音響構造体
【課題】音響構造体を設置した音響空間内における吸音効果及び散乱効果の発生帯域を調整できるようにする。
【解決手段】音響構造体１０は、５つの音響管１−ｉ（ｉ＝１〜５）と６つの板３−ｉ（ｉ＝１〜６）により構成されている。音響管１−ｉ（ｉ＝１〜５）の各々は、２つの管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉを有している。板３−ｉ（ｉ＝１〜６）は、音響管１−ｉ（ｉ＝１〜５）をなす２つの管体２Ｕ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び２Ｄ−ｉ（ｉ＝１〜５）を開口部となる穴Ｈ−ｉ（ｉ＝１〜６）を間に挟んで向い合い且つお互いが管軸方向に沿って相対移動し得るように支持している。
【解決手段】音響構造体１０は、５つの音響管１−ｉ（ｉ＝１〜５）と６つの板３−ｉ（ｉ＝１〜６）により構成されている。音響管１−ｉ（ｉ＝１〜５）の各々は、２つの管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉを有している。板３−ｉ（ｉ＝１〜６）は、音響管１−ｉ（ｉ＝１〜５）をなす２つの管体２Ｕ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び２Ｄ−ｉ（ｉ＝１〜５）を開口部となる穴Ｈ−ｉ（ｉ＝１〜６）を間に挟んで向い合い且つお互いが管軸方向に沿って相対移動し得るように支持している。
【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】
各々の表面に開口部を設けた複数本のパイプからなる音響構造体を音響空間内に設置した場合、各パイプによる吸音効果及び散乱効果が発生し、フラッターエコー等の音響障害が防止されることが知られている。図６は、従来のこの種の音響構造体９０の構成例を示す図である。この音響構造体９０では、５本のパイプ２５−ｍ（ｍ＝１〜５）が両端を揃えて長さ方向と直交する方向に配列されている。パイプ２５−ｍ（ｍ＝１〜５）の各々は角筒状をなしている。パイプ２５−ｍ（ｍ＝１〜５）の各々の側面２６−ｍには開口部２７−ｍが設けられている。パイプ２５−ｍ（ｍ＝１〜５）の開口部２７−ｍ（ｍ＝１〜５）の面積は同じになっている。パイプ２５−ｍ（ｍ＝１〜５）の長さ方向における開口部２７−ｍ（ｍ＝１〜５）の位置はパイプ２５−ｍ毎に異なっている。
【０００３】
この音響構造体９０における吸音効果及び散乱効果の発生の原理は次の通りである。図７に示すように、パイプ２５−ｍにおける開口部２７−ｍの奥の空洞には、開口部２７−ｍを開口端とし空洞の左側の端部２８Ｌ−ｍを閉口端とする閉管ＣＰＬと、開口部２７−ｍを開口端とし空洞の右側の端部２８Ｒ−ｍを閉口端とする閉管ＣＰＲ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２７−ｍを介して空洞内に音波が入射すると、空洞内では、閉管ＣＰＬの開口端（開口部２７−ｍ）から閉口端（端部２８Ｌ−ｍ）に向かう進行波と、閉管ＣＰＲの開口端（開口部２７−ｍ）から閉口端（端部２８Ｒ−ｍ）に向かう進行波とが発生する。そして、前者の進行波は、閉管ＣＰＬの閉口端において反射され、その反射波が開口部２７−ｍへ戻る。また、後者の進行波は、閉管ＣＰＲの閉口端において反射され、その反射波が開口部２７−ｍへ戻る。
【０００４】
そして、閉管ＣＰＬでは、下記式（１）に示す共鳴周波数ｆＬ−ｎ（ｎ＝１，２…）において共鳴が発生し、閉管ＣＰＬ内において進行波と反射波とを合成した音波は、閉管ＣＰＬ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、閉管ＣＰＲでは、下記式（２）に示す共鳴周波数ｆＲ−ｎ（ｎ＝１，２…）において共鳴が発生し、閉管ＣＰＲ内において進行波と反射波とを合成した音波は、閉管ＣＰＲ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、ＬＬは閉管ＣＰＬの長さ（空洞の左側の端部２８Ｌ−ｍから開口部２７−ｍまでの長さ）、ＬＲは閉管ＣＰＲの長さ（空洞の右側の端部２８Ｒ−ｍから開口部２７−ｍ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。
ｆＬ−ｎ＝（２ｎ−１）・（ｃ／（４・ＬＬ））…（１）
ｆＲ−ｎ＝（２ｎ−１）・（ｃ／（４・ＬＲ））…（２）
【０００５】
ここで、パイプ２５−ｍの開口部２７−ｍ及び側面２６−ｍにおける開口部２７−ｍの近傍に入射する音波のうち共鳴周波数ｆＬ−ｎの成分に着目すると、閉管ＣＰＬの閉口端において反射されて開口部２７−ｍ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２７−ｍに入射する音波に対して逆相の音波となる。一方、側面２６−ｍにおける開口部２７−ｍの周囲では、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、共鳴周波数ｆＬ−ｎの成分を含む音波が開口部２７−ｍを介して空洞に入射した場合、側面２６−ｍにおける開口部２７−ｍの正面（入射方向）では、閉管ＣＰＬから開口部２７−ｍを介して放射される音波と側面６−ｍにおける開口部２７−ｍ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、側面２６−ｍにおける開口部２７−ｍの周囲では、開口部２７−ｍからの音波と側面２６−ｍからの反射波の位相が不連続となり、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、側面２６−ｍにおける開口部２７−ｍの周囲では、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。
【０００７】
同様に、共鳴周波数ｆＲ−ｎの成分を含む音波が開口部２７−ｍを介して空洞に入射した場合、側面２６−ｍにおける開口部２７−ｍの正面（入射方向）では、吸音効果が発生する。また、側面２６−ｍにおける開口部２７−ｍの周囲では、散乱効果が発生する。以上が、吸音効果及び散乱効果の発生の原理である。
【０００８】
この種の音響構造体に関わる技術を開示した文献として、特許文献１がある。同文献には、音響構造体における開口部の面積ＳＯをパイプ内の空洞の断面積ＳＰよりも狭くすることによって散乱効果及び吸音効果が高められる旨の記載がある。同文献に記されているように、音響構造体のパイプの開口部からパイプの内部の空洞に音波が入射した場合における開口部の媒質の挙動は、開口部の比音響インピーダンス比ζに依存する。比音響インピーダンス比ζは、音場内のある点の音響インピーダンス比ＺＡとその点の媒質の特性インピーダンス比ＺＣの複素比ＺＡ／ＺＣである。各周波数の音波に対する開口部２７−ｍの各点の比音響インピーダンス比ζは次式（３）により表される。式（３）におけるｊは虚数単位であり、ＬＬはパイプ内の一方の閉管ＣＰＬの長さであり、ＬＲはパイプ内の他方の閉管ＣＰＲの長さであり、ｋは波数（より具体的には、入射波の角速度２πｆを音速ｃで除算した値２πｆ／ｃ，ｆは周波数）である。
【数１】
【０００９】
ここで、図８に示すように、一般的には、ある媒質の境界面の比音響インピーダンス比ζの絶対値｜Ｉｍ（ζ）｜が０である場合、その境界面に入射する入射波と同面において反射される反射波の位相差φは±１８０度（即ち逆相）となり、｜Ｉｍ（ζ）｜＜１の範囲（図８のガウス平面におけるハッチングを付した半円の外側の範囲内）では位相差φが±９０度より小さくなることが知られている。よって、図６の構成では、パイプの開口面の比音響インピーダンス比ζの虚数部Ｉｍ（ζ）の絶対値｜Ｉｍ（ζ）｜が０である場合に吸音効果及び散乱効果の大きさが最大になり、この絶対値｜Ｉｍ（ζ）｜が１を超えると吸音効果及び散乱効果が殆ど発揮されないことになる。そして、図６の構成におけるパイプの開口面と内部の空洞の面積比ＳＯ／ＳＰと比音響インピーダンス比ζとの関係は前掲式（３）の通りであるから、面積比ＳＯ／ＳＰが小さいほど共鳴周波数ｆＬ−ｎ及びｆＲ−ｎの近傍における吸音効果及び散乱効果の発生帯域（すなわち、比音響インピーダンス比ζの虚数部Ｉｍ（ζ）の絶対値｜Ｉｍ（ζ）｜が１未満になる帯域）の帯域幅が広くなる。図９は、このことを確認するために特許文献１の発明の発明者（本願発明者と同一人）らが行った検証の結果を示す図である。この検証では、発明者らは、音響構造体の１つのパイプにおける一方の閉管ＣＰＬの管長ＬＬ、他方の閉管ＣＰＲの管長ＬＲ、及び開口部の断面の面積Ｓｏとパイプ内の空洞における開口部と直交する切断面の面積Ｓｐとの比Ｓｏ／Ｓｐを表１のようにした場合における０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの各周波数に対する比音響インピーダンス比ζの虚数部Ｉｍ（ζ）の絶対値｜Ｉｍ（ζ）｜を計算した。
