JP2961996B2 - 低騒音機器 - Google Patents
低騒音機器Info
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- JP2961996B2 JP2961996B2 JP3264516A JP26451691A JP2961996B2 JP 2961996 B2 JP2961996 B2 JP 2961996B2 JP 3264516 A JP3264516 A JP 3264516A JP 26451691 A JP26451691 A JP 26451691A JP 2961996 B2 JP2961996 B2 JP 2961996B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、小形コンピュータや空
調機などに好適な低騒音機器に関する。
調機などに好適な低騒音機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、流体機械から発生する騒音の低減
に対して、流路に多孔質吸音材料を内張りした吸収型サ
イレンサや断面変化を利用したリアクティブ型サイレン
サ機器に装着する方法が広く使われている。しかし、流
体機械のような周波数の低い騒音を対象とする場合、機
器が大形となり、重量が増加する等の、改善に対する要
求が多い。
に対して、流路に多孔質吸音材料を内張りした吸収型サ
イレンサや断面変化を利用したリアクティブ型サイレン
サ機器に装着する方法が広く使われている。しかし、流
体機械のような周波数の低い騒音を対象とする場合、機
器が大形となり、重量が増加する等の、改善に対する要
求が多い。
【０００３】一方、これに対して、別の方法として、古
くから提案されていた能動型消音装置即ち、音源からの
伝搬波に対して、逆位相の付加音を加え、音波干渉によ
って消音を強制的に生じさせる方法、すなわち、破壊的
消音方法が着目されつつある。
くから提案されていた能動型消音装置即ち、音源からの
伝搬波に対して、逆位相の付加音を加え、音波干渉によ
って消音を強制的に生じさせる方法、すなわち、破壊的
消音方法が着目されつつある。
【０００４】能動型消音装置は電子デバイス，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。
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。
【０００５】ところで、特開平2−261997 号公報に記載
の消音装置に示すように、発音体をダクト開口部の周囲
に環状に囲むようにして、音場のむらによる消音効果の
低下を抑制可能とする消音装置が公開されている。これ
には、能動的消音手段のみが示されている。
の消音装置に示すように、発音体をダクト開口部の周囲
に環状に囲むようにして、音場のむらによる消音効果の
低下を抑制可能とする消音装置が公開されている。これ
には、能動的消音手段のみが示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】一般に機器騒音の評価
位置は固定されないから、機器が収納された部屋内の何
れの位置も静粛でなければならないから、機器の開口面
からの放射騒音のエネルギを小さくしなければならな
い。そのため必然的に騒音の放射面、すなわち、開口面
の近傍に発音体を設ける必要がある。この場合、この消
音効果は、消音対象とする音波の波長に対する開口面と
発音体のそれぞれ中心軸間の距離の比に比例するから、
極力この距離が小さくなるように消音装置搭載機器の構
成を工夫しなければならないが、発音体が開口面を囲む
ように取り付ける方法では、開口面と発音体のそれぞれ
中心軸間の距離を低減しようとしても、発音体または開
口面を小さくするには、それぞれ低周波数での放射パワ
ーの低減や流速増加に伴う流体抵抗の増加を招くので、
効果的な消音ができない。また、機器開口面から放射さ
れる騒音は、流体機械の回転数と羽根枚数の積で決定さ
れる羽根音のような低い周波数成分の音と、羽根表面の
剥離に伴って発生する乱流音のような比較的周波数の高
い成分の音から構成されており、静粛な機器を実現する
には、低周波数から高周波数の幅広い音の低減が求めら
れるが、本質的に能動的消音手段のみでは、高い周波数
の音の消音効果は期待できない。
位置は固定されないから、機器が収納された部屋内の何
れの位置も静粛でなければならないから、機器の開口面
からの放射騒音のエネルギを小さくしなければならな
い。そのため必然的に騒音の放射面、すなわち、開口面
の近傍に発音体を設ける必要がある。この場合、この消
