JPH0944168A - 複数階建築物における床衝撃音消音装置 - Google Patents
複数階建築物における床衝撃音消音装置Info
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- JPH0944168A JPH0944168A JP7216488A JP21648895A JPH0944168A JP H0944168 A JPH0944168 A JP H0944168A JP 7216488 A JP7216488 A JP 7216488A JP 21648895 A JP21648895 A JP 21648895A JP H0944168 A JPH0944168 A JP H0944168A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数階建築物に能動騒音制御技術を適用する
ことで、床の材質又は構造を変えることなく床衝撃音を
消音する。 【解決手段】 階上床２０と階下天井２３との間の空間
部２２に設置されたリファレンスセンサ１が階上床衝撃
音を検知し、これを電気信号に変え、この信号に基づい
て制御装置１２により演算処理された信号が、リファレ
ンスセンサより下に位置するスピーカー９から床衝撃音
と干渉して消音する音波として放射される。また、消音
されなかった音はエラーセンサ１０により検知され、前
記リファレンスセンサに検知された音と共に制御装置で
演算処理されることにより、スピーカーからの音波が適
切に補正される。
ことで、床の材質又は構造を変えることなく床衝撃音を
消音する。 【解決手段】 階上床２０と階下天井２３との間の空間
部２２に設置されたリファレンスセンサ１が階上床衝撃
音を検知し、これを電気信号に変え、この信号に基づい
て制御装置１２により演算処理された信号が、リファレ
ンスセンサより下に位置するスピーカー９から床衝撃音
と干渉して消音する音波として放射される。また、消音
されなかった音はエラーセンサ１０により検知され、前
記リファレンスセンサに検知された音と共に制御装置で
演算処理されることにより、スピーカーからの音波が適
切に補正される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二階建以上の複数
階建築物において、階上の床衝撃音や騒音が階下に伝播
するのを低減するための消音装置に関する。
階建築物において、階上の床衝撃音や騒音が階下に伝播
するのを低減するための消音装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】床衝撃音の防音手段として、従来より様
々な提案がなされている。例えば、実開平３−８９８３
４号は、下面に山形状の突起が形成されている遮音材を
床板上面に配置することで、床面への振動伝達力が小さ
くなり、ひいては消音機能が高くなることを教示してい
る。また、実開昭６１−８７８１５号には、床材本体を
発泡材で形成すると共に床材裏面に凹溝を形成すること
で消音効果が得られることが教示されている。さらに実
開昭６２−２０３３３２号には、木製根太を乾式工法に
取り入れることにより防音効果を図った床組工法が開示
されている。
々な提案がなされている。例えば、実開平３−８９８３
４号は、下面に山形状の突起が形成されている遮音材を
床板上面に配置することで、床面への振動伝達力が小さ
くなり、ひいては消音機能が高くなることを教示してい
る。また、実開昭６１−８７８１５号には、床材本体を
発泡材で形成すると共に床材裏面に凹溝を形成すること
で消音効果が得られることが教示されている。さらに実
開昭６２−２０３３３２号には、木製根太を乾式工法に
取り入れることにより防音効果を図った床組工法が開示
されている。
【０００３】ところで、前記のような素材或いは構造を
改良することによる受動的な騒音制御とは別に、「音を
音で消す」という能動騒音制御が様々な分野で研究さ
れ、また利用されている。例えば特開平５−１０８０８
３号においては、同一床面上の騒音エリアから伝播され
た騒音に対し作業エリアに指向的に付加音を発生させ、
局所的に消音する装置が開示されている。また、特開平
６−２４０７７６号には、工場内の生産ラインの一部に
設置された防音ボックス内において、その外部の機械騒
音を音波により消音する防音装置が開示されている。そ
のほか、実開平４−１３３２９８号には、集合住宅等に
おいて、ダクトを通じて各室間に伝播する騒音をやはり
音波により消音する能動式消音装置が開示されている。
これらの能動騒音制御は、多少の形態の差異はあるもの
の、基本的には音波を干渉させて消音効果をあげてい
る。つまり、騒音に対して、逆位相で且つ同一音圧の音
波を付加し、騒音音波と消音用音波を干渉させ、騒音を
打ち消すという原理に基づくものである。
改良することによる受動的な騒音制御とは別に、「音を
音で消す」という能動騒音制御が様々な分野で研究さ
れ、また利用されている。例えば特開平５−１０８０８
３号においては、同一床面上の騒音エリアから伝播され
