(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（２ａ）の排気ダクトに配置した第一の騒音検出手段、該排気ダクトの下流の側に配置されて消音信号を出力する手段、前記第一の騒音検出手段にて検出した騒音信号に対して逆位相の消音信号を算出する演算手段、及び、前記出力手段よりも下流側の排気ダクトに配置される第二の騒音検出手段を有したアクティブ消音装置において、前記消音信号出力手段の近傍に冷却ファン（７）を配置し、該冷却ファン（７）により、該消音信号出力手段を冷却する構成とし、該エンジン（２ａ）に付設されたコンプレッサー（４９）と接続され、圧縮空気を貯留するエアタンク（４７）を設け、該エアタンク（４７）より切換バルブ（４８）を介して、圧縮空気の導入パイプ（４５）を連通し、該導入パイプ（４５）の他端を、前記消音信号出力手段の近傍に配置し、電源側の故障時に、該切換バルブ（４８）を切り換えて、該エアタンク（４７）からの圧縮空気を消音信号出力手段に送り、冷却するように構成したことを特徴とするアクティブ消音装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクティブ消音装置において、騒音信号に対して逆位相の消音信号出力するための出力手段が、エンジンの排気管からの熱によって破損しないようにする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、エンジン排ガス管、給気ダクト、及び換気ダクト等のダクトにスピーカを設けて、該スピーカからダクト内の騒音とは逆位相の信号を出力して消音を行うアクティブ消音装置は知られている。このようなアクティブ消音装置を、エンジンのマフラー等の排気部分に配置した場合、スピーカ等の消音信号を出力する手段は騒音通過ダクトから分岐した枝管の端部に配置されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、騒音が通過するダクトはエンジンからの高温の排ガスが通過するので、その高温の熱が枝管から入り、出力手段を破損することがあった。そこで、この出力手段が熱で破壊されないように、ファンを設けて冷却風で出力手段を冷却するようにしていたが、万が一発電機が故障して冷却ファンを駆動できなかったり、落雷等で一時的に電力の供給が停止された場合等では、出力手段は短時間であっても高温に晒されると破損してしまい、アクティブ消音ができなくなっていたのである。また、冷却ファンはエンジンが始動と同時に駆動され、エンジン停止時に冷却ファンも停止されるので、出力手段が余熱で破損することもあった。そこで、本発明は冷却ファンの近傍に温度センサーを配置して温度を検知して設定温度以上となると冷却ファンを駆動し、また、故障が生じたときには、ディーゼルエンジンに付設されているエアタンクより圧縮空気を吐出して出力手段を冷却するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決する為の手段を説明する。
【０００５】
エンジン（２ａ）の排気ダクトに配置した第一の騒音検出手段、該排気ダクトの下流の側に配置されて消音信号を出力する手段、前記第一の騒音検出手段にて検出した騒音信号に対して逆位相の消音信号を算出する演算手段、及び、前記出力手段よりも下流側の排気ダクトに配置される第二の騒音検出手段を有したアクティブ消音装置において、前記消音信号出力手段の近傍に冷却ファン（７）を配置し、該冷却ファン（７）により、該消音信号出力手段を冷却する構成とし、該エンジン（２ａ）に付設されたコンプレッサー（４９）と接続され、圧縮空気を貯留するエアタンク（４７）を設け、該エアタンク（４７）より切換バルブ（４８）を介して、圧縮空気の導入パイプ（４５）を連通し、該導入パイプ（４５）の他端を、前記消音信号出力手段の近傍に配置し、電源側の故障時に、該切換バルブ（４８）を切り換えて、該エアタンク（４７）からの圧縮空気を消音信号出力手段に送り、冷却するように構成したものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【０００７】
図１は本発明のアクティブ消音装置の概略構成と制御を示すブロック図、図２は消音信号出力手段取付部の断面図、図３は同じく側面図である。
【０００８】
