(57)【要約】【課題】広い周波数帯域にわたる騒音を効果的に低減することができる騒音制御装置を提供する。【解決手段】騒音源から発生する騒音を検出する騒音検出手段１１と、騒音検出手段１１によって検出された前記騒音の周波数に応じた刺激源制御信号を出力する刺激源制御手段１２と、刺激源制御手段１２から出力された刺激源制御信号に基づき物体に刺激を与えるための刺激源を供与する刺激源供与手段１３と、刺激源供与手段１３によって供与された刺激源を受けて、前記騒音に対する吸音率を変化させる吸音率可変部材１４と、を備えている。【選択図】図１
2008213547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
騒音源から発生する騒音を検出する騒音検出手段と、
前記騒音検出手段によって検出された前記騒音の周波数に応じた刺激源制御信号を出力する刺激源制御手段と、
前記刺激源制御手段から出力された刺激源制御信号に基づき物体に刺激を与えるための刺激源を供与する刺激源供与手段と、
前記刺激源供与手段によって供与された刺激源を受けて、前記騒音に対する吸音率を変化させる吸音率可変部材と、
を備えることを特徴する騒音制御装置。
【請求項２】
前記刺激源制御手段は、
前記騒音検出手段によって検出された前記騒音の周波数を解析して、前記騒音の周波数ごとに音圧レベルを算出する第１の音圧レベル算出手段と、
前記第１の音圧レベル算出手段によって算出された音圧レベルが閾値として設定されている音圧レベルに達したか否かを判定する閾値判定手段と、を備え、
前記刺激源制御手段は、前記閾値判定手段によって前記閾値として設定されている音圧レベルに達したと判定された場合、前記刺激源供与手段に前記刺激源制御信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の騒音制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の騒音制御装置において、
さらに、前記吸音率可変部材によって吸音された後の騒音を検出する第２の騒音検出手段を有し、
前記騒音制御装置が有している刺激源制御手段は、
前記第２の騒音検出手段によって検出された前記騒音の周波数を解析して、前記騒音の周波数ごとに音圧レベルを算出する第２の音圧レベル算出手段と、
前記第２の音圧レベル算出手段によって算出された音圧レベルが目標の音圧レベルに達したか否かを判定する音圧レベル判定手段と、を備え、
前記刺激源制御手段は、
前記音圧レベル判定手段によって前記目標の音圧レベルに達していないと判定された場合、前記第２の騒音検出手段によって検出された騒音の周波数に応じて新たな刺激源制御信号を前記刺激源供与手段に出力することを特徴とする騒音制御装置。
【請求項４】
前記吸音率可変部材が受ける刺激源は、電気刺激であることを特徴とする請求項１または３に記載の騒音制御装置。
【請求項５】
前記吸音率可変部材は、電気刺激を受けた場合、通気量を変化させて前記騒音に対する吸音率を変化させる通気量可変布帛であることを特徴とする請求項１、３、４のいずれかに記載の騒音制御装置。
【請求項６】
前記吸音率可変部材段は、電気刺激を受けた場合、弾性率を変化させて前記騒音に対する吸音率を変化させる弾性率可変布帛または弾性率可変フィルムであることを特徴とする請求項１、３、４のいずれかに記載の騒音制御装置。
【請求項７】
前記吸音率可変部材は、電気刺激を受けた場合、通気量を変化させて前記騒音に対する吸音率を変化させる通気量可変布帛、弾性率を変化させて前記騒音に対する吸音率を変化させる弾性率可変布帛、または弾性率を変化させて前記騒音に対する吸音率を変化させる弾性率可変フィルムのうちの少なくとも２つ以上を組み合わせて形成されることを特徴とする請求項１、３、４のいずれかに記載の騒音制御装置。
【請求項８】
前記吸音率可変部材は、刺激応答性を有する高分子を含むことを特徴とする請求項１、３、４のいずれかに記載の騒音制御装置。
【請求項９】
請求項１−８のいずれかに記載の騒音制御装置を搭載したことを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、騒音制御装置に係り、詳細には、騒音源から発生する騒音を低減させて、室内の静粛性を確保する騒音制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
騒音源、たとえば、車両に搭載される内燃機関などの機械的構造物から発生する騒音を低減させて室内の静粛性を確保することは、人体の健康への配慮や快適な生活環境を提供する上で重要である。
【０００３】
騒音を低減させる技術としては、たとえば、アクティブ騒音制御（能動型騒音制御）と称される技術が知れられている。このアクティブ騒音制御とは、音が空気の密度変化により空気中を伝播する一種の波動現象であることに着目し、騒音に対して、当該騒音と同じ振幅、かつ逆位相の別の音波を出力して干渉させることにより、当該騒音を低減または打ち消す技術である。
【０００４】
前記アクティブ騒音制御により騒音を低減させる技術としては、たとえば、車両の走行時発生する騒音を低減させることを目的として、車室内に侵入する騒音をマイクロフォンで検出し、検出された騒音に基づいて、車室内に設置されたスピーカから騒音を打ち消すための音波（以下、「騒音緩衝波」と称する）を発生させ、車室内の騒音を低減する技術が提案されている（たとえば、下記特許文献１）。
【０００５】
また、上記のようなアクティブ騒音制御とは異なる騒音制御の技術としては、たとえば、可変レゾネータ構造を採用し、吸音部材の吸音特性を変化させることによって車室内へ侵入する騒音を低減させる技術（たとえば、下記特許文献２参照）が提案されている。
【特許文献１】特開２００５−１２０８３３号公報
