JPH02285799A - ファン騒音制御装置 - Google Patents
ファン騒音制御装置Info
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- JPH02285799A JPH02285799A JP1105836A JP10583689A JPH02285799A JP H02285799 A JPH02285799 A JP H02285799A JP 1105836 A JP1105836 A JP 1105836A JP 10583689 A JP10583689 A JP 10583689A JP H02285799 A JPH02285799 A JP H02285799A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
- G10K2210/10—Applications
- G10K2210/109—Compressors, e.g. fans
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
- G10K2210/30—Means
- G10K2210/301—Computational
- G10K2210/3039—Nonlinear, e.g. clipping, numerical truncation, thresholding or variable input and output gain
- G10K2210/30391—Resetting of the filter parameters or changing the algorithm according to prevailing conditions
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産ｌ上坐肌■分立
本発明は、ファンの発する騒音を低減させる騒音制御装
置に関する。
置に関する。
従来肢歪
家電製品や空調機器のみならず、ＯＡ機器、コンピュー
タなどの急速な普及に伴い、事務所や家庭等でこれらに
使用されるファンによる騒音が大きな問題となってきて
いる。
タなどの急速な普及に伴い、事務所や家庭等でこれらに
使用されるファンによる騒音が大きな問題となってきて
いる。
ファンの騒音を低減するには、騒音源であるファン自体
の羽根形状の工夫や羽根を大径化すること等が考えられ
るが、羽根形状の工夫にも限界があり、またスペース上
問題がある。
の羽根形状の工夫や羽根を大径化すること等が考えられ
るが、羽根形状の工夫にも限界があり、またスペース上
問題がある。
また吸音や遮音という手段もあるが、これらも通風効果
を下げてしまうか大きなスペースを必要とするなど種々
問題がある。
を下げてしまうか大きなスペースを必要とするなど種々
問題がある。
そこで最近になってダクト内の騒音制御という分野でア
クティブ制御法の技術を用いた例が提案されている。
クティブ制御法の技術を用いた例が提案されている。
同側は、スピーカなどの発音体により騒音と逆位相の音
を発生させて干渉させ騒音を低減させるものであり、騒
音源近傍に設けられた受音手段により騒音を検出し、検
出信号を位相変換手段により逆位相またはこれに近い位
相の信号に変換し、同変換信号に基づいて発音体を駆動
制御する。
を発生させて干渉させ騒音を低減させるものであり、騒
音源近傍に設けられた受音手段により騒音を検出し、検
出信号を位相変換手段により逆位相またはこれに近い位
相の信号に変換し、同変換信号に基づいて発音体を駆動
制御する。
小型、軽量化が図れ、騒音低減効果も大きいものである
。
。
ンしよ゛と る晋
しかしかかるアクティブ制御系の伝達特性等が環境に合
わせて設定されているので、周囲の環境が変化したとき
には、最適制御ができず、騒音低減効果も減少する。
わせて設定されているので、周囲の環境が変化したとき
には、最適制御ができず、騒音低減効果も減少する。
るための および
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的と
する処は、周囲の環境に適応してかつ常に安定した最適
制御ができるファン騒音制御装置を供する点にある。
する処は、周囲の環境に適応してかつ常に安定した最適
制御ができるファン騒音制御装置を供する点にある。
すなわち本発明は、ファンと、該ファンの近傍に配設さ
れた制御用音源と、該ファンの回転数を検出する回転数
検出手段と、騒音を低減したい場所に設置された受音手
段と、前記回転数検出手段および前記受音手段からの検
知信号をもとに演算処理し前記制御用音源に駆動制御信
号を出力する演算処理手段とを備え前記演算処理手段は
適応型フィルタまたは固定型フィルタとして選択的に動
作可能であるファン騒音制御装置である。
れた制御用音源と、該ファンの回転数を検出する回転数
検出手段と、騒音を低減したい場所に設置された受音手
段と、前記回転数検出手段および前記受音手段からの検
知信号をもとに演算処理し前記制御用音源に駆動制御信
号を出力する演算処理手段とを備え前記演算処理手段は
適応型フィルタまたは固定型フィルタとして選択的に動
作可能であるファン騒音制御装置である。
