JPH0876772A - アクティブ消音装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 騒音と逆位相の音をスピーカーより発して消
音する構成のアクティブ消音装置において、消音効果を
向上するためスピーカーより発する騒音打ち消し音の音
量、音質等を向上させる。 【構成】 アクティブ消音装置の制御部ＡＮＣにおい
て、位相設定器ＰＤと音量設定器ＶＤを備え、また、キ
ャビン付きトラクターのキャビン内を消音する場合にお
いては、エンジン回転数やエンジン負荷率の変動を検出
して逆位相音を形成し、更に、バンドパスフィルター通
過型の消音装置の場合にはバンドパスフィルターの中心
周波数を設定可能とし、発振器にて逆位相音を形成する
型の消音装置の場合には、発振器の周波数設定を可能と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トラクター、コンバイ
ン、建設機械、自動車等のキャビン（少なくとも乗務員
又はオペレーターを外部から隔離する設備）を装備する
車輌における当該室内、或いは籾擦機等の機械を用いて
室内にて作業を行う場合の当該室内の騒音を低減するた
めのアクティブ消音装置の構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、乗用車等の室内や、大型エンジン
を用いる機械を作動させた室内の騒音を低減させるため
に、マイクロフォン等にて室内騒音を検出し、該騒音の
位相を検出、その逆位相の音をスピーカーより発して騒
音を打ち消す如く構成したアクティブ消音装置は公知と
なっており、例えば、実開平５─５５１９８では、これ
をキャビン付動力農機に搭載した構成が開示されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】アクティブ消音装置を
乗用車の室内用に装備する場合には、運転者の体の大小
はあっても、運転姿勢は殆ど一定で、耳の位置があまり
変動しないことから、スピーカーからの打ち消し音の音
量や位相は、一定に設定しておいて支障はない。しか
し、トラクターやコンバイン等のキャビン内における運
転者、或いは機械を室内で扱う作業者は、腰掛けたり、
立ったり、或いはトラクター等では、半身で後方の作業
機の様子を見たりと、運転（作業）姿勢は大幅に変化
し、音を聞く位置が変動する。更に、騒音発生源は、乗
用車の場合のような、エンジン音が主要であるとは限ら
ず、変速機や、作業装置からのものも多く、これらが混
じって騒音となっているものの、この中には、作業装置
の様子を知得する等のために聞き逃せない重要な音も含
まれており、一様に騒音として低減してしまってよいも
のではない。有効に騒音を消すには、個々の作業条件等
に合わせて打ち消し音の設定をしなければならず、更に
これを、前記の如く時々刻々変化する状況に伴う騒音の
変化に対応させなければならないが、従来のアクティブ
消音装置では、このような要望に答えるものとはなって
いない。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上のような
問題を解決するために次のような手段を用いるものであ
る。即ち、入力手段である一個又は複数個の騒音検出手
段と、検出騒音の入力信号の中から特定周波数の信号を
選択通過させ、通過した信号を逆位相に変換し、増幅す
る制御部と、出力手段である一個又は複数個のスピーカ
ーとを具備するアクティブ消音装置において、該制御部
における位相変換率及び増幅率を個別にも同時にも調節
可能とした。

【０００５】また、前記構成のアクティブ消音装置にお
いて、該騒音検出手段に加速度センサーを使用した。

【０００６】また、前記構成のアクティブ消音装置にて
室内騒音を低減する構造において、該騒音検出手段と該
スピーカーを室外に設置し、該スピーカーは室内に対向
させた。

【０００７】また、前記構成のアクティブ消音装置にお
いて、制御部にて位相変換率の調節可能としているのに
加えて、スピーカーの入力端子を正負切換可能とした。

【０００８】また、前記構成のアクティブ消音装置にお
いて、該制御部における位相変換率及び増幅率の調節結
果を表示する表示手段を設けた。

【０００９】また、前記構成のアクティブ消音装置にて
原動機付車輌の室内騒音を低減する場合において、該制
御部における増幅率調節を、原動機回転数の検出に基づ
く自動調節とした。

【００１０】また、前記構成のアクティブ消音装置にて
原動機付車輌の室内騒音を低減する場合において、該制
御部における増幅率調節を、原動機負荷率の検出に基づ
く自動調節とした。

【００１１】また、騒音に近似した波形の信号を発振器
より発振させて逆位相に変換し、増幅してスピーカーよ
り騒音打ち消し音として発生させる構成のアクティブ消
音装置において、該発振器の発振信号の周波数を自由に
設定可能とした。

【００１２】

【作用】まず、制御部における位相変換率を変更可能と
することで、騒音検出手段に対するスピーカーの位置関
係等によって、スピーカーからの打ち消し用音の位相が
騒音に対して正確に逆位相となっていない場合に、この
ずれを補正して正確に逆位相音をスピーカーより発生さ
せて、消音効果を確実にすることができ、また、消音す
べき騒音のみを逆位相に変換してスピーカーより出力さ
せたりすることも可能となる。一方、スピーカーの音量
出力を調節することで、騒音と打ち消し用音との音量バ
ランスを取ることができ、例えば、聴き手の位置によっ
ては騒音と打ち消し用音とのバランスがずれて、打ち消
し用音の方が大きくなって、却ってうるさくなる時等
に、バランス調節をして消音効果を高めることができ、
また、ある騒音を聞きたい場合には打ち消し用音の音量
を低減して、その騒音は消音せずに聞けるようにするこ
とができる。

【００１３】また、騒音検出手段として、一般に用いら
れるマイクロフォンに代えて、加速度センサーを用いる
ことで、ハウリングが防げる他、低周波用では高価とな
るマイクロフォンに比べて安価ですむ。

【００１４】また、スピーカーを室外に配設すること
で、室内に侵入する前に消音し、消音効果を高め、室外
の周囲に対しても消音効果を有する。更にスピーカーを
室内に対向させることで、室内に侵入する騒音に対して
スピーカーからの打ち消し音を発生させて消音できる。

【００１５】また、位相変換率の調節可能としているの
に加えて、スピーカーの入力端子を正負切換可能とする
ことで、騒音を０°〜３６０°に位相変換することがで
き、容易かつ迅速で効果的に逆位相の打ち消し音を形成
できる。

【００１６】また、位相変換率及び増幅率の調節結果を
表示する表示手段を設けたことで、表示を確認しながら
スピーカーからの打ち消し音の位相変換率、増幅率を最
適に調節し、消音効果を確実にできる。

【００１７】また、原動機付車輌の室内騒音を低減する
場合において、該制御部における増幅率調節を、原動機
回転数の検出に基づく自動調節とすることで、回転数の
増減に基づいて変化する原動機の騒音を効果的に消音す
ることができる。

【００１８】また、原動機付車輌の室内騒音を低減する
場合において、該制御部における増幅率調節を、原動機
負荷率の検出に基づく自動調節とすることで、負荷率の
増減に基づいて変化する原動機の他、トランスミッショ
ンケースからの騒音、また、トラクター等の車輌におい
ては、作業機の作業音に対しても効果的に消音を行え
る。

【００１９】また、騒音検出に関わらず、発振器によっ
て騒音に近似する波形の音波信号を逆位相変換して打ち
消し音として発生させる構成のアクティブ消音装置にお
いても、該発振器の周波数の設定が自由にできること
で、騒音に最も近似した周波数の音波信号を発振させる
ことができる。

