(57)【要約】【課題】  車の構成要素の振動を、的確、且つ効率良く低減する。【解決手段】  振動源であるオイルパン４０の外壁面の一部には、緩衝層２２を介して平面スピーカ２１が固定されている。この平面スピーカ２１を制御する制御部３０は、予めエンジン５０の回転数に基づいて与えられている平面スピーカ２１の制御データから、オイルパン４０の振動とちょうど逆位相となる振動波形を生成し、平面スピーカ２１に与える。平面スピーカ２１の面振動は、緩衝層２２を介してオイルパン４０の振動面に伝達され、当該振動面の振動は、三次元空間に伝播する前段階で的確に低減される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車を構成すると共に振動面における振動によって音を発生させる振動源に対し、前記音を低減するために設けられる装置であって、
前記振動面に対し減音用振動を伝達可能であり、前記振動面と対面する減音用振動面を有する振動体と、
前記減音用振動面から前記減音用振動として前記振動源の振動を抑制する振動を発生するように前記振動体を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする減音装置。
【請求項２】
前記減音用振動面は、前記振動面全域を覆う
ことを特徴とする請求項１記載の減音装置。
【請求項３】
前記振動面と前記減音用振動面との間に、前記振動を緩衝させるための緩衝部材を更に具備する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の減音装置。
【請求項４】
前記振動体は、前記緩衝部材を介して前記振動源に固定されている
ことを特徴とする請求項３記載の減音装置。
【請求項５】
前記振動体は、前記車の一部である剛体に固定されている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の減音装置。
【請求項６】
可塑性を有するワイヤ部材をメッシュ状、螺旋状又は輪状に形成してなるフレームを有し、
前記振動体は、前記減音用振動面とは異なる面において前記フレームに固定される
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の減音装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記振動面の振動条件に基づいて予め定められている制御条件に従って前記振動体を制御する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の減音装置。
【請求項８】
前記振動面に対向又は対面する位置に、前記振動面の振動条件を検出する検出手段を有し、
前記制御手段は、前記検出手段によって検出された前記振動面の振動条件に基づいて決定される制御条件に従って前記振動体を制御する
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の減音装置。
【請求項９】
前記減音用振動面を振動条件の異なる複数の振動面に分割する分割手段を有し、
前記制御手段は、前記分割手段によって分割された各々の振動面毎に前記振動体を制御する
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の減音装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車の構成要素が振動することによって生じる音を低減するための減音装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の減音装置は、例えば自動車等の車の構成要素、特にエンジン室内の部品や壁における振動及びこの振動によって発生する騒音を消去或いは低減するためにエンジン室付近に設けられる。
【０００３】
エンジンに起因する騒音を低減する減音装置としては、例えば、エンジンを、通気用の開口部を有する防音用の箱体で囲い、この開口部とエンジンとの間にスピーカを設けたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