音効果は、消音対象とする音波の波長に対する開口面と
発音体のそれぞれ中心軸間の距離の比に比例するから、
極力この距離が小さくなるように消音装置搭載機器の構
成を工夫しなければならないが、発音体が開口面を囲む
ように取り付ける方法では、開口面と発音体のそれぞれ
中心軸間の距離を低減しようとしても、発音体または開
口面を小さくするには、それぞれ低周波数での放射パワ
ーの低減や流速増加に伴う流体抵抗の増加を招くので、
効果的な消音ができない。また、機器開口面から放射さ
れる騒音は、流体機械の回転数と羽根枚数の積で決定さ
れる羽根音のような低い周波数成分の音と、羽根表面の
剥離に伴って発生する乱流音のような比較的周波数の高
い成分の音から構成されており、静粛な機器を実現する
には、低周波数から高周波数の幅広い音の低減が求めら
れるが、本質的に能動的消音手段のみでは、高い周波数
の音の消音効果は期待できない。
【０００７】本発明の目的は、機器開口面から放射され
る騒音を効果的に全周波数帯域にわたって低減するため
の消音装置を搭載した低騒音機器を提供することにあ
る。
る騒音を効果的に全周波数帯域にわたって低減するため
の消音装置を搭載した低騒音機器を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、騒音源の騒音信号または騒音信号と高
い相関をもつ信号をセンサによって検出し、この検出信
号を信号処理装置によって加工後、発音体から音として
発生することにより、騒音源からの音波と発音源からの
音波を音波干渉して消音を行う能動的消音装置を設けた
低騒音機器において、発音体の面積が開口面より広く、
かつ、発音体の中心軸と開口面の中心軸がほぼ等しく、
発音体は、開口面から一定の距離をおいて設けたことを
特徴とする。
達成するために、騒音源の騒音信号または騒音信号と高
い相関をもつ信号をセンサによって検出し、この検出信
号を信号処理装置によって加工後、発音体から音として
発生することにより、騒音源からの音波と発音源からの
音波を音波干渉して消音を行う能動的消音装置を設けた
低騒音機器において、発音体の面積が開口面より広く、
かつ、発音体の中心軸と開口面の中心軸がほぼ等しく、
発音体は、開口面から一定の距離をおいて設けたことを
特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明は、発音体の中心軸と開口面の中心軸が
ほぼ等しく、発音体は、開口面から一定の距離をおいて
設けたので、開口面の騒音と発音体の音波はいずれも、
同一の指向性パターンにて機器筐体外側へ放射されるの
で、それぞれの音の振幅が等しく、位相を逆になるよう
に制御すれば、これらは完全に空間中でミキシングし、
破壊的干渉を起し、特に、比較的周波数の低い騒音に対
して、大巾低減し、この消音効果は周波数が高くなるほ
ど逆に小さくなる。一方、本発明の機器では、同時に発
音体の面積が開口面より広くなるように構成しているの
で、騒音源すなわち、流体機械からの騒音は、発音体の
周囲を回折して機器開口面から機器周囲に伝搬するが、
この時、回折による減音作用が生じ、能動的消音手法が
不得意とする高周波数ほど減音効果が増加する。
ほぼ等しく、発音体は、開口面から一定の距離をおいて
設けたので、開口面の騒音と発音体の音波はいずれも、
同一の指向性パターンにて機器筐体外側へ放射されるの
で、それぞれの音の振幅が等しく、位相を逆になるよう
に制御すれば、これらは完全に空間中でミキシングし、
破壊的干渉を起し、特に、比較的周波数の低い騒音に対
して、大巾低減し、この消音効果は周波数が高くなるほ
ど逆に小さくなる。一方、本発明の機器では、同時に発
音体の面積が開口面より広くなるように構成しているの
で、騒音源すなわち、流体機械からの騒音は、発音体の
周囲を回折して機器開口面から機器周囲に伝搬するが、
この時、回折による減音作用が生じ、能動的消音手法が
不得意とする高周波数ほど減音効果が増加する。
【００１０】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て説明する。
て説明する。
【００１１】図１は本発明の一実施例に係る消音装置を
搭載した機器の構成を示す説明図である。この装置が従
来の装置と異なる点は、発音体の面積が開口面より広く
かつ、発音体の中心軸と開口面の中心軸がほぼ等しく、
発音体は、開口面から一定の距離をおいて設けられてい
る点にある。
搭載した機器の構成を示す説明図である。この装置が従
来の装置と異なる点は、発音体の面積が開口面より広く
かつ、発音体の中心軸と開口面の中心軸がほぼ等しく、
