JP2016057243A - 音響特性測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 音響管の内周面と被検体の外周面との隙間を容易、かつ適切に無段階で調整可能とした音響特性測定装置を提供すること。【解決手段】 測定対象の被検体を収容した音響管の一端に音源スピーカを設け、音源スピーカによって音響管内に平面波を励起し、２つの測定用マイクロホンによって音源スピーカと被検体との間の２点の長手方向位置間の複素音圧伝達関数測定を行い、この複素音圧伝達関数から音響特性を算出することが可能な音響特性測定装置であって、音響管は螺合手段により互いに分離、連結可能な第１、第２の管体からなり、第２の管体の開口部には、内側に被検体が収納される被検体保持部が設けられ、この被検体保持部は軸方向に摺動自在な押し込みリングを備え、この押し込みリングは第１の管体を第２の管体に締込み軸方向に摺動させることにより弾性変形し管中心方向に突出する弾性部材からなる薄リングを有し、この薄リングの内周面と被検体の外周面との隙間を調整可能としている。【選択図】図１

Description

本発明は音響管を用いて被検体の音響特性を測定する音響特性測定装置に関する。

従来、この種の音響特性測定装置は、例えば図５に示すように構成されている（特許文献１参照）。図５において、１’は定在波を発生させるための音響管で、この音響管１’内に測定対象の被検体（減衰材、吸音材等）１０’が収容される。この音響管１’の一端側には音源としての音源スピーカ２’が設けられており、他端側には剛壁５’に接続されたピストン４’が設けられている。剛壁５’は、被検体１０’との間に背後空気層を形成するためのもので、ピストン４’を音響管１’の長手方向に移動させ、被検体１０’と剛壁５’は規定した距離に調整可能になっている。

上記音響管１’における音源スピーカ２’と被検体１０’との間には、音響管１’内の音圧を測定するための第１、第２の測定用マイクロホン３Ａ’、３Ｂ’が設けられている。これらの測定用マイクロホン３Ａ’、３Ｂ’は、音響管１’の長手方向に離れた２カ所に設置されており、それぞれの位置での音圧の測定を行う。

そして、測定にあたっては、上記音源スピーカ２’から定常のランダム音波、例えばホワイトノイズ（入射波）を発生させ、音響管１’内を平面波として伝搬させて被検体１０’に当てる。入射波は被検体１０’を透過して剛壁５’で反射し、音響管１’内部に入射波（前進波）と反射波（後進波）の重ね合わせによって定在波干渉パターンが発生する。上記第１、第２の測定用マイクロホン３Ａ’、３Ｂ’で音響管１’の２点の音圧を計測し、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）アナライザに入力して複素音圧伝達関数を計算する。この伝達関数から２点マイク法による音響インピーダンスの式を用いて、被検体１０’前面の音響インピーダンスを求める。また、被検体１０’後面の音響インピーダンスも解析的に算出できる。これらにより、被検体１０’の特性インピーダンスと伝播定数を算出する。

特開平０８−２３３６４９号公報

ところで、音響管１’での測定において、音響管１’の管内径より被検体１０’の外径が大きい場合は、板振動モードによる共振の影響がでるため、通常、被検体１０’の外径は管内径より若干小さく切り出される。しかし、抜き型の径、管内壁接触面の被検体のふくらみ、軸傾きの影響等で適切な隙間量を設定することが難しい。そして、被検体１０’の外周面と音響管１’の内周面との間に、図６に示すように、隙間ｇがあると、この隙間ｇから音が漏れたり、被検体１０’（減衰材）が共振してしまうことなど隙間の状態が計測結果に影響を及ぼすことが分かっている。

音響管１’の管内径を一部広くして、そこに、管内径より若干大きくした外径を有する被検体１０’を収納することにより漏れを少なくする方法も検討されている（上記特許文献１参照）。しかし、この方法では計算上想定されていない径方向への音の広がり、反射の影響があるため被検体本来の特性の正確な計測が難しい。

本発明は、上記のことに鑑み提案されたもので、その目的とするところは、音響管の内周面と被検体の外周面との隙間を容易、かつ適切に無段階で調整可能とした音響特性測定装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明の音響特性測定装置において、測定対象の被検体１０を収容した音響管１の一端に音源スピーカ２を設け、前記音源スピーカ２によって前記音響管１内に平面波を励起し、２つの測定用マイクロホン３Ａ、３Ｂによって前記音源スピーカ２と前記被検体１０との間の２点の長手方向位置間の複素音圧伝達関数測定を行い、この複素音圧伝達関数から音響特性を算出することが可能な音響特性測定装置であって、前記音響管１は螺合手段により互いに分離、連結可能な第１、第２の管体１Ａ、１Ｂからなり、前記第２の管体１Ｂの開口部には、内側に被検体１０が収納される被検体保持部Ａが設けられ、この被検体保持部Ａは軸方向に摺動自在な押し込みリング７を備え、この押し込みリング７は前記第１の管体１Ａを前記第２の管体１Ｂに締込み軸方向に摺動させることにより弾性変形し管中心方向に突出する弾性部材からなる薄リング９を有し、この薄リング９の内周面と前記被検体１０の外周面との隙間ｇを調整可能としたことを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１記載の音響特性測定装置において、前記第２の管体１Ｂは内部が見える材質からなることを特徴とする。

