JPH03204579A

JPH03204579A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JPH03204579A
Application number: JP1344333A
Authority: JP
Inventors: Susumu Saruta; 猿田　進; Hiroshi Tamura; 宏田村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-12-28
Filing date: 1989-12-28
Publication date: 1991-09-06
Anticipated expiration: 2012-06-25
Also published as: JP2624858B2

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、消音機能を備えた冷蔵庫に関する。

（従来の技術）周知のように、家庭用冷蔵庫は騒音を発生するコンプレ
ッサを一体的に組み込んだものがほとんどである。この
ような家庭用冷蔵庫は、通常、居室空間内に設置される
場合が多い。このため、その騒音を如何にして低減させ
るかが重要な課題となっている。

冷蔵庫の場合、発生する騒音の大部分はコンプレッサお
よびこれに接続された配管系からのものである。すなイ
つち、コンプレッサでは、モータの回転音、被圧縮ガス
による流体音、圧縮機構部分の機械音などが発生する。

また、コンプレッサに接続された配管系も、コンプレッ
サの振動を受けて振動し、これによって騒音を発生する
。

このようなことから、通常、騒音源であるコンプレッサ
と、これに接続される配管系とを収容する、いわゆるダ
クト構造の機械室を設け、この機械室の存在で外部に漏
れ出す騒音を小さくする方式か採用されている。加えて
、比較的騒音の小さいロータリ形コンプレッサを用いた
り、コンプレッサの防振支持構造を改良したり、配管系
の形状を改善して振動伝搬路での減衰を図ったり、ある
いはコンプレッサおよび配管系の周囲に吸音部材や遮音
部材を配置して機械室内での吸音量の増加および騒音の
透過損失の増加を図ったりする対策も採られている。

しかし、機械室の壁にはコンプレッサの駆動に伴う発熱
を外部に逃がすための放熱用の開口部を設ける必要かあ
る。このため、この開口部から外部に騒音か漏れ出し、
前述の如き騒音低減対策を施しても騒音レベルを高々２
ｄＢ（Ａ）程度しか低減できない問題があった。

そこで最近では、音響制御技術を応用して騒音とは逆位
相、同一波長、同一振幅の音を人工的に作り出し、この
人工的に作り出した音で機械室の開口部から漏れ出よう
とする騒音を能動的に打ち消すことによって、冷蔵庫の
低騒音化を図ろうとする試みがなされている。この能動
消音制御は、基本的には騒音源からの音を特定位置に設
けた、たとえばマイクロホン等の音響センサで電気信号
に変換するとともに、この電気信号を演算器に通して加
工した信号でスピーカ等の制御用発音器を動作させるこ
とにより、騒音とは逆位相、同一波長、同一振幅の人工
音を発生させ、この人工音と原音である騒音とを干渉さ
せて原音を減衰させるようにしている。この能動消音制
御について、さらに第６図を参照しながら説明する。

すなわち、第６図において、騒音源であるコンプレッサ
Ｓが発生する音をＸ９、制御用発音器にあたるスピーカ
Ａが発生する音をＸａ、音響センサであるマイクロホン
Ｍで受ける音をＸ１１１、消音対象点０での音をＸ。と
じ、さらに各間の音響伝達関数をＧ　ＡＭ％　Ｇ　ＡＱ
％　Ｇ　５Ｍ５Ｇ　ｓｏとしたとき、２人力２出力系と
して次式か成立する。なお、上記各音響伝達関数Ｇ　Ａ
Ｍ％　Ｇ　ＡＯ１ＧＳＭ％ＧＳＯの意味は、前段の添字
が伝送側、後段の添字か応答側に対応するもので、たと
えばＣＡＭはスピーカＡを入力側と１２、かつマイクロ
ホンＮ１を出力側として測定したときの値を示している
。

上記式から、スピーカＡか発生すべき音Ｘａは、Ｘ　ａ
　−（Ｇ３ｏ’　Ｘ、　＋Ｇ５Ｍ’　Ｘｏ　）／（ＧＳ
ｌ、Ｉ−ＧＡＯ−ＧＳＯ″Ｇ　ＡＭ）として１′−ｔら
れる。この場合、消音対象点Ｏでの音響レベルを零にす
ることを目標としているので、Ｘ　ｏ　”　ｌ’、）と
おくことができる。この結果、Ｘａ＝Ｘ□　・Ｇ、。

