JPH06161465A - アクティブ消音装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 送風ダクト内をアクティブ消音する場合、送
風機の近傍に検出マイクロホンを配置するとき、検出マ
イクロホンが気流の乱れによる圧力変動成分を検出する
ことを抑制する。 【構成】 シロッコファン（１）とダクト（２）とを接
続する。ダクト（２）内には、その先端部近傍に検出マ
イクロホン（５）を、検出マイクロホン（５）の後方に
消音スピーカ（６）を、消音スピーカ（６）の後方にモ
ニタマイクロホン（７）を各々配置し、ダクト（２）の
長さを短縮してコンパクト化を図る。検出マイクロホン
（５）とシロッコファン（１）との間には、シロッコフ
ァン（１）から送風される風の気流の乱れを整流する整
流機構（９）を配置する。従って、検出マイクロホン
（５）は、ダクト（２）内の騒音の音圧波形のみを検出
するので、十分な騒音低減量が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、騒音とは同振幅で逆位
相の反転音を騒音に放射して消音するようにしたアクテ
ィブ消音装置に関し、特に送風ファンから送風される風
の送風音を消音するものの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、アクティブ消音装置として、
例えば特開昭６１−２９６３９２号公報、又は特開昭６
２−２０６２１２号公報等に開示されるように、ダクト
内や三次元空間内の騒音伝播方向上流側に検出マイクロ
ホンを配置すると共に、該検出マイクロホンの騒音伝播
方向下流側に消音スピーカ等の付加音源を配置して、ダ
クト等内部の騒音を上記検出マイクロホンにより検出
し、該検出マイクロホンにより検出した騒音に対して、
この騒音とは逆位相で且つ同振幅の反転音を上記消音ス
ピーカ等から放射することにより、この反転音と騒音と
の相互干渉によって非定常的な広帯域騒音に対しても消
音を行うようにしたものは知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、送風ファン
からダクト内に送風された風の騒音を該ダクト内で消音
する場合に、該ダクト内に検出マイクロホン及び付加音
源を配置するが、これ等装置を含む全体をコンパクト化
するためには、検出マイクロホンをダクト内の上流端近
傍に配置して、該検出マイクロホンを送風ファンに近接
して配置することが望ましい。

【０００４】しかしながら、その場合には次の憾みがあ
る。即ち、送風ファンの風吐出口とダクト先端部とは、
互いに流路面積が異なり、このため、送風ファンとダク
トとの接続部では乱流が生じている。従って、ダクト内
の上流端近傍に検出マイクロホンを配置すれば、該マイ
クロホンが騒音の圧力変化成分のみならず、乱流に起因
する圧力変動成分をも検出してしまい、この圧力変動成
分が外乱として悪影響を及ぼして、騒音の良好な低減効
果が得られない憾みが生じる。

【０００５】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、検出マイクロホンが乱流による圧力
変動成分を検出しないようにすることにより、ダクト内
の騒音を良好に低減することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明では、送風ファンからダクト内に吹き出され
る風の乱流を抑制することとする。

【０００７】すなわち、請求項１記載の発明の具体的な
解決手段は、図１に示すように、送風ファン（１）から
送風される風が流通するダクト（２）内に、検出マイク
ロホン（５）と、消音スピーカ等の付加音源（６）とを
配置するとともに、上記検出マイクロホン（５）により
検出されたダクト（２）内の騒音とは同振幅で逆位相の
反転音を上記付加音源（６）から放射してダクト内を消
音するようにしたアクティブ消音装置を対象として、上
記送風ファン（１）と検出マイクロホン（５）との間
に、送風ファン（１）から送風される風の気流の乱れを
整流する整流機構（９）を配置する構成としている。

【０００８】更に、請求項２記載の発明では、上記請求
項１記載の発明の整流機構（９）を特定して、ダクト
（２）の開口面積を、送風ファン（１）の出口開口面積
からダクト（２）の入口開口面積にまで徐々に変化させ
るもので構成する。

【０００９】加えて、請求項３記載の発明では、上記請
求項２記載の発明の整流機構（９）において、該整流機
構（９）の先端部を、ダクト（２）内の風の流通方向と
平行に配置する構成としている。

【００１０】また、請求項４記載の発明では、上記請求
項１記載の発明の整流機構（９）を、ダクト（２）先端
部自体により形成する構成としている。

【００１１】

【作用】以上の構成により、請求項１記載の発明では、
送風ファン（１）から送風された風は、ダクト（２）の
先端部で気流の乱れが生じようとするが、検出マイクロ
ホン（５）の上流側で整流機構（９）により整流されつ
つ流下するので、検出マイクロホン（５）は、気流の乱
れの少ない風の音圧波形のみを検出して、ダクト（２）
内の騒音のみが精度良く検出される。その結果、消音ス
ピーカ等の付加音源（６）からはダクト（２）内の騒音
とはほぼ同振幅で逆位相の音波を放射して、ダクト
（２）内の騒音が良好に低減され、騒音低減効果が増大
する。

