JPH05164094A - 騒音低減装置 - Google Patents
騒音低減装置Info
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- JPH05164094A JPH05164094A JP33346491A JP33346491A JPH05164094A JP H05164094 A JPH05164094 A JP H05164094A JP 33346491 A JP33346491 A JP 33346491A JP 33346491 A JP33346491 A JP 33346491A JP H05164094 A JPH05164094 A JP H05164094A
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- signal
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 機器の騒音源から放射される騒音を打ち消し
て低減することにある。 【構成】 騒音源よりの音波と発音体からの音波を音波
干渉して消音をおこなう手段を設けた騒音低減装置及び
騒音低減装置を搭載した低騒音機器において、音源表面
の少なくとも一部を圧電素子４ａ、４ｂにより構成し
た。また騒音源であるファン３７はモータ内蔵型ファン
であり、かつファン中心部の静止部材に発音体１７を配
置し、発音体１７の外径をファン３７の回転子ハブ１８
の外径とほぼ等しくなるように構成した。
て低減することにある。 【構成】 騒音源よりの音波と発音体からの音波を音波
干渉して消音をおこなう手段を設けた騒音低減装置及び
騒音低減装置を搭載した低騒音機器において、音源表面
の少なくとも一部を圧電素子４ａ、４ｂにより構成し
た。また騒音源であるファン３７はモータ内蔵型ファン
であり、かつファン中心部の静止部材に発音体１７を配
置し、発音体１７の外径をファン３７の回転子ハブ１８
の外径とほぼ等しくなるように構成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、機器の動作時に発生す
る騒音を破壊的音波干渉によって能動的に消音する騒音
低減装置及びこの騒音低減装置を搭載した低騒音機器に
関する。
る騒音を破壊的音波干渉によって能動的に消音する騒音
低減装置及びこの騒音低減装置を搭載した低騒音機器に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、機器から発生する騒音の低減に対
して、音の伝搬流路の内側に多孔質吸音材料を装着した
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
サイレンサを機器に装着する方法が広く使われている。
しかしたとえば流体機械のように周波数の低い騒音を対
象とする場合、機器が大形となり、重量が増加する。一
方これに対して、別の方法として、古くから提案されて
いた能動型騒音低減装置即ち、音源からの伝搬波に対し
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。前記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。ところで、実開
昭５９−１３５３９９号公報に記載の軸流ファン及びそ
の消音装置あるいは特開平１−２５７７９８号公報に記
載の低騒音ファンに示すように、発音体をファンガード
上またはファンの周辺に取付けた能動的消音手段の構成
が開示されている。これには、騒音源である羽根車の羽
根騒音（羽根枚数と回転数の積で決定するピーク音）に
対して、それと逆位相で同振幅の音波を発音体より放射
し、破壊的音波干渉にて消音する方法が示されている。
して、音の伝搬流路の内側に多孔質吸音材料を装着した
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
サイレンサを機器に装着する方法が広く使われている。
しかしたとえば流体機械のように周波数の低い騒音を対
象とする場合、機器が大形となり、重量が増加する。一
方これに対して、別の方法として、古くから提案されて
いた能動型騒音低減装置即ち、音源からの伝搬波に対し
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。前記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。ところで、実開
昭５９−１３５３９９号公報に記載の軸流ファン及びそ
の消音装置あるいは特開平１−２５７７９８号公報に記
載の低騒音ファンに示すように、発音体をファンガード
上またはファンの周辺に取付けた能動的消音手段の構成
が開示されている。これには、騒音源である羽根車の羽
根騒音（羽根枚数と回転数の積で決定するピーク音）に
対して、それと逆位相で同振幅の音波を発音体より放射
し、破壊的音波干渉にて消音する方法が示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一般に機器から発生す
る騒音が低減されるべき位置は限定されず、環境の何れ
の位置においても静粛でなければならない。そのため音
