JPH0954591A - Low-noise fan - Google Patents
Low-noise fanInfo
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- JPH0954591A JPH0954591A JP7206373A JP20637395A JPH0954591A JP H0954591 A JPH0954591 A JP H0954591A JP 7206373 A JP7206373 A JP 7206373A JP 20637395 A JP20637395 A JP 20637395A JP H0954591 A JPH0954591 A JP H0954591A
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、家電品やＯＡ機器
の冷却ファンに用いられ、特にファンの回転による騒音
を低減する低騒音ファンに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low noise fan used for a cooling fan for home electric appliances and office automation equipment, and particularly for reducing noise due to rotation of the fan.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ファン音を低減する従来技術には、翼の
形状を三角形にして空気との抵抗を軽減する、あるいは
回転数を減らしファンの回転半径を大きくするなど、フ
ァンの構造を変更する方法がある。しかし、この方法は
風量の確保に制約を受け、ファン音の低減にはおのずと
限界がある。ファンの構造を変更することなく、ファン
音を低減する方法に吸音ダクトを設置する方法がある
が、消音効果を上げるためにはダクトの長さを大きくす
る必要があり、装置を大型化する要因となる。2. Description of the Related Art In the prior art for reducing fan noise, the structure of the fan is changed, for example, by changing the shape of the blades to reduce the resistance to air, or by reducing the number of rotations and increasing the radius of rotation of the fan. There is a way. However, this method is limited in securing the air volume, and naturally there is a limit in reducing the fan noise. There is a method of installing a sound absorbing duct as a method of reducing the fan noise without changing the structure of the fan, but it is necessary to increase the length of the duct in order to improve the noise reduction effect, which is a factor that enlarges the device. Becomes
【０００３】これを解決する最近の技術手段に、図５に
示すアクティブ方式による電子消音装置（特開平４−２
６４４９６号公報、特開平３−２８５５３３号公報、特
開平５−３２３９７６号公報）がある。この電子消音装
置の基本動作は、ダクト６内を伝搬するファン５の騒音
がマイク１で検出され、コントローラ４に入力される。
同時にダクト出口における音がマイク２によりコントロ
ーラ４へ入力される。マイク２は、マイク１，２間に設
置されたスピーカ３から出力する音波と騒音との干渉後
の音の大きさを評価するものであり、コントローラ４は
マイク２からの信号が零となるように信号を作成してス
ピーカ３を駆動する。この動作による音波の干渉作用に
よって消音が実現される。この従来の構成は、マイク２
の位置の騒音を消音するように動作するため、騒音の特
性変化や装置の経年変化に追従した消音が可能である。As a recent technical means for solving this, an active type electronic silencer shown in FIG.
No. 64496, Japanese Patent Laid-Open No. 3-285533, Japanese Patent Laid-Open No. 5-323976). In the basic operation of this electronic silencer, the noise of the fan 5 propagating in the duct 6 is detected by the microphone 1 and input to the controller 4.
At the same time, the sound at the outlet of the duct is input to the controller 4 by the microphone 2. The microphone 2 evaluates the loudness of the sound after the interference between the sound wave output from the speaker 3 installed between the microphones 1 and 2, and the noise, and the controller 4 ensures that the signal from the microphone 2 becomes zero. To generate a signal and drive the speaker 3. Muting is realized by the interference action of the sound waves due to this operation. This conventional configuration is the microphone 2
Since it operates so as to muffle the noise at the position, it is possible to muffle noise that follows changes in the characteristics of the noise and aging of the device.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の方法で
は、ダクトにより騒音源を囲んで、騒音の音波面を一次
元化したのち、スピーカからの逆波形を干渉させる構成
となっているため、ダクトを必須構成としており、上記
従来の構成の電子消音装置を既存のファンに設置するた
めには、ダクト等を設置するための新たなスペースが必
要であり、家電品やＯＡ機器の冷却ファンへ適用するこ
とは困難である。However, in the conventional method, since the noise source is surrounded by the duct to make the sound wave surface of the noise one-dimensional, the reverse waveform from the speaker is interfered with. A duct is an indispensable structure, and in order to install the above-mentioned conventional electronic silencer on an existing fan, a new space for installing a duct or the like is required, which is a cooling fan for home electric appliances and office automation equipment. It is difficult to apply.
