JP6893521B2 - 多自由度を有する、段差付き音響構造 - Google Patents

Description

本発明は概して、特定の発生源から発せられたノイズを減衰させるために使用される音響構造に関する。より詳細には、本発明は、音響に関する多自由度を有する音響構造を提供することを対象としている。

特定の発生源によって生じる過度なノイズに対処する最適な方法は、発生源においてノイズを処理することであるということが、広く認識されている。このことは通常、音響に関する減衰構造（音響処理）を、ノイズ発生源の構造に加えることによって達成される。特に問題であるノイズ発生源の１つは、ほとんどの旅客機で使用されているジェットエンジンである。音響処理は、通常、エンジン流入部、ナセル、および排気構造に組み込まれている。これら音響処理には、エンジンによって生成された音のエネルギに対する音響インピーダンスを生成する多数の穴を有する、比較的薄い音響材またはグリッドを含む音響共鳴器が含まれている。

ハニカムが、比較的強く軽量であることから、航空機および航空宇宙船に使用するための一般的な材料である。エンジンのナセルなどの音響用途に関し、音響材がハニカム構造に加えられ、それにより、ハニカムのセルが、エンジンから離れて位置する端部において音響的に閉じられ、かつ、エンジンのもっとも近くに位置する端部において多孔性のカバーで覆われているようになっている。このようにハニカムのセルを音響材で閉じることにより、ノイズの減衰（attenuation）、制振（damping）、または抑制（suppression）を提供する音響共鳴器が形成される。音響隔壁も、通常は、さらなるノイズ減衰特性を共鳴器に提供するために、ハニカムのセルの内部に組み込まれている。

ハニカムのセルに音響隔壁を組み込む方法の１つは、最初に、音響メッシュまたは、穴の開いた音響フィルムなどの音響材料から、平らな音響インサートを形成する。平らな音響インサートは、セルの開口よりも大きくされている。したがって、インサートがプランジャでセル内に押し込まれると、インサートは、キャップの形態で、折り曲がって音響隔壁になる。キャップ形状により、セルの壁と接触するアンカー部分と、セル内の音波を減衰させる、中心の隔壁部分とが提供される。一旦、セル内に挿入されると、音響隔壁キャップのアンカー部分と、ハニカムの壁との間の摩擦により、音響隔壁キャップが定位置に暫定的にロックされる。次いで、接着剤が、挿入された音響隔壁キャップのアンカー部分をセルの壁に恒久的に接着するために使用される。

音響隔壁キャップの恒久的な接着は、液体接着剤のプールにハニカム全体を浸すことによって達成される。ハニカムが接着材に浸される深さは、挿入された音響隔壁キャップのアンカー部分が液体接着材内に浸されるように選択される。この接着材に浸すプロセスは、このプロセスにより、通常のハニカム音響構造内にある数百もの音響隔壁が同時に接着されることから、特に効率的である。

多くの音響の状況においては、セルが異なる音響制振特性を有するハニカムを有することが望ましい。たとえば、隔壁キャップが各セル内に固定される深さは、異なる音響インピーダンスをセルに与えるように変化させることができる。音響構造のこれらタイプは、セルの音響インピーダンスの可変性に起因して、音響に関する多自由度を有すると呼ばれる。

航空機のエンジンによって生成されたノイズを減衰させるための音響パネルに使用されるハニカムは、通常、１から３インチ（２．５から７．５ｃｍ）の厚さであり、セルが０．０５から１平方インチ（０．３２から６．４ｃｍ）の断面積を有している。ハニカムの壁は、通常、０．００１から０．０５インチ（０．００２から０．１３ｃｍ）の厚さである。音響に関する多自由度を有する音響構造を形成するために、ハニカムのセル内の異なるセルの深さに隔壁キャップを固定することに関連する多くの課題が存在する。これら課題は、ハニカムのセル内の様々な隔壁キャップの深さ間の所望の間隔に部分的に依存している。０．２５から２インチ（０．６４から５ｃｍ）など、比較的広いレンジにわたって互いに異なる、セル内の深さに隔壁キャップを配置することにより、０．０１から０．２５インチ（０．０２５から０．６４ｃｍ）など、隔壁キャップの深さのレンジが比較的小さい状況とは異なる問題および課題を生じる。

隔壁深さにおける所望の差異が比較的大である場合、隔壁キャップのアンカー部分は、互いにオーバーラップしない。結果として、接着剤を複数回塗布する必要がある。たとえば、隔壁の３つのグループが、比較的広範囲にわたり、３つの異なる深さにおいて挿入される場合、隔壁キャップの第１のグループはもっとも深い深さに挿入され、次いで、ハニカムを接着剤のプールに浸すことにより、定位置に接着しなければならない。浸すプロセスの各々により、接着剤のプールに浸されたハニカムの壁全体にわたって接着材のフィルムが残る。隔壁キャップの第１のグループに関する接着材が硬化した後に、隔壁キャップの第２のグループが、中間の深さに挿入され、液体接着剤のプールに再び浸すことにより、定位置に接着される。接着剤の第２のフィルムが硬化した後に、隔壁キャップの第３のグループが、もっとも浅い深さに挿入され、液体接着剤のプールにさらに再度浸すことにより、定位置に接着される。結果として、隔壁キャップを３つの異なる深さに配置するために、ハニカムの壁に、部分的にオーバーラップした３つの接着剤フィルムを塗布しなければならない。

ハニカムにおける異なる深さに音響隔壁を接着するために必要とされる複数の接着剤フィルムにより、音響構造の重量が増大し、また、ハニカムの物理的特性を変化させる場合さえある。さらに、平らな音響インサートの第２のグループおよび第３のグループの挿入は、セルの壁上に接着材が蓄積されることに起因して、困難である場合がある。

隔壁キャップの深さの所望の差異が比較的小さい場合、異なる課題が生じる。これら状況において、隔壁キャップの異なるグループのアンカー部分は、ある程度オーバーラップし、それにより、接着材の１回の塗布が、すべての隔壁キャップを定位置に接着するのに十分であるかもしれないし、十分ではないかもしれない。接着材を塗布する回数を低減する代わりに、０．０１０から０．２５インチ（０．０２５から０．６４ｃｍ）のみだけ、配置が異なる場合がある複数の深さに隔壁キャップをどのように正確に配置するかが課題となる。

いくつかの音響用途において、比較的小さいレンジと比較的大きいレンジとの両方にわたって異なるセルの深さで、同じハニカム内に隔壁キャップを配置することが所望である場合がある。これら状況において、上述の、接着材の塗布を制限することに係る課題と、隔壁キャップを正確に配置することに係る課題との両方が顕著になる。

本発明によれば、隔壁キャップがハニカムのセル内で同じ深さに固定されている段差付き音響構造により、セル内の異なる深さに隔壁キャップを配置することによって以前に得られた音響に関する多自由度と同じ音響に関する多自由度を提供することができることが発見された。段差付き音響構造は、隔壁キャップの隔壁部分の音響に関する表面積を低減させるハニカムのセル内の段差を挿入するか別様に形成することによって得られる。段差によって生じたセルの断面積の低減により、セル内の隔壁部分の深さを比較的小さく低減させることによって達成された変化に密にマッチする音響インピーダンスの変化を生じることがわかった。

本発明の上述の特徴により、たった０．０１０インチから０．２５インチ（０．０２５ｃｍから０．６４ｃｍ）だけ異なる深さに隔壁キャップを固定することに固有の課題を除去する能力を伴う、多自由度の音響構造を形成することが可能になる。代わりに、隔壁キャップは同じ深さに固定され、段差は、隔壁部分の深さを比較的わずかに低減することによって別様に達成される、音響インピーダンスのプロファイルに密にマッチするように、セルの断面積を低減するためにセルに含まれている。

本発明の別の特徴として、深さ制御部分は隔壁キャップに含まれており、それにより、隔壁キャップが同じ深さに固定されている場合であっても、異なる隔壁キャップの隔壁部分が、段差付き音響構造内の異なる深さに位置することができる。この特徴により、比較的大である距離、たとえば、およそ０．２５インチ（０．６４ｃｍ）以上の大きさだけ異なる深さに隔壁キャップを固定することが望ましい場合に、複数回接着剤を塗布する必要性を除去する能力を伴う多自由度の音響構造を形成することが可能になる。

面積を制限する段差と深さ制御部分との使用を伴う、本発明の上述の特徴が組み合わせられた場合、構造内の同じ深さに隔壁キャップを正確に固定するために、１度だけ接着剤の塗布を同時に使用する一方、共鳴器の音響インピーダンスが幅広く変化する、多自由度の様々な音響構造を提供することが可能である。

本発明は、音響隔壁キャップがセル内に位置し、それにより、少なくとも２つのセルの音響インピーダンスが異なるようになっている段差付き音響構造に、部分的に基づいている。これにより、発生源から生じたノイズを低減するための多自由度を有する、段差付き音響構造が提供される。段差付き音響構造には、ノイズの発生源のもっとも近くに位置する第１の縁部と、第２の縁部とを有するハニカムが含まれている。このハニカムは、ハニカムの第１の縁部と第２の縁部との間に延びる複数の壁によって形成されている。この壁は、少なくとも第１のセルと第２のセルとを形成し、これらセルの各々は、壁に対して垂直に測定される同じ断面積を有している。音響バリアは、ハニカムの第２の縁部に配置され、それにより、セルが、音響共鳴器の各々の深さが、ハニカムの第１の縁部と音響バリアとの間の距離に等しい、音響共鳴器を形成するようになっている。