た騒音に対し作業エリアに指向的に付加音を発生させ、
局所的に消音する装置が開示されている。また、特開平
６−２４０７７６号には、工場内の生産ラインの一部に
設置された防音ボックス内において、その外部の機械騒
音を音波により消音する防音装置が開示されている。そ
のほか、実開平４−１３３２９８号には、集合住宅等に
おいて、ダクトを通じて各室間に伝播する騒音をやはり
音波により消音する能動式消音装置が開示されている。
これらの能動騒音制御は、多少の形態の差異はあるもの
の、基本的には音波を干渉させて消音効果をあげてい
る。つまり、騒音に対して、逆位相で且つ同一音圧の音
波を付加し、騒音音波と消音用音波を干渉させ、騒音を
打ち消すという原理に基づくものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】集合住宅の増加や生活
環境の高密度化により床衝撃音問題は近年増加傾向にあ
り、特に木質系建築物に関してはコンクリート構造物に
比べ構成部材が多いことや、その構造自体が複雑である
ことから、床衝撃音の低減対策が困難であった。前記の
ような床の素材或いは構造の改良による受動的な騒音制
御技術を用いた場合、床衝撃音は多少低減されるもの
の、十分な防音効果を得るには到らず、さらに床そのも
のの強度が低下するという騒音以外の問題も生じる恐れ
があった。さらに、既設の建築物にこのような受動的な
騒音制御技術を適用することは、大掛りな作業となり、
実際的に困難である。また、音の干渉を利用した能動騒
音制御技術を、床衝撃音に実際に応用した例は従来知ら
れていない。
環境の高密度化により床衝撃音問題は近年増加傾向にあ
り、特に木質系建築物に関してはコンクリート構造物に
比べ構成部材が多いことや、その構造自体が複雑である
ことから、床衝撃音の低減対策が困難であった。前記の
ような床の素材或いは構造の改良による受動的な騒音制
御技術を用いた場合、床衝撃音は多少低減されるもの
の、十分な防音効果を得るには到らず、さらに床そのも
のの強度が低下するという騒音以外の問題も生じる恐れ
があった。さらに、既設の建築物にこのような受動的な
騒音制御技術を適用することは、大掛りな作業となり、
実際的に困難である。また、音の干渉を利用した能動騒
音制御技術を、床衝撃音に実際に応用した例は従来知ら
れていない。
【０００５】従って、本発明の目的は、二階建以上の複
数階建築物に能動騒音制御技術を適用することで、床の
材質又は構造を変えることなく、従って床自体の強度を
低下させることなく、しかも従来の受動的な騒音制御技
術に比べて効果的に床衝撃音や騒音（以下、単に床衝撃
音という）を低減できる床衝撃音消音装置を提供するこ
とにある。
数階建築物に能動騒音制御技術を適用することで、床の
材質又は構造を変えることなく、従って床自体の強度を
低下させることなく、しかも従来の受動的な騒音制御技
術に比べて効果的に床衝撃音や騒音（以下、単に床衝撃
音という）を低減できる床衝撃音消音装置を提供するこ
とにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、複数階建築物において階上の床衝
撃音が階下に伝播するのを低減する消音装置であって、
階上の床衝撃音を検知して電気信号に変換するリファレ
ンスセンサと、床衝撃音を消音するための音波を放射す
る音波発生手段と、床衝撃音と前記音波発生手段から放
射された音波との干渉音を検知して電気信号に変換する
エラーセンサと、前記リファレンスセンサとエラーセン
サからの電気信号に基づき、床衝撃音を逆位相干渉によ
り打ち消す音波を前記音波発生手段から放射させるため
の駆動信号を、適応制御により演算する制御手段から構
成され、前記リファレンスセンサを階上床面の周辺部又
は階上床下から階下天井下面までの間に設置し、前記音
波発生手段を前記リファレンスセンサ設置位置よりも下
方の位置に設置すると共に、前記エラーセンサを階下の
室内に設置することを特徴とする床衝撃音消音装置が提
供される。
に、本発明によれば、複数階建築物において階上の床衝
撃音が階下に伝播するのを低減する消音装置であって、
階上の床衝撃音を検知して電気信号に変換するリファレ
ンスセンサと、床衝撃音を消音するための音波を放射す
る音波発生手段と、床衝撃音と前記音波発生手段から放
射された音波との干渉音を検知して電気信号に変換する
エラーセンサと、前記リファレンスセンサとエラーセン
サからの電気信号に基づき、床衝撃音を逆位相干渉によ
り打ち消す音波を前記音波発生手段から放射させるため
の駆動信号を、適応制御により演算する制御手段から構
成され、前記リファレンスセンサを階上床面の周辺部又
は階上床下から階下天井下面までの間に設置し、前記音
波発生手段を前記リファレンスセンサ設置位置よりも下
方の位置に設置すると共に、前記エラーセンサを階下の
室内に設置することを特徴とする床衝撃音消音装置が提
供される。
【０００７】好適な態様においては、エラーセンサを次
々とスキャニングし、適応フィルタのインパルス応答を
逐次更新し、より効果的な消音を行うために、少なくと