【００１２】また、請求項２記載の発明では、送風ファ
ン（１）とダクト（２）との接続部の流路面積が、整流
機構（９）により徐々に変化するので、送風ファン
（１）から送風された風は該接続部で乱流が生じ難くな
る。

【００１３】更に、請求項３記載の発明では、送風ファ
ン（１）から送風された風は、整流機構（９）により、
当初はダクト（２）先端部において該ダクト（２）内の
風の流通方向と平行に流入するので、気流の乱れの発生
が一層有効に抑制される。

【００１４】加えて、請求項４記載の発明では、整流機
構（９）がダクト（２）の先端部自体により形成されて
いるので、整流機構としての専用の部材が不要となる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明のアクティブ消音装置によれば、整流機構を用いて風
の乱流を抑制した後に、検出マイクロホンによりダクト
内の騒音を検出するようにしたので、乱流に起因するダ
クト内の圧力変動成分のないダクト内騒音のみを検出マ
イクロホンで検出できて、ダクト内騒音を有効に軽減で
き、騒音低減効果の向上を図ることができる。

【００１６】特に、請求項２記載の発明によれば、送風
ファンとダクトとの接続部の流路面積変化を整流機構に
より徐々にしたので、気流の乱れを有効に抑制できる。

【００１７】更に、請求項３記載の発明によれば、整流
機構の先端部をダクトの風の流通方向と平行に配置した
ので、気流の乱れをより一層有効に抑制できる。

【００１８】加えて、請求項４記載の発明によれば、ダ
クト先端部を変形してダクト自体で整流機構を形成した
ので、整流機構専用としての部材を不要にでき、構成を
簡易にできる効果を奏する。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。

【００２０】図１は、本発明に係るアクティブ消音装置
の全体概略構成を示す。同図において、（１）は送風フ
ァンとしてのシロッコファン、（２）は該シロッコファ
ン（１）の風吐出口（１ａ）に先端部が連通接続された
断面長方形形状のダクトである。

【００２１】上記ダクト（２）内には、上記シロッコフ
ァン（１）との接続部近傍において検出マイクロホン
（５）が配置されていて、該検出マイクロホン（５）に
より、上記シロッコファン（１）から該ダクト（２）内
に送風されて流通する風の騒音を検出する。

【００２２】また、上記ダクト（２）内には、上記検出
マイクロホン（５）下流側に付加音源としての消音スピ
ーカ（６）が配置されると共に、該消音スピーカ（６）
の更に下流側にモニタマイクロホン（７）が配置されて
いる。消音スピーカ（６）は、上記検出マイクロホン
（５）により検出した騒音の振幅及び位相とは同振幅で
逆位相の反転音をダクト（２）内に放射するものであ
り、モニタマイクロホン（７）は、ダクト（２）内で消
音スピーカ（６）の反転音により低減された騒音を検出
するものであり、その検出信号はコントローラ（図示せ
ず）に入力される。

【００２３】上記コントローラは、図示しないが適応型
ＦＩＲ（Finite InpulseResponse ）フィルタにより構
成され、内部には、上記検出マイクロホン（５）により
検出された騒音信号に対して基本的に逆位相で且つ同振
幅の反転音信号を生成し、該反転音信号を上記消音スピ
ーカ（６）に出力する消音フィルタと、上記モニタマイ
クロホン（７）により検出された消音制御後の低減され
た騒音信号，即ちエラー信号をフィードバックし、最小
二乗平均法（ＬＭＳ：Least MeanSquare）アルゴリズム
による適応制御を行って上記消音フィルタのＬＭＳの制
御パラメ−タの係数を更新して、その反転音信号を適応
制御する適応制御用コントローラとを有する。

【００２４】そして、図１において、シロッコファン
（１）と検出マイクロホン（５）との間、具体的にはシ
ロッコファン（１）とダクト（２）との接続部には、上
記シロッコファン（１）から送風される風の気流の乱れ
を整流する整流機構（９）が配置されている。該整流機
構（９）は、図７に示すように、上記接続部での風速分
布が負の領域に配置されていて、その構成は、上記風速
分布の負の領域においてダクト（２）の開口面積を、シ
ロッコファン（１）の出口開口面積からダクト（２）の
入口開口面積にまで直線的に徐々に増加変化させるもの
である。

