JP5923965B2 - Acoustic structure - Google Patents
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Description
本発明は、音響空間における音響障害を防止する技術に関する。 The present invention relates to a technique for preventing acoustic disturbance in an acoustic space.
ホールや劇場などの壁に囲まれた音響空間では、平行対面する壁面間で音が繰り返し反射することによりブーミングやフラッターエコーなどの音響障害が発生する。図4は、この種の音響障害の防止に好適な従来の音響構造体90を示す正面図である。この音響構造体90は、複数本のパイプ5−m(m=1〜M:図4の例ではM=5)を全体として薄い直方体状をなすように配列したものである。この音響構造体90のパイプ5−m(m=1〜M)の各々は角筒状をなしている。パイプ5−m(m=1〜M)は両端を揃えて長さ方向と直交する方向に並べられている。各パイプ5−mの側面6−mには開口部7−mが設けられている。各パイプ5−mの長さ方向における開口部7−mの位置はパイプ5−m毎に異なっている。この音響構造体90は、音響空間の内壁や天井などに設置された場合に、パイプ5−m(m=1〜M)に入射する音波に対する吸音効果と散乱効果を発生し、音響空間内の音響障害の発生を防止する。 In an acoustic space surrounded by walls such as a hall and a theater, acoustic obstacles such as booming and flutter echo occur due to repeated reflection of sound between parallel facing walls. FIG. 4 is a front view showing a conventional acoustic structure 90 suitable for preventing this type of acoustic disturbance. The acoustic structure 90 is formed by arranging a plurality of pipes 5-m (m = 1 to M: M = 5 in the example of FIG. 4) so as to form a thin rectangular parallelepiped shape as a whole. Each of the pipes 5-m (m = 1 to M) of the acoustic structure 90 has a rectangular tube shape. The pipes 5-m (m = 1 to M) are arranged in a direction orthogonal to the length direction with both ends aligned. An opening 7-m is provided on a side surface 6-m of each pipe 5-m. The position of the opening 7-m in the length direction of each pipe 5-m is different for each pipe 5-m. When the acoustic structure 90 is installed on the inner wall or ceiling of the acoustic space, the acoustic structure 90 generates a sound absorption effect and a scattering effect on the sound wave incident on the pipe 5-m (m = 1 to M), Prevent the occurrence of acoustic disturbances.
音響構造体90の各パイプ5−mによる吸音効果および散乱効果の発生の原理は次の通りである。図5に示すように、パイプ5−mにおける開口部7−mの奥の空洞には、開口部7−mを開口端とし空洞の左側の端部8L−mを閉口端とする閉管CPL−mと、開口部7−mを開口端とし空洞の右側の端部8R−mを閉口端とする閉管CPR−mが形成されているとみなすことができる。音響空間から開口部7−mを介して空洞内に音波が入射すると、空洞内では、閉管CPL−mの開口端(開口部7−m)から閉口端(端部8L−m)に向かう進行波と、閉管CPR−mの開口端(開口部7−m)から閉口端(端部8R−m)に向かう進行波とが発生する。そして、前者の進行波は、閉管CPL−mの閉口端において反射され、その反射波が開口部7−mへ戻る。また、後者の進行波は、閉管CPRの−mの閉口端において反射され、その反射波が開口部7−mへ戻る。 The principle of the sound absorption effect and the scattering effect generated by each pipe 5-m of the acoustic structure 90 is as follows. As shown in FIG. 5, in the cavity behind the opening 7-m in the pipe 5-m, a closed pipe CP having the opening 7-m as an open end and the left end 8 L -m of the cavity as a closed end. It can be considered that a closed pipe CP R -m is formed with L -m and the opening 7 -m as an open end and the right end 8 R -m of the cavity as a closed end. When sound waves into the cavity through the opening 7-m is incident from the acoustic space, the cavity, the open end of the closed pipe CP L -m (opening 7-m) closed end (the end portion 8 L -m) a traveling wave traveling, a traveling wave is generated toward the open end of the closed pipe CP R -m closed end (opening 7-m) (end 8 R -m). The traveling wave of the former is reflected at the closed end of the closed pipe CP L -m, the reflected wave is returned to the opening 7-m. The latter of the traveling wave is reflected at the closed end of -m the closed pipe CP R, the reflected wave is returned to the opening 7-m.
