JPH03263573A - 冷蔵装置 - 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、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消音機能を備えた冷蔵装置
に関する。

（従来の技術） コンプレッサを利用した冷蔵装置、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、−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、騒音源からの音を特
定位置に設けた例えばマイクロホン或は騒音源の振動音
を直接検出する振動センサ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（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
よるモニタ結果が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、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による冷蔵装置を実用
に徴する場合に問題となるのは、補助受音器がコンプレ
ッサ以外の騒音を受けてしまうことにより、コンプレッ
サの騒音に対して適切な適応制御が出来なくなることで
ある。つまり、冷凍室或は冷蔵室等の冷却室に設けられ
ている扉が開閉されるときの音を補助受音器が受けた場
合には、能動制御による消音効果が十分発揮されていな
いと判断されて能動制御における演算係数が変更されて
しまう。このため、変更された演算係数に基づいて能動
制御が実行された時点では、扉の開閉音の発生が終了し
てしまうので、能動制御により制御用発音器から発せら
れる人工音が逆に騒音を増加させる作用を生じるという
問題がある。

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、その能動制御による騒音減衰に基づいて能動制御
条件を適宜変更する消音機能を備えたものにおいて、冷
却室に設けられた扉の開閉音でもって能動制御条件が不
適切となることを防止することができる冷蔵装置に関す
る。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するために、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蔵装置であって、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
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
を設け、前記コンプレッサの駆動により冷却される冷却
室に設けられた扉の開放状態を検知する扉開放検知手段
を設けた上で、前記制御手段を、前記扉開放検知手段が
検知状態となったとき１ヰ前記演算器による演算を停止
するように構成したものである。

（作用） 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（伝達関数）を所定量だけ変
化させるようになり、これに応じて能動制御による消音
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。

しかして、扉が開閉されることにより開閉音が発せられ
たときは、上記適応制御にも拘らず人工音による消音効
果（補助受音器によるモニタ結果に相当）が許容範囲に
収まらな（なることがある。

このとき、扉開放検知手段が扉の開放状態を検知して検
知常態となるので、制御手段にあっては、前記演算器の
演算動作を停止するようになる。これにより、補助受音
器が扉の開閉時に発せられる音を受音した場合であって
も、その音に基づいて適応制御は実行されないから、騒
音の増大を来してしまうことはない。

（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
蔵装置本体たる冷蔵庫本体であり、これの内部には上方
より順に冷却室たる冷凍室２．冷蔵室３及び野菜室４が
設けられている。また、冷凍室２．冷蔵室３及び野菜室
４の前面には扉５，６゜７が設けられていると共に、各
部５，６．７が開放されたことを検知するための扉開放
検出手段たるリミットスイッチ８．９．１０が夫々設け
られている。一方、１１は冷凍室２の背部に配設された
冷却器、１２は冷却器１１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。そ
して、１３は冷凍室２内の温度を測定するように配設さ
れたサーミスタである。また、１４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１５．コンデンサパイプ１６及び
所謂セラミックフィンを利用した除霜水蒸発装置１７が
収納されている。

