JP6625118B2

JP6625118B2 - 音響デバイス

Info

Publication number: JP6625118B2
Application number: JP2017513173A
Authority: JP
Inventors: トーマスピー．ハンシェン，; ジョナサンエイチ．アレクサンダー，; ポールエー．マーティンソン，; ジョンスチュアートボルトン，; スンキュリー，; トーマスハートル，; ロナルドダブリュー．ゲルデス，
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2014-09-09
Filing date: 2015-09-09
Publication date: 2019-12-25
Anticipated expiration: 2035-09-09
Also published as: CN106715849B; BR112017004638A2; US10352210B2; CN106715849A; US20170241310A1; WO2016040431A1; EP3192068A1; KR20170052629A; JP2017534789A

Description

騒音低減のためのデバイス及び方法が提供される。より詳細には、提供される物品及び方法は、流動システムに関連付けられる騒音を低減することに関する。

燃焼機関、電気ファンモータ、ファン、暖房、換気及び空調（heating-ventilation-airconditioning、ＨＶＡＣ）システム、吸気システム、及び同様のものに関連付けられる空気伝搬音エネルギーは騒音公害に寄与し、概して望ましくない。騒音は、自宅、作業環境、車両、及び更には、呼吸用マスクなどの個人保護装置内などの、人によって占有されるあらゆる場所において問題になり得る。空気伝搬騒音の低減は自動車市場において特に重要である。排気騒音のための騒音低減最低基準は、乗用車及び商用車のための数多くの政府規制の対象である。更に、車室内騒音の低さは長年にわたり乗用車における価値のある特徴になっている。

音響エネルギーの、その発生源における解消又は低減が好ましいが、必ずしも可能であるとは限らない。自動車においては、例えば、空気伝搬音エネルギーは、内燃機関チャンバの排気ガスの急速な膨張から生じる。これらの燃焼ガスが排気される際に、音波面が排気システム内を音速で進む。自動車騒音はまた、冷却ファン、オルタネータ及びその他のエンジン補機からも発生し得る。したがって、製造者らは、これらのデバイスによって放射される騒音を実質的に低減する能力を有する音響技術に目を向けてきた。

低減されるべき騒音の性質は、効率的な排気又はＨＶＡＣ消音器の開発において非常に重要である。燃焼機関又はＨＶＡＣシステムからの空気伝搬音エネルギーは通例、その固有の特性周波数にわたって各々が音響を放射する、複数の発生源から生じる。伝統的に、音波の減衰は、波を、音響エネルギーを消散させるか、又は影響を受けやすい位置から逸らせる表面又は構造物に遭遇させることによって達成することができる。これらの相互作用は、高い振幅の個々の波の成分を、より小さな振幅の複数の波に変え、かくして、全体的な騒音レベルを低下させる。このようなデバイスは、効率を良くするために、それぞれの音波の位相関係を変更するように個々に調節された一連の構成要素デバイスを備えてもよい。

文献に記載されているように、音響消音器内において音響エネルギーを減衰させるために、穿孔フィルムを用いることができる。しかし、これらの開示に記載されているデバイスは概して静的流動のために用いられ、以下において対処されるように、デバイスに関連付けられる圧力降下に対するこのような穿孔フィルムの効果に対処していない。

音響管理において、圧力降下は、しばしば深刻さが認識されていない問題である。本明細書で使用する時、これは、直列音響デバイスの入口端部と出口端部との間において測定される空気圧力の差である。高い圧力降下は多くの場合、消音器内における芳しくない流動特性の結果であり、ひいては、過度の熱及び効率の悪いデバイス性能をもたらし得る。例えば、高性能車両では、排気システム内における圧力降下が大きければ、馬力及びトルクの低下をもたらし得る。同様に、ＨＶＡＣシステムでは、高い圧力降下によって、空気を推進するファンに、より負担が強いられ、その結果、動力費用が高くなる。音響減衰を改善する消音器の諸態様は概して、圧力降下を増大させる傾向があり、その逆もしかりであり、そのため、技術的解決策は、しばしば、これらの２つの考慮事項の間のトレードオフと見なされてきた。

提供される音響デバイスは、エキスパンションチャンバの空気流動場内に１つ以上の穿孔フィルムを組み込むことによって、音響減衰と圧力降下の二重の問題に対処する。穿孔フィルムの使用によって、これらのデバイスが、２５０Ｈｚ〜４０００Ｈｚの人間の会話音域にまたがる広い目標周波数範囲にわたって圧力波を減衰させることによって、大幅な音響減衰を達成することが可能になった。更に、これらのデバイスは、エキスパンションチャンバを通した空気流動を促進し、これにより、穿孔フィルムを含まない従来のデバイスのものに対して流動性能を改善する。

一態様では、音響デバイスが提供される。音響デバイスは入口及び出口を有し、エキスパンションチャンバを画定する外部ハウジングと、エキスパンションチャンバを貫いて延在し、エキスパンションチャンバを、中心チャンバと、この中心チャンバに隣接する周辺チャンバとに区分する管状壁であって、入口及び出口は両方とも中心チャンバと連通している、管状壁と、を備え、管状壁が、中心チャンバと周辺チャンバとの間の空気流動を可能にするための、管状壁を貫いて形成された複数のアパーチャを含み、複数のアパーチャは、１００ＭＫＳＲａｙｌ〜５０００ＭＫＳＲａｙｌの範囲の平均流動抵抗を実現するように構成されている。

別の態様では、エキスパンションチャンバを画定する外部ハウジングと、エキスパンションチャンバを貫いて延在し、エキスパンションチャンバを、中心チャンバと、この中心チャンバに隣接する周辺チャンバとに区分する管状壁と、中心チャンバの複数の対向端部と連通した入口及び出口と、を備える音響デバイスを用いて空気伝搬音エネルギーを減衰させる方法であって、本方法は、中心チャンバを通して空気を流すことと、音響エネルギーを中心チャンバから、管状壁内に配置された複数のアパーチャを通り抜けるように導くことと、を含み、複数のアパーチャは、１００ＭＫＳＲａｙｌ〜５０００ＭＫＳＲａｙｌの範囲の平均流動抵抗を実現する、方法が提供される。

