JP3242931B2 - 可変帯域幅を有するλ/4吸収器 - Google Patents
可変帯域幅を有するλ/4吸収器Info
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、共振器の開口部が音響反射面に隣接する多
数の管状λ/4共振器を備えた、機械から、とくに車両か
ら発生するような音響を吸収するためのλ/4吸収器に関
する。
数の管状λ/4共振器を備えた、機械から、とくに車両か
ら発生するような音響を吸収するためのλ/4吸収器に関
する。
現代の自動車および機械工業の努力は、機械または車
両から発生した騒音を低減または完全に消去することに
ある。今日では音響を吸収するために、本質的に繊維吸
音材または開放気孔型発泡材からなるマットが使用さ
れ、このマットが騒音源の周囲に配設され、または前記
音響源の直接周辺に取り付けられている。ところが汚れ
の激しい周囲環境における前記マットの使用は、油、水
または粉塵がこの開放気孔型材料に急速に堆積し、それ
により前記材料の吸音作用が失われるので、制約されて
いる。
両から発生した騒音を低減または完全に消去することに
ある。今日では音響を吸収するために、本質的に繊維吸
音材または開放気孔型発泡材からなるマットが使用さ
れ、このマットが騒音源の周囲に配設され、または前記
音響源の直接周辺に取り付けられている。ところが汚れ
の激しい周囲環境における前記マットの使用は、油、水
または粉塵がこの開放気孔型材料に急速に堆積し、それ
により前記材料の吸音作用が失われるので、制約されて
いる。
また多数の異なる寸法を有するヘルムホルツ共鳴器か
らなる吸音器を配列することが知られている。このよう
なヘルムホルツ共鳴器は、実際上さまざまな理由から実
現されていない。とくにこのようなヘルムホルツ共鳴器
は、その寸法決めおよび/または製造が困難であり、汚
れの激しい周囲環境で使用できるようにするには不適切
である。
らなる吸音器を配列することが知られている。このよう
なヘルムホルツ共鳴器は、実際上さまざまな理由から実
現されていない。とくにこのようなヘルムホルツ共鳴器
は、その寸法決めおよび/または製造が困難であり、汚
れの激しい周囲環境で使用できるようにするには不適切
である。
このため、すでに多数の管状の共振器からなる吸音器
が提案されている。この管状共振器は、発生する汚れま
たは水分がその中に侵入できないような方法で取り付け
ることができる。さらに前記管状共振器は、その音響動
作方式がヘルムホルツ共鳴器と異なり、専門家にはλ/4
共振器の名称で知られている。その違いは、本質的に、
共振器内に同時に発生する空気の質量および圧縮性にあ
り、とくにλ/4共振器の場合では共振周波数が直接定在
波により決定され、この定在波の波長が管状共振器の長
さの4分の1になるのに対し、ヘルムホルツ共鳴器の音
響動作方式と共振がばね質量系により説明および決定さ
れなければならないことで識別できる。
が提案されている。この管状共振器は、発生する汚れま
たは水分がその中に侵入できないような方法で取り付け
ることができる。さらに前記管状共振器は、その音響動
作方式がヘルムホルツ共鳴器と異なり、専門家にはλ/4
共振器の名称で知られている。その違いは、本質的に、
共振器内に同時に発生する空気の質量および圧縮性にあ
り、とくにλ/4共振器の場合では共振周波数が直接定在
波により決定され、この定在波の波長が管状共振器の長
さの4分の1になるのに対し、ヘルムホルツ共鳴器の音
響動作方式と共振がばね質量系により説明および決定さ
れなければならないことで識別できる。
英国特許第2 038 410号公報には、飛行機のエンジ
ンのための音響的に効果のある裏張りが記載されてお
り、かかる裏張りでは、多数のヘルムホルツ吸収器がλ
/4共振器に結合されている。これらの共振器は、最大の
吸収能力を達成するために、できるだけ隙間なく集めら
れている。これらの共振器の音響の開口は、外部の音響
領域との音響的な結合を改善するために、(比較的高い
音響的抵抗を有する)不織布または小孔が形成された金
属製シートで覆われている。なお、小孔によって、個々
の中空体を音響的に結合することが示唆されている。こ
の配置は、標準的なヘルムホルツ共振器と同様の効果を
有しているが、すべてのヘルムホルツ共振器は、音響エ
ネルギーを内部で浪費する。
ンのための音響的に効果のある裏張りが記載されてお
り、かかる裏張りでは、多数のヘルムホルツ吸収器がλ
/4共振器に結合されている。これらの共振器は、最大の
吸収能力を達成するために、できるだけ隙間なく集めら
れている。これらの共振器の音響の開口は、外部の音響
領域との音響的な結合を改善するために、(比較的高い
音響的抵抗を有する)不織布または小孔が形成された金
属製シートで覆われている。なお、小孔によって、個々
の中空体を音響的に結合することが示唆されている。こ
の配置は、標準的なヘルムホルツ共振器と同様の効果を
有しているが、すべてのヘルムホルツ共振器は、音響エ
ネルギーを内部で浪費する。
ドイツ特許第94 08 118号公報には、多孔性吸収材
料が挿入された、複数の筒状を呈する凹部または通路を
