(57)【要約】【課題】防音材固有の発音特性、すなわち板の振動が防音材に伝達して防音材が音を放射する経路経由の音と板の振動により内側に出た音が防音材を透過する経路経由の音を合わせた遮音特性を測定すること、及び防音材の発音特性と吸音特性を同一の試験体で同時に測定すること。【解決手段】管本体と、前記管本体の一端部に弾性部材を介して設けられた、試験体を保持する第１の保持部材と、前記管本体の他端部に設けられた、前記第１の保持部材に保持される前記試験体に向けて音波を発生する音源部と、前記管本体の管軸方向に所定の距離の間隔で設けられた音圧測定部を含む、複数の音圧測定部と、前記音源部が前記音波を発生したときに、前記第１の保持部材が受ける力を測定する力測定部と、を備える音響管。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管本体と、
前記管本体の一端部に弾性部材を介して設けられた、試験体を保持する第１の保持部材と、
前記管本体の他端部に設けられた、前記第１の保持部材に保持される前記試験体に向けて音波を発生する音源部と、
前記管本体の管軸方向に所定の距離の間隔で設けられた音圧測定部を含む、複数の音圧測定部と、
前記音源部が前記音波を発生したときに、前記第１の保持部材が受ける力を測定する力測定部と、
を備える音響管。
【請求項２】
前記管本体の前記一端部に連結された、前記力測定部を保持する第２の保持部材を更に備える請求項１に記載の音響管。
【請求項３】
前記複数の音圧測定部は、３つ以上の音圧測定部であり、少なくとも１つの音圧測定部を前記試験体の表面の近傍に配置するための第３の保持部材を更に備える請求項１又は２に記載の音響管。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の音響管と、
前記複数の音圧測定部により測定された音圧情報と前記力測定部により測定された力情報に基づいて、前記試験体の発音特性を算出する発音特性算出部と、
を備える音響特性測定装置。
【請求項５】
前記複数の音圧測定部により測定された音圧情報に基づいて、前記試験体の吸音特性を算出する吸音特性算出部を更に備える請求項４に記載の音響特性測定装置。
【請求項６】
前記発音特性算出部及び／又は前記吸音特性算出部は、前記音源部への入力信号を参照して、前記試験体の発音特性及び／又は前記試験体の吸音特性を算出する請求項５に記載の音響特性測定装置。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の音響管を用いて前記試験体の音響特性を測定する方法であって、
前記複数の音圧測定部により測定された音圧情報を取得するステップと、
前記力測定部により測定された力情報を取得するステップと、
前記複数の音圧測定部により測定された音圧情報と前記力測定部により測定された力情報に基づいて、前記試験体の発音特性を算出するステップと、
を含む方法。
【請求項８】
前記複数の音圧測定部により測定された音圧情報に基づいて、前記試験体の吸音特性を算出するステップを更に含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記試験体の発音特性を算出するステップ及び／又は前記試験体の吸音特性を算出するステップは、前記音源部への入力信号を参照して行われる請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか１項に記載の方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、音響管並びに音響管を用いた音響特性測定のための装置、方法、プログラム、及びプログラムを記録した記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
防音材、防音構造の設計のために、様々な音響特性測定手法が提案されてきた。
【０００３】
非特許文献１に開示された音響特性測定手法は、図１１に示されるような音響管を用いるものである。音響管８の管本体８０の一端部に吸音材の試験体９１を保持する吸音材試験体ホルダ８２が設けられ、他端部に吸音材試験体ホルダ８２に保持された吸音材の試験体９１に向けて音波を発生するスピーカ８３が設けられている。管本体８０の管壁に管軸方向に所定の距離で２つのマイクロホン８４、８５が設けられている。これらのマイクロホン８４、８５の各々で測定された音圧から２点間の複素音圧伝達関数を求め、この複素音圧伝達関数から吸音材の試験体９１への入射波と反射波を計算し、吸音材の吸音率や音響インピーダンスを計算するものであり、広く知られている。
