JPH09127956A - 空冷ファン消音システム - Google Patents
空冷ファン消音システムInfo
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- JPH09127956A JPH09127956A JP7283555A JP28355595A JPH09127956A JP H09127956 A JPH09127956 A JP H09127956A JP 7283555 A JP7283555 A JP 7283555A JP 28355595 A JP28355595 A JP 28355595A JP H09127956 A JPH09127956 A JP H09127956A
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Landscapes
- Exhaust Silencers (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
- Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 デジタル信号処理部もダクトも要らない消音
システムを実現する。 【解決手段】 ファン１１が運転を開始すると、ファン
の回転数×羽１７，１７，…の枚数に相当する周波数
（特徴周波数）と極めて相関の強いファン騒音が発生す
る。参照信号生成回路１８は、ファン１１の回転に同期
して、ファン１１の回転数に羽１７，１７，…の枚数を
乗じた値に相当する周波数の参照信号ＲＳを生成する。
位相反転回路１９は、入力される参照信号ＲＳの位相を
反転させて制御音信号ＳＰとして出力する。増幅器２０
は、制御音信号ＳＰを予め調整された所定の増幅度で増
幅して出力する。消音スピーカ１２は、増幅された制御
音信号ＳＰに基づいて、ファン騒音と同一振幅で逆位相
の制御音を放射する。これにより、ファン騒音は、制御
音によって干渉されて、消音される。
システムを実現する。 【解決手段】 ファン１１が運転を開始すると、ファン
の回転数×羽１７，１７，…の枚数に相当する周波数
（特徴周波数）と極めて相関の強いファン騒音が発生す
る。参照信号生成回路１８は、ファン１１の回転に同期
して、ファン１１の回転数に羽１７，１７，…の枚数を
乗じた値に相当する周波数の参照信号ＲＳを生成する。
位相反転回路１９は、入力される参照信号ＲＳの位相を
反転させて制御音信号ＳＰとして出力する。増幅器２０
は、制御音信号ＳＰを予め調整された所定の増幅度で増
幅して出力する。消音スピーカ１２は、増幅された制御
音信号ＳＰに基づいて、ファン騒音と同一振幅で逆位相
の制御音を放射する。これにより、ファン騒音は、制御
音によって干渉されて、消音される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、空冷ファン消音
システムに係り、詳しくは、液晶プロジェクタやＯＡ機
器等の電子装置に装備された空冷ファンによって生じる
騒音を軽減するための空冷ファン消音システムに関す
る。
システムに係り、詳しくは、液晶プロジェクタやＯＡ機
器等の電子装置に装備された空冷ファンによって生じる
騒音を軽減するための空冷ファン消音システムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】増幅器や減衰器等の電子部品は、一般に
温度によって特性が変化するので、電源や光源やメモリ
等の"熱源"を有する電子装置、例えば、液晶表示装置や
プリンタやパソコン等のＯＡ機器には、内部の電子部品
を冷却するための風を送る空冷ファンが備えられてい
る。特に、液晶プロジェクタは、電気から光への変換効
率は２％程度であり、残りは、熱に変換されるので、給
気ファンや排気ファン等の空冷ファンを複数備えること
が必要となる。ところで、空冷ファンの設置は、装置の
過熱防止に効果的な反面、室内音環境を乱すという不都
合を伴う。この不都合を解消するために、空冷ファンの
囲い込み構造に吸音材や遮音材等を用いれば、ある程
度、ファン騒音を消音できるが、このようなパッシブな
消音手段では、消音効果は不充分である。そこで、最近
では、例えば、特開平５−４４１９号公報や実開平５−
６４８９７号公報等に記載されているように、騒音と逆
位相の干渉音を作りだし、積極的に音波干渉で消音させ
るアクティブ消音技術が採用されてきている。
温度によって特性が変化するので、電源や光源やメモリ
等の"熱源"を有する電子装置、例えば、液晶表示装置や
プリンタやパソコン等のＯＡ機器には、内部の電子部品
を冷却するための風を送る空冷ファンが備えられてい
る。特に、液晶プロジェクタは、電気から光への変換効
率は２％程度であり、残りは、熱に変換されるので、給
気ファンや排気ファン等の空冷ファンを複数備えること
が必要となる。ところで、空冷ファンの設置は、装置の
過熱防止に効果的な反面、室内音環境を乱すという不都
合を伴う。この不都合を解消するために、空冷ファンの
囲い込み構造に吸音材や遮音材等を用いれば、ある程
度、ファン騒音を消音できるが、このようなパッシブな
