(57)【要約】      （修正有）【課題】防音メタマテリアル、特に、周囲流体が浸透し易い吸音メタマテリアルを提供する。【解決手段】スパース吸音材１００は、概略的に０.５より小さい側方充填率を有する、離間した単位セル１１０の周期的配列を含む。各単位セルは、対向する方向を向くネック部分を有する接合され逆転した１対のヘルムホルツ共鳴器１３０Ａ、１３０Ｂを含む。この構造は、空気などの周囲流体が吸音材を通過できるようにする。吸音材は、音波が１つの方向に吸音材に入射するとき共鳴周波数を有する音波をほとんど吸収し、かつ、音波が反対方向に吸音材に入射するとき音波をほとんど反射する。二重機能音響抑制システムは、流体の通過を可能にしかつ音を択一的に吸収又は反射するこのような吸音材を、金網など多孔性基体の中に組み込む。【選択図】図１Ｃ
2019197208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
横方向に離間させた二面ヘルムホルツ共鳴器の周期的配列を備える吸音材であって、
前記周期的配列は、
横方向の中点間距離Ｐだけ離間した複数の単位セルを備え、各単位セルは、最大横寸法Ｗを有し、ＰがＷより大きく、
各単位セルは、
第１チャンバ体積を画定する少なくとも１つの第１境界壁を境界とする第１チャンバ部分と、
前記少なくとも１つの第１境界壁の第１面に開口部を形成し、前記第１チャンバ部分を周囲環境と流体連通させる第１ネック部と、
を有する第１ヘルムホルツ共鳴器と、
第２チャンバ体積を画定する少なくとも１つの第２境界壁を境界とする第２チャンバ部分と、
前記少なくとも１つの第２境界壁の第２面に開口部を形成し、前記第２チャンバ部分を前記周囲環境と流体連絡させる第２ネック部と、
を有する第２ヘルムホルツ共鳴器と、
を備え、
前記少なくとも１つの第１境界壁の前記第１面と前記少なくとも１つの第２境界壁の前記第２面が前記単位セルの対向する側に在り、前記第２チャンバ体積が前記第１チャンバ体積より大きい、
吸音材。
【請求項２】
Ｗが０.５Ｐ以下である、
請求項１に記載の吸音材。
【請求項３】
Ｗが０.２５Ｐ以下である、
請求項１に記載のスパース吸音材。
【請求項４】
前記第１ネック部の長さが前記第２ネック部の長さより大きい、
請求項１に記載の吸音材。
【請求項５】
Ｐが前記吸音材の共鳴波長の約四分の一から二分の一までの範囲内にある、
請求項１に記載のスパース吸音材。
【請求項６】
各単位セルの前記周期的配列が二次元配列を備える、
請求項１に記載のスパース吸音材。
【請求項７】
前記二次元配列は、第１及び第２次元において、横方向の中点間距離Ｐだけ等しく離間した単位セルを備え、
各単位セルは、２つの次元の各々において、等しい最大横寸法Ｗを有する、
請求項６に記載のスパース吸音材。
【請求項８】
第１方向から前記吸音材に入射する共鳴周波数の音波を吸収し、前記第１方向と実質的に反対の第２方向から前記吸音材に入射する前記共鳴周波数の音波を主に反射するように構成される、
請求項１に記載のスパース吸音材。
【請求項９】
周囲媒体が浸透し易い基体であって、その中に点在する周期的開口を有する連続的固形材料を備える基体と、
前記基体の中に組み込まれた単位セルの周期的配列と、
を備え、
前記単位セルは、横方向の中点間距離Ｐだけ離間し、各単位セルは、最大横寸法Ｗを有し、ＰがＷより大きく、
各単位セルは、
第１チャンバ体積を画定する少なくとも１つの第１境界壁を境界とする第１チャンバ部分と、
前記少なくとも１つの第１境界壁の第１面に開口部を形成し、前記第１チャンバ部分を周囲環境と流体連通させる第１ネック部と、
を有する第１ヘルムホルツ共鳴器と、
第２チャンバ体積を画定する少なくとも１つの第２境界壁を境界とする第２チャンバ部分と、
