JP5849509B2 - 音響装置および音響装置群 - Google Patents

Description

本発明は、ヘルムホルツ共鳴器を１個または複数個ずつ備えた音響装置に関する。

吸音パネルのようなヘルムホルツ共鳴器のネック及びキャビティに相当する部材を有する音響装置の中には、それらの部材の寸法の調整によって当該音響装置が創出する音響効果を変化させるものがある。ヘルムホルツ共鳴器におけるヘルムホルツ共鳴は、当該ヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数ｆｒの音波がネック内に入射した場合に、ネック内の空気がネックの外側近傍の空気と共に激しく振動し、入射した音波のエネルギーがネックの内周壁において熱に変換されて低減する現象である。

特許文献１には、吸音パネルにおけるヘルムホルツ共鳴器のネックに相当する部材の長さの調整によって共鳴周波数ｆｒを変化させる技術の開示がある。同文献１に開示された吸音パネルは、上面板と底面板を４枚の側面板を介して対向させ、その上面板上に開口端を有する蛇腹状のホースを底面板に向かって延在させたものである。この吸音パネルでは、蛇腹状のホースがヘルムホルツ共鳴器のネックの役割を果たし、上面板と底面板に挟まれた空間がヘルムホルツ共鳴器のキャビティの役割を果たす。

ここで、ヘルムホルツ共鳴器は、共鳴周波数ｆｒの音波がネック内に入射したときに激しく振動する空気を質量ｍとし、キャビティ内の空気をばね定数ｋのばねとする機械系の単一共振系とみなすことができ、共鳴周波数ｆｒと質量ｍ及びばね定数ｋとの間には次式（１）の関係が成り立つ（非特許文献１参照）。
ｆｒ＝１／２π（ｋ／ｍ）^１／２…（１）

そして、ヘルムホルツ共鳴器におけるネックの断面積をＳとし、キャビティの容積をＶとし、ネックの長さをＬとした場合、式（１）は次式（２）に変換される。次式（２）において、ｃは、音速であり、ΔＬは、共鳴周波数ｆｒの音波がネック内に入射したときに振動する空気の質量ｍとネック内の空気の質量ｍ’（ｍ’＜ｍ）との差を埋めるべくネック長Ｌに加算する開口端補正値である。
ｆｒ＝（ｃ／２π）（Ｓ／（（Ｌ＋ΔＬ）Ｖ））^１/２…（２）

この式（２）に示すように、ヘルムホルツ共鳴器では、ネックの長さＬが短くなると共鳴周波数ｆｒが高くなり、ネックの長さＬが長くなると共鳴周波数ｆｒが低くなる。よって、特許文献１の技術では、ホースを縮める（Ｌを短くする）と吸音する音の周波数が高くなり、ホースを伸ばす（Ｌを長くする）と吸音する音の周波数が低くなる。

特開平０４−１５９８９８号公報

新版 音響用語辞典 社団法人日本音響学会、２００４年７月１５日、p.350 大賀寿朗、鎌倉友男、斎藤繁実、武田一哉、音響エレクトロニクス―基礎と応用、培風館、２００４年５月１０日 小橋豊、音と音波、裳華房、昭和５０年１月２５日

しかしながら、特許文献１に開示された技術の場合、ホースの長さを固定長としているものに比べて構成が複雑であるため、その設計や製造に手間がかかり、生産コストが大きくなるという問題があった。
本発明は、このような背景の下に案出されたものであり、１つ１つの設計や製造の負担を大きくすることなく、所望の周波数においてヘルムホルツ共鳴を発生する音響装置を提供することを目的とする。

本発明は、複数のヘルムホルツ共鳴器を備えた音響装置であって、前記複数のヘルムホルツ共鳴器の中に、ネックの断面積及び前記ネックに連通したキャビティの容積を同じくし前記ネックの断面の重心と当該断面の外周をなす各点との間の距離の最小値及び最大値の関係を異にする少なくとも２つのヘルムホルツ共鳴器が含まれていることを特徴とする音響装置を提供する。

この発明は、ヘルムホルツ共鳴器におけるネックの断面積、キャビティの容積、およびネック長が同じであっても、ネックの断面の形状が異なれば共鳴周波数が変わる、という本願発明者らの研究成果に基づいてなされたものである。この発明によると、１つの音響装置により、高域から低域までの広帯域の音を吸音することができる。

また、本発明は、ヘルムホルツ共鳴器を備えた複数種類の音響装置群であって、各種類の音響装置に備え付ける各ヘルムホルツ共鳴器のネックの断面積、前記ネックに連通したキャビティの容積、および前記ネックの長さを同じくするとともに、当該各ヘルムホルツ共鳴器のネックの断面の形状を種類毎に異ならせたことを特徴とする音響装置群を提供する。

この発明も、上述した研究成果に基づいてなされたものである。この発明によると、１つ１つの設計や製造の負担を大きくすることなく、所望の周波数においてヘルムホルツ共鳴を発生する音響装置を生産することができる。

また、本発明は、断面の形状を異にする複数種類のネックを有する複数種類のヘルムホルツ共鳴器を具備する音響装置を提供する。この音響装置も、上述した研究成果に基づいてなされたものである。この音響装置によると、ヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数を簡単な操作によって変えることができる。

また、本発明は、１個または複数個のヘルムホルツ共鳴器を具備する音響装置において、前記ヘルムホルツ共鳴器のネックの断面の形状を変化させる手段を有する音響装置を提供する。この音響装置も、上述した研究成果に基づいてなされたものである。この音響装置によると、広帯域に亙る複数の周波数において共鳴する音響装置を実現することができる。

また、本発明は、断面の形状を異にする複数種類のネックが着脱可能に構成されたヘルムホルツ共鳴器を具備する音響装置を提供する。この音響装置も、上述した研究成果に基づいてなされたものである。この音響装置によると、広帯域に亙る複数の周波数において共鳴する音響装置を実現することができる。

本発明の第１実施形態である吸音パネル群の構成を示す図である。 本発明の第１実施形態である吸音パネル群の構成を示す図である。 本実施形態の効果の検証に利用されたヘルムホルツ共鳴器ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５の形状を説明するための図である。 ヘルムホルツ共鳴器ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５の周波数応答を示す図である。 本実施形態の効果の検証に利用されたヘルムホルツ共鳴器ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５の形状を説明するための図である。 ヘルムホルツ共鳴器ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５の周波数応答を示す図である。 ヘルムホルツ共鳴器の長辺Ｙと最大値ＭＡＸとの関係を示す図である。 ヘルムホルツ共鳴器の音響付加質量の計算の方法を説明するための図である。 ヘルムホルツ共鳴器の離心率ｅと付加質量比との関係を示す図である。 ヘルムホルツ共鳴器の扁平度ｒと付加質量比との関係を示す図である。 本発明の第２実施形態であるギター群の斜視図である。 本発明の第３実施形態である吸音パネルの構成を示す図である。 本発明の第４実施形態である吸音パネルの構成を示す図である。 本発明の第５実施形態である吸音パネルの構成を示す図である。 本発明の第６実施形態である吸音パネルの構成を示す図である。 本発明の第７実施形態である吸音パネルの構成を示す図である。 本発明の他の実施形態である吸音パネルの構成を示す表面図、断面図、及び左側面図である。

