JP2004286808A - 吸音構造体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】例えば水槽外箱51における吸音壁52を構成するもので、一部が開放され且つ吸音用媒質Wが充填された共鳴空間13を形成する共鳴空間形成体11と、この共鳴空間形成体11に開放部を塞いで設けられた音響抵抗体である多孔質体12とを具備し、共鳴空間形成体11により形成された共鳴空間13が複数並べて設けられ、これら各共鳴空間13に形成された開放部は夫々多孔質体12で塞がれている。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば無響水槽の吸音壁を構成する吸音構造体に関する。
【0002】
【従来の技術】
吸音水槽は、各内面部が吸音率が充分高い吸音構造体で作られた内部空間で測定空間内と測定周波数範囲で自由音場を形成することができるもので、水中における種々の吸音実験に用いられている。
【0003】
従来の無響水槽は、水槽外箱の内部に吸音構造体として複数の楔状吸音体を並べて吸音壁を構成している(例えば非特許文献1参照)。この楔状吸音体は木やゴムを材料として形成されたものである。そして、各楔状吸音体は水槽外箱の壁面に対して直角な方向に沿って配置して複数並べて設けられて吸音壁を構成している。無響水槽は楔状吸音体により形成される吸音壁で囲まれた部分に内部空間を形作っている。
【0004】
このように無響水槽の吸音壁を楔状吸音体で構成することは,水槽内に入射した音波を楔状吸音体で囲まれた内部空間で複数回反射させ、音波のエネルギーを吸収して無反射の状態にするためである。
【0005】
【非特許文献1】
日本造船学会誌 第737号(平成2年11月) 第29頁ないし第34頁 「防衛庁技術研究本部第1研究所の無響水槽について」 堤 厚博著
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の無響水槽の吸音壁を構成する楔状吸音体は、先端部に向けて細くな楔状部を設けるために全体として楔状部の長さが大きな箱体となる。そして、従来の無響水槽はこの長い楔状吸音体を外箱の壁面から直角な方向に延び出るようにして配列されて吸音壁を構成している。このため、従来の無響水槽では、水槽外箱の内容積全体のうち楔状吸音体で構成する吸音壁が占める割合が高く、この吸音壁で囲まれる内部空間が占める割合が小さい。特に楔状吸音体が吸収する音波の周波数帯域を低周波まで含めると、低周波数の音波の波長が長くなるために、楔状吸音体の大型化が避けられない。
【0007】
このため、水槽外箱の内部を室内空間として効果的に広く使用することができず、室内空間の容積の大きさに比較して水槽壁体が大型化するという問題がある。
【0008】
本発明は、吸音効果を維持しつつ薄型化を図った吸音構造体を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明の吸音構造体は、一部が開放され且つ吸音用媒質が充填された共鳴空間を形成する共鳴空間形成体と、この共鳴空間形成体に前記開放部を塞いで設けられた音響抵抗体とを具備することを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態について図1ないし図3を参照して説明する。この実施の形態は無響水槽に設ける吸音構造体を対象するもので、且つ水槽外箱の内部に吸音構造体を単層にして設けて吸音壁を構成した場合を対象にしている。
【0011】
図1はこの実施の形態における吸音構造体を備えた無響水槽を示す断面図である。図1において51は無響水槽の外部を形作る水槽外箱で、この水槽外箱1は例えばコンクリートにより形成されている。水槽外箱51は例えば直方体の箱形をなすとともに上面部が開放されており、周囲側面を形成する垂直な4個の側面壁51aと水平な底面壁51bで構成されている。この水槽外箱51の内部は後述するように複数の吸音構造体1より構成された吸音壁52で囲まれた室内空間に水Wが充填されている。
