JP2660110B2 - Silencer - Google Patents

Silencer

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JP2660110B2
JP2660110B2 JP3041083A JP4108391A JP2660110B2 JP 2660110 B2 JP2660110 B2 JP 2660110B2 JP 3041083 A JP3041083 A JP 3041083A JP 4108391 A JP4108391 A JP 4108391A JP 2660110 B2 JP2660110 B2 JP 2660110B2
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noise
signal
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康幸 関口
啓二 中西
進 猿田
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Toshiba Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00Problems to be solved
    • F25B2500/12Sound

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[発明の目的][Object of the Invention]

【0002】[0002]

【産業上の利用分野】本発明は、ダクト状をなす空間領
域内に配置され回転駆動部を有する騒音源からの音を能
動的に打消すようにした消音装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a silencer which is arranged in a duct-shaped space region and actively cancels a sound from a noise source having a rotary drive.

【0003】[0003]

【従来の技術】モータのような回転駆動部を有するコン
プレッサが配設された装置、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使用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になるのは、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。
2. Description of the Related Art In a device provided with a compressor having a rotary drive unit such as a motor, for example, a refrigerator,
Because they are often installed in the living room space of ordinary households and are used continuously regardless of the season,
One of the issues is noise reduction. In this case, the most problematic noise source of the refrigerator is noise from the machine room in which the compressor and the piping connected to the compressor are housed.

【0004】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
における機械音等)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、このような機械室騒音が冷蔵庫騒音の大部分
を占める。このため、機械室からの騒音を制御すること
が冷蔵庫全体の騒音低減に大きく寄与することになる。
[0004] That is, in the above-mentioned machine room, the compressor itself generates relatively large noises (operation noise of the compressor motor,
Fluid noise due to the compressed gas, mechanical noise in the movable mechanical element of the compression mechanism, etc.), and the piping connected to the compressor also generates noise due to the vibration. Refrigerators make up the majority of noise. Therefore, controlling noise from the machine room greatly contributes to noise reduction of the entire refrigerator.

【0005】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
改善等を行なうことによって振動伝達経路での振動減衰
を図ったり、或は、コンプレッサ及び配管系の周囲に吸
音部材を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。
Therefore, conventionally, as measures for reducing noise from the machine room, in addition to reducing the noise of the compressor itself (for example, employing a rotary type compressor), the vibration-proof support structure of the compressor has been improved, and the piping system has been improved. By reducing the vibration in the vibration transmission path by improving the shape, or by installing a sound absorbing member and a sound insulating member around the compressor and the piping system, the increase in sound absorption and noise in the machine room Has been attempted to increase the transmission loss.

【0006】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な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。
[0006] However, in general, a machine room of a refrigerator includes:
Since it is necessary to release heat generated by driving the compressor to the outside, a plurality of openings for heat dissipation are provided, and noise leaks out from these openings to the outside. For this reason, the conventional noise countermeasures as described above are naturally limited, and the effect of reducing the noise level can be expected to be only about 2 dB (A) at most.

【0007】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
響制御技術等の発展に伴ない、音波の干渉を利用して騒
音低減を図ろうとする騒音の能動制御技術の応用が注目
されている。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マイクロホン等の検知手段によ
り検知し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スピーカ等の制御
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一
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。
On the other hand, in recent years, with the development of electronic application technologies, particularly, audio data processing circuits and acoustic control technologies, active control of noise has been attempted to reduce noise by utilizing interference of sound waves. The application of technology is attracting attention. This active control basically detects sound from a noise source by a detecting means such as a microphone provided at a specific position, converts the sound into an electric signal, and based on a signal obtained by processing the electric signal by a computing unit. By operating a control sounding device such as a speaker, the sounding device generates an artificial sound having the same wavelength and the same amplitude as the original sound (sound from the noise source) in a phase opposite to the original sound at the control target point. This is to attenuate the original sound by causing the sound to interfere with the original sound.

【0008】即ち、能動制御においては、騒音源として
のコンプレッサ近傍にマイクロホンを設置し、コンプレ
ッサの駆動により発生する音を検出してこれを打消すよ
うに演算器により電気信号を加工してスピーカを動作さ
せることにより、両者の音が干渉されて外部に出る音が
減衰されるものである。
That is, in the active control, a microphone is installed near a compressor as a noise source, a sound generated by driving the compressor is detected, and an electric signal is processed by an arithmetic unit so as to cancel the sound, and the speaker is processed. By the operation, the sound coming out of the apparatus is attenuated due to interference between the two sounds.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような能動制御を実用化するにあたっては、騒音源から
の音を直接マイクロホン等により検知する場合に、制御
対象である騒音源のコンプレッサのみの音を検出できれ
ば良いが、マイクロホンにスピーカから発せられる制御
音が入ると、所謂ハウリングを起こしてしまうことがあ
り、逆に消音できなくなる虞がある。
However, when the above-described active control is put into practical use, when the sound from the noise source is directly detected by a microphone or the like, the sound of only the compressor of the noise source to be controlled is generated. However, if a control sound emitted from a speaker enters the microphone, so-called howling may occur, and conversely, the sound may not be muted.

