(57)【要約】【課題】簡単な構造で、広い周波数範囲にわたって、とくに低い音を効率よく吸音する。【解決手段】吸音パネルは、壁面２０に固定される吸音パネルであって、隣接して隙間なく配列される外形の固定プレート２に、中央凸に突出する突出部３を設けると共に、この突出部３の周囲には表面プレート４を配設している。突出部３は、中心から周囲に向かって下り勾配に傾斜するテーパー状に形成している。表面プレート４は、突出部３の周囲に、固定プレート２と突出部３から離して、突出部３に向かって下り勾配に傾斜する姿勢で配設しており、表面プレート４と突出部３との間に吸音隙間５を設けると共に、表面プレート４の内側に音響チャンバー６を設けている。さらに、吸音パネルは、表面プレート４と固定プレート２の外周にできる外周隙間７に、互いに空気を通過させるが音響振動に対して通過抵抗を有する音響振動抵抗材８を配置している。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁面(20)に固定される吸音パネルであって、隣接して隙間なく配列される外形の固定プレート(2)に、中央凸に突出する突出部(3)が設けられると共に、この突出部(3)は中心から周囲に向かって下り勾配に傾斜するテーパー状に形成され、さらに、この突出部(3)の周囲には、固定プレート(2)と突出部(3)から離され、突出部(3)に向かって下り勾配に傾斜する姿勢で表面プレート(4)を配設して、表面プレート(4)と突出部(3)との間に吸音隙間(5)を設けると共に、表面プレート(4)の内側に音響チャンバー(6)を設けており、さらに、表面プレート(4)と固定プレート(2)の外周にできる外周隙間(7)には、互いに空気を通過させるが音響振動に対して通過抵抗を有する音響振動抵抗材(8)を配置してなる吸音パネル。
【請求項２】
固定プレート(2)が四角形で、突出部(3)が四角錐である請求項１に記載される吸音パネル。
【請求項３】
テーパー状に形成している突出部(3)の傾斜面(3A)の固定プレート(2)に対する傾斜角（α）が、１５度よりも大きく、６０度よりも小さい請求項１に記載される吸音パネル。
【請求項４】
表面プレート(4)の固定プレート(2)に対する傾斜角（β）が、突出部(3)の傾斜面(3A)の固定プレート(2)に対する傾斜角（α）にほぼ等しい請求項１に記載される吸音パネル。
【請求項５】
固定プレート(2)が、最大対角線の長さを１０ｃｍよりも長く、５０ｃｍよりも短くする大きさである請求項１に記載される吸音パネル。
【請求項６】
音響振動抵抗材(8)が、表面プレート(4)の内側に設けられる音響チャンバー(6)の空気を外部に通過させる無数の区画室(9)に区画された部材である請求項１に記載される吸音パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、壁面に固定されて吸音特性を改善する吸音パネルに関する。ただし、本明細書において、「壁面」は、天井を含む広い意味に使用する。吸音パネルが天井に固定されて、壁面と同じように、室内の吸音特性をコントロールできるからである。
【背景技術】
【０００２】
音響ルームは、吸音特性のコントロールが大切である。吸音特性の違いが、音響ルームの音質に大きく影響を与えるからである。音響ルームは、壁面や天井に吸音材を固定して、吸音特性をコントロールしている。吸音特性は、低い音から高い音まで、すなわち広い周波数範囲にわたってコントロールすることが大切である。高い音は、カーテンなどの軽い吸音材で音響のエネルギーを効果的に吸収して吸音できる。ただ、低い音は、空気振動の速度が遅いので、効率よく吸音するのが極めて難しい。
【０００３】
壁面に固定する内装用の吸音材は開発されている。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開平８−１７７１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１は、図１に示す吸音材９１を記載する。この吸音材９１は、半円筒状の拡散板９２を平行に並べ、拡散板９２に切欠部９３を設けて内部に吸音体９４を内蔵する。この吸音材９１は、吸音特性に指向性ができ、全ての方向の音を広い周波数範囲にわたって効率よく吸音するのが難しい。また、半円筒状の拡散板９２の切欠部９３から内部に侵入する音響振動を吸音体９４に吸収させることから、音響振動を有効に拡散板９２の内部に導いて吸音体９４に吸収させるのが難しい。それは、拡散板９２の切欠部９３が全体の面積に比較して小さく、またこの切欠部９３を吸音体９４で閉塞して、音響振動をスムーズに拡散板９２の内部に導くことができないからである。
【０００５】
