(57)【要約】【課題】  簡素な構成で、特定の帯域である低周波成分を遮断して他の周波数帯域の音を透過させることができ、また、透過させる音の周波数帯域幅を制御できる低音フィルタを提供する。【解決手段】  エンジン１１とエアクリーナ１２とを接続する吸気管２の中間部に開口部５を設けて、この開口部５に一定の張力Ｆで伸長された薄膜６を取り付ける。これにより、通常、空気の取り入れ口から主に放音されるエンジン１１の吸気音を開口部５からも放音させることができ、吸気音の音量を大きくすることができる。また、薄膜６の面密度を変更したり、薄膜６を伸長させる張力Ｆを調整したりすることで、開口部５から塵や埃が侵入するのを防ぎつつ、開口部５から放音する吸気音の低域を遮音するとともに、その帯域幅を変更することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
側壁に開口部が形成された管と、
前記開口部を被覆し所定の張力で伸長された薄膜と、を備えたことを特徴とする低音フィルタ。
【請求項２】
２つの空間の境界の全面または一部に隔壁を設け、その隔壁の全部または一部を所定の張力で張架した薄膜で形成したことを特徴とする低音フィルタ。
【請求項３】
前記薄膜の張力を変更する張力調整手段を備えた請求項１または２に記載の低音フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声の低域を遮断する低音フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
音域全体の遮音性を確保する場合、質量がある程度以上の材料（遮音物）で、その対象を囲むことが一般的であり、遮音物の面密度とその材料の共振特性によって遮音性がほぼ決定づけられる。
【０００３】
例えば、ホームシアタやオーディオ機器などを設置する音響室において遮音性を確保するためには、全体の重量が重い防音壁や防音ドアを使用することが多い。また、開閉を容易に行えるように、素材間に空気層や吸音部材を設けて全体重量の軽量化が図られた防音ドアを使用することもある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、自動車などのエンジンの場合、一般的に排気マフラーに消音器を取り付けたり吸気管に消音器を取り付けたりして、排気音や吸気音を抑制して遮音性を確保している（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
一方、一部の音域（例えば低音）のみを遮音して他の音域を透過させる技術としては、従来４００Ｈｚ以下の殊に１３０Ｈｚ以下の低音域騒音に対する吸音特性に優れた低音域騒音吸音構造が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００６】
また、自動車などのエンジンにおいて、所定の周波数の吸気音の音圧レベルを相対的に高くするようにしたエンジンの吸気音調整構造が開示されている（例えば、特許文献４参照。）。
【特許文献１】特開平１０−０６１３４２号公報
【特許文献２】特開２００３−２９３８７１公報
【特許文献３】特開平１０−１８３８１３号公報
【特許文献４】特開２００３−１１３７４８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来、特許文献１，２のように音域全体の遮音性を確保する技術はこの他にも多数開示されている。一方、特許文献３，４のように一部の音域を遮音するためには、その構造が大がかりになったり複雑になったりするので、簡素な構成のものが無かった。また、遮蔽物に孔や隙間を設けることで音の透過性を変化させることは可能であるが、透過させる音の周波数帯域を制御することは困難であった。
【０００８】
そこで、本発明は、簡素な構成で、低周波成分を遮断して他の周波数帯域の音を透過させることができ、また、透過させる音の周波数帯域幅を制御できる低音フィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えている。
【００１０】
（１）側壁に開口部が形成された管と、
前記開口部を被覆し所定の張力で伸長された薄膜と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
