JP6908320B1 - 吸音構造体及び吸音壁 - Google Patents
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Abstract
Description
(1−1)吸音構造体の構成
吸音構造体の構成について説明する。図1は、第1の実施形態の吸音構造体を示す斜視図である。図2は、第1の実施形態の吸音構造体を示すDW断面図である。吸音構造体10は、吸音構造体10に向かって進む音波のエネルギーを吸収して反射音及び透過音の音圧を低減する吸音効果を有する、特定の構造を備えた部材である。
穿孔板は、複数の貫通孔を有する平板状の部材である。穿孔板は、例えば、多孔質樹脂、多孔質金属、多孔質ポリマー、および不織布の少なくとも1つを含み得る。
・穿孔板のHW平面(すなわち、音波の入射面)の面積
・穿孔板の厚さ(D方向の寸法)
・孔の径
・穿孔板のHW平面に占める孔の面積の割合(以下「孔の占有率」という)
・孔の形状
・孔の数
・孔どうしの間隔
具体的なパラメータとして、例えば、吸音構造体10のH方向、D方向及びW方向の長さがそれぞれ3cm〜10cmであり、穿孔板の厚さが0.5mm〜3mmである場合に、穿孔板に存在する孔の径を0.3mm〜2mmに設定する。そして穿孔板における孔の数などのその他のパラメータを適切に設定することで、人の会話に含まれる音の主成分である400Hz〜1500Hzの音を効率的に吸音する(音圧を低減する)ことができる。この場合、吸音構造体10による400Hz以上1500Hz以下の音の平均吸音率は、吸音構造体10による他の周波数帯(400Hzより低い周波数帯及び1500Hzより高い周波数帯)の音の平均吸音率よりも高くなる。また、導波管の形状及び孔パラメータの少なくとも何れかを調整することで、吸音構造体10の吸音特性を変化させることができる。例えば、1000Hz以上4000Hz以下の音を効率的に吸音するように吸音構造体10を設計することもできるし、200Hz以上2500Hz以下の音を効率的に吸音するように吸音構造体10を設計することもできる。
吸音構造体10が有する複数の導波管に異なる吸音特性を持たせることで、吸音構造体10全体として、広い帯域の音波を吸音することができる。なお、各導波管が吸音する音波の周波数帯域は、互いに重ならないように設定されていてもよいし、一部が重複するように設定されていてもよい。また、吸音スペクトルのQ値を下げて、特定の周波数の近傍の周波数帯における吸音効果を強くしたい場合などには、複数の導波管に同じ吸音特性を持たせてもよい。
第1の実施形態の概要について説明する。図3は、第1の実施形態の吸音構造体を用いた防音壁(吸音壁ともいう。)を示す図である。図4は、第1の実施形態の概要の説明図である。
(2−1)吸音構造体の構成
吸音構造体の構成について説明する。図5は、第2の実施形態の吸音構造体を示す斜視図である。図6は、第2の実施形態の吸音構造体を示すDW断面図である。
穿孔板は、複数の孔を有する平板状の部材である。穿孔板は、例えば、多孔質樹脂、多孔質金属、多孔質ポリマー、および不織布の少なくとも1つを含み得る。各導波管の吸音率特性は、当該導波管の備える穿孔板の孔パラメータによって決まる。
第1の実施形態において説明した防音壁1に含まれる吸音構造体10の一部または全部が、第2の実施形態の吸音構造体20によって置き換え可能である。すなわち、吸音構造体20は、防音壁1に応用可能である。
本実施形態の変形例について説明する。
変形例1について説明する。変形例1は、スライド可能な反射板を用いて、導波管の延在方向の長さを可変(調節可能)とする例である。
第2の側壁32bは、第1の実施形態の第2の側壁12bと同一である。
第2の閉口端32cは、第1の実施形態の第2の閉口端12cと同一である。
変形例2について説明する。変形例2は、着脱可能な反射板を用いて、導波管の延在方向の長さを可変とする例である。
第2の閉口端42cは、第1の実施形態の第2の閉口端12cと同一である。
変形例3について説明する。変形例3は、複数の導波管を備える立体部材に穿孔板を着脱可能に構成した例である。
変形例4について説明する。変形例4は、変形例3とは異なる方法で、複数の導波管を備える立体部材に穿孔板を着脱可能に構成した例である。
変形例5について説明する。変形例5は、吸音構造体を複数のブロックに分割して構成する例である。
変形例6について説明する。変形例6は、吸音構造体が変形を抑制するためのリブを備えつつ、導波管の長さを保つ例である。
図13は、その他の変形例の吸音構造体を示すDW断面図である。図14は、その他の変形例の吸音構造体を示すDW断面図である。図15は、その他の変形例の吸音構造体を示すHW断面図である。図16は、その他の変形例の吸音構造体を示すDW断面図である。図17は、その他の変形例の吸音構造体を示すDW断面図である。
