(57)【要約】【課題】音響構造体の利用者がその吸音効果と散乱効果を調整できるようにする。【解決手段】音響構造体１０では、複数のパイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）が、紐２７Ｌ，２７Ｒにより連結されている。音響構造体１０におけるパイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）間の距離は伸縮することができる。音響構造体１０を音響空間内において吊り下げると、パイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）が吸音効果および散乱効果を発生させる。そして、この吸音効果および散乱効果の大きさが、パイプ２０−ｉ間の距離に応じて変化する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々の内部に空洞が形成され前記空洞を包囲する側面に開口部が設けられた複数のパイプと、
前記複数のパイプにおける隣り合ったパイプ間を連結する手段であって、それ自体の折り曲げが可能な連結手段と
を具備することを特徴とする音響構造体。
【請求項２】
各々の内部に空洞が形成され前記空洞を包囲する側面に開口部が設けられた複数のパイプと、
前記複数のパイプにおける隣り合ったパイプ間を連結する手段であって、それ自体の分離及び結合が可能な連結手段と
を具備することを特徴とする音響構造体。
【請求項３】
前記連結手段は連結対象であるパイプ間の距離を調整する手段を具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の音響構造体。
【請求項４】
前記複数のパイプに所定の位置関係を持たせて前記複数のパイプを固定する固定部材を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１の請求項に記載の音響構造体。
【請求項５】
前記複数のパイプ内の前記空洞は前記パイプの延在方向の端部を介して開放されており、
前記固定部材は、前記パイプを固定した状態において前記パイプ内の空洞と連通してヘルムホルツ共鳴器を構成することを特徴とする請求項３に記載の音響構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響空間における音響障害を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホールや劇場などの壁に囲まれた音響空間では、平行対面する壁面間で音が繰り返し反射することによりブーミングやフラッターエコーなどの音響障害が発生する。特許文献１には、この種の音響障害の防止に好適な技術の開示がある。同文献に開示された音響構造体は、音響空間の内壁や天井などに設置して利用される。この音響構造体は、全体として平面をなすように並列配置された複数の角筒状のパイプを有している。これらのパイプは、同じ方向を向いた開口部を各々有している。そして、音響構造体は、各パイプの開口部を音響空間の中央に向けた状態で、音響空間の内壁や天井などに設置される。
【０００３】
音響空間内において発生した音は、音響構造体の各パイプの開口部を介して各々の内部の空洞に入射する。各パイプの空洞に入射した音はそれらのパイプの共鳴周波数に応じた定在波を発生させる。各パイプの空洞内で発生した定在波は各パイプの開口部から音響空間に向けて放射される。この結果、開口部の近傍において、吸音効果および散乱効果が発生し、音響空間から音響構造体のパイプに向かって伝搬される音の音響エネルギーがパイプにおいて散逸される。その結果、音響空間内における音響障害の発生が防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３０７４４号公報
【特許文献２】特開２０１０−８４５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の音響構造体は、複数のパイプが互いに固定されており、全体として大型であるため、未使用時に場所を取り、また、運搬に不便であるという問題があった。
本発明は、このような背景の下に案出されたものであり、収納や運搬に便利な音響構造体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】
【０００６】
本発明は、各々の内部に空洞が形成され前記空洞を包囲する側面に開口部が設けられた複数のパイプと、前記複数のパイプにおける隣り合ったパイプ間を連結する手段であって、それ自体の折り曲げが可能な連結手段とを具備する音響構造体を提供する。本発明によれば、利用者は、収納や運搬が容易になるように、連結手段により連結された複数のパイプからなる音響構造体の全体としての形状を変えることができる。それ自体の折り曲げが可能な連結手段としては、例えば紐が挙げられる。連結手段は、音響構造体の収納時または運搬時に各パイプがばらばらにならないように各パイプ間の連結を行う役割を担う他、音響構造体の音響空間内での使用時に、各パイプの相対的な位置関係を固定する役割を担うものであってもよい。
【０００７】