有する音響吸収器が記載されている。個々のλ/4チュー
ブの開口は、多孔性泡状物、不織布または薄いホイルで
覆われている。好ましい実施例では、隙間の全体または
一部にさらに音響吸収材料が満たされている。
料が挿入された、複数の筒状を呈する凹部または通路を
有する音響吸収器が記載されている。個々のλ/4チュー
ブの開口は、多孔性泡状物、不織布または薄いホイルで
覆われている。好ましい実施例では、隙間の全体または
一部にさらに音響吸収材料が満たされている。
実際のヘルムホルツ共鳴器の実施態様では、共鳴周波
数を予測するために講じられるさまざまな前提条件を実
現することができない。たとえばヘルムホルツ共鳴器の
壁は、この壁が共鳴時の圧力変動下で変形しないような
剛性で取り付けることができず、また空気質量をヘルム
ホルツ共鳴器のネック部で正確に同定することができな
い。つまりヘルムホルツ共鳴器に比べλ/4共振器の長所
は、本質的に吸収作用の正確な予測性、少ない汚れの危
険、および簡易な寸法決めや製造に見ることができる。
数を予測するために講じられるさまざまな前提条件を実
現することができない。たとえばヘルムホルツ共鳴器の
壁は、この壁が共鳴時の圧力変動下で変形しないような
剛性で取り付けることができず、また空気質量をヘルム
ホルツ共鳴器のネック部で正確に同定することができな
い。つまりヘルムホルツ共鳴器に比べλ/4共振器の長所
は、本質的に吸収作用の正確な予測性、少ない汚れの危
険、および簡易な寸法決めや製造に見ることができる。
このようなλ/4吸収器は、たとえば国際公開WO96/232
94号公報に記載されており、当該吸収器は多数の管状の
共振器を含み、その音響開口部は、個々の共振器開口部
の相互作用ゾーン(この中で発生する音波および個々の
共振器で形成された定在波が破壊的に干渉する)が可能
な限り全面を覆いながら分布し、それと同時に本質的に
重なり合わないような平面上にて隣接する。このような
λ/4共振器は、基本的にその共振周波数foの狭い周波数
帯域で吸収する。この周波数の帯域幅は、共振器の共振
の鋭さQに依存し、または共振器に発生するエネルギー
損失の量に依存する。λ/4吸収器は、前記国際公開WO96
/23294号公報に記載されているように、たとえば金属、
プラスチック、セラミックまたはガラスのような反響性
の高密度材料に埋め込むことができる。このような吸収
器の実際上の適用では、多数の共振器でより広い周波数
帯域を達成しなければならない場合、簡易な方法でその
エネルギー損失に影響を与えることができることが重要
である。特定の実施態様において、たとえば一枚のプレ
ートが補完されている深絞り半管の場合ではエネルギー
損失が非常に小さい。すなわち共振の鋭さQと終端イン
ピーダンスが非常に高くなる。これは望ましくない狭い
共振吸収曲線をもたらす。
94号公報に記載されており、当該吸収器は多数の管状の
共振器を含み、その音響開口部は、個々の共振器開口部
の相互作用ゾーン(この中で発生する音波および個々の
共振器で形成された定在波が破壊的に干渉する)が可能
な限り全面を覆いながら分布し、それと同時に本質的に
重なり合わないような平面上にて隣接する。このような
λ/4共振器は、基本的にその共振周波数foの狭い周波数
帯域で吸収する。この周波数の帯域幅は、共振器の共振
の鋭さQに依存し、または共振器に発生するエネルギー
損失の量に依存する。λ/4吸収器は、前記国際公開WO96
/23294号公報に記載されているように、たとえば金属、
プラスチック、セラミックまたはガラスのような反響性
の高密度材料に埋め込むことができる。このような吸収
器の実際上の適用では、多数の共振器でより広い周波数
帯域を達成しなければならない場合、簡易な方法でその
エネルギー損失に影響を与えることができることが重要
である。特定の実施態様において、たとえば一枚のプレ
ートが補完されている深絞り半管の場合ではエネルギー
損失が非常に小さい。すなわち共振の鋭さQと終端イン
ピーダンスが非常に高くなる。これは望ましくない狭い
共振吸収曲線をもたらす。
このため本発明の目的は、音響的に高効率の可変帯域
幅を有するλ/4吸収器を簡易な方法で製造できるように
することである。
幅を有するλ/4吸収器を簡易な方法で製造できるように
することである。
これは本発明に基づき請求の範囲第1項の特徴を有す
るλ/4吸収器により達成される。とくにλ/4共振器の開
口部領域の音響インピーダンスZ開口を***をあけたヘ
ッド部により高め、または底部領域の追加のエネルギー
損失を、軟質材および/または熱交換材を挿入すること
により発生させてZTを低減することにより達成される。
すなわちこれは、圧力変動が非常に大きくなる共振器の
底部領域で空気との大きな接触面を有するヒートシンク
が具備されることにより達成できる。このようなヒート
シンクは、圧力変動により発生した空気の温度変化から
熱を吸収および排出することができる任意の材料により
形成される。防音分野の専門家は、このような材料を充
分に多く知っている。このほかの実用的な方法は密閉気
孔型粘弾性発泡材からなる詰め物の使用に見られる。