【００２０】

【実施例】次に、添付の図面に示した実施例に基づい
て、本発明の構成を説明する。図１はアクティブ消音装
置の基本ブロック図、図２はアクティブ消音装置におけ
るマイクロフォン、スピーカー及び設定器の取付例を示
すキャビン付トラクターの斜視図、図３はバンドパスフ
ィルターを設けたアクティブ消音装置のブロック図、図
４はマイクロフォンからバンドパスフィルターまでの配
線図、図５はバンドパスフィルターにおける周波数減衰
効果を示すグラフ、図６は騒音検出手段に加速度センサ
ーを用いた場合のアクティブ消音装置のブロック図、図
７は同じく加速度センサーを騒音検出手段とし、バンド
パスフィルターをローパスフィルターのみとした場合の
アクティブ消音装置のブロック図、図８は図７の場合の
ローパスフィルター配線図、図９は別体のアクティブ消
音装置とオーディオ装置とでスピーカーを共用した実施
例を示すブロック図、図１０は図９におけるスピーカー
入力部の配線図、図１１はアクティブ消音装置とオーデ
ィオ装置とを一つの装置ケース内に収容し、スピーカー
を共用した実施例を示すブロック図、図１２は図１１の
実施例において、４チャンネルのスピーカーのうち前方
スピーカーのみから騒音打ち消し音を発するよう構成し
た実施例を示すブロック図、図１３は図１１の実施例に
おいて、低音用スピーカーのみから騒音打ち消し音を発
生させるよう構成した実施例を示すブロック図、図１４
は位相変換後の増幅回路を、同相の増幅回路と反転増幅
回路を合成して形成した実施例を示す配線図、図１５は
図１１の実施例において、スピーカー入力部を正負切換
可能にして、同相にも反転側にも増幅可能とした実施例
を示すブロック図、図１６は図１５におけるスピーカー
入力部の配線図、図１７はエンジン始動時にアクティブ
消音装置をＯＦＦするための配線図、図１８はバンドパ
スフィルターを複数個配設した場合のアクティブ消音装
置のブロック図、図１９はバンドパスフィルターにおけ
るローパスフィルター及びハイパスフィルターの折点周
波数を調節可能とした場合のアクティブ消音装置のブロ
ック図、図２０はバンドパスフィルターを複数個配設
し、各バンドパスフィルター直下に位相変換回路を配設
したアクティブ消音装置のブロック図、図２１は中心周
波数の異なるバンドパスフィルターにおける位相設定器
による設定出力に伴う位相変換角の変位を示すグラフ、
図２２は複数個のバンドパスフィルター各々の増幅及び
位相変換率を調節可能とした場合における表示器である
レベルメーター取付構成を示すブロック図、図２３は複
数個のバンドパスフィルター毎に位相変換調節及び音量
調節を可能とした場合のブロック図、図２４は図２３の
実施例において、エンジン回転数検出によるスピーカー
の音量調節を可能とした場合のブロック図、図２５はエ
ンジン回転数の検出によりバンドパスフィルターの中心
周波数を調節可能とした場合のブロック図、図２６は図
２５の実施例において、位相変換調節も可能とした場合
のブロック図、図２７はエンジン負荷率検出により自動
音量調節可能とした場合のブロック図、図２８はエンジ
ン始動時に音量低下あるいは電源ＯＦＦする構成のアク
ティブ消音装置のブロック図、図２９はエンジン回転数
及びエンジン負荷率の検出に基づいてバンドパスフィル
ターの中心周波数の自動設定可能とした構成のアクティ
ブ消音装置のブロック図、図３０は図２９の構成におけ
るフローチャート図、図３１はエンジン爆発数（エンジ
ン気筒数）の設定によりバンドパスフィルターの周波数
を設定可能とした構成のアクティブ消音装置のブロック
図、図３２は図３１の構成におけるフローチャート図、
図３３はトラクターの対地作業装置を非作業状態にした
時に音量低下させる構成のアクティブ消音装置のフロー
チャート図、図３４は同じくブロック図、図３５は枕地
旋回時のエンジン回転数低下により音量低下するアクテ
ィブ消音装置のブロック図、図３６はトラクターにおい
て走行中立時、また作業機伝動中立時において音量低下
する構成のアクティブ消音装置のブロック図、図３７は
クラッチセンサー検出に基づく自動音量調節機能を持つ
アクティブ消音装置のブロック図、図３８は、油圧装置
を具備する車輌における油圧装置の作動状態に基づく音
量自動調節機構を示すブロック図、図３９はキャビン付
コンバインにおける脱穀部の作動状況に基づく音量自動
調節機構を示すブロック図、図４０は籾擦機におけるア
クティブ消音装置の配置構造を示す図、図４１は図４０
における電源配線図、図４２はサイン波発振回路からの
発振信号に基づき騒音打ち消し音を発生する型式のアク
ティブ消音装置のブロック図、図４３は発振回路の周波
数を設定可能とした構成のアクティブ消音装置のブロッ
ク図、図４４はサイン波発振回路における周波数設定機
構を示す配線図、図４５はサイン波発振回路の発振する
サイン波をピークカットして消音する構成のアクティブ
消音装置のブロック図、図４６は図４５におけるピーク
カット手段を示すブロック図、図４７はサイン波と矩形
波の合成波を発振して消音する構成のアクティブ消音装
置のブロック図、図４８はサイン波発振型式のアクティ
ブ消音装置においてエンジン回転数検出に基づき自動音
量調節する構成を示すブロック図、図４９は同じくブロ
ック図、図５０はサイン波発振型式のアクティブ消音装
置において、エンジン爆発数（エンジン気筒数）の設定
によりサイン波の周波数を自動設定可能とした構成を示
すブロック図、図５１は図５０におけるフローチャート
図、図５２はサイン波発振型式と騒音検出に基づくバン
ドパスフィルター通過型式とを組み合わせたアクティブ
消音装置のブロック図、図５３は図５２のアクティブ消
音装置において、騒音が一定周波数以上でないと、騒音
検出に基づくバンドパスフィルター通過型式のアクティ
ブ消音装置を作動させないよう構成したもののブロック
図である。

【００２１】まず、図１図示の、アクティブ消音装置の
基本的構成を示すブロック図について説明する。なお、
以下のアクティブ消音装置の説明は、特に説明のない限
り、トラクターのキャビン内の騒音低減用に使用するこ
とを前提としている。

【００２２】騒音は、騒音検出手段に検出されて入力信
号化される。該騒音検出手段は、主にはマイクロフォン
（ＭＩＣ）を使用する。検出騒音の入力信号は、アクテ
ィブ消音装置の制御部（ＡＣＴ）内に入力され、騒音検
出手段からの入力が小さいので、プリアンプ（ＰＲＡ）
にて増幅される。プリアンプは騒音検出手段（マイクロ
フォン）個々に対応して設けられるもので、複数個の騒
音検出手段及びプリアンプを設けた場合には、加算回路
にて複数入力を単純に加算する。騒音検出手段が一個の
時は加算回路は不要である。こうして入力した騒音入力
信号を、位相変換回路（ＰＣＣ）において、基本的に半
位相（１８０°）ずらす。こうして騒音打ち消し用に位
相をずらせた音波信号を、パワーアンプ（ＰＯＡ）にて
スピーカー駆動可能に増幅し、増幅した音をスピーカー
（ＳＰＫ）より発生させる。なお、図１では一個のみ示
しているが、図３以降の如く、同一のパワーアンプに複
数個のスピーカーを並列に接続させることができる。

【００２３】このアクティブ消音装置において、位相変
換回路（ＰＣＣ）には位相設定器（ＰＤ）による設定値
を、パワーアンプ（ＰＯＡ）には音量設定器（ＶＤ）に
よる設定値を各々入力可能となっている。位相変換にお
いては、騒音検出手段とスピーカーとの位置関係で、単
純に半位相ずらすだけでは、最適の消音効果をもつ位相
とはならない場合があり、位相設定器（ＰＤ）は、位相
の変換率を補正するための可変抵抗器である。また音量
設定器（ＶＤ）は、騒音を打ち消すのに適量の音をスピ
ーカーより発生できるよう、パワーアンプ（ＰＯＡ）の
増幅率を調節するための可変抵抗器である。

【００２４】アクティブ消音装置の騒音検出手段、制御
部を内設する装置本体、及びスピーカー（ＳＰＫ）の各
部材の取付位置について説明すると、まず、制御部の装
置本体は、キャビン等室内であれば何処でもよい。但
し、設定器（位相設定器（ＰＤ）・音量設定器（Ｖ
Ｄ））の操作可能な範囲である。この位相設定器（Ｐ
Ｄ）及び音量設定器（ＶＤ）の操作に際して、オペレー
ターの頭の位置、また耳の位置が本来の位置からずれる
ようであれば、スピーカーからの打ち消し音の正確な消
音効果を確認することができず、調節作業に支障をきた
すからである。望ましくは図２図示の如く、シートの肘
掛けやその周辺等である。また、トラクター等は、後部
に作業機を装着するので、後方を向くことが多く、この
姿勢でも調節可能な位置であることが望まれる。

【００２５】騒音検出手段（マイクロフォン（ＭＩ
Ｃ））の配設については、各種のケースが考えられる。
例えば、指向性の狭いマイクロフォン（ＭＩＣ）をキャ
ビン前方に取り付け、キャビン前に配設されているトラ
クターのエンジン音を検出するものとしてよいし、或い
は、指向性の広いマイクロフォン（ＭＩＣ）の場合は、
キャビン底部に配設して、主にミッション（変速機）の
騒音を検出するのに使用できる。このように指向性の異
なるマイクロフォン（ＭＩＣ）を併用して、異種の騒音
を合成して入力することも可能となる。

【００２６】スピーカー（ＳＰＫ）は、室内の消音のた
め、室内（キャビン）天井部に、該マイクロフォン（Ｍ
ＩＣ）と対向するように取り付ける。また、例えば、ス
ピーカー（ＳＰＫ）が二個の場合は、オペレーターの頭
部の左右に配設される。更にキャビン室外に配設すれ
ば、キャビンの外部で消音効果が得られるし、キャビン
内に伝わる騒音はもとより、キャビン外部のトラクター
周囲が静かになり、また、スピーカー（ＳＰＫ）を室内
の方に対向させれば、キャビン内に伝わる騒音に対する
打ち消し音が伝わるので、キャビン内の消音効果をも高
めるのである。また、この方向は、室外に配設したマイ
クロフォン（ＭＩＣ）等の騒音検出手段の検出方向と一
致しない（ハウリング防止のため）ようにして、主にエ
ンジン排気音の消音を目的とするようにする。エンジン
排気音は低周波音で、キャビン内にまで伝導しやすく、
キャビン外部で消音しておくのが有効なのである。

