(57)【要約】【課題】従来の能動騒音制御装置では管共振に伴う定在波の腹と節の位置関係、騒音検出マイクと誤差検出マイクの位置関係によっては、管共振に由来する特定の周波数での共振の影響により、騒音低減効果が十分得られない場合がある。【解決手段】送風路の管共振に由来する周波数で共鳴するヘルムホルツレゾネータ１３を備えた構成とすることで管共振の影響を低減する。特に、誤差検出マイク４を定在波の腹付近、騒音検出マイク３を誤差検出マイク４が配置された腹とは位相が反転した前記定在波の腹付近から隣接する節付近の範囲に配置する構成により、高い消音効果を実現する。【選択図】  図１
2015079028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンからの騒音が伝搬する送風路に設けられた能動騒音制御装置おいて、
前記騒音を検出する第１の騒音検出手段と、
前記第１の騒音検出手段よりも前記ファンから遠い位置に配置された第２の騒音検出手段と、
制御音を送信する制御音送信手段と、
前記第１の騒音検出手段と前記第２の騒音検出手段で検出された信号に基づき、前記第２騒音検出手段における検出信号の振幅が低減されるように前記制御音を制御する演算手段と、
前記送風路内に前記送風路の管共振に由来する周波数で共鳴するヘルムホルツレゾネータを備えることを特徴とする能動騒音制御装置。
【請求項２】
前記ファンは前記送風路の端部に設けられ、
前記ヘルムホルツレゾネータは
前記送風路において前記ファンのある端部に配置されることを
特徴とする請求項１に記載の能動騒音制御装置。
【請求項３】
前記ヘルムホルツレゾネータは
前記送風路において前記管共振により生じる定在波の腹付近に配置されることを
特徴とする請求項１に記載の能動騒音制御装置。
【請求項４】
前記第１の騒音検出手段は
前記送風路において、前記管共振により生じる定在波の腹付近に配置され、
前記第２の騒音検出手段は
前記送風路において、前記第１の騒音検出手段が配置された腹とは位相が反転した前記定在波の腹付近から隣接する節付近の範囲に配置されることを
特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の能動騒音制御装置。
【請求項５】
前記第１の騒音検出手段は
前記送風路において、前記管共振により生じる定在波の腹付近に配置され、
前記第２の騒音検出手段は
前記送風路において、前記管共振により生じる定在波の節付近に配置されることを
特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の能動騒音制御装置。
【請求項６】
前記ヘルムホルツレゾネータは
ポート長を変更して共鳴周波数を調整できるように構成されたことを
特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の能動騒音制御装置。
【請求項７】
前記ヘルムホルツレゾネータは
内部容積を変更して共鳴周波数を調整できるように装着されたことを
特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の能動騒音制御装置。
【請求項８】
前記ヘルムホルツレゾネータは
前記送風路面のポート開口部付近に柔毛材を装着したことを
特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の能動騒音制御装置。
【請求項９】
前記ヘルムホルツレゾネータは
前記ポート内面に柔毛材を装着したことを
特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の能動騒音制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は送風路内を気流とともに伝播する騒音を低減するための能動騒音制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ダクト（または送風路）内を気流とともに伝播する騒音を低減する手段として、ダクト内壁に吸音材を貼付したり、ダクトの屈曲と組み合わせて低減を行う手法がとられてきた。しかし、１ｋＨｚ以下の騒音を十分に低減する事は困難であった。その対応策として、ダクト内の低周波数帯域の騒音を能動騒音制御技術により低減する手法がとられてきた。特許文献１では、能動騒音制御装置について詳しい説明がなされている。