【表１】
【００１０】
この図９において、Ｓｏ／Ｓｐ＝０．２５、Ｓｏ／Ｓｐ＝１、Ｓｏ／Ｓｐ＝４とした３つの場合における｜Ｉｍ（ζ）｜が１未満となる帯域の帯域幅を比較すると、Ｓｏ／Ｓｐ＝０．２５とした場合における帯域幅が最も広く、Ｓｏ／Ｓｐ＝４とした場合における帯域幅が最も狭くなっている。このことから、面積比Ｓｏ／Ｓｐを小さくしたパイプは面積比Ｓｏ／Ｓｐを大きくしたパイプよりも広い帯域に渡って吸音効果及び散乱効果を発生させることができる、ということが裏付けられる。開口部の面積ＳＯをパイプ内の空洞の断面積ＳＰよりも狭くした構成によって吸音効果及び散乱効果が高められる理由は以上の通りである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１０−８４５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に記されているように、音響構造体のパイプにおける吸音効果及び散乱効果の発生帯域の帯域幅は開口部の面積とその奥の空間の断面積の比に依存する。しかしながら、従来の音響構造体では、この面積比を変えることができず、音響構造体を設置した音響空間内における吸音効果及び散乱効果の発生帯域を調整することができなかった。
【００１３】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、音響構造体を設置した音響空間内における吸音効果及び散乱効果の発生帯域の帯域幅を調整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】
【００１４】
本発明は、各々の内部の空洞を囲む側面の少なくとも１つに開口部が設けられた複数の音響管を配列してなり、前記開口部の開口面積を調整し得るように構成されたことを特徴とする音響構造体を提供する。この発明によると、吸音効果及び散乱効果の発生帯域の帯域幅を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態である音響構造体を示す正面図、側面図、及び断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態である音響構造体を示す正面図、側面図、及び断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態である音響構造体を示す正面図、側面図、及び断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態である音響構造体を示す斜視図である。
【図５】本発明の他の実施形態である音響構造体の音響管を示す斜視図である。
【図６】従来の音響構造体の構成例を示す図である。
【図７】同音響構造体のパイプとパイプ内に形成される閉管の縦断面図である。
【図８】同音響構造体におけるパイプの開口部から入射する入射波と開口部から放射される反射波との間の位相の関係を示す図である。
【図９】同音響構造体におけるパイプの開口部の面積と空洞の断面積の比と比音響インピーダンス比ζの虚数部Ｉｍ（ζ）の絶対値｜Ｉｍ（ζ）｜との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照し、この発明の実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１（Ａ）は、本発明の第１実施形態である音響構造体１０の正面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）を矢印Ｂ方向から見た側面図である。図１（Ｃ）は、図１（Ａ）のＣ−Ｃ’線断面図である。この音響構造体１０は、複数（図１（Ａ）、図１（Ｂ）、及び図１（Ｃ）の例では５個）の音響管１−ｉ（ｉ＝１〜５）および複数（図１（Ａ）、図１（Ｂ）、及び図１（Ｃ）の例では６個）の板３−ｉ（ｉ＝１〜６）を配列したものである。この音響構造体１０では、音響管１−ｉにおける内部の空洞を囲む側面に開口部が設けられており、この開口部の開口面積を調整し得るようになっている。より詳細に説明すると、この音響構造体１０の音響管１−ｉの各々は、各々が開口端ＯＥを有する２本の管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉに分離されている。管体２Ｕ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び２Ｄ−ｉ（ｉ＝１〜５）の各々は、一方に開口端ＯＥを有し他方に閉口端ＣＥを有する角筒状をなしている。各音響管１−ｉをなす２つの管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉの長さの和（より具体的には、管体２Ｕ−１の長さＤ１Ｕと管体２Ｄ−１の長さＤ１Ｄの和、管体２Ｕ−２の長さＤ２Ｕと管体２Ｄ−２の長さＤ２Ｄの和、管体２Ｕ−３の長さＤ３Ｕと管体２Ｄ−３の長さＤ３Ｄの和、管体２Ｕ−４の長さＤ４Ｕと管体２Ｄ−４の長さＤ４Ｄの和、管体２Ｕ−５の長さＤ５Ｕと管体２Ｄ−５の長さＤ５Ｄの和）は同じになっている。各管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉの長さは管体毎に異なっている。
【００１７】
この音響構造体１０の板３−ｉ（ｉ＝１〜６）は、管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉの長さの和と同じ長さを持った幅薄な直方体状をなしている。これらの板３−ｉ（ｉ＝１〜６）は、音響管１−ｉ（ｉ＝１〜５）における２つの管体２Ｕ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び２Ｄ−ｉ（ｉ＝１〜５）を互いの開口端ＯＥ同士が開口部となる穴Ｈ−ｉを間に挟んで向い合い且つ２つの管体２Ｕ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び２Ｄ−ｉ（ｉ＝１〜５）が互いの管軸方向に沿って相対移動し得るように支持している。
【００１８】
さらに詳述すると、この音響構造体１０の管体２Ｕ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び２Ｄ−ｉ（ｉ＝１〜５）の各々における左の側面及び右の側面には当該管体の長さ方向に沿って延在する凸部ＸＬ及びＸＲが設けられている。また、板３−２〜３−５の左の側面及び右の側面には当該板の長さ方向に沿って延在する凹部ＹＬ及びＹＲが設けられている。板３−１の右の側面には当該板の長さ方向に沿って延在する凹部ＹＲが設けられている。板３−６の左の側面には当該板の長さ方向に沿って延在する凹部ＹＬが設けられている。管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉの凸部ＸＬ及びＸＲの断面は基端部から離れるに従って幅が拡がる台形状をなしている。板３−ｉの凹部ＹＲ及びＹＬの断面は底部から離れるに従って幅が狭まる台形状をなしている。そして、この音響構造体１０では、板３−ｉ及び３−ｊ（ｉ＋１）の凹部ＹＲ及びＹＬに管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉの凸部ＸＬ及びＸＲが嵌め込まれている。
【００１９】
板３−ｉ（ｉ＝１〜６）の凹部ＹＲ及びＹＬ内における管体２Ｕ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び２Ｄ−ｉ（ｉ＝１〜５）の凸部ＸＬ及びＸＲは、凹部ＹＲ及びＹＬ内を摺動し得る程度の摩擦力を持って凹部ＹＲ及びＹＬの壁面に接している。このため、音響管１−ｉをなす２つの管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉにその管軸方向と平行な方向の力を加えると、管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉは板３−ｉに沿ってその方向に移動する。
【００２０】
以上が、本実施形態の構成の詳細である。本実施形態によると次の効果が得られる。
