JPH0741040Y2

JPH0741040Y2 - 消音装置

Info

Publication number: JPH0741040Y2
Application number: JP40093790U
Authority: JP
Inventors: 博明柳田; 佳信尾原
Original assignee: Sekisui Kasei Co Ltd
Current assignee: Sekisui Kasei Co Ltd
Priority date: 1990-12-18
Filing date: 1990-12-18
Publication date: 1995-09-20
Anticipated expiration: 2005-09-20
Also published as: JPH0487899U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、騒音等の不要な音を消
音する消音装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】快適な居住空間を追求する上で音環境は
最も重要な要素の一つである。

【０００３】その中でも特に騒音対策には重点が置かれ
ており、住宅においては、壁の間に発泡プラスチック等
の吸音材を挟み込むことにより、壁での反射音を減らし
て不要な音を消音することが通常行われている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
構成では、壁での吸音性を高めるために吸音材をかなり
厚くする必要があり、これを行うと実際には壁が厚くな
り過ぎて、逆に室内が狭くなってしまうという問題点を
有している。

【０００５】そこで、この問題を解決するために、図８
に示すような消音装置が考えられる。

【０００６】すなわち、この消音装置では、外部からの
騒音等の音波４６をスピーカー４１で受信し、この受信
した振動を加速度センサーもしくは変位センサー等の検
出器４３により検出し、この検出信号に基づいて、送信
回路４４は音波４６とは逆位相の音波４７をスピーカー
４２から発信させるように電気信号を発信用のスピーカ
ー４２に送出し、音波４６と音波４７とを干渉させて音
波４６を打ち消している。

【０００７】ところが、上記消音装置の構成では、送信
回路４４と、この送信回路４４を駆動するための電源回
路４５とを必要とし、装置が大がかりになってしまうと
いう新たな問題を生じる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本考案の請求項１記載の
消音装置は、上記の課題を解決するために、騒音等の音
波により電気信号を発生する第１の圧電素子と、この第
１の圧電素子により発生した電気信号により直接駆動さ
れて、上記音波を打ち消すように上記音波とは逆位相の
音波を発生する第２の圧電素子とが近接して設けられ、
かつ、上記第１の圧電素子の電圧出力定数が、第２の圧
電素子の電圧出力定数よりも大きく設定されていること
を特徴としている。

【０００９】本考案の請求項２記載の消音装置は、上記
の課題を解決するために、騒音等の音波により電気信号
を発生する第１の圧電素子と、この第１の圧電素子によ
発生した電気信号により直接駆動されて、上記音波を打
ち消すように上記音波とは逆位相の音波を発生する第２
の圧電素子とが近接して設けられ、かつ、上記第１の圧
電素子が、第２の圧電素子よりも騒音等の音入力側とな
るように配されていることを特徴としている。

【００１０】

【作用】上記請求項１の構成によれば、第１及び第２の
圧電素子に騒音等の音波が達すると、上記第１の圧電素
子の電圧出力定数が、第２の圧電素子の電圧出力定数よ
りも大きく設定されているので、第１圧電素子に第２圧
電素子よりも高い電圧が発生し、この第１の圧電素子の
出力電圧が、上記音波を打ち消すように上記音波とは逆
位相の音波を発生するように構成された第２の圧電素子
に印加されることとなり、第２の圧電素子から騒音等の
音波と逆位相の音波が発生し、騒音等の音波が打ち消さ
れることとなる。

【００１１】例えばこのように第１の圧電素子の発生し
た電気信号により第２の圧電素子が直接駆動される構成
の場合、第１及び第２の圧電素子の電圧出力定数が同じ
で、第１及び第２の圧電素子に同時に騒音等の音波が達
すると、第１及び第２の圧電素子が同時に励振され、互
いに電圧を相手側の圧電素子へと送り込み、その結果、
電圧の打ち消し合いがおこり、第２の圧電素子からは音
波が発生されないが、本考案によれば、第１の圧電素子
の電圧出力定数が、第２の圧電素子の電圧出力定数より
も大きく設定されているので、同時に騒音等の音波を受
けて第１及び第２の圧電素子が励振されて電圧が発生し
たとしても、第１圧電素子から第２圧電素子よりも高い
電圧が発生し、この第１の圧電素子の出力電圧が第２の
圧電素子に印加されることとなり、第２の圧電素子から
騒音等の音波とは逆位相の音波が発生され、消音できる
のである。

