JP4371420B2 - 防音装置 - Google Patents
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Description
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項1の発明は、騒音(S1)を低減する防音装置であって、前記騒音を振動面で受けて音圧を電気信号に変換する第1の圧電フィルム(2A)と、前記第1の圧電フィルムの周縁部を保持する第1の保持部(4A)と、前記第1の圧電フィルムが出力する電気信号によって振動面を振動させて前記騒音を低減させる音(S2)を発生する第2の圧電フィルム(2B)と、前記第2の圧電フィルムの周縁部を保持する第2の保持部(4B)と、前記第1の圧電フィルムの両面にそれぞれ積層された電極層(3a,3b)間の電圧を測定する電圧測定部(14)と、前記第2の圧電フィルムが前記騒音を低減させる音を発生するように、前記第1の圧電フィルムが出力する電気信号を処理する信号処理部(15)と、前記第2の圧電フィルムが前記騒音を低減させる音を発生するように、この第2の圧電フィルムを振動させるための電力を発生する電力発生部(12)と、前記信号処理部及び前記電力発生部を制御する制御部(13)とを備え、前記制御部は、前記電圧測定部の測定結果に基づいて前記第1の圧電フィルムが出力する電流値が所定値を下回るような微小電流であると判断したときには、前記電力発生部が補助電源として機能するように、この電力発生部からこの第2の圧電フィルムに供給する電力を調整することを特徴とする防音装置(1)である。
以下、図面を参照して、この発明の第1実施形態について詳しく説明する。
図1は、この発明の第1実施形態に係る防音装置の分解状態を示す斜視図である。図2は、この発明の第1実施形態に係る防振部材の平面図である。図3は、図2のIII-III線で切断した状態を示す断面図である。図4は、この発明の第1実施形態に係る防音装置の使用状態を一例として示す斜視図である。
図1〜図3に示す防音装置1を道路や軌道に沿って設置する場合には、図4に示すように道路や軌道に沿って所定の間隔をあけて接続部8を設置し、この接続部8の嵌合部8a,8bの上端から保持部4の端部を差し込む。その結果、上下方向に隣接する2つの保持部4の上縁部と下縁部とが互いに接触して保持部4が上下方向に並べて設置されるとともに、左右方向に隣接する2つの保持部4の端部が互いに接続部8によって連結されて保持部4が左右方向に並べて設置される。道路や軌道に沿って自動車や列車が走行すると、図4に示すように騒音S1が発生して圧電フィルム2の振動面がこの騒音S1を受ける。圧電フィルム2が振動すると騒音S1の音圧に応じた電気信号(起電力)を発生し、電極層3a,3bから導電部5a,5bを通じて電流が流れる。自動車や列車が走行したときに発生する騒音S1を効果的に低減可能なように、電気熱変換部6の可変抵抗の抵抗値が最適値に調整されているため、導電部5a,5bを流れる電流が電気熱変換部6によって効率的よく熱に変換される。その結果、騒音S1による振動エネルギーが電気エネルギーに変換された後に熱エネルギーに変換されて、自動車や列車が走行したときに発生する騒音S1が低減する。
(1) この第1実施形態では、騒音S1を振動面で受けて音圧を電気信号に変換する圧電フィルム2の周縁部を保持部4が保持する。その結果、圧電フィルム2を保持部4によって強固に保持することができるため、防音装置1の取扱が容易になり防音装置1を簡単に短時間で設置することができる。
図5は、この発明の第2実施形態に係る防音装置の分解状態を示す斜視図である。以下では、図1〜図4に示す部分と同一の部分については、同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
図5に示す防音装置1は、圧電フィルム2と、電極層3a,3bと、保持部4と、導電部5a,5bと、信号処理部9と、蓄電部10などを備えている。防音装置1は、騒音S1による振動エネルギーを圧電フィルム2によって電気エネルギーに変換し、この電気エネルギーを蓄電部10によって蓄積して騒音S1を低減するパッシブ方式の防音装置である。
図6は、この発明の第3実施形態に係る防音装置の分解状態を示す斜視図である。図7は、この発明の第3実施形態に係る防音装置の使用状態を一例として示す斜視図である。
図6及び図7に示す防音装置1は、圧電フィルム2と、電極層3a,3bと、保持部4と、導電部5a,5bと、騒音検出部11と、電力発生部12と、制御部13などを備えており、この圧電フィルム2は振動面を振動させて騒音S1を低減させる音S2を発生するアクティブ方式の防音装置である。防音装置1は、騒音検出部11によって騒音S1を検出し、この騒音S1を打ち消すような音S2を圧電フィルム2に発生させて騒音S1を低減する。
(1) この第3実施形態では、振動面を振動させて騒音S1を低減させる音S2を発生する圧電フィルム2の周縁部を保持部4が保持する。その結果、圧電フィルム2を保持部4によって強固に保持することができるとともに、圧電フィルム2が発生する音S2によって騒音S1を低減することができる。
図8は、この発明の第4実施形態に係る防音装置に分解状態を示す斜視図である。図9は、この発明の第4実施形態に係る防音装置の使用状態を一例として示す斜視図である。
図8及び図9に示す防音装置1は、圧電フィルム2A,2Bと、電極層3a,3bと、保持部4A,4Bと、導電部5a,5bと、電力発生部12と、制御部13と、電圧測定部14と、信号処理部15などを備えている。圧電フィルム2A,2Bは、図1〜図3に示す圧電フィルム2と同一部材であり、圧電フィルム2Aは騒音S1を振動面で受けて音圧を電気信号に変換し、圧電フィルム2Bはこの電気信号によって振動面を振動させて騒音S1を低減させる。保持部4A,4Bは、図1〜図3に示す保持部4と同一部材であり、保持部4Aは圧電フィルム2Aの周縁部を保持し、保持部4Bは圧電フィルム2Bの周縁部を保持する。防音装置1は、騒音S1による振動エネルギーを圧電フィルム2Aによって電気エネルギーに変換し、この電気エネルギーによって圧電フィルム2Bの振動面を振動させて音S2を発生して、この音S2によって騒音S1を打ち消し低減させるアクティブ方式の防音装置である。
(1) この第4実施形態では、騒音S1を振動面で受けて音圧を電気信号に変換する圧電フィルム2Aの周縁部を保持部4Aが保持し、この電気信号によって振動面を振動させて騒音S1を低減させる音S2を発生する圧電フィルム2Bの周縁部を保持部4Bが保持する。このため、圧電フィルム2A,2Bを保持部4によって強固に保持することができるとともに、騒音S1による振動エネルギーを圧電フィルム2Aによって電気エネルギーに変換し、この電気エネルギーを利用して圧電フィルム2Bを振動させて音S2を発生させて騒音S1を低減することができる。
図10は、この発明の第5実施形態に係る防音装置の断面図である。
図10に示す防音装置1は、2枚の圧電フィルム2と、電極層3a,3bと、保持部4と、絶縁層16などを備えている。保持部4は、2枚の圧電フィルム2を積層状態で保持する部分であり、保持部材4aと保持部材4bとの間に圧電フィルム2を重ね合わせた状態で挟み込んでいる。絶縁層16は、2枚の圧電フィルム2を電気的に絶縁する部分であり、電極層3aと電極層3bとの間に挟み込まれた絶縁フィルム、又はこれらの間に塗布された絶縁塗料などである。この第5実施形態には、第1実施形態〜第4実施形態の効果に加えて、騒音低減効果をより一層向上させることができる。
図11は、この発明の第6実施形態に係る防音装置の使用状態を一例として示す斜視図である。
図11に示す防音装置1は、設置場所に応じて保持部4が所定の形状に予め形成されている。保持部4は、例えば、図11に示すように、予め湾曲した形状に形成して音源の移動方向に沿って現場で設置可能である。この第6実施形態には、第1実施形態〜第5実施形態の効果に加えて、車両の床下などのような複雑な設置場所や、配管類、エンジン又はこれらのカバーなどのような複雑な形状の音源に簡単に取り付けることができるため、現場で簡単に防音施工することができる。
図12は、この発明の第7実施形態に係る防音装置の使用状態を一例として示す斜視図であり、図12(A)は使用前の状態を示し、図12(B)は使用後の状態を示す。
図12に示す防音装置1は、設置場所に応じて保持部4が任意の形状に変形可能に形成されている。保持部4は、例えば、図12(B)に示すように、設置場所の状況に応じて矢印方向に折り曲げることで任意の形状に弾性変形可能である。この第7実施形態には、第1実施形態〜第5実施形態の効果に加えて、車両の床下などのような複雑な設置場所や、配管類、エンジン又はこれらのカバーなどのような複雑な形状の音源に、現場で任意の形状に変形させて簡単に取り付けることができる。
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この第1実施形態〜第7実施形態では、保持部4を左右方向及び上下方向に複数並べて設置する場合を例に挙げて説明したが、左右方向又は上下方向のいずれか一方に複数並べて設置することもできる。また、この第1実施形態では、抵抗値を調整可能な電気回路を電気熱変換部6が備える場合を例に挙げて説明したが、抵抗値、静電容量又はインダクタンスの少なくとも一つを調整可能な電気回路を備えるように電気熱変換部6を構成することもできる。
2,2A,2B 圧電フィルム
3a,3b 電極層
4,4A,4B 保持部
4a,4b 保持部材
5a,5b 導電部
6 電気熱変換部
7a,7b 固定部材
8 接続部
9 信号処理部
10 蓄電部
11 騒音検出部
12 電力発生部
13 制御部
14 電圧測定部
15 信号処理部
16 絶縁層
S1 騒音
S2 音
Claims (5)
- 騒音を低減する防音装置であって、
前記騒音を振動面で受けて音圧を電気信号に変換する第1の圧電フィルムと、
前記第1の圧電フィルムの周縁部を保持する第1の保持部と、
前記第1の圧電フィルムが出力する電気信号によって振動面を振動させて前記騒音を低減させる音を発生する第2の圧電フィルムと、
前記第2の圧電フィルムの周縁部を保持する第2の保持部と、
前記第1の圧電フィルムの両面にそれぞれ積層された電極層間の電圧を測定する電圧測定部と、
前記第2の圧電フィルムが前記騒音を低減させる音を発生するように、前記第1の圧電フィルムが出力する電気信号を処理する信号処理部と、
前記第2の圧電フィルムが前記騒音を低減させる音を発生するように、この第2の圧電フィルムを振動させるための電力を発生する電力発生部と、
前記信号処理部及び前記電力発生部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記電圧測定部の測定結果に基づいて前記第1の圧電フィルムが出力する電流値が所定値を下回るような微小電流であると判断したときには、前記電力発生部が補助電源として機能するように、この電力発生部から前記第2の圧電フィルムに供給する電力を調整すること、
を特徴とする防音装置。 - 請求項1に記載の防音装置において、
前記保持部は、前記圧電フィルムを積層状態で保持すること、
を特徴とする防音装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の防音装置において、
前記保持部を左右方向及び/又は上下方向に複数並べて設置するために、これらの保持部を接続する接続部を備えること、
を特徴とする防音装置。 - 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の防音装置において、
前記保持部は、設置場所に応じて所定の形状に予め形成されていること、
を特徴とする防音装置。 - 請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の防音装置において、
前記保持部は、設置場所に応じて任意の形状に変形可能に形成されていること、
を特徴とする防音装置。
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