JP2008256228A - Silencer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、消音装置に係り、さらに詳しくは、自動販売機などの対象装置から発生する駆動音を消音するための消音装置に関する。 The present invention relates to a silencer, and more particularly to a silencer for silencing drive sound generated from a target device such as a vending machine.
通常、飲料などの商品が収容される自動販売機には、商品を冷却するための冷却装置が備えられている。この冷却装置は、一般的に、機内の空気を冷却するための冷却器、冷却器へ供給される冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された冷媒を液化させる凝縮器、及び、圧縮機や凝縮器を冷却するために回転駆動される送風機などが備えられている。 Usually, a vending machine that accommodates merchandise such as beverages is provided with a cooling device for cooling the merchandise. This cooling device generally includes a cooler for cooling the air in the machine, a compressor for compressing refrigerant supplied to the cooler, a condenser for liquefying the compressed refrigerant, and a compressor or condenser. A fan that is rotationally driven to cool the air is provided.
この種の自動販売機の筐体内には、例えば、その中央部から上部に商品を収容するための商品収容部が形成されており、上記冷却装置は筐体内の下部に配置されている。通常、筐体の下部には、前面に吸気口、背面に排気口が形成されており、送風機が駆動されることにより、機外の空気が吸気口から吸い込まれ、圧縮機や凝縮器の周囲を通って排気口から排出されるようになっている。 In the casing of this type of vending machine, for example, a merchandise accommodating portion for accommodating merchandise is formed from the central portion to the upper portion, and the cooling device is disposed in the lower portion in the casing. Normally, the lower part of the housing has an air inlet on the front and an air outlet on the back. When the blower is driven, air outside the machine is sucked in from the air inlet and around the compressor and condenser. Through the exhaust port.
このような吸気口や排気口は、機外の空気を機内に循環させるために必要不可欠であるものの、上記のような筐体内に備えられた各種部品から発生する駆動音が、吸気口や排気口から漏洩するといった問題があった。そのため、このような自動販売機をホテルや病院などの静かな屋内に設置したときには、騒音の問題が深刻化する場合があった。 Although such air intakes and exhausts are indispensable for circulating outside air into the machine, the driving sound generated from the various components provided in the casing as described above is There was a problem of leakage from the mouth. Therefore, when such a vending machine is installed indoors in a quiet place such as a hotel or a hospital, the problem of noise may become serious.
このような問題を解決するために、従来から、消音部材を設けることにより機内から駆動音が漏洩するのを防止するといった技術が提案されている(例えば、特許文献1)。
しかしながら、消音部材を用いた場合には、周波数の高い音は良好に消音できるものの、周波数の低い音を消音するのが困難であるいう問題があった。特に、圧縮機や送風機から発生する駆動音は、周波数が比較的低く、消音部材を用いても十分に消音できない場合があった。そこで、自動販売機の筐体内に消音装置を設けて、筐体内で発生する駆動音を消音することが考えられるが、そのために大きなスペースを筐体内に確保することは困難な場合が多いという問題があった。 However, when the muffling member is used, although a sound with a high frequency can be satisfactorily muffled, there is a problem that it is difficult to mute a sound with a low frequency. In particular, the drive sound generated from the compressor or the blower has a relatively low frequency, and there are cases where the sound cannot be sufficiently silenced even if a silencer member is used. Therefore, it is conceivable to provide a silencer in the case of the vending machine to mute the drive sound generated in the case. However, it is often difficult to secure a large space in the case. was there.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、スペースを有効利用して対象装置で生成された駆動音を効果的に消音することができる消音装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a silencer that can effectively silence a drive sound generated by a target device by effectively using a space.
第1の本発明による消音装置は、対象装置の背面に沿って上下方向に延びるように設けられ、その上下方向の一端部において上記背面に形成された開口部に連通するダクト部材と、上記ダクト部材に設けられ、上記対象装置から上記開口部を介して上記ダクト部材内に進入した駆動音が入力される第1マイクと、音信号を生成する音信号生成手段と、上記ダクト部材における上記第1マイクよりも上記開口部に対して上下方向に近い位置に設けられ、上記音信号生成手段により生成された音信号に基づく音を出力するスピーカとを備え、上記音信号生成手段が、上記第1マイクに入力される上記スピーカからの音が、上記第1マイクに入力される上記駆動音に対して逆位相となるように音信号を生成するように構成される。 A silencer according to a first aspect of the present invention is provided so as to extend in the vertical direction along the back surface of the target device, and a duct member communicating with an opening formed in the back surface at one end portion in the vertical direction; A first microphone that is provided in a member and receives a drive sound that enters the duct member from the target device through the opening; a sound signal generating unit that generates a sound signal; and the first microphone in the duct member. A speaker provided at a position closer to the opening than the one microphone relative to the opening and outputting a sound based on the sound signal generated by the sound signal generating means, wherein the sound signal generating means comprises the first A sound signal is generated so that sound from the speaker input to one microphone has an opposite phase to the driving sound input to the first microphone.