るλ/4吸収器により達成される。とくにλ/4共振器の開
口部領域の音響インピーダンスZ開口を***をあけたヘ
ッド部により高め、または底部領域の追加のエネルギー
損失を、軟質材および/または熱交換材を挿入すること
により発生させてZTを低減することにより達成される。
すなわちこれは、圧力変動が非常に大きくなる共振器の
底部領域で空気との大きな接触面を有するヒートシンク
が具備されることにより達成できる。このようなヒート
シンクは、圧力変動により発生した空気の温度変化から
熱を吸収および排出することができる任意の材料により
形成される。防音分野の専門家は、このような材料を充
分に多く知っている。このほかの実用的な方法は密閉気
孔型粘弾性発泡材からなる詰め物の使用に見られる。
もう1つ別の方法は−低い−空気流れ抵抗、たとえば
“格子”を取り付けながら、開口部領域のエネルギー損
失を発生させることである。カバープレートを備えた深
絞りフィルムからなる実施態様では開口端を取り除か
ず、***をあけることのみで前述のような“格子”を作
ることができる。
“格子”を取り付けながら、開口部領域のエネルギー損
失を発生させることである。カバープレートを備えた深
絞りフィルムからなる実施態様では開口端を取り除か
ず、***をあけることのみで前述のような“格子”を作
ることができる。
開口部領域の空気の流れを阻止することにより、λ/4
吸収器は基本的にその吸収性能が損なわれず、これによ
り吸収が共振周波数応答の大きい帯域幅で達成できると
いう驚くべきことが判明している。
吸収器は基本的にその吸収性能が損なわれず、これによ
り吸収が共振周波数応答の大きい帯域幅で達成できると
いう驚くべきことが判明している。
すなわち本発明は、初めて効率的なλ/4吸収器を工業
的に、すなわちコスト的に好ましい製造を可能にする。
さらに本発明は、広い共振周波数帯域を形成する複数の
さまざまに寸法決めされたλ/4共振器を開口部領域およ
び/または底部領域で本発明に基づく高い音響エネルギ
ー損失と組み合せながら、簡易な方法で多周波吸収器の
配列を可能にする。
的に、すなわちコスト的に好ましい製造を可能にする。
さらに本発明は、広い共振周波数帯域を形成する複数の
さまざまに寸法決めされたλ/4共振器を開口部領域およ
び/または底部領域で本発明に基づく高い音響エネルギ
ー損失と組み合せながら、簡易な方法で多周波吸収器の
配列を可能にする。
以下、本発明を図面と実施例を利用してより詳しく説
明する。各図面はつぎのとおりである。
明する。各図面はつぎのとおりである。
図1はλ/4共振器の動作方式の原理図、 図2aは本発明に基づくλ/4吸収器の吸収特性図、 図2bは本発明に基づく多周波吸収器の吸収特性図、 図3aは本発明に基づくλ/4吸収器のためのスリット付
ヘッド部を備えた共振器の第1実施態様の斜視図、 図3bは本発明に基づくλ/4吸収器のためのスリット付
ヘッド部を備えた共振器の第2実施態様の斜視図、 図3cは本発明に基づくλ/4吸収器のための底部領域で
熱交換材を使用した共振器のもう1つ別の実施態様の斜
視図、 図3dは開口部領域および底部領域が互いに傾斜してい
る共振器の特別の実施態様の斜視図、および 図4は本発明に基づくλ/4吸収器の実用上の一実施態
様の斜視図である。
ヘッド部を備えた共振器の第1実施態様の斜視図、 図3bは本発明に基づくλ/4吸収器のためのスリット付
ヘッド部を備えた共振器の第2実施態様の斜視図、 図3cは本発明に基づくλ/4吸収器のための底部領域で
熱交換材を使用した共振器のもう1つ別の実施態様の斜
視図、 図3dは開口部領域および底部領域が互いに傾斜してい
る共振器の特別の実施態様の斜視図、および 図4は本発明に基づくλ/4吸収器の実用上の一実施態
様の斜視図である。
本発明に基づくλ/4吸収器1の原理上の動作方式を、
図1を利用してより詳しく説明する。この図から、λ/4
共振器2の開口部が音響反射面Aにあることがわかる。
以下、ZOは空気の特性インピーダンスを表すものとす
る。底部領域3の音響インピーダンスは、以下、ZTで表
し、この簡略化したモデルでは、共振器内部の全ての音
響エネルギー損失を含む(ZTは共振の鋭さQに比例す
る)。λ/4共振器2の所定の長さlおよび所定の断面積
S2に対して、反射面Aに相互作用ゾーンS1が形成され、
この相互作用ゾーンS1で、外来の音波が共振器2で形成
された定在波と破壊的に干渉する。この相互作用ゾーン
S1は、“等価吸収面”としても知られている。吸収率が
100%の場合は、本質的に相互作用ゾーンS1の領域の音
響インピーダンスは、空気の特性インピーダンスZOに相
当することになろう。さらにλ/4共振器2の開口部領域
4の吸収率が100%の場合、音圧と粒子の流れが連続的
であると仮定すると、簡単な次式を立てることができ
る。
図1を利用してより詳しく説明する。この図から、λ/4
共振器2の開口部が音響反射面Aにあることがわかる。
以下、ZOは空気の特性インピーダンスを表すものとす
る。底部領域3の音響インピーダンスは、以下、ZTで表
し、この簡略化したモデルでは、共振器内部の全ての音
響エネルギー損失を含む(ZTは共振の鋭さQに比例す