また、本発明は、各々の内部に空洞が形成され前記空洞を包囲する側面に開口部が設けられた複数のパイプと、前記複数のパイプにおける隣り合ったパイプ間を連結する手段であって、それ自体の分離及び結合が可能な連結手段とを具備する音響構造体を提供する。本発明によっても、利用者は、収納や運搬が容易になるように、連結手段により連結された複数のパイプからなる音響構造体の全体としての形状を変えることができる。それ自体の分離及び結合が可能な連結手段としては、例えばボタンや面ファスナーが挙げられる。この連結手段も、音響構造体の収納時または運搬時に各パイプがばらばらにならないように各パイプ間の連結を行う役割を担う他、音響構造体の音響空間内での使用時に、各パイプの相対的な位置関係を固定する役割を担うものであってもよい。
【０００８】
また、隣り合うパイプ間の距離を調整する手段を設けてもよい。この態様によれば、音響構造体の音響空間での使用時における各パイプの配置の自由度を高め、吸音効果および散乱効果の調整を行うことが可能になる。
【０００９】
また、連結手段に加えて、前記複数のパイプに所定の位置関係を持たせて前記複数のパイプを固定する固定部材を設けてもよい。この態様において、連結手段は、各パイプの相対的な位置関係を固定する役割を果たすものである必要はなく、単に音響構造体の収納時または運搬時に各パイプがばらばらにならないように各パイプ間の連結を行う役割を果たすものであればよい。
【００１０】
固定部材は、各パイプの端部の位置において各パイプの固定を行うものであってもよく、各パイプの途中の位置において各パイプの固定を行うものであってもよい。前者の場合において、各パイプの端部が内部の空洞に連通する開口端である場合には、固定部材がこの開口端を塞いでもよい。また、前者の場合において、各パイプの開口端を塞ぐ手段として、ヘルムホルツ共鳴器を固定部材に設けてもよい。この態様によれば、各パイプの共鳴特性を調整し、吸音効果および散乱効果の調整を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の第１実施形態である音響構造体の構成を示す図である。
【図２】同音響構造体の紐によるパイプの連結の態様を示す図である。
【図３】同音響構造体のパイプを巻いて束ねた状態を示す図である。
【図４】同音響構造体におけるパイプの縦断面図である。
【図５】同音響構造体による吸音効果および散乱効果の発生の原理を示す図である。
【図６】この発明の第２実施形態である固定部材の構成を示す図である。
【図７】同固定部材のパイプへの装着の仕方を示す図である。
【図８】この発明の第３実施形態である音響構造体のパイプおよび紐の構成を示す図である。
【図９】この発明の第３実施形態である音響構造体の固定部材の構成を示す図である。
【図１０】同音響構造体の固定部材の縦断面図である。
【図１１】同音響構造体のパイプとキャップの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、この発明の第１実施形態である音響構造体１１の構成を示す図である。
この音響構造体１１において、パイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）は、スチール材などの高い剛性を有する素材を円筒状に成形したものである。パイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）における各パイプ２０−ｉの内部には空洞２３−ｉがある。パイプ２０−ｉにおける空洞２３−ｉを包囲する側面２１−ｉには空洞２３−ｉと外部空間とを連通する開口部２２−ｉが設けられている。また、空洞２３−ｉの左端および右端は、パイプ２０−ｉの延在方向における左側の端面１Ｌ−ｉおよび右側の端面１Ｒ−ｉによって塞がれている。
【００１３】
パイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）は、各々の両端の位置を揃え且つ各々を平行にして、全体として簾状に並べられ、連結手段である紐３０Ｌ，３０Ｒによって連結されている。本実施形態では、複数のパイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）は、隣り合う２本のパイプ２０−ｉ間の距離を調整できるような態様で紐３０Ｌ，３０Ｒにより連結されている。そのような連結手段の態様としては、たとえば、以下に示すものがある。
【００１４】
図２に示す態様では、紐３０Ｌを２本の紐３０Ｌａ，３０Ｌｂとし、紐３０Ｒを２本の紐３０Ｒａ，３０Ｒｂとする。この態様では、紐留め具１３Ｌ−ｋ（ｋ＝１〜１２）によって紐３０Ｌａ，３０Ｌｂにおける所望の位置を束ね、紐留め具１３Ｒ−ｋ（ｋ＝１〜１２）によって紐３０Ｒａ，３０Ｒｂにおける所望の位置を束ねる。そして、紐３０Ｌａ，３０Ｌｂにおける紐留め具１３Ｌ−ｋ，１３Ｌ−（ｋ＋１）によって束ねられた位置の間にできる輪と紐３０Ｒａ，３０Ｒｂにおける紐留め具１３Ｒ−ｋ，１３Ｒ−（ｋ＋１）によって束ねられた位置の間にできる輪にパイプ２０−ｉが嵌め込まれる。この態様では、紐３０Ｌａ，３０Ｌｂ，３０Ｒａ，３０Ｒｂにおける紐留め具１３Ｌ−ｋ（ｋ＝１〜１２），１３Ｒ−ｋ（ｋ＝１〜１２）の位置を変えることにより、パイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）間の距離を調整することができる。
