JPH1011077A

JPH1011077A - 消音装置

Info

Publication number: JPH1011077A
Application number: JP8180181A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kondo; 弘之近藤
Original assignee: Shinko Electric Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Co Ltd
Priority date: 1996-06-19
Filing date: 1996-06-19
Publication date: 1998-01-16

Abstract

(57)【要約】【課題】大口径のダクトにおいて、ダクト内に発生す
る定在波を低減しつつ、高周波域まで優れた消音効果を
安定して得ることのできる消音装置を提供すること。【解決手段】長辺と短辺との比がおよそ１：１の口径
を有するダクト３２の断面積を仕切り部材３３により４
等分し、かつ仕切り部材３３の水平または鉛直方向に対
する傾斜角θを０度＜θ＜９０度の範囲内で、形成され
た仕切り空間４０ａ〜４０ｄの最大対角線の長さＤが消
音すべき最高周波数の騒音波長の１／２以下となるよう
に設定する。仕切り空間４０ａ〜４０ｄにはスピーカ３
４ａ〜３４ｄおよび消音偏差検出器３５ａ〜３５ｄをそ
れぞれ１組ずつ設け、各仕切り空間４０ａ〜４０ｄごと
に騒音の消音制御を行うようにする。これにより、仕切
り空間４０ａ〜４０ｄ内には対向する平行面が存在しな
いことから定在波の発生を防止でき、また、各仕切り空
間４０ａ〜４０ｄに伝播した騒音音波を１次元化するこ
とができるので、高周波数域まで優れた消音効果を得る
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、消音装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】騒音源の騒音を検出するための騒音検出
器と、前記騒音を導入する断面４角形状のダクトと、該
ダクト内に配設される音波発生器および消音偏差検出器
と、該消音偏差検出器の出力と上記騒音検出器の出力と
を受けて、上記ダクト内の騒音と大きさが等しく、かつ
逆位相の音波（消音音波）を上記音波発生器から発生さ
せるための消音信号を形成する消音信号発生装置とを備
えた消音装置は、一般によく知られている。しかし、こ
の種の従来の消音装置では、ダクト内に生じる定在波の
影響によって、ダクト内の音響特性に顕著なピークを生
じ、消音量が減少するという問題があった。

【０００３】特開平６−３０８９７１号公報には、上述
の問題を解決することができる消音装置をいくつかの構
成に分けて開示している。以下、その中から２つの構成
（以下、第１従来例および第２従来例とする。）につい
て図面を参照して説明する。

【０００４】図１６および図１７は第１従来例による消
音装置を示している。長辺１と短辺２との比が２の長方
形の断面形状を有するダクト１０内を伝播する音波を検
出する騒音検出器１１と消音偏差検出器１２とが、同一
の長辺１側のダクト内壁面のダクト中心線３以外の軸４
上に配設されており、音波発生器８、９が、その振動面
５、５が対向するように消音偏差検出器１２の近傍位置
の２つの短辺２側のダクト内壁面に設けられている。消
音偏差検出器１２の位置から音波発生器８、９よりも所
定距離だけ上流側の位置までの区間６には、音響透過損
失の高い仕切板７が軸４に沿って短辺２側のダクト内壁
面と平行に設けられており、区間６におけるダクト１０
の内部空間を２つに分割している。

【０００５】一般に、１組の平行面の距離によって、発
生する定在波の周波数が決まることから、２つの音波発
生器８、９のそれぞれの振動面５、５から仕切板７まで
の距離を異ならせ、さらに消音偏差検出器１２を見かけ
上分割されたダクト１０の端面に配設させている第１従
来例の構成により、発生する定在波の周波数を分散さ
せ、単一周波数にピークをもつ定在波が発生しなくなる
ようにしている。すなわち、ダクト１０内の定在波の発
生を低減するようにしている。

【０００６】図１８は第２従来例を示すが、第１従来例
と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細
な説明は省略する。本従来例では仕切板７の配設方法が
上述の第１従来例と異なる。すなわち、騒音検出器（図
示されていないが第１従来例と同様にダクト１０の上流
側に配設される。）および消音偏差検出器１２はダクト
中心線３上に配設されており、上記区間６には、仕切板
７が中心線３上で鉛直方向に対して１５°から３０°の
角度範囲で設けられている。

【０００７】以上の構成により、２つの音波発生器８、
９のそれぞれの振動面５、５から仕切板７までの距離と
仕切板７における反射角度を異ならせ、さらに消音偏差
検出器１２を見かけ上分割されたダクト１０の端面に配
設させていることになるため、発生する定在波の周波数
は分散され、単一周波数にピークをもつ定在波が発生し
なくなるようにしている。すなわち、ダクト１０内の定
在波の発生を低減するようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ダクト内の消音におい
て有効な消音効果を得るためには、ダクト内の音場が一
次元化されている必要がある。すなわち、ダクト内を伝
播する音波が平面波の状態で伝播されるように音波の伝
播経路を狭くする必要があり、これにより理論上におい
ても技術上においても消音制御が容易かつ精度良く行う
ことができる。そのためのダクトの内寸は、その音波の
波長の１／２以下である。そこで、消音周波数の上限を
ｆ［Ｈｚ］、ダクトの最大内寸をＤ［ｍ］、音速をｃ
［ｍ／ｓ］とすると、ｆに対して消音可能なダクトの最
大内寸Ｄは、Ｄ＝ｃ／（ｆ・２）の式で求めることがで
きる。音速ｃを３４０［ｍ／ｓ］とすると、例えばｆ＝
８００［Ｈｚ］の場合はＤ＝０．２１［ｍ］、ｆ＝５０
０［Ｈｚ］の場合はＤ＝０．３４［ｍ］、ｆ＝３００
［Ｈｚ］の場合はＤ＝０．５７［ｍ］というようにして
求めることができる。逆に言えば、これよりもＤを大き
くすると、消音周波数ｆに対して有効な消音効果が得ら
れないことになる。