【0012】
この水槽外箱51の内部には吸音構造体1が配設され、この吸音構造体1で単層構造をなす吸音壁52を構成している。吸音構造体1は水槽外箱51の側面壁体51aと水平な底面壁体51bの内面に夫々直接重ねて配設されている。
【0013】
図2は吸音構造体を拡大して示す断面図、図3は吸音構造体を切欠して示す斜視図である。この吸音構造体1は、一部が開放された共鳴空間を形成する共鳴空間形成体と、この共鳴空間形成体に開放部を塞いで設けられた音響抵抗体とを有している。共鳴空間は吸音用媒質が充填されて、外部から入ってくる音波のエネルギーを吸収するとともに音波の周波数に応じて共鳴現象を発生させて音波のエネルギーを減少させるものである。音響抵抗体は音波が通過する際にその音波のエネルギーを減少させるものである。
【0014】
この実施の形態は、板材からなる共鳴空間形成体を格子状に組み合せて複数の共鳴空間を並べて形成し、これら各共鳴空間に形成された開放部を夫々前記音響抵抗体で塞いだ構成を対象としている。また、この実施の形態は相対的に容積が大きい複数の共鳴空間と相対的に容積が小さい複数の共鳴空間と組み合せたものである。共鳴空間形成体として共鳴空間形成体11を用い、音響抵抗体として多孔質体12を用いている。
【0015】
共鳴空間形成体11は、耐食性に優れたアルミニウムなどの金属、または耐食処理された金属、あるいは耐食性に優れた合成樹脂材料により形成され、水槽外箱51の側面壁51aの縦および横寸法に相当する長さを有する帯形をなしている。水槽外箱51の側面壁51aの内面には複数の共鳴空間形成体11が上下方向に沿って平行に並べて配置されるとともに水平方向に沿って平行に並べて配置され、全体として複数の共鳴空間形成体11が格子状に並べて配置されている。各共鳴空間形成体11はその板面が側面壁51aの内面に対して直角に位置するように向きが設定されて該内面に当接されている。これにより側面壁51aの内面全体に上下、水平方向に仕切られた四角形をなす複数の共鳴空間13が格子状に並べて形成される。これら各共鳴空間13は吸音構造体1が必要とする固有振動数に応じた大きさの内部容積を有しており、水槽外箱51の側面壁51aの内面に面した一側面がこの内面により塞がれ、水槽外箱51の内部に面する他側面が開放される。
【0016】
また、共鳴空間形成体11は水槽外箱51の底面壁51bの縦および横寸法に相当する長さを有する帯形をなしている。水槽外箱51の底面壁51bの内面には複数の共鳴空間形成体11が左右方向に沿って平行に並べて配置されるとともに前後方向に沿って平行に並べて配置され、全体として複数の共鳴空間形成体11が格子状に並べて配置されている。各共鳴空間形成体11はその板面が底面壁51bの内面に対して直角に位置するように向きが設定されて該内面に当接されている。これにより底面壁51bの内面全体に左右、前後方向に仕切られた四角形をなす複数の共鳴空間13が格子状に並べて形成される。これら各共鳴空間13は吸音構造体1が必要とする固有振動数に応じた大きさの内部容積を有しており、水槽外箱51の底面壁51bの内面に面した一側面がこの内面により塞がれ、水槽外箱51の内部に面する他側面が開放される。
【0017】
水槽外箱51の側面壁51aおよび底面壁51b上で複数の共鳴空間3を並べて設けるのは、第1に外部から入ってくる音波を効果的に吸収する固有振動数を設定するためである。共鳴空間13の固有振動数はその空間の容積の大きさに応じて固有振動数が設定される。第2に共鳴空間形成体11で多孔質体12を確実に取り付けるためである。
【0018】
多孔質体12は一面から他面に連続する気孔を有するものである。多孔質体としてはセラミックス、焼結金属などが挙げられる。多孔質体としては共鳴空間形成体11で支持することを考慮して軽量性も考慮する。多孔質体12は水槽外箱51の側面壁51aおよび底面壁51bの大きさに相当する大きさを有する四角形をなし、適宜な厚さを有する板材である。多孔質体12を形成する多孔質体の気孔率および多孔質体12の厚さは音響抵抗体として通過する音波のエネルギーを減少させることを考慮して設定する。
