JPH05134683A

JPH05134683A - 三次元消音装置

Info

Publication number: JPH05134683A
Application number: JP3294433A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Hiei; 武彦樋江井
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1991-11-11
Filing date: 1991-11-11
Publication date: 1993-05-28

Abstract

(57)【要約】【目的】制振する振動体をモデル化することなく動吸振
器のゲイン及び位相特性を設定できるようにして騒音を
低減する。【構成】加振源（４）からの振動を受けて振動する振動
体（３）には、該振動体（３）を加振する質量（２１）
及び固有振動数を変更するアクチュエータ（２３）を備
えたアクティブ型動吸振器（２）が取付けられている。
更に、上記加振源（４）には該加振源（４）の振動を検
出する第１振動センサ（５）が、上記動吸振器（２）の
取付け位置には該取付け位置の振動を検出する第２振動
センサ（６）がそれぞれ設けられている。加えて、上記
第１及び第２振動センサ（５，６）の振動信号を受け
て、上記動吸振器（２）の取付け位置における振動体
（３）の振動に対して逆位相で且つ同振幅で上記質量
（２１）が振動するように上記アクチュエータ（２３）
を制御するＦＩＲフィルタ（７１）を備えた適応型制御
装置（７）が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気調和装置等に用い
られるアクティブ型動吸振器を備えた三次元消音装置に
関し、特に、アクティブ型動吸振器の制御対策に係るも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、各種の振動に対して動吸振器を用
いて消音するようにしたものがあり、例えば、特開平２
−３０５３８５号公報に開示されているように、質量と
バネとダンパとを備えた動吸振器を圧縮機のケーシング
に取付け、該動吸振器によってケーシングの振動を抑制
するようにしているものがある。そして、上記動吸振器
において、圧縮機の回転数を検出してバネ定数を変更
し、広範囲の振動周波数に対して制振効果を発揮するよ
うにして騒音の抑制を図っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した動吸振器を用
いた消音装置においては、従来、システム全体をモデル
化して、現代制御理論を用いてフィードバック制御ゲイ
ンを厳密に決定する必要があった。特に、天井埋込式空
気調和装置においては、密閉構造となっているおり、内
部機械の振動又は該内部機械から発生する騒音が外板を
振動させることにより、外部に騒音が伝達されることに
なる。そして、該外板を上記動吸振器で制振するように
すると、上記天井埋込式空気調和装置全体をモデル化す
る必要があり、制御ゲインの設定が極めて困難であると
いう問題があった。

【０００４】本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもの
で、制振する振動体をモデル化することなくアクティブ
型動吸振器のゲイン及び位相特性を設定できるようにし
て騒音を低減するようにすることを目的とするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明が講じた手段は、ＦＩＲフィルタを用いて
アクティブ型動吸振器の固有振動数を制御するようにし
たものである。

【０００６】具体的に、図１に示すように、請求項１に
係る発明が講じた手段は、先ず、加振源（４）と、該加
振源（４）からの振動を受けて振動する振動体（３）と
が設けられている。更に、該振動体（３）には、上記振
動体（３）を加振する質量（２１）及び固有振動数を変
更するアクチュエータ（２３）を備えたアクティブ型動
吸振器（２）が取付けられる一方、上記加振源（４）に
は該加振源（４）の振動を検出する第１振動検出手段
（５）が、上記動吸振器（２）の取付け位置には該取付
け位置の振動を検出する第２振動検出手段（６）がそれ
ぞれ設けられている。加えて、上記第１及び第２振動検
出手段（５，６）の振動信号を受けて、上記動吸振器
（２）の取付け位置における振動体（３）の振動に対し
て逆位相で且つ同振幅で上記質量（２１）が振動するよ
うに上記アクチュエータ（２３）を制御するＦＩＲフィ
ルタ（７１）を備えた適応型制御手段（７）が設けられ
た構成としている。

【０００７】また、請求項２に係る発明が講じた手段
は、上記請求項１の発明において、アクティブ型動吸振
器（２）は、加振源（４）からの振動の腹に位置して配
設された構成としている。

【０００８】

【作用】上記の構成により、請求項１に係る発明では、
加振源（４）の振動、例えば、空気調和装置における送
風ファンの駆動振動を空気調和装置の本体外板である振
動体（３）が受けており、該振動体（３）が加振源
（４）の振動によって振動すると、外部に騒音を発する
ことになる。

【０００９】そして、上記加振源（４）の振動は第１振
動検出手段（５）によって検出され、該第１振動検出手
段（５）の振動信号は適応型制御手段（７）に入力され
ている。該適応型制御手段（７）のＦＩＲフィルタ（７
１）は、第１振動検出手段（５）の振動信号により上記
加振源（４）の振動と逆位相で且つ同振幅で動吸振器
（２）の質量（２１）が振動するように反転振動信号を
アクチュエータ（２３）に出力する。そして、該アクチ
ュエータ（２３）は、動吸振器（２）の固有振動数を変
更して質量（２１）を振動させ、振動体（３）の振動を
抑制する。

【００１０】更に、第２振動検出手段（６）は、動吸振
器（２）の取付け位置における振動体（３）の振動を検
出しており、該第２振動検出手段（６）の振動信号を受
けて適応型制御手段（７）はフィルタ係数を変更して、
ＦＩＲフィルタ（７１）が振動体（３）の振動に対して
逆位相で且つ同振幅で動吸振器（２）の質量（２１）が
振動するように反転振動信号を補正して出力し、アクチ
ュエータ（２３）が固有振動数を変更して質量（２１）
を振動させ、振動体（３）を制振している。

【００１１】

【発明の効果】従って、請求項１に係る発明によれば、
ＦＩＲフィルタ（７１）を備えた適応型制御手段（７）
を設けたために、アクティブ型動吸振器（２）の固有振
動数を振動体（３）の振動に対応して変更することがで
きるので、振動体（３）のシステム全体をモデル化する
ことなく該振動体（３）を制振して騒音を低減すること
ができる。この結果、モデル化等の制御系の設計工程を
省略することができることから、簡易に振動を抑制して
騒音を低減することができる。

【００１２】また、上記モデル化してフィードバック制
御ゲインを厳格に設定する必要がないので、各種の振動
に対して高精度で消音を図ることができる。

【００１３】また、請求項２に係る発明によれば、動吸
振器（２）を振動の腹に設けているので、振動体（３）
の振動を確実に抑制することができることから、確実に
消音効果を発揮させることができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１５】図２に示すように、（１）は、三次元消音
装置であって、アクティブ型動吸振器（２）を備え、振
動体（３）を制振して騒音を低減するものである。

【００１６】上記振動体（３）は、例えば、天井埋込式
空気調和装置における本体外板や吸込ダクト又は吹出ダ
クトであって、ファンモータ等の加振源（４）からの振
動を受けており、該加振源（４）からの振動を受けて振
動すると、外部に騒音を発することになる。

【００１７】上記動吸振器（２）は、質量（２１）がバ
ネ（２２）を介して振動体（３）に取付けられると共
に、該質量（２１）と振動体（３）との間にアクチュエ
ータ（２３）が介設されて構成されている。そして、該
アクチュエータ（２３）は、リニアモータ等で構成さ
れ、該動吸振器（２）の固有振動数を変更するようにな
っている。

【００１８】一方、上記加振源（４）には、該加振源
（４）の振動を検出する第１振動検出手段である第１振
動センサ（５）が取付けられ、該第１振動センサ（５）
は加振源（４）の振動信号を出力するように構成されて
いる。

【００１９】また、上記動吸振器（２）の取付け位置に
は、第２振動検出手段である第２振動センサ（６）が取
付けられており、該第２振動センサ（６）は動吸振器
（２）の取付け位置における振動体（３）の振動を検出
して該振動体（３）の振動信号を出力するように構成さ
れている。

【００２０】更に、上記第１振動センサ（５）と第２振
動センサ（６）とは適応型制御手段である適応型制御装
置（７）に連繋され、該適応型制御装置（７）は上記動
吸振器（２）のアクチュエータ（２３）に連繋されてい
る。

【００２１】該適応型制御装置（７）は、ＦＩＲ(Finit
e Impulse Response) フィルタ（７１）とＬＳＭ制御回
路（７２）とを備えている。該ＦＩＲフィルタ（７１）
は、上記第１振動センサ（５）からの入力信号を受けて
上記加振源（４）の振動に対して逆位相で且つ同振幅の
反転振動信号をアクチュエータ（２３）に出力すると共
に、ＬＳＭ制御回路（７２）からの補正信号により反転
振動信号を補正して出力ように構成されている。

【００２２】また、該ＬＳＭ制御回路（７２）は、最小
二乗平均法アルゴリズム(Least Mean Square Algorith
m) によりフィルタ係数を変更してＦＩＲフィルタ（７
１）が反転振動信号を補正するための補正信号を出力す
るように構成されている．一方、上記動吸振器（２）
は、振動体（３）が振動する振動の腹に取付けられてお
り、具体的に、図３に示すように、第１の取付け位置
は、振動体（３）の四辺が固定部材（３１）にって固定
され、且つ振動体（３）の固有振動数に一致した周波数
のみを低減する場合、縦横ともに奇数個の振動の腹がで
きる振動形態が強く励起される可能性が高いことから、
中央部Ｃに取り付けられている。

