JPH1039877A

JPH1039877A - 包囲型エンジンの騒音低減装置

Info

Publication number: JPH1039877A
Application number: JP8194429A
Authority: JP
Inventors: Kozo Nishikawa; 幸三西川; Hiroaki Itou; 浩晴伊藤
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1996-07-24
Filing date: 1996-07-24
Publication date: 1998-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成で包囲型エンジンの騒音を低減す
る。【解決手段】防音ケース２によって囲まれたエンジン
発電機にアクティブノイズコントロール（ＡＮＣ）によ
る騒音低減を行う場合において、排気側ダクト３３を設
け、その排気側ダクト３３内に冷却風の流れが風路の延
在方向と違う方向に流れることを抑制するための整流板
３６を設けることにより、排気側ダクト３３内の冷却風
の流れを均一化して、渦流、乱流の発生を防止する。こ
うすることにより、参照騒音マイク３７と残留騒音マイ
ク３８とのコヒーレンスを向上させることができ、騒音
低減性能を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は防音ケースなどの包
囲体によって囲まれたエンジンの騒音を低減する包囲型
エンジンの騒音低減装置に関する。

【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、以下、ＡＮＣと称する）が
実用化され、各方面で盛んに研究されている（特公表平
２−５０３２１９号、特開平３−２０４３５４号、特開
平４−３５０３１４号公報など）。

【０００３】例えば、上記ＡＮＣの一例として特開平４
−３５０３１４号に開示されたエンジン排気音低減装置
では、エンジン排気管の端部回りにリング状の大径部を
設け、その大径部内にスピーカを配設し、エンジン排気
管から放出される音とは逆位相の相殺音を発生させて騒
音を低減するものである。このＡＮＣ制御における参照
信号、残留信号の検出方法については記載がないが、エ
ンジン爆発音についてはクランク軸の回転信号を基準に
してある程度正確に予測できることから、比較的簡単に
騒音低減が可能になると思われる。

【０００４】一方、近年、環境に優しい製品の開発が要
望され、エンジン発電機などおいて、騒音を低減するた
めにエンジンを防音ケースに収容する形態のものが好ま
れるようになっている。上記環境問題の高まりを考慮す
ると、上記ＡＮＣを包囲型エンジンに適用して騒音を低
減することが考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エンジ
ン発電機などの包囲型エンジンの騒音は図１０に示すよ
うにクランクシャフトや冷却ファンシャフト等の回転数
に起因する基本周波数およびその高調波、ファンの風切
り音、包囲体の振動、マフラシャーシの透過騒音などで
構成され、複雑なスペクトルを有しているので、クラン
ク軸の回転信号のような基準周期信号を基にして、参照
信号を生成して相殺音を発生させることが難しい。この
場合は、参照騒音マイク、残留騒音マイクの間にラウド
スピーカを配設し、参照騒音マイクからの参照騒音信号
および、残留騒音マイクからの残留騒音信号に基づい
て、所定のＡＮＣアリゴリズムにより、残留騒音のエネ
ルギーが最小になるようにスピーカが発する相殺音を逐
次的に変えて行く方法を採用することになる。

【０００６】このような方法により包囲型エンジンにＡ
ＮＣを適用して騒音低減を行うためには、以下の（１）
（２）の課題を解決することが必要になる。（１）一般にエンジンの騒音の発生は理論的にも解明さ
れていない要素も大きく、また理論による予測と実際の
現象とが合致しないことが多いことも知られている。特
に包囲型エンジンの騒音源は上記のようにエンジンの騒
音、ファンの風切り音、マフラの透過騒音など多数存在
するので、ＡＮＣ技術を適用する場合にはダクトの構成
を最適化しないと、安価なマイクロプロセッサを用い
て、実用上、十分な騒音低減性能を確保することが難し
くなる。（２）包囲型エンジンは包囲体内部を冷却するために冷
却風を起こすことが必須である。包囲体内部を冷却する
には、冷却風を強力に送風することが好ましいが、冷却
ファンの冷却風を消音用ダクトにそのまま送風すると渦
流、乱流が発生し、その影響で参照騒音マイク、残留騒
音マイクが振動したり、渦流、乱流が発生することによ
る不規則な振動音が発生して、両方マイク間のコヒーレ
ンスの低下を招き、ＡＮＣによる騒音低減性能を向上さ
せることができない問題がある。