第１の音響隔壁キャップは、セルの１つに位置している。第１の音響隔壁キャップには、第１の音響隔壁キャップをセルの壁に固定するための第１のアンカー部分が含まれている。第１のアンカー部分は、外側縁部と、この外側縁部から第１のアンカー距離だけ離間した、第１のアンカー境界とを有している。第１のアンカー部分は、壁に固定されるとともに、この壁に対して平行に延びている。第１のアンカー境界は、セル内の第１のアンカー深さに位置している。第１の音響隔壁は、セルの壁に対して横断方向に延びる第１の隔壁部分をも含んでいる。第１の隔壁部分は、セルが、第１の音響インピーダンスを有する第１の音響共鳴器を形成するように、第１の隔壁深さに位置している。

第２の音響隔壁キャップは、別のセル内に位置している。第２の音響隔壁キャップには、第２の音響隔壁キャップをセルの壁に固定するための第２のアンカー部分が含まれている。第２のアンカー部分は、外側縁部と、この外側縁部から第２のアンカー距離だけ離間した、第２のアンカー境界とを有している。第２のアンカー部分は、壁に固定されるとともに、この壁に対して平行に延びている。第２のアンカー境界は、第２のアンカー深さが第１のアンカー深さに等しくなるように、セル内の第２のアンカー深さに位置している。第２の音響隔壁は、セルの壁に対して横断方向に延びる第２の隔壁部分をも含んでいる。第２の隔壁部分は、セルが、第２の音響共鳴器を形成するように、セル内の第２の隔壁深さに位置している。

本発明の特徴として、第２の隔壁深さにおいて、セルの断面積を低減するように、段差が設けられている。段差付き音響構造に、発生源から生じたノイズを低減するための多自由度を提供するように、第１の音響インピーダンスとは十分に異なっている第２の音響インピーダンスを第２の音響共鳴器が有するように、この断面積は十分な量だけ低減されている。

本発明の別の特徴として、第１の隔壁深さが第２の隔壁深さに等しい場合、段差は、第２の隔壁部分において、セルの断面積を十分な量だけ低減するように使用され、それにより、前述の第２の隔壁部分よりも前述のハニカムの第１の縁部に、第１の隔壁部分が近接して位置していた場合に第１の共鳴器によって提供されたであろう音響インピーダンスに、第２の音響インピーダンスがマッチする。この特徴により、およそ０．０１０インチから０．２５インチ（０．０２５ｃｍから０．６４ｃｍ）の大きさの距離にわたって隔壁深さを低減することによって以前に得られた音響インピーダンスにマッチさせるために、セルの断面積の局所的な変化を設ける段差を使用する一方で、セル内の同じ深さに隔壁部分を正確に配置することが可能になる。

本発明のさらなる特徴として、深さ制御部分が、第１の隔壁キャップおよび／または第２の隔壁キャップの、隔壁部分とアンカー部分との間に配置されている。第１の深さ制御部分は、セルの壁に対して平行に延びるとともに、第１のアンカー境界と一致する外側の境界を含んでいる。深さ制御部分は、隔壁部分の周りに位置する第１の隔壁の境界をも含んでいる。隔壁の境界は、外側の境界から深さ制御距離だけ離間している。深さ制御距離は、比較的広いレンジにわたって変化している場合があり、それにより、第１の隔壁深さと第２の隔壁深さとが、１インチ（２．５ｃｍ）以上まで変化し得るようになっている。この特徴により、深さ制御部分が、実際の隔壁深さのより大である変化を達成するために使用される一方で、有効な隔壁深さを細かく調整するように、段差を使用することが可能になる。さらに、段差は、セル間の音響インピーダンスにおける所望の差異を達成するために必要な深さ制御距離の差を低減するために使用することができる。

本発明の、上述の特徴および付随する利点、ならびに、多くの他の特徴および付随する利点は、添付図面に関連付けられて、以下の詳細な説明を参照することにより、より良好に理解されるようになる。

本発明に係る、例示的な段差付き音響構造の斜視図。 ハニカムのセル内に摩擦でロックされている音響隔壁キャップを形成するために、音響ハニカム内に、平らな音響インサートがどのように押し込まれるかを示す簡略図。 ３つのセルが段差を含む、４つのセルを有する段差付き音響ハニカムを示す概略側面図。 セルの断面積が各々で異なって減少している、３つの異なる段差を示す図３の頂部概略図。１つは２０％の段差であり、隔壁の８０％が露出しているとともに有効である。２番目は４０％の段差であり、隔壁の６０％が露出しているとともに有効である。３番目は６０％の段差であり、隔壁の４０％が露出しているとともに有効である。 隔壁深さを０．３００インチ（０．７６２ｃｍ）から０．４５０インチ（１．１４ｃｍ）に変化させることによって生じる、インピーダンスのプロットの変化を示すグラフ。 隔壁深さが０．４５０インチ（１．１４ｃｍ）である２０％の段差付きセルのインピーダンスのプロットが、隔壁深さが０．４００インチ（１．０２ｃｍ）である、段差なしセルのインピーダンスのプロットとマッチしていることを示すグラフ。 隔壁深さが０．４５０インチ（１．１４ｃｍ）である４０％の段差付きセルのインピーダンスのプロットが、隔壁深さが０．３５０インチ（０．８８９ｃｍ）である、段差なしセルのインピーダンスのプロットとマッチしていることを示すグラフ。 隔壁深さが０．４５０インチ（１．１４ｃｍ）である６０％の段差付きセルのインピーダンスのプロットが、隔壁深さが０．３００インチ（０．７６２ｃｍ）である、段差なしセルのインピーダンスのプロットとマッチしていることを示すグラフ。 各々が深さ制御部分を含む、本発明に係る平らな音響インサートの例示的セットを示す図。 音響隔壁キャップを形成するようにハニカム内に挿入された後の、音響インサートのアンカー部分に接着剤を適用するための例示的プロセスを示す側面図。 音響隔壁キャップが定位置に接着された後のハニカムを示す側面図。 段差と深さ制御部分との両方が本発明に従って使用されている、段差付き音響構造を示す概略側面図。 一方側で音響バリアパネルに、他方側で通音メッシュに接着される前の、音響ハニカムを示す分解図。 ノイズの発生源からの音を減衰させるために、定位置にある、本発明に係る例示的音響構造を示す。

本発明に係る、音響構造で使用するための例示的な、段差付き音響ハニカムが、図１に、１０で一般的に示されている。段差付き音響ハニカム１０は、ノイズ発生源のもっとも近くに配置される第１の縁部１４と、第２の縁部１６とを有するハニカム１２を含んでいる。段差付き音響ハニカム１０は、複数のセル２０を規定するように、２つの縁部１４と１６との間に延びる壁１８を含んでいる。セル２０の各々は、２つの縁部１４と１６との間の距離に等しい深さ（コアの厚さとも呼ばれる）を有している。各セル２０は、セル壁１８に対して垂直に測定される断面積をも有している。

図１３に示すように、段差付き音響ハニカム１０は、通常は、多孔性面シート２４と、中実の音響バリア面シート２６との間に位置している。中実の音響バリア面シート２６は、ハニカム１２の第２の縁部１６に対応する音響セル２０の底部において音響バリアを形成している。各セルは、第１の縁部１４と第２の縁部１６との間の距離に等しい深さを有する音響共鳴器を形成している。個別の音響バリアは、セルの音響底部がハニカム１０の第２の縁部１６に対応しないことが望ましい場合に、セル２０に挿入されている場合がある。所望であれば、中実のバリアのセル内への挿入により、ハニカム１２の第１の縁部１４と第２の縁部１６との間の距離よりも小さい深さを有している音響共鳴器を形成することが可能になる。

音響隔壁キャップ２２は、セル２０の各々に位置している。隔壁キャップ２２は、セル壁に接着されたアンカー部分２３と、セルを横断するように延びる隔壁部分２５とを有している。アンカー部分２３は、好ましくは、図１に示すように、ハニカムの第１の縁部１４のもっとも近くに位置している。しかし、所望であれば、セル内の隔壁キャップ２２の向きは、図１３に示すように、アンカー部分２３が第２の縁部１６および中実の音響バリア２６にもっとも近くなるように、逆にされている場合がある。

本発明は、隔壁キャップ２２の隔壁部分２５が同じ挿入深さに位置し、また、隔壁部分の挿入深さを低減させることによって別様に得られる音響インピーダンスにマッチする音響インピーダンスを達成するように、セルのいくつかに段差が設けられている、段差付き音響ハニカム１０を形成することを対象としている。段差付き音響ハニカムは、音響に関する多自由度を示している。