【００１５】
また、紐留め具１３Ｌ−ｋ（ｋ＝１〜１２）および１３Ｒ−ｋ（ｋ＝１〜１２）としては、例えば２本の紐３０Ｌａ，３０Ｌｂまたは３０Ｒａ，３０Ｒｂが挿通される貫通孔を有するとともに、この貫通孔と直角をなすように空けられた雌ネジ孔と、この雌ネジ孔に螺合される雄ネジとを有する構成のものが考えられる。この態様によれば、貫通孔に２本の紐３０Ｌａ，３０Ｌｂまたは３０Ｒａ，３０Ｒｂを挿通させた状態で雄ネジを締めることにより、雄ネジの先端が貫通孔内の２本の紐を押さえ、貫通孔内の２本の紐を固定する。また、雄ネジを緩めることにより、雄ネジの先端が貫通孔内の２本の紐を押える力が弱まり、貫通孔に対して２本の紐を滑らせることができる。従って、２本の紐に対する紐留め具１３Ｌ−ｋ（ｋ＝１〜１２）および１３Ｒ−ｋ（ｋ＝１〜１２）の位置を自由に調整することができる。
【００１６】
以上が、音響構造体１１の構成の詳細である。利用者は、音響構造体１１を使用しないときは、図３に示すように、パイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）を紐３０Ｌ，３０Ｒにより連結したまま簀巻き状に巻き束ねて収納スペースに収納しておくことができる。そして、利用者は、音響空間において音響構造体１１を使用するときは、音響構造体１１を収納スペースから音響空間に運び出し、以下のようにして設置する。まず、音響構造体１１における巻き束ねられたパイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）を伸展する。次に、伸展したパイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）間の距離を所望の距離へと調整する。その上で、音響構造体１１のパイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）の開口部２２−ｉ（ｉ＝１〜６）を音響空間の中央に向けた状態で、紐３０Ｌ，３０Ｒの一端を音響空間内の壁のフックなどに結びつけることにより、音響構造体１１を吊り下げる。このようにして音響空間内に設置された音響構造体１１におけるパイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）は、各々吸音効果および散乱効果を発生させる。以下、パイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）のうちパイプ２０−１を例にとり、吸音効果および散乱効果の発生の原理について説明する。
【００１７】
図４（Ａ）は、音響構造体１１におけるパイプ２０−１の縦断面図である。図４（Ｂ）は、パイプ２０−１の横断面図である。図４（Ｂ）に示すように、パイプ２０−１の側面２１−１は湾曲している。よって、音響空間からパイプ２０−１の側面２１−１へ入射する音波の多くは、パイプ２０−１の側面２１−１での反射により、音響空間における入射波の入射方向と異なる方向に向けて放射される。これにより、散乱効果が発生する。
【００１８】
また、図４（Ａ）に示すように、音響構造体１０における開口部２２−１の奥の空洞２３−１には、開口部２２−１を開口端とし空洞２３−１の左側の端部を閉口端とする音響管ＣＰ−ａと、開口部２２−１を開口端とし空洞２３−１の右側の端部を開口端とする音響管ＣＰ−ｂとが形成されているとみなすことができる。音響空間から開口部２２−１を介して空洞２３−１内に音波が入射すると、空洞２３−１内では、音響管ＣＰ−ａの開口端（開口部２２−１）から閉口端（空洞２３−１の左側の端部）に向かう進行波と、音響管ＣＰ−ｂの開口端（開口部２２−１）から閉口端（空洞２３−１の右側の端部）に向かう進行波とが発生する。そして、前者の進行波は、音響管ＣＰ−ａの閉口端において反射され、その反射波が開口部２２−１へ戻る。また、後者の進行波は、音響管ＣＰ−ｂの閉口端において反射され、その反射波が開口部２２−１へ戻る。
【００１９】
そして、音響管ＣＰ−ａでは、下記式（１）に示す共鳴周波数ｆａｎ（ｎ＝１、２、…）において共鳴が発生し、音響管ＣＰ−ａ内において進行波と反射波とを合成した音波は、音響管ＣＰ−ａの閉口端に粒子速度の節を有し、開口端に粒子速度の腹を有する定在波となる。また、音響管ＣＰ−ｂでは、下記式（２）に示す共鳴周波数ｆｂｎ（ｎ＝１、２、…）において共鳴が発生し、音響管ＣＰ−ｂ内において進行波と反射波とを合成した音波は、音響管ＣＰ−ｂの閉口端に粒子速度の節を有し、開口端に粒子速度の腹を有する定在波となる。なお、下記式（１）および（２）において、Ｌａは音響管ＣＰ−ａの延在方向の長さ（空洞２３−１の左側の端部から開口部２２−１までの長さ）、Ｌｂは音響管ＣＰ−ｂの延在方向の長さ（空洞２３−１の右側の端部から開口部２２−１までの長さ）、ｃは音波の伝搬速度、ｎは１以上の整数である。
ｆａｎ＝（２ｎ−１）・（ｃ／（４・Ｌａ））  （ｎ＝１，２…）…（１）
