(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-07-19
(45)【発行日】2023-07-27
(54)【発明の名称】耐共振パネル及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
G10K 11/16 20060101AFI20230720BHJP
G10K 11/168 20060101ALI20230720BHJP
B64C 1/40 20060101ALI20230720BHJP
E04B 1/99 20060101ALN20230720BHJP
【ＦＩ】
G10K11/16 120
G10K11/16 160
G10K11/168
B64C1/40
E04B1/99 E
【請求項の数】
15
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2018222342
(22)【出願日】2018-11-28
(65)【公開番号】P2019113837
(43)【公開日】2019-07-11
【審査請求日】2021-11-22
(31)【優先権主張番号】15/840,902
(32)【優先日】2017-12-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】500520743
【氏名又は名称】ザ・ボーイング・カンパニー
【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ
(74)【代理人】
【識別番号】100086380
【弁理士】
【氏名又は名称】吉田 稔
(74)【代理人】
【識別番号】100103078
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 達也
(74)【代理人】
【識別番号】100130650
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 泰光
(74)【代理人】
【識別番号】100135389
【弁理士】
【氏名又は名称】臼井 尚
(74)【代理人】
【識別番号】100168044
【弁理士】
【氏名又は名称】小淵 景太
(74)【代理人】
【識別番号】100168099
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 伸太郎
(74)【代理人】
【識別番号】100200609
【弁理士】
【氏名又は名称】齊藤 智和
(72)【発明者】
【氏名】アダム アール．ウェストン
(72)【発明者】
【氏名】ジョシュア エム．モンゴメリー
(72)【発明者】
【氏名】チア－ミン チャン
(72)【発明者】
【氏名】ジェフリー ピー．マックナイト
(72)【発明者】
【氏名】アダム イー．ソレンセン
【審査官】冨澤 直樹
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１５８３０７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００９－１９８９０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１０１０７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５５－０２１０１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／００２７８０７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】実開平０２－１１５７９７（ＪＰ，Ｕ）
【文献】米国特許第０４７７８０２８（ＵＳ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０３２６５３６（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ１０Ｋ １１／１６－１１／１６８
Ｂ６４Ｃ １／４０
Ｅ０４Ｂ １／６２－１／９９
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ベースパネルコア材と２つのベースパネル表面シートとを含むベースパネルであって、前記２つのベースパネル表面シートが、前記ベースパネルコア材の両側に其々隣接しているベースパネルと、前記ベースパネルの全領域より小さい前記ベースパネルの所定領域内に、前記ベースパネルに沿って配置された少なくとも１つのスティフナと、を含み、
前記少なくとも１つのスティフナは、スティフナコア材と、２つのスティフナ表面シートとを含み、前記スティフナ表面シートは、前記スティフナコア材の両側に其々隣接しており且つ無機繊維を含む、耐共振パネル。
【請求項2】
前記少なくとも１つのスティフナは、低い質量密度で、前記ベースパネルの前記所定領域に剛性を加えることにより、前記ベースパネルに耐共振性をもたらすように構成されている、請求項１に記載の耐共振パネル。
【請求項3】
前記少なくとも１つのスティフナは、前記２つのベースパネル表面シートのうちの１つの上、又は
前記２つのベースパネル表面シートの間に前記ベースパネルコア材に隣接して、配置されている、請求項１又は２に記載の耐共振パネル。
【請求項4】
前記少なくとも１つのスティフナは、前記ベースパネルの総表面積の２５％未満に設けられており、前記少なくとも１つのスティフナの質量は、前記耐共振パネルの総質量の２０％未満である、請求項１～３のいずれか１つに記載の耐共振パネル。
【請求項5】
前記少なくとも１つのスティフナは、前記ベースパネルに沿って前記ベースパネルの各所定領域内に其々配置された２つ以上のスティフナを含む、請求項１～４のいずれか１つに記載の耐共振パネル。
【請求項6】
前記耐共振パネルは、前記耐共振パネルにおける３００Ｈｚ～１０００Ｈｚの周波数のノイズ伝播を低減するように構成されている、請求項１～５のいずれか１つに記載の耐共振パネル。
【請求項7】
前記少なくとも１つのスティフナの１つ以上の側縁に沿って配置された外縁型のスティフナをさらに含む、請求項１～６のいずれか１つに記載の耐共振パネル。
【請求項8】
前記少なくとも１つのスティフナは、前記少なくとも１つのスティフナ内にくり抜き部を画定する内壁を含む、請求項１～７のいずれか１つに記載の耐共振パネル。
【請求項9】
少なくとも１つの慣性部材をさらに含み、前記少なくとも１つの慣性部材は、前記耐共振パネルの前記所定領域に質量増加をもたらすように構成されており、前記少なくとも１つの慣性部材は、前記少なくとも１つのスティフナの質量密度の１０倍の質量密度を有する、請求項１～８のいずれか１つに記載の耐共振パネル。
【請求項10】
強化部材をさらに含み、前記強化部材は、前記ベースパネルの前記所定領域の外縁に沿って配置されるとともに、前記ベースパネルの前記所定領域に音響境界を規定する、請求項１～９のいずれか１つに記載の耐共振パネル。
【請求項11】
固定部材をさらに含み、前記固定部材は、前記耐共振パネルを構造体に固定するとともに前記ベースパネルの前記所定領域に音響境界を規定するように構成されている、請求項１～１０のいずれか１つに記載の耐共振パネル。
【請求項12】
構造体と、前記構造体に隣接して配置された、請求項１～１１のいずれか１つに記載の前記耐共振パネルと、を含むシステム。
【請求項13】
ベースパネルコア材と２つのベースパネル表面シートとを含むベースパネルであって、前記２つのベースパネル表面シートが前記ベースパネルコア材の両側に其々隣接しており且つ無機繊維を含む、ベースパネルを有する耐共振パネルを製造する方法であって、少なくとも１つのスティフナを、前記ベースパネルに沿って、前記ベースパネルの所定領域内に取り付けることを含み、前記少なくとも１つのスティフナは、スティフナコア材と、２つのスティフナ表面シートとを含み、前記２つのスティフナ表面シートは、前記スティフナコア材の両側に其々隣接しており、前記少なくとも１つのスティフナは、前記ベースパネルに耐共振性をもたらすように構成されている、方法。
【請求項14】
前記少なくとも１つのスティフナを前記ベースパネルに取り付けることは、複合材レイアップ、ホットプレス、真空成形、真空バギング、真空補助樹脂トランスファー成形のうちの少なくとも１つ、又は、ねじ、接着剤、接着フィルム、もしくはリベットを含む固着手段のうちの少なくとも１つを取り入れることによって、前記少なくとも１つのスティフナを前記ベースパネルに取り付けることを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
前記少なくとも１つのスティフナを前記ベースパネルに取り付ける前に、前記少なくとも１つのスティフナの内部をくり抜くことにより、前記少なくとも１つのスティフナにくり抜き部を形成することをさらに含む、請求項１３又は１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の実施形態は、概して、遮音材に関し、より具体的には、パネルを用いて遮音性をもたらす方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
現在の遮音技術は、吸音材、ダンパー、ブロッカーなどの受動的なノイズ制御手法を用いている。これらのコンポーネントは、サイズや重量が大きすぎる場合が多く、このことによって、当該手法は、ノイズ制御に関して非効率、あるいは、低周波ノイズ制御には非効果的なものとなっている。能動的なノイズ制御によれば、ノイズ制御の手法として別の選択肢が与えられる。しかしながら、能動的なノイズ制御は、配線や電力を必要とする。このため、能動的なノイズ制御は、複雑であったり、コストがかさんだり、自動車、船舶、航空機などの大きな表面積が存在する用途でのノイズ制御（例えば「大面積単位のノイズ制御」）での実施が困難であったりする。
【発明の概要】
【0003】
本開示では、遮音パネルが提供される。当該遮音パネルは、ベースパネルコア材と２つのベースパネル表面シートとを含むベースパネルを含む耐共振パネルでありうる。前記２つのベースパネル表面シートは、前記ベースパネルコア材の両側に其々隣接している。耐共振パネルは、前記ベースパネルの全領域より小さい前記ベースパネルの所定領域内に、前記ベースパネルに沿って配置された少なくとも１つのスティフナをさらに含む。前記スティフナは、スティフナコア材と、２つのスティフナ表面シートとを含む。前記２つのスティフナ表面シートは、前記スティフナコア材の両側に其々隣接しており、前記スティフナは、前記ベースパネルに耐共振性をもたらすように構成されている。前記スティフナは、低い質量密度で、前記ベースパネルの前記所定領域に剛性を加えることにより、前記ベースパネルに耐共振性をもたらすように構成されうる。前記スティフナは、前記２つのベースパネル表面シートのうちの１つに配置されうる。前記スティフナは、前記２つのベースパネル表面シートの間に、前記ベースパネルコア材に隣接して配置されうる。いくつかの実施形態において、前記スティフナは、前記ベースパネルの総表面積の２５％未満に設けられ、前記スティフナの質量は、前記耐共振パネルの総質量の約２０％未満である。
【0004】
いくつかの実施形態において、前記耐共振パネルは、前記ベースパネルに沿って前記ベースパネルの各所定領域内に其々配置された２つ以上のスティフナを含みうる。