第１に、本実施形態では、音響管１−ｉをなす２つの管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉを離すと、当該音響管１−ｉの開口部である管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉ間の穴Ｈ−ｉの開口面積が大きくなり、音響管１−ｉをなす２つの管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉを近づけると、当該音響管１−ｉの開口部である管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉ間の穴Ｈ−ｉの開口面積が小さくなる。よって、本実施形態によると、吸音効果及び散乱効果の発生帯域の帯域幅を調整することができる。
【００２１】
第２に、本実施形態では、音響管１−ｉ（ｉ＝１〜５）の各々における一方の管体２Ｕ−ｉと他方の管体２Ｄ−ｉの長さの和が同じになっている。このため、本実施形態では、管体２Ｕ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び２Ｄ−ｉ（ｉ＝１〜５）間を開口端ＯＥ同士が接するまで縮めた状態における音響構造体１０が直方体状になる。よって、音響空間内への搬入や同空間外への搬出、不使用時における収納スペースへの格納を効率よく行うことができる。
【００２２】
第３に、本実施形態では、管体２Ｕ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び２Ｄ−ｉ（ｉ＝１〜５）の長さは管体毎に異なっている。このため、管体２Ｕ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び２Ｄ−ｉ（ｉ＝１〜５）の共鳴周波数は管体毎に異なったものとなる。よって、吸音効果及び散乱効果の発生帯域の偏りを小さくすることができる。
【００２３】
＜第２実施形態＞
図２（Ａ）は、本発明の第２実施形態である音響構造体１０Ａの正面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）を矢印Ｂ方向から見た側面図である。図２（Ｃ）は、図２（Ａ）のＣ−Ｃ’線断面図である。図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）において、図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）と同じ要素には同じ符号を付してある。また、図２（Ｂ）では、簡便のため、凸部ＸＬ及びＸＲと凹部ＹＲ及びＹＬの符号の図示を割愛している。この音響構造体１０Ａは、音響構造体１０（図１）に、音響管１−ｉ（ｉ＝１〜５）の管体２Ｕ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び２Ｄ−ｉ（ｉ＝１〜５）の開口端ＯＥ間の穴Ｈ−ｉ（ｉ＝１〜５）を遮蔽する調整用可動部としての役割を果たすシート部材４−ｉ（ｉ＝１〜５）とこの部材４−ｉ（ｉ＝１〜５）を管軸方向に移動自在に支持する支持部材５Ｌ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び５Ｒ−ｉ（ｉ＝１〜５）とを設けたものである。
【００２４】
より詳細に説明すると、シート部材４−ｉ（ｉ＝１〜５）の各々は、管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉの幅よりも僅かに小さな幅を持った正方形状をなしている。支持部材５Ｌ−ｉ及び５Ｒ−ｉは、管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉの幅よりも十分に小さな幅を持った直方体状をなしている。
【００２５】
支持部材５Ｌ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び５Ｒ−ｉ（ｉ＝１〜５）の各々は、当該支持部材５Ｌ−ｉ及び５Ｒ−ｉと管体２Ｄ−ｉの側面ＡＳとの間にシート部材４−ｉの左右の端部を挟むようにして側面ＡＳ上に固定されている。シート部材４−ｉの表面及び裏面における左右の端部は、当該端部が表面ＡＳと支持部材５Ｌ−ｉ及び５Ｒ−ｉ間の隙間を摺動し得る程度の摩擦力を持ってこれらに接している。このため、シート部材４−ｉに管体２Ｕ−ｉに向かう方向の力を加えると、シート部材４−ｉが管体２Ｕ−ｉの側に突出し、管体２Ｄ−ｉの端部から突出した部分によって管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉ間の穴Ｈ−ｉが遮蔽される。
【００２６】
以上が、本実施形態の構成の詳細である。本実施形態では、音響管１−ｉにおける管体２Ｕ−ｉと管体２Ｄ−ｉを管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉ間に穴Ｈ−ｉができるように離間させた状態においてシート部材４−ｉを移動させることにより、穴Ｈ−ｉの開口面積が調整される。よって、本実施形態によると、吸音効果及び散乱効果の発生帯域の帯域幅をより精度よく調整することができる。
【００２７】
＜第３実施形態＞
図３（Ａ）は、本発明の第２実施形態である音響構造体１０Ｂの正面図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）を矢印Ｂ方向から見た側面図である。図３（Ｃ）は、図３（Ａ）のＣ−Ｃ’線断面図である。この音響構造体１０Ｂは、複数（図３（Ａ）、図３（Ｂ）、及び図３（Ｃ）の例では５個）の音響管６−ｊ（ｊ＝１〜５）を隣り合う音響管６−ｊ間に板８Ｕ−ｊ（ｊ＝１〜４）及び８Ｄ−ｊ（ｊ＝１〜４）を２枚ずつ挟んで配列したものである。この音響構造体１０Ｂの音響管６−ｊ（ｊ＝１〜６）の各々は、内部の空洞を挟んで対向する３対の側面ＵＷ、ＤＷ、ＦＷ、ＢＷ、ＬＷ、ＲＷを有する。ここで、図３（Ａ）では、簡便のため、音響管６−１を除く音響管６−２〜６−５の各々における側面ＵＷ、ＤＷ、ＦＷ、ＢＷ、ＬＷ、ＲＷの符合の図示を割愛する。これらの音響管６−ｊ（ｊ＝１〜５）は同じ長さを有している。音響管６−２〜６−４の各々における音響管６−ｊの配列方向に対向する両側面ＬＷ及びＲＷには開口部７Ｌ−ｊ及び７Ｒ−ｊが設けられている。音響管６−１の側面ＲＷには開口部７Ｒ−１が設けられている。音響管６−５の側面ＬＷには開口部７Ｌ−５が設けられている。
【００２８】
この音響構造体１０Ｂの板８Ｕ−ｊ（ｊ＝１〜４）及び８Ｄ−ｊ（ｊ＝１〜４）の各々は、幅薄な直方体状をなしている。これらの板８Ｕ−ｊ（ｊ＝１〜４）及び８Ｄ−ｊ（ｊ＝１〜４）のうち板８Ｕ−１及び８Ｄ−１は、互いの端部同士を向かい合わせて音響管６−１の側面ＲＷと音響管６−２の側面ＬＷの間に介挿されている。板８Ｕ−２及び８Ｄ−２は、互いの端部同士を向かい合わせて音響管６−２の側面ＲＷと音響管６−３の側面ＬＷの間に介挿されている。板８Ｕ−３及び８Ｄ−３は、互いの端部同士を向かい合わせて音響管６−３の側面ＲＷと音響管６−４の側面ＬＷの間に介挿されている。板８Ｕ−４及び８Ｄ−４は、互いの端部同士を向かい合わせて音響管６−４の側面ＲＷと音響管６−５の側面ＬＷの間に介挿されている。
【００２９】
この音響構造体１０Ｂにおける音響管６−ｊ及び６−（ｊ＋１）間に介挿された板８Ｕ−ｊ及び８Ｄ−ｊは、当該板８Ｕ−ｊ及び８Ｄ−ｊがその両側の音響管６−ｊ及び６−（ｊ＋１）の管軸方向に沿って相対移動し得るように当該両側の音響管６−ｊ及び６−（ｊ＋１）を支持している。さらに詳述すると、この音響構造体１０の音響管６−２〜６−４の各々における左の側面ＬＷ及び右の側面ＲＷには当該音響管の長さ方向に沿って延在する凸部ＸＬ及びＸＲが設けられている。音響管６−１の右の側面ＲＷには当該音響管の長さ方向に沿って延在する凸部ＸＲが設けられている。音響管６−５の左の側面ＬＷには当該音響管の長さ方向に沿って延在する凸部ＸＬが設けられている。また、板８Ｕ−ｊ（ｊ＝１〜４）及び８Ｄ−ｊ（ｊ＝１〜４）の各々の左の側面ＬＷ及び右の側面ＲＷには当該板の長さ方向に沿って延在する凹部ＹＬ及びＹＲが設けられている。音響管６−ｊの凸部ＸＬ及びＸＲの断面は基端部から離れるに従って幅が拡がる台形状をなしている。板８Ｕ−ｊ及び８Ｄ−ｊの凹部ＹＲ及びＹＬの断面は底部から離れるに従って幅が狭まる台形状をなしている。そして、この音響構造体１０では、板８Ｕ−ｊ及び８Ｄ−ｊの凹部ＹＬに音響管６−ｊの凸部ＸＲが、板８Ｕ−ｊ及び８Ｄ−ｊの凹部ＹＲに音響管６−（ｊ＋１）の凹部ＸＬが各々嵌め込まれている。
【００３０】
