JP2018159733A - Sound resonator - Google Patents

Sound resonator Download PDF

Info

Publication number
JP2018159733A
JP2018159733A JP2017055501A JP2017055501A JP2018159733A JP 2018159733 A JP2018159733 A JP 2018159733A JP 2017055501 A JP2017055501 A JP 2017055501A JP 2017055501 A JP2017055501 A JP 2017055501A JP 2018159733 A JP2018159733 A JP 2018159733A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resonance frequency
sound
standing wave
resonance
tubular member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017055501A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
圭一 深津
Keiichi Fukatsu
圭一 深津
仁 泉谷
Hitoshi Izumitani
仁 泉谷
梓 堀田
Azusa Hotta
梓 堀田
大志 篠原
Taishi SHINOHARA
大志 篠原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Corp filed Critical Yamaha Corp
Priority to JP2017055501A priority Critical patent/JP2018159733A/en
Priority to PCT/JP2018/006926 priority patent/WO2018173638A1/en
Publication of JP2018159733A publication Critical patent/JP2018159733A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sound resonator in which resonance at a resonance frequency to be suppressed in an acoustic space easily occurs and resonance at other resonance frequencies than the resonance frequency to be suppressed is hard to occur.SOLUTION: A sound resonator 100 comprises: a tubular member 1 which resonates at a plurality of resonance frequencies including a first resonance frequency, a second resonance frequency and other frequencies than the first resonance frequency and the second resonance frequency and in which a hollow region 13 is configured; a sound absorber 3 which is installed in a region becoming an antinode of sound pressure distribution in a standing wave of the second resonance frequency and resonates at the second resonance frequency; and a sound absorbing material 2 arranged in a region becoming an antinode of particle speed distribution in the standing wave of the other resonance frequency in the hollow region.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、音響共鳴体に関する。   The present invention relates to an acoustic resonator.

音響空間に定在波が発生すると、特定の周波数の音が強調されたり、減衰して聴こえたりするため、音響空間の周波数特性に偏りが発生する。従来、音響空間に発生する定在波を抑制する技術として共鳴管を用いた共鳴器吸音が知られている。   When a standing wave is generated in the acoustic space, a sound having a specific frequency is emphasized or attenuated and heard, and thus the frequency characteristics of the acoustic space are biased. Conventionally, resonator sound absorption using a resonance tube is known as a technique for suppressing a standing wave generated in an acoustic space.

音響空間において発生した音は、共鳴管に入射する。共鳴管に入射した音は共鳴管の共鳴周波数に応じて共鳴し、共鳴管内に定在波を発生させる。共鳴管の開口端付近において入射波と反射波が干渉して打ち消しあって、その共鳴周波数を中心に共鳴管の開口端付近の音圧を低減させる。その結果、共鳴管は、音響空間においてその共鳴周波数の定在波を抑制することができる。   Sound generated in the acoustic space enters the resonance tube. The sound incident on the resonance tube resonates according to the resonance frequency of the resonance tube and generates a standing wave in the resonance tube. Near the opening end of the resonance tube, the incident wave and the reflected wave interfere and cancel each other, and the sound pressure near the opening end of the resonance tube is reduced around the resonance frequency. As a result, the resonance tube can suppress a standing wave having the resonance frequency in the acoustic space.

すなわち、音響空間において抑制したい定在波の共鳴周波数を共鳴管の共鳴周波数とすれば、共鳴管は音響空間において当該共鳴周波数の定在波を抑制できる。共鳴管の共鳴周波数を変更することで、音響空間における抑制対象の共鳴周波数を変更することができる。   That is, if the resonance frequency of the standing wave to be suppressed in the acoustic space is the resonance frequency of the resonance tube, the resonance tube can suppress the standing wave of the resonance frequency in the acoustic space. By changing the resonance frequency of the resonance tube, the resonance frequency to be suppressed in the acoustic space can be changed.

特許文献1には、筐体の寸法を増大させないで、共鳴周波数を低域に変更することが可能な音響共鳴体(共鳴管)が記載されている。音響共鳴体内部には吸音材が設けられており、音響共鳴体の共鳴周波数を低域に変更させる。   Patent Document 1 describes an acoustic resonator (resonance tube) that can change the resonance frequency to a low range without increasing the size of the housing. A sound absorbing material is provided inside the acoustic resonator, and the resonance frequency of the acoustic resonator is changed to a low range.

特開2011−133855号公報JP 2011-133855 A

しかしながら、一般的な共鳴管は、抑制対象の共鳴周波数以外にも複数の他の共鳴周波数を有している。そのため、共鳴管は、抑制対象外の共鳴周波数においても共鳴し、音響空間において抑制対象外の共鳴周波数の定在波についても抑制してしまう。抑制対象外の共鳴周波数の定在波が抑制されてしまうと、音響空間に発生する音が意図しない影響を受けることがあった。例えば、音響空間に発生する音が全体として迫力に欠けた音となってしまうことがあった。   However, a general resonance tube has a plurality of other resonance frequencies in addition to the resonance frequency to be suppressed. Therefore, the resonance tube resonates even at a resonance frequency that is not the suppression target, and suppresses the standing wave of the resonance frequency that is not the suppression target in the acoustic space. If standing waves with resonance frequencies that are not to be suppressed are suppressed, the sound generated in the acoustic space may be affected unintentionally. For example, the sound generated in the acoustic space sometimes becomes a sound lacking in force.

本発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、音響空間において抑制対象の共鳴周波数における共鳴が発生しやすく、それ以外の共鳴周波数における共鳴が発生しにくい音響共鳴体を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an acoustic resonator that easily generates resonance at a resonance frequency to be suppressed in an acoustic space and hardly generates resonance at other resonance frequencies. To do.

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る音響共鳴体は、第一共鳴周波数と、第二共鳴周波数と、前記第一共鳴周波数および前記第二共鳴周波数以外の他の共鳴周波数と、を含む複数の共鳴周波数で共鳴する、中空領域が構成された管状部材と、前記第二共鳴周波数の定在波における音圧分布の腹となる領域に設けられた、前記第二共鳴周波数で共鳴する吸音器と、前記中空領域のうち、前記他の共鳴周波数の定在波における粒子速度分布の腹となる領域に設けられた吸音材と、を備える。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The acoustic resonator according to the present invention resonates at a plurality of resonance frequencies including a first resonance frequency, a second resonance frequency, and other resonance frequencies other than the first resonance frequency and the second resonance frequency. A tubular member in which a hollow region is configured, a sound absorber that is provided in an antinode region of a sound pressure distribution in the standing wave of the second resonance frequency, and that resonates at the second resonance frequency; And a sound absorbing material provided in a region that becomes an antinode of the particle velocity distribution in the standing wave of the other resonance frequency.

本発明によれば、音響空間において抑制対象の共鳴周波数における共鳴が発生しやすく、それ以外の共鳴周波数における共鳴が発生しにくい音響共鳴体を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an acoustic resonator that easily generates resonance at a resonance frequency to be suppressed in an acoustic space and hardly generates resonance at other resonance frequencies.

本発明の一実施形態に係る音響共鳴体の全体構成を示す図である。1 is a diagram illustrating an overall configuration of an acoustic resonator according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る音響共鳴体の管状部材の断面図である。It is sectional drawing of the tubular member of the acoustic resonator based on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る音響共鳴体の管状部材における定在波の粒子速度分布を示す図である。It is a figure which shows the particle velocity distribution of the standing wave in the tubular member of the acoustic resonator based on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る音響共鳴体の管状部材における定在波の粒子速度を定在波ごとに示した図である。It is the figure which showed the particle velocity of the standing wave in the tubular member of the acoustic resonator which concerns on one Embodiment of this invention for every standing wave. 本発明の一実施形態に係る音響共鳴体の管状部材における定在波の粒子速度分布を示す図である。It is a figure which shows the particle velocity distribution of the standing wave in the tubular member of the acoustic resonator based on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る音響共鳴体の吸音器の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the sound absorber of the acoustic resonator which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る音響共鳴体の管状部材における定在波の音圧分布を示す図である。It is a figure which shows the sound pressure distribution of the standing wave in the tubular member of the acoustic resonator based on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る音響共鳴体の管状部材における定在波の音圧を定在波ごとに示した図である。It is the figure which showed the sound pressure of the standing wave in the tubular member of the acoustic resonator which concerns on one Embodiment of this invention for every standing wave. 本発明の一実施形態に係る音響共鳴体の吸音器の変形例の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the modification of the sound absorber of the acoustic resonator based on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る音響共鳴体の吸音器の変形例の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the modification of the sound absorber of the acoustic resonator based on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る音響共鳴体の吸音器の変形例の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the modification of the sound absorber of the acoustic resonator based on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る音響共鳴体の管状部材の変形例の断面図である。It is sectional drawing of the modification of the tubular member of the acoustic resonator which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る音響共鳴体の変形例の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the modification of the acoustic resonator based on one Embodiment of this invention.