【0010】このような不具合を解決すべく、制御対象
であるコンプレッサ等の騒音源のみの音を忠実に検出す
るために、騒音源となる回転駆動部の振動を振動センサ
により検出することが考えられている。
In order to solve such a problem, in order to faithfully detect the sound of only a noise source such as a compressor or the like to be controlled, it is conceivable to detect the vibration of a rotary drive unit serving as a noise source by a vibration sensor. Have been.

【0011】即ち、圧電素子等からなる振動ピックアッ
プセンサをコンプレッサに直接取付け、その振動を検出
することにより、コンプレッサの振動に起因して発生す
る騒音のみを検出する構成とし、この検出信号に基づい
て消音用信号を生成することにより、スピーカから発せ
られる消音用制御音を検出してハウリングを起こすこと
なくコンプレッサ音を消音しようとするものである。
That is, a vibration pickup sensor composed of a piezoelectric element or the like is directly attached to a compressor, and the vibration is detected to detect only noise generated due to the vibration of the compressor. By generating a muffling signal, a muffling control sound generated from a speaker is detected to muffle the compressor sound without causing howling.

【0012】しかしながら、上述のように振動ピックア
ップセンサをコンプレッサに直接取付ける場合に、次の
ような不具合がある。即ち、まず、コンプレッサは使用
するに従って温度が上昇するため、ピックアップセンサ
としてその高温に耐え得るような物を用いる必要があ
り、耐熱性を考慮するとコストが上昇するという不具合
である。また、ピックアップセンサを用いる場合には、
その検出信号の増幅にチャージアンプを用いるのが通常
であるが、そのチャージアンプをコンプレッサ近傍に配
置することが困難であるために、微弱な信号をケーブル
で引き回す結果、ノイズが重畳し易くなり、耐電気ノイ
ズ性が低下する不具合がある。
However, when the vibration pickup sensor is directly mounted on the compressor as described above, there are the following problems. That is, first, since the temperature of the compressor increases as it is used, it is necessary to use a pickup sensor capable of withstanding the high temperature, and the cost increases when heat resistance is taken into consideration. When using a pickup sensor,
Normally, a charge amplifier is used to amplify the detection signal.However, since it is difficult to arrange the charge amplifier near the compressor, a weak signal is routed through a cable, so that noise is easily superimposed. There is a problem that the electric noise resistance decreases.

【0013】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、簡単な構成でハウリング等を起こすこ
となく、安定した消音制御を行うことができる消音装置
を提供するにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a muffler capable of performing stable muffling control with a simple configuration without causing howling or the like.

【0014】[発明の構成][Configuration of the Invention]

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は、ダクト状をな
す音響的に閉じられた空間領域内に配置され回転駆動部
を有する騒音源からの音を検出して電気信号に変換する
と共にその電気信号を加工した信号に基づいて制御用発
音器を動作させることにより、前記空間領域から外部に
放射される音を能動的に打消すようにした消音装置を対
象としており、前記騒音源から発生される音を検出する
マイクロホンと、このマイクロホンによる検出音のうち
同騒音源の回転駆動部の回転数に相当する周波数を抽出
する回転周波数検出手段と、同回転駆動部に与えられる
電源の周波数を検出する電源周波数検出手段と、前記回
転周波数検出手段からの回転周波数信号に基づいて前記
騒音源の回転周波数に起因して発生する機械騒音のうち
その回転周波数成分を除いた機械騒音を打消す消去音信
号を生成すると共に前記電源周波数検出手段からの電源
周波数信号に基づいて前記騒音源の電源周波数に起因し
て発生する電磁騒音を打消す消去音信号を生成してこれ
らの消去音信号の合成出力により前記制御用発音器を動
作させる制御手段とを具備したところに特徴を有する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention detects sound from a noise source having a rotary drive unit disposed in an acoustically enclosed space formed in a duct shape, converts the sound into an electric signal, and converts the sound into an electric signal. By operating a control sounding device based on a signal obtained by processing an electric signal, the silencer is intended to actively cancel sound radiated from the space area to the outside, and is generated from the noise source. A microphone that detects a sound to be reproduced, a rotation frequency detection unit that extracts a frequency corresponding to the number of rotations of a rotation drive unit of the same noise source among the detection sounds of the microphone, and a frequency of a power supply supplied to the rotation drive unit. Power frequency detecting means for detecting, and a rotational frequency component of mechanical noise generated due to a rotational frequency of the noise source based on a rotational frequency signal from the rotational frequency detecting means. And generating a cancellation sound signal for canceling electromagnetic noise generated due to the power supply frequency of the noise source based on the power supply frequency signal from the power supply frequency detection means. And a control means for operating the control sounding device by a synthetic output of these erased sound signals.

【0016】[0016]

【作用】一般に、人間の耳に聞こえる音の周波数帯域は
十数Hzから2万Hz程度とされているが、その周波数
領域内の音は同一音圧に対して全て均一に聞こえるので
はなく、例えば100Hz以下程度の低音領域では、周
波数が低くなるにしたがって感度が低下し、聞こえ難く
なる特性を持っている。
In general, the frequency band of sound that can be heard by human ears is set at about tens of Hz to about 20,000 Hz. However, all sounds within the frequency range do not sound uniform at the same sound pressure. For example, in a low-frequency range of about 100 Hz or less, the sensitivity decreases as the frequency decreases, and the sound is hardly heard.