ｆｂｎ＝（２ｎ−１）・（ｃ／（４・Ｌｂ））  （ｎ＝１，２…）…（２）
【００２０】
ここで、音響空間から開口部２２−１および側面２１−１における開口部２２−１の近傍に入射する音波のうち共鳴周波数ｆａｎの成分に着目すると、音響管ＣＰ−ａの閉口端において反射されて開口部２２−１から音響空間へと放射される音波は、音響空間から開口部２２−１に入射する音波に対して逆相の音波となる。一方、側面２１−ｉにおける開口部２２−１の近傍では、音響空間からの入射波が位相回転を伴うことなく反射される。
【００２１】
よって、図５に示すように、共鳴周波数ｆａｎ（ｎ＝１、２、…）の成分を含む音波が開口部２２−１を介して空洞２３−１に入射した場合、開口部２２−１から見て入射方向（図５の吸音領域）に対しては、音響管ＣＰ−ａから開口部２２−１を介して放射される音波と側面２１−１における開口部２２−１の近傍の各点から反射される音波が逆相となって互いの位相が干渉し合い、吸音効果が発生する。また、開口部２２−１からの音波と側面２１−１からの反射波とが互いに隣接する散乱領域では、開口部２２−１からの音波と側面２１−１からの反射波の位相が不連続となる。このような位相差のある波が隣接することにより、散乱領域付近では、位相の不連続を解消しようとする気体分子の流れが発生する。この結果、散乱領域付近では、入射方向に対する鏡面反射方向以外の方向への音響エネルギーの流れが発生し、散乱効果が発生する。同様に、共鳴周波数ｆｂｎ（ｎ＝１、２、…）の成分を含む音波が開口部２２−１を介して空洞２３−１に入射した場合、開口部２２−１への入射方向に鏡面反射する方向（図５の吸音領域）に対しては、吸音効果が発生する。また、散乱領域付近では、散乱効果が発生する。
【００２２】
また、共鳴周波数ｆａｎおよびｆｂｎの各々の近傍の周波数帯域においては、共鳴周波数ｆａｎまたはｆｂｎからずれていたとしても、周波数がある程度近ければ、開口部２２−１から音響空間に放射される音波の位相と側面２１−１から音響空間に放射される反射波の位相とが逆相に近い関係になる。このため、共鳴周波数ｆａｎおよびｆｂｎの各々の近傍の周波数帯域では、共鳴周波数ｆａｎまたはｆｂｎに対する周波数の近さに応じた程度の吸音効果および散乱効果が発生する。
【００２３】
以上が、吸音効果および散乱効果の発生の原理である。音響構造体１１におけるパイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）がこの吸音効果および散乱効果を発生させることにより、音響空間からパイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）に入射する音波の音響エネルギーの鏡面反射成分がパイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）において散逸される。
【００２４】
ここで、本実施形態における音響構造体１１は６つのパイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）を簾状に並べたものであるため、音響構造体１１全体としての吸音効果および散乱効果の程度はパイプ２０−ｉ間の距離に依存して変化する。その理由は、次の通りである。各パイプ２０−ｉ（例えば、パイプ２０−１とする）に入射する音波は、パイプ２０−１の音響間ＣＰ−ａ及びＣＰ−ｂから開口部２０−１を介して放射される音波だけでなく、他のパイプ２０−ｉ（ｉ≠１）において反射した音波とも干渉する。パイプ２０−１とパイプ２０−ｉ（ｉ≠１）との距離が近いほどこの干渉は起こりやすくなる。そして、パイプ２０−１を介して放射される音波とパイプ２０−ｉ（ｉ≠１）において反射した音波との間の干渉が大きいほど、パイプ２０−１に入射する音波の鏡面反射成分の散逸量が大きくなる。
【００２５】
音響構造体１１全体としての吸音効果および散乱効果の程度がパイプ２０−ｉ間の距離に依存して変化する理由は、以上の通りである。本実施形態では、音響構造体１１のパイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）間の距離を調整することができる。よって、このパイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）間の距離の調整を通じて、吸音効果および散乱効果を所望の大きさへと変化させることができる。
【００２６】
また、本実施形態では、音響構造体１１のパイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）を巻き束ねることもできるし、巻き束ねたパイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）を伸展することもできる。よって、音響構造体１１を使用しないときは、パイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）を簀巻き状に巻き束ねて狭小なスペースに収納することができる。
【００２７】