【０００７】

【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、簡単な安価な構成で実用上十分な騒音低減
性能を確保できる包囲型エンジンの騒音低減装置を提供
することを目的とする。本発明の他の目的は、比較的強
い冷却風を冷却ファンによって生成する包囲型エンジン
において、気流に影響を受けず高い騒音低減性能を発揮
できる包囲型エンジンの騒音低減装置を提供することが
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の包囲型エンジ
ンの騒音低減装置を、例えば図１，図６を参照して説明
すれば、包囲体２内にエンジン３を収容し、包囲体２の
所定箇所に少なくとも吸気口６と排気口５を設け、包囲
体２内の空気を換気するファン１２を設け、吸気口６か
ら外気を取り入れて排気口５から排気する包囲型エンジ
ンの騒音を低減するために少なくとも排気口５に連通す
る排気側ダクト３３が包囲体２周囲に形成され、排気口
５に近い騒音を検出する参照騒音マイク３７と、排気側
ダクト３３のダクト出口２１に近い騒音を検出する残留
騒音マイク３８と、排気側ダクト３３内に配設された相
殺音発生手段４１と、参照騒音信号および残留騒音信号
に基づいてダクト出口２１における騒音を打ち消す相殺
音を発生させるように相殺音発生手段４１を駆動するＡ
ＮＣ制御手段６５とを備え、排気側ダクト３３は、排気
口５を上側から覆うように設けられた傾斜板２２と、排
気側ダクト３３内を略垂直方向に区画する仕切板２３
と、排気口５のある包囲体２の壁面２ｂに取り付けら
れ、上壁１７に開口１８のある排風ダクトケース７と、
上壁１７で排風ダクトケース７と区画され開口１８で連
通するとともに略水平方向に延びる水平ダクト９とから
構成され、排気口５から出た冷却風が傾斜板２で囲まれ
た排気導風室３５、排風ダクトケース７の下部で形成さ
れる排気屈曲部２７、仕切板２３と排風ダクトケース７
で形成される排気側上昇風路２５、水平ダクト９内の水
平風路５５を経てダクト出口２１から排出されるように
構成され、排気側上昇風路２５の下部域に参照騒音マイ
ク３７を固定し、水平ダクト９のダクト出口２１近くに
残留騒音マイク３８を固定し、排風ダクトケース７の上
壁１７あるいは水平ダクト９の所定位置に相殺音発生手
段４１を設けたことを特徴とする。

【０００９】請求項２の包囲型エンジンの騒音低減装置
は、排気口５から吹き出した冷却風の流れを整流化する
ための整流手段３６を排気導風室３５、排気屈曲部２
７、排気側上昇風路２５の少なくとも一つを含む領域に
設けている。請求項３の包囲型エンジンの騒音低減装置
を、例えば図１，図６を参照して説明すれば、エンジン
３を包囲体２，７，８によって包囲し、包囲体２，７，
８の所定箇所に少なくとも冷却風入口５１と冷却風出口
２１を設け、包囲体２，７，８内の空気を換気するファ
ン１２を設けた包囲型エンジンにおいて、包囲体２，
７，８内の騒音を検出する参照騒音マイク３７と、冷却
風入口５１あるいは冷却風出口２１に近い騒音を検出す
る残留騒音マイク３８と、包囲体２，７，８内の所定位
置に配設された相殺音発生手段４１と、参照騒音信号お
よび残留騒音信号に基づいて冷却風入口５１あるいは冷
却風出口２１における騒音を打ち消す相殺音を発生させ
るように相殺音発生手段４１を駆動するＡＮＣ制御手段
６５と、包囲体２，７，８内に構成され相殺音が発散さ
れる消音空間と、消音空間へ流れる冷却風を整流するた
めの整流手段３６とを設けたことを特徴とする。

【００１０】

【発明の作用】請求項１の包囲型エンジンの騒音低減装
置においては、包囲体２内の騒音は参照騒音マイク３７
により検出され、参照騒音マイク３７からの参照騒音信
号、および残留騒音マイク３８からの残留騒音信号に基
づいてＡＮＣ制御手段６５のＡＮＣ制御により、相殺音
発生手段４１から騒音と逆位相、同振幅の相殺音が発生
され、ダクト出口２１の騒音を低減する。このＡＮＣ消
音動作において、排気側ダクト３３内に傾斜板２２と仕
切板２３を設けることによって、排気側ダクト３３は排
気導風室３５、排気屈曲部２７、排気側上昇風路２５を
備えることになり、ファン１２によって排気側ダクト３
３内に放出された冷却風は傾斜板２２によって排気屈曲
部２７に導かれ、一旦は冷却風は下降してから排気屈曲
部２７で上方に曲げられた後、排気側上昇風路２５を下
から上へ流れ、さらに水平ダクト９において水平方向に
方向を変えた後、ダクト出口２１から排出されることに
なる。

【００１１】ここで、傾斜板２２と仕切板２３によっ
て、エンジン騒音、マフラの透過騒音、ファンの風切り
音が混在化して、あたかも１つの音源から出た騒音のよ
うにすることができ、排気側上昇風路２５の下部位置に
おいてその混在化した騒音を参照騒音マイク３７により
検出することができる。つまり、包囲型エンジンにおい
て、複数の音源が配置箇所を変えて存在する場合にＡＮ
Ｃ制御を適用することは制御的に難しいが、本発明によ
れば、包囲型エンジンの騒音、ダクト構成を極めて単純
化することができ、ＡＮＣ制御における騒音低減性能を
高めることができる。さらに、一度下方に冷却風を向け
ることにより、排気側上昇風路２５から水平風路５５ま
での長さを消音用ダクトとすることができ、参照騒音マ
イク３７から相殺音発生手段４１までの距離を大きくす
ることができるので、適応デジタルフィルタの演算時間
を十分に取ることができ、比較的演算速度の小さいプロ
セッサ（ＤＳＰなど）を使用することができる利点があ
る。また、この排気側ダクト３３の構成にすると、参照
騒音マイク３７と残留騒音マイク３８との相関性が高ま
るという利点がある。

