JPH08500193A - 能動高透過損パネル - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
1方向又は2方向の音響放射のいずれかを消音する能動高透過損パネルが前記パネルを通過しようと試みている騒音を減衰するように独立に又は相互作用的に制御されるのに適応したセンサとアクチュエータ(12)を含む多数のセル(11)を組入れている。
Description
【発明の詳細な説明】
能動高透過損パネル
本発明はセンサ、アクチュエータ及び能動制御装置を用いるパネルを通して(
又はパネルから)の音響透過を制御する装置と方法に関する。この方法は大きな
パネルを作るように結合される多数の小形パネル「セル」を通して行われる音響
透過を制御するために能動構造的音響制御装置を用いる。本発明は厚くて重い受
動音響絶縁材料又は無響材料に代るものである。
発明の背景
本発明はフラー(Fuller)の米国特許第4,715,559号における
ような能動構造音響制御の理論をさらに詳しくしたものである。フラーの特許は
構造物の効率的放射モードを制御することによって音響を制御する技術を教えて
いる。なお、PVDFセンサを利用する理論が本発明において用いられている。
大きな音場を制御することにおける従来の試みは多くの変形態様がある。マイ
クロホンとスピーカの平面配列によって定められる制御表面を用いるジェッセル
(Jessel)による試み(「2次音源及びそれらのエネルギー伝達」アクス ティックス・レターズ
(Acoustics Letters)4(1981)
174−179頁)がノンコンパクト音源からの制御に対する試みを示している
。なお、タビッドソン(Davidson)・ジュニア他の(USP4,025
,724)は、ノンコンパクト音源からの騒音を音響投射器及びセンサの平面配
列を用いることによって制御できる方法を教えている。
いろいろな人々が取扱おうと試みたノンコンパクト騒音源の特定の問題が発電
用変圧器の音を制御することである。この問題は、ノンコンパクト騒音源を代表
しているので、ノンコンパクト騒音源制御の従来の方法を評価するのに有用であ
る。変圧器の周りに音響障壁を作ることは決してユニークなことではない。説明
された原理は、他のノンコンパクト音源からの音響の制御に関して用いることが
できる。
変圧器から放射される騒音の制御が一つの問題であり、その満足な解決はなお
見出されないで残っている。大形変圧器は金属積層コアと電気巻線が油槽にひた
されている種々の形状から成っている。大量の油は通常四角い外側囲いとして設
計されたタンクの中に入れられている。電気的励磁の磁歪性質によって、鉄心の
励磁が主周波数の2倍の正弦波プラス高調波として現れる。巻線と鉄心は変動す
る磁力によって励起される。これらは油音場を励起し、これが次に外側ケーシン
グを励起する。次に外側ケーシングが音響を放射する。励磁の性質のために、騒
音場は、一般に基本波(主周波数の2倍)と高調波にピークがあって非常に階調
的である。騒音基本波はかなり低い周波数で100Hz付近にあり、従って制動
、補強材などの受動的手段によって制御するのが難しい。なお、その長い波長(
3.3m程度のもの)のために、騒音は音響を制御するために置かれた障壁(例
えばビーム、シールドなど)の周りに回折する傾向がある。
多分、変圧器からの音響を能動的に制御するための最も早期の試みの一つは、
コノーバ(Conover)によってノイズコントロール、第92巻、78−8
2頁、「騒音を騒音と戦わせる」、1956年に記載されたものである。コノー
バは150MVA変圧器の周りにその表面に近付けて配置された音源の利用法を
実験的に研究した。この場合の能動音源は調節可能な振幅と位相を持った制御信
号である入力を持った大きな拡声器から成っている。コノーバは放射された音響
の大きな減衰を遠隔音場において達成できることを実証した。しかし、減衰は選
択された角度に限られていて、他の角度においては音響は大きさが増大した。こ
の結果は、確かに音の波長に比較して変圧器の大きさが大きいことによるもので
ある。変圧器の特性寸法が音響の波長より大きいとき、コンパクト音源と考える
ことができないので、その騒音場を小数の制御音源で全体的に制御することがで
きない。
次の興味ある仕事は、へッセルマン(Hesselman)によって行われた
もので、彼はずっと小さい100kVA変圧器からの音波放射の能動制御を調べ
た。この構成においては、二つの拡声器が変圧器の両端に置かれて用いられた。
残留騒音場又は制御された騒音場は、低周波において非常に低い放射効率を有す
る縦方向4重極の特性を持っていた。へッセルマンはまた本質的にフィードフォ
ワードである制御装置を始めて採用した。主要信号の第2高調波を用いて信号発
生装置を始動させるのに用いた。信号発生装置の出力は多重チヤネル移相器及び
増幅器を通過させて、次に補償(能動)音源に送られた。補償信号の振幅と位相
は遠隔音場における測定点において騒音場に非常に近接した制御音場を与えるよ
うに調節された。ひと度調節をしてしまうと、補償拡声器への位相は180゜に
わたってフリップされて残留音場が測定された。すべての実験が無響室において
行われた。また騒音場は基本波が20dBだけ高調波を上回っていたことに注意
すべきである。
これらの結果は観測角度に従って20〜40dBの程度の全体的減衰を示して
いる。追加の興味ある結果として元のレベルが変圧器の近接音場において高まっ
たが、それらは遠隔音場において減衰された。
ヘッセルマンが検討しているように、彼の試験において示された全体的制御は
、変圧器の寸法(約2m×1m×1m)が波長(約3.3m)に比べて、小さい