さらに、本発明は、深さ制御部分が隔壁キャップ２２のアンカー部分２３と隔壁部分２５との間に位置している段差付き音響ハニカムを対象としている。深さ制御部分を変化させることにより、隔壁部分を異なる深さに配置して、多自由度を有する音響構造を提供しつつ、アンカー部分をセル内で同じ深さに維持することが可能になる。セルに段差を付加することにより、インピーダンスのプロファイルが密にマッチするように維持しつつ、様々なセル間の深さ制御部分のサイズの差を低減することも可能になる。

図３は、音響ハニカム１０に位置する４つの例示的セルＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤの概略側面図である。セルの各々は、図４に示すように、セルＡの断面積に等しい、同じ断面積を有している。隔壁キャップ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、および２２ｄはそれぞれ、セルＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤに位置している。隔壁部分２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、および２５ｄは、同じ挿入深さまたは隔壁深さ（ｘ）に位置している。

本発明によれば、段差２７ｂ、２７ｃ、および２７ｄは、セル内の所定の距離にわたって延びるセルの断面積の低減を提供するように、セルＢ、Ｃ、およびＤにそれぞれ位置している。段差２７ｂは、セルＡに比べ、セルの断面積を２０％低減するように隔壁部分２５ｂから第１の縁部１４に向かって延びる、シリンダ状のインサートの形態である。段差２７ｃは、セルＡに比べ、セルの断面積を４０％低減するように隔壁部分２５ｃから第１の縁部１４に向かって延びる、シリンダ状のインサートの形態である。段差２７ｄは、セルの断面積を６０％低減するように隔壁部分２５ｄから第１の縁部１４に向かって延びる、シリンダ状のインサートの形態である。２０％、４０％、および６０％の、３段階の低減は、例示的目的のためのものに過ぎない。段差は、段差がないセル（Ａ）の断面積の１０％から８５％のレンジにわたる任意のパーセンテージに、セルの断面積を低減するために使用され得る。

段差２７ｂ、２７ｃ、および２７ｄは、セル内の所望の距離にわたって、断面積の低減が所望の程度だけ達成されるなら、任意の数の方法で形成することができる。好ましい方法は、セルの壁の形状にマッチする外縁部２９ｂ、２９ｃ、および２９ｄを有するシリンダ２７ｂ、２７ｃ、および２７ｄを挿入することであり、それにより、シリンダが、セル内に挿入され、所望の隔壁深さに正確に摩擦によって嵌合できるようになっている。各シリンダは、外縁部から、所望のシリンダの壁厚、および、結果としてのセルの断面積の低減を達成するために必要とされているある距離だけ離間した内縁部３１ｂ、３１ｃ、および３１ｄを有している。このアプローチにより、セルの断面積を所望のように低減するために、挿入される厚さおよび長さが変化するシリンダによって、すべてのセルに関し、同じ隔壁キャップを使用することが可能になる。

シリンダ状のインサートの壁は、内縁部の断面形状が外縁部にマッチするように、一様な厚さである場合がある。代替的には、内縁部と外縁部とが異なる断面形状を有するように、一様ではない厚さとすることができる。たとえば、内縁部が円形断面を有する一方で、外縁部は、セルの壁にマッチするように六角形とすることができる。シリンダ状のインサートによるセルの断面積の低減が、シリンダ状のインサートの長さ全体にわたって一定であることが好ましい。

シリンダ状のインサートの長さは、セルのインピーダンスのプロファイルにわずかな変化が生じるように、変化されている場合がある。シリンダの長さは、少なくとも、隔壁キャップのアンカー部分と同じ長さであるものとし、また、隔壁部分と第１の縁部との間の距離と同じ長さである場合がある。シリンダ状のインサート２７ｄの長さは、シリンダ状のインサート２７ｂおよび２７ｃの長さよりも長く示されている。このことは、もっぱら例示的目的のためのものであり、シリンダの長さは、セルのインピーダンスのプロファイルに所望のわずかな変化を達成するように変化する場合があることを理解されたい。

シリンダ状のインサートは、隔壁キャップが挿入され、セル内に配置された後に、セル内に配置され得る。代替的には、シリンダ状のインサートは、挿入前に隔壁キャップと組み合わせられる場合があり、それにより、組み合わせられたシリンダ状のインサートと隔壁キャップとが、単一のステップで、セル内に挿入されるとともに摩擦によって嵌合される。

図３および図４に示す例示的な段差２７ｂ、２７ｃ、および２７ｄにより、１２５ｂ、１２５ｃ、および１２５ｄで示すように、段差がない隔壁部分がそれらのそれぞれのセル内に位置する場合に達成されるプロットに密にマッチする音響インピーダンスの特性またはプロットを有している、セルＢ、Ｃ、およびＤが提供される。実際の隔壁深さと隔壁部分の有効な深さとの間の間隔は、セルＢ、Ｃ、およびＤ内に、それぞれｂ、ｃ、およびｄとして示されている。

段差２７ｂ（セルＡに比べて断面積が２０％低減されている）により、隔壁深さが有効に低減され、それにより、セルＢの音響インピーダンスが、隔壁部分２５ａが（ｘ−ｂ）の隔壁深さに位置する場合のセルＡの音響インピーダンスに密にマッチするようになっている。段差２７ｃ（セルＡに比べて断面積が４０％低減されている）により、隔壁深さが有効に低減され、それにより、セルＣの音響インピーダンスが、隔壁部分２５ａが（ｘ−ｃ）の隔壁深さに位置する場合のセルＡの音響インピーダンスに密にマッチするようになっている。段差２７ｄ（セルＡに比べて断面積が６０％低減されている）により、隔壁深さが有効に低減され、それにより、セルＤの音響インピーダンスが、隔壁部分２５ａが（ｘ−ｄ）の深さに位置する場合のセルＡの音響インピーダンスに密にマッチするようになっている。

音響シミュレーションおよびモデリングの研究を、厚さ１．５０インチ（３．８１ｃｍ）（縁部１４と縁部１６との間の距離）の、図１に示されているようなハニカム１０の４つのセルに基づいて実施した。隔壁キャップの材料は、８０レイリー（Ｒ）の音響抵抗と、１．６の非線形因子（ＮＬＦ）とを有する音響メッシュとした。シミュレーションおよびモデリングには、華氏７６．５度（摂氏２４．７度）の温度、１平方インチあたり１４．０ポンド（ｐｓｉ）（１平方センチメートルあたり０．９８キログラム）の圧力、および、１３５ｄＢの全音域音圧レベル（ＯＡＳＰＬ）を有する音源を使用した。

第１の研究では、シリンダ状の段差２７ｂ、２７ｃ、および２７ｄは、図３および図４に示すような位置およびサイズとした。隔壁深さは、ｘ＝０．４５０インチ（１．１４ｃｍ）として、すべてｘに等しいものとした。第２の研究では、セルの断面積と隔壁部分の断面積とがすべて同じであるように、セルに段差を付加しなかった。第１の研究で使用したものと同じ隔壁キャップ材料を、第２の研究においても使用した。第２の研究では、隔壁キャップを、隔壁深さが０．４００インチ（１．０１ｃｍ）（ｂ＝０．０５０インチ（０．１３ｃｍ））であるセルＢ’、隔壁深さが０．３５０インチ（０．８９ｃｍ）（ｃ＝０．１００インチ（０．２６ｃｍ））であるセルＣ’、および、隔壁深さが０．３００インチ（０．７６ｃｍ）（ｄ＝０．１５０インチ（０．３８ｃｍ））であるセルＤ’を提供するように配置した。

音響インピーダンス（Ｚ）は、音響インピーダンスの実数部分（Ｒ）と、虚数（ｉ）を乗じた虚数部分（Ｘ）との和に近い（Ｚ＝Ｒ＋ｉＸ）。両方の研究において、ＲとＸとが、０Ｈｚから５０００Ｈｚの周波数にわたってどのように変化するかを示す音響インピーダンス（Ｚ）のプロットまたはプロファイルが得られた。

図５は、セルまたは共鳴器Ａ、Ｂ’、Ｃ’、およびＤ’に関するインピーダンスのプロットを示している。インピーダンスの実数部分（Ｒ）が、セルＡ、Ｂ’、Ｃ’、およびＤ’について、それぞれ、曲線ＡＲ、Ｂ’Ｒ、Ｃ’Ｒ、およびＤ’Ｒに示されている。インピーダンスの対応する虚数部分（Ｘ）は、曲線ＡＸ、Ｂ’Ｘ、Ｃ’Ｘ、およびＤ’Ｘに示されている。曲線から見ることができるように、セルＡの０．４５０インチ（１１．４ｃｍ）からセルＤ’の０．３００インチ（０．７６ｃｍ）への０．０５０インチ（０．１３ｃｍ）の増分における隔壁深さの低減により、異なるインピーダンスのプロットが生成される。図５のインピーダンスのプロットの差により、音響構造は多自由度を提供されることが予想される。

図６は、第１の研究からのセルＢに関するインピーダンスのプロットを示し、インピーダンスの実数部分に関する曲線がＢＲとして示され、インピーダンスの虚数部分に関する曲線がＢＸとして示されている。図６に示すように、セルＢに関するインピーダンスのプロットは、セルＢ’に関するインピーダンスのプロットに密にマッチしている。したがって、段差２７ｂによって生じるセルの断面積の低減（２０％）により、セルＡの隔壁部分を、セルの縁部１４に０．０５０インチ（０．１３ｃｍ）近付くように移動させる（ｂ＝０．０５０インチ（０．１３ｃｍ））ことによって得られるプロファイルに密にマッチした音響インピーダンスのプロファイルが与えられる。

