JP2001222287A - アクティブ消音装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のアクティブ消音装置がオペレーターと
離れた位置に設置している場合、故障等の異常が判り難
く、対処が遅れていた。 【解決手段】 騒音源側に配置されるダクトに第一の騒
音検出手段４と、該ダクト１の下流側に配置されて消音
信号を出力するスピーカ３と、前記第一の騒音検出手段
４にて検出した騒音信号に対して逆位相の消音信号を算
出する演算手段、及び、前記出力手段よりも下流側に配
置される第二の騒音検出手段を有したアクティブ消音装
置において、前記検出手段や出力手段の異常を検知し
て、これらを表示して警報を発する警報装置１６をアク
ティブ消音装置１１に配置し、該警報装置を制御室２３
に配置し、該警報装置１６に遠隔伝達手段を接続した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブ消音装
置を作動させているときに、稼動状況を把握して異常が
発生すると、それを検知して表示または警報を発するた
めの技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、エンジン排ガス管、給気ダク
ト、及び換気ダクト等のダクトにスピーカを設けて、該
スピーカからダクト内の騒音とは逆位相の信号を出力し
て消音を行うアクティブ消音装置は知られている。この
ようなアクティブ消音装置は自動車等の騒音発生源とな
るエンジンとオペレーターが近い位置におり、騒音発生
源を作動している時には常時オペレーターが近くにいる
場合には、アクティブ消音装置の異常は容易に把握でき
るので、警報装置は設けられていなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、工場やビル等
の発電装置にアクティブ消音装置を付設すると、アクテ
ィブ消音装置が配置されている場所とオペレーターが在
中する管理室等とは離れており、また、修理や点検等の
メンテナンスを行うサービスステーション等とも離れて
いるので、異常を速やかに検知することができず、修理
や損傷が起こる前に停止させる等の処置が遅れることが
あった。また、異常箇所が容易に判らず、修理が遅れる
こともあった。そこで、本発明は異常箇所を容易に検知
して、遠隔位置にある管理室等で容易に異常が判るよう
にするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次に該課題を解決する為の
手段を説明する。即ち、請求項１においては、騒音源側
に配置されるダクトに第一の騒音検出手段と、該ダクト
の下流側に配置されて消音信号を出力する手段と、前記
第一の騒音検出手段にて検出した騒音信号に対して逆位
相の消音信号を算出する演算手段、及び、前記出力手段
よりも下流側に配置される第二の騒音検出手段を有した
アクティブ消音装置において、前記検出手段や出力手段
の異常を検知して、これらを表示して警報を発する警報
装置をアクティブ消音装置に配置した。

【０００５】また、請求項２においては、前記警報装置
を制御室に配置した。

【０００６】また、請求項３においては、前記警報装置
に遠隔伝達手段を接続した。

【０００７】また、請求項４においては、前記警報装置
は、消音信号出力手段の前段の温度、電源、非常用電
源、冷却ファン、インバータ、検出手段、アンプの異常
を検知して報知するようにした。

【０００８】また、請求項５においては、前記警報装置
の出力を記録する手段を設けた。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。図１は本発明のアクティブ消音
装置を示す概略構成図、図２は警報制御ブロック図であ
る。

【００１０】まず、アクティブ消音装置の概略につい
て、エンジン発電機の排気音の消音を行うように構成し
たアクティブ消音装置の例を説明する。図１にはアクテ
ィブ消音装置の概略構成を示している。騒音源（一次音
源）となるエンジン発電機２のエンジンの排気管に、音
源通過ダクト１を連通し、図１における左側から右側へ
騒音が流れるように一次元音場を形成している。該音源
通過ダクト１の騒音源側、即ち、エンジン側（図１にお
ける左側）には第一の騒音検出手段としてマイク００な
る第一音波センサ４が設けられ、該音源通過ダクト１の
第一音波センサ４よりも下流側（図１における右側）に
は、第二の騒音検出手段としてマイクからなる第二音波
センサ６が設けられている。

【００１１】前記音源通過ダクト１の第一音波センサ４
と第二音波センサ６との間には分岐管１ａが配置され、
該分岐管１ａに接続口１ｂが開口され、該接続口１ｂに
は枝管９を連通して、該枝管９の端部にスピーカ３と冷
却ファン７が配置され、該スピーカ３部分の温度が温度
センサー１３によって検知されている。そして、冷却フ
ァン７によって音源通過ダクト１から伝わってくる熱に
よってスピーカ３が破損されないように冷却している。

