JPH0693826A - 能動型消音器 - Google Patents

能動型消音器

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JPH0693826A
JPH0693826A JP4269543A JP26954392A JPH0693826A JP H0693826 A JPH0693826 A JP H0693826A JP 4269543 A JP4269543 A JP 4269543A JP 26954392 A JP26954392 A JP 26954392A JP H0693826 A JPH0693826 A JP H0693826A
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JP
Japan
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sound
sound wave
housing
exhaust pipe
output device
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Withdrawn
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JP4269543A
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English (en)
Inventor
Shuichi Hase
周一 長谷
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Sango Co Ltd
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Sango Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N1/00Silencing apparatus characterised by method of silencing
    • F01N1/06Silencing apparatus characterised by method of silencing by using interference effect
    • F01N1/065Silencing apparatus characterised by method of silencing by using interference effect by using an active noise source, e.g. speakers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 能動型消音器において、少くとも音波出力装
置の音波出力側を囲繞するハウジングを適切に冷却し得
るようにする。 【構成】 内燃機関の排気管3の出口近傍に配設する音
波出力装置5と、排気管3の出口及び少くとも音波出力
装置5の音波出力側を囲繞すると共に音波出力装置5か
ら所定距離隔てて開口部を有するハウジング40と、ハ
ウジング40内に露呈するように開口部近傍に配設する
残留音検出器6を備えている。そして、ハウジング40
の外面の少くとも一部(ミキサ40b)に冷却用のフィ
ン40fを形成する。而して、排気管3からの排気音に
対し、音波出力装置5から出力する逆位相の音波を干渉
させて消音を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関に装着される能
動型消音器に関し、特に排気管からの排気音に対し逆位
相の音波を出力する音波出力装置を備え、音波の干渉作
用によって消音を行なう能動型消音器に係る。
【0002】
【従来の技術】近時、内燃機関の排気音に対して音波を
干渉させて能動的に消音する能動型消音器が注目されて
いる。例えば特表平2−503219号公報には、能動
的音響低減システムにおける排気マフラ装置の構成が開
示されている。即ち、スピーカが排気管の軸心に対して
対称に設けられ、排気管を囲繞する環状室がアンチノイ
ズ室として形成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図12及び図13は上
記公報に記載の装置と同様、排気管EXに対するスピー
カSPの一般的な配置例を示すものである。図12にお
いては、排気管EXの出口部を囲繞するようにハウジン
グH1が設けられており、排気管EXの軸に対し直交す
る方向に音波を出力するようにスピーカSPが配置さ
れ、排気管EXの出口部近傍にマイクMCが配置されて
いる。そして、ハウジングH1内には、スピーカSPの
後方にエンクロージャE1が郭成され、スピーカSPの
前方及び排気管EXの出口部を含むミキサM1が郭成さ
れている。また、図13においては、排気管EXの軸に
対し平行方向に音波を出力するようにスピーカSPが配
置されている。排気管EXに設けられるハウジングH2
内には、スピーカSPの後方にエンクロージャE2が郭
成され、スピーカSPの前方及び排気管EXの出口部を
含むミキサM2が郭成されている。ミキサM2の開口部
は排気管EXより若干大径とされているが、ハウジング
H2の本体部より小径で、本体部から開口部にかけて絞
り形状とされており、スピーカSPの前方に壁面が立設
されている。
【0004】これらの装置において、ミキサM1,M2
を構成する、スピーカSPからマイクMCに至る空間
は、排気管から伝達される熱及び排気管から噴出する高
温の排気ガスによって加熱される。しかし、この空間の
温度が大きく変化すると、スピーカSPから消音領域の
マイクMCまでの音響伝達特性が変化するので、消音性
能を損なうこととなる。
【0005】また、スピーカSPは作動時に発熱し、排
気音を相殺すべく大出力で作動しているときには発熱量
も大となり、エンクロージャE1の空間のみでは冷却が
不十分でスピーカSPの出力効率が低下することとな
る。このため、スピーカSPの電力消費が大となり、消
音性能の低下も生じ得る。従って、この種のスピーカと
しては耐熱性に優れたものを用いる必要があり、コスト
高となる。マイクMCについても、排気管からの熱放射
によりハウジングH1,H2内が加熱されるので、耐熱
性に優れたものを用いる必要があり、コスト高となる。
更に、図13に示すように、排気管EXがエンクロージ
ャE2を貫通するように構成されている場合には、スピ
ーカSPの温度上昇が一層著しくなり、その駆動装置部
分が加熱されることになるので、所期の出力性能を得る
ことが困難となる。
【0006】そこで、本発明は、音波出力装置を備え、
排気管からの排気音に対して逆位相の音波を干渉させて
消音を行なう能動型消音器において、少くとも音波出力
装置の音波出力側を囲繞するハウジングを適切に冷却し
得るようにすることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、内燃機関の排気管の出口近傍に配設する
音波出力装置と、前記排気管の出口及び少くとも前記音
波出力装置の音波出力側を囲繞すると共に前記音波出力
装置から所定距離隔てて開口部を有するハウジングと、
該ハウジング内に露呈するように前記開口部近傍に配設
する残留音検出器とを備え、前記排気管からの排気音に
対し、前記音波出力装置から出力する逆位相の音波を干
渉させて消音を行なう能動型消音器において、前記ハウ
ジングの外面の少くとも一部にフィンを形成することと
したものである。
【0008】
【作用】上記の構成になる能動型消音器においては、ハ
ウジングの外面の少くとも一部にフィンが形成されてい
る。例えば、排気管の出口及び音波出力装置の音波出力
側を囲繞する部分のハウジング外面にフィンが形成され
ている場合には、当該部分がフィンを介して外気に放熱
され、音波出力装置から残留音検出器に至るハウジング
内空間の温度上昇が抑えられるので、同空間の音響伝達
特性に対する温度変化の影響を小さくすることができ
る。また、ハウジングによって音波出力装置が囲繞さ
れ、この部分の外面にフィンが形成されている場合に
は、当該部分がフィンを介して外気に放熱され、音波出
力装置の温度上昇が抑えられるので、所期の出力性能が
維持される。而して、内燃機関が起動し回転すると、各
気筒内の爆発に応じて発生する爆発音は、排気管を含む
排気音経路を介して伝達され、排気音となって排気管か
ら放出される。一方、残留音検出器の検出信号に応じて
音波出力装置が作動し、ハウジング内に逆位相の音波が
出力され、これと排気音が相殺される。
【0009】
【実施例】以下、本発明に係る能動型消音器の望ましい
実施例を図面を参照して説明する。図1乃至図13は本
発明の第1の実施例に係り、まず全体構成を示す図3を
参照すると、内燃機関1の排気マニホールド2に排気管
3が接続され、排気管3に触媒コンバータ9が介装され
ている。従って、排気音源たる内燃機関1に対し排気マ
ニホールド2、触媒コンバータ9及び排気管3により排
気音経路が構成されている。能動型消音器4には、音波
を出力する音波出力装置5が設けられ、また排気管3の
出口3a近傍における残留音を検出する残留音検出器6
が設けられている。更に、内燃機関1の回転に同期した
信号を出力する回転信号検出器7が配設されており、残
留音検出器6と共にアダプティブコントローラ10に接
続されている。このアダプティブコントローラ10は適
応ディジタルフィルタを有し、回転信号検出器7の出力
信号に基づき残留音検出器6の出力信号に応じた適応ア
ルゴリズムによって適応ディジタルフィルタの伝達関数
の係数を更新し、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5を駆動制御するものである。
【0010】能動型消音器4は、図1に拡大して示すよ
うに、排気管3の出口を囲繞するハウジング40が設け
られ、このハウジング40内に排気管3の軸に対し直交
する方向に音波を出力するように音波出力装置5が配設
されたもので、音波出力装置5の駆動装置50側にエン
クロージャ40aが郭成されると共に、音波出力装置5
の振動板51が指向する側にミキサ40b(混合部)が
郭成されている。ミキサ40bは開口端部40cを介し
て外部に開口しており、開口端部40cと反対側の壁部
40dを貫通して排気管3が取り付けられ、その出口3
aがミキサ40b内に開口している。
【0011】そして、ミキサ40b部分のハウジング4
0外面には、図1及び図2に示すように複数の冷却用の
フィン40fが排気管3の軸と平行に形成されている。
尚、これらエンクロージャ40a部分とミキサ40b部
分を別材料で形成し、両部分を接合してハウジング40
を構成することとしてもよく、この場合にはミキサ40
b部分を形成するときにフィン40fを一体的に形成す
るとよい。
【0012】本実施例の音波出力装置5はコーンスピー
カ型で、振動板51と、これを駆動する駆動装置50を
具備し、駆動装置50がハウジング40に支持され、振
動板51がその軸方向に振動しミキサ40b内に音波を
出力するように配設されている。駆動装置50は、電気
信号を振動板51の機械振動に変換する動電型の装置
で、可動コイル(図示せず)に交流電圧の駆動信号が供
給されると振動板51が振動し、粗密圧力波即ち音波が
出力される。尚、駆動装置50としては、上記に限るこ
となく、永久磁石に接続したコアにコイルを巻回し、こ
のコイルに駆動信号を供給することによって振動板51
を振動させる電磁型の装置を構成することとしてもよ
い。この外、スピーカ分野において利用される静電型、
電歪型、磁歪型等の種々の構成を採用することができ、
更には高出力を確保すべく振動板51を油圧駆動するよ
うに構成してもよい。
【0013】更に、ハウジング40の開口端部40cに
は残留音検出器6が設けられており、この残留音検出器
6にて音波出力装置5の出力音波による排気音に対する
干渉作用の残留音が検出され、これに応じた信号が出力
される。尚、残留音検出器6はマイクロホン、圧力セン
サ等、圧力信号を電気信号に変換する手段であれば、ど
のような態様であってもよい。
【0014】次に、本実施例の能動型消音器の作動を説
明する。内燃機関1が起動し回転すると、各気筒内の爆
発に応じて発生する爆発音は排気マニホールド2、触媒
コンバータ9及び排気管3の排気音経路を介して伝達さ
れ排気音が形成される。そして、内燃機関1の回転に同
期した回転信号がアダプティブコントローラ10に出力
される。また、開口端部40cにおける残留音が残留音
検出器6によって検出され、アダプティブコントローラ
10に出力される。
【0015】アダプティブコントローラ10において
は、回転信号検出器7の出力信号に基づき残留音検出器
6の出力信号に応じた適応アルゴリズムによって適応デ
ィジタルフィルタの伝達関数が排気音経路の伝達関数と
同定するように、即ち残留音検出器6の出力信号が最小
となるように係数が更新され、これに応じ音波出力装置
5に対し駆動信号が出力される。音波出力装置5の駆動
装置50に駆動信号が入力されると、これに応じて振動
板51が駆動されて所定の周波数で振動し、ミキサ40
b内に排気音と逆位相の音波が出力され、排気管3の出
口3aから放出される排気音と干渉することとなる。即
ち、排気音に対する逆位相の音波の干渉作用によって、
残留音検出器6を含むハウジング4の開口端部40cの
開口断面内で排気音が相殺される。従って、残留音検出
器6を含む開口端部40cの開口断面部分に適切な消音
領域が形成される。
【0016】上記作動に関連し、排気管3の出口3aか
らは高温の排気ガスが噴出するが、ミキサ40b内の熱
はハウジング40のフィン40fを介して外気に放熱さ
れ、ミキサ40b内の温度上昇が抑えられると共に、残
留音検出器6の加熱が防止される。更に、車両が走行中
の場合には、各フィン40f間を通過する空気量が増加
するので、放熱効果が一層増大する。而して、ミキサ4
0b内の温度上昇が抑えられるので、音波出力装置5か
ら残留音検出器6までの音響伝達特性に対する温度変化
の影響を小さくすることができ、音波出力装置5による
安定した消音性能を維持することができる。
【0017】図4及び図5は本発明の能動型消音器の第
2の実施例を示すもので、第1の実施例の音波出力装置
5が排気管3の軸と垂直方向に音波を出力するように配
設されているのに対し、本実施例では排気管3の軸と平
行に音波を出力するように音波出力装置5が配設されて
いる。本実施例のハウジング41は有底筒体形状で、エ
ンクロージャ41a及びミキサ41bの形状は第1の実
施例と異り、開口端部41cの内径は排気管3の外径よ
り若干大きく形成されているが、エンクロージャ41a
部分の外径より小さく、絞り形状とされている。そし
て、ミキサ41b部分のハウジング41外面に冷却用の
フィン41fが形成されている。尚、その余の構成は第
1の実施例と同様であるので、実質的に同一の部品には
同一符号を付して説明を省略する。而して、本実施例に
おいても、フィン41fによってハウジング41のミキ
サ41b内の温度上昇が抑えられる。
【0018】図6及び図7は本発明の能動型消音器の第
3の実施例を示すもので、第1の実施例ではフィン40
fがミキサ40a部分のハウジング40外面に形成され
ているのに対し、本実施例は冷却用のフィン40gがエ
ンクロージャ40a部分のハウジング40外面に形成さ
れたもので、その余の構成は第1の実施例と同じであ
る。而して、本実施例によれば、エンクロージャ40a
内の熱はハウジング40のフィン40gを介して外気に
放熱され、音波出力装置5の温度上昇が抑えられるの
で、出力効率が低下することなく所期の出力性能が維持
される。
【0019】図8及び図9は本発明の第4の実施例を示
すもので、基本構成は第2の実施例と同様であるが、冷
却用のフィン41gがエンクロージャ41a部分のハウ
ジング41外面に形成されており、上記の第3の実施例
同様、音波出力装置5の温度上昇が抑えられる。
【0020】図10及び図11は本発明の第5及び第6
の実施例を示すもので、前者は第1及び第3の実施例を
合成し、後者は第2及び第4の実施例を合成したもので
ある。即ち、これらの実施例においてはフィン40h,
41hがハウジング40,41の全面に亘って形成され
ており、これらのフィン40h,41hによってエンク
ロージャ40a,41a及びミキサ40b,41bの両
空間の温度上昇を抑えることができる。
【0021】
【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で以下に記載する効果を奏する。即ち、本発明の能動型
消音器においては、ハウジングの外面の少なくとも一部
にフィンが形成されており、例えば排気管の出口及び音
波出力装置の音波出力側を囲繞する部分がフィンを介し
て外気に放熱され、音波出力装置から残留音検出器に至
るハウジング内空間の温度上昇が抑えられるので、同空
間の音響伝達特性に対する温度変化の影響を小さくする
ことができる。而して、音波出力装置と残留音検出器と
の間の音響伝達特性が安定し、良好な消音性能を確保す
ることができる。あるいは、音波出力装置を囲繞する部
分がフィンを介して外気に放熱され、音波出力装置の温
度上昇が抑えられるので、所期の出力性能が維持され、
良好な耐久性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の能動型消音器の第1の実施例の縦断面
図である。
【図2】本発明の能動型消音器の第1の実施例の側断面
図である。
【図3】本発明の能動型消音器の第1の実施例の全体構
成を示す構成図である。
【図4】本発明の能動型消音器の第2の実施例の縦断面
図である。
【図5】本発明の能動型消音器の第2の実施例の側断面
図である。
【図6】本発明の能動型消音器の第3の実施例の縦断面
図である。
【図7】本発明の能動型消音器の第3の実施例の側断面
図である。
【図8】本発明の能動型消音器の第4の実施例の縦断面
図である。
【図9】本発明の能動型消音器の第4の実施例の側断面
図である。
【図10】本発明の能動型消音器の第5の実施例の縦断
面図である。
【図11】本発明の能動型消音器の第6の実施例の縦断
面図である。
【図12】排気管に対するスピーカの一般的な配置例及
びハウジング形状の一例を示す断面図である。
【図13】排気管に対するスピーカの一般的な別の配置
例及びハウジング形状の別の例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 内燃機関 2 排気マニホールド 3 排気管 4 能動型消音器 5 音波出力装置 6 残留音検出器 7 回転信号検出器 8 外側管 10 アダプティブコントローラ 40 ハウジング 40f,40g フィン 41 ハウジング 41f,41g フィン 40h,41h フィン 50 駆動装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の排気管の出口近傍に配設する
    音波出力装置と、前記排気管の出口及び少くとも前記音
    波出力装置の音波出力側を囲繞すると共に前記音波出力
    装置から所定距離隔てて開口部を有するハウジングと、
    該ハウジング内に露呈するように前記開口部近傍に配設
    する残留音検出器とを備え、前記排気管からの排気音に
    対し、前記音波出力装置から出力する逆位相の音波を干
    渉させて消音を行なう能動型消音器において、前記ハウ
    ジングの外面の少くとも一部にフィンを形成したことを
    特徴とする能動型消音器。
JP4269543A 1992-09-11 1992-09-11 能動型消音器 Withdrawn JPH0693826A (ja)

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JP4269543A JPH0693826A (ja) 1992-09-11 1992-09-11 能動型消音器

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Cited By (4)

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Effective date: 19991130