JPH1136843A

JPH1136843A - 消音装置

Info

Publication number: JPH1136843A
Application number: JP9208554A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kondo; 弘之近藤
Original assignee: Shinko Electric Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Co Ltd
Priority date: 1997-07-17
Filing date: 1997-07-17
Publication date: 1999-02-09

Abstract

(57)【要約】【課題】熱や腐食性ガスがら音波発生器を保護しなが
ら、異音の発生を防止して消音用音波の発生効率が損な
われないようにすることができる消音装置を提供するこ
と。【解決手段】音波発生器であるスピーカ４を共鳴管２
６を介して吸音ダクト３１に取り付け、共鳴管２６の内
部にて共鳴振動する消音用音波Ｓの節となる位置に吸音
ダクト３１側から順に、耐熱性を有する材料で成る第１
遮蔽皮膜６０および耐水性、耐酸性および耐アルカリ性
を有する材料で成る第２遮蔽皮膜６１を設ける。これに
よりスピーカ４を熱や腐食性ガスから保護しながら、音
波Ｓの時間的変動に忠実に遮蔽皮膜６０、６１を振動さ
せて音波Ｓの発生効率を損なわないようにすることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブ・ノイ
ズ・コントロール（ＡＮＣ）技術を用いた消音装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】アクティブ・ノイズ・コントロール（Ａ
ＮＣ）技術を用いた消音装置は、公知のように、騒音が
伝播する吸音ダクトの内部空間に騒音と大きさが等し
く、かつ逆位相の消音用音波を導入し、騒音音波と相干
渉させることにより消音作用を得るようにしたものであ
る。上記消音用音波は音波発生器から発せられ、その前
面が吸音ダクトの内部に面するように構成されるものの
ほか、共鳴管を介して吸音ダクトに取り付けられるもの
がある。特に後者の場合、共鳴管内部における所定の共
鳴振動でもって消音用音波を効率的に発生させることが
できるなどの利点がある。

【０００３】騒音とは別に、酸、アルカリなどの腐食性
ガスを含む高温の排気ガスを排出する騒音源（例えば自
動車用エンジン）に対してＡＮＣ消音装置を適用する場
合、従来の上述した構成では、音波発生器が熱や腐食性
ガスあるいは水分の付着が原因で破損・故障し、その耐
久性に問題を有していた。これを解決する手段として、
例えば図５に示すように吸音ダクト１に対して音波発生
器としてのスピーカ４を共鳴管６を介して取り付けた構
成において、共鳴管６の開口端近傍に熱、水、酸および
アルカリに対して耐性を有する遮蔽皮膜７を設け、スピ
ーカ４と吸音ダクト１の内部空間との間を区画する技術
がある。遮蔽皮膜はまた柔軟性、音響透過性を有するも
ので、スピーカ４から発せられる音波Ｓ（図中一点鎖線
で示す。）を吸音ダクト内に透過させ、騒音Ｐに対する
本来の消音作用を行わせると共に、熱や排気ガスからス
ピーカ４を保護するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この遮
蔽皮膜７を設ける位置によってはスピーカ４の音波発生
効率が損なわれるという問題がある。すなわち、共鳴管
６の内部においては、所定の共鳴周波数で音波Ｓが振動
しているので、例えば図５に示すように音波Ｓの腹とな
る位置に遮蔽皮膜７が位置していると、この遮蔽皮膜７
がばたついて異音を発生させると共に、消音用音波Ｓの
特性が乱されて所期の消音作用が阻害される恐れがあ
る。

【０００５】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、熱や
腐食性ガスから音波発生手段を保護しながら、異音の発
生を防止して消音用音波の発生効率を損なわないように
することができる消音装置を提供することを課題とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の課題は、騒音源の
騒音（例えば後述する第１の実施の形態における参照符
号Ｐに相当する。以下同様。）を検出する騒音検出器
（２）と、消音偏差レベルを検出する消音偏差検出器
（３）と、前記騒音検出器（２）の出力（ｘ）及び前記
消音偏差検出器（３）の出力（ｅ）を受け、前記騒音
（Ｐ）と大きさが等しく、かつ逆位相の音波（Ｓ）を共
鳴管（２５）を介して音波発生器（４）から吸音ダクト
（３１）内に向けて発生させるための消音信号（ｙ）を
形成する消音信号発生装置（５）とを備えた消音装置に
おいて、前記共鳴管（２５）の内部において所定の共鳴
周波数で振動する前記音波（Ｓ）の節となる位置に、前
記音波発生器（４）と前記吸音ダクト（３１）の内部空
間とを区画する、耐熱性、耐酸性、耐アルカリ性及び耐
水性のうち少なくとも一つの耐性を有する遮蔽皮膜（４
５）を設けたことを特徴とする消音装置、によって解決
される。