【０００４】
特開２００２−５４９８８号公報（特許文献１）に開示された音響特性測定手法は、図１２に示されるような音響管を用いるものであり、上記非特許文献１に開示された音響特性測定手法を発展させ、透過特性も測定できるようにしたものである。図１２において図１１と対応する部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。管本体８０の中央部には、遮音材の試験体９２を着脱可能に保持する遮音材試験体ホルダ８８が設けられ、遮音材試験体ホルダ８８とスピーカ８３との間には、管本体８０の管壁に管軸方向に所定の距離で２つマイクロホン８６、８７が更に設けられている。マイクロホン８６、８７の各々によって測定された音圧に基づいて遮音材の試験体９２への入射波が計算され、マイクロホン８４、８５の各々によって測定された音圧に基づいて遮音材の試験体９２を透過した透過波が計算される。計算された遮音材の試験体９２への入射波と透過波から遮音材の透過特性（垂直透過損失）が計算される。吸音材の吸音率は、上記非特許文献１に開示された音響特性測定手法と同様にして、マイクロホン８４、８５の各々で測定された音圧から吸音材の試験体９１への入射波と反射波が計算され、求められる。
【０００５】
特開平７−２７７４７号公報（特許文献２）に開示された音響特性測定手法は、防音材に加わる機械的なパワー（加振パワー）と、これにより空中に放射される音響パワーの比である音響放射効率を、音源から放射された音の音圧、音源から放射された音に起因する被測定体の振動による変位、被測定体の物性値に基づいて求めるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−５４９８８号公報
【特許文献２】特開平７−２７７４７号公報
【０００７】
【非特許文献１】日本工業標準調査会、「音響管による吸音率及びインピーダンスの測定」−第２部：伝達関数法」ＪＩＳ  Ａ  １４０５−２：２００７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の防音材、防音構造の設計においては、遮音特性の要素は、防音材を透過する音と、騒音による壁面（以下、簡単のため「板」ともいう）の振動が防音材に伝達して防音材そのものが振動することによって放射される音に分解することができ、その両方を考慮する必要があること、よって遮音特性は、防音材単独で考えることはできず、防音材と防音材が貼り付けられた板のシステムで考える必要性が認識されていなかった。
【０００９】
また、従来の音響特性測定装置は、防音材固有の遮音特性、すなわち真空中での剛な板に貼り付けられた防音材単独の遮音特性を測定することができなかった。ここで、防音材は、空隙を多く有するものが多いが、そのような防音材は後述のように空隙を満たす空気が防音に大きく影響する。真空中での遮音特性とは、防音材の外部は真空で、防音材の内部の空隙は空気で満たされていると仮定した場合の遮音特性である。したがって、従来の音響特性測定装置を用いて真空下で防音材の音響特性を測定しようとしても、真空下では防音材の空隙部分がつぶれて本来の音響特性を測定することができない。以下、上記の問題点について詳細に説明する。
【００１０】
まず、防音のメカニズムについて検討する。防音材は、石膏ボードのように防音材単独で用いるのではなく、壁面に防音材を貼って用いることが多い。壁面に防音材を貼った防音構造の場合、防音を達成する要素として、壁面による制振、防音材による遮音、防音材による吸音に分解することができる（図１参照）。
【００１１】
このうち、防音材による吸音は、上述のように上記非特許文献１に示されるような手法により吸音特性（垂直入射吸音率）を測定することができる。
【００１２】
一方、壁面による制振と防音材による遮音は、従来、防音構造全体での遮音の特性としてその特性が測定されていた。すなわち、実際の構造物を想定した板に防音材を貼ったものについて、板の特性と防音材の特性を合わせた遮音特性が測定されていた。
【００１３】
遮音のメカニズムについて更に検討すると、図２（ａ）を参照して、防音構造の外側の音は、一旦、板の振動に変換されて内側に伝わる。ここで、板自体の制振効果によって相当程度が遮音される。板の振動による音は、２つの経路で伝搬する。１つの経路は、板の振動が防音材に伝達して防音材が音を放射する経路（経路１）であり、もう１つの経路は、板の振動により内側に出た音が防音材を透過する経路（経路２）である。
