音響構造体
【課題】吸音効果と散乱効果とを発揮させる周波数帯域を調整でき、より広い周波数帯域においてそれらの効果を発揮できる低コストの音響構造体を提供する。
【解決手段】音響構造体１０は、円筒体２１内にその内周径よりも僅かに小さな外周径をもった円筒体２２を嵌合したものであり、円筒体２１は円筒体２２に対して回転できる。音響構造体１０内には、開口部２２５−ｉ（ｉ＝１〜７）のうち開口部２１０と重複している開口部２２５−ｉから底面板２１８，２１９の各々の長さをもった２つの閉管が形成される。この２つの閉管の共鳴周波数を含む周波数帯域の音が円筒体２１に入射すると、吸音効果と散乱効果とが発揮される。
【解決手段】音響構造体１０は、円筒体２１内にその内周径よりも僅かに小さな外周径をもった円筒体２２を嵌合したものであり、円筒体２１は円筒体２２に対して回転できる。音響構造体１０内には、開口部２２５−ｉ（ｉ＝１〜７）のうち開口部２１０と重複している開口部２２５−ｉから底面板２１８，２１９の各々の長さをもった２つの閉管が形成される。この２つの閉管の共鳴周波数を含む周波数帯域の音が円筒体２１に入射すると、吸音効果と散乱効果とが発揮される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響空間における音響障害を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホールや劇場などの壁に囲まれた音響空間では、平行対面する壁面間で音が繰り返し反射することによりブーミングやフラッターエコーなどの音響障害が発生する。図１０は、この種の音響障害の防止に好適な従来の音響構造体５０を示す正面図である。この音響構造体５０は、各々が異なる長さをもった複数の角筒状のパイプ５１−ｊ（ｊ＝１〜７）を全体として平面をなすように並列配置したものである。各パイプ５１−ｊ（ｊ＝１〜７）は、剛性率の高い材質の反射性の材料からなる。また、各パイプ５１−ｊ（ｊ＝１〜７）は、同じ方向を向いた開口部５２−ｊ（ｊ＝１〜７）を各々有している。この音響構造体５０は、各パイプ５１−ｊ（ｊ＝１〜７）の開口部５２−ｊ（ｊ＝１〜７）を音響空間の中央に向けた状態で、音響空間の内壁や天井などに設置される。このようにして音響空間内に備え付けられた音響構造体５０は、音響空間内からパイプ５１−ｊ（ｊ＝１〜７）の各々へ入射する入射波に対する吸音効果と散乱効果とを発揮することにより、音響空間内の音響障害の発生を防止する。この種の音響構造体５０の構成の詳細は、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００３】
ここで、図１０に示す音響構造体５０のパイプ５１−１を例にとり、パイプ５１−１による吸音効果および散乱効果の発生の原理について説明する。図１１は、パイプ５１−１の縦断面図である。図１１に示すように、パイプ５１−１における開口部５２−１の奥の空洞には、開口部５２−１を開口端とし空洞の左側の端部を閉口端とする音響管５６と、開口部５２−１を開口端とし空洞の右側の端部を開口端とする音響管５５とが形成されているとみなすことができる。音響空間から開口部５２−１を介して空洞内に音波が入射すると、空洞内では、音響管５６の開口端（開口部５２−１）から閉口端（空洞の左側の端部）に向かう進行波と、音響管５５の開口端（開口部５２−１）から閉口端（空洞の右側の端部）に向かう進行波とが発生する。そして、前者の進行波は、音響管５６の閉口端において反射され、その反射波が開口部５２−１へ戻る。また、後者の進行波は、音響管５５の閉口端において反射され、その反射波が開口部５２−１へ戻る。
【０００４】
そして、音響管５６では、下記式（１）に示す共鳴周波数ｆａｎ（ｎ＝１、２、…）において共鳴が発生し、音響管５６内において進行波と反射波とを合成した音波は、音響管５６の閉口端に粒子速度の節を有し、開口端に粒子速度の腹を有する定在波となる。また、音響管５５では、下記式（２）に示す共鳴周波数ｆｂｎ（ｎ＝１、２、…）において共鳴が発生し、音響管５５内において進行波と反射波とを合成した音波は、音響管５５の閉口端に粒子速度の節を有し、開口端に粒子速度の腹を有する定在波となる。なお、下記式（１）および（２）において、Ｌａは音響管５６の延在方向の長さ（空洞の左側の端部から開口部５２−１までの長さ）、Ｌｂは音響管５５の延在方向の長さ（空洞の右側の端部から開口部５２−１までの長さ）、ｃは音波の伝搬速度、ｎは１以上の整数である。
ｆａｎ＝（２ｎ−１）・（ｃ／（４・Ｌａ）） （ｎ＝１，２…）…（１）
ｆｂｎ＝（２ｎ−１）・（ｃ／（４・Ｌｂ）） （ｎ＝１，２…）…（２）
【０００５】
ここで、音響空間から開口部５２−１及び開口部５２−１のある面ｒｅｆにおける開口部５２−１の近傍に入射する音波のうち共鳴周波数ｆａｎの成分に着目すると、音響管５６の閉口端において反射されて開口部５２−１から音響空間へと放射される音波は、音響空間から開口部５２−１に入射する音波に対して逆相の音波となる。一方、開口部５２−１のある面ｒｅｆにおける開口部５２−１の近傍では、音響空間からの入射波が位相回転を伴うことなく反射される。
【０００６】
よって、図１２に示すように、共鳴周波数ｆａｎ（ｎ＝１、２、…）の成分を含む音波が開口部５２−１を介して空洞に入射した場合、開口部５２−１から見て入射方向（図１２の吸音領域）に対しては、音響管５６から開口部５２−１を介して放射される音波と面ｒｅｆにおける開口部５２−１の近傍の各点から反射される音波が逆相となって互いの位相が干渉し合い、吸音効果が発生する。また、開口部５２−１からの音波と面ｒｅｆからの反射波とが互いに隣接する散乱領域では、開口部５２−１からの音波と面ｒｅｆからの反射波の位相が不連続となる。このような位相差のある波が隣接することにより、散乱領域付近では、位相の不連続を解消しようとする気体分子の流れが発生する。この結果、散乱領域付近では、入射方向に対する鏡面反射方向以外の方向への音響エネルギーの流れが発生し、散乱効果が発生する。同様に、共鳴周波数ｆｂｎ（ｎ＝１、２、…）の成分を含む音波が開口部５２−１を介して空洞に入射した場合、開口部５２−１への入射方向に鏡面反射する方向（図１２の吸音領域）に対しては、吸音効果が発生する。また、散乱領域付近では、散乱効果が発生する。
【０００７】
また、共鳴周波数ｆａｎおよびｆｂｎの各々の近傍の周波数帯域においては、共鳴周波数ｆａｎまたはｆｂｎからずれていたとしても、周波数がある程度近ければ、開口部５２−１から音響空間に放射される音波の位相と面ｒｅｆから音響空間に放射される反射波の位相とが逆相に近い関係になる。このため、共鳴周波数ｆａｎおよびｆｂｎの各々の近傍の周波数帯域では、共鳴周波数ｆａｎまたはｆｂｎに対する周波数の近さに応じた程度の吸音効果および散乱効果が発生する。以上が、パイプ５１−１による吸音効果および散乱効果の発生の原理である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３０７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、開口部５２−１を有する１つのパイプ５１−１に共鳴現象を発生させる音の周波数帯域は、そのパイプ５１−１の両端の各々から開口部５２−１までの長さＬａ及びＬｂに依存して決まる。よって、特許文献１のように、両端から開口部５２−ｊ（ｊ＝１〜７）までの長さＬａ及びＬｂを変えた複数のパイプ５１−ｊ（ｊ＝１〜７）を並べて音響構造体５０を構成することにより、吸音効果と散乱効果を発揮させる周波数帯域をより広くすることができる。