演算処理装置は、設置当初適応型フィルタとして動作し
、前記受音手段および回転数検出手段の検出信号をもと
に制御系の伝達特性を環境に合わせて最適設定し、設定
後は同伝達特性の下で固定型フィルタとして動作し、回
転数検出手段の検出信号に基づいて騒音と逆位相の制御
信号を形成して制御用音源に出力し、同制御用音源によ
り制御音を発して騒音と干渉させて騒音を低減する。
、前記受音手段および回転数検出手段の検出信号をもと
に制御系の伝達特性を環境に合わせて最適設定し、設定
後は同伝達特性の下で固定型フィルタとして動作し、回
転数検出手段の検出信号に基づいて騒音と逆位相の制御
信号を形成して制御用音源に出力し、同制御用音源によ
り制御音を発して騒音と干渉させて騒音を低減する。
したがって環境が変化しても伝達特性を最適値に合わせ
て騒音制御がなされ、一定環境で常に安定して騒音低減
効果を高く維持することができる。
て騒音制御がなされ、一定環境で常に安定して騒音低減
効果を高く維持することができる。
またファンの回転数をもとに制御しているので、ファン
回転の変動に対しても追従可能である。
回転の変動に対しても追従可能である。
第２の発明は、前記第１の発明の回転数検出手段の代わ
りにファン近傍に近接受音手段を設けたものであり、回
転数検出手段と同様にファン回転の変動も検出し追従す
ることができ、前記発明と同様の作用効果を示す。
りにファン近傍に近接受音手段を設けたものであり、回
転数検出手段と同様にファン回転の変動も検出し追従す
ることができ、前記発明と同様の作用効果を示す。
実施±
以下第１図ないし第５図に図示した本発明に係る一実施
例について説明する。
例について説明する。
■は機器のケーシングであり、同ケーシング１に内部冷
却用ファン２が取付けられている。
却用ファン２が取付けられている。
同ファン２に対向して、制御用音源たるスピーカ３が配
設されており、同スピーカ３は、セラミック圧電スピー
カであって小型かつ軽量のもので送風機能を損なうこと
がない。
設されており、同スピーカ３は、セラミック圧電スピー
カであって小型かつ軽量のもので送風機能を損なうこと
がない。
ケーシング１の内側においてファン２の回転部近傍に発
光ダイオードおよび受光素子からなる光センサ４が設け
られており、同光センサ４によってファン２の回転状態
を回転に同期した方形波信号として検知する。
光ダイオードおよび受光素子からなる光センサ４が設け
られており、同光センサ４によってファン２の回転状態
を回転に同期した方形波信号として検知する。
さらにケーシング１の外側縁で騒音の低減を期待される
場所には受音手段たるコンデンサマイクロフォン５が配
置される。
場所には受音手段たるコンデンサマイクロフォン５が配
置される。
同マイクロフォン５および前記光センサ４の検出信号は
演算信号処理装置６に入力されて処理され、駆動制御信
号が前記スピーカ３に出力されてスピーカ３は制御音を
発する。
演算信号処理装置６に入力されて処理され、駆動制御信
号が前記スピーカ３に出力されてスピーカ３は制御音を
発する。
演算信号処理装置６は、伝達特性を固定または可変とす
ることができる一種のデジタルフィルタであり、固定と
した場合は第２図に示すような有限インパルス応答フィ
ルタを用いた構成をなし、比較的自由な信号の伝達特性
（応答倍率、位相特性）をもたせて設計可能である。
ることができる一種のデジタルフィルタであり、固定と
した場合は第２図に示すような有限インパルス応答フィ
ルタを用いた構成をなし、比較的自由な信号の伝達特性
（応答倍率、位相特性）をもたせて設計可能である。
光センサ４より入力される回転信号はＡ／Ｄコンバータ
を介してコンピュータにとり込まれ、制御信号はＤ／Ａ
コンバータを介して出力されるもので、伝達特性は光セ
ンサ４およびスピーカ３の伝達特性を補償し、かつマイ
クロフォン５の位置において騒音と逆位相の音を作り出
すように設計されている。
を介してコンピュータにとり込まれ、制御信号はＤ／Ａ
コンバータを介して出力されるもので、伝達特性は光セ
ンサ４およびスピーカ３の伝達特性を補償し、かつマイ
クロフォン５の位置において騒音と逆位相の音を作り出
すように設計されている。
また伝達特性を可変とした場合は、第３図に示すような
所謂適応型フィルタを構成し、伝達特性すなわちフィル
タ係数は受音点すなわちマイクロフォン５の受音信号が
最小となるように次々に更新される。
所謂適応型フィルタを構成し、伝達特性すなわちフィル
タ係数は受音点すなわちマイクロフォン５の受音信号が
最小となるように次々に更新される。
したがって使用するファンの周囲環境が変化する場合に
おいても自動的かつ効果的に消音することができる。
おいても自動的かつ効果的に消音することができる。
但し適応型フィルタの場合、受音点における騒音が一時
的に過大となると、その過大信号を受けてシステムが不
安定となるなどの欠点がある。
的に過大となると、その過大信号を受けてシステムが不
安定となるなどの欠点がある。
一般にはファン周囲の環境は常時変化するものではない
ので、本演算信号処理装置６は設置直後や周囲環境が変
化したときのみ適応型フィルタとし、適応フィルタの伝
達特性が安定してくれば（通常数秒か数分で落ち着いて
くる）、固定型フィルタの動作に切換える。
