JPWO2014038029A1 - 設備機器音の快音化装置、設備機器及び設備機器音の快音化方法 - Google Patents

Abstract

快音化装置Ａは、自然界の時間的な変動特性を、人間の主観及び生理反応評価に基づいて駆動部品（ファンやモータ等）が搭載される室内機１１０の筐体１１１と一致又は近似する周波数帯域の周波数成分及びピーク周波数成分を一致又は近似しないように加工し、その加工した波形（処理後波形例１０２）に基づく信号で駆動部品を運転させる。

Description

本発明は、設備機器（例えば、家電製品）から発生する振動音（騒音）を快音化することができる設備機器音の快音化装置及び設備機器音の快音化方法に関するものである。

従来から、家電機器から発生する振動音（騒音）の快音化を図るようにした技術が種々提案されている。そのようなものとして、不快な音の周波数成分の特定周波数に対して、臨界帯域幅の計算に基づいた帯域幅を持つ音を付加させることで不快音をマスキングするようにした手段が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、音楽などの専用コンテンツを電気的な格納手段に格納して、不快音を電気信号で収集した後に、専用コンテンツをスピーカなどから放出して不快な音を聞こえにくくするようにした手段が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特許第２９６７４００号公報（実施例１等） 特開２０１２−３７５７７号公報（実施例３等）

特許文献１及び２に記載されているような技術では、不快音をマスキングすることで快音化したものであるが、実際には音の位相成分などは考慮しないために非定常的な信号変動では音の増幅などの問題があった。また、不特定多数の人間の生理反応結果に基づいての対応を成している訳ではないので、マスキングする音そのものが不快度を上げてしまったり、快適感を得られなかったりといった問題があった。具体的には、以下のような問題を抱えていた。

（１）不快でない音を人工的に創生していることや、著作権問題にならないコンテンツを作成することなどに注意が必要である。
（２）不快でないようにするための付加すべき音の位相が、騒音の位相と一致して、付加する音源が第２の騒音源になってしまう可能性がある。
（３）人間の生理反応などを殆ど考慮していない人工音源のために、付加する音への不快感が発生する場合がある。

（４）高精度なリアルタイム処理を行うための騒音信号の収集に、安定性の高いマイクロホンなどの設置などが必要になり、併せて高精度な回路も必要になることから、アクティブ騒音制御（ＡＮＣ：Ａｃｔｉｖｅ Ｎｏｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）などの能動的騒音制御と比較すると低コストであるが、信号処理に必要な周辺回路を含む回路構成の構築を行うと、結果的に高いコスト要求になってしまう。
（５）高精度な信号処理をして不快感を低減する音を出す場合、専用の音響設計を施したスピーカなどの音放射手段が必要になるが、家電機器には高性能なスピーカユニットを設置できるだけのコスト及び空間環境は存在しない。

本発明は、以上のような課題に対処するためになされたもので、生活者の主観及び生理反応評価を基にして、家電機器から発生する振動音（騒音）を快音化するようにした設備機器音の快音化装置及び設備機器音の快音化方法を提供することを目的としている。

本発明に係る設備機器音の快音化装置は、自然界で生じている音の時間的な周波数の変動特性を用いて駆動部品を運転させる機器から発生される音を快音化する快音化装置であって、自然界で生じている音の時間的な周波数の変動特性の周波数成分のうち前記駆動部品が搭載される前記機器の筐体の固有値と一致又は近似している部分を抑制するようにフィルタ処理し、前記フィルタ処理した変動特性に基づく信号を、前記駆動部品を運転させたときの自然界で生じている音に対する人間の主観及び生理反応に基づいて評価し、前記人間の主観及び生理反応の評価結果に基づき、前記フィルタ処理した変動特性に基づく信号を選択し、選択された信号に基づいて前記駆動部品の運転信号を創生するものである。

