JPH06348280A

JPH06348280A - ダクト用消音装置

Info

Publication number: JPH06348280A
Application number: JP5133239A
Authority: JP
Inventors: Masakatsu Arihara; 正勝有原; Kazuhiko Okashita; 和彦岡下
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1993-06-03
Filing date: 1993-06-03
Publication date: 1994-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】ダクト内を伝搬する様々な周波数成分及びレ
ベルを有する騒音を低減する。【構成】ダクト４には、主管５の両端に接続された枝
管６が設けられている。この枝管６は、略Ｕ字状をして
おり、かつ伸縮可能なベローズ状部６ａ及び６ｂが形成
されている。ダクト４の屋外側開口部４ａから所定距離
隔てた下流側には、ダクト４内を伝搬する外来騒音のレ
ベルを検出して外来騒音信号に変換するセンサマイク７
が設けられている。周波数分析制御回路８は、センサマ
イク７から出力される外来騒音信号をサンプリングして
周波数分析を行い、その分析結果に基づいて、ダクト長
駆動回路９を制御して、ダクト長可変装置１０を駆動さ
せ、枝管６のベローズ状部６ａ及び６ｂを伸縮させて枝
管６の長さを変える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、住宅等に設けられ、
単独で、あるいは換気扇や空調機と共に用いられて室内
の空気と外気とを交換する管路（ダクト）内を伝搬する
外来騒音を能動的に消音するダクト用消音装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】「公害防止の技術と法規」（編集：公害
防止の技術と法規編集委員会；監修：通産省立地公害
局）という文献には、図１０（ａ）に示す干渉形消音器
が記載されている。この干渉形消音器は、ダクト１内を
伝搬する外来騒音の低音部の特定周波数成分のレベルが
特に大きい場合に用いられるものであり、ダクト１の途
中に枝管２を設け、かつ枝管２の長さＬ₁を主管３の長
さＬ₂よりも長くしてこれら枝管２及び主管３内をそれ
ぞれ伝搬する２つの音の干渉によって外来騒音を低減さ
せている。この場合、枝管２及び主管３のそれぞれの断
面寸法Ｓは、外来騒音の波長に比較して小さくする必要
がある。

【０００３】また、この干渉形消音器の透過損失は、同
図（ｂ）に示すように、式及び式を満足する周波数
ｆ，３ｆ，５ｆ，・・・（Ｈｚ）で最も大きくなる。Ｌ₁−Ｌ₂＝λ／２・・・Ｌ₁＋Ｌ₂＝λ・・・したがって、周波数ｆ（Ｈｚ）において最大の透過損失
を得るためには、枝管２の長さＬ₁（ｍ）及び主管３の
長さＬ₂（ｍ）が以下に示す式及び式を満足するよ
うに干渉形消音器を設計すれば良い。Ｌ₁＝３λ／４＝３ｖ／４ｆ・・・Ｌ₂＝λ／４＝ｖ／４ｆ・・・ここで、λ＝ｖ／ｆであり、ｖはダクト１内を伝搬する
外来騒音の伝搬速度（ｍ／ｓ）（約３４０ｍ／ｓ）であ
る。なお、上記した透過損失の、例えば、オクターブバ
ンド毎の透過損失は、各オクターブバンド内の周波数１
Ｈｚ毎の透過損失のｄＢ和として求められる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来の干渉形消音器においては、ある特定周波数及びその
奇数倍の周波数を有する外来騒音の低減には効果がある
が、今日、住宅等のダクトからは、自動車やオートバイ
等の外来騒音、あるいは住宅の建設や道路工事等による
外来騒音等、様々な周波数成分及びレベルを有する外来
騒音が住宅内に到来している。したがって、上記した従
来の干渉形消音器では、これら全ての外来騒音を低減す
ることができないという欠点があった。この発明は、上
述の事情に鑑みてなされたもので、ダクト内を伝搬する
様々な周波数成分及びレベルを有する外来騒音を低減す
ることができる消音装置を提供することを目的としてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、ダクトを経由して室内に到
来する外来騒音を消音するためのダクト用消音装置であ
って、両端の開口部が上記ダクトの２箇所にそれぞれ接
合されると共に、その長さが伸縮可能に構成された枝管
と、上記ダクトの外界に面した開口部又はその近傍の上
記ダクト内に設けられ、上記外来騒音が上記ダクトの外
界に面した開口部又はその近傍に到来した時点で上記外
来騒音を検出して外来騒音信号を出力する外来騒音検出
手段と、上記外来騒音信号の周波数を分析する周波数分
析手段と、該周波数分析手段の分析結果に基づいて、上
記枝管の長さを調整する調整手段とを備えてなることを
特徴としている。