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示された音響構造体５０の場合、各パイプ５１−ｊ（ｊ＝１〜７）の開口部５２−ｊ（ｊ＝１〜７）の位置は固定されており、各パイプ５１−ｊ（ｊ＝１〜７）の各々における吸音効果と散乱効果を発揮させる周波数帯域を利用者の好みに応じて調整することができないという問題があった。また、この音響構造体５０を構成するためには、両端から開口部５２−ｊ（ｊ＝１〜７）までの長さを変えた複数のパイプ５１−ｊ（ｊ＝１〜７）を個別に製造せねばならず、その製造コストが大きくなるという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような背景の下に案出されたものであり、吸音効果と散乱効果とを発揮させる周波数帯域を調整でき、より広い周波数帯域においてそれらの効果を発揮できるような音響構造体を低コストで製造できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、各々の内部に空洞が形成され且つ前記空洞を囲む側面に開口部が設けられた一対の筒体のうち一方の筒体を他方の筒体に嵌合した音響構造体であって、一方の筒体の他方の筒体に対する相対的な回転角度に応じて当該一方および他方の筒体の側面の開口部の重複部位が変化するように構成されていることを特徴とする音響構造体を提供する。
【００１３】
この発明である音響構造体の利用者は、一方の筒体に対する他方の筒体の相対的な回転角度を変えることにより、吸音効果と散乱効果を発揮させる周波数帯域を調整することができる。また、一方の筒体に対する他方の筒体の相対的な回転角度を様々に変えた複数の音響構造体を備え付けることにより、より広い周波数帯域において音響効果と散乱効果を発揮させることができる。従って、両端から開口部までの長さを様々に変えた複数の筒体を個別に製造してそれらを音響空間内に配置したのと同様の音響効果と散乱効果を、より低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の第１実施形態である音響構造体の構成を示す斜視図である。
【図２】同音響構造体の円筒体を示す図である。
【図３】同音響構造体の円筒体を示す図である。
【図４】同音響構造体の円筒体の縦断面図である。
【図５】この発明の第２実施形態である音響構造体の構成を示す斜視図である。
【図６】同音響構造体の円筒体を示す図である。
【図７】この発明の第３実施形態である音響構造体の構成を示す斜視図である。
【図８】この発明の他の実施形態である音響構造体の構成を示す図である。
【図９】この発明の他の実施形態である音響構造体の構成を示す図である。
【図１０】従来の音響構造体の構成を示す正面図である。
【図１１】同音響構造体をなすパイプの縦断面図である。
【図１２】同音響構造体による吸音効果と散乱効果とを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、この発明の第１実施形態である音響構造体１０の構成を示す斜視図である。音響構造体１０は、中空の円筒体２１内にその内周径よりも僅かに小さな外周径をもった円筒体２２を嵌合したものである。この音響構造体１０は、上述した従来の音響構造体５０における１本のパイプ５１−ｊに相当する役割を果たすものであり、パイプ５１−ｊと同様、音響空間の壁や天井に複数まとめて平面状に配列され、吸音効果および散乱効果を発生するものである。図２（Ａ）は、音響構造体１０における円筒体２１を示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、その展開図である。図３（Ａ）は、円筒体２２を示す斜視図であり、図３（Ｂ）は、その展開図である。
【００１６】
図２（Ａ）に示すように、円筒体２１は、軸方向に延在する側面板２１１と、側面板２１１における軸方向の両端辺２１８，２１９に各々接合された円状の底面板２１２，２１３とを有する。円筒体２１の内部は側面板２１１と底面板２１２，２１３に囲まれた空洞になっている。図３（Ａ）に示すように、円筒体２２は、軸方向に延在する側面板２２１と、側面板２２１における軸方向の両端辺２２８，２２９に各々接合された円状の底面板２２２，２２３とを有する。円筒体２２の内部は側面板２２１と底面板２２２，２２３に囲まれた空洞になっている。これらの板２１１，２１２，２１３，２２１，２２２，２２３は剛性率の高い材質の反射性の材料からなる。
【００１７】
図２（Ａ），図２（Ｂ）に示すように、円筒体２１の側面板２１１にはその端辺２１９から端辺２１８に向かう方向に沿って開口部２１０が設けられている。この開口部２１０は、側面板２１１における端辺２１８，２１９の間を幅ｄをもって一直線状に切り取ったものである。側面板２１１における開口部２１０を挟む両端辺２１６，２１７は、円筒体２１の軸と平行に延在している。
【００１８】
図３（Ａ），図３（Ｂ）に示すように、円筒体２２の側面板２２１にはその端辺２２９から端辺２２８に向かう方向に沿って開口部２２５−ｉ（ｉ＝１〜７）が設けられている。開口部２２５−ｉ（ｉ＝１〜７）は楕円状をなしている。開口部２２５−ｉ（ｉ＝１〜７）の向きは、各々の長軸が円筒体２２の軸と平行になるように揃えられている。開口部２２５−ｉ（ｉ＝１〜７）の短軸方向の幅は、円筒体２１の開口部２１０の幅ｄよりも小さくなっている。開口部２２５−ｉ（ｉ＝１〜７）は、側面板２２１における一方の端辺２２９から他方の端辺２２８に向かって螺旋を描くようにして同じ間隔を空けて設けられている。
【００１９】
円筒体２１内に円筒体２２が嵌合された状態において、円筒体２２の側面板２２１の外周は、円筒体２１の側面板２１１の内周に対して僅かな摩擦力をもって摺接している。また、図１に示すように、円筒体２１の開口部２１０からは円筒体２２が露出している。利用者は、円筒体２１の開口部２１０からその内側の円筒体２２に手指をあてて力を加えることにより、円筒体２１に対して円筒体２２を相対的に回転させることができる。ここで、円筒体２１に対する円筒体２２の回転によって円筒体２１の開口部２１０が円筒体２２の開口部２２５−ｉ（ｉ＝１〜７）のいずれかと重複すると、円筒体２２内の空洞はその重複部位（すなわち、開口部２２５−ｉ（ｉ＝１〜７）のうち開口部２１０と重複している開口部２２５−ｉ）を介して外部空間と連通する。
【００２０】
本実施形態によると、利用者は、音響構造体１０の円筒体２１に対する円筒体２２の回転角度を変えることにより、円筒体２２の開口部２２５−ｉ（ｉ＝１〜７）のうち円筒体２２内部の空洞と外部空間とを連通させる開口部２２５−ｉを切り換えることができ、音響効果と散乱効果とを発揮させる周波数帯域を調整することができる。より具体的に説明すると、たとえば、図１の例に示す音響構造体１０では、円筒体２１の開口部２１０と円筒体２２の開口部２２５−２とが重複し、円筒体２２内の空洞は開口部２２５−２を介して外部空間と連通している。
【００２１】
図４（Ａ）の縦断面図に示すように、この状態の音響構造体１０内には、開口部２２５−２から底面板２２２，２２３の各々までの長さＬ１１およびＬ１２をもった２つの閉管４１，４２が形成される。従って、この状態の音響構造体１０では、閉管４１，４２の各々の長さＬ１１，Ｌ１２を前掲の式（１），（２）のＬａ及びＬｂとした場合に式（１），（２）から求まる共鳴周波数ｆａｎ，ｆｂｎ（Ｌａ＝Ｌ１１，Ｌｂ＝Ｌ１２）の近傍の周波数帯域において、吸音効果を発生し、散乱効果が発生する周波数帯域もこの共鳴周波数ｆａｎ，ｆｂｎ（Ｌａ＝Ｌ１１，Ｌｂ＝Ｌ１２）に依存した帯域となる。
【００２２】
また、図１の例に示す音響構造体１０における円筒体２１に対して円筒体２２を３６０／７度だけ図１の矢印方向に回転させると、円筒体２１の開口部２１０と円筒体２２の開口部２２５−３とが重複し、円筒体２２内の空洞が開口部２２５−３を介して外部空間と連通する。
【００２３】
図４（Ｂ）の縦断面図に示すように、この状態の音響構造体１０内には、開口部２２５−３から底面板２２２，２２３の各々までの長さＬ２１およびＬ２２をもった２つの閉管４３，４４が形成される。従って、この状態の音響構造体１０では、閉管４３，４４の各々の長さＬ２１，Ｌ２２を前掲の式（１），（２）のＬａ及びＬｂとした場合に式（１），（２）から求まる共鳴周波数ｆａｎ，ｆｂｎ（Ｌａ＝Ｌ２１，Ｌｂ＝Ｌ２２）の近傍の周波数帯域において、吸音効果を発生し、散乱効果が発生する周波数帯域もこの共鳴周波数ｆａｎ，ｆｂｎ（Ｌａ＝Ｌ２１，Ｌｂ＝Ｌ２２）に依存した帯域となる。
