JP2006301350A

JP2006301350A - 歯車減速機用能動的騒音抑制方法および装置

Info

Publication number: JP2006301350A
Application number: JP2005123730A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Sagawa; 雅弘左川
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2005-04-21
Filing date: 2005-04-21
Publication date: 2006-11-02

Abstract

【課題】本発明は、歯車減速機の本来の性能を維持しつつ、歯車減速機の騒音をより効果的に抑制することができる歯車減速機用能動的騒音抑制方法および同騒音抑制装置を得ることを目的とする。
【解決手段】歯車減速機用能動的騒音抑制方法であって、歯車減速機からの騒音を検知し、該検知した騒音と逆位相であり、かつ、同振幅の干渉音を、騒音を抑制したい位置方向に向かって発して、歯車減速機からの騒音に干渉音を干渉させて騒音を抑制するようにした。また、歯車減速機用能動的騒音抑制装置であって、歯車減速機に向けて配置され、歯車減速機の騒音を拾うマイクロフォンと、該マイクロフォンから騒音信号を入力され、騒音を解析して、騒音と逆位相で、かつ、同振幅の信号を出力するフィードバック回路と、該フィードバック回路から出力される信号を干渉音として、騒音を抑制したい位置方向に発するスピーカを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、歯車減速機用騒音抑制方法および装置に関するものであり、特に、能動的騒音抑制方法および装置に係るものである。

歯車減速機においては、回転体から伝播する振動によって騒音が発生する。この騒音を抑制するための従来の方法としては、例えば、歯車箱の軸受部の剛性を高くし、歯車軸の振動変位を抑制したり、歯車箱や軸受部に弾性材を設け、振動を吸収することなどが行われている。

さらに、押圧することにより、ラジアル方向およびアキシャル方向に剛性を高められる軸受を用い、該軸受の外輪を押圧体によって押圧して軸受の剛性を高め、振動を低くし、低騒音化を図るようにしたものもある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−１４５７６７号公報

前述した従来の歯車減速機における騒音抑制方法では、減速機本来の性能に影響を及ぼす場合があり、また、十分に騒音を抑制できるものではなかった。
本発明は、歯車減速機の本来の性能を維持しつつ、歯車減速機の騒音をより効果的に抑制することができる歯車減速機用能動的騒音抑制方法および同騒音抑制装置を得ることを目的とする。

歯車減速機用能動的騒音抑制方法であって、歯車減速機からの騒音を検知し、該検知した騒音と逆位相であり、かつ、同振幅の干渉音を、騒音を抑制したい位置方向に向けて発生させ、歯車減速機からの騒音に干渉音を干渉させて騒音を抑制するようにした。
また、歯車減速機用能動的騒音抑制装置であって、歯車減速機に向けて配置され、歯車減速機の騒音を拾うマイクロフォンと、該マイクロフォンから騒音信号を入力され、騒音を解析して、騒音と逆位相であり、かつ、同振幅の信号を出力するフィードバック回路と、該フィードバック回路から出力される信号を干渉音として、騒音を抑制したい位置方向に発するスピーカを備えるようにした。

また、歯車減速機の回転軸に発電機を装着し、該発電機で発電される電力を作動用電力としたこと、さらに、歯車減速機の外面、もしくは、該歯車減速機に一体的に固定された部材に、振動を受けて発電するエネルギー変換器を装着し、該エネルギー変換器で発電される電力を作動用電力としたこと、および、エネルギー変換器を圧電素子で構成したことも特徴とする。

本発明は、歯車減速機に対して能動的騒音抑制方法および能動的騒音抑制装置により騒音を抑制するようにしたので、歯車減速機自体の性能に影響を与えることなく、騒音を抑制することができる。また、能動的騒音抑制装置を最適化して設備することができる。

以下図に沿って本発明の最良の形態について説明する。図１は本発明による歯車減速機用能動的騒音抑制装置を示す図、図２は騒音と干渉音との関係を示す図、図３は歯車減速機に発電機を備えた例を示す図、図４は歯車減速機にエネルギー変換器を備えた例を示す図である。

図において、１は歯車減速機であり、２は回転軸を示す。３は能動的騒音抑制装置であって、歯車減速機１から発せられる騒音ａを拾うマイクロホォン４と、該マイクロフォン４が拾った騒音信号を入力され、該騒音信号に基づいて騒音を解析し、騒音と逆位相であり、かつ、同振幅の信号を出力するフィードバック回路５と、このフィードバック回路５から出力される信号を、干渉音ｂとして発するスピーカ６とを備えている。なお、７は能動的騒音抑制装置３の作動用電力を外部電源から取り込むためのプラグを備えた電源コードを示す。

この構成において、能動的騒音抑制装置３は、例えば、建屋の構造や作業員の配置関係などから歯車減速機１の騒音を抑制したい位置方向に配置される。そして、マイクロフォン４は歯車減速機１に向けて、近づけて配置され、スピーカ６は騒音を抑制したい位置方向に向けて配置される。