も２個のエラーセンサを用いることが望ましく、また、
床衝撃音を逆位相により打ち消す音波をより確実に発生
させるために、少なくとも２個の音波発生手段を用いる
ことが好ましい。さらに、複数階建築物においては、一
般に、ＪＩＳ Ａ−１４１８による重量床衝撃音は周波
数が低いほど床衝撃音レベルは高く、また、床構造によ
って異なるが、一般に軽量衝撃音は実棟において２５〜
１２５Ｈｚ（１／２縮尺模型において５０〜２５０Ｈ
ｚ）の範囲に床衝撃音レベルのピークがあるため、この
ような低帯域の床衝撃音を効果的に消音するためには、
前記制御手段に入力される信号が２００Ｈｚ以下、好ま
しくは１５０Ｈｚ以下となるように設定することが望ま
しい。
々とスキャニングし、適応フィルタのインパルス応答を
逐次更新し、より効果的な消音を行うために、少なくと
も２個のエラーセンサを用いることが望ましく、また、
床衝撃音を逆位相により打ち消す音波をより確実に発生
させるために、少なくとも２個の音波発生手段を用いる
ことが好ましい。さらに、複数階建築物においては、一
般に、ＪＩＳ Ａ−１４１８による重量床衝撃音は周波
数が低いほど床衝撃音レベルは高く、また、床構造によ
って異なるが、一般に軽量衝撃音は実棟において２５〜
１２５Ｈｚ（１／２縮尺模型において５０〜２５０Ｈ
ｚ）の範囲に床衝撃音レベルのピークがあるため、この
ような低帯域の床衝撃音を効果的に消音するためには、
前記制御手段に入力される信号が２００Ｈｚ以下、好ま
しくは１５０Ｈｚ以下となるように設定することが望ま
しい。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明で用いられる床衝撃音消音
装置は、リファレンスセンサにより床衝撃音を検知し、
前記床衝撃音と干渉して打ち消し合う音波を音波発生手
段（以下、二次音源という）から発生させて消音するも
のである。このような一連の作用による消音は能動制御
と呼ばれる。これについて説明すると、能動制御とは、
処理対象とする音波に対してその逆位相、同一振幅の音
波を作用させることにより、干渉によって消音を達成し
ようというものである。その動作原理は、空気中の音波
の伝播速度は電気信号のそれよりもはるかに遅いという
ことを利用している。これにより、床衝撃音を検出する
地点から消音が行われる地点まで床衝撃音が伝播する時
間内に、検出した床衝撃音を演算処理し、その逆位相、
同一振幅の音波を発生させることができる。
装置は、リファレンスセンサにより床衝撃音を検知し、
前記床衝撃音と干渉して打ち消し合う音波を音波発生手
段（以下、二次音源という）から発生させて消音するも
のである。このような一連の作用による消音は能動制御
と呼ばれる。これについて説明すると、能動制御とは、
処理対象とする音波に対してその逆位相、同一振幅の音
波を作用させることにより、干渉によって消音を達成し
ようというものである。その動作原理は、空気中の音波
の伝播速度は電気信号のそれよりもはるかに遅いという
ことを利用している。これにより、床衝撃音を検出する
地点から消音が行われる地点まで床衝撃音が伝播する時
間内に、検出した床衝撃音を演算処理し、その逆位相、
同一振幅の音波を発生させることができる。
【０００９】本発明において対象となる床衝撃音の発生
源は階上床面であるので、上記能動制御によって消音を
行うためには、階上の床面から階下の消音対象空間に床
衝撃音が達するまでに、この音波をリファレンスセンサ
で検知し、これを演算処理し、これと逆位相、同一振幅
の音波を二次音源から発生させる必要がある。従って、
二次音源と制御対象空間との距離は、少なくともリファ
レンスセンサの位置と制御対象空間との距離よりも短い
ことが必要条件となる。つまり、リファレンスセンサは
階上床面のなるべく近くに位置し、二次音源は少なくと
も階上床面より下に位置しなければならない。
源は階上床面であるので、上記能動制御によって消音を
行うためには、階上の床面から階下の消音対象空間に床
衝撃音が達するまでに、この音波をリファレンスセンサ
で検知し、これを演算処理し、これと逆位相、同一振幅
の音波を二次音源から発生させる必要がある。従って、
二次音源と制御対象空間との距離は、少なくともリファ
レンスセンサの位置と制御対象空間との距離よりも短い
ことが必要条件となる。つまり、リファレンスセンサは
階上床面のなるべく近くに位置し、二次音源は少なくと
も階上床面より下に位置しなければならない。
【００１０】
【実施例】以下、添付図面に示す実施例を説明しつつ、
本発明についてさらに詳細に説明する。図１は、本発明
に係る床衝撃音消音装置の一実施例の能動制御系統図を
示しており、これを参照しながら以下詳述すると、床衝
撃音はリファレンスセンサ１で検知され、電気信号に変
換された後、増幅器（Ａｍｐ．）２で増幅される。そし
て、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３で低周波信号のみが
取り出され、Ａ／Ｄコンバータ４でデジタル信号化され
る。次に前記制御手段であるデジタルシグナルプロセッ
