JPH05173580A - Sound insulating panel - Google Patents
Sound insulating panelInfo
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- JPH05173580A JPH05173580A JP3341523A JP34152391A JPH05173580A JP H05173580 A JPH05173580 A JP H05173580A JP 3341523 A JP3341523 A JP 3341523A JP 34152391 A JP34152391 A JP 34152391A JP H05173580 A JPH05173580 A JP H05173580A
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- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、騒音と逆位相でパネル
を励振させることで騒音によるパネルの振動を打ち消す
遮音パネルに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sound insulation panel for canceling panel vibration due to noise by exciting the panel in a phase opposite to that of noise.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、都市部における住宅の密集化や集
合化により、生活環境の場において騒音防止が重要な問
題となっており、これに伴って種々の遮音パネルが用い
られているが、一般的には中間に空気層を有する2重構
造のものが軽量で遮音性も比較的良好であるとして使用
されている。しかし、このものでは中間の空気層のばね
作用による低周波域共振透過現象があるために、その中
・低周波域での遮音性能は十分であるとは言い難い。2. Description of the Related Art In recent years, noise prevention has become an important issue in the environment of living environment due to the increasing density and aggregation of houses in urban areas, and various sound insulation panels have been used along with it. Generally, a double structure having an air layer in the middle is used because of its light weight and relatively good sound insulation. However, in this case, since there is a resonance transmission phenomenon in the low frequency region due to the spring action of the middle air layer, it cannot be said that the sound insulation performance in the middle and low frequency regions is sufficient.
【0003】このために、アクティブな遮音作用を有す
る遮音パネルが提案されている。これは、図3に示すよ
うに、パネル1と、パネル1に取り付けられる励振用の
アクチュエータ3と、アクチュエータ3を駆動する駆動
部4と、パネル1に取り付けられてパネル1の振動を検
出する振動センサー5と、騒音源9から出た音又は振動
を検出する騒音検出センサー8とからなり、振動センサ
ー5と騒音検出センサー8とから入力される騒音の電気
信号に対して駆動部4が演算を施して騒音と逆位相でパ
ネル1を励振させることで騒音によるパネル1の振動を
打ち消して、結果的にパネル1の振動を止めて静止状態
を保つものである。For this reason, a sound insulation panel having an active sound insulation effect has been proposed. This is, as shown in FIG. 3, a panel 1, an actuator 3 for excitation attached to the panel 1, a drive unit 4 for driving the actuator 3, and a vibration attached to the panel 1 for detecting the vibration of the panel 1. It is composed of a sensor 5 and a noise detection sensor 8 that detects a sound or a vibration emitted from a noise source 9, and the drive unit 4 calculates an electric signal of noise input from the vibration sensor 5 and the noise detection sensor 8. The vibration of the panel 1 caused by the noise is canceled by exciting the panel 1 in the opposite phase to the noise, and as a result, the vibration of the panel 1 is stopped and the stationary state is maintained.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の遮
音パネルは、振動センサー5が設置されている点の振動
レベルを低減するように働くものであるので、パネル1
上の振動センサー5が設置された点以外の点の振動レベ
ルについては一切関与しないものとなっている。したが
って、場合によっては振動センサー5が設置されている
点の振動を抑制することによって、この位置以外の点の
振動が逆に増大するようなことが起こり得る。つまり、
一次共振モード以外の振動モードとなる周波数領域で
は、2次元パネルの平面上に多数の山谷が分布する形、
つまり、振動の節と腹とが生じる形となり、図4の破線
に示すように、振動センサー5が設置された点の振動が
ゼロとなるように制御しても、他の点で振動が増えてし
まう場合が生じるものであり、そして、パネルの遮音性
はパネル面全体の振動状態で決まることから、却って遮
音性が低下してしまう場合が生じるわけである。そこ
で、振動センサー5を複数個用いてパネル1上での振動
レベルを抑制する点を増やすことも考えられるが、それ
でも、周波数が高くなるほど高次の振動モード(節・腹
の数が多いモード)が生じるために、根本的な解決とは
ならない。Since the conventional sound insulation panel as described above works to reduce the vibration level at the point where the vibration sensor 5 is installed, the panel 1
The vibration level at points other than the point where the vibration sensor 5 is installed is not concerned at all. Therefore, in some cases, by suppressing the vibration of the point where the vibration sensor 5 is installed, the vibration of the point other than this position may be increased. That is,
In the frequency range of vibration modes other than the primary resonance mode, many peaks and valleys are distributed on the plane of the two-dimensional panel,
In other words, a node of vibration and an antinode are generated, and even if the vibration is controlled so that the vibration at the point where the vibration sensor 5 is installed becomes zero, as shown by the broken line in FIG. 4, the vibration increases at other points. Since the sound insulation of the panel is determined by the vibration state of the entire panel surface, the sound insulation may be deteriorated. Therefore, it is conceivable to increase the number of points for suppressing the vibration level on the panel 1 by using a plurality of vibration sensors 5, but nevertheless, the higher the vibration mode, the higher the vibration mode (the mode with a large number of nodes / bellys). However, it is not a fundamental solution.
