JP2001082768A - 振動騒音制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】空気調和機，冷蔵庫や換気扇などを設置する場
所は必ずしもしっかりした防振対策が施されている訳で
はなく、予期せぬ周波数で共振することがある。 【解決手段】本発明では、本体から離れた箇所の振動，
騒音を検出し、その結果を無線信号で本体に送り、その
箇所の固有振動数を避ける回転数で運転することによ
り、振動，騒音を低減することができる。そのために
は、振動，騒音の検出部とデータ発信部を備えたリモー
トセンサと、受信部と回転数制御部を備えた本体が必要
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機，冷蔵
庫，換気扇など回転体を有する機械に係り、特に本体か
ら離れた箇所の振動，騒音を小さく抑えるために、その
箇所に取り付けたリモートセンサからの信号により、本
体の圧縮機あるいはファンの回転数を制御することを特
徴とする振動騒音制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の空気調和機の回転数制御に関して
は、夏季夜間の騒音を小さくするために室外ファンの回
転数制御をしたり（特開平7−19617号公報）、おやすみ
モードを設定して圧縮機や室内外ファンの回転数を制御
したり(特開平9−89347号公報)、あるいは空気調和機本
体の振動を抑えるために圧縮機回転数を制御すること
（特開平5−118626号公報）が行われてきた。

【０００３】本体内に、マイクロフォンなどの騒音検出
手段を設けた公知例としては、特開平5−164391号公
報，特開平6−174332号公報などが挙げられる。

【０００４】さらに、照明や騒音を含めた室内環境を総
合的に制御するために、各種センサを室内の複数の場所
に設置する例が、特開平10−141735号公報に示されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これら従来の技術は、
空気調和機本体の振動，騒音低減を目的としている。し
かしながら、空気調和機に限らず、冷蔵庫や換気扇など
を設置する場所は必ずしもしっかりした防振対策が施さ
れている訳ではなく、予期せぬ周波数で本体の設置場所
が共振することがある。また振動は固体伝播して、本体
とは離れた箇所で共振し、騒音を発生したりすることが
ある。

【０００６】さらに、本体の小さな振動は空気の圧力波
となって、離れた場所にあるガラス戸や障子をがたがた
振動させることがある。この原因は、ガラス戸や障子の
固有振動数が、本体の振動数に一致し、共振を起こして
いるからである。このように本体から離れた場所で起こ
る振動，騒音に対しては、従来の回転数制御ではフィー
ドバックすることができず、うまく制御することができ
なかった。設置場所が違えば、共振する固有振動数が変
わってくるので、あらかじめ対策を立てることができな
いためである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、本
体から離れた箇所の振動，騒音を検出し、その結果を無
線で本体に送り、その箇所の固有振動数を避ける回転数
で運転することにより、振動，騒音を低減することを目
的とする。そのためには、振動，騒音の検出部とデータ
発信部を備えたリモートセンサと、受信部と回転数制御
部を備えた本体が必要である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。

【０００９】図２は、空気調和機室内機２を設置した部
屋５の鳥瞰図である。室内機の運転によって、障子ある
いは戸３ががたがたと振動したとする。振動の原因は、
室内ファンの回転数に障子の固有振動数が一致して、共
振しているためである。そこで、リモートセンサ１をが
たがた音を立てている障子の一部に両面接着テープなど
で取り付ける。リモートセンサは、そこでの振動を計測
し、その値がある程度以上であれば、室内機本体に向か
って無線信号を送る。信号を受けた本体では、室内ファ
ンの回転数を少しだけ小さい方向に変える。これで、振
動が収まれば、そのまま運転を続ける。もしも振動が収
まらない場合は、リモートセンサからの信号によってさ
らにファン回転数を小さい方向に変える。このような手
順を繰り返すことにより、静粛な運転が可能になる。

【００１０】図３は、冷蔵庫６を置いた部屋５の鳥瞰図
である。冷蔵庫圧縮機の回転により、床７が振動し、な
かなか寝付けない場合がある。そこで、リモートセンサ
１をがたがた振動している床の上に置く。リモートセン
サの検出部では、振動がある程度以上であると、冷蔵庫
６本体に向かって信号を送る。冷蔵庫本体では、信号を
受けると、圧縮機回転数を少し小さくするように制御す
る。これによって振動が収まれば、そのまま運転を継続
する。振動が収まらない場合は、再びリモートセンサか
らの信号により、さらに回転数を小さくする。このよう
な手順を繰り返すことにより、静粛な運転が可能にな
る。