【００１２】請求項２の包囲型エンジンの騒音低減装置
であれば、整流手段３６を排気導風室３５、排気屈曲部
２７、排気側上昇風路２５の少なくとも一つを含む領域
に設けているので、排気口５から吹き出した冷却風が排
気導風室３５、排気屈曲部２７、排気側上昇風路２５に
流れる場合に、屈曲して冷却風が乱れやすい部分におい
て冷却風を整流化することができるので、渦流、乱流の
発生を抑制し、参照騒音マイク３７と残留騒音マイク３
８とのコヒーレンスを向上させることができ、結果とし
て騒音の低減の効果を高めることができる。

【００１３】請求項３の包囲型エンジンの騒音低減装置
によれば、参照騒音検出マイク３７で包囲体２内の騒音
を検出し、残留騒音検出マイク３８が冷却風入口５１あ
るいは冷却風出口２１に近い騒音を検出する。そして、
ＡＮＣ制御手段６５が参照騒音信号および残留騒音信号
に基づいて冷却風入口５１あるいは冷却風出口２１にお
ける騒音を打ち消す相殺音を発生させるように相殺音発
生手段４１を駆動し、消音空間へ相殺音を発生させる。
このように構成することにより、包囲体２，７，８内部
の騒音を吸気側の冷却風入口５１あるいは排気側の冷却
風出口２１において消音することができる。また、消音
空間へ流れる冷却風を整流するための整流手段３６を設
けたことにより、冷却風の流れの乱れを抑制することが
でき、参照騒音マイク３７と残留騒音マイク３８とのコ
ヒーレンスを向上させることができ、騒音の低減の効果
を高めることができる。

【００１４】

【発明の効果】上記作用において説明したように、請求
項１の発明によれば、以下の特有の効果を奏する。（イ）包囲型エンジンの騒音、ダクト構成を極めて単純
化することができ、ＡＮＣ制御における騒音低減性能を
高めることができるとともに、適応デジタルフィルタの
演算時間を十分に取ることができ、安価汎用のプロセッ
サでも適用できるので、ＡＮＣ騒音低減装置を安価に構
成できるという利点がある。（ロ）実機を用いた実験では排気側ダクトを請求項１の
構成にすると、参照騒音マイクと残留騒音マイクとのコ
ヒーレンス（相関性）を高めることができる。請求項２
の発明によれば、屈曲して冷却風が乱れやすい部分にお
いて冷却風を整流化することができるので、渦流、乱流
の発生を抑制し、参照騒音マイクと残留騒音マイクとの
コヒーレンスを向上させることができ、結果として騒音
の低減の効果を高めることができるという特有の効果を
奏する。

【００１５】請求項３の発明によれば、消音空間へ流れ
る冷却風を整流するための整流手段とを設けたことによ
り、吸気側で消音する構成あるいは排気側で消音する構
成にかかわらず、参照騒音マイクと残留騒音マイクとの
コヒーレンスを向上させることができ、騒音の低減の効
果を高めることができるという特有の効果を奏する。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の第１実施形態を
示す図であり、図１は包囲型エンジン発電機の構成を示
す概略縦断面図、図２（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ包囲型エ
ンジン発電機の外観斜視図、図３（Ａ）は水平ダクトを
外した状態の排風ダクトケースの平面図、図３（Ｂ）は
排風ダクトケースの一部切欠斜視図である。

【００１７】この包囲型エンジン発電機は、図１，図２
に示すように直方体形状のフレームに６つの防音壁を取
り付けることにより構成された防音ケース２の内部に、
図１中右側にディーゼルエンジン３を配設するととも
に、図１中左側にエンジン発電機４を配設してある。防
音ケース２の右側防音壁２ｂの略中央位置に排出口５を
開口し、左側防音壁２ｃの下部位置に吸気口６を開口し
ている。また、排出口５を覆うように排風ダクトケース
７が設けられ、吸気口６を覆うように吸風ダクトケース
８が設けられている。防音ケース２の内壁、吸風ダクト
ケース８、排風ダクトケース７、後述する水平ダクト９
の内壁には一面に主に中波長、高波長域の騒音が外部に
漏れることを防止する消音材１０が張り付けられてい
る。このような消音材１０としてはグラスウール、硬質
スポンジなどの軽量かつ安価な公知の消音材が単独また
は組み合わせて使用される。なお、図３（Ｂ）において
は簡便のため消音材１０は略して描いている。

【００１８】排出口５に臨む防音ケース２内にはラジエ
ータ１１が配設されており、ラジエータ１１に近接して
ラジエータファン１２が設けられファンベルト１３によ
りクランク軸と連動駆動されるように構成されている。
ラジエータファン１２によって生成された冷却風はラジ
エータ１１を冷却した後、排気口５から排風ダクトケー
ス７内に放出されるようになっている。防音ケース２内
のエンジンの上方にはエアクリーナ１４とマフラ１５が
設けられている。マフラ１５はエンジン３の排気管の音
を消音した後、排気ガス放出管１６を介して防音ケース
２外に排気ガスを放出する。