ことによるものである。これはコノーバによって研究された場合と異なる小形音
源に関連した全方向性単極指向性放射パターンを示すヘッセルマンによっ研究さ
れた変圧器の騒音場において明らかである。へッセルマンはまた能動技術を大形
変圧器に適用するときに騒音源を直線的寸法が波長の1/3を超えない多数の場
所的に小区域に配置された音源から成るものとして考えることができることを指
摘している。これらの小音源の各々は、次に特定の音源強さと位相の山形音源又
は半極音源として考えることができる。この形式の構成は次に各サブパネルの中
心を覆って非常に近くに置かれて独立に制御される能動音源の集合を用いること
によって制御してもよい。これらの能動音源は反対の位相とそれらの関連のサブ
パネルと同じ音源強さを持つことになる。従ってへッセルマンは、彼の後の反対
者によって用いられた音源の「配列」の使用を予示していた。
「配列」を用いた実験は、アンジビンによって行われ、彼は論文をプロシーデ
ィングス・オブ・インタノイズ(Proceedings of Inton-
Noise)第81巻、303−306頁、「電子的変圧器騒音の能動音響減衰
」1978年に記載している。アンジビンは変圧器の騒音の能動制御を変圧器の
周りに配置した音源の配列を用いて研究した。彼の結果は、一般に上述のことを
支
持している。変圧器の物理的寸法が音波の波長に比べて大きければ、変圧器の周
りに配置された多数の音源の配列を確定大域制御に必要とするであろう。そうで
なければ、誤差マイクロホンの方に向いた選択された放射角において減衰を達成
するが他の放射方向に向けては増大するであろう(制御過剰)。ロス(Ross
)の仕事はジャーナル・オブ・サウンド・アンド・バイブレーシヨン、(Jou
rnal of Sound and Vibration)第60(4)巻、
473〜476頁、「変圧器騒音の能動制御に関する実験」、1978年に記載
されている。ロスの仕事は、現実的用途において変圧器から放射された騒音の能
動制御を研究した。この状態において、二つの騒音を発する変圧器が変圧器の騒
音に非常に悩まされている事務所から中庭を横切って置かれた。能動制御は、変
圧器の近くに置いた拡声器を用いた実現された。騒音場を調べると騒音が事務所
に達したとき比較的一様であって騒音源が音響的にコンパクトであることが分っ
た。能動補償の場合、音が検出マイクロホンによって拾い上げられて、基本波と
最初の二つの高調波(100、200、300Hz)に対応する1組のフイルタ
回路網を通して送られた。これらの位相と振幅を制御された信号の出力は次に合
計されて能動拡声器に送られた。様々な位置にある拡声器で、システムの位相と
振幅が事務所内の多数の位置において騒音を最低にするように調節された。
その結果100Hzの最低周波数の場合の音は、事務所の部屋全体を通じて1
0dBと28dBの間だけ適度に全体として制御されることがわかった。200
及び300Hzの高い方の周波数は、誤差マイクロホンの周りの約1m半径の領
域内で局地的に制御されるだけであった。ロスは、従来の仕事と同様により多く
の拡声器を用いることによって制御を大巾に向上させることができたと結論して
いる。
イートウエル(Eatwell)の仕事は、プロシーディング・オブ・ザ・イ ンスチチュート・オブ・アクスティックス
(Proceedings of t
he Institute of Acoustics)、第9(7)巻、26
9〜274頁、「変圧器騒音の能動制御」、1987年に記載されている。この
仕事は、0.5MVA変圧器のための制御アクチュエータの位置のためのコンピ
ュータによる最適化の結果を記載している。この結果は、必要なアクチュエータ
の数は制御される予定の周波数の2乗に比例することを示している。
上述の仕事は、以下のようにまとめることができる。変圧器が騒音の波長に比
べてコンパクトなとき、必要な音源の数は少ないであろう。コンパクトな音源が
通常変圧器の周りに角度に関して比較的一様な放射音場によって表わされている
。変圧器の寸法、波長の程度のものであるとき、放射音場は複雑なローブ形状を
示し、寸法的に約λ/3×λ/3(λは波長を表す)の領域の中心にある変圧器
の周りに配置された音源の配列を必要とする。このようなシステムは実現できる
が、実際の欠点が多数あり、その中に非常に多数の制御チヤネルを必要とする欠
点がある。しかし、それらを用いることを妨げたのは、多分変圧器の周りに配置
された能動音源の全寸法及び嵩である。能動音響パネルがこの問題を解決すると
いうことは、この意味においてである。まとめると、能動パネルはコンパクトで
ない音源を制御するに必要な自由度を導入するためのコンパクトな方法を提供す
る。
発明の概要
振動する構造物によって放射される音をその構造物に加えられる点力入力によ
って制御できることが示された。しかし、制御入力として、加振器を用いること
は多数の欠点があり、中には、寸法と空間を必要とすること及びバックリアクシ
ョン支持の必要性がある。従って、最近の仕事は制御アクチュエータとしてのピ
エゾセラミック要素を用いることについての研究に関していた。予備的作業によ
ってピエゾセラミックパッチがパネルの表面に張り付けられたとき、そのパッチ
のへりの周りの線モーメントとして有効に働くことがわかった。ジミトナデイス
(Dimitnadis)ほかはこれをジヤーナル・オブ・バイブレーション・ アンド・アクスティックス
(Journal of Vibration an
d Aconstics)、第113巻、100〜107頁、「薄板の分布した
振動励起用の圧電気アクチュエータ」に記載している。パッチの大きさ、形及び
設置場所は残留モード分布と共にモード制御音場に影響を与えるために実証され
た。入力モーメントの大きさは主にピエゾセラミックパッチの寸法、厚さ、誘電
率及び制限電圧によって左右された。
ピエゾセラミックアクチュエータの配列を適応制御装置と共同で用いて調和振
動するパネルからの音波放射を減らすことができることを結論づけた実験が行わ
れた。これらの実験において最大三つの制御チヤネルを用いて構造的システムが
共鳴したときとしないときの両方で15〜20dBの程度の全体的減少を与える
ことを見出した。これらの試験における鋼パネルの寸法は、350mm×300
mm及び二つの厚さ(2mm及び10mm)のものであった。フラー(Full
er)ほかはジヤーナル・オブ・アクスティカル・ソサイアティ・オブ・アメリ カ
(Journal of Acoustical Society of A
merica)第88(S1)巻、S147頁、「多重ピエゾセラミックアクチ
ュエータを用いる構造的に放射される音響の能動制御」及び同一刊行物における
第88(S1)巻、S148、「能動的構造的音響アプローチにおけるPVDF
圧電気センサの利用の実験的研究」、1990年、において放射音場(音場が最
小にされるいくつもの点)に置いた誤差マイクロホンをパネル表面に直接に取付
けた圧電気形センサ(PVDF製)によって置き換えられている実験においても
行われた実験を記載している。センサは波数フイルタとして作用するように形成
されている。センサがパネルの寸法に比較して長ければ、センサは短波長、高波
数、低周波構造的振動成分を平均する傾向がある。しかし、センサは低い波数で
長い波長の超音波構造的振動成分からくる情報を保持する。周知のように、超音
波構造的振動成分だけが遠隔音場に音響を放射するので構造的な形状をしたセン
サが遠隔音場放射に関連した振動成分を観察する。以前に実証されたのと同じパ
ネルについて行われた実験がPVDFンサを使うことによって共鳴のあるときと
ないときの両方で放射された音圧の10〜15dBの全体的減少をもたらすこと
を示している。センサの設置場所を最適化することによって減衰をずっと大きく
することができた。
例えば加速度計を用いて種々の点における構造的応答をまさに最小にすること
は制御し過ぎによって音の放射を大きくするようになることが多いことを述べて
おく必要がある。音の遠隔音場への著しい放射装置であるそれらの構造的運動だ
けを観測して制御することが重要であるフラーほかはこれをプロシーディングス ・オブ・アメリカン・コントロール・コンファレンス
(Proceedings
of American Control Conference)ペンシルバ
ニア州.ピッツバーグ.2079〜2089頁、「電気板を介して伝送された音
の構造的制御に関する実験」、1989年に記載した。
高透過損パネルの目的は薄くて軽量な音障壁を作ることであり、壁、扉などを
通る音の伝達と共にノンコンパクトな音源からの音の放射を制御するのに用いる
ために能動的及び受動的消音を結合している。この技術は、受動的囲い壁と共に
建築音響学的処理として現在用いられている厚くて重い受動的音響絶縁材料に取
って代るように考えられている。なお、この技術は従来技術(拡声器を用いる)
に本質的に伴う例えば寸法や重量の制限を克服するであろう。なお、能動高透過
損パネルは騒音を制御するために能動手段と受動手段の両方を結合している。従
来技術の能動制御技術は能動技術と受動技術を統合していない。
本発明のもう一つの目的は、二重板隔壁を使用することによって、音響制御の
周波数範囲を大きくすることである。これは制御システムに利用できる先行時間
を大きくするのでフィードフオワード制御技術を用いる広帯域騒音の制御を可能
にする。
本発明のもう一つの目的は、高透過損パネルを通して両方向に通る音の制御を
できるようにすることである。
これら及びその他の目的は以下の添付図面を参照するとき明らかになる。
図1は本発明のシステムの線図を示している。
図2は高透過損パネルを示している。
本発明は大形構造物からの音放射を全体的に相殺するに十分な制御自由度を与
えることの問題に対する答えである。この方法は騒音源の前に障壁を設けるか又
は能動パネルから成る壁を作る(その場合には壁は制御手段となると共に「音源
」にもなる)ことを必要としている。このパネルは2枚の隔壁板(各々がPVD
F(又はその他の)センサを持っている)から成る多数の小さな「セル」11及
び2枚の板のうちの(少なくとも)1枚にあるアクチュエータ12から構成され
ている。この構成は1方向に音が進むためのものであることに注意されたい。他
方の板にアクチュエータを追加した異なる制御システムの場合、パネルは2方向
に透過損を制御するように作ることができる。セルは中空であってもよいし又は
騒音を消去するのを助けるために周知の音吸収材料を含んでいてもよい。
パネル形状
セルの寸法は用いられる制御システルの形式及びセンサとアクチュエータの遅
延性質のほかに不快な騒音の周波数の含有量によって変る。L1及びL2は普通
は同じ長さのものであり、能動的制御される予定の最高周波数の音響波長の1/
3未満に相当する。この周波数の上限はパネルの高周波数受動絶縁特性と共に問
題となる外乱によって変る。例えば、パネルを300Hzまで能動的に制御する
ように設計すれば、L1及びL2は約0.25〜0.3mになろう。標準の1.
21m(4フィート)×2.42m(8フィート)パネルを片側に0.3m(1
フィート)の約32セルで構成できる。
T1は装置の群遅延おび外乱の周波数によって変る。S1からS2への波の伝