【００１４】
このうち、経路２の板の振動により内側に出た音が防音材を透過した音に関しては、上述の上記特許文献１に示されるような手法を用いて、透過特性（垂直入射透過損失）を測定することができる。しかしながら、この透過特性は、図２（ｂ）に示されるように、板に貼られていない状態の防音材の特性であり、経路２（板の振動により内側に出た音が防音材を透過する経路）の特性とは異なるものである。また、上記特許文献１に示されるような手法においては、経路１の板の振動が防音材に伝達して防音材そのものが振動することによって放射される音は考慮されていない。よって、経路１（板の振動が防音材に伝達して防音材が音を放射する経路）経由の音と経路２（板の振動により内側に出た音が防音材を透過する経路）経由の音を合わせた遮音特性は上記特許文献１に示されるような手法では測定できない。
【００１５】
この点、防音材のみを試験体とするのではなく、板に貼られた防音材を試験体としても上記特許文献１に示されるような手法では、経路１経由の音と経路２経由の音を合わせた遮音特性を測定することができない。以下、その理由について、自動車で最も一般的な防音材であるカーペットを例として述べる。
【００１６】
カーペットは、図３の左側の図に示されるように、吸音材とゴムから構成される。そして、板と板に貼り付けられたカーペットで構成される防音構造は、図３の右側の図に示されるように、その原理はマス−ばねモデルを用いて説明することができる。すなわち、ゴム、吸音材がマスＭ、ばね（ばね定数Ｋ）にそれぞれ相当し、板が振動してもその振動がカーペットの表面では抑制されることがわかる。
【００１７】
ここで、吸音材は空隙が多く、その空隙が空気で満たされているので、吸音材の硬さよりも吸音材中の空気が、ばね定数Ｋに大きな影響を与える点に留意が必要である。すなわち、空気の層の厚さである吸音材の厚さが小さいほど、ばねは硬くなり、通常のカーペットの厚さでは、吸音材自体の剛性は空気の層の剛性の１／３以下となる。
【００１８】
上記特許文献１に示されるような手法において、カーペット単独の試験体を測定する場合、図４（ａ）に示されるように、板がないため、音源からの音は吸音材中の空隙を通過するので、ばねが再現されず、実質的にマスであるゴムの透過特性が測定されることとなる。
【００１９】
一方、板にカーペットを貼り付けた試験体を測定すれば、図４（ｂ）に示されるように、ばねは再現されるが、実質的に板の透過特性が測定されることとなる。
【００２０】
したがって、いずれにしても、上記特許文献１に示されるような手法では、カーペットの経路１経由の音と経路２経由の音を合わせた遮音特性を測定することはできない。
【００２１】
また、上記特許文献１に示されるような手法では、同一の試験体に対して、吸音特性と透過特性を同時に測定することができない。すなわち、同一の試験体に対して吸音特性と透過特性を測定するためには、まず吸音材試験体ホルダ８２に試験体を取り付けて吸音特性を測定した後、吸音材試験体ホルダ８２から試験体を取り外し、遮音材試験体ホルダ８８に取り付けて透過特性を測定するか、又はその逆の順序で測定する必要がある。同一の防音材について異なる試験体を使用すれば、吸音特性と透過特性を同時に測定することはできるが、試験体が異なるため、測定結果にばらつきが生じてしまう。
【００２２】
上記特許文献２に記載された手法は、音響放射効率、すなわち防音材に加わる機械的なパワー（加振パワー）と、これにより空中に放射される音響パワーの比を測定するものであるので、経路１経由の音と経路２経由の音を合わせた遮音特性を測定するものといえる。
【００２３】
しかしながら、放射される音響パワーは、防音材の試料形状や防音材試料の周囲の空間の特性（例えば周囲の空間における騒音の大きさ）に大きく影響を受ける。したがって、上記特許文献２に記載された手法によって測定された音響放射効率は、その測定条件（防音材の試料形状や防音材試料の周囲の空間の特性）でのみ意味を有するものであり、上記特許文献２に記載された手法では、測定条件に依存しない防音材固有の遮音特性を測定することができない。
【００２４】
また、上述のように、放射される音響パワーは、防音材試料の周囲の空間における騒音の大きさに影響されるので、無響室において測定を行う必要がある。
【００２５】
そこで、本発明は、防音材固有の発音特性、すなわち上述の経路１（板の振動が防音材に伝達して防音材が音を放射する経路）経由の音と経路２（板の振動により内側に出た音が防音材を透過する経路）経由の音を合わせた遮音特性を測定すること目的の１つとする。