さて、第４図（ここではコンデンサバイブ１６及び除霜
水蒸発装置１７の図示を省略している）に示すように、
機械室１４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１８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
１８は、その周縁部が機械室１４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１８ａが形成されてい
る。つまり、機械室カバー１８の装着状態では、機械室
１４は放熱用開口部１８ａを残して閉じられた状態を呈
する。尚、機械室カバー１８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、１９はコンプレッサ１５に取
付けられた検出手段たる例えば振動センサで、これは、
騒音源であるコンプレッサ１５の振動音を振動音信号に
変換するように設けられている。２０は機械室１４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１４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１８ａ寄りの部位に埋設状に取付
支持されている。そして、２１は放熱用開口部１８ａ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１５からの騒音及びスピーカ２０からの音を
受音してこのスピーカ２０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２０は、振動
センサ１９からの電気信号Ｓｓを違和音発生用回路２２
内の演算器２３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
１５が発生する音をＳｔ；スピーカ２０が発生する音を
Ｓ２、振動センサ１９が検出する振動音をＲ１，制御対
象点である放熱用開口部１８ａに設けられたマイクロホ
ン２１で受ける音を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Ｔｌｌ、　Ｔ２
１．　ＴＩ２．　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２０が発生すべき音Ｓ２は、上式から
、 ３２−　（−Ｔ１２・Ｒ１＋Ｔ１１−　Ｒ２）　／（Ｔ
ｌｌ・Ｔ　２２−　Ｔ　１２・Ｔ　２１）として得られ
るが、この場合には放熱用開口部１８ａ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。この結果、 Ｓ２　−Ｒ１・ＴＩ２／（Ｔ１２・Ｔ２１−Ｔｌｌ−Ｔ
２２）となる。このとき、振動センサ１９はスピーカ２
０からの音Ｓ２により振動してしまうことはないので、
Ｔ２１−０とみなすことができる。従って、Ｓ２−Ｒ１
−Ｔ１２／　（−Ｔｌｌ・Ｔ２２）を得ることができる
。この式から理解できるように、マイクロホン２１で受
ける音Ｒ２を零にするためには、振動センサ１９が検出
した振動音Ｒ１に、Ｆ−ＴＩ２／　（−Ｔｌｌ−７２２
） なるフィルタをかけて加工した音Ｓ２をスピーカ２０か
ら発生させれば、放熱用開口部１８ａ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２３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２０に対して制御信号Ｐａを与えるように
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１５の駆動に応じて機械室１４内で発生する騒音
レベルは、第７図に示すように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１８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１４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１９．スピーカ２０及び演算器
２３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１４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１
４内の三次元方向である奥行き２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−６００ｉｍＳＤ−
Ｈ−２００■１こ設定）することによって、機械室１４
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１４を矩形の空洞と想
定した場合には、次式が成立する。

ｆ−Ｃ−ＮｘＬｘ　　＋ＮｙＬｙ　　＋Ｎｚｌ、ｚ）２
／２但し、ｆは共鳴周波数（Ｈｚ）、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−２００１１幅寸
法Ｗ−６００■■、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）　　／２８５０Ｈｚ となり、同碌に、Ｙ、Ｘ方向に対する１番目の定在波の
周波数ｆｙ、ｆｚは、 ｆｙ−３４０１０，６）　　／２ ＝２８３Ｈｚ ｆｚ　−３４０１０，２）　２／２ ８５０Ｈ２ 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１４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１４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２０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。

さて、第１図において、逆相音発生用回路２２は、コン
プレッサ１５に対する駆動指令（以下コンブオン信号Ｓ
ａと称する）を受けると共に、そのコンブオン信号Ｓａ
の入力状態に基づいて演算器２３の機能を制御している
。

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１
５及びファン１２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、冷凍室２の温度を測定するように設
けられたサーミスタ１３は抵抗２４と直列接続されてお
り、このサーミスタ１３から冷凍室２の温度を示す温度
信号ｓｂが出力されるようになっている。

そして、比較器２５において、サーミスタ１３からの温
度信号ｓｂと抵抗２６．２７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２５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１３からの温度信号ｓｂの信号レベルが基準
電圧Ｖｃを上回ることにより比較器２５からコンブオン
信号Ｓａが出力される。そして、比較器２５からのコン
ブオン信号Ｓａはリレー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。ここで、リレ
ー２８のリレーコイル２８ａはトランジスタ２９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の常開接点２８ｂが閉成することにより、
コンプレッサ１５及びファン１２に商用交流電源３０が
接続されてこれらが駆動されるようになっている。

また、６扉５．６．７に設けられているリミットスイッ
チ８．９．１０の各一端はアースされ、各他端は抵抗３
２，３３．３４を介して電源ラインと接続されていると
共に、各共通接続点はオア回路３６の入力端子と接続さ
れている。そして、オア回路３５の出力端子は逆相音発
生用回路２２と接続されており、何れかの扉５．６．７
が開放されたときは、オア回路３５から逆相音発生用回
路２２に扉開放信号Ｓｄが出力される。

さて、第１図において、逆相音発生用回路２２内には制
御手段たる適応制御回路３１が設けられており、マイク
ロホン２１からの電気信号Ｓｏはその適応制御回路３１
に入力されるようになっている。