このような構成によれば、第1マイクに入力されるスピーカからの音が、第1マイクに入力される対象装置で生成された駆動音に対して逆位相となるように音信号を生成することにより、スピーカからの音を駆動音と干渉させ、当該駆動音を消音することができる。すなわち、スピーカから出力された音が、マイクに到達する位置において対象装置で生成された駆動音に対して逆位相となり、音波干渉によって駆動音が消音される。これにより、消音部材などを用いて対象装置で生成された駆動音を受動的に消音するのではなく、駆動音に対応する位相の音を積極的に発生させて駆動音を消音することができる。このように、音波干渉を用いて駆動音を消音するような構成を採用することにより、消音部材を用いるような構成とは異なり、対象装置で生成された駆動音を効果的に消音することができる。 According to such a configuration, the sound signal is generated so that the sound from the speaker input to the first microphone has an opposite phase to the drive sound generated by the target device input to the first microphone. Thus, it is possible to cause the sound from the speaker to interfere with the driving sound and to mute the driving sound. That is, the sound output from the speaker has an opposite phase to the drive sound generated by the target device at the position reaching the microphone, and the drive sound is muted by sound wave interference. Accordingly, the drive sound generated by the target device using the silencer member or the like is not passively silenced, but the drive sound can be silenced by actively generating a sound having a phase corresponding to the drive sound. . In this way, by adopting a configuration that silences the drive sound using sound wave interference, unlike the configuration that uses the silencer member, the drive sound generated by the target device can be effectively silenced. it can.
通常、自動販売機などの対象装置は、その背面を壁面に対向させた状態で設置されるが、このとき、対象装置の背面と壁面との間には所定の空間が形成される。本発明の構成によれば、対象装置の背面に沿って上下方向に延びるダクト部材に第1マイク及びスピーカを設けることにより、対象装置の背面側に形成された奥行きが比較的小さい空間内に各部品を配置して、対象装置から開口部を介してダクト部材内に進入した駆動音を消音することができる。したがって、スペースを有効利用して対象装置で生成された駆動音を消音することができる。 Normally, a target device such as a vending machine is installed with its back face facing a wall surface. At this time, a predetermined space is formed between the back surface and the wall surface of the target device. According to the configuration of the present invention, by providing the first microphone and the speaker on the duct member extending in the vertical direction along the back surface of the target device, each depth is formed in a space with a relatively small depth formed on the back side of the target device. By disposing the parts, it is possible to mute the driving sound that has entered the duct member from the target device through the opening. Therefore, it is possible to mute the drive sound generated by the target device by effectively using the space.
第2の本発明による消音装置は、上記構成に加えて、上記音信号生成手段が、上記第1マイクからの入力信号に基づいて音信号を生成するように構成される。このような構成によれば、スピーカよりも開口部に対して上下方向に遠い位置に設けられた第1マイクからの入力信号に基づいて、フィードバック制御によって対象装置で生成された駆動音を消音することができる。 In addition to the above configuration, the silencer according to the second aspect of the present invention is configured such that the sound signal generation means generates a sound signal based on an input signal from the first microphone. According to such a configuration, the drive sound generated in the target device by the feedback control is muted based on the input signal from the first microphone provided at a position farther in the vertical direction with respect to the opening than the speaker. be able to.
第3の本発明による消音装置は、上記構成に加えて、上記ダクト部材における上記スピーカよりも上記開口部に対して上下方向に近い位置に設けられ、上記対象装置から上記開口部を介して上記ダクト部材内に進入した駆動音が入力される第2マイクを備え、上記音信号生成手段が、上記第2マイクからの入力信号に基づいて音信号を生成するように構成される。このような構成によれば、スピーカよりも開口部に対して上下方向に近い位置に設けられた第2マイクからの入力信号に基づいて、フィードフォワード制御によって対象装置で生成された駆動音を消音することができる。 A silencer according to a third aspect of the present invention, in addition to the above-described configuration, is provided at a position closer to the opening than the speaker in the duct member in the vertical direction, and from the target device through the opening. A second microphone to which drive sound that has entered the duct member is input is provided, and the sound signal generating means is configured to generate a sound signal based on an input signal from the second microphone. According to such a configuration, the drive sound generated in the target device by the feedforward control is muted based on the input signal from the second microphone provided closer to the opening than the speaker in the vertical direction. can do.
特に、自動販売機などの上下方向に長い対象装置の背面にダクト部材を設けた場合には、ダクト部材を上下方向により長く形成することができるので、当該ダクト部材に設けられる第2マイクとスピーカとの距離をより長くすることができる。このように、第2マイクとスピーカとの距離をより長くすれば、フィードフォワード制御による駆動音の消音処理をより良好に行うことができる。 In particular, when a duct member is provided on the back surface of a target device that is long in the vertical direction, such as a vending machine, the duct member can be formed longer in the vertical direction, so the second microphone and the speaker provided in the duct member. Can be made longer. Thus, if the distance between the second microphone and the speaker is made longer, the drive sound muffling process by the feedforward control can be performed better.
