JPS63311397A - 電子消音システム - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子消音システムに係り、特に音波の伝播通路
を改善して高い消音効果を得るようにした電子消音シス
夢ムに関する。

〔従来の技術〕

管内騒音に対する消音を管構造による干渉や管に内貼り
した多孔質材による吸音等の現象を利用して行う受動型
消音器は広く実用に供されているが、消音器のサイズ、
圧力損失等の点でその改善に対する要求が多い。

一方これに対して管内騒音を消音するもう一つの方法と
して゛古くから提案されていた能動型消音器、即ち音源
から伝播してきた騒音に対し、同一音圧、逆位相の付加
音を放射し、音波干渉により消音効果を強制的に生じさ
せる電子消音システムが着目されつつある。これは電子
デバイス、信号処理技術等の急速な発達に伴って、最近
様々な観点からの研究成果が次々と発表されている。

この電子消音システムについて、本出願人はすでに特願
昭６１−７１１５号明細書、特願昭６１−５２１０２号
明細書などにおいて実用化のためのシステム構成を開示
してきた。

かかる電子消音システムは、第２図に示すように音波の
伝播通路ｌ内において騒音源からの伝播音波を検出する
°２つのセンサマイクＭ＋　、Ｍ２　が付加音源（スピ
ーカ）Ｓを基準にしてその上流側と下流側の位置に夫々
設置されている。

一方、コントローラ２は、主として加算回路３、Ａ／Ｄ
変換部４．５、Ｄ／Ａ変換［６、アダプティブデジタル
フィルタ７、及び制御部８から構成され、前記２つのセ
ンサマイクＭＩＳＭ２　からの入力に基づいてスピーカ
Ｓを制御する信号を出力する。

即ち、伝播通路１内に於いて騒音源より発せられた伝播
音波がマイクＭ１、及びＭ２　により検出されると、セ
ンサマイクＭ＋　、Ｍ２　の出力信号は加算回路３でそ
の差が求められる。その差信号はＡ／Ｄ変換部４を介し
てディジタルフィルタ７、制御部８にそれぞれ入力され
る。制御部８では伝播通路１内に於ける外乱による伝播
特性の変化及び各電気音響変換器自体の特性変化等を考
慮してこれらの特性を示す伝達関数を求め、これらの伝
達関数に基づいて消音効果、即ち騒音源からの伝播音波
とスピーカＳから放射された音波との干渉状態を検出す
るマイクＭ２　の出力信号が最小になるようにディジタ
ルフィルタフに付与すべき伝達関数を決定し、該伝達関
数を特定する為の制御パラメータをディジタルフィルタ
フに設定する。尚、制御部８は伝播通路ｌの伝播特性の
変化及び制御系の特性変化に応じて前記制御パラメータ
の修正を随時行う。この結果マイクＭ１　及びＭ２　に
より検出された騒音源からの伝播音波は電気信号に変換
され、加算回路３、Ａ／Ｄ変換部４を介してディジタル
フィルタフに入力され、該人力信号はディジタルフィル
タフによって制御部８から与えられた伝達関数に基づい
て所定の振幅特性及び位相特性を有するディジタル信号
に変換される。該ディジタル信号はＤ／Ａ変換部６によ
りＤ／Ａ変換され、スピーカＳの駆動信号としてスピー
カＳの駆動コイル、に印加され、スピーカＳからは騒音
源から発せられた伝播音波を打ち消す為の音波が放射さ
れる。この結果マイクロホンＭ、の設置位置に於いて音
波の干渉により騒音源からの伝播音波は消去され、伝播
通路中に於けるマイクロホンＭ２の設置位置より下流側
では騒音源からの伝播音波は伝播されなくなる。

このように、上記電子消音システムでは、第３図に示す
ように伝播通路１を線形システムと扱い、固有の伝達関
数Ｇで表している。殆どの管路ではこれを線形システム
として扱いことが可能である。

尚、同図において、Ｈｅはコントローラ２の制御特性を
示す伝達関数であり、Ｘ及びＹはセンサマイクＭ、及び
Ｍ２　における騒音を示す記号、Ｅは残留騒音を示す記
号である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前記伝播通路が空調ダクトのように薄い
板材で製作されている場合、第４図の波線へに示すよう
に管路各部から発生した振動が伝播し、これが加振力と
なって固体音Ｂが発生し、又、遮音効果が悪いと空調ダ
クト外部の騒音が内部に浸入し、電子消音システム通路
の線形性が保たれなくなり、消音量の低下を招くという
問題がある。

第５図はこの影響を実測した結果を示すもので、ダクト
口径３５０　ｍ　ｘ　３５　ａｍで、板１！ｌ［０，５
ｍｍの空調ダクトにセンサマイク、スピーカを組み込み
、前述した電子消音システムとして構成し、消音量をデ
ジタルスペクトル・アナライザで測定したものである。

同図に示すように、消音量は１００　Ｈ２〜５００Ｈｚ
　において５ｄＢ程度と少なく、センサマイク間のコヒ
ーレンス関数測定によって固体音と浸入者により、電子
消音システムのダクトが非線形性を帯びていることが明
らかとなった。

このように電子消音システムを構成するダクトはこれら
の問題に対応できる対策を施すことが望まれる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、音波
の伝播通路、特に電子消音システム用通路を改善して高
い消音効果を得ることができる電子消音システムを提供
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は前記目的を達成するために、音波の伝播通路内
に於ける騒音源からの伝播音波をセンサマイクによって
検出し、この検出した伝播音波に対して逆位相で且つ同
一音圧の音波をスピーカから発生させ、前記伝播通路内
の所定位萱でその音波干渉により消音を行う電子消音シ
ステムにおいて、記伝播通路のうち少なくとも前記セン
サマイク及びスピーカが配設される電子消音システム用
通路を、固体音と外部侵入音を防止できる制振性遮音材
料若しくは制振性遮音材料を含む材料で構成したことを
特徴としている。