吸音構造体の応用例について説明する。図21は、本実施形態の吸音構造体を支持する支持ユニットの斜視図である。図22は、本実施形態の支持ユニットによる吸音構造体の支持の説明図である。
吸音壁の変形例について説明する。図23(a)は、吸音壁の変形例における吸音構造体の構造を示すDW断面図である。図23(b)は、吸音壁の変形例における複数の吸音構造体の組み方の説明図である。
実施形態で説明した事項を、以下に付記する。
第1の開口端(11a,21a)と、第1の閉口端(11c,21c)と、第1の開口端および第1の閉口端を接続する第1の側壁とを備える第1の導波管(11b,21b)と、
第2の開口端(12a,22a,32a,42a,52a)と、第2の閉口端(12c,22c,32c,42c,52c)と、第2の開口端および第2の閉口端を接続する第2の側壁(12b,22b,32b,42b,52b)と備える第2の導波管(12,22,32,42,52)と
を具備し、
第1の開口端には、音波が入射可能な複数の第1の孔を有する第1の穿孔板が設けられ、
第2の開口端には、音波が入射可能な複数の第2の孔を有する第2の穿孔板が設けられ、
第2の導波管の長さは、第1の導波管の長さよりも長く、
第2の導波管は、第2の側壁の少なくとも一部が第1の側壁と接するように配置され、
第2の側壁は、第2の開口端の法線と非平行に延出する部分を有する、
吸音構造体(10,20,30,40,50)
第2の側壁は、第1の直線に沿って延出する第1の部分と、第1の直線と交わる第2の直線に沿って延出する第2の部分とを含み、
第1の直線と第2の直線とがなす第1の角度が180度とは異なる、
付記1に記載の吸音構造体。
第1の角度が90度であって、
第1の直線は、第2の開口端の法線であって、
第2の直線は、第2の閉口端の法線である、
付記2に記載の吸音構造体。
第2の側壁は、第1の直線に沿って延出する第1の部分と、第1の直線と交わる第2の直線に沿って延出する第2の部分と、第2の直線と交わる第3の直線に沿って延出する第3の部分とを含み、
第1の直線と第2の直線とがなす第1の角度が180度とは異なり、
第2の直線と第3の直線とがなす第2の角度が180度とは異なる、
付記1に記載の吸音構造体。
第1の角度および第2の角度が90度であって、
第1の直線は、第2の開口端の法線であって、
第3の直線は、第2の閉口端の法線である、
付記4に記載の吸音構造体。
第2の側壁は、曲線に沿って延出する部分を含む、付記1に記載の吸音構造体。
第3の開口端(13a,23a)と、第3の閉口端(13c,23c)と、第3の開口端および第3の閉口端を接続する第3の側壁(13b,23b)と備える第3の導波管(13,23)をさらに具備し、
第3の開口端には、音波が入射可能な複数の第3の孔を有する第3の穿孔板が設けられ、
第3の導波管の長さは、第3の導波管の長さよりも長く、
第3の導波管は、第3の側壁の少なくとも一部が第2の側壁と接するように配置され、
第3の側壁は、第3の開口端の法線と非平行に延出する部分を有する、
付記1乃至付記6のいずれかに記載の吸音構造体。
第1の穿孔板の孔パラメータは、第2の穿孔板の孔パラメータと異なる、付記1乃至付記7のいずれかに記載の吸音構造体。
孔パラメータは、音波の入射面の面積、穿孔板の厚さ、孔の径、孔の占有率、および孔の形状の少なくとも1つを含む、
付記8のいずれかに記載の吸音構造身体。
第2の導波管内に設置され、音波を反射可能な反射板(32d)をさらに具備し、
反射板は、第2の開口端と第2の閉口端との間で第2の導波管内をスライド可能に構成され、
第2の導波管の長さは、第2の開口端から反射板の設置位置までの長さに制限される、
付記1乃至付記9のいずれかに記載の吸音構造体。
第2の側壁は、第2の開口端と第2の閉口端との間に、音波を反射可能な反射板(42e)を取り付け可能な溝(42f)を備え、
反射板の取り付け時に、第2の導波管の長さは、第2の開口端から反射板の設置位置までの長さに制限される、
付記1乃至付記10のいずれかに記載の吸音構造体。
第1の穿孔板は、第1の開口端に対して着脱可能に構成され、
第2の穿孔板(52g)は、第2の開口端に対して着脱可能に構成される、
付記1乃至付記11のいずれかに記載の吸音構造体。
第2の導波管は、第2の開口端が第1の開口端と接するように配置される、付記1乃至付記12のいずれかに記載の吸音構造体。
第1の開口端(21a)と、第1の開口端に接するように配置された第2の開口端(23a)と、第1の開口端および第2の開口端を接続する側壁(21bおよび23b)とを備える導波管(21および23)と、
側壁内に設置され、音波を反射可能な反射壁(21cおよび23c)と
を具備し、