【0005】
前記スティフナコア材は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）発泡体、アラミドハニカム構造、又はこれらの組み合わせを含みうる。前記スティフナ表面シートは、炭素繊維、ガラス繊維、又はこれらの組み合わせを含みうる。
【0006】
いくつかの実施形態において、前記耐共振パネルは、前記耐共振パネルにおける約３００Ｈｚ～約１０００Ｈｚの周波数のノイズ伝播を低減しうる。
【0007】
いくつかの実施形態において、外縁型のスティフナが、前記スティフナの１つ以上の側縁に沿って配置されうる。いくつかの実施形態において、前記スティフナは、前記少なくとも１つのスティフナ内にくり抜き部を画定する内壁を含みうる。いくつかの実施形態において、前記スティフナは、少なくとも１つの慣性部材を含み、前記慣性部材は、サンドイッチ型パネルの前記所定領域に質量増加をもたらすように構成されている。前記慣性部材は、前記スティフナの質量密度の約１０倍の質量密度を有しうる。前記慣性部材は、固体アルミニウム、ゴム、タングステン、セラミック、又はこれらの組み合わせを含みうる。
【0008】
いくつかの実施形態において、前記耐共振パネルは、強化部材を含みうる。前記強化部材は、前記ベースパネルの前記所定領域の外縁に沿って配置されるとともに、前記ベースパネルの前記所定領域に音響境界を規定する。いくつかの実施形態において、前記耐共振パネルは、固定部材を含みうる。前記固定部材は、前記耐共振パネルを構造体に固定するとともに前記ベースパネルの前記所定領域に音響境界を規定するように構成されうる。
【0009】
本明細書で提示される実施形態は、耐共振パネルを製造する方法にも関連しうる。例えば、前記方法は、少なくとも１つのスティフナをベースパネルに取り付けることを含み、前記ベースパネルは、ベースパネルコア材と２つのベースパネル表面シートとを含む。前記２つのベースパネル表面シートは、前記ベースパネルコア材の両側に其々隣接しうる。スティフナは、前記ベースパネルに沿って、前記ベースパネルの所定領域内に配置されうる。スティフナは、スティフナコア材と、２つのスティフナ表面シートとを含みうる。前記２つのスティフナ表面シートは、前記スティフナコア材の両側に其々隣接しうる。前記スティフナは、前記ベースパネルに耐共振性をもたらすように構成されうる。
【0010】
いくつかの実施形態において、前記スティフナを前記ベースパネルに取り付けることは、複合材レイアップ、ホットプレス、真空成形、真空バギング、真空補助樹脂トランスファー成形（ＶＡＲＴＭ）、又はこれらの組み合わせを含みうる。いくつかの実施形態において、前記スティフナを前記ベースパネルに取り付けることは、ねじ、接着剤、接着フィルム、リベット、又はこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを取り入れることによって、前記スティフナを前記ベースパネルに取り付けることを含む。いくつかの実施形態において、当該方法は、前記少なくとも１つのスティフナを前記ベースパネルに取り付ける前に、前記少なくとも１つのスティフナの内部をくり抜くことにより、前記少なくとも１つのスティフナにくり抜き部を形成することをさらに含みうる。
【0011】
本明細書で提示される実施形態は、スティフナを形成する方法にも関連しうる。例えば、当該方法は、ベースパネルの所定領域にスティフナを取り付けることによってベースパネルに耐共振性をもたらすように構成されたスティフナを形成することを含みうる。当該方法は、２つのスティフナ表面シートをスティフナコア材上に配置し、次いで、スティフナ表面シート及びスティフナコア材を、ベースパネルの所定領域内においてベースパネルに取り付けることを含みうる。
【0012】
いくつかの実施形態において、外側セクション及び内側セクションを画定するとともに密閉キャビンを形成しうる構造体（例えば胴体外板）を含むシステムが提供されうる。当該構造体は、耐共振パネルに隣接し、耐共振パネルと協働することにより、向上した遮音効果をもたらしうる。いくつかの実施形態において、耐共振パネルは、航空機に用いることができ、当該航空機が、耐共振パネルを含むシステムである。
【0013】
上記の概要は、単に、いくつかの実施形態を要約することによって、本開示のいくつかの態様の基本的な理解を与えるために提示したものである。従って、上述の実施形態は単なる例であり、本開示の範囲又は精神を狭めるものと解釈すべきではない。本開示の範囲は、ここで要約したものに加えて、可能性のある多くの実施形態を包含するものであり、そのうちのいくつかを以下にさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【0014】
一般的な文言による開示例の説明は以上のとおりである。次に、添付の図面について言及するが、これらの図面は、必ずしも正確な縮尺にしたがったものではない。
【0015】
【図1A-1B】本明細書に記載のいくつかの例示的な実施形態による、耐共振パネルの例示的なスティフナを示す図である。
【図2A-2G】本明細書に記載のいくつかの例示的な実施形態による、耐共振パネルのスティフナの例示的な形状を示す図である。
【図3】本明細書に記載のいくつかの例示的な実施形態による、サンドイッチ型スティフナを強化する外縁型スティフナを示す図である。
【図4A-4C】本明細書に記載のいくつかの例示的な実施形態による、ベースパネルにスティフナを接合する例示的な方法を示す図である。
【図5A-5B】本明細書に記載のいくつかの例示的な実施形態による、ベースパネルにスティフナを取り付ける例示的な方法を示す図である。
【図6A-6D】本明細書に記載のいくつかの例示的な実施形態による、例示的な耐共振パネルの土台を構成する例示的なベースパネルを示す図である。
【図7】本明細書に記載のいくつかの例示的な実施形態による、耐共振パネルに対する例示的な慣性部材の追加を示す図である。
【図8】本明細書に記載のいくつかの例示的な実施形態による、例示的な強化部材を示す図である。
【図9A-9B】本明細書に記載のいくつかの例示的な実施形態による、耐共振パネルに対する例示的な強化部材の追加を示す図である。
【図10A-10B】本明細書に記載のいくつかの例示的な実施形態による、耐共振パネルに対する例示的な固定部材の追加を示す図である。
【図11A-11B】本明細書に記載のいくつかの例示的な実施形態による、例示的な耐共振パネルに見られる複層効果を示す図である。
【図12】本明細書に記載のいくつかの実施形態による、遮音性をもたらす例示的な方法のフローチャートである。
【図13】本明細書に記載のいくつかの実施形態による、耐共振パネルを形成するための例示的な方法のフローチャートである。
【図14】本明細書に記載のいくつかの例示的な実施形態による、航空機における耐共振パネルが使用されうる例示的な部分、ならびに、航空機の側壁パネルに対する例示的な耐共振処置を示す図である。
【図15】本明細書に記載のいくつかの例示的な実施形態による、例示的な耐共振パネルの挿入損失を示す図である。
【図16】本明細書に記載のいくつかの例示的な実施形態による、耐共振パネルに対して例示的な慣性部材を追加した場合を示す図である。
【図17】本明細書に記載のいくつかの例示的な実施形態による、例示的な耐共振パネルに見られる複層効果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
概して、本明細書で提示される本開示の実施形態は、遮音性、特に、低周波数のノイズ制御を実現するための方法及びシステムを含む。より具体的には、反共振の手法を用いることによって、遮音性がもたらされる。本開示のいくつかの実施形態を、添付図面を参照して以下により詳しく説明する。なお、図面には、開示の実施形態のうちのいくつかが示されているが全てが示されているわけではない。実際、これら開示は多くの異なる態様で実施することができ、本明細書に記載した実施形態に限定して解釈されるべきではない。むしろ、これらの態様は、適用されうる所定の法的要件を本開示が満たすように、提示されている。なお、同様の要素は、図面全体にわたって同様の数字で示している。
【0017】
本明細書において、「耐共振性（anti-resonant performance）」とは、構造体の正味の振動変位を低減することによる音響透過損失（sound transmission loss）のことをいう。本明細書に記載のいくつかの実施形態において、このような構造体の正味の振動変位の低減は、一般的に、入射する音波をコンポーネントで反射することによって得られる。このような反射は、開示の要素によって実現することができる。例えば、本明細書で説明するように、本明細書に記載のスティフナ（stiffener-member）をベースパネルに加えることにより、パネルに耐共振性がもたらされ、当該パネルを耐共振パネルとすることができる。
【0018】
「質量密度（mass density）」という用語は、体積あたりの物質の量のことをいう。
【0019】
また、「くり抜き部（hollowed portion）」という用語は、各コンポーネントの所定領域内の穴または材料の欠落部のことをいい、くり抜き部では、コンポーネント内で連続するはずの材料が、欠落している。くり抜き部は、コンポーネントの内部をくり抜くことによって形成することができ、コンポーネントの内壁によって画定されうる。本明細書において、「所定領域（defined area）」とは、概して、耐共振パネルにおける耐共振範囲又は部分のことをいう。すなわち、耐共振パネルは、複数の所定領域又は部分に区分されうる。スティフナは、これらの所定領域のすべて又は一部を覆いうる。慣性部材などの追加のコンポーネントを、所定領域に追加することができ、また、強化部材及び／又は固定部材を、所定領域に追加することもでき、具体的には、これらを、所定領域を規定している外縁に沿って設けることができる。
【0020】
本明細書において、「音響境界（acoustic boundary）」とは、概して物理的なコンポーネントによって付与される、画定された音響伝達路を形成する境界線のことをいい、このような伝達路では、（速度、経路、伝達効率などに関して）隣接する空間とは異なる態様で、音波が進む。本開示では、様々なコンポーネントを耐共振パネルに組み込むことによって音響境界を形成することができ、これにより、パネルに入射したノイズの伝播を、より良好に制御することが可能となる。音響境界は、所定領域の外縁に揃えて設けることができる。
【0021】
本開示で提供されるのは、特にノイズを反射及び／又は遮断することによってノイズ制御を実現するためのシステム、装置、パネル、及び方法である。例えば反共振性を付与するスティフナを含む遮音パネルによって、遮音性をもたらすことができ、このようなパネルを耐共振パネルと称しうる。このようにして得られる耐共振パネルは、パネルを通過する外部音響エネルギーを低減することができ、これにより遮音性を向上させることができる。耐共振パネルは、ベースパネルと、ベースパネルに沿って分散配置されたスティフナとを含む。耐共振パネルは、局所的位相ずれ振動モードとの反共振周波数を実現することにより、パネルを通って任意の密閉構造体内に入る音波放射を、受動的に消失させることを可能にする。従来の航空機キャビン、自動車、船舶などの密閉構造体では、その複雑な形状、大きな寸法、ならびに、窓などの既存の装着部品のために、ノイズ制御のための構造的な振動管理が、非常に困難なものとなりうる。これに対し、ベースパネルをスティフナと組み合わせた耐共振設計は、このような密閉構造体における大面積単位のノイズ制御を可能にするものである。耐共振パネルの軽量且つ曲げ剛性の高い性質によって、反共振によるノイズ制御または耐共振性をもたらすことができる。耐共振パネルは、広い周波数範囲にわたって、特に、数百～千ヘルツ（Ｈｚ）の低周波数範囲において、良好な音響透過損失を達成することができ、同じ周波数範囲における従来の質量追加やダンピングによる手法と比べて、効率が良い。装着されている窓や近傍のフレームなどの既存のコンポーネントを利用して、耐共振パネルに慣性部材を組み込むことにより、耐共振設計をさらに調整することができる。
