(57)【要約】【課題】出力音波の音圧レベルを向上することができるスピーカ装置を得る。また、排気音を効果的に低減することができる車両用排気音低減装置を得る。【解決手段】排気音アクティブ制御用電子マフラ１０は、音波を出力するための開口端３４Ｂを有する音圧増強空間４２と、加振されて音圧増強空間４２内に音波を発生する振動板６６と、振動板６６の背面音がスピーカボックス５０から放出される共鳴室４４と、共鳴室４４と音圧増強空間４２とを連通するバスレフポート７２とを有する。振動板６６の背面音は、共鳴室４４で増幅され、振動板６６の前面音と同位相で音圧増強空間４２に放出され、該音圧増強空間４２で振動板６６の前面音と合成される。【選択図】図１
2008115707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加振されて出力面側に音波を発生する振動板と、
前記振動板が前記出力面とは反対向きに発生した音波を増幅するための共鳴室と、
前記共鳴室で増幅された音波を、前記振動板の出力面側に、該出力面側の音波と同位相で放出するための連通路と、
を有するスピーカ装置。
【請求項２】
音波を出力するための開口端を有する出力用空間と、
加振されて前記出力用空間内に音波を発生する振動板と、
前記出力用空間とは区画され、前記振動板が前記出力用空間とは反対向きに発生した音波を増幅するための共鳴室と、
前記共鳴室で増幅された音波を、前記振動板が前記出力用空間内に発生した音波と同位相で該出力用空間放出するための連通路と、
を有するスピーカ装置。
【請求項３】
前記連通路を、前記振動板の前記出力面側又は前記出力用空間の開口端に向けた請求項１又は請求項２記載のスピーカ装置。
【請求項４】
容積が異なる複数の前記共鳴室を有する請求項１乃至請求項３の何れか１項記載のスピーカ装置。
【請求項５】
前記振動板は、金属材にて平板状に形成されている請求項１乃至請求項４の何れか１項記載のスピーカ装置。
【請求項６】
内燃機関の排気系の大気開放端の周囲から音波を出力するための開口端を有する出力用空間と、
加振されて前記出力用空間内に音波を発生する振動板と、
前記出力用空間とは区画され、前記振動板が前記出力用空間とは反対向きに発生した音波を増幅するための共鳴室と、
前記共鳴室で増幅された音波を、前記振動板が前記出力用空間内に発生した音波と同位相で該出力用空間放出するための連通路と、
を有する車両用排気音低減装置。
【請求項７】
前記出力用空間内に配置されて該出力用空間とは区画された空間を形成する筒状部材の内部に、前記排気系を構成する排気ガス流路部材を配置した請求項６記載の車両用排気音低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音波を出力するスピーカ装置、車両の排気音を低減するための車両用排気音低減構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
平板状の振動板を振動させて排気音とは逆位相の音波を発生させ、この音波を排気音に干渉させて消音を行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−５８１２６号公報
【特許文献２】特開平１１−２２４０９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の如き従来の技術では、振動板が背面側に発した音波の利用が図られておらず、この点に改善の余地があった。
【０００４】
本発明は、上記事実を考慮して、出力音波の音圧レベルを向上することができるスピーカ装置を得ること、及び排気音を効果的に低減することができる車両用排気音低減装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明に係るスピーカ装置は、加振されて出力面側に音波を発生する振動板と、前記振動板が前記出力面とは反対向きに発生した音波を増幅するための共鳴室と、前記共鳴室で増幅された音波を、前記振動板の出力面側に、該出力面側の音波と同位相で放出するための連通路と、を有している。
【０００６】
請求項１記載のスピーカ装置では、振動板の振動により、該振動板の出力面側に音波が発生すると共に、該振動板の背面側に出力面側とは逆位相の音波が発生する。この背面側で発せられた音波は、共鳴室で増幅され、連通路を通じて上記出力面側の音波と同位相で該出力面側に放出される。これにより、振動板の出力面側では、音圧レベルが向上する。ここで、本スピーカ装置は、背面側の音波を増幅するための共鳴室を有するため、単に背面側の音波の位相を反転して出力面側の音波に合成する構成と比較して、音圧レベルをより向上することができる。特に、共鳴室は、その容積に応じて共振周波数が異なるので、特定周波数の音波の音圧レベルをより一層向上することができる。
【０００７】
このように、請求項１記載のスピーカ装置では、出力音波の音圧レベルを向上することができる。
【０００８】
請求項２記載の発明に係るスピーカ装置は、音波を出力するための開口端を有する出力用空間と、加振されて前記出力用空間内に音波を発生する振動板と、前記出力用空間とは区画され、前記振動板が前記出力用空間とは反対向きに発生した音波を増幅するための共鳴室と、前記共鳴室で増幅された音波を、前記振動板が前記出力用空間内に発生した音波と同位相で該出力用空間放出するための連通路と、を有している。
【０００９】
