JPH07160268A

JPH07160268A - 音場調整装置

Info

Publication number: JPH07160268A
Application number: JP5279887A
Authority: JP
Inventors: Mitsumasa Yasuda; 光勝安田; Kyoji Fujiwara; 恭司藤原
Original assignee: YASUDA KENSETSU KK
Current assignee: YASUDA KENSETSU KK
Priority date: 1993-11-09
Filing date: 1993-11-09
Publication date: 1995-06-23
Anticipated expiration: 2013-03-30
Also published as: JP2733474B2

Abstract

(57)【要約】【目的】小型の装置でありながら、音を拡散させ、
低音の吸音効果のある装置を提供する。【構成】拡散形状を持つ表面パネル２と、この表面
パネル２の背後に併設された本体部３から成り、この本
体部３は表面パネル２の側方に一端が開口した多数の短
管８と、この短管８を収容し、前記表面パネル２の背後
に配列された、異なる体積を持つ室７により異なる数種
の共鳴周波数を有するように調節された音場調整装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はリスニングルームや音楽
室のような、比較的に小型の部屋の音響障害のない品質
の高い音響空間を実現できる音場調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】リスニングルームや音楽室のような比較
的小型の部屋、あるいは多数の人が会話する談話室やホ
ール、場合によっては酒場等においては響きを消すため
の音場調整手段が採用されている。音響傷害の多くは、
その室内で発生した音が吸収されずに残音となること、
そして障害の原因となる音が拡散されないか、あるいは
拡散の程度が少ない時に発生し、特に音楽や会話を不明
瞭にしている。

【０００３】この音響障害を解消するために障害の原因
となる音を吸収したり、音場を拡散させる方法が種々提
案されている。音響障害を除去したり、音場を拡散させ
るためには広い周波数帯域で音波を拡散させる拡散体が
必要である。この拡散体としては、断面が三角形の角錐
体やシリンダー形のものがある。また、吸音材と反射材
を交互に配置する分散配置方式やランダムな凹凸形状を
もつＱＲＤ格子を使用する方法がある。

【０００４】更に、部屋の用途に合わせて吸音特性の調
整を行う場合、多孔質材料や板状材料等を組み合わせて
設計されるが、低音域において十分な吸音作用を行うこ
とが重要である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】拡散体として角錐体を
使用する場合、低音域まで拡散するためにはその拡散体
は大きく、更に厚さが非常に大きな物を必要とするとい
う問題がある。例えば、側断面が三角形で偏平な角錐形
の拡散板としては、底辺の長さ〔ａ〕は、拡散する音の
波長〔λ〕との関係において、〔２／π・λ〕に等しい
か、あるいはそれ以上のものが必要である。この角錐の
高さ（あるいは厚さ）〔ｂ〕と底辺の長さ〔ａ〕との比
〔ｂ／ａ〕は、0.15に等しいかそれ以上の寸法のものが
必要である。

【０００６】具体的には、１００Ｈｚの音を拡散させる
ため使用する角錐形の拡散体の場合には、その底辺の長
さ〔ａ〕は約２ｍ、高さ〔ｂ〕は３０ｃｍもの大型のも
のが必要である。また、低音から高音まで一様に拡散さ
せるためには、大きさの違う種々の拡散体を使用しなけ
ればならず、これの製作と取付上各種の問題がある。こ
れらの拡散体は天井面や壁面の目に見える場所に取付け
られるものであるから、建築意匠に与える影響が大き
く、特に小規模の部屋には適用しにくいものであった。

【０００７】更に、部屋の用途に合わせて吸音特性の調
整を行う場合、多孔質材料や板状材料等を組み合わせた
ものを使用する方法において、低音域において十分な吸
音力を得るためには、一般には背後空気層として例え
ば、３００ｍｍ以上のものを確保した上で多孔質材料等
を取付けなければならず、部屋の有効寸法を著しく縮め
ることになる。

【０００８】特に小さな空間の場合には低音域の吸音が
不足すると、ブーミング等の音響傷害が発生し易くなる
という問題がある。このようなことから、室内の空間を
確保しようとすると前記背後空気層を薄くせざるを得な
く、従って低音域の制御が不完全になりがちであった。
本発明は、前記従来の音場調整方法の有する各種の問題
点を解消するために得られたものであって、その目的と
するところは、比較的小型でも低音域における優れた吸
音性能と中高音域の散乱ができる音場調整装置を提供す
るものである。