ので、本演算信号処理装置６は設置直後や周囲環境が変
化したときのみ適応型フィルタとし、適応フィルタの伝
達特性が安定してくれば（通常数秒か数分で落ち着いて
くる）、固定型フィルタの動作に切換える。
こうすることで望ましくない外乱の影響は受けなくなり
、制御系の安定性が保証される。
、制御系の安定性が保証される。
なお本実施例の適応型フィルタにおいては、最も汎用的
かつ実際的なＬＭＳアルゴリズムを用いており、フィル
タ係数は２５６タツプから２０４８タツプくらいで可能
であるが、ここでは最適と思われる５１２タツプをとっ
ている。
かつ実際的なＬＭＳアルゴリズムを用いており、フィル
タ係数は２５６タツプから２０４８タツプくらいで可能
であるが、ここでは最適と思われる５１２タツプをとっ
ている。
また適応の連応性、安定性および誤調整度を支配するパ
ラメータμは入力信号の大きさなどに依存して決定しな
ければならないが、ここでは２００とした。
ラメータμは入力信号の大きさなどに依存して決定しな
ければならないが、ここでは２００とした。
サンプリング周波数は５ＫＨｚである。
かかる条件下で、実験した結果を第５図に示す。
なお第４図は、制御しなかった場合の実験結果である。
第４図および第５図とも受音点における周波数に対する
音圧レベルを示している。
音圧レベルを示している。
当初適応型フィルタとして動作し、制御開始から１分程
度でフィルタ係数は安定し、第５図に示す結果を得たも
ので、第４図と比較して分かるように複数の周波数から
なる周期成分は大きく低減され、基本周波数の２３０七
で約１５ｄＢ程度、４６０ Ｈｚで約２０ｄＢ程度の低
下がみられ、非周期成分と同等まで低減することができ
た。
度でフィルタ係数は安定し、第５図に示す結果を得たも
ので、第４図と比較して分かるように複数の周波数から
なる周期成分は大きく低減され、基本周波数の２３０七
で約１５ｄＢ程度、４６０ Ｈｚで約２０ｄＢ程度の低
下がみられ、非周期成分と同等まで低減することができ
た。
以上述べたように従来困難とされていたファン騒音の周
期成分をファンの送風機能を全く損なうことなしに低減
することができた。
期成分をファンの送風機能を全く損なうことなしに低減
することができた。
なお適応型フィルタは本装置設置直後に用いられ、フィ
ルタ係数が安定してしまえば固定型フィルタに切換えら
れるので、以後はマイクロフォン５は必要でなくなり、
取り外しておくことができ、保守面でも管理が容易とな
る。
ルタ係数が安定してしまえば固定型フィルタに切換えら
れるので、以後はマイクロフォン５は必要でなくなり、
取り外しておくことができ、保守面でも管理が容易とな
る。
ファンの設置場所を変えたりなどして使用環境が変化し
たときには、マイクロフォン５を取付けて再び適応型フ
ィルタとしてフィルタ係数の更新を行えばよい。
たときには、マイクロフォン５を取付けて再び適応型フ
ィルタとしてフィルタ係数の更新を行えばよい。
以上の実施例では、ファンの回転状態を検知するのに光
センサを用いていたが、これに代えてマイクロフォンを
使用しファンの直接音を検知するようにしてもよい。
センサを用いていたが、これに代えてマイクロフォンを
使用しファンの直接音を検知するようにしてもよい。
マイクロフォンを用いた場合でもファンの回転を基準と
して制御信号が演算されることに変わりがないのでファ
ンの回転の変動に対しても追従することができるととも
に同一の効果を得ることができる。
して制御信号が演算されることに変わりがないのでファ
ンの回転の変動に対しても追従することができるととも
に同一の効果を得ることができる。
主皿Ω苅且
本発明は、演算処理手段が適応型フィルタとして動作す
ることで環境が変化しても常に最適な騒音低減効果を得
ることができ、環境の変化がない場合は当初適応型フィ
ルタとして動作して伝達特性を最適に設定したのち固定
型フィルタに切換えることで外乱の影響を受けない安定
した制御系の下で騒音を低減することができる。
ることで環境が変化しても常に最適な騒音低減効果を得
ることができ、環境の変化がない場合は当初適応型フィ
ルタとして動作して伝達特性を最適に設定したのち固定
型フィルタに切換えることで外乱の影響を受けない安定
した制御系の下で騒音を低減することができる。
第１図は、本発明に係る一実施例の構成を示す説明図、
第２図は固定型フィルタとしての制御系ブロック図、第
３図は適応型フィルタとしての制御系ブロック図、第４
図は制御しなかった場合の周波数に対する音圧レベルを
示す図、第５図は本実施例における制御した場合の周波
数に対する音圧レベルを示す図である。 ｌ・・・ケーシング、２・・・ファン、３・・・スピー
カ、４・・・光センサ、５・・・マイクロフォン、６・
・・演算信号処理装置。 第 図 第 図 第 図 第４ 図 第５ 図 １に 同差数 （Ｈｚ） ２に
第２図は固定型フィルタとしての制御系ブロック図、第
３図は適応型フィルタとしての制御系ブロック図、第４
図は制御しなかった場合の周波数に対する音圧レベルを
示す図、第５図は本実施例における制御した場合の周波
数に対する音圧レベルを示す図である。 ｌ・・・ケーシング、２・・・ファン、３・・・スピー
カ、４・・・光センサ、５・・・マイクロフォン、６・
