CN101515453B

CN101515453B - 吸声结构和具有吸声特性的汽车部件

Info

Publication number: CN101515453B
Application number: CN2009100053807A
Authority: CN
Inventors: 中村康敬; 棚濑廉人; 樋山邦夫; 吉田笃史; 松下胜
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2008-02-22
Filing date: 2009-02-20
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2029-02-20
Also published as: CN101515453A; JP2009198902A

Abstract

一种由外壳和振动构件构成的吸声结构和一种具有吸声特性的汽车部件。由具有弹性的合成树脂构成的振动构件由第一构件和第二构件组成，第二构件的表面密度小于第一构件的表面密度，其中，第一构件被固定到第二构件的中心孔，来形成振动构件的单板。由于振动构件的中心部分的表面密度比振动构件的外围部分的表面密度高，与以前的增大振动构件的重量来改变被吸音频率的结构相比，被吸收声音的频率进一步下降。这使得在不实质改变吸声结构总重量的情况下可以任意改变被吸收声音的频率。

Description

吸声结构和具有吸声特性的汽车部件

技术领域

本发明涉及适用于声室的吸声结构，并特别涉及具有吸声特性的汽车部件。

本发明申请要求下列专利申请的优先权：日本专利申请No.2008-41772、日本专利申请No.2008-55367、日本专利申请No.2008-69794、日本专利申请No.2008-104965、日本专利申请No.2008-69795、日本专利申请No.2008-111481、日本专利申请No.2008-223442、日本专利申请No.2008-221316和日本专利申请No.2008-219129，通过全文引用，将这些内容并入本申请中。

背景技术

传统上，在诸如专利文献1之类的各种文献中已经开发和公开了各种类型的吸声结构。

专利文献1：日本未审查专利申请公开NO.2006-11412

专利文献1公开了一种吸声结构(下文中称之为板/膜-振动吸声结构)，这种结构通过振动构件吸收声音，所述振动构件由板或膜以及形成在振动构件的背侧上的空气腔组成。这种板/膜-振动吸声结构被认为是一种由振动构件的质量和空气腔的弹簧组成部分所构成的弹簧-质量系统。当具有弹性的振动构件执行弯曲振动时，由于弯曲振动所产生的弯曲系统的特性被添加到弹簧质量系统的特性上。

通过增大振动构件的密度，板/膜-振动吸声结构可以减小被吸收声音的频率，从而减小被吸收声音的音高。不过，振动构件的总质量随着振动构件密度的增大而变大，从而增大了吸声结构的总重量。这样，就难以将这种重量很大的吸声结构应用到需要减轻重量的现有领域中。另外，当将这种重量很大的吸声结构放置在墙壁上时，必须布置能够承受这种吸声结构的重量的高强度支撑结构，从而难以将这种吸声结构简单地放置在墙壁上。

发明内容

本发明的目的是提供一种用来改变被吸收声音的特性，而不实质改变具有振动构件的吸声结构的总重量的技术。

在本发明的一个实施例中，吸声结构由具有中空部分和开口的外壳、由板或膜构成的振动构件所组成。用振动构件封闭外壳的开口，以在外壳的内部形成空气腔。除产生弯曲振动的节点或最小振幅的第一区域外的振动构件的至少一部分的密度与振动构件的该第一区域的密度不同。可替换地，产生弯曲振动的最大振幅的第二区域处的振动构件的密度与除第二区域外的振动构件的密度不同。

以除产生弯曲振动的节点或最小振幅的第一区域外的振动构件的至少一部分的厚度与振动构件的该第一区域的厚度不同的方式，可以改进吸声结构。可替换地，在产生弯曲振动的最大振幅的第二区域处的振动构件的厚度与除第二区域外的振动构件的厚度不同。

以副构件被附接到除产生弯曲振动的节点或最小振幅的第一区域外的振动构件的一部分的方式，可以改进吸声结构。可替换地，副构件可以被附接到产生弯曲振动的最大振幅的第二区域处的振动构件上。因此，副构件被附接到振动构件的表面或被合并到振动构件中。

在本发明的另一个实施例中，一种组合吸声结构由多个吸声结构组成。这里，就各个吸声结构而言，每个附接到振动构件的副构件的重量各不相同。可替换地，就各个吸声结构而言，在外壳中形成的空气腔的尺寸或厚度各不相同。

采用上述的吸声结构或上述组合吸声结构可以形成声室。

在本发明的另一个实施例中，将一种调整方法用于吸声结构，来改变除第一区域外的振动构件的密度或厚度，从而调整吸声结构的谐振频率。可替换地，将一种调整方式用于吸声结构来改变副构件，从而调整吸声结构的谐振频率。

