WO2023013323A1 - 吸音部材、吸音パネル及び吸音壁 - Google Patents

吸音部材、吸音パネル及び吸音壁 Download PDF

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sound
waveguide
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優大 平良
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    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/172—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using resonance effects

Definitions

  • the present disclosure relates to technology for reducing sound through sound absorption.
  • Patent Literature 1 discloses installing a soundproof panel using a sound absorbing material next to a noise source in order to suppress noise caused by vehicles traveling on roads and railroad tracks.
  • Non-Patent Document 1 proposes a sound absorbing structure including an S-shaped waveguide folded twice in the 180-degree direction.
  • the thickness of this sound absorbing structure is about 1 ⁇ 3 times the length of the waveguide. Therefore, according to this structure, it is possible to effectively reduce the sound in the low frequency band while suppressing the thickness of the sound absorbing member.
  • Non-Patent Document 1 exerts a sound absorbing effect by having a waveguide extending in the incident direction of sound waves. Therefore, if the waveguide is lengthened in order to efficiently absorb sound in the low frequency band, the thickness of the sound absorbing structure in the incident direction of the sound wave will increase. On the other hand, in order to improve ease of installation of the sound absorbing material, it is required to reduce the thickness of the sound absorbing material.
  • An object of the present disclosure is to realize high sound absorption performance over a wide band while suppressing the thickness of the sound absorbing member.
  • the sound absorbing member includes: A sound absorbing member having a plurality of cavities different in at least one of shape and size, A plate-shaped member that forms the walls of the cavities included in the plurality of cavities is formed with perforations that allow communication between the inside and the outside of the cavities, The surface of the plate-shaped member includes a first region having a plurality of perforations and a second region adjacent to the first region and having no perforations.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the structure of a sound-absorbing unit. It is a figure which shows the structure of a sound-absorbing unit. It is a figure which shows the structure of a chamber member. It is a figure which shows the structure of a chamber member. It is a figure explaining the function of a sound absorption unit. It is a figure which shows the usage example of a sound-absorbing unit. It is a figure which shows the usage example of a sound-absorbing unit. It is a figure which shows the structural example of a design apparatus. It is a figure which shows the design process of the sound-absorbing unit by a design apparatus. It is a figure which shows the modification of the structure of a sound-absorbing unit.
  • FIG. 10 is a diagram showing a modification of the structure of the perforated plate; It is a figure which shows the modification of the structure of a sound-absorbing unit. It is a figure which shows the modification of the structure of a chamber member. It is a figure which shows the external appearance of the modification of a sound-absorbing unit.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the structure of a modification of the sound absorbing unit; It is a figure which shows the external appearance of the modification of a sound-absorbing unit.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the structure of a modification of the sound absorbing unit; It is a figure which shows the external appearance of the modification of a sound-absorbing unit.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the structure of a modification of the sound absorbing unit; It is a figure which shows the external appearance of the modification of a sound-absorbing unit.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the structure of a modification of the sound absorbing unit; It is a figure which shows the external appearance of the modification of a sound-absorbing unit.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the structure of a modification of the sound absorbing unit; It is a figure which shows the external appearance and structure of the modification of a sound-absorbing unit.
  • the sound absorbing unit 10 has a specific sound absorbing structure that has a sound absorbing effect of reducing the sound pressure of reflected sound and transmitted sound by converting or canceling the energy of sound waves traveling toward the sound absorbing unit 10 into other energy. It is a sound absorbing member.
  • FIG. 1(a) and FIG. 1(b) are a perspective view and a front view, respectively, showing the structure of the sound absorbing unit according to the embodiment.
  • 2(a) and 2(b) are a side view and a bottom view, respectively, showing the structure of the sound absorbing unit according to the embodiment.
  • the "D direction” is the depth direction (thickness direction) of the sound absorbing unit 10.
  • the sound absorbing unit 10 mainly absorbs sound waves traveling in the D direction.
  • the “H direction” is a direction substantially perpendicular to the D direction and is the height direction of the sound absorbing unit 10 .
  • the “W direction” is a direction orthogonal to the “D direction” and the “H direction” and is the width direction of the sound absorbing unit 10 .
  • the sound absorbing unit 10 has a plurality of cavities (hereinafter referred to as “waveguides”) through which sound waves can penetrate, and each waveguide functions as a resonator.
  • the sound absorbing unit 10 has a perforated plate 20, which is a plate-like member with perforations formed therein, and a chamber member 40 that is combined with the perforated plate 20 to form a cavity.
  • the surface of the perforated plate 20 has perforated areas 21 to 27 each having a plurality of perforations and non-perforated areas 31 to 36 having no perforations.
  • the sound absorbing unit 10 has a polygonal (specifically hexagonal) shape when viewed from the -D direction.
  • 3(a) and 3(b) are respectively a perspective view and a front view showing the structure of the chamber member according to the embodiment.
  • 4(a) and 4(b) are a side view and a bottom view, respectively, showing the structure of the chamber member according to the embodiment.
  • the chamber member 40 has spaces 41-44 separated from each other by partition walls 45-47. By providing the perforated plate 20 so as to cover the chamber member 40 from the -D direction side, the spaces 41 to 44 become waveguides whose walls are formed by the chamber member 40 and the perforated plate 20, respectively.
  • space 41 is covered by perforated area 21 , non-perforated area 31 adjacent to perforated area 21 , and perforated area 22 not adjacent to perforated area 21 but adjacent to non-perforated area 31 .
  • Space 42 is covered by non-perforated area 32 , perforated area 23 , non-perforated area 33 and perforated area 24 .
  • Space 43 is covered by perforated area 25 and non-perforated area 34 adjacent to perforated area 25 .
  • Space 44 is covered by non-perforated area 35 , perforated area 26 , non-perforated area 36 and perforated area 27 .
  • the waveguide having the space 41 is called the waveguide 11
  • the waveguide having the space 42 is called the waveguide 12
  • the waveguide having the space 43 is called the waveguide 13
  • the waveguide having the space 44 is called the waveguide 13.
  • the waveguides 11 and 12 are adjacent to each other via a partition 45
  • the waveguides 12 and 13 are adjacent to each other via a partition 46
  • the waveguides 13 and 13 are adjacent to each other.
  • 14 is adjacent via a partition wall 47 . That is, the partition walls 45 to 47 divide the inside of the sound absorbing unit 10 into a plurality of waveguides.
  • each of the waveguides 11 to 14 has a substantially trapezoidal contour when viewed in the -D direction, and extends substantially parallel to each other.
  • the waveguides 11 and 12 have different shapes and sizes, and the waveguides 13 and 14 have different shapes and sizes.
  • the waveguides 12 and 13 have substantially the same shape and size of the cavities, but differ in the arrangement of the perforations formed in the respective walls.
  • the waveguides 11 and 14 have substantially the same cavity shape and size, but differ in the arrangement of perforations formed in the respective walls.
  • the sound absorbing unit 10 may be configured as a whole, or may be configured by combining a plurality of members.
  • the sound absorbing unit 10 may be configured by combining the perforated plate 20 and the chamber member 40, or the perforated plate 20 and the chamber member 40 may be integrated.
  • the sound absorbing unit 10 may be configured by combining members that configure each waveguide.
  • the sound absorbing unit 10 may have a plurality of waveguides, and the perforated area and the non-perforated area may be present in the member forming the wall of each waveguide. The interior and exterior of each waveguide are communicated through a plurality of perforations present in the perforation region, allowing ventilation.
  • the inside and the outside of the waveguide 11 are communicated through a plurality of perforations formed in the perforation regions 21 and 22, and can be ventilated.
  • the interior and exterior of waveguide 12 communicate through a plurality of perforations formed in perforated regions 23 and 24 .
  • the inside and outside of waveguide 13 communicate with each other through a plurality of perforations formed in perforation region 25 .
  • the inside and outside of the waveguide 14 communicate with each other through a plurality of perforations formed in the perforation regions 26 and 27 .
  • the perforated surface of the perforated plate 20 forming the walls of the waveguides 11 to 14 is exposed when viewed from the -D direction.
  • a sound wave arriving from the ⁇ D direction with respect to the sound absorbing unit 10 and incident on the perforated plate 20 penetrates the inside of each waveguide through a plurality of perforations formed in the perforated region, and is covered with the non-perforated region. It travels non-parallel to the direction D, and is reflected by the side surface of the chamber member 40 .
  • Each perforated region of the perforated plate 20 functions as an acoustic impedance matching member, and the waveguides 11 to 14 function as resonators having mutually different resonance characteristics.
  • the sound absorbing unit 10 a sound absorbing effect can be obtained in a wide frequency band compared to a sound absorbing material having a single waveguide.
  • the sound absorption characteristic of the sound absorption unit 10 in this embodiment is represented by, for example, a sound absorption coefficient for each frequency or an acoustic impedance.
  • the sound absorbing unit 10 may be designed so that the frequency bands of the sound waves absorbed by the waveguides do not overlap each other, or the sound absorption unit 10 may be designed such that the frequency bands of the sound waves absorbed by the waveguides partially overlap. Unit 10 may be designed.
  • the volume of waveguide 11 is smaller than that of waveguide 12, and the volume of waveguide 13 is larger than that of waveguide 14. By making the sizes of the plurality of waveguides different in this way, the resonance characteristics of those waveguides can be made different.
  • the distance between the perforated regions 21 and 22 on the surface of the perforated plate 20 is the length of the waveguide 11 in the normal direction of the surface of the perforated plate 20 ( longer than the thickness L2) in 2(b).
  • the length of the path along which the sound wave travels in a direction non-parallel to the D direction is increased, thereby improving the sound absorption coefficient in the low frequency band, while increasing the D
  • the directional depth ie, thickness
  • the length of the non-perforated region 34 in the direction connecting the center of gravity of the perforated region 25 and the center of gravity of the non-perforated region 34 on the surface of the perforated plate 20 is the surface of the perforated plate 20 longer than the length of the waveguide 13 (thickness L4 in FIG. 2(b)) in the normal direction of .
  • the length of the path along which the sound wave travels in a direction non-parallel to the D direction is increased, thereby improving the sound absorption coefficient in the low frequency band and increasing the thickness of the sound absorbing unit 10. can be reduced.
  • the waveguide 11 has an excellent sound absorption coefficient in high frequency bands compared to the waveguide 13 .
  • the waveguide 13 has an excellent sound absorption coefficient in a low frequency band compared to the waveguide 11 .
  • the perforations are arranged at one location (that is, the perforated region 25). Such a configuration can improve the sound absorption coefficient of the waveguide 13 in a low frequency band as compared with the case where the perforations are arranged in a plurality of locations.
  • the perforations are distributed in a plurality of locations (that is, the perforated region 21 and the perforated region 22).
  • the sound absorbing unit 10 can be constructed using various materials in order to exhibit sound absorbing performance due to its shape and structure.
  • the sound absorbing unit 10 is made of material such as resin, metal, silicon, rubber, polymer, paper, cardboard, wood, or non-woven fabric.
  • the sound absorbing unit 10 may be made of materials other than these materials.
  • the sound absorbing unit 10 may be configured by combining a plurality of members made of different materials.
  • the perforated plate 20 and the chamber member 40 of the sound absorbing unit 10 may be made of different materials.
  • the structure of the perforated plate 20 will be described. A plurality of perforations are formed in each of the perforated regions 21 to 27 of the perforated plate 20 .
  • the perforated plate 20 may be configured as a single body, or may be configured by combining a plurality of members.
  • the portion of the perforated plate 20 that covers each waveguide may be composed of a separate member, or each perforated region and each non-perforated region of the perforated plate 20 may be composed of a separate member.
  • the perforated plate 20 may be composed of six triangular plate members.
  • the manufacturing process of the perforated plate 20 can be simplified, and the manufacturing cost can be reduced.
  • the size of each member can be reduced. Therefore, even if the size of the member that can be manufactured is limited, a large perforated plate 20 can be produced.
  • Pore parameters include, for example: The area of the perforation area (the area of the surface in which the holes are formed) ⁇ Thickness of perforated plate (dimension perpendicular to the surface) ⁇ The size of the hole (for example, the diameter if the hole is circular) ⁇ The ratio of the area of the holes to the surface of the perforated plate (hereinafter referred to as "hole occupancy") ⁇ Shape of holes ⁇ Number of holes ⁇ Spacing between holes ⁇ Arrangement of holes
  • the acoustic impedance of the sound absorbing unit 10 can be adjusted by changing the perforation parameters of the perforated plate.
  • the perforated plate has the effect of lowering the Q value by thermoviscous resistance and enabling sound absorption in a wide frequency band.
  • the lengths of the sound absorbing unit 10 in the H direction and the W direction are 10 cm to 50 cm, respectively, and the thickness of the sound absorbing unit 10 in the D direction is 2 cm to 10 cm.
  • the thickness of the perforated plate 20 is 0.5 mm to 3 mm
  • the diameter of the holes present in the perforated plate is set to 0.3 mm to 3 mm.
  • the perforated plate by appropriately setting other parameters such as the number of holes in the perforated plate, it efficiently absorbs (reduces the sound pressure of) the 400 Hz to 1500 Hz sound that is the main component of the sound contained in human conversation. be able to.
  • the average sound absorption coefficient of sound from 400 Hz to 1500 Hz by the sound absorbing unit 10 is higher than the average sound absorption coefficient of sound in other frequency bands (frequency band lower than 400 Hz and frequency band higher than 1500 Hz) by the sound absorbing unit 10. .
  • the sound absorbing characteristics of the sound absorbing unit 10 can be changed.
  • the sound absorbing unit 10 can be designed such that the average sound absorption coefficient for sounds of 1000 Hz to 4000 Hz is higher than the average sound absorption coefficient for sounds in other frequency bands. Further, for example, the sound absorbing unit 10 can be designed so as to efficiently absorb sounds of 200 Hz or more and 2500 Hz or less.
  • the perforation parameters of the plurality of perforation regions of the sound absorbing unit 10 may be different from each other.
  • the perforation parameters of perforated region 21 and perforated region 22 may be optimized according to the sound absorption properties required for waveguide 11 .
  • the perforation parameters of perforated region 23 and perforated region 24 may be optimized according to the sound absorption properties required for waveguide 12 .
  • the perforation parameters of perforated region 25 may be optimized according to the sound absorption properties required for waveguide 13 .
  • the hole parameters of perforated region 26 and perforated region 27 may be optimized according to the sound absorption properties required for waveguide 14 .
  • the perforations that communicate the interior and exterior of one of the waveguides 11 to 14 and the perforations that communicate the interior and exterior of the other waveguides have at least one of the perforation parameters or
  • the arrangement of holes may be different.
  • the sound absorbing unit 10 can achieve a high sound absorption coefficient in a wide frequency band.
  • the hole parameters of the plurality of perforated regions of the sound absorbing unit 10 may be common.
  • the specifications of the holes of the perforated plate 20 can be unified, so that the manufacturing cost of the perforated plate 20 can be reduced.
  • the surface of the perforated plate 20 is planar in the example of the sound absorbing unit 10, the shape of the perforated plate 20 is not limited to this.
  • the surface of the perforated plate 20 may be curved or uneven.
  • FIG. 5 is a diagram explaining the function of the sound absorbing unit according to the embodiment.
  • the sound absorbing unit 10 is installed at a position separated in the direction D from the noise source NS that emits the sound to be absorbed.
  • Each waveguide included in the sound absorbing unit 10 has a frequency corresponding to the shape (for example, length or volume) of the waveguide and the perforation parameter of the perforated plate, among the sound waves traveling in the direction D from the noise source NS. absorb ingredients.
  • the sound pressure of the sound wave reaching the position on the D direction side of the sound absorbing unit 10 from the noise source NS is greatly reduced compared to the case where the sound absorbing unit 10 is not installed.
  • FIG. 6 is a diagram showing a usage example of the sound absorbing unit according to the embodiment.
  • a plurality of sound absorbing units 10 are installed in combination so as to form a sound absorbing wall 1 that blocks sound waves traveling from the noise source NS toward the human HMa.
  • the plurality of sound absorbing units 10 are attached to the support plate 50 so that the surfaces of the perforated plates 20 of the plurality of sound absorbing units 10 (surfaces on which the perforations are formed) are exposed when viewed from the same direction. , a sound absorbing wall 1 is constructed.
  • the sound absorbing wall 1 Since the sound absorbing wall 1 has a sound insulating effect, by installing the sound absorbing wall 1, the sound pressure of the sound wave emitted from the noise source NS is greatly reduced when passing through the sound absorbing wall 1. The noise felt by the human being HMa who is behind the wall 1 can be reduced.
  • the sound absorbing wall 1 has a sound absorbing effect
  • the sound absorbing wall 1 by installing the sound absorbing wall 1, compared to the case where a wall made up of conventional members (for example, a concrete wall) is installed at the same position, the sound reflected by the wall can be reduced. sound volume becomes smaller. Therefore, the sound pressure of the sound wave emitted from the noise source NS is greatly reduced when reflected by the sound absorbing wall 1, and the noise felt by the human HMb on the opposite side of the noise source NS from the sound absorbing wall 1 is reduced. can do.
  • the sound absorbing wall 1 when the sound absorbing wall 1 is installed, the volume of the sound going around the wall due to diffraction becomes smaller than when the wall made of the conventional member is installed at the same position. Due to this effect, the noise felt by the human HMa behind the wall can be reduced.
  • the sound absorbing wall 1 can suppress noise generated by automobiles or trains by being arranged around roads or railroad tracks.
  • the sound absorbing wall 1 can suppress construction noise by being arranged at the construction site.
  • the sound absorbing wall 1 can suppress noise in the building by being used as a wall of the building.
  • the sound absorbing wall 1 is arranged around a person's work place (for example, a work desk) to suppress the noise perceived by the worker and suppress the sound leakage of the noise emitted by the worker to the surroundings. be able to.
  • the sound absorbing wall 1 may be placed so as to surround the work place on all four sides, or the sound absorbing wall 1 may be placed so as to surround three directions excluding the direction of the doorway. Alternatively, only one sound absorbing wall 1 may be placed. Alternatively, a work booth may be configured by closing the ceiling of the work place surrounded by the sound absorbing walls 1 on all four sides.
  • the perforated plate 20 and the chamber member 40 can each be made of a material having optical transparency.
