JPS59114597A - 密閉構造体内の騒音の能動減衰装置 - Google Patents

密閉構造体内の騒音の能動減衰装置

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JPS59114597A JP58233798A JP23379883A JPS59114597A JP S59114597 A JPS59114597 A JP S59114597A JP 58233798 A JP58233798 A JP 58233798A JP 23379883 A JP23379883 A JP 23379883A JP S59114597 A JPS59114597 A JP S59114597A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の分野 本発明は一般的にいえば能動音響減衰の領域に関するも
のであシ、さらに具体的にいえば密閉体または密閉構造
体内の騒音の減衰を行う装置に関するものである。
（２）発明の背景 囲いの外部または囲いの内部に配設された発生源によっ
て作られる密閉構造体内の騒音の減衰は。
従来一般にいわゆる減衰の受動的手段によって達成され
た。本明細書で用いられるように、密閉構造体という用
語は、一般に例えば扉や窓が閉ざされた部屋または出口
の扉が閉ざされた飛行機の胴体などのような本質的に連
続な壁によって境界を作られた内部を有する密閉体のこ
とをいう。そのような適用面における音の受動的減衰が
障壁材料、吸収材料及び減衰材料などの材料の一つ以上
の層をその音の発生源と騒音レベルを下げることを望ま
れている領域との間に配置することによって達成された
。例えば音が閉じた部屋またはその他の構造体の内部で
囲いの外にある発生源によって発生されると仮定する。
受動的減衰材料によって囲いの中の騒音レベルの低減を
達成する代表的な構成は、囲いの境界層に隣接するかま
だはその境界層に配設された高密度の障壁材料の最外層
を備えることかある。高密度障壁材料は、騒音の外部発
生源から伝搬する音波の少なくとも幾分かを囲いの外方
に離れる方向に反射する。多くの受動減衰構成において
は、境界層から内側にファイノく−ガラスのような音響
的に吸収性の材料の層が伸びているので、それが外側の
障壁材料から密閉体の内部に向って反射する発生源音波
からエネルギーを奪い取る働きをする。適用面によって
は、音響的減衰の受動的手段はまた。音響的に吸収性の
材料に隣接し、かつ密閉体の外側に面して配設された減
衰材料を備えることがある。減衰（ｄａｍｐｉｎｇ）テ
ープなどの減衰材料が残りの発生源音波が密閉構造体の
内部に入る前に残シの発生源音波からエネルギーをさら
にとる。
前述のような音の減衰の受動的手段は、種々の適用面ニ
対して雑音レベルの適当な低減を行う。
しかし他の適用面においては、受動的減衰材料の利用は
限られている。本発明の利点を例示するためにあとで述
べる旅客機の胴体に適用することを考えると、騒音減衰
の受動的手段は、問題を解決すると共に問題を作りもす
る。上述のように、音響を反射する障壁材料は、入射音
波を有効に反射するだめに比較的密でなければならない
。材料の密度が高くなればなるほどその重量は太きくな
る。
騒音減衰を高めるために旅客機の胴体の重量を増やすこ
とは、燃料経済、有効荷重及び航続距離を下げるという
悪い影響をもっていることが明らかである。なお、大て
いの音響的に吸収性の材料または減衰材料は比較的容易
に傷ついて１表面が航空機の内部に用いるのに具合の悪
いものになる。
減衰の受動的手段が機能的問題を提出する適用面におけ
る囲われた構造体の内部における音のレベルの低減を達
成するだめの従来の努力は限られていた。飛行機の胴体
の内部における騒音の減衰への一つのアプローチは、例
えばプショーワ（Ｂｓｃｈｏｒｒ）の米国特許第う、６
８５，６１０号にみられる。この特許においては、飛行
機のプロペラに隣接して胴体の外部に設けられた発信器
が同じ周波数と振幅であるが、プロペラやエンジンによ
って発生される音の位相と反対の位相の音波を発生する
ように作動できる。これは、変圧器の騒音の減衰に関す
るコノバ（Ｃｏｎｎｏｖｅｒ）の米国特許第２．７７６
．０２０号に教示されたのと同じ一般的アプローチであ
る。これらの設計は、外部発生源からの音波をその発生
源においてまたはその近くでそのような音波が騒音レベ
ルを下げることを必要とする密閉構造体のような領域に
伝搬する前に減衰することに関するものである。
飛行機の胴体の音の減衰に対する第二のアプローチは、
エンジンやプロペラによって発生される飛行機の振動を
胴体上の一点または胴体に隣接した点において低減する
手段に関するヴアング（Ｖａ　ｎ　ｇ　）の米国特許第
２，３６１，０７１号にみられる。この設計においては
、振動減衰手段は、飛行機の胴体の内部に無秩序に配置
されている。この減衰手段は、飛行中の胴体の振動全検
知する偏位形振動ピックアップを備え、そのピックアッ
プは、胴体の外表面に作用する振動に反対の振動を発生