発音体は、開口面から一定の距離をおいて設けられてい
る点にある。
【００１２】以下、この消音装置の動作について説明す
る。機器１の発熱部２を冷却するために流体機械である
ファン３を設ける。これから発生された騒音は、筐体４
の内部を伝搬し、発熱体２を冷却後、発音体である圧電
型スピーカ５と筐体４間の音・流れの流路６を通り、筐
体開口部７から周囲に放射される。一方、流体機械３の
近傍に取り付けられた騒音検出用センサであるマイク８
の出力信号９は適応型信号処理装置１０に入力される。
この信号をもとに、信号処理装置１０は、第二のセンサ
である集音マイク１１からの出力値が適応アルゴリズム
に従って、常に最小となるよう、ファン３からの騒音と
同振幅で逆位相の音波を発音体である圧電型スピーカ５
から放射するように適応型信号処理装置１０内の係数を
調整する。
る。機器１の発熱部２を冷却するために流体機械である
ファン３を設ける。これから発生された騒音は、筐体４
の内部を伝搬し、発熱体２を冷却後、発音体である圧電
型スピーカ５と筐体４間の音・流れの流路６を通り、筐
体開口部７から周囲に放射される。一方、流体機械３の
近傍に取り付けられた騒音検出用センサであるマイク８
の出力信号９は適応型信号処理装置１０に入力される。
この信号をもとに、信号処理装置１０は、第二のセンサ
である集音マイク１１からの出力値が適応アルゴリズム
に従って、常に最小となるよう、ファン３からの騒音と
同振幅で逆位相の音波を発音体である圧電型スピーカ５
から放射するように適応型信号処理装置１０内の係数を
調整する。
【００１３】ところで、圧電型スピーカ５は、機器筐体
開口部７の中心軸上でかつ、この開口部７からある一定
距離ｄだけ離して取付けられているから、開口面７から
のファン３の騒音と圧電型スピーカ５からの音波はいず
れも、同一の指向性パターンで機器１の筐体５の外側へ
放射されるので、それぞれの音の振幅が等しく、位相を
逆になるように制御すれば、これらは完全に空間中でミ
キシングし、破壊的干渉を起し、特に、比較的周波数の
低い騒音に対して、大巾低減し、この消音効果は周波数
が低くなるほど大きくなる。一方、本発明の機器では、
同時に発音体である圧電型スピーカ５の面積が開口面７
より広くなるように構成しているので、騒音源、すなわ
ち、流体機械３からの騒音は、圧電型スピーカ５の周囲
を回折して機器開口面７から機器１の周囲に伝搬する
が、この時、回折による減音作用が生じ、能動的消音手
法が不得意とする高周波数ほど減音効果が増加する。セ
ンサが、電源周波数の検出センサである場合には、この
周波数とその高調波成分の騒音が破壊的干渉によって消
音される。同様に、センサが、流体機械のごく近傍に設
けられた圧力脈動の検出センサである場合には、この周
波数とその高調波成分の騒音が破壊的干渉によって消音
される。図２は筐体に取り付けられた消音用発音体の構
成を示す本発明の他の実施例を示す。また低騒音機器の
開口面の周囲に、開口面を取り囲むように圧電型スピー
カ５ｂと５ｃを設けて構成すると、開口面７に加えて、
開口面７の周囲から、開口面７からの放射騒音を包み込
むように、消音用音波が放射できるので、音場にむらが
生ぜず、さらに各発音体トータルの振動面の面積を大き
くできるので低周波数帯域での音波放射パワーも増大す
る。これら総合された作用により、機器１の筐体４の外
側では、これらの波は、完全に破壊的干渉を起し、騒音
を大巾に激減できる。図１およば図２に示す実施例で
は、発音体に平面スピーカである圧電型スピーカ５を採
用している。これはスピーカの体積が小さいことから、
機器１の筐体４内の空間を効率良く利用できる利点を有
する。図３は他の実施例を示し、筐体に取り付けられた
消音用発音体の構成を示す。圧電型スピーカ５を筐体４
の外部に設けたもので、本実施例は本発明と同一の作用
と効果を示す。図４は他の実施例を示し、筐体に取り付
けられた消音用発音体の構成を示す。この実施例のよう
に、発音体は平面型にとらわれずスピーカボックス１２
ｃに収納され、振動面１２ａはコーン状であり、アクチ
ュエータ１２ｂで駆動される構造の動電型スピーカ１２
であって、少なくとも開口面７の中心軸と同一軸上で筐
体４内に設けたスピーカであれば、音・流れ流路６を阻
害しないから、本発明と同一に作用し同一の効果が得ら
れる。さらに、図１及び図２では、発音体である圧電型
スピーカ５を筐体４の内部に設けているが、平面型スピ
ーカが開口面７とほぼ同一軸上であれば、筐体外部に設
けても本発明と同一に作用し、同一の効果が得られる。
開口部７の中心軸上でかつ、この開口部７からある一定
