JP5070527B2 - 振動および音波輻射抑制のための能動型/受動型分布式吸収器 - Google Patents
振動および音波輻射抑制のための能動型/受動型分布式吸収器 Download PDFInfo
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Description
hm/hp=(ρb/ρm)*10%=78000/11300*10%=7%
で算出できる。
図17および図17Aを参照すると、例[1]のHGブランケットは、発泡体層171,172,173および174を、それら発泡体層の一つ以上の層の各々の上に(図17および図17Aには四層ブランケットを示してあるが層数が4以上であっても4未満であっても差し支えないことは明らかであろう)マスを配置して積み重ねて構成する。これら層171,172,173および174を接着剤などで互いに接着する。これら層171,172,173および174の厚さは均一でも互いに異なっていてもよい。これら層171,172,173および174はマス179の深さと関連づけられた厚さおよび層数を有する。また、これら層171,172,173および174の構成材料は互いに同一でも互いに異なっていても差し支えない。ガラス繊維詰め物などの音響装置材料をこれら層171,172,173および174の発泡体材料の代わりに用いることもできる。
図18に示した例[2]のHGブランケットは特定の深さおよび位置に配置したマス189を含む。マス189を配置する深さは、材料181(発泡体、ガラス繊維詰め物など)の剛性およびマス189の重量を勘案して、周波数目標値で埋込みマス189が共振する深さとする。一方、マス189の配置位置は目標のモード形状に基づいて定める。材料181の剛性(発泡体剛性など)は測定値または計算値を用いる。
図19および19Aに示した例[3]のHGブランケットは、音響装置材料191(発泡体、ガラス繊維詰め物)の複数の層と、その音響装置材料層191に設けた孔192に配置したマス199とを含む。孔192の上側には、マス199をその孔の中に保持するように、音響装置材料(発泡体、ガラス繊維詰め物)でできた栓193を取り付ける。マス199を接着剤などで孔に保持することもできる。図19Aは、孔192を設け、マス199を挿入し、栓193を挿入し、その栓を固定することによって形成して完成したHGブランケット1999を示す。図19は、図19Aのブランケット1999の製造の少し前の工程における状態を示す。
図20に示したこの発明の例[4]のHGブランケットは、図形、湾曲セクション、長方形、L型セクション、および箱型などの形状を備える。円形状HGブランケット200Cは埋込みマス209と音響装置材料201(発泡体など)を備える。湾曲セクションHGブランケット200Yはマス209と音響装置材料201とを含む。長方形HGブランケット200Rはマス209と音響装置材料201とを備える。L型セクションHGブランケット200Lはマス209と音響装置材料201とを備える。箱型HGブランケット200Bは内側が中空であり、マス2009と音響装置材料201とを備える。
図21に示した埋込みマス219および音響装置材料211(発泡剤、ガラス繊維詰め物など)を備えるこの発明のHGブランケットの表面の形状は、畝状、曲面状曲線、ピーク状(単一ピークまたは複数ピーク)にすることができる。これらの表面形状は上述の例[1]乃至例[4]にも適用できる。曲線状または波状の表面の例を表面212として示す。鋸歯状表面の例を表面213として示す。表面214は楔状表面の例である。
図22Aおよび図22Bは、発泡体402の中に配置した薄い連続マス層400および半連続(例えばセグメント化した)マス層400’をそれぞれ示す。発泡体402は上述のとおり一枚岩状(単一の全部同質の厚い層)にも多層状にも構成できる。薄マス層400および400’は、金属、プラスチック、薄い弾性体マスなど多様な材料の任意のもので構成できる。この薄マス層の主要機能は、例えばx−y平面で発泡体の長さおよび幅に広がりを与え、ある程度の剛性を与えることである。発泡体の中に埋め込んだ柔軟なマスを含むだけの柔軟マスバリアを低周波音響信号および騒音の吸収に従来用いてきたが、この発明は発泡体402の中のx−y平面およびz軸方向に分布した複数の埋込みマス404を含むことにより吸収特性を大幅に改善できる。上述のとおり、複数の埋込みマス404は、図22Aおよび図22Bに示したデバイスで振動抑制可能な振動の周波数の調整を可能にする。それは、埋込みマスが振動(例えば音響信号および騒音)を軽減するよう連続マス層400または半連続マス層400’と協動するからである。これらの図に示した構成は連続マス層400または半連続マス層400’の表裏両面側に埋め込んだ複数のマス402を示しているが、これら複数のマス402を表面側だけまたは裏面側だけに配置しても差し支えないことは理解されよう。前述の理由で、図22Aおよび図22Bに示した柔軟マスバリアが従来技術によるものに比べてかなり軽量であることが理解されよう。すなわち、この発明の構成は複数の埋込みマス404とマス層400または400’との間のバネ/マス関係に基づく振動軽減作用を利用しており、これによってより軽量の連続マス層400または半連続マス層400’が可能になるからである。図22Bの構成は、間隔405を設けることによるセグメント化により、ユーザ側の使用または用途に応じて必要となる多様な形状に曲げることができる。
種々のマス(包含物)形状、重量、間隔、埋込みの深さを用いて複数のプロトタイプを製造し、これらプロトタイプを試験した。大部分の試験では、重量6グラム乃至8グラムの包含物を用い、材料16平方フィートあたりの総重量増が300グラム乃至400グラムになるようにした。試験の結果、全周波数範囲で減衰の改善が得られ、とくに低周波数領域および1,000Hz以上の領域で改善が得られることが判った。包含物の寸法、配置位置および重量を変えることにより微調整を達成できることも判った。上記試験は、多様な大きさおよび多様な重量の包含物を特定の周波数で音響性能を高めるように配置したHGブランケットについて行った。包含物(マス)はランダムにまたは一つのパターンに従って配置した均一形状および均一重量の包含物でもよく、またランダムにまたは一つのパターンに従って配置した多様な形状および多様な重量の包含物でもよい。
14 能動型弾性層
15 発泡体などの弾性材料
16 分布式マス層(吸収層)
17 電極
18 プラスチック薄板
20 リベット
22 接続用ワイヤ
24 プラスチック片
40 雑音発生器
42 増幅器
44 ステップアップ変圧器
46 レーザ速度計
48 捕捉システム
50 事後プロセッサ
60 加速度計
63 コントローラ
150,152 共振マス層
154,166 バネ材層
160,162,164,170,172,180,182 マス層
174,184 弾性層
171−174 発泡体(弾性)層
179,189 マス
191 音響装置材料
192 孔
193 栓
199 マス
200C,200Y,200R,200L,200B 非均質ブランケット
209 マス
400 連続マス層
400’ 半連続(セグメント化)マス層
404 埋込みマス
Claims (15)
- 振動吸収器であって、
立体状の発泡材料と、
この立体状の発泡材料のx−y平面内の特定の位置およびその立体状の発泡材料のz軸方向の特定の深さに分布した複数のマスであって、それら特定の位置および特定の深さ並びに前記発泡材料の物理的および化学的属性により特定の周波数における振動の抑制をもたらす複数のマスと
を含む振動吸収器。 - 前記立体状の発泡材料を複数の発泡材料層で構成した請求項1記載の振動吸収器。
- 前記複数のマスの各々を前記立体状の発泡材料の開孔に挿入した請求項1記載の振動吸収器。
- 前記開孔の各々の中のマスの各々を覆う発泡体カバーをさらに含む請求項3記載の振動吸収器。
- 前記複数のマスの少なくとも一部が金属である請求項1記載の振動吸収器。
- 前記複数のマスの少なくとも一部がゲル、液体または繊維である請求項1記載の振動吸収器。
- 請求項1記載の振動吸収器を製造する方法であって、
前記振動吸収器の振動吸収動作時に対象とすべき周波数を特定する過程(a)と、前記立体状の発泡材料のx−y平面内の特定の位置およびその立体状の発泡材料のz軸方向の特定の深さに複数のマスを配置し前記立体状の発泡材料による振動吸収器を前記過程(a)で特定した周波数に微調整する過程(b)とを含む方法。 - 前記立体状の発泡材料を全部同質の材料で構成した請求項7記載の方法。
- 前記立体状の発泡材料を、特定の位置に少なくとも一つのマスを配置した層を含む複数の層で構成した請求項7記載の方法。
- 前記複数の層が互いに異なる厚さおよび互いに異なる形状を備える請求項9記載の方法。
- 前記マスを結合剤で前記立体状の発泡材料に挿入した請求項7記載の方法。
- 前記マスを機械的に前記立体状の発泡材料に挿入した請求項7記載の方法。
- 前記マスの個々の重さが約6グラム乃至8グラムの範囲にある請求項7記載の方法。
- 前記マスを含む形成ずみの前記振動吸収器の重さが16平方フィートあたり約300グラム乃至400グラムの範囲にある請求項7記載の方法。
- 前記立体状の発泡材料に含まれるマスが多様な大きさおよび多様な重さのマスである請求項7記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
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