そして、閉管CPL−mでは、下記式(1)に示す共鳴周波数fL1−m(1次モード共鳴周波数)及びその3倍、5倍、7倍…の倍音周波数fL3−m,fL5−m,fL7−m…において共鳴が発生し、閉管CPL−M内において進行波と反射波とを合成した音波は、閉管CPL−mの閉口端に粒子速度の節を有し、開口端に粒子速度の腹を有する定在波となる。また、閉管CPR−mでは、下記式(2)に示す共鳴周波数fR1−m(1次モード共鳴周波数)及びその3倍、5倍、7倍…の倍音周波数fR3,fR5,fR7…において共鳴が発生し、閉管CPR−m内において進行波と反射波とを合成した音波は、閉管CPR−mの閉口端に粒子速度の節を有し、開口端に粒子速度の腹を有する定在波となる。なお、下記式(1)および(2)において、LLは閉管CPL−mの長さ(空洞の左側の端部8L−mから開口部7−mまでの長さ)、LRは閉管CPR−mの長さ(空洞の右側の端部8R−mから開口部7−mまでの長さ)、cは音波の伝搬速度である。
fL1−m=c/(4・LL)…(1)
fR1−m=c/(4・LR)…(2)
In the closed tube CP L -m, the resonance frequency f L1 -m (first-order mode resonance frequency) represented by the following expression (1) and the harmonic frequencies f L3 -m,
f L1 −m = c / (4 · L L ) (1)
f R1 −m = c / (4 · L R ) (2)
ここで、パイプ5−mの開口部7−m及び側面6−mにおける開口部7−mの近傍に入射する音波のうち周波数fL1,fL3,fL5,fL7…の成分に着目すると、閉管CPL−mの閉口端において反射されて開口部7−mから音響空間へと放射される音波は、音響空間から開口部7−mに入射する音波に対して逆相の音波となる。一方、側面6−mにおける開口部7−mの周囲では、音響空間からの入射波が位相回転を伴うことなく反射される。 Here, focusing on the components of the frequencies f L1 , f L3 , f L5 , f L7 ... Among the sound waves incident near the opening 7-m of the pipe 5-m and the opening 7-m on the side surface 6-m. , sound waves radiated into the acoustic space from the closed pipe CP L -m is an opening 7-m reflector at the closed end of, the sound waves of opposite phase with respect to sound waves incident from the acoustic space in the opening 7-m . On the other hand, the incident wave from the acoustic space is reflected without phase rotation around the opening 7-m on the side surface 6-m.
よって、周波数fL1,fL3,fL5,fL7…の成分を含む音波が開口部7−mを介して空洞に入射した場合、側面6−mにおける開口部7−mの正面(入射方向)では、閉管CPL−mから開口部7−mを介して放射される音波と側面6−mにおける開口部7−mの近傍の各点から反射される音波が逆相となって互いの位相が干渉し合い、吸音効果が発生する。また、側面6−mにおける開口部7−mの周囲では、開口部7−mからの音波と側面6−mからの反射波の位相が不連続となり、位相の不連続を解消しようとする気体分子の流れが発生する。この結果、側面6−mにおける開口部7−mの周囲では、入射方向に対する鏡面反射方向以外の方向への音響エネルギーの流れが発生し、散乱効果が発生する。 Therefore, when a sound wave including components of frequencies f L1 , f L3 , f L5 , f L7 ... Is incident on the cavity via the opening 7-m, the front surface (incident direction) in), waves reflected from each point in the vicinity of the opening 7-m in waves and the side 6-m radiated through the opening 7-m from the closed pipe CP L -m is another becomes reverse phase The phases interfere with each other, producing a sound absorption effect. Further, around the opening 7-m on the side surface 6-m, the phase of the sound wave from the opening 7-m and the reflected wave from the side surface 6-m becomes discontinuous, and the gas that tries to eliminate the phase discontinuity. A molecular flow occurs. As a result, a flow of acoustic energy in a direction other than the specular reflection direction with respect to the incident direction occurs around the opening 7-m on the side surface 6-m, and a scattering effect occurs.