この構成においては、管の側壁に開口部を設けて、所定の張力で伸長した状態の薄膜でこの開口部を被覆する。これによりこの薄膜は、管内を伝搬する音声の低域を減衰させて中高域を管外に透過させる。例えば、エンジンとエアクリーナを接続する吸気管に本発明を適用にした場合、吸気管の側壁に開口部を設けて、この開口部を薄膜で被覆するとともに、この薄膜を所定の張力で伸張させることで、通常、自動車の運転者などに好まれる吸気音の中高音を開口部から放音させることができる。また、人は低い周波数帯域の音声を長時間聞くと疲労してしまうが、上記のように吸気管に開口部を設けて薄膜で被覆することで、低い周波数帯域を遮音させることができるので、運転者が吸気音を長時間聞いた場合でも低周波音声による疲労を軽減することができる。さらに、開口部を薄膜で被覆することで、開口部から塵や埃が侵入するのを防ぐことができる。
【００１２】
（２）２つの空間の境界の全面または一部に隔壁を設け、その隔壁の全部または一部を所定の張力で張架した薄膜で形成したことを特徴とする。
【００１３】
この構成においては、２つの空間の境界に設ける隔壁を所定の張力で張架させた薄膜で形成することで、一方の空間から他方の空間へ伝搬する音声の低域を減衰させることができるので、中高域のみを伝搬させることができる。これにより、例えば、部屋の壁面の一部または全部を薄膜で構成して、この薄膜を所定の張力で伸張することで、外部から伝搬する低周波ノイズをカットする低周波ノイズフィルタとして使用することができる。
【００１４】
（３）前記薄膜の張力を変更する張力調整手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】
この構成においては、管の開口部に設けた薄膜の張力を張力調整手段によって変更することで、管の他の開口部で放音された音声の低域を遮断できるとともに、その遮断する低域の周波数帯域幅を変更することができる。したがって、張力調整手段を用いることで、音声の低域を遮断して所望の中高域の音声を透過させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の低音フィルタは、管の１つの開口部全体を薄膜で被覆し、この薄膜を所定の張力で伸張させた状態にすることで、管の他の開口部で放音された音声の低域を遮断して中高域を透過させることができ、周波数によっては開口部を設けなかった場合に比べて２５ｄＢも音圧レベルを低減できる。したがって、低域の音声を遮断する簡素な構成の低音フィルタを提供することができる。
【００１７】
また、張力調整手段で薄膜の張力を変更することで、遮断する低域の音声の周波数帯域を変更することができる。したがって、張力調整手段を用いることで、所望の中高域の音声を放音させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係る低音フィルタの概略を示す構成図である。以下の説明では、自動車の運転者などに好まれる吸気音の中高域のみを開口部から放音させるために、本発明の低音フィルタを用いた場合を一例として以下に詳細を説明する。
【００１９】
図１（Ａ）は、自動車２１のエンジン１１の吸気系に低音フィルタ１を設けた構成を示している。低音フィルタ１は、吸気管２の側壁に形成した開口部５を薄膜６で被覆して構成されている。すなわち、吸気管２は、エンジンルーム２２内のエンジン１１と、吸気口１３から取り入れた空気に含まれる塵や埃を内蔵のフィルタ１２ａで除去するエアクリーナ１２と、を接続する管であり、エンジン１１に一方の開口端３が接続され、エアクリーナ１２に他方の開口端４が接続されている。また、吸気管２の開口端３と開口端４との中間部における側壁には、開口部５が形成されている。図１（Ｂ）に示すように、この開口部５は、一定の張力Ｆを作用させて伸長させた薄膜６により被覆されている。
【００２０】
開口部５を被覆する薄膜６は、前記のように一定の張力Ｆで伸長された状態で、開口部５に取り付けられている。この薄膜６により吸気管２の内部に開口部５から塵や埃が侵入するのを防止することができる。
【００２１】
