JP2002054988A - 吸音／遮音の性能テスト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸音性能と遮音性能とを、簡単な構成で
ありながら同時にテストできるようにし、かつそのコス
トを低減する。 【解決手段】 一端側に吸音材Ａの試験片２１を配置
し、中間部に遮音材Ｂの試験片２２を選択的に配置する
試験管１０の他端側に、試験管１０内に音波を出力する
スピーカー２０を備え、試験管１０内でスピーカー２０
から出力されて遮音材Ｂの試験片２２に入射される入射
音波の音圧を測定可能で且つ着脱自在なマイクロホン３
０を設け、試験片２２を透過する透過音波と、スピーカ
ー２０から直接に吸音材Ａの試験片２１に入射される入
射音波の音圧とのうち何れか一方と、試験片２１から反
射された反射音波の音圧とを測定可能なマイクロホン３
１を設け、検出した音圧を基に、試験片２１、２２の吸
音性能と遮音性能の少なくとも何れか一方を演算するコ
ンピュータ４０を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸音／遮音の性能
テスト装置に関し、より詳しくは、吸音材と遮音材の性
能を同時にテストできる吸音／遮音の性能テスト装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】音波は縦波の一種として、発音体が振動
を起こせばその周囲の空気の押引により空気の多い部分
と少ない部分が発生しながら、空気を媒質として伝播さ
れる。空気の多い部分と少ない部分は圧力の差を示し、
音波は空気圧力の変化により人間の耳に伝達されるもの
である。一方、音波の高低は音波振動数の高低によって
決定される。

【０００３】この様な特性の音波は、その圧力が高すぎ
ると人間に騷音となることがある。よって、高い音波を
発生させる発音体を持つ設備や、外部からの騷音伝播を
遮断しなければならない建物等には、生活に必要なもの
として吸音材と遮音材を施してある。外部から入射した
音波を吸収する吸音材と外部に放散されようとする音波
や外部から入射しようとする音波を遮断する遮音材は、
前述したように、建築用資材や自動車の内蔵材等に多様
に用いられている。

【０００４】一方、吸音材と遮音材はその用途に適した
機能を持たせる必要がある。すなわち、外部騷音があま
り高くない地域の建物に高性能の吸音材と遮音材を用い
る必要はなく、また、高い騷音低減効果の要求される自
動車の内蔵材には低性能の吸音材や遮音材は役に立たな
い。

【０００５】従って、吸音材と遮音材の性能すなわち音
波を吸収する性能と音波の伝播を遮断する性能を表示す
ることが要求される。その表示がなければ適した性能を
持つ吸音材や遮音材を選択することができない。

【０００６】このために用いられている従来の吸音性能
テスト装置の概略を図１に示した。図示のテスト装置
は、吸音性能テスト装置であり、試験管１の一端側には
吸音材の試験片２を配置し、他端側には試験管１内に、
前記試験片２に向けて音波を伝播するスピーカー３を設
けてある。試験管１内には前記スピーカー３からの入射
音波と吸音材の試験片２により反射された反射音波との
夫々の音圧を検出する２個のマイクロホン４を設け、前
記マイクロホン４により検出された音圧につきその音圧
スペクトルを求める周波数分析機５を設けてある。前記
周波数分析機５は、前記スピーカー３に音波信号を発生
させる音波波形を生成し、この音波波形は、増幅器６を
経て音響信号としてスピーカー３に転送される。そして
前記周波数分析機５には、前記マイクロホン４からの音
圧信号が入力されてその周波数分析を行なう。前記周波
数分析機５により前記音圧信号を分析したスペクトルデ
ータは、別途コンピュータ７に入力され、前記コンピュ
ータ７に予め実行可能に記憶されている演算プログラム
によって演算され、試験に供された吸音材の試験片２の
吸音性能が出力される。

【０００７】一方、遮音性能テスト装置は図に示さない
が、試験室内の残響室がコーンクリートに囲まれた構造
である。残響室内にはスピーカーが配置され、もう一つ
の残響室にはマイクロホンが配置された構造である。

【０００８】上記遮音性能テスト装置では、スピーカー
から発振された入射音波が遮音材に到達し、到達した入
射音波の中の前記遮音材を通過した透過音波がマイクロ
ホンにより検出され、検出された透過音波の音圧が周波
数分析機によりスペクトル解析され、その解析結果が別
途コンピュータ７で解析され、前記遮音材の遮音性能が
出力される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
吸音性能テスト装置は吸音材の性能しか測定できなかっ
た。そして、遮音材の性能も測定しようとすれば、遮音
性能テスト装置として残響室という高価な部屋を備える
設備を必要とするのである。