本発明に係る設備機器音の快音化方法は、自然界で生じている音の時間的な周波数の変動特性を用いて駆動部品を運転させる機器から発生される音を快音化する快音化方法であって、自然界で生じている音の時間的な周波数の変動特性の周波数成分のうち前記駆動部品が搭載される前記機器の筐体の固有値と一致又は近似している部分を抑制して加工し、加工した周波数の変動特性に基づく信号を、前記駆動部品を運転させたときの自然界で生じている音に対する人間の主観及び生理反応に基づいて評価し、前記人間の主観及び生理反応の評価結果に基づき、前記加工した変動特性に基づく信号を選択し、この選択された信号に基づいて前記駆動部品の運転信号を創生し、自然界の音の音圧レベル及び周期を予め求めた人間の平均心拍数を用いて調整した音を付加音源として放射するものである。

本発明に係る設備機器の快音化装置によれば、使用者の主観及び生理反応評価結果に基づき創生した「快音化波形」によってモータやファンなどの駆動部品の運転を実行できる。そのため、本発明に係る設備機器の快音化装置によれば、人間にとっては「快」と判断される音響的な特性を発生させることができる。

本発明に係る設備機器の快音化方法によれば、人間にとっては「快」と判断される音響的な特性を発生させることができるだけでなく、筐体振動音の対策、時間軸レベルでの音響特性の変化を利用した睡眠誘発や涼感調整、更には暖感調整ができる。

本発明の実施の形態１に係る設備機器音の快音化装置の概要を説明するための概略図である。 室内機の運転時の音響及び振動特性を分析した結果の一例を示す概念図である。 本発明の実施の形態２に係る設備機器音の快音化装置の概要を説明するための概略図である。 本発明の実施の形態２に係る快音化装置が創生する付加音源波形を説明するための概略図である。 室内機の運転時の周波数特性の一例を示す概念図である。 本発明の実施の形態３に係る設備機器音の快音化装置の概要を説明するための概略図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。さらに、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る設備機器音の快音化装置（以下、単に快音化装置Ａと称する）の概要を説明するための概略図である。ここでは、快音化装置Ａを、設備機器の一例である空気調和機の室内機１１０に用いた場合を例に説明する。快音化装置Ａは、周期信号及び自然界の時間的な変動特性を用いた非定常信号でモータやファンなどの駆動部品を回転させる設備機器に用いられ、生活者（使用者）の主観及び生理反応評価を基づく「快音化波形」によって駆動部品の運転を行い、不快な音の快音化を図るようにしたものである。

快音化装置Ａは、自然界の音の時間軸−入力電圧波形例１００（以下、自然界波形例１００と称する）を記憶している。また、快音化装置Ａは、自然界波形例１００を周波数特性に伴うフィルタ処理を実行するフィルタ処理部１０１を備えている。さらに、快音化装置Ａは、フィルタ処理部１０１でフィルタ処理された後の時間軸−入力電圧波形例１０２（以下、処理後波形例１０２と称する）を記憶可能になっている。

自然界波形例１００は、例えば、自然界で発生している「風」の流れをマイクロホンなどで任意の時間、収音した場合の変動状態を示したものである。「風」などの要因は、圧力の変動であり、周波数成分を有している。よって、音響測定用のマイクロホンなどではもともと圧力変動を計測しているので、マイクロホンなどを用いて、例えば「風」などの圧力変化を測定できることになる。このことから、自然界でのマイクロホンによる測定は「風」測定を含む「音」の測定と称することができる。測定を行うと、自然界波形例１００に示すように、自然界の変動状態はランダムに変化していることがわかる。

フィルタ処理部１０１は、自然界波形例１００の周波数特性に伴う周期や突出量などの特性変更を行う機能を果たす。家電製品を形成している筐体（例えば、図１に示す筐体１１１）の固有値（事前に把握）と一致、又は近似した周波数帯域やピーク周波数成分が存在した場合に、自然界の（音）の周波数成分と家電製品の筐体の固有値とが一致して騒音／振動が発生していることが事前想定できる。

そのため、各々の周波数成分が一致又は近似しないように、予め時間軸の特性を必要最小限、改善しておく必要がある。そのときの改善に必要な音響的な処理事項が、周期や突出量などの特性変更を行うためのフィルタ処理となる。具体的には、フィルタ処理では、自然界で生じている音の時間的な周波数の変動特性の周波数成分を駆動部品が搭載される設備機器の筐体の固有値と一致又は近似しないように抑制して加工している。なお、フィルタ処理は、ハード的なフィルタ回路を通過させても、予めソフト的な信号処理を行っておいてもよい。また、複数種のフィルタ処理を実行すると、加工精度が向上する。フィルタ処理としては、周波数特性に対して、ＬＰＦ（低域遮断）、ＨＰＦ（高域遮断）、ＢＰＦ（帯域遮断）などの基本的処理、時間特性全体に対してエンベロープ処理やフラッター処理、更には必要周波数の増減処理などが適用できる。

