(57)【要約】【課題】  制御スピーカの設置位置に関して制限がかかる場合でも、消音効率を向上できる騒音低減システムを提供する。【解決手段】  実施形態の動翼騒音低減システムは、回転軸回りに回転可能な複数の動翼と、前記回転軸回りに回転する前記複数の動翼で規定される動翼平面の一方の面に対向する第１円周上に等間隔で配置された複数の第１スピーカと、前記動翼平面の他方の面に対向する第２円周上に等間隔で配置された複数の第２スピーカと、回転する前記複数の動翼から発生する騒音と、前記複数の第１スピーカおよび前記複数の第２スピーカから発せられる制御音と、を取得する１以上の評価マイクと、前記複数の第１スピーカにこれらに対応する複数の第１遅れ制御信号を入力するとともに、複数の第２スピーカにこれらに対応する複数の第２遅れ制御信号を入力する能動消音処理部と、を備える。【選択図】図１
2019164310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸回りに回転可能な複数の動翼と、
前記回転軸回りに回転する前記複数の動翼で規定される動翼平面の一方の面に対向する第１円周上に等間隔で配置された複数の第１スピーカと、
前記動翼平面の他方の面に対向する第２円周上に等間隔で配置された複数の第２スピーカと、
回転する前記複数の動翼から発生する騒音と、前記複数の第１スピーカおよび前記複数の第２スピーカから発せられる制御音と、を取得する１以上の評価マイクと、
前記複数の第１スピーカのそれぞれに対応する複数の第１遅れ制御信号を入力するとともに、前記複数の第２スピーカのそれぞれに対応する複数の第２遅れ制御信号を入力する能動消音処理部と、
を備える動翼騒音低減システム。
【請求項２】
前記動翼平面から前記第１円周までの距離は、前記動翼平面から前記第２円周まで距離と等しい請求項１に記載の動翼騒音低減システム。
【請求項３】
前記複数の第１スピーカは、１つの基準第１スピーカを含み、
前記複数の第２スピーカは、１つの基準第２スピーカを含み、
前記能動消音処理部は、制御信号を生成し、前記基準第１スピーカの方位角に対する方位角のずれ量に応じて前記制御信号を所定時間遅れさせた前記第１遅れ制御信号を前記第１スピーカごとに複数生成するとともに、前記基準第２スピーカの方位角に対する方位角のずれ量に応じて前記制御信号を所定時間遅れさせた前記第２遅れ制御信号を前記第２スピーカごとに複数生成し、
前記複数の第２スピーカのそれぞれの方位角は、前記複数の第１スピーカのそれぞれの方位角と同じであり、
前記複数の第１遅れ制御信号のそれぞれは、前記複数の第２遅れ制御信号のそれぞれと同じである請求項１に記載の動翼騒音低減システム。
【請求項４】
複数の第１スピーカは、１つの基準第１スピーカを含み、
複数の第２スピーカは、１つの基準第２スピーカを含み、
前記能動消音処理部は、制御信号を生成し、前記基準第１スピーカの方位角に対する方位角のずれ量に応じて前記制御信号を所定時間遅れさせた前記第１遅れ制御信号を前記第１スピーカごとに複数生成するとともに、前記基準第２スピーカの方位角に対する方位角のずれ量に応じて前記制御信号を所定時間遅れさせた前記第２遅れ制御信号を前記第２スピーカごとに複数生成し、
前記複数の第２スピーカのそれぞれの方位角は、前記複数の第１スピーカのそれぞれの方位角から位置ずれし、
前記複数の第２スピーカに含まれるそれぞれの第２スピーカは、前記複数の第１スピーカに含まれ且つ当該第２スピーカに対応する第１スピーカと、当該第１スピーカに隣接し且つ前記複数の第１スピーカに含まれる他の第１スピーカと、の略中間に位置する方位角で配置される請求項１に記載の動翼騒音低減システム。
【請求項５】
前記動翼平面から前記第１円周までの距離ｈは、
【数１】
2019164310.tif 000040
のＪを最大にする値として求められ、
この場合、
【数２】
2019164310.tif 000041
であり、
【数３】
2019164310.tif 000042
であり、
【数４】
2019164310.tif 000043
であり、
【数５】
2019164310.tif 000044
であり、
【数６】
2019164310.tif 000045
であり、
【数７】
2019164310.tif 000046
であり、
【数８】
2019164310.tif 000047
であり、
Ｌｐは音源の数であり、Ｌｃは前記スピーカの数であり、ｋは波数であり、ｄは２点間の距離であり、Ｍ＝Ｂｘであり、Ｂは前記動翼の数で、ｘは次数である請求項１に記載の動翼騒音低減システム。
【請求項６】
前記評価マイクは、１個であり、
前記評価マイクの仰角θは、
【数９】
2019164310.tif 000048
のＪ２を最小にする値として求められ、
この場合、
【数１０】
2019164310.tif 000049
であり、
【数１１】
2019164310.tif 000050
であり、
【数１２】
2019164310.tif 000051
であり、
【数１３】
2019164310.tif 000052
であり、
【数１４】
2019164310.tif 000053
であり、
【数１５】
2019164310.tif 000054
であり、
【数１６】
2019164310.tif 000055
であり、
【数１７】
2019164310.tif 000056
であり、
ｒｐｉは前記評価マイクからｉ番目の音源までの距離であり、ｒｓ１ｉは前記評価マイクからｉ番目の前記第１スピーカまでの距離であり、ｒｓ２ｉは前記評価マイクからｉ番目の前記第２スピーカまでの距離であり、Ｌｐは音源の数であり、Ｌｃは前記第１スピーカおよび前記第２スピーカの数であり、ｋは波数であり、ｄは２点間の距離であり、Ｍ＝Ｂｘであり、Ｂは前記動翼の数で、ｘは次数である請求項１に記載の動翼騒音低減システム。
【請求項７】
前記評価マイクは、１個であり、
前記評価マイクの仰角θは、
【数１８】
2019164310.tif 000057
のＪ２ｂを最小にする値として求められ、
この場合、
【数１９】
2019164310.tif 000058
であり、
【数２０】
2019164310.tif 000059
であり、
【数２１】
2019164310.tif 000060
であり、
【数２２】
2019164310.tif 000061
であり、
【数２３】
2019164310.tif 000062
であり、
ここで、ｒは２点間の距離であり、Ｌｐは音源の数であり、Ｌｃは前記第１スピーカおよび前記第２スピーカの数であり、ｋは波数であり、ｒｔは評価半径であり、φｔは評価方位角である請求項１に記載の動翼騒音低減システム。
【請求項８】
前記評価マイクは、複数であり、前記回転軸と同軸且つ前記動翼平面と平行な第３円周上に配置され、
前記評価マイクの仰角θは、
【数２４】
2019164310.tif 000063
のＪ３を最小にする値として求められ、
この場合、
【数２５】
2019164310.tif 000064
であり、
【数２６】
2019164310.tif 000065
であり、
【数２７】
2019164310.tif 000066
であり、
【数２８】
2019164310.tif 000067
であり、
【数２９】
2019164310.tif 000068
であり、
【数３０】
2019164310.tif 000069
であり、
【数３１】
2019164310.tif 000070