【００１０】殊に、従来の吸音テスト装置と、遮音テス
ト装置とは全く別の装置であった。従って、吸音材と遮
音材とを同時にテストすることが困難であった。しか
も、両テスト装置共に周波数分析機を備えているために
高価なものであり、吸音材や遮音材の吸音性能や遮音性
能を安価に測定することができなかった。

【００１１】しかも、従来は周波数分析機で分析された
スペクトルデータをさらにコンピュータに再び入力し、
あらためてこれを解析して性能テストが完了するので、
性能テストに手間と時間を要し、非常に不便であった。

【００１２】本発明に係る吸音／遮音の性能テスト装置
は、上述した従来のテスト装置の問題点を解消すること
を目的とし、一つの装置で吸音材及び遮音材の吸音性能
と遮音性能とを共にテストできると同時に、周波数分析
機の様な高価な試験設備を用いないことで、テストに要
するコストを画期的に低減でき、かつその性能テストも
簡単になる吸音／遮音の性能テスト装置を提供すること
にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係る吸音／遮音の性能テスト装置の第一の
構成は、一端側に吸音材の試験片が配置され、中間部に
遮音材の試験片が選択的に配置されるように構成した試
験管に、前記試験管の他端側に配置され、前記試験管内
に音波を出力するスピーカーを備えると共に、前記試験
管内に配置され、前記スピーカーから出力されて前記選
択的に配置される遮音材の試験片に入射される入射音波
の音圧を測定可能で且つ着脱自在なマイクロホンを備
え、前記選択的に配置される遮音材の試験片を透過する
透過音波と、前記スピーカーから直接に前記吸音材の試
験片に入射される入射音波の音圧とのうち何れか一方
と、前記吸音材の試験片から反射された反射音波の音圧
とを測定可能なマイクロホンを備え、前記マイクロホン
で測定された音圧を基に、前記試験片の吸音性能と遮音
性能の少なくとも何れか一方を演算するコンピュータを
備えることを特徴とするものである。

【００１４】そして、本発明に係る吸音／遮音テスト装
置の第二の構成は、上記第一の構成におけるコンピュー
タに、前記スピーカーから出力する音波信号を生成する
音波発生部と、前記マイクロホンからの音圧信号を透過
音波用と反射音波用とに各々分離するデータ分離部と、
前記データ分離部で分離した音圧データを基に、前記入
射音波及び、透過音波、反射音波の音圧スペクトルを求
めて、相互間の周波数別音圧数値差により吸音性能また
は遮音性能を演算する演算部とを設けてあることを特徴
とする。

【００１５】上記第一の構成においては、試験管の一端
側に吸音材の試験片が配置され、他端側に試験管内に下
流側に向けて音波を出力するスピーカーが設けられ、試
験管の中間内部にはテストの用途別に遮音材の試験片が
選択的に配置される。吸音材のみに対する吸音性能テス
ト時には、前記吸音材の試験片に対して他端側、即ちス
ピーカー側の試験管内に配置されたマイクロホンによ
り、前記スピーカーから出力されて吸音材の試験片に入
射される入射音波と吸音材の試験片から反射された反射
音波の音圧が検出される。そして、前記マイクロホンに
より検出された音圧を基に、装備するコンピュータで前
記吸音材の吸音特性が演算される。また、遮音材のみに
対する遮音性能テスト時には、前記遮音材の試験片に対
して一端側に配置された前記マイクロホンに加えて前記
遮音材の試験片に入射される入射音波を検出するマイク
ロホンが装着される。前記一端側に配置されたマイクロ
ホンは、前記遮音材の試験片を通過した透過音波の音圧
を測定する。こうして前記遮音材の試験片に対して一端
側と他端側とに配置されたマイクロホンの検出する音圧
を基に、前記コンピュータで前記遮音材の遮音性能が演
算されるのである。この場合には、前記吸音材の試験片
は、前記透過音波を吸収する吸音材として機能する。さ
らに、前記吸音材の吸音性能と前記遮音材の遮音性能と
を同時にテストする際には、前記マイクロホンの配置は
上記遮音性能テストの場合と同様である。この場合に
は、前記遮音材の試験片の一端側に配置されたマイクロ
ホンの検出する音圧は、前記遮音材の試験片を透過した
透過音圧と、この透過音圧を入射音圧とし、その入射音
圧に対して前記吸音材の試験片が反射する反射音圧とに
対応し、前記コンピュータで前記遮音材の遮音性能と同
時に前記吸音材の吸音性能を演算するのである。

