JPH10133667A - 騒音低減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 近年の省エネ化対策に適した騒音低減装置を
提供しようとする課題があった。 【解決手段】 ハードディスク筐体１の外部に配置さ
れ、外部の騒音を検出する外部騒音検出手段２と、この
外部騒音検出手段２で検出した外部騒音の振幅、位相等
の物理的性質を算出する外部騒音検出処理部１０と、こ
の外部騒音検出処理部１０から送られる外部騒音の振幅
と、騒音源５で発生する騒音を内部騒音検出手段６によ
り検出して信号処理部８で処理された信号における内部
騒音の振幅とを比較する比較制御信号生成部１１と、こ
の比較制御信号生成部１１が生成する比較結果に応じた
制御信号により消音信号生成部９で生成される消音信号
を調節する効率可変手段１２とを設けた騒音低減装置と
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリ、ハードディスク装置、スキャナー等
のＯＡ機器やコンピュータ周辺機器、卓上発券機やＯＣ
Ｒ装置、現金自動取扱装置等の金融機器、さらには冷蔵
庫やエアコン、ファンヒータ等の家電機器が稼働時に発
生する騒音を低減する騒音低減装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータや通信ネットワークの普及
や装置の小型、軽量、低価格化に伴い複写機やプリン
タ、ファクシミリ、ハードディスク等のＯＡ機器や情報
機器、さらには卓上型自動発券機等の金融自動化機器等
がオフィスや職場、家庭まで普及し始めた。

【０００３】装置の小型、軽量、低価格化においては、
装置の構成部材の材質が見直され、従来金属材料で製作
されていた部品の一部が軽量の樹脂（高分子材料）等に
置き換えられている。このため、各部材の質量が小さく
なり、装置稼働時のモータやアクチュエータの作動によ
り、これらの部材が振動し易くなり、従来より騒音を発
生するようになった。つまり、部材の質量が小さくなっ
たことで共振し易くなり、しかも共振周波数が高くな
り、耳障りな音を発生するようになってきた。

【０００４】これに対し、建物の遮音性の向上やオフィ
スや職場、家庭等の作業環境や生活環境の見直しによる
快適化への要求の増加に伴い、静寂な環境を実現するた
めの低騒音な装置が求められている。このため、装置が
稼働時に発生する騒音を低減する方法が検討されてい
る。装置が発生する騒音を低減する方法としては、装置
筐体を補強したりして剛性を高めたり、吸音材、遮音
材、制振材等を用いたりして防音対策を行うパッシブ方
式のものと、騒音をマイクロフォンなどの検出手段によ
り検出して、騒音と逆位相の音を生成しスピーカーから
発生することにより騒音を打ち消し合い騒音のレベルを
低減するというアクティブ方式のものがある。

【０００５】パッシブ方式では、騒音の比較的高周波成
分の低減に効果があるが、低周波成分に対しては十分な
騒音低減効果が得られないという問題があった。このた
め騒音を検出し、検出した騒音信号と逆位相の信号を生
成し、スピーカー等の出力手段から出力して音で音を打
ち消すというアクティブノイズ制御技術が用いられ始め
ている。

