JP2576620B2 - 能動消音装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ダクト内を伝播する騒音を積極的に消音す
る能動消音装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、ダクト内を伝播する騒音と逆位相の音をダ
クト内に放出することで、騒音を積極的に消去する能動
消音装置（特開昭62−9397号公報参照）が提案されてい
る。

これは、ダクト内を伝播する騒音を検出するマイクロ
フォンと、該マイクロフォンで検出された騒音と逆位相
の低周波音を作り出す制御回路と、制御回路で作り出さ
れた低周波音をダクト内に放出するスピーカなどで構成
され、ダクト内を伝播する騒音とスピーカから放出され
た低周波音との音圧合成を行うことにより、騒音を消去
させるものである。

このような能動消音装置では、スピーカから放出され
た音が、マイクロフォンにフィードバックされて発生す
るハウリングを防止する手段として、ハウリングを誘発
しやすい中高周波成分を減衰遮断させるローパスフィル
タを使用したり、スピーカを、ダクトの開放端側に向け
てスピーカから放出される低周波音が、マイクロフォン
に伝わらないように組み付けられている。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに、ローパスフィルタのみでは、十分なハウリ
ング防止効果を得ることができず、ハウリング防止効果
を高めるためには、制御回路が複雑となり、装置のコス
トが高くなる。

一方、スピーカを、ダクトの開放端側に向けて配置す
る場合には、消音効果を得るために、スピーカの数を増
やす必要があり、従って、装置が大型化する課題があっ
た。

また、ダクト内に露出したマイクロフォンやスピーカ
の存在によって、ダクト内を通過する空気の流れが乱
れ、通気抵抗が増大することから、乱流騒音を発生する
場合があった。

本発明は上記事情に基づいてなされたもので、その目
的は、ダクト内の乱流騒音を防止するとともに、低コス
トな手段でハウリングを防止した能動消音装置を提供す
ることにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために、ダクト内を伝播
する騒音を検出する検出器、および該検出器によって検
出された騒音と逆位相の音を前記ダクト内に放出する音
波発振器とを備えた能動消音装置において、前記ダクト
の内壁面には、前記検出器と前記音波発振器との間の少
なくとも一部に、多孔質弾性材料よりなる吸音材が取り
付けられるとともに、前記ダクトの内壁面が滑らかな同
一面となるように、少なくとも前記吸音材の表面および
前記ダクト内に露出した前記検出器と前記音波発振器と
の表面を、非多孔質弾性材料よりなる薄膜部材で覆った
ことを技術的手段として採用する。

［作用および発明の効果］ 上記構成よりなる本発明は、検出器と音波発振器との
間の少なくとも一部のダクトの内壁面に吸音材を取り付
けたことにより、ハウリングを誘発しやすい中高周波成
分の音のエネルギーを減衰させるとともに、音波発振器
から放出された消去音が、フィードバックして検出器に
達する量を減少させることができる。また、ダクトの内
壁面での反射を抑えることにより、ダクト内での定在波
の発生を少なくすることができる。

これらの結果、ハウリングの発生を防止することがで
きる。なお、ダクト内を伝播する騒音の周波数に応じ
て、吸音材の長さ、あるいは厚さを変えることにより、
効果的にハウリングの発生を防止することができる。例
えば、高い周波数の騒音であれば、吸音材の長さが少し
でよく、低い周波数の騒音であれば、吸音材の長さを長
く、あるいは厚くして設ける必要がある。

一方、少なくとも吸音材の表面およびダクト内に露出
した検出器と音波発振器との表面を、薄膜部材で覆った
ことにより、ダクトの内壁面が滑らかで、同一面（面一
構造）になるため、検出器や音波発振器、あるいは吸音
材の表面で生じる乱流騒音を低減することができる。

また、検出器と音波発振器との表面が薄膜部材で覆わ
れたことにより、風圧やダクト内の静圧が、検出器や音
波発振器にかかるのを防止することができる。このた
め、検出器の騒音検出能力の低下を防止するとともに、
音波発振器の再生音の精度低下の防止および音波発振器
の耐久性向上などの効果を有する。

［実施例］ 次に、本発明の能動消音装置を図面に示す一実施例に
基づき説明する。

第１図は本発明の能動消音装置を適用したダクトの断
面図である。

本実施例の能動消音装置１は、例えば、空気調和装置
の送風ダクト２に適用され、送風ダクト２内を伝播する
騒音を検出するためのマイクロフォン（本発明の検出
器）３と、該マイクロフォン３によって検出した騒音と
逆位相の音を作り出す制御回路４と、制御回路４によっ
て作り出された音を送風ダクト２内に放出するスピーカ
（本発明の音波発振器）５とから構成されている。

送風ダクト２は、断面矩形を呈し、その一面に、マイ
クロフォン３とスピーカ５とが組み付けられている。

マイクロフォン３は、騒音発生源（例えば送風機）の
近傍に取り付けられ、スピーカ５は、マイクロフォン３
より下流に取り付けられている。

この送風ダクト２は、マイクロフォン３の少し上流位
置（第１図左側）からスピーカ５の下流側端部（第１図
右側）に至るまで、その断面積が拡大して設けられ、断
面積が拡大することによって形成される各面の段差部分
には、それぞれ多孔質弾性材料であるポリウレタンフォ
ームなどの発泡材を板状に成形した吸音材６が張り付け
られている。

なお、吸音材６は、送風ダクト２の内壁面に張り付け
るため、板状に加工しやすく、且つ低周波域（1KHz以
下）で特に吸音効果の大きいものが望ましい。

また、吸音材６の表面、およびマイクロフォン３とス
ピーカ５の表面は、非多孔質弾性材料であるクロロプレ
ンゴムを薄膜状に形成した薄膜部材７で覆われている。

このとき、薄膜部材７の表面と、吸音材６を張り付け
てない送風ダクト２の内面とが、滑らかな面一構造（段
差のない同一面）となるように、吸音材６の厚さ、およ
びマイクロフォン３とスピーカ５の取り付け位置が考慮
されている。

なお、薄膜部材７は、表面が滑らかで、薄膜状に加工
しやすく、且つ音響抵抗とならないものが望ましい。

送風ダクト２の内壁面へ吸音材６を張り付ける場合
や、吸音材６の表面を薄膜部材７で覆う場合には、両面
テープを使用したり、あらかじめ吸音材６や薄膜部材７
の一面に接着テープを取り付けておくことで、作業を容
易に行うことができる。

制御回路４は、周知の構造で、マイクロフォン３で検
出した騒音を、電気的に増幅して中高周波音を遮断した
後、低周波の騒音信号を、マイクロフォン３で検出した
騒音と逆位相に調節する働きを有するものである。

次に本実施例の作用について説明する。

能動消音装置１による消音制御は、従来より周知であ
るので、ここでは、吸音材６および薄膜部材７を使用し
たことによって生じる作用について説明する。

マイクロフォン３とスピーカ５との間に、吸音材６を
張り付けたことにより、主に中高周波成分の音のエネル
ギーを減衰させて消音するとともに、スピーカ５から放
出された消去音が、フィードバックしてマイクロフォン
３に達する量を減少させることができる。また、送風ダ
クト２の内壁面での反射を抑えることにより、送風ダク
ト２内での定在波の発生を少なくし、音響特性を改良
（残響を少なくする）することができる。

これらの結果、送風ダクト２内での騒音伝播特性が単
純化されて、ハウリングの発生を防止することができ
る。

このように、騒音伝播特性が単純化されることで、制
御回路４で実現しなければならない特性が単純になり、
制御回路４の負担が軽減される。このため、制御回路４
の精度が向上するとともに、信頼性が向上し、且つ制御
回路４のコストを低減させることもできる。