以下、本発明に係る音響共鳴体の一実施形態を、図1から図13を参照しながら説明する。なお、図面を見やすくするため、各構成要素の厚さや寸法の比率は適宜調整されている。   Hereinafter, an embodiment of an acoustic resonator according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 13. In addition, in order to make the drawings easy to see, the thicknesses and dimensional ratios of the respective constituent elements are appropriately adjusted.

図1は、本実施形態に係る音響共鳴体100の全体構成を示す図である。
図1に示すように、本実施形態に係る音響共鳴体100は、管状部材1と、吸音材2と、吸音器3と、を備えている。
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of an acoustic resonator 100 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the acoustic resonator 100 according to the present embodiment includes a tubular member 1, a sound absorbing material 2, and a sound absorber 3.

管状部材1は、一端に開口する第一端部11、他端に第二端部12を有する一端開口の共鳴管であり、管状に形成されている。第一端部11および第二端部12は円形であり、第一端部11と第二端部12との間には、円柱状の中空領域13が構成される。管状部材1は、紙や金属やプラスティックなどの材質により構成されている。
なお、管状部材1の中空領域13は、円柱形状に限定されない。例えば、多角柱形状のように断面が三角形や矩形などの形状であってもよい。管状部材1の中空領域13は、共鳴管として機能する形状であれば、どのような形状であってもよい。
The tubular member 1 is a one-end opening resonance tube having a first end portion 11 opened at one end and a second end portion 12 at the other end, and is formed in a tubular shape. The first end portion 11 and the second end portion 12 are circular, and a cylindrical hollow region 13 is formed between the first end portion 11 and the second end portion 12. The tubular member 1 is made of a material such as paper, metal, or plastic.
The hollow region 13 of the tubular member 1 is not limited to a cylindrical shape. For example, the cross section may be a triangle or a rectangle such as a polygonal column. The hollow region 13 of the tubular member 1 may have any shape as long as it functions as a resonance tube.

以降の説明において、管状部材1の第一端部11の中心と第二端部12の中心とを通過する中空領域13の中心軸をX軸と称する。また、X軸に直交する軸をY軸とする。
第一端部11と第二端部12との間のX軸方向の距離をLとする。また、X軸と第一端部11との交点をXY座標の原点とし、X軸と第二端部12との交点のXY座標を(X,Y)=(L、0)と表現する。
In the following description, the central axis of the hollow region 13 that passes through the center of the first end portion 11 and the center of the second end portion 12 of the tubular member 1 is referred to as an X axis. An axis orthogonal to the X axis is taken as a Y axis.
Let the distance in the X-axis direction between the first end 11 and the second end 12 be L. Further, the intersection of the X axis and the first end portion 11 is the origin of the XY coordinates, and the XY coordinate of the intersection of the X axis and the second end portion 12 is expressed as (X, Y) = (L, 0).

図2は、管状部材1を、X軸を含む平面で切断した場合の断面を表す図である。図2に示す二点鎖線は、管状部材1の中空領域13において発生し得る定在波のうち、最も低い周波数、つまり、1次の共鳴周波数の定在波SW1に関して、気体粒子(ここでは空気)の粒子速度分布(振幅の分布)を表している。   FIG. 2 is a diagram illustrating a cross section when the tubular member 1 is cut along a plane including the X axis. The two-dot chain line shown in FIG. 2 indicates gas particles (here, air) with respect to the lowest frequency among standing waves that can be generated in the hollow region 13 of the tubular member 1, that is, the standing wave SW1 having the primary resonance frequency. ) Particle velocity distribution (amplitude distribution).

図2に示すように、管状部材1の中空領域13には、第二端部12での粒子速度がゼロとなる境界条件を満たすようにして定在波が生じる。つまり、定在波SW1にあっては、第二端部12の位置に粒子速度分布の「節」があり、粒子速度が極小となる。一方、第一端部11の位置に粒子速度分布の「腹」があり、粒子速度が極大となる。   As shown in FIG. 2, a standing wave is generated in the hollow region 13 of the tubular member 1 so as to satisfy the boundary condition that the particle velocity at the second end 12 is zero. That is, in the standing wave SW1, there is a “node” of the particle velocity distribution at the position of the second end portion 12, and the particle velocity is minimized. On the other hand, there is an “antinode” of the particle velocity distribution at the position of the first end portion 11, and the particle velocity becomes maximum.

定在波SW1は、中空領域13の長さLの4倍に相当する波長λc(L=λc/4)の音波に応じて、管状部材1において共鳴が生じることによって発現する。このとき、管状部材1は、共鳴によって生じる反射波であって入射波の位相と異なる位相の反射波を、第一端部11を介して外部空間に放射する。このときの反射波と入射波との位相差に応じて、波長λcに相当する共鳴周波数の音波が干渉して打ち消しあい、管状部材1の共鳴周波数を中心に第一端部11付近での音圧を低減させる効果を奏する。その結果、管状部材1は、音響空間においてその共鳴周波数の定在波を抑制することができる。   The standing wave SW1 is expressed by resonance occurring in the tubular member 1 in response to a sound wave having a wavelength λc (L = λc / 4) corresponding to four times the length L of the hollow region 13. At this time, the tubular member 1 radiates a reflected wave generated by resonance and having a phase different from the phase of the incident wave to the external space via the first end portion 11. In accordance with the phase difference between the reflected wave and the incident wave at this time, the sound wave having the resonance frequency corresponding to the wavelength λc interferes and cancels, and the sound near the first end 11 centering on the resonance frequency of the tubular member 1. There is an effect of reducing the pressure. As a result, the tubular member 1 can suppress the standing wave having the resonance frequency in the acoustic space.

すなわち、音響空間において抑制したい定在波の共鳴周波数を、管状部材1において共鳴しやすい共鳴周波数(以降、「第一共鳴周波数」と称す)とすれば、管状部材1は音響空間において当該共鳴周波数の定在波を抑制できる。管状部材1は、第一共鳴周波数において共鳴がしやすくなるように調整されている。   That is, if the resonance frequency of the standing wave that is desired to be suppressed in the acoustic space is a resonance frequency that is likely to resonate in the tubular member 1 (hereinafter referred to as “first resonance frequency”), the tubular member 1 has the resonance frequency in the acoustic space. Can be suppressed. The tubular member 1 is adjusted to facilitate resonance at the first resonance frequency.

本実施形態の音響共鳴体100はアップライトピアノの音響空間に設置するために設計されており、アップライトピアノの音響モードの最低周波数である150Hz程度を抑制対象の定在波の共鳴周波数としている。すなわち、音響共鳴体100は、アップライトピアノの音響空間において、150Hz程度の共鳴周波数の定在波の発生を抑制するように調整され、管状部材1単体の第一共鳴周波数は150Hzに調整されている。本実施形態においては、第一共鳴周波数は、管状部材1単体の一次の共鳴周波数となるように調整されている。   The acoustic resonator 100 of this embodiment is designed for installation in the acoustic space of an upright piano, and the resonance frequency of the standing wave to be suppressed is about 150 Hz, which is the lowest frequency of the acoustic mode of the upright piano. . That is, the acoustic resonator 100 is adjusted so as to suppress the generation of a standing wave having a resonance frequency of about 150 Hz in the acoustic space of the upright piano, and the first resonance frequency of the single tubular member 1 is adjusted to 150 Hz. Yes. In the present embodiment, the first resonance frequency is adjusted to be the primary resonance frequency of the tubular member 1 alone.

後述する吸音材2と吸音器3とを備えない音響共鳴体100、すなわち管状部材1単体は、管状部材1の中空領域13において発生し得る複数の定在波が発生する一般的な共鳴管である。管状部材1は一端開口の共鳴管であり、一次の共鳴周波数が150Hzに調整されているため、2次の共鳴周波数は450Hz、3次の共鳴周波数は750Hz、4次の共鳴周波数は1050Hz、5次の共鳴周波数は1350Hz、6次の共鳴周波数は1650Hzとなる。   The acoustic resonator 100 that does not include the sound absorbing material 2 and the sound absorber 3 described later, that is, the tubular member 1 alone, is a general resonance tube that generates a plurality of standing waves that can be generated in the hollow region 13 of the tubular member 1. is there. Since the tubular member 1 is a resonance tube having an opening at one end, and the primary resonance frequency is adjusted to 150 Hz, the secondary resonance frequency is 450 Hz, the third resonance frequency is 750 Hz, the fourth resonance frequency is 1050 Hz, and 5 The next resonance frequency is 1350 Hz, and the sixth resonance frequency is 1650 Hz.