【０００９】しかしながら、現実にはｆ＝５００［Ｈ
ｚ］程度の消音帯域が望まれており、上述のように５０
０Ｈｚの消音効果を得るためにはＤ＝０．３４［ｍ］以
下である必要があるが、建築構造物に使われる空調用吸
・排気管（ダクト）の内寸は、これよりも大きいものが
ほとんどである。また、上述の第１および第２従来例に
よる消音装置においては、この問題について考慮されて
おらず、ダクトの内寸が大きい場合、消音効果が損なわ
れるという問題がある。

【００１０】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、大口
径のダクトにおいて、ダクト内に発生する定在波を低減
しつつ、高周波数帯域まで優れた消音効果を安定して得
ることのできる消音装置を提供することを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】以上の課題は、騒音源の
騒音を検出するための騒音検出器と、前記騒音を導入す
る断面４角形状のダクトと、該ダクト内に配設される音
波発生器および消音偏差検出器と、該消音偏差検出器の
出力と前記騒音検出器の出力とを受けて、前記ダクト内
の騒音と大きさが等しく、かつ逆位相の音波を前記音波
発生器から発生させるための消音信号を形成する消音信
号発生装置とを備えた消音装置において、前記ダクトの
断面積を２分割し、かつ分割された空間の最大対角線の
長さが消音すべき最高周波数の騒音波長の１／２以下と
なるように仕切り部材を傾斜させて配設すると共に、前
記分割された空間のそれぞれに前記音波発生器および前
記消音偏差検出器を設けたことを特徴とする消音装置、
によって解決される。

【００１２】また以上の課題は、騒音源の騒音を検出す
るための騒音検出器と、前記騒音を導入する断面４角形
状のダクトと、該ダクト内に配設される音波発生器およ
び消音偏差検出器と、該消音偏差検出器の出力と前記騒
音検出器の出力とを受けて、前記ダクト内の騒音と大き
さが等しく、かつ逆位相の音波を前記音波発生器から発
生させるための消音信号を形成する消音信号発生装置と
を備えた消音装置において、前記ダクトの断面積を多分
割し、かつ分割された空間の最大対角線の長さが消音す
べき最高周波数の騒音波長の１／２以下となるように仕
切り部材を傾斜させて配設すると共に、前記分割された
空間のそれぞれに前記音波発生器および前記消音偏差検
出器を設けたことを特徴とする消音装置、によって解決
される。

【００１３】また以上の課題は、騒音源の騒音を検出す
るための騒音検出器と、前記騒音を導入する断面４角形
状のダクトと、該ダクト内に配設される音波発生器およ
び消音偏差検出器と、該消音偏差検出器の出力と前記騒
音検出器の出力とを受けて、前記ダクト内の騒音と大き
さが等しく、かつ逆位相の音波を前記音波発生器から発
生させるための消音信号を形成する消音信号発生装置と
を備え、前記ダクトの断面積を多分割し、かつ分割した
それぞれの空間の最大対角線の長さが消音すべき最高周
波数の騒音波長の１／２以下となるように仕切り部材を
配設すると共に、それぞれの前記空間に前記音波発生器
および前記消音偏差検出器を設けて成る消音ユニットを
複数、並列に配設して構成したことを特徴とする消音装
置、によって解決される。

【００１４】仕切り部材により分割された空間の最大対
角線長さを消音すべき最高周波数の騒音波長の１／２以
下とすることにより、上記空間内を伝播する騒音が一次
元化され、また上記空間のそれぞれに独立して設けられ
た音波発生器および消音偏差検出器により消音制御が行
われる。これにより、大口径のダクトであっても、ダク
ト内に発生する定在波を低減しつつ、高周波域まで優れ
た消音効果を安定して得ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】断面４角形状のダクトの断面積を
仕切り部材により２分割し、かつ分割された空間（以
下、仕切り空間と呼ぶ。）の最大対角線の長さ、すなわ
ち最大内寸が消音すべき最高周波数の騒音波長の１／２
以下となるようにすると共に、仕切り空間のそれぞれに
は音波発生器および消音偏差検出器を設ける。

【００１６】この構成により、個々の仕切り空間におい
て騒音音波を一次元の平面波とすることができると共
に、この状態で各仕切り空間において音波発生器等によ
る騒音の消音制御が行われる。また、仕切り空間の最大
対角線の長さが消音すべき最高周波数の騒音に対して設
定されているので、高周波数帯域の騒音をもカバーでき
る優れた消音効果を安定して得ることができる。

【００１７】ダクト内で分割された仕切り空間は上述の
ような２空間に限らず、さらに複数（例えば４空間）に
分割することにより、より大口径のダクトに適用するこ
とができる。

【００１８】また、さらに大きな大口径を有するダクト
に適用する場合は、上記仕切り空間のそれぞれに音波発
生器および消音偏差検出器を設けた構成を１つの消音ユ
ニットとして複数、並列に配設するようにすればよい。

【００１９】仕切り部材によりダクト断面積を分割する
際、仕切り部材の仕切り面がダクトの壁面と非平行とな
るように配設すれば、ダクト断面が四角形状であるから
音波発生器の振動面と対向する壁面とが非平行となり、
ダクト内での定在波の発生を低減または防止することが
できる。また、ダクト内での定在波の発生を低減する他
の手段として、仕切り空間の壁面に吸音材を張り付ける
ようにしてもよい。この場合、平行に対向する１組の壁
面があれば、その片方または両方の壁面に吸音材を張り
付けるだけでも優れた効果が得られる。

【００２０】このように、仕切り空間内に吸音材を配置
することにより仕切り空間内部の残響を減らすことがで
きるので、騒音の消音制御を行う制御装置の負担やコス
トを低減することができる。また、自空間の音波発生器
にて発生した音波が他空間へ伝播するのを低減すること
ができる。なお、他空間へ伝播した音波成分は以下のよ
うな手法で減算（キャンセル）することができる。

