JPH08272374A - アクティブ消音装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数のダクト４，５があっても、そのコント
ロール部での制御を簡略にしてアクティブ消音装置が安
価に得られるようにする。 【構成】 略同じ断面形状を持つ２つのダクト４，５の
第１ダクト４に対し、騒音検出マイクロフォン１０と、
該マイクロフォン１０による騒音信号と逆位相で同じ振
幅の反転音信号を生成する適応型デジタルフィルタ１６
と、該フィルタ１６の反転音信号による反転音を第１ダ
クト４内に発する第１スピーカ１１と、該スピーカ１１
からの反転音と第１ダクト４内の騒音との干渉音を検出
する干渉音検出マイクロフォン１３と、該マイクロフォ
ン１３からの干渉音を基にフィルタ１６のフィルタ係数
を逐次更新する適応アルゴリズム演算回路１７とを設
け、第２ダクト５には、フィルタ１６の反転音信号を受
けて第１ダクト４への反転音と同じ反転音を発生させる
第２スピーカ１２のみを配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、騒音源に連通するダク
ト内の騒音をそれとは逆位相の反転音で干渉させて低減
するようにしたアクティブ消音装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開平３―４０５９８
号や特開平４―２６４４９６号の各公報等に示されるよ
うに、この種アクティブ消音装置は空気調和機の送風音
やエンジンからの騒音を低減するためのものとして一般
に知られている。

【０００３】すなわち、空気調和機等に連通するダクト
内の騒音を低減するためのアクティブ消音装置は、ダク
トに配設された騒音検出マイクロフォン、干渉音検出マ
イクロフォン及びスピーカと、適応型デジタルフィルタ
及び適応アルゴリズム演算手段とを備えており、ダクト
内の騒音を騒音検出マイクロフォンで検出し、この騒音
検出マイクロフォンで検出した騒音信号と逆位相で同じ
振幅の反転音信号を適応型デジタルフィルタにて生成
し、この適応型デジタルフィルタの反転音信号をスピー
カに出力して該スピーカから反転音をダクト内に発生さ
せる一方、上記ダクト内の騒音とスピーカからの反転音
との干渉音を干渉音検出マイクロフォンによりモニタ
し、この干渉音検出マイクロフォンからの干渉結果に基
づいて上記適応型デジタルフィルタのフィルタ係数を適
応アルゴリズム演算によって逐次更新するようにしたも
のである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のも
のでは、１つのダクトに対して１つのコントロール部が
対応して設けられており、ダクトの数が増えると、それ
に応じてコントロール部の数も増やさねばならず、装置
が全体として高価になるとともに、コントロール部での
制御も複雑となるという問題が生じる。

【０００５】また、ダクト径が大きい場合、そのダクト
内で特に高い音が乱反射する等の原因から、騒音の音波
がダクトの方向に対して直角な平面波となり難いため、
良好な騒音低減制御が困難となるという問題もある。

【０００６】本発明は斯かる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、アクティブ消音装置の構成を変える
ことで、複数のダクトがあっても、そのコントロール部
での制御は簡略にしてアクティブ消音装置が安価に得ら
れるようにするとともに、大径のダクトであっても小径
ダクトの場合と同様の良好な騒音低減制御が行い得るよ
うにすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成すべ
く、この発明では、複数のダクトがあっても、そのダク
トの断面形状が略同じである場合には騒音の伝達特性が
同じになることに着目し、そのうちの１つの基準ダクト
のみに通常どおりマイクロフォンやスピーカを配置し
て、その騒音低減制御のコントロール部を設ける一方、
他の残りのダクトについてはスピーカのみを配置して基
準ダクトへの反転音と同じ反転音を発生させるようにし
た。

【０００８】具体的には、請求項１の発明では、略同じ
断面形状を有する複数のダクトと、これら複数のダクト
のうちの１つである基準ダクト内の騒音を検出する騒音
検出マイクロフォンと、この騒音検出マイクロフォンで
検出した騒音信号と逆位相で同じ振幅の反転音信号を生
成する適応型デジタルフィルタと、この適応型デジタル
フィルタの反転音信号を受けて反転音を基準ダクト内に
発する第１スピーカと、上記基準ダクト内の騒音と第１
スピーカからの反転音との干渉結果を検出する干渉音検
出マイクロフォンと、この干渉音検出マイクロフォンか
らの干渉結果に基づいて上記適応型デジタルフィルタの
フィルタ係数を逐次更新する適応アルゴリズム演算手段
と、上記基準ダクト以外の他のダクトに配設され、適応
型デジタルフィルタの反転音信号を受けて上記第１スピ
ーカからの反転音と同じ反転音を上記他のダクト内に発
する第２スピーカとを備えたことを特徴としている。