前記少なくとも１つの第２境界壁の第２面に開口部を形成し、前記第２チャンバ部分を前記周囲環境と流体連絡させる第２ネック部と、
を有する第２ヘルムホルツ共鳴器と、
を備え、
前記少なくとも１つの第１境界壁の前記第１面と前記少なくとも１つの第２境界壁の前記第２面が前記単位セルの対向する側に在り、前記第２チャンバ体積が前記第１チャンバ体積より大きい、
二重機能音響抑制システム。
【請求項１０】
前記基体は、実質的に平面であり、第１及び第２の平面状の表面を有する、
請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
音波が一方の側の前記表面に入射するときは、共鳴周波数又はこれに近い音波を主に吸収し、前記音波が他方の側の前記表面に入射するときは、前記共鳴周波数又はこれに近い音波を主に反射する、
請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記基体は、金属又はプラスチックメッシュを備える、
請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
Ｗが０.５Ｐ以下である、
請求項９に記載のシステム。
【請求項１４】
Ｗが０.２５以下である、
請求項９に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第１ネック部の長さが、前記第２ネック部の長さより大きい、
請求項９に記載のシステム。
【請求項１６】
Ｐが、吸音材の共鳴波長の四分の一から二分の一までの範囲内にある、
請求項９に記載のシステム。
【請求項１７】
前記基体は、前記単位セルの周期的配列の充填率より実質的に低い基体充填率であることを特徴とする、
請求項９に記載のシステム。
【請求項１８】
音響抑制システムでコーティングされたファンであって、
電流に応じて空気を移動させるように構成されたファンと、
前記ファンをコーティング又はシールドする音響抑制システムと、を備え、
前記システムは、
周囲媒体が浸透し易い基体であって、その中に点在する周期的開口を有する連続的固形材料を有する基体と、
前記基体の中に組み込まれた単位セルの周期的配列と、
を備え、
前記単位セルが、横方向の中点間距離Ｐによって分離され、各単位セルが、最大横寸法Ｗを有し、ＰがＷより大きく、
各単位セルは、
第１チャンバ体積を画定する少なくとも１つの第１境界壁を境界とする第１チャンバ部分と、
前記少なくとも１つの第１境界壁の第１面に開口部を形成し、前記第１チャンバ部分を周囲環境と流体連通させる第１ネック部と、
を有する第１ヘルムホルツ共鳴器と、
第２チャンバ体積を画定する少なくとも１つの第２境界壁を境界とする第２チャンバ部分と、
前記少なくとも１つの第２境界壁の第２面に開口部を形成し、前記第２チャンバ部分を前記周囲環境と流体連絡させる第２ネック部と、
を有する第２ヘルムホルツ共鳴器と、
を備え、
前記少なくとも１つの第１境界壁の前記第１面と前記少なくとも１つの第２境界壁の前記第２面が前記単位セルの対向する側に在り、前記第２チャンバ体積が前記第１チャンバ体積より大きい、
ファン。
【請求項１９】
前記基体は、実質的に平面であり、第１及び第２の平面状の表面を有する、
請求項１８に記載のファン。
【請求項２０】
請求項１８に記載のファンを備える自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概略的に防音メタマテリアル、特に、周囲流体が浸透し易い吸音メタマテリアルに関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書における背景説明は、開示の状況を概略的に提示するためのものである。この背景技術の欄に記載されている限りにおいて、当該発明者の研究、並びに出願時に先行技術として資格を持たない説明の形態は、明示的にも暗示的にも本発明のテクノロジーに対する先行技術として認められない。
