JP3445295B2 - 能動消音装置 - Google Patents
能動消音装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は機器等の騒音源からの騒
音を低減させるための消音装置に係わり、特に開放空間
に配設された騒音源からの騒音に付加的な音を加えて能
動的に消音制御を行う能動消音装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来の能動消音装置では、例えば空調ダ
クトのように音が一次元的に伝播してくる場合を対象と
して消音制御を行うことが多い。このような能動消音装
置で用いられるシステム構成は、図５に示すように騒音
源２０から伝播してくる音と逆相の音を制御用のスピー
カ２１から発生させ、これら双方の音を干渉させて音圧
が零となる位置が生じるように制御している。音圧零の
位置が生じると、音は音響的インピーダンスの相違いか
ら、この音圧零の位置で反射され、出口側（下流側）に
は伝播しなくなる。音圧零の位置を発生させられたかど
うかは、制御用のスピーカ２１よりも下流側に設置した
評価用のマイクロホン２２で評価することができる。 【０００３】つまり、評価用のマイクロホン２２の位置
で音圧が零となるように制御回路２３の制御係数を決定
すれば良い。騒音源の音の信号を得るには検知マイクロ
ホン２４が用いられ、この検知マイクロホン２４で検出
された騒音源からの音の逆相の音を制御用のスピーカ２
１から発生させて、所定の位置で音圧が零に近づくよう
に自動的に制御回路の制御係数を決定するシステムは、
適応制御システムと呼ばれている。そして、この適応制
御システムは、音が一次元的に伝播するダクト構造を有
するような機器に対する能動消音装置としては、従来良
く用いられている。 【０００４】一方、騒音源が開放空間に配設されている
場合には、その騒音源に近接した場所に付加的な音源を
設置し、騒音を低減しようとする試みも成されている。
この場合には、付加的な音源を騒音源たる機器に近接さ
せ、所定の位置における評価点での騒音ができるだけ小
さくなるように制御が行われている。 【０００５】ダクト内のように音が一次元的に伝播する
場合は音圧が零の位置を作って音を反射させれば、それ
よりも下流側に音は伝播せず、消音と言う目的を達成で
きる。しかし、騒音源が開放空間に配設されている場合
には、所定位置における評価点の音圧を零にすること
が、必ずしも全体としての騒音を低減することにはなら
ない。全体としての騒音は音響パワーで評価されるべき
ものであり、それは騒音源を取り囲む面を通過する音の
強さを全面積によって積分することによって求められ
る。したがって、一つの評価点における音圧の値を最小
にしても、全体としては思ったほどの消音効果が得られ
ない場合が生じる。 【０００６】すなわち、図５に示した適応能動消音装置
を、図６に示すような開放空間内の騒音源２０からの騒
音を低減させるシステムに適用した場合に、例えば評価
用のマイクロホン２２を図に示すように開放空間内の任
意の位置に設置したとする。この消音装置ではこの評価
用のマイクロホン２２の位置での音圧を零にするように
制御係数が決定され、騒音源２０からの音の逆相の音を
制御用のスピーカ２１から発生させるが、この位置にお
ける音圧は零になっても全体としての音響パワーは最小
にはならないという問題点が生じる。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】上述したように、開放
空間内に機器等の騒音源が配設されている場合には、任
意の評価点位置での音圧が最小となるように消音装置を
制御しても、全体としての音響パワーは最小とはなら
ず、消音という目的を達成できないという問題点が生じ
ていた。 【０００８】本発明は上記事情を考慮し、開放空間内に
配設された機器等の騒音源から放射される音響パワーを
最小となるように消音を行える能動消音装置を提供する