【０００６】このアクティブノイズ制御技術を利用した
騒音低減装置の例として、特開平３−１９１２７５号公
報に記載の低騒音冷蔵庫が知られている。この低騒音冷
蔵庫に記載されている騒音低減装置では、冷蔵庫に内蔵
されているコンプレッサー等の騒音源からの音の位相等
を求め、その逆位相の音をスピーカー等の出力手段から
発して、騒音源からの音とその逆位相の音とを干渉させ
て消音化するようにしたものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の騒音低減装置では、冷蔵庫等の筐体内の騒音源の音
を検出し、その音に対して、検出信号を元に騒音と逆位
相の打ち消し信号を生成しするようにしてあるため、騒
音が大きいとそれに対抗する打ち消し信号も大きなもの
が必要となり、消費電力が大きくなってしまう。このた
め、近年の省エネ化対策に対しては致命的な欠点となっ
ていた。そこで、使用環境に応じて騒音低減処理を変化
させ、省エネ化を図ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、筐体に内蔵され
る駆動部等の騒音発生源が発生する騒音を検出する内部
騒音検出手段と、この内部騒音検出手段で検出した内部
騒音の振幅、位相等の物理的性質を算出する内部騒音検
出処理部と、この内部騒音検出処理部が処理した信号を
もとに騒音と同振幅、逆位相の消音信号を生成する消音
信号生成部と、その消音信号を音として出力する騒音打
ち消し用スピーカーとを有し、前記騒音発生源の発生す
る音を、前記騒音打ち消し用スピーカーが発する音で打
ち消して騒音を低減させる騒音低減装置において、筐体
の外部に配置され、筐体の外部の騒音を検出する外部騒
音検出手段と、この外部騒音検出手段で検出した外部騒
音の振幅、位相等の物理的性質を算出する外部騒音検出
処理部と、この外部騒音検出処理部から送られる外部騒
音の振幅と、内部騒音検出処理部から送られる内部騒音
の振幅とを比較して比較結果に応じた制御信号を生成す
る比較制御信号生成部と、この比較制御信号生成部から
送られる制御信号により消音信号生成部で生成される消
音信号を調節する効率可変手段とを設けた。なお、比較
制御信号生成部の生成する制御信号は、比較結果によ
り、内部騒音よりも外部騒音の方の振幅が大きいときに
は、騒音打ち消し用スピーカーからの出力する消音の大
きさが、外部騒音よりも内部騒音の方の振幅が大きいと
きに出力する消音の大きさよりも小さくなるように消音
信号を調節するようにしたものであるとするのが好まし
い。また、比較制御信号生成部の生成する制御信号は、
比較結果により、内部騒音よりも外部騒音の方の振幅が
大きいときには、消音制御を行わないように消音信号を
調節するようにしたものとするのが好ましい。

【０００９】さらに、少なくとも前記消音信号生成部、
前記効率可変手段及び前記比較制御信号生成部を有する
消音制御部へ電力を供給するライン上に切り換え手段を
設けてもよい。かかる場合、切り換え手段は、消音制御
の有無を選択するためのものとしてもよい。また、切り
換え手段は、消音制御時に、内部騒音より外部騒音の方
が大きい場合に消音制御の効率を下げるようにするかを
選択することができるようにしたものでもよい。また、
切り換え手段は、消音制御時に、内部騒音より外部騒音
の方が大きい場合に消音動作を行わないようにするかを
選択することができるようにしたものでもよい。なお、
筐体外面に複数の外部騒音検出手段を適宜配置するのが
好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
の実施の形態を説明する。なお、本発明の騒音低減装置
は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、コンピュータの
ハードディスク装置、スキャナー等のＯＡ機器やコンピ
ュータ周辺機器、卓上発券機やＯＣＲ装置、現金自動取
扱装置等の金融機器、さらには冷蔵庫やエアコン、ファ
ンヒータ等の家電機器等の電子機器に適用できるが、以
下の説明では、ハードディスク装置への適用例を説明す
るものとし、これ以外への適用例の説明は省略するもの
とする。

【００１１】図１は実施の形態の騒音低減装置のブロッ
ク構成図、図２は外部騒音検出手段の配置例示図であ
る。図１において、１はハードディスク筐体であり、そ
の外部には、外部騒音検出手段２、消音制御選択スイッ
チ３を適宜配置し、また、その内部には、電源部４、騒
音源５、内部騒音検出手段６及び消音制御部７を設けて
ある。

【００１２】前記外部騒音検出手段２は、前記ハードデ
ィスク筐体１の外部の音を騒音として検出するものであ
り、例えば、マイクロフォンや振動ピックアップ等によ
り構成する。なお、ここでは、例えば図２に示すよう
に、ハードディスク筐体１の上面から見た場合に、４つ
の外部騒音検出手段２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄをハードデ
ィスク筐体１の外部に配置するものとし、それぞれが前
記外部騒音検出処理部１０に接続しているものとする。

【００１３】前記消音制御選択スイッチ３は、前記電源
部４と前記消音制御部７との間に接続してあり、ＯＮ側
にすると消音制御部７を動作させて後述する騒音低減処
理を行い、ＯＦＦ側にすると消音制御部７を停止させて
騒音低減処理を行わないように選択することができるよ
うにしてある。なお、以下の説明では、この消音制御選
択スイッチ３がまずＯＮ側にしてある場合を想定して説
明する。