【００２１】他空間の音波発生器から自空間の消音偏差
検出器までの空間の音響特性を有する演算装置を備え、
この演算装置により自空間の消音偏差検出器から、他空
間の音波発生器から伝播してくる音波を減算するように
する。すなわち、他空間の音波発生器から発生した音波
の一部はダクト内を逆向きに伝播して自空間の消音偏差
検出器により検出されるが、これと同じ経路の空間の音
響特性を有する演算装置により電気的にその成分を演算
し、自空間の消音偏差検出器の検出出力から減算するよ
うにする。これにより、お互いの音波発生器が発生する
音波による他空間への干渉が除去され、より優れた消音
効果を得ることができると共に、仕切り部材のダクトの
内部空間を仕切る仕切り長さを短くすることができる。

【００２２】消音偏差検出器は、密閉カプセルとこれに
収納されているマイクロフォンを主として構成し、密閉
カプセルは内部に平行な面を有さない形状、例えば半球
状とする。これにより、密閉カプセル内部における定在
波の発生を防止することができる。また、密閉カプセル
に１つの平らな壁面を形成し、この壁面の外面をダクト
の内壁面と段差がないように取り付けることにより、ダ
クト内を流れる空気の流量損失をなくし、風切り音の発
生を防止することができる。さらに、消音偏差検出器を
このように密閉構造とすることにより、ダクト内の静圧
の影響、気流による風切り音の発生を防ぎ、ＳＮ比に優
れた検出が可能であるほか、長期間安定して優れた検出
機能を維持することができる。

【００２３】また、密閉カプセルの内壁面に吸音材を張
り付ければ、密閉カプセルの内部空間の残響を減らすこ
とができる。これと同じような思想で、密閉カプセルの
内部空間に吸音材または音響透過材を充填するようにし
てもよい。

【００２４】また、消音偏差検出器の出力を特性補償器
を介して消音信号発生装置に供給するようにすれば、音
響透過材による音波の高周波帯域の減衰と、密閉カプセ
ルの内部空間によって生じる固有の音響特性とを補正
し、外部からの入射音に対してフラットな特性が得られ
る。

【００２５】さらに、密閉カプセルとマイクロフォンと
の間にゴム等の弾性体で成る防振材料を介在させれば、
ダクトの壁面または密閉カプセルの振動がマイクロフォ
ンに伝わるのを防ぐことができ、これによりＳＮ比の劣
化を防止することができる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例による消音装置につい
て図面を参照して説明する。

【００２７】図１および図２は本発明の第１実施例によ
る消音装置を示しており、その全体は１５で示される。
長辺と短辺との比がおよそ２：１である長方形状の断面
を有する空調用の吸・排気管（以下、単にダクトと呼
ぶ。）１６の内部には、本実施例では図１に示すよう
に、その断面積を２等分するように板状の仕切り部材１
７が配設されている。この仕切り部材１７は最低消音周
波数に比して十分な音響透過損失を有しており、次の２
つの条件を同時に満たすように設定されている。

【００２８】第１に、ダクト１６の壁面と仕切り部材１
７とが互いに平行にならないように、仕切り部材１７の
水平方向に対する角度θが、０度（水平）＜θ＜９０度
（垂直）の範囲で設定されている。すなわち、仕切り部
材１７の仕切り面がダクト１６の短辺側両壁面に対して
非平行となるように配設されている。これによりダクト
１６内における定在波の発生を低減するようにしてい
る。

【００２９】第２に、仕切り部材１７によって等分に分
割された空間（以下、仕切り空間と呼ぶ。）１８ａ、１
８ｂの最大対角線の長さＤが、消音すべき最高周波数の
騒音波長の１／２以下（例えば、消音すべき最高周波数
が５００ヘルツの場合、３４センチメートル以下の長
さ）となるように、上述の角度θが設定されている。す
なわち、ダクト１６の断面積を２等分する仕切り部材１
７はダクト１６の中心Ｏ（図１参照）上にあるので、仕
切り部材１７の配設角度θによっては仕切り空間１８
ａ、１８ｂ内の最大対角線の長さＤが異なる値をとる。
そこで、この最大対角線の長さＤが消音すべき最高周波
数の騒音波長の１／２以下の長さとなるように、仕切り
部材１７の配設角度θを調整する。これにより仕切り空
間１８ａ、１８ｂ内で騒音音波を一次元化することがで
きる。

【００３０】音波発生器としてのスピーカ１９ａ、１９
ｂと、消音偏差検出器２０ａ、２０ｂは、２つの仕切り
空間１８ａ、１８ｂのそれぞれに１組ずつ配設され、そ
れぞれ別々の消音信号発生装置２２ａ、２２ｂに接続さ
れている。また仕切り部材１７は図２に示す仕切り区間
ｄにわたって配設されており、これよりもダクト１６の
上流側（図２において右方）の壁面に、騒音検出器２１
が設けられている。これら消音偏差検出器２０ａ、２０
ｂの出力ｅ₁ 、ｅ₂ および騒音検出器２１の出力ｒｅｆ
を受けて、消音信号発生装置２２ａ、２２ｂがダクト１
６内の騒音と大きさが等しく、かつ逆位相の音波をスピ
ーカ１９ａ、１９ｂから発生させるための消音信号ｙ
₁ 、ｙ₂ を形成し、スピーカ１９ａ、１９ｂを駆動する
ようになっている（図１参照）。なお消音信号発生装置
２２ａ、２２ｂは、消音偏差検出器２０ａ、２０ｂの位
置で騒音がゼロとなるように、消音信号ｙ₁ 、ｙ₂ を適
宜修正するようになっている。