る)。λ/4共振器2の所定の長さlおよび所定の断面積
S2に対して、反射面Aに相互作用ゾーンS1が形成され、
この相互作用ゾーンS1で、外来の音波が共振器2で形成
された定在波と破壊的に干渉する。この相互作用ゾーン
S1は、“等価吸収面”としても知られている。吸収率が
100%の場合は、本質的に相互作用ゾーンS1の領域の音
響インピーダンスは、空気の特性インピーダンスZOに相
当することになろう。さらにλ/4共振器2の開口部領域
4の吸収率が100%の場合、音圧と粒子の流れが連続的
であると仮定すると、簡単な次式を立てることができ
る。
S1/S2=ZT/ZO この式は、前述の国際公開WO96/23294号公報に記載さ
れているように、平面に対して垂直になる共振器のみな
らず、同様に平面に隣接してまたはその中に組み込まれ
た共振器にも同様に当てはまる。前記式が満たされない
場合、その吸収率は100%にならない。すなわち反射面
Aでの反射または共振器底部3での反射のいずれかに支
配される残響となる。つまり吸収性能の高い吸収器1を
構成しようとするならば、S1、S2およびZTは自由に選択
可能ではなく、互いに調整されていなければならない。
さらに周波数応答の望ましい帯域幅はZTの値を決定す
る。これによりZTとともに共振器内のエネルギー損失を
所望の方法で調整できるようにすることが重要である。
これは本発明に基づき、λ/4共振器の底部領域に軟質
の、すなわち粘弾性の密閉気孔形の発泡材またはその他
の熱交換材を使用することで達成することができる。前
記材料は圧力変動が高い場合、エネルギーを散逸させる
すべての材料から選択することができる。
れているように、平面に対して垂直になる共振器のみな
らず、同様に平面に隣接してまたはその中に組み込まれ
た共振器にも同様に当てはまる。前記式が満たされない
場合、その吸収率は100%にならない。すなわち反射面
Aでの反射または共振器底部3での反射のいずれかに支
配される残響となる。つまり吸収性能の高い吸収器1を
構成しようとするならば、S1、S2およびZTは自由に選択
可能ではなく、互いに調整されていなければならない。
さらに周波数応答の望ましい帯域幅はZTの値を決定す
る。これによりZTとともに共振器内のエネルギー損失を
所望の方法で調整できるようにすることが重要である。
これは本発明に基づき、λ/4共振器の底部領域に軟質
の、すなわち粘弾性の密閉気孔形の発泡材またはその他
の熱交換材を使用することで達成することができる。前
記材料は圧力変動が高い場合、エネルギーを散逸させる
すべての材料から選択することができる。
たとえば面積比がS1/S2=25になる共振器2を選択す
ると、100%吸収するためのインピーダンス比はZT/ZO=
25になる。ZOは空気の特性インピーダンスに相応するの
で、すなわち約400Ns/m3の値を有するので、底部領域に
必要な音響インピーダンスZTは、約25×400Ns/m3にな
る。残念ながらこのように高い値のインピーダンスは今
日まだ実現することが困難である。
ると、100%吸収するためのインピーダンス比はZT/ZO=
25になる。ZOは空気の特性インピーダンスに相応するの
で、すなわち約400Ns/m3の値を有するので、底部領域に
必要な音響インピーダンスZTは、約25×400Ns/m3にな
る。残念ながらこのように高い値のインピーダンスは今
日まだ実現することが困難である。
さらに本発明は、共振周波数において底部領域3のイ
ンピーダンス比ZT/ZOと、開口部領域4のインピーダン
ス比ZO/Z開口についてつぎの関係が当てはまるという認
識が利用されている。
ンピーダンス比ZT/ZOと、開口部領域4のインピーダン
ス比ZO/Z開口についてつぎの関係が当てはまるという認
識が利用されている。
ZT/ZO=ZO/Z開口 この式は、λ/4共振器2の底部領域3のエネルギー損
失を増加させる代りに、同様に前記λ/4共振器の開口部
領域4のエネルギー損失を増加してもよいという驚くべ
き見解をもたらしている。
失を増加させる代りに、同様に前記λ/4共振器の開口部
領域4のエネルギー損失を増加してもよいという驚くべ
き見解をもたらしている。
これによりS1/S2=25が選択されている前記例では、
インピーダンス比ZO/Z開口=25またはZ開口=1/25×ZO
=1/25×400Ns/m3が生じる。この値は、たとえば目の粗
い格子(金網)の流れ抵抗または音響インピーダンスに
相当し、これにより簡易な方法で、すなわち工業的に実
現することができる。
インピーダンス比ZO/Z開口=25またはZ開口=1/25×ZO
=1/25×400Ns/m3が生じる。この値は、たとえば目の粗
い格子(金網)の流れ抵抗または音響インピーダンスに
相当し、これにより簡易な方法で、すなわち工業的に実
現することができる。
しかし基本的に共振器の各箇所に適切な空気の流れ抵
抗を挿入することにより、所望のエネルギー散逸を引き
起こすことができる。
抗を挿入することにより、所望のエネルギー散逸を引き
起こすことができる。
前述した考察は、図2aに示したように、実験による測
定で実証することができる。図2aの曲線Cは、深さ84mm