【０００６】また、請求項２記載の発明は、ダクトを経
由して室内に到来する外来騒音を消音するためのダクト
用消音装置であって、両端の開口部が上記ダクトの２箇
所にそれぞれ接合された、それぞれその長さが異なる複
数の枝管と、該複数の枝管のそれぞれの開口部に設けら
れた複数の弁と、上記ダクトの外界に面した開口部又は
その近傍の上記ダクト内に設けられ、上記ダクトを経由
して上記室内に侵入する外来騒音が上記ダクトの外界に
面した開口部又はその近傍に到来した時点で上記外来騒
音を検出して外来騒音信号を出力する外来騒音検出手段
と、上記外来騒音信号の周波数を分析する周波数分析手
段と、該周波数分析手段の分析結果に基づいて、上記複
数の弁を開閉する弁開閉手段とを備えてなることを特徴
としている。

【０００７】また、請求項３記載の発明は、請求項１又
は２記載の発明において、入力される付加音信号に基づ
いて、上記ダクト内の所定の領域に向けて付加音を放射
する付加音放射手段と、上記ダクト内の所定の領域にま
で到来した上記外来騒音及び上記付加音放射手段から放
射される上記付加音からなる残留騒音を検出して残留騒
音信号を出力する残留騒音検出手段と、上記外来騒音信
号及び上記残留騒音信号に基づいて、上記ダクト内の所
定の領域における上記外来騒音の波形成分と逆位相の上
記付加音を放射させる上記付加音信号を生成して上記付
加音放射手段に供給する制御手段とを備えてなることを
特徴としている。

【０００８】また、請求項４記載の発明は、請求項１記
載の枝管が、伸縮可能な蛇腹管を有してなることを特徴
としている。

【０００９】また、請求項５記載の発明は、請求項１記
載の枝管が、第１の管と該第１の管に嵌合された第２の
管とを有してなると共に、前記第１又は第２の管は、嵌
合状態のまま、前記第２又は第１の管の長さ方向に移動
可能とされていることを特徴としている。

【００１０】さらにまた、請求項６記載の発明は、請求
項１記載の枝管が、複数の管を有してなり、これらの管
は伸縮性に富むガスケット部材によって連結されている
ことを特徴としている。

【００１１】

【作用】請求項１記載の発明の構成によれば、外来騒音
検出手段が、ダクトを経由して室内に侵入する外来騒音
がダクトの外界に面した開口部又はその近傍に到来した
時点で外来騒音を検出して外来騒音信号を出力するの
で、周波数分析手段は、外来騒音信号の周波数を分析す
る。これにより、調整手段は、周波数分析手段の分析結
果に基づいて、枝管の長さを調整する。したがって、ダ
クトを経由して室内に侵入する外来騒音が枝管内を伝搬
する音によって干渉され、低減される。

【００１２】また、請求項２記載の発明の構成によれ
ば、外来騒音検出手段が、ダクトを経由して室内に侵入
する外来騒音がダクトの外界に面した開口部又はその近
傍に到来した時点で外来騒音を検出して外来騒音信号を
出力するので、周波数分析手段は、外来騒音信号の周波
数を分析する。これにより、弁開閉手段は、周波数分析
手段の分析結果に基づいて、複数の弁を開閉する。した
がって、ダクトを経由して室内に侵入する外来騒音が複
数の枝管のいずれかの中を伝搬する音によって干渉さ
れ、低減される。

【００１３】さらにまた、請求項３記載の発明の構成に
よれば、請求項１又は２記載の発明において、残留騒音
検出手段がダクト内の所定の領域にまで到来した残留騒
音を検出して残留騒音信号を出力するので、制御手段
は、外来騒音信号及び残留騒音信号に基づいて、ダクト
内の所定の領域における外来騒音の波形成分と逆位相の
付加音を放射させる付加音信号を生成して付加音放射手
段に供給する。これにより、付加音放射手段は、ダクト
内の所定の領域に向けて付加音を放射する。したがっ
て、ダクト内を伝搬する外来騒音と枝管内を伝搬する外
来騒音との干渉により低減される外来騒音より高い周波
数成分の外来騒音が付加音によって相殺される。

【００１４】また、請求項１記載の枝管としては、伸縮
可能な蛇腹管、ピストンのように伸縮可能な２重管等を
用いるのが好適である。複数の管を伸縮性に富むガスケ
ット部材によって連結するようにしても良い。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例に
ついて説明する。図１はこの発明の第１の実施例である
ダクト用消音装置（以下、単に消音装置という）の構成
を示す概略図である。この図において、符号４はこの例
のダクトを示し、このダクト４は、屋外側開口部４ａか
ら所定の距離を隔てた下流側で、長さ固定の主管５と長
さ可変の枝管６とに分岐され、屋内側開口部４ｂから所
定の距離を隔てた上流側で、上記主管５と枝管６とが結
合されてなっている。上記主管５は、構造用合板、石膏
ボード、パーティクルボード等の木質系面材、硬質プラ
スチック板あるいは金属板等によって断面方形に形成さ
れ、上記枝管６は、長さ方向略Ｕ字状をしており、伸縮
可能なベローズ状部６ａ及び６ｂが途中に設けられてい
る。