まず、アクティブ消音装置の概略について、エンジン発電機の排気音の消音を行うように構成したアクティブ消音装置１０の例を説明する。図１にはアクティブ消音装置の概略構成を示している。騒音源（一次音源）となるエンジン発電機２のエンジン２ａの排気管に、音源通過ダクト１を連通し、図１における左側から右側へ騒音が流れるように一次元音場を形成している。該音源通過ダクト１の騒音源側、即ち、エンジン側（図１における左側）には第一の騒音検出手段としてマイクならなる第一音波センサ４が設けられ、該音源通過ダクト１の第一音波センサ４よりも下流側（図１における右側）には、第二の騒音検出手段としてマイクからなる第二音波センサ６が設けられている。
【０００９】
前記音源通過ダクト１の第一音波センサ４と第二音波センサ６との間には分岐管１ａが配置され、該分岐管１ａに分岐口１ｂが開口され、該分岐口１ｂの端部には枝管９を連通して、該枝管９の端部に消音出力手段としてのスピーカ３と冷却ファン７が配置され、該スピーカ３近傍に温度センサー１３が配置されて、そのスピーカ３部分の温度が検知されている。そして、冷却ファン７によって音源通過ダクト１から伝わってくる熱によってスピーカ３が破損されないように冷却している。
【００１０】
また、前記分岐管１ａと第一音波センサ４の間に複数の整音管からなるパッシブ消音装置１１が配置され、本実施例では整音管１１ａ・１１ｂを二つ直列に配置してパッシブ消音装置１１としている。該パッシブ消音装置１１は高周波域の騒音を消音して低減するようにしている。但し、本実施例では該パッシブ消音装置１１は音源通過ダクト１の上流側に配置しているが、音源通過ダクト１の途中部や下流側に配置することも可能である。
【００１１】
前記パッシブ消音装置１１は、例えば、略円筒形状に形成され、内周部に吸音部材が設けられており、該吸音部材により、パッシブ消音装置内を通過する騒音を消音するように構成されている。また、内部に吸音部材を設けたパッシブ消音装置１１は、高周波域の騒音の消音効果が高くなるように、その内部容積等が設定されている。そして、前記第一音波センサ４、第二音波センサ６、冷却ファン７、温度センサー１３がコントローラ５と接続され、スピーカ３はアンプ１２を介してコントローラ５に接続されている。該第一音波センサ４は騒音である排気音を検知し、スピーカ３は前記排気音と逆位相の音波を出力して消音するためのものであり、第二音波センサ６は消音作用の結果をモニターしてコントローラ５へフィードバックする。コントローラ５は前記第一音波センサ４により検出した騒音信号に対して逆位相の消音信号を算出演算したり、フィードバック信号からさらに効率よく消音する信号を演算して出すようにアクティブ消音装置１０を制御したり、更に、エンジン発電機２や警報装置１６等を制御している。
【００１２】
以上の如く構成されたアクティブ消音装置における動作について説明する。即ち、エンジン発電機２を作動させると、エンジンが運転されて音源通過ダクト１から排気ガスが排出されると、それに伴う排気音が第一音波センサ４で検出され、その検出信号がコントローラ５に入力されて、この検出信号はコントローラ５によって同振幅で逆位相の消音信号が生成される。この消音信号がアンプ１２を介してスピーカ３に出力されて、消音用音波が出力される。この消音用音波が、音源通過ダクト１から放出される排気音に対して逆位相で同振幅となるようにしてあるので、消音用音波で排気音が打ち消されて消音作用がなされることになる。さらに排気音と消音用音波の合成音波が第二音波センサ６で検知（モニタ）されて、消音作用の結果がコントローラ５にフィードバックされ、消音作用がより十分に行われるように消音信号が補正されるのである。
【００１３】
尚、一般に排気音の成分は、そのほとんどがエンジンの回転数と気筒数とから決まる成分と、その高調波とで構成される比較的低い周波数成分であり、しかも排気管内でこれを検出すると周波数の低い成分ほど増強される度合いが強い。このため、第一音波センサ４の出力信号をそのままコントローラ５に入力したのでは、周波数の低い成分に対する消音作用が大きくなる反面、感度が高くて耳ざわりになりやすい周波数領域の成分に対する消音作用は不十分となる。
【００１４】
そこでアクティブ消音装置１０に、さらにパッシブ消音装置１１を設けることで、通常低周波域での消音効果が高いアクティブ消音装置による消音に加えて、高周波域での消音効果が高いパッシブ消音装置１１による消音により、全周波数域での消音効果を向上するようにしているのである。
