JPH10266385A - 消音装置 - Google Patents

消音装置

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Publication number
JPH10266385A
JPH10266385A JP9094995A JP9499597A JPH10266385A JP H10266385 A JPH10266385 A JP H10266385A JP 9094995 A JP9094995 A JP 9094995A JP 9499597 A JP9499597 A JP 9499597A JP H10266385 A JPH10266385 A JP H10266385A
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JP
Japan
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noise
sound wave
sound
deviation
detecting means
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JP9094995A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Kondo
弘之 近藤
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Shinko Electric Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置の信頼性を確保することができる消音装
置を提供すること。 【解決手段】 騒音検出手段、消音偏差検出手段および
音波発生手段を、それぞれ4個の騒音検出器8a〜8
d、消音偏差検出器5a〜5d及びスピーカ6a〜6d
で構成する。騒音検出器8a〜8d及び消音偏差検出器
5a〜5dの出力から演算増幅器4、2によりそれぞれ
平均出力x’、e’を算出し、これらに基づいて消音信
号yを形成する。並列に接続したスピーカ6a〜6dに
は電力増幅器3を介して消音信号をそれぞれ供給する。
このように騒音検出手段、消音偏差検出手段及び音波発
生手段をそれぞれ複数個で構成することにより、いずれ
かが故障したとしても装置全体の機能を損なわせること
はなく、よって装置の信頼性を確保することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブ・ノイ
ズ・コントロール(ANC)技術を用いた消音装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】図8は、従来の消音装置の構成を示して
いる。これは、騒音Pを検出する騒音検出手段としての
騒音検出器38と、消音偏差を検出する消音偏差検出手
段としての消音偏差検出器35と、これら騒音検出器3
8の出力x及び消音偏差検出器35の出力eを受け、騒
音Pと大きさが等しく、かつ逆位相の音波(以下、消音
音波という。)を吸音ダクト1内の所定の空間領域Aに
向けて音波発生手段としてのスピーカ36から発生させ
るための消音信号yを形成する消音信号発生装置14と
から構成されている。なお、騒音源は図示せずとも図中
左方にあるものとし、また、騒音検出手段38とスピー
カ36との間、及び、スピーカ36と消音偏差検出手段
との間の距離は、実際は図示するよりも大きくとられて
いるものとする。
【0003】騒音検出器38の出力xは増幅器39、A
/Dコンバータ40を介して、アダプティブ・フィルタ
(以下、ADFと略称する。)41及び遅延フィルタ4
2に供給される。また、消音偏差検出器35の出力eは
増幅器46、A/Dコンバータ47を介して係数演算器
43に供給される。ADF41はN個のタップを有し、
これらは係数演算器43の出力によりその係数が更新さ
れる。また、遅延フィルタ42は、スピーカ36から消
音偏差検出器35までの経路に相当する音響的な伝達特
性を備えている。すなわち、この時間遅れを考慮して遅
延フィルタ42の係数を定めており、これは予め計測ま
たは同定されたものである。さらに、係数演算器43は
ADF41に与える最適係数を逐次算出するための適応
アルゴリズムである。消音信号発生装置14は以上のよ
うな公知のANC制御技術が用いられた構成となってい
る。
【0004】従来の消音装置は以上のように構成される
ことにより、吸音ダクト1の排出端から出る騒音Pのレ
ベルを大幅に低減もしくはゼロにするようにしている。
また、上述した構成の消音装置は、送風機や発電機、あ
