ITTO960296A1

ITTO960296A1 - SOUNDPROOFING SYSTEM FOR VEHICLES.

Info

Publication number: ITTO960296A1
Application number: IT96TO000296A
Authority: IT
Inventors: Giacomo Ruspa
Original assignee: Ricerche Fiat Societa Conso Rt
Priority date: 1996-04-17
Filing date: 1996-04-17
Publication date: 1997-10-17
Also published as: IT1286724B1; ITTO960296A0

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo : DESCRIPTION of the industrial invention entitled:

"Sistema di fonoriproduzione per veicoli" "Sound reproduction system for vehicles"

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

La presente invenzione si riferisce in generale ai sistemi di fonoriproduzione , comprendenti mezzi a fonorilevatore (per il rilevamento di una registrazione sonora da un supporto a disco o a nastro magnetico) o a fonoricevitore (un apparecchio radio), mezzi di amplificazione e mezzi di emissione sonora. The present invention relates in general to sound reproduction systems, comprising sound detector means (for detecting a sound recording from a disk or magnetic tape medium) or sound receiver (a radio device), amplification means and sound emission means.

Tradizionalmente in tali sistemi di fonoriproduzione i mezzi di emissione sonora sono costituiti da uno o più altoparlanti con diaframmi vibranti attivati da appositi trasduttori-attuatori per l'irradiazione dell'energia sonora. Tali altoparlanti presentano una configurazione più o meno costruttivamente complessa e comunque normalmente costosa, e la loro installazione, particolarmente nel caso di impianti di fonoriproduzione installati a bordo di veicoli (autovetture, autobus, veicoli industriali, trattori e macchine movimento terra, aeromobili, veicoli su rotaia etc.) è relativamente complicata e vincolata agli spazi disponibili. Inoltre le prestazioni acustiche dei sistemi di fonoriproduzione convenzionali installati a bordo di veicoli sono sensibilmente penalizzate rispetto al caso di analoghi sistemi di fonoriproduzione utilizzati, ad esempio, in ambienti domestici. Questi limiti derivano dalla rumorosità di fondo dell'abitacolo del veicolo e dal fatto che all'interno dell'abitacolo i mezzi di emissione sonora (altoparlanti convenzionali), le superfici riflettenti e gli ascoltatori sono in genere fra loro molto ravvicinati. Onde sonore dirette e riflesse dalle superfici arrivano quasi contemporaneamente alle orecchie degli occupanti del veicolo, per cui si viene a perdere quell'importante effetto chiamato campo diffuso, che caratterizza ambienti di dimensioni maggiori. Per ovviare a questo inconveniente, ovvero per creare situazioni di campo diffuso, è possibile introdurre ritardi fra i vari diffusori acustici, in modo da creare effetti di riverbero artific ia1i. Questi sistemi sono tuttavia complicati, e per lo più originano nell'ascoltatore effetti non naturali, e quindi poco graditi. Traditionally in such sound reproduction systems the sound emission means consist of one or more loudspeakers with vibrating diaphragms activated by special transducers-actuators for the irradiation of sound energy. These loudspeakers have a more or less constructively complex and in any case normally expensive configuration, and their installation, particularly in the case of sound reproduction systems installed on board vehicles (cars, buses, industrial vehicles, tractors and earthmoving machinery, aircraft, vehicles on rail etc.) is relatively complicated and constrained to the available space. Furthermore, the acoustic performance of conventional sound reproduction systems installed on board vehicles are significantly penalized with respect to the case of similar sound reproduction systems used, for example, in domestic environments. These limits derive from the background noise of the passenger compartment of the vehicle and from the fact that inside the passenger compartment the means of sound emission (conventional loudspeakers), reflective surfaces and listeners are generally very close to each other. Direct and reflected sound waves from the surfaces arrive almost simultaneously to the ears of the vehicle occupants, so that the important effect called diffuse field, which characterizes larger rooms, is lost. To overcome this drawback, or to create diffuse field situations, it is possible to introduce delays between the various loudspeakers, in order to create artificial reverb effects ia1i. However, these systems are complicated, and mostly originate unnatural effects in the listener, and therefore unwelcome.

Una soluzione più efficace per generare situazioni di campo diffuso è proposta, con particolare riferimento ad un velivolo, nel documento GB-A-2 .020.509 , secondo cui ai pannelli di rivestimento interno della fusoliera, ed in particolare pannelli di rivestimento a nido d'ape o a sandwich connessi elasticamente alla struttura portante esterna, sono applicati attuatori di eccitazione elettromagnetici. In tal modo tali pannelli di rivestimento interno vengono fatti vibrare per produrre suono ad audio-frequenze, realizzando una distribuzione sonora uniforme. A more effective solution to generate diffuse field situations is proposed, with particular reference to an aircraft, in the document GB-A-2 .020.509, according to which the internal lining panels of the fuselage, and in particular the honeycomb lining panels bee or sandwich connected elastically to the external bearing structure, electromagnetic excitation actuators are applied. In this way, these internal lining panels are made to vibrate to produce audio-frequency sound, realizing a uniform sound distribution.

