JP5975355B2 - Noise elimination device and muffler motor - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、ハイブリッド車または電気自動車に用いられる車両駆動用モータやその他のモータ等の騒音源が発生する騒音を低減させる騒音除去装置及び車両駆動用モータに用いられる消音モータに関する。   The present invention relates to a noise removal device that reduces noise generated by a noise source such as a vehicle drive motor and other motors used in a hybrid vehicle or an electric vehicle, and a muffler motor used in a vehicle drive motor.

近年、ハイブリッド車、電気自動車あるいは燃料電池自動車のような、車両の推進のためのモータを持つ自動車が増えている。これらの自動車では、モータから発生する騒音や振動を低減させることが乗員にとっての快適性の向上につながることから、この対策として、モータのハウジングの外部に防振材や吸音材を張り付けたり、ハウジングを車体に取り付ける部分に、制振材を介在させたりしている。   In recent years, an automobile having a motor for propelling a vehicle such as a hybrid car, an electric car, or a fuel cell car is increasing. In these automobiles, reducing noise and vibration generated by the motor leads to improvement of comfort for passengers. Therefore, as a countermeasure against this, anti-vibration materials and sound-absorbing materials are attached to the outside of the motor housing. Damping material is interposed in the part that attaches to the car body.

また、モータのステータとハウジングとの間に潤滑や冷却用のオイルが通過可能な経路を確保して、ステータから出る振動がハウジングに伝わるのを極力防ぐように制振材（ダンパ）を設けた自動車用のモータも提案されている（例えば、特許文献１参照）。   In addition, a damping material (damper) is provided to secure a path through which oil for lubrication and cooling can pass between the stator of the motor and the housing, and to prevent vibrations from the stator from being transmitted to the housing as much as possible. Motors for automobiles have also been proposed (see, for example, Patent Document 1).

なお、この制振材としては、適度な硬さに調整された樹脂やゴムのような弾性を有する材料で形成するのがよいとされている。制振材が柔らかければステータの振動が大きくなってステータがハウジングに接触して騒音を発生し、硬ければステータの振動を吸収できずにハウジングへそのままが伝わって騒音が発生するからである。   The vibration damping material is preferably formed of an elastic material such as resin or rubber adjusted to an appropriate hardness. This is because if the damping material is soft, the vibration of the stator increases and the stator contacts the housing to generate noise, and if it is hard, the stator vibration cannot be absorbed and transmitted to the housing as it is to generate noise. .

特開２００６−１６６５５４号公報JP 2006-166554 A

モータによる騒音のうち比較的高い周波数の騒音は吸音材が吸収して除去できるものの、低い周波数の騒音はエネルギーが高いので吸音材を使ってもあまり吸収されずに除去できないのが現実である。
低い周波数の振動を抑制するために制振材を使うことができるが、その場合は大きな制振材が必要となる。しかし、ガソリンエンジンに加えてモータやインバータを搭載するハイブリッド車のエンジンルームには、モータの外部に大きな制振材を搭載する余裕がないのも現実である。このように、小さな制振材で比較的低い周波数の振動を抑えることは極めて難しいという問題があった。Although noise with a relatively high frequency can be absorbed and removed by the sound absorbing material among the noise caused by the motor, it is a reality that low frequency noise has high energy and cannot be removed without being absorbed much by using the sound absorbing material.
A damping material can be used to suppress low frequency vibrations, but in that case a large damping material is required. However, in reality, the engine room of a hybrid vehicle equipped with a motor and an inverter in addition to a gasoline engine cannot afford to mount a large damping material outside the motor. As described above, there is a problem that it is extremely difficult to suppress vibration at a relatively low frequency with a small damping material.

本発明の目的は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、比較的小さな振動吸収体を用いながら騒音発生源となっているモータから発生する騒音のうち低い周波数の騒音を低減できるようにした、騒音除去装置と、そこに用いる消音モータを提供することである。   The object of the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, so that low-frequency noise can be reduced among noises generated from a motor that is a noise generation source while using a relatively small vibration absorber. An object of the present invention is to provide a noise removing device and a muffler motor used therefor.