係る装置において、エンジンの構成要素が振動することによって発生する音は、騒音としてエンジン室内に放出されており、エラーマイク等の集音手段によって集音される。この減音装置を制御する制御装置は、この集音結果に基づいて、スピーカから出力すべき音を決定している。その結果、スピーカから出力された音と騒音とが相殺され、騒音が低減可能であるとされている。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１０１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、この様に三次元空間中を伝播する音波は、複雑な周波数成分、位相及び伝播方向を有し、更には箱体の壁面による乱反射が生じる為、複雑な伝播形態となることが多い。従って、箱体に固定されたスピーカからの放射音によって効果的に打ち消すことができるのは、エラーマイクの近傍空間における概ね平面波からなる騒音に限定されている。即ち、振動源から空気中へ一度三次元的に伝播された空気の振動たる音を、このようなスピーカからの放射音によって打ち消すことは非常に困難或いは実践上不可能であるという技術的問題点がある。また、このような事態を解消するために、マイクやスピーカの設置量を増やすことは、空間的な問題があって実現が困難である。
【０００７】
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、車の構成要素が振動することによって生じる音を、的確、且つ効率良く低減することのできる減音装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係る減音装置は、車を構成すると共に振動面における振動によって音を発生させる振動源に対し、前記音を低減するために設けられる装置であって、前記振動面に対し減音用振動を伝達可能であり、前記振動面と対面する減音用振動面を有する振動体と、前記減音用振動面から前記減音用振動として前記振動源の振動を抑制する振動を発生するように前記振動体を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
【０００９】
係る減音装置において、「振動源」とは、車を構成すると共に、使用時に振動を伴うものである。即ち、エンジン及びエンジン周辺の部品や部材に限らず、シャーシ、サスペンション、室内電装品など、使用時或いは走行時にその規模に拠らず振動するもの全てを含む概念である。
【００１０】
また、係る減音装置における振動体は振動面を有する。このような振動体としては、スピーカのように振動板を振動させるものが代表的であるが、電気的、又は物理的にこの振動面による振動の位相を制御できるもの全てを含む概念である。この振動面は、本発明に係る「減音用振動面」として、制御手段による制御下で減音用振動を発生することで、上述した振動源における振動面の振動を低減する。
【００１１】
さて、既に述べた様に一般に、振動源の振動が一旦気体（一般的には空気）中へ三次元的に伝播されてしまえば、その結果として生じる音を低減させることは困難を極める。この振動が１点からではなく面的な広がりを有する振動面の各点からの振動である場合は尚更である。そこで、本発明では、減音用振動面は振動源の振動面と対面しており、これら二つの面間で直接に或いはこれら二つの面間の僅かな空間である「対面空間」を介して、減音用振動を伝達可能に構成されている。言い換えれば、振動源の振動は、背景技術における如き振動源の振動を三次元的に伝播可能な程度に開けた空間よりも小さい空間たる「対面空間」を介して、振動源の振動面から減音用振動面へとこれら二つの面に概ね垂直な方向に面振動として伝搬されると共に、減音用振動は、係る「対面空間」を介して減音用振動面から振動源の振動面へとこれら二つの面に概ね垂直な方向に面振動として伝搬されるように構成されている。この対面空間は、一種の緩衝層の役割を果たすことにもなる。このように本発明は、振動源の振動が気体中に三次元的に伝播する前段階で、振動源における振動面の振動を減音用振動面の面振動によって抑制するという概念に基づいてなされたものであって、その概念が担保される限りにおいて、上記対面空間には気体又は他の媒体が存在していても構わない。
【００１２】
この減音用振動面の減音用振動は、本発明に係る制御手段によって、振動源の振動面の振動が抑制される様に制御されている。このような制御の一例としては、振動源の振動面の周波数と振動体の減音用振動面の振動の周波数とが相互に一致した状態で、振動源の振動面の振動と逆位相の振動を減音用振動面に与えることが挙げられる。尚、本発明において振動源の振動面からの振動と振動体の減音用振動面からの減音用振動とが「逆位相」にあるとは、これらの二つの面間の接触面或いは対面空間において、これら進行方向が逆である二つの振動が相互に打ち消し合う関係となる位相関係を意味している。或いは、「逆位相」にあるとは、これらの二つの面間の接触面或いは対面空間において、これら進行方向が同一である二つの振動が相互に打ち消し合う関係となる位相関係を意味している。即ち、本発明における「逆位相」とは、何れの場合にも、周波数が同じである波形成分が、同一空間或いは同一媒体内で少なくとも部分的に相殺或いは減衰される関係を意味している。従って、本発明に係る制御手段は、少なくとも減音用振動面の振動の位相を制御可能なものである。
【００１３】
以上説明したように、振動源の振動はこの減音用振動体の減音用面振動によって低減され、振動源の振動が空間に伝播することによって生じる音が、的確に、且つ効率良く低減される。
【００１４】
本発明に係る減音装置の一態様では、前記減音用振動面は前記振動面全域を覆う。
【００１５】
既に述べたように、本発明に係る減音装置は、振動源の面振動を減音用振動面の面振動によって低減させるものであるから、このように減音用振動面が振動源の振動面全域を覆う場合には、その振動低減効果が向上する。尚、本態様において「全域を覆う」とは、文字通り完全に振動面を覆うのみならず、当該減音装置による減音作用が発揮される限りにおいて、振動面の概ね全域或いは振動面の大部分を覆う場合も含む、即ち、実質的に全域を覆うという広い概念である。また、本発明に係る減音装置の他の態様では、前記振動面と前記減音用振動面との間には、前記振動を緩衝させるための緩衝部材を更に具備する。
【００１６】
振動源の振動面と振動体の減音用振動面とが物理的に接触していると、振動の周波数によっては、減音用振動面の振動の基準位置が振動源の振動に従動してしまうことがある。この場合には、減音用振動面を制御しても効率良く振動源の振動を低減させることができない可能性がある。係る事態に際し、本態様によれば、両振動面の間に備わった緩衝部材によって、両振動面の面振動は間接的に相手方の振動面に伝達されることになるので効果的である。無論、この様に緩衝部材を介したとしても、減音用振動面は、振動源の面振動を低減させるのに必要な振動を提供することができる。
【００１７】
また、緩衝部材を使用した上記態様の発展的態様として、前記振動体は、前記緩衝部材を介して前記振動源に固定されてもよい。
【００１８】
既に述べた様に、緩衝部材を使用することによって、減音用振動面は振動源の振動の影響を受けにくくなっている。従って、振動体を振動源に固定したとしても、その振動低減効果が減少することはない。このように振動体を振動源に固定することによって、振動体を設置する際の空間的な制約は著しく軽減されると共に、装置全体をコンパクトに構成することが可能となって、経済的且つ効果的である。
【００１９】
また、本発明に係る減音装置の他の態様では、前記振動体は、前記車の一部である剛体に固定されている。
【００２０】
ここで述べる「剛体」とは、振動源の振動面及び振動体の減音用振動面の振動によって生じる、物理的な歪みや撓みの度合いが、減音用振動面の面振動による振動源の振動低減効果を阻害しない範囲であるものを指し、一般的に剛体としてイメージされる金属板や鋼板を含みつつ、場合によっては、車の一部を構成する樹脂、木材その他の物質を含む概念である。
【００２１】
係る態様によれば、減音用振動面の振動基準位置は、振動源の振動に影響を受けることがなく、従って、減音用振動面と振動源の振動面とを接触状態で配置させることができる。例えば、このような剛体として、エンジン室壁面を想定した場合、振動体を固定するための新たな部材或いは部品を必要としないから経済的である。また、減音用振動面の面振動は、直接的に振動源の振動面の振動を抑え込むことになって、振動低減効果の上昇が期待できる。
【００２２】
また、本発明に係る減音装置の他の態様では、可塑性を有するワイヤ部材をメッシュ状、螺旋状又は輪状に形成してなるフレームを有し、前記振動体は、前記減音用振動面とは異なる面において前記フレームに固定される。
【００２３】
ここで述べる「ワイヤ部材」は、針金や鋼線など、一般的にワイヤとして想起されるものを含み、ある限界以上の力を加えると連続的に変形し、力を除いても変形したままで元に戻らない性質を有する固体全体を包括する概念である。このようなワイヤ部材をメッシュ状、螺旋状又は輪状に形成してなるフレームに振動体を固定することによって、例えば、パイプなど、平面とは異なる振動面を有する振動源に対しても、その周囲を包囲するように配置されたフレームによって、振動体を減音用振動面が振動源を包み込むように固定できる。これにより、減音用振動面の面振動を効果的に伝達することができ、振動源の振動を有効に低減させることが可能となる。
