(57)【要約】【課題】エンジン駆動式機器から発生する騒音振動を吸収して外部への振動伝播を低減させること。【解決手段】ケース８内に配置する逆位相発生装置１０は、コイル体１２とプランジャ１３とを備えるソレノイド１１を構成している。コイル体１２をケース８側に支持しプランジャ１３をパネル板７に装着する。制御回路９は、エンジン３の回転数や振動タイミング、あるいは現状温度と設定温度差による運転負荷を考慮して、エンジン３から発生する振動波形の逆位相となる振動波形を形成できるように、ソレノイド１１のプランジャ１３を摺動させてパネル板７を強制的に振動させる。これによって、合成された波形は直線状の波形を形成することになって、外部への振動を低減する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パネル板を有する筐体内にエンジン駆動式機器が配置され、前記エンジン駆動式機器から発生する騒音及び振動を低減するエンジン駆動式機器の騒音振動低減装置であって、
前記パネル板が、板厚方向に振動可能に配置され、
前記エンジン駆動式機器の燃焼爆発音によって発生する振動と逆位相の振動を前記パネル板に付与する逆位相発生手段が、制御装置に制御されて前記筐体内に配設されることを特徴とするエンジン駆動式機器の騒音振動低減装置。
【請求項２】
前記逆位相発生手段が、前記パネル板に配置された可動子と前記筐体に配置されたコイル体とを備えたソレノイドを構成し、前記エンジン駆動式機器の運転負荷にあわせて前記ソレノイドが作動されることを特徴とする請求項１記載のエンジン駆動式機器の騒音振動低減装置。
【請求項３】
前記可動子がばね手段を介在させて前記パネル板に配置されていることを特徴とする請求項２記載のエンジン駆動式機器の騒音振動低減装置。
【請求項４】
前記逆位相発生手段が、パネル板に配置されたモータと前記モータの出力軸に連結されるウエイトとを備えて構成され、前記エンジン駆動式機器の運転負荷にあわせて前記モータが作動されることを特徴とする請求項１記載のエンジン駆動式機器の騒音振動低減装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジン駆動式機器を装着する装置において、エンジンの爆発音による騒音振動を低減させるエンジン駆動式機器の騒音振動低減装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、エンジン駆動式機器を装着する装置は、例えば、室外用の空調装置や自動車等で使用されている。室外用の空調装置の場合、装置の外径形状が筐体状に形成されて住宅等の居住地に設置されている。エンジン駆動式機器を内蔵する空調装置では、筐体状のケースに囲まれて上部に送風部、下部に駆動部を配置して構成され、下部の駆動部には、エンジンの駆動により駆動される駆動機器を含めた空調機器又は発電機等が配置されるとともに、ケースの一面には、薄板状のパネル板が装着されている。エンジン駆動式機器では、エンジンの燃焼爆発音による騒音振動が発生し、その振動はケースを透過して外部に伝播して騒音を発生するとともに、ケースに装着されたパネル板は薄板状で広い面積を有していることからパネル板には振動が伝達しやすく、パネル板自身の共振周波数とエンジンから発生する周波数とが一致することにより、パネル板が共振してパネル板においてビビリ音の原因となる虞れがあった。
【０００３】
そのために、従来においては、エンジン駆動式機器を、制振体を介してケースの底面に設置したり、又、パネル板の裏面に吸音体を貼り付けたりして騒音の低減を図るようにしていた。
【０００４】
なお、従来技術は、一般に使用されている冷暖房装置のカタログ等に示されているものであり、この従来技術に関する特許文献はない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、定置式のエンジン駆動による空調機器や発電機を住宅等の居住地に設置する場合、騒音は、通常の機械製品よりも低レベルであることが要求される。動力源に内燃機関エンジンを用いる場合には、運転に伴う燃焼爆発によって低周波騒音と振動を発生することから、その効果的な対策が必要となっていた。従来の制振体や吸音体では、高周波音の吸音防音特性には優れているものの低音域では効果が少ないため、エンジンの燃焼爆発成分が主体となる低音域の騒音低減が困難な場合が多かった。
【０００６】