上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の騒音除去装置は、振動体と、該振動体の近傍に配置されて該振動体の振動または騒音を検出するセンサと、該センサの近傍に配置された中間部材と、該中間部材の近傍に配置されたアクチュエータと、センサの信号に所定の係数を乗じてアクチュエータを駆動する適応フィルタと、を備える。そして、センサの信号と逆の位相となるようアクチュエータを駆動することにより振動体により発生する騒音を低減するようにする。   In order to solve the above problems and achieve the object of the present invention, a noise removing device of the present invention includes a vibrating body, a sensor disposed near the vibrating body and detecting vibration or noise of the vibrating body, An intermediate member disposed in the vicinity of the sensor, an actuator disposed in the vicinity of the intermediate member, and an adaptive filter for driving the actuator by multiplying a signal of the sensor by a predetermined coefficient. Then, the noise generated by the vibrating body is reduced by driving the actuator so as to have a phase opposite to that of the sensor signal.

本発明の好ましい形態では、振動体から離れた位置で振動体の振動または騒音を検出する第２センサを備え、適応フィルタは、所定のアルゴリズムにより第２センサの信号から係数を求め、該係数をセンサの信号に乗じてアクチュエータを駆動するようにしている。そして、第２センサの信号が小さくなるよう係数を調整する。
更に、本発明の好ましい形態の適応フィルタはＬＭＳフィルタであり、アルゴリズムはＬＭＳ（Least Mean Square）のアルゴリズムである。また、センサはフィルム状高分子圧電素子である。In a preferred embodiment of the present invention, a second sensor that detects vibration or noise of the vibrating body at a position away from the vibrating body is provided, and the adaptive filter obtains a coefficient from the signal of the second sensor by a predetermined algorithm, and calculates the coefficient. The actuator is driven by multiplying the sensor signal. And a coefficient is adjusted so that the signal of a 2nd sensor may become small.
Further, the adaptive filter according to a preferred embodiment of the present invention is an LMS filter, and the algorithm is an LMS (Least Mean Square) algorithm. The sensor is a film-like polymer piezoelectric element.

また、本発明好ましい形態の一つとして、センサは、振動体を覆うように振動体の周囲に同心円状に券回され、アクチュエータはセンサを覆うようにセンサの周囲に同心円状に巻回されるようになっている。更に、中間部材は振動体が発生する振動のうちの一部の周波数帯の振動を吸収する弾性部材である。   As one of the preferred embodiments of the present invention, the sensor is wound concentrically around the vibrating body so as to cover the vibrating body, and the actuator is wound concentrically around the sensor so as to cover the sensor. It is like that. Furthermore, the intermediate member is an elastic member that absorbs vibrations in a part of the frequency band among vibrations generated by the vibrating body.

本発明の消音モータは、モータと、該モータの近傍に配置されて該モータの振動または騒音を検出するセンサと、該センサの近傍に配置された中間部材と、該中間部材の近傍に配置されたアクチュエータと、を備える。そして、アクチュエータは、センサの信号に所定の係数を乗じる適応フィルタの出力によってセンサの信号と逆の位相となるよう駆動されるようになっている。また、所定の係数は、センサとは異なる位置に配置された第２センサの信号に基づいて調整されるようにしている。   The noise reduction motor of the present invention is disposed near the motor, a sensor disposed near the motor to detect vibration or noise of the motor, an intermediate member disposed near the sensor, and the intermediate member. And an actuator. The actuator is driven to have a phase opposite to that of the sensor signal by an output of an adaptive filter that multiplies the sensor signal by a predetermined coefficient. Further, the predetermined coefficient is adjusted based on a signal of the second sensor arranged at a position different from the sensor.

上述した本発明の騒音除去装置と消音モータによれば、ハイブリッド自動車や電気自動車などのブレーキを踏んだときに発生する、比較的低周波の騒音を低減することができる。また、本発明の騒音除去装置と消音モータは、自動車のモータ以外にも、デジタルカメラのレンズ駆動に用いられるモータの振動音などを軽減させる装置として用いることもできる。   According to the noise removing device and the muffling motor of the present invention described above, it is possible to reduce relatively low-frequency noise generated when a brake of a hybrid vehicle or an electric vehicle is stepped on. Further, the noise removing device and the muffling motor of the present invention can be used as a device for reducing vibration noise of a motor used for driving a lens of a digital camera, in addition to a motor of an automobile.

モータの騒音を説明する図である。It is a figure explaining the noise of a motor. 本発明の騒音除去装置の原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle of the noise removal apparatus of this invention. 振動センサを用いた騒音除去装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the noise removal apparatus using a vibration sensor. 本発明の消音モータの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the silencer motor of this invention. 図４の消音モータを用いた本発明の騒音除去装置を説明する図である。It is a figure explaining the noise removal apparatus of this invention using the muffler motor of FIG. 適応フィルタの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an adaptive filter. 複数のマイクを用いる例を示す図である。It is a figure which shows the example using a some microphone. シミュレーションにより騒音除去効果を説明する図である。It is a figure explaining the noise removal effect by simulation.

