吸音体、吸音装置および空間
【課題】種々の音に対応して吸音をすることができるようにする。
【解決手段】吸音体１は、断面の形状が凸形状の凸部１１と、断面の形状が凹形状の凹部１２を複数有しており、膜部２０が、基部１０の上辺部１１Ａに塗布された接着剤により、複数の上辺部１１Ａに張力を掛けられた状態で接着されている。そして、この膜部２０と凹部１２により、膜部２０と基部１０との間において、凸部１１に沿った空気層３０が形成されている。膜と空気層を利用したバネ−マス系の吸音機構においては、膜に掛かる張力を変化させると、共振周波数が変化する。このため、移動体１３０を移動させて吸音体１の撓み量を変化させると、膜部２０の張力が変化して共振周波数も変わり、吸音される音も変化する。
【解決手段】吸音体１は、断面の形状が凸形状の凸部１１と、断面の形状が凹形状の凹部１２を複数有しており、膜部２０が、基部１０の上辺部１１Ａに塗布された接着剤により、複数の上辺部１１Ａに張力を掛けられた状態で接着されている。そして、この膜部２０と凹部１２により、膜部２０と基部１０との間において、凸部１１に沿った空気層３０が形成されている。膜と空気層を利用したバネ−マス系の吸音機構においては、膜に掛かる張力を変化させると、共振周波数が変化する。このため、移動体１３０を移動させて吸音体１の撓み量を変化させると、膜部２０の張力が変化して共振周波数も変わり、吸音される音も変化する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音を吸音する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
音を吸音する吸音体として、膜材を利用した吸音体がある（例えば、特許文献１〜３参照）。これらの文献に開示されている吸音体は、いずれも、音波が入射する膜材の背後に空気層を有しており、膜材と空気層とでバネ−マス系が構成されている。そして、このバネ−マス系により共振系の吸音機構が実現され、吸音機構の共振周波数を吸音率のピークの周波数として音が吸音される。この吸音体を音場に配置すれば、特定周波数の音を吸音し、音場の音響特性を制御することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２６８６４７号公報
【特許文献２】特開２００４−２６４３７４号公報
【特許文献３】特開２００６−１１４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
さて、上述した吸音体においては、バネ−マス系の共振周波数を吸音率のピークの周波数として音が吸音されるため、ある音場で特定周波数の音を吸音する際には、吸音する音の周波数を測定し、測定された周波数の音を吸音するように膜材の張力などを調整して吸音体を組み立てなくてはならない。しかしながら、このように、音場の特定周波数を測定し、それに合わせて吸音体を組み立てるのは、非常に手間と時間がかかる。これに対し、共振周波数の異なる複数種類の吸音体を用意し、吸音したい音の周波数に対応した吸音体を選んで音場に配置するという方法も考えられるが、音場によって吸音したい音の周波数は異なるため、この方法では多数の種類の吸音体を作り分けておく必要があり、コストや手間がかかることとなる。
【０００５】
本発明は、上述した背景の下になされたものであり、その目的は、種々の音に対応して吸音をすることができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために本発明は、板状に形成されて形状可変であり、少なくとも板状の一方の面に複数の凹部を有する基部と、形状可変で膜状に形成されており、前記基部の凹部が形成された面に接して前記凹部の開口部を覆う膜部とを有する吸音体を提供する。
【０００７】
また、本発明は、板状に形成されて形状可変であり、少なくとも板状の一方の面に複数の柱状部を有する基部と、形状可変で膜状に形成されており、前記複数の柱状部に接して前記基部の柱状部が形成された面を覆う膜部とを有する吸音体を提供する。
【０００８】
本発明においては、前記基部と前記膜部との間にある空間に、気体が通過可能な充填部材があってもよい。
また、本発明においては、前記基部と前記膜部との間にある空間が密閉されていてもよい。
【０００９】
また、本発明は、板状に形成されており、少なくとも板状の一方の面に複数の凹部を有し、前記複数の凹部に連結されて気体が通過する気体通路を内部に備える基部と、形状可変で膜状に形成されており、前記基部の凹部が形成された面に接して前記凹部の開口部を覆う膜部とを有する吸音体を提供する。
本発明においては、前記基部は、撓められていてもよい。
【００１０】
また、本発明は、上記吸音体と、前記膜部側が外周となるように前記吸音体を撓ませる駆動手段と、前記駆動手段を制御して前記吸音体の撓み量を調整する制御手段とを有する吸音装置を提供する。
【００１１】
また、本発明は、上記吸音体と、前記吸音体が設置される空間の壁面と前記吸音体において前記膜部とは反対側の面とで形成された空間と、前記空間内の気体量を調整する制御手段とを有する吸音装置を提供する。
【００１２】
また、本発明は、上記吸音体と、前記吸音体を伸縮させる駆動手段と、前記駆動手段を制御して前記吸音体の伸縮量を調整する制御手段とを有する吸音装置を提供する。
【００１３】
板状に形成されており、少なくとも板状の一方の面に複数の凹部を有し、前記複数の凹部に連結されて気体が通過する気体通路を内部に備える基部と、形状可変で膜状に形成されており、前記基部の凹部が形成された面に接して前記凹部の開口部を覆う膜部とを有する吸音体と、前記吸音体が有する気体通路に連結され、前記気体通路内の気体量を調整する制御手段とを有する吸音装置を提供する。
【００１４】
また、本発明は、上記吸音装置のいずれかが配設された空間を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、種々の音に対応して吸音をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係る吸音体１の外観図であり、図２は、この吸音体１の側面の拡大図である。この吸音体１は、同図に示したように、基部１０と膜部２０とで形成されている。
