JPH05173580A - 遮音パネル - Google Patents
遮音パネルInfo
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- JPH05173580A JPH05173580A JP3341523A JP34152391A JPH05173580A JP H05173580 A JPH05173580 A JP H05173580A JP 3341523 A JP3341523 A JP 3341523A JP 34152391 A JP34152391 A JP 34152391A JP H05173580 A JPH05173580 A JP H05173580A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 2
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- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 description 1
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Landscapes
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】パネルからの放射音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値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。
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値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、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
遮音パネルに関するものである。
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
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３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３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４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４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圧値に換算す
る換算回路６を有し、この換算回路６は、ｍ番目の振動
センサー５からの加速度信号をＡｍ（ｔ）、放射音圧を
評価する点の音圧信号をＰ（ｔ）、振動センサー５の個
数をＮ、ｍ番目の振動センサー５から放射音圧を評価す
る点までの加速度から音圧への伝達特性のインパルス応
答をＤｍ（ｔ）、Ｓｍをｍに関与する定数、＊を畳み込
み積分、ｔを時間、ｇを任意の定数とすると、 を実現する回路であ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圧値に換算す
る換算回路６を有し、この換算回路６は、ｍ番目の振動
センサー５からの加速度信号をＡｍ（ｔ）、放射音圧を
評価する点の音圧信号をＰ（ｔ）、振動センサー５の個
数をＮ、ｍ番目の振動センサー５から放射音圧を評価す
る点までの加速度から音圧への伝達特性のインパルス応
答をＤｍ（ｔ）、Ｓｍをｍに関与する定数、＊を畳み込
み積分、ｔを時間、ｇを任意の定数とすると、 を実現する回路であ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ｄ
Ｓ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２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。
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ｄ
Ｓ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２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＝ｊρ／２πであ
る。この周波数領域で表された式を時間領域で表現すれ
ば、
る。この周波数領域で表された式を時間領域で表現すれ
ば、
【００１６】
【数５】
【００１７】となる。ここで、Ｄｍ（ｔ）はｅｘｐ（−
ｊｋＲｍ）／Ｒｍの逆フーリエ変換である。このように
して、要素分割されたパネル面上の振動の時間信号か
ら、空間上の任意の点の音圧値が求まることになる。
ｊｋＲｍ）／Ｒｍの逆フーリエ変換である。このように
して、要素分割されたパネル面上の振動の時間信号か
ら、空間上の任意の点の音圧値が求まることになる。
【００１８】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、数５で表される演算を施す回
路を通して得られる信号Ｐ（ｔ）を低減させるように制
御を働かせれば、評価点への放射音が減少することにな
る。
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、数５で表される演算を施す回
路を通して得られる信号Ｐ（ｔ）を低減させるように制
御を働かせれば、評価点への放射音が減少することにな
る。
【００１９】
【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、３６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３６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３６個の加速度信号Ａｍ（ｔ）に
対して数６で表現される演算を施す回路部を有してお
り、さらに、ここで演算された音圧値Ｐ（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、３６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３６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３６個の加速度信号Ａｍ（ｔ）に
対して数６で表現される演算を施す回路部を有してお
り、さらに、ここで演算された音圧値Ｐ（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。
【００２０】
【数６】
【００２１】この適応型デジタルフィルタは、Ｆｉｌｔ
ｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズムによって動作する。
数６において、Ｓｍは各加速度センサー５が分担する面
積を意味し、ここでは、一定値である。パネル１の周縁
は周辺部材２に固定されているため、振動レベルは小さ
いと考えられ、放射音圧計算の考慮には入れていない。
また、Ｄｍ（ｔ）は、その周波数特性が、複素数Ｄｍ
（ω）＝ｅｘｐ（−ｊωＲｍ／ｃ）／Ｒｍとして表され
るＤｍ（ｔ）を使用する。このＤｍ（ｔ）は測定によっ
ても求めることができる。
ｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズムによって動作する。
数６において、Ｓｍは各加速度センサー５が分担する面
積を意味し、ここでは、一定値である。パネル１の周縁
は周辺部材２に固定されているため、振動レベルは小さ
いと考えられ、放射音圧計算の考慮には入れていない。
また、Ｄｍ（ｔ）は、その周波数特性が、複素数Ｄｍ