以下、図面を参照し、この発明の実施の形態を説明する。
＜第１実施形態＞
図１及び図２は、本発明の第１実施形態の音響装置である吸音パネル群２０Ａ及び２０Ｂの構成を示す図である。吸音パネル群２０Ａは、複数種類（例えば、３種類とする）の吸音パネル２０Ａ−ｍ（ｍ＝１〜３）からなり、吸音パネル群２０Ｂは、複数種類（例えば、３種類とする）の吸音パネル２０Ｂ−ｎ（ｎ＝１〜３）からなる。

図１に示すように、吸音パネル２０Ａ−ｍ（ｍ＝１〜３）における各吸音パネル２０Ａ−ｍは、円（真円乃至楕円）状の孔２１Ａ−ｍを有する薄板２２を、左側面板１０Ｌ，右側面板１０Ｒ，前側面板（不図示），及び後側面板（不図示）を介して背面板２６と対向させ、これら６枚の板に囲まれた空気層２５を形成したものである。各吸音パネル２０Ａ−ｍの薄板２２の裏面２３には、多孔質吸音材２４が貼付されている。多孔質吸音材２４は、孔２１Ａ−ｍ（ｍ＝１〜３）を介して空気層２５内に伝搬される音の高周波成分を減衰させるためのものである。

図２に示すように、吸音パネル２０Ｂ−ｎ（ｎ＝１〜３）における各吸音パネル２０Ｂ−ｎは、矩形（正方形乃至長方形）状の孔２１Ｂ−ｎを有する薄板２２を、左側面板１０Ｌ，右側面板１０Ｒ，前側面板（不図示），及び後側面板（不図示）を介して背面板２６と対向させ、これら６枚の板に囲まれた空気層２５を形成したものである。各吸音パネル２０Ｂ−ｎの薄板２２の裏面２３には、多孔質吸音材２４が貼付されている。多孔質吸音材２４は、孔２１Ｂ−ｎ（ｎ＝１〜３）を介して空気層２５内に伝搬される音の高周波成分を減衰させるためのものである。

吸音パネル２０Ａ−ｍでは、薄板２２における複数個の孔２１Ａ−ｍとこれらの孔２１Ａ−ｍに連通する空気層２５とにより複数個のヘルムホルツ共鳴器が形成される。そして、吸音パネル２０Ａ−ｍでは、孔２１Ａ−ｍおよび空気層２５がヘルムホルツ共鳴器におけるネックおよびキャビティとしての役割を果たす。この結果、孔２１Ａ−ｍおよび空気層２５によるヘルムホルツ共鳴の共鳴周波数ｆｒの音が薄板２２の表面２７側から孔２１Ａ−ｍに入射した場合、その音の音響エネルギーが孔２１Ａ−ｍ内における空気の振動エネルギーに変換され、熱エネルギーなどとして消費される。この結果、共鳴周波数ｆｒの音が吸音される。

吸音パネル２０Ｂ−ｎでは、薄板２２における複数個の孔２１Ｂ−ｎとこれらの孔２１Ｂ−ｎに連通する空気層２５とにより複数個のヘルムホルツ共鳴器が形成される。そして、吸音パネル２０Ｂ−ｎでは、孔２１Ｂ−ｎおよび空気層２５がヘルムホルツ共鳴器におけるネックおよびキャビティとしての役割を果たす。この結果、孔２１Ｂ−ｎおよび空気層２５によるヘルムホルツ共鳴の共鳴周波数ｆｒの音が薄板２２の表面２７側から孔２１Ｂ−ｎに入射した場合、その音の音響エネルギーが孔２１Ｂ−ｎ内における空気の振動エネルギーに変換され、熱エネルギーなどとして消費される。この結果、共鳴周波数ｆｒの音が吸音される。

ここで、吸音パネル群２０Ａにおける３種類の吸音パネル２０Ａ−ｍ（ｍ＝１〜３）の各々は、周波数ｆｒ_Ａ１，ｆｒ_Ａ２，ｆｒ_Ａ３（ｆｒ_Ａ１＜ｆｒ_Ａ２＜ｆｒ_Ａ３）においてヘルムホルツ共鳴を発生するように設計されており、吸音パネル群２０Ｂにおける３種類の吸音パネル２０Ｂ−ｎ（ｎ＝１〜３）の各々は、周波数ｆｒ_Ｂ１，ｆｒ_Ｂ２，ｆｒ_Ｂ３（ｆｒ_Ｂ１＜ｆｒ_Ｂ２＜ｆｒ_Ｂ３）においてヘルムホルツ共鳴を発生するように設計されている。

より具体的に説明すると、吸音パネル２０Ａ−ｍ（ｍ＝１〜３）では、孔２１Ａ−ｍ（ｍ＝１〜３）の断面積Ｓ、孔２１Ａ−ｍ（ｍ＝１〜３）の長さＬ、および空気層２５の容積Ｖが３種類のすべてにおいて同じになっている。そして、孔２１Ａ−ｍ（ｍ＝１〜３）の断面の重心と当該断面の外周をなす各点との間の距離の最小値ＭＩＮ及び最大値ＭＡＸの比ＭＩＮ／ＭＡＸの大小関係が、吸音パネル２０Ａ−１＞吸音パネル２０Ａ−２＞吸音パネル２０Ａ−３となっている。さらに詳述すると、図１に示すように、吸音パネル２０Ａ−１における孔２１Ａ−１の断面は真円となっている。吸音パネル２０Ａ−２における孔２１Ａ−２の断面は楕円になっており、吸音パネル２０Ａ−３における孔２１Ａ−３の断面は孔２１Ａ−２よりも扁平な楕円になっている。

また、吸音パネル２０Ｂ−ｍ（ｍ＝１〜３）では、孔２１Ｂ−ｍ（ｍ＝１〜３）の断面積Ｓ、孔２１Ｂ−ｍ（ｍ＝１〜３）の長さＬ、および空気層２５の容積Ｖが３種類のすべてにおいて同じになっている。そして、孔２１Ｂ−ｍ（ｍ＝１〜３）の断面の重心と当該断面の外周をなす各点との間の距離の最小値ＭＩＮ及び最大値ＭＡＸの比ＭＩＮ／ＭＡＸの大小関係が、吸音パネル２０Ｂ−１＞吸音パネル２０Ｂ−２＞吸音パネル２０Ｂ−３となっている。さらに詳述すると、図２に示すように、吸音パネル２０Ｂ−１における孔２１Ｂ−１の断面は正方形となっている。吸音パネル２０Ｂ−２における孔２１Ｂ−２の断面は長方形になっており、吸音パネル２０Ｂ−３における孔２１Ｂ−３の断面は孔２１Ｂ−２よりも扁平な長方形になっている。

以上説明したように、本実施形態では、吸音パネル２０Ａ−ｍ（ｍ＝１〜３）及び２０Ｂ−ｎ（ｎ＝１〜３）における孔２１Ａ−ｍ（ｍ＝１〜３）及び２１Ｂ−ｎ（ｎ＝１〜３）の断面積Ｓ、孔２１Ａ−ｍ（ｍ＝１〜３）及び２１Ｂ−ｎ（ｎ＝１〜３）の長さＬ、および空気層２５の容積Ｖを同じにし、孔２１Ａ−ｍ（ｍ＝１〜３）及び２１Ｂ−ｎ（ｎ＝１〜３）の形状を種類毎に異ならせる。これにより、１つ１つの設計や製造の負担を大きくすることなく、異なる周波数においてヘルムホルツ共鳴を発生する吸音パネル２０Ａ−ｍ（ｍ＝１〜３）及び２０Ｂ−ｎ（ｎ＝１〜３）を生産することができる。