例示的な一実施形態に係る音響デバイスの正面立面図である。図１の音響デバイスの側面断面図である。別の例示的実施形態に係る音響デバイスの正面立面図である。図３の音響デバイスの側面断面図である。音響デバイスの更なる例示的な構成の斜視図である。音響デバイスの更なる例示的な構成の斜視図である。音響デバイスの更なる例示的な構成の斜視図である。音響デバイスの更なる例示的な構成の斜視図である。シングルエキスパンションチャンバを有する様々な音響デバイスについての透過損失（デシベル単位）対周波数（ヘルツ単位）のスペクトルプロットである。デュアルエキスパンションチャンバを有する様々な音響デバイスについての透過損失（デシベル単位）対周波数（ヘルツ単位）のスペクトルプロットである。シングルエキスパンションチャンバを有する様々な音響デバイスについての空気圧力降下（パスカル）対流量（リットル毎分）を比較するプロットである。

本明細書において「好ましい」及び「好ましくは」という用語は、特定の状況下で特定の利点をもたらし得る本明細書に記載の実施形態を指す。しかしながら、同じ又は他の状況において他の実施形態もまた好ましい場合もある。更に、１つ以上の好ましい実施形態への言及は、他の実施形態が有用でないことを含意するものではなく、本発明の範囲内から他の実施形態を除外することを意図するものではない。

本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用する時、文脈上特に明記されない限り、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、複数の指示対象を含む。したがって、例えば、「１つの（a）」又は「前記／当該／その（the）」構成成分への言及は、構成成分及び当業者に公知であるその等価物を１つ以上含み得る。更に、「及び／又は」という用語は、列記される要素若しくは列記される要素の任意の２つ以上の組み合わせのうちの１つ又は全てを意味する。

「備える」という用語及びその変形は、これらの用語が添付の説明で使用される場合、限定的な意味を有さないことに留意されたい。その上、「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、「少なくとも１つの」及び「１つ以上の」は本明細書では交換可能に使用される。

左、右、前方、後方、上部、底部、側、上方、下方、水平、垂直等の相対語が、本明細書において使用される場合があり、その場合、特定の図面において見られる視点からである。これらの用語は、説明を簡単にするためだけに使用され、しかしながら、本発明の範囲を決して制限しない。

本明細書全体を通して「１つの実施形態」、「特定の実施形態」、「１つ以上の実施形態」、又は「ある実施形態」とは、その実施形態に関して記載される特定の特徴、構造、材料、又は特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれていることを意味する。したがって、本明細書全体を通して様々な箇所に「１つ以上の実施形態では」、「特定の実施形態では」、「１つの実施形態では」、又は「ある実施形態では」等の表現が出てくるが、必ずしも本発明の同一の実施形態を参照するものではない。図面は必ずしも原寸に比例していない。

例示的な音響デバイスが図１及び図２に示され、本明細書において、数字１００によって指定される。音響デバイス１００は、概ね中空であり、剛体壁を有する外部ハウジング１０２を有する。任意選択的に、及び図２に示されるように、外部ハウジング１０２は円筒形である。しかし、外部ハウジング１０２の形状に対する特別の制限はなく、形状はその長さに沿って一様な断面を有する必要はない。例えば、それは、直方体、楕円柱、又は円錐を含む、多数の幾何形状のうちの任意のものを仮定し得る。

外部ハウジング１０２は単一の一体構成要素として提供されるか、又は互いに結合される２つ以上の部品を含んでもよい。所望の場合には、外部ハウジング１０２は、２つの半体又は区分を、音響デバイス１００の長さに沿って延在する境界面に沿って連結することによって作製することができる。

図１及び図２に更に示されるように、中空の外部ハウジング１０２の内面はエキスパンションチャンバ１０４を画定する。エキスパンションチャンバ１０４は入口１０６及び出口１０８の両方に接続されている。入口及び出口を通して、空気が、それぞれ、音響デバイス１００内へ流入し、そこから流出することができる。入口１０６及び出口１０８に対する特別の制限はなく、それらは、同じか、又は異なる直径を有し得る。

エキスパンションチャンバ１０４は、その性質上、入口１０６の断面積よりも大幅に大きな断面積を有する。図示のように、エキスパンションチャンバ１０４の断面積はまた、入口１０６と同様の直径を有する、出口１０８の断面積よりも大きい。図１及び図２では、エキスパンションチャンバ１０４は一様な断面を有するが、代替構成のエキスパンションチャンバは、サイズ又は形状が、ここで示されているものから逸脱した断面寸法を有してもよい。

エキスパンションチャンバ１０４の断面積は入口１０６の断面積よりも大きいが、エキスパンションチャンバ１０４の絶対寸法に対する特別の制限はない。いくつかの好ましい実施形態では、エキスパンションチャンバ１０４は１／４波長型共振器である。

１／４波長型共振器とは、伝搬する音波が一方の端部において進入し、反対の端部における剛体境界から、定在波を生成する様態で反射することができるエンクロージャである。これは、共鳴と呼ばれる条件である、エキスパンションチャンバ１０４の入口において、反射された圧縮部及び希薄部の位相が音源の振動とちょうど一致する時に生じる。共鳴時には、エキスパンションチャンバ１０４による音波の最適化された散乱及び／又は吸収が生じる。異なる周波数で共鳴する複数のエキスパンションチャンバを直列に接続することで、広い周波数範囲にわたって騒音を低減することができる。

音響デバイス１００は、円筒形状を有し、エキスパンションチャンバ１０４の長手方向軸に沿って延在する管状壁１１０を更に含む。図１の断面図から明らかなように、管状壁１１０の直径は入口１０６及び出口１０８の直径と本質的に一致する。しかし、これは不可欠のことではなく、入口１０６、出口１０８、及び管状壁１１０の断面積は同一である必要はない。更に、入口１０６、出口１０８、及び管状壁１１０は、エキスパンションチャンバ１０４の中心長手方向軸と整列しているか、又はそれからずれていることが可能であろう。

管状壁１１０は円筒形である必要はなく、円錐形又は正方形管路などの他の形状もまた、音響的に機能するであろう。

管状壁１１０は、エキスパンションチャンバ１０４を、エキスパンションチャンバ１０４の全長に沿って延在する２つのチャンバ、つまり中心チャンバ１１２と周辺チャンバ１１４に分割する。中心チャンバ１１２は、管状壁１１０の内面内に境界された円筒形空間である。中心チャンバ１１２の遠位端は入口１０６及び出口１０８の両方と長手方向に整列し、それにより、中心チャンバ１１２は各々と自由に連通するようになっている。図示のように、周辺チャンバ１１４は、中心チャンバ１１２の外側に配置されたエキスパンションチャンバ１０４の一部分である。この実施形態では、周辺チャンバ１１４は、中心チャンバ１１２と同心状である円筒シェルの形状を仮定している。