第4の本発明による消音装置は、上記構成に加えて、上記ダクト部材の背面が開放されて構成される。このような構成によれば、背面が開放されたダクト部材が壁面に当接するように対象装置を設置することにより、当該壁面によりダクト部材の背面を構成することができるので、製造コストをより低減することができる。 A silencer according to a fourth aspect of the present invention is configured by opening the back surface of the duct member in addition to the above configuration. According to such a configuration, by installing the target device so that the duct member whose back surface is open contacts the wall surface, the back surface of the duct member can be configured by the wall surface, thereby further reducing the manufacturing cost. can do.
本発明によれば、第1マイクに入力されるスピーカからの音が、第1マイクに入力される対象装置で生成された駆動音に対して逆位相となるように音信号を生成することにより、スピーカからの音を駆動音と干渉させ、当該駆動音を消音することができるので、対象装置で生成された駆動音を効果的に消音することができる。また、対象装置の背面側に形成された奥行きが比較的小さい空間内に各部品を配置して、対象装置から開口部を介してダクト部材内に進入した駆動音を消音することができるので、スペースを有効利用して対象装置で生成された駆動音を消音することができる。 According to the present invention, by generating the sound signal so that the sound from the speaker input to the first microphone has an opposite phase to the drive sound generated by the target device input to the first microphone. Since the sound from the speaker can be interfered with the driving sound and the driving sound can be silenced, the driving sound generated by the target device can be effectively silenced. In addition, since each part is arranged in a space formed on the back side of the target device with a relatively small depth, the drive sound that has entered the duct member from the target device through the opening can be silenced. The drive sound generated by the target device can be silenced by effectively using the space.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1による消音装置100が適用された自動販売機1の一構成例を示した図であり、(a)は正面図、(b)は側面図を示している。図2は、図1の自動販売機1の開閉扉3を開いた状態を示した正面図である。図3は、図1の自動販売機1の概略側断面図である。図4は、図1の自動販売機1を背面側から見た斜視図である。この自動販売機1は、缶に封入された飲料などを商品として販売する自動販売機であり、縦長の直方体形状からなる筐体2内に多数の商品を収容している。以下では、図1(b)における左側を前方、右側を後方、手前側を右方、奥側を左方として説明することとする。
1A and 1B are diagrams showing a configuration example of a
筐体2の前面には、当該前面全体を開放する前面開口2Aが形成されており、この前面開口2Aが筐体2に対して開閉可能に取り付けられた開閉扉3により覆われている。すなわち、開閉扉3は、閉じられた状態で筐体2の前面を形成している。筐体2の底面には、4つの角部にそれぞれ脚部4が取り付けられている。これらの脚部4は、筐体2の底面に上下方向へ進退可能にねじ込まれている。当該自動販売機1を設置する際には、筐体2に対する各脚部4のねじ込み量を調整し、各脚部4の底面を接地させることにより、地面に対する筐体2の高さを調整することができる。
A
開閉扉3の前面中央部には、商品を購入しようとする利用者が貨幣を投入する際に使用する貨幣投入領域5が形成されている。この貨幣投入領域5には、硬貨を投入するための硬貨投入口5Aと、紙幣を投入するための紙幣投入口5Bと、投入された貨幣の返却を指示するための返却レバー5Cと、投入された貨幣の合計金額を表示する投入金額表示部5Dとが備えられている。貨幣投入後に返却レバー5Cを操作した場合、紙幣は紙幣投入口5Bから返却され、硬貨は開閉扉3の下部に形成されている硬貨返却口6から返却される。
In the center of the front surface of the open /