【０００３】
能動騒音制御では、ダクト内に騒音検出マイク、誤差検出マイク、制御音源を配置する。また、騒音検出マイクと誤差検出マイクで検出される信号を用いて、能動騒音制御アルゴリズムが駆動される。具体的には、誤差検出マイクでの検出信号が小さくなるよう信号制御に基づき制御音源から打消し音が放射される。結果として、誤差検出マイクの位置で、ダクトを伝播してきた騒音と制御音源から放射された騒音が同音圧且つ逆位相で打ち消され、誤差検出マイクでの音圧は低減される。
【０００４】
実環境において十分な騒音低減効果を得るためには、能動騒音制御を駆動しない状態で騒音検出マイクと誤差検出マイクでの検出信号がほぼ同じ周波数特性を有する必要がある。これは制御音源からは騒音検出マイクでの検出信号が増幅されて送信されるが、誤差検出マイクでの周波数特性が異なると、誤差検出マイクの位置において騒音がうまく打ち消されないためである。一般に、２つの検出地点における信号の周波数特性の相関性を「コヒーレンス」と呼んでいる。コヒーレンス値が１である状態は、２つの検出地点における信号の周波数特性が完全に一致する状態を表す。
【０００５】
実環境では、ダクトを流れる流体の乱れや渦に影響によって騒音の線形性が失われ、騒音検出マイクと誤差検出マイクでの信号のコヒーレンスが低下する問題がある。そこで、特許文献１では能動騒音制御構成の上流側に流体を整流する手段を設けて、流体を層流状態に近付ける工夫がなされている。これによりコヒーレンスは改善され、能動騒音制御によるダクト内騒音に対して十分な騒音低減効果を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３５２９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の能動騒音制御装置ではダクトを流れる流体を整流するため、流体の乱れや渦に起因するコヒーレンス低下に対しては一定の効果が有ると考えられる。しかし、ダクトでは、管の形状に起因してその内部で音波の共振が生じる。この共振に伴う定在波の影響によって、騒音検出マイクと誤差検出マイクの位置関係によっては、管共振に由来する特定の周波数でコヒーレンスの低下が発生する。その結果、十分な騒音低減効果が得られなくなる課題が発生する。
【０００８】
一方、ダクト内における騒音検出マイク、誤差検出マイク、及び制御音源の配置については、騒音検出マイクにおいて騒音を検出してから制御音源において信号を増幅送信するまでに時間を要する。従って、能動騒音制御に要する計算遅延時間を確保するために少なくとも一定の距離をとる必要がある。また、ダクト内には流体性質の分布があり、可能な限りコヒーレンスが高くなるよう騒音検出マイク、誤差検出マイクを配置したいという意図がある。従って、能動騒音制御装置の消音効果が発揮されやすい位置に騒音検出マイク、誤差検出マイク、及び制御音源を配置することも本発明の課題である。
【０００９】
本発明では、上記のような課題を解決する目的を有し、ダクトの管共振に伴う特定の周波数におけるコヒーレンス低下を防ぐ。コヒーレンスの低下を防ぐことにより、能動騒音制御の消音効果を十分維持することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の能動騒音制御装置は、騒音検出マイク、誤差検出マイク、及び制御音源に基づく能動騒音制御装置に加えて、さらに前記送風路内に前記送風路の管共振に由来する周波数で共鳴するヘルムホルツレゾネータを備えることを特徴とする。前記ヘルムホルツレゾネータによって管内での共振を低減することにより、能動騒音制御装置の消音効果を改善することができ前述の目的を達成することができる。
【００１１】
さらに、本発明の他の能動騒音制御装置では、前記ヘルムホルツレゾネータを前記送風路において、前記管共振により生じる定在波の腹付近に配置することを特徴とする。前記ヘルムホルツレゾネータによって、能動騒音制御装置の高い消音効果を得るための設置範囲を広くして実現することができる。
【００１２】
さらに、本発明の他の能動騒音制御装置では、前記騒音検出マイク及び前記誤差検出マイクを前記送風路において、前記管共振により生じる定在波の腹付近に配置することを特徴とする。前記ヘルムホルツレゾネータによって、能動騒音制御装置による消音効果を実効的に実現することができる。
