(57)【要約】【課題】簡単な構造でありながら、低い周波数の音を複数の比較的幅広い帯域で効果的に吸音することができる吸音構造体を提供する。【解決手段】この吸音構造体１は、一端側に音波入射口１１が形成され、他端側に音波反射面１２が形成された複数の有底略筒状の吸音用空洞部１０・・を有している。空洞部１０における音波反射面１２は、音波入射口１１からの長さを徐々に異ならせるように傾斜した一対の傾斜面部１５、１５と、これら傾斜面部１５、１５を繋ぐ段差面部１７とを備えている。傾斜面部１５、１５によって吸音対象となる音の帯域を広げることができ、これら傾斜面部１５、１５によって広げた複数の帯域の間隔を段差面部１７によって調整することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側に音波入射口（１１）が形成され、他端側に音波反射面（１２）が形成された有底略筒状の吸音用空洞部（１０）を有し、この空洞部（１０）における音波反射面（１２）は、前記音波入射口（１１）からの長さを徐々に異ならせるように傾斜した複数の傾斜面部（１５）（１５）と、これら傾斜面部（１５）（１５）を繋ぐようにして、前記空洞部（１０）の長手方向に沿って延びる１又は複数の段差面部（１７）とを備えたことを特徴とする吸音構造体。
【請求項２】
複数の前記空洞部（１０）・・を備え、これら空洞部（１０）・・を同一面上に略平行に配置した請求項１記載の吸音構造体。
【請求項３】
互いに略平行な複数の棒状又は帯板状のスペーサ（３）・・を一対の面材（４）（４）によって挟み込んで、隣接するスペーサ（３）・・間に跨って前記音波反射面（１２）を有する端材（５）・・を取り付けてなり、前記面材（４）（４）、スペーサ（３）・・及び端材（５）・・によって囲まれた部分を前記空洞部（１０）・・とした請求項２記載の吸音構造体。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の吸音構造体（１）を、建物の室内空間（Ｓ）を構成する天井体や床体、壁体（２）等の面体に沿って設けたことを特徴とする建物の吸音構造。
【請求項５】
前記吸音構造体（１）の音波入射口（１１）・・を、前記室内空間（Ｓ）に臨ませるようにした請求項４記載の建物の吸音構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば戸建て住宅やマンション等の建物に適用される吸音構造体及びこれを使用した吸音構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、戸建て住宅やマンション等の建物において、上階室から下階室へ伝搬した床衝撃音(特に、低い周波数の音)を低減するために、下階室内に吸音構造体を設けるといった対策が採られている。
【０００３】
この種の吸音構造体として、グラスウール等の多孔質材、ヘルムホルツ共鳴器、音響管等が知られている。これらの中で、多孔質材は安価であって多用されているが、特に低い周波数の音に対する吸音性能を高めるためには、背後空気層を大きく確保する必要があり、上記のような床衝撃音の低減対策として室内へ組み込む場合、かなり大きな収容スペースを確保しなければならず、その分だけ室内空間が狭められるといった不具合があった。
【０００４】
また、ヘルムホルツ共鳴器を使用する場合においても、特に低い周波数の音に対する吸音性能を高めるためには、バネを構成する気室を大きく確保する必要があり、多孔質材を使用する場合と同様に収容スペースの問題が生じていた。
【０００５】
一方、音響管を使用する場合には、吸音対象となる低い周波数の音の約１／４波長の長さの音響管が必要となるが、厚みに対する制約が少なく、多孔質材やヘルムホルツ共鳴器を使用する場合と比べて収容スペースの確保が容易で、室内へ組み込み易いといった利点がある。例えば、特許文献１や特許文献２には、室内の壁体等に対して音響管を組み込んだ構造が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−３０２０８７号公報