【００２６】
また、本発明は、防音材の発音特性と吸音特性を同一の試験体で同時に測定することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明の１つの態様は、管本体と、前記管本体の一端部に弾性部材を介して設けられた、試験体を保持する第１の保持部材と、前記管本体の他端部に設けられた、前記第１の保持部材に保持される前記試験体に向けて音波を発生する音源部と、前記管本体の管軸方向に所定の距離の間隔で設けられた音圧測定部を含む、複数の音圧測定部と、前記音源部が前記音波を発生したときに、前記第１の保持部材が受ける力を測定する力測定部と、を備える音響管を提供するものである。
【００２８】
前記音響管は、前記管本体の前記一端部に連結された、前記力測定部を保持する第２の保持部材を更に備えることができる。
【００２９】
前記複数の音圧測定部は、３つ以上の音圧測定部であり、前記音響管は、少なくとも１つの音圧測定部を前記試験体の表面の近傍に配置するための第３の保持部材を更に備えることができる。
【００３０】
本発明の１つの態様は、前記音響管と、前記複数の音圧測定部により測定された音圧情報と前記力測定部により測定された力情報に基づいて、前記試験体の発音特性を算出する発音特性算出部と、を備える音響特性測定装置を提供するものである。
【００３１】
前記音響特性測定装置は、前記複数の音圧測定部により測定された音圧情報に基づいて、前記試験体の表面又は前記試験体の表面近傍の音圧を算出する試験体表面音圧算出部を更に備え、前記発音特性算出部は、算出された前記試験体の表面又は前記試験体の表面近傍の前記音圧と、前記力測定部により測定された力情報に基づいて前記試験体の発音特性を算出することができる。
【００３２】
前記音響特性測定装置は、前記複数の音圧測定部により測定された音圧情報に基づいて、前記試験体の吸音特性を算出する吸音特性算出部を更に備えることができる。
【００３３】
前記発音特性算出部及び／又は前記吸音特性算出部は、前記音源部への入力信号を参照して、前記試験体の発音特性及び／又は前記試験体の吸音特性を算出することができる。
【００３４】
本発明の１つの態様は、前記音響管を用いて前記試験体の音響特性を測定する方法であって、前記複数の音圧測定部により測定された音圧情報を取得するステップと、前記力測定部により測定された力情報を取得するステップと、前記複数の音圧測定部により測定された音圧情報と前記力測定部により測定された力情報に基づいて、前記試験体の発音特性を算出するステップと、を含む方法を提供するものである。
【００３５】
前記音響管を用いて前記試験体の音響特性を測定する方法は、前記複数の音圧測定部により測定された音圧情報に基づいて、前記試験体の表面又は前記試験体の表面近傍の音圧を算出し、又は取得するステップを更に含み、算出された前記試験体の表面又は前記試験体の表面近傍の音圧と、前記力測定部により測定された力情報に基づいて前記試験体の発音特性を算出することができる。
【００３６】
前記音響管を用いて前記試験体の音響特性を測定する方法は、前記複数の音圧測定部により測定された音圧情報に基づいて、前記試験体の吸音特性を算出するステップを更に含むことができる。
【００３７】
前記試験体の発音特性を算出するステップ及び／又は前記試験体の吸音特性を算出するステップは、前記音源部への入力信号を参照して行われることができる。
【００３８】
本発明の１つの態様は、前記音響管を用いて前記試験体の音響特性を測定する方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供するものである。
【００３９】
本発明の１つの態様は、前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供するものである。
【発明の効果】
【００４０】
上記構成を有する本発明によれば、防音材固有の発音特性、すなわち上述の経路１（板の振動が防音材に伝達して防音材が音を放射する経路）経由の音と経路２（板の振動により内側に出た音が防音材を透過する経路）経由の音を合わせた遮音特性を測定することができる。そして、防音材固有の発音特性の測定が可能となることによって、従来のように、実際の構造物を想定した板に防音材を貼ったもので遮音特性を測定する必要なく、実際の構造物での遮音特性をシミュレートする途を開くものである。
【００４１】