【0022】
また、耐共振パネルは、航空機の胴体外板などの近傍の構造体と相互作用することによって、複層（double-leaf）の遮音性を実現することもできる。耐共振パネルは、航空機のキャビンなどの構造体や、ノイズ制御が関心事である他の密閉構造体において、目標とするノイズ制御を実現する、軽量且つコンパクトで、実用的且つ経済的な手段をもたらすことができる。特異な輪郭のパネルが必要とされるエリアでは、これまで音響的制御が困難であったため、当該耐共振パネルは、特に、そのようなエリアで有益でありうる。当該耐共振パネルは、個々のスティフナがベースパネルに沿って所定領域に分散配置されたものであり、耐共振パネルの耐共振性を達成するとともに、所望の形状に適合することが可能である。いくつかの実施形態において、耐共振パネルは、航空機のキャビンなどの構造体に、軽量のノイズ遮断隔壁を付与し、特に、形状適合性があり且つ非対称の形状を有する、寸法の大きい既存のパネル（例えば、船舶、ビークル、又は航空機のトリムパネル）を改善し（例えば大面積単位のノイズ制御）、例えばキャビンの窓などの、構造体における他のコンポーネントと協働して、ノイズの伝播を制御することができる。
【0023】
耐共振パネルは、単純なパネルから複雑なパネルまで、任意のパネルと交換することができる。当該耐共振パネルは、既存の遮音パネルと比べて、より単純な製造方法により製造コストを削減するとともに、剛性の制御を可能にし、概して既存の遮音パネルに比べて質量の少ないパネルを実現することができる。具体的には、以前の技術は、吸音材、ダンパー、又はブロッカーなどの、受動的なノイズ制御手法を用いている。これらのコンポーネントは、特に低周波数のノイズ制御には、サイズや重量が大きすぎる場合が多い。能動的なノイズ制御によれば、ノイズ制御の手法として別の選択肢が与えられうる。しかしながら、能動的なノイズ制御は、一般的に配線及び電力要件を必要とするため、このような選択肢は、複雑でコストがかさみ、大面積単位のノイズ制御に実施するのは困難なものとなっている。
【0024】
実際のところ、特に密閉キャビン（例えば自動車、航空機、船舶、列車などのキャビン）の内部における軽量の音響減衰手段が、長い間必要とされている。ビークルのトリムパネルに使用される現行技術のノイズ制御は、ヘルムホルツ式の吸収、拘束層減衰（constrained layer damping）、質量負荷（mass-loading）、吸音用繊維バット（fibrous-type batting）、又はこれらの組み合わせなどの以前からのノイズ制御手段を、慣例的に採用している。一般的に言えば、１０００Ｈｚを超えるノイズには、このような手法で対処することができる。しかしながら、例えば１０００Ｈｚより低い低周波範囲については、軽量のノイズ制御手段が必要とされている。
【0025】
軽量設計が求められるビークルに用いられるトリムパネルは、通常、サンドイッチ型に設計されており、これによれば、密閉キャビンの内壁を構成する境界壁を、比較的耐久性の高いものにしつつ、比較的軽量な構造を実現できる。このようなパネルや、軽量で比較的剛性が高く比較的大型のパネルは、音波放射を生じさせる。また、これらのトリムパネルがビークルの内面の大部分を構成しているため、トリムパネルが、ビークル内部の音響特性に最も影響を与えるものとなっている。これらのトリムパネルが、特に１０００Ｈｚより低いノイズ周波数範囲を支配する全体的な振動モードを生成する可能性があり、トリムパネルに質量負荷を加えることなくこれを緩和することは困難であり、仮に質量負荷を加えると、質量面での大きな不利益ならびにこれに伴う燃料効率の低下が生じる。
【0026】
本開示で提供されるのは、軽量、小型、高いノイズ低減性、及び環境ロバスト性（environmental robustness）といった利点を有する、受動的なノイズ制御技術である。当該耐共振パネルは、高いノイズ低減性を有する、形状適合性に優れた遮音パネルを実現し、これにより、快適なトラベルのための軽量のノイズ制御手段が提供されうる。例えば、当該耐共振パネルは、航空機キャビン内のトリムパネルとして、様々な飛行機モデルの隔壁、バルクヘッド、側壁、及び、床として用いることができ、これによって、チャンバ内及びチャンバ間のノイズ伝播を低減することができる。加えて、耐共振パネルは、例えば、ノイズを発するコンポーネント（例えば、モータ、ポンプ、コンプレッサ、トランスミッション、変圧器、ダクトなど）を含む、家電製品、グラインダ、ブレンダ、電子レンジ、排水ポンプなどの様々な製品に、例えばハウジング又は隔壁として用いることができる。耐共振パネルは、本開示の目的から逸脱することなく、ノイズ制御が望まれる任意の用途など、様々な用途に好適に用いることができる。
【0027】
耐共振パネルは、音の反射メカニズムを用い、反共振を利用することによって、調整した帯域幅の音響エネルギーをパネルから反射させる。本開示のメカニズムは、未改変のパネルに比べると、質量の面でわずかな犠牲を伴いうるが、この犠牲は、質量則による予測に基づいて同様の透過損失性を実現するために採用されうる他の手段よりは、はるかに少ない。この耐共振パネルの透過損失性は、全体的なパネルの振動モードを修正することによって、対象とする低周波範囲において、質量則により予測されるパネルの音響減衰の限界を超えうる。いくつかの実施形態において、全体的なパネルの振動モードを改変するために、１つ以上の慣性部材、固定部材、強化部材などの他のコンポーネントが追加されうる。
【0028】
耐共振パネルは、質量を大幅に増やすことなく、低周波範囲（例えば約３００Ｈｚ～約１０００Ｈｚ）において、特に効果を発揮することができる。耐共振帯域は、本明細書で開示するように、未改変状態のベースパネルで問題となるノイズ周波数の対象範囲に合致するよう、調整することができる。また、現行のトリムパネル設計は、ほとんどの旅客機及びビークルにおいて建築的なデザイン及び特徴が所望されるため、もともと形状が複雑である。この複雑さによって、耐共振設計を施すことが困難になる可能性がある。本開示で提供される、耐共振性を有するパネルは、多様な範囲のパネル材料、形状、サイズ、及び配向を採用することにより、様々な用途に使用できるよう、パネルの汎用性を高めたものである。このノイズ制御メカニズムは、温度、湿度、及び圧力の変化に比較的影響されにくいという付加的な利点も有しており、このことによって、当該パネルは、航空機、列車、自動車など、環境条件の変動を日常的に経験するビークルに適したものとなっている。
【0029】
当該耐共振パネルは、特に非対称形状及び大きな寸法を有する複雑形状のパネルに関して、反共振制御を実施することによって、既存の調整可能なサンドイッチ構造の音響境界を、改善することができる。また、耐共振パネルは、近傍のパネルと相互作用することにより、広帯域幅に関して複層防音効果（double-pane soundproofing）をもたらすことができる。
【0030】
いくつかの実施形態において、事前に認可された材料を耐共振パネルに用いることによって、ノイズ管理のための、大面積単位にわたるノイズ制御又は音響遮断構造を作製することができる。
【0031】
例示的な実施形態を概略的に説明したが、様々な例の動作を実行する様々な構造の設計は、以下に説明する。
【0032】
本開示で提供されるのは、遮音性をもたらすための反共振による防音機能を有する耐共振パネルである。いくつかの実施形態において、当該技術は、例えば、本質的に受動的であり、電子機器や駆動動作に依存して防音機能を実現するものではない。当該耐共振パネルは、例えば軽量且つ剛性の高いサンドイッチ型ベースパネルを含み、様々なサイズ、厚み、及び、例えば事前に認可された航空機材料などの様々な材料で製造することができ、また、様々な方法で取り付けることができる。耐共振パネルは、ベースパネルとともに、スティフナも含む。理論に縛られることを意図しないが、スティフナは、ベースパネルの特定の領域（「所定領域」）に局所的な剛性をもたらし、これにより、得られるパネルの耐共振性が実現される。
【0033】
耐共振パネルは、低周波音を遮断することができるとともに、航空機などのビークルでの使用が既に認可された既存の複合材料を利用することができる。耐共振パネルの機械的特性により、遮音のための高い防音性能がもたらされる。耐共振パネルは、軽量且つ強度の高いパネルが所望される任意の用途、例えば、低燃料ビークルなど、に使用することができる。
【0034】
図１Ａは、スティフナ１０８の例示的な形状を示している。図１Ｂは、スティフナ１０８の追加の例示的な形状を示している。スティフナ１０８は、図１Ｂに示すようなくり抜き部１２４を含みうる。これにより、最終設計後のスティフナ１０８の剛性及び表面密度を変化させ、ひいては、スティフナ１０８の剛性対質量比を変化させることができる。スティフナ１０８は、スティフナ１０８内にくり抜き部１２４を画定する内壁１２２を含みうる。くり抜き部１２４は、スティフナ１０８（例えばスティフナ１０８のスティフナコア材１１４及びスティフナ表面シート１１６、１１７（図２Ａ～図２Ｇに図示）の各々）を垂直に貫通しうる。このようなスティフナ１０８のくり抜きによって、スティフナ１０８の剛性を大幅に低下させることなく、スティフナ１０８の質量を減らすことができる。すなわち、剛性部材１０８は、耐共振パネル１００に有意な質量を加えない一方で、耐共振パネル１００のダイナミック特性を調節するのに十分な剛性を維持する。スティフナ１０８によるこのような調節のバリエーションを利用することにより、所望の耐共振性を得ることができる。
【0035】
図２Ａ～図２Ｇは、ベースパネル１０２上のスティフナ１０８の様々な例示的な構造を示している。反共振効果をもたらすために、１つ以上のスティフナ１０８をベースパネル１０２に用いることができる。スティフナ１０８は、全体的な振動モードを制御し、耐共振設計を可能にするものである。スティフナ１０８は、耐共振パネル１００の耐共振性を実現するために必要とされる、任意の形状、数、配向、又は位置を包含しうる。例えば、いくつかの実施形態において、スティフナ１０８は、耐共振パネル１００の総質量の約１０％～約３０％、例えば耐共振パネル１００の総質量の約１５％～約２５％、例えば耐共振パネル１００の総質量の約２０％以下とすることができる。
【0036】
