JP2024039300A - Motor noise reduction device and motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、電動機の騒音低減装置、及び電動機に関する。 Embodiments of the present invention relate to a noise reduction device for an electric motor and an electric motor.
通常、電動機の運転時には、例えば電動機に設けられた外扇ファンの風切り音や、電動機の負荷側の軸受けで発生する軸受け音、及び磁気音若しくは磁励音等の各種の騒音が発生する。しかしながら、例えば外扇ファンの風切り音の対策には外扇ファンの形状を変更したり、軸受音の対策には隙間の小さい軸受を採用したりする等、従来、これらの騒音の対策には、機械的な構造を変更する必要があった。 Normally, when an electric motor is operating, various noises are generated, such as wind noise from an external fan installed in the electric motor, bearing noise generated by a bearing on the load side of the electric motor, and magnetic sound or magnetic excitation noise. However, conventional countermeasures for these noises include, for example, changing the shape of the external fan to counter the wind noise of the external fan, and adopting bearings with small gaps to counter the bearing noise. The mechanical structure had to be changed.
しかしながら、電動機の機械的な構造を変更すると、例えば電動機の冷却性能等の特性や能力も変化してしまう可能性があるため、全体の設計を一から見直す必要がある。また、既に運用されている電動機に対して後から機械的な変更を加えることは難しい。 However, if the mechanical structure of the motor is changed, the characteristics and capabilities of the motor, such as its cooling performance, may also change, so it is necessary to review the entire design from scratch. Furthermore, it is difficult to make mechanical changes to an electric motor that is already in use.
そこで、電動機の機械的な構造を変更することなく騒音を低減させることができる電動機の騒音低減装置、及びこの騒音低減装置を備えた電動機を提供する。 Therefore, the present invention provides a noise reduction device for an electric motor that can reduce noise without changing the mechanical structure of the electric motor, and an electric motor equipped with this noise reduction device.
実施形態による電動機の騒音低減装置は、電動機に設けられて前記電動機の周囲の音を集音するマイクと、前記マイクで集音した音を打ち消す位相となる打ち消し音を生成する処理装置と、前記電動機に設けられて前記処理装置で生成された前記打ち消し音を再生するスピーカーと、を備える。 A noise reduction device for an electric motor according to an embodiment includes: a microphone provided on an electric motor to collect sounds around the electric motor; a processing device that generates a canceling sound having a phase that cancels out the sound collected by the microphone; A speaker is provided on the electric motor and reproduces the canceling sound generated by the processing device.
また、実施形態による電動機は、上記した騒音低減装置を備える。 Further, the electric motor according to the embodiment includes the above-described noise reduction device.
以下、一実施形態による電動機の騒音低減装置及び電動機について図面を参照しながら説明する。電動機10は、例えば図示しない外部の制御装置に接続され、制御装置に設けられている図示しないインバータから出力される電力によって駆動される。電動機10は、例えば予め回転数などが設定された運転条件にしたがって運転される。
Hereinafter, a noise reduction device for a motor and a motor according to one embodiment will be described with reference to the drawings. The
図1に例示する電動機10は、フレーム11、軸受けブラケット12、13、ファンカバー14、回転軸15、及び端子箱16を備えている。また、電動機10は、詳細は図示しないが、フレーム11の内部に設けられた固定子及び回転子を備えている。固定子は、例えば固定子鉄心とコイルとを有しており、フレーム11の内周面に固定されている。回転子は、例えば回転子鉄心と永久磁石とを有しており、フレーム11の内部において回転軸15とともに回転可能に設けられている。
The
