JP6285165B2 - 音響装置及びヘッドレスト - Google Patents

Description

本発明は、音響装置及び該音響装置を具備したヘッドレストに関する。

特許文献１では、次のようなヘッドレストが開示されている。すなわち、ヘッドレストの骨格を形成する略直方体状の部材、この略直方体の部材の前面側に配置されるパッド部材、該パッド部材の前面側の左右に配置される第１のネット部材、左右の第１のネット部材の間に配置されるスラブ部材、左右の第１のネット部材及びスラブ部材等を被覆する表皮部材を備えてなる。

ヘッドレストの骨格を形成する略直方体状の部材は、前面側に配置されるパネル部材と、該パネル部材が前面開口に装着される箱状のカバー部材とを備えてなる。そして、このパネル部材とカバー部材とにより覆われた内部空間に、左右一対のスピーカーが配設されている。また、パネル部材、パッド部材及び表皮部材のうち、各スピーカーの音声出力部の前面に位置する部位には通音のための貫通孔がそれぞれ形成されている。従って、スピーカーの音声は、これらの貫通孔と第１のネット部材を通じて外部に出力される。

特開２００９−２４７３８８号公報

特許文献１のヘッドレストは、単にヘッドレスト内にスピーカーを配置しただけの構造で、スピーカーからの音声等を通音するために、対応する部位に貫通孔を設けた構造に過ぎない。より詳細には、音の出力装置である完成品としてのスピーカーを、ヘッドレストに付与される通常使用時の荷重によって損傷を来さないように、パネル部材とカバー部材によって取り囲んで保護する一方、音を外部に出力するために貫通孔を設け、さらに形成した貫通孔に頭部の一部が落ち込むことを防止するための第１のネット部材を設け、それに加えより快適な支持感を確保するため、左右の第１のネット部材間に段差が生じないようにスラブ部材を設けた構成である。

特許文献１の第１のネット部材は、単に、頭部の貫通孔への落ち込みを防止する機能を有するだけで、表皮部材とパッド部材との間にサンドイッチされて配置されているに過ぎない。そして、この第１のネット部材は、頭部の貫通孔への落ち込みを防止するだけであるため、その網目は、スピーカーから出力され貫通孔を通過した音をそのまま通音させることができる大きさに形成されることが必須となっている（特許文献１の段落番号「００１９」参照）。従って、スピーカーという点音源からの出力音はそのまま伝播されるだけである。つまり、第１のネット部材の有無は、出力音の伝播の仕方に何らの影響も及ぼしていない。一方、通常のステレオスピーカーでは低音再生に有利な面音源のものが多いが、ヘッドレストという限られた大きさの範囲においてスピーカーユニットを面音源となるように所定数以上配置することはスペース的に厳しい。

本発明は上記に鑑みなされたものであり、限られたスペースにおいて、スピーカーユニットの出力音を面音源として出力できる音響装置及びそれを用いたヘッドレストを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の音響装置は、スピーカーユニットと、三次元立体編物を含んでなり、前記スピーカーユニットに略対峙する位置に前記三次元立体編物を面方向に張力をかけて設けられ、前記スピーカーユニットの出力音を、前記三次元立体編物を構成する一対のグランド編地を構成する糸の振動、及び、前記グランド編地間を往復する連結糸の振動により、面音源の音波に変換して外部に伝播させることを特徴とする。

前記三次元立体編物は、２０％以下の範囲で面方向に伸ばして張設されることが好ましい。前記三次元立体編物に、二次元若しくは三次元の編物・織布若しくは不織布を含む布帛、合成皮革、本革、合成樹脂フィルム又はビーズ発泡体のうちの少なくとも一つを組み合わせてなる構成とすることができる。
前記三次元立体編物と所定の面積を有する板状のビーズ発泡体とを組み合わせて構成され、前記ビーズ発泡体のうち、前記スピーカーユニットに略対峙する位置に形成された孔部に対応して、前記三次元立体編物が張設されており、前記ビーズ発泡体、前記孔部及び前記三次元立体編物が前記孔部内空気を振動させることにより前記スピーカーユニットの出力音を共鳴させる共鳴部となっていることが好ましい。
前記三次元立体編物に、前記面音源の音波を伝播させない非伝播部が形成されている構成とすることができ、前記非伝播部は、前記三次元立体編物を構成する一対のグランド編地同士を近接させる加工によって形成することができる。

