JP2001221028A

JP2001221028A - アクティブ消音装置

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Publication number: JP2001221028A
Application number: JP2000029474A
Authority: JP
Inventors: Nobuhisa Tomita; 展久冨田; Sadakazu Nakajima; 貞和中嶋
Original assignee: Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2000-02-07
Filing date: 2000-02-07
Publication date: 2001-08-17
Anticipated expiration: 2020-02-07
Also published as: JP4477734B2

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のアクティブ消音装置において、消音信
号出力手段はダクトからの輻射熱にさらされて損傷する
ことがあった。【解決手段】騒音源側に配置されるダクト１に第一の
騒音検出手段４と、該ダクト１の下流側に配置されて消
音信号を出力するスピーカ３と、前記第一の騒音検出手
段４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を前記ダクトより
分岐した枝管９に配置し、この枝管側内の分岐部に輻射
熱防止板４０を複数、交互に設け、最も騒音通過側に配
置した輻射熱防止板を下流側方向に突出した。

Description

【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、騒音通過ダクトと、騒音信号に対して逆位
相の消音信号出力するための管との接続部分の構成に関
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し、
高温の熱風が出力手段側へ至らないようにしていたが、
輻射熱は入って出力手段に熱を加えるので、劣化が早く
なっていた。そこで、本発明はダクトから分岐した部分
に輻射熱防止板を設けて、該輻射熱防止板に輻射熱が当
たり、直接枝管を通って出力手段を加熱しないようにす
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。即ち、請求項１においては、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を
前記ダクトより分岐した枝管に配置し、この枝管側内の
分岐部に輻射熱防止板を設けた。

【０００５】また、請求項２においては、前記輻射熱防
止板を複数設けた。

【０００６】また、請求項３においては、前記複数の輻
射熱防止板を交互に配置した。

【０００７】また、請求項４においては、最も騒音通過
側に配置した輻射熱防止板を下流側方向に突出した。

【０００８】また、請求項５においては、前記輻射熱防
止板を分岐口の軸芯に対して略直角に配置した。

【０００９】また、請求項６においては、前記輻射熱防
止板の面積を分岐口の断面積の約半分以下とした。

【００１０】

【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。図１は本発明のアクティブ消音
装置を示す概略構成図、図２は分岐管の断面図、図３は
同じく正面図、図４は輻射熱防止板の他の実施例を示す
正面図、図５は枝管を直管とした実施例の概略構成図で
ある。

【００１１】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。

【００１２】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部分の温度が温度センサー１３によって検知
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。

【００１３】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。

【００１４】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や警報装置等を制御している。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】次に、本発明の輻射熱防止板を取り付けた
分岐管１ａの構成を説明する。図２、図３において、分
岐管１ａはＴ字型パイプに構成されて、各端部の開口部
を分岐口１ｂ、排気入口１ｃ、排気出口１ｄから構成し
て、それぞれの開口部の周囲にフランジを形成してボル
ト等で連結できるようにしている。前記排気入口１ｃは
上流側に位置して前記パッシブ消音装置１１に連通さ
れ、前記排気出口１ｄは下流側に位置して第二音波セン
サ６を取り付けたダクトに連通され、大気に放出するよ
うにしている。前記分岐口１ｂには枝管９が連通され、
本発明の輻射熱防止板４０が分岐管１ａ内に取り付けら
れる。

【００１９】該分岐口１ｂにはフィンで構成した複数の
輻射熱防止板４０ａ・４０ｂ・４０ｃ・・・が設けら
れ、図２に示す実施例では輻射熱防止板４０ａ・４０ｂ
の二個配置している。但し、輻射熱防止板４０ａを一つ
だけ配置する構成とすることもできる。そして、騒音が
通過するダクト側に配置した第一輻射熱防止板４０ａ
は、基部を上流側に固定して下流側方向に突出し、その
先端は騒音通過ダクト内に入らないようにしている。つ
まり、排気入口１ｃおよび排気出口１ｄの軸方向から見
て、その面内に第一輻射熱防止板４０ａが重複しないよ
うに配置して、騒音や排気の流れが第一輻射熱防止板４
０ａによってできるだけ抵抗とならないようにし、ま
た、枝管９側に排気や熱風が取り入れられていようにし
ている。

【００２０】また、第一輻射熱防止板４０ａよりも枝管
９側に設ける第二輻射熱防止板４０ｂは、前記第一輻射
熱防止板４０ａとは逆側の面から突出され、つまり、第
一輻射熱防止板４０ａは排気入口１ｃ側から排気出口１
ｄ側へ突出され、第二輻射熱防止板４０ｂは排気出口１
ｄ側から排気入口１ｃ側に突出される。そして更に、第
三輻射熱防止板４０ｃ、第四輻射熱防止板４０ｄ・・・
と設ける場合には交互に配置されるのである。なお、こ
の交互に配置する場合の輻射熱防止板と輻射熱防止板と
の間隔は、消音信号の波長に合わせられるものであり、
消音信号を輻射熱防止板で止めないように、略一定間隔
をおいて配置される。但し、輻射熱防止板４０ａ・４０
ｂ・４０ｃ・・・は図３における上下に交互に配置する
構成とすることもできる。こうして音源通過ダクト１側
からの輻射熱が輻射熱防止板４０ａ・４０ｂ・４０ｃ・
・・によって遮られてスピーカ３側に至らないようにし
ている。

