JPH0772873A - アクティブ消音装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】正確な騒音検出と正確な付加音を放射し長期間
安定した消音効果を維持する。 【構成】ダクトを経て気流の流れに伴う騒音を低減する
アクティブ消音装置において、スピーカやマイクロホン
のためのダクト壁面の開口に、通音性効果がある板材を
設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に送風器やエンジン
などの管路騒音を低減することに適したアクティブ消音
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アクティブ消音装置は音源から伝播した
騒音に対し同一音圧で逆位相の付加音を放射し、音波干
渉により消音させる原理を利用したものである。しかし
ながら、原理的に確立されても実用的に消音効果を安定
して向上させるための具体的手段、とくに管路内音波の
検出手段や付加音の発生手段の取り付け方法に多くの問
題点をかかえている。

【０００３】特に、空調機などの送風経路途中でアクテ
ィブ消音を実用化するには、送風に伴う２次騒音の発
生、熱や湿気や圧力および塵埃などの影響による特性劣
化を考慮した方法が、長期間の安定した消音効果につな
がり、極めて重要な技術である。この点を考慮したもの
として、米国特許第４６６５５４９号、特開平３−７６
４９９号等は、管路内の騒音検出手段や付加音の放射手
段の設置方法を開示し、又、本出願人の出願に係わる特
願平３−１５７９９０号で提案した消音装置では管路内
面に高周波に多く吸音効果のある材料を貼り付けてお
り、気流の乱れをなくし消音効果を向上させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記前
２者の消音装置では、管路内の冷・暖気流が直接に検出
手段や２次付加音発生手段に当たったり、管路内部と外
部との温度差により結露し、また管路内部の塵埃や湿気
の影響により特性劣化につながり問題を解決できてな
い。また、部品の締結手段が、気流の乱れを起こし２次
騒音の発生と騒音検出範囲に気流が当たり、消音効果の
劣化につながっている。

【０００５】又、後者の消音装置では、前記吸音効果の
ある材料を内面に貼る事が困難であり、組み立て上種々
の問題があった。また、管路内騒音検出手段からの信号
を演算処理し付加音を発生する場合、管路内騒音検出信
号を電気的に増幅する必要があるが、増幅器までの電気
線に外乱ノイズが乗り消音効果が低減する。しかしなが
ら、前記特願平３−１５７９９０号では、この問題点に
対する対応策がなく、この点について解決策が望まれて
いた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来技術の
課題を解決するために提供されたものであり、ダクト内
を流れる気流に含まれる騒音を騒音検出マイクロホンに
て検出して騒音信号に変換し、かつ、該騒音信号に信号
処理制御部にて所定の処理を施してスピーカに供給する
と共に、該スピーカより騒音とは逆位相・同振幅の消音
音波を放出させて上記騒音と干渉させ、かつ、この干渉
作用を受けた上記騒音を消音誤差検出マイクロホンにて
検出して消音誤差信号に変換すると共に、上記信号処理
制御部に供給して該信号処理制御部にて上記騒音信号と
の関係に基づいた消音補正信号を出力させ、再び上記ス
ピーカより騒音とは逆位相・同振幅の消音音波を放出さ
せることにより、上記気流中の騒音を低減させるものに
おいて、上記騒音検出マイクロホン，スピーカ及び消音
誤差検出マイクロホンを上記ダクトの外壁面上におい
て、上記気流の流れる方向に沿って順次配置し、かつ、
これら各マイクロホン及びスピーカに対向する上記ダク
トの壁面に夫々開口を設けると共に、これら各開口を通
音性のある板材にて覆ったアクティブ消音装置を提供す
るものである。

【０００７】又、本発明は、上記信号処理制御部を上記
ダクト上に設けた制御ボックス内に設けると共に、上記
スピーカを上記ダクト上に配置したスピーカボックス内
に設け、かつ、上記騒音検出マイクロホンを上記制御ボ
ックスに、又、上記消音誤差検出マイクロホンを上記ス
ピーカボックスに取り付けたアクティブ消音装置を提供
するものである。