【００２４】
よって、利用者は、各々の円筒体２１に対する円筒体２２の回転角度を様々に変えた複数の音響構造体１０を音響空間内に備え付けることにより、より広い周波数帯域において吸音効果および散乱効果を発揮させることができる。
【００２５】
また、本実施形態では、音響構造体１０が２つの円筒体２１及び２２により構成されている。よって、円筒体２１に対する円筒体２２の回転により、円筒体２１の開口部２１０と円筒体２２の開口部２２５−２との重複部分を連続的に調整できる。従って、吸音効果及び散乱効果の程度の微調整を容易に行うことができる。
【００２６】
＜第２実施形態＞
図５は、この発明の第２実施形態である音響構造体１０Ａの構成を示す斜視図である。音響構造体１０Ａは、中空の円筒体２１内にその内周径よりも僅かに小さな外周径をもった中空の円筒体２３を嵌合したものである。この音響構造体１０Ａの円筒体２１の構成は、音響構造体１０の円筒体２１の構成（図２（Ａ），図２（Ｂ））と同じである。図６（Ａ）は、音響構造体１０における円筒体２３を示す斜視図であり、図６（Ｂ）は、その展開図である。
【００２７】
図６（Ａ）に示すように、円筒体２３は、軸方向に延在する側面板２３１と、側面板２３１における軸方向の両端辺２３８，２３９に各々接合された円状の底面板２３２，２３３とを有する。円筒体２３の内部は側面板２３１と底面板２３２，２３３に囲まれた空洞になっている。各板２３１，２３８，２３９は剛性率の高い材質の反射性の材料からなる。
【００２８】
図６（Ａ），図６（Ｂ）に示すように、円筒体２３の側面板２３１にはその端辺２３９から端辺２３８に向かう方向に沿って開口部２３５が設けられている。この開口部２３５は、側面板２３１における軸方向の両端辺２３９，２３８の間を円筒体２１の開口部２１０の幅ｄとおなじ幅ｄをもって螺旋状に切り取ったものである。
【００２９】
円筒体２１内に円筒体２３が嵌合された状態において、円筒体２３の側面板２３１の外周は、円筒体２１の側面板２１１の内周に対して僅かな摩擦力をもって摺接している。また、図５に示すように、円筒体２１の開口部２１０からは円筒体２３が露出している。利用者は、円筒体２１の開口部２１０からその内側の円筒体２３に手指をあてて力を加えることにより、円筒体２１に対して円筒体２３を相対的に回転させることができる。ここで、円筒体２１に対する円筒体２３の回転角度がいずれの場合においても、筒体２１の開口部２１０は筒体２３の開口部２３５と交差して矩形状の重複部位を形成し、円筒体２３内の空洞はこの重複部位を介して外部空間と連通する。そして、円筒体２１に対して円筒体２３が図５に示す矢印方向に回転すると、重複部位は底面板２２２の方向（図５の上方）に移動し、その反対の方向に回転すると、重複部位は底面板２２３の方向（図５の下方）に移動する。
【００３０】
本実施形態によると、利用者は、音響構造体１０Ａの円筒体２１に対する円筒体２３の回転角度を変えることにより、筒体２１の開口部２１０と筒体２３の開口部２３５の重複部位を移動させることができ、音響効果と散乱効果とを発揮させる周波数帯域を調整することができる。
【００３１】
＜第３実施形態＞
図７（Ａ）は、この発明の第３実施形態である音響構造体１０Ｂの構成を示す斜視図である。音響構造体１０Ｂは、各々の断面を３６０／ｎ（ｎは、３以上の整数。たとえば、ｎ＝６とする）度対称とする一対の角筒体３１，３２からなる。この一対の角筒体３１，３２は、一方の角筒体３１内に他方の角筒体３２を着脱自在に構成されている。図７（Ｂ）は、角筒体３１を示す斜視図であり、図７（Ｃ）は、角筒体３２を示す斜視図である。
【００３２】
図７（Ｂ）に示すように、角筒体３１は、長方形状の側面板３１１−ｍ（ｍ＝１〜５）と、側面板３１１−ｍ（ｍ＝１〜５）における軸方向の一端に接合された正六角形の底面板３１２とを有する。角筒体３１の内部は側面板３１１−ｍ（ｍ＝１〜５）と底面板３１２に囲まれた空洞になっている。また、角筒体３１における側面板３１１−１と側面板３１１−５の間には側面板３１１−ｍ一枚分に相当する開口部３１３が設けられている。また、角筒体３１の側面板３１１−ｍ（ｍ＝１〜５）の他端には板が接合されておらず、その他端の側には底面板３１２と同じ正六角形の開放面３１５が形成されている。
【００３３】
図７（Ｃ）に示すように、角筒体３２は、長方形状の側面板３２１−ｎ（ｎ＝１〜６）と、側面板３２１−ｎ（ｎ＝１〜６）における軸方向の一端と他端に各々接合された正六角形状の底面板３２２，３２３とを有する。角筒体３２の内部は側面板３２１−ｎ（ｎ＝１〜６）と底面板３２２，３２３に囲まれた空洞になっている。また、側面板３２１−ｎ（ｎ＝１〜６）の各々には開口部３２４−ｎ（ｎ＝１〜６）が設けられている。開口部３２４−ｎ（ｎ＝１〜６）は同じ寸法の楕円状をなしている。底面板３２３から側面板３２１−ｎ（ｎ＝１〜６）の開口部３２４−ｎ（ｎ＝１〜６）までの軸方向の距離は各々異なる。
【００３４】
上述したように、角筒体３１の側面板３１１−ｍ（ｍ＝１〜５）の他端の側は正六角形の開放面３１５となっている。利用者は、角筒体３１の開放面３１５に角筒体３２の底面板３２３を嵌合し、角筒体３２をその底面板３２３が角筒体３１の底面板３１２に当接するまで押し込むことにより、角筒体３１内に角筒体３２を装着することができる。図７（Ａ）に示すように、角筒体３２が角筒体３１内に嵌合された状態において、外側の角筒体３１の開口部３１３からは内側の角筒体３２の側面板３２１−ｎ（ｎ＝１〜６）のうちのひとつ（図７（Ａ）の例では側面板３２１−６）が露出し、角筒体３２内の空洞は側面板３２１−６の開口部３２４−６を介して外部空間と連通している。
【００３５】
利用者は、角筒体３１の開口部３１３からその内側の角筒体３２の側面板３２１−６に手指をあてて力を加えることにより、角筒体３２を角筒体３１の開放面３１５の方（図７（Ａ）の上方）に動かし、角筒体３１と角筒体３２とを分離させることができる。そして、利用者は、角筒体３１から角筒体３２を分離した後、角筒体３２を角筒体３１に対して６０・ｍ（ｍ＝１〜５）度回転させて角筒体３１内に再び嵌合することにより、角筒体３２の開口部３２４−ｎ（ｎ＝１〜６）のうち角筒体３２内部の空洞と外部空間とを連通させる開口部３２４−ｎを切り換えることができ、音響効果と散乱効果とを発揮させる周波数帯域を調整することができる。
【００３６】
また、本実施形態では、音響構造体１０Ｂが２つの角筒体３１及び３２により構成されている。よって、角筒体３１内へ嵌合する角筒体３２の角度を６０・ｍ（ｍ＝１〜５）度ずつ変えることにより、角筒体３１の開放面３１５と角筒体３２の開口部３２４−ｎとの重複部分を非連続的に調整できる。従って、吸音効果及び散乱効果の程度を所定の設計特性に合ったものにする作業を簡単に行うことができる。
【００３７】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明には他にも実施形態があり得る。例えば、以下の通りである。
（１）上記第１実施形態である音響構造体１０において、円筒体２２内に円筒体２１を嵌合してもよい。また、第２実施形態である音響構造体１０Ａにおいて、円筒体２３内に円筒体２１を嵌合してもよい。
【００３８】
（２）上記第２実施形態である音響構造体１０Ａでは、円筒体２３の側面板２３１にその側面板２３１の外周を１周する螺旋状の開口部２３５が設けられていた。しかし、円筒体２３の側面板２３１にその外周を２周する螺旋状の開口部２３５’を設けてもよい。この場合、円筒体２１の開口部２１０と円筒体２３の開口部２３５’の重複部位が２か所になる。よって、この実施形態である音響構造体１０Ａ’内には、２つの閉管と１つの開管（両端が開いている管）が形成される。