【特許文献２】特開２００５−２８０６５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術では、騒音を検出して、検出した騒音の周波数、振幅、および位相に対応する騒音緩衝波を算出して、算出した騒音緩衝波をスピーカから出力させる手順が必要となる。このため、低周波成分においては、騒音を検出してから前記騒音緩衝波を出力させるまでにかかる時間が騒音の周波数の１サイクルの時間に対して比較的短いので、騒音を効果的に低減させることができる。一方、高周波帯域、特に１ｋヘルツ以上の周波数成分においては、騒音を検出してから前記騒音緩衝波を出力させるまでにかかる時間が騒音の周波数の１サイクルの時間に対して比較的長くなってしまうので、騒音と騒音緩衝波との位相を合わせることが困難となるため、効果的に騒音を低減させることができないという問題がある。
【０００７】
また、可変レゾネータ構造では、低周波帯域、特に１ｋヘルツ未満の周波数を打ち消すためにはその構造が大型化してしまい、省スペース化が求められる自動車の車室内のような設置スペースが限られた空間には利用することができないという問題がある。
【０００８】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、低周波数帯域から高周波数帯域にわたり騒音を効果的に低減すると共に、設置スペースが限られた空間でも利用することができる騒音制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するための本発明に係る騒音制御装置は、騒音源から発生する騒音を検出する騒音検出手段と、前記騒音検出手段によって検出された前記騒音の周波数に応じた刺激源制御信号を出力する刺激源制御手段と、前記刺激源制御手段から出力された刺激源制御信号に基づき物体に刺激を与えるための刺激源を供与する刺激源供与手段と、前記刺激源供与手段によって供与された刺激源を受けて、前記騒音に対する吸音率を変化させる吸音率可変部材と、を備えることを特徴する。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように構成された本発明に係る騒音制御装置によれば、刺激源を受けて吸音率を変化させる吸音率可変部材を用い、当該吸音率可変部材に与える刺激源を騒音の周波数に応じて制御している。この結果、低周波帯域から高周波帯域にわたる幅広い周波数帯域の騒音を効果的に低減することができる。さらに、前記吸音率可変部材として、通気量可変布帛、弾性率可変布帛、弾性率可変フィルム、またはこれらの組み合わせた吸音率可変手段を用いることにより、従来よりも小型化した騒音制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明に係る騒音制御装置を、第１実施形態〜第３実施形態に分けて、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
［第１実施形態］
図１および図２は、本発明の第１実施形態に係る騒音制御装置の説明に供する図である。図１は本実施形態に係る騒音制御装置の概略的な構成を示すブロック図を、図２は図１に示した騒音制御装置の動作フローチャートを示し、このフローチャートは本実施形態に係る騒音制御装置の動作手順に相当するものでもある。
【００１３】
図１に示すように本実施形態に係る騒音制御装置１０は、騒音検出手段（騒音検出センサ）１１、刺激源制御手段１２、刺激源供与手段１３、および吸音率可変部材１４を備えている。
【００１４】
まず、本発明に係る騒音制御装置１０についての理解を容易なものとするために、本発明の特徴的要素の一つである吸音率可変部材１４について説明しておく。
【００１５】
吸音率可変部材１４は、温度、湿度、電気、光、磁気などの刺激源を受けると、音波に対する吸音率（吸音特性）を変化させることが可能なものであり、刺激源を受けて、騒音に対する吸音率を変化させるものである。吸音率可変部材１４としては、たとえば、通気量可変布帛、弾性率可変布帛、または弾性率可変フィルムが挙げられる。
【００１６】
吸音率可変部材１４は、温度、湿度、電気、光、磁気などの刺激源を受けた場合、これに応答して、変形や応力を発生する刺激応答性高分子を含んで形成される。
【００１７】
前記刺激応答性高分子としては、たとえば、温度刺激に応答する高分子ゲル、湿度刺激に応答するセルロースアセテート、電気刺激に応答するイオンゲル、導電性高分子、液晶エラストマー、光刺激に応答するアゾベンゼンを骨格に用いた高分子などが挙げられる。さらに、前記電気刺激に応答する刺激応答性高分子は、導電性高分子、液晶エラストマー、またはイオンゲルのうちの１つまたはこれらを複数組み合わせて用いることができる。
【００１８】
これらの高分子を繊維化して布帛としたものは、刺激源を受けた場合、通気量を変化させる。この通気量の差が、特定の周波数帯域の騒音を吸収するピークを変化させて吸音率の違いとなって現れる。また、これらの高分子は、刺激源を受ける前と後とで弾性率が変
化する。この弾性率の差が特定の周波数帯域の騒音を吸収するピークを変化させて吸音率の違いとなって現れる。本発明では、このような原理を利用し、高分子を繊維化して布帛としたり（通気量可変布帛、弾性率可変布帛）、フィルム状に形成したり（弾性率可変フィルム）して、これを、吸音率可変部材１４として用いている。
【００１９】