同様に、周波数fR1,fR3,fR5,fR7…の成分を含む音波が開口部17−mを介して空洞に入射した場合、側面6−mにおける開口部7−mの正面(入射方向)では、吸音効果が発生する。また、側面6−mにおける開口部7−mの周囲では、散乱効果が発生する。 Similarly, when a sound wave including components of frequencies f R1 , f R3 , f R5 , f R7 ... Is incident on the cavity via the opening 17-m, the front surface of the opening 7-m on the side surface 6-m (incident Direction), a sound absorption effect occurs. In addition, a scattering effect occurs around the opening 7-m on the side surface 6-m.
また、周波数fL1,fL3,fL5,fL7…や周波数fR1,fR3,fR5,fR7…の近傍の周波数帯域内では、開口部7−mから音響空間に放射される音波の位相と側面6−mから音響空間に放射される反射波の位相とが逆相に近い関係になる。このため、周波数fL1およびfR1の各々の近傍の周波数帯域では、周波数fL1,fL3,fL5,fL7…や周波数fR1,fR3,fR5,fR7…に対する周波数の近さに応じた程度の吸音効果および散乱効果が発生する。以上が、パイプ5−m(m=1〜M)による吸音効果および散乱効果の発生の原理である。 In addition, in the frequency band in the vicinity of the frequencies f L1 , f L3 , f L5 , f L7 ... And the frequencies f R1 , f R3 , f R5 , f R7 ..., Sound waves radiated from the opening 7-m to the acoustic space. And the phase of the reflected wave radiated from the side surface 6-m to the acoustic space are close to the opposite phase. Therefore, the frequency band of each vicinity of frequency f L1 and f R1, the frequency f L1, f L3, f L5 , f L7 ... and frequency f R1, f R3, f R5 , proximity of frequency to the f R7 ... The sound absorption effect and the scattering effect corresponding to the level are generated. The above is the principle of the sound absorption effect and the scattering effect generated by the pipe 5-m (m = 1 to M).
また、図4に示す従来の音響構造体90では、各パイプ5−mの長さ方向における開口部7−mの位置がパイプ5−m毎に異なっているため、音響構造体90内には共鳴周波数の異なる2×M本の閉管が形成されているとみなすことができる。よって、吸音効果及び散乱効果を広い帯域に亙って発生させることができる。 Further, in the conventional acoustic structure 90 shown in FIG. 4, the position of the opening 7-m in the length direction of each pipe 5-m is different for each pipe 5-m. It can be considered that 2 × M closed tubes having different resonance frequencies are formed. Therefore, the sound absorption effect and the scattering effect can be generated over a wide band.
