JPH06202673A - 燃焼エンジン用サイレンサー装置 - Google Patents

燃焼エンジン用サイレンサー装置

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JPH06202673A
JPH06202673A JP5233231A JP23323193A JPH06202673A JP H06202673 A JPH06202673 A JP H06202673A JP 5233231 A JP5233231 A JP 5233231A JP 23323193 A JP23323193 A JP 23323193A JP H06202673 A JPH06202673 A JP H06202673A
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JP
Japan
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helmholtz resonator
tube
acoustic
loudspeaker
exhaust pipe
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Pending
Application number
JP5233231A
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English (en)
Inventor
Joris A M Nieuwendijk
アデルベルト マリア ニューベンデイク ヨリス
Johannes W T Bax
ウィルヘルムス セオドラス バック ヨハネス
Jozef De Wachte Andre
ヨゼフ デ バクスター アンドレ
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Philips Electronics NV
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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
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/172Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using resonance effects

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Multimedia (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、排気ガス信号の減衰を簡単
な手段によって改善でき、比較的小さな出力の拡声器の
使用で能力を発揮することができる、前述したタイプの
サイレンサー装置を得ることにある。 【構成】 本発明の燃焼エンジン1用サイレンサー装置
は、排気管を介して排気ガスを排出する、燃焼エンジン
の消音をするために、拡声器エンクロージャ19と、音
響チューブ33と、ヘルムホルツ共鳴器41と、制御ユ
ニット13とを具え、ヘルムホルツ共鳴器41を、前記
チューブ33にその側壁の開口37を介して音響的に結
合し、ヘルムホルツ共鳴器41は音響減衰材料43を含
み、ヘルムホルツ共鳴器41のクオリティーファクター
Helmh.が1より大きく、3より小さく、二個の副容積
部23、25が隔壁21のポート29を介して互いに音
響的に連通していることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排気管を介して排気ガ
スを排出する、燃焼エンジンの消音をするため、隔壁及
びこの隔壁に固定した拡声器装置を内部に配置し、前記
隔壁により内部容積を二個の副容積部に分割した拡声器
エンクロージャと、前記拡声器エンクロージャに固定し
前記副容積部のうちの一方に音響的に結合し、一方の端
部を、前記排気管の一方の端部近傍に配置した音響チュ
ーブと、ヘルムホルツ共鳴器と、測定信号に応答して拡
声器装置を駆動する制御ユニットとを具えたサイレンサ
ー装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】前述したタイプのサイレンサーは、ヨー
ロッパ特許出願公開第0481450号明細書に記載さ
れている。制御ユニットによって、排気管の端部で音
を、分析し、増幅し、移相する。次いで、制御ユニット
は、拡声器を駆動させ、この拡声器は、音響チューブを
介して音を発し、この音を排気ガスによって生じる音と
干渉させ、その結果、ノイズを低減させる。このヘルム
ホルツ共鳴器は、拡声器エンクロージャによって形成す
る。前記音響チューブが長い(約20cm又はより長
い)ならば、チューブ内の空気は、音響質量としては挙
動せず、チューブは音響の伝達チャンネルとして機能す
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これは、音響
チューブ内で共鳴を生じることになり、音響出力信号の