源近傍で音源からの騒音放射量を低減することが本質的
な解決法である。効果的に騒音低減を実現するには、音
源から放射される音波に対して、至る所でその音波とほ
ぼ同振幅で逆位相の音波を発音体から放射しなければな
らないが、一般に音源から放射される音波は球面状に空
間へ放射されるから、騒音源から放射された音波と全て
の位置で破壊的干渉させようとするには、原理的に無限
個数の発音体を音源周囲に設ける必要がある。現実には
有限個の発音体を用いるから、この消音効果は騒音源か
ら発音体を離して配置すると、この距離に反比例して低
下する。消音効果は、消音対象とする音波の波長に対す
る、騒音源と発音体間の距離の比に比例するから、消音
効果が得られる上限周波数を高くし、その消音効果を増
加させるためには、極力この距離が小さくなるように構
成と配置を工夫しなければならない。しかし発音体を音
源周辺の空間内に配置する従来の方法では、発音体を音
源に近付けようとしても、音源が回転体である場合、音
源と発音体間は一定の距離以上離さなければならず、環
境内に放射される騒音の低減量が不十分である。また音
源が流体機械の場合、流体機械の負荷に比例して騒音が
増加し、流体路内に発音体を設けると流体の流れが阻害
され、これにより流体損失の増加に伴う負荷の増加が有
り、流体機械からの騒音発生量は更に増大する。さらに
流体が発音体に衝突するので、その周囲での渦の発生に
ともなう二次騒音が発生する。このため従来の能動型騒
音低減装置では消音効果が大巾に低減するという問題が
ある。
る騒音が低減されるべき位置は限定されず、環境の何れ
の位置においても静粛でなければならない。そのため音
源近傍で音源からの騒音放射量を低減することが本質的
な解決法である。効果的に騒音低減を実現するには、音
源から放射される音波に対して、至る所でその音波とほ
ぼ同振幅で逆位相の音波を発音体から放射しなければな
らないが、一般に音源から放射される音波は球面状に空
間へ放射されるから、騒音源から放射された音波と全て
の位置で破壊的干渉させようとするには、原理的に無限
個数の発音体を音源周囲に設ける必要がある。現実には
有限個の発音体を用いるから、この消音効果は騒音源か
ら発音体を離して配置すると、この距離に反比例して低
下する。消音効果は、消音対象とする音波の波長に対す
る、騒音源と発音体間の距離の比に比例するから、消音
効果が得られる上限周波数を高くし、その消音効果を増
加させるためには、極力この距離が小さくなるように構
成と配置を工夫しなければならない。しかし発音体を音
源周辺の空間内に配置する従来の方法では、発音体を音
源に近付けようとしても、音源が回転体である場合、音
源と発音体間は一定の距離以上離さなければならず、環
境内に放射される騒音の低減量が不十分である。また音
源が流体機械の場合、流体機械の負荷に比例して騒音が
増加し、流体路内に発音体を設けると流体の流れが阻害
され、これにより流体損失の増加に伴う負荷の増加が有
り、流体機械からの騒音発生量は更に増大する。さらに
流体が発音体に衝突するので、その周囲での渦の発生に
ともなう二次騒音が発生する。このため従来の能動型騒
音低減装置では消音効果が大巾に低減するという問題が
ある。
【０００４】本発明の目的は、機器の騒音源から放射さ
れる騒音を能動的に打ち消して低減することにある。
れる騒音を能動的に打ち消して低減することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、機器の騒音
源から放射される騒音若しくは該騒音と相関を持つ物理
量を検出して検出信号を出力するセンサと、該検出信号
を入力して信号処理を行い前記騒音と干渉して打ち消す
信号を出力する信号処理手段と、該信号処理手段が出力
する信号により駆動される発音体とを有する騒音低減装
置において、前記機器の騒音源の少なくとも一部に前記
発音体を設けたことにより達成される。
源から放射される騒音若しくは該騒音と相関を持つ物理
量を検出して検出信号を出力するセンサと、該検出信号
を入力して信号処理を行い前記騒音と干渉して打ち消す
信号を出力する信号処理手段と、該信号処理手段が出力
する信号により駆動される発音体とを有する騒音低減装
置において、前記機器の騒音源の少なくとも一部に前記
発音体を設けたことにより達成される。
【０００６】上記目的は、機器の騒音源から放射される
騒音若しくは該騒音と相関を持つ物理量を検出して検出
信号を出力するセンサと、該検出信号を入力して信号処
理を行い前記騒音と干渉して打ち消す信号を出力する信
号処理手段と、該信号処理手段が出力する信号により駆
動される発音体とを有する騒音低減装置において、前記
機器の騒音源はモータ内蔵型ファンであり、該ファンの
中心部にあり静止部材からなるステータに前記発音体を
設け、前記発音体の外径を該ファンの回転子ハブの外径
とほぼ等しくなるように構成したことにより達成され
る。
騒音若しくは該騒音と相関を持つ物理量を検出して検出
信号を出力するセンサと、該検出信号を入力して信号処
理を行い前記騒音と干渉して打ち消す信号を出力する信
号処理手段と、該信号処理手段が出力する信号により駆
動される発音体とを有する騒音低減装置において、前記
機器の騒音源はモータ内蔵型ファンであり、該ファンの
中心部にあり静止部材からなるステータに前記発音体を
設け、前記発音体の外径を該ファンの回転子ハブの外径
とほぼ等しくなるように構成したことにより達成され
る。
【０００７】
【作用】本発明は、騒音源表面の少なくとも一部を発音
体で構成したので、騒音の発生部位と発音体からの音波
発生位置が一致する。その結果騒音信号または騒音と高
い相関をもつ信号をセンサによって検出し、この検出信
号を信号処理装置によって処理して、センサ位置でそれ
ぞれの音の振幅が等しく、位相が逆になるように制御す
れば、騒音と発音体から周囲に放射するそれぞれの音波
の指向性は全く等しくできるので、これらは空間中で破
壊的干渉を起し騒音は低減される。
体で構成したので、騒音の発生部位と発音体からの音波
発生位置が一致する。その結果騒音信号または騒音と高
い相関をもつ信号をセンサによって検出し、この検出信
号を信号処理装置によって処理して、センサ位置でそれ
ぞれの音の振幅が等しく、位相が逆になるように制御す
れば、騒音と発音体から周囲に放射するそれぞれの音波
の指向性は全く等しくできるので、これらは空間中で破
壊的干渉を起し騒音は低減される。
【０００８】また本発明は、騒音源がモータ内蔵型ファ
ンであり、かつ発音体をファン中心部の静止部材にとり
つけ、発音体の大きさをファンの回転子ハブの外径とほ
ぼ等しくなるように構成したので、騒音源であるファン
の羽根部と発音体間の空間距離は、きわめて小さくでき
かつ、騒音源であるファン羽根と発音体がファンの回転
軸に対して点対称で構成してなるから、周囲に放射する
それぞれの音波の指向性はほぼ等しくできるので、上記
のように空間中で破壊的干渉を起し騒音は低減される。
ンであり、かつ発音体をファン中心部の静止部材にとり
つけ、発音体の大きさをファンの回転子ハブの外径とほ
ぼ等しくなるように構成したので、騒音源であるファン
の羽根部と発音体間の空間距離は、きわめて小さくでき
かつ、騒音源であるファン羽根と発音体がファンの回転
軸に対して点対称で構成してなるから、周囲に放射する
それぞれの音波の指向性はほぼ等しくできるので、上記
のように空間中で破壊的干渉を起し騒音は低減される。
【０００９】また、発音体をファンの回転子ハブの外径
とほぼ等しくなるように構成しているので、ファンの流
れを阻害することもなく、モータ電磁振動音を発音体に
より遮蔽することができる。
とほぼ等しくなるように構成しているので、ファンの流
れを阻害することもなく、モータ電磁振動音を発音体に
より遮蔽することができる。
【００１０】
【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。
【００１１】図１は本発明の一実施例に係る騒音低減装
置を搭載した低騒音機器の構成を示す説明図である。機
器１内の発熱部２を空気冷却するためにファン３が設け
られ、このファン３により、機器１の吸入口１０から吸
入された空気は、発熱体２を冷却しながら、発熱体２の
周囲の流路９内を通過後、開口部１０から周囲に放出さ
れる。ファン３のボス７に取り付けられた羽根５が騒音
源であり、その表面が発音体で構成されている。
置を搭載した低騒音機器の構成を示す説明図である。機
器１内の発熱部２を空気冷却するためにファン３が設け
られ、このファン３により、機器１の吸入口１０から吸
入された空気は、発熱体２を冷却しながら、発熱体２の
周囲の流路９内を通過後、開口部１０から周囲に放出さ
れる。ファン３のボス７に取り付けられた羽根５が騒音
源であり、その表面が発音体で構成されている。
【００１２】図２は本発明の実施例のファンの羽根を示
す斜視図である。このファンは羽根表面を発音体で構成
し、発音体として圧電素子４ａ、４ｂが、羽根５の補強
材６の表面に固着されている。発音体の駆動信号は、ス
リップリング１５を介して適応型信号処理装置１３から
供給される。圧電素子４ａ、４ｂに駆動信号が供給され
ない時には、ファン３の回転に伴う流体騒音が、開口部
１０から周囲に放射されることになる。
す斜視図である。このファンは羽根表面を発音体で構成
し、発音体として圧電素子４ａ、４ｂが、羽根５の補強
材６の表面に固着されている。発音体の駆動信号は、ス
リップリング１５を介して適応型信号処理装置１３から
供給される。圧電素子４ａ、４ｂに駆動信号が供給され
ない時には、ファン３の回転に伴う流体騒音が、開口部
１０から周囲に放射されることになる。
【００１３】ファン３の羽根５の近傍に取り付けられた
羽根音の周波数（ファン３の回転数またはファン３の回
転数と羽根５の枚数の積）検出用センサである非接触セ
ンサ１１の出力信号１２は適応型信号処理装置１３に入
力される。この信号をもとに、適応型信号処理装置１３
は、第２のセンサである集音マイク１４からの出力値が
適応アルゴリズムに従って、常に最小となるよう、前記
ファン３からの騒音と同振幅で逆位相の音波を、発音体
である圧電素子４ａ、４ｂから放射するように適応型信
号処理装置１３内の係数（振幅と位相の大きさ）を調整
し、その出力を圧電素子ケーブル３８を介して、圧電素
子４ａ、４ｂに供給する。図２に示す実施例では、圧電
素子４ａ、４ｂが、羽根５の補強材６表面のほぼ全部に
固着されているが、要するに騒音発生部位の表面に発音
体を設ければ良いから、必ずしも羽根全表面が騒音発生
