JP2004232964A - 通風口の能動消音装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通風口の内部からの騒音のみならず、通風口の出口から発せられる風切り音をも有効に低減し得る通風口の能動消音装置を提供する。
【解決手段】接合されるべき通風口１０の口径より大きい口径を有する消音ダクト１６と、消音ダクト１６の、通風口から発せられる騒音を検出するリファレンスマイク１２と、このリファレンスマイク１２から出力される騒音に対応した出力信号を逆位相の周波数特性に補正した所望の出力信号を作成するコントローラ１３と、このコントローラから出力される出力信号に基づいて能動音を発するコントロールスピーカ１４と、このコントロールスピーカの後方に設置され、騒音の低減状況を検知してフィルタの周波数特性を最適化するエラーマイク１５とを備えた。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通風路内の騒音を通風口において能動騒音制御して騒音低減を行う能動消音装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、１００Ｈｚ以下の低周波音が人体に悪影響を及ぼしているという事例がある。
すなわち、個人差があるが、長時間、低周波音の環境下にあると、頭痛、めまい、不眠症等の生理的影響、またストレス、圧迫感、振動感等の心理的影響、また建具や窓のがたつき等の物的影響があるとされている。
従来から図８に示されるようなダクト型１次元能動消音装置が考えられている。すなわち、従来の能動消音装置は、リファレンスマイク３と、コントローラ４と、コントロールスピーカ５と、エラーマイク６とから構成され、内部に送風ファン騒音等の騒音源２がある空調ダクト１にそれぞれ取付けられている。
【０００３】
そして、この従来の能動消音装置においては、リファレンスマイク３によって騒音源２から伝送されてくる騒音を検知し、騒音信号としてコントローラ４に入力する。コントローラ４では上記騒音信号をデジタルフィルタに入力することにより逆位相の周波数特性に補正した出力信号を作る。コントローラ４で作られた出力信号が制御信号（能動音）としてコントロールスピーカ５から発せられることにより、ダクト出口の騒音を低減することができる。さらに、ダクト１の出口に配置したエラーマイク６により、騒音の低減状況を検知し、これをコントローラ４にフィードバックし、デジタルフィルタの周波数特性の最適化の更新を行っている（例えば特許文献１参照。）。つまり、ダクト１内を伝播する平面波を消音し、ダクト出口での騒音を低減している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１８８９７６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ダクト等の通風口から発せられる騒音としては、
▲１▼ファン等の騒音がダクト等の流路を経て通風口の出口から発せられるものと、
▲２▼通風口内の風速が速い場合には通風口の出口にて発生する風切り音とがある。
上記▲１▼の騒音に対しては従来の能動消音装置を作動させることにより、低減効果が得られる。
しかしながら、上記▲１▼の騒音よりも上記▲２▼の騒音の方が上回ることがあり、この場合には上記従来の能動消音装置では所望の騒音低減効果が得られない。
【０００６】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、通風口の内部からの騒音のみならず、通風口の出口から発せられる風切り音をも有効に低減し得る通風口の能動消音装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、それぞれ次のような構成をしている。
〈構成１〉
接合されるべき通風口の口径より大きい口径を有する消音ダクトと、上記消音ダクトの、上記通風口との接合部近傍に配設されて、上記通風口から発せられる騒音を検出するリファレンスマイクと、上記リファレンスマイクから出力される上記騒音に対応した出力信号を入力信号とし、この入力信号を逆位相の周波数特性に補正した所望の出力信号を作成するフィルタを有するコントローラと、上記消音ダクトの出口近傍に配設され、上記コントローラから出力される出力信号を入力信号とし、この入力信号に基づいて能動音を発するコントロールスピーカと、上記コントロールスピーカの後方に設置され、上記騒音の低減状況を検知し、これを上記コントローラにフィードバックし、上記フィルタの周波数特性を最適化するエラーマイクとを備えたことを特徴とする通風口の能動消音装置。
【０００８】
送風用のファン等から発生する騒音が、ダクト等の通風口を経て外界に放出されるのを防止するために、リファレンスマイク、コントローラ、コントロールスピーカ、エラーマイク等の消音部品から構成される能動消音装置をダクト等に取付けて能動消音することは、従来から知られている。
ところで、通風口の内側部分におけるファン等による騒音よりも、通風口の出口から発生する風切り音の方が支配的な場合がある。このような場合には従来例として知られている能動消音装置を取付けても所望の消音効果が得られない。