【００１２】また、上記第２の圧電素子は、騒音等の音
波により第１の圧電素子によ発生した電気信号によって
直接駆動されるので、外部電源が不要である。

【００１３】上記請求項２の構成によれば、上記第１の
圧電素子が、第２の圧電素子よりも騒音等の音入力側と
なるように配されているので、第２の圧電素子よりも第
１の圧電素子に先に騒音等の音波が到達し、第１の圧電
素子が励振されて第２の圧電素子へと電圧を出力する。
これにより、第２の圧電素子は第１の圧電素子を励振さ
せた音波により励振されて電圧を出力する前に、第１の
圧電素子からの出力電圧により駆動されて励振され、騒
音等の音波とは逆位相の音波を発生させ、これにて騒音
等の音波が打ち消されることとなる。

【００１４】したがって、第１及び第２の圧電素子に電
圧出力定数が異なる別のものを使用せずとも、同一のも
のを使用して、請求項１と同様の作用を得ることができ
る。

【００１５】

【実施例】本考案の一実施例について、図１乃至図６に
基づいて説明すれば、以下のとおりである。

【００１６】本実施例の消音装置は、図１に示すよう
に、外部からの騒音等の音波１２を受信し、音波１２の
振動に対応した電気信号を発生する第１の圧電素子１
と、圧電素子１で発生した電気信号によって駆動され、
音波１２とは逆位相の音波を発生する第２の圧電素子２
とから主に構成されている。

【００１７】上記圧電素子１は、両面に電極（図示され
ていない）を有する圧電セラミックス板３と、圧電セラ
ミックス板３を支持する金属支持体４とから構成されて
おり、圧電セラミックス板３は金属支持体４上に貼着さ
れている。圧電素子２も圧電素子１と同様に、両面に電
極（図示されていない）を有する圧電セラミックス板５
と、圧電セラミックス板５を支持する金属支持体６とか
ら構成されており、圧電セラミックス板５は金属支持体
６上に貼着されている。

【００１８】これらの圧電素子１・２は、パネル９の開
口部１０・１１に近接して固設されており、金属支持体
４・６を表側にして、圧電セラミックス板３・５が外部
に露出しないように配置されている。

【００１９】また、圧電素子１の圧電セラミックス板３
には、圧電素子２の圧電セラミックス板５と比較して、
電圧出力定数ｇの大きい圧電セラミックス材料が使用さ
れている。一方、圧電素子２の圧電セラミックス板５に
は、圧電素子１の圧電セラミックス板３と比較して、圧
電歪定数ｄの大きい圧電セラミックス材料が使用されて
いる。

【００２０】次に、圧電素子１・２間の電気的接続と圧
電素子１・２の分極方向との関係について、図２及び図
３に基づいて説明する。

【００２１】圧電素子１の分極１４の方向と圧電素子２
の分極１５の方向とが、図２に示すように、ほぼ同一方
向である場合（分極方向は矢印で示されている）、圧電
素子１と圧電素子２とが直列接続となるようにリード線
７・８が接続される。すなわち、圧電素子１の圧電セラ
ミックス板３の金属支持体４とは反対側の電極と、圧電
素子２の金属支持体６とがリード線７により接続され、
圧電素子１の金属支持体４と、圧電素子２の圧電セラミ
ックス板５の金属支持体６とは反対側の電極とがリード
線８により接続される。

【００２２】一方、圧電素子１の分極１４の方向と圧電
素子２の分極１５の方向とが、図３に示すように、ほぼ
逆方向である場合、圧電素子１と圧電素子２とが並列接
続となるようにリード線１７・１８が接続される。すな
わち、圧電素子１の圧電セラミックス板３の金属支持体
４とは反対側の電極と、圧電素子２の圧電セラミックス
板５の金属支持体６とは反対側の電極とがリード線１７
により接続され、圧電素子１の金属支持体４と、圧電素
子２の金属支持体６とがリード線１８により接続され
る。

【００２３】以上のように、圧電素子１・２を接続する
ことにより、例えば音波等の振動により圧電素子１に電
気信号が発生すると、圧電素子２はこの圧電素子１に発
生した電気信号により駆動され、この振動とは逆位相の
振動が圧電素子２に発生する。

【００２４】上記の構成において、消音動作を図１の概
略構成図と、図５及び図６の説明図とに基づいて説明す
る。

【００２５】外部からの騒音等の音波１２が、図１に示
すように、圧電素子１・２に同時に到達すると、圧電素
子１・２の両方に電気信号が発生するが、圧電素子１の
圧電セラミックス板３には、圧電素子２の圧電セラミッ
クス板５と比較して、電圧出力定数ｇの大きい圧電セラ
ミックス材料が使用されているので、圧電素子１の感圧
感度は圧電素子２の感圧感度よりも高い。このため、図
５に示すように、圧電素子１がより大きく励振され、圧
電素子１には圧電素子２よりも高い電圧が発生する。そ
して、この圧電素子１の出力電圧が圧電素子２に印加さ
れる。