サ（ＤＳＰ）５により演算処理され、前記床衝撃音に対
して逆位相で且つ同一振幅の波形の音波を二次音源であ
るスピーカー９から放射させるための駆動信号がつくら
れ、この駆動信号はＤ／Ａコンバータ６でアナログ信号
化される。さらにこの信号は、ローパスフィルタ（ＬＰ
Ｆ）７、増幅器（Ａｍｐ．）８を介し、床衝撃音に対し
て逆位相で且つ同一音圧の音波がスピーカー９から発せ
られ、この音波と床衝撃音が位相干渉を起こして消音が
行われる。さらにこの床衝撃音消音装置は、エラーセン
サ１０が２個組み込まれており、このエラーセンサ１０
は消音量を評価し、より効果的に消音を行うためのもの
である。すなわち、床衝撃音と消音用音波の干渉により
消音されなかった音波はエラーセンサ１０により検出さ
れ、増幅器（Ａｍｐ．）１１を介して前記ローパスフィ
ルタ（ＬＰＦ）３へと送信され、リファレンスセンサ１
で検知された床衝撃音と共にデジタルシグナルプロセッ
サ（ＤＳＰ）５により演算処理される。
本発明についてさらに詳細に説明する。図１は、本発明
に係る床衝撃音消音装置の一実施例の能動制御系統図を
示しており、これを参照しながら以下詳述すると、床衝
撃音はリファレンスセンサ１で検知され、電気信号に変
換された後、増幅器（Ａｍｐ．）２で増幅される。そし
て、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３で低周波信号のみが
取り出され、Ａ／Ｄコンバータ４でデジタル信号化され
る。次に前記制御手段であるデジタルシグナルプロセッ
サ（ＤＳＰ）５により演算処理され、前記床衝撃音に対
して逆位相で且つ同一振幅の波形の音波を二次音源であ
るスピーカー９から放射させるための駆動信号がつくら
れ、この駆動信号はＤ／Ａコンバータ６でアナログ信号
化される。さらにこの信号は、ローパスフィルタ（ＬＰ
Ｆ）７、増幅器（Ａｍｐ．）８を介し、床衝撃音に対し
て逆位相で且つ同一音圧の音波がスピーカー９から発せ
られ、この音波と床衝撃音が位相干渉を起こして消音が
行われる。さらにこの床衝撃音消音装置は、エラーセン
サ１０が２個組み込まれており、このエラーセンサ１０
は消音量を評価し、より効果的に消音を行うためのもの
である。すなわち、床衝撃音と消音用音波の干渉により
消音されなかった音波はエラーセンサ１０により検出さ
れ、増幅器（Ａｍｐ．）１１を介して前記ローパスフィ
ルタ（ＬＰＦ）３へと送信され、リファレンスセンサ１
で検知された床衝撃音と共にデジタルシグナルプロセッ
サ（ＤＳＰ）５により演算処理される。
【００１１】前記床衝撃音消音装置の各構成要素に関し
さらに詳述すると、まずリファレンスセンサ１として
は、マイクロホン又は加速度ピックアップを用いること
ができる。設置場所としては、例えば階上床面の周辺
部、又は階上床下から階下天井下面までの間に設置する
ことが好ましい。二次音源としては、スピーカー、特に
ボードスピーカーが、室内に配置する際に最も小型で現
実的であり、また、従来のスピーカーよりも平面波が期
待できる点で好適に使用できる。また、その出力に関し
ては、小さ過ぎるとＤＳＰ５の出力値に見合うだけの再
生音が生まれず、結果的にＤＳＰ５の出力値がオーバー
フローしてしまうので、より大きな出力が得られるスピ
ーカーを使用することが望ましい。このようなスピーカ
ーの設置数に関しては特に限定されないが、少なくとも
２個設置することが望ましい。複数のスピーカーを使用
する場合は同相駆動させることが望ましい。また、設置
場所としては、前記した通り、階上床面より下に位置す
る必要があるが、階下天井より下過ぎると、リファレン
スセンサにより検知された音波を演算処理するための時
間を長くとれ、制御手段の負担が多少軽減される利点は
あるが、消音エリアが小さくなるので好ましくない。設
置場所としては、実用性、消音効果等の点から階下の部
屋の天井面又は壁面が好ましい。
さらに詳述すると、まずリファレンスセンサ１として
は、マイクロホン又は加速度ピックアップを用いること
ができる。設置場所としては、例えば階上床面の周辺
部、又は階上床下から階下天井下面までの間に設置する
ことが好ましい。二次音源としては、スピーカー、特に
ボードスピーカーが、室内に配置する際に最も小型で現
実的であり、また、従来のスピーカーよりも平面波が期
待できる点で好適に使用できる。また、その出力に関し
ては、小さ過ぎるとＤＳＰ５の出力値に見合うだけの再
生音が生まれず、結果的にＤＳＰ５の出力値がオーバー
フローしてしまうので、より大きな出力が得られるスピ
ーカーを使用することが望ましい。このようなスピーカ
ーの設置数に関しては特に限定されないが、少なくとも
２個設置することが望ましい。複数のスピーカーを使用
する場合は同相駆動させることが望ましい。また、設置
場所としては、前記した通り、階上床面より下に位置す
る必要があるが、階下天井より下過ぎると、リファレン
スセンサにより検知された音波を演算処理するための時
間を長くとれ、制御手段の負担が多少軽減される利点は
あるが、消音エリアが小さくなるので好ましくない。設