【００３９】
（３）上記第１および第２実施形態である音響構造体１０，１０Ａでは、円筒体２１の側面板２１１における開口部３１３は、円筒体２１の軸と平行な一直線状をなしていた。しかし、複数の開口部を円筒体２１の軸と平行な一直線をなすように並べて配してもよい。また、１つの開口部または複数の開口部を曲線をなすように形成してもよい。
【００４０】
（４）上記第３実施形態である音響構造体１０Ｂでは、一対の角筒体３１，３２は、各々の断面を３６０／６度対称とする六角柱状をなしていた。しかし、断面を３６０／４度対称とする４角柱状の一対の角筒体により音響構造体を構成してもよいし、断面を３６０／８度対称とする８角柱状の一対の角筒体により音響構造体を構成してもよい。
【００４１】
（５）上記第１実施形態において、円筒体２１の底面板２１２と円筒体２２の底面板２２２の側を開放面としてもよいし、円筒体２１の底面板２１３と円筒体２２の底面板２２３の側を開放面としてもよい。また、底面板２１２及び底面板２２２と反対側の底面板２１３及び底面板２２３の両方を開放面としてもよい。同様に、第２実施形態において、円筒体２１の底面板２１２と円筒体２３の底面板２３２の側を開放面としてもよいし、円筒体２１の底面板２１３と円筒体２３の底面板２３３の側を開放面としてもよい。また、底面板２１２及び底面板２３２と反対側の底面板２１３及び底面板２３３の両方を開放面としてもよい。
【００４２】
（６）上記第２実施形態における音響構造体１０Ａは、円筒体２１に対する円筒体２３の回転角度を変えることにより、筒体２１の開口部２１０と筒体２３の開口部２３５の重複部位を移動させる構成になっていた。しかし、円筒体２１及び２３のうち一方を軸方向に移動させることにより、筒体２１の開口部２１０と筒体２３の開口部２３５の重複部位を移動させる構成としてもよい。図８は、この実施形態である音響構造体１０Ｃの構成を示す図である。
【００４３】
図８に示すように、音響構造体１０Ｃは、円筒体６１の内側に円筒体６１の内周径よりも僅かに小さな外周径をもった円筒体６２を嵌合したものである。この音響構造体１０Ｃにおける円筒体６１の側面板６１１の軸方向の長さは、円筒体６２の側面板６２１の軸方向の長さよりも短くなっている。そして、円筒体６１の側面板６１１には、円筒体６１の円周方向に一直線状に伸びる開口部６１５が設けられており、円筒体６２の側面板６２１には、円筒体６２の軸方向（開口部６１５と直交する方向）に一直線状に伸びる開口部６２５が設けられている。開口部６１５における円周方向の長さＬＣＩＲは、開口部６２５における円周方向の幅ｄＣＩＲよりも十分に大きくなっている。また、開口部６２５における軸方向の長さＬＡＸは、開口部６１５における軸方向の幅ＤＡＸよりも十分に大きくなっている。この音響構造体１０Ｃでは、外側の円筒体６２を内側の円筒体６１に対して軸方向に移動させることにより、円筒体６１の開口部６１５と円筒体６２の開口部６２５の重複部位を軸方向に移動させ、音響効果と散乱効果とを発揮させる周波数帯域を調整することができる。
【００４４】
この実施形態の音響構造体１０Ｃの構成を概念的に示すと、次のようになる。「各々の内部に空洞が形成され且つ前記空洞を囲む側面に開口部が設けられた一対の筒体のうち一方の筒体を他方の筒体に嵌合した音響構造体であって、一方の筒体の他方の筒体に対する軸方向の相対的な位置に応じて当該一方および他方の筒体の側面の開口部の重複部位が変化するように構成されていることを特徴とする音響構造体。」
【００４５】
（７）上記第１〜第３実施形態における音響構造体１０，１０Ａ，１０Ｂは、一対の筒体により構成されていた。しかし、音響構造体を、開口部が設けられた１つの筒体と、この筒体の開口部の一部を塞ぐカバーとにより構成してもよい。例えば、音響構造体の筒体の側面に、異なる形状（例えば、丸形、正方形、長方形、星形など）を持った複数の開口部を軸方向に並べるようにして設け、これら複数の開口部のうち一つを除いた残りのものをカバーにより塞ぐようにしてもよい。この実施形態によると、複数の開口部のうちカバーにより塞がないものを変えることにより、音響効果と吸音効果とを発揮させる周波数帯域を調整することができる。
【００４６】
（８）上記第１〜第３実施形態の音響構造体１０，１０Ａ，１０Ｂにおいて、一対の筒体のうち一方を他方の側面の側から嵌合するようにしてもよい。図９（Ａ）は、この実施形態である音響構造体１０Ｄの側面図である。また、図９（Ａ’）は、図９（Ａ）のａ−ａ線断面図である。図９（Ａ”）は、図９（Ａ）を矢印ｂ方向から見た図である。図９（Ａ），図９（Ａ’），及び図９（Ａ”）に示すように、音響構造体１０Ｄは、角筒体７１と角筒体７２とからなる。図９（Ｂ）は、角筒体７１の側面図であり、図９（Ｂ’）は、図９（Ｂ）のｂ−ｂ線断面図である。図９（Ｃ）は、角筒体７２の側面図であり、図９（Ｃ’）は、図９（Ｃ）のｃ−ｃ線断面図である。
【００４７】
図９（Ｂ）及び図９（Ｂ’）に示すように、角筒体７１は、側面７１１，７１２，７１３，７１４により囲まれた直方体状をなしている。角筒体７１の側面７１１と側面７１４には、側面７１１における一方の端辺から側面７１４における反対側の端辺へ斜め方向に延在する開口部７１５が設けられている。図９（Ｃ）及び図９（Ｃ’）に示すように、角筒体７２は、側面７２１，７２２、７２３を、側面７２２を介して側面７２１及び７２３が向かい合うようにコの字状に交差させた形状をなしている。角筒体７２の側面７２１には、当該角筒体７２の延在方向に沿って一直線状に延在する開口部７２５がある。ここで、本実施形態では、角筒体７１の側面７１１及び７１４のうち何れか一方の面を角筒体７２に向けてその側面７２１及び７２３間に挿入することにより、角筒体７１と角筒体７２とを嵌合させることができる。本実施形態では、角筒体７１の側面７１１及び７１４のうち何れを角筒体７２に向けて嵌合させるかにより、開口部７１５及び７２５の重複部分の位置が変わる。よって、本実施形態によると、音響効果と吸音効果とを発揮させる周波数帯域を調整することができる。
【００４８】
（９）上記第１〜第３実施形態の音響構造体１０，１０Ａ，１０Ｂでは、開口部が側面板の対角線に沿って設けられていた。しかし、側面板の対角線に沿ったものでない配列を持って開口部を設けてもよい。この実施形態によると、側面板に設けられた複数の開口部の対称性が無くなり、音響効果と吸音効果とを発揮させる周波数帯域をより多様に調整することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１０，１０Ａ，１０Ｂ…音響構造体、２１，２２，２３…円筒体，３１，３２…角筒体、２１１，２２１，２３１，３１１，３２１…側面板、２１２，２１３，２２２，２２３，２３２，２３３，３２２，３２３…底面板、２１０，２２５，２３５，３１３，３２４…開口部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響空間における音響障害を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホールや劇場などの壁に囲まれた音響空間では、平行対面する壁面間で音が繰り返し反射することによりブーミングやフラッターエコーなどの音響障害が発生する。図１０は、この種の音響障害の防止に好適な従来の音響構造体５０を示す正面図である。この音響構造体５０は、各々が異なる長さをもった複数の角筒状のパイプ５１−ｊ（ｊ＝１〜７）を全体として平面をなすように並列配置したものである。各パイプ５１−ｊ（ｊ＝１〜７）は、剛性率の高い材質の反射性の材料からなる。また、各パイプ５１−ｊ（ｊ＝１〜７）は、同じ方向を向いた開口部５２−ｊ（ｊ＝１〜７）を各々有している。この音響構造体５０は、各パイプ５１−ｊ（ｊ＝１〜７）の開口部５２−ｊ（ｊ＝１〜７）を音響空間の中央に向けた状態で、音響空間の内壁や天井などに設置される。このようにして音響空間内に備え付けられた音響構造体５０は、音響空間内からパイプ５１−ｊ（ｊ＝１〜７）の各々へ入射する入射波に対する吸音効果と散乱効果とを発揮することにより、音響空間内の音響障害の発生を防止する。この種の音響構造体５０の構成の詳細は、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００３】