【００１６】また、屋外側開口部４ａよりも下流側で、
枝管５と枝管６とに分岐される分岐点Ａよりも上流側の
ダクト４内に、ダクト４内を伝搬する外来騒音のレベル
を検出して外来騒音信号ＥＮに変換するセンサマイク７
が設けられている。周波数分析制御回路８は、センサマ
イク７から出力される外来騒音信号ＥＮを一定周期でサ
ンプリングして周波数分析を行う。ここで、図２に、あ
るサンプリング時における外来騒音の周波数特性の一例
を示す。そして、周波数分析制御回路８は、上記分析結
果に基づいて、ダクト長駆動回路９を制御して、回動ア
ーム式のダクト長可変装置１０を駆動させ、枝管６のベ
ローズ状部６ａ及び６ｂを伸縮させることにより、枝管
６の長さを変える。

【００１７】図２によれば、５０Ｈｚの周波数を有する
外来騒音のレベルが最も高い。したがって、この実施例
においては、枝管６の基準長さＬ₁（ｍ）及び主管５の
長さＬ₂（ｍ）を、上述した式及び式に基づいて、
５０Ｈｚの周波数を有する外来騒音を最も低減できる長
さに設定する。すなわち、式及び式それぞれに、外
来騒音の伝搬速度として３４０ｍ／ｓを、外来騒音の周
波数として５０Ｈｚを代入すると、長さＬ₁＝５．１
ｍ、長さＬ₂＝１．７ｍとなる。そして、この実施例に
おいては、周波数が３０〜１００Ｈｚの外来騒音を低減
することとする。

【００１８】厳密には、主管５の長さＬ₂も可変にする
必要があるが、枝管６の長さＬ₁だけを可変しても外来
騒音はかなり低減される。したがって、枝管６の長さＬ
₁を上述した式を満足するように可変することとす
る。低減すべき外来騒音の周波数範囲が３０〜１００Ｈ
ｚであるので、枝管６の長さＬ₁は、３．４〜７．３７
ｍの範囲で可変すれば良いことになる。

【００１９】すなわち、周波数分析制御回路８は、セン
サマイク７から出力される外来騒音信号ＥＮを一定周期
でサンプリングして周波数分析を行い、その分析結果に
基づいて、ダクト長駆動回路９を制御して、ダクト長可
変装置１０を駆動させ、枝管６のベローズ状部６ａ及び
６ｂを伸縮させることにより、枝管６の長さＬ₁を３．
４〜７．３７ｍの範囲で可変にする。これにより、ダク
ト４の屋外側開口部４ａから侵入し、ダクト４内を伝搬
する外来騒音のうち、周波数３０〜１００Ｈｚを有する
外来騒音が低減される。

【００２０】以上の説明においては、無風状態、すなわ
ち、換気扇や空調機がない状態やダクト４の屋外側開口
部４ａから風が吹き込んだり、逆に屋外側開口部４ａか
ら風が吹きでない状態を想定した例であるが、ダクト４
内の空気が流れている場合には、それを考慮する必要が
ある。具体的には、例えば、ダクト４内の所定の箇所に
ダクト４内を流れる空気の流速を検出する流速センサを
設け、その検出結果に基づいて枝管５の長さを調整す
る。

【００２１】今、ダクト４の屋外側開口部４ａから屋内
側開口部４ｂに向かう空気の流速をｖa（ｍ／ｓ）とす
ると、上述した式は、以下に示すように変形される。Ｌ₁−Ｌ₂＝λ／２＝（ｖ＋ｖa）／２ｆ・・・また、空気の流速がｖb（ｍ／ｓ）である場合には、
式は、以下に示すように変形される。Ｌ₁−Ｌ₂＝λ／２＝（ｖ＋ｖb）／２ｆ・・・したがって、空気の流速がｖa（ｍ／ｓ）からｖb（ｍ／
ｓ）に変化したとすると、式及び式から以下に示す
式が得られる。（ｖ＋ｖa）／２ｆ−（ｖ＋ｖb）／２ｆ＝（ｖa−ｖb）／２ｆ…

【００２２】例えば、ｖa＝１０ｍ／ｓ、ｖb＝３０ｍ／
ｓ、ｆ＝５０Ｈｚとすると、式より、−０．２ｍとな
る。すなわち、周波数５０Ｈｚを有する外来騒音を低減
している状態で空気の流速が１０ｍ／ｓから３０ｍ／ｓ
に変化した場合には、枝管６の長さＬ₂を０．２ｍだけ
短くする必要がある。最も、実際には、ダクト４内を流
れる空気の流速は、約１ｍ／ｓ程度であり、ほとんど影
響ない。

