JP6530891B2 - 振動抑制装置群 - Google Patents
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Description
生活空間における一般的な板状部材は、材質や形状が多種多様であるため、広範囲の板状部材に適用でき、効果的に振動を抑制する技術が要求される。
特許文献1は、振動抑制対象物としての板状部材の騒音源側に、圧電式スピーカを取付け、圧電式スピーカを、音響−電気変換器、又は振動−電気変換器として機能させる構成である。これにより、騒音源から板状部材に伝達される音響エネルギー又は振動エネルギーが、板状部材に伝達する前に、電気エネルギーに変換され、電気エネルギーを消費手段で消費させることで、音響エネルギー又は振動エネルギーが低減される。
この結果、圧電部材により、剛性部材の一端側を支点とするモーメントを、振動抑制対象物に繰り返し付与させることで、振動抑制対象物を振動させることができる。このとき、振動抑制対象物の騒音による振動と逆位相の振動を、振動抑制対象物に与えることで、振動抑制対象物の振動を抑制することができる。
これにより、圧電部材が薄い膜型構造であっても、板材を介することで、圧電部材の伸縮により発生する力を、安定して剛性部材へ伝達することができる。
これにより、振動抑制対象物の振動をより効果的に抑制することができる。
図1〜図6を用いて、本発明の第1実施形態に係る振動抑制装置10について説明する。図1(A)の側面図、図2(A)の正面図に示すように、振動抑制装置10は、振動抑制対象物である制御平板12に固定される、一対の脚部(剛性部材)14A、14Bを有している。
振動抑制装置10は、制御平板12の空間22側の表面に、脚部14A、14Bで固定されている。脚部14A、14Bは、所定距離Lだけ離して対向配置され、一端が、制御平板12に固定され、他端には、芯材18が取付けられている。
芯材18は、可撓性の板材でX軸方向が幅Wに形成され、脚部14A、14Bの間に架け渡されている。芯材18は、膜型圧電素子16を補強する機能を有し、膜型圧電素子16の伸縮により、膜型圧電素子16と一体となって伸縮する。
即ち、膜型圧電素子16に電圧を印加すれば、印加した電圧に対応させて膜型圧電素子16を、それぞれ矢印Y1の方向へ伸縮させることができる。
図2(A)に示すように、制御平板12には、制御平板12の振動を検出するセンサ38が取付けられている。なお、本実施形態では、振動抑制装置10を、Y軸方向へ2個、並列に配置した構成を示している。
なお、センサ38の位置は、制御平板12の表面としたが、これに限定されることはなく、芯材18の位置で制御平板12の振動を検出できる場合には、芯材18に取付けても良い。
図1(B)に示すように、コントローラ36から電圧を印加して、膜型圧電素子16を矢印Sの方向へ収縮させた場合、芯材18が中央へ向けて収縮される。これにより、脚部14A、14Bの芯材18側の端部側が、互いに接近して脚部14A、14Bを傾斜させる。
なお、以下の適用例は一例であり、本実施形態はこれらに限定されるものではない。
図3に示すように、天井板28は、建物の床スラブ26から支持部材30、及びブレース32で支持され、吊り下がられている。振動抑制装置10は、天井板28に取付けられている。制御機器の記載は省略している。
振動抑制装置10は、騒音を低減させたい室内空間52と、騒音源側の騒音空間54の間の天井裏空間78に配置されている。振動抑制装置10は、脚部14A、14Bで天井板28の上面に固定されている。
この結果、例えば、床スラブ26を透過した振動により、天井板28が矢印34の方向に振動されても、振動抑制装置10で、天井板28の振動と逆位相の振動を加えることで天井板28を透過する騒音を低減することができる。
図4に示すように、高速道路の遮音壁50は、車道側空間46と騒音低減側空間48の間に鉛直方向に配置される。
遮音壁50は、車道側空間46に面して、ガラリが形成された正面板40を有している。正面板40の裏面には、騒音を吸収する吸音材42が、所定の厚さで貼り付けられている。吸音材42の裏面側(騒音低減側空間48側)には、鋼板製の背面板44が設けられている。
振動抑制装置10は、背面板44に脚部14A、14Bで固定され、膜型圧電素子16を伸縮させることで、背面板44を凸の形状と凹の形状を繰り返し変形させて振動させる。具体的には、吸音材42を透過した振動を、図示しないセンサ38で検出し、図示しないコントローラ36で透過した振動と逆位相の制御振動を生成し、透過した騒音した振動と逆位相の振動で背面板44を変形させ、背面板44の振動を抑制する。
これにより、遮音壁50を透過する騒音を低減することができる。
図5に示すように、遮音窓56には複層ガラスを備えた窓サッシが嵌め込まれている。騒音源側の空間62には窓ガラス58が設けられ、騒音を低減する室内側には、窓ガラス60が設けられている。振動抑制装置10は、窓ガラス58と窓ガラス60の間に配置され、窓ガラス60に、脚部14A、14Bで固定されている。
なお、格子入り複層ガラスと組み合わせると、連結手段とアルミ格子を兼用することができる。
図6に示すように、空調用ダクト70の対向する側壁70Aには、振動抑制装置10が対向して取付けられている。
また、図示は省略するが、振動抑制装置10を、設備機器のボディに取付け、設備機器のボディの振動を抑制することもできる。
図7を用いて、本発明の第2実施形態に係る振動抑制装置80について説明する。
振動抑制装置80は、膜型圧電部素子(圧電部材)82が、脚部14A、14Bの他端間に架け渡されている点において、第1実施形態と相違する。相違点を中心に説明する。
この結果、膜型圧電部素子82の伸縮により発生する力で、制御平板12を変形させ、騒音を抑制することができる。
他の構成は、第1実施形態と同じであり説明は省略する。
図8を用いて、本発明の第3実施形態に係る振動抑制装置90について説明する。
振動抑制装置90は、脚部88を、部分的に切れ目を設けて枠状に形成した点において、第1実施形態と相違する。相違点を中心に説明する。
即ち、空間86は、脚部88が、部分的に切れ目を設けて枠状に形成されているので、密閉されてはいないが、閉じた空間とされている。
他の構成は、第1実施形態と同じであり説明は省略する。
12 制御平板(振動抑制対象物)
14A、14B 脚部(剛性部材)
16、17、82 膜型圧電部素子(圧電部材)
18 芯材(板材)
88 脚部(剛性部材)
Claims (2)
- 一端が振動抑制対象物に固定されそれぞれ別体とされた一対の剛性部材と、前記剛性部材の他端間に設けられた板状の圧電部材と、を備えた複数の振動抑制装置が、互いに交わる方向へ配置されると共に前記振動抑制装置を正面視して重ねて配置され、
それぞれの前記振動抑制装置における前記圧電部材が異なる2つの方向へ伸縮して前記振動抑制対象物の振動を抑制する、振動抑制装置群。 - 前記圧電部材は、前記剛性部材の他端間に架け渡された、可撓性の板材のそれぞれに複数枚貼付けられている請求項1に記載の振動抑制装置群。
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