前記導電性高分子としては、導電性を示す高分子であれば特に限定されることはないが、たとえば、アセチレン系、複素５員環系（モンマーとして、ピロールの他、３−メチルピロール、３−エチルピロール、３−ドデシルピロールなどの３−アルキルピロール；３，４−ジメチルピロール、３−メチル−４−ドデシルピロールなどの３，４−ジアルキルピロール；Ｎ−メチルピロール、Ｎ−ドデシルピロールなどのＮ−アルキルピロール；Ｎ−メチル−３−メチルピロール、Ｎ−エチル−３−ドデシルピロールなどのＮ−アルキル−３−アルキルピロール；３−カルボキシピロールなどを重合して得られたピロール系高分子、チオフェン系高分子、イソチアナフテン系高分子など）、フェニレン系、アニリン系の各導電性高分子やこれらの共重合体などが挙げられる。なかでも、繊維として得やすい材料としては、チオフェン系導電性高分子のポリ３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）にポリ４−スチレンサルフォネート（ＰＳＳ）をドープしたＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（Ｂａｙｅｒ社、Ｂａｙｔｒｏｎ  Ｐ（商標登録））や、フェニレン系のポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）などが挙げられる。
【００２０】
さらに前記導電性高分子において、その導電性にドーパントが劇的な効果をもたらす。ここで用いられるドーパントとしては、塩化物イオン、臭化物イオンなどのハロゲン化物イオン、過塩素酸イオン、テトラフルオロ硼酸イオン、六フッ化ヒ酸イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、チオシアン酸イオン、六フッ化ケイ酸イオン、燐酸イオン、フェニル燐酸イオン、六フッ化燐酸イオンなどの燐酸系イオン、トリフルオロ酢酸イオン、トシレートイオン、エチルベンゼンスルホン酸イオン、ドデシルベンゼンスルホン酸イオンなどのアルキルベンゼンスルホン酸イオン、メチルスルホン酸イオン、エチルスルホン酸イオンなどのアルキルスルホン酸イオン、ポリアクリル酸イオン、ポリビニルスルホン酸イオン、ポリスチレンスルホン酸イオン、ポリ（２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸）イオンなどの高分子イオンのうち、少なくとも一種のイオンが使用される。ドーパントの添加量は、導電性に効果を与える量であれば特に限定はされないが、通常、導電性高分子１００質量部に対し、３〜５０質量部、好ましくは１０〜３０質量部の範囲である。
【００２１】
前記液晶エラストマーは、基本的に、高分子鎖に液晶分子の中心骨格であるメソゲン基が側鎖として結合し、エラストマーの液晶相状態を生じるものが挙げられる。適当なエラストマーとしては、ポリシロキサン類を用いることが、大きな変形を得る上では、より好ましい。
【００２２】
この他には、室温においてガラス状態で存在するポリメタクリレート、ポリクロロアクリレートまたはポリスチレン誘導体や、室温において液晶状態で存在する好ましいエラストマーは、ポリアクリレート、ポリシロキサンまたはポリホスファゼンを含むもの、およびこれらからなるコポリマーが挙げられる。
【００２３】
また、好ましいメソゲン基としてはメンゲンユニットの長軸に、たとえば、１５個までの鎖構成員を有するアルキル、アルコキシ、およびオキサアルキル基を含むものが挙げられる。
【００２４】
エラストマーは通常の高分子の合成と同様に、たとえば、単純なランダム共重合、あるいは多官能性架橋剤分子とのランダムポリマー類似付加反応により合成される。
【００２５】
また、別の方法では、メソゲンモノマーを官能性コモノマーと共重合して液晶コポリマーを形成し、それを第二反応工程で架橋剤によりネットワーク構造に変える方法もある。
【００２６】
エラストマーに側鎖、直鎖で液晶骨格（メソゲン基）を含ませる量は、モル比で、骨格となる（エラストマー）：（液晶骨格）＝約１：１程度が、形状維持、駆動量を大きく出来る点で好ましい。実際に駆動が出来る範囲としては、１０：１程度から１：１０程度でも可能であるが、駆動できる量が小さくなり、形状維持が難しくなる傾向にはある。
【００２７】
イオンゲルとしては、高分子のゲル骨格中に、イオン性液体を含むものが好ましい。
【００２８】
骨格中にイオン性液体を含ませる方法としては、あらかじめ発泡体のモノマー中にイオン性液体を混合、分散させておき、発泡、ポリマー化させる際に骨格中に取り込ませる方法や、発泡させた後、含浸により、骨格中に含ませる方法が挙げられる。イオン性液体は一般的に常温で不揮発性なので、これらの骨格中に留まる。ここで骨格に含ませるイオン性液体の量は、骨格材料の重量の数％から５０％程度が骨格強度を維持したり、実際に駆動が起きたりする点で好ましいが、ここでは特に限定はされない。
【００２９】
イオン性液体の例としては、特に限定されるものではないが、構成するカチオンまたはアニオンのうち少なくとも一つが有機物イオンであって、室温以下の融点を有する常温溶融塩である。
【００３０】
これを構成するカチオンとしては、イミダゾリニウムカチオン、イミダゾリウムカチオン、テトラヒドロピリミジニウムカチオン、ジヒドロピリミジニウムカチオン等のアミジニウムカチオン、イミダゾリニウム骨格を有するグアニジニウムカチオン、イミダゾリウム骨格を有するグアニジニウムカチオン、テトラヒドロピリミジニウム骨格を有するグアニジニウムカチオン、ジヒドロピリミジニウム骨格を有するグアニジニウムカチオン、等のグアニジニウムカチオン、およびメチルジラウリルアンモニウム等の３級アンモニウムカチオン等が挙げられる。上記のカチオンは１種単独でも、また２種以上を併用してもいずれでもよい。
【００３１】
さらにこれらのイオン性液体を構成するアニオンとしては、下記の有機酸、無機酸が挙げられる。
【００３２】
有機酸としては、たとえば、カルボン酸、硫酸エステル、高級アルキルエーテル硫酸エステル、スルホン酸、リン酸エステルなどが挙げられる。
【００３３】
無機酸としては、たとえば超強酸（たとえば、ホウフッ素酸、四フッ化ホウ素酸、過塩素酸、六フッ化リン酸、たとえば、六フッ化アンチモン酸および六フッ化ヒ素酸）、リン酸およびホウ酸が挙げられる。上記有機酸および無機酸は１種単独でも２種以上の併用でもいずれであっても良い。
【００３４】
再び、図１を参照して本実施形態に係る騒音制御装置１０について詳細に説明する。
【００３５】