および内径14mmを有する、面積比S1/S2=50を有するλ/
4吸収器の周波数応答を示し、この周波数応答は音響エ
ネルギー損失を増加させるための手段をもたない。この
共振器の周波数応答または吸収特性は、わずか5.1%の
帯域幅BCを有する。
定で実証することができる。図2aの曲線Cは、深さ84mm
および内径14mmを有する、面積比S1/S2=50を有するλ/
4吸収器の周波数応答を示し、この周波数応答は音響エ
ネルギー損失を増加させるための手段をもたない。この
共振器の周波数応答または吸収特性は、わずか5.1%の
帯域幅BCを有する。
図2aの曲線Dは、本発明に基づき音響的に最適化され
たλ/4吸収器の周波数応答を示す。この吸収器では、面
積比がS1/S2=25を有し、音響特性は約11%の帯域幅BD
になる。
たλ/4吸収器の周波数応答を示す。この吸収器では、面
積比がS1/S2=25を有し、音響特性は約11%の帯域幅BD
になる。
この曲線は、共振器2の開口部領域4および/または
底部領域3の空気の流れ抵抗または音響インピーダンス
を変化させることにより周波数応答域Bに影響を及ぼす
ことができると同時に、ほぼ100%の吸収率を実現する
ことができる。
底部領域3の空気の流れ抵抗または音響インピーダンス
を変化させることにより周波数応答域Bに影響を及ぼす
ことができると同時に、ほぼ100%の吸収率を実現する
ことができる。
図2bは本発明に基づく多周波吸収器の吸収特性を明確
に示す。さまざまな共振周波数をもつ従来のλ/4共振器
(狭帯域吸収器)を使用する場合、曲線Vが示すような
吸収特性を示す。曲線Vは、個々の狭帯域吸収器により
発生した吸収特性S1、S2およびS3の合計から生じる。こ
の曲線Vは、従来の狭帯域吸収器により作られた多周波
吸収器の欠点を明らかに示す。この曲線Vは、個々の熱
帯域吸収器の周波数応答に沿い、対応する共振周波数
f1、f2およびf3のあいだで大幅に減少する。すなわち前
記中間領域における吸収がわるくなる。これに対し本発
明に基づくλ/4吸収器により、一定の高い吸収性能を有
する広い吸収帯域Wを提供することができる。図2bか
ら、本発明に基づくλ/4吸収器は、従来の狭帯域吸収器
に比べ、より大きい帯域幅Bをもつことが明らかであ
る。これは、多周波吸収器で個々の共振周波数f1、f2お
よびf3のあいだにある領域で個々のλ/4吸収器の吸収特
性T1、T2およびT3の充分な重なりを生じさせる。この重
なりは、本発明に基づく各個別の吸収器で発生した吸収
T1、T2およびT3の合計Wが共振周波数f1、f2およびf3の
あいだの領域でもほぼ100%の吸収率を生ぜしめる。こ
のことを曲線Wが明らかに示す。またこれにより、本発
明に基づくλ/4吸収器で任意の吸収特性を有する多周波
吸収器を構成できることが明らかである。
に示す。さまざまな共振周波数をもつ従来のλ/4共振器
(狭帯域吸収器)を使用する場合、曲線Vが示すような
吸収特性を示す。曲線Vは、個々の狭帯域吸収器により
発生した吸収特性S1、S2およびS3の合計から生じる。こ
の曲線Vは、従来の狭帯域吸収器により作られた多周波
吸収器の欠点を明らかに示す。この曲線Vは、個々の熱
帯域吸収器の周波数応答に沿い、対応する共振周波数
f1、f2およびf3のあいだで大幅に減少する。すなわち前
記中間領域における吸収がわるくなる。これに対し本発
明に基づくλ/4吸収器により、一定の高い吸収性能を有
する広い吸収帯域Wを提供することができる。図2bか
ら、本発明に基づくλ/4吸収器は、従来の狭帯域吸収器
に比べ、より大きい帯域幅Bをもつことが明らかであ
る。これは、多周波吸収器で個々の共振周波数f1、f2お
よびf3のあいだにある領域で個々のλ/4吸収器の吸収特
性T1、T2およびT3の充分な重なりを生じさせる。この重
なりは、本発明に基づく各個別の吸収器で発生した吸収
T1、T2およびT3の合計Wが共振周波数f1、f2およびf3の
あいだの領域でもほぼ100%の吸収率を生ぜしめる。こ
のことを曲線Wが明らかに示す。またこれにより、本発
明に基づくλ/4吸収器で任意の吸収特性を有する多周波
吸収器を構成できることが明らかである。
図3a、3b、3cおよび3dは、本発明に基づくλ/4吸収器
の実施態様を示す。図3aから、共振器2がヘッド部5を
有し、このヘッド部の中に多数の***、とくにスリット
6を組み込んでいることがわかる。前記ヘッド部5の代
りにまたは前記ヘッド部を補完して、本発明に基づき共
振器2の底部領域3に軟質材または熱交換材7を取り付
けることができる(図3a、3c)。格子状のヘッド部5の
もう1つ別の実施態様で、スリット状の***6の代りに
穴8を設けることもできる(図3b)。共振器2の幾何学
形状、熱交換材7の選択および***6、8の形状、寸法
および数は、当業者の実施の範囲内にある。図3dに、λ
/4共振器が2つの台形状の側面を有する中空体として形
成されている特別の実施態様を示す。これは、開口部領
域4の開口面および底部領域3の底面を互いに傾斜させ
ている。これにより、たとえば所定の方法で底部領域3
の平面を拡大でき、それとともに前記底部領域の散逸作