【００２７】図２においては、キャビン付きトラクター
において、トラクターＴのエンジン排気口Ｈ付近にマイ
クロフォン（ＭＩＣ）を向けて、エンジン排気音ＥＮを
検出し、ハウリングしないようにそれと背中合わせに、
ボンネットＢの側部において、キャビン外部の排気音を
消音する目的にてスピーカー（ＳＰＫ）を取り付けてお
り、また、キャビン室内に侵入する騒音に対して効果的
に消音するために、キャビンＣに向けて打ち消し音ＳＮ
を発している。この場合において、ハウリング防止のた
めにスピーカー（ＳＰＫ）とマイクロフォン（ＭＩＣ）
との間に遮音材を配設することが考えられ、また、マイ
クロフォン（ＭＩＣ）が排気口Ｈに近接しているので、
断熱材をマイクロフォン（ＭＩＣ）の先端に配設しても
よい。

【００２８】基本的に以上のような構成のアクティブ消
音装置における騒音検出手段、制御部、及びスピーカー
の各部の構成の実施例について詳述する。まず、騒音検
出手段は、一般的にマイクロフォン（ＭＩＣ）である。
指向性の狭いもの、或いは帯域の狭いものは、特定の騒
音検出に用いられ、例えば、前述のようにして、主にエ
ンジン排気音を検出したりする。一方、指向性の広いも
の、或いは帯域の広いものは、全体的な（例えばキャビ
ン内全体）の騒音検出に用いる。これらを特定騒音のみ
の検出のために一個用いたり、異なる種類の騒音を検出
するために取り付け位置を変えて複数個設けたりする。
図１の場合、二個のマイクロフォン（ＭＩＣ）を用いて
いるが、場合によっては３個以上でもよい。また、一個
使用する場合は、制御部（ＡＮＣ）内において、加算回
路は不要となる。

【００２９】騒音検出手段は、主にはマイクロフォン
（ＭＩＣ）を使用しているが、この場合、スピーカー
（ＳＰＫ）の音を拾ってしまうので、ハウリングが生じ
やすい。また、低周波音検出向きのマイクロフォン（Ｍ
ＩＣ）は高価である。それに対して、圧電素子や容量変
換型素子等の加速度センサー（ＡＳ）は、低価格で、騒
音の波形やレベルを検出でき、ハウリングの弊害を解消
できる。そこで、特に低周波の騒音を消音したい時に、
図６の如く、加速度センサー（ＡＳ）を騒音検出手段と
して、更に、その検出位置を、キャビンの場合であれば
窓ガラス部位とすれば、低周波騒音の割合の高い騒音を
検出できる。キャビンのうち、窓ガラス以外の部位は、
高周波の騒音も混じって振動するものの、窓ガラスは硬
質で、低周波の音には振動するが、中音域以上の音はレ
ベルが小さくて伝導しないので、低周波騒音を検出する
のに最も適した部位だからである。図６乃至図１６の、
オーディオ（ＡＵＤ）機材との兼用例では、加速度セン
サー（ＡＳ）を騒音検出手段として使用しているが、勿
論、マイクロフォン（ＭＩＣ）でも可である。なお、中
音域以上の音については、低周波騒音に比べてレベルが
小さく、また、中音域以上の音の検出用マイクロフォン
（ＭＩＣ）は、比較的低コストなので、騒音検出手段と
しては、マイクロフォン（ＭＩＣ）の方が有効である。

【００３０】なお、ハウリングの防止手段としては、前
記の如く、マイクロフォン（ＭＩＣ）とスピーカー（Ｓ
ＰＫ）との間に遮音材を配設することも考えられる。

【００３１】次に、スピーカーについての実施例におい
て、オーディオスピーカーを利用する方法について説明
する。キャビン等室内にて打ち消し音を出力する場合
で、キャビン内にオーディオ機材を搭載している場合に
は、このオーディオ用のスピーカーを使用すればよい。
図９乃至図１６は、オーディオセット（ＡＵＤ）で、ラ
ジオチューナー（ＴＵ）及びカセットデッキ（ＣＤ）
（ＣＤ用デッキとしてもよい）を内蔵するものについて
開示している。まず、図９の如く、アクティブ消音装置
（ＡＮＣ）の装置ケースとオーディオ（ＡＵＤ）用装置
ケースを別にする場合、図１０のように、オーディオス
ピーカー（ＳＰＫ）出力用端子を接続するハーネス又は
コネクターに、アクティブ消音装置の打ち消し用音を発
するための出力信号の混合加算回路を接続可能とすれば
よい。また、図１１の如く、アクティブ消音装置の制御
部（ＡＮＣ）を含む一つの装置ケース内において、該ス
ピーカー（ＳＰＫ）の出力段より前に該混合加算回路を
内設して、オーディオ（ＡＵＤ）の使用、不使用に関わ
らず、オーディオスピーカー（ＳＰＫ）より騒音の打ち
消し用音（逆位相音）が発せられるように構成すると、
スピーカー（ＳＰＫ）はもとより、パワーアンプ（ＰＯ
Ａ）等のスピーカー（ＳＰＫ）駆動用回路や装置ケース
もオーディオ機材のものと兼用できて、低コストに抑え
られる。

【００３２】また、オーディオスピーカー（ＳＰＫ）
が、４チャンネル式等で、室内前部と後部に配設されて
いる場合には、図１２の如く、該逆位相音を発するスピ
ーカー（ＳＰＫ）を前方とするか後方とするか、切換可
能とし、例えば前方より騒音が侵入してくる場合には、
後方のスピーカー（ＳＰＫ）より前方に該逆位相音を発
するのが有効であるし、後方からの騒音に対しては、前
方スピーカー（ＳＰＫ）より逆位相音を発すればよい。
また、オーディオスピーカー（ＳＰＫ）が左右にある場
合には、通常のオーディオ出力のように、図１１中に図
示する如く、音量バランス調節器によって、左右の音量
バランスを調節でき、座席が複数あって、騒音を聞く者
が中央部に位置していない場合等に対応できるようにし
ている。

【００３３】また、オーディオスピーカー（ＳＰＫ）
は、周波数の異なる音（高音用や低音用）毎にスピーカ
ー（ＳＰＫ）を設けているものがあるが、この場合に、
全てのスピーカー（ＳＰＫ）にアクティブ消音装置の出
力信号を印加するのはコスト面でも高くなる。ここで、
騒音のうち、所謂「こもり音」等の低周波音を消音する
場合、図１３のように、低音出力用のスピーカー（ＳＰ
Ｋ）にのみ印加すればよい。また、低周波音は、指向性
が狭いので、場合によっては複数のスピーカー（ＳＰ
Ｋ）のうち、一つだけを低周波音用として対応可能な場
合がある。

【００３４】次に、制御部（ＡＮＣ）内の構成について
説明する。本発明は、種々の音の混じる騒音の中から、
一定の周波数の音を選択して消音できるようにするもの
であって、そのため、制御部（ＡＮＣ）内にて、検出騒
音の入力信号より打ち消すべき音波信号のみを通過させ
て位相変換回路（ＰＣＣ）に送信すべく、図３、図４の
如くバンドパスフィルター（ＢＰＦ）が配設されてい
る。バンドパスフィルター（ＢＰＦ）は、ローパスフィ
ルター（ＬＰＦ）及びハイパスフィルター（ＨＰＦ）の
組み合わせによりなるもので、図５の如く、ローパスフ
ィルター（ＬＰＦ）は、設定した周波数（折点周波数ｆ
_L ）より低い周波数の音波信号のみを通過させる（折点
周波数ｆ_L より高い周波数の音波信号の入力レベルを減
衰する）よう構成されており、一方、ハイパスフィルタ
ー（ＨＰＦ）は、設定した周波数（折点周波数ｆ_H ）よ
り高い周波数の音波信号のみを通過させる（折点周波数
ｆ_Hより低い周波数の音波信号の入力レベルを減衰す
る）よう構成されている。従って、バンドパスフィルタ
ー（ＢＰＦ）により、折点周波数ｆ_H 以上、折点周波数
ｆ_L 以下の周波数の音波信号のみを通過させることにな
る。ここで、折点周波数ｆ_H ＜ｆ_L として、ある特定周
波数の音のみ通過させて消音し、それより高周波及び低
周波の音は消音しないよう構成するのである。（ｆ_H ＞
ｆ_L ならば、減衰する周波数域が重合し、どの周波数信
号も通過させないことになってしまう。）

【００３５】一般に、エンジン音の周波数は、比較的低
帯域にあり、トランスミッション（変速機）音の周波数
は、比較的中帯域にある。よって、制御部（ＡＮＣ）内
のバンドパスフィルター（ＢＰＦ）を、中帯域の周波数
の音波信号のみを通過させるよう設定すれば、トランス
ミッション（変速機）より発する騒音のみを消音させる
ことができる。また、場合によっては、図７及び図８の
如く、バンドパスフィルター（ＢＰＦ）をローパスフィ
ルター（ＬＰＦ）のみより構成し、折点周波数ｆ_L 以下
の低帯域の周波数の音波信号のみを通過させれば、エン
ジンからの騒音のみを消音できる。図９乃至図１６の実
施例においては、ローパスフィルター（ＬＰＦ）のみに
て周波数選択を行っている。