するように胴体の外殻の内側に取付けられた電気的振動
器を作動するように構成されている。そのような振動減
衰手段の胴体に沿った好ましい場所に関する開示はなく
、装置の胴体全体にわたって置かれている場合の振動の
バランスを達成するのにかなυの困雑に遭遇すると思わ
れる。なお、明らかに必要な装置の数はうのアプロ゛−
チ全高価でかつ非能率なものにするように思われる。
従って本発明の一つの目的は、密閉構造体内の騒音の減
衰の能動的手段を提供することである。
本発明のもう一つの目的は密閉構造体のような密閉体の
中でその密閉体の外部または内部に配設された騒音の発
生源によって発生された騒音の減衰を行う能動装置を提
供することである。
本発明の別の目的は、密閉構造体内部でその構造体の外
側にある騒音の発生源によって作られた騒音の減衰を行
う能動装置であって、発生源音波によって密閉体の外表
面に加えられる圧力を等化することに関する装置を提供
することである。
本発明のもう一つの目的は、密閉構造体内の騒音レベル
の低減のだめの能動減衰装置であり、その減衰装置のす
べての要素がその構造体内の高音圧節点に配設されてい
るものを提供することである。
（３）発明の要約 これら及びその他の目的は原音検知手段、相殺手段、誤
差検知手段及び電子制御装置を含む本発明の能動音響減
衰装置において達成される。原音検知手段は、本発明の
一つの特徴においては騒音の源に隣接した密閉体の外側
に配設され、本発明のもう一つの％徴においては密閉体
の内部に配設されて瀬音の振幅と位相の特性を表す電気
信号を発生するように動作できる。相殺手段は、密閉体
の内部に配設されて対応する振幅であるが瀬音の位相と
反対の位相の音波から成る相殺音を発生するように動作
できる。瀬音と相殺音との密閉体の内部における結合は
、結合された瀬音と相殺音の振幅と位相の音響的和を表
す電気信号を発生するように動作できる誤差検知手段に
よって検知される。電子制御装置は、本発明の各特命の
瀬音惚知手段、相殺手段及び誤差検知手段と接続されて
、それぞれの原音検知手段から受けた電気信号をまず処
理して、適当な振幅と位相の特性を有する相殺音を発生
するために相殺手段を駆動する出力を発生して次にそれ
ぞれの誤差検知手段から受けた電気信号に基づいて出力
を調節するように動作する。
以下にさらに詳細に説明するように、上述の装置の諸要
素の相互に対する位置決め及び密閉体の内部の幾つかの
領域に対する位置決めは、密閉体内の適当な減衰を達成
するのに非常に重要であることがわかった。本発明の第
一の特命においては、瀬音検知手段、相殺手段及び誤差
検知手段が、それぞれ密閉体内の高音圧の領域にまだは
その領域に近接して配設されるのが好ましい。高音圧領
域は源音波の密閉体内部における伝搬によって形成され
、これらの領域の所在場所は測定または解析によって決
めることができる。
本明細書における能動音響減衰装置の第二の特徴におい
ては、入力検知装置が外部音源に隣接して配設され１本
発明のこの特徴においては導波機構を含む相殺手段が密
閉体内部にそのような外部音源からの音波が密閉体の外
表面に入射する領域にじかに隣接して取付けられる。源
音波によって密閉体の外表面に加えられる圧力は、密閉
体の内部にある相殺手段から発する相殺音波によって等
化される。従って、そのような局限された領域における
密閉体の壁の振動は、振動が密閉体の残シの部分に伝搬
できる前に除かれるかまだは少なくとも小さくされる。
本発明のこの特徴の誤差検知手段は、密閉体の内部に配
設されて外部音波と相殺音波の音響的和を検知する。
（１４）　　発明の詳細説明 次に諸図面、特に第１図を参照すると１本発明の能動音
響減衰装置が、プロペラ１５及び１６をそれぞれ備えた
エンジン１３及び１１１ならびに細長い円筒形胴体１７
を有する航空機１１に関連して１．一部分示されている
。本発明は飛行機の胴体１７の内部２０の中での騒音の
減衰に関して論じられるが、これは本発明が特に有益で
ある適用面の一つにすぎないことを理解すべきである。
音の減衰の受動的手段の価値が限られている本質的に密
閉された構造体のほとんどすべては、本発明から利益を
得ると考えられる。
一般に、飛行機の内部の騒音は二つの発生源によって発
生される。比較的低速の飛行速度においては、内部騒音
の最も主な原因は、胴体の外部の比較的局限された領域
に入射する音波と振動を作る飛行機のエンジンまたはプ
ロペラである。胴体の全外表面にわたって伝搬する胴体
の振幅は、そのような局限された領域で生ずる。巡航速
度において発生した騒音は、比較的高速度における境界
層の乱′れすなわち飛行機の胴体及び翼の上の空気の通
過に起因することがかなりある。境界層の乱れは、通常
胴体の特定の場所に限られないで、一般に全表面領域に
わたって生ずる。
次に第２図を参照すると１本発明の能動音響減衰装置の
第一の特徴が例示されている。減衰装置のこの部分は胴
体内部２０の中のどこにでも起り、かつ普通にはエンジ
ン１３．１４及びプロペラ１５゜１６からの寄与を少な
くともある程度受けながら境界層乱れによつ、て作られ