管状壁１１０はここではエキスパンションチャンバ１０４の全長にわたって延在するが、管状壁１１０がエキスパンションチャンバ１０４の全長の一部分のみに沿って延在することも可能である。このような場合には、中心チャンバ１１２は外部ハウジング１０２内において管状壁１１０の終端部よって境界され、周辺チャンバ１１４がエキスパンションチャンバ１０４の残りを占有するであろう。管状壁１１０の終端部とエキスパンションチャンバ１０４の出口端部との間の間隔は、特定の周波数の音響を選択的に減衰させるように有利に調節することができる。

周辺チャンバ１１４が、管状壁１１０に隣接したセル、セグメント、又は区画を作り出すように軸方向に細分された場合にも、この音響デバイス１００は機能することができるであろう。したがって、連続的に接続されたチャンバが、管状壁１１０に隣接して存在する必要はない。このような区画の境界となる壁は、中実であるか、又は穿孔されているかのいずれかであることができる。いくつかの実施形態では、これらの区画の間には部分的な壁のみが存在する。

所望される音響周波数プロファイルに依存して、管状壁１１０は、エキスパンションチャンバ１０４の全長の少なくとも５０パーセント、少なくとも６０パーセント、少なくとも７０パーセント、少なくとも８０パーセント、又は少なくとも９０パーセントに沿って延在することができる。更に、管状壁１１０は、エキスパンションチャンバ１０４の全長の最大９９パーセント、最大９５パーセント、最大８０パーセント、最大７０パーセント、又は最大６０パーセントに沿って延在することができる。

外部ハウジング１０２及び管状壁１１０は、任意の構造的に適した材料で作製され得る。ほとんどのＨＶＡＣ用途を含む、周囲温度用途では、これらの構成要素は、それらの金属の相手方よりも軽く、清浄であることが可能である、ポリマー材料から有利に作製される。好ましいポリマー材料としては、射出成形、押出成形、吹込成形、回転成形、反応射出成形、及び圧縮成形に適した熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂が挙げられる。特に好適なサーモポリマーとしては、例えば、ＡＢＳ、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びポリスチレンが挙げられる。後に説明される態様である、選択された材料の剛性もまた、デバイス全体の音響性能に影響を与えることができることに留意されたい。

管状壁１１０の厚さは、その内部に配置されたアパーチャの長さに直接影響する。いくつかの実施形態では、管状壁１１０は、少なくとも５０マイクロメートル、少なくとも６０マイクロメートル、少なくとも７５マイクロメートル、少なくとも１００マイクロメートル、又は少なくとも１５０マイクロメートルの厚さを有する。いくつかの実施形態では、管状壁１１０は、最大６２５マイクロメートル、最大６００マイクロメートル、最大５７５マイクロメートル、最大５５０マイクロメートル、又は最大５００マイクロメートルの厚さを有する。

次に図２を参照すると、管状壁１１０は、その長さの一部又は全てに沿って穿孔されている。図示のように、管状壁１１０は、空気が中心チャンバ１１４と周辺チャンバ１１４との間を流れることを可能にする複数のアパーチャ１１６（すなわち、貫通孔）を含む。この実施形態では、アパーチャ１１６は、共鳴システム内の質量構成要素であるほぼ円筒形の空気栓を画定する。これらの質量構成要素はアパーチャ１１６内で振動し、空気栓とアパーチャ１１６の壁との間の摩擦の結果、音響エネルギーを消散させる。また、アパーチャ１１６の進入口における、周辺チャンバ１１４内で反射された音響からの相殺的干渉の結果としてもいくらかの消散が生じる。

音響デバイス１００内において、アパーチャ１１６は、それらの配列（例えば、数及び間隔）並びに寸法（例えば、アパーチャの直径、形状及び長さ）を調整することによって、入口１０６と出口１０８との間の圧力降下を最小限に抑えつつ、所与の周波数範囲にわたって所望の音響性能を得るように有利に調節することができる。一般的に、音響性能は、例えば、音響圧力波が入口１０６から出口１０８へ伝搬するにつれて累積した音響強度の減少としてここでは定義される、音響デバイス１００を通した透過損失によって測定される。

呈示されている図では、アパーチャ１１６は管状壁１１０の全長に沿って配置されている。長さ方向の次元は、管状壁１１０を通る空気流動の方向として定義される。任意選択的に、アパーチャ１１６はこの長さの一部のみに沿って配置することができる。アパーチャ１１６は、管状壁１１０の全長の少なくとも１５パーセント、少なくとも２０パーセント、少なくとも３０パーセント、少なくとも４０パーセント、少なくとも５０パーセント、少なくとも６０パーセント、少なくとも７０パーセント、少なくとも８０パーセント、少なくとも８５パーセント、少なくとも９０パーセント、又は少なくとも９５パーセントに沿って配置されることが好ましい。それゆえ、管状壁１１０は、部分的にのみ穿孔すること、すなわち、いくつかの区域内では穿孔するが、他所では穿孔しないようにすることが可能であろう。例えば、ここでは、入口又は出口の近傍には、穿孔されない区分が存在することが可能であろう。穿孔区域はまた、長手方向に沿って延在し、１つ以上の非穿孔区域に隣接することができるであろう（例えば、管状壁は、１つ又は２つの面のみが穿孔された長方形断面管を有することができるであろう）。

アパーチャ１１６は広範囲の幾何形状及び寸法を有することができ、種々の切削又は打ち抜き作業のうちの任意のものによって製作され得る。アパーチャ１１６の断面は、例えば、円形、正方形、又は六角形であることができる。いくつかの実施形態では、アパーチャ１１６は細長いスリットのアレイによって表される。図２におけるアパーチャ１１６は、それらの長さに沿って一様である直径を有するが、円錐台の形状を有するか、又は少なくともそれらの長さの一部に沿って先細になった側壁を別様に有するアパーチャを用いることが可能である。様々なアパーチャ構成が米国特許第６，６１７，００２号（Ｗｏｏｄ）に記載されている。

任意選択的に、及び図に示されるように、アパーチャ１１６は、互いに対して概ね一様な間隔を有する。この場合には、アパーチャ１１６は、２次元ボックスパターン又は互い違いのパターンで配列されてもよい。アパーチャ１１６はまた、近隣のアパーチャとの間の厳密な間隔は非一様であるが、アパーチャ１１６はそれでもなお、巨視的スケールでは管状壁１１０にわたって均等に分布しているランダム構成で管状壁１１０上に配置することができるであろう。