Soluzioni analoghe, specificatamente applicate ad autovetture, sono pure note dai documenti EP-A-0054945 , US 4,551,849 e US 4,720,867. Secondo questi documenti, viene pure impiegato un dispositivo di eccitazione elettromagnetico connesso ad un pannello che forma parte della struttura dell'autoveicolo, particolarmente per la generazione di basse frequenze. Anche in questo caso il pannello è un elemento di rivestimento interno, ad esempio di una portiera, oppure un ripiano di cappelliera posteriore . Similar solutions, specifically applied to motor vehicles, are also known from documents EP-A-0054945, US 4,551,849 and US 4,720,867. According to these documents, an electromagnetic excitation device connected to a panel which forms part of the motor vehicle structure is also used, particularly for the generation of low frequencies. Also in this case the panel is an internal covering element, for example of a door, or a rear parcel shelf.

Un'ulteriore soluzione è descritta nei documenti WO 90/13109 e GB-A-2 .252-657 , che mostrano un sistema sonoro applicabile ad un autoveicolo per generare effetti particolari come il rumore tipico di una vettura da competizione. Tale sistema utilizza vibratori montati su pannelli del veicolo, che possono anche fare parte di un dispositivo di controllo attivo antirumore. Nè i vibratori nè i pannelli su cui tali vibratori sono montati sono descritti in dettaglio nei suddetti due documenti. A further solution is described in documents WO 90/13109 and GB-A-2 .252-657, which show a sound system applicable to a motor vehicle to generate particular effects such as the typical noise of a racing car. This system uses vibrators mounted on vehicle panels, which can also be part of an active noise control device. Neither the vibrators nor the panels on which these vibrators are mounted are described in detail in the above two documents.

Sistemi di controllo attivo anti-rumore che utilizzano trasduttori piezoelettrici sono anche noti nella tecnica, ad esempio dal documento EP-A-0618564, con specifico riferimento ad un veicolo ferroviario, e dal documento WO 95/07530, con specifico riferimento ad un'installazione fissa. Questi sistemi di controllo attivo antirumore non sono idonei a produrre suoni ad audiofrequenze di intrattenimento, particolarmente musica e simili, con la necessaria fedeltà. Active anti-noise control systems using piezoelectric transducers are also known in the art, for example from document EP-A-0618564, with specific reference to a railway vehicle, and from document WO 95/07530, with specific reference to an installation fixed. These active noise control systems are not suitable for producing entertainment audio frequency sounds, particularly music and the like, with the necessary fidelity.

Più in generale, nessuno dei sistemi noti dai documenti sopra menzionati permette di generare situazioni di campo diffuso del suono con una riproduzione di alta qualità in un'ampia gamma di audiofrequenze, senza effetti negativi di direzionalità, e con la chiarezza e brillantezza necessarie nel caso di riproduzioni musicali. More generally, none of the systems known from the aforementioned documents allow to generate diffuse field situations of sound with high quality reproduction in a wide range of audio frequencies, without negative effects of directionality, and with the clarity and brilliance necessary in the case of music reproductions.

Lo scopo della presente invenzione è quello di realizzare un sistema di fonoriproduzione per veicoli che consenta di ovviare agli inconvenienti suddetti. The object of the present invention is that of realizing a sound reproduction system for vehicles which allows to overcome the aforementioned drawbacks.

In vista di raggiungere tale scopo, l'invenzione ha per oggetto un sistema di fonoriproduzione per veicoli, comprendente mezzi a fonorilevatore o a fonoricevitore , mezzi di amplificazione e mezzi di emissione sonora includenti mezzi vibratori operativamente associati ad almeno un pannello che forma parte della struttura del veicolo ed è atto a vibrare per produrre suono ad audio-frequenze, la cui caratteristica essenziale risiede nel fatto che: In order to achieve this object, the invention relates to a sound reproduction system for vehicles, comprising sound detector or sound receiver means, amplification means and sound emission means including vibrating means operatively associated with at least one panel which forms part of the structure of the vehicle and is able to vibrate to produce sound at audio-frequencies, the essential characteristic of which lies in the fact that:

- detto almeno un pannello consiste in una parete di lamiera esterna della carrozzeria del veicolo alla quale è connessa in modo noto una parete interna di rivestimento generalmente rigida , - said at least one panel consists of an external sheet metal wall of the vehicle bodywork to which a generally rigid internal lining wall is connected in a known way,

- detti mezzi vibratori comprendono almeno un attuatore/trasduttore piezoelettrico a piastra sottile, di tipo noto, fissato rigidamente alla superficie interna di detta parete esterna, a distanza da detta parete di lamiera interna di rivestimento . - said vibrating means comprise at least one piezoelectric actuator / transducer with thin plate, of a known type, rigidly fixed to the internal surface of said external wall, at a distance from said internal covering sheet metal wall.