【００３１】スピーカ１９ａ、１９ｂの背面にはカバー
２３ａ、２３ｂが設けられ、スピーカ１９ａ、１９ｂの
背後に伝播される音波が外方に漏れるのを防いでいる。
また図１および図２に一点鎖線で示すように、仕切り空
間１８ａ、１８ｂの平行に対向する壁面には吸音材５０
が張り付けられており、これにより定在波の発生を低減
し、かつ他方の仕切り空間に伝播するスピーカの音波を
低減するようにしている。さらに、この吸音材５０によ
り仕切り空間１８ａ、１８ｂ内部の残響を減らすことが
でき、消音制御をより正確に行うことができるようにし
ている。なお、この吸音材５０は必要に応じて張り付け
るようにしてもよい。

【００３２】仕切り部材１７がダクト１６の内部空間を
仕切る仕切り区間ｄはさらに区間ａ、ｂおよびｃに分け
られ、区間ａは仕切り部材１７の下流側端部から消音偏
差検出器２０ａ、２０ｂまでの区間、区間ｂは消音偏差
検出器２０ａ、２０ｂからスピーカ１９ａ、１９ｂまで
の区間、そして区間ｃはスピーカ１９ａ、１９ｂから仕
切り部材１７の上流側端部までの区間である。そこで、
区間ａから区間ｂまでの長さは、消音偏差検出器２０
ａ、２０ｂの周辺において、スピーカ１９ａ、１９ｂか
ら発生した消音音波と騒音とが干渉した結果が均一な波
面となるために必要な長さとして設定されており、また
区間ｃの長さは、例えば仕切り空間１８ｂに伝播するス
ピーカ１９ａからの消音音波が充分に低減されるために
必要な長さとして設定されている。

【００３３】次に、消音偏差検出器２０ａ、２０ｂの詳
細について図７Ａを参照して説明するが、これらは同一
の構成を有するので、代表的に一方の消音偏差検出器２
０ａについてのみ説明する。

【００３４】本実施例による消音偏差検出器２０ａは主
に内部空間９０が半球状の密閉カプセル２４と、その中
に収納されるマイクロフォン２５とから成る。密閉カプ
セル２４は図示するように１つの平らな壁面２７を有し
ており、これとダクト１６の内壁面１６ａとの間に段差
が生じぬように、図示せずともねじ等によって密閉カプ
セル２４のフランジ部２４ａがダクト１６の外壁面に取
り付けられている。そこで本実施例では、上記壁面２７
は音響透過性の良い材料で構成されている。音響透過性
の良い材料とは、アルミニウムなど軽金属、プラスチッ
クなどの樹脂類、あるいは各種天然繊維、合成繊維、化
学繊維、金属線で作られたネットや布、あるいはこれに
樹脂等を含浸させたり、コーティングしたものなどであ
る。

【００３５】本発明の第１実施例による消音装置１５は
以上のように構成されるのであるが、次にこの作用につ
いて説明する。

【００３６】図示しない騒音源（本実施例では送風機）
からの騒音音波が、図２において矢印Ｐで示す方向にダ
クト１６内を伝播する。この騒音音波が仕切り部材１７
により形成された仕切り空間１８ａ、１８ｂに到達する
と、その伝播経路が分割縮小されるため、各仕切り空間
１８ａ、１８ｂにおいて一次元化される。すなわち、最
大対角線の長さＤが消音すべき最高周波数の騒音波長の
１／２以下となるように形成される各仕切り空間１８
ａ、１８ｂ内で、騒音音波は一次元の平面波にされる。
これと同時に、スピーカ１９ａ、１９ｂから発生する消
音音波により、各仕切り空間１８ａ、１８ｂにおいて、
騒音の消音作用が行われる。

【００３７】以上のように、仕切り空間１８ａ、１８ｂ
のそれぞれにおいて、従来では大口径のダクト１６に起
因した複雑な波面を備えて伝播していた騒音音波を一次
元の均一な平面進行波とすることができるので、大口径
のダクトであっても高周波数帯域まで優れた消音効果を
得ることができる。

【００３８】また、仕切り部材１７は短辺側のダクト１
６の壁面と平行にならぬよう角度θだけ傾斜させた状態
で配設させているので、ダクト１６内での定在波の発生
が低減される。また消音偏差検出器２０ａ、２０ｂの密
閉カプセル２４を半球状としたので、その内部空間９０
には互いに平行する面は存在せず、よって密閉カプセル
２４の内部に定在波を発生させることはない。これによ
り、マイクロフォン２５が音波を正確に検出することが
でき、消音制御の安定性を向上させることができる。

【００３９】さらに、消音偏差検出器２０ａ、２０ｂは
ダクト１６の内壁面１６ａと段差なく取り付けられてい
るので、ダクト１６を流れる空気の流量損失を生じさせ
ず、また風切り音の発生を防止することができる。さら
にまた、消音偏差検出器２０ａ、２０ｂは密閉構造であ
るため、ダクト１６内の静圧の影響および気流による風
切り音の発生が全く皆無であり、ＳＮ比に優れた検出が
可能となると共に、長期間安定して検出機能を維持する
ことができる。

【００４０】図３および図４は本発明の第２実施例によ
る消音装置を示しており、その全体は３１で示される。

【００４１】本実施例による消音装置３１は図４に示す
ように、ダクト３２の断面積が第１実施例のそれよりも
約２倍であり、また長辺と短辺の比がおよそ１：１とな
っている。この断面積を４等分するように仕切り部材３
３がダクト３２の内部に配設されている。仕切り部材３
３の断面は図示するようにほぼ十字形状を呈している
が、２枚の板状の部材を互いに交差させて形成するよう
にしてもよい。また、仕切り部材３３がダクト３２の壁
面に対して斜めに配設されており、互いに平行な面が仕
切り空間４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ内に存在しな
いように配設されている。このときの仕切り部材３３の
水平方向または鉛直方向に対する傾斜角度θは、第１実
施例と同様に０度＜θ＜９０度の角度範囲で、仕切り空
間４０ａ〜４０ｄの最大対角線の長さＤが消音すべき最
高周波数の騒音波長の１／２以下となるように設定され
ている。なお、本実施例による仕切り部材３３の仕切り
区間ｄ（図２参照）もまた、第１実施例と同様に設定さ
れているものとする。