いくつかの実施形態では、アパーチャ１１６は、管状壁１１０に沿って本質的に一様な直径のものである。代替的に、アパーチャ１１６は直径のいくらかのばらつきを有することができるであろう。いずれにしても、音響デバイス１００の好ましい実施形態では、アパーチャ１１６の平均最狭小直径は、少なくとも１０マイクロメートル、少なくとも１５マイクロメートル、少なくとも２０マイクロメートル、少なくとも２５マイクロメートル、又は少なくとも３０マイクロメートルである。更に、アパーチャ１１６の平均最狭小直径は好ましくは、最大３００マイクロメートル、最大２５０マイクロメートル、最大２００マイクロメートル、最大１７５マイクロメートル、又は最大１５０マイクロメートルである。理解しやすいように、非円形孔の直径は、本明細書において、平面視で非円形孔と等しい面積を有する円の直径として定義される。

その性質上、穿孔管状壁１１０は、管状壁にわたる圧力差と、その表面に接近する有効速度との（周波数空間における）比である、比音響インピーダンスを有する。アパーチャを有する剛体壁の理論モデルでは、速度は、空気が孔内へ入り、そこから出ることに由来する。壁が剛直でなく、軟質である場合には、壁の運動が算出に寄与することができる。比音響インピーダンスは概して、周波数の関数として変化し、複素数である。これは、圧力波と速度波は位相がずれていることがあり得るという事実を反映している。

本明細書で使用する時、比音響インピーダンスは、ＭＫＳＲａｙｌを単位として測定される。ここで、１Ｒａｙｌは、１パスカル秒毎メートル（Ｐａ・ｓ・ｍ^−１）、又は等価的に、１ニュートン秒毎立方メートル（Ｎ・ｓ・ｍ^−３）、あるいは代替的に、１ｋｇ・ｓ^−１・ｍ^−２に等しい。音響デバイス１００内の複数のアパーチャ１１６は好ましくは、およそ２５０Ｈｚから４０００Ｈｚまで広がる音声周波数範囲にわたって大幅な音響減衰を達成するサイズに作られている。

音響デバイス１００の穿孔管状壁１１０は、その伝達インピーダンスを測定することによって特徴付けることができる。比較的薄いフィルムの場合、伝達インピーダンスは、フィルムの入射側における音響インピーダンスと、フィルムが存在しなければ観測するであろう音響インピーダンス、すなわち、空気空洞のみの音響インピーダンスとの差である。特定の実施形態では、アパーチャ１１６は、少なくとも１００Ｒａｙｌ、少なくとも２００Ｒａｙｌ、少なくとも２５０Ｒａｙｌ、少なくとも３００Ｒａｙｌ、少なくとも３２５Ｒａｙｌ、又は少なくとも３５０Ｒａｙｌの実数成分を有する音響伝達インピーダンスを実現するサイズに作られている。更に、複数のアパーチャ１１６は、最大５０００Ｒａｙｌ、最大４０００Ｒａｙｌ、最大３０００Ｒａｙｌ、最大２０００Ｒａｙｌ、最大１５００Ｒａｙｌ、最大１４００Ｒａｙｌ、最大１２５０Ｒａｙｌ、最大１１００Ｒａｙｌ、又は最大１０００Ｒａｙｌ（全てＭＫＳＲａｙｌ単位）の実数成分を有する音響伝達インピーダンスを実現するサイズに作られていることができる。

流動抵抗は伝達インピーダンスの低周波極限である。実験的に、これは、既知の低い速度の空気を穿孔管状壁１１０に吹きつけ、それに関連付けられる圧力降下を測定することによって推定することができる。流動抵抗は、測定された圧力降下を速度で除算したものとして判定することができる。いくつかの実施形態の場合、管状壁１１０を通した流動抵抗は、少なくとも５０Ｒａｙｌ、少なくとも１００Ｒａｙｌ、少なくとも２５０Ｒａｙｌ、少なくとも５００Ｒａｙｌ、又は少なくとも１０００Ｒａｙｌである。更に、流動抵抗は、最大５０００Ｒａｙｌ、最大３０００Ｒａｙｌ、最大２０００Ｒａｙｌ、最大１５００Ｒａｙｌ、最大１０００Ｒａｙｌ、又は最大８００Ｒａｙｌ（全てＭＫＳＲａｙｌ単位）であることができる。

管状壁１１０の有孔率は、固体構造によって占有されていない所与の体積の割合を表す無次元量である。図１及び図２に示される簡略図では、アパーチャ１１６は、円筒形であると仮定することができる。この場合には、有孔率は、平面視においてアパーチャ１１６によって取って代わられた管状壁１１０の表面積の割合によってよく近似される。例示的実施形態では、管状壁１１０は、少なくとも０．３パーセント、少なくとも０．５パーセント、少なくとも１パーセント、少なくとも３パーセント、又は少なくとも４パーセントの有孔率を有する。上端では、管状壁１１０は、最大５パーセント、最大４パーセント、最大３．５パーセント、最大３パーセント、又は最大２パーセントの有孔率を有することができるであろう。

管状壁１１０は好ましくは、関連周波数の入射音波に応答して振動するように適当に調節された弾性率を有する材料から作製される。アパーチャ１１６内の空気栓の振動と共に、管状壁１１０自体の局部振動が音響エネルギーを消散させ、音響デバイス１００を通した透過損失を高めることができる。管状壁１１０の弾性率、又は剛性はまた、その音響伝達インピーダンスにも直接影響を及ぼす。

いくつかの実施形態では、管状壁は、少なくとも０．２ギガパスカルの弾性率、及び／又は最大１０ギガパスカル、最大７ギガパスカル、最大５ギガパスカル、若しくは最大４ギガパスカルの弾性率を有する材料を含む。

有利に、提供される音響デバイス１００は、入口１０６から到達する音響圧力波が、中心チャンバ１１２を通る質量流動を大幅に遮ることなく、エキスパンションチャンバ１０４内へ広がることを可能にする。別の表現をすると、音響デバイス１００は、空気に音響デバイス１００内を通過させること、及び圧力波が消散することを可能にすることの技術的課題を切り離す。

一般論として、例えば、軟質フィルム内に配置された複数のアパーチャに帰され得る吸音特性は、米国特許第６，６１７，００２号（Ｗｏｏｄ）、同第６，９７７，１０９号（Ｗｏｏｄ）、及び同第７，７３１，８７８号（Ｗｏｏｄ）に記載されている。