Preferibilmente, il suddetto almeno un attuatore/trasduttore piezoelettrico a piastra sottile è fissato in corrispondenza di una zona concava della parete esterna di carrozzeria, e fra l'attuatore/trasduttore piezoelettrico e tale zona concava della parete esterna di carrozzeria è interposto un elemento a cuscinetto rigido di raccordo e fissaggio. L'elemento a cuscinetto è formato da uno strato di resina ad elevato modulo elastico, preferibilmente una resina epossidica bi-componente , in modo da garantire il massimo grado di rigidezza nell'unione fra l'attuatore/trasduttore piezoelettrico e la parete esterna di carrozzeria. Preferably, the aforementioned at least one piezoelectric actuator / transducer with thin plate is fixed in correspondence with a concave area of the external body wall, and a bearing element is interposed between the piezoelectric actuator / transducer and this concave area of the external body wall. rigid connection and fixing. The bearing element is formed by a layer of resin with a high elastic modulus, preferably a two-component epoxy resin, in order to guarantee the maximum degree of stiffness in the union between the piezoelectric actuator / transducer and the external body wall. .

Secondo una forma preferita di attuazione dell'invenzione, il sistema di fonoriproduzione comprende una pluralità di detti attuatori/trasduttori piezoelettrici a piastra sottile applicati alle pareti esterne di carrozzeria definenti rispettivamente le porte laterali ed il tetto del veicolo. According to a preferred embodiment of the invention, the sound reproduction system comprises a plurality of said thin plate piezoelectric actuators / transducers applied to the external bodywork walls defining respectively the side doors and the roof of the vehicle.

Con questa configurazione, il sistema di fonoriproduzione secondo l'invenzione produce nel funzionamento effetti di avvolgimento With this configuration, the sound reproduction system according to the invention produces winding effects in operation

dell'interno dell'abitacolo del veicolo da parte of the interior of the passenger compartment of the vehicle aside

del campo sonoro. Tale effetto acustico deriva of the sound field. This acoustic effect arises

dalla notevole estensione delle superfici che by the considerable extension of the surfaces that

diffondono i suoni, in una configurazione per spread the sounds, in a configuration for

così dire appunto avvolgente in relazione agli so to speak precisely enveloping in relation to

ascoltatori, cioè agli occupanti del veicolo. La listeners, i.e. the occupants of the vehicle. There

disposizione degli attuatori/trasduttori arrangement of the actuators / transducers

piezoelettrici a piastra sottile sulle pareti di, lamiera esterne della carrozzeria del veicolo thin plate piezoelectric on the outside walls of the vehicle body

consente di ottenere modi di vibrazione ricchi e allows for rich and rich vibration modes

complessi, e conseguentemente una qualità e complex, and consequently a quality e

fedeltà di riproduzione sonora, particolarmente fidelity of sound reproduction, particularly

di musica, sorprendentemente elevate, e neppure of music, surprisingly high, and not even

confrontabili con le soluzioni secondo la tecnica comparable with the solutions according to the technique

anteriore in cui gli organi vibra- ri sono anterior in which the organs vibra- ri are

applicati a pannelli interni di rivestimento. Ciò ‘ deriva dal fatto che, in accordo con la applied to internal cladding panels. This derives from the fact that, in accordance with the

disposizione secondo l'invenzione, i suoni arrangement according to the invention, the sounds

prodotti dalle vibrazioni delle pareti di lamiera produced by the vibrations of the sheet metal walls

esterna della carrozzeria risultano estremamente exterior of the bodywork are extremely

brillanti e chiari, con una elevata e ben bright and clear, with a high and well

equilibrata densità modale su tutto lo spettro balanced modal density across the spectrum

dell'udibile. Le pareti o pannelli interni di of the audible. The walls or interior panels of

rivestimento associati alle pareti di lamiera cladding associated with sheet metal walls

esterne alle quali sono applicati gli attuatori/trasduttori piezoelettrici a piastra sottile, oltre a definire con tali pareti esterne elementi a cassa armonica che favoriscono la produzione di basse frequenze, smorzano e assorbono l'energia acustica associata alle onde sonore ad alta frequenza. D'altra parte, la prontezza di risposta vibrazionale delle pareti di lamiera esterna si traduce in una notevole chiarezza dei suoni nei transitori di attacco. to which the thin plate piezoelectric actuators / transducers are applied, in addition to defining with these external walls harmonic box elements that favor the production of low frequencies, dampen and absorb the acoustic energy associated with high frequency sound waves. On the other hand, the vibrational response readiness of the external sheet metal walls results in a remarkable clarity of the sounds in the attack transients.