このときの信号処理を行うにあたり、もともとの自然界の音の時間波形を用いて、不特定多数の人間を対象にした、自然界の音に対する、使用者（人間）の主観及び生理反応評価実験を行う。この主観評価実験では、ＳＤ法（セマンティック・ディファレンシャル法）などの多変量解析を用いて「音」に対する印象を明確にする。また、生理反応評価実験では、ストレス値と相関が高い唾液アミラーゼ試験や、心拍計測、脳波計測などを行い、もともとの自然界の「音」に対する人間の「快や不快」などの感覚量を明らかにして、信号処理の内容に反映させる。

主観評価は、基本的には、被験者に対して複数の試験音を提示して、この提示した試験音を直接聞いた時に聴感的な印象を複数の形容詞対(例えば、快―不快など)について段階評価してもらう（ＳＤ法と称する）。更に、全ての試験音に対して評価した各形容詞対に対する寄与率を求めることで、音に対する印象を物理量として表現できるようにする。
生理反応評価は、実際の試験音を聞いている時に、心電、心拍や脳波などを計測する。また、音を聞いた後に、唾液アミラーゼなどの計測を行うことで、試験音に対するストレス値等を計測する。

処理後波形例１０２は、使用者の主観及び生理反応評価実験での結果を反映させて、家電製品の筐体と一致又は近似する周波数帯域やピーク周波数成分を改善した後の時間軸波形の変化である。例えば、「風」の中でも比較的緩やかな風の変化成分は、時間軸の変動としては大きな周期性を有しており、ピーク的な周波数成分を有していない。「風」に含まれる突風などの急な変化は、短時間でピーク−ディップ（インパルス的）を行う波形となり、時間的なピッチも狭い。

比較的緩やかな時間軸変化の成分は、主観及び生理反応評価実験では「快い」と評価され、１００Ｈｚ以下の周波数変動で、音圧レベル的な要因は最大３０ｄＢ前後と評価される。
逆に、短時間での時間軸変化の成分は主観及び生理反応評価実験では「不快」と評価され、１００Ｈｚ以上の周波数変動で、音圧レベル的な要因は３５ｄＢ以上と評価される。

つまり、快音化装置Ａは、フィルタ処理で必要最小限、改善した信号で駆動部品を運転し、そのときの駆動部品の運転状態を人間の主観及び生理反応評価して、その結果に基づき、フィルタ処理した変動特性に基づく信号を選択し、選択された信号に基づいて駆動部品を運転させる処理後波形例１０２を創生している。したがって、快音化装置Ａによれば、家電製品の筐体と一致又は近似する周波数帯域やピーク周波数成分を改善しつつ、更に人間の主観及び生理反応評価を反映させているので、人間にとっては「快」と判断される音響的な特性を発生させることができる。

処理後波形例１０２を室内機１１０に用いた場合を説明する。
室内機１１０は、筐体１１１、ファン１１２、モータ部１１３、及び、制御装置１１５を有している。筐体１１１は、室内機１１０の外郭を形成するものであり、内部にファン１１２及びモータ部１１３が収容される。ファン１１２は、筐体１１１の内部に空調対象域の空気を取り込み、空調対象域に熱交換させた空気を吹き出すものである。モータ部１１３は、制御装置１１５によって回転が制御されることで、ファン１１２を駆動するものである。制御装置１１５は、快音化装置Ａの処理後波形例１０２に基づいてモータ部１１３を駆動するものである。なお、図示していないが、筐体１１１には、熱交換器等も収容されている。

制御装置１１５は、入力された処理後波形例１０２に基づいてモータ部１１３を回転させる。上述したように、処理後波形例１０２は、緩やかで、且つピーク周波数成分を持たない音圧レベル及び時間軸でのピッチ調整を行っている。そのために、モータ部１１３は、穏やかな、自然な風に近似する風を吹き出すような回転で駆動が制御されることなる。更に、処理後波形例１０２は、人間の主観及び生理反応評価結果を反映しているために、モータ部１１３の回転に対する不快要因は排除されている。

