JPH11241705A - 外面流で洗流される開口を備えた中空室内の周期的な圧力変動を抑える方法 - Google Patents
外面流で洗流される開口を備えた中空室内の周期的な圧力変動を抑える方法Info
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- JPH11241705A JPH11241705A JP10322490A JP32249098A JPH11241705A JP H11241705 A JPH11241705 A JP H11241705A JP 10322490 A JP10322490 A JP 10322490A JP 32249098 A JP32249098 A JP 32249098A JP H11241705 A JPH11241705 A JP H11241705A
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- B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
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- B60J7/22—Wind deflectors for open roofs
Abstract
(57)【要約】
【課題】 外面流で洗流される開口を備えた中空室内の
周期的な圧力変動を迅速に且つ効果的に抑える。 【解決手段】 中空室の内部に設けられた圧力センサ例
えばマイクロホンは、圧力上昇が生じているか圧力低下
が生じているかを検出する。マイクロホンからの出力信
号は増幅されてアクチュエータ（スピーカ）に導かれ
る。アクチュエータは、中空室内の実際の圧力変動に対
抗する方向に外面流を偏向させるように、外面流に対し
て横方向の流れを発生させる。両流れのベクトルの重な
り合いは、外面流の流れ方向を所望通りに偏向させる。
外面流の同相的偏向によって、中空室の周期的な圧力変
動が急速に消滅する。
周期的な圧力変動を迅速に且つ効果的に抑える。 【解決手段】 中空室の内部に設けられた圧力センサ例
えばマイクロホンは、圧力上昇が生じているか圧力低下
が生じているかを検出する。マイクロホンからの出力信
号は増幅されてアクチュエータ（スピーカ）に導かれ
る。アクチュエータは、中空室内の実際の圧力変動に対
抗する方向に外面流を偏向させるように、外面流に対し
て横方向の流れを発生させる。両流れのベクトルの重な
り合いは、外面流の流れ方向を所望通りに偏向させる。
外面流の同相的偏向によって、中空室の周期的な圧力変
動が急速に消滅する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、外面流で洗流され
る開口を備えた中空室内における周期的な圧力変動を抑
える方法に関する。
る開口を備えた中空室内における周期的な圧力変動を抑
える方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】開口を備えた中空室が外面流よって洗流
される際には、しばしば周期的な圧力変動が中空室内生
じるが、この圧力変動はかなりの圧力振幅となる。その
ような現象は飛行機や走行装置のコクピットあるいは開
口を有した容器で観察される。このような圧力変動は、
引き戸式の屋根（サンルーフ）を備えた乗員室内に生じ
るうなりとして知られている。引き戸式屋根を備えた多
くの車両において、屋根が開かれている場合に特に４０
〜６０ｋｍ／ｈの速度範囲で乗員室内に周期的な共振状
の圧力変動が生じ、この圧力変動は低周波騒音と感じら
れ、不快で望ましくない。
される際には、しばしば周期的な圧力変動が中空室内生
じるが、この圧力変動はかなりの圧力振幅となる。その
ような現象は飛行機や走行装置のコクピットあるいは開
口を有した容器で観察される。このような圧力変動は、
引き戸式の屋根（サンルーフ）を備えた乗員室内に生じ
るうなりとして知られている。引き戸式屋根を備えた多
くの車両において、屋根が開かれている場合に特に４０
〜６０ｋｍ／ｈの速度範囲で乗員室内に周期的な共振状
の圧力変動が生じ、この圧力変動は低周波騒音と感じら
れ、不快で望ましくない。
【０００３】ドイツ特許第４０３９４８５号明細書によ
って、自動車の引き戸式屋根のうなりを防止するウィン
ドブレーカが知られている。このウィンドブレーカは、
空気流に対して横に且つ引き戸式屋根の開口の前縁に対
して平行に配置され、車両輪郭から外側にないしは斜め
後方上向きに突き出ている。
って、自動車の引き戸式屋根のうなりを防止するウィン
ドブレーカが知られている。このウィンドブレーカは、
空気流に対して横に且つ引き戸式屋根の開口の前縁に対
して平行に配置され、車両輪郭から外側にないしは斜め
後方上向きに突き出ている。
【０００４】引き戸式屋根のうなりを防止する方法は、
ドイツ特許第１９６３３１８８号明細書によっても知ら
れている。その場合、車室内部に設けたマイクロホンで
うなり音が検出される。そのマイクロホンの出力信号
は、煩わしいうなり音がもはや生じないように引き戸式
屋根の開口を狭めるための制御量として利用される。
ドイツ特許第１９６３３１８８号明細書によっても知ら
れている。その場合、車室内部に設けたマイクロホンで
うなり音が検出される。そのマイクロホンの出力信号
は、煩わしいうなり音がもはや生じないように引き戸式
屋根の開口を狭めるための制御量として利用される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は、うなり音の形の周期的な圧力変動を迅速に且つ効果
的に抑える方法を提供することにある。
は、うなり音の形の周期的な圧力変動を迅速に且つ効果
的に抑える方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題は特許請求の範
囲の請求項１に記載の手段によって解決される。本発明
の有利な実施態様は各従属請求項に記載されている。