In definitiva, il sistema di fonoriproduzione secondo l'invenzione consente sorprendentemente di ottenere emissioni sonore di elevata qualità, entro una gamma amplissima di audio-frequenze. Ultimately, the sound reproduction system according to the invention surprisingly allows to obtain high quality sound emissions, within a very wide range of audio-frequencies.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno evidenti nel corso della dettagliata descrizione che segue, con riferimento ai disegni annessi forniti a puro titolo di esempio non limitativo, nei quali: Further characteristics and advantages of the invention will become evident in the course of the detailed description that follows, with reference to the attached drawings provided purely by way of non-limiting example, in which:

la figura 1 è una vista prospettica schematica che mostra la carrozzeria di un'autovettura provvista di un sistema di fonoriproduzione secondo l'invenzione, figure 1 is a schematic perspective view showing the bodywork of a car equipped with a sound reproduction system according to the invention,

la figura 2 è una vista diagrammatica che mostra un esempio di configurazione del sistema di fonoriproduzione , Figure 2 is a diagrammatic view showing an example of configuration of the sound reproduction system,

la figura 3 è una vista in sezione ed in maggiore scala secondo la linea III-III della figura 1, Figure 3 is a sectional view on a larger scale along the line III-III of Figure 1,

la figura 4 è una vista in elevazione e parzialmente rotta di un componente della carrozzeria rappresentata nella figura 1, e Figure 4 is a partially broken elevational view of a component of the bodywork shown in Figure 1, and

la figura 5 è una vista in sezione ed in maggiore scala secondo la linea V-V della figura 1. Figure 5 is a sectional view on a larger scale along the line V-V of Figure 1.

Riferendosi ai disegni, con 1 è indicata la carrozzeria di un’autovettura comprendente, tra l'altro, pannelli di lamiera 2, 3 che definiscono le pareti esterne rispettivamente delle porte laterali 4 e del tetto 5 del veicolo. Referring to the drawings, 1 indicates the bodywork of a car comprising, among other things, sheet metal panels 2, 3 which define the external walls respectively of the side doors 4 and the roof 5 of the vehicle.

Come è illustrato schematicamente nella figura 4, al pannello esterno di lamiera 2 di ciascuna porta laterale 4 è applicato in modo noto un pannello interno di rivestimento 6 normalmente di materia plastica, e quindi generalmente rigido. Analogamente, come è illustrato schematicamente nella figura 5, al pannello di lamiera esterno 3 del tetto 5 è applicato un pannello interno di rivestimento 12, anch'esso normalmente di materia plastica e quindi relativamente rigido. As shown schematically in Figure 4, an internal covering panel 6 normally of plastic material, and therefore generally rigid, is applied to the outer sheet metal panel 2 of each side door 4. Similarly, as is schematically illustrated in Figure 5, an internal covering panel 12 is applied to the outer sheet metal panel 3 of the roof 5, which is also normally of plastic material and therefore relatively rigid.

Secondo l'invenzione, alle superfici interne dei pannelli esterni di lamiera 2 delle porte laterali 4 e 3 del tetto 5 sono rigidamente fissati, con le modalità chiarite nel seguito, attuatori/trasduttori piezoelettrici a piastra sottile 7 di tipo noto, ad esempio prodotti e commercializzati da EDO CORPORATION. Nel caso dell'esempio illustrato, gli attuatori/trasduttori piezoelettrici 7 presentano forma quadrangolare. Altre forme, ad esempio circolare, sono pure prospettabili. According to the invention, to the internal surfaces of the external sheet metal panels 2 of the side doors 4 and 3 of the roof 5 are rigidly fixed, in the manner explained below, piezoelectric thin plate actuators / transducers 7 of known type, for example products and marketed by EDO CORPORATION. In the case of the illustrated example, the piezoelectric actuators / transducers 7 have a quadrangular shape. Other forms, for example circular, are also conceivable.