部位ではなく騒音発生部位に相当する羽根表面に構成す
れば良い。
羽根音の周波数（ファン３の回転数またはファン３の回
転数と羽根５の枚数の積）検出用センサである非接触セ
ンサ１１の出力信号１２は適応型信号処理装置１３に入
力される。この信号をもとに、適応型信号処理装置１３
は、第２のセンサである集音マイク１４からの出力値が
適応アルゴリズムに従って、常に最小となるよう、前記
ファン３からの騒音と同振幅で逆位相の音波を、発音体
である圧電素子４ａ、４ｂから放射するように適応型信
号処理装置１３内の係数（振幅と位相の大きさ）を調整
し、その出力を圧電素子ケーブル３８を介して、圧電素
子４ａ、４ｂに供給する。図２に示す実施例では、圧電
素子４ａ、４ｂが、羽根５の補強材６表面のほぼ全部に
固着されているが、要するに騒音発生部位の表面に発音
体を設ければ良いから、必ずしも羽根全表面が騒音発生
部位ではなく騒音発生部位に相当する羽根表面に構成す
れば良い。
【００１４】図３は騒音源と発音体間の距離と、放射さ
れる音の空間的平均減音量の関係を示す図表である。特
定の位置に着目すると、騒音源と発音体の距離が大きく
なると、騒音源と発音体から前記位置迄それぞれの距離
差が大きくなり、位相差すなわち、それぞれの伝搬時間
差が増加する。この差は距離に反比例し消音領域が狭く
なり、減音効果が小さくなる。また騒音源と発音体間の
距離が同一でも消音対象とする音波の周波数を高く（波
長が短く）なると、音波長に対する位相差の割合が増加
し、減音効果が小さくなることを示している。本実施例
では流体騒音の発生面すなわち、ファン３の羽根５の表
面を、圧電素子４ａ、４ｂの振動面で構成しているか
ら、薄肉のファン羽根が実現可能となり、騒音放射面と
発音体の空間距離が零となる。従って理論的効果は周波
数の影響を受けなくなり、消音効果も極めて大きくな
る。
れる音の空間的平均減音量の関係を示す図表である。特
定の位置に着目すると、騒音源と発音体の距離が大きく
なると、騒音源と発音体から前記位置迄それぞれの距離
差が大きくなり、位相差すなわち、それぞれの伝搬時間
差が増加する。この差は距離に反比例し消音領域が狭く
なり、減音効果が小さくなる。また騒音源と発音体間の
距離が同一でも消音対象とする音波の周波数を高く（波
長が短く）なると、音波長に対する位相差の割合が増加
し、減音効果が小さくなることを示している。本実施例
では流体騒音の発生面すなわち、ファン３の羽根５の表
面を、圧電素子４ａ、４ｂの振動面で構成しているか
ら、薄肉のファン羽根が実現可能となり、騒音放射面と
発音体の空間距離が零となる。従って理論的効果は周波
数の影響を受けなくなり、消音効果も極めて大きくな
る。
【００１５】図４は本発明の実施例の騒音スペクトルを
示す図表である。本図は、本発明を小型コンピュータの
中央処理装置に適用した場合のコンピュータ収納部屋内
の平均音圧レベルを示す。従来不可能であった中高周波
数に対しても、羽根による騒音レベルを大巾に低減で
き、耳障りなピーク音がなくなり、騒音量の低減と音質
の改善が図れる。
示す図表である。本図は、本発明を小型コンピュータの
中央処理装置に適用した場合のコンピュータ収納部屋内
の平均音圧レベルを示す。従来不可能であった中高周波
数に対しても、羽根による騒音レベルを大巾に低減で
き、耳障りなピーク音がなくなり、騒音量の低減と音質
の改善が図れる。
【００１６】また適応型信号処理装置１３の出力信号を
ファン表面の圧電素子４ａ、４ｂに伝送する手段とし
て、本実施例ではファン３の回転軸にスリップリング１
５を設けている。他の実施例として、圧電素子４ａ、４
ｂの駆動用ワイヤレス受信回路をファン３のたとえばボ
ス７内部に収納し、一方適応型信号処理装置１３内に、
駆動信号のワイヤレス送信手段を設け、無線にて伝送す
る手段も本実施例と同等の効果が得られる。
ファン表面の圧電素子４ａ、４ｂに伝送する手段とし
て、本実施例ではファン３の回転軸にスリップリング１
５を設けている。他の実施例として、圧電素子４ａ、４
ｂの駆動用ワイヤレス受信回路をファン３のたとえばボ
ス７内部に収納し、一方適応型信号処理装置１３内に、
駆動信号のワイヤレス送信手段を設け、無線にて伝送す
る手段も本実施例と同等の効果が得られる。
【００１７】図５は、本発明の他の実施例に係る騒音低
減装置を搭載した低騒音機器の構成を示す説明図であ
る。
減装置を搭載した低騒音機器の構成を示す説明図であ
る。
【００１８】図６はファン及び発音体の斜視図である。
【００１９】図７は図６に示すファン及び発音体の正面
図である。
図である。
【００２０】図８は図６に示すファンの背面図である。
【００２１】図９は図８に示すファンのＸ−Ｘ断面図で
ある。
ある。
【００２２】本実施例の特徴は、ファン３７がモータ内
蔵型ファンであり、かつファン３７の中心部の静止部材
に発音体１７を配置し、発音体１７の外径をファン３７
の回転子ハブ１８の外径とほぼ等しくなるように構成し
た点にある。以下、本実施例の構成について説明する。
機器１９の発熱部２を冷却するためにファン３７を設け
る。ファン３７には、ファンモータ１６が内蔵されてお
り、ファン３７の支持脚２６に発音体１７がとりつけら
れている。すなわち、回転子軸３２と回転子ボス３３と
回転子３０が固定され、これに羽根２１が取り付けられ