前記三次元立体編物が、人体のいずれかの部位を弾性的に支持するクッション層としての機能を併有し、人体支持手段の一部として用いられることが好ましい。前記人体支持手段がシート又は寝具であり、前記三次元立体編物が前記シート又は寝具を構成するクッション層の一部として用いられる構成とすることができる。前記シートのうち、ヘッドレストの一部に前記三次元立体編物が用いられる構成とすることが好ましい。

また、本発明のヘッドレストは、上記の音響装置が組み込まれていることを特徴とする。この場合、前記三次元立体編物が、頭部を弾性的に支持するクッション層としての機能を併有する構成とすることが好ましい。

本発明によれば、少なくともスピーカーユニットに略対峙する位置において三次元立体編物が、面方向に張力をかけて設けられている。張力がかかっているため、三次元立体編物を構成する一対のグランド編地、及び、グランド編地間を往復する連結糸がその弾性作用によって振動する。特に連結糸に弦振動が生じる。この振動によって、スピーカーユニットの出力音は三次元立体編物の面方向に伝播されるため、当該三次元立体編物は面音源の音波を伝播、放射させることになる。従って、単独のスピーカーユニットであっても、それに略対峙して面方向に張力をかけて三次元立体編物を配置することにより、三次元立体編物自体が面音源として機能するため、狭い領域に用いる音響装置として適している。また、面音源として機能する三次元立体編物は、薄型でも高いクッション機能を有している。従って、シートや寝具といった人体支持手段のクッション層として用いることもでき、人体支持手段に組み込む音響装置として適している。特に、音響装置付きのヘッドレストの製作に好適である。

三次元立体編物には、二次元若しくは三次元の編物・織布若しくは不織布を含む布帛、合成皮革、本革、合成樹脂フィルム又はビーズ発泡体のうちの少なくとも一つを組み合わせて用いることができるが、所定の位置に孔部を備えたビーズ発泡体と共に用い、該孔部に三次元立体編物を張設させた構造とすることが好ましい。これにより、スピーカーユニットの出力音は、三次元立体編物に振動（特に連結糸に弦振動）を生じさせると共に、ビーズ発泡体に膜振動を生じさせ、かつ、孔部内に放射されることで孔部内空気を振動させて共鳴されることになる。その結果、コンパクトな構造でありながら、共鳴により、より音圧レベルの高い面音源の音波を伝播させることができる。

図１は、本発明の一の実施形態に係る音響装置が組み込まれたヘッドレストの外観を示した斜視図である。 図２は、図１の正面図である。 図３は、図１の側面図である。 図４は、図２のＡ−Ａ線断面図である。 図５は、図２のＢ−Ｂ線断面図である。 図６は、クッション層を構成するパッドとスピーカーユニットの配置関係を示した図である。 図７は、クッション層を構成するビーズ発泡体とスピーカーユニットの配置関係を示した図である。 図８は、図１に示したヘッドレストの分解斜視図である。 図９は、図８に示したヘッドレストフレームとスピーカーユニットの部分をさらに分解して示した斜視図である。 図１０は、クッション層に音の非伝播部を設けた構造の一例を示した図である。 図１１は、音の拡散特性に関する試験方法を説明するための図である。 図１２は、音の拡散特性に関する試験における比較例の試験結果を示した図であり、（ａ）が「音源左側」の測定音の伝達率、（ｂ）が「音源正面」の測定音の伝達率、（ｃ）が「音源右側」の測定音の伝達率をそれぞれ示した図である。 図１３は、音の拡散特性に関する試験における試料１の試験結果を示した図であり、（ａ）が「音源左側」の測定音の伝達率、（ｂ）が「音源正面」の測定音の伝達率、（ｃ）が「音源右側」の測定音の伝達率をそれぞれ示した図である。 図１４は、音の拡散特性に関する試験における試料２の試験結果を示した図であり、（ａ）が「音源左側」の測定音の伝達率、（ｂ）が「音源正面」の測定音の伝達率、（ｃ）が「音源右側」の測定音の伝達率をそれぞれ示した図である。 図１５は、音の拡散特性に関する試験における試料３の試験結果を示した図であり、（ａ）が「音源左側」の測定音の伝達率、（ｂ）が「音源正面」の測定音の伝達率、（ｃ）が「音源右側」の測定音の伝達率をそれぞれ示した図である。 図１６（ａ）は、 三次元立体編物を介在させない場合の音の拡散状況を示したイメージ図であり、図１６（ｂ）は、三次元立体編物を介在させた場合の音の拡散状況を示したイメージ図である。 図１７は、素材の違いによる音響効果の試験方法を説明するための図である。 図１８は、図１７の試験の測定結果を示した図であり、（ａ）は音源がホワイトノイズ（０〜２２０５０Ｈｚ）の場合、（ｂ）は音源が５０Ｈｚの単一周波数の音の場合、（ｃ）は音源が１００Ｈｚの単一周波数の音の場合の測定結果を示した図である。 図１９は、三次元立体編物の密度の違いによる音の拡散特性に関する試験における比較例の試験結果を示した図であり、（ａ）が「音源左側」の測定音の伝達率、（ｂ）が「音源正面」の測定音の伝達率、（ｃ）が「音源右側」の測定音の伝達率をそれぞれ示した図である。 図２０は、三次元立体編物の密度の違いによる音の拡散特性に関する試験における試料４の試験結果を示した図であり、（ａ）が「音源左側」の測定音の伝達率、（ｂ）が「音源正面」の測定音の伝達率、（ｃ）が「音源右側」の測定音の伝達率をそれぞれ示した図である。 図２１は、三次元立体編物の密度の違いによる音の拡散特性に関する試験における試料５の試験結果を示した図であり、（ａ）が「音源左側」の測定音の伝達率、（ｂ）が「音源正面」の測定音の伝達率、（ｃ）が「音源右側」の測定音の伝達率をそれぞれ示した図である。 図２２は、三次元立体編物の密度の違いによる音の拡散特性に関する試験における試料１の試験結果を示した図であり、（ａ）が「音源左側」の測定音の伝達率、（ｂ）が「音源正面」の測定音の伝達率、（ｃ）が「音源右側」の測定音の伝達率をそれぞれ示した図である。 図２３は、三次元立体編物の共鳴特性に関する試験結果を示した図であり、（ａ）が振動に関する周波数解析結果を示し、（ｂ）が音響に関する周波数特性をそれぞれ示した図である。