【００１６】一方、上記第二の構成においては、上述の
ようにして検出した音圧を演算処理するコンピュータに
おいて、音波発生部で、目的に適う周波数の音波信号を
生成し、これを前記スピーカーに送出して、前記試験管
内で一端側に向けて音波を発振する。前記マイクロホン
で検出された前記スピーカーからの入射音波或いは前記
遮音材の試験片を透過した透過音波の音圧を入力して、
データ分離部で検出した音波データを入射音波と反射音
波の周波数に分離する。演算部では、前記データ分離部
で分離された入射音波及び、透過音波、反射音波の音圧
スペクトルを求めて、相互間の周波数別音圧数値差によ
り吸音性能と遮音性能を演算するのである。

【００１７】その結果、コンピュータに音波分離部と演
算部が一体として構成ており、マイクロホンで検出され
た音波信号の音圧データから、演算部で吸音性能と遮音
性能とが直接演算され、測定されるのである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき、本発明
の好適実施例を詳細に説明する。図２は本発明に係る吸
音／遮音の性能テスト装置を示す図で、図３は性能テス
ト装置に備えるコンピュータの構成を示すブロック図
で、図４は吸音性能のみをテストする場合の性能テスト
装置を示す図である。

【００１９】図２に示すように、本発明による吸音／遮
音の性能テスト装置は、中間部に選択的に配置される遮
音材Ｂの試験片２２と、一端側に配置された吸音材Ａの
試験片２１とが設置された試験管１０と、その試験管１
０に設けられ、前記一端側に向けて試験管１０内に向け
て音波信号を出力するスピーカー２０と、そのスピーカ
ー２０から出力された音波信号の音圧を検出する合計４
個のマイクロホン３０、３１と、音波信号を生成すると
共に検出された音圧により吸音／遮音性能を演算するプ
ログラムが実行可能に記憶されたコンピュータ４０とか
ら構成される。

【００２０】試験管１０の一端側、即ち図面の右側には
吸音材Ａの試験片２１が配置され、他端側、即ち図面の
左側にはスピーカー２０が設けられる。試験管１０の中
間には遮音材Ｂの試験片２２が配置される。このような
配置によって、スピーカー２０から出力された音波信号
は入射音波として前記試験片２２に入射し、前記入射音
波の一部は前記試験片２２を透過し、前記試験片２２を
透過した透過音波は、吸音材Ａの試験片２１に入射音波
として入射する。４個のマイクロホン３０、３１が試験
管１０内に配置されており、そのうちの２個のマイクロ
ホン３０はスピーカー２０と遮音材Ｂの試験片２２との
間に配置され、残り２個のマイクロホン３１は遮音材Ｂ
の試験片２２と吸音材Ａの試験片２１との間に配置され
る。前記マイクロホン３０は、前記試験片２２への入射
音波と、前記試験片２２からの反射音波との、夫々の音
圧を検出する。また、前記マイクロホン３１は、前記試
験片２２を透過した透過音波、即ち前記吸音材Ａの試験
片２１への入射音波と、前記試験片２１からの反射音波
との、夫々の音圧を検出する。コンピュータ４０は、ス
ピーカー２０に音響信号を送出し、各マイクロホン３
０、３１で検出した音波信号の音圧が、音圧データとし
て前記コンピュータ４０に入力される。演算部４６で
は、前記マイクロホン３０、３１から入力された音圧デ
ータを、各音波に分離して音圧スペクトルを求め、夫々
の音圧信号の間における周波数別音圧数値差から、前記
遮音材Ｂの遮音性能と前記吸音材Ａの吸音性能とを演算
し測定するのである。

【００２１】特に、本発明によれば、自身の備えるコン
ピュータ４０で吸音性能と遮音性能とを、周波数分析機
の様な他の計測装備を用いることなく、同時に演算でき
る。このためのコンピュータ４０の構成について説明す
ると、図３に示すように、コンピュータ４０は音波発生
部４１を備えている。音波発生部４１で生成した音波波
形は、デジタル増幅部４２により増幅した後、サウンド
カード４３で音響信号に変換され、スピーカー２０に向
けて送出される。前記スピーカー２０は、入力される音
響信号によって試験管１０内で一端側に向けて音波信号
を出力する。前記試験管１０内で前記スピーカー２０と
遮音材Ｂの試験片２２との間に配置されたマイクロホン
３０は、前記スピーカー２０から出力される音波を、前
記試験片２２への入射音波として、また、前記入射音波
が前記試験片２２により反射された音波を反射音波とし
て、夫々の音圧を検出する。また、前記試験片２２と吸
音材Ａの試験片２１との間に配置されたマイクロホン３
１は、前記試験片２２を透過した音波を、前記試験片２
２に対する透過音波として、また同時に、前記試験片２
１への入射音波として、さらに、その入射音波が前記試
験片２１により反射された音波を、前記試験片２１の反
射音波として、夫々の音圧を検出する。