請求項１記載の本発明では、第１の管体１Ａを第２の管体１Ｂに締込んでいくと、第２の管体１Ｂ内の被検体保持部Ａの変形可能な薄リング９が管中心側に突出するため、薄リング９の内側に収容された被検体１０の外周面との隙間量を無段階で調整することができる。
請求項２記載の本発明によれば、第２の管体１Ｂは内部が見える材質からなるため、外部から目視により確認しながら隙間量を調整することができる。

本発明の一実施例に係る音響特性測定装置を示す断面図である。 本発明の一実施例に係る音響特性測定装置において、締付前の隙間の状態を示す要部拡大断面図。 同上において締付けて隙間を狭めた状態の要部拡大断面図。 （ａ）、（ｂ）は更に拡大して隙間の状態を示す動作説明図である。 従来の音響特性測定装置の概略断面図である。 従来の欠点を説明するための概略断面図である。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

図１において、音響管１はそれぞれ円筒状をなし、互いに連結・分離自在な第１、第２の管体１Ａ、１Ｂの２分割構造をなす。第１の管体１Ａの一端部側には音源スピーカ２が内蔵され、かつ第１の管体１Ａの外端部１ａは塞がれている。２ａは外端部１ａから外部に引き出された音源スピーカ用コードである。また、第１の管体１Ａには互いに離間して第１、第２の測定用マイクロホン３Ａ、３Ｂがほぼ筒状をなすマイクロホン取付部３ａ、３ｂを介して設けられている。

第２の管体１Ｂは内部が見える透明または半透明のアクリルのような樹脂製のものからなり、外端部１ｂは塞がれ、その外端部１ｂにはシリンダやハンドル等（図示せず）に連結された伸縮自在なシャフト４が貫設され、そのシャフト４の先端部には円板状の剛壁５が設けられている。この剛壁５の径は第２の管体１Ｂの内径と等しく形成され、かつこの剛壁５はシャフト４によって第２の管体１Ｂ内を摺動自在に構成されている。

第１、第２の管体１Ａ、１Ｂの内径は等しく形成され、かつ第１、第２の管体１Ａ、１Ｂの各内端部側の開口部はそれぞれ対向配置され、連結される。すなわち、第１の管体１Ａの内端部の外周にネジ部１ｄが形成され、この第１の管体１Ａの内端部の径より大径をなし、第１の管体１Ａの開口部と対向配置される第２の管体１Ｂの開口部側の内端部の内周にも、第１の管体１Ａのネジ部１ｄと螺合可能なネジ部１ｃが形成され、この螺着手段により、第１、第２の管体１Ａ、１Ｂは連結・分離可能となっている。

第２の管体１Ｂの内端側の開口部には、詳しくは図２に示すように、凹状の段差からなる押し込みリング収納部６が形成され、そこに被検体保持部Ａが設けられている。

被検体保持部Ａは押し込みリング収納部６内に摺動自在に設けられた押し込みリング７を備えている。

押し込みリング７は第１の管体１Ｂの内端面側に位置する第１のリング部７ａと、この第１のリング部７ａと一体をなし、第２の管体１Ｂの押し込みリング収納部６内において軸方向に延び、外周面が押し込みリング収納部６の内周面と摺接する第２のリング部７ｃとを備えている。

第１のリング部７ａの外面には凸部７ｂが形成され、この凸部７ｂは第１の管体１Ａの内端面に形成された凹部１ｅ内に嵌合され、位置決め固定される。

そして、押し込みリング７の内側には、厚みおよび内径が一定で変形しない第１の薄リング８と、圧縮により変形可能であって内径が可変な第２の薄リング９が配置され、これらによって被検体保持部Ａが構成されている。

第１の薄リング８は間隔をあけて配置され、その間に第２の薄リング９がサンドイッチ状に配置されている。図示の例では、第１の薄リング８が４個、第２の薄リング９が３つ、配置されているがこれに限定されるものではない。また、第１、第２の薄リング８、９の配列パターンも図示例に限定されるものではない。