ここで、図１０に示す音響構造体５０のパイプ５１−１を例にとり、パイプ５１−１による吸音効果および散乱効果の発生の原理について説明する。図１１は、パイプ５１−１の縦断面図である。図１１に示すように、パイプ５１−１における開口部５２−１の奥の空洞には、開口部５２−１を開口端とし空洞の左側の端部を閉口端とする音響管５６と、開口部５２−１を開口端とし空洞の右側の端部を開口端とする音響管５５とが形成されているとみなすことができる。音響空間から開口部５２−１を介して空洞内に音波が入射すると、空洞内では、音響管５６の開口端（開口部５２−１）から閉口端（空洞の左側の端部）に向かう進行波と、音響管５５の開口端（開口部５２−１）から閉口端（空洞の右側の端部）に向かう進行波とが発生する。そして、前者の進行波は、音響管５６の閉口端において反射され、その反射波が開口部５２−１へ戻る。また、後者の進行波は、音響管５５の閉口端において反射され、その反射波が開口部５２−１へ戻る。
【０００４】
そして、音響管５６では、下記式（１）に示す共鳴周波数ｆａｎ（ｎ＝１、２、…）において共鳴が発生し、音響管５６内において進行波と反射波とを合成した音波は、音響管５６の閉口端に粒子速度の節を有し、開口端に粒子速度の腹を有する定在波となる。また、音響管５５では、下記式（２）に示す共鳴周波数ｆｂｎ（ｎ＝１、２、…）において共鳴が発生し、音響管５５内において進行波と反射波とを合成した音波は、音響管５５の閉口端に粒子速度の節を有し、開口端に粒子速度の腹を有する定在波となる。なお、下記式（１）および（２）において、Ｌａは音響管５６の延在方向の長さ（空洞の左側の端部から開口部５２−１までの長さ）、Ｌｂは音響管５５の延在方向の長さ（空洞の右側の端部から開口部５２−１までの長さ）、ｃは音波の伝搬速度、ｎは１以上の整数である。
ｆａｎ＝（２ｎ−１）・（ｃ／（４・Ｌａ）） （ｎ＝１，２…）…（１）
ｆｂｎ＝（２ｎ−１）・（ｃ／（４・Ｌｂ）） （ｎ＝１，２…）…（２）
【０００５】
ここで、音響空間から開口部５２−１及び開口部５２−１のある面ｒｅｆにおける開口部５２−１の近傍に入射する音波のうち共鳴周波数ｆａｎの成分に着目すると、音響管５６の閉口端において反射されて開口部５２−１から音響空間へと放射される音波は、音響空間から開口部５２−１に入射する音波に対して逆相の音波となる。一方、開口部５２−１のある面ｒｅｆにおける開口部５２−１の近傍では、音響空間からの入射波が位相回転を伴うことなく反射される。
【０００６】
よって、図１２に示すように、共鳴周波数ｆａｎ（ｎ＝１、２、…）の成分を含む音波が開口部５２−１を介して空洞に入射した場合、開口部５２−１から見て入射方向（図１２の吸音領域）に対しては、音響管５６から開口部５２−１を介して放射される音波と面ｒｅｆにおける開口部５２−１の近傍の各点から反射される音波が逆相となって互いの位相が干渉し合い、吸音効果が発生する。また、開口部５２−１からの音波と面ｒｅｆからの反射波とが互いに隣接する散乱領域では、開口部５２−１からの音波と面ｒｅｆからの反射波の位相が不連続となる。このような位相差のある波が隣接することにより、散乱領域付近では、位相の不連続を解消しようとする気体分子の流れが発生する。この結果、散乱領域付近では、入射方向に対する鏡面反射方向以外の方向への音響エネルギーの流れが発生し、散乱効果が発生する。同様に、共鳴周波数ｆｂｎ（ｎ＝１、２、…）の成分を含む音波が開口部５２−１を介して空洞に入射した場合、開口部５２−１への入射方向に鏡面反射する方向（図１２の吸音領域）に対しては、吸音効果が発生する。また、散乱領域付近では、散乱効果が発生する。
【０００７】
また、共鳴周波数ｆａｎおよびｆｂｎの各々の近傍の周波数帯域においては、共鳴周波数ｆａｎまたはｆｂｎからずれていたとしても、周波数がある程度近ければ、開口部５２−１から音響空間に放射される音波の位相と面ｒｅｆから音響空間に放射される反射波の位相とが逆相に近い関係になる。このため、共鳴周波数ｆａｎおよびｆｂｎの各々の近傍の周波数帯域では、共鳴周波数ｆａｎまたはｆｂｎに対する周波数の近さに応じた程度の吸音効果および散乱効果が発生する。以上が、パイプ５１−１による吸音効果および散乱効果の発生の原理である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３０７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、開口部５２−１を有する１つのパイプ５１−１に共鳴現象を発生させる音の周波数帯域は、そのパイプ５１−１の両端の各々から開口部５２−１までの長さＬａ及びＬｂに依存して決まる。よって、特許文献１のように、両端から開口部５２−ｊ（ｊ＝１〜７）までの長さＬａ及びＬｂを変えた複数のパイプ５１−ｊ（ｊ＝１〜７）を並べて音響構造体５０を構成することにより、吸音効果と散乱効果を発揮させる周波数帯域をより広くすることができる。
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示された音響構造体５０の場合、各パイプ５１−ｊ（ｊ＝１〜７）の開口部５２−ｊ（ｊ＝１〜７）の位置は固定されており、各パイプ５１−ｊ（ｊ＝１〜７）の各々における吸音効果と散乱効果を発揮させる周波数帯域を利用者の好みに応じて調整することができないという問題があった。また、この音響構造体５０を構成するためには、両端から開口部５２−ｊ（ｊ＝１〜７）までの長さを変えた複数のパイプ５１−ｊ（ｊ＝１〜７）を個別に製造せねばならず、その製造コストが大きくなるという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような背景の下に案出されたものであり、吸音効果と散乱効果とを発揮させる周波数帯域を調整でき、より広い周波数帯域においてそれらの効果を発揮できるような音響構造体を低コストで製造できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、各々の内部に空洞が形成され且つ前記空洞を囲む側面に開口部が設けられた一対の筒体のうち一方の筒体を他方の筒体に嵌合した音響構造体であって、一方の筒体の他方の筒体に対する相対的な回転角度に応じて当該一方および他方の筒体の側面の開口部の重複部位が変化するように構成されていることを特徴とする音響構造体を提供する。
【００１３】
この発明である音響構造体の利用者は、一方の筒体に対する他方の筒体の相対的な回転角度を変えることにより、吸音効果と散乱効果を発揮させる周波数帯域を調整することができる。また、一方の筒体に対する他方の筒体の相対的な回転角度を様々に変えた複数の音響構造体を備え付けることにより、より広い周波数帯域において音響効果と散乱効果を発揮させることができる。従って、両端から開口部までの長さを様々に変えた複数の筒体を個別に製造してそれらを音響空間内に配置したのと同様の音響効果と散乱効果を、より低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の第１実施形態である音響構造体の構成を示す斜視図である。
【図２】同音響構造体の円筒体を示す図である。
【図３】同音響構造体の円筒体を示す図である。
【図４】同音響構造体の円筒体の縦断面図である。
【図５】この発明の第２実施形態である音響構造体の構成を示す斜視図である。
【図６】同音響構造体の円筒体を示す図である。
【図７】この発明の第３実施形態である音響構造体の構成を示す斜視図である。