また、スティフナ１０８は、耐共振パネル１００の総表面積の４０％未満（例えば、スティフナ１０８が載置される耐共振パネル１００の面の総表面積の４０％未満）、例えば、耐共振パネル１００の総表面積の３５％未満（例えば、スティフナ１０８が載置される耐共振パネル１００の面の総表面積の３５％未満）、例えば、耐共振パネル１００の総表面積の３０％未満（例えば、スティフナ１０８が載置される耐共振パネル１００の面の総表面積の３０％未満）、耐共振パネル１００の総表面積の２５％未満（例えば、スティフナ１０８が載置される耐共振パネル１００の面の総表面積の２５％未満）、例えば、耐共振パネル１００の総表面積の２０％未満（例えば、スティフナ１０８が載置される耐共振パネル１００の面の総表面積の２０％未満）、を覆うものであってもよい。いくつかの実施形態において、例えば、スティフナ１０８は、ベースパネル１０２の総表面積の２５％未満に設けられ、スティフナ１０８の質量は、耐共振パネル１００の総質量の約２０％以下である。このように、ベースパネル１０２の総表面積における設置範囲が少なく（例えば耐共振パネル１００の総表面積の４０％未満である）、且つ、耐共振パネル１００の総質量に追加する質量が少ない（例えば耐共振パネル１００の総質量の３０％未満である）ことによって、スティフナ１０８は、ベースパネル１０２の質量に大きな影響を与えることなくベースパネル１０２の剛性を増すとともに、スティフナ１０８の個々の性質によって耐共振性を制御することができる。スティフナ１０８の密度及び厚みは、所望される耐共振性に応じて、変更することができる。スティフナ１０８は、概して、質量密度が低く、剛性が高いものとされる。
【0037】
図２Ａ～図２Ｇに提示した様々な構造は、耐共振パネル１００の剛性及び質量密度特性を変化させることができるいくつかの構造例である。本開示のスティフナ１０８は、図２Ａ～図２Ｇに示したものに限定されるものではなく、本開示の目的及び範囲から逸脱することなく、様々な材料を様々な構造で含むことができる。例えば、スティフナ１０８は、以下の材料及び／又はその他の材料と、所望の軽さと剛性とを併せ持つ性質をもたらすとともにベースパネル１０２に音響境界１３２を付与する設計との組み合わせとすることができる。例えば、スティフナ表面シート１１６、１１７は、炭素繊維、ガラス繊維、又はこれらの組み合わせなどの、軽量で頑丈な素材とすることができる。スティフナコア材１１４は、発泡体（例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）発泡体）を含んでもよく、ハニカム構造（例えばアラミドハニカム構造）であってもよく、多孔質構造あるいはこれらの組み合わせであってもよい。いくつかの実施形態において、スティフナコア材１１４は、ＰＥＴ発泡体、アラミドハニカム構造、又はこれらの組み合わせを含みうる。
【0038】
スティフナ表面シート１１６、１１７は、炭素繊維、ガラス繊維、これらの組み合わせ、又は他の類似の材料を含みうる。いくつかの実施形態において、スティフナ表面シート１１６、１１７は、炭素繊維、ガラス繊維、繊維複合体、又はこれらの組み合わせを含みうる。質量を大幅に増やすことなく剛性を付与するために、金属（例えばアルミニウム）の支柱、トラス、又は多孔質構造体を用いてもよい。２つの異なるスティフナコア材１１４を、図２Ａ～図２Ｇに示している。スティフナ１０８は、ベースパネル１０２に沿う個別の局所的な部分であるので、その材料は、ベースパネル１０２の作製に通常用いられる材料よりも、高い弾性率を有していてもよい。また、スティフナは、ベースパネル１０２全体の長さ／幅にわたるものではなく、ベースパネル１０２に沿って設けられる、概して比較的小さい、局所的な個別の部分であるため、大きな面積で使用すると可燃性が懸念事項となるような材料も、スティフナ１０８に用いることができる。
【0039】
図２Ａ～図２Ｇに示すように、複数のスティフナ表面シート１１６及び／又は１１７を用いて、スティフナ１０８を形成することができる。これに加えて／代えて、複数のスティフナコア材１１４を用いて、スティフナ１０８を形成することができる。いくつかの実施形態において、複数のスティフナ１０８は、ベースパネル１０２上に設けられうる。例えば、図２Ｅの耐共振パネル１００は、ベースパネル１０２上の所定領域１１０ａ、１１０ｂに其々設けられた、第１スティフナ１０８ａ及び第２スティフナ１０８ｂを含む。図２Ｅでは、第１スティフナ１０８ａと第２スティフナ１０８ｂとが同じ構成を有するものとして示されているが、第１スティフナ１０８ａ及び第２スティフナ１０８ｂの構成は、同じものであっても、異なるものであってもよく、また、３つ以上のスティフナ１０８を、ベースパネル１０２に組み込んでもよい。これらの要素の数及び組み合わせのバリエーションを利用して、所望の耐共振性を達成することができる。
【0040】
いくつかの実施形態において、耐共振パネル１００は、２つのベースパネル表面シート１０６、１０７のうちの１つの上に配置されたスティフナ１０８を含みうる。いくつかの実施形態において、耐共振パネル１００は、２つのベースパネル表面シート１０６、１０７の間に、ベースパネルコア材１０４に隣接して配置されたスティフナ１０８を含みうる。図２Ａ～図２Ｅは、ベースパネル表面シート１０６、１０７に装着されたスティフナ１０８を示している。一方、図２Ｆ及び図２Ｇは、ベースパネル１０２の内部に装着されるとともに、ベースパネル表面シート１０６、１０７によって覆われたスティフナ１０８を示している。具体的には、図２Ｆ及び図２Ｇにおいて、スティフナ１０８は、ベースパネルコア材１０４の一部を置換している。図２Ｇに示すように、第１スティフナ表面シート１１６を、接着剤（固着手段１４６）を用いて、ベースパネル表面シート１０６の外側に装着することができる。このようにスティフナ表面シート１１６を載置することによって、スティフナ１０８が配置された所定領域１１０の曲げ剛性を、さらに高めることができる。
【0041】
ベースパネル１０２の内部に装着される場合は、スティフナ１０８は、スティフナコア材１１４と１つ以上のスティフナ表面シート１１６、１１７とを含んでもよいし、あるいは、１つ以上のスティフナ表面シート１１６、１１７を含まずに、スティフナコア材１１４のみを含んでもよい。スティフナ表面シート１１６、１１７は、ベースパネル１０２の内部に（例えば１つ以上のベースパネル表面シート１０６、１０７（図６Ａ～図６Ｄ参照）の下に）装着したり、ベースパネル１０２の外側に（例えば１つ以上のベースパネル表面シート１０６、１０７の上に）装着したりすることができる。
【0042】
スティフナ１０８は、ベースパネル１０２の特定の領域（例えば所定領域１１０）内に特定の構成でスティフナ１０８を組み込むことにより、所望のレベルの耐共振性をもたらすように、設計することができる。すなわち、スティフナ１０８の材料、サイズ、形状、及び構造は、所望の反共振挙動を実現するように改変することができる。いくつかの実施形態において、耐共振パネル１００は、ベースパネル１０２に沿って、ベースパネル１０２の其々の所定領域１１０（例えば図２Ｅに示す第１及び第２所定領域１１０ａ、１１０ｂ）に配置された２つ以上のスティフナ１０８（例えば、図２Ｅに示す第１及び第２スティフナ１０８ａ及び１０８ｂ）を含みうる。
【0043】
理論に縛られることを意図しないが、スティフナ１０８は、ベースパネル１０２に効率的な音響境界を付与し、これによって、耐共振パネル１００の全体的な振動モード（すなわち、第１主モード、第２主モード、及びこれらの間の反共振モードなど、ベースパネル１０２全体の振動モード）を変化させることができる。いくつかの実施形態において、スティフナ１０８は、サンドイッチ型構造（例えば、スティフナコア材１１４の両側でコア材１１４を覆う２つのスティフナ表面シート１１６、１１７を含む構造）を有し、このような構造により、サンドイッチ型のスティフナ１０８における軽量であるが曲げ剛性の高い性質を実現しうる。高い剛性対質量比を有するスティフナ１０８の他の様々な構造が、本明細書で説明される。このような高い剛性対質量比は、耐共振性を可能にするとともに、ビークルに用いた際には、高い燃料効率も実現しうる。いくつかの実施形態において、耐共振パネル１００は、耐共振パネル１００における約３００Ｈｚ～約１０００Ｈｚの周波数のノイズ伝播を低減するように構成されうる。例えば、耐共振パネル１００は、ベースパネル１０２（例えば、図２Ａ～図２Ｇ、図４Ａ～図４Ｃ、図５Ａ～図５Ｂ、及び、図６Ａ～図６Ｄのベースパネル１０２）に設けられたスティフナ１０８（例えば、図１Ａ～図１Ｂ、図２Ａ～図２Ｇ、図４Ａ～図４Ｃ及び図５Ａ～図５Ｂのスティフナ１０８）を含み、当該スティフナが、通常ベースパネルだけでは低減又は制御が難しい、耐共振パネル１００における低周波（例えば約３００Ｈｚ～約１０００Ｈｚ）のノイズ伝播を低減しうる。
【0044】
いくつかの実施形態において、１つ以上のスティフナ１０８を、１つ以上のベースパネル１０２に、具体的には１つ以上のベースパネル表面シート１０６、１０７に加えることにより、ベースパネル１０２の剛性対質量比を変化させることができる。耐共振パネル１００は、ベースパネルコア材１０４及び２つのベースパネル表面シート１０６、１０７を含むベースパネル１０２であって、２つのベースパネル表面シート１０６、１０７が、ベースパネルコア材１０４の両側に其々隣接しているベースパネルと、ベースパネル１０２の所定領域１１０内に、ベースパネル１０２に沿って配置された少なくとも１つのスティフナ１０８と、を含み、所定領域１１０は、ベースパネル１０２の全領域１１２より小さい。スティフナ１０８は、スティフナコア材１１４と、２つのスティフナ表面シート１１６、１１７とを含み、２つのスティフナ表面シート１１６、１１７は、スティフナコア材１１４の両側に隣接しており、スティフナ１０８は、ベースパネル１０２に耐共振性をもたらすように構成されている。スティフナ１０８は、低い質量密度で、ベースパネル１０２の所定領域１１０に剛性を加えることにより、ベースパネル１０２に耐共振性をもたらすように構成されている
【0045】
例えば、図２Ａ～図２Ｇ、図３、及び、図４Ａ～図４Ｃに示すように、スティフナ１０８は、少なくとも１つのスティフナ表面シート１１６、１１７及びスティフナコア材１１４を含むサンドイッチ型のスティフナとして構成されるとともに、本明細書に記載の材料によって形成されることによって、剛性をもたらすことができる。いくつかの実施形態において、例えば、スティフナ１０８は、図１Ｂに示すようにくり抜き部１２４を含むことによって、低い質量密度で剛性を加えることができ、図５Ａ～５Ｂ又は図４Ａ～図４Ｃに示すように、ベースパネルに配置されうる。１つ以上のスティフナ１０８は、１つ以上のベースパネル表面シート１０６、１０７の外面上に配置される。いくつかの実施形態において、１つ以上のスティフナ１０８を、ベースパネルコア材１０４の内部に加えた後に、ベースパネル表面シート１０６、１０７によって覆ってもよい。１つ以上のスティフナ１０８は、ベースパネルコア材１０４に装着してもよいし、これに加えて又は代えて、ベースパネル１０２の所定領域１１０内でベースパネルコア材１０４を置換してもよい。１つ以上のスティフナ１０８を、ベースパネル１０２の所定領域１１０に加えることにより、ベースパネル１０２に沿う特定の箇所におけるベースパネル１０２の剛性対質量比を変化させることができる。様々なスティフナ表面シート１１６、１１７、接着フィルム又は接着剤（まとめて「固着手段」１４６と称する）、及び、スティフナコア材１１４を用いて、スティフナ１０８を形成し、スティフナ１０８及び得られる耐共振パネル１００における所望の剛性及び特定の質量特性を達成することができる。
【0046】