【００１３】
さらに、本発明の他の能動騒音制御装置では、前記ヘルムホルツレゾネータにおいて、前記送風路面のポート開口部付近または内部に柔毛材を装着することを特徴とする。本特徴によって、ポート開口部が気流に直接曝されない状況を構築でき、新たな音源要素の発生によってレゾネータの共鳴周波数に影響が及ぶ状況を軽減できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明にかかる能動騒音制御装置では、ダクト（又は送風路）内で生じる共鳴の影響によって、騒音検出マイクと誤差検出マイクの間でコヒーレンスが低下する状況を改善できる。特に、レゾネータを閉路端或いは管共振に伴う定在波の「腹」に設置することにより当該管共振の影響を低減でき、コヒーレンス低下を防止できる。また、騒音検出マイクと誤差検出マイクの一方が管共振に伴う定在波の「腹」に設置され、他方が「節」に設置される環境において、効果的に共振の影響を低下させることができる。騒音検出マイク３と誤差検出マイク４の特徴的な配置に対してレゾネータを併用することで大きな消音効果が得られる。
【００１５】
また、当該レゾネータのポート開口部周辺に柔毛材を設置することにより、ダクト（又は送風路）を流れる気流によって当該ポート開口部が直接さらされない状況が構築され、カルマン渦の発生が抑制される。また、新たな音源が生じてレゾネータの共鳴周波数に影響を及ぼす状況を軽減できる。
【００１６】
また、当該レゾネータのポート開口部周辺及びポート内壁に柔毛材を設置することで、当該ポート開口部が気流に直接曝されない状況を構築できる。その結果、カルマン渦の発生が抑制され、新たな音源の発生によってレゾネータの共鳴周波数に影響が及ぶ状況を軽減できる。また、ポート部分の気柱と内部容積との間で生じる空気振動の摩擦抵抗の増加により、振動エネルギーの熱への変換が効率的に行なわれる。その結果、吸音効果を向上できる。
【００１７】
また、当該レゾネータのポート断面積、ポート長、内部容積に可変性を持たせることにより、ダクト（又は送風路）の閉管共振に伴って生じる定在波との共振周波数の合わせ込みが容易となる。その結果、当該レゾネータの設計自由度の向上が図ることができる。また、騒音検出マイクと誤差検出マイク間のコヒーレンス低下を改善することも容易となり、消音効果を有効に機能させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施の形態１に係わる能動騒音制御装置の基本構成。
【図２】本実施の形態１の第１段階における演算手段を示した能動騒音制御装置の基本構成。
【図３】本実施の形態１の第２段階における演算手段を示した能動騒音制御装置の基本構成。
【図４】本実施の形態１の第３段階における演算手段を示した能動騒音制御装置の基本構成。
【図５】本実施の形態１において、ダクト（又は送風路）を片閉管構造とみなした場合の管共振の様子とその共振周波数。
【図６】本実施の形態１における騒音検出マイク３と誤差検出マイク４での音圧特性及びコヒーレンス特性の実測例１。
【図７】本実施の形態１における騒音検出マイク３と誤差検出マイク４での音圧特性及びコヒーレンス特性の実測例２。
【図８】本実施の形態１にかかわるレゾネータ１３の構造の一例と共鳴関係式。
【図９】本実施の形態１においてレゾネータ１３を用いた場合の片閉管共振の状況。
【図１０】本実施の形態２にかかわる能動騒音制御装置の基本構成。
【図１１】本実施の形態２においてレゾネータ１４を用いた場合の片閉管共振の状況。
【図１２】本実施の形態３にかかわる能動騒音制御装置の基本構成。
【図１３】本実施の形態３においてレゾネータ１３、１４、１５、１６を用いた場合の片閉管共振の状況。
【図１４】本実施の形態４にかかわる能動騒音制御装置の基本構成。
【図１５】本実施の形態４において、ポート内壁に柔毛材を設置した場合の能動騒音制御装置。
【図１６】本実施の形態５において、ポート断面積Ｓｘ及びポート半径Ｒｘを可変とすることのできるレゾネータの構造の一例と共鳴関係式。
【図１７】本実施の形態５において、ポート長Ｌｘを可変とすることのできるレゾネータの構造の一例と共鳴関係式。