【０００３】
構成材料とは異なる弾性音響特性を有する防音メタマテリアルは既知である。このようなメタマテリアルは、典型的には標的波長より小さい尺度の周期的構造の配列を有する。このようなメタマテリアルは、典型的に周囲流体（例えば空気）に対して不透過性であり一方向のみに音を整調する固形面である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、単位セル間を空気が自由に流動できるようにし、２つの反対方向の入射音波を整調できるスパース（離間）単位セルを有する改良された防音材料を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本節は、開示の概要を示すことであって、開示の完全な範囲及びその特徴の全てを包括的に開示するものではない。
【０００６】
様々な形態において、本教示は、吸音材を提示する。吸音材は、側方に離間した二面ヘルムホルツ共鳴器の周期的配列を含む。周期的配列は、更に、横方向の中点間距離Ｐだけ離間した複数の単位セルを含み、各単位セルは、最大横寸法Ｗを有し、ＰはＷより大きい。各単位セルは、第１及び第２ヘルムホルツ共鳴器を含む。第１ヘルムホルツ共鳴器は、第１チャンバ体積を画定する少なくとも１つの第１境界壁を境界とする第１チャンバ部分を含む。第２ヘルムホルツ共鳴器は、第２チャンバ体積を画定する少なくとも１つの第２境界壁を境界とする第２チャンバ部分と、少なくとも１つの第２境界壁の第２面に開口部を形成し第２チャンバを周囲環境と流体連絡させる第２ネック部と、を含む。少なくとも１つの第１境界壁の第１面と少なくとも１つの第２境界壁の第２面は、単位セルの対向する側に在り、第２チャンバ体積は第１チャンバ体積より大きい。
【０００７】
他の形態において、本教示は、二重機能音響抑制システムを提示する。システムは、周囲媒体が浸透し易い基体を含み、基体は、その中に点在する周期的開口を有する連続的固形材料を有する。システムはまた、基体の中に組み込まれた単位セルの周期的配列を含む。周期的配列は、横方向の中点距離Ｐだけ離間した複数の単位セルを含み、各単位セルは、最大横寸法Ｗを有し、ＰはＷより大きい。各単位セルは、第１及び第２ヘルムホルツ共鳴器を含む。第１ヘルムホルツ共鳴器は、第１チャンバ体積を画定する少なくとも１つの第１境界壁を境界とする第１チャンバ部分を含む。第２ヘルムホルツ共鳴器は、第２チャンバ体積を画定する少なくとも１つの第２境界壁を境界とする第２チャンバ部分と、少なくとも１つの第２境界壁の第２面に開口部を形成しかつ前記第２チャンバ部分を周囲環境と流体連絡させる第２ネック部と、を含む。少なくとも１つの第１境界壁の第１面と少なくとも１つの第２境界壁の第２面は、単位セルの対向する側に在り、第２チャンバ体積は第１チャンバ体積より大きい。
【０００８】
更に別の形態において、本教示は、音響抑制システムでコーティングされたファンを提示する。ファンは、電流に応じて空気を移動させるように構成されたファンと、ファンをコーティング又はシールドする音響抑制システムと、を含む。音響抑制システムは、上述の通りである。
【０００９】
開示するテクノロジーの更なる応用可能な分野及びこれを強化する様々な方法は、本明細書の説明から明らかになる。本概要の説明及び具体的実施例は例示のためのものであり、本開示の範囲を限定することを意図しない。
【００１０】
