JPH07248783A - アクティブ消音装置 - Google Patents

アクティブ消音装置

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JPH07248783A
JPH07248783A JP6039374A JP3937494A JPH07248783A JP H07248783 A JPH07248783 A JP H07248783A JP 6039374 A JP6039374 A JP 6039374A JP 3937494 A JP3937494 A JP 3937494A JP H07248783 A JPH07248783 A JP H07248783A
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JP
Japan
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sound
secondary sound
pipe
duct
emission parts
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Application number
JP6039374A
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Inventor
Hiroshi Sumino
寛 角野
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 管路用のアクティブ消音装置において二次音
源の必要装備数を少なくしながら高い消音効果を得る。 【構成】 管端開口に向かって管路1の内部を伝搬する
一次音とは逆位相の二次音を発生する二次音源3を設
け、この二次音源3の発生二次音を管路1の内部に対し
放出する放出部4a,4bを管路1の管壁1a,1bに
設ける構成において、放出部4a,4bを複数設けて、
それら放出部4a,4bを管路1の周方向で分散配置
し、二次音源3の発生二次音を複数の放出部4a,4b
に対し分配する二次音分配経路5a,5bを設けてあ
る。また好ましくは、放出部4a,4bを管路1の管芯
方向で同等位置に配置し、それら放出部4a,4bの夫
々に対する二次音分配経路5a,5bの経路長を等しく
してある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、管端開口から漏出する
一次音(騒音)を、それとは逆位相の二次音による破壊
的音波干渉で消音するアクティブ消音装置に関し、詳し
くは、管路端開口に向かって管路の内部を伝搬する一次
音とは逆位相の二次音を発生する二次音源を設け、この
二次音源の発生二次音を前記管路の内部に対し放出する
放出部を前記管路の管壁に設けるアクティブ消音装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、上記アクティブ消音装置を構成す
るに、図15示す如く、二次音源を単一のスピーカ3で
構成して管路1の管壁1aに単一の放出部4aを設ける
に比べ、図16に示す如く、対向する管壁1a,1bの
夫々に二次音源としてのスピーカ3を配して放出部4
a,4bを対向配置の2か所とすることにより、一次音
に対する消音効果を高めることが行われる。
【0003】すなわち、二次音の放出部4aを管壁1a
に設ける構成では、同図15に示すように、放出部4a
から放出される二次音(球面波)の波面のうち一次音
(一般に平面波として近似できる)の消音に効果的に寄
与する部分は、管端開口へ向かう速度成分が大きい一部
の部分(すなわち、一次音の波面と面方向がほぼ同一と
なる形態で管端開口に向かって進む一部の部分)に限ら
れ、二次音の波面のうち対向管壁1bに向かう部分など
他方向へ向かう部分は、一次音の波面に対する傾きが大
きく干渉による消音効果が小さいものとなる。
【0004】そこで、上記の図16に示す如く放出部4
a,4bを対向配置の2か所とすることにより、放出さ
れる二次音の全体として、一次音の波面と面方向がほぼ
同一となる形態で管端開口に向かう波面部分を増やし、
これにより、消音効果の向上を図るものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