【図１８】本実施の形態５において、レゾネータの内部容積Ｖｘを可変とすることのできるレゾネータの構造の一例と共鳴関係式。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
実施の形態１．
図１は本発明の第１の実施形態に係わる能動騒音制御装置の基本構成を示している。なお、能動騒音制御装置は消音装置と呼ばれることもある。図中、１は騒音及び気流が伝播するダクト（又は送風路）、２は気流をダクト（又は送風路）１へ送り出すファン騒音源である。３はダクト（又は送風路）１内の騒音を検出する騒音検出マイク、４は同じくダクト（又は送風路）１内の騒音を検出する誤差検出マイクである。騒音検出マイク３は誤差検出マイクよりもファン騒音源２に近い位置にある。５は制御音源であり、制御音源５から放射される音によってファン騒音源２から伝搬する騒音が誤差検出マイク４の位置で打ち消されるように抑制される。６、８は検出信号を増幅するマイクアンプ、７、９はＡ／Ｄコンバータ、１１はＤ／Ａコンバータである。１０は騒音検出マイク３からの検出信号と、誤差検出マイク４からの検出信号に基づいて、制御音源５から放射されるべき制御音を導出する演算手段である。１２は制御音源５を駆動するパワーアンプ、１３はダクト（又は送風路）１の内面に向けてポートを開き共鳴するヘルムホルツレゾネータである。なお、ファン騒音源２による気流の向きはダクト（又は送風路）１に送り出す方向に限らず、ダクト（又は送風路）１から吸い出す方向であってもよい。また、本実施の形態を含め他の形態においても、ダクト（又は送風路）１を伝播するものは気流を伴わない騒音であっても構わない。
【００２０】
図２から図４は演算手段１０の動作を説明するための図であり、図１の演算手段１０の動作の変遷を順次説明している。図１の演算手段１０には図２から図４に示す機能が全て格納されており、演算手段１０の一部の機能のみが図２から図４では図示されている。
【００２１】
図２は演算手段１０の第１段階における状態を示しており、この状態で用いられる内部演算構成を演算手段１０ａと表記している。１０ａ１はホワイトノイズ発生手段、１０ａ２は第１のＮＬＭＳ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  ＬＭＳ）アルゴリズム手段、１０ａ３は第２のＮＬＭＳアルゴリズム手段を示している。１０１は制御音源５から騒音検出マイク３までの伝達特性「Ｈ」、１０２は制御音源５から誤差検出マイク４までの伝達特性「Ｃ」を示している。ここで、伝達特性は、被測定物の電気・熱・振動等の物理量が伝わる伝達状態を表すパラメータであり、被測定物の振る舞い・挙動を知るための重要なパラメータである。この段階ではファン騒音源２は停止されており、送付路１内で騒音及び気流は発生しない。
【００２２】
動作としてはまず最初に、ホワイトノイズ発生手段１０ａ１からホワイトノイズ信号が出力され、Ｄ／Ａコンバータ１１、パワーアンプ１２を経て、制御音源５からダクト（又は送風路）１内に放射される。このホワイトノイズは騒音検出マイク３及び誤差検出マイク４により捉えられ、それぞれ第１のＮＬＭＳアルゴリズム手段１０ａ２、第２のＮＬＭＳアルゴリズム手段１０ａ３へ入力される。第１のＮＬＭＳアルゴリズム手段１０ａ２ではホワイトノイズ発生手段１０ａ１からの参照信号と、騒音検出マイク３からの検出信号が入力され、ダクト（又は送風路）１内の伝達特性「Ｈ」１０１が同定される。同様に、第２のＮＬＭＳアルゴリズム手段１０ａ３では、ダクト（又は送風路）１内の伝達特性「Ｃ」１０２が同定される。
【００２３】
ここで、ＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ）アルゴリズムについて簡単に説明しておく。ＬＭＳアルゴリズムは、入力信号と参照信号の二乗平均誤差を最小化するようフィルタ係数を決定する手法であり、演算量が少ない利点から広く利用されている。また、ＮＬＭＳ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ）アルゴリズムではＬＭＳアルゴリズムよりも演算量が増えるが、収束速度が入力信号振幅に依存しない特徴を有している。能動騒音制御では共に一般的な手法として使われている。
【００２４】