  • a resin material such as glass or acrylic can be used, but the material is not limited to these.
  • at least the outer shell of the sound absorbing unit 10 should be light transmissive. That is, portions of the chamber member 40 other than the partition walls 45 to 47 and the perforated plate 20 are made of a transparent or translucent material.
  • the sound absorbing unit 10 having such a configuration is a sound absorbing member suitable for use on a wall surface having light transmission properties such as glass or acrylic.
  • the support plate 50 is light transmissive, so the human HMa can be seen through the support plate 50 and visually recognized by the human HMb.
  • the human HMb cannot visually recognize the human HMa. That is, the attachment of the sound absorbing material impairs the functionality and design of the support plate 50 .
  • the human HMb can visually recognize the human HMa, and the functionality and design of the support plate 50 are maintained.
  • the translucent sound absorbing unit 10 By attaching the translucent sound absorbing unit 10 to the wall surface, it is possible to change the transparency of the wall surface to which it is attached. For example, when no sound absorbing unit is attached to the support plate 50 made of glass, the human HMa and the human HMb on opposite sides of the support plate 50 can visually recognize each other's actions. On the other hand, when the translucent sound absorbing unit 10 is attached to the support plate 50 , the transparency of the sound absorbing wall 1 composed of the sound absorbing unit 10 and the support plate 50 is lower than that of the support plate 50 . As a result, the human HMa and the human HMb can visually recognize each other's existence, but cannot visually recognize the details of their actions.
  • the translucent sound absorbing unit 10 can be realized by using a translucent material for the perforated plate 20 or roughening the surface of the perforated plate 20 .
  • the sound absorbing unit 10 can be used on a wall surface that does not have optical transparency. For example, consider the case of using a screen that is opaque and has a characteristic pattern on its surface as the support plate 50 in FIG. In this case, if a sound absorbing material that does not have light transmittance is attached to the support plate 50, the characteristic pattern will not be visible and the design will be impaired. When attached to , the characteristic pattern becomes visible and the design is maintained.
  • the perforated plate 20 is drawn opaquely for the sake of simplicity.
  • the partition walls 45 to 47 are visible through the perforated plate 20 when viewed from the same angles (oblique direction and -D direction) as these figures. be.
  • the partition walls 45 to 47 may be made of a light-transmissive material. Thereby, the visibility through the sound absorbing unit 10 can be further improved.
  • FIG. 7 is a diagram showing another usage example of the sound absorbing unit according to the embodiment.
  • the sound pressure in the space SP can be reduced by attaching the plurality of sound absorbing units 10 to the wall surface 60 of the space SP.
  • a sound absorbing panel is configured by adding to the sound absorbing unit 10 a mounting structure that allows the sound absorbing unit 10 to be mounted on the wall surface 60 .
  • a plurality of sound absorbing panels are mounted side by side on the wall surface 60 so that the surfaces of the perforated plates 20 of the plurality of sound absorbing units 10 (surfaces on which the perforations are formed) are exposed when viewed from the normal direction of the wall surface 60.
  • the sound absorbing unit 10 can be easily mounted on or removed from the wall surface 60 .
  • the mounting structure for example, a double-sided tape, a screw fixture, a magnet, a hook-and-loop fastener, or a suction cup can be used.
  • the sound absorbing unit 10 If the sound absorbing unit 10 is not installed in the space SP, the sound of the conversation between the human HMc and the human HMd in the space SP reverberates within the space SP and interferes with the conversation between the human HMe and the human HMf in the same space SP. Sometimes I end up on the other hand, by attaching the sound absorbing unit 10 to the wall surface 60, the sound incident on the wall surface 60 is absorbed, and the echo of the sound in the space SP can be suppressed. In addition, it is possible to suppress the sound leaking from inside the space SP to the outside of the space SP.
  • the shape of the waveguide and the perforation parameters of the perforated plate 20 so that the sound absorbing unit 10 has the desired sound absorption characteristics, the sound of a specific frequency band in the space SP is can be greatly reduced. Thereby, the resonance of the sound in the space SP can be adjusted.
  • the outer shell of the sound absorbing unit 10 can have optical transparency. Therefore, for example, when the wall surface 60 is made of a light-transmitting material such as glass, it is possible to particularly prevent deterioration of the functionality and design of the space SP.
  • the mounting structure for mounting the sound absorbing unit 10 on the wall surface 60 may be made of a material having light transmittance. In addition, regardless of whether the mounting structure has light transmittance or not, the mounting structure may be provided not on the entire mounting surface of the sound absorbing unit 10 but only on a part of the mounting surface. These configurations can further suppress deterioration of the functionality and design of the space SP.
  • the configuration of the sound absorbing unit 10 is not limited to this example, and the sound absorbing unit 10 does not have to be light transmissive.
  • the sound absorbing unit 10 does not have to be light transmissive.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of a design device.
  • the design device 210 includes a storage device 211, a processor 212, an input/output interface 213, and a communication interface 214.
  • the storage device 211 is configured to store programs and data.
  • the storage device 211 is, for example, a combination of ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), and storage (eg, flash memory or hard disk).
  • the programs include, for example, an OS (Operating System) program and an application (for example, web browser) program that executes information processing.
  • Data includes, for example, data and databases referred to in information processing, and data obtained by executing information processing (that is, execution results of information processing).
  • the programs and data stored by the storage device 211 may be provided via a network, or may be provided by being recorded on a computer-readable recording medium.
  • the processor 212 implements the functions of the design device 210 by executing programs stored in the storage device 211 and processing data. At least part of the functions of the design device 210 may be realized by dedicated hardware (for example, ASIC (application specific integrated circuit) or FPGA (field-programmable gate array)).
  • ASIC application specific integrated circuit
  • FPGA field-programmable gate array
  • the input/output interface 213 has a function of receiving input according to user's operation on an input device connected to the design device 210 and a function of outputting information to an output device connected to the design device 210 .
  • Input devices are, for example, keyboards, pointing devices, touch panels, or combinations thereof.
  • the output device is, for example, a display that displays images or a speaker that outputs audio.
  • a communication interface 214 controls communication between the design device 210 and an external device (eg, server).
  • FIG. 9 is a diagram showing design processing of the sound absorbing unit by the design device.
  • the processing shown in FIG. 6 is implemented by executing the program stored in the storage device 211 by the processor 212 of the design device 210 . However, at least part of the processing shown in FIG. 6 may be realized by dedicated hardware.
  • the processing shown in FIG. 6 is started in response to the user's input to the design device 210 to start designing the sound absorbing unit 10 . However, the conditions for starting the process shown in FIG. 6 are not limited to this.
  • the design device 210 acquires fixed values that can be set as design parameters of the sound absorbing unit 10 .
  • the processor 212 acquires fixed values by accepting user input or by reading a file in which fixed values are stored.
  • Design parameters of the sound absorbing unit 10 include, for example, at least one of the following. - Size of sound absorbing unit 10 (dimensions in H, D, and W directions) ⁇ Number of waveguides ⁇ Length or volume of waveguides (dimensions in H direction or W direction) ⁇ Depth of waveguide (dimension in D direction) ⁇ Shape of waveguide ⁇ Shape of side wall included in sound absorbing unit 10 ⁇ Hole parameter of perforated plate
  • the size of the sound absorbing unit 10 the number of waveguides, and the shape of the side wall are acquired as fixed values in S100. Then, the hole parameters of the perforated plate, the size of the waveguide, and the shape of the waveguide shall be treated as variables.
  • the design device 210 acquires the domain of the design parameters treated as variables (the possible range of the variables).
  • the processor 212 acquires the domain of the variable by accepting user input or by reading a file in which the domain of the variable is stored.
  • the design device 210 builds an analysis model of the sound absorbing unit 10. Specifically, the processor 212 uses the fixed values acquired in S100 and the values of the variables selected from the domain acquired in S101 as design parameters for the analysis model of the sound absorbing unit 10 .
  • the design device 210 evaluates the sound absorption characteristics of the analysis model. Specifically, the processor 212 obtains an evaluation value of the sound absorption characteristics of the analysis model by analyzing the sound absorption characteristics by acoustic simulation using the analysis model constructed in S102. For example, the design device 210 acquires the average sound absorption coefficient or average reflectance in each of multiple frequency bands. In addition, the evaluation method of the sound absorption property is not limited to this. For example, the design device 210 may obtain the average transmittance in each of multiple frequency bands.
  • the design device 210 determines the search state. Specifically, the processor 212 determines whether the domain acquired in S101 has been searched for each variable (that is, the construction of the analysis model using all the numerical values that can be selected from the domain and the evaluation of the sound absorption characteristics have been performed). end) or not.
  • the process returns to S102, the design device 210 selects new variable values from the domain acquired in S101, and constructs the analysis model and evaluates the sound absorption characteristics again. On the other hand, if it is determined in S104 that the search has ended, the process proceeds to S105.
  • the design device 210 extracts the optimum values of the variables. Specifically, the processor 212 extracts, as the optimal value, the numerical value of the design parameter corresponding to the analysis model showing the highest evaluation value in the repeatedly performed evaluation of the sound absorption characteristics in S103. For example, when 400 Hz to 1000 Hz is specified as the frequency band for sound absorption, the numerical value of the design parameter of the analysis model with the highest average sound absorption coefficient in 400 Hz to 1000 Hz is extracted as the optimum value. By designing the sound absorbing unit 10 using the optimum values thus extracted, it is possible to manufacture the sound absorbing unit 10 having excellent sound absorbing characteristics in the range of 400 Hz to 1000 Hz.
  • the frequency band for sound absorption may be specified in response to user input.
  • the processing flow of FIG. 6 ends.
  • the processes of S100 and S101 may be performed in reverse order, or may be performed in parallel.
  • the design device 210 may output information indicating the evaluation result of the analysis model instead of extracting the optimum values of the variables in S105 or in addition to the processing of S105.
  • the design device 210 may output information indicating the sound absorption characteristics of each of the plurality of analysis models constructed in S102, or output information indicating the sound absorption characteristics of the analysis model corresponding to the optimum value extracted in S105. You may The information output by the design device 210 may be numerical values indicating sound absorption characteristics, or may be images output to a display device.
  • the sound absorbing unit 10 is designed so that the sound absorbing performance in the predetermined frequency band is maximized.
  • the sound absorbing unit 10 may be designed so as to achieve a designated sound absorbing performance in a predetermined frequency band.
  • the design device 210 extracts the numerical value of the design parameter of the analysis model whose average sound absorption coefficient in the specified frequency band of 400 Hz to 1000 Hz is closest to the specified value (for example, 0.5) as the optimum value. .
  • the design device 210 optimizes the numerical values of the design parameters of the analysis model in which the average sound absorption coefficient of 100 Hz to 500 Hz is higher than the average sound absorption coefficient of 800 Hz to 2000 Hz and the difference between the average sound absorption coefficients is the largest. It may be extracted as a value.
  • Modification (4-1) Modification 1 of sound absorbing unit A modification of the configuration of the sound absorbing unit will be described.
  • the sound absorbing unit 10 in the description of the above embodiment can be replaced with a sound absorbing unit of a modified example described below.
  • 10(a) and 10(b) are a perspective view and a front view, respectively, showing the structure of a sound absorbing unit according to a modification.
  • 11(a) and 11(b) are a side view and a bottom view, respectively, showing the structure of a sound absorbing unit according to a modification.
  • 12(a) and 12(b) are respectively a perspective view and a front view showing the structure of a chamber member according to a modification.
  • 13(a) and 13(b) are a side view and a bottom view, respectively, showing the structure of the chamber member according to the modification.
  • the plurality of partition walls extend substantially in the same direction, so that the plurality of waveguides are arranged substantially parallel.
  • a plurality of partition walls dividing the interior of the sound absorbing unit 110 into a plurality of waveguides are located inside the sound absorbing unit 110 when viewed from the -D direction. It extends from the position toward the perimeter of the sound absorbing unit 110 .
  • the sound absorbing unit 110 has a perforated plate 120, which is a plate-like member having perforations, and a chamber member 140 that is combined with the perforated plate 120 to form a cavity.
  • the surface of the perforated plate 120 has a plurality of perforated areas each having a plurality of perforations and a plurality of non-perforated areas having no perforations.
  • the sound absorbing unit 110 has a polygonal (specifically hexagonal) shape when viewed from the -D direction.
  • the chamber member 140 has spaces 141-146 partitioned by partition walls 147-152.
  • the spaces 141 to 146 each become a waveguide having a wall formed by the chamber member 140 and the perforated plate 120 .
  • space 141 is covered by perforated area 121 and non-perforated area 131 adjacent to perforated area 21 .
  • Space 142 is covered by perforated area 122 and non-perforated area 132 .
  • Space 143 is covered by perforated area 123 and non-perforated area 133 .
  • Space 144 is covered by perforated area 124 and non-perforated area 134 .
  • Space 145 is covered by perforated area 125 and non-perforated area 135 .
  • Space 146 is covered by perforated area 126 and non-perforated area 136 .
  • the waveguides having spaces 141 to 146 are hereinafter referred to as waveguides 111 to 116, respectively.
  • the partition walls 147-152 divide the interior of the sound absorbing unit 110 into a plurality of waveguides, and each waveguide is adjacent to the other two waveguides via the partition wall.
  • Partition walls 147-152 extend from position 153 toward each vertex of the hexagon when viewed in the -D direction, and waveguides 111-116 each have a triangular shape when viewed in the -D direction.
  • the waveguides 111, 116, and 115 have different shapes and sizes, and the waveguides 112 and 115 have different shapes and sizes.
  • Wave tube 113 and waveguide 114 are different in shape and size from each other.
  • Waveguide 112 and waveguide 113 have substantially the same cavity shape and size, but differ in the arrangement of perforations formed in the respective walls.
  • the waveguides 111 and 112, the waveguides 116 and 113, and the waveguides 114 and 115 have approximately the same cavity size, but are formed on their respective walls. The arrangement of the perforations is different.
  • the perforated surface of the perforated plate 120 forming the walls of the waveguides 111 to 116 is exposed when viewed from the -D direction.
  • a sound wave arriving from the ⁇ D direction with respect to the sound absorbing unit 110 and incident on the perforated plate 120 penetrates the inside of each waveguide through a plurality of perforations formed in the perforated region, and is covered with the non-perforated region.
  • the light travels in a direction non-parallel to the D direction and is reflected by the side surface of the chamber member 140 .
  • Each perforated region of the perforated plate 120 functions as an acoustic impedance matching member, and the waveguides 111 to 116 function as resonators having mutually different resonance characteristics. Therefore, according to the sound absorbing unit 110, a sound absorbing effect can be obtained in a wide frequency band compared to a sound absorbing material having a single waveguide.
  • the waveguide 113 has a better sound absorption coefficient in a low frequency band than the waveguide 112, and the waveguide 114 has a better sound absorption coefficient in a lower frequency band than the waveguide 113.
  • the waveguide 116 has a better sound absorption coefficient in a low frequency band than the waveguide 111
  • the waveguide 115 has a better sound absorption coefficient in a lower frequency band than the waveguide 116 .
  • the sound absorbing unit 110 may be designed so that the frequency bands of sound waves absorbed by the waveguides do not overlap each other, or the frequency bands of the sound waves absorbed by the waveguides may be partially overlapped. Unit 110 may be designed.
  • the length of non-perforated region 135 in the direction connecting the center of gravity of perforated region 125 and the center of gravity of non-perforated region 135 is the waveguide 115 (thickness L6 in FIG. 11(b)).
  • the arrangement of perforations in the sound absorbing unit 110 is not limited to the example shown in FIG. FIG. 14 shows a modification of the perforated plate structure in the sound absorbing unit 110 .
  • a perforated region 221 and a perforated region 222 are newly provided in the perforated plate 220 of FIG. 14 as compared with the perforated plate 120 of FIG.
  • the perforations are arranged at a plurality of locations.
  • Such a configuration can improve the sound absorption coefficient of the waveguide 111 in a high frequency band as compared with the case where the perforations are arranged in one place (that is, the case where the perforated plate 120 is used).
  • the distance between the perforated regions 125 and 221 on the surface of the perforated plate 220 is the length of the waveguide 111 in the normal direction of the surface of the perforated plate 220 (FIG. 11(b) ) equal to the thickness L6 in ).
  • a plurality of partition walls that divide the interior of the sound absorbing unit 310 into a plurality of waveguides partially extend in the H direction when viewed from the -D direction. , and the remainder extends in the W direction. That is, a plurality of waveguides are arranged in the H direction and the W direction.
  • the sound absorbing unit 310 has a perforated plate 320, which is a plate-like member with perforations, and a chamber member 340 that is combined with the perforated plate 320 to form a cavity.
  • the surface of the perforated plate 320 has a perforated area 321 with a plurality of perforations and non-perforated areas 331 and 332 without perforations.
  • the sound absorbing unit 110 has a polygonal (more specifically, quadrangular) shape when viewed from the -D direction.
  • the chamber member 340 has spaces 341-344 partitioned by partition walls 345-347.
  • the spaces 341 to 344 become waveguides whose walls are formed by the chamber member 340 and the perforated plate 320, respectively.
  • the spaces 341 to 344 are each covered by a perforated region 321 and a non-perforated region 331 and a non-perforated region 332 adjacent to the perforated region 321 on opposite sides.
  • the waveguides having spaces 341 to 344 are hereinafter referred to as waveguides 311 to 314, respectively.
  • the partition walls 345-347 divide the interior of the sound absorbing unit 310 into a plurality of waveguides, and each waveguide is adjacent to two or three other waveguides through the partition walls.
  • the partition walls 345 to 347 extend in the H direction or W direction when viewed from the -D direction, and the waveguides 311 to 314 each have a rectangular shape when viewed from the -D direction.
  • the waveguides 311-314 differ from each other in shape and size.
  • the perforated surface of the perforated plate 320 forming the walls of the waveguides 311 to 314 is exposed when viewed from the -D direction.
  • a sound wave arriving from the ⁇ D direction with respect to the sound absorbing unit 310 and incident on the perforated plate 320 penetrates the inside of each waveguide through a plurality of perforations formed in the perforated region, and is covered with the non-perforated region.
  • the light travels in a direction non-parallel to the direction D, and is reflected by the side surface of the chamber member 340 .
  • the perforated region 321 of the perforated plate 320 functions as an acoustic impedance matching member, and the waveguides 311 to 314 function as resonators having mutually different resonance characteristics. Therefore, according to the sound absorbing unit 310, a sound absorbing effect can be obtained in a wide frequency band compared to a sound absorbing material having a single waveguide.
  • the waveguide 311, the waveguide 314, the waveguide 313, and the waveguide 312 have superior sound absorption coefficients in the lower frequency band in that order.
  • the waveguide 312, the waveguide 313, the waveguide 314, and the waveguide 311 are superior in sound absorption coefficient in a high frequency band in that order.
  • the sound absorbing unit 310 may be designed so that the frequency bands of sound waves absorbed by the waveguides do not overlap each other, or the frequency bands of the sound waves absorbed by the waveguides may be partially overlapped. Unit 310 may be designed.
  • the perforation parameters in the perforation region 321 may be uniform or may differ from part to part.
  • a portion in contact with the space 341 a portion overlapping the space 341 when viewed from the ⁇ D direction
  • a portion in contact with the space 342 a portion in contact with the space 343, and a portion in contact with the space 344
  • Each pore parameter may be different.
  • a portion of the perforated region 321 contacting the space 341 and a portion of the perforated region 321 contacting the space 342 may have the same density of through holes and non-through holes, but may have different through hole densities. You can let According to such a configuration, the uniformity of the design can be maintained by unifying the apparent number of holes in the perforated plate 320, and the impedance can be matched with different hole parameters for each waveguide.
  • the total area of the non-perforated area 331 and the non-perforated area 332 is larger than the area of the perforated area 321 .
  • the shape of the perforated region 321 is a smooth rectangle in FIG. 15, the shape of the perforated region 321 is not limited to this, and may be other polygons or circles. Also, the perforated regions 321 may be separated into a plurality of regions on the surface of the perforated plate 320 .
  • FIG. 17 is a diagram showing an overview of a sound absorbing unit according to a modification.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of the HW section showing the structure of the sound absorbing unit according to the modification.
  • the length (thickness) in the D direction differs from part to part.
  • the sound absorbing unit 1010 described with reference to FIGS. 17 and 18 has a uniform length in the D direction.
  • the sound absorbing unit 1010 is provided with a perforated plate 1020 having a surface substantially parallel to the HW plane.
  • the perforated plate 1020 has a perforated area including a plurality of perforated areas 1021, 1022, 1023, and 1024, and a non-perforated area 1025 where no perforations are formed.
  • the surface of the perforated plate 1020 (the surface on which the perforations are present) is substantially parallel to the HW plane.
  • the perforated plate 1020 has a polygonal (more specifically, quadrangular) shape when viewed from the normal direction (D direction) of the perforated plate 1020 .
  • the perforated area of the perforated plate 1020 forms a triangular area connecting the center of the polygon, one vertex, and another point (specifically, one point on the side of the polygon) when viewed in the D direction.
  • the sound absorbing unit 1010 has a waveguide 1011, a waveguide 1012, a waveguide 1013 and a waveguide 1014 having different lengths.
  • the waveguides 1011 and 1012 are adjacent via a sidewall 1012b
  • the waveguides 1012 and 1013 are adjacent via a sidewall 1013b
  • the waveguides 1013 and 1013 are adjacent to each other. 1014 via a side wall 1014b. That is, the side wall 1012b, the side wall 1013b, and the side wall 1014b divide the interior of the sound absorbing unit 1010 into a plurality of waveguides.
  • Each of the waveguide 1011, waveguide 1012, waveguide 1013, and waveguide 1014 has a substantially trapezoidal (in other words, I-shaped) profile in the HW cross section.
  • the waveguides 1011, 1012, 1013, and 1014 each extend in the width direction (W direction) of the sound absorbing unit 1010 and are arranged in parallel in the height direction (H direction) of the sound absorbing unit 1010. It is That is, the waveguides 1011 , 1012 , 1013 and 1014 each extend non-parallel to the normal direction (D direction) of the perforated plate 1020 .
  • the sound absorbing unit 1010 has a shape with four-fold rotational symmetry when viewed from the D direction. That is, the sound absorbing unit 1010 has a total of four waveguides each having the same shape as each of the waveguides 1011, 1012, 1013, and 1014. FIG. In addition, the sound absorbing unit 1010 has a total of four perforated regions each having the same shape as each of the regions 1021, 1022, 1023, and 1024. FIG. A plurality of waveguides of the sound absorbing unit 1010 are arranged in directions (H direction and W direction) from the center of the perforated plate 1020 toward the periphery.
  • the sound absorbing unit 1010 may be configured as a single body, or may be configured by combining a plurality of members.
  • the sound absorbing unit 1010 may be configured by combining a plurality of resonators each having a waveguide and a perforated plate, or the sound absorbing unit 1010 may be configured by combining a perforated plate member and a waveguide member. good.
  • the perforated plate and the waveguide may be integrally configured. That is, the sound absorbing unit 1010 only needs to have a perforated surface with perforated areas and non-perforated areas, and a plurality of waveguides each in contact with a different area within the perforated area. Ventilation between the inside and the outside of each waveguide is possible through a plurality of perforations present in the perforation region adjacent to one end in the extension direction of the waveguide.
  • a portion near one end (the end in the +W direction) in the extension direction of the waveguide 1011 is in contact with the region 1021 and is guided through a plurality of perforations formed in the region 1021. It can be ventilated with the outside of the wave tube 1011 .
  • a portion near the other end ( ⁇ W direction end) in the extending direction of the waveguide 1011 is not in contact with the perforated region, but is in contact with the non-perforated region 1025. Therefore, the waveguide 1011 outside and not breathable.
  • the vicinity of one end (the end in the +W direction) of the waveguides 1012, 1013, and 1014 in the extending direction is a region 1022, a region 1023, and a region 1024, respectively.
  • Ventilation with the outside is possible through a plurality of perforations formed in the body. And the other end of each waveguide abuts the non-perforated region 1025 and is not ventilable to the outside.
  • the length of the portion of each waveguide that is in contact with the perforated region is half or less of the length in the extending direction of the waveguide.
  • the ratio of the length of the portion of the waveguide that is in contact with the perforated region is not limited to this, and at least the portion near one end in the extending direction of the waveguide is in contact with the perforated region. good.
  • the sound absorption characteristics of the sound absorption unit 1010 in this embodiment are represented, for example, by the sound absorption coefficient or acoustic impedance for each frequency.
  • the sound absorbing unit 1010 may be designed so that the frequency bands of sound waves absorbed by the waveguides do not overlap each other, or the frequency bands of the sound waves absorbed by the waveguides may be partially overlapped. Unit 1010 may be designed.
  • the length of waveguide 1011 is longer than the length of waveguide 1012
  • the length of waveguide 1012 is longer than the length of waveguide 1013
  • the length of waveguide 1013 is longer than the length of waveguide 1013. is longer than the length of waveguide 1014 .
  • the resonance characteristics of the waveguides can be made different.
  • Each waveguide extends in the H direction or the W direction, and the depth of the waveguide in the D direction is shorter than the length in the extension direction of the waveguide. With such a configuration, it is possible to reduce the depth (thickness) of the sound absorbing unit 1010 in the D direction while improving the sound absorption coefficient in the low frequency band by increasing the length of the waveguide in the extending direction. can.
  • FIG. 19 is a perspective view showing an overview of a modification of the sound absorbing unit.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing the structure of a modification of the sound absorbing unit. While the sound absorbing unit 1010 described with reference to FIGS. 17 and 18 has a four-fold rotational symmetry, the perforated plate 1120 and internal structure of the sound absorbing unit 1110 shown in FIGS. 19 and 20 are not point symmetrical.
  • the sound absorbing unit 1110 is provided with a perforated plate 1120 having a surface substantially parallel to the HW plane.
  • Perforated plate 1120 includes a perforated region including a plurality of perforated regions 1121, 1122, 1123 and 1124, and a plurality of perforated regions 1126, 1127, 1128 and 1129. There are perforated areas and non-perforated areas 1125 where no perforations are formed.
  • the hole parameters for drilling in the drilling area including areas 1121-1124 may be different than the hole parameters for drilling in the drilling area including areas 1126-1129.
  • the sound absorbing unit 1110 has a waveguide 1111, a waveguide 1112, a waveguide 1113 and a waveguide 1114 with different lengths. Also, the sound absorbing unit 1110 has a waveguide 1115, a waveguide 1116, a waveguide 1117 and a waveguide 1118 having different lengths. The waveguides 1111 to 1114 and the waveguides 1115 to 1118 are different in at least one of length and shape.
  • Each of the waveguides 1111, 1112, 1113, and 1114 has a substantially trapezoidal (in other words, I-shaped) contour in the HW cross section.
  • the waveguides 1111 to 1114 extend in the W direction or the H direction and are arranged in the direction from the center of the perforated plate 1120 toward the periphery.
  • Each of the waveguide 1115, waveguide 1116, waveguide 1117, and waveguide 1118 has a shape in which the contour in the HW cross section is bent twice (in other words, a U shape).
  • the waveguides 1115 to 1118 have a portion extending in the W direction and a portion extending in the H direction, and are arranged in a direction from the center of the perforated plate 1120 toward the periphery.
  • the portions near one end in the extending direction of the waveguides 1111, 1112, 1113, and 1114 are formed in regions 1121, 1122, 1123, and 1124, respectively. Ventilation with the outside is possible through a plurality of perforations.
  • the portions near one end in the extending direction of the waveguides 1115, 1116, 1117, and 1118 are formed in regions 1126, 1127, 1128, and 1129, respectively. Ventilation with the outside is possible through a plurality of perforations made.
  • the portion near the other end of each waveguide is in contact with the non-perforated region 1125 and is not ventilable to the outside.
  • the length in the extending direction of those waveguides is made longer than the dimension in the W direction and the dimension in the H direction of the sound absorbing unit 1110. be able to. With such a configuration, it is possible to reduce the size of the sound absorbing unit 1110 while improving the sound absorption coefficient in the low frequency band by increasing the length of the waveguide in the extending direction.
  • the sound absorbing unit 1110 has a non-rotationally symmetrical shape, there are many patterns of lengths and shapes of the waveguides included in the sound absorbing unit 1110 . Waveguides of different lengths and shapes have different sound absorption properties.
  • the sound absorbing unit 1110 compared with the sound absorbing unit 1010 having a rotationally symmetrical shape, a sound absorbing effect can be obtained in a wide frequency band.
  • the sound absorbing unit 1010 since it has a plurality of waveguides having the same sound absorbing characteristics, it is possible to obtain a higher sound absorbing effect in a specific frequency band than the sound absorbing unit 1110 does.
  • the sound absorbing unit 1010 shown in FIGS. 17 and 18 has a total of 16 waveguides
  • the sound absorbing unit 1110 shown in FIGS. 19 and 20 has a total of 8 waveguides.
  • the number of waveguides and the partitioning method inside the sound absorbing unit are not limited to these examples.
  • the number and arrangement of perforated areas in the perforated plate of the sound absorbing unit differ according to the number of waveguides that the sound absorbing unit has and how the inside of the sound absorbing unit is partitioned.
  • FIG. 21 is a perspective view showing an overview of a modification of the sound absorbing unit.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing the structure of a modification of the sound absorbing unit.
  • the interior of the sound absorbing unit 1010 described with reference to FIGS. 17 and 18 is partitioned by side walls extending from the center of the sound absorbing unit 1010 toward each vertex in the HW cross section.
  • the interior of the sound absorbing unit 1310 shown in FIGS. 21 and 22 is partitioned by side walls extending from the center of the sound absorbing unit 1310 toward each side in the HW cross section.
  • the sound absorbing unit 1310 has a shape with four-fold rotational symmetry when viewed in the D direction.
  • the perforated plate 1320 provided in the sound absorbing unit 1310 has a perforated area in which a plurality of perforations are formed and a non-perforated area in which no perforations are formed.
  • the sound absorbing unit 1310 has four waveguides each having four shapes with different lengths.
  • Each of the waveguides included in the sound absorbing unit 1310 has a shape in which the outline in the HW cross section is bent once (in other words, an L shape).
  • Each waveguide has a portion extending in the W direction and a portion extending in the H direction, and are aligned in a direction from the center to the periphery of the perforated plate 1320 .
  • a portion near one end in the extending direction of the waveguide of the sound absorbing unit 1310 can be ventilated with the outside through a plurality of perforations formed in the perforated region of the perforated plate 1320 .
  • a portion in the vicinity of the other end in the extending direction of the waveguide is in contact with the non-perforated region and is not ventilable to the outside.
  • the sound absorbing unit 1310 since it has a plurality of types of waveguides with mutually different lengths, it is possible to obtain a sound absorbing effect in a wide frequency band. Furthermore, according to the sound absorbing unit 1310, since it has a plurality of waveguides with approximately the same length, it is possible to obtain a high sound absorbing effect in a specific frequency band.
  • the sound absorbing unit 1310 shown in FIGS. 21 and 22 has a shape with four-fold rotational symmetry, but by applying the structure described with reference to FIGS. A sound absorbing unit may be constructed. Thereby, a sound absorbing effect can be obtained in a wider frequency band.
  • FIG. 23 is a perspective view showing an overview of a modification of the sound absorbing unit.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view showing the structure of a modification of the sound absorbing unit. While the sound absorbing unit 1010 described with reference to FIGS. 17 and 18 has a four-fold rotational symmetry, the perforated plate 1420 and internal structure of the sound absorbing unit 1410 shown in FIGS. 23 and 24 are not point symmetrical.
  • the external shape of the sound absorbing unit 1410 is a rhombus when viewed from the D direction.
  • the sound absorbing unit 1410 is provided with a perforated plate 1420 having a surface substantially parallel to the HW plane.
  • the perforated plate 1420 has a perforated area 1421 in which a plurality of perforations are formed and a non-perforated area 1425 in which no perforations are formed.
  • the perforated plate 1420 has a rectangular shape when viewed from the normal direction (D direction) of the perforated plate 1420 .
  • the perforated area of the perforated plate 1420 forms a triangular area connecting the three vertices of the quadrangle when viewed from the D direction.
  • the sound absorbing unit 1410 has multiple waveguides with different lengths.
  • Each of the waveguides included in the sound absorbing unit 1410 has a shape in which the contour in the HW cross section is bent once (in other words, an L shape).
  • the multiple waveguides of the sound absorbing unit 1410 extend in a direction non-parallel to the D direction and are arranged in a direction non-parallel to the D direction.
  • a portion near one end in the extending direction of each waveguide of the sound absorbing unit 1410 can be ventilated with the outside through a plurality of perforations formed in the perforation region 1421 .
  • the portion near the other end of each waveguide is in contact with the non-perforated region 1425 and is not ventilable to the outside.
  • a waveguide included in the sound absorbing unit 1410 extends in a direction substantially perpendicular to the D direction and has a bent shape. Therefore, the length of at least one of the plurality of waveguides included in the sound absorbing unit 1410 in the extending direction is made longer than any of the W, H, and D dimensions of the sound absorbing unit 1410. be able to. With such a configuration, it is possible to reduce the size of the sound absorbing unit 1410 while improving the sound absorption coefficient in the low frequency band by increasing the length of the waveguide in the extending direction. Moreover, according to the sound absorbing unit 1410, it is possible to increase the difference in the length of the plurality of waveguides in the extending direction while arranging the plurality of waveguides in parallel. As a result, a well-balanced sound absorption effect can be obtained in a wide frequency band from low frequency bands to high frequency bands.
  • FIG. 25 is a perspective view showing an overview of a modification of the sound absorbing unit.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view showing the structure of a modification of the sound absorbing unit.
  • the outer shape of the sound absorbing unit 1010 described with reference to FIGS. 17 and 18 is a quadrangle when viewed from the D direction.
  • the outer shape of the sound absorbing unit 1510 shown in FIGS. 25 and 26 is substantially circular when viewed from the D direction.
  • the sound absorbing unit 1510 has a shape with four-fold rotational symmetry when viewed in the D direction.
  • a perforated plate 1520 provided in the sound absorbing unit 1510 has a perforated area 1521 in which a plurality of perforations are formed and a non-perforated area 1525 in which no perforations are formed.
  • the perforated plate 1520 has a circular shape when viewed from the normal direction (D direction) of the perforated plate 1520 .
  • the perforated area of the perforated plate 1520 forms a fan-shaped area connecting the center of the circle and two points on the circumference when viewed from the D direction.
  • the sound absorbing unit 1510 has four waveguides each having four shapes with different lengths.
  • Each of the waveguides included in the sound absorbing unit 1510 has an arc-shaped contour in the HW cross section.
  • Each waveguide extends in the circumferential direction of the sound absorbing unit 1510 when viewed from direction D, and is arranged concentrically in the direction from the center of the perforated plate 1520 toward the periphery.
  • a portion near one end in the extending direction of the waveguide of the sound absorbing unit 1510 can ventilate with the outside through a plurality of perforations formed in the perforated region 1521 of the perforated plate 1520 .
  • a portion near the other end in the extending direction of the waveguide is in contact with the non-perforated region 1525 and is not ventilable to the outside.
  • the sound absorbing unit 1510 since it has a plurality of types of waveguides with mutually different lengths, it is possible to obtain a sound absorbing effect in a wide frequency band. Furthermore, according to the sound absorbing unit 1510, since it has a plurality of waveguides with approximately the same length, it is possible to obtain a high sound absorbing effect in a specific frequency band.
  • the sound absorbing unit 1510 shown in FIGS. 25 and 26 has a shape with four-fold rotational symmetry, but by applying the structure described with reference to FIGS. A sound absorbing unit may be constructed. Thereby, a sound absorbing effect can be obtained in a wider frequency band.
  • the sound absorbing unit 1610 is provided with a perforated plate 1620 having a surface substantially parallel to the HW plane.
  • the perforated plate 1620 has a plurality of perforated regions 1621 each having a plurality of perforations and a non-perforated region 1625 having no perforations.
  • the perforation parameters of perforations in multiple perforation regions 1621 may be different from each other.
  • FIG. 27(b) shows a front view of the sound absorbing unit 1610 semi-transparent through the perforated plate 1620 so that the internal structure of the sound absorbing unit 1610 (especially the shape of the waveguide) can be easily understood.
  • FIG. 28 shows the inside of the sound absorbing unit 1610 and the perforated plate 1620 seen through from the rear surface of the sound absorbing unit 1610 .
  • the sound absorbing unit 1610 includes a plurality of waveguides 1611, 1612, 1613, 1614, 1615, and 1615 having different lengths. 1616 , waveguide 1617 and waveguide 1618 .
  • the sound absorbing unit 1610 has a shape with four-fold rotational symmetry, and each of the waveguides 1611 to 1618 has three waveguides of the same shape.
  • Each of the waveguides 1611 to 1614 has a linear contour (in other words, an I shape) in the HW cross section.
  • Each of the waveguides 1615 to 1618 has a portion extending in the W direction and a portion extending in the H direction, and the profile in the HW cross section is bent twice (in other words, a U shape). is. Portions near one end in the extending direction of waveguides 1611 to 1618 can communicate with the outside via a plurality of perforations formed in perforation region 1621, respectively. And the portion near the other end of each waveguide is in contact with the non-perforated region 1625 and is not ventilable to the outside.
  • the length in the extending direction of these waveguides is made longer than the dimension in the W direction and the dimension in the H direction of the sound absorbing unit 1610. be able to. With such a configuration, it is possible to reduce the size (especially the thickness in the D direction) of the sound absorbing unit 1610 while improving the sound absorption coefficient in the low frequency band by increasing the length of the waveguide in the extending direction. can.
  • the sound absorbing unit 1610 also has a short waveguide that is not bent. This increases the pattern of lengths and shapes of waveguides included in the sound absorbing unit 1610 . Waveguides of different lengths and shapes have different sound absorption properties. Therefore, according to the sound absorbing unit 1610, compared to the sound absorbing unit 1010 in which each waveguide has the same number of bends, a sound absorbing effect can be obtained in a wide frequency band.
  • FIG. 29(a) is a side view of the sound absorbing unit 1610 viewed from direction H
  • FIG. 29(b) is a transparent side view of the sound absorbing unit 1610 so that the internal structure of the sound absorbing unit 1610 can be easily understood.
  • a recessed notch 1630 is provided on the outer shape of the side surface of the sound absorbing unit 1610 . Since the sound absorbing unit 1610 has the notch 1630, a sound absorbing wall using the sound absorbing unit 1610 can be easily created.
  • FIG. 30 is a diagram showing the structure of a sound absorbing wall using the sound absorbing unit 1610.
  • a sound absorbing wall 1600 is created by fitting sound absorbing units 1610 into each of a plurality of spaces 1602 surrounded by frames 1601 .
  • the sound absorbing unit 1610 is fixed to the frame 1601 by fitting the notch 1630 of the sound absorbing unit 1610 with the projection of the frame 1601 .
  • the plurality of sound absorbing units 1610 are arranged such that the normal directions of the plurality of perforated plates 1620 of the plurality of sound absorbing units 1610 are substantially parallel to each other.
  • the sound absorbing unit 1610 may be fitted in only part of the plurality of spaces 1602 that the frame 1601 has.
  • the plurality of sound absorbing units included in the sound absorbing wall 1600 may have different structures.
  • the sound absorbing wall 1600 may be configured by providing the sound absorbing unit of each of the above-described embodiments and modifications with the notch 1630 and combining a plurality of types of sound absorbing units with the frame 1601 .
  • FIG. 31 is a perspective view and a front view showing an overview of a modification of the sound absorbing unit.
  • FIG. 32 is a semi-transparent perspective view and front view to facilitate understanding of the structure of the modification of the sound absorbing unit. While the sound absorbing unit 1010 described with reference to FIGS. 17 and 18 has a four-fold rotational symmetry, the perforated plate 1720 and internal structure of the sound absorbing unit 1710 shown in FIGS. 31 and 32 are not point symmetrical. Also, the sound absorbing unit 1710 includes a plurality of waveguides with different numbers of bends.
  • the sound absorbing unit 1710 is provided with a perforated plate 1720 having a surface substantially parallel to the HW plane.
  • the perforated plate 1720 has a plurality of perforated areas 1721 each having a plurality of perforations and a non-perforated area 1725 having no perforations.
  • the perforation parameters of perforations in multiple perforation regions 1721 may be different from each other.
  • the sound absorbing unit 1710 has multiple waveguides with different lengths.
  • Each of waveguide 1716, waveguide 1717, waveguide 1718, and waveguide 1719 has a linear (in other words, I-shaped) contour in the HW cross section.
  • Each of the waveguides 1711, 1714, and 1701 has a portion extending in the W direction and a portion extending in the H direction, and the profile in the HW cross section is bent once (in other words, and L-shaped).
  • Each of the waveguides 1712, 1713, and 1715 has a portion extending in the W direction and a portion extending in the H direction, and the profile in the HW cross section is bent twice (in other words, and U-shaped).
  • a portion near one end in the extending direction of each waveguide can ventilate with the outside through a plurality of perforations formed in the perforation region 1721 . And the portion near the other end of each waveguide is in contact with the non-perforated region 1725 and is not ventilable to the outside.
  • a part of the waveguide included in the sound absorbing unit 1710 extends in a direction substantially perpendicular to the D direction and has a bent shape. Therefore, the length of at least one of the plurality of waveguides included in the sound absorbing unit 1710 in the extending direction is made longer than any of the W, H, and D dimensions of the sound absorbing unit 1710. be able to. With such a configuration, it is possible to reduce the size (especially the thickness in the D direction) of the sound absorbing unit 1710 while improving the sound absorption coefficient in the low frequency band by increasing the length of the waveguide in the extending direction. can. Also, the sound absorbing unit 1710 has a waveguide that is not bent, a waveguide that is bent once, and a waveguide that is bent twice.
  • Waveguides of different lengths and shapes have different sound absorption properties. Therefore, according to the sound absorbing unit 1710, compared with the sound absorbing unit 1010 in which each waveguide has the same number of bends, it is possible to obtain a sound absorbing effect in a wide frequency band.
  • the sound absorbing unit has a combination of multiple waveguides with different shapes and sizes and a combination of multiple waveguides with substantially the same shape and size.
  • the present invention is not limited to this, and the sound absorbing unit only needs to have a cavity surrounded by an outer shell and a perforation that communicates the inside and the outside of the cavity. That is, the sound absorbing unit only needs to have at least one space in which air resonates, and it is not essential that the sound absorbing unit has a partition wall that divides the internal space.
  • the number of cavities and the number of perforations that the sound absorbing unit has may be one or more.
  • the sound absorbing unit has a plurality of cavities (waveguides) that are different in at least one of shape and size, sound in a wider frequency band can be absorbed.
  • the plurality of waveguides of the sound absorbing unit have different perforation arrangements, but the present invention is not limited to this, and the sound absorbing unit includes a plurality of waveguides having the same perforation arrangement.
  • the sound absorbing unit may be By providing the sound absorbing unit with two or more waveguides having mutually different resonance characteristics, sound in a wide frequency band can be absorbed. On the other hand, some of the plurality of waveguides of the sound absorbing unit have resonance characteristics close to each other, so that the sound absorption coefficient in a specific frequency band can be improved.
  • the length of the waveguide in the direction normal to the surface of the perforated plate is non-uniform.
  • the thickness of the sound absorbing unit 10 in the D direction is thicker at the central portion seen from the -D direction than at the peripheral edge seen from the -D direction.
  • the volume of each waveguide can be increased compared to the case where the thickness of the sound absorbing unit 10 is made equal to the thickness of the peripheral portion when viewed from the -D direction. Sound absorption performance in the frequency band can be improved.
  • the thickness in the D direction of the sound absorbing unit 10 is not limited to this, and may be uniform. In this case, the length of the waveguide in the direction normal to the surface of the perforated plate is also uniform.
  • the cavity (waveguide) is formed by the perforated plate and the base body (chamber member) integrally fixed to the perforated plate.