又、自動車用に使用されているエンジン駆動式機器の場合では、アクティブコントロールエンジンマウントと呼ばれる防振装置を装着するが、これは、エンジンのアイドル振動の伝達を低減するものであり、エンジンの高速運転中には振動の低減は限界が生じていた。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、筐体内部からのエンジン騒音を吸収して外部への騒音振動の伝播を防止することのできるエンジン駆動式機器の騒音振動低減装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るエンジン駆動式機器の騒音振動低減装置は、上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明では、筐体に配置するパネル板を振動可能に形成し、エンジン駆動式機器の駆動源から振動が伝播されるパネル板に、駆動機器から発生する振動の逆位相を付与する逆位相発生装置を筐体内に配置するものである。
【０００９】
つまり、筐体のケースに配置されるパネル板は、エンジン駆動式機器の駆動源から発生する燃焼爆発振動が伝播してパネル板の板厚方向に沿って振動する。同時に、逆位相発生装置においては、駆動機器の駆動源の回転や振動のタイミング、さらには空調装置として希望する温度と現状温度との差による駆動機器の運転負荷等の条件を踏まえた信号が制御装置から入力されて、駆動機器の駆動源から発生する振動の周波数と逆の位相を発生させてパネル板に強制的に振動を付与することになる。
【００１０】
これによって、パネル板には、駆動機器の駆動源と逆位相発生装置から出力される相互の振動波形が合成されて、振動波形を直線状に形成することとなってパネル板の振動をほぼゼロにすることになる。
【００１１】
従って、駆動機器から発生する騒音振動は筐体内で吸収されて、筐体の外部に伝播する騒音振動が防止あるいは低減されることとなる。
【００１２】
又、請求項２記載の発明では、請求項１記載の逆位相発生装置がソレノイドを構成していることから、ソレノイドを構成する可動子をパネル板に装着することによって、請求項１記載の制御装置から入力された信号に基づいて、コイル体を励磁させて、駆動機器の駆動源から発生する振動と逆のタイミングで可動子を往復移動させることができ、これによってパネル板を逆位相で振動させることができる。
【００１３】
さらに、請求項３記載の発明では、請求項２記載の発明の可動子が、パネル板との間にコイルばねを介在させることによって、駆動機器の駆動源から発生する振動と逆位相の振動をパネル板に容易に発生させるとともに、ソレノイドの電気量を少なくして省エネルギー化を図ったり、又パネル板の振幅量を拡大したりすることができる。
【００１４】
又、請求項４記載の発明では、請求項１記載の発明の逆位相発生手段が、モータに装着したウエイトを回転させることによって、パネル板に向かって往復移動してパネル板を振動するように構成している。
【００１５】
つまり、請求項１記載の制御装置から入力された信号に基づいて、モータを作動させて、駆動機器の駆動源から発生する振動と逆のタイミングでウエイトを往復移動させることができ、これによってモータを装着したパネル板を逆位相で振動させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
以下の説明における実施形態のエンジン駆動式機器の騒音振動低減装置は、室外用で使用される空調装置に配置されるものについて説明するものである。図１に示すように、空調装置１は、上部に図示しない送風部、下部に駆動部２を備えて筐体状に形成されている。駆動部２にはエンジン３と、エンジン３にベルト４で連結されてエンジン３の動力で駆動されるコンプレッサ５とが防振ゴム６に支持されて配置されている。コンプレッサ５は、冷媒を循環する空調サイクルを構成している。
【００１８】
一方、駆動部２を収納するケース体８には一面にパネル板７が装着され、ケース体８内に収納される逆位相発生装置１０によって振動可能に配置されている。パネル板７は、薄板で形成されるとともにケース体８に周縁部で固着されて、エンジン３から発生する燃焼爆発による振動が防振ゴム６及びケース体８から伝播されて中央部がパネル板の肉厚方向に沿って振動する。
【００１９】
第１の形態による逆位相発生装置１０は、制御回路９によって制御されてケース体８に支持されたコイル体１２と、パネル板７の中央部に配置された磁性体のプランジャ１３とを有してソレノイド１１を配置することによって構成される。
【００２０】
さらに詳細に説明すれば、第１の形態のソレノイド１１は、図２に示すように、ケース体としてのヨーク１４とヨーク１４に内蔵されるコイル体１２と、コイル体１２に内蔵される筒状の固定コア１５と、コイル体１２の通電・非通電により固定コア１５に対して接近離隔する方向に固定コア１５内を摺動するプランジャ１３とを備えている。固定コア１５は、ブラケット１６を介してケース体８に装着され、プランジャ１３は、一端をねじ等によりパネル板７に固着されている。
【００２１】
なお、ソレノイドの構成は、図例に限定するものではなく、コイルの励磁で磁気回路を構成するヨークと固定コアとプランジャとを備えているものであれば、他の構成によるものであってもよい。
【００２２】
制御回路９は、エンジン３の駆動条件（例えば、エンジンの回転数・発生する振動の波形・あるいは室内の温度と設定される温度との差による運転負荷）が入力されて、それに基づいてコイル体１２に制御信号を出力する。
【００２３】
コイル体１２が制御回路９によって指令されて通電すると、ヨーク１５・固定コア１５・プランジャ１３に磁束が流れて磁気回路を形成する。プランジャ１３は、一端をパネル板７に固着して摺動可能に配置されていることから、プランジャ１３は固定コア１５に接近する方向に移動すると同時にパネル板７の中央部を弾性変形させて内側（コイル体１２側）に移動させる。
【００２４】
プランジャ１３のストローク端において、コイル体１２が非通電状態となると、パネル板７は、周縁部がケース体８に固着されていることから。パネル板７の中央部は弾性反力によって外側に向かって弾性変形する。そして、これを繰り返すことによって、パネル板７は、所定の振幅を有して強制的に振動されることとなる。
【００２５】
逆位相発生装置１０によるパネル板７への強制振動が、エンジン３の燃焼爆発による振動の波形と逆位相となる波形を形成することによって、合成された波形は、図３に示すように、直線状に形成されることとなる。
【００２６】
なお、パネル板７の強制振動は、エンジン３の燃焼爆発による振動の波形と逆位相を形成するため、予め、前述のエンジンの駆動条件を制御回路９に入力し、エンジンの運転中の回転数の負荷に応じて振幅を制御することとなる。そして、振幅量の制御は、コイル体１２に通電する電気量によって行われることとなる。
【００２７】
次に、第２の形態のソレノイド１１Ａを構成する第２の形態の逆位相発生装置１０Ａについて説明する。ソレノイド１１Ａは、図４〜５に示すように、第１の形態のソレノイド１１の構成に基づいて、プランジャ１３Ａを、コイルばね１７を介してパネル板７に連結する。
【００２８】
つまり、プランジャ１３Ａは、パネル板７側を開口する筒状に形成され、パネル板７にコイルばね１７を外装した支持シャフト１８の一端を固着し、プランジャ１３Ａの開口部内にコイルばね１７とともに挿入する。コイル体１２の励磁によるプランジャ１３Ａの摺動は、コイルばね１７によってパネル板７に伝達されることから、プランジャ１３Ａの質量とコイルばね１７のばね常数を適切に選定することにより、制御回路９からのコイル体１２への駆動電力を少なくすることができて省エネルギー化を図るとともに、パネル板７の振幅を適宜増大することもできる。
【００２９】
なお、この形態においては、コイルばね１７の配置状態は、図例に限定するものではなく、コイルばね１７の一端がパネル板７側に連結され、他端がプランジャ１３Ａに連結するように構成されていればよい。
【００３０】
次に、第３の形態の逆位相発生装置２０は、小型モータ２１とウエイト２３を使用して構成される。つまり、図６に示すように、パネル板７に小型モータ２１を、出力軸２２を上方に向けた状態で固着し、出力軸２２に半円筒状のウエイト２３を装着する。
【００３１】
制御回路９の指令により小型モータ２１を駆動して出力軸２２を回転させると、半円筒状のウエイト２３はパネル板７側と、反パネル板側とに向かって回転しながら移動することとなる。
【００３２】
ウエイト２３が、反パネル板側からパネル板７側に進行することによって、慣性力がパネル板７側に向かって発生して小型モータ２１を介してパネル板７を外側に向けて移動させ、ウエイト２３が、パネル板７側から反パネル板側に進行することによって、慣性力が反パネル板側に向かって発生して小型モータ２１を介してパネル板７を内側に向けて移動させる。ウエイト２３が連続的に回転することによって、パネル板７は、所定の振幅量を有して強制的に振動されることとなる。