本教示は、発明の詳細な説明及び添付図面から更により良く理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】スパース吸音材の一部分の概略的上面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの吸音材の単位セルの拡大図である。
【図１Ｃ】線１Ｃ−１Ｃに沿って見た、図１Ａの吸音材の３つの単位セルの概略的側断面図である。
【図１Ｄ】単位セルの一次元配列を有する、図１Ａのタイプのスパース吸音材の変形の上面図である。
【図１Ｅ】図１Ｄの一次元配列の数個の単位セルの斜視図である。
【図２Ａ】図１Ａ及び図１Ｂのスパース吸音材に関して周波数の関数として音響透過率、音響反射率及び吸収率を示すグラフである。
【図２Ｂ】図１Ａ及び１Ｂの吸音材について共鳴周波数における音圧分布のプロットを示す。
【図３】図１Ａに示すタイプのスパース吸音材を組み込む二重機能音響抑制システムの一部分の概略的上面図である。
【００１２】
本明細書において示す図は、特定の形態を説明するために本発明のテクノロジーの方法、アルゴリズム及び装置の概略的特徴を例示するためのものである。これらの図は、所与の形態の特徴を正確に反映しない場合があり、必ずしも本発明のテクノロジーの範囲内の具体的実施形態を規定又は限定するためのものではない。更に、特定の形態は、図の組合せからの特徴を組み込むことができる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本教示は、スパース吸音材（sparse acoustic absorber）を提示する。開示する吸音材は、流体が通過できるようにしながら音を（方向に応じて）反射又は吸収する構造を提供する。
【００１４】
本発明のテクノロジーは、非対称形二方向騒音低減装置／構造を提示する。１つの方向において、構造は、音波を反射することによって騒音を低減する音響反射体である。反対方向において、構造は、騒音を低減し減衰する音響吸収体である。スパース構造なので、周囲空気などの流体は、構造を自由に通過できる。
【００１５】
スパース吸音材は、空気又はその他の流体を自由に通過できるようにしながら音響を減衰することにより利益を得る任意の用途において独自の応用性を有する。１つの実施例において、スパース吸音材は、ファンの周りに巻かれて又はファンの前面に配置されて、空気が通過して流れるようにしながらファンを静かにする。
【００１６】
図１Ａは、周期的単位セル１１０の配列を持つ、開示されたスパース吸音材１００の一部分の上面図であり、図１Ｂは、図１Ａの視点と同じ方向から見た単体の単位セルの拡大図である。図１Ｃは、線１Ｃ−１Ｃに沿って見た、図１Ａのスパース吸音材１００の一部分の側断面図であり、３つの単位セル１１０のみを含む。特に図１Ａを参照すると、単位セル１１０は、図１Ａの実施例のように、二次元（例えば、ｘ、ｙ）において周期的とすることができる。図１Ａ〜１Ｃの単位セル１１０は、図１Ｂに示すように側壁１１２、１１４、１１６及び１１８及び端壁１２０などの複数の囲繞壁を含むが、各単位セル１１０は、少なくとも１つの囲繞壁を含むことができる。各単位セル１１０は、更に、端壁１２０を貫通する開口を形成するネック部１２２を含む。
【００１７】
図１Ａの実施例において、単位セル１１０の周期的配列は、ｘ及びｙ次元の両方において周期性を有する。これは、二次元配列と呼ぶことができる。図示する図１Ａの単位セル１１０は、実質的に正方形の表面形状を持つが、その代わりに非正方形の長方形、円形、三角形、楕円形又はその他の規則的形状の表面形状を持つことができる。単位セル１１０の周期的配列が二次元配列であるいくつかの実施形態において、二次元配列は、吸音材１００の面に対して直角を成す軸線の周りで９０°の回転対称形を持つことができる。
【００１８】
