JPH11224091A

JPH11224091A - 消音装置

Info

Publication number: JPH11224091A
Application number: JP10039592A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kondo; 弘之近藤
Original assignee: Shinko Electric Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Co Ltd
Priority date: 1998-02-05
Filing date: 1998-02-05
Publication date: 1999-08-17

Abstract

(57)【要約】【課題】騒音検出器と音波発生器との間にできる音響
フィードバックを抑制すると共に、流量損失と装置コス
トを低減することができる消音装置を提供すること。【解決手段】吸音ダクト１の内部空間に仕切板材７を
設けて分割空間Ａ及びＢを区画し、一方の分割空間Ａに
は音波発生器４を配設し、他方の分割空間Ｂには騒音検
出器２を配設する。これにより、音波発生器４から騒音
検出器２への消音用音波の伝播が低減され、もって騒音
検出器２と音波発生器４との間にできる音響フィードバ
ックを抑制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブ・ノイ
ズ・コントロール（ＡＮＣ）技術を用いた消音装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、アクティブ・ノイズ・コント
ロール（ＡＮＣ）技術を用いた消音装置、すなわち、騒
音源の騒音を導く吸音ダクトと、上記騒音を検出する騒
音検出器と、消音偏差を検出する消音偏差検出器と、上
記騒音検出器および消音偏差検出器の各出力を受け、上
記騒音と大きさが等しく、かつ逆位相の消音用音波を上
記吸音ダクト内に向けて音波発生器から発生させるため
の消音信号を形成する消音信号発生装置とを備えた消音
装置は、一般によく知られている。

【０００３】ところが、この種の消音装置においては、
音波発生器から発生された消音用音波が騒音検出器によ
って検出されてしまい、音波発生器と騒音検出器との間
で音響フィードバック系が形成され、良好な消音制御を
行うことができない、という問題が指摘されている。こ
れを解決するために、例えば特公平８−２３７５５号公
報に記載されているような、吸音ダクト内における音波
発生器と騒音検出器との間にグラスウール等の吸音材を
内貼りし、音波発生器から発生される消音用音波のうち
騒音検出器側に伝播する音波を吸音するようにして、上
記音響フィードバックを抑制する技術が開示されてい
る。

【０００４】断面四角形状の吸音ダクト内におけるＡＮ
Ｃ消音制御を行う上での騒音に対する高域消音限界は吸
音ダクトの一辺の長さで決まり、おおよそ波長の１／２
の寸法で決まることが知られている。したがって、高周
波まで良好な消音効果を得るためには吸音ダクトの一辺
の長さを短くする必要がある。また、一般に吸音材で吸
音しやすい音の周波数は５００Ｈｚ以上であり、ＡＮＣ
で４００Ｈｚ以下を受け持つことが望まれる。そこで、
４００Ｈｚまで良好な消音効果を得るためには上記の条
件より吸音ダクトの一辺の長さを４００ｍｍ以下とする
必要がある。したがって、上記従来公報に記載の技術で
は、騒音検出器と音波発生器との間にできる音響フィー
ドバックを抑制するために、４００Ｈｚ以下の帯域を吸
音材で抑制する必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、吸音材
の低域限界は厚みで決まるため十分に厚い吸音材が必要
となり（通常、５０ｍｍ厚程度）、これを吸音ダクトの
□４００ｍｍ（一辺の長さ４００ｍｍの正方形、以下同
様。）の壁面に貼り付けると莫大な流量損失が発生して
しまう。例えば５０ｍｍ厚の吸音材を４面に貼り付けた
場合、吸音ダクト内に空気が流れる実効断面積は□３０
０ｍｍとなってしまい、流量損失は４０％以上にもな
る。貼り付け面が２面で済んだとしてもその損失は２０
％以上になり大きい。

【０００６】吸音ダクトの流量確保は換気性能を維持す
るため絶対に必要であり、この損失を補うためには吸音
ダクトの一辺の長さが４００ｍｍ以下になるように分割
しなければならないが、吸音材を設置すると流量損失の
ため分割数が増え、ＡＮＣシステムのチャンネル数が増
大し、大幅なコストアップになる。また、吸音材そのも
のの材料コストもかかるという問題がある。