用に影響を与えることができる。このような方法で開口
部領域4の平面を傾斜させることができる。適切なエネ
ルギー散逸材料7として空気に対し比較的大きい熱容量
と可能な限り大きい表面積を有する材料、たとえば小室
を有する開放気孔形発泡材、綿状の繊維材料、粒子状の
材料または多孔セラミック材料のような材料が考慮され
ている。軟質材として密閉気孔形の粘弾性発泡材または
その他の材料が考慮され、これらの材料は高い圧力変動
によってエネルギーを散逸する。
の実施態様を示す。図3aから、共振器2がヘッド部5を
有し、このヘッド部の中に多数の***、とくにスリット
6を組み込んでいることがわかる。前記ヘッド部5の代
りにまたは前記ヘッド部を補完して、本発明に基づき共
振器2の底部領域3に軟質材または熱交換材7を取り付
けることができる(図3a、3c)。格子状のヘッド部5の
もう1つ別の実施態様で、スリット状の***6の代りに
穴8を設けることもできる(図3b)。共振器2の幾何学
形状、熱交換材7の選択および***6、8の形状、寸法
および数は、当業者の実施の範囲内にある。図3dに、λ
/4共振器が2つの台形状の側面を有する中空体として形
成されている特別の実施態様を示す。これは、開口部領
域4の開口面および底部領域3の底面を互いに傾斜させ
ている。これにより、たとえば所定の方法で底部領域3
の平面を拡大でき、それとともに前記底部領域の散逸作
用に影響を与えることができる。このような方法で開口
部領域4の平面を傾斜させることができる。適切なエネ
ルギー散逸材料7として空気に対し比較的大きい熱容量
と可能な限り大きい表面積を有する材料、たとえば小室
を有する開放気孔形発泡材、綿状の繊維材料、粒子状の
材料または多孔セラミック材料のような材料が考慮され
ている。軟質材として密閉気孔形の粘弾性発泡材または
その他の材料が考慮され、これらの材料は高い圧力変動
によってエネルギーを散逸する。
図4は、多数の異なる寸法を有する共振器2を備え
た、もう1つ別の工業的に簡易な方法で実現できる多周
波吸収器9を示す。これは好ましい一実施態様におい
て、ウール繊維または発泡材から製造された支持層10を
有し、この支持層の中に管状の凹部11が成形される。こ
の管状の凹部11は、一方でこの領域において支持層10の
小孔を密閉し、他方でこの支持層10にカバーフィルム13
を固定するために、接着層12で被覆することができる。
本発明に基づく穴8またはスリット6は、このカバーフ
ィルム13に設けることができる。特定用途向けには、成
形された支持層10をカバーフィルム13で覆う代りに、固
定した外層パネルまたはエンジンフードに取り付け、成
形した支持層10の領域14に***8、6を取り付けること
も考慮されている。
た、もう1つ別の工業的に簡易な方法で実現できる多周
波吸収器9を示す。これは好ましい一実施態様におい
て、ウール繊維または発泡材から製造された支持層10を
有し、この支持層の中に管状の凹部11が成形される。こ
の管状の凹部11は、一方でこの領域において支持層10の
小孔を密閉し、他方でこの支持層10にカバーフィルム13
を固定するために、接着層12で被覆することができる。
本発明に基づく穴8またはスリット6は、このカバーフ
ィルム13に設けることができる。特定用途向けには、成
形された支持層10をカバーフィルム13で覆う代りに、固
定した外層パネルまたはエンジンフードに取り付け、成
形した支持層10の領域14に***8、6を取り付けること
も考慮されている。
本発明に基づくλ/4吸収器は、簡易な方法で工業的に
製造することができる。とくにこの吸収器は、たとえば
第2プレートでカバーされる管状の凹部を有する押出成
形プレートとして製造される公知の方法で押出成形する
ことができる。それぞれの適用範囲に応じて、本発明に
基づく前記吸収器は、深絞りまたは射出成形技術を利用
しても製造することができる。もう1つ別の製造形態で
は、本発明に基づく***を設けた段ボール状の材料を使
用することができる。
製造することができる。とくにこの吸収器は、たとえば
第2プレートでカバーされる管状の凹部を有する押出成
形プレートとして製造される公知の方法で押出成形する
ことができる。それぞれの適用範囲に応じて、本発明に
基づく前記吸収器は、深絞りまたは射出成形技術を利用
しても製造することができる。もう1つ別の製造形態で
は、本発明に基づく***を設けた段ボール状の材料を使
用することができる。
当然ながら、それぞれの用途に応じて本発明に基づく
λ/4共振器は、適切な方法で寸法決めし、および/また
は広帯域吸収器を形成するためにさまざまに寸法決めさ
れたλ/4共振器を互いに組み合わせることもできる。ま
た当然ながら、本発明に基づく共振器は、個々に、また
は同種の共振器(単一周波吸収器)を備えたグループと
して、またはさまざまな寸法を有する共振器(多周波吸
収器)を備えたグループとして製造および使用すること
ができる。もちろん本発明に基づく吸収器は、従来の繊
維または発泡材を用いた吸収器とも組み合わせることが
でき、とくに前記吸収器を吸収の減少する低周波領域で
効率的となるように調整することができる。前記吸収器
