JP5399104B2 - 防風スクリーン - Google Patents

Description

本発明は、計測用マイクロホンの外側に配置して風雑音の発生を低減する防風スクリーンに関する。

近年、航空機や道路高架橋、鉄道トンネルなどの交通機関や風力発電設備などから発生する低周波音による苦情が増えている。低周波音を把握するため、屋外で低周波音を測定しようとすると、マイクロホン本体の筐体に風が当たり、風雑音が発生する。この風雑音は１００Ｈｚ以下の低周波成分を含むので、低周波音測定の妨げとなる。このため、従来からマイクロホンにウレタンフォーム製の防風スクリーンを直接被せている。

例えば特許文献１では、ウレタンフォームや不織布からなる防風スクリーンの形状として、偏平な回転対称形をなし回転対称軸が鉛直方向とすることで、風下における乱流の発生を抑制して風雑音がマイクロホンに侵入するのを防止する提案がなされている。

また特許文献２では、低周波音測定の妨げとなる風雑音を低減するために、立方体形状の外側ネット部材と、この外側ネット部材内に配置した立方体形状の内側ネット部材に同じ目の粗さのネットを張り、更に内側ネット部材内に円筒状防風部材と球状防風部材を介してマイクロホンを配置した音検出装置が提案されている。

特開平１１−３１３３８６号公報 特開２００１−９１３５１号公報

しかし、特許文献１に開示された技術においては、１００Ｈｚ以下の風雑音は対象としておらず、低周波音を測定するに足りるだけ風雑音を十分に抑制できる構造になっていない。また、特許文献２に開示された技術においては、課題および実施例で砲撃音の測定に触れていることから１００Ｈｚ以下の風雑音も対象にしているとみることができ，所定の間隔で外側フレームと内側フレームを配置した二重構造の網体を用いてこれを抑制すると主張しているが，内外の網体とも網目の目の粗さが１．０〜２．０ｍｍの同じ素材のものを用いていて，これでは１００Ｈｚまでの低周波領域で風雑音を十分なレベルまで低減することができない。

上記課題を解決すべく本発明に係る防風スクリーンは、所定の間隔で外側フレームと内側フレームを配置し、前記外側フレームには目の粗い外側網体を取り付け、前記内側フレームには目の細かい内側網体を取り付けた。

前記外側網体と前記内側網体との好ましい間隔（距離）は２５ｍｍ〜７５ｍｍ、前記外側網体の好ましい目の粗さは０．５ｍｍ〜１．８ｍｍ、前記内側網体の好ましい目の粗さは８０μｍ〜１ｍｍである。また、前記外側フレームと前記内側フレームの形状は直方体に限らない。

また、本発明に係る防風スクリーンは、所定の間隔で配置した外側フレームと中間フレームと内側フレームの三重フレーム構造とし、前記外側フレームには目の粗い外側網体を取り付け、前記中間フレームには前記外側網体より目の細かい中間網体を取り付け、前記内側フレームには前記中間網体より目の細かい内側網体を取り付けた。

前記外側網体と前記中間網体と前記内側網体との好ましい間隔（距離）は夫々５０ｍｍ以上、前記外側網体の好ましい目の粗さは０．５ｍｍ〜１．８ｍｍ、前記中間網体の好ましい目の粗さは８０μｍ〜１．５ｍｍ、前記内側網体の好ましい目の粗さは５０μｍ〜１．０ｍｍである。また、前記外側フレームと前記中間フレームと前記内側フレームの形状は直方体に限らない。

本発明によれば、一定の間隔をあけて目の粗い外側網体と目の細かい内側網体とを配置することで、風とマイクロホンとの相互作用で発生する風雑音を抑制することができる。また、外側網体の目の粗さと内側網体の目の粗さの組み合わせは、対象とする周波数範囲により、使い分けることができる。

本発明によれば、網体の目を段階的に細かくしていくことで、徐々に風が抑制されるので、風が強い場合でも網体の支持構造の負担が低減される。

本発明に係る二重フレーム構造の防風スクリーンを適用した計測装置の全体図 外側網体の目の粗さを１ｍｍ、内側網体の目の粗さを８０μｍとした場合（設定条件Ａ）の防風スクリーンによる風雑音低減効果を示す図 外側網体と内側網体の目の粗さを共に１ｍｍとした場合（設定条件Ｂ）の防風スクリーンによる風雑音低減効果を示す図 本発明に係る三重フレーム構造の防風スクリーンを適用した計測装置の全体図

