JP4195751B2 - 消音装置 - Google Patents
消音装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4195751B2 JP4195751B2 JP08077899A JP8077899A JP4195751B2 JP 4195751 B2 JP4195751 B2 JP 4195751B2 JP 08077899 A JP08077899 A JP 08077899A JP 8077899 A JP8077899 A JP 8077899A JP 4195751 B2 JP4195751 B2 JP 4195751B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speaker
- slit
- sound wave
- opening
- sound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
Description
【産業上の利用分野】
本発明は、開口部から漏出する騒音源からの音波を減衰させる消音装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
騒音対策の基本は、音源を遮蔽することであり、具体的には音波を減衰する材質で該音源を取り囲むことである。
上記の対策は、大部分の騒音に対して有効であるものの、例えば、送風口などの遮蔽できない部分から漏出する音波には適用できない。そこで、上記送風口等からの漏出音波に適用する消音技術が特許第2822604号公報(以下、文献1という)や、特開平9−53597号公報(以下、文献2という)などによって提案されている。
【0003】
上記文献1に記載の消音技術は、アクティブ型の消音技術に係るものである。図11に概念的に示すように、この消音技術では、冷却ファンAの側方にスピーカBを配設して、冷却ファンAが発生する騒音をスピーカBから送出される音波によって打消すようにしている。
なお、冷却ファンAは、OA機器等のケースCに付設されている。また、スピーカBは、冷却ファンAが発生する騒音の位相とは逆相の音波を送出するように図示していないスピーカ駆動手段によって駆動される。
一方、文献2に記載の技術は、開口部の周縁に該開口部の径外方向に拡がり、かつ、この開口部に連通するスリット状膨張部を設け、このスリット状膨張部の共鳴作用によって上記開口部から漏出する音波を吸収するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、騒音源から送出された騒音は、その騒音源を中心として球状に伝播する。したがって、上記騒音を逆位相の音波で打ち消そうとする場合には、この逆位相の音波を送出するスピーカの音波伝播軸と上記騒音の伝搬軸を一致させる必要がある。なぜなら、上記両伝播軸がずれていると、干渉打ち消し作用に空間的なムラが発生するからである。
【0005】
上記文献1に記載の技術では、騒音が漏出する開口の側方にスピーカを配設してあるので、干渉打ち消し作用に上記した空間的なムラを生じる。つまり、消音効果が著しい部分とそうでない部分とが発生する。
他方、上記文献2に記載の技術は、上記文献1の技術による問題は生じないものの、消音効果自体が小さいという問題がある。
本発明の課題は、このような状況に鑑み、高い消音効果を空間的なムラを生じることなく得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】
第1の発明は、開口部より漏出する騒音源からの音波を減衰させる消音装置であって、前記開口部の径外方向に拡がり、かつ、該開口部に連通する環状のスリット状膨張部と、前記スリット状膨張部内に音波を送出するスピーカと、前記騒音源からの音波と前記スピーカから送出される音波が前記スリット状膨張部内で相殺されるように該スピーカを駆動するスピーカ駆動手段とを備えている。
第2の発明は、第1の発明において、前記スピーカ駆動手段が、前記騒音源からの音波を検出するマイクロホンと、該マイクロホンの出力に基づいて前記スピーカの駆動信号を生成する信号生成手段とを備えている。
第3の発明は、第2の発明において、前記スリット状膨張部内の音波を検出するように前記マイクロホンを配置している。
第4の発明は、第1の発明において、前記騒音源が回転機械であり、前記スピーカから前記回転機械の回転数に依存した周波数の音波の逆相の音波が送出されるように該スピーカを駆動するようにしている。
第5の発明は、第1の発明において、前記スリット状膨張部を前記開口部の径外方向に楕円状に拡がるように形成している。
第6の発明は、第1の発明において、前記スリット状膨張部を前記開口部の軸線方向に複数段重ね合わせて形成し、これらのスリット状膨張部の拡がり深さを互いに相違させるようにしている。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の消音装置の一実施形態を示している。この図1において、空調用ダクト等を構成するハウジング1は、内部に送風ファン等の騒音源2が配設され、また、その端面1aの中央部に円形状の開口部3が形成されている。