基部１０は、自在に曲げること（湾曲させること）が可能な素材によって板状に形成されており、外部から力を加えられると撓んで変形する。また、基部１０は、断面の形状が凸形状の凸部１１と、断面の形状が凹形状の凹部１２を複数交互に有している。基部１０においては、各凸部１１と各凹部１２は、各形状の断面と直交する方向に延伸している。また、この各凸部１１と各凹部１２においては、凸部１１の上辺部１１Ａと凹部１２の底辺部１２Ａは、いずれも平坦となっている。
膜部２０は、薄い膜状に形成されており、外部から力が加えられると伸縮して変形する素材で形成されている。膜部２０は、基部１０の上辺部１１Ａに塗布された接着剤により、複数の上辺部１１Ａに張力を掛けられた状態で接着されている。そして、この膜部２０と凹部１２により、膜部２０と基部１０との間において、凸部１１に沿った空気層３０が形成されている。なお、本実施形態においては、膜部２０は張力を掛けられた状態で上辺部１１Ａに接着されているが、張力を掛けずに上辺部１１Ａに接着されていてもよく、また、凹部１２が並んでいる方向の両端にある上辺部１１Ａにのみ接着され、他の上辺部１１Ａには接着されていなくてもよい。要は、基部１０が湾曲したときに基部１０の湾曲に伴って伸縮し膜部２０の張力が変わればよい。また、本実施形態において膜状とは、水平面に起立させた時に自重により変形して自立しないが、外部から力を加えられると任意の面形状に変形可能な薄さの状態である。
【００１７】
次に、図３は、この吸音体１を用いた吸音装置１００の構成を示した図である。この吸音装置１００においては、吸音体１は、その一方の端部（凸形状と凹形状を有する側面に沿った方向であって、凸部１１と凹部１２が交互に並んでいる方向の端部：図１中の端部１Ａ）が、矩形の開口部を有する板状部材１１０の端部に固着されており、もう一方の端部（図１中の端部１Ｂ）は、移動部材１３０に固着されている。
【００１８】
ガイドレール１５０、リードスクリュー１４０、移動部材１３０およびモータ１２０は、吸音体１を変形させるための駆動機構であり、制御部２００により駆動される。リードスクリュー１４０は、移動部材１３０を移動させるための軸状の部材であり、その周面には、ねじ山（図示略）が設けられている。ガイドレール１５０は、軸状の部材であり、移動部材１３０を案内するための軸状の部材である。リードスクリュー１４０とガイドレール１５０は、板状部材１１０に設けられている指示部材１６０により支持されている。モータ１２０は、制御部２００からの信号に応じて回転し、リードスクリュー１４０を回転させる。
【００１９】
移動部材１３０は、その形状が立方形となっており、リードスクリュー１４０が貫通する孔と、ガイドレール１５０が貫通する孔とが設けられている。リードスクリュー１４０が貫通する孔には、リードスクリュー１４０に設けられているねじ山に係わり合うねじ山が設けられている。移動部材１３０は、リードスクリュー１４０とガイドレール１５０とが貫通した状態においてリードスクリュー１４０が回転させられると、ガイドレール１５０に沿って移動する。
【００２０】
図４に示したように、制御部２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１０、ＲＯＭ（Read Only Memory）２２０、ＲＡＭ（Random Access Memory）２３０、ユーザにより操作される第１ボタン２４１と第２ボタン２４２を供えた操作部２４０を有している。ＲＯＭ２２０には、吸音体１の変形を制御する制御プログラムが記憶されている。この制御プログラムがＣＰＵ２１０により実行されると、ユーザの操作に応じて吸音体１の変形量（撓み量）を制御する機能が実現する。
【００２１】
この機能が実現した状態において、ユーザが第１ボタン２４１を操作すると、制御部２００によりモータ１２０の回転が制御され、リードスクリュー１４０が回転して移動部材１３０が図３中の矢印Ａ方向へ移動する。移動部材１３０が矢印Ａ方向へ移動し、例えば、図３中の実線で示した位置から二点鎖線で示した位置まで移動すると、移動部材１３０に固着されている吸音体１が図３中の二点鎖線で示したように撓むこととなる。吸音体１が撓むと、吸音体１においては外側の湾曲面を構成する面が拡がり、隣り合う上辺部１１Ａ間の距離が大きくなって膜部２０が引っ張られ、上辺部１１Ａに固着されている膜部２０に掛かる張力が大きくなる。膜と空気層を利用した吸音機構においては、膜に掛かる張力を変化させると、共振周波数が変化するため、移動体１３０を矢印Ａ方向へ移動させて吸音体１の撓み量を大きくし、膜部２０の張力を大きくしていくと、共振周波数が高くなり、撓み量が小さい時とは異なる音が吸音される。
【００２２】
一方、ユーザが第２ボタン２４２を操作すると、制御部２００によりモータ１２０の回転が制御され、リードスクリュー１４０が回転して移動部材１３０が図３中の矢印Ｂ方向へ移動する。移動部材１３０が矢印Ｂ方向へ移動し、例えば、図３中の二点鎖線の位置から実線の位置まで移動すると、移動部材１３０に固着されている吸音体１の撓み量が少なくなる。吸音体１の撓み量が少なくなると、吸音体１においては隣り合う上辺部１１Ａ間の距離が小さくなって膜部２０が縮み、上辺部１１Ａに固着されている膜部２０に掛かる張力が小さくなる。移動体１３０を矢印Ｂ方向へ移動させて吸音体１の撓み量を小さくし、膜部２０の張力を小さくしていくと、共振周波数が低くなり、撓み量が大きい時とは異なる音が吸音される。
【００２３】
本発明に係る吸音装置１００を、コンサートホールや映画館、オーディオルームなどの各種部屋に配置すれば、種々の音に対応して吸音をすることができるため、音場に合わせて吸音体を作り分けることなく、様々な周波数の音に対応して吸音を行うことができる。なお、吸音装置１００を配置する場所は、上述したような音楽を視聴する部屋に限定されるものではなく、車両内部に配置してもよい。また、特定の周波数を発する装置の近傍に吸音装置１００を配置してもよい。
【００２４】
［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。
【００２５】
本発明においては、基部１０は、弾性を有する素材や可撓性を有する素材で形成されていてもよい。