図１Ａ～図１Ｂ及び図２Ａ～図２Ｇに示した構造は、耐共振性のためのスティフナ１０８として効果的に用いることができる実施形態の例である。これらの例ならびにスティフナ１０８の他の構造の組み合わせを、ベースパネル１０２と共に用いることによって、耐共振性が向上した耐共振パネル１００を提供することができる。
【0047】
いくつかの実施形態において、図３に示すように、スティフナ１０８は、軽量であるとともに、耐共振パネル１００の剛性をさらに高める外縁型のスティフナ１１８を含みうる。耐共振パネル１００は、スティフナ１０８の１つ以上の側縁１２０に沿って配置された外縁型のスティフナ１１８を含みうる。例えば、いくつかの実施形態において、外縁型スティフナ１１８は、サンドイッチ型のスティフナ１０８（例えば図３参照）などのスティフナ１０８を補強するために追加してもよいし、単独でスティフナ１０８として用いてもよい。外縁型のスティフナ１１８は、サンドイッチ型のスティフナ１０８の外縁に沿って配置されることで特に効果を発揮して、耐共振パネル１００の耐共振性をさらに向上させる。例えば、図３は、サンドイッチ型のスティフナ１０８を強化する軽量の外縁型スティフナ１１８を示しており、サンドイッチ型のスティフナは、サンドイッチ型のベースパネル１０２に係合している。
【0048】
図３に示すように、外縁型スティフナ１１８は、例えば、Ｚ字形の断面を有する（例えば、２つの平行な水平部分が垂直部分によって連結されており、これら２つの平行な水平部分は、水平部分の対向する端部において其々が垂直部分に連結されて、Ｚ字形の断面を形成している）とともに、サンドイッチ型のスティフナ１０８の１つ以上の側部又は側縁１２０に沿って延びている。例えば、図３に示した実施形態では、外縁型スティフナ１１８は、サンドイッチ型スティフナ１０８の３つの側縁１２０に沿ってサンドイッチ型スティフナ１０８の外縁をたどるように延びている。ただし、外縁型スティフナ１１８は、サンドイッチ型スティフナ１０８の側縁のうちの１つ、２つ、又はすべてをたどるものであってもよい。耐共振パネル１００の剛性は、外縁型スティフナ１１８が、図３に示すように、周囲を囲む３つ以上の側縁１２０を繋ぐように延びる場合に、特に高まる。外縁型スティフナ１１８は、Ｉ字形の断面（例えば、２つの平行な水平部分が垂直部分によって連結されており、これらの２つの平行な水平部分は、垂直部分の上端及び下端で中央揃えされて、Ｉ字形の断面を形成している）、Ｌ字形の断面（例えば、１つの水平部分が１つの垂直部分の下端に連結されてＬ字形の断面を形成している）、Ｚ字形の断面、Ｔ字形の断面（例えば、１つの水平部分が１つの垂直部分の上端に連結されてＴ字形の断面を形成している）などを有していてもよいし、サンドイッチ型ベースパネル１０２に軽量のスティフナ１０８を設けることができる任意の他の適当な構造を有していてもよい。
【0049】
いくつかの実施形態において、スティフナ１０８の材料は、航空宇宙産業又は自動車産業用に既に適合化された、事前に認可された材料であってもよい。いくつかの実施形態において、ベースパネル１０２を構成する材料と同じ材料をスティフナ１０８に用いる一方で、構造、サイズ、及び厚みを異ならせることで、所望の耐共振性を達成してもよい。
【0050】
耐共振パネル１００の耐共振性は、ベースパネル１０２に対するスティフナ１０８の接合強度を最大化することにより、さらに向上させることができる。ベースパネル１０２に対するスティフナ１０８の接合は、特に、スティフナ１０８の外縁又は側縁１２０に沿って、できるだけ完全なものにするのがよい。図４Ａ～図４Ｃは、スティフナ１０８をベースパネル１０２に接合するための例示的な方法を示している。図４Ａは、ベースパネル１０２の形状にフィットするようにモールド内で形成された、剛性が高く且つ形状適合性に優れたスティフナ１０８を示している。本明細書において、「形状適合性（conformal）」とは、隣接するコンポーネントに密にフィットするような形状を、アイテムが有することをいう。例えば、形状適合性を有するスティフナ１０８という場合、スティフナ１０８（例えばスティフナ表面シート１１６、１１７のうちの一方）の表面が、ベースパネル１０２に密に隣接するとともに、ベースパネル１０２の曲率にならうことをいう。スティフナ１０８の外形をたどって切り取ることにより、耐共振パネル１００用のスティフナ１０８が形成される。
【0051】
複雑なスティフナ１０８の場合に特に有益な方法として、スティフナ１０８は、スティフナパネル原材１５０として、前もって製造することができる。このパネル原材１５０から、所望の耐共振性をもたらすための予め決められた特定の部分を切り出して（スティフナ切り出し部１５２）、スティフナ１０８として既存のベースパネル１０２に重ねる。この方法は、スティフナ１０８を必要とする特定の所定領域１１０が、図４Ａに示すように複雑形状あるいは高度に輪郭付けされている場合に、特に有用である。この手法では、スティフナ１０８をベースパネル１０２に高い接合強度で接合させることができ、これにより、得られる耐共振パネル１００の有効剛性を増すことができる。
【0052】
他の方法で、スティフナ１０８をベースパネル１０２に接合させることもできる。図４Ｂは、ベースパネル１０２上にスティフナ１０８を形成するための例示的なプロセスを示している。具体的には、図４Ｂは、レイアッププロセスによってスティフナ１０８を形成する例示的な方法を示している。ここで、スティフナ１０８を構成する要素（本実施形態では、スティフナ表面シート１１６、１１７、固着手段１４６、及び、スティフナコア材１１４）は、平らであるものの、可撓性を有しており、これにより、これらの構成要素を、レイアッププロセス中に、ベースパネル１０２（ベースパネル表面シート１０６、１０７及びベースパネルコア材１０４を含む）の表面形状に沿う形状とすることができる。次に、スティフナ１０８とベースパネル１０２とを接合させて、耐共振パネル１００を形成する。この際、配置が完了した状態で、オートクレーブを用いて、より高い接合圧力を達成してもよいし、アタッチメント上にサンドバッグを装着して接合を補助してもよい。図４Ｂに示した方法は、他の方法よりも費用効果が高く、効率的である。
【0053】
図４Ｃは、スティフナ１０８をベースパネル１０２に接合するための別の例示的な方法を示している。具体的には、図４Ｃに示した実施形態では、例えば、スティフナパネル原材１５０からスティフナ１０８を切り出すこと（図４Ａ参照）、予めカットされたスティフナの構成要素を用いてスティフナをビルドアップすること（例えば図４Ｂ）、あるいはこれらの組み合わせによって、スティフナ１０８が作製される。スティフナ１０８は、スティフナコア材１１４及びスティフナ表面シート１１６、１１７を含んでいる。ベースパネルコア材１０４の一部をくり抜いて、スティフナ１０８を挿入することができる。次に、ベースパネル表面シート１０６、１０７を、ベースパネルコア材１０４及びスティフナ１０８に装着して、耐共振パネル１００を形成する。このような実施形態では、スティフナ１０８をベースパネル１０２に組み込むことにより、スティフナ１０８の剛性がベースパネル１０２に付与されるとともに、面一あるいは一様な表面を有する耐共振パネル１００を提供することができる。いくつかの実施形態において、ベースパネルコア材１０４の一部を切り取らずに、スティフナ１０８をベースパネルコア材１０４に接着し、次いで、スティフナ１０８及びベースパネルコア材１０４の両方にベースパネル表面シート１０６、１０７を装着することにより、スティフナ１０８をベースパネル１０２に組み込んでもよい。これらの方法の変形例を、本開示の目的から逸脱することなく用いることができ、また、利用可能な材料や資源に応じて他の方法を用いることにより、同様の成果を達成することもできる。
【0054】
スティフナ１０８の設計が指定されると、そのスティフナ１０８を、いくつかの手段でベースパネル１０２に取り付けることができる。その例を、図５Ａ及び図５Ｂに示している。具体的には、図５Ａ及び５Ｂは、スティフナ１０８をベースパネル１０２に装着する例示的なプロセスを示している。図５Ａでは、スティフナ１０８は、事前に製造されており、機械式の留め具（例えば固着手段１４６）を用いてベースパネル１０２に装着される。図５Ａは、これにより得られる耐共振パネル１００の断面も示している。図５Ｂでは、スティフナ１０８は、事前に製造されており、接着フィルム（例えば固着手段１４６）を用いて装着されるとともに、ベースパネル１０２に対してオートクレーブでレイアップされている。図５Ｂは、これにより得られる耐共振パネル１００の断面も示しており、スティフナ１０８がベースパネル１０２に直接取り付けられた状態を示している。ホットプレス、真空バギング（vacuum bagging）、サンドバギング（sand-bagging）等、又はこれらの組み合わせなど、様々な接合技術を用いることができ、ねじ、接着剤、接着フィルム、リベット及びこれらの組み合わせなどの様々な要素を用いることもできる。例えば、一実施形態において、硬質の発泡接着剤を用いることにより、２つの界面の間（例えばスティフナ１０８（例えば１つ以上のスティフナ表面シート）とベースパネル１０２との間）で、空隙が確実に埋まるように接着させてもよい。コンポーネントを固着する際には、本開示の目的及び範囲から逸脱することなく、様々な方法を用いることができる。例えば、いくつかの実施形態において、図４Ａ～図４Ｃ及び図５Ａ～図５Ｂの製造及び接着方法のうちの１つ以上を組み合わせることが、望ましい場合もありうる。
【0055】
図６Ａ～図６Ｄは、例示的なベースパネル１０２、具体的にはサンドイッチ型ベースパネル１０２を示しており、これらは、本明細書で説明するように、耐共振パネル１００に用いられうるものである。図６Ａ～図６Ｄに示したベースパネル１０２の各々は、ベースパネル表面シート１０６、１０７及びベースパネルコア材１０４を含むことにより、サンドイッチ型のベースパネル１０２を構成している。図６Ａ～図６Ｄに示した実施形態は、ベースパネルコア材１０４の両側に、同じベースパネル表面シート１０６、１０７を用いているが、耐共振パネル１００内でベースパネル表面シート１０６、１０７を異ならせてもよい。（すなわち、ベースパネル表面シート１０６、１０７の種類（すなわち材料）が、ベースパネルコア材１０４の両側で異なっていてもよいし、ベースパネルコア材１０４の同じ側内で異なっていてもよい。）また、図６Ａ～図６Ｄに示した実施形態は、ベースパネル１０２の長さ及び幅にわたって、同じベースパネルコア材１０４を用いているが、耐共振パネル１００内でベースパネルコア材１０４を異ならせてもよい。
【0056】
図６Ａの平らなサンドイッチ型ベースパネル１０２は、炭素繊維のベースパネル表面シート１０６、１０７がアラミドハニカムベースパネルコア材１０４を覆っているものである。図６Ｂの輪郭付けされたサンドイッチ型ベースパネル１０２は、図６Ａのものと同じ材料であるとともに、より大きな厚みのベースパネルコア材１０４及び湾曲形状を有するもの（ベースパネル表面シート１０６、１０７及びベースパネルコア材１０４）である。図６Ｃの平らなサンドイッチ型複合ベースパネル１０２は、ガラス繊維のベースパネル表面シート１０６、１０７がアラミドハニカムベースパネルコア材１０４を覆うとともに、面内輪郭切り欠き部有するものである。図６Ｄのサンドイッチ型ベースパネル１０２は、薄いアルミニウムのベースパネル表面シート１０６、１０７がＰＥＴ発泡体ベースパネルコア材１０４を包囲する構成である。図６Ｄにおけるベースパネル１０２の厚み、具体的にはベースパネルコア材１０４の厚みは、ベースパネル１０２に沿って変化しており、これによりベースパネル１０２には起伏部１６０が形成されている。このような輪郭付けされたベースパネル１０２は、所望の形状及び構造を実現するための様々な曲率及び角度を含みうる。例えば、ベースパネル１０２の様々な部分でベースパネル１０２を輪郭付けることにより、耐共振パネル１００を使用する壁の所望位置に特別に適合させたり、耐共振パネル１００に求められる遮音性を実現したりすることができる。
