JP2924586B2

JP2924586B2 - ダクト消音用２次音発生装置

Info

Publication number: JP2924586B2
Application number: JP5211678A
Authority: JP
Inventors: 哲佐々木
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1993-08-26
Filing date: 1993-08-26
Publication date: 1999-07-26
Anticipated expiration: 2014-07-26
Also published as: JPH0791221A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、吸気管や排気管等の
ダクト内を伝搬する騒音を打ち消すための２次音を発生
する装置に関し、特に、２次音源としてのスピーカの出
力を騒音低減に最大限活用できるようにしたものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ダクトを伝搬する騒音を打ち消すための
２次音を発生させる従来の装置としては、例えば、特開
平２−５０３２１９号公報（第１従来例）や、特開昭５
７−９７９８９号公報（第２従来例）に記載されたもの
がある。即ち、上記第１従来例は、特に自動車の排気管
から発せられる排気音を低減するための装置であって、
図１４と、図１４のXV−XV線断面図である図１５とにそ
の概要を示すように、排気管１の開口端に同軸に開口す
るように導波管２を設けるとともに、その導波管２内に
音波を放射可能な二つのスピーカ３，４及びこの背面を
覆うエンクロージャ５，６を、排気管１を挟んだ対象位
置に配設したものであり、かかる構成により、排気ガス
による熱害等を回避しつつ、排気管１から発せられる排
気音とスピーカ３，４から発せられ導波管２を伝わる２
次音とを排気管開口端部において重畳させて騒音低減を
図っていた。

【０００３】また、上記第２従来例は、図１６にその概
要を示すように、導波管２，スピーカ３及びエンクロー
ジャ５からなる２次音発生装置を、ダクト７の終端部に
設けられた音響ミクサ８に接続したものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の装置には、下記のような不具合があった。先
ず、第１従来例にあっては、スピーカ３，４から発せら
れた２次音を効率良く騒音低減に用いるためには、導波
管２の特に開口部分の径を大きくしなければならない
が、導波管２の径を大きくすると既に排気管１及び導波
管２の二重管構造になっているため全体の径が極端に大
きくなってしまい、デザイン上の自由度が小さくなって
しまう。また、排気管１の開口端部を重畳点とし、その
重畳点において排気音と２次音とが逆相の関係となるよ
うないわゆるダイポール方式の制御方式であるため、特
に排気ガスの流速が大きい場合、排気管１の開口端部近
傍では消音効果が得られても、その開口端部から遠ざか
るに従って消音効果が薄れてしまい、実際には充分な消
音効果が得られないのである。さらに、導波管２の開口
端部が外部に露出してしまうため、冠水の問題もある。

【０００５】一方、第２従来例にあっては、ダクト７内
を伝搬してくる１次音（騒音）を音響ミクサ８内で２次
音と重畳させ、完全に両者が打ち消し合った後に外部に
放出させるため、媒体の流速が大きい時にも良好な消音
効果が期待できる。しかし、熱害を避けるために導波管
２を長めにする必要があるため、導波管２がスピーカ３
の加振面積を絞るような形でスピーカ３及び音響ミクサ
８間に介在することとなり、スピーカ３で発せられた２
次音が音響ミクサ８に到達する前に導波管２内で減衰し
てしまい、従って充分な消音効果を得るためには大音量
の２次音を発生可能な大型のスピーカを用いなければな
らず、装置の大型化・コストアップを招くとともに、車
両のようにスペース的に余裕の少ない場合には搭載が困
難になる場合もあった。

【０００６】本発明は、このような従来の技術が有する
未解決の課題に着目してなされたものであって、スピー
カ出力を極力低下させない構造とすることにより、スピ
ーカ出力を騒音低減に最大限活用することができるダク
ト消音用２次音発生装置を提供することを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ダクトの途中又は開口端部に形成された
拡張室と、一端が前記拡張室内に連通する導波管と、こ
の導波管内に音波を放射するスピーカと、を備えたダク
ト消音用２次音発生装置において、前記導波管の幅方向
寸法を、その厚さ方向寸法よりも大きくして前記スピー
カの直径と同等若しくはそれ以上にするとともに、前記
スピーカを前記導波管の表面側に配設し、そして、前記
導波管軸方向と直交する平面による前記拡張室の断面積
を、前記スピーカの面積と同等若しくはそれ以上にし
た。

【０００８】なお、ここで同等とは、略同じ程度という
意であっても、数値的に完全に一致する場合の他、若干
（数％程度）大きい又は小さい場合も含む意である。ま
た、請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明に
おいて、導波管を、その厚さ方向をダクトの軸方向に一
致させて拡張室に連通させたものである。そして、請求
項３記載の発明は、上記請求項１又は請求項２記載の発
明において、拡張室に複数の導波管を連通させるととも
に、それら導波管のそれぞれにスピーカを配設したもの
である。

【０００９】さらに、請求項４記載の発明は、上記請求
項１乃至請求項３記載の発明において、複数の拡張室を
設けるとともに、それら拡張室のそれぞれに導波管を連
通させ、そして、それら導波管のそれぞれにスピーカを
配設したものである。また、請求項５記載の発明は、上
記請求項１乃至請求項４記載の発明において、スピーカ
の背面をエンクロージャで覆うとともに、そのエンクロ
ージャの容積を可変としたものである。

【００１０】そして、請求項６記載の発明は、上記請求
項１乃至請求項５記載の発明において、導波管の長さ及
びその断面積の少なくとも一方を可変としたものであ
る。さらに、請求項７記載の発明は、上記請求項１乃至
請求項６記載の発明において、拡張室の長さ及びその断
面積の少なくとも一方を可変としたものである。

【００１１】

【作用】先ず、図７に示すような装置を考える。これ
は、肉薄の直方体状の容積部１０の表面１０ａ側にその
容積部１０内に音波を放射するようにスピーカ１１を固
定するとともに、容積部１０の一方の端面１０ｂにその
容積部１０内に連通するようにチューブ１２を接続した
ものであり、チューブ１２の容積部１０とは逆側の端部
は開口している。なお、図７に示す数値は各部の寸法で
あり、単位はｍｍである（他の図についても同様であ
る。）そして、かかる装置において、スピーカ１１から発せら
れ容積部１０及びチューブ１２を介して外部に放出され
る音波の流れを調べてみると、モデル的には図８に示す
ようになっていることが実験的に確認できた。図９は、
スピーカ１１に付与する電圧を一定とした場合における
チューブ１２の開口端の音圧の周波数特性を示す図であ
り、Ａは実験値、Ｂは計算値である。

【００１２】ちなみに、計算モデルとして図１０に示す
ようなものを考えており、これは、スピーカと、スピー
カの背面を覆い空気バネとして作用するエンクロージャ
と、スピーカから発せられた音波が伝達する導波管等の
音波伝達経路とからなるモデルであって、図１０中、ｍ
はスピーカのコイル，コーン紙の重量、φＤ_mはスピー
カの直径、ｋはスピーカのバネ定数、ｃはスピーカの減
衰定数、φＤ_aはエンクロージャの直径、Ｌ_aはエンク
ロージャの厚さ、φＤ₁〜φＤ₃は音波伝達経路の各要
素の直径、Ｌ₁〜Ｌ₃は音波伝達経路の各要素の長さで
ある。また、スピーカのコイルが発生する単位面積当た
りの力をＰ_in、スピーカの等価断面積をＳ_m、エンクロ
ージャの等価断面積をＳ_a、音波伝達経路の各要素の等
価断面積をＳ₁〜Ｓ₃、波数をＷ、媒体の密度をρとす
ると、音波伝達経路の開口端から距離ｒだけ離れた位置
における音圧Ｐ_rは、下記の（１）式のようになる。

【００１３】

【数１】

【００１４】……（１）つまり、図７に示すような装置を考えた場合、スピーカ
１１と容積部１０とは、スピーカ１１の面積と、容積部
１０の表面１０ａに平行な平面での断面積との比で接続
されているのに対し、容積部１０とチューブ１２とは、
容積部１０の側面１０ｂに平行な平面での断面積と、チ
ューブ１２の断面積との比で接続されている訳ではな
く、図８に示すように、表面１０ａに平行な平面での断
面積とチューブ１２の断面積との比で接続されているこ
とになるのである。

【００１５】そして、スピーカ１１から容積部１０に音
波が伝達する際には、スピーカ１１が固定されている側
の容積部１０の面積が、そのスピーカ１１の面積と同等
若しくはそれ以上であれば、音波はほとんど減衰しない
ことが判る。また、容積部１０内では、容積部１０の形
状が音波の伝達経路を絞るような形状でなければ、音波
はほとんど減衰しないことが判る。

【００１６】そして、容積部１０からチューブ１２に音
波が伝達する際にも、音波の伝達経路が絞られないよう
に、チューブ１２の断面積を大きくすることが望ましい
のであるが、図７の装置は図８に示すようなモデルで表
すことができる、つまりスピーカ１１とチューブ１２と
が肉薄の直方体状の容積部１０を挟んだ形で対向してい
ると考えることができるから、チューブ１２の断面積
が、スピーカ１１の面積と同等若しくはそれ以上であれ
ば、結局のところ、スピーカ１１から容積部１０を介し
てチューブ１２に伝わる音波がほとんど減衰しないこと
になる。例えば、チューブ１２の断面積をスピーカ１１
の面積と同等にした場合には、図９Ｃに示すような周波
数特性が得られた。

【００１７】ここで、図１１に示すモデルの効率と、図
１２に示すモデルの効率とを比較してみる。即ち、図１
１（ａ）は正面図、同（ｂ）は同（ａ）の側面図であっ
て、背面がエンクロージャ１３で覆われたスピーカ１１
を、円筒状の導波管１４の端部からその内部に音波を放
射可能に固定し、導波管１４の他端を拡張室１５に連通
可能に接続したものである。

【００１８】また、図１２（ａ）は正面図、同（ｂ）は
同（ｂ）の側面図であって、背面がエンクロージャ１３
で覆われたスピーカ１１を、平板状の導波管１４の表面
側端部からその内部に音波を放射可能に固定し、導波管
１４の一方の端面を拡張室１５に連通可能に接続したも
のであり、導波管１４の拡張室１５側とは逆側の端面は
封鎖されている。

【００１９】なお、スピーカ１１の仕様は、図１１及び
図１２のいずれの装置においても、直径が１６４ｍｍ、
質量が２０ｇ、バネ定数が１６２３Ｎ／ｍであり、スピ
ーカ１１及びエンクロージャ１３のみの周波数特性を測
定してみたら、図１３Ａに示すようになった。そして、
図１１の構成で拡張室１５内の音圧の周波数特性を測定
してみたら、図１３Ｂに示すようになり、同Ａと比較し
ても明らかなように、かなり効率が悪化してしまう。こ
れは、図１１の構成では、スピーカ１１から発せられた
音波が導波管１４において大幅に減衰してしまうからで
ある。

【００２０】これに対し、図１２の構成で同様に拡張室
１５内の音圧の周波数特性を測定してみたら、図１３Ｃ
に示すようになり、同Ｂに比較して非常に効率が良く、
同Ａと同等若しくはそれ以上の音圧レベルを得ることが
できる。これは、図１２の構成では、導波管１４を肉薄
の直方体状にするとともに、その幅方向寸法をスピーカ
１１の直径と同等にして導波管１４の表面側にスピーカ
１１を固定し、しかも、導波管１４の軸方向と直交する
平面による拡張室１５の断面積（250mm ×84mm＝21000m
m²）を、スピーカ１１の面積（（164mm/2 ）²×π≒21
113mm²）と同等にしているため、図８のモデルにおいて
チューブ１２の直径をスピーカ１１の直径と同等にした
場合と同じ作用が得られるからである。ただし、図８の
容積部１０が図１２の導波管１４に対応し、図８のチュ
ーブ１２が図１２の拡張室１５に対応する。

【００２１】以上の説明からも明らかなように、請求項
１記載の発明にあっては、スピーカで発せられた音波が
ほとんど減衰することなく拡張室に到達するようになる
から、スピーカ出力が最大限に活用される。そして、そ
の拡張室内でダクトを伝搬してきた騒音と２次音とが干
渉し、その拡張室内において騒音が低減された後にダク
ト外部に放出される。

【００２２】また、請求項２記載の発明にあっては、拡
張室の長手方向の極狭い範囲に導波管を連通させること
ができるため、例えばその導波管が連通する位置を拡張
室の隅のように淀みが生じる部分に集中させることがで
き、拡張室から導波管への熱の侵入が極力避けられる。
そして、請求項３記載の発明にあっては、例えば複数の
導波管のそれぞれに配設された複数のスピーカの特性を
異ならせることにより、複数組存在する共鳴系の音響特
性が互いに異なるようになり、それらを独立して活用す
ることが可能となる。その結果、発生している騒音の周
波数特性に合わせて２次音を発生させることも可能とな
り、広い周波数帯域において良好に騒音を低減できる。

【００２３】同様に、請求項４記載の発明にあっても、
導波管及びスピーカが複数存在するため、それら導波管
及びスピーカで構成される共鳴系の特性を異ならせるこ
とにより、それらを独立して活用することが可能とな
る。また、請求項５記載の発明にあっては、エンクロー
ジャの容積が変化すればそのエンクロージャで覆われた
スピーカの音響特性が変化するため、一つの共鳴系を複
数の特性でもって働かせることが可能となり、発生して
いる騒音の周波数特性に合わせて２次音を発生すること
ができるようになる。

【００２４】同様に、請求項６記載又は請求項７記載の
発明にあっても、導波管又は拡張室の容積が変化するこ
とから、一つの共鳴系を複数の特性でもって働かせるこ
とが可能となり、発生している騒音の周波数特性に合わ
せて２次音を発生することができるようになる。

【００２５】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１及び図２は本発明の第１実施例を示す図で
あり、図１は正面図、図２は図１のII−II線断面図であ
る。先ず構成を説明すると、これは自動車の排気管１か
ら発せられる排気音の低減を図る装置に本発明を適用し
たものであって、排気管１の途中には、排気管１の特に
下側に拡径するように円筒形の拡張室１５が形成されて
いる。従って、排気管１内を流れる排気ガスは、その導
入ダクト１Ａから一旦拡張室１５内に至り、そこから導
出ダクト１Ｂを介して外部に放出されるようになってい
る。

【００２６】拡張室１５の下面側には、肉薄の直方体状
の導波管１４の一端が、その軸方向を上下方向に向けた
状態で連通可能に固定されている。なお、導波管１４の
下端面は封止されている。また、この実施例では、導波
管１４の幅方向（図１左右方向）を排気管１の軸方向に
一致させている。そして、導波管１４の下端部には、こ
れを表裏面側から挟み込むように二つのスピーカ１１
Ａ，１１Ｂが固定されていて、それらスピーカ１１Ａ，
１１Ｂから発せられた音波が導波管１４内に放射される
ようになっている。つまり、スピーカ１１Ａ，１１Ｂ
は、導波管１４の端面や側面ではなく、表面側に固定さ
れている。また、それらスピーカ１１Ａ，１１Ｂの背面
は、箱型のエンクロージャ１３Ａ，１３Ｂに覆われてい
る。

【００２７】ここで、導波管１４の幅方向寸法は、その
厚さ方向（図２左右方向）寸法よりも大きくなってい
て、各スピーカ１１Ａ，１１Ｂがその表裏面からはみ出
さないようにそれらスピーカ１１Ａ，１１Ｂの直径より
も大きくなっている。また、導波管１４は、スピーカ１
１Ａ，１１Ｂが固定された部分から拡張室１５に至るま
で同じ断面形状を維持している。

【００２８】さらに、この実施例では、拡張室１５の水
平方向（図２左右方向）の内径は、その水平面（導波管
１４軸方向と直交する平面）での断面積がスピーカ１１
Ａ，１１Ｂの面積よりも充分大きくなるような寸法にな
っている。次に、本実施例の動作を説明する。排気管１
内を伝搬する排気音は、導入ダクト１Ａから拡張室１５
内に至り、そこから導出ダクト１Ｂを通じて外部に放出
されるが、拡張室１５内にはスピーカ１１Ａ，１１Ｂか
ら発せられた音波が導波管１４を伝達して２次音として
到達しているため、拡張室１５内で排気音と２次音とが
干渉することになる。従って、その拡張室１５内の排気
音に対して、２次音が逆相で且つ同じパワーを有する音
波であれば、かかる拡張室１５内で排気音が打ち消さ
れ、導出ダクト１Ｂから外部に放出される排気音は消滅
又は極めて低いレベルになる。

【００２９】そこで、排気音はエンジンのクランク軸の
回転に同期して発生することから、例えばそのクランク
軸の回転に基づいてフィードフォワード制御（望ましく
は、ＬＭＳアルゴリズム等の適応アルゴリズムに基づく
制御）を実行してスピーカ１１Ａ，１１Ｂを駆動させれ
ば、所望の２次音を生成することができ、排気管１を伝
搬する排気音を打ち消して騒音レベルを低減させること
ができる。

【００３０】そして、本実施例にあっては、スピーカ１
１Ａ，１１Ｂの直径に対して導波管１４の幅方向寸法が
大きく、その導波管１４は途中で絞られるような形状で
はなく、しかも拡張室１５の水平面での断面積がスピー
カ１１Ａ，１１Ｂの面積よりも充分に大きくなっている
ため、スピーカ１１Ａ，１１Ｂから発せられた音波はほ
とんど減衰することなく（周波数によっては増音され
て）拡張室１５に到達することになる。

【００３１】このように、本実施例の構成であれば、ス
ピーカ１１Ａ，１１Ｂの出力を非常に効率よく活用する
ことができ、排気音と同等のパワーを有する２次音を従
来の装置に比べて容易に発生させることができる。換言
すれば、同じパワーの２次音を発生させるのであれば、
従来の装置に比べて小径の従って安価なスピーカで済む
のであり、特に小さなスピーカで済めば、車両のように
スペース的な余裕が小さい場合であっても搭載が容易に
なるという利点がある。

【００３２】また、本実施例にあっては、排気管１の途
中に形成された拡張室１５内において排気音と２次音と
を重畳させ、そこで消音させてから導出ダクト１Ｂを介
して外部に放出する構成であるため、排気ガスの流速が
大きい場合であっても、消音効果が低減することがな
い。そして、導出ダクト１Ｂを特に大径にする必要もな
いため、外部から見え易い導出ダクト１Ｂのデザイン上
の設計自由度も広がるし、導波管１４を介して２次音を
拡張室１５に導入する構成であるから、導波管１４は拡
張室１５の任意の位置に連通させることができ、レイア
ウト上の自由度も広がり、それに伴って冠水の問題も解
決される。

【００３３】さらに、本実施例にあっては、スピーカ１
１Ａ，１１Ｂ及びエンクロージャ１３Ａ，１３Ｂを二つ
ずつ備えているため、二つの共鳴系が存在していること
になる。そこで、例えばスピーカ１１Ａ，１１Ｂの質量
やバネ定数、或いはエンクロージャ１３Ａ，１３Ｂの容
積をそれら共鳴系間で異ならせることにより、各共鳴系
の共振点に差を与えておくと、一方の共鳴系によって大
パワーの２次音が得られる周波数帯域と、他方の共鳴系
によって大パワーの２次音が得られる周波数帯域とが異
なるようになるため、広い周波数帯域に渡って大パワー
の２次音が得られ易くなり、良好な消音効果が得られる
周波数帯域が拡がるという有利な点がある。

【００３４】図３及び図４は本発明の第２実施例を示す
図であり、図３は正面図、図４は図１のIV−IV線断面図
である。なお、本実施例も自動車の排気管１から発せら
れる排気音の低減を図る装置に本発明を適用したもので
あるが、その構成は上記第１実施例と略同様であるた
め、同等の構成には同じ符号を付し、その重複する説明
は省略する。