騒音検出手段１１は、室内や室外の所定の位置に形成され（室外と室内とを遮断する部材内部に形成しても良い）、騒音源から発生する騒音を検出するものであり、たとえば、騒音計やマイクロフォンなどの騒音検出センサとして機能するものが該当する。騒音検出手段１１は、騒音源から発生する騒音（以下、「騒音」と称する）をその大きさに比例した電気信号に変換して、刺激源制御手段１２に送信する。騒音検出手段１１は、定常騒音、変動騒音、間欠騒音、衝撃騒音、分離衝撃騒音、または準定常衝撃騒音の種々の騒音を計測する機能を有するものであれば特に限定されず、計測する騒音の種類に応じて適宜変
更することができる。なお、本実施形態では、１つの騒音検出手段を用いた例を示しているが、これに限らず、複数の騒音検出手段１１を配置して騒音を検出しても良い。
【００３６】
刺激源制御手段１２は、騒音検出手段１１からの信号を受信して、受信した信号に基づき刺激源制御信号を生成して、生成した刺激源制御信号を出力するものである。刺激源制御手段１２によって生成された刺激源制御信号は、刺激源供与手段１３に送信される。前記刺激源制御信号は、吸音率可変部材１４に与える刺激源の大きさや刺激源の生成を指示する情報を含む。
【００３７】
刺激源制御手段１２は、図示はしていないが、騒音検出手段１１から受信した信号に基づいて、前記刺激源制御信号を生成するために必要な演算処理を実行する中央演算処理装置と、騒音検出手段１１から受信した信号を一時的に記憶するために用いられる領域、あるいは、前記刺激源制御信号の生成や、騒音検出手段１１から受信した信号の周波数解析を実行するために必要なプログラムを記憶する記憶領域を備えた記憶装置を含んで構成されている。
【００３８】
なお、前記記憶装置には、刺激源制御信号生成用テーブルが記憶されており、前記刺激源制御信号は、当該刺激源制御信号生成用テーブルに基づき生成される。この刺激源制御信号生成用テーブルには、騒音検出手段１１からの信号の大きさ（騒音の周波数や音圧レベル）と生成すべき刺激源制御信号とが対応付けられて記憶されている。
【００３９】
刺激源供与手段１３は、刺激源制御手段１２からの刺激源制御信号を受信して、受信した刺激源制御信号に基づき、刺激源を生成して、生成した刺激源を吸音率可変部材１４に出力するものである。刺激源供与手段１３は、刺激源を生成することができるものであれば特に限定されず、公知の刺激装置を用いることができる。前記刺激源としては、たとえば、温度、湿度、電気、光、または磁気が挙げられる。
【００４０】
次に、以上のように構成された本発明の第１実施形態に係る騒音制御装置１０の動作手順について詳細に説明する。
【００４１】
図２は、本発明の第１実施形態に係る騒音制御装置１０の処理内容を示すフローチャートである。本実施形態では、電気刺激（たとえば、電圧）を受けることによって吸音率が変化する吸音率可変部材１４を車両に適用した場合を例に挙げて説明する。なお、以下では車両に適用する場合について説明するが、本発明はこれに限定されず、静粛性の確保が必要な場所、たとえば、建物の室内にも適用しても良い。
【００４２】
図１に示すように、まず、騒音検出手段１１によって騒音が検出される（ステップＳ１１）。検出された騒音はその大きさに比例した電気信号に変換され、刺激源制御手段１２に送信される。なお、騒音検出手段１１は、騒音源（車両に搭載しているエンジンや車両の走行状態に応じて発生する騒音源）から発生する騒音を検出することができる適切な箇所に配置される。
【００４３】
次に、刺激源制御手段１２は、騒音検出手段１１からの信号を受信して、受信した信号に基づき、刺激源制御信号を生成する（ステップＳ１２）。刺激源制御手段１２は、騒音検出手段１１によって検出された騒音の周波数と刺激源制御信号生成用テーブルとに基づき、騒音検出手段１１によって検出された騒音の周波数に対応する刺激源制御信号を生成する。この刺激源制御信号には、刺激源供与手段１３が生成すべき電圧値の大きさを指示する情報が含まれている。そして、刺激源制御手段１２は、生成した制御信号を刺激源供与手段１３に送信する（ステップＳ１３）。
【００４４】
次に、刺激源供与手段１３は、刺激源制御手段１２からの刺激源制御信号を受信して、受信した刺激源制御信号に基づき、吸音率可変部材１４に与える電気刺激（電圧）を生成する（ステップＳ１４）。本実施形態おける刺激源供与手段１３は、車両に搭載されるバッテリーを用いて電気刺激を生成している。刺激源供与手段１３は、このバッテリーから安定化電源装置（図示はしていない）を通じて、所望の電圧値を生成することができるようにしている。そして、刺激源供与手段１３は、生成した電気刺激を吸音率可変部材１４に出力する（ステップＳ１５）。
【００４５】
そして、吸音率可変部材１４は、刺激源供与手段１３から出力された電気刺激を受けて、騒音に対する吸音率を変化させる（ステップＳ１６）。この結果、刺激源供与手段１３から受ける電圧値に応じて吸音率可変部材１４の騒音に対する吸音率が変化し、車室外から車室内に伝達される騒音が低減されるようになる。なお、吸音率可変部材１４の配置箇所は、室外からの騒音を効果的に低減させることができる箇所であれば特に限定されないが、たとえば、図３に示すように、搭乗者シート３０の上部に配置されたヘッドレスト３１や、図４に示すように、車両４０のヘッドライニング（車室内天井の内張り）４１に位置させることができる。
【００４６】
以上のように構成された本実施形態に係る騒音制御装置によれば、騒音の周波数に基づく刺激源を生成して吸音率可変部材に出力するようにしている。また、比較的簡単な制御方法によって、騒音を検出してから吸音させるまでの時間を著しく短縮することができるようにしている。さらに、吸音率可変部材として、通気量可変布帛、弾性率可変布帛、弾性率可変フィルム、またはこれらの組み合わせたものを用いることによって、本来パッシブである吸音部材の吸音特性を、従来のスペース以上の広さを用いることなくアクティブに可変することができるようにしている。この結果、低周波帯域から高周波帯域にわたり騒音を効果的に低減すると共に、設置スペースが限られた空間でも利用することができる騒音制御装置を提供することができる。