【００２３】次に、この発明の第２の実施例について説
明する。図３は、この発明の第２の実施例である消音装
置の機械的要部の構成を示す概略図である。この図にお
いては、ダクト１１の途中には、図１に示す枝管６に代
えて、それぞれ長さが異なる半円状の枝管１２〜１５が
設けられていると共に、各枝管１２〜１５の入口及び出
口には、それぞれ電磁式の切換弁１２ａ〜１５ａ及び１
２ｂ〜１５ｂが設けられている。ここで、上記した第１
の実施例と同様、主管１６の長さを１．７ｍとし、枝管
１２〜１５の長さは、例えば、それぞれ７．３７ｍ（ｆ
＝３０Ｈｚ）、５．９５ｍ（ｆ＝４０Ｈｚ）、５．１ｍ
（ｆ＝５０Ｈｚ）、３．４ｍ（ｆ＝１００Ｈｚ）とす
る。なお、上記した第１の実施例と同様、ダクト１１の
屋外側開口部１１ａから所定距離隔てた下流側で、切換
弁１２ａよりも上流側にには、図示しないがダクト１１
内を伝搬する外来騒音を検出するセンサマイクが設けら
れていると共に、このセンサマイクの出力信号を一定周
期でサンプリングして周波数分析を行う周波数分析制御
回路が設けられている。

【００２４】そして、周波数分析制御回路によるセンサ
マイクの出力信号の分析の結果、周波数３０Ｈｚの外来
騒音のレベルが最も大きい場合には、切換弁１２ａ及び
１２ｂのみを開け、他の切換弁１３ａ〜１５ａ及び１３
ｂ〜１５ｂは閉じておく。以下同様に、周波数分析制御
回路の分析結果に基づいて、切換弁１２ａ〜１５ａ及び
１２ｂ〜１５ｂを開けたり閉じたりする。これにより、
ダクト１１の屋外側開口部１１ａから侵入し、ダクト１
１内を伝搬する外来騒音のうち、周波数３０〜１００Ｈ
ｚを有する外来騒音が低減される。上記した第２の実施
例によれば、第１の実施例に比べて、ダクト長駆動回路
９及びダクト長可変装置１０が必要なく、切換弁１２ａ
〜１５ａ及び１２ｂ〜１５ｂを開閉する機構があれば良
いので、構成が簡単になる。

【００２５】次に、この発明の第３の実施例について説
明する。図４は、この発明の第３の実施例である消音装
置の機械的要部の構成を示す概略図である。この図にお
いては、図３に示す枝管１２〜１５に代えて、その入口
に複数の切換弁１７ａ〜１７ｆが設けられた枝管１７が
設けられている。その他の構成は、上記した第２の実施
例と同様である。また、枝管１７は、その入口から出口
までの長さを、例えば、切換弁１７ａのみを開けた場合
に３．４ｍ（ｆ＝１００Ｈｚ）となり、切換弁１７ｆの
みを開けた場合に７．３７ｍ（ｆ＝３０Ｈｚ）となるよ
うに構成する。また、その他の切換弁１７ｂ〜１７ｅの
それぞれのみを開けた場合に、枝管１７の入口から出口
までの長さが、周波数範囲３０〜１００Ｈｚ内の４つの
周波数の外来騒音を低減できるような長さとなるように
構成する。

【００２６】そして、周波数分析制御回路によるセンサ
マイクの出力信号の分析の結果、周波数３０Ｈｚの外来
騒音のレベルが最も大きい場合には、切換弁１７ｆのみ
を開け、他の切換弁１７ａ〜１７ｅは閉じておく。以下
同様に、周波数分析制御回路の分析結果に基づいて、切
換弁１７ａ〜１７ｅのいずれか１つのみを開ける。これ
により、ダクト１１の屋外側開口部１１ａから侵入し、
ダクト１１内を伝搬する外来騒音のうち、周波数３０〜
１００Ｈｚを有する外来騒音が低減される。

【００２７】上記した第３の実施例によれば、第２の実
施例と同様、第１の実施例に比べて、ダクト長駆動回路
９及びダクト長可変装置１０が必要なく、切換弁１７ａ
〜１７ｆを開閉する機構があれば良いので、構成が簡単
になる。また、上記第３の実施例によれば、第２の実施
例に比べて、枝管は枝管１７のみでよく、また、切換弁
も枝管１７の入口側だけに切換弁１７ａ〜１７ｆを設け
れば良いので、さらに構成が簡単になる。

【００２８】次に、この発明の第４の実施例について説
明する。図５は、この発明の第４の実施例による消音装
置の機械的要部の構成を示す概略図である。この図にお
いては、ダクト１８は、主管１９と、つづら折り状の枝
管２０〜２２とから構成されている。また、枝管２０の
入口及び出口には、それぞれ切換弁２０ａ，２０ｂが設
けられ、枝管２１の入口及び出口には、それぞれ切換弁
２１ａ，２１ｂが設けられ、枝管２２の出口には、切換
弁２２ａが設けられている。その他の構成は、上記した
第２の実施例と同様である。なお、主管２２の長さは、
例えば、１．７ｍとし、枝管２０〜２２の長さは、それ
ぞれ３．４ｍ（ｆ＝１００Ｈｚ）、５．１ｍ（ｆ＝５０
Ｈｚ）、７．３７ｍ（ｆ＝３０Ｈｚ）とする。

【００２９】そして、周波数分析制御回路によるセンサ
マイクの出力信号の分析の結果、周波数１００Ｈｚの外
来騒音のレベルが最も大きい場合には、切換弁２０ａ，
２０ｂのみを開け、他の切換弁２１ａ，２１ｂ及び２２
ａは閉じておく。以下同様に、周波数分析制御回路の分
析結果に基づいて、周波数５０Ｈｚの外来騒音のレベル
が最も大きい場合には、切換弁２１ａ，２１ｂのみを開
け、他の切換弁２０ａ，２０ｂ及び２２ｂは閉じ、周波
数３０Ｈｚの外来騒音のレベルが最も大きい場合には、
切換弁２２ｂのみを開け、他の切換弁２０ａ，２０ｂ及
び２１ａ，２１ｂは閉じておく。これにより、ダクト１
８の入口１５ａから侵入し、ダクト１８内を伝搬する外
来騒音のうち、周波数３０〜１００Ｈｚを有する外来騒
音が低減される。

【００３０】上記した第４の実施例によれば、第２及び
第３の実施例と同様、第１の実施例に比べて、ダクト長
駆動回路９及びダクト長可変装置１０が必要なく、切換
弁２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂ及び２２ａを開閉す
る機構があれば良いので、構成が簡単になる。また、上
記第４の実施例によれば、枝管２０〜２２がつづら折り
状になっているので、全体の大きさを第１乃至第３の実
施例に比べて小さくすることができる。

【００３１】最後に、この発明の第５の実施例について
説明する。図６は、この発明の第５の実施例である消音
装置の構成を示すブロック図、図７は同消音装置の電気
的構成を示すブロック図である。これらの図において、
図１の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その
説明を省略する。ダクト４内部の屋内側開口部４ｂ近傍
で、かつ、後述する付加音源スピーカ２６の下流側近傍
には、残留騒音のレベルを検出して残留騒音信号に変換
するエラーマイク２３が設けられている。また、信号処
理回路２４は、装置各部を制御するコントロール部２４
１と上記周波数分析器２４２とを主要部として備え、コ
ントロール部２４１は、周波数分析器２４２にセンサマ
イク７から出力される外来騒音信号ＥＮを一定周期でサ
ンプリングして周波数分析を行わせ、その分析結果に基
づいて、ダクト長駆動回路９を制御して、ダクト長可変
装置１０を駆動させ、枝管６のベローズ状部６ａ及び６
ｂを伸縮させることにより、枝管６の長さを可変する。
さらに、信号処理回路２４は、ローパスフィルタ（以
下、ＬＰＦという）、２４３及びアナログ／ディジタル
変換器（以下、Ａ／Ｄコンバータという）２４４をも備
えている。ＬＰＦ２４３は、センサマイク７から供給さ
れる外来騒音信号ＥＮの低周波成分を通過させ、Ａ／Ｄ
コンバータ２４４は、ＬＰＦ２４３から出力された外来
騒音信号ＥＮの低周波成分をディジタルの外来騒音デー
タＥＮＤに変換して逆位相信号発生回路２５に供給す
る。上記コントロール部２４１は、逆位相信号発生回路
２５の制御をも行う。

【００３２】上記逆位相発生回路２５は、図７に示すよ
うに、制御回路２５１、適応フィルタ（ＡＤＦ）２５
２、白色雑音発生部２５３、補正用フィルタ２５４、コ
ントロールドフィルタ（ＣＮＦ）２５５、ディジタル／
アナログ変換器（以下、Ｄ／Ａコンバータという）２５
６、ＬＰＦ２５７等から構成され、初期設定時には、付
加音源スピーカ２６とエラーマイク２３との間の伝達関
数Ｇの同定を行い、適応制御動作時には、センサマイク
７とエラーマイク２３との間の伝達関数の逆特性Ｆの逐
次同定等を行って、外来騒音を打ち消すべきディジタル
の付加音データＡＮＤを生成して、駆動アンプ２７に供
給する。