であり、
【数３２】
2019164310.tif 000071
であり、
【数３３】
2019164310.tif 000072
であり、
ｒは２点間の距離であり、Ｌｐは音源の数であり、Ｌｃは前記第１スピーカおよび前記第２スピーカの数であり、Ｌｍは前記評価マイクの数であり、ｋは波数であり、ｄは２点間の距離であり、Ｍ＝Ｂｘであり、Ｂは前記動翼の数で、ｘは次数である請求項１に記載の動翼騒音低減システム。
【請求項９】
前記評価マイクは、複数であり、前記回転軸と同軸且つ前記動翼平面と平行な第３円周上に配置され、
前記評価マイクの仰角θは、
【数３４】
2019164310.tif 000073
のＪ２ｂを最小にする値として求められ、
この場合、
【数３５】
2019164310.tif 000074
であり、
【数３６】
2019164310.tif 000075
であり、
【数３７】
2019164310.tif 000076
であり、
【数３８】
2019164310.tif 000077
であり、
【数３９】
2019164310.tif 000078
であり、
ここで、ｒは２点間の距離であり、Ｌｐは音源の数であり、ｋは波数であり、ｒｔは評価半径であり、φｔは評価方位角であり、Ｌｃは前記第１スピーカおよび前記第２スピーカの数よりも十分に大きい数である請求項１に記載の動翼騒音低減システム。
【請求項１０】
前記評価マイクは、複数であり、前記回転軸と同軸且つ前記動翼平面と平行な第３円周上に配置され、
前記評価マイクの仰角θは、
【数４０】
2019164310.tif 000079
のＪ３ｂを最小にする値として求められ、
ここで、
【数４１】
2019164310.tif 000080
であり、
【数４２】
2019164310.tif 000081
であり、
【数４３】
2019164310.tif 000082
であり、
【数４４】
2019164310.tif 000083
であり、
【数４５】
2019164310.tif 000084
であり、
【数４６】
2019164310.tif 000085
であり、
ここで、ｒは２点間の距離であり、Ｌｐは音源の数であり、Ｌｃは前記第１スピーカおよび前記第２スピーカの数であり、ｋは波数であり、ｒｔは評価半径であり、φｔは評価方位角である請求項１に記載の動翼騒音低減システム。
【請求項１１】
前記動翼平面上で前記複数の動翼に隣接する位置に設けられ、前記複数の第１スピーカからの制御音を反射可能なリング状平板を備えるとともに、前記複数の第２スピーカを省略した請求項１に記載の動翼騒音低減システム。
【請求項１２】
請求項１に記載の動翼騒音低減システムを備える飛行体。
【請求項１３】
動翼平面の一方の面に対向する第１円周上に等間隔で配置された複数の第１スピーカと、
前記動翼平面の他方の面に対向する第２円周上に等間隔で配置された複数の第２スピーカと、
回転する複数の動翼から発生する騒音と、前記複数の第１スピーカおよび前記複数の第２スピーカから発せられる制御音と、を取得する１以上の評価マイクと、
前記複数の第１スピーカにこれらに対応する複数の第１遅れ制御信号を入力するとともに、複数の第２スピーカにこれらに対応する複数の第２遅れ制御信号を入力する能動消音処理部と、
を備える騒音低減システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、動翼騒音を低減することが可能な動翼騒音低減システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
動翼の騒音を低減する方法として、能動消音制御（アクティブノイズコントロール、ＡＮＣとも称す）が知られている。ＡＮＣは、騒音と同振幅で逆位相の信号（制御音）を制御スピーカから出力することにより、騒音を低減することを可能にするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５３８２１３４号明細書
【特許文献２】特表平９−５１１８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
動翼を有する機器に対して能動消音制御を施す場合に、制御スピーカの設置位置に関して、実際の運用上で制限がかかる場合がある。本発明が解決しようとする課題は、制御スピーカの設置位置に関して制限がかかる場合でも、消音効率を向上できる騒音低減システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の動翼騒音低減システムは、実施形態の動翼騒音低減システムは、回転軸回りに回転可能な複数の動翼と、前記回転軸回りに回転する前記複数の動翼で規定される動翼平面の一方の面に対向する第１円周上に等間隔で配置された複数の第１スピーカと、前記動翼平面の他方の面に対向する第２円周上に等間隔で配置された複数の第２スピーカと、回転する前記複数の動翼から発生する騒音と、前記複数の第１スピーカおよび前記複数の第２スピーカから発せられる制御音と、を取得する１以上の評価マイクと、前記複数の第１スピーカにこれらに対応する複数の第１遅れ制御信号を入力するとともに、複数の第２スピーカにこれらに対応する複数の第２遅れ制御信号を入力する能動消音処理部と、を備える。
さらに、実施形態の騒音低減システムは、動翼平面の一方の面に対向する第１円周上に等間隔で配置された複数の第１スピーカと、前記動翼平面の他方の面に対向する第２円周上に等間隔で配置された複数の第２スピーカと、回転する複数の動翼から発生する騒音と、前記複数の第１スピーカおよび前記複数の第２スピーカから発せられる制御音と、を取得する１以上の評価マイクと、前記複数の第１スピーカにこれらに対応する複数の第１遅れ制御信号を入力するとともに、複数の第２スピーカにこれらに対応する複数の第２遅れ制御信号を入力する能動消音処理部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、各実施形態に対応する主音源リングモデルと３次元極座標系を示した図である。
【図２】図２は、第１実施形態のケース１＿１の動翼、第１スピーカ、第２スピーカの位置関係を示す模式図である。
【図３】図３は、第１実施形態の動翼騒音低減システムを示す斜視図である。
【図４】図４は、第１実施形態の動翼騒音低減システムのfiltered-xを用いたフィードバックタイプのＡＮＣアルゴリズムの構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、第１実施形態の動翼騒音低減システムのfiltered-xを用いたフィードフォワードタイプのＡＮＣアルゴリズムの構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、図４又は図５に示すＡＮＣアルゴリズム構成からの制御信号を図３に示す複数の第１スピーカおよび複数の第２スピーカに分配するための分配器・遅延器を示すブロック図である。
【図７】図７は、第１実施形態の実施例１の音響パワーの低減レベルを示すグラフである。
【図８】図８は、第１実施形態の実施例２の音響パワーの低減レベルを示すグラフである。
【図９】図９は、第１実施形態の実施例２の他の例の音響パワーの低減レベルを示すグラフである。
【図１０】図１０は、第１実施形態の実施例１＿２における評価関数Ｊのプロットを示すグラフである。
【図１１】図１１は、第１実施形態のケース１＿２の動翼、第１スピーカ、第２スピーカの位置関係を示す模式図である。