上述の特徴に基づき、提供される音響デバイス１００の主たる利点は、デバイスを通した圧力降下を最小限に抑えつつ空気伝搬騒音を低減する、その能力である。この効果は、例えば、穿孔管状壁１１０が全くないエキスパンションチャンバ１０２を有する対照音響デバイスに対して測定することができる。いくつかの実施形態では、管状壁１１０上に複数のアパーチャ１１６を配置することは、１７０リットル毎分のベンチマーク流量における圧力降下を、エキスパンションチャンバ１０４のみに関連付けられる（すなわち、管状壁１１０が取り除かれた状態の）圧力降下に対して、最小の２０パーセント、少なくとも３５パーセント、少なくとも５０パーセント、少なくとも６０パーセント、又は少なくとも７０パーセント低減する。

図３は、ほとんどの点で音響デバイス１００と類似しているが、第２の周辺チャンバ２１８を更に含む別の例示的実施形態に係る入口２０６及び出口２０８を有する音響デバイス２００を示す。この構成では、中心チャンバ２１２、第１の周辺チャンバ２１４、及び第２の周辺チャンバ２１８が、徐々に大きくなる同心状の円筒形外面によって境界されている。音響デバイス１００内のその同等の構造体と同様に、中心チャンバ２１２は、複数のアパーチャ２１６によって穿孔された第１の管状壁２１０によって画定され、入口２０６及び出口２０８と幾何学的に整列している。

図示のように、第２の周辺チャンバ２１８は、第１の周辺チャンバ２１４に隣接した円筒シェルである。第１の周辺チャンバ２１４と第２の周辺チャンバ２１８との間に配置されているのは、第１の周辺チャンバ２１４の外側境界及び第２の周辺チャンバ２１８の内側境界を画定する第２の管状壁２２０である。第１の管状壁２１０と同様に、第２の管状壁２２０は複数の第２のアパーチャ２２２によって穿孔されている。第２のアパーチャ２２２は、第１の周辺チャンバ２１４と第２の周辺チャンバ２１８との間の制約された連通を可能にするものであり、第１のアパーチャ２１６と同様の様態で音響エネルギーを消散させるように動作する。

しかし、第２のアパーチャ２２２は、アパーチャ２１６と同じ音響特性に調節されてもよいし、されなくてもよい。一例では、アパーチャ２２２は、アパーチャ２１６と同じか、又は同様の音響伝達インピーダンス、流動抵抗、及び／又は有孔率を有する。代替的に、アパーチャ２２２は、騒音発生源に依存して、アパーチャ２１６の音響伝達インピーダンスよりも大幅に高いか、又は低い音響伝達インピーダンスを有することができる。

いくつかの実施形態では、アパーチャ２２２は、アパーチャ２１６の音響伝達インピーダンスよりも、５０Ｒａｙｌ、１００Ｒａｙｌ、１５０Ｒａｙｌ、２００Ｒａｙｌ、３００Ｒａｙｌ、４００Ｒａｙｌ、又は５００Ｒａｙｌ低い音響伝達インピーダンスを有することができる。逆に、アパーチャ２２２は、アパーチャ２１６の音響伝達インピーダンスよりも、５０Ｒａｙｌ、１００Ｒａｙｌ、１５０Ｒａｙｌ、２００Ｒａｙｌ、３００Ｒａｙｌ、４００Ｒａｙｌ、又は５００Ｒａｙｌ（全てＭＫＳＲａｙｌ単位）大きい音響伝達インピーダンスを有することができる。

音響デバイス２００によってもたらされる音響減衰が音響デバイス１００の音響減衰に対して高められたものの、第２の管状壁２２０及び第２の周辺チャンバ２１８の追加がエキスパンションチャンバ間の圧力降下を大幅に増大させることは認められなかった。アパーチャ２２２は、圧力降下の大幅な増大を生じさせることなく特定の音響周波数を消散させるように特定的に調節することができるため、これは大きな技術的利点である。

音響デバイス２００の残りの態様は、図１及び図２にすでに示されたとおりの音響デバイス１００の態様と類似しており、ここでは考察されない。

提供される音響デバイス内には、本明細書において説明された周辺チャンバ１１４、２１４、２１８と類似した構造特徴を有する追加の周辺チャンバが含まれてもよいことが企図されている。

図５Ａ〜図５Ｄに、一連のデュアルチャンバ音響デバイスが示される。図示されている代替構成の各々においては、追加のエキスパンションチャンバが音響デバイスに組み込まれている。図５Ａは、音響デバイス１００、２００と同じ全長を有するが、各々、エキスパンションチャンバ１０４、２０４の長さの半分よりも短い、１対のエキスパンションチャンバ３０４、３０４を含む音響デバイス３００を示す。図５Ｂ及び図５Ｃは、非対称であるそれぞれのエキスパンションチャンバ４０４、５０４を有する音響デバイス４００、５００を示す。音響デバイス４００では、入口に隣接するエキスパンションチャンバ４０４がより長く、音響デバイス５００では、出口に隣接するエキスパンションチャンバ５０４がより長い。図５Ｄは、同じサイズを有するが、より短く、互いに、より大きな距離、分離されているエキスパンションチャンバ６０４を有する音響デバイス６００を示す。これらのデバイスの各々は、異なる音響周波数範囲にわたって騒音を減衰させるように調節されている。

ここでは例示されていないが、特定の周波数範囲にわたって音響エネルギーを更に減衰させるために、追加のエキスパンションチャンバ（第３、第４のものなど）が追加されてもよい。更に、隣接するチャンバ間の分離距離は０に低減されてもよい。この場合には、周辺チャンバは単に、その長さに沿った多数の環状セグメントにセグメント化されるだけである。

