JP3567388B2

JP3567388B2 - Active silencer

Info

Publication number: JP3567388B2
Application number: JP35288995A
Authority: JP
Inventors: 克巳門田; 清樹田尻; 高志保田
Original assignee: 株式会社ユーメックス
Priority date: 1995-12-29
Filing date: 1995-12-29
Publication date: 2004-09-22
Anticipated expiration: 2015-12-29
Also published as: JPH09189213A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の排気管から放出される排気音を消音する消音装置に関し、特に、排気音と逆位相の音波を出力して消音するアクティブ消音装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
アクティブ消音装置の従来例を図１０ないし図１３に示す。
（１）図１０（ａ）は一従来例の全体構成図であり、図１０（ｂ）はその消音装置部の断面図である。図１０（ａ）において、内燃機関からの爆発音が排気管２１を介して排気管口２１ａから排気音となって放出される。一方、この排気音と逆位相の音波がアクティブ消音装置２０の音波出力装置２２から出力され、排気音と干渉させることにより排気音を消音させる。この音波出力装置２２から出力される音波はコントローラ２６により制御されており、残留音検出器２４からの出力信号および排気管２１の経路中にある参照音検出器２５からの出力信号がコントローラ２６に入力され、残留音検出器２４の出力信号が最小となるように音波出力装置２２を駆動制御している。ここで、音波出力装置２２から出力される音波はハウジング２３内で反射が起き、この反射音波は、反射せずに直接残留音検出器２４に到達する直接音に対し時間遅れと位相ずれを伴い、しかもこれらの値は一定ではないため、残留音検出器２４の位置での排気音との干渉効果が上がらないという問題が生じる。そのためにハウジング内壁を吸音材２７で形成し、反射音を吸音させるという方法が採られている。
【０００３】
（２）また、排気管とアクティブ消音装置のハウジングとの位置関係にかかる構造の従来例としては図１１ないし図１３に示す態様のものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のアクティブ消音装置は下記の問題点を有していた。
（１）▲１▼上述のハウジング内壁を吸音材２７で形成したアクティブ消音装置では、音波出力装置の歪が大きい場合は有効であるが、歪が小さい場合には効果が少ないという欠点がある。
また、ハウジング内壁全体を吸音材料で形成するので、コスト的にも不利となる。
▲２▼排気管２１内では排気ガスの気流の乱れが常に発生しており、また排気管自体も激しく振動するので、その影響で参照音検出器２５位置における排気音の周波数成分と排気管口２１ａから放出される排気音の周波数成分が相違するという現象が生じる。上述したようにコントローラ２６は排気管２１経路中にある参照音検出器２５からの出力信号を取り込むが、このコントローラ２６はこの参照音検出器２５からの出力信号に応じたアルゴリズムに基づいて音波出力装置２２に駆動信号を出力するため、上記現象の結果、前記駆動信号に基づいて音波出力装置２２から出力される逆位相の音波は、排気管口２１ａからの周波数と食い違いを生じ、所定の消音効果があがらないという問題が生じている。上述のアクティブ消音装置では、この参照音検出器２５位置から残留音検出器２４位置までの音響伝達特性には全く効果がないことになる。
【０００５】
（２）また、図１１ないし図１３に示す構造の従来のアクティブ消音装置は下記の問題点を有していた。
▲１▼図１１に示すアクティブ消音装置では、音波出力装置内を排気管が貫通する構造となっているので、排気管から発生する熱が音波出力装置に伝導されやすく、その熱害対策のために音波出力装置の構造は非常に複雑なものとなり、部品点数も多くなる。
▲２▼図１２に示すアクティブ消音装置では、排気管が排気管口近傍で略直角に曲がっているために気流音の発生度が大きくなり、また、ハウジング内に占める排気管容量が大きくなるので、音波出力装置に対する熱害の点でも不利な構造となっている。
▲３▼図１３に示すアクティブ消音装置では、排気管がハウジング上部で緩やかな曲率で曲がっているため、気流音が発生しにくくなり、またハウジング内に挿入された部分は直線状に形成されているため、ハウジング内に占める容量も小さくなり音波出力装置に対する熱害においては有利であるが、排気管口から放出される排気音の向きと音波出力装置から出力される音波の向きが一致しないため、消音効果が小さいという問題を有している。
【０００６】
また、音波出力装置から出力された音波を効率良く排気音に干渉させるにはハウジング開口面積を大きくする必要があり、その結果、ハウジング内に水や塵埃が侵入しやすくなり、それらがハウジング内に堆積すると、音波出力装置からの出力音波が効率良く伝播されず消音効果が低下するという問題も従来のアクティブ消音装置では大きな課題となっていた。
【０００７】
本発明はこのような問題点に鑑みて創案されたものであり、部品点数や吸音材使用量が少なくコスト的に低廉であるとともに、効率の良い排気音の消音が可能なアクティブ消音装置の提供を目的としている。また，水や塵埃等が侵入しにくい構造のアクティブ消音装置の提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記の目的を達成するために以下の手段を用いた。