フレーム11、軸受けブラケット12、13、及びファンカバー14は、電動機10の外殻を構成する。フレーム11は、例えば内部に円筒状の空間を有して構成されており、図示しない固定子及び回転子を収容する。軸受けブラケット12、13は、それぞれフレーム11の両端部分に設けられており、回転軸15を回転可能に支持する。ファンカバー14は、フレーム11の一方の端部側に設けられており、図示しない冷却用の外扇ファンを収容する。
The
回転軸15の一方の端部、この場合図1の左側の端部は、ファンカバー14内で図示しない外扇ファンに接続されている。また、図1に示すように、回転軸15の他方の端部、この場合、図1の右側の端部は、軸受けブラケット13から外部に露出しており、図示しない負荷に接続される。なお、回転軸15に接続される図示しない負荷は、例えばポンプなど、電動機10によって駆動可能な種々の要素を適用することができる。
One end of the
以下の説明において、電動機10に対し図示しない負荷が接続される側を「負荷側」と称し、負荷側とは反対側、この場合、図示しない外扇ファンが接続される側を「反負荷側」と称することがある。図1の例では、紙面右側が「負荷側」となり、紙面左側が「反負荷側」となる。
In the following description, the side to which a load (not shown) is connected to the
端子箱16は、例えばフレーム11に固定されている。端子箱16は、例えばフレーム11と一体又は別体に構成されており、フレーム11の外方へ突出している。端子箱16内には、固定子のコイルに繋がる図示しない接続端子が収容されている。
The
電動機10には、騒音低減装置20が例えば着脱可能に取り付けられている。本実施形態の場合、電動機10は、騒音低減装置20を備えている。騒音低減装置20は、マイク21、スピーカー22、及び処理装置23を備えている。騒音低減装置20は、複数のマイク21及び複数のスピーカー22を備えている。騒音低減装置20は、例えばマイク21及びスピーカー22をそれぞれ3つ以上備えている。
A
マイク21は、電動機10に設けられており、電動機10の周囲の音を集音する機能を有する。マイク21は、例えば回転軸15の両端部側、つまり回転軸15の負荷側及び反負荷側に設けられている。この場合、負荷側に設けられたマイク21は、主に回転軸15の負荷側に発生する騒音を集音する。また、反負荷側に設けられたマイク21は、主に図示しない外扇ファンの風切り音による騒音を集音する。
The microphone 21 is provided on the
マイク21は、電動機10の外側面、この場合、例えば軸受けブラケット12、13の外側面に設けられている。本実施形態の場合、マイク21は、電動機10の外部の音を集音する。なお、マイク21は、例えばフレーム11又はファンカバー14の外側面に設けられていても良い。各マイク21は、軸受けブラケット12、13の外側面において、回転軸15の回転方向に沿って例えば等間隔に配置されている。
The
スピーカー22は、電動機10に設けられており、処理装置23で生成された打ち消し音を再生する機能を有する。各スピーカー22は、それぞれ対応する各マイク21の近傍に設けられている。スピーカー22は、例えば回転軸15の両端部側、つまり回転軸15の負荷側及び反負荷側に設けられている。この場合、負荷側に設けられたスピーカー22は、主に回転軸15の負荷側に発生する騒音を打ち消す音を発生させる。また、反負荷側に設けられたマイク21は、主に図示しない外扇ファンの風切り音による騒音を打ち消す音を発生させる。
The
スピーカー22は、電動機10の外側面、この場合、例えば軸受けブラケット12、13の外側面に設けられている。本実施形態の場合、スピーカー22は、電動機10の外部に対して打ち消し音を発生させる。なお、スピーカー22は、例えばフレーム11又はファンカバー14の外側面に設けられていても良い。各スピーカー22は、軸受けブラケット12、13の外側面において、回転軸15の回転方向に沿って例えば等間隔に配置されている。
The
処理装置23は、電動機10に設けられている。処理装置23は、例えば端子箱16内に設けられている。なお、処理装置23は、端子箱16の外部に設けられていても良い。処理装置23は、各マイク21で集音した音を打ち消す位相となる打ち消し音を生成する機能を有する。すなわち、処理装置23は、各マイク21で集音した音に基づいて、その音を打ち消すために各スピーカー22で再生される打ち消し音を生成し、その打ち消し音を各スピーカー22で再生させる。
The
処理装置23は、例えば図2に示すように、デジタル変換部231、打ち消し音生成部232、及び打ち消し音再生部233を有している。デジタル変換部231、打ち消し音生成部232、及び打ち消し音再生部233は、例えば1つ又は複数の基板に実装された電気回路で構成することができる。
The
デジタル変換部231は、各マイク21で集音した音をデジタル変換する機能を有する。打ち消し音生成部232は、デジタル変換部231でデジタル変換されたデータを基に、各マイク21で集音した音を打ち消すための打ち消し音を生成する機能を有する。打ち消し音生成部232は、例えば図3に示すように、各マイク21で集音した音とは逆位相となる音を生成する。
The
電動機10で発生する騒音は、例えば回転軸15の回転周期と同一の周期を有する。このため、打ち消し音生成部232は、例えば図3に示すように、各マイク21で集音した音の周期Tに対して一定周期、例えば半分の周期T/2を遅延させることで、各マイク21で集音した音とは逆位相となる音を生成する構成とすることができる。また、打ち消し音生成部232は、例えばデジタル変換部231でデジタル変換されたデータを反転させることで、各マイク21で集音した音とは逆位相となる音を生成する構成とすることもできる。
The noise generated by the
打ち消し音再生部233は、打ち消し音生成部232で生成された打ち消し音を、各スピーカー22から再生させる機能を有する。これにより、図3の「打ち消し結果」に示すように、マイク21で集音された電動機10の周囲の騒音が、スピーカー22から再生される打ち消し音によって打ち消される。その結果、電動機10で発生する騒音が低減若しくは消音される。打ち消し音再生部233は、例えばスピーカー22を動作させるアンプやドライバ等を含んで構成することができる。
The cancellation
以上説明した実施形態によれば、電動機の騒音低減装置20は、マイク21と、スピーカー22と、処理装置23と、を備える。マイク21は、電動機10に設けられて、電動機10の周囲の音を集音する機能を有する。処理装置23は、マイク21で集音した音を打ち消す位相となる打ち消し音を生成する機能を有する。そして、スピーカー22は、電動機10に設けられており、処理装置23で生成された打ち消し音を再生する機能を有する。そして、本実施形態の電動機10は、上記した騒音低減装置20を備える。