【００２４】
また、本発明に係る減音装置の他の態様では、前記制御手段は、前記振動面の振動条件に基づいて予め定められている制御条件に従って前記振動体を制御する。
【００２５】
ここで述べる「振動条件」とは、主として、振動源の時間的、物理的、電気的な状態に対する、振動面の振動の周波数、振幅、又は位相を指すものである。振動源の種類は前述の通り多岐に渡るが、その多くは、事前にその振動条件を得ることができるものが多い。例えば、振動源としてエンジンを挙げると、回転数、クランクシャフトの角度等の条件に応じて、振動の周波数、振幅、位相情報を事前に取得することはある程度可能である。こうして得られた振動条件に基づいて、制御手段には、振動面の振動を低減させるための制御条件が与えられる。これが、本態様で述べる所の「予め定められている制御条件」となる。この制御条件は、振動面の振動波形に対して逆位相の波形を有する振動を減音用振動として減音用振動面から振動源に与えるための、振動体の駆動条件と換言することができる。具体例を挙げれば、振動源の振動の基本周波数及び振幅である。これらが得られれば、クランク角等に対応付けて位相を制御することによって或いはリアルタイムによるフィードバックにより位相を制御することによって、振動面の振動と逆位相の振動を減音用振動として減音用振動面に与えることが可能となる。また、これら制御条件は複数与えられていても良い。エンジンの回転数を例に挙げれば、当然ながら、回転数の増加に伴って周波数など振動源の振動条件は変化する。これらを場合分けした制御条件が、予め制御用マップの様な形態で制御手段に与えられていると、振動源の振動条件の変化に応じて的確な振動低減が可能となる。
【００２６】
また、本発明に係る減音装置の他の態様では、前記振動面に対向又は対面する位置に、前記振動面の振動条件を検出する検出手段を有し、前記制御手段は、前記検出手段によって検出された前記振動面の振動条件に基づいて決定される制御条件に従って前記振動体を制御する。
【００２７】
本態様における「検出手段」とは、接触、非接触を問わず振動源の振動面の振動条件を検出可能なもの指す。このような検出手段としては、圧電素子やマイクロフォンなどが挙げられる。また、振動面に対向又は対面する位置とは、検出手段による上記検出が可能な振動面上の位置又は振動面から空間を隔てた位置を指す。係る減音装置によれば、振動源の振動条件をリアルタイムに検出することによって、正確に振動源の振動を低減させ得るのみならず、突発的な外乱による未知の振動さえも低減させることが可能である。
【００２８】
また、本発明に係る減音装置の他の態様は、前記減音用振動面を振動条件の異なる複数の振動面に分割する分割手段を有し、前記制御手段は、前記分割手段によって分割された各々の振動面毎に前記振動体を制御する。
【００２９】
振動源の振動面には、振動条件の異なる複数の振動面が隣接して一体の振動面が形成されたものがある。このような場合には、減音用振動面を一律の駆動条件で振動させても、十分な効果が得られないことがある。本態様によれば、減音用振動面を、予め振動源の振動面の振動条件に応じて分割し、その分割された振動面毎に独立して面振動を制御することができる。従って、効率的且つ効果的である。尚、上記した分割手段とは、減音用振動面を振動条件の異なる振動面に分割し得るものを指し、形状、材質、分割の態様はその範囲内において自由である。
【００３０】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
＜第１実施形態＞
以下、図１から図３を参照して、本発明の第１の実施形態に係る減音装置１０ついて説明する。
【００３２】
＜実施形態の構成＞
図１は、減音装置１０の設置環境を説明した図式的平面図である。
【００３３】
図１において、減音装置１０は、減音部２０、及び制御部３０から構成されている。
【００３４】
