JPH06149271A - 遮音パネル - Google Patents
遮音パネルInfo
- Publication number
- JPH06149271A JPH06149271A JP4304188A JP30418892A JPH06149271A JP H06149271 A JPH06149271 A JP H06149271A JP 4304188 A JP4304188 A JP 4304188A JP 30418892 A JP30418892 A JP 30418892A JP H06149271 A JPH06149271 A JP H06149271A
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- Japan
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- vibration
- noise
- sound
- radiated
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- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】パネルからの放射音パワーが小さくなるように
パネル上の振動レベルを低減できる遮音パネルを提供す
る。 【構成】パネル１と、これを励振するアクチュエータ３
と、パネル１の振動を検出する振動センサー５と、騒音
検出センサー８と、各センサー５，８から入力される騒
音の電気信号に対して演算を施して騒音と逆位相でパネ
ル１を励振させるようにアクチュエータ３を駆動する駆
動部４とから成る遮音パネルにおいて、前記駆動部４
は、複数の振動センサー５からの電気信号をパネル１か
ら放射される放射音圧パワーに換算する換算回路６を有
し、この放射音圧換算値が小さくなるようにパネル１を
励振させる。 【効果】広い周波数範囲にわたって高い遮音性能が得ら
れる。
パネル上の振動レベルを低減できる遮音パネルを提供す
る。 【構成】パネル１と、これを励振するアクチュエータ３
と、パネル１の振動を検出する振動センサー５と、騒音
検出センサー８と、各センサー５，８から入力される騒
音の電気信号に対して演算を施して騒音と逆位相でパネ
ル１を励振させるようにアクチュエータ３を駆動する駆
動部４とから成る遮音パネルにおいて、前記駆動部４
は、複数の振動センサー５からの電気信号をパネル１か
ら放射される放射音圧パワーに換算する換算回路６を有
し、この放射音圧換算値が小さくなるようにパネル１を
励振させる。 【効果】広い周波数範囲にわたって高い遮音性能が得ら
れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、能動的にパネルを励振
させることで騒音透過量を低減させるアクティブ遮音パ
ネルに関するものである。
させることで騒音透過量を低減させるアクティブ遮音パ
ネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、都市部における住宅の密集化や集
合化により、生活環境の場において騒音防止が重要な問
題となっており、これに伴って種々の遮音パネルが用い
られているが、一般的には中間に空気層を有する２重構
造のものが軽量で遮音性も比較的良好であるとして使用
されている。しかし、このものでは中間の空気層のばね
作用による低周波域共振透過現象があるために、その中
・低周波域での遮音性能は十分であるとは言い難い。
合化により、生活環境の場において騒音防止が重要な問
題となっており、これに伴って種々の遮音パネルが用い
られているが、一般的には中間に空気層を有する２重構
造のものが軽量で遮音性も比較的良好であるとして使用
されている。しかし、このものでは中間の空気層のばね
作用による低周波域共振透過現象があるために、その中
・低周波域での遮音性能は十分であるとは言い難い。
【０００３】このために、アクティブな遮音作用を有す
る遮音パネルが提案されている。これは、図４に示すよ
うに、パネル１と、パネル１に取り付けられる励振用の
アクチュエータ３と、アクチュエータ３を駆動する駆動
部４と、パネル１に取り付けられてパネル１の振動を検
出する振動センサー５と、騒音源９から出た音又は振動
を検出する騒音検出センサー８とからなり、振動センサ
ー５と騒音検出センサー８とから入力される騒音の電気
信号に対して駆動部４が演算を施して騒音と逆位相でパ
ネル１を励振させることで騒音によるパネル１の振動を
打ち消して、結果的にパネル１の振動を止めて静止状態
を保つものである。
る遮音パネルが提案されている。これは、図４に示すよ
うに、パネル１と、パネル１に取り付けられる励振用の
アクチュエータ３と、アクチュエータ３を駆動する駆動
部４と、パネル１に取り付けられてパネル１の振動を検
出する振動センサー５と、騒音源９から出た音又は振動
を検出する騒音検出センサー８とからなり、振動センサ
ー５と騒音検出センサー８とから入力される騒音の電気