【0008】
上記端面1aの内面側には、上記開口部3の径外方向に拡がるスリット状膨張部4が形成されている。ハウジング1の内部から上記端面1a側を見た図2に示すように、上記スリット状膨張部4は円環状に形成され、かつ、開口部3に連通している。
スリット状膨張部4の後壁4aには、該スリット状膨張部4内に連通する孔5が形成され、この孔5の部分にスピーカ6が取付けられている。上記開口部3の前方には、マイクロフォン7が配設されている。
【0009】
なお、この実施形態においては、上記開口部3の径が約175mmに、スリット状膨張部4の径が約460mmに、該スリット状膨張部4の厚みが約7mmにそれぞれ設定されている。また、スピーカ孔5の径が約77mmに設定され、かつ、この孔5を開口部3の中心を中心とする半径約152mmの円周上に位置させてある。
【0010】
以下、この実施形態の消音装置の作用を説明する。騒音源2から放出された音波は、上記スリット状膨張部4内の空気を振動させて、上記開口部3を中心として拡がる音波に変化する。一方、上記スピーカ6から音波を送出させた場合、この音波もスリット状膨張部4内の空気を振動させて、開口部3を中心として拡がる音波に変化する。
【0011】
それ故、騒音源2からの音波とは逆位相の音波をスピーカ6から送出させることにより、上記開口部3を中心として拡がる前記騒音源2からの音波を、スリット状膨張部4内に送出されるスピーカ6からの音波に基づいて上記開口部を中心として拡がる逆相音波によって打消し、それによって、開口部3から漏出する音波を減衰させることができる。
【0012】
上記マイクロフォン7は、騒音源2から放出された音波の一部を開口部3を介して検出するものであり、その出力は増幅器8を介して信号処理部9に加えられる。信号処理部9は、マイクロフォン7の出力を処理して、上記逆相音波をスピーカ6から送出させるためのスピーカ駆動信号を形成し、この駆動信号を増幅器10を介してスピーカ6に供給する。これにより、騒音源2からの音波とスピーカ6から送出される音波に基づく逆相音波とが干渉して互いに打消し合うことになり、その結果、開口部3から漏出する騒音が極めて効率よく、しかも、空間的に均一に減衰される。
【0013】
図3は、本発明の第2の実施形態を示している。この実施形態に係る消音装置では、マイクロフォン7をスリット状膨張部4の後壁4aに取付けてあるので、騒音源2からの音波がスリット状膨張部4内で検出される。この消音装置によれば、マイクロフォン7がハウジング1の内部に配置されるので、コンパクト化を図ることができる。
なお、上記第1および第2の実施形態では、スピーカ6を1個のみしか使用していないが、複数のスピーカ6をスリット状膨張部4の後壁に所定の間隔で配設するようにしても良い。
【0014】
図4は、本発明の第3の実施形態を示している。この実施形態に係る消音装置は、OA機器(例えば、パーソナルコンピュータ等)のハウジング1の開口部3に設けられた冷却ファン11の発生騒音を減衰させるものである。
上記冷却ファン11が発生する音波は、図1に示した騒音源2の放出音波と同様に、前記スリット状膨張部4内の空気を振動させて、上記開口部3を中心として拡がる音波に変化する。
したがって、冷却ファン1が発生する音波とは逆の位相の音波をスピーカ6から送出して両者の音波を相殺させれば、開口部3から漏出する音波が大きく減衰されることになる。
【0015】
この実施形態においては、冷却ファン11が発生する主騒音の周波数が該ファン11の回転周波数にその翼枚数を乗じた周波数の正弦波であるとみなし、この正弦波を信号処理部90で生成するようにしている。
すなわち、信号処理部90は、冷却ファン11の回転に同期したパルス信号を取込み、この信号の周波数と上記翼枚数とに基づいて上記正弦波を生成する。なお、上記パルス信号は、冷却ファン11によって駆動される図示していない信号発生器やファン駆動回路から得ることができる。
【0016】
この実体形態における冷却ファン11は、回転数が2880/minで、翼枚数が5枚である。したがって、上記正弦波の周波数は(2880/60)×5=240Hzとなる。
信号処理部90は、上記正弦波の周波数を有したスピーカ駆動信号を生成し、この駆動信号を増幅器10を介してスピーカ6に供給する。もちろん、この駆動信号の位相および振幅は、スピーカ6から送出される音波が冷却ファン11の発生音波を打消すように調整される。
【0017】
要するに、上記駆動信号の位相および振幅は、スピーカ6から送出される音波の打消し効果が最も高くなるように、換言すれば、開口部3から漏出する音波が最小になるように適宜調整される。