【０００７】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、騒音
検出器と音波発生器との間にできる音響フィードバック
を抑制すると共に、流量損失と装置コストを低減するこ
とができる消音装置を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上の課題は、騒音源か
らの騒音を導く吸音ダクトと、前記騒音を検出する騒音
検出器と、消音偏差を検出する消音偏差検出器と、前記
騒音検出器の出力および前記消音偏差検出器の出力を受
け、前記騒音と大きさが等しく、かつ逆位相の音波を前
記吸音ダクト内へ向けて音波発生器から発生させるため
の消音信号を形成する消音信号発生装置とを備えた消音
装置において、前記吸音ダクトの断面を２つに分割する
仕切板材を設け、この仕切板材により区画される一方の
分割空間に前記騒音検出器を配設すると共に、他方の分
割空間に前記音波発生器を配設したことを特徴とする消
音装置、によって解決される。

【０００９】本発明は、騒音検出器が配設される空間と
音波発生器が配設される空間とを仕切板材により仕切る
ことにより、音波発生器から騒音検出器への消音用音波
の伝播を低減し、もって騒音検出器と音波発生器との間
に形成される音響フィードバックを抑制する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。

【００１１】図１から図３は本発明の第１の実施の形態
を示している。一端が騒音源９に近接し他端が開口する
吸音ダクト１は、４００Ｈｚ以下の騒音Ｐを消音制御の
対象とするもので、その消音すべき最高周波数の騒音波
長の１／２以下を満足する一辺の長さが４００ｍｍの正
方形状の断面形状を有し、騒音源９からの騒音Ｐを開口
部１ａの方向へ導く。吸音ダクトの一部の内部空間には
仕切板材７が設けられ、２つの分割空間Ａ及びＢを区画
している。このうち一方の分割空間Ａには背面ケーシン
グ６により覆われる音波発生器としてのスピーカ４が配
設され、他方の分割空間Ｂにはマイクロフォンで成る騒
音検出器２が配設されている。また、吸音ダクト１にお
いて仕切板材７の配設領域よりも下流側にはマイクロフ
ォンで成る消音偏差検出器３が配設されている。

【００１２】仕切板材７は吸音ダクト１の対向する２つ
の壁面に平行に、かつ、当該仕切板材７と上記各壁面と
の間の距離Ｌ₁ 及びＬ₂ がそれぞれ異なるように設けら
れており、その結果、各分割空間Ａ及びＢの断面形状は
図示するように大きさの異なる長方形状となっている。
また、この仕切板材７は、本実施の形態では騒音検出器
２の配設位置からスピーカ４の配設位置までの距離Ｌに
わたって延在している。なお、仕切板材７の上流側端部
および下流側端部はそれぞれ図示せずとも曲面形状に加
工され、流量抵抗の低減が図られている。

【００１３】騒音検出器２、消音偏差検出器３及びスピ
ーカ４は、図９に詳細を示す消音信号発生装置５に接続
されている。騒音検出器２の出力ｘは、増幅器１１、Ａ
／Ｄコンバータ１２を介してアダプティブ・フィルタ
（以下、ＡＤＦと略称する。）１４及び遅延フィルタ１
３に供給される。また、消音偏差検出器３の出力ｅは、
増幅器１６、Ａ／Ｄコンバータ１７を介して係数演算器
１５に供給される。ＡＤＦ１４はＮ個のタップを有し、
これらは係数演算器１５の出力によりその係数が更新さ
れる。また、遅延フィルタ１３は、スピーカ４から消音
偏差検出器３までの経路に相当する音響的な伝達特性を
備えている。すなわち、この時間遅れを考慮して遅延フ
ィルタ１３の係数を定めており、これは予め計測または
同定されたものである。さらに、係数演算器１５はＡＤ
Ｆ１４に与える最適係数を逐次算出するための適応アル
ゴリズムである。ＡＤＦ１４の出力は、Ｄ／Ａコンバー
タ１８、増幅器１９を介して消音信号ｙとしてスピーカ
４に供給され、スピーカ４から消音用音波が発生され
る。消音信号発生装置５は以上のような公知のＡＮＣ制
御技術が用いられた構成となっている。

【００１４】したがって、吸音ダクト１内において騒音
Ｐは、騒音検出器２の出力ｘに基づいて算出された消音
信号ｙを受けて駆動されるスピーカ４からの消音用音波
との相互作用により、公知の消音作用を受ける。このと
きの消音偏差は消音偏差検出器３により検出され、最終
的に消音偏差検出器３の位置で騒音がゼロとなるように
逐次消音信号が調整される。