なお、図１では、快音化装置Ａと制御装置１１５とを分けて図示しているにしているが、制御装置１１５の一機能として快音化装置Ａを設けるようにしてもよい。

図２は、室内機１１０の運転時の音響及び振動特性を分析した結果の一例を示す概念図である。図２に基づいて、室内機１１０の運転時の音響及び振動特性を分析した結果について説明する。図２では、横軸が周波数（ｋＨｚ）を、縦軸上段が音圧レベルレスポンス（ｄｂ）を、縦軸中段が振動速度レスポンス（ｍ／ｓ）を、縦軸下段が音圧レベルレスポンス（ｄｂ）を、それぞれ示している。

図２の上段に示す波形Ａは、自然界の時間変化を任意時間で平均処理分析した周波数特性例であり、ピーク周波数成分ｆ１と、任意の音圧レベルを有する「幅のある周波数帯域」ｆ２と、を有している。

図２の中段に示す波形Ｂは、室内機１１０の筐体１１１の固有の振動周波数を分析した周波数特性例であり、分析の結果、波形Ａのピーク周波数成分ｆ１と、「幅のある周波数帯域」ｆ２と一致するピーク周波数成分と、を有している。

波形Ａの周波数特性状態で室内機１１０を運転させると、波形Ｂの筐体１１１の固有値と一致して、人間が「不快」と感じる筐体振動音や筐体のビビリ音を発生することになる。

図２の下段に示す波形Ｃは、波形Ａをフィルタ処理したものである。具体的には、波形Ｃは、波形Ａに対する人間の「快、不快」を主観及び生理反応評価した結果をフィルタ処理により加工して、「不快」と評価されるピーク周波数成分や周波数帯域を「快」と評価される音圧レベルまで減衰させている。

すなわち、快音化装置Ａを室内機１１０に用いることにより、モータ部１１３に供給される処理波形例１０２で室内機１１０を運転することができ、その際に発生する音響特性（騒音特性）が波形Ｃとなり、人間にとっては常に「快」と判断される音響的な特性を提供できる。

以上のように、快音化装置Ａによれば、周期信号及び自然界の時間的な変動特性を用いた非定常信号でモータやファンなどの駆動部品を回転させる設備機器においても、使用者の主観及び生理反応評価結果に基づく「快音化波形」によってモータやファンなどの回転を行うことができる。

実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２に係る設備機器音の快音化装置（以下、単に快音化装置Ｂと称する）の概要を説明するための概略図である。ここでは、快音化装置Ｂを、設備機器の一例である空気調和機の室内機１１０に用いた場合を例に説明する。快音化装置Ｂは、家電製品の運転時に発生する騒音の快音化、睡眠誘発、あるいは、例えばエアコン運転時での涼感や暖感を誘発するようにしたものである。なお、実施の形態２では実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。

快音化装置Ｂは、実施の形態１に係る快音化装置Ａの構成を基本構成として有する他、スピーカ等に代表される音放射デバイス２００を有している。また、快音化装置Ｂは、音放射デバイス２００に供給する付加音源用の時間波形２１０（以下、付加音源波形２１０と称する）が記憶可能になっている。なお、図示していないが、快音化装置Ｂは、フィルタ処理部１０１を備えており、処理後波形例１０２が記憶可能になっている。

音放射デバイス２００は、室内機１１０の筐体１１１の空いている空間に設置される。例えば、室内機１１０であれば、ファン１１２による風を排出する開口の近傍に設置するとよい。このような位置に音放射デバイス２００を設置すれば、ファン１１２に対して音放射することができるからである。よって、快音化装置Ｂを用いれば、ファン１１２で発生する音と音放射デバイス２００で発生する音とを重畳させて、家電製品（図３の場合は室内機１１０）の筐体１１１の内部から外部に音放射することができる。

付加音源波形２１０は、人間の生活リズムに欠かせない「心拍」の時間的な変動要因を基本としてフィルタ処理した自然界の音を用いている。自然界の音とは、例えば「波」や「風」などであり、これらの信号成分を基本として、特に基本となる信号成分の「ゆらぎ」を利用して付加音源波形２１０を創生している。