距離ｄだけ離して取付けられているから、開口面７から
のファン３の騒音と圧電型スピーカ５からの音波はいず
れも、同一の指向性パターンで機器１の筐体５の外側へ
放射されるので、それぞれの音の振幅が等しく、位相を
逆になるように制御すれば、これらは完全に空間中でミ
キシングし、破壊的干渉を起し、特に、比較的周波数の
低い騒音に対して、大巾低減し、この消音効果は周波数
が低くなるほど大きくなる。一方、本発明の機器では、
同時に発音体である圧電型スピーカ５の面積が開口面７
より広くなるように構成しているので、騒音源、すなわ
ち、流体機械３からの騒音は、圧電型スピーカ５の周囲
を回折して機器開口面７から機器１の周囲に伝搬する
が、この時、回折による減音作用が生じ、能動的消音手
法が不得意とする高周波数ほど減音効果が増加する。セ
ンサが、電源周波数の検出センサである場合には、この
周波数とその高調波成分の騒音が破壊的干渉によって消
音される。同様に、センサが、流体機械のごく近傍に設
けられた圧力脈動の検出センサである場合には、この周
波数とその高調波成分の騒音が破壊的干渉によって消音
される。図２は筐体に取り付けられた消音用発音体の構
成を示す本発明の他の実施例を示す。また低騒音機器の
開口面の周囲に、開口面を取り囲むように圧電型スピー
カ５ｂと５ｃを設けて構成すると、開口面７に加えて、
開口面７の周囲から、開口面７からの放射騒音を包み込
むように、消音用音波が放射できるので、音場にむらが
生ぜず、さらに各発音体トータルの振動面の面積を大き
くできるので低周波数帯域での音波放射パワーも増大す
る。これら総合された作用により、機器１の筐体４の外
側では、これらの波は、完全に破壊的干渉を起し、騒音
を大巾に激減できる。図１およば図２に示す実施例で
は、発音体に平面スピーカである圧電型スピーカ５を採
用している。これはスピーカの体積が小さいことから、
機器１の筐体４内の空間を効率良く利用できる利点を有
する。図３は他の実施例を示し、筐体に取り付けられた
消音用発音体の構成を示す。圧電型スピーカ５を筐体４
の外部に設けたもので、本実施例は本発明と同一の作用
と効果を示す。図４は他の実施例を示し、筐体に取り付
けられた消音用発音体の構成を示す。この実施例のよう
に、発音体は平面型にとらわれずスピーカボックス１２
ｃに収納され、振動面１２ａはコーン状であり、アクチ
ュエータ１２ｂで駆動される構造の動電型スピーカ１２
であって、少なくとも開口面７の中心軸と同一軸上で筐
体４内に設けたスピーカであれば、音・流れ流路６を阻
害しないから、本発明と同一に作用し同一の効果が得ら
れる。さらに、図１及び図２では、発音体である圧電型
スピーカ５を筐体４の内部に設けているが、平面型スピ
ーカが開口面７とほぼ同一軸上であれば、筐体外部に設
けても本発明と同一に作用し、同一の効果が得られる。
【００１４】
【発明の効果】騒音源の騒音信号または騒音信号と高い
相関をもつ信号をセンサによって検出し、この検出信号
を信号処理装置によって加工後、発音体から音として発
生することにより、騒音源からの音波と発音源からの音
波を音波干渉して消音を行う能動的消音装置を設けた低
騒音機器において、発音体の面積が開口面より広くか
つ、発音体の中心軸と開口面の中心軸がほぼ等しく、発
音体は、開口面から一定の距離をおいて設けたので、能
動的消音による比較的低い周波数の騒音低減と回折に伴
う高周波数騒音の低減が共に実現できる。その結果、低
い周波数から高い周波数迄、広帯域騒音が効率よく低減
でき、音が静かな能動的消音装置を搭載した低騒音機器
が実現できる。
相関をもつ信号をセンサによって検出し、この検出信号
を信号処理装置によって加工後、発音体から音として発
生することにより、騒音源からの音波と発音源からの音
波を音波干渉して消音を行う能動的消音装置を設けた低
騒音機器において、発音体の面積が開口面より広くか
つ、発音体の中心軸と開口面の中心軸がほぼ等しく、発
音体は、開口面から一定の距離をおいて設けたので、能
動的消音による比較的低い周波数の騒音低減と回折に伴
う高周波数騒音の低減が共に実現できる。その結果、低
い周波数から高い周波数迄、広帯域騒音が効率よく低減
でき、音が静かな能動的消音装置を搭載した低騒音機器
が実現できる。
【図１】本発明の一実施例に係る消音装置を適用した機
器の説明図。
器の説明図。
【図２】筐体に取り付けられた消音用発音体の構成を示
す本発明の他の実施例の説明図。
す本発明の他の実施例の説明図。
【図３】他の実施例を示し、筐体に取り付けられた消音
用発音体の説明図。
用発音体の説明図。
【図４】他の実施例を示し、筐体に取り付けられた消音
用発音体の説明図。