信号に対して駆動部４が演算を施して騒音と逆位相でパ
ネル１を励振させることで騒音によるパネル１の振動を
打ち消して、結果的にパネル１の振動を止めて静止状態
を保つものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の遮
音パネルは、振動センサー５が設置されている点の振動
レベルを低減するように働くものであるので、パネル１
上の振動センサー５が設置された点以外の点の振動レベ
ルについては一切関与しないものとなっている。したが
って、場合によっては振動センサー５が設置されている
点の振動を抑制することによって、この位置以外の点の
振動が逆に増大するようなことが起こり得る。つまり、
一次共振モード以外の振動モードとなる周波数領域で
は、２次元パネルの平面上に多数の山谷が分布する形、
つまり、振動の節と腹とが生じる形となり、図５の破線
に示すように、振動センサー５が設置された点の振動が
ゼロとなるように制御しても、他の点で振動が増えてし
まう場合が生じるものであり、そして、パネルの遮音性
はパネル面全体の振動状態で決まることから、却って遮
音性が低下してしまう場合が生じるわけである。そこ
で、振動センサー５を複数個用いてパネル１上での振動
レベルを抑制する点を増やすことも考えられるが、それ
でも、周波数が高くなるほど高次の振動モード（節・腹
の数が多いモード）が生じるために、根本的な解決とは
ならない。
音パネルは、振動センサー５が設置されている点の振動
レベルを低減するように働くものであるので、パネル１
上の振動センサー５が設置された点以外の点の振動レベ
ルについては一切関与しないものとなっている。したが
って、場合によっては振動センサー５が設置されている
点の振動を抑制することによって、この位置以外の点の
振動が逆に増大するようなことが起こり得る。つまり、
一次共振モード以外の振動モードとなる周波数領域で
は、２次元パネルの平面上に多数の山谷が分布する形、
つまり、振動の節と腹とが生じる形となり、図５の破線
に示すように、振動センサー５が設置された点の振動が
ゼロとなるように制御しても、他の点で振動が増えてし
まう場合が生じるものであり、そして、パネルの遮音性
はパネル面全体の振動状態で決まることから、却って遮
音性が低下してしまう場合が生じるわけである。そこ
で、振動センサー５を複数個用いてパネル１上での振動
レベルを抑制する点を増やすことも考えられるが、それ
でも、周波数が高くなるほど高次の振動モード（節・腹
の数が多いモード）が生じるために、根本的な解決とは
ならない。
【０００５】本発明は、このような点に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、パネルからの放
射音パワーが小さくなるようにパネルの振動を制御でき
る遮音パネルを提供することにある。
ものであり、その目的とするところは、パネルからの放
射音パワーが小さくなるようにパネルの振動を制御でき
る遮音パネルを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明にあっては、上記
の課題を解決するために、図１に示すように、パネル１
と、パネル１に取り付けられる励振用のアクチュエータ
３と、パネル１に取り付けられてパネル１の振動を検出
する振動センサー５と、騒音源９から出た音又は振動を
検出する騒音検出センサー８と、振動センサー５と騒音
検出センサー８とから入力される騒音の電気信号に対し
て演算を施して騒音と逆位相でパネル１を励振させるこ
とで騒音によるパネル１の振動を打ち消すようにアクチ
ュエータ３を駆動する駆動部４とから成る遮音パネルに
おいて、前記駆動部４は、複数の振動センサー５からの
電気信号をパネル１から放射される放射音パワー値に換
算する換算回路６を有していることを特徴とするもので
ある。
の課題を解決するために、図１に示すように、パネル１
と、パネル１に取り付けられる励振用のアクチュエータ
３と、パネル１に取り付けられてパネル１の振動を検出
する振動センサー５と、騒音源９から出た音又は振動を
検出する騒音検出センサー８と、振動センサー５と騒音
検出センサー８とから入力される騒音の電気信号に対し
て演算を施して騒音と逆位相でパネル１を励振させるこ
とで騒音によるパネル１の振動を打ち消すようにアクチ
ュエータ３を駆動する駆動部４とから成る遮音パネルに
おいて、前記駆動部４は、複数の振動センサー５からの
電気信号をパネル１から放射される放射音パワー値に換
算する換算回路６を有していることを特徴とするもので
ある。
【０００７】
【作用】以下、本発明の作用を図２及び図３を用いて説
明する。図２において、Ｘ−Ｙ平面はパネル面である。
振動するパネル１からの音の放射は、パネル面の振動状
態によって決定されるので、このパネル面を有限個の微
小な要素ｄＳに分割し、各要素ｄＳが振動していると考
えれば、波長に対し各要素ｄＳが十分に小さい場合、空
間に対して音波は球状に放射される。弾性波動論によれ