モータ部１１３を駆動する処理後波形例１０２は、実施の形態１で説明した通りである。したがって、モータ部１１３は処理後波形例１０２で運転が制御されているので、不定期に発生する筐体振動音が抑えられている。
このモータ運転環境において、快音化装置Ｂでは、更に音放射デバイス２００用の付加音源波形２１０を用いるようにしている。

図４は、快音化装置Ｂが創生する付加音源波形２１０を説明するための概略図である。図５は、室内機１１０の運転時の周波数特性の一例を示す概念図である。図４及び図５に基づいて、付加音源波形２１０について詳細に説明する。図４の上段には、実際の心拍波形例３００（以下、実心拍波形例３００と称する）を図示している。図４の下段には、付加音源波形２１０を図示している。また、図５では、横軸が周波数（ｋＨｚ）を、縦軸上段及び縦軸下段が音圧レベルレスポンス（ｄｂ）を、それぞれ示している。

実心拍波形例３００は、心臓の弁による鼓動の振動に応じた波形形態となる。図４に示すように、実心拍波形例３００は、Ｒ１とＲ２の時間間隔が有る程度長いと、副交感神経が優位になり、ストレスが少ない、リラックスした状態と定性されている。後述するが、付加音源波形２１０の電圧レベルのピッチ間隔は、被験者による実験検証でも、その優位性は検証できている。ただし、このＲ１−Ｒ２間隔は、６０〜７０ＨＲ（ＨＲ：心拍数で単位はＢＰＭ／分）が平均であり、平均より心拍数が多くても、又は少なすぎても不快要因が上がることが公知となっている。

よって、平均的な心拍数値である、６０〜７０ＨＲを音の標準ピッチとして音のリズムを得るように音圧レベル及び周期の調整を行う。この音の強弱は、音放射デバイス２００に供給する付加音源波形２１０に対して、「ゆらぎ」成分として適用させる。このような平均的な心拍の時間的変動を利用して、「風」や「波」の自然音の時間波形を任意に処理した結果が付加音源波形２１０となり、図４のような波形形態を成している。なお、付加音源波形２１０の最終調整は、主観及び生理反応評価である心拍数のＲ１−Ｒ２間隔が５０〜６０ＢＰＭとし、唾液アミラーゼの結果では３５ＫＵ／Ｌ前後となるような波形選択を実施した結果である。

付加音源波形２１０を用いたときの家電製品の運転状態の周波数特性は図５に示すようになる。不快要因を取り除いた自然界周期による回転でモータ部１１３やファン１１２を運転させた波形が実線であり、なだらかな山（ｆ１）をもっている。これに対し、付加音源波形２１０による音放射デバイス２００からの周波数特性は、破線ａのようになる。これは「波」の音を基本として調整を行い、心拍などによる、いわゆる「ゆらぎ」的な周期を持たせたからであり、周波数特性としては２つのなだらかな山（ｆ２とｆ３）を持つ特性傾向を示す。これにより、ストレスを低減でき、例えば就寝時の睡眠誘発などを招くことが可能になる。

また、周期的な変動を短くして（４５ＢＰＭ前後）、付加音源の再生に使う周波数帯域の２つのなだらかな山（ｆ４とｆ５）を多少高い周波数帯域に変化させて水滴落下音などの定常的な音に近似した「ゆらぎ」を与えることで「涼感」を得ることができる（破線ｂ）。
逆に、周期的な変動を長くして（９０ＢＰＭ前後）、低い周波数帯域に変化させることで２つのなだらかな山（ｆ６とｆ７）をヒータなどの定常的な音に近似した「ゆらぎ」を与えることができ、結果として「暖感」を得ることができる（破線ｃ）。
なお、ｆ１とｆ７は略同じ帯域にあるが、ｆ７の音圧レベルはｆ１の音圧レベルよりも５ｄＢ前後低くして再生するように調整している。

このように、快音化装置Ｂをエアコンなどの家電製品に用いた場合、家電製品の温度調整が任意に決定された後、強制的に温度変化を行わずに、音だけで「涼感」又は「暖感」を提供することができることになる。よって、快音化装置Ｂを用いることによって、搭載される家電製品の運転に対する省エネが実現できることになる。