の好ましい適用は、変圧器、発電器、変速機またはその
他各種の機械と同様に、陸上車両および航空機にも考慮
されている。
λ/4共振器は、適切な方法で寸法決めし、および/また
は広帯域吸収器を形成するためにさまざまに寸法決めさ
れたλ/4共振器を互いに組み合わせることもできる。ま
た当然ながら、本発明に基づく共振器は、個々に、また
は同種の共振器(単一周波吸収器)を備えたグループと
して、またはさまざまな寸法を有する共振器(多周波吸
収器)を備えたグループとして製造および使用すること
ができる。もちろん本発明に基づく吸収器は、従来の繊
維または発泡材を用いた吸収器とも組み合わせることが
でき、とくに前記吸収器を吸収の減少する低周波領域で
効率的となるように調整することができる。前記吸収器
の好ましい適用は、変圧器、発電器、変速機またはその
他各種の機械と同様に、陸上車両および航空機にも考慮
されている。
自動車の構造における適用は、とくにエンジンフー
ド、フロントウォールおよびホイールハウスの吸収部材
に、とくにエンジン側、ルーフライニング、ドアライニ
ングまたはドア中空体およびトランクリッドに、商用車
またはトラックの積載領域におけるルーフまたはウォー
ルなどである。当然ながら前記吸収器は、高層建築また
は道路建設にも使用することができる。とくに住宅およ
び作業空間の壁および天井、工場ホール、スポーツ施
設、トンネルまたは道路沿いまたは鉄道沿線の防音スク
リーンに使用することができる。
ド、フロントウォールおよびホイールハウスの吸収部材
に、とくにエンジン側、ルーフライニング、ドアライニ
ングまたはドア中空体およびトランクリッドに、商用車
またはトラックの積載領域におけるルーフまたはウォー
ルなどである。当然ながら前記吸収器は、高層建築また
は道路建設にも使用することができる。とくに住宅およ
び作業空間の壁および天井、工場ホール、スポーツ施
設、トンネルまたは道路沿いまたは鉄道沿線の防音スク
リーンに使用することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G10K 11/16 B60R 11/02 E01F 8/00 E01F 8/02
Claims (10)
- 【請求項1】外来の音波がλ/4共振器2で形成された定
在波と破壊的に干渉する、個々の共振器の開口部の相互
作用ゾーンが、できる限り音響反射面を覆うとともに互
いにオーバーラップしないように、前記個々のλ/4共振
器の開口部が互いに離間するλ/4共振器であって、共振
器の開口部が音響を反射する平面Aに隣接する複数の管
状λ/4共振器2を備え、機械から、とくに自動車から発
生する音響を吸収するためのλ/4吸収器であり、 前記個々のλ/4共振器2の共振周波数応答C、Dの帯域
幅Bを調整するために、前記共振器が音響エネルギー損
失を変化させる手段を開口部領域4に具備しており、該
手段が、目の粗い格子の空気流れ抵抗とほぼ等しい低い
空気流れ抵抗を有するλ/4吸収器。 - 【請求項2】前記開口部領域4のエネルギー損失を変化
させるための手段6が、複数のスリット状の***6を有
するヘッド部5を含む請求の範囲第1項記載のλ/4吸収
器。 - 【請求項3】前記開口部領域4のエネルギー損失を変化
させるための手段8が、複数の穴状の***8を有するヘ
ッド部5を含む請求の範囲第1項記載のλ/4吸収器。 - 【請求項4】前記開口部領域4のエネルギー損失を変化
させるための手段6、8が、格子状のヘッド部5を含む
請求の範囲第1項記載のλ/4吸収器。 - 【請求項5】前記ヘッド部5が、λ/4吸収器2に組み込
む構成要素である請求の範囲第2項、第3項または第4
項記載のλ/4吸収器。 - 【請求項6】前記λ/4共振器2の底部領域3でエネルギ
ー損失を変化させるための手段7が具備されている請求
の範囲第1項記載のλ/4吸収器。 - 【請求項7】前記底部領域3でエネルギー損失を変化さ
せるための手段7が、共振器2の底部に具備された軟質
材および/または熱交換材を含む請求の範囲第6項記載
のλ/4吸収器。 - 【請求項8】前記開口部領域4および底部領域3が互い
に傾斜している請求の範囲第1項、第2項、第3項、第
4項、第5項、第6項または第7項記載のλ/4吸収器。 - 【請求項9】多周波吸収器としての請求の範囲第1項、
第2項、第3項、第4項、第5項、第6項、第7項また
は第8項記載のλ/4吸収器の使用方法。 - 【請求項10】単一周波吸収器としての請求の範囲第1
項、第2項、第3項、第4項、第5項、第6項、第7項
または第8項記載のλ/4吸収器の使用方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH00389/97A CH691942A5 (de) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | Lambda/4-Absorber mit einstellbarer Bandbreite. |
CH389/97 | 1997-02-19 | ||