ことを目的とするものである。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、開放空間内に配置された制御対象
体（騒音源）から発生する音を低減させる能動消音装置
において、前記制御対象体から発生する音を低減させる
ための音を発生する音源（付加音源）と、前記開放空間
内の所定の位置に配置される音圧評価用の受信手段と、
前記所定の位置における音圧が最小となるように前記音
源から発生させる音の振幅及び位相を制御する制御手段
とを具備し、前記制御対象体と前記音源との距離を、前
記制御対象体から発生する消音制御対象となる音の波長
の１／３以下となるように設定するとともに、前記受信
手段を前記制御対象体と前記音源との双方からほぼ等し
い距離に配置したことを特徴とする能動消音装置を提供
する。 【００１０】 【作用】上記の構成にすることにより、所定の位置にお
ける音圧が零となるように決定された制御システムの制
御係数は、同時に機器等の騒音源（制御対象体）から放
射される音響パワーを最小にする条件を満たすことにな
る。 【００１１】つまり、機器等の騒音源からの放射パワー
を付加的な音源を用いて最小にするには、機器等の騒音
源の振動速度をＶ1 ，表面積をＳ1 ，付加的な音源の振
動速度をＶ2 ，表面積をＳ2 とすると 【００１２】 【数１】 ｜Ｖ1 ｜Ｓ1 ＝｜Ｖ2 ｜Ｓ2 … （１） を満たすようにし、かつＶ1 とＶ2 の位相を１８０度ず
らせば良い。 【００１３】簡単に言うと、機器等の騒音源から涌き出
した流体を同じ量だけ付加的な音源で吸い込むことにな
る。これは付加的な音源と機器等の騒音源の距離が、消
音対称とする音の波長のほぼ１／３以下程度であれば成
り立つ。このとき音圧の節は付加的な音源と騒音源との
双方からほぼ等距離の位置にできる。 【００１４】つまり、評価用のマイクロホン（受音手
段）の位置で音圧が零となるように制御係数を決定する
ようにシステムを構成し、かつ評価用のマイクロホンを
付加的な音源と機器等の騒音源からほぼ等距離に設置す
ると、そのときの制御係数は上記に示した式（１）を満
たし、かつＶ1 とＶ2 の位相が１８０度ずれるように決
定される。 【００１５】したがって機器等の騒音源の音響パワーも
最小となるのである。このことからわかるように、音響
パワーが最小とならない位置に節を作るように評価用の
マイクロホンを設置すると、その位置では音圧が小さく
なっても、全体としての低騒音化には役立たないのであ
る。なお、本発明で騒音源は音響の分野でいう呼吸球、
即ちモノポール音源であることを想定している。 【００１６】 【実施例】以下、本発明の能動消音装置の一実施例を図
面に基づいて説明する。 【００１７】図１は、本発明の能動消音装置の一実施例
を示す概略構成図である。この実施例で用いたシステム
は適応制御方式のもので、概略次のように構成されてい
る。制御対象機器１（騒音源）の騒音と相関のある信号
を検出して制御系７への入力信号とするために加速度セ
ンサ等から成るセンサ２と、制御系７の制御係数を時々
刻々適応的に算出する制御係数算出部３と、この制御係
数算出部３で算出された制御係数と入力信号との積和演
算を行いその結果を出力する制御係数積和演算部４と、
制御係数積和演算部４の出力を入力信号として対象とす
る騒音にエネルギーを供給するためにスピーカ等から成
る付加音源５と、制御対象機器１からの音と付加音源５
からの音の和を検出し、この検出信号を誤差信号とみな
すための誤差信号検出部としての評価用のマイクロホン
６とから成る。なお、制御係数算出部３と制御係数積和
演算部４とが制御系７を構成する。 【００１８】評価用のマイクホン６の位置は制御対象機
器１と付加音源５とからほぼ等距離になるように設定さ
れている。また、付加音源５と制御対象機器１の間の距
離ｄは消音制御対象の音の波長をλとすると、ほぼλ／
３以下となるように設定されている。 【００１９】なお、本発明者等はこの実施例における能
動消音装置をパーツフィーダの騒音低減システムとして
