JP3250224B2 - 能動騒音低減装置 - Google Patents

能動騒音低減装置

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JP3250224B2 JP04637391A JP4637391A JP3250224B2 JP 3250224 B2 JP3250224 B2 JP 3250224B2 JP 04637391 A JP04637391 A JP 04637391A JP 4637391 A JP4637391 A JP 4637391A JP 3250224 B2 JP3250224 B2 JP 3250224B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は騒音源の伝搬音波(以
下、伝播騒音という)に対し、前記伝播騒音と逆位相で
同一振幅の音波を人工的に発生させ、その音波と伝播騒
音との相互干渉により消音を行う能動騒音低減装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】図4は例えば実開昭63−45599号
公報に開示されている従来の能動騒音低減装置の原理図
である。図において、音波の伝播通路となる空調用ダク
ト1には、第1のマイクロホン2と、その第1のマイク
ロホン2の設置位置より下流側に消音効果を評価をする
ための第2のマイクロホン3が各々設置されている。更
に第1,第2のマイクロホン2,3の間には消音スピー
カ4が設けられている。また第1のマイクロホン2と消
音スピーカ4との間には制御装置5が設けられている。
【0003】次に動作について説明する。上記構成にお
いて伝播騒音は先ず第1のマイクロホン2により検出さ
れ、電気信号に変換されて制御装置5に入力される。ま
た制御装置5には第2のマイクロホン3からの消音効果
を評価するための評価信号が入力される。制御装置5は
第2のマイクロホン3の設置位置において消音スピーカ
4からの放射された消音用音波と伝播騒音との相互干渉
により第2のマイクロホン3の出力がゼロになるような
駆動信号を消音スピーカ4に出力する。このように構成
することにより第2のマイクロホン3の設置場所におい
て伝播騒音を消去することが出来るようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の能動騒音低減装
置は以上のように構成されているので、例えば空調機の
負荷変動による伝播騒音の急激な変化,消音スピーカ4
からの消音用音波による第1のマイクロホン2への帰還
の影響,その他ダクト1の外部からの渦渡音などによる
音波としての外乱が入力された場合、また消音スピーカ
4の劣化や故障による場合などでは能動騒音低減装置の
制御系が乱れ、不安定になる場合がある。制御系が不安
定になると消音スピーカ4からは伝播騒音と逆位相で同
一振幅の消音用音波の信号が出力されなくなり、更に悪
化すると制御系が発散してしまう。このような状態にな
ると第2のマイクロホン3の位置より下流では伝播騒音
に消音スピーカ4の音が加わるような状況となり、伝播
騒音より更に騒音が大きくなるという問題があった。
【0005】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、音波としての外乱による制御系の
乱れを消音スピーカの入出力信号にて検出し、能動騒音
低減装置の動作を停止させるとともに、第2のマイクロ
ホンの位置で伝播騒音以上の騒音になるのを防止する能
動騒音低減装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる能動騒音
低減装置は、消音スピーカの入出力信号を検出し、検出
出力信号を平均し、平均出力信号とある設定値とを比較
し、比較出力信号にて能動騒音低減装置の動作を停止さ
せるようにしたものである。
【0007】また、本発明に係わる能動騒音低減装置
は、上記構成の他に比較手段と停止手段との間に設けら
れるとともに、比較手段の出力から能動騒音低減装置の
制御系の乱れが所定時間継続した場合、停止手段に対し
消音スピーカの駆動を停止させる動作停止信号を出力す
時間遅延手段を設けたものである。
【0008】また、本発明に係わる消音スピーカの入出
力信号検出手段は消音スピーカの入力電圧か入力電流、
または入力電力などの入力信号を検出するようにしたも
のである。
【0009】さらにまた、本発明に係わる消音スピーカ
の入出力信号検出手段は消音スピーカの振動板の振動、
または消音スピーカのボイスコイルや振動板の位置など
の出力信号を検出するようにしたものである。
【0010】
【作用】本発明における能動騒音低減装置は、音波とし
ての外乱による制御系の乱れを消音スピーカの入出力信
号を、例えば入力信号では電圧,電流,電力、出力信号
では振動,振動板の位置などにより検出し、その検出出
力信号により能動騒音低減装置の動作を停止する信号を
生成し、第2のマイクロホンの位置で伝播騒音以上の騒
音を発生させないようにするものである。
【0011】
【実施例】実施例1. 以下、本発明の一実施例である図1について説明する。
図において、音波の伝播通路となる空調用ダクト1に
は、第1のマイクロホン2と、第1のマイクロホン2の
設置位置より下流側に消音効果を評価をするための第2
のマイクロホン3が各々設置されている。更に第1,第
2のマイクロホン2,3の間には消音スピーカ4が設け
られている。また第1のマイクロホン2と消音スピーカ
4との間には制御装置5が設けられている。消音スピー
カ4と制御装置5との間には消音スピーカ4の入力信号
を検出する入出力信号検出手段6aと、検出出力信号を
平均する平均化手段7と、平均化出力信号とある設定値
とを比較する比較手段8と、前記比較出力信号を受けて
能動騒音低減装置の動作を停止する停止手段9が設けら
れている。
【0012】また、本発明に係わる消音スピーカの入出
力信号検出手段6aは消音スピーカ4の入力電圧または
入力電流、あるいは入力電力などを検出するようにした
ものである。
【0013】次に本発明の動作について説明する。上記
構成において、伝播騒音は第1のマイクロホン2により
検出され、電気信号に変換されて制御装置5に入力され
る。制御装置5には伝播騒音と消音用音波との相互干渉
により合成された音波を検出するための第2のマイクロ
ホン3の信号も電気信号に変換されたものが入力され
る。制御装置5では先ず第1のマイクロホン2からの信
号を受けて、逆位相の同一振幅である消音用音波信号を
生成し、消音スピーカに出力する。消音スピーカでは電
気信号を機械信号に変換し、消音用音波を放射する。こ
こで伝播騒音と消音用音波が相互干渉して合成される
が、伝播通路における音響条件などの違いにより、消音
が充分に行われない。そのため消音効果の評価用である
第2のマイクロホン3の出力をゼロにするよう制御装置
5に帰還をかけ補正し、再び消音スピーカに駆動信号を
与え、この動作を繰り返すことにより充分な消音効果を
得るのである。以上のような動作を行っているが、音波
としての外乱が、本能動騒音低減装置に入力された場合
には制御系が乱れて不安定になり、消音動作が行われ
ず、ついには発散をひきおこしてしまう。そうすると伝
播騒音と消音スピーカの音波が加算され、伝播騒音以上
の騒音が発生することになる。ここで能動騒音低減装置
の制御系の乱れを誘発する原因について列挙してみる。
先ず空調機の負荷変動による伝播騒音の急激な変化,消
音スピーカ4からの消音用音波による第1のマイクロホ
ン2への帰還の影響,回転機器の故障による異音,その
他ダクト1の外部からの渦渡音,などによる音波として
の外乱が入力された場合、またダクトの静圧による消音
スピーカの不良動作,消音スピーカ4の劣化や故障,機
械振動による場合など多数のことが考えられる。これら
のうち1つでも原因があると制御系が乱れるのである。
【0014】このような状態に対処するため制御系の乱
れを消音スピーカ4の入力信号である電圧か電流、また
は電力などを検出して、能動騒音低減装置の動作を停止
することにより、伝播騒音以上の騒音が発生するのを防
止したものである。消音スピーカの入出力信号検出手段
6aにより、消音スピーカ4の入力信号を検出し、その
検出出力信号を平均化手段7に入力することにより信号
を平均し、その平均出力信号を比較手段8に入力し、あ
る設定値と比較する。この設定値は定常の伝播騒音値の
平均値より大きい等価な値で、消音スピーカ4の耐入力
平均値より低い値に設定されるものである。この比較手
段8の出力信号により能動騒音低減装置の動作を停止す
る手段9を動作することにより、能動騒音低減装置の動
作を停止するものである。図1では制御装置5の動作を
停止する場合を示したが、消音スピーカ4の動作を停止
する方法でもよい。このことにより制御系が乱れた場合
でも確実に能動騒音低減装置の動作を得ることができ、
伝播騒音以上の騒音が発生するのを防止することが可能
となる。
【0015】実施例2. また、本発明の一実施例である図2について説明する。
図1とほぼ同じ構成であるが、入出力信号検出手段を消
音スピーカ4の出力側に設置したものである。その入出
力信号検出手段6bは消音スピーカ4の振動板の振動,
消音スピーカ4のボイスコイルや振動板の位置などを検
出するようにしたものである。
【0016】動作については図1の入出力信号検出手段
の入力を出力信号検出に変えただけで他の部分の動作は
同様であるので省略する。
【0017】実施例3. また、本発明の一実施例である図3について説明する。
図において、10は比較手段8と停止手段9との間に設
けられるとともに、比較手段8の出力から能動騒音低減
装置の制御系の乱れが所定時間継続した場合、停止手段
に対し消音スピーカ4の駆動を停止させる動作停止信
を出力する時間遅延手段である。
【0018】次に動作について説明する。これは消音ス
ピーカ4の平均入出力信号が脈動する場合に対処するた
めのもので、制御系の乱れがある程度の時間継続した場
合に始めて能動騒音低減装置の動作停止信号を出力させ
るようにしたものである。このことにより、より安定し
た動作を得ることが可能である。また、比較手段8にヒ
ステリス特性をもたせることにより同様な効果を有す
る。他の部分の動作については図1と同様であるので省
略する。
【0019】実施例4. なお、上記実施例では空調用ダクトにおける能動騒音制
御装置について示したが、他の応用例でもよく、またマ
イクロホン2個、スピーカ1個のシステムである必要は
なく、上記の装置を複数個用いるものなど伝播騒音に対
して逆位相の同一振幅の消音用音波を発生させ、伝播騒
音との相互干渉により消音する能動騒音低減装置であれ
ばよい。
【0020】実施例5. なお、上記実施例ではマイクロホンによって音波信号を
検出したが、音波と相関のある振動であれば機械電気変
換手段でもよく、また消音スピーカの代わりのものとし
て電気機械変換手段であればよい。
【0021】実施例6. なお、上記実施例の図1では消音スピーカ4の動作を停
止させるよう説明したが、能動騒音低減装置の制御装置
5の動作を停止する方法でもよい。
【0022】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば能動騒音
低減装置の制御系の乱れを消音スピーカの入出力信号を
検出し、その出力を平均化し、更にある設定値と比較
し、その出力にて能動騒音低減装置の動作を停止するよ
うにしたので、伝播騒音以上の騒音の発生を防止できる
能動騒音低減装置を得効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1を示す能動騒音低減装置のシ
ステム図である。
【図2】本発明の実施例2を示す能動騒音低減装置のシ
ステム図である。
【図3】本発明の実施例3を示す能動騒音低減装置のシ
ステム図である。
【図4】従来の能動騒音低減装置のシステム図である。
【符号の説明】
1 空調用ダクト 2 第1のマイクロホン 3 第2のマイクロホン 4 消音スピーカ 5 制御装置 6 入出力信号検出手段 6a 入力信号検出手段 6b 出力信号検出手段 7 平均化手段 8 比較手段 9 能動騒音低減装置の動作を停止する停止手段 10 時間遅延手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G10K 11/178 G01D 1/02 G01H 3/00 B60R 11/02 F01N 1/00 F01N 1/06

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 音波の伝播通路内における騒音源からの
    伝播音波を検出するために設けた第1のマイクロホン
    と、騒音源からの伝播音波に対して逆位相で且つ同一振
    幅の音波を放射し、その音波干渉により前記伝播音波を
    消音するための消音スピーカと、騒音源からの伝播音波
    と前記消音スピーカからの放射音波との合成音波を検出
    する第2のマイクロホンと、前記第1のマイクロホンの
    出力信号を受けて、逆位相で且つ同一振幅な特性を有す
    る信号を生成し、且つ第2のマイクロホンの出力信号が
    ゼロになるように消音スピーカの駆動信号を制御する制
    御装置から構成される能動騒音低減装置において、前記
    消音スピーカの入出力信号検出手段と、前記消音スピー
    カの入出力信号検出手段からの出力信号を平均化する平
    均化手段と、前記平均化手段の出力信号とある設定値と
    を比較する比較手段と、前記比較手段の出力を受けて能
    動騒音低減装置の動作を停止する停止手段を設けたこと
    を特徴とする能動騒音低減装置。
  2. 【請求項2】 前記消音スピーカの入出力信号検出手段
    は、消音スピーカの入力電圧か入力電流、または入力電
    力の入力信号を検出することを特徴とする請求項第1項
    記載の能動騒音低減装置。
  3. 【請求項3】 前記消音スピーカの入出力信号検出手段
    は、消音スピーカ振動板の振動、またはボイスコイルや
    振動板の位置の出力信号を検出することを特徴とする請
    求項第1項記載の能動騒音低減装置。
  4. 【請求項4】 比較手段と停止手段との間に設けられる
    とともに、前記比較手段の出力から能動騒音低減装置の
    制御系の乱れが所定時間継続した場合、前記停止手段に
    対し消音スピーカの駆動を停止させる動作停止信号を出
    力する時間遅延手段を設けたことを特徴とする請求項第
    1項記載の能動騒音低減装置。
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