【００２３】また、図４に示すように、第２の取付け位
置は、上記振動体（３）の振動に対して、あらゆる振動
形態に対応できるように中央部Ｃより僅かに変位した位
置に取付けられている。

【００２４】また、図５に示すように、第３の取付け位
置は、振動体（３）の振動形態が明らかな場合において
は、低減したい周波数の振動変位の最も大きい位置Ｖ、
つまり、振動の腹に取付けられている。

【００２５】次に、上記三次元消音装置の消音動作につ
いて説明する。

【００２６】先ず、加振源（４）が振動すると、例え
ば、空気調和装置のファンモータが駆動して振動する
と、該空気調和装置の本体外板である振動体（３）が振
動することになる。

【００２７】そして、上記加振源（４）の振動は第１振
動センサ（５）によって検出されており、該第１振動セ
ンサ（５）の振動信号は適応型制御回路のＦＩＲフィル
タ（７１）に入力されている。

【００２８】そこで、先ず、該ＦＩＲフィルタ（７１）
は、上記加振源（４）の振動に対して逆位相で且つ同振
幅の振動を動吸振器（２）が励起するように反転振動信
号をアクチュエータ（２３）に出力する。

【００２９】一方、上記動吸振器（２）の取付け位置に
おける振動を第２振動センサ（６）が検出しており、該
第２振動センサ（６）の振動信号はＬＳＭ制御回路（７
２）に入力されている。

【００３０】そして、上記ＬＳＭ制御回路（７２）は、
ＦＩＲフィルタ（７１）の出力を該ＬＳＭ制御回路（７
２）の入力に基づいて畳み込み演算した後、加振源
（４）の振動と動吸振器（２）の取付け位置における振
動体（３）の振動との誤差を算出して二乗平均誤差を算
出し、該二乗平均誤差を予め設定した境界値と比較して
ＦＩＲフィルタ（７１）のフィルタ係数を算出する。

【００３１】このフィルタ係数によってＦＩＲフィルタ
（７１）は反転振動信号を補正してアクチュエータ（２
３）が固有振動数を変更し、質量（２１）の振動周波数
が変化し、該質量（２１）の振動によって振動体（３）
を制振して騒音の発生を抑制している。

【００３２】従って、上記実施例によれば、ＦＩＲフィ
ルタ（７１）を備えた適応型制御装置（７）を設けたた
めに、アクティブ型動吸振器（２）の固有振動数を振動
体（３）の振動に対応して変更することができるので、
振動体（３）のシステム全体をモデル化することなく該
振動体（３）を制振して騒音を低減することができる。
この結果、モデル化等の制御系の設計工程を省略するこ
とができることから、簡易に振動を抑制して騒音を低減
することができる。

【００３３】また、上記モデル化してフィードバックゲ
インを厳格に設定する必要がないので、各種の振動に対
して高精度で消音を図ることができる。

【００３４】また、上記動吸振器（２）を振動の腹に設
けているので、振動体（３）の振動を確実に抑制するこ
とができることから、確実に消音効果を発揮させること
ができる。

【００３５】尚、本実施例においては、空気調和装置に
ついて説明したが、本発明の三次元消音装置は、各種の
振動体（３）に適用できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】三次元消音装置を示す概略構成図である。

【図３】動吸振器の第１の取付け位置を示す振動体の概
略平面図である。

【図４】動吸振器の第２の取付け位置を示す振動体の概
略平面図である。

【図５】動吸振器の第３の取付け位置を示す振動体の概
略平面図である。

【符号の説明】

１三次元消音装置２アクティブ型動吸振器３振動体４加振源５第１振動センサ６第２振動センサ７適応型制御装置 21 質量 23 アクチュエータ 71 ＦＩＲフィルタ 72 ＬＳＭ制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加振源（４）と、該加振源（４）からの振動を受けて振動する振動体
（３）と、該振動体（３）に取付けられ、上記振動体（３）を加振
する質量（２１）及び固有振動数を変更するアクチュエ
ータ（２３）を備えたアクティブ型動吸振器（２）と、上記加振源（４）に設けられて該加振源（４）の振動を
検出する第１振動検出手段（５）と、上記動吸振器（２）の取付け位置に設けられて該取付け
位置の振動を検出する第２振動検出手段（６）と、上記第１及び第２振動検出手段（５，６）の振動信号を
受けて、上記動吸振器（２）の取付け位置における振動
体（３）の振動に対して逆位相で且つ同振幅で上記質量
（２１）が振動するように上記アクチュエータ（２３）
を制御するＦＩＲフィルタ（７１）を備えた適応型制御
手段（７）とを備えたことを特徴とする三次元消音装
置。
【請求項２】請求項１記載の三次元消音装置におい
て、アクティブ型動吸振器（２）は、加振源（４）から
の振動の腹に位置して配設されていることを特徴とする
三次元消音装置。