以下、本発明の騒音除去装置と消音モータの実施形態例について、図面を参照して説明する。騒音除去装置については、騒音源がハイブリッド車等に搭載されたモータである場合を説明する。
図１は、ハイブリッド車等に搭載されたモータ１０１が振動して発生する騒音の２つの態様について説明する図である。一つは図１ＦＩＧ．１Ａに示すように、モータ１０１が固定板に接触しているときにモータ１０１の振動が固定板を伝わって騒音として聞こえるものであり、主に低周波の騒音が聞こえる。もう一つは、図１ＦＩＧ．１Ｂに示すように、モータ１０１の振動が空気中に直接伝わって騒音として聞こえるものであり、主に高周波の騒音が聞こえる。Embodiments of a noise removing device and a muffler motor according to the present invention will be described below with reference to the drawings. As for the noise removing device, a case where the noise source is a motor mounted on a hybrid vehicle or the like will be described.
FIG. 1 is a diagram for explaining two modes of noise generated by vibration of a motor 101 mounted on a hybrid vehicle or the like. One is FIG. As shown in 1A, when the motor 101 is in contact with the fixed plate, the vibration of the motor 101 is transmitted through the fixed plate and is heard as noise, and mainly low frequency noise is heard. The other is FIG. As shown in FIG. 1B, the vibration of the motor 101 is directly transmitted to the air and can be heard as noise, and mainly high-frequency noise can be heard.

これらのモータの騒音は、特に、運転者がブレーキを踏んだ時に発生する。ハイブリッド車等に用いられるモータは、ブレーキを踏むと発電機モードに変わり騒音が発生する。その時に発生する「ブーッ」という低い音は、モータが図１ＦＩＧ１Ａに示すように、固定板に伝わる振動が状況によっては増幅されて大きくなる低周波の騒音である。   These motor noises occur especially when the driver steps on the brakes. A motor used in a hybrid vehicle or the like changes to a generator mode and generates noise when the brake is depressed. The low sound “boo” generated at that time is low-frequency noise in which the vibration transmitted to the fixed plate is amplified and amplified depending on the situation, as shown in FIG.

高周波の騒音は、モータが格納されている強固な筐体を伝搬するときに減衰し、或いはボンネットの内側に設けられた吸音材で遮音されるので、あまり問題にならない。問題となるのは低周波の騒音である。   High-frequency noise is attenuated when propagating through a strong housing in which the motor is housed, or is sound-insulated by a sound-absorbing material provided inside the bonnet, so that it does not cause much problem. The problem is low frequency noise.

図２は、上述した低周波の騒音を除去する本発明の騒音除去装置の原理を説明する図であり、モータ１０１から直接空気中に低周波の騒音が伝わる場合について示している。
この図において、モータ１０１の騒音は２か所に設けたマイク１０２、１０３により検出される。マイク１０２はモータ近傍の音を検出し、マイク１０３はモータから少し離れた位置の音を検出し、何れの信号も適応フィルタ１０４に入力される。FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of the noise removing apparatus of the present invention that removes the low-frequency noise described above, and shows a case where low-frequency noise is transmitted directly from the motor 101 to the air.
In this figure, the noise of the motor 101 is detected by microphones 102 and 103 provided at two locations. The microphone 102 detects sound near the motor, the microphone 103 detects sound at a position slightly away from the motor, and any signal is input to the adaptive filter 104.

適応フィルタ１０４は、マイク１０２の信号に係数を乗じた信号を増幅器１０５に出力する。適応フィルタ１０４はマイク１０３の信号に応じて乗じる係数の大きさを制御しており、マイク１０３の信号が限りなく０になるように係数を制御する。そして、一旦適応フィルタ１０４の係数が決まれば、マイク１０３が音を検出する必要はなく、図２からマイク１０３を除いた構成によって低周波の騒音を除去することができる。   Adaptive filter 104 outputs a signal obtained by multiplying the signal of microphone 102 by a coefficient to amplifier 105. The adaptive filter 104 controls the magnitude of the coefficient to be multiplied according to the signal from the microphone 103, and controls the coefficient so that the signal from the microphone 103 becomes zero as much as possible. Once the coefficient of the adaptive filter 104 is determined, it is not necessary for the microphone 103 to detect sound, and low-frequency noise can be removed by the configuration excluding the microphone 103 from FIG.