なお、付加音源用のなだらかな山となる周波数特性の音圧レベルは、ファンを運転させる波形(運転音)の音圧レベルよりも１〜５ｄＢ前後の範囲で低く再生するものとして、付加音源の音が聞こえにくいレベルとして提供するとよい。こうすることで、暗騒音的な動作となり、同じ音圧レベルを出すことで付加音源からの音圧が人間に対して新たなストレスを生み出すような問題の対策としている。

以上のように、快音化装置Ｂによれば、快音化装置Ａと同様に、周期信号及び自然界の時間的な変動特性を用いた非定常信号でモータやファンなどを回転させる設備機器においても、使用者の主観及び生理反応評価結果に基づく「快音化波形」によってモータやファンなどの回転を行うことができる。また、快音化装置Ｂによれば、（Ａ）筐体振動音の対策、（Ｂ）時間軸レベルでの音響特性の変化を利用した睡眠誘発や涼感調整、更には暖感調整を行える快音化波形を２次的な信号として設備機器に付加させることができる。さらに、快音化装置Ｂによれば、搭載される家電製品の運転に対する省エネの実現に寄与できる。

実施の形態３．
図６は、本発明の実施の形態３に係る設備機器音の快音化装置（以下、単に快音化装置Ｃと称する）の概要を説明するための概略図である。ここでは、快音化装置Ｃを、設備機器の一例である空気調和機の室内機１１０に用いた場合を例に説明する。快音化装置Ｃは、家電製品の運転時に発生する騒音の快音化、睡眠誘発、あるいは、例えばエアコン運転時での涼感や暖感を誘発するようにしたものである。なお、実施の形態３では実施の形態１，２との相違点を中心に説明し、実施の形態１，２と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。

室内機１１０は、図６に示すように、室内機１１０からの風を任意方向に吹き出させるためのフラップ４００を有している。このフラップ４００は、筐体１１１の吹出口に設けられている。
快音化装置Ｃは、 実施の形態１に係る快音化装置Ａ、実施の形態２に係る快音化装置Ｂの構成を基本構成として有する他、室内機１１０の内部の端部隙間に一つ以上設置した小型音放射デバイス４１０と、小型音放射デバイス４１０を駆動させるための変調機を含む音響回路部４２０と、を有している。

小型音放射デバイス４１０は、超音波放射を行えるＰＺＴなどの圧電材料で構成されたものである。小型音放射デバイス４１０として超音波放射装置を適用することにより、小型音放射デバイス４１０の小型化及び薄型化を図ることができる。よって、快音化装置Ｃを搭載する室内機１１０の設置スペースを大容量としなくてもよく、室内機１１０の小型化に寄与することにもなる。小型音放射デバイス４１０は、フラップ４００の長手方向と並行して「音放射」を行えるように設置されている。そして、小型音放射デバイス４１０は、筐体１１１内の横方向（左右幅方向）に対して直線的な音放射を行える。

小型音放射デバイス４１０から直線的な音放射を行わせるのは、音響回路部４２０である。音響回路部４２０は、信号発生部４２１と、変調部４２２と、小型音放射デバイス４１０の共振周波数と同等の周波数を発振させるための発振回路部４２３と、を有している。つまり、小型音放射デバイス４１０からの直線的な音放射は、信号発生部４２１と、変調部４２２と、発振回路部４２３と、の３構成で実行される。更に、音響回路部４２０の信号発生部４２１は、人間がストレス軽減や睡眠誘発、又は涼感や暖感を行える自然音による生理反応評価に基づいた任意の周波数帯域やリズムで制御した「音源データ」を備えている。

例えば、小型音放射デバイス４１０が３０ｋＨｚで共振することで超音波帯域の音を発生できるとすれば、音響回路部４２０の発振回路部４２３では３０ｋＨｚの発振周波数を創生する。この３０ｋＨｚの発振周波数は、音響回路部４２０の変調部４２２によって、音響回路部４２０の信号発生部４２１の信号と重畳（加算）処理される。「音源データ」を備えている音響回路部４２０の信号発生部４２１からの信号は、音響回路部４２０の発振回路部４２３からの超音波帯域の信号と音響回路部４２０の変調部４２２で重畳（加算）処理される。