【図８】この発明の他の実施形態である音響構造体の構成を示す図である。
【図９】この発明の他の実施形態である音響構造体の構成を示す図である。
【図１０】従来の音響構造体の構成を示す正面図である。
【図１１】同音響構造体をなすパイプの縦断面図である。
【図１２】同音響構造体による吸音効果と散乱効果とを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、この発明の第１実施形態である音響構造体１０の構成を示す斜視図である。音響構造体１０は、中空の円筒体２１内にその内周径よりも僅かに小さな外周径をもった円筒体２２を嵌合したものである。この音響構造体１０は、上述した従来の音響構造体５０における１本のパイプ５１−ｊに相当する役割を果たすものであり、パイプ５１−ｊと同様、音響空間の壁や天井に複数まとめて平面状に配列され、吸音効果および散乱効果を発生するものである。図２（Ａ）は、音響構造体１０における円筒体２１を示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、その展開図である。図３（Ａ）は、円筒体２２を示す斜視図であり、図３（Ｂ）は、その展開図である。
【００１６】
図２（Ａ）に示すように、円筒体２１は、軸方向に延在する側面板２１１と、側面板２１１における軸方向の両端辺２１８，２１９に各々接合された円状の底面板２１２，２１３とを有する。円筒体２１の内部は側面板２１１と底面板２１２，２１３に囲まれた空洞になっている。図３（Ａ）に示すように、円筒体２２は、軸方向に延在する側面板２２１と、側面板２２１における軸方向の両端辺２２８，２２９に各々接合された円状の底面板２２２，２２３とを有する。円筒体２２の内部は側面板２２１と底面板２２２，２２３に囲まれた空洞になっている。これらの板２１１，２１２，２１３，２２１，２２２，２２３は剛性率の高い材質の反射性の材料からなる。
【００１７】
図２（Ａ），図２（Ｂ）に示すように、円筒体２１の側面板２１１にはその端辺２１９から端辺２１８に向かう方向に沿って開口部２１０が設けられている。この開口部２１０は、側面板２１１における端辺２１８，２１９の間を幅ｄをもって一直線状に切り取ったものである。側面板２１１における開口部２１０を挟む両端辺２１６，２１７は、円筒体２１の軸と平行に延在している。
【００１８】
図３（Ａ），図３（Ｂ）に示すように、円筒体２２の側面板２２１にはその端辺２２９から端辺２２８に向かう方向に沿って開口部２２５−ｉ（ｉ＝１〜７）が設けられている。開口部２２５−ｉ（ｉ＝１〜７）は楕円状をなしている。開口部２２５−ｉ（ｉ＝１〜７）の向きは、各々の長軸が円筒体２２の軸と平行になるように揃えられている。開口部２２５−ｉ（ｉ＝１〜７）の短軸方向の幅は、円筒体２１の開口部２１０の幅ｄよりも小さくなっている。開口部２２５−ｉ（ｉ＝１〜７）は、側面板２２１における一方の端辺２２９から他方の端辺２２８に向かって螺旋を描くようにして同じ間隔を空けて設けられている。
【００１９】
円筒体２１内に円筒体２２が嵌合された状態において、円筒体２２の側面板２２１の外周は、円筒体２１の側面板２１１の内周に対して僅かな摩擦力をもって摺接している。また、図１に示すように、円筒体２１の開口部２１０からは円筒体２２が露出している。利用者は、円筒体２１の開口部２１０からその内側の円筒体２２に手指をあてて力を加えることにより、円筒体２１に対して円筒体２２を相対的に回転させることができる。ここで、円筒体２１に対する円筒体２２の回転によって円筒体２１の開口部２１０が円筒体２２の開口部２２５−ｉ（ｉ＝１〜７）のいずれかと重複すると、円筒体２２内の空洞はその重複部位（すなわち、開口部２２５−ｉ（ｉ＝１〜７）のうち開口部２１０と重複している開口部２２５−ｉ）を介して外部空間と連通する。
【００２０】
本実施形態によると、利用者は、音響構造体１０の円筒体２１に対する円筒体２２の回転角度を変えることにより、円筒体２２の開口部２２５−ｉ（ｉ＝１〜７）のうち円筒体２２内部の空洞と外部空間とを連通させる開口部２２５−ｉを切り換えることができ、音響効果と散乱効果とを発揮させる周波数帯域を調整することができる。より具体的に説明すると、たとえば、図１の例に示す音響構造体１０では、円筒体２１の開口部２１０と円筒体２２の開口部２２５−２とが重複し、円筒体２２内の空洞は開口部２２５−２を介して外部空間と連通している。
【００２１】
図４（Ａ）の縦断面図に示すように、この状態の音響構造体１０内には、開口部２２５−２から底面板２２２，２２３の各々までの長さＬ１１およびＬ１２をもった２つの閉管４１，４２が形成される。従って、この状態の音響構造体１０では、閉管４１，４２の各々の長さＬ１１，Ｌ１２を前掲の式（１），（２）のＬａ及びＬｂとした場合に式（１），（２）から求まる共鳴周波数ｆａｎ，ｆｂｎ（Ｌａ＝Ｌ１１，Ｌｂ＝Ｌ１２）の近傍の周波数帯域において、吸音効果を発生し、散乱効果が発生する周波数帯域もこの共鳴周波数ｆａｎ，ｆｂｎ（Ｌａ＝Ｌ１１，Ｌｂ＝Ｌ１２）に依存した帯域となる。
【００２２】
また、図１の例に示す音響構造体１０における円筒体２１に対して円筒体２２を３６０／７度だけ図１の矢印方向に回転させると、円筒体２１の開口部２１０と円筒体２２の開口部２２５−３とが重複し、円筒体２２内の空洞が開口部２２５−３を介して外部空間と連通する。
【００２３】
図４（Ｂ）の縦断面図に示すように、この状態の音響構造体１０内には、開口部２２５−３から底面板２２２，２２３の各々までの長さＬ２１およびＬ２２をもった２つの閉管４３，４４が形成される。従って、この状態の音響構造体１０では、閉管４３，４４の各々の長さＬ２１，Ｌ２２を前掲の式（１），（２）のＬａ及びＬｂとした場合に式（１），（２）から求まる共鳴周波数ｆａｎ，ｆｂｎ（Ｌａ＝Ｌ２１，Ｌｂ＝Ｌ２２）の近傍の周波数帯域において、吸音効果を発生し、散乱効果が発生する周波数帯域もこの共鳴周波数ｆａｎ，ｆｂｎ（Ｌａ＝Ｌ２１，Ｌｂ＝Ｌ２２）に依存した帯域となる。
【００２４】
よって、利用者は、各々の円筒体２１に対する円筒体２２の回転角度を様々に変えた複数の音響構造体１０を音響空間内に備え付けることにより、より広い周波数帯域において吸音効果および散乱効果を発揮させることができる。
【００２５】
また、本実施形態では、音響構造体１０が２つの円筒体２１及び２２により構成されている。よって、円筒体２１に対する円筒体２２の回転により、円筒体２１の開口部２１０と円筒体２２の開口部２２５−２との重複部分を連続的に調整できる。従って、吸音効果及び散乱効果の程度の微調整を容易に行うことができる。
【００２６】
＜第２実施形態＞
図５は、この発明の第２実施形態である音響構造体１０Ａの構成を示す斜視図である。音響構造体１０Ａは、中空の円筒体２１内にその内周径よりも僅かに小さな外周径をもった中空の円筒体２３を嵌合したものである。この音響構造体１０Ａの円筒体２１の構成は、音響構造体１０の円筒体２１の構成（図２（Ａ），図２（Ｂ））と同じである。図６（Ａ）は、音響構造体１０における円筒体２３を示す斜視図であり、図６（Ｂ）は、その展開図である。
【００２７】
図６（Ａ）に示すように、円筒体２３は、軸方向に延在する側面板２３１と、側面板２３１における軸方向の両端辺２３８，２３９に各々接合された円状の底面板２３２，２３３とを有する。円筒体２３の内部は側面板２３１と底面板２３２，２３３に囲まれた空洞になっている。各板２３１，２３８，２３９は剛性率の高い材質の反射性の材料からなる。
【００２８】
図６（Ａ），図６（Ｂ）に示すように、円筒体２３の側面板２３１にはその端辺２３９から端辺２３８に向かう方向に沿って開口部２３５が設けられている。この開口部２３５は、側面板２３１における軸方向の両端辺２３９，２３８の間を円筒体２１の開口部２１０の幅ｄとおなじ幅ｄをもって螺旋状に切り取ったものである。
【００２９】