また、開口部５には、張力調整機構７を設けるようにすることも可能である。図２は、張力調整機構の概略の構成図である。張力調整機構７は、薄膜６に加える張力Ｆを調整するためのものであり、開口部５を被覆する薄膜６を伸長させる張力Ｆを調整することで、開口部５から放音する吸気音の周波数特性を変更することができる。張力調整機構７は、一例として、ドラムなどのヘッドの張力を調整する構成と同様であり、開口部５の周囲には一定間隔でボルト固定具４１が複数取り付けられている。また、薄膜６は、リング４２によって開口部５の全周にわたって当接している。さらに、リング４２の周囲には、開口部５の周囲に取り付けられたボルト固定具４１と同じ間隔で、孔部４３が形成されている。そして、張力調整ボルト４４を孔部４３を介して各ボルト固定具４１に取り付けて、各張力調整ボルト４４の締め付けを調整することで、薄膜６を均等に張るとともにその張力を調整することができる。
【００２２】
なお、張力調整機構７の構成は図２に示した構成に限るものではなく、薄膜６を均等に張って張力を調整する機構であれば、手動または自動で薄膜６の張力を変更する他の構成であっても良い。
【００２３】
次に、低音フィルタの遮音特性の詳細について説明する。図３は、低音フィルタの開口部における吸気音の音圧レベルを測定する際の概略の構成図である。低音フィルタの遮音特性は、図３に示すような構成により測定を行った。
【００２４】
吸気管２は、直径１２０ｍｍ、長さ６００ｍｍの直管型であり、開口端３と開口端４とのほぼ中間部に直径４５ｍｍの開口部５を有している。また、吸気管２の一方の開口端３にはスピーカ３１を取り付け、他方の開口端４にはエアクリーナ１２の代わりとして、厚さ５ｍｍのアクリル板１４により開口端４全体を被覆した。また、低音フィルタの効果を確認するために、吸気管２に形成した開口部５から５ｃｍ離れた位置にマイク３２の先端を開口部５に対向させて設置し、スピーカ３１が放音した音の音圧レベルを測定した。
【００２５】
図４は、低音フィルタの開口部における吸気音の音圧レベル及び挿入損失を示すグラフであり、（Ａ）は音圧レベルの周波数特性を示すグラフであり、（Ｂ）は、開口部を開放した状態に対する、薄膜を取り付けた場合の音圧レベルの低下、すなわち挿入損失の周波数特性を示すグラフである。図４に示すデータは、薄膜６として厚さ３０μｍのポリエチレン製のシートを使用し、このシートで開口部５全体を被覆するとともに、シートを伸長させる張力Ｆを２段階に変化させて測定を行った。すなわち、シートがたるまない程度に開口部５全体をシートが被覆した状態（図では張力無と表示する。）と、シートが伸びない程度に張った状態で開口部５全体を被覆した状態（図では張力有と表示する。）と、で測定を行った。図４には、低音フィルタ１の吸気管２に開口部５を設けない場合（ａ）を実線（ポイントを◆）で、低音フィルタ１の開口部５に薄膜６を取り付けずに開放状態にした場合（ｂ）を実線（ポイントを■）で、低音フィルタ１の開口部５を被覆する薄膜６の張力Ｆを小さくした場合（ｃ）を一点鎖線（ポイントを▲）で、低音フィルタ１の開口部５を被覆する薄膜６の張力Ｆを大きくした場合（ｄ）を破線（ポイントを●）で示している。
【００２６】
測定の結果、図４に示すように、開口部５に張力をかけずに薄膜６を取り付けた場合には、全帯域において、開口部５に薄膜６を設けなかった場合と音圧レベル及び挿入損失にほとんど差が無かった。一方、開口部５に一定の張力をかけて薄膜６を取り付けた場合には、１２５０Ｈｚ以下の帯域において開口部５に薄膜６を設けなかった場合よりも音圧レベルを抑制できた。特に、５００Ｈｚ以下の帯域については、吸気管２に開口部５を設けなかった場合と同様か、それよりも音圧レベルが小さくなり、吸気管２に薄膜６を取り付けなかった場合よりも概ね２０ｄＢから２５ｄＢも音圧レベルが抑制されるという結果が得られた。
【００２７】
このように、吸気管２に形成した開口部５を薄膜６で被覆し、また薄膜６を所定の張力Ｆで伸張させることによって、音声の低域を遮断して中高域を透過させることができる。
【００２８】