囲の請求項１に記載の手段によって解決される。本発明
の有利な実施態様は各従属請求項に記載されている。
【０００７】本発明者の知識に基づいて、周期的な圧力
変動が再生効果によって引き起こされる。以下その振動
経過を以下に簡単に述べる。
変動が再生効果によって引き起こされる。以下その振動
経過を以下に簡単に述べる。
【０００８】開口の前縁（ここで「前縁」とは上流側の
縁を呼ぶ）における任意の小さな障害例えば乱流の結
果、外面流の流れ方向が幾分中空室の中に偏向される。
これによって中空室内の圧力が静的な外圧を超えて上昇
し、これは開口を介して外に向けて圧力バランスが行わ
れるように作用する。この圧力バランスの際に、外面流
に対して横方向（中空室の内側から外側に向く方向）に
生ずる流れ成分が開口の前縁における外面流を偏向さ
せ、これはいまや中空室内に負圧が生ずるように作用す
る。圧力バランスが行われた後で外面流が中空室内に向
けて偏向され、これはあらためて圧力上昇を生じさせ
る。圧力変動の振幅は、各周期において理論的に最大で
外面流の動圧に相当する限界値まで上昇する。
縁を呼ぶ）における任意の小さな障害例えば乱流の結
果、外面流の流れ方向が幾分中空室の中に偏向される。
これによって中空室内の圧力が静的な外圧を超えて上昇
し、これは開口を介して外に向けて圧力バランスが行わ
れるように作用する。この圧力バランスの際に、外面流
に対して横方向（中空室の内側から外側に向く方向）に
生ずる流れ成分が開口の前縁における外面流を偏向さ
せ、これはいまや中空室内に負圧が生ずるように作用す
る。圧力バランスが行われた後で外面流が中空室内に向
けて偏向され、これはあらためて圧力上昇を生じさせ
る。圧力変動の振幅は、各周期において理論的に最大で
外面流の動圧に相当する限界値まで上昇する。
【０００９】本発明によれば、上述の再生過程は、外面
流の流れ方向を活動的に同相に変化させることによって
中断される。中空室の内部における圧力センサ例えばマ
イクロホンは、正に圧力上昇が生じているか圧力低下が
生じているかを検出する。マイクロホンからの信号で制
御されるアクチュエータは、中空室内における実際の圧
力変動に対抗する方向の外面流の偏向が行われるように
作用する。同相的偏向によって周期的な圧力変動が急速
に消滅する。圧力振幅とアクチュエータ信号との同相位
置はアクチュエータ形式に左右され、経験的に簡単に求
められる。
流の流れ方向を活動的に同相に変化させることによって
中断される。中空室の内部における圧力センサ例えばマ
イクロホンは、正に圧力上昇が生じているか圧力低下が
生じているかを検出する。マイクロホンからの信号で制
御されるアクチュエータは、中空室内における実際の圧
力変動に対抗する方向の外面流の偏向が行われるように
作用する。同相的偏向によって周期的な圧力変動が急速
に消滅する。圧力振幅とアクチュエータ信号との同相位
置はアクチュエータ形式に左右され、経験的に簡単に求
められる。
【００１０】同じようにして本発明に基づく方法によっ
て、既存の周期的な圧力変動が減少あるいは消滅される
だけでなく、開口における任意に生ずる障害が直ちに補
償されることによってその発生が防止される。
て、既存の周期的な圧力変動が減少あるいは消滅される
だけでなく、開口における任意に生ずる障害が直ちに補
償されることによってその発生が防止される。
【００１１】本発明に基づく流れ方向の変更は例えば偏
向羽根によって直接行われるか、あるいは開口前縁の近
くに誘発させた（内側にあるいは外側に向いた）横流れ
によって間接的に行われる。
向羽根によって直接行われるか、あるいは開口前縁の近
くに誘発させた（内側にあるいは外側に向いた）横流れ
によって間接的に行われる。
【００１２】本発明の実施形態は、車両における引き戸
式屋根に生じるうなりを例にとって図示している。した
がって、以下において中空室は乗員室と呼び、開口は引
き戸式屋根開口と呼ぶ。
式屋根に生じるうなりを例にとって図示している。した
がって、以下において中空室は乗員室と呼び、開口は引
き戸式屋根開口と呼ぶ。
【００１３】基本的には本発明に基づく方式は例えば飛
行機、ロケットおよび船における、開放側が洗流される
すべての中空室に適用することができる。
行機、ロケットおよび船における、開放側が洗流される
すべての中空室に適用することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図に示した実施形態を参照
して本発明を詳細に説明する。
して本発明を詳細に説明する。
【００１５】図１は本発明に基づく方法を実施するため
の制御回路のブロック図を示している。ＲＩは乗員室、
ＤＡは乗員室の開口である。乗員室ＲＩ内の圧力は圧力
センサ（例えばマイクロホン）によって測定される。そ
のセンサ信号は適当に処理された後に、外面流を偏向さ
せるアクチュエータに導かれる。その適当な処置とは一
般的に信号の増幅、場合によってはフィルタおよび遅延
（相変位）を意味する。アクチュエータはこの実施形態
の場合、例えば開口ＤＡの前縁の近くに配置されてい
る。
の制御回路のブロック図を示している。ＲＩは乗員室、
ＤＡは乗員室の開口である。乗員室ＲＩ内の圧力は圧力
センサ（例えばマイクロホン）によって測定される。そ
のセンサ信号は適当に処理された後に、外面流を偏向さ
せるアクチュエータに導かれる。その適当な処置とは一
般的に信号の増幅、場合によってはフィルタおよび遅延
（相変位）を意味する。アクチュエータはこの実施形態
の場合、例えば開口ＤＡの前縁の近くに配置されてい
る。
【００１６】ダイナミックアクチュエータ（例えばスピ
ーカ、スピーカコイル）が駆動装置として設けられたあ
らゆる装置は、この形式のアクチュエータが必要な相変
位を機能上自動的に発生させるので、相変位（遅延）す
るための装置なしでも実現できる。アクチュエータが正
しく接続されている場合に圧力変動の減少に伴って増幅
器作動用のマイクロホン信号も減少されるので（安定制
御回路）、増幅器の設定変更は不要である。