【００３３】
なお、この形態においても、パネル板７の強制振動は、図３に示すように、エンジン３の燃焼爆発による振動の波形と逆位相を形成するため、予め、エンジンの駆動条件を制御回路９に入力し、エンジンの運転中の回転数の負荷に応じて振幅量を制御することとなる。そして、振幅量の制御は、小型モータ２１の回転数よって行われることとなる。
【００３４】
なお、このウエイトを使用する形態として、ウエイトを少なくとも１個のリンクを有するリンク機構で連結して、リンクを例えばサーボモータで揺動させたり、あるいはリニアモータで揺動させたりすることによって、ウエイトを、パネル板７に対して直線的に往復移動させることも可能である。
【００３５】
上記のように、実施形態の空調装置１では、ケース体８に配置するパネル板７を振動可能に形成し、パネル板７に、エンジン３から駆動されるコンプレッサ５の振動を付与するとともにコンプレッサ５から発生する振動の逆位相を付与する逆位相発生装置１０（又は１０Ａ・２０）を筐体内に配置している。
【００３６】
つまり、ケース８に配置されるパネル板７は、エンジン３から発生する燃焼爆発振動が伝播してパネル板７の板厚方向に沿って振動する。同時に、逆位相発生装置１０においては、コンプレッサ５の回転や振動のタイミング、さらにはコンプレッサの運転負荷等の条件が制御回路９から入力されて、エンジン３から発生する振動の周波数と逆の位相を発生させてパネル板７に強制的に振動を付与する。これによって、パネル板７には、エンジン３と逆位相発生装置１０から出力される相互の振動波形が合成されて、振動波形を直線状に形成することとなってパネル板７の振動をほぼゼロにすることになる。
【００３７】
従って、パネル板７のビビリ音及びケース８の外部に伝播する振動を防止して騒音振動を低減することとなる。
【００３８】
この逆位相発生装置が、例えば、ソレノイド１１を構成すれば、ソレノイド１１を構成するプランジャ１３をパネル板７に装着することによって、制御回路９から入力された信号に基づいて、コイル体１２を励磁させてエンジン３から発生する振動と逆のタイミングでプランジャ１３を往復移動可能に振動させることができ、これによってパネル板７を逆位相で強制的に振動させることができる。
【００３９】
又、プランジャ１３に、パネル板７との間にコイルばね１７を介在させることによって、ソレノイド１１の電気量を少なくして省エネルギー化を図ったり、又振幅量を拡大したりすることができる。
【００４０】
さらに、逆位相発生手段２０が、制御回路から入力された信号に基づいて、小型モータ２１を作動させて、エンジン３から発生する振動と逆のタイミングでウエイト２３を往復移動可能に振動させれば、小型モータ２１を装着したパネル板７を逆位相で振動させることができる。
【００４１】
なお、本発明のエンジン駆動式機器の騒音振動低減装置は、室外用の空調装置に限定するものではなく、他のエンジン駆動式機器を装着した装置においても適用できるものである。
【００４２】
又、室外用の空調装置を使用した場合においても、エンジンによって駆動される装置は、コンプレッサに限らず、発電機やポンプであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一形態による逆位相発生装置を備えた空調装置を示す簡略断面図である。
【図２】図１における第１の形態によるソレノイドの詳細を示す断面図である。
【図３】図１におけるパネル板の振幅状態を示すグラフである。
【図４】第２の形態による逆位相発生装置を示す簡略断面図である。
【図５】図４における第２の形態によるソレノイドの詳細を示す断面図である。
【図６】第３の形態による逆位相発生装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１  空調装置
３  エンジン
５  コンプレッサ
７  パネル板
９  制御回路
１０，１０Ａ  逆位相発生装置
１１，１１Ａ  ソレノイド
１２  コイル体
１３，１３Ａ  プランジャ
１４  ヨーク
１５  固定コア
１７  コイルばね
２０  逆位相発生装置
２１  小型モータ
２２  出力軸
２３  ウエイト
【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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