図３は演算手段１０の第２段階の状態を示しており、この状態での内部演算構成を演算手段１０ｂとして表記している。この段階では、制御音源５を停止し、ファン騒音源２を定常動作させてダクト（又は送風路）１内に騒音及び気流を伝播させる。ダクト（又は送風路）１を伝播する騒音は騒音検出マイク３及び誤差検出マイク４により捉えられる。さらに、騒音検出マイク３地点で検出された騒音が誤差検出マイク４地点に到達するまでの伝達特性が「Ｒ」１０３として同定される。
【００２５】
図４は演算手段１０の第３段階の状態を示している。この段階は能動騒音制御の定常動作状態を表している。ダクト（又は送風路）１を伝播する騒音は騒音検出マイク３によって検出される。その後、検出信号に対して伝達特性Ｒフィルタ１０ｃ３によって伝達特性「Ｒ」が畳み込まれ、反転器１０ｃ４を通した後に演算手段１０ｃの出力とされる。演算手段１０ｃの出力は制御音源５に送られ、制御音がダクト（又は送風路）１内に放射される。また、演算手段１０ｃの出力に対して伝達特性Ｈが畳みこまれ、減算器１０ｃ１において検出信号から伝達特性Ｈの出力が引き去られる。
【００２６】
演算器１０ｃ３では伝達特性「Ｒ」を畳み込むことにより、騒音検出マイク３での検出信号を誤差検出マイクの位置での信号に変換する。また、そのままでは誤差検出マイク４地点でもとの騒音と位相が揃ってしまうことから、反転器１０ｃ４を介することで制御音源５から放射される音ともとの騒音との位相関係を反転させ、ダクト（又は送風路）１を出て行く騒音を打ち消す能動騒音制御状態を創出している。減算器１０ｃ１において伝達特性Ｈフィルタ１０ｃ２の出力を引き去る理由はハウリングを防止するためである。すなわち、制御音源５から騒音検出マイク３へ送信される信号の影響を取り除いている。このような構成により、ファン騒音源から送出された騒音は制御音源からの音によって誤差検出マイク４の位置で打ち消される。
【００２７】
能動騒音制御が高度に機能するためには、騒音検出マイク３と誤差検出マイク４で検出される騒音の周波数特性の類似性を高く保つ必要がある。これは、周波数特性の類似性が高くないと、ファン騒音源から送出された騒音は制御音源からの音と互いにうまく打ち消されないためである。ここで、２つの検出地点における音の周波数特性の相関性は「コヒーレンス」というパラメータで表され、コヒーレンス値が１である状態は２つの検出地点における音の周波数特性が完全に一致する状態を表す。引用文献１によると、例えば最大低減量−１５ｄＢを得るためにはコヒーレンス値を０．８以上にすべき関係性が示されている。
【００２８】
しかし、実際にはダクト（又は送風路）１を流れる流体の乱れや渦に加えて管共振などの影響により、コヒーレンス値が低下する場合がある。図５に、ダクト（又は送風路）を片閉管構造とみなした場合の管共振の様子とその共振周波数を示す。図に示すように、騒音源から送出された騒音は開口端と閉口端で反射し、共鳴現象を生じる。図５では、ダクト（又は送風路）長Ｌは１．９ｍ、音速ｖは３４０ｍ／秒として共振周波数を計算している。１倍振動では４４．７Ｈｚ、３倍振動では１３４．２Ｈｚ、５倍振動では２２３．７Ｈｚ、７倍振動では３１３．２Ｈｚとなる。共鳴現象の生じる環境では、管内の位置によって音の振幅が異なるため、共振によって腹と節が生じる。このように特定の周波数において共振が生じるため、マイクの配置によっては２つのマイク間での周波数特性に差が生じる。その結果、コヒーレンスが低下する状態が発生することが推測される。
【００２９】
図６および図７に騒音検出マイク３と誤差検出マイク４での音圧特性及びコヒーレンス特性の実測例を示す。図６、７では、誤差検出マイク４の位置はダクト（又は送風路）１の開口端付近で固定としている。また、図７では図６よりも騒音検出マイク３と誤差検出マイク４との間隔を広く設定している。図６では騒音検出マイク３での検出信号のディップは７倍振動に相当する約３１０Ｈｚにあり、そのディップは浅い（５ｄＢ程度）。一方、図７では騒音検出マイク３での検出信号のディップは５倍振動に相当する２２０Ｈｚ付近で見られ、そのディップは深い（１０ｄＢ程度）。このように、騒音検出マイク３の位置に応じて、コヒーレンスは変化している。なお、図６、７において、誤差検出マイク４側の信号では顕著なディップは見られない。
【００３０】