  • the perforated plate provided in the sound absorbing unit may be configured to be detachable from the chamber member. That is, the sound absorbing unit may be composed of a three-dimensional member having a plurality of waveguides and a perforated plate that can be attached to the three-dimensional member. As a result, even when the perforated plate is worn out and the sound absorption characteristics of the sound absorption unit deteriorate, the perforated plate can be easily replaced to improve the sound absorption characteristics of the sound absorption unit.
  • the sound absorption characteristics of the sound absorbing unit can be arbitrarily adjusted.
  • the partition wall that divides the internal space of the sound absorbing unit may be provided in the chamber member or the perforated plate, or both the chamber member and the chamber member may be perforated.
  • the plate may also be an independent member.
  • At least one of the perforated plate and the partition provided in the sound absorbing unit may be configured to be movable. Also, a new member may be added inside the waveguide. This makes it easy to adjust the shape and size of the waveguide, and allows the sound absorption characteristics of the sound absorption unit to be adjusted arbitrarily.
  • the number of waveguides included in the sound absorbing unit is not limited to the above example, and the sound absorbing unit may have a plurality of waveguides that differ in at least one of shape and length.
  • the sound absorbing unit has a hexagonal shape when viewed from the -D direction, a perforated surface is provided on the surface of the sound absorbing unit on the -D direction side, and the interior of the sound absorbing unit is surrounded by partition walls. Divided into multiple cavities.
  • the shape of the sound absorbing unit may be other polyhedrons or spheres.
  • the perforated surface may be provided on another surface of the sound absorbing unit.
  • the perforated surface may be provided only on a part of one surface of the sound absorbing unit, or may be provided on a plurality of surfaces of the sound absorbing unit.
  • the inside of the sound absorbing unit may contain a structure other than the cavity.
  • a plurality of sound absorbing units having the same shape may be arranged side by side, or a plurality of sound absorbing units having different shapes may be arranged side by side.
  • multiple types of sound absorbing units described in the above-described embodiment and modifications may be arranged side by side.
  • a plurality of sound absorbing units having the same waveguide shape but different perforation parameters of the perforated plate may be arranged side by side.
  • a sound absorbing effect can be obtained in a wider frequency band than when the same sound absorbing units are arranged side by side.
  • a higher sound absorbing effect can be obtained in a specific frequency band than when a plurality of sound absorbing units having different sound absorption characteristics are arranged side by side.

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Abstract

吸音ユニット１０は、形状と大きさとの少なくとも何れかが互いに異なる複数の空洞部を有する。複数の空洞部に含まれる空洞部の壁を構成する穿孔板２０には、空洞部の内部と外部とを連通させる穿孔が形成される。穿孔板２０の表面には、複数の穿孔が形成された穿孔領域と、穿孔が形成されていない非穿孔領域とが含まれる。

Description

吸音部材、吸音パネル及び吸音壁
　本開示は、吸音により音を低減させる技術に関する。
　鉄道、高速道路、工事現場、室内空間などにおいて発生する騒音を抑制することは、重要な社会課題の１つである。特許文献１には、道路や線路上を走行する車両による騒音を抑制するために、吸音材を用いた防音パネルを騒音源の脇に設置することが開示されている。一方、特に低周波数帯の騒音について、より効果的に消音することが求められている。
　非特許文献１には、１８０度方向に２度折り返したＳ字形の導波管を含む吸音構造体が提案されている。この吸音構造体の厚さは、導波管の長さの約１／３倍である。故に、かかる構造によれば、吸音部材の厚みを抑制しつつ低周波数帯の音を効果的に低減させることができる。
特開２０１７－１１５５７２号公報 Wu, F., Xiao, Y., Yu, Di., Zhao, H., Wang, Y., & Wen, J. (2019). Low-frequency sound absorption of hybrid absorber based on micro-perforated panel and coiled-up channels. Applied Physics Letters, 114(15). https://doi.org/10.1063/1.5090355
　非特許文献１に記載の吸音構造体は、音波の入射方向に延在する導波管を有することで吸音効果を発揮する。したがって、低周波数帯の音を効率的に吸音するために導波管を長くすると、音波の入射方向における吸音構造体の厚さが大きくなる。一方、吸音材の設置容易性を高めるために、吸音材の厚さをより小さくすることが求められる。
　本開示の目的は、吸音部材の厚みを抑制しつつ広帯域に亘って高い吸音性能を実現することである。
　本開示の一態様によれば、吸音部材は、
　形状と大きさとの少なくとも何れかが互いに異なる複数の空洞部を有する吸音部材であって、
　前記複数の空洞部に含まれる空洞部の壁を構成する板状部材には、前記空洞部の内部と外部とを連通させる穿孔が形成され、
　前記板状部材の表面には、複数の穿孔が形成された第１領域と、前記第１領域に隣接する第２領域であって穿孔が形成されていない第２領域とが含まれる。
吸音ユニットの構造を示す図である。 吸音ユニットの構造を示す図である。 チャンバー部材の構造を示す図である。 チャンバー部材の構造を示す図である。 吸音ユニットの機能を説明する図である。 吸音ユニットの使用例を示す図である。 吸音ユニットの使用例を示す図である。 設計装置の構成例を示す図である。 設計装置による吸音ユニットの設計処理を示す図である。 吸音ユニットの構造の変形例を示す図である。 吸音ユニットの構造の変形例を示す図である。 チャンバー部材の構造の変形例を示す図である。 チャンバー部材の構造の変形例を示す図である。 穿孔板の構造の変形例を示す図である。 吸音ユニットの構造の変形例を示す図である。 チャンバー部材の構造の変形例を示す図である。 吸音ユニットの変形例の外観を示す図である。 吸音ユニットの変形例の構造を示す断面図である。 吸音ユニットの変形例の外観を示す図である。 吸音ユニットの変形例の構造を示す断面図である。 吸音ユニットの変形例の外観を示す図である。 吸音ユニットの変形例の構造を示す断面図である。 吸音ユニットの変形例の外観を示す図である。 吸音ユニットの変形例の構造を示す断面図である。 吸音ユニットの変形例の外観を示す図である。 吸音ユニットの変形例の構造を示す断面図である。 吸音ユニットの変形例の外観と構造を示す図である。 吸音ユニットの変形例の構造を示す図である。 吸音ユニットの変形例の構造を示す図である。 吸音ユニットの変形例を用いた吸音壁の構造を示す図である。 吸音ユニットの変形例の概観を示す図である。 吸音ユニットの変形例の構造を示す図である。
　以下、本発明の実施形態の例について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための図面において、同一の構成要素についてはその繰り返しの説明は省略する。
（１）吸音ユニットの構成
（１－１）吸音ユニットの基本構成
　吸音ユニット１０の基本構成について説明する。吸音ユニット１０は、吸音ユニット１０に向かって進む音波のエネルギーを他のエネルギーに変換したり打ち消したりすることで反射音及び透過音の音圧を低減する吸音効果を有する、特定の吸音構造を備える吸音部材である。図１（ａ）及び図１（ｂ）はそれぞれ、実施形態に係る吸音ユニットの構造を示す斜視図及び正面図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）はそれぞれ、実施形態に係る吸音ユニットの構造を示す側面図及び底面図である。
　以下の説明において、「Ｄ方向」は、吸音ユニット１０の奥行方向（厚み方向）である。吸音ユニット１０は、主にＤ方向に進む音波を吸音する。「Ｈ方向」は、Ｄ方向と略垂直な方向であり、吸音ユニット１０の高さ方向である。「Ｗ方向」は、「Ｄ方向」および「Ｈ方向」に直交する方向であり、吸音ユニット１０の幅方向である。吸音ユニット１０は、穿孔を介して音波が侵入可能な空洞部（以下「導波管」という。）を複数有し、各導波管は共振器として機能する。
　図１に示すように、吸音ユニット１０は、穿孔が形成された板状部材である穿孔板２０と、穿孔板２０と組み合わされることで空洞を形成するチャンバー部材４０とを有する。穿孔板２０の表面には、それぞれ複数の穿孔が形成された穿孔領域２１～２７と、穿孔が形成されていない非穿孔領域３１～３６が存在する。吸音ユニット１０は－Ｄ方向から見て多角形（具体的には六角形）の形状である。
　図３（ａ）及び図３（ｂ）はそれぞれ、実施形態に係るチャンバー部材の構造を示す斜視図及び正面図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）はそれぞれ、実施形態に係るチャンバー部材の構造を示す側面図及び底面図である。チャンバー部材４０には、隔壁４５～４７により互いに仕切られた空間４１～４４が存在する。チャンバー部材４０を－Ｄ方向側から覆うように穿孔板２０が設けられることで、空間４１～４４はそれぞれ、チャンバー部材４０と穿孔板２０とにより壁が構成された導波管となる。具体的には、空間４１は、穿孔領域２１と、穿孔領域２１に隣接する非穿孔領域３１と、穿孔領域２１に隣接せず且つ非穿孔領域３１に隣接する穿孔領域２２とにより覆われる。空間４２は、非穿孔領域３２と、穿孔領域２３と、非穿孔領域３３と、穿孔領域２４とにより覆われる。空間４３は、穿孔領域２５と、穿孔領域２５に隣接する非穿孔領域３４とにより覆われる。空間４４は、非穿孔領域３５と、穿孔領域２６と、非穿孔領域３６と、穿孔領域２７とにより覆われる。
　以下では、空間４１を有する導波管を導波管１１と呼び、空間４２を有する導波管を導波管１２と呼び、空間４３を有する導波管を導波管１３と呼び、空間４４を有する導波管を導波管１４と呼ぶ。導波管１１と導波管１２とは隔壁４５を介して隣接しており、導波管１２と導波管１３とは隔壁４６を介して隣接しており、導波管１３と導波管１４とは隔壁４７を介して隣接している。すなわち、隔壁４５～４７は、吸音ユニット１０の内部を複数の導波管に分割する。
　隔壁４５～４７は互いに略同一方向に延在している。そのため、導波管１１～１４はそれぞれ－Ｄ方向から見た輪郭が略台形であり、互いに略平行に延在する。導波管１１と導波管１２とは互いに形状及び大きさが異なり、導波管１３と導波管１４とは互いに形状及び大きさが異なる。導波管１２と導波管１３とは、空洞の形状及び大きさが互いに略同一であるが、それぞれの壁に形成された穿孔の配置が異なる。導波管１１と導波管１４とは、空洞の形状及び大きさが互いに略同一であるが、それぞれの壁に形成された穿孔の配置が異なる。
　なお、吸音ユニット１０は、全体が一体となって構成されていてもよいし、複数の部材を組み合わせることで構成されていてもよい。例えば、穿孔板２０とチャンバー部材４０とを組み合わせることで吸音ユニット１０が構成されてもよいし、穿孔板２０とチャンバー部材４０とが一体となって構成されていてもよい。また例えば、各導波管を構成する部材を組み合わせることで吸音ユニット１０が構成されてもよい。すなわち、吸音ユニット１０は、複数の導波管を有し、各導波管の壁を構成する部材に穿孔領域と非穿孔領域とが存在していればよい。各導波管の内部と外部とは、穿孔領域に存在する複数の穿孔を介して連通しており、通気が可能である。
　具体的には、導波管１１の内部と外部とは、穿孔領域２１及び穿孔領域２２に形成された複数の穿孔を介して連通しており、通気可能である。一方、非穿孔領域３１に覆われた部分においては、導波管１１の内部と外部とが通気可能でない。同様に、導波管１２の内部と外部とは、穿孔領域２３及び穿孔領域２４に形成された複数の穿孔を介して連通している。導波管１３の内部と外部とは、穿孔領域２５に形成された複数の穿孔を介して連通している。導波管１４の内部と外部とは、穿孔領域２６及び穿孔領域２７に形成された複数の穿孔を介して連通している。
　導波管１１～１４それぞれの壁を構成する穿孔板２０における穿孔が形成された表面は、－Ｄ方向から見て露出している。吸音ユニット１０に対して－Ｄ方向から到来して穿孔板２０に入射する音波は、穿孔領域に形成された複数の穿孔を介して各導波管の内部に侵入し、非穿孔領域に覆われた部分をＤ方向とは非平行に進行し、チャンバー部材４０の側面で反射する。穿孔板２０の各穿孔領域は、音響インピーダンスの整合部材として機能し、導波管１１～１４は、互いに共振特性が異なる共振器として機能する。そのため、吸音ユニット１０によれば、単一の導波管を有する吸音材と比較して、広い周波数帯域において吸音効果を得ることができる。本実施形態における吸音ユニット１０の吸音特性は、例えば、周波数ごとの吸音率、又は音響インピーダンスにより表される。なお、各導波管が吸音する音波の周波数帯域が互いに重ならないように吸音ユニット１０が設計されていてもよいし、各導波管が吸音する音波の周波数帯域の一部が重なるように吸音ユニット１０が設計されていてもよい。
　導波管１１の体積は導波管１２の体積より小さく、導波管１３の体積は導波管１４の体積より大きい。このように複数の導波管の大きさを異ならせることで、それらの導波管の共振特性を異ならせることができる。なお、穿孔板２０の表面における穿孔領域２１と穿孔領域２２との距離（図１（ｂ）における長さＬ１）は、穿孔板２０の表面の法線方向における導波管１１の長さ（図２（ｂ）における厚さＬ２）より長い。このような構成により、導波管１１において、Ｄ方向とは非平行な方向に音波が進行する経路の長さを長くすることで低周波数帯域の吸音率を向上させつつ、吸音ユニット１０のＤ方向の奥行（つまり厚さ）を小さくすることができる。また、穿孔板２０の表面における穿孔領域２５の重心と非穿孔領域３４の重心とを結ぶ方向における非穿孔領域３４の長さ（図１（ｂ）における長さＬ３）は、穿孔板２０の表面の法線方向における導波管１３の長さ（図２（ｂ）における厚さＬ４）より長い。このような構成により、導波管１３において、Ｄ方向とは非平行な方向に音波が進行する経路の長さを長くすることで低周波数帯域の吸音率を向上させつつ、吸音ユニット１０の厚さを小さくすることができる。
　導波管１１は、導波管１３と比較して、高い周波数帯域の吸音率が優れている。一方、導波管１３は、導波管１１と比較して、低い周波数帯域の吸音率が優れている。ここで、穿孔板２０のうち導波管１３の壁を構成する部分においては、穿孔の配置が１か所（すなわち穿孔領域２５）にまとめられている。このような構成により、穿孔の配置を複数箇所に分散させた場合と比較して、導波管１３による低い周波数帯域の吸音率を向上させることができる。一方、穿孔板２０のうち導波管１１の壁を構成する部分においては、穿孔の配置が複数箇所（すなわち穿孔領域２１及び穿孔領域２２）に分散している。このような構成により、穿孔の配置を１か所にまとめた場合と比較して、導波管１１による高い周波数帯域の吸音率を向上させることができる。後述するように、それぞれの穿孔の大きさなどのパラメータを変えることでも導波管の吸音特性を変化させることは可能であるが、穿孔の大きさ等に製造上の制限がある場合であっても、穿孔の配置を適切に設計することで所望の吸音特性を実現することができる。
　吸音ユニット１０は、その形状及び構造により吸音性能を発揮するため、様々な素材を用いて構成することができる。吸音ユニット１０は、例えば、樹脂、金属、シリコン、ゴム、ポリマー、紙、段ボール、木材、又は不織布などの素材により構成される。ただし、吸音ユニット１０はこれらの素材以外の素材により構成されていてもよい。また、それぞれ素材が異なる複数の部材を組み合わせることで吸音ユニット１０が構成されてもよい。例えば、吸音ユニット１０のうち穿孔板２０とチャンバー部材４０とが異なる素材により構成されていてもよい。
（１－２）穿孔板の構成
　穿孔板２０の構成について説明する。穿孔板２０の穿孔領域２１～２７には、それぞれ複数の穿孔が形成されている。なお、穿孔板２０は一体として構成されていてもよいし、複数の部材を組み合わせることで構成されていてもよい。例えば、穿孔板２０のうち各導波管を覆う部分が別個の部材で構成されていてもよいし、穿孔板２０の各穿孔領域及び各非穿孔領域が別個の部材で構成されていてもよいし、穿孔板２０が６個の三角形形状の板状部材で構成されていてもよい。穿孔板２０の全体を一体として構成することで、穿孔板２０の製造工程を簡易にすることができ、製造コストを低減できる。一方、複数の部材を組み合わせて穿孔板２０を構成することで、各部材のサイズを小さくできるため、部材の製造可能なサイズに制限がある場合でも大きい穿孔板２０を作成することができる。
　各導波管の共振特性は、当該導波管の形状と、当該導波管に組み合わされる穿孔板の形状パラメータ（以下「孔パラメータ」という）に依存する。孔パラメータには、例えば、以下が含まれる。