ば、この空間の任意の点Ｅの音圧は音源からの距離と時
間の関数として表され、図３に示す座標を設定した場
合、音源が調和振動しているときには、数１の式で表さ
れる。
明する。図２において、Ｘ−Ｙ平面はパネル面である。
振動するパネル１からの音の放射は、パネル面の振動状
態によって決定されるので、このパネル面を有限個の微
小な要素ｄＳに分割し、各要素ｄＳが振動していると考
えれば、波長に対し各要素ｄＳが十分に小さい場合、空
間に対して音波は球状に放射される。弾性波動論によれ
ば、この空間の任意の点Ｅの音圧は音源からの距離と時
間の関数として表され、図３に示す座標を設定した場
合、音源が調和振動しているときには、数１の式で表さ
れる。
【０００８】
【数１】
【０００９】数１において、Ｐは周波数領域で表された
音圧、Ａ（ｘ，ｙ）は点（ｘ，ｙ）における周波数領域
で表されたｚ方向の振動加速度、ｄＳは微小要素の面
積、ｋは波数、Ｒは空間の任意点までの距離である。ま
た、微小要素ｄＳから音圧評価点Ｅまでの距離Ｒが要素
内で一定と考えた場合は、変換式が簡略化されて、数２
のようになる。
音圧、Ａ（ｘ，ｙ）は点（ｘ，ｙ）における周波数領域
で表されたｚ方向の振動加速度、ｄＳは微小要素の面
積、ｋは波数、Ｒは空間の任意点までの距離である。ま
た、微小要素ｄＳから音圧評価点Ｅまでの距離Ｒが要素
内で一定と考えた場合は、変換式が簡略化されて、数２
のようになる。
【００１０】
【数２】
【００１１】さらに、微小要素ｄＳ内で振動加速度が一
様と考えられる場合には、
様と考えられる場合には、
【００１２】
【数３】
【００１３】となり、微小要素ｄＳがＮ個ある場合に
は、要素ｍの面積をＳｍとして、
は、要素ｍの面積をＳｍとして、
【００１４】
【数４】
【００１５】と表される。ここで、ｇ＝ρ／２πであ
る。次に、空間上の任意の点の粒子速度は周波数領域で
次式のように表わされる。
る。次に、空間上の任意の点の粒子速度は周波数領域で
次式のように表わされる。
【００１６】
【数５】
【００１７】ここで、ｈ＝−ｊ／２πωである。Ｕｘ，
Ｕｙ，Ｕｚは、それぞれ粒子速度のｘ，ｙ，ｚ方向成分
を表わす。音圧と粒子速度から複素音響インテンシティ
Ｉは、次式のように求められる。＊は共役複素を表わ
す。
Ｕｙ，Ｕｚは、それぞれ粒子速度のｘ，ｙ，ｚ方向成分
を表わす。音圧と粒子速度から複素音響インテンシティ
Ｉは、次式のように求められる。＊は共役複素を表わ
す。
【００１８】
【数６】
【００１９】この実数部は単位面積を通過する音響エネ
ルギーを表わし、振動するパネルを閉じ囲む面におい
て、その面上における法線方向の複素音響の実数部を積
分すれば、パネルから放射される全音響パワーが求まる
ことになる。したがって、パネルの各有限要素の点の振
動加速度を検出し、この振動自体を低減させるように制
御を働かせるのではなく、振動加速度をもとに換算され
た全音響パワーの推定値を低減させるように制御を働か
せれば、パネルから放射されるエネルギーが減少するこ
とになり、遮音性の高いパネルが得られる。
ルギーを表わし、振動するパネルを閉じ囲む面におい
て、その面上における法線方向の複素音響の実数部を積
分すれば、パネルから放射される全音響パワーが求まる
ことになる。したがって、パネルの各有限要素の点の振
動加速度を検出し、この振動自体を低減させるように制
御を働かせるのではなく、振動加速度をもとに換算され
た全音響パワーの推定値を低減させるように制御を働か
せれば、パネルから放射されるエネルギーが減少するこ
とになり、遮音性の高いパネルが得られる。
【００２０】
【実施例】本発明の実施例を図１に基づいて説明する。
１は長方形のパネルであり、その周縁は周辺部材２によ
って固定されている。パネル１には、複数個の電磁型の
励振用アクチュエータ３が取り付けられている。図示実
施例では、４個の励振用アクチュエータ３が取り付けら
れている。さらに、１６個の振動加速度センサー５が等
間隔で設置されている。励振用アクチュエータ３を駆動
する駆動部４は、ＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセ
ッサ）を用いた換算回路６を有する。この駆動部４に騒
音源９が発する振動又は音を検出する騒音検出センサー
８が接続されていると共に、パネル１上の１６個の加速
度センサー５からの信号Ａｍ（ｔ）が入力される。駆動
部４においては、この１６個の加速度信号Ａｍ（ｔ）に
対して数７で表現される演算を施す回路部を有してお
り、さらに、ここで演算された全放射パワー推定値Ｔ
（ｔ）は、これを最小にするように働く適応型デジタル
フィルタに入力される。
１は長方形のパネルであり、その周縁は周辺部材２によ
って固定されている。パネル１には、複数個の電磁型の
励振用アクチュエータ３が取り付けられている。図示実
施例では、４個の励振用アクチュエータ３が取り付けら
れている。さらに、１６個の振動加速度センサー５が等
間隔で設置されている。励振用アクチュエータ３を駆動
