JPH03263572A - 冷蔵庫の消音装置 - 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） 本発明は冷蔵庫の消音装置、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
蔵庫の消音装置に関する。

（従来の技術） 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祠及び遮音部拐
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われている。

ところが、−膜内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）とは逆
位相で且つ同−波長及び制御対象点で同一振幅となる人
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。

（発明が解決しようとする課題） このような騒音の能動制御技術を冷蔵庫に適用しようと
した場合、消音用の部品の中でも比較的人形の上記制御
用発音器は、冷蔵庫本体の断熱壁に機械室に臨むように
埋設することが考えられる。

しかしながら、このように制御用発音器を断熱壁に埋設
した場合、機械室内にはコンプレッサ及びこれに接続さ
れた配管が複雑に配置されているため、その制御用発音
器の点検、修理或いは交換が困難となる。また、制御用
発音器を断熱壁に埋設するにはその部分の断熱壁の厚さ
が通常の１゜５〜１．７倍程度必要となり、これに伴い
この断熱壁に隣接した庫内の容積が減少し、ひいては冷
蔵庫全体の庫内容積が減少するという問題点かある。

そこで、本発明の目的は、音波の干渉を利用して機械室
からの騒音の低減化を図るようにしたものにおいて、特
に制御用発音器を冷蔵庫本体の庫内容積を減少させるこ
となく設けることができると共に、その制御用発音器の
メンテナンスを容易に行うことができる冷蔵庫の消音装
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、上記の目的を達成するために、冷蔵庫本体の
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蔵庫の消音装
置において、前記制御用発音器を、前記機械室に着脱可
能に装着されてこの機械室を放熱用開口部を残して閉鎖
するカバーに設ける構成としたものである。

（作用） コンプレッサからの音は受音器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が、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とい
う能動制御が行われる。

このとき、制御用発音器は機械室のカバーに設けるよう
にしているから、制御用発音器を取り付けるについて冷
蔵庫本体の断熱壁を厚くする必要がなく、冷蔵庫本体の
庫内容積を減少させる必要がない。しかも、機械室内に
コンプレッサ及び複雑な配管が配置されている事情があ
っても、カバーを外すことにより、制御用発音器の点検
、修理或いは交換を容易に行うことができる。

（実施例） 以下、本発明の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４図において、１は冷
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。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
ファンである。７は冷蔵庫本体１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、及びこれに接続されたコンデンサバイブ９等の
配管、並びに所謂セラミックフィンを利用した除霜水蒸
発装置１０等が収納されている。

さて、第１図（ここではコンデンサバイブ９等の配管及
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、機械室７は、その背面のみが矩形状に開口され、
この開口部分に、後方へ突出する膨出部１１ａを有した
カバー１】が着脱可能に装着されるようになっている。

このとき、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、膨出部１１ａ
の図中左縁部には上下方向に延びる矩形状の放熱用開口
部１２が形成されている。つまり、カバー１１の装管状
態では、機械室７は放熱用開口部１２を残して閉じられ
た状態を呈する。尚、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１図において、１３は受音器たる例えば振動
ピックアップで、これは、コンプレッサ８の外面に取り
付けられ、以てコンプレッサ８の振動を検出することに
よって該コンプレッサ８からの音を電気信号に変換する
ように設けられている。１４は制御用発音器たるスピー
カで、これは、機械室７における上記カバー１１の内面
に発音器ボックス１５と共に取り付けられている。

しかして、第２図に示すように、スピーカ１４は、振動
ピックアップ１３からの電気１３号を逆相音発生用回路
１６内の演算器１７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、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わ
れる。

