JPH08503786A - 自動車のための能動的な騒音消去マフラー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 能動的な騒音消去信号のためのトランスデューサ装置か、騒音伝播管１４と直接的に連通したポート８０，８２，８５の間で音響透過性のある薄膜３８を設けており、前記トランスデューサが前記ポートに音響パルスを伝える。ハウジング５８がトランスデューサダイアフラム２２，２４の少なくとも１つの面にさらされた少なくとも１つのチェンバーを規定し、各々のチェンバーが少なくとも１つのポートを介して前記管と流体結合的に連通されている。前記チェンバーは前記薄膜によって区画され、所定の容積的な関係になってチェンバー部分７４，７６，７８を有している。好的実施例においては、トランスデューサ装置が自動車の排気管に連結され、前記薄膜３８は、好ましくは、シリコン含浸のポリウレタン膜で、芳香族のポリアミド繊維で強化されている。そのような薄膜はポート８０，８２，８５間の防水性のある、音響透過性のある隔壁と、高温に耐えることのできる隣接するトランスデューサ２８，３０の面とを提供する。２つのトランスデューサ装置において、２つのダイアフラムの面か２つの薄膜を備えた共通のチェンバーにさらされていて、前記薄膜は前記チェンバーと連通したポ一卜８５の両側に位置している。

Description

【発明の詳細な説明】 自動車のための能動的な騒音消去マフラー 本発明は全体的には能動的な騒音消去装置に係り、特に、ラウトスビーカーの ようなトランスデューサを自動車内のような厳しい環境から保護しなから、自動 車の騒音を消去するためのトランスデューサ装置に関する。 ここでは、１９９０年４月２５日付けの、「能動的なマフラートランスデュー サ装置」と題した米国特許出願第５１４，６２４を参照する。 近年においては、能動的な騒音消去技術に関する開発、発展が多くなされてお り、これらは伝播される騒音波が導入された騒音消去信号と位相が１８０度ずれ る場所において、配管内の放出される消去信号の発生を改善しようとするもので ある。信号制御回路に加えられた既知の改善策は既知の特許文献に論じられてい るが、これらの騒音消去装置はトランスデューサを自動車の排気管のような破壊 的な環境から保護しようとはしていない。例えば、音源における変化による音圧 パルスの特性の変化に反作用させることが可能となる、コントローラ６０に対す る既知の改善対策や、あるいは、トランスデューサ１２において受け取られるラ ウドスピーカーから発生された信号のフィードバックを避けるために、構成体の 位置決めあるいは整列状態を改善するというような他の改善対策、あるいは、ト ランスデューサの作動によって生じる消音の実際の程度に応じて、コントローラ ６０を再調整する誤差補償装置が、今までの開発状態ないし発展が騒音消去装置 の開発に関してかなり異なった強調点を提示していることを示している。 今までの特許出願は、トランスデューサが排気管の外側でハウジング内に取り 付けられているが、細長いポートを介して前記排気管と連通しているトランスデ ューサ装置を扱っている。前記ポートを介した限定的な流体連結と、排気管から なるハウジングを物理的に分離することとによって、トランスデューサの受ける 温度を低下させ、トランスデューサは排気管を通過するガスあるいは流体にさら されたままになっている。自動車の排気装置のような特定の実施例においては、 そのようにさらされることはトランスデューサの寿命をかなり減少させる。 例えば、トランスデューサのコイルを支持しているスリーブが接着剤、にかわ 、あるいはその他の固定装置によってトランスデューサダイアフラムに連結され 、これらの接着手段は高温、湿度、あるいは汚染によって逆の影響を受ける。さ らに、この結合部分は、トランスデューサの作動中に、力や応力の反転、エージ ング、およびサイクルを受ける。従って、前記結合部分は、結合部分の健全性に 影響を与える環境条件から保護するキィ一部分として認識される。 本発明は、トランスデューサと、音響伝播管に連通したポートとの間に、音響 透過性のある隔壁を設けることによって上述した欠点を克服する。更に、トラン スデューサ組立体が、トランスデューサダイアフラムの両側が音響伝播管に対し てポートを設けられたチェンバーにさらされるようにして構成されている場合に は、少なくとも１つの膜ないし薄膜が少なくとも１つのダイアフラムの側をポー トから分離していて、騒音伝播管に対して開放的な流体連通をしている。