JP3003329B2 - 消音装置 - Google Patents
消音装置Info
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- JP3003329B2 JP3003329B2 JP3264515A JP26451591A JP3003329B2 JP 3003329 B2 JP3003329 B2 JP 3003329B2 JP 3264515 A JP3264515 A JP 3264515A JP 26451591 A JP26451591 A JP 26451591A JP 3003329 B2 JP3003329 B2 JP 3003329B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、機器動作時に発生する
騒音を音波干渉によって能動的に消音するように動作す
る消音装置に係り、特に、騒音が周囲に放射し、環境を
阻害している機器たとえばエアコンや小形コンピュータ
に好適な消音装置に関する。
騒音を音波干渉によって能動的に消音するように動作す
る消音装置に係り、特に、騒音が周囲に放射し、環境を
阻害している機器たとえばエアコンや小形コンピュータ
に好適な消音装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、機械から発生する騒音の低減に対
して、吸音材料を内張りした吸収型サイレンサや断面変
化を利用したリアクティブ型サイレンサを装着する方法
が広く使われている。しかし周波数の低い騒音を対象と
する場合、大形となり、重量が増加する。さらに、この
種のサイレンサを装着することにより、圧力損失が増大
し、騒音源の発生騒音そのものの増加を招く等の、改善
に対する要求が多い。
して、吸音材料を内張りした吸収型サイレンサや断面変
化を利用したリアクティブ型サイレンサを装着する方法
が広く使われている。しかし周波数の低い騒音を対象と
する場合、大形となり、重量が増加する。さらに、この
種のサイレンサを装着することにより、圧力損失が増大
し、騒音源の発生騒音そのものの増加を招く等の、改善
に対する要求が多い。
【０００３】一方、これに対して、別の方法として、古
くから提案されていた能動型消音装置即ち、音源からの
伝播波に対して、逆位相の付加音を加え、音波干渉によ
って消音を強制的に生じさせる方法、すなわち、破壊的
消音方法が着目されつつある。 能動型消音装置は電子
デバイス，信号処理技術等の急速な発達に伴って、最近
様々な観点からの研究成果が次々と発表されている。
くから提案されていた能動型消音装置即ち、音源からの
伝播波に対して、逆位相の付加音を加え、音波干渉によ
って消音を強制的に生じさせる方法、すなわち、破壊的
消音方法が着目されつつある。 能動型消音装置は電子
デバイス，信号処理技術等の急速な発達に伴って、最近
様々な観点からの研究成果が次々と発表されている。
【０００４】ところで、機械から発生する騒音には、ラ
ンダムな騒音と周期的な騒音に大別される。前者は、た
とえば物体に流体が衝突し、その付近に発生する小さな
渦が源となり、発生する騒音であり、その性質は、確定
的でないので、音波形の未来予測は不可能である。そこ
で、特開平２−２６１９９７号公報に記載の消音装置に
示すように、能動的消音を行う場合、電波の伝播速度に
比べ、音波の伝播速度、即ち、音速がきわめて遅いこと
を利用し、騒音伝播の上流側で騒音を受音し、この信号
を加工後、後流側に設けた発音体から、騒音と同振幅で
逆位相の音波を付加し、破壊的消音を行う方法が採られ
ている。これには、騒音の受音位置と発音体の取付け位
置間の距離は、原理的に信号処理時間に相当する音の伝
播距離より大きくしなければならない。そのため小形機
器の消音には適用出来ない。一方、後者は、たとえば電
源周波数かその高調波成分に直接起因した電磁音や回転
型流体機械で回転数と羽根の枚数の積かその高調波成分
に直接起因した羽根音等周期音が消音の対象であり、こ
の場合、発音体と消音点間の距離に、原理的な制限が無
い。そのため実用化の試みがなされている。たとえば、
特開平２−２２５９７１号公報に記載の消音装置に示す
ように、基準信号として、周期信号である圧縮機回転振
動及び圧縮機駆動用電源周波数を用い、常にこれらを計
測しながら冷蔵庫騒音を消音する方法が開示されてい
る。これにより、冷蔵庫の周期騒音のうち、基準信号に
含まれた周期騒音の消音を可能としている。
ンダムな騒音と周期的な騒音に大別される。前者は、た
とえば物体に流体が衝突し、その付近に発生する小さな
渦が源となり、発生する騒音であり、その性質は、確定
的でないので、音波形の未来予測は不可能である。そこ
で、特開平２−２６１９９７号公報に記載の消音装置に
示すように、能動的消音を行う場合、電波の伝播速度に
比べ、音波の伝播速度、即ち、音速がきわめて遅いこと
を利用し、騒音伝播の上流側で騒音を受音し、この信号
を加工後、後流側に設けた発音体から、騒音と同振幅で
逆位相の音波を付加し、破壊的消音を行う方法が採られ