【００１５】
次に、本発明の消音出力手段の冷却構成について説明する。図１、図２において、分岐管１ａはＴ字型パイプに構成されて、分岐口１ｂに枝管９が連通され、該枝管９の他端にスピーカ３と冷却ファン７と温度センサー１３が一体的に配置されている。即ち、枝管９端部にスピーカ３が固定され、枝管９の端部の一部を重複して、その外周に冷却ケース４４が固設されてスピーカ３を収納している。この枝管９と冷却ケース４４が重複している枝管９の外周部分に連通孔９ａ・９ａ・・・が開口されて、冷却ケース４４と枝管９が連通されている。
【００１６】
そして、前記冷却ケース４４の他端側に空気導入パイプ４５が連通され、空気源と連通されている。この導入パイプ４５を冷却ケース４４に連通する連通口４４ａの内部側に冷却ファン７が設置され、該冷却ファン７は軸流ファンや横断流ファン等限定するものではないが、本実施例ではターボファンを用いている。そして、図２、図３に示すように、冷却ファン７の吐出部の冷却ケース４４に連通孔４４ｂが開口され、前記連通孔９ａが配置される重複部分の冷却ケース４４に連通孔４４ｃが開口され、該連通孔４４ｂと連通孔４４ｃの間の冷却ケース４４の外面に半円筒状の連通管４６が固定されて、連通されている。
【００１７】
また、前記切換バルブ４８を介して空気源としての大気と、導入パイプ４５の他側に配置するエアタンク４７とに連通可能とされ、該エアタンク４７はエンジン２ａに付設するコンプレッサー４９と接続されている。該コンプレッサー４９はエンジン２ａがディーゼルエンジンの場合には殆ど搭載されており、例えば、エンジン起動用使われたり、または、他のエアアクチュエーター（エアシリンダー等）を駆動するために搭載している。また、前記切換バルブ４８は電磁バルブよりなり、吸引側を機関外の大気とエアタンク４７とに切り換えられるようにしており、エンジン２ａに付設した発電機２ｂが作動して電力が供給されると、大気側に切り換えて、エンジン２ａや発電機２ｂの故障による停電や落雷等で電力が供給されなくなるとエアタンク４７側に切り換えるようにしている。
【００１８】
そして、前記冷却ファン７や温度センサー１３や警報装置１６やタイマー１８や切換バルブ４８を駆動するソレノイド４８ａはコントローラ５と接続されている。該警報装置１６はランプ１７やブザー１９やモニター２０等からなり、前記温度センサー１３の検出値が第一設定温度以上になると、冷却ファン７が駆動され、第一設定温度以下となると冷却ファン７が停止される。また、温度センサー１３が第一設定温度以上の第二設定温度となると、警報装置１６が作動されてオペレーターに認識させ、エンジン発電機２を停止させたりする。
【００１９】
このような構成において、エンジン２ａを駆動して発電機２ｂが作動されると電力が切換バルブ４８のソレノイド４８ａに供給されて、切換バルブ４８が切り換わり、温度センサー１３が第一設定温度を上回ると冷却ファン７が駆動されてスピーカ３を冷却する。つまり、冷却ファン７の駆動によって大気が切換バルブ４８、導入パイプ４５を介して吸引され、冷却ファン７の吐出口から連通孔４４ｂ、連通管４６、連通孔４４ｃ、連通孔９ａを介して枝管９内に入り、音源通過ダクト１側に冷却空気が送られて、スピーカ３の近傍を冷却する。そして、エンジン発電機２が停止してもスピーカ３近傍の温度が第一設定温度よりも高い場合には、非常用電源１４からインバーター１５を介してＤＣ−ＡＣ変換されて冷却ファン７が駆動され、第一設定温度以下となると冷却ファン７は停止される。また、エンジン２ａや発電機２ｂの故障による停電や落雷等に発電機２ｂより電力が供給されない場合や、冷却ファン７が故障した場合等では、非常用電源１４からの電力で冷却ファン７を駆動する。
【００２０】
またエンジン２ａ停止時にスピーカ３を冷却する構成として、エンジン発電機２が停止しても排気管には余熱があり、スピーカ３を破損させるおそれがあるので、前記コントローラ５にタイマー１８を接続して、エンジン発電機２が停止するとタイマー１８を作動させて、冷却ファン７が作動した状態を続行するようにし、設定時間が経過した後に冷却ファン７を停止するように構成することもできる。または、エンジン発電機２が停止した後に、非常用電源１４からの電力で冷却ファン７を駆動する代わりに、前記第一設定温度以上のときに切換バルブ４８を切り換えて、エアタンク４７内の空気を冷却ケース４４に送りスピーカ３を冷却するようにすることもできる。
