JP2001355426A

JP2001355426A - アクティブ消音装置

Info

Publication number: JP2001355426A
Application number: JP2000173311A
Authority: JP
Inventors: Minoru Okubo; 稔大久保; Shinichiro Ishida; 慎一郎石田
Original assignee: Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2000-06-09
Filing date: 2000-06-09
Publication date: 2001-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】アクティブ消音装置で、騒音の高周波成分の
除去をできるようにする。【解決手段】騒音側に配置されるダクト１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１０におい
て、前記出力手段よりも上流側のダクトにパッシブ消音
器１１を配置し、該パッシブ消音器を複数段構成とし、
前記出力手段の直近部を共鳴構造を有する消音器とし
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
置に高周波域での消音効果が高いパッシブ消音装置を付
設して、消音効果を高める技術に関する。

【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。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、一般にエンジ
ンの排気音の成分は、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周波数と、その高調波を含む周波
数成分であり、排気管にアクティブ消音装置を装着した
場合、周波数の低い成分は消音信号によって消し易い
が、高周波は消音し難い。つまり、周波数が高い程逆位
相の消音信号を生成し難く、消音作用は不十分となって
いたのである。

【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、前記出力手段よりも上流側
のダクトにパッシブ消音器を配置し、該パッシブ消音器
を複数段構成とし、前記出力手段の直近部を共鳴構造を
有する消音器とした。

【０００５】

【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はアクティブ消音装置の概
略構成と制御を示すブロック図、図２は本発明のアクテ
ィブ消音装置の正面図、図３は図１に於けるＸ−Ｘ矢視
断面図、図４は図１に於けるＹ−Ｙ矢視断面図である。

【０００６】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１０の例を説明する。図１、図２
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２ａ
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
てマイクから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。

【０００７】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に分岐口１ｂが開口され、該分岐口１ｂの
端部には枝管９を連通して、該枝管９の端部に消音出力
手段としてのスピーカ３と冷却手段としての冷却ファン
７が配置され、該スピーカ３近傍に温度センサ１３が配
置されて、そのスピーカ３部分の温度が検知されてい
る。そして、音源通過ダクト１から枝管９を介して伝わ
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
却ファン７によって冷却している。前記分岐口１ｂと枝
管９の間には遮蔽板２５が配置されて、冷却ファン７や
発電機２ｂ等が故障した場合に遮蔽板２５を回動して分
岐口１ｂを閉じて枝管９側に熱が入ってこないようにす
ることができる。また、冷却ファン７のスピーカ３と反
対側の吸引側にはバルブ２６を介して導入パイプ２７と
連通され、故障時等でバルブ２６を閉じることによって
ダクト側からの熱が入ってこないようにしている。

【０００８】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１３、インバータ
ー１５、エンジン２等がコントローラ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。また、非常用電源１４がインバーター１５、
切換回路２９を介して発電機２ａの出力と並列に接続さ
れて、停電時や故障時に冷却ファン７やコントローラ５
等に電力を供給できるようにしている。

【０００９】前記第一音波センサ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、更に、エンジン発電機２や警報装置
１６等を制御している。

【００１０】該警報装置１６はランプ１７やブザー１９
やモニター２０等からなり、エンジン発電機２が運転中
は常時冷却ファン７は駆動されており、エンジン発電機
２が停止したときには、前記温度センサ１３の検出値が
第一設定温度以上であると、非常用電源１４からの電力
で冷却ファン７の駆動が続行され、第二設定温度以下と
なると冷却ファン７が停止される。また、コントローラ
５にはタイマー１８を接続してエンジン発電機２が停止
した後、設定時間冷却ファン７を駆動して、余熱でスピ
ーカ３が破損することを防止しており、前記どちらかの
温度または時間に先に到達したときに冷却ファン７を停
止するようにしている。また、温度センサ１３が第三設
定温度以上となると、異常に温度が上昇した場合であ
り、警報装置１６が作動されてオペレーターに認識さ
せ、エンジン発電機２を停止させたりする。