適用した。パーツフィーダは、平面的にピストン運動を
行う可動部を有するため、この可動部がスピーカと同様
にモノポール音源として作用するため、本発明により上
記可動部の騒音低減効果が有効に得られた。ここで、付
加音源５と制御対象機器１の間の距離ｄを消音制御対象
の音の波長の、ほぼ１／３以下となるように設定する理
由は次の資料に基づいている。 【００２０】すなわち、アクティブ ノイズコントロー
ル 先端技術研究委員会 ＜第４回定例会資料＞ 社団
法人 日本工業技術振興協会発行 小野測器 音響技術
研究所 鈴木英男著 論文「複数音源からの音の放射と
音響インテンシティ計測」の第１０頁に「同じ大きさの
音源を逆相で駆動したときと最適化法で駆動したときの
パワーの低下量」が示されているが、このうち本発明に
関連する同じ大きさの音源を逆相で駆動したときのパワ
ーの低下量を抜粋し、本願明細書の図２として示す。こ
の図２に示すように、横軸に周波数(Frequency) 、縦軸
にパワーの低下量 (Power Reduction)の関係を示すと、
横軸のｋｄは次の通り定義される。つまりｋは波数であ
るから 【００２１】 【数２】 ｋ＝ω／ｃ ＝２πｆ／ｃ ＝２π／λ … （２） したがって、上記（２）式より横軸のｋｄは 【００２２】 【数３】ｋｄ＝２πｄ／λ … （３） ただし、ωは角周波数、ｃは音速，ｆは周波数、ｄは２
つの音源の距離、λは波長 【００２３】そして、図２より横軸のｋｄがほぼ２の時
にパワー低下の効果が現れ始め、２より小さいくなるに
したがってパワー低下の効果が大きくなっている。した
がって、上記（３）式より 【００２４】 【数４】ｋｄ＝２πｄ／λ≦２ … （４） を満たすときに音響パワーの低下の効果（消音効果）が
得られる。よって、 【００２５】 【数５】ｄ≦λ／π … （５） となり、上記（５）式より２つの音源、本発明における
付加音源５と制御対象機器１の間の距離ｄが、λ／πよ
りも小さい時、つまり消音対象の音の波長λのほぼ１／
３よりも小さい場合に消音効果が発揮されることにな
る。 【００２６】なお、消音効果（パワー低下量）がより顕
著となるのは、図２から横軸のｋｄがほぼ１以下となる
時であり、この時の本発明における付加音源５と制御対
象機器１の間の距離ｄは、上記（４）式より 【００２７】 【数６】ｋｄ＝２πｄ／λ≦１ したがって、 ｄ≦λ／２π … （６） となり、上記（６）式より付加音源５と制御対象機器１
の間の距離ｄがλ／２πよりも小さい時、つまり消音対
象の音の波長λのほぼ１／６よりも小さい場合に消音効
果が顕著となることになる。一方、評価用のマイクホン
６の位置を制御対象機器１と付加音源５とからほぼ等距
離になるように設定する理由は、次のような根拠に基づ
いている。 【００２８】図３に示すように、制御対象機器１と付加
音源５と評価用のマイクロホン６との各々の位置関係を
考慮する。つまり、制御対象機器１と付加音源５との距
離をｄとし、また評価用のマイクロホン６と制御対象機
器１と付加音源５との距離を各々ｄ1 、ｄ2 とする。制
御対象機器１を単独で発音させた場合の音響パワーＷ1
は、 【００２９】 【数７】Ｗ1 ＝Ｒ11｜Ｖ1 ｜2 ／２ … （７） であり、これに付加音源５を加えて発音させた場合に、
評価用のマイクロホン６の音圧が零となるときの全体の
音響パワーＷ0 は、 【００３０】 【数８】 Ｗ0 ＝Ｒ11｜Ｖ1 ｜2 ／２｛１＋（ｄ2 ／ｄ1 ）2 −（ｄ2 ／ｄ1 ）・ （sin ｋｄ／ｋｄ） cosｋ（ｄ1 −ｄ2 ）｝ … （８） となる。 【００３１】ただし、上記におけるＲ11は制御対象機器
１の自己放射インピーダンスＺ11が、Ｚ11＝Ｒ11＋ｊＸ
11と表されることで定義され、Ｖ11は制御対象機器１の
振動速度、ｋは波数である。上記（８）式で定義される
｛１＋（ｄ2 ／ｄ1 ）2 −（ｄ2 ／ｄ1 ）・（sin ｋｄ
／ｋｄ） cosｋ（ｄ1 −ｄ2 ）｝の項が最小となる条件
を設定することにより、消音効果が顕著に発揮される。