／　（Ｇｓｏ−ＧｓｈｌＧｓ、＋”　ＧＡＯ）となる。

この式から判るように、消音対象点Ｏての音Ｘｏを零に
するためには、マイクロホンＭて受けた音Ｘｍに、Ｇ＝Ｇｓｏ／　（Ｇｓｏ・ＧＡＭ　　ＧｓＭ−ＧＡＯ）
　−（１）で示される伝達関数Ｇに応じたフィルタを掛
けて加工した音ＸａをスピーカＡから発生させれば制御
対象点Ｏでの音響レベルを理論上零にできることになる
。このような加工を行うために演算器Ｈが設けられる。

なお、第６図の構成では、（１）式におけるＧＳ＋Ｔ１
％　Ｇ　５゜を直接Ｍｌ定できない。このため、Ｇ　ｓ
ｏ／　Ｇ　ＳＭ−Ｇ　ＭＯの関係を利用し、（１）式を
Ｇ＝ＧＭｏ／　（ＧＡｖ−ＧＭＯＧＡＯ）　　　　−（
２）と変形してＧＡＭｌＧＭｏｌＧＡｏよりＧを求める
ようにしている。

しかしながら、このような能動消音制御方式を採用して
低騒音化を図ろうとした冷蔵庫にあっても次のような問
題があった。すなわち、予め、（２）式の伝達関数を求
めて演算器Ｈのフィルタを作成しても、設置場所の環境
、特に気温や気圧の変化による音速の変化等により伝達
関数が変化する。冷蔵庫の場合、コンプレッサが発熱す
るので、機械室内の温度が変化する。このように機械室
内の温度が変化すると、これに伴って音響伝達関数も変
化する。たとえば、音速は２０℃で約３４４ｍ／ｓであ
るが、１℃変化すると０．６ｍ／ｓ変化する。したがっ
て、気温か３０℃になると、音速は３５０　ｍ／ｓにな
る。

１００Ｈｚの音を考えてみると、音速か３４４１Ｉ／ｓ
のとき１波長は３．４４ｍで、３５０　ｍ／ｓでは３．
５ＩＩとなる。−船釣な冷蔵庫の幅は約６６０であり、
１００Ｈｚの音の場合、冷蔵庫の幅方向に入る位相はそ
れぞれ６９ｄｅｇと１２０ｄｅｇとなり、位相差が５１
　ｄｅｇも生じることになる。一般に、消音効果を５ｄ
Ｂ以上期待するには位相のずれが３０ｄｅｇ以内でなけ
ればならない。したかって、気温の変化によって音の位
相が５０　ｄｅｇもすれると、消音効果をほとんど期待
てきないことになる。

（発明が解決しようとする課題）上述の如く、能動消音装置を備えた従来の冷蔵庫では、
冷蔵庫の設置環境や経時変化によって音響伝達関数が変
動すると、消音のための付加音が変化して消音効果か低
下すると言う問題があった。

そこで本発明は、上述した不具合を解消でき、常に低騒
音状態で運転できる冷蔵庫を提供することを目的として
いる。

［発明の構成コ（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために、本発明は、庫内の温度状態
に応じて間欠駆動されるコンプレッサを、放熱用開口部
を備えた機械室内に収容してなる冷蔵庫本体と、機械室
の放熱用開口部から外部へ漏れ出ようとする騒音を能動
的に消音する消音装置とを備えてなる冷蔵庫において、
消音装置を、機械室内の騒音を検出する第１の音響セン
サと、消音に必要な音を発生するための制御用発音器と
、第１の音響センサの出力に機械室内の音響伝達特性に
応じた特性のフィルタをかけて加−Ｌした信号で制御用
発音器を駆動する第１の制御手段と、ランダムノイズ発
生器と、機械室の放熱用開口部の音量を検出するための
第２の音響センサと、コンプレッサの停止期間にランダ
ムノイズ発生器の出力でコンプレッサ音よりレベルの低
いランダムノイズを制御用発音器から発生させ、このと
きに第１および第２の音響センサで得られたデータを含
むデータを用いて機械室内の音響伝達特性を１ｌｌｌｌ
定し、この測定結果に基いて第１の制御手段におけるフ
ィルタ特性を修正する第２の制御手段とで構成している
。

（作　用）コンプレッサか停止しているときにランダムノイズを使
って伝達関数が測定され（ただし、Ｃ；Ｎ＋ｏについて
はコンプレッサが運転している期間に測定される。）、
システムの同定が行われる。

なお、測定時のランダムノイズのレベルはコンプレッサ
の回転中の音圧より低い値に抑えられる。

そして、コンプレッサの回転中に消音動作か行われる。

つまり、本発明では、冷蔵庫のコンプレッサは常に運転
されるのではなく、庫内の温度に応して間欠運転される
点着目し、コンプレッサの運転が停止トしているときに
消音システムの同定を行うようにしている。機械室への
熱の出入りはそれ程激しくないので、短い期間をとって
みると、機械室内の温度はそれ程変化しない。しかし、
１［］単位や季節単位でみると、緩やかであるが外気温
の変化に追従して機械室内の温度が変化する。機械室内
の温度か変化すると、機械室内の音響伝達特性が変化す
るので消音効果が低ドする虞がある。

しかし、本発明のようにコンプレッサの運転停止Ｆ期間
を利用して、消音システムを同定する方式であると、設
置環境や経時変化によって機械室内の音響伝達特性が変
化しても、この変化に追従させてフィルタ特性を変える
ことができ、この結果、常に低騒音状態での運転が可能
となる。

（実施例）以下、図面を参照しながら実施例を説明する。

第３図には本発明を適用した電気冷蔵庫１の概略構成が
示されている。この電気冷蔵庫１は、公知のものと同様
に筐体２内を上下方向に３つに仕切り、上から順に冷凍
室３、冷蔵室４、野菜至５を設けたものとなっている。

そして、各室の前面部には開閉「１在な扉がそれぞれ装
着されている。

また、冷凍室３内の後方位置には、冷却器６および送風
機７が配置されている。

筐体２の背面側下部にはダクト構造の機械室８か設けて
あり、この機械室８内に庫内の温度に応してオン、オフ
制御されるコンプレッサ９およびこれに接続された配管
系１０が収容されている。

機械室８は、第４図に示すようにカバー１１によって閉
しられている。したがって、コンプレッサ９および配管
系１０は、閉しられた空間内に収“ｄされている。そし
て、カバー１１には、コンプレッサ９を運転したときに
発生した熱を外部へυト出するだめの開口部１２が形成
されている。

機械室８内には、次に述べる消音装置２１の構ノ戊要素
である音響センサ、つまりマイクロホン２２．２’）と
、制御用発音器である、たとえばスピーカ２４とか配置
されている。マイクロホン２２は機械室８内の奥まった
場所に配置されており、マイクロホン２３は開口部１２
の近くに配置されており、さらにスピーカ２４は開口部
１２の近くに配置されている。

消音装置２１は、第１図に示すように構成されている。

すなわち、マイクロホン２２．２３の出力およびコンプ
レッサ９へのオン、オフ信号を消音制御器２５に導入し
ている。

消音制御器２５は、第１の制御系と第２の制御系とを備
えている。

第１の制御系は、コンプレッサ９が運転状態にある間、
マイクロホン２２の出力Ｘ１に、機械室８内の音響伝達
関数Ｇ　ＡＭ＋　Ｇ　ＡＯ＋　ＧＭＯによって決まるり
２）式で示される特性のフィルタをかけて加工した信号
を作成し、この信号を切換スイッチ２６を介してスピー
カ２４に与えるように構成されている。

一方、第２の制御系は、コンプレッサ９が運転状態にあ
るとき、マイクロホン２２と２３との間の音響伝達関数
ＧＭＯを測定する。また、コンプレッサ９が停止状態に
あるとき、ランダムノイズ発生器２７の出力を切換スイ
ッチ２６を介してスピーカ２４に与え、このスピーカ２
４でコンプレッサ音よりレベルの低いランダムノイズを
発生させ、このときのマイクロホン２２．２３の出力か
らスピーカ２４表マイクロホン２２との間の音響伝達関
数Ｇい、およびスピーカ２４とマイクロホン２３との間
の音響伝達量ｈ　Ｇ　Ａ　Ｏを測定する。そして、これ
ら音響伝達関数ＧＡ）Ｊ％ＧＡＯと、先に述べた音響伝
達関数Ｇえ、。とを使って（２）式のＧを算出し、この
算出結果で第１の制御系におけるフィルタ特性を修正す
るように構成されている。なお、音響伝達関数ＧＡ、、
３、ＧＡＯを測定するために、スピーカ２４から出力さ
れるランダムノイズのレベルは、たとえば４５ｄＢ（Ａ
）以下となるように設定されている。すなわち、消音装
置を使って消音しない場合、開「１部１２での騒音レベ
ルが５５ｄＢ（Ａ）であったとし、消音装置を使うと１
．０ｄＢ（Ａ）下がって４５ｄＢ（、Ａ）にな−〕だと
すると、ランダム２ノイズのレベルを４５ｄＢＣＡ）以
下に設定してランダムノイズそのものが騒音となって現
れないようにしている。

