JP6095221B2 - Acoustic panel - Google Patents
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Description
本発明は、特にリスニングルームなどの室内の壁、天井、床等に設置される音響パネルに関し、さらに詳しく言えば、室内において到来する音波の反射を効果的に防止することのできる音響パネルに関する。 The present invention relates to an acoustic panel installed on a wall, ceiling, floor or the like, particularly in a listening room, and more particularly to an acoustic panel that can effectively prevent reflection of sound waves that arrive in the room.
特にリスニングルームにあっては、室外への音波の漏れ出しを防止するために天井、壁、床等は強度が高くなるように設計され施工されている。このため、室内には低在波や反射波が多く発生し、楽音をスピーカ等で再生する際に音質を損ねるという課題があった。
前記課題に対しては、従来から室内に音響特性を持った内装を施す、或いは音響パネルなどを用いて、室内の音波を適切に反射、吸収、散乱させることで音質を改善する試みが行われている。
例えば、遮音パネルの上に例えば多孔質材料(グラスウールやロックウールなど)から成る吸音パネルを取り付ける方法が行われている。
しかしながら、前記多孔質材料からなる吸音材は一般に強度が弱く、運搬時、搬入時、施工時等の破損の恐れが大きいという課題があった。
Particularly in the listening room, ceilings, walls, floors, etc. are designed and constructed to have high strength in order to prevent leakage of sound waves to the outside. For this reason, many low standing waves and reflected waves are generated in the room, and there is a problem that sound quality is impaired when a musical sound is reproduced by a speaker or the like.
In response to the above problems, attempts have been made to improve sound quality by providing interiors with acoustic characteristics in the room or by appropriately reflecting, absorbing, and scattering sound waves in the room using an acoustic panel or the like. ing.
For example, a method of attaching a sound absorbing panel made of, for example, a porous material (glass wool, rock wool, etc.) on a sound insulating panel is performed.
However, the sound-absorbing material made of the porous material generally has low strength, and there is a problem that there is a great risk of damage during transportation, loading, construction, and the like.
そこで、特許文献1には、適当な構造強度を有し、広い音域で吸音効果を有する吸音パネル(音響パネル)が開示されている。
具体的には、前記吸音パネルは、図4に示すように複数のセルにより形成された板状のペーパーハニカムコア51と、その裏面に接着された板状の裏面ライナー紙52と、ペーパーハニカムコア51の切断面と及び裏面ライナー紙52の双方に接着された長尺部材53と、ペーパーハニカムコア51及び長尺部材53の双方に接着された通気性を有する板状の表面部材54とを備えている。前記表面部材54は、不織布55上に織物クロス56が重ねられたものである。
このような吸音パネルによれば、ペーパーハニカムコア51によって空気層が形成されるため、この空気層の粘性によって大きな吸音効果が期待できる。
Thus,
Specifically, the sound absorbing panel includes a plate-shaped
According to such a sound absorbing panel, since the air layer is formed by the
しかしながら、特許文献1に開示された吸音パネルにあっては、前記表面部材54は不織布55上に織物クロス56が重ねられたものであるため、通気性は良好であるものの室内の自由空間と音響的なインピーダンスが大きく異なる。
そのため、リスニングルームなどに用いるには表面部材54での音波の反射が大きすぎるという課題があった。
However, in the sound-absorbing panel disclosed in
For this reason, there is a problem in that the reflection of sound waves at the
本発明は、前記した点に着目してなされたものであり、リスニングルームなどの室内に設置される音響パネルにおいて、到来する音波の反射を効果的に防止することのできる音響パネルを提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above points, and provides an acoustic panel that can effectively prevent reflection of incoming sound waves in an acoustic panel installed in a room such as a listening room. With the goal.