【０００９】請求項２の発明では、上記複数のダクト
は、１つのダクトがダクト長さ方向に延びる隔壁により
略同じ断面形状に区画されて形成されたものとする。

【００１０】

【作用】上記の構成により、請求項１の発明では、基準
ダクト内の騒音が騒音検出マイクロフォンにより検出さ
れると、該騒音検出マイクロフォンで検出された騒音信
号と逆位相で同じ振幅の反転音信号が適応型デジタルフ
ィルタにおいて生成され、この反転音信号は適応型デジ
タルフィルタから第１スピーカに出力されて該第１スピ
ーカから反転音が基準ダクト内に発生する。そして、こ
の第１スピーカからの反転音と基準ダクト内の元の騒音
との干渉結果が干渉音検出マイクロフォンにより検出さ
れ、この干渉音検出マイクロフォンからの干渉結果に基
づき適応アルゴリズム演算手段によって上記適応型デジ
タルフィルタのフィルタ係数が逐次更新され、このこと
で基準ダクト内の騒音が徐々に低減される。

【００１１】また、基準ダクト以外の他のダクトには第
２スピーカが配設され、この第２スピーカに上記適応型
デジタルフィルタからの反転音信号が出力されて、この
第２スピーカにより基準ダクトにおける第１スピーカか
らの反転音と同じ反転音が他のダクト内に発生する。こ
の他のダクトは基準ダクトと略同じ断面形状を有するも
のであるので、その騒音の伝達特性も基準ダクトと略同
じとなり、基準ダクトへの反転音と同じ反転音が発生す
ると、そのダクト内の騒音が基準ダクトと同様にして低
減されることになる。

【００１２】このように、断面が略同じ形状の複数のダ
クトには互いに類似の騒音が流れると見做し、その１つ
の基準ダクトで騒音低減をコントロールして、その騒音
低減制御を他のダクトと共用できるため、他のダクトに
ついてはスピーカを配置するのみでよく、アクティブ消
音装置のコストダウンが図れ、装置の調整や維持も簡易
となる。

【００１３】また、請求項２の発明では、複数のダクト
が、１つのダクトをダクト長さ方向に延びる隔壁により
略同じ断面形状に区画して形成されているので、大径ダ
クトであっても、そのダクトを複数に分割して各分割ダ
クトのダクト径を小さくし、その小径の各分割ダクトに
対し騒音音波の平面波を通り易くでき、騒音の乱反射を
防止して騒音低減がコントロールし易くなる。

【００１４】また、ダクトの分割に伴って略同じ断面形
状のダクトができるので、制御の共用による誤差が少な
くなる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 （実施例１）図１は本発明の実施例１に係るアクティブ
消音装置の構成を示し、１は送風ファン等の騒音源２を
有する空気調和機で、この空気調和機１には互いに離れ
た第１及び第２の２つのダクト４，５が接続され、両ダ
クト４，５の先端（下流端）は室内等に開放されてお
り、空気調和機１で冷却又は加熱した調和空気を各ダク
ト４，５を介して室内に供給するようになっている。

【００１６】上記両ダクト４，５は、図２にも示す如
く、互いに同径でかつ略同じ円環状の断面形状とされ、
そのうち第１ダクト４が基準ダクトとされている。この
基準ダクトとしての第１ダクト４には、第１ダクト４の
上流端側つまり騒音源２側に位置する騒音検出マイクロ
フォン１０と、この騒音検出マイクロフォン１０よりも
下流側で第１ダクト４の下流端寄りに位置する第１スピ
ーカ１１と、この第１スピーカ１１よりも下流側で第１
ダクト４の下流端つまりダクト４の先端開口部に位置す
る干渉音検出マイクロフォン１３とがそれぞれ配設され
ている。