本発明においては、凸部１１の上辺部１１Ａと凹部１２の底辺部１２Ａは、図５に示したように曲面となっていてもよい。また、図６に示したように、凸部１１の上部が平面、凹部１２の底部が曲面であってもよく、図７に示したように凸部１１の上部が曲面、凹部１２の底部が平面であってもよい。また、本発明においては、図８に示したように、上辺部１１Ａと底辺部１２Ａとをつなぐ側壁部が、上辺部１１Ａおよび底辺部１２Ａに対して垂直になるようにしてもよい。
また、本発明においては、基部１０は、図９に示したように、起立した板状部材１３が平板上に並行に複数設けられた形状であってもよい。この構成においては、板状部材１３の端部に膜部２０が接着される。
また、本発明においては、図１０に示したように、起立した板状部材１３を基部１０に複数交差させて設け、矩形の凹部が基部１０に平面状に複数形成されるようにしてもよい。そして、この凹部が塞がれるように膜部２０を基部１０に接着してもよい。
また、本発明においては、基部１０は、図１１に示したように複数の柱状の柱状部１４を有し、周縁部に起立した板状部材１３を有する形状であってもよい。この構成においては、柱状部１４の端面および板状部材１３の端面に膜部２０が接着され、膜部２０と基部１０と板状部材１３とにより空気層３０が形成される。
また、本発明においては、複数の半球形の凹部を基部１０に形成し、この凹部が塞がれるように膜部２０を基部１０に接着するようにしてもよい。
【００２６】
上述した実施形態においては、膜部２０と凹部１２とで形成された空気層３０は、吸音体１の側面において開口しているが、本発明においては、この開口部分を塞いで空気層３０が密閉されるようにしてもよい。開口部分が密閉されると空気層３０をバネとして共振系が形成され、開口部を塞がなければ膜部２０のみで共振系が形成される。
また、本発明においては、空気層３０に不織布または細い繊維の集まりでできた空気が通過する多孔質材を詰めてもよい。なお、空気層３０に詰める部材（充填材）は、部材を空気が通過する際に空気に対して抵抗となる部材であれば、不織布や綿状体以外の他の部材であってもよい。
また、本発明においては、膜部２０において音が入射する側の面に、図１２に示したように、さらに多孔質部材の多孔質層２１を設けるようにしてもよい。
また、上述した実施形態においては、基部１０と膜部２０は接着されているが、本発明においては、膜部２０を基部１０の縁部分においてのみ接着し、他の部分は膜部２０に対して接着しなくてもよい。
【００２７】
吸音体１を撓ませる方法は、上述した実施形態の方法に限定されるものではなく、例えば、図１３に示した構成で吸音体１を撓ませてもよい。図１３に示した構成においては、基部１０は弾性を有する素材で形成されており、また、吸音体１の膜部２０の各辺の端部はいずれも板状部材１１０に固着されている。板状部材１１０には、板状部材１１０を貫通した孔１１１が設けられており、この孔１１１の開口部近傍には弁１３１が設けられている。弁１３１は、孔１１１を開閉する弁であり、制御部２００からの信号に応じて駆動されて孔１１１を開閉する。板状部材１１０において、吸音体１が取り付けられている面と反対側には、管１４１が位置している。この管１４１においては、一方の端部は、管１４１の内径より内側に孔１１１の開口部が位置するように板状部材１１０に取り付けられており、もう一方の端部はポンプ１２１に連結されている。ポンプ１２１は、気体を排出／吸入する装置であり、制御部２００からの信号に応じて気体を管１４１の内部に排出したり、管１４１内部の気体を吸入する。
【００２８】
この構成において、ユーザが制御部２００の第１ボタン２４１を操作すると、制御部２００により弁１３１が制御され、孔１１１が開口する。また、制御部２００によりポンプ１２１が制御され、気体がポンプ１２１から管１４１の内部へ排出される。すると、ポンプ１２１から排出された気体は、管１４１と孔１１１を通って板状部材１１０と吸音体１との間の密閉された空間に送り込まれる。例えば、吸音体１が図１３中の実線で示した状態にある時に、この空間に気体が送り込まれると、気体の圧力により吸音体１が膨張し、吸音体１が変形して図１３中の二点鎖線で示したように撓むこととなる。吸音体１が撓むと、吸音体１においては各上辺部１１Ａ間の距離が大きくなって膜部２０が引っ張られ、上辺部１１Ａに固着されている膜部２０に掛かる張力が大きくなり、撓み量が小さい時とは異なる音が吸音される。そして、ユーザが第１ボタン２４１の操作をやめると、制御部２００により弁１３１が制御されて孔１１１が閉じ、吸音体１は、板状部材１１０と吸音体１との間の空間にある気体の圧力によって、その形状を維持する。
【００２９】
一方、ユーザが第２ボタン２４２を操作すると、制御部２００により弁１３１が制御され、孔１１１が開口する。また、制御部２００によりポンプ１２１が制御され、気体が管１４１からポンプ１２１へ吸入される。すると、板状部材１１０と吸音体１との間の空間にある気体が管１４１と孔１１１を通ってポンプ１２１に吸入される。例えば、吸音体１が図１３中の二点鎖線で示した状態にある時にポンプ１２１が気体を吸入すると、吸音体１が収縮し、図１３中に実線で示したように吸音体１の撓み量が減少する。吸音体１の撓み量が減少すると、吸音体１においては各上辺部１１Ａ間の距離が小さくなり、上辺部１１Ａに固着されている膜部２０に掛かる張力も小さくなって、撓み量が大きい時とは異なる音が吸音される。そして、ユーザが第２ボタン２４２の操作をやめると、制御部２００により弁１３１が制御されて孔１１１が閉じ、吸音体１は、板状部材１１０と吸音体１との間の空間にある気体の圧力によって、その形状を維持する。
以上説明したように、この変形例によっても、様々な周波数の音に対応して吸音を行うことができる。
【００３０】
膜部２０の張力を変化させる方法は、上述した実施形態に方法に限定されるものではなく、例えば、以下に説明する構成で膜部２０の張力を変化させるようにしてもよい。図１４は、本発明の変形例に係る吸音体１Ａの断面を拡大した図である。基部１０Ａは、板状の部材であって一方の面側に複数の半球状の凹部１２を有している。また、基部１０Ａの内部には、複数の凹部１２の底部に接続され、気体が通過する気体通路４０が設けられている。また、基部１０Ａにおいては、凹部１２が設けられている側の面に膜部２０が接着されている。なお、半球状の凹部１２は、図１４の紙面に直交する方向にも独立して複数であってもよいし、図１４の紙面に直交する方向には延伸する一つの空洞を形成してもよい。