According to the embodiment described above, the electric motor
これによれば、スピーカー22で発生する打ち消し音によって電動機10の周囲の騒音を打ち消すことで、電動機10の機械的な構造を変更することなく、電動機10の周囲の騒音を低減若しくは消音することができる。なお、騒音低減装置20は、電動機10に含まれる構成とすることもできるし、既存の電動機10に後付けすることもできる。
According to this, by canceling the noise around the
ここで、電動機10で発生する騒音は、主に電動機10の内部、この場合、フレーム11、軸受けブラケット12、13、及びファンカバー14で囲まれた内部の空間で発生するものが多い。このため、マイク21及びスピーカー22を、電動機10の内部に設けて、電動機10の内部で騒音を打ち消すことも考えられる。
Here, most of the noise generated by the
しかしながら、ユーザ等が問題とする騒音は、電動機10の内部の騒音よりも、主に電動機10の外部に出た騒音である。また、マイク21及びスピーカー22を電動機10の内部に設けると、スピーカー22で発生した打ち消し音が電動機10の内部で反響し、その反響した音をマイク21が拾ってしまうことがあり、そうするとかえって騒音が増大するおそれがある。
However, the noise that users and others find problematic is mainly the noise coming from outside the
そこで、本実施形態において、マイク21及びスピーカー22は、電動機10の外側面に設けられる。つまり、騒音低減装置20は、電動機10の外側面に設けられるマイク21及びスピーカー22を備えている。すなわち、本実施形態において、マイク21は、電動機10の外側の開放された空間の音を集音する。また、スピーカー22は、電動機10の外側の開放された空間に向かって打ち消し音を発生させる。これによれば、ユーザ等が問題とする電動機10の外部の騒音を、効率よく確実に低減若しくは消音させることができる。
Therefore, in this embodiment, the
また、マイク21及びスピーカー22は、電動機10の負荷側及び反負荷側の両方に設けられる。これによれば、騒音低減装置20は、回転軸15の負荷側で生じる騒音と、反負荷側で生じる外扇ファンの風切り音による騒音と、の両方を効率よく低減することができる。
Further, the
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。 Although the present disclosure has been described based on examples, it is understood that the present disclosure is not limited to the examples or structures. The present disclosure also includes various modifications and equivalent modifications. In addition, various combinations and configurations, as well as other combinations and configurations that include only one, more, or fewer elements, are within the scope and scope of the present disclosure.
10…電動機、20…騒音低減装置、21…マイク、22…スピーカー、23…処理装置 10... Electric motor, 20... Noise reduction device, 21... Microphone, 22... Speaker, 23... Processing device
Claims (4)
前記マイクで集音した音を打ち消す位相となる打ち消し音を生成する処理装置と、
前記電動機に設けられて前記処理装置で生成された前記打ち消し音を再生するスピーカーと、
を備える電動機の騒音低減装置。 a microphone provided on the electric motor to collect sounds around the electric motor;
a processing device that generates a cancellation sound having a phase that cancels out the sound collected by the microphone;
a speaker provided on the electric motor and reproducing the canceling sound generated by the processing device;
A noise reduction device for an electric motor.
請求項1に記載の電動機の騒音低減装置。 The microphone and the speaker are provided on an outer surface of the electric motor,
The electric motor noise reduction device according to claim 1.
請求項1に記載の電動機の騒音低減装置。 The microphone and the speaker are provided on both a load side and an anti-load side of the electric motor,
The electric motor noise reduction device according to claim 1.
Priority Applications (1)
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JP2022143749A Pending JP2024039300A (en) | 2022-09-09 | 2022-09-09 | Motor noise reduction device and motor |
Country Status (1)
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2022
- 2022-09-09 JP JP2022143749A patent/JP2024039300A/en active Pending
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