限定することを意図するわけではないが、更なる例示的実施形態を以下のとおり記載する。
１．入口及び出口を有する音響デバイスであって、エキスパンションチャンバを画定する外部ハウジングと、エキスパンションチャンバを貫いて延在し、エキスパンションチャンバを、中心チャンバと、この中心チャンバに隣接する周辺チャンバとに区分する管状壁であって、入口及び出口は両方とも中心チャンバと連通している、管状壁と、を備え、管状壁が、中心チャンバと周辺チャンバとの間の空気流動を可能にするための、管状壁を貫いて形成された複数のアパーチャを含み、複数のアパーチャは、１００ＭＫＳＲａｙｌ〜５０００ＭＫＳＲａｙｌの範囲の平均流動抵抗を実現するように構成されている、音響デバイス。
２．複数のアパーチャが、２５０ＭＫＳＲａｙｌ〜３０００ＭＫＳＲａｙｌの範囲の平均流動抵抗を実現するように構成されている、実施形態１に記載の音響デバイス。
３．複数のアパーチャが、５００ＭＫＳＲａｙｌ〜２０００ＭＫＳＲａｙｌの範囲の平均流動抵抗を実現するように構成されている、実施形態２に記載の音響デバイス。
４．アパーチャが、１０マイクロメートル〜２５０マイクロメートルの範囲の平均最狭小直径を有する、実施形態１〜３のいずれか１つに記載の音響デバイス。
５．アパーチャが、２０マイクロメートル〜２００マイクロメートルの範囲の平均最狭小直径を有する、実施形態４に記載の音響デバイス。
６．アパーチャが、３０マイクロメートル〜１５０マイクロメートルの範囲の平均最狭小直径を有する、実施形態５に記載の音響デバイス。
７．管状壁が、５０マイクロメートル〜６２５マイクロメートルの範囲の厚さを有する、実施形態１〜６のいずれか１つに記載の音響デバイス。
８．管状壁が、７５マイクロメートル〜５７５マイクロメートルの範囲の厚さを有する、実施形態７に記載の音響デバイス。
９．管状壁が、１５０マイクロメートル〜５００マイクロメートルの範囲の厚さを有する、実施形態８に記載の音響デバイス。
１０．管状壁が、０．３パーセント〜５パーセントの範囲の有孔率を有する、実施形態１〜９のいずれか１つに記載の音響デバイス。
１１．管状壁が、０．３パーセント〜３．５パーセントの範囲の有孔率を有する、実施形態１０に記載の音響デバイス。
１２．管状壁が、０．３パーセント〜２パーセントの範囲の有孔率を有する、実施形態１１に記載の音響デバイス。
１３．管状壁が、０．２ＧＰａ〜１０ＧＰａの範囲の弾性率を有する材料を含む、実施形態１〜１２のいずれか１つに記載の音響デバイス。
１４．管状壁が、０．２ＧＰａ〜５ＧＰａの範囲の弾性率を有する材料を含む、実施形態１３に記載の音響デバイス。
１５．管状壁が、０．２ＧＰａ〜４ＧＰａの範囲の弾性率を有する材料を含む、実施形態１４に記載の音響デバイス。
１６．周辺チャンバ及び中心チャンバが同心状である、実施形態１〜１５のいずれか１つに記載の音響デバイス。
１７．管状壁が、１７０リットル毎分の流量における入口から出口までの圧力降下を、エキスパンションチャンバのみに関連付けられる圧力降下に対して最小の２０パーセント低減する、実施形態１〜１６のいずれか１つに記載の音響デバイス。
１８．管状壁が、圧力降下を、エキスパンションチャンバのみに関連付けられる圧力降下に対して最小の５０パーセント低減する、実施形態１７に記載の音響デバイス。
１９．管状壁が、圧力降下を、エキスパンションチャンバのみに関連付けられる圧力降下に対して最小の７０パーセント低減する、実施形態１８に記載の音響デバイス。
２０．入口及び出口が、管状壁の断面直径に概ね一致する断面直径を有する、実施形態１〜１９のいずれか１つに記載の音響デバイス。
２１．管状壁がエキスパンションチャンバの全長に沿って延在する、実施形態１〜２０のいずれか１つに記載の音響デバイス。
２２．管状壁が、エキスパンションチャンバの全長の５０パーセント〜９９パーセントに沿って延在する、実施形態１〜２１のいずれか１つに記載の音響デバイス。
２３．管状壁が、エキスパンションチャンバの全長の６０パーセント〜９５パーセントに沿って延在する、実施形態２２に記載の音響デバイス。

２４．管状壁が、エキスパンションチャンバの全長の７０パーセント〜８０パーセントに沿って延在する、実施形態２３に記載の音響デバイス。
２５．管状壁が第１の管状壁であり、アパーチャが第１のアパーチャであり、周辺チャンバが第１の周辺チャンバであり、第１の周辺チャンバに隣接する第２の周辺チャンバを画定する第２の管状壁を更に備え、第２の管状壁は、複数の第１のアパーチャの音響伝達インピーダンスよりも大幅に低い音響伝達インピーダンスを実現するサイズに作られた複数の第２のアパーチャを有する、実施形態１〜２４のいずれか１つに記載の音響デバイス。
２６．複数の第２のアパーチャが、１００ＭＫＳＲａｙｌ〜５０００ＭＫＳＲａｙｌの範囲の平均流動抵抗を実現するサイズに作られている、実施形態２５に記載の音響デバイス。
２７．複数の第２のアパーチャが、２５０ＭＫＳＲａｙｌ〜３０００ＭＫＳＲａｙｌの範囲の平均流動抵抗を実現するサイズに作られている、実施形態２６に記載の音響デバイス。
２８．複数の第２のアパーチャが、５００ＭＫＳＲａｙｌ〜２０００ＭＫＳＲａｙｌの範囲の平均流動抵抗を実現するサイズに作られている、実施形態２７に記載の音響デバイス。
２９．エキスパンションチャンバが第１のエキスパンションチャンバであり、外部ハウジングが、第１のエキスパンションチャンバの全ての限定を有する第２のエキスパンションチャンバを更に備え、第１のエキスパンションチャンバの出口が第２のエキスパンションチャンバの入口と連通している、実施形態１〜２８のいずれか１つに記載の音響デバイス。
３０．エキスパンションチャンバを画定する外部ハウジングと、エキスパンションチャンバを貫いて延在し、エキスパンションチャンバを、中心チャンバと、この中心チャンバに隣接する周辺チャンバとに区分する管状壁と、中心チャンバの複数の対向端部と連通した入口及び出口と、を備える音響デバイスを用いて空気伝搬音エネルギーを減衰させる方法であって、本方法は、
中心チャンバを通して空気を流すことと、
音響エネルギーを中心チャンバから、管状壁内に配置された複数のアパーチャを通り抜けるように導くことと、を含み、複数のアパーチャは、１００ＭＫＳＲａｙｌ〜５０００ＭＫＳＲａｙｌの範囲の平均流動抵抗を実現する、方法。
３１．管状壁が、１７０リットル毎分の流量における入口から出口までの圧力降下を、エキスパンションチャンバのみに関連付けられる圧力降下に対して最小の２０パーセント低減する、実施形態３０に記載の方法。
３２．管状壁が、１７０リットル毎分の流量における入口から出口までの圧力降下を、エキスパンションチャンバのみに関連付けられる圧力降下に対して最小の５０パーセント低減する、実施形態３１に記載の方法。
３３．管状壁が、１７０リットル毎分の流量における入口から出口までの圧力降下を、エキスパンションチャンバのみに関連付けられる圧力降下に対して最小の７０パーセント低減する、実施形態３２に記載の方法。
３４．壁が第１の壁であり、アパーチャが第１のアパーチャであり、周辺チャンバが第１の周辺チャンバであり、音響エネルギーを第１の周辺チャンバから、第１の周辺チャンバを境界する第２の壁内に配置された複数の第２のアパーチャを通して、第１の周辺チャンバに隣接する第２の周辺チャンバ内へ導き、第２の壁に第１の壁の伝達インピーダンスよりも大幅に低い伝達インピーダンスを与えることを更に含む、実施形態３０〜３３のいずれか１つに記載の方法。
３５．第２の壁が、１００ＭＫＳＲａｙｌ〜５０００ＭＫＳＲａｙｌの範囲の平均流動抵抗を実現する、実施形態３４に記載の方法。
３６．第２の壁が、２５０ＭＫＳＲａｙｌ〜３０００ＭＫＳＲａｙｌの範囲の平均流動抵抗を実現する、実施形態３５に記載の方法。
３７．第２の壁が、５００ＭＫＳＲａｙｌ〜２０００ＭＫＳＲａｙｌの範囲の平均流動抵抗を実現する、実施形態３６に記載の方法。