なお、この第3の実施形態に係る消音装置においても、スピーカ6を複数個配設することができる。
【0018】
図5は、冷却ファン11が発生する音波に対して何らの消音処置も講じなかった場合における漏出音波の強度分布の計測結果を、図6は、消音処置として単にスピーカ6を開口部3の側方に取付けた場合における漏出音波の強度分布の計測結果を、また、図7は、上記第3の実施形態に係る消音装置を用いた場合における漏出音波の強度分布の計測結果をそれぞれ等強度線を用いて例示したものである。
なお、上記強度分布は、周波数240Hzの漏出音についてのものである。また、漏出音波の測定点は、開口部3の中心軸線を含む任意の面を60mm間隔で縦横に分割した場合の各分割点(計81個所)の位置に設定されている。
【0019】
図5から明らかなように、消音処置を講じなかった場合には、開口部3の正面での漏出音の強さが78dBになる。一方、図6に示す消音処置(図11に示した従来の消音処置に対応)を講じた場合には、開口部3の正面での漏出音の強さが64dBまで低下するものの、等強度線に関しては、開口部3の位置とスピーカ6の配置位置に対応したピークをそれぞれ生じる。つまり、漏出音波の強度分布にムラが発生する。
【0020】
これに対して、上記第3の実施形態に係る消音装置を採用した場合には、図7から明らかなように、開口部3の正面での漏出音が58dBまで低減されるとともに、等強度線が開口部3の周辺に拡がる形状を呈する。つまり、一様でかつ高い騒音低減効果を得ることができる。
【0021】
ところで、図1、図3および図4に示した消音装置は、スリット状膨張部4での音波の振動を利用して漏出騒音を低減するものであるので、その低減効果を向上するには、スリット状膨張部4内における音波の共振周波数が騒音の主周波数もしくはそれに近似する周波数となるように該スリット状膨張部4を設計することが望ましい。
【0022】
実験では、波数(円周率の2倍の値を音波の波長で除した値)とスリット状膨張部4の半径との積が約1となるようにスリット状膨張部4を設計した場合に、良好な結果を得ることができた。
しかし、上記の関係は、騒音源の種類やハジング1の大きさ等がどのようなものであっても成立するという保証はない。したがって、スリット状膨張部4の形状(深さ)は、上記騒音源の種類やハジング1の大きさ等を勘案しながら最適に設定することが望ましい。
なお、騒音の周波数に対して、仮にスリット状膨張部4の設計が最適でなかったとしても、必要十分な騒音低減効果を得ることが可能である。
【0023】
図8において、破線は図4に示した冷却ファン11が発生する騒音の周波数分布を、また、実線は図4に示した消音装置による上記騒音の減衰効果を示す周波数分布を示している。
この図8に示すように、冷却ファン11の騒音は、基本周波数が前述した240Hz程度であるが、この基本周波数の整数倍の周波数においてもピーク点(いわゆる高調波成分)が存在する。
図4に示した消音装置によれば、基本周波数の騒音が大きく低減されるので、結果的に該騒音の高調波成分も低減されることになる。
【0024】
図1、図3および図4に示した消音装置では、円形のスリット状膨張部4を設けているが、これに代えて、図9に示すように楕円形のスリット状膨張部40を設けても良い。このスリット状膨張部40は、短径部分と長径部分で深さが相違するので、2種の周波数域の音波に適応することができる。なお、更に多数の周波数域の音波に適応し得るような形状をスリット状膨張部4に持たせることも可能である。
【0025】
図10は、径の異なる2種のスリット状膨張部41,42を開口部3の軸線方向に段状に重ね合わせて形成した例を示している。各スリット状膨張部41,42は、異なる周波数の音波に対する共振条件を満たすので、両者によって2種の周波数域の音波を低減することができる。
【0026】
この例では、各スリット状膨張部41,42にスピーカ孔51,52を同軸状に形成して、スピーカ6から送出される打消し用の音波を双方のスリット状膨張部41,42に送り込むようにしている。
もちろん、個々のスリット状膨張部41,42にそれぞれ専用のスピーカを設けることも可能である。また、それらのスピーカから送出させる音波の周波数を異ならせることも可能であり、その場合、膨張部41のスピーカから送出される音波の周波数が膨張部42のスピーカらから送出される音波の周波数よりも低く設定される
なお、異径のスリット状膨張部の配設段数を3以上にすることも可能であり、また、個々のスリット状膨張部に円形状とは異なる形状(例えば、上記した楕円形状)を持たせることも可能である。
【0027】
【発明の効果】
本発明によれば、開口部を中心として拡がる騒音源からの音波と、スリット状膨張部内に送出されるスピーカからの音波に基づいて上記開口部を中心として拡がる逆相音波とが干渉して互いに打消し合うことになるので、開口部から漏出する騒音を極めて効率よく、しかも、空間的に均一に減衰することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る消音装置の第1の実施形態を示した概念図。