在本发明的另一个实施例中，将一种降噪方法用于吸声结构，来由振动构件降低噪音。

本发明论证了在不实质地改变吸声结构的总重量及其振动构件的情况下任意改变或调整被吸收声音的频率的显著效果。

附图说明

图1是示出了根据本发明第一实施例的吸声结构的外形的透视图。

图2是所述吸声结构的分解透视图。

图3是所述吸声结构的剖面图。

图4是示出了所述吸声结构的仿真结果的图形。

图5是根据第一实施例的第一种变型的吸声结构的剖面图。

图6是关于根据第一实施例的各种变型的吸声结构的吸声系数的测量结果图形。

图7是根据第一实施例的第二种变型的吸声结构的剖面图。

图8是根据第一实施例的第三种变型的吸声结构的剖面图。

图9是示出了组合吸声结构的外形的透视图。

图10是根据第一实施例的第四种变型的吸声结构的分解透视图。

图11是示出采用了根据本发明第二实施例的吸声器的汽车的外形的透视图。

图12是示出了所述汽车底盘的侧视图。

图13是图12中的位置Pa的放大剖面图。

图14是关于图13的分解透视图。

图15是示出采用了根据本发明第三实施例的吸声器的汽车的外形透视图。

图16是示出了安装在车顶的吸声器在后排座椅处的减低噪音效果的曲线图。

图17是采用了根据本发明第四实施例的吸声器的防晒板的过程图示。

图18是沿图17中的线A-A得到的剖面图。

图19是示出了根据本发明第五实施例的吸声器的剖面图，所述吸声器安装在汽车的后柱中。

图20是示出了图19中所示的吸声器的变型的剖面图。

图21是示出了根据本发明第六实施例的吸声器的剖面图，所述吸声器安装在汽车的门中。

图22是示出了在图21中所示的吸声器的改进示例的剖面图。

图23是示出了根据本发明第七实施例的吸声器的局部剖切的俯视图，所述吸声器安装在汽车的底板中。

图24是用来解释由多个管组成的吸声器的吸声原理的图示。

图25A是示出了第七实施例的改进示例的透视图。

图25B是示出了在图25A的X方向上看到的底板侧梁的图示。

图26是示出采用了本发明第八实施例的吸声器的汽车的仪表板的外形的透视图。

图27是沿图26中的线X-X得到的剖视图，其示出了布置有多个吸声器的仪表板的内部结构。

图28是在图27的I方向上看到的图示，其示出了多个吸声器的布局。

图29是示出采用了根据第八实施例的改进示例的吸声器的仪表板的外形的透视图。

图30是沿图29中的线Y-Y得到的剖视图，其示出了根据改进示例的多个吸声器的布局。

图31A是示出根据本发明第九实施例的板-振动吸声结构被安装在仪表板的内部的一个示例的剖视图。

图31B是在图31A所示的仪表板的上侧的俯视图。

图31C是示出了安装在仪表板内部的形成了板-振动吸声结构的多个吸声器平行于汽车的左右方向排列的一个示例的俯视图。

图31D是示出了所述板-振动吸声结构被安装在汽车的后玻璃下的托架中的一个示例的剖视图。

图31E是示出了所述板-振动吸声结构被安装在汽车的底板的下部的一个示例的剖视图。

图32A是示出了板-振动吸声结构被安装在汽车的前排座椅内部的一个示例的剖视图，所述板振动吸声结构由多个外壳组成，在每个外壳排列有多个吸声器。

图32B是示出了板-振动吸声结构被安装在汽车的后排座椅内部的一个示例的剖视图，所述板振动吸声结构由多个外壳组成，每个外壳排列了多个吸声器。

图33A是示出了根据第九实施例的第一改进示例的板-振动吸声结构的剖视图。

图33B是示出了根据第九实施例的第二改进示例的板-振动吸声结构的剖视图。

图33C是示出了根据第九实施例的第三改进示例的板-振动吸声结构的剖视图。

图33D是示出了根据第九实施例的第四改进示例的板-振动吸声结构的剖视图。

图33E是示出了根据第九实施例的第五改进示例的板-振动吸声结构的剖视图。

具体实施方式

1.第一实施例

(A)吸声结构

图1示出了根据本发明第一实施例的吸声结构1的外形。图2是吸声结构1的分解透视图，图3是沿图1中的线A-A得到的剖面图。在这些图中，为了以简单易懂的方式简明地图示说明本实施例，图示的吸声结构1的形状和尺寸与吸声结构1的真实产品的形状和尺寸并不精确匹配。

吸声结构1由外壳10和振动构件20组成。由合成树脂构成的外壳10被形成为长方体形状，该长方体形状的横截面是正方形，并在一端具有开口，而另一端是封闭的，从而外壳10具有被侧壁12包围的底部11。

振动构件20由第一构件21和第二构件22组成，第一构件21是由具有弹性的合成树脂构成的正方形小板。当力被施加到振动构件20上时，振动构件20临时变形，但由于弹性而恢复形状，从而产生振动。第二构件22由具有弹性的合成树脂构成，使得其表面密度小于第一构件21的表面密度。第二构件22的中央位置有一正方形孔。第一构件21的厚度与第二构件22的厚度相同。将第一构件21固定在第二构件22的正方形孔中，从而将振动构件20形成为一个整体一体板。

振动构件20的材料并不必然局限于合成树脂，从而，振动构件20可以由其他的具有弹性并能产生板振动的材料构成，例如纸、金属以及纤维板。

第一构件21在振动构件20的平板内的区域包括受到弯曲振动的振动构件20的振幅变得最大的规定位置。因此，只要第一构件21包括具有受到弯曲振动的振动构件20的最大振幅的规定位置，第一构件21的区域并不必然局限于图示的位置和区域，并可以被任意改变。

将底部11固定到侧壁12上来形成外壳10，然后，振动构件20与外壳10的矩形开口接合，来形成限定在吸声结构1内(或在振动构件20的背部上)的空气腔30。在吸声结构1中采用振动构件20的质量和空气腔30的弹簧组成部分，形成了弹簧质量系统的吸声机构。因为具有弹性的振动构件20在吸声结构1中产生弯曲振动，所以由于弯曲振动而产生的弯曲系统的吸声结构被添加到吸声结构1的特性上。空气腔30并不必须是封闭的，使得在外壳10中形成一些孔，以允许空气腔30与外部空间连通。

在吸声结构1中，当声波抵达振动构件20时，由于声波的声压与空气腔30的内压之间的差而导致振动构件20振动，以至于声波的能量由于振动构件20的振动而被消耗。关于被吸收的声音的频率和吸声系数之间的关系，由于吸声结构1采用了弹簧质量系统和弯曲系统二者的吸声机制，所以吸声系数在弹簧-质量系统的谐振频率和在弯曲系统的谐振频率处变高。

图4是示出了吸声结构1的垂直入射吸声系数的仿真结果的图，其中，振动构件20(纵向/横向尺寸为100mm×100mm，厚度为0.85mm)附接至外壳10(其包含纵向/横向尺寸为100mm×100mm、厚度为10mm的空气腔30)，并且其中，第一构件21(纵向/横向尺寸为20mm×20mm，厚度为0.85mm)的表面密度变化。这里，仿真是基于JIS A 1405-2(题目为“Acoustics-Determination of soundabsorption coefficient and impedance in impedance tubes-Part 2：Transfer-function method”)进行的，其中，根据有限元方法和边界元法来计算布置了吸声结构的声管的声场，其中，基于传递函数计算吸声特性。