ている。また、支持脚２６と固定子３１とスリーブ３６
が固定されている。さらに、支持脚２６に発音体１７が
取り付けられている。ファンモータケーブル２４を介し
て伝達される電力により、回転子３０及び固定子３１か
らなるファンモータ１６の回転力が発生し、ファン３７
の羽根２１が回転する。一方ファン３７の回転に伴う羽
根２１前後の圧力差により、機器１９の吸入口２２から
空気が吸入されるが、この空気は発熱体２を冷却しなが
ら、発熱体２の周囲の流路９内を通過後、開口部２０か
ら周囲に放出される。羽根音の周波数（ファン３の回転
数またはファン３の回転数と羽根５の枚数の積）検出用
センサである非接触センサ２３を取付け、その出力信号
３４は適応型信号処理装置１３に入力される。この信号
をもとに、適応型信号処理装置１３は、適応アルゴリズ
ムに従って、適応型信号処理装置１３内の係数（振幅と
位相の大きさ）が調整され、集音マイク１４の位置にお
いて、ファン３７からの騒音と同振幅で逆位相の音波
が、発音体１７から放射される。この結果、前記ファン
３７からの騒音と発音体１７からの音波が破壊的音波干
渉を起す。加えて発音体１７を流体の下流側に設け、そ
の外径をファン３７の回転子ハブ１８の外径とほぼ等し
くなるように構成しているので、ファン３７からの空気
流を発音体が乱さないので、渦に伴う二次騒音の発生と
ファン負荷の増加を起さずファン騒音は大巾に低減す
る。さらにファン３７の支持脚２６に発音体１７をとり
つけているので、発音体１７によりモータ電磁振動音を
遮蔽でき、ファンモータ１６の電磁振動音を低減でき
る。ここで、適応型信号処理装置１３の出力信号は、ス
ピーカケーブル２５を介して、永久磁石３５とボイスコ
イル２９、スピーカボックス２７、振動板２８から成る
発音体１７のボイスコイル２９に入力され、振動板２８
をピストン振動させることで、発音体１７から音波が放
射される。この実施例では、発音体１７はコーン型ダイ
ナミックスピーカを示したが、平面型スピーカたとえ
ば、圧電スピーカであっても、ファン３７にファンモー
タ１６が内蔵されており、ファン３７の中心部の静止部
材に発音体１７がとりつけられている構成であれば、本
発明と同等の効果が得られる。さらに音源の騒音信号ま
たは騒音信号と高い相関をもつ信号としてのセンサが、
電源周波数の検出センサである場合には、この周波数の
電磁騒音が破壊的干渉によって消音される。さらにこの
周波数の高調波波形生成回路を適応型信号処理装置１３
内に設けることにより、その高調波成分の電磁騒音たと
えば、電源周波数とスロットル数の積で決定される騒音
が破壊的干渉によって消音される。同様に、前記センサ
が、流体機械のごく近傍に設けられた圧力脈動の検出セ
ンサである場合には、この出力信号と相関の高い流体騒
音が破壊的干渉によって消音される。本発明の実施例で
は、前記センサによる情報は、音波ではないので、ハウ
リングによる消音効果の低下が発生しない利点を有す
る。
蔵型ファンであり、かつファン３７の中心部の静止部材
に発音体１７を配置し、発音体１７の外径をファン３７
の回転子ハブ１８の外径とほぼ等しくなるように構成し
た点にある。以下、本実施例の構成について説明する。
機器１９の発熱部２を冷却するためにファン３７を設け
る。ファン３７には、ファンモータ１６が内蔵されてお
り、ファン３７の支持脚２６に発音体１７がとりつけら
れている。すなわち、回転子軸３２と回転子ボス３３と
回転子３０が固定され、これに羽根２１が取り付けられ
ている。また、支持脚２６と固定子３１とスリーブ３６
が固定されている。さらに、支持脚２６に発音体１７が
取り付けられている。ファンモータケーブル２４を介し
て伝達される電力により、回転子３０及び固定子３１か
らなるファンモータ１６の回転力が発生し、ファン３７
の羽根２１が回転する。一方ファン３７の回転に伴う羽
根２１前後の圧力差により、機器１９の吸入口２２から
空気が吸入されるが、この空気は発熱体２を冷却しなが
ら、発熱体２の周囲の流路９内を通過後、開口部２０か
ら周囲に放出される。羽根音の周波数（ファン３の回転
数またはファン３の回転数と羽根５の枚数の積）検出用
センサである非接触センサ２３を取付け、その出力信号
３４は適応型信号処理装置１３に入力される。この信号
をもとに、適応型信号処理装置１３は、適応アルゴリズ
ムに従って、適応型信号処理装置１３内の係数（振幅と
位相の大きさ）が調整され、集音マイク１４の位置にお
いて、ファン３７からの騒音と同振幅で逆位相の音波
が、発音体１７から放射される。この結果、前記ファン
３７からの騒音と発音体１７からの音波が破壊的音波干
渉を起す。加えて発音体１７を流体の下流側に設け、そ
の外径をファン３７の回転子ハブ１８の外径とほぼ等し
くなるように構成しているので、ファン３７からの空気
流を発音体が乱さないので、渦に伴う二次騒音の発生と
ファン負荷の増加を起さずファン騒音は大巾に低減す
る。さらにファン３７の支持脚２６に発音体１７をとり
つけているので、発音体１７によりモータ電磁振動音を
遮蔽でき、ファンモータ１６の電磁振動音を低減でき
る。ここで、適応型信号処理装置１３の出力信号は、ス
ピーカケーブル２５を介して、永久磁石３５とボイスコ
イル２９、スピーカボックス２７、振動板２８から成る