消音手段では、消音効果は不充分である。そこで、最近
では、例えば、特開平５−４４１９号公報や実開平５−
６４８９７号公報等に記載されているように、騒音と逆
位相の干渉音を作りだし、積極的に音波干渉で消音させ
るアクティブ消音技術が採用されてきている。
【０００３】図９は、プリンタに適用された従来のアク
ティブ消音装置を示し、このアクティブ消音装置は、ダ
クト１の入り口１ａ付近に設けられた空冷ファン（排気
ファン）２から発せられ、ダクト１を経由して装置外に
放射されるファン騒音を、ダクト１の出口１ｂ側に設け
られた消音スピーカ３から制御音を放射して干渉で打ち
消す装置であり、騒音（一次音）の音圧レベルを検出し
て騒音信号（参照信号）ＳＭに変換するセンサマイク４
と、センサマイク４から出力される騒音信号ＳＭを増幅
するための増幅器（ＡＭＰ）５と、この増幅器５の出力
信号のうち所定の周波数帯成分を通過させるバンドパス
フィルタ（ＢＰＦ）６と、入力される制御音信号ＳＰに
基づいて、ファン騒音と同振幅で逆位相の制御音（二次
音）を放射する消音スピーカ３と、ダクト１の出口１ｂ
付近で残留騒音を検出して残留騒音信号ＥＭを出力する
エラーマイク８と、バンドパスフィルタ６を経由して供
給される騒音信号（参照信号）ＳＭとエラーマイク８か
ら供給される残留騒音信号ＥＭとに基づいて、残留騒音
を常時最小とすべく適応制御を行い、制御音信号ＳＰを
出力するコントローラ９と、入力される制御音信号ＳＰ
を増幅して消音スピーカ３に供給する増幅器１０とから
構成されている。
ティブ消音装置を示し、このアクティブ消音装置は、ダ
クト１の入り口１ａ付近に設けられた空冷ファン（排気
ファン）２から発せられ、ダクト１を経由して装置外に
放射されるファン騒音を、ダクト１の出口１ｂ側に設け
られた消音スピーカ３から制御音を放射して干渉で打ち
消す装置であり、騒音（一次音）の音圧レベルを検出し
て騒音信号（参照信号）ＳＭに変換するセンサマイク４
と、センサマイク４から出力される騒音信号ＳＭを増幅
するための増幅器（ＡＭＰ）５と、この増幅器５の出力
信号のうち所定の周波数帯成分を通過させるバンドパス
フィルタ（ＢＰＦ）６と、入力される制御音信号ＳＰに
基づいて、ファン騒音と同振幅で逆位相の制御音（二次
音）を放射する消音スピーカ３と、ダクト１の出口１ｂ
付近で残留騒音を検出して残留騒音信号ＥＭを出力する
エラーマイク８と、バンドパスフィルタ６を経由して供
給される騒音信号（参照信号）ＳＭとエラーマイク８か
ら供給される残留騒音信号ＥＭとに基づいて、残留騒音
を常時最小とすべく適応制御を行い、制御音信号ＳＰを
出力するコントローラ９と、入力される制御音信号ＳＰ
を増幅して消音スピーカ３に供給する増幅器１０とから
構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、センサ
マイク４から出力される騒音信号（参照信号）ＳＭに基
づいて、ファン騒音と同振幅で逆位相の制御音（二次
音）が作成される上記従来の装置構成（図９）では、セ
ンサマイク４と消音スピーカ３とからなる電気−音響系
で閉ループが形成されるため、コントローラ９の動作が
不安定となって、消音性能を低下させたり、時にハウリ
ングを起こして、逆に騒音を増大させることすらあっ
た。コントローラ９が、このようなハウリングを防止
し、騒音を常に低くするための適応制御を行うには、デ
ジタル信号処理の導入が不可欠となる。しかしながら、
デジタル信号処理にはアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変
換やデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換や数値演算が必
要であり、例え専用のデジタルシグナルプロセッサ（Ｄ
ＳＰ）を用いても、処理時間の短縮には限界がある。そ
れゆえ、消音効果を高めるためには、ダクト（騒音の伝
搬経路）を長くしなければならず、このため、システム
全体が大型化するという欠点があった。
マイク４から出力される騒音信号（参照信号）ＳＭに基
づいて、ファン騒音と同振幅で逆位相の制御音（二次
音）が作成される上記従来の装置構成（図９）では、セ
ンサマイク４と消音スピーカ３とからなる電気−音響系
で閉ループが形成されるため、コントローラ９の動作が
不安定となって、消音性能を低下させたり、時にハウリ
ングを起こして、逆に騒音を増大させることすらあっ
た。コントローラ９が、このようなハウリングを防止
し、騒音を常に低くするための適応制御を行うには、デ
ジタル信号処理の導入が不可欠となる。しかしながら、
デジタル信号処理にはアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変
換やデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換や数値演算が必
要であり、例え専用のデジタルシグナルプロセッサ（Ｄ
ＳＰ）を用いても、処理時間の短縮には限界がある。そ
れゆえ、消音効果を高めるためには、ダクト（騒音の伝
搬経路）を長くしなければならず、このため、システム
全体が大型化するという欠点があった。