図２の場合、マイク１０２とマイク１０３の間には何らかの伝達関数Ｈ（ｓ）が存在する。適応フィルタ１０４の係数を調整するときは、この伝達関数Ｈ（ｓ）と適応フィルタ１０４の伝達関数が同じになるように調整される。この適応フィルタ１０４は、詳細を後述するが、マイク１０３の信号を最小にするために設けたフィルタであり、モータ１０１によって生じてマイク１０３に届く騒音を最小限にすることが可能になる。   In the case of FIG. 2, there is some transfer function H (s) between the microphone 102 and the microphone 103. When adjusting the coefficient of the adaptive filter 104, the transfer function H (s) and the transfer function of the adaptive filter 104 are adjusted to be the same. The adaptive filter 104, which will be described in detail later, is a filter provided to minimize the signal of the microphone 103, and it is possible to minimize noise generated by the motor 101 and reaching the microphone 103.

図３は、モータを固定板に固定し、モータから伝わる固定板の振動を検出する振動センサとして高分子圧電素子を用いた騒音除去装置の構成を示す図である。図２のマイク１０２の代わりに振動センサとして機能するフィルム状高分子圧電素子２０２がモータ２０１に取り付けられ、図２のマイク１０３の代わりに振動センサとして機能するフィルム状高分子圧電素子２０３がモータを設置した固定板２０８に取り付けられている。なお、モータ２０１の振動がフィルム状高分子圧電素子２０３まで伝わる時間を、適応フィルタ２０４における信号処理の時間以上にする必要があるため、フィルム状高分子圧電素子２０２とフィルム状高分子圧電素子２０３の間はある程度の距離をとる必要がある。   FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a noise removing device that uses a polymer piezoelectric element as a vibration sensor that fixes a motor to a fixed plate and detects vibrations of the fixed plate transmitted from the motor. A film-like polymer piezoelectric element 202 that functions as a vibration sensor instead of the microphone 102 in FIG. 2 is attached to the motor 201, and a film-like polymer piezoelectric element 203 that functions as a vibration sensor in place of the microphone 103 in FIG. The fixing plate 208 is installed. Since the time for transmitting the vibration of the motor 201 to the film-shaped polymer piezoelectric element 203 needs to be equal to or longer than the signal processing time in the adaptive filter 204, the film-shaped polymer piezoelectric element 202 and the film-shaped polymer piezoelectric element 203 are required. It is necessary to take a certain distance between.

フィルム状高分子圧電素子２０２で検出されたモータ２０１の振動の信号は、適応フィルタ２０４に送られる。そして、高分子圧電素子２０３の信号を用いて、図６で後述するように、適応フィルタ２０４の係数が調整される。その結果、フィルム状高分子圧電素子２０２で検出されたモータ２０１の振動の信号に係数が乗じられ、増幅器２０５で位相反転され、アクチュエータ２０６に供給される。アクチュエータ２０６が発生させる振動はモータの振動を打ち消すように作用するので、モータ２０１から振動センサ２０３に伝わる振動が低減されて小さくなり、固定板２０８から発生する騒音が低減する。   The vibration signal of the motor 201 detected by the film-like polymer piezoelectric element 202 is sent to the adaptive filter 204. Then, using the signal of the polymer piezoelectric element 203, the coefficient of the adaptive filter 204 is adjusted as will be described later with reference to FIG. As a result, the vibration signal of the motor 201 detected by the film-like polymer piezoelectric element 202 is multiplied by a coefficient, the phase is inverted by the amplifier 205 and supplied to the actuator 206. Since the vibration generated by the actuator 206 acts to cancel the vibration of the motor, the vibration transmitted from the motor 201 to the vibration sensor 203 is reduced and reduced, and the noise generated from the fixed plate 208 is reduced.

図４は、本発明の実施形態の一例として、フィルム状高分子圧電素子２０２とフィルム状アクチュエータ２０６をモータ２０１の周囲に同心円状に配置した消音モータの構造を示している。   FIG. 4 shows a structure of a muffler motor in which a film-like polymer piezoelectric element 202 and a film-like actuator 206 are arranged concentrically around the motor 201 as an example of an embodiment of the present invention.