発音体１７のボイスコイル２９に入力され、振動板２８
をピストン振動させることで、発音体１７から音波が放
射される。この実施例では、発音体１７はコーン型ダイ
ナミックスピーカを示したが、平面型スピーカたとえ
ば、圧電スピーカであっても、ファン３７にファンモー
タ１６が内蔵されており、ファン３７の中心部の静止部
材に発音体１７がとりつけられている構成であれば、本
発明と同等の効果が得られる。さらに音源の騒音信号ま
たは騒音信号と高い相関をもつ信号としてのセンサが、
電源周波数の検出センサである場合には、この周波数の
電磁騒音が破壊的干渉によって消音される。さらにこの
周波数の高調波波形生成回路を適応型信号処理装置１３
内に設けることにより、その高調波成分の電磁騒音たと
えば、電源周波数とスロットル数の積で決定される騒音
が破壊的干渉によって消音される。同様に、前記センサ
が、流体機械のごく近傍に設けられた圧力脈動の検出セ
ンサである場合には、この出力信号と相関の高い流体騒
音が破壊的干渉によって消音される。本発明の実施例で
は、前記センサによる情報は、音波ではないので、ハウ
リングによる消音効果の低下が発生しない利点を有す
る。
【００２３】このように本発明は機器表面の開口部か
ら、流体の流れと共に騒音を放射し環境を阻害している
機器たとえば、小型コンピュータや空調機などに好適で
ある。
ら、流体の流れと共に騒音を放射し環境を阻害している
機器たとえば、小型コンピュータや空調機などに好適で
ある。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、騒音源表面の少なくと
も一部を発音体により構成することにより、騒音の発生
部位と発音体の音波発生位置が一致し、騒音源と発音体
間の距離が零になり、その結果騒音と発音体から周囲に
音を放射する指向性は全く等しくできるので、騒音に対
して発音体から放射する音の位相を反転させると、これ
らの音波は空間中で破壊的干渉を起し、大巾に騒音が低
減できる。
も一部を発音体により構成することにより、騒音の発生
部位と発音体の音波発生位置が一致し、騒音源と発音体
間の距離が零になり、その結果騒音と発音体から周囲に
音を放射する指向性は全く等しくできるので、騒音に対
して発音体から放射する音の位相を反転させると、これ
らの音波は空間中で破壊的干渉を起し、大巾に騒音が低
減できる。
【００２５】また、騒音源がモータ内蔵型ファンであ
り、かつ発音体をファン中心部の静止部材にとりつけ、
発音体の大きさをファンの回転子ハブの外径とほぼ等し
くなるように構成したので、騒音源であるファンの羽根
部と発音体間の空間距離は、きわめて小さくできかつ、
騒音源であるファン羽根と発音体がファンの回転軸に対
して点対称で構成してなるから、周囲に放射するそれぞ
れの音波の指向性はほぼ等しくできるので、上記のよう
に空間中で破壊的干渉を起し騒音は低減される。
り、かつ発音体をファン中心部の静止部材にとりつけ、
発音体の大きさをファンの回転子ハブの外径とほぼ等し
くなるように構成したので、騒音源であるファンの羽根
部と発音体間の空間距離は、きわめて小さくできかつ、
騒音源であるファン羽根と発音体がファンの回転軸に対
して点対称で構成してなるから、周囲に放射するそれぞ
れの音波の指向性はほぼ等しくできるので、上記のよう
に空間中で破壊的干渉を起し騒音は低減される。
【図１】本発明の一実施例に係る騒音低減装置を搭載し
た低騒音機器の構成を示す説明図である。
た低騒音機器の構成を示す説明図である。
【図２】本発明の実施例のファンの羽根を示す斜視図で
ある。
ある。
【図３】本発明の実施例の騒音源と発音体間の距離と、
放射される音の空間的平均減音量の関係を示す図表であ
る。
放射される音の空間的平均減音量の関係を示す図表であ
る。
【図４】本発明の実施例の騒音スペクトルを示す図表で
ある。
ある。
【図５】本発明の他の実施例に係る騒音低減装置を搭載
した低騒音機器の構成を示す説明図である。
した低騒音機器の構成を示す説明図である。
【図６】本発明の実施例のファン及び発音体の斜視図で
ある。
ある。
【図７】図６に示すファン及び発音体の正面図である。
【図８】図６に示すファンの背面図である。
【図９】図９は図８に示すファンのＸ−Ｘ断面図であ
る。
る。
１ 機器 ２ 発熱部 ３ ファン ４ａ 圧電素子 ４ｂ 圧電素子 ５ 羽根 ６ 補強材 ７ ボス ８ 機器１吸入口 ９ 流路 １０ 開口部 １１ 非接触センサ １２ 出力信号 １３ 適応型信号処理装置 １４ 集音マイク １５ スリップリング １６ ファンモータ １７ 発音体 １８ 回転子ハブ ２３ 非接触センサ ２７ スピーカボックス ２８ 振動板
Claims (24)
- 【請求項１】 機器の騒音源から放射される騒音若しく
は該騒音と相関を持つ物理量を検出して検出信号を出力
するセンサと、該検出信号を入力して信号処理を行い前
記騒音と干渉して打ち消す信号を出力する信号処理手段
と、該信号処理手段が出力する信号により駆動される発
音体とを有する騒音低減装置において、前記機器の騒音
源の少なくとも一部に前記発音体を設けたことを特徴と
する騒音低減装置。 - 【請求項２】 前記センサは前記騒音源の回転数に同期
した信号を検出する手段であることを特徴とする請求項
