JP2016224333A - 吸音構造および防音室 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構造で吸音性能を向上可能であり、かつ、意匠性を低下させることなく音響を可変とすること。
【解決手段】吸音構造（１）は、所定方向に長さを有する後方面部（２１）と、後方面部（２１）と平行かつ後方面部（２１）から前方に離れて配置された前方面部（２２）と、前方面部（２２）内に位置し、所定方向に開口幅を有する音取入れ口（２３）と、音取入れ口（２３）を介して入射する音を吸収する吸音材（３）とを備える。吸音材（３）は、後方面部材（２１）と前方面部材（２２）との間の領域（２４）内において前方面部（２２）の所定方向一方端部から他方端部に沿って配置されている。吸音構造（１）は、開口幅調整部材（５）をさらに備えており、開口幅調整部材（５）によって音取入れ口（２３）の開口幅（Ｄｘ）が調整可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸音構造および防音室に関し、特に、オーディオルームに適した吸音構造、および、これを備えた防音室に関する。

ピアノなどの楽器を演奏したり、音楽を聴いたりすることを主目的とした部屋（オーディオルーム）では、防音性のみならず良い音の響き（音響）が求められる。良い音響を作り出すための手法の一つに「吸音」があり、従来から、吸音天井材、吸音壁材、および、壁掛け式または置き型の吸音パネルなどが存在する。

たとえば、特開２０１４−１４１８２２号公報（特許文献１）では、防音室のコーナー部に、略三角柱形状の吸音体を配置し、厚みの厚い部分で低音域の音を吸収し、厚みの薄い部分で高音域の音を吸収する技術が提案されている。また、当該文献では、音響を可変とするために、吸音体の吸音面（表面）の露出面積を可変とする可変機構を付加することも提案されている。

音響可変に関しては、実開平５−４２４２１号公報（特許文献２）において、多目的ホールの二重壁内の一部に吸音材を設けて、吸音材の前面に配置された移動壁を上下させることにより、吸音材の露出面積を調整する技術も開示されている。

特開２０１４−１４１８２２号公報 実開平５−４２４２１号公報

上記特許文献１のように、コーナー部に設置された略三角柱形状の吸音体の吸音性能を高めるためには、吸音体の寸法を大きくすればよい。しかし、コーナー部の吸音体の寸法をあまり大きくすると、部屋内の空間が狭くなるだけでなく、意匠上も望ましくないため、実用性に乏しい。

また、特許文献２の音響可変機構においては、内壁に設けられた開口の背後部分にしか吸音材が設けられていないため、吸音材の厚み（すなわち二重壁の厚み）を大きくしなければ低音域の音まで十分に吸音することができない。また、特許文献２の二重壁において移動壁によって吸音材の露出面積を変更したとしても、音全体の吸音率が変化するに過ぎず、より効果的な音響可変方法が望まれていた。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、簡易な構造で吸音性能を向上可能であり、かつ、意匠性を低下させることなく効果的に音響を可変とすることのできる吸音構造および防音室を提供することである。

この発明のある局面に従う吸音構造は、音を吸収するための吸音構造であって、後方面部と、前方面部と、音取入れ口と、吸音材と、開口幅調整部材とを備える。後方面部は、所定方向に長さを有する。前方面部は、後方面部と平行かつ後方面部から前方に離れて配置される。音取入れ口は、前方面部内に位置し、所定方向に開口幅を有する。吸音材は、後方面部と前方面部との間の領域内において前方面部の所定方向一方端部から他方端部に沿って配置され、音取入れ口を介して入射する音を吸収する。開口幅調整部材は、音取入れ口の開口幅を調整可能に設けられる。

好ましくは、開口幅調整部材は、所定方向にスライド移動可能である。

音取入れ口は、前方面部の所定方向一方端部に位置することが望ましい。この場合、開口幅調整部材は、音取入れ口の所定方向他方側に配置されることが望ましい。

好ましくは、開口幅調整部材が全開状態のときの音取入れ口の開口幅は、領域の厚み寸法よりも大きい。

この場合、吸音構造は、開口幅調整部材のスライド移動により、開口幅が特定の寸法となったことを報知するための報知手段をさらに備えることが望ましい。なお、特定の寸法は、厚み寸法と同じ寸法を含む。