管状部材1は、第一共鳴周波数(150Hz)以外の共鳴周波数においても共鳴し、音響空間において抑制対象外の共鳴周波数の定在波を抑制する。抑制対象外の共鳴周波数の定在波が抑制されてしまうと、音響空間に発生する音が意図しない影響を受ける。そこで、音響共鳴体100において、後述する吸音材2と吸音器3とにより、第一共鳴周波数以外の共鳴周波数における共鳴を発生しにくくする。   The tubular member 1 resonates even at a resonance frequency other than the first resonance frequency (150 Hz), and suppresses standing waves of resonance frequencies that are not to be suppressed in the acoustic space. If the standing wave of the resonance frequency that is not the suppression target is suppressed, the sound generated in the acoustic space is affected unintentionally. Therefore, in the acoustic resonator 100, the sound absorbing material 2 and the sound absorber 3 described later make it difficult for resonance to occur at resonance frequencies other than the first resonance frequency.

吸音材2は、ウレタンフォームで構成され、気体粒子の運動に対して抵抗となり、その気体粒子の運動を阻害する部材である。吸音材2は、粒子速度の高いところに配置することで、高い吸音効果を発揮する。
ここで、気体粒子の運動を妨げて、その運動に対する抵抗を発生(増大)させるものであれば、ウレタンフォーム以外の材料を用いることができる。ウレタンフォームは連続気泡の多孔質材の一例であるが、これ以外の樹脂材料(例えば、発泡樹脂)を用いた連続気泡の多孔質材を用いてもよい。また、独立気泡の多孔質材を少なくとも一部に有する材料を用いてもよい。
The sound absorbing material 2 is made of urethane foam and is a member that resists the movement of gas particles and inhibits the movement of gas particles. The sound-absorbing material 2 exhibits a high sound-absorbing effect by being disposed at a place where the particle velocity is high.
Here, materials other than urethane foam can be used as long as they prevent movement of gas particles and generate (increase) resistance to the movement. Urethane foam is an example of an open-cell porous material, but an open-cell porous material using other resin materials (for example, foamed resin) may be used. Moreover, you may use the material which has a porous material of a closed cell at least in part.

また、吸音材2に適用可能な部材は、いわゆる多くの孔が空いた構造を有しているものに限らず、音波に対して多孔質とみなせる構造も含む。例として、グラスウールのように、ガラス繊維が絡まっていることにより多孔質材とみなせる構造を形成する部材も含む。この部材には、布類の素材を織って形成したもののほか、布類の素材を織らずに形成したもの(例えば、不織布、金属繊維板)も含まれる。また、金属(例えば、アルミ発泡金属、金属繊維板)や、木材(例えば、木片やその砕片)、紙(木質繊維、パルプ繊維)、ガラス(例えば、MPP(Microperforated Panel)、微細孔パネル、エッチング処理で微細孔を形成したもの)、動植物繊維(牛毛フェルト、反毛フェルト、羊毛、綿、不織布、布、合成繊維、木粉成形材、紙成形材)などの、種々の材料を吸音材2に適用可能である。   Moreover, the member applicable to the sound-absorbing material 2 is not limited to a member having a so-called structure having many holes, but also includes a structure that can be regarded as porous with respect to sound waves. As an example, a member that forms a structure that can be regarded as a porous material when glass fibers are entangled, such as glass wool, is also included. This member includes not only those formed by weaving cloth materials, but also those formed without weaving cloth materials (for example, non-woven fabric, metal fiber plate). Also, metal (for example, aluminum foam metal, metal fiber board), wood (for example, wood pieces and fragments thereof), paper (wood fiber, pulp fiber), glass (for example, MPP (Microperforated Panel), microporous panel, etching Absorbing material 2 including various materials such as fine fibers formed by treatment) and animal and vegetable fibers (cow felt, anti-felt felt, wool, cotton, nonwoven fabric, cloth, synthetic fiber, wood powder molding material, paper molding material) It is applicable to.

吸音材2は、図1に示すように、円環形状に形成されており、中空領域13のうちX座標がX1からX2にわたる領域に設けられている。吸音材2の円環形状の中心軸はX軸と一致しており、吸音材2の外径は管状部材1の内径と一致している。吸音材2の内部には、X軸が貫通する円柱形状の空洞21が形成されている。   As shown in FIG. 1, the sound absorbing material 2 is formed in an annular shape, and is provided in a region of the hollow region 13 where the X coordinate extends from X1 to X2. The center axis of the annular shape of the sound absorbing material 2 coincides with the X axis, and the outer diameter of the sound absorbing material 2 coincides with the inner diameter of the tubular member 1. A cylindrical cavity 21 through which the X axis passes is formed inside the sound absorbing material 2.

吸音材2が、中空領域13のうちX座標がX1からX2にわたる領域に設けられている。そのため、X座標がX1からX2にわたる領域において、粒子速度が速い定在波は、この吸音材2によって気体粒子の運動を妨げられる。その結果、その定在波の粒子速度は低減する。
逆に、X座標がX1からX2にわたる領域において、粒子速度が遅い定在波は、この吸音材2によって気体粒子はほとんど影響を受けない。
The sound absorbing material 2 is provided in a region of the hollow region 13 whose X coordinate extends from X1 to X2. Therefore, in the region where the X coordinate ranges from X1 to X2, the standing wave having a high particle velocity is prevented from moving the gas particles by the sound absorbing material 2. As a result, the particle velocity of the standing wave is reduced.
On the contrary, in the region where the X coordinate ranges from X1 to X2, the standing wave having a low particle velocity hardly affects the gas particles by the sound absorbing material 2.

なお、吸音材2は、中空領域13のうちX座標がX1からX2にわたる領域において、気体粒子の運動を妨げる機能を発揮する限り、どうような形状であってもよい。例えば、吸音材2は空洞21を有さない円柱形状であって、中空領域13のうちX座標がX1からX2にわたる領域を全て塞ぐ形状であっても構わない。   The sound absorbing material 2 may have any shape as long as it exhibits a function of preventing the movement of gas particles in the hollow region 13 in the region where the X coordinate ranges from X1 to X2. For example, the sound-absorbing material 2 may have a cylindrical shape that does not have the cavity 21 and may have a shape that covers all of the hollow region 13 in which the X coordinate ranges from X1 to X2.

以降の説明において、粒子速度分布の「節」において極小となる粒子速度を0、粒子速度分布の「腹」において極大となる粒子速度を1となるよう、粒子速度を正規化して扱う。   In the following description, the particle velocity is normalized and treated so that the minimum particle velocity is “0” in the “node” of the particle velocity distribution and the maximum particle velocity is “1” in the “antinode” of the particle velocity distribution.

定在波の粒子速度が第一基準粒子速度より大きい場合に、粒子速度が速いと判定する。本実施形態では、第一基準粒子速度を1/√2とし、粒子速度が1/√2(第一基準粒子速度)以上の場合、粒子速度が速いと判定する。粒子速度が1/√2以上の場合における気体粒子の運動エネルギーは、粒子速度が1の場合の気体粒子の運動エネルギーの0.5以上となる。そのため、粒子速度が1/√2以上であれば、粒子速度は十分速いと判定してもよいと考えられる。   When the particle velocity of the standing wave is larger than the first reference particle velocity, it is determined that the particle velocity is high. In the present embodiment, when the first reference particle velocity is 1 / √2 and the particle velocity is 1 / √2 (first reference particle velocity) or more, it is determined that the particle velocity is high. The kinetic energy of the gas particles when the particle velocity is 1 / √2 or more is 0.5 or more of the kinetic energy of the gas particles when the particle velocity is 1. Therefore, if the particle speed is 1 / √2 or more, it may be determined that the particle speed is sufficiently high.

定在波の粒子速度が第二基準粒子速度より小さい場合に、粒子速度が遅いと判定する。本実施形態では、第二基準粒子速度を0.3とし、粒子速度が0.3(第二基準粒子速度)以下の場合、粒子速度が遅いと判定する。粒子速度が0.3以下の場合における気体粒子の運動エネルギーは、粒子速度が1の場合の気体粒子の運動エネルギーの0.09倍以下となる。そのため、粒子速度が0.3以下であれば、気体粒子が吸音材2から受ける影響は少なく、粒子速度は十分遅いと判定してもよいと考えられる。   When the particle velocity of the standing wave is smaller than the second reference particle velocity, it is determined that the particle velocity is slow. In the present embodiment, when the second reference particle velocity is 0.3 and the particle velocity is 0.3 (second reference particle velocity) or less, it is determined that the particle velocity is low. The kinetic energy of gas particles when the particle velocity is 0.3 or less is 0.09 times or less than the kinetic energy of gas particles when the particle velocity is 1. Therefore, if the particle velocity is 0.3 or less, it is considered that the gas particles are less affected by the sound absorbing material 2 and may be determined to be sufficiently slow.