【０００９】更に、施工が容易であるとともに意匠的に
優れた音場調整装置を提供することにある。更に別の目
的とするところは、背後に空気層を必要とせず、比較的
小さな部屋にもその室内空間を減少することなく使用で
きる音場調整装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明に係る音場調整装置は、拡散形状を持つ表面パ
ネルと、この表面パネルの背後に併設された本体部から
成り、この本体部は表面パネルの側方に一端が開口した
多数の短管と、この短管を収容し、前記表面パネルの背
後に配列された、異なる体積を持つ室を有し、異なる数
種の共鳴周波数に調節して構成されている。

【００１１】そして好ましくは、前記短管の入口部に多
孔板からなる流抵抗板を設けることによって複数の周波
数に幅を持たせて吸音するように構成されている。表面
パネルは到来する音を拡散する機能を持つことが必要で
あるが、具体的には角錐形、円錐形や円筒状、球冠形状
等、音場調整装置を設ける平面に対して凹凸形状の音の
反射面が形成されることが必要である。この音の拡散は
１個の音場調整装置で行なわれるよりも、複数の装置を
配置した際に合成された面として拡散機能を持つように
するのが良い。

【００１２】この表面パネルの背後の空間部に共鳴室が
形成されている。この共鳴室は複数の周波数の音に対し
て共鳴するものであり、このために空間は複数の小室の
集合体として形成されており、この小室は異なる体積を
持たせることによって異なる共鳴周波数を持つ室で構成
されている。この室は、好ましくは１／３オクターブ程
度の間隔で４〜５個の共鳴周波数を持つように本体部の
内部を仕切り、表面パネルの周縁部近傍にこの室のネッ
ク部を形成する短管を配列したものである。この室の周
波数は５０〜１２５Ｈｚの範囲のものが選定される。音
場調整装置は、通常は天井面に取付けられて使用される
ものであり、使用される部屋に合わせて角錐形や円錐形
等の拡散形状に形成したものが使用される。

【００１３】

【実施例】次に、図面を参照して本発明の実施例を
説明する。図１は音場調整装置の側面図、図２はその内
部構造を示す正面図、図３は内部構造の一部を拡大して
示す平断面図である。１は音場調整装置であって、表面
パネル２とこの表面パネル２によって開口面を閉止した
本体部３とから構成されている。そしてこの本体部３
は、基板４（底板）の表面の周囲を側壁５で囲って角形
の箱状に形成し、この側壁５に複数の開口６を設けてい
る。

【００１４】図２に示すように四角形に囲んで形成され
た側壁５の内部は縦横方向の仕切板９ａと斜め方向の仕
切板９ｂを配置し、更に隅部に仕切板９ｃを配置して複
数の室７を形成している。この実施例では、ａ，ｂ，
ｃ，ｄからなる４個の共振周波数のそれぞれ異なる室７
を１群として本体部３の内部を４等分して配置されてい
る。

【００１５】これらの各室７には、開口６を一端として
内部に短管８を突出して設けてヘルムホルツ型共鳴器を
構成しており、この短管８によって気体ピストンを形成
するためのネックを形成している。本体部３を構成する
基板４と側壁５とは別体として形成することができる
が、大量生産する場合には鉄板等の金属板をプレス加工
して容器状の本体部３を形成することができる。また、
合成樹脂成形品によって音場調整装置１を構成する場合
は少なくとも基板４と側壁５と仕切板９ａ，９ｂ，９ｃ
を一体的に成形し、側壁５に短管８を取付け、更にこの
ように構成された本体部３の開口部を表面パネル２で閉
止するように構成することができる。勿論、側壁５と共
に短管８を一体的に成形できる場合にはこれを行えば良
いが、実際には金型が複雑になるので短管８は別物とし
て側壁５に取付けるのが製造工程上から有利である。

【００１６】前記短管８は、例えば直径がｄ、長さが
ｈ、断面積がＳの共鳴器のネックを形成するものであっ
て、各室ａ，ｂ，ｃ，ｄにおいて異なる長さのものを
採用して異なる周波数の音を共鳴させるようにしてい
る。今、室７、即ち拡散体の内部の容積をＶ，共鳴周波
数をｆ_r，そして開口端補正値を０．８ｄとすると、容
積Ｖの関係は次の式の通り通りとなる。