図４に示すように、回転軸２００を有するモータ２０１は、その周囲に巻回されたフィルム状高分子圧電素子２０２を備える。このフィルム状高分子圧電素子２０２は、モータ２０１の振動が伝わると、その振動の大きさに応じた電気信号を発生する圧電素子である。
フィルム状高分子圧電素子２０２の周囲には、例えばシリコンゴムのようなやや堅い弾性部材２０７が巻回され、弾性部材２０７の外周にアクチュエータ２０６が同心円状に巻回されている。このアクチュエータ２０６は、電気信号が供給されると、これを機械的な振動に変換する圧電素子である。As shown in FIG. 4, a motor 201 having a rotating shaft 200 includes a film-like polymer piezoelectric element 202 wound around the motor 201. The film-like polymer piezoelectric element 202 is a piezoelectric element that generates an electrical signal corresponding to the magnitude of the vibration when the vibration of the motor 201 is transmitted.
A slightly rigid elastic member 207 such as silicon rubber is wound around the film-shaped polymer piezoelectric element 202, and an actuator 206 is wound concentrically around the outer periphery of the elastic member 207. The actuator 206 is a piezoelectric element that converts an electrical signal into mechanical vibration when supplied.

弾性部材２０７は、厚さが５〜１０ｍｍくらいに設定されており、モータ２０１によって生じる振動のうち比較的高い周波数成分（例えば、１ＫＨｚ以上の振動）を減衰させる効果がある。このため、アクチュエータ２０６に伝わる振動は、比較的低い周波数の振動（例えば、１ＫＨｚ以下の振動）となり、この比較的低い周波数の振動がアクチュエータ２０６によって低減されることになる。   The elastic member 207 is set to have a thickness of about 5 to 10 mm, and has an effect of attenuating a relatively high frequency component (for example, vibration of 1 KHz or more) among vibrations generated by the motor 201. For this reason, the vibration transmitted to the actuator 206 becomes a vibration with a relatively low frequency (for example, vibration of 1 KHz or less), and the vibration with a relatively low frequency is reduced by the actuator 206.

なお、図４の例では、フィルム状高分子圧電素子２０２とフィルム状アクチュエータ２０６の間に介在させる中間部材として、シリコンゴムに代表される弾性部材２０７を設けたが、特に弾性部材である必要はない。後述する適応フィルタ２０４における信号処理の時間に相当する時間だけ、モータ２０１の振動を遅延させる中間部材であればよい。   In the example of FIG. 4, an elastic member 207 typified by silicon rubber is provided as an intermediate member interposed between the film-like polymer piezoelectric element 202 and the film-like actuator 206. Absent. Any intermediate member that delays the vibration of the motor 201 by a time corresponding to a signal processing time in the adaptive filter 204 described later may be used.

次に図５、図６を参照して、本発明の実施の形態例の騒音除去装置について説明する。
図５は、図４の消音モータと、消音モータからやや離れた位置で消音モータの騒音を検出するマイク２０３と、適応フィルタ２０４と、増幅器２０５からなる騒音除去装置の構成を示す図である。図に示すように、マイク２０３とフィルム状高分子圧電素子２０２の信号が適応フィルタ２０４に入力され、適応フィルタ２０４の出力が増幅器２０５に入力されてアクチュエータ２０６を駆動する。図６は、適応フィルタ２０４の内部構成を示す概略ブロック図である。図５では、図３の振動センサ２０３の代わりにマイク２０３を用いているが、圧電素子をマイク２０３の代わりに使ってよいことは言うまでもない。Next, with reference to FIG. 5 and FIG. 6, the noise removal apparatus of the embodiment of the present invention will be described.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a noise removal apparatus including the noise reduction motor of FIG. 4, a microphone 203 that detects noise of the noise reduction motor at a position slightly away from the noise reduction motor, an adaptive filter 204, and an amplifier 205. As shown in the figure, signals from the microphone 203 and the film-like polymer piezoelectric element 202 are input to the adaptive filter 204, and the output of the adaptive filter 204 is input to the amplifier 205 to drive the actuator 206. FIG. 6 is a schematic block diagram showing the internal configuration of the adaptive filter 204. In FIG. 5, the microphone 203 is used instead of the vibration sensor 203 of FIG. 3, but it goes without saying that a piezoelectric element may be used instead of the microphone 203.