sin ｋｄ／ｋｄがほぼ１となる条件の下では 【００３２】 【数９】ｄ1 ＝ｄ2 … （９） の時に音響パワーＷ0 が最小となる。つまり、sin ｋｄ
／ｋｄがほぼ１となる条件とはすなわち、制御対象機器
１と付加音源５との距離ｄが前述の１／６波長以下の時
に１＞sin ｋｄ／ｋｄ＞０．８３となり、sin ｋｄ／ｋ
ｄがほぼ１となる条件を満たす。 【００３３】また、前述の制御対象機器１と付加音源５
との距離ｄが１／３波長以下の時にはsin ｋｄ／ｋｄが
ほぼ０．５となるが、この条件の下でも音響パワーＷ0
が最小となるのは、上記（９）式のｄ1 ＝ｄ2 がほぼ成
立する時である。 【００３４】このように、評価用のマイクロホン６と制
御対象機器１と付加音源５との距離ｄ1 、ｄ2 各々と音
響パワーの低下量との関係を図示すると、制御対象機器
１と付加音源５との距離ｄが前述の１／６波長以下の時
には図４に示すようになり、このとき音圧の節は付加音
源５と制御対象機器１との双方からほぼ等距離の位置に
できる。 【００３５】以上、説明したように本発明においては、
開放空間に配設された制御対象体から発生する音を音源
から音を放射することにより低減させる際に、制御対象
体と音源との距離を、低減させる音の波長のほぼ１／３
以下に設定するとともに、受音手段を制御対象体と音源
との双方からほぼ等距離に配置したことを特徴し、より
顕著に消音効果を得るためには、制御対象体と音源との
距離を、低減させる音の波長のほぼ１／６以下に設定す
るものである。 【００３６】 【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば受
音手段（評価用マイクロホン）の位置で音圧を零にする
ように決定された制御係数が同時に機器の音響パワーを
最小にすることになり、開放空間における能動消音装置
の性能向上に大きく寄与することになる。
音を低減させるための消音装置に係わり、特に開放空間
に配設された騒音源からの騒音に付加的な音を加えて能
動的に消音制御を行う能動消音装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来の能動消音装置では、例えば空調ダ
クトのように音が一次元的に伝播してくる場合を対象と
して消音制御を行うことが多い。このような能動消音装
置で用いられるシステム構成は、図５に示すように騒音
源２０から伝播してくる音と逆相の音を制御用のスピー
カ２１から発生させ、これら双方の音を干渉させて音圧
が零となる位置が生じるように制御している。音圧零の
位置が生じると、音は音響的インピーダンスの相違いか
ら、この音圧零の位置で反射され、出口側（下流側）に
は伝播しなくなる。音圧零の位置を発生させられたかど
うかは、制御用のスピーカ２１よりも下流側に設置した
評価用のマイクロホン２２で評価することができる。 【０００３】つまり、評価用のマイクロホン２２の位置
で音圧が零となるように制御回路２３の制御係数を決定
すれば良い。騒音源の音の信号を得るには検知マイクロ
ホン２４が用いられ、この検知マイクロホン２４で検出
された騒音源からの音の逆相の音を制御用のスピーカ２
１から発生させて、所定の位置で音圧が零に近づくよう
に自動的に制御回路の制御係数を決定するシステムは、
適応制御システムと呼ばれている。そして、この適応制
御システムは、音が一次元的に伝播するダクト構造を有
するような機器に対する能動消音装置としては、従来良
く用いられている。 【０００４】一方、騒音源が開放空間に配設されている
場合には、その騒音源に近接した場所に付加的な音源を
設置し、騒音を低減しようとする試みも成されている。
この場合には、付加的な音源を騒音源たる機器に近接さ
せ、所定の位置における評価点での騒音ができるだけ小
さくなるように制御が行われている。 【０００５】ダクト内のように音が一次元的に伝播する
場合は音圧が零の位置を作って音を反射させれば、それ
よりも下流側に音は伝播せず、消音と言う目的を達成で
きる。しかし、騒音源が開放空間に配設されている場合