図16に示す構成では消音効果を向上し得るものの、二
次音源3(スピーカ)の装備数が増加するため、装置コ
ストが高くつき、また、二次音源3に対する調整等のメ
ンテナンスの負担が大きくなる問題があった。
【0006】本発明の目的は、合理的な二次音放出構成
とすることにより、二次音源の装備数増加を伴うことな
く高い消音効果を得られるようにする点にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
〔第1特徴構成〕本発明によるアクティブ消音装置の第
1特徴構成は、管端開口に向かって管路の内部を伝搬す
る一次音とは逆位相の二次音を発生する二次音源を設
け、この二次音源の発生二次音を前記管路の内部に対し
放出する放出部を前記管路の管壁に設ける構成におい
て、前記放出部を複数設けて、それら放出部を前記管路
の周方向で分散配置し、前記二次音源の発生二次音を複
数の前記放出部に対し分配する二次音分配経路を設けた
ことにある。
【0008】〔第2特徴構成〕本発明によるアクティブ
消音装置の第2特徴構成は、上記第1特徴構成の実施に
おいて好適な構成を特定するものであり、前記放出部を
前記管路の管芯方向で同等位置に配置し、それら放出部
の夫々に対する前記二次音分配経路の経路長を等しくし
てあることにある。
【0009】〔第3特徴構成〕本発明によるアクティブ
消音装置の第3特徴構成は、上記第1又は第2特徴構成
の実施において好適な構成を特定するものであり、前記
放出部を前記管路の周方向で等間隔に配置してあること
にある。
【0010】〔第4特徴構成〕本発明によるアクティブ
消音装置の第4特徴構成は、上記第1、第2又は第3特
徴構成の実施において好適な構成を特定するものであ
り、前記放出部を互いに対向する管壁部分に振り分け配
置してあることにある。
【0011】〔第5特徴構成〕本発明によるアクティブ
消音装置の第5特徴構成は、上記第1、第2、第3又は
第4特徴構成の実施において好適な構成を特定するもの
であり、前記管路の横断面視形状において同一辺部を形
成する管壁部分で前記放出部を辺方向に並置してあるこ
とにある。
【0012】〔第6特徴構成〕本発明によるアクティブ
消音装置の第6特徴構成は、上記第1、第2、第3、第
4又は第5特徴構成の実施において好適な構成を特定す
るものであり、前記管路の外側に囲み壁を設け、その囲
み壁と管壁との間の空間部に対し前記二次音を発生させ
る状態に前記二次音源を配設して、前記囲み壁と管壁と
の間の空間部を前記二次音分配経路としてあることにあ
る。
【0013】〔第7特徴構成〕本発明によるアクティブ
消音装置の第7特徴構成は、上記第6特徴構成の実施に
おいて好適な構成を特定するものであり、前記囲み壁と
で前記空間部を形成する前記管壁は、遮音手段を設けた
遮音壁としてあることにある。
【0014】
【作用】
〔第1特徴構成の作用〕第1特徴構成においては、複数
の放出部を管路の周方向で分散配置して管壁に設けるこ
とにより、それら放出部の夫々から球面波状で放出され
る二次音の全体として、一次音の波面と面方向がほぼ同
一となる形態で管端開口に向かう波面部分を増やし、こ
れにより、消音効果を向上させる。
【0015】そして、これら放出部の夫々から二次音を
放出させるにあたっては、二次音源の発生二次音を二次
音分配経路を介し各放出部に分配する。
【0016】〔第2特徴構成の作用〕上記の第1特徴構
成の実施において複数放出部を管路の管芯方向で異なる
位置に配置する場合、それら放出部の夫々から放出した
二次音のうち管端開口に向かって進む波面部分(すなわ
ち、一次音の消音に寄与する部分)の管芯方向における
位相を一致させて、それら波面部分の夫々を逆位相の一
次音と干渉させるには、一次音の伝搬方向において下手
側に位置する放出部からは、その上手側に位置する放出
部よりも両放出部間の管芯方向における離間距離分だけ
位相を遅らせた状態(放出タイミングを遅らせた状態)
で二次音を放出させる必要がある。
【0017】これに対し、第2特徴構成においては、二
次音源の発生二次音を二次音分配経路を介し各放出部に
分配するにあたり、放出部の夫々に対する二次音分配経
路の経路長を等しくすることで、それら放出部の夫々か
らは互いに等しい位相(等しい放出タイミング)で二次
音を放出させる。