【００２２】一方、マイクロホン３０、３１で検出され
た音圧はアナログデータであるため、このアナログデー
タをデジタルデータに変換するアナログ／デジタル変換
部４４をコンピュータ４０に設けてある。アナログ／デ
ジタル変換部４４で変換された後のデジタルデータは、
入射音波の音圧と反射音波の音圧とが重畳した音圧デー
タである。このうちの前記マイクロホン３０からの重畳
した音圧データは、データ分離部４５で、試験片２２へ
の入射音波の音圧データと試験片２２からの反射音波の
音圧データとに分離し、前記マイクロホン３１からの重
畳した音圧データは、前記試験片２２からの透過音波、
即ち試験片２１への入射音波の音圧データと前記試験片
２１からの反射音波の音圧データとに分離する。ここ
で、データ分離部４５で入射音波の音圧と反射音波の音
圧とに音圧データを分離する技術は色んな学術論文に発
表されており、本発明ではそれら公知の技術を吸音性能
と遮音性能の測定に応用する。上記のように分離した音
圧データを入力して演算部４６で演算し、入射音波及び
透過音波、反射音波の音圧スペクトルを求め、求めた夫
々の音圧スペクトルの周波数別音圧数値差から吸音性能
と遮音性能とを演算して測定するのである。

【００２３】以下、上記の通り構成された本実施例によ
る性能テスト装置で吸音性能と遮音性能をテストする動
作を詳細に説明する。

【００２４】音波発生部４１で生成した音波波形は、デ
ジタル増幅部４２により増幅された後、サウンドカード
４３で音響信号に変換されてスピーカー２０に送出され
る。スピーカー２０から出力された音波信号は、先ず遮
音材Ｂの試験片２２に入射されるが、この入射音波の音
圧が前方に配置された２個のマイクロホン３０により検
出される。遮音材Ｂの試験片２２への入射音波の一部は
試験片２２により遮断され、残りの音波が透過音波とし
て遮音材Ｂの試験片２２を透過する。この試験片２２を
透過した透過音波が後方、即ち一端側に配置された２個
のマイクロホン３１により検出される。マイクロホン３
０で検出された入射音波とマイクロホン３１で検出され
た透過音波の音圧が音圧信号としてコンピュータ４０に
入力されて処理される。

【００２５】一方、透過音波は吸音材Ａの試験片２１に
入射されるので、この透過音波は吸音材Ａの試験片２１
に対しては入射音波となる。前記試験片２１に入射した
入射音波中の一部は吸音材Ａの試験片２１に吸収され、
残りが反射される。反射した反射音波の音圧もマイクロ
ホン３１で検出され、同様に音圧信号としてコンピュー
タ４０に入力される。

【００２６】各マイクロホン３０、３１からの音圧信号
はアナログ／デジタル変換部４４によりデジタルデータ
に変換される。前記マイクロホン３０からの音圧信号
は、デジタルデータに変換された後、データ分離部４５
で遮音材Ｂの試験片２２への入射音波の音圧データと前
記試験片２２からの反射音波の音圧データとに分離さ
れ、前記マイクロホン３１からの音圧信号は、同様にデ
ジタルデータに変換された後、前記試験片２２からの透
過音波の音圧データと吸音材Ａの試験片２１からの反射
音波の音圧データとに分離される。前記試験片２２に関
する入射音波と透過音波の音圧に該当する音圧データを
演算部４６で演算処理すれば、入射音波と透過音波の音
圧スペクトルが求められる。求めた音圧スペクトルの中
で、対応する音波周波数の前記遮音材Ｂの試験片２２へ
の入射音波と前記試験片２２を透過した透過音波との間
の音圧差により遮音材Ｂの試験片２２の遮音性能を測定
する。

【００２７】一方、前記マイクロホン３１からの音圧信
号に基づく音圧データを前記データ分離部４５で分離し
た後の前記試験片２２からの透過音波を前記試験片２１
への入射音波とし、その音圧データと、前記試験片２１
からの反射音波の音圧データを前記演算部４６で演算処
理し、前記試験片２１への入射音波と前記試験片２１か
らの反射音波との間の音圧差により吸音材Ａの試験片２
１の吸音性能を測定する。尚、前記マイクロホン３０か
らの音圧信号を基に分離した後の前記試験片２２への入
射音波の音圧データと、前記試験片２２からの反射音波
の音圧データと、前記マイクロホン３１からの音圧信号
を基に分離した後の前記試験片２２からの透過音波の音
圧データとから、前記遮音材Ｂの試験片２２の吸音性能
を測定することもできる。