【００１５】以上のように構成される本実施の形態によ
れば、スピーカ４と騒音検出器２との間が仕切板材７に
より遮られているので、消音用音波が直接騒音検出器２
へ向かって伝播することがなく、騒音検出器２で検出さ
れる消音用音波のレベルを十分小さなものとすることが
できる。したがって、騒音検出器２とスピーカ４との間
にできる音響フィードバックを吸音材を用いることなく
十分に低減することができ、効率的な消音制御を行うこ
とができる。また、仕切板材７の配設領域をより広くす
れば、より良好な効果を得ることができる。これに伴
い、既存の吸音ダクト１に仕切板材７を設けるだけであ
るので、従来のように吸音材を設ける構成と比較して装
置コストや吸音ダクト１内の流量損失を大幅に低減する
ことができる。

【００１６】また、本実施の形態によれば、吸音ダクト
１内に、各分割空間Ａ及びＢが大きさの異なる長方形状
となるように仕切板材７が設けられているので、各分割
空間Ａ及びＢ内における定在波の影響を低減することが
でき、騒音検出器２とスピーカ４との間の遮音効果の向
上が図られると共に、消音効果低減の抑制が図られる。
すなわち分割空間の断面形状が正方形であれば対向する
２組の平行面で発生するそれぞれ同質の定在波により顕
著な音圧ピークが現れるが、本実施の形態ではこれを防
止し、また、Ｌ₁ とＬ₂ を異ならせることにより上述と
同様な理由で吸音ダクト１内にて同調する定在波による
影響を防止することができる。

【００１７】図４は本発明の第２の実施の形態を示して
いる。本実施の形態では仕切板材７を吸音ダクト１の断
面の対角線位置に設け、分割空間Ａ及びＢを区画してい
る。このうち一方の分割空間Ａにはスピーカ４を配設す
ると共に、他方の分割空間Ｂには騒音検出器２を配設し
ている。

【００１８】本実施の形態によっても第１の実施の形態
と同様な効果を得ることができるのであるが、本実施の
形態によれば、各分割空間Ａ及びＢに相対向する２つの
平行面が存在しないために定在波が原理的に発生するこ
とはないので、より良好な効果を得ることができる。

【００１９】図５及び図６は、上述した第１、第２の実
施の形態の変形例を示しており、図１と対応する部分に
ついては同一の符号を付している。図５に示す変形例で
は、仕切板材７の延在方向（長手方向）にリブ７ａを形
成している。つまり、仕切板材７が消音用音波を受けて
振動し分割空間Ａから分割空間Ｂへ消音用音波の低周波
成分が透過するのを防止すべく、仕切板材７の剛性を高
めた構成例である。これにより、更なる音響フィードバ
ック抑制の効果を高めることができる。なお、リブ７ａ
を仕切板材７の延在方向に沿って形成することにより、
リブ７ａの存在による流量損失の低減が図られる。同様
に、図６に示す変形例は、延在方向に沿って所定の曲率
で湾曲する仕切板材２７を設けた構成例であり、上述と
同様な効果を得ることができる。さらに、この仕切板材
２７に上記リブ７ａを形成してもよく、これにより仕切
板材２７の振動を効果的に抑制することができる。な
お、図６において騒音検出器２とスピーカ４の図示は省
略している。

【００２０】図７及び図８は本発明の第３の実施の形態
を示している。なお、第１、第２の実施の形態と対応す
る部分については同一の符号を付している。

【００２１】本実施の形態では、仕切板材７の騒音源９
側端部から当該騒音源９側の所定領域における吸音ダク
ト１の内壁面、および、仕切板材７の吸音ダクト開口部
１ａ側端部から当該開口部１ａ側の所定領域における吸
音ダクト１の内壁面に、それぞれ吸音材３０、３０を配
設している。これは、分割空間Ａに放射された消音用音
波が仕切板材７を回り込んで分割空間Ｂに伝播すること
により、当該消音用音波が騒音検出器２に検出されるの
を防止するためのもので、消音用音波の回り込み箇所に
配設した吸音材３０、３０により当該消音用音波の吸音
作用を得るようにしている。また、遠方の反射端（例え
ば吸音ダクト１の屈曲部）から反射してくる音波を減衰
させる作用も兼ね備える。これにより、吸音材３０、３
０の配設コストや流量損失の増大といった欠点も多少あ
ることは否めないが、上述した各実施の形態よりも音響
フィードバックの低減効果を著しく高めることができる
点で有利である。