【特許文献２】特開２００１−３４８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、音響管を使用する場合には、１つの音響管によって吸音可能な音の周波数帯域が非常に狭く、吸音力を高めるために、低い周波数の音を比較的幅広い帯域で吸音しようとすると、長さの異なる複数の音響管を用意する必要があり、構造が複雑になって施工費の高騰を招くといった不具合があった。
【０００８】
そこで、この発明は、上記不具合を解決するため、建物の室内への組み込みが容易であり、しかも簡単な構造でありながら、低い周波数の音を複数の比較的幅広い帯域で効果的に吸音することができる吸音構造体及び建物の吸音構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、この発明の吸音構造体１は、一端側に音波入射口１１が形成され、他端側に音波反射面１２が形成された有底略筒状の吸音用空洞部１０を有し、この空洞部１０における音波反射面１２は、前記音波入射口１１からの長さを徐々に異ならせるように傾斜した複数の傾斜面部１５、１５と、これら傾斜面部１５、１５を繋ぐようにして、前記空洞部１０の長手方向に沿って延びる１又は複数の段差面部１７とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
この吸音構造体１は、複数の前記空洞部１０・・を備え、これら空洞部１０・・を同一面上に略平行に配置している。具体的には、互いに略平行な複数の棒状又は帯板状のスペーサ３・・を一対の面材４、４によって挟み込んで、隣接するスペーサ３・・間に跨って前記音波反射面１２を有する端材５・・を取り付けてなり、前記面材４、４、スペーサ３・・及び端材５・・によって囲まれた部分を前記空洞部１０・・としている。
【００１１】
この発明の建物の吸音構造は、上記の吸音構造体１を、建物の室内空間Ｓを構成する天井体や床体、壁体２等の面体に沿って設けたことを特徴とする。そして、前記吸音構造体１の音波入射口１１・・を、前記室内空間Ｓに臨ませるようにしている。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の吸音構造体では、音響管として機能する空洞部によって吸音するようになっているので、厚みに対する制約が少なくなり、建物の室内空間への組み込みを容易にすることができる。
【００１３】
しかも、空洞部の音波反射面が、複数の傾斜面部と１又は複数の段差面部とを組み合わせることで構成されているので、各傾斜面部によって吸音対象となる音の帯域を夫々広げることができ、これら傾斜面部によって広げた複数の帯域の間隔を１又は複数の段差面部によって調整することができる。
【００１４】
このため、１つの空洞部において、低い周波数の音を複数の比較的幅広い帯域で効果的に吸音することができ、従来のような長さの異なる複数の音響管を使用する構造のものと比べて、構造を簡単にすることができ、施工費も安価に抑えることができる。特に、この吸音構造体を建物の下階室に設けて、下階室の室内空間の固有モードに対応する低い周波数の音を吸音することで、床衝撃音の低減対策として有効に利用することができる。
【００１５】
また、複数の空洞部を同一面上に略平行に配置した構造とすることで、複数の空洞部を備えた吸音性能の高い吸音構造体を全体的にパネル状に形成することができ、これを室内空間を構成する天井体や床体、壁体等の面体に沿って設けることで、室内空間への組み込みをさらに容易にすることができる。
【００１６】
さらに、複数のスペーサ、一対の面材及び音波反射面を有する端材を適宜組み付けて吸音構造体を構成することで、必要部材点数を最少化して、複数の空洞部を備えた吸音構造体を簡単に製造することができる。
【００１７】
また、空洞部の音波入射口を、室内空間に臨ませることで、室内空間の音を空洞部へ効果的に導いて、吸音効率を高めることができる
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
一般に、戸建て住宅やマンション等の上階室で発生した床衝撃音が下階室において増大する要因として、下階室の室内空間の寸法から求められる固有モードが影響を及ぼしていることが明らかとなっている。すなわち、下階室に伝搬した床衝撃音のうち、特に下階室の室内空間の固有モードに対応する低い周波数の音が増幅されて、床衝撃音を増大させている。従って、床衝撃音を効果的に低減するための対策の一つとして、下階室の室内空間に、その室内空間の固有モードに対応する低い周波数の音を吸音する吸音構造体を設けるようにすれば良い。