図７は、第１の研究からのセルＣに関するインピーダンスのプロットを示し、インピーダンスの実数部分に関する曲線がＣＲとして示され、インピーダンスの虚数部分に関する曲線がＣＸとして示されている。図７に示すように、セルＣに関するインピーダンスのプロットは、セルＣ’に関するインピーダンスのプロットに密にマッチしている。したがって、段差２７ｃによって生じる隔壁の断面積の低減（４０％）により、セルＡの隔壁部分を、セルの縁部１４に０．１００インチ（０．２５ｃｍ）近付くように移動させる（ｃ＝０．１００インチ（０．２５ｃｍ））ことによって得られるプロファイルに密にマッチした音響インピーダンスのプロファイルが与えられる。

図８は、第１の研究からのセルＤに関するインピーダンスのプロットを示し、インピーダンスの実数部分に関する曲線がＤＲとして示され、インピーダンスの虚数部分に関する曲線がＤＸとして示されている。図８に示すように、セルＤに関するインピーダンスのプロットは、セルＤ’に関するインピーダンスのプロットに密にマッチしている。したがって、段差２７ｄによって生じる隔壁の断面積の低減（６０％）により、セルＡの隔壁部分を、セルの縁部１４に０．１５０インチ（０．３８ｃｍ）近付くように移動させる（ｄ＝０．１５０インチ（０．３８ｃｍ））ことによって得られるプロファイルに密にマッチした音響インピーダンスのプロファイルが与えられる。

例示的段差２７ｂ、２７ｃ、および２７ｄは、２０％から６０％のセルの断面積の低減が、０．０５０インチ（０．１３ｃｍ）から０．１５インチ（０．３８ｃｍ）の、隔壁深さの有効な変化をもたらすことを示している。セルの断面積が８５％まで低減された段差が、０．２５インチ（０．６４ｃｍ）までの隔壁深さの有効な変化を生じるために使用され得ることが予想される。図６から図８に示すインピーダンスのプロットは、互いに密にマッチする音響インピーダンスのプロファイルであると、本発明において見なされるものの例である。

０．２５０インチ（０．６３５ｃｍ）までの差異だけ、隔壁深さを変化させることにより、所望の多自由度を得ることができるこれら音響構造では、必要とされる自由度は、セル部分の断面積を８５％までだけ低減するための段差を使用すること、および、隔壁部分を同じ隔壁深さに配置することにより、本発明に従って提供することができる。

他の状況では、音響構造によって与えられる多自由度が、０．０２５インチ（０．６４ｃｍ）よりも大きい隔壁深さの差異によって得られることが望ましい。これら状況では、深さ制御部分は、アンカー部分と隔壁部分との間の隔壁キャップに含まれている。

図２に示すように、隔壁キャップ２２Ｐは、プランジャ３２でハニカム１０Ｐ内に押し込まれる平らな音響インサート３０で形成されている。図２における参照符号は、ハニカムが、最終的な音響ハニカム１０を形成するために、隔壁キャップ２２Ｐの恒久的な接着を依然として必要としている前駆体構造であることを示すためにＰが付されていることを除いて、図１の符号に対応している。音響インサート３０はセルの開口よりも大きく、セル２０Ｐ内への挿入の間にそれらがキャップ形状に形成されるようになっている。結果として得られる隔壁キャップは、音響インサート材料の固有の反発により、定位置に摩擦ロックされる。所望であれば、複数の平らな音響インサートを同時に挿入するために、複数のプランジャを使用することができる。隔壁キャップ２２Ｐは、通常、セル壁１８Ｐに対して平行に延びるアンカー部分２３Ｐと、セル壁１８Ｐに対して横断方向に延びる隔壁部分２５Ｐとを含んでいる。

深さ制御部分を含む平らな音響インサートは、発生源から生じたノイズを低減するために、多自由度を有する音響構造を形成するように、音響インサート３０と同じ方式で使用される。各々が深さ制御部分を含む３つの平らな音響インサートの例示的セットが、図９に示されている。このセットには、第１の平らな音響隔壁４０、第２の平らな音響隔壁５０、および、第３の平らな音響隔壁６０が含まれている。多自由度を有する音響構造を形成するために、このセットにおいては、少なくとも２つの異なる平らな音響インサート（たとえば、４０と５０）が存在しなければならない。セット内の異なる音響インサートの数は、３より大きい場合がある。３つの音響インサートのセットが、例示的目的のために、本明細書において記載されており、セット内の異なる音響インサートの数は、所与の音響構造に関して所望である多自由度によってのみ制限されると理解されたい。さらに、任意の所与の音響ハニカム内に挿入される特定のタイプの平らな音響インサート（たとえば、４０、５０、または６０）の数は、千またはそれ以上のレンジとすることができることを認識できよう。

第１の平らな音響インサート４０は、第１の音響インサート４０の外周を規定する外側縁部４２と、４３に空想（phantom）で示された第１の内側の境界とを有する第１のアンカー部分４１を含んでいる。第１の内側の境界４３は、外側縁部４２からＡＤ１で示された第１のアンカー距離だけ内側に離間している。第１の音響インサート４０は、第１の隔壁深さ制御部分４４をも含んでいる。第１の隔壁深さ制御部分４４の外側の境界４５は、第１のアンカー部分４１の第１の内側の境界４３と一致している。第１の隔壁深さ制御部分４４は、外側の境界４５から第１の深さ制御距離ＤＣＤ１だけ内側に離間している第１の隔壁の境界４６をも含んでいる。第１の隔壁部分４７は、第１の音響インサート４０の中心に位置している。第１の隔壁部分４７の外周は、第１の隔壁制御部分４４に、隔壁の境界４６に沿ってくっついている。

第２の平らな音響インサート５０は、第２の音響インサート５０の外周を規定する外側縁部５２と、５３に空想で示された第２の内側の境界とを有する第２のアンカー部分５１を含んでいる。第２の内側の境界５３は、外側縁部５２からＡＤ２で示された第２のアンカー距離だけ内側に離間している。第２の音響インサート５０は、第２の隔壁深さ制御部分５４をも含んでいる。第２の隔壁深さ制御部分５４の外側の境界５５は、第２のアンカー部分５１の第２の内側の境界５３と一致している。第２の隔壁深さ制御部分５４は、外側の境界５５から第２の深さ制御距離ＤＣＤ２だけ内側に離間している第２の隔壁の境界５６をも含んでいる。第２の隔壁部分５７は、第２の音響インサート５０の中心に位置している。第２の隔壁部分５７の外周は、第２の隔壁制御部分５４に、隔壁の境界５６に沿ってくっついている。

第３の平らな音響インサート６０は、音響インサート６０の外周を規定する外側縁部６２と、６３に空想で示された第３の内側の境界とを有する第３のアンカー部分６１を含んでいる。第３の内側の境界６３は、外側縁部６２からＡＤ３で示された第３のアンカー距離だけ内側に離間している。音響インサート６０は、第３の隔壁深さ制御部分６４をも含んでいる。第３の隔壁深さ制御部分６４の外側の境界６５は、第３のアンカー部分６１の第３の内側の境界６３と一致している。第３の隔壁深さ制御部分６４は、外側の境界６５から第３の深さ制御距離ＤＣＤ３だけ内側に離間している第３の隔壁の境界６６をも含んでいる。第３の隔壁部分６７は、第３の音響インサート６０の中心に位置している。第３の隔壁部分６７の外周は、第３の隔壁制御部分６４に、隔壁の境界６６に沿ってくっついている。

アンカー距離ＡＤ１、ＡＤ２、およびＡＤ３は、好ましくは、音響インサートの各々に関して同じである。アンカー距離は、好ましくは、深さ制御部分を含まない音響インサートに関するアンカー距離と同じである。通常のアンカー距離は、たとえば、０．１０インチ（０．２５ｃｍ）から０．７０インチ（１．８ｃｍ）である。内側の境界４３、５３、および６３がハニカム内に同じ深さで位置していれば、アンカー距離は必ずしも同じである必要はない。たとえば、ＡＤ３は、ＡＤ２またはＡＤ１より大として、より大である音響インサート６０のための追加の接着面を提供することができる。しかし、アンカー部分６１の内側の境界６３は、隔壁キャップ４１および５１のそれぞれの内側の境界４３および５３と同じハニカムのセル内の深さに位置するものとする。したがって、深さ制御部分を有する隔壁キャップのアンカーまたはアンカー深さは、音響インサートがセル内に配置されると、アンカー部分の内側の境界の位置となるように思われる。