請求項２記載のスピーカ装置では、振動板の振動により、該振動板が出力用空間に音波が発生すると共に、該振動板の背面側に出力用空間側とは逆位相の音波が発生する。この背面側で発せられた音波は、共鳴室で増幅され、連通路を通じて上記出力面側の音波と同位相で該出力用空間に放出される。これにより、出力用空間では、出力用空間の開口端から出力される音波の強さ（振幅）が増幅され、音圧レベルが向上する。ここで、本スピーカ装置は、背面側の音波を増幅するための共鳴室を有するため、単に背面側の音波の位相を反転して出力面側の音波に合成する構成と比較して、音圧レベルをより向上することができる。特に、共鳴室は、その容積に応じて共振周波数が異なるので、特定周波数の音波の音圧レベルをより一層向上することができる。しかも、振動板の出力面側の音波と背面側の音波とが出力用空間内でロスなく合成されるので、音圧レベルをさらにより一層向上することができる。
【００１０】
このように、請求項２記載のスピーカ装置では、出力音波の音圧レベルを向上することができる。
【００１１】
請求項３記載の発明に係るスピーカ装置は、請求項１又は請求項２記載のスピーカ装置において、前記連通路を、前記振動板の前記出力面側又は前記出力用空間の開口端に向けた。
【００１２】
請求項３記載のスピーカ装置では、振動板の背面側に発せられ共鳴室出増幅された音波が、振動板の出力面側又は出力用空間の開口端（音波出口）側を向いて連通路から放出されるので、該連通路から放出された音波が出力用空間や共鳴室を構成する壁部等で反射すること等によるエネルギ損失が抑制され、高い音圧レベルが維持される。
【００１３】
請求項４記載の発明に係るスピーカ装置は、請求項１乃至請求項３の何れか１項記載のスピーカ装置において、容積が異なる複数の前記共鳴室を有する。
【００１４】
請求項４記載のスピーカ装置では、容積の異なる少なくとも２つの共名室を含む複数の共鳴室を有するため、複数の共振周波数が設定される。このため、音圧レベルを向上する周波数域を広げることができる。
【００１５】
請求項５記載の発明に係るスピーカ装置は、請求項１乃至請求項４の何れか１項記載のスピーカ装置において、前記振動板は、金属材にて平板状に形成されている。
【００１６】
請求項５記載のスピーカ装置では、金属製の振動板を有するため、耐熱性や耐環境性を向上することが可能になる。
【００１７】
請求項６記載の発明に係る車両用排気音低減装置は、内燃機関の排気系の大気開放端の周囲から音波を出力するための開口端を有する出力用空間と、加振されて前記出力用空間内に音波を発生する振動板と、前記出力用空間とは区画され、前記振動板が前記出力用空間とは反対向きに発生した音波を増幅するための共鳴室と、前記共鳴室で増幅された音波を、前記振動板が前記出力用空間内に発生した音波と同位相で該出力用空間放出するための連通路と、を有している。
【００１８】
請求項６記載の車両用排気音低減装置では、振動板の振動により、該振動板が出力用空間に音波が発生すると共に、該振動板の背面側に出力用空間側とは逆位相の音波が発生する。この背面側で発せられた音波は、共鳴室で増幅され、連通路を通じて上記出力面側の音波と同位相で該出力用空間に放出される。これにより、出力用空間では、出力用空間の開口端から出力される音波の強さ（振幅）が増幅され、音圧レベルが向上する。
【００１９】
そして、このように合成された音波は、出力用空間の開口端から、排気系における排気ガスが大気中に排出される大気開放端の周囲に放出される。これにより、排気ガスの排気音と出力用空間から放出された音波とが干渉し、これらが互いに逆位相であれば、排気音が低減される。上記の通り出力用空間から放出される音波の音圧レベルは高いので、排気音の低周波成分を効果的に低減することができる。
【００２０】
このように、請求項６記載の車両用排気音低減装置では、排気音を効果的に低減することができる。なお、本構成において、請求項３乃至請求項５の如く、連通路を出力用空間の開口端に向けたり、容積が異なる複数の前記共鳴室を有したり、振動板を金属材にて平板状に形成したりすることで、より好ましい構成とすることが可能である。
【００２１】
請求項７記載の車両用排気音低減装置は、請求項６記載の車両用排気音低減装置において、前記出力用空間内に配置されて該出力用空間とは区画された空間を形成する筒状部材の内部に、前記排気系を構成する排気ガス流路部材を配置した。
【００２２】
請求項７記載の車両用排気音低減装置では、出力用空間と排気ガス流路部材の配設空間とが筒状部材にて区画されているため、振動板等が排気熱に対し保護される。また、出力用空間で発生、放出された音波は、該出力用空間内において筒状部材の表面で反射するので、定在波の発生が抑制され、音圧レベルの低減が防止される。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように本発明に係るスピーカ装置は、出力音波の音圧レベルを向上することができるという優れた効果を有する。また、本発明に係る車両用排気音低減装置は、排気音を効果的に低減することができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の第１の実施形態に係るスピーカ装置が適用された車両用排気音低減装置としての排気音アクティブ制御用電子マフラ１０について、図１乃至図８に基づいて説明する。なお、図中矢印ＦＲは車体前後方向の前方向を、矢印ＵＰは車体上下方向の上方向を、矢印Ｗは車幅方向（排気音アクティブ制御用電子マフラ１０の幅方向）をそれぞれ示す。
【００２５】
図５には、排気音アクティブ制御用電子マフラ１０が適用された自動車の排気系１２が模式図にて示されている。この図に示される如く、自動車の排気系１２は、内燃機関であるエンジン１４の排気ガスを系外に排出するために一端が大気開放端１６Ａとされた排気管１６を備えている。排気管１６は、上流端１６Ｂにおいてエンジン１４の排気マニホルド１４Ａに接続されている。この実施形態では、排気管１６の上流端１６Ｂと大気開放端１６Ａとの間には、上流から順に、サブマフラ１８、排気音アクティブ制御用電子マフラ１０が配設されている。図示は省略するが、エンジン１４とサブマフラ１８との間には、例えば排気ガスを浄化するための触媒（三元触媒等）を内蔵した触媒コンバータが配置される。