更に、 各々の薄膜は１あるいはそれ以上のダイアフラムの側を管と直接的に流体連通か ら分離させてもよい。従って、本発明はトランスデューサを厳しい環境条件、例 えば、自動車の排気装置における条件から保護するのに特に有利な構造を提供す る。 一般的には、薄膜は騒音伝播源の範囲内に周波数成分を有する音響出力を通過 せることができる。更に、例えば、自動車の排気装置に用いられている薄膜は、 防水性があり、トランスデューサを燃焼生成物の結果としての湿分状態から絶縁 することができる。更に、前記薄膜はそれらが受けるはずの温度に耐えることか できる。従って、好的実施例の薄膜は、その位置する機能を提供するために、所 定の質量密度を有しており、好ましくは約１ｋｇ／ｍ²±２００％の表面密度と 、低い機械的抵抗とを有している。 好的実施例においては、前記薄膜の形状は、それを取り付けているハウジング の形状と一致している。好ましくは、円箇状のハウジングがトランスデューサの 円形状の外周と一致し、薄膜も同様に円形状になっている。前記薄膜は、デュポ ン社の市販製品ＫＥＶＬＡＲＲのような、芳香族ポリアミドのようなポリマー充 填材ないし繊維を含んだケブラー（Kevlar）含浸のシリコンーンでできた防水層 を有している。自動車の排気装置においては、前記薄膜は極めて高い温度にさら され、シリコーンは高温環境に直接さらされてもそれに耐える。それに、好まし い薄膜は、管を伝播する騒音信号の帯域幅の高い方の端部あるいはその近くにお いて共鳴周波数を与えるコンプライアンスを有している。 さらに、音響消去トランスデューサの既知の従来技術の例は消去パルスを発生 させるためのトランスデューサダイアフラムの単一面を採用しているが、本発明 は、好ましくはラウドスピーカーの全而と後而の両方を用いることのできる場合 に採用してもよい。そのような装置の場合、ダイアフラムの各々の動きが前側に おいては後側において発生されるパルスとは１８０度位相のずれたパルスを発生 し、このパルスは、チェンバーを介して騒音伝播回路へ音圧パルスを伝えるため に、ダイアフラムの側とポートとにさらされているチエンバーを調整したりある いは間隔をあけることによって制御される。 結果として、本発明は、構成要素に極めて厳しい環境条件を与えることなしに 、所望の音響応答をする音響消去装置を提供する。トランスデューサダイアフラ ムによって発生される音波出力を最大にするための、高特性トランスデューサと 高特性トランスデューサハウジングとは、適当に調整されたポート組立体を介し て、騒音伝播管と音響的に連通することができる。しかしながら、前記薄膜は、 湿分と、汚染と、トランスデューサを作動、構成、あるいは取り付けるために用 いられるダイアフラム及び他の構成要素に対する熱照射とを抑制している。結果 として、本発明は、特に自動車のための能動的な騒音消去マフラーにおいて特に 良く用いられるようになっている。 本発明について、添付図面を参照しなから、更に例示的に説明することにする 。 第１図は本発明による能動的な騒音消去トランスデューサ構造を有した自動車 の排気装置の概略図である。 第２図は第１図に示した、本発明による多数の薄膜で構成されたトランスデュ ーサの拡大断面図である。 第３図は本発明のトランスデューサ装置のための設計モデルの概略図である。 まず第１図を参照すると、自動車の排気装置４０がエンジン１３に連結されて いるところが示されている。本発明は、特に、好的実施例に記載されたような自 動車のマフラーとして使用するのに良く適しているが、本発明か多くの他の音響 抑制装置にも適用可能であり、しかもそれに限定されないことが理解できるであ ろう。それにもかかわらず、好的実施例の装置における利点を記述した以下の詳 細な説明は、排気装置に無関係な騒音消去装置における特徴と利点とを示すもの である。 第１図を参照すると、能動的な騒音消去装置１０が自動車の排気装置４０の− 部分として概略図的に示されている。前記装置１０自動車のエンジン１３から共 通の排気管１４へ伝えられる音圧パルス列に露出されたマイクロホンあるいはト ランスデューサ１２を有している。排気管１４内の検出された音圧パルスに応答 してトランスデューサ１２によって発生された電気信号は、電気的制御装置６０ の中へ供給され、これが更にラウドスピーカーのようなトランスデューサを作動 させる。よく知られているように、前記制御装置６０はトランスデューサを作動 させて、従って、スピーカーによって発生された音圧は排気管１４の中へ導入す ることかできる。音響がある点において放出され、その点においてラウドスピー カーから放出されたパルスが同じ音量を有し、かつその点において排気管１４を 通過する音圧パルスと１８０度位相かずれている。好的実施例において用いられ ているトランスデューサ組立体２０について、以下もっと詳細に説明する。 自動車エンジン１３のための排気装置４０は、排気マニホルド５０，５２に対 してそれぞれ連結された排気管１５，１６に結合された共通の排気管１４を有し ている。前記共通の排気管１４は、全体的には、排気ガスの通路を形成する個々 の構成要素とは無関係に排気管１５，１６と連通している通路といえる。例えば 、接触コンバータ５４と受動的な、マフラー付属品５６とが排気管１４の一部を 形成し、他方、トランスデューサ２０は排気管１４と流体連通するためにポート によって連結された能動的な騒音消去用のトランスデューサハウジング５８を有 している。前記ハウジング５８はまた排気管１４の一部を支持するため、あるい はそれを形成するために構成されていてもよい。 前記接触コンバータ５４と、受動的なマフラー付属品５６とは、そのような目 的のための従来構造になっていてもよく、また特別な従来構造に限定する必要も ない。例えば、単純な騒音減衰絶縁装置か、例えば、排気管１４の動かされ易い 部分における振動を減少させるために、あるいは、受動的なマフラー付属品５６ を能動的な騒音消去装置と組み合わせて、騒音信号の高周波部分を効果的に減少 させるために、閉じられた容器の中に取り付けられている。 更に、能動的な騒音消去装置１０を備えた排気装置４０はセンサー１２及びフ ィードバックセンサー２４を使用し、またトランスデューサハウジング５８によ って支持されたトランスデューサ装置２０をも使用している。電気的な制御装置 ６０はデジタル信号処理（ＤＳＰ）コントローラ７０を有し、これは、トランス デューサの作動信号を発生させるために、検出された騒音の代表的な信号に応じ た信号を発生させる。この作動信号は消去信号放出するためにトランスデューサ 装置２０へ送られる。さらに、前記コントローラ７０は、トランスデューサ装置 ２０内のトランスデューサのための作動信号に十分な大きさを与えて、トランス デューサ装置２０が排気管１４と連通している位置を通過する音圧パルスの強さ に合致した音響パルスを放出するための増巾回路７２を有している。 第２図に最も良く示されているように、ハウジング５８は端壁６１，６３によ って閉じられた円筒状の壁部５９を有している。前記外周的な円箇壁５９は、各 各かフレーム２５を有している２つのトランスデューサ２８，３０のための支持 フレームと係合している。この支持フレームは、壁５９に対して溶接され、かつ ダイアフラム２２，２４を取り囲んだトランスデューサフレーム２５の部分に対 してボルト締めされたリングブラケット４０によって形成されている。前記ブラ ケット４０は各々のダイアフラムの前側と後側とを音響的に分離する各々のダイ アフラムの前側と後側との間で取付シール４４を形成する境界を規定している。 各トランスデューサのダイアフラムの前側は、トランスデューサ２８，３０、主 としてそれらのダイアフラム２２，２４それぞれと、外周壁５９とによって、規 定された共通のチェンバー７４と連通している。 各々のトランスデューサ２８，３０は従来通りの方法で構成されており、その それぞれのダイアフラムの後面より先へ延在し、かつトランスデューサフレーム ２５に取り付けられた磁石２０を有しているが、本発明を説明する目的でこれ以 上詳しく記述する必要はない。しかしながら、前記ダイアフラムは、好ましくは 、ステンレス鋼でできていてもよいが、取り囲み用、あるいは取り付け用のシー ル４４は、以下に詳細に説明する薄膜と同様にケブラー含浸シリコーンでできて い る。しかしなから、そのような材料はダイアフラムのコーンにおいて、モールド 内ないしインモールドポリマ一化によって外周部に接着される。同様に、トラン スデューサ２８，３０への電気的な接続部は従来のものでよく、これは３４にお いて単に概略的に示されている。 トランスデューサダイアフラム２２の後側はチェンバー７６と連通しており、 前記チェンバーは端壁６１とダイアフラム２２との間で規定されており、前記ダ イアフラムはトランスデューサ２８のダイアフラム２２の周りでトランスデュー サフレーム２５に接着されたシリコン外周部によって形成された取付シール４４ を有している。同様に、トランスデューサダイアフラム２４の後側も端壁６３と ダイアフラム２２との間で規定されたチエンバー７８と連通しており、前記ダイ アフラムはトランスデューサ３０のダイアフラム２４の周りでトランスデューサ フレーム２５に接着されたシリコン外周部によって形成された取付シール４４を 有している。 また第２図に示したように、前記チェンバー７６はポート８２を介して排気管 １４と連通している。チェンバー７８はポート８２とは離れた位置におけるポー ト８０を介して排気管１４と連通している。ポートへ８４はポート８０と８２と の間で、チェンバー７４を排気管１４に連通させる。各々のポート８０，８２， ８４は排気管１４の中で高温の排気ガスと直接連通している。 各々のチェンバー７４，７６，７８は、各々のポートと隣接のトランスデュー サ構造物との間の流体連通を密封するために区画に区切られている。しかしなが ら、前記区画は音響的に透過性のある薄膜３８によって構成されており、音圧パ ルスがトランスデューサダイアフラムの隣接面から放出されて隣接のポートに到 達できるようになっている。外周リング３６が前記薄膜を支持し、好ましくは、 ぴんと張った状態になって支持している。前記リング３６は、好ましくは、溶接 あるいはその類似の手段によって壁部５９に固定されている。 好的実施例においては、前記薄膜は芳香族ポリアミド繊維基板で強化されたケ ブラー含浸シリコーンで形成されている。そのような薄膜の例はフロン社のＩ． Ｅ．Ｒ．部によってドラムヘッドとして利用可能である。そのような薄膜はポー トとトランスデューサとの間で防水バリヤを提供し、典型的には排気管１４の排 気ガス環境における高温照射に耐える。さらに、この強化繊維は薄膜の音響透過 性に影響を与える薄膜の歪みに抵抗する。前記薄膜は可撓性かあるか、それを通 過する音響パルスとの干渉を減少させるために、ぴんと張られた状態になって支 持されている。かなり低い温度において用いるための薄膜の他の例はマイラーで ある。 消去しようとしている騒音信号の帯域幅内での特定の共鳴周波数のために、チ ェンバーとポートとを調整することが好ましい。１９９０年４月２５日付けの、 同時係属出願シリアル番号５１４，６２４“能動的なマフラートランスデューサ 装置”において記述されているように、共鳴周波数は与えられたポート領域にお いては（Ｌ・Ｖ）^-1/2に比例する。ここでＬはポートの長さ、Ｖはチエンバーの 容積である。ポートと、それに連通するチエンバーとの寸法を適正にすることに より、トランスデューサ２８，３０の前側から放出される信号を相互に加算して 、増幅器７２に必要な多数の出力用電子装置の必要性を最少化することかできる 。好ましくは、ポート７４の長さは、消去信号の帯域幅内の最大周波数あるいは それに近い共鳴周波数になるように、チエンバーとポートとを調整するように選 択される。同様にポート８０，８２の長さも消去信号の帯域幅内の最少のカット オフ周波数あるいはそれに近い周波数に調整するように選択される。そのような 寸法調整により効率が改善され、出力要求が減少され、特に、消去信号スペクト ルの最下部分において必要とされる出力要求が減少される。 さらに、チエンバーとポートとの調整状態を維持するために、調整による逆の 影響を減少させるために、音響透過薄膜の位置を選択することができる。円詩壁 ５９か０．２１ｍの直径を有しているトランスデューサ装置２０のモデルにおい ては、ほぼ同じ空間に広がる０．２０８ｍの直径を有する薄膜か、各々のチェン バーの区画部分間の特別な容積的な関係を提供するように位置決めされる。薄膜 の直径が少し小さくなっているのは、各々の薄膜３８に関する支持リング３６の 半径方向の寸法１mmによるものである。ポート８２と直接接触するチェンバー７ ６の外部後側の容積は０．００２８ｍ³で、薄膜は端壁６１から０．０８ｍ離れ て位置している。薄膜３８とトランスデューサ２８の後側との間の内部後側９２ の容積は０．００２７ｍ³であり、薄膜はトランスデューサ２８を支持している 支持フレーム４０から０．１０４ｍ離れて位置しており、チェンバー内のスピー カー構造物によって占められる０．０００９ｍ³の容積だけチェンバーの容積が 減少している。内部前側チェンバー部分９４の容積は０．０００７ｍ³で、薄膜 はフレーム４０から０．０１５ｍ離れていて、スピーカーのコード２２による０ ．０００２ｍ³の容積を含んでいる。外部前側チェンバー部分９６は支持リング ３６あるいはフレーム４０の前に取り付けられた２つの薄膜３８の間に規定され 、その容積は０．０００１８ｍ³で、前記薄膜は０．