【図１２】図１２は、第１実施形態の実施例３の音響パワーの低減レベルを示すグラフである。
【図１３】図１３は、第１実施形態の実施例３＿２における評価関数Ｊのプロットを示すグラフである。
【図１４】図１４は、第１実施形態の実施例４の音響パワーの低減レベルを示すグラフである。
【図１５】図１５は、第１実施形態の実施例５の動翼騒音低減システムの動翼、第１スピーカ、第２スピーカ、評価マイクの位置関係を示す模式図である。
【図１６】図１６は、第１実施形態の実施例５の音響パワーの低減レベルを示すグラフである。
【図１７】図１７は、第１実施形態の実施例５における評価関数Ｊ２のプロットを示すグラフである。
【図１８】図１８は、第１実施形態の実施例５＿２における評価関数Ｊ２ｂのプロットを示すグラフである。
【図１９】図１９は、比較例の基準第１スピーカ１＿１、およびこれに隣接する第１スピーカ１＿２、評価マイクの位置関係を示す模式図である。
【図２０】図２０は、比較例の音響パワーの低減レベルを示すグラフである。
【図２１】図２１は、第１実施形態の動翼騒音低減システムの実施例６を示す斜視図である。
【図２２】図２２は、図２１に示す動翼騒音低減システムの実施例６の評価リングマイクの出力演算構成を示すブロック図である。
【図２３】図２３は、実施例６の音響パワーの低減レベルを示すグラフである。
【図２４】図２４は、第１実施形態の実施例６＿２における評価関数Ｊ２ｂ  （Ｌｃ＝３６）のプロットを示すグラフである。
【図２５】図２５は、第２実施形態の動翼騒音低減システムを示す斜視図である。
【図２６】図２６は、第２実施形態の動翼騒音低減システムの分配器・遅延器を用いた制御信号の分配方式を示すブロック図である。
【図２７】図２７は、第２実施形態の実施例７の音響パワーの低減レベルを示すグラフである。
【図２８】図２８は、第２実施形態の実施例８の音響パワーの低減レベルを示すグラフである。
【図２９】図２９は、第３実施形態の動翼騒音低減システムを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
まず、多重音源である軸流ファンの動翼回転モデルについて図１を参照して説明する。動翼回転騒音モデルでは、音圧の時間（ｔ）依存性と回転方向の角度（φ）依存性が次式で表される。
【０００８】
【数１】
2019164310.tif 000003
この多重音源は、位相が動翼と共に回転し、一般の騒音放射特性とは異なる騒音特性を有する。ここで、Ｂは動翼の羽枚数、ｘは高調波の次数、Ωは翼回転角周波数、ｉ２＝−１、ｉｎｆは無限大（∞）とする。発生する送風機騒音の角周波数は、ΩＢｘであり、ｘ＝１のΩＢは翼通過周波数と呼ばれる。また、簡便化のため、Ｍ＝Ｂｘとおく。ａｘはｘ次高調波の複素振幅とする。
【０００９】
また以下では、座標は図１に示す３次元極座標を使用する。図１では、主音源リングモデルを円環状に示す。すなわち、動翼１３の回転軸１４の延びる方向にＺ軸をとり、ＸＹ平面内のＸ軸からの角度を方位角φ、Ｚ軸からの目的物（ここでは、第１スピーカ１）の角度を仰角θとする。
【００１０】
［第１実施形態］
本実施形態の動翼騒音低減システム１１では、例えば、飛行体１２の軸流ファンやプロペラの近傍に設置される。本実施形態の動翼騒音低減システム１１では、軸流ファンやプロペラにおいて、設置場所の制限等によって、動翼半径ａに対してスピーカ半径ｂを近づけることができない場合、すなわち、動翼半径ａとスピーカ半径ｂとの距離差ｂ−ａが大きくなってしまう場合を想定している。図２にこの状況をケース１＿１として示す。
【００１１】
{ケース１＿１}  
以下では、動翼１３が回転軸１４回りに回転することで動翼平面１５が規定される。また、動翼平面１５から第１スピーカ１が配置される第１円周１６までの距離をｈ、動翼平面１５から第２スピーカ２が配置される第２円周１７までの距離をｈとする。したがって、ケース１＿１では、動翼平面１５から第１円周１６までの距離は、動翼平面１５から第２円周１７まで距離と等しい。ケース１＿１では、ｂ−ａを一定として以下に検証を行った。
【００１２】
図３に示すように、第１実施形態の動翼騒音低減システム１１は、例えば飛行体１２に設置される。飛行体１２は、例えば、ドローンであるが、旅客機やヘリコプター等であっても当然よい。動翼騒音低減システム１１は、騒音の発生源（音源）となる複数の動翼１３と、複数の第１スピーカ１と、複数の第２スピーカ２と、１以上の評価マイクｍと、能動消音処理部２１と、を備える。動翼騒音低減システム１１は、動翼１３を間に挟んだ両側にスピーカのリングが設けられるいわゆる二重リング構成をとっている。複数の動翼１３は、回転軸１４回りに回転可能である。動翼平面１５は、回転軸１４回りに回転する複数の動翼１３で規定される。評価マイクは、回転する前記複数の動翼から発生する騒音と、前記複数の第１スピーカおよび前記複数の第２スピーカから発せられる制御音と、を取得する。騒音低減システム１１´は、動翼騒音低減システム１１と略同じ構成を有するが、複数の動翼１３を含まない概念である。
【００１３】
複数の第１スピーカ１（第１制御スピーカ）は、第１円周１６上に等間隔に並べられている。第１円周１６の中心は、動翼１３の回転軸１４と同軸上に位置する。第１円周１６は、動翼平面１５から距離ｈ離れた位置にある。第１円周１６は、動翼平面１５とは平行であり、動翼平面１５の一方の面１５Ａに対向している。第１スピーカ１の数は任意であるが、ここでは一例として、「２×Ｍｍｉｎ＋１」個以上、望ましくは「２×Ｍｍｉｎ＋３」個以上配置されればよい。ここで、Ｍは、下記式（＊）を満たすように決定される。
Ｍ＝Ｂ×ｘ＋Ｖ×ｋ・・・（＊）
ここで、Ｂは動翼の羽根の枚数、ｘは対象とする騒音低減次数、Ｖは静翼の羽根の枚数、ｋは任意の整数である。上述の「Ｍｍｉｎ」は、式（＊）の最小値である。ケース１＿１では、動翼半径をａ、スピーカ半径をｂとしたとき、ｂ＞ａの関係となっている。図３では、基準となる１番目の第１スピーカを基準第１スピーカ１＿１と表記し、基準第１スピーカ１＿１に対して方位角が動翼１３の回転方向（図３中の矢印）と同方向に所定角度ずれたものを第１スピーカ１＿２とし、第１スピーカ１＿２に対して方位角が動翼１３の回転方向と同方向に所定角度ずれたものを第１スピーカ１＿３とし、以下同様に、第１スピーカ１＿４、第１スピーカ１＿５、・・・と表記している。
【００１４】
同様に、複数の第２スピーカ２（第２制御スピーカ）は、第２円周１７上に等間隔に並べられている。第２円周１７の中心は、動翼１３の回転軸１４と同軸上に位置する。第２円周１７は、動翼平面１５から距離ｈ離れた位置にある。第２円周１７は、動翼平面１５とは平行であり、動翼平面１５の一方の面１５Ａとは反対側の他方の面１５Ｂに対向している。
【００１５】
第２スピーカ２の数は任意であるが、ここでは一例として、「２×Ｍｍｉｎ＋１」個以上、望ましくは「２×Ｍｍｉｎ＋３」個以上配置されればよい。ここで、Ｍは、下記式（＊）を満たすように決定される。
Ｍ＝Ｂ×ｘ＋Ｖ×ｋ・・・（＊）