報知手段は、開口幅が特定の寸法となったときに開口幅調整部材のスライド移動を停止させる停止機構を含んでもよい。

この発明の他の局面に従う防音室は、上記いずれかの吸音構造を備える。

本発明によれば、簡易な構造で吸音性能を向上可能である。また、吸音材の厚みを大きくしなくてもよいため、実用性を向上させることもできる。さらに、意匠性を低下させることなく効果的に音響を可変とすることもできる。

本発明の実施の形態に係る吸音構造を備えた防音室を模式的に示す断面図である。 図１に示す防音室を室内側から（図１の矢印ＩＩの方向から）見た図である。 本発明の実施の形態に係る吸音構造を模式的に示す断面図である。 １２５Ｈｚの音波を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態に係る基本状態の吸音構造と他の壁構造とを比較した、低音域の音の吸音性能についての実験結果を示すグラフである。 （Ａ）〜（Ｅ）は、試験体としての吸音構造に対して開口幅を５段階に分けて調整した状態を模式的に示す図である。 図６（Ａ）〜（Ｅ）それぞれに対する音域別の吸音率の計測結果を示すグラフである。 （Ａ），（Ｂ）は、本発明の実施の形態において、音取入れ口の開口幅と低音の吸音率との関係を概念的に示す図である。 本発明の実施の形態に係る吸音構造が備える報知手段の一例を模式的に示す図である。 比較例の吸音構造を模式的に示す断面図である。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

（吸音構造の概要について）
はじめに、本実施の形態に係る吸音構造の概要について説明する。吸音構造は、たとえば住宅の防音室に備えられる。なお、本実施の形態において、音の発生源に近い側（部屋の中心側）を「前方」、遠い側を「後方」という。

図１および図２を参照して、防音室９は、床９１、側壁９２〜９５、および天井９６によって囲まれた部屋である。本実施の形態では、たとえば１つの側壁９２が、室内で発生した音を吸収するための吸音構造１を有している。図中矢印Ａ１は、側壁９２の横方向（左右方向）を示し、矢印Ａ２は、側壁９２の厚み方向（奥行き方向）を示している。

吸音構造１は、後方面部２１と、前方面部２２と、前方面部２２内に位置する音取入れ口２３と、音を吸収するための吸音材３とを備えている。なお、図１および図２には、基本状態の吸音構造１が示されている。ここでの「基本状態」とは、低音域の音から高音域の音まで略均一に吸音可能な状態である。

後方面部２１は、矩形形状であり、上下方向および横方向に長さを有している。後方面部２１は、防音室９の側壁９３，９５と直交している。後方面部２１は、剛性を有する面材により構成されている。

前方面部２２は、後方面部２１と平行かつ後方面部２１から前方に離れて配置されている。前方面部２２も、矩形形状であり、上下方向および横方向に長さを有している。前方面部２２の一部に音取入れ口２３が設けられているため、前方面部２２は、音取入れ口２３において音を通過させ、それ以外の壁部分（以下「前壁部」という）２２０において音を反射する。前壁部２２０もまた、剛性を有する面材により構成される。

本実施の形態では、後方面部２１と前方面部２２の前壁部２２０との両方が、側壁９２を構成している。つまり、防音室９の側壁９２は、二重壁となっている。

音取入れ口２３は、紙面上、前方面部２２の左端部（横方向一方端部）に位置している。音取入れ口２３は、横方向に開口幅（Ｄｘ）を有し、かつ、上下方向に延在している。本実施の形態のように、音取入れ口２３が前方面部２２の上端位置から下端位置にまで延在している場合、前壁部２２０を構成する面材自体の横幅を後方面部２１よりも短くすることによって、音取入れ口２３が形成される。なお、音取入れ口２３は、前壁部２２０を構成する面材に部分的に設けられた開口であってもよい。