ーカ、スピーカコイル）が駆動装置として設けられたあ
らゆる装置は、この形式のアクチュエータが必要な相変
位を機能上自動的に発生させるので、相変位（遅延）す
るための装置なしでも実現できる。アクチュエータが正
しく接続されている場合に圧力変動の減少に伴って増幅
器作動用のマイクロホン信号も減少されるので（安定制
御回路）、増幅器の設定変更は不要である。
【００１７】次に、本実施形態の方法の実施の具体的な
流れについて説明する。
流れについて説明する。
【００１８】圧力センサが任意の時点で乗員室内の圧力
が平均圧力に比べて増大していることを検出すると、圧
力センサの出力信号は増幅されてアクチュエータに導か
れる。そして、アクチュエータは外面流を外側に偏向さ
せて、乗員室内の圧力を低下させる。乗員室における低
下した圧力は、圧力センサが低い圧力を検出し、外面流
を僅かしか偏向させない小さな信号を送るようにアクチ
ュエータに作用する。理想的な状態においては、平均
（安定）内圧が得られるや否や圧力変動は停止してい
る。しかし経過に関与する空気質量の慣性のために、常
に幾つかの周期の後ではじめて圧力変動のない、正確に
は非常に小さな圧力変動をもつ、新たな状態が生ずる。
図８は、走行する乗用車における圧力変動を抑制する装
置が作動した時点の前後における圧力変動の時間経過を
示している。
が平均圧力に比べて増大していることを検出すると、圧
力センサの出力信号は増幅されてアクチュエータに導か
れる。そして、アクチュエータは外面流を外側に偏向さ
せて、乗員室内の圧力を低下させる。乗員室における低
下した圧力は、圧力センサが低い圧力を検出し、外面流
を僅かしか偏向させない小さな信号を送るようにアクチ
ュエータに作用する。理想的な状態においては、平均
（安定）内圧が得られるや否や圧力変動は停止してい
る。しかし経過に関与する空気質量の慣性のために、常
に幾つかの周期の後ではじめて圧力変動のない、正確に
は非常に小さな圧力変動をもつ、新たな状態が生ずる。
図８は、走行する乗用車における圧力変動を抑制する装
置が作動した時点の前後における圧力変動の時間経過を
示している。
【００１９】この方法の機能は多くの数学的考察におい
て次のようにも説明できる。
て次のようにも説明できる。
【００２０】制御回路内に常に存在する圧力信号の相変
位（約９０°）によって、圧力にではなく圧力の変化速
度に比例および逆比例する信号が生ずる。類似した信号
は、時間経過後に圧力信号を導き出すことからも得られ
る。変化速度に比例する大きさ（例えば力）の作用は、
技術的に一般に減衰として知られている。本発明に基づ
く方法において、内圧は常に外面流の変化によって影響
されるので、これは空力減衰器とも見なせる。
位（約９０°）によって、圧力にではなく圧力の変化速
度に比例および逆比例する信号が生ずる。類似した信号
は、時間経過後に圧力信号を導き出すことからも得られ
る。変化速度に比例する大きさ（例えば力）の作用は、
技術的に一般に減衰として知られている。本発明に基づ
く方法において、内圧は常に外面流の変化によって影響
されるので、これは空力減衰器とも見なせる。
【００２１】図２は、乗用車の屋根開口ＤＡの前縁ＶＫ
における流れを、同相振動する小さな偏向羽根ＵＦによ
って制御するための実施形態を示している。自動車の屋
根開口ＤＡ（引き戸式屋根ＳＤ）の前縁ＶＫの近くに、
一つあるいは並べて配置された複数の羽根ＵＦが、屋根
表面における流れを偏向できるように取り付けられてい
る。図示した実施形態においては、全く同じ二つの羽根
ＵＦが存在し、上側面あるいは下側面における圧電磁気
アクチュエータＰＫ（曲げアクチュエータ）が羽根ＵＦ
の偏向を生じさせる。
における流れを、同相振動する小さな偏向羽根ＵＦによ
って制御するための実施形態を示している。自動車の屋
根開口ＤＡ（引き戸式屋根ＳＤ）の前縁ＶＫの近くに、
一つあるいは並べて配置された複数の羽根ＵＦが、屋根
表面における流れを偏向できるように取り付けられてい
る。図示した実施形態においては、全く同じ二つの羽根
ＵＦが存在し、上側面あるいは下側面における圧電磁気
アクチュエータＰＫ（曲げアクチュエータ）が羽根ＵＦ
の偏向を生じさせる。
【００２２】特に次の形状の羽根が適している。
【００２３】羽根は形状剛性材料から成り、その羽根
は、走行方向に対して横に延びるほぼ水平の回転軸を中
心として振動運動できる。その駆動はプランジャによっ
て並進的に行われるか、あるいは回転軸における直接的
な回転運動によって行われる。
は、走行方向に対して横に延びるほぼ水平の回転軸を中
心として振動運動できる。その駆動はプランジャによっ
て並進的に行われるか、あるいは回転軸における直接的
な回転運動によって行われる。
【００２４】弾性羽根が自動車の屋根に固く取り付けら
れる。流れの偏向は羽根曲率の変更によって行われる。
羽根の運動あるいは曲率変更に適したアクチュエータ
は、例えばダイナミックアクチュエータ（例えばスピー
カコイル）、電動機、圧電磁気アクチュエータ、空気圧
式あるいは液圧式ピストンである。
れる。流れの偏向は羽根曲率の変更によって行われる。
羽根の運動あるいは曲率変更に適したアクチュエータ
は、例えばダイナミックアクチュエータ（例えばスピー
カコイル）、電動機、圧電磁気アクチュエータ、空気圧
式あるいは液圧式ピストンである。
【００２５】羽根の角度変更あるいは曲率変更によっ
て、乗員室における流れの偏向を生じさせる。既に上述
した制御回路は、外面流の偏向が乗員室における圧力変
化に対抗するように作用する。
て、乗員室における流れの偏向を生じさせる。既に上述
した制御回路は、外面流の偏向が乗員室における圧力変
化に対抗するように作用する。
【００２６】この方法は、羽根の寸法にほとんど無関係
に機能する。ある実施形態において、二つのフラップ
（前縁の約５０％にわたって延び開口長さの約１０％の
奥行きを有する）が、可撓性の接着テープによって屋根
開口の前縁に直接取り付けられている。その作動は、フ
