穿透声控制设备的制作方法

专利名称：穿透声控制设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制从房间(或车辆)外部进入房间(或车辆)内部的声音 的音质的技术。
背景技术：
日本专利No. 2755094公开了一种用于减轻处在声音隔绝的隔音室内的人会感觉 到的禁闭感的技术。根据专利No. 2755094中公开的技术，在一个房间内提供有隔音室，通 过在操作部分上进行的操作，选择在房间外部提供的室外麦克风和在房间内的隔音室外部 提供的室内麦克风中的一个或两者，从而经由隔音室内提供的扬声器对由所选(多个)麦 克风采集的声音信号进行可听地再现或发声。然而，尽管在从房间外传来的声音(即室外声音)完全被墙壁等阻断的情况下房 间内的人会感到禁闭感，但是当以原始(即未改变的)音质听到来自室外的声音时，人会觉 得嘈杂。利用包括麦克风和扬声器的声音信号处理系统可以将室外声音处理成听起来让 人觉得悦耳的音质的声音；然而，在这种情况下需要电源，因此会增大必要的设备结构的尺 寸。

发明内容
考虑到上述问题，本发明的一个目的是提供一种能使从室外传到室内的声音听起 来具有处在房间内的人(或听者)所期望的频率特性的技术。本发明提供了一种改进的穿透声控制设备，其包括被支撑在距离具有开口部分的 分界面一定间隔处的与所述开口相对的隔音板。在本发明中，分界面外部产生的声音穿过 开口部分传入分界面以内。随后，该声音(即穿透声)从隔音板反射回来，并且这样反射之 后的声音经由限定在隔音板与分界面之间的间隔的侧边部分向后(即，在假定声音反射方 向被称为向前情况下的向后)衍射到隔音板后面并传播到听者。在本发明中，已经穿过开 口部分传入分界面以内的声音的各种频带的成分在该声音从隔音板反射并向后衍射到隔 音板后面时发生改变，从而可以使该声音听起来好像是具有听者期望的频率特性的声音。下面将描述本发明的实施例，但应当理解的是本发明不局限于所描述的实施例， 不脱离基本思想的本发明各种改型都是允许的。因此，本发明的保护范围仅由所附权利要 求限定。


为更好地理解本发明的目的和其它特点，下面将参照附图详细描述优选实施例， 附图中图1是示出本发明穿透声控制设备的第一实施例的示例总体布置的示图；图2是示出在提供有图1的穿透声控制设备的房间内声压水平增量与频率特性的 关系的曲线图3是示出在提供有图1的穿透声控制设备的房间内声压水平增量与频率特性的 关系的曲线图；图4是示出在提供有图1的穿透声控制设备的房间内声压水平增量与频率特性的 关系的曲线图；图5是示出构造为图1实施例的特定应用示例的穿透声控制设备的总体布置的框 图；
图6是沿图5的A-A’线截取的图5的穿透声控制设备截面图；图7是沿图5的A-A’线截取的图5的穿透声控制设备截面图；图8是示出本发明的穿透声控制设备的第二实施例的构造的示图；图9是示出本发明的穿透声控制设备的第三实施例的构造以及提供有所述第三 实施例的穿透声控制设备的机动车辆的示图；图IOA和图IOB是图9所示穿透声控制设备的放大图；图11是示出本发明的穿透声控制设备的第四实施例的构造以及提供有所述第四 实施例的穿透声控制设备的机动车辆的示图；图12是图11所示穿透声控制设备的放大图；图13是示出本发明的穿透声控制设备的第五实施例的构造以及提供有所述第五 实施例的穿透声控制设备的机动车辆的示图；图14是图13所示穿透声控制设备的放大图；图15是示出本发明的穿透声控制设备的第六实施例的构造以及提供有所述第六 实施例的穿透声控制设备的机动车辆的示图；图16是图15所示穿透声控制设备的放大图；图17是示出在本发明的穿透声控制设备的另一实施例中采用的张力施加机构的 结构的示图；图18是示出本发明的穿透声控制设备的另一实施例的示图；和图19A和图19B是示出本发明的穿透声控制设备的其它实施例的示图。
具体实施例方式<第一实施例>图1是示出本发明的穿透声控制设备10的第一实施例的示例总体布置的示图。图 1的穿透声控制设备10包括开口部分2，其形成在用作分隔房间内部和外部的分界面的墙 壁1上，并被布置为使从房间外部传入房间之内的声音能作为具有调节后的频率特性的声 音被听者听到。如图1所示，穿透声控制设备10还包括膜3、隔音板20和适当数量的杆状支撑部 件30。膜3为聚酯膜，以密封或覆盖开口部分2的方式附接或配置在墙壁1上。布置在 房间内的隔音板20包括树脂制成的声音反射板21和吸声板部件22的迭片结构。通过将 隔音性能或能力(或表面密度)等于或小于墙壁1的材料(例如压克力树脂)形成为板状 来制作声音反射板21。吸声部件22由多孔材料比如玻璃绒制成。如图1所示，多个支撑部件30以下述方式一同构成了支撑隔音板20的支撑机构30 即使吸声部件22的表面与开口部分2相对，并在隔音板20与墙壁1之间限定间隔d。 