【0019】
多孔質体12は水槽外箱51の側面壁51aに配設した複数の共鳴空間形成体11の他側面(外箱内部空間に面する面)の全体を覆うようにその側方に垂直に配置され、共鳴空間形成体11に面する面が各共鳴空間形成体11の縁に当接される。これにより側面壁51a上で各共鳴空間形成体11により形成される各共鳴空間13は多孔質体12により塞がれる。また、多孔質体12は水槽外箱51の底面壁51bに配設した複数の共鳴空間形成体11の他側面全体を覆うようにその上方に水平に配置され、共鳴空間形成体11に面する面が各共鳴空間形成体11の縁に当接される。これにより側面壁51a上で各共鳴空間形成体11により形成される各共鳴空間13は多孔質体12により塞がれる。
【0020】
この吸音構造体1の固有振動数は共鳴空間形成体11が形成する共鳴空間13の容積の大きさに応じて設定されている。言換えれば、吸音構造体1共鳴空間13の容積の大きさは吸音構造体1が必要とする固有振動数の値に応じて設定される。吸音構造体1の共鳴空間13と吸音構造体2の共鳴空間13の内部には、吸音用媒質として水Wが充填されている。水を共鳴空間に充填する時期は、例えば吸音構造体1を水槽外箱51の各壁51a、51bに取り付ける時である。
【0021】
この吸音構造体1は、生産工場で共鳴空間形成体1と多孔質体12とを一体に組立てた製品として製造し、この製品を水槽外箱51の壁に取り付けることができる。この場合、共鳴空間形成体1と多孔質体12とを適宜な手段で固定し、且つ製品を水槽外箱51の壁に適宜な手段で取り付ける。また、共鳴空間形成体1と多孔質体12を個別に製造し、水槽外箱51において現場施工で順次取り付けることもできる。この場合、共鳴空間形成体1と多孔質体12とを適宜な手段で水槽外箱51の壁に適宜な手段で取り付ける。
【0022】
なお、この実施の形態では、吸音構造体1を水槽外箱51の各壁51a、51b毎に夫々その壁面全体に相当する大きさを有する構成としているが、これに限定されず各壁51a、51b毎に夫々小形の吸音構造体1を複数個並べてその壁面を埋める構成としても良い。
【0023】
そして、この吸音構造体1により吸音壁52を形成し、この吸音壁52で囲まれた水槽外箱51の内部空間に水Wを充填する。吸音壁52を構成する吸音構造体1の多孔質体12は外箱内部側に位置するので、内部空間に充填した水Wに接触する。
【0024】
この吸音構造体1からなる吸音壁52の作用について説明する。
水槽外箱51の内部空間で発生した音波は水中を伝播して、水槽外箱51の吸音壁52を構成する吸音構造体1の多孔質体12の他側面(外箱内部空間に面する面)に到達する。音波は多孔質体12の外面から多孔質体12の内部に存在する連続した気孔を通り一側面(共鳴空間13に面した面)に達して気孔から出る。このように音波が多孔質体12の内部の気孔を通過することにより、多孔質体12の存在が抵抗となって音波が有するエネルギーが消費されて減少する。
【0025】
次いで、多孔質体12を通過した音波は各共鳴空間形成体11と水槽外箱51の壁と多孔質体12で囲まれた共鳴空間13に入り、この共鳴空間13に充填されている水Wに伝播する。共鳴空間13に充填されている水Wおよび共鳴空間形成体11は音波により振動される。このため、音波のエネルギーが消費されて減少する。音波の周波数が共鳴空間13を形成する共鳴空間形成体11の固有振動数と一致する場合には、共鳴空間形成体11が共鳴現象を起こして固有振動数で大きく振動する。このため、音波のエネルギーが大きく消費して減少する。
【0026】
次いで、音波は共鳴空間13の内部で反射し、再び多孔質体12の一側面から連続気泡を通り他側面より水槽外箱51の内部空間の水Wの中に出る。音波は多孔質体12の気孔を通過することによりさらにエネルギーが減少する。