には、所定位置における評価点の音圧を零にすること
が、必ずしも全体としての騒音を低減することにはなら
ない。全体としての騒音は音響パワーで評価されるべき
ものであり、それは騒音源を取り囲む面を通過する音の
強さを全面積によって積分することによって求められ
る。したがって、一つの評価点における音圧の値を最小
にしても、全体としては思ったほどの消音効果が得られ
ない場合が生じる。 【０００６】すなわち、図５に示した適応能動消音装置
を、図６に示すような開放空間内の騒音源２０からの騒
音を低減させるシステムに適用した場合に、例えば評価
用のマイクロホン２２を図に示すように開放空間内の任
意の位置に設置したとする。この消音装置ではこの評価
用のマイクロホン２２の位置での音圧を零にするように
制御係数が決定され、騒音源２０からの音の逆相の音を
制御用のスピーカ２１から発生させるが、この位置にお
ける音圧は零になっても全体としての音響パワーは最小
にはならないという問題点が生じる。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】上述したように、開放
空間内に機器等の騒音源が配設されている場合には、任
意の評価点位置での音圧が最小となるように消音装置を
制御しても、全体としての音響パワーは最小とはなら
ず、消音という目的を達成できないという問題点が生じ
ていた。 【０００８】本発明は上記事情を考慮し、開放空間内に
配設された機器等の騒音源から放射される音響パワーを
最小となるように消音を行える能動消音装置を提供する
ことを目的とするものである。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、開放空間内に配置された制御対象
体（騒音源）から発生する音を低減させる能動消音装置
において、前記制御対象体から発生する音を低減させる
ための音を発生する音源（付加音源）と、前記開放空間
内の所定の位置に配置される音圧評価用の受信手段と、
前記所定の位置における音圧が最小となるように前記音
源から発生させる音の振幅及び位相を制御する制御手段
とを具備し、前記制御対象体と前記音源との距離を、前
記制御対象体から発生する消音制御対象となる音の波長
の１／３以下となるように設定するとともに、前記受信
手段を前記制御対象体と前記音源との双方からほぼ等し
い距離に配置したことを特徴とする能動消音装置を提供
する。 【００１０】 【作用】上記の構成にすることにより、所定の位置にお
ける音圧が零となるように決定された制御システムの制
御係数は、同時に機器等の騒音源（制御対象体）から放
射される音響パワーを最小にする条件を満たすことにな
る。 【００１１】つまり、機器等の騒音源からの放射パワー
を付加的な音源を用いて最小にするには、機器等の騒音
源の振動速度をＶ1 ，表面積をＳ1 ，付加的な音源の振
動速度をＶ2 ，表面積をＳ2 とすると 【００１２】 【数１】 ｜Ｖ1 ｜Ｓ1 ＝｜Ｖ2 ｜Ｓ2 … （１） を満たすようにし、かつＶ1 とＶ2 の位相を１８０度ず
らせば良い。 【００１３】簡単に言うと、機器等の騒音源から涌き出
した流体を同じ量だけ付加的な音源で吸い込むことにな
る。これは付加的な音源と機器等の騒音源の距離が、消
音対称とする音の波長のほぼ１／３以下程度であれば成
り立つ。このとき音圧の節は付加的な音源と騒音源との
双方からほぼ等距離の位置にできる。 【００１４】つまり、評価用のマイクロホン（受音手
段）の位置で音圧が零となるように制御係数を決定する
ようにシステムを構成し、かつ評価用のマイクロホンを
付加的な音源と機器等の騒音源からほぼ等距離に設置す
ると、そのときの制御係数は上記に示した式（１）を満
たし、かつＶ1 とＶ2 の位相が１８０度ずれるように決
定される。 【００１５】したがって機器等の騒音源の音響パワーも
最小となるのである。このことからわかるように、音響
パワーが最小とならない位置に節を作るように評価用の
マイクロホンを設置すると、その位置では音圧が小さく