また、本実施形態では、部屋等の剛壁に囲まれた音響空間における剛壁の前に音響構造体１１を設置した場合、音響構造体１１のパイプ２０−ｉ間を通り抜けて剛壁に到達し、剛壁に到達した音波の反射波が再びパイプ２０−ｉ間を通り抜けて音響空間に伝搬される。このパイプ２０−ｉ間を通り抜ける反射波の特性を決めるパラメータは、パイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）の間から背後を見た音響インピーダンスである。そして、この音響インピーダンスは、パイプ２０−ｉ間の距離に依存する。よって、部屋等の剛壁に囲まれた音響空間における剛壁の前に音響構造体１１を設置した場合、パイプ２０−ｉ自体によって反射される反射音の特性と、パイプ２０−ｉ間を通り抜け、その背後の剛壁によって反射される反射音の特性とを、パイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）間の距離の調整を通じて変化させることができる。
【００２８】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態では、第１実施形態のパイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）（図１）に固定部材１２Ｌ，１２Ｒまたは１３Ｌ，１３Ｒ（図６）を装着したものを音響構造体１１とし、その音響構造体１１を音響空間に設置する。上述した第１実施形態では、紐３０Ｌ，３０Ｒにおいてパイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）を収容する各輪の位置が音響空間内での使用時におけるパイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）間の相対的位置関係（より具体的には、隣り合った２本のパイプ２０−ｉ間の距離）を決定した。これに対し、本実施形態では、固定部材１２Ｌ，１２Ｒまたは１３Ｌ，１３Ｒが音響空間内での使用時におけるパイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）の相対的位置関係を決定する。
【００２９】
本実施形態では、音響構造体１１の音響空間内での使用時、固定部材１２Ｌ，１２Ｒまたは１３Ｌ，１３Ｒによりパイプ２０−ｉ間の相対的な位置関係が固定される。従って、各パイプ２０−ｉが上下方向に並ぶような姿勢のみならず、各パイプ２０−ｉが水平方向に並ぶような姿勢、各パイプ２０−ｉが鉛直方向に対して斜めの方向に並ぶような姿勢等、任意の姿勢で音響構造体１１を音響空間内に配置することが可能である。
【００３０】
固定部材１２Ｌは、板体２Ｌ上に６つのキャップ３Ｌ−ｉ（ｉ＝１〜６）を固定したものであり、固定部材１２Ｒは、板体２Ｒ上に６つのキャップ３Ｒ−ｉ（ｉ＝１〜６）を固定したものである。また、固定部材１３Ｌは、板体６Ｌ上に６つのキャップ７Ｌ−ｉ（ｉ＝１〜６）を固定したものであり、固定部材１３Ｒは、板体６Ｒ上に６つのキャップ７Ｒ−ｉ（ｉ＝１〜６）を固定したものである。
【００３１】
図６に示すように、固定部材１２Ｌと１２Ｒは対称な構成となっており、固定部材１３Ｌと１３Ｒは対称な構成となっている。固定部材１２Ｌ，１２Ｒと固定部材１３Ｌ，１３Ｒとでは、キャップ３Ｌ−ｉ，３Ｒ−ｉ，７Ｌ−ｉ，７Ｒ−ｉの配列が異なる。すなわち、固定部材１２Ｌ，１２Ｒでは、キャップ３Ｌ−ｉ，３Ｒ−ｉが一直線状に並んでおり、隣り合うキャップ３Ｌ−ｉ，３Ｒ−ｉ間の距離が均一である。一方、固定部材１３Ｌ，１３Ｒでは、キャップ７Ｌ−ｉ，７Ｒ−ｉは一直線状に並んでおらず、隣り合うキャップ７Ｌ−ｉ，７Ｒ−ｉ間の距離も不均一である。
【００３２】
キャップ３Ｌ−ｉ，３Ｒ−ｉ，７Ｌ−ｉ，７Ｒ−ｉは、各々の空洞４Ｌ−ｉ，４Ｒ−ｉ，８Ｌ−ｉ，８Ｒ−ｉ内にパイプ２０−ｉの端部を収容する構造になっている。キャップ３Ｌ−ｉを例にとり、その構造について具体的に説明する。キャップ３Ｌ−ｉは円筒状をなしており、キャップ３Ｌ−ｉ内の空洞４Ｌ−ｉの内周径は、パイプ２０−ｉの外周径よりも僅かに大きくなっている。そして、この空洞４Ｌ−ｉはキャップ３Ｌ−ｉにおける板体２Ｌに固定された側の反対側に開放されている。
【００３３】
利用者は、音響構造体１１を使用するときは、固定部材１２Ｌ，１２Ｒまたは１３Ｌ，１３Ｒのうち一方（たとえば、固定部材１２Ｌ，１２Ｒとする）を選ぶ。そして、以下のようにしてパイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）に固定部材１２Ｌおよび１２Ｒを装着した上で、音響空間内に設置する。図７に示すように、まず、音響構造体１１のパイプ２０−ｉ間の距離を、固定部材１２Ｌ，１２Ｒのキャップ３Ｌ−ｉ，３Ｒ−ｉ間の距離と同じかそれ以上の長さになるように拡げる。次に、パイプ２０−ｉの左端をキャップ３Ｌ−ｉの空洞４Ｌ−ｉに収容させ、パイプ２０−ｉの右端をキャップ３Ｒ−ｉの空洞４Ｒ−ｉに収容させる。
【００３４】