るいはエンジンなどを騒音源としたものに、適用されて
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】近年においてはANC
技術を用いた消音装置の信頼性の確保が重要な課題とな
っている。しかしながら、上述した従来の消音装置の構
成では、騒音検出器38、消音偏差検出器35又はスピ
ーカ36のうち、いずれかが故障または破損してしまう
と装置全体がまったく機能しなくなってしまうという問
題がある。特に、騒音源がエンジンであれば高温の排気
ガスも発せられるので、この熱によって騒音検出器38
や消音偏差検出器35、又は、スピーカ36が多大なる
影響を受けるのは必至である。よって、騒音検出器38
等の機器が故障、破損しやすい。
【0006】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、装置
の信頼性を確保することができる消音装置を提供するこ
とを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】以上の課題は、騒音を検
出する騒音検出手段と、消音偏差を検出する消音偏差検
出手段と、前記騒音検出手段の出力及び前記消音偏差検
出手段の出力を受け、前記騒音と大きさが等しく、かつ
逆位相の音波を吸音ダクト内の所定の空間領域に向けて
音波発生手段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、前記騒
音検出手段及び/又は前記消音偏差検出手段は、複数の
騒音検出器及び/又は複数の消音偏差検出器で成り、該
複数の騒音検出器の平均出力及び/又は該複数の消音偏
差検出器の平均出力を前記消音信号発生装置に供給する
ようにしたことを特徴とする消音装置、によって解決さ
れる。
【0008】また以上の課題は、騒音を検出する騒音検
出手段と、消音偏差を検出する消音偏差検出手段と、前
記騒音検出手段の出力及び前記消音偏差検出手段の出力
を受け、前記騒音と大きさが等しく、かつ逆位相の音波
を吸音ダクト内の所定の空間領域に向けて音波発生手段
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、前記音波発生手段
は、並列に接続された複数の音波発生器で成り、該複数
の音波発生器に電力増幅器を介して前記消音信号を供給
するようにしたことを特徴とする消音装置、によって解
決される。
【0009】すなわち本発明は、騒音検出手段、消音偏
差検出手段及び音波発生手段のうち少なくとも一つを複
数設け、その中の一つが故障しても他で補うことができ
るようにしている。これにより、ANCの機能に支障を
来すのを防止することができると共に、特性のばらつき
が平均化され消音効果の向上および消音制御の安定性を
高めることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態によ
る消音装置について、図面を参照して説明する。
【0011】図1は、本発明の第1の実施の形態による
消音装置を示している。なお、図8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も
のとする。
【0012】本実施の形態は、騒音検出手段および消音
偏差検出手段はそれぞれ4個の騒音検出器8a、8b、
8c、8d及び消音偏差検出器5a、5b、5c、5d
で構成されている。これら騒音検出器8a〜8d及び消
音偏差検出器5a〜5dの出力は消音信号発生装置15
における演算増幅器2、4に供給されて平均出力x’、
e’が算出される。そして、これらの平均出力x’、
e’に基づいて従来の消音信号発生装置14(図8参
照)と同様に消音信号yが形成され、スピーカ6を駆動
するようになっている。なおスピーカ6は、従来の消音
装置におけるスピーカ36と同一の構成を有しており、
その詳細については後述する。
【0013】よって本実施の形態によれば、4つの騒音
検出器8a〜8d又は消音偏差検出器5a〜5dのいず
れかが故障したとしても、各検出器の出力の平均値をと
っているので残余の検出器の出力で補うことができ、従
来のように1個の検出器の故障で装置全体の機能が損な
われるのを防止することができる(なおこの場合、SN
比が低減するが、消音効果に大きな影響を及ぼすもので
はない)。また正常時においても騒音検出器8a〜8d
及び消音偏差検出器5a〜5dの個々の特性のばらつき
が平均化されるので、消音効果の向上、及びANC制御
の安定性を高めることができる。
【0014】図2は、本発明の第2の実施の形態による
消音装置を示しており、図1に対応する部分については