【0057】
本開示のベースパネル１０２は、図６Ａ～図６Ｄに示したものに限定されるものではなく、本開示の目的及び範囲から逸脱することなく、様々な要素を様々な構成で含むことができる。例えば、耐共振パネル１００のベースパネル１０２は、これらの要素及び／又は他の要素と、耐共振性を有する軽量且つ高剛性のパネルを実現する設計との組み合わせとすることができる。
【0058】
パネルサイズが大きくなるにつれて、有効な音響境界が拡大するため、反共振による遮音性が、可聴周波数における低周波領域、例えば３００Ｈｚ～１０００Ｈｚに対して、脆弱になる。このような挙動は、通常、異なる周波数においてパネルに重ね合わせされる特徴的な幾何学パターンを有する、望ましくない振動音響モードが形成されることによって、支配される。このようなモードは、音響測定及びモデリングで用いられる様々なツールによって求められるように、パネル上の特定の位置をスティフナ１０８を用いて改変することによって、緩和することできる。より高い性能を得るために、耐共振パネル１００に追加のコンポーネントを設けてもよい。例えば、慣性部材１２６（例えば図７参照）、強化部材１２８（例えば図８Ａ及び８Ｂ参照）、固定部材１３４（図９Ａ及び９Ｂ参照）、及び、これらの組み合わせを、効果的なパネル位置に加えることによって、耐共振パネル１００の耐共振性をさらに向上させることができる。このような処置によって、耐共振パネル１００の耐共振性を調整することもできる。いくつかの実施形態において、追加のコンポーネントによって、透過損失の帯域を広げたり、帯域をより高い周波数にシフトさせたり、あるいはこれらの組み合わせを行うことができる。追加の利点として、区分化された耐共振パネル１００において所定の音響境界１３２に沿って慣性部材１２６及び／又は固定部材１３４を設けることは、耐共振性のＱ値（quality factor）を高めるのに効果的であり、これにより、遮音性能をさらに向上させることができる。
【0059】
慣性部材１２６は、概して、耐共振パネル１００の特定の部分に比較的少量の質量を付与するために耐共振パネル１００に追加される、個別の高密度のコンポーネントである。耐共振パネル１００は、少なくとも１つの慣性部材１２６を含みうる。慣性部材１２６は、耐共振パネル１００の所定領域１１０に質量増加をもたらすように構成される。例えば、図７に示すように、１つ以上の慣性部材１２６が、耐共振パネル１００に追加されうる。このような例において、慣性部材１２６は、材料を含むとともに、慣性部材１２６が配置されたその特定の位置における耐共振パネル１００の質量密度を増大させる形状を有する。すなわち、慣性部材１２６は、小さい径で、高い質量密度を付与する。（例えば、慣性部材１２６は、概して、スティフナ１０８の径よりも小さい径を有するが、スティフナ１０８の質量密度よりも高い質量密度を有する。）いくつかの実施形態において、慣性部材１２６は、例えば、スティフナ１０８の質量密度の約５倍、１０倍、又はそれ以上の質量密度を有する一方で、概して、非常に小さいため、耐共振パネル１００に剛性を付与しない。（例えば、慣性部材１２６は、スティフナ１０８の径より小さい径を有する一方で、スティフナ１０８が付与することができるような剛性を付与しない。）慣性部材１２６は、スティフナ１０８の質量密度の約１０倍の質量密度を有しうる。このような質量密度によれば、小さい径にわたって大きな質量増加が付与されることにより、耐共振パネル１００の総質量を大幅に増すことなく、当該位置における質量を効果的に増やすことができる。一方、スティフナ１０８は、パネルの質量を大幅に増すことなく、パネルの剛性を高めることができる。
【0060】
例えば、慣性部材１２６の密度は、約０．５ｋｇ／ｍ3～約３０ｋｇ／ｍ3、例えば、約１ｋｇ／ｍ3～約２０ｋｇ／ｍ3である。慣性部材１２６によって、特定の位置に質量が集中し、これによって、局所的なモードが対象とする周波数範囲から外れるか、あるいは、局所的な振動が抑制される（例えば図１５）。いくつかの実施形態において、慣性部材１２６の導入によって質量が増すことに伴い、得られる透過損失が減少する。従って、慣性部材１２６の追加においては、質量の増大と、所望の周波数範囲における所望の透過損失とで釣り合いを取る。質点（point-masses）としての慣性部材１２６の追加は、最少の質量犠牲で反共振性を維持するのに有効である。慣性部材１２６は、固体アルミニウム、ゴム、タングステン、セラミック、又はこれらの組み合わせを含みうる。これらの材料は、パネルの質量を大幅に増すことなく、比較的高い質量密度を付与するからである。
【0061】
本開示による慣性部材１２６は、比較的少量の質量を付与することにより耐共振パネル１００の音響特性を調整するのに有用な、任意の適当な形状及び材料を有しうる。慣性部材１２６は、機械式の留め具、接着剤、本明細書に記載のその他の方法等、あるいはこれらの組み合わせなどの固着手段（例えば固着手段１４６）によって、固定することができる。慣性部材１２６は、任意の形状で実施することができるが、慣性部材１２６は、形状とは無関係に、質点として有効なものでなければならない。
【0062】
図７は、耐共振パネル１００に対する例示的な慣性部材１２６の導入を示している。図７は、慣性部材１２６とスティフナ１０８（１つのスティフナ表面シート１１６及びスティフナコア材１１４を図示）の両方が、サンドイッチ型ベースパネル１０２（ベースパネル表面シート１０６、１０７及びベースパネルコア材１０４を含む）上に設けられて、耐共振パネル１００を形成している状態を示している。
【0063】
耐共振性を維持するための別の方法は、強化部材１２８を用いて、耐共振パネル１００の一部を強化することである（図９Ａ及び図９Ｂ参照）。耐共振パネル１００は、強化部材１２８を含みうる。強化部材１２８は、ベースパネル１０２の所定領域１１０の外縁１３０に沿って配置され、ベースパネル１０２の所定領域１１０に音響境界１３２を規定する。強化部材１２８は、耐共振パネル１００に沿う特定の位置に隔壁を付与することにより、耐共振パネル１００を音響的に分割し、これにより音響境界１３２を形成する。強化部材１２８は、このような分割によって、耐共振パネル１００の全体的な音響性能の制御を改善するのに役立つ。強化部材１２８は、任意の配向で載置することができ、また、任意の数の強化部材１２８を、耐共振性の向上に適した位置に用いることができる。強化部材１２８は、特に非平面状又は輪郭付けされた耐共振パネル１００において、耐共振パネル１００の音響境界１３２を規定するのに役立つ。
【0064】
図８は、様々な耐共振パネル１００の強化に用いることができる例示的な強化部材１２８の断面形状を示している。中実構造型で且つサンドイッチ型の強化部材１２８が図示されている。強化部材１２８の断面形状は、当業界で一般的に使用されているいくつかの種類の断面形状（Ｉ字形、Ｌ字形、Ｚ字形、Ｔ字形など）を実施することができ、剛性対質量比を最大化する新たな断面形状、又はより複雑な断面形状とすることもできる。強化部材１２８の長さ及びサイズは、特定の耐共振性を達成するように設計することができる。
【0065】
強化部材１２８は、任意の種類の材料によって形成することができ、複合材料であってもよく、サンドイッチ型構造を有していてもよく、また、高い曲げ剛性（例えばスティフナ１０８に匹敵するもの）を有する軽量のコンポーネントを実現するのに好適なこれらの組み合わせであってもよい。強化部材１２８の固着手段１４６は、スティフナ１０８の固着に用いられる前述のものであってもよいし、強化部材１２８の取り付け面積上での質量密度の犠牲を最少としつつ、振動運動を抑制するのに好適な他の手段であってもよい。強化部材１２８は、例えばベースパネル１０２の構造内の材料などの事前に認可された複合材料など、様々な材料を含みうる。強化部材１２８は、耐共振パネル１００の区画化を高めて、より高効率の耐共振パネル１００を実現する音響境界１３２を形成するのであれば、外縁型スティフナ１１８に類似の外縁型構造に構成してもよい。強化部材１２８は、概して、長状の（長さが幅より大きい）部材である。
【0066】
図９Ａは、耐共振パネル１００の反共振制御をさらに向上させるとともに透過損失を高めることができる、例示的な強化部材１２８を示している。より具体的には、図９Ａは、強化部材１２８を含むシステム２００の側面図を示しており、当該強化部材は、航空機のキャビンパネル２０２として用いられた耐共振パネル１００を水平方向に補強するために用いられている。図９Ｂは、航空機のキャビンパネル２０２として用いられた耐共振パネル１００の一部を強化するための垂直方向のサンドイッチ型強化部材１２８を含むシステム２００を示している。様々な形状の強化部材１２８を用いて、耐共振パネルの耐共振性を向上させることができる。
【0067】
耐共振パネル１００を胴体外板１３７（例えば図１４参照）又は窓２２４（例えば図９Ａ及び図９Ｂ参照）などの構造体１３６に規則的に取り付けることによって、音響境界１３２をさらに規定し、耐共振性を向上させることができる（図１０Ａ及び図１０Ｂ参照）。
【0068】
図１０Ａ及び図１０Ｂを参照すると、固定部材１３４を用いることにより、耐共振パネル１００を、胴体外板１３７又は窓２２４などの構造体１３６の他のコンポーネントに固定することができる。耐共振パネル１００は、固定部材１３４を含みうる。固定部材１３４は、耐共振パネル１００を胴体外板１３７や窓２２４などの構造体１３６に固定するとともに、ベースパネル１０２の所定領域１１０の音響境界１３２を規定するように構成されている。固定部材１３４は、構造体１３６（例えば胴体外板１３７又は窓２２４などの質量の大きい構造体）の既存の部品を利用することによって、より安定した振動音響境界１３２を耐共振パネル１００に付与しうる。固定部材１３４は、振動の遮断及び制御を助け、耐共振パネル１００の耐共振性を向上させることができる。
【0069】
耐共振パネル１００を航空機（例えば図１３の航空機１４５）に用いる実施形態では、胴体外板１３７上のいくつかの箇所を、固定部材１３４を耐共振パネル１００に取り付ける固定ポイントとすることにより、耐共振性をさらに向上させることができる。胴体外板１３７の各所における好都合の固定箇所、例えば、窓２２４、ストリンガー、周囲フレーム部分、又はその付近の類似箇所を利用することができる。固定部材１３４を耐共振パネル１００に取り付ける固定箇所の選択肢に、付近のコンポーネント、ならびに、胴体外板１３７に固定されたコンポーネントを含めることができ、これによれば、有効な固定状態を実現するのに必要な留め具や部品による質量増加を、低減することができる。
【0070】