次に、開口部５を被覆する薄膜６の種類を変更した場合と、薄膜６の張力を変更した場合とで、どのように遮音特性が変化するかの確認を行った。図５は、低音フィルタ等の挿入損失を示すグラフであり、（Ａ）は薄膜６の種類すなわち面密度（単位面積あたりの質量（単位ｇ／ｍ２ ））を変更して薄膜６の張力は変更しない場合の周波数帯域と挿入損失の関係を示すグラフであり、（Ｂ）は、薄膜６の面密度を変更せずに薄膜６の張力を変更した場合の周波数帯域と挿入損失の関係を示すグラフである。なお、いずれのグラフも、開口部５に薄膜６を取り付けずに開放した状態の挿入損失を０ｄＢとして、周波数帯域と挿入損失の関係を示している。
【００２９】
図５（Ａ）には、吸気管２に開口部５を設けない場合（ａ）を実線（ポイントを◆）で、開口部５に薄膜６を設けない場合（ｂ）を実線（ポイントを●）で、開口部５を被覆するのが薄膜６Ａの場合（ｃ）を一点鎖線（ポイントを▲）で、開口部５を被覆するのが薄膜６Ｂの場合（ｄ）を破線（ポイントを◆）で、開口部５を被覆するのが薄膜６Ｃの場合（ｅ）を実線（ポイントを＊）で示している。なお、薄膜６Ａの面密度は１１．１４ｇ／ｍ２ 、薄膜６Ｂの面密度は１９．
４３ｇ／ｍ２ 、薄膜６Ｃの面密度は８２．２０ｇ／ｍ２ である。
【００３０】
図５（Ｂ）は、フィルム材質の違いによる挿入損失を示すグラフである。図５（Ｂ）には、吸気管２に開口部５を設けない場合（ａ）を実線（ポイントを◆）で、開口部５に薄膜６を設けない場合（ｂ）を実線（ポイントを●）で、開口部５を被覆する薄膜６の張力Ｆを加えない場合（ｃ）を一点鎖線（ポイントを▲）で、開口部５を被覆する薄膜６の張力Ｆが小さい場合（ｄ）を二点鎖線（ポイントを◆）で、低音フィルタ１の開口部５を被覆する薄膜６の張力Ｆを中ぐらいの場合（ｅ）を実線（ポイントを＊）で、低音フィルタ１の開口部５を被覆する薄膜６の張力Ｆを大きくした場合（ｆ）を破線（ポイントを●）で示している。なお、図５（Ｂ）に示すデータは、薄膜６として薄膜６Ｂを使用し、このシートで開口部５全体を被覆するとともに、シートを伸長させる張力Ｆを４段階に変化させて測定を行った。すなわち、シートがたるまない程度に開口部５全体をシートが被覆した状態（ｃ）（図では張力無と表示する。）と、開口部５全体をシートを少し伸張させて被覆した状態（ｄ）（図では張力低と表示する。）と、状態（ｄ）よりもシートを伸張させて被覆した状態（ｅ）（図では張力中と表示する。）と、シートが伸びない程度に大きな張力で伸張させて開口部５全体を被覆した状態（図では張力高と表示する。）と、で測定を行った。
【００３１】
上記のように構成して、スピーカ３１から音声を放音させてマイク３２で集音した結果、図５に示すような結果が得られた。すなわち、図５（Ａ）に示すように、１２５０Ｈｚ以下では薄膜６の面密度にかかわらず略同様の挿入損失となった。一方、１２５０Ｈｚ〜８０００Ｈｚにおいては薄膜６の面密度が大きいほど高い周波数における挿入損失が大きくなるという結果が得られた。
【００３２】
また、図５（Ｂ）に示すように、全般的に薄膜６の張力が大きいほど高い周波数まで挿入損失が大きくなるという結果が得られた。すなわち、状態（ｄ）（張力低）では４００Ｈｚ以下で挿入損失が５ｄＢ以上であったが、状態（ｅ）（張力中）では６３０Ｈｚ以下で挿入損失が５ｄＢ以上であった。また、状態（ｆ）（張力高）では１２５０Ｈｚ以下で挿入損失が５ｄＢ以上であった。
【００３３】
このように、低音フィルタ１では、吸気管２に形成した開口部５を被覆する薄膜６の面密度を大きくすることで、高い周波数まで遮音するように設定することができる。また、低音フィルタ１では、吸気管２に形成した開口部５を被覆する薄膜６の張力を高くすることで、高い周波数まで遮音するように設定することができる。
【００３４】
したがって、図１に示したエンジンの吸気管用の低音フィルタ１において、エンジンルーム２２内に運転者が好む吸気管の中高音を放音させることができるので、自動車２１を運転する運転者に爽快感を与えることができる。また、人は低い周波数帯域の音声を長時間聞くと疲労してしまうが、上記のように低い周波数帯域を遮音させることができるので、運転者が吸気音を長時間聞いていた場合に、運転者の低周波音声による疲労を軽減することができる。
【００３５】
また、図１に示したエンジンの吸気管用の低音フィルタ１において、薄膜６の面密度や張力を選択・調整することで、遮音できる低い周波数の範囲（周波数帯域の幅）を調整することができる。例えば、開口部５を被覆する薄膜６の張力Ｆを１０００Ｈｚ以下の周波数帯域の音声を遮音するように調整することで、吸気音の低周波成分を遮音して、中高周波成分を放音することができる。