第１の手段として、音波を出力する音波出力装置と、内燃機関の排気管口近傍部および前記音波出力装置を囲繞する、一つの開口部を有したハウジングと、からなり、前記排気管口から放出される排気音と逆位相の音波を前記音波出力装置から出力させて排気音の消音を行うアクティブ消音装置において、前記排気管は緩やかな曲率で曲がり、前記排気管後部が前記ハウジングの開口部付近から前記ハウジング内に挿入され、かつ、直線状になっており、前記ハウジングは排気管前部の軸に対して所定の角度をもって付設され、前記排気管後部の軸と音波出力装置の音波放出軸との交差角度が小さくなるように取付けられており、前記ハウジングをその開口部が下側に向くように傾斜させ、かつ、前記ハウジングの開口部近傍に複数のフィンを付設した。
【０００９】
また、第２の手段として、音波を出力する音波出力装置と、内燃機関の排気管口近傍部および前記音波出力装置を囲繞する、一つの開口部を有したハウジングと、からなり、前記排気管口から放出される排気音と逆位相の音波を前記音波出力装置から出力させて排気音の消音を行うアクティブ消音装置において、前記排気管は緩やかな曲率で曲がり、前記排気管後部が前記ハウジングの開口部付近から前記ハウジング内に挿入され、かつ、直線状になっており、前記ハウジングは排気管前部の軸に対して所定の角度をもって付設され、前記排気管後部の軸と音波出力装置の音波放出軸との交差角度が小さくなるように取付けられており、前記ハウジングに、複数のフィンを前記音波出力装置に近づけて付設した。
【００１０】
また、第３の手段として、音波を出力する音波出力装置と、内燃機関の排気管口近傍部および前記音波出力装置を囲繞する、一つの開口部を有したハウジングと、からなり、前記排気管口から放出される排気音と逆位相の音波を前記音波出力装置から出力させて排気音の消音を行うアクティブ消音装置において、前記排気管は緩やかな曲率で曲がり、前記排気管後部が前記ハウジングの開口部付近から前記ハウジング内に挿入され、かつ、直線状になっており、前記ハウジングは排気管前部の軸に対して所定の角度をもって付設され、前記排気管後部の軸と音波出力装置の音波放出軸との交差角度が小さくなるように取付けられており、前記ハウジングの開口部近傍に複数のフィンを付設し、当該フィンを、ハウジングに囲繞された排気管の軸と平行となるように形成した。
【００１１】
また、第４の手段として、前記第１の手段乃至第３の手段において、前記排気管口近傍の排気管に吸音材料を形成した。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１（ａ）は、実施の第１の形態（参考例）を説明する側面断面図である。図において、アクティブ消音装置１は、消音用音波を発生する音波出力装置４と、この音波出力装置４にて発生した音波を外部に出力するための金属または硬質プラスチックから形成された音波出力装置４を囲繞するための円筒形状のハウジング５と、後記する排気管２から放出される排気音と音波出力装置から出力される音波が干渉し合って、排気音が消音された際に残留する残留音を検知するための残留音検出器６と、から構成されている。残留音検出器６は消音領域となるハウジング５の開口部近傍に取付けられている。また、内燃機関からの排気ガスおよび排気音を放出させるための排気管２の排気管口２ａ近傍部がハウジング５内に挿入されている。そして、この排気管口２ａ近傍部の排気管内周面には吸音材３が形成されている。本実施形態では吸音材３としてグラスウールを使用している。
【００１３】
次に本アクティブ消音装置の作動について説明する。
内燃機関（図示せず）からの爆発音が排気管２を介して排気管口２ａから放出される。このとき排気管２内の音は参照音として排気管２経路中にある参照音検出器７によって検出されその信号がコントローラ８に出力される。また、ハウジング５の開口部の消音領域における残留音が残留音検出器６によって検出されその信号がコントローラ８に出力される。上記２つの信号が入力されたコントローラ８は、残留音検出器６の出力信号が最小となるように音波出力装置４に駆動信号を出力する。この駆動信号に応じて音波出力装置４から、排気管口２ａから放出される排気音と逆位相の音波が出力され、干渉作用によって排気音がハウジング５開口部付近の消音領域で消音される。
【００１４】
ここで、排気管２経路内における排気音の周波数成分は排気管２内で発生する気流の乱れ等により変化するものであり、参照音検出器７位置における周波数成分と排気管口２ａにおける周波数成分または残留音検出器６位置における周波数成分が相違することになる。一般には乱流の影響により高周波数成分が増大する場合が多い。いわゆる、参照音検出器７の位置から残留音検出器６の位置までの音響伝達特性が悪くなるという現象が起きる。
このため、参照音検出器７からの出力信号に応じたアルゴリズムに基づいてコントローラ８は音波出力装置４を駆動制御しているために、音波出力装置４から出力される逆位相の音波は、排気管口２ａからの周波数成分と食い違いを生じ所定の消音効果はあがらないことになる。
本実施形態では、上述したように排気管口２ａ近傍の排気管内周面に吸音材３を形成したので、主に高周波成分が吸収され参照音検出器７の位置の排気音周波数と同様の成分を持つ排気音が排気管口２ａから放出される。よって、参照音検出器７からの出力信号に基づいてコントローラ８から駆動制御された音波出力装置４の音波と、排気管口２ａから放出される排気音が効率良く干渉し合い、排気音の消音効率が上がることになる。
【００１５】
本実施形態の測定結果を図２ないし図４に示す。
実線が吸音材を形成した場合、点線が吸音材なしの場合をそれぞれ示し、両線間において黒く塗り潰した部分が吸音材を形成したことによる効果を示している。
図２は残留音の各周波数成分における音圧を表すグラフである。広範囲の周波数帯域にわたって残留音の音圧が低下することが判明した。