ここで、Ｂは動翼の羽根の枚数、ｘは対象とする騒音低減次数、Ｖは静翼の羽根の枚数、ｋは任意の整数である。上述の「Ｍｍｉｎ」は、式（＊）の最小値である。第２スピーカ２の数は、第１スピーカ１の数と同数である。第２円周１７においても、ｂ＞ａの関係となっている。図３では、基準となる１番目の第２スピーカを基準第２スピーカ２＿１と表記し、基準第２スピーカ２＿１に対して方位角が動翼１３の回転方向と同方向に所定角度ずれたものを第２スピーカ２＿２とし、第２スピーカ２＿２に対して方位角が動翼１３の回転方向と同方向に所定角度ずれたものを第２スピーカ２＿３とし、以下同様に、第２スピーカ２＿４、第１スピーカ２＿５、・・・と表記している。本実施形態では、複数の第２スピーカ２のそれぞれの方位角は、複数の第１スピーカ１のそれぞれの方位角と一致している。このため、回転軸１４の延長方向（Ｚ軸上の遠位の点）から見たときに、第２スピーカ２は、第１スピーカ１と重なる位置に設けられる。また、図３に示すように、所定の位置に評価マイクｍを設置してもよい。
【００１６】
図４、図５に、ＡＮＣアルゴリズムであるfiltered-xの一般的な構成（能動消音処理部２１）を示す。図４は、フィードバックタイプであり、参照信号ｒを内部で生成する形式であり、参照信号生成器が不要である。周期騒音である動静翼干渉騒音の低減にはシステム構成が簡易であり適している。なお、二次経路Ｃは、制御入力ｕ（１入力）を図６に示す分配器を用いて各スピーカ（第１スピーカ１、第２スピーカ２）に入力した際の、評価マイクｍまでの伝達特性である。よって、一入力一出力の能動消音システムであり、マルチチャネルＡＮＣと比較し演算量を軽減できる。
【００１７】
図５は、フィードフォワードタイプであり、ロータリーエンコーダーなどにより動翼回転角を計測し、レーザーパルスにより動翼通過タイミングを計測し、参照信号を生成し、能動消音を実施するものである。図４の構成に比べ正確な参照信号を取得できる利点があるが、構成が増える課題がある。本実施形態では、図４、図５のいずれの構成も採用しうる。
【００１８】
図６に示すように、本実施形態では、能動消音処理部２１に含まれる分配器・遅延器１８によって、制御フィルタＫからの出力である制御信号ｕに対して適切な遅延量、すなわち、
【数２】
2019164310.tif 000004
の遅延量を施す。分配器・遅延器１８は、基準第１スピーカ１＿１の方位角に対する方位角のずれ量に応じて制御信号を所定時間遅れさせた第１遅れ制御信号を第１スピーカ１ごとに複数生成する。能動消音処理部２１は、複数の第１スピーカ１にこれらに対応する前記複数の第１遅れ制御信号を入力する。分配器・遅延器１８は、基準第２スピーカ２＿１の方位角に対する方位角のずれ量に応じて前記制御信号を所定時間遅れさせた第２遅れ制御信号を第２スピーカ２ごとに複数生成する。能動消音処理部２１は、複数の第２スピーカ２にこれらに対応する前記複数の第２遅れ制御信号を入力する。能動消音処理部２１は、分配器・遅延器１８と複数のスピーカ（第１スピーカ１、第２スピーカ２）との間の位置に、複数の第１遅れ制御信号（複数の第２遅れ制御信号）を増幅するための複数のスピーカアンプを有する。
【００１９】
より詳細には、第１スピーカ１のそれぞれには、適切に遅延された複数の第１遅れ制御信号ｕ１〜ｕＬｃが入力される。Ｌｃは、第１スピーカ１の数である。Ωは、動翼回転角速度である。これによって、第１スピーカ１＿１に制御信号ｕ１が入力され、以下同様に、第１スピーカ１＿２に制御信号ｕ２が入力され、第１スピーカ１＿３に制御信号ｕ３が入力され、・・・第１スピーカ１＿Ｌｃに制御信号ｕＬｃが入力される。
【００２０】
第２スピーカ２のそれぞれには、適切に遅延された複数の第２遅れ制御信号ｕ１〜ｕＬｃが入力される。本実施形態では、複数の第２スピーカ２のそれぞれの方位角は、複数の第１スピーカ１のそれぞれの方位角と同じであるため、同じ方位角に位置する第１スピーカ１および第２スピーカ２には、同じ遅延量の制御信号が入力される。したがって、複数の第２遅れ制御信号ｕ１〜ｕＬｃのそれぞれは、複数の第１遅れ制御信号ｕ１〜ｕＬｃのそれぞれと同一である。したがって、第２スピーカ２＿１に制御信号ｕ１が入力され、以下同様に、第２スピーカ２＿２に制御信号ｕ２が入力され、第２スピーカ２＿３に制御信号ｕ３が入力され、・・・第２スピーカ２＿Ｌｃに制御信号ｕＬｃが入力される。このため、本実施形態では、複数のスピーカアンプを第１スピーカ１と第２スピーカ２との間で共通に用いることができ、第１スピーカ１と第２スピーカ２との間で制御信号を異ならせた場合に比して、スピーカアンプの数が削減（半減）されている。なお、能動消音システムで用いる二次経路特性は、制御信号ｕから評価マイクｍまでの伝達特性（空間伝搬特性）とし、全スピーカ（第１スピーカ１、第２スピーカ２）を同時に駆動しているときの経路特性とする。
【００２１】
このように構成された動翼騒音低減システム１１（騒音低減システム１１´）において、各条件を詳細に設定した各実施例について以下に説明する。
【００２２】
（実施例１）
動翼枚数を２枚、動翼半径ａを０．４ｍ、動翼回転周期を４０Ｈｚとしたときにおける二重リング構成の動翼騒音低減システム１１（騒音低減システム１１´）の制御効果向上結果を示す（対象次数ｘは１）。なお、実施例１では、上記実施形態の基本性能を評価するために評価マイクｍを用いずに、最適制御時の音響パワーの低減量を示す。
【００２３】
図７が結果であり、横軸が第１リング半径bと動翼半径ａの比であり、縦軸がＡＮＣ制御効果（低減レベル［ｄＢ］）を現す。ｈ＝０（ｍ）は、第２スピーカ２が設けられない、いわゆる一重リング（第１スピーカのみを設置した場合）の効果である。このとき、ｂ＝ａの場合に、最も制御効果（音響パワーの低減レベル）が高いことがわかる。ただし、第１円周の半径ｂが増加するに従い、低減効果が減少する。例えばｈ＝０．１６（ｍ）の場合では、ｂ／ａ＝１．４にて制御効果が最大となり、同一条件下での一重リング（ｈ＝０（ｍ））の制御効果と比較し、１３．６ｄＢ制御効果が向上することがわかる。他の半径比（ｂ／ａ）においても適切なリング間距離ｈを用いた二重リング構成により制御効果の向上が可能であることがわかる。
【００２４】
（実施例２）
動翼枚数を３枚、動翼半径ａを０．３ｍ、動翼回転周期を６０Ｈｚとしたときにおける二重リング構成の動翼騒音低減システム１１（騒音低減システム１１´）の制御効果を示す（対象次数ｘは１）。なお、実施例２でも実施例１と同様に、上記実施形態の基本性能を評価するため評価マイクｍを用いず、最適制御時の音響パワーの低減量を示す。
【００２５】
図８が結果であり、動翼枚数及び、動翼半径ａが変更された場合においても、実施例１と同様に、動翼騒音低減システム１１（二重リング構成）の制御効果が高い、すなわち音響パワーの低減レベルが高いことがわかる。
【００２６】
一方、動翼半径ａを０．６ｍ（図８の例の２倍）にした場合には、図９に示すような結果となり、動翼騒音低減システム１１（二重リング構成）の制御効果が下がることがわかる。これは、動翼回転速度が６０Ｈｚと比較的高速の場合において（対象騒音周波数１８０Ｈｚ（６０＊３））、半径差ｂ−ａが大きくなり適切な音波干渉が困難になるためである。したがって、ケース１＿１の場合では、本実施形態（二重リング構成）は、マッハ数０．６５以下の場合に特に効果が高いことが理解される。
【００２７】
（実施例１＿２）
実施例１を一部変形した実施例１＿２として、最適なｈの設定に関する評価方法を示す。図７や図８の結果から最適なｈを設定すれば一重リング（従来）の制御効果と比較し、低減効果向上が見られる。一方、ｈの設定によっては一重リングの結果よりも制御効果が悪化することがある。発明者らは、鋭意検討した結果、最適なｈの導出するための方法を見出した。この方法では、評価関数Ｊ［ｄＢ］を最大にするｈを求めることで、最適なｈの値を求めることができる。評価関数Ｊは、