在隔音板20为矩形的情况下，可以通过将四个支撑部件30各自的一端在板20的四个角附 近穿过隔音板20、并将四个支撑部件30各自的另一端穿入或嵌入墙壁1内，来固定隔音板 20。在这种情况下，可以采用四个螺栓作为四个支撑部件30，每个螺栓以拧在其上的两个螺 母来将隔音板20夹在中间。这种布置能够通过操作螺母来调节隔音板20与墙壁1之间的 距离d。上面简述了穿透声控制设备10的结构。房间外产生的声音通过对开口部分2进 行密封的膜3传播或穿透到房间内。随后，通过膜3穿透的声音被隔音板20的声音反射板 21反射，如此反射之后的声音经由声音反射板21与墙壁1之间间隔d的侧边部分向后衍射 到反射板21后面从而传播到或到达听者。在此实施例中，产生于房间外部的声音在穿过膜 3时、在从声音反射板21反射并衍射到反射板21后面时其各频带的成分发生改变，从而可 以使该声音成为听者听起来具有期望频率特性的声音。为了验证本实施例的有益效果，本 发明的发明人作出如下测试。
首先，发明人设置了不同的条件1-13，它们不同之处在于是否存在(即提供/不 提供)墙壁1中的开口 2、是否用膜3密封开口部分2、是否存在(即提供/不提供)隔音 板20、膜3的厚度、开口部分2与隔音板20之间的距离、以及隔音板20的尺寸，如下表所 示。随后，发明人引起一个刺耳的噪声声音信号作为墙壁1外部产生的声音；经由放置在 房间内距离墙壁50cm距离的麦克风来采集该声音；并确定麦克风在条件1-13中的每个条 件下采集的声音的每个1/3倍频程的声压水平。在该测试中，墙壁1中形成的开口部分2 包括以60mm节距排成一行的每个直径均为40mm的三个开口部分。另外，将在条件1下获 得的各个频带的声压水平设置为参考声压水平，并在图2、图3和图4中绘出在条件2-13 下获得的各个频带的声压水平与参考声压水平的差异的频率特性(下文称作“声压水平增 量”(dB))。表 根据这些曲线，在密封墙壁1的开口部分2的膜3、隔音板20的尺寸和开口部分2 同隔音板20之间的距离、以及各个频带的声压水平增量之间存在如下关系。(1)在图2中，曲线aO表示在墙壁1中的开口部分2未被膜3密封的情况下声压 水平增量与频率特性的关系。曲线al、a2、a3、a4、a5和a6表示在以不同厚度的膜3密封 墙壁1中的开口部分2的情况下声压水平增量与频率特性的关系。从曲线aO、al、a2、a3、 a4、a5和a6可看出，高于大约315Hz的频带中的声压水平衰减量在以膜3密封开口部分2 的情况大于不以膜3密封开口部分2的情况。另外，在以膜3密封开口部分2的情况下，高 于大约315Hz的频带中的声压水平增量随着膜3厚度的增加而减小；即，高于大约315Hz的 频带中的声压水平衰减量随着膜3厚度的增加而增大。因此，通过改变密封开口部分2的 膜3的厚度，可以控制在高于预定频率(在本实施例中为315Hz)的预定频带中的声压水平 增量。(2)在图3中，曲线bO表示在墙壁1中的开口部分2未被膜3密封的情况下声压 水平增量与频率特性的关系。另外，曲线bl和b2表示在保持对墙壁1中的开口部分2进 行密封的膜3的厚度不变而与开口部分2相对的隔音板20的尺寸不同的情况下，声压水平 增量与频率特性的关系。在图3中，曲线bl中的高于1000Hz的频带中的声压水平增量比 曲线bO中的高于1000Hz的频带中的声压水平增量更低。另外，曲线b2中的高于1600Hz 的频带中的声压水平增量比曲线bO中的高于1600Hz的频带中的声压水平增量更低。从图 3的这些曲线bl和b2可以看出，随着隔音板20的尺寸减小(或增大)，声压水平增量开始 大幅降低的频带移向更高频率侧(或更低频率侧)。因此，可以通过改变隔音板20的尺寸 来控制声压水平增量开始大幅降低的频带。
(3)图4的曲线cl、c2、c3和c4表示在保持对墙壁1中的开口部分2进行密封的 膜3的厚度不变而以15mm的步长从0mm到45mm改变墙壁1与隔音板20之间的距离的情 况下，声压水平增量与频率特性的关系。关注图4中高于250Hz但低于1000Hz的频带，曲 线c2、c3和c4(墙壁1与隔音板20之间的距离被设置在15mm至45mm的范围内)的声压 水平增量之间差别很小，但曲线cl (墙壁1与隔音板20之间的距离被设置为0mm)的声压水 平增量显著低于曲线c2、c3和c4的声压水平增量。因此，通过将墙壁1与隔音板20之间 的距离d从高于0mm的预定值(在本实施例中是15mm至45mm的范围内的值)减小到0mm， 可以减小在高于250Hz但低于1000Hz的预定频带中的声压水平增量。此外，通过将墙壁1 与隔音板20之间的距离d从0mm增大到一个期望值(本实施例中为15mm)，可以增大在高 于250Hz但低于1000Hz的预定频带中的声压水平增量。基于上述测试结果，发明人发明出作为图1的穿透声控制设备10的特定应用示例 的一个穿透声控制设备10A，其包括支撑机构，该支撑机构用于以允许隔音板20相对于开 口部分2的位置关系改变的方式来支撑隔音板20。