Per i motivi che risulteranno più evidenti nel seguito, è opportuno che ciascun attuatore/trasduttore piezoelettrico 7 sia fissato in corrispondenza di una zona concava o comunque anche solo lievemente avvolgente del rispettivo pannello esterno di lamiera 2, 3. Un requisito fondamentale è che l'unione fra l'attuatore/trasduttore piezoelettrico 7 e il pannello di lamiera esterna 2 o 3 sia estremamente rigido, allo scopo di non alterare le caratteristiche di vibrazione di tale attuatore/trasduttore piezoelettrico quando esso viene eccitato. For the reasons that will become more evident in the following, it is advisable that each piezoelectric actuator / transducer 7 is fixed in correspondence with a concave area or in any case even only slightly enveloping the respective external sheet metal panel 2, 3. A fundamental requirement is that the the union between the piezoelectric actuator / transducer 7 and the external sheet metal panel 2 or 3 is extremely rigid, in order not to alter the vibration characteristics of this piezoelectric actuator / transducer when it is energized.

A tale effetto, e come è schematicamente rappresentato nella figura 3 con riferimento ad una delle porte laterali 4, il fissaggio è realizzato tramite incollaggio, mediante uno strato di resina ad elevato modulo elastico, preferibilmente resina epossidica bi-componente , formante un cuscinetto rigido di raccordo e fissaggio 8 fra le superfici di unione del pannello esterno di lamiera 2 (come detto preferibilmente curvo) e dell 'attuatore/trasduttore piezoelettrico 7 (normalmente piano). To this effect, and as is schematically represented in Figure 3 with reference to one of the side doors 4, the fixing is achieved by gluing, by means of a layer of resin with a high elastic modulus, preferably two-component epoxy resin, forming a rigid bearing of connection and fixing 8 between the joining surfaces of the outer sheet metal panel 2 (as said preferably curved) and of the piezoelectric actuator / transducer 7 (normally flat).

La figura 2 illustra in forma schematica ed a titolo di esempio una possibile distribuzione degli attuatori/trasduttori piezoelettrici 7 sui pannelli esterni di lamiera 2, 3. Secondo questa distribuzione, al pannello di lamiera esterna 2 di ciascuna porta laterale 4 è applicato un unico attuatore/trasduttore piezoelettrico 7, ed al pannello di lamiera esterno 3 del tetto 5 è applicata una pluralità (nell'esempio illustrato in numero di cinque) di attuatori/trasduttori piezoelettrici 7. Questa distribuzione, che sperimentalmente si è dimostrata particolarmente efficace, non deve tuttavia essere intesa in senso limitativo: ad esempio, al pannello esterno di lamiera 2 di ciascuna porta laterale 4 potrebbero essere applicati due o più attuatori/trasduttori piezoelettrici 7. Inoltre, analoghi attuatori/trasduttori piezoelettrici 7 potrebbero anche essere applicati al pavimento e/o al pannello esterno di un'eventuale porta posteriore del veicolo. Figure 2 illustrates in schematic form and by way of example a possible distribution of the piezoelectric actuators / transducers 7 on the external sheet metal panels 2, 3. According to this distribution, a single actuator is applied to the external sheet metal panel 2 of each side door 4 / piezoelectric transducer 7, and a plurality (in the example illustrated in number of five) of piezoelectric actuators / transducers 7 is applied to the outer sheet metal panel 3 of the roof 5. be understood in a limiting sense: for example, two or more piezoelectric actuators / transducers 7 could be applied to the outer sheet metal panel 2 of each side door 4. Furthermore, similar piezoelectric actuators / transducers 7 could also be applied to the floor and / or external panel of any rear door of the vehicle.

Inoltre, sono anche possibili configurazioni di attuatori/trasduttori piezoelettrici 7 a più strati . Furthermore, configurations of multi-layered piezoelectric actuators / transducers 7 are also possible.

Ritornando all'esempio della figura 5, gli attuatori/trasduttori piezoelettrici 7 corrispondenti ai pannelli di lamiera esterni 2 delle porte laterali di sinistra, unitamente agli attuatori/trasduttori piezoelettrici 7 applicati nella zona di sinistra del pannello di lamiera esterno 3 del tetto 5, sono elettricamente collegati in parallelo ad un'unità di pilotaggio di sinistra 9. Analogamente, gli attuatori/trasduttori piezoelettrici 7 corrispondenti ai pannelli di lamiera esterni 2 delle porte laterali 4 di destra, unitamente agli attuatori/trasduttori piezoelettrici 7 applicati alla zona di destra del pannello di lamiera esterno 3 del tetto 5, sono elettricamente collegati in parallelo ad un'unità di pilotaggio destra 10. Le unità di pilotaggio 9 e 10, attraverso le quali viene pilotata l'eccitazione dei rispettivi attuatori/trasduttori piezoelettrici 7, sono normalmente costituite da amplificatori, facenti parte di un sistema di fonoriproduzione di tipo generalmente convenzionale, comprendente un fonorilevatore e/o fonoricevitore 11. Il fonorilevatore può essere costituito, in modo convenzionale, da un lettore di un supporto di registrazione sonora di tipo meccanico, ottico o magnetico, ed il fonoricevitore può essere costruito da un normale apparecchio radio. Returning to the example of Figure 5, the piezoelectric actuators / transducers 7 corresponding to the external sheet metal panels 2 of the left side doors, together with the piezoelectric actuators / transducers 7 applied in the left area of the external sheet metal panel 3 of the roof 5, are electrically connected in parallel to a left driving unit 9. Similarly, the piezoelectric actuators / transducers 7 corresponding to the external sheet metal panels 2 of the right side doors 4, together with the piezoelectric actuators / transducers 7 applied to the right side of the panel of external sheet metal 3 of the roof 5, are electrically connected in parallel to a right-hand drive unit 10. The drive units 9 and 10, through which the excitation of the respective piezoelectric actuators / transducers 7 is piloted, are normally constituted by amplifiers, forming part of a generally conventional sound reproduction system, c comprising a sound detector and / or sound receiver 11. The sound detector can be constituted, in the conventional way, by a reader of a mechanical, optical or magnetic sound recording medium, and the sound receiver can be constructed from a normal radio device.