【００３１】
気体通路４０には、気体を排出／吸入するポンプ１２１が接続され、凹部１２と膜部２０とで形成される空気層３０内の気体量が、ポンプ１２１と制御部２００により制御される。そして、ポンプ１２１が気体通路４０へ空気を排出すると、空気層３０内の圧力が高くなり、膜部２０が凹部１２と反対側へ膨張する。吸音体１Ａにおいては膜部２０が引っ張られ、膜部２０に掛かる張力が大きくなるため共振周波数が高くなり、張力が小さい時とは異なる音が吸音される。
一方、ポンプ１２１が気体通路４０から空気を吸入すると、空気層３０内の圧力が低くなり、膜部２０が収縮し、膜部２０が平坦になるまでは、膜部２０に掛かる張力が小さくなって共振周波数が低くなり、張力が大きい時とは異なる音が吸音される。
なお、この変形例においては、ポンプ１２１によって気体通路４０から空気を吸入し、膜部２０が凹部１２側へ引っ張られるようにして膜部２０に張力を掛けてもよい。また、この変形例においては、凹部の形状は半球状に限らず、例えば立方形などであってもよい。
また、この変形例においては、基部１０Ａも、弾性を有する素材や可撓性を有する素材で形成されていてもよい。
【００３２】
また、膜部２０の張力を変化させる際には、基部１０を変形させず、駆動機構により膜部２０のみを引っ張って膜部２０に掛かる張力を変化させてもよい。
また、膜部２０の張力を変化させる際には、吸音体１を撓ませるのではなく、駆動機構により吸音体１を膜部２０の延伸方向に伸縮させることにより膜部２０の張力を変化させてもよい。
【００３３】
本発明に係る構成において、空気層３０を密閉し、空気層３０内の空気の圧力を調整して膜部２０の張力を可変する構成においては、吸音体１を複数の領域に分割し、各領域毎に空気層３０内の圧力を異ならせ、領域毎に吸音する音の周波数を異ならせるようにしてもよい。
また、本実施形態における吸音装置は、音響特性を制御する各種の音響室に配置することが可能である。ここで各種音響室とは、防音室、ホール、劇場、音響機器のリスニングルーム、会議室等の居室、車両などの各種輸送機器の空間、スピーカや楽器などの筐体などである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係る吸音体の外観図である。
【図２】同吸音体の側面の拡大図である。
【図３】同実施形態に係る吸音装置の構成を示した図である。
【図４】同実施形態に係る制御部の構成を示したブロック図である。
【図５】本発明の変形例に係る吸音体の側面の拡大図である。
【図６】本発明の変形例に係る吸音体の側面の拡大図である。
【図７】本発明の変形例に係る吸音体の側面の拡大図である。
【図８】本発明の変形例に係る吸音体の側面の拡大図である。
【図９】本発明の変形例に係る吸音体の側面の拡大図である。
【図１０】本発明の変形例に係る基部１０の斜視図である。
【図１１】本発明の変形例に係る基部１０の斜視図である。
【図１２】本発明の変形例に係る吸音体の側面の拡大図である。
【図１３】本発明の変形例に係る吸音装置の構成を示した図である。
【図１４】本発明の変形例に係る吸音体の断面の拡大図である。
【符号の説明】
【００３５】
１・・・吸音体、１０・・・基部、１１・・・凸部、１２・・・凹部、１３・・・板状部材、１４・・・柱状部、２０・・・膜部、２１・・・多孔質層、３０・・・空気層、１１０・・・板状部材、１１１・・・孔、１２０・・・モータ、１２１・・・ポンプ、１３０・・・移動部材、１３１・・・弁、１４０・・・リードスクリュー、１５０・・・ガイドレール、１６０・・・支持部材、２００・・・制御部、２１０・・・ＣＰＵ、２２０・・・ＲＯＭ、２３０・・・ＲＡＭ、２４０・・・操作部、２４１・・・第１ボタン、２４２・・・第２ボタン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音を吸音する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
音を吸音する吸音体として、膜材を利用した吸音体がある（例えば、特許文献１〜３参照）。これらの文献に開示されている吸音体は、いずれも、音波が入射する膜材の背後に空気層を有しており、膜材と空気層とでバネ−マス系が構成されている。そして、このバネ−マス系により共振系の吸音機構が実現され、吸音機構の共振周波数を吸音率のピークの周波数として音が吸音される。この吸音体を音場に配置すれば、特定周波数の音を吸音し、音場の音響特性を制御することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２６８６４７号公報
【特許文献２】特開２００４−２６４３７４号公報
【特許文献３】特開２００６−１１４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
さて、上述した吸音体においては、バネ−マス系の共振周波数を吸音率のピークの周波数として音が吸音されるため、ある音場で特定周波数の音を吸音する際には、吸音する音の周波数を測定し、測定された周波数の音を吸音するように膜材の張力などを調整して吸音体を組み立てなくてはならない。しかしながら、このように、音場の特定周波数を測定し、それに合わせて吸音体を組み立てるのは、非常に手間と時間がかかる。これに対し、共振周波数の異なる複数種類の吸音体を用意し、吸音したい音の周波数に対応した吸音体を選んで音場に配置するという方法も考えられるが、音場によって吸音したい音の周波数は異なるため、この方法では多数の種類の吸音体を作り分けておく必要があり、コストや手間がかかることとなる。
【０００５】
本発明は、上述した背景の下になされたものであり、その目的は、種々の音に対応して吸音をすることができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために本発明は、板状に形成されて形状可変であり、少なくとも板状の一方の面に複数の凹部を有する基部と、形状可変で膜状に形成されており、前記基部の凹部が形成された面に接して前記凹部の開口部を覆う膜部とを有する吸音体を提供する。
