JP3111088B2 - 音源・振動源の寄与診断方法およびその装置 - Google Patents

音源・振動源の寄与診断方法およびその装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、音源または振動源の寄
与診断方法および装置に関し、複数の音源または振動源
を有し、それらが評価点の音響・振動の原因となってい
るような伝達系、たとえば一般機械装置・自動車・建築
構造物・ＯＡ機器類、鉄道などの分野において、音響・
振動面で大きな寄与を持っている部位、または伝達経路
を判別し効率的な改良を行うことに利用することができ
るものである。
【０００２】
【従来技術】音響・振動系で音源または振動源の影響の
度合を知るためには一般にマスキングという方法が用い
られている。これは、ある音源または振動源の影響を鉛
板や遮音材で遮蔽、または制振材等で除去し、通常状態
との比較からそれぞの影響の度合を判断するものであ
る。この他にも、各音源または振動源と評価点の間の伝
達関数から相関成分を除去した真の伝達関数を求め、そ
れにより各音源または振動源の評価点に対する影響度、
すなわち寄与の度合を決定する周波数領域における寄与
解析法が考案されている。
【０００３】
【解決しようとする課題】しかし、上記マスキング法で
は、一般機械装置のように音や振動が互いに影響を及ぼ
しあっている系では、他の部位への影響をなくし、ある
部位の音または振動を完全に遮断すること自体不可能な
ので、その部位だけの影響のみを完全に知ることはでき
ない。すなわち、実稼働状態で寄与を把握する事は不可
能であるというような問題点がある。
【０００４】また周波数領域における寄与解析法には、
振幅情報のみを用いており位相情報は考慮しておらず、
入力間に強い相関があると解析が困難となる。さらに解
析に時間がかかり即座に結果を得られず、長時間定常デ
ータが必要である等が問題がある。
【０００５】本発明はかかる点に鑑みなされたもので、
その目的とする処は、実稼働状態での解析を可能にし、
実用性の高い音源・振動源の寄与診断方法およびその装
置を供する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために、本発明は評価点における音または振動に
対して複数の音源または振動源が寄与している度合を診
断する方法において、前記各音源または振動源の近傍で
検出した音または振動の各検出信号をそれぞれ適応フィ
ルタに入力し、その各適応フィルタの出力信号の和を求
め、前記評価点で検出した音または振動の目標信号と前
記出力信号の和との差が最小になるように前記各適応フ
ィルタの係数を自動的に更新し、ある一定値に収束した
時点での各適応型フィルタの出力信号により各音源また
は振動源の寄与の度合を診断する音源・振動源の寄与診
断方法とした。
【０００７】ある音源または振動源の影響を除去するも
のではなく、実稼働状態で寄与の度合を診断できる。位
相情報も考慮でき、入力信号間に相関があっても解析が
可能で、過度的現象の解析、リアルタイムの寄与解析も
行うことができる。
【０００８】また評価点における音または振動に対して
複数の音源または振動源が寄与している度合を診断する
装置において、前記各音源または振動源の近傍にそれぞ
れ配設された音または振動を検出する検出手段と、同各
検出手段の検出信号をそれぞれ入力する適応フィルタ
と、同各適応フィルタの出力信号を全て入力し出力信号
の和を求める加算手段と、前記評価点における音または
振動を検出する検出手段と、同検出手段が検出した目標
信号と前記加算手段による適応フィルタの出力信号の和
との差が最小になるように前記適応フィルタの係数を自
動的に更新する手段と、前記出力信号の和と前記目標信
号との差がある一定値に収束した時点での各適応フィル
タの出力信号により評価点における音または振動に対す
る各音源または振動源の寄与の度合を表示する表示手段
とを備えた音源・振動源の寄与診断装置とすることで、
前記作用効果を実現でき優れた実用性を備えた装置とす
ることができる。
【０００９】
【実 施 例】以下図１ないし図４に図示した本発明の
一実施例について説明する。図１は、機械騒音の寄与解
析の適応例である。一般機械１は動力源であるモータ
２、歯車・ベルト等の動力伝達系３、軸受け系４等の振
動が原因となって騒音を発している場合が多い。そこで
機械１の４つの部位Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに振動センサー５a
，５b ，５c ，５d を配設し、一般機械１より一定距
離離れた地上1.2mの評価点Ｘにマイクロホン６を設置す
る。
【００１０】各振動センサー５a ，５b ，５c ，５d か
らの検出信号およびマイクロホン６からの目標信号は寄
与解析装置10に入力される。寄与解析装置10には、一般
機械１の各部位Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにそれぞれ対応する結果
表示部11が設けられている。
【００１１】寄与解析装置10の寄与解析のブロック図を
図２に示す。各振動センサー５a ，５b ，５c ，５d お
よびマイクロホン６からの信号はそれぞれアンチエリア
ジングフィルタであるローパスフィルタＬＰＦ21，22，
23，24，25に入力され、その出力信号はそれぞれＡ／Ｄ
変換器31，32，33，34，35に入力されデジタル信号とし
て出力される。
【００１２】各振動センサー５a ，５b ，５c ，５d に
基くＡ／Ｄ変換器31，32，33，34，からの出力デジタル
信号は適応デジタルフィルタＡＤＦ41，42，43，44，に
入力され、フィルタ係数との積和演算後、その出力信号
Ｅa ，Ｅb ，Ｅc ，Ｅd はそれぞれ演算回路50に入力さ