【００４２】仕切り部材３３によりダクト３２内に形成
された４つの仕切り空間４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０
ｄに対し、それぞれスピーカ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、
３４ｄおよび消音偏差検出器３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、
３５ｄが１組ずつ設けられている。図３に示すように、
騒音源３９の近傍には騒音検出器３６が取り付けられて
おり、この検出出力ｒｅｆは消音信号発生装置３７ａ、
３７ｂ、３７ｃ、３７ｄに供給されるようになってい
る。これら消音信号発生装置３７ａ〜３７ｄは、騒音検
出器の出力ｒｅｆと消音偏差検出器３５ａ〜３５ｄの出
力ｅ₁ 〜ｅ₄ を受けて、各仕切り空間４０ａ〜４０ｄ内
を伝播する騒音音波と大きさが等しく、かつ逆位相の消
音音波をスピーカ３４ａ〜３４ｄから発生させるための
消音信号ｙ₁ 〜ｙ₄ を形成するようにしている。これら
消音信号ｙ₁ 〜ｙ₄ に基づいて各スピーカ３４ａ〜３４
ｄは消音音波を発生し、また消音偏差検出器３５ａ〜３
５ｄの位置で偏差がゼロとなるように消音信号ｙ₁ 〜ｙ
₄ が適宜修正されるようになっている。

【００４３】なお、スピーカ３４ａ〜３４ｄの背面に
は、第１実施例と同様に、それぞれカバー３８ａ〜３８
ｄが設けられ、これらスピーカ３４ａ〜３４ｄの背後に
伝播する音波が外方に漏れるのを防いでいる。また、消
音偏差検出器３５ａ〜３５ｄは上述の第１実施例と同様
な構成を有しているので、その詳細な説明は省略する。

【００４４】本実施例による消音装置３１は以上のよう
に構成されるのであるが、本実施例もまた第１実施例と
同様な作用を行う。すなわち、騒音源にて発生した騒音
が４つの仕切り空間４０ａ〜４０ｄに至ると、ここで一
次元化され、それぞれにおいて独立に消音制御が行われ
る。本実施例によれば、仕切り空間４０ａ〜４０ｄの内
部に平行面が存在しないため、定在波が生じないだけで
なく、第１実施例よりも大口径のダクトであるにもかか
わらず、より優れた消音効果を得ることができる。

【００４５】図５および図６は本発明の第３実施例によ
る消音装置を示し、その全体は４５で示されるが、第１
実施例と対応する部分については同一の符号を付し、そ
の詳細な説明は省略する。

【００４６】本実施例による消音装置４５は、第１実施
例の消音装置１５に演算装置４６ａ、４６ｂ、および減
算器４７ａ、４７ｂを設けることにより構成される。演
算装置４６ａは、仕切り空間１８ａのスピーカ１９ａか
ら仕切り空間１８ｂの消音偏差検出器２０ｂまでの空間
の音響特性と同じ内容を有しており、演算装置４６ｂ
は、仕切り空間１８ｂのスピーカ１９ｂから仕切り空間
１８ａの消音偏差検出器２０ａまでの空間の音響特性と
同じ内容を有している。

【００４７】図６を参照して、一方の仕切り空間１８ａ
のスピーカ１９ａから発生した音波は、矢印ｓで示すよ
うにダクト１６を逆向きに伝播して他方の仕切り空間１
８ｂの消音偏差検出器２０ｂに至り検出されるのである
が、同じ経路の特性を有する演算装置４６ａにより電気
的にその成分が演算され、減算器４７ｂにおいて消音偏
差検出器２０ｂの検出出力ｅ₂ から減算（キャンセル）
される。同様にして他方の音波発生器１９ｂが発生した
音波も、矢印ｔで示すようにダクト１６内を逆向きに伝
播して消音偏差検出器２０ａに至り検出されるが、同じ
経路の特性を有する演算装置４６ｂにより電気的にその
成分が演算され、減算器４７ａにおいて消音偏差検出器
２０ａの検出出力ｅ₁ から減算される。

【００４８】すなわち、消音偏差検出器２０ａ、２０ｂ
が検出すべき音波成分のみを検出することができるよう
に、他方のスピーカ１９ｂ、１９ａから伝播する音波成
分を減算して信号ｅ₁ ’、ｅ₂ ’を算出し、消音信号発
生装置２２ａ、２２ｂに供給する。消音信号発生装置２
２ａ、２２ｂは信号ｅ₁ ’、ｅ₂ ’に基づいて消音信号
ｙ₁ 、ｙ₂ を形成し、スピーカ１９ａ、１９ｂを駆動す
る。よって効率的に騒音音波を消音することができる。

【００４９】本実施例によれば、お互いのスピーカ１９
ａ、１９ｂが発生する音波による他空間への干渉が除去
され、より優れた消音効果が得られるほか、仕切り部材
１７の仕切り区間ｃ（図２参照）を短くすることができ
る。また、第１実施例と同様に仕切り空間１８ａ、１８
ｂ内の対向する平行な壁面に吸音材５０を張り付けるよ
うにすれば、他方の仕切り空間に伝播するスピーカの音
波を低減することができる。

【００５０】以上、本発明の各実施例について説明した
が、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発
明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

【００５１】例えば以上の各実施例では、建築構造物に
使用される空調用のダクト（吸・排気管）について説明
したが、これに限らず、エンジン排熱を回収し電力と熱
を同時に供給するコージェネレーションシステム等の発
電システムにおける消音装置にも適用可能である。