る音の減衰に主に関するものである。周知のように、音
波はある一定の位相と周波数の一連の圧縮部、すなわち
高圧領域、と稀薄部、すなわち低圧領域、から成ってい
る。
代表的な境界層乱れとエンジンやプロペラの騒音を受け
る与えられた飛行機の胴体１７の場合には、第５図に例
示されたような振動１周波数及び位相をもつ音波１つが
胴体１７に発生する。
胴体内部２０の中で騒音レベルを低減するためには、発
生源の音圧波１つと振幅が等しく１位相の１８０°ずれ
た圧縮部と稀薄部を有する二次音圧波、すなわち相殺音
圧波、が本願の能動音響減衰装置によって作られる。こ
の能動装置には、胴体１７の外部または内部のいずれに
配設されているかに関係なく音の発生源なら何によって
でも作られる胴体内部２０の中の騒音レベルを検知する
入力センサ２３がある。入力センサ２３は、マイクロホ
ン、加速度計または他の任意の適当な形式のトランスジ
ューサであってもよい。相殺圧力または音波を発生する
のに使用できる拡声器２５が胴おいて配置されている。
入力センサ２３は、拡声器２５によって作られる相殺音
波が入力センサ２３と反対の方向に伝搬するように拡声
器２５に対して上流の場所に配設されている。誤差セン
サ２７が拡声器２５の下流すなわち拡声器２５がらの音
の伝搬の方向に胴体１７に取付けられている。入力セン
サ２３の場合と同様に、誤差センサ２７は、マイクロホ
ンや加速度計のようなある種のトランスジューサである
。誤差センサ２７は、胴体内部２０の中の瀬音と拡声器
２５によって作られた相殺音の音響的和を検知するよう
に動作できる。これらの要素の各々は、第５図にさらに
詳細に説明されている電子制御装置２９に接続されてい
る。
周知のように、いわゆる音波の能動減衰の原理　　　１
は、前述の受動減衰とは反対に、空気中の音の速　　　
′度が電気信号の速度よりずっと小さいということに基
づいている。音波がそれを検出できる場所が　　　２ら
それを減衰させる第二の場所に伝搬するのにか　　　を
かる時間内では、伝搬する波を標本化し、その情報を電
子回路内で処理して伝搬音に対して位相が　　　ノ１ｇ
Ｏ°ずれておシ振幅の等しい相殺音を導入するために拡
声器を駆動する信号を発生するのに十分な時間がある。
第２図及び第５図を次に参照すると１本発明の能動音響
減衰装置の動作が示されている。′胴体１７の中の瀬音
は瀬音の位相と振幅の特性を表す電気信号全発生する入
力センサ２３によって検知すなわち標本化ｉれる。この
信号Ｓｔは第２図に示されている制御装置２９に送られ
る。第２図には単一の出力Ｓｔ、ｔ＝発生する入力セン
Ｖ２３が−っしか示されていないが、制御装置２つは、
一連の入力センサ２３からくる複数の信号Ｓｔｋ処理す
るためのマルチプレクサまたは同様の装置を備えてハて
もよい。一連の入力センサ２３を用いる場合、制御装置
２９は、各入力センサ２３がらの信号ｓｔを逐次走査し
て制御装置２つにおいて処理するた６に単一の合成信号
Ｓｔを作るだめに平均化またま加算計算を行うように動
作できる。従って、こ二で用いられているように、信号
Ｓｔは、単一の（力古ンサ２３からの信号かまたは上記
のような多重信号の平均または合計から成る一連の入力
センサ２３からの合成信号のことをいう。
制御装置２つは、源圧力波１つ（第う図参照）と振幅が
同じで、位相の１８００ずれた圧縮部と稀薄部を有する
相殺圧力波を一体内部２ｏに導入する拡声器２５を駆動
するだめの出力ｙ　を与える。
拡声器２５の下流におがれた誤差センサ２７は、瀬音と
拡声器からの相殺音の音響的和を検知すなわち標本化し
て、そのような音響的和の振幅と位相の特性を表す信号
ｅ、を発生する。入力センサ２５の場合と同様に、単一
の誤差センサ２７が図面には示されている。しかし、一
連の誤差センサ２７を瀬音と相殺音の和を検知するのに
用いてもよい。そのような複数の誤差センサ２７によっ
て発生される複数の信号ｅ、は、入力信号Ｓ、に関して
上述したと同じようにして制御装置２つによって合成さ
れて制御装置２９への誤差信号として導入される平均化
信号または合計信号ｅ、を与える。
本発明の能動音響減衰装置に用いるのに適当な制御装置
２つの１例が第５図にさらに詳細に示されている。本発
明の装置の動作の説明と例示のために、第５図に略図で
示された制御装置２つは。
１９８０年１２月５日に出願された米国特許出願第２１
３．２５１１号「能動音響減衰装置」で本発明と同じ譲
受人に譲渡されたものに開示された電子制御装置の簡易
化したものと同じである。
制御装置２９は、電気信号Ｓｉｅ入カセンサ２３から直
接に受取る適応相殺フィルタ３１を備えている。誤差セ
ンサ２７からの電気信号ｅ、は胴体１７の内部に起る可
能性のあるすべての音響共鳴を補償する位相修正フィル
タ３３に送られる。次に、ろ波された誤差信号は、参照
数字５５で総括的に表わされた低域フィルタ３６と加算
器３つを含む直流ループに送られる。直流ループ３５は
、上に挙げた米国特許願第２１３．２５１＋号に説明さ
れている適応相殺フィルタ３１の安定な動作を保証する
ために必要である。
適応相殺フィルタ３１は、入力センサ２３からの入力信