また、上記構成を有する本発明によれば、防音材の発音特性と吸音特性を同一の試験体で同時に測定することができ、計測時間の短縮、測定ばらつきが低減される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】防音のメカニズムを示す図である。
【図２】遮音のメカニズムを示す図である。
【図３】防音材の一例であるカーペットを用いた防音構造と、そのマス−ばねモデルを示す図である。
【図４】（ａ）は、特許文献１に示されるような手法において、カーペット単独の試験体を測定する場合をマス−ばねモデルを用いて示す図であり、（ｂ）は、特許文献１に示されるような手法において、板にカーペットを貼り付けた試験体を測定する場合をマス−ばねモデルを用いて示す図である。
【図５】本発明の１つの実施形態に係る音響特性測定装置の全体構成図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、構造と音響の相反性の成立を確認するシミュレーションモデルを示す図である。
【図７】構造と音響の相反性の成立を確認するシミュレーションの結果を示す図である。
【図８】本発明の１つの実施形態に係る音響特性測定装置の音響特性測定処理のフローチャートである。
【図９】本発明の１つの実施形態に係る音響管を用いて試験体を測定する場合をマス−ばねモデルを用いて示す図である。
【図１０】本発明の別の実施形態に係る音響特性測定装置の全体構成図である。
【図１１】従来の音響管の１つの例を示す図である。
【図１２】従来の音響管の別の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図５は、本発明の第１の実施形態に係る音響特性測定装置の全体構成図である。
【００４４】
図５に示されるように本実施形態に係る音響特性測定装置１は、音響管２、演算装置３、スピーカアンプ４を備える。
【００４５】
音響管２は、管本体２０、弾性部材２１、第１の保持部材２２、音源部であるスピーカ２３、音圧測定部であるマイクロホン２４、２５、力測定部であるロードワッシャ２７、第２の保持部材２８を備える。
【００４６】
管本体２０は、金属やプラスチックなどで形成されるか、又は管壁内面が気密性を確保するために被覆処理された円筒状のストレート管（直管）である。管本体２０の一端部は、径方向外側へ延びるフランジ部２０１を有する。管本体２０の横断面の形状は、方形等の任意の形状とすることもできる。
【００４７】
第１の保持部材２２は、管本体２０の一端部に弾性部材２１を介して設けられ、防音材の試験体５を保持する。第１の保持部材２２には、後述の理由により軽量で剛性の高い金属であるアルミを用いている。また、弾性部材２１は、後述のように、その共振周波数が、第１の保持部材２２が音圧以外にスピーカ２３側の方向から力を受けないとみなすことができるような周波数となるようなものが選択される。
【００４８】
音源部であるスピーカ２３は、管本体２０の他端部に設けられ、第１の保持部材２２に保持される試験体５に向けて音波を発生する。音源部は、スピーカに限定されるものではなく、他の適切な任意の音源とすることができる。
【００４９】
音圧測定部であるマイクロホン２４、２５は、管本体２０の管壁に管軸方向に所定の間隔で設けられ、管本体２０内に生じた音圧をそれぞれの設置位置において測定する。音圧測定部は、マイクロホンに限定されるものではなく、他の適切な任意の音圧センサとすることができる。
【００５０】
第２の保持部材２８は、円盤状の本体部２８１、円筒部２８２、第１のフランジ部２８３、第２のフランジ部２８４、第１の凹部２８５、第２の凹部２８６を有する。円筒部２８２は、本体部２８１の外縁部にスピーカ２３に向けて延びるように設けられている。また、円筒部２８２のスピーカ２３側の端部は、径方向外側に向けて延びる第１のフランジ部２８３を有する。本体部２８１のスピーカ２３に対向する面上にロードワッシャ２７が載置され、更にロードワッシャ２７のスピーカ２３に対向する面上に第１の保持部材２２が載置される。上述のように、第１の保持部材２２と管本体２０の一端部との間には弾性部材２１が配置されているから、第１の保持部材２２は、試験体５の動きに応じた動きを行うことができ、第１の保持部材２２は、試験体５が管本体２０内に生じた音圧から受ける力と等しい力を受けることになる。ロードワッシャ２７と第１の保持部材２２は、本体部２８１と円筒部２８２とで形成される第１の凹部２８５に収容される。第１のフランジ部２８３と管本体２０のフランジ部２０１はボルトで連結される。また、第２のフランジ部２８４は、本体部２８１のスピーカ２３とは反対側の外縁部から径方向外側に向けて延びており、ボルト２８７によって定盤６に固定される。また、本体部２８１の定盤６側には第２の凹部２８６が設けられ、固定ボルト２８８が、本体部２８１の中心を貫通する穴、ロードワッシャ２７を挿通され、第１の保持部材２２のスピーカ２３とは反対側に設けられた雌ねじ部にねじこまれ、第１の保持部材２２、ロードワッシャ２７、第２の保持部材２８が結合されている。第２の保持部材２８には、後述の理由により剛性の高い鉄を用いている。第２の保持部材の形状は、上記のような形状に限定されるものではなく、他の適切な任意の形状とすることができる。