【図2】スリット状膨張部の構造を示した斜視図。
【図3】本発明に係る消音装置の第2の実施形態を示した概念図。
【図4】本発明に係る消音装置の第3の実施形態を示した概念図。
【図5】消音処置も講じなかった場合における漏出音波の強度分布の計測結果を例示したグラフ。
【図6】従来の消音装置を採用した場合における漏出音波の強度分布の計測結果を例示したグラフ。
【図7】本発明の消音装置を採用した場合における漏出音波の強度分布の計測結果を例示したグラフ。
【図8】冷却ファンが発生する騒音の周波数分布と、本発明の消音装置によって減衰された騒音の周波数分布を例示した特性図。
【図9】楕円形のスリット状膨張部を示す斜視図。
【図10】多段状に重ね合わせた異径のスリット状膨張部を概念的に示した部分断面図。
【図11】従来の消音装置の構成を例示した概念図。
【符号の説明】
1 ハウジング
2 騒音源
3 開口部
4,41,42 スリット状膨張部
5,51,52 スピーカ孔
6 スピーカ
7 マイクロフォン
8,10 増幅器
9 信号処理部
Claims (6)
- 開口部より漏出する騒音源からの音波を減衰させる消音装置であって、
前記開口部の径外方向に拡がり、かつ、該開口部に連通する環状のスリット状膨張部と、
前記スリット状膨張部内に音波を送出するスピーカと、
前記スピーカが前記騒音源からの音波とは逆相の音波を送出するように該スピーカを駆動するスピーカ駆動手段と、を備え、
前記スリット状膨張部、前記スピーカ及び前記スピーカ駆動手段によって、前記騒音源からの音波に基づいて前記開口部を中心として拡がる音波と、前記スリット状膨張部内に送出されたスピーカからの音波に基づいて前記開口部を中心として拡がる逆相音波とを発生し、これらの音波の相殺作用によって前記開口部から漏出する音波を減衰させるようにしたことを特徴とする消音装置。 - 前記スピーカ駆動手段が、前記騒音源からの音波を検出するマイクロホンと、該マイクロホンの出力に基づいて前記スピーカの駆動信号を生成する信号生成手段とを備えることを特徴とする請求項1に記載の消音装置。
- 前記スリット状膨張部内の音波を検出するように前記マイクロホンを配置したことを特徴とする請求項2に記載の消音装置。
- 前記騒音源が回転機械であり、前記スピーカ駆動手段は、前記スピーカから前記回転機械の回転数に依存した周波数の音波の逆相の音波が送出されるように前記スピーカを駆動することを特徴とする請求項1に記載の消音装置。
- 前記スリット状膨張部を前記開口部の径外方向に楕円状に拡がるように形成したことを特徴とする請求項1に記載の消音装置。
- 前記スリット状膨張部を前記開口部の軸線方向に複数段重ね合わせて形成し、これらのスリット状膨張部の拡がり深さを互いに相違させたことを特徴とする請求項1に記載の消音装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08077899A JP4195751B2 (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | 消音装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08077899A JP4195751B2 (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | 消音装置 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000276180A JP2000276180A (ja) | 2000-10-06 |
JP2000276180A5 JP2000276180A5 (ja) | 2006-03-09 |
JP4195751B2 true JP4195751B2 (ja) | 2008-12-10 |
Family
ID=13727911
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08077899A Expired - Fee Related JP4195751B2 (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | 消音装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4195751B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11798525B2 (en) | 2021-09-07 | 2023-10-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Sound emitting apparatus and blade noise reduction apparatus |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4690735B2 (ja) * | 2005-01-31 | 2011-06-01 | 国立大学法人横浜国立大学 | ファン騒音低減装置及びファン騒音低減方法 |