円筒体２１内に円筒体２３が嵌合された状態において、円筒体２３の側面板２３１の外周は、円筒体２１の側面板２１１の内周に対して僅かな摩擦力をもって摺接している。また、図５に示すように、円筒体２１の開口部２１０からは円筒体２３が露出している。利用者は、円筒体２１の開口部２１０からその内側の円筒体２３に手指をあてて力を加えることにより、円筒体２１に対して円筒体２３を相対的に回転させることができる。ここで、円筒体２１に対する円筒体２３の回転角度がいずれの場合においても、筒体２１の開口部２１０は筒体２３の開口部２３５と交差して矩形状の重複部位を形成し、円筒体２３内の空洞はこの重複部位を介して外部空間と連通する。そして、円筒体２１に対して円筒体２３が図５に示す矢印方向に回転すると、重複部位は底面板２２２の方向（図５の上方）に移動し、その反対の方向に回転すると、重複部位は底面板２２３の方向（図５の下方）に移動する。
【００３０】
本実施形態によると、利用者は、音響構造体１０Ａの円筒体２１に対する円筒体２３の回転角度を変えることにより、筒体２１の開口部２１０と筒体２３の開口部２３５の重複部位を移動させることができ、音響効果と散乱効果とを発揮させる周波数帯域を調整することができる。
【００３１】
＜第３実施形態＞
図７（Ａ）は、この発明の第３実施形態である音響構造体１０Ｂの構成を示す斜視図である。音響構造体１０Ｂは、各々の断面を３６０／ｎ（ｎは、３以上の整数。たとえば、ｎ＝６とする）度対称とする一対の角筒体３１，３２からなる。この一対の角筒体３１，３２は、一方の角筒体３１内に他方の角筒体３２を着脱自在に構成されている。図７（Ｂ）は、角筒体３１を示す斜視図であり、図７（Ｃ）は、角筒体３２を示す斜視図である。
【００３２】
図７（Ｂ）に示すように、角筒体３１は、長方形状の側面板３１１−ｍ（ｍ＝１〜５）と、側面板３１１−ｍ（ｍ＝１〜５）における軸方向の一端に接合された正六角形の底面板３１２とを有する。角筒体３１の内部は側面板３１１−ｍ（ｍ＝１〜５）と底面板３１２に囲まれた空洞になっている。また、角筒体３１における側面板３１１−１と側面板３１１−５の間には側面板３１１−ｍ一枚分に相当する開口部３１３が設けられている。また、角筒体３１の側面板３１１−ｍ（ｍ＝１〜５）の他端には板が接合されておらず、その他端の側には底面板３１２と同じ正六角形の開放面３１５が形成されている。
【００３３】
図７（Ｃ）に示すように、角筒体３２は、長方形状の側面板３２１−ｎ（ｎ＝１〜６）と、側面板３２１−ｎ（ｎ＝１〜６）における軸方向の一端と他端に各々接合された正六角形状の底面板３２２，３２３とを有する。角筒体３２の内部は側面板３２１−ｎ（ｎ＝１〜６）と底面板３２２，３２３に囲まれた空洞になっている。また、側面板３２１−ｎ（ｎ＝１〜６）の各々には開口部３２４−ｎ（ｎ＝１〜６）が設けられている。開口部３２４−ｎ（ｎ＝１〜６）は同じ寸法の楕円状をなしている。底面板３２３から側面板３２１−ｎ（ｎ＝１〜６）の開口部３２４−ｎ（ｎ＝１〜６）までの軸方向の距離は各々異なる。
【００３４】
上述したように、角筒体３１の側面板３１１−ｍ（ｍ＝１〜５）の他端の側は正六角形の開放面３１５となっている。利用者は、角筒体３１の開放面３１５に角筒体３２の底面板３２３を嵌合し、角筒体３２をその底面板３２３が角筒体３１の底面板３１２に当接するまで押し込むことにより、角筒体３１内に角筒体３２を装着することができる。図７（Ａ）に示すように、角筒体３２が角筒体３１内に嵌合された状態において、外側の角筒体３１の開口部３１３からは内側の角筒体３２の側面板３２１−ｎ（ｎ＝１〜６）のうちのひとつ（図７（Ａ）の例では側面板３２１−６）が露出し、角筒体３２内の空洞は側面板３２１−６の開口部３２４−６を介して外部空間と連通している。
【００３５】
利用者は、角筒体３１の開口部３１３からその内側の角筒体３２の側面板３２１−６に手指をあてて力を加えることにより、角筒体３２を角筒体３１の開放面３１５の方（図７（Ａ）の上方）に動かし、角筒体３１と角筒体３２とを分離させることができる。そして、利用者は、角筒体３１から角筒体３２を分離した後、角筒体３２を角筒体３１に対して６０・ｍ（ｍ＝１〜５）度回転させて角筒体３１内に再び嵌合することにより、角筒体３２の開口部３２４−ｎ（ｎ＝１〜６）のうち角筒体３２内部の空洞と外部空間とを連通させる開口部３２４−ｎを切り換えることができ、音響効果と散乱効果とを発揮させる周波数帯域を調整することができる。
【００３６】
また、本実施形態では、音響構造体１０Ｂが２つの角筒体３１及び３２により構成されている。よって、角筒体３１内へ嵌合する角筒体３２の角度を６０・ｍ（ｍ＝１〜５）度ずつ変えることにより、角筒体３１の開放面３１５と角筒体３２の開口部３２４−ｎとの重複部分を非連続的に調整できる。従って、吸音効果及び散乱効果の程度を所定の設計特性に合ったものにする作業を簡単に行うことができる。
【００３７】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明には他にも実施形態があり得る。例えば、以下の通りである。
（１）上記第１実施形態である音響構造体１０において、円筒体２２内に円筒体２１を嵌合してもよい。また、第２実施形態である音響構造体１０Ａにおいて、円筒体２３内に円筒体２１を嵌合してもよい。
【００３８】
（２）上記第２実施形態である音響構造体１０Ａでは、円筒体２３の側面板２３１にその側面板２３１の外周を１周する螺旋状の開口部２３５が設けられていた。しかし、円筒体２３の側面板２３１にその外周を２周する螺旋状の開口部２３５’を設けてもよい。この場合、円筒体２１の開口部２１０と円筒体２３の開口部２３５’の重複部位が２か所になる。よって、この実施形態である音響構造体１０Ａ’内には、２つの閉管と１つの開管（両端が開いている管）が形成される。
【００３９】
（３）上記第１および第２実施形態である音響構造体１０，１０Ａでは、円筒体２１の側面板２１１における開口部３１３は、円筒体２１の軸と平行な一直線状をなしていた。しかし、複数の開口部を円筒体２１の軸と平行な一直線をなすように並べて配してもよい。また、１つの開口部または複数の開口部を曲線をなすように形成してもよい。
【００４０】
（４）上記第３実施形態である音響構造体１０Ｂでは、一対の角筒体３１，３２は、各々の断面を３６０／６度対称とする六角柱状をなしていた。しかし、断面を３６０／４度対称とする４角柱状の一対の角筒体により音響構造体を構成してもよいし、断面を３６０／８度対称とする８角柱状の一対の角筒体により音響構造体を構成してもよい。
【００４１】
（５）上記第１実施形態において、円筒体２１の底面板２１２と円筒体２２の底面板２２２の側を開放面としてもよいし、円筒体２１の底面板２１３と円筒体２２の底面板２２３の側を開放面としてもよい。また、底面板２１２及び底面板２２２と反対側の底面板２１３及び底面板２２３の両方を開放面としてもよい。同様に、第２実施形態において、円筒体２１の底面板２１２と円筒体２３の底面板２３２の側を開放面としてもよいし、円筒体２１の底面板２１３と円筒体２３の底面板２３３の側を開放面としてもよい。また、底面板２１２及び底面板２３２と反対側の底面板２１３及び底面板２３３の両方を開放面としてもよい。
【００４２】
（６）上記第２実施形態における音響構造体１０Ａは、円筒体２１に対する円筒体２３の回転角度を変えることにより、筒体２１の開口部２１０と筒体２３の開口部２３５の重複部位を移動させる構成になっていた。しかし、円筒体２１及び２３のうち一方を軸方向に移動させることにより、筒体２１の開口部２１０と筒体２３の開口部２３５の重複部位を移動させる構成としてもよい。図８は、この実施形態である音響構造体１０Ｃの構成を示す図である。
【００４３】