【００２６】
サブマフラ１８は、図６に示される如く、排気管１６の長手方向の一部を外周側から気密に覆う外筒２０を有し、外筒２０の排気管１６に複数の共鳴孔２１を設けることで構成されている。また、この実施形態では、サブマフラ１８は、外筒２０と排気管１６との間に配設された吸音材２２を有する。これにより、この実施形態におけるサブマフラ１８波、中高周波共鳴器に吸音材２２を付加した構成として把握することができ、排気音のうち主に高周波成分（排気エネルギ）を減衰するようになっている。
【００２７】
排気音アクティブ制御用電子マフラ１０は、図１乃至図４に示される如く、排気管１６の後端部を入り込ませたマフラケース２４に、排気音を打ち消すための音波を出力するためのスピーカ本体２６を取り付けて構成されている。図４に示される如く、マフラケース２４は、背面視で四隅が丸められた略矩形状を成す略直方体状に形成されており、この実施形態では、スピーカ本体２６はマフラケース２４の上側に設けられている。以下、具体的に説明する。
【００２８】
図２に示される如く、マフラケース２４は、その前壁２８に形成された貫通孔２８Ａと、その後壁３０に形成され貫通孔２８Ａよりも大径の貫通孔３０Ａとを有し、前後方向に長手とされたインナパイプ３２を保持している。インナパイプ３２は、前側開口端３２Ａが前壁２８における貫通孔２８Ａの周縁部に気密に接合され前向きに開口すると共に、後側開口端３２Ｂが貫通孔３０Ａを貫通して後壁３０よりも若干後方に突出している。インナパイプ３２の後部は、図示しないブラケット等を介してマフラケース２４に支持されている。
【００２９】
マフラケース２４の後壁３０には、スピーカ出口パイプ３４の前側開口端３４Ａが気密に接合されている。スピーカ出口パイプ３４の後側開口端３４Ｂは、自由端とされて後向きに開口している。スピーカ出口パイプ３４は、インナパイプ３２と同軸的かつ径方向に離間して設けられており（図１及び図３参照）、車体前後方向における後側開口端３４Ｂの位置がインナパイプ３２の後側開口端３２Ｂの車体前後方向における位置に略一致している（図２参照）。
【００３０】
このスピーカ出口パイプ３４の後側開口端３４Ｂが、スピーカ本体２６の発した音波を出力する開口端（本発明における出力用空間の開口端）とされている。より具体的には、スピーカ出口パイプ３４の後側開口端３４Ｂ内におけるスピーカ出口パイプ３４の径方向外側部分が、後述する音圧増強空間４２からマフラケース２４外への音波出口とされている。このスピーカ出口パイプ３４が後壁３０よりも後方に突出していることで、後述する音圧増強空間４２から大気中に音波を放出する際に放射抵抗が低減されている。一方、この実施形態では、スピーカ出口パイプ３４の軸線方向（車体前後方向）の長さは、極力短く（例えば、１０ｍｍ）設定されている。これにより、スピーカ出口パイプ３４内の空気量すなわち音響質量が小さくなり、スピーカ出口パイプ３４の後側開口端３４Ｂから放出される音波の音圧レベルの低下が防止される構成である。
【００３１】
そして、図２に示される如く、インナパイプ３２内には、排気ガス流路部材としての排気管１６の後部１６Ｃが同軸的に配設されている。排気管１６の後部１６Ｃは、ワイヤメッシュリング３６を介してインナパイプ３２に支持されている。この実施形態では、排気管１６の大気開放端１６Ａの車体前後方向における位置が、インナパイプ３２の後側開口端３２Ｂの車体前後方向における位置に略一致している（図２参照）。
【００３２】
図１に示される如く、マフラケース２４の内部は、インナパイプ３２を挟む両側で車幅方向に並列する左右一対の隔壁３８によって、該左右一対の隔壁３８、前壁２８、後壁３０、マフラケース２４の下壁４０で囲まれた出力用空間としての音圧増強空間４２と、音圧増強空間４２の車幅方向の両外側にそれぞれ形成された左右一対の共鳴室４４とに区画されている。各共鳴室４４は、隔壁３８、マフラケース２４における隔壁３８と対向する側壁４６、前壁２８、後壁３０、マフラケース２４の下壁４０及び上壁４８にて囲まれた空間とされている。一方、音圧増強空間４２は、上向きに開口しており、該上向き開口部４２Ａは、スピーカ本体２６にて閉止されている。
【００３３】
図１及び図２に示される如く、スピーカ本体２６は、スピーカボックス５０を備えている。スピーカボックス５０は、下向きに開口すると共に車体上下方向に扁平した略矩形箱状に形成されており、上壁５２から垂下された前壁５４、後壁５６、左右一対の側壁５８が、マフラケース２４の前壁２８、後壁３０、左右一対の隔壁３８にそれぞれ気密に接合されている。図１及び図２に示される如くスピーカボックス５０の各側壁５８には、それぞれ連通窓６０が形成されており、マフラケース２４の上壁４８からは、図１及び図４に示される如く、各側壁５８における連通窓６０の形成部位を幅方向外側から気密に覆う左右一対のダクト部６２が膨出されている。
【００３４】
そして、図１に示される如く、スピーカボックス５０の内部は、連通窓６０、ダクト部６２を通じて共鳴室４４に連通している。なお、この実施形態では、各ダクト部６２（の容量）は、それぞれ共鳴室４４（の容量）の一部を構成しているものと把握することができる。また、この実施形態では、左右の共鳴室４４（ダクト部６２を含む）の容量は、同等とされている。
【００３５】
さらに、スピーカボックス５０の上壁５２からは、図４に示される如く車体前後方向に長手とされ車幅方向に並列した複数の放熱フィン６４が立設されている。
【００３６】
また、図１及び図２に示される如く、スピーカ本体２６は、振動して発音するための振動板６６を備えている。振動板６６は、金属材にて上向き開口部４２Ａよりも若干小さい略矩形平板状に形成されており、弾性部材６８を介してスピーカボックス５０（マフラケース２４）に対し板厚方向の相対変位可能に支持されている。弾性部材６８としては、例えば、上壁５２と振動板６６との間に設けたコイルスプリング、前壁５４・後壁５６・各側壁５８と振動板６６との間に設けた板ばねやベローズ、スピーカボックス５０の開口縁と振動板６６の周縁とを弾性的に連結するエッジ（スピーカボックス５０に振動板６６を一体に形成する場合の変形許容部を含む）等を採用することができる。なお、スピーカボックス５０又はマフラケース２４に振動板６６の周縁に対応する孔を有するカバー部（下壁や上壁）を設けることで、振動板６６の平面視形状を例えば円形や楕円形等の任意の形状にとすることができる。
【００３７】
さらに、スピーカ本体２６は、振動板６６に加振力を付与するためのアクチュエータ７０を備えている。この実施形態では、アクチュエータ７０は、振動板６６に取り付けられ、出力軸に設けた錘（何れも図示省略）を加振する際の反力を振動板６６に作用させる構造とされている。このアクチュエータとしては、例えば付与する磁界を変化させることで伸縮する磁歪素子を利用して構成することができる。
【００３８】
磁歪素子は、伸縮の振幅は小さいものの加振力が大きいため、質量の大きい錘を加振して大きな反力で振動板６６を振動させることができる。これにより、アクチュエータ７０は、低周波領域において高強度の音波を生じ得る構成とされている。特に、発生すべき音波の周期よりも短い時間で変化する磁界を、発生すべき音波の周期で（該周期毎に）磁歪素子付与する構成とすれば、発生すべき音波の周波数を維持しながら、錘の加速度すなわち振動板６６の加振力を増すこと音波の強度を一層高めることが可能になる。
【００３９】
なお、スピーカ本体２６では、また、振動板６６として、コーン型の振動板を用いることも可能であり、金属以外の材料を用いて構成することも可能である。また、アクチュエータ７０は、例えばボイスコイルや圧電素子などを用いて、振動板６６にスピーカボックス５０に対する変位を付与する構成としても良い。すなわち、本発明は、スピーカ本体２６の構成によって限定されることはない。
【００４０】
以上により、排気音アクティブ制御用電子マフラ１０では、アクチュエータ７０にて加振された振動板６６は、音圧増強空間４２に向けて音波を発生する構成とされている。また、排気音アクティブ制御用電子マフラ１０では、振動板６６の振動に伴ってスピーカボックス５０内に発せられた音波（以下、背面音という）が、それぞれ左右一対の連通窓６０、ダクト部６２を通じて共鳴室４４に放出されるようになっている。ダクト部６２を含む共鳴室４４は、連通窓６０から放出された背面音を増幅するようになっている。特に、ダクト部６２を含む共鳴室４４は、その容量によって決まる共振周波数の近傍の周波数帯域の背面音を大きく増幅するようになっており、この実施形態では、各共鳴室４４（ダクト部６２を含む）の共振周波数は、低周波帯域（サブマフラ１８による消音周波数よりも低い帯域）に設定されている。
【００４１】
そして、排気音アクティブ制御用電子マフラ１０は、音圧増強空間４２と各共鳴室４４とを連通する連通路としてのバスレフポート７２を有している。この実施形態では、バスレフポート７２は、対応する隔壁３８を貫通した円筒状部材として構成されている。排気音アクティブ制御用電子マフラ１０では、共鳴室４４で増幅されバスレフポート７２を通過した背面音が、振動板６６が音圧増強空間４２に向けて発生した音波（以下、前面音という）と同位相で、音圧増強空間４２に放出される構成とされている。すなわち、排気音アクティブ制御用電子マフラ１０では、スピーカボックス５０、連通窓６０、ダクト部６２、共鳴室４４、バスレフポート７２を経由した背面音の位相が反転される構成とされている。
【００４２】
排気音アクティブ制御用電子マフラ１０は、図示しない制御装置（消音ＥＣＵ）を備えている。この制御装置は、例えばマイクやエンジン１４の回転速度に応じた信号を出力するエンジン回転計等の出力に基づいて、排気音と逆位相で略等音圧の音波が出力されるようにスピーカ本体２６のアクチュエータ７０を制御する構成とされている。そして、この実施形態では、排気音アクティブ制御用電子マフラ１０は、主に低周波の排気音を消音するように、すなわち振動板６６が低周波の音波を発生するように制御装置が設定されている。
【００４３】
自動車の排気系１２全体では、サブマフラ１８（及び内蔵した吸音材）が高周波成分の排気音低減を果たし、排気音アクティブ制御用電子マフラ１０が低周波の排気音の低減（消音）を担う構成とされている。したがって、排気音アクティブ制御用電子マフラ１０を備えた自動車の排気系１２は、排気ガスの拡張や共鳴を利用したメインマフラ（例えば、後述する比較例に係る排気系２００を構成するメインマフラ２０２）を備えない構成とされている。
【００４４】
以上説明した排気音アクティブ制御用電子マフラ１０は、全体として本発明における車両用排気音低減装置として把握され、また、スピーカ本体２６とマフラケース２４（音圧増強空間４２、共鳴室４４、バスレフポート７２）とで本発明におけるスピーカ装置として把握される。
【００４５】
次に、第１の実施形態の作用を説明する。
【００４６】
上記構成の排気音アクティブ制御用電子マフラ１０が適用された自動車の排気系１２では、エンジン１４から排気マニホルド１４Ａを介して排気管１６に排気ガスが排出され、この排気ガスは、サブマフラ１８で高周波成分の排気音が低減され（排気エネルギが消費され）、排気音アクティブ制御用電子マフラ１０を通過して大気開放端１６Ａから大気開放される。
【００４７】
排気音アクティブ制御用電子マフラ１０では、スピーカ本体２６のアクチュエータ７０を作動させることで振動板６６を加振し、大気開放された（される）排気ガスの音波（低周波成分を主成分とする音波）と逆位相で略等音圧の音波を、スピーカ出口パイプ３４の後側開口端３４Ｂすなわち大気開放端１６Ａの周囲から（同軸的に）、直接的に放出させる。この際、音圧増強空間４２では、振動板６６の前面音と、共鳴室４４で増幅されると共にバスレフポート７２から音圧増強空間４２に放出された背面音とが同位相で合成され、スピーカ出口パイプ３４の後側開口端３４Ｂから放出される音波（以下、合成音という）の音圧レベルが増幅される。この増幅（増強）された音波が排気ガスの音波と干渉する（打ち消しあう）ことで、排気ガスの低周波音が消音され、車室内でこもり音が生じることが効果的に抑制又は防止される。