第２の薄リング９は通気性のない独立発泡のフォームリングで構成され、圧縮を受けない場合、図１および図２に示すように、第１の薄リング８と内径がほぼ同径をなし、これらの内径は第１、第２の管体１Ａ、１Ｂの内径とほぼ等しく形成されている。

そして、第１、第２の薄リング８、９の内側には音響測定対象物である被検体１０が配置される。

測定にあたっては、第２の管体１Ｂの内径よりも若干小さく切り出された被検体１０を、第１、第２の薄リング８、９の内側に収容する。この際、第１、第２の薄リング８、９と被検体１０との間に隙間ｇが存在していると、この隙間ｇにより音が漏れたり被検体１０が共振してしまうなど、計測結果に影響が出る。

この場合、隙間ｇを調整するには、図３において矢印で示すように、第２の管体１Ｂ側へ第１の管体１Ａを締込むと、押し込みリング７が図示の状態において右側に移動するため、それに伴って第１の薄リング８も移動し、押し込みリング７と第１の薄リング８によって、外周面および両側面が囲まれた第２の薄リング９が押圧されて弾性変形して管中心方向に突出するため、これによって隙間ｇを塞ぐか、狭めることができる。この隙間ｇの調整は、第１、第２の管体１Ａ、１Ｂの締込み量を調整することにより、容易、かつ無段階に行うことができる。

そして、この隙間量は第２の管体１Ｂの材質を透明か半透明としておけば外部から容易に確認することができる。

隙間調整後は従来技術と同様にして音響特性測定を行えば良い。すなわち、音源スピーカ２から定常のランダム音波、例えばホワイトノイズ（入射波）を発生させ、音響管１内を平面波として伝搬させて被検体１０に当てる。入射波は被検体１０を透過して剛壁５で反射し、音響管１内部に入射波（前進波）と反射波（後進波）の重ね合わせによって定在波干渉パターンが発生する。測定用マイクロホン３Ａ、３Ｂで音響管１の２点の音圧を計測し、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）アナライザに入力して複素音圧伝達関数を計算する。この伝達関数から２点マイク法による音響インピーダンスの式を用いて、被検体１０前面の音響インピーダンスを求める。また、被検体１０後面の音響インピーダンスは解析的に算出できる。これらにより、被検体１０の特性インピーダンスと伝播定数を算出する。

以上において、第２の薄リング９の内周面と被検体１０の外周面との間の隙間ｇの量は適正に調整されているので、被検体１０の振動が生じず、かつ、音漏れが少なく、被検体の形状に左右されない、精度の高い音響性能測定が可能である。

以上実施例を用いて本発明の説明を行ったが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。

１ 音響管
１ｃ ネジ部
１ｄ ネジ部
１ｅ 凹部
１Ａ 第１の管体
１Ｂ 第２の管体
２ 音源スピーカ
３Ａ 第１のマイクロホン
３ａ、３ｂ マイクロホン取付部
３Ｂ 第２のマイクロホン
４ シャフト
５ 剛壁
６ 押し込みリング収納部
７ 押し込みリング
７ａ 第１のリング部
７ｂ 凸部
７ｃ 第２のリング部
８ 第１の薄リング
９ 第２の薄リング
１０ 被検体
Ａ 被検体保持部

Claims (2)

1. 測定対象の被検体（１０）を収容した音響管（１）の一端に音源スピーカ（２）を設け、前記音源スピーカ（２）によって前記音響管（１）内に平面波を励起し、２つの測定用マイクロホン（３Ａ、３Ｂ）によって前記音源スピーカ（２）と前記被検体（１０）との間の２点の長手方向位置間の複素音圧伝達関数測定を行い、この複素音圧伝達関数から音響特性を算出することが可能な音響特性測定装置であって、
   前記音響管（１）は螺合手段により互いに分離、連結可能な第１、第２の管体（１Ａ）、（１Ｂ）からなり、前記第２の管体（１Ｂ）の開口部には、内側に被検体（１０）が収納される被検体保持部（Ａ）が設けられ、この被検体保持部（Ａ）は軸方向に摺動自在な押し込みリング（７）を備え、この押し込みリング（７）は前記第１の管体（１Ａ）を前記第２の管体（１Ｂ）に締込み軸方向に摺動させることにより弾性変形し管中心方向に突出する弾性部材からなる薄リング（９）を有し、この薄リング（９）の内周面と前記被検体（１０）の外周面との隙間（ｇ）を調整可能としたことを特徴とする音響特性測定装置。
2. 請求項１記載の音響特性測定装置において、前記第２の管体（１Ｂ）は内部が見える材質からなることを特徴とする音響特性測定装置。
   

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