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JP2986711B2 - 空気伝播音減衰器 - Google Patents

空気伝播音減衰器

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JP2986711B2
JP2986711B2 JP7098970A JP9897095A JP2986711B2 JP 2986711 B2 JP2986711 B2 JP 2986711B2 JP 7098970 A JP7098970 A JP 7098970A JP 9897095 A JP9897095 A JP 9897095A JP 2986711 B2 JP2986711 B2 JP 2986711B2
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JP
Japan
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airborne sound
perforated plate
molding
plate
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シュティーフ ラインハルト
ミュラー−ブロル ゲルハルト
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KAARU FUROIDENBERUKU
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KAARU FUROIDENBERUKU
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    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/172—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using resonance effects

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
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  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
  • Duct Arrangements (AREA)
  • Obtaining Desirable Characteristics In Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
  • Building Environments (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、空気伝播音減衰器であ
って、ポリマー材料から成るプレート状の成形部が設け
られており、該成形部が少なくとも２つの室を備えてお
り、該室が、互いに異なる共振周波数を備えた共振器と
して形成されており、該共振器が、成形部のほぼ全面に
わたって配置されている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】このような成形部はドイツ連邦共和国特
許第４０１１７０５号明細書に基づき公知である。この
公知の空気伝播音減衰器は、空気伝播音を吸収する成形
部を有している。この成形部は、音源に向いた表面にお
いて有孔性の層で被覆されているか、または、開放気孔
性の発泡材料から成っている。この公知の成形部の共振
器はヘルムホルツ共振器として形成されている。各ヘル
ムホルツ共振器は、音源に向いた側に唯１つの貫通部し
か備えていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の空気伝播音減衰器を改良して、広い帯域
の吸音が可能となり、しかも、湿ったスペースまたは清
浄空気スペースにおいて使用することができるような空
気伝播音減衰器を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、成形部が独立気泡材料から形成さ
れており、共振器が、音源に向かって開いたほぼポット
状の前方湾曲部によって形成されており、成形部が前記
音源に向いた側で、孔付きプレートによってカバーされ
ており、該孔付きプレートが、各室の領域で、少なくと
も２つの貫通部を備えており、成形部と孔付きプレート
とが分離可能に互いに結合されているようにした。
【０００５】なお、本発明の有利な構成は請求項２以下
に記載されている。
【０００６】
【発明の効果】本発明による空気伝播音減衰器は、その
構造および良好な使用特性に基づき清浄空気スペースに
おいて使用することができる。それというのは、この空
気伝播音減衰器は、成形部または孔付きプレートから材
料粒子をスペース内の空気に放出することがなく、しか
も湿分を吸収することもないからである。これにより、
バクテリアの定着が阻止される。成形部と孔付きプレー
トとの解離可能な結合、例えばクランプ系による結合
が、空気伝播音減衰器全体の問題のない清浄化を可能に
する。
【０００７】成形部の前記音源に向いた側に唯１つの貫
通部しか有していないヘルムホルツ共振器に比べて、本
発明による空気伝播音減衰器を用いると、著しく広い帯
域の吸音が保証される。対応する共振器の室容積に対す
る貫通部の比率は、良好な吸音が少なくとも２５０〜４
０００Ｈｚの周波数範囲において得られるように規定さ
れている。これに対してヘルムホルツ共振器として形成
された空気伝播音減衰器は、７５０〜１５００Ｈｚの周
波数範囲内でしか十分に吸音することができない。
【０００８】空気伝播音減衰器に衝突した音は先ず、孔
付きプレートに設けられた貫通孔を通って進入し、室底