【００１４】前記電源部４は、前記消音制御部７に電力
を供給するためのものである。前記騒音源５は、前記ハ
ードディスク筐体１の内部に設置される図示しない機構
部が動作時に音を発するものであり、そのような機構部
は、例えば、図示しない、情報を記録するディスク、こ
のディスクを高速回転させるためのモータ、前記ディス
クに情報の読み書き及び消去を行うためのヘッド、この
ヘッドを稼働させるアクチュエータ、並びに、送風用の
ファン等である。

【００１５】前記内部騒音検出手段６は、前記騒音源５
の発する音を騒音として検出し、電気等の信号に変換す
るものであり、前記外部騒音検出手段２と同様に、例え
ば、マイクロフォンや振動ピックアップ等により構成す
る。前記消音制御部７は、前記外部騒音検出手段２や前
記内部騒音検出手段６で検出した騒音に基づき、後述す
る消音処理を行うものであり、信号処理部８、消音信号
生生成部９、外部騒音検出処理部１０、比較制御信号生
成部１１、効率可変手段１２、騒音打ち消し用スピーカ
ー１３を有している。

【００１６】前記信号処理部８は、前記内部騒音検出手
段６が検出した信号を増幅、フィルタリング処理等の各
処理を施すものである。前記消音信号生成部９は、前記
信号処理部８により各処理を施された信号を解析して、
騒音にかかる振幅や位相等の物理的性質を求め、この物
理的性質に基づき、同一振幅及び逆位相の音を発生させ
るための消音信号を生成するものである。

【００１７】前記外部騒音検出処理部１０は、前記外部
騒音検出手段２が検出した信号を増幅、フィルタリング
処理等の各処理を施して解析し、外部騒音にかかる振幅
や位相等の物理的性質を求める。前記比較制御信号生成
部１１は、前記信号処理部８が解析した騒音源５による
騒音と、前記外部騒音検出処理部１０が解析した外部騒
音の大きさを比較し、この比較結果を、消音制御する制
御ループのゲインを変化させるための制御信号として前
記効率可変手段１２に送る。

【００１８】前記効率可変手段１２は、前記制御信号に
より、前記消音信号生成部９で生成された消音信号を制
御する制御ループのゲインを変化させる。この変化は、
前記騒音源５の音が外部騒音よりも大きいときには騒音
源５の発する騒音を打ち消すのに十分な音量を出力する
ための制御信号を出力するものとし、また、外部騒音よ
りも小さいときには消音制御の効率を下げたり又は中止
したりする制御信号を出力する。例えば、騒音源５の音
量を１とした場合に、外部騒音がこの音量１よりも小さ
いときには、ハードディスク筐体１から発する音が人に
対して十分に耳障りな騒音となるため、少なくとも外部
騒音と同様の音量となるように制御する。かかる場合、
ハードディスク筐体１から発する音が全くなくなるよう
に大きな電力で消音制御部７から消音を発するようにし
ても良いが、外部騒音が０でない限り、人はハードディ
スク筐体１以外からの騒音があるため、この外部騒音と
略同音量となるように消音することで、人はハードディ
スク筐体１から発する音を騒音と感じなくなる。従っ
て、外部環境に合わせた消音制御となるため、十分な消
音効果及び省エネ化を図ることができる効果が得られ
る。

【００１９】前記騒音打ち消し用スピーカー１３は、前
記効率可変手段１２から送られる制御信号を音波に変換
し、前記騒音源５が発する音を打ち消すための音を発す
るためのものである。次に、上記構成のハードディスク
装置における騒音低減装置の動作を説明する。なお、内
部騒音の種類には、定常騒音と過渡騒音とがあるが、い
ずれの騒音であっても、後述の消音制御処理を行うこと
ができる。定常騒音は、ハードディスクを例に取ると記
録メディアであるディスクを回転させる時に発生する回
転時の騒音とファンの回転により発生するものであり、
装置を起動してから終了するまでの電源が入っている間
中、常に動作している機構部から発生しており、定常音
である。また、過渡騒音は、ヘッドがアクセスする時に
発生するアクチュエータ動作時の騒音等で、断続的であ
り、瞬間的であり、過渡的な音である。