単位セル１１０の周期的配列の周期Ｐは、概略的にスパース吸音材１００が吸収するように設計される音波の波長より実質的に小さい。図１Ｃに示すように、周期は、隣り合う単位セル間の中心間距離と同等と見なすことができる。別の実施形態では、単位セル１１０の周期的配列の周期は、薄型の吸音材１００が吸収するように設計される音波の波長（即ち吸音材１００の共鳴周波数／波長）の０.１未満又は０.０１未満である。例えば、いくつかの実施形態では、薄型の吸音材１００は、数ミリメートル（ｍｍ）から数１０メートルの範囲の波長を持つ人間の可聴周波数の音波を吸収するように設計できる。このような実施形態において、単位セル１１０の周期的配列は、１０又は数１０μｍから約１ｍｍの範囲の周期を持つことができる。いくつかの実施形態では、薄型の吸音材１００は、約１００μｍから約２ｍｍの範囲内の波長を有する音波など、ＭＨｚ周波数範囲の音波を吸収するように設計される。このような実施形態では、スパース吸音材１００は、約１μｍから約１００μｍまでの範囲内の周期を持つことができる。特定の実施形態では、スパース吸音材１００は、その共鳴波長の約１/４から約１/２までの範囲内の周期を持つことができる。
【００１９】
図１Ｄ及び１Ｅを参照すると、単位セル１１０の周期的配列は、代替的に、一次元にのみ周期的とすることができる。図１Ｄは、ｘ次元において周期的なこのような単位セル１１０の一次元周期的配列の上面図であり、図１Ｅは、図１Ｄの配列の斜視図である。図１Ｄ及び１Ｅの実施例に示すように、配列が一次元（例えばｘ次元）において周期的であるとき、各単位セル１１０は、典型的には、ｙ次元において細長い。
【００２０】
単位セル１１０の周期的配列の各単位セル１１０は、概略的に最大横寸法、即ち幅Ｗを有する。図１Ｄ及び１Ｅに示すような一次元配列の場合、最大横寸法は、周期性の方向（即ちｘ次元）においてのみであり、細長い方向（即ちｙ次元）ではない。単位セル１１０の周期的配列は、更に、Ｐ/Ｗに等しい充填率（fill factor）によって特徴づけられる。概略的に、充填率は、０.５以下である。いくつかの実施形態において、充填率は０.２５（即ち２５％）以下である。周期的位相（即ち、単位セル１１０の周期的配列）の共鳴周波数は、実質的に単位セル１１０の周期的配列の充填率、即ち単位セル１１０の周期対幅の比率によって測定される。上述のように、単位セル１１０の周期的配列の周期は、所望の共鳴周波数（周期＜波長）に対応する波長より小さい。同時に、多くの実施形態において、単位セル１１０の周期及び幅は、単位セル１１０の周期的配列が少なくとも０.２（即ち２０％）の充填率を持つように選択される。
【００２１】
いくつかの実施形態において、スパース吸音材１００の単位セル１１０は、多孔性基体に周期的に位置付けでき、周囲流体１７０は、この基体をほとんど制約なしで通過できる。この多孔性基体は、窓に使用されるタイプのエアスクリーン、周期的開口又は穿孔を有する材料のシートまたはその他の任意の適切な基体などのメッシュ又はスクリーンとすることができる。
【００２２】
特に図１Ｃを参照すると、スパース吸音材１００の各単位セル１１０は、第１及び第２ヘルムホルツ共鳴器１３０Ａ及び１３０Ｂを含む。第１及び第２ヘルムホルツ共鳴器１３０Ａ、１３０Ｂの各々は、少なくとも１つの囲繞壁１１１及び少なくとも１つの仕切り壁１３４によって境界が定められたチャンバ１３２Ａ及び１３２Ｂを含む。図１Ｂに示す実施例では、第１ヘルムホルツ共鳴器１３０Ａは、側壁１１４Ａ及び１１６Ａ、端壁１２０Ａ及び仕切り壁１３４、並びに図１Ｃにおいては見えない側壁１１４Ａ及び１１８Ａを境界とする。同様に、第２ヘルムホルツ共鳴器１３０Ｂは、側壁１１２Ｂ及び１１６Ｂ、端壁１２０Ｂ及び仕切り壁１３４並びに図１Ｃの図では見えない側壁１１４Ｂ及び１１８Ｂを境界とする。第１及び第２ヘルムホルツ共鳴器１３０Ａ、１３０Ｂの各々は、端壁１２０Ａ、１２０Ｂを貫通してそれによってチャンバ１３２Ａ、１３２Ｂを周囲環境と流体連通させるネック部１２２Ａ、１２２Ｂを含む。それによって、空気などの周囲流体１７０は、ネック部１２２Ａ、１２２Ｂを通過してチャンバ１３２Ａ、１３２Ｂを出入りできる。但し、仕切り壁１３４は、周囲流体１７０に対して非透過性なので、空気などの周囲流体１７０は、第１ヘルムホルツ共鳴器１３０Ａと第２ヘルムホルツ共鳴器１３０Ｂとの間を直接通過できない。
【００２３】
図１Ａ及び１Ｂの単位セル１１０は、実質的に長方形の角柱形状を形成するが、本教示の単位セル１１０は、少なくとも１つの仕切り壁１３４によって分離された第１及び第２ヘルムホルツ共鳴器１３０Ａ、１３０Ｂを囲繞するのに適する円筒形、円錐形、球形、卵形又はその他の任意の形状など適切な任意の形状を含むことができることが分かるはずである。したがって、単位セル１１０は、必ずしも第１及び第２端壁１２０Ａ、１２０Ｂを持つ必要がなく、したがって第１及び第２ネック部１２２Ａ、１２２Ｂは必ずしも「端壁」を貫通する必要がない。概略的に、第１及び第２ネック部１２２Ａ、１２２Ｂは、単位セル１１０の対向する側に位置付けられ、実質的に、単位セル１１０の配列の周期性を画定するｘ軸線又はｘ、ｙ軸線に対して直角を成す軸線ｚに対して平行である。概略的に、チャンバ１３２Ａ、１３２Ｂの最大幅は、その関連するネック部１２２Ａ、１２２Ｂの最大幅より実質的に大きい。
【００２４】
更に、各チャンバ１３２Ａ、１３２Ｂは、ネック部１２２Ａ、１２２Ｂを除いてチャンバ１３２Ａ、１３２Ｂの中に保持できる周囲流体１７０の体積に対応する体積を画定することが分かるはずである。第２チャンバ１３２Ｂの体積は、第１チャンバ１３２Ａの体積より概ね大きい。更に、第１及び第２ネック部１２２Ａ、１２２Ｂの各々は、長さを持つことが分かるはずである。概略的に、第１ネック部１２２Ａの長さは、第２ネック部１２２Ｂの長さより大きい。したがって、第１ヘルムホルツ共鳴器１３０Ａは、概略的に、第２ヘルムホルツ共鳴器１３０Ｂより長いネック部１２２Ａを有し、かつより小さい（体積の）チャンバ１３２Ａを有する。
【００２５】
少なくとも１つの囲繞壁１１１及び端壁１２０は、典型的に、固形音響反射材料で形成される。概略的に、少なくとも１つの囲繞壁１１１及び端壁１２０を形成する１つ又は複数の材料は、周囲流体より大きい音響インピーダンスを有する。このような材料は、ポリウレタンなどの熱可塑性樹脂、セラミック又はその他の適切な任意の材料を含むことができる。
【００２６】
図１Ｃを参照すると、音波が矢印Ａで示す方向から装置に接近するとき、装置は、「吸収モード」と呼べるモードで作動する。音波が反対方向から装置に接近するとき、装置は、「反射モード」と呼べるモードで作動する。吸収モードのとき、周囲流体１７０は流動できるが、音は、構造体に吸収され遮断される。入射音響エネルギーは、粘性損失を介して、第１ネック部１２２Ａの中で熱として放散される。第１ヘルムホルツ共鳴器１３０Ａは、第２ヘルムホルツ共鳴器１３０Ｂより高い粘性損失を有する。図１に示す音の伝播方向は、音響吸収モードに関するものである。
【００２７】
図２Ａは、本教示のスパース吸音材１００に関して周波数の関数として音響透過率、音響反射率及び吸収率を示すグラフである。図２Ａのシミュレート結果は、音波が図１Ｃに示す矢印Ａの方向から接近している、充填率が２５％の吸音材に関するものである。吸音材１００は、この実施例では２.５ＫＨｚを中心とする共鳴周波数のときに強力な音響吸収を示し、共鳴周波数のとき透過率を非常に低くできることが分かる。更に、共鳴周波数のとき反射率が非常に小さく、共鳴周波数のとき音のほとんど全てが吸収されることが分かる。図２Ｂは、図２Ａに示す音響特性を持つ吸音材について、共鳴周波数（２.５ＫＨｚ）のときの音圧分布を示す。図２Ｂの概略図から分かるように、音響エネルギーは、主にヘルムホルツ共鳴器１３０Ａのネック部１２２Ａの周りに集中するが、第２ヘルムホルツ共鳴器１３０Ｂのネック部１２２Ｂの周りにもかなり集中する。この結果は、両方のヘルムホルツ共鳴器１３０Ａ，１３０Ｂが吸収モードで作動するとき吸音材１００の吸収特性に寄与することを強調する。