図８に示すように、音響構造体１０Ｃは、円筒体６１の内側に円筒体６１の内周径よりも僅かに小さな外周径をもった円筒体６２を嵌合したものである。この音響構造体１０Ｃにおける円筒体６１の側面板６１１の軸方向の長さは、円筒体６２の側面板６２１の軸方向の長さよりも短くなっている。そして、円筒体６１の側面板６１１には、円筒体６１の円周方向に一直線状に伸びる開口部６１５が設けられており、円筒体６２の側面板６２１には、円筒体６２の軸方向（開口部６１５と直交する方向）に一直線状に伸びる開口部６２５が設けられている。開口部６１５における円周方向の長さＬＣＩＲは、開口部６２５における円周方向の幅ｄＣＩＲよりも十分に大きくなっている。また、開口部６２５における軸方向の長さＬＡＸは、開口部６１５における軸方向の幅ＤＡＸよりも十分に大きくなっている。この音響構造体１０Ｃでは、外側の円筒体６２を内側の円筒体６１に対して軸方向に移動させることにより、円筒体６１の開口部６１５と円筒体６２の開口部６２５の重複部位を軸方向に移動させ、音響効果と散乱効果とを発揮させる周波数帯域を調整することができる。
【００４４】
この実施形態の音響構造体１０Ｃの構成を概念的に示すと、次のようになる。「各々の内部に空洞が形成され且つ前記空洞を囲む側面に開口部が設けられた一対の筒体のうち一方の筒体を他方の筒体に嵌合した音響構造体であって、一方の筒体の他方の筒体に対する軸方向の相対的な位置に応じて当該一方および他方の筒体の側面の開口部の重複部位が変化するように構成されていることを特徴とする音響構造体。」
【００４５】
（７）上記第１〜第３実施形態における音響構造体１０，１０Ａ，１０Ｂは、一対の筒体により構成されていた。しかし、音響構造体を、開口部が設けられた１つの筒体と、この筒体の開口部の一部を塞ぐカバーとにより構成してもよい。例えば、音響構造体の筒体の側面に、異なる形状（例えば、丸形、正方形、長方形、星形など）を持った複数の開口部を軸方向に並べるようにして設け、これら複数の開口部のうち一つを除いた残りのものをカバーにより塞ぐようにしてもよい。この実施形態によると、複数の開口部のうちカバーにより塞がないものを変えることにより、音響効果と吸音効果とを発揮させる周波数帯域を調整することができる。
【００４６】
（８）上記第１〜第３実施形態の音響構造体１０，１０Ａ，１０Ｂにおいて、一対の筒体のうち一方を他方の側面の側から嵌合するようにしてもよい。図９（Ａ）は、この実施形態である音響構造体１０Ｄの側面図である。また、図９（Ａ’）は、図９（Ａ）のａ−ａ線断面図である。図９（Ａ”）は、図９（Ａ）を矢印ｂ方向から見た図である。図９（Ａ），図９（Ａ’），及び図９（Ａ”）に示すように、音響構造体１０Ｄは、角筒体７１と角筒体７２とからなる。図９（Ｂ）は、角筒体７１の側面図であり、図９（Ｂ’）は、図９（Ｂ）のｂ−ｂ線断面図である。図９（Ｃ）は、角筒体７２の側面図であり、図９（Ｃ’）は、図９（Ｃ）のｃ−ｃ線断面図である。
【００４７】
図９（Ｂ）及び図９（Ｂ’）に示すように、角筒体７１は、側面７１１，７１２，７１３，７１４により囲まれた直方体状をなしている。角筒体７１の側面７１１と側面７１４には、側面７１１における一方の端辺から側面７１４における反対側の端辺へ斜め方向に延在する開口部７１５が設けられている。図９（Ｃ）及び図９（Ｃ’）に示すように、角筒体７２は、側面７２１，７２２、７２３を、側面７２２を介して側面７２１及び７２３が向かい合うようにコの字状に交差させた形状をなしている。角筒体７２の側面７２１には、当該角筒体７２の延在方向に沿って一直線状に延在する開口部７２５がある。ここで、本実施形態では、角筒体７１の側面７１１及び７１４のうち何れか一方の面を角筒体７２に向けてその側面７２１及び７２３間に挿入することにより、角筒体７１と角筒体７２とを嵌合させることができる。本実施形態では、角筒体７１の側面７１１及び７１４のうち何れを角筒体７２に向けて嵌合させるかにより、開口部７１５及び７２５の重複部分の位置が変わる。よって、本実施形態によると、音響効果と吸音効果とを発揮させる周波数帯域を調整することができる。
【００４８】
（９）上記第１〜第３実施形態の音響構造体１０，１０Ａ，１０Ｂでは、開口部が側面板の対角線に沿って設けられていた。しかし、側面板の対角線に沿ったものでない配列を持って開口部を設けてもよい。この実施形態によると、側面板に設けられた複数の開口部の対称性が無くなり、音響効果と吸音効果とを発揮させる周波数帯域をより多様に調整することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１０，１０Ａ，１０Ｂ…音響構造体、２１，２２，２３…円筒体，３１，３２…角筒体、２１１，２２１，２３１，３１１，３２１…側面板、２１２，２１３，２２２，２２３，２３２，２３３，３２２，３２３…底面板、２１０，２２５，２３５，３１３，３２４…開口部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々の内部に空洞が形成され且つ前記空洞を囲む側面に開口部が設けられた一対の筒体のうち一方の筒体を他方の筒体に嵌合した音響構造体であって、一方の筒体の他方の筒体に対する相対的な回転角度に応じて当該一方および他方の筒体の側面の開口部の重複部位が変化するように構成されていることを特徴とする音響構造体。
【請求項２】
前記一対の筒体のうち一方の筒体の側面には、この筒体の一方の底面から他方の底面に向かう方向に沿って、線状をなす一または複数の開口部が設けられ、前記一対の筒体のうち他方の筒体の側面には、この筒体の一方の底面から他方の底面に向かう方向に沿って、前記線状をなす一または複数の開口部と交差するように、螺旋をなす一または複数の開口部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の音響構造体。
【請求項３】
前記一対の筒体の各々は、断面を３６０／ｎ（ｎは３以上の整数とする）度対称とする筒体であり、前記一対の筒体のうち外側の筒体の軸方向の一端または他端の側には開放面が形成され、前記一対の筒体のうち内側の筒体が前記一方の筒体の開放面を介して当該一方の筒体内に着脱自在に構成されていることを特徴する請求項１に記載の音響構造体。
【請求項１】
各々の内部に空洞が形成され且つ前記空洞を囲む側面に開口部が設けられた一対の筒体のうち一方の筒体を他方の筒体に嵌合した音響構造体であって、一方の筒体の他方の筒体に対する相対的な回転角度に応じて当該一方および他方の筒体の側面の開口部の重複部位が変化するように構成されていることを特徴とする音響構造体。
【請求項２】
前記一対の筒体のうち一方の筒体の側面には、この筒体の一方の底面から他方の底面に向かう方向に沿って、線状をなす一または複数の開口部が設けられ、前記一対の筒体のうち他方の筒体の側面には、この筒体の一方の底面から他方の底面に向かう方向に沿って、前記線状をなす一または複数の開口部と交差するように、螺旋をなす一または複数の開口部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の音響構造体。
【請求項３】
前記一対の筒体の各々は、断面を３６０／ｎ（ｎは３以上の整数とする）度対称とする筒体であり、前記一対の筒体のうち外側の筒体の軸方向の一端または他端の側には開放面が形成され、前記一対の筒体のうち内側の筒体が前記一方の筒体の開放面を介して当該一方の筒体内に着脱自在に構成されていることを特徴する請求項１に記載の音響構造体。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−２４１５８３（Ｐ２０１１−２４１５８３Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１３９００（Ｐ２０１０−１１３９００）
【出願日】平成２２年５月１８日（２０１０．５．１８）
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１８日（２０１０．５．１８）
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]