【０００７】
また、本発明は、板状に形成されて形状可変であり、少なくとも板状の一方の面に複数の柱状部を有する基部と、形状可変で膜状に形成されており、前記複数の柱状部に接して前記基部の柱状部が形成された面を覆う膜部とを有する吸音体を提供する。
【０００８】
本発明においては、前記基部と前記膜部との間にある空間に、気体が通過可能な充填部材があってもよい。
また、本発明においては、前記基部と前記膜部との間にある空間が密閉されていてもよい。
【０００９】
また、本発明は、板状に形成されており、少なくとも板状の一方の面に複数の凹部を有し、前記複数の凹部に連結されて気体が通過する気体通路を内部に備える基部と、形状可変で膜状に形成されており、前記基部の凹部が形成された面に接して前記凹部の開口部を覆う膜部とを有する吸音体を提供する。
本発明においては、前記基部は、撓められていてもよい。
【００１０】
また、本発明は、上記吸音体と、前記膜部側が外周となるように前記吸音体を撓ませる駆動手段と、前記駆動手段を制御して前記吸音体の撓み量を調整する制御手段とを有する吸音装置を提供する。
【００１１】
また、本発明は、上記吸音体と、前記吸音体が設置される空間の壁面と前記吸音体において前記膜部とは反対側の面とで形成された空間と、前記空間内の気体量を調整する制御手段とを有する吸音装置を提供する。
【００１２】
また、本発明は、上記吸音体と、前記吸音体を伸縮させる駆動手段と、前記駆動手段を制御して前記吸音体の伸縮量を調整する制御手段とを有する吸音装置を提供する。
【００１３】
板状に形成されており、少なくとも板状の一方の面に複数の凹部を有し、前記複数の凹部に連結されて気体が通過する気体通路を内部に備える基部と、形状可変で膜状に形成されており、前記基部の凹部が形成された面に接して前記凹部の開口部を覆う膜部とを有する吸音体と、前記吸音体が有する気体通路に連結され、前記気体通路内の気体量を調整する制御手段とを有する吸音装置を提供する。
【００１４】
また、本発明は、上記吸音装置のいずれかが配設された空間を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、種々の音に対応して吸音をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係る吸音体１の外観図であり、図２は、この吸音体１の側面の拡大図である。この吸音体１は、同図に示したように、基部１０と膜部２０とで形成されている。
基部１０は、自在に曲げること（湾曲させること）が可能な素材によって板状に形成されており、外部から力を加えられると撓んで変形する。また、基部１０は、断面の形状が凸形状の凸部１１と、断面の形状が凹形状の凹部１２を複数交互に有している。基部１０においては、各凸部１１と各凹部１２は、各形状の断面と直交する方向に延伸している。また、この各凸部１１と各凹部１２においては、凸部１１の上辺部１１Ａと凹部１２の底辺部１２Ａは、いずれも平坦となっている。
膜部２０は、薄い膜状に形成されており、外部から力が加えられると伸縮して変形する素材で形成されている。膜部２０は、基部１０の上辺部１１Ａに塗布された接着剤により、複数の上辺部１１Ａに張力を掛けられた状態で接着されている。そして、この膜部２０と凹部１２により、膜部２０と基部１０との間において、凸部１１に沿った空気層３０が形成されている。なお、本実施形態においては、膜部２０は張力を掛けられた状態で上辺部１１Ａに接着されているが、張力を掛けずに上辺部１１Ａに接着されていてもよく、また、凹部１２が並んでいる方向の両端にある上辺部１１Ａにのみ接着され、他の上辺部１１Ａには接着されていなくてもよい。要は、基部１０が湾曲したときに基部１０の湾曲に伴って伸縮し膜部２０の張力が変わればよい。また、本実施形態において膜状とは、水平面に起立させた時に自重により変形して自立しないが、外部から力を加えられると任意の面形状に変形可能な薄さの状態である。
【００１７】
次に、図３は、この吸音体１を用いた吸音装置１００の構成を示した図である。この吸音装置１００においては、吸音体１は、その一方の端部（凸形状と凹形状を有する側面に沿った方向であって、凸部１１と凹部１２が交互に並んでいる方向の端部：図１中の端部１Ａ）が、矩形の開口部を有する板状部材１１０の端部に固着されており、もう一方の端部（図１中の端部１Ｂ）は、移動部材１３０に固着されている。
【００１８】
ガイドレール１５０、リードスクリュー１４０、移動部材１３０およびモータ１２０は、吸音体１を変形させるための駆動機構であり、制御部２００により駆動される。リードスクリュー１４０は、移動部材１３０を移動させるための軸状の部材であり、その周面には、ねじ山（図示略）が設けられている。ガイドレール１５０は、軸状の部材であり、移動部材１３０を案内するための軸状の部材である。リードスクリュー１４０とガイドレール１５０は、板状部材１１０に設けられている指示部材１６０により支持されている。モータ１２０は、制御部２００からの信号に応じて回転し、リードスクリュー１４０を回転させる。
【００１９】
移動部材１３０は、その形状が立方形となっており、リードスクリュー１４０が貫通する孔と、ガイドレール１５０が貫通する孔とが設けられている。リードスクリュー１４０が貫通する孔には、リードスクリュー１４０に設けられているねじ山に係わり合うねじ山が設けられている。移動部材１３０は、リードスクリュー１４０とガイドレール１５０とが貫通した状態においてリードスクリュー１４０が回転させられると、ガイドレール１５０に沿って移動する。
【００２０】
図４に示したように、制御部２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１０、ＲＯＭ（Read Only Memory）２２０、ＲＡＭ（Random Access Memory）２３０、ユーザにより操作される第１ボタン２４１と第２ボタン２４２を供えた操作部２４０を有している。ＲＯＭ２２０には、吸音体１の変形を制御する制御プログラムが記憶されている。この制御プログラムがＣＰＵ２１０により実行されると、ユーザの操作に応じて吸音体１の変形量（撓み量）を制御する機能が実現する。
【００２１】