〔作用〕

本発明によれば、電子消音システムの伝播通路構造に着
目し、通路の材質にダンピング効果のある制振性遮音材
料を用いて各種振動源による固体音や外部騒音による侵
入音を防止するようにしている。これにより、通路特性
が線形性をもつようになり、良好な電子消音制御が可能
となる。

〔実施例〕

以下添付図面に従って本発明に係る電子消音システムの
好ましい実施例を詳説する。

第１図は本発明に係る電子消音システムの機構部を示し
、電子消音システム用ダクト１０にはセンサマイク１２
．１４及びスピーカ１６が配設されている。尚、ここで
は第２図に示したコントローラ部分を省略し、又センサ
マイク１２．１４、スピーカ１６の各作用についても省
略する。

一般に、空調ダクトは板厚の薄い０．５１〜１゜２ｔの
亜鉛鉄板で構成されている。固体音が発生する原因は、
ダクト内を搬送される気流の圧力変動による板振動やス
ピーカを含めた他の機械的振動源から生じる加振力がダ
クト板を振動させることなどにある。

又、空調ダクトは薄い鉄板で製作されているため遮音効
果が悪く、外部騒音の影響を受は易（、これが電子消音
システム用ダクトの線形性を欠く原因となっている。

本発明は、電子消音システム用ダクトの材質を実験的に
解析し、従来の空調ダクトをそのまま用いるのではなく
、ダンピング効果に優れた制振性遮音材が固体音、侵入
音防止に対して有効であることを明らかにした。

即ち、第１図に示す電子消音システム用ダクト１０は、
前述の空調ダクト１８に制振効果と遮音効果のある鉛１
ＮＯ，５’をラギングし、更に厚さ２５ｆｆｌＩ１１の
吸音材をライニングして構成されている。

又、電子消音システム用ダクト１０は、コンクリートス
ラブ２０に防振ハンガ２２を介して防振支持され、更に
空調ダクト１８とのダクト接続７ランジ２４には防振材
料を設置するようにしている。

第６図は上記構成の電子消音システム用ダクト１０を用
いて電子消音システムによる消音を行った場合の実測結
果を示すグラフである。同図に示すように、消音量は１
００　Ｈｚ　〜５００　Ｈｚ　において１０〜２５ｄＢ
Ｉられることが分かる。即ち、上記電子消音システム用
ダクト１０を用いることにより、従来の一般のダクトを
用いた場合（第５図）に比べて著しい消音効果を得るこ
とができるようになる。

電子消音システムで高い消音効果を得るためには、シス
テムを構成する機器が高精度であるだけでな（、ダクト
構造が線形特性を持つことが重要であるが、上８己電子
消音システム用ダク）１０を用いた場合にはダクト板上
の振動加速度は約ｌ／１００となり、実用的周波数範囲
で線形システムと言える。

尚、本実施例では、制振性遮音材料として鉛板を用いる
ようにしたが、これに限らず、制振効果と遮音効果のあ
る他の制振性遮音材料を用いるよ、うにしてもよい。又
、本実施例では、ダクトに鉛板をラギングして電子消音
システム用ダクトを構成したが、これを制振性遮音材料
のみで構成してもよい。更に、本発明は第２図に示した
電子消音システムに限らず、他のいかなる電子消音シス
テムにも適用できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る電子消音システムによ
れば、電子消音システム用通路を固体音と外部侵入音を
防止できる制振性遮音構造にすることにより、該電子消
音システム用通路が線形特性をもつようになり、電子消
音システムにふいて高い消音効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電子消音システムの機構部の一例
を示す構成図、第２図は従来の電子消音システムの基本
構成図、第３図は電子消音システムの概念を示す図、第
４図は従来のダクト構成の問題点を示す図、第５図は従
来の電子消音システムによる消音量のデータを示すグラ
フ、第６図は本発明に係る電子消音システムによる消音
量のデータを示すグラフである。 ＩＯ・・・電子消音システム用ダクト、　　１２．１４
・・・センサマイク、　　１６・・・スピーカ、　　１
８・・・空調ダクト、　　２２・・・防振ハンガ、　２
４ダクト接続フランジ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）音波の伝播通路内に於ける騒音源からの伝播音波
   をセンサマイクによって検出し、この検出した伝播音波
   に対して逆位相で且つ同一音圧の音波をスピーカから発
   生させ、前記伝播通路内の所定位置でその音波干渉によ
   り消音を行う電子消音システムにおいて、 前記伝播通路のうち少なくとも前記センサマイク及びス
   ピーカが配設される電子消音システム用通路を、固体音
   と外部浸入音を防止できる制振性遮音材料若しくは制振
   性遮音材料を含む材料で構成したことを特徴とする電子
   消音システム。
2. （２）前記制振性遮音材料は、鉛板である特許請求の範
   囲第（１）項記載の電子消音システム。
3. （３）前記電子消音システム用通路は、前記制振性遮音
   材料で構成するとともに、更に吸着材をライニングして
   成る特許請求の範囲第（２）項記載の電子消音システム
   。
4. （４）前記電子消音システム用通路は、前記伝播通路を
   支持する支持体に防振支持されることを特徴とする特許
   請求の範囲第（１）項記載の電子消音システム。