【0027】
さらに、音波は水槽外箱51の内部空間に充填されている水中を伝播して、水槽外箱51の吸収壁を形成する吸音構造体1の他の部分へ進む。音波はこの吸音構造体1の部分でも前述した作用と同様な作用によりエネルギーが大きく減少する。
【0028】
このようにして音波は水槽外箱51の水中で伝播して吸収壁52を形成する各吸音構造体1の各所で複数回反射することにより、エネルギーが順次吸収される。このように各内面部が吸音率が充分高い吸音構造体で作られた室内空間で測定空間内と測定周波数範囲で自由音場を形成することができるもので、水中における種々の水中音響実験に用いられている。
【0029】
この実施の形態の吸音構造体1は前述したように共鳴空間と多孔質体とを組み合せることにより良好な吸音効果を発揮できる。また、吸音構造体1は板状をなす共鳴空間形成体を格子状に組み合せて共鳴空間を形成することにより、従来の吸音構造体である楔状吸音体と比較すると、同じ吸音効果を得る場合に、その吸音構造体高さを従来の楔状吸音体の長さに比較して短くでき、この結果薄型化を図ることができる。さらに、板状をなす共鳴空間形成体を格子状に組み合せて複数の共鳴空間を並べて形成することにより、簡素な構成で共鳴空間の作用を高めて吸音効果を高めることができる。従って、この実施の形態の吸音構造体1を用いて無響水槽の吸音壁を構成すると、優れた吸音効果を確保しつつ吸音壁を薄型にして、吸音壁で囲まれる無響水槽の内部空間を広くとることができる。
【0030】
第2の実施の形態について図4を参照して説明する。図4はこの実施の形態における吸音構造体を備えた無響水槽を示す断面図で、図1と同じ部分は同じ符号を付して示している。この実施の形態は、第1の実施の形態における水槽外箱51の上面開放部を蓋体53で覆ったものである。蓋体53は例えば水槽外箱51と同様にコンクリートで形成され、内部には複数の吸音構造体1により吸音壁52が設けられている。この構成により水槽の六面全体を吸音壁にすることができる。
【0031】
第3の実施の形態について図5および図6を参照して説明する。図5はこの実施の形態における吸音構造体を備えた無響水槽を示す断面図、図6は吸音構造体を拡大して示す断面図である。
【0032】
この実施の形態は無響水槽に設ける吸音構造体を対象にしたもので、且つ水槽外箱の内部に吸音構造体を複数層にして設けて吸音壁を構成した場合を対象にしており、前述した第1の実施の形態において吸音構造体1の外側(水槽外箱の内部側)にこれとは異なる固有振動数を有する吸音構造体2を設けたものである。すなわち、この実施の形態は、相対的に容積が大きい複数の分割された共鳴空間と相対的に容積が小さい複数の分割された共鳴空間と組み合せたものである。この実施の形態は吸音構造体2を設ける以外は第1の実施の形態と同じ構成をなしている。
【0033】
吸音構造体2は、共鳴空間形成体として共鳴空間形成体21が用いられ、音響抵抗体として多孔質体22が用いられている。これら共鳴空間形成体21と多孔質体22は吸音構造体1の共鳴空間形成体11と多孔質体12と同様なものである。
【0034】
水槽外箱51の側面壁51aと底面壁51bの各内面に夫々前述した吸音構造体1が設けられ、さらにこの吸音構造体1の内側に重ねて吸音構造体2が設けられて2段構成をなす吸音壁52が構成されている。
【0035】
水槽外箱51の側面壁51aに設けられた吸音構造体1の多孔質体12の外面(水槽外箱の内部空間に面した面)には、共鳴空間形成体11と同様の形状をなす複数の共鳴空間形成体21が適宜な間隔を存し水平方向および垂直方向に平行に並べて格子状に組み合せて配置され、これら共鳴空間形成体21の組み合せにより複数の共鳴空間23が形成されている。また、水槽外箱51の底面壁51bに設けられた吸音構造体1の多孔質体12に外面には、共鳴空間形成体11と同様の形状をなす複数の共鳴空間形成体21が適宜な間隔を存して夫々格子状に組み合せて配設され、これら共鳴空間形成体21の組み合せにより複数の共鳴空間23が形成されている。これら各共鳴空間形成体21は夫々多孔質体12に当接している。これら各共鳴空間23は一側面が吸音構造体1の多孔質体12に面して閉塞され、他側面が開放される。
