JP5707721B2 - 透過音制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、室外から室内に聴こえる音の音質を制御する技術に関する。

特許文献１には、防音室を遮音状態にした場合にその室内の者が感じるであろう閉塞感を軽減するための技術の開示がある。この特許文献１に開示された技術では、室内に防音室が設けられる。そして、屋外に設けられた屋外用マイクロホンと屋内における防音室の外に設けられた屋内用マイクロホンの一方または双方を操作部の操作によって選択し、この選択されたマイクロホンの収音信号を防音室内のスピーカから放音するようになっている。

特許第２７５５０９４号公報

しかしながら、室内の居住者にとっては、室外からの音が壁などによって完全に遮られると閉塞感を感じる一方で、室外からの音がそのままの音質の音として聞こえると騒々しいと感じる場合もある。マイクロホンとスピーカとを含む音信号処理系によれば、室外の音を室内の居住者の好みに合った音質の音として聞かせることができるものの、この場合、電力供給源が必要となり、その装置構成も大きくなってしまうという問題がある。
本発明は、このような背景の下に案出されたものであり、機械的な構成により、室外から室内に伝搬される音を室内の居住者が望む周波数特性の音として聴かせるようにすることを目的とする。

本発明は、空間を区切り且つ開口を有する境界面と間隔を空けて、前記開口と対向して支持された音響遮蔽板を有する透過音制御装置を提供する。
本発明では、境界面の外で発生した音は境界面の開口を透過して境界面の内側に伝搬する。そして、この透過音は音響遮蔽板で反射し、その反射音が境界面と音響遮蔽板の間隔の側方から後方（反射方向を前方としたときの後方）へ回折し、境界面の内側の受聴者まで伝搬する。本発明では、境界面の開口を透過してその内側に伝搬する透過音の各帯域の成分を、音響遮蔽板で反射したときと音響遮蔽板の後方へ回折したときの各々において変化させ、受聴者が望む周波数特性の音として聴かせることができる。

この発明の第１実施形態である透過音制御装置の構成を示す図である。 同透過音制御装置を備え付けた居室内における音圧レベル上昇量の周波数特性を示すグラフである。 同透過音制御装置を備え付けた居室内における音圧レベル上昇量の周波数特性を示すグラフである。 同透過音制御装置を備え付けた居室内における音圧レベル上昇量の周波数特性を示すグラフである。 同実施形態の応用例である透過音制御装置の構成を示す図である。 同実施形態の応用例である透過音制御装置におけるＡ−Ａ’断面を示す図である。 同実施形態の応用例である透過音制御装置におけるＡ−Ａ’断面を示す図である。 この発明の第２実施形態である透過音制御装置の構成を示す図である。 この発明の第３実施形態である透過音制御装置と透過音制御装置が備え付けられた自動車の構成を示す図である。 図９における透過音制御装置の拡大図である。 この発明の第４実施形態である透過音制御装置と透過音制御装置が備え付けられた自動車の構成を示す図である。 図１１における透過音制御装置の拡大図である。 この発明の第５実施形態である透過音制御装置と透過音制御装置が備え付けられた自動車の構成を示す図である。 図１３における透過音制御装置の拡大図である。 この発明の第６実施形態である透過音制御装置と透過音制御装置が備え付けられた自動車の構成を示す図である。 図１４における透過音制御装置の拡大図である。 本発明の他の実施形態である透過音制御装置における張力付与機構の構成を示す図である。 本発明の他の実施形態である透過音制御装置を示す図である。 本発明の他の実施形態である透過音制御装置を示す図である。

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）
以下、図面を参照し、この発明の第１実施形態を説明する。図１は、この発明の第1実施形態である透過音制御装置１０の構成を示す図である。この透過音制御装置１０は、居室外と居室内とを隔てる境界面である壁１に開口２を設け、この開口２を介して居室外から居室内に伝搬される音を周波数特性の調整された音として受聴者に聴かせるものである。

図１に示すように、透過音制御装置１０は、膜３と、音響遮蔽板２０と、適当な本数の棒状の支持部材３０とを有する。
膜３は、ポリエステル製の膜である。この膜３は、壁１の開口２を塞ぐようにして壁１に貼付される。
音響遮蔽板２０は、樹脂製の音響反射板２１と吸音材２２とを積層した部材である。音響反射板２１は、壁１と同等かそれ以下の遮音性能（面密度）をもった素材（たとえば、アクリル樹脂）を板状に成形したものである。吸音材２２は、グラスウールなどの多孔質な素材からなる吸音材である。