置場所としては、実用性、消音効果等の点から階下の部
屋の天井面又は壁面が好ましい。
【００１２】次に、エラーセンサ１０としては、マイク
ロホンを用いることができる。エラーセンサは、前記し
た通り、床衝撃音と二次音源から放射された音波との干
渉により打ち消されなかった音波を検知するためのもの
であり、その設置場所としては、階下の部屋の室内が選
ばれる。その設置数は適用するシステムにより異なって
くるが、本発明においては、適応アルゴリズムとしてＥ
Ｓ法（ｅｒｒｏｒ ｓｃａｎｎｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔ
ｈｍ）による１−１−２システムを好適に用いることが
でき、この場合、エラーセンサの設置数は２である。１
−１−２とは順にリファレンスセンサ、適応フィルタ
（すなわちＤＳＰコントロールシステム）、エラーセン
サの数を表している。このアルゴリズムは２つのエラー
センサからの信号を交互にＤＳＰにより演算処理するも
のである。すなわち、あるサンプリング時刻にある１つ
のエラーセンサの瞬時値誤差信号に着目して適応フィル
タ係数を更新し、次のサンプリング時刻には別のエラー
センサに着目し、同様に適応フィルタ係数を更新する。
つまり、次々とエラーセンサをスキャニングし、適応フ
ィルタ係数を更新していくのである。この１−１−２シ
ステムを採用した場合、２つのエラーセンサの設置場所
としては、階下の（イ）室内中央空中に２つ、（ロ）中
央天井付近と床面付近に各１つ、又は（ハ）対向壁面に
各１つ等が考えられるが、実用性、消音効果等から
（ロ）の場合が好ましい。
ロホンを用いることができる。エラーセンサは、前記し
た通り、床衝撃音と二次音源から放射された音波との干
渉により打ち消されなかった音波を検知するためのもの
であり、その設置場所としては、階下の部屋の室内が選
ばれる。その設置数は適用するシステムにより異なって
くるが、本発明においては、適応アルゴリズムとしてＥ
Ｓ法（ｅｒｒｏｒ ｓｃａｎｎｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔ
ｈｍ）による１−１−２システムを好適に用いることが
でき、この場合、エラーセンサの設置数は２である。１
−１−２とは順にリファレンスセンサ、適応フィルタ
（すなわちＤＳＰコントロールシステム）、エラーセン
サの数を表している。このアルゴリズムは２つのエラー
センサからの信号を交互にＤＳＰにより演算処理するも
のである。すなわち、あるサンプリング時刻にある１つ
のエラーセンサの瞬時値誤差信号に着目して適応フィル
タ係数を更新し、次のサンプリング時刻には別のエラー
センサに着目し、同様に適応フィルタ係数を更新する。
つまり、次々とエラーセンサをスキャニングし、適応フ
ィルタ係数を更新していくのである。この１−１−２シ
ステムを採用した場合、２つのエラーセンサの設置場所
としては、階下の（イ）室内中央空中に２つ、（ロ）中
央天井付近と床面付近に各１つ、又は（ハ）対向壁面に
各１つ等が考えられるが、実用性、消音効果等から
（ロ）の場合が好ましい。
【００１３】前記ＤＳＰとしては、より高速に演算処理
可能なものを採用することが好ましい。その設置場所と
しては特に限定されず、図１に示される他の構成要素で
ある増幅器、ローパスフィルタ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ
／Ａコンバータ等と一体的に設置してよく、前記リファ
レンスセンサ、二次音源、エラーセンサの設置場所に関
係なく、階上、階下、或いは階上床下から階下天井まで
の空間部分に設置してもよい。
可能なものを採用することが好ましい。その設置場所と
しては特に限定されず、図１に示される他の構成要素で
ある増幅器、ローパスフィルタ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ
／Ａコンバータ等と一体的に設置してよく、前記リファ
レンスセンサ、二次音源、エラーセンサの設置場所に関
係なく、階上、階下、或いは階上床下から階下天井まで
の空間部分に設置してもよい。
【００１４】図２は本発明に係る床衝撃音消音装置を設
置した木造二階建住宅の部分縦断面図を示している。こ
の住宅では、リファレンスセンサ１が二階床２０と一階
天井２３との間の空間部２２に設置されており、これに
より二階床面からの衝撃音が検知される。検知された床
衝撃音は電気信号に変換された後、同じく空間部２２に
設置された制御装置１２に送信され演算処理される。
尚、制御装置１２は図１における前記増幅器（Ａｍ
ｐ．）２，８，１１、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３，
７、Ａ／Ｄコンバータ４、Ｄ／Ａコンバータ６、及びデ
ジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）５を組み込んだも
のである。演算処理された電気信号は、一階天井２３の
下面に設置されたスピーカー９から床衝撃音を打ち消す
音波として発せられる。さらに、消音されなかった音波
は一階天井２３付近及び一階床２４上に設置された２つ
のエラーセンサ１０により交互に検知され、電気信号に
変換された後、制御装置１２へ送信され、上記リファレ
ンスセンサ１からの信号と共に演算処理され、この信号
に基づく音波が再びスピーカー９から発せられる。
置した木造二階建住宅の部分縦断面図を示している。こ
の住宅では、リファレンスセンサ１が二階床２０と一階
天井２３との間の空間部２２に設置されており、これに
より二階床面からの衝撃音が検知される。検知された床
衝撃音は電気信号に変換された後、同じく空間部２２に
設置された制御装置１２に送信され演算処理される。
尚、制御装置１２は図１における前記増幅器（Ａｍ
ｐ．）２，８，１１、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３，
７、Ａ／Ｄコンバータ４、Ｄ／Ａコンバータ６、及びデ
ジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）５を組み込んだも
のである。演算処理された電気信号は、一階天井２３の
下面に設置されたスピーカー９から床衝撃音を打ち消す
音波として発せられる。さらに、消音されなかった音波
は一階天井２３付近及び一階床２４上に設置された２つ
のエラーセンサ１０により交互に検知され、電気信号に
変換された後、制御装置１２へ送信され、上記リファレ
ンスセンサ１からの信号と共に演算処理され、この信号
に基づく音波が再びスピーカー９から発せられる。
【００１５】試験例１ リファレンスセンサの設置位置の消音効果に及ぼす影響
を調べた。試験対象住宅は在来工法二階建住宅であり、
打振室、受音室共に８畳間である。受音室内に吸音処理
は行っていない。二階床構造は、梁、根太、構造用合板
（１２ｍｍ厚）＋緩衝ゴム（８ｍｍ厚）＋ＡＬＣ床（３
７ｍｍ厚）＋構造用合板（１２ｍｍ厚）の床である。能
動制御システム系統は図１に示すものと同じであり、能
動制御のパラメータ設定はサンプリング周波数：１５０
０Ｈｚ、同定タップ長：２５６、適応フィルタのタップ
長：５１２とし、ローパスフィルタのカットオフ周波数
は１００Ｈｚに設定した。二次音源としては、必要な出
力を得るために天井面に計９個の小型スピーカー９（オ
ーディオ−テクニカＡＴ−ＳＰ３９ＡＶ）を図３に示す
ように等間隔（９００ｍｍ）で分散配置し、同相駆動さ
せて用いた。エラーセンサ１０としてはマイクロホンを
用いた。リファレンスセンサ１としては加速度ピックア
ップを用い、図４に示すように、二階床面中央（Ａ点）
又は二階床面中央から１ｍ離れた位置（Ｂ点）に設置し
た。処理対象とする床衝撃音として軽量床衝撃源（タッ
ピングマシン）を二階床面中央部に設置し、加振ごとの
ばらつきをなくすため、重り１個の加振（２加振／秒）
とした。なお、試験結果は、エラーセンサ地点での３２
回加算平均値とした。
を調べた。試験対象住宅は在来工法二階建住宅であり、
打振室、受音室共に８畳間である。受音室内に吸音処理
は行っていない。二階床構造は、梁、根太、構造用合板
（１２ｍｍ厚）＋緩衝ゴム（８ｍｍ厚）＋ＡＬＣ床（３
７ｍｍ厚）＋構造用合板（１２ｍｍ厚）の床である。能
動制御システム系統は図１に示すものと同じであり、能
動制御のパラメータ設定はサンプリング周波数：１５０
０Ｈｚ、同定タップ長：２５６、適応フィルタのタップ
長：５１２とし、ローパスフィルタのカットオフ周波数
は１００Ｈｚに設定した。二次音源としては、必要な出
力を得るために天井面に計９個の小型スピーカー９（オ
ーディオ−テクニカＡＴ−ＳＰ３９ＡＶ）を図３に示す
ように等間隔（９００ｍｍ）で分散配置し、同相駆動さ
せて用いた。エラーセンサ１０としてはマイクロホンを
用いた。リファレンスセンサ１としては加速度ピックア
ップを用い、図４に示すように、二階床面中央（Ａ点）
又は二階床面中央から１ｍ離れた位置（Ｂ点）に設置し
た。処理対象とする床衝撃音として軽量床衝撃源（タッ
ピングマシン）を二階床面中央部に設置し、加振ごとの
ばらつきをなくすため、重り１個の加振（２加振／秒）
とした。なお、試験結果は、エラーセンサ地点での３２
回加算平均値とした。
【００１６】試験結果を図５に示す。同図から明らかな
ように、処理対象音は、制御点において低音域（２５Ｈ
ｚ帯域）にピークを持っているにも拘らず、ピックアッ
プをＡ点に設置した場合においては、低音域において効
果が現れていない。ピックアップの設置位置の違いによ
り、ピックアップに入力される床衝撃音特性が低音域に
おいて変化することが原因であると考えられる。Ｂ点に
比べ、Ａ点にピックアップを設置した場合、低音域（２
５〜３１．５Ｈｚ帯域）での信号が抽出されにくいとい
うことが確認され、床衝撃音がある程度の距離を伝播し
なければ、その低音域の特性をピックアップが抽出しに
くいと考えられる。このことから、リファレンスセンサ
の設置位置としては、階上床面上に設置する場合はでき
るだけ撓みの大きな中央部を避け、周辺部に設置するこ
とが好ましく、望ましくは階上床と階下天井との間の空