【0005】本発明は、このような点に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、パネルからの放
射音が小さくなるようにパネル上の振動レベルを低減で
きる遮音パネルを提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a sound insulation panel capable of reducing the vibration level on the panel so that the sound emitted from the panel is reduced. Especially.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明にあっては、上記
の課題を解決するために、図1に示すように、パネル1
と、パネル1に取り付けられる励振用のアクチュエータ
3と、パネル1に取り付けられてパネル1の振動を検出
する振動センサー5と、騒音源9から出た音又は振動を
検出する騒音検出センサー8と、振動センサー5と騒音
検出センサー8とから入力される騒音の電気信号に対し
て演算を施して騒音と逆位相でパネル1を励振させるこ
とで騒音によるパネル1の振動を打ち消すようにアクチ
ュエータ3を駆動する駆動部4とから成る遮音パネルに
おいて、前記駆動部4は、複数の振動センサー5からの
電気信号をパネル1から放射される放射音圧値に換算す
る換算回路6を有し、この換算回路6は、m番目の振動
センサー5からの加速度信号をAm(t)、放射音圧を
評価する点の音圧信号をP(t)、振動センサー5の個
数をN、m番目の振動センサー5から放射音圧を評価す
る点までの加速度から音圧への伝達特性のインパルス応
答をDm(t)、Smをmに関与する定数、*を畳み込
み積分、tを時間、gを任意の定数とすると、 を実現する回路であることを特徴とするものである。According to the present invention, in order to solve the above problems, as shown in FIG.
An excitation actuator 3 attached to the panel 1, a vibration sensor 5 attached to the panel 1 for detecting vibration of the panel 1, a noise detection sensor 8 for detecting sound or vibration emitted from a noise source 9, The actuator 3 is driven so as to cancel the vibration of the panel 1 due to the noise by calculating the electric signal of the noise inputted from the vibration sensor 5 and the noise detection sensor 8 to excite the panel 1 in a phase opposite to the noise. In the sound insulation panel including the drive unit 4 for driving the drive unit 4, the drive unit 4 has a conversion circuit 6 for converting an electric signal from the plurality of vibration sensors 5 into a radiated sound pressure value radiated from the panel 1. 6 is Am (t) for the acceleration signal from the m-th vibration sensor 5, P (t) for the sound pressure signal at the point for evaluating the radiated sound pressure, N for the number of vibration sensors 5, and m for the m-th vibration sensor. The impulse response of the transfer characteristic from acceleration to sound pressure from the dynamic sensor 5 to the point where the radiated sound pressure is evaluated is Dm (t), Sm is a constant relating to m, * is a convolution integral, t is time, and g is arbitrary. Is a constant of It is characterized by being a circuit that realizes.