・穿孔領域の面積（孔が形成される表面の面積）
・穿孔板の厚さ（表面に直交する方向の寸法）
・孔の大きさ（例えば孔が円形である場合の直径）
・穿孔板の表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
・孔の配置
　穿孔板の孔パラメータを変更することで、吸音ユニット１０の音響インピーダンスを調整することができる。また、穿孔板は、熱粘性抵抗によってＱ値を低くし、広い周波数帯域における吸音を可能とする効果もある。具体的なパラメータ例として、例えば、吸音ユニット１０のＨ方向及びＷ方向の長さがそれぞれ１０ｃｍ～５０ｃｍであり、吸音ユニット１０のＤ方向の厚さが２ｃｍ～１０ｃｍであるものとする。また、穿孔板２０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～３ｍｍに設定する。そして、穿孔板における孔の数など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、吸音ユニット１０による４００Ｈｚ以上１５００Ｈｚ以下の音の平均吸音率は、吸音ユニット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、吸音ユニット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以下の音の平均吸音率が、その他の周波数帯の音の平均吸音率よりも高くなるように、吸音ユニット１０を設計することもできる。また例えば、２００Ｈｚ以上２５００Ｈｚ以下の音を効率的に吸音するように吸音ユニット１０を設計することもできる。
　吸音ユニット１０が有する複数の穿孔領域の孔パラメータは互いに異なっていてもよい。例えば、穿孔領域２１及び穿孔領域２２の孔パラメータは導波管１１に要求される吸音特性に応じて最適化されてもよい。穿孔領域２３及び穿孔領域２４の孔パラメータは導波管１２に要求される吸音特性に応じて最適化されてもよい。穿孔領域２５の孔パラメータは導波管１３に要求される吸音特性に応じて最適化されてもよい。穿孔領域２６及び穿孔領域２７の孔パラメータは導波管１４に要求される吸音特性に応じて最適化されてもよい。すなわち、導波管１１～１４のうち１つの導波管の内部と外部とを連通させる穿孔と、他の導波管の内部と外部とを連通させる穿孔とは、少なくとも何れかの孔パラメータ又は孔の配置が異なっていてもよい。これにより、吸音ユニット１０は、広い周波数帯域において高い吸音率を達成できる。ただしこれに限らず、吸音ユニット１０が有する複数の穿孔領域の孔パラメータは共通であってもよい。これにより、穿孔板２０の孔の仕様を統一にできるため、穿孔板２０の製造コストを低減することができる。
　なお、吸音ユニット１０の例では穿孔板２０の表面が平面状であるが、穿孔板２０の形状はこれに限定されない。例えば、穿孔板２０の表面が曲面であってもよいし、凹凸を有していてもよい。
（２）吸音ユニットの使用方法
　吸音ユニットの使用方法について説明する。図５は、実施形態に係る吸音ユニットの機能を説明する図である。図５に示すように、吸音ユニット１０は、吸音すべき音を発する騒音源ＮＳに対してＤ方向に離れた位置に設置される。吸音ユニット１０に含まれる各導波管は、騒音源ＮＳからＤ方向に進行する音波のうち、当該導波管の形状（例えば長さ又は体積）と穿孔板の孔パラメータとに応じた周波数の成分を吸収する。これにより、騒音源ＮＳから吸音ユニット１０よりもＤ方向側の位置に到達する音波の音圧は、吸音ユニット１０が設置されていない場合と比較して、大きく低減される。
　図６実施形態に係る吸音ユニットの使用例を示す図である。図６に示すように、複数の吸音ユニット１０を組み合わせて設置することで、騒音源ＮＳから発される音の音圧をより低減することができる。複数の吸音ユニット１０は、騒音源ＮＳから人間ＨＭａがいる方向へ進行する音波を遮る吸音壁１を構成するように、組み合わせて設置される。具体的には、複数の吸音ユニット１０それぞれの穿孔板２０の表面（穿孔が形成された面）が同一方向から見て露出するように、複数の吸音ユニット１０が支持板５０に取り付けられることで、吸音壁１が構成される。吸音壁１は遮音効果を有するため、吸音壁１を設置することにより、騒音源ＮＳから発された音波の音圧は吸音壁１を通過する際に大きく低減され、騒音源ＮＳから見て吸音壁１より奥に居る人間ＨＭａが感じる騒音を小さくすることができる。
　また、吸音壁１は吸音効果を有するため、吸音壁１を設置することにより、従来の部材で構成された壁（例えばコンクリート壁）を同じ位置に設置した場合と比較して、壁で反射した音の大きさが小さくなる。そのため、騒音源ＮＳから発された音波の音圧は、吸音壁１で反射される際に大きく低減され、騒音源ＮＳに対して吸音壁１とは反対側にいる人間ＨＭｂが感じる騒音を小さくすることができる。また、吸音壁１を設置した場合、従来の部材で構成された壁を同じ位置に設置した場合と比較して、回折により壁の奥に回り込む音の大きさも小さくなる。この効果により、壁の奥にいる人間ＨＭａが感じる騒音をより小さくすることができる。
　吸音壁１の用途は限定されないが、例えば以下のような用途で吸音壁１を用いることができる。吸音壁１は、道路又は鉄道線路の周辺に配置されることで、自動車又は電車により生じる騒音を抑制することができる。吸音壁１は、工事現場に配置されることで、工事騒音を抑制することができる。吸音壁１は、建物の壁として使用されることで、建物内の騒音を抑制することができる。吸音壁１は、人の作業場所（例えば作業デスク）の周辺に配置されることで、作業者により知覚される騒音を抑制し、且つ、作業者が発する騒音の周囲への音漏れを抑制することができる。作業場所の周辺における吸音壁１の置き方としては、作業場所の四方を囲むように吸音壁１が置かれてもよいし、出入り口の方向を除いた３方向を囲むように吸音壁が置かれてもよいし、１面のみの吸音壁１が置かれてもよい。また、四方を吸音壁１により囲まれた作業場所の天井部分を塞ぐことで、作業ブースを構成してもよい。
　本実施形態において、穿孔板２０とチャンバー部材４０はそれぞれ、光透過性を有する素材により構成することができる。光透過性を有する素材としては、例えば、ガラスやアクリル等の樹脂素材を用いることができるが、これらに限定されない。この場合、吸音ユニット１０は、少なくとも外殻が光透過性を有していればよい。すなわち、チャンバー部材４０のうち隔壁４５～４７以外の部分と、穿孔板２０とが、透明又は半透明の素材により構成される。このような構成を有する吸音ユニット１０は、ガラスやアクリルなどの光透過性を有する壁面に用いるに適した吸音部材である。
　例えば、図６の支持板５０として、ガラス製の衝立又はローパーティションを用いる場合を考える。支持板５０に吸音ユニット１０が取り付けられていない場合、支持板５０は光透過性を有するため、人間ＨＭａは支持板５０を透過して人間ＨＭｂにより視認される。一方、仮に光透過性を有しない吸音材を支持板５０に取り付けた場合、人間ＨＭｂは人間ＨＭａを視認できなくなる。すなわち、吸音材の取り付けにより支持板５０の機能性及び意匠性が損なわれる。これに対して、光透過性を有する吸音ユニット１０を支持板５０に取り付けた場合、人間ＨＭｂは人間ＨＭａを視認することができ、支持板５０の機能性及び意匠性が維持される。
　なお、半透明の吸音ユニット１０を壁面に取り付けることで、取付対象の壁面の透明度を変化させることもできる。例えば、ガラス製の支持板５０に吸音ユニットが取り付けられていない場合、互いに支持板５０の反対側にいる人間ＨＭａと人間ＨＭｂは互いの行動を視認可能である。一方、半透明の吸音ユニット１０を支持板５０に取り付けた場合、吸音ユニット１０と支持板５０からなる吸音壁１の透明度は、支持板５０よりも低くなる。その結果、人間ＨＭａと人間ＨＭｂは、お互いの存在は視認可能でありつつ、詳細な行動の内容までは視認できなくなる。このような構成によれば、互いに支持板５０の反対側にいる人間の間でのプライバシー保護が可能となる。なお、半透明の吸音ユニット１０は、穿孔板２０に半透明の素材を用いることや、穿孔板２０の表面粗さを粗くすることにより、実現できる。
　また、吸音ユニット１０を、光透過性を有しない壁面に用いることもできる。例えば、図６の支持板５０として、不透明であり且つ表面に特徴的な模様を有する衝立を用いる場合を考える。この場合において、仮に光透過性を有しない吸音材を支持板５０に取り付けると、特徴的な模様が視認できなくなり意匠性が損なわれてしまうが、光透過性を有する吸音ユニット１０を支持板５０に取り付けると、特徴的な模様が視認可能となり意匠性が維持される。
　なお、図１（ａ）及び図１（ｂ）においては、図面を簡潔にするために穿孔板２０を不透明に描いている。ただし、穿孔板２０を透明又は半透明とする構成において、これらの図と同じ角度（斜め方向及び－Ｄ方向）から見た場合には、隔壁４５～４７が穿孔板２０を透過して視認される。また、隔壁４５～４７を、光透過性を有する素材で構成してもよい。これにより、吸音ユニット１０を介した視認性をさらに向上させることができる。
　図７は、実施形態に係る吸音ユニットの他の使用例を示す図である。図７に示すように、複数の吸音ユニット１０が空間ＳＰの壁面６０に取り付けられることで、空間ＳＰにおける音圧を低減することができる。具体的には、吸音ユニット１０を壁面６０に取り付け可能にする取付構造を吸音ユニット１０に付加することで、吸音パネルを構成する。そして、複数の吸音ユニット１０それぞれの穿孔板２０の表面（穿孔が形成された面）が壁面６０の法線方向から見て露出するように、複数の吸音パネルが壁面６０に並べて取り付けられる。吸音パネルが取付構造を有することにより、吸音ユニット１０を容易に壁面６０に取り付けたり取り外したりすることが可能となる。取付構造としては、例えば、両面テープ、ネジ固定具、マグネット、面ファスナー、又は吸盤などを用いることができる。
　空間ＳＰに吸音ユニット１０が設置されていない場合、空間ＳＰにおける人間ＨＭｃと人間ＨＭｄとの会話の音は空間ＳＰ内で反響し、同じ空間ＳＰにいる人間ＨＭｅと人間ＨＭｆとの会話を妨害してしまうことがある。一方、壁面６０に吸音ユニット１０を取り付けることで、壁面６０に入射する音が吸音され、空間ＳＰにおける音の反響を抑制することができる。また、空間ＳＰ内から空間ＳＰの外へ漏れ出す音も抑制することができる。さらに、吸音ユニット１０が所望の吸音特性を有するように導波管の形状及び穿孔板２０の孔パラメータを設計することで、空間ＳＰにおける特定の周波数帯域の音を他の周波数帯域の音よりも大きく低減させることができる。これにより、空間ＳＰにおける音の響きを調整することができる。
　上述したように、吸音ユニット１０は、少なくとも外殻に光透過性を持たせることができる。そのため、例えば壁面６０がガラスなどの光透過性を有する素材により構成されている場合に、空間ＳＰの機能性及び意匠性が損なわれることを特に抑制できる。また、吸音ユニット１０を壁面６０に取り付けるための取付構造を、光透過性を有する素材で構成してもよい。また、取付構造が光透過性を有するか否かに関わらず、取付構造を、吸音ユニット１０の取付面の全面に設けるのではなく、取付面の一部にだけ設けてもよい。これらの構成により、空間ＳＰの機能性及び意匠性が損なわれることをさらに抑制できる。ただし、吸音ユニット１０の構成はこの例に限定されず、吸音ユニット１０は光透過性を有していなくてもよい。例えば、光透過性を有する吸音ユニット１０と光透過異性を有さない吸音ユニット１０とを並べて配置することで、壁面のデザインのバリエーションを広げることができる。
（３）吸音ユニットの設計方法
（３－１）設計装置の構成
　吸音ユニット１０を設計するための処理を実行する設計装置の構成について説明する。図８は、設計装置の構成例を示す図である。図８に示すように、設計装置２１０は、記憶装置２１１と、プロセッサ２１２と、入出力インタフェース２１３と、通信インタフェース２１４とを備える。
　記憶装置２１１は、プログラム及びデータを記憶するように構成される。記憶装置２１１は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及び、ストレージ（例えば、フラッシュメモリ又はハードディスク）の組合せである。プログラムは、例えば、ＯＳ（Operating System）のプログラムと、情報処理を実行するアプリケーション（例えば、ウェブブラウザ）のプログラムを含む。データは、例えば、情報処理において参照されるデータ及びデータベースと、情報処理を実行することによって得られるデータ（つまり、情報処理の実行結果）を含む。記憶装置２１１により記憶されるプログラム及びデータは、ネットワークを介して提供されてもよいし、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録して提供されてもよい。
　プロセッサ２１２は、記憶装置２１１に記憶されたプログラムを実行してデータを処理することによって、設計装置２１０の機能を実現する。なお、設計装置２１０の機能の少なくとも一部が、専用のハードウェア（例えばＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）又はＦＰＧＡ（field-programmable gate array））により実現されてもよい。
　入出力インタフェース２１３は、設計装置２１０に接続される入力デバイスに対するユーザ操作に応じた入力を受け付ける機能と、設計装置２１０に接続される出力デバイスに情報を出力する機能を有する。入力デバイスは、例えば、キーボード、ポインティングデバイス、タッチパネル、又は、それらの組合せである。出力デバイスは、例えば、画像を表示するディスプレイ又は音声を出力するスピーカである。通信インタフェース２１４は、設計装置２１０と外部装置（例えばサーバ）との間の通信を制御する。
（３－２）設計処理
　吸音ユニット１０を設計するための処理について説明する。図９は、設計装置による吸音ユニットの設計処理を示す図である。
　図６に示す処理は、設計装置２１０のプロセッサ２１２が記憶装置２１１に記憶されたプログラムを実行することで実現される。ただし、図６に示す処理の少なくとも一部が専用のハードウェアにより実現されてもよい。図６に示す処理は、吸音ユニット１０の設計を開始するためのユーザによる指示が設計装置２１０に入力されたことに応じて開始される。ただし、図６に示す処理の開始条件はこれに限定されない。
　Ｓ１００において、設計装置２１０は、吸音ユニット１０の設計パラメータとして設定可能な固定値を取得する。例えば、プロセッサ２１２は、ユーザの入力を受け付けることで、もしくは固定値が格納されたファイルを読み込むことで、固定値を取得する。吸音ユニット１０の設計パラメータは、例えば以下の少なくとも１つを含む。
・吸音ユニット１０のサイズ（Ｈ方向、Ｄ方向、及びＷ方向の寸法）
・導波管の数
・導波管の長さ又は体積（Ｈ方向又はＷ方向の寸法）
・導波管の奥行（Ｄ方向の寸法）
・導波管の形状
・吸音ユニット１０に含まれる側壁の形状
・穿孔板の孔パラメータ
　一例として、以降の説明では、Ｓ１００において吸音ユニット１０のサイズ、導波管の数、及び側壁の形状が固定値として取得されるものとする。そして、穿孔板の孔パラメータ、導波管のサイズ、及び導波管の形状が変数として扱われるものとする。
　Ｓ１０１において、設計装置２１０は、変数として扱われる設計パラメータの定義域（変数のとり得る範囲）を取得する。例えば、プロセッサ２１２は、ユーザの入力を受け付けることで、もしくは変数の定義域が格納されたファイルを読み込むことで、変数の定義域を取得する。
　Ｓ１０２において、設計装置２１０は、吸音ユニット１０の解析モデルを構築する。具体的には、プロセッサ２１２は、Ｓ１００で取得した固定値と、Ｓ１０１で取得した定義域から選択された変数の値とを、吸音ユニット１０の解析モデルの設計パラメータとして用いる。
　Ｓ１０３において、設計装置２１０は、解析モデルの吸音特性を評価する。具体的には、プロセッサ２１２は、Ｓ１０２において構築した解析モデルを用いた音響シミュレーションにより吸音特性を解析することで、解析モデルの吸音特性の評価値を取得する。例えば、設計装置２１０は、複数の周波数帯それぞれにおける平均吸音率または平均反射率を取得する。なお、吸音特性の評価方法はこれに限定されない。例えば、設計装置２１０は、複数の周波数帯それぞれにおける平均透過率を取得してもよい。
　Ｓ１０４において、設計装置２１０は、探索状態の判定を実行する。具体的には、プロセッサ２１２は、各変数について、Ｓ１０１において取得した定義域が探索済みであるか（つまり、定義域から選択可能な全ての数値を用いた解析モデルの構築および吸音特性の評価が終了したか）否かを判定する。
　Ｓ１０４において探索終了と判定されなかった場合、Ｓ１０２に戻り、設計装置２１０は、Ｓ１０１で取得した定義域から新たな変数の値を選択し、解析モデルの構築と吸音特性の評価を再度実行する。一方、Ｓ１０４において探索終了と判定された場合、Ｓ１０５へ進む。
　Ｓ１０５において設計装置２１０は、変数の最適値を抽出する。具体的には、プロセッサ２１２は、繰り返し実行されたＳ１０３における吸音特性の評価において最も高い評価値を示した解析モデルに対応する設計パラメータの数値を、最適値として抽出する。例えば、４００Ｈｚ～１０００Ｈｚが吸音対象の周波数帯として指定されている場合、４００Ｈｚ～１０００Ｈｚの平均吸音率が最も高い解析モデルの設計パラメータの数値が最適値として抽出される。こうして抽出された最適値を用いて吸音ユニット１０を設計することで、４００Ｈｚ～１０００Ｈｚにおける吸音特性が優れた吸音ユニット１０を製造することができる。吸音対象の周波数帯は、ユーザ入力に応じて指定されてもよい。
　Ｓ１０５の後に、図６の処理フローは終了する。なお、図６の処理フローにおいて、Ｓ１００とＳ１０１の処理は逆の順序で行われてもよいし、並行して行われてもよい。また、設計装置２１０は、Ｓ１０５における変数の最適値の抽出に代えて、もしくはＳ１０５の処理に加えて、解析モデルの評価結果を示す情報の出力を行ってもよい。例えば、設計装置２１０は、Ｓ１０２で構築した複数の解析モデルそれぞれの吸音特性を示す情報を出力してもよいし、Ｓ１０５で抽出された最適値に対応する解析モデルの吸音特性を示す情報を出力してもよい。設計装置２１０により出力される情報は、吸音特性を示す数値であってもよいし、表示装置へ出力される画像であってもよい。
　なお、上記の説明では、所定の周波数帯域における吸音性能が最も高くなるように吸音ユニット１０が設計される場合について説明した。ただしこれに限らず、所定の周波数帯域において指定された吸音性能が実現されるように吸音ユニット１０が設計されてもよい。例えば、空間における人の声の反響を抑制したいが、多少の反響は残しておくことで声が自然に聞こえるようにしたい場合が考えられる。この場合、Ｓ１０５において設計装置２１０は、指定された４００Ｈｚ～１０００Ｈｚの周波数帯域における平均吸音率が指定された値（例えば０．５）に最も近い解析モデルの設計パラメータの数値を最適値として抽出する。また例えば、空間における低音の反響は抑制したいが、高音の反響は残しておきたい場合が考えられる。この場合、Ｓ１０５において設計装置２１０は、１００Ｈｚ～５００Ｈｚの平均吸音率が８００Ｈｚ～２０００Ｈｚの平均吸音率よりも高く、且つ、それらの平均吸音率の差が最も大きい解析モデルの設計パラメータの数値を最適値として抽出してもよい。
（４）変形例
（４－１）吸音ユニットの変形例１
　吸音ユニットの構成の変形例について説明する。上述した実施形態の説明における吸音ユニット１０は、以下で説明する変形例の吸音ユニットに置き換えることができる。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）はそれぞれ、変形例に係る吸音ユニットの構造を示す斜視図及び正面図である。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）はそれぞれ、変形例に係る吸音ユニットの構造を示す側面図及び底面図である。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）はそれぞれ、変形例に係るチャンバー部材の構造を示す斜視図及び正面図である。図１３（ａ）及び図１３（ｂ）はそれぞれ、変形例に係るチャンバー部材の構造を示す側面図及び底面図である。図１から図４を用いて説明した吸音ユニット１０においては、複数の隔壁が互いに略同一方向に延在することで、複数の導波管が略平行に並ぶ。一方、図１０から図１３を用いて説明する吸音ユニット１１０においては、吸音ユニット１１０の内部を複数の導波管に分割する複数の隔壁はそれぞれ、－Ｄ方向から見て吸音ユニット１１０の内側の位置から吸音ユニット１１０の周縁に向かって延在する。
　図１０に示すように、吸音ユニット１１０は、穿孔が形成された板状部材である穿孔板１２０と、穿孔板１２０と組み合わされることで空洞を形成するチャンバー部材１４０とを有する。穿孔板１２０の表面には、それぞれ複数の穿孔が形成された複数の穿孔領域と、穿孔が形成されていない複数の非穿孔領域が存在する。吸音ユニット１１０は－Ｄ方向から見て多角形（具体的には六角形）の形状である。
