JPH0869290A - 騒音制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 防音ケースに囲まれたエンジン発電機の騒音
を低減する。 【構成】 防音ケース２内の吸気口５寄り所定位置に相
殺音を発生するラウドスピーカ８を配設し、排気口９の
近くに残留音収集マイク１０を配設する。そして、吸気
口５から吸入された冷却風に相殺音を乗せて、騒音源で
あるエンジン３自体に相殺音を直接当てることにより、
エンジン騒音を低減するとともに、風による無音帯領域
Ｓに吸気口５を設け、ラウドスピーカ８の相殺音が防音
ケース２の外に漏れることを防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は騒音制御装置に関し、よ
り詳しくは、排気ダクト、ボンネット、防音ケースなど
の包囲体によって囲まれた騒音源の騒音を消音する騒音
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、エンジン、排気ダクトの騒音
を低減する技術として吸音材、制振動材を設けるという
パッシブな方法が提案されている。これに対し、近年、
騒音に対して同振幅、逆位相の相殺音を放射して、音波
の干渉効果により騒音を低減する能動的騒音制御（アク
ティブノイズコントロール）が実用化され、各方面で盛
んに研究されている。能動的騒音制御によれば、吸音材
では低減しにくい１００Ｈｚ付近〜５００Ｈｚ付近の低
周波の騒音においても低減効果を有するので、車室のこ
もり音、空調ダクト騒音などに好適である。

【０００３】図５は能動的騒音制御の一例として、空調
ダクト騒音を低減するダクト消音装置の概略ブロック図
である。同図において、空調ダクト６１は左側から右側
に向かって空気が流れるように構成され、その空気の流
れにしたがって騒音も空調ダクト６１を伝搬する。空調
ダクト６１には上流側マイク６２と、排気口６３近くに
下流側マイク６４が設けられ、両マイク６２，６４の間
に相殺音を発生するラウドスピーカ６５が設けられてい
る。この消音装置（以下、第１従来装置と称する）で
は、上流側マイク６２で検出される一次音が相殺音と干
渉して、２次音（残留音）となり、下流側マイク６４か
ら検出された誤差信号により２次音が最小となるように
適応プロセッサ部６６のフィルタ係数を逐次更新するこ
とにより、ラウドスピーカ６５から放射される相殺音を
変化させ、騒音を低減する。

【０００４】また、特許出願公表、平成２年第５０３２
１９号公報等には、図６に示すようなマフラ消音装置が
提案されている。このマフラ消音装置（以下、第２従来
装置と称する）はエンジン７１の排気マフラ７２に相殺
音を発するラウドスピーカ７３を設け、エンジン７１の
同期センサ７４からの基準信号と、残留音マイク７５か
らの誤差信号とに基づいて、デジタルコントローラ７６
が相殺音７７を逐次変化させ、マフラ７２のエンジン排
気音７８を低減するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
１従来装置は空調ダクト６１の排気口６３における防音
だけを目的として開発されたものであり、以下のような
問題がある。 （ａ）第１従来装置の構成では、図示していない吸気口
から漏れる騒音に対しては防音効果を全く発揮すること
ができない。特に、吸気口と排気口６３が比較的近接し
ている場合においては、排気口６３だけに従来装置１を
適用しても、吸気口から放射される騒音が問題となる。

【０００６】（ｂ）空調機械自体の騒音レベルが大きい
場合は、吸気口および排気口６３以外の壁などからも空
調機械自体の騒音が洩れ、問題となる。 （ｃ）空調機械を囲むように、人が常時いる部屋を設け
る場合は、空調機械が発する全方向の騒音が問題とな
る。 また、第２従来装置を防音ケースに収容されたエンジン
発電機に適用して、騒音を低減しようとすると、以下の
ような問題が生じる。

【０００７】（Ａ）第２従来装置ではマフラ７２のエン
ジン排気音７８を低減するものであり、エンジン７１自
体から放射される全方向の騒音７９は低減できない。 （Ｂ）エンジン発電機においては、エンジンを冷却する
冷却風を流すために防音ケースに吸気口、排気口が設け
られる。このような場合、排気口側に消音装置を設けて
も吸気口から放射される騒音を低減することができな
い。吸気口側、排気口側それぞれに消音装置を設けるこ
とも考えられるが、装置コストが２倍になり現実的では
ない。