同一の符号を付している。
【0015】すなわち本実施の形態では、騒音検出手段
及び消音偏差検出手段を、それぞれ一つの騒音検出器8
及び消音偏差検出器5で構成すると共に、音波発生手段
を4つのスピーカ6a、6b、6c、6dで構成してい
る。そして、騒音検出器8の出力x及び消音偏差検出器
5の出力eが消音信号発生装置16に供給されて消音信
号yが算出されるようになっている。これらスピーカ6
a〜6dは同一の構成で並列に接続され、電力増幅器3
を介して消音信号yが供給されるようになっている。こ
れにより各スピーカ6a〜6dはすべて同一の音波、す
なわち騒音Pと大きさが等しく、かつ逆位相の音波を発
生するようになっている。
【0016】また、これら4つのスピーカ6a〜6dに
よって、消音音波を吸音ダクト1内の所定の空間領域A
に向けて発生するようになっている。すなわち従来、一
つのスピーカ36(図8参照)で上記空間領域A内に消
音音波を発生するようにしていたのを、本実施の形態で
は4つのスピーカ6a〜6dから発せられる消音音波を
合成して上記空間領域A内に消音音波を発生するように
している。
【0017】図4は、スピーカ6(6a〜6d)の詳細
を示している。側面に複数の開口26aが形成されたフ
レーム26の内部には振動板21が収容されており、振
動板21のエッジ部21aはフレーム26の縁部に固定
されている。振動板21は耐熱性のある樹脂でコーティ
ングされている。駆動部について説明すると、振動板2
1の下端部に同心的に固定され側周部にボイスコイル2
4が巻回された筒状のボビン27に対して、バックプレ
ート29と一体的に固定されたポールピース28が遊嵌
している。このポールピース28と同心的に所定の間隔
をおいて永久磁石31がフレーム26の底部に固定され
るトッププレート30とバックプレート29との間に固
定されている。
【0018】ボイスコイル24に交流電流を通電するこ
とにより発生する交番磁気吸引力を受け、振動板21が
図において上下方向に振動するようになっている。この
とき振動板21の下端部は、フレーム26の内面とボビ
ン27との間に配設されたアラミド繊維、カーボン繊維
あるいはガラス繊維等から成るスパイダー23によって
支持されながら、このスパイダー23のダンパ作用を受
けて振動板21が振動するようになっている。
【0019】しかしながら、消音音波の音圧を大きくす
べく、ボイスコイル24へ通電する電流値を高くしてい
くと、ある一定のレベルを越えたときスパイダー23の
有するばね定数に比例して音圧レベルが向上しなくな
り、却ってスパイダー23の作用が振動板21の振動を
阻害することになってしまう。すなわち、振動板21の
振幅が大きくなると振動系と変換系との非直線性による
ひずみが発生しやすくなる。
【0020】そこで本実施の形態によれば、音波発生手
段を4つのスピーカ6a〜6dで構成し各スピーカ6a
〜6dから発せられる消音音波の合成で大きな音圧レベ
ルを得るようにしているので、スピーカを一つで構成す
るよりも、ひずみ少なく大音圧を発生させることができ
る。また本実施の形態によれば、4つのスピーカ6a〜
6dのいずれかに、例えば駆動不能といった故障が発生
したとしても、残余のスピーカで所定の音圧レベルを得
るようにしているので、消音制御に支障を来すこともな
い。
【0021】図3は、本発明の第3の実施の形態による
消音装置を示しており、図1及び図2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。
【0022】すなわち本実施の形態は、上述した第1、
第2の実施の形態を組み合わせたもので、騒音検出手
段、消音偏差検出手段および音波発生手段を、それぞれ
4個の騒音検出器8a〜8d、消音偏差検出器5a〜5
dおよびスピーカ6a〜6dで構成している。騒音検出
器8a〜8aの各出力、及び消音偏差検出器5a〜5d
の各出力は消音信号発生装置17に供給され、それぞれ
の平均出力x’、e’に基づいて消音信号yが形成され
る。消音信号yは、電力増幅器3を介して各スピーカ6
a〜6dに供給され消音音波を発生する。本実施の形態
により、第1、第2の実施の形態双方の効果を同時に得
ることができる。
【0023】図5は、本発明の第4の実施の形態による
消音装置の要部を示している。すなわち本実施の形態で
は、4つのスピーカ6a〜6dと電力増幅器3との間
に、各スピーカ6a〜6dへの電流供給を遮断可能な遮
断装置50が設けられている。この遮断装置50は、各
スピーカ6a〜6dに対応する切換スイッチ51a、5
1b、51c、51d及び、ダミー抵抗53a、53
b、53c、53dを備えている。各スピーカ6a〜6