【0036】
水槽外箱51の各側面壁51aに設けられた吸音構造体1に重ねて配設された各共鳴空間形成体21全体の外側には多孔質体22が垂直に配設され、この多孔質体22は各共鳴空間形成体21により形成された各共鳴空間23の開放部を塞いでいる。水槽外箱51の底面壁51bに設けられた吸音構造体1に重ねて配置された各共鳴空間形成体21全体の内側には多孔質体22が水平に配設され、この多孔質体22は各共鳴空間形成体21により形成された各共鳴空間23の開放部を塞いでいる。
【0037】
各共鳴空間形成体21は適宜な手段により吸音構造体1や水槽外箱51の壁などに取り付けられ、多孔質体22は適宜な手段により共鳴空間形成体21や水槽外箱51の壁などに取り付けられている。
【0038】
この吸音構造体2は共鳴空間形成体21が形成する共鳴空間23の容積の大きさに応じて固有振動数が設定される。言換えれば、吸音構造体2の共鳴空間23の容積の大きさは吸音構造体2が必要とする固有振動数の大きさに応じて設定されている。なお、吸音構造体2の固有振動数は吸音構造体1の固有振動数よりも低く設定しても良い。
【0039】
ここでは吸音構造体2の共鳴空間23は吸音構造体1の共鳴空間13に比較して小さく仕切られて小さな容積に設定されている。共鳴空間は内容積が小さくなるに従い固有振動数が高くなっていく。このため、吸音構造体2の固有振動数は吸音構造体1の固有振動数に比較して高い値である。例えば吸音構造体1の固有振動数を1KHzとし、吸音構造体2の固有振動数を10KHzとする。
【0040】
吸音構造体1の共鳴空間13と吸音構造体2の共鳴空間23の内部には、共鳴媒質として水Wが充填されている。
【0041】
このように吸音構造体2と吸音構造体1を水槽外箱51の内部に内外側に重ねて設けて吸音壁52を形成し、この吸音壁52で囲まれた水槽外箱51の内部空間に水Wを充填する。吸音壁52を構成する吸音構造体2の多孔質体22は外箱内部側に位置するので、内部空間に充填した水Wに接触する。
【0042】
このように構成された吸音壁52の作用について説明する。水槽外箱51の内部空間で発生した音波は水中を伝播して、水槽外箱51の吸音壁52の外側部を構成する吸音構造体2の多孔質体22の内部を通過する。次いで、音波は多孔質体22と各共鳴空間形成体21と吸音構造体1の多孔質体12で囲まれた共鳴空間23に入り、この共鳴空間23に充填されている水Wに伝播する。
【0043】
ここで、音波が多孔質体22の内部の気孔を通過することにより音波のエネルギーが減少する。また、音波が共鳴空間23に充填されている水Wを振動することによりエネルギーを消費する。特に音波の周波数が共鳴空間23の固有振動数10KHZと一致する場合には、共鳴空間形成体11が共鳴現象を起こして最大に振動して音波のエネルギーが最大に消費されて大きく減少する。
【0044】
次いで、音波は吸音壁52の外側部を構成する吸音構造体1の多孔質体12の内部を通過して共鳴空間13に入り、共鳴空間23に充填されている水Wに伝播する。
【0045】
ここで、音波が多孔質体12の内部の気孔を通過することにより音波のエネルギーが減少する。また、音波が共鳴空間13に充填されている水Wを振動することによりエネルギーを消費する。特に音波の周波数が共鳴空間13の固有振動数1KHZと一致する場合には、共鳴空間形成体11が共鳴現象を起こして最大に振動して音波のエネルギーが最大に消費されて大きく減少する。
【0046】
このように音波は吸音構造体2を通過し、次に吸音構造体1を通過してエネルギーを消費して減少し、さらに周波数が10KHZの音波は吸音構造体2で共鳴現象を起こしてエネルギーが大きく減少するとともに、周波数が1KHZの音波は吸音構造体1で共鳴現象を起こしてエネルギーが大きく減少する。このため吸音壁により吸音する周波数の範囲が拡大して吸音効果が広帯域化する。