【００１１】図４は、家の外に設置した空気調和機室外
機１１によって、隣家の雨戸や戸袋１４が振動する場合
である。このような場合には、隣家からの苦情に適切に
対処することが難しく、深刻なトラブルに発展すること
がある。この場合にも、リモートセンサ１を、振動して
いる隣家の戸袋１４に両面接着テープなどで取り付け
る。リモートセンサからの無線信号により、室外機のフ
ァン回転数，圧縮機回転数を変えることにより、隣家の
戸袋などの振動を抑え、静粛な運転が可能になる。

【００１２】図５は、外壁１２に取り付けた換気扇１５
によって、隣家のガラス戸や戸袋１４が振動する場合で
ある。この場合も、隣家の振動する部分に取り付けたリ
モートセンサからの無線信号に基づき、換気扇の回転数
を制御することにより、静粛な運転が可能となる。

【００１３】以上述べてきたように、本発明は、空気調
和機，冷蔵庫，換気扇などに限らず、回転数制御できる
すべての機械に適用可能な振動騒音制御装置である。

【００１４】次に図１を用いて、本体内部での回転数制
御方法を詳述する。先ず、通常運転か静粛運転かを選択
する。たいていは通常運転にして、静粛運転は、夏季の
深夜などどうしても必要な時に限ることが、省エネ上か
らは望ましい。静粛運転を開始すると、初めは通常運転
の制御に従って圧縮機回転数，ファン回転数が決められ
て運転される。その後、リモートセンサが取り付けられ
た箇所の振動，騒音がある値以上だと無線信号が送られ
てくる。もしも振動していなければ、そのままの回転数
で運転を継続する。振動，騒音が発生しているならば、
その回転数を記憶して、回転数を少し小さい方向へ変え
る。しばらく運転を継続した後、再びリモートセンサか
らの無線信号が来て、振動が収まっていなければ、その
回転数を記憶して、さらに回転数を小さくする。このよ
うな手順を繰り返して、振動が収まる回転数での運転に
到達する。

【００１５】しかしながら、回転数を小さくする方向で
は、振動が収まらない場合や、あまりに回転数が小さく
なりすぎて、冷房能力や冷却能力が不足する場合には、
回転数の大きい方向に変えて行く必要がある。この場合
にはすでに、振動が発生した回転数を記憶しているの
で、その回転数を飛び越えて回転数を大きくしていくこ
とができる。こうして見い出した振動のない回転数での
運転を続けることにより、静粛運転を可能にすることが
できる。

【００１６】通常運転においても、静粛運転で記憶した
回転数の運転を避けるように学習制御すれば、静かな通
常運転を継続することができる。

【００１７】さらに、２箇所以上で共振を起こしている
場合には、初めの箇所での共振回転数を記憶しておき、
リモートセンサを別の箇所に移動してその場所での共振
回転数を検出すれば、複数の箇所の共振回転数を避ける
ことができ、静粛運転を実現することができる。

【００１８】図６に、本発明のリモートセンサの構造例
を示す。リモートセンサ外箱２１の内部には、加速度ピ
ックアップ，マイクロフォンなどを備えた振動騒音検出
部２２，しきい値の設定などをする制御回路部２３，デ
ータを本体に向けて無線で送る発信部２４そして乾電池
か小型バッテリによる電源部２５が収納されている。外
箱の片側には、どこにでも取り付け可能なように、両面
接着テープ２６が用意されている。リモートセンサはで
きるだけ小型コンパクトにまとめ、必要な箇所に自由に
取り付けられることが望ましい。

【００１９】図７は、リモートセンサ１を、現在使われ
ているリモートコントローラに組み込んだ場合の実施例
である。使用しない場合にはこのようにして収納するこ
とができる。あるいは、本体側にリモートセンサの収納
部を設けても良い。

【００２０】離れた場所の振動，騒音が本体に起因する
ものかどうか判断することは難しい。そこで、静粛運転
に入った時、ある箇所での振動，騒音が許容値以上だっ
た場合には、一旦運転を止めて、その箇所の振動，騒音
の変化を見る。運転を止めるとその箇所での振動，騒音
が収まるなら、その箇所の振動，騒音は本体に起因す
る。しかしそうでないなら、その箇所の振動，騒音は別
の原因があると考えられる。この制御プログラムを図示
したものを図８に示す。