吸音材３は、後方面部２１と前方面部２２との間の領域２４において、前方面部２２の横方向一方端部から他方端部に沿って配置されている。本実施の形態では、領域２４の略全体に吸音材３が充填されていることから、領域２４を吸音領域２４という。基本状態において、吸音領域２４は、音取入れ口２３の背後に位置する領域（以下「第１領域」という）２５と、それ以外の領域（以下「第２領域」という）２６とにより構成される。

吸音材３は、グラスウールやロックウールなど一般的な吸音体で構成されてもよいし、複数の層部材からなる層状の吸音体で構成されてもよい。取扱い性の観点などから、吸音材３は前方面部２２の横方向一方端部から他方端部にまで延在していなくてもよく、適宜分断されていてもよい。

吸音構造１は、第１領域２５において中音域から高音域の音（以下、単に「中高音」ともいう）を吸収し、低音域の音（以下、単に「低音」ともいう）を第２領域２６に回折させて吸収する構法を採用している。したがって、吸音領域２４の厚み（二重壁の厚み）を抑えたままで、低音を効率よく吸音することができる。なお、後方面部２１と前壁部２２０とを支持する下地部材４（図３参照）は、少なくとも一部において吸音材３を横方向に連続的に配置できるように構成されているものとする。

本実施の形態に係る吸音構造１は、音取入れ口２３の開口幅Ｄｘを調整するための引き戸５を備えている。開口幅Ｄｘが調整されることで、音取入れ口２３から露出する吸音面３０の露出面積が可変となる。なお、吸音材３のうち、音取入れ口２３から露出する部分の表面には、化粧パネル（図示せず）が取り付けられていてもよい。

引き戸５は、横方向（左右方向）に沿ってスライド移動可能なスライド部材である。図３には、引き戸５により音取入れ口２３全体が閉鎖された状態（全閉状態）が示されている。図１の基本状態は、たとえば、引き戸５が全開の状態である。この場合、基本状態における音取入れ口２３の開口幅Ｄｘは、最大開口幅Ｄmaxを示す。なお、全開状態のときの最大開口幅Ｄmaxは、基本状態のときの開口幅よりも大きくてもよい。

引き戸５が全閉状態と全開状態との間でスライド移動させられることにより、音取入れ口２３の開口幅が変化し、それに伴って、第１領域２５と第２領域２６との大きさ（体積）の比率が変化する。本実施の形態では、引き戸５は前方面部２２の前に配置されるため、第２領域２６は、引き戸５と前壁部２２０とで構成される反射壁部２７によって隠される領域である。防音室９の床９１および天井９６には、引き戸５用のレール５１，５２がそれぞれ設けられていてもよい。

ここで、吸音構造１が基本状態であるときの、各種寸法の一例について説明する。上述のように、本実施の形態では、基本状態のときの開口幅Ｄｘは最大開口幅Ｄmaxである。

吸音領域２４の厚み寸法（以下「壁間厚み」という）Ｄａは、少なくとも１００ｍｍあればよい。

音取入れ口２３の最大開口幅Ｄmaxは、たとえば０．５Ｐであり、このときの反射壁部２７の横幅寸法（以下「反射壁寸法」という）Ｄｙは、１．５Ｐ以上であることが望ましい。１Ｐは、建物の設計上の１モジュールを表わしており、９１０ｍｍまたは１０００ｍｍを示す。反射壁寸法Ｄｙの下限値は、低音域（１２５Ｈｚ）の音波の１／２波長に略等しい。図４には、その長さ（１／２波長）Ｗ１が示されている。

すなわち、壁間厚みＤａが１００ｍｍであるとすると、最大開口幅Ｄmaxと反射壁寸法Ｄｙとの比率は、たとえば１：３である。なお、壁間厚みＤａが１００ｍｍよりも十分に大きい場合には、反射壁寸法Ｄｙは１．５Ｐ以下であってもよい。最大開口幅Ｄmaxは、少なくとも壁間厚みＤａよりも大きく、たとえば壁間厚みＤａの２倍以上である。また、基本状態において、反射壁寸法Ｄｙは、少なくとも最大開口幅Ｄmaxよりも大きく、たとえば最大開口幅Ｄmaxの２倍以上である。