【0018】そして、これら複数の放出部を管路の管芯
方向で同等位置に配置して、それら管芯方向での同等位
置から互いに等しい位相(等しい放出タイミング)で二
次音を放出させることにより、それら放出部の夫々から
放出した二次音のうち管端開口に向かって進む波面部分
の管芯方向における位相を一致させ、これにより、それ
ら位相一致部分の夫々を、それらとは逆位相で管端開口
に向かう一次音と干渉させて一次音を消音する。
【0019】〔第3特徴構成の作用〕管壁に配設した一
つの放出部については、管路の横断面視(換言すれば管
端開口の開口面視)において放出部の配置対応位置から
離れるほど一次音波面に対する二次音波面の傾きが大き
くなって消音効果が低くなる。
【0020】これに対し、第3特徴構成においては、複
数の放出部を管路周方向で等間隔に配置することによ
り、一次音の波面と面方向がほぼ同一となって一次音の
消音に効果的に寄与する二次音波面部分を、管路の横断
面視において管路周方向に等間隔に形成する。
【0021】〔第4特徴構成の作用〕前述の如く一つの
放出部については管路横断面視において放出部の配置対
応位置から離れるほど消音効果が低くなることに対し、
第4特徴構成においては、放出部を互いに対向する管壁
部分に振り分け配置することにより、一次音の波面と面
方向がほぼ同一となって一次音の消音に効果的に寄与す
る二次音波面部分を、管路の横断面視においてそれら管
壁部分の対向方向の両側部に形成する。
【0022】〔第5特徴構成の作用〕第5特徴構成にお
いては、管路の横断面視形状において同一辺部を形成す
る管壁部分で放出部を辺方向に並置することにより、一
次音の波面と面方向がほぼ同一となって一次音の消音に
効果的に寄与する二次音波面部分を、管路の横断面視に
おいて上記辺部の辺方向に並ぶ状態に形成する。
【0023】〔第6特徴構成の作用〕第6特徴構成にお
いては、管路の外側に設けた囲み壁と管壁との間の空間
部に対し二次音を発生させる状態に二次音源を配設し
て、その囲み壁と管壁との間の空間部を二次音分配経路
とすることにより、二次音源の発生二次音を囲み壁と管
壁との間の空間部中を伝搬させて放出部に送る。
【0024】〔第7特徴構成の作用〕第7特徴構成にお
いては、前記囲み壁とで前記空間部を形成する管壁を、
遮音手段具備の遮音壁とすることにより、二次音分配経
路としての上記空間部中を伝搬する二次音が管壁を介し
て放出部以外の位置から管路内に漏出することや、逆
に、管路内の一次音が管壁を介し上記空間部内に漏出し
て空間部伝搬中の二次音と干渉することを防止する。
【0025】
【発明の効果】
〔第1特徴構成の効果〕本発明の第1特徴構成によれ
ば、二次音源の発生二次音を二次音分配経路により複数
の放出部に分配するから、放出部の複数配置に対し装備
二次音源を単一にするなど、二次音源の装備数を放出部
の配設数よりも少なくすることができ、これにより、装
置コストの低減、並びに、メンテナンス負担の軽減を図
りながら消音効果を向上させることができる。
【0026】〔第2特徴構成の効果〕本発明の第2特徴
構成によれば、各放出部に対する二次音分配経路を形成
するにあたり、それらの経路長を等しくするだけでよい
から、それら二次音分配経路の経路長を管芯方向におけ
る放出部離間距離に応じて互いに異ならせる装置構成に
比べ、装置製作を容易にすることができる。
【0027】〔第3特徴構成の効果〕本発明の第3特徴
構成によれば、一次音の消音に効果的に寄与する二次音
波面部分を管路の横断面視において管路周方向に等間隔
に形成することで、管路周方向について消音効果を均等
化でき、これにより、管路周方向について消音効果が不
均等であることにより生じる大きな一次音残音を防止で
きる。
【0028】〔第4特徴構成の効果〕本発明の第4特徴
構成によれば、一次音の消音に効果的に寄与する二次音
波面部分を管路の横断面視において管壁対向方向の両側
部に形成することで、その管壁対向方向について消音効
果を均等化でき、これにより、管壁対向方向について消
音効果が不均等であることにより生じる大きな一次音残
音を防止できる。
【0029】〔第5特徴構成の効果〕本発明の第5特徴
構成によれば、一次音の消音に効果的に寄与する二次音
波面部分を管路の横断面視において辺部の辺方向に並ぶ
状態に形成することで、その辺部の辺方向について消音