【０００５】また、限られたスペースでファンとマイク
１、２間を短く適用すると、ファン近傍の上・下流側で
は大きな旋回流（風の乱れ）が生じているため、マイク
ロホンの周囲を通過する旋回流が、マイクロホンに取り
込まれる電気信号に混入して信号を悪化させ、音の空間
的なコヒーレンスがとれず、消音効果が得られない問題
がある。これを回避するにはファンの回転数を下げ、流
量を十分小さくしなければならないが、これではファン
本来の機能である冷却機能を低減させることとなってし
まう。If a short space is applied between the fan and the microphones 1 and 2 in a limited space, a large swirling flow (turbulence of wind) is generated in the upstream and downstream sides near the fan, so that the microphone passes around the microphone. The swirling flow mixes with the electric signal taken into the microphone to deteriorate the signal, spatial coherence of the sound cannot be obtained, and there is a problem that the silencing effect cannot be obtained. In order to avoid this, it is necessary to reduce the rotation speed of the fan and sufficiently reduce the flow rate, but this will reduce the cooling function that is the original function of the fan.
【０００６】また、従来の方法では、高い周波数に対し
ては音波干渉を実現することが難しかった。以下に、こ
の理由を説明する。低い周波数の場合には、波長が長い
（ｖ＝ｆλ ｖ：速度［ｍ／ｓ］、ｆ：周波数［Ｈ
ｚ］、λ：波長［ｍ］、例えば空気中で１００Ｈｚの波
長は、３４０／１００＝３．４ｍ）ため、空気の粗密の
間隔は３．４ｍで繰り返しとなり、この長さに比べ騒音
源（ファン）と逆波形を発生するスピーカとの距離が短
いほど空間における音波干渉の精度は高く（位相差１８
０°）なり、消音を実現しやすい。しかし、高い周波数
の場合には、例えば１ｋＨｚの場合では波長は３４ｃｍ
となり、騒音源と逆波形を発生する手段、スピーカとの
距離は数ｃｍ程度である必要があるが、従来の方法では
旋回流の影響を受けるため騒音源（ファン）と、マイク
１，２間に設置されたスピーカとの距離を短くできない
ため、空間における音波干渉の精度は空間の多くの点で
悪化することになり高周波数に対しては理想的な音波干
渉を実現することが難しかった。Further, in the conventional method, it was difficult to realize sound wave interference for high frequencies. The reason will be described below. When the frequency is low, the wavelength is long (v = fλ v: velocity [m / s], f: frequency [H
z], λ: wavelength [m], for example, the wavelength of 100 Hz in the air is 340/100 = 3.4 m), so the spacing of air density is repeated at 3.4 m, which is a noise source ( The shorter the distance between the fan) and the speaker that generates the reverse waveform, the higher the accuracy of sound wave interference in the space (phase difference 18
It becomes 0 °), and it is easy to realize muffling. However, in case of high frequency, for example, in case of 1 kHz, the wavelength is 34 cm.
Therefore, the distance between the noise source and the means for generating an inverse waveform and the distance between the speaker and the speaker need to be several cm. However, in the conventional method, the noise source (fan) and the microphones 1, 2 are affected by the swirling flow. Since it is not possible to shorten the distance to the speaker installed in the space, the accuracy of sound wave interference in space deteriorates at many points in space, making it difficult to realize ideal sound wave interference for high frequencies.
【０００７】本発明の目的は、これらの問題を解決し、
ファンの冷却機能を低減させることなく、小型で低騒音
なファンを提供することにある。[0007] The object of the present invention is to solve these problems,
It is to provide a small fan with low noise without reducing the cooling function of the fan.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】第１の発明は、ファンの
回転情報を検出して電気的な信号に変換する手段と、検
出された前記信号からファン音と逆波形の関係となる信
号を作成する手段と、前記逆波形信号を音波へ変換する
手段とから構成され、逆波形信号を音波へ変換する手段
をファンの回転中心部に有することを特徴とする低騒音
ファンである。A first aspect of the present invention provides means for detecting rotation information of a fan and converting the information into an electrical signal, and a signal having an inverse waveform with a fan sound from the detected signal. It is a low noise fan characterized by comprising a means for creating and a means for converting the inverse waveform signal into a sound wave, and having a means for converting the inverse waveform signal into a sound wave in the rotation center part of the fan.