図３は参照音検出器６の位置および残留音検出器５の位置でのそれぞれの音波の周波数成分の一致度を示すグラフであり、縦軸にコヒーレンスとしてその一致度を示す。１．０が完全に一致していることを意味し、値が下がる程周波数成分に関連性がないことを示している。本結果では吸音材を形成することにより、広範囲の周波数帯域において両周波数成分に差が小さくなり、参照音検出器７の位置から残留音検出器６の位置までの音響伝達特性が良好となることが判明した。図４は音波出力装置４の位置および残留音検出器５の位置でのそれぞれの音波の周波数成分の一致度を示すグラフであり、測定の結果、音波出力装置４の位置から残留音検出器６の位置までの音響伝達特性が良好となることが判明した。
【００１６】
なお、吸音材の形成形態は、上述の排気管内周面に形成する形態の他、図１（ｂ）に示すように、排気管に多数の孔を穿孔し、その排気管外周部に吸音材３を内包した円筒形状の吸音材ホルダ１１を挿嵌させるという態様等を用いても良い。吸音材ホルダ１１は溶接やリベット止め等により排気管に固定される。
【００１７】
次に本発明の実施の第２の形態を図５に基づいて説明する。図５はアクティブ消音装置１′の側面断面図である。排気管２′が緩やかな曲率で曲がり、排気管後部２ｃがハウジング５′内に延出している。ハウジング５′は排気管前部２ｂの軸に対して所定の角度をもって付設され、排気管後部２ｃの軸と音波出力装置の音波放出軸との交差角度θが小さくなるように取付けられている。これにより排気管口２ａ′から放出される排気音の向きと音波出力装置４から放出される音波の向きが近づくことになり消音効果を上げることができる。また、排気管後部２ｃはハウジング５′の開口部付近からハウジング５′内に挿入され、かつ、直線状になっているので、ハウジング５′内に占める排気管２′の容量が小さくなり、また音波出力装置４から離れているために排気管後部２ｃの発する熱が音波出力装置４に及ぼす影響が軽減される。
また、ハウジング５′の開口部近傍位置には、図５および図８（ａ）に示すようにハウジング５′の開口円形断面全体にわたってフィン９が形成されている。ハウジング５′はその開口部を下向きにして傾斜しているので、このフィンが上方向および水平方向からの水や塵埃の侵入を防ぎ、その結果音波出力装置４からの出力音波を効率良く消音領域まで伝播させることができ、消音効率を常に一定に維持できる。
また、フィン９の形状としては、図８（ｂ）に示すようなスティフナー付きのもの、図８（ｃ）に示すような格子状のものにしてもよい。
【００１８】
次に第３の形態は図６に示すように、上記の第２の形態例におけるフィン９を音波出力装置４に近づけて形成した場合である。本形態でもフィン９は図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の形状のものが用いられる。
【００１９】
次に第４の形態について説明する。図７において、排気管２′は前述の第２、第３の形態と同様にハウジング５′内に延出している。ハウジング５′は排気管前部２ｂの軸に平行に取付けられている。そしてハウジング５′開口部近傍にはハウジング５′の開口円形断面全体にわたってフィン１０が、その面が排気管後部２ｃの軸と平行となるように複数形成されている。よって、音波出力装置４から出力された音波はフィン１０により反射され、排気管口２ａ′から放出される排気音の向きと完全に一致することになり、高効率の安定した消音効果が発揮されることになる。
また、本形態では、フィン１０が上述した防塵の機能を兼ねることになる。さらに音波出力装置４に対する熱の影響が小さいのも上述の形態と同様である。
フィン１０の形状も前述の図８（ａ）の他、図８（ｂ）、（ｃ）に示すものを用いてもよい。
【００２０】
次に第５の形態について説明する。本形態は図９に示すように上述の第１の形態および第４の形態にかかる手段を併用した場合であり、排気管口２ａ′近傍の排気管内周面に吸音材３′を形成し、かつ、ハウジング５′開口部近傍にフィン１０を排気管後部２ｃの軸と平行となるように複数形成したものである。
フィン１０の形状も前述の図８（ａ）の他、図８（ｂ）、（ｃ）に示すものを用いてもよい。本形態が最も効率の良い消音効果を上げることができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明にかかるアクティブ消音装置によれば、次のような効果が奏される。
排気管口近傍の排気管に吸音材を形成したので、排気管内の排気音と排気管口から放出された排気音の周波数成分差を減少させることができ、排気管口から放出された排気音とほぼ一致した逆位相音波を音波出力装置から出力させることができるので、効率の良い排気音の消音が可能となる。
ハウジング内の排気管軸と音波出力装置からの音波出力軸の交差角度が小さくなるように、ハウジングをその開口部が下向きにして傾斜させたので、排気音の向きと音波出力装置からの出力音波の向きが近づき、効率の良い排気音の消音が可能となる。
ハウジング内における排気管の占める容量が小さいので、音波出力装置に対する熱害が軽減される。
ハウジング開口部にフィンを付設したので、上方向および水平方向からの水や塵埃の侵入を防止することができ、消音効果を維持できる。
ハウジング内の排気管軸と平行となるようにハウジング開口部にフィンを形成したので、音波出力装置からの出力音波がフィンにより反射し、排気音の向きと一致することになるので、効率の良い排気音の消音が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）実施の第１の形態を説明する側面断面図である。
（ｂ）吸音材形成方法の別形態を説明する説明図である。
【図２】実施の第１の形態における周波数−音圧の測定結果を示すグラフである。
【図３】実施の第１の形態における周波数−コヒーレンスの測定結果を示すグラフである。
【図４】実施の第１の形態における周波数−コヒーレンスの測定結果を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の第２の形態を説明する側面断面図である。