０５１ｍ離れていて、ポー ト８４の両側へ、ポート８４の中心線８５から等距離だけ離れて位置している。 チェンバー部分９８，１００，１０２の容積と、対応的な薄膜の位置とは、それ ぞれチェンバー部分９４，９２，９０に関して前述したのと同じようにして規定 されており、繰り返すことはしない。 後側領域のポート８２と８０の各々は、面積か０．０００８ｍ²で、半径が０ ．０１６ｍである。従って、後側チェンバー７６，７８に関する調整長さは０． １７ｍと計算される。結果として、各々の後側チエンバー７６，７８に関する合 計のチェンバー容積は０．００５５ｍ³で、長さは０．１７ｍであって、後側チ ェンバー７６，７８は約５０Hzの共鳴周波数において調整される。共通チェンバ ー７４は０．００３２ｍ³の面積を有し、ポート管の面積は０．００３ｍ²で成型 された調整ポートの寸法は０．０５ｍｘ０．０６ｍになっており、０．０５ｍの ポート長さがチェンバー及びポートに対して約２５０Hzの共鳴周波数を与えるこ とになるであろう。各々の薄膜の面積は０．０３４ｍ²で、重さは０．０１９ｋ ｇである。これらの寸法を有したシリコン含浸のポリウレタン薄膜は、０．０１ ｍ／Ｎのコンプライアンスにおいて約１オームの機械的抵抗を有している。この ような形状においては、前記薄膜は約２２０Hzの共鳴周波数を有している。この 共鳴周波数は騒音信号の全スペクトルを消去するのに望ましい最大の周波数成分 より小さいが、騒音信号の最大周波数成分は、受動的なマフラー５６によって効 率的、かつ経済的に減衰される。 音響インピーダンスのパラメータからポート付きトランスデューサハウジング の適当な寸法を規定するためのモデルが第３図に示されており、第２図に示され たハウジング５８の左半分の音響インピーダンスが説明されている。モデル化さ れたインピーダンスボックス９６，９４，９２はそれぞれチェンバー部分９６， ９４，９２に対応している。同様に、２つの薄膜３８はモデル化されたインピー ダンスボックス３８によって表されている。ダクト８２は、モデル化されたイン ピーダンスボックス８２によって示され、そのインピーダンス値は所定の周波数 において共鳴を起こさせるように選択される。 従って、例えば、ダクトの面積がある値に固定されて、排気管１４と閉鎖的に 連通されている場合には、ポート８２の長さは前述したように規定することがで きる。さらに、モデル化されたインピーダンスボックス９６Ａはチエンバー９６ のインピーダンスの半分を示し、チェンバー９６の面積の半分は第２図に示した ハウジング５８の右半分をモデル化するために用いられる。右半分のモデルが左 半分の鏡像であることは理解できるであろうし、簡略化のために示すことはしな い。同様に、インピーダンスブロック８４Ａは共通のチエンバー７４に連結され たポート８４のインピーダンスの半分を示している。 本発明の好的実施例の構造的な特徴について記述してきたが、本発明によるト ランスデューサ装置２０は、トランスデューサダイアフラムの各々の露出面から 放出される音圧パルスを通過させる、音響透過性のある薄膜を収納したトランス デューサハウジングに取り付けられたトランスデューサから、排気ガスと湿分と を分離させる。従って、トランスデューサ部品の腐食は減少する。さらに、トラ ンスデューサの磁石は高温にさらされることかなく、従来型のラウドスピーカー の構造において磁束流が減少したりあるいは減磁したりすることがなくなる。さ らに、電気的接続部も、普通は可変温度環境にさらされることが予想される広範 囲な膨張、収縮を受けることもない。それにもかかわらず、好ましいトランスデ ューサハウジング２０は、スピーカーダイアフラムの両側が消去信号を発生させ るために用いられ、トランスデューサに対して露出されているポート付きチェン バーによって調整が行われてスピーカーの効率が改善されるので、改善された特 性を提供することになる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９４年５月１６日 【補正内容】 明細書 自動車のための能動的な騒音消去マフラー 本発明は全体的には能動的な騒音消去装置に係り、特に、ラウドスピーカーの ようなトランスデューサを自動車内のような厳しい環境から保護しなから、自動 車の騒音を消去するためのトランスデューサ装置に関する。 ここでは、１９９１年４月１６日に本出願人によって出願された、「能動的な 騒音消去装置」と題した、ＵＳＳＮ５１４，６２４に基づいたＥＰＡ−０４５４ ３４１を参照する。 