しかしながら、図4に示した従来の音響構造体90の場合、パイプ5−m(m=1〜M)の長さにより決まる特定帯域の音波については、開口部7−m(m=1〜M)の配置の如何に関わらず、吸音効果及び散乱効果が発生しなくなるという問題がある。その理由は次の通りである。特許文献1に記されているように、音響構造体90の各パイプ5−mに音波が入射したときの開口部7−mとその周辺の媒質(空気)の挙動は比音響インピーダンス比ζと呼ばれる物理量に依存する。比音響インピーダンス比ζは、音場内のある点の音響インピーダンス比ZAとその点の媒質の特性インピーダンス比ZCの複素比ZA/ZCを示す値である。音響構造体90のパイプ5−mにおける開口部7−mの面積をSOとし、パイプ5−m内の空洞におけるパイプ5−mの長さ方向と直交する断面の面積をSPとした場合、開口部7−mにおける各点の比音響インピーダンス比ζは次式(3)により表される。式(3)におけるjは虚数単位であり、LLはパイプ5−m内の一方の閉管CPL−mの長さであり、LRはパイプ5−m内の他方の閉管CPR−mの長さであり、kは波数(より具体的には、入射波の角速度2πf(fは周波数)を音速cで除算した値2πf/c)である。
また、開口部7−mの各点における複素音圧反射係数R(Rは入射波と反射波の複素比、R=|R|exp(jφ)、|R|は反射波の振幅、φは位相変化量)と比音響インピーダンス比ζとの関係は次式(4)により表される。
ここで、前掲式(3)におけるk(LL+LR)がπの整数倍となるような周波数の音波がパイプ5−mの開口部7−mに入射した場合、前掲式(3)におけるsink(LL+LR)が0になる。sink(LL+LR)が0になると比音響インピーダンス比ζは無限大になる。比音響インピーダンス比ζは無限大になるということは、パイプ5−mの開口部7−mから放射される音波と側面6−2における開口部7−mの周囲から放射される音波との間の位相変化量φが略0になることを意味する。このため、k(LL+LR)が整数となるような周波数の音波がパイプ5−mの開口部7−mに入射した場合、吸音効果や散乱効果が発生しない。また、パイプ5−m(m=1〜M)の長さ方向における開口部7−mの位置がパイプ5−m毎に異なっていたとしても、パイプ5−m(m=1〜M)の長さが同じであればパイプ5−m(m=1〜M)の内部の閉管CPL−m及びCPR−mの長さLL及びLRの和LL+LRは同じになる。以上の理由から、従来の音響構造体90では、パイプ5−m(m=1〜M)における吸音効果及び散乱効果が発生しない帯域が全て同じになる。 Here, when a sound wave having a frequency such that k (L L + L R ) in the above equation (3) is an integer multiple of π is incident on the opening 7-m of the pipe 5-m, in the above equation (3). sink (L L + L R ) becomes 0. When sink (L L + L R ) becomes 0, the specific acoustic impedance ratio ζ becomes infinite. The fact that the specific acoustic impedance ratio ζ is infinite means that between the sound wave radiated from the opening 7-m of the pipe 5-m and the sound wave radiated from the periphery of the opening 7-m on the side surface 6-2. This means that the amount of phase change φ becomes substantially zero. For this reason, when a sound wave having a frequency such that k (L L + L R ) is an integer is incident on the opening 7-m of the pipe 5-m, no sound absorption effect or scattering effect occurs. Even if the position of the opening 7-m in the length direction of the pipe 5-m (m = 1 to M) is different for each pipe 5-m, the pipe 5-m (m = 1 to M) if the same length sum L L + L R of length L L and L R inside the closed pipe CP L -m and CP R -m pipe 5-m (m = 1~M) are the same. For the above reasons, in the conventional acoustic structure 90, the bands where the sound absorption effect and the scattering effect do not occur in the pipe 5-m (m = 1 to M) are all the same.
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、パイプを直方体状をなすように並べて配置した音響構造体の吸音能力及び散乱能力を高めることを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a subject, and it aims at improving the sound absorption capability and the scattering capability of the acoustic structure which has arrange | positioned the pipe so that it may form a rectangular parallelepiped shape.
本発明は、複数本のパイプを配列した音響構造体であって、前記複数本のパイプのうち少なくとも1本以上のパイプは、当該パイプの長さ方向に沿って離間した複数本の開口部を有し、前記複数本のパイプの長さ方向における開口部の位置がパイプ毎に異なっていることを特徴とする音響構造体を提供する。 The present invention is an acoustic structure in which a plurality of pipes are arranged, and at least one of the plurality of pipes has a plurality of openings spaced along the length direction of the pipes. The acoustic structure is characterized in that the position of the opening in the length direction of the plurality of pipes is different for each pipe.
