JPS6220713A - 空調装置の騒音低減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は空調装置、特に自動音用空調装置、の騒音低減
装置に関する。

〔従来の技術、および発明が解決しようとする問題点〕

近年、車両の高品質化に伴−い、車室内の低騒音に対す
る要求は著しく高まっており、なかでも自動車用空調装
置の発生する騒音は特に大きいため、低騒音の空調装置
を開発しなければならない状況にある。

しかしながら、空調装置の騒音は各空調モード（換気、
暖房等）によりそれぞれの音圧レベルが異雇っており、
このような異なる音圧レベルを有する騒音を低減させる
ことのできる満足な装置は未だ得られていない。

本発明の目的は、このような事情に鑑み、空調装置の発
生する騒音を該騒音の音圧レベルが異なるような状況下
においても低減させることができる装置の１つの形態を
提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、空調装置の騒音の伝播経路上に設けら
れた音響発生手段、該騒音の伝播経路上において該音響
発生手段の上流に設けられ、該騒音を検出し、該騒音を
電気信号に変換して出力する騒音検出変換手段、前記空
調装置の空調モードを検出する空調モード検出手段、お
よび、゛前記騒音検出変換手段からの電気信号を受信し
て該電気信号と逆位相の信号を発生し、該逆位相の信号
のレベルを前記空調モード検出手段において検出された
空調モードに応じて調整し、このレベル調整された信号
を前記音響発生手段に供給する騒音制御手段、を具備し
、それにより前記空調装置の騒音とほぼ同一の音圧レベ
ルを有しかつ逆位相の音波が前記音響発生手段から発生
されるようになっている、ことを特徴とする空調装置の
騒音低減装置が提供される。

〔作　用〕

空調装置で発生した騒音は、騒音検出変換手段により検
出されて電気信号に変換され、騒音制御手段に入力され
る。一方、空調装置の空調モードは、空調モード検出手
段により検出され、騒音制御手段に入力される。騒音制
御手段は、騒音検出度゛換手段からの電気信号を位相反
転させ、この位相反転した信号のレベルを空調モード検
出手段において検出された空調モードに応じて調整し、
音響発生手段に供給する。それにより、音響発生手段か
らの音波は空調装置の騒音とほぼ同じ音圧レベルで発生
される。

すなわち、空調装置の発生する騒音は、該騒音の音圧レ
ベルが空調モードに起因して異なるような場合でも、音
響発生手段から放射される音波による音波干渉作用によ
り低減され得る。

〔実施例〕

本発明の一実施例としての騒音低減装置が自動車用空調
装置と共に第１図に概略的に示され、さらに第２図に詳
細に示される。

まず、空調装置を含めた本装置の構成について説明する
。ファン２１はモータ２３により駆動力を得て回転し、
内外気切替箱２４の吸込口２５（内気口、外気口、切替
ダンパ２４ａ等を有する吸込口）より空気（矢印ａで示
す）を吸込む、この空気はスクロールケーシング２２に
より一方向に整流され、吐出口２６より吐き出される（
矢印すで示す）、吐き出された空気は、冷却用熱交換器
２７および加熱用熱交換器２８によって空調され、各種
モード（換気（ＶＥＮＴ）　、　　ヒータ（ＩＩεＡＴ
）　、デフロスｌ−（ＤｕＦ））の吐出口と車室内とを
連結するダクトを通って、車室内に吐き出される（矢印
Ｃで示す）。

スクロールケーシング２２の吐出口２６の近傍において
空気流の障害とならない位置に、ファン２１の騒音検出
用マイクロホン１が取付けられている。このマイクロホ
ン１は、ファン２１の発生する騒音を検出して電気信号
に変換し、騒音制御回路２に出力する。

第３図には第１図および第２図に示される装置がブロッ
ク的に示されている。以下、第３図を併用しながら説明
する。

騒音制御回路２においてプリアンプ３はマイクロホン１
から出力された騒音の信号を増幅し、フィルタ回路４に
伝達する。このフィルタ回路４は、プリアンプ３を介し
てマイクロホン１から入力された騒音の信号のうち、極
低周波数域（５０Ｈ，以下）・及び高周波数域（２００
０Ｈ、以上）をしゃ断し、所定の周波数域の信号をイン
バータ５に出力する。

インバータ５は、この所定の周波数域の信号を位相反転
させ、パワーアンプ６に出力する。

一方、パワーアンプ制御回路７は、複数段階（第４図に
示される例では４段階）に設定された電力増幅度を有す
るパワーアンプ６に対して、その電力増幅度のいずれか
を選択する機能を有している。この電力増幅度の選択は
、後述する空調モード検出回路９において検出された空
調モードに応じて行われる。