図3は、管状部材1を、X軸を含む平面で切断した場合の断面を表す図であり、管状部材1の中空領域13において発生し得る定在波のうち、1次の定在波SW1から4次の定在波SW4に関して、気体粒子(ここでは空気)の粒子速度分布(振幅の分布)を表している。図3(a)は、1次の定在波SW1、図3(b)は、2次の定在波SW2、図3(b)は、3次の定在波SW3、図3(c)は、4次の定在波SW4の粒子速度分布を表している。
図3において、一線斜線領域は各定在波の粒子速度が1/√2以上となる領域を示している。また、図3(a)においては、二線斜線領域は、定在波SW1の粒子速度が0.3以下となる領域を示している。
FIG. 3 is a diagram illustrating a cross section when the tubular member 1 is cut along a plane including the X axis, and among the standing waves that can be generated in the hollow region 13 of the tubular member 1, the primary standing wave SW1. To 4th order standing wave SW4, the particle velocity distribution (amplitude distribution) of gas particles (air in this case) is shown. 3A shows the primary standing wave SW1, FIG. 3B shows the secondary standing wave SW2, FIG. 3B shows the tertiary standing wave SW3, and FIG. 3C. Represents the particle velocity distribution of the fourth-order standing wave SW4.
In FIG. 3, the shaded area indicates a region where the particle velocity of each standing wave is 1 / √2 or more. In FIG. 3A, the hatched region indicates a region where the particle velocity of the standing wave SW1 is 0.3 or less.

本実施形態の音響共鳴体100はアップライトピアノの音響空間に設置するために設計されている。アップライトピアノの音響空間において、音響モードが独立して存在する周波数上限(シュレーダー周波数)は1000Hz程度であるため、1000Hz以上の周波数帯域では定在波による音響空間への影響は少ない。そのため、音響共鳴体100による定在波抑制御の対象とすべき周波数帯域は、シュレーダー周波数である1000Hz程度までである。そこで本実施形態では、定在波抑制御の対象とすべき周波数帯域は、1000Hz程度までとする。   The acoustic resonator 100 of this embodiment is designed for installation in the acoustic space of an upright piano. In the acoustic space of the upright piano, the upper frequency limit (Schrader frequency) in which the acoustic modes exist independently is about 1000 Hz. Therefore, the standing wave has little influence on the acoustic space in the frequency band of 1000 Hz or higher. Therefore, the frequency band to be subjected to standing wave suppression control by the acoustic resonator 100 is up to about 1000 Hz which is the Schrader frequency. Therefore, in the present embodiment, the frequency band to be subjected to standing wave suppression control is set to about 1000 Hz.

1000Hz程度までの周波数帯域のうち、第一共鳴周波数(150Hz)以外の共鳴周波数は、2次の共鳴周波数(450Hz)、3次の共鳴周波数(750Hz)、4次の共鳴周波数(1050Hz)である。
音響共鳴体100は、2次、3次、4次の共鳴周波数の定在波を吸音し、第一共鳴周波数以外の共鳴周波数における共鳴を発生しにくくする。
Among the frequency bands up to about 1000 Hz, the resonance frequencies other than the first resonance frequency (150 Hz) are the second-order resonance frequency (450 Hz), the third-order resonance frequency (750 Hz), and the fourth-order resonance frequency (1050 Hz). .
The acoustic resonator 100 absorbs standing waves of the second, third, and fourth resonance frequencies, and makes it difficult for resonance to occur at resonance frequencies other than the first resonance frequency.

図4は、横軸にX軸座標、縦軸にモード次数を示しており、各モード次数での定在波の粒子速度が第一基準粒子速度より大きく、粒子速度が速いと判定されたX座標を○でプロットしたグラフである。ここで、一次の定在波に関しては、粒子速度が第二基準粒子速度より小さく、粒子速度が遅いと判定されたX座標も●でプロットしている。   FIG. 4 shows the X-axis coordinate on the horizontal axis and the mode order on the vertical axis. The particle velocity of the standing wave at each mode order is greater than the first reference particle velocity, and the X is determined to be fast. It is the graph which plotted the coordinate by ○. Here, regarding the primary standing wave, the X coordinate at which the particle velocity is determined to be smaller than the second reference particle velocity and the particle velocity is slow is also plotted with ●.

2次、3次、4次の定在波の粒子速度を効果的に低減させる場合、吸音材2は、図4において2次、3次、4次の定在波の行に○がプロットされているX座標範囲に配置されていればよい。
逆に、1次の定在波の粒子速度を低減させないようにするためには、吸音材2は、1次の定在波の行に●がプロットされているX座標範囲に配置されていればよい。
両方の条件を満たす領域は、図4に示すように、X座標が0.82Lから0.83Lまでの領域R1である。
When the particle velocity of the second, third, and fourth standing waves is effectively reduced, the sound absorbing material 2 is plotted with a circle in the row of the second, third, and fourth standing waves in FIG. It suffices if they are arranged in the X coordinate range.
Conversely, in order not to reduce the particle velocity of the primary standing wave, the sound absorbing material 2 should be arranged in the X coordinate range in which ● is plotted in the row of the primary standing wave. That's fine.
The region satisfying both conditions is a region R1 having an X coordinate from 0.82L to 0.83L as shown in FIG.

図5は、管状部材1を、X軸を含む平面で切断した場合の断面を表す図であり、管状部材1の中空領域13において発生し得る定在波のうち、1次の定在波SW1から4次の定在波SW4に関して、気体粒子(ここでは空気)の粒子速度分布(振幅の分布)を重ねて表している。
吸音材2が、中空領域13においてX1=0.82LからX2=0.83Lにわたる領域R1に配置されることで、1次の定在波の粒子速度は低減させないまま、2次、3次、4次の定在波の粒子速度を効果的に低減させることができる。図5に示すように、領域R1においては、2次、3次、4次の粒子速度は大きく、一次の粒子速度は小さい。その結果、吸音材2は、1次の定在波をできる限り吸音せずに、2次、3次、4次の定在波を吸音できる。
FIG. 5 is a diagram illustrating a cross section when the tubular member 1 is cut along a plane including the X axis, and among the standing waves that can be generated in the hollow region 13 of the tubular member 1, the primary standing wave SW <b> 1. To the fourth-order standing wave SW4, the particle velocity distribution (amplitude distribution) of gas particles (air in this case) is shown superimposed.
By arranging the sound absorbing material 2 in the region R1 extending from X1 = 0.82L to X2 = 0.83L in the hollow region 13, the particle velocity of the primary standing wave is not reduced, but the secondary, tertiary, The particle velocity of the fourth-order standing wave can be effectively reduced. As shown in FIG. 5, in the region R1, the secondary, tertiary and quartic particle velocities are large, and the primary particle velocity is small. As a result, the sound absorbing material 2 can absorb the second, third and fourth standing waves without absorbing the first standing wave as much as possible.

上述したように、吸音材2が領域R1に配置されることで、吸音材2は、2次、3次、4次の定在波の粒子速度を効果的に低減させることができる。しかし、図5に示すように、領域R1において、2次の定在波の粒子速度は、3次および4次の定在波の粒子速度と比較すると小さい。そのため、吸音材2を領域R1に配置されるだけでは、2次の定在波を、3次および4次の定在波と同程度、十分に吸音することは難しい。そこで、後述する吸音器3を用いて2次の定在波を吸音させる。   As described above, by arranging the sound absorbing material 2 in the region R1, the sound absorbing material 2 can effectively reduce the particle velocity of the second-order, third-order, and fourth-order standing waves. However, as shown in FIG. 5, in the region R1, the particle velocity of the second-order standing wave is smaller than the particle velocity of the third-order and fourth-order standing waves. Therefore, it is difficult to sufficiently absorb the secondary standing wave as much as the 3rd and 4th standing waves only by arranging the sound absorbing material 2 in the region R1. Therefore, a secondary standing wave is absorbed using a sound absorber 3 described later.

