(57)【要約】【課題】低周波数域の音波に起因する不快感を軽減して、良好な音場空間を形成する音響パネルを提供する。【解決手段】中空状の箱形で前面の略中央部に開口部７を設けた枠体２と、枠体の背面９の内面と所定の距離をおいて開口部に嵌め込まれて、音波を減衰させて通過させる吸音パネル３と、吸音パネルの背面に設けられて、枠体の背面の内面との間に空気層２２を介在させて、吸音パネルを通過した低周波数域の音波を吸収する多孔質吸音材４と、多孔質吸音材と対向して枠体の背面の内面に設けられて、多孔質吸音材を通過した音波を多孔質吸音材の背面に向けて反射させるアルミニウム層５と、吸音パネルの周囲であって枠体の前面に凹凸状に形成されて、アルミニウム層によって反射して多孔質吸音材、吸音パネルを順次通過した音波を反射して拡散させる漆喰層６と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空状で箱形に形成されて、前面の略中央部に内部へ音波を受け入れる開口部を設けた枠体と、
前記枠体の後側の内面と所定の距離をおいて前記開口部に嵌め込まれて、正面に溝状の開口部が設けられると共に、該開口部に連通して背面に開口し該開口部よりも幅広の空間を有する中空部が設けられて、前記音波を減衰させて前記開口部及び前記中空部を通じて通過させる吸音パネルと、
前記吸音パネルの背面に設けられて、前記枠体の後側の内面との間に空気層を介在させて、前記吸音パネルを通過した低周波数域の前記音波を吸収する多孔質吸音材と、
前記多孔質吸音材と対向して前記枠体の後側の内面に設けられて、前記多孔質吸音材を通過した前記音波を前記多孔質吸音材の背面に向けて反射させる金属層と、
前記吸音パネルの周囲であって前記枠体の前面に凹凸状に形成されて、前記金属層によって反射して前記多孔質吸音材、前記吸音パネルの前記中空部及び前記開口部を順次通過した音波を反射して拡散させる漆喰層と、
を備えることを特徴とする音響パネル。
【請求項２】
前記枠体に、前記吸音パネルに向けて該枠体の前面が該枠体の後側へ傾斜する傾斜面を形成して、該傾斜面に前記漆喰層が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の音響パネル。
【請求項３】
前記漆喰層に吸音材料を添加したことを特徴とする請求項１又は２に記載の音響パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、聴取者に対して音を提供するための音場空間に設置される音響パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、騒音発生源の周囲や伝搬経路に設置される音響パネルが開示されている。この音響パネルでは、プラスチック粒子を部分的に加熱溶着した薄板構造の多孔質構造体からなる吸音板と、それぞれが独立した複数の背面空気層を形成するように前記吸音板を支持する支持部材とで多孔質構造体モジュールを形成して、この多孔質構造体モジュールが、遮音板上に前記背面空気層と該遮音板とが対向するように配列されている。この音響パネルでは、音波は前記吸音体に入射すると該吸音体との摩擦損失等によって減衰して吸音されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２８７８０９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記の音響パネルを、聴取者に対して音を提供するための音場空間に設置することにより、吸音体が騒音源から発せられる音波を吸収できるため、該騒音源から発せられる音波の影響を軽減できるという点では、音場空間を良好にすることが可能であった。しかしながら、一般に上記の吸音体は、中・高周波数域の音波を吸収することはできても、低周波数域の音波を吸収できるものではなかった。この低周波数域の音波は、聴取者に対して不快感を与えやすいものであることから、該低周波数域の音波に起因する不快感を軽減して音場空間を良好にしたいとの要望があった。
【０００５】