【００３５】即ち、本実施例は、導波管１４と拡張室１
５との接続状態が上記第１実施例と異なっていて、導波
管１４の厚さ方向と排気管１の軸方向とが一致するよう
に、導波管１４が拡張室１５に連通可能に接続されてい
る。それ以外の構成は、上記第１実施例と同様である。
ここで、排気管１を流れる排気ガスは、本実施例のよう
に拡張室１５を設けた構成であると、導入ダクト１Ａか
ら拡張室１５内に至った後、スムーズに導出ダクト１Ｂ
から排出されずに拡張室１５内を旋回するようになる。
このため、拡張室１５内には、排気ガスの流速の速い部
分と、排気ガスが淀む部分とが生じるようになる。

【００３６】そこで、例えば拡張室１５の導入ダクト１
Ａ側の隅の部分で排気ガスが淀むことが判っていれば、
図３に示すように、その隅に近い位置に導波管１４を接
続することにより、拡張室１５側から導波管１４側への
熱の侵入をある程度抑えることができ、スピーカ１１
Ａ，１１Ｂへの熱の影響を極力小さくすることができる
のである。

【００３７】つまり、本実施例のように、導波管１４の
厚さ方向を排気管１の軸方向に一致させれば、拡張室１
５の長手方向のうち、排気ガスが淀む位置においてのみ
導波管１４と拡張室１５とを連通させることができ、導
波管１４側への熱の侵入を抑えることができるのであ
る。その他の作用効果は上記第１実施例と同様である。
また、本実施例にあっても、各共鳴系の共振点に差を与
えておけば、上記第１実施例と同様に、広い周波数帯域
に渡って大パワーの２次音が得られ易くなる。

【００３８】図５は本発明の第３実施例を示す図であ
り、本実施例も自動車の排気管１から発せられる排気音
の低減を図る装置に本発明を適用したものであるが、そ
の構成は上記第１，第２実施例と略同様であるため、同
等の構成には同じ符号を付し、その重複する説明は省略
する。即ち、本実施例にあっては、一つの拡張室１５
に、二つの導波管１４Ａ，１４Ｂを連通可能に接続する
とともに、それら各導波管１４Ａ，１４Ｂのそれぞれに
上記第１，第２実施例と同様に二つのスピーカ１１Ａ，
１１Ｂ及びエンクロージャ１３Ａ，１３Ｂを固定してい
る。なお、各導波管１４Ａ，１４Ｂは、上記第２実施例
と同様に、その厚さ方向が排気管１の軸方向に一致する
ように拡張室１５に接続されている。

【００３９】そして、一方の導波管１４を他方の導波管
１４Ｂよりも長くすることにより、それら導波管１４
Ａ，１４Ｂ自体が有する音響特性を異ならせている。さ
らに、各導波管１４Ａ，１４Ｂのそれぞれにおいて、ス
ピーカ１１Ａ及び１１Ｂの質量又はバネ定数（或いはエ
ンクロージャ１３Ａ及び１３Ｂの容積）を異ならせてい
る。

【００４０】従って、本実施例にあっては、スピーカ１
１Ａ，１１Ｂの個数、つまり四つ存在する共鳴系の共振
点がそれぞれ異なっていることになる。よって、大パワ
ーの２次音が得られる周波数帯域が個別に四つ存在する
ことになるから、それらが適宜分散するようにスピーカ
１１Ａ，１１Ｂの直径等を選定することにより、広い周
波数帯域に渡って大パワーの２次音が得られ易くなり、
良好な消音効果が得られる周波数帯域がさらに拡がるよ
うになる。

【００４１】なお、その他の作用効果は上記第１，第２
実施例と同様である。図６は本発明の第４実施例を示す
図であり、本実施例も自動車の排気管１から発せられる
排気音の低減を図る装置に本発明を適用したものである
が、その構成は上記各実施例と略同様であるため、同等
の構成には同じ符号を付し、その重複する説明は省略す
る。