【０００９】第２の発明は、逆波形信号を音波へ変換す
る前記手段をファンの側面に備えることを特徴とする第
１の発明に記載の低騒音ファンである。A second invention is the low-noise fan according to the first invention, characterized in that the means for converting an inverse waveform signal into a sound wave is provided on the side surface of the fan.
【００１０】本発明の作用について、以下に説明する。
第１の発明によれば、まずファンの回転情報を検出して
電気的な信号に変換することにより、回転情報に関する
源波形信号を得る。次に、源波形からファン音と逆波形
の関係となる音波を再生するための信号を作成する。最
後に、作成した信号により、ファンの回転中心部に備え
た逆波形信号を音波へ変換する手段、例えば振動面を本
信号をもとに駆動することによって、ファン音に対する
逆波形の音波を発生させる。以上により、ファン騒音
は、作成した逆波形の音波との干渉作用によって消去さ
れる。The operation of the present invention will be described below.
According to the first aspect of the present invention, first, the rotation information of the fan is detected and converted into an electric signal to obtain the source waveform signal relating to the rotation information. Next, a signal for reproducing a sound wave having an inverse waveform with the fan sound from the source waveform is created. Finally, by the generated signal, a means for converting a reverse waveform signal provided in the center of rotation of the fan into a sound wave, for example, by driving the vibrating surface based on this signal, a sound wave having a reverse waveform with respect to the fan sound is generated. Let As described above, the fan noise is eliminated by the interference action with the generated sound wave having the reverse waveform.
【００１１】ファン騒音（広い周波数の音の成分を持っ
ている）には、ファンの回転と相関の強い成分が含まれ
ていて、本発明の回転情報とは、基本的にはファンの回
転数のｎ倍成分あるいは１／ｎ倍成分（ｎ＝１、２、
３、・・・）などの、回転数に起因した周波数成分（情
報）を指す。ファンの回転情報を検出する手段として
は、振動センサ、フォトセンサ、磁気センサなどが挙げ
られるが、ファンの運動を電気信号として取り出せるセ
ンサであれば、回転数（周波数）のｎ倍あるいは１／ｎ
倍の周波数成分が含まれているので使用することが可能
である。The fan noise (having a sound component of a wide frequency) includes a component having a strong correlation with the rotation of the fan, and the rotation information of the present invention is basically the rotation speed of the fan. N-fold component or 1 / n-fold component (n = 1, 2,
Frequency component (information) due to the number of rotations, such as 3, ... A vibration sensor, a photo sensor, a magnetic sensor, or the like can be used as a unit for detecting the rotation information of the fan. However, if the sensor can extract the motion of the fan as an electric signal, it is n times the rotation speed (frequency) or 1 / n.
It can be used because it contains double frequency components.
【００１２】第２の発明では、逆波形信号を音波へ変換
する手段、例えば振動面をファンの側面に設けることに
よって、ファンの吸気側および排気側方向へ発生する消
音を消去することができる。According to the second aspect of the present invention, by providing a means for converting the inverse waveform signal into a sound wave, for example, a vibration surface on the side surface of the fan, it is possible to eliminate the noise generated in the intake side and the exhaust side of the fan.
【００１３】本発明による構成では、従来のようにマイ
クロホンによって音情報を取り込むのではなく、ファン
の回転情報を何らかのセンサ（振動センサ、磁気セン
サ、フォトセンサなど）によって検出するため、ファン
近傍で発生している旋回流の影響を受けることがなく、
そのため逆波形を発生する手段をファン（騒音源）近傍
に設置することが可能となった。これにより、従来は音
源を囲うために必要であった大型のダクトを不要にし、
装置を小型化することができた。また、逆波形を発生す
る手段をファン（騒音源）近傍に設置できるため、高い
周波数に対しても理想的な音波干渉を実現することがで
きる。In the structure according to the present invention, sound information is not taken in by a microphone as in the conventional case, but rotation information of the fan is detected by some kind of sensor (vibration sensor, magnetic sensor, photo sensor, etc.). Is not affected by the swirling flow
Therefore, it became possible to install the means for generating the reverse waveform near the fan (noise source). This eliminates the need for large ducts that were previously required to surround the sound source,
The device could be downsized. Further, since the means for generating the reverse waveform can be installed near the fan (noise source), ideal sound wave interference can be realized even at high frequencies.