-
1999
- 1999-03-25 JP JP08077899A patent/JP4195751B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11798525B2 (en) | 2021-09-07 | 2023-10-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Sound emitting apparatus and blade noise reduction apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000276180A (ja) | 2000-10-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2685917B2 (ja) | 消音装置 | |
CA2200559C (en) | High volume, high performance, ultra quiet vacuum cleaner | |
US5636287A (en) | Apparatus and method for the active control of air moving device noise | |
JP3407141B2 (ja) | 低騒音機器 | |
JP4195751B2 (ja) | 消音装置 | |
JP2926062B2 (ja) | ダクト軸流ファン | |
JPH1039878A (ja) | 包囲型エンジンの騒音低減装置 | |
JP2006118422A (ja) | 電子機器内のファン音低減装置 | |
JP4839770B2 (ja) | 電動送風機及びそれを用いた電気掃除機 | |
JP2961996B2 (ja) | 低騒音機器 | |
JPH0395349A (ja) | 電子消音システム | |
JPH053843A (ja) | 掃除機 | |
JPS61129414A (ja) | 適応型消音装置 | |
JPH08232677A (ja) | 包囲型エンジンの騒音低減装置 | |
JP3560878B2 (ja) | アクティブ消音装置 | |
JPH0598929A (ja) | 消音装置 | |
JP2660110B2 (ja) | 消音装置 | |
CN219872868U (zh) | 一种主动降噪装置 | |
JPH1026384A (ja) | クリーンルーム装置 | |
JPH1165574A (ja) | 消音装置 | |
JP2583737B2 (ja) | ピストン動力機械又は作業機械 | |
JPH07210169A (ja) | 消音装置 | |
JP2003184799A (ja) | 送風機 | |
JP2002147830A (ja) | アクティブ型消音システム | |
JP2883010B2 (ja) | 低周波数騒音用消音塔 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060123 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060123 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080307 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080328 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080527 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080902 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080929 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111003 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121003 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121003 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131003 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |