JP2019511014A - 吸音器、防音壁ならびに設計および製造のための方法 - Google Patents
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Abstract
本発明では、各々がこのようなウェーハを受ける、穿孔を通って開口する反復構造によって作られた複数のこのような吸音器を含む防音壁と、このような吸音器または壁を設計し、製造する方法とを提案する。
Description
本明細書で開示される特徴のすべてまたは一部を組み合わせ得るいくつかの実施形態では、ウェーハは、スピーカ膜を形成するために電磁系を介してエンクロージャ(およびネック部など)とさらに相互作用する。
制御手段(圧力および/または速度)の導入を必要とするサーボ制御チェーン付き能動制御系、および
吸収すべき音波の特性を測定する必要のない反応系制御手段。
能動的な吸音を達成するために、かつ/または
前記スピーカの音響インピーダンスを変更して吸音を高め、吸音周波数をシフトさせ、吸音周波数範囲を広げ、またはこれらの効果の組み合わせを得られるように
制御される。
Romain Boulandet’s thesis:H.Lissek,“Active materials with variable acoustic properties”.PhD thesis,Laboratory of Acoustics,University of Maine,2002;
Romain Boulandet,Herve Lissek,“acoustic impedance synthesis at the diaphragm of moving coil loudspeakers using output feedback control”,ICSV18,10−14 July 2011,Rio de Janeiro,Brazil;
Romain Boulandet,Herve Lissek,Etienne Rivet.“Advanced control for modifying the acoustic impedance at the diaphragm of a loudspeaker”.French Society of Acoustics.Acoustics 2012,Apr 2012,Nantes,France.<hal−00810907>
目標周波数よりも高い第1のヘルムホルツ共振周波数を有するヘルムホルツ空洞の寸法を決定するステップと、
前記目標周波数に対応する第2の周波数に合わせた吸音器を作り出すように前記空洞のネック部に配置されるように設計された、懸架されたウェーハの特性(その材料およびその幾何学的形状)を(計算または実験によって)決定するステップと
を含むことを特徴とする。
本発明は、本発明が伴うすべての利点を有する受動系内で、コスト、複雑さまたは脆弱性をほとんどまたは全く伴わずに、特に低い周波数、例えば500Hz〜1500Hzで、従来のヘルムホルツ共鳴器を用いた場合よりも効果的な吸音を達成することを可能にする。
図1は、最新技術によるヘルムホルツ共鳴器を示す横断面図である。
図2aおよび図2bは、組立て前と組立て後の、穿孔プレートで覆われたハニカム構造によって形成された、多数のヘルムホルツ共鳴器を含む、最新技術による防音壁を示す斜視図である。
図3は、電気力学的シリコンウェーハを有する21cm3の空洞を含む、本発明の第1の実施形態による吸音器の横断面の斜視図である。
図4は、図3のサスペンションおよび吸音器ウェーハを形成する切れ目を示すスケール斜視図である。
図5は、その電磁コイルおよびスチフナを備えたバージョンの、図3の吸音器のウェーハを示すスケール斜視図である。
図6は、ネック部が空洞よりも狭い構成の、本発明によって定義される吸音器の横断面の原理的な概略図である。
図7は、図3の吸音器を使用して、ウェーハの周りにシールを有する構成および有しない構成において、2つの異なる空洞容積について実験的に得られた吸音曲線を示すグラフである。
図8は、ネック部が空洞の一部を形成する構成において、本発明の第2の実施形態の例による吸音器の横断面の原理的な概略図である。
図9は、ネック部を形成し、ウェーハおよびウェーハのサスペンションを形成する切断プレートを囲ういくつかの穿孔プレートで覆われたハニカム構造によって形成された多数の吸音器を含む、本発明の第3の実施形態の例による防音壁を示す横断面の概略図である。
図10aおよび図10bは、自由なウェーハがネック部の上方に突出する外側層によって保持された、本発明の第4の実施形態の例による、ハニカム防音壁内の吸音器のうちの1つを示す左側から見た横断面の概略図である。
図11aおよび図11bは、厚い固定されていないウェーハがネック部の上方に突出する外部層によって保持された、本発明の第5の実施形態の例の2つの変形例による、ハニカム防音壁の吸音器のうちの1つを示す、横断面の概略的半分図である。