本願発明者は、本実施形態の効果を確認するため、次のような検証を行った。第１の検証では、断面が円乃至楕円のネックを有するヘルムホルツ共鳴器について、キャビティの縦幅Ｔ、横幅Ｗ、奥行きＤ、ネックの断面積Ｓ、ネック長Ｌ、及びネックの断面の重心と当該断面の外周をなす各点との間の距離の最小値ＭＩＮ（楕円の短軸）及び最大値ＭＡＸ（楕円の長軸）を下記式（３）に代入して求まる離心率ｅ（０≦ｅ≦１）を表１のようにしたものをヘルムホルツ共鳴器ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５とし（図３参照）、ヘルムホルツ共鳴器ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，及びａ５の周波数応答を求めた。より具体的には、ヘルムホルツ共鳴器ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，及びａ５の前方１ｍの位置を音源とし、ヘルムホルツ共鳴器ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，及びａ５のネック内の重心の位置を観測点とした。その上で、ヘルムホルツ共鳴器ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，及びａ５の各々について、音源において発生した音を観測点において測定した場合における周波数応答をシミュレーションにより計算した。図４に示すグラフａ１，ａ２，ａ３，ａ４，及びａ５は、この周波数応答を示すものである。
ｅ＝（ＭＡＸ^２−ＭＩＮ^２）^１／２／ＭＡＸ …（３）

第２の検証では、断面が矩形（正方形乃至長方形）のネックを有するヘルムホルツ共鳴器について、キャビティの縦幅Ｔ、横幅Ｗ、奥行きＤ、ネックの断面積Ｓ、ネック長Ｌ、及びネックの断面における短辺の長さＸと長辺の長さＹを下記式（４）に代入して求まる扁平度ｒ（０≦ｒ≦１）を表２のようにしたものをヘルムホルツ共鳴器ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５とし（図５参照）、ヘルムホルツ共鳴器ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，及びｂ５の周波数応答を求めた。より具体的には、ヘルムホルツ共鳴器ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，及びｂ５の前方１ｍの位置を音源とし、ヘルムホルツ共鳴器ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，及びｂ５のネック内の重心の位置を観測点とした。その上で、ヘルムホルツ共鳴器ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，及びｂ５の各々について、音源において発生した音を観測点において測定した場合における周波数応答をシミュレーションにより計算した。図６に示すグラフｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，及びｂ５は、この周波数応答を示すものである。
ｒ＝Ｘ／Ｙ …（４）

以上の検証の結果から、次のようなことが分かる。図４に示すように、断面が円乃至楕円のネックを有するヘルムホルツ共鳴器ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，及びａ５の各々の周波数応答におけるピークの周波数の大小関係は、ヘルムホルツ共鳴器ａ１＜ヘルムホルツ共鳴器ａ２＜ヘルムホルツ共鳴器ａ３＜ヘルムホルツ共鳴器ａ４＜ヘルムホルツ共鳴器ａ５となっている。これらのヘルムホルツ共鳴器ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，及びａ５における離心率ｅの大小関係は、ヘルムホルツ共鳴器ａ１＜ヘルムホルツ共鳴器ａ２＜ヘルムホルツ共鳴器ａ３＜ヘルムホルツ共鳴器ａ４＜ヘルムホルツ共鳴器ａ５となっている。また、表１に示すように、ヘルムホルツ共鳴器ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，及びａ５は、離心率ｅのみが異なり、他の部分の寸法は同じである。そして、最小値ＭＩＮ及び最大値ＭＡＸの比ＭＩＮ／ＭＡＸが小さいほど、離心率ｅは大きくなる（１に近づく）。このことから、図１の吸音パネル２０Ａ−ｍ（ｍ＝１〜３）のように、ネックの断面が円乃至楕円のヘルムホルツ共鳴器を有する音響装置の場合、最小値ＭＩＮ及び最大値ＭＡＸの比ＭＩＮ／ＭＡＸが小さくなるほど共鳴周波数ｆｒが高くなることが分かる。

図６に示すように、断面が矩形のネックを有するヘルムホルツ共鳴器ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，及びｂ５の各々の周波数応答におけるピークの周波数の大小関係は、ヘルムホルツ共鳴器ｂ１＜ヘルムホルツ共鳴器ｂ２＜ヘルムホルツ共鳴器ｂ３＜ヘルムホルツ共鳴器ｂ４＜ヘルムホルツ共鳴器ｂ５となっている。また、これらのヘルムホルツ共鳴器ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，及びｂ５における扁平度ｒの大小関係は、ヘルムホルツ共鳴器ｂ１＞ヘルムホルツ共鳴器ｂ２＞ヘルムホルツ共鳴器ｂ３＞ヘルムホルツ共鳴器ｂ４＞ヘルムホルツ共鳴器ｂ５となっている。また、表２に示すように、ヘルムホルツ共鳴器ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，及びｂ５は、扁平度ｒのみが異なり、他の部分の寸法は同じである。そして、図７に示すように、ネックの断面における短辺Ｘは、２・ＭＩＮであり、長辺Ｙは、２・ＭＡＸ・ｓｉｎθ（θは、断面の重心を通りその１辺sideに直交する線flatと、辺sideを挟む頂点cornerと重心を結ぶ線diagとがなす角度）である。よって、最小値ＭＩＮ及び最大値ＭＡＸの比ＭＩＮ／ＭＡＸが小さいほど、扁平度ｒは小さくなる（０に近づく）。このことから、図２の吸音パネル２０Ｂ−ｎ（ｎ＝１〜３）のように、ネックの断面が矩形（正方形乃至長方形）のヘルムホルツ共鳴器を有する音響装置の場合、最小値ＭＩＮ及び最大値ＭＡＸの比ＭＩＮ／ＭＡＸが小さくなるほど共鳴周波数ｆｒが高くなることが分かる。

また、本願発明者は、本実施形態の効果を別の観点から確認するため、次のような検証を行った。音響学の分野では、壁に囲まれた閉空間の音響インピーダンスＺａをその空間を模擬した回路のインピーダンスとして計算することが行われている（詳しくは、非特許文献２（７５ページ〜８９ページ）及び非特許文献３（１１４ページ〜１１９ページ）を参照）。図８に示すように、ヘルムホルツ共鳴器のキャビティ内におけるネックと反対側の底面Ｘ２の音圧をＰとし、粒子速度をＶとし、キャビティの空気ばねのやわらかさに相当するパラメータ（音響コンプライアンス）をＣａとし、ネック内の空気の質量（以下、音響質量）に相当するパラメータをＬａとし、前記音響質量とともに共振するネック両側近傍の空気の質量（上記式（１）における質量ｍとネック内の空気の質量ｍ’の差の質量ｍ−ｍ’：以下、音響付加質量）に相当するパラメータをα１及びα２とし、ネック内の音響抵抗に相当するパラメータをＲｎとし、放射抵抗に相当するパラメータをＲｒとした場合、このヘルムホルツ共鳴器は、容量Ｃａと、コイルα１，コイルＬａ，抵抗Ｒｎ，コイルα２，及び抵抗Ｒｒとを電源Ｐに対して並列に接続した回路とみなすことができる。

この回路において、底面Ｘ２の振動周波数が十分に低い領域では、容量Ｃａが開放状態であるとみなし得る。このため、ヘルムホルツ共鳴器の音響インピーダンスＺａは次式（５）で近似できる。
Ｚａ＝Ｒｎ＋Ｒｒ＋ｊ２πｆ（α１＋Ｌａ＋α２）…（５）