【数３】
2019164310.tif 000005
である。ここで、Ｒｅ｛｝は、｛｝内の複素数の実数部分を取るという意味であり、さらに、
【数４】
2019164310.tif 000006
であり、  
【数５】
2019164310.tif 000007
であり、  
【数６】
2019164310.tif 000008
であり、  
【数７】
2019164310.tif 000009
であり、  
【数８】
2019164310.tif 000010
であり、  
【数９】
2019164310.tif 000011
であり、  
【数１０】
2019164310.tif 000012
である。また、Ｌｐは主音源（騒音源）数であり、Ｌｃは制御音源数（第１スピーカ１および第２スピーカ２の数）であり、それぞれ２Ｍ＋３以上を用いるものとする。ｋは波数であり、ｄは２点間の距離である。例えば、ｄｓ１ｉｓ１ｊは、ｉ番目の第１スピーカ１とｊ番目の第１スピーカ１との距離であり、ｄｐｉｓ１ｊは、ｉ番目の音源（騒音源）とｊ番目の第１スピーカ１との距離である。Ｍ＝Ｂｘであり、Ｂは前記動翼の数で、ｘは次数であり、この場合対象次数ｘ＝１である。また、α＊は、αの共役複素数であり、β＊は、βの共役複素数である。
【００２８】
実施例１の条件において、評価関数Ｊは、図１０のようにプロットされる。ｂ−ａ＝０．１５の場合ｈ＝０．１６程度が最適なｈとなることわかる。この場合、ｂ＝０．５５であり、ｂ／ａ＝１．３７５であるから、これをさらに図７で検証すると、ｈ＝０．１６のとき、ｂ／ａ＝１．４付近で確かに音響パワーの低減レベルが最大となる。以上より、評価関数Ｊは、評価指標として使用できることがわかる。なお、Ｊは単峰関数であるため、ｈを０．０１〜０．００１ｍ刻みで評価関数Ｊのプロットを作成し、最大値をとる最適なｈ（ｍａｘ処理）を求めればよい。
【００２９】
{ケース１＿２}  
以下では、図１１に示すように、動翼１３が回転軸１４回りに回転することで規定される動翼平面１５から第１スピーカ１が配置される第１円周１６までの距離をｈ、動翼平面１５から第２スピーカ２が配置される第２円周１７までの距離をｈとする。動翼端２２からスピーカ（第１スピーカ１、第２スピーカ２）までの距離をｌとし、ｌを一定として以下に検証を行った。
【００３０】
（実施例３）
動翼枚数を２枚、動翼半径ａを０．４ｍ、動翼回転周期を４０Ｈｚとしたときにおける二重リング構成の動翼騒音低減システム１１（騒音低減システム１１´）の制御効果を示す（対象次数ｘは１）。なお、実施例３では、上記実施形態の基本性能を評価するため評価マイクｍは用いず、最適制御時の音響パワーの低減量を示す。
【００３１】
図１２が制御結果であり、横軸が動翼端２２とＳＰの距離ｌと動翼半径ａの比であり、縦軸がＡＮＣ制御効果を現す。ｈ＝０が、一重リング構成の効果である。図７の結果と異なりケース１＿２では、一重リング構成と比較し、制御効果が減少するｈの範囲がほとんどなく、いずれの場合にも二重リング構成の制御効果が向上（すなわち、騒音の音響パワーが低減する）することが確認される。例えば、ｌ＝０．２２では、ｌ／ａが０．５５となり、ｈ＝０．１６において、一重リング構成と比較し１７［ｄＢ］程度の音響パワーが低減することがみてとれる。
【００３２】
なお、他の動翼回転周期や、動翼枚数においても二重リング構成による効果が一重リング構成に比べて制御効果が向上するため、ケース１＿２では、ケース１＿１の実施例２のようなマッハ数の制限はない。
【００３３】
（実施例３＿２）  
実施例３の変形として、実施例３における最適なｈの設定方法を示す。図７などと異なりケース１＿２では、制御効果が一重リング構成と比べ、悪化することはない。しかしながら、制御効果を最大限上げる最適なｈを設定することが望まれる。一方、発明者らは、鋭意検討した結果、実施例１＿２と同様の評価関数Ｊを用いて最適なｈの導出できることを見出した。
【００３４】
すなわち、評価関数Ｊは、  
【数１１】
2019164310.tif 000013
である。Ｊに含まれる各数の定義は、実施例１＿２と同様である。そして、実施例１＿２と同様に、評価関数Ｊ［ｄＢ］を最大とするｈを選定する。例えば、実施例３の設定における評価関数は、図１３のようにプロットされる。なお、Ｊは単峰関数のため、ｈを０．０１〜０．００１ｍ刻みでデータおよびそのプロットを作成し、最大値をとる最適なｈ（ｍａｘ処理）を求めればよい。
【００３５】
図１３によって、ｌ＝０．２の場合にｈ＝０．１５程度が最適なｈとなることわかる。このとき、ｌ／ａ＝０．５となるから、図１２で検証すれば、ｈ＝０．１６のプロットにおいて、ｌ／ａ＝０．５付近で制御効果が高くなっていることが分かる。このため、評価関数Ｊを評価指標として使用可能である。
【００３６】
｛ケース２｝
以下の各実施例では、スピーカ（第１スピーカ、第２スピーカ）を動翼平面上に設置できない場合を扱う。実施形態の二重リング構成の動翼騒音低減システム１１（騒音低減システム１１´）の制御効果は、一重リング構成の制御効果との差から検証する。
【００３７】
（実施例４）  
動翼枚数を２枚、動翼半径ａを０．４ｍ、動翼回転周期を４０Ｈｚとしたときにおける二重リング構成の動翼騒音低減システム１１（騒音低減システム１１´）の制御効果向上結果を示す（対象次数ｘは１）。なお、実施例４では、本提案構成の基本性能を評価するため評価マイクｍは用いず、最適制御時の音響パワーの低減量を示す。
【００３８】
図１４が、結果であり、横軸が制御ＳＰリング半径bと動翼半径aの比であり、縦軸がＡＮＣ制御効果を現す。図１４のグラフ中の上部に並んだ実線が動翼騒音低減システム１１（二重リング構成）の結果、図１４のグラフ中の下部に並んだ破線が一重リング構成の結果である。凡例のｈの値が、主音源リング（動翼平面１５）と制御音源リング（第１円周１６、第２円周１７）との距離差を示す。図１４の結果から、いずれの距離差ｈ及び半径比においても、二重リング構成にすることにより制御効果が大幅に向上（音響パワーの低減レベルが増加）していることがわかる。
【００３９】
｛ケース３｝  
上記{ケース１＿１}、{ケース１＿２}、｛ケース２｝を実際に実行するためには、（１）主音源体積速度を複数の評価マイクを用いて推定し、制御スピーカ（第１スピーカ、第２スピーカ）への出力を決定する方法と、（２）評価マイク（評価点）を設置しマイク信号を低減させることにより間接的に音響パワーを低減させる方法と、がある。以下の実施例５では、後者の適切な評価マイク（評価点）設置位置を設定した例を示す。実施例６では、前者の複数の評価マイクを用いる方法を示す。
【００４０】
（実施例５）
図１５に、本実施例の二重リング構成の動翼騒音低減システム１１（騒音低減システム１１´）の動翼１３（リング音源）、第１スピーカ１、第２スピーカ２、および評価マイクｍの位置関係を示す。本実施例では、動翼枚数を２枚とし、動翼半径ａを０．４ｍとし、動翼回転周期を４０Ｈｚとした。評価マイクｍは、１個である。また、上記実施例で動翼騒音低減システム１１（二重リング構成）の制御効果が高かったスピーカ（第１スピーカ１、第２スピーカ２）半径ｂ：０．５６ｍ、リング間距離をｈ（ｈは適当な定数）、動翼１３の中心（主音源リングモデルの中心）からスピーカ（第１スピーカ１、第２スピーカ２）までの距離をｒｃとした。そして、動翼１３の中心（主音源リングモデルの中心）から評価マイクｍまで距離をｒｃよりも大きく、すなわち、ｒｃ＋０．１ｍ、ｒｃ＋０．２ｍ、ｒｃ＋０．３ｍ、・・・とした。また、本実施例では、評価マイクｍの方位角φは、第１基準スピーカ１＿１の方位角と同じに設定した。この場合の、評価マイクｍの位置による制御効果の変動を図１６に示す。なお、横軸は仰角θである。