ラップの中心においてその後縁に作用する二本のプラン
ジャによって行われる。これらのプランジャ自体は二つ
のスピーカコイル（振動板なしスピーカ）によって駆動
される。
に機能する。ある実施形態において、二つのフラップ
（前縁の約５０％にわたって延び開口長さの約１０％の
奥行きを有する）が、可撓性の接着テープによって屋根
開口の前縁に直接取り付けられている。その作動は、フ
ラップの中心においてその後縁に作用する二本のプラン
ジャによって行われる。これらのプランジャ自体は二つ
のスピーカコイル（振動板なしスピーカ）によって駆動
される。
【００２７】図３は、屋根開口ＤＡの前縁ＶＫにおける
外面流を制御するために、一つあるいは複数のスピーカ
Ｌが採用された、本発明に基づく他の実施形態を示して
いる。スピーカ振動板は、好適には自動車の屋根表面に
対して平行にその数ｍｍ下側に位置し、その振動板面が
外向きに作用する。
外面流を制御するために、一つあるいは複数のスピーカ
Ｌが採用された、本発明に基づく他の実施形態を示して
いる。スピーカ振動板は、好適には自動車の屋根表面に
対して平行にその数ｍｍ下側に位置し、その振動板面が
外向きに作用する。
【００２８】一つあるいは複数のスピーカＬは、屋根開
口ＤＡの前縁ＶＫの前側ならびに直後にも配置できる。
屋根切欠き開口ＤＡの前方隅にそれぞれ一つのスピーカ
Ｌが配置されるような、図示した配置構造が非常に有効
であることが分かっている。複数のスピーカを利用する
場合、それらの振動板は同相で振動しなければならな
い。
口ＤＡの前縁ＶＫの前側ならびに直後にも配置できる。
屋根切欠き開口ＤＡの前方隅にそれぞれ一つのスピーカ
Ｌが配置されるような、図示した配置構造が非常に有効
であることが分かっている。複数のスピーカを利用する
場合、それらの振動板は同相で振動しなければならな
い。
【００２９】スピーカは、ピストンポンプのように空気
を外面流の流れ方向に対して横方向に（直角方向に）吹
き込む作用ないし吸い出す作用をする。外面流の速度ベ
クトルとスピーカによって引き起こされた横流れの速度
ベクトルとが重なり合うことによって、必要な外面流の
方向変化（偏向）が生じる（明瞭にするために速度三角
形も示されている）。既に上述した制御回路は、外面流
の偏向が乗員室における圧力変化に対抗するように作用
する。
を外面流の流れ方向に対して横方向に（直角方向に）吹
き込む作用ないし吸い出す作用をする。外面流の速度ベ
クトルとスピーカによって引き起こされた横流れの速度
ベクトルとが重なり合うことによって、必要な外面流の
方向変化（偏向）が生じる（明瞭にするために速度三角
形も示されている）。既に上述した制御回路は、外面流
の偏向が乗員室における圧力変化に対抗するように作用
する。
【００３０】ある実施形態の場合、自動車に振動板直径
が約６ｃｍの二つのスピーカが首尾よく採用され、これ
らは屋根開口の両側前方隅に取り付けられる。
が約６ｃｍの二つのスピーカが首尾よく採用され、これ
らは屋根開口の両側前方隅に取り付けられる。
【００３１】図４は、本発明に基づく方法の他の実施形
態を示している。ここでは図３に示した実施形態と異な
り、外面流の制御はガス状あるいは液状媒体の吹き出し
あるいは吸い出しによって達成される。そのために屋根
開口ＤＡの前縁ＶＫの近くには複数の開口ＯＦが設けら
れ、かつこれらの開口ＯＦによって媒体例えば空気が外
面流に対して横方向に吹き込まれ若しくは吸い出され
る。この開口ＯＦは、図示したように前縁の全長にわた
って分布して配置されている。しかしその開口は、前縁
に沿った個々の部分範囲に配置することもできる。図示
した実施形態においては、ポンプとして二つのスピーカ
ＬＡが存在し、これらはそれぞれ横方向に、好適には前
縁ＶＫから離して配置されている。同様に振動ポンプ例
えばピストンポンプが適用される。
態を示している。ここでは図３に示した実施形態と異な
り、外面流の制御はガス状あるいは液状媒体の吹き出し
あるいは吸い出しによって達成される。そのために屋根
開口ＤＡの前縁ＶＫの近くには複数の開口ＯＦが設けら
れ、かつこれらの開口ＯＦによって媒体例えば空気が外
面流に対して横方向に吹き込まれ若しくは吸い出され
る。この開口ＯＦは、図示したように前縁の全長にわた
って分布して配置されている。しかしその開口は、前縁
に沿った個々の部分範囲に配置することもできる。図示
した実施形態においては、ポンプとして二つのスピーカ
ＬＡが存在し、これらはそれぞれ横方向に、好適には前
縁ＶＫから離して配置されている。同様に振動ポンプ例
えばピストンポンプが適用される。
【００３２】外面流の速度ベクトルと、吹き出しあるい
は吸い出しによって生ずる横流れの速度ベクトルとの合
成によって、必要な外面流の方向変化（偏向）が生ず
る。既に上述した制御回路は、外面流の偏向が乗員室に
おける圧力変化に対抗するように作用する。
は吸い出しによって生ずる横流れの速度ベクトルとの合
成によって、必要な外面流の方向変化（偏向）が生ず
る。既に上述した制御回路は、外面流の偏向が乗員室に
おける圧力変化に対抗するように作用する。
【００３３】図５は本発明に基づく他の実施形態を示し
ている。ここでは外面流の制御は一つあるいは複数のス
ピーカによって、乗員室内に圧力変化を発生することに
よって行われる。そのようなスピーカＬＳは、振動板面
が乗員室ＲＩの中に自由に作用することができ、かつ振
動板面の背面が好適には乗員室ＲＩに対して密封された
できるだけ大きな中空空間ＨＯの中に作用するように配
置されている。代表的な例は、図５に詳細に示されてい
るように、車体の内張りＶＥと外側壁ＡＫ（例えば側
壁、屋根、床）との間にスピーカＬＳを組み込むことに
ある。スピーカＬＳは、ここでは自動車のトランク室に
おける予備車輪のカバーＶＥに組み込まれている。
ている。ここでは外面流の制御は一つあるいは複数のス
ピーカによって、乗員室内に圧力変化を発生することに
よって行われる。そのようなスピーカＬＳは、振動板面
が乗員室ＲＩの中に自由に作用することができ、かつ振