搬が平面状であるようにT1を小さく(L1よりずっと小さく)するのが望まし
い。外乱がS1からS2へ伝搬するとき制御装置が外乱に反応することができる
よう装置内の群遅延を非常に小さくすることが望ましい。
2枚の板を用いることはより高い周波数と広帯域の音(単一板の使用に比較し
て)の制御をできるようにするためにある程度わずかな先行時間を与える。
センサとアクチュエータ
能動パネル装置に用いられるセンサはパネル内に各それぞれのマルの効率的に
放射する構造的モードを検出するように形作られて取付けられている。アクチュ
エータはそれを取付けてあるパネルの効率的放射モードを制御するように位置決
めされる必要がある。センサとアクチュエータはまた制御装置に大きな帯域巾を
与えるように非常に小さな遅延を持つ必要がある。上述のピエゾセラミックアク
チュエータとPVDFンサは本装置に好ましいセンサとアクチュエータである。
制御装置
パネルのこの構成において幾つかの形式の制御を用いることができる。伝達関
数(多分)が時間について大きく変らなければ、制御装置の応答時間を最小にし
従ってT1を最小にするのに固定アナログ制御装置を用いることができるであろ
う。適応フィードフォワード制御装置も用いることができるであろう。ジークラ
(Ziegler)の米国特許第4,878,188号及び第5,105,37
7号に記載された制御装置を用いることができ、それらの特許は本願明細書に引
用して組込まれている。そのような適応フィードフォワード制御装置はスインバ
ンクス(Swinbanks)の米国特許第4,423,289号及びロスの米
国特許第4,480,333号に記載されている。
本発明を説明したが、添付請求の範囲からそれることなく本発明に対して変化
態様及び修正態様を作成できることは当業者に明らかである。
【手続補正書】特許法第184条の8
【提出日】1994年9月12日
【補正内容】
請求の範囲(補正)
1.広帯域の音波放射を消音するのに用いる能動高透過損パネルにおいて、
受動音波減衰を行い複数の第1及び第2の隔壁又は仕切り手段を備え、
多数の隣接するセル手段を形成して音波放射の経路に沿って互いに間隔をあけて
配置されたパネル機構を備え、
各第1の前記隔壁が第1のセンサ手段を表面に備え、各前記対応する第
2の隔壁手段が第1のアクチュエータと第2のセンサ手段を表面に備え、
前記アクチュエータとセンサ手段は、能動騒音制御手段と共同して前記
隔壁手段に当る騒音を反対側に通過しないように減衰させるように構成されてい
る能動高透過損パネル。
2.前記第1及び第2の隔壁手段が他の隔壁手段と共同して前記セル手段を
形成し、
前記他の隔壁手段にあって多重入力/多重出力制御装置と共同して二つ
の反対方向に騒音伝達を減衰させるに適応した第2のセンサ手段と第2のアクチ
ュエータ手段を備える請求項1に記載のパネル。
3.前記セル手段が能動的に制御される予定の最高周波数の波長の1/4か
ら1/3未満までに相当する高さと巾を有する請求項1に記載のパネル。
4.前記セル手段の高さと巾がほぼ等しい請求項3に記載のパネル。
5.前記セル手段がセル手段を通る波の伝搬が平面状であるように高さ又は
巾より小さい深さを有する請求項3に記載のパネル。
6.広帯域騒音放射を減衰する能動高透過損装置において、
受動音波減衰を行い、複数の隣接するセル手段からなるパネル機構と、
各セル手段の中に置かれたセンサ手段と、
各セル手段の中に置かれたアクチュエータ手段とを備え、
前記センサ手段とアクチュエータ手段が前記セル手段の中で騒音放射の
方向に互いに間隔をおいて配置されており、
前記センサとアクチュエータ手段に動作可能に接続されて前記パネル手
段に当る騒音を減衰させるのに適応した制御手段を備える能動高透過損装置。
7.前記パネル手段が第1の一連の隔壁手段と、
第2の一連の隔壁手段とを備え、
前記第1及び第2の一連の隔壁手段が前記セル手段を形成している請求
項6に記載の装置。
8.各セル手段が中に多重センサとアクチュエータ手段を備え、前記制御手
段がパネルの両側に当る騒音を減衰するように構成されている請求項7に記載の
装置。
9.前記セル手段の断面寸法が減衰される予定の最高周波数の波長の1/4
から1/3未満までに相当している請求項6に記載の装置。
10.各セル手段の深さが前記セル手段を通る騒音波の伝搬が平面であること
を確実にするようにセルの断面寸法より小さい請求項9に記載の装置。
11.広帯域音波放射を消音するのに用いる能動高透過損パネルにおいて、
受動音波減衰を行い多数の第1及び第2の間隔をおいて配置された隔壁
手段を対応する数の隣接するセル手段を形成するように備えるパネル機構を備え
、
各前記第1の隔壁手段が第1のセンサ手段を表面に備え、各前記対応す
る第2の隔壁手段が第1のアクチュエータ手段及び第2のセンサ手段を表面に備
え、前記第1のセンサ手段が前記第2のセンサ手段から間隔をおいて配置されて
おり、
前記アクチュエータとセンサ手段が、能動騒音制御手段と共同して、前
記パネル機構に当る騒音を一方の側から反対の側へ通過しないように減衰させる
のに適応している能動高透過損パネル。
12.前記パネルを通していずれの方向に騒音伝送の減衰を可能にするように
前記第1の隔壁手段に第2のアクチュエータ手段をさらに備える請求項11に記
載の能動高透過損パネル。
13.一つの能動騒音制御手段をさらに備え、前記制御手段が各セル手段のア
クチュエータを独立に制御するのに適応している請求項11に記載のパネル。
14.一つの能動騒音制御手段をさらに備え、前記制御手段が前記セル手段内
の前記アクチュエータを相互作用的に制御するのに適応している請求項11に記
載のパネル。
15.前記隔壁手段の寸法が制御される最高次数モードの波長の1/10ない
し1/3未満である請求項11に記載のパネル。
16.前記セル手段が中空である請求項11に記載のパネル。
17.前記セル手段が受動材料で構成されている請求項11に記載のパネル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.消音に用いる能動高透過損パネルにおいて、 多数の第1及び第2の隔壁又はセル手段を形成する仕切り手段を備える パネル機構を備え、 各第1の前記隔壁が第1のセンサ手段を表面に備え、各前記対応する第 2の隔壁手段が第1のアクチュエータと第2のセンサ手段を表面に備え、 前記アクチュエータとセンサ手段は、能動騒音制御手段と共同して前記 隔壁手段に当る騒音を反対側に通過しないように減衰させるように構成されてい る能動高透過損パネル。 2.前記第1及び第2の隔壁手段が他の隔壁手段と共同して前記セル手段を 形成し、 前記他の隔壁手段にあって多重入力/多重出力制御装置と共同して二つ の反対方向に騒音伝達を減衰させるに適応した第2のセンサ手段と第2のアクチ ュエータ手段を備える請求項1に記載のパネル。 3.前記セル手段が能動的に制御される予定の最高周波数の波長の1/4か ら1/3未満までに相当する高さと巾を有する請求項1に記載のパネル。 4.前記セル手段の高さと巾がほぼ等しい請求項3に記載のパネル。 5.前記セル手段がセル手段を通る波の伝搬が平面状であるように高さ又は 巾より小さい深さを有する請求項3に記載のパネル。 6.騒音放射を減衰する能動高透過損装置において、 多数のセル手段から成るパネル手段と、 各セル手段の中に置かれたセンサ手段と、 各セル手段の中に置かれたアクチュエータ手段と、 前記センサとアクチュエータ手段に動作可能に接続されて前記パネル手 段に当る騒音を減衰させるのに適応した制御手段備える能動高透過損装置。 7.前記パネル手段が第1の一連の隔壁手段と、 第2の一連の隔壁手段とを備え、 前記第1及び第2の一連の隔壁手段が前記セル手段を形成している請求 項6に記載の装置。 8.各セル手段が中に多重センサとアクチュエータ手段を備え、前記制御手 段がパネルの両側に当る騒音を減衰するように構成されている請求項7に記載の 装置。 9.前記セル手段の断面寸法が減衰される予定の最高周波数の波長の1/4 から1/3未満までに相当している請求項6に記載の装置。 10.各セル手段の深さが前記セル手段を通る騒音波の伝搬が平面であること を確実にするようにセルの断面寸法より小さい請求項9に記載の装置。 11.消音するのに用いる能動高透過損パネルにおいて、 多数の第1及び第2の隔壁手段を対応する数のセル手段を形成するよう に備えるパネル手段を備え、 各前記第1の隔壁手段が第1のセンサ手段を表面に備え、各前記対応す る第2の隔壁手段が第1のアクチュエータ手段及び第2のセンサ手段を表面に備 え、 前記アクチュエータとセンサ手段が、能動騒音制御手段と共同して、前 記壁手段に当る騒音を一方の側から反対の側へ通過しないように減衰させるのに 適応している能動高透過損パネル。 12.前記パネルを通していずれかの方向に騒音伝送の減衰を可能にするよう に前記第1の隔壁手段に第2のアクチュエータ手段をさらに備える請求項11に 記載の能動高透過損パネル。 13.一つの能動騒音制御手段をさらに備え、前記制御手段が各セル手段のア クチュエータを独立に制御するのに適応している請求項11に記載のパネル。 14.一つの能動騒音制御手段をさらに備え、前記制御手段が前記セル手段内 の前記アクチュエータを相互作用的に制御するのに適応している請求項11に記 載のパネル。 15.前記隔壁手段の寸法が制御される最高次数モードの波長の1/10ない し1/3未満である請求項11に記載のパネル。 16.前記セル手段が中空である請求項11に記載のパネル。 17.前記セル手段が受動材料を備える請求項11に記載のパネル。
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| WO (1) | WO1994005005A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003514265A (ja) * | 1999-11-16 | 2003-04-15 | ロイヤルカレッジ オブ アート | 音環境を改善するための装置及びその方法 |
| 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 |
Families Citing this family (42)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5692053A (en) * | 1992-10-08 | 1997-11-25 | Noise Cancellation Technologies, Inc. | Active acoustic transmission loss box |
| US5732143A (en) | 1992-10-29 | 1998-03-24 | Andrea Electronics Corp. | Noise cancellation apparatus |
| FR2704969B1 (fr) * | 1993-05-06 | 1995-07-28 | Centre Scient Tech Batiment | Dispositif d'atténuation acoustique à double paroi active. |