本発明によれば、深さ制御部分は、０．２５インチ（０．６４ｃｍ）から１．０インチ（２．５ｃｍ）またはそれ以上など、比較的大である距離だけ異なっている隔壁深さを共鳴器に設けることが所望である場合に使用される。これら比較的大である隔壁深さの差は、深さ制御距離ＤＣＤ１、ＤＣＤ２、およびＤＣＤ３を、０．２５インチ（０．６４ｃｍ）から１．０インチ（２．５ｃｍ）の間で変化させることによって達成される。異なる深さ制御距離は、音響に関する多自由度を提供するように、隔壁部分がハニカムにおける異なる深さに位置する結果となる。アンカー部分の内側の境界を同じ深さに配置することにより、隔壁部分を同時に異なる深さに配置する一方で、隔壁キャップを、接着材への単一の含浸を使用して固定することが可能になる。

図１０は、第１の平らな音響インサート、第２の平らな音響インサート、および第３の平らな音響インサートが、第１の音響隔壁キャップ４０Ｃ、第２の音響隔壁キャップ５０Ｃ、および第３の音響隔壁キャップ６０Ｃを形成するように、ハニカムのセル内に位置している、ハニカム１０Ｐの一部分を示している。図４の参照符号は、挿入プロセスの間に、平らな隔壁のインサートが音響隔壁キャップに形成されていることを示すために「Ｃ」が付加されていることを除き、図３の参照符号にマッチしている。アンカー部分４１Ｃ、５１Ｃ、および６１Ｃは、すべて同じアンカー深さに位置しており、それにより、接着材のプール７０がこれらアンカー部分を等しくカバーするようになっている。異なる深さ制御距離により、所望の多自由度を提供するために、隔壁部分４７Ｃ、５７Ｃ、および６７Ｃが音響ハニカム内における異なる深さに位置する結果となる。

ハニカム１０Ｐは、接着剤のプール７０から除去され、液体接着剤は、ハニカム１０を形成するように乾燥されるか硬化される。ハニカム１０では、音響隔壁キャップ４０Ｃ、５０Ｃ、および６０Ｃは、図１１に示すように、それぞれ７１、７２、および７３において接着剤によってハニカムに恒久的に接着されている。隔壁キャップをハニカムの壁に接着するのに通常使用される任意の液体接着剤が使用され得る。好ましい液体接着剤には、高温（摂氏１５０度から２００度）において安定している接着材が含まれる。例示的な液体接着剤には、エポキシ、アクリル、フェノール、シアノアクリレート、ビスマレイミド、ポリアミドイミド、およびポリイミドが含まれる。

図９では、３つのインサートに関するアンカー距離ＡＤ１、ＡＤ２、およびＡＤ３は、同じものとして示されている。アンカー距離は、セル内の隔壁の位置と、接着材プール７０に浸す深さとによって判定される。図１０に示すように、隔壁のインサートの底縁部は、すべて同じ深さに位置し、それにより、接着材が、内側の境界４３Ｃ、５３Ｃ、および６３Ｃまで、同じアンカー距離にわたって塗布されるようになっている。隔壁部分をセル内の異なる深さに配置するために、深さ制御距離を変化させなければならない。結果として、隔壁に関する、組み合わせられたアンカー距離と深さ制御距離とが変化する。

所望であれば、隔壁のセットは、組み合わせられたアンカー距離と深さ制御距離との全体が、このセットの各隔壁に関して同じである場合に使用され得る。この場合、隔壁の底部は、セル内の異なる深さに位置し、これにより、本質的に、隔壁部分が異なる深さに配置される。隔壁に関するアンカー距離は、隔壁の底部または外周が、異なる深さに位置している一方で、接着材の塗布の間に接着材のプールのレベルによって制御されるように内部の境界がすべて同じ深さにあることから、異なっている。組み合わせられたアンカー距離と深さ制御距離とが、セットの各隔壁に関して同じであることから、アンカー距離の差異により、深さ制御距離における差が生じ、このことは、内側の境界と隔壁部分との間に位置する隔壁の一部である。アンカー距離を変化させることに起因して生じる、この深さ制御距離における差異は、単一の接着材塗布ステップと隔壁のセットとを使用して、隔壁部分の位置を異なる深さとし、ここで、隔壁キャップのすべてが、同じテール長さ（ＡＤ＋ＤＣＤ）を有している。

図１２は、４つの他の例示的セルＥ、Ｆ、Ｇ、およびＨの概略側面図である。例示的セルＥ、Ｆ、Ｇ、およびＨは、段差付き音響ハニカム１０内に位置しており、各段差と深さ制御部分とを組み合わせて使用することにより、多自由度を有する音響構造が提供されることを示している。隔壁キャップの各々に関するアンカー部分の内側の境界は、矢印「ＡＤ」によって示す同じ深さ（アンカー深さ）に位置している。隔壁キャップ２２ｅは、セルＥ内に位置し、アンカー部分２３ｅと隔壁部分２５ｅとを含んでいる。深さ制御部分は存在していない。したがって、隔壁キャップ２２ｅに関するＤＣＤは０である。隔壁部分の深さは「ｙ」として示されている。

隔壁キャップ２２ｆは、セルＦ内に位置し、アンカー部分２３ｆ、隔壁部分２５ｆ、およびシリンダ状のインサートの段差２７ｆを含んでいる。シリンダ状のインサートの段差２７ｆは、セルの断面積を２５％低減している。隔壁キャップ２２ｆは、深さ制御部分を含んでいない。したがって、隔壁キャップ２２ｆに関するＤＣＤも０である。隔壁部分２５ｆに関する隔壁深さもｙである。セルＦに関する有効な音響隔壁深さは、１２５ｆに示されている。有効な音響隔壁深さ１２５ｆにより、セルに、音響インピーダンスのプロットが与えられる。このプロットは、隔壁部分２５ｅがｙ−ｆの隔壁深さに位置している場合、段差がない隔壁部分２５ｅの音響インピーダンスのプロットに密にマッチする。

隔壁キャップ５０ｇは、セルＧ内に位置し、アンカー部分５１ｇ、隔壁部分５７ｇ、および深さ制御部分５４ｇを含んでいる。深さ制御部分５４ｇは、「ｓ」の距離または深さを有している。隔壁部分５７ｇに関する隔壁深さは、ｙ＋ｓに等しい。隔壁キャップ４０ｈは、セルＨ内に位置し、アンカー部分４１ｈ、隔壁部分４７ｈ、および深さ制御部分４４ｈを含んでいる。深さ制御部分４４ｈは、「ｔ」の距離または深さを有している。隔壁部分４７ｈに関する隔壁深さは、ｙ＋ｔに等しい。シリンダ状の段差２７ｈは、セルの断面積を２５％低減するように、セルＨ内に含まれている。セルＨに関する有効な音響隔壁深さは、１４７ｈに示されている。有効な音響隔壁深さ１４７ｈにより、セルに、音響インピーダンスのプロットが与えられる。このプロットは、隔壁部分がセルＨと同じ断面積を有するが、隔壁部分がｙ＋ｔ−ｈの隔壁深さにある場合、段差がないセルの音響インピーダンスのプロットに密にマッチする。深さ制御距離ｓとｔとは、例示的目的のために、異なるものとして図１２に示されている。２つの隔壁深さｔとｓとは、同じとすることができる。深さ制御距離ｓとｔとは、各々が、０．１０インチ（０．２５ｃｍ）から１．０インチ（２．５ｃｍ）の間にあることが好ましい。

図１２に示す例示的なセルの構成により、隔壁キャップを定位置に接着するために、接着剤を１度だけ塗布する一方で、容易かつ正確に、事実上の有効な隔壁の幅広い深さを提供することが可能になる。多くの代替形態および組合せが、セルの断面積の低減およびシリンダ状の段差の長さを判定するシリンダ状の段差のシリンダ状の壁の厚さを選択することによって制御される、１）ＡＤに関する深さ、２）隔壁部分の深さｙ、ｙ＋ｓ、およびｙ＋ｔ、ならびに、３）有効な隔壁深さ（ｙ−ｆ）および（ｙ＋ｔ−ｈ）を含む所望のパラメータの選択に基づいて可能である。

ハニカム１０を形成するために使用される材料は、金属、セラミック、および複合材料を含む、音響構造に通常使用される任意の材料とすることができる。例示的金属には、アルミニウムおよびアルミニウム合金が含まれる。例示的複合材料には、グラスファイバ、Ｎｏｍｅｘ（登録商標）、および、グラファイトまたはセラミックファイバの適切な母材樹脂との様々な組合せが含まれる。比較的高温（セ氏１５０度から２００度）に耐えることができる母材樹脂が好ましい。中実の音響バリアシート２６を形成するために使用される材料は、やはり、音響構造に一般的に使用される中実の任意の面シート材料とすることができる。この材料には、通常、ハニカムを形成するために使用される材料と同じタイプの材料が含まれている。多孔性面シート２４を形成するために使用される材料も、構造内の孔または穴が、ジェットエンジンまたは他のノイズ発生源からの音波を音響セルまたは共鳴器内に入れるのに十分である場合、そのような多孔性構造に関して一般的に使用される任意の材料とすることができる。