【００２０】まず、図示しないハードディスクを起動す
ると、図示しないディスク等の騒音源５から内部騒音が
生じる。この内部騒音は、内部騒音検出手段６に検出さ
れて電気信号に変換されて信号処理部８に送られる。こ
の信号処理部８では、内部騒音検出手段６から送られた
電気信号を増幅及びフィルタリング処理するとともに、
振幅や位相等の物理的性質を求めて、消音信号生成部９
及び比較制御信号生成部１１に出力する。前記消音信号
生成部９では、信号処理部８から出力された信号をもと
に、騒音と同振幅、逆位相の音を発生させるための消音
信号を生成し、効率可変手段１２に出力する。

【００２１】一方、ハードディスク筐体１の外部環境で
発生している外部騒音は、外部騒音検出手段２により検
出されて電気信号に変換されて外部騒音検出処理部１０
に送られる。この外部騒音検出処理部１０では、外部騒
音検出手段２から送られた電気信号を増幅及びフィルタ
リング処理するとともに、振幅や位相等の物理的性質を
求めて、比較制御信号生成部１１に出力する。この比較
制御信号生成部１１では、前記外部騒音検出処理部１０
から送られた外部騒音の振幅と、前記信号処理部８から
送られた内部騒音の振幅を比較する。この比較結果によ
り前記消音信号生成部９で生成される消音信号を調節す
るための制御信号を生成する。例えば、この制御信号
は、内部騒音を消音制御する制御ループのゲインを変化
させるものである。そして、この制御信号は、比較制御
信号生成部１１から効率可変手段１２に出力される。

【００２２】この効率可変手段１２では、前記制御信号
により消音信号を調節する。例えば、内部騒音が外部騒
音よりも大きいときには十分な消音制御を行うように消
音信号を調節する。また、内部騒音が外部騒音よりも小
さいときには消音制御の効率を下げたり、あるいは、消
音制御を中止したりするように消音信号を調節する。こ
の消音信号は騒音打ち消し用スピーカー１３に送られ、
この騒音打ち消し用スピーカー１３から打ち消し音が騒
音源５に対して出力され、消音制御が行われる。

【００２３】なお、前記外部騒音検出手段２が、図２に
示すように、複数の外部騒音検出手段２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｄを配置してなるときには、前記外部騒音検出処
理部１０では、外部騒音検出手段２ａ，２ｂ，２ｃ，２
ｄの検出した騒音のうち、最も大きな騒音を内部騒音と
の比較の対象とするようにする。また、外部騒音検出手
段２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの検出した騒音の平均値を求
め、この平均値を内部騒音との比較の対象とするように
してもよい。

【００２４】一方、上記の説明では、消音制御選択スイ
ッチ３をオン側にして消音制御処理を行う場合としてい
たが、ユーザーが外部環境を判断して、消音制御選択ス
イッチ３をオフ側にするようにした場合には、消音制御
処理を行わないようにすることもできる。この場合に
は、ユーザーは消音制御が必要と思うときだけ消音制御
動作を開始させることができるため、終夜で運用される
コンピュータに接続されているハードディスク装置など
では、ユーザが帰宅し、全く無人の状態になる場合は、
消音制御を停止させて、無駄な電力消費を削減できる。

【００２５】上記実施の形態によると、装置筐体の設置
された周辺の騒音状況を外部騒音検出手段により検出
し、周辺の騒音レベルにより装置内部に設けられた騒音
低減処理の効率を変化させるようにした。このため、装
置筐体の内部騒音がさほど気にならない時間帯や環境状
況では、消音効率を下げるたり消音を行わず、騒音が気
になる状況においてのみ選択的に消音効率を上げるよう
にしたため、周囲環境に合わせた消音制御を行うことが
できるため、不必要な電力を消費することを抑制でき、
効率的に省エネ化することができる効果が得られる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の騒音低減装
置によると、筐体の外部に配置され、外部の騒音を検出
する外部騒音検出手段と、この外部騒音検出手段で検出
した外部騒音の振幅、位相等の物理的性質を算出する外
部騒音検出処理部と、この外部騒音検出処理部から送ら
れる外部騒音の振幅と、騒音源で発生する騒音を内部騒
音検出手段により検出して内部騒音検出処理部で処理さ
れた信号における内部騒音の振幅とを比較する比較制御
信号生成部と、この比較制御信号生成部が生成する比較
結果に応じた制御信号により消音信号生成部で生成され
る消音信号を調節する効率可変手段とを設けるようにし
たため、周囲環境の外部騒音に応じて内部騒音を消音す
る騒音打ち消し用スピーカーの出力を変化させることが
できる効果が得られる。従って、周囲環境に合わせた消
音制御を行うことができるため、不必要な電力を消費す
ることを抑制でき、効率的に省エネ化することができる
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態のハードディスク装置のブロック構
成図

