(57)【要約】      （修正有）【課題】圧縮機周囲の限られたスペースにおいて低周波騒音に対する十分な防音効果を得ることが可能な室外機を提供する。【解決手段】空気調和機の室外機は、圧縮機２と、当該圧縮機２の周囲に配置され、それぞれヘルムホルツ共鳴器２０を構成する２個のヘルムホルツ共鳴型の防音材７とを備えている。ヘルムホルツ共鳴器を２個配置することによって高い防音効果が得られるので、当該共鳴器を多数配置する必要がなくなり、個々の共鳴器の容積部分を大きくすることが可能になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気調和機の室外機であって、
圧縮機(2)と、
前記圧縮機(2)の周囲に配置され、それぞれヘルムホルツ共鳴器(20)を構成する２個のヘルムホルツ共鳴型の防音材(7)と
を備えた室外機。
【請求項２】
前記２個の防音材(7)は、前記圧縮機(2)の周囲を取り囲む複数の面のうち、対向面の一方のみに配置されている、
請求項１に記載の室外機。
【請求項３】
前記２個の防音材(7)は何れも、前記圧縮機(2)の周囲を取り囲む複数の面のうち、同一面に配置されている、
請求項２に記載の室外機。
【請求項４】
前記２個の防音材(7)は、前記圧縮機(2)の周囲を取り囲む複数の面のうち、互いに隣接する面にそれぞれ配置されている、
請求項２に記載の室外機。
【請求項５】
前記２個の防音材(7)は、４００〜８００Ｈｚの範囲の周波帯域における防音が可能な寸法に設定されている。
請求項１に記載の室外機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機の室外機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空気調和機の室外機から発生する騒音を低減する手段として、圧縮機の周囲に防音材が設けられている。防音材は、一般的には、ゴムシートとフェルト材などを組み合わせることにより構成されている。このような防音材は、主として８００Ｈｚよりも高い周波数で防音効果が高くなるように設計されている。一方、このような防音材によって、８００Ｈｚ以下の比較的低い周波数の騒音に対する防音を行う場合には、低周波の吸収特性を有する高価な防音材を用いたり、当該防音材の厚さを増加することによって可能であるが、防音材の製造コストが上がるおそれがある。そのため、例えば、圧縮機から発生する騒音が５００〜６５０Ｈｚ程度にピークが有る場合には、この騒音を低減するためには、防音材の製造コストが高くならざるを得ない。
【０００３】
一方、低廉でかつ防音効果の高い防音材として、特許文献１記載のように、圧縮機の外周部に複数のヘルムホルツ共鳴器を含む防音材を配置したものが知られている。ヘルムホルツ共鳴器は、２枚の樹脂材を張り合わせたものの一部を凹ませて形成された容積部分と、当該容積部分の内部と外部とを連通させる開口部とを有する。この共鳴器では、音が開口部を通して容積部分に入ったときに、当該容積部分の内部で後続の音と共鳴し合うことにより音を減少させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２４３２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１記載の室外機のように、単に複数個（具体的には、８つ）の共鳴器を並べた構造では、圧縮機から発生する低周波騒音を確実に低減することは困難である。
【０００６】
しかも、上記のようなヘルムホルツ共鳴器では、低周波騒音を低減するためには、その容積部分を大きくする必要があるので、特許文献１に開示されたような配置では設置スペースの確保が難しいという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、圧縮機周囲の限られたスペースにおいて低周波騒音に対する十分な防音効果を得ることが可能な室外機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の発明者らは、圧縮機の周囲にヘルムホルツ共鳴器を設置する場合に、１個よりも２個取り付ける方が防音効果が向上し、さらに、３個以上取り付けた場合には、２個よりも防音効果が低減することを実験により発見した。そこで、本発明の室外機では、圧縮機の周囲に配置されるヘルムホルツ共鳴器を２個に限定して、低周波騒音を確実に低減できることを可能にした室外機を創作するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明の室外機は、空気調和機の室外機であって、圧縮機(2)と、前記圧縮機(2)の周囲に配置され、それぞれヘルムホルツ共鳴器(20)を構成する２個のヘルムホルツ共鳴型の防音材(7)とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