部と各室の側壁とを励振して撓み振動を生ぜしめる。こ
のエネルギーの一部が、成形部材料の内部摩擦によって
熱に変換される。エネルギーの残りの部分は、孔付きプ
レートの貫通孔において振動する小エアクッションによ
って減衰される。従って、複数の錯孔が設けられた孔付
きプレートで被覆された成形部の室は、衝突した空気伝
播音の比較的広い帯域の減衰を可能にする。孔付きプレ
ートの貫通部内部では、例えば、互いに異なる容積を有
する小エアクッションが振動する。
【０００９】本発明の有利な構成では、成形部が発泡材
料から成っており、孔付きプレートが金属材料から成る
孔付き薄板によって形成されている。この場合の利点
は、空気伝播音が湿分を吸収せず、湿ったスペースまた
は清浄空気スペースにおいて使用することができること
である。従って本発明の空気伝播音減衰器は、食料品加
工産業や医学分野で使用することができる。成形部を独
立気泡状の発泡材料から製造し、孔付きプレートを金属
材料から製造することは製造技術面および経済面で有利
である。
【００１０】成形部が、同一に形成された等しい容積の
共振器を備えていてよい。このように構成された空気伝
播音減衰器の場合、室は同一の撓み剛性を有している。
空気伝播音の広帯域の吸収は、孔付きプレートの構造に
よって達成される。
【００１１】本発明のさらに別の有利な構成によれば、
成形部が互いに異なる容積の共振器を備えていてよい。
均一に鑽孔された孔付きプレートを設け、この孔付きプ
レートが成形部をカバーし、この成形部が、互いに異な
る形状の共振器を備えることも可能である。共振器の形
状が異なることによって、これらの共振器は、互いに異
なる撓み剛性を有することができるので、２５０〜４０
００Ｈｚの周波数範囲において、良好な広帯域の吸音が
もたらされる。
【００１２】本発明のさらに別の有利な構成によれば、
室底部が室の側壁に対して相対振動可能に配置されるよ
うに、共振器が構成されてよい。側壁から室底部への移
行域が、ばねエレメントとして形成されてよい。このば
ねエレメントは側壁と室底部とから出発して、互いに無
段階式に移行し合う、ダイヤフラム状に薄い減じられた
材料厚を有している。室の側壁に対する室底部の良好な
相対運動性を生ぜしめるために、ばねエレメントはロー
ルベローズ状に形成されてよい。対応して形成された室
は、ばね・質量体系を形成する。このばね・質量体系に
おいては、ばねは、室内部に閉鎖された空気と、室の側
壁と室底部との間の移行域に配置された、弾性的に可撓
性のばねエレメントとによって形成されている。これに
対して質量体は、相対振動可能な室底部によって形成さ
れている。室底部が室の側壁に弾性的に結合されている
ことにより、比較的低い周波数範囲における吸音の改善
が生ぜしめられる。このような構造によって、１００〜
４０００Ｈｚの周波数範囲における吸音が可能である。
ばねエレメントが有利にはロールベローズ状に形成され
ていることにより、室の側壁に対する室底部の相対振動
運動が生ぜしめる機械的な捏ね負荷は僅かにすぎない。
このことは、空気伝播音減衰器の良好な使用時間の面で
際立った利点である。
【００１３】空気伝播音減衰器の良好な使用特性を得る
ためには、孔付きプレートに対する全ての貫通部の面積
の和の比率が、１：０．０５〜０．４５であると有利で
ある。このような構成の利点は、空気伝播音減衰器全体
の良好な機械的な形状安定性がもたらされるとともに、
著しく広帯域の吸音が得られることである。
【００１４】本発明のさらに別の有利な構成によれば、
貫通部が円形に仕切られており、最大４ｍｍの直径を有
している。これらの貫通部が１〜３ｍｍの直径を有して
おり、各共振器が互いに異なる状態で形成されていると
有利である。貫通孔の直径が４ｍｍより小さいと、室内
部の汚染物が小さな粒子に限定されるという利点が得ら
れる。
【００１５】成形部の問題のない製造と、簡単な清浄化
を可能にするために、共振器が、孔付きプレートに向か
って円錐形に拡大された横断面を有していると有利であ
る。成形に関連しては、成形部は共振器の円錐形状によ
り、特に簡単に型抜きすることができる。室がほぼ円錐
形であることにより、沈積湿分の導出が常に保証される
ので、例えば空気伝播音減衰器の清浄によって残留湿分
が共振器内部に残ることはない。このような沈積湿分は
孔付きプレートの貫通部を通して外部に向かって導出さ
れる。空気伝播音を吸収するための一層大きな周波数範
囲は、成形部が孔付きプレートとは反対側で、部分的に
のみ中実層を備えていることにより得られる。この中実
層を備えた共振器は、比較的低周波の振動の空気伝播音
吸収を改善する。
【００１６】このような空気伝播音減衰器は天井被覆部
または壁被覆部として、湿ったスペースまたは清浄空気
スペースにおいて使用することができる。
【００１７】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面につき詳しく説
明する。
【００１８】図１に示した実施例の場合、空気伝播音減
衰器は主としてプレート状の成形部１と孔付きプレート
８とから成っている。成形部１は、独立気泡状のポリマ
ー材料から製造されており、複数の室２，３を有してい
る。これらの室は共振器４，５として形成されている。
この実施例では、これらの共振器４，５は互いに異なる
容積を有しており、これにより、互いに異なる共振周波
数を有している。これらの共振器４，５は音源６に向か
って開いており、孔付きプレート８によってカバーされ
ている。この孔付きプレート８は、それぞれの前方湾曲
部７の領域つまり室２，３の領域において、複数の貫通
部９，１０を備えている。これにより、共振器４，５と
相俟って、良好な吸音が、少なくとも２５０〜４０００
Ｈｚの周波数範囲で生ぜしめられる。成形部１と孔付き
プレート８とは、クランプ状の固定装置１２によって分
離可能に互いに結合されている。この実施例において
は、孔付きプレートは金属材料から成っており、弾性的