第1の開口端には、音波が入射可能な複数の第1の孔を有する第1の穿孔板が設けられ、
第2の開口端には、音波が入射可能な複数の第2の孔を有する第2の穿孔板が設けられ、
側壁の内部空間は、第1の開口端から反射壁までの第1の空間と、第2の開口端から反射壁までの第2の空間とに分断され、
第2の開口端から反射壁までの長さは、第1の開口端から反射壁までの長さよりも長い、
吸音構造体。
10 :吸音構造体
11 :第1の導波管
12 :第2の導波管
13 :第3の導波管
20 :吸音構造体
21 :第1の導波管
22 :第2の導波管
23 :第3の導波管
30 :吸音構造体
32 :第2の導波管
40 :吸音構造体
42 :第2の導波管
50 :吸音構造体
52 :第2の導波管
Claims (18)
- 複数の貫通孔を有する穿孔面と、
前記穿孔面から前記穿孔面の法線方向と略平行な第1方向に延在する第1部分と、前記第1部分から前記穿孔面の法線方向と非平行な第2方向に延在する第2部分と、を有する第1空洞部であって、前記穿孔面の第1領域に存在する複数の貫通孔を介して前記第1空洞部の内部と外部との間で通気可能な前記第1空洞部と、
第2空洞部であって、前記穿孔面の前記第1領域と隣り合う第2領域に存在する複数の貫通孔を介して前記第2空洞部の内部と外部との間で通気可能な前記第2空洞部と、
を有する吸音構造体であって、
前記第1空洞部の前記第1方向における長さと、前記第1空洞部の前記第2方向における長さは、前記第1空洞部の前記第1方向及び前記第2方向に垂直な第3方向における長さよりも長い、吸音構造体。 - 前記第2方向は、前記穿孔面の法線方向と略垂直である、請求項1に記載の吸音構造体。
- 前記第1空洞部は、前記第2部分から前記穿孔面の法線方向と略平行に延在する第3部分を有する、請求項1又は請求項2に記載の吸音構造体。
- 前記第2空洞部は、前記穿孔面の法線方向と非平行に延在する部分を有する、請求項1から請求項3の何れか1項に記載の吸音構造体。
- 前記第2空洞部は、前記穿孔面から前記穿孔面の法線方向と略平行に延在する第4部分と、前記第4部分から前記穿孔面の法線方向と略垂直に延在する第5部分と、を有する、請求項1から請求項4の何れか1項に記載の吸音構造体。
- 前記第1空洞部と前記第2空洞部とは、前記穿孔面の法線方向から見て少なくとも一部が重なる、請求項1から請求項5の何れか1項に記載の吸音構造体。
- 前記第1空洞部と前記第2空洞部とは、互いに共振特性が異なる共振器として機能する、請求項1から請求項6の何れか1項に記載の吸音構造体。
- 前記穿孔面から前記穿孔面の法線方向と略平行に延在する第3空洞部であって、前記穿孔面の前記第2領域と隣り合う第3領域に存在する複数の貫通孔を介して前記第3空洞部の内部と外部との間で通気可能な前記第3空洞部を有する、請求項1から請求項7の何れか1項に記載の吸音構造体。
- 前記穿孔面の前記第1領域に存在する貫通孔の数及び孔径の少なくとも何れかは、前記穿孔面の前記第2領域に存在する貫通孔の数及び孔径と異なる、請求項1から請求項8の何れか1項に記載の吸音構造体。
- 前記穿孔面に存在する複数の貫通孔それぞれの孔径は0.3mm以上2mm以下である、請求項1から請求項9の何れか1項に記載の吸音構造体。
- 前記吸音構造体による400Hz以上1500Hz以下の音の平均吸音率は、前記吸音構造体による他の周波数帯の音の平均吸音率よりも高い、請求項1から請求項10の何れか1項に記載の吸音構造体。
- 前記吸音構造体は直方体であり、
前記穿孔面は前記直方体の一面に設けられ、
前記吸音構造体の内部は側壁により複数の空洞部に分割されている、
請求項1から請求項11の何れか1項に記載の吸音構造体。 - 前記吸音構造体は射出成型により形成される、請求項1から請求項12の何れか1項に記載の吸音構造体。
- 前記第1空洞部の延在方向の長さを調節する手段を有する、請求項1から請求項13の何れか1項に記載の吸音構造体。
- 前記穿孔面は、前記第1空洞部と前記第2空洞部とを備える立体部材に着脱可能な板状部材の面である、請求項1から請求項14の何れか1項に記載の吸音構造体。
- 前記吸音構造体の側壁にリブが設けられている、請求項1から請求項15の何れか1項に記載の吸音構造体。
- 請求項1から請求項16の何れか1項に記載の吸音構造体を複数有する吸音壁であって、
複数の前記吸音構造体が有する複数の前記穿孔面が互いに隣接して配置された、吸音壁。 - 請求項1から請求項16の何れか1項に記載の吸音構造体を複数有する吸音壁であって、
複数の前記吸音構造体が有する複数の前記穿孔面の法線方向が互いに略平行となるように、複数の前記吸音構造体を支持する支持部材を有する、吸音壁。
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