図12は、異なる変形例を提示する2つの半分図において、膜の内側を貫通するオリフィスによって漏れ区間が形成されている、円錐振動板形状のダイナミックスピーカが穿孔された周辺ジョイントに取り付けられた、本発明の第6の実施形態の例を示す、横断面の概略図である。
図13は、異なる変形例を有する2つの半分図を提示する、漏れ区間がウェーハの内側を貫通するオリフィスによって形成されている、その内部に漏れ区間を有する剛性のウェーハを備えた実施形態の第7の例を示す横断面の概略図であって、
図13aに、封止されていないサスペンションを、
図13bに、防水サスペンションを、
示す図である。
図14は、異なる変形例を提示する2つの半分図において、漏れ区間がウェーハの内側を貫通するオリフィスによって形成されている、漏れ区間を含む可撓性の中心ウェーハの第8の例を示す横断面の概略図であって、
図14aに、封止されていないサスペンションを、
図14bに、封止されたサスペンションを
示す図である。
図15は、運動の相違を示す図であって、
図15aに、「ピストン」モードを、
図15bに、「ドラム」モードを
示す図である。
図16は、図3の吸音器のネック部およびウェーハを、図5に示すその電磁コイルおよびスチフナを有するバージョンで示す概略的横断面図である。
図1から図7に、本発明の第1の実施形態の例を示す。その他の例については、その第1の実施形態との相違点のみを説明する。
図9に、多数の吸音器3、例えば図4の吸音器を含む、本発明の第3の実施形態の例による防音壁5を示す。この壁は、ハウジングがその吸音器3の入口方向D3に平行である周期的なハニカム構造を有するプレート500で形成されている。このプレート500は、その後面側を、封止層58、例えば、複合層やシートや接着シートによって封止されている。
図12に、第6の吸音器実施形態の例を示す。
Claims (16)
- 決められた厚さの前壁(37)を貫通する少なくとも1つのオリフィスを通って入口方向(D3)に外側に開口する空洞(30、80)を区画し、それによって、決められた開口面(A31)および決められた長さ(L31)を有するネック部(31、41、61、71、81)を形成するエンクロージャ(37、38、39、87、88、89)であって、前記エンクロージャおよび前記ネック部の寸法は、固有振動数と呼ばれる、第1の周波数または周波数範囲のためのヘルムホルツ共鳴器を一緒になって形成するように決定される、前記エンクロージャを含む、吸音装置(3、4、6、7、8)、特に受動型吸音器であって、
前記少なくとも1つのネック部を部分的に塞ぐ位置、すなわち、前記ウェーハのストロークの全部または一部で封止されない位置において、1以上の機械的連結部、又はサスペンション(33、43、6140、83、931a、931b)によって前記エンクロージャに懸架された、少なくとも1つの可動要素、又はウェーハ(32、42、62、72a、72b、92a、92b)を含むこと、及び前記サスペンションの剛性および前記ウェーハの剛性が、これらの組み合わせとして、特にこれらの比として決定され、そのため、前記ウェーハが、前記第1の周波数とは異なる、特により低い第2の周波数または周波数範囲で入射波(D3)の方向に沿って「ピストン」型の共振モードで振動し、それによって、この第2の周波数または周波数範囲の吸音を達成すること、
を特徴とする、吸音装置。 - 前記ウェーハ(32、42、62、72a、72b、92a、92b)は、シリコン、石英、アルミナ、チタンおよびその合金、鋼、アルミニウムおよびその合金、プラスチックおよび特にポリマーの中から選択される1以上の材料で作られていることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記サスペンション(33、43、6140、83、931a、931b)は、弾性挙動を提供する材料で、弾性挙動を提供する幾何学的形状を使用して作られており、前記ウェーハの周辺部における移動のための6N/m未満の剛性、特に、10mm〜20mmの平均直径のウェーハでは2N/m未満の剛性を有することを特徴とする、請求項2又は3に記載の装置。
- 前記サスペンション(33)は、前記ネック部(31)および/または前記ウェーハ(32)の縁部に対して平行な前記ウェーハの周りに延在する形状で、前記ウェーハ(32)を前記エンクロージャ(37)に連結する細長いアーム(331)を含む、ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の装置(3)。
- 前記ウェーハ(32)が、前記エンクロージャ(37)と一体のプレート(320、512、612)またはシート内で、サスペンションアーム(331)を形成するように前記プレートまたはシートに作られた1以上の切抜き部(330)を用いて、前記エンクロージャに対して可動とされた部分によって作られていることを特徴とする、請求項4に記載の装置(3)。
- 前記ウェーハ(62、72a、72b)は、前記ウェーハが前記ネック部から脱出するのを防ぐ栓を形成するように前記ウェーハの前記周辺部の前に延在する両端で前記ネック部から突出する1以上の前進部によって前記ネック部に保持されていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の装置(6、7)。
- 前記ウェーハ(72a、72b)は、前記ウェーハが、傾斜すること、及びアーチ状になることによる閉塞を引き起こすことなく、前記ネック部に沿って運動(D3)することを可能にするように、十分に決められた長さにわたって決められたずれを伴い、前記ずれと、前記ネック部および前記ウェーハの前記材料の性質とが組み合わされて、前記ネック部の内面に一致する周辺部を有することを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の装置(7)。
- 前記ウェーハは、可撓性の周辺シール(83、84)によって外フレーム(87、85)に固定されたスピーカの振動板(82)によって形成されていること、及び前記シールは、その周辺部の少なくとも20%、特に少なくとも40%にわたって前記ウェーハを取り囲む1以上の切抜き部(830、840)を有すること、を特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の装置(8)。
- 前記ウェーハ(32、82)は、スピーカの膜を形成するように電磁系(324、374、824、874)によって前記エンクロージャとさらに相互作用すること、及び
前記電磁系は、
能動的な吸音を達成するために、および/または
前記スピーカの音響インピーダンスを変更して吸音を高め、前記吸音周波数をシフトさせ、前記吸音周波数範囲を広げ、またはこれらの効果の組み合わせを得られるように、
電子回路によって制御されること、
を特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の装置。 - 共通方向(D3)に吸音を提供するように連続した2次元配列内に並置された、請求項1〜9のいずれか一項に記載の多数の装置(3、4、6、7、8)を含む、吸音壁(5)。
- そのハウジングが、いわゆる後面で閉じられている(58)多数の空洞(30)を形成するハニカム構造を有し、
その空洞が、前面で、各々がウェーハ(32、62、72a、72b)を受ける多数のネック部(31、41、71)を形成するように切断された1以上の壁(511、512、513、611、612、613、614)によって覆われているプレート(500)を含むことを特徴とする、請求項10に記載の壁。 - 目標周波数を吸収することが意図された、請求項1〜9のいずれか一項に記載の吸音器の工業化のためのプロセスであって、
ネック部(31、41、61、71、81)を備えた空洞(30、80)の寸法を、前記空洞および前記ネック部が、前記目標周波数よりも高い第1の周波数のヘルムホルツ共振を有するヘルムホルツ空洞を形成するように決定するステップと、
前記目標周波数に対応する第2の周波数に合わせた吸音器を作り出すように、前記空洞の前記ネック部に配置されるように適合された、懸架されたウェーハの特性を決定するステップと、
を含むことを特徴とするプロセス。 - 前記懸架されたウェーハは、前記吸音器の前記サスペンションが、前記第2の周波数よりも低い周波数でその第1の正規変形モードを有するように決定される、請求項12に記載の方法。
- 前記吸音器の前記ウェーハは、前記ウェーハが自由であるときに、前記第2の周波数よりも高い周波数でその第1の正規変形モードを有するように決定されることを特徴とする、請求項13に記載の方法。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の吸音器(3)または請求項10もしくは11に記載の壁(5)を製造する方法であって、1以上の吸音器ウェーハ(32、62)を形成するようにシートまたはプレート(320、512、612)を切り抜く少なくとも1つのステップ(330)を含むことを特徴とする方法。
- 前記プレートまたはシート(320、512、612)は、ハニカム構造を有するプレート(500)の表面に固定されていること、および前記切り抜くステップ(330)は、請求項11に記載の防音壁(5)の前記複数のウェーハ(32、62)を形成するように、前記ハニカム構造の前記ハウジングに対して分配された複数のウェーハを製造すること、を特徴とする、請求項15に記載の方法。
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