号を受けるように動作で゛き、その入力信号は実際には
胴体１７の内部の瀬音を構成する波形の標本である。音
波は、単一のインパルスではなく連続の波形であるから
、入力信号が一定時間間隔でとられた波形の離散的標本
である標本化技術を用いなければならな喰。フィルタ゛
３１は、これらの入力信号を遅延させ、ろ波し、そして
基準化し、次に増幅器１１１で増幅されて相殺音を胴体
１７に導入するために相殺拡声器２５に送られる出力ｙ
　を発生する。誤差センサー２７は合成された相殺音と
瀬音の和音検知して制御装置２つで処理さ扛る電気信号
を発生する。米国特許願第２１５２５１１号に詳細に述
べられているように誤差センサ２７からの誤差信号は、
適応相殺フィルタ３１において誤差信号を作った入力信
号で処理されて相殺拡声器２５に送られる出力ｙ、が瀬
音の実際の振幅と位相の特性の鏡像によシ近く近似でき
るようにする。
入力信号Ｓｔ、に遅延させ、ろ波し、基準化して出力を
発生し１次いで誤差信号ｅ、に基づいて出力ｙ　を調節
するのに必要な計算を行うために、ある程度の遅延が制
御装置２つの動作に伴う。この遅延は、ここでは次のよ
うに表わされる。
Ｔｃ＝ＴＦ＋ＴＲ（１） ここで、Ｔｏ＝合計制御装置の遅延 Ｔ　Ｆ＝適応フィルタ相殺に関連した遅延ＴＲ＝制御装
置回路の残部に関連する遅延 制御装置２９に関連した合計遅延Ｔ。を考えると、入カ
セ／す２３と拡声器２５の間の間隔Ｌ□８と拡声器２５
と誤差センサ２７との間の間隔ＬＳＲは５胴体１７の中
で瀬音の適当な減衰を達成するための範囲内に調節され
なければならない。
入力センサ２３と拡声器２５０間の距離Ｌ工。は。
標本化された瀬音がそれらの間を伝わるに必要な時間が
合計制御装置遅延時間よシ大きいように十分でなければ
ならない。式の形で表わされる関係は次の通シである。
Ｔ工。〉Ｔｏ　　　　　　　　（２） ここで、Ｔ工。＝瀬音が入力センサ２３と拡声器２５と
の間を伝搬するに必要な時間 式（２）は瀬音がそれの標本化されている入力センサ２
３から、相殺音が瀬音と結合される拡声器２５へ伝搬す
るに必要な時間内では、制御装置２つは拡声器２５を駆
動する出力ｙｊｋ発生する時間をみておかれなければな
らない。例えば、制御装置２９の合計遅延または処理時
間Ｔ。がｏ、　ｏ　ｏ　１１秒に等しく、空気中の音の
速度が３　ｍ　ｌＩｍ／ｓｅｃで与えられると仮定する
と、入力センサ２３と拡声器２５との間の距離Ｌ工。は
約１３７　ｍ以１でなければならない０この間隔は時間
Ｔ工。が約ｏ、　ｏ　ｏ　ｕ秒以上になることを保証す
る。
同様に、相殺拡声器２５と誤差センサ２７との間の距離
”ｓｇは制御装置２つの適応相殺フィルタ３１に出力ｙ
、に作るのに十分な時間を与えて、それを拡声器２５に
送シ、拡声器２５に相殺音を胴体１７に導入させるのに
十分でなければならない。方程式の形で表すと、 ”ＳＲ＜ＴＦ　　　　　　　　　［３）ここで　Ｔ８ｏ
−瀬音と相殺音の合成音が拡声器２５から誤差センサ２
７に伝搬するに 必要な時間 前述のように、瀬音はまず入力センサ２３によって標本
化され、相殺音と結合するために相殺拡声器２５に伝わ
シ、次いで標本化のために誤差センサ２７に伝わる。瀬
音が入力センサ２３及び拡声器２５から誤差センサ２７
に達するには有限の長さの時間が必要である。制御装置
２つは、入力センサ２５から受けた瀬音の入力標本をそ
のような瀬音によって生じ、あとで誤差センサ２７によ
って標本化さｎる誤差信号でのちに処理するために記憶
するようになっている。こ−の自己憶及び処理の時間は
、適応相殺フィルタ処理時間ＴＦとして上に定義された
。式（つ）は、この遅延時間ＴＦｋ調整するには相殺拡
声器２５と誤差センサ２７との距離Ｌ８Ｆ、だけ離して
位置決めして、それらの間を伝搬する音の拡声器２５か
ら誤差マイクロホン２７への到達が適応相殺フィルタ３
１のその処理機能を完了する時間（ＴＳＥ）の前または
それと同時になるようにしなければならないことを示し
ている。
上述の距離Ｌ工。及び”ＳＦは、胴体１７の内部での瀬
音の最適減衰を確実にするために式（２）及び（３）を
満足するように選ばれなければならない。式（２）及び
（３）が示す必要条件は、制御装置２つの動作に必ず伴
う遅延の関数であり、同様な遅延が他のどんな適応装置
を用いるときにも生ずるであろう。
第二の必要条件が入力センサ２３と拡声器２５との間の
間隔Ｌ工。及び拡声器２５と誤差センサ２７との間の間
隔ＬＳＥにおいて満足さ社なければならないことがわか
った。そしてその間隔は、本発明で用いる電子制御装置
の種類に無関係である。次に第１図ないし第５図を参照
すると、高音圧の領域２１及び低音圧の領域２２を有す
る圧力波１９を胴体内部２０に発生する音源が与えらｎ
ていると仮定する。どんな密閉体及び音源の場合でも、
そのような領域２１．２２を測定または解析的に決める
ことができると予期される。胴体１７のような密閉体内
での最適減衰は、入力センサ２３゜誤差センサ２７及び
可能な範囲で拡声器２５を高音圧領域２１にまたはすぐ
に隣接させて接地することによって達成されることがわ