【００５２】また第１実施例では、吸音材５０を仕切り
空間１８ａ、１８ｂの平行に対向する１組の壁面に張り
付けたが、これに限らず、全壁面に張り付けたり、また
は平行に対向する壁面のうち片方の壁面にのみ張り付け
てもよい。また、上述の第２実施例における仕切り空間
４０ａ〜４０ｄには平行に対向する１組の壁面が存在し
ないので吸音材を設けなかったが、必要に応じて設ける
ようにすればよい。

【００５３】また以上の各実施例では、すべての消音信
号発生装置には、１つの騒音検出器から同一の騒音信号
ｒｅｆが供給されるようにしたが、仕切り部材による仕
切り区間を延長し、それぞれの仕切り空間に１つずつ騒
音検出器を配置しても、同様な効果が得られる。

【００５４】また第２実施例において、１つのスピーカ
から他の３空間の消音偏差検出器までの音響特性を備え
た演算装置をそれぞれ設け、これを全てのスピーカにつ
いて備えさせ、全ての消音偏差検出器から他空間から伝
播してくる音波を減算するよう構成することにより、上
述の第３実施例と同様な効果を得ることができる。

【００５５】また以上の各実施例では、騒音検出器（マ
イクロフォン）をダクトの壁面または騒音源の近傍に設
けて騒音源からの音波を検出するようにしたが、騒音源
となる機器の振動を直接検出するようにしてもよい。す
なわち振動検出器を用いてもよい。

【００５６】また以上の各実施例では、消音偏差検出器
を図７Ａに示す構成としたが、これを図７Ｂ、図７Ｃ、
そして図８Ａないし図８Ｃに示すような構成としてもよ
い。なお、図７Ａに対応する部分については同一の符号
を付し、その詳細な説明は省略するものとする。

【００５７】すなわち図７Ｂは、密閉カプセル２４の内
壁に吸音材５１を張り付けたもので、密閉カプセル２４
の内部空間９０の残響を減らしたものである。図７Ｃ
は、図７Ｂと同じ思想で密閉カプセル２４の内部空間９
０に吸音材５２を充填させたものである。図８Ａは、音
響透過材５３でモールドしたものであり、残響を防ぐと
共に、耐久性を高めている。図８Ｂは、図７Ａに示した
構成の上下を反転させ、ダクト１６の内部空間に面する
密閉カプセル２４’の半球状部分に音響透過材５４を用
いたものである。ダクト１６の内部に凸部が形成される
ことになるが、球状であるため風切り音が生じず、図７
Ａの構成と同様な効果を得ることができる。図８Ｃは、
密閉カプセル２４とマイクロフォン２５との間にゴム等
の弾性体で成る防振材料５５を介在させ、ダクト１６の
壁面または密閉カプセル２４の振動がマイクロフォン２
５に伝わるのを防ぎ、これによりＳＮ比の劣化を防止し
ている。また、マイクロフォン２５の出力は特性補償器
５６を介して図示しない消音信号発生装置に供給するよ
うにする。この特性補償器５６は、音響透過材２７によ
って音波の高周波帯域が減衰するのと、密閉カプセル２
４の内部空間９０によって生じる固有の音響特性を補正
し、外部からの入射音に対してフラットな特性が得られ
るようにするためのもの、あるいは、ダクト１６内で消
音偏差を検出する位置での消音偏差の周波数特性をフラ
ットにするためのものである。

【００５８】また、消音偏差検出器２０ａ〜２０ｄの内
部空間９０の形状は半球状としたが、これに限らず種々
の形状が考えられる。これらを図９に模式的に示すが、
例えば図９Ａは円錐形状の密閉カプセル１１１により形
成される内部空間９１、図９Ｂは四角錐形状の密閉カプ
セル１１２により形成される内部空間９２、図９Ｄは半
球を横方向に引き伸ばして平面形状が楕円（長円）の密
閉カプセル１１４により形成される内部空間９４、図９
Ｅは高さの異なる底面同一の四角錐を上下方向に形成し
た形状の密閉カプセル１１５により形成される内部空間
９５であり、いずれも内部に対向する平行面を持たない
ため、定在波が生じることはない。また、図９Ｃおよび
図９Ｆに示す密閉カプセル１１３、１１６に形成される
内部空間９３、９６は図示するように左右および上下で
非対称な形状を呈しているが、それぞれ符号Ｑで示す斜
面部がダクトの上流側に向くように配設するようにすれ
ば、矢印Ｐの方向に流れるダクト内の空気の流量損失を
少なくすることができる。この場合、図９Ａ〜図９Ｄの
密閉カプセル１１１〜１１４には、その底面にそれぞれ
音響透過材１０１〜１０４を設け（図中ダブルハッチン
グで示す。）、図９Ｅの密閉カプセル１１５には上部に
位置するすべての面に音響透過材１０５を、さらに図９
Ｆの密閉カプセル１１６の密閉カプセル１１６には下部
に位置するすべての面に音響透過材１０６を設ければよ
い。さらに、マイクロフォン２５はそれぞれ図示する位
置に配設すればよい。なお図示せずとも、このマイクロ
フォン２５の出力を上述した特性補償器５６を介して消
音信号発生装置に供給するようにしてもよい。

【００５９】ダクトに対する仕切り部材の配設角度θ
は、上述したように、水平方向に対して０度＜θ＜９０
度の範囲内で設定されるのであるが、その角度θを０度
に近づけて配設した例を図１０Ｂに模式的に示す。この
とき、図１０Ａに示すように仕切り部材１７’をθを９
０度に近づけて配設したときに形成される仕切り空間６
９ａ、６９ｂは左右に形成されるのに対し、図１０Ｂで
は仕切り空間７０ａ、７０ｂは上下に形成されることに
なる。よってこの場合、スピーカ１９ａ、１９ｂをダク
ト６８の短辺側壁面６８Ｂから６８Ａに、そして消音偏
差検出器２０ａ、２０ｂを長辺側壁面６８Ａから短辺側
壁面６８Ｂへと配設位置を変更する必要がある。この場
合でも勿論、上述の各実施例と同様な効果を得ることが
できる。