動板面の背面が好適には乗員室ＲＩに対して密封された
できるだけ大きな中空空間ＨＯの中に作用するように配
置されている。代表的な例は、図５に詳細に示されてい
るように、車体の内張りＶＥと外側壁ＡＫ（例えば側
壁、屋根、床）との間にスピーカＬＳを組み込むことに
ある。スピーカＬＳは、ここでは自動車のトランク室に
おける予備車輪のカバーＶＥに組み込まれている。
【００３４】スピーカは、乗員室内に圧力変化を生じさ
せるポンプとして作用する。引き戸式屋根開口によって
圧力を調整する場合、外面流の流れ方向に対して直角な
流れが生ずる。流れベクトルの重なり合いは、特に屋根
開口の前縁において、上述したように外面流の方向を所
望通りに変化させる。上述した制御回路は、外面流の偏
向が乗員室における圧力変化に対抗するように作用す
る。車両内の既存のスピーカ、例えば車両特有のラジオ
用のスピーカを利用することが特に有利である。スピー
カの代わりに振動ポンプ例えばピストンポンプも採用で
きる。
せるポンプとして作用する。引き戸式屋根開口によって
圧力を調整する場合、外面流の流れ方向に対して直角な
流れが生ずる。流れベクトルの重なり合いは、特に屋根
開口の前縁において、上述したように外面流の方向を所
望通りに変化させる。上述した制御回路は、外面流の偏
向が乗員室における圧力変化に対抗するように作用す
る。車両内の既存のスピーカ、例えば車両特有のラジオ
用のスピーカを利用することが特に有利である。スピー
カの代わりに振動ポンプ例えばピストンポンプも採用で
きる。
【００３５】市販の乗用車において所望の結果を得るた
めに、振動板直径約２５ｃｍの唯一のスピーカを採用す
ることが有利であることが分かっている。しかし小形ス
ピーカによる方式も実現できる。既に存在する引き戸式
屋根のうなり音を減少するために必要な増幅器の出力
は、一時的に約２０Ｗになる。うなりが一度中断する
と、不足入力信号（うなりレベル）のために増幅器の出
力も減少する。うなりを阻止するために新たに振動する
のに数ｍＷで十分である。
めに、振動板直径約２５ｃｍの唯一のスピーカを採用す
ることが有利であることが分かっている。しかし小形ス
ピーカによる方式も実現できる。既に存在する引き戸式
屋根のうなり音を減少するために必要な増幅器の出力
は、一時的に約２０Ｗになる。うなりが一度中断する
と、不足入力信号（うなりレベル）のために増幅器の出
力も減少する。うなりを阻止するために新たに振動する
のに数ｍＷで十分である。
【００３６】乗員室内における同相的な圧力変動の発生
によって外面流を制御する別の方式は、乗員室を境界づ
ける面の部分範囲を制御して振動させることにある。こ
のために二つの例が図６ａ、図６ｂに示されている。
によって外面流を制御する別の方式は、乗員室を境界づ
ける面の部分範囲を制御して振動させることにある。こ
のために二つの例が図６ａ、図６ｂに示されている。
【００３７】その場合、振動の発生はシェーカ（発振
器）あるいは圧電磁気アクチュエータによって行われ
る。
器）あるいは圧電磁気アクチュエータによって行われ
る。
【００３８】振動部分として特に車体の壁、屋根、床あ
るいは窓ガラス、並びにこれらの部品の部分範囲が問題
となる。
るいは窓ガラス、並びにこれらの部品の部分範囲が問題
となる。
【００３９】シェーカは代表的に、時間的に大きく変化
する所定の設定信号に応じて力を発生させる機器の総称
である。通常の実施形態においては、例えば原理的には
スピーカコイルのように作動するダイナミックシェーカ
である。その場合、振動板の力が振動させるべき試験体
に伝達される。
する所定の設定信号に応じて力を発生させる機器の総称
である。通常の実施形態においては、例えば原理的には
スピーカコイルのように作動するダイナミックシェーカ
である。その場合、振動板の力が振動させるべき試験体
に伝達される。
【００４０】他の実施形態は、圧電磁気アクチュエータ
によって振動させられる大きな質量、例えば数１００ｇ
の質量から成っている。質量と加速度とから生ずる力は
シェーカの脚から試験バンドに伝達される。
によって振動させられる大きな質量、例えば数１００ｇ
の質量から成っている。質量と加速度とから生ずる力は
シェーカの脚から試験バンドに伝達される。
【００４１】自動車の屋根を振動させるために、特に上
述の両実施形態の組合せが適用される。大きな質量は、
振動板の代わりにスピーカコイルによって振動させられ
る。合成物体力が車体に伝達され、これを振動させる。
述の両実施形態の組合せが適用される。大きな質量は、
振動板の代わりにスピーカコイルによって振動させられ
る。合成物体力が車体に伝達され、これを振動させる。
【００４２】液圧式あるいは空気圧式のピストンも、急
速に変化する力を設定信号に応じて発生するように制御
されるときにシェーカと見なせる。
速に変化する力を設定信号に応じて発生するように制御
されるときにシェーカと見なせる。
【００４３】図６ａは、自動車の屋根ＤがシェーカＳＨ
によって振動させられる実施形態を示している。ここで
シェーカＳＨは、屋根Ｄの内側に詳しくは屋根の中央に
配置されている。ＤＮは通常状態にある屋根Ｄを、ＤＭ
は最大振幅位置にある屋根Ｄを示している。
によって振動させられる実施形態を示している。ここで
シェーカＳＨは、屋根Ｄの内側に詳しくは屋根の中央に
配置されている。ＤＮは通常状態にある屋根Ｄを、ＤＭ
は最大振幅位置にある屋根Ｄを示している。
【００４４】図６ｂは、自動車の屋根Ｄが二つの圧電磁
気アクチュエータＰＡによって振動させられる実施形態
を示している。これらの両アクチュエータＰＡは屋根Ｄ
の両側に配置されている。
気アクチュエータＰＡによって振動させられる実施形態
を示している。これらの両アクチュエータＰＡは屋根Ｄ
の両側に配置されている。
【００４５】図７に示した振動数スペクトルは、図５に
応じたスピーカ組物で、約５５ｋｍ／ｈの走行速度にお
いて測定した振動数スペクトルである。その上側線は、
本発明に基づく方法を採用しない場合のスペクトルを示