【００４７】
[第２実施形態]
図５および図６は、本発明の第２実施形態に係る騒音制御装置の説明に供する図である。図５は第２実施形態に係る騒音制御装置の概略的な構成を示すブロック図を、図６は図５に示した騒音制御装置の動作フローチャートを示し、このフローチャートは本実施形態に係る騒音制御装置の動作手順に相当するものである。
【００４８】
第１実施形態と第２実施形態とでは、図１に対応する図５において、音圧レベル算出手段１２ａ、閾値判定手段１２ｂが設けられている点が異なっている。その他の構成要素は、図１と全く同じであるので共通する構成要素の説明は重複記載を避けるため省略する。また、図５において、図１と異なる構成要素を設けたことによって各構成要素の機能が異なる点は、その異なる点のみ説明する。また、図５において、図１に示した構成要素と対応する構成要素には、同じ参照番号を付してある。
【００４９】
本実施形態における騒音制御装置２０は、騒音検出手段１１によって検出された騒音の周波数解析を実行して騒音の周波数ごとに音圧レベルを算出し、算出された音圧レベルが所定の音圧レベルに達した場合、刺激源制御手段１２によって刺激源制御信号が生成されるよう構成されている。
【００５０】
刺激源制御手段１３は、音圧レベル算出手段１２ａおよび閾値判定手段１２ｂを含み、前記騒音検出手段１１によって検出された騒音の周波数解析を実行して、当該騒音の周波数ごとの音圧レベルを算出して、算出された音圧レベルが所定の音圧レベルに達した場合、前記刺激源制御信号を生成して、生成した刺激源制御信号を出力するものであり、音圧レベル算出手段、閾値判定手段としての機能を併せ持っている。
【００５１】
音圧レベル算出手段１２ａは、騒音検出手段１１によって検出された騒音の周波数を解析して、当該騒音の周波数ごとの音圧レベルを算出するものであり、音圧レベル算出手段として機能する。音圧レベルの算出方法は、既に公知であるので詳細な説明は省略する。なお、音圧レベル算出手段１２ａは、その機能を騒音検出手段１１に含ませて構成しても良い。この場合、この場合、騒音検出手段１１ｂによって算出された音圧レベルを刺激源制御手段１３に送信する。
【００５２】
閾値判定手段１２ｂは、音圧レベル算出手段１２ａによって算出された音圧レベルが閾値として設定されている音圧レベルに達したか否かを判定するものである。前記閾値として設定する音圧レベルは、目的に応じて任意の音圧レベルに設定することができる。
【００５３】
図６は、本発明の第２実施形態に係る騒音制御装置２０の処理内容を示すフローチャートである。本実施形態では、電気刺激（たとえば、電圧）を受けることによって吸音率が変化する吸音率可変部材１４を車両に適用した場合を例に挙げて説明する。なお、以下では車両に適用する場合について説明するが、本発明はこれに限定されず、静粛性の確保が必要な場所、たとえば、建物の室内にも適用しても良い。なお、図６において、図２に示した処理内容と同一の処理内容の説明は重複記載を避けるため省略する。
【００５４】
図６に示すように、まず、騒音検出手段１１によって騒音源から発生する騒音が検出される（ステップＳ２１）。検出された騒音は電気信号に変換され、刺激源制御手段１２に送信される。
【００５５】
次に、音圧レベル算出手段１２ａは、騒音検出手段１１からの信号を受信して、受信した信号の周波数を解析して、周波数ごとに音圧レベルを算出する（ステップＳ２２）
次に、閾値判定手段１２ｂは、ステップＳ２２の処理で算出された音圧レベルが閾値として設定されている音圧レベルに達したか否かを判定する（ステップＳ２３）。算出された音圧レベルが閾値として設定されている音圧レベルに達していない場合（ステップＳ２３：ＮＯ）、ステップＳ２１の処理へ戻る。一方、算出された音圧レベルが閾値として設定されている音圧レベルに達した場合（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、その音圧レベルに達した周波数に基づき、刺激源制御信号を生成する（ステップＳ２４）。そして、刺激源制御手段１２は、生成した制御信号を刺激源供与手段１３に送信する（ステップＳ２５）。
【００５６】
次に、刺激源供与手段１３は、刺激源制御手段１２からの刺激源制御信号を受信して、受信した刺激源制御信号に基づき、吸音率可変部材１４に与える電気刺激（電圧）を生成する（ステップＳ２６）。そして、刺激源供与手段１３は、生成した電気刺激を吸音率可変部材１４に出力する（ステップＳ２７）。
【００５７】
次に、吸音率可変部材１４は、刺激源供与手段１３から出力された電気刺激を受けて、騒音に対する吸音率を変化させ（ステップＳ２８）、処理を終了する。
【００５８】
以上のように構成された本実施形態に係る騒音制御装置によれば、第１実施形態とは異なり、一定の音圧レベルに達した場合、刺激源を生成して吸音率可変部材に印加するようにしている。この結果、逐一、騒音を低減させる必要がない場所に適用する場合、一定の音圧レベルに達した場合のみ、吸音率可変部材によって騒音を低減することができるので利便性に優れた騒音制御装置を提供することができるようになる。
【００５９】
［第３実施形態］
図７から図８は、本発明の第３実施形態に係る騒音制御装置の説明に供する図である。図７は第３実施形態に係る騒音制御装置の概略的な構成を示すブロック図を、図８は図７
に示した騒音制御装置の動作フローチャートを示し、このフローチャートは本実施形態に係る騒音制御装置の動作手順に相当するものである。
【００６０】
第２実施形態と第３実施形態とでは、図５に対応する図７において騒音検出手段として室外用騒音検出手段１１ａ、室内用騒音検出手段１１ｂの２種類の騒音を検出する事ができるようにしている点および音圧レベル判定手段１２ｃが設けられている点が異なっている。その他の構成要素は、図５と全く同じであるので共通する構成要素の説明は重複記載を避けるため省略する。また、図７において、図５と異なる構成要素を設けたことによって各構成要素の機能が異なる点は、その異なる点を説明する。また、図７において、図５に示した構成要素と対応する構成要素には、同じ参照番号を付してある。