この発明は、このような状況に鑑み提案されたものであって、低周波数域の音波に起因する不快感を軽減して、良好な音場空間を形成する音響パネル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】
請求項１の発明に係る音響パネルは、中空状で箱形に形成されて、前面の略中央部に内部へ音波を受け入れる開口部を設けた枠体と、前記枠体の後側の内面と所定の距離をおいて前記開口部に嵌め込まれて、正面に溝状の開口部が設けられると共に、該開口部に連通して背面に開口し該開口部よりも幅広の空間を有する中空部が設けられて、前記音波を減衰させて前記開口部及び前記中空部を通じて通過させる吸音パネルと、前記吸音パネルの背面に設けられて、前記枠体の後側の内面との間に空気層を介在させて、前記吸音パネルを通過した低周波数域の前記音波を吸収する多孔質吸音材と、前記多孔質吸音材と対向して前記枠体の後側の内面に設けられて、前記多孔質吸音材を通過した前記音波を前記多孔質吸音材の背面に向けて反射させる金属層と、前記吸音パネルの周囲であって前記枠体の前面に凹凸状に形成されて、前記金属層によって反射して前記多孔質吸音材、前記吸音パネルの前記中空部及び前記開口部を順次通過した音波を反射して拡散させる漆喰層と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１において、前記枠体に、前記吸音パネルに向けて該枠体の前面が該枠体の後側へ傾斜する傾斜面を形成して、該傾斜面に前記漆喰層が形成されたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記漆喰層に吸音材料を添加したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明に係る音響パネルによれば、枠体の後側の内面においてアルミニウム層によって反射した音波が多孔質吸音材を通過する際に、該音波を構成して聴取者に不快感を与えやすい低周波数域を吸収できる。その後、この音波が、吸音パネルの中空部から開口部を通過する際には、開口部が中空部に比べて幅狭であることから、幅狭の開口部を通過する音波の速度を増加させることができ、この速度が増加した音波を、漆喰層によって音場空間に拡散させて伝搬させることができる。その結果、前記不快感が軽減されて、良好な音場空間を形成することができる。
請求項２の発明によれば、枠体の後側の内面においてアルミニウム層によって反射した後に多孔質吸音材及び吸音パネルを通過した音波を、枠体の傾斜面に反射させ易くすることができる。このため、この傾斜面に形成された漆喰層に前記音波を反射させて効率良く拡散させることができる。
請求項３の発明によれば、枠体の後側の内面においてアルミニウム層によって反射した後に多孔質吸音材及び吸音パネルを通過した音波が漆喰層に当たるときには、該漆喰層に添加した吸音材料によって前記音波の一部を吸収できる。このため、漆喰層に吸音材料を添加しない場合と比較して、音波を構成する周波数が異なる結果、音色を異ならせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態の音響パネルの正面図である。
【図２】同音響パネルの要部横断面図である。
【図３】同音響パネルが備える吸音パネルの一部を切り欠いた部分斜視図である。
【図４】同吸音パネルの部分横断面図である。
【図５】他の実施形態の音響パネルの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態を図１ないし図４を参照しつつ説明する。図１及び図２に示す音響パネル１は、枠体２と、吸音パネル３と、多孔質吸音材４と、アルミニウム層５と、漆喰層６とを備えている。枠体２は、木製であって中空状で箱形に形成されている。一例として、この枠体２の高さ寸法を１２００ｍｍ、幅寸法を８００ｍｍ、奥行き寸法を２３０ｍｍとした。図１及び図２に示すように枠体２の前面（図２の下側）の中央部には、縦長で矩形の開口部７が設けられている。この開口部７は、枠体２の内部へ音波を受け入れるために用いられるものである。そして図１及び図２に示すように枠体２には、開口部７に向けて枠体２の前面（図２の下側）全体が枠体２の背面９側（図２の上側）へ傾斜する傾斜面８が形成されている。枠体２の背面９の内面には後述するアルミニウム層５が設けられており、このアルミニウム層５には、開口部７の全周に沿って設けられた木製の支持枠１１が固定されている。図２に示すようにこの支持枠１１には、傾斜面８における枠体２の背面９側の端面が固着されている。なお、枠体２の背面９の内面は本発明の枠体の後側の内面の一例である。