パワーアンプ６の後段には音響用スピーカ８が接続され
ており、このスピーカ８は、第２図に示されるように吐
出口２６と冷却用熱交換器２７の間のダクトの壁面に設
けられている。スピーカ８を設ける位置としては、騒音
の伝播経路上においてマイクロホンｌの設置位置の下流
側が望ましい。

一方、空調モード検出回路９はファンスピード検出回路
１０．内気・外気モード検出回路１１およびＶＥＮＴ　
・ＩＩＥＡＴ（ＤＥＦ）　モード検出回路１２からなっ
ている。

ファンスピード検出回路１０は、それぞれのスピードモ
ードの回路に組み込まれたリレー回路３０　（リレー３
０ａ（Ｌモード）　　、　　３０ｂ　　（Ｍモード）お
よび３０ｃ（Ｈモード））より電気信号を受け、パワー
アンプ制御回路７に出力する。

内気・外気モード検出回路１１は、切替ダンパ２４ａの
位置によってオンオフするリミットスイッチ３１により
内気または外気モードを検出し、パワーアンプ制御回路
７に出力する。

ＶＥＮＴ−Ｆ！ＥＡＴ（ＤＥＦ）−１１−−ド検出回路
１２は、ダンパ３２の位置によってオンオフするりミン
トスイッチ３３によりＶＥＮＴまたはＨＥＡＴ（ＤＥＦ
）　−Ｅ−）’を検出し、パワーアンプ制御回路７に出
力する。

なお、パワーアンプ制御回路７によって制御されるパワ
ーアンプ６の４段階の電力増幅度は、空調モード検出回
路９において検出された各種モードの組合せに応じてそ
れぞれファン騒音とほぼ同じレベルになるように調整さ
れている。ただし、ファンスピードがＬモードまたはオ
フモードの時にはファン騒音はほとんど問題にならない
ので、電力増幅は行われないものとする。

また、好適には、マイクロホン１で検出された騒音が騒
音制御回路２を介してスピーカ８に達するまでの時間と
、この同じ騒音がダクト内をマイクロホン１の設置個所
からスピーカ８の設置個所まで伝播するのに要する時間
とは等しく設定される。この調整を行うために、騒音制
御回路２内のフィルタ回路４に遅延特性を待たせる必要
があり、その回路構成例が第６図、第７図および第８図
に示される。

今仮に、マイクロホン１の入出力特性をＧイ。

スピーカ８の入出力特性をＧｓ、マイクロホンとスピー
カの間の空間伝達特性をａＳＳとすると、フィルタ回路
４はＧ　＝　Ｇｘｓ／　（ＧＷ　Ｘ　Ｇｓ　）で計算さ
れる遅延特性（第５図参照）を有している必要がある。

第５図において周波数ｒ、−ｒ、の帯域、すなわちゲイ
ンがほぼ一定で、かつ位相が遅れのみである場合には、
例えば第６図に示されるように固体遅延素子（バケット
ブリゲートデバイス（ＢＢＤ）　）を用いてフィルタ部
を構成することができる。

また、第７図に示されるように数バンドの等化器によっ
てもある程度の遅延調整は可能である。

さらに、マイクロホンとスピーカの設置間隔が特に離れ
ているような場合には、ディジタルフィルタを構成する
計算時間を確保できるので、これによる実現も可能であ
る（第８図参照）。この場合、ＦＩＲフィルタを構成す
るものと考えると、第５図に示される位相・ゲイン特性
の逆フーリエ変換によって得られるインパルス応答と入
力信号のたたみ込み積分により所望の信号が得られる。

次に、第１および第２図に示される装置の動作について
第３および第４図を併用しながら説明する。

まず、ファン２１の回転に伴って騒音が発生する。この
時、ファンスピード、内気または外気モード、　ＶＥＮ
ＴまたはＩ（ＥＡＴ（ＤＥＦ）　モー１’ニヨＪＩ）、
　＋＋７）騒音レベルは様々に変化する。今仮に、検出
されているファンスピードがＭモードで、かつ内気モー
ドおよびＶＥＮＴモードが検出されているものとする。

この場合、設定されるべきパワーアンプ６の電力増幅度
は、第４図に示されるように“１”のレベルとなる。

一方、ファン２１の騒音はマイクロホン１により検出さ
れ、電気信号に変換されて騒音制御回路２に伝達される
。

騒音制御回路２において、この騒音の電気信号は、プリ
アンプ３を通して増幅され、フィルタ回路４により所定
の遅延時間を有して所定の帯域幅の周波数成分（第５図
のｆ、〜ｆｔの帯域に相当）のみが濾波される。さらに
この所定の周波数域の信号は、インバータ５により位相
反転させられ、パワーアンプ６により上述の１”のレベ
ルで電力増幅された後、音響用スピーカ８に伝達される
。