【００１２】また、前記接続口１ｂと第一音波センサ４
の間に複数の整音管からなるパッシブ消音装置１１が配
置され、本実施例では整音管１１ａ・１１ｂを二つ直列
に配置してパッシブ消音装置１１としている。該パッシ
ブ消音装置１１は高周波域の騒音を消音して低減するよ
うにしている。但し、本実施例では該パッシブ消音装置
１１は音源通過ダクト１の上流側に配置しているが、音
源通過ダクト１の途中部や下流側に配置することも可能
である。

【００１３】前記パッシブ消音装置１１は、例えば、略
円筒形状に形成され、内周部に吸音部材が設けられてお
り、該吸音部材により、パッシブ消音装置内を通過する
騒音を消音するように構成されている。また、内部に吸
音部材を設けたパッシブ消音装置１１は、高周波域の騒
音の消音効果が高くなるように、その内部容積等が設定
されている。そして、前記第一音波センサ４、第二音波
センサ６、冷却ファン７、温度センサー１３がコントロ
ーラ５と接続され、スピーカ３はアンプ１２を介してコ
ントローラ５に接続されている。該第一音波センサ４は
騒音である排気音を検知し、スピーカ３は前記排気音と
逆位相の音波を出力して消音するためのものであり、第
二音波センサ６は消音作用の結果をモニターしてコント
ローラ５へフィードバックする。コントローラ５は前記
第一音波センサ４により検出した騒音信号に対して逆位
相の消音信号を算出演算したり、フィードバック信号か
らさらに効率よく消音する信号を演算して出すようにア
クティブ消音装置１０を制御したり、エンジン発電機２
や後述する警報装置１６を制御したりする。

【００１４】以上の如く構成されたアクティブ消音装置
における動作について説明する。即ち、エンジン発電機
２を作動させると、エンジンが運転されて音源通過ダク
ト１から排気ガスが排出されると、それに伴う排気音が
第一音波センサ４で検出され、その検出信号がコントロ
ーラ５に入力されて、この検出信号はコントローラ５に
よって同振幅で逆位相の消音信号が生成される。この消
音信号がアンプ１２を介してスピーカ３に出力されて、
消音用音波が出力される。この消音用音波が、音源通過
ダクト１から放出される排気音に対して逆位相で同振幅
となるようにしてあるので、消音用音波で排気音が打ち
消されて消音作用がなされることになる。さらに排気音
と消音用音波の合成音波が第二音波センサ６で検知（モ
ニタ）されて、消音作用の結果がコントローラ５にフィ
ードバックされ、消音作用がより十分に行われるように
消音信号が補正されるのである。

【００１５】尚、一般に排気音の成分は、そのほとんど
がエンジンの回転数と気筒数とから決まる成分と、その
高調波とで構成される比較的低い周波数成分であり、し
かも排気管内でこれを検出すると周波数の低い成分ほど
増強される度合いが強い。このため、第一音波センサ４
の出力信号をそのままコントローラ５に入力したので
は、周波数の低い成分に対する消音作用が大きくなる反
面、感度が高くて耳ざわりになりやすい周波数領域の成
分に対する消音作用は不十分となる。

【００１６】そこでアクティブ消音装置１０に、さらに
パッシブ消音装置１１を設けることで、通常低周波域で
の消音効果が高いアクティブ消音装置による消音に加え
て、高周波域での消音効果が高いパッシブ消音装置１１
による消音により、全周波数域での消音効果を向上する
ようにしているのである。