かった。特に入力センサ２３及び誤差センサ２７が低音
圧領域２２にまたはその近くに配設される場合、達成さ
れる減衰は著しく小さくなる。
第１図ないし第５図においては、単一の入力センサ２３
．拡声器２５及び誤差センサ２７が胴体内部２０の中の
場所Ａ、Ｂ及びＣにそれぞれ配設されている。仮定した
瀬音入力と胴体内部２０の形状が一定で変らないとすれ
ば、場所Ａに配設された単−人力センサ２うが常に高音
圧領域２１において、またはそのすぐ近くで瀬音を検知
するであろう。このことは、場所Ｃに配設さｎた誤差セ
ンサ２７には当てはまらない。従って、適用先によって
は、与えら扛た密閉体内に誤差センサ２７または一連の
入力センサ２３を少なくとも一つのセンサが予想される
すべての音圧パターンに対して高音圧領域の場所に、ま
たはそれにすぐに隣接して位置決めされるように配設す
ることが必要な場合がある。例えば、第１図ないし第５
図に示した適用先においては、少なくとも一つの誤差セ
ンサ２７が第３ａ−ｇ図にある圧カバターンの各々に対
して高音圧領域２１のところまたはすぐ隣接したところ
に配設されることを確実にするために、第２の誤差セン
サ２７を場所Ｃに位置決めすることができるであろう。
前述のように、制御装置２つは、二つ以上の入力センサ
２，５からの信号Ｓ、または多重誤差センサ２７によっ
て発生される信号ｅ、を順次に走査して、処理のために
そのような信号の平均または和を計算するように構成さ
扛ている。従って、いくつかの入力センサ２３及び誤差
センサ２７を与えらｎた音源から密閉体内に作シ出さｎ
る音波のパターンに従ってどんな密閉体においても利用
できる。拡声器２５は、高音圧領域２１の場所またはそ
れに隣接した場所に配設されるのが好ましいが、装置１
１によって与えら牡る減衰は、拡声器２５がある程度ま
では高音圧領域２．１から間隔をおいて配置されていて
も、著しくは影響されないことがわかった。
従って、第２図及び第５図に示した本発明の第一の％徴
は、入力センサ２５．拡声器２５及び誤差センサ２７を
相互に対し上式（２）及び（３）を満足するようにそし
て胴体１７のような与えられた密閉体内部の音源によっ
て作られる高音圧領域に対して好ましい位置決め（ＬＩ
ｓ、ＬＳＥ）をすることを含んでいる。距離Ｌ　　　Ｅ
ｔｌｉＬ８つは、制御装置２つＳ による遅延及びどんな音源によってでも密閉体内に作ら
れた圧カバターンに関連した遅延の両方を調節するよう
に選ばなけｎばならない。
次に、第４図を参照すると、本発明の能動音響減衰装置
の第二の特徴が示されている。前述のように、比較的低
い飛行速度まだは飛行機がエンジンを空転している間に
おける飛行機胴体内部２０の中での騒音の主な源は、飛
行機のエンジン１う、１１１及びプロペラ１５．１６が
引き起こす胴体１７の振動から生ずる。第４図に示すよ
うに、プロペラ１５．１６の回転によって作られる圧力
波は。
比較的はっきり定まった領域にわたっであるパターンで
胴体１７の外表面に当たる。こｎらの圧力波によって胴
体１７がそのような領域で振動を起こし、その振動が胴
体１７の全表面領域にわたって伝搬して胴体内部に騒音
を生ずる。第４図に示した本発明の能動音響減衰装置の
特徴は、外表面に入射する圧力波の場合と同じ領域にわ
たって胴体１７の内表面に当たシ外部圧力波と強さ及び
振幅が同じで、位相が１８０ずれている圧力波を作るこ
とに関している。
これは入力センサ５１及び３２が飛行機１１のエンジン
１３．、１１１のそれぞ扛に取付けられている第４図の
構成によって達成される。入力センサ５１及びう２は、
エンジン１５が発生する振動の振幅及び位相の特性を表
す電気信号を発生するように動作できる加速度計または
同様の振動感知トランスジューサである。一つ以上の拡
声器３３が胴体１７の内部に床２２の下または他の便利
な場所に取付けられている。拡声器３３は、上に詳細に
説明したように制御装置２つに接続さｔている。
拡声器３３は減衰されるべき瀬音の最高周波数の少なく
とも１波長以内に胴体１７にじかに隣接して取付けられ
る導波管３７にチャンネル３５を介して接続する。導波
管３７は、エンジン１３及びプロペラ１５によって作ら
れた音波が胴体１７の外表面に当たるパターンに対応す
る形状に形づくられている。
上述のようにして、制御装置２つは、導波管から出ると
き胴体１７の外表面に入る瀬音波に強さと振幅が等しく
位相の反対である相殺音圧波を導波管う７に導入するよ
うに拡声器３５を駆動する出力を作るように動作できる
。胴体１７の外表面における外部音波のパターンに形状
で対応する導波管３Ｙが胴体１７の内部の領域にわたっ
て伸びているので、そのような場所に外部音波によって
胴体１７に加わる圧力は、界面において達成される振動
が胴体１７の残９０表面領域に伝搬できる前に、内部音
波によって少なくとも一部分等化される。導波管３７の
局限された領域で作ら扛る外部音波と内部音波の合成音
波の振幅と位相を表す電気信号を作るように動作できる
誤差センサ３９が導波管３７の近くに胴体１７の中に取
付けられている。
同様に、拡声器１１１の第二の配列が他方のエンジンｉ