また、消去対象となる騒音が、送風ダクト２の下流側
に伝達する量を低減することができるため、消音のため
に必要な消去音のエネルギーが小さくて済み、従って、
制御回路４の増幅器（図示しない）の出力が小さくてよ
い。

一方、吸音材６の表面、およびマイクロフォン３とス
ピーカ５との表面を薄膜部材７で覆い、送風ダクト２の
内壁面を、段差のない滑らかな面一構造としたことによ
り、送風ダクト２の断面積の変化による圧損の増加を抑
えることができるとともに、送風ダクト２内の通気抵抗
を減少させることができる。

この結果、薄膜部材７を使用しない場合に生じる吸音
材６、マイクロフォン３、およびスピーカ５の表面での
乱流騒音や、摩擦騒音などを低減することができる。

また、マイクロフォン３とスピーカ５の表面が薄膜部
材７で覆われたことにより、風圧や送風ダクト２内の静
圧が、マイクロフォン３やスピーカ５にかかるのを防止
することができるため、マイクロフォン３の騒音検出能
力の低下を防止するとともに、スピーカ５の再生音の精
度低下の防止およびスピーカ５の耐久性向上などの効果
を有する。

上述したように、本発明による能動消音装置１は、マ
イクロフォン３とスピーカ５との間に、吸音材６および
薄膜部材７を張り付けるのみで、従来のように、装置が
大型化することなく、且つ低コストでハウリングを防止
することができるとともに、送風ダクト２内の乱流騒音
や、摩擦騒音などを低減することができる。

（変形例） 上記実施例では、マイクロフォン３の少し上流位置か
らスピーカ５までの間に吸音材６を張り付けたが、送風
ダクト２内を伝播する騒音の周波数に応じて、マイクロ
フォン３とスピーカ５との間の少なくとも一部に吸音材
６を張り付ければよい。例えば、高い周波数の騒音であ
れば、吸音材６を一部に設ければよく、低い周波数の騒
音であれば、吸音材６の長さを長く、あるいは厚くして
設ける必要がある。

吸音材６としてポリウレタンフォームを使用したが、
ポリウレタンフォームに限定する必要はなく、グラスウ
ールや軟質合成樹脂発泡体、あるいは不織布のような弾
力性を有する多孔質材料を使用してもよい。

また、薄膜部材７としては、クロロプレンゴムを使用
したが、クロロプレンゴム以外のゴム材料で薄膜状に形
成したもの、あるいは薄い樹脂膜や紙などを使用しても
よい。

送風ダクト２の断面を矩形としたが、正方形、円形、
矩形以外の多角形であってもよい。

検出器としてマイクロフォン３を使用したが、振動検
出器を、騒音発生の原因となる振動源、あるいは振動し
ている壁面などに取り付けて使用してもよい。

吸音材６および薄膜部材７を、両面テープなどで接着
する方法を示したが、送風ダクトの壁面に、ネジで締め
付け固定して取り付けてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の能動消音装置を適用した送風ダクトの
断面図である。 図中 １…能動消音装置 ２…送風ダクト（ダクト） ３…マイクロフォン（検出器） ４…制御回路 ５…スピーカ（音波発振器） ６…吸音材 ７…薄膜部材

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ダクト内を伝播する騒音を検出する検出
   器、および該検出器によって検出された騒音と逆位相の
   音を前記ダクト内に放出する音波発振器とを備えた能動
   消音装置において、 前記ダクトの内壁面には、前記検出器と前記音波発振器
   との間の少なくとも一部に、多孔質弾性材料よりなる吸
   音材が取り付けられるとともに、前記ダクトの内壁面が
   滑らかな同一面となるように、少なくとも前記吸音材の
   表面および前記ダクト内に露出した前記検出器と前記音
   波発振器との表面を、非多孔質弾性材料よりなる薄膜部
   材で覆ったことを特徴とする能動消音装置。