効果を均等化でき、これにより、辺方向について消音効
果が不均等であることにより生じる大きな一次音残音を
防止できる。
【0030】〔第6特徴構成の効果〕本発明の第6特徴
構成によれば、管壁を利用して二次音分配経路を形成す
るから装置構造を簡単にすることができ、これにより、
装置を小型化し得るとともに装置製作を容易にし得る。
【0031】〔第7特徴構成の効果〕本発明の第7特徴
構成によれば、放出部以外の管壁部分から管路内に二次
音が漏出して、その漏出二次音のうち管端開口に向かう
ものが二次的な騒音となることを防止できる。
【0032】また、管壁を介し二次音分配経路内に一次
音が漏出して、その漏出一次音と二次音分配経路内の二
次音とが干渉することにより、放出部から放出する二次
音が乱され、このため消音効果が低下するといったこと
も防止できる。
【0033】
【実施例】次に実施例を図1ないし図3に基づいて説明
する。
【0034】図中、1は空調設備においてファンにより
送風する空気Aを導くダクト(管路の一例)、2はファ
ン騒音(以下、一次音と称す)を消音するアクティブ消
音装置であり、このアクティブ消音装置2は、ダクト1
の端部開口に向かってダクト内を伝搬する上記一次音と
は逆位相の二次音をダクト内に放出することにより、そ
の放出二次音と一次音との破壊的干渉をもって、ダウト
端部開口から漏出する一次音を消音する。
【0035】上記アクティブ消音装置2は、上記の二次
音を発生する二次音源としてのスピーカ3、そのスピー
カ3の発生二次音をダクト壁部からダクト内に放出する
2箇所の放出部4a,4b、スピーカ3の発生二次音を
各放出部4a,4bに送る二次音分配経路5a,5b、
一次音の伝搬方向において放出部4a,4bよりも上手
側で一次音を検出するセンサマイク6、一次音の伝搬方
向において放出部4a,4bよりも下手側で残騒音を検
出するエラーマイク7、並びに、それらマイク6,7の
検出情報に基づいてスピーカ3の発生二次音を調整する
制御部8を備えている。
【0036】2箇所の放出部4a,4bは、ダクト1の
管芯方向において同等位置に配置してあり、さらに詳し
くは、互いに対向するダクト壁1a,1bに振り分け配
置して同芯軸上で対向させてある。
【0037】二次音分配経路5a,5bについては、両
放出部4a,4bを含むダクト1の半周部を外側から囲
む囲み壁9を設け、この囲み壁9とダクト壁1c,1
a,1bとの間に形成されるコの字状の閉塞空間部を二
次音分配経路5a,5bとしてある。
【0038】そして、この二次音分配経路5a,5bと
しての空間部内に二次音を発生させるように前記スピー
カ3を配置するにあたっては、ダクト横断面視におい
て、スピーカ3が両放出部4a,4b間の中央相当位置
に位置し、かつ、両放出部4a,4bの対向軸芯に対し
スピーカ3が直交する向きとなるように、スピーカ3を
配置してあり、これにより、両放出部4a,4bに対す
る二次音分配経路5a,5bの経路長(すなわち、スピ
ーカ3から各放出部4a,4bに至る二次音伝搬経路の
距離)を等しくして、両放出部4a,4bからは二次音
を等しい位相(換言しれば等しい放出タイミング)で放
出させるようにしてある。
【0039】つまり、ダクト管芯方向で同等位置に位置
する両放出部4a,4bから互いに等しい位相(等しい
放出タイミング)で二次音を放出させることにより、こ
れら放出部4a,4bの夫々から放出した二次音のうち
ダクト端部開口に向かって進む波面部分のダクト管芯方
向における位相を一致させ、これにより、それら位相一
致部分の夫々を、それらとは逆位相でダクト端部開口に
向かう一次音と干渉させて一次音を消音する。
【0040】また、両放出部4a,4bから二次音を放
出させるにあたり、上記の如くスピーカ3の発生二次音
を二次音分配経路5a,5bを介して両放出部4a,4
bに分配する構成とすることで、スピーカ3の装備数を
単一化して装置構造の簡略化を図ってある。
【0041】ダクト壁1a,1b,1cのうち前記の囲
み壁9とにより二次音分配経路5a,5bを形成する部
分は、二重板材10a,10b間に吸音要素10cを介
装した遮音手段10を備える遮音壁としてあり、これに
より、二次音分配経路5a,5b内の二次音がダクト壁
を介し放出部4a,4b以外の箇所からダクト内に漏出