する駆動部４は、ＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセ
ッサ）を用いた換算回路６を有する。この駆動部４に騒
音源９が発する振動又は音を検出する騒音検出センサー
８が接続されていると共に、パネル１上の１６個の加速
度センサー５からの信号Ａｍ（ｔ）が入力される。駆動
部４においては、この１６個の加速度信号Ａｍ（ｔ）に
対して数７で表現される演算を施す回路部を有してお
り、さらに、ここで演算された全放射パワー推定値Ｔ
（ｔ）は、これを最小にするように働く適応型デジタル
フィルタに入力される。
【００２１】
【数７】
【００２２】ここで、Ｐｉ（ｔ），Ｕｚｉ（ｔ）はそれ
ぞれ図２に示すような仮想面要素ｉにおける音圧推定値
と、粒子速度のパネル面垂直成分であり、Ｄｍｉ
（ｔ），Ｂｍｉ（ｔ）は、ｍ点のＡｍ（ｔ）からｉ点の
Ｐｉ（ｔ），Ｕｚｉ（ｔ）への伝達特性を時系列として
表わしたものである。また、＊は畳み込み演算を表わ
し、￣は短時間の時間平均を表わす。
ぞれ図２に示すような仮想面要素ｉにおける音圧推定値
と、粒子速度のパネル面垂直成分であり、Ｄｍｉ
（ｔ），Ｂｍｉ（ｔ）は、ｍ点のＡｍ（ｔ）からｉ点の
Ｐｉ（ｔ），Ｕｚｉ（ｔ）への伝達特性を時系列として
表わしたものである。また、＊は畳み込み演算を表わ
し、￣は短時間の時間平均を表わす。
【００２３】パネル１からの全放射パワーは、パネル１
を閉じ囲む面全体における音響インテンシティを用いて
評価するべきであるが、ここでは仮想面１０をパネル１
に近接した部分に設定しているため、ｘ，ｙ軸に垂直な
面から放射されるパワーは小さいとして無視している。
を閉じ囲む面全体における音響インテンシティを用いて
評価するべきであるが、ここでは仮想面１０をパネル１
に近接した部分に設定しているため、ｘ，ｙ軸に垂直な
面から放射されるパワーは小さいとして無視している。
【００２４】このように、音響インテンシティに着目
し、全放射パワーを評価関数とすれば、音圧だけに着目
して、これを最小にする制御を働かせたときに生じるよ
うな音圧評価点以外で音圧が逆に大きくなってしまうこ
とがない遮音性の優れた遮音パネルとなる。
し、全放射パワーを評価関数とすれば、音圧だけに着目
して、これを最小にする制御を働かせたときに生じるよ
うな音圧評価点以外で音圧が逆に大きくなってしまうこ
とがない遮音性の優れた遮音パネルとなる。
【００２５】
【発明の効果】以上のように、本発明においては、パネ
ルの振動を複数点において検出し、この振動検出信号を
パネルから放射される全放射音パワー値に換算し、この
全放射音圧パワー値が小さくなるようにパネルを励振さ
せるので、広い周波数範囲にわたって高い遮音性能が得
られるという効果がある。
ルの振動を複数点において検出し、この振動検出信号を
パネルから放射される全放射音パワー値に換算し、この
全放射音圧パワー値が小さくなるようにパネルを励振さ
せるので、広い周波数範囲にわたって高い遮音性能が得
られるという効果がある。
【図１】本発明の一実施例の概略構成図である。
【図２】パネル面と仮想面の座標系を示す図である。
【図３】平面要素と放射音圧及び粒子速度評価点の座標
系を示す図である。
系を示す図である。
【図４】従来例の概略構成を示す図である。
【図５】従来例における振動モードの説明図である。
１ パネル ２ 周辺部 ３ アクチュエータ ４ 駆動部 ５ 振動センサー ６ 換算回路 ７ 制御回路 ８ 騒音検出センサー ９ 騒音源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢追 健一 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 パネルと、パネルに取り付けられる励
振用のアクチュエータと、パネルに取り付けられてパネ
ルの振動を検出する振動センサーと、騒音源から出た音
又は振動を検出する騒音検出センサーと、振動センサー
と騒音検出センサーとから入力される騒音の電気信号に
対して演算を施して騒音と逆位相でパネルを励振させる
ことで騒音によるパネルの振動を打ち消すようにアクチ
ュエータを駆動する駆動部とから成る遮音パネルにおい
て、前記駆動部は、複数の振動センサーからの電気信号
をパネルから放射される放射音パワーに換算する換算回
路を有することを特徴とする遮音パネル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4304188A JPH06149271A (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 遮音パネル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4304188A JPH06149271A (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 遮音パネル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06149271A true JPH06149271A (ja) | 1994-05-27 |