近年においては、能動的な騒音消去技術に関する開発・発展か多くなされてお り、これらは伝播される騒音波が導入された騒音消去信号と位相か１８０度ずれ る場所において、配管内の放出される消去信号の発生を改善しようとするもので ある。信号制御回路に加えられた既知の改善策は既知の特許文献に論じられてい るが、これらの騒音消去装置はトランスデューサを自動車の排気管のような破壊 的な環境から保護しようとはしていない。例えば、音源における変化による音圧 パルスの特性の変化に反作用させることが可能となる、コントローラ６０に対す る既知の改善対策や、あるいは、トランスデューサ１２において受け取られるラ ウドスピ一カーから発生された信号のフィードバックを避けるために、構成体の 位置決めあるいは整列状態を改善するというような他の改善対策、あるいは、ト ランスデューサの作動によって生じる消音の実際の程度に応じて、コントローラ ６０を再調整する誤差補償装置が、今までの開発状態ないし発展が騒音消去装置 の開発に関してかなり異なった強調点を提示していることを示している。 今までの特許出願は、トランスデューサが排気管の外側でハウジング内に取り 付けられているか、細長いポートを介して前記排気管と連通しているトランスデ ューサ装置を扱っている。前記ポートを介した限定的な流体連結と、排気管から なるハウジングを物理的に分離することとによって、トランスデューサの受ける 温度を低下させ、トランスデューサは排気管を通過するガスあるいは流体にさら されたままになっている。自動車の排気装置のような特定の実施例においては、 そのようにさらされることはトランスデューサの寿命をかなり減少させる。 例えば、トランスデューサのコイルを支持しているスリーブが接着剤、にかわ 、あるいはその他の固定装置によってトランスデューサダイアフラムに転結され 、これらの接着手段は高温、湿度、あるいは汚染によって逆の影響を受ける。さ らに、この結合部分は、トランスデューサの作動中に、力や応力の反転、エージ ング、およびサイクルを受ける。従って、前記結合部分は、結合部分の健全性に 影響を与える環境条件から保護するキィー部分として認識される。 本発明は、添付した請求の範囲に規定したように、トランスデューサと、音響 伝播管に連通したポートとの間に、音響透過性のある隔壁を設けることによって 上述した欠点を克服する。更に、トランスデューサ組立体が、トランスデューサ ダイアフラムの両側が音響伝播管に対してポートを設けられたチェンバーにさら されるようにして構成されている場合には、少なくとも１つの膜ないし薄膜が少 なくとも１つのダイアフラムの側をポ一卜から分離していて、騒音伝播管に対し て開放的な流体連通をしている。更に、各々の薄膜は１あるいはそれ以上のダイ アフラムの側を管と直接的に流体連通から分離させてもよい。従って、本発明は トランスデューサを厳しい環境条件、例えば、自動車の排気装置における条件か ら保護するのに特に有利な構造を提供する。 一般的には、薄膜は騒音伝播源の範囲内に周波数成分を有する音響出力を通過 せることかできる。更に、前記薄膜は防水性があり、トランスデューサを燃焼生 成物の結果としての湿分状態から絶縁することができる。更に、前記薄膜はそれ らが受けるはずの温度に耐えることかできる。従って、好的実施例の薄膜は、そ の位置する機能を提供するために、所定の質量密度を有しており、好ましくは約 １ｋｇ／ｍ²±２００％の表面密度と、低い機械的抵抗とを有している。 好的実施例においては、前記薄膜の形状は、それを取り付けているハウジング の形状と一致している。好ましくは、円箇状のハウジングがトランスデューサの 円形状の外周と一致し、薄膜も同様に円形状になっている。本発明の好的実施例 における前記薄膜は、デュポン社の市販製品ＫＥＶＬＡＲＲのような、芳香族ポ リアミドのようなポリマー充填材ないし繊維を含んだケブラー（Ｋｅｖｌａｒ） 含浸のシリコーンでできた防水層を有している。自動車の排気装置においては、 前記薄膜は極めて高い温度にさらされ、シリコーンは高温環境に直接さらされて もそれに耐える。さらに、好ましい薄膜は、管を伝播する騒音信号の帯域幅の高 い方の端部あるいはその近くにおいて共鳴周波数を与えるコンプライアンスを有 している。 さらに、音響消去トランスデューサの既知の従来技術の例は消去パルスを発生 させるためのトランスデューサダイアフラムの単一面を採用しているが、本発明 は、好ましくはラウドスピーカーの全面と後面の両方を用いることのできる場合 に採用してもよい。