【００１７】ｆ_r＝５４・６７〔Ｓ／Ｖ（ｈ＋０．８ｄ）〕^1/2 リスニングルームや音楽室のような比較的小さな部屋に
本発明の音場調整装置を適用する場合の前記室７（ａ，
ｂ，ｃ，ｄ）は、５０〜１２５Ｈｚ程度の範囲の共振周
波数を持つように設計されている。そして１／３オクタ
ーブ程度の間隔で４〜５個程度の共鳴周波数を持つよう
に設計する。なお、室７は、四角形の音場調整装置の場
合には、１つの壁面５に対して複数種類の共鳴周波数を
持つように短管８の一端を開口しておくのが良い。

【００１８】５０〜１２５Ｈｚ程度の共鳴周波数を持つ
ように室を形成することは、前記用途の室の音場の調整
に適したものである。この周波数の音場調整装置の実際
の寸法は、縦・横が６００〜１０００ｍｍ程度、厚さ
（最も高い部分）が１００ｍｍ〜２５０ｍｍ程度であ
る。このように構成された室７は、例えばｂ室の共鳴周
波数が１２０Ｈｚ、ｃ室の共鳴周波数が６２Ｈｚ、ａ室
の共鳴周波数が９７Ｈｚ、ｄ室の共鳴周波数が７８Ｈｚ
であるように設計することができる。室７を構成する仕
切板９の位置や短管８の太さと長さは、部屋の寸法や内
装仕様により、室内の平均吸音率やモードを考慮して行
うと良い。

【００１９】表面パネル２と本体３の製作には、各種の
材料を使用することができるが、ボード、合成樹脂板、
合成樹脂の一体成形品、木質板、金属板、表面に植毛加
工した金属板、有孔金属板、有孔合成樹脂板等の構造材
料を使用することができる。そして表面パネル２と本体
３とは一体的に形成することも可能であるが、通常は分
離可能に形成しておくことによって取付が容易になると
共に、共鳴室７の特性の調整を容易にできるように構成
しておくのが良い。

【００２０】表面パネル２の表面形状としては角錐形や
円錐形、球冠形状やカマボコ形、半球形状など中央部が
凸形に形成されたものを使用するのが良いが、場合によ
っては適宜な断面形状に凹形として複数の音場調整装置
を天井等に配置した場合に、天井面全体として音を拡散
する機能を持つものであれば良い。短管８の開口部に整
流板を設けない場合は吸音率は各室ａ，ｂ，ｃ及びｄの
共鳴周波数にあった周波数を極端に吸収するが、それ以
外の周波数の吸音率が低いという問題がある。

【００２１】そこで図３に拡大して示すように側壁５の
表面に対向してスペーサー１０を介して間Ｓを持たせて
流抵抗板１１をビス１２で側壁５の表面に取付ける。こ
の流抵抗板１１は、多数の小孔１３を開口したパンチン
グメタルで構成されており、その表面に植毛１４をして
装飾的な効果と吸音効果とを与えている。なお、このパ
ンチングメタルは短端８の内径より遙かに小さな直径の
孔を多数あけたものであって、その開口率は４０〜４５
％程度のものが適している。

【００２２】前記のように構成された音場調整装置１
は、音場の調整を必要とする室内の天井部分にあたかも
照明を取付けるような状態で（基板４を天井面にビス止
めすることによって音場調整装置を天井面に固定する）
所定の位置に取付ける。また、この実施例の音場調整装
置１は、照明装置としてのデザインを有しており、表面
パネルを合成樹脂によって成形し、本体部３の内部に仕
切壁９や短管８の代わりに照明器具を設けることによっ
て多数の音場調整装置１の幾つかを照明装置として利用
することができる。

【００２３】また、角錐面を持つ表面パネル２の傾斜表
面の内、１つの表面のみ、１つの表面と対角線上にある
表面、更に全表面を反射性のある加工ものにしたり、植
毛して吸音性のあるものにしたりすることができる。更
に、４つの表面の内の１つに照明器具を設けて非常用の
照明として利用することも可能である。

【００２４】前記実施例においては正面視で正方形のデ
ザインのものにしたが、これに限定されるものではな
く、矩形状のもの、半球形状のもの、カマボコ形のもの
等、適用する部屋の音響の状態とデザイン等を考慮し各
種のものを使用することができる。図４は前記実施例に
使用した音場調整装置１の周波数とその吸音率（定在波
法による吸音率）を示す図である。また、図６は周波数
と残響時間との関係を示す図である。