このようにして、音響用スピーカ８より、ファン２１の
発生する騒音とほぼ同一の音圧レベル、かつ逆位相の音
波が放射されるので、音波が相互に打ち消し合い、すな
わち音波干渉作用によりファン２１の騒音が低減される
。

なお、第２図に示される装置においては、音響発生手段
として音響スピーカ８を使用しているが、他の形態の手
段を使用することも可能である。例えば第９図に、セラ
ミック製の振動子８ａおよび振動伝達板８ｂからなる音
響発生手段が示される。

第９図において、振動伝達板８ｂは、空気流（矢印すで
示す）の乱れを起こさないようにするために、かつ、振
動子８ａの振動を増幅するために、熱交換器２７のケー
ス３４の一部を突出させるように成形してこの部分に、
Ｌ字形の構成を有して設けられる。セラミック製の振動
子８ａはこの振動伝達ｉ８ｂに固着されており、好適に
はケース３４が振動しないように切欠部８ｃが振動伝達
板８ｂに設けられる。

前述の実施例においてはファン騒音の周波数特性は考慮
に入れられていないが、ファン騒音は各種モードおよび
ファンスピードにより音圧レベルだけでなくその周波数
特性も異なることを考慮に入れる場合には、ファン騒音
の周波数特性に適するようにパワーアンプの電力増幅度
を制御する回路を付加することができる。− また、第２図および第９図に示される装置においては、
パワーアンプ６の電力増幅度は４段階に設定されている
が、それに限らず４段階以外の任意の段階数に設定する
ことも可能である。

さらに、マイクロホンｌをファン２１の吸込側、すなわ
ち内外気切替箱２４に配置することも可能である。この
場合には音響用スピーカ８．あるいは振動子８ａおよび
振動伝達板８ｂも内外気切替箱２４に配置される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、空調装置の空調モードにより騒音の音
圧レベルが異なるような場合でも、騒音と逆位相の音波
を騒音の各音圧レベルに対応して放射させることができ
、従って音波干渉作用により空調装置の騒音を低減させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての騒音低減装置を空調
装置と共に概略的に示した構成図。 第２図は第１図に示される装置を詳細に示した構成図。 第３図は第１および第２図に示される騒音低減装置のブ
ロック図。 第４図は第３図におけるパワーアンプ制御回路の一構成
例を示す図。 第５図は第３図におけるフィルタ回路の位相・ゲイン特
性図。 第６図〜第８図はフィルタ回路の構成例を示す図。 第９図は音響発生手段の変形例を示す図。 である。 １・・・マイクロホン、　　　２・・・騒音制御回路。 ３・・・プリアンプ。 ４　、４ａ　、　４ｂ　、　４ｃｍフィルタ回路。 ５・・・インバータ、　　　　６・・・パワーアンプ。 ７・・・パワーアンプ制御回路。 ８・・・音響用スピーカ。 ８ａ・・・振動子、　　　　　　８ｂ・・・振動伝達板
。 ９・・・空調モード検出回路。 １０・・・ファンスピード検出回路。 １１・・・内気・外気モード検出回路。 １２　・ＶＥＮＴ　・ＩＩＥＡＴ（ＤＥＦ）　モー　）
’検出回路。 ２１・・・ファン、　　　　　３０ａ〜３０ｃ・・・リ
レー。 ３１　、３３・・・リミットスイッチ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．空調装置の騒音の伝播経路上に設けられた音響発生
   手段， 該騒音の伝播経路上において該音響発生手段の上流に設
   けられ、該騒音を検出し、該騒音を電気信号に変換して
   出力する騒音検出変換手段、前記空調装置の空調モード
   を検出する空調モード検出手段、および， 前記騒音検出変換手段からの電気信号を受信して該電気
   信号と逆位相の信号を発生し、該逆位相の信号のレベル
   を前記空調モード検出手段において検出された空調モー
   ドに応じて調整し、このレベル調整された信号を前記音
   響発生手段に供給する騒音制御手段， を具備し、それにより前記空調装置の騒音とほぼ同一の
   音圧レベルを有しかつ逆位相の音波が前記音響発生手段
   から発生されるようになっている、ことを特徴とする空
   調装置の騒音低減装置。
2. ２．前記音響発生手段が音響用スピーカである特許請求
   の範囲第１項に記載の装置。
3. ３．前記音響発生手段が、前記騒音制御手段から供給さ
   れた信号に応じて振動する振動子，および，該振動子が
   固着され、該振動子の振動を増幅して該信号を放射する
   振動伝達板を具備する特許請求の範囲第１項に記載の装
   置。
4. ４．前記騒音制御手段が、前記音響発生手段に供給され
   る信号の増幅を行うパワーアンプ、および、該パワーア
   ンプの電力増幅度を前記空調モード検出手段において検
   出された空調モードに応じて制御するパワーアンプ制御
   回路を含む特許請求の範囲第１項に記載の装置。