ている。これには、騒音の受音位置と発音体の取付け位
置間の距離は、原理的に信号処理時間に相当する音の伝
播距離より大きくしなければならない。そのため小形機
器の消音には適用出来ない。一方、後者は、たとえば電
源周波数かその高調波成分に直接起因した電磁音や回転
型流体機械で回転数と羽根の枚数の積かその高調波成分
に直接起因した羽根音等周期音が消音の対象であり、こ
の場合、発音体と消音点間の距離に、原理的な制限が無
い。そのため実用化の試みがなされている。たとえば、
特開平２−２２５９７１号公報に記載の消音装置に示す
ように、基準信号として、周期信号である圧縮機回転振
動及び圧縮機駆動用電源周波数を用い、常にこれらを計
測しながら冷蔵庫騒音を消音する方法が開示されてい
る。これにより、冷蔵庫の周期騒音のうち、基準信号に
含まれた周期騒音の消音を可能としている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、前述
のように、周期信号である電源周波数や回転数を基準信
号として計測しながら消音制御する方法が採られてい
る。このような技術では、周期性の騒音のうち、計測可
能な基準信号と同期した騒音のみ消音可能であるから、
複数の周期を有する騒音や広い周波数の帯域にわたる音
を低減できず、騒音の消音効果が充分でない。本発明の
目的は、複数の周期を持った騒音を低減することができ
る消音装置を提供することにある。
のように、周期信号である電源周波数や回転数を基準信
号として計測しながら消音制御する方法が採られてい
る。このような技術では、周期性の騒音のうち、計測可
能な基準信号と同期した騒音のみ消音可能であるから、
複数の周期を有する騒音や広い周波数の帯域にわたる音
を低減できず、騒音の消音効果が充分でない。本発明の
目的は、複数の周期を持った騒音を低減することができ
る消音装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的は、音源からの
音を検出する検出手段と、この検出手段からの検出結果
を信号に変換する変換手段と、前記変換された第１の信
号とこの第１の信号に対し所定の時間だけずれた検出結
果が変換された第２の信号とから周期信号を演算する演
算手段と、前記周期信号が変換された音を送出する送音
手段とを備えたことにより達成される。
音を検出する検出手段と、この検出手段からの検出結果
を信号に変換する変換手段と、前記変換された第１の信
号とこの第１の信号に対し所定の時間だけずれた検出結
果が変換された第２の信号とから周期信号を演算する演
算手段と、前記周期信号が変換された音を送出する送音
手段とを備えたことにより達成される。
【０００７】
【作用】このような構成では、音源からの音あるいはこ
の音と高い相関を有する信号が計測され、信号に変換さ
れる。所定の時間ずれを有した検出結果に基づく複数の
信号が演算手段に入力され、これらの入力に基づいて周
期信号が演算される。演算された周期信号は、これらの
信号、すなわち検出された音や信号の間に相関関係があ
るので、複数の周期や周波数を有する広い帯域の音に対
応できる。演算された周期信号に基づいて変換された音
が送出手段から発され、広い周波数の帯域の音が低減さ
れる。
の音と高い相関を有する信号が計測され、信号に変換さ
れる。所定の時間ずれを有した検出結果に基づく複数の
信号が演算手段に入力され、これらの入力に基づいて周
期信号が演算される。演算された周期信号は、これらの
信号、すなわち検出された音や信号の間に相関関係があ
るので、複数の周期や周波数を有する広い帯域の音に対
応できる。演算された周期信号に基づいて変換された音
が送出手段から発され、広い周波数の帯域の音が低減さ
れる。
【０００８】
【実施例】以下、添付の図面に基づいて本発明の実施例
について説明する。
について説明する。
【０００９】図１は本発明の一実施例に係る消音装置を
示すブロック図である。この装置が従来の装置と異なる
点は、音源の騒音信号または騒音信号と高い相関をもつ
信号から一定の時間遅れを持って二回信号をサンプリン
グし、この間のクロススペクトルを計算し、これを同期
加算して、周期信号を算出する手段を設けた点にある。
以下、この消音装置の動作について説明する。機器１
の発熱部２を冷却するためのファン３を設けている。フ
ァン３の動作中の発生騒音は、冷却路６等筐体４の内部
を伝播し、筐体の開口部７から周囲に放射される。一
方、ファン３の近くに取り付けられた騒音検出用のセン
サマイク８の出力信号９は、信号処理装置１０に入力さ
れる。
示すブロック図である。この装置が従来の装置と異なる
点は、音源の騒音信号または騒音信号と高い相関をもつ
信号から一定の時間遅れを持って二回信号をサンプリン
グし、この間のクロススペクトルを計算し、これを同期
加算して、周期信号を算出する手段を設けた点にある。
以下、この消音装置の動作について説明する。機器１
の発熱部２を冷却するためのファン３を設けている。フ
ァン３の動作中の発生騒音は、冷却路６等筐体４の内部