【0007】[0007]
【作用】以下、本発明の作用を図2を用いて説明する。
図2において、X−Y平面はパネル面である。振動する
パネルからの音の放射は、パネル面の振動状態によって
決定されるので、このパネル面を有限個の微小な要素d
Sに分割し、各要素dSが振動していると考えれば、波
長に対し各要素dSが十分に小さい場合、空間に対して
音波は球状に放射される。弾性波動論によれば、この空
間の任意の点Eの音圧は音源からの距離と時間の関数と
して表され、図2に示す座標を設定した場合、音源が調
和振動しているときには、数1の式で表される。The operation of the present invention will be described below with reference to FIG.
In FIG. 2, the XY plane is the panel surface. The emission of sound from the vibrating panel is determined by the vibration state of the panel surface, so that a finite number of minute elements d are formed on this panel surface.
If each element dS is divided into S and each element dS is considered to be oscillating, if each element dS is sufficiently small with respect to the wavelength, the sound wave is radiated spherically to the space. According to the elastic wave theory, the sound pressure at an arbitrary point E in this space is expressed as a function of the distance from the sound source and the time, and when the coordinates shown in FIG. It is represented by the formula 1.
【0008】[0008]
【数1】 [Equation 1]
【0009】数1において、Pは周波数領域で表された
音圧、A(x,y)は点(x,y)における周波数領域
で表されたz方向の振動加速度、dSは微小要素の面
積、kは波数、Rは空間の任意点までの距離である。ま
た、微小要素dSから音圧評価点Eまでの距離Rが要素
内で一定と考えた場合は、変換式が簡略化されて、数2
のようになる。In Expression 1, P is the sound pressure expressed in the frequency domain, A (x, y) is the vibration acceleration in the z direction expressed in the frequency domain at the point (x, y), and dS is the area of the minute element. , K is the wave number, and R is the distance to an arbitrary point in space. If the distance R from the minute element dS to the sound pressure evaluation point E is considered to be constant within the element, the conversion formula is simplified to
become that way.
【0010】[0010]
【数2】 [Equation 2]
【0011】さらに、微小要素dS内で振動加速度が一
様と考えられる場合には、Further, when the vibration acceleration is considered to be uniform within the minute element dS,
【0012】[0012]
【数3】 [Equation 3]
【0013】となり、微小要素dSがN個ある場合に
は、要素mの面積をSmとして、When there are N minute elements dS, the area of the element m is Sm,
【0014】[0014]
【数4】 [Equation 4]
【0015】と表される。ここで、g=jρ/2πであ
る。この周波数領域で表された式を時間領域で表現すれ
ば、It is expressed as Here, g = jρ / 2π. If the expression expressed in this frequency domain is expressed in the time domain,
【0016】[0016]
【数5】 [Equation 5]
【0017】となる。ここで、Dm(t)はexp(−
jkRm)/Rmの逆フーリエ変換である。このように
して、要素分割されたパネル面上の振動の時間信号か
ら、空間上の任意の点の音圧値が求まることになる。[0017] Here, Dm (t) is exp (-
jkRm) / Rm inverse Fourier transform. In this way, the sound pressure value at an arbitrary point in space is obtained from the time signal of the vibration on the panel surface divided into elements.
【0018】したがって、パネルの各有限要素の点の振
動加速度を検出し、この振動自体を低減させるように制
御を働かせるのではなく、数5で表される演算を施す回
路を通して得られる信号P(t)を低減させるように制
御を働かせれば、評価点への放射音が減少することにな
る。Therefore, rather than detecting the vibration acceleration at each finite element point on the panel and activating the control to reduce the vibration itself, the signal P ( If the control is operated so as to reduce t), the sound emitted to the evaluation point will be reduced.