【０００７】また、以上の課題は、騒音源の騒音（例え
ば後述する第２、第３の実施の形態における参照符号Ｐ
に相当する。以下同様。）を検出する騒音検出器（２）
と、消音偏差レベルを検出する消音偏差検出器（３）
と、前記騒音検出器（２）の出力（ｘ）及び前記消音偏
差検出器（３）の出力（ｅ）を受け、前記騒音（Ｐ）と
大きさが等しく、かつ逆位相の音波（Ｓ）を共鳴管（２
６、２７）を介して音波発生器（４）から吸音ダクト
（３１）内に向けて発生させるための消音信号（ｙ）を
形成する消音信号発生装置（５）とを備えた消音装置に
おいて、前記共鳴管（２６）の内部において２次以上の
共鳴周波数で振動する前記音波（Ｓ）の節となる複数の
位置のうち、前記吸音ダクト（３１）側の位置に耐熱性
を有する第１遮蔽皮膜（６０）を設け、かつ、前記音波
発生器（４）側の位置に耐水性、耐酸性及び耐アルカリ
性のうち少なくとも一つの耐性を有する第２遮蔽皮膜
（６１）を設けたことを特徴とする消音装置、によって
解決される。

【０００８】本発明は、共鳴管（２５、２６、２７）の
内部において所定の共鳴周波数で振動する消音用音波
（Ｓ）の節となる位置に遮蔽皮膜（４５、又は６０、６
１）を設けることにより、上記課題を解決するようにし
ている。すなわち、音波の節となる位置では空気の振動
速度が極小値（ゼロ）で、かつ、音波の疎密の時間的変
化に忠実に遮蔽皮膜を振動させることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。

【００１０】図１は本発明の第１の実施の形態による消
音装置を示している。騒音検出器２は、吸音ダクト３１
の側壁に設けられた接続部３２にガスケット３３を介し
て一体的に取り付けられたケーシング３４の内部におい
て例えばゴムで成る弾性支持部材３６により支持されて
いる。接続部３２とガスケット３３との間には耐熱性、
耐水性、耐酸性および耐アルカリ性を有する材料（例え
ばマイカ）で成る皮膜３５が設けられている。なお、接
続部３２とガスケット３３、及び、ガスケット３３とケ
ーシング３４とは図示せずともボルトにより結合されて
いるものとする。

【００１１】消音偏差検出器３もまた同様に、接続部５
２にガスケット５３を介して一体的に取り付けられたケ
ーシング５４の内部において例えばゴムで成る弾性支持
部材５６により支持されており、接続部３５とガスケッ
ト５３との間に、皮膜３５と同一構成の皮膜５５が設け
られている。

【００１２】騒音検出器２の出力ｘおよび消音偏差検出
器３の出力ｅに基づいて形成され、消音用音波（騒音Ｐ
と大きさが等しく、かつ逆位相の音波）Ｓを発生させる
ための消音信号ｙが、消音信号発生装置５から音波発生
器であるスピーカ４に供給される。図２は消音信号発生
装置５の詳細を示している。騒音検出器２の出力ｘは増
幅器１１、Ａ／Ｄコンバータ１２を介してアダプティブ
・フィルタ（以下、ＡＤＦと略称する。）１４および遅
延フィルタ１３に供給される。ＡＤＦ１４はＮ個のタッ
プを有し、これらは係数演算器１５の出力によりその係
数が更新される。遅延フィルタ１３は、スピーカ４から
消音偏差検出器３までの経路に相当する音響的な伝達特
性を備えている。すなわち、この時間遅れを考慮して遅
延フィルタ１３の係数が定められており、これは予め計
測または同定されたものである。また、消音偏差検出器
３の出力ｅは増幅器１６、Ａ／Ｄコンバータ１７を介し
て係数演算器１５に供給される。係数演算器１５はＡＤ
Ｆ１４に与える最適係数を逐次算出するための適応アル
ゴリズムである。ＡＤＦ１４にて形成された消音信号ｙ
は、Ｄ／Ａコンバータ１８、増幅器１９を介してスピー
カ４に供給され、ここから騒音Ｐと大きさが等しく、か
つ逆位相の消音用音波が吸音ダクト３１内に向けて発生
される。消音信号発生装置７は以上のような公知のＡＮ
Ｃ制御技術が用いられた構成となっている。