表1

条件	SD1[g/m²]	ASD[g/m²]	F_RB[Hz]	F_RSM[Hz]
					(1)	399.5	783	440	690
(2)	799	799	400	680
					(3)	1,199	815	365	670
(4)	1,598	831	337	665
					(5)	2,379	862.9	295	660

表1示出了关于弯曲系统的谐振频率F_RB[Hz]和弹簧-质量系统的谐振频率F_RSM[Hz]基于条件(1)至条件(5)的仿真结果，其中，将第二构件22的表面密度SD2[g/m²]固定为“799”，而改变第一构件21的表面密度SD1[g/m²]使其在(1)中为“399.5”、在(2)中为“799”、在(3)中为“1,199”、在(4)中为“1,598”、在(5)中为“2,397”，而且，改变振动构件20的平均表面密度ASD[g/m²]使其在(1)中为“783”、在(2)中为“799”、在(3)中为“815”、在(4)中为“831”、在(5)中为“862.9”。

条件(2)是针对这样的仿真结果的，其中，振动构件20整个由相同的材料构成，从而第一构件21的表面密度SD1与第二构件22的表面密度SD2相同，其中，谐振频率F_RB响应于1×1模式自然振动而变成峰值处于400Hz。

根据图4所示的仿真结果，吸声系数在300Hz～500Hz之间的频率范围内和在大约700Hz处迅速增加。由于由振动构件20的质量和空气腔30的弹簧组成部分组成的弹簧-质量系统的谐振，在700Hz处出现吸声系数的尖峰。吸声结构1以弹簧-质量系统的谐振频率F_RSM处以峰值吸声系数吸声，其中，即使第一构件21的表面密度SD1的增大，振动构件20的质量也不会变化，因此，弹簧-质量系统的谐振频率F_RSM本质上不会发生变化。

由于振动构件20的弯曲振动使弯曲系统谐振，吸声系数在300Hz～500Hz之间的频率范围内出现尖峰。在吸声结构1中，低频范围内的峰值吸声系数出现在弯曲系统的谐振频率F_RB处，其中，仿真结果清楚地示出了只有弯曲系统的谐振频率F_RB随着第一构件21的表面密度SD1的增大而减小。通常，弯曲系统的谐振频率F_RB由支配振动构件的弹性振动的运动方程所确定，并与振动构件的表面密度成反比。另外，弯曲系统的谐振频率F_RB极大地受到自然振动的波腹(其振幅变得最大)处的密度的影响。在仿真中，第一构件21的与1×1模式自然振动的波腹有关的表面密度SD1发生了改变，从而改变弯曲系统的谐振频率F_RB。

如上所述，更低频范围内的峰值吸声系数更进一步地移动至当第一构件21的表面密度SD1变得比第二构件22的表面密度SD2更大时的更低频范围内。这表示通过改变第一构件21的表面密度SD1，峰值吸声系数更进一步地转移(或移动)至更低频范围或更高频范围内。

吸声结构1允许通过简单地改变第一构件21的表面密度SD1使峰值吸声系数在频率范围内转移。上文所述的吸声结构的振动构件整个由相同材料构成并且重量增大，从而改变被吸收的声音的频率，与上述的吸声结构相比，本实施例可以在不实质地改变吸声结构1的整体重量的情况下减小被吸收的声音的频率。

(B)变型

不必要将本实施例局限于所述的吸声结构1，而可以以多种方式对其进行改进。

可以将具有弹性的振动构件20形成为诸如膜(例如，薄膜和片)之类的不是板的其他的形状。这里，板具有厚度较小的三维(长方体)形状的二维区域，而相对于板，膜在厚度上进一步减小，从而通过张力获得恢复力。

在本实施例中，第一构件21在俯视图上是正方形形状，这个形状可以改变为其他的形状，例如，矩形形状、梯形形状、多边形形状、圆形形状和椭圆形形状。即使第一构件21在俯视图上不具有正方形形状时，在产生振动构件20的弯曲振动的最大幅度的规定区域的表面密度高于第二构件22的表面密度的情况下，与前述的其振动构件整个由相同的材料构成的吸声结构相比可以降低被吸收的声音的频率。

在本实施例中，表面密度高于第二构件22的第一构件21被布置在产生振动构件20的弯曲振动的最大幅度的规定区域中，但这不是限制。也就是说，可以设计图5所示的吸声结构1A，其中，振动构件20整个由相同材料构成，并且其中，相对于振动构件20的外围部分，增大了第一区域23的厚度，所述第一区域23包括产生弯曲振动的最大幅度的区域(大致对应于振动构件20的中心)。

图6是关于基于JIS A 1405-2(题目为“Acoustics-Determinationof sound absorption coefficient and impedance in impedance tubes-Part 2：Transfer-function method”)的吸声结构1A的垂直入射吸声系数的测量结果的示图，其中，将具有800[g/m²]表面密度的振动构件20(纵向/横向尺寸为100mm×100mm)固定到外壳10(纵向/横向尺寸为100mm×100mm，厚度为10mm)，并且其中，在条件(1)至(5)中改变第一区域23的厚度，使得这个厚度与振动构件20在条件(1)中的外围部分的厚度(即0.85mm)相同，是在条件(2)中的外围部分的厚度的两倍，是在条件(3)中的外围部分的厚度的三倍，是在条件(4)中的外围部分的厚度的四倍，是在条件(5)中的外围部分的厚度的五倍。

图6的曲线清楚地示出了峰值吸声系数出现在200Hz～500Hz之间的频率范围内在与吸声结构1A中的振动构件20相对应的弯曲系统的谐振频率F_RB处，其中，谐振频率F_RB随着第一区域23的厚度的增大而减小。