この式（５）における音響インピーダンスＺａは、底面Ｘ２の粒子速度Ｖと底面Ｘ２の面積Ｓの積である体積速度Ｑによって音圧Ｐを除算した値と等しくなる。よって、前掲の式（５）は、次式（６）により表すことができる。
Ｐ／Ｑ＝Ｒｎ＋Ｒｒ＋ｊ２πｆ（α１＋Ｌａ＋α２）…（６）

この式（６）の虚部だけに着目すると、次式（７）に単純化できる。
Ｉｍ（Ｐ／Ｑ）＝ｊ２πｆ（α１＋Ｌａ＋α２）…（７）

この式（７）におけるパラメータＬａは、ネック内の体積とネック内の空気密度により決まる値である。そこで、底面Ｘ２における粒子速度Ｖの実測値と音圧Ｐの実測値から音響付加質量α１＋α２を次のようにして求めることができる。まず、底面Ｘ２における粒子速度Ｖの実測値に底面Ｘ２の面積Ｓを乗算することにより体積速度Ｑ（位相を考慮した複素数表現）を求め、この体積速度Ｑで音圧Ｐ（位相を考慮した複素数表現）の実測値を除算した値の虚部Ｉｍ（Ｐ／Ｑ）を求める。次に、虚部Ｉｍ（Ｐ／Ｑ）を２πｆで除算して、前掲式（７）のα１＋Ｌａ＋α２を求める。そして、ネック内の体積とネック内の空気密度により決まるＬａをα１＋Ｌａ＋α２から差し引き、音響付加質量α１＋α２を求める。

以上のことを踏まえ、本願発明者は、上述したヘルムホルツ共鳴器ａ１（離心率ｅ＝０：真円）におけるネックの形状を離心率ｅが１に近づくように僅かずつ変化させたものをヘルムホルツ共鳴器ａ１−１，ａ１−２…ａ１−Ｍとし、音源の周波数を充分に低くして、ヘルムホルツ共鳴器ａ１，ａ１−１，ａ１−２…ａ１−Ｍの底面Ｘ２（キャビティ内におけるネックと反対側の面）の音圧Ｐ及び粒子速度Ｖを個別に測定した。そして、これらの測定値と前掲の式（７）とからヘルムホルツ共鳴器ａ１,ａ１−１，ａ１−２…ａ１−Ｍ毎の音響付加質量α１及びα２の和を計算した。同様に、本願発明者は、上述したヘルムホルツ共鳴器ｂ１（扁平度ｒ＝１：正方形）におけるネックの形状を扁平度ｒが０に近づくように僅かずつ変化させたものをヘルムホルツ共鳴器ｂ１−１，ｂ１−２…ｂ１−Ｎとし、音源の周波数を充分に低くして、ヘルムホルツ共鳴器ｂ１−０，ｂ１−１，ｂ１−２…ｂ１−Ｎの底面Ｘ２（キャビティ内におけるネックと反対側の面）の音圧Ｐ及び粒子速度Ｖを個別に測定した。そして、これらの測定値と前掲の式（７）とからヘルムホルツ共鳴器ｂ１−０，ｂ１−１，ｂ１−２…ｂ１−Ｎ毎の音響付加質量α１及びα２の和を計算した。

図９に示すグラフは、ヘルムホルツ共鳴器ａ１，ａ１−１，ａ１−２…ａ１−Ｍの各々の離心率ｅと、ヘルムホルツ共鳴器ａ１における音響付加質量α１＋α２でヘルムホルツ共鳴器ａ１，ａ１−１，ａ１−２…ａ１−Ｍの各々における音響付加質量α１＋α２を除算した比α−Ｒａｔｉｏとの対応関係を示すものである。また、図１０に示すグラフは、ヘルムホルツ共鳴器ｂ１，ｂ１−１，ｂ１−２…ｂ１−Ｎの各々の扁平度ｒと、ヘルムホルツ共鳴器ｂ１における音響付加質量α１＋α２でヘルムホルツ共鳴器ｂ１，ｂ１−１，ｂ１−２…ｂ１−Ｎの各々における音響付加質量α１＋α２を除算した比α−Ｒａｔｉｏとの対応関係を示すものである。

ここで、ヘルムホルツ共鳴器における音響付加質量α１＋α２は、上述した算出式（２）における開口端補正値ΔＬを決める物理量（（α１＋α２）＝（ｍ−ｍ’））であり、ヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数ｆｒを同式（２）により求める場合における開口端補正値ΔＬは、そのヘルムホルツ共鳴器の音響付加質量α１＋α２が大きいほど大きな値となる。そして、図９のグラフに示すように、ヘルムホルツ共鳴器ａ１，ａ１−１，ａ１−２…ａ１−Ｍにおける音響付加質量α１＋α２は離心率ｅが１に近いほど小さくなっている。また、図１０のグラフに示すように、ヘルムホルツ共鳴器ｂ１，ｂ１−１，ｂ１−２…ｂ１−Ｎにおける音響付加質量α１＋α２は扁平度ｒが０に近いほど小さくなっている。このことから、ヘルムホルツ共鳴器におけるネックの断面の重心と当該断面の各点との間の距離の最小値ＭＩＮ及び最大値ＭＡＸの比ＭＩＮ／ＭＡＸが小さいほど音響付加質量α１＋α２が増えること、及びこの比ＭＩＮ／ＭＡＸと音響付加質量α１＋α２との関係が、ヘルムホルツ共鳴器のネックの断面の形状に応じて共鳴周波数ｆｒが変わる原因の１つであることが分かる。

＜第２実施形態＞
図１１は、本発明の第２実施形態の音響装置であるギター群３０の斜視図である。ギター群３０は、複数種類（例えば、３種類とする）のギター３０−ｉ（ｉ＝１〜３）からなる。ギター３０−ｉ（ｉ＝１〜３）における各ギター３０−ｉは、中空状の胴３１に棹３２を連設し、棹３２の先端のネック３３と胴３１の表面板３４上のブリッジ３５との間に弦３６を張設し、表面板３４に胴３１内の空間３７と連通するサウンドホール３８−ｉを穿設したものである。ギター３０−ｉでは、サウンドホール３８−ｉと胴３１内の空間３７とによりヘルムホルツ共鳴器が形成される。そして、ギター３０−ｉでは、サウンドホール３８−ｉおよび空間３７がヘルムホルツ共鳴器におけるネックおよびキャビティとしての役割を果たす。この結果、サウンドホール３８−ｉおよび空間３７によるヘルムホルツ共鳴の共鳴周波数ｆｒの音が弦３６の撥弦によって発生した場合、サウンドホール３８−ｉからその共鳴周波数ｆｒの音が放射され、共鳴周波数ｆｒの音が増強される。

ここで、ギター３０−ｉ（ｉ＝１〜３）では、サウンドホール３８−ｉ（ｉ＝１〜３）の断面積Ｓ、サウンドホール３８−ｉ（ｉ＝１〜３）の長さＬ（表面板３４の厚さ）、および空間３７の容積Ｖが３種類のすべてについて同じになっている。そして、サウンドホール３８−ｉ（ｉ＝１〜３）の断面の重心と当該断面の外周の各点の間の距離の最小値ＭＩＮおよび最大値ＭＡＸの比ＭＩＮ／ＭＡＸの大小関係が、ギター３０−１＞ギター３０−２＞ギター３０−３となっている。さらに詳述すると、図１１に示すように、ギター３０−１におけるサウンドホール３８−１の断面は真円となっている。ギター３０−２におけるサウンドホール３８−２の断面は楕円になっており、ギター３０−３におけるサウンドホール３８−３の断面はサウンドホール３８−２よりも扁平な楕円になっている。この断面の形状の相違により、ギター３０−ｉ（ｉ＝１〜３）における各ギター３０−ｉでは、異なる周波数ｆｒの音が増強される。本実施形態によっても、１つ１つの設計や製造の負担を大きくすることなく、異なる周波数においてヘルムホルツ共鳴を発生するギター３０−ｉ（ｉ＝１〜３）を生産することができる。