適応フィルタ２０４では、図６に示すように、マイク２０３の信号が係数修正アルゴリズム２１１に入力され、所定のアルゴリズムにより求められた係数が係数調整部２１２に出力される。その際に、モータ２０１からマイク２０３までの伝達関数に応じて係数が調整される。消音モータの振動を検出したフォルム状高分子圧電素子２０２の信号は係数調整部２１２の入力となり、この入力に係数修正アルゴリズム２１１が出力する係数を乗じて係数調整部２１２の出力となり、適応フィルタ２０４の出力ともなる。適応フィルタ２０４の出力は増幅器２０５で増幅され位相反転されて、アクチュエータ２０６に供給される。所定の係数修正アルゴリズム２１１は図５の構成をしたときに、マイク２０３の信号が限りなくゼロになるように係数調整部２１２の係数を調整する。   In adaptive filter 204, as shown in FIG. 6, the signal of microphone 203 is input to coefficient correction algorithm 211, and the coefficient obtained by a predetermined algorithm is output to coefficient adjustment unit 212. At that time, the coefficient is adjusted according to the transfer function from the motor 201 to the microphone 203. The signal of the form-like polymer piezoelectric element 202 that has detected the vibration of the muffler motor is input to the coefficient adjustment unit 212, and this input is multiplied by the coefficient output by the coefficient correction algorithm 211 to be the output of the coefficient adjustment unit 212. Output. The output of the adaptive filter 204 is amplified by the amplifier 205, phase-inverted, and supplied to the actuator 206. The predetermined coefficient correction algorithm 211 adjusts the coefficient of the coefficient adjustment unit 212 so that the signal of the microphone 203 becomes zero as much as possible when configured as shown in FIG.

アクチュエータ２０６は、フィルム状高分子圧電素子２０２と同様に、フィルム状高分子圧電素子で形成され、また、高分子圧電素子２０２と逆位相で振動する。したがって、高分子圧電素子２０２の振動とアクチュエータ２０６の振動が相殺され、モータによる騒音が限りなく０に近づいていく。
以上が、本発明の実施形態例における騒音除去装置の説明である。The actuator 206 is formed of a film-like polymer piezoelectric element, like the film-like polymer piezoelectric element 202, and vibrates in the opposite phase to the polymer piezoelectric element 202. Therefore, the vibration of the polymer piezoelectric element 202 and the vibration of the actuator 206 are canceled out, and the noise from the motor approaches zero as much as possible.
The above is description of the noise removal apparatus in the embodiment of this invention.

ところで、マイク２０３の信号は適応フィルタ２０４の係数調整部２１２の係数調整にのみ用いられるものであるから、一旦係数調整が終了した後は、取り除いてもかまわない。図５からマイク２０３を取り除いたとしても騒音除去装置として十分に機能し、モータの騒音を除去することができる。しかしながら、モータ２０１の振動は、常時同じというわけではないから、マイク２０３あるいはそれに代わる圧電素子を定常的に設置しておき、リアルタイムで適応フィルタ２０４の係数調整を行うようにしてもよい。   By the way, since the signal of the microphone 203 is used only for coefficient adjustment of the coefficient adjustment unit 212 of the adaptive filter 204, it may be removed once coefficient adjustment is completed. Even if the microphone 203 is removed from FIG. 5, it functions sufficiently as a noise removing device and can remove motor noise. However, since the vibration of the motor 201 is not always the same, the microphone 203 or a piezoelectric element that replaces the microphone 203 may be steadily installed to adjust the coefficient of the adaptive filter 204 in real time.

また、図５の例では、モータ２０１から少し離れた位置に１個のマイク２０３を設けた例を示したが、図７のように、モータ２０１の周囲に複数のマイク、例えば４個のマイク２０３ａ〜２０３ｄを配置してもよい。これにより、モータ２０１の周囲４方向の騒音振動を拾うことができ、適応フィルタ２０４のより的確な係数調整を行うことができる。   5 shows an example in which one microphone 203 is provided at a position slightly away from the motor 201. However, as shown in FIG. 7, a plurality of microphones, for example, four microphones are provided around the motor 201. You may arrange | position 203a-203d. As a result, noise vibrations in the four directions around the motor 201 can be picked up, and the adaptive filter 204 can perform more accurate coefficient adjustment.

図８は、図５の騒音除去装置について、適応フィルタ２０４を用いて騒音除去をしたとき（雑音処理ＯＮ）と、騒音除去をしないとき（雑音処理ＯＦＦ）をシミュレーションした騒音信号の波形であり、両者の違いを示している。
図８から、適応フィルタ２０４と、同心円状に配置したフィルム状高分子圧電素子２０２及びフィルム状アクチュエータ２０６を組み合わせることにより、モータ２０１の騒音が極めて効果的に除去されることが分かる。
このシミュレーションでは小さなモータを使った場合を扱っているが、ハイブリッド車等に搭載されるモータについても同様に騒音を除去することができる。8 is a waveform of a noise signal simulating the noise removal apparatus of FIG. 5 when noise removal is performed using the adaptive filter 204 (noise processing ON) and when noise removal is not performed (noise processing OFF). It shows the difference between the two.
It can be seen from FIG. 8 that the noise of the motor 201 is removed extremely effectively by combining the adaptive filter 204 with the film-shaped polymer piezoelectric element 202 and the film-shaped actuator 206 arranged concentrically.
Although this simulation deals with the case of using a small motor, noise can be similarly removed from a motor mounted on a hybrid vehicle or the like.