【００１４】また、ファンの回転情報をセンサリングす
るため、ファンの回転変化に追従した消音が可能であ
る。さらに、逆波形を発生する手段、例えば振動面をフ
ァンの回転中心部あるいは側面へ設置することにより、
風の流れを乱すことがない。Further, since the rotation information of the fan is sensed, it is possible to muffle the noise following the rotation change of the fan. Further, by installing a means for generating an inverse waveform, for example, a vibration surface at the rotation center or side surface of the fan,
It does not disturb the wind flow.
【００１５】以上のように、本発明によれば、ファンの
回転数や流量を小さくすることなく、また高い周波数に
対しても有効な小型で低騒音なファンを実現できる。As described above, according to the present invention, it is possible to realize a small-sized and low-noise fan that is effective even at high frequencies without reducing the rotation speed and flow rate of the fan.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例について
図面を参照しながら説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１７】図１は、第１の発明のファンを示す一実施
例である。振動センサ７によってファンの振動を検出
し、消音対象とする騒音の周波数成分をバンドパスフィ
ルタ８で抽出する。抽出した電気信号は増幅・位相調整
器９を介し、スピーカの駆動原理と同じようにコイル１
０と磁石１１の作る磁界により振動面１２を振動させ
る。このとき、増幅・位相調整器９により、振動面１２
から発生する音波がファン音と逆波形になるよう振幅と
位相を調整する。FIG. 1 is an embodiment showing a fan of the first invention. The vibration sensor 7 detects the vibration of the fan, and the bandpass filter 8 extracts the frequency component of the noise to be silenced. The extracted electric signal is passed through the amplifier / phase adjuster 9 and is transferred to the coil 1 in the same manner as the speaker driving principle.
The vibrating surface 12 is vibrated by the magnetic field created by 0 and the magnet 11. At this time, the amplification / phase adjuster 9 causes the vibrating surface 12
The amplitude and phase are adjusted so that the sound wave generated from the fan has the opposite waveform to the fan sound.
【００１８】図２は第２の発明のファンを示す一実施例
である。第１の発明では、ファンの片側に対する騒音の
消去を目的とした構成であり、振動面と反対側に位置す
る騒音に対しては効果が小さい。第２の発明は、第１の
発明において逆波形を発生させる振動面をファンの側面
に配置することによって、吸気・排気の両方向へ逆波形
の音波を伝搬させ、両方向へ伝搬するファン音を消音す
ることができる。FIG. 2 is an embodiment showing a fan of the second invention. In the first aspect of the invention, the configuration is intended to eliminate noise on one side of the fan, and the effect is small for noise located on the side opposite to the vibrating surface. A second aspect of the invention is that in the first aspect, a vibration surface that generates a reverse waveform is arranged on a side surface of the fan, so that sound waves having a reverse waveform are propagated in both directions of intake and exhaust, and fan noise that propagates in both directions is silenced. can do.
【００１９】第１、第２の発明において、回転情報を検
出するためのセンサは振動センサに限らず、フォトセン
サ、磁気センサなども可能であり、さらに逆波形を発生
させる手段にはスピーカを代用することもできる。In the first and second inventions, the sensor for detecting the rotation information is not limited to the vibration sensor, but a photo sensor, a magnetic sensor or the like can be used, and a speaker is used as a substitute for the means for generating the reverse waveform. You can also do it.