開閉扉3の前面上部には、この自動販売機1で販売可能な商品の見本が展示されたディスプレイ領域7が形成されている。このディスプレイ領域7には、展示されている各見本に対応付けられた購入ボタン7Aが設けられており、利用者は、硬貨投入口5A又は紙幣投入口5Bから貨幣を投入した後、いずれかの購入ボタン7Aを操作することにより、その購入ボタン7Aに対応する商品の購入を指示することができる。購入が指示された商品は、筐体2内の下部に送り出され、開閉扉3の下部に形成された横長形状の商品取出口8から取り出すことができる。なお、購入を指示した商品の金額が投入金額よりも低い場合には、その差額分の釣銭が硬貨返却口6から返却されるようになっている。
A
開閉扉3の背面中央部には、前面の貨幣投入領域5の裏側に対応する位置に、貨幣処理ユニット9が設けられている。この貨幣処理ユニット9は、硬貨投入口5A及び紙幣投入口5Bから投入される貨幣を貯留するとともに、必要に応じて硬貨返却口6又は紙幣投入口5Bから貨幣を返却する処理を行うための機構である。開閉扉3の背面中央部における貨幣処理ユニット9の側方には制御ユニット10が設けられ、この制御ユニット10に備えられているプロセッサによって、この自動販売機1の動作が制御されるようになっている。
A
筐体2内には、その中央部から上部にわたる領域に商品を収容するための商品収容部11が形成されており、商品収容部11内の商品を冷却するための冷却装置12が筐体2内の下部に配置されている。商品収容部11は、それぞれ縦長形状からなる冷却商品収容部11A及び加熱商品収容部11Bが左右に並べて配置されることにより形成されている。冷却商品収容部11Aの下方には、当該冷却商品収容部11A内の空気を冷却するための冷却器13が配置されている。一方、加熱商品収容部11Bの下方には、当該加熱商品収容部11B内の空気を加熱するための加熱器14が配置されている。筐体2内の前側には、商品収容部11から商品取出口8側へ商品を排出するための商品排出口15が形成されている。商品排出口15は複数形成されており、各商品排出口15が冷却商品収容部11A又は加熱商品収容部11Bに対応付けられている。
In the
冷却装置12は、冷却商品収容部11A内に収容されている商品を冷却するためのものであり、上記冷却器13の他、冷却器13へ供給される冷媒を圧縮する圧縮機16、圧縮された冷媒を液化させる凝縮器17、及び、圧縮機16や凝縮器17を冷却するために回転駆動される送風機18などが備えられている。圧縮機16は、交流電圧が供給される交流モータによって回転駆動される。一方、送風機18は、直流電圧が供給される直流モータによって回転駆動される。
The
冷却器13、圧縮機16及び凝縮器17は、配管を介して互いに連通しており、これらの各部に冷媒を循環させることにより、冷却器13を介して冷却商品収容部11A内の空気を冷却することができる。より具体的には、冷却装置12が駆動されると、冷媒が圧縮機16で圧縮されて高圧ガスとなった後、凝縮器17で冷却されることにより液化される。そして、液化された冷媒が減圧され、冷却器13において蒸発することにより、いわゆる蒸発潜熱によって冷却器13が冷却される。液化した冷媒は、圧縮機16で再び圧縮され、凝縮器17、冷却器13へと循環される。
The cooler 13, the
開閉扉3の底部には、その両端部が開閉扉3の左右両端部の近傍に位置する横長形状の吸気口19が形成されている。一方、筐体2の背面底部には、その少なくとも一部が吸気口19に対して前後方向に対向するように、横長形状の排気口20が形成されている。筐体2内における商品収容部11の下方には仕切板21が設けられており、この仕切板21の下方の領域が、吸気口19及び排気口20を開口部として有し、筐体2内を前後方向に貫通するダクト状空間22を形成している。
At the bottom of the open /
ダクト状空間22内には、冷却装置12の構成部品のうち、凝縮器17、送風機18及び圧縮機16が配置されている。より具体的には、凝縮器17、送風機18及び圧縮機16が、筐体2内の底部に前後方向に向かってこの順序で並べて配置されている。これにより、凝縮器17、送風機18及び圧縮機16が、それぞれ吸気口19及び排気口20に対して前後方向に対向している。一方、冷却器13は、ダクト状空間22の上方に配置されている。
Among the components of the
冷却装置12が駆動されているときには、送風機18が回転駆動されることにより、機外の空気が吸気口19から機内に送り込まれる。そして、機内に送り込まれた空気が、ダクト状空間22内において凝縮器17及び圧縮機16の周囲を通り、排気口20から機外へ送り出されることにより、凝縮器17及び圧縮機16が冷却される。
When the
筐体2の背面の下部には、排気口20を覆うように消音装置100が設けられている。この消音装置100は、対象装置としての自動販売機1で生成される駆動音を消音するための装置であり、筐体2内の冷却装置12から後方へ向かう駆動音は、排気口20を介して消音装置100へ進入し、当該消音装置100内において消音されるようになっている。ここで、消音装置100には、排気口20に連通するダクト部材101の他、当該ダクト部材101に取り付けられた第1マイク102A、第2マイク102B及びスピーカ103が備えられている。
A
ダクト部材101は、左右の幅及び上下の高さがそれぞれ前後の厚みよりも大きい前後方向に薄型の直方体形状からなり、前面及び上面が開放された中空状の部材が筐体2の背面に取り付けられることにより構成されている。これにより、筐体2の背面によってダクト部材101の前面が形成され、ダクト部材101の内部に筐体2の背面に沿って上下方向に延びるダクト状空間104が形成されている。このダクト状空間104は、その下端部が排気口20を介して筐体2内のダクト状空間22に連通することにより、当該ダクト状空間22を排気口20から上方に向かって延設しており、その上端部がダクト部材101の上端部に形成された開口部101Aから上方に向かって機外に開放されている。
The
ダクト部材101は、その左右方向の中央部が排気口20の左右方向の中央部に対向するように配置されている。ダクト部材101の背面における上端部には、その左右方向の中央部に第1マイク102Aが取り付けられている。一方、ダクト部材101の背面における下端部には、その左右方向の中央部に第2マイク102Bが取り付けられている。この第2マイク102Bは、排気口20に対向する位置に設けられており、当該排気口20の左右方向の中央部に対向している。第1マイク102A及び第2マイク102Bは、所定の間隔を空けて上下方向に並んでおり、それぞれダクト部材101内の音が入力されるようになっている。
The
ダクト部材101の左右両端面の上部には、第1マイク102Aよりも排気口20に対して上下方向に近い位置に、それぞれ外側からスピーカ103が取り付けられている。一方、第2マイク102Bは、スピーカ103よりも排気口20に対して上下方向に近い位置に設けられている。すなわち、各スピーカ103は、ダクト部材101における各マイク102A,102Bに対して上下方向に異なる位置に設けられており、第2マイク102Bとの距離が第1マイク102Aとの距離よりも長くなるように配置されている。これらの2つのスピーカ103は、ダクト部材101内のダクト状空間104を介して互いに左右方向に対向しており、それぞれ対向する他方のスピーカ103に向かって取り付けられている。
筐体2内の冷却装置12から発生し、ダクト状空間22内を後方へ向かう駆動音は、排気口20を介してダクト部材101内に進入し、当該ダクト部材101内のダクト状空間104を通って上方の開口部101Aへ向かう。このとき、排気口20を介してダクト部材101内に進入した駆動音は、排気口20に近い第2マイク102Bに入力された後、開口部101Aの近傍において第1マイク102Aに入力される。また、第1マイク102Aには、ダクト部材101内のダクト状空間104を介して、当該第1マイク102Aの近傍に設けられている2つのスピーカ103からの音も入力される。
Drive sound generated from the cooling
本実施の形態の自動販売機1では、スピーカ103から出力する音を第1マイク102A又は第2マイク102Bからの入力信号に基づいて制御して、筐体2内で生成された駆動音に対応する音をスピーカ103から出力させることにより、いわゆるアクティブ消音によって、筐体2内で生成された駆動音を消音することができるようになっている。
In the
すなわち、スピーカ103よりも冷却装置12に近い第2マイク102Bからの入力信号に基づいてスピーカ103からの出力音を制御すれば、フィードフォワード制御によって駆動音を消音することができる。一方、スピーカ103よりも冷却装置12から遠いマイク102Bからの入力信号に基づいてスピーカ103からの出力音を制御すれば、フィードバック制御によって駆動音を消音することができる。なお、ピークが所定の閾値以下の安定した駆動音が発生しているときには、フィードバック制御によって駆動音を消音し、ピークが上記閾値を超えるランダムな駆動音が発生した場合には、フィードフォワード制御によって駆動音を消音することにより、効果的に駆動音を消音することができる。
That is, if the output sound from the
図5は、この自動販売機1において行われるアクティブ消音の原理について説明するための模式図である。筐体2内のダクト状空間22に配置された圧縮機16や送風機18から発生した駆動音は、当該ダクト状空間22内を前後方向に向かって進行する。当該ダクト状空間22内を後方向に向かって進行する駆動音は、図中に矢印で示すように排気口20からダクト部材101内に進入して、当該ダクト部材101内のダクト状空間104を通って上方へ向かい、その過程で第2マイク102B及び第1マイク102Aに当該駆動音が順次に入力される。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the principle of active silencing performed in the
制御ユニット10には、マイク102A,102Bからの入力信号に基づいて音信号を生成する音信号生成手段としての位相調整増幅回路10Aが備えられている。消音装置100に備えられた2つのスピーカ103からは、位相調整増幅回路10Aで生成された音信号に基づく音がそれぞれ同じ音量で出力され、スピーカ103から出力された音がダクト部材101内のダクト状空間104を通って開口部101A側へ向かう。スピーカ103から開口部101Aへ向かう音は、当該スピーカ103よりも開口部101A側にある第1マイク102Aに入力される。
The
位相調整増幅回路10Aは、マイク102A,102Bから入力された信号に基づいて、特定周波数の信号の位相をずらす処理を行うとともに、振幅を増大させる処理を行うことによって、フィードバック制御又はフィードフォワード制御を行う。すなわち、フィードバック制御の場合には、第1マイク102Aからの入力信号のうち、スピーカ103からの出力音に対応する入力信号が除去されることにより、駆動音に対応する入力信号が抽出される。そして、第1マイク102Aからの入力信号に基づいて抽出された特定周波数の駆動音に対応する入力信号に対して、第1マイク102Aに入力されるスピーカ103からの音が逆位相となるように位相が調整されるとともに、第1マイク102Aに入力されるスピーカ103からの音が同程度の振幅となるように振幅が増大される。
The phase
一方、フィードフォワード制御の場合には、第2マイク102Bからの入力信号のうち、スピーカ103からの出力音に対応する入力信号が除去されることにより、駆動音に対応する入力信号が抽出される。そして、第2マイク102Bからの入力信号に基づいて抽出された特定周波数の駆動音に対応する入力信号に対して、第1マイク102Aに入力されるスピーカ103からの音が逆位相となるように位相が調整されるとともに、第1マイク102Aに入力されるスピーカ103からの音が同程度の振幅となるように振幅が増大される。
On the other hand, in the case of feedforward control, the input signal corresponding to the drive sound is extracted by removing the input signal corresponding to the output sound from the
このように、フィードバック制御では、スピーカ103から出力される音の位相及び振幅が、第1マイク102Aからの入力信号に基づいて事後的に調整されるのに対し、フィードフォワード制御では、スピーカ103から出力される音の位相及び振幅が、第2マイク102Bからの入力信号に基づいて事前に決定される。なお、フィードフォワード制御の場合には、第1マイク102Aからの入力信号に基づいて、駆動音を良好に消音できているかどうかを検出することができる。
Thus, in the feedback control, the phase and amplitude of the sound output from the
ここで、筐体2内のダクト状空間22で音が発生した場合には、そのダクト状空間22に連通するダクト部材101内のダクト状空間104内に一次元の音場が形成される。このような一次元の音場では、下記式(1)のような条件を満たす場合に、ダクト状空間104内を伝播する音波を平面波とみなすことができ、逆位相の平面波の重ね合わせによって良好に消音を行うことができる。
d<<λ/2 ・・・式(1)
d:ダクトの内径 λ:音の波長
Here, when sound is generated in the duct-shaped
d << λ / 2 Formula (1)
d: inner diameter of duct λ: wavelength of sound
圧縮機16は交流モータによって駆動されるため、圧縮機16の駆動音は、供給される交流商用電源の周波数により異なる周波数においてピークが発生する。より具体的には、圧縮機16の駆動音は、交流商用電源の周波数に対してn倍(nは自然数)の周波数においてピークが発生する。このような圧縮機16から発生する駆動音のうち、比較的低い周波数であるn=1及びn=2の周波数では、駆動音が特に耳障りに聞こえる傾向がある。つまり、圧縮機16は、50〜120Hz程度の範囲で耳障りな駆動音を発生する。
Since the
一方、送風機18は、直流モータによって駆動されるため、特定の周波数において駆動音のピークが発生する。具体的には、送風機18の駆動音は、送風機18に備えられた羽根の数と回転数に依存しており、本実施の形態では、140Hz程度でピークが発生するようになっている。このように、比較的低い周波数でピークが発生する送風機18からの駆動音は、圧縮機16以外の他の構成部品からの駆動音に比べて、特に耳障りに聞こえる傾向がある。また、本実施の形態のように、圧縮機16及び送風機18からそれぞれ発生する駆動音の周波数のピークが近接している場合には、駆動音がより一層耳障りに聞こえる傾向がある。
On the other hand, since the
上記のように、圧縮機16及び送風機18から発生する耳障りな駆動音は、50〜140Hz程度の周波数帯に分布している。このような周波数帯に対応する音の波長λは、2.4〜6.8m程度である。一方、ダクト状空間104の内径dは、数cm〜数十cmである。これらの数値は、上記式(1)の条件を満たしており、ダクト状空間104内を伝播する圧縮機16及び送風機18からの音波を平面波とみなすことができるので、逆位相の平面波の重ね合わせによって圧縮機16及び送風機18からの駆動音を良好に消音することができる。
As described above, the annoying driving sound generated from the
図6は、逆位相の平面波の重ね合わせによって駆動音を消音する態様について説明するための波形図であり、(a)は第1マイク102Aに入力される圧縮機16又は送風機18からの駆動音の波形、(b)は第1マイク102Aに入力されるスピーカ103からの音の波形、(c)はこれらの音の合成波の波形を示している。圧縮機16又は送風機18から発生する駆動音は、排気口20を介してダクト部材101内に進入し、図6(a)に示すような波形で第1マイク102Aに入力される。
FIG. 6 is a waveform diagram for explaining a mode in which the driving sound is silenced by superimposing antiphase plane waves. FIG. 6A is a driving sound from the
一方、スピーカ103から出力される音は、第1マイク102Aからの入力信号に基づいてフィードバック制御が行われ、又は、第2マイク102Bからの入力信号に基づいてフィードフォワード制御が行われることにより、図6(b)に示すように、第1マイク102Aに入力されるときに圧縮機16又は送風機18からの特定周波数の駆動音に対して逆位相となる。したがって、圧縮機16又は送風機18からの特定周波数の駆動音とスピーカ103から出力される音とは、図6(c)に示すように第1マイク102Aに入力される際に互いに重ね合わせられて打ち消し合い、これにより当該周波数の駆動音が消音される。
On the other hand, the sound output from the
本実施の形態では、第1マイク102Aに入力されるスピーカ103からの音が、第1マイク102Aに入力される自動販売機1で生成された駆動音に対して逆位相となるように音信号を生成することにより、スピーカ103からの音を駆動音と干渉させ、当該駆動音を消音することができる。すなわち、スピーカ103から出力された音が、第1マイク102Aに到達する位置において自動販売機1で生成された駆動音に対して逆位相となり、音波干渉によって駆動音が消音される。これにより、消音部材などを用いて自動販売機1で生成された駆動音を受動的に消音するのではなく、フィードバック制御又はフィードフォワード制御により駆動音に対応する位相の音を積極的に発生させて駆動音を消音することができる。このように、音波干渉を用いて駆動音を消音するような構成を採用することにより、消音部材を用いるような構成とは異なり、自動販売機1で生成された駆動音を効果的に消音することができる。ただし、ダクト部材101内に消音部材を設ければ、さらに消音効果を向上させることも可能である。
In the present embodiment, the sound signal is such that the sound from the
通常、自動販売機1は、その背面を壁面に対向させた状態で設置されるが、このとき、自動販売機1の背面と壁面との間には所定の空間が形成される。本実施の形態では、自動販売機1の背面に沿って上下方向に延びるダクト部材101に第1マイク102A、第2マイク102B及びスピーカ103を設けることにより、自動販売機1の背面側に形成された奥行きが比較的小さい空間内に各部品を配置して、自動販売機1から排気口20を介してダクト部材101内に進入した駆動音を消音することができる。したがって、スペースを有効利用して自動販売機1で生成された駆動音を消音することができる。
Normally, the
特に、自動販売機1のように上下方向に長い対象装置の背面にダクト部材101を設けた場合には、ダクト部材101を上下方向により長く形成することができるので、当該ダクト部材101に設けられる第2マイク102Bとスピーカ103との距離をより長くすることができる。このように、第2マイク102Bとスピーカ103との距離をより長くすれば、フィードフォワード制御による駆動音の消音処理をより良好に行うことができる。
In particular, when the
実施の形態2.
実施の形態1では、消音装置100のダクト部材101が、背面及び左右両端面を有し、当該背面に第1マイク102A及び第2マイク102Bが設けられた構成について説明した。これに対して、実施の形態2では、ダクト部材201の背面が省略されるとともに、第1マイク102A及び第2マイク102Bの取付位置が実施の形態1とは異なっている。
In the first embodiment, the
図7は、本発明の実施の形態2による消音装置200が適用された自動販売機1の一構成例を示した概略側断面図である。本実施の形態は、ダクト部材201の背面が省略されている点、及び、第1マイク102A及び第2マイク102Bの取付位置が異なっている点を除けば、実施の形態1と同様の構成を有しているので、同様の構成については図に同一符号を付して説明を省略することとする。
FIG. 7 is a schematic sectional side view showing an example of the configuration of the
本実施の形態の消音装置200のダクト部材201は、実施の形態1の消音装置100のダクト部材101と同様の構成からなる左右端面及び下面を有しているが、背面が開放されている。すなわち、本実施の形態のダクト部材201は、自動販売機1の筐体2の背面と、当該背面から後方に突出する左右両端面及び下面とにより構成されている。
The
また、実施の形態1の消音装置100においてダクト部材101の背面に設けられていた第1マイク102A及び第2マイク102Bは、本実施の形態の消音装置200では、ダクト部材201の前面を構成する筐体2の背面に設けられている。より具体的には、第1マイク102Aは、筐体2の背面において、スピーカ103よりも上方であって、ダクト部材201の上端部に形成された開口部101Aよりも下方に設けられている。一方、第2マイク102Bは、筐体2の背面において、スピーカ103よりも下方であって、排気口20よりも上方に設けられている。
The
これらの第1マイク102A及び第2マイク102Bは、排気口20の左右方向中央部の上方において、上下方向に所定の間隔を空けて並んでいる。なお、第2マイク102Bは、排気口20の近傍に設けた方が、スピーカ103との距離を長くすることができるので、第2マイク102Bからの入力信号に基づくフィードフォワード制御をより良好に行うことができる。
The first microphone 102 </ b> A and the second microphone 102 </ b> B are arranged above the central portion in the left-right direction of the
本実施の形態では、図7に示すように、背面が開放されたダクト部材201が壁面Wに当接するように自動販売機1を設置することにより、当該壁面Wによりダクト部材201の背面を構成することができるので、製造コストをより低減することができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 7, by installing the
実施の形態3.