本実施例においては、前記通風口はダクト等の送風流路を備えたものであるが、この通風口の口径より大きい口径を有する消音ダクトを接合するものである。そして、この消音ダクトの、前記通風口との接合部近傍に、リファレンスマイク等を取付けたものである。
本発明によれば、騒音源が風切り音であっても風切り音を発する位置の近傍、すなわち、通風口に接合された消音ダクトの入口に、リファレンスマイクを設置すると共に、他の消音部品を消音ダクトに取付けることができるため、１次元能動消音あるいは３次元能動消音として騒音を有効に低減することができる。
【０００９】
〈構成２〉
上記コントロールスピーカは、上記消音ダクトの側面を貫通して取付けられて上記消音ダクトの内部に向って上記能動音を発するものであることを特徴とする構成１に記載の通風口の能動消音装置。
【００１０】
本構成の能動消音装置は１次元能動消音である。リファレンスマイクを前記通風口近傍に設置し、リファレンスマイクとコントロールスピーカとの間隔を現時点では５０ｃｍ以上にする必要がある。これは、コントローラのフィルタがコントロールスピーカから能動音を発生させるための演算に時間がかかるためである。したがって、この演算時間が短縮されれば、同間隔を５０ｃｍ以下として、全体構成のコンパクト化を図ることは可能である。
【００１１】
〈構成３〉
上記コントロールスピーカを、上記消音ダクトの出口近傍の外側に、出口と同じ方向に音が発せられるように配設したことを特徴とする構成１に記載の通風口の能動消音装置。
【００１２】
本構成の能動消音装置は３次元能動消音である。
本構成の能動消音装置のように、リファレンス信号をリファレンスマイクから出力するようにして、さらに、リファレンスマイクとコントロールスピーカとの間隔を長く設定できれば、１次元能動消音と３次元能動消音の各特性を合わせ持つこととなり、卓越している周期音のみならず、ランダム音の騒音制御も可能となり、騒音低減効果が大きくなる。
【００１３】
〈構成４〉
接合されるべき通風口の口径より大きい口径であって、複数に分割された口径を有する消音ダクトと、上記消音ダクトの各分割口径毎に、上記通風口との接合部近傍に配設されて上記通風口の内部から流出してくる流出音を検出する複数のリファレンスマイクと、上記複数のリファレンスマイクからそれぞれ出力される上記流出音に対応した出力信号を入力信号とし、この入力信号を逆位相の周波数特性に補正した所望の出力信号を作成するフィルタを有するコントローラと、上記消音ダクトの各分割口径の各出口近傍に配設され、上記コントローラから出力される複数の出力信号をそれぞれ入力信号とし、これらの入力信号に基づいて能動音を発する複数のコントロールスピーカと、上記複数のコントロールスピーカの後方の各分割口径毎にそれぞれ対応して設置され、上記各流出音の低減状況を検知し、これを上記コントローラにフィードバックし、上記フィルタの周波数特性を最適化する複数のエラーマイクとを備えたことを特徴とする通風口の能動消音装置。
【００１４】
通風口の口径が長方形であって、特に縦方向に対して横方向がかなり長めの場合は、騒音の制御可能周波数（上限）が制限される。このため、消音ダクトの口径を数分割し、各分割口径毎に、リファレンスマイク、コントローラ、コントロールスピーカ、エラーマイク等の消音部品を配設することにより、所望の騒音低減効果が得られる。これは、いわゆるマルチ能動消音装置であり、音源が複数あり、それがお互いに影響し合っている場合に非常に有効である。
【００１５】
〈構成５〉
上記コントロールスピーカは、上記消音ダクトの側面を貫通して取付けられて上記消音ダクトの内部に向って上記能動音を発するものであることを特徴とする構成４に記載の通風口の能動消音装置。
【００１６】
本構成の能動消音装置は、消音ダクトの口径を数分割した場合の１次元能動消音である。
【００１７】
〈構成６〉
上記コントロールスピーカを、上記消音ダクトの出口近傍の外側に、出口と同じ方向に音が発せられるように配設したことを特徴とする構成４に記載の通風口の能動消音装置。
【００１８】
本構成の能動消音装置は、消音ダクトの口径を数分割した場合の３次元能動消音である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、具体例を挙げながら詳細に説明する。
図１は本発明に係る第１の実施例を示す概略図、図２は同実施例の実施形態を示す斜視図である。
図１、図２において、内部にファン等による騒音源１１があるダクト１０（通風口）の出口に、消音ダクト１６が接合されている。消音ダクト１６は、ダクト１０の口径より大きい口径を有している。
消音ダクト１６の、ダクト１０との接合部近傍に、ダクト１０から発せられる騒音を検出するリファレンスマイク１２が配設されている。このリファレンスマイク１２から出力される騒音に対応した出力信号を入力信号として受入れるコントローラ１３が設けられている。コントローラ１３にはリファレンスマイク１２からの入力信号を逆位相の周波数特性に補正した所望の出力信号を作成するフィルタが備えられている。
【００２０】
消音ダクト１６の出口近傍には、コントローラ１３から出力される出力信号を入力信号とし、この入力信号に基づいて能動音を発するコントロールスピーカ１４が配設されている。