【０００８】更に、本発明は、上記騒音検出マイクロホ
ンの出力及び消音誤差検出マイクロホンの出力を夫々増
幅器にて増幅し、上記信号処理制御部に供給するように
したアクティブ消音装置を提供するものである。

【０００９】

【作用】本発明によれば、通音性の良い板材にて開口を
覆っているので、ダクト内の騒音を騒音検出マイクロホ
ン及び消音誤差検出マイクロホンにて効率良く検出する
ことができると共に、スピーカにて放出された消音音波
をダクト内に効率良く供給することができる。

【００１０】又、本発明では、制御及びスピーカボック
スに信号処理制御部、スピーカ並びに騒音及び消音誤差
検出マイクロホンを収納しているので、ダクトに対し適
性配置が可能となる。

【００１１】又、本発明では、各騒音検出マイクロホン
及び消音誤差検出マイクロホンの出力を増幅器で増幅し
て信号処理制御部に供給するものであるから、より効率
良く騒音の低減ができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明に係わるアクティブ消音装置の
一実施例を添付図面に従って詳細に説明する。図１は本
発明に係わるアクティブ消音装置の要部の分解斜視図で
あり、図２及び図３はその組立時の異なる箇所での横断
面図である。

【００１３】これらの図において、１はダクトにして、
その内部を騒音を伴った気流が矢印ａの方向に流れるべ
く構成されている。そして、このダクト１の上面には、
上記気流の流れる方向に沿って、制御ボックス２及びス
ピーカボックス７が夫々板材１０ａ及び１０ｂを介して
載置され螺子１６止めされている。要するに、制御ボッ
クス２がスピーカボックス７に較べて気流の上流側に配
置されている。

【００１４】上記板材１０ａ，１０ｂは共に通音性、断
熱性、気密性に優れた材料、例えばこれら３つの性質を
備えた連続気泡の軟質ウレタンフォーム、或いは、通音
性、気密性効果のあるフィルムと通音性、断熱性効果の
あるグラスウール又はフェルトを重ね合わせた材料から
成るものである。そして、制御ボックスに対応した板材
１０ａはダクト１の上面に設けた開口１ａを、又、スピ
ーカボックスに対応した板材１０ｂはダクト１の上面に
設けた開口１ｂ及び開口１ｃを夫々覆うようにダクト１
上面に設けられ、図２、図３に示すように各ボックスと
共に螺子１６にて螺着されている。

【００１５】上記制御及びスピーカボックス２，７は底
面を開口した箱体の下端周縁に鍔部２ａ，７ａを設けて
おり、この鍔部を以って上記ダクト１に螺子１６止めさ
れている。そして、一方の制御ボックス２は、上記鍔部
２ａ上に上下方向に貫通した支持穴２ｃを有するマイク
ロホン保持部２ｂを備え、その支持穴２ｃに開口１ａに
対向するように騒音検出マイクロホン３を支持してい
る。又、制御ボックス２はその天井壁内面に上記マイク
ロホン３で検出した騒音信号を増幅する騒音信号増幅器
４を設けると共に、側壁内面間に橋架した支持桟２ｄに
上記増幅器４で増幅された騒音信号を処理する信号処理
制御部５を設けている。上記マイクロホン，増幅器４及
び信号処理制御部５はリード線６にて電気的に接続され
ている。

【００１６】又、他方、上記スピーカボックス７は、上
記鍔部７ａ上に上下方向に貫通した支持穴７ｃを有する
マイクロホン保持部７ｂを備え、その支持穴７ｃに上記
開口１ｂに対向するように消音誤差検出マイクロホン８
を支持している。又、スピーカボックス７はその天井壁
内面に上記マイクロホン８で検出した騒音信号を増幅す
る消音誤差信号増幅器９を設けると共に側壁内面間に橋
架した支持桟７ｄに上記開口１ｃに対向するようにスピ
ーカ１１を設けている。

【００１７】このスピーカ１１は、その放音面を上記板
材１０ｂを介して上記開口１ｃに対向させている。又、
上記騒音及び消音誤差検出マイクロホン３及び８は夫々
板材１０ａ，１０ｂを介して開口１ａ，１ｂに対向して
いる。

