聲音降低或振動(dòng)衰減裝置以及構(gòu)造構(gòu)件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及裝配于構(gòu)造構(gòu)件并且將透過構(gòu)造構(gòu)件的聲音或由構(gòu)造構(gòu)件產(chǎn)生的聲 音降低、或者使構(gòu)造構(gòu)件的振動(dòng)衰減的聲音降低或振動(dòng)衰減裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往已知有將透過構(gòu)造構(gòu)件的聲音降低的防音壁。防音壁設(shè)置于道路、鐵道或者 工廠等，用于防止由機(jī)動(dòng)車等噪音源產(chǎn)生的噪音向周邊漏出。此外，還已知有降低由空調(diào)、 打印機(jī)、復(fù)印機(jī)等各種設(shè)備的構(gòu)造構(gòu)件產(chǎn)生的聲音或者降低構(gòu)造構(gòu)件的振動(dòng)的聲音或振動(dòng) 降低裝置。
[0003] 在典型的防音壁、聲音或振動(dòng)降低裝置中，使用無需電力等能量的輸入而利用構(gòu) 造構(gòu)件的各部分來降低聲音的被動(dòng)（Passive)消音。例如在防音壁的構(gòu)造構(gòu)件中，通過組 入使聲音反射的石膏板、吸收聲音的玻璃棉等而利用構(gòu)造構(gòu)件的各部分來降低聲音。
[0004] 近年來，為了進(jìn)一步降低聲音，提出有輸入電力等能量而主動(dòng)地降低噪音的主動(dòng) (active)消音（參照專利文獻(xiàn)1)。該主動(dòng)消音具備麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器、使揚(yáng)聲器產(chǎn)生抵消音 的電子電路。噪聲抵消的原理是，使揚(yáng)聲器產(chǎn)生與由麥克風(fēng)得到的噪音相反相位的聲波成 分而相互抵消，由此來降低噪音。
[0005] 在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2004-270399號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 發(fā)明要解決的課題
[0009] 但是，在現(xiàn)有的主動(dòng)消音中，無法避免從麥克風(fēng)得到噪音的時(shí)刻起到使揚(yáng)聲器工 作產(chǎn)生時(shí)間上的延遲，存在難以完全抵消噪音這一問題。另外，還存在如下的問題：需要進(jìn) 行復(fù)雜的信號(hào)處理的電子電路，且在聲音具有多個(gè)頻率成分的情況下難以利用電子電路來 生成相反相位的信號(hào)。
[0010] 盡管被動(dòng)消音、主動(dòng)消音在接連不斷地開發(fā)，但這些消音在原理上均存在局限性。 因此，本發(fā)明的目的在于提供原理與現(xiàn)有的被動(dòng)或主動(dòng)的消音不同的新的聲音降低或振動(dòng) 衰減裝置以及構(gòu)造構(gòu)件。
[0011] 用于解決技術(shù)問題的方案
[0012] 本發(fā)明的一方案是聲音降低或振動(dòng)衰減裝置，其具備：質(zhì)量部；介于所述質(zhì)量部 與構(gòu)造構(gòu)件之間的彈簧部；以及使所述彈簧部的彈簧常數(shù)持續(xù)變化的控制部。
[0013] 發(fā)明效果
[0014] 根據(jù)本發(fā)明，使聲音降低或振動(dòng)衰減裝置的彈簧常數(shù)持續(xù)變化，因此聲音降低或 振動(dòng)衰減裝置的固有振動(dòng)頻率持續(xù)變化。若將固有振動(dòng)頻率持續(xù)變化的聲音降低或振動(dòng)衰 減裝置裝配于構(gòu)造構(gòu)件，則構(gòu)造構(gòu)件的共振頻率從固定的值波動(dòng)。由于構(gòu)造構(gòu)件以共振頻 率發(fā)生共振，因此容易使共振頻率附近的聲音透過。但是，通過裝配聲音降低或振動(dòng)衰減裝 置而使構(gòu)造構(gòu)件的共振頻率從固定的值波動(dòng)，從而即便在某一瞬間，聲音的振動(dòng)頻率與構(gòu) 造構(gòu)件的共振頻率一致而使聲音容易透過構(gòu)造構(gòu)件，但在下一個(gè)瞬間，由于聲音的振動(dòng)頻 率與構(gòu)造構(gòu)件的共振頻率不同，因此聲音難以透過構(gòu)造構(gòu)件。因此，能夠降低透過構(gòu)造構(gòu)件 的共振頻率附近的聲音。
[0015] 聲音是在空氣中傳播的振動(dòng)。本發(fā)明的聲音降低或振動(dòng)衰減裝置不僅能夠用于降 低構(gòu)造構(gòu)件的聲音，還能夠用于使構(gòu)造構(gòu)件自身的振動(dòng)衰減。
[0016] 需要說明的是，在本發(fā)明中，"使彈簧部的彈簧常數(shù)持續(xù)變化"是指，即便有時(shí)聲音 降低或振動(dòng)衰減裝置的固有振動(dòng)頻率與構(gòu)造構(gòu)件的振動(dòng)頻率相等，也在之后立即使聲音降 低或振動(dòng)衰減裝置的固有振動(dòng)頻率從構(gòu)造構(gòu)件的振動(dòng)頻率變化（即錯(cuò)開）。在現(xiàn)有的動(dòng)態(tài) 阻尼器（通過借助彈簧部對(duì)要將振動(dòng)衰減的構(gòu)造構(gòu)件追加質(zhì)量部，來抑制構(gòu)造構(gòu)件的共振 的振動(dòng)衰減裝置）中，以衰減裝置的固有振動(dòng)頻率與構(gòu)造構(gòu)件的振動(dòng)頻率相等的方式設(shè)定 彈簧部的彈簧常數(shù)，替代構(gòu)造構(gòu)件的振動(dòng)而使質(zhì)量部振動(dòng)。本發(fā)明在"使彈簧部的彈簧常數(shù) 持續(xù)變化"這一點(diǎn)與現(xiàn)有的動(dòng)態(tài)阻尼器不同。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本發(fā)明的聲音降低或振動(dòng)衰減裝置的模型圖。
[0018] 圖2是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的聲音降低或振動(dòng)衰減裝置的示意圖。
[0019] 圖3是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的聲音降低或振動(dòng)衰減裝置的等價(jià)模型的圖。
[0020] 圖4是表示向第一及第二線圈供給的電流的周期性變化與彈簧常數(shù)的周期性變 化之間的關(guān)系的示意圖。
[0021] 圖5是表示典型的彈簧質(zhì)量系統(tǒng)的圖。
[0022] 圖6是表示將本發(fā)明的第一實(shí)施方式的聲音降低或振動(dòng)衰減裝置裝配于防音壁 的例子的圖。
[0023] 圖7是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的聲音降低或振動(dòng)衰減裝置的示意圖。
[0024] 圖8是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的聲音降低或振動(dòng)衰減裝置的示意圖。
[0025] 圖9 (a)是磁致伸縮元件的側(cè)視圖，圖9 (b)是壓電元件的側(cè)視圖。
[0026] 圖10是本發(fā)明的第四實(shí)施方式的聲音降低或振動(dòng)衰減裝置的示意圖。
[0027] 圖11是本發(fā)明的第五實(shí)施方式的聲音降低或振動(dòng)衰減裝置的示意圖。
[0028] 圖12是本實(shí)施方式的聲音降低或振動(dòng)衰減裝置的效果確認(rèn)實(shí)驗(yàn)的概要圖。
[0029] 圖13是表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 以下，基于附圖對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施方式中的聲音降低或振動(dòng)衰減裝置詳細(xì)進(jìn)行說 明。圖1示出本發(fā)明的聲音降低或振動(dòng)衰減裝置的模型圖。聲音降低或振動(dòng)衰減裝置1裝 配于要降低聲音或使振動(dòng)衰減的構(gòu)造構(gòu)件13,由此降低構(gòu)造構(gòu)件13的聲音或者使構(gòu)造構(gòu) 件13的振動(dòng)衰減。
[0031] 聲音降低或振動(dòng)衰減裝置1具備彈性支承于構(gòu)造構(gòu)件13的具有規(guī)定質(zhì)量Μ的質(zhì) 量部23。本發(fā)明的特征在于，在質(zhì)量部23與構(gòu)造構(gòu)件13之間夾設(shè)有彈簧常數(shù)可變的彈簧 部24,通過控制部25使彈簧部24的彈簧常數(shù)持續(xù)變化。在構(gòu)造構(gòu)件13與質(zhì)量部23之間 還夾設(shè)有彈簧常數(shù)固定的彈簧部26以及衰減系數(shù)固定的阻尼器部27。彈簧部26以及阻尼 器部27為通常的彈性支承。
[0032] 該聲音降低或振動(dòng)衰減裝置1的固有振動(dòng)頻率ω由ω= Λ,__0- + 表示。在此， K為彈簧部26的彈簧常數(shù)，k為彈簧部24的彈簧常數(shù)。若使彈簧部24的彈簧常數(shù)k持續(xù) 變化，則聲音降低或振動(dòng)衰減裝置1的固有振動(dòng)頻率持續(xù)變化。
[0033] 對(duì)于彈簧部24而言，能夠舉出使用線圈的結(jié)構(gòu)（參照以下的本發(fā)明的第一及第二 實(shí)施方式）或者使用磁致伸縮元件或壓電元件的結(jié)構(gòu)（參照以下的本發(fā)明的第三至第五實(shí) 施方式）等。優(yōu)選的是，彈簧部24具備以使質(zhì)量部23的位置不發(fā)生變化的方式將質(zhì)量部 23同時(shí)向相反方向按壓及/或同時(shí)向相反方向拉拽的第一及第二彈簧部（參照?qǐng)D3的符號(hào) 12a、12b、圖8的符號(hào)42a、42b)。第一及第二彈簧部若以較大的力將質(zhì)量部23同時(shí)向相反 方向按壓，則聲音降低或振動(dòng)衰減裝置1的剛性增大，因此彈簧部24的彈簧常數(shù)增大。另 一方面，若第一及第二彈簧部以較小的力將質(zhì)量部23同時(shí)向相反方向按壓，則聲音降低或 振動(dòng)衰減裝置1的剛性減小，因此彈簧部24的彈簧常數(shù)減小。
[0034] 控制部25以使彈簧部24的彈簧常數(shù)持續(xù)變化的方式控制彈簧部24?？刂撇?5 具備向線圈、磁致伸縮元件或壓電元件等供給電力的驅(qū)動(dòng)器以及向驅(qū)動(dòng)器發(fā)送指令的控制 器。
[0035] 圖2表示使用