ｌｌ及びプロペラ１６によって発生された圧力波を調節
するために胴体１７の反対側に配設されている。拡声器
ｕｌは、増幅器を介して制御装置２つに接続され、各々
は、相殺圧力波をチャンネル１１３ｉ通して導波管１１
５に伝搬するように動作できる。導波管１１５は、エン
ジンｌｌｌ及びプロペラ１６からの外部圧力波が胴体１
７に当たる場所に胴体１７の内部に取付けられ、かつそ
のような外部圧力波が胴体１７に当たるときのパターン
にできるだけ近い形に作られている。従って、胴体１７
のそのような場所における正味圧力は、外部音波によっ
て誘導された振動が胴体１７全体に伝搬できる前に少な
くとも一部分等化さ牡る。誤差ヤイクロホンキ７が内部
２０の中に配設さ扛、導波管４５の近くで作ら扛た内部
音波と外部音波の合成音波の振幅と位相の特性を表す電
気信号を作るように動作できる。
本発明のこの特徴における制御装置２９の動作は、前述
のものと同じである。制御装置２つは。
センサ′５１．３２からの入力信号を処理し、拡声器配
列３３、Ｉｌｌに至る出力ｙ　を作り、誤差マイクロホ
ン３９，１１７からの誤差信号を前述のようにして処理
するように動作できる。なお、二つ以上の入力センサ３
１．３２及び誤差センサ３９゜１１７が第２図に示した
本発明の特徴においてそのような要素によって作られる
信号を前述のようにして制御装置２つによって処理しな
がら胴体１７０両側に用いることができると期待される
。
前述のように、入力センサと相殺拡声器との間の距離Ｌ
工、及び相殺拡声器と誤差セ／すとの間の距離”ｓＦ、
は制御装置２９に関連する音響遅延を調節し式（２）及
び（５）ヲ満足するための範囲以内に保持されなげｎは
ならない。この−膜剤は、第４図に示した本発明の特命
に対してわずかな修正をして当てはまる。式ｆ２）は、
入力センサと相殺拡声器との間の距離Ｌ工。が、瀬音が
それらの装置要素間を伝搬するに必要な時間Ｔ□Ｂｆｉ
吻’ｌｉＡ装置２９に関連する合計遅延Ｔ。より太きい
か等しいようになっていなければならないことを示して
いる。
本発明の第一の特徴においては、相殺拡声器２５が胴体
１７の内部に配設されて、それが作る相殺音が直ちに胴
体１７に入る。第４図に示した本発明の特徴は拡声器配
列３３、狂１から伝搬する相殺音が胴体１７の外表面に
作用する音波と結合される前に伝わる導波管３７、ｌ１
５’ｉ含んでいる。
従って、導波管を追加するのに伴って追加のシステム遅
延ＴＷが合計制御装置遅延Ｔ。に加えられる。この追加
の遅延は以下のように元の式（２）の修正を必要とする
。
Ｔ工。〉Ｔｏ＋ＴＷ　、　　　　　　ｆｉｌ＋ここで、
Ｔ　　＝相殺拡声器からの相殺音が瀬音と結合するため
の点に伝搬するに必 要な時間 従って、胴体１７の各々の側における入力センサ３１と
導波管３７の間及び入力センサ５２と導波管４５との間
の距離Ｌ工。は、相殺音が導波管３７゜１１５の内部を
伝搬する時間だけ追加された追加のシステム装置を調整
するように調節されなければならない。
別々に説明したが５第２図及び第社図に示した本発明の
二つの特徴は、飛行機の胴体１７の場合のような様々な
異なる騒音入力を受けるすべての密閉体に対する能動音
響減衰装置を提供するために第１図に示したように組合
せてもよい。なお。
各々の特徴は事情が許せば特定の適用面において別々に
用いてもよい。例えば、騒音入力が運転台をフレームに
取付ける点における比較的限られた領域に集中されてい
るトラック運転台における瀬音の減衰が第４図のアプロ
ーチの好ましい適用例の一つであろう。本発明の二つの
特徴の一つまたは両方のいずｎかに対する他の適用面も
また可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の能動音響減衰装置を含むプロペラ駆動
飛行機の平面図。 第２図は本発明の減衰装置の一つの特徴を含む第１図に
示した飛行機の胴体の側面図、第５図は飛行機の胴体内
部における圧力節点の形の略図。 第４図は本発明の能動音響減衰装置の第二の特徴を示す
第１図の線Ｕ−Ｕに沿ってとった部分断面図。 第５図は本発明の装置の電子制御装置を形成する回路の
略図である。 ２３−一人カセンサ、２５−一拡声器、２７−−誤差セ
ンサ、２９−一電子制御装置、３１−一適応相殺フィル
タ、３３−一位相補正フィルタ、３６−−低域フィルタ
、５７．１＋５−一導波管、３９−−加算器、１１１−
一増幅器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、　発生源の音が密閉構造体内に複数の高音圧領域と
    低音圧領域を作る場合の密閉構造体内における発生源の
    音の減衰装置であって。 （イ）前記密閉構造体内の高音圧領域に隣接して配設さ
    れて、前記発生源の音の振幅と位相の特性を表す電気信
    号を発生するように働く入力検知装置と。 （ロ）前記密閉構造体内に・配設されて前記発生源の音
    と組合せるだめの前記発生源の音に対応する振幅で位相
    の１８０°ずれた相殺音波を発生する働きをする相殺装
    置と、 ｅＩ　　前記密閉構造体内の高音圧の領域に隣接して配