【０００５】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、小型で安価で信頼性が高く、空冷ファンの回転
変化にも迅速に追従できる空冷ファン消音システムを提
供することを目的としている。
もので、小型で安価で信頼性が高く、空冷ファンの回転
変化にも迅速に追従できる空冷ファン消音システムを提
供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明に係る空冷ファン消音システム
は、空冷ファンの回転に同期して、該空冷ファンの回転
数と羽の枚数との積に相当する周波数の制御音信号を生
成する制御音信号生成手段と、入力される上記制御音信
号に基づいて、ファン騒音と逆位相の制御音を放射する
消音スピーカとを備えてなることを特徴としている。
に、請求項１記載の発明に係る空冷ファン消音システム
は、空冷ファンの回転に同期して、該空冷ファンの回転
数と羽の枚数との積に相当する周波数の制御音信号を生
成する制御音信号生成手段と、入力される上記制御音信
号に基づいて、ファン騒音と逆位相の制御音を放射する
消音スピーカとを備えてなることを特徴としている。
【０００７】また、請求項２記載の発明に係る空冷ファ
ン消音システムは、空冷ファンの回転に同期して、該空
冷ファンの回転数と羽の枚数との積に相当する周波数の
参照信号を生成する参照信号生成手段と、入力される上
記参照信号の位相を反転させて制御音信号として出力す
る位相反転回路と、入力される上記制御音信号に基づい
て、ファン騒音と逆位相の制御音を放射する消音スピー
カとを備えてなることを特徴としている。
ン消音システムは、空冷ファンの回転に同期して、該空
冷ファンの回転数と羽の枚数との積に相当する周波数の
参照信号を生成する参照信号生成手段と、入力される上
記参照信号の位相を反転させて制御音信号として出力す
る位相反転回路と、入力される上記制御音信号に基づい
て、ファン騒音と逆位相の制御音を放射する消音スピー
カとを備えてなることを特徴としている。
【０００８】また、請求項３記載の発明に係る空冷ファ
ン消音システムは、空冷ファンの回転に同期して、該空
冷ファンの回転数と羽の枚数との積に相当する周波数を
基本周波数とする高調波成分を含んだ制御音信号を生成
する制御音信号生成手段と、入力される上記制御音信号
に基づいて、ファン騒音と逆位相の制御音を放射する消
音スピーカとを備えてなることを特徴としている。
ン消音システムは、空冷ファンの回転に同期して、該空
冷ファンの回転数と羽の枚数との積に相当する周波数を
基本周波数とする高調波成分を含んだ制御音信号を生成
する制御音信号生成手段と、入力される上記制御音信号
に基づいて、ファン騒音と逆位相の制御音を放射する消
音スピーカとを備えてなることを特徴としている。
【０００９】また、請求項４記載の発明に係る空冷ファ
ン消音システムは、空冷ファンの回転に同期して、該空
冷ファンの回転数と羽の枚数との積に相当する周波数を
基本周波数とする高調波成分を含んだ参照信号を生成す
る参照信号生成手段と、入力される上記参照信号の位相
を反転させて制御音信号として出力する位相反転回路
と、入力される上記制御音信号に基づいて、ファン騒音
と逆位相の制御音を放射する消音スピーカとを備えてな
ることを特徴としている。
ン消音システムは、空冷ファンの回転に同期して、該空
冷ファンの回転数と羽の枚数との積に相当する周波数を
基本周波数とする高調波成分を含んだ参照信号を生成す
る参照信号生成手段と、入力される上記参照信号の位相
を反転させて制御音信号として出力する位相反転回路
と、入力される上記制御音信号に基づいて、ファン騒音
と逆位相の制御音を放射する消音スピーカとを備えてな
ることを特徴としている。
【００１０】また、請求項５記載の発明は、請求項１，
２，３又は４記載の空冷ファン消音システムであって、
上記制御音信号を所定の増幅度で増幅する増幅器が付加
されてなると共に、上記消音スピーカが、上記増幅器か
ら入力される上記制御音信号に基づいて、ファン騒音と
振幅略同一で逆位相の制御音を放射することを特徴とし
ている。
２，３又は４記載の空冷ファン消音システムであって、
上記制御音信号を所定の増幅度で増幅する増幅器が付加
されてなると共に、上記消音スピーカが、上記増幅器か
ら入力される上記制御音信号に基づいて、ファン騒音と
振幅略同一で逆位相の制御音を放射することを特徴とし
ている。
【００１１】また、請求項６記載の発明は、請求項１，
２，３，４又は５記載の空冷ファン消音システムであっ
て、上記制御音信号生成手段が、空冷ファンを構成する
各羽の通過タイミングを検出するタイミング検出手段を
有してなることを特徴としている。
２，３，４又は５記載の空冷ファン消音システムであっ
て、上記制御音信号生成手段が、空冷ファンを構成する
各羽の通過タイミングを検出するタイミング検出手段を
有してなることを特徴としている。
【００１２】また、請求項７記載の発明は、請求項１，
２，３，４又は５記載の空冷ファン消音システムであっ
て、上記消音スピーカが、上記空冷ファンの主軸上又は
その近傍に設けられていることを特徴としている。