【図６】本発明の実施の第３の形態を説明する側面断面図である。
【図７】本発明の実施の第４の形態を説明する側面断面図である。
【図８】図５におけるＡ−Ａ矢視図である。
【図９】本発明の実施の第５の形態を説明する側面断面図である。
【図１０】従来のアクティブ消音装置の説明図である。
【図１１】従来のアクティブ消音装置の説明図である。
【図１２】従来のアクティブ消音装置の説明図である。
【図１３】従来のアクティブ消音装置の説明図である。
【符号の説明】
１、１′ ：アクティブ消音装置
２、２′ ：排気管
２ａ、２ａ′：排気管口
２ｂ：排気管前部
２ｃ：排気管後部
３、３′ ：吸音材
４：音波出力装置
５、５′ ：ハウジング
６：残留音検出器
７：参照音検出器
８：コントローラ
９、１０：フィン
１１：吸音材ホルダ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a silencer that silences exhaust sound emitted from an exhaust pipe of an internal combustion engine, and more particularly to an active silencer that silences by outputting a sound wave having an opposite phase to the exhaust sound.
[0002]
[Prior art]
FIGS. 10 to 13 show a conventional example of an active silencer.
(1) FIG. 10A is an overall configuration diagram of one conventional example, and FIG. 10B is a cross-sectional view of the silencer unit. In FIG. 10A, an explosion sound from the internal combustion engine is emitted as an exhaust sound from the exhaust pipe port 21 a via the exhaust pipe 21. On the other hand, a sound wave having a phase opposite to that of the exhaust sound is output from the sound wave output device 22 of the active silencer 20 and interferes with the exhaust sound to muffle the exhaust sound. The sound wave output from the sound wave output device 22 is controlled by the controller 26, and the output signal from the residual sound detector 24 and the output signal from the reference sound detector 25 in the path of the exhaust pipe 21 are sent to the controller 26. The drive of the sound wave output device 22 is controlled so that the input and the output signal of the residual sound detector 24 are minimized. Here, the sound wave output from the sound wave output device 22 is reflected inside the housing 23, and the reflected sound wave has a time delay and a phase shift with respect to the direct sound that directly reaches the residual sound detector 24 without being reflected. Moreover, since these values are not constant, there is a problem that the effect of interference with the exhaust sound at the position of the residual sound detector 24 does not increase. For this purpose, a method is employed in which the inner wall of the housing is formed of a sound absorbing material 27 to absorb reflected sound.
[0003]
(2) Further, as a conventional example of a structure relating to a positional relationship between an exhaust pipe and a housing of an active silencer, there is an embodiment shown in FIGS.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described active silencer has the following problems.