かかる構成によれば、圧縮機(2)の周囲に２個のヘルムホルツ共鳴型の防音材(7)を配置することにより、従来のように1個のヘルムホルツ共鳴器又は３個以上のヘルムホルツ共鳴器では成しえなかった顕著な防音効果を奏することが可能である。
【００１１】
しかも、上記のように、ヘルムホルツ共鳴器(20)を２個配置することによって高い防音効果が得られるので、当該共鳴器を多数配置する必要がなくなり、個々の共鳴器(20)の容積部分を大きくすることが可能になる。その結果、圧縮機(2)周囲の限られたスペースにおいて低周波騒音に対する十分な防音効果を得られる。
【００１２】
また、前記２個の防音材(7)は、前記圧縮機(2)の周囲を取り囲む複数の面のうち、対向面の一方のみに配置されていてもよい。
【００１３】
かかる構成によれば、２個の防音材(7)が対向面の一方のみに配置されているので、対向面に1個ずつ配置する場合よりも十分な防音効果が得られ、必要以上に防音材を設けなくても済む。
【００１４】
また、前記２個の防音材(7)は何れも、前記圧縮機(2)の周囲を取り囲む複数の面のうち、同一面に配置されていてもよい。
【００１５】
かかる構成によれば、２個の防音材(7)が同一面に配置されていることにより、対向面に配置する場合よりも防音効果が高くなり、しかも、圧縮機(2)から発生する騒音の最も大きな向きを選んで２個の防音材(7)を配置することにより、特定の方向に発せられる騒音を効果的に抑えることが可能である。したがって、例えば、室外機の前面側に防音材(7)を２個配置することにより、室外機の前面側に発せられる騒音を効果的に抑えることが可能である。
【００１６】
また、前記２個の防音材(7)は、前記圧縮機(2)の周囲を取り囲む複数の面のうち、互いに隣接する面にそれぞれ配置されていてもよい。
【００１７】
かかる構成によれば、２個の防音材(7)は、互いに隣接する面にそれぞれ配置されていることにより、対向面に配置する場合よりも防音効果が高くなり、しかも、圧縮機(2)から発生する騒音の最も大きな向きを選んで２個の防音材(7)を近づけて配置することにより、特定の方向の音を選択して効果的に防音することが可能である。したがって、例えば、室外機の前面側に防音材(7)を２個配置するスペースがない場合でも、当該室外機の前面側およびそれに隣接する側面側にそれぞれ１個ずつ防音材(7)を配置することにより、室外機の前面側および側面側に発せられる騒音を効果的に抑えることが可能である。
【００１８】
また、前記２個の防音材(7)は、４００〜８００Ｈｚの範囲の周波帯域における防音が可能な寸法に設定されているのが好ましい。
【００１９】
かかる構成によれば、室外機の圧縮機(2)から発生する騒音のうち４００〜８００Ｈｚの範囲の低周波帯域が低周波騒音として問題であったが、２個の防音材(7)がこの低周波騒音を抑えるために最適な設計がされているので、当該低周波騒音に対する防音効果を向上させることが可能である。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明によれば、圧縮機周囲の限られたスペースにおいて低周波騒音に対する十分な防音効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態にかかる空気調和機の室外機の内部を示す平面図である。
【図２】図１の圧縮機の前面側および側面側にそれぞれ防音材が配置された状態を示す斜視図である。
【図３】図１の防音材の斜視図である。
【図４】図１の防音材の断面図である。
【図５】本発明の実施形態の変形例であって、圧縮機の前面側に２個の防音材が並んで配置された状態を示す斜視図である。
【図６】本発明の防音材の防音効果を調べるための実験モデルを模式的に示す平面図である。
【図７】本発明の防音材の防音効果を調べるための実験における防音材の配置の例であって、（ａ）は１個の防音材、（ｂ）〜（ｄ）は２個の防音材、（ｅ）は３個の防音材、（ｆ）は４個の防音材が配置された例を示す平面図である。
【図８】本発明の防音材の防音効果を調べるための実験を図７（ａ）〜（ｆ）に示される防音材の配置で行った実験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態にかかる空気調和機の室外機について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