【００２８】
但し、音波が図１Ｃの矢印Ｒによって示す反対方向から吸音材１００に衝突する場合、吸音材１００は、変更された機能を有し、主に反射体として作動する。この場合、入射音波は、第２ヘルムホルツ共鳴器１３０Ｂ側に到達する。吸音材１００がこのように使用されるとき、図２Ａの吸収曲線と反射曲線は、実質的に入れ替わり、入射音波は、吸収モード及び反射モードについて上述したように、吸収されずにほとんど反射される。このように、吸音又は反射のどちらが望ましいかに応じて、吸音材１００は、所望の成果を得るために、音源に対して２つの一般的な向きのどちらかを配置することができる。本教示の吸音材１００は、したがって、「可逆的二重機能音響吸収／反射材」と呼ぶことができる。図には示さないが、両方のヘルムホルツ共鳴器１３０Ａ、１３０Ｂは、反射モードで作動するとき、同様に吸音材１００の反射特性に寄与する。
【００２９】
図３は、開示する二重機能音響抑制システム３００の概略上面図である。二重機能音響抑制システム３００は、空気など周囲媒体が浸透し易い基体３１０を含む。このような多孔性基体の例としては、上述のように、窓に使用されるタイプのエアスクリーン、周期的開口又は穿孔を有する材料のシート又はその他の任意の適切な基体などのメッシュ又はスクリーンを含むことができる。基体３１０は、概略的に、必ずしも必要としないが可撓性の、連続的固形材料で構成される。基体３１０に適する固形材料は、金属、プラスチック及びこれと同種のものを含むことができる。システムは、更に、基体３１０に多孔性（porosity）を与える周期的開口３２０を含む。
【００３０】
システム３００は、上述したように基体３１０の開口３２０の中に配置されたスパース吸音材１００の単位セル１１０をさらに含む。単位セル１１０は、第１ネック部及び第２ネック部１２２Ａ、１２２Ｂが基体３１０の二次元面に対して実質的に直角を成すように配置することができ、図３に示すように開口縁に配置することができる。システムは、基体によって占有されるシステムの二次元面を開口によって占有される（即ち、非占有の）システムの二次元面によって割った基体充填率を画定できる。これは、逆基体多孔率と呼ぶことができる。概略的に、基体充填率は、実質的に、基体に組み込まれる吸音材１００の充填率より実質的に低い。例えば、基体３００に組み込まれるとき、吸音材１００の充填率は、約０.１〜０.２５の範囲の充填率を持つことができ、基体充填率は０.０５以下とすることができる。これによって、システムは、吸音材１００が組み込まれて多孔性を保つことができる。
【００３１】
基体３１０は、上述のように可撓性とすることができるが、概して実質的に平面状であり、第１及び第２の平面状の表面を有する。上述のように、単位セル１１０の配列は吸収モード／反射モードの二重モードを持つので、システムは、音波が一方の側の表面に入射するときは共鳴周波数又はこれに近い音波をほとんど吸収し、２つの表面の他方の側に音波が入射するときは共鳴周波数又はこれに近い音波をほとんど反射する。
【００３２】