音響インサートのアンカー部分と隔壁深さ制御部分とは、好ましくは、音響隔壁キャップを形成するように折り曲げられるのに十分な可撓性を有する薄い中実のプラスチックフィルムで形成されている。これら薄い中実フィルムは、ポリアミド６（ナイロン６、ＰＡ６）およびポリアミド１２（ナイロン１２、ＰＡ１２）などのポリアミド、ポリエステル、ポリエチレンクロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフルオロエチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ならびにポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）で形成することができる。ＰＥＥＫの薄いシートまたはフィルムが好ましい。そのような中実フィルムは、Ｖｉｃｔｒｅｘ ＵＳＡ（Ｇｒｅｅｎｖｉｌｌｅ，Ｓｏｕｔｈ Ｃａｒｏｌｉｎａ）などの複数の供給元から商業利用可能である。Ｖｉｃｔｒｅｘ ＵＳＡは、ＶＩＣＴＲＥＸ（登録商標）ＰＥＥＫ（商標）ポリマーの商用名でＰＥＥＫのシートを製造している。アンカー部分と隔壁深さ制御部分とを形成するために使用されるフィルムは、０．００１インチから０．００６インチの厚さを通常は有している。このフィルムは、重量を低減し、また、セルの壁へのアンカー部分の接着材による固定のために、フィルムの表面積の増大もすることが好ましい場合がある。

所与の音響インサートのアンカー部分と隔壁深さ制御部分とは、一片のプラスチックフィルムで形成することが好ましい。アンカー部分の内側のアンカーの境界と、隔壁深さ制御部分の外側の境界とは、互いに一致している（４３、５３、および６３を参照）。所与のセットのインサートにおける様々な平らな音響インサートは、ハニカムのセル内に押し込まれ、それにより、アンカー部分と隔壁深さ制御部分との一致する境界が、同じ深さにあるか、少なくとも、アンカー部分に液体接着材を１度に塗布することが可能であるように、同じ深さに十分に近くなっている。このことは、隔壁部分が、ハニカムのセル内の様々な深さに位置して、音響構造に多自由度を提供することを保証している。

平らな音響インサートのアンカー部分に関するアンカー距離は、通常０．０１インチ（０．０２５ｃｍ）から０．５０インチ（１．２７ｃｍ）のレンジである。そのような音響構造に関する隔壁深さ制御部分の深さ制御距離は、通常、０（隔壁キャップに深さ制御部分が含まれていない場合）から１．０インチ（２．５ｃｍ）のレンジであり、また、特に厚い音響ハニカムに関してはそれより高い。異なる平らな音響インサート間の深さ制御距離の差異は、広範囲に変化している場合があり、ハニカムのセルの深さ、アンカー距離、セル内のアンカー部分の位置、および、所望の音響に関する多自由度によって制限されている。

音響インサートの隔壁部分は、好ましくは、モノフィラメント繊維で編み込まれた目の粗いメッシュの織物で形成されている。繊維は、グラス、カーボン、セラミック、またはポリマーで構成されている場合がある。ポリアミド６（ナイロン６、ＰＡ６）およびポリアミド１２（ナイロン１２、ＰＡ１２）などのポリアミド、ポリエステル、ポリエチレンクロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフルオロエチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ならびにポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）で形成されたモノフィラメントポリマー繊維が、いくつかの例である。隔壁部分を形成するために使用される材料が、アンカー部分および隔壁深さ制御部分を形成するために使用される材料にマッチすることが好ましい。ＰＥＥＫで形成された目の粗いメッシュの繊維が、高温の用途に好ましい。本発明に従って隔壁キャップを形成するために使用され得る、目の粗いメッシュの音響繊維、および、他の音響材は、幅広い商業的な供給源から利用可能である。たとえば、目の粗いメッシュの音響織物のシートは、ＳＥＦＡＲ Ａｍｅｒｉｃａ Ｉｎｃ．（Ｂｕｆｆａｌｏ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｈｅａｄｑｕａｒｔｅｒｓ １１１ Ｃａｌｕｍｅｔ Ｓｔｒｅｅｔ Ｄｅｐｅｗ，ＮＹ １４０４３）から、ＳＥＦＡＲ ＰＥＴＥＸ、ＳＥＦＡＲ ＮＩＴＥＸ、およびＳＥＦＡＲ ＰＥＥＫＴＥＸの商用名で得られる場合がある。

目の粗いメッシュの織物で形成された隔壁部分と、プラスチックの中実フィルムで形成されたアンカー部分および隔壁深さ制御部分との組合せにより、音響特性と隔壁強度との好ましい組合せが提供される。特に好ましいのは、ＰＥＥＫの目の粗いメッシュの織物の隔壁部分と、ＰＥＥＫの中実のフィルムであるアンカー部分および隔壁部分との組合せである。ＰＥＥＫの目の粗いメッシュの織物の隔壁部分は、中実のプラスチックのアンカー部分および深さ制御部分と組み合わせられた場合、全体がメッシュで形成された隔壁の音響部分よりも、形状がより平らで、より一様である。より平らな隔壁部分により、隔壁部分の深さが一様で、注意深く制御することができる場合に、音響構造を形成することが可能になる。

隔壁部分は、隔壁深さ制御部分に、隔壁深さ制御部分の隔壁の境界（たとえば、図９の４６、５６、および６６）に沿って取り付けられている。この取付けは、隔壁深さ制御部分の隔壁部分への溶接によって達成されることが好ましい。溶接は、プラスチックの２つの片をともに結合するための既知の溶接技術を使用して達成される。隔壁部分は、接着材を使用して隔壁深さ制御部分に取り付けられる場合もある。

隔壁部分がセルと同じ断面積を有するセルでは、深さ制御部分が含まれていない場合、目の粗いメッシュの織物がアンカー部分に溶接されるか、別様に直接接続される。目の粗いメッシュの織物は、存在する場合は、深さ制御部分に接続されている。段差は、中実フィルムをアンカー部分または深さ制御部分から隔壁部分内に延ばして、目の粗いメッシュの織物の断面積を所望の量だけ低減することによって設けることができる。しかし、目の粗いメッシュの織物の断面積の低減を制御するように、また、挿入深さの制御を向上させるように、円形のリングまたはシリンダが挿入されることが好ましい。

隔壁キャップ全体が目の粗いメッシュの織物で形成されている状況では、段差は、すべてのメッシュの隔壁キャップの挿入前、挿入後、または挿入中のいずれかで、所望の隔壁深さにリングまたはカラーを挿入することによって形成されることが好ましい。

平らな音響インサートには、アンカー部分および隔壁深さ制御部分に使用されるタイプの中実ポリマーフィルムで形成された隔壁部分を有する、１つまたは複数のインサートが含まれている場合がある。そのような中実の平らな音響インサートを含むことにより、ハニカム内に配置されたセットのからの、メッシュを含む他の音響インサートと同時にセル内の様々な深さに音響バリアを配置することが可能になる。このため、同じ単一の接着材の塗布ステップを使用して、このセットの中実の音響インサートと、メッシュを含む音響インサートとの両方を接着することができる。この理由は、中実の音響インサートおよびメッシュを含む音響インサートがすべて、同じアンカー深さに固定されているためである。

隔壁キャップ全体が中実フィルムで形成されている場合、隔壁部分は、フィルムを通る穴を開けることによって形成することができる。これら穴は、レーザまたは他の適切な穴開けシステムを使用して開けることができる。

隔壁部分は、音響構造に一般的に使用される任意の形状である場合がある。隔壁は、図９に示すような円形ディスクの形態である場合がある。隔壁は、楕円形であるか卵型の形状である場合もある。隔壁部分は、正方形、矩形、六角形、または八角形などの多角形の形状である場合もある。

音響メッシュで形成された隔壁部分の断面積は、段差が使用されていない場合、ハニカムのセルの断面積に近いか等しい。セルの断面積の２０パーセントから８５パーセントの、セルおよび音響メッシュの断面積を低減する段差の使用により、０．０５インチ（０．１３ｃｍ）から０．２５インチ（０．６４ｃｍ）の量だけ、音響隔壁深さが有効に低減される。有効な音響深さにおけるこの低減は、メッシュの音響特性を単純に変化させるのみでは得られない。たとえば、シミュレーションの研究を行い、様々な音響メッシュで形成された隔壁部分のインピーダンスのプロットを比較した。インピーダンスのプロットは、０．４５０インチ（１．１４ｃｍ）の隔壁深さにおける隔壁キャップに関して取得した。ここで、キャップは、１．６のＮＬＦと、７０および１２０のレイリー値とを有するメッシュで形成されている。インピーダンスのプロットは、１．６のＮＬＦと、８０のレイリー値とを有するメッシュで形成された、０．４００インチ（１．０２ｃｍ）の隔壁深さを有する隔壁キャップに関しても取得した。隔壁部分の断面積は、セルの断面積に関してすべて同じで等しいものとした。レイリー値が７０および１２０のメッシュのインピーダンスのプロットは、レイリー値が８０のメッシュのインピーダンスのプロットには密にマッチしなかった。このことは、メッシュのレイリー値を変化させることでは、シリンダ状のインサートによって提供される、セルの断面積の２０％の低減が、隔壁深さの０．０５０インチ（０．１３ｃｍ））の有効な低減に繋がる、本発明によって提供される有効な隔壁深さの低減（０．０５０インチ（０．１３ｃｍ））と同じ低減が達成されないことを示している。