【００３６】このようにして、折点周波数ｆ_L ・ｆ_H の
設定によって、通過させる音波信号の周波数の異なる様
々な様式のバンドパスフィルター（ＢＰＦ）を構成する
ことができる。例えば、図２０中のように、折点周波数
ｆ_L ・ｆ_H を低めに設定して、中心周波数６０Ｈｚ（６
０Ｈｚ前後の音波のみを通過させる）のバンドパスフィ
ルター（ＢＰＦ）や、折点周波数ｆ_L ・ｆ_H を高めに設
定して、中心周波数１６ｋＨｚ（１６ｋＨｚ前後の音波
のみを通過させる）のバンドパスフィルター（ＢＰＦ）
を構成することができる。

【００３７】これらのバンドパスフィルター（ＢＰＦ）
を、図１８、図２０の如く、制御部（ＡＮＣ）内に複数
個配設することで、騒音を周波数毎に分割して、選択的
に消音したり、消音を抑止したりすることができる。ま
た、図１８は一括的にバンドパスフィルター分割後、一
括的に位相変換回路（ＰＣＣ）に位相変換しているが、
これを図２０のように、各バンドパスフィルター（ＢＰ
Ｆ）に対応させて各々位相変換（変更）回路（ＰＣＣ）
を接続することで、騒音中に含まれる様々な周波数の騒
音を有効に消音することができ、更に、各位相変更回路
（ＰＣＣ）を位相設定器（ＰＤ）にて位相変換率を調節
可能とすることで、選択的に特定の周波数域の音のみを
消音できる。即ち、図２０のように、様々な中心周波数
のバンドパスフィルター（ＢＰＦ）を内蔵しておけば、
様々な周波数音の混じる検出騒音の中から、バンドパス
フィルター（ＢＰＦ）内蔵分の周波数域の信号を分割し
て通過させることが可能であり、これらの分割されて通
過する信号の中から、消音したいものについては、その
消音したい音の周波数音を通過させる（例えば中心周波
数６０Ｈｚの）バンドパスフィルター（ＢＰＦ）後段の
位相変換回路（ＰＣＣ）における位相設定器（ＰＤ）に
て逆位相変換を行うよう設定し、残りの位相変換回路
（ＰＣＣ）における位相設定器（ＰＤ）については、同
位相で送信するよう設定しておけば、即座にその周波数
域の（６０Ｈｚ前後の）音のみを消音できる。

【００３８】逆に、図２０のように複数個のバンドパス
フィルター（ＢＰＦ）を設けたことは、様々な周波数の
混じる騒音について、どの周波数の音も消音できること
であって、その中から、特定の音のみを、作業の確認等
のために消音しないようにするには、聞きたい周波数域
の音の信号を通過するバンドパスフィルター（ＢＰＦ）
後段の位相変換回路（ＰＣＣ）における位相設定器（Ｐ
Ｄ）は同位相に設定して、それ以外の位相変換回路（Ｐ
ＣＣ）の位相設定器（ＰＤ）を逆位相変換に設定すれば
よい。

【００３９】また、例えばエンジン排気音を消音する場
合に、騒音中には、最も音量の大きい一次音の他に、該
一次音の周波数を整数倍した二次音、三次音等が含まれ
る。この二次音、三次音を有効に消音するためには、一
次音向けのバンドパスフィルター（ＢＰＦ）における中
心周波数の整数倍の中心周波数に設定されたバンドパス
フィルター（ＢＰＦ）を用いればよい。例えば、一次音
の周波数が約６０Ｈｚであれは、一次音消音用の中心周
波数６０Ｈｚのバンドパスフィルター（ＢＰＦ）を設け
る他、二次音（周波数は６０×２＝１２０Ｈｚ）、三次
音（６０×４＝２４０ＨＺ）等の騒音を消音するため、
中心周波数１２０Ｈｚ、２４０Ｈｚのバンドパスフィル
ター（ＢＰＦ）を設ければよいのである。なお、図２０
では、二次音消去用のバンドパスフィルターの中心周波
数を１２５Ｈｚとしているが、効果は中心周波数１２０
Ｈｚのものと殆ど同じである。

【００４０】また、図１８の如く、複数個（図１８では
二個）の騒音検出手段（マイクロフォン（ＭＩＣ））に
対応させて、各マイクロフォン（ＭＩＣ）の入力信号を
独立に入力するバンドパスフィルター（ＢＰＦ）を配設
することも可能である。つまり、複数のマイクロフォン
（ＭＩＣ）を、それぞれ別個の種類の騒音検出用に（一
つはエンジン音検出用に、一つはミッション音検出用
に）設置した場合に、各マイクロフォン（ＭＩＣ）から
の入力信号に対応させて折点周波数ｆ_H ・ｆ_L を設定し
たバンドパスフィルター（ＢＰＦ）を配設すれば、更に
純度の高い騒音の選択が可能となって、消音効果を更に
高めるのである。なお、マイクロフォン（ＭＩＣ）の指
向性（帯域）が狭い場合には、そのマイクロフォン（Ｍ
ＩＣ）に対応して配設したバンドパスフィルター（ＢＰ
Ｆ）は省略してもよい。そのマイクロフォン（ＭＩＣ）
が、消音すべき一定の帯域の騒音を検出すべく設置され
ていて、バンドパスフィルター（ＢＰＦ）を介さなくて
も、入力信号が特定の帯域の周波数に限定されているか
らであって、このマイクロフォン（ＭＩＣ）からの入力
信号は、増幅後、周波数の選択なく、そのまま位相変換
回路（ＰＣＣ）に入力される。

【００４１】このバンドパスフィルター（ＢＰＦ）の中
心周波数設定値ｆを調節可能として、消音する周波数域
の音を選択可能とした構成について説明する。図１９
は、バンドパスフィルター（ＢＰＦ）におけるローパス
フィルター（ＬＰＦ）、ハイパスフィルター（ＨＰＦ）
の各折点周波数ｆ_L ・ｆ_H を調節可能とすべく、それぞ
れに折点周波数設定器（ＢＢＤ）を設けた構成について
示している。これを例えばダイヤル式にして、例えば、
低域騒音をうるさく感じる時は、ハイパスフィルター
（ＨＰＦ）の折点周波数設定器（ＢＢＤ）を低域側に回
して、該折点周波数ｆ_H を下げれば、より低域の音波信
号がハイパスフィルター（ＨＰＦ）を通過して、消音さ
れ、逆に高域騒音がうるさい時には、ローパスフィルタ
ー（ＬＰＦ）の折点周波数設定器（ＢＢＤ）を高域側に
回し、該折点周波数ｆ_L を上げれば、より高域の音波信
号がローパスフィルター（ＬＰＦ）を通過して、消音さ
れる。このように、バンドパスフィルター（ＢＰＦ）に
おける通過設定音域を調節可能とすることで、特定音域
の騒音をうるさく感じた時に、即座にその音域の騒音を
低減できる。前記の如く固定的に中心周波数ｆを設定し
たバンドパスフィルター（ＢＰＦ）は、複数個設けて、
各バンドパスフィルター（ＢＰＦ）後段に位相変換回路
（ＰＣＣ）を設ける構成に比べると、バンドパスフィル
ター（ＢＰＦ）及び位相変換回路（ＰＣＣ）は一つです
み、部品点数の削減、低コスト化の実現にも繋がる。

【００４２】以上のようなバンドパスフィルター（ＢＰ
Ｆ）を用いる以外に、騒音の波形に似せた疑似波形の波
（通常、サイン波）を発振する発振回路を取り付ける方
法がある。この（サイン波）発振回路（ＳＷＣ）は、騒
音検出とは関係なく、アクティブ消音装置内において騒
音打ち消し用の音を作り出すものであって、これに基づ
くアクティブ消音装置の構成は、図４３の如くであり、
サイン波発振回路（ＳＷＣ）の構成は図４４の如くで、
周波数設定（変更）器（ＢＤ）により、任意の周波数の
サイン波を発振させることができる。エンジン付き車輌
においては、エンジン排気音によって形成される低周波
音の比率が大きい。この低周波の波形に中音域や高音域
の波形が印加されているのがエンジン付き車輌における
騒音波形である。低周波であるエンジン排気音は、エン
ジン回転に伴って規則的に略一定のサイン波形の周波数
音を発するので、騒音検出に依らず、このようなサイン
波発振回路（ＳＷＣ）によって打ち消し音を発生させて
も消音効果が得られるのである。

【００４３】また、図４２は、サイン波発振回路（ＳＷ
Ｃ）を用いた消音装置において、発振された波の周波数
を倍数化する周波数倍数回路（ＢＭＣ）を設けたものに
ついて開示している。このように、一つの特定のサイン
波を各周波数倍数回路（ＢＭＣ）に分割して通過させる
と、異なった周波数のサイン波を複数出力させることが
でき、これらを各々逆位相変換し、加算して打ち消し音
を発生させれば、異なる周波数の音の混ざった騒音を効
果的に消音することができるのである。