【００６１】
本実施形態における騒音制御装置３０は、室外用騒音検出手段１１ａと室内用騒音検出手段１１ｂとを用いて、室外の騒音源から発生する騒音と室内の騒音とを検出することができるように構成されている。以下に、本実施形態に係る騒音制御装置３０について詳細に説明する。
【００６２】
室外用騒音検出手段１１ａは室外の騒音を検出するものであり、図１および図５に示した騒音検出手段が室外用騒音検出手段１１ａとしての役割を果たす。また、室内用騒音検出手段１１ｂは、室内の騒音を検出するものであり、第２の騒音検出手段として機能する。なお、本実施の形態では、２つの騒音検出手段１１ａ、１１ｂを用いた例を示しているが、これに限らず、それぞれの騒音検出手段１１ａ、１１ｂについて複数の騒音検出手段を形成しても良い。
【００６３】
刺激源制御手段１２は、音圧レベル算出手段１２ａ’および音圧レベル判定手段１２ｃを含み、室外用騒音検出手段１１ａまたは室内用騒音検出手段１１ｂからの信号を受信して、受信した信号に基づき刺激源制御信号を生成して、生成した刺激源制御信号を出力するものである。刺激源制御手段１２によって生成された刺激源制御信号は、刺激源供与手段１３に送信される。
【００６４】
音圧レベル算出手段１２ａ’は、騒音検出手段１１ｂによって検出された騒音の周波数を解析して、当該騒音の周波数ごとに音圧レベルを算出するものであり、第２の音圧レベル算出手段として機能する。なお、音圧レベル算出手段１２ａ’は、その機能を騒音検出手段１１ｂに含ませて構成しても良い。この場合、騒音検出手段１１ｂによって算出された音圧レベルを刺激源制御手段１３に送信する。
【００６５】
音圧レベル判定手段１２ｃは、音圧レベル算出手段１２ａ’によって算出された音圧レベルが目標とする音圧レベルに達したか否かを判定するものである。具体的には、目標音圧レベル判定手段１２ｃは、室外からの騒音を吸音率可変部材１４によって吸音させた後の音圧レベルが、目標の音圧レベルに達しているか否かを判定するものである。刺激源制御手段１２は、目標音圧レベル判定手段１２ｃによって前記目標の音圧レベルに達していないと判定された場合、騒音検出手段１１ｂによって検出された室内の騒音の周波数と前記刺激源制御信号生成用テーブルとを参照して新たな刺激源制御信号を生成するようにしている。
【００６６】
このように本実施形態における騒音制御装置３０は、図１の騒音制御装置１０にフィードバック機能を備えたもので、吸音率可変部材１４によって変化させた室内の騒音が目標の音圧レベルへと変化しているかを目標音圧レベル判定手段１２ｃによって判断し、前記目標とする音圧レベルにまで変化していなければ、室内用騒音検出手段１１ｂによって検出された騒音の周波数に基づいて新たな刺激源制御信号を生成するようにしている。
【００６７】
次に、本発明の第３実施形態に係る騒音制御装置の動作手順について詳細に説明する。
【００６８】
図８は、本発明の第３実施形態に係る騒音制御装置の処理内容を示すフローチャートである。本実施形態では、電気刺激（たとえば、電圧）を受けることによって吸音率が変化する吸音率可変部材１４を車両に適用した場合を例に挙げて説明する。なお、図８において、図２に示した処理内容と同一の処理内容の説明は重複記載を避けるため省略する。
また、以下では車両に適用する場合について説明するが、本発明はこれに限定されず、静粛性の確保が必要な場所、たとえば、建物の室内にも適用しても良い。
【００６９】
以下に、本発明の第３実施形態に係る騒音制御装置３０の動作手順について詳細に説明する。
【００７０】
図８に示すように、まず、室外用騒音検出手段１１ａによって、騒音源から発生する騒音が検出される（ステップＳ３１）。検出された騒音は電気信号に変換され、刺激源制御手段１２に送信される。
【００７１】
次に、刺激源制御手段１２は、室外用騒音検出手段１１ａからの信号を受信して、受信した信号に基づき、刺激源制御信号を生成する（ステップＳ３２）。そして、刺激源制御手段１２は、生成した刺激源制御信号を刺激源供与手段１３に送信する（ステップＳ３３）。
【００７２】
次に、刺激源供与手段１３は、刺激源制御手段１２からの刺激源制御信号を受信して、受信した刺激源制御信号に基づき、吸音率可変部材１４に与える電気刺激（電圧）を生成する（ステップＳ３４）。そして、刺激源供与手段１３は、生成した電気刺激を吸音率可変部材１４に出力する。
【００７３】
次に、吸音率可変部材１４は、刺激源供与手段１３から出力された電気刺激を受けて、騒音に対する吸音率を変化させる（ステップＳ３５）。
【００７４】
次に、室内用騒音検出手段１１ｂによって車室内の騒音が検出される（ステップＳ３６）。室内用騒音検出手段１１ｂによって検出された騒音はその大きさに比例した電気信号に変換され、刺激源制御手段１２に送信される。なお、室内用騒音検出手段１１ｂの配置箇所は特に限定されないが、たとえば、車室内の騒音を効果的に検出することができる箇所に配置する。
【００７５】
次に、刺激源制御手段１２は、室内用騒音検出手段１１ｂによって検出された騒音の周波数が目標の音圧レベルに達したか否かを判定する（ステップＳ３７）。目標の音圧レベルに達していない場合（ステップＳ３７：ＮＯ）、ステップＳ２２の処理へ戻る。このとき、刺激源制御手段１２は、室内用騒音検出手段１１ｂによって検出された騒音の周波数に基づき、刺激源制御信号を生成するようにする。そして、刺激源制御手段１２は、生成した刺激源制御信号を刺激源供与手段１３に送信して、ステップＳ２３以下の処理を再び実行する。一方、目標の音圧レベルに達した場合（ステップＳ３７：ＹＥＳ）、そのまま処理を終了する。
【００７６】