本発明は、この欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、簡単な構造で、広い周波数範囲にわたって、とくに低い音を効率よく吸音できる吸音パネルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の吸音パネルは、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
吸音パネルは、壁面２０に固定される吸音パネルであって、隣接して隙間なく配列される外形の固定プレート２に、中央凸に突出する突出部３を設けると共に、この突出部３の周囲には表面プレート４を配設している。突出部３は、中心から周囲に向かって下り勾配に傾斜するテーパー状に形成している。表面プレート４は、突出部３の周囲に、固定プレート２と突出部３から離して、突出部３に向かって下り勾配に傾斜する姿勢で配設しており、表面プレート４と突出部３との間に吸音隙間５を設けると共に、表面プレート４の内側に音響チャンバー６を設けている。さらに、吸音パネルは、表面プレート４と固定プレート２の外周にできる外周隙間７に、互いに空気を通過させるが音響振動に対して通過抵抗を有する音響振動抵抗材８を配置している。
【０００７】
本発明の吸音パネルは、固定プレート２を四角形として、突出部３を四角錐とすることができる。
【０００８】
本発明の吸音パネルは、テーパー状に形成している突出部３の傾斜面３Ａが、固定プレート２に対して傾斜する傾斜角（α）を、１５度よりも大きく、６０度よりも小さくすることができる。
【０００９】
本発明の吸音パネルは、表面プレート４が固定プレート２に対して傾斜する傾斜角（β）を、突出部３の傾斜面３Ａが固定プレート２に対して傾斜する傾斜角（α）とほぼ等しくすることができる。
【００１０】
本発明の吸音パネルは、固定プレート２を、最大対角線の長さが１０ｃｍよりも長く、５０ｃｍよりも短い大きさとすることができる。
【００１１】
本発明の吸音パネルは、音響振動抵抗材８を、表面プレート４の内側に設けられる音響チャンバー６の空気を外部に通過させる無数の区画室９に区画した部材とすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の吸音パネルは、簡単な構造としながら、吸音が難しい低音を効率よく吸音して、広い周波数範囲にわたって効果的に音響振動を吸音できる特徴がある。それは、本発明の吸音パネルが、隣接して隙間なく配列される外形の固定プレートに、中央凸に突出し、かつ中心から周囲に向かって下り勾配に傾斜するテーパー状の突出部を設け、さらに、この突出部の周囲には、固定プレートと突出部から離され、突出部に向かって下り勾配に傾斜する姿勢で表面プレートを配設して、表面プレートと突出部との間に、音響振動をスムーズに導入する吸音隙間を設けており、さらに、表面プレートと固定プレートの外周にできる外周隙間には、互いに空気を通過させるが音響振動に対して通過抵抗を有する音響振動抵抗材を配置しているからである。
【００１３】
この構造の吸音パネルは、図８に示すように、音源から表面に放射される音響振動を、テーパー状の突出部３と傾斜する表面プレート４とで、吸音隙間５に通過させて表面プレート４の内部に導く。表面プレート４の内部に導かれた音響振動は、突出部３の傾斜面３Ａに反射されて外周隙間７に向かって放射される。外周隙間７には、音響振動抵抗材８を配設しているので、この音響振動抵抗材８には、両方から同位相の音響振動が侵入する。音響振動抵抗材８に両側から侵入する同位相の音響振動は、互いに衝突して、音響振動のエネルギーを失う。とくに、音響振動抵抗材に両側から侵入する音響振動は同位相であることから、効果的に音響振動のエネルギーを失う。さらに音響振動抵抗材は、音響振動に対して通過抵抗を有するので、衝突によるエネルギー損失に加えて、内部を通過しながら音響振動のエネルギーを失う。このため、本発明の吸音パネルは、表面に放射される音響振動のエネルギーを効率よく吸収して減衰させて、低い周波数の音響振動を効率よく吸収する。ちなみに、本発明の実施例の吸音パネルは、周波数を２５０Ｈｚとする低音において、０．４以上、５００Ｈｚにおいて０．９以上の吸音率を実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための吸音パネルを例示するものであって、本発明は吸音パネルを以下のものに特定しない。
【００１５】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１６】
吸音パネル１は、図２と図３に示すように、壁面２０に隣接して隙間なく配列して固定されて、音源から放射される音響振動を吸収する。この吸音パネル１では、図４の斜視図と、図５の断面図に示すように、固定プレート２に、中央凸に突出する突出部３を固定すると共に、この突出部３の周囲に表面プレート４を設けている。
【００１７】