セル間の、実際の有効な音響インピーダンスにおける所望の差異を、本発明に従って、段差および深さ制御部分を使用して達成することを確実にするために、同じであるか同様のレイリー値と非線形因子とを有する音響メッシュをセルに使用することが好ましい。

本発明の音響構造が、様々なノイズ発生源からのノイズを減衰させるために使用され得るが、音響構造は、特に、航空機のエンジン、および、特に、旅客機に使用される大型のエンジンによって生成されるノイズの減衰に特に良好に適している。したがって、図１３に示されている音響構造は、通常は、図１４においておおまかに９０で示されているターボファンジェットエンジンの中心コアを囲むナセルの一部である。平らな音響インサートの例示的セットで形成された、様々な例示的隔壁キャップ４０Ｃ、５０Ｃ、および６０Ｃの位置は、同じ深さに固定されている、ハニカム１０の定位置において示されている。様々な隔壁部分４７Ｃ、５７Ｃ、および６７Ｃは、深さ制御部分を含んでおり、それにより、隔壁部分のいくつかが、ハニカム内の異なる深さに配置され、また、シリンダ状のインサートが、セルのいくつかに配置されて、音響に関する多自由度をナセルに提供するために、セルの断面積の所望の低減を達成するようになっている。

本発明の例示的実施形態をこうして記載してきたが、当業者には、開示されている内容が、もっぱら例示的ものであり、他の様々な代替形態、適応形態、および変形形態が、本発明の範囲内で実施され得ることに留意されたい。したがって、本発明は、上述の実施形態によっては限定されず、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。

Claims (20)