In pratica, nel sistema di fonoriproduzione sopra descritto i normali altoparlanti convenzionali vengono sostituiti dai gruppi attuatori/trasduttori piezoelettrici 7 con i pannelli di lamiera esterni 2, 3 ad essi operativamente connessi, che operano come elementi vibranti per la generazione dei suoni ad audio-frequenze . In practice, in the sound reproduction system described above, the normal conventional loudspeakers are replaced by the piezoelectric actuator / transducer groups 7 with the external sheet metal panels 2, 3 operatively connected to them, which operate as vibrating elements for the generation of audio-frequency sounds. .

Nel funzionamento, la notevole estensione delle superfici che diffondono i suoni permette di ottenere particolari effetti acustici a campo diffuso e avvolgente in relazione agli occupanti del veicolo. In tal modo è possibile ricreare all 'interno dell’abitacolo del veicolo interessanti effetti nel campo sonoro, così sintetizzabili : In operation, the considerable extension of the surfaces that diffuse the sounds allows to obtain particular acoustic effects with a diffuse and enveloping field in relation to the occupants of the vehicle. In this way it is possible to recreate interesting effects in the sound field inside the passenger compartment of the vehicle, which can be summarized as follows:

- effetto di avvolgimento (scatola sonora): questo effetto si ottiene in quanto tutte le pareti principali del veicolo si comportano da diffusori acustici. Potenzialmente tutta la scocca può partecipare alla generazione del campo sonoro ; - wrapping effect (sound box): this effect is obtained as all the main walls of the vehicle act as acoustic diffusers. Potentially the whole body can participate in the generation of the sound field;

- effetto di avvolgimento sovrapposto ad effetto stereo: - wrapping effect superimposed on stereo effect:

questo effetto è ottenibile in presenza di registrazione stereo binaurale . Il segnale relativo a ciascun canale viene inviato separatamente ad esempio agli attuatori/trasduttori piezoelettrici 7 di sinistra, attraverso l'unità di pilotaggio 9, ed agli attuatori/trasduttori piezoelettrici di destra, attraverso l'unità di pilotaggio 10. Questo effetto può essere esteso anche al caso quadrifonico ; this effect is obtainable in the presence of binaural stereo recording. The signal relating to each channel is sent separately, for example, to the left piezoelectric actuators / transducers 7, through the driving unit 9, and to the right piezoelectric actuators / transducers, through the driving unit 10. This effect can be extended also to the quadraphonic case;

-effetto teatro: - theater effect:

qualora la registrazione venga effettuata in un teatro utilizzando un manichino binaurale, è possibile con buona fedeltà riprodurre quanto percepito da un ascoltatore in una particolare situazione acustica dovuta all'ambiente in cui viene registrato il suono, inviando separatamente il segnale binaurale agli attuatori/trasduttori piezoelettrici 7 di destra e di sinistra, dopo aver apportato mediante opportuni filtri le eventuali correzioni di cross-over. Questo effetto è garantito dal fatto che l'abitacolo del veicolo presenta caratteristiche di assorbimento acustico molto elevate, e quindi non "colora" il campo sonoro registrato per effetto di riverberi aggiuntivi dovuti all'ambiente in cui viene riprodotto il suoni. if the recording is made in a theater using a binaural manikin, it is possible with good fidelity to reproduce what a listener perceives in a particular acoustic situation due to the environment in which the sound is recorded, sending the binaural signal separately to the piezoelectric actuators / transducers 7 on the right and on the left, after having made any cross-over corrections using appropriate filters. This effect is guaranteed by the fact that the passenger compartment of the vehicle has very high sound absorption characteristics, and therefore does not "color" the recorded sound field due to the effect of additional reverberations due to the environment in which the sound is reproduced.