図１０Ａは、耐共振パネル１００及び隣接する胴体外板１３７を含む例示的なシステム２００の側面図であり、図１０Ｂは、耐共振パネル１００及び隣接する胴体外板１３７を含む例示的なシステム２００の背面図である。例示的な固定部材１３４が図示されている。固定部材１３４は、耐共振パネル１００の特定部分に取り付けられることにより、耐共振性に好適な音響境界１３２を形成する。固定部材１３４は、固定部材１３４が取り付けられた耐共振パネル１００の部分を隣接する胴体外板１３７に固定することができる、ブラケット、アンカーボルト、他の留め具、又はこれらの組み合わせを含みうる。また、固定部材１３４に沿って減衰作用を付与することにより、取り付け位置又は部分において、胴体外板１３７から耐共振パネル１００に誘発される振動を、低減することができる。
【0071】
航空機（例えば図１４の航空機１４５参照）において、航空機トリムパネル１５４が、ビークルのキャビンの側壁を形成する一方で、トリムパネル１５４の背後に位置する胴体外板１３７は、ビークル本体の外装としての役割を果たしている。これら２つのコンポーネント（トリムパネル１５４と胴体外板１３７）の間の間隙を、音響的に活用することができ、この間隙内において、広帯域にわたって全体的な音響減衰量を増大させることができる。このような構造を、複層構造（double-pane architecture）と称することができる。トリムパネル１５４を、ベースパネル１０２及び１つ以上のスティフナ１０８を有する１つ以上の耐共振パネル１００と置き換えることができる。これにより、耐共振パネル１００が、航空機１４５の密閉キャビン１５５の少なくとも一部を画定する内側壁パネルとして作用する。
【0072】
この複層音響効果は、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、通常２つの低周波共振モードを有しており、そこから周波数が上がるにつれて音響減衰量が急激に増大する。正しく組み合わせれば、耐共振パネル１００の反共振性と複層効果とが協働で作用することにより、耐共振パネル１００における全体的な音響透過損失が、密閉構造（例えば図１４の密閉キャビン１５５）内に及ぶ。図１１Ａ及び図１１Ｂは、互いに同相で共振する２つの構造体（図１１Ａ）、及び、位相ずれしている２つの構造体（図１１Ｂ）（例えば胴体外板１３７及び耐共振パネル１００）によって引き起こされる例示的な複層効果を示している。
【0073】
次に、図１２を参照すると、いくつかの実施形態において、ベースパネルコア材１０４及び２つのベースパネル表面シート１０６、１０７を有するベースパネル１０２を含む耐共振パネル１００を製造する方法１１００が提供される。２つのベースパネル表面シート１０６、１０７は、ベースパネルコア材１０４の両側に隣接している。方法１１００は、少なくとも１つのスティフナ１０８をベースパネル１０２に取り付けること（工程１１１０）を含む。上述のように、スティフナ１０８は、ベースパネル１０２に沿って、ベースパネル１０２の所定領域１１０内に配置される。ベースパネル１０２は、ベースパネルコア材１０４、及び、２つのベースパネル表面シート１０６、１０を含んでいる。スティフナ１０８は、スティフナコア材１１４、及び、２つのスティフナ表面シート１１６、１１７を含んでいる。スティフナ１０８は、ベースパネル１０２に耐共振性をもたらすように構成されている。いくつかの実施形態において、スティフナ１０８をベースパネル１０２に取り付けることは、複合材レイアップ、ホットプレス、真空成形、真空バギング、真空補助樹脂トランスファー成形（vacuum assisted resin transfer molding:ＶＡＲＴＭ）、又はこれらの組み合わせ（工程１１１２）を含みうる。いくつかの実施形態において、スティフナ１０８をベースパネル１０２に取り付けることは、ねじ、接着剤、接着フィルム、リベット、又はこれらの組み合わせを含む固着手段１４６のうちの少なくとも１つを取り入れること（工程１１１４）により、スティフナ１０８をベースパネル１０２に取り付けることを含みうる。
【0074】
図１２は、本明細書に記載のいくつかの実施形態による、構造体（例えば胴体外板１３７）に遮音性をもたらす例示的な方法１１００を示している。具体的には、少なくとも１つのスティフナ１０８をベースパネル１０２に取り付けること（工程１１１０）を含む方法１１００が示されている。（図２Ａ～図２Ｇ、図４Ａ～図４Ｃ、図５Ａ及び図５Ｂ、ならびにこれら各図面に関する本明細書に記載の説明を参照。）方法１１００は、ベースパネルコア材１０４及び２つのベースパネル表面シート１０６、１０７を含むベースパネル１０２を用意すること（工程１１０８）（図６Ａ～図６Ｄ参照）も含みうる。上述のように、スティフナ１０８をベースパネル１０２に取り付けることは、複合材レイアップ、ホットプレス、真空成形、真空バギング、ＶＡＲＴＭ、及びこれらの組み合わせ（工程１１１２）を含みうる。スティフナ１０８をベースパネル１０２に取り付けることは、工程１１１４に示すように、ねじ、接着剤、接着フィルム、リベット、又はこれらの組み合わせを含む少なくとも１つの固着手段１４６を取り入れることにより、スティフナ１０８をベースパネル１０２に取り付けることを含みうる。本明細書に開示の様々な実施形態を、遮音性をもたらすための方法に組み込むことができる。
【0075】
いくつかの実施形態において、方法１１００は、少なくとも１つのスティフナ１０８をベースパネル１０２に取り付ける前に、スティフナ１０８の内部１４８をくり抜くことにより、スティフナ１０８にくり抜き部１２４を形成すること（工程１１０９）を含みうる。
【0076】
図１３は、本明細書に記載のいくつかの実施形態による、耐共振パネル１００を形成するための例示的な方法１２００のフローチャートである。具体的には、方法１２００は、少なくとも１つのスティフナ表面シート１１６及び／又は１１７をスティフナコア材１１４上に配置すること（工程１２１０）、及び、スティフナ１０８をベースパネル１０２の所定領域１１０に取り付けること（工程１２２０）によって、ベースパネル１０２に耐共振性をもたらすように構成されたスティフナ１０８を形成することを含む。本明細書に開示の様々な実施形態を、遮音性をもたらすための方法に組み込むことができる。
【0077】
図９Ａ及び図９Ｂ、図１０Ａ及び図１０Ｂ、ならびに図１１Ａ及び図１１Ｂを再び参照すると、いくつかの実施形態において、構造体１３６（例えば胴体外板１３７）と、当該構造体（例えば胴体外板１３７）に隣接する少なくとも１つの耐共振パネル１００とを含むシステム２００が提供されうる。構造体１３６（例えば胴体外板１３７）は、外側セクション１３８ａ及び内側セクション１３８ｂを画定しており、密閉キャビン１５５を形成しうる。構造体１３６（例えば胴体外板１３７）は、耐共振パネル１００に隣接しており、耐共振パネル１００と協働することにより、向上した遮音効果をもたらしうる（例えば、図１０Ａ及び図１０Ｂについて説明した固定部材１３４及び／又は図１１Ａ及び図１１Ｂについて説明した複層効果を参照）。いくつかの実施形態において、耐共振パネル１００は、航空機（例えば航空機１４５）に用いられ、この場合、当該航空機が、耐共振パネル１００を有するシステム２００である。
【0078】
図１４は、航空機１４５における耐共振パネル１００が用いられうる例示的な部分を示しており、耐共振パネル１００が航空機１４５の胴体外板１３７に組み付けられて、密閉キャビン１５５を形成する一例を提示している。耐共振パネル１００は、トリムパネル１５４が設けられている位置で、トリムパネルに追加して、あるいはトリムパネルに代えて、航空機１４５に加えることができる。例えば、スティフナ１０８がベースパネル１０２に組み付けられ、これにより、耐共振パネル１００の広帯域の遮音性が実現される。図１４は、スティフナ１０８の一使用例を提示しているが、スティフナ１０８は、密閉キャビン１５５全体における様々な位置に加えることができる。図１４に示すように、スティフナ１０８をベースパネル１０２に組み付けることにより、ベースパネル１０２単独の場合と比べて、向上した防音効果がもたらされる。音波１０９は、耐共振パネル１００で反射される。耐共振パネル１００は、このようにして、特に低周波において、より高いノイズ遮断効果を密閉キャビン１５５にもたらす。
【0079】
いくつかの実施形態において、密閉キャビン１５５に遮音性がもたらされうる。密閉キャビン１５５に対する遮音性は、少なくとも１つの耐共振パネル１００を密閉キャビン１０２に隣接して配置することによってもたらされうる。当該少なくとも１つの耐共振パネル１００は、ベースパネル１０２と、ベースパネル１０２に取り付けられた少なくとも１つのスティフナ１０８とを含み、少なくとも１つのスティフナ１０８は、ベースパネル１０２に耐共振性をもたらすことにより、密閉キャビン１５５内へのノイズ伝播を低減する。いくつかの実施形態において、少なくとも１つの耐共振パネル１００を密閉キャビン１５５に隣接して配置することは、耐共振パネル１００を、前述したように密閉キャビン１５５に隣接して配置することを含む。いくつかの実施形態において、少なくとも１つの耐共振パネル１００は、密閉キャビン１５５に連結されうる。いくつかの実施形態において、少なくとも１つの耐共振パネル１００は、固定部材１３４を用いて密閉キャビン１５５に連結されうる。
【0080】
効果的な耐共振性の一例が、図１５に描かれている。具体的には、図１５は、有限要素解析法（finite element analysis：FEA）を用いた例示的な予測、及び、実験測定結果を示している。図１５に示した成果は、単に代表的なものであり、遮断されうる音に関連している。図１５に示した成果は、本開示を限定することを意図するものではない。図１５は、耐共振パネル１００の挿入損失（実線）を、対応するＦＥＡ予測（ダイアモンド形で示す）とともに示している。破線の曲線は、同じ質量密度の等方性プレートを用いた、質量則による、対応する予測である。図１５に示すように、耐共振パネル１００は、特に比較的低周波において、ノイズ遮断性が向上し、同等の質量密度のものよりも、はるかに高いノイズ遮断性をもたらす。図１５に示すように、本実施形態において、図示のノイズ減少を達成するのに必要な質量は、耐共振パネル１００に用いられるものの約１６倍である。他の程度の改善も、可能である。
【0081】
図１６は、例示的な実施形態における、より広帯域の耐共振性を実現するために、例示的な慣性部材１２６を耐共振パネル１００に加えた場合の成果を示している。図１６に示すように、いくつかの実施形態において、慣性部材１２６を加えること（正方形で示す）によって、慣性部材１２６を用いない実施形態（三角形で示す）と比べて、より広帯域での耐共振性がもたらされる。いくつかの実施形態において、慣性部材１２６を追加することにより、慣性部材１２６を用いない実施形態にみられる耐共振性の低下を、抑制することができる。慣性部材１２６によって、概して、耐共振パネル１００の音響性能を調整することができ、より広帯域の耐共振性を実現することができる。慣性部材１２６によって、新たな音響境界１３２の点、線、又は部分を画定することができ、より良好に区画化された耐共振パネル１００を作製することができる。慣性部材１２６は、共振周波数を、目的の周波数範囲から遠ざけることに役立ちうる。
【0082】
図１７は、反共振と複層効果とがどのように組み合わさって、非常に大きい音響周波数バンドギャップを減衰するかを示している。具体的には、図１７は、未加工のトリムパネル（破線曲線）（ベースパネル１０２及び固定部材１３４を含む）と、耐共振トリムパネル（三角形のマーク）（ベースパネル１０２、固定部材１３４、及びスティフナ１０８を含む）との、複層効果による予測される透過損失の比較の一例を示している。例えば、本実施形態に見られるように、低周波での透過損失性が向上するとともに、透過損失の低下をより高い周波数にシフトさせることにより、低周波領域における遮音性を改善することができる。