１に記載の騒音低減装置。 - 【請求項３】 前記センサは電源周波数を検出する手段
であることを特徴とする請求項１に記載の騒音低減装
置。 - 【請求項４】 前記センサは流体の圧力脈動を検出する
手段であることを特徴とする請求項１に記載の騒音低減
装置。 - 【請求項５】 前記信号処理手段から前記発音体へ信号
を伝送するスリップリングを設けたことを特徴とする請
求項１に記載の騒音低減装置。 - 【請求項６】 前記発音体が圧電素子からなることを特
徴とする請求項１に記載の騒音低減装置。 - 【請求項７】 機器のファンから放射される騒音若しく
は該騒音と相関を持つ物理量を検出して検出信号を出力
するセンサと、該検出信号を入力して信号処理を行い前
記騒音と干渉して打ち消す信号を出力する信号処理手段
と、該信号処理手段が出力する信号により駆動される発
音体とを有する騒音低減装置において、前記機器のファ
ンの少なくとも一部に前記発音体を設けたことを特徴と
する騒音低減装置。 - 【請求項８】 機器の騒音源から放射される騒音若しく
は該騒音と相関を持つ物理量を検出して検出信号を出力
するセンサと、該検出信号を入力して信号処理を行い前
記騒音と干渉して打ち消す信号を出力する信号処理手段
と、該信号処理手段が出力する信号により駆動される発
音体とを有する騒音低減装置を搭載した低騒音機器にお
いて、前記機器の騒音源の少なくとも一部に前記発音体
を設けたことを特徴とする低騒音機器。 - 【請求項９】 前記センサは前記騒音源の回転数に同期
した信号を検出する手段であることを特徴とする請求項
８に記載の低騒音機器。 - 【請求項１０】 前記センサは電源周波数を検出する手
段であることを特徴とする請求項８に記載の低騒音機
器。 - 【請求項１１】 前記センサは流体の圧力脈動を検出す
る手段であることを特徴とする請求項８に記載の低騒音
機器。 - 【請求項１２】 前記信号処理手段から前記発音体へ信
号を伝送するスリップリングを設けたことを特徴とする
請求項８に記載の低騒音機器。 - 【請求項１３】 前記発音体が圧電素子からなることを
特徴とする請求項８に記載の低騒音機器。 - 【請求項１４】 機器のファンから放射される騒音若し
くは該騒音と相関を持つ物理量を検出して検出信号を出
力するセンサと、該検出信号を入力して信号処理を行い
前記騒音と干渉して打ち消す信号を出力する信号処理手
段と、該信号処理手段が出力する信号により駆動される
発音体とを有する騒音低減装置を搭載した低騒音機器に
おいて、前記機器のファンの少なくとも一部に前記発音
体を設けたことを特徴とする低騒音機器。 - 【請求項１５】 機器の騒音源から放射される騒音若し
くは該騒音と相関を持つ物理量を検出して検出信号を出
力するセンサと、該検出信号を入力して信号処理を行い
前記騒音と干渉して打ち消す信号を出力する信号処理手
段と、該信号処理手段が出力する信号により駆動される
発音体とを有する騒音低減装置において、前記機器の騒
音源はモータ内蔵型ファンであり、該ファンの中心部に
あり静止部材からなるステータに前記発音体を設け、前
記発音体の外径を該ファンの回転子ハブの外径とほぼ等
しくなるように構成したことを特徴とする騒音低減装
置。 - 【請求項１６】 前記センサは前記騒音源の回転数に同
期した信号を検出する手段であることを特徴とする請求
項１５に記載の騒音低減装置。 - 【請求項１７】 前記センサは電源周波数を検出する手
段であることを特徴とする請求項１５に記載の騒音低減
装置。 - 【請求項１８】 前記センサは流体の圧力脈動を検出す
る手段であることを特徴とする請求項１５に記載の騒音
低減装置。 - 【請求項１９】 前記発音体が圧電素子からなることを
特徴とする請求項１５に記載の騒音低減装置。 - 【請求項２０】 機器の騒音源から放射される騒音若し
くは該騒音と相関を持つ物理量を検出して検出信号を出
力するセンサと、該検出信号を入力して信号処理を行い
前記騒音と干渉して打ち消す信号を出力する信号処理手
段と、該信号処理手段が出力する信号により駆動される
発音体とを有する騒音低減装置を搭載した低騒音機器に
おいて、前記機器の騒音源はモータ内蔵型ファンであ
り、該ファンの中心部にあり静止部材からなるステータ
に前記発音体を設け、前記発音体の外径を該ファンの回
転子ハブの外径とほぼ等しくなるように構成したことを
特徴とする低騒音機器。 - 【請求項２１】 前記センサは前記騒音源の回転数に同
期した信号を検出する手段であることを特徴とする請求
項２０に記載の低騒音機器。 - 【請求項２２】 前記センサは電源周波数を検出する手
段であることを特徴とする請求項２０に記載の低騒音機
器。 - 【請求項２３】 前記センサは流体の圧力脈動を検出す
る手段であることを特徴とする請求項２０に記載の低騒
音機器。 - 【請求項２４】 前記発音体が圧電素子からなることを
特徴とする請求項２０に記載の低騒音機器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33346491A JP3407141B2 (ja) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | 低騒音機器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33346491A JP3407141B2 (ja) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | 低騒音機器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05164094A true JPH05164094A (ja) | 1993-06-29 |