上述测量结果显示被吸收的声音的频率随着第一区域23(包括产生弯曲振动的最大幅度的规定区域)的厚度的增大而减小。另外，它还显示通过改变第一区域23的厚度可以改变被吸收的声音的频率。

由于吸声结构1A被设计为通过改变第一区域23的厚度来改变被吸收的声音的频率，因此相对于前述的增大其振动构件的重量来改变被吸收的声音的频率的吸声结构，可以在不实质地改变吸声结构1A的总重量的情况下可以降低被吸收的声音的频率。因此，可以以从振动构件20的外围部分逐渐增大第一区域23的厚度的方式来改变第一区域23的厚度。另外，只要第一区域23包括产生振动构件20的弯曲振动的最大幅度的规定区域，就可以任意改变第一区域23的形状和尺寸。

还可以提供图7所示的吸声结构1B，其中，振动构件20由主构件24(在俯视图中具有矩形形状)和副构件25组成。主构件24是由弹性材料组成的正方形形状构件，而副构件25是整体固定到主构件24上的矩形材料。

在图7所示的振动构件20中，将副构件25粘结到所述规定区域(即图5中所示的第一区域23)，所述规定区域包括产生主构件24的弯曲振动的最大幅度的规定区域。在吸声结构1B中，副构件25可以附接到被附于外壳10上的振动构件20的内表面上以直接面对着空气腔30。可替换地，副构件25可以附接到振动构件20的外表面上以与空气腔30相反布置。

在上述构造中，包括在吸声结构1B中的振动构件20的中心部分的重量比前述的整个由相同材料构成的振动构件的中心部分的重量要重。也就是说，相对于前述的其振动构件整个由相同材料构成的吸声结构，可以降低吸声结构1B中的弯曲系统的谐振频率，这使得可以通过改变副构件25的重量来改变被吸收的声音的频率。

可以如图8所示来改进吸声结构1B，使得副构件25被合并到主构件24的规定区域中，所述规定区域包括产生振动构件20的弯曲振动的最大幅度的规定区域。在吸声结构1B中，合并到主构件24的规定区域(包括产生振动构件20的弯曲振动的最大幅度的规定区域)中的副构件25不是必须被形成为矩形形状，而是可以被多个密度比主构件24的密度高的颗粒(grain)代替。可替换地，可以用多个密度比主构件24的密度高的线性构件来代替副构件25。

根据第一实施例的上述吸声构件1、1A和1B以及其变型均可以被安装在声学特征受控的声室中，例如隔音室、大厅、剧院、音响设备的听音室、会议室以及运输系统的空间和扬声器和乐器的外壳或音箱等。

可以组装多个具有相同尺寸和形状的吸声结构(如，吸声结构1、1A和1B)来形成如图9所示的组合吸声结构。当将多个在图1中所示的吸声结构1组装在一起时，可以相对于每个吸声结构1来改变第一构件21的表面密度，从而实现在多个频率处吸收声音。

当将多个在图5中所示的吸声结构1A组装在一起时，可以相对于每个吸声结构1A来改变第一区域23的厚度，从而实现在多个频率处吸收声音。当将多个在图7和图8中所示的吸声结构1B组装在一起时，可以针对每个吸声结构1B来改变副构件25的重量，从而实现在多个频率处吸收声音。通过改变空气腔30的厚度同时相对于每个吸声结构固定空气腔30的纵向/横向尺寸，可以将多个吸声结构组装在一起。可替换地，可以改变空气腔30的纵向/横向尺寸，同时相对于每个吸声结构固定空气腔30的厚度。而且，可以相对于每个吸声结构来改变空气腔30的纵向/横向尺寸和厚度。

可以提供图10所示的吸声结构，其中，采用栅格形分割构件13来分割外壳10的内部空间，以形成空气腔30的多个部分，用振动构件20覆盖这些部分。在与空气腔30的多个部分相对的多个区域(每个区域均包括产生振动构件20的弯曲振动的最大振幅的规定区域)处将多个副构件25粘结在振动构件的主构件24的外表面上。在这种结构中，可以改变每个副构件25的重量。从而，可以实现在多个频率处吸收声音。

还可以在另一个位置布置第一构件21、副构件25和第一区域23的每一个，所述另一个位置均包括产生振动构件20的弯曲振动的最大振幅的规定区域，而不包括振动构件20的中心部分。

可替换地，可以在规定区域的外围布置第一构件21和副构件25的每一个，所述规定区域产生振动构件20中的弯曲振动的最大振幅。这里，产生振动构件20的弯曲振动的最大振幅的规定区域的外围的厚度可以被增大到大于振动构件20的规定区域的厚度。

可以将第一构件21和副构件25的每一个布置在振动构件20除产生弯曲振动的节点或最小振幅的规定区域外的至少一部分上。这里，产生弯曲振动的节点或最小振幅的规定区域的外围的厚度可以被增大到大于振动构件20的规定区域的厚度。

在本实施例中，振动构件20被固定到外壳10，从而限制固定点处的位移(或移动)和旋转。可替换地，振动构件20可以由外壳10简单地支撑，以限制振动构件20相对于外壳10的位移，但允许振动构件20的旋转。

可以在振动构件20和外壳10之间建立一种被简单支撑的状态(限制位移)或者一种被自由支撑的状态。可替换地，可以形成一种组合了前述各种振动构件的复杂振动结构。

可以实现这种结构，在这种结构中，通过对第一构件21和第二构件22采用不同的密度，振动构件20除产生弯曲振动的节点或最小振幅的规定区域外的一部分的密度与振动构件20的规定区域的密度不同。这里，预先准备多个具有不同密度的第一构件21，每个第一构件21均被选用于第二构件22中。从而，可以调整弹簧-质量系统的谐振频率和弯曲系统的谐振频率，从而调整导致峰值吸声系数的频率。