【0017】いま、電源周波数が50Hz或は60Hz
である場合に、騒音源の回転駆動部がその近傍の周波数
の回転数で回転すると、回転数に相当する周波数を含ん
でその整数倍の周波数の振動に基づく機械騒音が発生す
ると共に、電源周波数に基づいてその偶数倍の周波数の
電磁騒音が発生する。従って、この場合には、回転数の
周波数に相当する騒音成分が一番低い周波数となり、実
際に騒音成分のうち回転周波数に相当する音は殆ど認識
できない程度となっている。
Now, if the power supply frequency is 50 Hz or 60 Hz
When the rotational drive unit of the noise source rotates at a rotational frequency of a frequency in the vicinity of the noise source, mechanical noise is generated based on vibration of an integral multiple of the frequency including the frequency corresponding to the rotational speed, and the power supply frequency is also reduced. , An electromagnetic noise having an even multiple of the frequency is generated. Therefore, in this case, the noise component corresponding to the frequency of the rotation speed becomes the lowest frequency, and the sound corresponding to the rotation frequency among the noise components is hardly recognizable.

【0018】従って、騒音源の回転駆動部から発生する
騒音のうち、この回転周波数成分を除いた他の周波数成
分について消音するための消音信号を生成して制御用発
音器から発生させれば、消音されないで残る音は、人間
にとってあまり騒音として気にならない回転周波数成分
の音であり、実質的に騒音源の音を消音していることに
なるのである。
Therefore, if a noise reduction signal for silencing other frequency components other than the rotation frequency component among the noises generated from the rotary drive unit of the noise source is generated and generated from the control sound generator, The sound that remains without being silenced is a sound of a rotation frequency component that is not so noticeable to humans as noise, and substantially silences the sound of the noise source.

【0019】さて、本発明の消音装置によれば、騒音源
からの音は、機械騒音成分と電磁騒音成分とを夫々別々
に検出され、制御手段により、消去音信号として合成し
制御用発音器を動作させることにより空間領域から外部
に放射される騒音源からの騒音と干渉させて消音する。
According to the noise suppressor of the present invention, the sound from the noise source is detected separately from the mechanical noise component and the electromagnetic noise component, and is synthesized by the control means as an erasing sound signal, and the sound is generated for control. Is operated to interfere with noise from a noise source radiated from the space area to the outside to mute the sound.

【0020】即ち、マイクロホンにより騒音源の回転駆
動部から発せられる騒音が検出されると、その検出音の
うち回転駆動部の回転数に相当する周波数成分が回転周
波数検出手段により検出される。一方、電源周波数検出
手段により電源周波数が検出される。
That is, when noise emitted from the rotary drive unit of the noise source is detected by the microphone, a frequency component corresponding to the number of rotations of the rotary drive unit in the detected sound is detected by the rotation frequency detection unit. On the other hand, the power supply frequency is detected by the power supply frequency detection means.

【0021】次に、制御手段は、回転周波数検出手段か
ら与えられた回転駆動部の回転周波数に基づいて、その
回転周波数成分を除いて発生している機械的騒音の成分
を演算により求めて機械騒音に対する消去音信号を生成
し、また、電源周波数検出手段から与えられた電源周波
数に基づいて電源周波数に起因して発生する電磁騒音に
対する消去音信号を生成する。そして、制御手段は、こ
れらの生成した消去音信号を合成した信号により制御用
発音器を動作させる。
Next, the control means calculates the mechanical noise component generated by removing the rotational frequency component based on the rotational frequency of the rotational drive unit given from the rotational frequency detecting means by calculation. An elimination sound signal for noise is generated, and an elimination sound signal for electromagnetic noise generated due to the power supply frequency is generated based on the power supply frequency provided from the power supply frequency detection means. Then, the control means operates the control sounding device by a signal obtained by synthesizing the generated erased sound signal.

【0022】これにより、騒音源から発せられた騒音は
空間領域から外部に放射される前に制御用発音器からの
音と干渉し合って消音される。この場合、上述したよう
に、消去音信号には回転周波数成分が除去されているた
め、騒音源の回転周波数の音は干渉されず外部に放射さ
れることになるが、人間の耳にとっては聞こえにくいた
め耳障りとなることはない。また、消去音信号からこの
回転周波数の成分を除去することにより、マイクロホン
で回転駆動部の音を検出する際にハウリングを起こすこ
とがなくなる。
Thus, the noise emitted from the noise source interferes with the sound from the control sounding device before being emitted from the space area to the outside, and is thereby silenced. In this case, as described above, since the rotation frequency component is removed from the cancellation sound signal, the sound of the rotation frequency of the noise source is radiated to the outside without interference, but is audible to human ears. Because it is difficult, it does not become harsh. Further, by removing the component of the rotation frequency from the erasing sound signal, howling does not occur when the sound of the rotation drive unit is detected by the microphone.