图5是示出构造为图1的设备10的特定应用示例的穿透声控制设备10A的总体 布置的框图，图6是沿着图5的线A-A’截取(即从房间内部朝墙壁1看去的方向)的穿透 声控制设备10A的截面图。在穿透声控制设备10A中，如图6所示，墙壁1具有水平形成为 一行(即左右方向)于其中的三个开口部分2L、2C和2R，并且还具有以密封或覆盖三个开 口部分2L、2C和2R中各自一个的方式而附接或提供在墙壁1上的三个膜3L、3C和3R。穿透声控制设备10A还包括具有致动器41的支撑机构35，致动器41使盒状外壳 部件31沿着垂直于墙壁1表面延伸的平移轴平移。另一致动器40固定在外壳部件31之 内。该致动器40具有从外壳部件31以直角向墙壁1突出的旋转轴23，该旋转轴23可通过 致动器40转动。隔音板20固定到致动器40的旋转轴23的末端以平行于墙壁1的表面放 置。旋转轴23垂直于隔音板20的表面延伸。如图6所示，隔音板20具有椭圆形状，因此 从旋转轴23的旋转中心到隔音板外围边缘具有不均勻的尺寸。注意，隔音板20可以是除 椭圆之外的任何其它形状，只要从旋转轴23的旋转中心到隔音板外围边缘具有不均勻的 尺寸。例如，可以将旋转轴23的末端固定在圆形隔音板20的偏离了其中心的位置处。从图6还可以看出，当沿着从房间内部向墙壁1的方向看去时，墙壁1中形成的三 个开口部分2L、2C和2R的中间开口部分2C与旋转轴23重叠。如果隔音板20的长轴(或 主轴)与和膜3L、3C和3R各自的中心相交的线所定义的角度0 (0彡0彡90)为如图6 所示的0度，则与开口部分2L、2C和2R相对的隔音板20的表面具有最大面积。另外，如果 隔音板20的长轴与和膜3L、3C和3R各自的中心相交的线所定义的角度0为如图7所示 的90度，则与开口部分2L、2C和2R相对的隔音板20的表面具有最小面积。致动器41将隔音板20朝向或远离墙壁1平移，从而减小或增大墙壁1与隔音板 20之间的距离d。在图5的穿透声控制设备10A中，致动器40和41控制与开口部分2L、2C和2R相 对的隔音板20的表面的面积以及墙壁1与隔音板20之间的距离d。因此，穿透声控制设 备10A可以按照处在房间内的听者的期望或需要来改变通过密封开口部分2L、2C和2R的 膜3L、3C和3R而从房间外传入房间内的声音的频率特性的控制方式。<第二实施例>
图8是示出本发明穿透声控制设备10B的第二实施例的结构的示图，其中与图1 中类似的部件以与图1中相同的参考数字指示。第二实施例的穿透声控制设备10B提供在 将房间内部和外部隔开的墙壁1之外。即，虽然根据第一实施例穿透声控制设备10、10A位 于墙壁1与听者(声音接收点)之间，然而墙壁1却位于穿透声控制设备10B与听者(声 音接收点)之间。更具体地说，在穿透声控制设备10B中，膜3以密封或覆盖开口部分2的 方式附接或提供在墙壁1的开口部分2面向房间外部的一侧上。支撑部件30以使吸声部 件22的表面与开口部分2相对(面对房间内部)且在隔音板20与墙壁1之间限定距离d 的方式来支撑隔音板20。房间外部产生的声音首先到达隔音板20，从而声音的一部分从隔音板20的声音 反射板21被反射。随后，传播通过了声音反射板21的侧边沿的反射后的声音和另一部分 声音向后衍射到反射板21后面(即在吸声部件22的后面)，经由与声音反射板21与墙壁 1之间的间隔d的侧面相邻的空间传到膜3，随后到达听者。虽然在第一实施例中声音遵循传播路径“房间外的声源一膜3—声音反射板21 — 房间内的听者”(这里称为“传播路径PATH1 ”)，然而在第二实施例中声音遵循传播路径“房 间外的声源一声音反射板21—膜3—房间内的听者”(这里称为“传播路径PATH2”)。如果 将传播路径PATH1分成三个部分声源与膜3之间的部分；膜3与声音反射板21之间的部 分；和声音反射板21与房间内的听者之间的部分，则可以将传播路径PATH1看作一个线性 系统，因为在这三个部分中各自的传递函数每一个都是线性的。因此，传播路径PATH2 (其 中膜3和声音反射板21的次序与传播路径PATH1相反)的传递函数与传播路径PATH1的 传递函数相同。因此，采用第二实施例，可以使房间外产生的声音成为听者听起来像是具有 与第一实施例的穿透声控制设备10中的相同传输特性(相同频率特性)的声音。<第三实施例>图9是示出本发明的第三实施例的穿透声控制设备10C以及提供了第三实施例的 穿透声控制设备10C的机动车辆150的示图。图10A是图9中示出的穿透声控制设备10C 的放大图，图10B是示出从图10A的箭头A的方向看去的穿透声控制设备10C的示图。在 第三实施例中在作为分隔引擎舱151和乘客室的内部空间152的分界面的仪表板153中， 在车辆150的宽度方向上水平成一行提供了三个开口部分154L、154C和154R。开口部分 154L、154C和154R每一个都是相同直径的准确的圆形。在引擎舱151中的引擎155与开口 部分154L、154C和154R之间提供了一个管道157，用于将引擎155发出的进风声音引导到 开 口部分 154L、154C 和 154R。穿透声控制设备10C被构造为允许从引擎155传播的进风声音经由管道157和开 口部分154L、154C和154R进入乘客室内部空间152，以使听者听起来像是具有调节后的频