【0083】
また、本開示は、以下の付記による実施形態を含む。
【0084】
付記Ａ１． ベースパネルコア材と２つのベースパネル表面シートとを含むベースパネルであって、前記２つのベースパネル表面シートが、前記ベースパネルコア材の両側に其々隣接しているベースパネルと、前記ベースパネルの全領域より小さい前記ベースパネルの所定領域内に、前記ベースパネルに沿って配置された少なくとも１つのスティフナと、を含み、前記少なくとも１つのスティフナは、スティフナコア材と、２つのスティフナ表面シートとを含み、前記スティフナ表面シートは、前記スティフナコア材の両側に其々隣接している、耐共振パネル。
【0085】
付記Ａ２． 前記少なくとも１つのスティフナは、低い質量密度で、前記ベースパネルの前記所定領域に剛性を加えることにより、前記ベースパネルに耐共振性をもたらすように構成されている、付記Ａ１に記載の耐共振パネル。
【0086】
付記Ａ３． 前記少なくとも１つのスティフナは、前記２つのベースパネル表面シートのうちの１つに配置されている、付記Ａ１又はＡ２に記載の耐共振パネル。
【0087】
付記Ａ４． 前記少なくとも１つのスティフナは、前記２つのベースパネル表面シートの間に、前記ベースパネルコア材に隣接して配置されている、付記Ａ１又はＡ２に記載の耐共振パネル。
【0088】
付記Ａ５． 前記少なくとも１つのスティフナは、前記ベースパネルの総表面積の２５％未満に設けられており、前記少なくとも１つのスティフナの質量は、前記耐共振パネルの総質量の約２０％未満である、付記Ａ１～Ａ４のいずれか１つに記載の耐共振パネル。
【0089】
付記Ａ６． 前記少なくとも１つのスティフナは、前記ベースパネルに沿って前記ベースパネルの各所定領域内に其々配置された２つ以上のスティフナを含む、付記Ａ１～Ａ５のいずれか１つに記載の耐共振パネル。
【0090】
付記Ａ７． 前記スティフナコア材は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）発泡体、アラミドハニカム構造、又はこれらの組み合わせを含む、付記Ａ１～Ａ６のいずれか１つに記載の耐共振パネル。
【0091】
付記Ａ８． 前記スティフナ表面シートは、炭素繊維、ガラス繊維、繊維複合体、又はこれらの組み合わせを含む、付記Ａ１～Ａ７のいずれか１つに記載の耐共振パネル。
【0092】
付記Ａ９． 前記耐共振パネルは、前記耐共振パネルにおける約３００Ｈｚ～約１０００Ｈｚの周波数のノイズ伝播を低減するように構成されている、付記Ａ１～Ａ８のいずれか１つに記載の耐共振パネル。
【0093】
付記Ａ１０． 前記少なくとも１つのスティフナの１つ以上の側縁に沿って配置された外縁型のスティフナをさらに含む、付記Ａ１～Ａ９のいずれか１つに記載の耐共振パネル。
【0094】
付記Ａ１１． 前記少なくとも１つのスティフナは、前記少なくとも１つのスティフナ内にくり抜き部を画定する内壁を含む、付記Ａ１～Ａ１０のいずれか１つに記載の耐共振パネル。
【0095】
付記Ａ１２． 少なくとも１つの慣性部材をさらに含み、前記少なくとも１つの慣性部材は、前記耐共振パネルの前記所定領域に質量増加をもたらすように構成されている、付記Ａ１～Ａ１１のいずれか１つに記載の耐共振パネル。
【0096】
付記Ａ１３． 前記少なくとも１つの慣性部材は、前記少なくとも１つのスティフナの質量密度の約１０倍の質量密度を有する、付記Ａ１２に記載の耐共振パネル。
【0097】
付記Ａ１４． 前記少なくとも１つの慣性部材は、固体アルミニウム、ゴム、タングステン、セラミック、又はこれらの組み合わせを含む、付記Ａ１２又はＡ１３に記載の耐共振パネル。
【0098】
付記Ａ１５． 強化部材をさらに含み、前記強化部材は、前記ベースパネルの前記所定領域の外縁に沿って配置されるとともに、前記ベースパネルの前記所定領域に音響境界を規定する、付記Ａ１～Ａ１４のいずれか１つに記載の耐共振パネル。
【0099】
付記Ａ１６． 固定部材をさらに含み、前記固定部材は、前記耐共振パネルを構造体に固定するとともに前記ベースパネルの前記所定領域に音響境界を規定するように構成されている、付記Ａ１～Ａ１５のいずれか１つに記載の耐共振パネル。
【0100】
付記Ａ１７． 構造体と、前記構造体に隣接して配置された、付記Ａ１～Ａ１６のいずれか１つに記載の前記耐共振パネルと、を含むシステム。
【0101】
付記Ａ１８． 前記構造体は、航空機の胴体の外板を含む、付記Ａ１７に記載のシステム。
【0102】
付記Ａ１９． 付記Ａ１～Ａ１６のいずれか１つに記載の前記耐共振パネルを含む航空機。
【0103】
付記Ａ２０． 前記耐共振パネルは、固定部材を含み、前記航空機の胴体外板に沿った位置が、前記固定部材の固定ポイントである、付記Ａ１９に記載の航空機。
【0104】
付記Ａ２１． 前記位置は、窓、ストリンガー、及び／又は、周囲フレーム部分にある、付記Ａ２０に記載の航空機。
【0105】
付記Ａ２２． 前記固定部材は、前記耐共振パネルを前記胴体外板に連結する、付記Ａ２０又はＡ２１に記載の航空機。
【0106】
付記Ａ２３． 前記耐共振パネルは、密閉キャビンの少なくとも一部を画定する前記航空機の内側壁である、付記Ａ１９～Ａ２２のいずれか１つに記載の航空機。
【0107】
付記Ｂ１．構造体と、前記構造体に隣接して配置されることにより前記構造体にノイズ制御をもたらす少なくとも１つの耐共振パネルと、を含むシステムであって、前記少なくとも１つの耐共振パネルは、ベースパネルコア材と２つのベースパネル表面シートとを含むベースパネルであって、前記２つのベースパネル表面シートが前記ベースパネルコア材の両側に其々隣接しているベースパネルと、前記ベースパネルの全領域より小さい前記ベースパネルの所定領域内に、前記ベースパネルに沿って配置された少なくとも１つのスティフナと、を含み、前記少なくとも１つのスティフナは、スティフナコア材と、２つのスティフナ表面シートとを含み、前記スティフナ表面シートは、前記スティフナコア材の両側に其々隣接している、システム。
【0108】
付記Ｂ２． 前記少なくとも１つの耐共振パネルは、前記少なくとも１つの耐共振パネルを前記構造体に固定する固定部材をさらに含む、付記Ｂ１に記載のシステム。
【0109】
付記Ｂ３． 前記固定部材は、前記ベースパネルの前記所定領域に音響境界を規定する、付記Ｂ２に記載のシステム。
【0110】
付記Ｃ１． ベースパネルコア材と２つのベースパネル表面シートとを含むベースパネルであって、前記２つのベースパネル表面シートが前記ベースパネルコア材の両側に其々隣接しているベースパネルを有する耐共振パネルを製造する方法であって、少なくとも１つのスティフナを、前記ベースパネルに沿って、前記ベースパネルの所定領域内に取り付けることを含み、前記少なくとも１つのスティフナは、スティフナコア材と、２つのスティフナ表面シートとを含み、前記２つのスティフナ表面シートは、前記スティフナコア材の両側に其々隣接しており、前記少なくとも１つのスティフナは、前記ベースパネルに耐共振性をもたらすように構成されている、方法。
【0111】
付記Ｃ２． 前記少なくとも１つのスティフナを前記ベースパネルに取り付けることは、複合材レイアップ、ホットプレス、真空成形、真空バギング、真空補助樹脂トランスファー成形（ＶＡＲＴＭ）、又はこれらの組み合わせを含む、付記Ｃ１に記載の方法。
【0112】
付記Ｃ３． 前記少なくとも１つのスティフナを前記ベースパネルに取り付けることは、ねじ、接着剤、接着フィルム、リベット、又はこれらの組み合わせを含む固着手段のうちの少なくとも１つを取り入れることによって、前記少なくとも１つのスティフナを前記ベースパネルに取り付けることを含む、付記Ｃ１又はＣ２に記載の方法。
【0113】
付記Ｃ４． 前記少なくとも１つのスティフナを前記ベースパネルに取り付ける前に、前記少なくとも１つのスティフナの内部をくり抜くことにより、前記少なくとも１つのスティフナにくり抜き部を形成することをさらに含む、付記Ｃ１～Ｃ３のいずれか１つに記載の方法。
【0114】
付記Ｄ１． 密閉キャビンに遮音性をもたらす方法であって、少なくとも１つの耐共振パネルを、前記密閉キャビンに隣接して配置することを含み、前記少なくとも１つの耐共振パネルは、ベースパネルと、前記ベースパネルに取り付けられた少なくとも１つのスティフナとを含み、前記少なくとも１つのスティフナは、前記ベースパネルに耐共振性をもたらすことにより、前記密閉キャビン内へのノイズ伝播を低減する、方法。
【0115】
付記Ｄ２． 少なくとも１つの耐共振パネルを前記構造体に隣接して配置することは、付記Ａ１～Ａ１６のいずれか１つに記載の前記耐共振パネルを前記密閉キャビンに隣接して配置することを含む、付記Ｄ１に記載の方法。
【0116】
付記Ｄ３． 前記少なくとも１つの耐共振パネルを前記密閉キャビンに連結することをさらに含む、付記Ｄ１又はＤ２に記載の方法。
【0117】
付記Ｄ４． 前記少なくとも１つの耐共振パネルを前記密閉キャビンに連結することは、固定部材を用いて、前記少なくとも１つの耐共振パネルを前記密閉キャビンに連結することを含む、付記Ｄ３に記載の方法。
【0118】
「例示的な」という用語を本明細書で用いている場合は、「例、事例、又は実例としての役割を果たす」ことを意味する。本明細書において「例示的」として説明した任意の実施態様は、必ずしも他の実施形態よりも好ましい又は有利なものではない。
【0119】
本明細書及び添付の特許請求の範囲での使用において、不定あるいは特定の対象を示す単数形の文言は、文脈によって明示的に排除されない限り、複数形の文言も含むことを意図している。例えば、「スティフナ」という場合、文脈によって明示的に排除されない限り、複数のスティフナを含む。
【0120】
本明細書及び添付の特許請求の範囲での使用において、「～に／～の上に」という場合、あるコンポーネントが別のコンポーネントに直接配置されている実施形態と、コンポーネント間に１つ以上の介在する層又は要素が配置されている実施形態との両方を含む。
【0121】
本開示に関連する当業者が上述の記載及び関連図面の教示による利点を念頭におけば、本明細書に記載された開示について多くの変形及び他の態様が予測可能であろう。図面は、本明細書に記載の装置及びシステムのいくつかのコンポーネントのみを示しており、他の様々なコンポーネントを供給管理システムと組み合わせて使用することができる。従って、本開示は、開示される特定の実施形態に限定されるべきではなく、その変形及び他の実施形態も、添付の請求の範囲に含まれると理解されたい。さらに、上述の方法における工程は、必ずしも添付図面に示した順序で行われなくともよく、場合によっては、図示の工程の１つ以上を実質的に同時に行ってもよいし、また、追加の工程を含んでもよい。また、本明細書では特定の用語を用いているが、これらの用語は、一般的且つ説明的な意味で用いており、限定を目的としたものではない。
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図2F】
【図2G】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】