【００５１】
ここで、第１の保持部材２２、ロードワッシャ２７、及び第２の保持部材２８の結合体の固有振動数は、その結合体が、試験体５に対して剛な板であるとみなせるようにするために、計測対象の上限周波数より高くする必要がある。本実施形態においては、ロードワッシャ２７と第２の保持部材２８をばね、第１の保持部材２２をマスとした場合の共振周波数が低くなる可能性があるため、第１の保持部材２２に軽量で剛性の高い金属であるアルミを使用し、第２の保持部材２８に剛性の高い金属である鉄を用いることによって、試験体５に対する剛性を確保している。第１の保持部材２２の材質は、アルミに限定されるものではなく、軽量で剛性の高い他の適切な任意の材質（例えばジュラルミン）とすることができる。また、第２の保持部材２８の材質は鉄に限定されるものではなく、剛性の高い他の適切な任意の材質（例えばステンレス）とすることもできる。ここで、第２の保持部材は軽量である必要はないので、第２の保持部材の材質として、重量の大きな鉄やステンレスを採用することができる。また、管本体２０の一端部と第１の保持部材２２との間に配置された弾性部材２１は、その共振周波数が、第１の保持部材２２が音圧以外にスピーカ２３側の方向から力を受けないとみなすことができるような周波数となるようなものが選択される。高い周波数の特性を測定する場合は、小さな直径の音響管を用いればよい。
【００５２】
このような構成において、試験体５が、管本体２０内に生じた音圧により加振されると、上述のように、第１の保持部材２２は音圧以外にスピーカ２３側の方向から力を受けないとみなすことができるから、第１の保持部材２２は、試験体５が管本体２０内に生じた音圧から受ける力と等しい力ｆｒを受ける。そして、ロードワッシャ２７には力ｆｒが加わり、この力ｆｒがロードワッシャ２７によって測定される。一方、上述のように、第１の保持部材２２、ロードワッシャ２７、及び第２の保持部材２８の結合体は、試験体５に対して剛な板であるとみなせるから、第１の保持部材２２は、ロードワッシャ２７からｆｒと大きさの等しい力を反力として受ける。よって、力ｆｒの大きさは、第１の保持部材２２がロードワッシャ２７から受ける反力の大きさに等しい。ロードワッシャ２７によって測定された力ｆｒの力情報は、後述の力取得部３４によって取得される。
【００５３】
このような構成により、力測定部であるロードワッシャ２７は、スピーカ２３が音波を発生したときに、第１の保持部材２２が受ける力（試験体５から受ける力＝ロードワッシャ２７からの反力）を測定することができる。力測定部は、ロードワッシャに限定されるものではなく、他の適切な任意の力センサとすることができる。
【００５４】
演算装置３は、ＣＰＵ、通信機能、ストレージ機能（内部記録媒体並びに外部記録媒体に対するドライブユニット及び／又は入出力インタフェース）、入力機能（キーボード、マウス等）、表示機能（ディスプレイ）を備えたコンピュータ装置と、所定のコンピュータプログラムとで構成される。このコンピュータプログラムは、コンピュータ装置を、音波信号生成部３１、入力信号取得部３２、音圧取得部３３、力取得部３４、試験体表面音圧算出部３５、発音特性算出部３６、吸音特性算出部３７として機能させる。
【００５５】
音波信号生成部３１は、スピーカ２３へ音源として再生させるための音波信号を生成する。
【００５６】
入力信号取得部３２は、スピーカ２３に入力される信号、すなわち音波信号生成部３１により生成され、スピーカアンプ４により増幅された音波信号を取得する。
【００５７】
音圧取得部３３は、マイクロホン２４、２５によって測定された、それぞれの設置位置における管本体２０内に生じた音圧の音圧情報を取得する。
【００５８】
力取得部３４は、ロードワッシャ２７により測定された力情報を取得する。
【００５９】
試験体表面音圧算出部３５は、音圧取得部３３によって取得された音圧情報に基づいて、試験体５の表面又は試験体５の表面近傍の音圧ｐ0を算出する。この算出方法は、例えば上記非特許文献１等に示されるように周知であるので、詳細な説明は省略する。