【０００８】

【発明の目的】本発明は上記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、包囲体内に騒音源を収容し、包囲体の所定
箇所に吸気口と排気口を設け、吸気口から空気を取り入
れて排気口から排気する包囲型騒音源の騒音を低減する
騒音制御装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの、請求項１の騒音制御装置は、包囲体内に騒音源を
収容し、包囲体の所定箇所に吸気口と排気口を設け、吸
気口から外気を取り入れて排気口から排気する包囲型騒
音源の騒音を低減する騒音制御装置であり、吸気口寄り
の所定箇所に設けられ、アンチノイズ信号に基づいて相
殺音を発生する相殺音発生手段と、騒音源近くの排気口
寄りの所定位置に設けられた残留音検出手段と、すくな
くとも残留音検出手段からの誤差信号に基づいてアンチ
ノイズ信号を生成するアンチノイズ信号生成手段と備
え、吸気口から排気口に向かって包囲体内部を流れる風
に相殺音を乗せることにより騒音源に相殺音を直接放射
するとともに、相殺音が聞こえない無音帯領域内に吸気
口を設けたことを特徴とする。請求項２の騒音制御装置
は、相殺音発生手段が指向性のあるものであることを特
徴とする。

【００１０】

【作用】請求項１の騒音制御装置であれば、騒音源が駆
動されると、相殺音発生手段から風に乗せて、騒音源に
直接に相殺音が放射され、残留音検出手段から排気口近
くの誤差信号が検出される。そして、アンチノイズ信号
生成手段が所定の適応制御アルゴリズム等に基づいて誤
差信号が最小になるようにアンチノイズ信号を生成し
て、相殺音を逐次変化させることにより騒音源の騒音を
低減する。この場合において、相殺音発生手段が吸気口
寄りの所定箇所に設けられ、相殺音発生手段から放射さ
れた相殺音が吸気口から排気口に向かって包囲体内部を
流れる風に乗って騒音源に直接放射されるようにするこ
とにより、騒音源の騒音をほぼ全方向にわたって低減す
ることができる。また、吸気口から排気口に風が流れる
ことにより相殺音が聞こえなくなる無音帯領域内に吸気
口を設けることにより、相殺音が吸気口から漏れること
を防ぐことができ、静粛性を高めることができる。

【００１１】さらに、排気口の近くに残留音検出手段を
配置することにより、最も騒音が漏れやすい排気口の騒
音レベルを低減することができる。請求項２の騒音制御
装置であれば、相殺音発生手段に指向性のあるものを採
用することにより、騒音を低減したい位置に相殺音を集
中させることができるとともに、相殺音の無音帯領域の
制御を簡単にすることができ、エンジン、吸気口などの
配置の自由度を高めることができる。

【００１２】

【実施例】以下、実施例を示す添付図面によって詳細に
説明する。図１は本発明の騒音制御装置の一実施例とし
ての包囲型エンジン発電機用消音装置の構成を示す概略
ブロック図である。この包囲型エンジン発電機１は防音
ケース２内の略中央部にエンジン３が固定され、このエ
ンジン３に近接してエンジン３の動力を発電に変える発
電機４が配設されている。防音ケース２は、エンジン３
および発電機４が収容される略直方体状の本体部２ａ
と、先端に吸気口５が設けられた導風部２ｂとから構成
されている。また、導風部２ｂと本体部２ａの接続位置
近くにエンジンからの騒音を消音するラウドスピーカ８
が設けられている。

【００１３】ラウドスピーカ８は指向性のあるスピーカ
が使用され、エンジン３の騒音発生部近くの所定位置に
その指向が合わされる。吸気口５が設けられた側と反対
側の本体部２ａには、吸気口５から吸入した外気を排出
する排気口９が設けられている。また、本体部２ａの排
気口９近くの所定位置には、吸気口５から外気を吸入し
排気口９から排気する冷却風の流れを作るファン（図示
せず）が設けられている。排気口９近くの所定位置に
は、ラウドスピーカ８から発せられた相殺音とエンジン
３の騒音が干渉した後の残留音を検出する残留音収集マ
イク１０が設けられている。

【００１４】この包囲型エンジン発電機用消音装置１１
は、前記ラウドスピーカ８と残留音収集マイク１０と、
アクティブノイズコントローラ（以下、ＡＮＣコントロ
ーラ１２と称する）を含んで構成している。ＡＮＣコン
トローラ１２はフィードバック方式を採用しており、Ａ
ＮＣコントローラ１２内において、符号２１、２２はそ
れぞれラウドスピーカ８から残留音収集マイク１０まで
の実音響特性Ｃと同一なフィルタ、符号２３は加算器、
符号２４は適応アルゴリズム部、符号２５は適応アルゴ
リズム部２４によりフィルタ係数が変化されるデジタル
フィルタ部を示している。