【００４４】なお、騒音中の低周波音は、厳密には、き
れいなサイン波でなく、頂上付近がつぶれた、サイン波
と矩形波の合成波である。この実際の波形により近似し
た波を発振できれば、消音効果はより高くなる。そこ
で、前記サイン波発振器（ＳＷＣ）において、図４５の
ように、サイン波のピーク（頂上）をカットするピーク
カット回路を設けるか、或いは、図４７のように、サイ
ン波発振回路（ＳＷＣ）と矩形波発振回路（ＮＷＣ）と
を組み合わせて合成波を発振するかの方法が考えられ
る。なお、図４５において、ピークカットは、図４６の
方法でフィードバックにて補正可能としてもよい。即
ち、ピークホールド回路にて保持する値をピークカット
の値（図４５におけるカット幅設定器の代わり）とする
のである。

【００４５】エンジン排気音の低周波音の消音と、トラ
ンスミッション等の中周波数、或いは高周波数の音の消
音とを同時になすために、図５２のように、低音用消音
系と中・高音用消音系とを組み合わせたアクティブ消音
装置を構成することも考えられる。この中で、低周波の
エンジン排気音は、サイン波発振回路（ＳＷＣ）より疑
似騒音のサイン波を発生させて逆位相変換し、一方、中
域・高域のトランスミッション等の騒音は、マイク（Ｍ
ＩＣ）によって検出して、バンドパスフィルター（ＢＰ
Ｆ）を通過させ、これを逆位相変換して、先のサイン波
の逆位相信号と加算して、スピーカー（ＳＰＫ）より打
ち消し音を発生させるのである。なお、図５３において
は、一定以上の周波数の音が騒音内に検出されなけれ
ば、中音・高音用の増幅における音量を低下またはＯＦ
Ｆして、余分な中音・高音の逆位相音をスピーカー（Ｓ
ＰＫ）より発生させることのないようにしている。

【００４６】次に、各位相変換回路（ＰＣＣ）において
位相変換率を設定する位相設定器（ＰＤ）について説明
する。該位相設定器（ＰＤ）は、可変抵抗器であって、
図２１の如く、位相設定器（ＰＤ）における抵抗値
（Ｒ）を変位させると、変換位相角（ｄｅｇ）が変位す
る。なお、図２１中のｆはバンドパスフィルター（ＢＰ
Ｆ）の中心周波数である。この位相設定器（ＰＤ）をダ
イヤル等にて構成し、図１４の如く、同相の増幅器と反
転増幅器を設けて、反転側と非反転側に増幅可能に設定
すれば、変換位相角は０°〜３６０°まで変換可能であ
る。

【００４７】また、位相設定器（ＰＤ）は通常の同相側
のみ調節可能とし、図１５、図１６の如く、スピーカー
（ＳＰＫ）の入力端子を正負切換可能なスピーカー（Ｓ
ＰＫ）切換器を配設すれば、出力信号をスピーカー（Ｓ
ＰＫ）入力段で反転でき、従って、変換位相角を０°〜
３６０°とすることができるのである。

【００４８】更に、各バンドパスフィルター（ＢＰＦ）
及び位相変更（変換）回路（ＰＣＣ）の後段には、図２
３の如く、増幅回路（ＡＭＰ）が配設されており、各増
幅回路（ＡＭＰ）についてその増幅率を調節する音量調
節回路（音量設定器（ＶＤ））（増幅率の設定で、スピ
ーカー（ＳＰＫ）より出される打ち消し用音の音量が決
定する。）が配設されている。各バンドパスフィルター
（ＢＰＦ）後段に配設したのは、検出騒音中に様々な周
波数の音が混じっていて、それぞれで音量が異なるから
である。これらの音量設定器（ＶＤ）にて設定された増
幅率で増幅された各信号は、加算回路にて加算され、ス
ピーカー（ＳＰＫ）出力用の増幅器（パワーアンプ（Ｐ
ＯＡ））に送信されて出力される。複数個のバンドパス
フィルター（ＢＰＦ）の各後段における位相変更回路
（ＰＣＣ）で、正しく各バンドパスフィルター（ＢＰ
Ｆ）を通過した信号を打ち消す位相に変換している場合
には、この各バンドパスフィルター（ＢＰＦ）後段の増
幅回路（ＡＭＰ）における音量設定器（ＶＤ）の調節に
よって、選択的な騒音の消音調節ができる。例えば、中
心周波数６０Ｈｚのバンドパスフィルター（ＢＰＦ）後
段の増幅回路（ＡＭＰ）の音量設定器（ＶＤ）によっ
て、その周波数の騒音を丁度打ち消す程度に打ち消し音
のレベルを調節し、残りのバンドパスフィルター（ＢＰ
Ｆ）後段の音量設定器（ＶＤ）は設定値を弱く、或いは
ゼロにすれば、スピーカー（ＳＰＫ）からは６０Ｈｚ前
後の逆位相音のみが発生されて、この音域の騒音のみを
消音できる。逆に特定音域の音のみを聞きたい場合に
は、その音の周波数を中心周波数とするバンドパスフィ
ルター（ＢＰＦ）後段の増幅回路（ＡＭＰ）の音量をゼ
ロにし、それ以外の増幅回路（ＡＭＰ）で消音可能に逆
位相音の音量調節を行い、これらの打ち消し音をスピー
カー（ＳＰＫ）から発生させるのである。

【００４９】以上の位相変更回路（ＰＣＣ）における位
相設定器（ＰＤ）と、増幅器（パワーアンプ）における
音量設定器（ＶＤ）においては、調節結果を確認して調
節作業ができるように、それぞれに表示器（レベルメー
タ）を設けている。なお、図２２の如く、複数個のバン
ドパスフィルター（ＢＰＦ）を設けた場合において、各
バンドパスフィルター（ＢＰＦ）毎に各位相設定器（Ｐ
Ｄ）及び音量設定器（ＶＤ）の表紙器を設ける一方、各
バンドパスフィルター（ＢＰＦ）通過前の検出騒音のレ
ベル表示器も配設し、各バンドパスフィルター（ＢＰ
Ｆ）毎のレベル表示を行うか、一括にレベル表示を行う
かは切換スイッチにて切換可能とする。

【００５０】以上のように、アクティブ消音装置の制御
部（ＡＮＣ）は、周波数選択通過手段、位相変換手段、
及び増幅手段を内設して形成されるものである。次に、
これらの各手段の自動調節構造について説明する。

【００５１】まず、図２３等より音量調節から説明す
る。前記の如く、例えば、複数のバンドパスフィルター
（ＢＰＦ）を配設したアクティブ消音装置において、各
バンドパスフィルター（ＢＰＦ）毎に、また、時々刻々
変化する騒音の音量に対応して打ち消し音の音量調節を
行うのは、大変煩雑な作業で、最悪の場合、調節操作不
可能である。そこでこの音量調節については、自動調節
機構が設けられている。これは様々な作業条件や、ま
た、時々刻々変化する状態に対応して、スピーカー（Ｓ
ＰＫ）の出力レベルを自動調節するためのものである。
このためには、騒音や消音効果の変化を検出して、自動
音量設定機構に送信するフィードバック回路を要する。
まず、検出手段としては、マイクロフォン（ＭＩＣ）が
あるが、これは、騒音検出手段のマイクロフォン（ＭＩ
Ｃ）をそのまま利用してもよい。自動音量設定用のフィ
ードバック回路として、騒音検出用に配設したのと同じ
中心周波数のバンドパスフィルター（ＢＰＦ）を各々一
個ずつ配設し、各バンドパスフィルター（ＢＰＦ）を通
過した信号は、各バンドパスフィルター（ＢＰＦ）後段
の自動音量調節回路である積分回路に送信され、該通過
信号のレベルが測定される。このレベルを基に、音量設
定器（ＶＤ）における音量調節回路（ＶＤ’）が作動
し、増幅回路（ＡＭＰ）における増幅率の自動調節が行
われる。

【００５２】但し、このように騒音検出手段としてのマ
イクロフォン（ＭＩＣ）を自動音量設定用検出手段とし
て使用できるのは、マイクロフォン（ＭＩＣ）にて消音
効果が検出される場合であって、例えばマイクロフォン
（ＭＩＣ）が室外にあって、スピーカー（ＳＰＫ）は室
内である場合にはマイクロフォン（ＭＩＣ）付近では殆
ど消音効果がなく、検出不可能である。よって、他にマ
イクロフォン（ＭＩＣ）を用意し、バンドパスフィルタ
ー（ＢＰＦ）等の周波数分割手段も別個に設けなくては
ならず、大変なコスト高と機材の大型化をもたらしてし
まう。そこで図２３の如く、調節対象とする信号は、各
バンドパスフィルター（ＢＰＦ）を通過し、位相変換さ
れた出力信号を、加算回路を通して合成した後のスピー
カー（ＳＰＫ）の出力用増幅器におけるものとして、該
増幅器（ＰＯＡ）に自動音量調節回路（ＡＶＤ）を設け
る。