【００１８】上記両マイクロホン３，８，増幅器４，
９，信号処理制御部５及びスピーカ１１は図４に示すよ
うに夫々リード線６，１２及び１３にて電気的に接続さ
れている。１４及び１５は、上記支持穴２ｃ，７ｃにマ
イクロホン３，８を支持するに当たり、両者間に介在さ
れた防振材であり、マイクロホンへのダクト１からの振
動の影響を防止すると共に、振動が外部へ漏洩するのを
防止するためのものである。

【００１９】本発明は、上述のように構成されるもので
あるから、ダクト１の上流から制御ボックス２の方向に
騒音を伴った気流ａが流れてくると、その騒音は開口１
ａ及び板材１０ａを介して騒音検出マイクロホン３にて
検出され、電気信号に変換されると共に、騒音信号増幅
器４にて増幅される。

【００２０】該増幅器４にて増幅された騒音信号は信号
処理制御部５にて所定の信号処理されてスピーカ１１に
供給され、消音音波に変換される。そして、この消音音
波は板材１０ｂ，開口１ｃを介してダクト１内に放出さ
れる。

【００２１】そして、この放出された消音音波は上記気
流ａ中の騒音と干渉し、騒音を低減し、消音するように
作用する。この消音音波による干渉作用を受けた騒音は
次いで、開口１ｂ，板材１０ｂを介して消音誤差検出マ
イクロホン８にて検出され、消音誤差信号に変換され
る。この消音誤差信号は増幅器９にて増幅された後、上
記信号処理制御部５に入力される。この消音誤差信号の
入力に伴って、該制御部５は上記マイクロホン３より検
出された騒音信号とこの消音誤差信号を所定の演算式に
基づいて演算し、消音補正信号を作成して再びスピーカ
１１より消音音波を放出させる。

【００２２】以下、この信号処理を繰り返し、適応した
逆位相，同振幅の音波干渉によりダクト１の下流では騒
音が低減した気流ｂを送出できる。

【００２３】本発明は上述のように構成されるが、上記
板材１０ａ，１０ｂについて更に説明を加えると、通音
性、断熱性、気密性効果がある材料１０ａ及び１０ｂ
が、軟質ウレタンフォームを利用した場合は１つの材料
ですべての効果が発揮できるばかりでなく、ダクト内部
気流の圧力変動や、スピーカから放射される音波による
圧力変動により、材料１０ａおよび１０ｂが振動する２
次騒音の発生も防止できる。さらに、ダクト内部温度が
高い温度である、ボイラーやエンジン等では、耐熱性シ
ート（雲母、ガラスなど）にグラスウールを積層したも
のも、本発明の実施例に該当する。

【００２４】又、本発明では、各マイクロホン３及び８
の上流側に突起物が無い構成としていることから、これ
らマイクロホンの上流側で乱気流が発生することが無
く、従って、乱気流が夫々のマイクロホン３，８に対向
する開口１ａ，１ｂに当たって局部的な２次騒音を引き
起こし、マイクロホンに不必要な騒音が入力されるとい
う懸念は無い。

【００２５】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されるもので
あるから、ダクト内部の熱・塵埃・湿気・２次騒音など
に影響されることなくスピーカをダクト外部に設置でき
るため、正確な逆位相・同一振幅特性を、長期間安定し
て保有することができ、消音効果を長期間維持すること
ができる。又、スピーカを設置する箱状体に、消音誤差
検出マイクロホンを設置できるため、ダクトに直接消音
誤差検出マイクロホンを設置する必要がなく、ダクトへ
の締結作業が合理化でき、低価格なアクティブ消音装置
を提供できる。又、ダクト内部の熱・塵埃・湿気・２次
騒音などに影響されることなく消音度差検出マイクロホ
ンをダクト外部に設置できるため、消音誤差を正確に長
期間安定して検出することができ、消音効果を長期間維
持することができる。

【００２６】又、本発明ではスピーカを設置するスピー
カボックスに、消音誤差信号を電気的に増幅する増幅器
を設置することができるため、消音誤差信号に対する外
来ノイズからの影響が少なくなり、消音誤差を正確に検
出することができるため、消音効果を最大にすることが
できる。