率特性的声音。如图9所示，穿透声控制设备10C包括膜119、一对左右隔音板120L和120R、一对 上下支撑部件130U和130D、以及控制部分149。膜119是聚酯膜，其以密封或覆盖仪表板 153的开口部分154L、154C和154R从而密封乘客室内部空间152的方式附接到开口部分 154LU54C 和 154R。隔音板120L包括声音反射板121L和吸声部件122L的迭片结构，而隔音板120R包 括声音反射板121R和吸声部件122R的迭片结构。通过将隔音性能或功能(或表面密度)等于或小于仪表板153的材料(例如压克力树脂)形成为长度和宽度大于开口部分154L、 154C和154R的直径的板状，来制成声音反射板121L。通过将与声音反射板121L相同的材 料形成为与声音反射板121L具有相同尺寸的板状，来制成声音反射板121R。吸声部件122L 和122R每一个都由多孔材料(比如玻璃绒)制成。上下支撑部件130U和130D执行的第一个功能是以下述方式支撑隔音板120L和 120R:使得板120L和120R的吸声部件122L和122R各自的一个表面与开口部分154L、154C 和154R相对，并在隔音板120L和120R与仪表板153之间限定间隔d ；第二个功能是沿着 与开口部分154L、154C和154R的行平行的平面来将两个隔音板120L和120R相向移动或
相背移动。 更具体地说，上支撑部件130U从仪表板153的稍高于开口部分154L、154C和154R 的位置处突出到乘客室内部空间152中。下支撑部件130D从仪表板153的稍低于开口部 分154L、154C和154R的位置处突出到乘客室内部空间152中。在上支撑部件130U的与下 支撑部件130D相对的下表面上提供有在车辆宽度方向(即平行于开口部分154L、154C和 154R的水平行的方向)上延伸的导轨131U，而在下支撑部件130D的与上支撑部件130U相 对的上表面上提供有在车辆宽度方向上延伸的导轨131D。隔音板120L和120R的上下端面分别安装在上支撑部件130U的导轨131U中和下 支撑部件130D的导轨131D中。在上支撑部件130U的导轨131U的长度方向上的相对的两 个端部中提供有驱动部分132UL和132UR，而在下支撑部件130D的导轨131D的长度方向上 的相对的两个端部中提供有驱动部分132DL和132DR。在控制部分149的控制下，驱动部分 132UL、132UR、132DL 和 132DR 沿着导轨 131U 禾口 131D 移动隔音板 120L 和 120R。控制部分149从引擎155中所提供的转数传感器(曲柄角传感器)接收指示了引 擎155的转数的检测信号。随后，一旦引擎155的转数升高，则控制部分149对上述驱动部 分132UL、132UR、132DL和132DR的每一个都提供用于向外(即在使板120L和120R相互远 离的方向上)移动隔音板120L和120R的控制信号。一旦引擎155的转数降低，则控制部 分149对驱动部分132UL、132UR、132DL和132DR的每一个都提供用于向内(即在使板120L 和120R相互靠近的方向上)移动隔音板120L和120R的控制信号。因此，根据来自控制部 分149的控制信号，驱动部分132UL、132UR、132DL和132DR向外(相互远离地)或向内(相 互靠近地)移动隔音板120L和120R。随着控制部分149将隔音板120L和120R从相互接触的位置向外相互远离地移 动，在板120L和120R之间形成了矩形间隙，从而板120L和120R与开口部分154L、154C和 154R相对的表面面积减小。反之，随着控制部分149将隔音板120L和120R从在板120L 和120R之间形成有间隙的位置处向内相互靠近地移动，板120L和120R与开口部分154L、 154C和154R相对的表面面积增大。前面已经描述了第三实施例的穿透声控制设备IOC的结构。在穿透声控制设备 IOC中，在机动车辆150行驶期间从引擎155发出的进风声音的各种频带成分在该声音传播 通过膜119、从声音反射板121L和121R反射以及经由与反射板121L和121R与仪表板153 之间的间隔d的侧面相邻的空间衍射到反射板121L和121R后面时发生改变，从而可以使 该声音由处在乘客室内部空间152中的听者听起来像是具有期望频率特性的声音。