この機能が実現した状態において、ユーザが第１ボタン２４１を操作すると、制御部２００によりモータ１２０の回転が制御され、リードスクリュー１４０が回転して移動部材１３０が図３中の矢印Ａ方向へ移動する。移動部材１３０が矢印Ａ方向へ移動し、例えば、図３中の実線で示した位置から二点鎖線で示した位置まで移動すると、移動部材１３０に固着されている吸音体１が図３中の二点鎖線で示したように撓むこととなる。吸音体１が撓むと、吸音体１においては外側の湾曲面を構成する面が拡がり、隣り合う上辺部１１Ａ間の距離が大きくなって膜部２０が引っ張られ、上辺部１１Ａに固着されている膜部２０に掛かる張力が大きくなる。膜と空気層を利用した吸音機構においては、膜に掛かる張力を変化させると、共振周波数が変化するため、移動体１３０を矢印Ａ方向へ移動させて吸音体１の撓み量を大きくし、膜部２０の張力を大きくしていくと、共振周波数が高くなり、撓み量が小さい時とは異なる音が吸音される。
【００２２】
一方、ユーザが第２ボタン２４２を操作すると、制御部２００によりモータ１２０の回転が制御され、リードスクリュー１４０が回転して移動部材１３０が図３中の矢印Ｂ方向へ移動する。移動部材１３０が矢印Ｂ方向へ移動し、例えば、図３中の二点鎖線の位置から実線の位置まで移動すると、移動部材１３０に固着されている吸音体１の撓み量が少なくなる。吸音体１の撓み量が少なくなると、吸音体１においては隣り合う上辺部１１Ａ間の距離が小さくなって膜部２０が縮み、上辺部１１Ａに固着されている膜部２０に掛かる張力が小さくなる。移動体１３０を矢印Ｂ方向へ移動させて吸音体１の撓み量を小さくし、膜部２０の張力を小さくしていくと、共振周波数が低くなり、撓み量が大きい時とは異なる音が吸音される。
【００２３】
本発明に係る吸音装置１００を、コンサートホールや映画館、オーディオルームなどの各種部屋に配置すれば、種々の音に対応して吸音をすることができるため、音場に合わせて吸音体を作り分けることなく、様々な周波数の音に対応して吸音を行うことができる。なお、吸音装置１００を配置する場所は、上述したような音楽を視聴する部屋に限定されるものではなく、車両内部に配置してもよい。また、特定の周波数を発する装置の近傍に吸音装置１００を配置してもよい。
【００２４】
［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。
【００２５】
本発明においては、基部１０は、弾性を有する素材や可撓性を有する素材で形成されていてもよい。
本発明においては、凸部１１の上辺部１１Ａと凹部１２の底辺部１２Ａは、図５に示したように曲面となっていてもよい。また、図６に示したように、凸部１１の上部が平面、凹部１２の底部が曲面であってもよく、図７に示したように凸部１１の上部が曲面、凹部１２の底部が平面であってもよい。また、本発明においては、図８に示したように、上辺部１１Ａと底辺部１２Ａとをつなぐ側壁部が、上辺部１１Ａおよび底辺部１２Ａに対して垂直になるようにしてもよい。
また、本発明においては、基部１０は、図９に示したように、起立した板状部材１３が平板上に並行に複数設けられた形状であってもよい。この構成においては、板状部材１３の端部に膜部２０が接着される。
また、本発明においては、図１０に示したように、起立した板状部材１３を基部１０に複数交差させて設け、矩形の凹部が基部１０に平面状に複数形成されるようにしてもよい。そして、この凹部が塞がれるように膜部２０を基部１０に接着してもよい。
また、本発明においては、基部１０は、図１１に示したように複数の柱状の柱状部１４を有し、周縁部に起立した板状部材１３を有する形状であってもよい。この構成においては、柱状部１４の端面および板状部材１３の端面に膜部２０が接着され、膜部２０と基部１０と板状部材１３とにより空気層３０が形成される。
また、本発明においては、複数の半球形の凹部を基部１０に形成し、この凹部が塞がれるように膜部２０を基部１０に接着するようにしてもよい。
【００２６】
上述した実施形態においては、膜部２０と凹部１２とで形成された空気層３０は、吸音体１の側面において開口しているが、本発明においては、この開口部分を塞いで空気層３０が密閉されるようにしてもよい。開口部分が密閉されると空気層３０をバネとして共振系が形成され、開口部を塞がなければ膜部２０のみで共振系が形成される。
また、本発明においては、空気層３０に不織布または細い繊維の集まりでできた空気が通過する多孔質材を詰めてもよい。なお、空気層３０に詰める部材（充填材）は、部材を空気が通過する際に空気に対して抵抗となる部材であれば、不織布や綿状体以外の他の部材であってもよい。
また、本発明においては、膜部２０において音が入射する側の面に、図１２に示したように、さらに多孔質部材の多孔質層２１を設けるようにしてもよい。
また、上述した実施形態においては、基部１０と膜部２０は接着されているが、本発明においては、膜部２０を基部１０の縁部分においてのみ接着し、他の部分は膜部２０に対して接着しなくてもよい。
【００２７】
吸音体１を撓ませる方法は、上述した実施形態の方法に限定されるものではなく、例えば、図１３に示した構成で吸音体１を撓ませてもよい。図１３に示した構成においては、基部１０は弾性を有する素材で形成されており、また、吸音体１の膜部２０の各辺の端部はいずれも板状部材１１０に固着されている。板状部材１１０には、板状部材１１０を貫通した孔１１１が設けられており、この孔１１１の開口部近傍には弁１３１が設けられている。弁１３１は、孔１１１を開閉する弁であり、制御部２００からの信号に応じて駆動されて孔１１１を開閉する。板状部材１１０において、吸音体１が取り付けられている面と反対側には、管１４１が位置している。この管１４１においては、一方の端部は、管１４１の内径より内側に孔１１１の開口部が位置するように板状部材１１０に取り付けられており、もう一方の端部はポンプ１２１に連結されている。ポンプ１２１は、気体を排出／吸入する装置であり、制御部２００からの信号に応じて気体を管１４１の内部に排出したり、管１４１内部の気体を吸入する。
【００２８】