(1) {circle around (1)} The active silencer in which the inner wall of the housing is formed of the sound absorbing material 27 is effective when the sound output device has a large distortion, but has a disadvantage that the effect is small when the distortion is small.
Further, since the entire inner wall of the housing is formed of a sound absorbing material, it is disadvantageous in terms of cost.
{Circle around (2)} The turbulence of the exhaust gas flow is constantly generated in the exhaust pipe 21, and the exhaust pipe itself vibrates violently, so that the frequency component of the exhaust sound at the position of the reference sound detector 25 and the exhaust pipe opening A phenomenon occurs in which the frequency components of the exhaust sound emitted from 21a differ. As described above, the controller 26 takes in the output signal from the reference sound detector 25 in the path of the exhaust pipe 21. The controller 26 outputs the sound wave based on the algorithm corresponding to the output signal from the reference sound detector 25. Since the drive signal is output to the device 22, as a result of the above phenomenon, the opposite-phase sound wave output from the sound wave output device 22 based on the drive signal causes a discrepancy with the frequency from the exhaust pipe port 21 a, and a predetermined noise reduction There is a problem that the effect is not improved. In the active silencer described above, the sound transfer characteristics from the position of the reference sound detector 25 to the position of the residual sound detector 24 have no effect at all.
[0005]
(2) The conventional active silencer having the structure shown in FIGS. 11 to 13 has the following problems.
(1) In the active silencer shown in FIG. 11, since the exhaust pipe penetrates through the sound wave output device, heat generated from the exhaust pipe is easily transmitted to the sound wave output device. In addition, the structure of the sound wave output device becomes very complicated, and the number of parts increases.
(2) In the active silencer shown in FIG. 12, since the exhaust pipe bends at a substantially right angle near the exhaust pipe opening, the degree of airflow noise increases, and the exhaust pipe capacity occupied in the housing increases. However, the structure is disadvantageous in terms of heat damage to the sound wave output device.
(3) In the active silencer shown in FIG. 13, since the exhaust pipe is bent with a gentle curvature at the upper part of the housing, it is difficult for airflow noise to be generated, and the portion inserted into the housing is formed linearly. Therefore, the volume occupied in the housing is reduced, which is advantageous in heat damage to the sound wave output device, but the direction of the exhaust sound emitted from the exhaust pipe port does not match the direction of the sound wave output from the sound wave output device. However, there is a problem that the noise reduction effect is small.
[0006]
In addition, in order for the sound wave output from the sound wave output device to efficiently interfere with the exhaust sound, it is necessary to increase the housing opening area. As a result, water and dust easily enter the housing, and the water and dust enter the housing. The problem that the sound wave output from the sound wave output device is not efficiently propagated when deposited and the noise reduction effect is reduced has been a major problem in the conventional active noise reduction device.
[0007]
The present invention has been made in view of such problems, and provides an active silencer that can reduce the number of parts and the amount of sound absorbing material used, is inexpensive, and can efficiently muffle exhaust noise. It is an object. It is another object of the present invention to provide an active silencer having a structure in which water, dust and the like are hardly penetrated.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention uses the following means to achieve the above object.
As a first means, a sound wave output device for outputting a sound wave, and a housing having one opening surrounding the exhaust pipe opening portion of the internal combustion engine and surrounding the sound wave output device, comprising: In an active noise reduction device that emits a sound wave having an opposite phase to the emitted exhaust sound from the sound wave output device to muffle the exhaust sound, the exhaust pipe bends at a gentle curvature, and the rear part of the exhaust pipe is an opening of the housing. The housing is inserted into the housing from the vicinity, and is linear. The housing is provided at a predetermined angle with respect to the axis of the front part of the exhaust pipe, and the axis of the rear part of the exhaust pipe and the sound emission device of the sound output device. The housing is mounted so that the angle of intersection with the shaft is small, the housing is inclined so that the opening thereof faces downward, and a plurality of fins are provided near the opening of the housing. It was attached.
[0009]
As a second means, the exhaust pipe comprises: a sound output device for outputting a sound wave; and a housing having an opening and surrounding the exhaust pipe opening of the internal combustion engine and the sound output device. In an active silencer that silences the exhaust sound by outputting a sound wave of the opposite phase to the exhaust sound emitted from the mouth from the sound wave output device, the exhaust pipe bends at a gentle curvature, and the rear part of the exhaust pipe is provided in the housing. The housing is inserted from the vicinity of the opening into the housing, and has a linear shape. The housing is provided at a predetermined angle with respect to an axis at the front of the exhaust pipe, and the axis at the rear of the exhaust pipe and the sound output device. crossing angle is mounted so as to decrease the acoustic emission axis, said housing and attached close a plurality of fins on the acoustic output device.