在这种振动构件20除产生弯曲振动的节点或最小振幅的规定区域外的一部分的厚度与振动构件20的规定区域的厚度不同的结构中，通过切削来减小第一区域23的厚度或者采用附加的构件(其由与振动构件20相同的材料构成)来增大第一区域23的厚度，可以调整弹簧-质量系统的谐振频率和弯曲系统的谐振频率，从而调整产生峰值吸声系数的频率。

可以实现这样的结构，在这种结构中，副构件25被添加到振动构件20除产生弯曲振动的节点或最小振幅的规定区域外的一部分上。这里，可以预先准备多个具有不同密度的副构件25，并且每个副构件25均被选用于主构件24中。从而，可以调整弹簧-质量系统的谐振频率和弯曲系统的谐振频率，从而调整产生峰值吸声系数的频率。

根据上述的应用到吸声结构的调整方法，可以容易地调整弹簧-质量系统的谐振频率和弯曲系统的谐振频率，从而容易地调整产生峰值吸声系数的频率。

可以将吸声结构的位置确定在产生的噪音频率与峰值吸声系数的频率相匹配的地方，在吸声结构中，振动构件20(由第一构件21和第二构件22组成)除产生弯曲振动的节点或最小振幅的规定区域外的一部分的密度与振动构件20的规定区域的密度不同。

可以将吸声结构的位置确定在产生的噪音频率与峰值吸声系数的频率相匹配的地方，其中在吸声结构中，振动构件20的厚度不均匀，使得振动构件20除产生弯曲振动的节点或最小振幅的规定区域外的一部分的厚度与振动构件20的规定区域的厚度不同。

可以将吸声结构的位置确定在产生的噪音频率与峰值吸声系数的频率相匹配的地方，其中在吸声结构中，将副构件25放置在振动构件20(由主构件24和副构件25组成)除产生弯曲振动的节点或最小振幅的规定区域外的一部分中。

根据上述的将吸声结构放置在产生噪音的地方来减少噪音的减小噪音方法，振动构件20振动来消耗噪音的能量，从而减少噪音。

至于产生噪音的地方，可以列出诸如汽车和飞机之类的运输系统的内部空间、工厂以及在建筑工地操作的机器等。

2.第二实施例

图11是示出了的一种四门汽车100的外形的透视图，这种汽车采用了根据本发明第二实施例的吸声器SA_1。在汽车100中，车盖(或发动机盖)101、四个门102和行李箱门103均以开放/封闭的方式附接到相当于汽车结构的主体的底盘110上。

图12是示出了汽车100的底盘110的侧视图。底盘110配备有底板111、从底板111向上延伸的前柱112、中柱113、后柱114、车顶115(由柱112、113、114支撑)、用来将汽车100的内部空间分隔成车厢105和发动机室106的发动机隔板116、以及用来分开车厢105和行李空间107的行李箱隔板120。行李箱隔板120装有后袋托盘130。

如图12所示，行李箱隔板120包括后排座椅的背部支撑，从而在截面图中弯曲为L形。

下文的描述基于行李箱隔板120分隔车厢105和行李空间107的前提。

第二实施例的特征在于盒状吸声器SA_1附接至底盘110的行李箱隔板120。图13是图12中的位置Pa的剖面图，图14是组装吸声器SA_1和行李箱隔板120的分解剖面图。图13和14示出了单个吸声器SA_1，实际上，如图11所示，可以在行李箱隔板120中安装多个具有不同形状的吸声器SA_1。因此，吸声器SA_1的形状与用来分隔车厢105和行李空间107的行李箱隔板120的形状相似或相同。

如图13所示，后袋托盘130附接到行李箱隔板120来形成行李箱板140。

后袋托盘130由芯材131构成，芯材131由木质纤维板和具有声传输性的织物组成。用表面材料135覆盖芯材131的表面。在吸声器SA_1的反面定位的芯材131的一个部分中形成具有矩形开口的通孔132。即，表面材料135的通孔132形成了传声器136，所述传声器将出现在车厢105中的声压向吸声器SA_1传送。通孔132的开口形状不必然局限于矩形形状，还可以改变为圆形形状。即，通孔132的开口形状被确定用来将车厢105的空气传送到吸声器SA_1。

3.第三实施例

参照图15和16对本发明的第三实施例进行说明。在图15中，用相同的参考标号标示与图11和12中示出的组成部分相同的组成部分。

图15是示出了四门汽车100的外形透视图，该汽车采用了根据本发明第三实施例的吸声器SA_2。车盖101、四个门102和行李箱门103均以开放/封闭的方式附接到相当于汽车结构主体的底盘110上。如图12所示，形成汽车100的底盘110。与将吸声器SA_1附接到后袋托盘130的第二实施例相比，将第三实施例设计为将吸声器SA_2附接到车顶240。车顶240由车顶外板(相当于图10中的车顶115)和车顶内板230组成。

第三实施例的特征在于将盒状吸声器SA_2附接到汽车100的车顶240。在图15中，吸声器SA_2包括四个尺寸完全不同的吸声器SA_2a和SA_2b。

在车顶240中，车顶内板230被夹扣到形成了车架110的一部分的车顶外板。

在车顶内板230中，用具有声传输性的织物所构成的表面材料238覆盖由木质纤维构成的芯材231的表面。在临近后排座椅的芯材231中形成矩形通孔232A，其中在通孔232A的反面定位的表面材料238的一部分形成了传声器239A。吸声器SA_2通过传声器239A与车厢105连通。传声器239A不是必须附接到临近后排座椅的车顶240上，可以改变为附接到临近前排座椅的车顶上。图16是示出了后排座椅处的降低噪音效果的曲线。

4.第四实施例

第四实施例的特征在于盒状的吸声器SA_3附接到汽车100的防晒板330。图17是将防晒板330附接到汽车100的车顶115的上部的过程，图18是沿图17中的线A-A得到的截面图。