【0047】
さらに、音波は吸音構造体1、2逆に通過して水槽外箱51の内部空間に入れられている水中に出る。そして、音波は水槽外箱51の水中で伝播して吸収壁52を形成する吸音構造体1、2の各所で複数回反射してエネルギーが順次吸収される。
【0048】
なお、この実施の形態では固有振動数1KHZの吸音構造体と固有振動数10KHZの吸音構造体とを組み合せているが、これに限定されず他の周波数の組み合わせでも良い。また、吸音構造体を2層に重ねて設けることに限定されず、適宜な固有振動数を有する吸音構造体を3層以上設けて吸音壁を構成して、さらに吸音効果の広帯域化を図るようにしても良い。
【0049】
この実施の形態では、大きさが異なる瓶形の共鳴空間形成体を組み合せることにより、容易に吸音効果の広帯域化を図ることができる。従って、この実施の形態の吸音構造体1,2を用いて無響水槽の吸音壁を構成すると、優れた吸音効果を確保しつつ吸音壁を薄型にして、吸音壁で囲まれる無響水槽の内部空間を広くとることができる。
【0050】
第4の実施の形態について図7を参照にして説明する。
この実施の形態の吸音構造体は、無響水槽の吸音壁を構成するものであって、瓶形をなす複数の共鳴空間形成体を並べて複数の共鳴空間を形成し、これら共鳴空間形成体に形成された開放部を夫々音響抵抗体で塞いだ構成を対象にするものである。また、この実施の形態は相対的に容積が大きい複数の分割され共鳴空間と相対的に容積が小さい複数の分割された共鳴空間と組み合せたものである。また、この実施の形態は相対的に容積が大きい複数の分割され共鳴空間と相対的に容積が小さい複数の分割された共鳴空間と組み合せたものである。図7(a)はこの吸音構造体を示す正面図、図7(b)は図7(a)のZ−Z線に沿う断面図である。
【0051】
この実施の形態における吸音構造体3は、共鳴空間形成体31、32と多孔質体33を有している。共鳴空間形成体31、32は断面円形の瓶形をなすもので、内部に共鳴空間31a、32aを形成し、一端部中心に先端が開放された首部を形成している。共鳴空間形成体31、32は金属、合成樹脂、ガラス、陶磁器などの材料により形成されている。共鳴空間形成体31は共鳴空間形成体32に比較して大形のもの、すなわち直径および長さが大きいもので、例えば固有振動数が1KHzとなるように共鳴空間31aの容積の大きさを設定している。共鳴空間形成体32は共鳴空間形成体31に比較して小形のものであって、例えば固有振動数が10KHzとなるように共鳴空間32aの容積の大きさを設定している。また、共鳴空間形成体31、32の各首部の先端開放部は栓状をなす例えば板状をなす多孔質体33を取り付けて塞ぐ。
【0052】
共鳴空間形成体31、32は水槽外箱51の側面壁51aと底面壁51bの内面に沿って配置されて吸音壁52を構成する。共鳴空間形成体31と共鳴空間形成体32は、その軸線が壁内面に対して直角で、且つ共鳴空間形成体31の首部先端と共鳴空間形成体32の首部先端が壁内面から同じ距離となるように配置する。また、各共鳴空間形成体31は共鳴空間形成体31の首部の周囲に並ぶように配置する。このように共鳴空間形成体31、32を配置すると、音波を均等な条件で受けて効果的な吸音効果を得ることができる。共鳴空間形成体31、32の共鳴空間31a、32aの内部には、水槽外箱51に入れた水Wが媒質として充填される。
【0053】
そして、水槽外箱51内部の水を伝播した音波は各共鳴空間形成体31、32毎に多孔質体33を通過して共鳴空間31a、32aの内部の水Wに伝播することによりエネルギーが消費されて減少する。音波の周波数が1KHzの場合には共鳴空間形成体31が共鳴して最大に振動し、音波の周波数が10KHzの場合には共鳴空間形成体32が共鳴して最大に振動し、夫々音波のエネルギーの減少量が増大する。音波は水槽外箱51の水中で伝播して吸音構造体3で構成された吸収壁52の各所で複数回反射することにより、エネルギーが順次吸収される。