吸音器3は、共鳴型吸音器の一つであるヘルムホルツ共鳴器である。吸音器3は、管状部材1の中空領域13において発生する定在波のうち、二番目に低い周波数、つまり、2次の共鳴周波数の定在波SW2を吸音する。   The sound absorber 3 is a Helmholtz resonator which is one of resonance type sound absorbers. The sound absorber 3 absorbs the second lowest frequency among the standing waves generated in the hollow region 13 of the tubular member 1, that is, the standing wave SW2 having a secondary resonance frequency.

図6は、吸音器3の全体構成を示す図である。
図6に示すように、吸音器3は、開口部30を有しており、開口部30の形状と吸音器3の内容積により、共鳴周波数が決まる。吸音器3の共鳴周波数(以降、「第二共鳴周波数」と称す)は、管状部材1の中空領域13において発生する2次の定在波SW2の共鳴周波数、つまり2次の共鳴周波数と一致している。吸音器3の共鳴周波数の調整は、公知のヘルムホルツ共鳴器に用いられる方法により行うことができる。
FIG. 6 is a diagram illustrating the overall configuration of the sound absorber 3.
As shown in FIG. 6, the sound absorber 3 has an opening 30, and the resonance frequency is determined by the shape of the opening 30 and the internal volume of the sound absorber 3. The resonance frequency of the sound absorber 3 (hereinafter referred to as “second resonance frequency”) coincides with the resonance frequency of the secondary standing wave SW2 generated in the hollow region 13 of the tubular member 1, that is, the secondary resonance frequency. ing. The resonance frequency of the sound absorber 3 can be adjusted by a method used for a known Helmholtz resonator.

吸音器3は、開口部30に発生する音圧の変化によって共鳴が発生する。そのため吸音器3の開口部30は、音圧の変化が大きい音圧分布の「腹」が発生する領域に設けられることが望ましい。   In the sound absorber 3, resonance occurs due to a change in sound pressure generated in the opening 30. Therefore, it is desirable that the opening 30 of the sound absorber 3 be provided in a region where the “antinode” of the sound pressure distribution where the change in sound pressure is large occurs.

以降の説明において、管状部材1の中空領域13において発生し得る定在波において、音圧分布の「節」において極小となる音圧を0、音圧分布の「腹」において極大となる音圧を1となるよう、音圧を正規化して扱う。   In the following description, in the standing wave that can be generated in the hollow region 13 of the tubular member 1, the sound pressure that is the minimum at the “node” of the sound pressure distribution is 0, and the sound pressure that is the maximum at the “belly” of the sound pressure distribution. The sound pressure is normalized so that becomes 1.

定在波の音圧速度が基準音圧より大きい場合に、音圧が大きいと判定する。本実施形態では、基準音圧を1/√2とし、音圧が1/√2(基準音圧)以上の場合、音圧が大きいと判定する。音圧が1/√2以上の場合における気体粒子のポテンシャルエネルギーは、音圧が1の場合の気体粒子のポテンシャルエネルギーの0.5以上となる。そのため、音圧が1/√2以上であれば、音圧は十分大きいと判定してもよいと考えられる。   When the sound pressure speed of the standing wave is larger than the reference sound pressure, it is determined that the sound pressure is large. In this embodiment, when the reference sound pressure is 1 / √2 and the sound pressure is 1 / √2 (reference sound pressure) or more, it is determined that the sound pressure is high. The potential energy of the gas particles when the sound pressure is 1 / √2 or more is 0.5 or more of the potential energy of the gas particles when the sound pressure is 1. Therefore, if the sound pressure is 1 / √2 or more, it may be determined that the sound pressure is sufficiently high.

図7は、管状部材1を、X軸を含む平面で切断した場合の断面を表す図であり、管状部材1の中空領域13において発生し得る定在波のうち、1次の定在波SW1から4次の定在波SW4に関して、気体粒子(ここでは空気)の音圧分布(振幅の分布)を表している。図7(a)は、1次の定在波SW1、図7(b)は、2次の定在波SW2、図7(c)は、3次の定在波SW3、図7(d)は、4次の定在波SW4の音圧分布を表している。
図7において、斜線領域は各定在波の音圧が1/√2以上となる領域を示している。
FIG. 7 is a diagram illustrating a cross section when the tubular member 1 is cut along a plane including the X axis, and among the standing waves that can be generated in the hollow region 13 of the tubular member 1, the primary standing wave SW1. To 4th order standing wave SW4 represents the sound pressure distribution (amplitude distribution) of gas particles (air in this case). 7A shows the primary standing wave SW1, FIG. 7B shows the secondary standing wave SW2, FIG. 7C shows the tertiary standing wave SW3, FIG. 7D. Represents the sound pressure distribution of the fourth-order standing wave SW4.
In FIG. 7, the shaded area indicates an area where the sound pressure of each standing wave is 1 / √2 or more.

図7に示すように、管状部材1の中空領域13には、第一端部11での音圧がゼロとなる境界条件を満たすようにして定在波が生じる。つまり、定在波SW1にあっては、第一端部11の位置に音圧分布の「節」があり、音圧が極小となる。一方、第二端部12の位置に音圧分布の「腹」があり、音圧が極大となる。   As shown in FIG. 7, a standing wave is generated in the hollow region 13 of the tubular member 1 so as to satisfy the boundary condition that the sound pressure at the first end portion 11 is zero. That is, in the standing wave SW1, there is a “node” of the sound pressure distribution at the position of the first end portion 11, and the sound pressure is minimized. On the other hand, there is an “antinode” of the sound pressure distribution at the position of the second end portion 12, and the sound pressure becomes maximum.

本実施形態では、吸音器3の開口部30は、定在波の音圧が極大となる、管状部材1の中空領域13の第二端部12に形成された開口部10と連通している。   In the present embodiment, the opening 30 of the sound absorber 3 communicates with the opening 10 formed at the second end 12 of the hollow region 13 of the tubular member 1 where the sound pressure of the standing wave is maximized. .

図8は、横軸にX軸座標、縦軸にモード次数を示しており、各モード次数での定在波の音圧が基準音圧より大きく、音圧が大きいと判定されたX座標を○でプロットしたグラフである。例えば、1次の定在波の音圧を効果的に低減させる場合、吸音器3の開口部30は、図8において1次の定在波の行に○がプロットされているX座標範囲に配置されていればよい。
吸音器3の開口部30には、図6に示すように、開口部30の少なくとも一部を覆う吸音部材31が設けられている。吸音部材31は、吸音材2と同様の多孔質材により形成されている。
FIG. 8 shows the X-axis coordinate on the horizontal axis, and the mode order on the vertical axis. It is a graph plotted with ○. For example, when the sound pressure of the primary standing wave is effectively reduced, the opening 30 of the sound absorber 3 is in the X coordinate range in which ◯ is plotted in the row of the primary standing wave in FIG. It only has to be arranged.
As shown in FIG. 6, a sound absorbing member 31 that covers at least a part of the opening 30 is provided in the opening 30 of the sound absorber 3. The sound absorbing member 31 is formed of a porous material similar to the sound absorbing material 2.

管状部材1に連通する吸音器3には、管状部材1に入射した音の一部が入射する。吸音器3に入射した音は吸音器3の共鳴周波数(第二共鳴周波数)に応じて共鳴し、吸音器3内に定在波を発生させる。
管状部材1の中空領域13に発生する共鳴と吸音器3に発生する共鳴との連成により、管状部材1の中空領域13において発生する2次の定在波SW2の粒子速度は低減する。さらに、開口部30に設けられた吸音部材31によって、管状部材1の中空領域13において発生する2次の定在波SW2のエネルギー消散が発生する。
その結果、管状部材1の中空領域13において発生する2次の定在波SW2は、吸音器に3によって吸音される。
A part of the sound incident on the tubular member 1 is incident on the sound absorber 3 communicating with the tubular member 1. The sound incident on the sound absorber 3 resonates according to the resonance frequency (second resonance frequency) of the sound absorber 3 and generates a standing wave in the sound absorber 3.
Due to the coupling between the resonance generated in the hollow region 13 of the tubular member 1 and the resonance generated in the sound absorber 3, the particle velocity of the secondary standing wave SW2 generated in the hollow region 13 of the tubular member 1 is reduced. Furthermore, the energy absorbing of the secondary standing wave SW2 generated in the hollow region 13 of the tubular member 1 is generated by the sound absorbing member 31 provided in the opening 30.
As a result, the secondary standing wave SW2 generated in the hollow region 13 of the tubular member 1 is absorbed by the sound absorber 3.

