JPH04124576A - 冷却装置の消音装置 - 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、冷蔵庫等の冷却装置に用いられる消音装置、
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却装置の消音装置に関する。

（従来の技術） 冷却装置、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、冷蔵庫の騒音として問題
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。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。このような機械室からの騒音が冷
蔵庫全体の騒音の大部分を占めるので、機械室からの騒
音を抑制すれば、冷蔵庫全体の騒音低減に大きく寄与す
る。

そこで、本出願人は、上記機械室騒音を抑制するだめに
、音波の干渉を利用して騒音低減を行なう騒音の能動制
御技術を応用した消音装置を考えている。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。ここで
、本出願人が考えている消音装置の一例を第４図及び！
５図に示す。第５図において、冷蔵庫本体１の背面側下
部に設けられた機械室２内には、例えばロータリ形のコ
ンプレッサ３、並びに図示しないコンデンサパイプ及び
除霜水蒸発装置等が配設されている。コンプレッサ３の
駆動状態では、コンプレッサ３からの冷媒が図示しない
冷媒通路を通じて冷却器（図示しない）に供給されてこ
れが冷却されると共に、図示しないファンが駆動されて
冷却器と庫内との間で熱交換が行なわれるようになって
いる。上記機械室２の背面開口部は、カバー４により閉
塞されている。このカバー４の図中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４ａが形成されてい
る。上記コンプレッサ３には検出手段である振動センサ
５が取付けられており、この振動センサ５はコンプレッ
サ３の振動音を電気信号に変換する。また、制御用発音
器である例えばスピーカ６は、機械室２内の奥壁部にお
ける放熱用開口部４ａよりの部位に取付けられている。

機械室２内における放熱用開口部４ａに対応する部位に
は、補助受音器である例えばマイクロホン７が設けられ
ており、このマイクロホン７はコンプレッサ３からの騒
音及びスピーカ６からの音を受音してこのスピーカ６に
よる消音効果をモニタするようになっている。

次に、能動制御を行なう構成の概略を示す第４図におい
て、逆位相音発生回路８は、振動センサ５からの電気信
号Ｓｍとマイクロホン７がらのモニタ結果であるモニタ
信号Ｓｏを受けて、スピーカ６へ駆動信号Ｐａを与える
ようになっている。

逆位相音発生回路８は、演算器であるフィルタ９と補正
手段である適応信号処理部１ｏとがら構成されている。

フィルタ９は、演算係数Ｇを有し、この演算係数Ｇに基
づいて振動センサ５がらの電気信号Ｓｍを加工して駆動
信号Ｐａを生成し、これをスピーカ６へ与える。これに
より、前述した能動制御が行なわれ、機械室２内の騒音
が消音されて低減されるようになっている。このような
能動制御は、コンプレッサ３の駆動中即ち逆位相音発生
用回路１３がコンプレッサオン信号Ｓｃを受けていると
きに実行されるようになっている。

一方、適応信号処理部１ｏは、フィルタ１１とアダプテ
ィブフィルタ１２とから構成されている。

フィルタ１１は、マイクロホン７とスピーカ６間の音響
伝達関数Ｇａｏを有している。アダプティブフィルタ１
２は、前記フィルタ９の演算係数Ｇを補正するための補
正係数ΔＧを算出するようになっている。この場合、補
正係数ΔＧ１音響伝達関数Ｇａｏ、振動センサ５からの
電気信号Ｓｍ。

マイクロホン７からのモニタ信号Ｓｏの間には、次式が
定義される。

Ｓｏ−５ｍｘＧａｏＸΔＧ ここで、アダプティブフィルタ１２において、入力をＳ
ｍＸＧａｏとすると、出力はＳｍＸＧａＱＸΔＧ、Ｔｈ
なり、希望の応答をＳｏ−とじて、このＳｏ−とＳｍＸ
ＧａｏｘΔＧとの差を誤差ｅとする。即ち、 ｅ−ｓｏ　　−８ｍＸＧａｏｘΔＧ とする。この誤差ｅが最小となるように即ち消音能力が
最小になるようにアダプティブフィルタ１２が補正係数
ΔＧを算出するようになっている。

そして、この補正係数ΔＧに基づいてフィルタ９の演算
係数Ｇが補正される。この場合、次式によって補正され
る。

Ｇｎｅｗ＝Ｇｏｌｄ−ΔＧ 但し、Ｇｏｌｄは補正前の演算係数、Ｇｎｅｗは補正後
の演算係数である。これによって、能動制御の構成部品
が経年変化による特性変動又は周囲温度変化による特性
変動が生じて消音能力が変動したとしても、上述したフ
ィルタ９の演算係数Ｇの補正を定期的例えば１か月に１
回程度行なうことにより、消音能力が最小になるように
制御されている。このような制御が、いわゆる適応制御
と称されている制御である。

（発明が解決しようとする課題） 上記構成において、冷蔵庫は家庭の居室空間内に配置さ
れるので、マイクロホン７は消音結果だけでなく居室空
間内で発生するさまざまな音も受音する。マイクロホン
７がこのような外来音を受音すると、そのモニタ信号Ｓ
ｏの出力レベルも上昇する。ここで、コンプレッサ３の
駆動中において、マイクロホン７から出力されるモニタ
信号Ｓｏの出力レベル変化のグラフを第２図に示す。

今、上述した適応制御を行なっているときに、第２図に
示すように、時刻すにて外来音を受音すると共に、この
外来音がコンプレッサ３の音と相関のある音であると、
この外来音を消すように即ち前記した誤差ｅを最小にす
るように、アダプティブフィルタ１２が補正係数ΔＧを
算出する。そして、この補正係数ΔＧに基づいてフィル
タ９の演算係数Ｇが補正される。しかしながら、この補
正された演算係数Ｇにより加工された駆動信号Ｐａをス
ピーカ６へ与えて、スピーカ６から音を発生させても、
この音では上記外来音は消音されることはなく、シかも
、コンプレッサ３からの音も変化していないので、マイ
クロホン７からのモニタ信号Ｓｏの出力レベルは増大す
る。そして、このような制御を繰返すため、アダプティ
ブフィルタ１２における誤差ｅの出力レベルは一気に増
大して発散してしまう。この誤差ｅの出力レベルの変化
を第３図に示す。このような発散状態となると、スピー
カ６から異常音が発生し続けて、能動制御による消音が
行なわれなくなることがある。

そこで、本発明の目的は、適応制御が発散状態となった
ときに、制御用発音器から異常音が発生し続けることを
防止できて、能動制御による消音を正常に実行し得、機
械室騒音を低減できる冷却装置の消音装置を提供するに
ある。

［発明の構成コ （３Ｉ８を解決するための手段） 本発明の冷却装置の消音装置は、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却装置の消音装置において、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
音器を備えると共に、この補助受音器によるモニタ結果
が最小となるように前記演算器の演算係数を補正する補
正手段を備え、そして、前記モニタ結果が発散すること
を検出する発散検出手段を備え、この発散検出手段によ
り前記モニタ結果の発散が検出されたときに前記演算係
数をその補正以前の状態に戻す制御手段を備えたところ
に特徴を有する。

（作用） 上記手段によれば、補助受音器が外来音を受音すること
に起因して適応制御が発散状態となっったときには、制
御用発音器から異常音が発生するか、発散検出手段によ
って補助受音器によるモニタ結果が発散することが検出
される。これにより、制御手段が演算器の演算係数をそ
の補正以前の状態に戻すようにしたので、この戻した演
算係数に基づいて演算器により加工した信号によって制
御用発音器を動作させれば、機械室内から外部に放射さ
れる音が能動的に打消されるようになる。

従って、制御用発音器から異常音が発生し続けることを
防止でき、能動制御による消音が正常に実行される。

（実施例） 以下、本発明を冷蔵庫に適用した一実施例につき第１図
ないし第３図を参照しながら説明する。

本実施例の機械的構成は、従来構成（第４図及び第５図
参照）とほぼ同一である。従って、能動制御を行なう構
成の概略を示す第１図において、第４図に示す従来構成
と同一部分には同一符号を付して説明する。