【００２１】
また、エンジン発電機２または冷却ファン７が故障したり、落雷で発電機が停止された場合、非常用電源１４から即座に電力が供給されるとは限らないので、そのときは、電力の供給が停止することで切換バルブ４８が切り換わり、エアタンク４７から圧縮空気が吐出され、導入パイプ４５、冷却ケース４４を介してスピーカ３近傍を冷却し、スピーカ３が破損することを防止するようにしているのである。
【００２２】
また、騒音源側に配置されるダクトに第一の騒音検出手段と、該ダクトの下流側に配置されて消音信号を出力する手段と、前記第一の騒音検出手段にて検出した騒音信号に対して逆位相の消音信号を算出する演算手段、及び、前記出力手段よりも下流側に配置される第二の騒音検出手段を有したアクティブ消音装置において、前記消音信号出力手段の近傍に温度検出手段と冷却ファンを配置し、設定温度以上になると冷却ファンを駆動するようにしたので、高温時は常に冷却ファンが駆動されて消音信号出力手段が高温となって破損されることがなく、また、エンジン始動時や冬季等の場合、排気管内は設定温度以下となっており、却って過冷却となって動作が不安定となることがあるが、このときには冷却ファンが駆動されず、無駄な電力消費がなく、必要なときのみ冷却ファンを駆動できてランニングコストを低減できる。
【００２３】
また、騒音源側に配置されるダクトに第一の騒音検出手段と、該ダクトの下流側に配置されて消音信号を出力する手段と、前記第一の騒音検出手段にて検出した騒音信号に対して逆位相の消音信号を算出する演算手段、及び、前記出力手段よりも下流側に配置される第二の騒音検出手段を有したアクティブ消音装置において、前記消音信号出力手段の近傍に冷却ファンを配置し、該冷却ファンを騒音源が停止後設定時間駆動するようにしたので、消音信号出力手段近傍の温度が十分冷えるまで冷却ファンが駆動されて、消音信号出力手段が排気管からの余熱によって破損することがない。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏するのである。
エンジン（２ａ）の排気ダクトに配置した第一の騒音検出手段、該排気ダクトの下流の側に配置されて消音信号を出力する手段、前記第一の騒音検出手段にて検出した騒音信号に対して逆位相の消音信号を算出する演算手段、及び、前記出力手段よりも下流側の排気ダクトに配置される第二の騒音検出手段を有したアクティブ消音装置において、前記消音信号出力手段の近傍に冷却ファン（７）を配置し、該冷却ファン（７）により、該消音信号出力手段を冷却する構成とし、該エンジン（２ａ）に付設されたコンプレッサー（４９）と接続され、圧縮空気を貯留するエアタンク（４７）を設け、該エアタンク（４７）より切換バルブ（４８）を介して、圧縮空気の導入パイプ（４５）を連通し、該導入パイプ（４５）の他端を、前記消音信号出力手段の近傍に配置し、電源側の故障時に、該切換バルブ（４８）を切り換えて、該エアタンク（４７）からの圧縮空気を消音信号出力手段に送り、冷却するように構成したので、ディーゼルエンジン等ではエンジンにより駆動されるコンプレッサーが付設され、該コンプレッサーからの圧縮空気がエアタンクに蓄圧されており、このエアタンクの圧縮空気を利用して、その空気を消音信号出力手段に送って冷却することができて、安価に冷却構造を構成でき、ランニングコストも低減できる。
また、冷却ファンや排気管からの熱を遮断する手段等もなくすことが可能となり、コストダウンを図ることもできる。また、エンジン発電機が故障等で停止しても、蓄圧した空気を放出するだけなので、非常時における駆動源を新たに設ける必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のアクティブ消音装置の概略構成と制御を示すブロック図である。
【図２】  消音信号出力手段取付部の断面図である。
【図３】  同じく側面図である。
【符号の説明】
１    音源通過ダクト
２    エンジン発電機
３    スピーカ
４    第一音波センサ
５    コントローラ
６    第二音波センサ
７    冷却ファン
１３  温度センサー
４５  導入パイプ
４７  エアタンク
４８  切換バルブ
【図１】
0004408319.tif 000002
【図２】
0004408319.tif 000003
【図３】
0004408319.tif 000004