Family
ID=17930093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4304188A Pending JPH06149271A (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 遮音パネル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06149271A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10254458A (ja) * | 1997-03-11 | 1998-09-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 能動遮音パネル |
| US7854295B2 (en) | 2008-06-03 | 2010-12-21 | Panasonic Corporation | Active noise control system |
| US8172036B2 (en) * | 2010-09-10 | 2012-05-08 | The Boeing Company | Apparatus and method for providing acoustic metamaterial |
| JP2014048608A (ja) * | 2012-09-04 | 2014-03-17 | Kurashiki Kako Co Ltd | 能動遮音装置及び能動遮音方法 |
| US9191768B2 (en) | 2011-02-24 | 2015-11-17 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Diffracted sound reduction device, diffracted sound reduction method, and filter coefficient determination method |
| JP2020106080A (ja) * | 2018-12-27 | 2020-07-09 | 本田技研工業株式会社 | 板状部材を制振する装置 |
| GB2612990A (en) * | 2021-11-18 | 2023-05-24 | Bae Systems Plc | System and method |
-
1992
- 1992-11-13 JP JP4304188A patent/JPH06149271A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10254458A (ja) * | 1997-03-11 | 1998-09-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 能動遮音パネル |
| US7854295B2 (en) | 2008-06-03 | 2010-12-21 | Panasonic Corporation | Active noise control system |
| US8172036B2 (en) * | 2010-09-10 | 2012-05-08 | The Boeing Company | Apparatus and method for providing acoustic metamaterial |
| US9191768B2 (en) | 2011-02-24 | 2015-11-17 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Diffracted sound reduction device, diffracted sound reduction method, and filter coefficient determination method |
| JP2014048608A (ja) * | 2012-09-04 | 2014-03-17 | Kurashiki Kako Co Ltd | 能動遮音装置及び能動遮音方法 |
| JP2020106080A (ja) * | 2018-12-27 | 2020-07-09 | 本田技研工業株式会社 | 板状部材を制振する装置 |
| US11596977B2 (en) | 2018-12-27 | 2023-03-07 | Honda Motor Co., Ltd. | Plate-like member vibration control device |
| GB2612990A (en) * | 2021-11-18 | 2023-05-24 | Bae Systems Plc | System and method |
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