このような構成であると、コンプレッサ９か運転状態に
あるときには、消音制御器２５における第１の制御系の
働きによって、開口部１２での騒音を打ち消す音がスピ
ーカ２４から出力される。

また、コンプレッサ９が停止状態にあるときには、消音
制御器２５における第２の制御系の働きによって、音響
伝達関数ＣＡＭ％　Ｇ　ＡＯが測定され、この音響伝達
関数とコンプレッサ９の運転時に測定した音響伝達関数
ＧＭＯとを使ってその時点における（２）式のＧが算出
され、この算出結果で第１の制御系におけるフィルタ特
性が、その時点において最大の消音効果が得られる特性
に修正される。

第２図は、上述した動作を示す図である。図中２点鎖線
で示すレベルは、消音を行なわないときの騒音レベルを
示している。この図から判るように、コンプレッサ９の
オフ期間に、コンプレッサ音圧レベル以下のランダムノ
イズを使って音響伝達関数ＧＡＮＩ、ＧＡｏが測定され
る。また、第５図は第２の制御系で第１の制御系におけ
るフィルタ特性の修正を行う動作の流れ線図である。

このように、機械室８内の温度が外気温等の変化で変化
し、この変化に伴って機械室８内の音響伝達特性が変化
しても、この変化に追従させてフィルタの特性を変化さ
せることができるので、常にその時点において最大の消
音効果が得られる状態に消音装置２１を保持できる。し
たがって、冷蔵庫の低騒音化を安定して実現できること
になる。

［発明の効果］以上述べたように、本発明によれば、機械室の音響伝達
特性が変化しても、これに追従させて消音系を補正でき
るので、常に低騒音運転を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る冷蔵庫に組込まれた消
音装置のブロック構成図、第２図は同消音装置の動作を
説明するための図、第３図は同消音装置が組込まれた冷
蔵庫の断面図、第４図は同冷蔵庫に設けられた機械室の
構造を説明するための分解斜視図、第５図は消音装置の
動作を説明するための流れ線図、第６図は従来の冷蔵庫
に組込まれた能動消音装置の構成を示す概略図である。１・・・冷蔵庫、８・・・機械室、９・・コンプレッサ
、１０・・配管系、１２・・・開口部、２１・・・消音
装置、２２．２３・・・マイクロホン、２４・・・スピ
ーカ、２５・・・消音制御器、２６・・・切換スイッチ
、２７・・・ランダムノイズ発生器。

Claims

【特許請求の範囲】

庫内の温度状態に応じて間欠駆動されるコンプレッサを
、放熱用開口部を備えた機械室内に収容してなる冷蔵庫
本体と、前記機械室の前記放熱用開口部から外部へ漏れ
出ようとする騒音を能動的に消音する消音装置とを備え
てなる冷蔵庫において、前記消音装置は、前記機械室内
の騒音を検出する第１の音響センサと、消音に必要な音
を発生するための制御用発音器と、前記第１の音響セン
サの出力に前記機械室内の音響伝達特性に応じた特性の
フィルタをかけて加工した信号で前記制御用発音器を駆
動する第１の制御手段と、ランダムノイズ発生器と、前
記機械室の前記放熱用開口部の音量を検出するための第
２の音響センサと、前記コンプレッサの停止期間に前記
ランダムノイズ発生器の出力で上記コンプレッサ音より
レベルの低いランダムノイズを前記制御用発音器から発
生させ、このときに前記第１および第２の音響センサで
得られたデータを含むデータを用いて前記機械室内の音
響伝達特性を測定し、この測定結果に基いて前記第１の
制御手段におけるフィルタ特性を修正する第２の制御手
段とを具備してなることを特徴とする冷蔵庫。