【0054】
この実施の形態の吸音構造体3は前述したように共鳴空間と多孔質体とを組み合せることにより良好な吸音効果を発揮できる。また、吸音構造体3は共鳴空間を形成する瓶形をなす共鳴空間形成体を用いることにより、従来の吸音構造体である楔状吸音体と比較すると、同じ吸音効果を得る場合に、その吸音構造体長さを従来の楔状吸音体の長さに比較して短く薄型化を図ることができる。また、大きさが異なる瓶形の共鳴空間形成体を組み合せることにより、容易に吸音効果の広帯域化を図ることができる。従って、この実施の形態の吸音構造体3を用いて無響水槽の吸音壁を構成すると、優れた吸音効果を確保しつつ吸音壁を薄型にして、吸音壁で囲まれる無響水槽の内部空間を広くとることができる。
【0055】
第5の実施の形態について図8を参照して説明する。
この実施の形態の吸音構造体は、無響水槽の吸音壁を構成するものであって、両端を閉塞した筒体からなる共鳴空間形成体の壁に外部へ突出して先端が開放された複数の共鳴突出部を形成し、これら共鳴突出部によって複数の分割された共鳴空間を形成し、これら各共鳴突出部に形成された開放部を夫々音響抵抗体で塞いだ構成を対象とするものである。また、この実施の形態は相対的に容積が大きい複数の分割され共鳴空間と相対的に容積が小さい複数の分割された共鳴空間と組み合せたものである。図8(a)はこの吸音構造体を示す正面図、図8(b)は側面図、図8(c)は一部切欠して示す平面図である。
【0056】
この実施の形態の吸音構造体4は共鳴空間形成体41を有しており、この共鳴空間形成体41は両端を閉塞した円筒形をなすもので、内部に共鳴空間42が形成されている。この共鳴空間形成体41の周壁部には中心軸上に長さ方向に間隔を存して複数個、例えば2個の共鳴突出部43、44が設けられ、共鳴空間形成体41の直径方向に沿って外部へ延び出ている。共鳴突出部43は全体が均一な直径を有する円筒をなすとともにその先端が開放されている。共鳴突出部44は基部が例えば共鳴突出部43とほぼ同じ直径の円筒をなすとともに先端部に首部が形成され、その首部の先端は開放されている。共鳴突出部43、44はその内部で共鳴空間42に連通する共鳴空間を形成しており、共鳴突出部43は固有周波数が1KHzであり、共鳴突出部44は固有周波数が10KHzである。各共鳴突出部43,44の先端の開放部には夫々例えば栓状をなす多孔質体45を取り付けて塞ぐ。
【0057】
この吸音構造体4は水槽外箱51の側面壁51aと底面壁51bの内面に沿って配置されて吸音壁52を構成する。各共鳴突出部43、44は水槽外箱51の内側空間部に向ける。共鳴空間形成体41の共鳴空間42および各共鳴突出部43,44の内部には、水槽外箱51に入れた水Wが媒質として充填される。
【0058】
そして、水槽外箱51内部の水を伝播した音波は多孔質体45を通過して共鳴空間形成体41の各共鳴突出部43、44の内部の共鳴空間に入り、さらに共鳴空間42の内部の水に伝播することによりエネルギーが消費されて減少する。音波の周波数が1KHzの場合には共鳴空間形成体41の共鳴突出部43が共鳴して最大に振動し、音波の周波数が10KHzの場合には共鳴突出部44が共鳴して最大に振動して、夫々音波のエネルギーの減少量が増大する。音波は水槽外箱51の水中で伝播して吸音構造体4で構成された吸収壁52の各所で複数回反射することによりエネルギーが順次吸収される。
【0059】
この実施の形態の吸音構造体4は前述したように共鳴空間と多孔質体とを組み合せることにより良好な吸音効果を発揮できる。また、吸音構造体4は共鳴空間を形成する筒形をなす共鳴空間形成体41に複数の共鳴突出部43、44を設けた構成で、従来の吸音構造体である楔状吸音体と比較すると、同じ吸音効果を得る場合に、その吸音構造体長さを従来の楔状吸音体の長さに比較して短く薄型化を図ることができる。また、大きさが異なる複数の共鳴突出部を組み合せることにより、容易に吸音効果の広帯域化を図ることができる。従って、この実施の形態の吸音構造体4を用いて無響水槽の吸音壁を構成すると、優れた吸音効果を確保しつつ吸音壁を薄型にして、吸音壁で囲まれる無響水槽の内部空間を広くとることができる。
