JPH0627785Y2

JPH0627785Y2 - 吸排気管用アクティブキャンセラ−システム

Info

Publication number: JPH0627785Y2
Application number: JP11531687U
Authority: JP
Inventors: 篤実竹内
Original assignee: カルソニック株式会社
Priority date: 1987-07-28
Filing date: 1987-07-28
Publication date: 1994-07-27
Anticipated expiration: 2002-07-28
Also published as: JPS6422815U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、自動車のエンジン等の吸排気騒音を消音する
のに用いられる吸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）従来の吸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５７−６８９７号公報に記載され
ているようなものが知られている（第２図）。この従来
の吸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０１に分
岐管０２を介して接続されたキャンセルスピーカ０３
と、前記排気管０１に設けられたマイク０４と、該マイ
ク０４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０３に出力するアクティ
ブキャンセル制御手段０６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０３
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）しかしながら、このような従来の吸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
にコーン紙を振動させる通常のタイプのスピーカを用い
ていたために、以下に列挙する問題点があった。

スピーカのコーン紙が高温の排気に曝されるため、耐
熱性及び耐久性が低い。また、コーン紙を用いているこ
とで耐候性も悪い。

スピーカの磁石とコイルによる振動部が、熱により機
能低下する。

スピーカは通常、発振音を前面に分散させるから、騒
音の通路に対し強力な音を得ようとすると、大きな消費
電力を必要とする。

（問題点を解決するための手段）本考案は、上述のような問題点を解決し、耐熱性、耐久
性、耐候性に優れ、また、少ない消費電力でより強力な
音が得られる吸排気管用アクティブキャンセラーシステ
ムを提供することを目的とする。

この目的達成のために本考案では、一端が騒音源である
エンジンに接続され、吸気もしくは排気の流路が形成さ
れた吸排気管と、該吸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
記吸排気管系に設けられたマイクから入力した信号に基
き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とを備
え、前記吸排気管騒音の圧力波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吸排気管用アクテ
ィブキャンセラーシステムにおいて、前記キャンセルス
ピーカに、吸排気流路への露出面がセラミックまたは金
属で形成された圧電スピーカを用い、かつ、該圧電スピ
ーカを、発振音が吸排気流路側に集束される集束形状に
形成した手段とした。

（作用）本考案の吸排気管用アクティブキャンセラーシステムで
は、エンジンの吸気管もしくは排気管を伝わる騒音に向
かって、この騒音と逆位相の圧力波が圧電スピーカから
出力され、両者の打ち消し作用で騒音が消される。

この際、圧電スピーカは集束形状に形成されているか
ら、発振音は吸排気流路側に集束される。

従って、吸排気管の騒音に対し少ない消費電力で強力な
音が得られる。

また、キャンセルスピーカに圧電スピーカを用いている
が、この圧電スピーカは、通常の電磁スピーカに比べコ
ンパクトでありながら低周波音を得易いという性質及び
熱による影響を受け難いという性質を有している。

従って、車載に有利であると共に、エンジン騒音で問題
となる低周波音の消音に有効となり、加えて、耐熱性に
優れている。

また、圧電スピーカの吸排気管への露出面がセラミック
または金属で形成されているから、熱や気候による影響
を受け難く、耐熱性及び耐候性に優れている。

（実施例）以下、本考案の実施例を図面により詳述する。

尚、この実施例を述べるにあたり、自動車の排気音の消
音に用いた排気管用アクティブキャンセラーシステムを
例にとる。

まず、第１図に示す実施例についてその構成を説明す
る。

実施例の排気管用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１、アクティブキャン
セル制御手段６を主要な構成要素としている。

前記排気管１は、一端部が騒音源であるエンジン７に接
続され、内側に排気流路ａが形成され、図外の部分にマ
フラが設けられている。

前記アクティブキャンセル制御手段６は、前記エンジン
７からの排気音を監視して所定の消音圧力波発生信号
（ｌ）（実際には微少電流である）を前記圧電スピーカ
３に出力する制御手段で、入力手段として騒音検出マイ
ク４、エラー検出マイク８を備え、出力手段としてコン
トロールユニット５を備えている。

前記圧電スピーカ３は、セラミック板３１と金属板３２
を貼り合わせて形成されると共に、発振音ｂの集束点ｃ
が排気流路ａの軸線上に位置するように半球の集束形状
に形成され、ケーシング３３に支持材３５により弾性支
持されて設けられている。また、前記ケーシング３３と
圧電スピーカとの間には消音のためグラスウール３４が
設けられている。

尚、この圧電スピーカ３は、アクティブキャンセル制御
手段６からの消音圧力波発生信号（ｌ）が圧電スピーカ
３に入力されると、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＝発振音ｂ）が出力される。