以上のように構成された本実施形態に係る騒音制御装置によれば、車室外の騒音を室外用騒音検出手段１１ａによって検出し、吸音率可変部材１４に与える刺激源を制御する一方、吸音後の車室内の騒音を室内用騒音検出手段１１ｂによって検出する。そして、目標とする騒音の周波数ではない場合にはフィードバック制御を行い、吸音率可変部材１４に与える刺激源を新たに生成するようにしている。この結果、より効果的に静粛性を確保することができるようになる。
【００７７】
以上、第１実施形態〜第３実施形態においては、刺激源として電気刺激について説明したが、これに限られることはなく、他の刺激源（温度、湿度、光、または磁気などの刺激源）についても、当該他の刺激源に応答して吸音率を変化させる吸音率可変部材１４を用いて本発明に適用することができる。
[実施例］
以下、本発明に係る騒音制御装置を実施例に基づき詳細に説明する。なお、以下の実施例は発明の理解を容易にするために記載したものであって、本発明の技術的範囲はこの実施例の記載に限定されるものではない。以下に説明する実施例および比較例では、本発明を車両に適用した。
【００７８】
[実施例１]
実施例１では、車室外用の騒音検出手段１１としてマイクロフォンを使用し、フロントピラー内に設置した。刺激源制御手段１２には、このマイクロフォンの設置位置と車室内のヘッドレスト近傍との間の関係をあらかじめ伝達関数として持たせた制御回路を用いた。刺激源供与手段１３には直流安定化電源を用い、吸音率可変部材１４と電気的に接続した。
【００７９】
なお、吸音率可変部材１４には、導電性高分子から形成した通気量可変布帛を用いた。この通気量可変布帛は、特許願２００６−２３６４７０号、特許願２００６−０７２６２８号に記載されている作製方法で得られたものを用いた。この作製方法によって得られた通気量可変布帛を、厚さ１０ｍｍ、目付け１０００ｇ／ｃｍ２で成型し、ヘッドライニングの運転席、助手席上にそれぞれ３０ｃｍ角（０．０９ｍ２）ずつ設置した（図４参照）。車両には、スカイライン（日産製Ｖ３５）を用いた。
【００８０】
[実施例２]
実施例２では、実施例１と同様の刺激源制御手段１２、刺激源供与手段１３、吸音率可変部材１４（吸音率可変部材１４の設置位置は実施例１と同様）、および車両を用いた。室内用騒音検出手段１１ｂとしてのマイクロフォンを、運転席側のセンターコンソール壁面およびダッシュパネルより車室内側５ｃｍ、車室内フロア面からの高さ２０ｃｍの位置に設置して用いた。
【００８１】
[実施例３]
実施例３では、実施例１と同様の刺激源制御手段１２、刺激源供与手段１３、吸音率可変部材１４（吸音率可変部材１４の設置位置は実施例１と同様）、および車両を用いた。室外用騒音検出手段１１ａとしては、車両に搭載されたエンジンの騒音を検出するマイクロフォン（エンジン騒音検出手段）をエンジンカバー上に設置して用いた。
【００８２】
[実施例４]
実施例４では、実施例１と同様の刺激源制御手段１２、刺激源供与手段１３、吸音率可変部材１４（吸音率可変部材１４の設置位置は実施例１と同様）、および車両を用いた。室外用騒音検出手段１１ａを実施例３と同様にエンジンカバー上に設置し、室内用の騒音検出手段１１ｂとしてマイクロフォンを、実施例２と同様に運転席側のセンターコンソール壁面、ダッシュパネルより車室内側５ｃｍ、車室内フロア面からの高さ２０ｃｍの位置に設置して用いた。
【００８３】
[実施例５]
実施例５では、実施例４と同様の刺激源制御手段１２、刺激源供与手段１３、騒音検出手段１１ａ、１１ｂおよび車両を用いた。
【００８４】
なお、吸音率可変部材１４には、導電性高分子から形成した弾性率可変布帛を用いた。この弾性率可変布帛は、特許願２００６−２３６４７０号、特許願２００６−０７２６２８号に記載されている作製方法で得られたものを用いた。この作製方法によって得られた弾性率可変布帛を厚さ２ｍｍ、目付け１５００ｇ／ｃｍ２で成型し、運転席、助手席のヘッドレストの表皮材裏側に、直径１０ｃｍの大きさでそれぞれ２枚ずつ、合計４枚を設置した。（図３参照）。
【００８５】
[実施例６]
実施例６では、実施例４と同様の刺激源制御手段１２、刺激源供与手段１３、騒音検出手段１１ａ、１１ｂおよび車両を用いた。
【００８６】
なお、吸音率可変部材１４には、導電性高分子から形成した弾性率可変フィルムを用いた。この弾性率可変フィルムは、特許第３０３９９９４号公報、特許第３１０２７７３号公報に記載されている作製方法で得られたものを用いた。この作製方法で得られた弾性率可変フィルムを厚さ２００μｍで成型し、運転席、助手席のヘッドレストの表皮材裏側に、φ１０ｃｍの大きさでそれぞれ２枚ずつ、車両で合計４枚を設置した。（図３参照）
[実施例７]
実施例７では、実施例４と同様の刺激源制御手段１２、刺激源供与手段１３、騒音検出手段１１ａ、１１ｂおよび車両を用いた。
【００８７】
なお、吸音率可変部材１４として、導電性高分子から形成した通気量可変布帛を厚さ１０ｍｍ、目付け１０００ｇ／ｃｍ２で成型し、ヘッドライニングの運転席、助手席上にそれぞれ０．０９ｍ２ずつ設置した（図４参照）。さらに弾性率可変布帛を厚さ１０ｍｍ、目付け１０００ｇ／ｃｍ２で成型し、ヘッドライニングの運転席、助手席上にそれぞれ０．０９ｍ２ずつ設置した（図４参照）。
【００８８】
[実施例８]
実施例２と同様の騒音検出手段１１ｂ、刺激源制御手段１２、刺激源供与手段１３、吸音率可変部材１４（吸音率可変部材１４の設置位置は実施例１と同様）、および車両を用いた。第２実施形態に示す動作手順で行った。
【００８９】
[実施例９]
実施例９では、図９に示す測定装置８０を用いて評価を行った。この測定装置は、ＪＩＳＡ１４１６に準拠した透過損失測定装置を縮小した構造を有するものである。この測定装置は、２つの残響箱８０ａ、８０ｂ、および隔壁８２を備えており、残響箱８０ａと残響箱８０ｂは隔壁８２によって区画されている。なお、一方の残響箱８０ａには音源としてスピーカ８１が設置してある。隔壁８２は、この測定装置の外表面を形成する材料と同じ材料である厚さ１ｃｍのアクリル板を用いた。さらに、残響箱８０ａ、８０ｂには音圧を測定するための音圧測定装置８３ａ、８３ｂがそれぞれ組み込まれている。