[0010]
Further, as a third means, the exhaust pipe comprises: a sound wave output device for outputting a sound wave; and a housing having an opening near the exhaust pipe opening of the internal combustion engine and surrounding the sound wave output device. In an active silencer that silences the exhaust sound by outputting a sound wave of the opposite phase to the exhaust sound emitted from the mouth from the sound wave output device, the exhaust pipe bends at a gentle curvature, and the rear part of the exhaust pipe is provided in the housing. The housing is inserted from the vicinity of the opening into the housing, and has a linear shape. The housing is provided at a predetermined angle with respect to an axis at the front of the exhaust pipe, and the axis at the rear of the exhaust pipe and the sound output device. is mounted such that the intersection angle between the acoustic emission axis decreases, and attaching a plurality of fins in the vicinity of the opening portion of the housing, the fins, the exhaust pipe is surrounded by the housing And it was formed in parallel.
[0011]
Further, as a fourth means, in said first means to the third means, and forms the shape of the sound-absorbing material in an exhaust pipe of the exhaust pipe opening neighborhood.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 (a) is a side sectional view illustrating a first embodiment of implementation (Reference Example). In the figure, an active silencer 1 includes a sound wave output device 4 for generating a sound wave for silencing, and a sound wave output device 4 made of metal or hard plastic for outputting the sound wave generated by the sound wave output device 4 to the outside. , And the exhaust sound emitted from the exhaust pipe 2 described later and the sound wave output from the sound wave output device interfere with each other, and the residual sound remaining when the exhaust sound is muted. And a residual sound detector 6 for detecting the remaining sound. The residual sound detector 6 is mounted in the vicinity of an opening of the housing 5 serving as a sound deadening area. Further, a portion near the exhaust pipe port 2 a of the exhaust pipe 2 for emitting exhaust gas and exhaust noise from the internal combustion engine is inserted into the housing 5. A sound absorbing material 3 is formed on the inner peripheral surface of the exhaust pipe near the exhaust pipe opening 2a. In this embodiment, glass wool is used as the sound absorbing material 3.
[0013]
Next, the operation of the active silencer will be described.
An explosion sound from an internal combustion engine (not shown) is emitted from an exhaust pipe port 2 a via an exhaust pipe 2. At this time, the sound in the exhaust pipe 2 is detected as a reference sound by the reference sound detector 7 in the path of the exhaust pipe 2, and a signal thereof is output to the controller 8. The residual sound in the muffling area at the opening of the housing 5 is detected by the residual sound detector 6, and the signal is output to the controller 8. The controller 8 to which the above two signals are input outputs a drive signal to the sound wave output device 4 so that the output signal of the residual sound detector 6 is minimized. In response to this drive signal, a sound wave having a phase opposite to that of the exhaust sound emitted from the exhaust pipe port 2a is output from the sound wave output device 4, and the exhaust sound is silenced in a silencing area near the opening of the housing 5 by the interference action.
[0014]
Here, the frequency component of the exhaust sound in the exhaust pipe 2 path changes due to the turbulence of the airflow generated in the exhaust pipe 2 and the like, and the frequency component at the position of the reference sound detector 7 and the frequency component at the exhaust pipe port 2a. Alternatively, the frequency component at the position of the residual sound detector 6 is different. Generally, high frequency components often increase due to the influence of turbulence. That is, a phenomenon occurs in which the sound transmission characteristics from the position of the reference sound detector 7 to the position of the residual sound detector 6 deteriorate.
For this reason, since the controller 8 drives and controls the sound wave output device 4 based on the algorithm according to the output signal from the reference sound detector 7, the opposite-phase sound wave output from the sound wave output device 4 is exhausted. A discrepancy occurs with the frequency component from the mouth 2a, and the predetermined noise reduction effect is not improved.
In the present embodiment, since the sound absorbing material 3 is formed on the inner peripheral surface of the exhaust pipe near the exhaust pipe port 2a as described above, a high frequency component is mainly absorbed, and a component similar to the exhaust sound frequency at the position of the reference sound detector 7 is provided. Is emitted from the exhaust pipe port 2a. Therefore, the sound wave of the sound wave output device 4 driven and controlled by the controller 8 based on the output signal from the reference sound detector 7 and the exhaust sound emitted from the exhaust pipe port 2a efficiently interfere with each other, and the exhaust sound is silenced. Efficiency will increase.
[0015]
2 to 4 show the measurement results of this embodiment.
The solid line shows the case where the sound absorbing material is formed, and the dotted line shows the case without the sound absorbing material, and the portion painted black between the two lines shows the effect of forming the sound absorbing material.
FIG. 2 is a graph showing the sound pressure at each frequency component of the residual sound. It has been found that the sound pressure of the residual sound decreases over a wide frequency band.
FIG. 3 is a graph showing the degree of coincidence of the frequency components of the sound waves at the position of the reference sound detector 6 and the position of the residual sound detector 5, with the vertical axis representing the degree of coincidence as coherence. 1.0 means complete agreement, and a lower value indicates less relevance to the frequency component. In this result, by forming the sound absorbing material, the difference between the two frequency components is reduced in a wide frequency band, and the sound transmission characteristics from the position of the reference sound detector 7 to the position of the residual sound detector 6 are improved. There was found. FIG. 4 is a graph showing the degree of coincidence of the frequency components of the sound waves at the position of the sound output device 4 and the position of the residual sound detector 5. It has been found that the sound transmission characteristics up to the position are improved.
[0016]
The sound absorbing material may be formed on the inner peripheral surface of the exhaust pipe as described above, or as shown in FIG. 1B, a large number of holes may be formed in the exhaust pipe, and the sound absorbing material may be formed on the outer peripheral portion of the exhaust pipe. For example, a mode in which the cylindrical sound-absorbing material holder 11 including the inside 3 is inserted may be used. The sound absorbing material holder 11 is fixed to the exhaust pipe by welding, riveting, or the like.
[0017]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a side sectional view of the active silencer 1 '. The exhaust pipe 2 'is bent at a gentle curvature, and the exhaust pipe rear part 2c extends into the housing 5'. The housing 5 'is attached at a predetermined angle with respect to the axis of the exhaust pipe front part 2b, and is mounted such that the intersection angle θ between the axis of the exhaust pipe rear part 2c and the sound emission axis of the sound output device is reduced. As a result, the direction of the exhaust sound emitted from the exhaust pipe opening 2a 'and the direction of the sound wave emitted from the sound wave output device 4 become closer to each other, so that the sound deadening effect can be improved. Further, since the exhaust pipe rear part 2c is inserted into the housing 5 'from the vicinity of the opening of the housing 5' and is linear, the capacity of the exhaust pipe 2 'occupying the housing 5' is reduced. The effect of the heat generated by the exhaust pipe rear part 2c on the sound wave output device 4 is reduced because the sound wave output device 4 is away from the sound wave output device 4.
At the position near the opening of the housing 5 ', fins 9 are formed over the entire circular cross section of the opening of the housing 5' as shown in FIGS. 5 and 8 (a). Since the housing 5 'is inclined with its opening downward, the fins prevent water and dust from entering from above and in the horizontal direction, and as a result, sound waves output from the sound wave output device 4 can be efficiently eliminated. , And the noise reduction efficiency can always be kept constant.
The fins 9 may have a stiffener shape as shown in FIG. 8B or a lattice shape as shown in FIG. 8C.
[0018]
Next, as shown in FIG. 6, a third embodiment is a case where the fins 9 in the above-described second embodiment are formed closer to the sound wave output device 4. Also in this embodiment, the fins 9 having the shapes shown in FIGS. 8A, 8B, and 8C are used.
[0019]
Next, a fourth embodiment will be described. In FIG. 7, the exhaust pipe 2 'extends into the housing 5' in the same manner as in the second and third embodiments. The housing 5 'is mounted parallel to the axis of the exhaust pipe front 2b. In the vicinity of the opening of the housing 5 ', a plurality of fins 10 are formed over the entire circular cross section of the opening of the housing 5' so that the surface thereof is parallel to the axis of the exhaust pipe rear part 2c. Therefore, the sound wave output from the sound wave output device 4 is reflected by the fins 10 and completely matches the direction of the exhaust sound emitted from the exhaust pipe port 2a ', and a high-efficiency and stable noise-reducing effect is exhibited. Will be.
In the present embodiment, the fins 10 also have the above-described dustproof function. Further, the effect of heat on the sound wave output device 4 is small as in the above-described embodiment.
The shape of the fin 10 may be the one shown in FIGS. 8B and 8C in addition to the above-described FIG. 8A.
[0020]
Next, a fifth embodiment will be described. This embodiment is a case where the means according to the first embodiment and the fourth embodiment are used together as shown in FIG. 9, and a sound absorbing material 3 'is formed on the inner peripheral surface of the exhaust pipe near the exhaust pipe port 2a'. A plurality of fins 10 are formed near the opening of the housing 5 'so as to be parallel to the axis of the exhaust pipe rear part 2c.
The shape of the fin 10 may be the one shown in FIGS. 8B and 8C in addition to the above-described FIG. 8A. This embodiment can provide the most efficient noise reduction effect.
[0021]
【The invention's effect】
According to the active noise reduction device of the present invention, the following effects can be obtained .
Since the formation of the sound absorbing material in an exhaust pipe of the exhaust pipe outlet near the exhaust sound of the exhaust pipe can be reduced frequency component difference of emitted exhaust sound from the exhaust pipe outlet, released exhaust sound from the exhaust pipe outlet Since the opposite phase sound wave almost coincident with the above can be output from the sound wave output device, efficient exhaust sound silencing can be achieved.