【００１７】そして、このように構成したアクティブ消
音装置に、本発明の警報装置１６が設けられ、該警報装
置１６は前記コントローラ５やアンプ１２等とともに、
エンジン発電機２が設置されている場所から少し離れた
制御室２３に配置される。即ち、図２に示すように、警
報装置１６は前記エンジン発電機２、非常用電源１４、
冷却ファン７やアンプ１２やインバーター１５、第一音
波センサ４、第二音波センサ６：温度センサー１３が異
常となるとそれぞれ点灯または消灯または点滅するラン
プ（またはＬＥＤ）１７ａ・１７ｂ・１７ｃ・１７ｄ・
１７ｅ・１７ｆ・１７ｇ・１７ｈ、さらに、異常時に鳴
動するブザー（またはスピーカ）１９等から構成されて
いる。前記温度センサー１３はスピーカ３の近傍に配置
されて、該温度センサー１３はコントローラ５と接続さ
れて、スピーカ３近傍の温度を検知し、エンジン発電機
２が稼動されると冷却ファン７が駆動されて冷却するの
であるが、設定温度以上となるとスピーカ３が破損する
おそれがあるので、設定温度以上となると警報を発する
ようにしている。

【００１８】また、前記コントローラ５や冷却ファン７
やアンプ１２は主電源から電力の供給を受けて駆動する
ようになっており、該主電源は前記エンジン発電機２か
らの出力または商用電源としている。また、エンジン発
電機２が故障すると、電力供給がなくなるために、非常
用の電源１４から供給できるようにしており、該非常用
電源１４はバッテリーよりなり、該バッテリーからの出
力は直流であるためインバーター１５によってＤＣ−Ａ
Ｃ変換して、同じ供給線より電力を供給できるようにし
ている。

【００１９】そして、前記エンジン発電機２からの出
力、および、非常用電源１４（またはインバーター１
５）からの出力があるかどうかをコントローラ５で検知
しており、また、コントローラ５はエンジン発電機２の
作動、例えば定回転で運転したり、異常回転時に停止し
たり、燃料が少なくなったとき警報を発したりする等の
制御もしている。そして、冷却ファン７やアンプ１２や
インバーター１５もコントローラ５と接続されて、作動
しているか検知されている。

【００２０】そして更に、前記警報装置１６には遠隔伝
達手段２４が接続されて、該遠隔伝達手段２４は制御室
２３と管理センター２５のホストコントローラ３０との
間でデータの伝達を可能としている。該制御室２３は工
場内やビル内に配置され、エンジン発電機２やアクティ
ブ消音装置１０を監視できるようにしており、管理セン
ター２５は制御室２３から遠く離れた開発者やサービス
マン等の技術者が駐在しているところで、エンジン発電
機の稼動状態を把握して稼動データを蓄積したり、管理
したりできるようにしている。また、遠隔伝達手段２４
は送信回路２６と受信回路２７から構成されて、送信回
路２６で出力データを適当な周波数に変換して雑音が小
さく確実に伝達できるようにし、受信回路２７でホスト
コントローラ３０が処理できる信号に変換する。なお、
前記遠隔伝達手段２４は有線で伝達することも無線で伝
達することも可能であり、有線の場合には電話回線等を
使用する。

【００２１】また、前記送信回路２６はエンジン発電機
２、スピーカ３、第一音波センサ４、第二音波センサ
６、冷却ファン７、アンプ１２、温度センサー１３、非
常用電源１４、インバーター１５と直接接続して、それ
ぞれの出力信号をホストコントローラ３０に送信する構
成としている。ただし、前記エンジン発電機２、スピー
カ３、第一音波センサ４、第二音波センサ６、冷却ファ
ン７、アンプ１２、温度センサー１３、非常用電源１
４、インバーター１５からの出力をコントローラ５に入
力して、該コントローラ５において各データを処理し
て、また、異常を起こした機器を特定して、その状態を
コントローラ５からホストコントローラ３０に送信する
こともできる。

【００２２】このように構成することによって、エンジ
ン発電機２及びアクティブ消音装置１０の稼動状態は常
に遠隔伝達手段２４を介してホストコントローラ３０に
伝えられて、それぞれの出力値はホストコントローラ３
０のメモリに蓄積され、随時、現在や過去のデータをモ
ニター２０によって表示したり、プリンターで印刷して
記録することができるのである。

【００２３】そして、異常が生じたときには制御室２３
において、ランプ１７が点灯または消灯または点滅し、
ブザー１９が鳴動し、制御室のオペレーターに異常を知
らせる。但し、ブザー１９を異常の状態や機器の種類等
で音色や断続間隔等を変更したり、ブザーの代わりにス
ピーカから音声で知らせるようにすることもできる。一
方、管理センター２５においては異常が生じた機器の出
力データを表示して、どの程度の異常であって、復旧さ
せるためにはどのような手段をとる必要があるか、修理
に必要な機器や部品をピックアップする等の対策を練る
ことができ、メンテナンスの効率をアップすることがで
きる。