【００４８】
ここで、排気音アクティブ制御用電子マフラ１０では、スピーカボックス５０内の空間と連通する各共鳴室４４（ダクト部６２）、該各共鳴室４４と音圧増強空間４２とを連通するバスレフポート７２を設けたため、振動板６６の前面音と背面音とが同位相で合成され、上記の通りスピーカ出口パイプ３４の後側開口端３４Ｂから放出される合成音の音圧レベルを高めることができる。しかも、共鳴室４４で背面音が増幅されるので、排気音を消音すべき特定の周波数帯域に共鳴室４４の共振周波数を合わせることで、合成音の音圧レベルを所望の周波数帯域で一層高めることができる。
【００４９】
したがって、排気音アクティブ制御用電子マフラ１０では、音圧レベルの高い合成音をスピーカ出口パイプ３４の後側開口端３４Ｂから放出させ、該合成音を大気開放端１６Ａから排出された排気ガスの音波と干渉させることで、排気音を効果的に低減（消音）することができる。すなわち、排気音の音圧レベルを低減することができる。
【００５０】
以下、比較例との比較しつつさらに説明する。図１３には、自動車の排気系１２との比較例に係る排気系２００が模式図にて示されている。この図に示される如く、排気系２００は、排気音アクティブ制御用電子マフラ１０に代えて膨張型のメインマフラ２０２を有しており、メインマフラ２０２は、３つの拡張室２０４と１つの低周波共鳴室２０６とを有する。図７には、メインマフラ２０２による消音効果を表す線図が破線にて示されており、サブマフラ１８による消音効果を表す線図が細い実線にて示されている。この図から、排気系２００では、略７００Ｈｚよりも低周波側ではメインマフラ２０２による消音効果が得られ、略７００Ｈｚよりも高周波側ではサブマフラ１８による消音効果が得られることが分かる。
【００５１】
また、図７には、排気音アクティブ制御用電子マフラ１０による消音効果が太い実線にて示されている。この図から、排気音アクティブ制御用電子マフラ１０では、略７００Ｈｚよりも低周波側において、消音効果メインマフラ２０２と同等以上で周波数依存性が小さい良好な消音効果が得られることが分かる。この実施形態では、排気音アクティブ制御用電子マフラ１０により、図７に一点鎖線で示すサブマフラ１８による低温側の消音効果をベースに、略５０ｄＢの消音効果を得ることができた。したがって、自動車の排気系１２全体として、排気系２００と同等以上の消音効果が得られ、特に略７００Ｈｚよりも低周波側で周波数依存性の小さい良好な消音効果が得られることが分かる。
【００５２】
そして、自動車の排気系１２では、膨張型のメインマフラ２０２を備えることなく、サブマフラ１８の下流では排気ガスが排気管１６内を流れるだけであるため、サブマフラ１８よりも下流での圧力損失が殆どなく、排気系２００と比較してエンジン１４の背圧が著しく小さく抑えられる。図８は、比較例に係る排気系２００を構成するメインマフラ２０２の背圧を示す線図である。排気音アクティブ制御用電子マフラ１０では、この背圧がほぼ０になる。以上により、排気系１２に接続されたエンジン１４は、排気効率が向上し、出力、燃費が何れも向上する。
【００５３】
また、排気音アクティブ制御用電子マフラ１０では、振動板６６の前面音と背面音とを合成するための音圧増強空間４２を備えるため、これを備えない構成と比較して、前面音と背面とが効果的に合成されて音圧の増大効果が大きくなる。しかも、音圧増強空間４２を構成する（囲む）隔壁部が音波をスピーカ出口パイプ３４の後側開口端３４Ｂに導くので、スピーカ出口パイプ３４の後側開口端３４Ｂから大気開放端１６Ａの周囲に略均等に合成音を放出することができ、排気音と効果的に干渉させることができる。
【００５４】
さらに、排気音アクティブ制御用電子マフラ１０では、ワイヤメッシュリング３６を介して挿入された排気管１６を支持したインナパイプ３２を有するため、スピーカ本体２６に対する熱負荷を軽減することができる。一方、スピーカ本体２６は、金属製の振動板６６を備えるため、通常のコーン型スピーカに対し耐熱性が良好である。また、複数の放熱フィン６４による放熱効果（走行風による冷却効果）も期待できる。
【００５５】
またさらに、インナパイプ３２が音圧増強空間４２内に位置するため、振動板６６から音圧増強空間４２に直接放出された前面音は、インナパイプ３２の表面である円筒面で反射し、音圧増強空間４２内での定在波の発生が防止される。これにより、スピーカ出口パイプ３４の後側開口端３４Ｂから放出する合成音に、定在波による音圧レベルの強弱が生じる音が防止され、所要の音圧レベルの音波を出力することができる。
【００５６】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。なお、上記した第１の実施形態又は前出の構成と基本的に同一の部品又は部分には、第１の実施形態又は前出の構成と同一の符号を付して説明を省略し、図示を省略する場合がある。
【００５７】
（第２の実施形態）
図９（Ａ）及び図９（Ｂ）には、本発明の第２の実施形態に係る排気音アクティブ制御用電子マフラ８０が側断面図、背面図にてそれぞれ示されている。これらの図に示される如く、排気音アクティブ制御用電子マフラ８０は、音圧増強空間４２の前側に単一の各共鳴室４４が設けられている点で、音圧増強空間４２の左右両側に一対の共鳴室４４が設けられた排気音アクティブ制御用電子マフラ１０とは異なる。以下、具体的に説明する。
【００５８】