している。約１７Ｈｚに際立ったピークがあることが分
かり、これは引き戸式屋根のうなりの典型的な形であ
る。本発明に基づく方法が採用されたとき、下側線に示
したように、このピークは消滅する。
応じたスピーカ組物で、約５５ｋｍ／ｈの走行速度にお
いて測定した振動数スペクトルである。その上側線は、
本発明に基づく方法を採用しない場合のスペクトルを示
している。約１７Ｈｚに際立ったピークがあることが分
かり、これは引き戸式屋根のうなりの典型的な形であ
る。本発明に基づく方法が採用されたとき、下側線に示
したように、このピークは消滅する。
【００４６】図８は、図７と同じ経過に対する乗員室内
における時間に関係して測定した圧力を示している。本
発明に基づく方法が実施されたとき、圧力振幅はそれが
短時間でほぼ安定した新たな状態となるまで低下する。
における時間に関係して測定した圧力を示している。本
発明に基づく方法が実施されたとき、圧力振幅はそれが
短時間でほぼ安定した新たな状態となるまで低下する。
【００４７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の方法は、外面流に対して横方向の流れを発生させるこ
とにより外面流を偏向させ、外面流が中空室の中に偏向
したことによって生じる中空室内の圧力上昇を抑制する
構成としたので、外面流で洗流される開口を備えた中空
室内の周期的な圧力変動を迅速に且つ効果的に抑えるこ
とができる。
の方法は、外面流に対して横方向の流れを発生させるこ
とにより外面流を偏向させ、外面流が中空室の中に偏向
したことによって生じる中空室内の圧力上昇を抑制する
構成としたので、外面流で洗流される開口を備えた中空
室内の周期的な圧力変動を迅速に且つ効果的に抑えるこ
とができる。
【図１】本発明に基づく方法を実施するための制御回路
のブロック図。
のブロック図。
【図２】外面流の制御が屋根開口の前縁における同相振
動する偏向羽根によって行われる、本発明の方法の第１
の実施形態の説明図。
動する偏向羽根によって行われる、本発明の方法の第１
の実施形態の説明図。
【図３】外面流の制御が、詳しくは屋根開口の前縁の直
ぐ後ろに配置されたスピーカが生じさせる横流れ成分の
同相的発生によって行われる、本発明の方法の第２実施
形態の説明図。
ぐ後ろに配置されたスピーカが生じさせる横流れ成分の
同相的発生によって行われる、本発明の方法の第２実施
形態の説明図。
【図４】横流れ成分の同相的発生が屋根開口の前縁にお
けるガスの吹き出しないし吸い出しによって行われる、
本発明の方法の第３の実施形態の説明図。
けるガスの吹き出しないし吸い出しによって行われる、
本発明の方法の第３の実施形態の説明図。
【図５】外面流の制御が、一つあるいは複数のスピーカ
によって達成される乗員室内の圧力変動の同相的発生に
よって行われる、本発明に基づく方法の第４実施形態の
説明図。
によって達成される乗員室内の圧力変動の同相的発生に
よって行われる、本発明に基づく方法の第４実施形態の
説明図。
【図６】外面流の制御が、乗員室を境界づける面の振動
によって乗用車の乗員室内における圧力変動の同相的発
生によって行われる、本発明の方法の第５実施形態の説
明図。
によって乗用車の乗員室内における圧力変動の同相的発
生によって行われる、本発明の方法の第５実施形態の説
明図。
【図７】本発明の方法を採用しない場合と採用した場合
に測定された振動数スペクトルの線図（横軸：振動数
（Ｈｚ）、縦軸：５×１０-5Ｎ／ｍ2 に関する音圧（ｄ
Ｂ））。
に測定された振動数スペクトルの線図（横軸：振動数
（Ｈｚ）、縦軸：５×１０-5Ｎ／ｍ2 に関する音圧（ｄ
Ｂ））。
【図８】本発明の方法を採用する場合の圧力振幅の経過
の例を示す線図（横軸：時間（秒）、縦軸：圧力（パス
カル））。
の例を示す線図（横軸：時間（秒）、縦軸：圧力（パス
カル））。
ＤＡ 開口 ＲＩ 乗員室 ＵＦ 偏向羽根 ＶＫ 前縁 Ｌ スピーカ ＬＡ スピーカ ＰＫ アクチュエータ ＳＨ シェーカ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルートビッヒ、シャウウェッカー ドイツ連邦共和国ダイゼンドルフ、ヘーエ ンウェーク、21
Claims (20)
- 【請求項１】中空室（ＲＩ）の中における実際の圧力変
動に対抗する方向の外面流の流れ方向変化を周期的に且
つ同相的に生じさせることを特徴とする外面流で洗流さ
れる開口（ＤＡ）を備えた中空室（ＲＩ）内の周期的な
圧力変動を抑える方法。 - 【請求項２】前記外面流の流れ方向の変化を、前記開口
（ＤＡ）の前縁（ＶＫ）に設けた少なくとも一つの偏向
羽根（ＵＦ）によって生じさせることを特徴とする請求
項１に記載の外面流で洗流される開口（ＤＡ）を備えた
中空室（ＲＩ）内の周期的な圧力変動を抑える方法。 - 【請求項３】前記偏向羽根（ＵＦ）を形状剛性材料から
形成し、かつ回転軸を中心として回転運動させることを
特徴とする請求項２に記載の外面流で洗流される開口
（ＤＡ）を備えた中空室（ＲＩ）内の周期的な圧力変動
を抑える方法。 - 【請求項４】前記偏向羽根（ＵＦ）を弾性材料から形成
し、かつその曲率を変更させることを特徴とする請求項
２に記載の外面流で洗流される開口（ＤＡ）を備えた中
空室（ＲＩ）内の周期的な圧力変動を抑える方法。 - 【請求項５】偏向羽根（ＵＦ）を回転運動させるためあ
るいはその曲率を変化させるために電動機、圧電磁気ア
クチュエータ（ＰＫ）、空気圧式あるいは液圧式ピスト
ンあるいはスピーカコイルであるダイナミックアクチュ
エータを用いることを特徴とする請求項３または４に記
載の外面流で洗流される開口（ＤＡ）を備えた中空室
（ＲＩ）内の周期的な圧力変動を抑える方法。 - 【請求項６】前記外面流の流れ方向の変化を、前記開口
（ＤＡ）の前縁（ＶＫ）における前記外面流に対する横
流れによって生じさせることを特徴とする請求項１記載
の外面流で洗流される開口（ＤＡ）を備えた中空室（Ｒ
Ｉ）内の周期的な圧力変動を抑える方法。 - 【請求項７】前記横流れを、前記開口（ＤＡ）の前縁