【００２１】そして、前記輻射熱防止板４０ａ・４０ｂ
・４０ｃ・・・は図２に示すように、音源通過ダクト１
側、つまり、排気入口１ｃ及び排気出口１ｄの軸芯側に
傾斜して配置され、冷却ファン７による冷却風が音源通
過ダクト１側へ流れ易くしている。但し、輻射熱防止板
４０ａ・４０ｂ・４０ｃ・・・は分岐口１ｂの軸芯に対
して略直角方向に配置してもよく、分岐管９側へ傾斜し
ない構成が望ましい。

【００２２】また、前記輻射熱防止板４０ａ・４０ｂ・
４０ｃ・・・は図３に示すように、半円状に構成したフ
ィンとしているが、図４に示すように、輻射熱防止板４
０の代わりに多数の孔を開口したパンチングメタルで構
成した輻射熱防止板４１とすることもできる。そして、
この輻射熱防止板４１を複数配置する場合には、孔位置
をズラせて配置し、直接輻射熱ができるだけ通り過ぎな
いようにする。また、輻射熱防止板４０はフィンやパン
チングメタルの代わりにスリットを設けて前記同様に輻
射熱防止板とすることもできる。つまり、フィンの形状
は限定するものではなく、板片で構成することができ
る。そして、この輻射熱防止板４０・４１の面積は分岐
口１ｂの断面積の約半分以下としており、消音信号は音
源通過ダクト１側へ至るようにしている。

【００２３】また、輻射熱防止板４０ａ・４０ｂ・４０
ｃ・・・は分岐管１ａ内だけでなく、枝管９内に配置す
るこもと可能であり、該枝管９は図１に示すようにＬ字
状に曲げて構成することも、図５に示すように、波長が
短い場合には直管とすることもできる。

【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。即ち、請求項１の如く、
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
力手段を前記ダクトより分岐した枝管に配置し、この枝
管側内の分岐部に輻射熱防止板を設けたので、ダクトか
らの輻射熱が消音信号出力手段側へ侵入し難くなり、消
音信号出力手段を簡単な構成で安価な手段で保護でき
る。

【００２５】さらに、請求項２の如く、前記輻射熱防止
板を複数設けたので、輻射熱を段階的に大きく低下させ
ることが可能となり、エンジンの仕様に合わせて、また
は、ダクトから伝わる温度に応じて輻射熱防止板の枚数
を設定できる。

【００２６】さらに、請求項３の如く、前記複数の輻射
熱防止板を交互に配置したので、消音信号出力手段から
の出力信号を低下させることがなく、また、直接輻射熱
が消音信号出力手段に当たることがなく、温度を低下さ
せることができる。

【００２７】さらに、請求項４の如く、最も騒音通過側
に配置した輻射熱防止板を下流側方向に突出したので、
ダクト側から熱風が消音信号出力手段側へ入り難くな
り、消音信号出力手段を冷却した冷却風はダクト側へ出
易くなり、効率良く冷却できる。

【００２８】さらに、請求項５の如く、前記輻射熱防止
板を分岐口の軸芯に対して略直角に配置したので、枝管
内へ入ろうとする輻射熱を効率よく止めることができ、
消音信号出力手段を熱から保護できる。

【００２９】さらに、請求項６の如く、前記輻射熱防止
板の面積を分岐口の断面積の約半分以下としたので、消
音信号出力手段側へ入る輻射熱を低下させることができ
るとともに、ダクト内へ送られる消音信号出力手段から
の出力信号を低下させることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアクティブ消音装置を示す概略構成図
である。

【図２】分岐管の断面図である。

【図３】同じく正面図である。

【図４】輻射熱防止板の他の実施例を示す正面図であ
る。

【図５】枝管を直管とした実施例の概略構成図である。

【符号の説明】

１音源通過ダクト１ａ分岐管１ｂ分岐口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４０輻射熱防止板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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を前記ダクトより分岐した枝管に
配置し、この枝管側内の分岐部に輻射熱防止板を設けた
ことを特徴とするアクティブ消音装置。
【請求項２】前記輻射熱防止板を複数設けたことを特
徴とする請求項１に記載のアクティブ消音装置。
【請求項３】前記複数の輻射熱防止板を交互に配置し
たことを特徴とする請求項２に記載のアクティブ消音装
置。
【請求項４】最も騒音通過側に配置した輻射熱防止板
を下流側方向に突出したことを特徴とする請求項２また
は請求項３に記載のアクティブ消音装置。
【請求項５】前記輻射熱防止板を分岐口の軸芯に対し
て略直角に配置したことを特徴とする請求項１に記載の
アクティブ消音装置。
【請求項６】前記輻射熱防止板の面積を分岐口の断面
積の約半分以下としたことを特徴とする請求項１に記載
のアクティブ消音装置。