CN208801883U - 汽车及汽车降噪座椅 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种汽车及汽车降噪座椅,汽车降噪座椅包括椅背,所述椅背设有共振器,所述共振器包括主腔室和插入所述主腔室的细管,所述细管的开口连通车内腔体,且所述开口对应于所述椅背的上部位置。该汽车和汽车降噪座椅,巧妙地将共振器设于椅背的上部,从而对人耳附近的噪声进行吸收降噪,可以大幅减小低频噪声,提高用户体验。而且,共振器的成本相比ANC方案要低很多,也没有动力吸振器橡胶老化带来的频率偏移问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车技术领域,具体涉及一种汽车及汽车降噪座椅。
背景技术
目前,为了解决车内低频噪声的方案,主要为以下两种:
第一种是动力吸振器减振方案,如图1所示,图1为动力吸振器的示意图。
动力吸振器包括串联的第一级机构、第二级机构。第一级机构包括相互并联的第一弹簧2、阻尼器3;第二级机构包括相互并联的第二弹簧1、惯容器7、电磁作动器6、振动传感器4、控制器5、第一级质量8、第二级质量9。
动力吸振器方案是将质量-弹簧系统安装在振动较大的板件上,例如后尾门、车辆顶棚区域,通过吸收板件的振动能量,减小板件振动的激励力,降低车内的低频噪声。
但是,质量-弹簧系统的橡胶经过一段时间后会出现老化现象,消声频率会发生偏移,可能导致降噪失效。
第二种是ANC(Active Noise Control)主动降噪方案,该方案主要通过汽车喇叭发出反相位的低频噪声,和车内的发动机产生的主要阶次噪声进行叠加消除,此时需要在车内人耳的附近安装误差传感器,并适时监控发动机的噪声。
但是,该方案消声频率不能稳定在所需的频率上,费用较高,开发调教时间长。
实用新型内容
本实用新型提供一种汽车降噪座椅,包括椅背,所述椅背设有共振器,所述共振器包括主腔室和插入所述主腔室的细管,所述细管的开口连通车内腔体,且所述开口对应于所述椅背的上部位置。
可选地,所述共振器内置于所述椅背,所述开口外露于所述椅背,以连通所述车内腔体。
可选地,所述椅背设有两组所述共振器,两组所述共振器的细管开口,分别外露于所述椅背的一侧和另一侧。
可选地,所述椅背内部设有支架,所述共振器固定于所述支架;或,所述椅背内部设有海绵体,所述共振器由所述海绵体夹持定位。
可选地,所述椅背包括靠背和位于所述靠背之上的头枕;所述细管的开口外露于所述靠背的顶部,或,所述细管的开口外露于所述头枕。
可选地,所述主腔室设于所述靠背内,所述细管延伸至所述靠背的顶部,使所述开口外露于所述顶部;或,所述细管自所述靠背延伸至所述头枕,使所述开口外露于所述头枕的侧壁。
可选地,所述开口由织物包覆。
可选地,所述开口平齐于所述靠背的顶部外表面,或平齐于所述头枕的侧壁。
可选地,所述共振器的降噪频率根据所述汽车的空腔模态频率设置。
汽车,包括位于车内的座椅,所述座椅为上述任一项所述的汽车降噪座椅。
该汽车和汽车降噪座椅,巧妙地将共振器设于椅背的上部,从而对人耳附近的噪声进行吸收降噪,可以大幅减小低频噪声,提高用户体验。而且,共振器的成本相比背景技术中提到的ANC方案要低很多,也没有动力吸振器橡胶老化带来的频率偏移问题。
附图说明
图1为动力吸振器的示意图;
图2为赫姆霍兹共振器的原理图;
图3为实用新型所提供汽车降噪座椅第一具体实施例的示意图;
图4为图3的左视图;
图5为实用新型所提供汽车降噪座椅第二具体实施例的示意图;
图6为图5的左视图。
图1中附图标记说明如下:
2第一弹簧、3阻尼器、第二弹簧1、惯容器7、电磁作动器6、振动传感器4、控制器5、8第一级质量、9第二级质量。
图2-6中附图标记说明如下:
10座椅;101靠背;102头枕;103座垫;
20共振器;201主腔室;202细管;202a开口。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案,下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
本方案提供一种汽车降噪座椅,该座椅包括椅背,椅背设有共振器20(示于图2),共振器20包括主腔室201和插入主腔室201的细管202,细管202的开口202a连通车内腔体,且开口202a对应于椅背的上部位置,以便靠近乘坐于该座椅的人员的人耳位置。
上述的共振器20为赫姆霍兹共振器,可参考图2理解,图2为赫姆霍兹共振器的原理图。
如图2所示,赫姆霍兹共振器包括主腔室201和插入主腔室201的细管202,细管202和主腔室201的截面积存在悬殊,主腔室201的体积、截面积更大,细管202可以是硬管,也可以是软管。细管202的长度L和截面积A,以及主腔室201的体积V是决定该共振器20降噪频率的主要参数,主腔室201的体积V也是决定共振器20消声的吸声带宽的主要参数。赫姆霍兹共振器的消声原理为现有技术,可参照现有技术理解,本文不赘述。