歪みが生じ、さらに装置の伝播特性において、急激な山
と谷が現れることになる。これは、結果として生じる音
響共鳴ピークが、作動範囲と非常に密接して配置され、
この作動範囲における歪みや位相誤差を生じるという欠
点を有する。排気ノイズを抑制するための十分な音響出
力を生成するため、拡声器は、相当の電力を必要とす
る。
【0004】本発明の目的は、排気ガス信号の減衰を簡
単な手段によって改善でき、比較的小さな出力の拡声器
の使用で能力を発揮することができる、前述したタイプ
のサイレンサー装置を得ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的のため、本発明
のサイレンサー装置は、ヘルムホルツ共鳴器を、前記チ
ューブにその側壁の開口を介して音響的に結合し、ヘル
ムホルツ共鳴器は音響減衰材料を含み、ヘルムホルツ共
鳴器のクオリティーファクターQHelmh.が1より大き
く、3より小さく、二個の副容積部が隔壁のポートを介
して互いに音響的に連通している。
【0006】ヘルムホルツ共鳴器を、音響チューブにこ
のチューブの側壁の開口を介して結合することにより、
音響出力信号の望ましくない歪みや位相誤差を減少する
ことができる。この結果として、作動範囲の外側では音
響共鳴ピークは減少し、サイレンサー装置の性能を改善
する。二個の副容積部は、ポートを介して連通している
ため、比較的大きな拡声器を同じエンクロージャ容積で
使用することができ、従って、音響出力は増加し、ある
いは、より少ない電力で同じ音響出力を生じさせること
ができる。ポートは、チューブ又は開口を意味すると理
解されたい。クオリティーファクターQHelmh.の定義及
び決定については、ヨーロッパ特許出願公開第0429
121号明細書を参照されたい。
【0007】長いチューブにこのチューブの側壁の開口
を介して音響的に結合するヘルムホルツ共鳴器自体は、
ヨーロッパ特許出願公開第0429121号明細書から
既知である。そのうえ、隔壁の開口を介して連通する二
個の副容積部を有する拡声器エンクロージャ自体は、米
国特許第5025885号明細書から既知である。しか
しながら、そのような拡声器エンクロージャを、燃焼エ
ンジン用サイレンサー装置のヘルムホルツ共鳴器に使用
することは新規であり、双方の利点を兼ね備え、燃焼エ
ンジンに使用すると非常に有益な新規なサイレンサー装
置を得ることができる。小さな寸法の拡声器エンクロー
ジャで高い音響出力を有する利点と、作動範囲近傍で共
鳴が生じないということは、占有空間が限定され、作動
条件が大きく変動する、燃焼エンジンを有する自動車に
使用するサイレンサー装置の効率的な動作にとって非常
に重要である。
【0008】本発明のサイレンサー装置の実施例は、他
の音響チューブを、拡声器エンクロージャに固定し、前
記副容積部の一個に音響的に結合し、前記他の音響チュ
ーブの一方の端部を、排気管の一方の端部近傍に配置
し、ヘルムホルツ共鳴器を前記他のチューブにその側壁
の開口を通じて結合することを特徴とする。一本のチュ
ーブの代わりに二本のチューブを使用することにより、
ヘルムホルツ共鳴器を両チューブに機械的に結合できる
ので、ヘルムホルツ共鳴器をもつ音響チューブの構造は
強固なものとなる。
【0009】他の実施例は、拡声器エンクロージャが、
主として木材のような非金属材料若しくは合成材料から
なることを特徴とする。これは、この拡声器エンクロー
ジャをオーディオ用の拡声器エンクロージャの既知の製
造方法によって製造することができる利点を有する。拡
声器とそのエンクロージャの両方とも、それらを過度の
加熱から守るため、加熱部分から適当な距離を置いて配
置すべきであり、好ましくは、断熱する材料及びチュー
ブを使用する。
【0010】本発明はまた、上記を特徴とするようなサ
イレンサー装置を有する自動車に関するものであり、こ
の自動車は、拡声器エンクロージャを、自動車の内側の
空間に配置し、この空間を、少なくとも一つの壁によっ
て排気管から隔離する。本発明のこれらとその他の面
は、後で述べる基本的な実施例から明らかにし、解明す
る。
【0011】
【実施例】本発明にしたがうサイレンサー装置の実施例
について図面を参照しながらより詳細に説明する。図1
は、排気管3を有する燃焼エンジン1を模式的に示した
ものである。この排気管3には、受動的(passiv
e)音響サイレンサー5を、排気ガスによって生じる高
周波数ノイズを抑制するため配置する。排気管3の端部
7の近傍に、音を測定するためマイクロホーン9を配置
する。マイクロホーン9や、エンジンスピード用のタコ
メーター11からの測定信号を、制御ユニット13に供
給する。制御ユニットは、測定信号を処理し、拡声器エ
ンクロージャ19に収納した拡声器15、17を有する
拡声器装置を駆動させる。測定信号は、燃焼エンジンの
変化する作動条件の関数として変化する。この理由のた
め、制御ユニット13はまた、正規に駆動を拡声器1
5、17に適合させるようにする。拡声器エンクロージ
ャ19は、この容積を、5リットルの第一の副容積部2
3と、3.5リットルの第二の副容積部25とに区分す
る隔壁21を有する。副容積部23、25は、隔壁21
の開口29に配置したパイプ27を介して互いに連通さ
せる。パイプ27は、直径が47mm、長さが約14c
mとする。二個の拡声器15、17を、前記隔壁の二個
の別々の開口の位置で隔壁21に固定する。拡声器1
5、17は、直径が7インチのダイヤフラムと、約10
グラムの移動質量と、58Hzの共鳴振動数とを有し、
T 、すなわち、開放共鳴振動数を有する総合クオリテ
ィーファクター(quality factor)が約
0.15である。拡声器エンクロージャ19の開口31
は、副容積部25と音響チューブ33との間に音響結合
を生じる。音響チューブ33は、100mmの直径と、
22cmの径路長さを有する。音響チューブ33は、そ
の一方の端部を拡声器エンクロージャ19に固定し、他
方の端部を排気管3の端部7の近傍に配置する。開口3
7は、前記チューブ33の壁に形成する。この開口37
の位置に、短いパイプ39を、ヘルムホルツ共鳴器41
と前記チューブ33との間に音響結合を生じるように、
前記チューブ33に固定する。短いパイプ39は、66
mmの直径と約30mmの長さを有する。パイプ39の
中心軸線は、前記チューブ33の端部35から約9cm
の距離に配置する。ヘルムホルツ共鳴器41は、約0.
5〜1リットルの容積を有する。ヘルムホルツ共鳴器4
1は、そのような量の音響を減衰させる材料43を含
み、この材料43は、ヘルムホルツ共鳴器のクオリティ
ーファクターQHe lmh.の値が1〜3の間、例えば、2で
あるガラスウールやロックウールとする。拡声器エンク
ロージャ19は、非金属材料、例えば、木材若しくは合
成材料により構成し、合成材料としては、例えば、ポリ
カーボネートやポリプロピレンなどにより形成する。ヘ
ルムホルツ共鳴器41や前記チューブ33の材料は、こ
れらの部分が排気管3と比較的密接な位置にあることか
ら、金属であることが好ましい。
【0012】図2に示す実施例では、二本のチューブ4
5、47を、拡声器エンクロージャ19に固定し、これ
らのチューブの端部49、51を、排気管の端部35の
両側に配置する。前記チューブ45、47は、70mm
の直径と約22cmの径路長さを有する。両方のチュー
ブ45、47は、共通のヘルムホルツ共鳴器61にチュ
ーブの壁の開口53、55を介して、短いパイプ57、
59を介して音響的に結合される。短いパイプ57、5
9は、47mmの直径と、約35mmの長さを有する。
パイプ57、59の中心軸線は、チューブ45、47の
端部49、51から約9cmの距離に配置する。ヘルム
ホルツ共鳴器61の容積をまた、0.5〜1リットルと
する。
【0013】図3〜4に示す乗用車70では、拡声器エ
ンクロージャ19を車のトランク71に配置した。従っ
て、拡声器エンクロージャ19は、底板73によって排
気管3から隔離させる。必要に応じて、拡声器エンクロ
ージャ19を、弾性的、及び/又は減衰手段によって自
動車の部分から隔離することであり、これによって、構
造によって生じる音の伝達を減少することができる。チ
ューブ45及び47は、取り付けを簡単にするため、拡
声器エンクロージャから着脱自在に結合することができ
る。チューブ45及び47は、弾性的、及び/又は減衰
的、及び/又は断熱的な貫通(feed−throug
h)手段を介して、自動車の底板73に貫通させること
ができる。所要に応じて、ヘルムホルツ共鳴器41を、
貫通手段の一部をなすよう構成することができる。
【0014】本発明の燃焼エンジン用サイレンサー装置
の実施例は、例えば、自動車の排気ガスノイズを積極的
に抑制するのに使用することができる。拡声器を含んだ
拡声器エンクロージャを、例えば、自動車のトランク内
に収納することができ、チューブは、トランクの底部か
ら排気管に接続する。そのとき、拡声器エンクロージャ
を、機械的に排気管から完全に隔離して、拡声器エンク
ロージャを、適当な音響特性を有する安い合成材料で作
ることができる。排気管から離して拡声器を配置するこ
とにより、拡声器は、耐高温性及び耐湿性に関連する過
酷な条件に適合させる必要がなくなる。
【0015】上述したところは、本発明の実施例を示し
たにすぎず、請求の範囲において、種々の変更を加える
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】排気管と本発明による第一の実施例のサイレン
サー装置を有する燃焼エンジンを模式的に示した図であ
る。
【図2】本発明による第二の実施例のサイレンサー装置
を示した図である。
【図3】本発明による乗用車の側面図である。
【図4】図3で示した自動車の後面図である。
【符号の説明】
1 燃焼エンジン 3 排気管 5 音響サイレンサー 9 マイクロホーン 11 タコメーター 13 制御ユニット 15,17 拡声器 19 拡声器エンクロージャ 21 隔壁 23,25 副容積部 27 パイプ 33 チューブ 39 短いパイプ 41 ヘルムホルツ共鳴器 43 音響減衰材料
フロントページの続き (72)発明者 ヨハネス ウィルヘルムス セオドラス バック オランダ国 5621 ベーアー アインドー フェン フルーネヴァウツウェッハ 1 (72)発明者 アンドレ ヨゼフ デ バクスター ベルギー国 9552 ベルツェーレ ボルス ベケショトラート 175

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排気管を介して排気ガスを排出する、燃
    焼エンジンの消音をするため、 隔壁及びこの隔壁に固定した拡声器装置を内部に配置
    し、前記隔壁により内部容積を二個の副容積部に分割し
    た拡声器エンクロージャと、 前記拡声器エンクロージャに固定し前記副容積部のうち
    の一方に音響的に結合し、一方の端部を、前記排気管の
    一方の端部近傍に配置した音響チューブと、 ヘルムホルツ共鳴器と、 測定信号に応答して拡声器装置を駆動する制御ユニット
    とを具えたサイレンサー装置において、 ヘルムホルツ共鳴器を、前記チューブにその側壁の開口
    を介して音響的に結合し、ヘルムホルツ共鳴器は音響減
    衰材料を含み、ヘルムホルツ共鳴器のクオリティーファ
    クターQHelmh.が1より大きく、3より小さく、二個の
    副容積部が隔壁のポートを介して互いに音響的に連通し
    ていることを特徴とする燃焼エンジン用サイレンサー装
    置。
  2. 【請求項2】 他の音響チューブを、拡声器エンクロー
    ジャに固定し、前記副容積部の一方に音響的に結合し、
    前記他の音響チューブの一方の端部を、排気管の一方の
    端部近傍に配置し、ヘルムホルツ共鳴器を前記他のチュ
    ーブにその側壁の開口を介して結合することを特徴とす
    る請求項1に記載したサイレンサー装置。
  3. 【請求項3】 拡声器エンクロージャを、主として非金
    属材料、例えば、木材若しくは合成材料より構成したこ
    とを特徴とする請求項1に記載したサイレンサー装置。
  4. 【請求項4】 拡声器エンクロージャを、自動車の内部
    空間に配置し、この空間を、少なくとも一つの壁によっ
    て排気管から隔離することを特徴とする請求項1に記載
    したサイレンサー装置を有する自動車。
JP5233231A 1992-09-23 1993-09-20 燃焼エンジン用サイレンサー装置 Pending JPH06202673A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP92202914 1992-09-23
NL92202914:5 1992-09-23

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JPH06202673A true JPH06202673A (ja) 1994-07-22

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ID=8210935

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JP (1) JPH06202673A (ja)

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