なっても、全体としての低騒音化には役立たないのであ
る。なお、本発明で騒音源は音響の分野でいう呼吸球、
即ちモノポール音源であることを想定している。 【００１６】 【実施例】以下、本発明の能動消音装置の一実施例を図
面に基づいて説明する。 【００１７】図１は、本発明の能動消音装置の一実施例
を示す概略構成図である。この実施例で用いたシステム
は適応制御方式のもので、概略次のように構成されてい
る。制御対象機器１（騒音源）の騒音と相関のある信号
を検出して制御系７への入力信号とするために加速度セ
ンサ等から成るセンサ２と、制御系７の制御係数を時々
刻々適応的に算出する制御係数算出部３と、この制御係
数算出部３で算出された制御係数と入力信号との積和演
算を行いその結果を出力する制御係数積和演算部４と、
制御係数積和演算部４の出力を入力信号として対象とす
る騒音にエネルギーを供給するためにスピーカ等から成
る付加音源５と、制御対象機器１からの音と付加音源５
からの音の和を検出し、この検出信号を誤差信号とみな
すための誤差信号検出部としての評価用のマイクロホン
６とから成る。なお、制御係数算出部３と制御係数積和
演算部４とが制御系７を構成する。 【００１８】評価用のマイクホン６の位置は制御対象機
器１と付加音源５とからほぼ等距離になるように設定さ
れている。また、付加音源５と制御対象機器１の間の距
離ｄは消音制御対象の音の波長をλとすると、ほぼλ／
３以下となるように設定されている。 【００１９】なお、本発明者等はこの実施例における能
動消音装置をパーツフィーダの騒音低減システムとして
適用した。パーツフィーダは、平面的にピストン運動を
行う可動部を有するため、この可動部がスピーカと同様
にモノポール音源として作用するため、本発明により上
記可動部の騒音低減効果が有効に得られた。ここで、付
加音源５と制御対象機器１の間の距離ｄを消音制御対象
の音の波長の、ほぼ１／３以下となるように設定する理
由は次の資料に基づいている。 【００２０】すなわち、アクティブ ノイズコントロー
ル 先端技術研究委員会 ＜第４回定例会資料＞ 社団
法人 日本工業技術振興協会発行 小野測器 音響技術
研究所 鈴木英男著 論文「複数音源からの音の放射と
音響インテンシティ計測」の第１０頁に「同じ大きさの
音源を逆相で駆動したときと最適化法で駆動したときの
パワーの低下量」が示されているが、このうち本発明に
関連する同じ大きさの音源を逆相で駆動したときのパワ
ーの低下量を抜粋し、本願明細書の図２として示す。こ
の図２に示すように、横軸に周波数(Frequency) 、縦軸
にパワーの低下量 (Power Reduction)の関係を示すと、
横軸のｋｄは次の通り定義される。つまりｋは波数であ
るから 【００２１】 【数２】 ｋ＝ω／ｃ ＝２πｆ／ｃ ＝２π／λ … （２） したがって、上記（２）式より横軸のｋｄは 【００２２】 【数３】ｋｄ＝２πｄ／λ … （３） ただし、ωは角周波数、ｃは音速，ｆは周波数、ｄは２
つの音源の距離、λは波長 【００２３】そして、図２より横軸のｋｄがほぼ２の時
にパワー低下の効果が現れ始め、２より小さいくなるに
したがってパワー低下の効果が大きくなっている。した
がって、上記（３）式より 【００２４】 【数４】ｋｄ＝２πｄ／λ≦２ … （４） を満たすときに音響パワーの低下の効果（消音効果）が
得られる。よって、 【００２５】 【数５】ｄ≦λ／π … （５） となり、上記（５）式より２つの音源、本発明における
付加音源５と制御対象機器１の間の距離ｄが、λ／πよ
りも小さい時、つまり消音対象の音の波長λのほぼ１／
３よりも小さい場合に消音効果が発揮されることにな
る。 【００２６】なお、消音効果（パワー低下量）がより顕
著となるのは、図２から横軸のｋｄがほぼ１以下となる
時であり、この時の本発明における付加音源５と制御対
象機器１の間の距離ｄは、上記（４）式より 【００２７】 【数６】ｋｄ＝２πｄ／λ≦１ したがって、 ｄ≦λ／２π … （６） となり、上記（６）式より付加音源５と制御対象機器１