間部が実用的と考えられる。
ように、処理対象音は、制御点において低音域（２５Ｈ
ｚ帯域）にピークを持っているにも拘らず、ピックアッ
プをＡ点に設置した場合においては、低音域において効
果が現れていない。ピックアップの設置位置の違いによ
り、ピックアップに入力される床衝撃音特性が低音域に
おいて変化することが原因であると考えられる。Ｂ点に
比べ、Ａ点にピックアップを設置した場合、低音域（２
５〜３１．５Ｈｚ帯域）での信号が抽出されにくいとい
うことが確認され、床衝撃音がある程度の距離を伝播し
なければ、その低音域の特性をピックアップが抽出しに
くいと考えられる。このことから、リファレンスセンサ
の設置位置としては、階上床面上に設置する場合はでき
るだけ撓みの大きな中央部を避け、周辺部に設置するこ
とが好ましく、望ましくは階上床と階下天井との間の空
間部が実用的と考えられる。
【００１７】試験例２ 次に、ローパスフィルタのカットオフ周波数による消音
効果の影響を調べた。すなわち、カットオフ周波数を１
００Ｈｚ又は５００Ｈｚに設定する以外は上記試験例１
と同様にして行った。試験結果を図６に示す。図６から
明らかなように、カットオフ周波数を上げることによっ
て、高い帯域までの信号を処理すると、床衝撃音のピー
クである低音域での効果が全く得られなくなっている。
床構造によっても異なるが、前記したように、一般に軽
量床衝撃音のレベルは２５〜１２５Ｈｚの帯域にピーク
があるので、この帯域の床衝撃音を効果的に消音できる
ようにローパスフィルタのカットオフ周波数を設定する
ことが望ましく、一般に２００Ｈｚ以下、好ましくは１
５０Ｈｚ以下が望ましいと言える。但し、重量床衝撃音
の能動制御においては、カットオフ周波数の変更によっ
ても消音効果量に大きな違いは現われない。
効果の影響を調べた。すなわち、カットオフ周波数を１
００Ｈｚ又は５００Ｈｚに設定する以外は上記試験例１
と同様にして行った。試験結果を図６に示す。図６から
明らかなように、カットオフ周波数を上げることによっ
て、高い帯域までの信号を処理すると、床衝撃音のピー
クである低音域での効果が全く得られなくなっている。
床構造によっても異なるが、前記したように、一般に軽
量床衝撃音のレベルは２５〜１２５Ｈｚの帯域にピーク
があるので、この帯域の床衝撃音を効果的に消音できる
ようにローパスフィルタのカットオフ周波数を設定する
ことが望ましく、一般に２００Ｈｚ以下、好ましくは１
５０Ｈｚ以下が望ましいと言える。但し、重量床衝撃音
の能動制御においては、カットオフ周波数の変更によっ
ても消音効果量に大きな違いは現われない。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る床衝
撃音消音装置は、床衝撃音を打ち消すような音波を発生
させることで干渉させ、能動的に消音を行うものであ
る。本発明の床衝撃音消音装置を用いれば、従来のよう
に防音効果を上げる手段として、床の材質或いは構造の
変更等、大掛りな作業を必要とせず、木造住宅等に前記
のような変更を加えることなく容易に設置でき、また、
木造住宅、コンクリート構造物等に拘らず複数階建築物
において優れた消音効果を上げることができる。さらに
本装置の大部分を天井と床との間のスペースに収納する
ことができるので、居住空間を狭めることも無い。
撃音消音装置は、床衝撃音を打ち消すような音波を発生
させることで干渉させ、能動的に消音を行うものであ
る。本発明の床衝撃音消音装置を用いれば、従来のよう
に防音効果を上げる手段として、床の材質或いは構造の
変更等、大掛りな作業を必要とせず、木造住宅等に前記
のような変更を加えることなく容易に設置でき、また、
木造住宅、コンクリート構造物等に拘らず複数階建築物
において優れた消音効果を上げることができる。さらに
本装置の大部分を天井と床との間のスペースに収納する
ことができるので、居住空間を狭めることも無い。
【図１】本発明の床衝撃音消音装置の能動制御系統図で
ある。
ある。
【図２】本発明の床衝撃音消音装置を木造二階建住宅に
設置した一実施例を示す部分概略縦断面図である。
設置した一実施例を示す部分概略縦断面図である。
【図３】試験例１、２においてスピーカーの設置位置を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図４】試験例１、２においてリファレンスセンサ（加
速度ピックアップ）の設置位置を示す平面図である。
速度ピックアップ）の設置位置を示す平面図である。
【図５】消音効果に及ぼすリファレンスセンサ設置位置
の影響を示すグラフである。
の影響を示すグラフである。
【図６】消音効果に及ぼすローパスフィルタのカットオ
フ周波数の影響を示すグラフである。
フ周波数の影響を示すグラフである。
１ リファレンスセンサ ２，８，１１ 増幅器 ３，７ ローパスフィルタ ４ Ａ／Ｄコンバータ ５ デジタルシグナルプロセッサ ６ Ｄ／Ａコンバータ ９ スピーカー １０ エラーセンサ １２ 制御装置 ２０ 二階床 ２１ 根太 ２２ 空間部 ２３ 一階天井 ２４ 一階床