減音部２０は、エンジン室１００内において、エンジン５０の下部に設けられたオイルパン４０に設置されており、制御部３０による制御によって、オイルパン４０の振動を低減させるように構成されている。その設置については、後述する（図２参照）。オイルパン４０は、エンジン５０の本体部分である図示略のシリンダーブロック下方に設置されており、エンジンオイルを蓄えるための受け皿として機能している。オイルパン４０は、主として鋼板、アルミなど金属で構成され、シリンダーブロックの振動に応じて振動し、騒音を発生させる振動源の一つである。オイルパン４０の外壁面は、全てエンジン５０の振動に応じて振動する振動面であるが、本実施形態において、減音装置１０はその振動面の一部の振動を低減させる構成となっている。
【００３５】
尚、エンジン室内の振動源としては、オイルパン３０の他にも、チェーンケース、ヘッドカバー、バルブ等が挙げられる。従って、減音部２０は、オイルパン４０に加えて又は
代えて、このようなチェーンケース等に設置されてもよい。
【００３６】
制御部３０は、減音部２０の動作を制御する装置であり、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）３１、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）３２、遅延回路３３、及び増幅器３４等から構成されている。
【００３７】
ＣＰＵ３１は、制御部２０の動作を制御すると共に、車内部の電気的配線によって、エンジン５０の回転数を計測する図示略の回転計、車輪等の回転数を計測する車速パルス計、クランク角を計測する不図示の角度計等と接続されており、所定のタイミングクロックに従って、現時点におけるエンジンの回転数、車速、クランク角等を監視するように構成されている。
【００３８】
ＲＯＭ３２には、エンジン５０の回転数に基づく減音部２０の制御データが予め記憶されている。この制御データは、エンジン５０の回転領域毎、例えば、１０００回転／分毎に与えられており、現時点のエンジン５０の回転数が所属する領域に該当する制御データが使用されるようになっている。この制御データの一例としては、オイルパン４０の振動における基本周波数及び振幅が挙げられるが、これらは、予めエンジン５０の回転領域毎にオイルパン４０の振動を測定し、フィルタ処理等を経て得られるものである。ＣＰＵ３１は、この制御データに基づいて、減音部２０を駆動するための電圧波形を生成する。尚、制御データは上記エンジン５０の回転数に基づくものに限定されず、振動源の種類に応じて様々な態様を有する。
【００３９】
遅延回路３３は、ＲＯＭ３２から読み出された制御データに基づいて生成された電圧波形を、必要に応じて時間的に遅延させ、位相を変化させる回路である。例えば、振動源としてのオイルパン４０から発生する振動の位相を規定するクランク角に応じて、位相を変化させる。また、増幅器３４は、この電圧波形の振幅を変えるための回路である。
【００４０】
ＣＰＵ３１は、現時点におけるエンジン５０の回転数に応じて、適宜このＲＯＭ３２から該当する回転領域の制御データを読み出し、電圧波形を発生させると共にクランク角に応じて遅延回路３３を制御し、更に、制御データに応じて増幅器３４を制御することによって、オイルパン４０の振動を低減或いは相殺する減音用振動を発生するように減音部２０を制御している。
【００４１】
次に図２を参照して、減音部２０の設置及びその減音原理について詳細に説明する。ここに図２は、図１におけるＡ−Ａ’線視断面図である。
【００４２】
図２において、減音部２０は、平面スピーカ２１、緩衝層２２、第１接着層２３及び第２接着層２４を備えて構成されている。
【００４３】
平面スピーカ２１は、平面状の振動板２５を有するスピーカであり、この振動板２５は、本発明に係る減音用振動面と等価なものである。平面スピーカ２１は、概ね以下の動作原理に従う。即ち、平面スピーカ２１の外枠（図示略）内底部には、永久磁石（図示略）が配置されており、振動板２５とこの外枠の底部とは、平面スピーカ２１内部において、一定の間隙を隔てて対面している。また、振動板２５の裏面（スピーカ内部を向く方向）には、コイル（図示略）が実装されたＦＰＣ（Flexible  Printed  Circuit）基板（図示略）が取り付けられている。ここで、コイルに電流が流れると、電磁誘導の原理によって振動板２５が振動する。この振動可能な方向は、振動源たるオイルパン４０がエンジン動作時に振動する振動方向と略等しく、このため、減音装置１０の動作時には。振動板２５とオイルパン４０の振動面とは相互に相殺可能な関係となっている。
【００４４】
緩衝層２２は、振動板２５とオイルパン４０との間に設けられている。緩衝層の材料としては、アスファルト系の緩衝材、樹脂製の緩衝材等一般的な緩衝材が、固体、半固体、液体等、状態を問わず広く使用可能である。
【００４５】
第１接着層２３は、オイルパン４０と緩衝層２２とを接着するためのものであり、第２接着層２４は、平面スピーカ２１と緩衝層２２とを接着するためのものである。即ち、本実施形態に係る減音装置１０において、減音部２０は、振動源であるオイルパン４０に固定されている。尚、接着層には、一般的な樹脂系接着剤の他に、テープ等固体の接着手段を用いても良く、これらと異なる接着手段であっても、接着対象物同士が確実に接着されると共に、その動作が阻害されない範囲であれば自由に使用可能である。例えば、テープ等を、減音部２０をオイルパン４０と一まとめにして、それらの周囲に巻き付けることで固定してもよい。
【００４６】
＜実施形態の動作＞
次に図１から図３を参照して、上記構成に基づく減音装置１０の動作について説明する。ここに図３は、本実施形態における減音原理を示す概念図である。
【００４７】
制御部３０のＣＰＵ３１は、所定のタイミングクロックに基づいたタイミング毎に、現時点におけるエンジン５０の回転数を取得する。次に、ＣＰＵ３１は、取得したエンジン５０の回転数がどの回転領域に属するかを判別する。この判別処理の結果に従って、ＣＰＵ３１はＲＯＭ３２から当該回転領域に該当する、発生させるべき振動板２５の振動に係る周波数と振幅（即ち、振動量或いは音量）とを規定する制御データを取得する。
【００４８】
ＣＰＵ３１は、この制御データに基づいて振動板２５を振動させるための電圧波形を生成し、振動板２５の振動を制御する。この振動制御時において、先ずＣＰＵ３１は、制御データから得られた周波数、振幅から、基本となる電圧波形を生成する。即ち、ＣＰＵ３１は、電圧波形生成手段の一例としても機能する。この電圧波形に基づいて振動板２５のコイルに電流が流れるのであるが、この電圧波形は、オイルパン４０の振動面の振動の位相情報までは含まれない波形である。従って、ＣＰＵ３１は遅延回路３３を制御して、この基本電圧波形がオイルパン４０の振動面の振動波形とちょうど逆位相となるように、即ち、オイルパン４０の振動を減音部２０の減音用振動が相殺するように位相制御する。ここでの位相制御は、例えば、クランク角等によって規定されるオイルパン４０の振動における位相に対応して、遅延回路３４における遅延量を決定することで行なわれる。尚、係るクランク角等とオイルパン４０の振動における位相との関係は、予め実験的、経験的、理論的、或いはシミュレーション等により求めることが可能である。そして、この関係は、その後の動作時にも基本的に維持されるので、この関係に基づいて、そのまま或いはリアルタイム的に多少の修正を加えることで、遅延量を決定することが可能となる。
【００４９】
以上のようにして周波数、振幅及び位相が制御された電圧波形に従って、振動板２５は駆動され振動する。この振動板２５の振動は、その面全体から発生させる面振動として、緩衝層２２を介してオイルパン４０の振動面に伝達される。この振動面の振動波形と、振動板２５の振動波形とは逆位相であるから互いに弱め合い、結果としてオイルパン４０の振動が低減される。ＣＰＵ３１は、所定のタイミングクロック毎にこの制御を繰り返し、オイルパン４０の振動をエンジン５０の回転数に応じて的確に低減させているのである。
【００５０】
即ち図３の上段に示すように、オイルパン４０の振動面から発生する振動２０１ａは、減音部２０がなければ、ホイヘンスの原理に従って各点から空気中に３次元的に広がろうとする。しかるに本実施形態では、減音用振動２０２を発生する減音部２０が、図３の下段に示したように、両者の面が相互に対面するように配置されている。このため、オイルパン４０の振動面から発生する振動２０１ａは、これと逆位相である減音用振動２０２によって相殺或いは減衰されて、減衰後の振動２０１ｂとして、空気中に伝わることになるのである。
【００５１】
尚、本実施形態において、ＲＯＭ３２に格納された制御データには、オイルパン４０の振動面の振動波形に関する振幅データも含まれているから、基本的には、振動板２５の振動波形の振幅は変更せずに済むようになっている。しかしながら、振動板２５による振動低減効果が十分でない場合も有り得るため、制御部３０は、増幅器３４によって、振動板２５の電圧波形の振幅を調整し得るように構成され、常に最適な振動低減効果が得られるように構成されている。或いは、電圧波形発生手段としてのＣＰＵ３１は、振幅については一定である又は一定範囲内にある基本電圧波形を発生させ、更に制御データに応じて増幅器３４を制御することで、この基本電圧波形を増幅する制御を行なうことも可能である。
【００５２】
以上図１から図３を参照して説明した様に、本実施形態に係る減音装置１０は、振動源における振動面の振動を、当該振動が気体中に伝達、或いは３次元的に拡散される前段階において、減音部２０の有する振動板２５の面振動によって効果的に低減し、結果として、当該振動によって生じる音を、的確、且つ効率良く低減することを可能とする。
【００５３】
尚、本実施形態では、減音用振動面たる平面スピーカ２１は、緩衝層を介して振動源に固定されているが、例えば、エンジン室の筐体等、振動源の振動に対して十分に剛体と見なせる箇所に平面スピーカを設置できる場合がある。この場合、減音用振動面は振動源の振動に影響を受けないから緩衝層は不要となり、振動源の振動面と減音用振動面とを接触させることが可能となる。このように振動面同士を直接作用させ合うことによって、更なる振動低減効果が期待できる。
【００５４】
本実施形態に係る減音装置１０は、予め振動源の振動条件を測定する等して、制御部のＲＯＭ３２に減音用振動面の制御用データを記憶させている。しかしながら、例えば、マイクロフォンや圧電素子等、振動を検知して信号として出力できる手段を、振動源の近傍に設置することによって、振動源の振動をリアルタイムで検知し、制御部の制御にフィードバックする制御も可能である。この様な制御を行った場合、制御部にかかる負荷は、本実施形態よりも大きいものとなるが、予め予測しない振動に対しても対応が可能となって、信頼性は向上する。また、このようなマイクロフォン等を、例えば振動板２５の振動に係る振幅を微調整するためなど、制御データに基づく減音用振動に対する微調整のために用いてもよい。
【００５５】
＜第２実施形態＞
次に、図４から図６を参照して、本発明の第２の実施形態に係る減音装置６０について説明する。本実施形態は、パイプ等の管形状を有する振動源からの音を低減させるに際し、顕著な効果を有する。尚、本実施形態において、上述の第１実施形態と重複する箇所については同一の符号を付してその説明を省略する。ここに図４は、本実施形態に係る振動源である排気管７０の設置環境を説明する側面図である。図５は、減音装置６０の図式的断面図であり、図６は、そのうちフレーム等を示す模式的斜視図である。
【００５６】
図４において、排気管７０は、シリンダーヘッド７１と排気バルブ７２を介して接続されており、図示せぬ燃焼室から排出される高温高圧の排気ガスの一部を、ＥＧＲ（Exhaust  Gas  Recirculation）クーラ７３へと送り込む菅である。ＥＧＲクーラ７３は、送り込まれる排気ガスを再び燃焼室内に送り込むために冷却する装置である。
【００５７】
係る状況において、排気管７０は絶えず排気ガスの経路となるため振動を起こし易い。とりわけ、排気管７０の曲折部分においては、排気ガスが排気管７０の内壁面に衝突するため、振動が大きい。係る状態にある排気管７０の振動を低減させる場合、上述の第１実施形態で説明した様な平板状の振動板では、管状を有する振動面に減音用振動面を効果的に対面させ難い。そこで、本実施形態に係る減音装置６０は、以下の様に構成されている。
【００５８】
図５において、減音装置６０は、減音部８０と制御部３０とから構成されている。減音部８０は、フレーム８１、振動膜８２、電極８３、及び空気層８４から大略構成されている。即ち、この減音部８０は、所謂薄膜スピーカと同等の構成を有する。
【００５９】
図６（ａ）に例示するように、フレーム８１は、可塑性を有する金属製のワイヤで構成されたメッシュ状のフレーム８１ａである。同図に示す様に、フレーム８１ａは、ある程度自由にその形状を決めることができ、本実施形態においては、排気管７０の形状に合わせ、ちょうど排気管７０の全体を覆うように形成されている。或いは、図６（ｂ）に例示するように、フレーム８１は、可塑性を有する金属製のワイヤで構成された螺旋状のフレーム８１ｂであってもよいし、図６（ｃ）に例示するように、フレーム８１は、可塑性を有する金属製のワイヤで構成された輪状のフレーム８１ｃであってもよい。
【００６０】
図５及び図６において、振動膜８２は、第１実施形態における振動板２５と同様、減音用振動面として作用する。振動膜８２は、圧電セラミック等、圧電特性を有する材料が膜状に形成されたものであり、良好な可撓性を有する。
【００６１】