本実施形態例では適応フィルタの形式を特に限定していないが、ＬＭＳアルゴリズムを用いたＬＭＳ適応フィルタとすることができるほか、その変形である複素ＬＭＳアルゴリズム (Complex Least Mean Square Algorithm)やNormalized ＬＭＳアルゴリズム (Normalized Least Mean Square Algorithm)とすることもできる。   Although the form of the adaptive filter is not particularly limited in the present embodiment, it can be an LMS adaptive filter using the LMS algorithm, and is a modified complex LMS algorithm (Complex Least Mean Square Algorithm) or Normalized LMS algorithm. (Normalized Least Mean Square Algorithm).

更に、これらのＬＭＳアルゴリズム以外にも、射影アルゴリズム (Projection Algorithm)、ＳＨＡＲＦアルゴリズム (Simple Hyperstable Adaptive Recursive Filter Algorithm)、ＲＬＳアルゴリズム (Recursive Least Square Algorithm)、ＦＬＭＳアルゴリズム (Fast Least Mean Square Algorithm)、ＤＣＴを用いた適応フィルタ (Adaptive Filter using Discrete Cosine Transform)、ＳＡＮフィルタ (Single Frequency Adaptive Notch Filter)、ニューラルネットワーク (Neural Network) 、遺伝的アルゴリズム (Genetic Algorithm)のような他の適応型フィルタでも同様な処理を行うことができる。   In addition to these LMS algorithms, a projection algorithm, SHARF algorithm (Simple Hyperstable Adaptive Recursive Filter Algorithm), RLS algorithm (Recursive Least Square Algorithm), FLMS algorithm (Fast Least Mean Square Algorithm), and DCT are used. Similar processing is performed with other adaptive filters such as Adaptive Filter using Discrete Cosine Transform, SAN Filter (Single Frequency Adaptive Notch Filter), Neural Network, and Genetic Algorithm. be able to.

以上、ハイブリッド車のような自動車用モータを例に挙げて、本発明の騒音除去装置を説明したが、本発明は、上記自動車用モータに限られるものではなく、例えばカメラに使用される焦点調整用モータの振動音を抑制する技術としても用いることができる。また、本発明は、明細書で説明した実施の形態例に限られるものではなく、特許請求の範囲の記載を逸脱しない範囲において、種々の変形例、応用例を含むものである。   The noise removal device of the present invention has been described above by taking an automobile motor such as a hybrid vehicle as an example. However, the present invention is not limited to the automobile motor described above. For example, focus adjustment used for a camera is performed. It can also be used as a technique for suppressing vibration noise of a motor for use. The present invention is not limited to the embodiments described in the specification, and includes various modifications and application examples without departing from the scope of the claims.

１０１、２０１・・・モータ、
１０２、１０３・・・マイク、
１０４、２０４・・・適応フィルタ、
１０５、２０５・・・増幅器、
１０６、２０６・・・アクチュエータ、
２００・・・回転軸
２０２・・・高分子圧電素子、
２０３・・・高分子圧電素子またはマイク、
２０７・・・弾性部材、
２０８・・・固定板、
２１１・・係数修正アルゴリズム、
２１２・・・係数調整部101, 201 ... motor,
102, 103 ... microphone,
104, 204 ... adaptive filter,
105, 205 ... amplifiers,
106, 206 ... actuators,
200 ... Rotating shaft 202 ... Polymer piezoelectric element,
203 ... Polymer piezoelectric element or microphone,
207 ... an elastic member,
208... Fixed plate,
211 .. Coefficient correction algorithm,
212 ... Coefficient adjustment unit

Claims (10)