【００３３】逆位相発生回路２５において、上記制御回
路２５１はコントロール部２４１からの命令に基づいて
逆位相発生回路２５内の構成各部を制御する。上記適応
フィルタ２５２は、残留騒音データＳＮＤ等所定の入力
データに基づいて、最小２乗平均(Least Mean Squre;
ＬＭＳ)アルゴリズムによる必要な伝達関数（フィルタ
係数）の適応化処理（適応動作）を行う。白色雑音発生
部２５３は、制御回路２５１から出される白色雑音要求
命令に基づいて、消音すべき外来騒音の帯域に制限され
た白色雑音データＷＮＤを生成する。補正用フィルタ２
５４には、付加音源スピーカ２６とエラーマイク２３と
の間の伝達関数Ｇに対応するフィルタ係数が設定され
る。コントロールドフィルタ２５５には、センサマイク
７とエラーマイク２３との間の伝達関数の逆特性Ｆに対
応するフィルタ係数が設定される。このフィルタ係数
は、適応フィルタ２５２によって、サンプリング周期毎
に更新されるようになっている。また、Ｄ／Ａコンバー
タ２５６は、コントロールドフィルタ２５５から出力さ
れる付加音データＡＮＤ等をアナログ信号に変換してア
ンチエリアシングフィルタによって構成されたＬＰＦ２
５７に供給する。ＬＰＦ２５７は、Ｄ／Ａコンバータ２
５６の出力信号の低周波成分を通過させた後、駆動アン
プ２７に供給する。駆動アンプ２７は、ＬＰＦ２５７の
出力信号を増幅した後、付加音源スピーカ２６に供給す
る。

【００３４】次に、この例の動作について説明する。な
お、信号処理回路２４の周波数分析制御回路としての動
作は、上記した第１の実施例と同様であるので、その説
明を省略するが、この動作により、周波数３０〜１００
Ｈｚを有する騒音が低減される。電源が投入されると、
コントロール部２４１は、信号処理部２５に初期設定動
作の開始を指示する。このとき、コントロール部２４１
は、センサマイク７から供給される外来騒音信号ＥＮが
下流のＬＰＦ２４３を通過できない状態にする。信号処
理部２５において、制御回路２５１は、コントロール部
２４１から上記初期設定動作の開始命令を受けると、図
７に示すスイッチ２５８を図中左に切り換える。そし
て、白色雑音発生部１４に白色雑音要求命令を出す。白
色雑音発生部２５３に白色雑音要求命令を出す。白色雑
音発生部２５３は、制御回路２５１から白色雑音要求命
令を受けると、白色雑音データＷＮＤを生成して出力端
子Ｗ１，Ｗ２から出力する。出力端子Ｗ１から出力され
た白色雑音データＷＮＤは、Ｄ／Ａコンバータ２５６、
ＬＰＦ２５７を経由して、さらに駆動アンプ２７によっ
て増幅されて付加音源スピーカ２６から白色雑音（音
波）として出力される。付加音源スピーカ２６から出力
された白色雑音は、エラーマイク２３によって収集さ
れ、信号処理回路２４のＬＰＦ２４３、Ａ／Ｄコンバー
タ２４４を経由して、騒音データＳＮＤとして信号処理
部２５に入力される（初期設定時においては、エラーマ
イク２３からの出力値ＳＮＤは、残留騒音ではないの
で、単に騒音データという）。信号処理部２５におい
て、適応フィルタ２５２は、入力された騒音データと白
色雑音発生部２５３の出力端子Ｗ２を経由して供給され
た白色雑音データＷＮＤとに基づいて、最小２乗平均ア
ルゴリズムによる５秒程の適応化処理（適応動作）を行
い、付加音源スピーカ２６とエラーマイク２３との間の
伝達関数Ｇを求める。そして、得られた伝達関数Ｇに対
応するフィルタ係数を、消音時の補正用のフィルタ係数
として補正用フィルタ２５４に転送する。

【００３５】初期設定が完了すると、コントロール部２
４１は、信号処理部２５に能動的消音を果たすための適
応制御命令を出す。信号処理部２５において、制御回路
２５１は、コントロール部２４１から適応制御命令を受
けると、信号処理部２５内のスイッチ２５８を図７中右
に切り換えると共に、白色雑音発生部２５３に白色雑音
データＷＮＤの生成を停止させる。外来騒音は、センサ
マイク７で収拾され、外来騒音信号ＥＮに変換される。
コントロール部２４１は、センサマイク７から供給され
る外来騒音信号ＥＮが下流のＬＰＦ２４３を通過できる
ように制御する。この結果、外来騒音信号ＥＮは、ＬＰ
Ｆ２４３、Ａ／Ｄコンバータ２４４を経由して、信号処
理部２５にディジタルの外来騒音データＥＮＤとして入
力される。

【００３６】この外来騒音データＥＮＤは、信号処理部
２５内のコントロールドフィルタ２５５で処理されて、
付加音データＡＮＤとして、信号処理部２５より出力さ
れる。この付加音データＡＮＤは、Ｄ／Ａコンバータ２
５６、ＬＰＦ２５７を経由して、さらに駆動アンプ２７
によって増幅されて、付加音源スピーカ２６から付加音
として出力され、エラーマイク２３の検出ポイントにお
いて外来騒音と干渉する。干渉後の音圧はエラーマイク
２３で収拾され、信号処理回路２４のＬＰＦ２４３、Ａ
／Ｄコンバータ２４４を経由して、再び信号処理部２５
へディジタルの残留騒音データＳＮＤとして入力され
る。信号処理部２５内の適応フィルタ２５２は、入力さ
れた残留騒音データＳＮＤと、外来騒音データＥＮＤと
して入力され、補正用フィルタ２５４を通過した信号と
に基づいて、最小２乗平均アルゴリズムを用いて、セン
サマイク７とエラーマイク２３との間の伝達関数の逆特
性Ｆを求める。そして、得られた伝達関数の逆特性Ｆに
対応するフィルタ係数は、コントロールドフィルタ２５
５に転送され、コントロールドフィルタ２５５のフィル
タ係数として設定される。

【００３７】コントロールドフィルタ２５５は、入力さ
れる外来騒音データＥＮＤに対して、適応フィルタ２５
２から供給されたフィルタ係数で畳み込み演算を行っ
て、演算結果を付加音データＡＮＤとして出力する。こ
の付加音データＡＮＤは、Ｄ／Ａコンバータ２５６、Ｌ
ＰＦ２５７を経由して、さらに駆動アンプ２７によって
増幅されて付加音源スピーカ２６から付加音（消音音
波）として出力され、逆位相の外来騒音と干渉して外来
騒音を弱める。上記適応能動制御は、一定のサンプリン
グ周期毎に繰り返され、最終的に、エラーマイク２₁，
２₂の検出ポイントにいて外来騒音と付加音とが同振幅
で逆位相の関係となって、互いに充分打ち消し合って、
消音が達成される。具体的には、航空機騒音、バス等の
自動車騒音、鉄道騒音、室外空調器騒音等、周波数５０
〜５００Ｈｚを有する騒音が低減される。なお、５００
Ｈｚ以上の周波数を有する騒音は、ダクト４の内側にグ
ラスウール等の吸音材を貼り付けることにより低減する
ことができる。したがって、上記した第５の実施例によ
れば、３０Ｈｚ以上の騒音を全て低減することができ
る。

【００３８】上記した第５の実施例によれば、特徴的な
低音を枝管６の長さを調整することにより低減し、周波
数５０〜５００Ｈｚを有する騒音を付加音源スピーカ２
６から出力される音（相殺音）によって低減し、さら
に、周波数５００Ｈｚ以上を有する騒音を吸音材によっ
て低減するようにしたので、付加音源スピーカ２６から
出力される相殺音のエネルギを、枝管６を使用しない場
合に比べて小さくすることができる。しかも、適応フィ
ルタ２５２が、サンプリング周期毎に、コントロールド
フィルタ２５５のフィルタ係数を更新するので、エラー
マイク２３、センサマイク７及び付加音源スピーカ２６
等の径年変化又は温度変化に伴う伝達関数の変動にも迅
速に対応できる。特に、駆動アンプ２７において大きな
負荷となる低周波成分を有する低減すべき騒音を枝管６
の長さを調整することによって低減しているので、ダク
ト４内を伝搬する騒音の低音部の特定周波数成分のレベ
ルが特に大きい場合には、効果的な消音が可能である。
さらに、駆動アンプ２７のトータル出力を低減すること
ができるので、総合的に消費電力の低減化も計ることが
できる。

【００３９】以上、この発明の実施例を図面を参照して
詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られる
ものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計
の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、上述
の各実施例においては、消音装置を単独で用いた例を示
したが、これに限定されず、例えば、騒音の発生源の１
つである空調機の運転モードと連動させて動作するよう
にしても良い。また、上述した第５の実施例において
は、エラーマイク２３、信号処理回路２４、逆位相信号
発生回路２５、付加音源スピーカ２６及び駆動アンプ２
７を図１に示す消音装置に設けた例を示したが、これに
限定されず、図３乃至図５の消音装置に設けても勿論良
い。