【００５３】一方、フィードバック用の検出手段として
は、消音する騒音の種類によって、既に設置されている
ものを利用する方法がある。例えば、エンジン音の消音
の場合には、エンジン回転数の変化に比例してエンジン
音の音量が変化するので、この変化に合わせて音量調節
できるようにすればよいのだが、エンジン回転数はアク
セルの踏み量にて設定されるものであるから、図２４の
如く、電子ガバナ自動調節用のアクセルセンサー（Ａ
Ｓ）を利用すればよい。或いは、図２７の如く、電子ガ
バナに付設されるエンジン負荷率の検出用部材であるラ
ック位置検出センサーを利用してもよい。アクセル踏み
量が多くてエンジン回転数が多い程、また、電子ガバナ
におけるエンジン負荷率が多い程、これに比例して騒音
が大きくなるので、検出入力値に比例させて音量レベル
を上げて、騒音に対抗しうる打ち消し音を発すればよ
い。これらは、消音効果のフィードバックというより
も、騒音発生の原因の変化をいち早く感知して、それに
対抗しうる音量の打ち消し音を出力するよう構成したも
のといえる。

【００５４】更に、位相調節に関しても、自動調節を行
えるようにしている。図２６は、エンジン回転数の検出
結果よりフィードバックして音量自動調節をした後、バ
ンドパスフィルター（ＢＰＦ１）を通過した騒音と、フ
ィードバック用のバンドパスフィルター（ＢＰＦ２）を
通過した打ち消し音とを加算回路にて加算し、加算値が
「０」になるように自動調節する位相変更回路について
図示している。

【００５５】更に、騒音の音量だけでなく、高さも時々
刻々変化するものである。例えばエンジン音の場合に
は、その周波数がエンジン回転数に比例する。従って、
前記の音量等の自動調節機構と同様に、作業中に騒音の
周波数変化毎に折点周波数の調節を行うのは無理がある
ので、バンドパスフィルター（ＢＰＦ）の自動折点周波
数調節機構が設けられている。このフィードバック回路
を含めての自動周波数調節機構について説明する。

【００５６】まず、打ち消し音の周波数設定のための騒
音周波数の検出について説明する。まず、電子ガバナに
よるエンジン回転数制御機能を有する車輌（トラクタ
ー）においては、電子ガバナにて実際のエンジン回転数
を検出するラック位置検出センサーが設けられており、
アクセルセンサーにて設定する回転数設定値との差異
（エンジン負荷）を電子ガバナコントローラーにて算定
するものであって、この演算値に基づいてラック駆動ソ
レノイドを駆動し、燃料噴射量を制御して、エンジン回
転数を設定値に保持する。図２９では、このような構造
の電子ガバナコントローラーにおいて演算されるエンジ
ン負荷率の信号を、アクティブ消音装置のバンドパスフ
ィルター（ＢＰＦ）の中心周波数設定のために入力する
構成について図示している。

【００５７】図３０は、アクティブ消音装置の制御部
（ＡＮＣ）における信号入力についてのフローチャート
であり、この中で、Ｒは、アクセルセンサー値、負荷率
設定値等より求められる電子ガバナ付きエンジンの目標
エンジン回転数、ｋは、周波数の幅を決定する定数であ
り、これにてハイパスフィルターにおける折点周波数ｆ
_H をＤ／Ａ（１）より、ローパスフィルターにおける折
点周波数ｆ_L の設定値を入力端子Ｄ／Ａ（２）より入力
し、各フィルターに出力する。このフィルターは、騒音
を通過させるものと兼用しており、電子ガバナコントロ
ーラーからの入力信号と、騒音の検出信号とをフィルタ
ーに加算通過させて消音効果を検定し、中心周波数を決
定するのである。

【００５８】また、エンジン音の周波数は、エンジン爆
発回数に比例する。即ち、エンジンの気筒数によって、
周波数が異なる。図５０及び図５１においては、エンジ
ン回転数に加えて、そのエンジンの気筒数の設定によ
り、サイン発振回路（ＳＷＣ）を用いたアクティブ消音
装置の打ち消し音の基本周波数を決定する構成について
開示している。この中で、Ｒはエンジン回転数、Ｅはサ
イン波発振回路の周波数を決定する電圧値、波高設定器
は、単なる増幅率決定用のものである。なお、気筒設定
器は、様々な種類のエンジンに対応可能で、アクティブ
消音装置を取り付ける車輌のエンジンが例えば２気筒で
あれば、気筒設定器においてそのように設定するのであ
る。

【００５９】更に図３１及び図３２は、エンジン爆発数
を決定するエンジン気筒数の設定によって、バンドパス
フィルターの中心周波数を設定する構成について開示し
ている。なお、ｆ１＝ｆ_H 、ｆ２＝ｆ_L である。

【００６０】アクティブ消音装置は、以上のように、制
御部（ＡＮＣ）内のバンドパスフィルター（ＢＰＦ）に
おける中心周波数、位相変換回路（ＰＣＣ）における位
相変換率、また、パワーアンプにおける増幅率を自動調
節可能となっているが、騒音要因となる事物の変化によ
っては、装置電源をＯＮ・ＯＦＦする必要があったり、
また、自動調節機構におけるフィードバック回路の入力
（消音効果の検出）が困難であって、騒音要因の変化に
音量調節等がうまく対応できない場合がある。例えば前
記の音量調節において、エンジン音に対する打ち消し音
の自動調節については、エンジン排出音の変化を、エン
ジン回転数やエンジン負荷率の検出に基づいて読み取っ
ていたが、それ以外にトラクターにおいては、対地作業
等を行う作業装置による騒音を消音したい場合があり、
この作業装置による騒音も、作業装置の状態によって時
々刻々変化するものである。この騒音要因の変化に対応
できずに、例えば騒音が小さくなったにもかかわらず、
アクティブ消音装置のスピーカー（ＳＰＫ）から騒音の
逆位相音を増幅したまま出していたら、スピーカー（Ｓ
ＰＫ）からの音が大きすぎて却ってうるさい。従って、
様々な騒音要因の変化に対応して、装置電源のＯＮ・Ｏ
ＦＦや音量調節等の自動制御がなされるよう構成するこ
とが肝要である。以下、様々な騒音要因の変化に対応す
るアクティブ消音装置の自動制御構造について説明す
る。

【００６１】まず、トラクター等の農耕用移動車輌等の
走行車輌においてアクティブ消音装置を設けている場
合、エンジン停止状態である時には、消音は不要であ
り、スピーカー（ＳＰＫ）出力が無駄である。そこで、
エンジン停止中はアクティブ消音装置を作動しないよう
にし、エンジン停止状態でオーディオ装置がＯＮしてい
ても、アクティブ消音装置が作動しないようにする。こ
の装置のＯＮ・ＯＦＦ切換については、図１７の如くキ
ースイッチを利用すればよい（通常の車輌内における電
装部材と同様である。）。なお、エンジン停止状態でオ
ーディオを聞きたい場合に、オーディオ装置をＯＮする
と消音装置用の回路も作動しては、消音用の逆位相音が
却ってオーディオ装置のスピーカー（ＳＰＫ）からの発
生音を妨げるので、オーディオ装置と別個のＯＮ・ＯＦ
Ｆ構造とする。更に、エンジン始動時（アイドリング状
態）でも、騒音は非常に小さいので、電源ＯＦＦとして
おき、走行開始或いは作業開始（エンジン回転数、ある
いはエンジン負荷率より検出する）時に起動するように
構成してもよい。

【００６２】また、オーディオ装置との併用を考慮しな
い場合において、図３７に、エンジン始動時に消音装置
をＯＦＦする構成を開示している。

【００６３】次に、対地作業装置（例えばロータリー、
プラウ等）を昇降可能に牽引したトラクターにおいてア
クティブ消音装置を装着している場合に、枕地等で、該
対地作業装置を上昇させた状態（非作業状態）の時に、
土壌からの抵抗がなくなることから、騒音が低減するの
で、スピーカー（ＳＰＫ）の出力レベルを一定量下げ
る。この検出は、図３４に図示する如く、トラクターの
対地作業装置を装着するリフトの上昇角度を検出するリ
フト角センサーや、或いは対地作業装置におけるポテン
ショメーターを使用するとよい。図３３は、この音量自
動制御のフローチャートである。

【００６４】また、該スピーカー（ＳＰＫ）の出力レベ
ルの下げ幅（打ち消し音のレベル）の決定については、
図３３（ｂ）の如く、トラクターと作業装置との相対位
置に対応させる。リフトの最下げ位置Ｌ_MAX よりある程
度上昇させた位置までは、土壌中に対地作業装置があ
り、上昇に比例して土壌との摩擦力が減って騒音が減少
するので、この間は最下げ位置時の出力レベルＥ_MAX よ
りリフト上昇角に比例して出力レベルＥを下げ、土壌と
の摩擦が無くなる上昇位置からリフト最上げ位置Ｌ_MIN
までは、一定のレベルＥ_MIN に下げたままとする。