　図１２に示すように、チャンバー部材１４０には、隔壁１４７～１５２により互いに仕切られた空間１４１～１４６が存在する。チャンバー部材１４０を－Ｄ方向側から覆うように穿孔板１２０が設けられることで、空間１４１～１４６はそれぞれ、チャンバー部材１４０と穿孔板１２０とにより壁が構成された導波管となる。具体的には、空間１４１は、穿孔領域１２１と、穿孔領域２１に隣接する非穿孔領域１３１とにより覆われる。空間１４２は、穿孔領域１２２と、非穿孔領域１３２とにより覆われる。空間１４３は、穿孔領域１２３と、非穿孔領域１３３とにより覆われる。空間１４４は、穿孔領域１２４と、非穿孔領域１３４とにより覆われる。空間１４５は、穿孔領域１２５と、非穿孔領域１３５とにより覆われる。空間１４６は、穿孔領域１２６と、非穿孔領域１３６とにより覆われる。
　以下では、空間１４１～１４６を有する導波管をそれぞれ導波管１１１～１１６と呼ぶ。隔壁１４７～１５２は吸音ユニット１１０の内部を複数の導波管に分割し、各導波管は隔壁を介して他の２つの導波管と隣接している。隔壁１４７～１５２は－Ｄ方向から見て位置１５３から六角形の各頂点に向けて延在しており、導波管１１１～１１６はそれぞれ－Ｄ方向から見て三角形の形状である。位置１５３が－Ｄ方向から見て吸音ユニット１１０の中心からずれているため、導波管１１１、導波管１１６、及び導波管１１５は互いに形状及び大きさが異なり、導波管１１２、導波管１１３、及び導波管１１４は互いに形状及び大きさが異なる。導波管１１２と導波管１１３とは、空洞の形状及び大きさが互いに略同一であるが、それぞれの壁に形成された穿孔の配置が異なる。導波管１１１と導波管１１２、導波管１１６と導波管１１３、導波管１１４と導波管１１５は、それぞれ空洞の大きさが互いに略同一であるが、それぞれの壁に形成された穿孔の配置が異なる。
　導波管１１１～１１６それぞれの壁を構成する穿孔板１２０における穿孔が形成された表面は、－Ｄ方向から見て露出している。吸音ユニット１１０に対して－Ｄ方向から到来して穿孔板１２０に入射する音波は、穿孔領域に形成された複数の穿孔を介して各導波管の内部に侵入し、非穿孔領域に覆われた部分をＤ方向とは非平行に進行し、チャンバー部材１４０の側面で反射する。穿孔板１２０の各穿孔領域は、音響インピーダンスの整合部材として機能し、導波管１１１～１１６は、互いに共振特性が異なる共振器として機能する。そのため、吸音ユニット１１０によれば、単一の導波管を有する吸音材と比較して、広い周波数帯域において吸音効果を得ることができる。
　例えば、導波管１１３は導波管１１２と比較して低い周波数帯域の吸音率が優れており、導波管１１４は導波管１１３よりさらに低い周波数帯域の吸音率が優れている。また、導波管１１６は導波管１１１と比較して低い周波数帯域の吸音率が優れており、導波管１１５は導波管１１６よりさらに低い周波数帯域の吸音率が優れている。なお、各導波管が吸音する音波の周波数帯域が互いに重ならないように吸音ユニット１１０が設計されていてもよいし、各導波管が吸音する音波の周波数帯域の一部が重なるように吸音ユニット１１０が設計されていてもよい。
　穿孔領域１２５の重心と非穿孔領域１３５の重心とを結ぶ方向における非穿孔領域１３５の長さ（図１０（ｂ）における長さＬ５）は、穿孔板１２０の表面の法線方向における導波管１１５の長さ（図１１（ｂ）における厚さＬ６）より長い。このような構成により、導波管１１５において、Ｄ方向とは非平行な方向に音波が進行する経路の長さを長くすることで低周波数帯域の吸音率を向上させつつ、吸音ユニット１１０のＤ方向の奥行（つまり厚さ）を小さくすることができる。
　なお、吸音ユニット１１０における穿孔の配置は図１０に示す例に限定されない。図１４は、吸音ユニット１１０における穿孔板の構造の変形例を示す。図１４の穿孔板２２０には、図１０の穿孔板１２０と比較して、新たに穿孔領域２２１及び穿孔領域２２２が設けられている。つまり、穿孔板２２０のうち導波管１１５の壁を構成する部分においては、穿孔の配置が複数箇所に分散している。このような構成により、穿孔の配置を１か所にまとめた場合（すなわち穿孔板１２０を用いる場合）と比較して、導波管１１１による高い周波数帯域の吸音率を向上させることができる。なお、穿孔板２２０の表面における穿孔領域１２５と穿孔領域２２１との距離（図１４における長さＬ７）は、穿孔板２２０の表面の法線方向における導波管１１１の長さ（図１１（ｂ）における厚さＬ６に等しい）より長い。このような構成により、導波管１１５において、Ｄ方向とは非平行な方向に音波が進行する経路の長さを長くすることで低周波数帯域の吸音率を向上させつつ、吸音ユニット１１０の厚さを小さくすることができる。
（４－２）吸音ユニットの変形例２
　吸音ユニットの構成の他の変形例について説明する。上述した実施形態の説明における吸音ユニット１０は、以下で説明する変形例の吸音ユニットに置き換えることができる。図１５（ａ）及び図１５（ｂ）はそれぞれ、変形例に係る吸音ユニットの構造を示す斜視図及び正面図である。図１６（ａ）及び図１６（ｂ）はそれぞれ、変形例に係るチャンバー部材の構造を示す図である。図１から図４を用いて説明した吸音ユニット１０においては、複数の隔壁が互いに略同一方向に延在することで、複数の導波管が略平行に並ぶ。一方、図１５及び図１６を用いて説明する吸音ユニット３１０においては、吸音ユニット３１０の内部を複数の導波管に分割する複数の隔壁は、－Ｄ方向から見て一部はＨ方向に延在しており、残りはＷ方向に延在する。すなわち、複数の導波管はＨ方向及びＷ方向に並ぶ。
　図１５に示すように、吸音ユニット３１０は、穿孔が形成された板状部材である穿孔板３２０と、穿孔板３２０と組み合わされることで空洞を形成するチャンバー部材３４０とを有する。穿孔板３２０の表面には、複数の穿孔が形成された穿孔領域３２１と、穿孔が形成されていない非穿孔領域３３１及び非穿孔領域３３２が存在する。吸音ユニット１１０は－Ｄ方向から見て多角形（具体的には四角形）の形状である。
　図１６に示すように、チャンバー部材３４０には、隔壁３４５～３４７により互いに仕切られた空間３４１～３４４が存在する。チャンバー部材３４０を－Ｄ方向側から覆うように穿孔板３２０が設けられることで、空間３４１～３４４はそれぞれ、チャンバー部材３４０と穿孔板３２０とにより壁が構成された導波管となる。具体的には、空間３４１～３４４はそれぞれ、穿孔領域３２１と、穿孔領域３２１に対して互いに逆側に隣接する非穿孔領域３３１及び非穿孔領域３３２により覆われる。
　以下では、空間３４１～３４４を有する導波管をそれぞれ導波管３１１～３１４と呼ぶ。隔壁３４５～３４７は吸音ユニット３１０の内部を複数の導波管に分割し、各導波管は隔壁を介して他の２つ又は３つの導波管と隣接している。隔壁３４５～３４７は－Ｄ方向から見てＨ方向又はＷ方向に延在しており、導波管３１１～３１４はそれぞれ－Ｄ方向から見て四角形の形状である。導波管３１１～３１４は、互いに形状及び大きさが異なる。
　導波管３１１～３１４それぞれの壁を構成する穿孔板３２０における穿孔が形成された表面は、－Ｄ方向から見て露出している。吸音ユニット３１０に対して－Ｄ方向から到来して穿孔板３２０に入射する音波は、穿孔領域に形成された複数の穿孔を介して各導波管の内部に侵入し、非穿孔領域に覆われた部分をＤ方向とは非平行に進行し、チャンバー部材３４０の側面で反射する。穿孔板３２０の穿孔領域３２１は、音響インピーダンスの整合部材として機能し、導波管３１１～３１４は、互いに共振特性が異なる共振器として機能する。そのため、吸音ユニット３１０によれば、単一の導波管を有する吸音材と比較して、広い周波数帯域において吸音効果を得ることができる。
　例えば、導波管３１１、導波管３１４、導波管３１３、導波管３１２の順に、低い周波数帯域の吸音率が優れている。逆に、導波管３１２、導波管３１３、導波管３１４、導波管３１１の順に、高い周波数帯域の吸音率が優れている。なお、各導波管が吸音する音波の周波数帯域が互いに重ならないように吸音ユニット３１０が設計されていてもよいし、各導波管が吸音する音波の周波数帯域の一部が重なるように吸音ユニット３１０が設計されていてもよい。
　なお、穿孔領域３２１における孔パラメータは、均一であってもよいし、部分ごとに異なっていてもよい。例えば、穿孔領域３２１のうち、空間３４１に接する部分（－Ｄ方向から見て空間３４１と重なる部分）と、空間３４２に接する部分と、空間３４３に接する部分と、空間３４４に接する部分とで、孔パラメータがそれぞれ異なっていてもよい。また、穿孔領域３２１には、穿孔板３２０を貫通する貫通孔と、穿孔板３２０を貫通しない非貫通孔（言い換えると、穿孔板３２０の－Ｄ方向側に存在する窪み）とが存在していてもよい。例えば、穿孔領域３２１のうち空間３４１に接する部分と、穿孔領域３２１のうち空間３４２に接する部分とで、貫通孔と非貫通孔を合わせた孔の密度を統一しつつ、貫通孔の密度を異ならせてもよい。このような構成によれば、穿孔板３２０の見かけの孔の数を統一することでデザインの均一性を保ちつつ、導波管ごとに異なる孔パラメータでインピーダンスを整合させることができる。
　穿孔板の表面のうち、非穿孔領域３３１と非穿孔領域３３２とを足し合わせた面積は、穿孔領域３２１の面積より広い。このような構成により、各導波管においてＤ方向とは非平行な方向に音波が進行する経路の長さを長くすることで低周波数帯域の吸音率を向上させつつ、吸音ユニット３１０のＤ方向の奥行（つまり厚さ）を小さくすることができる。
　なお、図１５では穿孔領域３２１の形状が滑らかな矩形となっているが、穿孔領域３２１の形状はこれに限らず、他の多角形や円形で合ってもよい。また、穿孔板３２０の表面において穿孔領域３２１が複数の領域に分離して存在していてもよい。
（４－３）吸音ユニットの変形例３
　吸音ユニットの構成の他の変形例について説明する。上述した実施形態の説明における吸音ユニット１０は、以下で説明する変形例の吸音ユニットに置き換えることができる。図１７は、変形例に係る吸音ユニットの概観を示す図である。図１８は、変形例に係る吸音ユニットの構造を示すＨＷ断面の断面図である。図１から図４を用いて説明した吸音ユニット１０は、Ｄ方向の長さ（厚さ）が部分ごとに異なっていた。一方、図１７及び図１８を用いて説明する吸音ユニット１０１０は、Ｄ方向の長さが均一である。
　図１７に示すように、吸音ユニット１０１０には、ＨＷ平面と略平行な面を有する穿孔板１０２０が設けられている。穿孔板１０２０には、複数の穿孔が形成された領域１０２１、領域１０２２、領域１０２３、及び領域１０２４を含む穿孔領域と、穿孔が形成されていない非穿孔領域１０２５が存在する。穿孔板１０２０の表面（穿孔が存在する面）はＨＷ平面と略平行である。穿孔板１０２０は、穿孔板１０２０の法線方向（Ｄ方向）から見て多角形（具体的には四角形）の形状である。穿孔板１０２０が有する穿孔領域は、Ｄ方向から見て当該多角形の中心と一頂点と他の一点（具体的には当該多角形の辺上の一点）とを結んだ三角形の領域をなす。
　図１８に示すように、吸音ユニット１０１０は、互いに長さの異なる導波管１０１１、導波管１０１２、導波管１０１３及び導波管１０１４を有する。導波管１０１１と導波管１０１２とは側壁１０１２ｂを介して隣接しており、導波管１０１２と導波管１０１３とは側壁１０１３ｂを介して隣接しており、導波管１０１３と導波管１０１４とは側壁１０１４ｂを介して隣接している。すなわち、側壁１０１２ｂ、側壁１０１３ｂ及び側壁１０１４ｂは、吸音ユニット１０１０の内部を複数の導波管に分割する。
　導波管１０１１、導波管１０１２、導波管１０１３及び導波管１０１４はそれぞれ、ＨＷ断面における輪郭が略台形（言い換えるとＩ字型）である。導波管１０１１、導波管１０１２、導波管１０１３及び導波管１０１４は、それぞれ吸音ユニット１０１０の幅方向（Ｗ方向）に延在し、吸音ユニット１０１０の高さ方向（Ｈ方向）に並列されている。すなわち、導波管１０１１、導波管１０１２、導波管１０１３及び導波管１０１４は、それぞれ穿孔板１０２０の法線方向（Ｄ方向）と非平行に延在する。
　吸音ユニット１０１０は、Ｄ方向から見て４回回転対称の形状を有している。つまり、吸音ユニット１０１０は、導波管１０１１、導波管１０１２、導波管１０１３及び導波管１０１４のそれぞれと同形状の導波管を合計で４つずつ有する。また、吸音ユニット１０１０は、領域１０２１、領域１０２２、領域１０２３及び領域１０２４のそれぞれと同形状の穿孔領域を合計で４つずつ有する。吸音ユニット１０１０が有する複数の導波管は、穿孔板１０２０の中心から周縁に向かう方向（Ｈ方向及びＷ方向）に並んでいる。
　なお、吸音ユニット１０１０は、全体が一体となって構成されていてもよいし、複数の部材を組み合わせることで構成されていてもよい。例えば、導波管と穿孔板とを有する共振器を複数組み合わせることで吸音ユニット１０１０が構成されてもよいし、穿孔板部材と導波管部材とを組み合わせることで吸音ユニット１０１０が構成されてもよい。また、穿孔板と導波管とが一体となって構成されていてもよい。すなわち、吸音ユニット１０１０は、穿孔領域及び非穿孔領域を有する穿孔面と、それぞれ穿孔領域内の異なる領域に接する複数の導波管とを有していればよい。各導波管の内部と外部との間は、導波管の延在方向における一方の端部近傍に接する穿孔領域に存在する複数の穿孔を介して通気可能である。
　具体的には、導波管１０１１の延在方向における一方の端部（＋Ｗ方向の端部）の近傍部分は、領域１０２１に接しており、領域１０２１に形成された複数の穿孔を介して導波管１０１１の外部と通気可能である。そして、導波管１０１１の延在方向における他方の端部（－Ｗ方向の端部）の近傍部分は、穿孔領域に接しておらず、非穿孔領域１０２５に接しているため、導波管１０１１の外部と通気可能ではない。同様に、導波管１０１２、導波管１０１３、及び導波管１０１４の延在方向における一方の端部（＋Ｗ方向の端部）の近傍部分は、それぞれ、領域１０２２、領域１０２３、及び領域１０２４に形成された複数の穿孔を介して外部と通気可能である。そして各導波管の他方の端部は、非穿孔領域１０２５に接しており、外部と通気可能ではない。各導波管のうち穿孔領域に接している部分の長さは、当該導波管の延在方向における長さの２分の１以下である。ただし、導波管のうち穿孔領域に接している部分の長さの割合はこれに限定されず、少なくとも導波管の延在方向における一方の端部の近傍部分が穿孔領域に接していればよい。
　このような構造により、吸音ユニット１０１０に対して－Ｄ方向から到来して穿孔板１０２０に入射する音波は、穿孔領域に形成された複数の穿孔を介して各導波管の一方の端部近傍に侵入し、各導波管の延在方向に進行して他方の端部で反射する。穿孔板１０２０の各穿孔領域は、音響インピーダンスの整合部材として機能し、導波管１０１１、導波管１０１２、導波管１０１３及び導波管１０１４は、互いに共振特性が異なる共振器として機能する。そのため、吸音ユニット１０１０によれば、単一の導波管を有する吸音材と比較して、広い周波数帯域において吸音効果を得ることができる。本実施形態における吸音ユニット１０１０の吸音特性は、例えば、周波数ごとの吸音率、又は音響インピーダンスにより表される。なお、各導波管が吸音する音波の周波数帯域が互いに重ならないように吸音ユニット１０１０が設計されていてもよいし、各導波管が吸音する音波の周波数帯域の一部が重なるように吸音ユニット１０１０が設計されていてもよい。
　延在方向（Ｗ方向）において、導波管１０１１の長さは導波管１０１２の長さより長く、導波管１０１２の長さは導波管１０１３の長さより長く、導波管１０１３の長さは導波管１０１４の長さより長い。このように各導波管の長さを異ならせることで、各導波管の共振特性を異ならせることができる。また、各導波管はＨ方向又はＷ方向に延在しており、導波管のＤ方向の奥行は、当該導波管の延在方向の長さよりも短い。このような構成により、導波管の延在方向の長さを長くすることで低周波数帯域の吸音率を向上させつつ、吸音ユニット１０１０のＤ方向の奥行（つまり厚さ）を小さくすることができる。
（４－４）吸音ユニットの変形例４
　吸音ユニットの構成の他の変形例について説明する。上述した実施形態の説明における吸音ユニット１０は、以下で説明する変形例の吸音ユニットに置き換えることができる。図１９は、吸音ユニットの変形例の概観を示す斜視図である。図２０は、吸音ユニットの変形例の構造を示す断面図である。図１７及び図１８を用いて説明した吸音ユニット１０１０は４回回転対称の形状であるのに対し、図１９及び図２０に示す吸音ユニット１１１０の穿孔板１１２０及び内部構造は点対称ではない。
　図１９に示すように、吸音ユニット１１１０には、ＨＷ平面と略平行な面を有する穿孔板１１２０が設けられている。穿孔板１１２０には、複数の穿孔が形成された領域１１２１、領域１１２２、領域１１２３及び領域１１２４を含む穿孔領域と、複数の穿孔が形成された領域１１２６、領域１１２７、領域１１２８及び領域１１２９を含む穿孔領域と、穿孔が形成されていない非穿孔領域１１２５がある。領域１１２１～領域１１２４を含む穿孔領域における穿孔の孔パラメータは、領域１１２６～領域１１２９を含む穿孔領域における穿孔の孔パラメータと異なっていてもよい。
　図２０に示すように、吸音ユニット１１１０は、互いに長さの異なる導波管１１１１、導波管１１１２、導波管１１１３及び導波管１１１４を有する。また、吸音ユニット１１１０は、互いに長さの異なる導波管１１１５、導波管１１１６、導波管１１１７及び導波管１１１８を有する。導波管１１１１～導波管１１１４と、導波管１１１５～導波管１１１８とは、長さ及び形状の少なくとも何れかが異なる。
　導波管１１１１、導波管１１１２、導波管１１１３及び導波管１１１４はそれぞれ、ＨＷ断面における輪郭が略台形（言い換えるとＩ字型）である。導波管１１１１～導波管１１１４は、Ｗ方向又はＨ方向に延在し、穿孔板１１２０の中心から周縁に向かう方向に並んでいる。導波管１１１５、導波管１１１６、導波管１１１７及び導波管１１１８はそれぞれ、ＨＷ断面における輪郭が２回屈曲した形（言い換えるとコの字型）である。導波管１１１５～導波管１１１８は、Ｗ方向に延在する部分とＨ方向に延在する部分とを有し、穿孔板１１２０の中心から周縁に向かう方向に並んでいる。
　導波管１１１１、導波管１１１２、導波管１１１３及び導波管１１１４の延在方向における一方の端部の近傍部分は、それぞれ、領域１１２１、領域１１２２、領域１１２３及び領域１１２４に形成された複数の穿孔を介して外部と通気可能である。また、導波管１１１５、導波管１１１６、導波管１１１７及び導波管１１１８の延在方向における一方の端部の近傍部分は、それぞれ、領域１１２６、領域１１２７、領域１１２８及び領域１１２９に形成された複数の穿孔を介して外部と通気可能である。そして、各導波管の他方の端部の近傍部分は、非穿孔領域１１２５に接しており、外部と通気可能ではない。
　吸音ユニット１１１０に含まれる一部の導波管は屈曲した形状であるため、それらの導波管の延在方向の長さを吸音ユニット１１１０のＷ方向の寸法及びＨ方向の寸法よりも長くすることができる。このような構成により、導波管の延在方向の長さを長くすることで低周波数帯域の吸音率を向上させつつ、吸音ユニット１１１０のサイズを小さくすることができる。また、吸音ユニット１１１０が回転対称ではない形状を有することにより、吸音ユニット１１１０に含まれる導波管の長さ及び形状のパターンが多くなる。長さ及び形状が異なる複数の導波管は、互いに異なる吸音特性を有する。そのため、吸音ユニット１１１０によれば、回転対称の形状を有する吸音ユニット１０１０と比較して、広い周波数帯域において吸音効果を得ることができる。一方、吸音ユニット１０１０によれば、同じ吸音特性を有する導波管を複数有するため、吸音ユニット１１１０と比較して、特定の周波数帯において高い吸音効果を得ることができる。
　なお、図１７及び図１８に示す吸音ユニット１０１０は全部で１６個の導波管を有し、図１９及び図２０に示す吸音ユニット１１１０は全部で８個の導波管を有するが、吸音ユニットが有する導波管の数及び吸音ユニットの内部の仕切り方はこれらの例に限定されない。吸音ユニットが有する導波管の数及び吸音ユニットの内部の仕切り方に応じて、吸音ユニットの穿孔板における穿孔領域の数及び配置は異なる。
（４－５）吸音ユニットの変形例５
　吸音ユニットの他の変形例について説明する。上述した実施形態の説明における吸音ユニット１０は、以下で説明する変形例の吸音ユニットに置き換えることができる。図２１は、吸音ユニットの変形例の概観を示す斜視図である。図２２は、吸音ユニットの変形例の構造を示す断面図である。図１７及び図１８を用いて説明した吸音ユニット１０１０の内部は、ＨＷ断面において吸音ユニット１０１０の中心から各頂点に向かって延びる側壁により仕切られている。一方、図２１及び図２２に示す吸音ユニット１３１０の内部は、ＨＷ断面において吸音ユニット１３１０の中心から各辺に向かって延びる側壁により仕切られている。吸音ユニット１３１０は、Ｄ方向から見て４回回転対称の形状を有している。
　吸音ユニット１３１０に設けられた穿孔板１３２０には、複数の穿孔が形成された穿孔領域と、穿孔が形成されていない非穿孔領域が存在する。吸音ユニット１３１０は、互いに長さの異なる４種の形状の導波管を４つずつ有する。吸音ユニット１３１０が有する導波管はそれぞれ、ＨＷ断面における輪郭が１回屈曲した形（言い換えるとＬ字型）である。各導波管は、Ｗ方向に延在する部分とＨ方向に延在する部分とを有し、穿孔板１３２０の中心から周縁に向かう方向に並んでいる。吸音ユニット１３１０が有する導波管の延在方向における一方の端部の近傍部分は、穿孔板１３２０の穿孔領域に形成された複数の穿孔を介して外部と通気可能である。そして、導波管の延在方向における他方の端部の近傍部分は、非穿孔領域に接しており、外部と通気可能ではない。