・・演算信号処理装置。 第 図 第 図 第 図 第４ 図 第５ 図 １に 同差数 （Ｈｚ） ２に
Claims (2)
- １．ファンと、該ファンの近傍に配設された制御用音
源と、該ファンの回転数を検出する回転数検出手段と、
騒音を低減したい場所に設置された受音手段と、前記回
転数検出手段および前記受音手段からの検知信号をもと
に演算処理し前記制御用音源に駆動制御信号を出力する
演算処理手段とを備え前記演算処理手段は適応型フィル
タまたは固定型フィルタとして選択的に動作可能である
ことを特徴とするファン騒音制御装置。 - ２．ファンと、該ファンの近傍に配設された制御用音
源と、該ファンの近傍に設置された近接受音手段と、騒
音を低減したい場所に設置された受音手段と、前記２つ
の受音手段からの検知信号をもとに演算処理し前記制御
用音源に駆動制御信号を出力する演算処理手段とを備え
前記演算処理手段は適応型フィルタまたは固定型フィル
タとして選択的に動作可能であることを特徴とするファ
ン騒音制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1105836A JPH02285799A (ja) | 1989-04-27 | 1989-04-27 | ファン騒音制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1105836A JPH02285799A (ja) | 1989-04-27 | 1989-04-27 | ファン騒音制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02285799A true JPH02285799A (ja) | 1990-11-26 |
Family
ID=14418120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1105836A Pending JPH02285799A (ja) | 1989-04-27 | 1989-04-27 | ファン騒音制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02285799A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0335295A (ja) * | 1989-06-30 | 1991-02-15 | Toshiba Corp | 消音装置 |
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| EP0593045A2 (en) * | 1992-10-14 | 1994-04-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Adaptive noise silencing system of combustion apparatus |
| JPH096368A (ja) * | 1995-06-20 | 1997-01-10 | Nec Corp | ダクト用消音装置 |
| WO2009084186A1 (ja) | 2007-12-27 | 2009-07-09 | Panasonic Corporation | 騒音制御装置 |
| EP2202721A2 (en) | 2008-12-26 | 2010-06-30 | Panasonic Corporation | Noise control device |
| JP2011043636A (ja) * | 2009-08-20 | 2011-03-03 | Osaka Gas Co Ltd | 能動型消音システム |
| WO2012171533A3 (en) * | 2011-06-15 | 2013-08-01 | Aalborg Universitet | System and method for attenuating noise from a fluid machine or a turbulent noise source |
| US8526627B2 (en) | 2010-03-12 | 2013-09-03 | Panasonic Corporation | Noise reduction device |
| US9251779B2 (en) | 2012-01-25 | 2016-02-02 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Noise reduction apparatus |
-
1989
- 1989-04-27 JP JP1105836A patent/JPH02285799A/ja active Pending
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| US9020159B2 (en) | 2008-12-26 | 2015-04-28 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Noise reduction device |
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