の間の距離ｄがλ／２πよりも小さい時、つまり消音対
象の音の波長λのほぼ１／６よりも小さい場合に消音効
果が顕著となることになる。一方、評価用のマイクホン
６の位置を制御対象機器１と付加音源５とからほぼ等距
離になるように設定する理由は、次のような根拠に基づ
いている。 【００２８】図３に示すように、制御対象機器１と付加
音源５と評価用のマイクロホン６との各々の位置関係を
考慮する。つまり、制御対象機器１と付加音源５との距
離をｄとし、また評価用のマイクロホン６と制御対象機
器１と付加音源５との距離を各々ｄ1 、ｄ2 とする。制
御対象機器１を単独で発音させた場合の音響パワーＷ1
は、 【００２９】 【数７】Ｗ1 ＝Ｒ11｜Ｖ1 ｜2 ／２ … （７） であり、これに付加音源５を加えて発音させた場合に、
評価用のマイクロホン６の音圧が零となるときの全体の
音響パワーＷ0 は、 【００３０】 【数８】 Ｗ0 ＝Ｒ11｜Ｖ1 ｜2 ／２｛１＋（ｄ2 ／ｄ1 ）2 −（ｄ2 ／ｄ1 ）・ （sin ｋｄ／ｋｄ） cosｋ（ｄ1 −ｄ2 ）｝ … （８） となる。 【００３１】ただし、上記におけるＲ11は制御対象機器
１の自己放射インピーダンスＺ11が、Ｚ11＝Ｒ11＋ｊＸ
11と表されることで定義され、Ｖ11は制御対象機器１の
振動速度、ｋは波数である。上記（８）式で定義される
｛１＋（ｄ2 ／ｄ1 ）2 −（ｄ2 ／ｄ1 ）・（sin ｋｄ
／ｋｄ） cosｋ（ｄ1 −ｄ2 ）｝の項が最小となる条件
を設定することにより、消音効果が顕著に発揮される。
sin ｋｄ／ｋｄがほぼ１となる条件の下では 【００３２】 【数９】ｄ1 ＝ｄ2 … （９） の時に音響パワーＷ0 が最小となる。つまり、sin ｋｄ
／ｋｄがほぼ１となる条件とはすなわち、制御対象機器
１と付加音源５との距離ｄが前述の１／６波長以下の時
に１＞sin ｋｄ／ｋｄ＞０．８３となり、sin ｋｄ／ｋ
ｄがほぼ１となる条件を満たす。 【００３３】また、前述の制御対象機器１と付加音源５
との距離ｄが１／３波長以下の時にはsin ｋｄ／ｋｄが
ほぼ０．５となるが、この条件の下でも音響パワーＷ0
が最小となるのは、上記（９）式のｄ1 ＝ｄ2 がほぼ成
立する時である。 【００３４】このように、評価用のマイクロホン６と制
御対象機器１と付加音源５との距離ｄ1 、ｄ2 各々と音
響パワーの低下量との関係を図示すると、制御対象機器
１と付加音源５との距離ｄが前述の１／６波長以下の時
には図４に示すようになり、このとき音圧の節は付加音
源５と制御対象機器１との双方からほぼ等距離の位置に
できる。 【００３５】以上、説明したように本発明においては、
開放空間に配設された制御対象体から発生する音を音源
から音を放射することにより低減させる際に、制御対象
体と音源との距離を、低減させる音の波長のほぼ１／３
以下に設定するとともに、受音手段を制御対象体と音源
との双方からほぼ等距離に配置したことを特徴し、より
顕著に消音効果を得るためには、制御対象体と音源との
距離を、低減させる音の波長のほぼ１／６以下に設定す
るものである。 【００３６】 【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば受
音手段（評価用マイクロホン）の位置で音圧を零にする
ように決定された制御係数が同時に機器の音響パワーを
最小にすることになり、開放空間における能動消音装置
の性能向上に大きく寄与することになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例に係わる能動消音装置の概
略構成図。 【図２】 同じ大きさの音源を逆相で駆動したときのパ
ワーの低下量を示す特性図。 【図３】 本発明の制御対象体と音源と受音手段との位
置関係を示す説明図。 【図４】 受音手段と制御対象体及び音源との各々の距
離ｄ1 、ｄ2 と音響パワーの低下量との関係を示す特性
図。 【図５】 従来のダクト系で用いられる能動消音装置の