板８Ｕ−ｊ（ｊ＝１〜４）及び８Ｄ−ｊ（ｊ＝１〜４）の凹部ＹＲ及びＹＬ内における音響管６−ｊ（ｊ＝１〜５）の凸部ＸＬ及びＸＲは、凹部ＹＲ及びＹＬ内を摺動し得る程度の摩擦力を持って凹部ＹＲ及びＹＬの壁面に接している。このため、音響管６−ｊ及び６−（ｊ＋１）間の板８Ｕ−ｊ及び８Ｄ−ｊに音響管の管軸方向と平行な方向の力を加えると、板８Ｕ−ｊ及び８Ｄ−ｊは音響管６−ｊの側面ＲＷ及び音響管６−（ｊ＋１）の側面ＬＷに沿ってその方向に移動する。
【００３１】
以上が、本実施形態の構成の詳細である。本実施形態では、音響管６−ｊ及び６−（ｊ＋１）間の板８Ｕ−ｊ及び８Ｄ−ｊの端部をつき合わせた状態では、音響管６−ｊの側面ＷＲにおける開口部７Ｒ−ｊと音響管６−ｊの側面ＷＬにおける開口部７Ｌ−ｊが板８Ｕ−ｊ及び８Ｄ−ｊにより完全に閉塞される。また、板８Ｕ−ｊ及び８Ｄ−ｊを相反する方向に移動させると板８Ｕ−ｊ及び８Ｄ−ｊの端部間に隙間Ｚ−ｊができ、この隙間Ｚ−ｊと開口部７Ｒ−ｊ及び７Ｌ−（ｊ＋１）を介して音響管６−ｊ及び６−（ｊ＋１）内の空洞が外部空間と連通する。そして、この隙間Ｚ−ｊの幅を拡げるほど、開口部７Ｒ−ｊ及び７Ｌ−（ｊ＋１）における板８Ｕ−ｊ及び８Ｄ−ｊに遮蔽されていない領域の領域の面積、すなわち、開口面積が広くなる。よって、本実施形態によっても、吸音効果及び散乱効果の発生帯域の帯域幅を調整することができる。
【００３２】
＜第４実施形態＞
図４は、本発明の第４実施形態である音響構造体１０Ｃの斜視図である。この音響構造体１０Ｃは、調音パネル１１と、シート部材１２と、巻回装置１３とを有する。調音パネル１１は、複数（図４の例では５個）の音響管１４−ｋ（ｋ＝１〜５）を各々の端部を揃えて長さ方向と直交する方向に配列し、隣り合う音響管１４−ｋ同士を接合したものである。調音パネル１１の音響管１４−ｋ（ｋ＝１〜５）の各々は角筒状をなしている。調音パネル１１の音響管１４−ｋ（ｋ＝１〜５）の各々の側面には開口部１５−ｋ（ｋ＝１〜５）が設けられている。音響管１４−ｋ（ｋ＝１〜５）の長さ方向における開口部１５−ｋ（ｋ＝１〜５）の位置は音響管毎に異なっている。音響管１４−ｋ（ｋ＝１〜５）における開口部１５−ｋ（ｋ＝１〜５）を有する側面は面一なバッフル面１６を形成している。シート部材１２は、調音パネル１１と同じ横幅と調音パネル１１よりも十分に長い縦幅とを持った薄い矩形状をなしている。
【００３３】
巻回装置１３は、シート部材１２を当該シート部材１２が調音パネル１１のバッフル面１６上を移動し得るように支持している。より詳細に説明すると、巻回装置１３は、調音パネル１１の横幅よりも長い幅を持った中空な円筒状をなしている。巻回装置１３の外周面１７にはスリット１８が設けられている。また、シート部材１２は巻回装置１３の内部の軸１９に巻回されており、シート部材１２の一端が巻回装置１３の外周面１７のスリット１８を介して調音パネル１１のバッフル面１６上に引き出されている。
【００３４】
以上が、本実施形態の構成の詳細である。本実施形態では、巻回装置１３内から調音パネル１１のバッフル面１６上へのシート部材１２の引き出し量を大きくしたり小さくすることにより、バッフル面１６上の開口部１５−ｋ（ｋ＝１〜５）におけるシート部材１２に遮蔽されていない部分の面積、つまり、開口部１５−ｋ（ｋ＝１〜５）の開口面積が調整される。よって、本実施形態によっても、吸音効果及び散乱効果の発生帯域の帯域幅を調整することができる。
【００３５】
以上、この発明の第１乃至第４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乃至第４実施形態では、音響構造体１０、１０Ａ、１０Ｂ、及び１０Ｃをなす音響管は角筒状をなしていた。しかし、音響構造体の断面を円状や楕円状にしてもよい。
【００３６】
（２）上記第１及び第２実施形態において、音響管１−ｉ（ｉ＝１〜５）をなす２つの管体２Ｕ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び２Ｄ−ｉ（ｉ＝１〜５）を支持する板を管体２Ｕ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び２Ｄ−ｉ（ｉ＝１〜５）の横幅の合計よりも長い横幅を持った一枚の板とし、管体２Ｕ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び２Ｄ−ｉ（ｉ＝１〜５）の側面をこの板の表面上に装着するようにしていもよい。この場合において、管体２Ｕ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び２Ｄ−ｉ（ｉ＝１〜５）の側面にその長さ方向に沿って延在する凸部を設けるとともに、板の表面に５個の凹部を設け、板の凹部に管体２Ｕ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び２Ｄ−ｉ（ｉ＝１〜５）の凸部を埋め込むようにしてもよい。
【００３７】
（３）上記第１乃至第４実施形態では、音響構造体１０における管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉの一端部は開口端ＯＥとなっており、他端部は閉口端ＣＥとなっていた。しかし、管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉの一端部と他端部の一方または両方を開口端ＯＥとしてもよい。
【００３８】
（４）上記第１乃至第３実施形態では、５つの音響管により音響構造体１０、１０Ａ、及び１０Ｂが構成されていた。しかし、音響構造体１０、１０Ａ、及び１０Ｂを構成する音響管の個数を２〜４個にしてもよいし、６個以上にしてもよい。
【００３９】
（５）上記第２実施形態において、シート部材４を板状の部材に置き換え、この板状の部材の移動によって穴Ｈ−ｉの開口面積を調整するようにしてもよい。
【００４０】
（６）上記第１実施形態では、１つの音響管１−ｉをなす２つの管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉの断面の寸法は同じであった。しかし、管体２Ｕ−ｉ（または管体２Ｄ−ｉ）の断面の寸法を管体２Ｄ−ｉ（または管体２Ｕ−ｉ）の寸法よりも大きくし、管体２Ｕ−ｉ及び管体２Ｕ−ｉの一方の内部に他方を収納し得るようにしてもよい。この場合において、図５に示すように、１つの音響管１−ｉ（図５の例では音響管１−１）をなす２つの管体２Ｕ−１及び管体２Ｕ−１の側面における開口端ＯＥ側に切り欠けＮＴを設けてもよい。また、図５に示すような音響管１−ｉを長さ方向と直交する方向に複数個配列してパネル状の音響構造体を構成してもよい。
【００４１】
（７）上記第３実施形態では、音響管６−２〜６−４の各々における音響管６−ｊの配列方向に対向する側面ＬＷ及びＲＷの各々に開口部７Ｌ−ｊ及び７Ｒ−ｊが設けられていた。しかし、音響管６−２〜６−４の各々における音響管６−ｊの配列方向に対向する側面ＬＷ及びＲＷの一方にのみ開口部を設けてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…音響構造体、１，６，８…音響管、２…管体、３，８…板、４，１５…シート部材、５…支持部材、７，１４…開口部、１１…調音パネル、１３…巻回装置、１６…バッフル面、１７…外周面、１８…スリット、１９…軸。
【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】
各々の表面に開口部を設けた複数本のパイプからなる音響構造体を音響空間内に設置した場合、各パイプによる吸音効果及び散乱効果が発生し、フラッターエコー等の音響障害が防止されることが知られている。図６は、従来のこの種の音響構造体９０の構成例を示す図である。この音響構造体９０では、５本のパイプ２５−ｍ（ｍ＝１〜５）が両端を揃えて長さ方向と直交する方向に配列されている。パイプ２５−ｍ（ｍ＝１〜５）の各々は角筒状をなしている。パイプ２５−ｍ（ｍ＝１〜５）の各々の側面２６−ｍには開口部２７−ｍが設けられている。パイプ２５−ｍ（ｍ＝１〜５）の開口部２７−ｍ（ｍ＝１〜５）の面積は同じになっている。パイプ２５−ｍ（ｍ＝１〜５）の長さ方向における開口部２７−ｍ（ｍ＝１〜５）の位置はパイプ２５−ｍ毎に異なっている。
【０００３】