【００２０】本発明によるファンの騒音スペクトルを図
３に示す。また比較例として、図４に従来の消音動作の
ないファン騒音スペクトルを示す。従来のファン騒音で
は、３３７Ｈｚにファンの回転に起因する最も高いピー
クがあった。図３は、本発明の実施例２のファン装置を
３３７Ｈｚに適用して測定したデータであり、吸気側に
スペクトル測定用マイクロホンを設置し、振幅と位相調
整により消音動作をさせたときの騒音スペクトルを示し
たものである。本発明により、ファンの回転に起因する
最も高いピークを示す騒音成分（３３７Ｈｚ）を約１６
ｄＢ低減することができた。The noise spectrum of the fan according to the invention is shown in FIG. As a comparative example, FIG. 4 shows a fan noise spectrum without a conventional silencing operation. In the conventional fan noise, there was the highest peak at 337 Hz due to the rotation of the fan. FIG. 3 is data measured by applying the fan device according to the second embodiment of the present invention to 337 Hz. A noise spectrum when a spectrum measurement microphone is installed on the intake side and a noise reduction operation is performed by adjusting amplitude and phase. Is shown. According to the present invention, the noise component (337 Hz) showing the highest peak due to the rotation of the fan is reduced to about 16
It was possible to reduce dB.
【００２１】[0021]
【発明の効果】本発明によれば、従来のファン音対策で
行われていたような翼の形状や回転半径を大きくするな
どの構造上の工夫や吸音ダクトの設置を必要とせず、冷
却機能を損なうことなく小型の低騒音ファンを実現でき
る。According to the present invention, there is no need for a structural modification such as increasing the shape of the blade or the radius of gyration and installation of a sound-absorbing duct, which is required in the conventional fan noise countermeasures, and the cooling function is achieved. A small, low-noise fan can be realized without compromising performance.
【００２２】また、本発明では、逆波形を発生する手段
をファン（騒音源）近傍に設置するため、高い周波数に
対しても理想的な音波干渉を実現することができる。Further, in the present invention, since the means for generating the inverse waveform is installed near the fan (noise source), ideal sound wave interference can be realized even at high frequencies.
【００２３】また、ファンの回転情報をセンサリングす
るため、ファンの回転変化に追従した消音が可能であ
る。Further, since the rotation information of the fan is sensored, it is possible to muffle sound following the change in rotation of the fan.
【図１】本発明の実施例１のファンの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a fan according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施例２のファンの構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a fan according to a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明によるファン騒音の消音効果を示すグラ
フである。FIG. 3 is a graph showing the effect of silencing fan noise according to the present invention.
【図４】従来の消音動作のないファン騒音スペクトル図
である。FIG. 4 is a fan noise spectrum diagram without a conventional silencing operation.
【図５】従来のアクティブ方式によるファンの構成図で
ある。FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional active fan.
１、２ マイクロホン ３ スピーカ（消音用） ４ コントローラ ５ ファン ６ ダクト ７ 振動センサ ８ バンドパスフィルタ ９ 増幅・位相調整器 １０ コイル １１ 磁石 １２ 振動面 1, 2 Microphone 3 Speaker (for muffling) 4 Controller 5 Fan 6 Duct 7 Vibration sensor 8 Bandpass filter 9 Amplification / phase adjuster 10 Coil 11 Magnet 12 Vibration surface
Claims (2)
に変換する手段と、検出された前記信号からファン音と
逆波形の関係となる信号を作成する手段と、前記逆波形
信号を音波へ変換する手段とから構成され、前記逆波形
信号を音波へ変換する手段をファンの回転中心部に有す
ることを特徴とする低騒音ファン。1. A means for detecting rotation information of a fan and converting it into an electric signal, a means for producing a signal having an inverse waveform with a fan sound from the detected signal, and the inverse waveform signal. A low noise fan, comprising: means for converting into a sound wave, and means for converting the inverse waveform signal into a sound wave in a rotation center portion of the fan.
記ファンの側面に備えることを特徴とする請求項１記載
の低騒音ファン。2. The low noise fan according to claim 1, wherein said means for converting an inverse waveform signal into a sound wave is provided on a side surface of said fan.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20637395A JP3169802B2 (en) | 1995-08-14 | 1995-08-14 | Low noise fan |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20637395A JP3169802B2 (en) | 1995-08-14 | 1995-08-14 | Low noise fan |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0954591A true JPH0954591A (en) | 1997-02-25 |
| JP3169802B2 JP3169802B2 (en) | 2001-05-28 |
Family
ID=16522260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20637395A Expired - Fee Related JP3169802B2 (en) | 1995-08-14 | 1995-08-14 | Low noise fan |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3169802B2 (en) |
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|---|---|
| JP3169802B2 (en) | 2001-05-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990202 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |