WO1993022763A1 - Noise control device - Google Patents

Description

明 細 書 騒音制御装置 技術分野

本発明は自動車のマフラからの騒音と逆位相 · 等音圧の信号をス ピー力から出力することにより騒音を消去する騒音制御装置に関し 、 特に本発明では騒音制御装置のァクチユエ一夕のスペース有効利 用化、 広帯域化及び騒音制御の空間的ばらつき防止に関する。 背景技術

従来内燃機関等から発生する騒音を低減するためにはマフラ等の 受動的な消音装置が使用されてきたが、 サイズ、 消音特性等の観点 から改善がなされていた。 これに対し、 音源から発生された騒音 と逆位相 · 等音圧の補償音をスピーカから出力し、 騒音を相殺する 能動型の騒音制御装置が提案されている。 ところで、 この能動型の 騒音制御装置自体の周波数特性あるいは安定性等が十分でなく実用 化が遅れていた。 しかし、 近年ディ ジタル回路を使用した信号処理 技術が発展し取り扱う周波数範囲も拡大した結果、 実用的な騒音制 御装置が多数提案されている （例えば特開昭 6 3 — 3 1 1 3 9 6号 公報） 。

これはダク ト上流に設置した騒音源用のマイクロフォンで騒音を 検出し信号処理回路により騒音と逆相 · 等音圧の信号をダク ト下流 に設置したスピー力から出力し、 消音された結果を消音点用のマイ ク ロフォンで検出してフィー ドバックするフィー ドバック系と、 フ イー ドフ ォワー ド系と組み合わせたいわゆる 2 マイ ク ロ フ ォ ン · 1 スピー力型の能動型の騒音制御装置である。 次にスピーカ等で構成 されるァクチユエータについて説明する。

第 1 7図は従来の騒音制御装置のァクチユエ一夕 2 0の構成を示 す断面図である。 本図 （a ) に示すように、 車雨の後部にはマフラ を介するデールパイプ付近に騒音制御装置のァクチユエ一夕 2 0が 取り付けられる。 このァクチユエ一夕 2 0は、 本図 （b ) ではこれ を上から地面の方向に見た場合の断面が示される 、 自動車の排気 の爆音を消すマフラの終端パイプで騒音を外部に放出するテールパ イブ 2に対して対称に配置されかつ騒音に対する消去音を形成する 二つのスピーカ 3及び 4と、 該スピーカ 3及び 4の後部を密閉する ェンクロージャ 2 1 と、 該スピーカ 3及び 4の開口面 （前面） から の消去音をテールパイプ 2に沿ってその出口に案内する消去音案内 部 2 2 とを具備する。 スピー 3及び 4後部のェンクロージャ 2 1 が形成する閉空間を斜線で示す。 ェンクロージャ 2 1 はスピーカ 3 及び 4の後部を囲む扳 2 l a と、 スピーカ 3及び 4の開口部を取り 付ける前面板 2 l b と、 スピーカ 3及び 4の開口面からの消去音を 消去音案内部 2 2に導くためにスピーカ 3及び 4の開口面に対向す る板 2 1 c と、 側板 2 1 d とからなる。 本図 （ C ) は図 （b ) の矢 Aからテールパイプ 2の開口の方向をみた正面図である。' 本図 （ c ) に示すように、 矢 Aからみたェンクロージャ 2 1 は長方形をして おり、 その中のスピーカ 3及び 4の開口面は地面に対して垂直をな している。

第 1 8図は従来の別の騒音制御装置のァクチユエ一夕 2 0の構成 を示す図である。 本図 （a ) 、 （b ) において第 1 7図と異なるの はスピー力 3及び 4の開口面は相互に対向するのではなく車両の後 方に向きすなわちテールパイプ 2の開口面と同一方向を向く ことで あり、 共通なのはスピーカ 3及び 4の開口面が地面に対して垂直を なすことである。 ところで、 従来の騒音制御装置用のァクチユエ一夕 2 0では、 低 音 （ 5 0 H z〜 3 0 0 H z ) の大振幅時の騒音を低減にするために は、 スピーカ 3及び 4の開口径を大き く し、 ェンクロージャ 2 1 が 形成する空間の体積を大き くする必要がある。 すなわち、 第 1 7図 又は第 1 8図に示すように、 低音用のスピーカ 3及び 4を収容しよ うすると、 スピーカ 3及び 4の開口径に応じてェンクロージャ 2 1 の幅 Lは最低限必要な寸法を確保しなければならない。 しかしなが ら、 ァクチユエ一夕 2 0は、 テールパイプ 2の出口付近に設置しな ければならず設置場所が狭く、 このェンクロージャ 2 1 の幅 Lを大 き く しすぎると車両の走行時に振動で地面と接触する虞があるとい う第 1 の問題が生じる。

このため本発明は上記問題に鑑みェンクロージャ 2 1 の幅 Lを軽 減できる騒音制御装置のァクチユエ一夕を提供することを目的とす る。

次にェンクロージャ 2 1 の体積を大きく取れないため、 低音の大 振幅時の騒音制御の向上ができ、 周波数の帯域が狭いという第 2の 問題がある。

このため本発明は上記問題に鑑みェンクロージャの体積を実質的 に大き くできる騒音制御装置のァクチユエ一夕を提供することを目 的とする。

さらに前述のように消音された結果を消音点用のマイクロフオ ン (センサ） で検出してフィ一ドバックに使用している。 この場合マ イク口フォ ンはスピー力の近傍に設けるのが効果があるが、 この消 音された結果が空間的に分布をなしているのでスピー力の近傍だけ のマイクロフォンだけでは不十分であり消音効果の空間の偏りが発 生するという第 3の問題がある。

このため本発明は上記問題に鑑み消音効果の空間の偏りを防止で きる騒音制御装置を提供することを目的とする。 発明の開示

本発明は前記問題点を解決するために、 自動車の排気の爆音を消 すマフラの終端バイプで騷音を放出するテールパイプの出口に配置 され、 該テールパイプからの騒音を消去する騒音制御装置に、 前記 テールパイプの近傍にその開口面が地面の垂直面に対して一定の傾 き角度を有するように配設されるスピーカと、 該スピーカの後部を 密閉するェンクロージャと、 スピー力の前面から放出される消去音 をテールパイブの出口に案内する消去音案内部を設ける。 さらにテ ールパイプに対して一対のスピーカを対称に配置し、 該一対のスピ 一力の開口面を地面の垂直面に対して一定の角度にしてもよい。 ま .

た前記一対のスピーカの開口面の双方を地面に対して上向き又は下 向きにしてもよい。 そして前記一対のスピーカの開口面の一方を地 面に対して上向きにしその他方を下向きにしてもよい。 さらに前記 —対のスピーカの開口面を対向させ地面の垂直面に対して同一角度 にするようにしてもよい。 また前記一対のスピーカの開口面を並行 にしかつ中心線を偏らせるようにしてもよい。 本発明の騒音制御装 置のスピーカの配置によれば、 前記ェンクロージャの幅 Lが小さく でき、 スピーカの開口径を大きく しても地面との間の 雜を一定に 確保できる。

次に、 自動車の排気の爆音を消すマフラの終端パイプで騒音を放 出するテールパイプの出口に配置され、 該テールパイプからの騒音 を消去する騒音制御装置に、 衝突時の衝撃を吸収するバンパを閉空 間に形成しこの閉空間に複数のスピー力を設け， この閉空間をスピ 一力のバックキヤビティ として使用する。 さらに、 前記複数のスピ V 一力を前記閉空間の外側に設け、 該複数のスピーカのバックキヤビ ティ と前記閉空間とをダク トで接続するようにしてもよい。 また荷 物を搭載する トランクルームの閉空間を複数のスピーカのバックキ ャ ビティ として使用するようにしてもよい。 次に前記マフラを遮熱 板で囲み、 前記バンバの裏側の長手方向に沿った位置に移動し設置 して、 マフラを移動後の空間の一部に前記複数のスピーカを配置す るようにしてもよい。 また、 前記複数のスピーカの代わりに前記バ ンパに埋め込んだ振動板と、 該振動板に結合してこれを加振する加 振部を備えるようにしてもよい。 前記テールパイプを複数に分岐し て前記バンバを通過させ各分岐テールパイプの周囲に前記振動板及 び加振部を設けるようにいてもよい。 本発明の騒音制御装置によれ ば、 スピー力の後部体積が大きくなり低音の大振幅時の騒音を効率 良く消去することができる。 また、 前記加振部によって衝突時の衝 撃を吸収するバンバに埋め込んだ振動板が加振されて騒音を消去す る音波が発生するので、 すなわち熱や湿度に弱いスピーカを使用し ないで消去音が発生するので、 ァクチユエ一夕は熱、 湿度に対して 強くなる。

次に、 自動車の排気の爆音を消すマフラの終端パイブで騒音を放 出するテールバイプの出口付近に配置され、 該テールバイプからの 騒音を消去する騒音制御装置に、 テールパイプの騒音と逆位相 · 等 音圧の消去音を出力する複数のスピーカから一定距離離れた複数の 位置に設置された複数のマイクロフオ ンを設け、 該複数のマイク口 フォ ンの消音寄与度に基づいて、 その出力を合成する合成回路とを 設ける。 本発明の騒音制御装置によれば、 前記複数のスピーカの近 傍位置、 該スピーカから一定距離離れた位置、 漏れた騒音が存在す るスピーカの裏側の位置にそれぞれ設置されて、 自動車の各部での フィー ドバック用の残留音が測定される。 前記合成回路によって前 記複数のマイクロフォ ンの消音寄与度に基づいて、 その出力が合成 され、 適応型フィルタではこの合成信号に基づき補償信号を形成す る。 すなわち、 スピーカに近い位置ほどに重みを大きく ることによ りテールパイプの近傍のみならず離れた場所でも消音効果が得られ 、 自動車全体での消音効果の偏りを防止でき、 均一な消音効果が得 られる。 図面の簡単な説明

第 1図は本発明の実施例の前提となる騒音制御装置を示す図であ り、 第 2図は第 1の実施例に係る騒音制御装置のァクチユエ一夕 2 0の構成であってスピーカ開口面が地面に並行で上に向く ものを示 す図であり、 第 3図は第 2図のァク ユエ一夕 2 0の変形の第 1 の 例であってスピーカ開口面が互い違いに向く ものを示す爵であり、 第 4図は第 2 のァクチユエ一夕 2 0の第 2の変形例であってスピ 一力開口面が地面に対して一定の角度で向かい会うものを示す図で あり、 第 5図は第 2図のァクチユエ一夕 2 0の第 3の変形例であつ てスピー力開口面が地面に対して一定の角度で向かい会いかつ開口 面が互いに並行であるものを示す図であり、 第 6図は本発明の第 2 の実施例に係る騒音制御装置のァクチユエ一夕 2 ひの構成であって スピーカのバックキヤビティ としてバンパを利用するものを示す図 であり、 第 7及び 8図はスピー力のバックキヤビティの体積が周波 数帯域に及ぼす影響を説明するグラフであり、 第 9図は第 6図のァ クチユエ一夕 2 0の第 1の変形例であってスピー力本体バンバ 2 3 の外側に設けたものを示す図であり、 第 1 0図は第 6図のァクチュ エータ 2 0の第 2の変形例であってバックキヤビティ としてトラン クルムを利用するものを示す図であり、 第 1 1及び 1 2図は第 6図 のァクチユエ一夕 2 0の第 3の変形例であってマフラ 1 をバンバ 2 3内に移動しマフラの後にスピーカ 3 、 4を設けるものを示す図で あり、 第 1 3図は第 6図のァクチユエ一夕 2 0の第 4の変形例であ つてバンバ 2 3本体の一部をスピー力 3、 4の振動板 2 6 として利 用するものを示す図であり、 第 1 4図は第 1 3図のァクチユエ一夕 2 0の第 5の変形例であつてバンバ 2 3の一部の 2箇所をスピーカ の振動板 2 6 として利用するものを示す図であり、 第 1 5図は本発 明の第 3の実施例に係る騒音制御装置の第 1 図の複数のセンサの配 置を示す図であり、 第 1 6図は第 1 5図にの複数のセンサの信号処 理を説明する図であり、 第 1 7図は従来の騒音制御装置のァクチュ エー夕 2 0の構成を示す図であり、 第 1 8図は従来の別の騒音制御 装置のァクチユエ一夕 2 0の構成を示す図である。 発明を実施するための最良の形態

以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。

第 1 図は本発明の実施例の前提となる騒音制御装置の構成を示す 図である。 本図に示す騒音制御装置は、 自動車の排気の爆音を消す マフラ 1 の終端パイプであるテールパイプ 2から放出される騒音を 消去する二つのスピーカ 3及び 4 と、 該テールパイプ 2からの騒音 とこれと逆位相 ·等音圧の消去音であってスピーカ 3及び 4から放 出されるものとによる残留雑音を誤差信号として補足するマイク口 フ ォン 5 — 1、 5 — 2、 5 — 3 と、 スピーカ 3及び 4への信号をデ イ ジタル信号からアナログ信号に変換したり、 増幅したり し、 また マイ クロフォ ン 5— 1、 5 — 2、 5 — 3の信号からの信号をアナ口 グ信号からディ ジタル信号に変換したり、 増幅したりするインタフ エース 6 と、 後述する再現騒音信号を被制御信号として入力し該ィ ン夕フェース 6を介して騒音を消去する補償音を形成して出力する F I R ( Fi n i te Impu l se Response)からなる適応型フィ ノレ夕 7 と、 マイ クロフォ ン 5 — 1、 5 — 2、 5 — 3からの誤差信号を入力して 該適応型フィルタ 7の F I Rのフィルタ係数を更新する係数更新手 段 8 と、 該係数更新手段 8でフィルタ係数を形成するために前記再 現騒音信号を入力しかつ前記適応型フィルタ 7の出力からィンタフ エース 6、 スピーカ 3及び 4、 マイクロフォン 5— 1、 5— 2、 5 一 3、 係数更新手段 8 までの伝達特性を模擬した第 1の伝達特性模 擬手段 9 と、 前記適応型フィルタ 7の補償信号を入力し、 再現騒音 信号を形成するために前記伝達特性模擬手段 9 と同一の伝達特性模 擬手段 8の伝達特性を有する第 2の伝達特性模擬手段 1 0 と、 該第 2の伝達特性模擬手段 1 0の出力信号とマイクロフオン 5— 1、 5 2、 5— 3の出力信号との差信号を演算し、 この差信号を前記適 応型フィルタ 7及び第 1の伝達特性模擬手段 9への再現騒音信号と して形成する差信号演算手段 1 1 とを含む。 なお、 前記適応型フィ ル夕 7、 係数更新手段 8、 第 1 の伝達特性模擬手段 9、 第 2の伝達 特性模擬手段 1 0、 差信号演算手段 1 1 はディ ジタル信号処理装置 ( D S P ) で構成される。

以上の騒音制御装置の一連の動作を説明する。 適応型フィル夕 7 の出力からマイクロフォン 5— 1、 5 - 2 . 5— 3までの伝達特性 H d 、 マイクロフォン 5からフィルタ係数更新手段 8 までの伝達特 性 Hm とし、 騒音源としてのテ一ルパイプ 2からマイクロフォ ン 5 までの伝達特性を Hnoi se とする。 さらにテールパイプ 2からの騒 音音圧を S n とし、 マイグロフォン 5からの出力信号を S moとし、 適応型フィルタ 7からの補償信号を S c とし、 係数更新手段 8の入 力信号 S m とし、 差信号演算手段 I 1の出力である差信号を S e と する。 ここに差信号 S eは後に騒音再現信号として使用される。 ま た、 第 1 の伝達特性模擬手段 9、 第 2の伝達特性模擬手段 1 0が模 擬する伝達特性 H dlを

H dl = H d ■ Hm … （ 1 ) とする。 マイ クロフォ ン 5で検出される信号 SmOは次のようになる。

SraO= S n - Hnoise + S c · Hd … （ 2 ) 適応型フィルタ 7等の入力信号である騒音再現信号であって、 差信 号演算手段 1 1における演算結果である差信号 Se は、 上記構成に より、 上記式 （ 1 ) 、 （ 2) から次のようにして得られる。

Se =SmO - Hm - SC · Hdl

= (Sn · Hnoise + S c · Hdl) - Hm - S C · Hd · Hm = (Sn - Hnoise +Sc · Hd - SC - Hd ) - Hm

= S n · Hnoise · Hm … （ 3 ) として形成される。 係数更新手段 8の一方の入力信号 Sm は、

Sra = S raO - Hm … ( 4 ) となり、 また他方の入力信号 T eは騒音再現信号 S eにっき第 1の 伝達特性模擬手段 9により伝達特性 Hdlを考慮して求められる。 適 応型フィルタ 7では、 係数更新手段 8により、 この入力信号 Sm が 零となるようにフィルタ係数が変更されるので、 適応型フィルタ 7 の出力信号である補償信号 Sc は、 Sm = 0、 すなわち、 SraO= 0 として上記 （ 2 ) 式から下記のように定まる。

Sc ^ - Sn · HNOISE /Hd … ( 5 ) 係数更新手段 8では、 適応型フィル夕 7の F I Rのフィルタ係数 (Ck(n) ； k ： 段数） を最小自乗法により、 下記式から求めている。

Ck(n+1) = Ck(n) + α · T e (n) · S m(n) … （ 6 ) ここに、 ひは収束係数、 n はディ ジタル信号の序数である。

以上はスピーカ 3及び 4で騒音を消去する消去音の信号を形成す る騒音制御装置の説明であるが、 以下にスピーカ 3及び 4等で構成 されるァクチユエ一夕 2 0の説明を行う。

第 2図は本発明の第 1の実施例に係る騒音制御装置のァクチユエ 一夕 2 0の構成であってスピーカ開口面が地面に並行で上に向く も のを示す図である。 本図 （ a ) に示すァクチユエ一夕 2 0は、 テ一 ルパイプ 2に対して対称に配置しその開口面 （前面） がそれぞれ地 面に対して上に向く ように配置されたスピーカ 3及び 4 と、 該スピ 一力 3及び 4の後部を密閉するエングロージャ 2 1 と、 スピーカ 3 及び 4の前面からの消音をテールパイプ 2に沿ってその出口に案内 する消去音案内部 2 2 とを具備する。 スピーカ 3及び 4の後部のェ ンクロージャ 2 1が形成する空間を斜線で示す。 ェンクロージャ 2 1 は、 本図 （b ) に示すように、 スピー力 3及び 4の後部を囲む板 2 1 a と、 スピーカ 3及び 4の開口部を取り付ける前面板 2 1 b と 、 スピーカ 3及び 4の前面からの消去音を消去音案内部 2 2に導く . ためにスピーカ 3及び 4の前面に対向する板 2 1 c と、 側扳 2 1 d とからなる。 本図 （b ) は矢印 Aからテールパイプ 2又は消去音案 内部 2 2の口径をみた正面図である。 本図に示すようにスピー力 3 及び 4の開口径を大きく してもェンクロージャ 2 1の幅 Lを大きく する必要がなくなった。 したがって、 本実施例によれば、 ェンクロ —ジャ 2 1の幅 Lを大きくせずにスピーカ 3 び 4が低音の大振幅 時の騒音を低減できるようになった。 なお、 スビーカ 3、 4の開口 面を地面に対しても下に向く ようにしても同様の作用効果が得られ る

第 3図は第 2のァクチユエ一夕 2 0の第 1の変形例であってスピ 一力開口面が互い違いに向く ものを示す図である。 本図 （ a ) に示 すァクチユエ一夕 2 0において、 図 2のものとの相違はスピー力 3 及び 4の開口面を枏互に反対にすることである。 本図 （b ) に示す ェンクロージャ 2 1 はスピーカ 3の後部を囲む扳 2 1 a 1 、 スピー 力 3の開口部を取り付ける前面板 2 1 b 1 と、 スピーカ 3の前面か らの消去音を消去音案內部 2 2に導くためにスピーカ 3の前面に対 向する板 2 1 c 1 と、 側板 2 1 b 1 からなり、 さらに、 スピーカ 4 の後部を囲む板 2 1 a 2 、 スピーカ 4の開口部を取り付ける前面板 2 1 d 2 と、 スピーカ 4の前面からの消去音を消去音案内部 2 2に 導くためにスピーカ 4の前面に対向する板 2 1 c 2 と、 側板 2 1 d 2 からなる。 このようにしても、 図 2のものと同様にスピーカ 3、 4の開口径を大きく してもェンクロージャ 2 1 の幅 Lを大き くする 必要がなくなった。

第 4図は第 2図のァクチユエ一夕 2 0の第 2の変形例であってス ピー力開口面が地面に対して一定の角度で向かい会う ものを示す図 である。 本図 （ a ) のァクチユエ一夕 2 0が第 1 の変形例と異なる のは、 テールパイプ 2に対してスピーカ 3及び 4の開口部の面が相 互に一定の角度になるようにしすなわちその開口部の面を V字型に なるように二つのスピー力 3及び 4をェンクロージャ 2 1 に配置し たことである。 本図 （ b ) に示すェンクロージャ 2 1 は、 スピーカ 3の後部を囲む板 2 1 a 3 、 スピーカ 3の開口部を取り付ける前面 板 2 1 b 3 と、 スピーカ 3の前面からの消去音を消去音案内部 2 2 に導くためにスピーカ 3 'の前面に対向する板 2 1 c 3 と、 側板 2 1 b 3 (図示しない） からなり、 さらに、 スピーカ 4の後部を囲む板 2 1 a 4 、 スピーカ 4の開口部を取り付ける前面板 2 1 b 4 と、 ス ピー力 4の前面からの消去音を消去音案内部 2 2に導くためにスピ 一力 4の前面に対向する板 2 1 C 4 と、 側板 2 1 b 4 (図示しない ) からなる。 本変形例によれば、 スピーカ 3及び 4の開口部の面を 相互に一定の角度にしたためスピーカ 3及び 4の開口口径がェンク ロージャ 2 1 に対して実質的に小さ くなり、 スピーカ 3及び 4を収 容するェンクロージャ 2 1 の幅を狭めることができる。

第 5図は第 2図のァクチユエ一夕 2 0の第 3の変形例であってス ピー力開口面が地面に対して一定の角度で向かい会いかつ開口面が 互い並行であるものを示す図である。 本図 （ a ) に示すァクチユエ 一夕 2 0が前記第 2の変形と異なるのは、 本図 （b ) に示すように 中心線をずらして配置された二つのスピーカ 3及び 4の開口面が対 向するようにェンク口一ジャ 2 1 に二つのスピーカ 3及び 4を配置 したことである。 本図 （b ) に示すァクチユエ一夕 2 0は、 スピ一 力 3の後部を囲む板 2 1 a 5 . スピーカ 3の開口部を取り付ける前 面板 2 1 b 5 と、 スピーカ 3の前面からの消去音 消去音案内部 2 2に導くためにスピーカ 3の前面に対向する板 2 1 c 5 と、 側板 2 1 b 5 (図示しない） からなり、 さらに、 スピーカ 4の後部を囲む 扳 2 1 a 6 、 スピーカ 4の開口部を取り付ける前面板 2 1 b 6 と、 スピー力 4の前面からの消去音を消去音案內部 2 2に導くためにス ピー力 4の前面に対向する板 2 1 c 6 と、 側板 2 1 b 6 (図示しな い） からなる。 このようにしても、 第 4図のものと略同様にェンク ロージャ 2 1 の幅は小さくできる。

以上の構成により、 ァクチユエ一夕 2 0の本体が薄型になりつま り低周波数再生によりスピーカの開口面の口径を大きく してもその 影響を受けず、 マフラ等との組合せにも自由度があり、 ェンクロー ジャ 2 1にっき一定の体積も確保でき、 低周波数再生能力も確保で きる。

以上はスピーカが二つの場合について説明したが、 スピーカが一 つの場合であっても同様の作甩効果が得られる。

第 6図は本発明の第 2の実施例に係る騒音制御装置用のァクチュ エータ 2 0の構成であってスビーカのバックキヤビティ としてバン パ 2 3を利用するものを示す図である。 本図 （a ) は乗用車の後面 を示し、 乗用車の後面には街突時の街撃を吸収し、 ボデーを保護す る働きを有するバンバ 2 3が通常設けられている。 該パンパ 2 3は 通常、 ウレタン材等の板状に形成されている。 またスピーカの低音 特性を改良するためには、 ェンクロージャの体積を大きく してスピ —力のコーンを動き易くすることが必要である。 本実施例に係るァ クチユエ一夕 2 0は、 スピーカ 3及び 4 と、 このバンバ 2 3を、 本 図 （b ) に示すように、 閉空間にしこの中にスピーカ 3及び 4を内 蔵しテールパイブ 2に対してスピーカ 3及び 4の前面をそれぞれ対 称に配置する開口部 3 A、 4 Aからテールパイプ 2の出口付近に直 接に消去音を放出するバンバ兼用ェンクロジャ 2 3 とを具備する。

第 7及び &図はスピーカのバックキヤビティの体積が周波数帯域 に及ぼす影響を説明するグラフである。 第 7図ではバッ クキヤ ビテ ィの体積が 6 . 2 リ ッ トルであり、 第 8図ではバックキヤビティの 体積が 6 0 0 リ ッ トルである場合の騒音周波数と音圧との関係であ り、 体積が大きいくなると低域での音圧の出力が増加することが理 解できる。 本実施例によれば、 バンバ兼用ェンクロージャ 2 3の体 積を、 従来大きな体積を確保するの困難であつたが、 著しく大き く とれるので、 低音時の大振幅の騒音に対して再生能力を向上するこ とができる。 さらにこのような構成により空間の有効利用が図られ るだけでなく、 バンバ兼用ェンクロージャ 2 3はバンバが閉空間と なる構造になるので曲げ剛性等が大きくなりその強度も向上する。 また、 従来のように大きな体積を有するェンクロージャ 2 1 を必要 としないため、 ァクチユエ一夕 2 0はレイアウ トの自由度が生じそ れ自体は小型化が行える。

第 9図は第 6図のァクチユエ一夕 2 0の第 1 の変形例であってス ピー力本体がバンバ 2 3の外側に設けたものを示す図である。 本図 に示すァクチユエ一夕 2 0は、 スピーカ 3及び 4 と、 該スピーカ 3 及び 4の後部を密閉し、 マフラ 1 付近に設置される狭いェンクロー ジャ 2 1 と、 スピーカ 3及び 4の前面からの消去音をテールパイプ 2 に案内する消去音案内部 2 2 と、 バンバを密閉空間とするバンバ 兼用ェンクロジャ 2 3 と、 該バンバ兼用ェンクロジャ 2 3 とェンク ロージャ 2 1 とを空閭的に連絡するためにフレキシブルチューブか らなるダク ト 2 4 とを具備する。

本変形例によれば、 マフラ 1付近の空間を小さく したままで、 バ ンパ兼用ェンクロジャ 2 3によりェンクロージャの体積を大きくで き、 第 1の実施例と同様に低音時の大振幅の騒音に対して再生能力 を向上できる。

第 1 0図は第 6図のァクチユエ一夕 2 0の第 2の変形例であって バックキヤビティ としてトランクルーム 2 5を利用するものを示す 図である。 本図に示すァクチユエ一夕 2 0は、 スピーカ 3及び 4 と 、 該スピーカ 3及び 4を密閉しマフラ- 1 の付近に設置される狭いェ ンクロージャ 2 1 と、 荷物を収容する トランクルーム 2 5を密閉さ れたェンクロージャとして使用する トランクルーム兼用ェンクロー ジャ 2 5 と、 該トランクルーム兼用ェンクロージャ 2 5 とェンクロ ージャ 2 1 とを空間的に連絡するためにフレキシブルチューブから なるダク ト 2 4 とを具備する。 本実施例によれば、 第 1及び 2の実 施例と同様の作用効果が得られる。

第 1 1及び 1 2図は第 6図のァクチユエ一夕 2 0の第 3の変形例 であってマフラ 1をバンバ 2 3內に移動しマフラの後にスピーカを 設けるものを示す図である。 第 1 1図に示すように、 自動車後面に おけるパンパ 2 3の裏側にマフラ 1 をバンバ 2 3の長手方向に沿つ て設置し、 バンバ 2 3の周囲をバンバ 2 3からの熱が放散しないよ うに遮熱板 3 1で囲み、 テールパイプ 2を後部に引き出す。 従来マ フラ 1があった位置にァクチユエ一タ 2 0を配置する。 第 1 2図に 示すように、 ァクチユエ一夕 2 0は、 遮熱板 3 1を巻いた横長のマ フラ 1 をパンパ 2 3内部に設置したので、 スピーカ 3及び 4 と、 マ フラ 1の元の位置に配置できかつスピー力 3及び 4の後部を密閉し 低音特性確保のために十分体積の大きくできるェンクロージャ 2 1 と、 排気管出口であるテールパイプ 2の出口位置で結合する消去音 案内部 2 2 とを有する。 したがって、 本変形例によれば、 マフラ 1 をバンバ 2 3内に設置することで、 元のスペースに十分な容量を持 つたァクチユエ一夕 2 0のェンクロージャ 2 1 を取り付けられる。 これによりァクチユエ一夕 2 0の音圧再生能力の向上、 熱影響を小 さ くすることができる。

第 1 3図は第 6図のァクチユエ一夕 2 0の第 4の変形例であつて バンバ 2 3の一部をスピーカの振動板 2 6 として利用するものを示 す図である。 本図 （ a ) に示すように、 ァクチユエ一夕 2 0は、 自 動車後面におけるマフラ 1 のテールパイプ 2の近く にあるバンバ 2 3に埋め込んだ振動板 2 6 と、 バンバ 2 3の裏側で該振動板 2 6を 加振する加振部 2 7 とを具備する。 本図 （b ) は上面からみた断面 図であり、 本図に示すように、 加振部 2 7 と振動板 2 6 とは結合し 、 加振部 2 7により振動板 2 6は振動されて消去音を形成する。 こ の加振部 2 7は通常市販されているものでよい。 なお振動板 2 6 と して、 ノくンパ 2 3全体を使用してもよい。 その場合、 バンバ 2 3の 固定部 （図示しない） を節としてバンバ 2 3の板部が振動すること になる。 したがって、 本変形例によれば、 スピーカの代わりに振動 板 2 6 と加振部 2 7を利用するァクチユエ一夕 2 0 としては実質的 に加振部 2 7が体積を占めるだけなので、 ァクチユエ一夕 2 0を空 間的に小さ くでき、 かつスピーカの使用では弱点となる熱影響、 湿 度 （水分） に対する許容範囲が拡がる。

第 1 4図は第 1 3図のァクチユエ一夕 2 0の第 5の変形例であつ てバンバ 2 3の一部の 2箇所をスピーカの振動板 2 6 として利用す るものを示す図である。 本図 （ a ) の自動車の後面に示すように、 ァクチユエ一夕 2 0は、 バンバ 2 3の開口部からテールパイプ.2を 略同一面にまで突き出し、 該テールパイプ 2の周囲に ドーナツ型に ノ ンパ 2 3に埋め込んだ振動板 2 6 と、 本図 （b ) の上面からみた 断面図に示すように、 パンパ 2 3の裏側のテールパイプ 2の周囲で 振動板 2 6を加振する加振部 2 7とを具備する。 本図 （ a ) に示す ように、 テールパイプ 2が後部から 2箇所ある場合にも同様にして それぞれにァクチユエ一タ 2 0を設けるようにしてもよい。 以上の 変形構成より第 4の変形例と同様の作用効果が得られる。

以上説明したように本発明によれば、 街突時の街撃を吸収するバ ンパ 2 3を閉空間にしたバンパ兼用ェンクロージャ 2 3等の閉空間 によりスピーカの後部体積が大きく したので、 低音の大振幅時の騒 音を効率良く消去できると共に、 振動板 2 6をバンバ 2 3に埋め込 み加振させることにより、 耐熱や酎湿を向上できる。

第 1 5図は本発明の第 3の実施例に係る騒音制御装置の第 1図の 複数のマイクロフォンの配置を示す図である。 本図 （a ) 、 ( b ) に示すように、 自動車の上部又は正面からみた後部部分図において 、 第 1 のマイクロフォン 5— 1はテールパイプ 2の出口に設置され 従来の設置場所と同様である。 第 2のマイクロフォン 5— 2は第 1 のマイク口フォン 5— 1から反対の横方向に約 1 mの位置に設置さ れる。 さらに第 3のマイクロフォン 5— 3は、 テールパイプ 2 と消 去音案内部 2 2 との間に生じる空間から漏れて回りこむ騒音のため に、 ァクチユエーダ 2 0 とマフラ 1 との間に設置される。 以上のマ イク口フォン 5— 1、 5 — 2及び 5— 3の配置は一例であり、 さら に種々の場所に設けてもよく、 本例のようにテールパイプ 2の出口 付近と離れた部分及びァクチユエ一夕 2 0の裏面側に設ければ各特 徵ある位置での雑音を検出できるので都合がよい。

第 1 6図は第 1 5図の複数のマイクロフォンの振動処理を説明す る図である。 本図に示す合成回路 6 — 1 0は、 マイクロフォン 5— 1、 5— 2及び 5— 3からの信号を加算する加算回路 6 — 1 1 と、 該加算回路 6 — 1 1 の出力を反転する反転回路 6 — 1 2 と、 前記加 算回路 6 — 1 1 の抵抗 R l 、 R 2及び R 3を調整してマイクロフ ォ ン 5 — 1 .、 5 — 2及び 5 — 3の出力の合成割合を変化させる合成調 整手段 6 — 1 3 とを含む。 該合成調整手段 6 — 1 3は初期に調整し 、 マイクロフ ォ ン 5 — 1 、 5 — 2及び 5 — 3の騒音を消音する寄与 度に応じて、 例えば、 スピーカ 3、 4に近いマイ クロフォ ンの重み を大きくするように、 加算回路の抵抗 R 1 、 R 2及び R 3の抵抗値 を変化させる。 マイ クロフォ ン 5 — 1 、 5 — 2及び 5 — 3からの各 信号 S ml、 S m2、 S m3は合成されて第 1 図の S m として出力される。 以上説明したように本実施例によれば、 自動車全体での消音効果 の偏りを防止でき、 均一な消音効果が得られる。 産業上の利用可能性

以上のように、 本発明に係る騒音制御装置のスピーカは種々の車 両の排気ガスとともに排出される騒音制御に有用であり、 特にスピ 一力の省スペース化、 広帯域化及び騒音制御の空間的ばらつき防止 に適している。

Claims

請 求 の 範 囲

1. 自動車の排気の爆音を消すマフラ （ 1 ) の終端パイプで騒音を 放出するテールパイプ （ 2) の出口に配置され、 該テールパイプ （ 2) からの騒音を消去する騒音制御装置において、

前記テールパイプ （2) の近傍にその開口面が地面の垂直面に対 して一定の傾き角度を有するように配設されかつテールパイプ 2か らの騒音と逆位栢 ·等音圧の消去音を出力するスピーカ （ 3 ) と、 スピーカ （ 3) の後部を密閉するェンクロージャ （2 1 ) と、 スピーカ （3 ) の前面から放出される消去音をテールパイプ'（ 2 ) の出口に案内する消去音案内部 （ 2 2) を備えることを特徵とす る騒音制御装置。

2. テールパイプ （2) に対して一対のスピーカ （ 3、 4) を対称 に配置し、 該スピーカ （ 3、 4 ) の開口面を地面の垂直面に対して 一定の角度にすることを特徵とする、 請求項 1に記載の騒音制御装

3. 前記一対のスピーカ （3、 4) の開口面の双方を地面に対して 上向き又は下向きにすることを特徴とする、 請求項 2に記載の騒音 制御装置。

4. 前記一対のスビーカ （3、 4 ) の開口面の一方を地面に対して 上向きにしその他方を下向きにするこどを特徴とする、 請求項 2に 記載の騒音制御装置。

5. 前記一対のスピーカ （3、 4) の開口面を対向させ地面の垂直 面に対して同一角度にすることを特徴とする、 請求項 2に記載の騒 音制御装置。

6. 前記一対のスピーカ （ 3、 4) の開口面を並行にしか 中心線 を偏らせることを特徵とする、 請求項 5に記載の騒音 御装置。

7. 自動車の排気の爆音を消すマフラ （ 1 ) の終端パイプで騒音を 放出するテールパイプ （ 2 ) の出口に配置され、 該テールパイプ （ 2 ) からの騒音を消去する騒音制御装置において、

衝突時の衝撃を吸収するバンバ （ 2 3 ) を閉空間に形成し、 この 閉空間にテールパイプ 2からの騒音と逆位相 · 等音圧の消去音を出 力する複数のスピーカ （ 3、 4 ) を設け， この閉空間をスピーカ （ 3 , 4 ) のバックキヤビティ として使用することを特徴とする騒音 制御装置。

8. 前記複数のスピーカ （ 3、 4 ) を前記閉空間の外側 に設け、 該スピーカ （ 3、 4 ) のバックキヤビティ と前記閉空間と をダク トで接続することを特徵とする、 請求項 7に記載される騒音 制御装置。

9. 前記マフラ （ 1 ) を前記バンバ （ 2 3 ) の裏側の長手方向に沿 つた位置に移動し設置して、 マフラ （ 1 ) を移動後の空間の一部に 前記複数のスピーカ （ 3、 4 ) を配置することを特徵とする、 請求 項 7に記載の騒音制御装置。

1 0. 前記複数のスピーカ （ 3、 4 ) の代わりに前記バンバ （ 2 3 ) に埋め込んだ振動板 （ 2 6 ) と、

該振動板 （ 2 6 ) に結合してこれを加振する加振部 （ 2 7 ) とを 備えることを特徴とする、 請求項 7に記載の騒音制御装置。

1 1 . 前記テールパイプ （ 2 ) を複数に分岐して前記バンバ （ 2 3 ) を通過させ各分岐テールパイプ （ 2 ) の周囲に前記振動板 （ 2 6 ) 及び加振部 （ 2 7 ) を設けることを特徴とする、 請求項 1 0に記 載の騒音制御装置。

1 2. 自動車の排気の爆音を消すマフラ （ 1 ) の終端パイプで騒音 を放出するテールパイプ （ 2 ) の出口に配置され、 該テールパイプ

( 2 ) からの騒音を消去する騒音制御装置において、

荷物を搭載する トランクルーム （ 2 5 ) の閉空間がテールパイプ 2からの騒音と逆位枏 · 等音圧の消去音を出力する複数のスピーカ ( 3、 4 ) のバックキヤピティ として使用されることを特徵とする 騒音制御装置。

1 3. 自動車の排気の爆音を消すマフラ （ 1 ) の終端パイプで騒音 を放出するテールパイプ （ 2 ) の出口付近に配置され、 該テールパ イブ （ 2) からの騒音を消去する騒音制御装置において、

テールパイプ （ 2 ) の騒音と逆位相 · 等音圧の消去音を出力する 複数のスピーカ （ 3、 4 ) から一定钜雜離れた複数の位置に設置さ れた複数のマイクロフォン （ 5— 1、 5— 2、 5 - 3 ) を設け、 該 マイ クロフォン （ 5 — 1、 5— 2、 5— 3 ) の消音寄与度に基づい . て、 その出力を合成する合成面路 （ 6— 1 0 ) とを備える騒音制御

1 4. 前記マイクロフオン （ 5— 1 ) はテールパイプ 2の出口付近 に位置し、 マイクロフォン （ 5 — 2 ) はテールパイプ 2から一定間 隔離れて位置し、 マイクロフォン （ 5— 3 ) はスピーカ （ 3、 4 ) の裏面側に位置することを特徴とする、 請求 1 3に記載の騒音制 御装置。