２，３，４又は５記載の空冷ファン消音システムであっ
て、上記消音スピーカが、上記空冷ファンの主軸上又は
その近傍に設けられていることを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。 ◇第１実施例 図１は、この発明の第１実施例である空冷ファン消音シ
ステムが適用される空冷ファンユニットの構成を示す断
面図、図２は、同空冷ファン消音システムの電気的構成
を示すブロック図、また、図３は、同空冷ファン消音シ
ステムの消音効果を示すための周波数−騒音特性図であ
る。この例の空冷ファンユニットは、液晶プロジェクタ
やプリンタ等に装備されて、電子部品を冷却するために
風を内部に送り込む給気ユニットに係り、図１に示すよ
うに、アウターロータ型のブラシレスＤＣモータからな
るファン１１と、ファン騒音をアクティブに消音するた
めの消音スピーカ１２と、これらを納着する両面開口の
筐体１３と、筐体１３の給気口に順次嵌着されたフィル
タ１４とスポンジ１５とルーバ１６とから概略構成され
ている。上記ファン１１は、アウターロータ型で、複数
枚の羽１７，１７，…それ自体がロータの延長になって
いて回転する。ロータの円筒形磁石の内側には図示せぬ
ステータの鉄心（コア）と巻線のみならず、駆動回路も
組み込まれている。また、上記消音スピーカ１２は、フ
ァン１１のステータ前面に流路抵抗とならない大きさの
ものとして、音波放射面を筐体１３の給気口に向けて固
定されている。また、フィルタ１４とスポンジ１５は、
取り込もうとする空気Ｗから塵埃を除去ためのもので、
ファン騒音をパッシブに軽減する機能も有している。
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。 ◇第１実施例 図１は、この発明の第１実施例である空冷ファン消音シ
ステムが適用される空冷ファンユニットの構成を示す断
面図、図２は、同空冷ファン消音システムの電気的構成
を示すブロック図、また、図３は、同空冷ファン消音シ
ステムの消音効果を示すための周波数−騒音特性図であ
る。この例の空冷ファンユニットは、液晶プロジェクタ
やプリンタ等に装備されて、電子部品を冷却するために
風を内部に送り込む給気ユニットに係り、図１に示すよ
うに、アウターロータ型のブラシレスＤＣモータからな
るファン１１と、ファン騒音をアクティブに消音するた
めの消音スピーカ１２と、これらを納着する両面開口の
筐体１３と、筐体１３の給気口に順次嵌着されたフィル
タ１４とスポンジ１５とルーバ１６とから概略構成され
ている。上記ファン１１は、アウターロータ型で、複数
枚の羽１７，１７，…それ自体がロータの延長になって
いて回転する。ロータの円筒形磁石の内側には図示せぬ
ステータの鉄心（コア）と巻線のみならず、駆動回路も
組み込まれている。また、上記消音スピーカ１２は、フ
ァン１１のステータ前面に流路抵抗とならない大きさの
ものとして、音波放射面を筐体１３の給気口に向けて固
定されている。また、フィルタ１４とスポンジ１５は、
取り込もうとする空気Ｗから塵埃を除去ためのもので、
ファン騒音をパッシブに軽減する機能も有している。
【００１４】この例の空冷ファン消音システムは、１次
の特徴周波数音（基本周波数音）を消音するシステムに
係り、図２に示すように、ファン１１の回転に同期し
て、ファンの回転数×羽１７，１７，…の枚数に相当す
る周波数の参照信号ＲＳを生成する参照信号生成回路１
８と、入力される参照信号ＲＳの位相を反転させて制御
音信号ＳＰとして出力する位相反転回路１９と、制御音
信号ＳＰを調整可能な所定の増幅度で増幅する増幅器２
０と、増幅された制御音信号ＳＰに基づいて、ファン騒
音と同一振幅で逆位相の制御音を放射する消音スピーカ
１２とから概略なっている。参照信号生成回路１８は、
ファン１１の内部回路としてに設けられていて、ファン
１１を構成する各羽１７の通過タイミングを磁気的に検
出して矩形波状のタイミングパルスを生成することで、
ファンの回転数×羽１７，１７，…の枚数に相当する周
波数の参照信号ＲＳを生成する。
の特徴周波数音（基本周波数音）を消音するシステムに
係り、図２に示すように、ファン１１の回転に同期し
て、ファンの回転数×羽１７，１７，…の枚数に相当す
る周波数の参照信号ＲＳを生成する参照信号生成回路１
８と、入力される参照信号ＲＳの位相を反転させて制御
音信号ＳＰとして出力する位相反転回路１９と、制御音
信号ＳＰを調整可能な所定の増幅度で増幅する増幅器２
０と、増幅された制御音信号ＳＰに基づいて、ファン騒
音と同一振幅で逆位相の制御音を放射する消音スピーカ
１２とから概略なっている。参照信号生成回路１８は、
ファン１１の内部回路としてに設けられていて、ファン
１１を構成する各羽１７の通過タイミングを磁気的に検
出して矩形波状のタイミングパルスを生成することで、
ファンの回転数×羽１７，１７，…の枚数に相当する周
波数の参照信号ＲＳを生成する。
【００１５】上記構成において、ファン１１が運転を開
始すると、ファンの回転数×羽１７，１７，…の枚数に
相当する周波数（特徴周波数）と極めて相関の強いファ
ン騒音が発生する（図３（ａ））。参照信号生成回路１
８は、ファン１１の回転に同期して、ファン１１の回転
数に羽１７，１７，…の枚数を乗じた値に相当する周波
数の参照信号ＲＳを生成する。位相反転回路１９は、入
力される参照信号ＲＳの位相を反転させて制御音信号Ｓ
Ｐとして出力する。増幅器２０は、制御音信号ＳＰを予
め調整された所定の増幅度で増幅して出力する。消音ス
ピーカ１２は、増幅された制御音信号ＳＰに基づいて、
ファン騒音と同一振幅で逆位相の制御音を放射する。こ
れにより、ファン騒音は、制御音によって干渉されて、
消音される（図３（ｂ））。
始すると、ファンの回転数×羽１７，１７，…の枚数に
相当する周波数（特徴周波数）と極めて相関の強いファ
ン騒音が発生する（図３（ａ））。参照信号生成回路１
８は、ファン１１の回転に同期して、ファン１１の回転
数に羽１７，１７，…の枚数を乗じた値に相当する周波
数の参照信号ＲＳを生成する。位相反転回路１９は、入
力される参照信号ＲＳの位相を反転させて制御音信号Ｓ
Ｐとして出力する。増幅器２０は、制御音信号ＳＰを予
め調整された所定の増幅度で増幅して出力する。消音ス
ピーカ１２は、増幅された制御音信号ＳＰに基づいて、
ファン騒音と同一振幅で逆位相の制御音を放射する。こ
れにより、ファン騒音は、制御音によって干渉されて、
消音される（図３（ｂ））。
【００１６】このように、この第１実施例の構成によれ
ば、ファン１１の回転運動から直接参照信号ＲＳを得る
ようにしたので、波形処理の時間を著しく短縮でき、高
価なデジタル信号処理部を省略できる。したがって、長
いダクトが不要であり、装置を小型化・低廉化できる。
消音原理より明らかなように、ファン１１の回転変化に
も迅速に追従できるので、信頼性も向上する。
ば、ファン１１の回転運動から直接参照信号ＲＳを得る
ようにしたので、波形処理の時間を著しく短縮でき、高
価なデジタル信号処理部を省略できる。したがって、長
いダクトが不要であり、装置を小型化・低廉化できる。
消音原理より明らかなように、ファン１１の回転変化に
も迅速に追従できるので、信頼性も向上する。
【００１７】◇第２実施例 図４は、この発明の第２実施例である空冷ファン消音シ
ステムの電気的構成を示すブロック図、また、図５は、
同空冷ファン消音システムの消音効果を示すための周波
数−騒音特性図である。この例の空冷ファンシステム
は、ファン騒音のうち特徴周波数音（基本周波数音）の
みならず、高調波成分も消音するシステムに係り、図４
に示すように、ファン２１の回転に同期して、ファンの
回転数×羽１７，１７，…の枚数に相当する周波数を基
本周波数とする高調波成分を含んだ参照信号をＦＳを生
成する参照信号生成手段２２と、参照信号ＦＳを複数の
周波数帯域に分割する周波数分割手段としての複数のバ
ンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦという）２３1，２
３2，…２３nと、これらのＢＰＦ２３1，２３2，…２３
nの後段に設けられ、それぞれの周波数帯域の参照信号
ＦＳ1，ＦＳ2，…，ＦＳnの位相を反転させて制御音信
号ＳＰ1，ＳＰ2，…，ＳＰnとして出力する位相反転回
路２４1，２４2，…，２４nと、それぞれに入力される
制御音信号ＳＰ1，ＳＰ2，…，ＳＰnを調整可能な所定
の増幅度で増幅する増幅器２５1，２５2，…２５nと、
増幅された制御音信号ＳＰ1，ＳＰ2，…，ＳＰnを合成
して合成制御音信号ＴＳＰを出力する信号合成回路２６
と、入力される合成制御音信号ＴＳＰに基づいて、ファ
ン騒音と同一振幅で逆位相の制御音を放射する消音スピ
ーカ１２とから概略なっている。なお、この例の空冷フ
ァンユニットの全体構成は、図１（第１実施例）と略同
様であるので、図１の構成各部と同一の部分には同一の
符号を付してその説明を省略する。
ステムの電気的構成を示すブロック図、また、図５は、
同空冷ファン消音システムの消音効果を示すための周波
数−騒音特性図である。この例の空冷ファンシステム
は、ファン騒音のうち特徴周波数音（基本周波数音）の
みならず、高調波成分も消音するシステムに係り、図４
に示すように、ファン２１の回転に同期して、ファンの
回転数×羽１７，１７，…の枚数に相当する周波数を基
本周波数とする高調波成分を含んだ参照信号をＦＳを生
成する参照信号生成手段２２と、参照信号ＦＳを複数の
周波数帯域に分割する周波数分割手段としての複数のバ
ンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦという）２３1，２
３2，…２３nと、これらのＢＰＦ２３1，２３2，…２３
nの後段に設けられ、それぞれの周波数帯域の参照信号
ＦＳ1，ＦＳ2，…，ＦＳnの位相を反転させて制御音信
号ＳＰ1，ＳＰ2，…，ＳＰnとして出力する位相反転回
路２４1，２４2，…，２４nと、それぞれに入力される
制御音信号ＳＰ1，ＳＰ2，…，ＳＰnを調整可能な所定
の増幅度で増幅する増幅器２５1，２５2，…２５nと、
増幅された制御音信号ＳＰ1，ＳＰ2，…，ＳＰnを合成
して合成制御音信号ＴＳＰを出力する信号合成回路２６
と、入力される合成制御音信号ＴＳＰに基づいて、ファ
ン騒音と同一振幅で逆位相の制御音を放射する消音スピ
ーカ１２とから概略なっている。なお、この例の空冷フ
ァンユニットの全体構成は、図１（第１実施例）と略同
様であるので、図１の構成各部と同一の部分には同一の
符号を付してその説明を省略する。
【００１８】上記参照信号生成手段２２は、ファン２１
の羽１７，１７，…の枚数と同数のスリットを放射状に
有する回転円盤体であるフォトエンコーダ２２ａと、こ
のフォトエンコーダ２２ａを挟んで発光素子と受光素子
とが対向配置されてなるフォトインタラプタ２２ｂとか
ら構成され、ファン２１と軸心を共通にして流路抵抗と
ならないようにファン２１の近傍に設けられている。フ
ォトエンコーダ２２ａは、ファン２１と同期して回転す
るように構成され、また、スリットは、ファン２１を構
成する羽１７と１対１に対応付けられている。したがっ
て、参照信号生成手段２２は、スリット（つまり、羽１
７，１７，…）の通過タイミングを光学的に検出して、
ファンの回転数×羽１７，１７，…の枚数に相当する周
波数を基本周波数とする高調波成分を含んだ参照信号を
ＦＳを生成する。
の羽１７，１７，…の枚数と同数のスリットを放射状に
有する回転円盤体であるフォトエンコーダ２２ａと、こ
のフォトエンコーダ２２ａを挟んで発光素子と受光素子
とが対向配置されてなるフォトインタラプタ２２ｂとか
ら構成され、ファン２１と軸心を共通にして流路抵抗と
ならないようにファン２１の近傍に設けられている。フ
ォトエンコーダ２２ａは、ファン２１と同期して回転す
るように構成され、また、スリットは、ファン２１を構
成する羽１７と１対１に対応付けられている。したがっ
て、参照信号生成手段２２は、スリット（つまり、羽１
７，１７，…）の通過タイミングを光学的に検出して、
ファンの回転数×羽１７，１７，…の枚数に相当する周
波数を基本周波数とする高調波成分を含んだ参照信号を
ＦＳを生成する。
【００１９】上記構成において、ファン２１が運転を開
始すると、ファンの回転数×羽１７，１７，…の枚数に
相当する周波数（特徴周波数）と極めて相関の強いする
ファン騒音が発生する（図５（ａ））。参照信号生成手
段２２は、ファン２１の回転に同期して、ファン２１の
回転数に羽１７，１７，…の枚数を乗じた値に相当する
周波数を基本周波数とする高調波成分を含んだ参照信号
をＦＳを生成する。ＢＰＦ２３1，２３2，…２３nは、
参照信号ＦＳを複数の周波数帯域に分割する。位相反転
回路２４1，２４2，…，２４nは、それぞれの周波数帯
域の参照信号ＦＳ1，ＦＳ2，…，ＦＳnの位相を反転さ
せて制御音信号ＳＰ1，ＳＰ2，…，ＳＰnとして出力す
る。増幅器２５1，２５2，…２５nは、それぞれに入力
される制御音信号ＳＰ1，ＳＰ2，…，ＳＰnを予め調整
された所定の増幅度で増幅して出力する。信号合成回路
２６は、増幅された制御音信号ＳＰ1，ＳＰ2，…，ＳＰ
nを合成して合成制御音信号ＴＳＰを消音スピーカ１２
に供給する。消音スピーカ１２は、入力される合成制御
音信号ＴＳＰに基づいて、ファン騒音と同一振幅で逆位
相の制御音を放射する。これにより、ファン騒音は、基
本周波数成分から高調波成分に至るまで、制御音によっ
て干渉されて、消音される（図５（ｂ））。
始すると、ファンの回転数×羽１７，１７，…の枚数に
相当する周波数（特徴周波数）と極めて相関の強いする
ファン騒音が発生する（図５（ａ））。参照信号生成手
段２２は、ファン２１の回転に同期して、ファン２１の
回転数に羽１７，１７，…の枚数を乗じた値に相当する
周波数を基本周波数とする高調波成分を含んだ参照信号
をＦＳを生成する。ＢＰＦ２３1，２３2，…２３nは、
参照信号ＦＳを複数の周波数帯域に分割する。位相反転
回路２４1，２４2，…，２４nは、それぞれの周波数帯
域の参照信号ＦＳ1，ＦＳ2，…，ＦＳnの位相を反転さ
せて制御音信号ＳＰ1，ＳＰ2，…，ＳＰnとして出力す
る。増幅器２５1，２５2，…２５nは、それぞれに入力
される制御音信号ＳＰ1，ＳＰ2，…，ＳＰnを予め調整
された所定の増幅度で増幅して出力する。信号合成回路
２６は、増幅された制御音信号ＳＰ1，ＳＰ2，…，ＳＰ
nを合成して合成制御音信号ＴＳＰを消音スピーカ１２
に供給する。消音スピーカ１２は、入力される合成制御
音信号ＴＳＰに基づいて、ファン騒音と同一振幅で逆位
相の制御音を放射する。これにより、ファン騒音は、基
本周波数成分から高調波成分に至るまで、制御音によっ
て干渉されて、消音される（図５（ｂ））。
【００２０】このように、この第２実施例の構成によっ
ても、第１実施例で述べたと略同様の効果を得ることが
できる。加えて、この第２実施例の構成によれば、ファ
ン騒音は、基本周波数成分から高調波成分に至るまで、
制御音によって消音されるので、消音性能も一段と向上
する。
ても、第１実施例で述べたと略同様の効果を得ることが
できる。加えて、この第２実施例の構成によれば、ファ
ン騒音は、基本周波数成分から高調波成分に至るまで、
制御音によって消音されるので、消音性能も一段と向上
する。
【００２１】以上、この発明の実施例を図面により詳述
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があってもこの発明に含まれる。例えば、この発明
が適用される空冷ファンは、給気ファンに限定されず、
排気ファンも含まれる。また、この発明は、液晶プロジ
ェクタやプリンタに装備された空冷ファンに限らず、あ
らゆる機器に装備された空冷ファンに適用し得る。ま
た、上述の第１実施例では、ファン１１のステータ前面
に消音スピーカ１２を直接取り付けるようにしたが、こ
れに限らず、図６に示すように、筐体１３の内壁に設け
ても良い。あるいは、空冷ファンユニットと消音スピー
カとは全く別体としても良い。
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があってもこの発明に含まれる。例えば、この発明
が適用される空冷ファンは、給気ファンに限定されず、
排気ファンも含まれる。また、この発明は、液晶プロジ
ェクタやプリンタに装備された空冷ファンに限らず、あ
らゆる機器に装備された空冷ファンに適用し得る。ま
た、上述の第１実施例では、ファン１１のステータ前面
に消音スピーカ１２を直接取り付けるようにしたが、こ
れに限らず、図６に示すように、筐体１３の内壁に設け
ても良い。あるいは、空冷ファンユニットと消音スピー
カとは全く別体としても良い。
【００２２】また、上述の第２実施例では、参照信号生
成手段２２を、フォトエンコーダ２２ａとフォトインタ
ラプタ２２ｂとで構成するようにしたが（図４）、これ
に代えて、例えば、図７に示すように、羽１７，１７，
…自体をフォトエンコーダとして機能させると共に、発
光素子２８ａと受光素子２８ｂとで、ファン２７の羽１
７の部分を挟むことにより、参照信号生成手段２８を構
成しても良い。また、参照信号生成回路や参照信号生成
手段から出力される参照信号が、すでに、ファン騒音と
逆位相になっている場合も起こり得る。このような場合
には、参照信号自身が制御信号として機能し得るから、
第１実施例の変形例として、図８に示すように、位相反
転回路を省略できる。
成手段２２を、フォトエンコーダ２２ａとフォトインタ
ラプタ２２ｂとで構成するようにしたが（図４）、これ
に代えて、例えば、図７に示すように、羽１７，１７，
…自体をフォトエンコーダとして機能させると共に、発
光素子２８ａと受光素子２８ｂとで、ファン２７の羽１
７の部分を挟むことにより、参照信号生成手段２８を構
成しても良い。また、参照信号生成回路や参照信号生成
手段から出力される参照信号が、すでに、ファン騒音と
逆位相になっている場合も起こり得る。このような場合
には、参照信号自身が制御信号として機能し得るから、
第１実施例の変形例として、図８に示すように、位相反
転回路を省略できる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の構成に
よれば、空冷ファンの回転運動から直接参照信号（又は
を制御音信号）を得るようにしたので、波形処理の時間
を著しく短縮でき、高価なデジタル信号処理部を省略で
きる。したがって、長いダクトが不要であり、装置を小
型化・低廉化できる。消音原理より明らかなように、空
冷ファンの回転変化にも迅速に追従できるので、信頼性
確実性も向上する。
よれば、空冷ファンの回転運動から直接参照信号（又は
を制御音信号）を得るようにしたので、波形処理の時間
を著しく短縮でき、高価なデジタル信号処理部を省略で
きる。したがって、長いダクトが不要であり、装置を小
型化・低廉化できる。消音原理より明らかなように、空
冷ファンの回転変化にも迅速に追従できるので、信頼性
確実性も向上する。
【図１】この発明の第１実施例である空冷ファン消音シ
ステムが適用される空冷ファンの構成を示す断面図であ
る。
ステムが適用される空冷ファンの構成を示す断面図であ
る。
【図２】同空冷ファン消音システムの電気的構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図３】同空冷ファン消音システムの消音性能を示す周
波数−騒音特性図である。
波数−騒音特性図である。
【図４】この発明の第２実施例である空冷ファン消音シ
ステムの電気的構成を示すブロック図である。
ステムの電気的構成を示すブロック図である。
【図５】同空冷ファン消音システムの消音効果を示す周
波数−騒音特性図である。
波数−騒音特性図である。
【図６】第１実施例の変形例である空冷ファンの構成を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図７】第２実施例の変形例である空冷ファン消音シス
テムの電気的構成を示すブロック図である。
テムの電気的構成を示すブロック図である。
【図８】第１実施例の別の変形例である空冷ファン消音
システムの電気的構成を示すブロック図である。
システムの電気的構成を示すブロック図である。
【図９】プリンタに適用された従来のアクティブ消音装
置を示すブロック図である。
置を示すブロック図である。
１１，２１，２７ ファン（空冷ファン） １２ 消音スピーカ １７ 羽 １８ 参照信号生成回路（参照信号生成手段） １９，２４1，２４2，…，２４n 位相反転回路 ２０，２５1，２５2，…２５n 増幅器 ２２，２８ 参照信号生成手段（参照信号生成手
段） ２２ａ フォトエンコーダ ２２ｂ フォトインタラプタ ２８ａ 発光素子 ２８ｂ 受光素子 ２３1，２３2，…２３n ＢＰＦ ２６ 信号合成回路 ＲＳ，ＦＳ 参照信号 ＳＰ 制御音信号 ＴＳＰ 合成制御音信号
段） ２２ａ フォトエンコーダ ２２ｂ フォトインタラプタ ２８ａ 発光素子 ２８ｂ 受光素子 ２３1，２３2，…２３n ＢＰＦ ２６ 信号合成回路 ＲＳ，ＦＳ 参照信号 ＳＰ 制御音信号 ＴＳＰ 合成制御音信号
Claims (7)
- 【請求項１】 空冷ファンの回転に同期して、該空冷フ
ァンの回転数と羽の枚数との積に相当する周波数の制御
音信号を生成する制御音信号生成手段と、 入力される前記制御音信号に基づいて、ファン騒音と逆
位相の制御音を放射する消音スピーカとを備えてなるこ
とを特徴とする空冷ファン消音システム。 - 【請求項２】 空冷ファンの回転に同期して、該空冷フ
ァンの回転数と羽の枚数との積に相当する周波数の参照
信号を生成する参照信号生成手段と、 入力される前記参照信号の位相を反転させて制御音信号
として出力する位相反転回路と、 入力される前記制御音信号に基づいて、ファン騒音と逆
位相の制御音を放射する消音スピーカとを備えてなるこ
とを特徴とする空冷ファン消音システム。 - 【請求項３】 空冷ファンの回転に同期して、該空冷フ
ァンの回転数と羽の枚数との積に相当する周波数を基本
周波数とする高調波成分を含んだ制御音信号を生成する
制御音信号生成手段と、 入力される前記制御音信号に基づいて、ファン騒音と逆
位相の制御音を放射する消音スピーカとを備えてなるこ
とを特徴とする空冷ファン消音システム。 - 【請求項４】 空冷ファンの回転に同期して、該空冷フ
ァンの回転数と羽の枚数との積に相当する周波数を基本
周波数とする高調波成分を含んだ参照信号を生成する参
照信号生成手段と、 入力される前記参照信号の位相を反転させて制御音信号
として出力する位相反転回路と、 入力される前記制御音信号に基づいて、ファン騒音と逆
位相の制御音を放射する消音スピーカとを備えてなるこ
とを特徴とする空冷ファン消音システム。 - 【請求項５】 前記制御音信号を所定の増幅度で増幅す
る増幅器が付加されてなると共に、前記消音スピーカ
は、前記増幅器から入力される前記制御音信号に基づい
て、ファン騒音と振幅略同一で逆位相の制御音を放射す
ることを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の空冷
ファン消音システム。 - 【請求項６】 前記制御音信号生成手段は、前記空冷フ
ァンを構成する各羽の通過タイミングを検出するタイミ
ング検出手段を有してなることを特徴とする請求項１，
２，３，４又は５記載の空冷ファン消音システム。 - 【請求項７】 前記消音スピーカは、前記空冷ファンの
主軸上又はその近傍に設けられていることを特徴とする
請求項１，２，３，４又は５記載の空冷ファン消音シス
テム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7283555A JPH09127956A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 空冷ファン消音システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7283555A JPH09127956A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 空冷ファン消音システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09127956A true JPH09127956A (ja) | 1997-05-16 |
Family
ID=17667049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7283555A Pending JPH09127956A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 空冷ファン消音システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09127956A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6809780B2 (en) * | 2000-07-11 | 2004-10-26 | Minolta Co., Ltd. | Projector with fan controller |
-
1995
- 1995-10-31 JP JP7283555A patent/JPH09127956A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6809780B2 (en) * | 2000-07-11 | 2004-10-26 | Minolta Co., Ltd. | Projector with fan controller |
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