この発明では、複数本のパイプの長さ方向における開口部の位置がパイプ毎に異なっている。このため、パイプの空洞内において形成される複数本の閉管の長さの和はパイプ毎に異なったものとなる。よって、本発明によると、パイプ5−mの開口部7−mから放射される音波と側面6−2における開口部7−mの周囲から放射される音波との間の位相変化量φが略0になる帯域はパイプ毎に異なる。従って、本発明によると、パイプの各々における吸音効果及び散乱効果が発生しない帯域が全て同じになる、という事態の発生を防止することができる。 In the present invention, the positions of the openings in the length direction of the plurality of pipes are different for each pipe. For this reason, the sum of the lengths of the plurality of closed pipes formed in the cavity of the pipe is different for each pipe. Therefore, according to the present invention, the phase change amount φ between the sound wave radiated from the opening 7-m of the pipe 5-m and the sound wave radiated from the periphery of the opening 7-m on the side surface 6-2 is substantially equal. The band that becomes 0 is different for each pipe. Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of a situation in which all the bands where the sound absorption effect and the scattering effect do not occur in each pipe are the same.
以下、図面を参照し、この発明の実施形態について説明する。
<第1実施形態>
図1は、この発明の第1実施形態である音響構造体10の正面図である。この音響構造体10は、複数本のパイプ1−n(n=1〜N:図1の例では、N=5)を全体として薄い直方体状をなすように配列したものである。この音響構造体10のパイプ1−n(n=1〜N)の各々は角筒状をなしている。パイプ1−n(n=1〜N)の長さ、幅、及び高さは同じである。パイプ1−n(n=1〜N)は左右の端部4L−n(n=1〜N)及び4R−n(n=1〜N)を揃えて長さ方向と直交する方向に並べられている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a front view of an
この音響構造体10のパイプ1−n(n=1〜N)のうちパイプ1−1の側面2−1には1つの開口部3−1が設けられている。パイプ1−2の側面2−2にはパイプ1−2の長さ方向に沿って離間した2つの開口部3L−2及び3R−2が設けられている。パイプ1−3の側面2−3にはパイプ1−3の長さ方向に沿って離間した2つの開口部3L−3及び3R−3が設けられている。パイプ1−4の側面2−4にはパイプ1−4の長さ方向に沿って離間した2つの開口部3L−4及び3R−4が設けられている。パイプ1−5の側面2−5にはパイプ1−5の長さ方向に沿って離間した2つの開口部3L−5及び3R−5が設けられている。これらの開口部3−1、3L−2、3R−2、3L−3、3R−3、3L−4、3R−4、3L−5、3R−5は正方形状をなしている。開口部3−1、3L−2、3R−2、3L−3、3R−3、3L−4、3R−4、3L−5、3R−5の一辺の長さはパイプ1−nの幅と略同じである。各パイプ1−n(n=1〜N)の長さ方向における開口部3−1、3L−2、3R−2、3L−3、3R−3、3L−4、3R−4、3L−5、3R−5の位置はパイプ毎に異なっている。この音響構造体10のパイプ1−n(n=1〜N)の開口部は、パイプ1−n(n=1〜N)の各々における開口部と一方及び他方の端部の各々との間の距離のj(j=1,2…)倍(整数倍)の長さ、及びパイプ1−2〜1−5の各々における隣り合う開口部間の距離のj/2倍の長さが同じにならない位置に配置されている。