【００４１】
図１６の結果から、適切な仰角θの位置に設定すれば、実施例１と同等の制御効果である音響パワーの低減レベル６０ｄＢを達成可能なことがわかる。ただし、本実施例では、適切な仰角θの設定範囲が狭い。
【００４２】
発明者らは、鋭意検討した結果、最適な仰角θの導出するための方法を見出した。この方法では、評価関数Ｊ２を用いており、仰角θは、以下の評価関数Ｊ２を最小化する値として求めることができる。
【数１２】
2019164310.tif 000014
である。
ここで、  
【数１３】
2019164310.tif 000015
であり、  
【数１４】
2019164310.tif 000016
であり、  
【数１５】
2019164310.tif 000017
である。
また、Ａ、Ｃ、Ｅ、αｉ、βｉ、Ｌｐ、Ｌｃは、上記評価関数Ｊ中のそれらと同じである。また、ｒは、２点間の距離であり、ｒｐｉは、ｉ番目の音源（騒音源）から評価マイクｍまでの距離であり、ｒｓ１ｉは、ｉ番目の第１スピーカ１から評価マイクｍまでの距離であり、ｒｓ２ｉは、ｉ番目の第２スピーカ２から評価マイクｍまでの距離である。ｋは波数である。
【００４３】
図１７が、Ｊ２のプロットであり、最小値が図１６のピークと略一致しており、Ｊ２が最小値を取る場合の仰角θが、適切な仰角となることがわかる。
【００４４】
また、発明者らは、鋭意検討した結果、最適な仰角θを導出するための別の方法を見出した。この方法では、評価関数Ｊ２ｂを用いており、マイク仰角θｍは、以下の評価関数Ｊ２ｂを最小化する値として求めることができる。
【数１６】
2019164310.tif 000018
ここで、
【数１７】
2019164310.tif 000019
であり、
【数１８】
2019164310.tif 000020
であり、
【数１９】
2019164310.tif 000021
であり、
【数２０】
2019164310.tif 000022
であり、
【数２１】
2019164310.tif 000023
である。
ここで、ｒｔは評価半径であり、例えば遠方３ｍなどと設定する。φｔは評価方位角であり、評価マイクｍの設置方位角などとする。
これらの評価式の原理は下記となる。評価マイクｍの位置(ｌｍ,θｍ,φｍ)にて動翼１３から到来する音波と、制御スピーカつまり複数の第１スピーカ１と第２スピーカ２から到来する音波を一致させる上記式（４）が達成される比率ｋ（θｍ）を決定する。上記比率を用いて、空間全体の騒音低減効果を現す、各評価位置（ｒｔ,θ,φｔ）（0 <= θ <= π/2 ）における動翼１３から到来する音圧と制御スピーカから到来する音圧に上記比率を乗じた値との差を加算した上記式（１）を最小化するθｍを求めることにより、空間全体の騒音低減効果を達成可能となる。ここで、評価位置0 <= θ <= π/2 としているのは軸対称のためである。
（実施例５＿２）  
図１８が、Ｊ２ｂのプロットであり、最小値が図１６のピークと略一致しており、Ｊ２ｂが最小値を取る場合の仰角θが、適切な仰角となることがわかる。なお、上記は、本実施例の二重リング構成の場合を示したが、通常の一重リングでは、マイク仰角θｍは、以下の評価関数Ｊ２ｂ´を最小化する値として求めることができる。
【数２２】
2019164310.tif 000024
ここで、
【数２３】
2019164310.tif 000025
であり、
【数２４】
2019164310.tif 000026
であり、
【数２５】
2019164310.tif 000027
である。各数の定義は、上記と同様である。
【００４５】
（比較例）
ここで、実施例ではないが、比較例として、図１９に示すように、不適切な方位角に評価マイクを設置した場合の制御効果について説明する。比較例では、評価マイクｍの方位角を基準第１スピーカ１＿１の方位角と、基準第１スピーカ１＿１に隣接する第１スピーカ１＿２の方位角と、の略中間に設定した。この場合には、図２０に示すように、音響パワーの低減効果が大幅に悪化してしまう。これは、離散制御のスピーカ（スピーカリング）を用いているため、スピーカ同士の間では制御音圧が低下することによるものである。
【００４６】
（実施例６）
上記{ケース１＿１}、{ケース１＿２}、｛ケース２｝を実際に実行するために、主音源体積速度を複数の評価マイクｍを用いて推定し、制御スピーカへの出力を決定する方法がある。
【００４７】
実施例５では、仰角θの設定範囲が狭く、仰角を設定範囲内に正確に調整できればよいが、評価マイクｍの設置位置が少しでも設定範囲内からずれてしまうと、急激に音響パワーの低減効果が悪化してしまう。例えば、比較例のように第１スピーカ１同士の間の位置の方位角に評価マイクｍを設置した場合には、音響パワーの低減効果が大幅に悪化する。これらを改善するために、実施例６の二重リング構成の動翼騒音低減システム１１（騒音低減システム１１´）では、図２１に示すように評価マイクｍを第３円周２３上にリング状に配置し（信号は適切に遅延する）、評価マイクｍの方位角の影響を低減する。第３円周２３は、動翼平面１５と平行である。第３円周２３の半径は、第１円周１６の半径よりも大きい。評価マイクｍの個数は３個以上が望ましい。本実施例では、評価マイクｍの数は、例えば４個であるが、３個であってもよい。
【００４８】
図２２に評価リングマイクの出力演算方法に関して示す。各マイク信号ｍｉに適切な遅延量
【数２６】
2019164310.tif 000028
を施すものとする。ここで、Ωは動翼回転角速度であり、Ｌｍは評価マイク数であり、ｉはマイク番号である。図２１に示すように、評価マイクｍ＿ｉは、動翼１３（主音源リングモデル）の周囲に矢印で示す動翼回転方向と逆向きに方位角のずれが設定され、動翼回転方向と逆向きに評価マイクｍ＿１、評価マイクｍ＿２、評価マイクｍ＿３、評価マイクｍ＿４が設置される。図２２の評価リングマイクの出力演算方法では、遅延器１〜Ｌｍ（遅延器１８）で遅延が施されたマイク信号ｍｉを合算して平均をとることで１つのリングマイク出力を形成する。上記評価リングマイクを用いることにより、翼騒音以外の取得を軽減可能となる。
【００４９】
（実施例６）
実施例６にて、３個の評価マイクｍをリング状に等間隔に配置した結果を図２３に実線で示す。また図２３において、実施例５の結果を一点鎖線で示す。図２３に実線で示す結果から、実施例６では、動翼１３の中心（主音源リングモデルの中心）から評価マイクｍまでの距離を大きく（ｒｃ＋０．２以上）としたとき、４７ｄＢよりも高い領域で、設定可能な仰角θの範囲が実施例５よりも広がっていることがわかる。この音響パワーの低減レベル４７ｄＢとは、一重リング構成の場合に得られる低減レベルであり、本実施例の二重リング構成の動翼騒音低減システム１１（騒音低減システム１１´）では、費用対効果の観点から４７ｄＢよりも高い低減レベルを取り得る範囲で仰角を設定することとなる。
【００５０】
このことから、評価マイクｍをリングマイク構成にしたことにより、方位角のずれの影響が低減され（ピークがなだらかになり）、仰角の設定可能範囲が広がったといえる。なお、離散配置のスピーカ（第１スピーカ１、第２スピーカ２）の影響を受けないために、動翼１３の中心から評価マイクｍまでの距離を大きくとることが望ましい。