【００３６】
なお、上記の説明では、吸気管２に形成した開口部５の全体を薄膜６で被覆する場合について説明したが、開口部５の一部を薄膜６で被覆して、薄膜６の面密度や張力を選択・調整することで、遮音できる低い周波数の範囲を調整することができる。
【００３７】
以上の説明では、本発明の低音フィルタ１をエンジンの吸気管に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、他の用途にも適用が可能である。
【００３８】
例えば、部屋の壁面の一部または全部を薄膜で構成して、この薄膜を所定の張力で伸張させる。または、部屋のドアや窓に開口部を設けて、この開口部を薄膜で被覆し、この薄膜を所定の張力で伸張するようにする。これにより、外部から室内へ伝搬する音声の低域を減衰させて、中高音のみを伝搬させることができ、低音フィルタを外部から伝搬する低周波ノイズをカットする低周波ノイズフィルタとして使用することができる。
【００３９】
また、管楽器のベル（朝顔）に装着するミュートに本発明の低音フィルタを適用することが可能である。図６は、本発明の低音フィルタを適用したミュートの概略構成を示す側面断面図及び正面図である。図６に示すように、低音フィルタ付きミュート５１は、一般的なミュートの前面に開口部５２を設けるとともに、後面に開口部５４を設けて、所定の張力を加えて薄膜５３を取り付けたものである。この低音フィルタ付きミュート５１をトランペットのような管楽器５０に通常のミュートと同様に、コルクやスポンジで作成された複数の当接部５５を、ベル５０ｂの周囲に空気が流通するように所定の間隔で取り付けることで、演奏時には低音を遮断して、中高音を再生することができる。また、トランペット５０の演奏中に低音フィルタ付きミュート５１に設けた薄膜５３を指で押さえることで、薄膜の張力を変更することができるので、遮断する低音の周波数帯域を変更して、トランペット５０の音色を変えることができる。
【００４０】
また、低音フィルタ付きミュート５１には、図２を用いて説明したような張力調整機構を設けることも可能である。したがって、低音フィルタ付きミュート５１に張力調整機構を設けることで、遮断する低域の音声の周波数帯域を容易に変更することができる。
【００４１】
なお、以上の説明においていう音声とは、人の声に限定するものではなく、可聴域の音全体を意味するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係る低音フィルタの概略を示す構成図である。
【図２】張力調整機構の概略の構成図である。
【図３】低音フィルタの開口部における吸気音の音圧レベルを測定する際の概略の構成図である。
【図４】低音フィルタの開口部における吸気音の音圧レベル及び挿入損失を示すグラフである。
【図５】低音フィルタ等の挿入損失を示すグラフである。
【図６】本発明の低音フィルタを適用したミュートの概略構成を示す側面断面図及び正面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１−低音フィルタ    ２−吸気管    ３，４−開口端    ５，５２−開口部
６，５３−薄膜    ７−張力調整機構    １１−エンジン
１２−エアクリーナ    １３−吸気口    ２１−自動車
２２−エンジンルーム    ３１−スピーカ    ３２−マイク
４１−ボルト固定具    ４２−リング    ４３−孔部
４４−張力調整ボルト    ５０−トランペット（管楽器）    ５１−ミュート
【図１】
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【図２】
2006184681.tif 000004
【図３】
2006184681.tif 000005
【図４】
2006184681.tif 000006
【図５】
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【図６】
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