コントロールスピーカ１４の後方、約１０ｃｍの間隔を置いて、騒音の低減状況を検知してこれをコントローラ１３にフィードバックし、フィルタの周波数特性を最適化するエラーマイク１５が設置されている。
【００２１】
上記構成の実施例によれば、ダクト１０から発せられる騒音源が風切り音であっても風切り音を発する位置の近傍、すなわち、ダクト１０に接合された消音ダクト１６の入口に、リファレンスマイク１２を設置すると共に、他の消音部品を消音ダクト１６に取付けることができるため、１次元能動消音あるいは３次元能動消音として騒音を有効に低減することができる。
【００２２】
図１及び図２に示すように、コントロールスピーカ１４を、消音ダクト１６の側面を貫通して取付けられて消音ダクト１６の内部に向って前記能動音を発するようにしたものは、１次元型の能動消音装置である。１次元ダクト型の能動消音装置では、リファレンスマイク１２をダクト１０出口近傍に設置し、リファレンスマイク１２とコントロールスピーカとの間隔を５０ｃｍ以上にする必要がある。これは、コントローラのフィルタがコントロールスピーカから能動音を発生させるための演算に時間が掛かるためである。したがって、この演算時間が短縮されれば、同間隔を５０ｃｍ以下として、全体構成のコンパクト化を図ることは可能である。
【００２３】
図３は本発明に係る第２の実施例を示す概略図、図４は同実施例の実施形態を示す斜視図であり、図１及び図２と同一部分には同一符号を付している。
図３および図４に示すように、この実施例ではコントロールスピーカ１４Ａ、１４Ｂとして平面スピーカを使用し、これらの平面スピーカ１４Ａ、１４Ｂを、消音ダクト１６の出口近傍の外側に配設することによって、３次元型の能動消音装置を構成している。
【００２４】
リファレンスマイク１２とコントロールスピーカ１４Ａ、１４Ｂとの間隔も、上記第１の実施例と同様な理由で５０ｃｍ以上にする必要がある。
コントロールスピーカ１４Ａ、１４Ｂを除く構成は、図１及び図２に示した実施例とほぼ同一であるので、同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。本構成の能動消音装置は３次元能動消音である。
【００２５】
３次元能動消音は、リファレン信号を、リファレンスマイクは勿論のこと、加速度センサ、さらには騒音源の駆動信号等に変更することができるが、一般にはリファレンスマイクとコントロールスピーカとの間隔を長くは設定できないため、ランダム音を騒音制御することは難しく、卓越している周期音のみ騒音制御することができる。しかし、本構成の能動消音装置のように、リファレン信号をリファレンスマイクから出力するようにして、さらに、リファレンスマイクとコントロールスピーカとの間隔を長く設定できれば、１次元能動消音と３次元能動消音の各特性を合わせ持つこととなる。
【００２６】
図５は、本発明に係る第３の実施例の形態を示す斜視図、図６は同実施例を説明するためのブロック図である。
本実施例は、図５に示すようにダクト２０の口径が長方形で、特に縦方向に対して横方向がかなり長めの場合に有効な１次元ダクト型の能動消音装置である。
すなわち、図５、図６において本実施例の消音ダクト２６は、接合されるべきダクト２０の口径より大きい口径であって、仕切り板２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃにより仕切られて複数に分割された口径を有している。
消音ダクト２６の各分割口径毎に、消音ダクト２６との接合部近傍に、ダクト２０内部から流出してくる流出音を検出する複数のリファレンスマイク２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄが配設されている。
【００２７】
これらのリファレンスマイク２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄから出力される騒音に対応した出力信号を入力信号として受入れるコントローラ２３（図６）が設けられている。
コントローラ２３は、複数のリファレンスマイクからそれぞれ出力される流出音に対応した出力信号を入力信号とし、この入力信号を逆位相の周波数特性に補正した所望の出力信号を作成するフィルタを有している。
【００２８】
消音ダクト２６の各分割口径の出口近傍には、コントローラ２３から出力される複数の出力信号をそれぞれ入力信号とし、これらの入力信号に基づいて能動音を発するコントロールスピーカ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄが配設されている。コントロールスピーカ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄは、消音ダクト２６の側面を貫通して取付けられて消音ダクト２６の内部に向って能動音を発するようにされている。
【００２９】
コントロールスピーカ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄの各後方の各分割口径毎にそれぞれ対応して、各流出音の低減状況を検知してこれをコントローラ２３にフィードバックし、フィルタの周波数特性を最適化するエラーマイク２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄが設置されている。