当引擎155的转数增加并且进风声音中包括的谐波频率(即基波频率、二次谐波频率、三次谐波频率、. )也增加时，穿透声控制设备10C操作来减小板120L和120R与开 口部分154L、154C和154R相对的表面面积。反之，当引擎155的转数减小并且进风声音 中包括的谐波频率也减小时，穿透声控制设备10C操作来增加板120L和120R与开口部分 154LU54C和154R相对的表面面积。从如图3所示结果中可看出，升压水平增量开始大大降低处的频带随着板120L 和120R与开口部分154L、154C和154R相对的表面面积减小而移向较高频率侧，而随着板 120L和120R与开口部分154L、154C和154R相对的表面面积增加而移向较低频率侧。因 此，穿透声控制设备10C以这样的方式动作当引擎155的转数增加并且进风声音中包括 的谐波频率也增加时，穿透声控制设备10C的频带响应于谐波频率的改变而移向较高频率 侧。结果，穿透声控制设备10C在明确选择的期望的进风声音谐波响应于引擎155的转数 而改变之后，能使进风声音被听者听见。〈第四实施例〉图11是示出本发明第四实施例的穿透声控制设备10D的结构以及提供有第四实 施例的穿透声控制设备10D的机动车辆150的示图。图12A是图11所示穿透声控制设备 10D的放大图，图12B是示出从图12A的箭头B的方向看去的穿透声控制设备10D的示图。如图11所示，在穿透声控制设备10D中，膜219附接到仪表板153的开口部分 154L、154C和154R。圆柱形支撑部件230从仪表板153的稍低于开口部分154L、154C和 154R的位置处突出到乘客室内部空间152中。支撑部件230执行的第一个功能是以下述 方式支撑隔音板220L和220R 使吸声部件222L和222R各自的一个表面与开口部分154L、 154C和154R相对，并在隔音板220L和220R与仪表板153之间限定间隔d;第二个功能是沿 着与开口部分154L、154C和154R的平行的平面来以相对的方向转动两个板220L和220R。更具体地说，隔音板220L的右下角部分和隔音板220R的左下角部分连接到支撑 部件230的末端部分。在与隔音板220L和220R相连的支撑部件230的末端部分中提供驱 动部分232。在控制部分249的控制下，驱动部分232以处于隔音板220L和220R与驱动部 分232之间的连接部分为旋转轴来旋转隔音板220L和220R。一旦引擎155的转数增加，控制部分249就向驱动部分232提供控制信号以使隔 音板220L沿逆时针方向转动并且使隔音板220R沿顺时针方向转动。反之，一旦引擎155 的转数减小，控制部分249就向驱动部分232供给提供控制信号以使隔音板220L沿顺时针 方向转动并且使隔音板220R沿逆时针方向转动。因此，驱动部分232根据从控制部分249 提供的控制信号来转动隔音板220L和220R。穿透声控制设备10D以这样的方式动作当 引擎155的转数增加并且进风声音中包括的谐波频率也增加时，穿透声控制设备10D的频 带响应于谐波频率的改变而移向较高频率侧。结果，穿透声控制设备10D在明确选择的期 望的进风声音谐波响应于引擎155的转数而改变之后，能使进风声音被听者听见。<第五实施例>图13是示出本发明第五实施例的穿透声控制设备10E的结构以及提供有第五实 施例的穿透声控制设备10E的机动车辆350的示图。图14是图13所示穿透声控制设备 10E的放大图。在第五实施例中，在机动车辆350的主体351的底盘353的排气管354的正 上方的部分中提供有开口部分353。穿透声控制设备10E被构造为使得在机动车辆350的 行驶期间从排气管354发出的排气声音能被处在乘客室内部空间358中的听者听起来像是具有调节后的频率特性的声音。
如图13所示，穿透声控制设备IOE包括膜319和隔音板320。膜319是聚酯膜，其 以将开口部分353面向乘客室内部空间358的一侧密封或覆盖的方式附接到开口部分353， 从而防止诸如水、沙子和空气(冷空气和热空气)之类的外来物从乘客室外部进入乘客室 之内。隔音板320包括声音反射板321和吸声部件322的迭片结构。支撑隔音板320以下 述方式被支撑使得板320的吸声部件322的一个表面与开口部分353相对，并在隔音板 320与主体351的底盘352之间限定间隔d。可以以各种方式来支撑隔音板320。例如，可 以将隔音板320附接到固定在底盘352上的座位的一部分(未示出)，该部分恰位于开口部 分353的正上方。上面描述了第五实施例的穿透声控制设备IOE的构造。在穿透声控制设备IOE 中，在机动车辆350行驶期间排气管354发出的排气声音的各种频带成分在该声音通过膜 319、从声音反射板321反射以及经由反射板321与膜319之间的间隔d的侧面衍射到反射 板321后面时发生改变。