試験法
音響試験
微細穿孔されたフィルム又はパネルの音響特性は、ＡＳＴＭＥ２６１１−０９（伝達マトリックス法に基づく音響材料の直角入射音波透過の測定のための標準試験法）に概説されている手順に従うことによって測定することができる。この手順から収集されたデータを、音響透過損失を得るために用いることができる。

このデータはまた、フィルムの伝達インピーダンスを得るために用いることができる。この手順の出力のうちの１つは、微細穿孔されたフィルムの２つの面における圧力と音響粒子速度とを関係づける２×２伝達マトリックスである。以下に概説される手順に従うことによって、伝達マトリックスの要素を用いてフィルムの伝達インピーダンスを算出することができる。

フィルムの前面及び後面における圧力と速度との間の関係は、伝達マトリックスを用いて記述することができる。すなわち、

伝達インピーダンスを算出するために、まず、前方速度ｖ_１と後方速度ｖ_２は、（フィルムを通過する流動は非圧縮性であるとの仮定に基づき）同じであると仮定する。すると、フィルムの伝達インピーダンスは以下のように記述することができる。

式（１）から、Ｐ_１及びｖ_１は以下の形で書くことができる。

次に、式（３）及び（４）を操作し、以下の結果を得ることが可能である。

式（６）を式（５）に代入した後に、次式を得る。

次に、式（７）を式（２）代入することによって、伝達インピーダンスを得ることができる。すなわち、

圧力降下試験
圧力降下測定のためのベースラインを得るために、穿孔フィルムを全く有せず、チャンバを形成するためのハウジングを有しない別個の音響デバイスを組み立てた。１つのエンドキャップのみを用い、この測定は、チャンバ又はフィルムを全く有しないベースラインの空気流動測定の役割を果たした。その後、このベースライン測定を、図８に示される各測定から減算した。そのため、図示されている圧力降下曲線は、ベースラインに対する圧力降下の増大を表す。

圧力降下試験のために、１０ｐｓｉｇ（６９ｋＰａ）の最大吐出を有するＮＯＲＧＲＥＮレギュレータ、型番１１−０１８−１４６を通じて制御され、絞られる圧縮空気を用いて、流動を発生させた。レギュレータを調整し、流量を変化させた。流量は、ＴＳＩ流量ゲージ、モデル４０４０を介してインラインで測定した。そこから、空気流動を、ＴＳＩＶＥＬＯＣＩＣＡＬＣ、モデル８３８６Ａ圧力変換器を用いたインライン圧力測定のためのサイドタップを有する直線状の管を通して導いた。

実施例１（図６：５２、図８：６４）
図１及び図２に概略的に示される音響デバイスを、以下の手順及び材料を用いて組み立てた。ラピッドプロトタイピング（Ｆｏｒｔｕｓ４００モデル３Ｄプリンタ、ＳｔｒａｔａｓｙｓＬｔｄ．，ＥｄｅｎＰｒａｉｒｉｅ，ＭＮ）によって、黒色アクリルニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）樹脂（ＳｔｒａｔａｓｙｓＬｔｄ．，ＥｄｅｎＰｒａｉｒｉｅ，ＭＮ）を用いて、チャンバを画定する円筒形外部ハウジングを作成した。チャンバの長さは９．６ｃｍであった。ハウジングの内径及び外径はそれぞれ２．９ｃｍ及び１５．２ｃｍであった。ラピッドプロトタイピング及び黒色ＡＢＳ樹脂を用いて、チャンバのためのエンドキャップも別個に作成した。エンドキャップは、システムの空気が音響デバイスを通って流れることができる２．９ｃｍの直径の円環を包含した。穿孔フィルムの管を包含するための環状溝部をエンドキャップの設計内に組み込んだ。

穿孔フィルムは、米国特許第６，６１７，００２号（Ｗｏｏｄ）に記載されているとおりに作成した。フィルムグレードのポリプロピレン樹脂を用いてフィルムを押出成形した。押出成形後に、フィルムを浮き出し加工し、その後、浮き出しを熱処理してアパーチャを作り出すことによって、フィルムを穿孔した。得られたフィルムは、０．３５ｍｍの厚さ、およそ４００グラム／ｍ^２の坪量、及び１１１アパーチャ／ｃｍ^２のアパーチャ／穿孔密度を有した。各々の個々のアパーチャは、およそ０．０９４ｍｍの直径を有するほぼ円形の形状であった。流動抵抗はおよそ４５０ＭＫＳＲａｙｌであると判定した。

穿孔フィルムから、９．７ｃｍの長さ及び２．９ｃｍの直径を有する開口管を作成した。次に、管をハウジング、及びエンドキャップ内の環状溝部に挿入し、中心チャンバ１１２及び周辺チャンバ１１４を形成した。