して残騒音化すること、並びに、逆にダクト内の一次音
がダクト壁を介し二次音分配経路5a,5b内に漏出し
て二次音分配経路5a,5b内の二次音と干渉すること
を防止する。
【0042】制御部8は、基本的には、センサマイク6
で検出した一次音(厳密にはその一次音における一位相
部分)が両放出部4a,4bの配置箇所を通過する時点
で、その検出一次音と逆位相・同振幅の関係にある二次
音を両放出部4a,4bから放出させるように、センサ
マイク6から両放出部4a,4bの配置箇所に至る距
離、及び、二次音分配経路5a,5bの経路長を考慮し
た状態でスピーカ3に二次音を発生させる。
【0043】そして、エラーマイク7による残音の検出
がある場合、制御部8は、センサマイク6の検出情報に
基づくスピーカ制御に対して、残音を小さくする方向の
自補正を加える。
【0044】〔別実施例〕次に別実施例を列記する。
【0045】(1)本発明によるアクティブ消音装置の
対象管路は、空調設備における空気搬送用のダクト1に
限定されるものではなく、エンジンからの排気管などそ
の他、種々の用途の管路を対象管路とすることができ、
また、管路状構築物であるトンネルにも、列車進入に伴
い発生する衝撃音を消音対象の一次音として適用でき
る。
【0046】(2)消音対象の一次音はファン騒音に限
定されるものでなく、管端開口からの漏出が要求される
音であれば連続音や衝撃音等の音種に限らず、種々の音
を消音対象の一次音とすることができ、また、消音対象
とする一次音の管路内伝搬方向と管路内流体の流れ向き
とは同一向き、あるいは、逆向きのいずれであってもよ
い。
【0047】(3)二次音源3としては一次音消音可能
な二次音を発生できるものであれば、電磁コイル式スピ
ーカ、圧電スピーカ、笛式音源等、種々の形式のものを
適用でる。
【0048】(4)放出部4a,4bは、図4に示すよ
うに、二次音分配経路5a,5bから送られる二次音の
管路内部への放出は可能で、かつ、管路内部流体の二次
音分配経路5a,5bへの侵入は阻止するシール手段1
1を設ける形式、あるいは、前述の実施例の如く二次音
分配経路5a,5bを管路内部に対し単に開口させる形
式のいずれを採用してよい。尚、上記のシール手段11
には振動膜や振動板、あるいはコーン等を適用できる。
【0049】(5)管路1の周方向に分散配置する放出
部4a,4bの箇所数は2以上の複数であれば何箇所で
あってもよい。
【0050】(6)二次音分配経路5a,5bは、図5
に示すように、対処管路1の管壁を用いずに専用経路部
材で構成してもよく、二次音分配経路5a,5bは二次
音を空気中伝搬させる形式に代えて、二次音を液体中伝
搬させる形式や固体中伝搬させる形式としてもよい。
【0051】(7)図6に示すように、管路周方向に分
散配置する放出部4a,4bを管路1の管芯方向で異な
る位置に配置して、それら放出部4a,4bに対する二
次音分配経路5a,5bの経路長を異ならせてもよい。
【0052】(8)対象管路1の横断面形状は円形、四
角形、三角形等、どのような形状であってもよく、ま
た、放出部4a,4b……を管路周方向に分散配置する
にあたり、それら放出部4a,4b……を管路1の周方
向で等間隔に配置する形態を採る場合、その一例として
管路横断面で図7、図8、図9、図10、図11の如き
配置形態を採用してもよい。なお、5a,5b……は各
放出部4a,4b……に対する二次音分配経路を示す。
【0053】(9)放出部4a,4b……を管路周方向
に分散配置するにあたり、それら放出部4a,4b……
を互いに対向する管壁部分1a,1bに振り分け配置す
る形態を採用する場合、その一例として管路横断面視で
図12、図13の如き配置形態を採用してもよい。
【0054】(10)放出部4a,4b……を管路1の
横断面視形状において同一辺部を形成する管壁部分で放
出部4a,4b……を辺方向に並置する場合、図14に
示すように、辺部を形成する管壁部分1a,1bの各々
について3箇所以上の放出部4a,4b……を辺方向に
並置する形態を採用してもよい。
【0055】(11)管壁1c,1a,1cと囲み壁9
とで二次音分配経路5a,5bとしての空間部を形成す
る形態において、この空間部を形成する管壁部分を遮音
壁とする場合、その遮音手段10には種々の形式を採用
できる。
【0056】また、場合によっては、この空間部を形成