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Ｓ１１スピーカ１４が発生する音を８
２、振動ピックアップ１３で受ける音をＲ２１、制御対
象点である放熱用開口部１２での音を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Ｔｌ１Ｔ２１．　　Ｔ１２．　Ｔ２２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１４が発生すべき音Ｓ２は、上式から
、 ５２−（−Ｔ１２・Ｒ１＋Ｔｌ１−　Ｒ２）　／（Ｔｌ
ｌ−Ｔ２２−Ｔ１２・　Ｔ２１）として得られるが、こ
の場合には放熱用開口部１２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。また、この場合、スピーカ１４から振動ピックアッ
プ１３への音響伝達関数Ｔ２１は無視することができる
ので、Ｔ２１−０とおくことができる。この結果、Ｓ２
−−　（Ｒ１・ＴＩ２／Ｔｌ１−Ｔ２２）となる。

この式から理解できるように、放熱用開口部１２での音
Ｒ２を零にするためには、振動ピックアップ１３で受け
た音Ｒ１に、 Ｆ−＝（ＴＩ２／”ｒｌｌ・Ｔ２２） なるフィルタをかけて川口［シた音Ｓ２をスピーカ］４
から発生させれば、放熱用開口部１２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１７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１４の出力を制御するように構成されてい
る。

ここで、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、第７図に示すように７００Ｈ２程度以下の帯域並
びに１．５〜５　Ｋ　Ｈｚ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７のカバー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品に消音
できるものであるから、前述のような振動ピックアップ
１３．スピーカ１４及び演算器１７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
の二次元方向である奥行き１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−６００ｅ＋ｍ、Ｄ
＝Ｈ−２００＋ｗ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）　　　＋（Ｎｙ　　
１．、ｙ）　　＋（Ｎｚ／Ｌｚ）２　／　２但し、ｆは
共鳴周波数（Ｈ２）、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を求め得る。

即ち、前述したように、奥行き寸法Ｄ−２０Ｄ１１幅寸
法Ｗ＝６００ａｍ、高さ寸法Ｈ−２００ａ１１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　　（１０，２）　　／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＝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（−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１４などを利用した騒
音の能動制御による消せ時において、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
い得るようになる。

一方、第１図及び第２図において、１８はモニタ用マイ
クロホンで、これは、放熱用開口部１２での音を電気信
号Ｓｅに変換するように構成され、以てスピーカ１４に
よる消音量をモニタできるように設けられている。尚、
このモニタは、スピーカ１４から人工音が出力された状
態で行われるものであり、この状態で電気信号Ｓｅのレ
ベルが低い場合はどスピーカ１４による消音量が大きい
ことになる。そして、上記電気信号Ｓｅは、逆相音発生
用回路１６内の適応制御回路１つに人力されるようにな
っている。

しかして、以下においては、前記演算器１７及び適応制
御回路１９を含む違和音発生用回路１６の機能について
第３図のフローチャートを参照しながら説明する。

即ち、演算器１７は、前述した能動制御原理に基づいた
演算結果によってスピーカ１４を駆動するという能動制
御ルーチンＡを実行することにより、スピーカ１４から
の人工音とコンプレッサ８からの騒音とを干渉させてそ
の騒音を打消す動作を継続的に行う。このような能動制
御実行時において、適応制御回路１９は、例えばスピー
カ１４からの人工音のレベルが略ビーク値となるタイミ
ング毎、換言すればコンプレッサ８からの騒音レベル（
これはコンプレッサ８の電源周波数に応じて周期的に変
化する）がピーク値近傍にあるタイミング毎に、モニタ
用マイクロホン１８からの電気信号Ｓｅによってスピー
カ１４による消音量をモニタする（ステップＢ、Ｃ）。

このように電源周波数に同期して電気信号Ｓｅの入力が
行われる結果、その入力電気信号Ｓｅにより示される消
音量は外部からの騒音の影響が抑制された信頼性の高い
ものとなる。そして、適応制御回路１９は、上記のよう
にモニタした消音量が設定レベル以下か否かを判断しく
ステップＤ）、設定レベルを越えていた場合、つまりス
ピーカ１４による消音量が十分な場合には前記能動制御
ルーチンＡへ戻るが、そのモニタ消音量が上記設定レベ
ル以下であった場合、つまりスピーカ１４による消音量
が不足して騒音が増大した状態にある場合には、前記演
算器１７の演算係数（伝達関数）を所定量だけ変化させ
ることによってスピーカ１４による消音量を増大する方
向へ調節するという適応制御ルーチンＥを実行し、この
後に能動制御ルーチンＡへ戻る。

以上要するに、逆和音発生用回１１８１６は、スピーカ
１４による能動制御の実行時において、スピーカ１４か
らの人工音による消音量をモニタ用マイクロホン１８を
通じてモニタすると共に、そのモニタ結果が、消音のた
めの信号系を構成する部品（振動ピックアップ１３．ス
ピーカ１４．モニタ用マイクロホン１８など）の特性変
動などに起因して設定レベル以下となったときには、演
算器１７の演算係数を補正する動作を消音量が設定レベ
ル以上となるまで（ステップＤで「ＮＯ」と判断するま
で）反復するものであり、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適応制御を実行する。この
とき、上記適応制御は、消音量が不足したこと（ステッ
プＤでｒＹＥＳＪと判断したこと）を条件に実行される
ことになるから、その実行時期が常に適切なものとなる
。

このように上記した実施例によれば、機械室７内に収納
されたコンプレッサ８からの音を、スピーカ１４からの
人工音との干渉により能動的に打消すようにしたものに
おいて、上記スビ□−力１４を機械室７に装着されるカ
バー１１に取り付けるようにしているから、スピーカ１
４を冷蔵庫本体１下部の断熱壁に埋設する場合とは違い
、冷蔵庫本体１の断熱壁を厚くする必要がなく、冷蔵庫
本体１の庫内容積を減少させる必要がない。また、機械
室７内にコンプレッサ８及び複雑な配管が配置されてい
る事情があっても、カバー１１を外すことにより、その
スピーカ１４のメンテナンスを容易に行うことができる
。さらには、上述したような消音装置を設けるについて
、冷蔵庫本体１側の構造を変更する必要がないから、余
分なコストがかからず、また、冷蔵庫本体１の機械室７
を標準化設計しておけば、異なる機種の冷蔵庫にも容品
に消音装置を設けることが可能となる。

また、この場合、モニタ用マイクロホン］８もカバー１
１に取り付けるようにしているから、このモニタ用マイ
クロホン１８についてのメンテナンスも容品になし得る
。

勿論、上記実施例においては、機械室７は放熱用開口部
１２を通じて外部と連通しているから、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内の温度が異常
に上昇することがなくなる。

尚、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、例えばコンプレッサ８からの音を検出
する受音器としては、振動ピックアップ１８に代えてマ
イクロホンでも良い等、要旨を逸脱しない範囲内で適宜
変形して実施し得る。

［発明の効果］ 以上の記述にて明らかなように本発明は、冷蔵庫本体に
おける機械室内に収納されたコンプレッサからの音を、
制御用発音器からの人工音との干渉により能動的に打消
すようにしたものにおいて、上記制御用発音器を機械室
に装着されるカバーに取り付けるようにしたから、その
制御用発音器を、冷蔵庫本体の庫内容積を減少させず、
しかも冷蔵庫本体側の構造を変更することなく設けるこ
とができ、また、機械室内にコンプレッサ及び複雑な配
管が配置されている事情があっても、制御用発音器のメ
ンテナンスを容易に行う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図は要部を
分解状態で示す斜視図、第２図は概略的な電気的構成図
、第３図は制御内容を示すフローチャート、第４図は冷
蔵庫の縦断側面図、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図は機械室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である。 図中、１は冷蔵庫本体、７は機械室、８はコンプレッサ
、］１はカバー　１２は放熱用開口部、１３は振動ピッ
クアップ（受音器）、１４はスピーカ（制御用発音器）
、１６は逆相音発生用回路、１７は演算器、１８はモニ
タ用マイクロホン、１９は適応制御回路を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、冷蔵庫本体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
   た冷蔵庫の消音装置において、前記制御用発音器を、前
   記機械室に着脱可能に装着されてこの機械室を放熱用開
   口部を残して閉鎖するカバーに設けたことを特徴とする
   冷蔵庫の消音装置。