このデバイスに関する音響データ及び圧力降下データが、図示のとおり、図６及び図８にそれぞれ掲載されている。

比較例Ｃ１（図６：５０、図８：６３）
単純なエキスパンションチャンバを代表する、穿孔フィルムを全く有しない音響デバイスを上述の実施例１と同様に組み立てた。

実施例２（図８：６６）
音響デバイスを上述の実施例１と同様に組み立てた。得られたフィルムは、０．３５ｍｍの厚さ、およそ４００グラム／ｍ^２の坪量、及び４６アパーチャ／ｃｍ^２のアパーチャ密度を有した。平均アパーチャ径はおよそ０．０７７ｍｍであった。有効アパーチャ径を実施例１と比べて減少させ、およそ１７５０ＭＫＳＲａｙｌの静的空気流動抵抗を有するフィルムを製作した。

図８に、図示のとおり、このデバイスに関する圧力降下データが提供されている。

実施例３（図６：５４）
図４に示される構成を提供するために、穿孔フィルムから、異なる直径の２つの別個の管を作製したことを除き、音響デバイスを上述の実施例１と同様に組み立てた。管をハウジング、及びエンドキャップ内の環状溝部に挿入し、中心チャンバ２１２、並びに第１の周辺チャンバ２１４及び第２の周辺チャンバ２１８を形成した。２つの同心状の管は半径方向に沿って互いからおよそ２．８ｃｍ離間させた。

図６に、図示のとおり、このデバイスに関する音響データが提供されている。

実施例４（図７：５８）
図５Ｃに概略的に示される、直列の２つの別個のチャンバ（空気は左から右へ流れる）を用いたことを除いて、音響デバイスを上述の実施例１と同様に組み立てた。２つのチャンバは互いに流体連通し、およそ２ｃｍの間隙によって離間していた。

図７に、図示のとおり、このデバイスに関する音響データが提供されている。

比較例Ｃ２（図７：５６）
穿孔フィルムを全く有しないことを除いて、音響デバイスを上述の実施例４と同様に組み立てた。

実施例５（図７：６０）
実施例４に示されるように直列の２つの別個のチャンバを用いたことを除いて、音響デバイスを上述の実施例３と同様に組み立てた。２つのチャンバはおよそ２ｃｍの間隙によって互いから離間していた。

実施例３と同様に、各チャンバは、穿孔フィルムから製作された異なる直径を有する１対の同心状の管を包含した。同心状の管の大きい方は、小さい方のものから半径方向に沿っておよそ２．８ｃｍ離間していた。

比較例Ｃ３（図８：６７）
中実の非穿孔フィルムを穿孔フィルムの代わりに用いたことを除いて、音響デバイスを実施例１と同様に組み立てた。

上記特許及び特許出願の全ては、参照により本明細書に明示的に援用される。本明細書では特定の実施形態に関して本発明を説明してきたが、これら実施形態は、本発明の原理及び適用の単なる説明にすぎないことを理解されたい。本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく、本発明の方法及び装置に対して様々な修正及び変更が可能であることは、当業者には明らかであろう。それゆえ、本発明は、添付の特許請求の範囲及びその等価物の範囲内の修正及び変更を含むことが意図されている。

Claims

入口及び出口を有する音響デバイスであって、
エキスパンションチャンバを画定する外部ハウジングと、
前記エキスパンションチャンバを貫いて延在し、前記エキスパンションチャンバを、中心チャンバと、前記中心チャンバに隣接する周辺チャンバとに区分する管状壁であって、前記入口及び出口は両方とも前記中心チャンバと連通している、管状壁と、を備え、
前記管状壁が、０．２ＧＰａ〜１０ＧＰａの範囲の弾性率を有する材料を含むと共に、前記中心チャンバと前記周辺チャンバとの間の空気流動を可能にするための、前記管状壁を貫いて形成された複数のアパーチャを含み、前記複数のアパーチャは、１００ＭＫＳＲａｙｌ〜５０００ＭＫＳＲａｙｌの範囲の平均流動抵抗を実現するように構成されており、前記複数のアパーチャは、１０マイクロメートル〜３００マイクロメートルの平均最狭小直径を有する、音響デバイス。
前記管状壁が、０．３パーセント〜５パーセントの範囲の有孔率を有する、請求項１に記載の音響デバイス。
前記管状壁が、１７０リットル毎分の流量における前記入口から前記出口までの圧力降下を、前記エキスパンションチャンバのみに関連付けられる圧力降下に対して最小の２０パーセント低減する、請求項１又は２に記載の音響デバイス。
前記入口及び前記出口が、前記管状壁の断面直径に概ね一致する断面直径を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の音響デバイス。
前記管状壁が前記エキスパンションチャンバの全長に沿って延在する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の音響デバイス。
前記管状壁が第１の管状壁であり、前記アパーチャが第１のアパーチャであり、前記周辺チャンバが第１の周辺チャンバであり、
前記第１の周辺チャンバに隣接する第２の周辺チャンバを画定する第２の管状壁を更に備え、
前記第２の管状壁は、前記複数の第１のアパーチャの音響伝達インピーダンスよりも大幅に低い音響伝達インピーダンスを実現するサイズに作られた複数の第２のアパーチャを有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の音響デバイス。
前記複数の第２のアパーチャが、１００ＭＫＳＲａｙｌ〜５０００ＭＫＳＲａｙｌの範囲の平均流動抵抗を実現するサイズに作られている、請求項６に記載の音響デバイス。
前記エキスパンションチャンバが第１のエキスパンションチャンバであり、前記外部ハウジングが、前記第１のエキスパンションチャンバの全ての前記限定を有する第２のエキスパンションチャンバを更に備え、前記第１のエキスパンションチャンバの出口が前記第２のエキスパンションチャンバの入口と連通している、請求項１〜７のいずれか一項に記載の音響デバイス。
エキスパンションチャンバを画定する外部ハウジングと、前記エキスパンションチャンバを貫いて延在し、前記エキスパンションチャンバを、中心チャンバと、前記中心チャンバに隣接する周辺チャンバとに区分する管状壁と、前記中心チャンバの複数の対向端部と連通した入口及び出口と、を備える音響デバイスを用いて空気伝搬音エネルギーを減衰させる方法であって、前記方法は、
前記中心チャンバを通して空気を流すことと、
前記音響エネルギーを前記中心チャンバから、前記管状壁内に配置された複数のアパーチャを通り抜けるように導くことと、を含み、前記管状壁が、０．２ＧＰａ〜１０ＧＰａの範囲の弾性率を有する材料を含み、前記複数のアパーチャは、１００ＭＫＳＲａｙｌ〜５０００ＭＫＳＲａｙｌの範囲の平均流動抵抗を実現し、前記複数のアパーチャは、１０マイクロメートル〜３００マイクロメートルの平均最狭小直径を有する、方法。