JPH01273816A - 可変共鳴型消音器の最適制御法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈発明の技術分野〉 本発明は、内燃機関の排気音や、送風機、換気扇など回
転機器から生じるダクト内の周期音を大幅に消音させる
装置に係る。

〈従来技術の問題点〉 共鳴型の消音器は、形状を大きくすることなしに、低い
周波数の音を減衰させる効果があるため、単独であるい
は空胴型消音器と併用して用いられている。その減衰量
は、共鳴周波数ｆ。

ｆ、＝　（ｃ／２π）　ｒ７７Ｔ■　−（１）ただし、
Ｃ：音速 Ｓ：共鳴管の断面積 Ｉ！：共鳴管の長さ Ｖ：共鳴室の容積 において、理論的には無限大となり、実際的にも極めて
大きくできる。したがって、共鳴器の共鳴周波数が音源
の卓越周波数に同調しておれば、消音効果は極めて大き
い。しかし、この共鳴型消音器は、共鳴周波数以外の周
波数の音をほとんど減衰させることができない欠点をも
つ。そのため、回転数が常に変動する内燃機関などに共
鳴型消音器を適用した場合、そのままでは消音効果は発
揮できない。そのため、共鳴周波数が変化できる共鳴器
において、音源の卓越周波数ｆ０を測定して、それに共
鳴周波数ｆ、を同調させる発明がある（特願昭５９−２
５０９６９）　、　Ｌかし、この発明による方法は、卓
越周波数の測定に多くの費用がかかるとともに、実際の
共鳴周波数の値が（１）式と若干具なるために、同調ず
れが生じる欠点をもつ。

〈発明の目的〉 本発明は、かかる欠点を解決すべく、共鳴器の共鳴周波
数を音源の卓越周波数に正確にかつ簡単に同調させる方
法である。本発明は、回転数が常に変化する自動車エン
ジンの排気音や換気扇などを通して出てくる工場騒音を
大幅に減衰させるのに利用できる。

〈発明の構成〉 周期性騒音を伴うダクトの途中に取り付けられた共鳴器
において、低域フィルタを通して測定されたダクト出口
の音圧レベルが最小となるように、共鳴器の共鳴室の容
積等をサーボモータで制御して、共鳴器の共鳴周波数を
騒音の卓越周波数に同調させて、共鳴器の消音能力を常
に最大に発揮させる構成となっている。

〈発明の作用〉 図を用いて本発明の作用をさらに詳しく説明する。第１
図は、内燃機関など回転にともなって生じる騒音源１か
らの音がダクト２に放出されるのを示す。ダクトの途中
には、長さ！、断面Ｓの共鳴管３と、容積Ｖの共鳴室４
から構成されたヘルムホルツ共鳴器が取り付けられてい
る。一般に、回転機器から生じる音は、回転に同期した
周期波形である。周期波形の中で、基本周波数ｆ０の成
分の音は、大きな割合を占めるので卓越周波数と呼ばれ
る。これは、周波数が低いので、非常に減衰されにくい
。従来の共鳴型消音器は、（１）式の共鳴周波数ｆ、が
ｆｏとなるように設定されていた。ところが、ｆｏは、
騒音を発生させる回転機器の回転数によって変化する。

しかも、真の共鳴周波は（１）式と若干具なるので、周
波数ｆ０の騒音はｆ、＝ｆ、としても大きく消音されな
い。

このような問題点の上に立って、本発明者が鋭意研究を
重ねた結果、第１図のような可変共鳴型消音器の最適制
御法を発明するに至った。すなわち、これは、ダクトの
出口付近にマイクなど音圧検出器５を取り付けて、その
音圧信号を低域フィルタ６に通して音圧レベルに変換し
、その音圧レベルが最小となるように制御部７がサーボ
モータなどの駆動部８に指令を与えて、共鳴管３の断面
積Ｓを加減するものである。音圧レベルは、第２図のよ
うに、共鳴管の断面積に関して極小値をもつ。

この特性に応じて、制御部７は、共鳴器の真の共鳴周波
数が騒音の卓越周波数に同調するように、共鳴管の断面
積を調整する役目をもつ。

〈実施例〉 第１図の検出部５はダクトの出口部の音圧を検出してい
るが、共鳴室内の音圧や共鳴室の外側の振動を検出して
も同様な効果がある。ただし、この場合は、検出器の出
力レベルが最大となるように、可変共鳴器を制御しなけ
ればならない。

共鳴周波数は、おおむね（１）式に基づいて変化する。

したがって、共鳴室の容積■を加減しても、第１図と同
様な効果がある。また、音速Ｃは温度によって変化する
ので、共鳴器の温度を加減することによって、共鳴周波
数を卓越周波数に同調させてもよい。

〈発明の効果〉 本発明は、ダクト出口部、あるいは共鳴室部の音圧を検
出して、そのレベルを最小にするように、共鳴器の共鳴
周波数を制御している。そのため、騒音の卓越周波数が
大幅に変動しても、常に最適な消音が可能である。しか
も、ダクト中の気流の組成や温度の影響も受けない利点
がある。さらに、音圧を検出するだけであるから、周波
数分析などの高価な装置を必要としない長所ももつ。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の原理を示す。第２図は、ダクト出口
の音圧が最小となるような可変共鳴器の共鳴管の断面積
があることを示す。 図中において、１は騒音源、２はダクト、３．４は共鳴
器を構成する共鳴管、共鳴室、５は、マイクロホン、６
は低域フィルター、７は最適値制御部、８は駆動部であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 周期性騒音を伴うダクトの途中に取り付けられた共鳴管
   と共鳴室から構成された共鳴型消音器において、低域フ
   ィルタを通して測定されたダクト出口の音圧レベルが最
   小となるように、あるいは、低域フィルタを通して測定
   された共鳴室内の音圧レベルが最大となるように、共鳴
   器の共鳴室の容積、あるいは、共鳴管部の断面積、ある
   いは共鳴管部の長さ、あるいは、共鳴器の温度を制御し
   て、共鳴器の共鳴周波数を騒音の卓越周波数に同調させ
   ることを特徴とした可変共鳴型消音器の最適制御法。