以下、図面に示した実施形態に基づき、本発明をさらに詳細に説明する。図１〜図１０は、本発明の一の実施形態を示した図である。この実施形態は、乗物用シートのシートバック部の上部に支持されたヘッドレスト１に音響装置を組み込んでいる。

ヘッドレスト１は、ヘッドレストフレーム１０、スピーカーユニット３１，３２、クッション層４０、表皮材５０等を有して構成されている。このうち、スピーカーユニット３１，３２と、その出力音を面音源に変換するクッション層４０が音響装置の主要な構成要素となっている。但し、本実施形態では、ヘッドレスト１自体から音を出力して、当該ヘッドレスト１を備えた乗物用シートに着座している人に提供する構成であり、ヘッドレストフレーム１０を音響装置のフレームと捉えれば、ヘッドレスト１自体が音響装置となっている。

ヘッドレストフレーム１０は、本実施形態では、略コ字状に形成され、略垂直方向に延びる左右一対のヘッドレストステー１１，１２と、その上部間を接続する上部フレーム１３を有して構成される（図９参照）。ヘッドレストステー１１，１２は、シートバック部のバックフレームに左右に所定間隔をおいて支持された一対のガイド部（図示せず）のそれぞれに挿入され、適宜の高さとなるように位置調整可能となっている。また、ヘッドレストステー１１，１２の上部付近に、スピーカーユニット３１，３２を取り付けるための取り付けブラケット１４が固着されている。取り付けブラケット１４は、各ヘッドレストステー１１，１２側から前方中央寄りに傾斜する傾斜板部１４ａ，１４ｂをそれぞれ備え、該傾斜板部１４ａ，１４ｂに取付孔１４ｃ，１４ｄが開設されている。

ヘッドレストフレーム１０は、さらに、図８及び図９に示したように、取り付けブラケット１４を前面側から被覆すると共に、上部フレーム１３の上面を被覆することができる形状に成型された合成樹脂からなる補強フレーム１５を有している。補強フレーム１５は、取り付けブラケット１４の形状に合わせて成型され、両側部側に、それぞれ前方中央寄りに傾斜する傾斜板部１５ａ，１５ｂを有し、該傾斜板部１５ａ，１５ｂに取付孔１５ｃ，１５ｄが開設されている。

スピーカーユニット３１，３２は、上記した取り付けブラケット１４及び補強フレーム１５に形成された傾斜板部１４ａ，１４ｂ及び１５ａ，１５ｂに、それぞれ周縁部がねじ止めにより固定され、振動板３１ａ，３２ａが取付孔１４ｃ，１４ｄ及び１５ｃ，１５ｄから外部に臨むように配置されている。