【００２５】図４から明らかなように、曲線イに示す
ａ，ｂ，ｃ，ｄの各室７における共鳴周波数に対応して
吸音率が急に増加（吸音率が６０〜９０％）している
が、これを外れた周波数においては吸音率があまり高く
なっていないことが分かる。一方、曲線ロは図３に示す
ように開口６の前面に流抵抗板１１を間隙Ｓをあけて設
けたもののデータを示しており、曲線イに比較して滑ら
かな吸音率を示している。

【００２６】また、図６から判明することは、本発明の
音場調整装置１を使用した場合Ｐと使用しない場合Ｎと
を比較すると、１３０Ｈｚ以下の周波数の場合は使用し
た方が残響時間が短かく、フラットな特性となってい
る。このように、本発明の音場調整装置を最も効率的に
作用させる場合は、短管８の入口部の開口６を外部に直
接に開口するのではなく、多孔板からなる流抵抗板１１
を側壁５の表面から僅かに間隙Ｓを置いて取付けること
によって複数の周波数の音をフラットな形で吸音するこ
とができる。従って、開口６の前面に流抵抗板１１を設
けた装置を使用することによってより効果的に音場を調
整することができるのである。

【００２７】前記実施例から明らかなように、本発明の
音場調整装置を天井面に使用した部屋（音楽ホール）
は、不要な音を効率的に吸音しながら拡散させ、更に残
響がすくなく、聴感的にも非常にスッキリとした音質が
実現できている。なお、表面パネルは前記実施例のよう
に中央部が突出した角錐形あるいは円錐形のものが最も
デザイン的にも優れているが、複数の音場調整装置を配
列して使用する場合には、全体として音の拡散が実現で
きれば良いので、中央部が凹状に形成されたものであっ
ても使用することができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明に係る音場調整装置は、拡散形状
を持つ表面パネルと、この表面パネルの背後に併設され
た本体部から成り、この本体部は表面パネルの側方に一
端が開口した多数の短管と、この短管を収容し、前記表
面パネルの背後に配列された、異なる体積を持つ室を有
し、異なる数種の共鳴周波数に調節されており、次の効
果を奏することができる。

【００２９】イ）音場調整装置は複数の共鳴周波数を持
っことができ、比較的小型の装置でありながら、装置全
体で広い周波数帯域において中高音域の音を拡散し、高
い吸音率（約３０〜６０％）を得ることができる。ロ）音場調整装置は、小型で偏平に形成できるので、使
用する室内の空間を狭くすることがない。

【００３０】ハ）音場調整装置は、一方ではその共振周
波数にて音響放射器としても作用する。従って、この装
置を壁または天井に複数配置した場合には、低音の点音
源が複数個並ぶことになり、結果的に音場の拡散性を高
めることができる。ニ）部屋の寸法や形により共鳴周波数を適切に調整する
ことができるため、従来、部屋の有効寸法を犠牲にして
大空気層を確保しなければ実現できなかった、低音域の
吸音特性の制御を簡単に行うことができる。

【００３１】ホ）音場調整装置は、小型で単純な形状を
しており、意匠上の違和感がない上に、小さな部屋にお
いても音を拡散させ、低音を吸収して非常にスッキリと
した音質の部屋を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかる音場調整装置の側面図
である。

【図２】本体の内部構造を示す平面図である。

【図３】本体の内部構造の一部を拡大して示す断面図で
ある。

【図４】周波数と吸音率との関係を示すグラフである。

【図５】周波数と残響時間との関係を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１音場調整装置２表面パネル３本体部４基板５側壁６開口７室８短管９仕切板１０スペーサー１１整流板１２ビス

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【手続補正書】

【提出日】平成５年１１月１８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】符号の説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【符号の説明】１音場調整装置２表面パネル３本体部４基板５側壁６開口７室８短管９仕切板１０スペーサー１１流抵抗板１２ビス

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ１０Ｋ 15/00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】拡散形状を持つ表面パネルと、この表面
パネルの背後に併設された本体部から成り、この本体部
は表面パネルの側方に一端が開口した多数の短管と、こ
の短管を収容し、前記表面パネルの背後に配列された、
異なる体積を持つ室を有し、異なる数種の共鳴周波数に
調節された音場調整装置。
【請求項２】前記短管の入口部に多孔板からなる流抵
抗板を設けた請求項１記載の音場調整装置。