Gli effetti sopra elencati, assai piacevoli e naturali, sono conseguenza del fatto che i pannelli esterni 2, 3 che circondano il passeggero all'interno dell'abitacolo vibrano e generano in toto il campo sonoro. In pratica la posizione della sorgente sonora non è percepibile, e quindi si perdono gli effetti di direzionalità (per lo più falsa) inevitabilmente associati alla posizione degli altoparlanti convenzionali, che sono in numero finito. Tuttavia, secondo quanto chiarito in precedenza, viene salvaguardato l'effetto stereofonico, qualora previsto in fase di registrazione. The effects listed above, very pleasant and natural, are a consequence of the fact that the external panels 2, 3 that surround the passenger inside the passenger compartment vibrate and generate the sound field in its entirety. In practice, the position of the sound source is not perceptible, and therefore the directionality effects (mostly false) inevitably associated with the position of conventional speakers, which are finite in number, are lost. However, according to what has been clarified above, the stereophonic effect is safeguarded, if foreseen during the recording phase.

Ulteriori effetti positivi derivanti dalla configurazione del sistema di fonoriproduzione secondo l'invenzione consistono nella brillantezza e nella chiarezza dei suoni emessi. Grazie alla presenza di una elevata e ben equilibrata densità modale su tutto lo spettro dell'udibile, si percepisce una qualità di suoni brillante, ma non metallica. Infatti eventuali effetti metallici sono drasticamente ridotti dalla presenza dei pannelli interni di rivestimento 6 e 12, che smorzano e assorbono l'energia acustica associata alle onde sonore ad alta frequenza. Questo effetto non sarebbe ottenibile qualora gli attuatori/trasduttori piezoelettrici 7 fossero applicati, anziché ai pannelli esterni di lamiera 2, 3, ai pannelli interni di rivestimento 6 e 12. Further positive effects deriving from the configuration of the sound reproduction system according to the invention consist in the brilliance and clarity of the emitted sounds. Thanks to the presence of a high and well balanced modal density over the entire audible spectrum, a bright but not metallic sound quality is perceived. In fact, any metallic effects are drastically reduced by the presence of the internal cladding panels 6 and 12, which dampen and absorb the acoustic energy associated with high-frequency sound waves. This effect would not be obtainable if the piezoelectric actuators / transducers 7 were applied, instead of to the external sheet metal panels 2, 3, to the internal cladding panels 6 and 12.

Inoltre, la prontezza di risposta vibrazionale dei pannelli di lamiera esterni 2 e 3, derivante anche dalle specifiche modalità di fissaggio descritte in precedenza degli attuatori/trasduttori piezoelettrici 7, si traduce in una notevole chiarezza del suono nei transitori di attacco. Furthermore, the vibrational response readiness of the external sheet metal panels 2 and 3, also deriving from the specific fixing methods described above of the piezoelectric actuators / transducers 7, results in a remarkable clarity of the sound in the attack transients.

Naturalmente, in funzione del materiale, dell'estensione e della configurazione dei pannelli esterni vibranti, potranno essere utilizzati accorgimenti generalmente convenzionali per migliorare l'emissione della gamma delle frequenze acustiche, particolarmente di quelle più basse. Naturally, according to the material, the extension and the configuration of the vibrating external panels, generally conventional expedients can be used to improve the emission of the range of acoustic frequencies, particularly of the lower ones.

Apparirà evidente che le possibilità di applicazione dell'invenzione sono molteplici, e non devono essere intese come limitate dalla descrizione che precede. E' inoltre chiaro che il sistema di fonoriproduzione secondo l'invenzione è applicabile non soltanto ad autovetture, ma a qualsiasi tipo di veicolo, anche per trasporto pubblico (autobus, veicoli industriali, trattori e macchine movimento terra, aeromobili, veicoli su rotaia, imbarcazioni etc). It will be evident that the possibilities of application of the invention are manifold, and should not be understood as limited by the preceding description. It is also clear that the sound reproduction system according to the invention is applicable not only to cars, but to any type of vehicle, including for public transport (buses, industrial vehicles, tractors and earth-moving machinery, aircraft, rail vehicles, boats etc).

Secondo un'ulteriore applicazione dell'invenzione, gli attuatori/trasduttori piezoelettrici 7 applicati ai pannelli di lamiera esterni della struttura del veicolo potrebbero essere impiegati, oltre che per la fonoriproduzione , anche come elementi attivi di un sistema di controllo anti-rumore, per pilotare vibrazioni di tali pannelli esterni atte a contrastare fenomeni acustici disturbanti. In pratica quindi gli stessi attuatori/trasduttori piezoelettrici 7 possono operare simultaneamente sia per la cancellazione di fenomeni acustici disturbanti, attraverso il sistema di controllo attivo anti-rumore, sia per l'emissione di suoni musicali e simili. According to a further application of the invention, the piezoelectric actuators / transducers 7 applied to the external sheet metal panels of the vehicle structure could be used, as well as for sound reproduction, also as active elements of an anti-noise control system, to drive vibrations of these external panels designed to counteract disturbing acoustic phenomena. In practice, therefore, the same piezoelectric actuators / transducers 7 can operate simultaneously both for the cancellation of disturbing acoustic phenomena, through the active anti-noise control system, and for the emission of musical sounds and the like.