【００６０】
発音特性算出部３６は、マイクロホン２４、２５により測定された音圧情報とロードワッシャ２７により測定された力情報に基づいて、試験体５の発音特性を算出する。本実施形態においては、発音特性算出部３６は、試験体表面音圧算出部３５により算出された試験体５の表面又は試験体５の表面近傍の音圧ｐ0と、力取得部３４によって取得された第１の保持部材２２が受ける反力ｆｒに基づいて、試験体５の発音特性を算出する。
【００６１】
ここで、発音特性とは、上述の経路１（板の振動が防音材に伝達して防音材が音を放射する経路）経由の音と経路２（板の振動により内側に出た音が防音材を透過する経路）経由の音を合わせた遮音特性をいう。よって、試験体を保持する部材を一定の加速度ａ0で加振したときの試験体表面又は試験体表面近傍の空気の加速度をａとすると、発音特性はａ／ａ0と表すことができる。発音特性ａ／ａ0については、スピーカで加振している状態の試験体を保持する部材が受ける反力をｆｒ、スピーカで加振している状態の試験体表面又は試験体表面近傍の音圧をｐ0、音響管の断面積をＳとすると、構造と音響の相反性により、
｜ａ／ａ0｜＝｜ｆｒ／Ｓｐ0｜・・・（１）
が成立する。よって、式（１）より、取得された音圧ｐ0、反力ｆｒ、音響管の断面積Ｓに基づいて発音特性ａ／ａ0を算出することができる。
【００６２】
ここで、式（１）に示される構造と音響の相反性が上記実施形態の音響管について成立することを確認するシミュレーションの結果について説明する。
【００６３】
上記実施形態の音響管に対して、図６（ａ）に示されるような有限要素モデルを作成し、MSC社のソフトウエアACTRANを用いてシミュレーションを行った。管本体２０の内部は空気で満たされており、スピーカ２３は点音源２３’、試験体５はメラミン樹脂の発泡タイプの吸音材とし、吸音材には予め計測したBiotパラメータを与えた。また、上記実施形態では、試験体５が貼り付けられる剛な板として、ロードワッシャ２７及び鉄製の第２の保持部材２８と結合されたアルミ製の第１の保持部材２２を用いたが、本シミュレーションでは、試験体５が貼り付けられる剛な板を１枚の鉄板とした。点音源２３’から鉄板２２’の試験体５に対向する面までの距離が５００ｍｍ、管本体２０の直径が１００ｍｍ、試験体５は円盤状の形状で、直径が１００ｍｍ、厚さが５０ｍｍとした。このような条件の下、｜ｆｒ／Ｓｐ0｜の値のシミュレーションを行った。
【００６４】
一方、上記と同じ剛な板と発泡タイプの吸音材のみの構造について、剛な板を一定の加速度ａ0で加振したときの吸音材表面の加速度ａに対する｜ａ／ａ0｜の値を、図６（ｂ）に示されるような有限要素モデルを作成し、同様にシミュレーションを行った。
【００６５】
図７に、シミュレーション結果を示す。実線は｜ｆｒ／Ｓｐ0｜の値であり、点線は、｜ａ／ａ0｜の値である。両者は一致しており，防音材単体の特性ａ／ａ0は、防音材の反力ｆｒを吸音材表面の音圧ｐ0と音響管の断面積Ｓの積で除した値から計測可能であることが分かる。
【００６６】
吸音特性算出部３７は、音圧取得部３３によって取得されたマイクロホン２４、２５が測定した音圧の音圧情報に基づいて、試験体５の吸音特性を算出する。この算出方法は、例えば上記非特許文献１等に示されるように周知であるので、詳細な説明は省略する。
【００６７】
以上の装置構成を前提に、本発明の一実施形態に係る音響特性測定装置の音響特性測定処理の例を図８を参照して、以下に説明する。
【００６８】
まず、音波信号生成部３１が、スピーカ２３へ音源として再生させるための音波信号を生成する（Ｓ１）。
【００６９】
生成された音波信号は、スピーカアンプ４によって増幅され、スピーカ２３に入力される。スピーカ２３は、増幅された音波信号を音波に変換し、管本体２０の一端部に設けられた第１の保持部材に保持される試験体５に向けて音波を発生する（Ｓ２）。
【００７０】
マイクロホン２４、２５は、スピーカ２３が発生した音波により管本体２０内に生じた音圧を測定し、測定された音圧の音圧情報は、音圧取得部３３によって取得される（Ｓ３）。
【００７１】
ロードワッシャ２７は、第１の保持部材２２が受ける力ｆｒを測定し、測定された力ｆｒの力情報は、力取得部３４によって取得される（Ｓ４）。
【００７２】
試験体表面音圧算出部３５は、音圧取得部３３によって取得された音圧情報に基づいて、試験体５の表面又は試験体５の表面近傍の音圧ｐ0を算出する（Ｓ５）。
【００７３】