【0023】[0023]

【実施例】以下、本発明を冷蔵庫のコンプレッサからの
騒音を消音するために適用した場合の一実施例につい
て、図1乃至図7を参照しながら説明する。まず、冷蔵
庫の全体構成を示す図2において、冷蔵庫本体1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、冷蔵庫内部には冷却システム
が設けられており、以下、これらの構成要素を説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to mitigate noise from a compressor of a refrigerator will be described below with reference to FIGS. First, in FIG. 2 showing the entire configuration of the refrigerator, a freezer compartment 2, a refrigerator compartment 3, and a vegetable compartment 4 are provided inside the refrigerator main body 1 in order from the top. A cooling system is provided inside the refrigerator, and these components will be described below.

【0024】即ち、冷凍室2の後部には冷却器5が配設
され、この冷却器5により生成される冷気はファン6に
より冷凍室2及び冷蔵室3に供給される。冷蔵庫本体1
の背面側下部には機械室7が配設されており、これの内
部にはロータリ形のコンプレッサ8,コンデンサパイプ
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
交換が行われるようになっている。
That is, a cooler 5 is provided at the rear of the freezer 2, and cool air generated by the cooler 5 is supplied to the freezer 2 and the refrigerator 3 by the fan 6. Refrigerator body 1
A machine room 7 is disposed in the lower part on the back side of the housing, in which a rotary type compressor 8, a condenser pipe 9 and a defrost water evaporator 10 using so-called ceramic fins are accommodated. In the driving state of the compressor 8, the refrigerant from the compressor 8 is supplied to the cooler 5 through a refrigerant passage (not shown) to be cooled, and the fan 6 is driven to cause heat between the cooler 5 and the inside of the refrigerator. Exchange is to take place.

【0025】さて、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、ダクト状の空間領域が形成
される。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、その左部分には上下方向に延びる細長矩形状の放熱
用開口部11a(図1参照)が形成されている。つま
り、機械室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。
これにより、機械室7は、コンプレッサ8から発生され
る騒音が一次元の平面進行波として放熱用開口部11a
に伝達され、前述のように放熱用開口部11aは平面進
行波の進行方向に対して垂直な方向に開口されているの
で、機械室7は音響的に密閉された状態となっている。
The machine room 7 has a rectangular opening only on the back surface, and this opening is closed by the machine room cover 11 to form a duct-shaped space region. At this time, the machine chamber cover 11 has its peripheral edge hermetically attached to the opening edge of the machine chamber 7, and has an elongate rectangular heat dissipation opening 11 a ( 1 (see FIG. 1). That is, in the mounted state of the machine room 11, the machine room 7 is in a closed state with the heat radiation opening 11a left. The machine room cover 11 is made of a material (for example, a metal such as iron) having excellent heat conductivity and a large sound transmission loss.
As a result, the machine room 7 converts the noise generated from the compressor 8 into a one-dimensional plane traveling wave as the radiation opening 11a.
And the heat radiation opening 11a is opened in a direction perpendicular to the traveling direction of the plane traveling wave, as described above, so that the machine room 7 is acoustically sealed.

【0026】さて、次に、機械室7部分と電気的構成を
模式的に示した図1を参照しながら消音装置の構成につ
いて説明する。機械室7において、放熱用開口部11a
には消音量モニタ用の補助マイクロホン12が配設され
ており、外部に放射される騒音をモニタする。また、コ
ンプレッサ8の近傍には騒音検出用のマイクロホン13
が配置され、コンプレッサ8の回転に伴なう騒音を検出
する。マイクロホン13の検出出力は回転周波数検出手
段たるバンドパスフィルタ14を介して制御手段たる制
御回路15に入力されるようになっており、このバンド
パスフィルタ14は、回転周波数が含まれる電源周波数
を中心としたその近傍の周波数の音の入力信号のみを通
過させて出力するようになっている。
Next, the structure of the silencer will be described with reference to FIG. 1, which schematically shows the mechanical room 7 and the electrical structure. In the machine room 7, the heat dissipation opening 11a
Is provided with an auxiliary microphone 12 for monitoring the sound volume, and monitors noise radiated to the outside. A microphone 13 for noise detection is located near the compressor 8.
And detects noise accompanying the rotation of the compressor 8. The detection output of the microphone 13 is input to a control circuit 15 serving as control means via a band-pass filter 14 serving as rotation frequency detection means. Only the input signal of a sound having a frequency in the vicinity thereof is passed and output.

【0027】コンプレッサ8に印加される電源の周波数
は周波数検出手段たる周波数検出回路15aにより検出
される。そして、この周波数検出回路15aの検出出力
は制御回路15に入力される。制御回路15は、後述す
るように、その電源周波数とバンドパスフィルタ14か
ら与えられる回転周波数とに基づいて消去音信号を生成
する。制御用発音器たるスピーカ16は機械室7の放熱
用開口部11aと対向する位置に配置固定され、消去音
信号が与えられると機械室7内に消去音を発生するよう
になっている。
The frequency of the power supply applied to the compressor 8 is detected by a frequency detection circuit 15a as frequency detection means. The detection output of the frequency detection circuit 15a is input to the control circuit 15. The control circuit 15 generates an erasing sound signal based on the power supply frequency and the rotation frequency given from the bandpass filter 14, as described later. The loudspeaker 16 serving as a control sounding device is arranged and fixed at a position facing the heat radiation opening 11a of the machine room 7, and generates an erasing sound in the machine room 7 when an erasing sound signal is given.

【0028】次に、本実施例の作用について説明する
に、まず、図7を参照しながら能動制御による消音原理
について概略的に説明する。
Next, the operation of this embodiment will be described. First, the principle of silencing by active control will be schematically described with reference to FIG.

【0029】いま、騒音源であるコンプレッサ8が発生
する音をS1、スピーカ16が発する音をS2、マイク
ロホン13が検出する音をR1、制御対象点である放熱
用開口部11aに設けられた補助マイクロホン12が受
ける音を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T11,T21,T12,
T22としたとき、2入力2出力系として次式が成立す
る。
Now, the sound generated by the compressor 8 which is a noise source is S1, the sound generated by the speaker 16 is S2, the sound detected by the microphone 13 is R1, and the auxiliary provided in the radiation opening 11a which is the control target point. The sound received by the microphone 12 is R2, and the sound transfer functions between the sound output and the input point as described above are T11, T21, T12,
When T22 is set, the following equation is satisfied as a two-input two-output system.

【0030】[0030]

【数1】 (Equation 1)

【0031】従って、スピーカ16が発生すべき音は、
上式から、 S2=(−T12・R1+T11・R2) /(T11・T22−T12・T21) …(2) として得られる。そして、この場合には放熱用開口部1
1a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、これを代入すると上記
(2)式は、 S2=R1・T12/(T12・T21−T11・T22) …(3) となる。この式から理解できるように、放熱用開口部1
1aで受ける音R2を零にするためには、マイクロホン
13で受けた音R1に、 F=T12/(T12・T21−T11・T22) …(4) なるフィルタをかけて加工した音S2をスピーカ16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ことがわかる。そ
して、制御部14は、このような音の加工(演算)を高
速度で行ないながらスピーカ16に対して消去音信号を
与えるように構成されている。
Therefore, the sound to be generated by the speaker 16 is
From the above equation, S2 = (− T12 · R1 + T11 · R2) / (T11 · T22−T12 · T21) (2) is obtained. In this case, the heat radiation opening 1
Since the target is to reduce the sound level at 1a to zero, R2 = 0 can be set, and when this is substituted, the above equation (2) becomes: S2 = R1 · T12 / (T12 · T21−T11 · T22) ) (3) As can be understood from this equation, the heat dissipation opening 1
In order to make the sound R2 received by 1a zero, the sound R2 received by the microphone 13 is processed by applying a filter of F = T12 / (T12 · T21−T11 · T22) (4) to the speaker S2. It can be seen that the sound level at the heat-dissipating opening 11a can be theoretically reduced to zero by generating the noise from the heat-dissipating opening 11a. The control unit 14 is configured to provide the erasing sound signal to the speaker 16 while performing such sound processing (operation) at a high speed.

【0032】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の駆動に応じて機械室7内で発生す
る騒音レベルは、700Hz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等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、前述のようなマイクロホン13,スピーカ16及び
制御部14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。
On the other hand, in the case of the refrigerator configured as described above, the noise level generated in the machine room 7 in response to the driving of the compressor 8 has a band of about 700 Hz or less and 1.
It becomes a state having the property of increasing each in the band of 5 to 5 kHz. Among the noises corresponding to these bands, the noise on the high frequency side can be attenuated by transmission loss in the machine room cover 11 and the like, and can be easily provided by installing an appropriate sound absorbing member in the machine room 7. Since the sound can be muted, the active control of noise by the microphone 13, the speaker 16, and the control unit 14 as described above may be performed with a target frequency of 700 Hz or less.

【0033】また、上述のような騒音の能動制御を行な
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なうために重
要になってくる。そこで、本実施例においては、機械室
7内の三次元方向である奥行き,幅及び高さ方向の各寸
法D,W及びHのうち、例えば幅方向の寸法Wを他の寸
法D,Hより大きく設定(具体的には、W=600m
m、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。
In the case of performing the above-described active noise control, the noise in the machine room 7 may be formed as a one-dimensional plane traveling wave. It is important to perform the above easily and accurately. Therefore, in the present embodiment, for example, of the dimensions D, W, and H in the depth, width, and height directions, which are three-dimensional directions in the machine room 7, for example, the dimension W in the width direction is made larger than the other dimensions D, H. Set large (specifically, W = 600m
m, D = H = 200 mm) so that a standing wave of sound in the machine room 7 is established only in the primary mode. That is, for example, assuming that the machine room 7 is a rectangular cavity, the following equation is established.