【００１９】
そこで、この発明の一実施形態に係る吸音構造体１は、戸建て住宅の下階室における床衝撃音の増大に起因する固有モード(室内音響モード)を低減するために、図１乃至図３に示すように、下階室の室内空間Ｓを構成する壁体２の内壁面に沿って設けられている。
【００２０】
この吸音構造体１は、互いに略平行な複数の棒状スペーサとしての木製スタッド３・・を、一対の面材としての石膏ボード４、４によって挟み込んで、隣接するスタッド３、３の下端部間に跨って木製の端材５・・を取り付けることによって、全体的にパネル状に構成されている。なお、スペーサとしては、木製スタッド３・・に限らず、例えば金属製スタッド等を使用しても良い。また、面材としては、石膏ボードに限らず、例えば合板等を使用しても良い。さらに端材５・・としては、木製のものに限らず、例えば合成樹脂製や金属製のものを使用しても良い。
【００２１】
このようにして構成された吸音構造体１においては、スタッド３・・、面材４、４及び端材５・・によって囲まれた部分が有底略筒状の吸音用空洞部１０・・となっていて、これら複数の空洞部１０・・が壁体２の内壁面に沿って同一面上に略平行に配置されている。
【００２２】
各空洞部１０は、その一端側(上端側)に室内空間Ｓに臨む横長のスリット状の音波入射口１１が形成され、他端側(下端側)に音波反射面１２が形成されていて、音響管として機能するようになっている。なお、音波入射口１１は、単に室内空間Ｓに開放させるだけでなく、例えば音波を通す薄膜によって覆うことで、空洞部１０内へのゴミや埃の侵入を防止しても良い。また、各空洞部１０内には、グラスウール等の吸音材を適宜充填しても良い。
【００２３】
そして、各空洞部１０の音波反射面１２は、図４に示すように、端材５の上面に形成されており、上下一対の傾斜面部１５、１５と、その上側の傾斜面部１５の下端部と下側の傾斜面部１５の上端部とを繋ぐ段差面部１７とを備えている。なお、端材５としては、上記のような中実部材の上面に音波反射面１２を形成したものだけに限らず、音波を確実に反射することができるのであれば、例えば所定の肉厚を有する板状部材によって構成して、その上面を音波反射面としても良い。
【００２４】
上下の傾斜面部１５、１５は、音波入射口１１からの長さを徐々に異ならせるように壁体２の内壁面に沿って傾斜している。段差面部１７は、空洞部１０の略中央を通るようにして空洞部１０の長手方向(垂直方向)に沿って配されている。
【００２５】
具体的に、上側の傾斜面部１５は、主として室内空間Ｓの短辺側寸法を基準とした固有モードに対応する低い周波数の音(例えば約４８〜５３Ｈｚ帯域の音)を吸音するために、その音波入射口１１からの長さが例えば約１６５０〜１７００ｍｍの範囲(約４８〜５３Ｈｚ帯域の音の波長の約１／４の長さに相当する範囲)となるように傾斜している。また、下側の傾斜面部１５は、主として室内空間Ｓの長辺側寸法を基準とした固有モードに対応する低い周波数の音(例えば約４０〜４５Ｈｚ帯域の音)を吸音するために、その音波入射口１１からの長さが例えば約１９５０〜２０００ｍｍの範囲(約４０〜４５Ｈｚ帯域の音の波長の約１／４の長さに相当する範囲)となるように傾斜している。さらに、段差面部１７は、その高さが約２５０ｍｍとされている。また、石膏ボード４、４間の間隔が約６０ｍｍ、隣接するスタッド３、３間の間隔が約３００ｍｍとされている。
【００２６】
なお、傾斜面部１５、１５における音波入射口１１からの長さの範囲、段差面部１７における高さは、上記寸法のものに限定されるものではなく、室内空間Ｓの固有モードに応じて適宜変更可能であり、また各空洞部１０においてそれら各寸法が夫々異なるようにしても良い。さらに、図５に示すように、傾斜面部１５・・を３箇所以上設けて、これら傾斜面部１５・・を複数の段差面部１７・・によって繋ぐようにしても良い。
【００２７】