支持部材３０は、図１に示すように、音響遮蔽板２０における吸音材２２のある側の面を開口２と対向させ、音響遮蔽板２０と壁１の間に間隔ｄを空けるようにして支持する役割を果たす部材である。音響遮蔽板２０が矩形をなす場合、音響遮蔽板２０の４頂点付近に４本の支持部材３０の各一端を貫通させることにより音響遮蔽板２０を４本の支持部材３０に固定し、４本の支持部材３０の各他端を壁１に貫通させるか埋め込むかして固定すればよい。この場合において、４本の支持部材３０として４本のボルトを使用し、各ボルトに螺合された２個のナットに挟んで音響遮蔽板２０を固定してもよい。この構成では、ナットの操作により音響遮蔽板２０と壁１との間隔ｄの調整が可能である。

以上が、本実施形態における透過音制御装置１０の構成である。居室外で発生した音は開口２を塞いでいる膜３を透過して室内に伝搬する。そして、膜３を透過した透過音は音響遮蔽板２０の音響反射板２１で反射し、その反射音は音響反射板２１と壁１の間隔ｄの側方から音響反射板２１の後方へ回折し、受聴者まで伝搬する。本実施形態では、室外で発生した音の各帯域の成分を、膜３を透過したとき、音響反射板２１で反射したとき、および音響反射板２１の後方へ回折したときの各々において変化させ、所望の周波数特性をもった音として受聴者に聴かせることができる。本願発明者は、本実施形態の効果を確認するため、以下のような検証を行った。

まず、壁１の開口２の有無、膜３による開口２の閉塞の有無、音響遮蔽板２０の有無、膜３の膜厚、開口２と音響遮蔽板２０の距離、音響遮蔽板２０の寸法を以下の表１に示す条件１〜１３のようにし、壁１の外側でピンクノイズ音信号を音として発生させ、居室内において、壁１から５０ｃｍ離れた位置にマイクロホンをおいて収音し、条件１〜１３におけるマイクロホンの収音信号の各々の１／３オクターブ帯域毎の音圧レベルを求めた。なお、壁１に設ける開口２は、直径４０ｍｍの３つの孔で構成され、これら３つの孔を１列に６０ｍｍピッチで配置した。さらに、条件１における収音信号、つまり、壁１に孔を設けない条件下で得られた収音信号の各帯域の音圧レベルを基準音圧レベルとし、条件２〜１３における収音信号の各帯域の音圧レベルの差異（「音圧レベル上昇量（ｄＢ）」という）の周波数特性を図２、図３、図４に示すグラフとした。

これらのグラフによると、壁１の開口２を塞ぐ膜３、音響遮蔽板２０の寸法、および開口２と音響遮蔽板２０の距離と各帯域の音圧レベル上昇量との間には以下の関係がある。
（１）図２のグラフａ０は、開口２を膜３で塞がない場合における音圧レベル上昇量の周波数特性であり、グラフａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５，ａ６は、開口２を異なる膜厚の膜３で塞いた場合における音圧レベル上昇量の周波数特性である。この図２のグラフａ０，ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５，ａ６によると、開口２を膜３で塞いだ場合は、そうでない場合と比べて概ね３１５Hz以上の帯域における音圧レベルの減衰量が大きいことが分かる。また、開口２を膜３で塞いだ場合はその膜３の膜厚が大きいほど３１５Hz以上の帯域の音圧レベル上昇量が小さい、すなわち、音圧レベルの減衰量が大きいことが分かる。従って、開口２を塞ぐ膜３の膜厚を変えることで、所定の帯域（本実施形態では３１５Hz）以上の周波数帯域の音圧レベル上昇量を制御することができる。

（２）図３のグラフｂ０は、壁１の開口２を膜３で塞がない場合における音圧レベル上昇量の周波数特性である。また、グラフｂ１，ｂ２は、壁１の開口２を塞ぐ膜３の厚さを同じとし、開口２に対向させる音響遮蔽板２０の寸法を変えた場合における音圧レベル上昇量の周波数特性である。この図３では、グラフｂ１の１０００Hz以上の帯域の音圧レベル上昇量がグラフｂ０の１０００Hz以上の帯域の音圧レベル上昇量に比べて大きく低下している。また、グラフｂ２の１６００Hz以上の帯域の音圧レベル上昇量がグラフｂ０の１６００Hz以上の帯域の音圧レベル上昇量に比べて大きく低下している。よって、この図３のグラフｂ１，ｂ２からは、音圧レベル上昇量が大きく低下し始める帯域は音響遮蔽板２０の寸法を小さく（大きく）すると高域側（低域側）にシフトすることが分かる。従って、音響遮蔽板２０の寸法を変えることで、音圧レベル上昇量が大きく低下し始める周波数を制御することができる。

