(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原音と逆位相の二次音源の音を前記原音の近接位置から放出して前記原音を消音するもので、前記二次音源用のスピーカに基部側の口径と吐出口の口径とが異なるレデューサを取り付けて消音する装置において、
前記レデューサの吐出口は、該レデューサの基部に対してオフセットされた位置にあると共に、原音の吐出口の径とほぼ同一径に形成され、
前記レデューサの基部には、取付固定用で円形のフランジがあって、前記スピーカに対して前記レデューサを着脱自在にして、且つ、前記レデューサのオフセットされた吐出口を周方向に回転させて最も都合の良い位置で前記原音に近接させて併設できるように、前記フランジにはボルト挿着用の取付孔が周方向に所望角度で均等間隔配置にして複数個設けられていること、
を特徴とするレデューサを用いた騒音低減装置。
【請求項２】
二次音源及びレデューサがそれぞれ複数台で設けられ、原音の周囲にレデューサの吐出口が複数配置されること、
を特徴とする請求項１に記載のレデューサを用いた騒音低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管径を拡大若しくは縮小する場合に用いられるレデューサ（reducer：レジューサともいう、以下同じ）を用いた騒音低減装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建設工事騒音に関する苦情は近年、増加傾向にあり、その工事騒音対策は重要な問題となっている。そこで、従来の騒音対策としては、音源を包み込むカバーや障壁などを用いる対策があるが、更に効果的にするために、低周波数帯域にピークを有する建設機械の騒音に対して、低減対象となる音源と逆位相の音をマイクやスピーカ等の音響機器によって放出することで、騒音となっている原音をキャンセルする方法（アクティブノイズコントロール：ＡＮＣ）が提案され知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２４８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のアクティブノイズコントロール（ＡＮＣ）による騒音低減装置を使用する方法においては、騒音の音源と同一の音圧レベルを発する二次音源用スピーカが必要となって、大きい音圧レベルを発するために当該スピーカの有効径を大きくする必要がある。しかしながら、前記スピーカが大きくなると、騒音低減のためには原音位置と二次音源位置とを近接させることが好ましいのにもかかわらず、図１５に示すように、二次音源用のスピーカの有効径が大きく前記騒音の音源と二次音源スピーカとを並設して近接させることが困難となる。よって、アクティブノイズコントロール（ＡＮＣ）による騒音低減効果が低減され、更に低周波数帯域の狭い範囲に限定されてしまうという課題がある。本発明に係るレデューサを用いた騒音低減装置は、このような課題を解決するために提案されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るレデューサを用いた騒音低減装置の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、原音と逆位相の二次音源の音を前記原音の近接位置から放出して前記原音を消音するもので、前記二次音源用のスピーカに基部側の口径と吐出口の口径とが異なるレデューサを取り付けて消音する装置において、前記レデューサの吐出口は、該レデューサの基部に対してオフセットされた位置にあると共に、原音の吐出口の径とほぼ同一径に形成され、前記レデューサの基部には、取付固定用で円形のフランジがあって、前記スピーカに対して前記レデューサを着脱自在にして、且つ、前記レデューサのオフセットされた吐出口を周方向に回転させて最も都合の良い位置で前記原音に近接させて併設できるように、前記フランジにはボルト挿着用の取付孔が周方向に所望角度で均等間隔配置にして複数個設けられていることである。
【０００６】
前記二次音源及びレデューサがそれぞれ複数台で設けられ、原音の周囲にレデューサの吐出口が複数配置されることを含むものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のレデューサを用いた騒音低減装置によれば、騒音源の原音に対してレデューサの吐出口を介して近接させることができて、キャンセラーとしての低減効果を向上させることができる。低減効果が見込める範囲が、低周波数帯域からさらに高い周波数帯域に広がる、と言う優れた効果を奏するものである。