【0034】[0034]

【数2】 (Equation 2)

【0035】但し、fは共鳴周波数(Hz)、Nx ,N
y ,Nzは、X,Y,Z各方向の番目モード、Lx ,Ly
,Lz は機械室7内のX,Y,Z各方向の寸法(つま
りD,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。
Where f is the resonance frequency (Hz), Nx, N
y and Nz are the modes in the X, Y and Z directions, Lx and Ly
, Lz are dimensions (ie, D, W, H) in the X, Y, and Z directions in the machine room 7, and C is the speed of sound. Therefore, from the above equation,
Frequency fx of the first standing wave in each of X, Y and Z directions
, Fy and fz can be obtained.

【0036】即ち、前述したように、奥行き寸法D=2
00mm、幅寸法W=600mm、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番目
の定在波の周波数fx は、Ny =Nz =0、音速340
m/秒として求めると、次式のようになる。
That is, as described above, the depth dimension D = 2
00 mm, width W = 600 mm, height H = 200
mm, the frequency fx of the first standing wave in the X direction is Ny = Nz = 0, and the sound speed is 340.
If it is calculated as m / sec, the following equation is obtained.

【0037】[0037]

【数3】 (Equation 3)

【0038】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、次式のように算出される。
Similarly, the frequencies fy and fz of the first standing wave in the Y and Z directions are calculated as follows.

【0039】[0039]

【数4】 (Equation 4)

【0040】この結果、前記ターゲット周波数(=70
0Hz)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16等を利用した騒音
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且つ精度良く行ない
得るようになる。
As a result, the target frequency (= 70)
0 Hz) or less, the standing wave of the noise in the machine room 7 is established only in the mode in the Y direction (width direction), and the noise in the machine room 7 can be regarded as a one-dimensional plane traveling wave. . For this reason, at the time of silencing by active control of noise using the speaker 16 or the like, the theoretical handling of the wavefront is easy, and the silencing control can be performed easily and accurately.

【0041】さて、上述の消音原理に基づいた制御を行
なうにあたって、コンプレッサ8から発生する騒音の強
さ(パワースペクトル)を例えば、500Hzまでの範
囲で周波数分析をすると、図5に示すような結果が得ら
れている。この場合、交流電源の周波数が50Hzであ
ることを考慮すると、電源周波数に起因して発生する電
磁騒音は電源周波数の偶数倍の周波数にピークを有して
おり(図中、丸印で示す)、一方、電源周波数よりも回
転部分のすべりによる分だけ小さい周波数となる回転周
波数に起因して発生する機械騒音は、その整数倍の周波
数にピークを有している(図中、三角印で示す)。ま
た、その他の騒音成分としては、上述のピークの間に現
われる変調音がある。このことから、前記二者の騒音成
分を抑制することにより、騒音のレベルを実用上問題な
い程度に十分消音できることがわかる。
When performing the control based on the above-described silencing principle, the intensity (power spectrum) of the noise generated from the compressor 8 is subjected to frequency analysis in a range up to, for example, 500 Hz. Has been obtained. In this case, considering that the frequency of the AC power supply is 50 Hz, the electromagnetic noise generated due to the power supply frequency has a peak at an even multiple of the power supply frequency (indicated by a circle in the figure). On the other hand, the mechanical noise generated due to the rotation frequency that is lower than the power supply frequency by the slip of the rotating portion has a peak at a frequency that is an integral multiple of the frequency (indicated by a triangle in the figure). ). Another noise component is a modulated sound appearing between the above-mentioned peaks. From this, it is understood that by suppressing the two noise components, the noise level can be sufficiently reduced to such a level that there is no practical problem.

【0042】そこで、本実施例においては、図3,4に
も示すように、これらの騒音成分を確実に検出するため
に、コンプレッサ8の回転に伴う騒音をマイクロホン1
3により検出して(図3(a)参照)その検出音をバン
ドパスフィルタ14を通すことにより(図3(b)参
照)、コンプレッサ8の回転周波数f1を抽出してお
り、また、電源周波数f0を周波数検出回路15aによ
り検出している(図3(d)参照)。つまり、上述した
騒音のうちで消音の対象となる成分に対して、回転周波
数f1と電源周波数f0(例えば50Hzとする)との
二つの基本周波数のみを個々に検出しているのであり、
制御回路15はこれらの検出結果の基づいて次のような
演算処理を行なっている。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, in order to reliably detect these noise components, the noise accompanying the rotation of the compressor 8 is transmitted to the microphone 1.
3 (see FIG. 3 (a)), the detected sound is passed through a band-pass filter 14 (see FIG. 3 (b)) to extract the rotation frequency f1 of the compressor 8, and the power supply frequency f0 is detected by the frequency detection circuit 15a (see FIG. 3D). That is, only two fundamental frequencies of the rotation frequency f1 and the power supply frequency f0 (for example, 50 Hz) are individually detected with respect to the components to be silenced in the above-described noise.
The control circuit 15 performs the following arithmetic processing based on these detection results.

【0043】即ち、制御回路15は、まず、回転周波数
f1に対して、その整数倍の周波数を求めて回転周波数
f1と合成してゆく(図3(c)参照)。また、電源周
波数f0に対しては、その偶数倍の周波数を求めて合成
する(図3(e)参照)。そして、(c)及び(e)で
示される出力をさらに合成して模擬音とする(図3
(f)参照)。次に、この模擬音に前述した消音原理に
基づいて生成されている消音用伝達関数(図3(g)参
照)を掛算して消音信号を生成する(図3(h)参
照)。最後に、前記基本周波数f0及びf1の成分がカ
ットされるようなフィルタ(伝達関数、図3(i)参
照)により消音信号を加工して最終的な消去音信号を生
成する(図3(j)参照)。そして、この消去音信号は
スピーカ16に出力されて消去音として機械室7内に放
射される。
That is, the control circuit 15 first obtains a frequency that is an integral multiple of the rotation frequency f1 and synthesizes it with the rotation frequency f1 (see FIG. 3C). Further, with respect to the power supply frequency f0, an even multiple of the power supply frequency f0 is obtained and synthesized (see FIG. 3E). Then, the outputs shown in (c) and (e) are further synthesized into a simulated sound (FIG. 3).
(F)). Next, a muffling signal is generated by multiplying this simulated sound by a muffling transfer function (see FIG. 3G) generated based on the above-described muffling principle (see FIG. 3H). Finally, the muffling signal is processed by a filter (transfer function, see FIG. 3 (i)) which cuts the components of the fundamental frequencies f0 and f1 to generate a final muffling signal (FIG. 3 (j) )reference). Then, the erase sound signal is output to the speaker 16 and emitted into the machine room 7 as an erase sound.

【0044】これにより、コンプレッサ8から発生する
騒音は、回転周波数の機械騒音成分を除いて、放熱用開
口部11aにおいてスピーカ16からの音と干渉して大
きく減衰し、回転周波数の機会騒音成分のみが消音され
ずに外部に放射されることになる。そして、この回転周
波数成分は、この場合50Hzよりも少し小さい周波数
の音であるので、外部に放射された場合でも実質上殆ど
耳障りな騒音とならない。
Thus, the noise generated from the compressor 8 is largely attenuated by interference with the sound from the speaker 16 in the heat radiation opening 11a except for the mechanical noise component of the rotation frequency, and only the opportunity noise component of the rotation frequency is generated. Will be radiated outside without being silenced. Since the rotation frequency component is a sound having a frequency slightly lower than 50 Hz in this case, even when radiated to the outside, it does not substantially cause harsh noise.

【0045】一方、このとき放熱用開口部11aに達す
る音は消音量モニタとしての補助マイクロホン12によ
り検出されており、そのときの回転周波数成分を除いた
騒音モニタ量が所定レベルよりも大きいとき、つまり消
音効果が小さいときには、制御回路15により、スピー
カ16からの出力レベルを調整して伝達関数の修正が行
われるようにフィードバック制御を行なう。この結果、
コンプレッサ8から発生する騒音は、放熱用開口部11
aにおいて実用上略問題のない程度に消音される。
On the other hand, at this time, the sound reaching the heat-dissipating opening 11a is detected by the auxiliary microphone 12 as a sound-extinguishing monitor, and when the noise monitor amount excluding the rotational frequency component at that time is larger than a predetermined level, That is, when the muffling effect is small, the feedback control is performed by the control circuit 15 so that the output level from the speaker 16 is adjusted to correct the transfer function. As a result,
The noise generated from the compressor 8 is transmitted to the heat dissipation opening 11.
In a, the sound is muted to the extent that there is no practical problem.

【0046】このように、本実施例は、コンプレッサ8
から発生する騒音のうち、機械騒音に対しては、回転周
波数をマイクロホン13及びバンドパスフィルタ14に
より検出し、電磁騒音に対しては、電源周波数を周波数
検出回路15aにより検出し、それらの検出信号を制御
回路15において夫々別々に演算処理を行なって消去音
信号を生成するようにした。
As described above, in the present embodiment, the compressor 8
Of the noise generated from the noise, the rotation frequency is detected by the microphone 13 and the band-pass filter 14 for the mechanical noise, and the power supply frequency is detected by the frequency detection circuit 15a for the electromagnetic noise. Are separately processed by the control circuit 15 to generate an erasing sound signal.

【0047】そして、この場合、コンプレッサ8の回転
周波数の成分を消去音信号として出力しないようにして
いるので、スピーカ16からの消去音がマイクロホン1
3により検出されても、バンドパスフィルタ14を通過
する時点でスピーカ16からの消去音はカットされ、結
局、コンプレッサ8の回転周波数成分のみを検出するこ
とになり、マイクロホン13とスピーカ16とによるハ
ウリングがおこることがなくなる。
In this case, since the component of the rotational frequency of the compressor 8 is not output as an erasing sound signal, the erasing sound from the speaker 16 is output from the microphone 1.
3, the elimination sound from the speaker 16 is cut off when passing through the band-pass filter 14, so that only the rotational frequency component of the compressor 8 is detected, and the howling by the microphone 13 and the speaker 16. Will not occur.