【００１５】このＡＮＣコントローラ１２においてはデ
ジタルフィルタ部２５の出力Ｙがラウドスピーカ８から
放射される。残留音収集マイク１０からの誤差信号ｅと
出力Ｙのフィルタ２１を経た信号との差信号Ｘをデジタ
ルフィルタ２５の入力（基準信号Ｘ）としている。ま
た、適応アルゴリズム部２４にも基準信号Ｘがフィルタ
２２を経て信号Ｒとして入力され、誤差信号ｅとに基づ
いて、誤差信号ｅのエネルギーが最小となるように、適
応制御によってデジタルフィルタ２５の係数を逐次更新
するように構成されている。

【００１６】上記構成の包囲型エンジン発電機用消音装
置１１の作用について説明する。包囲型エンジン発電機
１のエンジン３が始動され、発電を開始するとエンジン
３の騒音（マフラ音、燃焼音、吸排気音、機械音など）
が防音ケース２内に放射される。同じく、エンジン３が
始動されると、ＡＮＣコントローラ１２は残留音収集マ
イク１０により検出された誤差信号ｅと、フィルタ３２
を経た信号Ｒに基づいて、適応アルゴリズム部２４が残
留騒音が小さくなるようにデジタルフィルタ２５のフィ
ルタ係数を逐次更新することにより、ラウドスピーカ８
の駆動信号Ｙ（アンチノイズ信号）を変化させる。

【００１７】特に、図１のように冷却風Ａが防音ケース
２内を流れる構成では、冷却風Ａに乗って騒音は排気口
９に集中する。逆に冷却風Ａの上流側に相当する吸気口
５からはエンジン５の騒音は漏れにくい。図２に示すよ
うに冷却風Ａが吸気口５から排気口９に流れている状態
で、ラウドスピーカ８から排気口９側に相殺音を放射し
た場合には、図２の斜線で示す領域に風による無音帯領
域Ｓが形成される。この無音帯領域Ｓに吸気口５を設け
ることにより、エンジンの騒音を十分に消しながらも、
ラウドスピーカ８からの相殺音が吸気口５から漏れるこ
とを防ぐことができる。特に、ラウドスピーカ８を指向
性のあるものとすると、無音帯領域Ｓの広がり具合いの
制御が行いやすくなるとともに、エンジン騒音の消音に
関して一層効果を高めることができる。

【００１８】また、ラウドスピーカ８からの相殺音を騒
音源であるエンジン５に直接、放射することにより、相
殺音が直接騒音源に作用することになるので、エンジン
の全方位に放射される騒音が低減される。特に、前述し
たように冷却風Ａは排気口９に集中するので、相殺音を
冷却風Ａに乗せることにより、排気口９から漏れる騒音
を大幅に低減することができる。

【００１９】なお、この実施例において、残留音収集マ
イク１０は騒音が最も消えて欲しいところに設置され、
その配置箇所はエンジン３の配置構成、排気口９の位置
などにより適宜変化する。ただし、吸気口５から排気口
９に冷却風Ａが流れるこの実施例のエンジン発電機１に
おいては、排気口９から冷却風Ａに乗って外部に放射さ
れる騒音が最も騒音レベルが大きくなるので、排気口９
から冷却風Ａに乗って放射される騒音を消す位置に残留
音収集マイク１０が配置される。この実施例における特
徴である相殺音をエンジン３に直接放射することによ
り、騒音源自体の音を直接消音するという作用を考慮す
ると、前記したように残留音収集マイク１０の配置箇所
はエンジン３の近くで排気口９寄りが、効果的となる。
なお、残留音収集マイク１０の数については、騒音をど
の程度消音する必要があるかによって決められ、一般的
には残留音収集マイク１０の数が増えるのに従って、騒
音の低減の効果は大きくなる。

【００２０】

【他の実施例】次に、本発明の第２実施例、第３実施例
について説明する。図３、図４はそれぞれ第２実施例、
第３実施例の構成を示すブロック図である。これらの実
施例が前記第１実施例と異なる点は、図３に示す第２実
施例がエンジン３の回転信号を検出する回転信号検出部
３０を有し、ＡＮＣコントローラ３１が回転信号に同期
させて基準信号Ｘを作る方式を採用したものである点、
図４に示す第３実施例がエンジン３の音を検出する一次
騒音検出用マイク３８を有し、ＡＮＣコントローラ４１
がいわゆるフィードフォワード方式で行うようにした点
のみである。

【００２１】図３に示す方式であると、エンジン発電機
の騒音はエンジン３の回転に同期して発生するものであ
るから包囲型エンジン発電機用消音装置１１の構成が簡
単になる利点がある。図４に示す方式であると、図３に
示す方式に比べて高い処理速度が要求され、装置構成が
複雑になる反面、エンジン３の周期性に起因しない不確
定な変動に対しても迅速に対応できる利点がある。な
お、図４において符号３９はラウドスピーカ８から一次
騒音収集マイク３８までの実音響特性Ｂと同一なフィル
タを示している。