前記した課題を解決するために、本発明に係る音響パネルは、到来する音波の反射を防止するよう機能する音響セルを備えた音響パネルであって、前記音響セルは、前面にパネル面を有すると共に、内部空間が形成された箱体と、前記パネル面に沿って、所定の間隔を空けて配置され、該パネル面から離れる方向に沿って断面積が漸次減少する複数の楔状の突起物と、前記内部空間に入り込んだ音波と逆位相の音波を該内部空間に出力するノイズキャンセル手段とを有し、隣り合う前記複数の楔状の突起物の間の空間は、該空間の断面積が広い開口部から、前記パネル面に向かって断面積が徐々に絞られた喉部へと変化するスピーカホーン状の音響トランスが形成され、前記音響トランスの喉部側において、前記パネル面には前記箱体の内部空間に連通する連通孔が形成されていることに特徴を有する。
尚、前記ノイズキャンセル手段は、前記箱体の内部空間において前記連通孔の近傍に配置され、前記内部空間の音波を収拾し、電気信号として出力するマイクロフォンと、前記マイクロフォンから入力された電気信号の周波数の位相を反転し出力する反転出力手段と、前記箱体の内部空間において、前記反転出力手段が出力した電気信号を音波として出力する電気音響変換手段とを有することが望ましい。
また、複数の前記音響セルが配列されて音響パネルが構成されていることが望ましい。
In order to solve the above-described problem, an acoustic panel according to the present invention is an acoustic panel including an acoustic cell that functions to prevent reflection of an incoming sound wave, and the acoustic cell has a panel surface on a front surface. And a plurality of wedge-shaped protrusions that are arranged at predetermined intervals along the panel surface and whose cross-sectional area gradually decreases along the direction away from the panel surface. Noise canceling means for outputting a sound wave having a phase opposite to that of the sound wave entering the internal space to the internal space, and a space between the adjacent wedge-shaped protrusions has a wide cross-sectional area. A speaker horn-like acoustic transformer is formed that changes from an opening to a throat portion whose cross-sectional area is gradually reduced toward the panel surface, and on the throat portion side of the acoustic transformer, the panel surface has the box Inside the body That communication hole communicating are formed between with the features.
The noise canceling means is disposed in the inner space of the box in the vicinity of the communication hole, collects sound waves in the inner space, and outputs them as an electric signal, and an electric signal input from the microphone. It is desirable to have inversion output means for inverting and outputting the phase of the frequency, and electroacoustic conversion means for outputting the electric signal output from the inversion output means as a sound wave in the internal space of the box.
Moreover, it is desirable that a plurality of the acoustic cells are arranged to constitute an acoustic panel.
このような構成によれば、室内において音響パネルに音波が到達すると、自由空間と音響的なインピーダンスが大きく異ならない前記開口部から音響トランスを通過する音波は、殆ど反射することなく前記箱体の内部空間に入り込み、内部空間に入り込んだ音波はノイズキャンセル手段により効果的に消音することができる。
また、各音響セルに、それぞれノイズキャンセル手段が具備されているため、室内の場所により音圧が異なる場合であっても、各場所の音響セルのノイズキャンセル手段が対応し、それぞれの箱体の内部空間に入り込んだ音波を消音することができる。
According to such a configuration, when the sound wave reaches the acoustic panel in the room, the sound wave that passes through the acoustic transformer from the opening that does not greatly differ in acoustic impedance from the free space is hardly reflected and is not reflected in the box. Sound waves that enter the internal space and enter the internal space can be effectively silenced by the noise canceling means.
In addition, since each acoustic cell is provided with a noise canceling means, even if the sound pressure varies depending on the indoor location, the noise canceling means of the acoustic cell at each location corresponds to each box. Sound waves that enter the internal space can be silenced.
本発明によれば、リスニングルームなどの室内に設置される音響パネルにおいて、到来する音波の反射を効果的に防止することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the acoustic panel installed indoors, such as a listening room, reflection of the incoming sound wave can be prevented effectively.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図1は、本発明に係る音響パネルの平面図である。図2は、図1の音響パネルのA−A矢視断面図である。尚、以下の説明においては、図2において矢印方向となるX軸正方向を前方向とし、負方向を後ろ方向とする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view of an acoustic panel according to the present invention. 2 is a cross-sectional view of the acoustic panel of FIG. In the following description, the positive direction of the X-axis, which is the arrow direction in FIG.
図1に示す音響パネル1は、複数の音響セル2が縦方向と横方向に配列されて構成されたものであり、本実施の形態においては、一例として3行3列に配列された合計9個の音響セル2からなる音響パネル1を示す。
尚、リスニングルーム等において、壁面、天井面、床面等に音響パネル1を配置する場合には、複数の音響セル2を壁面や天井面等の面形状に合わせて敷き詰めて配列すればよい。
The
In the listening room or the like, when the
図3に、図2の複数の音響セル2の断面図のうち、1つの音響セル2の断面を拡大して示す。各音響セル2は、例えば図示するように直方体形状の箱体3を有する。この箱体3の材質としては、例えば連続気泡を有するスポンジもしくは不織布等の適度な通気性と弾力性とを有する音響抵抗材が好ましく用いられる。
前記箱体3の内部空間は、仕切板4によって前後方向に分離され、前方キャビティS1(内部空間)と後部キャビティS2とが形成されている。前記仕切板4には例えば円形の貫通孔4aが形成され、この貫通孔4aを塞ぐように、スピーカユニット5(電気音響変換手段)の振動板5aが、その前面を前方キャビティS1側に向けた状態で配置されている。尚、振動板5aの周縁部は、貫通孔4aの縁部に密着されている。
In FIG. 3, the cross section of one
The internal space of the
また、箱体3の前面側のパネル面3aには、図1に示すように水平方向(Y方向)に直線状に細く延びる複数(図では6つ)の突起物10が、上下方向に所定の間隔を空けて配置されている。前記突起物10は、パネル面3aから離れる方向(前方向)に沿って断面積が漸次減少する略楔状に形成されている。
そのため、隣り合う突起物10間の空間において、空間の断面積が広い、スピーカホーンの開口部に相当する部分(開口部11と称呼する)と、空間の断面積が絞られたスピーカホーンの喉部に相当する部分(喉部12と称呼する)とが形成されている。即ち、スピーカホーン状の音響トランスが形成されている。
尚、各突起物10は同一形状(同形、同大)であり、好ましくは木材や合成樹脂等の音波を透過しない素材により形成される。
Further, on the
Therefore, in the space between the
Each
また、この突起物10は、室内側に向けられるものであり、前記音響トランスにより、前記喉部12が高い音響抵抗を示す一方、前記開口部11では自由空間と音響的なインピーダンスが大きく異ならないため、到来する音波をほとんど反射することのない音響抵抗として動作する。
また、前記喉部12側において、前記パネル面3aには、突起物10の長手方向に沿って細長に形成され、前記喉部12と前方キャビティS1とを連通する連通孔3bが設けられている。そのため、室内において音響セル2の表面に到達する音波は、突起物10間の音響トランスを通り、殆ど反射することなく前記前方キャビティS1内に入り込むようになっている。
Further, the
On the
また、各音響セル2は、図3に示すようにアクティブ消音回路20(ノイズキャンセル手段)を備えている。このアクティブ消音回路20は、前方キャビティS1において、1つの連通孔3b付近に設けられ、キャビティ内の音波を拾い電気信号として出力するマイク21(マイクロフォン)と、マイク21が収拾した音波がフィードバック信号と発振しないように位相補正すると共にローパスフィルタ処理を行うイコライザ回路22と、イコライザ回路22の出力を位相反転して増幅する反転増幅回路23(反転出力手段)と、反転増幅回路23の出力信号を音波として出力する前記スピーカユニット5とを有している。
即ち、前記前方キャビティS1内に入り込んだ音波は、マイク21に収拾されてイコライザ回路22と反転増幅回路23とにより適正に位相反転された音波信号とされ、これをスピーカユニット5が再生することによって前記前方キャビティS1に入り込んだ音波が消音される仕組みとなっている。
Each
That is, the sound wave that has entered the front cavity S1 is collected by the
このように構成された複数の音響セル2からなる音響パネル1を例えばリスニングルームの壁面、天井面、床面等に敷き詰めた場合、室内で生じた音波が音響パネル1に到達すると、音波は先ず、複数配列された突起物10の間の音響トランスを通過する。
ここで、前記音響トランスの開口部11では自由空間と音響的なインピーダンスが大きく異ならないため、到来する音波は殆ど反射することなく喉部12を通過して連通孔3bから前方キャビティS1に入り込む。
そして、前方キャビティS1に入り込んだ音波は、前記したようにアクティブ消音回路20によって消音される。
したがって、音響パネル1に到来する音波は、殆ど反射せずに吸音される。
When the
Here, since the acoustic impedance of the
The sound wave that enters the front cavity S1 is silenced by the
Therefore, the sound wave that arrives at the
以上のように本発明に係る実施の形態によれば、音響パネル1は、室内側に所定の間隔を空けて配置された複数の突起物10を有し、隣り合う突起物10間の空間は、該空間の断面積が広い開口部11から、前記パネル面3aに向かって断面積が徐々に絞られた喉部12へと変化するスピーカホーン状の音響トランスが形成される。また、前記喉部12側のパネル面3aには前方キャビティS1に連通する連通孔3bが形成される。
そのため、室内において音響パネル1に音波が到達すると、自由空間と音響的なインピーダンスが大きく異ならない前記開口部11から音響トランスを通過する音波は、殆ど反射することなく前方キャビティS1内に入り込み、この入り込んだ音波はアクティブ消音回路20により効果的に消音することができる。
また、各音響セル2に、それぞれアクティブ消音回路20が具備されているため、室内の場所により音圧が異なる場合であっても、各場所の音響セル2のアクティブ消音回路20が対応し、それぞれの前方キャビティS1に入り込んだ音波を消音することができる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, the
Therefore, when the sound wave reaches the