なお、特開平１１−２３１８７７号公報に示されるように、建設機械などの運転室内に発生するエンジン音などの騒音に対処して、運転室内の騒音をマイクロホォンで取得し、該騒音信号に基づいて、騒音と逆位相かつ同振幅の干渉音をスピーカによって運転室内に出力し、干渉音を騒音に干渉させることによって積極的に消音を図る能動的消音装置が知られているが、本発明の前記能動的騒音抑制装置３はこの技術を適用したものである。

したがって、マイクロフォン４が歯車減速機１の騒音ａを拾い、フィードバック回路５に入力する。フィードバック回路５では、入力された騒音信号を解析し、歯車減速機１の騒音ａと、逆位相であり、かつ、同振幅の信号を出力し、スピーカ６より騒音を抑制したい位置方向に向けて干渉音ｂとして発する。

このように、歯車減速機１からの騒音ａを検知して、該検知した騒音ａと逆位相であり、かつ、同振幅の干渉音ｂを、騒音を抑制したい位置方向に向けて発することにより、図２に示すように、騒音ａは干渉音ｂと干渉させられて打ち消され、その位置方向の騒音ａは積極的に抑制されることになる。

図１に示す構成では、能動的騒音抑制装置３の作動用電力を外部電源から得ている。しかし、騒音抑制効果をより高めるためには、マイクロフォン４やスピーカ６を最適な位置（距離や方向）に配置する必要がある。このため、作動用電力を外部電源から得ているときは、電源コード７が長くなったり、場合によっては電源の位置から制約を受けて、マイクロフォン４やスピーカ６を最適な位置に配置できないこともある。

図３に示す例は、歯車減速機１の回転軸（入力軸あるいは出力軸）２に、発電機８を装着しており、回転軸２の回転により発電し、この電力をフィードバック回路５に供給している。また、図４に示す例では、歯車減速機１にエネルギー変換器９を装着しており、歯車減速機１の振動により電流を発生させ、該電力をフィードバック回路５に供給するようにしている。
このように、歯車減速機１に電源を設けるようにすれば、マイクロフォン４やスピーカ６の最適な配置が可能となり、より効果的な騒音抑制が可能である。

能動的騒音抑制装置３の作動電力は小さな電力でよいが、回転軸２に発電機８を装着する構成では、一応回転軸２にその分の負荷がかかることになるから、大型の歯車減速機１を対象として有効な構成である。
また、エネルギー変換器９としては、例えば、振動により発電する圧電素子（圧電セラミックなど）を用いた構成のものが使用されるが、これを歯車減速機１の外面に並列設置することにより必要所定の電力を得ることができる。なお、この形式は歯車減速機１の回転軸２に余分な負荷をかけることもなく、小型の歯車減速機１を対象として有効な構成である。

上記の説明においては、一方向にのみに能動的騒音抑制装置３を配置して説明したが、騒音を抑制したい位置方向が複数方向ある場合には、能動的騒音抑制装置３を夫々の方向に複数配置することができる。
また、エネルギー変換器９は、歯車減速機１と一体的に固定され、同様に振動する駆動モータや減速機架台、あるいは、減速機１に、例えば、板ばねなど振動を増幅させるような部材を介して設置してもよい。
なお、エネルギー変換器９を設置する場合は、歯車減速機１の騒音の元となる振動エネルギーを吸収することになるから、幾分かの制振効果もみられ、相乗的に騒音抑制効果が期待できる。

本発明による歯車減速機用能動的騒音抑制装置を示す図。騒音と干渉音波との干渉を示す図。歯車減速機に発電機を備えた例を示す図。歯車減速機にエネルギー変換器を備えた例を示す図。

符号の説明

１歯車減速機２歯車軸
３能動的騒音抑制装置４マイクロフォン
５フィードバック回路６スピーカ
７電源コード８発電機
９エネルギー変換器

Claims

歯車減速機からの騒音を検知し、該検知した騒音と逆位相で、かつ、同振幅の干渉音を、騒音を抑制したい位置方向に向けて発生させ、歯車減速機からの騒音に干渉音を干渉させて騒音を抑制させるようにしたことを特徴とする歯車減速機用能動的騒音抑制方法。
歯車減速機に向けて配置され、歯車減速機の騒音を拾うマイクロフォンと、該マイクロフォンから騒音信号を入力され、騒音を解析して、騒音と逆位相であり、かつ、同振幅の信号を出力するフィードバック回路と、該フィードバック回路から出力される信号を干渉音として、騒音を抑制したい位置方向に発するスピーカを備えたことを特徴とする歯車減速機用能動的騒音抑制装置。
歯車減速機の回転軸に発電機を装着し、該発電機で発電される電力を作動用電力としたことを特徴とする請求項２記載の歯車減速機用能動的騒音抑制装置。
歯車減速機の外面、もしくは、該歯車減速機に一体的に固定された部材に、振動を受けて発電するエネルギー変換器を装着し、該エネルギー変換器で発電される電力を作動用電力としたことを特徴とする請求項２記載の歯車減速機用能動的騒音抑制装置。
エネルギー変換器を圧電素子で構成したことを特徴とする請求項４記載の歯車減速機用能動的騒音抑制装置。