【００２４】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するのである。即ち、請求項１の如く、
騒音源側に配置されるダクトに第一の騒音検出手段と、
該ダクトの下流側に配置されて消音信号を出力する手段
と、前記第一の騒音検出手段にて検出した騒音信号に対
して逆位相の消音信号を算出する演算手段、及び、前記
出力手段よりも下流側に配置される第二の騒音検出手段
を有したアクティブ消音装置において、前記検出手段や
出力手段の異常を検知して、これらを表示して警報を発
する警報装置をアクティブ消音装置に配置したので、ア
クティブ消音装置に異常が発生した場合、その異常箇所
や故障した部品が、離れた場所で容易に認識することが
できるようになり、異常の発生を止めたり、部品が破損
することを防止したり、故障部品の代替品を容易して修
理したりする等の処置が速やかにできるようになる。

【００２５】さらに、請求項２の如く、前記警報装置を
制御室に配置したので、音源の制御とアクティブ消音装
置の制御が一箇所で同時に行え、バラバラに配置するよ
りも効率的にメンテナンス等の作業ができる。

【００２６】さらに、請求項３の如く、前記警報装置に
遠隔伝達手段を接続したので、警報装置やアクティブ消
音装置から離れた位置で、アクティブ消音装置の状態を
監視することができ、工場内やビル内等から遠く離れた
場所からも監視することができるようになり、専門の技
術者がアクティブ消音装置を設置した場所に常駐する必
要もなく、離れた場所から異常の内容を把握して、対処
方法等を指示できるようになったのである。

【００２７】さらに、請求項４の如く、前記警報装置
は、消音信号出力手段の前段の温度、電源、非常用電
源、冷却ファン、インバータ、検出手段、アンプの異常
を検知して報知するようにしたので、各部品や回路や装
置の異常が個々に判り、メンテナンスする箇所や方法も
容易につかめて、部品交換を要する部品の調達や処理が
迅速に行える。

【００２８】さらに、請求項５の如く、前記警報装置の
出力を記録する手段を設けたので、部品や回路や装置の
動作状態が後でも確認でき、また、時間の経過に対する
変化も判り、故障前の状態も容易に把握できて、統計を
とったり、今後の予想をすることにも利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアクティブ消音装置を示す概略構成図
である。

【図２】警報制御ブロック図である。

【符号の説明】

１ 音源通過ダクト ２ エンジン発電機 ３ スピーカ ４ 第一音波センサ ５ コントローラ ６ 第二音波センサ ７ 冷却ファン １０ アクティブ消音装置 １２ アンプ １３ 温度センサー １４ 非常用電源 １５ インバーター １６ 警報装置 １７ ランプ ２３ 制御室 ２４ 遠隔伝達手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 騒音源側に配置されるダクトに第一の騒
   音検出手段と、該ダクトの下流側に配置されて消音信号
   を出力する手段と、前記第一の騒音検出手段にて検出し
   た騒音信号に対して逆位相の消音信号を算出する演算手
   段、及び、前記出力手段よりも下流側に配置される第二
   の騒音検出手段を有したアクティブ消音装置において、
   前記検出手段や出力手段の異常を検知して、これらを表
   示して警報を発する警報装置をアクティブ消音装置に配
   置したことを特徴とするアクティブ消音装置。
2. 【請求項２】 前記警報装置を制御室に配置したことを
   特徴とする請求項１に記載のアクティブ消音装置。
3. 【請求項３】 前記警報装置に遠隔伝達手段を接続した
   ことを特徴とする請求項１に記載のアクティブ消音装
   置。
4. 【請求項４】 前記警報装置は、消音信号出力手段の前
   段の温度、電源、非常用電源、冷却ファン、インバー
   タ、検出手段、アンプの異常を検知して報知することを
   特徴とする請求項１に記載のアクティブ消音装置。
5. 【請求項５】 前記警報装置の出力を記録する手段を設
   けたことを特徴とする請求項１に記載のアクティブ消音
   装置。