1. 段差付き音響構造であって、音響隔壁キャップが、段差付きハニカムのセル内に位置し、それにより、少なくとも２つの前記セルの音響インピーダンスが、前記段差付き音響構造に、発生源から生じたノイズを低減するための多自由度を提供するように、異なっており、前記段差付き音響構造が、
   Ａ）前記発生源のもっとも近くに位置する第１の縁部と、第２の縁部とを備えたハニカムであって、当該ハニカムが、前記第１の縁部と前記第２の縁部との間に延びる複数の壁を備え、前記壁が第１のセルと第２のセルとを規定し、前記第１のセルと前記第２のセルとの各々が、前記壁に対して垂直に測定される同じ断面積を有している、ハニカムと、
   Ｂ）第１の音響共鳴器および第２の音響共鳴器を形成するように、前記ハニカムの前記第２の縁部、または、前記第１のセルもしくは前記第２のセル内に配置された音響バリアであって、前記第１の音響共鳴器と前記第２の音響共鳴器との各々の深さが、前記ハニカムの前記第１の縁部と前記音響バリアとの間の距離に等しい、音響バリアと、
   Ｃ）第１の音響隔壁キャップであって、
   ａ）前記第１の音響隔壁キャップを前記第１のセルの壁に固定するための第１のアンカー部分であって、当該第１のアンカー部分が、外側縁部と、当該第１のアンカー部分の前記外側縁部から第１のアンカー距離だけ離間した第１のアンカー境界とを有し、当該第１のアンカー部分が、前記壁に接着されるとともに、前記壁に対して平行に延び、前記第１のアンカー境界が、前記第１のセル内の第１のアンカー深さに配置されている、第１のアンカー部分、および、
   ｂ）前記第１のセルの前記壁に対して横断方向に延び、前記第１のセルの前記断面積に等しい断面積を有する第１の隔壁部分であって、当該第１の隔壁部分が、前記第１のセルが第１の音響インピーダンスを有するように、第１の隔壁深さに位置している、第１の隔壁部分
   を備えている、第１の音響隔壁キャップと、
   Ｄ）第２の音響隔壁キャップであって、
   ａ）前記第２の音響隔壁キャップを前記第２のセルの壁に固定するための第２のアンカー部分であって、当該第２のアンカー部分が、外側縁部と、当該第２のアンカー部分の前記外側縁部から第２のアンカー距離だけ離間した第２のアンカー境界とを有し、当該第２のアンカー部分が、前記壁に接着されるとともに、前記壁に対して平行に延び、前記第２のアンカー境界が、前記第２のセル内の第２のアンカー深さに配置されており、前記第２のアンカー深さが前記第１のアンカー深さに等しい、第２のアンカー部分、および、
   ｂ）前記壁に対して横断方向に延びるとともに、ある断面積を有する第２の隔壁部分であって、当該第２の隔壁部分が第２の隔壁深さに位置している、第２の隔壁部分
   を備えている、第２の音響隔壁キャップと、
   Ｅ）前記段差付き音響構造に、発生源から生じたノイズを低減するための多自由度を提供するように、前記第１の音響インピーダンスとは十分に異なっている、第２の音響インピーダンスを前記第２のセルが有するように、前記第２のセルの前記断面積を十分な量だけ低減する、前記第２のセル内に位置する段差と、
   を備えた、段差付き音響構造。
2. 前記第１の隔壁深さが前記第２の隔壁深さに等しく、前記第１の隔壁部分が、前記第２の隔壁部分よりも前記ハニカムの前記第１の縁部に近接して位置していた場合に、前記第１の共鳴器によって提供されたであろう音響インピーダンスに、前記第２の音響インピーダンスがマッチする、請求項１に記載の段差付き音響構造。
3. 前記第１の音響共鳴器と前記第２の音響共鳴器との各々の前記深さが、１インチ（２．５ｃｍ）から３インチ（７．５ｃｍ）の間である、請求項２に記載の段差付き音響構造。
4. 前記第１の隔壁部分が、前記第１の隔壁深さよりも、０．０１インチ（０．０２５ｃｍ）から０．２５インチ（０．６４ｃｍ）だけ前記ハニカムの前記第１の縁部に近接して位置していた場合に、前記第１の音響共鳴器によって提供されたであろう音響インピーダンスに、前記第２の音響インピーダンスがマッチする、請求項３に記載の段差付き音響構造。
5. 前記段差により、前記第２の隔壁深さにおいて、前記第２のセルの前記断面積の２０パーセントから８５パーセントに等しい量だけ、前記第２のセルの前記断面積が低減される、請求項１に記載の段差付き音響構造。
6. 前記段差により、前記第２の隔壁深さにおいて、前記第２のセルの前記断面積の２０パーセントから８５パーセントに等しい量だけ、前記第２のセルの前記断面積が低減される、請求項４に記載の段差付き音響構造。
7. 前記第１の隔壁キャップが、前記第１の隔壁部分と前記第１のアンカー部分との間に位置する第１の隔壁深さ制御部分を含み、前記第１の深さ制御部分が、前記壁に対して平行に延びるとともに、前記第１のアンカー境界と一致する外側の境界、および、前記第１の隔壁部分の周りに位置する第１の隔壁の境界を備え、前記第１の隔壁の境界が、前記第１の隔壁深さが前記第２の隔壁深さより大であるように、前記第１の外側の境界から第１の深さ制御距離だけ離間している、請求項１に記載の段差付き音響構造。
8. 前記第１の隔壁制御距離が、０．２５インチ（０．６４ｃｍ）から２インチ（５ｃｍ）である、請求項７に記載の段差付き音響構造。
9. 前記ハニカムの前記壁が、第３のセルおよび第４のセルを規定し、前記第３のセルと前記第４のセルとの各々が、前記壁に対して垂直に測定される同じ断面積を有し、前記音響バリアが、第３の音響共鳴器および第４の音響共鳴器を形成するように、前記ハニカムの前記第２の縁部、または、前記第３のセルもしくは前記第４のセル内に位置し、前記第３の音響共鳴器と前記第４の音響共鳴器との各々の深さが、前記ハニカムの前記第１の縁部と前記音響バリアとの間の距離に等しく、前記段差付き音響構造が、
   Ａ）第３の音響隔壁キャップであって、
   ａ）前記第３の音響隔壁キャップを前記第３のセルの壁に固定するための第３のアンカー部分であって、当該第３のアンカー部分が、外側縁部と、当該第３のアンカー部分の前記外側縁部から第３のアンカー距離だけ離間した第３のアンカー境界とを有し、当該第３のアンカー部分が、前記壁に接着されるとともに、前記壁に対して平行に延び、前記第３のアンカー境界が、前記第３のセル内の第３のアンカー深さに配置され、前記第３のアンカー深さが前記第１のアンカー深さに等しい、第３のアンカー部分、
   ｂ）前記第３のセルの前記壁に対して横断方向に延び、前記第３のセルの前記断面積に等しい断面積を有する第３の隔壁部分であって、当該第３の隔壁部分が、前記第３の音響共鳴器が第３の音響インピーダンスを有するように、第３の隔壁深さに位置している、第３の隔壁部分、および、
   ｃ）前記第３の隔壁部分と前記第３のアンカー部分との間に位置する第３の隔壁深さ制御部分であって、当該第３の深さ制御部分が、前記壁に対して平行に延びるとともに、前記第３のアンカー境界と一致する外側の境界、および、前記第３の隔壁部分の周りに位置する第３の隔壁の境界を備え、前記第３の隔壁の境界が、前記第３の隔壁深さが前記第１の隔壁深さより大であるように、前記第３の外側の境界から第３の深さ制御距離だけ離間している第３の隔壁深さ制御部分
   を備えている、第３の音響隔壁キャップと、
   Ｂ）第４の音響隔壁キャップであって、
   ａ）前記第４の音響隔壁キャップを前記第４のセルの壁に固定するための第４のアンカー部分であって、当該第４のアンカー部分が、外側縁部と、当該第４のアンカー部分の前記外側縁部から第４のアンカー距離だけ離間した第４のアンカー境界とを有し、当該第４のアンカー部分が、前記壁に接着されるとともに、前記壁に対して平行に延び、前記第４のアンカー境界が、前記第４のセル内の第４のアンカー深さに配置され、前記第４のアンカー深さが前記第１のアンカー深さに等しい、第４のアンカー部分、
   ｂ）前記第４のセルの前記壁に対して横断方向に延び、ある断面積を有する第４の隔壁部分であって、当該第４の隔壁部分が、前記第４の音響共鳴器が第４の音響インピーダンスを有するように、第４の隔壁深さに位置している、第４の隔壁部分、および、
   ｃ）前記第４の隔壁部分と前記第４のアンカー部分との間に位置する第４の隔壁深さ制御部分であって、当該第４の深さ制御部分が、前記壁に対して平行に延びるとともに、前記第４のアンカー境界と一致する外側の境界、および、前記第４の隔壁部分の周りに位置する第４の隔壁の境界を備え、前記第４の隔壁の境界が、前記第４の外側の境界から第４の深さ制御距離だけ離間している第４の隔壁深さ制御部分
   を備えている、第４の音響隔壁キャップと、
   Ｅ）前記段差付き音響構造に、発生源から生じたノイズを低減するための多自由度を提供するように、前記第３の音響インピーダンスとは十分に異なっている、第４の音響インピーダンスを前記第４のセルが有するように、前記第４のセルの前記断面積を十分な量だけ低減する、前記第４のセル内に位置する段差と、
   を備えた、請求項１に記載の段差付き音響構造。
10. 前記第３の隔壁深さが、前記第４の隔壁深さに等しいように、前記第３の深さ制御距離が前記第４の深さ制御距離に等しく、前記第３の隔壁部分が、前記第４の隔壁部分よりも前記ハニカムの前記第１の縁部に近接して位置していた場合に、前記第３の共鳴器によって提供されたであろう音響インピーダンスに、前記第４の音響インピーダンスがマッチする、請求項９に記載の段差付き音響構造。
11. 前記第３の音響共鳴器と前記第４の音響共鳴器との各々の前記深さが、１インチ（２．５ｃｍ）から３インチ（７．５ｃｍ）の間である、請求項１０に記載の段差付き音響構造。
12. 前記第３の隔壁部分が、前記第３の隔壁深さよりも、０．０１インチ（０．０２５ｃｍ）から０．２５インチ（０．６４ｃｍ）だけ前記ハニカムの前記第１の縁部に近接して位置していた場合に、前記第３の音響共鳴器によって提供されたであろう音響インピーダンスに、前記第４の音響インピーダンスがマッチする、請求項１１に記載の段差付き音響構造。
13. 前記段差により、前記第４のセルの前記断面積の２０パーセントから８５パーセントに等しい量だけ、前記第４のセルの前記断面積が低減される、請求項９に記載の段差付き音響構造。
14. 前記段差により、前記第２のセルの前記断面積の２０パーセントから８５パーセントに等しい量だけ、前記第２のセルの前記断面積が低減される、請求項１２に記載の段差付き音響構造。
15. 前記第３の隔壁制御距離が０．６４ｃｍから５ｃｍであり、前記第４の隔壁制御距離が、０．２５インチ（０．６４ｃｍ）から２インチ（５ｃｍ）である、請求項１２に記載の段差付き音響構造。
16. 前記第１の隔壁部分および前記第２の隔壁部分が、プラスチックモノフィラメント繊維を含む音響メッシュを含んでいる、請求項１に記載の段差付き音響構造。
17. 前記段差が、音波を通さない中実の壁を有するシリンダ状のインサートを備えている、請求項１に記載の段差付き音響構造。
18. 請求項１に記載の、音響に関する多自由度を有する段差付き音響構造を備えたエンジンナセル。
19. 請求項１８に記載のエンジンナセルを備えた航空機。
20. 発生源から生成されたノイズを低減するために、段差付きハニカムのセル内に平らな音響インサートが位置している、段差付き音響構造であって、当該段差付き音響構造が、多自由度の音響構造と同じ音響インピーダンスを提供し、ここで、前記多自由度の音響構造が、前記発生源のもっとも近くに位置する第１の縁部と、第２の縁部とを備えたハニカムを備え、前記ハニカムが、前記第１の縁部と前記第２の縁部との間に延びる複数の壁を備え、前記壁が、前記壁に対して垂直に測定される同じ断面積を有する第１のハニカムのセルと第２のハニカムのセルとを規定し、平らな音響インサートが、前記第１のハニカムのセル内の下方の隔壁キャップと、前記第２のハニカムのセル内の上方の隔壁キャップとを形成するように、前記第１のハニカムのセルと前記第２のハニカムのセルとの各々の中に配置されており、前記下方の隔壁キャップが、前記第１のハニカムのセルの前記壁に対して横断方向に延びる下方の隔壁部分を含み、前記上方の隔壁キャップが、前記第２のハニカムのセルの前記壁に対して横断方向に延びる上方の隔壁部分を含み、前記下方の隔壁部分と前記上方の隔壁部分とが、同じ断面積を有し、各々が隔壁深さに配置されており、前記隔壁深さが、各隔壁部分と前記ハニカムの前記第１の縁部との間の距離であり、前記下方の隔壁部分が、第１の音響インピーダンスを有する第１のハニカムのセルを提供するように、下方の隔壁深さに配置されており、前記上方の隔壁部分が、上方の隔壁深さに配置されており、前記第１の音響インピーダンスとは異なる第２の音響インピーダンスを前記第２のハニカムのセルに提供するように、前記上方の隔壁深さが、前記下方の隔壁深さより小であり、当該段差付き音響構造が、
    Ａ）前記発生源のもっとも近くに位置する第１の縁部と、第２の縁部とを備えたハニカムであって、当該ハニカムが、前記第１の縁部と前記第２の縁部との間に延びる複数の壁を備え、前記壁が第１のセルと第２のセルとを規定し、前記第１のセルと前記第２のセルとの各々が、前記壁に対して垂直に測定される同じ断面積を有している、ハニカムと、
    Ｂ）第１の音響共鳴器および第２の音響共鳴器を形成するように、前記ハニカムの前記第２の縁部、または、前記第１のセルもしくは前記第２のセル内に配置された音響バリアであって、前記第１の音響共鳴器と前記第２の音響共鳴器との各々の深さが、前記ハニカムの前記第１の縁部と前記音響バリアとの間の距離に等しい、音響バリアと、
    Ｃ）第１の音響隔壁キャップであって、
    前記第１の音響隔壁キャップを前記第１のセル内のアンカー深さで前記壁に固定するための第１のアンカー部分であって、当該第１のアンカー部分が、前記第１の音響隔壁キャップの外周を規定する外側縁部と、前記外周から第１のアンカー距離だけ離間した第１の内側アンカー境界とを有し、当該第１のアンカー部分が、前記壁に接着されるとともに、前記壁に対して平行に延びる、第１のアンカー部分、および、
    前記第１の内側アンカー境界によって境界が形成されている第１の隔壁部分であって、当該第１の隔壁部分が、前記壁に対して横断方向に延びるとともに、前記第１のセルの前記断面積に等しい断面積を有し、当該第１の隔壁部分が、前記第１のセルが、前記多自由度の音響構造の前記第１の音響インピーダンスにマッチする音響インピーダンスを有するように、前記多自由度の音響構造における前記下方の隔壁深さと同じである第１の隔壁深さに位置している、第１の隔壁部分
    を備えている、第１の音響隔壁キャップと、
    Ｄ）第２の音響隔壁キャップであって、
    前記第２の音響隔壁キャップを前記第２のセル内の前記アンカー深さで前記壁に固定するための第２のアンカー部分であって、当該第２のアンカー部分が、前記第２の音響隔壁キャップの外周を規定する外側縁部と、前記外周から第２のアンカー距離だけ離間した第２の内側アンカー境界とを有し、当該第２のアンカー部分が、前記壁に接着されるとともに、前記壁に対して平行に延びる、第２のアンカー部分、および、
    前記第２の内側アンカー境界によって境界が形成されている第２の隔壁部分であって、当該第２の隔壁部分が、前記壁に対して横断方向に延びるとともに、ある断面積を有し、当該第２の隔壁部分が第２の隔壁深さに位置し、前記第２の隔壁深さが前記第１の隔壁深さと同じである、第２の隔壁部分
    を備えている、第２の音響隔壁キャップと、
    Ｅ）前記第２の隔壁深さと前記第１の隔壁深さとが同じであっても、前記多自由度の音響構造の前記第２の音響インピーダンスにマッチする音響インピーダンスを前記第２のセルが有するように、前記第２のセルの前記断面積を十分な量だけ低減する、前記第２のセル内に位置する段差と、
    を備えた、段差付き音響構造。

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