Among the pipes 1-n (n = 1 to N) of the
より詳細に説明すると、図1に示すように、この音響構造体10では、パイプ1−1の側面2−1における端部4L−1と開口部3−1の間に距離LL−1の間隔が空いており、同面2−1における端部4R−1と開口部3−1の間に距離LR−1(LR−1は、LL−1のj(j=1,2…)倍(整数倍)と一致しない長さ)の間隔が空いている。また、パイプ1−2の側面2−2における端部4L−2と開口部3L−2の間には距離LL−2(LL−2は、LL−1及びLR−1のj倍(整数倍)と一致しない長さ)の間隔が空いており、同面2−2における端部4R−2と開口部3R−2の間には距離LR−2(LR−2は、LL−1、LR−1、及びLL−2のj倍(整数倍)と一致しない長さ)の間隔が空いている。また、パイプ1−3の側面2−3における端部4L−3と開口部3L−3の間には距離LL−3(LL−3は、LL−1〜LL−2、LR−1、及びLR−2のj倍(整数倍)と一致しない長さ)の間隔が空いており、同面2−3における端部4R−3と開口部3R−3の間には距離LR−3(LR−3は、LL−1〜LL−3及びLR−1〜LR−2のj倍(整数倍)と一致しない長さ)の間隔が空いている。また、パイプ1−4の側面2−4における端部4L−4と開口部3L−4の間には距離LL−4(LL−4は、LL−1〜LL−3及びLR−1〜LR−3のj倍(整数倍)と一致しない長さ)の間隔が空いており、同面2−4における端部4R−4と開口部3R−4の間には距離LR−4(LR−4は、LL−1〜LL−4及びLR−1〜LR−3のj倍(整数倍)と一致しない長さ)の間隔が空いている。また、パイプ1−5の側面2−5における端部4L−5と開口部3L−5の間には距離LL−5(LL−5は、LL−1〜LL−4及びLR−1〜LR−4のj倍(整数倍)と一致しない長さ)の間隔が空いており、同面2−5における端部4R−5と開口部3R−5の間には距離LR−5(LR−5は、LL−1〜LL−5及びLR−1〜LR−4のj倍(整数倍)と一致しない長さ)の間隔が空いている。
More specifically, as shown in FIG. 1, in this
さらに、この音響構造体10では、パイプ1−2の側面2−2における開口部3L−2及び3R−2間に距離LC−2(LC−2は、LL−1〜LL−5及びLR−5〜LR−5の2j倍と一致しない長さ)の間隔が空いている。また、パイプ1−3の側面2−3における開口部3L−3及び3R−3間に距離LC−3(LC−3は、LC−2のj倍(整数倍)と一致せず且つLL−1〜LL−5及びLR−5〜LR−5の2j倍と一致しない長さ)の間隔が空いている。また、パイプ1−4の側面2−4における開口部3L−4及び3R−4間に距離LC−4(LC−4は、LC−2及びLC−3のj倍と一致せず且つLL−1〜LL−5及びLR−5〜LR−5の2j倍と一致しない長さ)の間隔が空いている。また、パイプ1−5の側面2−5における開口部3L−5及び3R−5間に距離LC−5(LC−5は、LC−2〜LC−4のj倍(整数倍)と一致せず且つLL−1〜LL−5及びLR−5〜LR−5の2j倍と一致しない長さ)の間隔が空いている。
Furthermore, in this
ここで、図2に示すように、この音響構造体10における各パイプ1−nの開口部3L−n及び3R−nの奥の空洞には、開口部3L−nを開口端とし空洞の左側の端部を閉口端とする閉管CPL−nと、開口部3R−nを開口端とし空洞の右側の端部を閉口端とする閉管CPR−nと、開口部3L−2及び開口部3R−2を開口端とする開管OPC−nとが形成されているとみなすことができる。閉管CPL−nでは、下記式(6)に示す共鳴周波数fL1−n(1次モード共鳴周波数)及びその3倍、5倍、7倍…の倍音周波数fL3−n,fL5−n,fL7−n…において共鳴が発生し、閉管CPR−nでは、下記式(7)に示す共鳴周波数fR1(1次モード共鳴周波数)及びその3倍、5倍、7倍…の倍音周波数fR3,fR5,fR7…において共鳴が発生し、開管OPC−nでは、下記式(8)に示す共鳴周波数fC1(1次モード共鳴周波数)及びその2倍、3倍、4倍…の倍音周波数fC2,fC3,fC4…において共鳴が発生する。下記式(6)〜(8)において、LLは閉管CPL−nの長さ、LRは閉管CPR−nの長さ、LCは閉管CPC−nの長さ、cは音波の伝搬速度である。