【００６０】またダクト断面積を仕切り部材により等分
に分割する際、仕切り部材の傾斜角度θが９０度に近い
ほど最大対角線の長さが短くなるが、それでもなお所定
値（消音すべき最高周波数の騒音波長の１／２）より大
きい場合、この最大対角線長さを短くする方法として図
１１に模式的に示すような構成が考えられる。すなわ
ち、図１１Ａでは仕切り部材を２枚の板状部材６０ａ、
６０ｂで形成し、かつ、これらの両端部を塞いで内部を
閉塞する。これら板状部材６０ａ、６０ｂの間隙を調節
することにより、仕切り空間Ｓの最大対角線長さＤを調
節することができる。これと同じ思想で、図１１Ｂのよ
うに厚い板部材６１を仕切り部材としてもよい。また図
１１Ｃは、仕切り部材１７により形成される仕切り空間
Ｓの最大対角線を構成する一対の角部に調節部材６２
ａ、６２ｂを設けることにより、最大対角線長さＤを調
節するようにした例である。

【００６１】また以上の各実施例では、ダクトの断面積
をすべて等分に分割したが、不等分に分割するようにし
てもよい。そこで、不等分に４分割した例を図１２に模
式的に示すが、仕切り部材６３により形成された４つの
仕切り空間Ｓ₁ 、Ｓ₂ 、Ｓ₃、Ｓ₄ のそれぞれの最大対
角線長さＤ₁ 、Ｄ₂ 、Ｄ₃ 、Ｄ₄ は異なるので、その中
でも最長の最大対角線長さＤ₄ を消音すべき最高周波数
の騒音波長の１／２以下となるように、仕切り部材Ｖ
₁ 、Ｖ₂ （２構成部材とした。）の配設角度をそれぞれ
調整すればよい。

【００６２】また以上の各実施例では、ダクト断面積を
２分割または４分割して説明したが、勿論、３分割また
は５分割するようにしてもよい。なお、それ以上に分割
する場合は、図１３ないし図１５に模式的に示すように
上述の第１実施例、第２実施例による消音装置をそれぞ
れ１つの消音ユニットとし、これらを組み合わせるよう
にすればよい。すなわち、ダクト断面積を６分割すると
きには、図１３に示すように第１実施例による消音装置
１５と第２実施例による消音装置３１とをそれぞれ消音
ユニット１５’、３１’として並列に配設して消音装置
６５を構成し、８分割するときには、図１４に示すよう
に第２実施例による消音装置３１を消音ユニット３
１’、３１’として２つ並列に配設して消音装置６６を
構成すればよい。また、図１５は第２実施例による消音
装置３１を消音ユニット３１’、３１’、３１’、３
１’として４つ並列に配列して消音装置６７を構成した
もであり、見かけ上、ダクト断面積を１６分割してい
る。そして以上の各消音ユニットにおける仕切り空間の
最大対角線の長さＤをすべて、消音すべき最高周波数の
騒音波長の１／２以下の長さに設定すれば、上述の各実
施例と同様な作用を行うことにより、装置全体として優
れた消音制御を行うことができる。

【００６３】このように、あらゆる口径のダクトに本発
明は適用可能である。なお、図において符号Ｍは消音偏
差検出器を示しているが、図１３〜図１５に示す変形例
では一部の消音偏差検出器ＭはスピーカＧが設けられる
壁面と同一の壁面で、かつスピーカＧより所定距離（図
２における区間ｂ）だけ下流側の位置に配設するのが望
ましい。なお、騒音検出器は１つのみでこれを各消音ユ
ニットに共有させてもよく、あるいはそれぞれの消音ユ
ニットに対して騒音検出器を設けるようにしてもよい。

【００６４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の消音装置に
よれば、大口径のダクトであっても、ダクト内の定在波
の発生を低減しながら、安定して、高周波数域の騒音ま
で優れた消音効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による消音装置の正面断面
図である。

【図２】同側断面図である。

【図３】本発明の第２実施例による消音装置の平面図で
ある。

【図４】同正面断面図である。

【図５】本発明の第３実施例による消音装置の正面断面
図である。

【図６】同装置の作用を説明するための平面断面図であ
る。

【図７】本発明に係る消音偏差検出器の拡大側断面図で
あり、Ａは第１〜第３実施例に適用した消音偏差検出
器、図ＢおよびＣはその内部構造の変形例である。

【図８】同変形例を示し、Ａは内部構造、Ｂはダクトに
対する取付方向、そしてＣはマイクロフォンの出力特性
を改善した例を示す。

【図９】本発明に係る消音偏差検出器の内部空間の形状
の変形例を模式的に示す斜視図であり、Ａ〜Ｆはいずれ
も、内部空間に平行面を持たない形状である。

【図１０】本発明に係る仕切り部材の配設角度と、音波
発生器および消音偏差検出器との位置関係を模式的に示
す正面図であり、Ａは仕切り部材がほぼ垂直に配設され
る例を示し、Ｂは仕切り部材がほぼ水平に配設される例
である。

【図１１】本発明に係る最大対角線の長さを調節するた
めの変形例を模式的に示す正面図であり、Ａは両端部を
互いに塞いで内部を閉塞させた２枚の板状部材によって
仕切り部材を形成する例、Ｂは厚手の板状部材により仕
切り部材を形成する例、そしてＣは最大対角線長さを構
成する一対の角部に調節部材を配設した例である。