【００２２】以上、本発明の各実施の形態について説明
したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、
本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能であ
る。

【００２３】例えば以上の各実施の形態では、断面が正
方形状の吸音ダクト１に適用して説明したが、これに限
らず、長方形状あるいは円形の断面形状を有する吸音ダ
クトに適用しても同様な効果を得ることができる。

【００２４】また、以上の第１の実施の形態では仕切板
材７を鉛直方向に設けたが、仕切板材７を鉛直方向に対
して所定の角度だけ傾斜させて設ければ、更に定在波に
よる影響を低減することができる。

【００２５】さらに、仕切板材７の振動防止手段として
図５及び図６を参照して説明した構成のほかに、仕切板
材７を制振鋼板で構成しても同様な効果が得られる。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の消音装置に
よれば、吸音ダクトの断面を２つに分割する仕切板材を
設け、この仕切板材により区画される一方の分割空間に
騒音検出器を配設すると共に他方の分割空間に音波発生
器を配設したので、騒音検出器と音波発生器との間に吸
音材を設けることなく、騒音検出器と音波発生器との間
にできる音響フィードバックを抑制することができと共
に、吸音材の配設によって生じる流量損失とコストアッ
プを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す正面断面図で
ある。

【図２】同部分破断側面図である。

【図３】同部分破断平面図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態を示す正面断面図で
ある。

【図５】本発明の第１の実施の形態の変形例を示す正面
断面図である。

【図６】図５の変形例を示す斜視図である。

【図７】本発明の第３の実施の形態を示す側断面図であ
る。

【図８】図７における［８］−［８］線方向の断面図で
ある。

【図９】消音信号発生装置の構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１吸音ダクト２騒音検出器３消音偏差検出器４スピーカ５消音信号発生装置７仕切板材９騒音源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】騒音源からの騒音を導く吸音ダクトと、
前記騒音を検出する騒音検出器と、消音偏差を検出する
消音偏差検出器と、前記騒音検出器の出力および前記消
音偏差検出器の出力を受け、前記騒音と大きさが等し
く、かつ逆位相の音波を前記吸音ダクト内へ向けて音波
発生器から発生させるための消音信号を形成する消音信
号発生装置とを備えた消音装置において、前記吸音ダクトの断面を２つに分割する仕切板材を設
け、この仕切板材により区画される一方の分割空間に前
記騒音検出器を配設すると共に、他方の分割空間に前記
音波発生器を配設したことを特徴とする消音装置。
【請求項２】前記吸音ダクトは断面正方形状であると
共に、前記仕切板材は前記吸音ダクトの対向する２つの
壁面に平行に、かつ、前記仕切板材と前記各壁面との間
の距離がそれぞれ異なるように設けられる請求項１に記
載の消音装置。
【請求項３】前記仕切板材は、その延在方向に湾曲し
て設けられる請求項１又は請求項２に記載の消音装置。
【請求項４】前記吸音ダクトは断面四角形状であると
共に、前記仕切板材は前記断面の対角線位置に設けられ
る請求項１に記載の消音装置。
【請求項５】前記仕切板材には、その延在方向に沿っ
て補強用リブが形成される請求項１から請求項４のいず
れかに記載の消音装置。
【請求項６】前記吸音ダクト断面の一辺の長さは、消
音すべき最高周波数の騒音波長の１／２以下である請求
項２から請求項５のいずれかに記載の消音装置。
【請求項７】前記仕切板材は、少なくとも、前記騒音
検出器の配設位置から前記音波発生器の配設位置まで延
在する請求項１から請求項６のいずれかに記載の消音装
置。
【請求項８】前記仕切板材の前記騒音源側端部から当
該騒音源側の所定領域における前記吸音ダクトの内壁
面、及び、前記仕切板材の前記吸音ダクト開口側端部か
ら当該吸音ダクト開口側の所定領域における前記吸音ダ
クトの内壁面にそれぞれ吸音材を配設した請求項１から
請求項７のいずれかに記載の消音装置。