【００２７】更に、ダクト内部の熱・塵埃・湿気・２次
騒音などに影響されることなく騒音検出マイクロホンを
ダクト外部に設置できるため、騒音を正確に長期間安定
して検出することができ、消音効果を長期間維持するこ
とができる。又、信号処理を行う制御部を設置する制御
ボックスに、騒音検出マイクロホンを設置できるため、
ダクトに直接騒音検出マイクロホンを設置する必要がな
く、ダクトへの締結作業が合理化でき、低価格なアクテ
ィブ消音装置を提供できる。

【００２８】又、本発明では信号制御を行う制御部を設
置する制御ボックスに、騒音信号を電気的に増幅する増
幅器を設置することができるため、騒音信号に対する外
来ノイズからの影響が少なくなり、騒音を正確に検出す
ることができるため消音効果を最大にすることができ
る。

【００２９】更に、スピーカを備えているスピーカボッ
クス，信号処理を行う制御部を備えている制御ボックス
及びダクトの位置関係を夫々消音誤差検出マイクロホン
と騒音検出マイクロホンがダクトの気流方向に対して離
れた位置となるように設置したため、気流が締結部品等
に当たる２次気流騒音の影響を受けることがなく、消音
誤差と騒音を正確に検出することができ、消音効果を最
大にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係わるアクティブ消音装置の一実施
例を示す分解斜視図である。

【図２】 本発明に係わるアクティブ消音装置の制御ボ
ックス部分の断面図である。

【図３】 本発明に係わるアクティブ消音装置のスピー
カボックス部分の断面図である。

【図４】 本発明に係わるアクティブ消音装置における
騒音検出マイクロホン，消音誤差検出マイクロホン，信
号処理制御部及びスピーカの電気的結線を示す電気回路
図である。

【符号の説明】

１ ダクト １ａ，１ｂ，１ｃ 開口 ２ 制御ボックス ３ 騒音検出マイクロホン ４ 騒音信号増幅器 ５ 信号処理制御部 ７ スピーカボックス ８ 消音誤差検出マイクロホン ９ 消音誤差信号増幅器 １０ａ 板材 １０ｂ 板材 １１ スピーカ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ１０Ｋ 11/16

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ダクト内を流れる気流に含まれる騒音を騒
   音検出マイクロホンにて検出して騒音信号に変換し、か
   つ、該騒音信号に信号処理制御部にて所定の処理を施し
   てスピーカに供給すると共に、該スピーカより騒音とは
   逆位相・同振幅の消音音波を放出させて上記騒音と干渉
   させ，かつ、この干渉作用を受けた上記騒音を消音誤差
   検出マイクロホンにて検出して消音誤差信号に変換する
   と共に、上記信号処理制御部に供給して該信号処理制御
   部にて上記騒音信号との関係に基づいた消音補正信号を
   出力させ、再び上記スピーカより騒音とは逆位相・同振
   幅の消音音波を放出させることにより、上記気流中の騒
   音を低減させるものにおいて、上記騒音検出マイクロホ
   ン，スピーカ及び消音誤差検出マイクロホンを上記ダク
   トの外壁面上において、上記気流の流れる方向に沿って
   順次配置し、かつ、これら各マイクロホン及びスピーカ
   に対向する上記ダクトの壁面に夫々開口を設けると共
   に、これら各開口を通音性のある板材にて覆ったことを
   特徴とするアクティブ消音装置。
2. 【請求項２】上記信号処理制御部を上記ダクト上に設け
   た制御ボックス内に設けると共に、上記スピーカを上記
   ダクト上に設けたスピーカボックス内に設け、かつ、上
   記騒音検出マイクロホンを上記制御ボックスに、又、上
   記消音誤差検出マイクロホンを上記スピーカボックスに
   取り付けたことを特徴とする請求項１のアクティブ消音
   装置。
3. 【請求項３】上記騒音検出マイクロホンの出力及び消音
   誤差検出マイクロホンの出力を夫々増幅器にて増幅し、
   上記信号処理制御部に供給するようにしたことを特徴と
   する請求項１のアクティブ消音装置。