空気調和機の室外機は、図１〜２に示されるように、本体ケース１と、冷媒を圧縮する圧縮機２と、冷媒と外気との間の熱交換を行う室外熱交換器３と、室外熱交換器３を冷却する冷却ファン４と、アキュムレータ５と、圧縮機２の防音を行う防音部１０とを備えている。
【００２４】
圧縮機２は、複数の脚部２ａを有している。脚部２ａは、それぞれ防振ゴムなどを介して本体ケース１の底板１ａに固定されている。圧縮機２の吸入口２ｂには、液冷媒を溜めるアキュムレータ５が接続されている。圧縮機２の吐出口２ｃは、圧縮機２の上方に配管された冷媒配管（図示せず）に接続されている。
【００２５】
防音部１０は、圧縮機２およびアキュムレータ５の周囲を取り囲む防音シート６と、当該防音シート６の内周面に取り付けられた２個のヘルムホルツ共鳴型の防音材７とを備えている。
【００２６】
防音シート６は、圧縮機２およびアキュムレータ５の周囲を取り囲み、圧縮機２から発生する騒音を低減する。防音シート６は、ゴムシートやフェルト材などの吸音性を有するシート状の材料からなる。
【００２７】
防音材７は、図３〜４に示されるように、平たい形状の部材からなり、具体的には、音源である圧縮機２を向く対向板部７ａと、当該対向板部７ａを取り囲む周壁部７ｂと、フランジ部７ｃと、筒部７ｄとを有する。対向板部７ａは、矩形の平板からなり、中央に開口７ａ１を有する。周壁部７ｂは、対向板部７ａの四方の周縁から圧縮機２を向く方向と反対方向に延びる。フランジ部７ｃは、周壁部７ｂにおける対向板部７ａと反対側の周縁に設けられ、当該対向板部７ａと平行に延びる。筒部７ｄは、対向板部７ａの中央の開口７ａ１の周縁から圧縮機２を向く方向に突出するように設けられている。上記の対向板部７ａ、周壁部７ｂ、フランジ部７ｃ、および筒部７ｄが一体形成されることにより、防音材７が構成されている。
【００２８】
対向板部７ａとその周縁を囲む周壁部７ｂとによって、平たい凹部７ｅが形成されている。フランジ部７ｃが防音シート７ｃに接着などによって固定され、凹部７ｅの開口部７ｆが防音シート６の内周面によって閉じられることにより、空間部８が形成される。空間部８は、筒部７ｄ内部の貫通孔７ｄ１を通して圧縮機２が設置された空間（すなわち、防音シート６によって囲まれた空間）に連通している。
【００２９】
２個のヘルムホルツ共鳴型の防音材７は、図１〜２に示されるように、防音シート６の内周面に取り付けられることによって、それぞれヘルムホルツ共鳴器２０を構成している。各ヘルムホルツ共鳴器２０は、空間部８およびそれに連通する筒部７ｄを備えた構造を有する。ヘルムホルツ共振器２０は、空間部８の体積Ｖ、筒部７ｄの開口面積Ｓおよび筒部７ｄの貫通孔７ｄ１の長さＬによって、共鳴器２０内部で共振減衰のターゲットとなる共振周波数ｆが決まる。
【００３０】
すなわち、共振周波数ｆは、音速をｃとした場合、
ｆ＝（ｃ／２π）×√（Ｓ／（Ｌ×Ｖ））（式１）で決まる。
【００３１】
したがって、騒音を抑えたいターゲットとなる周波数が低い周波数の場合には、共振周波数ｆを下げるために、空間部８の体積Ｖを大きくするか、筒部７ｄの長さＬを長くするか、または筒部７ｄの開口面積Ｓを小さくする必要がある。これらの寸法調整を行うことによって、本実施形態では、２個の防音材７は、４００〜８００Ｈｚの範囲の周波帯域における防音が可能な寸法に設定されている。
【００３２】
なお、上記の防音材７は、対向板部７ａから突出する筒部７ｄを有しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、対向板部７ａの厚さが十分厚く、その対向板部７ａに形成された貫通孔を用いてヘルムホルツ共鳴器を構成できる場合には、筒部７ｄを省略してもよい。
【００３３】
図１〜２に示されるように、２個の防音材７は、圧縮機２の周囲を取り囲む複数の面（本実施形態では四方の面）のうち、対向面の一方のみに配置されている。具体的には、図１〜２に示されるように、圧縮機２の周囲を取り囲む四方の面、すなわち、前面１１ａ、後面１１ｂ、第１側面１１ｃ、および第２側面１１ｄのうち、対向する前面１１ａおよび後面１１ｂのうちの前面１１ａのみに一方の防音材７が配置され、対向する第１側面１１ｃおよび第２側面１１ｄのうちの第１側面１１ｃのみに他方の防音材７が配置されている。第１側面１１ｃは、室外機の本体ケース１の側面１ｂに対向している。
【００３４】