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。本発明に係る二重フレーム構造の防風スクリーンを適用した計測装置は、図１に示すように、一辺が５００ｍｍである直方体状の外側フレーム１内に、一辺が４００ｍｍである直方体状の内側フレーム２を配置し、この内側フレーム２内に上方が開放された筒状体３を設けている。筒状体３は、例えばウレタンフォームによって構成されている。筒状体３の中には測定用マイクロホン４が収納され、このマイクロホン４は従来の防風スクリーン５で覆われている。適宜、上方を覆っても良い。

内側フレーム２は外側フレーム１の底面１ａに固定され、筒状体３は外側フレーム１の底面１ａに載置されている。マイクロホン４は外側フレーム１の底面１ａ中央の開口に臨むマイク固定台６に立設している。外側フレーム１の底面１ａの四隅には、脚部７が設けられている。また、外側フレーム１及び内側フレーム２の各側面１ｂ，２ｂには、化学繊維の網体８，９が張られている。

外側フレーム１の各側面１ｂには目の粗い外側網体８が張られ、内側フレーム２の各側面２ｂには目の細かい内側網体９が張られている。外側網体８と内側網体９との間隔Ｄは、５０ｍｍである。なお、外側フレーム１及び内側フレーム２の上面１ｃ，２ｃにも網体８，９を張ってもよい。そして、目の粗い外側網体８を張った外側フレーム１と、目の細かい内側網体９を張った内側フレーム２により、本発明に係る防風スクリーンが構成される。

上記とは逆に外側フレーム１に目の細かい網体を取り付け、内側フレーム２に目の粗い網体を取り付けると、外側フレーム１の網体での空気抵抗が大きく風の乱れも発生する。

図２と図３は本発明に係る防風スクリーンを適用した計測装置を自動車のルーフに搭載して走行した時の実験結果（風雑音低減効果）の一例を示す。実験の条件として、外側網体８と内側網体９との間隔を５０ｍｍに設定し、自動車を風速約１５ｍ／ｓに相当する時速５５ｋｍで走行させた場合である。図２は外側網体８の目の粗さを１ｍｍ、内側網体９の目の粗さを８０μｍとした場合（本発明に係る防風スクリーン：設定条件Ａ）、図３は外側網体８と内側網体９の目の粗さを共に１ｍｍとした場合（従来の防風スクリーン：設定条件Ｂ）である。

図２と図３中に示す□印は外側のマイクロホン１０で測定した外側網体８を通過する前の風雑音の音圧レベル〔ｄＢ〕、○印は防風スクリーン５内側のマイクロホン４で測定した風雑音の音圧レベル〔ｄＢ〕を表わす。なお、横軸は１／３オクターブバンド周波数〔Ｈｚ〕、縦軸は音圧レベル〔ｄＢ〕である。

図２に示す実験結果（設定条件Ａ）と図３に示す実験結果（設定条件Ｂ）を比較する。設定条件Ａも設定条件Ｂも共に外側網体８の目の粗さは１ｍｍであるので、設定条件Ａの設定条件Ｂに対する優位差を検討するには、防風スクリーン５内側のマイクロホン４で測定した風雑音の音圧レベル〔ｄＢ〕（○印）が、マイクロホン１０で測定した外側網体８を通過する前の風雑音の音圧レベル〔ｄＢ〕（□印）に対してどれくらい音圧レベル〔ｄＢ〕が減衰したかに着目すればよい。

例えば、周波数４Ｈｚ以下では、設定条件Ａの設定条件Ｂに対する優位差はさほどみられないが、周波数８Ｈｚでは設定条件Ａの方が設定条件Ｂより約５ｄＢほど音圧レベルが低下しているのが分かる。また、周波数１６Ｈｚでも設定条件Ａの方が設定条件Ｂより約７ｄＢほど音圧レベルが低下しているのが分かる。更に、周波数３１．５Ｈｚでも設定条件Ａの方が設定条件Ｂより約４ｄＢほど音圧レベルが低下しているのが分かる。

このように、周波数４Ｈｚ以下の領域では、設定条件Ａの設定条件Ｂに対する優位差はさほどみられないが、周波数が５Ｈｚ〜１００Ｈｚの領域では明らかに外側網体８の目の粗さを１ｍｍ、内側網体９の目の粗さを８０μｍとした設定条件Ａの方が、外側網体８と内側網体９の目の粗さを共に１ｍｍとした設定条件Ｂに比べて、数ｄＢ〜１０ｄＢ程度の風雑音低減効果が認められる。

本発明の実施の形態では、目の粗い外側網体８を張った外側フレーム１と目の細かい内側網体９を張った内側フレーム２により構成される防風スクリーンの形状を直方体としたが、多面体、円筒形または角筒形でもよい。