【００１２】
吸音パネル３は、音波を減衰させるために用いられるものであって、木製で縦長の矩形に形成されており、一例として厚み寸法を１６ｍｍとした。図１及び図２に示すようにこの吸音パネル３は、枠体２の開口部７に嵌め込まれる。本実施形態では、吸音パネル３を横方向に３つ接続した状態で前記開口部７に嵌め込んだ。また図２に示すように、支持枠１１の内面全周に沿って設けられた木製の当接枠１２が、前記アルミニウム層５に固定されている。図２に示すように３つの吸音パネル３，３，３が開口部７に嵌め込まれたときには、３つの吸音パネル３，３，３のうち最左端の吸音パネル３の背面及び最右端の吸音パネル３の背面は、後述する多孔質吸音材４を介して当接枠１２に当接した状態となる。このとき、各吸音パネル３とアルミニウム層５との間には、当接枠１２の厚み寸法及び多孔質吸音材４の厚み寸法分だけ所定の距離が保たれる。
【００１３】
本実施形態では吸音パネル３として、ＰＡＴＴ社製の商品名「トパクスティク」を用いた。図３に示すように吸音パネル３は、開口部１４と中空部１５とを備えている。この開口部１４は、吸音パネル３の正面１３に開口して該吸音パネル３の背面９側へ所定深さ切り込まれており、該吸音パネル３の上下方向（図３の左斜め手前奥方向）で前記正面１３の上端から下端に亘って延びる溝状とされている。ここでは開口部１４を、吸音パネル３の左右方向（図３の右斜め手前奥方向）に所定の間隔をおいて該吸音パネル３の正面１３に複数設けた。一方中空部１５は、図４に示すように、吸音パネル３の背面１７に開口して、吸音パネル２内を該背面１７から吸音パネル３の正面１３側に向けて円筒状に凹設されている。そして、中空部１５を開口部１４と連続させたことにより、開口部１４と中空部１５とを連通させた。この中空部１５は、図４に示すように、該中空部１５と連通する開口部１４よりも幅広の空間を有するように形成されている。加えて図３に示すように中空部１５は、溝状の各開口部１４の形成方向に所定の間隔をおいて複数形成されている。その上で、各中空部１５を各開口部１４にそれぞれ連通させた。左右方向で隣接する中空部１５，１５同士は、開口部１４の形成方向において千鳥状に配置されている。また、吸音パネル３の左側面には、該左側面の上端から下端に亘って外側へ突出する係合片１９が設けられており、吸音パネル３の右側面には、該右側面の上端から下端に亘って凹設されて前記係合片１９が進入して係合可能な係合溝２０が設けられている。隣接する一方の吸音パネル３の係合片１９を、他方の吸音パネル３の係合溝２０に係合させると、例えば図１に示すように、吸音パネル３を横方向に３つ接続することが可能になる。
【００１４】
多孔質吸音材４は、吸音パネル３を通過した低周波数域（ここでは特に１２５Ｈｚ〜５００Ｈｚ）の音波を吸収するために用いられて、空孔の周囲にアルミニウム粉末を焼結した骨格を有する焼結体をシート状に成形したものである。一例として、多孔質吸音材４の厚み寸法を２ｍｍ〜３ｍｍとした。本実施形態では、多孔質吸音材４として、エヌデーシー販売株式会社製の商品名「カルム」を用いた。図２に示すように多孔質吸音材４は、各吸音パネル３の背面１７の全面に取り付けられている。このとき多孔質吸音材４とアルミニウム層５との間には、当接枠１２の厚み寸法分だけ所定の距離が保たれる。これにより、多孔質吸音材４とアルミニウム層５との間には空気層２２が介在する。
【００１５】