【0048】つまり、このような構成とすることによ
り、振動センサをコンプレッサ8に取り付ける場合に比
べて、マイクロホン13を用いる簡単且つ安価な構成
で、コンプレッサ8から発生する騒音が機械室7の外部
に放射するのを確実に防止することができるのである。
That is, with this configuration, compared with the case where the vibration sensor is attached to the compressor 8, the noise generated from the compressor 8 is transmitted to the outside of the machine room 7 with a simple and inexpensive configuration using the microphone 13. Radiation can be reliably prevented.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の消音装置
によれば、騒音源の回転駆動部により発生される騒音に
対して、回転周波数に起因して発生する機械騒音を、マ
イクロホンと回転周波数検出手段により検出し、電源周
波数に起因して発生する電磁騒音を、電源周波数検出手
段により検出し、制御手段により、騒音源からの騒音の
うち回転周波数を除いた騒音成分を打消すような消音信
号を生成して制御用発音器を動作させるようにしたの
で、マイクロホンを用いて騒音源の騒音を検出する場合
でも、簡単且つ安価な構成で、しかも制御用発音器とマ
イクロホンとの間でのハウリングを起こすことなく確実
に消音することができるという優れた効果を奏する。
As described above, according to the sound deadening device of the present invention, the noise generated by the rotation drive unit of the noise source is converted into the mechanical noise generated due to the rotation frequency by the microphone and the rotation. The electromagnetic noise generated due to the power supply frequency is detected by the frequency detection means, the power supply frequency detection means detects the electromagnetic noise, and the control means cancels the noise component excluding the rotation frequency from the noise source. Since the mute signal is generated to operate the control sounding device, even if the noise of the noise source is detected by using a microphone, a simple and inexpensive configuration can be used. This provides an excellent effect that the sound can be reliably muted without causing howling.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示すブロック構成図。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】冷蔵庫本体の縦断側面図。FIG. 2 is a longitudinal sectional side view of the refrigerator body.

【図3】各部における信号の周波数分布図。FIG. 3 is a frequency distribution diagram of a signal in each unit.

【図4】各部における信号の周波数分布図及び伝達関
数。
FIG. 4 is a frequency distribution diagram and a transfer function of a signal in each unit.

【図5】コンプレッサが発生する騒音の周波数分布図。FIG. 5 is a frequency distribution diagram of noise generated by a compressor.

【図6】騒音レベルを人間の聴感に対応させる周波数補
正曲線図。
FIG. 6 is a frequency correction curve diagram for making the noise level correspond to human hearing.

【図7】消音原理を説明する概念図。FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating a silencing principle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

図面中、1は冷蔵庫本体、5は冷却器、7は機械室(空
間領域)、8はコンプレッサ(騒音源)、11は機械室
カバー、11aは放熱用開口部、12は補助マイクロホ
ン、13はマイクロホン、14はバンドパスフィルタ
(回転周波数検出手段)、15は制御回路(制御手段、
電源周波数検出手段)、16はスピーカ(制御用発音
器)である。
In the drawing, 1 is a refrigerator main body, 5 is a cooler, 7 is a machine room (space area), 8 is a compressor (noise source), 11 is a machine room cover, 11a is a radiation opening, 12 is an auxiliary microphone, and 13 is an auxiliary microphone. Microphone, 14 is a band pass filter (rotation frequency detecting means), 15 is a control circuit (control means,
Power frequency detecting means) and 16 are speakers (control sounding devices).

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ダクト状をなす音響的に閉じられた空間
領域内に配置され回転駆動部を有する騒音源からの音を
検出して電気信号に変換すると共に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ことによ
り、前記空間領域から外部に放射される音を能動的に打
消すようにした消音装置において、前記騒音源から発生
される音を検出するマイクロホンと、このマイクロホン
による検出音のうち同騒音源の回転駆動部の回転数に相
当する周波数を抽出する回転周波数検出手段と、同回転
駆動部に与えられる電源の周波数を検出する電源周波数
検出手段と、前記回転周波数検出手段からの回転周波数
信号に基づいて前記騒音源の回転周波数に起因して発生
する機械騒音のうちその回転周波数成分を除いた機械騒
音を打消す消去音信号を生成すると共に前記電源周波数
検出手段からの電源周波数信号に基づいて前記騒音源の
電源周波数に起因して発生する電磁騒音を打消す消去音
信号を生成してこれらの消去音信号の合成出力により前
記制御用発音器を動作させる制御手段とを具備したこと
を特徴とする消音装置。
1. A method for detecting a sound from a noise source having a rotary drive unit disposed in an acoustically closed space formed in a duct shape, converting the sound into an electric signal, and processing the electric signal based on the processed signal. A microphone for detecting a sound generated from the noise source; and a microphone for detecting the sound generated from the noise source. Rotation frequency detection means for extracting a frequency corresponding to the number of rotations of the rotation drive unit of the noise source from the detected sound, power supply frequency detection means for detecting the frequency of the power supplied to the rotation drive unit, and the rotation frequency An erasing signal for canceling the mechanical noise excluding the rotational frequency component of the mechanical noise generated due to the rotational frequency of the noise source based on the rotational frequency signal from the detection means. And an elimination sound signal for canceling electromagnetic noise generated due to the power supply frequency of the noise source based on the power supply frequency signal from the power supply frequency detection means, and a composite output of these elimination sound signals is generated. And a control means for operating the control sounding device according to (1).
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