【００４２】即ち、本実施例にあっては、上記各実施例
のように一つの導波管１４に二つのスピーカ１１Ａ，１
１Ｂを固定するという構成にはせず、導波管１４には一
つのスピーカ１１及びその背面を覆う一つのエンクロー
ジャ１３を固定している。しかし、かかるエンクロージ
ャ１３内には、その内側の空間をスピーカ１１が存在す
る側の第１の空間１３ａと存在しない側の第２の空間１
３ｂとに分割する仕切り板１７が設けられるとともに、
その仕切り板１７には、その両側の空間を連通又は遮断
させる開閉バルブ１８が設けられている。

【００４３】つまり、本実施例にあっては、開閉バルブ
１８を連通状態及び遮断状態で切り換えることにより、
導波管１４には一つのスピーカ１１だけが設けられてい
るにも関わらず、共鳴系としては二つ存在することにな
る。従って、排気管１を伝搬してくる排気音の周波数に
適合するような共鳴系となるように、開閉バルブ１８を
切り換えることにより、排気音を消音するのに適した２
次音を発生させることができ、良好な消音効果が得られ
るようになる。つまり、例えばスピーカを複数設けるこ
とによる装置の大幅な大型化や高価格化等を招くことな
く、異なる特性のスピーカを複数設けることにより共鳴
系を複数にした構造と同様の作用効果が得られるのであ
る。

【００４４】例えば、図１２に示した寸法のモデルに図
６の構造を適用することにより、エンクロージャ１３の
厚さが８０ｍｍと１００ｍｍとで切り換わるようにした
場合には、図１３Ｄに示すように、図１２のモデルによ
る特性である図１３Ｃに比較してさらに低周波における
スピーカ効率が良好になる。その他の作用効果は、上記
各実施例と同様である。

【００４５】なお、本実施例では、エンクロージャ１３
の容積を２段階に切り換える構成としているが、３段階
以上に切り換えるような構成としてもよく、その方がよ
りきめ細かな制御が可能になる。また、本実施例では、
エンクロージャ１３の容積を可変とすることにより上述
したような作用効果を得るようにしているが、同様の作
用効果は、導波管１４や拡張室１５の長さや断面積を可
変とすることによっても得ることができる。導波管１４
や拡張室１５の長さを可変とする具体的な方策としては
種々のものが考えられるが、例えば導波管１４と並列に
バイパス管を設けるとともに、それら導波管１４とバイ
パス管とで音波の伝達経路を切り換えるバルブ等を設け
ることにより実現できる。

【００４６】なお、上記各実施例では、排気管１の途中
に拡張室１５を設けた場合について説明したが、拡張室
１５は排気管１の端部に形成してもよい。具体的には、
導出ダクト１Ｂを省略した構成としてもよい。また、上
記各実施例では、排気管１に一つの拡張室１５を形成し
た場合について説明しているが、拡張室１５を複数設
け、それぞれに導波管１４，スピーカ１１Ａ，１１Ｂ，
エンクロージャ１３Ａ，１３Ｂからなる共鳴系を接続す
る構成としてもよい。かかる場合にも、各共鳴系の周波
数特性を異ならせることにより、広い周波数帯域に渡っ
て大パワーの２次音が得られ易くなり、良好な消音効果
が得られる周波数帯域が拡がるようになる。

【００４７】さらに、上記各実施例では、共鳴系が複数
存在する場合に、それらの周波数特性を異ならせること
により広い周波数帯域に渡って良好な騒音低減効果を得
ることができるという説明がなされているが、例えば、
ある特定の周波数において極端に大きなパワーの２次音
を発生させたい場合には、各共鳴系の周波数特性を一致
させ、その特定の周波数において各共鳴系の最大出力が
得られるようにしてもよい。

【００４８】また、上記各実施例では、本発明を自動車
の排気管１を伝搬する排気音を打ち消すための２次音を
発生させる装置に適用した場合について説明したが、本
発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、排気
管１以外のダクト、例えば建物の空調用ダクトを伝搬す
る騒音を打ち消すための２次音を発生させる装置であっ
てもよい。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にあって
は、導波管の幅方向寸法をその厚さ方向寸法よりも大き
くしてスピーカの直径と同等若しくはそれ以上にすると
ともに、スピーカを導波管の表面側に配設し、そして、
導波管軸方向と直交する平面による拡張室の断面積をス
ピーカの面積と同等若しくはそれ以上にしたため、スピ
ーカから発せられた音波をほとんど減衰させることなく
又は増音させて拡張室に供給することができ、スピーカ
の出力を騒音低減に最大限活用することができるという
効果がある。また、拡張室内で騒音と２次音とが重畳す
るため、流速が大きくなっても消音効果が低減すること
がないし、レイアウト上の自由度も拡がるため冠水の問
題も解決されるという効果がある。

【００５０】特に、請求項２記載の発明であれば、拡張
室側から導波管側への熱の侵入をある程度抑えることが
でき、熱害を防止できるという効果がある。また、請求
項３乃至請求項７記載の発明であれば、例えば各共鳴系
の周波数特性を異ならせれば、広い周波数帯域に渡って
大パワーの２次音を発生させることができるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の構成を示す正面図であ
る。

【図２】図１のII−II線断面図である。

【図３】本発明の第２実施例の構成を示す正面図であ
る。

【図４】図３のIV−IV線断面図である。

【図５】本発明の第３実施例の構成を示す正面図であ
る。

【図６】本発明の第４実施例の構成を示す正面図であ
る。

【図７】本発明の作用を説明するための装置の構成図で
ある。

【図８】図７に示す装置の等価モデルである。

【図９】図８のモデルによる吐出音圧の周波数特性図で
ある。

【図１０】計算に用いたモデルである。

【図１１】比較例のモデルである。

【図１２】本発明のモデルである。

【図１３】本発明の効果を説明する周波数特性図であ
る。

【図１４】従来例の構成を示す正面図である。

【図１５】図１４のXV−XV線断面図である。

【図１６】他の従来例の構成を示す正面図である。

【符号の説明】

１排気管（ダクト）１Ａ導入ダクト１Ｂ導出ダクト１１，１１Ａ，１１Ｂスピーカ１３，１３Ａ，１３Ｂエンクロージャ１４，１４Ａ，１４Ｂ導波管１５拡張室１７仕切り板１８開閉バルブ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ダクトの途中又は開口端部に形成された
拡張室と、一端が前記拡張室内に連通する導波管と、こ
の導波管内に音波を放射するスピーカと、を備えたダク
ト消音用２次音発生装置において、前記導波管の幅方向寸法を、その厚さ方向寸法よりも大
きくして前記スピーカの直径と同等若しくはそれ以上に
するとともに、前記スピーカを前記導波管の表面側に配
設し、そして、前記導波管軸方向と直交する平面による
前記拡張室の断面積を、前記スピーカの面積と同等若し
くはそれ以上にしたことを特徴とするダクト消音用２次
音発生装置。
【請求項２】導波管を、その厚さ方向をダクトの軸方
向に一致させて拡張室に連通させた請求項１記載のダク
ト消音用２次音発生装置。
【請求項３】拡張室に複数の導波管を連通させるとと
もに、それら導波管のそれぞれにスピーカを配設した請
求項１又は請求項２記載のダクト消音用２次音発生装
置。
【請求項４】複数の拡張室を設けるとともに、それら
拡張室のそれぞれに導波管を連通させ、そして、それら
導波管のそれぞれにスピーカを配設した請求項１乃至請
求項３のいずれかに記載のダクト消音用２次音発生装
置。
【請求項５】スピーカの背面をエンクロージャで覆う
とともに、そのエンクロージャの容積を可変とした請求
項１乃至請求項４のいずれかに記載のダクト消音用２次
音発生装置。
【請求項６】導波管の長さ及びその断面積の少なくと
も一方を可変とした請求項１乃至請求項５のいずれかに
記載のダクト消音用２次音発生装置。
【請求項７】拡張室の長さ及びその断面積の少なくと
も一方を可変とした請求項１乃至請求項６のいずれかに
記載のダクト消音用２次音発生装置。