排気音アクティブ制御用電子マフラ８０は、マフラケース２４に代えてマフラケース８２を備えている。マフラケース８２は、マフラケース２４よりも車体前後方向に長く構成されている。このマフラケース８２内には、音圧増強空間４２と共鳴室４４とを前後に隔てる隔壁８４が配設されている。マフラケース８２の上壁４８には、音圧増強空間４２に臨む略矩形状の上向き開口部４２Ａが形成されており、上向き開口部４２Ａは、スピーカ本体２６にて閉止されている。
【００５９】
この実施形態では、スピーカボックス５０は、前壁５４、後壁５６が上向き開口部４２Ａの前後縁を成す隔壁８４、後壁３０にそれぞれ気密に接合され、各側壁５８が上向き開口部４２Ａの側縁を成す上壁４８にそれぞれ気密に接合されている。そして、スピーカボックス５０の前壁５４には、連通窓８５が形成されており、マフラケース２４の上壁４８からは、図９（Ａ）に示される如く、前壁５４における連通窓８５の形成部位を前側から気密に覆うダクト部８６が膨出されている。
【００６０】
したがって、排気音アクティブ制御用電子マフラ８０では、振動板６６がスピーカボックス５０内に発した背面音は、連通窓８５、ダクト部８６を経由して共鳴室４４に導かれる構成とされている。なお、この実施形態では、各ダクト部８６（の容量）は、それぞれ共鳴室４４（の容量）の一部を構成しているものと把握することができる。共鳴室４４及びダクト部８６の容量は、共振周波数が排気音アクティブ制御用電子マフラ１０と同等になるように設定されている。
【００６１】
そして、排気音アクティブ制御用電子マフラ８０は、音圧増強空間４２と各共鳴室４４とを連通する連通路としてのバスレフポート８８を有している。この実施形態では、バスレフポート８８は、隔壁８４を貫通した車体前後方向に軸線方向を一致させた筒状部材として構成され、図９（Ｂ）に示される如く、車体上下方向に扁平した矩形状枠断面を有している。排気音アクティブ制御用電子マフラ８０では、共鳴室４４で増幅されバスレフポート８８を通過した背面音が、振動板６６の前面音と同位相で、音圧増強空間４２に放出される構成とされている。すなわち、排気音アクティブ制御用電子マフラ８０は、スピーカボックス５０、連通窓８５、ダクト部８６、共鳴室４４、バスレフポート８８を経由した背面音の位相が反転される構成とされている。排気音アクティブ制御用電子マフラ８０の他の構成は、排気音アクティブ制御用電子マフラ１０の対応する構成と同じである。
【００６２】
このように、排気音アクティブ制御用電子マフラ８０では、スピーカボックス５０内の空間と連通する各共鳴室４４（ダクト部８６）、該各共鳴室４４と音圧増強空間４２とを連通するバスレフポート８８を設けたため、振動板６６の前面音と背面音とが同位相で合成され、スピーカ出口パイプ３４の後側開口端３４Ｂから放出される合成音の音圧レベルを高めることができる。すなわち、第２の実施形態に係る排気音アクティブ制御用電子マフラ８０によっても、第１の実施形態に係る排気音アクティブ制御用電子マフラ１０と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。
【００６３】
また、排気音アクティブ制御用電子マフラ８０では、ダクト部８６が音波を放出するスピーカ出口パイプ３４の後側開口端３４Ｂ側を向いているため、音圧増強空間４２を構成する隔壁部で背面音が反射することが抑制され、合成音の音圧レベルの低下が抑制される。したがって、合成音と排気ガスとの干渉による消音効果の低下が抑制される。
【００６４】
（第３の実施形態）
図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）には、本発明の第３の実施形態に係る排気音アクティブ制御用電子マフラ９０が側断面図、背面図にてそれぞれ示されている。これらの図に示される如く、排気音アクティブ制御用電子マフラ９０は、マフラケース９２の上下にそれぞれスピーカ本体２６が設けられている点で、第２の実施形態に係る排気音アクティブ制御用電子マフラ８０とは異なる。
【００６５】
排気音アクティブ制御用電子マフラ９０を構成するマフラケース９２は、インナパイプ３２、スピーカ出口パイプ３４の軸心に対し対称になるように、排気音アクティブ制御用電子マフラ８０を構成するマフラケース８２を下方に若干延ばした如く構成されている。マフラケース９２の下壁４０には、上向き開口部４２Ａに対応する下向き開口部４２Ｂが形成されており、下向き開口部４２Ｂはスピーカ本体２６にて閉止されている。
【００６６】
下側のスピーカ本体２６のスピーカボックス５０は、前壁５４、後壁５６が下向き開口部４２Ｂの前後縁を成す隔壁８４、後壁３０にそれぞれ気密に接合され、各側壁５８が下向き開口部４２Ｂの側縁を成す下壁４０にそれぞれ気密に接合されている。そして、スピーカボックス５０の前壁５４には、連通窓８５が形成されており、マフラケース２４の上壁４８からは、図１０（Ａ）に示される如く、前壁５４における連通窓８５の形成部位を前側から気密に覆うダクト部８６が膨出されている。
【００６７】
したがって、排気音アクティブ制御用電子マフラ９０では、下側のスピーカ本体２６の振動板６６がスピーカボックス５０内に発した背面音は、連通窓８５、ダクト部８６を経由して共鳴室４４に導かれる構成とされている。なお、この実施形態では、各ダクト部８６（の容量）は、それぞれ共鳴室４４（の容量）の一部を構成しているものと把握することができる。共鳴室４４及び各ダクト部８６の容量は、共振周波数が排気音アクティブ制御用電子マフラ１０と同等になるように設定されている。排気音アクティブ制御用電子マフラ９０の他の構成は、排気音アクティブ制御用電子マフラ８０の対応する構成と同じである。
【００６８】