dにはスピーカ6a〜6dの駆動状態を検出するセンサ
52a、52b、52c、52dが取り付けられ、その
出力が異常検出回路53へ供給されるようになってい
る。
【0024】本実施の形態では各センサ52a〜52d
は電流センサとして構成されており、異常検出回路53
においてセンサ52a〜52dの出力(図において符号
Rで示す。)が所定の基準値(図において符号Sで示
す。)と比較され、当該信号Rが基準値Sと異なると
き、スピーカ6a〜6dの駆動状態が異常であると判断
するようにしている。例えばボイスコイル24(図4参
照)の断線によりスピーカ6aが駆動していないとき、
電流センサ52aには通常(正常時)よりも大きな電流
が流れるので、これにより異常と判断することができ
る。このとき、この異常検出回路53から遮断装置50
に信号を出力して、スピーカ6aに対応する切換スイッ
チ51aを図示するようにダミー抵抗53aに切り換
え、スピーカ6aへの電流供給を遮断するようにしてい
る。これにより、電力増幅器3の出力側の全体のインピ
ーダンスが変化するのを防止して、電力増幅器3に負担
をかけるのを防止することができる。
【0025】なお図示せずとも、電力増幅器3の入力側
には上述した第2の実施の形態または第3の実施の形態
と同様な消音信号発生装置16、17が構成されている
ものとする。また、騒音検出手段及び消音偏差検出手段
は、それぞれ単数又は複数個設けられているものとす
る。
【0026】以上、本発明の各実施の形態について説明
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。
【0027】例えば以上の実施の形態では、騒音検出手
段、消音偏差検出手段および音波発生手段をそれぞれ4
個の騒音検出器8a〜8d、消音偏差検出器5a〜5d
及びスピーカ6a〜6dで構成したが、勿論、その数を
更に増加してもよく、多ければ多いほど、より高い効果
が得られる。
【0028】また、以上の第2、第3の実施の形態で
は、一つの電力増幅器3を介してその出力側で並列に接
続された4個のスピーカ6a〜6dに消音信号yを供給
するようにしていたが、これに代えて図6に示すよう
に、各スピーカ6a〜6dに対してそれぞれ電力増幅器
58a、58b、58c、58dを設けるようにしても
よい。
【0029】また、騒音検出手段のみ又は消音偏差検出
手段のみを、複数の騒音検出器又は複数の消音偏差検出
器で構成するようにしてもよい。さらに、これら騒音検
出器、消音偏差検出器およびスピーカをそれぞれ同数で
構成する必要はなく、適宜変更し得るものである。
【0030】また以上の第4の実施の形態では、スピー
カ6a〜6dの駆動状態を検出するセンサ52a〜52
dを電流センサとして構成したが、これをスピーカ6a
〜6dに対して振動板21の振動方向が検出方向となる
ように取り付けられたストレインゲージで成る振動検出
器として構成し、この振動検出器の出力が基準範囲内に
ないとき遮断装置50の対応するスイッチ51a〜51
dを閉成するようにしてもよい。断線によりスピーカが
駆動しないとき、このスピーカに取り付けられた振動検
出器の出力はゼロであるので、このことからスピーカの
異常を検出することができる。
【0031】さらに以上の第2、第3の実施の形態で
は、4個スピーカ6a〜6dを騒音Pの流れる方向に沿
って直線的に吸音ダクト1の内壁面に配設するようにし
たが、図7に示すように5個のスピーカ56a、56
b、56c、56d、56eを吸音ダクト1に配設する
場合、各スピーカ56a〜56eがサイコロの5の目を
構成するように配設することも可能である。すなわち、
従来ひとつの音波発生器で吸音ダクト1内の所定の空間
領域Aに向けて消音音波を発生させるようにしていたの
を(図8参照)、複数個のスピーカで同じ空間領域Aに
向けて消音音波を発生させるように各スピーカをそれぞ
れ配設するようにすればよい。他方、騒音検出器や消音
偏差検出器は、吸音ダクト1の軸方向に対して垂直な面
内に配設するようにしてもよい。
【0032】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の請求項1に
係る消音装置によれば、騒音検出手段及び/又は消音偏
差検出手段を複数の騒音検出器及び/又は複数の消音偏
差検出器で構成すると共にこれらの平均出力を消音信号
発生装置に供給するようにしているので、そのうちいず
れかが故障、破損したとしても消音制御に支障を来すこ
とはなく、装置の信頼性を確保することができる。ま
た、検出器個々の特性のばらつきが平均化されるので、
消音効果および消音制御の安定性を向上させることがで