上記のように、２個の防音材７は、圧縮機２の周囲を取り囲む四方の面のうち、互いに隣接する前面１１ａおよび第１側面１１ｃにそれぞれ配置されているが、良好な防音効果を得られるように、互いの距離が近くなるように配置されているのが好ましい。より好ましくは、２個の防音材７は、音が入る部分である筒部７ｄ同士の間に圧縮機２における騒音を発生する部分が介在しない位置になるように配置されているのが好ましい。最も好ましくは、２個の防音材７が、隣接する前面１１ａと第１側面１１ｃとの境界部分に接するように配置されているのが好ましい。
【００３５】
上記の実施形態の室外機では、圧縮機２の周囲に２個のヘルムホルツ共鳴型の防音材７を配置することにより、従来のように１個のヘルムホルツ共鳴器又は３個以上のヘルムホルツ共鳴器では成しえなかった顕著な防音効果を奏することが可能である。
【００３６】
しかも、上記のように、ヘルムホルツ共鳴器２０を２個配置することによって高い防音効果が得られるので、当該共鳴器２０を多数配置する必要がなくなり、個々の共鳴器２０の容積部分を大きくすることが可能になる。その結果、圧縮機２周囲の限られたスペースにおいて低周波騒音に対する十分な防音効果を得られる。
【００３７】
また、共鳴器２０を多数配置する必要がなくなるので、製造コストを抑えることが可能である。
【００３８】
また、本実施形態の室外機では、２個の防音材７が対向面の一方のみに配置されているので、対向面に１個ずつ配置する場合よりも十分な防音効果が得られ、必要以上に防音材７を設けなくても済む。
【００３９】
また、本実施形態の室外機では、２個の防音材７は、互いに隣接する面にそれぞれ配置されていることにより、対向面に配置する場合よりも防音効果が高くなり、しかも、圧縮機２から発生する騒音の最も大きな向きを選んで２個の防音材７を近づけて配置することにより、特定の方向の音を選択して効果的に防音することが可能である。したがって、例えば、室外機の前面側に防音材７を２個配置するスペースがない場合でも、当該室外機の前面側およびそれに隣接する側面側にそれぞれ１個ずつ防音材７を配置することにより、室外機の前面側および側面側に発せられる騒音を効果的に抑えることが可能である。
【００４０】
また、本実施形態の室外機では、２個の防音材７は、４００〜８００Ｈｚの範囲の周波帯域における防音が可能な寸法に設定されているので、室外機の圧縮機２から発生する騒音のうち問題となっている低周波騒音を効果的に抑えることが可能になり、当該低周波騒音に対する防音効果を向上させることが可能である。
【００４１】
なお、上記実施形態では、隣接面に２個の防音材７がそれぞれ配置されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ヘルムホルツ共鳴型の２個の防音材７が配置されていればよい。
【００４２】
したがって、図５に示されるように、２個の防音材７は何れも、圧縮機２の周囲を取り囲む複数の面（例えば、四方の面）のうち、同一面（例えば、前面１１ａ）に配置されていてもよい。
【００４３】
この場合、２個の防音材７が同一面に配置されていることにより、対向面に配置する場合よりも防音効果が高くなり、しかも、圧縮機２から発生する騒音の最も大きな向きを選んで２個の防音材７を配置することにより、特定の方向に発せられる騒音を効果的に抑えることが可能である。これにより、図５に示されるように、室外機の前面１１ａ側に防音材７を２個配置することにより、室外機の前面１１ａ側に発せられる騒音を効果的に抑えることが可能である。
【００４４】
図５に示されるような２個の防音材７が同一面に配置された構造においても２個の防音材７が、良好な防音効果を得られるように、互いの距離が近くなるように配置されているのが好ましい。より好ましくは、２個の防音材７が互いに接するように配置されているのが好ましい。
【００４５】
また、図５に示される変形例では、２個の防音材７を圧縮機２の周囲を取り囲む複数の面のうち同一面に配置する場合において、それぞれ別個に設けられているが、１個の防音材７の内部に仕切りを設けて２つの空間部に分け、それぞれの空間部に連通する開口部を設けることによって、２個の防音材７を形成してもよい。この場合、２個の防音材７が互いに接するように配置される。
【００４６】
また、２個の防音材７を同一面で配置する場合には、上記の図５に示されるように圧縮機２の長手方向（図５における垂直方向）に並んで配置される場合だけでなく、圧縮機２の周方向（図５における横方向）に並列に配置してもよい。
【００４７】
（実験例）
つぎに、図６〜８を参照しながら、防音材７の個数と配置とを変更した場合の防音効果の試験について説明する。
【００４８】
まず、図６に示されるようなモデルでサンプリングを行う。このモデルは、音源Ｓの四方の面、すなわち、前面１１ａ、後面１１ｂ、第１側面１１ｃおよび第２側面１１ｄをフェルト材などの防音シートで取り囲み、その防音シートの内面に防音材７を配置したものである。集音用のマイクＭは、前面１１ａに向けて配置されている。音源Ｓは、無指向性の音源であり、四方の面１１ａ〜１１ｄに対して均一に音を発生する。