【００２６】一方、圧電素子２の圧電セラミックス板５
には、圧電素子１の圧電セラミックス板３と比較して、
圧電歪定数ｄの大きい圧電セラミックス材料が使用され
ているので、図６に示すように、圧電素子１の出力電圧
により圧電素子２は効率良く音波１９を発信する。この
とき、圧電素子１の振動方向と圧電素子２の振動方向と
が逆位相になるように、圧電素子１と圧電素子２とをリ
ード線７・８で接続したので、音波１２と音波１９とは
逆位相になっている。これにより、音波１２は逆位相の
音波１９によって打ち消されることになる。

【００２７】以上のように、本実施例の消音装置は２つ
の圧電素子１・２を使用したきわめて簡単な構成であっ
て、しかも、外部から電力供給を行うことなく、容易に
騒音等の音波を消音できる。また、圧電素子１・２の厚
さは１ｍｍ以下であるため、本消音装置は極めて薄く、
また軽量である。

【００２８】次に、上記消音装置を多数配列した消音パ
ネルを図４に示す。

【００２９】パネル９には、多数の開口部１０…及び開
口部１１が交互に設けられており、各開口部１０・１１
には圧電素子１・２からなる上記消音装置が多数設置さ
れている。このように上記の消音装置を多数設置するこ
とにより、消音効果をさらに向上させることができる。
なお、この消音パネルは、室内用の消音壁として利用で
きるだけでなく、高速道路の騒音遮断壁への応用等、屋
外の消音にも利用できる。

【００３０】本考案の他の実施例を図７に基づいて説明
すれば、以下のとおりである。

【００３１】本実施例の消音装置は、図７に示すよう
に、外部からの騒音等の音波１２を受信し、音波１２の
振動に対応した電気信号を発生する第１の圧電素子２１
と、圧電素子２１で発生した電気信号によって駆動さ
れ、音波１２とは逆位相の音波を発生する第２の圧電素
子２２とから主に構成されている。

【００３２】上記圧電素子２１は、両面に電極（図示さ
れていない）を有する圧電セラミックス板２３と、圧電
セラミックス板２３を支持する金属支持体２４とから構
成されており、圧電セラミックス板２３は金属支持体２
４上に貼着されている。圧電素子２２も圧電素子２１と
同様に、両面に電極（図示されていない）を有する圧電
セラミックス板２５と、圧電セラミックス板２５を支持
する金属支持体２６とから構成されており、圧電セラミ
ックス板２５は金属支持体２６上に貼着されている。

【００３３】上記圧電素子２１は前面のパネル２９に設
けられた開口部３０に固設されている。また、パネル２
９には開口部３０に近接して開口部３１が設けられてお
り、この開口部３１に対向して後面のパネル３２には開
口部３３が設けられ、この開口部３３に圧電素子２２が
固設されている。なお、圧電素子２１・２２は金属支持
体２４・２６を表側にして、圧電セラミックス板２３・
２５が外部に露出しないように配置されている。

【００３４】圧電素子２１・２２間の電気的接続と圧電
素子２１・２２の分極方向との関係は前記の実施例と同
一であり、その説明を省略するが、図７では、圧電素子
２１・２２の分極方向がほぼ同一方向である場合の電気
的接続状態が示されており、圧電素子２１の圧電セラミ
ックス板２３の金属支持体２４とは反対側の電極と、圧
電素子２２の金属支持体２６とがリード線２７により接
続されており、圧電素子２１の金属支持体２４と、圧電
素子２２の圧電セラミックス板２５の金属支持体２６と
は反対側の電極とがリード線２８により接続されてい
る。

【００３５】上記の構成において、外部からの騒音等の
音波１２は、後面のパネル３２上に設けられた圧電素子
２２よりも前面のパネル２９上に設けられた圧電素子２
１にわずかに速く到達する。このため、圧電素子２１は
圧電素子２２よりも時間的に先に音波１２によって励振
され、電気信号が発生する。そして、この圧電素子２１
の出力電圧が圧電素子２２に印加される。このとき、圧
電素子２１の振動方向と圧電素子２２の振動方向とが逆
位相になるように、圧電素子２１と圧電素子２２とがリ
ード線２７・２８により接続されているので、圧電素子
２１の出力電圧により音波１２とは逆位相の音波が圧電
素子２２から発信されることになり、これにより、音波
１２は打ち消されることになる。