本実施形態では、音響構造体１１のパイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）に固定部材１２Ｌ，１２Ｒまたは１３Ｌ，１３Ｒを装着した場合、パイプ２０−ｉ間の距離はその装着された固定部材１２Ｌ，１２Ｒまたは１３Ｌ，１３Ｒによって固定される。よって、音響構造体１１を音響空間内に設置する度にパイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）に同じ固定部材１２Ｌ，１２Ｒ（または固定部材１３Ｌ，１３Ｒ）を装着することにより、常に同じ大きさの吸音効果および散乱効果を発生させることができる。
【００３５】
＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態である音響構造体１１は、上述した固定部材１２Ｌ（図６）と、図８に示すパイプ２０’−ｉ（ｉ＝１〜６）およびそれらの連結手段である紐３０Ｌ，３０Ｒと、図９に示す固定部材１２’Ｒとを有する。本実施形態では、パイプ２０’−ｉ（ｉ＝１〜６）に固定部材１２Ｌおよび１２’Ｒを装着したものを音響構造体１１として音響空間に設置する。本実施形態でも、上記第２実施形態と同様、音響構造体１１の音響空間内での使用時、固定部材１２Ｌ，１２Ｒ’によりパイプ２０’−ｉ（ｉ＝１〜６）間の相対的な位置関係が固定される。従って、任意の姿勢で音響構造体１１を音響空間内に配置することが可能である。
【００３６】
図８において、図１に示されたものと同じ要素には同じ符号を付してある。図８に示すように、各パイプ２０’−ｉ内の空洞２３−ｉの左端はパイプ２０’−ｉの延在方向における左側の端面１Ｌ−ｉによって塞がれており、空洞２３−ｉの右端は右側の端面１Ｒ’−ｉを貫いてその外側に開放されている。
【００３７】
図９に示すように、固定部材１２Ｒ’は、板体２Ｒ’上に６つのキャップ３Ｒ’−ｉ（ｉ＝１〜６）を固定したものである。固定部材１２Ｌ（図６）と同様に、固定部材１２Ｒ’では、キャップ３Ｒ’−ｉ（ｉ＝１〜６）が一直線上に並んでいる。そして、キャップ３Ｒ’−ｉ間の距離（より具体的には、隣り合うキャップ３Ｒ’−ｉの軸同士の距離）は、キャップ３Ｌ−ｉ間のそれと同じである。そして、キャップ３Ｒ’−ｉは、パイプ２０’−ｉの延在方向における右端を収容するヘルムホルツ共鳴器となっている。より具体的に説明すると、図１０の縦断面図に示すように、キャップ３Ｒ’−ｉは、小径部ＳＴ−ｉと大径部ＢＴ−ｉとを有している。キャップ３Ｒ’−ｉ内の空洞４Ｒ’−ｉにおける小径部ＳＴ−ｉに包囲された部分の内周径はパイプ２０−ｉの外周径よりも僅かに大きくなっており、その奥の大径部ＢＴ−ｉに包囲された部分の内周径は小径部ＳＴ−ｉに包囲された部分の内周径よりも十分に大きくなっている。そして、この空洞４Ｒ’−ｉは、キャップ３Ｒ’−ｉにおける板体２Ｒ’に固定された側の反対側に開放されている。
【００３８】
ここで、このキャップ３Ｒ’−ｉは、下記式（３）に示す共鳴周波数ｆｃにおいて共鳴を発生する。なお、下記式（３）において、Ｌｃは空洞４Ｒ’−ｉにおける小径部ＳＴ−ｉに包囲された部分の長さ、Ｖｃは空洞４Ｒ’−ｉにおける大径部ＢＴ−ｉに包囲された部分の容積、Ｓは空洞４Ｒ’−ｉにおける小径部ＳＴ−ｉに囲まれた部分の断面積、ｃは音波の伝搬速度を示す。
ｆｃ＝ｃ／２π・（Ｓ／Ｌｃ・Ｖｃ）１／２  ・・・（３）
【００３９】
よって、パイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）に固定部材１２Ｌおよび１２Ｒ’を装着した場合、図１１に示すように、パイプ２０−ｉの開口部２２−ｉの奥には、前掲の式（１）に示した周波数ｆａｎにおいて共鳴する音響管ＣＰ−ａ、および前掲の式（２）に示した周波数ｆｂｎの１／２の周波数ｆｂｎ／２において共鳴する音響管ＣＰ’−ｂと前掲の式（３）に示した周波数ｆｃにおいて共鳴する音響管ＨＰとを連結した音響管ＣＨＰが形成されているとみなすことができる。利用者は、キャップ３Ｒ’−ｉの空洞４Ｒ’−ｉ内に当該空洞４Ｒ’−ｉの内容積を調整する内容積調整物質（例えば、砂、水、液状化した樹脂など）を詰め込み、空洞４Ｒ’−ｉにおける大径部ＢＴ−ｉに包囲された部分の容積Ｖｃを小さくすることにより、吸音効果を発生させる帯域をより高域側に移動させることができる。また、キャップ３Ｒ’−ｉをその空洞４Ｒ’−ｉにおける大径部ＳＴ−ｉに包囲された部分の体積Ｖｃを十分に大きなものとすることにより、パイプ２０−ｉの長さをそれほど長くすることなく、より低い帯域において吸音効果を発生させることができる。
【００４０】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明には他にも実施形態があり得る。例えば、以下の通りである。
【００４１】
（１）上記第１実施形態では、複数のパイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）のすべてが紐３０Ｌ，３０Ｒに連結されていた。しかし、複数のパイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）のうち隣り合うパイプ２０−ｉ，２０−（ｉ±１）の各々を紐３０Ｌ−ｎ（ｎ＝１〜５），３０Ｒ−ｎ（ｎ＝１〜５）により個別に連結するようにしてもよい。この場合において、パイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）の側面２１−ｉ（ｉ＝１〜６）にボタンを固定するとともに、隣り合うパイプ２０−ｉ，２０−（ｉ±１）の各々を連結する紐３０Ｌ−ｎ（ｎ＝１〜５），３０Ｒ−ｎ（ｎ＝１〜５）の一端および他端にボタンを固定し、ボタンの嵌合によりパイプ２０−ｉとパイプ２０−（ｉ±１）を連結するようにしてもよい。