なお、音取入れ口２３の開口幅（Ｄｘ）は、第１領域２５の横幅寸法（所定方向における第１領域２５の長さ寸法）と読み替え、反射壁寸法（Ｄｙ）は、第２領域２６の横幅寸法（所定方向における第２領域２６の長さ寸法）と読み替えてもよい。

基本状態のときの吸音構造１の吸音性能について、図５に示す実験結果のグラフを参照して説明する。実験では、基本状態の吸音構造１と同じ「１／４吸音」の壁構造（開口幅０．５Ｐ）と、反射壁部２７がなく、吸音材３の表面全てが露出している「全吸音」の壁構造（開口幅２Ｐ）とを比較し、低音から中音（１２５〜１０００Ｈｚ）の音響の大きさを測定した。図５では、音響の大きさが音圧レベル（単位：ｄＢ）として示されている。

図５から明らかなように、「全吸音」の壁構造では、低音の吸音率が中音の吸音率よりもかなり低い。これに対し、「１／４吸音」の壁構造では、中音の吸音率が低下し、低音の吸音率が上昇しているため、低音の吸音率は中音の吸音率と同程度となっている。このことから、音取入れ口２３から第１領域２５内の吸音材３に入射した全音域のうち、中高音が第１領域２５において吸収され、低音が第２領域２６において吸収されることが分かる。また、基本状態の吸音構造１によれば、低音から高音までほぼ均一に吸音できることが分かる。

（開口幅に応じた音響の変化について）
ここで、音取入れ口２３の開口幅Ｄｘに応じた音響の変化（吸音率の変化）について、実験結果に基づき説明する。図６は、試験体としての吸音構造１０に対して開口幅Ｄｘを５段階に分けて調整した状態を模式的に示す図である。吸音構造１０の基本的な仕様は、本実施の形態に係る吸音構造１と同様であるものとする。図６（Ａ）には、開口幅Ｄｘがゼロである全閉状態が示され、図６（Ｂ）には、開口幅Ｄｘが壁間厚みＤａの半分の状態が示され、図６（Ｃ）には、開口幅Ｄｘが壁間厚みＤａと同じの状態が示されている。また、図６（Ｄ）には、開口幅Ｄｘが、壁間厚みＤａを超えて、最大開口幅Ｄmaxの３／４程度である状態が示されている。図６（Ｅ）には、開口幅Ｄｘが最大開口幅Ｄmaxの状態が示されている。

これらの状態それぞれにおいて、開口幅Ｄｘ以外の条件を同じにして音域別の吸音率を計測した結果が、図７に示される。図６（Ａ）〜（Ｃ）で示されるように、開口幅Ｄｘが壁間厚みＤａ以下の条件においては、中高音の吸音率の変化はそれほど大きくないのに対し、低音の吸音率は大きく変化している。逆に、図６（Ｄ），（Ｅ）で示されるように、開口幅Ｄｘが壁間厚みＤａを超えると、低音の吸音率はほとんど変化せず、中高音の吸音率が大きく変化している。

このような現象から、吸音構造１においても、引き戸５によって、低音の音響だけを重点的に変更することが可能であるといえる。つまり、図８（Ａ）に示すように、引き戸５によって開口幅Ｄｘを壁間厚みＤａ以下の範囲で調整することで、中高音の吸音率をそれほど変えずに、低音の吸音率だけを大きく変化させることができる。

これに対し、図８（Ｂ）に示すように、引き戸５によって開口幅Ｄｘを壁間厚みＤａ超えの範囲で調整した場合、低音の吸音率を殆ど変化させずに、中高音の吸音率を大きく変化させることができる。

上記のように、引き戸５を用いた音域別の音響可変を実現するためには、引き戸５のスライド移動の際に、開口幅Ｄｘが壁間厚みＤａとなったことをユーザ（視聴者）に報知する報知手段が設けられていることが望ましい。報知手段の一例が図９に示される。報知手段は、たとえば、レール５１，５２に設けられ、かつ、引き戸５が壁間厚みＤａとなったときに自動的に停止する停止機構６である。

なお、報知手段は、開口幅Ｄｘが壁間厚みＤａとなったことを報知するだけでなく、他の特定の寸法となったことを報知してもよい。たとえば、音取入れ口２３の最大開口幅Ｄmaxが基本状態のときの開口幅よりも大きい場合には、他の特定の寸法は、基本状態のときの開口幅を含んでもよい。

また、報知手段は、引き戸５が壁間厚みＤａとなったときに音を発生する音発生部であってもよいし、単純に、たとえばレール５１，５２に設けられた目印（マーク）であってもよい。

上述のように、本実施の形態の吸音構造１は、音取入れ口２３から露出する吸音面３０に入射した音のうち、中高音は音取入れ口２３の背後の第１領域２５において吸収させ、低音は反射壁部２７に隠される第２領域２６において吸収させる構法を採用している。したがって、壁間厚み（Ｄａ）を必要以上に大きくする必要がなく、防音室９内の空間を広く使用することができるため、従来よりも実用性および意匠性を向上させることができる。また、簡易な構造で、優れた吸音性能を実現することができる。

さらに、本実施の形態では、音取入れ口２３の開口幅Ｄｘの調整が、引き戸５により行われるため、意匠性を低下させることなく、簡易な方法で効果的に音響調整を行うことができる。その結果、吸音構造１を備えた防音室９において、心地良い音響を作り出すことができるため、防音室９を快適なオーディオルームとして提供することができる。

（比較例）
ここで、吸音構造１の比較例について説明する。

図１０を参照して、比較例の吸音構造１００は、引き戸５を備えておらず、全音コントロール部材１５１と低音コントロール部材１５２とを備えている。前方面部２２の左端部には、所定の開口幅の開口部１２３が設けられている。全音コントロール部材１５１は、たとえば、開口部１２３を全開状態または全閉状態に調整可能な開き扉により構成される。

低音コントロール部材１５２は、開口部１２３の背後に位置する第１領域１２５と前壁部２２０の背後に位置する第２領域１２６との境界部に配置される仕切り部材である。低音コントロール部材１５２によって、第１領域１２５から第２領域１２６内へ向かう低音域の音の通路の開口面積（以下「通路面積」という）が調整される。低音コントロール部材１５２は、前壁部２２０の左端部（開口部１２３の近傍）に設けられた挿入孔２２１を介して前方から抜き差しされる。全音コントロール部材１５１が開状態のときに、低音コントロール部材１５２が吸音材３を分断するように挿入された場合、第２領域１２６への入り口が塞がれるため、中高音の吸音率を変えずに低音の吸音率だけが小さくなる。

このような吸音構造１００においては、全音コントロール部材１５１と低音コントロール部材１５２とが個別に設けられているため、低音の音響だけを狙い通りに調整することが可能となる反面、開口部１２３の高さと同等の高さのある低音コントロール部材１５２を手で抜き差しするのは難しい。また、低音を十分に吸音させたい場合には、低音コントロール部材１５２が部屋側に引き出された状態となるため、意匠性が低下するおそれもある。

これに対し、本実施の形態に係る吸音構造１においては、引き戸５一つで、全音コントロール部材１５１と低音コントロール部材１５２との両機能を実現可能であることから、操作性と意匠性との双方を向上させることができる。

（変形例）
なお、本実施の形態では、横幅２Ｐの側壁を有する防音室９を例に説明したが、それ以外の横幅の側壁に囲まれた防音室にも、上記した吸音構造１を適用可能である。たとえば横幅４Ｐの側壁には、吸音構造１を１ユニットとし、横方向に２つの吸音構造１が並べられてもよい。この場合、ユニット間には、音の通過を遮断するための仕切り材が設けられてもよい。あるいは、音取入れ口２３が防音室のコーナー部付近に配置されるように、２つの吸音構造１が左右対称となるように並べられてもよい。いずれの場合においても、後方面部２１を構成する面材は一続きであってよい。

また、本実施の形態では、音取入れ口２３の開口幅Ｄｘを調整するための開口幅調整部材は、スライド部材によって構成されることとしたが、限定的ではない。たとえば、開口幅調整部材は、伸縮可能な蛇腹状の部材により構成されてもよい。ただし、この場合においても、開口幅調整部材は、音取入れ口２３の右側（前壁部２２０の左端部）に配置されることが望ましい。

また、本実施の形態では、前方面部２２の横方向一方端部に音取入れ口２３を設けることとしたが、音取入れ口２３は前方面部２２の上下方向一方端部に設けられてもよい。この場合、音取入れ口２３の開口幅を調整するスライド部材は、上下方向にスライド移動可能となるように設けられればよい。

また、本実施の形態では、吸音領域２４全体に吸音材３が設けられていることとしたが、吸音領域２４は、部分的に吸音材３のない空洞部や隙間を有していてもよい。

また、吸音構造１の後方面部２１および前方面部２２の前壁部２２０は、防音室９の側壁９２を構成することとしたが、これらは防音室の床９１あるいは天井９６を構成してもよい。つまり、吸音構造１の後方面部２１および前壁部２２０は、防音室の側壁９２〜９５、床９１および天井９６のうちの少なくともいずれかを構成していればよい。

あるいは、吸音構造１の後方面部２１のみが、防音室９の側壁９２〜９５、床９１および天井９６のうちの少なくともいずれかを構成してもよい。つまり、前方面部２２の前壁部２２０は、防音室９の構成面（後方面部２１）の前方に、単に反射パネルとして配置されてもよい。

あるいは、上記した吸音構造１は、防音室に予め組み込まれていなくてもよい。つまり、吸音構造１は、可搬式の吸音装置として実現されてもよい。この場合、後方面部２１および前方面部２２の前壁部２２０は、吸音装置の筐体の一部を構成する。吸音装置は、後方面部２１および前壁部２２０の他、吸音材３の上端面、下端面、および両側面をそれぞれ塞ぐ面部材によって囲まれていてもよい。

このような吸音装置を部屋内の所望の位置に設置することで、その部屋をオーディオルームのように使用することができる。また、吸音装置は、音域別に音響を変更することもできるため、オーディオチューンとしても機能させることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、上記各実施の形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，１０，１００ 吸音構造、３ 吸音材、４ 下地部材、５ 引き戸、６ 停止機構、９ 防音室、２１ 後方面部、２２ 前方面部、２３ 音取入れ口、２４ 吸音領域、２５，１２５ 第１領域、２６，１２６ 第２領域、２７ 反射壁部、３０ 吸音面、５１，５２ レール、９１ 床、９２〜９５ 側壁、９６ 天井、１２３ 開口部、１５１ 全音コントロール部材、１５２ 低音コントロール部材、２２０ 前壁部、２２１ 挿入孔。

Claims (7)

1. 音を吸収するための吸音構造であって、
   所定方向に長さを有する後方面部と、
   前記後方面部と平行かつ前記後方面部から前方に離れて配置された前方面部と、
   前記前方面部内に位置し、前記所定方向に開口幅を有する音取入れ口と、
   前記後方面部と前記前方面部との間の領域内において前記前方面部の前記所定方向一方端部から他方端部に沿って配置され、前記音取入れ口を介して入射する音を吸収するための吸音材と、
   前記開口幅を調整可能に設けられた開口幅調整部材とを備える、吸音構造。
2. 前記開口幅調整部材は、前記所定方向にスライド移動可能である、請求項１に記載の吸音構造。
3. 前記音取入れ口は、前記前方面部の前記所定方向一方端部に位置し、
   前記開口幅調整部材は、前記音取入れ口の前記所定方向他方側に配置される、請求項１または２に記載の吸音構造。
4. 前記開口幅調整部材が全開状態のときの前記音取入れ口の開口幅は、前記領域の厚み寸法よりも大きい、請求項１〜３のいずれかに記載の吸音構造。
5. 前記開口幅調整部材が全開状態のときの前記音取入れ口の開口幅は、前記領域の厚み寸法よりも大きく、
   前記開口幅調整部材のスライド移動により、前記開口幅が特定の寸法となったことを報知するための報知手段をさらに備える、請求項２または３に記載の吸音構造。
6. 前記報知手段は、前記開口幅が前記特定の寸法となったときに前記開口幅調整部材のスライド移動を停止させる停止機構を含む、請求項５に記載の吸音構造。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の吸音構造を備えた、防音室。

Images