クッション層４０は、本実施形態では、パッド４１、ビーズ発泡体４２及び三次元立体編物４３を備えて構成される。パッド４１は、上記した補強フレーム１５を取り囲むと共に、スピーカーユニット３１，３２の振動板３１ａ，３２ａに略対峙する位置である両側部に孔部４１ａ，４１ｂが形成されたウレタンフォームから構成されている。パッド４１は、図５及び図６に示したように、補強フレーム１５の前面側から一対のヘッドレストステー１１，１２の後側に掛け回されるような形状を有し、さらに、図４に示したように、補強フレーム１５の上面側も被覆する形状を有している。パッド４１は、所定の厚さを有し、所定のクッション性を備え、ヘッドレストフレーム１０への当たり感を軽減する機能を有している。

ビーズ発泡体４２は、図７及び図８に示したように、平面視で略コ字状に形成され、前面部４２１を挟んだ両側面部４２２，４２３に、それぞれ孔部４２２ａ，４２３ｂが形成されている。なお、上記したパッド４１には、図５及び図６に示したように、ビーズ発泡体４２の形状に沿うように段差部４１１が形成されており、この段差部４１１にビーズ発泡体４２の前面部４２１及び両側面部４２２，４２３を嵌め合わせて配置される。また、ビーズ発泡体４２の孔部４２２ａ，４２３ｂは、それぞれ、パッド４１の孔部４１ａ，４１ｂに連通するように形成される。

ビーズ発泡体４２としては、例えば、ポリスチレン、ポリプロピレン及びポリエチレンのいずれか少なくとも一つを含む樹脂のビーズ法による発泡成形体が用いることができる。ビーズ発泡体４２は、個々の微細なビーズを構成している発泡により形成された球状の樹脂膜の特性により、スピーカーユニット３１，３２の出力音による音振動を膜振動として伝播する。発泡倍率は限定されるものではないが、２５〜５０倍程度のものが好ましい。ビーズの有する柔らかな弾性により、頭部を弾性的に支持する十分なクッション性も有している。

三次元立体編物４３は、前面部４３１、側面部４３２，４３３、上面部４３４、背面部４３５、底面部４３６を有し、前面部４３１及び側面部４３２，４３３が、ビーズ発泡体４２の前面部４２１及び側面部４２２，４２３を被覆し、上面部４３４及び背面部４３５がパッド４１を被覆するような形状で形成されている。そして、ビーズ発泡体４２及びパッド４１を被覆した後、底面部４３６の端部と背面部４３５の端部とを係合部材４３７を介して係合する。三次元立体編物４３は、このようにしてビーズ発泡体４２及びパッド４１の周囲を被覆するが、ビーズ発泡体４２及びパッド４１を合わせた外周よりも若干きつめの内周となるように形成され、被覆配設した際に張力が生じるようにする。

また、側面部４３２，４３３が、ビーズ発泡体４２の孔部４２２ａ，４２３ｂに略対峙するように配置するが、それにより、スピーカーユニット３１，３２に略対峙する位置に三次元立体編物４３の該側面部４３２，４３３が面方向に張力を付与された状態で設けられることになる。

ここで、三次元立体編物４３は、互いに離間して配置された一対のグランド編地同士を連結糸で結合することにより形成されている。各グランド編地は、例えば、繊維を撚った糸から、ウェール方向及びコース方向のいずれの方向にも連続したフラットな編地組織（細目）に形成したり、ハニカム状（六角形）のメッシュを有する編地組織に形成したりすることができる。連結糸は、一方のグランド編地と他方のグランド編地とが所定の間隔を保持するように、三次元立体編物４３に所定の剛性を付与している。従って、面方向に張力が付与されることにより、三次元立体編物４３を構成する対向するグランド編地の糸、あるいは、対向するグランド編地間を連結する連結糸を弦振動させることが可能となる。

それにより、スピーカーユニット３１，３２の出力音による音振動によって弦振動が生じ、三次元立体編物４３の面方向に伝播され、この三次元立体編物４３から前方に放射される音波は、該三次元立体編物４３を面音源とする音波となる。すなわち、三次元立体編物４３は、スピーカーユニット３１，３２の出力音を点音源とするとより広い面積の面音源からの音波に変換して外部に放射する機能を果たす。三次元立体編物４３に張力が付与されない場合には、連結糸は弛んだ状態となり、スピーカーユニット３１，３２の出力音によっては振動せずに単に編目を通じて音を前方に透過するだけとなる。三次元立体編物４３に付与する張力は、三次元立体編物４３を構成する連結糸の密度等によって任意に調整可能であるが、いずれにしても面方向に何らの張力も与えない状態に対して、２０％以下の範囲で、好ましくは１〜１５％の範囲で、さらに好ましくは３〜１０％の範囲で伸ばして張力を付与して配設することが好ましい。