【００１７】上記騒音検出マイクロフォン１０は第１ダ
クト４内の騒音を検出して騒音信号を出力するもので、
この騒音検出マイクロフォン１０の出力は信号処理装置
１５に接続されている。この信号処理装置１５は、適応
型デジタルフィルタ１６と適応アルゴリズム演算回路１
７とを有し、上記適応型デジタルフィルタ１６は、騒音
検出マイクロフォン１０で検出した騒音信号と逆位相で
同じ振幅の反転音信号を生成し、この反転音信号を上記
第１スピーカ１１及び後述の第２スピーカ１２に出力す
るものである。

【００１８】上記第１スピーカ１１は適応型デジタルフ
ィルタ１６の反転音信号を受けて反転音を第１ダクト４
内に発生する。また、干渉音検出マイクロフォン１３
は、上記第１スピーカ１１から第１ダクト４内に発生さ
れる反転音と上記第１ダクト４内の元の騒音との干渉結
果すなわち騒音と反転音との干渉音（合成音）をモニタ
のために検出する。

【００１９】また、干渉音検出マイクロフォン１３の出
力は上記信号処理装置１５における適応アルゴリズム演
算回路１７に入力され、この適応アルゴリズム演算回路
１７には上記騒音検出マイクロフォン１０からの騒音信
号も入力されており、この適応アルゴリズム演算回路１
７において、騒音検出マイクロフォン１０からの騒音信
号及び干渉音検出マイクロフォン１３からの検出信号に
基づいて上記適応型デジタルフィルタ１６のフィルタ係
数を逐次更新するようになっている。

【００２０】さらに、上記第１ダクト４以外の他のダク
トつまり第２ダクト５には第１スピーカ１１と同様の第
２スピーカ１２が第１ダクト４における第１スピーカ１
１の位置（好ましくは騒音源２からの距離が同じ位置）
に対応して配置されている。この第２スピーカ１２は上
記信号処理装置１５における適応型デジタルフィルタ１
６に接続されており、第２スピーカ１２が適応型デジタ
ルフィルタ１６からの反転音信号を受けて上記第１スピ
ーカ１１からの反転音と同じ反転音を第２ダクト５内に
発するようになっている。

【００２１】したがって、上記実施例においては、空気
調和機１の作動により調和空気が各ダクト４，５を経て
室内に供給されている状態で、アクティブ消音装置を作
動させると、基準ダクトとしての第１ダクト４内の空気
調和機１からの騒音が騒音検出マイクロフォン１０によ
り検出され、この騒音検出マイクロフォン１０から信号
処理装置１５の適応型デジタルフィルタ１６及び適応ア
ルゴリズム演算回路１７にそれぞれ騒音信号が出力され
る。上記適応型デジタルフィルタ１６では、騒音検出マ
イクロフォン１０からの騒音信号と逆位相で同じ振幅の
反転音信号が生成され、この反転音信号は適応型デジタ
ルフィルタ１６から第１スピーカ１１に出力され、該第
１スピーカ１１から騒音とは逆位相で同じ振幅の反転音
が第１ダクト４内に発生する。

【００２２】そして、この第１スピーカ１１からの反転
音と第１ダクト４内の騒音との干渉音が第１スピーカ１
１下流側の干渉音検出マイクロフォン１３により検出さ
れ、この干渉音検出マイクロフォン１３から信号処理装
置１５の適応アルゴリズム演算回路１７に干渉音信号が
出力される。適応アルゴリズム演算回路１７により、干
渉音検出マイクロフォン１３からの干渉音信号及び騒音
検出マイクロフォン１０からの騒音信号に基づき上記適
応型デジタルフィルタ１６のフィルタ係数が逐次更新さ
れる。このデジタルフィルタ１６のフィルタ係数の更新
によって第１ダクト４内の騒音が徐々に低減される。

【００２３】上記適応型デジタルフィルタ１６の出力
は、第１ダクト４以外の第２ダクト５に配置した第２ス
ピーカ１２にも接続されているので、この第２スピーカ
１２に適応型デジタルフィルタ１６からの上記反転音信
号が出力され、この第２スピーカ１２により第１ダクト
４における第１スピーカ１１からの反転音と同じ反転音
が第２ダクト５内に発生する。この第２ダクト５は第１
ダクト４と略同じ断面形状であり、その音の伝達特性も
第１ダクト４と略同じであるので、この第２ダクト５に
第１ダクト４への反転音と同じ反転音が発生すると、そ
の第２ダクト５内の騒音は第１ダクト４内の騒音と同様
にして低減される。