電極８３は、振動膜８２に電圧を加えるための端子であり、振動膜８２の両面にそれぞれ薄膜として形成されている。この薄膜は、真空蒸着法、高周波スパッタリング法、化学気相体積法（ＣＶＤ）等、公知の薄膜形成法によって形成されている。また、この電極８３は、電気的配線によりドライバ８５と接続されている。ドライバ８５は、電極８３に駆動電圧を与えるものであり、この駆動電圧により振動膜８２は振動する。また、ドライバ８５は、制御部３０に上位制御されており、上述の第１実施形態と同様に振動源の振動条件に応じた適切な振動制御が行われるように構成されている。
【００６２】
電極８３の一方面は、フレーム８１の内面（排気管７０に向いた面）に、貼着等の方法により固定されている。この際、振動膜８２及び電極８３は、全体として良好な可撓性を有しているから、振動膜８２はフレーム８１に密着し、フレーム８１と同様に、振動源である排気管７０を覆う様な形状となっている。
【００６３】
空気層８４は、振動膜８２と排気管７０との微小な間隙に存在する空気の層である。但し、フレーム８１及び振動膜８２からなる筒状の減音部が、シリンダーヘッド７１やＥＧＲクーラ７３との接触部分において良好な密閉性を有しているため、空気層８４は、外界と不連続な閉空間となっている。
【００６４】
係る構成の下、排気管７０が振動すると、その振動と概ね同一周波数で且つ逆位相となる様な振動が、振動膜８２によって排気管７０に与えられ、排気管７０の振動は低減される。この際、振動膜８２と排気管７０との間に設けられた空気層８４が緩衝層の役割を果たすので、本実施形態では、第１実施形態のような緩衝材を特別に必要としない。また、本実施形態に係る減音装置６０は、可塑性を有するフレーム８１によって、曲折した管状の排気管７０の全体を覆う様に減音部を設けることができるため、非常に高い振動低減効果を有しており、従って、高い減音効果を有するものである。
【００６５】
また、振動源である排気管７０は、管状をなし、一定の長さを有する振動源であるから、例えば、排気管７０におけるシリンダーヘッド７１側の端部と、ＥＧＲクーラ７３側の端部とでは振動の条件（周波数、振幅、位相など）が等しくならない場合も有り得る。その様な場合には、振動膜８２を以下の様に制御することもできる。
【００６６】
即ち、例えば図６（ａ）に例示したようにフレーム８１は前述のようにワイヤで分割されたメッシュ形状を有している。このメッシュそれぞれを一つの振動領域として定義し、この振動領域毎に固定された振動膜８２を制御部３０によって個別に制御するのである。或いは、不図示の隔壁を振動膜８２内に設けることで、複数の振動領域に分割されている。この様に、減音部８０を個々の減音用振動面の集合として制御すると、振動源である排気管７０の振動を更に正確に低減させることが可能となる。無論、このように減音用振動面を複数の振動面に分割する態様は、本実施形態に限定されず、第１実施形態のように、平面の振動源、減音用振動面に対しても有効である。
【００６７】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う減音装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る減音装置１０の図式的平面図である。
【図２】図１におけるA−A’線視断面図である。
【図３】同実施形態における減音原理を示す概念図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る振動源の側面図である。
【図５】同実施形態に係る減音装置６０の図式的断面図である。
【図６】同実施形態に係るフレーム８１の各種具体例を示す模式的斜視図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０…減音装置（第１実施形態）、２０…減音部、２１…平面スピーカ、２２…緩衝層、２３…第１接着層、２４…第２接着層、２５…振動板、３０…制御部、３１…ＣＰＵ、３２…ＲＯＭ、３３…遅延回路、３４…増幅器、４０…オイルパン、５０…エンジン、６０…減音装置（第２実施形態）、７０…排気管、７１…シリンダーヘッド、７２…排気バルブ、７３…ＥＧＲクーラ、８０…減音部、８１…フレーム、８２…振動膜、８３…電極、８４…空気層、８５…ドライバ、１００…エンジン室。
【図１】
2005133575.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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