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日本音響学会誌 71 巻 2 号（2015），pp. 104–105

連載企画—音響学の温故知新—

前川チャートの由来*
前 川 純 一（名誉会員・神戸大学名誉教授）∗∗
43.20.El「塀を立てるとどれほど静かになりますか？」と塀の相談を受けたのはその研究が終わる頃だっ聞かれて調べたが使える計算法が見つからない。

た。これは 3 次元の空間でそう簡単ではない。材

半世紀以上前のこと，敗戦後の高度成長が始まり，料の吸音率を測定する残響室は，コンクリートブ工場騒音や交通騒音が酷くなった頃である。私はロックを積み上げてモルタルを塗るだけで，大いその数年前に，京都大学から神戸大学に移り，音に活用していたが，無響室はもちろんない。「設備響実験室を立ち上げていた。

や金はない方がよい。あればそれに縛られ自由な神戸大学は経済・経営・法学部は旧神戸商大だが，工学部は高等専門学校が新制大学に昇格した研究ができん。大学は頭で勝負！」と京都大学の恩師・前田敏男先生に常に言われていた。

ばかりで，戦災焼け跡の仮学舎だった。建築と土無響室なしで，音の回折をどうして測定するか？

木学科は鉄筋コンクリートの小学校程度の校舎で，試行錯誤の末，測定したい信号と邪魔になる反射

実験室は体育館を，「仲良く分けて使うように」言音を分離できればよい。空間で分離が無理なら，われた。研究費もなく構造学の先輩教授が 5 万円

時間軸上の分離ではと考えた。適当に短い波長でを工面して「これで研究を始めて下さい。領収書

数波の短音（トーンバースト）を測定信号とし，遅は不要です」というところから始まった。それはれてくる反射音が到達するまでに測定を終われば騒音計 1 台の値段。それで実験に必要な測定器はよい。この実験にはホールの模型実験用に自作しできるだけ自作することにした。

た超音波領域のフィルタと，前から作りかけていまずペンチ一丁金槌一丁と，ガード下の露店でたブラウン管式残響計が役に立った。受音信号の古道具を買い集め，オーディオの部品で CR 発信

レベル波型がブラウン管面の基準点に一致するよ機や騒音発生器を作ることから始めた。2–3 年のうに受音回路に挿入した精度 0.1 dB のアッテネー

間に新しく買ったのはオクターブ分析器 1 台。騒タを加減すれば，その減衰値が測定値になる。こ

音調査のための録音機はテープレコーダのキット

れで塀の裏側を含む周辺の音圧分布の測定は実にを利用して，繰返し分析できるように工夫した。

快適に進んだ [3]。反射音の影響がない，というこ

その頃，建築設備の講師をお願いした会社の役とは，理想的な完全無響室だ。無限大の空間で実員さんに「空調ダクトの騒音をなくす方法は？」と験した測定値に等しい。

聞かれたので，「ハンドブックの設計法がどれほど塀の試験体はホモゲンボードの縁に 3 角形断面正しいか実験しましょう」ということになり，各の木製ナイフエッジを付け，エッジを垂直に立て種の実験用ダクトをたくさん作っていただいた。て，測定面を水平にした。これでマイクの移動はダクトは 1 次元の音場であり，3 次元の室内音場楽になったが，測定点を正確に決めることには苦を扱う前に大変勉強になった。その実験結果は 2–労した。マイクスタンドを小さなトロリーに載せ，3 年にわたって建築・音響両学会に発表して神戸レールの上で移動したり，細いワイヤを張って懸大学の新しい音響研究室のデビューになり，その垂したマイクをスライドさせたり，これが一番手

データは新しく開発した設計法を含めて，今も教間のかかる面倒な仕事だった [3]。

科書 [1, 2] の中に生きている。
∗Short histry of the “Maekawa Chart.”∗∗Dr. Zyun-iti Maekawa (Honorary Fellow, Professor
Emeritus Kobe University) e-mail: z@maekawa.com

次はデータの整理。その目的は最も簡単で妥当な設計法の提案だ。これまでに提案されているのはキルヒホフの近似式だけ。その近似回折理論を探すと，音や波動でなく物理光学の本 [4] に出てい105