【００２４】このように、断面が略同じ形状の第１及び
第２ダクト４，５に互いに類似の騒音が流れると見做
し、その一方たる第１ダクト４で騒音低減制御を行い、
その騒音低減制御を他方の第２ダクト５と共用するの
で、第２ダクト５には第２スピーカ１２を配置するのみ
でよい。すなわち、２つのダクト４，５がある場合で
も、その各々にアクティブ消音装置を設ける必要がな
く、マイクロフォン１０，１３や信号処理装置１５を共
用化してアクティブ消音装置のコストダウンを図ること
ができ、アクティブ消音装置の調整や維持をも容易に行
うことができる。

【００２５】（実施例２）図３は本発明の実施例２を示
し（尚、図１及び図２と同じ部分については同じ符号を
付してその詳細な説明は省略する）、ダクトの形状を変
えたものである。

【００２６】すなわち、この実施例では、断面円環状の
１つのダクト７がその直径方向位置でダクト長さ方向に
延びる隔壁８により区画されて略同じ半円断面形状の第
１及び第２の２つのダクト４，５に分割され、この第１
ダクト４に第１スピーカ１１が、また第２ダクト５に第
２スピーカ１２がそれぞれ各ダクト４，５における位置
を互いに一致せしめて配設されている。尚、第１ダクト
４には図示しないが騒音検出及び干渉音検出マイクロフ
ォン１０，１３が配設されている。その他の構成は上記
実施例１と同じである。

【００２７】したがって、この実施例でも実施例１と同
様の作用効果が得られる。特に、２つのダクト４，５
は、１つのダクト７をダクト長さ方向に延びる隔壁８に
より略同じ断面形状に区画して形成されたものであるの
で、ダクト７が大径であっても、そのダクト７を２つに
分割した各ダクト４，５のダクト径は小さくなる。その
結果、小径の各ダクト４，５に対し騒音源２からの騒音
音波の平面波が通り易くなり、その乱反射を防止して騒
音低減制御を容易に行うことができる。

【００２８】また、このような大径ダクト７の分割によ
り、得られたダクト４，５は略同じ断面形状のものとな
り、その分、両ダクト４，５での制御の共用による誤差
が少なくなり、第２スピーカ１２のみを配置している第
２ダクト５に対する騒音低減制御を高精度に行うことが
できる。

【００２９】上記１つのダクト７を隔壁８で分割して複
数のダクト４，５を形成する場合、上記実施例２の構成
に限定されず、以下の変形例１〜６を採用してもよく、
これら変形例１〜６でも実施例２と同様の作用効果を奏
することができる。

【００３０】（変形例１）すなわち、図４はダクト７の
変形例１を示し、１つのダクト７が断面内で４等分され
て４つの断面扇形状のダクト４，５，５，…が形成され
ており、その中の１つが第１ダクト４（基準ダクト）と
されて第１スピーカ１１が配設されている。一方、その
他の３つのダクトは何れも第２ダクト５とされ、それぞ
れ適応型デジタルフィルタ１６からの反転音信号を受け
て第１スピーカ１１と同じ反転音を発する第２スピーカ
１２が配設されている。その他の構成は実施例２と同じ
である。

【００３１】（変形例２）図５は変形例２を示し、１つ
のダクト７が断面内で６等分されて断面扇形状の６つの
ダクト４，５，５，…が形成されており、その中の１つ
が第１ダクト４に、また他の５つのダクトは何れも第２
ダクト５にそれぞれ構成されている。その他は実施例２
と同じである。

【００３２】（変形例３）図６は変形例３を示し、１つ
のダクト７が断面内で３等分されて３つの断面扇形状の
ダクト４，５，５が形成され、その中の１つが第１ダク
ト４に、また他の２つのダクトが第２ダクト５にそれぞ
れ構成されている。

【００３３】（変形例４）図７は変形例４を示し、断面
矩形状（図示例では断面正方形状）の１つのダクト７
が、対向する２つの側壁の中央部で交わる隔壁８により
２つの断面矩形状のダクト４，５に分割され、その一方
が第１ダクト４に、また他方が第２ダクト５にそれぞれ
構成されたものである。