【００１３】スピーカ４は、吸音ダクト３１の接続部４
２に対し、２５ａ及び２５ｂの２部材で成る共鳴管２５
を介して取り付けられ、また、スピーカ４を支持する取
付部材４６を介して一体的に固定されるケーシング４４
によりその背面空間が画成されている。なお、接続部４
２と共鳴管２５、及び、共鳴管２５とケーシング４４と
は、図示せずともボルトにより結合されているものとす
る。

【００１４】スピーカ４から発せられる消音用音波Ｓ
（図１において一点鎖線で示す。）は共鳴管２５の内部
において、図示するように例えば２次の共鳴周波数でも
って振動するように、共鳴管２５の長さが設定されてい
る。本実施の形態では、吸音ダクト３１の内部空間とス
ピーカ４とを区画する遮蔽皮膜４５を、消音用音波の節
となる位置に設けている。すなわち、共鳴管２５の内部
において空気の振動速度が小さく、かつ音波Ｓの疎密の
変動が大きい（音圧レベルが高い）位置に遮蔽皮膜４５
を設けることにより、音波Ｓの時間的変動に対して忠実
に遮蔽皮膜４５を振動させることができると共に、不必
要な振動（ばたつき）を防止することができる。遮蔽皮
膜４５は、本実施の形態では耐熱性、耐酸性、耐アルカ
リ性および耐水性のすべてを有する材料、例えばマイカ
で構成されている。

【００１５】したがって、本実施の形態によれば、排気
ガスの熱や腐食性ガスからスピーカ４、騒音検出器２お
よび消音偏差検出器３を保護することができると共に、
皮膜４５のばたつきを防止して異音が発生するのを防止
することができる。これにより、スピーカ４の音波発生
効率を損なうことなく効率的に消音用音波Ｓを吸音ダク
ト３１の内部空間に伝播させることができ、よって消音
効果を高めることができる。

【００１６】図３は本発明の第２の実施の形態を示して
いる。なお図において、上述の第１の実施の形態と対応
する部分については同一の符号を付すものとし、その詳
細な説明は省略する。また図示せずとも、騒音検出器２
および消音偏差検出器３を第１の実施の形態と同様に備
えているものとする。

【００１７】本実施の形態では、２つの部材２６ａ及び
２６ｂで成る共鳴管２６の内部において、上述の第１の
実施の形態と同様に２次の共鳴周波数で振動する消音用
音波Ｓの節となる２つの位置に、第１遮蔽皮膜６０およ
び第２遮蔽皮膜６１をそれぞれ設けている。このうち、
第１遮蔽皮膜は耐熱性を有する例えばガラスクロス、カ
ーボンクロス、シリカクロス又はセラミック紙などの材
料で成るもので、共鳴管２６を構成する２つの部材２６
ａと２６ｂとの間に設けられている。また、他方の第２
遮蔽皮膜６１は耐酸性、耐アルカリ性および耐水性を有
する例えばポリテトラフルオロエチレン（商標名テフロ
ン）などのフッ素樹脂で形成されており、ダストシール
５０を介して共鳴管２６とケーシング４４との間に、ス
ピーカ４の前面に近接して設けられている。すなわち本
実施の形態では、消音用音波Ｓの節となるスピーカ４の
位置に、第２遮蔽皮膜６１を設けている。そこで、この
第２遮蔽皮膜６１の面積を第１遮蔽皮膜６０の面積より
も大きくして、スピーカ４から発せられる消音用音波を
効率的に共鳴管２６の内部に伝播させるようにしてい
る。なお、各部材間の接続は、第１の実施の形態と同
様、図示しないボルトの締結によりなされている。

【００１８】したがって本実施の形態によれば、上述の
第１の実施の形態と同様な効果を得ることができると共
に、スピーカ４のすぐ前面を第２遮蔽皮膜６１により覆
っているので、共鳴管２６の内部にスピーカ４を直接さ
らす第１の実施の形態の構成よりも、スピーカ４の耐久
性を向上させることができる。

【００１９】図４は本発明の第３の実施の形態を示して
いる。なお、図において第１の実施の形態と対応する部
分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略
する。また本実施の形態においても、図示せずとも騒音
検出器２および消音偏差検出器３を備えているものとす
る。

【００２０】すなわち本実施の形態では、３つの部材２
７ａ、２７ｂ及び２７ｃで成る共鳴管２７の内部におい
て３次の共鳴周波数で振動する消音用音波Ｓの節となる
位置のうち、図示するように吸音ダクト３１側の位置に
第１遮蔽皮膜６０を、それよりもスピーカ４側の位置に
第２遮蔽皮膜６１をそれぞれ設けている。ここで第１、
第２遮蔽皮膜６０、６１はそれぞれ、共鳴管２７を構成
する２つの部材２７ａと２７ｂ、及び、２７ｂと２７ｃ
との間に図示せずともボルトにより固定されており、ま
た上述した第２の実施の形態と同一の材質で構成されて
いる。本実施の形態によっても上述の各実施の形態と同
様な効果を得ることができる。

【００２１】以上、本発明の各実施の形態について説明
したが、勿論、本発明はこれらに限られることなく、本
発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

【００２２】例えば以上の各実施の形態では、共鳴管内
部における消音用音波の振動モードを２次又は３次の共
鳴振動として説明したが、勿論、１次あるいは４次以上
の共振モードにも本発明は適用可能である。すなわち、
共鳴管の長さとスピーカの駆動周波数とで定められる消
音用音波の振動モードに応じて、その音波の節となる位
置に遮蔽皮膜を設けるようにすればよい。

【００２３】同様に以上の第２、第３の実施の形態では
第１、第２の２つの遮蔽皮膜６０、６１を設けたが、騒
音源あるいは、これより排出される排気ガスの性質に応
じて遮蔽皮膜の物性（耐熱性、耐水性または耐薬品性な
ど）や配設枚数を、共振モードにかかわりなく、適宜変
更して適用することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の消音装置に
よれば、遮蔽皮膜を、共鳴管の内部において所定の共鳴
周波数で振動する消音用音波の節となる位置に配設する
ようにしたので、音波発生器を熱や腐食性ガスから保護
しながら、異音の発生を防止することができると共に、
消音用音波の発生効率が損なわれることを防止すること
ができる。これにより、消音効果を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による消音装置を示
す断面図である。

【図２】消音信号発生装置の一構成例を示すブロック図
である。

【図３】本発明の第２の実施の形態による消音装置を示
す要部の断面図である。

【図４】本発明の第３の実施の形態による消音装置を示
す要部の断面図である。

【図５】従来の消音装置を示す要部の断面図である。

【符号の説明】

２騒音検出器３消音偏差検出器４スピーカ５消音信号発生装置２５共鳴管２６共鳴管２７共鳴管３１吸音ダクト４５遮蔽皮膜６０第１遮蔽皮膜６１第２遮蔽皮膜Ｐ騒音Ｓ消音用音波

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】騒音源の騒音を検出する騒音検出器と、
消音偏差レベルを検出する消音偏差検出器と、前記騒音
検出器の出力及び前記消音偏差検出器の出力を受け、前
記騒音と大きさが等しく、かつ逆位相の音波を共鳴管を
介して音波発生器から吸音ダクト内に向けて発生させる
ための消音信号を形成する消音信号発生装置とを備えた
消音装置において、前記共鳴管の内部において所定の共鳴周波数で振動する
前記音波の節となる位置に、前記音波発生器と前記吸音
ダクトの内部空間とを区画する、耐熱性、耐酸性、耐ア
ルカリ性及び耐水性のうち少なくとも一つの耐性を有す
る遮蔽皮膜を設けたことを特徴とする消音装置。
【請求項２】騒音源の騒音を検出する騒音検出器と、
消音偏差レベルを検出する消音偏差検出器と、前記騒音
検出器の出力及び前記消音偏差検出器の出力を受け、前
記騒音と大きさが等しく、かつ逆位相の音波を共鳴管を
介して音波発生器から吸音ダクト内に向けて発生させる
ための消音信号を形成する消音信号発生装置とを備えた
消音装置において、前記共鳴管の内部において２次以上の共鳴周波数で振動
する前記音波の節となる複数の位置のうち、前記吸音ダ
クト側の位置に耐熱性を有する第１遮蔽皮膜を設け、か
つ、前記音波発生器側の位置に耐水性、耐酸性及び耐ア
ルカリ性のうち少なくとも一つの耐性を有する第２遮蔽
皮膜を設けたことを特徴とする消音装置。
【請求項３】前記第２遮蔽皮膜は、前記音波発生器の
前面に近接して配設される請求項２に記載の消音装置。
【請求項４】前記第１遮蔽皮膜はガラスクロス、カー
ボンクロス、シリカクロス又はセラミック紙で成り、前
記第２遮蔽皮膜はフッ素樹脂で成ることを特徴とする請
求項２又は請求項３に記載の消音装置。