【図２】外部騒音検出手段の配置例示図

【符号の説明】

１ ハードディスク筐体 ２ 外部騒音検出手段 ３ 消音制御選択スイッチ ４ 電源部 ５ 騒音源 ６ 内部騒音検出手段 ７ 消音制御部 ８ 信号処理部 ９ 消音信号生成部 １０ 外部騒音検出処理部 １１ 比較制御信号生成部 １２ 効率可変手段 １３ 騒音打ち消し用スピーカー

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筐体に内蔵される駆動部等の騒音発生源
   が発生する騒音を検出する内部騒音検出手段と、この内
   部騒音検出手段で検出した内部騒音の振幅、位相等の物
   理的性質を算出する内部騒音検出処理部と、この内部騒
   音検出処理部が処理した信号をもとに騒音と同振幅、逆
   位相の消音信号を生成する消音信号生成部と、その消音
   信号を音として出力する騒音打ち消し用スピーカーとを
   有し、前記騒音発生源の発生する音を、前記騒音打ち消
   し用スピーカーが発する音で打ち消して騒音を低減させ
   る騒音低減装置において、 筐体の外部に配置され、筐体の外部の騒音を検出する外
   部騒音検出手段と、 この外部騒音検出手段で検出した外部騒音の振幅、位相
   等の物理的性質を算出する外部騒音検出処理部と、 この外部騒音検出処理部から送られる外部騒音の振幅
   と、内部騒音検出処理部から送られる内部騒音の振幅と
   を比較して比較結果に応じた制御信号を生成する比較制
   御信号生成部と、 この比較制御信号生成部から送られる制御信号により消
   音信号生成部で生成される消音信号を調節する効率可変
   手段とを設けたことを特徴とする騒音低減装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、比較制御信号生成部
   の生成する制御信号は、比較結果により、内部騒音より
   も外部騒音の方の振幅が大きいときには、騒音打ち消し
   用スピーカーからの出力する消音の大きさが、外部騒音
   よりも内部騒音の方の振幅が大きいときに出力する消音
   の大きさよりも小さくなるように消音信号を調節するよ
   うにしたものであることを特徴とする騒音低減装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、比較制御信号生成部
   の生成する制御信号は、比較結果により、内部騒音より
   も外部騒音の方の振幅が大きいときには、消音制御を行
   わないように消音信号を調節するようにしたものである
   ことを特徴とする騒音低減装置。
4. 【請求項４】 請求項１において、少なくとも前記消音
   信号生成部、前記効率可変手段及び前記比較制御信号生
   成部を有する消音制御部へ電力を供給するライン上に切
   り換え手段を設けたことを特徴とする騒音低減装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、切り換え手段は、消
   音制御の有無を選択するためのものとしたことを特徴と
   する騒音低減装置。
6. 【請求項６】 請求項４において、切り換え手段は、消
   音制御時に、内部騒音より外部騒音の方が大きい場合に
   消音制御の効率を下げるようにするかを選択することが
   できるようにしたことを特徴とする騒音低減装置。
7. 【請求項７】 請求項４において、切り換え手段は、消
   音制御時に、内部騒音より外部騒音の方が大きい場合に
   消音動作を行わないようにするかを選択することができ
   るようにしたことを特徴とする騒音低減装置。
8. 【請求項８】 請求項１において、筐体外面に複数の外
   部騒音検出手段を適宜配置したことを特徴とする騒音低
   減装置。