【００２２】上記図３，図４の構成においても、無音帯
領域に吸気口５を設けること、騒音源であるエンジン３
の音を消音するようにラウドスピーカ８の音をエンジン
３回りに放射すること、冷却風に相殺音を乗せることの
特徴点は同じである。この発明は上記実施例に限定され
るものではなく、この発明の要旨を変更しない範囲内に
おいて種々の設計変更を施すことが可能である。以下、
そのような実施例を説明する。

【００２３】（１）前記実施例では、包囲体で包囲され
た騒音源がエンジン発電機のエンジンである場合を示し
たが、そのような騒音源としてはエンジンの他、モー
タ、コンプレッサーなどが例示できる。 （２）前記実施例では、包囲体の形態が防音ケースであ
る場合を示したが、その他にも、ダクト、ボンネット、
壁、収納ケースなどで囲まれた騒音源であり、吸気口と
排気口を備えて、風が吸気口から排気口に向かって流れ
る構成であれば、本発明は実施できる。 （３）前記実施例では相殺音発生手段としてのラウドス
ピーカは指向性のあるものを採用したが、指向性の弱い
スピーカでも騒音源の配置とスピーカの配置を工夫する
ことにより騒音を低減することができ、十分実用に耐え
る。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、以下の特有の効果を奏する。 （イ）騒音は風の流れる方向にはよく聞こえ、風の流れ
る方向と反対方向については聞こえにくい性質があり、
また、吸気口は無音帯領域により音が遮蔽され、排気口
は相殺音により消音されるので、包囲体で囲まれた騒音
源について、高い静粛性が得られる騒音制御装置を提供
することができる。 （ロ）騒音源に直接、相殺音を放射して消音するので、
騒音源自体の騒音レベルが大きい場合、騒音源の騒音が
全方向に放射される場合でも、騒音を低減できる。 （ハ）消音の原理として、包囲体を流れる風に相殺音を
乗せるという原理を利用するので、比較的簡単な構成で
実施でき、回転同期方式、フィードフォワード方式、フ
ィードバック方式の各方式が適用できる。

【００２５】請求項２の発明は、請求項１の発明の効果
に加え、相殺音発生手段に指向性のあるものを採用する
ことにより、騒音を低減したい位置に相殺音を集中させ
ることが可能となり消音の効果を高めることができると
ともに、相殺音の無音帯領域の制御を簡単にすることが
でき、エンジン、吸気口などの配置の自由度を高めるこ
とができるという特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の騒音制御装置の第１実施例としての包
囲型エンジン発電機用消音装置の構成を示す概略ブロッ
ク図である。

【図２】本発明の第１実施例を説明するための概略ブロ
ック図である。

【図３】本発明の第２実施例を説明するための概略ブロ
ック図である。

【図４】本発明の第３実施例を説明するための概略ブロ
ック図である。

【図５】ダクトに適用した従来の騒音制御装置の一例を
示す図である。

【図６】マフラに適用した従来の騒音制御装置の一例を
示す図である。

【符号の説明】

２…防音ケース、 ３…エンジン、 ５…吸気口、 ８
…ラウドスピーカ、９…排気口、 １０…残留音収集マ
イク、 １２，３１，４１…ＡＮＣコントローラ、 Ｓ
…無音帯領域。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 包囲体（２）内に騒音源（３）を収容
   し、包囲体（２）の所定箇所に吸気口（５）と排気口
   （９）を設け、吸気口（５）から外気を取り入れて排気
   口（９）から排気する包囲型騒音源の騒音を低減する騒
   音制御装置であり、吸気口（９）寄りの所定箇所に設け
   られ、アンチノイズ信号に基づいて相殺音を発生する相
   殺音発生手段（８）と、騒音源（３）近くの排気口
   （９）寄りの所定位置に設けられた残留音検出手段（１
   ０）と、すくなくとも残留音検出手段（１０）からの誤
   差信号に基づいてアンチノイズ信号を生成するアンチノ
   イズ信号生成手段（１２）（３１）（４１）と備え、 吸気口（５）から排気口（９）に向かって包囲体（２）
   内部を流れる風に相殺音を乗せることにより騒音源
   （３）に相殺音を直接放射するとともに、相殺音が聞こ
   えない無音帯領域（Ｓ）内に吸気口（５）を設けたこと
   を特徴とする騒音制御装置。
2. 【請求項２】 相殺音発生手段が指向性のあるものであ
   る請求項１に記載の騒音制御装置。