なプレロード、つまり予荷重をかけられて成形部に当て
付けられている。このために、製造時にもたらされた状
態では、この孔付きプレートは共振器と似たようにドー
ム状に湾曲している。組付け時に、この孔付きプレート
８は弾性変形下で平らな状態に変位され、これにより、
成形部１にぴたりと結合される。
【００１９】図２は、図１に示した空気伝播音減衰器の
平面図である。この図２から、共振器４，５が互いに異
なって形成されているのが判る。
【００２０】図３には、少なくとも２つのプレート状の
空気伝播音減衰器から成る部分が示されている。これら
の空気伝播音減衰器は、周面側の制限部の領域におい
て、クランプ状の固定装置１２によって互いに結合され
ている。さらに、このクランプ状の固定装置１２は、プ
レート状の各成形部１をそれぞれ隣接する各孔付きプレ
ート８に結合する。これらの共振器４，５は、互いに異
なる状態で形成されている。このうち共振器４は、貫通
部９，１０によって貫通された孔付きプレート８によっ
て閉じられている。これらの貫通部９，１０の直径は、
１〜３ｍｍである。これに対して共振器５は、同一に形
成された複数の貫通部９，１０を有する孔付きプレート
８によってカバーされている。この共振器５はばね・質
量体系として形成されている。室３の側壁１３が、共振
器５に一体的に形成されたロールべローズ状のばねエレ
メント１４によって、室底部１５に結合されている。こ
の場合、孔付きプレートの前記音源に向いた表面は、２
５％の孔含有率を有している。これにより、良好な吸音
作用が広い周波数範囲においてもたらされる一方、空気
伝播音減衰器全体の十分に大きな形状安定性が得られ
る。
【００２１】図４に示した実施例は図３に示した実施例
に類似している。このうち共振器４は、音源６とは反対
側で、５００Ｈｚまでの範囲の比較的低周波の振動を吸
収するための中実層１１を備えている。共振器５は、側
壁１３にばねエレメント１４によって結合された室底部
１５を備えている。共振器４，５の容積と貫通部９，１
０の対応面積との比は、これらの実施例では２２であ
る。図４に示した空気伝播音減衰器は、天井被覆部とし
て設けられており、クランプ状の固定装置によって受け
１６に固定されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】吸音エレメントとして形成された空気伝播音減
衰器の横断面図ならびに鎖線円Ｘで囲んだ部分の拡大詳
細図である。
【図２】図１の空気伝播音減衰器の平面図である。
【図３】複数の吸音エレメントから成る空気伝播音減衰
器の一部を示した図である。
【図４】図３の空気伝播音減衰器に類似した実施例を、
互いに異なる共振器と異なる固定装置とを使用した状態
で示した図である。
【符号の説明】
１ 成形部、 ２，３ 室、 ４，５ 共振器、 ６
音源、 ７ 前方湾曲部、 ８ 孔付きプレート、
９，１０ 貫通孔、 １１ 中実層、 １２ 固定装
置、 １３ 側壁、 １４ ばねエレメント、 １５
室底部、 １６ 受け
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G10K 11/16

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 空気伝播音減衰器であって、ポリマー材
    料から成るプレート状の成形部が設けられており、該成
    形部が少なくとも２つの室を備えており、該室が、互い
    に異なる共振周波数を備えた共振器として形成されてお
    り、該共振器が、成形部のほぼ全面にわたって配置され
    ている形式のものにおいて、 成形部(１)が独立気泡材料から形成されており、共振器
    (４，５)が、音源（６）に向かって開いたほぼポット状
    の前方湾曲部（７）によって形成されており、成形部
    （１）が前記音源（６）に向いた側で、孔付きプレート
    （８）によってカバーされており、該孔付きプレート
    が、各室（２，３）の領域で、少なくとも２つの貫通部
    （９，１０）を備えており、成形部（１）と孔付きプレ
    ート（８）とが分離可能に互いに結合されていることを
    特徴とする、空気伝播音減衰器。
  2. 【請求項２】 成形部（１）が発泡材料から成ってお
    り、孔付きプレート（８）が金属材料から成る孔付き薄
    板によって形成されている、請求項１記載の空気伝播音
    減衰器。
  3. 【請求項３】 成形部（１）が、同一に形成された等し
    い容積の共振器（４，５）を備えている、請求項１また
    は２記載の空気伝播音減衰器。
  4. 【請求項４】 成形部（１）が、互いに異なる容積の共
    振器（４，５）を備えている、請求項１または２記載の
    空気伝播音減衰器。
  5. 【請求項５】 孔付きプレート（８）に対する全ての貫
    通部（９，１０）の面積の和の比率が１：０．０５〜
    ０．４５である、請求項１から４までのいずれか１項記
    載の空気伝播音減衰器。
  6. 【請求項６】 貫通部（９，１０）が円形に仕切られて
    おり、最大４ｍｍの直径を有している、請求項１から５
    までのいずれか１項記載の空気伝播音減衰器。
  7. 【請求項７】 共振器（４，５）が、孔付きプレート
    （８）に向かって円錐形に拡大された横断面を有してい
    る、請求項１から６までのいずれか１項記載の空気伝播
    音減衰器。
  8. 【請求項８】 成形部（１）が、孔付きプレート（８）
    とは反対側で、中実層（１１）を備えている、請求項１
    から７までのいずれか１項記載の空気伝播音減衰器。
  9. 【請求項９】 天井被覆部または壁被覆部として使用さ
    れる、請求項１から８までのいずれか１項記載の空気伝
    播音減衰器。
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