穿透声控制设备IOE以这样的方式动作当引擎155的转数增加 并且引擎155的排气声音中包括的谐波频率也增加时，通过设备IOE传送的声音的频带响 应于谐波频率的改变而移向较高频率侧。结果，穿透声控制设备IOE在明确选择的期望的 排气声音谐波响应于引擎155的转数而改变之后，能使排气声音被听者听见。<第六实施例>图15是示出本发明第六实施例的穿透声控制设备IOF的结构以及提供有第六实 施例的穿透声控制设备IOF的机动车辆450的示图。图16是图15所示穿透声控制设备 IOF的放大图。在第六实施例中，在机动车辆450的主体451的消声器455的正上方的部分 中提供有开口部分453。穿透声控制设备IOF被构造为使得在机动车辆450的行驶期间从消声器455发出 的消声后的排气声音能传播进入乘客室内部空间458，被处在乘客室内部空间458中的听 者听起来像是具有调节后的频率特性的声音。膜419以将开口部分453面向乘客室内部空 间458的一侧密封或覆盖的方式附接到开口部分453。隔音板420以下述方式被支撑使 得板420的吸声部件422的一个表面与开口部分453相对，并在隔音板420与主体451之 间限定间隔d。可以以各种方式来支撑隔音板420。例如，可以通过将隔音板420固定到从 主体451的开口部分453的外周区域向外突出的多个支杆的末端来支撑隔音板420。上面描述了第六实施例的穿透声控制设备IOF的构造。在穿透声控制设备IOF中， 在机动车辆450行驶期间消声器455发出的消声后的排气声音的各种频带成分在该声音通 过膜419、从隔音板420的声音反射板421反射以及经由反射板421与膜419之间的间隔d 的侧面衍射到反射板421后面时发生改变。穿透声控制设备IOF以这样的方式动作当引 擎155的转数增加并且引擎155的排气声音中包括的谐波频率也增加时，通过设备IOF传 送的声音的频带响应于谐波频率的改变而移向较高频率侧。结果，穿透声控制设备IOF在 明确选择的期望的排气声音谐波响应于引擎155的转数而改变之后，能使排气声音被听者 听见。至此，已经描述了本发明的第一到第六实施例；然而，应当理解本发明可以进行如 以下示例的各种修改。(1)作为上述第一实施例的穿透声控制设备10和IOA的改型，可以提供张力施加机构60，用以对密封开口部分2的膜3施加张力，如图17所示。在该修改的穿透声控制设 备中，墙壁1的开口部分2的内周向房间内突出以限定一个中空的圆柱部分62，并且该中 空圆柱部分62开口端被膜3密封。更具体地说，将膜3的外周部分附接到一个环形框63， 该框63由张力施加机构60利用由环形框63环绕的中空圆柱部分62支撑。张力施加机 构60包括用于使环形框63向房间外部移动的机构。随着张力施加机构60使环形框63向 房间外部移动，框63将膜3的外周部分向房间外部拉伸，从而增加了施加到支撑在中空圆 柱部分62的开口端的膜3上的张力。在该穿透声控制设备中，通过张力施加机构60对膜 3施加增大的张力，可以大大衰减从房间外部通过中空圆柱部分62传入房间内的声音的低 频成分。(2)作为上述第一到第六实施例的穿透声控制设备10、10A、10B、10C、10D、10E和
IOF的另一改型，可以预先准备具有不同厚度的多种膜3，从而可以可选地(即可替换地) 使用多种膜3中任何期望的一个来密封开口部分2。另外，可以预先准备具有不同特性的多 种隔音板20，从而可以可选地(即可替换地)使用并与开口部分2相对地支撑多种隔音板 20中任何期望的一个。(3)在上述第一到第六实施例的穿透声控制设备10、10A、10B、10C、10D、10E* IOF
中，开口部分2不必大体为圆形，还可以是矩形或任意其它期望形状。另外，开口部分2的 数量可以是二个或四个或者更多。在这种情况下，各开口部分在形状和/或尺寸上可以彼 此不同。另外，除了如图6示意性示出的左右横排以外，还可以以任何其它期望的布置或布 局来布置多个开口部分2。可替换的，多个开口部分2可以布置成由这些开口部分2表示的 特定图案的布局。(4)在上述第一实施例的穿透声控制设备IOA中，支撑隔音板20的支撑机构具有 以直角向墙壁1突出的转动轴23，并且可以根据需要通过绕转动轴23转动来改变隔音板 相对于墙壁1的开口部分2L、2C和2R的姿态。然而，还可以采用除上述以外的任何其它合 适的措施来改变隔音板20相对于墙壁1的开口部分2L、2C和2R的姿态。例如，支撑隔音 板20的支撑机构可以具有在平行于墙壁1的方向上延伸并且在上下或左右方向上拉伸或 压缩的转动轴，从而可以根据需要通过围绕平行于墙壁1而延伸的转动轴转动来改变隔音 板20相对于墙壁1的开口部分2L、2C和2R的姿态。