実施の形態1では、消音装置100のダクト部材101に、第1マイク102A及び第2マイク102Bが設けられた構成について説明した。これに対して、実施の形態3では、第2マイク102Bが省略され、第1マイク102Aのみがダクト部材301に設けられている。
In the first embodiment, the configuration in which the
図8は、本発明の実施の形態3による消音装置300が適用された自動販売機1の一構成例を示した概略側断面図である。本実施の形態は、ダクト部材301の上下方向の長さが異なる点、及び、第2マイク102Bが省略され、第1マイク102Aとスピーカ103の取付位置が異なっている点を除けば、実施の形態1と同様の構成を有しているので、同様の構成については図に同一符号を付して説明を省略することとする。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional side view showing a configuration example of the
本実施の形態の消音装置300のダクト部材301は、実施の形態1の消音装置100のダクト部材101と同様に背面、左右端面及び下面を有しているが、背面及び左右端面の上端が実施の形態1の場合よりも低く形成されることにより、ダクト部材301内のダクト状空間104が短くなっている。第1マイク102Aは、ダクト部材301の背面における上端部の左右方向の中央部に取り付けられている。また、ダクト部材301の左右両端面には、第1マイク102Aよりも下方であって、排気口20よりも上方となる位置に、それぞれ外側からスピーカ103が取り付けられている。
The
このようなダクト状空間104が短い構成の場合には、実施の形態1のように第2マイク102Bからの入力信号に基づいてフィードフォワード制御を良好に行うことは困難であるが、スピーカ103よりも上方に設けられた第1マイク102Aからの入力信号に基づいて、実施の形態1の場合と同様の態様でフィードバック制御を行うことにより、駆動音を消音することが可能である。
When such a duct-
この例では、ダクト部材301の背面に第1マイク102Aが設けられた構成について説明したが、実施の形態2と同様に、ダクト部材301の背面を省略して、第1マイク102Aを自動販売機1の筐体2の背面に設けた構成であってもよい。このような構成によれば、実施の形態2の場合と同様に、背面が開放されたダクト部材301が壁面に当接するように自動販売機1を設置することにより、当該壁面によりダクト部材301の背面を構成することができるので、製造コストをより低減することができる。
In this example, the configuration in which the
以上の実施の形態では、ダクト部材101,201,301が、その下端部において排気口20に連通し、排気口20から上方に向かって延びるような構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、ダクト部材が、筐体2の背面に形成された排気口20以外の開口部に連通し、当該開口部からダクト部材内に進入する駆動音を消音するような構成であってもよい。また、ダクト部材が、その上端部において筐体2の背面に形成された開口部に連通し、その開口部から下方に向かって延びるような構成であってもよい。
In the above embodiment, the configuration has been described in which the
また、以上の実施の形態では、自動販売機1に備えられた制御ユニット10により音信号生成手段が構成される場合について説明したが、このような構成に限らず、音信号生成手段を構成する制御装置がダクト部材に設けられることにより、消音装置が一体的な消音ユニットとして構成されていてもよい。
Moreover, although the above embodiment demonstrated the case where a sound signal production | generation means was comprised by the
さらに、以上の実施の形態では、自動販売機1に消音装置100,200,300を適用する場合について説明したが、このような構成に限らず、本発明は、自動販売機1の他にも、空調機や送風機などの各種対象装置に適用可能である。
Furthermore, although the case where the
1 自動販売機
2 筐体
10 制御ユニット
10A 位相調整増幅回路
20 排気口
22 ダクト状空間
100,200,300 消音装置
101,201,301 ダクト部材
101A 開口部
102A 第1マイク
102B 第2マイク
103 スピーカ
104 ダクト状空間
DESCRIPTION OF
Claims (4)
上記ダクト部材に設けられ、上記対象装置から上記開口部を介して上記ダクト部材内に進入した駆動音が入力される第1マイクと、
音信号を生成する音信号生成手段と、
上記ダクト部材における上記第1マイクよりも上記開口部に対して上下方向に近い位置に設けられ、上記音信号生成手段により生成された音信号に基づく音を出力するスピーカとを備え、
上記音信号生成手段は、上記第1マイクに入力される上記スピーカからの音が、上記第1マイクに入力される上記駆動音に対して逆位相となるように音信号を生成することを特徴とする消音装置。 A duct member provided so as to extend in the vertical direction along the back surface of the target device, and communicated with the opening formed in the back surface at one end portion in the vertical direction;
A first microphone provided in the duct member, to which a driving sound that has entered the duct member from the target device through the opening is input;
Sound signal generating means for generating a sound signal;
A speaker that is provided in a position closer to the opening than the first microphone in the duct member in the vertical direction, and that outputs a sound based on the sound signal generated by the sound signal generating means;
The sound signal generating means generates a sound signal so that a sound from the speaker input to the first microphone has a phase opposite to that of the driving sound input to the first microphone. A silencer.
上記音信号生成手段は、上記第2マイクからの入力信号に基づいて音信号を生成することを特徴とする請求項1に記載の消音装置。 A second microphone provided at a position closer to the opening than the speaker in the duct member in a vertical direction, to which driving sound that has entered the duct member from the target device through the opening is input; Prepared,
2. The silencer according to claim 1, wherein the sound signal generating means generates a sound signal based on an input signal from the second microphone.
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