以下是本实用新型在座椅10上设置上述共振器20的具体实施例。
实施例1
请参考图3、4,图3为实用新型所提供汽车降噪座椅10第一具体实施例的示意图;图4为图3的左视图。
如图3所示,上述的共振器20内置于椅背,椅背一般包括相接的靠背101和头枕102,靠背101和头枕102可以是分体式,也可以是一体式,头枕102主要是相对于靠背101具有一定的角度,或者角度可以调节,以使乘坐人员的头部能够舒适地被支撑。
共振器20的细管202的开口202a具体外露于椅背,以连通车内腔体,则车内部或外部的噪声通过车内腔体的空气进行传播时,位于开口202a附近的噪声的声波能够自细管202的开口202a进入主腔室201,并根据赫姆霍兹共振器的原理,以达到消声降噪的目的。细管202开口202a的位置需要对应于椅背的上部位置,当座椅10的座垫103上乘坐人员时,椅背的上部靠近人耳附近,则传递至人耳附近的声波可进入细管202的开口202a,以避免人耳感知到噪音,达到降噪目的。
具体在本实施例中,该共振器20内置于椅背,即设于椅背的内部,可以避免共振器20暴露于外部,从而达到保护共振器20,避免损坏的目的,而且还有利于座椅10外饰的美观。当然,共振器20外置于椅背也可以达到降噪的目的。
共振器20内置于椅背时,如图3所示,主腔室201具体设于椅背的靠背101内,靠背201内部空间相对较大,可以提供足够的安装空间,此时可以将细管202延伸至靠背101的顶部,使细管202的开口202a外露于靠背101的顶部,即贯穿顶部,顶部更靠近人耳,可达到较好的降噪效果,也不影响乘坐人员的上身抵靠靠背101,而且,开口202a外露于靠背101的顶部,具有较好的隐蔽性,不影响靠背101的外饰。
本实施例以及其他实施例中,所述的开口202a外露也不一定是与椅背的外表面平齐,图3中所示的设于靠背101的顶部,即与顶部平齐。比如,细管202也可以穿出椅背的外表面,比如,伸出靠背101的顶部,也是可以的。当然,与椅背外表面平齐可保护细管202,并保持外饰的美观性。
如图3所示,椅背的左、右(以乘坐人员为基准)两侧均设有上述共振器20,具体是设置在靠背101的两侧,一组共振器20的细管202的开口202a外露于靠背101顶部的一侧,另一组的开口202a外露于顶部的另一侧。靠背101的两侧位置与乘坐人员的两侧人耳相对应,吸声降噪效果会更好。当然,只设置一组共振器20也可以达到一定的降噪效果。
值得注意的是,共振器20降噪,需要声波从开口202a进入细管202,并继而进入主腔室201,所以降噪范围主要由开口202a的位置决定,所以开口202a位于人耳附近即可,主腔室201和细管202的具体位置、布置可以根据椅背的安装条件进行调整。当然,图3中,主腔室201和细管202均位于靠背101的两侧,细管202直接延伸至靠背101的顶部,共振器20的结构简单,更易于加工和安装布置。
可以理解,两组共振器20的主腔室201和细管202设于靠背101的其他位置,例如中部,然后细管202再延伸至靠背101顶部的两侧,也是可以的。换言之,只要设置两组共振器20,且每组共振器20的细管202的开口202a,分别位于椅背的两侧即可达到提高降噪效果的目的。此外,共振器20的数量也不限于两组,可以更多,根据成本、安装空间、和实际降噪效果等因素确定即可。
该实施例中,椅背内部可设置支架,支架可以是椅背内部的自带的骨架,也可以是专门设置的支架,支架具体可设于靠背101的内部。上述的共振器20可以固定于支架,以达到安装定位的目的。当然,对于一些座椅10,座椅10内部填充有海绵体,此时共振器20可直接塞入海绵体内,由海绵体夹持定位即可。
进一步地,细管202的开口202a可由织物包覆,这样,声波从开口202a进入时,会增加声波的摩擦,提高吸声降噪的效果。靠背101的外表面可包覆(全部或局部包覆)有织物,该织物同时包覆开口202a,相较于仅包覆开口202a,更易于包覆的操作,且可保持外饰的美观。
具体在进行共振器20的设置时,共振器20的降噪频率可根据汽车的空腔模态频率设置,即可以通过实验检测获得对应车型的空腔模态频率,然后调整细管202插入主腔室201的长度、截面积大小或者主腔室201的体积参数(以上参数至少择一调整),来调整共振器20的降噪频率,使其与获得的空腔模态频率对应,从而降低对应频率段的噪声。
车内的低频轰鸣噪声是困扰乘坐人员的主要噪声,经研究发现,轰鸣噪声的频率容易和汽车的空腔模态频率(车辆内部空腔的固有频率)一致时,几乎在任意车速和工况下都可以激发出空腔模态频率。对于目前的多数车型,空腔模态频率处于20~100Hz,车内的吸声材料对20~100Hz之间的低频几乎不起作用,使用该汽车降噪座椅10,根据空腔模态频率设置降噪频率,则可以大幅减小低频噪声,提高用户体验。而且,共振器20的成本相比背景技术中提到的ANC方案要低很多,也没有动力吸振器橡胶老化带来的频率偏移问题。