(5)在上述第一实施例的穿透声控制设备IOA中，支撑隔音板20的支撑机构具有 垂直于墙壁1表面延伸的平移轴，并且沿着该平移轴朝向或远离墙壁1移动隔音板20，从而 改变(减小或增大)墙壁1的开口 2L、2C和2R与隔音板20之间的距离d。可替换的，用于 支撑隔音板20的支撑机构可以具有平行于墙壁1的表面在上下或左右方向上延伸的平移 轴，从而可以通过沿着在上下或左右方向上上延伸的平移轴平移隔音板20来改变隔音板 20相对于开口 2L、2C和2R的表面面积。简而言之，需要的仅仅是通过用于平移板20的装 置或机构来支撑隔音板20。另外，如图18所示，可以在墙壁1的稍微高于和低于开口部分 2L、2C和2R的行的多个位置与隔音板20的吸声部件22面对墙壁1的一个表面之间提供链 接部 件530U和530D，每个链接部件可以经由伸缩机构(pantagraph mechanism)进行拉伸 或压缩，从而通过链接部件530U和530D的拉伸或压缩来改变隔音板20与开口部分2L、2C 和2R之间的距离。在这种情况下，可以沿着隔音板20的吸声部件22的一个表面的周边区 域并在其上提供密封垫部件531，可以面对密封垫部件531在墙壁1上提供另一个密封垫部件532。在该修改实施例中，可以以密封垫部件531和532密封在链接部件530U和530D 处于完全压缩或折叠的位置时隔音板20与墙壁1之间形成的微小间隙，从而完全阻止声音 从房间外部传播到房间之内。(6)在上述第一实施例的穿透声控制设备10中，可以通过由形状记忆合金之类制 成的(多个)支撑部件来支撑隔音板20，从而可以通过听者的手指来改变隔音板20相对于 开口部分2的位置和姿态。(7)在上述第一到第六实施例的穿透声控制设备10、10A、10B、10C、10D、10E和10F
中，隔音板可以仅由反射板构成，而吸声部件可以附接或提供到膜上。简言之，仅仅需要的 是将吸声部件提供到开口部分与反射板之间。(8)在上述第一到第六实施例的穿透声控制设备10、10A、10B、10C、10D、10E和10F
中，开口部分可以没有附接至其的膜，因此已经传送通过(多个)开口部分的室外声音可以 直接传播到隔音板。(9)在上述第三和第四实施例的穿透声控制设备10C和10D中，根据引擎155的转 数来控制隔音板20面对开口 2L、2C和2R的表面的面积。可替换的，可以根据指示行驶状况 的检测信息(比如机动车辆150的行驶速度、加速器压下量、前座和后座上乘客的数量、每 一时段内的燃料消耗量、每一时段内排出气体的排放量以及每一时段内二氧化碳排放量) 来控制隔音板20面对开口 2L、2C和2R的表面的面积。(10)在上述第三到第六实施例的穿透声控制设备10C、10D、10E和10F中，从除引 擎、排气管和消音器之外的其它源发出的声音也可以送入乘客室中使之被听者听作具有调 节后的频率成分的声音。例如，可以在机动车辆主体的后轮正上方的部分中提供开口部分， 并将膜附接到该开口部分以密封或覆盖该开口部分，从而可以使通过膜传送进入乘客室的 轮胎声音被听者听作具有调节后的频率成分的声音。可替换的，可以在机动车辆主体的顶 篷部分中提供开口部分，并附接膜来密封或覆盖该开口部分，从而通过膜传送进入乘客室 的风声能被听者听作具有调节后的频率成分的声音。即，要由穿透声控制设备进行频率成 分调节的声音可以是任何声音，只要该声音在听者所处的房间或机动车辆的乘客室外部产 生，而并不限于前面在第一到第六实施例中描述的声音。(11)在上述第三和第四实施例的穿透声控制设备中，通过控制部分149或249移 动或转动隔音板来改变隔音板面对开口部分的表面的面积。可替换的，可以通过改变开口 部分本身的形状来改变隔音板面对开口部分的表面的面积。(12)在上述第一和第六实施例的穿透声控制设备中，隔音板20包括平坦的声音 反射板和吸声材料的迭片结构。隔音板20可以由朝向开口部分2成曲面凸起形状的隔音 板20’代替，如图19A所示，可替换的，隔音板20还可以由背离开口部分2成曲面凸起形状 的隔音板20”代替，如图19B所示。(13)上面已经将第一和第六实施例的穿透声控制设备描述为用于改变从房间外 部传播进入房间内或者从乘客室外部传播进入乘客室内的声音的频率成分。然而，本发明 还可以应用于除上述之外的其他目的。例如，可以在乐器练习室(其通过隔音墙壁隔离外 部的声音)中的隔音墙壁中提供开口部分，在该开口部分上附接或提供膜来密封该开口部 分，并且可以在开口的内部(即在练习室内)提供隔音板。利用这种改进实施例，通过膜和 隔音板来调节练习室外部产生的噪声(声音)的频率成分，从而可以使该噪声被房间内的听者(演奏者)听成不会干扰乐器练习的音质的声音。可替换的，可以在其中容纳了噪声 源并由壁对外界隔音的壳体(比如锅炉)的壁中提供开口部分，将膜附接到该开口部分以 密封或覆盖该开口部分，并在开口部分外部提供隔音板。这种改进实施例可以通过膜和隔 音板调节噪声的频率成分，以及使噪声被处于该外壳外部的人(例如行人)听成不太讨厌 或缓解了不舒服感的声音。