１つの実施例では、二重機能音響抑制システム３００は、開放窓を通過して空気が流れるようにするウィンドウスクリーンとして使用できる。このような実施形態において、スクリーンは、一方の側から窓に到達する音を吸収し、かつ反対側から窓に到達する音を反射できる。このような音響抑制システム３００は、流体の流れが望ましい状況において有益性を持ち、音響吸収及び音響反射のいずれか又は両方が有用であることが分かるはずである。例えば、開示する音響抑制システム３００は、空気又は流体の流れが有益でありかつ音を発する任意の装置例えばファン又はその他の機械的送風機又は空気取り入れ口を有する騒音発生機構のためのコーティング又はシールドとして有用となり得る。１つの実施例では、音響抑制システム３００でシールドされるファンは、客席の空気を循環するファン、ターボチャージャー又はジェットエンジンのタービンファンなど、自動車に配備できる。
【００３３】
以上の説明は、当然、単に例示的なものであり、開示、その応用又は使用を制限するためのものではない。本明細書において使用される場合、「Ａ、Ｂ及びＣの少なくとも１つ」は、非排他的ロジカル「又は（or）」を使用するロジカル（Ａ又はＢ又はＣ）を意味するものと解釈すべきである。方法の様々なステップは、本開示の原理を変更することなく様々な順番で実行できることが分かるはずである。範囲の開示は、全ての範囲及び範囲全体内の小分割範囲を含む。
【００３４】
見出し（「背景」及び「概要」など）及び本明細書において使用される小見出しは、本開示内の話題の全体的組織化のみを意図し、テクノロジー又はその形態の開示を限定するためのものではない。明示される特徴を有する複数の実施形態の引用は、付加的特徴を有する他の実施形態又は明示される特徴の異なる組合せを組み込む他の実施形態を排除することを意図しない。
【００３５】
本明細書において使用する場合、「備える（comprise）」及び「含む（include）」及びその変形は、非限定的であることを意図し、品目の列記又はリストは、本発明のテクノロジーの装置及び方法において有用である可能性のある他の同種の品目を排除しない。同様に、「できる」及び「可能である」（“can” and “may”）及びその変形は、非限定的であることを意図し、１つの実施形態が特定の要素又は特徴を含むことができると言う説明は、前記の要素又は特徴を含まない本発明のテクノロジーの他の実施形態を排除しない。
【００３６】
本開示の広義の教示は、様々な形式で実現できる。したがって、本開示は特定の実施例を含むが、明細書及び下記の請求項を検証すれば他の修正が当業者には明らかになるので、本開示の真の範囲は特定の実施例に限定されるべきではない。本明細書における１つの形態又は様々な形態への言及は、１つの実施形態又は特定のシステムに関連して説明する特定の特徴、構造又は特性が、少なくとも１つの実施形態又は形態に含まれることを意味する。「１つの形態において（又はその変形）」と言うフレーズは、必ずしも同じ形態又は実施形態を指さない。本明細書において論じる様々な方法のステップは、記載するのと同じ順番で実行される必要はなく、各形態又は実施形態において、各ステップが要求されるわけではない。
【００３７】
実施形態の以上の説明は、例示及び説明のために提示する。説明は、網羅的であること又は開示を限定することを意図しない。特定の実施形態の個々の要素又は特徴は、概略的にこの特定の実施形態に限定されず、適用可能な場合には、交換可能であり、明確に指示又は説明されない場合でも選択された実施形態において使用できる。要素又は特徴は多様に変更できる。このような変更は、本開示からの逸脱とはみなされるべきではなく、これらの全ての修正は、本開示の範囲内に含まれるものとする。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【外国語明細書】
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