fL1−n=c/(4・LL)…(6)
fR1−n=c/(4・LR)…(7)
fC1−n=c/(2・LC)…(8)
Here, as shown in FIG. 2, the opening 3 L -n is an opening end in the cavity behind the opening 3 L -n and 3 R -n of each pipe 1 -n in the
f L1 −n = c / (4 · L L ) (6)
f R1 −n = c / (4 · L R ) (7)
f C1 −n = c / (2 · L C ) (8)
以上が、本実施形態の構成の詳細である。本実施形態では、パイプ1−n(N=1〜N)の中の一部のパイプ1−2〜1−5の側面2−2〜2−5に、パイプ1−2〜1−5の長さ方向に沿って離間した2つの開口部3L−2〜3L−5及び3R−2〜3R−5が設けられている。ここで、開口部の個数が2つであるパイプ1−2〜1−5における左側の開口部3L−2〜3L−5の比音響インピーダンス比ζは次式(9)により表され、右側の開口部3R−2〜3R−5の比音響インピーダンス比ζは次式(10)により表される。次式(9)及び(10)におけるjは虚数単位であり、SOLはパイプ1−mの開口部3L−mの面積であり、SORはパイプ1−mの開口部3L−mの面積であり、SPはパイプ1−m内の空洞におけるパイプ1−mの断面面積である。また、LLはパイプ1−m内の閉管CPL−mの長さであり、LRはパイプ1−m内の閉管CPR−mの長さであり、LCはパイプ1−m内の開管OPC−nの長さである。
この式(9)及び(10)から分かるように、各パイプ1−nでは、前掲式(9)におけるk(LC+LL)がπ/2の整数倍となるような周波数の音波がパイプ1−mの開口部に入射した場合、及び前掲式(10)におけるk(LC+LR)がπ/2の整数倍となるような周波数の音波がパイプ1−mの開口部に入射した場合に吸音効果及び散乱効果が発生しなくなる。これに対し、本実施形態では、パイプ1−2〜1−5の長さ方向における開口部3L−2〜3L−5及び3R−2〜3R−5の位置がパイプ毎に異なっているため、k(LC+LL)及びk(LC+LR)もまたパイプ毎に異なったものとなる。よって、本実施形態によると、パイプ1−n(n=1〜N)の各々における吸音効果及び散乱効果が発生しない帯域が同じになる、という事態の発生を防止することができる。 As can be seen from the equations (9) and (10), in each pipe 1-n, a sound wave having a frequency such that k (L C + L L ) in the above equation (9) is an integer multiple of π / 2 is generated. A sound wave having a frequency such that k (L C + L R ) in Equation (10) is an integral multiple of π / 2 is incident on the opening of the pipe 1-m. In this case, the sound absorption effect and the scattering effect are not generated. In contrast, in the present embodiment, the position of the opening 3 L -2~3 L -5 and 3 R -2~3 R -5 in the longitudinal direction of the pipe 1-2~1-5 is different for each pipe Therefore, k (L C + L L ) and k (L C + L R ) are also different for each pipe. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to prevent the occurrence of a situation in which the sound absorbing effect and the scattering effect are not generated in each of the pipes 1-n (n = 1 to N).