【００２８】つまり、本発明に係る吸音／遮音の性能テ
スト装置によれば、吸音材Ａの吸音性能と遮音材Ｂの遮
音性能とを同時に測定できるだけでなく、前記遮音材Ｂ
の吸音性能も同時に測定できるのである。

【００２９】ところで、上述の吸音／遮音の性能テスト
装置を用いて吸音材だけの吸音性能をテストする場合に
は、図４に示すように遮音材Ｂの試験片２２は、試験管
１０から除去し、或いはこれを配置せず、着脱自在に選
択的に配置された２個のマイクロホン３０も撤去し、或
いはこれを用いることなく、吸音材Ａの試験片２１に対
する入射音波と反射音波との音圧データを演算処理すれ
ば、吸音材Ａの試験片２１の吸音性能のみを測定するこ
ともできる。また、マイクロホン３０、３１を共に用い
て、遮音材Ｂだけの性能テストを行うことも可能であ
る。この場合、前記吸音材Ａの試験片２１に代えて、吸
音材Ａを配置してあることが好ましい。前記マイクロホ
ン３１からの音圧信号に関しても、上述と同様に前記遮
音材Ｂの試験片２２からの透過音波と前記吸音材Ａから
の反射音波とに分離して、前記遮音材Ｂへの入射音波の
音圧データと前記遮音材Ｂからの透過音波の音圧データ
とを基に前記試験片２２の遮音性能を測定すればよい。

【００３０】また、コンピュータ４０の構成も図３に示
した例に限るものではなく、マイクロホン３０、３１か
らの音圧信号を処理して試験片の吸音性能或いは遮音性
能を出力するようにプログラムしたものであればよい。
前記コンピュータ４０に記憶させるプログラムは、前記
マイクロホン３０、３１が共に１個宛であってもよいよ
うに構成することも可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によって、
遮音材及び吸音材に入射される音波に関する音圧データ
が、コンピュータで直接処理でき、試験片の吸音性能と
遮音性能が同時に測定できる。従って、遮音材や防音材
の吸音性能と遮音性能のテストに要する時間と手間を低
減でき、且つ、そのためのコストを画期的に低減できる
ようになった。

【００３２】尚、本発明は、本実施例に限られるもので
はない。本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で多様に変
更実施することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の吸音性能テスト装置の構成説明図

【図２】本発明に係る吸音／遮音の性能テスト装置の一
例を示す構成説明図

【図３】コンピュータの構成を示すブロック図

【図４】吸音性能のみをテストする場合における吸音／
遮音の性能テスト装置の使用例を示す構成説明図

【符号の説明】

１０ 試験管 ２０ スピーカー ２１ 吸音材の試験片 ２２ 遮音材の試験片 ３０、３１ マイクロホン ４０ コンピュータ ４１ 音波発生部 ４５ データ分離部 ４６ 演算部 Ａ 吸音材 Ｂ 遮音材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端側に吸音材の試験片が配置され、中
   間部に遮音材の試験片が選択的に配置されるように構成
   した試験管に、 前記試験管の他端側に配置され、前記試験管内に音波を
   出力するスピーカーを備えると共に、 前記試験管内に配置され、前記スピーカーから出力され
   て前記選択的に配置される遮音材の試験片に入射される
   入射音波の音圧を測定可能で且つ着脱自在なマイクロホ
   ンを備え、 前記選択的に配置される遮音材の試験片を透過する透過
   音波と、前記スピーカーから直接に前記吸音材の試験片
   に入射される入射音波の音圧とのうち何れか一方と、前
   記吸音材の試験片から反射された反射音波の音圧とを測
   定可能なマイクロホンを備え、 前記マイクロホンで検出された音圧を基に、前記試験片
   の吸音性能と遮音性能の少なくとも何れか一方を演算す
   るコンピュータを備える吸音／遮音の性能テスト装置。
2. 【請求項２】 前記コンピュータに、前記スピーカーか
   ら出力する音波信号を生成する音波発生部と、前記マイ
   クロホンからの音圧信号を透過音波用と反射音波用とに
   各々分離するデータ分離部と、前記データ分離部で分離
   した音圧データを基に、前記入射音波及び、透過音波、
   反射音波の音圧スペクトルを求めて、相互間の周波数別
   音圧数値差により吸音性能または遮音性能を演算する演
   算部とを設けてある請求項１に記載の吸音／遮音の性能
   テスト装置。