用発音体の説明図。
１…機器、２…発熱体、３…ファン、５…圧電型スピー
カ、６…音・流れ路、７…開口面、８…マイク、１０…
適応型信号処理装置、１１…集音マイク。
カ、６…音・流れ路、７…開口面、８…マイク、１０…
適応型信号処理装置、１１…集音マイク。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−214614（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−251214（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−261997（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−285799（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−15387（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F01N 1/00 G10K 11/178
Claims (1)
- 【請求項１】音源の騒音信号または前記騒音信号と高い
相関をもつ信号をセンサによって検出し、この検出信号
を信号処理装置によって加工後、発音体から音として発
生することにより、騒音源より機器内を伝搬し、機器開
口面から放射された音波と前記発音体からの音波を音波
干渉して消音を行う能動的消音装置を設けた低騒音機器
において、前記発音体の面積が前記機器開口面より広
く、前記発音体の中心軸と前記機器開口面の中心軸がほ
ぼ等しく、前記発音体は、前記機器開口面から一定の距
離をおいて設けたことを特徴とする低騒音機器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3264516A JP2961996B2 (ja) | 1991-10-14 | 1991-10-14 | 低騒音機器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3264516A JP2961996B2 (ja) | 1991-10-14 | 1991-10-14 | 低騒音機器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0598926A JPH0598926A (ja) | 1993-04-20 |
| JP2961996B2 true JP2961996B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=17404336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3264516A Expired - Fee Related JP2961996B2 (ja) | 1991-10-14 | 1991-10-14 | 低騒音機器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2961996B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030023062A (ko) * | 2001-09-11 | 2003-03-19 | 주식회사 엘지이아이 | 스피커를 구비한 공기조화기의 실외기 |
| JP3874117B2 (ja) * | 2004-03-23 | 2007-01-31 | ソニー株式会社 | スピーカーユニットを搭載した電子機器 |
| JP4690735B2 (ja) * | 2005-01-31 | 2011-06-01 | 国立大学法人横浜国立大学 | ファン騒音低減装置及びファン騒音低減方法 |
| JP7306650B2 (ja) * | 2019-05-20 | 2023-07-11 | 日東電工株式会社 | アクティブノイズコントロールシステム |
| CN112218206B (zh) * | 2020-09-28 | 2022-07-19 | 业泓科技(成都)有限公司 | 基于薄膜扬声器的声音控制方法、装置、设备和介质 |
-
1991
- 1991-10-14 JP JP3264516A patent/JP2961996B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0598926A (ja) | 1993-04-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |