JP2006184681A - Low-pitched filter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、音声の低域を遮断する低音フィルタに関する。 The present invention relates to a bass filter that cuts off a low frequency range of sound.
音域全体の遮音性を確保する場合、質量がある程度以上の材料(遮音物)で、その対象を囲むことが一般的であり、遮音物の面密度とその材料の共振特性によって遮音性がほぼ決定づけられる。 To ensure sound insulation in the entire sound range, it is common to surround the object with a material (sound insulation) with a mass of a certain level or more, and the sound insulation is almost determined by the surface density of the sound insulation and the resonance characteristics of the material. It is done.
例えば、ホームシアタやオーディオ機器などを設置する音響室において遮音性を確保するためには、全体の重量が重い防音壁や防音ドアを使用することが多い。また、開閉を容易に行えるように、素材間に空気層や吸音部材を設けて全体重量の軽量化が図られた防音ドアを使用することもある(例えば、特許文献1参照。)。 For example, in order to ensure sound insulation in an acoustic room where a home theater or audio equipment is installed, a soundproof wall or a soundproof door having a heavy overall weight is often used. In addition, a soundproof door in which an air layer or a sound absorbing member is provided between the materials to reduce the overall weight so as to be easily opened and closed may be used (see, for example, Patent Document 1).
また、自動車などのエンジンの場合、一般的に排気マフラーに消音器を取り付けたり吸気管に消音器を取り付けたりして、排気音や吸気音を抑制して遮音性を確保している(例えば、特許文献2参照。)。 In addition, in the case of an engine such as an automobile, a silencer is generally attached to an exhaust muffler or a silencer is attached to an intake pipe to suppress exhaust noise and intake noise to ensure sound insulation (for example, (See Patent Document 2).
一方、一部の音域(例えば低音)のみを遮音して他の音域を透過させる技術としては、従来400Hz以下の殊に130Hz以下の低音域騒音に対する吸音特性に優れた低音域騒音吸音構造が開示されている(例えば、特許文献3参照。)。 On the other hand, as a technique for insulating only a part of the sound range (for example, the low sound) and transmitting the other sound range, a low-frequency noise absorption structure having excellent sound absorption characteristics for low-frequency noise of 400 Hz or less, particularly 130 Hz or less is disclosed. (For example, see Patent Document 3).
また、自動車などのエンジンにおいて、所定の周波数の吸気音の音圧レベルを相対的に高くするようにしたエンジンの吸気音調整構造が開示されている(例えば、特許文献4参照。)。
従来、特許文献1,2のように音域全体の遮音性を確保する技術はこの他にも多数開示されている。一方、特許文献3,4のように一部の音域を遮音するためには、その構造が大がかりになったり複雑になったりするので、簡素な構成のものが無かった。また、遮蔽物に孔や隙間を設けることで音の透過性を変化させることは可能であるが、透過させる音の周波数帯域を制御することは困難であった。
Conventionally, many other techniques for ensuring the sound insulation of the entire sound range, such as
そこで、本発明は、簡素な構成で、低周波成分を遮断して他の周波数帯域の音を透過させることができ、また、透過させる音の周波数帯域幅を制御できる低音フィルタを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a bass filter that can transmit a sound of another frequency band by blocking a low frequency component with a simple configuration, and can control a frequency bandwidth of the transmitted sound. Objective.
この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えている。 The present invention has the following configuration as means for solving the above problems.
(1)側壁に開口部が形成された管と、
前記開口部を被覆し所定の張力で伸長された薄膜と、を備えたことを特徴とする。
(1) a tube having an opening formed on a side wall;
And a thin film that covers the opening and is elongated with a predetermined tension.
この構成においては、管の側壁に開口部を設けて、所定の張力で伸長した状態の薄膜でこの開口部を被覆する。これによりこの薄膜は、管内を伝搬する音声の低域を減衰させて中高域を管外に透過させる。例えば、エンジンとエアクリーナを接続する吸気管に本発明を適用にした場合、吸気管の側壁に開口部を設けて、この開口部を薄膜で被覆するとともに、この薄膜を所定の張力で伸張させることで、通常、自動車の運転者などに好まれる吸気音の中高音を開口部から放音させることができる。また、人は低い周波数帯域の音声を長時間聞くと疲労してしまうが、上記のように吸気管に開口部を設けて薄膜で被覆することで、低い周波数帯域を遮音させることができるので、運転者が吸気音を長時間聞いた場合でも低周波音声による疲労を軽減することができる。さらに、開口部を薄膜で被覆することで、開口部から塵や埃が侵入するのを防ぐことができる。 In this configuration, an opening is provided on the side wall of the tube, and the opening is covered with a thin film stretched with a predetermined tension. As a result, this thin film attenuates the low frequency range of the sound propagating through the tube and transmits the mid-high range outside the tube. For example, when the present invention is applied to an intake pipe connecting an engine and an air cleaner, an opening is provided on the side wall of the intake pipe, the opening is covered with a thin film, and the thin film is stretched with a predetermined tension. Thus, it is possible to emit the middle and high sounds of the intake sound that are usually preferred by the driver of the car from the opening. In addition, humans get tired when listening to low frequency band sound for a long time, but by providing an opening in the intake pipe and covering with a thin film as described above, it is possible to insulate the low frequency band, Even when the driver listens to the intake sound for a long time, the fatigue caused by the low frequency sound can be reduced. Furthermore, by covering the opening with a thin film, dust and dust can be prevented from entering from the opening.
(2)2つの空間の境界の全面または一部に隔壁を設け、その隔壁の全部または一部を所定の張力で張架した薄膜で形成したことを特徴とする。 (2) The present invention is characterized in that a partition wall is provided on the entire surface or a part of the boundary between the two spaces, and the partition wall is entirely or partially stretched with a predetermined tension.
この構成においては、2つの空間の境界に設ける隔壁を所定の張力で張架させた薄膜で形成することで、一方の空間から他方の空間へ伝搬する音声の低域を減衰させることができるので、中高域のみを伝搬させることができる。これにより、例えば、部屋の壁面の一部または全部を薄膜で構成して、この薄膜を所定の張力で伸張することで、外部から伝搬する低周波ノイズをカットする低周波ノイズフィルタとして使用することができる。 In this configuration, since the partition wall provided at the boundary between the two spaces is formed of a thin film stretched with a predetermined tension, the low frequency range of the sound propagating from one space to the other space can be attenuated. Only the mid-high range can be propagated. Thus, for example, a part or all of the wall surface of the room is made of a thin film, and the thin film is stretched with a predetermined tension to be used as a low frequency noise filter that cuts low frequency noise propagated from the outside. Can do.
(3)前記薄膜の張力を変更する張力調整手段を備えたことを特徴とする。 (3) A tension adjusting means for changing the tension of the thin film is provided.
この構成においては、管の開口部に設けた薄膜の張力を張力調整手段によって変更することで、管の他の開口部で放音された音声の低域を遮断できるとともに、その遮断する低域の周波数帯域幅を変更することができる。したがって、張力調整手段を用いることで、音声の低域を遮断して所望の中高域の音声を透過させることが可能となる。 In this configuration, by changing the tension of the thin film provided at the opening of the tube by the tension adjusting means, it is possible to block the low frequency range of the sound emitted from the other opening of the tube and The frequency bandwidth can be changed. Therefore, by using the tension adjusting means, it is possible to block the low frequency range of the sound and transmit the desired mid and high frequency sound.
本発明の低音フィルタは、管の1つの開口部全体を薄膜で被覆し、この薄膜を所定の張力で伸張させた状態にすることで、管の他の開口部で放音された音声の低域を遮断して中高域を透過させることができ、周波数によっては開口部を設けなかった場合に比べて25dBも音圧レベルを低減できる。したがって、低域の音声を遮断する簡素な構成の低音フィルタを提供することができる。 The bass filter of the present invention covers the entire opening of a tube with a thin film and stretches the thin film with a predetermined tension to reduce the sound emitted from the other opening of the tube. The region can be cut off and the mid-high range can be transmitted. Depending on the frequency, the sound pressure level can be reduced by 25 dB compared to the case where no opening is provided. Therefore, it is possible to provide a bass filter having a simple configuration that blocks low frequency sound.
また、張力調整手段で薄膜の張力を変更することで、遮断する低域の音声の周波数帯域を変更することができる。したがって、張力調整手段を用いることで、所望の中高域の音声を放音させることができる。 Further, by changing the tension of the thin film with the tension adjusting means, it is possible to change the frequency band of the low frequency sound to be cut off. Therefore, by using the tension adjusting means, it is possible to emit a desired mid-high range sound.
図1は、本発明の実施形態に係る低音フィルタの概略を示す構成図である。以下の説明では、自動車の運転者などに好まれる吸気音の中高域のみを開口部から放音させるために、本発明の低音フィルタを用いた場合を一例として以下に詳細を説明する。 FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a bass filter according to an embodiment of the present invention. In the following description, the case where the bass filter according to the present invention is used as an example in order to emit only the mid-high range of the intake sound preferred by the driver of the car from the opening will be described in detail.
図1(A)は、自動車21のエンジン11の吸気系に低音フィルタ1を設けた構成を示している。低音フィルタ1は、吸気管2の側壁に形成した開口部5を薄膜6で被覆して構成されている。すなわち、吸気管2は、エンジンルーム22内のエンジン11と、吸気口13から取り入れた空気に含まれる塵や埃を内蔵のフィルタ12aで除去するエアクリーナ12と、を接続する管であり、エンジン11に一方の開口端3が接続され、エアクリーナ12に他方の開口端4が接続されている。また、吸気管2の開口端3と開口端4との中間部における側壁には、開口部5が形成されている。図1(B)に示すように、この開口部5は、一定の張力Fを作用させて伸長させた薄膜6により被覆されている。
FIG. 1A shows a configuration in which the
開口部5を被覆する薄膜6は、前記のように一定の張力Fで伸長された状態で、開口部5に取り付けられている。この薄膜6により吸気管2の内部に開口部5から塵や埃が侵入するのを防止することができる。
The
また、開口部5には、張力調整機構7を設けるようにすることも可能である。図2は、張力調整機構の概略の構成図である。張力調整機構7は、薄膜6に加える張力Fを調整するためのものであり、開口部5を被覆する薄膜6を伸長させる張力Fを調整することで、開口部5から放音する吸気音の周波数特性を変更することができる。張力調整機構7は、一例として、ドラムなどのヘッドの張力を調整する構成と同様であり、開口部5の周囲には一定間隔でボルト固定具41が複数取り付けられている。また、薄膜6は、リング42によって開口部5の全周にわたって当接している。さらに、リング42の周囲には、開口部5の周囲に取り付けられたボルト固定具41と同じ間隔で、孔部43が形成されている。そして、張力調整ボルト44を孔部43を介して各ボルト固定具41に取り付けて、各張力調整ボルト44の締め付けを調整することで、薄膜6を均等に張るとともにその張力を調整することができる。
The opening 5 can be provided with a
なお、張力調整機構7の構成は図2に示した構成に限るものではなく、薄膜6を均等に張って張力を調整する機構であれば、手動または自動で薄膜6の張力を変更する他の構成であっても良い。
The configuration of the
次に、低音フィルタの遮音特性の詳細について説明する。図3は、低音フィルタの開口部における吸気音の音圧レベルを測定する際の概略の構成図である。低音フィルタの遮音特性は、図3に示すような構成により測定を行った。 Next, details of the sound insulation characteristics of the bass filter will be described. FIG. 3 is a schematic configuration diagram when measuring the sound pressure level of the intake sound at the opening of the bass filter. The sound insulation characteristics of the bass filter were measured by a configuration as shown in FIG.
吸気管2は、直径120mm、長さ600mmの直管型であり、開口端3と開口端4とのほぼ中間部に直径45mmの開口部5を有している。また、吸気管2の一方の開口端3にはスピーカ31を取り付け、他方の開口端4にはエアクリーナ12の代わりとして、厚さ5mmのアクリル板14により開口端4全体を被覆した。また、低音フィルタの効果を確認するために、吸気管2に形成した開口部5から5cm離れた位置にマイク32の先端を開口部5に対向させて設置し、スピーカ31が放音した音の音圧レベルを測定した。
The
図4は、低音フィルタの開口部における吸気音の音圧レベル及び挿入損失を示すグラフであり、(A)は音圧レベルの周波数特性を示すグラフであり、(B)は、開口部を開放した状態に対する、薄膜を取り付けた場合の音圧レベルの低下、すなわち挿入損失の周波数特性を示すグラフである。図4に示すデータは、薄膜6として厚さ30μmのポリエチレン製のシートを使用し、このシートで開口部5全体を被覆するとともに、シートを伸長させる張力Fを2段階に変化させて測定を行った。すなわち、シートがたるまない程度に開口部5全体をシートが被覆した状態(図では張力無と表示する。)と、シートが伸びない程度に張った状態で開口部5全体を被覆した状態(図では張力有と表示する。)と、で測定を行った。図4には、低音フィルタ1の吸気管2に開口部5を設けない場合(a)を実線(ポイントを◆)で、低音フィルタ1の開口部5に薄膜6を取り付けずに開放状態にした場合(b)を実線(ポイントを■)で、低音フィルタ1の開口部5を被覆する薄膜6の張力Fを小さくした場合(c)を一点鎖線(ポイントを▲)で、低音フィルタ1の開口部5を被覆する薄膜6の張力Fを大きくした場合(d)を破線(ポイントを●)で示している。
FIG. 4 is a graph showing the sound pressure level and insertion loss of the intake sound at the opening of the bass filter, (A) is a graph showing the frequency characteristics of the sound pressure level, and (B) is the opening of the opening. It is a graph which shows the fall of the sound pressure level at the time of attaching a thin film with respect to the state which carried out, ie, the frequency characteristic of insertion loss. The data shown in FIG. 4 is obtained by using a 30 μm-thick polyethylene sheet as the
測定の結果、図4に示すように、開口部5に張力をかけずに薄膜6を取り付けた場合には、全帯域において、開口部5に薄膜6を設けなかった場合と音圧レベル及び挿入損失にほとんど差が無かった。一方、開口部5に一定の張力をかけて薄膜6を取り付けた場合には、1250Hz以下の帯域において開口部5に薄膜6を設けなかった場合よりも音圧レベルを抑制できた。特に、500Hz以下の帯域については、吸気管2に開口部5を設けなかった場合と同様か、それよりも音圧レベルが小さくなり、吸気管2に薄膜6を取り付けなかった場合よりも概ね20dBから25dBも音圧レベルが抑制されるという結果が得られた。
As a result of the measurement, as shown in FIG. 4, when the
このように、吸気管2に形成した開口部5を薄膜6で被覆し、また薄膜6を所定の張力Fで伸張させることによって、音声の低域を遮断して中高域を透過させることができる。
In this way, by covering the
次に、開口部5を被覆する薄膜6の種類を変更した場合と、薄膜6の張力を変更した場合とで、どのように遮音特性が変化するかの確認を行った。図5は、低音フィルタ等の挿入損失を示すグラフであり、(A)は薄膜6の種類すなわち面密度(単位面積あたりの質量(単位g/m2 ))を変更して薄膜6の張力は変更しない場合の周波数帯域と挿入損失の関係を示すグラフであり、(B)は、薄膜6の面密度を変更せずに薄膜6の張力を変更した場合の周波数帯域と挿入損失の関係を示すグラフである。なお、いずれのグラフも、開口部5に薄膜6を取り付けずに開放した状態の挿入損失を0dBとして、周波数帯域と挿入損失の関係を示している。
Next, it was confirmed how the sound insulation characteristics change when the type of the
図5(A)には、吸気管2に開口部5を設けない場合(a)を実線(ポイントを◆)で、開口部5に薄膜6を設けない場合(b)を実線(ポイントを●)で、開口部5を被覆するのが薄膜6Aの場合(c)を一点鎖線(ポイントを▲)で、開口部5を被覆するのが薄膜6Bの場合(d)を破線(ポイントを◆)で、開口部5を被覆するのが薄膜6Cの場合(e)を実線(ポイントを*)で示している。なお、薄膜6Aの面密度は11.14g/m2 、薄膜6Bの面密度は19.
43g/m2 、薄膜6Cの面密度は82.20g/m2 である。
In FIG. 5A, the case where the
43 g / m 2, the surface density of the thin film 6C is 82.20g / m 2.
図5(B)は、フィルム材質の違いによる挿入損失を示すグラフである。図5(B)には、吸気管2に開口部5を設けない場合(a)を実線(ポイントを◆)で、開口部5に薄膜6を設けない場合(b)を実線(ポイントを●)で、開口部5を被覆する薄膜6の張力Fを加えない場合(c)を一点鎖線(ポイントを▲)で、開口部5を被覆する薄膜6の張力Fが小さい場合(d)を二点鎖線(ポイントを◆)で、低音フィルタ1の開口部5を被覆する薄膜6の張力Fを中ぐらいの場合(e)を実線(ポイントを*)で、低音フィルタ1の開口部5を被覆する薄膜6の張力Fを大きくした場合(f)を破線(ポイントを●)で示している。なお、図5(B)に示すデータは、薄膜6として薄膜6Bを使用し、このシートで開口部5全体を被覆するとともに、シートを伸長させる張力Fを4段階に変化させて測定を行った。すなわち、シートがたるまない程度に開口部5全体をシートが被覆した状態(c)(図では張力無と表示する。)と、開口部5全体をシートを少し伸張させて被覆した状態(d)(図では張力低と表示する。)と、状態(d)よりもシートを伸張させて被覆した状態(e)(図では張力中と表示する。)と、シートが伸びない程度に大きな張力で伸張させて開口部5全体を被覆した状態(図では張力高と表示する。)と、で測定を行った。
FIG. 5B is a graph showing insertion loss due to the difference in film material. In FIG. 5B, the case where the
上記のように構成して、スピーカ31から音声を放音させてマイク32で集音した結果、図5に示すような結果が得られた。すなわち、図5(A)に示すように、1250Hz以下では薄膜6の面密度にかかわらず略同様の挿入損失となった。一方、1250Hz〜8000Hzにおいては薄膜6の面密度が大きいほど高い周波数における挿入損失が大きくなるという結果が得られた。
With the configuration as described above, sound was emitted from the
また、図5(B)に示すように、全般的に薄膜6の張力が大きいほど高い周波数まで挿入損失が大きくなるという結果が得られた。すなわち、状態(d)(張力低)では400Hz以下で挿入損失が5dB以上であったが、状態(e)(張力中)では630Hz以下で挿入損失が5dB以上であった。また、状態(f)(張力高)では1250Hz以下で挿入損失が5dB以上であった。
Further, as shown in FIG. 5B, the result that the insertion loss is increased up to a higher frequency as the tension of the
このように、低音フィルタ1では、吸気管2に形成した開口部5を被覆する薄膜6の面密度を大きくすることで、高い周波数まで遮音するように設定することができる。また、低音フィルタ1では、吸気管2に形成した開口部5を被覆する薄膜6の張力を高くすることで、高い周波数まで遮音するように設定することができる。
As described above, the
したがって、図1に示したエンジンの吸気管用の低音フィルタ1において、エンジンルーム22内に運転者が好む吸気管の中高音を放音させることができるので、自動車21を運転する運転者に爽快感を与えることができる。また、人は低い周波数帯域の音声を長時間聞くと疲労してしまうが、上記のように低い周波数帯域を遮音させることができるので、運転者が吸気音を長時間聞いていた場合に、運転者の低周波音声による疲労を軽減することができる。
Therefore, in the low-
また、図1に示したエンジンの吸気管用の低音フィルタ1において、薄膜6の面密度や張力を選択・調整することで、遮音できる低い周波数の範囲(周波数帯域の幅)を調整することができる。例えば、開口部5を被覆する薄膜6の張力Fを1000Hz以下の周波数帯域の音声を遮音するように調整することで、吸気音の低周波成分を遮音して、中高周波成分を放音することができる。
In addition, in the low-
なお、上記の説明では、吸気管2に形成した開口部5の全体を薄膜6で被覆する場合について説明したが、開口部5の一部を薄膜6で被覆して、薄膜6の面密度や張力を選択・調整することで、遮音できる低い周波数の範囲を調整することができる。
In the above description, the case where the
以上の説明では、本発明の低音フィルタ1をエンジンの吸気管に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、他の用途にも適用が可能である。
In the above description, the case where the
例えば、部屋の壁面の一部または全部を薄膜で構成して、この薄膜を所定の張力で伸張させる。または、部屋のドアや窓に開口部を設けて、この開口部を薄膜で被覆し、この薄膜を所定の張力で伸張するようにする。これにより、外部から室内へ伝搬する音声の低域を減衰させて、中高音のみを伝搬させることができ、低音フィルタを外部から伝搬する低周波ノイズをカットする低周波ノイズフィルタとして使用することができる。 For example, a part or all of the wall surface of the room is made of a thin film, and the thin film is stretched with a predetermined tension. Alternatively, an opening is provided in the door or window of the room, the opening is covered with a thin film, and the thin film is stretched with a predetermined tension. As a result, the low frequency range of the sound propagating from the outside to the room can be attenuated and only the middle and high sounds can be propagated, and the low frequency filter can be used as a low frequency noise filter for cutting low frequency noise propagating from the outside. it can.
また、管楽器のベル(朝顔)に装着するミュートに本発明の低音フィルタを適用することが可能である。図6は、本発明の低音フィルタを適用したミュートの概略構成を示す側面断面図及び正面図である。図6に示すように、低音フィルタ付きミュート51は、一般的なミュートの前面に開口部52を設けるとともに、後面に開口部54を設けて、所定の張力を加えて薄膜53を取り付けたものである。この低音フィルタ付きミュート51をトランペットのような管楽器50に通常のミュートと同様に、コルクやスポンジで作成された複数の当接部55を、ベル50bの周囲に空気が流通するように所定の間隔で取り付けることで、演奏時には低音を遮断して、中高音を再生することができる。また、トランペット50の演奏中に低音フィルタ付きミュート51に設けた薄膜53を指で押さえることで、薄膜の張力を変更することができるので、遮断する低音の周波数帯域を変更して、トランペット50の音色を変えることができる。
Further, the bass filter of the present invention can be applied to a mute attached to a wind instrument bell (morning glory). FIG. 6 is a side sectional view and a front view showing a schematic configuration of a mute to which the bass filter of the present invention is applied. As shown in FIG. 6, a mute 51 with a bass filter is provided with an opening 52 on the front surface of a general mute and an
また、低音フィルタ付きミュート51には、図2を用いて説明したような張力調整機構を設けることも可能である。したがって、低音フィルタ付きミュート51に張力調整機構を設けることで、遮断する低域の音声の周波数帯域を容易に変更することができる。 In addition, the mute 51 with the bass filter can be provided with a tension adjusting mechanism as described with reference to FIG. Therefore, by providing a tension adjusting mechanism in the mute 51 with the bass filter, the frequency band of the low-frequency sound to be blocked can be easily changed.
なお、以上の説明においていう音声とは、人の声に限定するものではなく、可聴域の音全体を意味するものである。 Note that the voice in the above description is not limited to a human voice, but means the whole sound in the audible range.
1−低音フィルタ 2−吸気管 3,4−開口端 5,52−開口部
6,53−薄膜 7−張力調整機構 11−エンジン
12−エアクリーナ 13−吸気口 21−自動車
22−エンジンルーム 31−スピーカ 32−マイク
41−ボルト固定具 42−リング 43−孔部
44−張力調整ボルト 50−トランペット(管楽器) 51−ミュート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1- Bass filter 2-Intake pipe 3,4-
Claims (3)
前記開口部を被覆し所定の張力で伸長された薄膜と、を備えたことを特徴とする低音フィルタ。 A tube with an opening formed in the side wall;
A bass filter comprising: a thin film covering the opening and extending at a predetermined tension.
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