アルミニウム層５は、多孔質吸音材４を通過した音波を反射させて該多孔質吸音材４の背面に向かわせるために用いられるものであって、多孔質吸音材４と対向させて枠体２の背面９の内面に設けられている。一例として、アルミニウム層５の厚み寸法を０．２ｍｍとした。本実施形態では、アルミニウムの純度が９９．９９９９９パーセント以上で同厚み寸法（３ｍｍ）のアルミニウム反射シートを前記背面９の内面全面に取り付けることにより、該背面９の内面にアルミニウム層５を設けた。なお、アルミニウム層５は本発明の金属層の一例である。
【００１６】
漆喰層６は、アルミニウム層５によって反射した後に前記多孔質吸音材４及び吸音パネル３，３，３を通過した音波を拡散させるものである。この漆器層６は、吸音パネル３，３，３の周囲であって枠体２の傾斜面８に凹凸状に形成されている。一例として、漆喰層６の厚み寸法を５ｍｍ〜１０ｍｍとした。本実施形態では、ドロマイトプラスター（７ｋｇ）、消石灰（７ｋｇ）、貝灰（７ｋｇ）、植物性繊維（麻、６００ｇ）、風化花崗岩の粉末（１２ｋｇ）、角又のり（海藻、４５０ｇ）水（適宜、例えば２０ｋｇ）を配合して漆喰とした。さらに本実施形態では、吸音材料を添加した漆喰を傾斜面８にこて塗りして硬化させることにより、該傾斜面８に漆喰層６を形成した。吸音材料としては、一例として、コーヒー豆の粉末や該粉末に代えておが屑を用いた。ここで示す例では、漆喰とコーヒー豆の粉末との混合割合を、漆喰１００質量部に対してコーヒー豆の粉末１００重量部とした。また、漆喰とおが屑との混合割合を、漆喰１００質量部に対しておが屑２００質量部とした。
【００１７】
このように構成された音響パネル１を、聴取者に対して音を提供するための音場空間に設置すると、以下に説明するようにして、該音場空間を良好にすることができる。例えば歌声や楽器の演奏音の音波が図１に示す吸音パネル３，３，３に入射すると、この音波の一部は、該吸音パネル３，３，３との摩擦損失等によって減衰する。一方残りの音波は、各吸音パネル３の開口部１４、中空部１５（図３及び図４参照。）を順次通過した後に、各吸音パネル３の背面１７に取り付けられた多孔質吸音材４（図２参照。）を通過して枠体２の内部に受け入れられる。枠体２の内部に受け入れられた音波は、枠体２の背面９の内面に設けられたアルミニウム層５（図２参照。）によって反射して多孔質吸音材４の背面に向かう。この他にも、枠体２の内部に受け入れられた音波は、当接枠１２（図２参照。）と多孔質吸音材４との間の隙間、当接枠１２とアルミニウム層５との間の隙間、支持枠１１（図２参照。）とアルミニウム層５との間の隙間等を通過して、枠体２の左右の側面の内側や傾斜面８の内側を反射しながら枠体２の内部を伝搬した後に、アルミニウム層５によって反射して多孔質吸音材４の背面に向かう。そして、アルミニウム層５によって反射した音波（以下、反射音波という。）が、多孔質吸音材４の背面から正面に向けて該多孔質吸音材４を通過する際には、聴取者に対して不快感を与えやすい低周波数域の音波を吸収する。
【００１８】
続いて、多孔質吸音材４を通過した反射音波は、吸音パネル３の中空部１５、開口部１４を順次通過する。その際には、中空部１５よりも幅狭な開口部１４を反射音波が通過するため、該開口部１４を通過する反射音波の速度が増加する。そして、吸音パネル３を通過した反射音波は、枠体２の傾斜面８に形成された漆器層６（図１及び図２参照。）に反射して音響パネル１から音場空間へ拡散される。本実施形態では、音場空間に反射音波を拡散させる前に、該反射音波を構成して聴取者に不快感を与えやすい低周波数域を吸収したため、該不快感が軽減された反射音波が音場空間に拡散する。これにより良好な音場空間を形成できる。
【００１９】
また本実施形態では、漆喰層６に吸音材料（コーヒー豆の粉末あるいはおが屑）を添加したことにより、各吸音パネル３を通過した反射音波が漆喰層６に当たるときには、吸音材料によって反射音波の一部を吸収する。すると、漆喰層６に吸音材料を添加しない場合と比較して、反射音波を構成する周波数が異なる結果、音色が異なることになる。例えば、漆喰層６にコーヒー豆の粉末を添加すると、おが屑を漆喰層６に添加した場合と比較して漆喰層６による吸音作用が阻害されて音の分解能力が高くなり、明瞭度が高い音色になった。一方漆喰層６におが屑を添加すると、コーヒー豆を漆喰層６に添加した場合と比較して漆喰層６による吸音作用が促進され、やさしく聞こえる音色になった。
【００２０】
＜本実施形態の効果＞
本実施形態の音響パネル１では、枠体２の背面９の内面においてアルミニウム層５によって反射した反射音波が、多孔質吸音材４を通過する際に、該反射音波を構成して聴取者に不快感を与えやすい低周波数域を吸収できる。その後、この反射音波が、各吸音パネル３の中空部１５から開口部１４を通過する際には、開口部１４が中空部１５に比べて幅狭であることから、幅狭の開口部１４を通過する反射音波の速度を増加させることができ、この速度が増加した反射音波を、漆喰層６によって音場空間に拡散させて伝搬させることができる。その結果、前記不快感が軽減されて、良好な音場空間を形成することができる。
【００２１】
また、吸音パネル３，３，３（枠体２の開口部７）に向けて枠体２の前面が枠体２の背面９側へ傾斜す傾斜面８に、漆喰層６が設けられたことから、枠体２の背面９の内面においてアルミニウム層５によって反射した後に、多孔質吸音材４及び各吸音パネル３を通過した反射音波を、前記傾斜面８に反射させ易くすることができる。このため、この傾斜面８に設けられた漆喰層６に前記反射音波を反射させて効率良く拡散させることができる。
【００２２】
さらに、枠体２の背面９の内面においてアルミニウム層５によって反射した後に多孔質吸音材４及び各吸音パネル３を通過した反射音波が、漆喰層６に当たるときには、漆喰層６に添加した吸音材料によって、前記反射音波の一部を吸収できる。このため、漆喰層６に吸音材料を添加しない場合と比較して、反射音波を構成する周波数が異なる結果、音色を異ならせることができる。
【００２３】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨を逸脱しない範囲内において構成の一部を適宜変更して実施できる。上述した実施形態では、枠体２の開口部７に、吸音パネル３を３つ接続した状態で嵌め込んだ例を示したが、これに限らない。例えば、図５に示すように、前記開口部７に１つの吸音パネル３を嵌め込んで音響パネル１Ａを製作してもよい。一例として、音響パネル１Ａの枠体２の高さ寸法は８００ｍｍ、幅寸法は４６０ｍｍ、奥行き寸法１１０ｍｍである。また、上述した実施形態とは異なり、吸音材料として例えば砂、破砕石、貝殻の破砕片等を用いることにより、音色を調整してもよい。さらに上述した実施形態とは異なり、枠体２には、開口部７に向けて枠体２の前面全体が枠体２の背面９側へ湾曲する湾曲面を設けたり、また枠体２の前面を、開口部７に向けて傾斜や湾曲させずに、各吸音体３の正面１３と連続する垂直面としてもよい。加えて上述した実施形態とは異なり枠体２の外形形状を、直方体に限らず、例えば、直方体の上面の左右の角部が丸みを帯びたＲ形状にしたもの、底面を平坦にした正面視略円形状のもの、あるいは正面視台形形状のものとしてもよい。この場合には、吸音パネル３の形状についても、枠体２の外形形状に合わせて、上面の左右の角部をＲ形状にしたもの、正面視略円形状のもの、あるいは正面視台形形状に変更してもよい。さらに加えて上述した実施形態とは異なり、吸音材料を添加せずに西洋漆喰（４０ｋｇ）と水（適宜、例えば２０ｋｇ）とを配合して漆喰とした上で、この漆喰を傾斜面８にこて塗りして硬化させることにより、該傾斜面８に漆喰層を凹凸状（凹凸差５ｍｍ）に形成してもよい。この場合には、上述したコーヒー豆の粉末を漆喰層６に添加した場合と比較して、より明瞭度が高い音色になること、音の響きが良くなること、音が音場空間の前後に分離して広い空間表現が可能になることが確認できた。
【符号の説明】
【００２４】
１（１Ａ）・・音響パネル、２・・枠体、３・・吸音パネル、４・・多孔質吸音材、５・・アルミニウム層、６・・漆喰層、７・・枠体の開口部、８・・枠体の傾斜面、９・・枠体の背面、１４・・吸音パネルの開口部、１５・・吸音パネルの中空部、１７・・吸音パネルの背面、２２・・空気層。
【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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