この構成において、ユーザが制御部２００の第１ボタン２４１を操作すると、制御部２００により弁１３１が制御され、孔１１１が開口する。また、制御部２００によりポンプ１２１が制御され、気体がポンプ１２１から管１４１の内部へ排出される。すると、ポンプ１２１から排出された気体は、管１４１と孔１１１を通って板状部材１１０と吸音体１との間の密閉された空間に送り込まれる。例えば、吸音体１が図１３中の実線で示した状態にある時に、この空間に気体が送り込まれると、気体の圧力により吸音体１が膨張し、吸音体１が変形して図１３中の二点鎖線で示したように撓むこととなる。吸音体１が撓むと、吸音体１においては各上辺部１１Ａ間の距離が大きくなって膜部２０が引っ張られ、上辺部１１Ａに固着されている膜部２０に掛かる張力が大きくなり、撓み量が小さい時とは異なる音が吸音される。そして、ユーザが第１ボタン２４１の操作をやめると、制御部２００により弁１３１が制御されて孔１１１が閉じ、吸音体１は、板状部材１１０と吸音体１との間の空間にある気体の圧力によって、その形状を維持する。
【００２９】
一方、ユーザが第２ボタン２４２を操作すると、制御部２００により弁１３１が制御され、孔１１１が開口する。また、制御部２００によりポンプ１２１が制御され、気体が管１４１からポンプ１２１へ吸入される。すると、板状部材１１０と吸音体１との間の空間にある気体が管１４１と孔１１１を通ってポンプ１２１に吸入される。例えば、吸音体１が図１３中の二点鎖線で示した状態にある時にポンプ１２１が気体を吸入すると、吸音体１が収縮し、図１３中に実線で示したように吸音体１の撓み量が減少する。吸音体１の撓み量が減少すると、吸音体１においては各上辺部１１Ａ間の距離が小さくなり、上辺部１１Ａに固着されている膜部２０に掛かる張力も小さくなって、撓み量が大きい時とは異なる音が吸音される。そして、ユーザが第２ボタン２４２の操作をやめると、制御部２００により弁１３１が制御されて孔１１１が閉じ、吸音体１は、板状部材１１０と吸音体１との間の空間にある気体の圧力によって、その形状を維持する。
以上説明したように、この変形例によっても、様々な周波数の音に対応して吸音を行うことができる。
【００３０】
膜部２０の張力を変化させる方法は、上述した実施形態に方法に限定されるものではなく、例えば、以下に説明する構成で膜部２０の張力を変化させるようにしてもよい。図１４は、本発明の変形例に係る吸音体１Ａの断面を拡大した図である。基部１０Ａは、板状の部材であって一方の面側に複数の半球状の凹部１２を有している。また、基部１０Ａの内部には、複数の凹部１２の底部に接続され、気体が通過する気体通路４０が設けられている。また、基部１０Ａにおいては、凹部１２が設けられている側の面に膜部２０が接着されている。なお、半球状の凹部１２は、図１４の紙面に直交する方向にも独立して複数であってもよいし、図１４の紙面に直交する方向には延伸する一つの空洞を形成してもよい。
【００３１】
気体通路４０には、気体を排出／吸入するポンプ１２１が接続され、凹部１２と膜部２０とで形成される空気層３０内の気体量が、ポンプ１２１と制御部２００により制御される。そして、ポンプ１２１が気体通路４０へ空気を排出すると、空気層３０内の圧力が高くなり、膜部２０が凹部１２と反対側へ膨張する。吸音体１Ａにおいては膜部２０が引っ張られ、膜部２０に掛かる張力が大きくなるため共振周波数が高くなり、張力が小さい時とは異なる音が吸音される。
一方、ポンプ１２１が気体通路４０から空気を吸入すると、空気層３０内の圧力が低くなり、膜部２０が収縮し、膜部２０が平坦になるまでは、膜部２０に掛かる張力が小さくなって共振周波数が低くなり、張力が大きい時とは異なる音が吸音される。
なお、この変形例においては、ポンプ１２１によって気体通路４０から空気を吸入し、膜部２０が凹部１２側へ引っ張られるようにして膜部２０に張力を掛けてもよい。また、この変形例においては、凹部の形状は半球状に限らず、例えば立方形などであってもよい。
また、この変形例においては、基部１０Ａも、弾性を有する素材や可撓性を有する素材で形成されていてもよい。
【００３２】
また、膜部２０の張力を変化させる際には、基部１０を変形させず、駆動機構により膜部２０のみを引っ張って膜部２０に掛かる張力を変化させてもよい。
また、膜部２０の張力を変化させる際には、吸音体１を撓ませるのではなく、駆動機構により吸音体１を膜部２０の延伸方向に伸縮させることにより膜部２０の張力を変化させてもよい。
【００３３】
本発明に係る構成において、空気層３０を密閉し、空気層３０内の空気の圧力を調整して膜部２０の張力を可変する構成においては、吸音体１を複数の領域に分割し、各領域毎に空気層３０内の圧力を異ならせ、領域毎に吸音する音の周波数を異ならせるようにしてもよい。
また、本実施形態における吸音装置は、音響特性を制御する各種の音響室に配置することが可能である。ここで各種音響室とは、防音室、ホール、劇場、音響機器のリスニングルーム、会議室等の居室、車両などの各種輸送機器の空間、スピーカや楽器などの筐体などである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係る吸音体の外観図である。
【図２】同吸音体の側面の拡大図である。
【図３】同実施形態に係る吸音装置の構成を示した図である。
【図４】同実施形態に係る制御部の構成を示したブロック図である。
【図５】本発明の変形例に係る吸音体の側面の拡大図である。
【図６】本発明の変形例に係る吸音体の側面の拡大図である。
【図７】本発明の変形例に係る吸音体の側面の拡大図である。
【図８】本発明の変形例に係る吸音体の側面の拡大図である。
【図９】本発明の変形例に係る吸音体の側面の拡大図である。
【図１０】本発明の変形例に係る基部１０の斜視図である。
【図１１】本発明の変形例に係る基部１０の斜視図である。
【図１２】本発明の変形例に係る吸音体の側面の拡大図である。
【図１３】本発明の変形例に係る吸音装置の構成を示した図である。
【図１４】本発明の変形例に係る吸音体の断面の拡大図である。
【符号の説明】
【００３５】