本実施例の能動消音装置は、消音ダクトの口径を数分割した場合の１次元型能動消音である。
【００３０】
図７は本発明に係る第４の実施例の形態を示す斜視図であり、消音ダクトの口径を数分割した場合の３次元型の能動消音装置を示している。
図７に示すように、この実施例ではコントロールスピーカ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄを使用し、これらのスピーカ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄを、消音ダクト１６の出口近傍の外側の両サイドにそれぞれ配設することによって、３次元型の能動消音装置を構成している。
【００３１】
コントロールスピーカ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄを除く構成は、図５及び図６に示した実施例とほぼ同一であるので、同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
本実施例の能動消音装置は、消音ダクトの口径を数分割した場合の３次元能動消音である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施例を示す概略図である。
【図２】第１の実施例の実施形態を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る第２の実施例を示すのもので、（ａ）は全体構成を示す概略図、（ｂ）は（ａ）の右側面を示す概略図である。
【図４】第２の実施例の実施形態を示す斜視図である。
【図５】本発明に係る第３の実施例の形態を示す斜視図である。
【図６】第３の実施例を説明するためのブロック図である。
【図７】本発明に係る第４の実施例の形態を示す斜視図である。
【図８】従来の能動消音装置を示す概略図である。
【符号の説明】
１０、２０ ダクト（通風口）
１１ 騒音源
１２、２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ リファレンスマイク
１３、２３ コントローラ
１４、１４Ａ、１４Ｂ、２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄ コントロールスピーカ
１５、２５Ａ エラーマイク
１６、２６ 消音ダクト

Claims (6)

1. 接合されるべき通風口の口径より大きい口径を有する消音ダクトと、
   前記消音ダクトの、前記通風口との接合部近傍に配設されて、前記通風口から発せられる騒音を検出するリファレンスマイクと、
   前記リファレンスマイクから出力される前記騒音に対応した出力信号を入力信号とし、この入力信号を逆位相の周波数特性に補正した所望の出力信号を作成するフィルタを有するコントローラと、
   前記消音ダクトの出口近傍に配設され、前記コントローラから出力される出力信号を入力信号とし、この入力信号に基づいて能動音を発するコントロールスピーカと、
   前記コントロールスピーカの後方に設置され、前記騒音の低減状況を検知し、これを前記コントローラにフィードバックし、前記フィルタの周波数特性を最適化するエラーマイクとを備えたことを特徴とする通風口の能動消音装置。
2. 前記コントロールスピーカは、前記消音ダクトの側面を貫通して取付けられて前記消音ダクトの内部に向って前記能動音を発するものであることを特徴とする請求項１に記載の通風口の能動消音装置。
3. 前記コントロールスピーカを、前記消音ダクトの出口近傍の外側に配設したことを特徴とする請求項１に記載の通風口の能動消音装置。
4. 接合されるべき通風口の口径より大きい口径であって、複数に分割された口径を有する消音ダクトと、
   前記消音ダクトの各分割口径毎に、前記通風口との接合部近傍に配設されて前記通風口の内部から流出してくる流出音を検出する複数のリファレンスマイクと、
   前記複数のリファレンスマイクからそれぞれ出力される前記流出音に対応した出力信号を入力信号とし、この入力信号を逆位相の周波数特性に補正した所望の出力信号を作成するフィルタを有するコントローラと、
   前記消音ダクトの各分割口径の各出口近傍に配設され、前記コントローラから出力される複数の出力信号をそれぞれ入力信号とし、これらの入力信号に基づいて能動音を発する複数のコントロールスピーカと、
   前記複数のコントロールスピーカの後方の各分割口径毎にそれぞれ対応して設置され、前記各流出音の低減状況を検知し、これを前記コントローラにフィードバックし、前記フィルタの周波数特性を最適化する複数のエラーマイクとを備えたことを特徴とする通風口の能動消音装置。
5. 前記コントロールスピーカは、前記消音ダクトの側面を貫通して取付けられて前記消音ダクトの内部に向って前記能動音を発するものであることを特徴とする請求項４に記載の通風口の能動消音装置。
6. 前記コントロールスピーカを、前記消音ダクトの出口近傍の外側に配設したことを特徴とする請求項４に記載の通風口の能動消音装置。

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