図６では騒音検出マイク３における検出信号のディップは約３１０Ｈｚにあり、前記７倍振動に近い。誤差検出マイク３は定在波の「腹」からずれた位置に置かれており、騒音検出マイク３地点の音圧特性にディップが生じている。図７では、同ディップは約２２０Ｈｚにあり前記５倍振動に近い結果となっている。管の開口部における定在波の「腹」付近に誤差検出マイク４が置かれ、それと逆位相関係となる「腹」付近に騒音検出マイク３が置かれている。
【００３１】
図６、７において、音圧特性のディップの発生と管共振及びマイクの配置には強い因果関係がみられる。特に、騒音検出マイク３と誤差検出マイク４が、共振周波数の逆位相関係となる「腹」付近にある場合、または一方が「腹」付近で他方が逆位相関係となる「腹」から「節」付近に置かれる場合には、共振の影響を受けやすくコヒーレンスが低下しやすい。従って、このような環境において、共振の影響を低下し、コヒーレンスを維持するためのマイクの配置が重要となる。
【００３２】
図１から図４のレゾネータ１３では管共振のエネルギーを抑え、ディップの発生を軽減しようとする。このレゾネータは、ヘルムホルツの共鳴原理を応用して吸気管内を伝播する伝播音の所定周波数成分を低減させる消音器である。図８はレゾネータ１３の構造の一例と共鳴関係式を示している。開口部に相当するポートの半径Ｒ、ポートの断面積Ｓ、ポートの長さＬ、内部容積Ｖとした時に、図８下部に記載した関係式に基づく周波数Ｆ０で、ポート部分の気柱と内部容積との間で共鳴現象を生じる。その結果、空気の激しい動きに伴って摩擦熱としてエネルギーが消費され、共振周波数Ｆ０に対する吸音効果が得られる。
【００３３】
図９はレゾネータ１３を用いた場合の片閉管共振の状況を５倍振動を例にとって図示している。振幅方向の振れ幅は管共振周波数の強度を示している。図９では、レゾネータ１３の吸音効果により片閉管内での反射が抑えられ、定在波の強度が抑制される。結果として、図１から図４において誤差検出マイク４における定在波の打ち消しの程度が弱まり、誤差検出マイク４における検出信号のディップが浅くなる。これにより、管共振が抑えられ、騒音検出マイク３と誤差検出マイク４との間のコヒーレンスの悪化が軽減される。
【００３４】
以上により、ダクト（又は送風路）の管共振に伴う特定の周波数におけるコヒーレンス低下を緩和できる。ダクト（又は送風路）の管共振のうち、能動騒音制御に影響する周波数を選択的かつ効果的に吸音するレゾネータ１３を設置することにより、消音効果を高く維持できる。
【００３５】
特に、誤差検出マイク４が共振周波数の「腹」の位置に配置され、騒音検出マイク３が
前記第１の騒音検出手段が配置された腹とは位相が反転した前記定在波の腹付近から隣接する節付近の範囲に配置される場合には、共振の影響を受けやすくコヒーレンスが低下しやすい。また、共振周波数が小さい方が一般に共振の振幅が大きい。従って、３倍、５倍、７倍振動といった比較的共振周波数の小さい共振に対して、誤差検出マイク４を共振周波数の「腹」、騒音検出マイク３を誤差検出マイク４と位相が反転した「腹」から「節」の範囲に置いた場合に、レゾネータを同時に用いることによる大きな消音効果を得ることができる。このように騒音検出マイク３と誤差検出マイク４の特徴的な配置に対してレゾネータを併用することで大きな消音効果が得られる。
【００３６】
実施の形態２．
図１０は本発明の第２の実施形態に係わる能動騒音制御装置の基本構成を示している。図１と異なる部分はレゾネータ１３の代わりにレゾネータ１４を取り付けている点である。その他の構成要素は図１から図４と共通であり、能動騒音制御に関わる説明、及び管共振に関わる説明は実施の形態１と共通しているので省略する。
【００３７】
図１１はレゾネータ１４の取付け位置を５倍振動の例にあてはめて説明したものであり、レゾネータを管共振の５倍振動の定在波の「腹」に配置している。この場合もレゾネータの共振周波数Ｆ０を管共振の周波数と一致させることで、吸音効果によって管共振を抑えることができる。その結果、コヒーレンス悪化の原因となるディップの発生が抑制される。これにより能動騒音制御装置の効果を高く維持できる。
【００３８】
実施の形態３．