このように、排気音アクティブ制御用電子マフラ９０では、スピーカボックス５０内の空間と連通する各共鳴室４４（ダクト部８６）、該各共鳴室４４と音圧増強空間４２とを連通するバスレフポート８８を設けたため、振動板６６の前面音と背面音とが同位相で合成され、スピーカ出口パイプ３４の後側開口端３４Ｂから放出される合成音の音圧レベルを高めることができる。すなわち、第３の実施形態に係る排気音アクティブ制御用電子マフラ８０によっても、第１又は第２の実施形態に係る排気音アクティブ制御用電子マフラ１０、８０と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。
【００６９】
また、排気音アクティブ制御用電子マフラ９０では、２つのスピーカ本体２６を備えるため、スピーカ出口パイプ３４の後側開口端３４Ｂから放出する合成音の音圧レベルを、排気音アクティブ制御用電子マフラ８０の２倍以上とすることができ、排気音の消音効果を大きくすることができる。
【００７０】
（第４の実施形態）
図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）には、本発明の第４の実施形態に係る排気音アクティブ制御用電子マフラ１００が平面断面図、背面図にてそれぞれ示されている。これらの図に示される如く、排気音アクティブ制御用電子マフラ１００は、軸線方向が幅方向（車幅方向）に一致されたバスレフポート７２に代えて、軸線方向が幅方向に対し傾斜されたバスレフポート１０２を備える点で、第１の実施形態に係る排気音アクティブ制御用電子マフラ１０とは異なる。
【００７１】
左右一対のバスレフポート１０２は、それぞれ略円筒形状に形成されており、共鳴室４４側の開口端１０２Ａよりも音圧増強空間４２側の開口端１０２Ｂが、スピーカ出口パイプ３４すなわち合成音の放出側に位置するように、平面視で幅方向に対し傾斜している。この実施形態では、各バスレフポート１０２の軸線の延長線の交点Ｃが、平面視で図１１（Ａ）に示される如くマフラケース２４の後壁３０に設けられた貫通孔３０Ａの軸線に一致し、背面視でスピーカ出口パイプ３４の後側開口端３４Ｂ内におけるインナパイプ３２の径方向外側に位置するように、各バスレフポート１０２の傾斜角が決められている。
【００７２】
すなわち、各バスレフポート１０２は、背面音の放出側に音圧増強空間４２を構成する壁部、インナパイプ３２等の反射体が存在しない向きを向いている。排気音アクティブ制御用電子マフラ１００の他の構成は、排気音アクティブ制御用電子マフラ１０の対応する構成と同じである。
【００７３】
以上説明視した排気音アクティブ制御用電子マフラ１００では、スピーカボックス５０内の空間と連通する各共鳴室４４（ダクト部６２）、該各共鳴室４４と音圧増強空間４２とを連通するバスレフポート１０２を設けたため、振動板６６の前面音と背面音とが同位相で合成され、スピーカ出口パイプ３４の後側開口端３４Ｂから放出される合成音の音圧レベルを高めることができる。すなわち、第４の実施形態に係る排気音アクティブ制御用電子マフラ１００によっても、第１の実施形態に係る排気音アクティブ制御用電子マフラ１０と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。
【００７４】
また、排気音アクティブ制御用電子マフラ１００では、各バスレフポート１０２が音波を放出するスピーカ出口パイプ３４の後側開口端３４Ｂ側（より具体的には、上記Ｃ点）を向いているため、音圧増強空間４２を構成する隔壁部で背面音が反射することが抑制され、合成音の音圧レベルの低下が抑制される。したがって、合成音と排気ガスとの干渉による消音効果の低下が抑制される。
【００７５】
（第５の実施形態）
図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）には、本発明の第４の実施形態に係る排気音アクティブ制御用電子マフラ１１０が平面断面図、背面図にてそれぞれ示されている。これらの図に示される如く、排気音アクティブ制御用電子マフラ１１０は、音圧増強空間４２の両側に設けられた共鳴室４４の容量が異なるマフラケース１１２を備える点で、これらの容量が同等であるマフラケース２４を備える第１の実施形態に係る排気音アクティブ制御用電子マフラ１０とは異なる。
【００７６】
マフラケース１１２は、一方の側壁５８（図１２（Ａ）の右側の側壁４６）が隔壁３８に近接するように、該マフラケース２４よりも幅を狭めることで、音圧増強空間４２に対し一方側の共鳴室４４Ａ（ダクト部６２を含む）の容量が、他方側の共鳴室４４Ｂの容量よりも小とされている。したがって、排気音アクティブ制御用電子マフラ１１０では、共鳴室４４Ａの共振周波数と、共鳴室４４Ｂの共振周波数とが異なる設定とされてる。排気音アクティブ制御用電子マフラ１１０の他の構成は、排気音アクティブ制御用電子マフラ１００の対応する構成と同じである。
【００７７】
以上説明視した排気音アクティブ制御用電子マフラ１１０では、スピーカボックス５０内の空間と連通する各共鳴室４４（ダクト部６２）、該各共鳴室４４と音圧増強空間４２とを連通するバスレフポート１０２を設けたため、振動板６６の前面音と背面音とが同位相で合成され、スピーカ出口パイプ３４の後側開口端３４Ｂから放出される合成音の音圧レベルを高めることができる。すなわち、第５の実施形態に係る排気音アクティブ制御用電子マフラ１００によっても、第１又は第４の実施形態に係る排気音アクティブ制御用電子マフラ１０、１００と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。
【００７８】
また、排気音アクティブ制御用電子マフラ１１０では、２つの共鳴室４４Ａ、４４Ｂの共振周波数が異なるため、換言すれば、共鳴室４４毎に共振周波数を設定することができるため、背面音を増幅する周波数帯域を広く設定することができる。すなわち、排気音アクティブ制御用電子マフラ１１０では、合成音の音圧レベルを向上する周波数帯域を広く設定して、広い周波数帯域で排気音の音圧レベルを低減することができる。
【００７９】
なお、第５の実施形態では、第４の実施形態の構造をベースに２つの共鳴室４４Ａ、４４Ｂの容量を異ならせる例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、バスレフポート１０２に代えてバスレフポート７２を有する構成としても良い。
【００８０】
また、上記した第３の実施形態では、第２の実施形態の構造をベースに２つのスピーカ本体２６を備える例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、第１、第４、又は第５の実施形態の構造をベースに２つのスピーカ本体２６を備える構成としても良い。
【００８１】
さらに、上記した各実施形態では、排気音アクティブ制御用電子マフラ１０、８０、１００、１１０が出力用空間としての音圧増強空間４２を有する例を示したが、例えば、音圧増強空間４２を囲む前壁２８及び下壁４０の少なくとも一部を取り除いたり切り欠いたりして構成しても良い。この場合、例えば、排気管１６の大気開放端１６Ａ直後方に振動板６６の前面音、背面音を放出する（前面音、背面音を、合成される前に排気音に干渉させる）構成とすることも可能である。
【００８２】
またさらに、上記した各実施形態では、スピーカ出口パイプ３４の後側開口端３４Ｂ、後側開口端３２Ｂ、大気開放端１６Ａが互いの車体前後方向の位置を一致させると共に同時毛的に配置されている例を示したが、本発明はこれに限定されず、これらの位置が車体前後方向にオフセットしていても良く、径方向のオフセットして配置されても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る排気音アクティブ制御用電子マフラを示す図であって、図４の１−１線に沿った断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る排気音アクティブ制御用電子マフラを示す図であって、図４の２−２線に沿った断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る排気音アクティブ制御用電子マフラを示す背面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る排気音アクティブ制御用電子マフラを示す斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る排気音アクティブ制御用電子マフラが適用された排気系の模式図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る排気音アクティブ制御用電子マフラが適用された排気系を構成するサブマフラの断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る排気音アクティブ制御用電子マフラの消音効果を示す線図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る排気音アクティブ制御用電子マフラの背圧低減効果を示す線図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る排気音アクティブ制御用電子マフラを示す図であって、（Ａ）は図９（Ｂ）の９Ａ−９Ａ線に沿った側断面図、（Ｂ）は背面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る排気音アクティブ制御用電子マフラを示す図であって、（Ａ）は図１０（Ｂ）の１０Ａ−１０Ａ線に沿った側断面図、（Ｂ）は背面図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る排気音アクティブ制御用電子マフラを示す図であって、（Ａ）は図１１（Ｂ）の１１Ａ−１１Ａ線に沿った平面断面図、（Ｂ）は背面図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係る排気音アクティブ制御用電子マフラを示す図であって、（Ａ）は図１２（Ｂ）の１２Ａ−１２Ａ線に沿った平面断面図、（Ｂ）は背面図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る排気音アクティブ制御用電子マフラが適用された排気系との比較例に係る排気系の模式図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０    排気音アクティブ制御用電子マフラ（スピーカ装置、車両用排気音低減装置）
１６    排気管（排気ガス流路部材）
１６Ａ  大気開放端
３２    インナパイプ（筒状部材）
３４Ｂ  後側開口端（出力用空間の開口端）
４２    音圧増強空間（出力用空間）
４４    共鳴室
４４Ａ・４４Ｂ      共鳴室
６６    振動板
７２    バスレフポート（連通路）
８０・９０・１００・１１０      排気音アクティブ制御用電子マフラ（スピーカ装置、車両用排気音低減装置）
８８・１０２  バスレフポート（連通路）
【図１】
2008115707.tif 000003
【図２】
2008115707.tif 000004
【図３】
2008115707.tif 000005
【図４】
2008115707.tif 000006
【図５】
2008115707.tif 000007
【図６】
2008115707.tif 000008
【図７】
2008115707.tif 000009
【図８】
2008115707.tif 000010
【図９】
2008115707.tif 000011
【図１０】
2008115707.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2008115707.tif 000014
【図１３】
2008115707.tif 000015