【００１９】前記したように防音ケース２の右側壁２ｂ
には、上壁１７に所定大きさの開口１８を有する略長方
形椀状の排風ダクトケース７が取り付けられ、その開口
１８を覆うように水平ダクト９が排風ダクトケース上壁
１７に水平方向に取り付けられている。水平ダクト９は
扇状の図２に示すように一対の側壁１９と１／４円筒面
状の曲面壁２０を有するダクトであり、ダクト口２１の
方向は、図２（Ａ）に示すように吸風ダクトケース８の
方向を向く場合と、図２（Ｂ）に示すように吸風ダクト
ケース８と反対方向を向く場合とを選択できるように構
成している。また、図１に示すように排風ダクトケース
７内には、右側防音壁２ｂの排出口５を上側から覆うよ
うに傾けて配設した傾斜板２２と略鉛直方向に延びる仕
切板２３を設けている。傾斜板２２、仕切板２３は図３
（Ｂ）に示すように排風ダクトケース７の両側壁２４に
隙間なく固設連結して、排風ダクトケース７内を略Ｊ状
の風路に区画するようにしている。仕切板２３の上部は
排風ダクトケース７の上壁１７と接続され、排風ダクト
ケース７内に排気側上昇風路２５を形成している。傾斜
板２２を排出口５を覆うように取り付けることにより、
排気口５から出た冷却風は、一旦、斜め下方に導風され
た排風口２６（図３（Ｂ）参照）から排気屈曲部２７に
導かれた後、排気側上昇風路２５を下方から上方へ流れ
ることになる。

【００２０】図１に示すように右側防音壁２ｂと排風ダ
クトケース７の下壁２８とを連結する部分は略１／４円
筒状の曲面壁２９とされ、排風ダクトケース７の下壁２
８と右壁３０をつなぐ角部も同様の曲面壁３１とされ、
水平ダクト９も曲面壁２０を備えている。さらに、傾斜
板２２と仕切板２３の連結部も曲面状に面取りされてい
る。このように排風ダクトケース７内の風路の接続部を
曲面形状にするのは、冷却風の流れを円滑にすることに
より、渦流、乱流の発生を防止するとともにＡＮＣ制御
上問題となる不規則な振動を抑制するためである。ま
た、排気側ダクト３３である傾斜板２２、仕切板２３の
表面、排風ダクトケース７の内側面、水平ダクト９の内
側面は全て吸音材１０が張り付けられ、排気側ダクト３
３から騒音が漏れることを防止するようにしている。

【００２１】さらにこの実施例では、排気口５から吹き
出した冷却風が、傾斜板２２で囲まれた排気導風室３
５、排気屈曲部２７、排気側上昇風路２５の少なくとも
一つを含む領域において、冷却風の流れが風路の延在方
向と違う方向に流れることを抑制するための整流板３６
が設けられている。整流板３６は図３（Ｂ）に示すよう
に表面に消音材（図３（Ｂ）においては省略）を張り付
けた略樋状の板材から構成され、排気導風室３５、排気
屈曲部２７に流れる冷却風を２つに分流して、排気側上
昇風路２５の下部域において合流するように構成してい
る。

【００２２】また、図１、図３（Ｂ）に示すように排気
側上昇風路２５に面した仕切板２３の下側所定位置には
張り付けられた消音材１０中に参照騒音マイク３７が埋
め込まれており、消音材１０を介して騒音を検出するよ
うになっている。したがって参照騒音マイク３７には冷
却風は当たらず冷却風が当たることによる振動、騒音の
発生を防止することができる。また、残留騒音マイク３
８は消音材１０によって覆われているとともに、水平ダ
クト９のダクト口２１の上側壁部分３９にマイク集音面
をダクト内周面に平行かつ内周面と同一面内に向けて配
設されており、冷却風がマイク本体が当たらないように
取り付けられている。なお、必要に応じて残留騒音マイ
ク３８も参照騒音マイク３７と同様に水平ダクト９の消
音材１０中に埋め込んでもよい。

【００２３】排風ダクトケース７の上壁１７には図１，
図３（Ｂ）に示すように水平ダクト９のダクト口２１の
位置および大きさを規制する四角形状の遮蔽板４０が設
けられ、遮蔽板４０に隠れる状態で排風ダクトケース７
の側壁２４，２４に当接した状態で一対のラウドスピー
カ４１が対向して設けられている。各ラウドスピーカ４
１は図３（Ｂ）に示すようにスピーカ面４１ａがダクト
口２１中心側に傾斜して設けられ、水平ダクト９内の消
音空間内にスピーカ音を供給できるようにしている。ラ
ウドスピーカ４１の配設位置を排風ダクトケース７の上
壁１７上にして、ラウドスピーカ４１を傾斜して設けた
のは、排気側上昇風路２５を上がって来た冷却風がスピ
ーカ端面に衝突して冷却風の乱流を引き起こすことを防
止するためである。また、仕切板２３の消音材１０から
遮蔽板４０の上部に至る面の凹凸がなくなり、滑らかな
曲面となり、その曲面の一部としてスピーカ面４１ａが
配置されるように構成することが好ましいからである。
なお、ラウドスピーカ４１のスピーカ面４１ａを消音材
１０で覆ってもよい。

【００２４】ＡＮＣ騒音低減装置は、参照騒音マイク３
７と、ラウドスピーカ４１と、残留騒音マイク３８と、
ＡＮＣコントローラ（図示せず）とから構成されてい
る。なお、ＡＮＣコントローラの詳細構成については後
述する。また、図１に示すようにエンジン３と発電機４
は防音ケース２の底壁２ｄに敷設された制振部材４２に
公知の防振受具４３を設け、エンジン３と発電機４の振
動を押さえるとともに、その振動が防音ケース２の各壁
および排風ダクトケース７に伝わることを抑制するよう
にしている。防音ケース２内の左側上部域にはエンジン
発電機４を制御する制御機器４４が設けられ制御機器４
４の後側に燃料タンク（図示せず）が配設されている。