一方、三次元立体編物４３は、頭部を弾性的に支持する機能も果たすものである。すなわち、荷重を、各グランド編地を構成する編目の変形と復元力、連結糸の変形（倒れ及び座屈）、並びに、変形した連結糸にバネ特性を付与する隣接した連結糸の復元力によって支持するものである。従って、連結糸は、このような機能を好適に発揮できる必要もあり、太さ１６７〜１１１０デシテックスの範囲のものを用いることが好ましい。太さが１６７デシテックスを下回ると腰の強さが得られにくくなり、１１１０デシテックスを上回る場合には、硬くなり過ぎて適度な弾性を得ることが困難となる。

グランド編地を形成する糸又は連結糸の素材としては、種々のものを用いることができるが、例えば、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、レーヨン等の合成繊維や再生繊維、ウール、絹、綿等の天然繊維が挙げられる。上記素材は単独で用いてもよいし、これらを任意に併用することもできる。好ましくは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などに代表される熱可塑性ポリエステル系繊維、ナイロン６、ナイロン６６などに代表されるポリアミド系繊維、ポリエチレン、ポリプロピレンなどに代表されるポリオレフィン系繊維、あるいはこれらの繊維を２種類以上組み合わせたものである。また、グランド糸又は連結糸の糸形状も限定されるものではなく、丸断面糸、異形断面糸、中空糸等のいずれでもよい。さらに、カーボン糸、金属糸等を使用することもできる。

なお、三次元立体編物４３の上記した弦振動を利用した面音源への変換機能は、三次元立体編物４３の厚さ、グランド編地の編地組織、連結糸のグランド編地への編み込み方、グランド編地を形成する糸や連結糸の太さや素材等によって種々の特性の音（音圧、音質等）にすることができる。従って、使用する三次元立体編物４３を選択して、低音域を重視したもの、中音域を重視したもの、高音域を重視したもの、あるいはノイズや特定音域のフィルター機能を重視したものなどを製作できる。

また、三次元立体編物４３に、他の二次元若しくは三次元の編物・織布若しくは不織布を含む布帛、合成皮革、本革、合成樹脂フィルム又はビーズ発泡体のうちの少なくとも一つを組み合わせることにより、例えば、これらを三次元立体編物４３に積層したり、あるいは、面方向に連結して用いたりすることにより、種々の音響特性のヘッドレスト１を提供できる。

本実施形態によれば、スピーカーユニット３１，３２の出力音は、パッド４１の孔部４１ａ，４１ｂ及びビーズ発泡体４２の孔部４２２ａ，４２３ｂを通じて三次元立体編物４３の側面部４３２，４３３に入射される。三次元立体編物４３は、上記のように所定の張力を付与されて設けられているため、出力音の音振動によって連結糸及びグランド編地を構成する糸が弦振動し、それらが面方向に伝播される。その結果、三次元立体編物４３からは、該三次元立体編物４３を面音源とした音波として放射される。従って、ヘッドレスト１という制限された大きさの物であっても、簡易な構造で、面音源の音響特性を備えた音響装置として構成することができる。

また、本実施形態のクッション層４０は、三次元立体編物４３にビーズ発泡体４２が積層されている。ビーズ発泡体４２は、上記のように膜振動を生じるため、三次元立体編物４３の側面部４３２，４３３に入射された出力音は、三次元立体編物４３の前面部４３１側に伝播されると共に、ビーズ発泡体４２にビーズのセルの共鳴により空気振動が生じ、このビーズ発泡体４２も面音源を生成する機能を果たす。従って、三次元立体編物４３だけを用いる場合とは異なる音響特性が得られる。

さらに、ビーズ発泡体４２に孔部４２２ａ，４２３ｂが形成され、この孔部４２２ａ，４２３ｂを被覆して三次元立体編物４３が張設されており、スピーカーユニット３１，３２の出力音によって、ビーズ発泡体４２の膜振動と三次元立体編物４３の弦振動が生じると、孔部４２２ａ，４２３ｂ内では空気振動が生じ、該出力音と共鳴する。その結果、コンパクトな構造でありながら、共鳴により、より音圧レベルの高い面音源の音波を伝播させることができる。従って、本実施形態では、ビーズ発泡体４２、孔部４２２ａ，４２３ｂ及び三次元立体編物４３によって共鳴部が形成されている。

なお、クッション層４０から面音源として音を伝播させる際、例えば、乗物用シートに着座している人の側頭部付近で音が伝播され、後頭部に直接音が伝播されないように調整したい場合がある。その際、後頭部に対応する位置に音の非伝播部を設ける必要があるが、本実施形態のように、クッション層４０として三次元立体編物４３を用いると、後頭部に対応する位置において、三次元立体編物４３のグランド編地同士が近接するような加工、例えば、両者を振動溶着等により溶着したり、縫い合わせたりする加工を施すだけで、連結糸等の弦振動が生じなくなり、音の非伝播部４５を容易に設定することができる（図１０参照）。

（三次元立体編物の音の拡散特性に関する試験）
三次元立体編物をスピーカーの前方に配置した場合の音の拡散特性についての試験を行った。
試験は、図１１に示したように、外径７０ｍｍ、コーンの直径４０ｍｍ、振動板の直径２５ｍｍのスピーカー（音源）の前方１０ｍｍの位置に三次元立体編物を配置し、音源からの離間距離３０ｍｍの位置であって、音源正面、音源正面の中心位置からそれぞれ３００ｍｍ離間した音源右側と音源左側の位置にそれぞれ騒音計（RION（株）製NL-14）を配置し、図１１の音源付近のａ位置で測定した基準音に対する音源正面・右側・左側の各測定音の伝達率を算出した。サンプリング周波数は８０００Ｈｚとした。

三次元立体編物として、次の３種類をそれぞれ単独で用いて行った。
[試料１] 製品番号：４９０１３Ｄ（住江織物（株）製）、厚さ１０ｍｍ
材質：
表側のグランド編地・・・４５０デシテックス／１０８ｆのポリエチレンテレフタレート繊維仮撚加工糸の２本の撚り糸
裏側のグランド編地・・・４５０デシテックス／１０８ｆのポリエチレンテレフタレート繊維仮撚加工糸の２本の撚り糸
連結糸・・・・・・・・・３５０デシテックス／１ｆのポリトリメチレンテレフタレートモノフィラメント
[試料２]製品番号：ＡＫＥ７００４２（旭化成（株）製）、厚さ７ｍｍ
[試料３]製品番号：Ｔ２８０１９Ｃ８Ｇ（旭化成（株）製）、厚さ７ｍｍ
また、比較例として、三次元立体編物を配置しない場合（「ネット無」）について、上記と同じ位置にセンサを配置して基準音に対する各測定音の伝達率を求めた。
結果を図１２〜図１５に示す。

図１２は比較例の「ネット無」の測定結果であり、図１３は試料１の製品番号「４９０１３Ｄ」の三次元立体編物を配置した場合の測定結果であり、図１４は試料２の製品番号「ＡＫＥ７００４２」の三次元立体編物を配置した場合の測定結果であり、図１５は試料３の製品番号「Ｔ２８０１９Ｃ８Ｇ」の三次元立体編物を配置した場合の測定結果である。また、図１２〜図１５の各図において、（ａ）が「音源左側」の測定音の伝達率、（ｂ）が「音源正面」の測定音の伝達率、（ｃ）が「音源右側」の測定音の伝達率である。

まず、図１２の比較例の場合、音源正面の伝達率と比較し、音源左側及び右側の伝達率が低い。
これに対し、図１３の試料１は、比較例と比較して、音源正面では三次元立体編物によって減衰され伝達率が低下しているが、音源左側では３５００〜３６００Ｈｚ付近、音源右側では２９００〜４０００Ｈｚ付近の伝達率が上昇している。
図１４の試料２では、比較例と比較して、音源正面及び音源左側は３０００Ｈｚ以下、音源右側は２５００Ｈｚ以下の帯域では伝達率が低下しているかほぼ同じとなっている。しかし、音源正面及び音源左側は３０００〜４０００Ｈｚ付近、特に３０００〜３５００Ｈｚ付近の伝達率が上昇している。音源右側の場合には、２５００〜３５００Ｈｚ付近で伝達率が上昇している。
図１５の試料３では、比較例と比較して、音源正面は全ての帯域で伝達率が減衰しているが、音源左側及び音源右側では、３０００〜４０００Ｈｚ付近で伝達率が上昇している。

上記試験結果から、三次元立体編物を介在させない場合には、図１６（ａ）のように音に指向性があるが、三次元立体編物を介在させると、図１６（ｂ）のように音が三次元立体編物のグランド編地の糸や連結糸を共鳴により振動させ、面方向に広がって拡散され、特に、音源左側及び音源右側において音の増幅効果が得られていることがわかる。その一方、試料１〜試料３の各三次元立体編物の音の拡散状況は一様ではないため、いずれを採用するか、あるいはこれらの積層の仕方等によって、種々の音響特性が得られることもわかる。

（素材の違いによる音響効果の試験）
三次元立体編物を構成するグランド編地の糸や連結糸の素材の違いによる音響特性の違いを調べた。試験は、図１７に示したように、ナイロン、フロロカーボン（ポリフッ化ビニリデン）、ポリエチレン（ＰＥ）の１ｍの糸（いずれも糸径０．２３４ｍｍ（２号））の各端部を、コップの裏面に固定し、一方のコップ内にスピーカーを配置し、ホワイトノイズ（０〜２２０５０Ｈｚ）、５０Ｈｚの単一周波数の音、１００Ｈｚの単一周波数の音を出力させ、他方のコップの開口端縁からＬｍｍ（−４０ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍ）の測定位置に騒音計を配置して音圧レベルの変化を測定した。なお、３つの糸の中では、ナイロンの弾性が最も低く、ポリエチレンの弾性が最も高い。

試験は、スピーカーから出力される音の音圧を８０ｄＢに設定し、それぞれの音をスピーカーから２５秒間流して測定した。なお、比較のため、２つのコップ間に糸を張らない場合の各測定位置における音圧も測定した（図において「糸なし」と表示）。図１８は、それぞれ測定位置における２５秒間の平均の音圧を示している。

図１８から明らかなように、ホワイトノイズ（０〜２２０５０Ｈｚ）、５０Ｈｚの単一周波数の音、１００Ｈｚの単一周波数の音のいずれも、音圧レベルは、ポリエチレンが最も高かった。フロロカーボン、ナイロンはほぼ同程度であったが、フロロカーボンの方が高い傾向にあった。「糸なし」は、糸を張った場合よりも減衰が大きかったが、Ｌ＝１００ｍｍの測定位置では、フロロカーボン、ナイロンと比較して顕著な差がなく、Ｌ＝１００ｍｍの測定位置では、糸を伝わる音ではなく、周囲の音の影響を受けていると考えられる。

また、ポリエチレン、フロロカーボン、ナイロンのいずれの糸も、Ｌ＝−４０ｍｍの測定位置の音圧レベルが最も高く、次いで、Ｌ＝５０ｍｍ、Ｌ＝１００ｍｍと、コップからの離間距離が増すに従って音圧レベルは低下していた。

以上のことから、糸の種類により音の伝達特性が異なり、三次元立体編物で使用する糸の材質の選択によって、様々な音響特性が得られることがわかる。

（三次元立体編物の密度の違いによる音の拡散特性に関する試験）
密度及び編組織の異なる３種類の三次元立体編物について、図１１と同様の試験を行った。試料は、３種類のうち最も密度の高い上記の試料１（密度：１０６７ｇ／ｍ^２）と、３種類のうち最も密度の低い試料４（密度：３２５ｇ／ｍ^２）と、試料１及び試料４の中間の密度の試料５（密度：４９２ｇ／ｍ^２）である。

試料４及び試料５のその他の特性は次のとおりである。
[試料４]製品番号：４９０１１Ｄ（住江織物（株）製）、厚さ１０ｍｍ
材質：
グランド編地（縦糸）・・・６００デシテックス／１９２ｆのポリエチレンテレフタレート繊維仮撚加工糸
グランド編地（横糸）・・・３００デシテックス／７２ｆのポリエチレンテレフタレート繊維仮撚加工糸
連結糸・・・・・・・・・８００デシテックス／１ｆのポリエチレンテレフタレートモノフィラメント
[試料５]製品番号：ＡＫＴ６５７２０（旭化成（株）製）、厚さ１０ｍｍ
また、比較例として、三次元立体編物を配置しない場合（「ネット無」）について、上記と同じ位置にセンサを配置して基準音に対する各測定音の伝達率を求めた。
結果を図１９〜図２２に示す。

図１９は比較例の「ネット無」の測定結果であり、図２０は試料４の製品番号「４９０１１Ｄ」の三次元立体編物を配置した場合の測定結果であり、図２１は試料５の製品番号「ＡＫＴ６５７２０」の三次元立体編物を配置した場合の測定結果であり、図２２は試料１の製品番号「４９０１３Ｄ」の三次元立体編物を配置した場合の測定結果である。また、図１９〜図２２の各図において、（ａ）が「音源左側」の測定音の伝達率、（ｂ）が「音源正面」の測定音の伝達率、（ｃ）が「音源右側」の測定音の伝達率である。また、各図中には音圧を併せて表示している。

まず、図１９の比較例の場合、音源正面の伝達率及び音圧と比較し、音源の指向性により、音源左側及び右側の伝達率及び音圧は共に低い。図２０の試料４は、音源正面では３０００〜４０００Ｈｚにおいて減衰により伝達率が比較例よりも低下し、さらに、音源左側及び右側のいずれも伝達率の上昇は確認できなかった。

これに対し、図２１及び図２２の試料５及び試料１は、比較例と比較して、音源正面では三次元立体編物によって減衰され伝達率が低下しているが、音源左側及び右側では、全体に伝達率が上昇しており、特に３０００〜４０００Ｈｚの伝達率が上昇している。また、試料５と試料１を比較した場合、試料１の方が３０００〜４０００Ｈｚの伝達率の上昇が顕著であった。

上記試験結果から、三次元立体編物を用いても、試料４程度の密度の低い場合には、固体音伝達特性による音の拡散が起きにくく、音の面方向の伝播には、密度が高い方が好ましいことがわかった。

（三次元立体編物の共鳴特性に関する試験）
大きさ１５０ｍｍ×６０ｍｍ×１０ｍｍの三次元立体編物（試料１）を加振機の加振台上に載置し、三次元立体編物の上面に加速度センサーを配置し、０〜３０Ｈｚで加振し、三次元立体編物自体が振動することによって発生する振動エネルギーに対する固有振動数を求めた。図２３（ａ）がその周波数解析結果を示す。
また、空中を伝播する音響エネルギーに対する固有振動数も求めた。これは、図１１に示した位置関係で音源、三次元立体編物、騒音計を配置し、音源からホワイトノイズ（０〜２２０５０Ｈｚ）を出力して三次元立体編物を透過した音響の周波数特性を求めた。図２３（ｂ）がその結果を示す。

図２３（ａ）の振動に対する周波数解析結果では、固有振動数は２０Ｈｚに現れた。また、図２３（ｂ）の音響の周波数特性から３０００Ｈｚ付近に共鳴現象があり、空気を伝播する固有振動数は８８０Ｈｚであることがわかった。すなわち、三次元立体編物を運動させると２０Ｈｚで固有振動数が出現するが、音を固体伝達させると８８０Ｈｚに固有振動数が出現し、３０００Ｈｚ〜４０００Ｈｚにおける高調波成分で共鳴現象が生じて伝達率が上昇する。

なお、上記した説明ではヘッドレストに音響装置を組み込んでいるが、本発明の音響装置は、三次元立体編物自体が面音源として機能するため、三次元立体編物をクッション層として適用できるシートや寝具といった人体支持手段に組み込む音響装置として適している。但し、三次元立体編物自体が面音源として機能するため、狭い領域に用いるのに適し、特に、音響装置付きのヘッドレストとして好適である。

１ ヘッドレスト
１０ ヘッドレストフレーム
１１，１２ ヘッドレストステー
３１，３２ スピーカーユニット
４０ クッション層
４１ パッド
４２ ビーズ発泡体
４３ 三次元立体編物

Claims (7)

1. スピーカーユニットと、
   前記スピーカーユニットに略対峙する位置に形成された孔部を有する所定の面積の板状のビーズ発泡体と、
   前記スピーカーユニットに略対峙するように前記孔部に対応する位置に、面方向に張力をかけて設けらた三次元立体編物と
   を含んでなり、
   前記ビーズ発泡体、前記孔部及び前記三次元立体編物が、前記孔部内空気を振動させることにより前記スピーカーユニットの出力音を共鳴させる共鳴部となっていると共に、前記スピーカーユニットの出力音を、前記三次元立体編物を構成する一対のグランド編地を構成する糸の振動、及び、前記グランド編地間を往復する連結糸の振動により、面音源の音波に変換して外部に伝播させる音響装置。
2. 前記三次元立体編物は、２０％以下の範囲で面方向に伸ばして張設される請求項１記載の音響装置。
3. 前記三次元立体編物に、前記面音源の音波を伝播させない非伝播部が形成されている請求項１又は２記載の音響装置。
4. 前記非伝播部は、前記三次元立体編物を構成する一対のグランド編地同士を近接させる加工によって形成されている請求項３記載の音響装置。
5. 前記三次元立体編物が、人体のいずれかの部位を弾性的に支持するクッション層としての機能を併有し、人体支持手段の一部として用いられる請求項１〜４のいずれか１に記載の音響装置。
6. 請求項１〜４のいずれか１に記載の音響装置が組み込まれているヘッドレスト。
7. 前記三次元立体編物が、頭部を弾性的に支持するクッション層としての機能を併有する請求項６記載のヘッドレスト。