Inoltre, e secondo un ulteriore aspetto peculiare, il sistema secondo l'invenzione può anche essere impiegato come diffusore di suoni verso l'esterno, in un campo vicino, dei messaggi vocali generati dall'interno del veicolo. A tale effetto, può essere previsto un microfono o sensore piezoelettrico 13 disposto all'interno dell'abitacolo ad esempio in vicinanza della postazione di guida, il quale attraverso un opportuno amplificatore 14 fornisce i segnali da inviare ai vibratori piezoelettrici 3 mediante l'unità di pilotaggio sinistra 9 e/o destra 10. Moreover, and according to a further peculiar aspect, the system according to the invention can also be used as a sound diffuser towards the outside, in a near field, of the voice messages generated from inside the vehicle. To this effect, a piezoelectric microphone or sensor 13 may be provided, arranged inside the passenger compartment, for example in the vicinity of the driving position, which, through a suitable amplifier 14, supplies the signals to be sent to the piezoelectric vibrators 3 by means of the control unit. left 9 and / or right 10 piloting.

Naturalmente i particolari di costruzione e le forme di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione, così come definita nelle rivendicazioni che seguono. Naturally, the details of construction and the embodiments may be widely varied with respect to what has been described and illustrated, without thereby departing from the scope of the present invention, as defined in the following claims.

Claims

CLAIMS 1. Sound reproduction system for vehicles, comprising sound detector or sound receiver means (11), amplification means (9, 10) and sound emission means including vibrating means (7) operatively associated with at least one panel (2, 3) which forms part of the structure (1) of the vehicle and is capable of vibrating to produce sound at audio-frequencies, characterized by the fact that: - said at least one panel consists of an external sheet metal wall (2, 3) of the vehicle bodywork (1) to which a generally rigid internal lining wall (6, 12) is connected in a known way, - said vibrating means comprise at least one thin plate piezoelectric actuator / transducer (7), of a known type, rigidly fixed to the internal surface of said external sheet metal wall (2, 3), at a distance from said internal covering wall (6, 12).

2. Sound reproduction system according to claim 1, characterized in that said at least one thin plate piezoelectric actuator / transducer (7) is fixed in correspondence with a substantially concave area of said external wall (2, 3), and by the fact that between said at least one thin plate piezoelectric actuator / transducer (7) and said outer wall (2, 3) there is interposed a rigid bearing element for connection and fixing (8).

3. Sound reproduction system according to claim 2, characterized in that said bearing element (8) is formed by a layer of resin with a high elastic modulus.

4. Sound reproduction system according to claim 3, characterized in that said resin is an epoxy resin.

5. Sound reproduction system according to claim 1, characterized in that it comprises a plurality of said thin plate piezoelectric actuators / transducers (7) applied to the external bodywork walls (2, 3) respectively defining at least the side doors (4) and the roof (5) of the vehicle.

6. Sound reproduction system according to claim 5, characterized in that at least one thin plate piezoelectric actuator / transducer (7) is applied to each external door wall (2) (3), to the external roof wall (3) ( 5) a plurality of said thin plate piezoelectric actuators / transducers (7) is applied, and from the fact that the sound reproduction system includes a pair of driving units (9, 10) of said thin plate piezoelectric actuators / transducers (7 ), one of which is operatively connected to the thin plate piezoelectric actuator / transducer (7) corresponding to or each side door (4) of a side of the vehicle and to a part of said plurality of thin plate piezoelectric actuators / transducers ( 7) corresponding to the roof (5), and the other is operationally connected to the thin plate piezoelectric actuator / transducer (7) corresponding to or to each side door (4) of the other side of the vehicle. or and to the remaining part of said plurality of thin plate piezoelectric actuators / transducers (7) corresponding to the roof (5).

7. Sound reproduction system according to any one of the preceding claims, characterized in that it further comprises microphone means (13) arranged inside the vehicle and operatively connected to said at least one thin plate piezolectric transducer / actuator (7) for diffusion of sounds towards the outside, in a near field, of voice messages generated from inside the vehicle.

8. Vehicle comprising a sound reproduction system according to any one of claims 1 to 7. All substantially as described and illustrated and for the specified purposes.