【００２５】したがって、上記実施例においては、シロ
ッコファン（１）とダクト（２）との接続部では、該シ
ロッコファン（１）の風吐出口（１ａ）の流路面積から
ダクト（２）の流路面積にまで直線的に増大変化するよ
うに整流機構（９）で調整されているので、シロッコフ
ァン（１）の風吐出口（１ａ）から送風された風は整流
機構（９）により気流の乱れが抑制される。そして、上
記気流の乱れの少ない風は検出マイクロホン（５）にま
で流下し、その騒音としての音圧のみが該検出マイクロ
ホン（５）で検出される。その結果、コントローラは時
間の経過に従い上記騒音とは同振幅で逆位相の反転音信
号を生成するので、消音スピーカ（６）から放射される
反転音により騒音が精度良く低減されることになる。し
かも、整流機構（９）の乱流抑制作用により、シロッコ
ファン（１）から送風される風の騒音自体を有効に低減
できる。

【００２６】図３及び図４は、検出マイクロホン（５）
からモニタマイクロホン（７）までのコヒーレンスを実
測した結果を示し、図３は整流機構（９）を備えない場
合を、図４は整流機構（９）を備える場合を各々示す。
同各図では、騒音の２００〜４００Ｈｚの周波数領域で
は、整流機構（９）を備えた図４の場合には、備えない
図３に比しコヒーレンスが大値となっているので、検出
マイクロホン（５）は風の乱流による圧力変動成分の検
出程度が小さくなっていることが判る。

【００２７】上記図３及び図４のコヒーレンス特性に基
いてコントローラ等が理想的に働いたと仮定して、ダク
ト（２）内の騒音低減レベルを予測した結果を図５及び
図６に示す。上記と同様に図５は整流機構（９）を備え
ない場合を、図５は整流機構（９）を備える場合を各々
示す。同各図から判るように、騒音低減レベルは、同周
波数領域（２００〜４００Ｈｚ）で向上している。従っ
て、ダクト（２）内の騒音の低減効果を向上させること
ができる。

【００２８】よって、検出マイクロホン（５）をダクト
（２）の先端近傍に配置する場合であっても、ダクト
（２）内の騒音低減効果を向上させながら、検出マイク
ロホン（５）をシロッコファン（１）側に近寄せて、こ
れ等シロッコファン（１）、検出マイクロホン（５）及
び消音スピーカ（６）等の全体装置のコンパクト化を図
ることができる。

【００２９】図２は、整流機構（９）の変形例を示す。
上記実施例の図１では流路面積が直線的に増大変化する
ように構成したのに代え、整流機構（９´）の先端部分
をダクト（２）の風流通方向（軸方向）と平行に形成す
ると共に、その中，後部分を２次曲線的に形成したもの
である。

【００３０】本変形例では、シロッコファン（１）から
の風は、当初でダクト（２）の軸方向に流通するので、
その風の乱流の程度を極く小さく抑制できる。

【００３１】尚、以上の説明では、整流機構（９），
（９´）をダクト（２）とは別部材で構成したが、その
他、図示しないが、ダクト（２）の先端部分を上記整流
機構（９）又は（９´）と同一形状に内方に折曲した形
に形成してもよい。この場合には、専用の整流機構が不
要となり、その分、構成を簡易に形成できる効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】全体概略構成を示す図である。

【図２】整流機構の変形例を示す全体概略構成を示す図
である。

【図３】整流機構を備えない場合のコヒーレンス特性を
示す図である。

【図４】整流機構を備えた場合のコヒーレンス特性を示
す図である。

【図５】整流機構を備えない場合の騒音の低減効果を示
す図である。

【図６】整流機構を備えた場合の騒音の低減効果を示す
図である。

【図７】シロッコファンとダクトとの接続部における風
の風速分布を示す図である。

【符号の説明】

１ シロッコファン（送風ファン） ２ ダクト ５ 検出マイクロホン ６ 消音スピーカ（付加音源） ９，９´ 整流機構

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送風ファン（１）から送風される風が流
   通するダクト（２）内に、検出マイクロホン（５）と、
   付加音源（６）とが配置されるとともに、上記検出マイ
   クロホン（５）により検出されたダクト（２）内の騒音
   とは同振幅で逆位相の反転音を上記付加音源（６）から
   放射してダクト（２）内を消音するようにしたアクティ
   ブ消音装置であって、上記送風ファン（１）と検出マイ
   クロホン（５）との間には、送風ファン（１）から送風
   される風の気流の乱れを整流する整流機構（９）が配置
   されることを特徴とするアクティブ消音装置。
2. 【請求項２】 整流機構（９）は、ダクト（２）の開口
   面積を、送風ファン（１）の出口開口面積からダクト
   （２）の入口開口面積にまで徐々に変化させるものであ
   ることを特徴とする請求項１記載のアクティブ消音装
   置。
3. 【請求項３】 整流機構（９）の先端部は、ダクト
   （２）内の風の流通方向とは平行に配置されることを特
   徴とする請求項２記載のアクティブ消音装置。
4. 【請求項４】 整流機構（９）は、ダクト（２）先端部
   自体により形成されることを特徴とする請求項１記載の
   アクティブ消音装置。