Claims (4)
- 【請求項１】 複数階建築物において階上の床衝撃音や
騒音が階下に伝播するのを低減する消音装置であって、
階上の床衝撃音等を検知して電気信号に変換するリファ
レンスセンサと、床衝撃音等を消音するための音波を放
射する音波発生手段と、床衝撃音等と前記音波発生手段
から放射された音波との干渉音を検知して電気信号に変
換するエラーセンサと、前記リファレンスセンサとエラ
ーセンサからの電気信号に基づき、床衝撃音等を逆位相
干渉により打ち消す音波を前記音波発生手段から放射さ
せるための駆動信号を、適応制御により演算する制御手
段から構成され、前記リファレンスセンサを階上床面の
周辺部又は階上床下から階下天井下面までの間に設置
し、前記音波発生手段を前記リファレンスセンサ設置位
置よりも下方の位置に設置すると共に、前記エラーセン
サを階下の室内に設置することを特徴とする床衝撃音消
音装置。 - 【請求項２】 少なくとも２個のエラーセンサを用いる
ことを特徴とする請求項１に記載の床衝撃音消音装置。 - 【請求項３】 少なくとも２個の音波発生手段を用いる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の床衝撃音消音
装置。 - 【請求項４】 前記制御手段に入力される信号を２００
Ｈｚ以下の低周波信号とすることを特徴とする請求項１
乃至３のいずれか一項に記載の床衝撃音消音装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7216488A JPH0944168A (ja) | 1995-08-03 | 1995-08-03 | 複数階建築物における床衝撃音消音装置 |
| DE19630436A DE19630436B4 (de) | 1995-08-03 | 1996-07-27 | Fußboden-Trittgeräuschunterdrücker in einem mehrstöckigen Gebäude |
| US08/688,874 US6483926B1 (en) | 1995-08-03 | 1996-07-31 | Floor impact noise suppressor in a multi-storied building |
| GB9616162A GB2303993B (en) | 1995-08-03 | 1996-08-01 | Floor impact noise suppressor in a multi-storied building |
| KR1019960032471A KR970012282A (ko) | 1995-08-03 | 1996-08-03 | 다층 빌딩의 바닥 충격 소음 방지장치 |
| TW085109385A TW297848B (ja) | 1995-08-03 | 1996-08-03 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7216488A JPH0944168A (ja) | 1995-08-03 | 1995-08-03 | 複数階建築物における床衝撃音消音装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0944168A true JPH0944168A (ja) | 1997-02-14 |
Family
ID=16689224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7216488A Pending JPH0944168A (ja) | 1995-08-03 | 1995-08-03 | 複数階建築物における床衝撃音消音装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6483926B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0944168A (ja) |
| KR (1) | KR970012282A (ja) |
| DE (1) | DE19630436B4 (ja) |
| GB (1) | GB2303993B (ja) |
| TW (1) | TW297848B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US10373626B2 (en) | 2017-03-15 | 2019-08-06 | Guardian Glass, LLC | Speech privacy system and/or associated method |
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1996
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Cited By (2)
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