【００３４】（変形例５）図８は変形例５を示し、断面
矩形状の１つのダクト７が断面＋字状の隔壁８により田
の字状に区画されて断面矩形状の４つのダクト４，５，
５，…が形成され、その中の１つが第１ダクト４に、ま
た他の３つのダクトが第２ダクト５にそれぞれ構成され
ている。

【００３５】（変形例６）図９は変形例６を示し、断面
矩形状の１つのダクト７が対角線位置で交わる断面＋字
状の隔壁８により断面正三角形状の４つのダクト４，
５，５，…に区画され、その中の１つが第１ダクト４
に、また他の３つのダクトが第２ダクト５にそれぞれ構
成されている。

【００３６】尚、本発明は、上記実施例や変形例に限定
されない。要は、複数のダクトが略同じ断面形状であれ
ば本発明を適用することができる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よると、略同じ断面形状を有する複数のダクトについて
アクティブ消音により騒音を低減制御する場合、ダクト
の１つを基準ダクトとして該基準ダクトに対して通常の
アクティブ消音制御を行い、その他のダクトに対しては
スピーカのみを配置して、そのスピーカから基準ダクト
に発生する反転音と同じ反転音を発生させるようにした
ことにより、１つのコントロール部を全てのダクトで共
用して騒音低減制御を行うことができ、基準ダクト以外
の他のダクトはスピーカのみの配置でよく、アクティブ
消音装置のコストダウン化、その調整や維持の容易化を
図ることができる。

【００３８】請求項２の発明によると、複数のダクト
は、１つのダクトをダクト長さ方向に延びる隔壁により
略同じ断面形状に区画して形成されたものとしたこと
で、大径ダクトであってもそれを複数の小径のダクトに
分割してダクト径を小さくでき、騒音音波の平面波を通
り易くし、その乱反射を防止して騒音低減制御の容易化
を図ることができるとともに、制御の共用による誤差の
低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係るアクティブ消音装置の
構成を示す図である。

【図２】実施例１におけるダクトの配置を示す断面図で
ある。

【図３】実施例２を示す図２相当図である。

【図４】分割ダクトの変形例１を示す図２相当図であ
る。

【図５】分割ダクトの変形例２を示す図２相当図であ
る。

【図６】分割ダクトの変形例３を示す図２相当図であ
る。

【図７】分割ダクトの変形例４を示す図２相当図であ
る。

【図８】分割ダクトの変形例５を示す図２相当図であ
る。

【図９】分割ダクトの変形例６を示す図２相当図であ
る。

【符号の説明】

２ 騒音源 ４ 第１ダクト（基準ダクト） ５ 第２ダクト（他のダクト） ７ ダクト ８ 隔壁 １０ 騒音検出マイクロフォン １１ 第１スピーカ １２ 第２スピーカ １３ 干渉音検出マイクロフォン １５ 信号処理装置 １６ 適応型デジタルフィルタ １７ 適応アルゴリズム演算回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土渕 昌宏 大阪府大阪市北区中之島２丁目３番18号 大建工業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略同じ断面形状を有する複数のダクト
   と、 上記複数のダクトのうちの１つである基準ダクト内の騒
   音を検出する騒音検出マイクロフォンと、 上記騒音検出マイクロフォンで検出した騒音信号と逆位
   相で同じ振幅の反転音信号を生成する適応型デジタルフ
   ィルタと、 上記適応型デジタルフィルタの反転音信号を受けて反転
   音を基準ダクト内に発する第１スピーカと、 上記基準ダクト内の騒音と第１スピーカからの反転音と
   の干渉結果を検出する干渉音検出マイクロフォンと、 上記干渉音検出マイクロフォンからの干渉結果に基づい
   て上記適応型デジタルフィルタのフィルタ係数を逐次更
   新する適応アルゴリズム演算手段と、 上記基準ダクト以外の他のダクトに配設され、適応型デ
   ジタルフィルタの反転音信号を受けて上記第１スピーカ
   からの反転音と同じ反転音を上記他のダクト内に発する
   第２スピーカとを備えたことを特徴とするアクティブ消
   音装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のアクティブ消音装置にお
   いて、 複数のダクトは、１つのダクトがダクト長さ方向に延び
   る隔壁により略同じ断面形状に区画されて形成されてい
   ることを特徴とするアクティブ消音装置。