| JP3407141B2 JP3407141B2 (ja) | 2003-05-19 |
Family
ID=18266374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33346491A Expired - Fee Related JP3407141B2 (ja) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | 低騒音機器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3407141B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100469458B1 (ko) * | 2002-07-19 | 2005-02-02 | 엘지전자 주식회사 | 진동 저감형 송풍기 및 송풍기의 진동 저감 방법 |
| JP2006179071A (ja) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Funai Electric Co Ltd | Ｄｖｄレコーダおよび映像音声再生装置 |
| WO2020209196A1 (ja) * | 2019-04-12 | 2020-10-15 | 山洋電気株式会社 | 軸流ファンのファンフレーム構造 |
| CN115013343A (zh) * | 2022-06-20 | 2022-09-06 | 宁波方太厨具有限公司 | 一种离心风机的叶轮异音频率识别方法及异音控制方法 |
| CN117350099A (zh) * | 2023-09-11 | 2024-01-05 | 北京五瑞美阳医疗器械有限责任公司 | 基于有限元分析的呼吸机降噪结构优化方法 |
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| CN108547681B (zh) * | 2018-03-19 | 2020-05-22 | 浙江师范大学 | 一种用于重型卡车内燃机的自调阻抗的磁流变消音器 |
| CN108425716B (zh) * | 2018-03-19 | 2020-06-05 | 浙江师范大学 | 一种用于大功率发动机的噪声压电发电磁流变消音器 |
| CN108547682B (zh) * | 2018-03-19 | 2020-05-19 | 浙江师范大学 | 一种皮卡车内燃机磁流变液压电消音器 |
| CN108316988B (zh) * | 2018-03-19 | 2020-06-05 | 浙江师范大学 | 一种基于磁流变液压电材料的主动吸音消音器 |
| CN108533357B (zh) * | 2018-03-19 | 2020-06-05 | 浙江师范大学 | 一种液压挖掘机用自供能主动吸声消音器 |
| CN108374806B (zh) * | 2018-03-19 | 2020-05-22 | 浙江师范大学 | 一种矿用压风机磁流变压电主动吸音消音器 |
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| CN108374707B (zh) * | 2018-03-19 | 2020-06-30 | 浙江师范大学 | 一种自动调节腔体的磁流变排气消音器 |
| CN108425718B (zh) * | 2018-03-19 | 2020-06-05 | 浙江师范大学 | 一种用于汽车发动机排气系统的磁流变主动吸音消音器 |
| CN108316987B (zh) * | 2018-03-19 | 2020-05-22 | 浙江师范大学 | 一种具有压电发电功能的汽车内燃机用磁流变消音器 |
-
1991
- 1991-12-17 JP JP33346491A patent/JP3407141B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| WO2020209196A1 (ja) * | 2019-04-12 | 2020-10-15 | 山洋電気株式会社 | 軸流ファンのファンフレーム構造 |
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| CN117350099A (zh) * | 2023-09-11 | 2024-01-05 | 北京五瑞美阳医疗器械有限责任公司 | 基于有限元分析的呼吸机降噪结构优化方法 |
| CN117350099B (zh) * | 2023-09-11 | 2024-04-16 | 北京五瑞美阳医疗器械有限责任公司 | 基于有限元分析的呼吸机降噪结构优化方法 |
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