JPH0737870B2 - 低騒音冷蔵庫 - Google Patents

低騒音冷蔵庫

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JPH0737870B2
JPH0737870B2 JP1327787A JP32778789A JPH0737870B2 JP H0737870 B2 JPH0737870 B2 JP H0737870B2 JP 1327787 A JP1327787 A JP 1327787A JP 32778789 A JP32778789 A JP 32778789A JP H0737870 B2 JPH0737870 B2 JP H0737870B2
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noise
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opening
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啓二 中西
康幸 関口
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 家電製品における低騒音化の市場要求は、住宅の遮音性
の向上及びユーザーの豊かさを求める生活志向に伴って
年々増加する傾向にある。
本発明は、いわゆる能動制御法を採用した消音システム
を備える低騒音冷蔵庫に関する。
(従来の技術) 従来、冷蔵庫の騒音源であるコンプレッサやファンモー
タ自体の低騒音化が計られるとともに、コンプレッサを
収容する機械室内の冷媒配管について防振設計が進めら
れている。また、吸音・遮音材やマフラーの採用によっ
て、コンプレッサ騒音の高周波成分の低減がある程度実
現している。ところが、これら従来の技術では特に低周
波帯域において十分な騒音低減効果が得られない問題が
あった。
そこで、いわゆる能動制御法を採用した消音システムを
冷蔵庫に適用することが考えられる。これは、能動的に
スピーカから制御音を発して騒音を打消すものである。
第5図は、この能動制御消音システムを冷蔵庫に適用し
てコンプレッサ騒音を打消す場合のシステム模式図であ
る。
冷蔵庫背面最下部に位置する機械室10内には、冷蔵庫騒
音の主たる源であるコンプレッサ20が配されている。こ
の機械室10は、放熱、除霜水の蒸散等のための唯一の開
口17以外は密閉されており、1次元ダクト構造を有す
る。つまり、低減すべきコンプレッサ騒音2の波長に比
べてダクトの断面寸法を十分小さくして、機械室10内の
コンプレッサ騒音を1次元の平面進行波としている。コ
ンプレッサ騒音Sは、機械室10内において開口17から離
れた位置に配したマイクロホン35で検知される。マイク
ロホン35で検知したコンプレッサ騒音すなわち検知音M
は、例えば信号を時間領域のまま処理する有限インパル
ス応答フィルタ(以下、F1Rフィルタという。)を備え
た伝達関数Gの制御回路40で加工された後、スピーカ50
に与えられる。このスピーカ50から出る制御音Aによ
り、機械室開口17から出ようとするコンプレッサ騒音が
打消される。
制御回路40の伝達関数Gは、以下のように決定される。
まず、マイクロホン35による検知音Mは、コンプレッサ
20から発せられる騒音Sと消音用スピーカ50から発せら
れる制御音Aとに基づいて、コンプレッサ・マイクロホ
ン間の音響伝達関数GSMとスピーカ・マイクロホン間の
音響伝達関数GAMとを用いて次式(1)のように表現で
きる。
M=S×GSM+A×GAM ………(1) 試験のために機械室開口17に消音効果評価用マイクロホ
ン55を設ければ、この評価マイクロホン55の測定音R
は、コンプレッサ・開口間の音響伝達関数GSRとスピー
カ・開口間の音響伝達関数GARとを用いて次式(2)の
ように表現できる。
R=S×GSR+A×GAR ………(2) また、Gはマイクロホン・スピーカ間の伝達関数である
から、次式(3)が成立する。
A=M×G ………(3) 開口17から出ようとするコンプレッサ騒音を打消すため
には、次式(4)が成立しなければならない。
R=0 ………(4) 上記の式(1)〜(4)から、消音のための伝達関数G
は次式(5)のように表現される。
G=GSR/(GSR×GAM−GSM×GAR) ………(5) この式(5)の分母・分子をGSMで割ると、次式(6)
となる。ただし、GMRは式(7)で定義される。
G=GMR/(GMR×GAM−GAR) ………(6) GMR=GSR/GSM ………(7) これらの式(6)及び(7)を用いれば、コンプレッサ
騒音Sが未知であっても、GSRとGSMとの伝達関数比GMR
を測定することにより測定音Rを0とするための伝達関
数Gを求めることができる。この際、コンプレッサ20か
ら騒音Sを発生させた状態で検知音Mを入力とし、測定
音Rを応答とすれば良い。
以上のようにして決定した伝達関数Gを制御回路40に与
えておけば、コンプレッサ騒音Sに応じた制御音Aを発
して機械室開口17においてこの騒音Sを打消すことがで
きる。
(発明が解決しようとする課題) 以上に説明したように能動制御法を採用するに際してコ
ンプレッサ騒音Sをマイクロホン35で検知する場合に
は、次の問題が生じる。
まず、コンプレッサ20の騒音Sだけでなく消音用スピー
カ50からの制御音Aもマイクロホン35に入ってしまい、
ハウリングを生じることがある。したがって、スピーカ
50の出力をあまり上げられず、十分な消音効果が得られ
ない。かといって、ハウリング防止のために制御回路40
中にエコーキャンセラを装備すれば、コスト高となる。
また、コンプレッサ20の冷却のためのファンを機械室10
内に設ける場合には、このファンから出る騒音をもマイ
クロホン35で拾ってしまうことになり、消音のための制
御が複雑になる。更に、消音システムが例えば外部音に
反応してしまう危険性もあった。
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであって、
能動制御消音システムを採用して冷蔵庫のコンプレッサ
騒音を低減するに際し、ハウリングの発生を未然に防止
するとともに、コンプレッサ騒音以外の音に影響されな
い消音システムを提供することを目的とする。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明に係る低騒音冷蔵庫は、前記の目的を達成するた
めに、低減すべき騒音の波長に比べて断面寸法を十分小
さくした1次元ダクト構造を有する機械室であって1箇
所に開口を備える機械室中に騒音源であるコンプレッサ
を配し、このコンプレッサに振動ピックアップも取付
け、この振動ピックアップの出力信号を加工する制御回
路と、この制御回路の出力信号で駆動されて機械室内に
制御音を発する発音器とを設け、機械室開口から出よう
とするコンプレッサ騒音を発音器から出る制御音で打消
すものである。
(作用) コンプレッサに取付けられた振動ピックアップは、コン
プレッサから発せられる騒音に対応したコンプレッサの
振動を検知する。制御回路は、この振動ピックアップの
出力信号を加工してスピーカ等の発音器を駆動する。こ
れにより、発音器がコンプレッサ騒音に応じた制御音を
発し、機械室開口から出ようとするコンプレッサ騒音が
この制御音で打消される。
(実施例) 第1図は、本発明の実施例に係る低騒音冷蔵庫の背面最
下部の分解斜視図である。
冷蔵庫背面最下部に位置する機械室10内には、主騒音源
であるコンプレッサ20が配されている。この機械室10
は、両側板11,12、天井板13、前面傾斜板14、底板15及
び背面カバー16によって閉じられており、冷蔵庫背面か
ら見たカバー16の左端に設けられた放熱等のための唯一
の開口17以外は密閉されている。冷蔵庫の前後方向にX
軸、左右方向にY軸、上下方向にZ軸をとると、機械室
10はY軸方向の1次元ダクト構造を有する。すなわち、
低減すべきコンプレッサ騒音の波長に比べて機械室10の
X−Z平面内の断面寸法を十分小さくしており、コンプ
レッサ騒音がY軸方向の1次元平面進行波となる。具体
的には、機械室10のY軸方向の寸法(ダクト長)を例え
ば640mmあるいは880mmとし、X,Z方向の寸法を約250mmと
すれば、800Hz未満の周波数ではY方向しか音響モード
が生じないため、機械室10をY方向の1次元ダクトと考
えることができる。更に機械室10の内壁面にはソフトテ
ープからなる吸音材を貼付けており、800Hz以上の高周
波騒音の放出を防いでいる。したがって、本実施例に係
る能動制御消音システムの消音対象周波数は、100Hz以
上、800Hz未満としている。
コンプレッサ20は、底板15上の同図において右端位置に
固定されている。このコンプレッサ20は、本体が円筒形
のロータリコンプレッサであって、本体右側がモータ部
21であり、本体左側がメカ部22である。モータ部21側の
端面にはクラスタ部23が設けられており、メカ部22側の
端面にはサクションパイプ24が接続されている。モータ
部21の周面には振動ピックアップ30が取付けられてお
り、このピックアップ30でコンプレッサ20の振動を検知
する。
振動ピックアップ30の出力信号は、ローパスフィルタ4
1、A/Dコンバータ42、FIRフィルタ43及びD/Aコンバータ
44の縦続回数からなる制御回路40で加工されて、前面傾
斜板14の同図において左端位置に取付けられた開口17に
向かうスピーカ50に与えられる。ローパスフィルタ41
は、エリアジングエラーの発生を防止するために、A/D
コンバータ42のサンプリング周波数の2分の1以上の高
い周波数の信号をカットする。A/Dコンバータ42は、ロ
ーパスフィルタ41を通って来たアナログ信号をFIRフィ
ルタ43で処理できるようにデジタル信号に変換する。FI
Rフィルタ43は、デジタル入力信号を畳み込み、所定の
出力信号を作り出す。D/Aコンバータ44は、FIRフィルタ
43から出たデジタル信号をアナログ信号に変換し、これ
をスピーカ50に与える。このスピーカ50から出る制御音
により機械室開口17から出ようとするコンプレッサ騒音
が打消される。なお、消音対象周波数の上限を前記のよ
うに800Hzとする場合には、サンプリング周波数は1.4kH
z以上でなるべく高くするのが良い。ダクト長が640mmの
場合は6.4kHz、880mmの場合は12.8kHzがそれぞれ適当で
ある。
第2図は、以上に説明した本発明の実施例に係る低騒音
冷蔵庫の能動制御消音システムを示す模式図である。
本実施例では、第5図に示すマイクロホン35に代えて振
動ピックアップ30を使用している。第3図及び第4図
は、コンプレッサ20のモータ部21上の異なる2点で測定
したコンプレッサ20の振動とマイクロホンで検知したコ
ンプレッサ騒音との間の各コヒーレンス関数を示す図で
ある。これらのコヒーレンス関数は、2チャンネルのFF
Tアナライザで測定したものであり、これら両図におい
て破線で示されている。なお、両図中の実線はマイク・
マイク間のコヒーレンス関数を表わす。これら両図に示
されるように、コンプレッサ20の振動と騒音との間には
良い相関がある。つまり、消音システムの構築にあたっ
て、コンプレッサ騒音Sの検知に代えてコンプレッサ振
動の測定を採用することができる。しかも、振動ピック
アップ30を採用すれば、第2図に示すようにスピーカ・
ピックアップ間の音響伝達関数GAMが0となる(次式
(8))。
GAM=0 ………(8) この式(8)を前記の式(6)に代入すると、次の非常
に簡単な形の式(9)が得られる。ただし、GMRは、GSR
とGSMとの伝達関数比であって、前記の式(7)で定義
される。
G=−GMR/GAR ………(9) これらの式(9)及び(7)を用いれば、コンプレッサ
騒音Sが未知であっても、第5図の場合と同様に伝達関
数比GMRを測定することにより開口17での測定音Rを0
とするための制御回路40の伝達関数Gを求めることがで
きる。ただし、コンプレッサ20から発せられる騒音は回
転音と電磁音とからなる離散スペクトルを有するから、
コンプレッサ20の回転数及びその高調波並びに電源周波
数及びその高調波の伝達関数のみを有効なデータとし、
その間を直線補間するのが良い。
以上のようにして決定した伝達関数Gを制御回路40に与
えておけば、コンプレッサ騒音Sに応じた制御音Aをス
ピーカ50から発して機械室開口17においてこの騒音Sを
打消すことができ、例えば5dB以上の騒音低減効果が得
られる。しかも、コンプレッサ騒音Sを振動ピックアッ
プ30で間接的に測定しているので、消音スピーカ50の出
力を上げても制御音Aによるハウリングの心配がないば
かりか、ファンの音や外部音等のコンプレッサ騒音S以
外の音に影響されることもない。
ただし、コンプレッサ振動をピックアップ30で拾い、こ
れを制御回路40で消音用の信号に加工し、加工した信号
をスピーカ50に入力し、このスピーカ50からの制御音A
を開口17に到達させるまでの一連の動作を、コンプレッ
サ20から放射された音が開口17に達する前に完了してい
なければならない。したがって、制御回路40の処理時間
をできるだけ長くかせぐためには、前記のようにコンプ
レッサ20を開口17からできるだけ遠ざけるとともに、開
口17の近くに消音用スピーカ50を配するのが良い。
なお、本実施例では制御回路40にFIRフィルタ43を採用
して実時間制御を実行しているが、例えば1周期遅れの
制御を実行しても良い。経時変化や固体差による消音用
伝達関数Gのズレの対策として、この伝達関数Gを自動
的に適宜変更するいわゆる適応制御を採用することもで
きる。
[発明の効果] 以上に説明したように、本発明に係る低騒音冷蔵庫は、
振動ピックアップを通してコンプレッサ騒音を間接的に
測定する能動制御消音システムを採用しているので、消
音用発音器の出力を上げても制御音によるハウリングの
心配がないばかりか、コンプレッサの冷却のためのファ
ンの音や外部音等のコンプレッサ騒音以外の音に影響さ
れることもない。したがって、本発明によれば、消音シ
ステムの簡素化と安定化とを実現することができ、大き
な消音効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例に係る低騒音冷蔵庫の背面最
下部の分解斜視図、 第2図は、前図中の能動制御消音システムの模式図、 第3図は、第1図の振動ピックアップ取付位置で測定し
たコンプレッサ振動とコンプレッサ騒音との間のコヒー
レンス関数を示す図、 第4図は、コンプレッサのモータ部周面上の他の点で測
定した振動とコンプレッサ騒音との間のコヒーレンス関
数を示す図、 第5図は、低騒音冷蔵庫の能動制御消音システムの比較
例を示す模式図である。 符号の説明 10…機械室、17…開口、20…コンプレッサ、30…振動ピ
ックアップ、40…制御回路、50…スピーカ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】低減すべき騒音の波長に比べて断面寸法を
    十分小さくした1次元ダクト構造を有する機械室であっ
    て1箇所に開口を備える機械室中に騒音源であるコンプ
    レッサを配し、このコンプレッサに振動ピックアップを
    取付け、この振動ピックアップの出力信号を加工する制
    御回路と、この制御回路の出力信号で駆動されて前記機
    械室内に制御音を発する発音器とを設け、前記開口から
    出ようとするコンプレッサ騒音を前記制御音で打消すこ
    とを特徴とする低騒音冷蔵庫。
JP1327787A 1989-12-18 1989-12-18 低騒音冷蔵庫 Expired - Lifetime JPH0737870B2 (ja)

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JP1327787A JPH0737870B2 (ja) 1989-12-18 1989-12-18 低騒音冷蔵庫
US07/626,705 US5117642A (en) 1989-12-18 1990-12-14 Low noise refrigerator and noise control method thereof
KR1019900020859A KR930008006B1 (ko) 1989-12-18 1990-12-17 저소음 냉장고 및 소음제어방법
DE4040535A DE4040535C2 (de) 1989-12-18 1990-12-18 Kühlschrank mit einem aktiven Geräuschminderungssystem, und Verfahren hierzu
GB9027436A GB2240199B (en) 1989-12-18 1990-12-18 Low noise refrigerator and noise control method thereof

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