振動体と、該振動体の近傍に配置されて該振動体の振動または騒音を検出するセンサと、
該センサの近傍に配置された中間部材と、該中間部材の近傍に配置されたアクチュエータと、
前記センサの信号に所定の係数を乗じて前記アクチュエータを駆動する適応フィルタと、を備え、
前記センサは、前記振動体を覆うように前記振動体の周囲に同心円状に券回され、
前記アクチュエータは、前記センサを覆うように前記センサの周囲に同心円状に巻回され、
前記センサの信号と逆の位相となるよう前記アクチュエータを駆動することにより前記振動体により発生する騒音を低減することを特徴とする騒音除去装置。A vibration body, and a sensor that is disposed in the vicinity of the vibration body and detects vibration or noise of the vibration body;
An intermediate member disposed in the vicinity of the sensor; an actuator disposed in the vicinity of the intermediate member;
An adaptive filter for driving the actuator by multiplying a signal of the sensor by a predetermined coefficient,
The sensor is wound concentrically around the vibrating body so as to cover the vibrating body,
The actuator is wound concentrically around the sensor so as to cover the sensor,
A noise removing apparatus that reduces noise generated by the vibrating body by driving the actuator so as to have a phase opposite to the signal of the sensor. 前記振動体から離れた位置で前記振動体の振動または騒音を検出する第２センサを備え、
前記適応フィルタは、所定のアルゴリズムにより前記第２センサの信号から前記係数を求め、該係数を前記センサの信号に乗じて前記アクチュエータを駆動し、前記第２センサの信号が小さくなるよう前記係数を調整することを特徴とする請求項１に記載の騒音除去装置。A second sensor for detecting vibration or noise of the vibrating body at a position away from the vibrating body;
The adaptive filter obtains the coefficient from the signal of the second sensor by a predetermined algorithm, multiplies the signal of the sensor by the coefficient, drives the actuator, and sets the coefficient so that the signal of the second sensor becomes small. The noise removing device according to claim 1, wherein the noise removing device is adjusted. 前記適応フィルタはＬＭＳフィルタであり、前記アルゴリズムがＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）のアルゴリズムであることを特徴とする請求項１に記載の騒音除去装置。  The noise removing apparatus according to claim 1, wherein the adaptive filter is an LMS filter, and the algorithm is an LMS (Least Mean Square) algorithm. 前記センサはフィルム状高分子圧電素子であることを特徴とする請求項１に記載の騒音除去装置。  The noise removing device according to claim 1, wherein the sensor is a film polymer piezoelectric element. 前記中間部材は前記振動体が発生する振動のうちの一部の周波数帯の振動を吸収する弾性部材であることを特徴とする請求項１に記載の騒音除去装置。  The noise removing apparatus according to claim 1, wherein the intermediate member is an elastic member that absorbs vibrations in a part of a frequency band among vibrations generated by the vibrating body. 前記振動体は、電気自動車またはハイブリッド自動車に搭載されたモータであることを特徴とする請求項１〜４または請求項６のいずれかに記載の騒音除去装置。  The noise removing apparatus according to claim 1, wherein the vibrating body is a motor mounted on an electric vehicle or a hybrid vehicle. モータと、該モータの近傍に配置されて該モータの振動または騒音を検出するセンサと、
該センサの近傍に配置された中間部材と、
該中間部材の近傍に配置されたアクチュエータと、を備え、
前記センサは、前記モータを覆うように前記モータの周囲に同心円状に券回され、
前記アクチュエータは前記センサを覆うように前記センサの周囲に同心円状に券回され、
前記アクチュエータは、前記センサの信号に所定の係数を乗じる適応フィルタの出力によって前記センサの信号と逆の位相となるよう駆動されることを特徴とする消音モータ。A motor and a sensor disposed in the vicinity of the motor for detecting vibration or noise of the motor;
An intermediate member disposed in the vicinity of the sensor;
An actuator disposed in the vicinity of the intermediate member,
The sensor is wound concentrically around the motor so as to cover the motor,
The actuator is wound concentrically around the sensor so as to cover the sensor,
The silencer motor, wherein the actuator is driven so as to have a phase opposite to that of the sensor signal by an output of an adaptive filter that multiplies the signal of the sensor by a predetermined coefficient. 前記係数は、前記センサとは異なる位置に配置された第２センサの信号に基づいて調整されることを特徴とする請求項８に記載の騒音除去装置。  The noise removing device according to claim 8, wherein the coefficient is adjusted based on a signal of a second sensor arranged at a position different from the sensor. 前記センサは、フィルム状高分子圧電素子であることを特徴とする請求項８に記載の消音モータ。  9. The muffler motor according to claim 8, wherein the sensor is a film polymer piezoelectric element. 前記中間部材は、前記モータが発生する振動のうちの一部の周波数帯の振動を吸収する弾性部材であることを特徴とする請求項８に記載の消音モータ。  The muffler motor according to claim 8, wherein the intermediate member is an elastic member that absorbs vibrations in a part of frequency bands among vibrations generated by the motor.
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