【００９０】
なお、吸音率可変部材１４には、導電性高分子から形成した通気量可変布帛を用いた。この通気量可変布帛は、特許願２００６−２３６４７０号、特許願２００６−０７２６２８号に記載されている作製方法で得られたものを用いた。この作製方法で得られた通気量可変布帛を厚さ２０ｍｍ、目付け８００ｇ／ｃｍ２で成型し、隔壁８２を除く残響箱８０ｂの内壁全面に設置した。
【００９１】
この、ＪＩＳＡ１４１６に準拠した評価方法での透過損失ＴＬ（ｄＢ）は、音圧測定装置８３ａ、８３ｂによって測定された音圧値の差、すなわち音源側（残響箱８３ａ）の音圧値Ｉ（ｄＢ）と音源を持たない側（残響箱８３ｂ）の音圧値Ｈ（ｄＢ）の差として次式によって与えられる。
【００９２】
【数１】
2008213547.tif 000003
【００９３】
[比較例１]
比較例１では、厚さ０．１ｃｍの板で、内容積３．１２５ｃｍ３（縦２．５ｃｍ、横２．５ｃｍ、高さ０．５ｃｍ）の容器を作り上面に直系０．１ｃｍの孔を開口し、６４０Ｈｚ用のレゾネータを作製した。これをヘッドレストの搭乗者の左耳と右耳との位置に該当する位置（図３参照）にそれぞれ２５個ずつ設置するために、計５０個を用意した。合計容積は７８ｃｍ３となった。これを実施例１−９と同様の車両を用いて、６０ｋｍ／ｈの定常走行時に設置し、人間の耳の位置での音圧値を測定した。
【００９４】
[比較例２]
比較例１と同様に、厚さ０．１ｃｍの板で、内容積１．５６２５ｃｍ３（縦２．５ｃｍ、横２．５ｃｍ、高さ０．２５ｃｍ）の容器を作製し、上面に直径０．１ｃｍの孔を開口し、１０００Ｈｚ用のレゾネータを作製した。これをヘッドレストの左右耳位置に当たる位置にそれぞれ２５個ずつ設置するために、計５０個を用意した。合計容積は３９ｃｍ３となった
[試験例]
実施例１−９、比較例１−２を、直線道路において、車両を時速３０ｋｍ、６０ｋｍで定常走行させ、その間の騒音源（騒音検出手段設置位置）と、車室内の運転席ヘッドレスト前方１５ｃｍの位置（図９参照）に設置した耳元音圧との音圧レベル差をそれぞれ３０秒録音した。本発明に係る騒音制御装置を使用した場合と、使用しない場合とでそれぞれ録音し、その音を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）し、１／３オクターブバンド毎の音圧レベル差としてあらわし、比較した。各実施例および各比較例における測定結果を表１に示す。
【００９５】
【表１】
2008213547.tif 000004
【００９６】
本実施例では、走行条件が３０ｋｍ／ｈの場合には６３０ヘルツ、６０ｋｍ／ｈの場合
には１ｋヘルツの周波数帯域における騒音の低減に着目している（本実施例で用いた車両において、騒音を低減させる必要性がある周波数帯域となっている）。表１を参照すれば、吸音率可変部材１４を用いた場合（実施例１〜９）、刺激源供与前（刺激源制御ＯＦＦ）と刺激源供与後（刺激源供与ＯＮ）とでは、音圧レベルの差を参照すると、顕著な吸音効果が得られることが分かる。比較例１では１ｋヘルツの周波数帯域、比較例２では６３０ヘルツの周波数帯域で吸音効果があまり見られない。これに対して、各実施例では双方の周波数帯域において顕著な吸音効果が見られる。したがって、本発明に係る騒音制御装置では、幅広い周波数帯域にわたり騒音を効果的に低減することができ、従来よりも静粛性を向上させることができるということが分かる。
【００９７】
また、レゾネータ構造体をヘッドレストに設置した場合、頭部をヘッドレストに当てると、違和感が認められた。これに対して、本発明では、クッション材やバッキング材の代替材として吸音率可変部材を設置することができるし、吸音率可変部材は剛体でもないことから、人間が接触する部位に配置しても違和感が認められない。したがって、人間が接触する部位に本発明を適用することも有効である。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、騒音を低減させる技術分野に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る騒音制御装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る騒音制御装置の動作フローチャートである。
【図３】本発明に係る騒音制御装置における吸音率可変部材の配置箇所を例示したものである。
【図４】本発明に係る騒音制御装置における吸音率可変部材の配置箇所を例示したものである。
【図５】本発明の第２実施形態に係る騒音制御装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る騒音制御装置の動作フローチャートである。
【図７】本発明の第３実施形態に係る騒音制御装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る騒音制御装置の動作フローチャートである。
【図９】比較例に用いた測定装置の概略的な構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１００】
１１    騒音検出手段、
１２    刺激源制御手段、
１３    刺激源供与手段、
１４    吸音率可変部材。
【図１】
2008213547.tif 000005
【図２】
2008213547.tif 000006
【図３】
2008213547.tif 000007
【図４】
2008213547.tif 000008
【図５】
2008213547.tif 000009
【図６】
2008213547.tif 000010
【図７】
2008213547.tif 000011
【図８】
2008213547.tif 000012
【図９】
2008213547.tif 000013