【００２５】左側防音壁２ｃに設けられた吸風ダクトケ
ース８は、下部に曲面壁を備えた導風板４６を吸気口６
を下側から覆うように取り付け、その導風板４６を下側
が開口した略長方形椀状椀状の吸風ダクトケース８で収
容するように覆うことにより、略逆Ｕ字状の吸気風路を
形成するようにしている。吸気口６には発電機４内部の
吸い込みファン４８が近くに位置するように配設され、
発電機４の吸い込み口４９から吸い込んだ冷却風をエン
ジン配設側に設けられた吹き出し口５０より排出するこ
とにより発電機４内部を冷却するようにしている。

【００２６】上記構成のエンジン発電機の騒音低減装置
の作用について説明する。エンジン発電機４のエンジン
３が運転され、発電が開始されると、エンジン３のクラ
ンク軸に連動するラジエータファン１２が駆動する。ラ
ジエータファン１２の駆動により防音ケース２内が負圧
となり、吸風ダクトケース８のダクト入口５１から吸入
された外気は、吸風ダクトケース８内の吸気側上昇風路
５２、吸気折曲部５３、吸気導風室５４を経て、吸気口
６から防音ケース２内に導かれる。防音ケース２を流れ
た冷却風は、発電機４およびエンジン３を冷却した後、
排気口５から排風ダクトケース７内の排気導風室３５に
放出され、整流板３６で２つの冷却風の流れになった
後、排気屈曲部２７を経て、排気側上昇風路２５下部で
合流して上方へ流れ、開口１８、水平ダクト９の水平風
路５５を経てダクト出口２１から排風される（図中矢印
Ｈ参照）。

【００２７】エンジン３の運転が始まると、ＡＮＣコン
トローラは参照騒音マイク３７により、排気側上昇風路
２５下部の参照騒音を吸音材１０を介して検出し、その
参照騒音信号とダクト出口２１に配設された残留騒音マ
イク３８の残留騒音信号に基づいて、ダクト出口２１の
騒音が最小になるように、ラウドスピーカ４１を駆動し
て相殺音を発生させる。この一連のＡＮＣ制御におい
て、ＡＮＣ制御による消音作用を行うダクトを流れる冷
却風は、ダクト内において速度が均一であり渦流、乱流
のない層流状態となるのが最も好ましい。しかしなが
ら、この実施例の排気側ダクト３３の構成では、ＡＮＣ
制御の演算時間を確保するために参照騒音マイク３７と
ラウドスピーカ４１の距離を長くするのが好ましく、ま
た、排気側ダクト３３を長くすることによりダクト出口
２１から出る騒音レベルを低減できるため、ダクト内の
風路は排気屈曲部２７において大きく蛇行した構成とな
っている。

【００２８】このように蛇行したダクト構成で整流板３
６を設けない構成であると、図４（Ａ）に示すように換
気ファンであるラジエータファン１２によって強く吹き
出された冷却風の大部分は傾斜板２２によって白抜き矢
印５６の方向に制御されるので、図４（Ａ）に示すよう
に排気側上昇風路２５の右側の曲面壁３１に衝突して左
右に分流する流れ５７を生じさせる。このような分流５
７の発生は排風ダクトケース７内において渦流を発生さ
せ、参照騒音マイク３７が不規則な雑音を集音する原因
になる。また、傾斜板２２によって反射された冷却風の
一部は矢印方向の流れ５８となって排気屈曲部２７域に
おいて不規則な乱流、渦流を発生させる原因となる。

【００２９】これに対し、図４（Ｂ）に示すように整流
板３６を設けた構成では排気導風室３５内で冷却風が２
つの白抜き矢印５９で示されるように２つの冷却風に分
流され、内側の冷却流れは内側風路６０に沿って流れる
とともに、外側の冷却流れは外側風路６１に沿って流れ
ることになり、冷却風の流れる方向が排風ダクトケース
７内の風路の形状に対応して流れることになる。また、
傾斜板２２で反射した流れも整流板３６で規制されるの
で、図４（Ａ）に示すように風路を横切るような大きな
流れ５８とはなりにくい。したがって参照騒音マイク３
７で検出される参照騒音信号も渦流にともなう不規則な
騒音の影響を少なくすることができる。

【００３０】また、図５に示すような本実施例の排気屈
曲部２７の曲がりよりも小さい９０゜曲がった形のダク
トで考えても、図５（Ｂ）に示す整流板３６を設けた構
成であると、整流板３６で分割された内側風路６０、外
側風路６１毎に風速分布７１，７２が対称形になること
により、ダクト全体としては内側壁周辺と外側壁周辺と
の風速分布がほぼ均一化されるのに対して、図５（Ａ）
に示すように整流板を設けない構成であると、ダクトの
入口寄り位置６２で対称形であった風速分布７３が、屈
曲部位置６３においてはダクト外側壁周辺の風速が大き
くなった風速分布７４となり、出口寄り位置６４におい
ては内側壁周辺域の風速と出口側の風速との差がさらに
大きくなった風速分布７５となってしまうため、渦流な
どが生じやすく、ダクト内の騒音、振動が大きくなり、
結果として参照騒音マイクと残留騒音マイクとのコヒー
レンス（相関性）が低下することになる。このように、
整流板３６を設けることにより、冷却風が強いことによ
る悪影響を抑制できる利点がある。