　吸音ユニット１３１０によれば、互いに長さの異なる複数種類の導波管を有するため、広い周波数帯域において吸音効果を得ることができる。さらに、吸音ユニット１３１０によれば、長さが略等しい導波管を複数有するため、特定の周波数帯において高い吸音効果を得ることができる。なお、図２１及び図２２に示す吸音ユニット１３１０は４回回転対称の形状であるが、図１９及び図２０を用いて説明した構造を吸音ユニット１３１０に適用することにより、回転対称ではない形状の吸音ユニットを構成してもよい。これにより、より広い周波数帯域において吸音効果を得ることができる。
（４－６）吸音ユニットの変形例６
　吸音ユニットの他の変形例について説明する。上述した実施形態の説明における吸音ユニット１０は、以下で説明する変形例の吸音ユニットに置き換えることができる。図２３は、吸音ユニットの変形例の概観を示す斜視図である。図２４は、吸音ユニットの変形例の構造を示す断面図である。図１７及び図１８を用いて説明した吸音ユニット１０１０は４回回転対称の形状であるのに対し、図２３及び図２４に示す吸音ユニット１４１０の穿孔板１４２０及び内部構造は点対称ではない。吸音ユニット１４１０の外形は、Ｄ方向から見てひし形である。
　図２３に示すように、吸音ユニット１４１０には、ＨＷ平面と略平行な面を有する穿孔板１４２０が設けられている。穿孔板１４２０には、複数の穿孔が形成された穿孔領域１４２１と、穿孔が形成されていない非穿孔領域１４２５が存在する。穿孔板１４２０は、穿孔板１４２０の法線方向（Ｄ方向）から見て四角形の形状である。穿孔板１４２０が有する穿孔領域は、Ｄ方向から見て当該四角形の三頂点を結んだ三角形の領域をなす。
　図２４に示すように、吸音ユニット１４１０は、互いに長さの異なる複数の導波管を有する。吸音ユニット１４１０が有する導波管はそれぞれ、ＨＷ断面における輪郭が１回屈曲した形（言い換えるとＬ字型）である。吸音ユニット１４１０が有する複数の導波管は、Ｄ方向と非平行な方向に延在し、且つ、Ｄ方向と非平行な方向に並んでいる。吸音ユニット１４１０が有する各導波管の延在方向における一方の端部の近傍部分は、穿孔領域１４２１に形成された複数の穿孔を介して外部と通気可能である。そして、各導波管の他方の端部の近傍部分は、非穿孔領域１４２５に接しており、外部と通気可能ではない。
　吸音ユニット１４１０に含まれる導波管は、Ｄ方向と略垂直な方向に延在し、かつ屈曲した形状である。そのため、吸音ユニット１４１０に含まれる複数の導波管の少なくとも何れかの延在方向の長さを、吸音ユニット１４１０のＷ方向の寸法、Ｈ方向の寸法及びＤ方向の寸法のいずれよりも長くすることができる。このような構成により、導波管の延在方向の長さを長くすることで低周波数帯域の吸音率を向上させつつ、吸音ユニット１４１０のサイズを小さくすることができる。また、吸音ユニット１４１０によれば、複数の導波管を規則的に並列配置させつつ、複数の導波管の延在方向の長さの差を大きくできる。これにより、低周波数帯域から高周波数帯域まで広い周波数帯域においてバランスのとれた吸音効果を得ることができる。
（４－７）吸音ユニットの変形例７
　吸音ユニットの他の変形例について説明する。上述した実施形態の説明における吸音ユニット１０は、以下で説明する変形例の吸音ユニットに置き換えることができる。図２５は、吸音ユニットの変形例の概観を示す斜視図である。図２６は、吸音ユニットの変形例の構造を示す断面図である。図１７及び図１８を用いて説明した吸音ユニット１０１０の外形は、Ｄ方向から見て四角形である。一方、図２５及び図２６に示す吸音ユニット１５１０の外形は、Ｄ方向から見て略円形である。吸音ユニット１５１０は、Ｄ方向から見て４回回転対称の形状を有している。
　吸音ユニット１５１０に設けられた穿孔板１５２０には、複数の穿孔が形成された穿孔領域１５２１と、穿孔が形成されていない非穿孔領域１５２５が存在する。穿孔板１５２０は、穿孔板１５２０の法線方向（Ｄ方向）から見て円の形状である。穿孔板１５２０が有する穿孔領域は、Ｄ方向から見て当該円の中心と円周上の二点とを結んだ扇型の領域をなす。
　吸音ユニット１５１０は、互いに長さの異なる４種の形状の導波管を４つずつ有する。吸音ユニット１５１０が有する導波管はそれぞれ、ＨＷ断面における輪郭が円弧形である。各導波管は、Ｄ方向から見て吸音ユニット１５１０の円周方向に延在し、穿孔板１５２０の中心から周縁に向かう方向に同心円状に並んでいる。吸音ユニット１５１０が有する導波管の延在方向における一方の端部の近傍部分は、穿孔板１５２０の穿孔領域１５２１に形成された複数の穿孔を介して外部と通気可能である。そして、導波管の延在方向における他方の端部の近傍部分は、非穿孔領域１５２５に接しており、外部と通気可能ではない。
　吸音ユニット１５１０によれば、互いに長さの異なる複数種類の導波管を有するため、広い周波数帯域において吸音効果を得ることができる。さらに、吸音ユニット１５１０によれば、長さが略等しい導波管を複数有するため、特定の周波数帯において高い吸音効果を得ることができる。なお、図２５及び図２６に示す吸音ユニット１５１０は４回回転対称の形状であるが、図１９及び図２０を用いて説明した構造を吸音ユニット１５１０に適用することにより、回転対称ではない形状の吸音ユニットを構成してもよい。これにより、より広い周波数帯域において吸音効果を得ることができる。
（４－８）吸音ユニットの変形例８
　吸音ユニットの他の変形例について説明する。上述した実施形態の説明における吸音ユニット１０は、以下で説明する変形例の吸音ユニットに置き換えることができる。図２７は、吸音ユニットの変形例の概観と構造を示す図である。図２８及び図２９は、吸音ユニットの変形例の構造を示す図である。図１７及び図１８を用いて説明した吸音ユニット１０１０においては各導波管が略直線状に延在しているのに対し、図２７から図３０に示す吸音ユニット１６１０には屈曲する数が互いに異なる複数の導波管が含まれる。
　図２７（ａ）に示すように、吸音ユニット１６１０には、ＨＷ平面と略平行な面を有する穿孔板１６２０が設けられている。穿孔板１６２０には、それぞれ複数の穿孔が形成された複数の穿孔領域１６２１と、穿孔が形成されていない非穿孔領域１６２５がある。複数の穿孔領域１６２１における穿孔の孔パラメータは、互いに異なっていてもよい。
　図２７（ｂ）は、吸音ユニット１６１０の内部構造（特に導波管の形状）がわかりやすいように、穿孔板１６２０を半透過して吸音ユニット１６１０を正面から見た様子を表している。図２８は、吸音ユニット１６１０の裏面から透過して吸音ユニット１６１０の内部及び穿孔板１６２０を見た様子を表している。図２７（ｂ）に示すように、吸音ユニット１６１０は、互いに長さの異なる複数の導波管１６１１、導波管１６１２、導波管１６１３、導波管１６１４、導波管１６１５、導波管１６１６、導波管１６１７及び導波管１６１８を有する。また、吸音ユニット１６１０は４回回転対称の形状をしており、導波管１６１１～導波管１６１８のそれぞれについて、同形状の導波管を他に３つずつ備える。
　導波管１６１１～導波管１６１４はそれぞれ、ＨＷ断面における輪郭が直線形（言い換えるとＩ字型）である。導波管１６１５～導波管１６１８はそれぞれ、Ｗ方向に延在する部分とＨ方向に延在する部分とを有し、ＨＷ断面における輪郭が２回屈曲した形（言い換えるとコの字型）である。導波管１６１１～導波管１６１８の延在方向における一方の端部の近傍部分は、それぞれ穿孔領域１６２１に形成された複数の穿孔を介して外部と通気可能である。そして、各導波管の他方の端部の近傍部分は、非穿孔領域１６２５に接しており、外部と通気可能ではない。
　吸音ユニット１６１０に含まれる一部の導波管は屈曲した形状であるため、それらの導波管の延在方向の長さを吸音ユニット１６１０のＷ方向の寸法及びＨ方向の寸法よりも長くすることができる。このような構成により、導波管の延在方向の長さを長くすることで低周波数帯域の吸音率を向上させつつ、吸音ユニット１６１０のサイズ（特にＤ方向の厚さ）を小さくすることができる。また、吸音ユニット１６１０は屈曲していない形状の短い導波管も有する。これにより、吸音ユニット１６１０に含まれる導波管の長さ及び形状のパターンが多くなる。長さ及び形状が異なる複数の導波管は、互いに異なる吸音特性を有する。そのため、吸音ユニット１６１０によれば、各導波管の屈曲の数が等しい吸音ユニット１０１０と比較して、広い周波数帯域において吸音効果を得ることができる。
　図２９（ａ）は、吸音ユニット１６１０をＨ方向から見た側面図を表しており、図２９（ｂ）は、吸音ユニット１６１０の内部構造がわかりやすいように透過して見た側面図を表している。図２９に示すように、吸音ユニット１６１０の側面の外形には凹形状の切り欠き部１６３０が設けられている。吸音ユニット１６１０が切り欠き部１６３０を有することにより、吸音ユニット１６１０を用いた吸音壁を容易に作成することができる。
　図３０は、吸音ユニット１６１０を用いた吸音壁の構造を示す図である。図３０（ａ）に示すように、吸音壁１６００は、フレーム１６０１に囲まれた複数の空間１６０２それぞれに吸音ユニット１６１０をはめ込むことで作成される。具体的には、図３０（ｂ）に示すように、吸音ユニット１６１０の切り欠き部１６３０とフレーム１６０１の凸部とが嵌合することで、フレーム１６０１に吸音ユニット１６１０が固定される。吸音壁１６００において、複数の吸音ユニット１６１０は、複数の吸音ユニット１６１０が有する複数の穿孔板１６２０の法線方向が互いに略平行となるように配置される。なお、フレーム１６０１が有する複数の空間１６０２のうち一部にのみ吸音ユニット１６１０がはめ込まれてもよい。また、吸音壁１６００が有する複数の吸音ユニットはそれぞれ異なる構造を有していてもよい。例えば、上述した各実施形態及び変形例の吸音ユニットに切り欠き部１６３０を設け、複数の種類の吸音ユニットとフレーム１６０１とを組み合わせることで吸音壁１６００を構成してもよい。
（４－６）吸音ユニットの変形例９
　吸音ユニットの他の変形例について説明する。上述した実施形態の説明における吸音ユニット１０は、以下で説明する変形例の吸音ユニットに置き換えることができる。図３１は、吸音ユニットの変形例の概観を示す斜視図及び正面図である。図３２は、吸音ユニットの変形例の構造をわかりやすくするために、半透過で示した斜視図及び正面図である。図１７及び図１８を用いて説明した吸音ユニット１０１０は４回回転対称の形状であるのに対し、図３１及び図３２に示す吸音ユニット１７１０の穿孔板１７２０及び内部構造は点対称ではない。また、吸音ユニット１７１０には屈曲する数が互いに異なる複数の導波管が含まれる。
　図３１に示すように、吸音ユニット１７１０には、ＨＷ平面と略平行な面を有する穿孔板１７２０が設けられている。穿孔板１７２０には、それぞれ複数の穿孔が形成された複数の穿孔領域１７２１と、穿孔が形成されていない非穿孔領域１７２５が存在する。複数の穿孔領域１７２１における穿孔の孔パラメータは、互いに異なっていてもよい。
　図３２に示すように、吸音ユニット１７１０は、互いに長さの異なる複数の導波管を有する。導波管１７１６、導波管１７１７、導波管１７１８、及び導波管１７１９はそれぞれ、ＨＷ断面における輪郭が直線形（言い換えるとＩ字型）である。導波管１７１１、導波管１７１４、及び導波管１７０１はそれぞれ、Ｗ方向に延在する部分とＨ方向に延在する部分とを有し、ＨＷ断面における輪郭が１回屈曲した形（言い換えるとＬ字型）である。導波管１７１２、導波管１７１３、及び導波管１７１５はそれぞれ、Ｗ方向に延在する部分とＨ方向に延在する部分とを有し、ＨＷ断面における輪郭が２回屈曲した形（言い換えるとコの字型）である。それぞれの導波管の延在方向における一方の端部の近傍部分は、それぞれ穿孔領域１７２１に形成された複数の穿孔を介して外部と通気可能である。そして、各導波管の他方の端部の近傍部分は、非穿孔領域１７２５に接しており、外部と通気可能ではない。
　吸音ユニット１７１０に含まれる一部の導波管は、Ｄ方向と略垂直な方向に延在し、かつ屈曲した形状である。そのため、吸音ユニット１７１０に含まれる複数の導波管の少なくとも何れかの延在方向の長さを、吸音ユニット１７１０のＷ方向の寸法、Ｈ方向の寸法及びＤ方向の寸法のいずれよりも長くすることができる。このような構成により、導波管の延在方向の長さを長くすることで低周波数帯域の吸音率を向上させつつ、吸音ユニット１７１０のサイズ（特にＤ方向の厚さ）を小さくすることができる。また、吸音ユニット１７１０は、屈曲していない形状の導波管と、１回屈曲した形状の導波管と、２回屈曲した形状の導波管とを有する。これにより、吸音ユニット１７１０に含まれる導波管の長さ及び形状のパターンが多くなる。長さ及び形状が異なる複数の導波管は、互いに異なる吸音特性を有する。そのため、吸音ユニット１７１０によれば、各導波管の屈曲の数が等しい吸音ユニット１０１０と比較して、広い周波数帯域において吸音効果を得ることができる。
（５）その他の変形例
　上述の実施形態では、吸音ユニットが、形状及び大きさが異なる複数の導波管の組み合わせと、形状及び大きさが略同一である複数の導波管の組み合わせを有するものとした。ただしこれに限らず、吸音ユニットは、外殻に囲まれた空洞部と、空洞部の内部と外部とを連通させる穿孔とを有していればよい。すなわち、吸音ユニットは、空気が共振する空間を少なくとも１つ有していればよく、吸音ユニットが内部空間を分割する隔壁を有することは必須ではない。また、吸音ユニットが有する空洞部の数及び穿孔の数は、１以上であればよい。ただし、吸音ユニットが、形状及び大きさの少なくとも何れかが互いに異なる複数の空洞部（導波管）を有することで、より広い周波数帯域の音を吸音することができる。また、１つの空洞部に対して複数の穿孔を形成することで、周波数に応じた吸音率の偏りを低減する（つまり、吸音特性のピークをなだらかにする）ことができる。また、上述の実施形態では、吸音ユニットが有する複数の導波管における穿孔の配置が互いに異なるものとしたが、これに限らず、穿孔の配置が互いに等しい複数の導波管が吸音ユニットに含まれていてもよい。吸音ユニットが２以上の互いに異なる共振特性を有する導波管を備えることで、広い周波数帯域の音を吸音することができる。一方、吸音ユニットが有する複数の導波管のうちの一部が互いに近しい共振特性を有することで、特定の周波数帯域における吸音率を向上させることができる。
　上述の実施形態では、穿孔板の表面の法線方向における導波管の長さが不均一であるものとした。例えば、吸音ユニット１０のＤ方向における厚さは、－Ｄ方向から見た周縁部よりも、－Ｄ方向から見た中心部の方が厚い。このような構成によれば、吸音ユニット１０の厚さを－Ｄ方向から見た周縁部の厚さに揃えた場合よりも、各導波管の体積を大きくすることができ、その結果、低周波数帯域の吸音性能を向上させることができる。ただしこれに限らず、吸音ユニット１０のＤ方向における厚さが均一であってもよい。この場合、穿孔板の表面の法線方向における導波管の長さも均一となる。
　上述の実施形態に係る吸音ユニットにおいては、穿孔板と、穿孔板と一体的に固着されるベース体（チャンバー部材）とによって、空洞部（導波管）が形成される。なお、吸音ユニットに設けられる穿孔板は、チャンバー部材に対して着脱可能に構成されてもよい。すなわち、吸音ユニットは、複数の導波管を備える立体部材と、その立体部材に取り付け可能な穿孔板とにより構成されていてもよい。これにより、穿孔板が消耗して吸音ユニットの吸音特性が劣化した場合でも、容易に穿孔板を交換して吸音ユニットの吸音特性を向上させることができる。また、穿孔板を孔パラメータが異なる別の穿孔板に交換することで、吸音ユニットの吸音特性を任意に調整することができる。なお、穿孔板とチャンバー部材とが分離可能である場合、吸音ユニットの内部空間を分割する隔壁は、チャンバー部材に設けられてもよいし、穿孔板に設けられてもよいし、チャンバー部材とも穿孔板とも独立した部材であってもよい。
　吸音ユニットに設けられる穿孔板及び隔壁の少なくとも何れかは、可動に構成されてもよい。また、導波管の内部に新たな部材が追加されてもよい。これにより、導波管の形状や大きさの調整が容易になり、吸音ユニットの吸音特性を任意に調整することができる。なお、吸音ユニットが有する導波管の数は上述の例に限定されず、吸音ユニットは形状と長さの少なくとも何れかが異なる複数の導波管を有していればよい。
　上述の実施形態及び各変形例において、吸音ユニットは－Ｄ方向から見て六角形形状であり、吸音ユニットの－Ｄ方向側の面に穿孔面が設けられており、吸音ユニットの内部が隔壁により複数の空洞部に分割されている。ただし、吸音ユニットの形状は他の多面体や球体であってもよい。また、穿孔面は、吸音ユニットの他の面に設けられていてもよい。また、穿孔面は、吸音ユニットの１つの面のうち一部にのみ設けられていてもよいし、吸音ユニットの複数の面に設けられていてもよい。また、吸音ユニットの内部に、空洞以外の構造が含まれていてもよい。
　図６及び図７を用いて説明したように、複数の吸音ユニットを並べて配置することで、広い範囲で吸音することができる。このとき、同一形状の複数の吸音ユニットを並べて配置してもよいし、形状が異なる複数の吸音ユニットを並べて配置してもよい。例えば、上述の実施形態及び各変形例で説明した複数種類の吸音ユニットを並べて配置してもよい。また例えば、導波管の形状は同じで穿孔板の孔パラメータが異なる複数の吸音ユニットを並べて配置してもよい。吸音特性が異なる複数の吸音ユニットを並べて配置することで、同一の吸音ユニットを並べて配置する場合よりも、広い周波数帯域において吸音効果を得ることができる。一方、同一の吸音ユニットを並べて配置した場合、吸音特性が異なる複数の吸音ユニットを並べて配置する場合よりも、特定の周波数帯域において高い吸音効果を得ることができる。
　以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲は上記の実施形態に限定されない。また、上記の実施形態は、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更が可能である。また、上記の実施形態及び変形例を組合せてもよい。
１　　　　：吸音壁
１０　　　：吸音ユニット
２０　　　：穿孔板

Claims (15)

  1. 　形状と大きさとの少なくとも何れかが互いに異なる複数の空洞部を有する吸音部材であって、
    　前記複数の空洞部に含まれる空洞部の壁を構成する板状部材には、前記空洞部の内部と外部とを連通させる穿孔が形成され、
    　前記板状部材の表面には、複数の穿孔が形成された第１領域と、前記第１領域に隣接する第２領域であって穿孔が形成されていない第２領域とが含まれる、
    　吸音部材。
  2. 　前記板状部材には、設計された配置で穿孔が形成されている、請求項１に記載の吸音部材。
  3. 　前記複数の空洞部は、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に記載の吸音部材。
  4. 　前記複数の空洞部のうち第１空洞部の壁を構成する板状部材における前記第１空洞部の内部と外部とを連通させる穿孔と、前記複数の空洞部のうち第２空洞部の壁を構成する板状部材における前記第２空洞部の内部と外部とを連通させる穿孔とは、孔の大きさ、孔の数、孔の間隔、及び孔の配置の少なくとも何れかが異なる、請求項１に記載の吸音部材。
  5. 　前記複数の空洞部それぞれの壁を構成する板状部材における穿孔が形成された表面は、所定方向から見て露出している、請求項１に記載の吸音部材。
  6. 　前記複数の空洞部は隔壁を介して隣接する、請求項１に記載の吸音部材。
  7. 　前記板状部材の表面に沿った所定方向における前記第２領域の長さは、前記板状部材の表面の法線方向における前記空洞部の長さより長い、請求項１に記載の吸音部材。
  8. 　前記板状部材の表面には、前記第１領域には隣接せず且つ前記第２領域に隣接する第３領域であって複数の穿孔が形成された第３領域が含まれる、請求項１に記載の吸音部材。
  9. 　前記板状部材の表面に沿った所定方向における前記第１領域と前記第３領域との距離は、前記板状部材の表面の法線方向における前記空洞部の長さより長い、請求項８に記載の吸音部材。
  10. 　前記板状部材の表面の法線方向における前記空洞部の長さは不均一である、請求項１に記載の吸音部材。
  11. 　前記空洞部の延在方向における一方の端部の近傍部分は前記第１領域に接しており、
    　前記空洞部の延在方向における他方の端部の近傍部分は前記第２領域に接している、
    　請求項１に記載の吸音部材。
  12. 　前記空洞部は、前記板状部材の表面の法線方向と略垂直な方向に延在する、請求項１に記載の吸音部材。
  13. 　前記板状部材の表面の法線方向における前記空洞部の長さは、前記空洞部の延在方向における長さより短い、請求項１に記載の吸音部材。
  14. 　請求項１から請求項１３の何れか１項に記載の吸音部材と、
    　前記吸音部材を壁面に取り付け可能にする取付手段と、
    　を有する吸音パネル。
  15. 　請求項１から請求項１３の何れか１項に記載の吸音部材を複数有する吸音壁であって、
    　複数の前記吸音部材それぞれが有する板状部材における穿孔が形成された表面は、所定方向から見て露出している、吸音壁。
     
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