そして、加算処理した信号を小型音放射デバイス４１０から筐体１１１の内部に放射する。放射された信号は、小型音放射デバイス４１０の相対する対向面と小型音放射デバイス４１０との間で放射−反射を繰り返すことになる。こうすることで、ファン１１２とフラップ４００との間に、直線的な音放射による音の「壁」ができあがる（図６に示す矢印Ｐ）。ファン１１２からの騒音交じりの音は、小型音放射デバイス４１０から放射される信号によって形成される「音の壁」の「マスキング」現象により、遮断され、ファン１１２からの風そのものがフラップ４００から筐体１１１の外部に吹き出させることができる。

更に、小型音放射デバイス４１０の相対する対向面で反射する際に、変調された音は、復調現象を起こし、反射面及びその近傍で復調に伴う音の発生が行われる。この復調現象で自然界のフィルタ処理された「音発生」が起こり、音響回路部４２０の任意信号による「音」が発生し、筐体１１１の内部から筐体１１１の外部に伝搬することになる。つまり、睡眠誘発や冷感や暖感をもたらすための音放射が行われることとなり、ファン１１２の風と同時に筐体１１１の外部から放射されて人間に音放射される。

以上のように、快音化装置Ｃによれば、快音化装置Ａ，Ｂと同様に、周期信号及び自然界の時間的な変動特性を用いた非定常信号でモータやファンなどを回転させる設備機器においても、使用者の主観及び生理反応評価結果に基づく「快音化波形」によってモータやファンなどの回転を行うことができる。また、快音化装置Ｃによれば、（Ａ）筐体振動音の対策、（Ｂ）時間軸レベルでの音響特性の変化を利用した睡眠誘発や涼感調整、更には暖感調整を行える快音化波形を２次的な信号として設備機器に付加させることができる。さらに、快音化装置Ｃによれば、風そのものを吹き出させることができ、それと同時に、睡眠誘発や冷感や暖感をもたらすための音放射を実行できる。

なお、実施の形態１〜３では、本発明に係る快音化装置の適用例としてエアコンの室内機１１０をもとに記載したが、本発明に係る快音化装置をエアコンの室内機１１０に適用することに限定するものではない。例えば、他の空調機や掃除機など、音を発生する家電製品や、家電製品以外の例えばインバータ音が問題となるような機器などにも、本発明に係る快音化装置を適用することができる。このようなものに本発明に係る快音化装置と適用すれば、主観及び生理反応評価を基にした付加音源用の時間波形による音を再生することで、製品の騒音の快音化が行える。

また、実施の形態１〜３では、ある年齢層に対する特性傾向をしめしたが、付加音源の周波数帯域は、年齢による聴感特性の影響を受ける。そのために、本発明に係る快音化装置は、加齢に応じて付加音源の再生する周波数帯域を低い周波数帯域側に年齢層に応じて移動（変化）することができるものとしており、例えば、その選択は、家電製品を制御するリモコン等を用いて、年齢を入れることで任意選択できるようにしておくとよい。

１００ 自然界の音の時間軸−入力電圧波形例、１０１ フィルタ処理部、１０２ 時間軸−入力電圧波形例、１１０ 室内機、１１１ 筐体、１１２ ファン、１１３ モータ部、１１５ 制御装置、２００ 音放射デバイス、２１０ 付加音源用の時間波形、３００ 実際の心拍波形例、４００ フラップ、４１０ 小型音放射デバイス、４２０ 音響回路部、４２１ 信号発生部、４２２ 変調部、４２３ 発振回路部、Ａ 設備機器音の快音化装置、Ｂ 設備機器音の快音化装置、Ｃ 設備機器音の快音化装置。

本発明に係る設備機器音の快音化装置は、駆動部品を運転させる設備機器から発生される音を快音化する快音化装置であって、自然界の音の時間的な周波数の変動特性の周波数成分のうち前記駆動部品が搭載される前記設備機器の筐体の固有値と一致又は近似している部分を抑制した信号を、自然界の音に対する人間の主観及び生理反応に基づいて予め選択しておき、選択された信号に基づいて前記駆動部品の運転信号を創生する信号処理手段を備えるものである。