＜第３実施形態＞
図１２は、本発明の第３実施形態である吸音パネル５０の正面図とそのＣ−Ｃ’線断面図である。本実施形態は、１つの吸音パネル５０に備え付けられた複数個（本実施形態の例では５個）のヘルムホルツ共鳴器の中に、ネックの断面積及びキャビティの容積を同じくしネックの断面の重心と当該断面の外周をなす各点との間の距離の最小値及び最大値の関係を異にする少なくとも２つ（本実施形態の例では５個の全て）のヘルムホルツ共鳴器を含ませたものである。より具体的に説明すると、図１２に示すように、吸音パネル５０の薄板２２には、円、楕円、長方形、台形、および正方形の断面を有する孔５１−ｊ（ｊ＝１〜５）が設けられている。孔５１−ｊ（ｊ＝１〜５）の断面積Ｓと孔５１−ｊ（ｊ＝１〜５）の長さＬは、当該５つの孔５１−ｊ（ｊ＝１〜５）の全てについて同じである。そして、吸音パネル５０では、薄板２２を、左側面板１０Ｌ，右側面板１０Ｒ，前側面板（不図示），及び後側面板（不図示）を介して背面板２６と対向させ、これら６枚の板に囲まれた空気層２５を形成している。さらに、この吸音パネル５０では、薄板２２と背面板２６との間の空気層２５が、左側面板１０Ｌ及び右側面板１０Ｒと平行な４枚の仕切板２９により、同じ容積Ｖを持った５つの空間５２−ｊ（ｊ＝１〜５）に仕切られている。これら５つの空間５２−ｊ（ｊ＝１〜５）は、孔５１−ｊ（ｊ＝１〜５）を介してその外側と連通している。

この吸音パネル５０では、孔５１−ｊ（ｊ＝１〜５）と空間５２−ｊ（ｊ＝１〜５）とにより５つのヘルムホルツ共鳴器が形成される。そして、この孔５１−ｊおよび空間５２−ｊが、５つのヘルムホルツ共鳴器の各々におけるネックおよびキャビティとしての役割を果たす。５つのヘルムホルツ共鳴器は、ネックの役割を果たす孔５１−ｊの断面の形状に応じた周波数でヘルムホルツ共鳴を発生する。ここで、この吸音パネル５０では、５つのヘルムホルツ共鳴器の断面積及びキャビティの容積がすべて同じであるのに対し、５つのヘルムホルツ共鳴器のネックの断面の重心と当該断面の外周をなす各点との間の距離の最大値及び最小値の比がヘルムホルツ共鳴器毎に異なる。このため、この吸音パネル５０の５つのヘルムホルツ共鳴器は異なる周波数で共鳴する。よって、この吸音パネル５０によると、薄板２２の裏面２３に多孔質吸音材を設けずに、低域から高域までの広帯域の音を吸音することができる。

＜第４実施形態＞
図１３は、本発明の第４実施形態である吸音パネル６０の正面図とそのＤ−Ｄ’線断面図である。この吸音パネル６０の薄板２２には５つの孔６１−ｊ（ｊ＝１〜５）が設けられている。孔６１−ｊ（ｊ＝１〜５）は断面の離心率ｅ（すなわち、孔６１−ｊの断面の重心と当該断面の外周をなす各点との間の距離の最小値ＭＩＮ及び最大値ＭＡＸを前掲式（３）に代入して求まる離心率ｅ）が０．９よりも大きくなるような楕円状をなしており、各々の離心率ｅの大小関係は、６１−４＞６１−１＞６１−３＞６１−５＞６１−２となっている。また、孔６１−ｊ（ｊ＝１〜５）の断面積Ｓと孔６１−ｊ（ｊ＝１〜５）の長さＬは、当該５つの孔６１−ｊ（ｊ＝１〜５）の全てについて同じである。この吸音パネル６０では、薄板２２と背面板２６との間の空気層２５が、左側面板１０Ｌ及び右側面板１０Ｒと平行な４枚の仕切板２９により、同じ容積Ｖを持った５つの空間６２−ｊ（ｊ＝１〜５）に仕切られている。

この吸音パネル６０では、孔６１−ｊ（ｊ＝１〜５）と空間６２−ｊ（ｊ＝１〜５）とにより５つのヘルムホルツ共鳴器が形成される。そして、この孔６１−ｊおよび空間６２−ｊが、５つのヘルムホルツ共鳴器の各々におけるネックおよびキャビティとしての役割を果たす。５つのヘルムホルツ共鳴器は、ネックの役割を果たす孔６１−ｊの断面の形状に応じた周波数でヘルムホルツ共鳴を発生する。よって、この吸音パネル６０によっても、低域から高域までの広帯域の音を吸音することができる。さらに、この吸音パネル６０では、５つのヘルムホルツ共鳴器のネックの断面の離心率ｅが０．９より大きくなっている。このため、離心率ｅを小さくした構成よりも高い周波数の音を精度よく吸音することができる。

ここで、吸音パネル６０の共鳴周波数は、孔６１−ｊの長さ（ネック長）を短くする、空間６２−ｊの容積（キャビティ容積）を小さくする、孔６１−ｊの断面積（ネック断面積）を小さくする、という３つの技術的手段によっても高域にシフトさせることが可能ではある。しかし、吸音パネル６０のような外形寸法の設計上の制約が厳しい音響装置では、これら３つの方策のうち前２者の採用は難しい。一方、ネックの断面積の狭小化は外形寸法にそれほど大きな影響を与えないため、ネック長やキャビティ容積の縮小に比べれば比較的採用し易い。しかし、吸音パネルの場合、孔６１−ｊの断面積を小さくすると、孔６１−ｊの内壁面の面積が小さくなり、内壁面における粘性抵抗が減少する。この結果、吸音時の吸音力（吸音率のピーク値）が小さくなってしまう問題がある。これに対し、本実施形態では、孔６１−ｊの内壁面の面積を小さくする必要がない。よって、本実施形態によると、吸音力の低下を起こさずに共鳴周波数を高域にシフトさせることができる。

＜第５実施形態＞
図１４は、本発明の第５実施形態である吸音パネル７０の正面図とＥ−Ｅ’線断面図である。この吸音パネル７０の薄板２２には５つの孔７１−ｊ（ｊ＝１〜５）が設けられている。孔７１−ｊ（ｊ＝１〜５）は断面の扁平度ｒ（すなわち、孔７１−ｊの断面における短辺の長さＸと長辺の長さＹを前掲式（４）に代入して求まる扁平度ｒ）が０．１より小さくなるような矩形状をなしており、各々の扁平度ｒの大小関係は、７１−４＜７１−１＜７１−３＜７１−５＜７１−２となっている。また、孔７１−ｊ（ｊ＝１〜５）の断面積Ｓと孔７１−ｊ（ｊ＝１〜５）の長さＬは、当該５つの孔７１−ｊ（ｊ＝１〜５）の全てについて同じである。この吸音パネル７０では、薄板２２と背面板２６との間の空気層２５が、左側面板１０Ｌ及び右側面板１０Ｒと平行な４枚の仕切板２９により、同じ容積Ｖを持った５つの空間７２−ｊ（ｊ＝１〜５）に仕切られている。本実施形態によっても、上記第４実施形態と同様の効果を得ることができる。

