(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁部に加えられた力に応じて壁部又は壁部の一部の運動を減衰させる方法であって、
実質的に壁表面と平行であり、壁全体に延在する、空気透過性の質量板（３）を配置する工程と、
壁部に加えられた力を測定する工程と、
前記壁部に加えられた力の測定から信号を得る工程と、
前記信号を用いて、前記壁表面と前記質量板（３）との間の電界の強度を制御する工程と、
前記電界を用いて、前記壁部に加えられた力と反対方向であり、実質的に同じ大きさの力（Ｆ2）を生成する工程と、
を含む方法。
【請求項２】
前記質量板（３）が多孔質であり、音が前記多孔質の質量板（３）によって吸収される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記壁部に加えられた力が加速度センサ（６）によって測定され、
前記測定された信号が、前記壁表面と前記質量板（３）との間の電界の強度を制御するために、増幅され供給される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記質量板（３）の一部が、加速度センサ（６）として用いられる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記壁部は、前記質量板（３）の両側に少なくとも２つの固定子板（１，２，２ａ，２ｂ）を含む、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
壁部に加えられた力に応じて壁部又は壁部の一部の運動を減衰させる装置であって、
壁部に加えられた力を測定する手段と、
前記壁部に加えられた力と反対方向であり、実質的に同じ大きさの力（Ｆ2）を生成する手段であって、実質的に壁表面と平行であり、壁全体に延在する、空気透過性の質量板（３）を含む生成手段と、
前記測定手段から得られた信号を用いて、前記壁表面と前記質量板（３）との間の電界の強度を制御する手段と、
を含む装置。
【請求項７】
前記質量板（３）が多孔質材料からなる、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記壁部の加速度を測定する加速度センサ（６）を含む、請求項６又は７に記載の装置。
【請求項９】
前記質量板（３）の一部が前記加速度センサ（６）を構成する、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記質量板（３）が、緩やかな波状となるように折り曲げられている、請求項６乃至９のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
本発明は、壁又は壁の一部の運動を抑制する方法に関し、この方法において、壁に加えられた運動が測定され、壁に加えられた運動と反対方向で実質的に同一の大きさの反力が生成される。
本発明は、さらに、壁又は壁の一部の運動を減衰させる装置に関し、この装置において、壁に与えられる動きが測定され、壁に加えられた運動と反対方向で実質的に同一の大きさの反力が生成される。
日本国特許第０７２１０１７４号は、壁部を通過する騒音を減衰させる騒音遮断方法を開示している。壁部に与えられた騒音によって生じる壁部の加速度はセンサにより検出され、そして加速度と反対方向の制動力がアクチュエータによって壁部に加えられ、センサにより検出された振動を制御する。しかし、この装置は、新しい音響振動モードを壁部に生じさせ、この音響振動モードは、壁部構造の応力を増加させる。
米国特許第５，０１８，２０３号は、騒音を減衰させる装置を開示している。この装置は、動くダイヤフラムを含んでいる。ノイズによって引き起こされたダイヤフラムの運動は測定され、反対の運動がダイヤフラムに電気的に与えられる。これは、ダイヤフラムを不動にし、それにより音を減衰させる構造を生み出すことを意図している。このような空気不透過性のダイヤフラムは音を発生させ、振動を減衰させるのに適切でない。
英国特許第２０９１０６４号は、反対方向の音を窓部によって発生させ、それにより騒音がその窓を通じて建築物に入ることを防止する解決法を開示している。この解決法において、窓部は、反対方向の音を発生させる静電スピーカを構成している。この解決方法は、複数で不便であり、柔構造物との関係で用いられる場合にのみ適している。
本発明の目的は、壁の運動を、極めて簡単にかつ効率的に減衰することができる方法及び装置を提供することにある。
本発明に従う方法は、壁部に加えられた運動に対する反力が、壁面と実質的に平行な空気透過性の質量板を用いて、前記壁面と質量板との間の電界の強さを、壁の運動の測定から得られる信号により制御することによって生成されて質量板を運動させることを特徴とする。
さらに、本発明に従う装置は、反力を生成するための手段が、壁面と実質的に平行である空気透過性の質量板によって構成され、かつ、装置が、壁面と質量プレートとの間の電界の力を、壁の運動の測定から得られる信号を用いて制御するための手段を含むことを特徴とする。
本発明の本質的な考えは、壁部の運動を、壁面と平行な空気透過性の質量板を用いて壁面と質量板との間の電界の強さを制御して、壁を運動させる力と反対方向の力をもたらすことにより抑制することにある。好ましい実施形態の要点は、質量板が多孔質の材料から製造されることにある。第２の好ましい実施形態の要点は、質量板の一部が独立しており、加速度に比例した信号を発生することにある。第３の好ましい実施形態の要点は、壁部が、互いに連結された少なくとも２つの固定子板と、それらの板の間の質量板によって構成されることにある。
本発明の利点は、壁部の運動が質量板によって減衰されるときに、壁部上に新しい振動する点が生じないことである。質量板は空気透過性であるため、板の異なる側に圧力変動を生じさせず、それにより、音波を発生させず、質量板の質量の加速度によって壁部の振動を抑制することのみを行う。多孔質の質量板は、また、高い音を受動的に吸収し、良好な電気的及び機械的保護部として働き、さらに、運動の共鳴が、多孔質材料内で発生する流動損失によって防止される。
本発明は添付図面においてさらに詳細に記載されている。