１・・・吸音体、１０・・・基部、１１・・・凸部、１２・・・凹部、１３・・・板状部材、１４・・・柱状部、２０・・・膜部、２１・・・多孔質層、３０・・・空気層、１１０・・・板状部材、１１１・・・孔、１２０・・・モータ、１２１・・・ポンプ、１３０・・・移動部材、１３１・・・弁、１４０・・・リードスクリュー、１５０・・・ガイドレール、１６０・・・支持部材、２００・・・制御部、２１０・・・ＣＰＵ、２２０・・・ＲＯＭ、２３０・・・ＲＡＭ、２４０・・・操作部、２４１・・・第１ボタン、２４２・・・第２ボタン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状に形成されて形状可変であり、少なくとも板状の一方の面に複数の凹部を有する基部と、
形状可変で膜状に形成されており、前記基部の凹部が形成された面に接して前記凹部の開口部を覆う膜部と
を有する吸音体。
【請求項２】
板状に形成されて形状可変であり、少なくとも板状の一方の面に複数の柱状部を有する基部と、
形状可変で膜状に形成されており、前記複数の柱状部に接して前記基部の柱状部が形成された面を覆う膜部と
を有する吸音体。
【請求項３】
前記基部と前記膜部との間にある空間に、気体が通過可能な充填部材を有すること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の吸音体。
【請求項４】
前記基部と前記膜部との間にある空間が密閉されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の吸音体。
【請求項５】
板状に形成されており、少なくとも板状の一方の面に複数の凹部を有し、前記複数の凹部に連結されて気体が通過する気体通路を内部に備える基部と、
形状可変で膜状に形成されており、前記基部の凹部が形成された面に接して前記凹部の開口部を覆う膜部と
を有する吸音体。
【請求項６】
前記基部が撓められていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の吸音体。
【請求項７】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の吸音体と、
前記膜部側が外周となるように前記吸音体を撓ませる駆動手段と、
前記駆動手段を制御して前記吸音体の撓み量を調整する制御手段と
を有する吸音装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の吸音体と、
前記吸音体が設置される空間の壁面と前記吸音体において前記膜部とは反対側の面とで形成された空間と、
前記空間内の気体量を調整する制御手段と
を有する吸音装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の吸音体と、
前記吸音体を伸縮させる駆動手段と、
前記駆動手段を制御して前記吸音体の伸縮量を調整する制御手段と
を有する吸音装置。
【請求項１０】
請求項５に記載の吸音体と、
前記吸音体が有する気体通路に連結され、前記気体通路内の気体量を調整する制御手段と
を有する吸音装置。
【請求項１１】
請求項７乃至請求項１０のいずれかに記載の吸音装置が配設された空間。
【請求項１】
板状に形成されて形状可変であり、少なくとも板状の一方の面に複数の凹部を有する基部と、
形状可変で膜状に形成されており、前記基部の凹部が形成された面に接して前記凹部の開口部を覆う膜部と
を有する吸音体。
【請求項２】
板状に形成されて形状可変であり、少なくとも板状の一方の面に複数の柱状部を有する基部と、
形状可変で膜状に形成されており、前記複数の柱状部に接して前記基部の柱状部が形成された面を覆う膜部と
を有する吸音体。
【請求項３】
前記基部と前記膜部との間にある空間に、気体が通過可能な充填部材を有すること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の吸音体。
【請求項４】
前記基部と前記膜部との間にある空間が密閉されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の吸音体。
【請求項５】
板状に形成されており、少なくとも板状の一方の面に複数の凹部を有し、前記複数の凹部に連結されて気体が通過する気体通路を内部に備える基部と、
形状可変で膜状に形成されており、前記基部の凹部が形成された面に接して前記凹部の開口部を覆う膜部と
を有する吸音体。
【請求項６】
前記基部が撓められていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の吸音体。
【請求項７】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の吸音体と、
前記膜部側が外周となるように前記吸音体を撓ませる駆動手段と、
前記駆動手段を制御して前記吸音体の撓み量を調整する制御手段と
を有する吸音装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の吸音体と、
前記吸音体が設置される空間の壁面と前記吸音体において前記膜部とは反対側の面とで形成された空間と、
前記空間内の気体量を調整する制御手段と
を有する吸音装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の吸音体と、
前記吸音体を伸縮させる駆動手段と、
前記駆動手段を制御して前記吸音体の伸縮量を調整する制御手段と
を有する吸音装置。
【請求項１０】
請求項５に記載の吸音体と、
前記吸音体が有する気体通路に連結され、前記気体通路内の気体量を調整する制御手段と
を有する吸音装置。
【請求項１１】
請求項７乃至請求項１０のいずれかに記載の吸音装置が配設された空間。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００９−１４５７３９（Ｐ２００９−１４５７３９Ａ）
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２４６２０（Ｐ２００７−３２４６２０）
【出願日】平成１９年１２月１７日（２００７．１２．１７）
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１７日（２００７．１２．１７）
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
【Ｆターム（参考）】
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