＜第６実施形態＞
図１５は、本発明の第６実施形態である吸音パネル８０の正面図とそのＦ−Ｆ’線断面図である。この吸音パネル８０の薄板２２には５つの孔８１−ｊ（ｊ＝１〜５）が設けられている。これらの孔８１−ｊ（ｊ＝１〜５）のうち孔８１−１は、アルファベットの「Ｃ」の文字の輪郭を模擬した形状を有している。孔８１−２は、渦巻を模擬した形状を有している。孔８１−３は、ヒトデを模擬した形状を有している。孔８１−４は、ハートマークの輪郭を模擬した形状を有している。孔８１−５は、串を模擬した形状を有している。孔８１−ｊ（ｊ＝１〜５）の断面積Ｓと孔８１−ｊ（ｊ＝１〜５）の長さＬは、当該５つの孔８１−ｊ（ｊ＝１〜５）の全てについて同じである。この吸音パネル８０では、薄板２２と背面板２６との間の空気層２５が、左側面板１０Ｌ及び右側面板１０Ｒと平行な４枚の仕切板２９により、同じ容積Ｖを持った５つの空間８２−ｊ（ｊ＝１〜５）に仕切られている。本実施形態によっても、上記第４実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態によると、第４実施形態における離心率ｅが大きな断面形状の孔や第５実施形態における扁平度ｒが小さな断面形状の孔と同様の効果を得られる形状の孔を、薄板２２に効率よく配置することができる。

＜第７実施形態＞
図１６は、本発明の第７実施形態である吸音パネル群２０Ｃの構成を示す図である。上記第１実施形態では、３種類の吸音パネル２０Ａ−ｍ（ｍ＝１〜３）の各々が備える５つのヘルムホルツ共鳴器を、ネックの断面積、キャビティの容積、及びネックの長さが全種類について同じでネックの断面の形状が種類毎に異なるものにより構成した。しかし、本実施形態では、３種類の吸音パネル２０Ｃ−ｍ（ｍ＝１〜３）の各々が備える５つのヘルムホルツ共鳴器のうち２つを、ネックの断面積、キャビティの容積、及びネックの長さが全種類について同じでネックの断面の形状が種類毎に異なるものにより構成している。

より詳細に説明すると、吸音パネル群２０Ｃにおける吸音パネル２０Ｃ−ｍ（ｍ＝１〜３）は、薄板２２と背面板２６を、左側面板１０Ｌ，右側面板１０Ｒ，前側面板（不図示），及び後側面板（不図示）を介して対向させ、これらの板に囲まれた空気層２５を４枚の仕切板２９１，２９２，２９３，２９４により５つの空間５２０ａ，５２０ｂ，５２０ｃ，５２０ｄ，５２０ｅに仕切ったものである。吸音パネル２０Ｃ−ｍ（ｍ＝１〜３）における板１０Ｌと板２９１の間の間隔Ｈａと、板２９１と板２９２の間の間隔Ｈｂは同じになっている。また、板２９３と板２９４の間の間隔Ｈｄは、間隔Ｈａ及びＨｂよりも小さくなっている。また、板２９２と板２９３の間の間隔Ｈｃは、間隔Ｈａ，Ｈｂ，及びＨｄよりも大きくなっている。板２９４と板１０Ｒの間の間隔Ｈｅは、間隔Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃ，及びＨｄよりも大きくなっている。よって、吸音パネル２０Ｃ−ｍ（ｍ＝１〜３）における空間５２０ａ，５２０ｂ，５２０ｃ，５２０ｄ，及び５２０ｅの容積Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄ，及びＶｅの大小関係は、Ｖｄ＜Ｖａ＝Ｖｂ＜Ｖｃ＜Ｖｅとなる。

吸音パネル２０Ｃ−ｍ（ｍ＝１〜３）のうち吸音パネル２０Ｃ−１の薄板２２には、孔５１−１，５１−２，５１−３，５１−４，及び５１−５が左右方向に並べて配設されている。孔５１−１は真円状をなしている。孔５１−２は楕円状をなしている。孔５１−３は長方形状をなしている。孔５１−４は台形状をなしている。孔５１−５は正方形状をなしている。５つの孔５１−ｊ（ｊ＝１〜５）の断面積（ネックの断面積）は同じである。また、５つの孔５１−ｊ（ｊ＝１〜５）の長さ（ネックの長さ）は同じである。そして、これらのうち最も左にある孔５１−１は空間５２０ａと連通している。その右にある孔５１−２は空間５２０ｂと連通している。その右にある孔５１−３は空間５２０ｃと連通している。その右にある孔５１−４は空間５２０ｄと連通している。最も右にある孔５１−５は空間５２０ｅと連通している。この吸音パネル２０Ｃ−１では、孔５１−１と空間５２０ａによる第１のヘルムホルツ共鳴器、孔５１−２と空間５２０ｂによる第２のヘルムホルツ共鳴器、孔５１−３と空間５２０ｃによる第３のヘルムホルツ共鳴器、孔５１−４と空間５２０ｄによる第４のヘルムホルツ共鳴器、及び孔５１−５と空間５２０ｅによる第５のヘルムホルツ共鳴器が構成される。

また、吸音パネル２０Ｃ−２の薄板２２には、孔５１−５，５１−４，５１−３，５１−２，及び５１−１が左右方向に並べて配設されている。これらのうち最も左にある孔５１−５は空間５２０ａと連通している。その右にある孔５１−４は空間５２０ｂと連通している。その右にある孔５１−３は空間５２０ｃと連通している。その右にある孔５１−２は空間５２０ｄと連通している。最も右にある孔５１−１は空間５２０ｅと連通している。この吸音パネル２０Ｃ−２では、孔５１−５と空間５２０ａによる第１のヘルムホルツ共鳴器、孔５１−４と空間５２０ｂによる第２のヘルムホルツ共鳴器，孔５１−３と空間５２０ｃによる第３のヘルムホルツ共鳴器、孔５１−２と空間５２０ｄによる第４のヘルムホルツ共鳴器、及び孔５１−１と空間５２０ｅによる第５のヘルムホルツ共鳴器が構成される。

また、吸音パネル２０Ｃ−３の薄板２２には、孔５１−３，５１−２，５１−１，５１−５，及び５１−４が左右方向に並べて配設されている。これらのうち最も左にある孔５１−３は空間５２０ａと連通している。その右にある孔５１−２は空間５２０ｂと連通している。その右にある孔５１−１は空間５２０ｃと連通している。その右にある孔５１−５は空間５２０ｄと連通している。最も右にある孔５１−４は空間５２０ｅと連通している。この吸音パネル２０Ｃ−３では、孔５１−３と空間５２０ａによる第１のヘルムホルツ共鳴器、孔５１−２と空間５２０ｂによる第２のヘルムホルツ共鳴器、孔５１−１と空間５２０ｃによる第３のヘルムホルツ共鳴器、孔５１−５と空間５２０ｄによる第４のヘルムホルツ共鳴器、及び孔５１−４と空間５２０ｅによる第５のヘルムホルツ共鳴器が構成される。