概略構成図。 【図６】 従来の開放空間内にて使用される能動消音装
置の説明図。 【符号の説明】 １ 制御対象機器（制御対象体） ２ センサ ３ 制御係数算出部 ４ 制御係数積和演算部 ５ 付加音源（音源） ６ 評価用マイクロホン（受音手段） ７ 制御系
略構成図。 【図２】 同じ大きさの音源を逆相で駆動したときのパ
ワーの低下量を示す特性図。 【図３】 本発明の制御対象体と音源と受音手段との位
置関係を示す説明図。 【図４】 受音手段と制御対象体及び音源との各々の距
離ｄ1 、ｄ2 と音響パワーの低下量との関係を示す特性
図。 【図５】 従来のダクト系で用いられる能動消音装置の
概略構成図。 【図６】 従来の開放空間内にて使用される能動消音装
置の説明図。 【符号の説明】 １ 制御対象機器（制御対象体） ２ センサ ３ 制御係数算出部 ４ 制御係数積和演算部 ５ 付加音源（音源） ６ 評価用マイクロホン（受音手段） ７ 制御系
─────────────────────────────────────────────────────
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
F01N 1/06
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 開放空間内に配置された制御対象体から
発生する音を低減させる能動消音装置において、 前記制御対象体から発生する音を低減させるための音を
発生する音源と、 前記開放空間内の所定の位置に配置される音圧評価用の
受信手段と、 前記所定の位置における音圧が最小となるように前記音
源から発生させる音の振幅及び位相を制御する制御手段
とを具備し、 前記制御対象体と前記音源との距離を、前記制御対象体
から発生する消音制御対象となる音の波長の１／３以下
となるように設定するとともに、 前記受信手段を前記制御対象体と前記音源との双方から
ほぼ等しい距離に配置したことを特徴とする能動消音装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00635293A JP3445295B2 (ja) | 1993-01-19 | 1993-01-19 | 能動消音装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00635293A JP3445295B2 (ja) | 1993-01-19 | 1993-01-19 | 能動消音装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06214576A JPH06214576A (ja) | 1994-08-05 |
| JP3445295B2 true JP3445295B2 (ja) | 2003-09-08 |
Family
ID=11635982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00635293A Expired - Lifetime JP3445295B2 (ja) | 1993-01-19 | 1993-01-19 | 能動消音装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3445295B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001075576A (ja) * | 1999-06-29 | 2001-03-23 | Toshiba Corp | ３次元能動消音装置 |
-
1993
- 1993-01-19 JP JP00635293A patent/JP3445295B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06214576A (ja) | 1994-08-05 |
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