    設され、前記入力検知装置及び相殺装置から間隔をおい
    て配置され、前記発生源の音と前記相殺音の前記組合せ
    の振幅と位相の特性を表す電気信号を発生するように働
    く誤差検知装置と、 件）前記入力検知装置、相殺装置及び誤差検知装置に接
    続されて、前記入力検知装置からの前記電気信号を処理
    し、前記相殺音を発生するために前記相殺装置を駆動す
    る出力を発生し、前記誤差検知装置からの前記電気信号
    に基づいて前記出力を調節して前記相殺装置を駆動する
    だめの修正された出力を発生する電子的制御装置とを含
    む雑音減衰装置。 ２、　前記入力検知装置がマイクロホン及び加速度計の
    類から選択された少なくとも一つのトランスジューサで
    ある特許請求の範囲第１項に記載の装置。 う、　前記相殺装置が少なくとも一つの拡声器である特
    許請求の範囲第１項に記載の装置。 ４、　前記誤差検知装置がマイクロホン及び加速度計の
    類から選択された少なくとも一つのトランスジューサで
    ある特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ５、　前記電子制御装置の動作が処理遅延を含み、前記
    入力検知装置と前記相殺装置との間の間隔は、前記発生
    源の音が前記入力検知装置から前記相殺装置に伝搬する
    に必要な時間が前記処理遅延に少なくとも等しいように
    調節される特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ６　前記電子制御装置が適応相殺フィルタを含み。 前記適応相殺フィルタが前記電子制御装置の動作に遅延
    を生じ、前記相殺装置と前記誤差検知装置との間の前記
    間隔は、前記発生源の音と相殺音との前記組合せが前記
    相殺拡声器から前記誤差検知装置へ伝搬するに必要な時
    間が前記電子制御装置の動作に前記適応相殺フィルタに
    よって作られた前記遅延よシ小さいようなものである特
    許請求の範囲第１項に記載の装置。 Ｌ　発生源の音が密閉構造体内に複数の高音圧領域と低
    音圧領域を発生する場合に密閉構造体内の発生源の音の
    減衰装置であって、 （イ）　前記密閉構造体内の高音圧の領域に隣接して配
    設され、前記発生源の音の振幅と位相の特性を表す電気
    信号を発生するように動作できる入力検知装置と、 （（ロ）前記発生源と組合せるために前記発生源の音に
    対応する振幅で位相の１８♂ずれた相殺音波を発生し、
    前記密閉構造体内の高音圧の領域に隣接して配設されて
    前記入力検知装置から間隔をおいて配置されている相殺
    装置と。 （ハ）前記密閉構造体内の高音圧の領域に隣接して配設
    され、前記人力検知装置と相殺装量とから間隔をおいて
    配置され、前記発生源の音と前記相殺音との前記組合せ
    の振幅と位相の特性を表す電気信号を発生するように動
    作できる誤差検知装置と。 （＝）前記入力検知装置、相殺装置及び誤差検知装置と
    接続され、前記入力検知装置からの前記電気信号を処理
    し、前記相殺音を発生するために前記相殺装置を駆動す
    る出力を発生し、前記誤差検知装置の前記電気信号に基
    づいて前記出力を調節して前記相殺装置を駆動する修正
    された出力を発生するように動作できる電子制御装置と
    を含む装置。 ８、壁、外表面及び内部を有する密閉構造体内に前記密
    閉構造体の外にある音波の源によって発生された音波の
    減衰装置であって、 （イ）前記音波の外部源に隣接して配設され、前記密閉
    構造体の前記外表面にあるパターンで当って前記壁の振
    動を誘起し、前記密閉構造体の内部に音波を発生させる
    外部音波の振幅と位相の特性を表す電気信号を発生する
    ように動作できる入力検知装置と、 （ロ）前記外部音波に対応する振幅で位相の１８０ずれ
    た相殺音波を発生する相殺装置と。 （ハ）前記外部音波の当、る領域内の前記密閉構造体の
    前記壁にすぐに隣接した前記密閉構造体の内部に配設さ
    れ、前記入力検知装置から間隔をおいて配置され、前記
    相殺装置に接続されて前記外部音波と組合せるために前
    記相殺音波が前記密閉構造体に伝搬する経路を与える導
    波機構と。 に）前記密閉構造体の前記内部に配設され、かつ前記導
    波機構から間隔をおいて配置され、前記密閉構造体の壁
    における前記外部音波と相殺音波との前記組合せの振幅
    と位相の特性を表す電気信号を作るように動作できる誤
    差検知装置と、 （水　前記入力検知装置、相殺装置及び誤差検知装置と
    接続されて、前記入力検知装置からの前記電気信号を処
    理し、前記相殺音波を発生するために前記相殺装置を駆
    動する出力を発生し、前記誤差検知装置からの前記電気
    信号に基づいて前記出力を調節して前記相殺装置を駆動