なお、吸音器3のX軸方向の長さL1は、管状部材1のX軸方向の長さLと比較して十分に小さい。そのため、管状部材1は、第二端部12において開口部10を介して吸音器3と連通しているが、共鳴管としては、第二端部12にて閉口しているとみなせる。よって、吸音器3を含む音響共鳴体100の共鳴周波数は、管状部材1の共鳴周波数と同じとみなせる。   The length L1 of the sound absorber 3 in the X-axis direction is sufficiently smaller than the length L of the tubular member 1 in the X-axis direction. Therefore, although the tubular member 1 communicates with the sound absorber 3 through the opening 10 at the second end 12, it can be considered that the resonance tube is closed at the second end 12. Therefore, the resonance frequency of the acoustic resonator 100 including the sound absorber 3 can be regarded as the same as the resonance frequency of the tubular member 1.

(実施形態の効果)
以上のように構成される本実施形態の音響共鳴体100は、吸音材2を用いて、1次の定在波の粒子速度は低減させないまま、2次、3次、4次の定在波の粒子速度を効果的に低減させることができる。その結果、吸音材2は、1次の定在波をできる限り吸音せずに、2次、3次、4次の定在波を吸音できる。また、吸音器3をさらに備えることで、2次の定在波をさらに効果的に吸音させることができる。すなわち、音響共鳴体100は、管状部材1の中空領域13において発生する一次の定在波を吸音させずに、2次、3次、4次の定在波を吸音できる。
(Effect of embodiment)
The acoustic resonator 100 of the present embodiment configured as described above uses the sound absorbing material 2 and does not reduce the particle velocity of the first-order standing wave, but the second-order, third-order, and fourth-order standing waves. Can effectively reduce the particle velocity. As a result, the sound absorbing material 2 can absorb the second, third and fourth standing waves without absorbing the first standing wave as much as possible. Further, by further including the sound absorber 3, it is possible to more effectively absorb the secondary standing wave. That is, the acoustic resonator 100 can absorb the second, third, and fourth standing waves without absorbing the primary standing waves generated in the hollow region 13 of the tubular member 1.

アップライトピアノの音響空間に音響共鳴体100を配置することで、音響共鳴体100は、アップライトピアノの音響空間において、150Hz程度の共鳴周波数の定在波の発生を抑制することができる。一方、音響共鳴体100は、2次の共鳴周波数(450Hz)、3次の共鳴周波数(750Hz)、4次の共鳴周波数(1050Hz)の共鳴は発生しにくい。そのため、アップライトピアノの音響空間において、これらの周波数の定在波の抑制効果は発揮されない。定在波抑制御の対象の1500Hz以下の周波数帯域において、音響共鳴体100は一次の共鳴周波数(150Hz)の定在波のみを抑制することができる。   By arranging the acoustic resonator 100 in the acoustic space of the upright piano, the acoustic resonator 100 can suppress the generation of a standing wave having a resonance frequency of about 150 Hz in the acoustic space of the upright piano. On the other hand, the acoustic resonator 100 is less likely to generate resonance at the second resonance frequency (450 Hz), the third resonance frequency (750 Hz), and the fourth resonance frequency (1050 Hz). Therefore, the effect of suppressing standing waves of these frequencies is not exhibited in the acoustic space of the upright piano. In the frequency band of 1500 Hz or less that is the target of standing wave suppression control, the acoustic resonator 100 can suppress only the standing wave of the primary resonance frequency (150 Hz).

以上、本発明の一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の一実施形態および以下に示す変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。   As mentioned above, although one Embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this Embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included. In addition, the constituent elements shown in the above-described embodiment and the modifications shown below can be appropriately combined.

(変形例1)
例えば、上記実施形態では、吸音材2は、管状部材1の中空領域13において発生する2次の定在波も吸音するように配置されていた。2次の定在波は、吸音器3によって吸音させ、吸音材2は、3次および4次の定在波を主に吸音させるように配置してもよい。その場合、吸音材2は、図4に示すように、中空領域13においてX1=0.82LからX2=0.89Lにわたる領域0に配置する。
(Modification 1)
For example, in the above-described embodiment, the sound absorbing material 2 is disposed so as to absorb a secondary standing wave generated in the hollow region 13 of the tubular member 1. The secondary standing wave may be absorbed by the sound absorber 3, and the sound absorbing material 2 may be arranged so as to mainly absorb the third and fourth order standing waves. In that case, as shown in FIG. 4, the sound-absorbing material 2 is arranged in a region 0 extending from X1 = 0.82L to X2 = 0.89L in the hollow region 13.

(変形例2)
また、上記実施形態では、音響共鳴体100は、アップライトピアノの音響空間に設置するために設計されており、アップライトピアノの音響モードの最低周波数である150Hz程度を抑制対象の定在波の共鳴周波数としていた。本発明に係る音響共鳴体の適用場所は、アップライトピアノの音響空間に限定されない。例えば、アコーステックギターの音響空間に適用してもよい。その場合、音響共鳴体の第一共鳴周波数は、アコーステックギターの音響モードの最低周波数である470Hz程度とする。アコーステックギターの音響空間において、音響モードが独立して存在する周波数上限(シュレーダー周波数)は2800Hz程度であるため、音響共鳴体による定在波抑制御の対象とすべき周波数帯域は、シュレーダー周波数である2800Hz程度までである。そこで、音響共鳴体における第一共鳴周波数以外の共鳴周波数である、2次の共鳴周波数(1410Hz)、3次の共鳴周波数(2390Hz)、4次の共鳴周波数(3290Hz)における共鳴を発生しにくくする。音響共鳴体は、アコーステックギターの音響空間において、抑制対象の共鳴周波数(470Hz)の定在波のみを抑制することができる。
(Modification 2)
Moreover, in the said embodiment, the acoustic resonator 100 is designed in order to install in the acoustic space of an upright piano, and about 150Hz which is the minimum frequency of the acoustic mode of an upright piano is suppressed, The resonance frequency was used. The application place of the acoustic resonator according to the present invention is not limited to the acoustic space of the upright piano. For example, you may apply to the acoustic space of an acoustic acoustic guitar. In this case, the first resonance frequency of the acoustic resonator is about 470 Hz, which is the lowest frequency of the acoustic mode of the acoustic guitar. In the acoustic space of an acoustic guitar, since the upper frequency limit (Schrader frequency) where the acoustic mode exists independently is about 2800 Hz, the frequency band to be subjected to the standing wave suppression control by the acoustic resonator is Schrader. The frequency is up to about 2800 Hz. Accordingly, it is difficult to generate resonance at the second resonance frequency (1410 Hz), the third resonance frequency (2390 Hz), and the fourth resonance frequency (3290 Hz), which are resonance frequencies other than the first resonance frequency in the acoustic resonator. . The acoustic resonator can suppress only the standing wave of the resonance frequency (470 Hz) to be suppressed in the acoustic space of the acoustic guitar.

他の楽器の音響空間であっても、抑制対象の共鳴周波数を音響共鳴体の第一共鳴周波数となるように、管状部材を設計する。さらに、吸音材や吸音器を用いて、定在波抑制御の対象とすべき周波数帯域における他の共鳴周波数における共鳴を発生しにくくする。そうすることで、音響共鳴体は、楽器の音響空間において、抑制対象の共鳴周波数の定在波のみを抑制することができる。   Even in the acoustic space of other musical instruments, the tubular member is designed so that the resonance frequency to be suppressed becomes the first resonance frequency of the acoustic resonator. Furthermore, using a sound absorbing material and a sound absorber, it is difficult to generate resonance at other resonance frequencies in the frequency band that should be the target of standing wave suppression control. By doing so, the acoustic resonator can suppress only the standing wave of the resonance frequency to be suppressed in the acoustic space of the musical instrument.

(変形例3)
また、上記実施形態では、吸音器3は、管状部材1の中空領域13において発生する2次の定在波を吸音するように調整および配置されていた。本発明の吸音器の使用態様はこれに限定されない。例えば、吸音器3は、管状部材1の中空領域13において発生する3次や4次の定在波を吸音するように調整および配置されていていてもよい。
(Modification 3)
Moreover, in the said embodiment, the sound absorber 3 was adjusted and arrange | positioned so that the secondary standing wave which generate | occur | produces in the hollow area | region 13 of the tubular member 1 may be absorbed. The usage mode of the sound absorber of the present invention is not limited to this. For example, the sound absorber 3 may be adjusted and arranged so as to absorb a third-order or fourth-order standing wave generated in the hollow region 13 of the tubular member 1.

図9は、吸音器3の変形例である吸音器3Aおよび吸音器3Bの全体構成を示す図である。
吸音器3Aの共鳴周波数は、管状部材1の中空領域13において発生する3次の定在波SW3の共鳴周波数、つまり3次の共鳴周波数と一致している。
吸音器3Aの開口部30Aは、定在波SW3の音圧が極大となるX座標が(3/5)L付近の領域に設けられた管状部材1の開口部10Aと連通している。
吸音器3Aは、管状部材1の中空領域13において発生する定在波のうち、3次の共鳴周波数の定在波SW3を吸音することができる。
FIG. 9 is a diagram illustrating an overall configuration of a sound absorber 3A and a sound absorber 3B, which are modifications of the sound absorber 3.
The resonance frequency of the sound absorber 3A matches the resonance frequency of the third-order standing wave SW3 generated in the hollow region 13 of the tubular member 1, that is, the third-order resonance frequency.
The opening 30A of the sound absorber 3A communicates with the opening 10A of the tubular member 1 provided in a region where the X coordinate at which the sound pressure of the standing wave SW3 becomes maximum is near (3/5) L.
The sound absorber 3 </ b> A can absorb the standing wave SW <b> 3 having a third-order resonance frequency among the standing waves generated in the hollow region 13 of the tubular member 1.

吸音器3Bの共鳴周波数は、管状部材1の中空領域13において発生する4次の定在波SW4の共鳴周波数、つまり4次の共鳴周波数と一致している。
吸音器3Bの開口部30Bは、定在波SW4の音圧が極大となるX座標が(3/7)L付近の領域に設けられた管状部材1の開口部10Bと連通している。
吸音器3Bは、管状部材1の中空領域13において発生する定在波のうち、3次の共鳴周波数(第二共鳴周波数)の定在波SW4を吸音することができる。
The resonance frequency of the sound absorber 3B matches the resonance frequency of the fourth-order standing wave SW4 generated in the hollow region 13 of the tubular member 1, that is, the fourth-order resonance frequency.
The opening 30B of the sound absorber 3B communicates with the opening 10B of the tubular member 1 provided in a region where the X coordinate where the sound pressure of the standing wave SW4 becomes maximum is near (3/7) L.
The sound absorber 3B can absorb the standing wave SW4 having the third resonance frequency (second resonance frequency) among the standing waves generated in the hollow region 13 of the tubular member 1.

(変形例4)
また、上記実施形態では、吸音器3は、共鳴型吸音器の一つであるヘルムホルツ共鳴器であるが、吸音器の構成はこれに限定されない。
図10は、吸音器3の変形例である吸音器3Cの全体構成を示す図である。
吸音器3Cは、共鳴型吸音器の一つである管共鳴器である。吸音器3Cの開口部30は、吸音器3と同様、定在波の音圧が極大となる、管状部材1の中空領域13の第二端部12に形成された開口部10と連通している。
吸音器3Cの共鳴周波数は、管状部材1の中空領域13において発生する2次の定在波SW2の共鳴周波数、つまり2次の共鳴周波数と一致している。このように構成された吸音器3Cは、吸音器3と同様の機能および効果を有し、管状部材1の中空領域13において発生する2次の定在波SW2を吸音することができる。
(Modification 4)
Moreover, in the said embodiment, although the sound absorber 3 is a Helmholtz resonator which is one of the resonance type sound absorbers, the structure of a sound absorber is not limited to this.
FIG. 10 is a diagram illustrating an overall configuration of a sound absorber 3 </ b> C that is a modification of the sound absorber 3.
The sound absorber 3C is a tube resonator that is one of resonance type sound absorbers. Similarly to the sound absorber 3, the opening 30 of the sound absorber 3 </ b> C communicates with the opening 10 formed in the second end 12 of the hollow region 13 of the tubular member 1 where the sound pressure of the standing wave is maximized. Yes.
The resonance frequency of the sound absorber 3C coincides with the resonance frequency of the secondary standing wave SW2 generated in the hollow region 13 of the tubular member 1, that is, the secondary resonance frequency. The sound absorber 3 </ b> C configured as described above has the same functions and effects as the sound absorber 3, and can absorb the secondary standing wave SW <b> 2 generated in the hollow region 13 of the tubular member 1.

図11は、吸音器3の変形例である吸音器3Dの全体構成を示す図である。
吸音器3Dは、気密な板で構成された板振動型吸音器であり、円柱状に形成されている。吸音器3Dの底面は、定在波の音圧が極大となる、管状部材1の中空領域13の第二端部12に接している。
吸音器3Dの固有振動数は、管状部材1の中空領域13において発生する2次の定在波SW2の共鳴周波数、つまり2次の共鳴周波数と一致している。このように構成された吸音器3Dは、吸音器3と同様の機能および効果を有し、管状部材1の中空領域13において発生する2次の定在波SW2を吸音することができる。
FIG. 11 is a diagram illustrating an overall configuration of a sound absorber 3D that is a modification of the sound absorber 3.
The sound absorber 3D is a plate vibration type sound absorber formed of an airtight plate, and is formed in a cylindrical shape. The bottom surface of the sound absorber 3D is in contact with the second end 12 of the hollow region 13 of the tubular member 1 where the sound pressure of the standing wave is maximized.
The natural frequency of the sound absorber 3D matches the resonance frequency of the secondary standing wave SW2 generated in the hollow region 13 of the tubular member 1, that is, the secondary resonance frequency. The sound absorber 3D configured in this manner has the same functions and effects as the sound absorber 3, and can absorb the secondary standing wave SW2 generated in the hollow region 13 of the tubular member 1.

(変形例5)
上記実施形態では、管状部材1は、一端開口の共鳴管であったが、管状部材の構成はこれに限定されない。例えば、管状部材は両端開口の共鳴管であってもよい。
図12は、管状部材1の変形例である管状部材1Aを、X軸を含む平面で切断した場合の断面を表す図である。管状部材1Aの中空領域13において発生し得る定在波のうち、1次から4次までの定在波の気体粒子(ここでは空気)の粒子速度分布(振幅の分布)を合わせて表している。
管状部材1Aは、図12に示すように、両端開口の共鳴管である。図12に示すように、管状部材1A内には開口端での粒子速度が極大となる境界条件を満たすようにして定在波が生じる。つまり、両端部の位置に粒子速度分布の「腹」があり、粒子速度が極大となる。
(Modification 5)
In the said embodiment, although the tubular member 1 was the resonance pipe of one end opening, the structure of a tubular member is not limited to this. For example, the tubular member may be a resonance tube having openings at both ends.
FIG. 12 is a diagram illustrating a cross section when a tubular member 1A, which is a modification of the tubular member 1, is cut along a plane including the X axis. Of the standing waves that can be generated in the hollow region 13 of the tubular member 1A, the particle velocity distribution (amplitude distribution) of the primary-to-fourth-order standing-wave gas particles (in this case, air) is also shown. .
As shown in FIG. 12, the tubular member 1A is a resonance tube having openings at both ends. As shown in FIG. 12, a standing wave is generated in the tubular member 1A so as to satisfy a boundary condition in which the particle velocity at the opening end is maximized. In other words, there is an “antinode” of the particle velocity distribution at both end positions, and the particle velocity is maximized.

両端開口の共鳴管である管状部材1Aにおいても、定在波の粒子速度が速い領域に吸音材2を配置することで、その定在波の粒子速度を低減させ、その定在波を吸音させることができる。また管状部材1A内に発生する定在波の音圧分布の「腹」の領域に吸音器3を設けることでも、定在波を吸音することができる。   Also in the tubular member 1A, which is a resonance tube having openings at both ends, by arranging the sound absorbing material 2 in a region where the particle velocity of the standing wave is high, the particle velocity of the standing wave is reduced and the standing wave is absorbed. be able to. The standing wave can also be absorbed by providing the sound absorber 3 in the “antinode” region of the sound pressure distribution of the standing wave generated in the tubular member 1A.

図13は、管状部材1Aを含む、音響共鳴体100の変形例である音響共鳴体100Dの全体構成を示す図である。
吸音材2Aは、2次、3次、4次の定在波の粒子速度が速い領域に配置され、2次、3次、4次の定在波の粒子速度を低減させ、2次、3次、4次の定在波を吸音させることができる。
吸音器3Eの共鳴周波数は、管状部材1の中空領域13において発生する2次の定在波の共鳴周波数と一致している。
吸音器3Eの開口部30Eは、2次の定在波の音圧が極大となるX座標付近の領域に設けられた管状部材1の開口部10Eと連通している。
吸音器3Eは、管状部材1A内において発生する2次の定在波を吸音することができる。
FIG. 13 is a diagram illustrating an overall configuration of an acoustic resonator 100D that is a modification of the acoustic resonator 100, including the tubular member 1A.
The sound absorbing material 2A is disposed in a region where the particle velocity of the second, third, and fourth standing waves is high, and reduces the particle velocity of the second, third, and fourth standing waves, and reduces the second, third, and fourth standing waves. Second and fourth order standing waves can be absorbed.
The resonance frequency of the sound absorber 3E matches the resonance frequency of the secondary standing wave generated in the hollow region 13 of the tubular member 1.
The opening 30E of the sound absorber 3E communicates with the opening 10E of the tubular member 1 provided in the region near the X coordinate where the sound pressure of the secondary standing wave is maximized.
The sound absorber 3E can absorb a secondary standing wave generated in the tubular member 1A.

(変形例6)
上記実施形態では、管状部材1の中空領域において吸音しない共鳴周波数(第一共鳴周波数)は一次の共鳴周波数であった。また、吸音器3で吸音する共鳴周波数(第二共鳴周波数)は二次の共鳴周波数であった。第一共鳴周波数および第二共鳴周波数はこれに限定されない。例えば、吸音器3の変形例である吸音器3Aのように、第二共鳴周波数を3次の共鳴周波数としてもよい。また、管状部材1の中空領域において吸音しない共鳴周波数(第一共鳴周波数)を一次の共鳴周波数でなく、2次や3次の共鳴周波数としてもよい。
(Modification 6)
In the embodiment, the resonance frequency (first resonance frequency) that does not absorb sound in the hollow region of the tubular member 1 is the primary resonance frequency. The resonance frequency (second resonance frequency) absorbed by the sound absorber 3 was a secondary resonance frequency. The first resonance frequency and the second resonance frequency are not limited to this. For example, the second resonance frequency may be a third-order resonance frequency as in a sound absorber 3A that is a modification of the sound absorber 3. Further, the resonance frequency (first resonance frequency) that does not absorb sound in the hollow region of the tubular member 1 may be a secondary or tertiary resonance frequency instead of the primary resonance frequency.

100…音響共鳴体、1…管状部材、10…開口部、11…第一端部、12…第二端部、13…中空領域、2…吸音材、21…空洞、3…吸音器、30…開口部、31…吸音部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Acoustic resonance body, 1 ... Tubular member, 10 ... Opening part, 11 ... 1st end part, 12 ... 2nd end part, 13 ... Hollow region, 2 ... Sound-absorbing material, 21 ... Cavity, 3 ... Sound absorber, 30 ... Opening part, 31 ... Sound absorbing member

Claims (8)

第一共鳴周波数と、第二共鳴周波数と、前記第一共鳴周波数および前記第二共鳴周波数以外の他の共鳴周波数と、を含む複数の共鳴周波数で共鳴する、中空領域が構成された管状部材と、
前記第二共鳴周波数の定在波における音圧分布の腹となる領域に設けられた、前記第二共鳴周波数で共鳴する吸音器と、
前記中空領域のうち、前記他の共鳴周波数の定在波における粒子速度分布の腹となる領域に設けられた吸音材と、
を備える、
音響共鳴体。
A tubular member configured with a hollow region that resonates at a plurality of resonance frequencies including a first resonance frequency, a second resonance frequency, and a resonance frequency other than the first resonance frequency and the second resonance frequency; ,
A sound absorber that resonates at the second resonance frequency, provided in an antinode region of the sound pressure distribution in the standing wave of the second resonance frequency;
Of the hollow region, the sound absorbing material provided in the region that becomes the antinode of the particle velocity distribution in the standing wave of the other resonance frequency,
Comprising
Acoustic resonator.
前記吸音材は、前記第一共鳴周波数の定在波における粒子速度が正規化速度に対して0.3以下の領域に設けられている、
請求項1記載の音響共鳴体。
The sound absorbing material is provided in a region where the particle velocity in the standing wave of the first resonance frequency is 0.3 or less with respect to the normalized velocity.
The acoustic resonator according to claim 1.
前記吸音材は、少なくとも一部が多孔質材または繊維材で構成されている、
請求項1または請求項2に記載の音響共鳴体。
The sound absorbing material is at least partially composed of a porous material or a fiber material,
The acoustic resonator according to claim 1 or 2.
前記吸音器は、前記管状部材に設けた開口を通じて接続される共鳴型吸音器である、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の音響共鳴体。
The sound absorber is a resonance type sound absorber connected through an opening provided in the tubular member.
The acoustic resonator according to any one of claims 1 to 3.
前記吸音器は、板振動型吸音器である、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の音響共鳴体。
The sound absorber is a plate vibration type sound absorber,
The acoustic resonator according to any one of claims 1 to 3.
前記管状部材は、一端が開口端、他端が閉口端であり、
前記吸音器は、前記閉口端に設けられている、
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の音響共鳴体。
The tubular member has an open end at one end and a closed end at the other end,
The sound absorber is provided at the closed end,
The acoustic resonator according to any one of claims 1 to 5.
前記第一共鳴周波数が1次の共鳴周波数であり、
前記第二共鳴周波数が2次の共鳴周波数である、
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の音響共鳴体。
The first resonance frequency is a primary resonance frequency;
The second resonance frequency is a secondary resonance frequency;
The acoustic resonator according to any one of claims 1 to 6.
前記第一共鳴周波数が1次の共鳴周波数であり、
前記第二共鳴周波数が2次の共鳴周波数であり、
前記他の共鳴周波数が、3次共鳴周波数と、4次共鳴周波数と、であり、
前記開口端の中心と前記閉口端の中心を通過する前記中空領域の中心軸を座標軸とし、前記開口端を0、前記閉口端を1とした場合に、前記吸音材を0.82から0.89の座標範囲に配置する、
請求項6に記載の音響共鳴体。
The first resonance frequency is a primary resonance frequency;
The second resonance frequency is a secondary resonance frequency;
The other resonance frequencies are a third resonance frequency and a fourth resonance frequency,
When the center axis of the hollow region passing through the center of the opening end and the center of the closing end is a coordinate axis, the opening end is 0, and the closing end is 1, the sound absorbing material is 0.82 to 0.00. Arrange in 89 coordinate range,
The acoustic resonator according to claim 6.
JP2017055501A 2017-03-22 2017-03-22 Sound resonator Pending JP2018159733A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017055501A JP2018159733A (en) 2017-03-22 2017-03-22 Sound resonator
PCT/JP2018/006926 WO2018173638A1 (en) 2017-03-22 2018-02-26 Acoustic resonator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017055501A JP2018159733A (en) 2017-03-22 2017-03-22 Sound resonator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018159733A true JP2018159733A (en) 2018-10-11

Family

ID=63586488

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017055501A Pending JP2018159733A (en) 2017-03-22 2017-03-22 Sound resonator

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2018159733A (en)
WO (1) WO2018173638A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111105774A (en) * 2019-10-29 2020-05-05 同济大学 Helmholtz resonator and low-frequency broadband sound absorption and noise reduction structure based on same

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3275582B2 (en) * 1994-11-28 2002-04-15 日産自動車株式会社 Sound absorbing structure
JPH09289698A (en) * 1996-04-22 1997-11-04 Foster Electric Co Ltd Filter for sound wateguide
JP2015079028A (en) * 2012-02-03 2015-04-23 三菱電機株式会社 Active noise control device

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018173638A1 (en) 2018-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5866751B2 (en) Acoustic resonator and acoustic chamber
KR100645824B1 (en) The sound-absorbing panel
WO2006106854A1 (en) Sound absorption structure body
JP2010084509A (en) Acoustic structure and acoustic room
JP5332495B2 (en) Sound absorption structure
JP2010085989A (en) Sound structure and sound room
JP5515300B2 (en) Sound absorber
JP2009093064A (en) Sound absorbing structure and acoustic room
WO2018173638A1 (en) Acoustic resonator
JPH06158751A (en) Acoustic absorber
US10424275B2 (en) Upright piano
JP2019056516A (en) Noise suppression system
RU2583443C1 (en) Kochetov single-piece spherical acoustic absorber
JP2012118135A (en) Active soundproof apparatus and active soundproof method
KR20200040947A (en) Vibration and noise reduction device
JP4223438B2 (en) Porous soundproof structure
JP2006335125A (en) Duct of air-conditioner
RU2603854C1 (en) Combined kochetov noise suppressor
WO2019181614A1 (en) Soundproof cell and soundproof structure using same
KR200400107Y1 (en) The sound-absorbing panel
JP2015227939A (en) Resonant type sound absorber
JP4898957B2 (en) Speaker device
RU2655643C2 (en) Single-piece sound absorber with helical sound absorbing elements
JP2005017636A (en) Sound absorbing structure
JPH01296040A (en) Noise damping device using resonance for air supply duct

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20181109