本発明に係る設備機器音の快音化方法は、駆動部品を運転させる設備機器から発生される音を快音化する快音化方法であって、自然界の音の時間的な周波数の変動特性の周波数成分のうち前記駆動部品が搭載される前記設備機器の筐体の固有値と一致又は近似している部分を抑制して加工し、加工した周波数の変動特性に基づく信号を、前記駆動部品を運転させたときの自然界の音に対する人間の主観及び生理反応に基づいて評価し、前記人間の主観及び生理反応の評価結果に基づき、前記加工した変動特性に基づく信号を選択し、この選択された信号に基づいて前記駆動部品の運転信号を創生し、自然界の音の音圧レベル及び周期を予め求めた人間の平均心拍数を用いて調整した音を付加音源として放射するものである。

Claims (8)

1. 自然界で生じている音の時間的な周波数の変動特性を用いて駆動部品を運転させる機器から発生される音を快音化する快音化装置であって、
   自然界で生じている音の時間的な周波数の変動特性の周波数成分のうち前記駆動部品が搭載される前記機器の筐体の固有値と一致又は近似している部分を抑制するようにフィルタ処理し、
   前記フィルタ処理した変動特性に基づく信号を、前記駆動部品を運転させたときの自然界で生じている音に対する人間の主観及び生理反応に基づいて評価し、
   前記人間の主観及び生理反応の評価結果に基づき、前記フィルタ処理した変動特性に基づく信号を選択し、選択された信号に基づいて前記駆動部品の運転信号を創生する
   ことを特徴とする設備機器音の快音化装置。
2. 前記機器の内部及び外部に音放射デバイスを備え、
   前記音放射デバイスは、
   自然界の音の音圧レベル及び周期を人間の平均心拍数を用いて調整された音を放射する
   ことを特徴とする請求項１に記載の設備機器音の快音化装置。
3. 前記音放射デバイスから放射する音の音圧レベルは、
   前記駆動部品を運転したときに発生する運転音の音圧レベルよりも１〜５ｄＢ前後の範囲で低くしている
   ことを特徴とする請求項２に記載の設備機器音の快音化装置。
4. 前記音放射デバイスは、
   自然界の音に所定の信号処理を施した音源データを備えた信号発生部と、
   前記音放射デバイスを超音波帯域で駆動させる発振回路部と、
   前記信号発生部からの信号を前記発振回路部からの超音波帯域の信号に重畳処理する変調部と、を備えている
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の設備機器音の快音化装置。
5. 前記駆動部品がファンであり、前記筐体に吹出口が形成されているものにおいて、
   前記音放射デバイスは、
   前記吹出口を挟んで前記筐体の一方の端部側に設置されており、
   前記音放射デバイスから放射された音が、
   前記音放射デバイスと前記筐体の他方の端部側であって前記音放射デバイスとの対向位置との間で放射−反射を繰り返すことで音の壁を構成する
   ことを特徴とする請求項４に記載の設備機器音の快音化装置。
6. 前記変調部よって変調され、前記音放射デバイスから放射された音が、
   前記筐体の他方の端部側であって前記音放射デバイスとの対向位置で復調して音が再生される
   ことを特徴とする請求項５に記載の設備機器音の快音化装置。
7. 前記音放射デバイスから発生させる音の周波数特性の帯域は、
   年齢層に応じて変化可能にしている
   ことを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の設備機器音の快音化装置。
8. 自然界で生じている音の時間的な周波数の変動特性を用いて駆動部品を運転させる機器から発生される音を快音化する快音化方法であって、
   自然界で生じている音の時間的な周波数の変動特性の周波数成分のうち前記駆動部品が搭載される前記機器の筐体の固有値と一致又は近似している部分を抑制して加工し、
   加工した周波数の変動特性に基づく信号を、前記駆動部品を運転させたときの自然界で生じている音に対する人間の主観及び生理反応に基づいて評価し、
   前記人間の主観及び生理反応の評価結果に基づき、前記加工した変動特性に基づく信号を選択し、
   この選択された信号に基づいて前記駆動部品の運転信号を創生し、
   自然界の音の音圧レベル及び周期を予め求めた人間の平均心拍数を用いて調整した音を付加音源として放射する
   ことを特徴とする設備機器の快音化方法。
   

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