【0019】[0019]
【実施例】本発明の実施例を図1に基づいて説明する。
1は長方形のパネルであり、その周縁は周辺部材2によ
って固定されている。パネル1には、複数個の電磁型の
励振用アクチュエータ3が取り付けられている。図示実
施例では、4個の励振用アクチュエータ3が取り付けら
れている。さらに、36個の振動加速度センサー5が等
間隔で設置されている。励振用アクチュエータ3を駆動
する駆動部4は、DSP(デジタル・シグナル・プロセ
ッサ)を用いた換算回路6を有する。この駆動部4に騒
音源9が発する振動又は音を検出する騒音検出センサー
8が接続されていると共に、パネル1上の36個の加速
度センサー5からの信号Am(t)が入力される。駆動
部4においては、この36個の加速度信号Am(t)に
対して数6で表現される演算を施す回路部を有してお
り、さらに、ここで演算された音圧値P(t)は、これ
を最小にするように働く適応型デジタルフィルタに入力
される。Embodiment An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
Reference numeral 1 denotes a rectangular panel, the peripheral edge of which is fixed by a peripheral member 2. A plurality of electromagnetic type excitation actuators 3 are attached to the panel 1. In the illustrated embodiment, four excitation actuators 3 are attached. Further, 36 vibration acceleration sensors 5 are installed at equal intervals. The drive unit 4 that drives the excitation actuator 3 has a conversion circuit 6 that uses a DSP (digital signal processor). A noise detection sensor 8 for detecting vibrations or sounds emitted by a noise source 9 is connected to the drive unit 4, and signals Am (t) from 36 acceleration sensors 5 on the panel 1 are input. The drive unit 4 has a circuit unit that performs the calculation expressed by the equation 6 on the 36 acceleration signals Am (t), and further, the sound pressure value P (t) calculated here. Is input to an adaptive digital filter that works to minimize it.
【0020】[0020]
【数6】 [Equation 6]
【0021】この適応型デジタルフィルタは、Filt
ered−X LMSアルゴリズムによって動作する。
数6において、Smは各加速度センサー5が分担する面
積を意味し、ここでは、一定値である。パネル1の周縁
は周辺部材2に固定されているため、振動レベルは小さ
いと考えられ、放射音圧計算の考慮には入れていない。
また、Dm(t)は、その周波数特性が、複素数Dm
(ω)=exp(−jωRm/c)/Rmとして表され
るDm(t)を使用する。このDm(t)は測定によっ
ても求めることができる。This adaptive digital filter is a Filt.
It operates according to the ered-X LMS algorithm.
In Expression 6, Sm means the area shared by each acceleration sensor 5, and is a constant value here. Since the peripheral edge of the panel 1 is fixed to the peripheral member 2, it is considered that the vibration level is small and is not taken into consideration in the calculation of the radiated sound pressure.
Further, Dm (t) has a frequency characteristic that is a complex number Dm (t).
Use Dm (t) expressed as (ω) = exp (−jωRm / c) / Rm. This Dm (t) can also be obtained by measurement.
【0022】なお、マイクロホンを用いて直接に放射音
評価点の音圧を検出し、これを低減させるように制御を
働かせることも可能であるが、この場合は周囲のノイズ
が混入しやすく、本発明のように、振動センサーで振動
を検出する構成に比べてS/N比が悪く、実用的でな
い。また、屋外空間などにマイクロホンを設置すること
は耐久性に問題があり、適さない。本発明のように、パ
ネル上の振動センサーを用いれば、このような問題の生
じない遮音パネルとなる。Note that it is possible to directly detect the sound pressure at the radiated sound evaluation point using a microphone and operate the control so as to reduce the sound pressure. As in the invention, the S / N ratio is poor as compared with the configuration in which the vibration is detected by the vibration sensor, which is not practical. In addition, installing a microphone in an outdoor space is not suitable because it has a problem of durability. If the vibration sensor on the panel is used as in the present invention, the sound insulation panel does not have such a problem.
【0023】[0023]
【発明の効果】以上のように、本発明においては、パネ
ルの振動を複数点において検出し、この振動検出信号を
パネルから放射される音圧に換算し、この放射音圧換算
値が小さくなるようにパネルを励振させるので、広い周
波数範囲にわたって高い遮音性能が得られるという効果
がある。As described above, in the present invention, the vibration of the panel is detected at a plurality of points, the vibration detection signal is converted into the sound pressure radiated from the panel, and the radiated sound pressure conversion value becomes small. Since the panel is excited as described above, there is an effect that high sound insulation performance can be obtained over a wide frequency range.
【図1】本発明の一実施例の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of the present invention.