さらにまた、上記実施形態の吸音構造体１においては、図１に示すように、隣接する空洞部１０、１０は、上側の傾斜面部１５、１５同士或いは下側の傾斜面部１５、１５同士が隣り合うように配置されているが、例えば図６に示すように、上側の傾斜面部１５と下側の傾斜面部１５とが隣り合うように配置しても良い。また、上記実施形態の吸音構造体１においては、各空洞部１０の音波入射口１１が上端側に、音波反射面１２が下端側になるように設けられているが、音波入射口１１と音波反射面１２が上下逆になるように配置しても良い。さらに、各空洞部１０が横向きになるようにして、吸音構造体１を壁体２に沿って配置しても良い。
【００２８】
上記構成において、上階室において発生した床衝撃音が下階室の室内空間Ｓへ伝搬すると、その床衝撃音のうち室内空間Ｓの短辺側を基準とした固有モードに対応する約４８〜５３Ｈｚ帯域の音、及び、室内空間Ｓの長辺側を基準とした固有モードに対応する約４０〜４５Ｈｚ帯域の音が、吸音構造体１において吸音される。
【００２９】
すなわち、約４８〜５３Ｈｚ帯域の音が、音波入射口１１・・から空洞部１０・・へ入射すると、音波反射面１２・・のうち上側の傾斜面部１５・・で反射して音波入射口１１・・から出射するときには、略１／４波長分を一往復することにより略半波長だけずれる。従って、出射波は入射波に対してその位相が１８０度だけずれることになり、両者は打ち消しあって約４８〜５３Ｈｚ帯域の音が吸音される。
【００３０】
また、約４０〜４５Ｈｚ帯域の音が、音波入射口１１・・から空洞部１０・・へ入射すると、音波反射面１２・・のうち下側の傾斜面部１５・・で反射して音波入射口１１・・から出射するときには、略１／４波長分を一往復することにより略半波長だけずれる。従って、出射波は入射波に対してその位相が１８０度だけずれることになり、両者は打ち消しあって約４０〜４５Ｈｚ帯域の音が吸音される。
【００３１】
これにより、各空洞部１０において、室内空間Ｓの固有モードによって増幅される約４８〜５３Ｈｚ帯域及び約４０〜４５Ｈｚ帯域の音が効果的に吸音されて、床衝撃音における室内空間Ｓの固有モードによる影響を小さくして、床衝撃音の低減を図ることができる。
【００３２】
このように、上記構成の吸音構造体１を使用することで、各空洞部１０において低い周波数の音を比較的幅広い帯域で効果的に吸音することができるので、長さの異なる複数の音響管を使用する場合と比べて、構造を簡単にすることができ、施工費も安価に抑えることができる。
【００３３】
この発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正及び変更を加え得ることは勿論である。例えば、この発明の吸音構造体は、壁体の内壁面に沿って設けるだけに限らず、壁体の内部に組み込むようにしても良い。なお、この場合、壁体の内壁面に、吸音構造体の音波入射口を室内空間に臨ませるための開口を形成する。また、吸音構造体は、壁体だけに限らず、建物の室内空間を構成する壁体以外の天井体や床体といった面体に沿って設けるようにしても良い。
【００３４】
さらに、この発明の吸音構造体は、下階室の室内空間の固有モードに対応する低い周波数の音を吸音して、床衝撃音の低減対策として利用するだけでなく、その他各種の低い周波数の音を吸音するために利用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の一実施形態に係る吸音構造体の正面断面図である。
【図２】同じくその平面断面図である。
【図３】同じくその側面断面図である。
【図４】空洞部における音波反射面付近の正面断面図である。
【図５】空洞部における音波反射面の変形例を示す正面断面図である。
【図６】他の実施形態に係る吸音構造体の正面断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１・・吸音構造体、２・・壁体、３・・スペーサ、４・・面材、１０・・吸音用空洞部、１１・・音波入射口、１２・・音波反射面、１５・・傾斜面部、１７・・段差面部、Ｓ・・室内空間
【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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