【００２１】また、さらに厳密に音源分離をするには、
リモートセンサを、先ず振動している場所に設置して、
その場所での共振周波数Ｎを調べ、次にこのリモートセ
ンサを本体に設置して本体の共振周波数を測定する。両
者の共振周波数が一致しているか、整数倍になっていれ
ば、振動の原因は、本体の回転であると判断できる。こ
の関係を図示したものが図９と図１０である。図９は振
動している場所での周波数分析であり、図１０は本体振
動の周波数分析である。両者の共振周波数がＮで一致し
ていれば、原因は本体にある。

【００２２】さらに、リモートセンサの別の用途とし
て、異常音を検出し、故障診断に役立てることができ
る。本体を設置した当初より騒音が大きくなったと感じ
た場合には、リモートセンサを本体に取り付けて周波数
分析をする。その結果、図１１に示すように、現在の騒
音レベルが設置当時の騒音レベルより許容値以上に大き
くなり、その共振周波数が回転数Ｎに起因するものであ
れば、回転に伴う異常が発生していることが考えられ、
このデータは故障診断に用いることができる。

【００２３】さらに、複数個のリモートセンサを用意し
て、本体設置時の環境アセスメントを実施することもで
きる。図１２に示すように、建て込んだ住宅地のＡ宅に
空調機室外機を設置し、試運転する場合に、隣接する
Ｂ，Ｃ，Ｄ宅の、騒音が問題となりそうな場所に、複数
のリモートセンサを設置し、そこでの騒音を測定する。
いずれの測定値も許容値を満足すれば、本体の設置は問
題ないと判断される。このような試運転を、隣近所の人
々が立ち会いのもとで行えば、地域の環境を守るための
環境アセスメントと位置付けることができる。

【００２４】以上のように、本発明のリモートセンサは
いろいろな用途に用いられる可能性があるが、本来の使
い方は本体から離れた箇所の振動，騒音を小さく抑える
ことである。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、本
体から離れて自由に設置できるリモートセンサにより、
振動，騒音を発生している箇所のデータを測定し、そこ
からの無線信号に基づき、本体の回転数を制御するの
で、本体から離れた箇所の振動，騒音を小さく制御する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転数制御装置のプログラムを示すフ
ローチャートである。

【図２】空気調和機室内機に適用した場合の室内の構成
図である。

【図３】冷蔵庫に適用した場合の室内の構成図である。

【図４】空気調和機室外機に適用した場合の屋外の構成
図である。

【図５】換気扇に適用した場合の屋外の構成図である。

【図６】リモートセンサの構造を示す断面図である。

【図７】リモートセンサを組み込んだリモートコントロ
ーラの外観図である。

【図８】離れた場所の振動が本体に起因するものかどう
かを判断するプログラムを示すフローチャートである。

【図９】離れた場所での周波数分析結果を示す波形図で
ある。

【図１０】本体の周波数分析結果を示す波形図である。

【図１１】現在の周波数分析と、設置時の周波数分析と
の比較である。

【図１２】住宅地のＡ宅に空調機空外機を設置した正面
図である。

【符号の説明】

１…リモートセンサ、２…空気調和機室内機、３…障子
あるいは戸、４…（無線）信号、５…部屋、６…冷蔵
庫、７…床、１１…空気調和機室外機、１２…外壁、１
３…屋根、１４…戸袋あるいは雨戸、１５…換気扇、２
１…リモートセンサ外箱、２２…振動，騒音検出部、２
３…制御回路、２４…データ発信部、２５…電源部、２
６…取り付け部、２７…表示部、２８…スイッチ部、２
９…リモートセンサ部、３０…リモートコントローラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２５Ｄ 11/00 １０１ Ｆ２５Ｄ 11/00 １０１Ｂ (72)発明者 内田 麻理 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 鹿園 直毅 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 高田 芳廣 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 Ｆターム(参考） 3L045 AA02 LA01 LA05 LA06 LA09 LA10 PA01 PA03 PA04

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】本体とは別に移動、取り付け可能なリモー
   トセンサを、本体に起因すると思われる振動，騒音発生
   箇所に取り付け、そのリモートセンサで検出した振動，
   騒音データを無線信号によって本体に送り、本体のファ
   ン回転数または圧縮機回転数あるいはその両方を制御す
   ることを特徴とする振動騒音制御装置。