【００４２】
（２）隣り合った２本のパイプパイプ２０−ｉ間の連結を行う連結手段として、紐のようなそれ自体の折り曲げが可能な連結手段の他、それ自体の結合及び分離が可能な連結手段を用いてもよい。例えば各パイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）の側面にその周回方向に沿って複数のボタン（雄と雌）を並べてもよい。すなわち、隣り合った２本のパイプ２０−ｉの一方の雄ボタンと他方の雌ボタンを結合させることにより２本のパイプ２０−ｉ間の連結を行うのである。ここで、３本のパイプ２０−ｉを順次連結する場合に、真ん中のパイプ２０−ｉにおいて直径方向に並んだ各ボタンを隣の各２本のパイプ２０−ｉとの連結に用いれば、３本のパイプ２０−ｉを直線状に並べて連結することができる。一方、真ん中のパイプ２０−ｉにおいて中心に対して直角をなす位置にある各ボタンを隣の各２本のパイプ２０−ｉとの連結に用いれば、並びが直角に曲がるように３本のパイプ２０−ｉを連結することができる。従って、収納時または運搬時には、全体としての音響構造体の形状を折り畳みベッドのようにコンパクトに畳んだ状態とすることができる。それ自体の結合／分離が可能な連結手段としては、ボタンの他、例えば面ファスナを利用してもよい。
【００４３】
（３）上記第１実施形態において、紐３０Ｌ，３０Ｒの各々に６つのボタンを並べて固定するとともに、パイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）の側面２１−ｉ（ｉ＝１〜６）にボタンを固定し、紐３０Ｌ，３０Ｒのボタンの各々にパイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）のボタンを嵌合してもよい。
【００４４】
（４）上記第２実施形態において、キャップ３Ｌ−ｉ（ｉ＝１〜６），３Ｒ−ｉ（ｉ＝１〜６）に代えて板体２Ｌ，２Ｒの各々の全面に面ファスナーを貼付したものを固定部材１２Ｌ”，１２Ｒ”とし、パイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）の端面１Ｌ−ｉ（ｉ＝１〜６），１Ｒ−ｉ（ｉ＝１〜６）にも面ファスナーを固定してもよい。この態様によると、固定部材１２Ｌ”，１２Ｒ”とパイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）の各々の面ファスナー同士を貼り合わせることによりパイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）間の距離を固定できるだけでなく、板体２Ｌ，２Ｒの面ファスナーの前面におけるパイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）側の面ファスナーの貼り合わせ箇所を変えることによってパイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）間の距離を調整することもできる。
【００４５】
（４）上記第１および第２実施形態では、パイプ２０−ｉ内の空洞２３−ｉの左端および右端がパイプ２０−ｉの左の端面１Ｌ−ｉおよび右の端面１Ｒ−ｉによって塞がれていた。しかし、パイプ２０−ｉの空洞２３−ｉをその左端および右端のうち一方または両方の側において開放させてもよい。そして、パイプ２０−ｉの空洞２３−ｉを左右の両方の側において開放させた場合における第２実施形態では、パイプ２０−ｉの左側の端部だけに支持部材１２Ｌまたは１３Ｌを装着してもよいし、右側の端部だけに支持部材１２Ｒまたは１３Ｌを装着してもよい。また、左右の両方の端部に支持部材１２Ｌ，１２Ｒまたは１３Ｌ，１３Ｒを装着してもよい。
【００４６】
（５）上記第３実施形態では、パイプ２０’−ｉ内の空洞２３−ｉの左端がパイプ２０’−ｉの左側の端面１Ｌ−ｉによって塞がれ、空洞２３−ｉの右端が開放されていた。しかし、パイプ２０’−ｉ内の空洞２３−ｉをその左端および右端の両方において開放させてもよい。そして、パイプ２０−ｉの空洞２３−ｉを左端および右端の両方において開放させた場合において、パイプ２０−ｉの左側および右側の端部のうちの一方をヘルムホルツ共鳴器となるキャップに収容してもよいし、両方を収容してもよい。
【００４７】
（６）上記第１〜第３実施形態において、紐３０Ｌ，３０Ｒに替えて金属製の鎖や革製のベルトによりパイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６），パイプ２０’−ｉ（ｉ＝１〜６）を連結してもよい。また、パイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）における隣り合うパイプ２０−ｉ，２０−（ｉ±１）の側面２１−ｉ，２１−（ｉ±１）同士やパイプ２０’−ｉ（ｉ＝１〜６）における隣り合うパイプ２０’−ｉ，２０’−（ｉ±１）の側面２１’−ｉ，２１’−（ｉ±１）同士を剛体（たとえば、板や棒）により連結してもよい。