【図2】平面要素と放射音圧評価点の座標系を示す図で
ある。FIG. 2 is a diagram showing a coordinate system of plane elements and radiated sound pressure evaluation points.
【図3】従来例の概略構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional example.
【図4】振動モードの説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a vibration mode.
1 パネル 2 周辺部 3 アクチュエータ 4 駆動部 5 振動センサー 6 換算回路 7 制御回路 8 騒音検出センサー 9 騒音源 1 Panel 2 Peripheral part 3 Actuator 4 Drive part 5 Vibration sensor 6 Conversion circuit 7 Control circuit 8 Noise detection sensor 9 Noise source
Claims (2)
振用のアクチュエータと、パネルに取り付けられてパネ
ルの振動を検出する振動センサーと、騒音源から出た音
又は振動を検出する騒音検出センサーと、振動センサー
と騒音検出センサーとから入力される騒音の電気信号に
対して演算を施して騒音と逆位相でパネルを励振させる
ことで騒音によるパネルの振動を打ち消すようにアクチ
ュエータを駆動する駆動部とから成る遮音パネルにおい
て、前記駆動部は、複数の振動センサーからの電気信号
をパネルから放射される放射音圧値に換算する換算回路
を有し、この換算回路は、m番目の振動センサーからの
加速度信号をAm(t)、放射音圧を評価する点の音圧
信号をP(t)、振動センサーの個数をN、m番目の振
動センサーから放射音圧を評価する点までの加速度から
音圧への伝達特性のインパルス応答をDm(t)、Sm
をmに関与する定数、*を畳み込み積分、tを時間、g
を任意の定数とすると、 を実現する回路であることを特徴とする遮音パネル。1. A panel, an excitation actuator attached to the panel, a vibration sensor attached to the panel to detect vibration of the panel, a noise detection sensor to detect sound or vibration emitted from a noise source, and vibration. The sensor and the noise detection sensor are composed of a drive unit that drives the actuator so as to cancel the vibration of the panel due to the noise by performing an operation on the electrical signal of the noise and exciting the panel in a phase opposite to the noise. In the sound insulation panel, the drive unit has a conversion circuit that converts an electric signal from a plurality of vibration sensors into a radiated sound pressure value radiated from the panel, and the conversion circuit includes an acceleration signal from the m-th vibration sensor. Is the sound pressure signal at the point where the sound pressure to be radiated is evaluated, P (t), the number of vibration sensors is N, and the sound emitted from the m-th vibration sensor is The impulse response of the transfer characteristic from the acceleration to the sound pressure up to the point where the pressure is evaluated is Dm (t), Sm
Is a constant relating to m, * is a convolution integral, t is time, g
Is an arbitrary constant, A sound insulation panel that is a circuit that realizes
は、その複素数で表現された周波数特性Dm(ω)が、
ωを角周波数、cを音速、Rmをm番目の振動センサー
から放射音圧を評価する点までの距離、jを虚数単位、
expを自然対数の底、hを任意の定数とすると、複素
数Dm(ω)=(h/Rm)exp(−jωRm/c)
で表されることを特徴とする請求項1記載の遮音パネ
ル。2. The impulse response Dm (t) of the transfer characteristic
Is the frequency characteristic Dm (ω) expressed by the complex number,
ω is the angular frequency, c is the speed of sound, Rm is the distance from the m-th vibration sensor to the point at which the radiated sound pressure is evaluated, j is the imaginary unit,
Let exp be the base of the natural logarithm and h be an arbitrary constant, then the complex number Dm (ω) = (h / Rm) exp (−jωRm / c)
The sound insulation panel according to claim 1, wherein
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3341523A JPH05173580A (en) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | Sound insulating panel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3341523A JPH05173580A (en) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | Sound insulating panel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05173580A true JPH05173580A (en) | 1993-07-13 |
Family
ID=18346727
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3341523A Pending JPH05173580A (en) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | Sound insulating panel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05173580A (en) |
Cited By (7)
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-
1991
- 1991-12-24 JP JP3341523A patent/JPH05173580A/en active Pending
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