前記騒音検出マイク４は、騒音圧力波を検出しコントロ
ールユニット５に騒音信号（ｍ）を出力するものであ
る。

前記エラー検出マイク８は、排気管１の出口側に設けら
れ、このエラー検出マイク８は消音圧力波のモニター信
号（ｎ）を出力する。

前記コントロールユニット５は、前記騒音検出マイク４
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圧電スピーカ３から出力させる装
置で、このコントロールユニット５は、Ａ／Ｄ変換器５
１、メモリ５２、ＣＰＵ５３、Ｄ／Ａ変換器５４、グラ
フィックイコライザ５５，５６、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）及びグラフィックイコライザ５６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４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ＣＰ
Ｕ５３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。

一方のグラフィックイコライザ５６は、前記エラー検出
マイク８からのモニター信号（ｎ）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圧電スピーカ３に消
音圧力波発生信号（ｌ）を出力する増幅器である。

次に実施例の作用を説明する。

まず、排気管１内の騒音圧力波の周波数が騒音検出マイ
ク４により検出されてコントロールユニット５に入力さ
れると、該コントロールユニット５から圧電スピーカ３
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）が圧電スピーカ３に入力
されると、騒音圧力波とは逆位相の消音圧力波（＝発振
音ｂ）が圧電スピーカ３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１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。

この際、圧電スピーカ３は半球の集束形状に形成されて
いるから、発振音ｂは吸排気管１の騒音の中心部である
排気流路ａの中心に集束される。

従って、騒音圧力波に対する消音圧力波の密度が高くな
り、吸排気管１の騒音圧力波に対し少ない消費電力で強
力な騒音圧力波が得られるという効果が得られる。。

また、キャンセルスピーカに圧電スピーカ３を用いてい
るが、この圧電スピーカ３は、通常の電磁スピーカに比
べコンパクトでありながら低周波音を得易いという性質
及び熱による影響を受け難いという性質を有している。

従って、車載に有利であると共に、エンジン騒音で問題
となる低周波音の消音に有効となり、加えて、耐熱性に
優れ、熱による性能低下や故障や耐久性に対する信頼性
が向上するという効果が得られる。

また、圧電スピーカ３の吸排気流路ａへの露出面が金属
板３２であるから、排気熱や気候による影響を受け難
く、耐熱性及び耐候性に優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、実施例では排気管に適用した例を示したがエン
ジンの吸気管に適用してもよい。

また、実施例ではエンジンとして自動車のエンジンを示
したが、他のあらゆるエンジンに適用することができ
る。

また、実施例では、圧電スピーカの発振音の集束位置を
排気流路の中心位置としたが、集束位置は、騒音特性等
に応じ実験等により適宜設定するのが望ましく、排気流
路側であれば、必ずしも排気流路内でなくてもよい。ま
た、圧電スピーカは集束形状のものとして半球形状のも
のを示したが、多面対のもの等この形状に限定されるも
のではない。

（考案の効果）以上説明してきたように、本考案の吸排気管用アクティ
ブキャンセラーシステムでは、キャンセルスピーカに、
吸排気流路への露出面がセラミックまたは金属で形成さ
れた圧電スピーカを用い、かつ、該圧電スピーカを、発
振音が吸排気流路側に集束される集束形状に形成したこ
とにより以下に列挙する効果が併せて得られる。

発振音が吸排気流路に集束されるため、吸排気管の騒
音に対し少ない消費電力で強力な音が得られる。

圧電スピーカは、通常の電磁スピーカに比べコンパク
トでありながら低周波音を得易いという性質及び熱によ
る影響を受け難いという性質を有しているため、車載に
有利であると共に、エンジン騒音で問題となる低周波音
の消音に有効となり、加えて、耐熱性に優れている。

圧電スピーカの吸排気流路への露出面が熱や気候によ
る影響を受け難く、耐熱性及び耐候性に優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例の排気管用アクティブキャンセラ
ーシステムを示す全体図、第２図は従来例を示す全体図
である。１……排気管３……圧電スピーカ４……騒音検出マイク６……アクティブキャンセル制御手段７……エンジン８……エラー検出マイクａ……排気流路

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】一端が騒音源であるエンジンに接続され、
吸気もしくは排気の流路が形成された吸排気管と、該吸
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、前記吸排気管系に設けら
れたマイクから入力した信号に基き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とを備え、前記吸排気管騒音の
圧力波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
消音を行なう吸排気管用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に、吸排気流路への露出面がセ
ラミックまたは金属で形成された圧電スピーカを用い、
かつ、該圧電スピーカを、発振音が吸排気流路側に集束
される集束形状に形成したことを特徴とする吸排気管用
アクティブキャンセラーシステム。