声音降低或振动衰减装置以及构造构件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及装配于构造构件并且将透过构造构件的声音或由构造构件产生的声 音降低、或者使构造构件的振动衰减的声音降低或振动衰减装置。
【背景技术】
[0002] 以往已知有将透过构造构件的声音降低的防音壁。防音壁设置于道路、铁道或者 工厂等，用于防止由机动车等噪音源产生的噪音向周边漏出。此外，还已知有降低由空调、 打印机、复印机等各种设备的构造构件产生的声音或者降低构造构件的振动的声音或振动 降低装置。
[0003] 在典型的防音壁、声音或振动降低装置中，使用无需电力等能量的输入而利用构 造构件的各部分来降低声音的被动（Passive)消音。例如在防音壁的构造构件中，通过组 入使声音反射的石膏板、吸收声音的玻璃棉等而利用构造构件的各部分来降低声音。
[0004] 近年来，为了进一步降低声音，提出有输入电力等能量而主动地降低噪音的主动 (active)消音（参照专利文献1)。该主动消音具备麦克风、扬声器、使扬声器产生抵消音 的电子电路。噪声抵消的原理是，使扬声器产生与由麦克风得到的噪音相反相位的声波成 分而相互抵消，由此来降低噪音。
[0005] 在先技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本特开2004-270399号公报
【发明内容】
[0008] 发明要解决的课题
[0009] 但是，在现有的主动消音中，无法避免从麦克风得到噪音的时刻起到使扬声器工 作产生时间上的延迟，存在难以完全抵消噪音这一问题。另外，还存在如下的问题：需要进 行复杂的信号处理的电子电路，且在声音具有多个频率成分的情况下难以利用电子电路来 生成相反相位的信号。
[0010] 尽管被动消音、主动消音在接连不断地开发，但这些消音在原理上均存在局限性。 因此，本发明的目的在于提供原理与现有的被动或主动的消音不同的新的声音降低或振动 衰减装置以及构造构件。
[0011] 用于解决技术问题的方案
[0012] 本发明的一方案是声音降低或振动衰减装置，其具备：质量部；介于所述质量部 与构造构件之间的弹簧部；以及使所述弹簧部的弹簧常数持续变化的控制部。
[0013] 发明效果
[0014] 根据本发明，使声音降低或振动衰减装置的弹簧常数持续变化，因此声音降低或 振动衰减装置的固有振动频率持续变化。若将固有振动频率持续变化的声音降低或振动衰 减装置装配于构造构件，则构造构件的共振频率从固定的值波动。由于构造构件以共振频 率发生共振，因此容易使共振频率附近的声音透过。但是，通过装配声音降低或振动衰减装 置而使构造构件的共振频率从固定的值波动，从而即便在某一瞬间，声音的振动频率与构 造构件的共振频率一致而使声音容易透过构造构件，但在下一个瞬间，由于声音的振动频 率与构造构件的共振频率不同，因此声音难以透过构造构件。因此，能够降低透过构造构件 的共振频率附近的声音。
[0015] 声音是在空气中传播的振动。本发明的声音降低或振动衰减装置不仅能够用于降 低构造构件的声音，还能够用于使构造构件自身的振动衰减。
[0016] 需要说明的是，在本发明中，"使弹簧部的弹簧常数持续变化"是指，即便有时声音 降低或振动衰减装置的固有振动频率与构造构件的振动频率相等，也在之后立即使声音降 低或振动衰减装置的固有振动频率从构造构件的振动频率变化（即错开）。在现有的动态 阻尼器（通过借助弹簧部对要将振动衰减的构造构件追加质量部，来抑制构造构件的共振 的振动衰减装置）中，以衰减装置的固有振动频率与构造构件的振动频率相等的方式设定 弹簧部的弹簧常数，替代构造构件的振动而使质量部振动。本发明在"使弹簧部的弹簧常数 持续变化"这一点与现有的动态阻尼器不同。
【附图说明】
[0017] 图1是本发明的声音降低或振动衰减装置的模型图。
[0018] 图2是本发明的第一实施方式的声音降低或振动衰减装置的示意图。
[0019] 图3是表示本发明的第一实施方式的声音降低或振动衰减装置的等价模型的图。
[0020] 图4是表示向第一及第二线圈供给的电流的周期性变化与弹簧常数的周期性变 化之间的关系的示意图。
[0021] 图5是表示典型的弹簧质量系统的图。
[0022] 图6是表示将本发明的第一实施方式的声音降低或振动衰减装置装配于防音壁 的例子的图。
[0023] 图7是本发明的第二实施方式的声音降低或振动衰减装置的示意图。
[0024] 图8是本发明的第三实施方式的声音降低或振动衰减装置的示意图。
[0025] 图9 (a)是磁致伸缩元件的侧视图，图9 (b)是压电元件的侧视图。
[0026] 图10是本发明的第四实施方式的声音降低或振动衰减装置的示意图。
[0027] 图11是本发明的第五实施方式的声音降低或振动衰减装置的示意图。
[0028] 图12是本实施方式的声音降低或振动衰减装置的效果确认实验的概要图。
[0029] 图13是表示实验结果的曲线图。
【具体实施方式】
[0030] 以下，基于附图对本发明的一实施方式中的声音降低或振动衰减装置详细进行说 明。图1示出本发明的声音降低或振动衰减装置的模型图。声音降低或振动衰减装置1装 配于要降低声音或使振动衰减的构造构件13,由此降低构造构件13的声音或者使构造构 件13的振动衰减。
[0031] 声音降低或振动衰减装置1具备弹性支承于构造构件13的具有规定质量Μ的质 量部23。本发明的特征在于，在质量部23与构造构件13之间夹设有弹簧常数可变的弹簧 部24,通过控制部25使弹簧部24的弹簧常数持续变化。在构造构件13与质量部23之间 还夹设有弹簧常数固定的弹簧部26以及衰减系数固定的阻尼器部27。弹簧部26以及阻尼 器部27为通常的弹性支承。
[0032] 该声音降低或振动衰减装置1的固有振动频率ω由ω= Λ,__0- + 表示。在此， K为弹簧部26的弹簧常数，k为弹簧部24的弹簧常数。若使弹簧部24的弹簧常数k持续 变化，则声音降低或振动衰减装置1的固有振动频率持续变化。
[0033] 对于弹簧部24而言，能够举出使用线圈的结构（参照以下的本发明的第一及第二 实施方式）或者使用磁致伸缩元件或压电元件的结构（参照以下的本发明的第三至第五实 施方式）等。优选的是，弹簧部24具备以使质量部23的位置不发生变化的方式将质量部 23同时向相反方向按压及/或同时向相反方向拉拽的第一及第二弹簧部（参照图3的符号 12a、12b、图8的符号42a、42b)。第一及第二弹簧部若以较大的力将质量部23同时向相反 方向按压，则声音降低或振动衰减装置1的刚性增大，因此弹簧部24的弹簧常数增大。另 一方面，若第一及第二弹簧部以较小的力将质量部23同时向相反方向按压，则声音降低或 振动衰减装置1的刚性减小，因此弹簧部24的弹簧常数减小。
[0034] 控制部25以使弹簧部24的弹簧常数持续变化的方式控制弹簧部24。控制部25 具备向线圈、磁致伸缩元件或压电元件等供给电力的驱动器以及向驱动器发送指令的控制 器。
[0035] 图2表示使用