JPH04370389A - 吸音装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ヘルムホルツ共鳴の原
理を利用して騒音を低減するようにした吸音装置の改良
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、各種の音を吸収するための吸
音材料として、例えば「建築音響（前川純一著　　共立
出版社　　昭和５３年発行），６６頁」に開示されるご
とく、所定の空間を取り囲む板材にネック部と、このネ
ック部の奥方に形成された空胴部とからなる吸音室を設
け、ネック部又はその空胴部の空気を１つの塊として、
いわゆるヘルムホルツ共鳴を生じさせることにより、空
間で生じる騒音のうちヘルムホルツ共鳴の周波数付近の
周波数成分を吸収させるようにしたものは公知の技術で
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な吸音室のヘルムホルツ共鳴の周波数ｆｏ　は、下記式

【０００４】

【数１】

【０００５】で表される。ここで、ｃは音速、Ｖは空胴
部の容積、Ｇは媒体の動き易さであって、Ｇは近似的に
式　　Ｇ＝ｓ／ｌ（ただし、ｓはネック部の断面積、ｌ
はネック部の実効長さである）で表される。

【０００６】したがって、空間内の大きな騒音を緩和す
るには、その騒音中の周波数特性のうち最大レベルを与
える特定周波数に一致するヘルムホルツ共鳴の周波数を
有する吸音室を設ければよいことになる。

【０００７】しかるに、斯かる空間で生じる騒音中の特
定周波数は空間内に設置された騒音を発する装置の作動
状態や空間内の媒体等の振動を伝える媒体の温度，圧力
等の条件（環境条件）等によって変動する。したがって
、上記のように予め設定されたヘルムホルツ共鳴を生じ
る吸音室を設けても、そのときの環境条件等の変化によ
って、最大レベルを与える特定周波数が変化したときに
は、吸音機能を十分発揮できないという問題があった。

【０００８】特に、冷凍装置に配置される冷媒圧縮用圧
縮機の場合、運転音が大きいことから、その運転音を低
減することは大きな課題であるが、圧縮機の運転周波数
の変化（インバ―タ付き圧縮機の場合）や冷媒の圧力，
温度等が激しく変動するので、吸音室のヘルムホルツ共
鳴の周波数が運転音中の最大レベルの特定周波数からず
れて、吸音特性が悪化する虞れがあった。

【０００９】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、吸音対象となる空間の騒音のうち最
大レベルを与える特定周波数が条件の変化に応じて変動
したときにも、特定周波数と吸音部のヘルムホルツ共鳴
の周波数とを一致させる手段を講ずることにより、吸音
機能の向上を図ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、請求項１の発明の講じた手段は、図１に示すように、
吸音対象となる空間に臨むネック部（１３）と該ネック
部（１３）に連通してその奥方に設けられた空胴部（Ｃ
ｖ）とからなるヘルムホルツ共鳴を利用した吸音室（１
２）を備えた吸音装置を対象とする。

【００１１】そして、吸音装置に、上記吸音室（１２）
の空胴部（Ｃｖ）の容積を調節する容積調節機構（１７
）と、吸音対象空間で生じる騒音を検出する騒音検出手
段（２１）と、該騒音検出手段（２１）の出力を受け、
騒音の周波数特性のうち最大レベルの周波数を特定周波
数として決定する特定周波数決定手段（２２）と、上記
各吸音室（１２）の空胴部（Ｃｖ）の容積が上記特定周
波数決定手段（２２）で決定された特定周波数に一致す
るヘルムホルツ共鳴の周波数を与える容積になるよう上
記容積調節機構（１７）を制御する制御手段（２３）と
を設ける構成としたものである。

【００１２】請求項２の発明の講じた手段は、上記請求
項１の発明における吸音室（１２）を冷凍装置の圧縮機
に付設し、吸音室（１２）のネック部（１３）を圧縮機
のケ―シング（１）内のガス室（９ａ）に臨むよう構成
したものである。

【００１３】

【作用】以上の構成により、請求項１の発明では、環境
条件等が変化すると、騒音検出手段（２１）で検出され
る騒音の周波数特性が変化し、最大レベルを与える特定
周波数が変動する。したがって、吸音室（１２）のヘル
ムホルツ共鳴の周波数が特定周波数からずれて、吸音特
性が悪化する虞れが生じるが、本発明では、特定周波数
決定手段（２２）により騒音中の最大レベルを与える特
定周波数が決定されると、制御手段（２３）により、空
胴部（Ｃｖ）の容積が特定周波数に一致するヘルムホル
ツ共鳴の周波数を生じる容積になるよう容積調節機構（
１７）が制御される。

【００１４】すなわち、環境条件等の変化による騒音中
の特定周波数が変動しても、吸音室（１２）のヘルムホ
ルツ共鳴の周波数がそれに追随して一致するよう変化す
ることになり、常に良好な吸音特性が得られる。

【００１５】請求項２の発明では、冷凍装置の運転条件
が変化して、その運転音の周波数特性のうち最大レベル
を与える特定周波数が変動しても、吸音室（１２）のヘ
ルムホルツ共鳴を生じる周波数がそれに追随して変化す
ることになり、常に良好な吸音特性が得られることにな
る。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図２以下の
図面に基づき説明する。

【００１７】図２は冷凍装置の冷媒を圧縮するために使
用されるロ―タリ圧縮機の縦断面構造を概略的に示し、
円筒型の圧縮機のケ―シング（１）内部には、圧縮ユニ
ット（２）及びモ―タユニット（３）が配設され、さら
に、上記圧縮ユニット（２）内には、シリンダ（４）と
、該シリンダ（４）内で回転して冷媒を圧縮するための
ロ―ラ（５）とが配置されており、吸入管（６）から吸
入された低圧の冷媒を、ロ―ラ（５）により高圧に圧縮
して、下側ガス室（９ａ）及び上側ガス室（９ｂ）内を
流通させた後、吐出管（７）から冷媒回路（図示せず）
に吐出するようになされている。なお、（８）はシリン
ダ（４）下方に形成された油室である。

【００１８】ここで、ケ―シング（１）の円筒部の下側
ガス室（９ａ）に対応する部位には、ケ―シング（１）
の外周に沿ってリング状の吸音部材（１０）が一体的に
設けられ、さらに、該吸音部材（１０）の外周に沿って
リング状の保持部材（１１）が設けられている。そして
、図３に示すように、上記ケ―シング（１）、吸音部材
（１０）及び保持部材（１１）に跨って、円周方向の３
０°毎につまり１２箇所に吸音室（１２），（１２），
…が設けられている。該各吸音室（１２）はいずれも同
一形状であって、図４に詳示するように、上記下側ガス
室（９ａ）に臨むようケ―シング（１）の一部が穿設さ
れてなる小径のネック部（１３）と、該ネック部（１３
）と同心位置で吸音部材（１０）が上記ネック部（１３
）よりも大径に穿設されてなる大径部（１４）とで構成
されている。そして、上記各吸音室（１２）毎に、その
大径部（１４）に嵌合してネック部（１３）とでヘルム
ホルツ共鳴を生じる空胴部（Ｃｖ）を形成する調整部材
（１５）が設けられている。さらに、上記保持部材（１
１）の外方には、上記調整部材（１５）を半径方向に往
復動させるソレノイド（１６）が設けられている。

【００１９】すなわち、上記調整部材（１５）は、上記
大径部（１４）に嵌合する円板部（１５ａ）と、上記保
持部材（１２）を遊嵌合により貫通して保持部材（１２
）の外方に突出する軸部（１５ｂ）とを備えており、ソ
レノイド（１６）の電流の増減に応じてこの軸部（１５
ｂ）をケ―シング（１）の半径方向に移動させ、空胴部
（Ｃｖ）の容積を調節するようになされていて、上記調
整部材（１５）及びソレノイド（１６）により、吸音室
（１２）の空胴部（Ｃｖ）の容積を調節する容積調節機
構（１７）が構成されている。

【００２０】なお、吸音室（１２）を上側ガス室（９ｂ
）や油室（８）のガス流通部（上部）に設けてもよい。 また、容積調節機構（１７）の構成はこのような構成に
限定されるものではなく、例えば図４のような各吸音室
（１２），（１２），…の調整部材（１５），（１５）
，…をスプリングでケ―シング（１）の半径方向外方に
付勢しておき、帯状部材で各調整部材（１５），（１５
），…を締め付けて、その締結量を変化させることで各
吸音室（１２），（１２），…の空胴部（Ｃｖ），（Ｃ
ｖ），…の容積を調節するようにしてもよい。

【００２１】次に、図３に示すように、圧縮機の外方に
は、圧縮機の運転を検出する騒音検出手段としてのマイ
ク（２１）と、該マイク（２１）で検出される圧縮機の
運転の周波数特性を分析する特定周波数決定手段として
の周波数分析器（２２）と、上記ソレノイド（１６）の
電流を制御する制御手段としてのコントロ―ラ（２３）
とが配置されている。そして、上記マイク（２１）で検
出された圧縮機の運転の周波数特性を周波数分析器（２
２）で分析し、その最大レベルを与える周波数を特定周
波数として決定する一方、コントロ―ラ（２３）により
、各吸音部（１２），（１２），…のソレノイド（１６
），（１６），…の電流を調節して、各空胴部（Ｃｖ）
，（Ｃｖ），…の容積Ｖが上記特定周波数に一致する周
波数のヘルムホルツ共鳴を生じる容積となるよう各調整
部材（１５），（１５），…の円板（１５ａ），（１５
ａ），…の位置を制御するようになされている。 ここで、上述のように、ヘルムホルツ共鳴の周波数ｆｏ
　は上記（１）式で表される。

【００２２】したがって、上記実施例では、圧縮機のケ
―シング（１）に穿設されてなるネック部（１３）と、
吸音部材（１０）の大径部（１４）及び調節部材（１５
）の円板部（１５ａ）で形成される空胴部（Ｃｖ）とに
よって、ヘルムホルツ共鳴の原理を利用した吸音室（１
２）が構成され、吸音対象空間となる圧縮機の下側ガス
室（９ａ）で発生する騒音のうち上記吸音室（１２）の
ネック部（１３）の長さｌや空胴部（Ｃｖ）の容積Ｖで
定まるヘルムホルツ共鳴の周波数ｆｏ　付近の周波数部
分が吸収される。

【００２３】ところで、圧縮機の運転音等の騒音は所定
の周波数分布を示すが、そのうち最大レベルを与える特
定周波数の値は、空間内で騒音を生ぜしめる装置の作動
状態や環境条件等例えば吸音対象空間内の気体の温度，
圧力等によって変動する。したがって、吸音対象空間の
大きさ，形状等に応じて予め所定の周波数のヘルムホル
ツ共鳴を生じる吸音装置を設けても、環境条件等が変化
すると、吸音機能が十分発揮されないことがある。

【００２４】ここで、上記実施例では、空胴部（Ｃｖ）
の容積Ｖが調整部材（１５）の円板（１５ａ）により可
変に構成されており、コントロ―ラ（２３）によりソレ
ノイド（１６）の電流が調整されて、空胴部（Ｃｖ）の
容積Ｖが上記（１）　式で決定される特定周波数に一致
する周波数のヘルムホルツ共鳴を生じるよう制御される
ので、環境条件等が変化して、吸音対象空間の騒音のう
ち最大レベルを与える特定周波数が変動しても、吸音室
（１２）のヘルムホルツ共鳴の周波数ｆｏ　がそれに追
随して一致するように変化することになり、常に良好な
吸音特性を維持することができる。

【００２５】特に、冷凍装置に使用される圧縮機の場合
、その運転音が大きく、しかも冷媒の圧力，温度や運転
周波数等の運転条件が激しく変化するので、運転音の特
定周波数が大きく変動するが、斯かる場合にも、上記実
施例のごとく、圧縮機のケ―シング（１）に吸音室（１
２）を付設し、ネック部（１３）をケ―シング（１）内
のガス室（９ａ等）に臨ましめて、ケ―シング（１）内
のガス室（９ａ等）を吸音対象空間とすることにより、
常に吸音特性を良好に維持することができ、よって、著
効を発揮することができる。

【００２６】なお、上記実施例では、冷凍装置用の圧縮
機に使用される吸音装置について説明したが、本発明は
斯かる実施例に限定されるものではなく、空気圧縮用圧
縮機等にも適用することができ、さらに、自動車の車室
や建物の室内等に適用することができる。

【００２７】さらに、上記実施例では、吸音室を数箇所
設けたが、状況によっては１箇所でも吸音機能を発揮す
ることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、吸音装置の構成として、吸音対象空間に臨むネ
ック部とその奥方に設けられた空胴部とからなるヘルム
ホルツ共鳴をする吸音室を形成し、吸音室の空胴部の容
積を調節する容積調節機構を設けておき、吸音対象空間
の騒音の周波数特性を分析して最大レベルの周波数を特
定周波数として決定し、吸音室の空胴部の容積が特定周
波数に一致するヘルムホルツ共鳴の周波数を生じる容積
になるよう容積調節機構を制御するようにしたので、環
境条件等の変化により騒音中の特定周波数が変動しても
、吸音室で吸音しうる周波数をそれに追随して一致させ
ることができ、よって、環境条件等が変化しても常に良
好な吸音特性を発揮することができる。

【００２９】請求項２の発明によれば、上記請求項１の
発明における吸音室を冷凍装置の圧縮機のケ―シングに
付設し、吸音室のネック部を圧縮機のガス室に臨ましめ
て、ケ―シング内を吸音対象空間としたので、冷媒の温
度，圧力，運転周波数等により激しく変化する運転音の
特定周波数に対し、吸音室のヘルムホルツ共鳴の周波数
を一致させて良好な吸音特性を維持することができ、よ
って、著効を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示す図である。

【図２】実施例に係る圧縮機の縦断面図である。

【図３】実施例に係る圧縮機及び吸音装置の構成を示す
図である。

【図４】図３のＡ部の詳細構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１　　　　ケ―シング １２　　吸音室 １３　　ネック部 １７　　容積調節機構 ２１　　マイク（騒音検出手段） ２２　　周波数分析器（特定周波数決定手段）２３　　
コントロ―ラ（制御手段） Ｃｖ　　空胴部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　吸音対象となる空間に臨むネック部（
   １３）と該ネック部（１３）に連通してその奥方に設け
   られた空胴部（Ｃｖ）とからなるヘルムホルツ共鳴を利
   用した吸音室（１２）を備えるとともに、上記吸音室（
   １２）の空胴部（Ｃｖ）の容積を調節する容積調節機構
   （１７）と、吸音対象空間で生じる騒音を検出する騒音
   検出手段（２１）と、該騒音検出手段（２１）の出力を
   受け、騒音の周波数特性のうち最大レベルの周波数を特
   定周波数として決定する特定周波数決定手段（２２）と
   、上記各吸音室（１２）の空胴部（Ｃｖ）の容積が上記
   特定周波数決定手段（２２）で決定された特定周波数に
   一致するヘルムホルツ共鳴の周波数を与える容積になる
   よう上記容積調節機構（１７）を制御する制御手段（２
   ３）とを備えたことを特徴とする吸音装置。
2. 【請求項２】　　請求項１の吸音装置において、上記吸
   音室（１２）は冷凍装置の圧縮機に付設されており、吸
   音室（１２）のネック部（１３）は圧縮機のケ―シング
   （１）内のガス室に臨むよう構成されていることを特徴
   とする吸音装置。