１３は
スピーカ（制御用発音器）、１５は逆相音発生用回路、
１６は演算器、１７は適応制御回路（制御手段）、３１
は判断手段、３２は記憶手段である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、機械室内に収納されたコンプレッサ及びこのコンプ
   レッサの駆動に伴って冷却される冷却器等の構成要素を
   含んで成る冷凍システムを備えたものであって、前記コ
   ンプレッサの駆動に伴い発生する音を検出手段にて電気
   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、所定時
   期毎に前記制御用発音器による消音効果をモニタするた
   めの補助受音器と、この補助受音器によるモニタ結果が
   所定の許容範囲を外れていた場合に前記演算器の演算係
   数を所定量だけ変化させると共にその変化動作を前記モ
   ニタ結果が前記許容範囲内に収まるまで行う制御手段と
   、前記冷凍システムが正常に駆動されているときの前記
   補助受音器による基準受音周波数特性を記憶する記憶手
   段と、前記コンプレッサ駆動時における前記補助受音器
   による測定受音周波数特性と前記記憶手段に記憶されて
   いる基準受音周波数特性とを比較しその比較結果に基づ
   いて前記冷凍システムでの機能異常状態を判断する判断
   手段とを備えたことを特徴とする冷却装置の消音装置。 ２、記憶手段はコンプレッサによる冷媒供給が正常に行
   われているときの補助受音器による基準受音周波数特性
   を記憶すると共に、判断手段は前記コンプレッサ駆動時
   における前記補助受音器による測定受音周波数特性と前
   記記憶手段に記憶されている基準受音周波数特性とを比
   較しその比較結果に基づいてコンプレッサから供給され
   る冷媒が冷凍システムからリークしたことを判断するよ
   うに構成されていることを特徴とする請求項１記載の冷
   却装置の消音装置。 ３、記憶手段は冷凍システムの熱交換用ファンが正常に
   駆動されているときの補助受音器による基準受音周波数
   特性を記憶すると共に、判断手段は前記コンプレッサ駆
   動時における前記補助受音器による測定受音周波数特性
   と前記記憶手段に記憶されている基準受音周波数特性と
   を比較しその比較結果に基づいて前記ファンがロックし
   たことを判断するように構成されていることを特徴とす
   る請求項１記載の冷却装置の消音装置。