しかして、以下においては、前記逆相音発生用回路２２
．つまり演算器２３及び適応制御回路３１の機能につい
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、逆相音発生用回路２２の演算器２３は、コンブオ
ン信号Ｓａが人力するまで待機しており（ステップＡ）
、コンブオン信号Ｓａが人力したところで振動センサ１
９から電気信号Ｓ−をサンプリングする（ステップＢ）
。そして、入力した電気信号Ｓ−を伝達関数Ｆに基づい
て信号加工すると共に（ステップＣ）、制御信号Ｐａを
スピーカ２０に出力しくステップＢ）、これにより放熱
用開口部１８ａにおける音がスピーカ２０からの音によ
り打ち消されるという能動制御が実行される。

一方、逆相音発生用回路２２の適応制御回路３１は、扉
開放信号Ｓｄが入力しているか否かを判断しくステップ
Ｅ）、扉開放信号Ｓｄが入力していないときは、マイク
ロホン２１からの電気信号Ｓｏに基づいて前述した能動
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Ｇから
ステップＡに戻る。しかしながら、消音効果のモニタ結
果が、許容範囲外であった場合には、ステップＧからス
テップＨに移行して演算器２３の演算係数（伝達関数）
を消音能力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２０からの出力が調整されて
そのスピーカ２０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
Ａ−Ｈを繰返し実行するループを形成して、前述した演
算器２３の演算係数変更動作を反復する。

上記ループ実行中において、消音効果のモニタ結果が許
容範囲に収まった場合（ステップＧでｒＹＥｓＪと判断
した場合）には演算器２３の演算係数変更動作を停止し
てステップＡへ戻るまた、コンプレッサ１５の駆動によ
り冷凍室２の温度が設定温度まで低下すると、コンブオ
ン信号Ｓａが断たれるので、演算器２３は、ステップ八
からステップＩに移行して制御信号Ｐａの出力を停止す
る。これにより、コンプレッサ１５の非駆動状態におい
て無駄な能動制御が実行されてしまうことはない。

さて、上記適応制御の実行中に何れかの扉５゜６．７が
開放されると、オア回路３５から適応制御回路３１に扉
開放信号Ｓｄが出力される。すると、適応制御回路３１
は、ステップＥからステップＡに戻るので、演算器２３
による能動制御は継続して実行されるものの、適応制御
回路３１による適応制御は一旦中断されてしまう。これ
により、マイクロホン２４が、扉５．６．７特に野菜室
４に設けられている扉７の開閉音を受音した場合であっ
ても、その開閉音でもって演算器２３の伝達関数が不適
切に変更されてしまうことはない。

以上要するに、適応制御回路３１は、何れかの扉５，６
．７が開放されたときは、マイクロホン２１の受音に基
づく適応制御を中断するように構成されているので、扉
の開閉音に基づいて適応制御が不適切に行われてしまう
ことを防止することが可能となり、以て能動制御時にお
ける消音能力を常に最適に保つことができる。

勿論、上記実施例において、機械室１４は放熱用開口部
１８ａを通じて外部と連通されているから、コンプレッ
サ１５の駆動時における発熱によって機械室１４内の温
度が異常に上昇することはない。また、機械室カバー１
８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１４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１４内の温度上昇が低く抑え
られるようになる。

尚、上記実施例では、コンプレッサ１５からの騒音を振
動センサ１９により検出するように構成したが、これに
代えて、コンプレッサ１５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
て実施することができる。

［発明の効果コ 本発明の冷蔵装置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、その能動制御による騒音減衰に基づいて能動制
御条件を適宜変更する消音機能を備えた冷蔵装置におい
て、冷却室に設けられた扉の開閉者でもって能動制御条
件が不適切となることを防止す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
特性図である。 図中、１は冷蔵庫本体、２は冷凍室（冷却室）３は冷蔵
室（冷却室）４は野菜室（冷却室）、５゜６．７は扉、
８．９．１０はリミットスイッチ（扉開放検出手段）、
１４は機械室、１５コンプレツサ、１７は除霜水蒸発装
置、１８は機械室カバー　１８８は放熱用開口部、１９
は振動センサ（検出手段）、２０はスピーカ（制御用発
音器）２１はマイクロホン（補助受音器）、２２は逆相
音発生用回路、２３は演算器、３１は適応制御回路（制
御手段）である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、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蔵装置
   であって、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、前記コンプレッサの駆動により冷却
   される冷却室に設けられた扉の開放状態を検知する扉開
   放検知手段とを備え、前記制御手段は、前記扉開放検知
   手段が検知状態となったときは前記演算器による演算を
   停止するように構成されていることを特徴とする冷蔵装
   置。