この音響構造体９０における吸音効果及び散乱効果の発生の原理は次の通りである。図７に示すように、パイプ２５−ｍにおける開口部２７−ｍの奥の空洞には、開口部２７−ｍを開口端とし空洞の左側の端部２８Ｌ−ｍを閉口端とする閉管ＣＰＬと、開口部２７−ｍを開口端とし空洞の右側の端部２８Ｒ−ｍを閉口端とする閉管ＣＰＲ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２７−ｍを介して空洞内に音波が入射すると、空洞内では、閉管ＣＰＬの開口端（開口部２７−ｍ）から閉口端（端部２８Ｌ−ｍ）に向かう進行波と、閉管ＣＰＲの開口端（開口部２７−ｍ）から閉口端（端部２８Ｒ−ｍ）に向かう進行波とが発生する。そして、前者の進行波は、閉管ＣＰＬの閉口端において反射され、その反射波が開口部２７−ｍへ戻る。また、後者の進行波は、閉管ＣＰＲの閉口端において反射され、その反射波が開口部２７−ｍへ戻る。
【０００４】
そして、閉管ＣＰＬでは、下記式（１）に示す共鳴周波数ｆＬ−ｎ（ｎ＝１，２…）において共鳴が発生し、閉管ＣＰＬ内において進行波と反射波とを合成した音波は、閉管ＣＰＬ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、閉管ＣＰＲでは、下記式（２）に示す共鳴周波数ｆＲ−ｎ（ｎ＝１，２…）において共鳴が発生し、閉管ＣＰＲ内において進行波と反射波とを合成した音波は、閉管ＣＰＲ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、ＬＬは閉管ＣＰＬの長さ（空洞の左側の端部２８Ｌ−ｍから開口部２７−ｍまでの長さ）、ＬＲは閉管ＣＰＲの長さ（空洞の右側の端部２８Ｒ−ｍから開口部２７−ｍ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。
ｆＬ−ｎ＝（２ｎ−１）・（ｃ／（４・ＬＬ））…（１）
ｆＲ−ｎ＝（２ｎ−１）・（ｃ／（４・ＬＲ））…（２）
【０００５】
ここで、パイプ２５−ｍの開口部２７−ｍ及び側面２６−ｍにおける開口部２７−ｍの近傍に入射する音波のうち共鳴周波数ｆＬ−ｎの成分に着目すると、閉管ＣＰＬの閉口端において反射されて開口部２７−ｍ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２７−ｍに入射する音波に対して逆相の音波となる。一方、側面２６−ｍにおける開口部２７−ｍの周囲では、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、共鳴周波数ｆＬ−ｎの成分を含む音波が開口部２７−ｍを介して空洞に入射した場合、側面２６−ｍにおける開口部２７−ｍの正面（入射方向）では、閉管ＣＰＬから開口部２７−ｍを介して放射される音波と側面６−ｍにおける開口部２７−ｍ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、側面２６−ｍにおける開口部２７−ｍの周囲では、開口部２７−ｍからの音波と側面２６−ｍからの反射波の位相が不連続となり、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、側面２６−ｍにおける開口部２７−ｍの周囲では、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。
【０００７】
同様に、共鳴周波数ｆＲ−ｎの成分を含む音波が開口部２７−ｍを介して空洞に入射した場合、側面２６−ｍにおける開口部２７−ｍの正面（入射方向）では、吸音効果が発生する。また、側面２６−ｍにおける開口部２７−ｍの周囲では、散乱効果が発生する。以上が、吸音効果及び散乱効果の発生の原理である。
【０００８】
この種の音響構造体に関わる技術を開示した文献として、特許文献１がある。同文献には、音響構造体における開口部の面積ＳＯをパイプ内の空洞の断面積ＳＰよりも狭くすることによって散乱効果及び吸音効果が高められる旨の記載がある。同文献に記されているように、音響構造体のパイプの開口部からパイプの内部の空洞に音波が入射した場合における開口部の媒質の挙動は、開口部の比音響インピーダンス比ζに依存する。比音響インピーダンス比ζは、音場内のある点の音響インピーダンス比ＺＡとその点の媒質の特性インピーダンス比ＺＣの複素比ＺＡ／ＺＣである。各周波数の音波に対する開口部２７−ｍの各点の比音響インピーダンス比ζは次式（３）により表される。式（３）におけるｊは虚数単位であり、ＬＬはパイプ内の一方の閉管ＣＰＬの長さであり、ＬＲはパイプ内の他方の閉管ＣＰＲの長さであり、ｋは波数（より具体的には、入射波の角速度２πｆを音速ｃで除算した値２πｆ／ｃ，ｆは周波数）である。
【数１】
【０００９】
ここで、図８に示すように、一般的には、ある媒質の境界面の比音響インピーダンス比ζの絶対値｜Ｉｍ（ζ）｜が０である場合、その境界面に入射する入射波と同面において反射される反射波の位相差φは±１８０度（即ち逆相）となり、｜Ｉｍ（ζ）｜＜１の範囲（図８のガウス平面におけるハッチングを付した半円の外側の範囲内）では位相差φが±９０度より小さくなることが知られている。よって、図６の構成では、パイプの開口面の比音響インピーダンス比ζの虚数部Ｉｍ（ζ）の絶対値｜Ｉｍ（ζ）｜が０である場合に吸音効果及び散乱効果の大きさが最大になり、この絶対値｜Ｉｍ（ζ）｜が１を超えると吸音効果及び散乱効果が殆ど発揮されないことになる。そして、図６の構成におけるパイプの開口面と内部の空洞の面積比ＳＯ／ＳＰと比音響インピーダンス比ζとの関係は前掲式（３）の通りであるから、面積比ＳＯ／ＳＰが小さいほど共鳴周波数ｆＬ−ｎ及びｆＲ−ｎの近傍における吸音効果及び散乱効果の発生帯域（すなわち、比音響インピーダンス比ζの虚数部Ｉｍ（ζ）の絶対値｜Ｉｍ（ζ）｜が１未満になる帯域）の帯域幅が広くなる。図９は、このことを確認するために特許文献１の発明の発明者（本願発明者と同一人）らが行った検証の結果を示す図である。この検証では、発明者らは、音響構造体の１つのパイプにおける一方の閉管ＣＰＬの管長ＬＬ、他方の閉管ＣＰＲの管長ＬＲ、及び開口部の断面の面積Ｓｏとパイプ内の空洞における開口部と直交する切断面の面積Ｓｐとの比Ｓｏ／Ｓｐを表１のようにした場合における０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの各周波数に対する比音響インピーダンス比ζの虚数部Ｉｍ（ζ）の絶対値｜Ｉｍ（ζ）｜を計算した。
【表１】
【００１０】
この図９において、Ｓｏ／Ｓｐ＝０．２５、Ｓｏ／Ｓｐ＝１、Ｓｏ／Ｓｐ＝４とした３つの場合における｜Ｉｍ（ζ）｜が１未満となる帯域の帯域幅を比較すると、Ｓｏ／Ｓｐ＝０．２５とした場合における帯域幅が最も広く、Ｓｏ／Ｓｐ＝４とした場合における帯域幅が最も狭くなっている。このことから、面積比Ｓｏ／Ｓｐを小さくしたパイプは面積比Ｓｏ／Ｓｐを大きくしたパイプよりも広い帯域に渡って吸音効果及び散乱効果を発生させることができる、ということが裏付けられる。開口部の面積ＳＯをパイプ内の空洞の断面積ＳＰよりも狭くした構成によって吸音効果及び散乱効果が高められる理由は以上の通りである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１０−８４５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に記されているように、音響構造体のパイプにおける吸音効果及び散乱効果の発生帯域の帯域幅は開口部の面積とその奥の空間の断面積の比に依存する。しかしながら、従来の音響構造体では、この面積比を変えることができず、音響構造体を設置した音響空間内における吸音効果及び散乱効果の発生帯域を調整することができなかった。
【００１３】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、音響構造体を設置した音響空間内における吸音効果及び散乱効果の発生帯域の帯域幅を調整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】
【００１４】
本発明は、各々の内部の空洞を囲む側面の少なくとも１つに開口部が設けられた複数の音響管を配列してなり、前記開口部の開口面積を調整し得るように構成されたことを特徴とする音響構造体を提供する。この発明によると、吸音効果及び散乱効果の発生帯域の帯域幅を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態である音響構造体を示す正面図、側面図、及び断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態である音響構造体を示す正面図、側面図、及び断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態である音響構造体を示す正面図、側面図、及び断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態である音響構造体を示す斜視図である。
【図５】本発明の他の実施形態である音響構造体の音響管を示す斜視図である。
【図６】従来の音響構造体の構成例を示す図である。
【図７】同音響構造体のパイプとパイプ内に形成される閉管の縦断面図である。
【図８】同音響構造体におけるパイプの開口部から入射する入射波と開口部から放射される反射波との間の位相の関係を示す図である。
【図９】同音響構造体におけるパイプの開口部の面積と空洞の断面積の比と比音響インピーダンス比ζの虚数部Ｉｍ（ζ）の絶対値｜Ｉｍ（ζ）｜との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照し、この発明の実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１（Ａ）は、本発明の第１実施形態である音響構造体１０の正面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）を矢印Ｂ方向から見た側面図である。図１（Ｃ）は、図１（Ａ）のＣ−Ｃ’線断面図である。この音響構造体１０は、複数（図１（Ａ）、図１（Ｂ）、及び図１（Ｃ）の例では５個）の音響管１−ｉ（ｉ＝１〜５）および複数（図１（Ａ）、図１（Ｂ）、及び図１（Ｃ）の例では６個）の板３−ｉ（ｉ＝１〜６）を配列したものである。この音響構造体１０では、音響管１−ｉにおける内部の空洞を囲む側面に開口部が設けられており、この開口部の開口面積を調整し得るようになっている。より詳細に説明すると、この音響構造体１０の音響管１−ｉの各々は、各々が開口端ＯＥを有する２本の管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉに分離されている。管体２Ｕ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び２Ｄ−ｉ（ｉ＝１〜５）の各々は、一方に開口端ＯＥを有し他方に閉口端ＣＥを有する角筒状をなしている。各音響管１−ｉをなす２つの管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉの長さの和（より具体的には、管体２Ｕ−１の長さＤ１Ｕと管体２Ｄ−１の長さＤ１Ｄの和、管体２Ｕ−２の長さＤ２Ｕと管体２Ｄ−２の長さＤ２Ｄの和、管体２Ｕ−３の長さＤ３Ｕと管体２Ｄ−３の長さＤ３Ｄの和、管体２Ｕ−４の長さＤ４Ｕと管体２Ｄ−４の長さＤ４Ｄの和、管体２Ｕ−５の長さＤ５Ｕと管体２Ｄ−５の長さＤ５Ｄの和）は同じになっている。各管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉの長さは管体毎に異なっている。
【００１７】
この音響構造体１０の板３−ｉ（ｉ＝１〜６）は、管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉの長さの和と同じ長さを持った幅薄な直方体状をなしている。これらの板３−ｉ（ｉ＝１〜６）は、音響管１−ｉ（ｉ＝１〜５）における２つの管体２Ｕ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び２Ｄ−ｉ（ｉ＝１〜５）を互いの開口端ＯＥ同士が開口部となる穴Ｈ−ｉを間に挟んで向い合い且つ２つの管体２Ｕ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び２Ｄ−ｉ（ｉ＝１〜５）が互いの管軸方向に沿って相対移動し得るように支持している。
【００１８】
さらに詳述すると、この音響構造体１０の管体２Ｕ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び２Ｄ−ｉ（ｉ＝１〜５）の各々における左の側面及び右の側面には当該管体の長さ方向に沿って延在する凸部ＸＬ及びＸＲが設けられている。また、板３−２〜３−５の左の側面及び右の側面には当該板の長さ方向に沿って延在する凹部ＹＬ及びＹＲが設けられている。板３−１の右の側面には当該板の長さ方向に沿って延在する凹部ＹＲが設けられている。板３−６の左の側面には当該板の長さ方向に沿って延在する凹部ＹＬが設けられている。管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉの凸部ＸＬ及びＸＲの断面は基端部から離れるに従って幅が拡がる台形状をなしている。板３−ｉの凹部ＹＲ及びＹＬの断面は底部から離れるに従って幅が狭まる台形状をなしている。そして、この音響構造体１０では、板３−ｉ及び３−ｊ（ｉ＋１）の凹部ＹＲ及びＹＬに管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉの凸部ＸＬ及びＸＲが嵌め込まれている。
【００１９】
板３−ｉ（ｉ＝１〜６）の凹部ＹＲ及びＹＬ内における管体２Ｕ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び２Ｄ−ｉ（ｉ＝１〜５）の凸部ＸＬ及びＸＲは、凹部ＹＲ及びＹＬ内を摺動し得る程度の摩擦力を持って凹部ＹＲ及びＹＬの壁面に接している。このため、音響管１−ｉをなす２つの管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉにその管軸方向と平行な方向の力を加えると、管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉは板３−ｉに沿ってその方向に移動する。
【００２０】
以上が、本実施形態の構成の詳細である。本実施形態によると次の効果が得られる。
第１に、本実施形態では、音響管１−ｉをなす２つの管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉを離すと、当該音響管１−ｉの開口部である管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉ間の穴Ｈ−ｉの開口面積が大きくなり、音響管１−ｉをなす２つの管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉを近づけると、当該音響管１−ｉの開口部である管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉ間の穴Ｈ−ｉの開口面積が小さくなる。よって、本実施形態によると、吸音効果及び散乱効果の発生帯域の帯域幅を調整することができる。
【００２１】
第２に、本実施形態では、音響管１−ｉ（ｉ＝１〜５）の各々における一方の管体２Ｕ−ｉと他方の管体２Ｄ−ｉの長さの和が同じになっている。このため、本実施形態では、管体２Ｕ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び２Ｄ−ｉ（ｉ＝１〜５）間を開口端ＯＥ同士が接するまで縮めた状態における音響構造体１０が直方体状になる。よって、音響空間内への搬入や同空間外への搬出、不使用時における収納スペースへの格納を効率よく行うことができる。
【００２２】
第３に、本実施形態では、管体２Ｕ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び２Ｄ−ｉ（ｉ＝１〜５）の長さは管体毎に異なっている。このため、管体２Ｕ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び２Ｄ−ｉ（ｉ＝１〜５）の共鳴周波数は管体毎に異なったものとなる。よって、吸音効果及び散乱効果の発生帯域の偏りを小さくすることができる。
【００２３】
＜第２実施形態＞
図２（Ａ）は、本発明の第２実施形態である音響構造体１０Ａの正面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）を矢印Ｂ方向から見た側面図である。図２（Ｃ）は、図２（Ａ）のＣ−Ｃ’線断面図である。図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）において、図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）と同じ要素には同じ符号を付してある。また、図２（Ｂ）では、簡便のため、凸部ＸＬ及びＸＲと凹部ＹＲ及びＹＬの符号の図示を割愛している。この音響構造体１０Ａは、音響構造体１０（図１）に、音響管１−ｉ（ｉ＝１〜５）の管体２Ｕ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び２Ｄ−ｉ（ｉ＝１〜５）の開口端ＯＥ間の穴Ｈ−ｉ（ｉ＝１〜５）を遮蔽する調整用可動部としての役割を果たすシート部材４−ｉ（ｉ＝１〜５）とこの部材４−ｉ（ｉ＝１〜５）を管軸方向に移動自在に支持する支持部材５Ｌ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び５Ｒ−ｉ（ｉ＝１〜５）とを設けたものである。
【００２４】
より詳細に説明すると、シート部材４−ｉ（ｉ＝１〜５）の各々は、管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉの幅よりも僅かに小さな幅を持った正方形状をなしている。支持部材５Ｌ−ｉ及び５Ｒ−ｉは、管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉの幅よりも十分に小さな幅を持った直方体状をなしている。
【００２５】
支持部材５Ｌ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び５Ｒ−ｉ（ｉ＝１〜５）の各々は、当該支持部材５Ｌ−ｉ及び５Ｒ−ｉと管体２Ｄ−ｉの側面ＡＳとの間にシート部材４−ｉの左右の端部を挟むようにして側面ＡＳ上に固定されている。シート部材４−ｉの表面及び裏面における左右の端部は、当該端部が表面ＡＳと支持部材５Ｌ−ｉ及び５Ｒ−ｉ間の隙間を摺動し得る程度の摩擦力を持ってこれらに接している。このため、シート部材４−ｉに管体２Ｕ−ｉに向かう方向の力を加えると、シート部材４−ｉが管体２Ｕ−ｉの側に突出し、管体２Ｄ−ｉの端部から突出した部分によって管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉ間の穴Ｈ−ｉが遮蔽される。
【００２６】
以上が、本実施形態の構成の詳細である。本実施形態では、音響管１−ｉにおける管体２Ｕ−ｉと管体２Ｄ−ｉを管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉ間に穴Ｈ−ｉができるように離間させた状態においてシート部材４−ｉを移動させることにより、穴Ｈ−ｉの開口面積が調整される。よって、本実施形態によると、吸音効果及び散乱効果の発生帯域の帯域幅をより精度よく調整することができる。
【００２７】
＜第３実施形態＞
図３（Ａ）は、本発明の第２実施形態である音響構造体１０Ｂの正面図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）を矢印Ｂ方向から見た側面図である。図３（Ｃ）は、図３（Ａ）のＣ−Ｃ’線断面図である。この音響構造体１０Ｂは、複数（図３（Ａ）、図３（Ｂ）、及び図３（Ｃ）の例では５個）の音響管６−ｊ（ｊ＝１〜５）を隣り合う音響管６−ｊ間に板８Ｕ−ｊ（ｊ＝１〜４）及び８Ｄ−ｊ（ｊ＝１〜４）を２枚ずつ挟んで配列したものである。この音響構造体１０Ｂの音響管６−ｊ（ｊ＝１〜６）の各々は、内部の空洞を挟んで対向する３対の側面ＵＷ、ＤＷ、ＦＷ、ＢＷ、ＬＷ、ＲＷを有する。ここで、図３（Ａ）では、簡便のため、音響管６−１を除く音響管６−２〜６−５の各々における側面ＵＷ、ＤＷ、ＦＷ、ＢＷ、ＬＷ、ＲＷの符合の図示を割愛する。これらの音響管６−ｊ（ｊ＝１〜５）は同じ長さを有している。音響管６−２〜６−４の各々における音響管６−ｊの配列方向に対向する両側面ＬＷ及びＲＷには開口部７Ｌ−ｊ及び７Ｒ−ｊが設けられている。音響管６−１の側面ＲＷには開口部７Ｒ−１が設けられている。音響管６−５の側面ＬＷには開口部７Ｌ−５が設けられている。
【００２８】
この音響構造体１０Ｂの板８Ｕ−ｊ（ｊ＝１〜４）及び８Ｄ−ｊ（ｊ＝１〜４）の各々は、幅薄な直方体状をなしている。これらの板８Ｕ−ｊ（ｊ＝１〜４）及び８Ｄ−ｊ（ｊ＝１〜４）のうち板８Ｕ−１及び８Ｄ−１は、互いの端部同士を向かい合わせて音響管６−１の側面ＲＷと音響管６−２の側面ＬＷの間に介挿されている。板８Ｕ−２及び８Ｄ−２は、互いの端部同士を向かい合わせて音響管６−２の側面ＲＷと音響管６−３の側面ＬＷの間に介挿されている。板８Ｕ−３及び８Ｄ−３は、互いの端部同士を向かい合わせて音響管６−３の側面ＲＷと音響管６−４の側面ＬＷの間に介挿されている。板８Ｕ−４及び８Ｄ−４は、互いの端部同士を向かい合わせて音響管６−４の側面ＲＷと音響管６−５の側面ＬＷの間に介挿されている。
【００２９】
この音響構造体１０Ｂにおける音響管６−ｊ及び６−（ｊ＋１）間に介挿された板８Ｕ−ｊ及び８Ｄ−ｊは、当該板８Ｕ−ｊ及び８Ｄ−ｊがその両側の音響管６−ｊ及び６−（ｊ＋１）の管軸方向に沿って相対移動し得るように当該両側の音響管６−ｊ及び６−（ｊ＋１）を支持している。さらに詳述すると、この音響構造体１０の音響管６−２〜６−４の各々における左の側面ＬＷ及び右の側面ＲＷには当該音響管の長さ方向に沿って延在する凸部ＸＬ及びＸＲが設けられている。音響管６−１の右の側面ＲＷには当該音響管の長さ方向に沿って延在する凸部ＸＲが設けられている。音響管６−５の左の側面ＬＷには当該音響管の長さ方向に沿って延在する凸部ＸＬが設けられている。また、板８Ｕ−ｊ（ｊ＝１〜４）及び８Ｄ−ｊ（ｊ＝１〜４）の各々の左の側面ＬＷ及び右の側面ＲＷには当該板の長さ方向に沿って延在する凹部ＹＬ及びＹＲが設けられている。音響管６−ｊの凸部ＸＬ及びＸＲの断面は基端部から離れるに従って幅が拡がる台形状をなしている。板８Ｕ−ｊ及び８Ｄ−ｊの凹部ＹＲ及びＹＬの断面は底部から離れるに従って幅が狭まる台形状をなしている。そして、この音響構造体１０では、板８Ｕ−ｊ及び８Ｄ−ｊの凹部ＹＬに音響管６−ｊの凸部ＸＲが、板８Ｕ−ｊ及び８Ｄ−ｊの凹部ＹＲに音響管６−（ｊ＋１）の凹部ＸＬが各々嵌め込まれている。
【００３０】
板８Ｕ−ｊ（ｊ＝１〜４）及び８Ｄ−ｊ（ｊ＝１〜４）の凹部ＹＲ及びＹＬ内における音響管６−ｊ（ｊ＝１〜５）の凸部ＸＬ及びＸＲは、凹部ＹＲ及びＹＬ内を摺動し得る程度の摩擦力を持って凹部ＹＲ及びＹＬの壁面に接している。このため、音響管６−ｊ及び６−（ｊ＋１）間の板８Ｕ−ｊ及び８Ｄ−ｊに音響管の管軸方向と平行な方向の力を加えると、板８Ｕ−ｊ及び８Ｄ−ｊは音響管６−ｊの側面ＲＷ及び音響管６−（ｊ＋１）の側面ＬＷに沿ってその方向に移動する。
【００３１】
以上が、本実施形態の構成の詳細である。本実施形態では、音響管６−ｊ及び６−（ｊ＋１）間の板８Ｕ−ｊ及び８Ｄ−ｊの端部をつき合わせた状態では、音響管６−ｊの側面ＷＲにおける開口部７Ｒ−ｊと音響管６−ｊの側面ＷＬにおける開口部７Ｌ−ｊが板８Ｕ−ｊ及び８Ｄ−ｊにより完全に閉塞される。また、板８Ｕ−ｊ及び８Ｄ−ｊを相反する方向に移動させると板８Ｕ−ｊ及び８Ｄ−ｊの端部間に隙間Ｚ−ｊができ、この隙間Ｚ−ｊと開口部７Ｒ−ｊ及び７Ｌ−（ｊ＋１）を介して音響管６−ｊ及び６−（ｊ＋１）内の空洞が外部空間と連通する。そして、この隙間Ｚ−ｊの幅を拡げるほど、開口部７Ｒ−ｊ及び７Ｌ−（ｊ＋１）における板８Ｕ−ｊ及び８Ｄ−ｊに遮蔽されていない領域の領域の面積、すなわち、開口面積が広くなる。よって、本実施形態によっても、吸音効果及び散乱効果の発生帯域の帯域幅を調整することができる。
【００３２】
＜第４実施形態＞
図４は、本発明の第４実施形態である音響構造体１０Ｃの斜視図である。この音響構造体１０Ｃは、調音パネル１１と、シート部材１２と、巻回装置１３とを有する。調音パネル１１は、複数（図４の例では５個）の音響管１４−ｋ（ｋ＝１〜５）を各々の端部を揃えて長さ方向と直交する方向に配列し、隣り合う音響管１４−ｋ同士を接合したものである。調音パネル１１の音響管１４−ｋ（ｋ＝１〜５）の各々は角筒状をなしている。調音パネル１１の音響管１４−ｋ（ｋ＝１〜５）の各々の側面には開口部１５−ｋ（ｋ＝１〜５）が設けられている。音響管１４−ｋ（ｋ＝１〜５）の長さ方向における開口部１５−ｋ（ｋ＝１〜５）の位置は音響管毎に異なっている。音響管１４−ｋ（ｋ＝１〜５）における開口部１５−ｋ（ｋ＝１〜５）を有する側面は面一なバッフル面１６を形成している。シート部材１２は、調音パネル１１と同じ横幅と調音パネル１１よりも十分に長い縦幅とを持った薄い矩形状をなしている。
【００３３】
巻回装置１３は、シート部材１２を当該シート部材１２が調音パネル１１のバッフル面１６上を移動し得るように支持している。より詳細に説明すると、巻回装置１３は、調音パネル１１の横幅よりも長い幅を持った中空な円筒状をなしている。巻回装置１３の外周面１７にはスリット１８が設けられている。また、シート部材１２は巻回装置１３の内部の軸１９に巻回されており、シート部材１２の一端が巻回装置１３の外周面１７のスリット１８を介して調音パネル１１のバッフル面１６上に引き出されている。
【００３４】
以上が、本実施形態の構成の詳細である。本実施形態では、巻回装置１３内から調音パネル１１のバッフル面１６上へのシート部材１２の引き出し量を大きくしたり小さくすることにより、バッフル面１６上の開口部１５−ｋ（ｋ＝１〜５）におけるシート部材１２に遮蔽されていない部分の面積、つまり、開口部１５−ｋ（ｋ＝１〜５）の開口面積が調整される。よって、本実施形態によっても、吸音効果及び散乱効果の発生帯域の帯域幅を調整することができる。
【００３５】
以上、この発明の第１乃至第４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乃至第４実施形態では、音響構造体１０、１０Ａ、１０Ｂ、及び１０Ｃをなす音響管は角筒状をなしていた。しかし、音響構造体の断面を円状や楕円状にしてもよい。
【００３６】
（２）上記第１及び第２実施形態において、音響管１−ｉ（ｉ＝１〜５）をなす２つの管体２Ｕ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び２Ｄ−ｉ（ｉ＝１〜５）を支持する板を管体２Ｕ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び２Ｄ−ｉ（ｉ＝１〜５）の横幅の合計よりも長い横幅を持った一枚の板とし、管体２Ｕ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び２Ｄ−ｉ（ｉ＝１〜５）の側面をこの板の表面上に装着するようにしていもよい。この場合において、管体２Ｕ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び２Ｄ−ｉ（ｉ＝１〜５）の側面にその長さ方向に沿って延在する凸部を設けるとともに、板の表面に５個の凹部を設け、板の凹部に管体２Ｕ−ｉ（ｉ＝１〜５）及び２Ｄ−ｉ（ｉ＝１〜５）の凸部を埋め込むようにしてもよい。
【００３７】
（３）上記第１乃至第４実施形態では、音響構造体１０における管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉの一端部は開口端ＯＥとなっており、他端部は閉口端ＣＥとなっていた。しかし、管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉの一端部と他端部の一方または両方を開口端ＯＥとしてもよい。
【００３８】
（４）上記第１乃至第３実施形態では、５つの音響管により音響構造体１０、１０Ａ、及び１０Ｂが構成されていた。しかし、音響構造体１０、１０Ａ、及び１０Ｂを構成する音響管の個数を２〜４個にしてもよいし、６個以上にしてもよい。
【００３９】
（５）上記第２実施形態において、シート部材４を板状の部材に置き換え、この板状の部材の移動によって穴Ｈ−ｉの開口面積を調整するようにしてもよい。
【００４０】
（６）上記第１実施形態では、１つの音響管１−ｉをなす２つの管体２Ｕ−ｉ及び２Ｄ−ｉの断面の寸法は同じであった。しかし、管体２Ｕ−ｉ（または管体２Ｄ−ｉ）の断面の寸法を管体２Ｄ−ｉ（または管体２Ｕ−ｉ）の寸法よりも大きくし、管体２Ｕ−ｉ及び管体２Ｕ−ｉの一方の内部に他方を収納し得るようにしてもよい。この場合において、図５に示すように、１つの音響管１−ｉ（図５の例では音響管１−１）をなす２つの管体２Ｕ−１及び管体２Ｕ−１の側面における開口端ＯＥ側に切り欠けＮＴを設けてもよい。また、図５に示すような音響管１−ｉを長さ方向と直交する方向に複数個配列してパネル状の音響構造体を構成してもよい。
【００４１】
（７）上記第３実施形態では、音響管６−２〜６−４の各々における音響管６−ｊの配列方向に対向する側面ＬＷ及びＲＷの各々に開口部７Ｌ−ｊ及び７Ｒ−ｊが設けられていた。しかし、音響管６−２〜６−４の各々における音響管６−ｊの配列方向に対向する側面ＬＷ及びＲＷの一方にのみ開口部を設けてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…音響構造体、１，６，８…音響管、２…管体、３，８…板、４，１５…シート部材、５…支持部材、７，１４…開口部、１１…調音パネル、１３…巻回装置、１６…バッフル面、１７…外周面、１８…スリット、１９…軸。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々の内部の空洞を囲む側面の少なくとも１つに開口部が設けられた複数の音響管を配列してなり、前記開口部の開口面積を調整し得るように構成されたことを特徴とする音響構造体。
【請求項２】
前記複数の音響管は、各々が開口端を有する２本の管体に分離されており、
前記各音響管をなす２本の管体を当該２本の管体の開口端同士が向い合い且つ当該２本の管体が互いの管軸方向に沿って相対移動し得るように支持する板
を具備す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】
前記複数個の音響管の各々は、当該音響管の管軸方向に移動自在に支持され、前記管軸方向の移動により前記開口部を遮蔽する調整可動部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の音響構造体。
【請求項４】
前記複数の音響管の各々における配列方向に対向する両側面のうち一方または両方に前記開口部が設けられており、
隣り合う前記音響管における前記開口部を有する側面間に互いの端部同士を向かい合わせて２枚ずつ介挿された板であって、当該２枚の板がその両側の音響管の管軸方向に沿って相対移動し得るように当該両側の音響管を支持する板と
を具備す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５】
前記複数の音響管は、各々の開口部を有する側面により面一なバッフル面が形成されるように配列されており、
前記バッフル面上を当該バッフル面と平行な方向に移動し得るように支持されたシート部材であって、前記バッフル面と平行な方向への移動により前記開口部を遮蔽するシート部材
を具備す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１】
各々の内部の空洞を囲む側面の少なくとも１つに開口部が設けられた複数の音響管を配列してなり、前記開口部の開口面積を調整し得るように構成されたことを特徴とする音響構造体。
【請求項２】
前記複数の音響管は、各々が開口端を有する２本の管体に分離されており、
前記各音響管をなす２本の管体を当該２本の管体の開口端同士が向い合い且つ当該２本の管体が互いの管軸方向に沿って相対移動し得るように支持する板
を具備す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】
前記複数個の音響管の各々は、当該音響管の管軸方向に移動自在に支持され、前記管軸方向の移動により前記開口部を遮蔽する調整可動部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の音響構造体。
【請求項４】
前記複数の音響管の各々における配列方向に対向する両側面のうち一方または両方に前記開口部が設けられており、
隣り合う前記音響管における前記開口部を有する側面間に互いの端部同士を向かい合わせて２枚ずつ介挿された板であって、当該２枚の板がその両側の音響管の管軸方向に沿って相対移動し得るように当該両側の音響管を支持する板と
を具備す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５】
前記複数の音響管は、各々の開口部を有する側面により面一なバッフル面が形成されるように配列されており、
前記バッフル面上を当該バッフル面と平行な方向に移動し得るように支持されたシート部材であって、前記バッフル面と平行な方向への移動により前記開口部を遮蔽するシート部材
を具備することを特徴とする請求項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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１０９１８９（Ｐ２０１３−１０９１８９Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５４６３３（Ｐ２０１１−２５４６３３）
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
【Ｆターム（参考）】
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