防晒板330由板形隔光部分340和L形支撑轴350组成，所述L形支撑轴350用来以可旋转的方式支撑所述隔光部分340。

隔光部分340由ABC树脂(或工程塑料)所组成的芯材341和具有声传输性的非纺织纤维所组成的表面材料360构成。以表面材料360的各个边结合在一起的方式用表面材料360覆盖芯材341，从而覆盖芯材341的表面和背部。

用来将防晒板330附接到车顶115的支架351与支撑轴350的一端是一体的。在支架351中形成一对螺纹孔352。通过将支架351旋紧固定到车顶115的预定位置，来将防晒板330固定到车顶115。

在芯材341中形成用来附接吸声器SA_3的矩形通孔342。表面材料360的通孔342起传声器361的作用。

5.第五实施例

第五实施例的特征在于将盒状吸声器SA_4附接到后柱114。实际上，可以将多个具有不同形状的吸声器SA_4附接到后柱114。

图19是示出了将吸声器SA_4附接到后柱114的剖面图。后柱114配备有后外板420(其形成了底盘110的一部分)以及后内板430(其被附接到后外板420上)。

采用具有梯形截面的长方体形状的平面部分421形成后外板420。在平面部分421中形成安装后内板430的装配孔422以及安装吸声器SA_4的凸起的装配孔423。通过焊封(未示出)将后玻璃117放置在后外板420的一端，并且通过焊封(未示出)将门玻璃118放置在后外板420的另一端。

后内板430由聚丙烯树脂所构成的芯材431和具有声传输性的织物所构成的表面材料439组成，其中，用表面材料439覆盖芯材431的表面。

芯材431由圆形部分432和倾斜部分433(其在圆形部分432的外侧延伸)构成。在圆形部分432中形成多个通孔434。后柱114通过通孔434与车厢105连通。

图20示出了第五实施例的变型，其中，吸声器SA_4被插入在车厢105内开口的芯材431的矩形凹进部分436中。在凹槽436的底部形成装配孔436A。当吸声器SA_4的凸起被插入装配孔436A时，吸声器SA_4被固定在凹进部分436内。

本实施例被设计为将吸声器SA_4附接到后柱114，但这不是限制。例如，可以将吸声器SA_4附接到前柱112或中柱113。

6.第六实施例

第六实施例的特征在于将盒状吸声器SA_5附接到汽车100的门102上。

门102的内部包括门内饰板基体520、内部材料530、扶手540以及门套550。内部材料530是由合成树脂构成的门内饰板基体520和具有声传输性的非纺织纤维所构成的表面材料535组成的。用表面材料535覆盖门内饰板基体520的表面。

图21示出了吸声器SA_5被安装在扶手540内，扶手540与形成在门内饰板基体520中的多个通孔520A连通。

图22示出了多个吸声器SA_5被安装在内部材料530内，内部材料530与多个通孔520A连通，而另一个吸声器SA_5被用作门套550。

7.第七实施例

第七实施例的特征在于将由多个吸声管组成的吸声器SA_6安装在汽车100的底板111中。如图23所示，在形成于底板111中的凹进部分600中安装吸声器630(即吸声器SA_6)。

通过互连多个线性排列的具有不同长度的管631(例如，631-1至631-9)并使之一体化来形成吸声器630。每个管631均为由合成树脂构成的并且截面为圆形形状的线形刚性管。每个管631的一端均是以封闭部分632的形式封闭的，而另一端是以开口(起传声器的作用)633的形式开放的，其中，每个管631的内部均是中空部分634。每个管631的开口633通过门102关闭时所形成的空隙来与车厢105连通。

图24示出了具有不同长度L1和L2的中空部分的相邻管631-i和631-j之间的关系。波长为λ1和λ2的声波(这里，L1＝λ1/4，L2＝λ2/4，波长λ1和λ2为管长L1和L2度的四倍)产生了驻波S1和S2，接着这些驻波产生了在管631-i和631-j中反复传播的振动，从而来消耗声音能量，从而实现了关于波长λ1和λ2的声音吸收。

图25A示出了第七实施例的变型，其中，将管631放置在底板111的侧梁601中，以便其中空部分634在汽车100的前后方向上延伸。图25B是从图25A的X方向上看到的侧梁601的图示。

8.第八实施例

第八实施例的特征在于将吸声器SA_8安装在仪表板700中，仪表板放置在汽车100的车厢105中的前玻璃105F下。

图26是示出了仪表板700的外形的透视图。吸声器SA_8被放置在仪表板700和发动机隔板116之间的空间S中。

仪表板700配备有各种仪器、音响设备的扬声器701和702、以及冷/暖空气出口703。在仪表板700的上表面中形成多个除霜器出口704，来输出从空调单元705提供的暖空气。在仪表板700的左下位置上布置手套箱707，并用盖708来覆盖它。

图27是沿图26中的线X-X得到的剖视图，示出了仪表板700的内部结构。将空调单元705、除霜管706以及多个吸声器SA_8A布置在仪表板700的内部空间S中。仪表板700的内部空间S通过孔H与车厢105连通。

图28是在图27中的I方向上看到的仪表板700的图示，其以上视图的形式(in upper view)示出了吸声器SA_8A的布局。在仪表板700的内壁的上侧上的较大区域范围内放置多个吸声器SA_8A。另外，在临近除霜管706和仪表板700的内壁的其他部分处放置吸声器SA_8A。

图29是示出了仪表板700的外形的透视图，所述仪表板700采用了根据第八实施例的变型的吸声器SA_8B。在仪表板700的上表面的右侧和左侧均放置了扬声器SP和两个吸声器SA_8B。图30是沿图29中的线Y-Y得到的剖视图，其示出了仪表板700的内部结构。在仪表板700的上表面的右侧和左侧均形成了凹进部分730。在凹进部分730中放置了一个扬声器SP和两个吸声器SA_8B，用网N覆盖凹进部分730的开口。而且，在仪表板700的内壁上放置其他的吸声器SA_8B。在这种结构中，吸声器SA_8B消耗从车厢105传播的声能以及从发动机室106通过发动机隔板116发出的发动机声音的能量，从而实现了吸音。