【００３１】次に本発明に適用できるＡＮＣコントロー
ラの構成の一例について説明する。なお、本発明に適用
できるＡＮＣコントローラの回路構成、ＡＮＣアルゴリ
ズムは図６に示す構成に限られるものでない。図６は前
記実施形態に使用されるＡＮＣコントローラの概略構成
を示すブロック図である。図６においてＡＮＣコントロ
ーラ６５は大別すると、加算器１１７、補償用デジタル
フィルタ１１８、補償用デジタルフィルタ１１９、適応
テジタルフィルタ１２０、ＬＭＳ制御部１２１とから構
成されている。参照騒音マイク３７から検出された騒音
は、図示しないＡ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換
された後、加算器１１７に加えられる。加算器１１７に
は補償用デジタルフィルタ１１８からの出力信号も加え
られており、加算器１１７はこれらの入力信号を加算
し、その加算した参照騒音信号Ｘ_nを補償用デジタルフ
ィルタ１１９および適応デジタルフィルタ１２０に出力
する。また、適応デジタルフィルタ１２０の出力信号Ｙ
_nがラウドスピーカ４１の駆動信号となる。

【００３２】なお、補償用デジタルフィルタ１１８はラ
ウドスピーカ４１と参照騒音マイク３７間の電気音響特
性＜Ｂ＞を補償するフィルタであり、補償用デジタルフ
ィルタ１１９はラウドスピーカ４１と残留騒音マイク３
８間の電気音響特性＜Ｃ＞を補償するフィルタである。
ＬＭＳ制御部１２１は、ラウドスピーカ４１から出され
た相殺音が包囲型エンジンの騒音を低減するように、上
記参照入力信号Ｘ_nと残留騒音マイクからの残留騒音信
号ｅ_nとに基づいて残留騒音信号ｅ_nが最小となるように
適応デジタルフィルタ１２０のフィルタ係数を更新す
る。残留騒音信号ｅ_nが最小となるように、適応デジタ
ルフィルタ１２０のフィルタ係数を最適値にする方法と
しては、例えば、Ｂ．Ｗｉｄｒｏｗらが提案した「Ｆｉ
ｌｔｅｒｅｄ−ｘＬＭＳアルゴリズム」が周知である。

【００３３】このアルゴリズムでは、例えば下記(1)式
により適応デジタルフィルタ１２０のフィルタ係数を再
帰的に更新する。Ｗ_n+1＝Ｗ_n＋２μｅ_n・Ｘ_n ……(1) 但し、Ｗ_n：適応デジタルフィルタ係数（Ｗ［０］，Ｗ
［１］，…，Ｗ［Ｌ−１］）Ｘ_n：参照騒音信号（Ｘ［ｎ］，Ｘ［ｎ−１］，…，Ｘ
［ｎ−Ｌ］）ｅ_n：残留騒音信号ｎ：離散時間 μ：収束係数Ｌ：フィルタ次数である。

【００３４】

【第２実施形態】図７はこの発明の第２実施形態を説明
するための図であり、排気側ダクトの縦断面図である。
この第２実施形態が前記第１実施形態に対して特徴的な
点は、第１に傾斜板２２の傾斜を直線的なものから円筒
面に近いものに変えた点と、第２に傾斜板２２の傾斜の
変化に対応させて整流板３６の形状を排気導風室３５を
上下に２分するような口先部６６を有するものに構成し
た点と、第３にラウドスピーカ４１のスピーカ面４１ａ
を消音材１０で覆った点である。この実施形態において
もラジエータファン１２から吹き出す冷却風を排気導風
室３５内で２分して、それぞれ内側風路６０、外側風路
６１を流れることになるので、各風路内における渦流、
乱流の発生を抑制することができる。また、ラウドスピ
ーカ１２のスピーカ面４１ａを消音材１０で覆ったこと
により、仕切板２３から排風ダクトケース７の上壁１７
に至る排気側上昇風路２５と水平風路５５の接続が円滑
になり、消音空間での気流の流れを少なくすることがで
きる。

【００３５】

【第３実施形態】図８（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ、この
発明の第３実施形態を説明するための図である。図８
（Ａ）〜（Ｃ）は水平ダクト９内のラウドスピーカ４１
の配置を変更した実施形態であり、図８（Ｄ）は水平ダ
クト９を防音ケース２の上壁２ｅに達する位置まで延長
した実施形態である。図８（Ａ）はスピーカ面４１ａを
ダクト出口２１側に向けて配設した構成である。図８
（Ｂ）はラウドスピーカ４１を水平ダクト９の扇状側壁
１９に埋め込み、スピーカ面４１ａを水平風路５５内に
向けた構成である。図８（Ｃ）はラウドスピーカ４１を
ダクト出口２１に対向する水平ダクト９の壁面に埋め込
み、スピーカ面４１ａをダクト出口２１に向けて配設し
た構成である。図８（Ｂ）（Ｃ）の構成では、ラウドス
ピーカ４１のスピーカ面４１ａは風路の周壁面に略一致
するように設けられているので、排気側上昇風路２５を
流れてきた冷却風の流れを乱すことがなくなり、ＡＮＣ
の騒音低減性能を向上させることができる。

【００３６】図８（Ａ）の構成では、スピーカ面４１ａ
と反対側の部分が水平風路５５の一部を構成し、その部
分を消音材１０で覆っているので、ラウドスピーカ４１
自体が水平風路５５内に突出することはなく、この場合
も良好な消音性能を発揮できる。図８（Ｄ）の構成では
ダクト出口２１側から、残留騒音マイク３８、ラウドス
ピーカ４１、参照騒音マイク３７の全てを消音材１０中
に埋め込んだ構成となっているので、残留騒音マイク３
８、ラウドスピーカ４１、参照騒音マイク３７の存在に
より気流の流れが乱れ、マイク３７，３８間のコヒーレ
ンスが低下したりすることがない。また、排気側上昇風
路２５から水平風路５５に至る風路を滑らかな曲線状の
ダクトとすることができ、ダクトを延長することによる
騒音低減効果が期待できる。

【００３７】

【実施例】ＡＮＣアルゴリズムとして上記(1)式に示し
たＬＭＳ法を採用し、１６bitＡ／Ｄ変換器、１４bitＤ
／Ａ変換器を用い、サンプリング周波数ｆｓ＝２．５ｋ
Ｈｚ，高域遮断周波数はｆｃ＝１．０ｋＨｚで、マイ
ク、スピーカは市販レベルのものを使用し、図１、図２
（Ａ）に示す構成を採用した実機での実験では、内壁に
内装される吸音材１０とＡＮＣ制御を組み合わせた本実
施形態の構成により、エンジン発電機から１ｍ離れた距
離での正面側、裏面側、吸気側、排気側の４つの騒音検
出位置での平均騒音レベルを７５．０ｄＢ（Ａ）に低減
できることを確認した。なお、消音材１０およびＡＮＣ
の対策がない状態での平均騒音レベルは８５ｄＢ（Ａ）
であった。この７５．０ｄＢ（Ａ）という平均騒音レベ
ルは、建設省が１９８３年に制度化した、低騒音型建設
機械の騒音値（機械から７ｍ離れた位置の４方向のエネ
ルギー平均）への換算値では６３．３ｄＢ（Ａ）に相当
し、７５馬力未満のエンジン発電機では超低騒音型の分
類に入る静かなものである。

【００３８】図９はダクト出口近くで測定した騒音にお
いて、０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの周波域においてＡＮＣ制
御を行う前の騒音スペクトル６７と、ＡＮＣ制御を行っ
た後の騒音スペクトル６８を比較した図であり、縦軸に
騒音レベル（ｄＢ）、横軸に周波数（Ｈｚ）を取ってい
る。図９から分かるようにエンジン回転数，ファンの羽
根数、ファンの回転数によって決定されるファンの風切
り音などのピーク音６９が良く低減できているととも
に、特に０〜５００Ｈｚまでの騒音低減を達成でき、腹
に響くような不快な騒音を低減できていることが分か
る。この発明は上記実施形態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
施形態を説明する。

【００３９】（１）前記実施形態では、排気側ダクト３
３にのみＡＮＣによって騒音低減を行った実施例を説明
したが、例えば、吸気側ダクトにおいてもＡＮＣによる
騒音対策を行うことも可能である。この場合は、吸風ダ
クトケース８内の所定箇所に参照騒音マイク３７、ラウ
ドスピーカ４１、残留騒音マイク３８をそれぞれ設置す
ればよい。但し、吸気口６から外気を取り入れて排気口
５から排気する構成では、エンジンやファンの風切り音
は風の流れに乗るので、排気口５の方が吸気口６よりも
大きい。したがって、排気口５側にのみＡＮＣによる騒
音低減装置を設け、吸気口６側には吸気側ダクトのみを
設ける構成でも、充分な消音効果を達成することができ
る。（２）前記実施形態では、排気側ダクト３３の形状を排
風ダクトケース７、水平ダクト９の組み合わせで構成し
たが、排風ダクトケース７と水平ダクト９を一体化した
排気側ダクトを構成してもよい。

【００４０】（３）前記実施形態の整流板３６は排風ダ
クトケース７内を上下方向（図３（Ｂ）においてＵ方
向，Ｄ方向）に２分する略樋状のものを採用したが、幅
方向（図３（Ｂ）においてＲ方向，Ｌ方向）に複数分割
するように設けてもよい。包囲型エンジンの内部を換気
する換気ファンの冷却風は幅方向においても風量，風速
は均一でなく、幅方向においても風速分布は異なってい
るので、換気ファンの風速分布および排気側ダクトの構
成に対応して、排気側ダクト内の渦流、乱流の発生を抑
制するような形状の整流板を設ければよい。（４）なお、ダクト内に渦流、乱流の発生を抑制する整
流板３６を設けることは参照騒音マイクと残留騒音マイ
クとのコヒーレンスを向上させる効果があるので、前記
実施形態で説明した排気側ダクト３３の形状に限らず、
包囲型エンジンに使用されるＡＮＣ騒音低減装置用の消
音用ダクトに適用できることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は包囲型エンジン発電機の騒音低減装置の
構成を示す概略縦断面図である。

【図２】図２（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ包囲型エンジン発
電機の外観斜視図である。