固定プレート２は、壁や天井などの壁面２０に隣接して隙間なく配列される外形、図２ないし図４においては、四角形としている。とくに、図の吸音パネル１は、固定プレート２を正方形としている。この吸音パネル１は、縦横に並べて隙間なく配列できる。ただ、本発明の吸音パネルは、固定プレートを必ずしも四角形とるする必要はなく、たとえば、三角形や六角形等の、隣接して隙間なく配列できる形状とすることもできる。固定プレート２は、接着され、あるいはネジ止めされ、あるいは又、釘止めして壁面２０に固定される。固定プレート２は、吸音パネル１を種々の壁面２０の簡単に隙間なく固定できるように、たとえば最大対角線の長さを、約３０ｃｍとする。ただし、固定プレートは、最大対角線の長さを、たとえば１０ｃｍよりも長く、５０ｃｍよりも短くすることもできる。吸音パネルが小さいと、壁面に多数の吸音パネルを固定する必要があって、取り付けに手間がかかる。また、吸音パネルが大きいと、壁面に固定する枚数を少なくできるが、一枚が大きくなって、壁面に固定する面積のコントロールが難しくなる。たとえば、正方形の一辺を５０ｃｍとする吸音パネルは、４９ｃｍの隙間には固定できなくなる。また、固定プレート２の外形は、突出部３と表面プレート４の外形などの寸法に影響を与えるので、吸音特性、とくに周波数に対する吸音特性に影響を与える。固定プレート２を小さくして、突出部３と表面プレート４を小さくすると、低い周波数の吸音率が低下する。また、固定プレート２の大きさは、壁面２０に固定される状態でのデザインにも影響を与える。したがって、固定プレート２の大きさは、種々の壁面２０への取り付け能率と、吸音特性と外観のデザインを考慮して用途に最適な大きさに決定する。
【００１８】
突出部３は、中心から周囲に向かって下り勾配に傾斜するテーパー状に形成される。突出部３の平面形状は、固定プレート２の外形と同じ形状、図４においては、固定プレート２を四角形としているので、突出部３を四角形として、全体を四角錐としている。テーパー状に形成される突出部３の傾斜面３Ａの固定プレート２に対する傾斜角（α）は、約３０度とする。ただし、この傾斜角（α）は、たとえば１５度よりも大きくて、６０度よりも小さくすることもできる。吸音パネル１は、突出部３の傾斜角（α）を以上の範囲として、表面で反射する音を効果的に表面プレート４の内部に導いて、有効に吸音できる。突出部３が固定プレート２から突出する高さは、外形と傾斜角（α）で特定される。図５の吸音パネルは、突出部３の外形を固定プレート２よりも小さくしている。図５の吸音パネルは、突出部３の傾斜角（α）を約３０度、高さを約３ｃｍ、底面の正方形の一辺を約９ｃｍとしている。吸音パネル１は、図６に示すように、突出部３の外形を固定プレート２と同じ大きさとすることもできる。この吸音パネル１は、突出部３の傾斜角（α）を小さくする。突出外形は、固定プレート２よりも小さくする。
【００１９】
図５に示す吸音パネル１は、固定プレート２と突出部３とを別部品として、突出部３を固定プレート２に固定している。ただし、吸音パネルは、固定プレートと突出部を一体構造とすることができる。図６の吸音パネル１は、固定プレート２を四角錐状として、固定プレート２と突出部３を一体構造としている。図５の吸音パネルは、固定プレートの中央部分を角錐状に成形して、突出部３と固定プレート２とを一体構造とすることもできる。固定プレート２と突出部３は、プラスチックで成形される。プラスチック製の固定プレート２と突出部３は、両方を一体的に成形して一体構造にできる。また、固定プレート２と突出部３とを別々に成形した後、突出部３を固定プレート２に固定する構造とすることもできる。
【００２０】
表面プレート４は平面状で、突出部３の周囲に、固定プレート２と突出部３から離され、さらに突出部３に向かって、言い換えると中央に向かって下り勾配に傾斜する姿勢で配置されて、突出部３との間に吸音隙間５を設ける。この表面プレート４は、外周から中央に向かって下り勾配に傾斜するテーパー状、すなわち逆四角錐の中央部に貫通孔１０を設けた形状として、貫通孔１０には、非接触状態で突出部３を配置している。吸音パネル１の突出部３と表面プレート４は、両方を角錐状とするが、突出部３は中央に向かって突出する角錐状、表面プレート４は中央に向かって下り勾配に傾斜する角錐状で中央に貫通孔１０を設ける形状としている。
【００２１】
表面プレート４の固定プレート２に対する傾斜角（β）は、突出部３の傾斜角（α）にほぼ等しくされる。ただし、この明細書において、表面プレート４の傾斜角（β）が突出部３の傾斜角（α）に「ほぼ等しい」状態とは、突出部３の傾斜角（α）と表面プレート４の傾斜角（β）の差が１５度以内であることを意味する。突出部３と表面プレート４との傾斜角がほぼ等しい吸音パネル１は、外観デザインにおいて、突出部３と表面プレート４とのバランスがよく、また、突出部３と表面プレート４とが同じように音響振動を反射して、吸音隙間５から音響チャンバー６に音響振動を導くことができる。
【００２２】
表面プレート４と突出部３との隙間（ｄ）は、音響振動がスムーズにこの隙間を通過して、表面プレート４の内部の音響チャンバー６に導かれるように、約５ｍｍとしている。ただし、この隙間（ｄ）は、２ｍｍよりも広く、また１ｃｍよりも狭くすることができる。この隙間（ｄ）をこの間隔として、音響チャンバー６に導かれる音響振動を効率よく吸音できる。隙間（ｄ）が広すぎると、音響チャンバー６に導かれた音響振動が再び外部に放射され、また狭すぎると、音響振動を効率よく音響チャンバー６に導くことができなくなって吸音率が低下する。
【００２３】
音響振動抵抗材８は、表面プレート４と固定プレート２の外周にできる外周隙間７に配設されて、音響チャンバー６に導かれた音響振動を効率よく減衰させる。この音響振動抵抗材８は、隣接する吸音パネル１の音響チャンバー６から侵入される音響振動を相殺して減衰させる。したがって、音響振動抵抗材８は、音響振動を通過させる、すなわち空気を通過させる構造としている。また、音響振動抵抗材８は、音響振動に対して通過抵抗を有する構造として、音響振動をより効率よく減衰させる。
【００２４】
図７の音響振動抵抗材８は、固定プレート２と表面プレート４との間にできる音響チャンバー６の空気を外部に通過させる無数の区画室９に区画された部材としている。無数の区画室９は、無数の管となり、各々の管は、音響チャンバー６を外部に連結している。この音響振動抵抗材８は、図８の原理図に示すように、管の両端から音響振動が侵入し、管の内部で音響振動を衝突させて減衰させる。管の内部で衝突する音響振動は、管の外部には出ることができず、内部に衝突し、音響振動のエネルギーが相殺されて吸音される。さらに、無数の管で構成される区画室９に区画する構造は、各々の管が細くて小さい管となる。音響振動を細い無数の管に分散して導入して吸音する構造は、各々の管に導かれる音響振動のエネルギーが小さく、より効果的に吸音できる。
【００２５】
ただ、本発明は、音響振動抵抗材を、音響チャンバーを外部に連結する無数の管に区画する構造には特定しない。音響振動抵抗材には、たとえば、不織布のように無数の繊維を立体的に無数の空隙ができる状態で集合したもの、あるいはプラスチックを連続気泡ができる状態で発泡成形したプラスチックフォームのように、無数の空隙を介して音響チャンバーを外部に連結する構造のものも使用できる。不織布やプラスチックフォームなどの音響振動抵抗材は、管と同じように、隣接する音響振動を内部の無数の空隙で相殺して減衰させると共に、音響振動の通過による減衰も大きくして、吸音率を高くできる。
【００２６】
図５の吸音パネル１は、表面プレート４と固定プレート２の外周にできる４辺の外周隙間７を周壁１１で閉塞し、各々の周壁１１には開口部１２を設け、全ての開口部１２に音響振動抵抗材８を固定している。吸音パネルは、図示しないが、外周隙間の全体に音響振動抵抗材を設けることもできる。
【実施例１】
【００２７】
固定プレート２と突出部３と表面プレート４をポリエチレンからなるプラスチックで成形し、さらに正方形とする固定プレート２の外形を２２ｃｍ、正四角錐とする突出部３の一辺を９センチ、高さを３ｃｍ、表面プレート４の幅を７ｃｍ、突出部３と表面プレート４との間の隙間（ｄ）を５ｍｍ、周壁１１の高さを４ｃｍ、周壁１１に設けた開口部１２の幅を１７ｃｍ、高さを３ｃｍ、音響振動抵抗材８の各々の管の縦×横を５ｍｍ×５ｍｍ、音響振動抵抗材８の幅、言い換えると各々の管の長さを２ｃｍとする吸音パネルは、２５０Ｈｚにおける吸音率が０．４５、５００Ｈｚにおける吸音率が９．５となり、低い周波数において優れた吸音率となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来の吸音パネルを示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施例にかかる吸音パネルの使用状態を示す正面図である。
【図３】本発明の一実施例にかかる吸音パネルの使用状態を示す垂直断面図である。
【図４】本発明の一実施例にかかる吸音パネルの斜視図である。
【図５】図４に示す吸音パネルの断面図である。
【図６】本発明の他の実施例にかかる吸音パネルの断面図である。
【図７】音響振動抵抗材の一例を示す拡大斜視図である。
【図８】本発明の吸音パネルが音響振動を吸収する原理を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１…吸音パネル
２…固定プレート
３…突出部                ３Ａ…傾斜面
４…表面プレート
５…吸音隙間
６…音響チャンバー
７…外周隙間
８…音響振動抵抗材
９…区画室
１０…貫通孔
１１…周壁
１２…開口部
２０…壁面
９１…吸音材
９２…拡散板
９３…切欠
９４…吸音体
【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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