【0060】
なお、本発明は前述した実施の形態に限定されず、種々変形して実施することができる。例えば、前述した実施の形態は吸音構造体を水中に設ける無響水槽に用いる例であるが、本発明の吸音構造体はこれに限定されず通常地上で用いる無響室の吸音壁を構成する場合にも適用できる。また、音響抵抗体は多孔質体に限定されず、植物繊維や動物繊維からなる布などの他のものを用いることも可能である。
【0061】
【発明の効果】
本発明の吸音構造体によれば、共鳴空間と多孔質体とを組み合せることにより良好な吸音効果を発揮できるとともに、従来の楔状吸音体の長さに比較して短く薄型化を図ることができる。従って、この実施の形態の吸音構造体を用いて無響水槽の吸音壁を構成すると、優れた吸音効果を確保しつつ吸音壁を薄型にすることができる。
【0062】
本発明の吸音構造体によれば、複数の共鳴空間を並べることにより簡素な構成にして共鳴効果を高めて吸音効果を向上させることができる。
【0063】
本発明の吸音構造体によれば、容積の大きさが複数の共鳴空間を組み合せることにより容易に吸音効果の広帯域化を図ることができる。
【0064】
本発明の吸音構造体によれば、板状をなす共鳴空間形成体を用いることにより良好な吸音効果の確保と薄型化を効果的に実現できる。
【0065】
本発明の吸音構造体によれば、瓶形をなす共鳴空間形成体を用いることにより良好な吸音効果の確保と薄型化を効果的に実現できる。
【0066】
本発明の吸音構造体によれば、共鳴突出部を有する共鳴空間形成体を用いることにより良好な吸音効果の確保と薄型化を効果的に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態における無響水槽を示す断面図。
【図2】同実施の形態における吸音構造体を示す断面図。
【図3】同実施の形態における吸音構造体を示す斜視図。
【図4】第2の実施の形態における無響水槽を示す断面図。
【図5】第3の実施の形態における無響水槽を示す断面図。
【図6】同実施の形態における吸音構造体を示す断面図。
【図7】第4の実施の形態における吸音構造体を示す図。
【図8】第5の実施の形態における吸音構造体を示す図。
【符号の説明】
1…吸音構造体
2…吸音構造体
3…吸音構造体
4…吸音構造体
11…共鳴空間形成体
12…多孔質体
13…共鳴空間
21…共鳴空間形成体
22…多孔質体
23…共鳴空間
31…共鳴空間形成体
31a…共鳴空間
32…共鳴空間形成体
32a…共鳴空間
33…多孔質体
41…共鳴空間形成体
42…共鳴空間
43…共鳴突出部
44…共鳴突出部
45…多孔質体
51…水槽外箱
52…吸音壁
Claims (6)
- 一部が開放され且つ吸音用媒質が充填された共鳴空間を形成する共鳴空間形成体と、この共鳴空間形成体に前記開放部を塞いで設けられた音響抵抗体とを具備することを特徴とする吸音構造体。
- 前記共鳴空間形成体により形成された共鳴空間が複数並んでいることを特徴とする請求項1に記載の吸音構造体。
- 前記各共鳴空間は、相対的に容積が大きいものと小さいものが組み合されていることを特徴とする請求項2に記載の吸音構造体。
- 前記共鳴空間形成体は板材をなすものであることを特徴とする請求項1に記載の吸音構造体。
- 前記共鳴空間形成体は瓶形をなすものであることを特徴とする請求項1に記載の吸音構造体。
- 前記共鳴空間形成体は壁から外部へ向けて突出して先端が開放された複数の突出部を有するものであることを特徴とする請求項1に記載の吸音構造体。
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