【０００８】
また、前記レデユーサの吐出口は、該レデューサの基部に対してオフセットされた位置にあるので、レデューサの取付時にフランジを回転させることで、吐出口を騒音源に一層近接させることができるようになって、低減効果の向上が望める。
前記レデューサの取付において、周方向に回転させてレデューサの吐出口の位置を調整できるように、レデューサのフランジにはボルト挿着用の取付孔が周方向に均等間隔配置で複数個設けて、回転自在としている。このようにしたことで、レデユーサの吐出口が当該レデューサの基部に対してオフセットされた位置にあることと相まって、音源の吐出口に極力近接させることが容易にできる。
二次音源及びレデューサがそれぞれ複数台で設けられ、原音の周囲にレデューサの吐出口が複数配置されるようにすることで、騒音低減効果を向上させることができるとともに、騒音源に対して二次音源を自在に且つ効果的に設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係るレデューサを用いた騒音低減装置１の使用状態を正面方向から見た概略図である。
【図２】レデューサ５の取付形状を複数（丸１，Ａ〜Ｇ）示す概略平面図である。
【図３】レデューサ５の取付形状とレデューサ吐出口５ａにおける音圧レベルとの関係を示す特性曲線図である。
【図４】本発明の第２実施例に係るアクテイブノイズコントロールの実験用システム構成を示すブロック図である。
【図５】同第２実施例における騒音源と二次音源であるスピーカ４との配置を示す説明図（Ａ），（Ｂ）と、騒音低減効果量の測定点を示す説明図（Ｃ）である。
【図６】同第２実施例の測定結果を示す説明図（Ａ），（Ｂ）である。
【図７】同本発明の第３実施例に係るレデューサを用いた騒音低減装置１の使用状態における平面図（Ａ）、Ａ−Ａ線に沿った断面図（Ｂ）、Ｂ−Ｂ線で示す方向の正面図（Ｃ）、他の実施例を示す断面図（Ｄ）である。
【図８】同第３実施例におけるアクティブノイズコントロール（ＡＮＣ）システムの概略構成を示すブロック図である。
【図９】同第３実施例における実験結果を示すもので、エラーマイク近傍における騒音の特性図（Ａ）と、後方１０ｍ点における騒音の特性図（Ｂ）である。
【図１０】同第３実施例における室内の騒音特性の測定結果を示す、音圧レベルと中心周波数の特性曲線を示す説明図である。
【図１１】本発明による騒音低減装置１の効果を示す特性曲線図である。
【図１２】本発明の第４実施例に係るレデューサ５の取り付け状態を示す概略斜視図である。
【図１３】本発明の第５実施例に係る、掘削機上のマフラーと二台の二次音源用のスピーカ７，８との配置図である。
【図１４】同第５実施例のマルチ制御システム図である。
【図１５】従来例に係る騒音低減装置の、騒音源と二次音源３用のスピーカ４との距離を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係るレデューサを用いた騒音低減装置１は、図１に示すように、騒音源２に近接させて逆位相の二次音源３を設置することである。
【実施例１】
【００１１】
前記騒音低減装置１は、騒音を発する原音２と逆位相の二次音源３の音を、前記原音２の近接位置から放出して、前記原音２を消音するものである。図１に示すように、前記二次音源３用のスピーカ４に、管軸の角度を変えて先端側が先細になっているレデューサ５を取り付ける。
【００１２】
前記レデューサ５は、図２に示すように、直径が異なる二つの配管を同一直線上或いは平行にずらして接続するためのに用いる突き合わせ溶接式の金属製管継手であり、これをスピーカ４の前面に配置するものである。レデューサ５の口径の大きい方をスピーカ側にして、口径の小さい方を吐出口５ａとして使用する。なお、レデユーサ５の吐出口５ａは、該レデューサ５の基部に対してオフセットｃされた位置にあると共に、原音（騒音源２）の吐出口の径とほぼ同一径である。
【００１３】
前記レデューサ５を用いた場合に、二次音源３用スピーカ４の音圧レベルがレデューサ５の形状によってどのように変化するかを調べる。図２に示すように、スピーカ４に円筒状のレデューサ５を直線的に取り付けたものから、先端を長くしたもの（Ａ）、先端をさらに直交方向に曲げたもの（Ｂ）〜（Ｄ）、さらに直交方向に曲げて軸芯をオフセットｃさせたもの（Ｅ）〜（Ｇ）で、検証する。
【００１４】