    する修正された出力を発生するように動作できる電子制
    御装置を含む音波減衰装置。 ９、　前記導波機構が減衰されるべき前記外部音波の最
    高周波数の約１波長の距離だけ前記密閉構造体の壁から
    離して配設されたセクションで構成されている特許請求
    の範囲第８項に記載の装置。 １０、　　前記導波機構が前記密閉構造体の壁にじかに
    隣接して取付けられ、前記外部音波が前記密閉構造体の
    壁の前記外部表面に当る前記パターンに近似した形に形
    成されているセクションを含む特許請求の範囲第８項に
    記載の装置。 ＩＬ　　前記入力検知装置、相殺装置、導波装置及び誤
    差検知装置が前記外部音波の前記密閉構造体の前記外部
    表面に当る争位置に設けられている特許請求の範囲第８
    項に記載の装置。 １２、　　壁、内部及び外表面を有する密閉構造体にお
    いて、少なくとも一つの音源によって発生される音波で
    あって前記密閉構造体の前記内部に複数の高音圧領域と
    低音圧領域と全作シ、少なくとも一部分が前記密閉構造
    体の前記外表面にあるパターンで当って前記壁の振動を
    誘起する音波の減衰装置において、 （イ）前記内部にある高音圧領域に隣接して配設された
    第一の入力検知装置と前記音源に隣接して配設された第
    二の入力検知装置とがあって。 前記第−及び第二の入力検知装置が前記発生源の音波を
    検知した前記発生源の音の振幅と位相の特性を表す電気
    信号を発生するように動作でき、 （ロ）前記密閉構造体内に配設されて前記第一の入力検
    知装置から間隔をおいて配置されている第一の相殺装置
    と前記密閉構造体の壁に隣接して配設され前記第二の入
    力検知装置から間隔をおいて配置されている第二の相殺
    装置とがあって、前記第−及び第二の相殺装置が前記発
    生源の音波と組合せるために前記発生源の音波に対応す
    る振幅をもち位相の１８ぽずれた相殺音波を発生するよ
    うに動作でき、 （ハ）前記密閉構造体内の高音圧領域に隣接して配設さ
    れて前記第一の相殺装置から間隔をおいて配置されてい
    る第一の誤差検知装置と、前記密閉構造体内に配設され
    て前記第二の相殺装置から間隔をおいて配置されている
    第二の誤差検知装置とがあって、前記第−及び第二の誤
    差検知装置が前記発生源の音波と相殺音波との音響的和
    を検知して前記発生源の音波と相殺音波との前記組合せ
    の振幅と位相の特性を表す電気信号を発生するように動
    作でき。 に）前記第一の入力検知装置、前記第一〇相殺装置及び
    前記第一の誤差検知装置と接続されて、前記第一の入力
    検知装置からの前記電気信号を処理し、前記相殺音波を
    発生するために前記第一の相殺装置を駆動する出力を発
    生し、前記第一の誤差検知装置からの前記電気信号に基
    づいて前記出力を調節して前記相殺装置を駆動するだめ
    の修正された出力を発生する第一の電子制御装置があシ
    、 （水　前記第二の入力装置、前記第二の相殺装置及び前
    記第二の誤差検知装置と接続されて、前記第二の入力検
    知装置からの前記電気信号を処理し、前記相殺音波を発
    生するために前記第二の相殺装置を駆動する出力を発生
    し、前記第二の誤差検知装置からの前記電気信号に基づ
    いて前記出力を調節して前記相殺装置を駆動するための
    修正された出力を発生する第二の電子制御装置とがある
    音波減衰装置。 １３　　前記第二の相殺装置が導波機構に接続された、
    少なくとも一つの拡声器を備え、前記導波機構が前記密
    閉構造体の壁に隣接して配設されている特許請求の範囲
    第１２項に記載の装置。 １４、　　前記導波機構が減衰されるべき前記外部音波
    の最高周波数の約１波長の距離だけ前記密閉構造体の壁
    から離れて配設されたセクションで形°　成されている
    特許請求の範囲第１２項に記載の装置。 １５、　　前記導波機構が前記密閉構造体の壁に直接隣
    接して取付けられ前記外部音波が前記密閉構造体の壁の
    前記外表面に当る前記パターンに近似した形状で形成さ
    れているセクションを備える特許請求の範囲第１２項に
    記載の装置。 １６、　　個別入力検知装置、相殺装置、導波装置及び
    誤差検知装置が前記外部音波の前記密閉構造体の前記外
    表面に当る各位置に設けられている特許請求の範囲第１
    ２項に記載の装置。
JP58233798A 1982-12-15 1983-12-13 密閉構造体内の騒音の能動減衰装置 Granted JPS59114597A (ja)

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Cited By (3)

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