【００６５】また、高速耕耘装置を装着したトラクター
においては、枕地での旋回時に、電子ガバナ制御にてエ
ンジン回転数を自動的に低減制御する。これは、枕地旋
回時の対地作業装置の上昇に連動しているが、このエン
ジン回転数の低下を検出して、自動的に消音装置の打ち
消し音の音量を低減する構成を、図３５にて示してい
る。

【００６６】次に、トラクターにおけるトランスミッシ
ョン（変速機）が非伝動状態の時に出力レベルを下げる
か、或いは電源ＯＦＦする方法について、図３６、図３
７より説明する。トラクターには、走行用トランスミッ
ションと、作業装置への伝動機関であるＰＴＯ軸用トラ
ンスミッションがある。後者が非伝動状態の時、即ち、
ＰＴＯ軸が駆動していない時には、作業装置が駆動せ
ず、作業装置からの騒音が起こらない上に、エンジン負
荷率も低くて、エンジン音も小さい。更に、走行用トラ
ンスミッションが非伝動状態であれば、停止状態であっ
て、走行によるエンジン負荷も生じないので、エンジン
音はますます小さくなる。そこで、エンジンより走行用
トランスミッションへの伝動系におけるクラッチの入り
切りをクラッチセンサーにて検出し、該クラッチを切っ
ている時には、音量レベルを下げるか、或いは電源ＯＦ
Ｆする。また、エンジンから走行用トランスミッション
へのクラッチを切ってなくても、ＰＴＯ軸用トランスミ
ッションにおけるＰＴＯ軸駆動用のクラッチが切れてい
れば、音量レベルを下げるか、電源ＯＦＦする（前者ク
ラッチを切った時に比べると、走行駆動が行われている
分だけ、エンジン音等は大きいことを勘案する。）。エ
ンジン音についての音量自動調節は、前記の如く、エン
ジンの回転数或いは負荷率検出により可能であるが、ト
ランスミッション（変速機）による騒音は、この検出方
法によって有効に音量の自動調節がなされる。なお、こ
の音量調節については、トランスミッションの騒音周波
数の信号を通過させるバンドパスフィルター（ＢＰＦ）
後段の音量設定器（ＶＤ）について制御してもよいし、
加算後のスピーカー（ＳＰＫ）出力段階において行って
もよい。また、場合によっては、電源ＯＦＦにしてもよ
い。なお、このクラッチセンサーによる走行中立検出に
基づく消音装置の自動音量構成は、コンバインの実施例
を示す図３９の中にも応用されている。

【００６７】次に、油圧機器類を搭載する土木建設用移
動機械又は農耕用移動車輌にアクティブ消音装置を設け
た場合についての自動音量調節機構について、図３８よ
り説明する。この場合、油圧機器類の駆動に伴う圧力変
化にエンジン負荷率が殆ど比例する。そこで油圧機器類
の油圧変化を圧力検出センサーにて検出し、その検出値
Ｐに打ち消し音の音量レベルを比例させる（圧力が高い
程、音量レベルを上げる）。また、油圧が一定の設定値
を越えた場合には、音量レベルの最大値・最小値との差
が許容範囲で抑えられるように、最高圧力設定器と最低
圧力設定器にて最高圧力値Ｐ_MAX と最低圧力値Ｐ_MIN を
設定しておく。

【００６８】次に、キャビン搭載型のコンバインにおい
ては、図３９の如き構成にて、脱穀手段（こき胴）また
は脱穀手段への伝達装置をＯＦＦ状態にした時に、打ち
消し音の音量レベルを下げるが、または電源ＯＦＦす
る。コンバインの最大のエンジン負荷源は脱穀部だから
である。

【００６９】図３９では、こき胴の回転数検出の他、図
３６に示したクラッチセンサーによる走行中立の検出に
よる２系統の制御を行っている。即ち、こき胴回転数セ
ンサー及び走行中立検出センサー（クラッチセンサー）
は、コンバインの各制御用センサーと共用であり、各セ
ンサーが各々こき胴の回転数低下及び中立を検出した時
は、増幅回路の増幅率を低下させて、スピーカーより発
生する打ち消し音のレベルを低下させる。この時、リレ
ーソレノイドが通電して、直下のリレー端子を切り換え
る。こき胴の騒音検出用マイクの設置場所はこき胴近傍
であり、雨及び塵埃に影響されない場所とする（キャビ
ン内も可）。そして、走行中は打ち消し音の音量を大き
く、走行中立時には音量を小さくするが、走行中立時で
あっても、こき胴が回転している場合には、打ち消し音
は大きくするようにしている。

【００７０】次に、図４０の如く、室内において籾擦機
を使用している場合に、室内騒音を消音するためにアク
ティブ消音装置を設置する場合においては、脱桴部に籾
が供給されていない時、または脱桴部への動力伝達がな
されていない時に、打ち消し音の音量レベルを下げる
か、電源ＯＦＦする。籾擦機において騒音源の最大のも
のは脱桴部であって、脱桴部で脱桴駆動が行われていな
ければ、騒音は大幅に低減されているので、打ち消し音
のレベルを下げないと、却って打ち消し音がうるさくな
るからである。

【００７１】また、この場合の打ち消し音発生用スピー
カー（ＳＰＫ）は、少なくとも、脱桴部からの騒音の漏
れる箇所である操作部側及び玄米排出側に対向させて、
漏れる騒音に有効に打ち消し音を届かせるようにし、設
置場所は、籾や玄米等を搬送する昇降機の昇降路の頂上
付近、即ち、籾擦機の最も高い所で、打ち消し音が遠く
届く箇所に設置する。図４０は、籾擦機使用時のスピー
カー設置箇所を示すもので、※₁ は脱桴時の騒音を打ち
消すためのスピーカー、※₂ は籾擦機全体の騒音打ち消
し用のスピーカーを設置する箇所を示している。※₃ は
※₁ の別案であって、籾供給ホッパーの投影面の下で、
風選部の上部、かつ操作部側にスピーカーを向けてい
る。なお、図４１は、電源回路例である。

【００７２】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成することに
より、次のような効果を奏するものである。まず、アク
ティブ消音装置において、請求項１の如く、制御部にお
ける位相変換率を変更可能とすることで、騒音検出手段
に対するスピーカーの位置関係等によって、スピーカー
からの打ち消し用音の位相が騒音に対して正確に逆位相
となっていない場合に、このずれを補正して正確に逆位
相音をスピーカーより発生させて、消音効果を確実にす
ることができ、また、消音すべき騒音のみを逆位相に変
換してスピーカーより出力させたりすることも可能とな
る。一方、スピーカーの音量出力を調節することで、騒
音と打ち消し用音との音量バランスを取ることができ、
例えば、聴き手の位置によっては騒音と打ち消し用音と
のバランスがずれて、打ち消し用音の方が大きくなっ
て、却ってうるさくなる時等に、バランス調節をして消
音効果を高めることができ、また、ある騒音を聞きたい
場合には打ち消し用音の音量を低減して、その騒音は消
音せずに聞けるようにすることができる。このように、
消音効果を最大限に自由に調節できるアクティブ消音装
置を提供できる。

【００７３】また、請求項２の如く、騒音検出手段とし
て、一般に用いられるマイクロフォンに代えて、加速度
センサーを用いることで、ハウリングが防げる他、低周
波用では高価となるマイクロフォンに比べて安価です
む。

【００７４】また、請求項３の如く、スピーカーを室外
に配設することで、室内に侵入する前に消音し、消音効
果を高め、室外の周囲に対しても消音効果を有する。更
にスピーカーを室内に対向させることで、室内に侵入す
る騒音に対してスピーカーからの打ち消し音を発生させ
て消音できる。

【００７５】また、請求項３の如く、位相変換率の調節
可能としているのに加えて、スピーカーの入力端子を正
負切換可能とすることで、騒音を０°〜３６０°に位相
変換することができ、容易かつ迅速で効果的に逆位相の
打ち消し音を形成でき、消音調節が迅速化される。

【００７６】また、請求項４の如く、位相変換率及び増
幅率の調節結果を表示する表示手段を設けたことで、表
示を確認しながらスピーカーからの打ち消し音の位相変
換率、増幅率を最適に調節し、消音効果を確実にでき
る。

【００７７】また、原動機付車輌の室内騒音を低減する
場合において、請求項５の如く、該制御部における増幅
率調節を、原動機回転数の検出に基づく自動調節とする
ことで、回転数の増減に基づいて変化する原動機の騒音
を効果的に消音することができる。

【００７８】また、原動機付車輌の室内騒音を低減する
場合において、請求項６の如く、制御部における増幅率
調節を、原動機負荷率の検出に基づく自動調節とするこ
とで、負荷率の増減に基づいて変化する原動機の他、ト
ランスミッションケースからの騒音、また、トラクター
等の車輌においては、作業機の作業音に対しても効果的
に消音を行える。

【００７９】また、請求項８の如く、騒音検出に関わら
ず、発振器によって騒音に近似する波形の音波信号を逆
位相変換して打ち消し音として発生させる構成のアクテ
ィブ消音装置においても、該発振器の周波数の設定が自
由にできることで、騒音に最も近似した周波数の音波信
号を発振させることができ、消音効果を最高のものとす
ることができるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】アクティブ消音装置の基本ブロック図である。