即ち、第１図において、機械室２内には、ロータリ形の
コンプレッサ３が配設されており、このコンプレッサ３
には検出手段である振動センサ５が取付けられている。

この振動センサ５は、コンプレッサ３の振動音を電気信
号Ｓｍに変換する。

また、機械室２内の奥壁部には、制御用発音器であるス
ピーカ６が取付けられている。機械室２の放熱用開口部
４ａには、補助受音器であるマイクロホン７が取付けら
れている。

さて、制御手段である逆位相音発生回路１３は、演算器
であるフィルタ１４と、補正手段である適応信号処理部
１５と、発散検出手段である誤差レベルモニタ部１６か
ら構成されている。このフィルタ１４は、演算係数Ｇを
有し、この演算係数Ｇに基づいて振動センサ５からの電
気信号Ｓｍを加工して駆動信号Ｐａを生成し、これをス
ピーカ６へ与える。これにより、能動制御が行なわれ、
機械室２内の騒音が消音されて低減されるようになって
いる。このような能動制御は、コンプレッサ３の駆動中
に、即ち、逆位相音発生回路１３がコンプレ１サオン信
号Ｓｃを受けているときに実行されるようになっている
。

一方、適応信号処理部１５は、フィルタ１７とアダプテ
ィブフィルタ１８とから構成されている。

フィルタ１７は、マイクロホン７とスピーカ６間の音響
伝達関数Ｇａｏを有している。アダプティブフィルタ１
８は、前記フィルタ１４の演算係数Ｇを補正するための
補正係数ΔＧを算出するように構成されている。この場
合、補正係数ΔＧ１音響伝達関数Ｑａｏ、振動センサ５
からの電気信号Ｓｍ、マイクロホン７からのモニタ結果
であるモニタ信号Ｓｏの間には、次式が定義される。

Ｓｏ−５ｍｘＧａｏＸΔＧ ここで、アダプティブフィルタ１８において、入力をＳ
ｍＸＧａ　ｏとすると、出力はＳｍｘＧａＯｘΔＧとな
り、希望の応答をＳＯ″として、このＳｏ−とＳｍｘＧ
ａｏｘΔＧとの差を誤差ｅとする。即ち、 ｅ−Ｓｏ　　−８ｍＸＣ；ａｏＸΔＧ とする。この誤差ｅが最小となるように即ち消音能力が
最小になるようにアダプティブフィルタ１８において補
正係数ΔＧが算出されるようになっている。この算出す
るアルゴリズムとしては、例えばＬＭＳアルゴリズムが
用いられている。そして、この補正係数ΔＧに基づいて
フィルタ１４の演算係数Ｇが補正される。この場合、次
式によって補正される。

Ｏｎ　ｅｗｍＧｏ　１　ｄ−ΔＧ 但し、Ｇｏｌｄは補正前の演算係数、Ｇｎ　ｅｗは補正
後の演算係数である。尚、上述したフィルタ９の演算係
数Ｇの補正は、定期的例えば１か月に１回程度行なわれ
るようになっている。また、この補正制御は、コンプレ
ッサ３の運転中に行なわれるようになっている。上記補
正制御即ち適応制御により、経年変化等により消音能力
が変動したとしても、該消音能力が最小になるように制
御される。

さて、上記誤差レベルモニタ部１６は、適応信号処理部
１５から誤差ｅを受けて、この誤差ｅの発散状態を検出
することにより、マイクロホン７からのモニタ信号Ｓｏ
が発散する状態を検出するようになっている。この誤差
レベルモニタ部１６により発散状態が検出されると、発
散検出信号が適応信号処理部１５へ与えられて、この適
応信号処理部１５において補正係数ΔＧがゼロクリアさ
れる。これと共に、上記発散検出信号がフィルタ１４へ
与えられると、このフィルタ１４において演算係数Ｇが
例えば補正前の係数（今回の演算係数がＧｎｅｗであれ
ば、前回の演算係数Ｇｏｌｄ）に戻されるようになって
いる。尚、この場合、前回の演算係数に限られることは
なく、前々回の演算係数或いはそれ以前のものでも良い
。

次に、上記構成の作用を説明する。

適応制御を行なっている場合即ち適応信号処理部１５に
おいて補正係数ΔＧの算出を行なっている場合に、マイ
クロホン７が消音結果だけでなく居室空間内で発生する
さまざまな音である外来音を受音すると、そのモニタ信
号Ｓｏの出力レベルが上昇する。今、１１！２図に示す
ように、時刻すにおいて、マイクロホン７に外来音が受
音されると共に、この外来音がコンプレッサ３の音と相
関のある音であると、この外来音を消すように即ち誤差
ｅを最小にするように、アダプティブフィルタ１８が補
正係数ΔＧを算出する。そして、この補正係数ΔＧに基
づいてフィルタ１４の演算係数Ｇが補正される。このと
き、補正された演算係数Ｇにより加工された駆動信号Ｐ
ａをスピーカ６へ与えて、スピーカ６から音を発生させ
ても、この音では上記外来音は消音されることはなく、
しかも、コンプレッサ３からの音も変化していないので
、マイクロホン７からのモニタ信号Ｓｏの出力レベルは
増大する。そして、このような制御を繰返すため、アダ
プティブフィルタ１８における誤差ｅの出力レベルは、
第３図に示すように、−気に増大して発散してしまう。

ここで、誤差ｅの出力レベルを設定値Ｃｅと比較し、出
力レベルが設定値Ｃｅ以上となったとき、誤差レベルモ
ニタ部１６により誤差ｅが発散状態（オーバーフロー状
態）となったことが検出される。これによって、適応信
号処理部１５において補正係数ΔＧがゼロクリアされる
と共に、フィルタ１４において演算係数Ｇが前回の演算
係数Ｇｏｌｄに戻される。そして、この演算係数Ｇｏｌ
ｄ即ち発散状態になる前の演算係数に基づいてフィルタ
１４により加工した駆動信号Ｐａによってスピーカ６を
発音させれば、機械室２内から外部に放射される音を能
動的に打消すことができる。この結果、従来（第４図参
照）とは異なり、スピーカ６から異常音が発生し続ける
ことを防止できて、能動制御による消音を正常に実行し
得、機械室２の騒音を低減できる。

尚、上記実施例では、コンプレッサ３からの騒音を検出
する検出手段として振動センサ５を用いたが、代わりに
マイクロホンを用いても良い。また、上記実施例では、
消音対象となる冷却装置として冷蔵庫に適用したが、こ
れに限られるものではなくエアコンの室外機或いは冷蔵
ショーケース等に適用しても良い。

［発明の効果］ 本発明は以上の説明から明らかなように、モニタ結果が
発散することを検出する発散検出手段を備え、この発散
検出手段によりモニタ結果の発散が検出されたときに演
算係数をその補正以前の状態に戻す制御手段を備える構
成としたので、適応制御が発散状態となったときに、制
御用発音器から異常音が発生し続けることを防止できて
、能動制御による消音を正常に実行し得、機械室騒音を
低減できるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は概略ブロック図、第２図はマイクロホンからの
モニタ信号Ｓｏの出力レベル変化を示すグラフ、第３図
はアダプティブフィルタにおける誤差ｅの出力レベル変
化を示すグラフである。また、第４図及び第５図は従来
構成を示すもので、第４図は第１図相当図、第５図は冷
蔵庫の機械室周辺を示す分解斜視図である。 図面中、２は機械室、３はコンプレッサ、５は振動セン
サ（検出手段）、６はスピーカ（制御用発音器）、７は
マイクロホン（補助受音器）、１３は逆位相音発生回路
（制御手段）、１４はフィルタ （演算器） ６は誤差レベルモニタ部 （発 散検出手段） １８はアダプティブフィルタ （補 正手段） を示す。

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却装置
   の消音装置において、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
   るモニタ結果が最小となるように前記演算器の演算係数
   を補正する補正手段と、前記モニタ結果が発散すること
   を検出する発散検出手段と、この発散検出手段により前
   記モニタ結果の発散が検出されたときに前記演算係数を
   その補正以前の状態に戻す制御手段とを備えたことを特
   徴とする冷却装置の消音装置。