As the crossing angle of the sound wave output shaft from the exhaust pipe shaft and wave output unit in the housings is reduced, since the opening of the housing is tilted in the downward, the output from the orientation and acoustic output device exhaust sound The direction of the sound wave approaches, and efficient exhaust noise silencing becomes possible.
Since volume occupied by the exhaust pipe in the housings is small, heat damage can be reduced with respect to sound waves output device.
Having attached the fins housings opening, it is possible to prevent intrusion of water and dust from the upper direction and the horizontal direction can be maintained silencing effect.
Since the formation of the fin to the housing opening so as to be parallel to the exhaust pipe axis in the housings, is reflected by the output wave fins from acoustic output device, it means that matches the orientation of the exhaust sound, the efficiency of Good exhaust noise can be eliminated .
[Brief description of the drawings]
1 (a) is a side sectional view illustrating a first embodiment of the implementation.
(B) It is explanatory drawing explaining another form of a sound absorbing material formation method.
[2] frequency of the first and second aspects of the implementation - is a graph showing the measurement results of the sound pressure.
[3] frequency of the first and second aspects of the implementation - is a graph showing the measurement results of coherence.
[4] frequency of the first and second aspects of the implementation - is a graph showing the measurement results of coherence.
FIG. 5 is a side sectional view illustrating a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a side sectional view illustrating a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a side sectional view illustrating a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a view as viewed in the direction of arrows AA in FIG. 5;
FIG. 9 is a side sectional view illustrating a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a conventional active silencer.
FIG. 11 is an explanatory diagram of a conventional active silencer.
FIG. 12 is an explanatory diagram of a conventional active silencer.
FIG. 13 is an explanatory diagram of a conventional active silencer.
[Explanation of symbols]
1, 1 ': Active silencer 2, 2': Exhaust pipe 2a, 2a ': Exhaust pipe opening 2b: Exhaust pipe front 2c: Exhaust pipe rear 3, 3': Sound absorbing material 4: Sound wave output device 5, 5 ' : Housing 6: Residual sound detector 7: Reference sound detector 8: Controllers 9 and 10: Fins 11: Sound absorbing material holder

Claims

A sound wave output device that outputs sound waves, and a housing having an opening portion surrounding the exhaust pipe opening portion of the internal combustion engine and the sound wave output device, and an exhaust sound emitted from the exhaust pipe opening. In an active silencer that silences exhaust sound by outputting sound waves of opposite phase from the sound wave output device,
The exhaust pipe is bent at a gentle curvature, the rear part of the exhaust pipe is inserted into the housing from near the opening of the housing, and is straight,
The housing is attached at a predetermined angle with respect to the axis of the exhaust pipe front, and is mounted such that the intersection angle between the axis of the exhaust pipe rear and the sound emission axis of the sound output device is reduced.
An active silencer, wherein the housing is inclined so that an opening thereof faces downward, and a plurality of fins are provided near an opening of the housing.

A sound wave output device that outputs sound waves, and a housing having one opening surrounding the exhaust pipe opening portion of the internal combustion engine and the sound wave output device, and an exhaust sound emitted from the exhaust pipe opening. In an active silencer that silences exhaust sound by outputting sound waves of opposite phase from the sound wave output device,
The exhaust pipe is bent at a gentle curvature, the rear part of the exhaust pipe is inserted into the housing from near the opening of the housing, and is straight,
The housing is attached at a predetermined angle with respect to a shaft at the front of the exhaust pipe, and is mounted such that an intersection angle between the shaft at the rear of the exhaust pipe and the sound emission axis of the sound output device is reduced.
An active silencer, wherein a plurality of fins are attached to the housing in proximity to the sound wave output device.

A sound wave output device that outputs sound waves, and a housing having an opening portion surrounding the exhaust pipe opening portion of the internal combustion engine and the sound wave output device, and an exhaust sound emitted from the exhaust pipe opening. In an active silencer that silences exhaust sound by outputting sound waves of opposite phase from the sound wave output device,
The exhaust pipe is bent at a gentle curvature, the rear part of the exhaust pipe is inserted into the housing from near the opening of the housing, and is straight,
The housing is attached at a predetermined angle with respect to the axis of the exhaust pipe front, and is mounted such that the intersection angle between the axis of the exhaust pipe rear and the sound emission axis of the sound output device is reduced.
A plurality of fins are provided near an opening of the housing , and the fins are formed so as to be parallel to an axis of an exhaust pipe surrounded by the housing.

Active noise cancellation device according to any one of claims 1 to 3, characterized in the Turkey have sound-absorbing material is formed in the exhaust pipe before Symbol exhaust pipe opening neighborhood.