(14)作为上述第三和第四实施例的穿透声控制设备的改型，可以用在机动车辆 150的仪表板153内部(即在乘客室内部空间152)或在仪表板153外部(即在引擎舱151) 已经提供的结构来代替隔音板。例如，可以在基本居中地固定于仪表板153上的空调单元 的面对排风口的表面与仪表板153之间保证间隔d，并且可以在仪表板153面对空调单元的 位置处提供与引擎舱151连通的开口部分154’，以膜119’附接到开口部分154’。在该改 进的实施例中，在机动车辆150行驶期间从引擎155发出的进风声音的各种频带成分在该 声音通过膜119、从空调单元的面对排风口的表面反射、以及经由面对排风口的表面与仪表 板153之间的间隔d的侧面相邻的空间衍射进入乘客室内部空间152时发生改变。因此， 该改进的实施例不使用任何隔音板就可以实现与第三和第四实施例相同的有益效果。(16)在上述第二实施例的穿透声控制设备中，上下支撑部件130U和130D以及导 轨131U和131D在车辆宽度方向(即平行于开口部分154L、154C和154R的行的方向)上 延伸，并且隔音板120L和120R沿着导轨131U和131D移动。作为第二实施例的改型，可 以在相对于与开口部分154L、154C和154R的行平行的方向略微倾斜的方向上移动隔音板 120L和120R。在该改进的实施例中，隔音板120L和120R与开口部分相对的表面的面积以 及隔音板120L和120R与开口部分154L、154C和154R之间的间隔d都可以通过移动隔音 板120L和120R来改变。(17)在上述第三实施例的穿透声控制设备中，两个隔音板220L和220R由一个支 撑部件230支撑。可替换的，这两个隔音板220L和220R可以由单独的支撑部件支撑。(18)在上述第二实施例的穿透声控制设备中，可以提供三个或更多隔音板120。 类似地，在上述第三实施例的穿透声控制设备中，也提供三个或更多隔音板120。虽然上面将本发明的穿透声控制设备描述为应用于控制从房间外部发出进入到 房间之内的声音，但其也可以应用于控制从车辆外部发出进入车辆之内的声音。
权利要求
一种穿透声控制设备，包括分界面，其分隔空间并具有开口部分；隔音板，被支撑为距离所述分界面一定间隔，并与所述开口部分相对。
2.如权利要求1所述的穿透声控制设备，其还包括提供在所述开口部分上的膜。
3.如权利要求1所述的穿透声控制设备，其还包括支撑机构，所述支撑机构以允许改 变所述隔音板与所述开口部分的相对位置关系的方式来支撑所述隔音板。
4.如权利要求3所述的穿透声控制设备，其中所述支撑机构具有平移轴，用于使所述 隔音板沿该平移轴进行平移。
5.如权利要求3所述的穿透声控制设备，其中所述支撑机构改变所述隔音板与所述开 口部分之间的距离。
6.如权利要求3所述的穿透声控制设备，其中所述支撑机构具有转动轴，用于使所述 隔音板围绕该转动轴进行转动。
7.如权利要求6所述的穿透声控制设备，其中所述转动轴垂直于所述隔音板延伸。
8.如权利要求7所述的穿透声控制设备，其中从所述转动轴的转动中心到所述隔音板 的外周边缘的尺寸不是均勻的。
9.如权利要求1所述的穿透声控制设备，其包括提供在所述隔音板面对所述开口部分 的表面上的吸声部件。
10.如权利要求1所述的穿透声控制设备，其包括提供在所述开口部分与所述隔音板 之间的吸声部件。
11.如权利要求1所述的穿透声控制设备，其中所述隔音板包括声音反射板。
12.如权利要求1所述的穿透声控制设备，其中所述分界面是分隔房间外部和内部的 墙壁，并且所述隔音板位于所述房间内部。
13.如权利要求1所述的穿透声控制设备，其中所述分界面是分隔车辆外部和内部的 壁，并且所述隔音板位于所述车辆内部。
14.如权利要求3所述的穿透声控制设备，其中所述隔音板包括多个板，并且所述支撑 机构使所述多个板彼此相向或相背地移动。
15.如权利要求3所述的穿透声控制设备，其中所述隔音板包括多个板，并且所述支撑 机构的一部分支撑所述多个板并用作转动轴，支撑机构利用该部分来使所述多个板在相反 方向上转动。
全文摘要
本发明提供了一种穿透声控制设备。分隔房间外部和内部的墙壁具有以膜密封的开口部分。包括声音反射板和吸声部件的迭片结构的隔音板被支撑为与开口部分相对，并与开口部分距离一定间隔。从房间外部通过膜穿透进入房间的声音从声音反射板被反射，随后经由限定在声音反射板与墙壁之间的间隔的侧边衍射到反射板后面并到达听者。因此，采用这种机械结构，可以使从房间外部传入房间之内的声音听起来好象是由处于房间内部的听者所期望的频率特性的声音。
文档编号E04B1/99GK101871239SQ20101015436
公开日2010年10月27日 申请日期2010年4月21日 优先权日2009年4月21日
发明者本地由和 申请人:雅马哈株式会社