きる。
【0033】また本発明の請求項3に係る消音装置によ
れば、音波発生手段を並列接続した複数の音波発生器で
構成するようにしたので、音波発生器を一つで構成する
よりも大音圧をひずみ少なく発生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態による消音装置を示
す回路図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態による消音装置を示
す回路図である。
【図3】本発明の第3の実施の形態による消音装置を示
す回路図である。
【図4】音波発生手段としてのスピーカの拡大断面図で
ある。
【図5】本発明の第4の実施の形態による消音装置を示
す要部の回路図である。
【図6】本発明の変形例を示す要部の回路図である。
【図7】本発明の他の変形例を示す要部の平面図であ
る。
【図8】従来の消音装置を示す回路図である。
【符号の説明】
1 吸音ダクト 3 電力増幅器 5a 消音偏差検出器 5b 消音偏差検出器 5c 消音偏差検出器 5d 消音偏差検出器 6a スピーカ 6b スピーカ 6c スピーカ 6d スピーカ 8a 騒音検出器 8b 騒音検出器 8c 騒音検出器 8d 騒音検出器 15 消音信号発生装置 16 消音信号発生装置 17 消音信号発生装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G10K 11/16 G10K 11/16 B

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 騒音を検出する騒音検出手段と、消音偏
    差を検出する消音偏差検出手段と、前記騒音検出手段の
    出力及び前記消音偏差検出手段の出力を受け、前記騒音
    と大きさが等しく、かつ逆位相の音波を吸音ダクト内の
    所定の空間領域に向けて音波発生手段から発生させるた
    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、 前記騒音検出手段及び/又は前記消音偏差検出手段は、
    複数の騒音検出器及び/又は複数の消音偏差検出器で成
    り、該複数の騒音検出器の平均出力及び/又は該複数の
    消音偏差検出器の平均出力を前記消音信号発生装置に供
    給するようにしたことを特徴とする消音装置。
  2. 【請求項2】 前記音波発生手段は、並列に接続された
    複数の音波発生器で成り、該複数の音波発生器に電力増
    幅器を介して前記消音信号を供給するようにしたことを
    特徴とする請求項1に記載の消音装置。
  3. 【請求項3】 騒音を検出する騒音検出手段と、消音偏
    差を検出する消音偏差検出手段と、前記騒音検出手段の
    出力及び前記消音偏差検出手段の出力を受け、前記騒音
    と大きさが等しく、かつ逆位相の音波を吸音ダクト内の
    所定の空間領域に向けて音波発生手段から発生させるた
    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、 前記音波発生手段は、並列に接続された複数の音波発生
    器で成り、該複数の音波発生器に電力増幅器を介して前
    記消音信号を供給するようにしたことを特徴とする消音
    装置。
  4. 【請求項4】 前記複数の音波発生器と前記電力増幅器
    との間に、前記音波発生器の駆動状態を検出するセンサ
    と、該センサの出力に基づいて該音波発生器への電流の
    供給を遮断する遮断装置とを設けたことを特徴とする請
    求項2及び請求項3に記載の消音装置。
  5. 【請求項5】 前記センサは、電流センサであることを
    特徴とする請求項4に記載の消音装置。
  6. 【請求項6】 前記センサは、前記音波発生器の振動部
    に取り付けられた振動検出器で成ることを特徴とする請
    求項4に記載の消音装置。
JP9094995A 1997-03-27 1997-03-27 消音装置 Pending JPH10266385A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017223936A (ja) * 2016-06-13 2017-12-21 株式会社デンソー 騒音低減装置、騒音低減方法
WO2017217270A1 (ja) * 2016-06-13 2017-12-21 株式会社デンソー 騒音低減装置、騒音低減方法

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