前川チャートの由来た。高度の物理数学で巧妙な近似操作をし，最終的には函数（数値）表のあるフレネル積分を使うので計算は楽だ。しかし近似条件が天体観測のためのもの。天体間の超大距離に対して光の波長は無視できるほど小さい。ところが防音塀の場合は，音の波長が塀の寸法より大きな場合もあり，その近似は到底成立しない。それで，その近似値と私の実験値がどれほど差があるか，比較のためいろんなグラフを書いて考えた。フレネル積分の変数を，音源・受音点間の伝搬距離が塀を迂回するために伸びる経路差 δ と，波長 λ に注目して変数変換をすれば，「フレネル（輪帯）ナンバ」：N = δ/λ/2
すなわち経路差 δ が半波長：λ/2 の何倍か，と言う簡単な数値を横軸にすればよいということが分かった [5]。ここで回折減衰値とは音源 S による受音点 P の音圧が，塀の有無により変化する値であ

図–1 自由空間の薄い半無限の塀による回折減衰値
点音源 S による受音点 P における音圧レベルの塀の有無による差。線音源は点 S を通り塀のエッジ O に平行な直線上に無数の点音源を仮定した 3 次元の場合の計算値。λ；音の波長，ϕ：回折角，δ ：経路差（図示）。

り，横軸（対数）に N の値を取る。すると N > 1の範囲では右肩上がりの一直線になる。ところがするか，水平面だけでなく，高さ 4.5m 迄実測しN の値は 1 以下で 0 から負（マイナス）の値まで取て確かめた。同時に地面の反射を計算する方法もる必要がある。負の値は受音点から音源を見通せ示し，騒音対策に有用であることを実証した [6]。

る範囲だが，塀の影響がある部分だ。対数では表

次にこのチャートを使って有限の寸法の塀の効せない。そこで使い易い設計チャートと言う目的果を計算する方法を考案して第 2 報とした。続けてに突進！した。まず，散らばる実験値を 1 本の直線

塀のエッジの形，吸音等の効果の実験研究を進め，にまとめるため，ほぼすべての実験値が > −1 dB

成果はすべて補正値として教科書 [2] にまとめた。の範囲に入るように，N > 1 の範囲で近似値に平

英文では 65 年に工学部紀要に全文を掲載し，第行線を引き，その直線を下に 0 dB まで伸ばしてか5 回 ICA（国際音響学会議：ベルギー）で発表した。
反響により，国際論文誌「Applied Acoustics」のCo-Editor や第 8 回 ICA の一般講演に招待され，また 1984 年より 6 年間 ICA の実行委員として毎ら，N < 1 の範囲の横軸に実験値に対する目盛りを入れた。対数ではなく，0 もマイナスもある。
これが 前川チャート だ。私が物理や数学に強くて，また，建築の現場仕事に関わっていなければできなかったと思う。ここで十分注意が必要なのは，適用条件である。無限の自由空間を半分に仕切る半無限の塀で，地面その他反射物は一切ない条件だ。実際の現場には地面のほかにも反射物がある。その影響をすべて計算して合算しなければ，正しい予測はできない。これは国際委員会の最終報告でさえ，地面があるように誤解しているくらいだ。ぜひ忘れてはならない。
続いてこのチャートがどれほど実際に役に立つのか，道路と校庭のグラウンドを仕切る実物の，高さ 2.3 m のコンクリート塀で測定した。道路に置いた音源スピーカの音が校庭でどのように分布

年欧米に出張するきっかけになった。
電卓もなかった時代だからできた，とも言える
昔話だが，何等かの参考になれば幸いである。
文献[ 1 ] 前川純一, 建築音響（共立出版, 東京, 1968）.
[ 2 ] 前川純一, 阪上公博, 森本政之, 建築・環境音響学（共立出版, 東京, 1990–2013）.
[ 3 ] 前川純一, “短音による半無限障壁の音響回折実験（その 1），（その 2）,” 音講論集, pp. 133–136 (1960.10); 前川純一, 小西一生, “短音による障壁の音響回折に関する実験,” 建築学会論文報告集, 66 号, pp. 193–196 (1961.10).
[ 4 ] M. Born and E. Wolf, Principles of Optics (Pergamon Press, London, 1959), p. 382.
[ 5 ] [1], [2] と同じ, 索引：フレネル（Fresnel）積分の解釈.
[ 6 ] 前川純一, “障壁（塀）の遮音設計に関する実験的研究,” 音響学会誌, 18, 187–196 (1962).