を伝播し、筐体の開口部７から周囲に放射される。一
方、ファン３の近くに取り付けられた騒音検出用のセン
サマイク８の出力信号９は、信号処理装置１０に入力さ
れる。
【００１０】ところで、前述のようにファン３から集音
マイク１１間の音波伝播時間に比べて、信号処理装置１
０の処理時間が長い場合でも、基準信号（周期成分）が
得られると、その成分に同期した周期騒音のみの消音は
可能となる。この実施例では、出力信号９をＡ／Ｄ変換
後、この信号を信号１３ａと信号１３ｂの二つに分け、
一方の信号１３ａに対して、信号１３ｂに一定の時間遅
れを遅延手段１４によって与え、信号１３ａと遅延手段
１４の出力信号から、クロススペクトル演算手段１５に
よってクロススペクトルを演算する。これらの演算は、
複数回繰返し実行され、個々の結果は同期加算され、そ
の後、逆フーリエ変換手段１６で時間軸情報に変換され
る。これが騒音源であるファンから放射された騒音のう
ち、周期音が全て含まれた基準信号であり、適応信号処
理手段１２に導かれ、その出力はＤ／Ａ変換後、アナロ
グ信号として、発音体５の駆動信号となる。そして集音
マイク１１の出力信号は、ファン３からの騒音のうちの
周期騒音の全てと発音体５から放射された音波の加算結
果であり、その振幅が最小となる。すなわち、発音体５
からの音波が、ファン３から伝播した音波と振幅は等し
く、逆位相となるように適応アルゴリズム、たとえば、
ＬＭＳアルゴリズムに従って、適応信号処理手段１２内
の係数が常に更新される。その結果、音場の変化たとえ
ば空気温度の変化による音速が変化しても、消音効果が
常に最大となる。なお、この実施例には、センサマイク
８や集音マイク１１のアンプや発音体５の駆動回路は割
愛して示されている。
マイク１１間の音波伝播時間に比べて、信号処理装置１
０の処理時間が長い場合でも、基準信号（周期成分）が
得られると、その成分に同期した周期騒音のみの消音は
可能となる。この実施例では、出力信号９をＡ／Ｄ変換
後、この信号を信号１３ａと信号１３ｂの二つに分け、
一方の信号１３ａに対して、信号１３ｂに一定の時間遅
れを遅延手段１４によって与え、信号１３ａと遅延手段
１４の出力信号から、クロススペクトル演算手段１５に
よってクロススペクトルを演算する。これらの演算は、
複数回繰返し実行され、個々の結果は同期加算され、そ
の後、逆フーリエ変換手段１６で時間軸情報に変換され
る。これが騒音源であるファンから放射された騒音のう
ち、周期音が全て含まれた基準信号であり、適応信号処
理手段１２に導かれ、その出力はＤ／Ａ変換後、アナロ
グ信号として、発音体５の駆動信号となる。そして集音
マイク１１の出力信号は、ファン３からの騒音のうちの
周期騒音の全てと発音体５から放射された音波の加算結
果であり、その振幅が最小となる。すなわち、発音体５
からの音波が、ファン３から伝播した音波と振幅は等し
く、逆位相となるように適応アルゴリズム、たとえば、
ＬＭＳアルゴリズムに従って、適応信号処理手段１２内
の係数が常に更新される。その結果、音場の変化たとえ
ば空気温度の変化による音速が変化しても、消音効果が
常に最大となる。なお、この実施例には、センサマイク
８や集音マイク１１のアンプや発音体５の駆動回路は割
愛して示されている。
【００１１】図２は本発明の一実施例の消音装置を示す
ブロック図である。この装置が従来の装置と異なる点
は、音源の騒音信号または騒音信号と高い相関をもつ信
号から一定の時間遅れをもって二回信号をサンプリング
し、この間のクロススペクトルを計算し、これを同期加
算して、得られた周期信号の記録及び再生手段１７を信
号処理装置１８内に設けた点にある。そしてこの周期信
号を制御前たとえば、製品や消音装置の工場出荷前に計
測演算し、その結果を前記記録及び再生手段１７に記録
する方法を採れば、製品や消音装置ごとにセンサマイク
８や信号処理装置１０内のＡ／Ｄ，遅延手段１４，クロ
ススペクトル演算手段１５，逆フーリエ変換手段１６等
の周期性信号算出手段が不要となるから、消音装置の小
型化，低価格化が実現できる。
ブロック図である。この装置が従来の装置と異なる点
は、音源の騒音信号または騒音信号と高い相関をもつ信
号から一定の時間遅れをもって二回信号をサンプリング
し、この間のクロススペクトルを計算し、これを同期加
算して、得られた周期信号の記録及び再生手段１７を信
号処理装置１８内に設けた点にある。そしてこの周期信
号を制御前たとえば、製品や消音装置の工場出荷前に計
測演算し、その結果を前記記録及び再生手段１７に記録
する方法を採れば、製品や消音装置ごとにセンサマイク
８や信号処理装置１０内のＡ／Ｄ，遅延手段１４，クロ
ススペクトル演算手段１５，逆フーリエ変換手段１６等
の周期性信号算出手段が不要となるから、消音装置の小
型化，低価格化が実現できる。
【００１２】なお、ここでは、基準信号の算出に、周波
数軸上での演算、すなわち、クロススペクトル演算が含
まれているが、これを時間軸上での演算、すなわち、相
互相関関数の演算で置きなおしても良く、この場合、逆
フーリエ変換手段１６は不要となり、小形，低価格化に
貢献する。また、騒音信号と高い相関をもつ信号の検出
センサとして、実施例では、騒音検出マイクを利用して
いるが、音源から生じた流体脈動検出センサたとえば、
熱線プローブを用いる方法では、流体脈動に起因する周
期音は、消音でき、さらに、騒音検出マイクを使用する
場合とは異なり、ハウリングによる不安定動作の危惧は
起こらない。また筐体４の開口部７から、機器１が設置
された室内空間への騒音放射パワーを大巾に低減するた
めに、開口部７の周囲に発音体５を複数個取り付ける場
合、信号処理手段を設け、多チャンネル信号処理手段を
付加すればよい。
数軸上での演算、すなわち、クロススペクトル演算が含
まれているが、これを時間軸上での演算、すなわち、相
互相関関数の演算で置きなおしても良く、この場合、逆
フーリエ変換手段１６は不要となり、小形，低価格化に
貢献する。また、騒音信号と高い相関をもつ信号の検出
センサとして、実施例では、騒音検出マイクを利用して
いるが、音源から生じた流体脈動検出センサたとえば、
熱線プローブを用いる方法では、流体脈動に起因する周
期音は、消音でき、さらに、騒音検出マイクを使用する
場合とは異なり、ハウリングによる不安定動作の危惧は
起こらない。また筐体４の開口部７から、機器１が設置
された室内空間への騒音放射パワーを大巾に低減するた
めに、開口部７の周囲に発音体５を複数個取り付ける場
合、信号処理手段を設け、多チャンネル信号処理手段を
付加すればよい。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、複数の周期を持った騒
音を低減することができる消音装置を提供できる。
音を低減することができる消音装置を提供できる。
【図１】本発明の一実施例に係る消音装置を適用した機
器の構成を示すブロック図。
器の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の他の実施例に係る消音装置を適用した
機器の構成を示すブロック図。
機器の構成を示すブロック図。
２…発熱体、３…ファン、５…発音体、７…開口部、８
…センサマイク、１０…信号処理装置、１１…集音マイ
ク、１２…適応信号処理手段、１４…遅延手段、１５…
クロススペクトル演算手段、１６…逆フーリエ変換手
段。
…センサマイク、１０…信号処理装置、１１…集音マイ
ク、１２…適応信号処理手段、１４…遅延手段、１５…
クロススペクトル演算手段、１６…逆フーリエ変換手
段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01N 1/00 G10K 11/16 G10K 11/178
Claims (1)
- 【請求項１】音源からの音を検出する検出手段と、この
検出手段からの検出結果を信号に変換する変換手段と、
前記変換された第１の信号とこの第１の信号に対し所定
の時間だけずれた検出結果が変換された第２の信号とか
ら周期信号を演算する演算手段と、前記周期信号が変換
された音を送出する送音手段とを備えた消音装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3264515A JP3003329B2 (ja) | 1991-10-14 | 1991-10-14 | 消音装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3264515A JP3003329B2 (ja) | 1991-10-14 | 1991-10-14 | 消音装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0598925A JPH0598925A (ja) | 1993-04-20 |
| JP3003329B2 true JP3003329B2 (ja) | 2000-01-24 |
Family
ID=17404320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3264515A Expired - Fee Related JP3003329B2 (ja) | 1991-10-14 | 1991-10-14 | 消音装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3003329B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3874117B2 (ja) * | 2004-03-23 | 2007-01-31 | ソニー株式会社 | スピーカーユニットを搭載した電子機器 |
-
1991
- 1991-10-14 JP JP3264515A patent/JP3003329B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0598925A (ja) | 1993-04-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |