JPH03147500A - 消音装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は自動車、船舶、飛行機等の排気音を減少させる
消音装置に関するものである。

従来の技術 自動車やオートバイなどの排気音を減少させる方法とし
て一般的なものとしてマフラーによる方法がある。

第９図（ａ）はマフラーの断面を示した図であり、第９
図Φ）は等価回路である。この図かられかるとおり、ロ
ーパスフィルタが構成されることになり、遮断周波数領
域の音は減衰されることになる。また空気の質量ｍおよ
びコンプライアンスＣを適当に選ぶことにより遮断周波
数を任意に設定することができる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、遮断周波数領域以
外の音を減衰することはできない。

本発明は、上記課題を解決するものであり、マフラーだ
けでは減衰しきれない音を電気音響的な方法により減衰
させることのできる消音装置を提供するものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の消音装置は、乗り物
のエンジン回転数を検出する検出手段と、あらかじめそ
の排気音が録音されているメモリと、検出手段の出力信
号に応じてメモリの読み出しクロック周期をを制御する
メモリ制御手段と、メモリのディジタル出力信号をアナ
ログ信号に変換するディジタル／アナログ変換器と、デ
ィジタル／アナログ変換器の出力の位相を調整する位相
調整器と、位相反転回路と、電力増幅器と、スピーカか
ら構成されている。

作用 上記本発明の構成によれば、検出手段にて検出されたエ
ンジンの回転数に応じて、あらかじめその排気音が録音
されているメモリの読み出しクロック周期を制御し、録
音されたエンジン音の音程を変化させて、その回転中の
エンジン音と全く同じ音程のメモリ出力が得られる。そ
してこのメモリ出力を位相調整器によりマフラーからの
排気音と同相になるように調整した後、位相反転してス
ピーカから再生すれば排気音レベルが減衰することとな
る。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の一実施例における消音装置のブロック
図を示すものである。第１図において、１はエンジン回
転数を検出する検出手段としての回転数検出回路、２は
メモリ制御手段としての音程制御回路、３は排気音を録
音しているメモリ、４はディジタル／アナログ変換器（
以後Ｄ／Ａ変換器と略す）５はＤ／Ａ変換器４からの信
号を排気音と同相にする位相調整器、６は位相反転回路
、７は電力増幅器、８はスピーカ、９はエンジン、１０
はエンジン９からの排気を大気中に導くマフラーである
。

以上のように構成された消音装置について、以下その動
作について説明する。まず回転数、検出回路１はエンジ
ンの回転数を表示する一般的なタコメータに見られる回
転数検出部と同一の回路で、エンジンの点火時期を制御
しているディストリビュータから電気的にエンジンの回
転数を検出する。

この回転数検出回路１の出力信号Ｓ１は、その検出方法
によってエンジンの回転数に比例したアナログ信号ある
いはパルス信号となり、音程制御回路２に入力される。

音程制御回路２は、回転数検出回路１の出力信号Ｓ１に
応じて、あらかじめその乗物の排気音Ｎが録音されてい
るメモリ３の読み出しクロック周期を制御する。そして
この音程制御回路２から出力されるディジタル信号Ｓ２
によってメモリ３から読み出されたディジタル信号Ｓ３
はＤ／Ａ変換器４によってアナログ信号Ｓ４に変換され
、その各々の時刻での排気音と全く同一の音程すなわち
同一の周波数成分を有するエンジンの回転数によって制
御された排気音が得られる。そしてＤ／Ａ変換器４から
出力されるアナログ信号Ｓ４は第２図に示すように位相
調整器５において、排気音Ｎとの時間差ΔＴを補正して
排気音Ｎとアナログ信号Ｓ４を同相にする。調整方法と
しては、ユーザーが試聴して排気音が最も小さくなるよ
うにすればよい、このように調整された信号Ｓ５は位相
反転回路６によって位相反転され、排気音Ｎと逆相の信
号Ｓ６として出力される。そしてその信号Ｓ６は電力増
幅器７で増幅されて信号Ｓ７となり、これがスピーカ８
により再生されて再生音Ｓ８となる。この再生音Ｓ８は
排気音Ｎと空気中で干渉し、互いに逆相関係であるので
排気音レベルが減少する。

次に前記音程制御回路２とメモリ３について詳しく説明
する。

第３図はメモリ３に録音される排気音の波形Ｆ０（周期
Ｔ、）を示す。この排気音の波形Ｆ０は第４図（ａ）に
示すように正弦波の波形に単純化され、第５図（ａ）に
示すように周期ΔｔｌでサンプリングされてＮ個の量子
化された信号列Ａ、、Ａ、、・・・ＡＮ−、がメモリ３
に録音される。なお、このメモリ８への録音作業は通常
製品毎に新たに新しい音を録音するのではな（、ＩＣメ
ーカーにて行なわれる。

次にメモリ３から読み出された排気音の音程を変更する
方法について説明する。第４図（ｂ）に示すように音程
を下げる場合、すなわち波形Ｆ２の周期Ｔ２をＴＩ　＜
’ｒ、の条件とする場合には、第５図ＣＯ＞に示すよう
に、第５図（ａ）の形でメモリ３に録音されているデー
タを、その録音されたときの周期Δｔｌよりも大きな周
期Δｔ２で録音された順番に読み出すことで実現できる
。またその反対に、第４図（Ｃ）に示すように、音程を
上げる場合、すなわち波形Ｆ、の周期Ｔ３をＴ、＞Ｔ３
の条件とする場合には、第５図（Ｃ）に示すように、第
５図（ａ）の形でメモリ３に録音されているデータを、
その録音されたときの周期Δｔｌよりも小さな周期ΔＬ
３で録音された順番に読み出すことで実現できる。

第６図は、エンジン回転数と、第５図（ａ）、（ロ）。

（Ｃ）に示した周期、すなわち読み出しクロック周期と
の関係を示している。音程制御回路２はメモリ３に録音
されている排気音のデータＡ、、Ａ、。

・・・＋　ＡＩＪ−１を自動車のエンジンの回転数に比
例して出力させるために、エンジンの回転数に応じてメ
モリ３の読み出しクロック周期を制御するディジタル信
号Ｓ２を出力する。

このように、メモリ３にあらかじめ録音されたその乗り
物の排気音をエンジンの回転数に応じて全く同じ音程に
変えて取り出すことができる。

以下、本発明の第２の実施例について、図面を参照しな
がら説明する。

第７図は本発明の第２の実施例における消音装置を示す
ものであり、第１の実施例におけるスピーカ８を、マフ
ラー１０に取付けた構成となっている。

まずメモリ３にはマフラー１０の内部における排気音Ｎ
１が録音されている。この録音されている音は第１の実
施例の場合と同様にスピーカ８から再生音Ｓ９として再
生される。ここで内部排気音Ｎ１と再生音Ｓ９は互いに
逆相関係にあるので打消し合って排気音レベルが減衰す
る。

以上のように本実施例によれば、マフラー１０にスピー
カ８を取付けたことによりマフラー１０の内部において
排気音レベルを減衰することができるので、効率よく消
音できる。

以下、本発明の第３の実施例について、図面を参照しな
がら説明する。

第８図は本発明の第３の実施例における消音装置を示す
ものであり、第２の実施例におけるスピーカ８を、音響
管１１を通じてマフラー１０に取付けた構成となってい
る。

このように音響管１１を利用することにより低域再生能
率が向上して排気音レベルがより効果的に減衰できる。

また同時にスピーカ８も小形にすることができ、さらに
マフラー１０とスピーカ８が音響管１１によって離され
ているので、高温の排気が直接スピーカ８に触れること
がなく耐久性に優れている。

発明の効果 本発明は、回転数検出手段とメモリ制御手段を設けたこ
とにより、その各々の時刻での排気音と全く同一の周波
数成分を有する信号を電気的に創成でき、これを位相調
整器と位相反転回路により排気音と逆相の信号に変換で
き、スピーカで再生することにより排気音を減衰するこ
とができる。

また、スピーカを排気管に取付け、排気管内部によって
消音する構造とすることにより大気中で消音する方法と
比べて効率的に消音できる。さらにスピーカと排気管を
音響管により接続することにより、スピーカを小形にで
きかつ低域再生能率を高めてより効果的に消音でき、ま
た耐久性が向上できるという優れた消音装置を実現でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における消音装置のブロ
ック図、第２図は排気音とメモリより出力された信号お
よび位相調整された信号の関係図、第３図は排気音の波
形図、第４図は排気音の波形を単純化した図、第５図は
第４図の波形をそれぞれ量子化した模式図、第６図はエ
ンジンの回転数とメモリ読み出しクロック周期の関係を
示す特性図、第７図は本発明の第２の実施例における消
音装置のブロック図、第８図は本発明の第３の実施例に
おける消音装置のブロック図、第９図（ａ）はマフラー
の断面図、第９図（ハ）は第９図（ａ）に示すマフラー
の等価回路を示す図である。 １・・・・・・回転数検出回路、２・・・・・・音程制
御回路、３・・・・・・メモリ、４・・・・・・Ｄ／Ａ
変換器、５・・・・・・位相調整器、６・・・・・・位
相反転回路、７・・・・・・電力増幅器、８・・・・・
・スピーカ、９・・・・・・エンジン、１０・・・・・
・マフラ、１１・・・・・・音響管。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジン回転数を検出する検出手段と、あらかじ
   め排気音が録音されているメモリと、前記検出手段の出
   力信号に応じて前記メモリの読み出しクロックを制御す
   るメモリ制御手段と、前記メモリのディジタル出力信号
   をアナログ信号に変換するディジタル／アナログ変換器
   と、前記ディジタル／アナログ変換器の出力の位相を調
   整する位相調整器と、前記位相調整器の出力信号の位相
   を反転する位相反転回路と、前記位相反転回路の出力信
   号をもとに音を再生するスピーカとを備えたことを特徴
   とする消音装置。
2. （２）スピーカは、その振動板がエンジンから排気管開
   口までの間で、排気管内部空気と触れる構造とすること
   を特徴とする請求項（１）記載の消音装置。
3. （３）スピーカは、その振動板がエンジンから排気管開
   口までの間で、音響管を通じて排気管内部空気と触れる
   構造とすることを特徴とする請求項（１）記載の消音装
   置。