JPH0645614Y2 - 自動車の排気管用アクティブキャンセラ−システム - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、自動車のエンジンの排気騒音を消音するのに
用いられる排気管用アクティブキャンセラーシステムに
関する。

（従来の技術） 従来の排気管用アクティブキャンセラーシステムとして
は、例えば、特開昭62−48910号公報に記載されている
ようなものが知られている（第３図）。この従来の排気
管用アクティブキャンセラーシステムは一端がエンジン
に接続された排気管01と、該排気管に接続されたキャン
セルスピーカ02と、前記排気管系に設けられた第1,第２
のマイク03,04と、両マイクからの信号に基いて排気騒
音を監視し所定の制御信号を前記キャンセルスピーカに
出力するアクティブキャンセル制御手段05とを備え、排
気騒音に対して騒音とは逆位相の粗密圧力波をキャンセ
ルスピーカ02から出力することによって、両圧力波の打
ち消し作用で消音を行うものであった。

（考案が解決しようとする問題点） このような従来のアクティブキャンセラーシステムの場
合、キャンセルスピーカの裏側から発する音が問題とな
る。すなわち、キャンセルスピーカの裏側にはキャンセ
ルスピーカの圧力波とは逆位相の圧力波つまり排気騒音
と同様の圧力波が発せられる。言い換えると排気の騒音
だけがキャンセルスピーカの裏側にとり出されることと
なる。よって、このキャンセルスピーカの裏側で発せら
れる騒音をどう処理するかが問題であった。

これに対し、特開昭60−22010号公報には、キャンセル
スピーカの裏側にスピーカを覆う密閉型のボックスを設
け、ボックス内の空間に吸音材を設けたものが示されて
いる。

しかし、この密閉型ボックスによれば、排気熱の影響に
よりボックス内の温度が上昇して熱気状態となってもこ
の熱気の逃げ道がないため、長距離走行時等では高温熱
気状態が続くことになり、キャンセルスピーカにある程
度の耐熱性を持たせてあっも耐熱限度を超えてしまい、
スピーカの性能低下が生じる。

また、排気熱の影響によりボックス内の空気が熱膨張す
るとボックス内圧が高まり、このボックス内圧影響を受
けてスピーカコーンが適切に振動せず、騒音キャンセル
時にスピーカから発せられる音圧が低くなり、所期の騒
音キャンセルができなくなる。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、このような従来の問題点を解決することを目
的としてなされたもので、この目的達成のために本考案
では、一端がエンジンに接続された排気管と、該排気管
の騒音に対して圧力波を重ねることが可能に設けられた
キャンセルスピーカと、前記エンジンからの騒音を監視
して所定の制御信号を前記キャンセルスピーカに出力す
るアクティブキャンセル制御手段を備え、排気管騒音の
騒音圧力波に対して騒音とは逆位相の消音圧力波をキャ
ンセルスピーカから出力して両圧力波の打ち消し作用に
より消音を行なうアクティブキャンセラーシステムにお
いて、前記キャンセルスピーカの裏側にエンクロージャ
ボックスを設け、該エンクロージャボックスに、ボック
ス内圧と外気圧の差圧により外気導入と内気排出を行な
う呼吸機構を設けたことを特徴とする手段とした。

（作用） 排気管騒音キャンセル時には、アクティブキャンセル制
御手段において、エンジンからの騒音を監視して所定の
制御信号がキャンセルスピーカに出力され、排気管騒音
の騒音圧力波に対して騒音とは逆位相の消音圧力波をキ
ャンセルスピーカから出力して両圧力波の打ち消し作用
により消音が行なわれる。

この時、キャンセルスピーカの裏側から発生られた騒音
波と同位相の騒音は、エンクロージャボックスにより吸
収され、スピーカ裏側からの放射音が低く抑えられる。

そして、エンクロージャボックスには、ボックス内圧と
外気圧の差圧により外気導入と内気排出を行なう呼吸機
構が設けられていることで、排気熱の影響によりボック
ス内の空気が熱膨張してボックス内圧が高まるとボック
ス内の熱気が排出され、また、ボックス内圧が低くなる
と新鮮な外気が導入されるという呼吸作用を示す。この
呼吸作用により、ボックス内が外気との入れ替えによる
冷却で高温熱気状態が続くことがなく、スピーカの性能
が確保される。さらに、ボックス内の圧力が過度に負圧
となったり正圧となることなく、ほぼ大気圧レベルに保
たれることで、スピーカコーンの適切な振動が確保さ
れ、上記騒音キャンセル作用がボックス内圧影響で損な
われることがない。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面により詳述する。

まず、第１図及び第２図に示す実施例についてその構成
を説明する。

実施例のアクティブキャンセラーシステムＡは、第１図
に示すように、排気管10、スピーカ管20、キャンセルス
ピーカ30、アクティブキャンセル制御手段60、エンクロ
ーズボックス80を主要な構成要素としている。

前記排気管10は、一端部が騒音源であるエンジン70に接
続され、他端部に排気音流出口11を有していて、車体１
の下側を通って、車体１の後端部まで配設されている。

前記スピーカ管20は、車体１のエンジンルーム２の下方
位置で前記排気管10に直交して上向きに設けられ、か
つ、一端部がキャンセルスピーカ30に接続され、他端部
に排気管10の管路12に開口されたスピーカ音流出口21を
有している。

前記アクティブキャンセル制御手段60は、前記エンジン
70からの排気音を監視して所定の消音圧力波発生信号
（ｌ）を前記キャンセルスピーカ30に出力する制御手段
で、入力手段として騒音検出マイク40を備え、出力手段
としてコントロールユニット50を備えている。

尚、このアクティブキャンセル制御手段60からの消音圧
力波発生信号（ｌ）がキャンセルスピーカ30に入力され
ると、キャンセルスピーカ30の表側から排気音の圧力波
（以後、騒音圧力波という）とは逆位相の粗密圧力波
（以後、消音圧力波という）が出力され、また、キャン
セルスピーカ30の裏側からは消音圧力波とは逆位相、つ
まり騒音圧力波と同様の裏側圧力波が出力される。

前記騒音検出マイク40は、騒音圧力波を検出する手段
で、コントロールユニット50に騒音信号（ｍ）を出力す
る。

前記コントロールユニット50は、前記騒音検出マイク40
からの騒音信号（ｍ）に基づいて、騒音圧力波とは逆位
相の消音圧力波を前記キャンセルスピーカ30から出力さ
せる装置で、このコントロールユニット50は、A/D変換
器51、メモリ52、CPU53、D/A変換器54、グラフィックイ
コライザ55、パワーアンプ57を備えている。

前記A/D変換器51は、前記騒音検出マイク４からの騒音
信号（ｍ）からの波形をCPU53にて演算処理できるデジ
タル信号に変換する変換器である。

前記メモリ52は、書き込み、読み出しのできるメモリ
で、騒音検出マイク40からの騒音信号に基く騒音圧力波
情報の書き込みやCPU53での演算途中における情報の書
き込みが行なわれ、また、CPU53での演算処理に必要な
情報が予め記憶されていて、必要に応じてCPU53へ読み
出される。

前記CPU53は、入力された各種の情報を予め定められた
処理条件に従って演算処理を行なう装置である。

前記D/A変換器54は、CPU53からの演算結果信号であるデ
ジタル信号をアナログ信号に変換する変換器である。

前記グラフィックイコライザ55は、D/A変換器54からの
アナログ信号に基づいて、任意の波形を形成する圧力波
形成器である。

前記パワーアンプ57は、前記グラフィックイコライザ55
からの圧力波を増幅させて前記キャンセルスピーカ30に
消音圧力波発生信号（ｌ）を出力する増幅器である。

エンクロージャボックス80は前記キャンセルスピーカ30
の裏側を覆って形成され、前記キャンセルスピーカ30と
共にトランクルーム２に形成されたタイヤ収納庫３の中
央部分に設けられている。即ち、このエンクロージャボ
ックス80はキャンセルスピーカ30の裏側圧力波を吸収す
るためのもので、内側にグラスウール等の吸収材81が設
けられている。

また、このエンクロージャボックス80には、第２図に示
すように、高圧で外側に開く一方弁82と負圧で内側に開
く一方弁83とが設けられ、エンクロージャボックス80内
の空気を内圧変化により連通管84,84を介して外気と入
れ変えることで内部の冷却を行い、キャンセルスピーカ
30の性能低下を防止するようにしている。即ち、エンク
ロージャボックス80内の高温となった空気は上昇され
る。そして内圧が高くなった時に一方弁82が開いて高温
の空気は連通管84から外部へ排出される。また、内圧が
低くなると一方弁83が開いて外気が導入される。このよ
うにして、エンクロージャボックス80では両一方弁82,8
3により新鮮な外気の導入と熱気の排出が裏側圧力波の
圧力変動により成され、冷却が行われる。

尚、両一方弁82,83は排出と導入の機能分割が成されて
いるからエンクロージャボックス80内には一方83側から
他方82側への空気の流れが生じ冷却が効率良く成され、
また、一旦排出した熱気を再び導入することもない。ま
た、連通管84から漏れる音は連通管84の径が小さいので
極僅かである。

図中５はタイヤ収納庫３に収納されているスペアタイヤ
を示し、ホイル部６を備えている。

次に実施例の作用を説明する。

まず、排気管10内の騒音圧力波の周波数が騒音検出マイ
ク40により検出されてコントロールユニット50に入力さ
れると、該コントロールユニット50からキャンセルスピ
ーカ30に、検出した騒音圧力波と逆位相の消音圧力波を
発生させるための消音圧力波発生信号（ｌ）が出力され
る。

この消音圧力波発生信号（ｌ）がキャンセルスピーカ30
に入力されると、騒音圧力波とは逆位相の消音圧力波が
キャンセルスピーカ30から出力され、両圧力波同士の打
ち消し合い、つまりアクティブキャンセル作用によって
排気管10内の騒音圧力波は消失し、排気音が消音される
ことになる。

また、キャンセルスピーカ30の裏側に出力された裏側圧
力波はエンクロージャボックス80内に封じ込まれ吸収さ
れる。そしてこのエンクロージャボックス80から外側へ
の放射音はトランクルーム２内に放射されるため、車外
や車室に伝わらず騒音を抑えることができる。

また、このエンクロージャボックス80内の空気は一方弁
82,83の開閉によって常時入れ変えられて冷却され、キ
ャンセルスピーカ30に高温による性能低下が生じないよ
うにすることができる。

このように本考案実施例では、キャンセルスピーカ30の
裏側から出力される裏側圧力波が車外や車室内に伝わら
ないようにでき、騒音を低減することができるという効
果が得られる。

また、エンクロージャボックス80は、トランクルーム２
内のタイヤ収納庫３において収納されたスペアタイヤ５
のホイル部６の下方に位置していて使用されることのな
い空間、いわゆるデッドスペースに設けられるために、
車体空間の有効利用が成されるという効果が得られる。

以上、本考案の実施例を図面により詳述してきたが、具
体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本考
案の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があって
も本考案に含まれる。

例えば、実施例では排気管の騒音をマイクにより直接検
出するようにしたが、クランク軸の角速度等により間接
的に検出するようにしてもよい。

また、実施例ではスピーカ管を排気管に接続した例を示
したが、排気管と平行に設けその先端の開口を排気流出
口と同一位置に設けるようにしてもよい。

また、実施例では吸音材としてグラスウールを示したが
他の部材を用いてよい。

また、排気管とスピーカ管との間に断熱剤を設けて排気
熱がキャンセルスピーカに伝わるのを遮断するようにし
てもよい。

（考案の効果） 以上説明してきたように、本考案の自動車の排気管用ア
クティブキャンセラーシステムにあっては、キャンセル
スピーカの裏側にエンクロージャボックスを設け、該エ
ンクロージャボックスに、ボックス内圧と外気圧の差圧
により外気導入と内気排出を行なう呼吸機構を設けたシ
ステムとしたため、キャンセルスピーカの高温による性
能低下を防止できると共に、スピーカコーンの適切な振
動による排気騒音キャンセル作用の確保を図ることがで
きるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例のアクティブキャンセラーシステ
ムを示す全体図、第２図は実施例システムの要部を示す
断面図、第３図は従来例を示す全体図である。 ２…トランクルーム ３…タイヤ収納庫 10…排気管 30…キャンセルスピーカ 60…アクティブキャンセル制御手段 70…エンジン 80…エンクロージャボックス

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一端がエンジンに接続された排気管と、 該排気管の騒音に対して圧力波を重ねることが可能に設
   けられたキャンセルスピーカと、 前記エンジンからの騒音を監視して所定の制御信号を前
   記キャンセルスピーカに出力するアクティブキャンセル
   制御手段を備え、 排気管騒音の騒音圧力波に対して騒音とは逆位相の消音
   圧力波をキャンセルスピーカから出力して両圧力波の打
   ち消し作用により消音を行なうアクティブキャンセラー
   システムにおいて、 前記キャンセルスピーカの裏側にエンクロージャボック
   スを設け、該エンクロージャボックスに、ボックス内圧
   と外気圧の差圧により外気導入と内気排出を行なう呼吸
   機構を設けたことを特徴とする自動車の排気管用アクテ
   ィブキャンセラーシステム。