図１２は本発明の第３の実施形態にかかわる能動騒音制御装置の基本構成を示している。図１と異なる部分はレゾネータ１３に追加して複数のレゾネータ、具体的にはレゾネータ１４、レゾネータ１５、レゾネータ１６を取り付けている点である。その他の構成要素は図１から４と共通であり、能動騒音制御に関わる説明、及び管共振に関わる説明は実施の形態１と共通しているので省略する。図１２では図面の上下にレゾネータを設置しているが、定在波の「腹」であれば、ダクト（又は送風路）１内の手前側及び奥側に設置しても構わない。レゾネータの設置個数は４個に限定されず、いかなる個数であっても構わない。
【００３９】
図１３はレゾネータ１３から１６を取付けた場合の５倍振動の様子を表している。レゾネータ１４から１６は管共振の５倍振動の定在波の「腹」の位置に配置されている。この場合もレゾネータの共振周波数Ｆ０を管共振の周波数と一致させ、複数のレゾネータをダクト（又は送風路）１に組み込む。本構成により、吸音効果によって管共振が抑えられ、コヒーレンスの低下を防ぐことができる。これにより能動騒音制御装置の消音効果を高く維持できる。
【００４０】
実施の形態４．
図１４は本発明の第４の実施形態にかかわる能動騒音制御装置の基本構成を示している。図１０と異なる部分はレゾネータ１４のポート開口部周辺に柔毛材１７を設置した点である。ここで、柔毛材とは柔らかい毛でおおわれた材質を表す。通常のレゾネータではポート開口部のエッジに気流が当り、カルマン渦が発生して新たな音源となる場合がある。また、カルマン渦はレゾネータの共鳴周波数に大きな影響を及ぼす可能性が考えられる。
【００４１】
図１４ではレゾネータ１４の開口部付近に柔毛材１７を設けることで、ダクト（又は送風路）内部を流れる気流を減速できる。その結果、ポート開口部のエッジが気流に直接さらされないので、カルマン渦の発生が抑制される。また、レゾネータ１４の共鳴周波数への影響が軽減される。
【００４２】
図１４ではポート開口部周辺に柔毛材１７を設置したが、図１５に示すようにレゾネータ１４のポート内壁に柔毛材１８を設置しても構わない。図１５の構成を用いた場合には、ポート部分の気柱と内部容積との間で生じる空気振動の摩擦抵抗が増加し、吸音効果をさらに向上させることができる。
【００４３】
実施の形態５．
図１６から図１８は本発明の第５の実施形態に係わる能動騒音制御装置のレゾネータについての断面構造の一例を示している。図１６はレゾネータのポート断面積Ｓｘ及びポート半径Ｒｘの可変性を示している。図１６において、面積可変性のレゾネータを用いて、ポート断面積Ｓｘを大きくすれば共振周波数Ｆ０は高く、Ｓｘを小さくすればＦ０は低くできる。ポート断面積Ｓｘ及びポート半径Ｒｘの調整は、可塑性の部材の使用や可動式の機構の使用により行うことができる。図１７はレゾネータのポート長Ｌｘの可変性を示している。図１７において、ポート長Ｌｘを長くすれば共振周波数Ｆ０は低くなり、Ｌｘを短くすればＦ０は高くすることができる。ポート長Ｌｘの調整は、可塑性の部材の使用や可動式の機構により行うことができる。
【００４４】
図１８はレゾネータの内部容積Ｖｘの可変性を示している。図１８において、内部容積Ｖｘを大きくすれば共振周波数Ｆ０は低くなり、Ｖｘを小さくすればＦ０は高くなる。内部容積Ｖｘの調整は、レゾネータを構成する壁面の移動により行うことができる。図１６から１８に示した構成単独での変動、或いはこれらの組み合わせ変動により、所望の共振状態を形成することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１  ダクト（又は送風路）
２  ファン騒音源
３  騒音検出マイク
４  誤差検出マイク
５  制御音源
６、８  マイク増幅器
７、９  Ａ／Ｄ変換器  
１０  演算手段
１０ａ  演算手段
１０ａ１  ホワイトノイズ発生手段
１０ａ２  第１のＮＬＭＳアルゴリズム
１０ａ３  弟２のＮＬＭＳアルゴリズム
１０ｂ  演算手段
１０ｂ１  伝達特性Ｃフィルタ
１０ｂ２  第３のＮＬＭＳアルゴリズム
１０ｃ  演算手段
１０ｃ１  加算回路
１０ｃ２  伝達特性Ｈフィルタ
１０ｃ３  伝達特性Ｒフィルタ
１０ｃ４  インバータ
１１  Ｄ／Ａ変換器
１２  電力増幅器
１３、１４、１５、１６  レゾネータ
１７、１８  柔毛材
【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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