In addition, since each
尚、前記実施の形態においては、1つの音響セル2は図において6つの突起物10を有するものとしたが、本発明に係る音響パネルにあっては、音響セル2が有する突起物10の数は限定されるものではない。
また、前記実施の形態においては、複数の音響セル2を配列することにより1枚の音響パネル1を構成するものとしたが、それに限定されるものではない。例えば、1つの音響セル2の前方キャビティS1をパネル面方向に拡げると共に、複数の突起物の数を増加させ、また、突起物の長さを延長して、1つの音響セル2により1枚の音響パネル1を構成してもよい。
In the embodiment described above, one
Moreover, in the said embodiment, although the one
1 音響パネル
2 音響セル
3 箱体
3a パネル面
3b 連通孔
5 スピーカユニット(電気音響変換手段)
5a 振動板
10 突起物
11 開口部
12 喉部
20 アクティブ消音回路(ノイズキャンセル手段)
21 マイク(マイクロフォン)
22 イコライザ回路
23 反転増幅回路(反転出力手段)
S1 前方キャビティ(内部空間)
DESCRIPTION OF
21 Microphone
22
S1 Front cavity (internal space)
Claims (3)
前記音響セルは、
前面にパネル面を有すると共に、内部空間が形成された箱体と、前記パネル面に沿って、所定の間隔を空けて配置され、該パネル面から離れる方向に沿って断面積が漸次減少する複数の楔状の突起物と、前記内部空間に入り込んだ音波と逆位相の音波を該内部空間に出力するノイズキャンセル手段とを有し、
隣り合う前記複数の楔状の突起物の間の空間は、該空間の断面積が広い開口部から、前記パネル面に向かって断面積が徐々に絞られた喉部へと変化するスピーカホーン状の音響トランスが形成され、
前記音響トランスの喉部側において、前記パネル面には前記箱体の内部空間に連通する連通孔が形成されていることを特徴とする音響パネル。 An acoustic panel with an acoustic cell that functions to prevent reflection of incoming sound waves,
The acoustic cell is
A box body having a panel surface on the front surface, and a plurality of boxes having an internal space formed therein and arranged at predetermined intervals along the panel surface, and a cross-sectional area gradually decreasing along a direction away from the panel surface. A wedge-shaped projection, and noise cancellation means for outputting a sound wave having a phase opposite to that of the sound wave entering the internal space to the internal space,
The space between the plurality of adjacent wedge-shaped projections is a speaker horn-like shape that changes from an opening having a large cross-sectional area of the space to a throat portion in which the cross-sectional area is gradually reduced toward the panel surface. An acoustic transformer is formed,
The acoustic panel according to claim 1, wherein a communication hole communicating with the internal space of the box is formed in the panel surface on the throat side of the acoustic transformer.
前記箱体の内部空間において前記連通孔の近傍に配置され、前記内部空間の音波を収拾し、電気信号として出力するマイクロフォンと、
前記マイクロフォンから入力された電気信号の周波数の位相を反転し出力する反転出力手段と、
前記箱体の内部空間において、前記反転出力手段が出力した電気信号を音波として出力する電気音響変換手段とを有することを特徴とする請求項1に記載された音響パネル。 The noise canceling means is
A microphone that is disposed in the vicinity of the communication hole in the internal space of the box, collects sound waves in the internal space, and outputs an electric signal;
Inverting output means for inverting and outputting the phase of the frequency of the electrical signal input from the microphone;
2. The acoustic panel according to claim 1, further comprising: an electroacoustic conversion unit that outputs an electric signal output from the inversion output unit as a sound wave in an internal space of the box.
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