その結果、図３に示すように、左から順に、スピーカ４のみの場合で８５デシベル（ｄＢ以下同じ）、レデューサ５を付けると、約８８ｄＢと音圧が上がる。その後、レデューサ５の先端が伸びて直交して曲がるほど、吐出口５ａの音圧レベルが下がっている。よって、この結果を基に、二次音源３の音圧レベルが下がった場合に、スピーカ４の有効径を大きくして音圧レベルを上げるようにするものである。
【実施例２】
【００１５】
このように、レデューサ５を使用して、騒音源（原音２）に対して低減効果を実験的に確かめるべく、図４に示すように、アクティブノイズコントロール（ＡＮＣ）システムを構成する。また、比較する騒音源の音源２と二次音源としてのスピーカ４との配置は、無響室において図５（Ａ），（Ｂ）に示す配置とする。レデューサ５は、図２のＥタイプである。騒音源には簡易なレデューサ（筒先の内径：１２．５ｃｍ）を取り付けてマフラーを模擬している。そして、アクティブノイズコントロール（ＡＮＣ）の制御効果を監視するマイクロホンは、エラーマイクのみを設置するフィードバックシステムを採用する。図５（Ｃ）に騒音源に対する測定点の位置を示す。実験では二次音源のスピーカのレデューサ５の脱着に応じて二次音源と騒音源とが同一平面上（ｈ＝０ｃｍ）となるように配置し、図示した１０点をｈ＝０ｃｍおよびｈ＝１００ｃｍのそれぞれについて測定した（計２０点）。
【００１６】
前記二次音源のスピーカ４は、口径が２５ｃｍ（３０ｃｍ×３０ｃｍ×２５ｃｍのエンクロージャーに搭載）のものを一つ使用し、筒先が内径１２．５ｃｍのレデューサ５を着脱自在に配置した。また、騒音源と二次音源との中心間距離は、ｄ１＝３０ｃｍ，６０ｃｍとし、一方、ｄ２＝１５ｃｍ，３０ｃｍ，６０ｃｍとした。
【００１７】
図６（Ａ）に１００Ｈｚにおけるアクティブノイズコントロール（ＡＮＣ）の制御効果を騒音源と二次音源間の距離ごとに示す。制御効果は制御前の音圧レベルに対する相対音圧レベルとして表す。この図中には、両音源を点音源と仮定した場合における制御効果の計算結果を併せて示す。その結果、音源間距離が３０ｃｍと６０ｃｍの場合、計算結果と同様にＡＮＣ制御の効果が増している。また、同一の音源間距離であれば、二次音源の口径が小さい方の制御効果が大きい。
【００１８】
図６（Ｂ）に２００Ｈｚにおけるアクティブノイズコントロール（ＡＮＣ）の制御効果を騒音源と二次音源間の距離ごとに示す。制御効果は制御前の音圧レベルに対する相対音圧レベルとして表す。この図中には、両音源を点音源と仮定した場合における制御効果の計算結果を併せて示す。音源間距離が近いほどＡＮＣ制御の効果が増している。
【実施例３】
【００１９】
次に、図７に示すように、本発明に係る騒音低減装置１を建築現場の掘削機（図示せず）に適用した例である。騒音源の原音２は、掘削機のボディにおけるマフラーである。図８に、騒音低減システム構成を示す。そして、アクティブノイズコントロール（ＡＮＣ）の制御効果を監視するマイクロホンは、エラーマイクのみを設置するフィードバッックシステムを採用している。スピーカ４は、騒音源の音圧パワーレベル以上の出力が可能なスピーカ（口径：３０ｃｍ）を採用している。スピーカＢＯＸは鋼板で２重構造に製作し、レデューサ５からの雨水の浸入に対して備えるために、内部に水抜き孔を設置している。スピーカ架台１ａは、給油口や油圧配管を避けて掘削機のボディに固定している。
【００２０】
図８に示す前記エラーマイクは、騒音源と二次音源から等距離になるエンジン排気の影響は少ない場所に固定する。このエラーマイクの全面を鋼板で覆い、下面にはスリットを設けて雨水が滞留しない形状にしてある。
【００２１】
この実施例では、前記掘削機のエンジン出力を５０％にセットしたアイドリング状態における、アクティブノイズコントロール（ＡＮＣ）のＯＮ時，ＯＦＦ時の掘削機周辺の騒音を測定する。
【００２２】
実験結果は、図９（Ａ）に示すように、アクティブノイズコントロール（ＡＮＣ）の制御ＯＦＦ時では、６３Ｈｚ，８０Ｈｚ帯域でピークが見られる。そして、制御ＯＮ時では、６３Ｈｚ帯域で１８ｄＢ、８０Ｈｚ帯域では１２ｄＢの騒音低減効果が得られており、ともに鋭いピークは見られなくなった。また、図９（Ｂ）に示すように、後方１０ｍ点の騒音特性は、制御ＯＮ時では、６３Ｈｚ帯域で７ｄＢ、８０Ｈｚ帯域では６ｄＢの騒音低減効果が得られており、３次元空間においても、アクティブノイズコントロール（ＡＮＣ）の効果が得られる。
【００２３】
更に、図１０に示すように、建設現場に近接した建物の室内における音圧レベルの測定結果を示す。掘削機から放射される音は仮囲いやガラスの透過損失で中高音域の減衰が見られるが、低音域ではほとんど減衰が見られない。エラーマイク点および後方１０ｍ地点と同様に、制御ＯＮ時では、６３Ｈｚ帯域で３ｄＢ、８０Ｈｚ帯域では４ｄＢの騒音低減効果が見られる。室内においては、高音域の音はガラス透過時に損失するため、アクティブノイズコントロール（ＡＮＣ）による低音域の騒音低減効果と併せて、騒音レベルにおいて３ｄＢの効果がある。