れる。またマイクロホン５に基くＡ／Ｄ変換器35からの
目標信号も演算回路50に入力される。
【００１３】演算回路50では、前記出力信号Ｅa ，Ｅb
，Ｅc ，Ｅd の総和を求め、Ａ／Ｄ変換器35からの目
標信号との差をとった残差信号Ｋを演算し、同残差信号
Ｋを前記各適応デジタルフィルタＡＤＦ41，42，43，44
に送る。各適応デジタルフィルタＡＤＦ41，42，43，44
は、模式的に図３に示すようなブロックで表現でき、前
記各適応デジタルフィルタＡＤＦ41，42，43，44はそれ
ぞれ残差信号Ｋの残差を最小にするようにフィルタ係数
を更新する。
【００１４】このようにして残差信号Ｋの残差が一定値
に収束した時点での各適応デジタルフィルタＡＤＦ41，
42，43，44の出力信号Ｅa ，Ｅb ，Ｅc ，Ｅd から一般
機械１の各部位Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの振動の寄与の度合を判
断する。適応時点での出力信号Ｅa ，Ｅb ，Ｅc ，Ｅd
を図４に示す。この結果は結果表示部11に表示されるも
のである。
【００１５】本例の場合、図４から明らかなように出力
信号Ｅc が他に較べ格段に振幅が大きく表われており、
これにより一般機械１のモータの部位Ｃの振動が評価点
Ｘの騒音に大きく寄与していることが分かる。次に寄与
しているのは一般機械１のモータ軸受の部位Ｄであるこ
とが分かる。
【００１６】以上のように一般機械１の各部位Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄの評価点Ｘにおける音に寄与している度合が容易
に判断できる。
【００１７】適応デジタルフィルタＡＤＦ41，42，43，
44は位相情報も含めて適応しており、短時間データも容
易に取扱え、リアルタイムの寄与解析ができるので実用
性が極めて高い。すなわち計測と対策を連続して行え、
効果的な対策部位を効率的に抽出することができ、従来
のマスキング手法、周波数領域寄与解析手法に対しても
相当の優位性を備えている。
【００１８】また、入力信号の注目帯域について解析し
たい場合は第２図の各適応フィルタの直前にバンドパス
フィルタもしくはハイパス・ローパスフィルタを置くこ
とによってその目的を達成できる。前記実施例のほか
に、車の音振動問題、鉄道騒音の音源同定、ＯＡ機器類
の騒音問題、建築構造物の振動問題など色々多方面に応
用できる。
【００１９】
【発明の効果】本発明に係る寄与診断方法及び装置をも
ちいると、複雑な音響・振動系において、実稼働状態で
かつリアルタイムに、音源または振動源の評価点に対す
る寄与の度合を判別できる。そのため防音防振対策を効
率的かつ的確に行うことができる。また音や振動のアク
ティブ制御の際、因果性の高い音源または振動源を選択
することにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施例の一般機械の寄与解析シ
ステムを示す図である。
【図２】同実施例の寄与解析装置のブロック図である。
【図３】適応デジタルフィルタＡＤＦの概略ブロック図
である。
【図４】寄与解析結果を示す図である。
【符号の説明】
１…一般機械、２…モータ、３…動力伝達系、４…軸受
け系、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ…振動センサ、６…マイ
クロホン、10…寄与解析装置、11…結果表示部、21，2
2，23，24，25…ローパスフィルタＬＰＦ、31，32，3
3，34，35…Ａ／Ｄ変換器、41，42，43，44…適応デジ
タルフィルタＡＤＦ、50…演算回路。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01H 17/00 G01H 3/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 評価点における音または振動に対して複
    数の音源または振動源が寄与している度合を診断する方
    法において、前記各音源または振動源の近傍で検出した
    音または振動の各検出信号をそれぞれ適応フィルタに入
    力し、その各適応フィルタの出力信号の和を求め、前記
    評価点で検出した音または振動の目標信号と前記出力信
    号の和との差が最小になるように前記各適応フィルタの
    係数を自動的に更新し、ある一定値に収束した時点での
    各適応型フィルタの出力信号により各音源または振動源
    の寄与の度合を診断することを特徴とする音源・振動源
    の寄与診断方法。
  2. 【請求項２】 評価点における音または振動に対して複
    数の音源または振動源が寄与している度合を診断する装
    置において、前記各音源または振動源の近傍にそれぞれ
    配設され音または振動を検出する検出手段と、同各検出
    手段の検出信号をそれぞれ入力する適応フィルタと、同
    各適応フィルタの出力信号を全て入力し出力信号の和を
    求める加算手段と、前記評価点における音または振動を
    検出する検出手段と、同検出手段が検出した目標信号と
    前記加算手段による適応フィルタの出力信号の和との差
    が最小になるように前記適応フィルタの係数を自動的に
    更新する手段と、前記出力信号の和と前記目標信号との
    差がある一定値に収束した時点での各適応フィルタの出
    力信号により評価点における音または振動に対する各音
    源または振動源の寄与の度合を表示する表示手段とを備
    えたことを特徴とする音源・振動源の寄与診断装置。
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