| JP3031635B2 (ja) * | 1993-09-09 | 2000-04-10 | ノイズ キャンセレーション テクノロジーズ インコーポレーテッド | 静止誘導器用広域消音装置 |
| US5410607A (en) * | 1993-09-24 | 1995-04-25 | Sri International | Method and apparatus for reducing noise radiated from a complex vibrating surface |
| FR2726681B1 (fr) * | 1994-11-03 | 1997-01-17 | Centre Scient Tech Batiment | Dispositif d'attenuation acoustique a double paroi active |
| US5498127A (en) * | 1994-11-14 | 1996-03-12 | General Electric Company | Active acoustic liner |
| US5526292A (en) * | 1994-11-30 | 1996-06-11 | Lord Corporation | Broadband noise and vibration reduction |
| US5812684A (en) * | 1995-07-05 | 1998-09-22 | Ford Global Technologies, Inc. | Passenger compartment noise attenuation apparatus for use in a motor vehicle |
| US5702230A (en) * | 1996-01-29 | 1997-12-30 | General Electric Company | Actively controlled acoustic treatment panel |
| JP3510427B2 (ja) * | 1996-08-15 | 2004-03-29 | 三菱重工業株式会社 | 能動吸音壁 |
| EP0932140B1 (en) * | 1996-10-09 | 2005-03-02 | Itoon | Muffling wall |
| US5919029A (en) * | 1996-11-15 | 1999-07-06 | Northrop Grumman Corporation | Noise absorption system having active acoustic liner |
| EP0999540A1 (en) * | 1998-11-03 | 2000-05-10 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | Noise reduction panel arrangement and method of calibrating such a panel arrangement |
| US6363345B1 (en) | 1999-02-18 | 2002-03-26 | Andrea Electronics Corporation | System, method and apparatus for cancelling noise |
| GB9920883D0 (en) | 1999-09-03 | 1999-11-10 | Titon Hardware | Ventilation assemblies |
| FR2799873B1 (fr) * | 1999-10-18 | 2002-02-08 | Comptoir De La Technologie | Dispositif actif d'attenuation de l'intensite sonore |
| US6594367B1 (en) | 1999-10-25 | 2003-07-15 | Andrea Electronics Corporation | Super directional beamforming design and implementation |
| GB0023207D0 (en) * | 2000-09-21 | 2000-11-01 | Royal College Of Art | Apparatus for acoustically improving an environment |
| US6478110B1 (en) | 2000-03-13 | 2002-11-12 | Graham P. Eatwell | Vibration excited sound absorber |
| SE0003350D0 (sv) * | 2000-09-18 | 2000-09-18 | Flaekt Ab | Ljuddämpare |
| WO2002091353A1 (en) * | 2001-05-07 | 2002-11-14 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | Anti noise system and method using broadband radiation modes |
| FI110896B (fi) * | 2001-05-21 | 2003-04-15 | Valtion Teknillinen | Ääntä aktiivisesti vaimentava rakenne |
| US20030002692A1 (en) * | 2001-05-31 | 2003-01-02 | Mckitrick Mark A. | Point sound masking system offering visual privacy |
| US7143028B2 (en) | 2002-07-24 | 2006-11-28 | Applied Minds, Inc. | Method and system for masking speech |
| US20040125922A1 (en) * | 2002-09-12 | 2004-07-01 | Specht Jeffrey L. | Communications device with sound masking system |
| NL1022647C2 (nl) | 2003-02-11 | 2004-08-12 | Tno | Inrichting voor het actief reduceren van geluidstransmissie, alsmede een paneel omvattende een dergelijke inrichting. |
| NL1023559C2 (nl) * | 2003-05-28 | 2004-11-30 | Tno | Halffabrikaat bestemd om op een trillende wand of een trillend paneel te worden bevestigd voor het actief dempen van trillingen van de wand, wand of paneel voorzien van een dergelijk halffabrikaat, systeem voorzien van een halffabrikaat en een besturingseenheid, wand of paneel voorzien van een besturingseenheid en werkwijze voor het dempen van hoorbare trillingen van een wand of paneel. |
| EP1583075A1 (en) * | 2004-03-31 | 2005-10-05 | Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO | System for actively reducing sound |
| JP2008213547A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Nissan Motor Co Ltd | 騒音制御装置 |
| US8111832B2 (en) * | 2008-04-16 | 2012-02-07 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Method of adjusting acoustic impedances for impedance-tunable acoustic segments |
| JP5227263B2 (ja) * | 2008-06-03 | 2013-07-03 | パナソニック株式会社 | 能動騒音低減装置及びシステム |
| FR2943880A1 (fr) * | 2009-03-30 | 2010-10-01 | Activacoustic | Panneau acoustique destine a recevoir, emettre ou absorber des sons. |
| US8453788B2 (en) * | 2010-11-10 | 2013-06-04 | International Business Machines Corporation | Implementing dynamic noise elimination with acoustic frame design |
| DE102013102612B4 (de) * | 2013-03-14 | 2018-09-20 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Flugzeug mit Schalldämmungssystem |
| CN103971908B (zh) * | 2014-05-06 | 2016-03-09 | 国家电网公司 | 一种变压器噪声抑制方法 |
| US9666174B2 (en) * | 2015-04-03 | 2017-05-30 | Cambridge Sound Management, Inc. | System and method for defined area sound masking |
| DE102016007391A1 (de) * | 2016-06-17 | 2017-12-21 | Oaswiss AG (i. G.) | Antischallanordnung |
| US11335312B2 (en) | 2016-11-08 | 2022-05-17 | Andersen Corporation | Active noise cancellation systems and methods |
| EP3788619A1 (en) | 2018-05-04 | 2021-03-10 | Andersen Corporation | Multiband frequency targeting for noise attenuation |
| WO2020076612A1 (en) * | 2018-10-13 | 2020-04-16 | The University Of Rochester | Method, system and devices for selective modal control for vibrating structures |
| DE202021001457U1 (de) | 2021-04-20 | 2021-06-16 | Frank Sekura | Schalldämmendes Element für Fensterlaibungen |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4025724A (en) * | 1975-08-12 | 1977-05-24 | Westinghouse Electric Corporation | Noise cancellation apparatus |
| US4656940A (en) * | 1985-11-21 | 1987-04-14 | Hantscho, Inc. | Metering roll system for printing press |
| ATA117186A (de) * | 1986-04-30 | 1990-04-15 | Elin Union Ag | Anordnung zur daempfung, reduzierung bzw. kompensation von schallwellen bzw. geraeuschen |
| US4715559A (en) * | 1986-05-15 | 1987-12-29 | Fuller Christopher R | Apparatus and method for global noise reduction |
| US4878188A (en) * | 1988-08-30 | 1989-10-31 | Noise Cancellation Tech | Selective active cancellation system for repetitive phenomena |
| US5091953A (en) * | 1990-02-13 | 1992-02-25 | University Of Maryland At College Park | Repetitive phenomena cancellation arrangement with multiple sensors and actuators |
| US4987598A (en) * | 1990-05-03 | 1991-01-22 | Nelson Industries | Active acoustic attenuation system with overall modeling |
| GB2260874A (en) * | 1991-10-21 | 1993-04-28 | Marconi Gec Ltd | A sound control device |
-
1992
- 1992-08-12 US US07/928,472 patent/US5315661A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-15 WO PCT/US1992/007652 patent/WO1994005005A1/en not_active Ceased
- 1992-09-15 AT AT92920018T patent/ATE194040T1/de not_active IP Right Cessation
- 1992-09-15 EP EP92920018A patent/EP0657058B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-15 JP JP6506206A patent/JPH08500193A/ja active Pending
- 1992-09-15 CA CA002142013A patent/CA2142013C/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-09-15 DE DE69231190T patent/DE69231190T2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003514265A (ja) * | 1999-11-16 | 2003-04-15 | ロイヤルカレッジ オブ アート | 音環境を改善するための装置及びその方法 |
| 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0657058A4 (en) | 1996-05-15 |
| ATE194040T1 (de) | 2000-07-15 |
| WO1994005005A1 (en) | 1994-03-03 |
| CA2142013C (en) | 1998-09-29 |
| EP0657058A1 (en) | 1995-06-14 |
| EP0657058B1 (en) | 2000-06-21 |
| DE69231190T2 (de) | 2001-03-22 |
| US5315661A (en) | 1994-05-24 |
| DE69231190D1 (de) | 2000-07-27 |
| CA2142013A1 (en) | 1994-03-03 |
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|---|---|---|
| JPH08500193A (ja) | 能動高透過損パネル | |
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