（ω）＝ｅｘｐ（−ｊωＲｍ／ｃ）／Ｒｍとして表され
るＤｍ（ｔ）を使用する。このＤｍ（ｔ）は測定によっ
ても求めることができる。
【００２２】なお、マイクロホンを用いて直接に放射音
評価点の音圧を検出し、これを低減させるように制御を
働かせることも可能であるが、この場合は周囲のノイズ
が混入しやすく、本発明のように、振動センサーで振動
を検出する構成に比べてＳ／Ｎ比が悪く、実用的でな
い。また、屋外空間などにマイクロホンを設置すること
は耐久性に問題があり、適さない。本発明のように、パ
ネル上の振動センサーを用いれば、このような問題の生
じない遮音パネルとなる。
評価点の音圧を検出し、これを低減させるように制御を
働かせることも可能であるが、この場合は周囲のノイズ
が混入しやすく、本発明のように、振動センサーで振動
を検出する構成に比べてＳ／Ｎ比が悪く、実用的でな
い。また、屋外空間などにマイクロホンを設置すること
は耐久性に問題があり、適さない。本発明のように、パ
ネル上の振動センサーを用いれば、このような問題の生
じない遮音パネルとなる。
【００２３】
【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音圧に換算し、この放射音圧換算
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音圧に換算し、この放射音圧換算
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】平面要素と放射音圧評価点の座標系を示す図で
ある。
ある。
【図３】従来例の概略構成を示す図である。
【図４】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
Claims (2)
- 【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圧値に換算する換算回路
を有し、この換算回路は、ｍ番目の振動センサーからの
加速度信号をＡｍ（ｔ）、放射音圧を評価する点の音圧
信号をＰ（ｔ）、振動センサーの個数をＮ、ｍ番目の振
動センサーから放射音圧を評価する点までの加速度から
音圧への伝達特性のインパルス応答をＤｍ（ｔ）、Ｓｍ
をｍに関与する定数、＊を畳み込み積分、ｔを時間、ｇ
を任意の定数とすると、 を実現する回路であることを特徴とする遮音パネル。 - 【請求項２】 伝達特性のインパルス応答Ｄｍ（ｔ）
は、その複素数で表現された周波数特性Ｄｍ（ω）が、
ωを角周波数、ｃを音速、Ｒｍをｍ番目の振動センサー
から放射音圧を評価する点までの距離、ｊを虚数単位、
ｅｘｐを自然対数の底、ｈを任意の定数とすると、複素
数Ｄｍ（ω）＝（ｈ／Ｒｍ）ｅｘｐ（−ｊωＲｍ／ｃ）
で表されることを特徴とする請求項１記載の遮音パネ
ル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3341523A JPH05173580A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 遮音パネル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3341523A JPH05173580A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 遮音パネル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05173580A true JPH05173580A (ja) | 1993-07-13 |
Family
ID=18346727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3341523A Pending JPH05173580A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 遮音パネル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05173580A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0756580A (ja) * | 1993-08-09 | 1995-03-03 | Agency Of Ind Science & Technol | 能動制御型遮音壁体 |
| JPH0756581A (ja) * | 1993-08-09 | 1995-03-03 | Agency Of Ind Science & Technol | 音響透過損失可変型壁体 |
| JPH07129183A (ja) * | 1993-10-29 | 1995-05-19 | Toto Ltd | 能動消音システムおよび能動消音用パネル材 |
| US5724432A (en) * | 1993-05-06 | 1998-03-03 | Centre Scientifigue Et Technique Du Batiment | Acoustic attenuation device with active double wall |
| JPH10254458A (ja) * | 1997-03-11 | 1998-09-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 能動遮音パネル |
| WO2008034789A1 (de) * | 2006-09-18 | 2008-03-27 | Anocsys Ag | Anordnung mit einem aktiven geräuschreduktionssystem |
| JP2015096738A (ja) * | 2013-11-15 | 2015-05-21 | 三菱電機株式会社 | 能動振動制御装置および能動振動制御システム |
-
1991
- 1991-12-24 JP JP3341523A patent/JPH05173580A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5724432A (en) * | 1993-05-06 | 1998-03-03 | Centre Scientifigue Et Technique Du Batiment | Acoustic attenuation device with active double wall |
| JPH0756580A (ja) * | 1993-08-09 | 1995-03-03 | Agency Of Ind Science & Technol | 能動制御型遮音壁体 |
| JPH0756581A (ja) * | 1993-08-09 | 1995-03-03 | Agency Of Ind Science & Technol | 音響透過損失可変型壁体 |
| JPH07129183A (ja) * | 1993-10-29 | 1995-05-19 | Toto Ltd | 能動消音システムおよび能動消音用パネル材 |
| JPH10254458A (ja) * | 1997-03-11 | 1998-09-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 能動遮音パネル |
| WO2008034789A1 (de) * | 2006-09-18 | 2008-03-27 | Anocsys Ag | Anordnung mit einem aktiven geräuschreduktionssystem |
| JP2015096738A (ja) * | 2013-11-15 | 2015-05-21 | 三菱電機株式会社 | 能動振動制御装置および能動振動制御システム |
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