（７）上記第１〜第３実施形態において、パイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）やパイプ２０’−ｉ（ｉ＝１〜６）の数を５つ以下にしてもよいし、７つ以上にしてもよい。
【００４８】
（８）上記第２および第３実施形態において、パイプ２０−ｉ，２０’−ｉの側面２１−ｉの断面とキャップ３Ｌ−ｉ，３Ｒ−ｉ，７Ｌ−ｉ，７Ｒ−ｉ、３Ｒ’−ｉにおける空洞４Ｌ−ｉ，４Ｒ−ｉ，８Ｌ−ｉ，８Ｒ−ｉ、４Ｒ’−ｉの入口の断面を楕円形や矩形としてもよい。この実施形態によると、キャップ３Ｌ−ｉ，３Ｒ−ｉ，７Ｌ−ｉ，７Ｒ−ｉ、キャップ３Ｒ’−ｉの空洞４Ｌ−ｉ，４Ｒ−ｉ，８Ｌ−ｉ，８Ｒ−ｉ、４Ｒ’−ｉ内に収納されたパイプ２０−ｉ，２０’−ｉの回転が阻止される。よって、パイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６），２０’−ｉ（ｉ＝１〜６）に固定部材１２Ｌ，１３Ｌ，１３Ｒ，１２Ｒを装着した場合に、パイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６），２０’−ｉの開口部２２−ｉ（ｉ＝１〜６）が同じ方向を向いた状態を維持することができる。
【００４９】
（９）上記第１実施形態において、パイプ２０−ｉ（ｉ＝１〜６）の開口部２２−ｉ（ｉ＝１〜６）のうちの少なくとも一つ（たとえば、開口部２２−１）におけるパイプ２０−１の延在方向と平行な切断面の面積Ｓｏを空洞２３−１におけるパイプ２０−１の延在方向と直交する切断面の面積Ｓｐよりも小さくするとよい。面積Ｓｏを面積Ｓｐより小さくした音響構造体によると、より広い帯域において吸音効果を発生させることができるからである。
【００５０】
面積Ｓｏを面積Ｓｐより小さくすることにより、広い帯域において吸音効果を発生させることができる理由は、次の通りである。上述したように、吸音効果は、パイプ２０−ｉ内の共鳴管ＣＰ−ａおよびＣＰ−ｂの共鳴周波数ｆａｎおよびｆｂｎとその近傍の周波数の音波がパイプ２０−ｉに入射した場合に、開口部２２−ｉから音響空間に放射される音波の位相と側面２１−ｉから音響空間に放射される反射波の位相とが逆相に近い関係になることにより発生する効果である。従って、パイプ２０−ｉの開口部２２−ｉを介してパイプ２０−ｉ内に入射する音波と開口部２２−ｉからその音波の入射方向に向かって反射される反射波とが逆相関係に近くなるような周波数帯域が広いほど、吸音効果が発生する帯域も広くなるはずである。
【００５１】
ここで、第１の媒質（たとえば、開口部２２−ｉ内の空気やパイプ２０−ｉの材料である剛体）に向かって第２の媒質（たとえば、音響空間内の空気）から音波が垂直に入射した場合に両媒質の境界面ｂｓｕｒから入射方向に反射される反射波の振幅及び位相は、境界面ｂｓｕｒの比音響インピーダンス比ζ（ζ＝ｒ＋ｊｘ：ｒ＝Ｒｅ（ζ），ｘ＝Ｉｍ（ζ））に依存して決まる。より具体的に説明すると、境界面ｂｓｕｒの比音響インピーダンス比ζの絶対値｜ζ｜が１未満である場合には、境界面ｂｓｕｒからは境界面ｂｓｕｒに入射する音波に対して±１８０°以内の位相差を持った反射波が放出される。そして、Ｉｍ（ζ）＞０であれば比音響インピーダンス比ζの虚部Ｉｍ（ζ）の絶対値｜Ｉｍ（ζ）｜が小さいほど位相差は＋１８０°に近づいていき、Ｉｍ（ζ）＜０であれば比音響インピーダンス比ζの虚部Ｉｍ（ζ）の絶対値｜Ｉｍ（ζ）｜が小さいほど位相差は−１８０°に近づいていく。
【００５２】
さらに、開口部２２−ｉの切断面の面積Ｓｏと空洞２３−ｉの切断面の面積Ｓｐの面積比ｒｓ（ｒｓ＝Ｓｏ／Ｓｐ）が１より大きい（つまり、Ｓｏ＞Ｓｐ）場合と面積比ｒｓが１より小さい（つまり、Ｓｏ＜Ｓｐ）場合の各々における比インピーダンス比ζの虚部Ｉｍ（ζ）の周波数特性を比較すると、前者よりも後者の方が、周波数特性における虚部Ｉｍ（ζ）がある値（例えば、Ｉｍ（ζ）＝１）以下となる帯域が広い（この面積比ｒｓと虚部Ｉｍ（ζ）の周波数特性との関係については、特許文献２（特に、図９）を参照されたい。）。よって、面積Ｓｏが面積Ｓｐよりも小さいほど、より広い帯域に渡って、開口部２２−１に入射する音波に対して逆相に近い位相差を持った反射波を開口部２２−ｉから放射することができる。以上の理由により、面積Ｓｏが面積Ｓｐよりも小さいくすることにより、より広い帯域において吸音効果を発生させることができる。
【符号の説明】
【００５３】
１，５，９，１２…端面，２，６，６’…板体、３，７，７’…キャップ、４，８，１１，２３…空洞、１１，１１Ａ…音響構造体、１２Ｌ，１２Ｒ，１３Ｌ，１３Ｒ…固定部材、２０…パイプ、２１…側面、２２…開口部、３０Ｌ，３０Ｒ…紐。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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