【００２４】
更に、騒音源及び二次音源間距離と周波数の関係を示すと、図１１に示すようになる。例えば、周波数が５０Ｈｚのところで見ると、従来では、図１の左側に示すように騒音源と二次音源との中心距離ｂが６００ｍｍの場合に、１０ｄＢの低減であったが、本発明に係る騒音低減装置１により前記中心距離ａが２００ｍｍとなることで２０ｄＢの低減となる。このように、音源間の中心距離が縮まることで低減効果が飛躍的に向上するものである。
【００２５】
また、前記音源間の中心距離が（ｂ）→（ａ）に縮まることで、同じ低減効果が得られる周波数帯域が大幅に広がるものである。例えば、前記中心距離６００ｍｍで１０ｄＢ低減される周波数が５０Ｈｚであったのが、中心距離３００ｍｍにすると、同じ１０ｄＢ低減の場合には周波数がほぼ倍の１００Ｈｚとなるのである。
【実施例４】
【００２６】
本発明の第４実施例は、図１２に示すように、レデューサ５の基部５ｂには、取付固定用で円形のフランジ５ｃがあって、該フランジ５ｃにはボルト挿着用の取付孔５ｄが周方向に所望角度ｄで均等間隔配置にして複数個設けられている。
【００２７】
このようにすれば、このレデューサ５をスピーカ４用の架台に取り付ける際、レデューサ５の吐出口５ａの位置をオフセットｃさせてあるので、騒音源２に対してもっとも都合の良い位置に回転させてセットし、前記フランジ５ｃをボルト等で固定することができる。こうすれば、二次音源３の位置を任意の位置にセットすることが容易となる。
【００２８】
本発明の第５実施例は、図１３に示すように、建設現場の掘削機に２台の二次音源用のスピーカ７，８を設置した例である。音源の音圧レベルが高く、１台の二次音源用のスピーカの能力では騒音低減効果が足りない場合、複数台の設置が必要となる。掘削機上部が狭い場合、マフラーと２台のスピーカ７，８が対称にセットできない場合が多く、図１３に示すように、二次音源用のスピーカ７，８のスピーカユニット前面とレデューサ先端までの距離が異なったり、レデューサの形状が異なったりする。その場合には、２台のスピーカ７，８の制御を別にする必要があり、マルチ制御が必要となる。その場合のコントロールＢＯＸ内のシステムを図１４に示す。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明に係る騒音低減装置１は、各種の低音域の音源に対して効果的に作用させることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１          騒音低減装置、            １ａ              スピーカ架台、
２          原音（騒音源）、
３          二次音源、
４          スピーカ、
５          レデューサ、              ５ａ              吐出口、
５ｂ        基部、                    ５ｃ              フランジ、
５ｄ        取付孔、                  ５ｅ              ４５°管、
６          無響室、
７、８      スピーカ、
ａ          レデューサを設置しない場合の騒音源と二次音源との距離、
ｂ          レデューサを設置した場合の騒音源と二次音源との距離、
ｃ          オフセットの距離。
【図１】
0005607422.tif 000002
【図２】
0005607422.tif 000003
【図３】
0005607422.tif 000004
【図４】
0005607422.tif 000005
【図５】
0005607422.tif 000006
【図６】
0005607422.tif 000007
【図７】
0005607422.tif 000008
【図８】
0005607422.tif 000009
【図９】
0005607422.tif 000010
【図１０】
0005607422.tif 000011
【図１１】
0005607422.tif 000012
【図１２】
0005607422.tif 000013
【図１３】
0005607422.tif 000014
【図１４】
0005607422.tif 000015
【図１５】
0005607422.tif 000016