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２．Q＆Aコーナー―音響管を用いた吸音率，透過損失測定方法―
勝原 聡寛（Akihiro Katsuhara）
日本音響エンジニアリング株式会社

Q1．吸音率や透過損失を測定する方法にはどのようなものがあるのでしょうか？

写真２

A1．代表的なものとして，音響管を用いて測定する

無響室，残響室方法，残響室や無響室などの実験室を用いて測定する

Q2．音響管を用いて垂直入射吸音率や透過損失を測方法の２つが挙げられます．

定する方法の概要を知りたいです．

音響管
（写真１）
を用いる測定方法では，試験体に対A2．垂直入射吸音率の測定では，図１のように音響管して平面波音波が垂直に入射する状態での吸音率や透の一方の端にスピーカ，もう一方の端に試験体を設置過損失を測定します．小型の測定装置や試験体を用意して広帯域ノイズを再生し，マイクロホン2本それぞれするだけで吸音性能や遮音性能を測定することがでによって測定される音圧より吸音率を算出します．こき，素材そのものの性能評価に適しています．の方法を伝達関数法と呼び，ISO1）やJIS2），ASTM3）の一方，測定に用いる音響管の断面寸法によって試験それぞれの規格で測定方法が定められています．

体の大きさが制限されてしまうため，共鳴器型の吸音機構を持つ試験体や板振動型・膜振動型の試験体，非通気の試験体のように，試験体そのものの寸法や支持状態が吸音率や透過損失へ大きく影響を及ぼす試験体の測定では注意が必要です．
実験室
（写真２）
を用いて測定する方法では，試験体

図１

垂直入射吸音率の測定イメージに対して様々な方向から音波がランダムに入射する状態での吸音率や透過損失を測定します．測定対象物の垂直入射透過損失の測定では，図２のように音響管実際の施工状態に近い状態での吸遮音性能の評価に適の中間に試験体を設置します．スピーカから広帯域ノしています．

イズを再生し，試験体の入射側（Mic. A / B）
，透過側一方で，測定に用いる実験室の容積に応じた面積の（Mic. C / D）のそれぞれ２本ずつの計４本のマイクロ試験体を用意する必要があります．例えば，残響室法

ホンによって測定される音圧より透過損失を算出しま

吸音率の測定方法について規定したISO 354やJIS A

す．この方法を伝達マトリクス法と呼び，ASTM4）で1409では，室容積150［m ］の残響室に対し10 ~ 12［m ］

測定方法が定められています．

32の試験体を用意するように求められています．

図２

垂直入射透過損失の測定イメージ

Q3．何故内径の違う音響管が販売されているのでしょうか？
A3．音響管の断面寸法や断面形状によって，測定可能な周波数範囲が変化するためです．
写真１

No.202/June. 2023

音響管

音響技術

音響管を用いた測定では，管内に１次元音場が成り59

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立ち，試験体に対して平面波が垂直に入射することを前提にしています．一方，高周波域では波長が短くなり音響管の長さ方向だけではなく周方向や断面方向に音波が伝搬するようになるため，１次元音場の前提が崩れてしまいます．そのため，測定する周波数帯域に応じて適切な太さの音響管を選択する必要があります．
ISO1）やJIS2）では，音響管の断面寸法や断面形状による測定上限周波数f［Hz］を式（1），式（2）のように規u

写真３８マイクロホン法 / 16マイクロホン法対応音響管定しています．
（円管の場合）表１

音響管の内径をd[m]，音速をc[m/s]とするとき，
fu・d < 0.58 c・・・
（1）

音響管の内径100［mm］（方形管の場合）

40［mm］

音響管の最大断面寸法をd[m]とするとき，音響管の測定周波数範囲

伝達関数法/伝達マトリクス法
約 100 〜
1,800
［Hz］
約 200 〜
4,800
［Hz］

8マイクロホン法/16マイクロホン法
約 500 〜
5,800［Hz］
約 1,000 〜
10,000［Hz］

fu・d < 0.50 c・・・
（2）

このような課題を解消するため，近年眞田らにより８Q4．音響管の断面寸法や形状の他にも測定可能な周イクロホン法5〜7）や16マイクロホン法8）と呼ばれる新し波数範囲に影響を及ぼす要素はありますか？

い測定法が提案され，これらの手法に対応した音響管

A4．マイクロホン間隔s[m]や測定システムの精度，気温によっても周波数範囲が変化します．

が製品化されています9）（写真３）．一つの試験体で幅広い周波数帯域の結果を得ることが可能であるため（表

測定上限周波数 fuについては，式（1）や式（2）の他にマイクロホン間隔sによる上限も規定されており，ISO１），吸遮音性能評価の更なる効率化が期待されます．

1）

やJIS2）では式（1）と式（2）のいずれかに加えて式（3）も同時に満たすことを求められています．
fu・s < 0.45 c・・・
（3）
一方，測定下限周波数fl [Hz]はマイクロホン間隔や測定システムの精度に依存するとされ，ISO1）やJIS2）ではマイクロホン間隔sは式（3）を満たした上で測定下限
周波数 fl の波長の５%を上回ること，とされています．
また，これまでご説明してきました音響管の周波数範囲の規定には，音速 c が変数として含まれています．
音速 c は気温によって変化しますので，測定時の気温についても考慮する必要があります．
以上を踏まえると，高周波域の測定を行う場合には内径が細く，かつ，マイクロホン間隔が狭い音響管（例えば10［kHz］まで測定する場合は内径d=15［mm］程度，マイクロホン間隔s＝12［mm］程度）を使用する必要があります．その一方で，内径の細い音響管を用いた測定には，試験体の準備や試験体ホルダーへの試験体取り付けの点での困難さが伴います．また，試験体が小さく，素材そのものの局所的な物性のばらつきによる影響が大きくなるため，素材の平均的な音響特性を把握するためには多数の試験体を測定する必要があります．
60［参考文献］

1）
ISO 10534-2 Acoustic - Determination of sound absorption
coefficient and impedance in impedance tubes – Part2： Transferfunction method
2）
JIS A 1405-2 音響管による吸音率およびインピーダンスの測定 - 第2部：伝達関数法
3）
ASTM E1050-19 Standard Test Method for Impedance andAbsorption of Acoustical Materials Using a Tube, Two Microphones
and a Digital Frequency Analysis System4）
ASTM E2611-19 Standard Test Method for Normal Incidence
Determination of Porous Material Acoustical Properties Based on
the Transfer Matrix Method
5）
Sanada, A. Extension of the frequency range of normal incidencesound absorption coefficient measurement using four or eightmicrophones. Acoustical Science and Technology, 38（5）, 261–263（2017）
6）
Sanada, A. Iwata, K. Nakagawa, H. Extension of the frequency
range of normal-incidence sound absorption coefficient measurement
in impedance tube using four or eight microphones. Acoustical
Science and Technology, 39（5）, 335–342（2018）7）
Sanada, A. Iwata, K. Nakagawa, H. High-frequency measurement ofnormal-incidence sound absorption coefficient using eightmicrophones. Proceedings of ICSV 25, pp. 3225-3232. Hiroshima,Japan, August 20188）
Nakagawa, H. Sanada, A. Extension of frequency range of thesixteen-microphone method in normal-incidence sound transmission
loss measurement. Proceedings of Internoise 2022, Glasgow,
August 20229）
日本音響エンジニアリング株式会社「広帯域対応 垂直入射吸音率測定システム WinZac 8」
https：//www.noe.co.jp/business/acoustic-measurement/services/amc-ms/winzac-eight.html

architectural acoustics and noise control