【図３】図３（Ａ）は水平ダクトを外した状態の排風ダ
クトケースの平面図、図３（Ｂ）は排風ダクトケースの
一部切欠斜視図である。

【図４】図４（Ａ）は整流板のない排気側ダクトの構成
図、図４（Ｂ）は整流板のある排気側ダクトの構成図で
ある。

【図５】図５（Ａ）は整流板のないダクトの風速分布の
図、図５（Ｂ）は整流板のあるダクトの風速分布の図で
ある。

【図６】本実施形態におけるＡＮＣコントローラの一例
を示す構成図である。

【図７】本発明の第２実施形態の構成を説明するための
排気側ダクトの縦断面図である。

【図８】図８（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ本発明の第３実
施形態の構成を説明するための図である。

【図９】図９は騒音対策前の騒音スペクトルと騒音対策
後の騒音スペクトルを比較するための図である。

【図１０】図１０は包囲型エンジンの騒音スペクトル特
性の一例を示す図である。

【符号の説明】

２…防音ケース、２ｂ…右側防音壁、３…ディーゼルエ
ンジン、５…排出口、６…吸気口、７…排風ダクトケー
ス、８…吸風ダクトケース、９…水平ダクト、１２…ラ
ジエータファン、１７…上壁、１８…開口、２１…ダク
ト出口、２２…傾斜板、２３…仕切板、２５…排気側上
昇風路、２７…排気屈曲部、３３…排気側ダクト、３５
…排気導風室、３６…整流板、３７…参照騒音マイク、
３８…残留騒音マイク、４１…ラウドスピーカ、５１…
ダクト入口、５５…水平風路、６５…ＡＮＣコントロー
ラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ１０Ｋ 11/16 Ｇ１０Ｋ 11/16 ＢＧ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】包囲体(２)内にエンジン(３)を収容し、
包囲体(２)の所定箇所に少なくとも吸気口(６)と排気口
(５)を設け、包囲体(２)内の空気を換気するファン(１
２)を設け、吸気口(６)から外気を取り入れて排気口
(５)から排気する包囲型エンジンの騒音を低減するため
に少なくとも排気口(５)に連通する排気側ダクト(３３)
が包囲体(２)周囲に形成され、排気口(５)に近い騒音を
検出する参照騒音マイク(３７)と、排気側ダクト(３３)
のダクト出口(２１)に近い騒音を検出する残留騒音マイ
ク(３８)と、排気側ダクト(３３)内に配設された相殺音
発生手段(４１)と、参照騒音信号および残留騒音信号に
基づいてダクト出口(２１)における騒音を打ち消す相殺
音を発生させるように相殺音発生手段(４１)を駆動する
ＡＮＣ制御手段(６５)とを備え、排気側ダクト(３３)は、排気口(５)を上側から覆うよう
に設けられた傾斜板(２２)と、排気側ダクト(３３)内を
略垂直方向に区画する仕切板(２３)と、排気口(５)のあ
る包囲体(２)の壁面(２ｂ)に取り付けられ、上壁(１７)
に開口(１８)のある排風ダクトケース(７)と、上壁(１
７)で排風ダクトケース(７)と区画され開口(１８)で連
通するとともに略水平方向に延びる水平ダクト(９)とか
ら構成され、排気口(５)から出た冷却風が傾斜板(２)で
囲まれた排気導風室(３５)、排風ダクトケース(７)の下
部で形成される排気屈曲部(２７)、仕切板(２３)と排風
ダクトケース(７)で形成される排気側上昇風路(２５)、
水平ダクト(９)内の水平風路(５５)を経てダクト出口
(２１)から排出されるように構成され、排気側上昇風路(２５)の下部域に参照騒音マイク(３７)
を固定し、水平ダクト(９)のダクト出口(２１)近くに残
留騒音マイク(３８)を固定し、排風ダクトケース(７)の
上壁(１７)あるいは水平ダクト(９)の所定位置に相殺音
発生手段(４１)を設けたことを特徴とする包囲型エンジ
ンの騒音低減装置。
【請求項２】排気口(５)から吹き出した冷却風の流れ
を整流化するための整流手段(３６)を排気導風室(３
５)、排気屈曲部(２７)、排気側上昇風路(２５)の少な
くとも一つを含む領域に設けている請求項１に記載の包
囲型エンジンの騒音低減装置。
【請求項３】エンジン(３)を包囲体(２，７，８)によ
って包囲し、包囲体(２，７，８)の所定箇所に少なくと
も冷却風入口(５１)と冷却風出口(２１)を設け、包囲体
(２，７，８)内の空気を換気するファン(１２)を設けた
包囲型エンジンにおいて、包囲体(２，７，８)内の騒音を検出する参照騒音マイク
(３７)と、冷却風入口(５１)あるいは冷却風出口(２１)
に近い騒音を検出する残留騒音マイク(３８)と、包囲体
(２，７，８)内の所定位置に配設された相殺音発生手段
(４１)と、参照騒音信号および残留騒音信号に基づいて
冷却風入口(５１)あるいは冷却風出口(２１)における騒
音を打ち消す相殺音を発生させるように相殺音発生手段
(４１)を駆動するＡＮＣ制御手段(６５)と、包囲体
(２，７，８)内に構成され相殺音が発散される消音空間
と、消音空間へ流れる冷却風を整流するための整流手段
(３６)とを設けたことを特徴とする包囲型エンジンの騒
音低減装置。