在上文中，吸声器SA_8B并不是必须放置在保持扬声器SP的凹进部分730中，因此，可以将它们放置在另一个用来布置仪器等的空间中。不必然用网N覆盖吸声器SA_8B，因此，可以重新布置吸声器，使之通过格栅、网孔以及缝隙等与车厢105连通。

9.第九实施例

第九实施例的特征在于通过结合多个吸声器，形成三维吸声结构。

具体来讲，根据第九实施例的板-振动吸声结构800包括其外壳810内的多个吸声器820。

参照图31A至31E，对将本实施例附接到汽车100的各个位置的示例进行说明。图31A是配备了板-振动吸声结构800的仪表板700的剖视图，图31B是仪表板700的上平面图。

如图31A和31B所示，板-振动吸声结构800的外壳810附接到仪表板700的下部，其中，在仪表板700中临近前玻璃105F的边界处形成在纵向上被拉长的长形孔733，并用格栅G1覆盖长形孔733。外壳810在纵向方向上弯曲，其开口与仪表板700的长形孔733有大致相同的尺寸。即，以外壳810的开口位于仪表板700的长形孔733反面的方式将板-振动吸声结构800附接到仪表板700的下部。

在外壳810中放置多个吸声器820，以便吸声器的振动表面垂直于被外壳810的开口边缘包围的虚拟开口平面。具体来讲，平行于汽车100的前后方向来放置吸声器820的振动表面，其中，将吸声器820放置在外壳810中沿着汽车100的左右方向上的仪表板700的长形孔733。

通过在相当于外壳810中的吸声器820的表面积的单位面积上布置两个或多个吸声器820，可以实现具有高吸声系数的板-振动吸声结构800。优选地，在汽车100中声压容易变大的预定位置处布置本实施例的板-振动吸声结构800。由于吸声器820被放置在外壳810中，使得吸声器820的振动表面穿过外壳810的开口平面，可以适当地改变吸声器820的放置方向。在图31C中，在板-振动吸声结构800的外壳810中放置多个吸声器830，使得平行于汽车100的左右方向排列吸声器830的振动表面。当然，可以对吸声器820和830进行排列，以便它们的振动表面不垂直于外壳810的开口平面。

图31D示出了一个示例，其中，位于汽车100的后玻璃117下的托架117T起板-振动吸声结构800的外壳811的作用。用格栅G2覆盖外壳811的开口。在外壳811中放置多个吸声器840，来有效地减低汽车100后排座椅中的噪音。

图31E示出了一个示例，其中，板-振动吸声结构800的外壳812被放置在汽车100的底板111下。底板111配备有带孔的金属，以实现声传输性，其中，地毯111C附接至底板111的上表面。外壳812附接在底板111下面，以便外壳的开口直接对着底板111。为了增大吸声效果，毛毡F粘到外壳812的底部，并用胶皮所构成的隔音层SP覆盖毛毡F，以便在隔音层SP上排列多个吸声器850。在这种结构中，可以有效地减小从汽车100下部进入车厢105的路面噪音。

图32A示出了在汽车100的前排座椅100F中安装板-振动吸声结构800A，板-振动吸声结构800A具有多个外壳815a、815b和815c。在临近外壳815a、815b和815c的开口的前排座椅100F中形成格栅形开口(用虚线绘出)。在外壳815a中放置多个吸声器860a，在外壳815b中放置多个吸声器860b，在外壳815c中放置多个吸声器860c。在这种结构中，可以吸收车厢105中的噪音，并可以减小从前排座椅100F传送到人体的声能。

图32B示出了一个例子，其中，诸如噪音之类的声波被导向安装在后排座椅100R中的板-振动吸声结构800B来有效地吸声。板-振动吸声结构800B的总体结构大致与板-振动吸声结构800A的总体结构相同。在形成于后排座椅100R的背部支撑的背部中的空间的上面部分中形成了开口800P，其中，所述空间与外壳815b的开口连通。当声波通过临近后排座椅100R的开口800P进入后排座椅100R的背部时，可以有效地抑制这些声波。

接下来，结合图33A至33E，相对于在板-振动吸声结构900的外壳910中排列吸声器920来说明本实施例的变型。

图33A示出了在板-振动吸声结构900A的外壳910A中放置多个吸声器920A。吸声器920A具有支撑构件940A，每个支撑构件940A均具有六面体形状，移除了所述六面体形状的两个相对面而留下四个面，其中，垂直于四个面的每一个的中心来形成一个单独的表面。当支撑构件940A在垂直于四个面中的一对相对面的方向上以及在平行于另一对相对面的方向上被切开时，其横截面形状大致是H形。由于支撑构件940A的上述结构，在每个面的相对端上形成开口，其中，以每个开口连接每个振动构件930A的方式组装吸声920A。

在外壳910A的一侧上形成开口。排列振动构件930A的振动表面，使之穿过由外壳910A的开口边缘所包围的虚拟开口平面。这使得可以很容易地调整放置在板-振动吸声结构900A的外壳910A中的吸声器920A的数量，从而改善吸声系数。

可以倾斜图33A中所示的线性排列在板-振动吸声结构900A中的吸声器920A的位置。图33B示出了一个被包围在外壳910B中的板-振动吸声结构900B，在外壳910B中放置了多个在位置上倾斜的吸声器920B。这使得可以在不减小吸声器920B的振动表面的总面积的情况下减小高度。从而，可以实现高度小和吸声系数高的板-振动吸声结构900B。

采用一个薄片可以形成多个振动构件。与图33A所示的板-振动吸声结构900A相似，在板-振动吸声结构900C的外壳910C中放置了多个支撑构件940C，其中，支撑构件940C连接在一起同时通过弯曲一个薄片来闭合其开口。这产生了由被支撑构件940C的开口限制在位置上并被用来形成振动构件930C从而来吸声的板形结构。这种结构允许一个薄片形成多个配备有多个振动构件930C的吸声器920C，从而可以容易地生产板-振动吸声结构900C。