【図２】アクティブ消音装置におけるマイクロフォン、
スピーカー及び設定器の取付例を示すキャビン付トラク
ターの斜視図である。

【図３】バンドパスフィルターを設けたアクティブ消音
装置のブロック図である。

【図４】マイクロフォンからバンドパスフィルターまで
の配線図である。

【図５】バンドパスフィルターにおける周波数減衰効果
を示すグラフである。

【図６】騒音検出手段に加速度センサーを用いた場合の
アクティブ消音装置のブロック図である。

【図７】同じく加速度センサーを騒音検出手段とし、バ
ンドパスフィルターをローパスフィルターのみとした場
合のアクティブ消音装置のブロック図である。

【図８】図７の場合のローパスフィルター配線図であ
る。

【図９】別体のアクティブ消音装置とオーディオ装置と
でスピーカーを共用した実施例を示すブロック図であ
る。

【図１０】図９におけるスピーカー入力部の配線図であ
る。

【図１１】アクティブ消音装置とオーディオ装置とを一
つの装置ケース内に収容し、スピーカーを共用した実施
例を示すブロック図である。

【図１２】図１１の実施例において、４チャンネルのス
ピーカーのうち前方スピーカーのみから騒音打ち消し音
を発するよう構成した実施例を示すブロック図である。

【図１３】図１１の実施例において、低音用スピーカー
のみから騒音打ち消し音を発生させるよう構成した実施
例を示すブロック図である。

【図１４】位相変換後の増幅回路を、同相の増幅回路と
反転増幅回路を合成して形成した実施例を示す配線図で
ある。

【図１５】図１１の実施例において、スピーカー入力部
を正負切換可能にして、同相にも反転側にも増幅可能と
した実施例を示すブロック図である。

【図１６】図１５におけるスピーカー入力部の配線図で
ある。

【図１７】エンジン始動時にアクティブ消音装置をＯＦ
Ｆするための配線図である。

【図１８】バンドパスフィルターを複数個配設した場合
のアクティブ消音装置のブロック図である。

【図１９】バンドパスフィルターにおけるローパスフィ
ルター及びハイパスフィルターの折点周波数を調節可能
とした場合のアクティブ消音装置のブロック図である。

【図２０】バンドパスフィルターを複数個配設し、各バ
ンドパスフィルター直下に位相変換回路を配設したアク
ティブ消音装置のブロック図である。

【図２１】中心周波数の異なるバンドパスフィルターに
おける位相設定器による設定出力に伴う位相変換角の変
位を示すグラフである。

【図２２】複数個のバンドパスフィルター各々の増幅及
び位相変換率を調節可能とした場合における表示器であ
るレベルメーター取付構成を示すブロック図である。

【図２３】複数個のバンドパスフィルター毎に位相変換
調節及び音量調節を可能とした場合のブロック図であ
る。

【図２４】図２３の実施例において、エンジン回転数検
出によるスピーカーの音量調節を可能とした場合のブロ
ック図である。

【図２５】エンジン回転数の検出によりバンドパスフィ
ルターの中心周波数を調節可能とした場合のブロック図
である。

【図２６】図２５の実施例において位相変換調節も可能
とした場合のブロック図である。

【図２７】エンジン負荷率検出により自動音量調節可能
とした場合のブロック図である。

【図２８】エンジン始動時に音量低下あるいは電源ＯＦ
Ｆする構成のアクティブ消音装置のブロック図である。

【図２９】エンジン回転数及びエンジン負荷率の検出に
基づきバンドパスフィルターの中心周波数の自動設定可
能とした構成のアクティブ消音装置のブロック図であ
る。

【図３０】図２９の構成におけるフローチャート図であ
る。

【図３１】エンジン爆発数（エンジン気筒数）の設定に
よりバンドパスフィルターの周波数を設定可能とした構
成のアクティブ消音装置のブロック図である。

【図３２】図３１の構成におけるフローチャート図であ
る。

【図３３】トラクターの対地作業装置を非作業状態にし
た時に音量低下させる構成のアクティブ消音装置のフロ
ーチャート図である。

【図３４】同じくブロック図である。

【図３５】枕地旋回時のエンジン回転数低下により音量
低下するアクティブ消音装置のブロック図である。

【図３６】トラクターにおいて走行中立時、また作業機
伝動中立時において音量低下する構成のアクティブ消音
装置のブロック図である。

【図３７】クラッチセンサー検出に基づく自動音量調節
機能を持つアクティブ消音装置のブロック図である。

【図３８】油圧装置を具備する車輌における油圧装置の
作動状態に基づく音量自動調節機構を示すブロック図で
ある。

【図３９】キャビン付コンバインにおける脱穀部の作動
状況に基づく音量自動調節機構を示すブロック図であ
る。

【図４０】籾擦機におけるアクティブ消音装置の配置構
造を示す図である。

【図４１】図４０における電源配線図である。

【図４２】サイン波発振回路からの発振信号に基づき騒
音打ち消し音を発生する型式のアクティブ消音装置のブ
ロック図である。

【図４３】発振回路の周波数を設定可能とした構成のア
クティブ消音装置のブロック図である。

【図４４】サイン波発振回路における周波数設定機構を
示す配線図である。

【図４５】サイン波発振回路の発振するサイン波をピー
クカットして消音する構成のアクティブ消音装置のブロ
ック図である。

【図４６】図４５におけるピークカット手段を示すブロ
ック図である。

【図４７】サイン波と矩形波の合成波を発振して消音す
る構成のアクティブ消音装置のブロック図である。

【図４８】サイン波発振型式のアクティブ消音装置にお
いてエンジン回転数検出に基づき自動音量調節する構成
を示すブロック図である。

【図４９】同じくブロック図である。

【図５０】サイン波発振型式のアクティブ消音装置にお
いて、エンジン爆発数（エンジン気筒数）の設定により
サイン波の周波数を自動設定可能とした構成を示すブロ
ック図である。

【図５１】図５０におけるフローチャート図である。

【図５２】サイン波発振型式と騒音検出に基づくバンド
パスフィルター通過型式とを組み合わせたアクティブ消
音装置のブロック図である。

【図５３】図５２のアクティブ消音装置において、騒音
が一定周波数以上でないと、騒音検出に基づくバンドパ
スフィルター通過型式のアクティブ消音装置を作動させ
ないよう構成したもののブロック図である。

【符号の説明】

ＡＮＣ アクティブ消音装置制御部 ＭＩＣ マイクロフォン ＳＰＫ スピーカー ＢＰＦ バンドパスフィルター ＬＰＦ ローパスフィルター ＨＰＦ ハイパスフィルター ＰＣＣ 位相変換回路 ＡＭＰ 増幅回路 ＰＲＡ プリアンプ ＰＯＡ パワーアンプ ＰＤ 位相設定器 ＶＤ 音量設定器 ＳＷＣ サイン波発振回路 ＢＤ 周波数設定器

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０３Ｈ 21/00 8842−5Ｊ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力手段である一個又は複数個の騒音検
   出手段と、検出騒音の入力信号の中から特定周波数の信
   号を選択通過させ、通過した信号を逆位相に変換し、増
   幅する制御部と、出力手段である一個又は複数個のスピ
   ーカーとを具備するアクティブ消音装置において、該制
   御部における位相変換率及び増幅率を個別にも同時にも
   調節可能としたことを特徴とするアクティブ消音装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のアクティブ消音装置にお
   いて、該騒音検出手段に加速度センサーを使用したこと
   を特徴とするアクティブ消音装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のアクティブ消音装置にて
   室内騒音を低減する構造において、該騒音検出手段と該
   スピーカーを室外に設置し、該スピーカーは室内に対向
   させたことを特徴とするアクティブ消音装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載のアクティブ消音装置にお
   いて、制御部にて位相変換率の調節可能としているのに
   加えて、スピーカーの入力端子を正負切換可能としたこ
   とを特徴とするアクティブ消音装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載のアクティブ消音装置にお
   いて、該制御部における位相変換率及び増幅率の調節結
   果を表示する表示手段を設けたことを特徴とするアクテ
   ィブ消音装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載のアクティブ消音装置にて
   原動機付車輌の室内騒音を低減する場合において、該制
   御部における増幅率調節を、原動機回転数の検出に基づ
   く自動調節としたことを特徴とするアクティブ消音装
   置。
7. 【請求項７】 請求項１記載のアクティブ消音装置にて
   原動機付車輌の室内騒音を低減する場合において、該制
   御部における増幅率調節を、原動機負荷率の検出に基づ
   く自動調節としたことを特徴とするアクティブ消音装
   置。
8. 【請求項８】 騒音に近似した波形の信号を発振器より
   発振させて逆位相に変換し、増幅してスピーカーより騒
   音打ち消し音として発生させる構成のアクティブ消音装
   置において、該発振器の発振信号の周波数を自由に設定
   可能としたことを特徴とするアクティブ消音装置。