また、本実施形態では、音響構造体10のパイプ1−n(n=1〜N)の開口部は、パイプ1−n(n=1〜N)の各々における開口部と一方及び他方の端部の各々との間の距離のj(j=1,2…)倍(整数倍)の長さ、及びパイプ1−2〜1−5の各々における隣り合う開口部間の距離のj/2倍の長さが同じにならない位置に配置されている。このため、パイプ1−n内において共鳴が発生する共鳴周波数fL1−m、fR1−m、fC1−mとその倍音周波数fL3−m、fL5−m、fL7−m…、fR3−m、fR5−m、fR7−m…、fC1−m、fC3−m、fC5−m…がパイプ毎に異なったものとなる。よって、本実施形態によると、吸音効果及び散乱効果を幅広い帯域に亙って発生させることができる。
Moreover, in this embodiment, the opening part of the pipe 1-n (n = 1 to N) of the
<第2実施形態>
図3は、本発明の第2実施形態である音響構造体10Aの正面図である。この音響構造体10Aは、音響構造体10(図1)のパイプ1−nにおける2つの開口部3L−n及び3R−nのうち一方を側面2−nの反対側の側面2’−nに設けたものである。より具体的に説明すると、この音響構造体10Aでは、パイプ1−2の側面2−2に開口部3R−2が設けられており、その側面2’−2に開口部3L−2が設けられている。また、パイプ1−3の側面2−3に開口部3L−3が設けられており、その側面2’−3に開口部3R−3が設けられている。また、パイプ1−4の側面2−4に開口部3R−4が設けられており、その側面2’−4に開口部3L−4が設けられている。また、パイプ1−5の側面2−5に開口部3L−5が設けられており、その側面2’−5に開口部3R−5が設けられている。パイプ1−2〜1−5の長さ方向における開口部3L−2〜3L−5及び開口部3R−2〜3R−5の位置はパイプ毎に異なっている。本実施形態によっても、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
Second Embodiment
FIG. 3 is a front view of an
以上、この発明の第1及び第2実施形態について説明したが、この発明には他にも実施形態があり得る。例えば、以下の通りである。
(1)上記第1及び第2実施形態では、音響構造体10及び10Aを構成するパイプ1−nの本数は5本であった。しかし、音響構造体10及び10Aを構成するパイプ1−nの本数を2〜4本にしてもよいし6本以上にしてもよい。
Although the first and second embodiments of the present invention have been described above, there may be other embodiments in the present invention. For example, it is as follows.
(1) In the first and second embodiments, the number of pipes 1-n constituting the
(2)上記第1及び第2実施形態では、音響構造体10及び10Aを構成するパイプ1−nの左右の端部4L−n(n=1〜N)及び4R−n(n=1〜N)は閉塞していた。しかし、音響構造体10及び10Aを構成するパイプ1−n(n=1〜N)の全部または一部の左右の端部4L−n及び4R−nを開放してもよい。また、音響構造体10及び10Aを構成するパイプ1−n(n=1〜N)の全部または一部の一方の端部4L−nまたは4R−nを開放してもよい。また、音響構造体10及び10Aを構成するパイプ1−n(n=1〜N)の中に左右の両方の端部4L−n及び4R−nが開放したものと、一方の端部4L−nまたは4R−nが開放したものが混在していてもよい。
(2) In the first and second embodiments, the left and right ends 4 L -n (n = 1 to N) and 4 R −n (n = n) of the pipe 1-n constituting the
(3)上記第1及び第2実施形態では、音響構造体10及び10Aを構成するパイプ1−n(n=1〜N)のうち側面2−n(n=1〜N)の開口部3−n(n=1〜N)の本数が1本であるものと2本であるものの比率が1:4になっていた。しかし、この比率を任意に変更してもよい。また、音響構造体10を構成するパイプ1−n(n=1〜N)の中に側面2−n(n=1〜N)の開口部3−n(n=1〜N)の本数が3本以上のものが混在してもよい。
(3) In the first and second embodiments, the
(4)上記第1実施形態では、音響構造体10のパイプ1−n(n=1〜N)の開口部は、パイプ1−n(n=1〜N)の各々における開口部と一方及び他方の端部の各々との間の距離のj(j=1,2…)倍(整数倍)の長さ、及びパイプ1−n(n=1〜N)の各々における隣り合う開口部間のj/2倍の長さが同じにならない位置に配置されていた。しかし、パイプ1−n(n=1〜N)の各々における開口部と一方及び他方の端部の各々との間の距離、及びパイプ1−n(n=1〜N)の各々における隣り合う開口部間の距離が同じにならない位置に配置してもよい。この実施形態によると、パイプ1−n内における1次モードの共鳴周波数fL1−m、fR1−m、fC1−mがパイプ毎に異なったものとなる。よって、本実施形態によっても、吸音効果及び散乱効果を幅広い帯域に亙って発生させることができる。
(4) In the first embodiment, the opening of the pipe 1-n (n = 1 to N) of the
10、90…音響構造体、1、5…パイプ、6…側面、3、7…開口部、4、8…端部。
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