对于普通汽车,一般有5~8个座位,可以为每个座椅10都安装两个上述的共振器20,整体吸声量较为可观,且吸声区域靠近人耳,实验表明,降噪效果较为明显。
此外,在汽车内播放音乐时,比如交响乐,低频声音由于车内的空腔模态频率的影响会产生声染色效应,引起信号失真。而本方案设置的共振器20,其主腔室201吸收的频率调整到车内空腔的模态频率时,此处响应的峰值会降低为线性段,则上述的汽车降噪座椅10可以改善低频段的声染色现象,改善信号失真的问题。
实施例2
请参考图5、6,图5为实用新型所提供汽车降噪座椅10第二具体实施例的示意图;图6为图5的左视图。
该实施例与实施例1基本相同,主腔室201内置于靠背101,区别仅在于,实施例2中的细管202的开口202a外露于椅背的头枕102的两侧侧壁。此时,细管202需自靠背101内部延伸至头枕102的内部,使细管202的开口202a能够外露于头枕102的两侧侧壁。根据一般成年人的身高,乘坐于座椅10的座垫103时,头枕102两侧的位置显然更靠近人耳的位置,所以细管202的开口202a开设于头枕102的两侧侧壁,可以提高降噪效果。当然,基于与人耳更为靠近的目的,开口202a也不限于是两侧侧壁,比如可以位于头枕102前面但靠近两侧的位置,当然设于侧壁不影响头部抵靠头枕102。
另外,相较于实施例1,实施例2中,细管202延伸的长度更长,需要通过头枕102和靠背101之间连接的颈部,所以,实施例1的细管202布置更为方便,但实施例2中的细管202的开口202a位置更靠近人耳附近,降噪效果更好。
可以理解,对于实施例2中将细管202的开口202a设于头枕102的侧壁或者头枕102其他位置的方案,共振器20整体可以设于头枕102内,这样更利于细管202的布置,但头枕102往往体积偏小,主腔室201的设置受到一定的限制。可以根据具体车型的座椅类型,选择最佳的布置方案,本实用新型并不作具体限制。
与实施例1相同,可以设置两组共振器20,设于椅背的两侧,开口202a可采用织物包覆。除了开口202a位置的不同,实施例1的其他表述均可以适用于实施例2,不再重复论述。
本方案还提供一种汽车,包括位于车内的座椅10,座椅10为上述任一实施例所述的的汽车降噪座椅,具有与上述座椅10同样的技术效果,不赘述。
以上仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.汽车降噪座椅,包括椅背,其特征在于,所述椅背设有共振器(20),所述共振器(20)包括主腔室(201)和插入所述主腔室(201)的细管(202),所述细管(202)的开口(202a)连通车内腔体,且所述开口(202a)对应于所述椅背的上部位置。
2.如权利要求1所述的汽车降噪座椅,其特征在于,所述共振器(20)内置于所述椅背,所述开口(202a)外露于所述椅背,以连通所述车内腔体。
3.如权利要求2所述的汽车降噪座椅,其特征在于,所述椅背设有两组所述共振器(20),两组所述共振器(20)的细管(202)开口(202a),分别外露于所述椅背的一侧和另一侧。
4.如权利要求2所述的汽车降噪座椅,其特征在于,所述椅背内部设有支架,所述共振器(20)固定于所述支架;或,所述椅背内部设有海绵体,所述共振器(20)由所述海绵体夹持定位。
5.如权利要求2-4任一项所述的汽车降噪座椅,其特征在于,所述椅背包括靠背(101)和位于所述靠背(101)之上的头枕(102);所述细管(202)的开口(202a)外露于所述靠背(101)的顶部,或,所述细管(202)的开口(202a)外露于所述头枕(102)。
6.如权利要求5所述的汽车降噪座椅,其特征在于,所述主腔室(201)设于所述靠背(101)内,所述细管(202)延伸至所述靠背(101)的顶部,使所述开口(202a)外露于所述顶部;或,所述细管(202)自所述靠背(101)延伸至所述头枕(102),使所述开口(202a)外露于所述头枕(102)的侧壁。
7.如权利要求5所述的汽车降噪座椅,其特征在于,所述开口(202a)由织物包覆。
8.如权利要求5所述的汽车降噪座椅,其特征在于,所述开口(202a)平齐于所述靠背(101)的顶部外表面,或平齐于所述头枕(102)的侧壁。
9.如权利要求1-4任一项所述的汽车降噪座椅,其特征在于,所述共振器(20)的降噪频率根据所述汽车的空腔模态频率设置。
10.汽车,包括位于车内的座椅,其特征在于,所述座椅为权利要求1-9任一项所述的汽车降噪座椅。
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