次に、本発明に係る三重フレーム構造の防風スクリーンを適用した計測装置は、図４に示すように、一辺が６００ｍｍである直方体状の外側フレーム１１内に、一辺が５００ｍｍである直方体状の中間フレーム１２を配置し、更に中間フレーム１２内に、一辺が４００ｍｍである直方体状の内側フレーム１３を配置し、この内側フレーム１３内に上方が開放された筒状体３を設けている。筒状体３は、例えばウレタンフォームによって構成されている。筒状体３の中には測定用マイクロホン４が収納され、このマイクロホン４は従来の防風スクリーン５で覆われている。適宜、上方を覆っても良い。

内側フレーム１３は外側フレーム１１の底面１１ａに固定され、筒状体３は外側フレーム１１の底面１１ａに載置されている。また、中間フレーム１２も外側フレーム１１の底面１１ａに固定されている。マイクロホン４は外側フレーム１１の底面１１ａ中央の開口に臨むマイク固定台６に立設している。外側フレーム１１の底面１１ａの四隅には、脚部１７が設けられている。また、外側フレーム１１、中間フレーム１２及び内側フレーム１３の各側面１１ｂ，１２ｂ，１３ｂには、化学繊維の網体１８，１９，２０が張られている。

外側フレーム１１の各側面１１ｂには目の粗い外側網体１８が張られ、中間フレーム１２の各側面１２ｂには外側網体１８より目の細かい中間網体１９が張られ、内側フレーム１３の各側面１３ｂには中間網体１９より目の細かい内側網体２０が張られている。外側網体１８と中間網体１９との間隔Ｄ１、中間網体１９と内側網体２０との間隔Ｄ２は、夫々５０ｍｍである。

なお、外側フレーム１１、中間フレーム１２及び内側フレーム１３の上面１１ｃ，１２ｃ，１３ｃにも網体１８，１９，２０を張ってもよい。そして、目の粗い外側網体１８を張った外側フレーム１１と、外側網体１８より目の細かい中間網体１９を張った中間フレーム１２と、中間網体１９より目の細かい内側網体２０を張った内側フレーム１３により、本発明に係る三重フレーム構造の防風スクリーンが構成される。

本発明の実施の形態では、目の粗い外側網体１８を張った外側フレーム１１と、外側網体１８より目の細かい中間網体１９を張った中間フレーム１２と、中間網体１９より目の細かい内側網体２０を張った内側フレーム１３により構成される防風スクリーンの形状を直方体としたが、多面体、円筒形または角筒形でもよい。

本発明によれば、少なくとも１００Ｈｚ以下の低周波領域で風雑音を十分なレベルまで低減することができる防風スクリーンが提供される。

１，１１…外側フレーム、２，１３…内側フレーム、３…筒状体、４…マイクロホン、５…従来の防風スクリーン、８，１８…外側網体、９，２０…内側網体、１０…外側のマイクロホン、１２…中間フレーム、１９…中間網体。

Claims (2)

1. 計測用マイクロホンの外側に配置して周波数が５Ｈｚ〜１００Ｈｚの風雑音の発生を低減する防風スクリーンにおいて、この防風スクリーンは、所定の間隔で外側フレームと内側フレームを配置し、前記外側フレームには目の粗い外側網体を取り付け、前記内側フレームには目の細かい内側網体を取り付け、前記外側網体と内側網体との間隔は２５ｍｍ〜７５ｍｍ、前記外側網体の目の粗さは０．５ｍｍ〜１．８ｍｍ、前記内側網体の目の粗さは８０μｍ〜１ｍｍとしたことを特徴とする防風スクリーン。
2. 計測用マイクロホンの外側に配置して周波数が５Ｈｚ〜１００Ｈｚの風雑音の発生を低減する防風スクリーンにおいて、この防風スクリーンは、所定の間隔で配置した外側フレームと中間フレームと内側フレームの三重フレーム構造とし、前記外側フレームには目の粗い外側網体を取り付け、前記中間フレームには前記外側網体より目の細かい中間網体を取り付け、前記内側フレームには中間網体より目の細かい内側網体を取り付け、前記外側網体と前記中間網体と前記内側網体との間隔は５０ｍｍ以上、前記外側網体の目の粗さは０．５ｍｍ〜１．８ｍｍ、前記中間網体の目の粗さは８０μｍ〜１．５ｍｍ、前記内側網体の目の粗さは５０μｍ〜１．０ｍｍとしたことを特徴とする防風スクリーン。