図１は、本発明に従う解決法の断面図を概略的に示す。
図２は、本発明に従う第２の解決法の断面図を概略的に示す。
図３は、本発明に従う第３の解決法の断面図を概略的に示す。
図４は、本発明に従う第４の解決法の断面図を概略的に示す。
図５は、本発明に従う第５の解決法の断面図を概略的に示す。
図６は、本発明に従う第６の解決法の断面図を概略的に示す。
図１は、本発明に従う解決法を概略的に示す。例えば、目的が、薄い防音壁、又は、種々のケーシングに応用する壁を提供することである場合は、音波によって壁に加えられた運動を停止させることが可能でなくてはならない。音波は、壁部に、壁部へ移動する力及び壁部から移動する力を加える。その力は、本発明の方法及び装置を用いることにより生じる反対方向の力によって相殺される。壁部は、例えば、間仕切り、天井面、床又はそれらのいずれかの一部であってよい。図１において、壁部は、固定子板１及び２、並びにそれらの板の間に配置されている運動を行う質量板３より構成されている。壁部を運動させる力Ｆ1によって生じる固定子板１及び２の加速度は、センサ６によって測定される。この信号は、大きく増幅され、運動する質量板３の運動を制御するために送信される。質量板３は、次式の力Ｆa及びＦbの作用を受ける。
0003754089.tif 000002
及び
0003754089.tif 000003
ただし、
εは、媒体の誘電率
Ａは、質量板３の面積
Ｕ0は、バイアス電圧
ΔＵは、制御電圧
ｓaは、質量板と第１の固定子板１との距離
ｓbは、質量板３と第２の固定子板２との距離
である。
次に、固定子板１及び２は、次式の力Ｆ2の作用を受ける。
0003754089.tif 000004
ここで、ｓ＝ｓa＋ｓbである。固定子板１及び２の加速度について測定された信号を大きく増幅して送信し、壁表面及び質量板３の間の電界の強度を制御することにより、そして、これにより質量板３の運動を制御することにより、壁の運動の力Ｆと反力Ｆ2とを等しく調整することが可能であり、これにより、壁がその位置に止まり、音の通過を阻止する。反力Ｆ2は、次式による
Ｆ2＝ｍ×ａ
ここで、
ｍは、質量板３の質量であり、
ａは、質量板３の加速度であり、センサ６によって測定される測定信号と同一の符号を有する。
質量板３の異なる側面で圧力又は音波を発生させないために、質量板３が空気を透過できるものであることが必要である。質量板３は、多孔質材料から製造されることが最も好ましい。この場合には、質量板３は高音を受動的に吸収をもし、良好な電気的及び機械的保護部として働き、運動の共鳴が防止される。質量板の運動を固定子板１及び２に可能な限り良好に伝達するために、質量板３は、細くなった部分５を有し、また、質量板３の一部は取付部４として形成され、それにより質量板が固定子板１及び２に取り付けられるように設計されている。
固定子板１及び２としては、原則として、例えば金属板、音響ボード又は任意の建築材料を用いることができる。例えばコンクリート壁を第２の固定子板として用いることができる。もし固定子板が導電性でなければ、固定子板は導電性材料によってコーティングされる。固定子板１及び２の内面は、好ましくは、エレクトレットフィルムによってコーティングされる。これにより、バイアス電圧Ｕ0が必要でなくなる。運動する質量板３は、例えば、粉末プラスチックを焼結させることにより製造されることができる。板の両側は金属で被覆される。あるいは、質量板３は、孔があけられており、内側面に導電性層を有するエレクトレットフィルムによってコーティングされることもできる。
図２は、運動する質量板３が多孔質の板から製造され、固定子板１及び２の間に波状に固定された構造を示す。板の面は、少なくとも１つの領域が加速度センサ６を構成するように導電性の領域に分割されている。これにより、構造がコンパクトになっている。
図３は、３つの固定子板を含む構造を示している。この構造では、第１の固定子板１と第２の固定子板２ａとの間に、加速度センサ６を構成する第１の質量板３ａがある。壁を運動させる力Ｆ1は、第２の質量板３ｂによって補償される。質量板３ｂは、第１の固定子板１と第３の固定子板２ｂとの間に配置されており、力Ｆ2を生じさせる。
図４は、壁に向けられた表面圧力が感圧フィルム７によって測定される応用例を示す。感圧フィルム７は、質量９をその上に有する領域８を含む。この構造は、加速度センサを構成している。この構造は、電子ユニット１０によって制御される。
図５は、簡単化された要素を示している。この要素は、多孔質の２つの固定子板１を含み、それら固定子板の間の力は、例えば、圧力を測定するセンサ６の信号をゼロにするように制御される。この実施形態に関しては、固定子板１又は２のいずれか一方が運動する質量板と類似した働きをする。
図６は、本発明の簡単な応用例を示す。この応用例では、コンパクトな壁構造によって構成された固定子板１の表面は、第一に電極層を含み、この電極層の上に、好ましくはエレクトレット材料からなる絶縁層があり、さらにこの絶縁層の上に短い距離ｓをあけて多孔質の質量板３がある。固定子板１に面している板の表面は導電性である。加速度センサ６から得られる信号は、大きく増幅されて導電層上に供給され、それにより、電界がそれらの導電層間に力Ｆ2を発生させて、壁を運動させる力Ｆ1を相殺し、壁部の運動を防止する。空隙ｓは、また、非常に薄い弾性の層を含むことであってもよい。この方法の機能は、測定信号６と同一の符号を持つ質量板の質量ｍの加速度ａとして理解できる。加速度ａに質量プレート３の質量ｍを積算したものが反力Ｆ2に対応している。
図面及び関連する説明は、本発明の趣旨を例示することを意図しているにすぎない。詳細に関しては、本発明は請求の範囲内で変化し得る。
【図１】
0003754089.tif 000005
【図２】
0003754089.tif 000006
【図３】
0003754089.tif 000007
【図４】
0003754089.tif 000008
【図５】
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【図６】
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