【図１２】本発明の変形例を模式的に示す正面図であ
り、ダクト断面積を仕切り部材により不等分に４分割し
た例である。

【図１３】同変形例を模式的に示す正面図であり、第１
および第２実施例による消音装置をそれぞれ消音ユニッ
トとして２つ組み合わせた例を模式的に示す正面図であ
る。

【図１４】同第２実施例による消音装置をそれぞれ消音
ユニットとして２つ組み合わせた例を模式的に示す正面
図である。

【図１５】同第２実施例による消音装置をそれぞれ消音
ユニットとして４つ組み合わせた例を模式的に示す正面
図である。

【図１６】第１従来例による消音装置の部分破断斜視図
である。

【図１７】同正面図である。

【図１８】第２従来例による消音装置の正面図である。

【符号の説明】

１５消音装置１６ダクト１７仕切り部材１８ａ仕切り空間１８ｂ仕切り空間１９ａスピーカ１９ｂスピーカ２０ａ消音偏差検出器２０ｂ消音偏差検出器２１騒音検出器２２ａ消音信号発生装置２２ｂ消音信号発生装置２４密閉カプセル２５マイクロフォン３１消音装置３２ダクト３３仕切り部材３４ａスピーカ３４ｂスピーカ３４ｃスピーカ３４ｄスピーカ３５ａ消音偏差検出器３５ｂ消音偏差検出器３５ｃ消音偏差検出器３５ｄ消音偏差検出器３６騒音検出器３７ａ消音信号発生装置３７ｂ消音信号発生装置３７ｃ消音信号発生装置３７ｄ消音信号発生装置４０ａ仕切り空間４０ｂ仕切り空間４０ｃ仕切り空間４０ｄ仕切り空間４５消音装置４６ａ演算装置４６ｂ演算装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】騒音源の騒音を検出するための騒音検出
器と、前記騒音を導入する断面４角形状のダクトと、該
ダクト内に配設される音波発生器および消音偏差検出器
と、該消音偏差検出器の出力と前記騒音検出器の出力と
を受けて、前記ダクト内の騒音と大きさが等しく、かつ
逆位相の音波を前記音波発生器から発生させるための消
音信号を形成する消音信号発生装置とを備えた消音装置
において、前記ダクトの断面積を２分割し、かつ分割さ
れた空間の最大対角線の長さが消音すべき最高周波数の
騒音波長の１／２以下となるように仕切り部材を傾斜さ
せて配設すると共に、前記分割された空間のそれぞれに
前記音波発生器および前記消音偏差検出器を設けたこと
を特徴とする消音装置。
【請求項２】騒音源の騒音を検出するための騒音検出
器と、前記騒音を導入する断面４角形状のダクトと、該
ダクト内に配設される音波発生器および消音偏差検出器
と、該消音偏差検出器の出力と前記騒音検出器の出力と
を受けて、前記ダクト内の騒音と大きさが等しく、かつ
逆位相の音波を前記音波発生器から発生させるための消
音信号を形成する消音信号発生装置とを備えた消音装置
において、前記ダクトの断面積を多分割し、かつ分割さ
れた空間の最大対角線の長さが消音すべき最高周波数の
騒音波長の１／２以下となるように仕切り部材を傾斜さ
せて配設すると共に、前記分割された空間のそれぞれに
前記音波発生器および前記消音偏差検出器を設けたこと
を特徴とする消音装置。
【請求項３】前記仕切り部材によって仕切られた他空
間の前記音波発生器から自空間の前記消音偏差検出器ま
での空間の音響特性を有する演算装置を備え、該演算装
置により前記自空間の前記消音偏差検出器から、前記他
空間の前記音波発生器から伝播してくる音波を減算する
ようにした請求項１又は請求項２に記載の消音装置。
【請求項４】前記消音偏差検出器は、密閉カプセル
と、該密閉カプセルの内部に備えられたマイクロフォン
で成り、前記密閉カプセルに１つの平らな壁面を形成
し、該壁面の外面を前記ダクトの内壁面と段差がないよ
うに取り付けた請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
の消音装置。
【請求項５】前記分割された空間内の壁面に吸音材を
張りつけた請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の消
音装置。
【請求項６】前記分割された空間内の平行に対向する
１組の壁面の片方、又は両方に吸音材を張り付けた請求
項１に記載の消音装置。
【請求項７】前記密閉カプセルの内部空間は、平行面
を持たない形状である請求項４に記載の消音装置。
【請求項８】前記密閉カプセルの内部空間を形成する
壁面に吸音材を張り付けた請求項７に記載の消音装置。
【請求項９】前記密閉カプセルの内部空間に吸音材又
は音響透過材を充填した請求項７に記載の消音装置。
【請求項１０】前記消音偏差検出器の出力は、前記ダ
クト内で消音偏差を検出する位置での前記消音偏差の周
波数特性をフラットにするための特性補償器を介して前
記消音信号発生装置に供給するようにした請求項１乃至
請求項９のいずれかに記載の消音装置。
【請求項１１】前記密閉カプセルと前記マイクロフォ
ンとの間に、防振材を介在させた請求項１乃至請求項１
０のいずれかに記載の消音装置。
【請求項１２】騒音源の騒音を検出するための騒音検
出器と、前記騒音を導入する断面４角形状のダクトと、
該ダクト内に配設される音波発生器および消音偏差検出
器と、該消音偏差検出器の出力と前記騒音検出器の出力
とを受けて、前記ダクト内の騒音と大きさが等しく、か
つ逆位相の音波を前記音波発生器から発生させるための
消音信号を形成する消音信号発生装置とを備え、前記ダ
クトの断面積を多分割し、かつ分割したそれぞれの空間
の最大対角線の長さが消音すべき最高周波数の騒音波長
の１／２以下となるように仕切り部材を配設すると共
に、それぞれの前記空間に前記音波発生器および前記消
音偏差検出器を設けて成る消音ユニットを複数、並列に
配設して構成したことを特徴とする消音装置。