する管壁部分は特に遮音手段を具備しない通常壁として
もよい。
【0057】(12)二次音源3に対する制御構成とし
て、エラーマイク7を装備しない形式(すなわち、残音
検出に基づく補正制御を実施しない形式)を採用しても
よく、また、センサーマイク6による一次音検出に代え
て、一次音源の状態検出に基づき二次音源3を制御する
形式を採用してもよい。
【0058】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするため符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】ダクト(管路)横断面視における装置構造図
【図2】ダクト(管路)縦断面視における装置構造図
【図3】装置外観斜視図
【図4】別実施例を示す放出部構造図
【図5】別実施例を示す二次音分配経路の構造図
【図6】別実施例を示す管路縦断面視の放出部配置図
【図7】別実施例を示す管路横断面視の放出部配置図
【図8】別実施例を示す管路横断面視の放出部配置図
【図9】別実施例を示す管路横断面視の放出部配置図
【図10】別実施例を示す管路横断面視の放出部配置図
【図11】別実施例を示す管路横断面視の放出部配置図
【図12】別実施例を示す管路横断面視の放出部配置図
【図13】別実施例を示す管路横断面視の放出部配置図
【図14】別実施例を示す管路横断面視の放出部配置図
【図15】従来例を示す管路縦断面視の装置構造図
【図16】他の従来例を示す管路縦断面視の装置構造図
【符号の説明】
1 管路 3 二次音源 4a,4b 放出部 1a,1b,1c 管壁 5a,5b 二次音分配経路 9 囲み壁 10 遮音手段

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 管端開口に向かって管路(1)の内部を
    伝搬する一次音とは逆位相の二次音を発生する二次音源
    (3)を設け、この二次音源(3)の発生二次音を前記
    管路(1)の内部に対し放出する放出部(4a),(4
    b)を前記管路(1)の管壁(1a),(1b)に設け
    るアクティブ消音装置であって、 前記放出部(4a),(4b)を複数設けて、それら放
    出部(4a),(4b)を前記管路(1)の周方向で分
    散配置し、 前記二次音源(3)の発生二次音を複数の前記放出部
    (4a),(4b)に対し分配する二次音分配経路(5
    a),(5b)を設けたアクティブ消音装置。
  2. 【請求項2】 前記放出部(4a),(4b)を前記管
    路(1)の管芯方向で同等位置に配置し、 それら放出部(4a),(4b)の夫々に対する前記二
    次音分配経路(5a),(5b)の経路長を等しくして
    ある請求項1記載のアクティブ消音装置。
  3. 【請求項3】 前記放出部(4a),(4b)を前記管
    路(1)の周方向で等間隔に配置してある請求項1又は
    2記載のアクティブ消音装置。
  4. 【請求項4】 前記放出部(4a),(4b)を互いに
    対向する管壁部分(1a),(1b)に振り分け配置し
    てある請求項1、2又は3記載のアクティブ消音装置。
  5. 【請求項5】 前記管路(1)の横断面視形状において
    同一辺部を形成する管壁部分で前記放出部(4a),
    (4b)を辺方向に並置してある請求項1、2、3又は
    4記載のアクティブ消音装置。
  6. 【請求項6】 前記管路(1)の外側に囲み壁(9)を
    設け、 その囲み壁(9)と管壁(1c),(1a),(1b)
    との間の空間部に対し前記二次音を発生させる状態に前
    記二次音源(3)を配設して、前記囲み壁(9)と管壁
    (1c),(1a),(1b)との間の空間部を前記二
    次音分配経路(5a),(5b)としてある請求項1、
    2、3、4又は5に記載のアクティブ消音装置。
  7. 【請求項7】 前記囲み壁(9)とで前記空間部(5
    a),(5b)を形成する前記管壁(1c),(1
    a),(1b)は、遮音手段(10)を設けた遮音壁と
    してある請求項6記載のアクティブ消音装置。
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