【００５１】
発明者らは、鋭意検討した結果、最適な仰角θの導出するための方法を見出した。この方法では、仰角θは、下記評価関数Ｊ３を最小化する値として求めることができる。
すなわち、  
【数２７】
2019164310.tif 000029
である。  
この場合、  
【数２８】
2019164310.tif 000030
であり、  
【数２９】
2019164310.tif 000031
であり、  
【数３０】
2019164310.tif 000032
であり、  
【数３１】
2019164310.tif 000033
である。
Ａ、Ｃ、Ｅ、αｉ、βｉは、上記実施例１＿２中のそれらと同様である。また、ｒは、２点間の距離であり、ｒｐｊｍｊは、Ｊ番目の音源（騒音源）と、ｉ番目の評価マイクと、の距離であり、ｒｓ１ｊｍｉは、Ｊ番目の第１スピーカと、ｉ番目の評価マイクと、の距離であり、ｒｓ２ｊｍｉは、Ｊ番目の第２スピーカと、ｉ番目の評価マイクと、の距離である。ｋは波数である。
【００５２】
また、発明者らは、鋭意検討した結果、最適な仰角θを導出するための別の方法を見出した。リングマイク構成とした場合に、上記評価式（１）において、Ｌｃを実際の設置個数よりも大幅に増やすことによりθｍを決定できる。これは、Ｌｃを多くすることにより、離散スピーカ配置によるφ方向の音圧分布の変動を抑え、リングマイク構成による空間平滑化効果を模擬可能なためである。
（実施例６＿２）  
図２４が、Ｊ２ｂ  （Ｌｃ＝３６）のプロットであり、最小値が図２３のピークと略一致しており、Ｊ２ｂが最小値を取る場合の仰角θが、適切な仰角となることがわかる。正確な評価式は、以下である。すなわち、仰角θは、下記評価関数Ｊ３ｂを最小化する値としても求めることもできる。評価関数Ｊ３ｂは、
【数３２】
2019164310.tif 000034
である。
ここで、
【数３３】
2019164310.tif 000035
【数３４】
2019164310.tif 000036
【数３５】
2019164310.tif 000037
となる。各数の定義は、上記と同様である。しかしながら、上記の方法（図２４を用いてＪ２ｂ  （Ｌｃ＝３６）が最小値となる仰角θを決定する）のほうが簡便である。
【００５３】
以上が第１実施形態および実施例１〜６であり、これらによれば以下のことがいえる。動翼騒音低減システム１１は、回転軸１４回りに回転可能な複数の動翼１３と、回転軸１４回りに回転する複数の動翼１３で規定される動翼平面１５の一方の面１５Ａに対向する位置で、回転軸１４と同軸且つ動翼平面１５と平行な第１円周１６上に等間隔で配置された複数の第１スピーカ１であって、１つの基準第１スピーカ１＿１を含む複数の第１スピーカ１と、動翼平面１５の他方の面に対向する位置で、回転軸１４と同軸で、動翼平面１５と平行且つ第１円周１６と同径の第２円周１７上に等間隔で、複数の第１スピーカ１と同数配置された複数の第２スピーカ２であって、１つの基準第２スピーカ２＿１を含む複数の第２スピーカ２と、回転する複数の動翼１３から発生する騒音と、複数の第１スピーカ１および複数の第２スピーカ２から発せられる制御音と、を取得する１以上の評価マイクｍと、制御信号を生成し、基準第１スピーカ１＿１の方位角に対する方位角のずれ量に応じて前記制御信号を所定時間遅れさせた第１遅れ制御信号を第１スピーカ１ごとに複数生成して、複数の第１スピーカ１にこれらに対応する前記複数の第１遅れ制御信号を入力するとともに、基準第２スピーカ２＿１の方位角に対する方位角のずれ量に応じて前記制御信号を所定時間遅れさせた第２遅れ制御信号を前記第２スピーカ２ごとに複数生成して、複数の第２スピーカ２にこれらに対応する前記複数の第２遅れ制御信号を入力する能動消音処理部２１と、を備える。
【００５４】
また、騒音低減システム１１´は、動翼平面１５の一方の面１５Ａに対向する第１円周１６上に等間隔で配置された複数の第１スピーカ１と、動翼平面１５の他方の面１５Ｂに対向する第２円周１７上に等間隔で配置された複数の第２スピーカ２と、回転する複数の動翼１３から発生する騒音と、複数の第１スピーカ１および複数の第２スピーカ２から発せられる制御音と、を取得する１以上の評価マイクｍと、複数の第１スピーカ１にこれらに対応する複数の第１遅れ制御信号を入力するとともに、複数の第２スピーカ２にこれらに対応する複数の第２遅れ制御信号を入力する能動消音処理部２１と、を備える。
【００５５】
これらの構成によれば、第１スピーカ１および第２スピーカ２による二重リング構成によって、騒音による音響パワーを効果的に抑制することができる。
【００５６】
動翼平面１５から第１円周１６までの距離は、動翼平面１５から第２円周１７まで距離と等しい。この構成によれば、動翼平面１５に対して対称に第１スピーカ１および第２スピーカ２を配置できる。これによって、騒音による音響パワーを効果的に抑制可能な動翼騒音低減システム１１を提供できる。
【００５７】
複数の第２スピーカ２のそれぞれの方位角は、複数の第１スピーカ１のそれぞれの方位角と同じであり、前記複数の第１遅れ制御信号のそれぞれは、前記複数の第２遅れ制御信号のそれぞれと同じである。この構成によれば、制御信号の数を減らすことができ、能動消音処理部２１におけるスピーカアンプの数を削減できる。
【００５８】
動翼平面１５から第１円周１６までの距離ｈは、評価関数Ｊを最大にする値として求められる。この構成によれば、評価関数Ｊによって簡単に最適なｈの値を求めることができ、最適なｈの検討のために試行錯誤をする必要がない。
【００５９】
評価マイクｍは、１個であり、評価マイクｍの仰角θは、評価関数のＪ２を最小にする値として求められる。この構成によれば、評価関数Ｊ２によって簡単に最適なθの値を求めることができ、最適なθの検討のために試行錯誤をする必要がない。
【００６０】
評価マイクｍは、複数であり、回転軸１４と同軸且つ動翼平面１５と平行な第３円周２３上に配置され、評価マイクｍの仰角θは、評価関数Ｊ３を最小にする値として求められる。この構成によれば、評価関数Ｊ３によって簡単に最適なθの値を求めることができ、最適なθの検討のために試行錯誤をする必要がない。
【００６１】
以下の第２実施形態および第３実施形態では、主として、上記第１実施形態およびその第１〜６実施例とは異なる部分について説明し、それらと共通する部分については、図示および説明を省略する。
【００６２】
［第２実施形態］
本実施形態では、動翼騒音低減システム１１（騒音低減システム１１´）が、スピーカを二重リング構成とする点で上記実施形態と共通しているが、第２円周１７上に配置される第２スピーカ２のそれぞれの方位角と、複数の第２スピーカ２に入力される複数の第２遅れ制御信号ｕ１〜ｕＬｃと、が第１実施形態とは異なっている。本実施形態の動翼騒音低減システム１１では、例えば、飛行体１２の軸流ファンやプロペラの近傍に設置される。
【００６３】
本実施形態では、図２５に示すように、複数の第２スピーカ２のそれぞれの方位角（回転軸から見た方位角）は、複数の第１スピーカ１のそれぞれの方位角から位置ずれしている。より具体的には、第１スピーカ１同士の間に第２スピーカ２が位置するように入れ子構造に配置されている。
【００６４】