【００３６】本実施例において、圧電素子２１の圧電セ
ラミックス板２３には、圧電素子２２の圧電セラミック
ス板２５と比較して、電圧出力定数ｇの大きい圧電セラ
ミックス材料を使用し、圧電素子２２の圧電セラミック
ス板２５には、圧電素子２１の圧電セラミックス板２３
と比較して、電圧歪定数ｄの大きい圧電セラミックス材
料を使用することが、音波１２とは逆位相の音波を効率
良く発信する上で好ましいが、圧電素子２１を圧電素子
２２よりも前面に配置したので、同一圧電セラミックス
材料を使用した圧電素子２１・２２を使用してもほぼ同
様の効果が得られる。

【００３７】以上のように、本実施例の消音装置では、
２つの圧電素子２１・２２を使用したきわめて簡単な構
成であり、しかも、電力供給を行うことなく、容易に外
部からの騒音を消音できる。また、圧電素子２１・２２
の厚さは１ｍｍ以下であるため、本消音装置は薄く、ま
た軽量である。さらに、本実施例では、２つの圧電素子
２１・２２に同一のものを使用できるので、消音装置を
より効率よく製造できる。

【００３８】

【考案の効果】本考案の請求項１記載の消音装置は、以
上のように、騒音等の音波により電気信号を発生する第
１の圧電素子と、この第１の圧電素子により発生した電
気信号により直接駆動されて、上記音波を打ち消すよう
に上記音波とは逆位相の音波を発生する第２の圧電素子
とが近接して設けられ、かつ、上記第１の圧電素子の電
圧出力定数が、第２の圧電素子の電圧出力定数よりも大
きく設定されている構成である。

【００３９】これにより、騒音等の音波が第２の圧電素
子により発生した音波によって打ち消される。また、騒
音等の音波により第１の圧電素子により発生した電気信
号によって第２の圧電素子は直接駆動されるので、外部
電源が不要となる。また、圧電素子を使用しているの
で、構成が極めて簡単となる。

【００４０】これらの結果、構成が極めて簡単で、薄く
て軽量の消音装置が得られるという効果を奏する。

【００４１】本考案の請求項２記載の消音装置は、以上
のように、騒音等の音波により電気信号を発生する第１
の圧電素子と、この第１の圧電素子により発生した電気
信号により直接駆動されて、上記音波を打ち消すように
上記音波とは逆位相の音波を発生する第２の圧電素子と
が近接して設けられ、かつ、上記第１の圧電素子が、第
２の圧電素子よりも音入力側となるように配されている
構成である。

【００４２】これにより、第１の圧電素子が、第２の圧
電素子よりも音入力側となるように配されているので、
第１及び第２の圧電素子に電圧出力定数が異なる別のも
のを使用せずとも、同一のものを使用することができ
る。

【００４３】その結果、請求項１と同様の効果を、第１
及び第２の圧電素子に電圧出力定数が異なる別のものを
使用せずとも、同一のものを使用し、消音装置をより効
率よく製造して得ることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示すものであり、消音装置
の概略の構成図である。

【図２】圧電素子間の電気的接続と圧電素子間の分極方
向との関係を示す説明図である。

【図３】圧電素子間の電気的接続と圧電素子間の分極方
向との関係を示す説明図である。

【図４】消音装置を多数配列した消音パネルの斜視図で
ある。

【図５】消音装置の消音動作を示す説明図である。

【図６】消音装置の消音動作を示す説明図である。

【図７】本考案の他の実施例を示すものであり、消音装
置の概略の構成図である。

【図８】消音装置の考えうる構成を示すものであり、概
略の構成図である。

【符号の説明】

１圧電素子（第１の圧電素子）２圧電素子（第２の圧電素子）２１圧電素子（第１の圧電素子）２２圧電素子（第２の圧電素子）

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】騒音等の音波により電気信号を発生する第
１の圧電素子と、この第１の圧電素子により発生した電
気信号により直接駆動されて、上記音波を打ち消すよう
に上記音波とは逆位相の音波を発生する第２の圧電素子
とが近接して設けられ、かつ、上記第１の圧電素子の電
圧出力定数が、第２の圧電素子の電圧出力定数よりも大
きく設定されていることを特徴とする消音装置。
【請求項２】騒音等の音波により電気信号を発生する第
１の圧電素子と、この第１の圧電素子により発生した電
気信号により直接駆動されて、上記音波を打ち消すよう
に上記音波とは逆位相の音波を発生する第２の圧電素子
とが近接して設けられ、かつ、上記第１の圧電素子が、
第２の圧電素子よりも騒音等の音入力側となるように配
されていることを特徴とする消音装置。