【００４０】また、伸縮可能な枝管として、ベローズ状
のもの（図１及び図６）を用いる場合について示した
が、これに限らず、例えば、図８に示すように、ピスト
ンに類似する動作で伸縮動作を行うことができる２重管
２８を用いても良く、あるいは、図９に示すように、互
いに隣接する２つの管２９ａ，２９ｂを、ゴム等の伸縮
性に富むガスケット部材３０によって連結するようにし
ても良い。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の消音装
置によれば、ダクト内を伝搬する様々な周波数成分及び
レベルを有する騒音を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例である消音装置の構成
を示すブロック図である。

【図２】あるサンプリング時における騒音の周波数特性
の一例を示す図である。

【図３】この発明の第２の実施例である消音装置の要部
の構成を示す概略図である。

【図４】この発明の第３の実施例である消音装置の要部
の構成を示す概略図である。

【図５】この発明の第４の実施例である消音装置の要部
の構成を示す概略図である。

【図６】この発明の第５の実施例である消音装置の構成
を示すブロック図である。

【図７】同消音装置の電気的構成を示すブロック図であ
る。

【図８】第１乃至第５の実施例の消音装置に適用され
る枝管の変形例を示す部分断面図である。

【図９】同枝管の別の変形例を示す部分断面図である。

【図１０】従来の干渉形消音器の構成及び透過損失の周
波数特性を示す図である。

【符号の説明】

４，１１，１８ダクト５，１６，１９主管６，１２〜１５，１７，２０〜２２枝管６ａ，６ｂベローズ状部７センサマイク（外来騒音検出手段）８周波数分析制御回路（周波数分析手段）９ダクト長駆動回路（調整手段）１０ダクト長可変装置（調整手段）１２ａ〜１５ａ，１２ｂ〜１５ｂ，１７ａ〜１７ｆ，２
０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂ，２２ｂ切換弁２３エラーマイク（残留騒音検出手段）２４信号処理回路（制御手段）２５制御回路（制御手段）２６付加音源スピーカ（付加音放射手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ダクトを経由して室内に到来する外来騒
音を消音するための消音装置であって、両端の開口部が前記ダクトの２箇所にそれぞれ接合され
ると共に、その長さが伸縮可能に構成された枝管と、前記ダクトの外界に面した開口部又はその近傍の前記ダ
クト内に設けられ、前記外来騒音が前記ダクトの外界に
面した開口部又はその近傍に到来した時点で前記外来騒
音を検出して外来騒音信号を出力する外来騒音検出手段
と、前記外来騒音信号の周波数を分析する周波数分析手段
と、該周波数分析手段の分析結果に基づいて、前記枝管の長
さを調整する調整手段とを備えてなることを特徴とする
ダクト用消音装置。
【請求項２】ダクトを経由して室内に到来する外来騒
音を消音するための消音装置であって、両端の開口部が前記ダクトの２箇所にそれぞれ接合され
た、それぞれその長さが異なる複数の枝管と、該複数の枝管のそれぞれの開口部に設けられた複数の弁
と、前記ダクトの外界に面した開口部又はその近傍の前記ダ
クト内に設けられ、前記外来騒音が前記ダクトの外界に
面した開口部又はその近傍に到来した時点で前記外来騒
音を検出して外来騒音信号を出力する外来騒音検出手段
と、前記外来騒音信号の周波数を分析する周波数分析手段
と、該周波数分析手段の分析結果に基づいて、前記複数の弁
を開閉する弁開閉手段とを備えてなることを特徴とする
ダクト用消音装置。
【請求項３】入力される付加音信号に基づいて、前記
ダクト内の所定の領域に向けて付加音を放射する付加音
放射手段と、前記ダクト内の所定の領域にまで到来した前記外来騒音
が前記付加音放射手段から放射される前記付加音によっ
て打ち消されて残留する残留騒音を検出して残留騒音信
号を出力する残留騒音検出手段と、前記外来騒音信号及び前記残留騒音信号に基づいて、前
記ダクト内の所定の領域において前記外来騒音の波形成
分と逆位相となる前記付加音を放射させる前記付加音信
号を生成して前記付加音放射手段に供給する制御手段と
を備えてなることを特徴とする請求項１又は２記載のダ
クト用消音装置。
【請求項４】前記枝管は、伸縮可能な蛇腹管を有して
なることを特徴とする請求項１記載のダクト用消音装
置。
【請求項５】前記枝管は、第１の管と該第１の管に嵌
合された第２の管とを有してなると共に、前記第１又は
第２の管は、嵌合状態のまま、前記第２又は第１の管の
長さ方向に移動可能とされていることを特徴とする請求
項１記載のダクト用消音装置。
【請求項６】前記枝管は、複数の管を有してなり、こ
れらの管は伸縮性に富むガスケット部材によって連結さ
れていることを特徴とする請求項１記載のダクト用消音
装置。