より詳細には、第１円周１６上において、基準第１スピーカ１＿１の方位角から動翼の回転方向と同方向に所定角度ずれた方位角を有するものを第１スピーカ１＿２とし、第１スピーカ１＿２の方位角から動翼１３の回転方向（図２５に矢印で示す）と同方向に所定角度ずれた方位角を有するものを第１スピーカ１＿３とし、以下同様に、第１スピーカ１＿４、第１スピーカ１＿５、第１スピーカ１＿６、第１スピーカ１＿７とした。
【００６５】
第２円周１７上において、基準第２スピーカ２＿１の方位角から動翼１３の回転方向と同方向に所定角度ずれた方位角を有するものを第２スピーカ２＿２とし、第２スピーカ２＿２の方位角から動翼１３の回転方向と同方向に所定角度ずれた方位角を有するものを第２スピーカ２＿３とし、以下同様に、第２スピーカ２＿４、第２スピーカ２＿５、第２スピーカ２＿６、第２スピーカ２＿７とした。
【００６６】
さらに、複数の第２スピーカ２に含まれるそれぞれの第２スピーカ２は、複数の第１スピーカ１に含まれ且つ当該第２スピーカ２に対応する第１スピーカ１と、当該第１スピーカ１に隣接する他の第１スピーカ１と、の略中間に位置する方位角で配置される。例えば、基準第２スピーカ２＿１は、当該基準第２スピーカ２＿１に対応する基準第１スピーカ１＿１と、当該基準第１スピーカ１＿１に隣接した他の第１スピーカである第１スピーカ１＿２と、の略中間に位置する方位角で配置される。同様に、第２スピーカ２＿２は、当該第２スピーカ２＿２に対応する第１スピーカ１＿２と、当該第１スピーカ１＿２に隣接した他の第１スピーカである第１スピーカ１＿３と、の略中間に位置する方位角で配置される。他の第２スピーカ２＿３〜２＿７についても同様である。
【００６７】
第１実施形態の実施例１〜６とは異なり、複数の第２スピーカ２のそれぞれの方位角は、複数の第１スピーカ１のそれぞれの方位角から位置ずれしている。このために、複数の第２スピーカ２のそれぞれには、複数の第１スピーカ１のそれぞれに入力する信号とは異なる信号を入力する。図２６に示すように、分配器・遅延器１８によって第１円周１６上の第１スピーカ１では、制御信号ｕに対して適切な遅延量
【００６８】
【数３６】
2019164310.tif 000038
を施すこととし、第２円周１７上の第２スピーカ２では適切な遅延量
【数３７】
2019164310.tif 000039
を施すこととする。ここで、Ωは動翼回転角速度であり、Ｌｃは第１スピーカ１の総数又は第２スピーカ２の総数であり、ｉはスピーカ番号である。したがって本実施形態では、複数の第２遅れ制御信号ｕ１〜ｕＬｃのそれぞれは、複数の第１遅れ制御信号ｕ１〜ｕＬｃのそれぞれとは異なっている。
【００６９】
（実施例７）
実施例１の条件と同じ条件で、第１スピーカ１および第２スピーカ２の配置のみを実施例１から変更し、上記入れ子構造にした。第１スピーカ１の総数は、７個であり、第２スピーカ２の総数は、７個である。この結果を図２７に示す。図２７の結果から、第１実施例の図７に比べ音響パワーの低減効果が向上していることがわかる。なお、実施例７では、動翼騒音低減システム１１（入れ子構造の二重リング構成）の基本性能を評価するために、評価マイクｍを用いずに最適制御時の音響パワーの低減レベル［ｄＢ］を示した。
【００７０】
（実施例８）
実施例１の条件と同じ条件を採用した。また、第１スピーカ１および第２スピーカ２の配置のみを実施例１から変更し、上記入れ子構造にした。本実施例では、さらに、第１スピーカ１の総数および第２スピーカ２の総数を低減しており、第１スピーカ１の総数は、６個であり、第２スピーカ２の総数は、６個である。この結果を図２８に示す。本実施例では、実施例１の図７に示す効果と同等の音響パワーの低減効果を発揮できる。したがって、本実施例によれば、入れ子構造を採用することによって、実施例１に比して使用するスピーカの数を減らすことが可能となる。
【００７１】
以上が第２実施形態および実施例７、８であり、これらによれば以下のことがいえる。前記複数の第２スピーカ２のそれぞれの方位角は、前記複数の第１スピーカ１のそれぞれの方位角から位置ずれし、前記複数の第２スピーカ２に含まれるそれぞれの第２スピーカ２は、複数の第１スピーカ１に含まれ且つ当該第２スピーカ２に対応する第１スピーカ１と、当該第１スピーカ１に隣接し且つ複数の第１スピーカ１に含まれる他の第１スピーカ１と、の略中間に位置する方位角で配置される。
【００７２】
この構成によれば、いわゆる第１スピーカ１の間に第２スピーカ２が配置された、いわゆる入れ子構造を実現することができ、これによって、騒音の音響パワーの低減効果を向上できる。また、音響パワーの低減効果を向上したことによって、必要なスピーカ数を削減することもでき、動翼騒音低減システム１１の設置に必要なコストを削減できる。
【００７３】
［第３実施形態］
本実施形態の動翼騒音低減システム１１（騒音低減システム１１´）では、動翼平面１５上にリング状平板が設けられる点、複数の第２スピーカ２が省略されている点、で第１実施形態とは異なっている。本実施形態の動翼騒音低減システム１１では、例えば、飛行体１２の軸流ファンやプロペラの近傍に設置される。
【００７４】
図２９に示すように、本実施形態では、動翼１３の周囲で、動翼平面１５上にリング状平板２４を設けている。リング状平板２４は、動翼平面１５上で複数の動翼１３に隣接する位置に設けられる。リング状平板２４は、動翼１３の周囲を取り囲むように、いわゆるバッフル板状に設けられている。リング状平板２４の材質は任意であり、例えば鉄板等で構成されてもよい。リング状平板２４は、第１スピーカ１からの制御音（音波）を反射することができる。一方、本実施形態では、第２スピーカ２が省略されている。このため、本実施形態では、リング状平板２４によって、鏡像の音源（制御音の音源）を形成することができ、仮想的な二重リング構成が実現される。本実施形態によっても、第１実施形態および第１実施例と同等の音響パワーの低減効果があることが確認された。
【００７５】
本実施形態によれば、以下のことがいえる。動翼騒音低減システム１１は、動翼平面１５上で複数の動翼１３に隣接する位置に設けられ、複数の第１スピーカ１からの制御音を反射可能なリング状平板２４を備えるとともに、複数の第２スピーカ２を省略した。この構成によれば、いわゆる二重リング構成を半分の数のスピーカによって実現することができ、動翼騒音低減システム１１の設置に必要なコストを著しく削減できる。
【００７６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。本実施形態の動翼騒音低減システム１１は、飛行体の軸流ファンやプロペラに適用した場合を例に説明したが、適用される軸流ファンは、これに限られるものではない。本実施形態の動翼騒音低減システム１１は、例えば、ターボファンや産業用ファン（ジェットエンジン等）、飛行体以外の移動体に用いられるファン、その他の一般的なファンにも当然に適用できる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７７】
１…第１スピーカ、２…第２スピーカ、ｍ…評価マイク、１１…動翼騒音低減システム、１２…飛行体、１３…動翼、１４…回転軸、１５…動翼平面、１５Ａ…一方の面、１５Ｂ…他方の面、１６…第１円周、１７…第２円周、１８…遅延器、２１…能動消音処理部、２２…動翼端、２３…第３円周、２４…リング状平板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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