PCT/CH1998/000041 WO1998037541A1 (de) | 1997-02-19 | 1998-02-04 | μ/4-ABSORBER MIT EINSTELLBARER BANDBREITE |
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---|---|
JP2001512582A JP2001512582A (ja) | 2001-08-21 |
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DE (1) | DE59802792D1 (ja) |
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US6648100B2 (en) | 2001-10-24 | 2003-11-18 | Lear Corporation | Method of tuning acoustical absorption in a vehicle interior |
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EP2085962A2 (en) * | 2008-02-01 | 2009-08-05 | Yamaha Corporation | Sound absorbing structure and vehicle component having sound absorbing properties |
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US11047304B2 (en) * | 2018-08-08 | 2021-06-29 | General Electric Company | Acoustic cores with sound-attenuating protuberances |
DE102020100445A1 (de) | 2020-01-10 | 2021-07-15 | Viessmann Werke Gmbh & Co Kg | Wärmetechnisches Gerät |
US11854522B2 (en) * | 2020-11-10 | 2023-12-26 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Sound absorbing structure having one or more acoustic scatterers attached to a transparent panel |
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GB2038410B (en) * | 1978-12-27 | 1982-11-17 | Rolls Royce | Acoustic lining utilising resonance |
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DE3133844A1 (de) * | 1981-08-27 | 1983-03-17 | Intreprinderea de Prefabricate din Beton "Granitul", Bucuresti | Fertigteilelement zur schalldaemmung |
FR2615994B1 (fr) * | 1987-05-25 | 1989-07-28 | Alsthom | Revetement de paroi absorbant les ondes acoustiques en milieu liquide |
JPH02122923A (ja) * | 1988-11-01 | 1990-05-10 | Fuji Heavy Ind Ltd | 複合材パネルおよびその製造方法 |
US5457291A (en) * | 1992-02-13 | 1995-10-10 | Richardson; Brian E. | Sound-attenuating panel |
DE9408118U1 (de) * | 1994-05-17 | 1995-09-14 | M. Faist GmbH & Co KG, 86381 Krumbach | Schallabsorber |
CH690143A5 (de) * | 1995-01-27 | 2000-05-15 | Rieter Automotive Int Ag | Lambda/4-Schallabsorber. |
JP3119193B2 (ja) * | 1997-03-07 | 2000-12-18 | 日産自動車株式会社 | 遮音板構造 |
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- 1997-02-19 CH CH00389/97A patent/CH691942A5/de not_active IP Right Cessation
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