（ＶＫ）に配置した少なくとも一つのスピーカ（Ｌ）に
よって発生させることを特徴とする請求項６に記載の外
面流で洗流される開口（ＤＡ）を備えた中空室（ＲＩ）
内の周期的な圧力変動を抑える方法。 - 【請求項８】前記横流れを、前記開口（ＤＡ）の前縁
（ＶＫ）に配置したガス状あるいは液状媒体の吹き出し
あるいは吸い出しによって発生させることを特徴とする
請求項６に記載の外面流で洗流される開口（ＤＡ）を備
えた中空室（ＲＩ）内の周期的な圧力変動を抑える方
法。 - 【請求項９】前記媒体の吹き出しあるいは吸い出しを、
少なくとも一つの振動ポンプあるいはスピーカ（ＬＡ）
によって生じさせることを特徴とする請求項８に記載の
外面流で洗流される開口（ＤＡ）を備えた中空室（Ｒ
Ｉ）内の周期的な圧力変動を抑える方法。 - 【請求項１０】前記横流れを前記中空室（ＲＩ）内の圧
力変動によって発生させ、かつその圧力変動に応じて前
記中空室（ＲＩ）内の圧力をバランスさせることを特徴
とする請求項６に記載の方法。 - 【請求項１１】前記中空室（ＲＩ）内の圧力変動の発生
を、その一方の振動板面が前記中空室（ＲＩ）中に自由
に作用し、かつ他方の振動板面が前記中空室（ＲＩ）に
対して密封された空間に臨む、前記中空室内に配置され
た少なくとも一つの振動ポンプ若しくは少なくとも一つ
のスピーカ（ＬＳ）によって行うことを特徴とする請求
項１０に記載の外面流で洗流される開口（ＤＡ）を備え
た中空室（ＲＩ）内の周期的な圧力変動を抑える方法。 - 【請求項１２】前記振動ポンプがピストンポンプである
ことを特徴とする請求項１１に記載の外面流で洗流され
る開口（ＤＡ）を備えた中空室（ＲＩ）内の周期的な圧
力変動を抑える方法。 - 【請求項１３】前記中空室（ＲＩ）内の圧力変動の発生
が、前記中空室（ＲＩ）を境界づける部材の少なくとも
一部分（Ｄ）を制御して振動させることによって生じさ
せることを特徴とする請求項１０に記載の外面流で洗流
される開口（ＤＡ）を備えた中空室（ＲＩ）内の周期的
な圧力変動を抑える方法。 - 【請求項１４】前記部材の振動の発生を、シェーカ（Ｓ
Ｈ）あるいは圧電磁気アクチュエータ（ＰＡ）によって
行うことを特徴とする請求項１３に記載の外面流で洗流
される開口（ＤＡ）を備えた中空室（ＲＩ）内の周期的
な圧力変動を抑える方法。 - 【請求項１５】前記中空室（ＲＩ）が自動車の乗員室で
あり、かつ前記開口（ＤＡ）が引き戸式屋根の開口であ
ることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載
の外面流で洗流される開口（ＤＡ）を備えた中空室（Ｒ
Ｉ）内の周期的な圧力変動を抑える方法。 - 【請求項１６】前記引き戸式屋根開口（ＤＡ）の両側前
方隅に、全く同じ二つのスピーカ（Ｌ）を配置すること
を特徴とする請求項７または１５に記載の外面流で洗流
される開口（ＤＡ）を備えた中空室（ＲＩ）内の周期的
な圧力変動を抑える方法。 - 【請求項１７】前記スピーカ（ＬＳ）が、車体の内張り
（ＶＥ）と外壁（ＡＫ）との間に配置されていることを
特徴とする請求項１１または１５に記載の外面流で洗流
される開口（ＤＡ）を備えた中空室（ＲＩ）内の周期的
な圧力変動を抑える方法。 - 【請求項１８】前記中空室（ＲＩ）を境界づける部材の
少なくとも一部分（Ｄ）が、車体の壁、屋根（Ｄ）ある
いは床あるいは窓ガラスであることを特徴とする請求項
１５に記載の外面流で洗流される開口（ＤＡ）を備えた
中空室（ＲＩ）内の周期的な圧力変動を抑える方法。 - 【請求項１９】前記中空室が飛行機、ロケットあるいは
船における外に向って開口した任意の空間であることを
特徴とする請求項１乃至１８のいずれかに記載の外面流
で洗流される開口（ＤＡ）を備えた中空室（ＲＩ）内の
周期的な圧力変動を抑える方法。 - 【請求項２０】前記中空室内の実際の圧力変動に対抗す
る外面流の流れ方向の変化を、ダイナミックアクチュエ
ータによって生じさせ、その制御のために補助的な相変
位を採用しないことを特徴とする請求項１乃至１９のい
ずれかに記載の外面流で洗流される開口（ＤＡ）を備え
た中空室（ＲＩ）内の周期的な圧力変動を抑える方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19750218.0 | 1997-11-13 | ||
| DE1997150218 DE19750218C2 (de) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | Verfahren zur Unterdrückung periodischer Druckänderungen in einem von einer Außenströmung umströmten und mit einer Öffnung versehenem Hohlraum |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11241705A true JPH11241705A (ja) | 1999-09-07 |
| JP4493743B2 JP4493743B2 (ja) | 2010-06-30 |
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ID=7848556
Family Applications (1)
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| JP32249098A Expired - Fee Related JP4493743B2 (ja) | 1997-11-13 | 1998-11-12 | 外面流で洗流される開口を備えた中空室内の周期的な圧力変動を抑える方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0916536A3 (ja) |
| JP (1) | JP4493743B2 (ja) |
| DE (1) | DE19750218C2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| EP1206361B1 (de) * | 1999-08-07 | 2004-04-21 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren und vorrichtung zur automatischen veränderung einer öffnung in der aussenhaut einer fahrzeugkabine |
| DE10052093B4 (de) * | 2000-10-20 | 2004-06-24 | Jakob, André, Dr. | Verwendung von Schallerzeugern in Fensterrahmen zur Schalldämmung |
| FR2820688B1 (fr) * | 2001-02-12 | 2003-04-18 | Renault | Systeme de reduction du battement de toit ouvrant dans un vehicule automobile |
| FR2820689B1 (fr) * | 2001-02-12 | 2003-12-12 | Renault | Systeme de reduction du battement de toit ouvrant dans un vehicule automobile |
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| DE102006059601A1 (de) * | 2006-12-16 | 2008-06-19 | Wilhelm Karmann Gmbh | Cabriolet-Fahrzeug |
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| DE102009023890A1 (de) * | 2009-06-04 | 2010-12-16 | Continental Automotive Gmbh | Vorrichtung zur Reduzierung von Wummergeräuschen bei einem Kraftfahrzeug |
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| DE102013012969A1 (de) | 2013-08-03 | 2015-02-05 | Daimler Ag | Windabweiser für ein Fahrzeug |
| CN106922199B (zh) * | 2014-07-28 | 2021-07-16 | 科罗拉多州立大学董事会,公司实体 | 用于控制流动行为的声子材料 |
| DE102014013012A1 (de) | 2014-08-27 | 2015-03-19 | Daimler Ag | Windleiteinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen |
| CN112549926B (zh) * | 2019-09-26 | 2022-09-30 | 上海汽车集团股份有限公司 | 一种气压平衡装置 |
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| DE4039485C1 (ja) * | 1990-12-11 | 1992-05-14 | Bayerische Motoren Werke Ag, 8000 Muenchen, De | |
| US5355417A (en) * | 1992-10-21 | 1994-10-11 | The Center For Innovative Technology | Active control of aircraft engine inlet noise using compact sound sources and distributed error sensors |
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| DE19633188C1 (de) * | 1996-08-17 | 1997-07-10 | Daimler Benz Ag | Einrichtung und Verfahren zum Verändern der eingestellten Größe einer durchströmbaren Öffnung in der Außenhaut der Fahrzeugkabine eines Kraftfahrzeuges |
| DE19742741C2 (de) * | 1997-09-27 | 2001-08-16 | Audi Ag | Vorrichtung zur aktiven tieffrequenten Störgeräuschunterdrückung in Kraftfahrzeugen |
-
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- 1997-11-13 DE DE1997150218 patent/DE19750218C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-10-08 EP EP98119070A patent/EP0916536A3/de not_active Withdrawn
- 1998-11-12 JP JP32249098A patent/JP4493743B2/ja not_active Expired - Fee Related
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