ここで、３種類の吸音パネル２０Ｃ−ｍ（ｍ＝１〜３）における第１及び第２のヘルムホルツ共鳴器に着目すると、これら２つのヘルムホルツ共鳴器は、ネックの断面積、キャビティの容積、およびネックの長さが全種類について同じで且つネックの断面の形状が種類毎に異なっている。よって、３種類の吸音パネル２０Ｃ−ｍ（ｍ＝１〜３）における第１及び第２のヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数は種類毎に異なるものとなる。従って、本実施形態によると、吸音パネル２０Ｃ−ｍ（ｍ＝１〜３）における第１及び第２のヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数を決める寸法（すなわち、ネックの断面積Ｓ、ネック長Ｌ、キャビティの容積Ｖを決める部分の寸法）を全種類について同じにせざるを得ないような設計上の制約がある場合でも、それらのヘルムホルツ共鳴器に異なる周波数の音を吸音させることができる。なお、本実施形態は、第１及び第２のヘルムホルツ共鳴器のネックの断面積、キャビティの容積、及びネックの長さを同じくし、ネックの断面の形状を異ならせた構成について説明したが、第１乃至第３のヘルムホルツ共鳴器をこのような構成にしてもよい。要するに、複数種類の音響装置の各々に備え付けるヘルムホルツ共鳴器の中に、ネックの断面積、キャビティの容積、およびネックの長さが同じで且つネックの断面の形状が異なる少なくとも２つのヘルムホルツ共鳴器が含まれていればよい。

＜他の実施形態＞
以上、この発明の実施形態を説明したが、この発明には、他にも各種の実施形態が考えられる。例えば、以下の通りである。

（１）上記第２実施形態において、サウンドホール３８−ｉ（ｉ＝１〜３）を矩形状にしてもよい。この場合において、より高い周波数の音を増強させるギター３０−ｉほど、サウンドホール３８−ｉの断面の重心とその外周の各点との間の距離の最小値ＭＩＮ及び最大値ＭＡＸの比ＭＩＮ／ＭＡＸを小さくするとよい。

（２）上記第１及び第２実施形態において、吸音パネル２０Ａ−ｍ、２０Ｂ−ｎ、ギター３０−ｉに、各々が備えるヘルムホルツ共鳴器のネックの断面の形状を変化させる手段を設けてもよい。例えば、１つの種類の吸音パネル２０Ａ−ｍを、各々異なる形状の孔５１を有する複数層の薄板２２と、これらの複数層の薄板を各々が摺動し得るように支持する支持手段とにより構成してもよい。図１７（Ａ）は、この実施形態である吸音パネル２０Ａ”−１における孔の周囲の部分を示す表面図であり、図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。また、図１７（Ｃ）は、吸音パネル２０Ａ”−１の左側面図である。図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）、及び図１７（Ｃ）に示すように、この吸音パネル２０Ａ”−１における薄板２２”は、３層の薄板２２”−ｉ（ｉ＝１〜３）からなる。３層の薄板２２”−ｉ（ｉ＝１〜３）のうち薄板２２”−３の裏面（薄板２２”−２の反対側の面）は、空間２５を挟んで底面板２６と対向している。３層の薄板２２”−ｉ（ｉ＝１〜３）は、コの字状に凸んだレール１０１Ｆ及び１０１Ｂを有する２枚の側面板１０２Ｆ及び１０２Ｂのレール１０１Ｆ，１０１Ｂによって前後から挟持されている。薄板２２”−ｉ（ｉ＝１〜３）は、レール１０１Ｆ及び１０１Ｂに沿って、各々の延在方向（図１７（Ｂ）の矢印Ｂ方向）への摺動が可能である。そして、薄板２２”−ｉ（ｉ＝１〜３）、底面板２６、側面板１０２Ｆ及び１０２Ｂの左端には側面板１０Ｌが接合されており、薄板２２”−ｉ（ｉ＝１〜３）、底面板２６、側面板１０２Ｆ及び１０２Ｂの右端には側面板１０Ｒ（不図示）が接合されている。

薄板２２”−１には断面積Ｓ１を有する孔５１”−１が穿設されている。この孔５１”−１は真円状をなしている。薄板２２”−２には、断面積Ｓ１を有する孔５１ａ”−２と断面積Ｓ２（Ｓ２＜Ｓ１）を有する孔５１ｂ”−２の２つの孔が薄板２２”−２の延在方向に間隔を空けて穿設されている。孔５１ａ”−２は孔５１”−１と同寸法の真円状をなしている。孔５１ｂ”−２は楕円状をなしている。孔５１ｂ”−２の長軸の長さは孔５１”−１の直径の長さとほぼ同じである。薄板２２”−３には、断面積Ｓ１を有する孔５１ａ”−３と断面積Ｓ２を有する孔５１ｂ”−３の２つの孔が薄板２２”−３の延在方向に間隔を空けて穿設されている。孔５１ａ”−３は孔５１”−１と同寸法の真円状をなしている。孔５１ｂ”−３は楕円状をなしている。孔５１ｂ”−３の長軸は孔５１ｂ”−２の長軸よりも短くなっており、孔５１ｂ”−３の短軸は孔５１ｂ”−２の短軸よりも長くなっている。

この吸音パネル２０Ａ”−１では、薄板２２”−１の孔５１”−１，薄板２２”−２の孔５１ａ”−２または孔５１ｂ”−２、及び薄板２２”−３の孔５１ａ”−３または孔５１ｂ”−３の重複部分をネックとし、薄板２２”−３、底面板２６、側面板１０１Ｆ，１０１Ｂ，１０Ｌ及び１０Ｒに囲まれた空間２５をキャビティとするヘルムホルツ共鳴器が構成される。そして、この吸音パネル２０Ａ”−１では、孔５１”−１、５１ｂ”−２、及び５１ａ”−３が重複するように薄板２２”−２を矢印Ｄ方向にスライドさせた場合（図１７（Ｄ））と、孔５１”−１、５１ａ”−２、及び５１ｂ”−３が重複するように薄板２２”−３を矢印Ｅ方向にスライドさせた場合（図１７（Ｅ））とで、ヘルムホルツ共鳴器のネックの役割を果たす部分の断面の形状が変化する。よって、この実施形態によると、音響装置である吸音パネル２０Ａ”−１を複数の周波数において共鳴させ、広帯域の音を吸音させることができる。

（３）上記第２実施形態において、断面積Ｓを異にする複数種類のサウンドホール３８−ｉをギター３０−ｉに着脱自在に構成してもよい。

（４）上記第１実施形態において、音響装置群である吸音パネル２０Ａ−ｍ（ｍ＝１〜３）の個数を２つにしてもよいし、４つ以上にしてもよい。また、この場合において、音響装置群であるＭ’種類の吸音パネル２０Ａ−ｍ（ｍ＝１，２…Ｍ’）を、断面の離心率ｅが０．９よりも小さい円乃至楕円の孔２１Ａ−ｍ（ネック）を持った吸音パネル２０Ａ−ｍと、断面の離心率ｅが０．９よりも大きい楕円の孔２１Ａ−ｍ（ネック）を持った吸音パネル２０Ａ−ｍとを少なくとも１種類ずつ含むＭ’種類の吸音パネル２０Ａ−ｍ（ｍ＝１，２…Ｍ’）としてもよい。図９に示すように、離心率ｅを０＜ｅ＜１の範囲で変えたヘルムホルツ共鳴器ａ１−１，ａ１−２…ａ１−Ｍの音響付加質量比α−Ｒａｔｉｏは、離心率ｅが０．９を上回ると急激に低下する。よって、この実施形態によると、離心率ｅが０．９より小さい複数種類の吸音パネル２０Ａ−ｍのみから構成されるものや離心率ｅが０．９より大きい複数種類の吸音パネル２０Ａ−ｍのみから構成されるものに比べて、共鳴周波数ｆｒの分布がより広帯域に亙る音響装置群を提供することができる。