【００１１】そして、前記分岐管１ａの上流側に本発明
の複数の整音管から複数段のパッシブ消音装置１１が配
置され、本実施例では一次整音管１１ａと二次整音管１
１ｂを二つ直列に配置して二段のパッシブ消音装置１１
としている。該パッシブ消音装置１１の前段の一次整音
管１１ａは、図３に示すように、外筒を円筒形とし、そ
の内部に複数の孔の開いたパイプ２１・２１・・・を軸
芯と平行に収納し、該パイプ２１・２１・・・の内面に
はそれぞれ吸音材２２・２２・・・を貼設して、騒音全
体を低減すると同時に、吸音材２２によって高周波域の
騒音を消音するようにしている。

【００１２】そして、該一次整音管１１ａの出口は元の
径に戻すために小さくしており、つまり、一次整音管１
１ａと二次整音管１１ｂを連結するフランジ２３の内径
は、一次整音管１１ａの内径より小さくしており、この
小径部によって絞られることとなり、騒音は乱れてしま
うのである。この騒音の乱れが落ち着くには、フランジ
２３の内径Ｄの２倍の長さが必要となるので、二次整音
管１１ｂの長さＬは２×Ｄ以上の長さとしている。更
に、二次整音管１１ｂは図４に示すように、円筒状の外
筒内に吸音材２４を貼設し、この吸音材２４では高周波
を吸音するようにし、前記一次整音管１ａで吸音できな
かった高周波を吸音するようにしている。但し、本実施
例ではパッシブ消音装置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。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、その内部容積や材質等が設定
されている。

【００１３】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。

【００１４】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周波数と、そ
の高調波を含む周波数成分であり、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。このため低周波数の音を発生しにくいスピーカ
は周波数の低い成分に対する消音にスピーカパワーを多
く必要とするのである。

【００１５】そこで前記パッシブ消音装置１１をアクテ
ィブ消音装置１０における上流側に配置し、このパッシ
ブ消音装置１１の一次整音管１１ａで比較的高い周波数
帯の音圧を下げ、吸音材２２によって消音する。そし
て、二次整音管１１ｂ、即ち、スピーカの直近部に共鳴
構造を有したパッシブ消音器を配置して、一次整音管１
１ａより出てきた騒音の乱れを落ち着かせてから、更に
スピーカの耐久性を損なわない音圧まで低周波数の音圧
を低下させるのである。こうして、通常低周波域での消
音効果が高いアクティブ消音装置１０による消音をシス
テムの耐久性を確保して小型の形状で達成しているので
ある。

【００１６】

【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、前記出力手段よ
りも上流側のダクトにパッシブ消音器を配置し、該パッ
シブ消音器を複数段構成とし、前記出力手段の直近部を
共鳴構造を有する消音器としたので、低周波の排気音が
スピーカの耐久性を損なわない音圧まで消音され、しか
も内部に貼設した吸音材で高周波成分も除去されて、そ
の下流側で消音信号と合成する時に効果的に効率よく消
音することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】アクティブ消音装置の概略構成と制御を示すブ
ロック図である。

【図２】本発明のアクティブ消音装置の正面図である。

【図３】図１に於けるＸ−Ｘ矢視断面図である。

【図４】図１に於けるＹ−Ｙ矢視断面図である。

【符号の説明】

１音源通過ダクト１ｂ分岐口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９枝管１１パッシブ消音装置２２・２４吸音材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3G004 AA01 CA00 CA12 DA00 DA25 EA01 3H025 CA01 CB41 5D061 EE11 EE31 FF02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】騒音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、
前記出力手段よりも上流側のダクトにパッシブ消音器を
配置し、該パッシブ消音器を複数段構成とし、前記出力
手段の直近部を共鳴構造を有する消音器としたことを特
徴とするアクティブ消音装置。