可以向图33A中所示的吸声器920A的支撑构件940A提供不同的形状。在图33D所示的板-振动吸声结构900D中，板形支撑构件940D被附接到外壳910D的底部，以指向上开口。一个弯曲薄片被附接到支撑构件940D的末端以及外壳910D的底部，从而形成由支撑构件940D支撑的振动构件930D。这种结构允许一个薄片形成多个在外壳910D中配备有多个振动构件930D的吸声器920D，从而可以容易地生产板-振动吸声结构900D。

由于吸声器的支撑构件被用来支撑振动构件并被用来在其一面上形成空气腔，所以不是必须在支撑构件的周围区域中形成空气腔。图33E示出了一种板-振动吸声结构900E，其中，吸声器920E在垂直于每个面以及外壳910E的底部的方向上被切开。

图33E示出了相对于支撑构件940E定位吸声器920E的一对相对面，并示出了在这对相对面的一个面中，在从与垂直于每个面的中心的平面相接触的位置到一个振动构件930E的范围内局部地切除了支撑构件940E，而在另一个面中，在从与所述平面接触的位置到另一个振动构件930E的范围内局部地切除了支撑构件940E。即，其支撑构件940E被局部切除的吸声器920E被整体地与振动构件930E一体化，并被固定到外壳910E的侧壁的中心。在图33E的板-振动吸声结构900E中，吸声器920E由振动构件930E和支撑构件940E组成。

在图33E中，支撑构件940E被固定到外壳910E的侧壁的中心，以便在振动构件930E和支撑构件940E之间形成空气腔，同时，在振动构件930E和支撑构件940E的下面(即，在外壳910E的底部上面)还形成一个相对大的空气腔。这种结构使得可以很容易地调整空气腔的总体积，从而容易地调整被吸收声音的频带。

板-振动吸声结构中的吸声器的振动构件的形状不必局限于正方形形状，还可以被改变为各种形状，例如，多边形形状、圆形形状以及椭圆形形状。另外，通过在振动构件和支撑构件中另外形成孔，可以控制被吸音的频带。

最后，本发明不必局限于上述实施例和变型，在所附权利要求所限定的本发明范围内，可以对其更进一步地进行改进。

Claims

1.一种吸声结构，其包括：

外壳，其具有中空部分和开口；以及

振动构件，其由板或膜构成，

其中，用振动构件封闭所述外壳的开口以形成空气腔，并且

其中，除产生弯曲振动的节点或最小振幅的第一区域外的振动构件的至少一部分的密度与振动构件的该第一区域的密度不同；以及

被吸收的声音的频率是在不改变整个振动构件重量的情况下通过改变振动构件的该第一区域的密度来改变的。

2.根据权利要求1所述的吸声结构，其中，在产生弯曲振动的最大振幅的第二区域处所述振动构件的密度与除第二区域外的所述振动构件的密度不同。

3.一种吸声结构，其包括：

外壳，其具有中空部分和开口；以及

振动构件，其由板或膜构成，

其中，用振动构件封闭所述外壳的开口，来形成空气腔，并且

其中，除产生弯曲振动的节点或最小振幅的第一区域外的振动构件的至少一部分的厚度与振动构件的该第一区域的厚度不同；以及

被吸收的声音的频率是在不改变整个振动构件重量的情况下通过改变振动构件的该第一区域的厚度来改变的。

4.根据权利要求3所述的吸声结构，其中，在产生弯曲振动的最大振幅的第二区域处所述振动构件的厚度与除第二区域外的所述振动构件的厚度不同。

5.一种组合吸声结构，其由多个根据权利要求1和3中的任何一项所述的吸声结构组成。

6.根据权利要求5所述的组合吸声结构，其中，所述吸声结构的空气腔的尺寸彼此不同。

7.根据权利要求5所述的组合吸声结构，其中，所述吸声结构的空气腔的厚度彼此不同。

8.一种声室，其包括根据权利要求1和3中的任何一项所述的吸声结构。

9.一种适用于吸声结构的调整方法，所述吸声结构由具有中空部分和开口的外壳以及用来封闭所述外壳的开口以形成空气腔的振动构件组成，并且在所述吸声结构中，除产生弯曲振动的节点或最小振幅的第一区域外的振动构件的至少一部分的密度与振动构件的该第一区域的密度不同，

其中，在不改变整个振动构件重量的情况下，通过改变除第一区域外的振动构件的至少一部分的密度，以调整吸声结构的谐振频率。

10.一种适用于吸声结构的调整方法，所述吸声结构由具有中空部分和开口的外壳以及用来封闭所述外壳的开口以形成空气腔的振动构件组成，并且在所述吸声结构中，除产生弯曲振动的节点或最小振幅的第一区域外的振动构件的至少一部分的厚度与振动构件的该第一区域的厚度不同，

其中，在不改变整个振动构件重量的情况下，通过改变除第一区域外的振动构件的至少一部分的厚度，以调整吸声结构的谐振频率。

11.一种适用于吸声结构的降低噪音方法，所述吸声结构由具有中空部分和开口的外壳以及用来封闭所述外壳的开口以形成空气腔的振动构件组成，在所述吸声结构中，除产生弯曲振动的节点或最小振幅的第一区域外的振动构件的至少一部分的密度与振动构件的第一区域的密度不同，以及被吸收的声音的频率是在不改变整个振动构件重量的情况下通过改变振动构件的该第一区域的密度来改变的，从而由振动构件降低了噪音。

12.一种适用于吸声结构的降低噪音方法，所述吸声结构由具有中空部分和开口的外壳以及用来封闭所述外壳的开口以形成空气腔的振动构件组成，在所述吸声结构中，除产生弯曲振动的节点或最小振幅的第一区域外的振动构件的至少一部分的厚度与振动构件的第一区域的厚度不同，以及被吸收的声音的频率是在不改变整个振动构件重量的情况下通过改变振动构件的该第一区域的厚度来改变的，从而由振动构件降低了噪音。