（５）上記第１実施形態において、音響装置群である吸音パネル２０Ｂ−ｎ（ｎ＝１〜３）の個数を２つにしてもよいし、４つ以上にしてもよい。また、この場合において、音響装置群であるＮ’種類の吸音パネル２０Ｂ−ｎ（ｎ＝１，２…Ｎ’）を、断面の扁平度ｒが０．１よりも小さい長方形の孔２１Ｂ−ｎ（ネック）を持った吸音パネル２０Ｂ−ｎと、断面の扁平度ｒが０．１よりも大きい長方形乃至正方形の孔２１Ｂ−ｎ（ネック）を持った吸音パネル２０Ｂ−ｎとを少なくとも１種類ずつ含むＮ’種類の吸音パネル２０Ｂ−ｎ（ｎ＝１，２…Ｎ’）としてもよい。図１０に示すように、扁平度ｒを１＞ｒ＞０の範囲で変えたヘルムホルツ共鳴器ｂ１−１，ｂ１−２…ｂ１−Ｎの音響付加質量比α−Ｒａｔｉｏは、扁平度ｒが０．１を下回ると急激に低下する。よって、この実施形態によると、扁平度ｒが０．１より小さい複数種類の吸音パネル２０Ｂ−ｎのみから構成されるものや扁平度ｒが０．１より大きい複数種類の吸音パネル２０Ｂ−ｎのみから構成されるものに比べて、共鳴周波数ｆｒの分布がより広帯域に亙る音響装置群を提供することができる。

（６）上記第１実施形態において、十分に高い周波数の音の吸音が求められる場合には、孔２１Ａ−ｍ（ネック）の断面の形状を楕円状とし、孔２１Ａ−ｍの断面の重心と当該断面の外周をなす各点との間の距離の最小値ＭＩＮ及び最大値ＭＡＸを上記式（３）に代入した離心率ｅが０．９よりも大きい孔２１Ａ−ｍを持った吸音パネル２０Ａ−ｍだけを提供してもよい。この実施形態の内容を概念的に示すと、「孔の断面が楕円状をなしている吸音パネルであって、当該吸音パネルの孔の断面の重心と当該断面の外周をなす各点との間の距離の最小値ＭＩＮ及び最大値ＭＡＸを上記式（３）に代入した離心率ｅが０．９よりも大きい孔を有することを特徴とする吸音パネル」となる。

同様に、上記第２実施形態において、十分に高い周波数の音の吸音が求められる場合には、孔２１Ｂ−ｎ（ネック）の断面の形状を長方形状とし、孔２１Ｂ−ｎの断面における短辺の長さＸと長辺の長さＹを上記式（４）に代入した扁平度ｒが０．１よりも小さい孔２１Ｂ−ｍを持った吸音パネル２０Ｂ−ｍだけを提供してもよい。この実施形態の内容を概念的に示すと「孔の断面が長方形状をなしている吸音パネルであって、前記孔の断面における短辺の長さＸと長辺の長さＹを上記式（４）に代入した扁平度ｒが０．１よりも小さい孔を有することを特徴とする吸音パネル」となる。

これら２つの実施形態である吸音パネルは、次のような課題を解決する技術的手段として有用である。これまで、音響装置に搭載されるヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数を高域にシフトさせる手段としては、ネックの長さを短くする、キャビティの容積を小さくする、ネックの断面積を小さくする、の３つのうちいずれかの方策がとられていた。しかし、吸音パネルのような外形寸法の設計上の制約が厳しい音響装置では、これら３つの方策のうち前２者の採用は難しい。一方、ネックの断面積の狭小化は外形寸法にそれほど大きな影響を与えないため、ネック長やキャビティ容積の縮小に比べれば比較的採用し易い。しかし、吸音パネルの場合、ネックの役割を果たしている孔の断面積を小さくすると、孔の内壁面の面積が小さくなり、内壁面における粘性抵抗が減少する。この結果、吸音時の吸音力（吸音率のピーク値）が小さくなってしまう問題がある。これに対し、本実施形態では、ネックの内壁面の面積を小さくする必要がないため、吸音力の低下を起こさずに、共鳴周波数だけを高域にシフトさせることができる。

（７）上記第７実施形態では、３種類の吸音パネル２０Ｃ−ｍ（ｍ＝１〜３）における薄板２２と背面板２６の間の空気層２５が４枚の仕切板２９１，２９２，２９３，２９４により５つの空間５２０ａ，５２０ｂ，５２０ｃ，５２０ｄ，５２０ｅに仕切られていた。しかし、仕切板２９１，２９２，２９３，２９４を設けない構成にしてもよい。この場合、第１実施形態（図１，図２）と同様に、空気層２５に仮想的な仕切板があると考えればよい。

（８）上記第４実施形態では、吸音パネル６０の孔６１−ｊ（ｊ＝１〜５）は断面の離心率ｅが０．９よりも大きくなるような楕円状をなしていた。しかし、孔６１−ｊ（ｊ＝１〜５）のうち一部（少なくとも１つ以上）の断面を離心率ｅが０．９よりも大きくなるような楕円状としてもよい。

（９）上記第５実施形態では、吸音パネル７０の孔７１−ｊ（ｊ＝１〜５）は断面の扁平度ｒが０．１より小さくなるような矩形状をなしていた。しかし、孔７１−ｊ（ｊ＝１〜５）のうち一部（少なくとも１つ以上）の断面を扁平度ｒが０．１より小さくなるような矩形状としてもよい。

２０…吸音パネル群、２１…孔、２２…薄板、２３…裏面、２４…多孔質吸音材、２５…空気層、２６…背面板、３０…ギター群、３１…胴、３２…棹、３３…ネック、３４…表面、３５…ブリッジ、３６…弦、３８…サウンドホール。

Claims (2)

1. 複数のヘルムホルツ共鳴器を備えた音響装置であって、前記複数のヘルムホルツ共鳴器の中に、ネックの断面積及び前記ネックに連通したキャビティの容積を同じくし前記ネックの断面の重心と当該断面の外周をなす各点との間の距離の最小値及び最大値の関係を異にする少なくとも２つのヘルムホルツ共鳴器が含まれ、前記複数のヘルムホルツ共鳴器のうち少なくとも１つのヘルムホルツ共鳴器は、当該ヘルムホルツ共鳴器のネックの断面の重心と当該断面の外周をなす各点との間の距離の最小値ＭＩＮ及び最大値ＭＡＸを下記式（１）に代入した離心率ｅが０．９よりも大きいネックを有することを特徴とする音響装置。
   ｅ＝（ＭＡＸ ^２ −ＭＩＮ ^２ ） ^１／２ ／ＭＡＸ…（１）
2. 複数のヘルムホルツ共鳴器を備えた音響装置であって、前記複数のヘルムホルツ共鳴器の中に、ネックの断面積及び前記ネックに連通したキャビティの容積を同じくし前記ネックの断面の重心と当該断面の外周をなす各点との間の距離の最小値及び最大値の関係を異にする少なくとも２つのヘルムホルツ共鳴器が含まれ、前記複数のヘルムホルツ共鳴器のうち少なくとも１つのヘルムホルツ共鳴器は、当該ヘルムホルツ共鳴器のネックの断面における短辺の長さＸと長辺の長さＹを下記式（２）に代入した扁平度ｒが０．１よりも小さいネックを有することを特徴とする音響装置。
   ｒ＝Ｘ／Ｙ…（２）
   
   

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