そのような装置の場合、ダイアフラムの各々の動きか前側に おいては後側において発生されるパルスとは１８０度位相のずれたパルスを発生 し、このパルスは、チェンバーを介して騒音伝播回路へ音圧パルスを伝えるため に、ダイアフラムの側とポ一卜とにさらされているチェンバーを調整したりある いは間隔をあけることによって制御される。 結果として、本発明は、構成要素に極めて厳しい環境条件を与えることなしに 、所望の音響応答をする音響消去装置を提供する。トランスデューサダイアフラ ムによって発生される音波出力を最大にするための、高特性トランスデューサと 高特性トランスデューサハウジングとは、適当に調整されたポート組立体を介し て、騒音伝播管と音響的に連通することができる。しかしながら、前記薄膜は、 湿分と、汚染と、トランスデューサを作動、構成、あるいは取り付けるために用 いられるダイアフラム及び他の構成要素に対する熱照射とを抑制している。結果 として、本発明は、特に自動車のための能動的な騒音消去マフラーにおいて特に 良く用いられるようになっている。 本発明について、添付図面を参照しなから、更に例示的に説明することにする 。 第１図は本発明による能動的な騒音消去トランスデューサ構造を有した自動車 の排気装置の概略図である。 第２図は第１図に示した、本発明による多数の薄膜で構成されたトランスデュ ーサの拡大断面図である。 第３図は本発明のトランスデューサ装置のための設計モデルの概略図である。 まず第１図を参照すると、自動車の排気装置４０がエンジン１３に連結されて いるところが示されている。本発明は、特に、好的実施例に記載されたような自 動車のマフラーとして使用するのに良く適しているが、本発明か多くの他の音響 請求の範囲 １． ダイアフラム（２２，２４）を備えた少なくとの１つのトランスデューサ （２８，３０）を有する、自動車排気管（１４）のための能動的な騒音消去マフ ラーであって、 前記トランスデューサダイアフラム（２２，２４）の少なくとも一方の側に対 してさらされた閉鎖チェンバーを規定する壁部（５９）を有するハウジング（５ ８）と、 前記チェンバーと排気管（１４）との間を音響的に連通させるための、ハウジ ング壁部（５９）を貫通延在したポ一ト（８０，８２，８５）と、 前記ポートとトランスデューサとの間に防水性のバリアを提供することができ 、代表的には排気管（１４）の排気ガス環境における高温にさらされても耐える ことができ、前記排気管から前記トランスデューサダイアフラム（２２，２４） を分離するように構成された音響透過性のある、可撓性のある膜（３８）とを具 備する能動的な騒音消去マフラー。 ２． 請求の範囲第１項記載のマフラーにおいて、前記隔璧が前記チェンバーを 内側と外側の区画室に分割している騒音消去マフラー。 ３． 請求の範囲第１項記載のマフラーにおいて、前記マフラーが２つのトラン スデューサダイアフラムを有し、前記ハウジングが各々のトランスデューサダイ アフラムの一方の側にさらされた第１の共通チエンバー、前記１つのトランスデ ューサダイアフラムの他の側にさらされた第２のチェンバー、及び他のトランス デューサダイアフラムの他の側にさらされた第３のチェンバーを規定する壁部を 有している騒音消去マフラー。 ４． 請求の範囲第３項記載のマフラーにおいて、前記ハウジングが、前記共通 チェンバーを排気管に音響的に結合する第ｌポ一卜と、前記第２チェンバーを排 気管に音響的に結合する第２ポ一卜と、前記第３チェンバーを排気管に音響的に 結合する第３ポートとを有している騒音消去マフラー。 ５． 請求の範囲第４項記載のマフラーにおいて、前記共通チエンバーが前記第 １ポートを前記１つのトランスデューサダイアフラムから分離する第１隔壁と、 前記第１ポ一卜を前記他のトランスデューサダイアフラムから分離する第２隔壁 とを有している騒音消去マフラー。 ６． 請求の範囲第１項記載のマフラーにおいて、前記隔壁が可撓性のある膜か らなる騒音消去マフラー。 ７． 配管における騒音を能動的に消去するためのトランスデューサハウジング において、 閉鎖チェンバーを規定する外周壁と、 前記チェンバーと配管とを流体連通させるべく、前記外周壁を貫通延在したポ ートと、 前記トランスデューサを、そのダイアフラムを前記チェンバーにさらして、固 定するためのトランスデューサ取付具と、 前記ポートとトランスデューサとの間に防水性のあるバリアを提供することが でき、前記管内において高温にさらされても耐えることができ、前記取付具を 前記ポートから分離するように構成された音響透過性のある膜 とを具備するトランスデューサハウジング。 ８． トランスデューサを自動車排気管に結合するための方法において、 ハウジングチェンバ一内の少なくとも１つのトランスデューサダイアフラムの 少なくとも一方の側を閉じることと、 前記チェンバーにポートを設け、排気管と流体連通させることと、 前記ポートとトランスデューサとの間に防水性のあるバリアを提供することが でき、代表的には排気管の排気ガス環境における高温にさらされても耐えること ができ、前記トランスデューサダイアフラムを前記ポートから分離するように構 成された音響透過性のある膜で前記チェンバーを区画すること、 とからなるトランスデューサ連結方法。 ９． 請求の範囲第８項記載の方法において、前記区画することがシリコン含浸 のポリウレタン製の繊維強化された膜を据付けることからなるトランスデューサ 連結方法。 10． 請求の範囲第９項記載の方法において、前記繊維が芳香族ポリアミドでで きているトランスデューサ連結方法。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 さらされていて、前記薄膜は前記チェンバーと連通した ポ一卜８５の両側に位置している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ダイアフラム（２２，２４）を備えた少なくとも１つのトランスデューサ （２８，３０）を有する、自動車排気管（１４）のための能動的な騒音消去マフ ラーであって、 前記トランスデューサダイアフラム（２２，２４）の少なくとも一方の側に対 してさらされた閉鎖チェンバーを規定する壁部（５９）を有するハウジング（５ ８）と、 前記チエンバーと排気管（１４）との間を音響的に連通させるための、ハウジ ング壁部（５９）を貫通延在したポート（８０，８２，８５）と、 前記排気管から前記トランスデューサダイアフラム（２２，２４）を分離する 音響透過性のある隔壁（３８） とを具備する能動的な騒音消去マフラー。 ２．請求の範囲第１項記載のマフラーにおいて、前記隔壁か前記チェンバーを 内側と外側の区画室に分割している騒音消去マフラー。 ３．請求の範囲第ｌ項記載のマフラーにおいて、前記マフラーが２つのトラン スデューサダイアフラムを有し、前記ハウジングが各々のトランスデューサダイ アフラムの一方の側にさらされた第１の共通チェンバー、前記１つのトランスデ ューサダイアフラムの他の側にさらされた第２のチェンバー、及び他のトランス デューサダイアフラムの他の側にさらされた第３のチェンバーを規定する壁部を 有している騒音消去マフラー。 ４．請求の範囲第３項記載のマフラーにおいて、前記ハウジングが、前記共通 チェンバーを排気管に音響的に結合する第１ポートと、前記第２チェンバーを排 気管に音響的に結合する第２ポートと、前記第３チエンバーを排気管に音響的に 結合する第３ポートとを有している騒音消去マフラー。 ５．請求の範囲第４項記載のマフラーにおいて、前記共通チエンバーが前記第 １ポートを前記１つのトランスデューサダイアフラムから分離する第ｌ隔壁と、 前記第１ポートを前記他のトランスデューサダイアフラムから分離する第２隔壁 とを有している騒音消去マフラー。 ６．請求の範囲第１項記載のマフラーにおいて、前記隔壁が可撓性のある膜か らなる騒音消去マフラー。 ７．配管における騒音を能動的に消去するためのトランスデューサハウジング において、 閉鎖チェンバーを規定する外周壁と、 前記チエンバーと配管とを流体連通させるべく、前記外周壁を貫通延在したポ ートと、 前記トランスデューサを、そのダイアフラムを前記チェンバーにさらして、固 定するためのトランスデューサ取付具と、 前記取付具を前記ポートから分離するための音響透過性のある隔壁とを具備す るトランスデューサハウジング。 ８．トランスデューサを自動車排気管に結合するための方法において、 ハウジングチェンバー内の少なくとも１つのトランスデューサダイアフラムの 少なくとも一方の側を閉じることと、 前記チェンバーにポートを設け、排気管と流体連通させることと、 前記トランスデューサダイアフラムを前記ポートから分離する音響透過性のあ る膜で前記チェンバーを区画すること、 とからなるトランスデューサ連結方法。 ９．請求の範囲第８項記載の方法において、前記区画することがシリコン含浸 のポリウレタン製の繊維強化された膜を据付けることからなるトランスデューサ 連結方法。 10．請求の範囲第９項記載の方法において、前記繊維が芳香族ポリアミドでで きているトランスデューサ連結方法。