【００４９】
防音材７の配置例は、図７（ａ）〜（ｆ）に示される通りである。具体的には、図７（ａ）は、１個の防音材７を音源Ｓの前面１１ａに取り付けた例、図７（ｂ）は、２個の防音材７を音源Ｓの隣接する前面１１ａおよび第１側面１１ｃにそれぞれ取り付けた例、図７（ｃ）は、２個の防音材７を音源Ｓの対向面、すなわち、前面１１ａおよび後面１１ｂにそれぞれ取り付けた例、図７（ｄ）は、２個の防音材７を同一面、すなわち、音源Ｓの前面１１ａにそれぞれ取り付けた例、図７（ｅ）は、３個の防音材７を音源Ｓの前面１１ａ、後面１１ｂおよび第１側面１１ｃにそれぞれ取り付けた例、図７（ｆ）は、４個の防音材７を音源Ｓの四方の面、すなわち、前面１１ａ、後面１１ｂ、第１側面１１ｃおよび第２側面１１ｄにそれぞれ取り付けた例が示されている。
【００５０】
防音材７を配置しない例、および上記の図７（ａ）〜（ｆ）に示される防音材７の配置例について、それぞれ音源Ｓから試験用の音を発生させた結果、防音シートおよび防音材７を透過して外部に出た騒音の音圧レベルＡ（ｄＢ）は、周波数ｆ（Ｈｚ）の帯域を基準として、図８のグラフの曲線Ｉ〜VIIにそれぞれ示されるような結果となった。
【００５１】
図８のグラフより明らかなように、防音材７を配置しない場合には、曲線Ｉに示されるように、すべての周波数においてほぼ一定の音圧レベルになることがわかる。
【００５２】
また、図７（ｂ）の１個の防音材７を音源Ｓの前面１１ａに取り付けた場合には、曲線IIに示されるように、ある特定の周波数ｆ０（例えば、圧縮機騒音の中心周波数と同じ周波数）付近で音圧レベルが若干低下するのがわかる。
【００５３】
ここで、防音材７を２個以上取り付ければ、上記のような１個の防音材７を取り付けた場合の曲線IIよりも防音効果が向上し、音圧レベルの低下がより顕著になるだろうと予測されるが、図８のグラフに示される実験結果では、２個の防音材７を取り付けた場合（曲線III、IV、Ｖの場合）には確かに１個の場合よりも音圧レベルは低下するが、３個以上取り付けた場合（曲線VI、VIIの場合）には、１個の場合よりも音圧レベルが低下しないことがわかった。
【００５４】
ここで、ある特定の周波数ｆ０に近いところで音圧レベルの低下が最も顕著となるのは、曲線III（すなわち、図７（ｂ）の２個の防音材７を音源Ｓの隣接する前面１１ａおよび第１側面１１ｃにそれぞれ取り付けた例）、及び曲線Ｖ（すなわち、図７（ｄ）の２個の防音材７を同一面、すなわち音源Ｓの前面１１ａにそれぞれ取り付けた例）である。
【００５５】
つぎに、音圧レベルの低下が顕著となるのは、曲線III（すなわち、図７（ｃ）の２個の防音材７を音源Ｓの対向面、すなわち、前面１１ａおよび後面１１ｂにそれぞれ取り付けた例）である。
【００５６】
一方、３個の防音材７を取り付けた場合（曲線VIの場合）および４個の防音材７を取り付けた場合（曲線VIIの場合）には、１個の場合よりも音圧レベルが低下していないことが図８よりわかる。
【００５７】
以上の結果より、本発明の発明者らは、圧縮機２の周囲にヘルムホルツ共鳴器２０を設置する場合に、１個よりも２個取り付ける方が防音効果が向上し、さらに、３個以上取り付けた場合には、２個よりも防音効果が低減することが実験によりわかる。
【００５８】
（他の変形例）
以上のように、本実施形態では、圧縮機２を取り囲む複数の面として四方の面を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。したがって、多角形の面に２個の防音材７を配置してもよく、その場合も、１個または３個以上の防音材７を配置した場合と比較して防音効果を向上させることが可能である。
【００５９】
また、多角形の面の場合においても上記実施形態のように同一面または隣接した面に２個の防音材７を配置することにより、他の配置をした場合と比較して防音効果を顕著に向上させることが可能である。
【００６０】
なお、このような多角形の面は、その一部が曲面を含むものであってもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１  本体ケース
２  圧縮機
７  防音材
１０  防音部
２０  ヘルムホルツ共鳴器 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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