発音特性算出部３６は、試験体表面音圧算出部３５により算出された試験体５の表面又は試験体５の表面近傍の音圧ｐ0と、力取得部３４によって取得された第１の保持部材２２が受けた力ｆｒに基づいて、試験体５の発音特性を算出する（Ｓ６）。
【００７４】
また、吸音特性算出部３７は、音圧取得部３３によって取得されたマイクロホン２４、２５が測定した音圧の音圧情報に基づいて、吸音特性を算出する（Ｓ７）。
【００７５】
ここで、発音特性の算出と吸音特性の算出は、いずれを先に行ってもよいし、同時に並行して行ってもよい。
【００７６】
試験体５の表面又は試験体５の表面近傍の音圧、発音特性、吸音特性の算出においては、スピーカ２３へ入力されるスピーカアンプ４によって増幅された音波信号を参照して、マイクロホン２４、２５の測定に混入するノイズ等の外部からのノイズの影響を除去することができる。これにより、より精度の高い発音特性や吸音特性を算出することができる。
【００７７】
本実施形態の構成によれば、以下のような効果が得られる。
（１）マイクロホンで測定した音圧とロードワッシャで測定した力とから、精度の高い防音材固有の発音特性を測定することができる。
（２）発音特性の測定と吸音特性を同時に測定することができる。
（３）発音特性と吸音特性を同一の試験体で同時に測定できるので、計測時間の短縮、測定ばらつきの低減が可能となる。
（４）図４を参照して上述したばねモデルについて、本実施形態においては、図９に示されるようなものとなり、板は、固定され振動しないので、防音材の特性の測定には影響を与えず、かつばねを再現することもできる。
（５）閉空間での測定であるため、無響室で測定する必要がなく、また周辺のノイズの影響を受けにくいので、精度の高い測定が可能となる。
（６）可動部がない構造を採用しているので、ガタツキ等による測定精度の低下を避けることができる。
【００７８】
（第２の実施形態）
図１０は、本発明の第２の実施形態に係る音響特性測定装置の全体構成図である。この図１０を参照して、本発明の第２の実施形態の構成及び動作原理を説明する。図１０において図５と対応する部分には同一の符号を付し、第１の実施形態と重複する説明は省略する。
【００７９】
本実施形態において、第１の実施形態と異なる点は、マイクロホン２４、２５に加えて、マイクロホン２６を試験体５表面の近傍に配置するための第３の保持部材であるマイクホルダ２９を、管本体２０の管壁に設けた点である。マイクロホン２６で測定された試験体５表面の近傍の音圧の音圧情報は、音圧取得部３３によって取得される。
【００８０】
本実施形態によれば、第１の実施形態においては、マイクロホン２４、２５によって測定された音圧から計算によって求めていた、試験体５の表面又は表面近傍の音圧ｐ0を直接測定することができるので、より精度の高い発音特性を測定することが可能となる。
【００８１】
以上、本発明について、例示のためにいくつかの実施形態に関して説明してきたが、本発明はこれに限定されるものでなく、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、形態及び詳細について、様々な変形及び修正を行うことができることは、当業者に明らかであろう。
【符号の説明】
【００８２】
１  音響特性測定装置
２  音響管
２０  管本体
２０１  フランジ部
２１  弾性部材
２２  第１の保持部材
２２’鉄板
２３  スピーカ
２３’点音源
２４  マイクロホン
２５  マイクロホン
２６  マイクロホン
２７  ロードワッシャ
２８  第２の保持部材
２８１  本体部
２８２  円筒部
２８３  第１のフランジ部
２８４  第２のフランジ部
２８５  第１の凹部
２８６  第２の凹部
２８７  ボルト
２８８  固定ボルト
２９  マイクホルダ
３  演算装置
３１  音波信号生成部
３２  入力信号取得部
３３  音圧取得部
３４  力取得部
３５  試験体表面音圧算出部
３６  発音特性算出部
３７  吸音特性算出部
４  スピーカアンプ
５  試験体
６  定盤
８  音響管
８０  管本体
８２  吸音材試験体ホルダ
８３  スピーカ
８４  マイクロホン
８５  マイクロホン
８６  マイクロホン
８７  マイクロホン
８８  遮音材試験体ホルダ
９１  吸音材の試験体
９２  遮音材の試験体
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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