（３）図４のグラフｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４は、壁１の開口２を塞ぐ膜３の厚さを同じとし、壁１と音響遮蔽板２０との間の距離を０ｍｍから４５ｍｍまで１５ｍｍ刻みで変えた場合における音圧レベル上昇量の周波数特性である。この図４において２５０Hz以上１０００Hz以下の帯域に着目すると、グラフｃ２，ｃ３，ｃ４の音圧レベル上昇量（壁１と音響遮蔽板２０との間の距離は１５ｍｍ〜４５ｍｍ）間には殆ど差はないが、グラフｃ１の音圧レベル上昇量（壁１と音響遮蔽板２０との間の距離は０ｍｍ）はグラフｃ２，ｃ３，ｃ４の音圧レベル上昇量に比べて顕著に低い。よって、壁１と音響遮蔽板２０との間の距離ｄを０ｍｍ以上の所定値（本実施形態では１５ｍｍ〜４５ｍｍ）から０ｍｍへと縮めることにより、２５０Hz以上１０００Hz以下の所定の帯域の音圧レベル上昇量を減衰させることができる。また、壁１と音響遮蔽板２０との間の距離ｄを０ｍｍから任意の値（本実施形態では１５ｍｍ）へと拡げることにより、２５０Hz以上１０００Hz以下の所定の帯域の音圧レベル上昇量を増加させることができる。

以上の検討結果から、本願発明者は、図１に示した透過音制御装置１０の応用例として、音響遮蔽板２０の開口２に対する相対的な位置関係を変化させ得るように音響遮蔽板２０を支持する支持手段を備えた透過音制御装置を考案した。
図５は、本実施形態の応用例である透過音制御装置１０Ａの構成を示す図であり、図６は、図５のＡ−Ａ’断面を居室内側から壁１に向かって見た図である。図６に示すように、この応用例では、壁１に３つの開口２Ｌ、２Ｃ、２Ｒを左右一列に並べて穿設し、透過音制御装置１０Ａの３つの膜３Ｌ、３Ｃ、３Ｒをそれらの開口２Ｌ、２Ｃ、２Ｒを塞ぐようにして壁１に貼付する。

透過音制御装置１０Ａの支持機構３５において、アクチュエータ４１は、壁１と直交する軸に沿って箱状の筐体３１を平行移動させるアクチュエータである。筐体３１内には、アクチュエータ４０が固定されている。このアクチュエータ４０は、筐体３１から壁１に向かって垂直に突出した回転軸２３を有しており、この回転軸２３を回転駆動するアクチュエータである。アクチュエータ４０の回転軸２３の先端には、壁１に対して平行な状態で音響遮蔽板２０が固定されている。ここで、音響遮蔽板２０は、図６に示すように、楕円形をなし、回転軸２３から音響遮蔽板２０の周辺までの長さは不均一になっている。なお、回転軸２３から音響遮蔽板２０の周辺までの長さが不均一になるのであれば、音響遮蔽板２０の形状は楕円でなくてもよい。例えば円状の音響遮蔽板２０における中心から外れた位置を回転軸２３に固定してもよい。

図６に示すように、図５のＡ−Ａ’断面を居室内側から壁１に向かって見た場合において、壁１の開口２Ｌ、２Ｃ、２Ｒのうち真中の開口２Ｃと回転軸２３は重なっている。そして、図６に示すように、音響遮蔽板２０の長軸と膜３Ｌ、３Ｃ、３Ｒの中心を結ぶ線とがなす角度θ（０≦θ≦９０）が０度であるとき、音響遮蔽板２０における開口２Ｌ、２Ｃ、２Ｒに対向する面の面積が最大となる。また、図７に示すように、この角度θが９０度であるとき、音響遮蔽板２０における開口２Ｌ、２Ｃ、２Ｒに対向する面の面積は最小となる。

アクチュエータ４１は、音響遮蔽板２０を壁１に近づく方向または遠ざかる方向に移動させ、音響遮蔽板２０と壁１との間隔ｄを小さくし、または音響遮蔽板２０と壁１との間隔ｄを大きくする。

この応用例では、アクチュエータ４０，４１が音響遮蔽板２０における開口２Ｌ、２Ｃ、２Ｒに対向する面の面積や壁１との間隔ｄを制御する。よって、居室外から開口２Ｌ、２Ｃ、２Ｒの膜３Ｌ、３Ｃ、３Ｒを透過する透過音の周波数特性の制御の態様を、居室内の受聴者の都合に合わせて変えることができる。

（第２実施形態）
図８は、この発明の第２実施形態である透過音制御装置１０Ｂの構成を示す図である。図８において、図１に示すものと同じ要素には同じ符号を付してある。この透過音制御装置１０Ｂは、居室外と居室内とを隔てる壁１における居室外側に設けられている。すなわち、第１実施形態では、壁１と受聴者（受音点）との間に透過音制御装置１０及び１０Ａが位置する関係であったが、本実施形態では、透過音制御装置１０Ｂと受聴者（受音点）との間に壁１が位置する関係となる。より具体的に説明すると、この透過音制御装置１０Ｂにおける膜３は、壁１の開口２における居室外側を塞ぐようにして開口２に貼付されている。また、音響遮蔽板２０は、当該音響遮蔽板２０における吸音材２２の側の面を開口２の側（居室内側）に向けるとともに板２０と壁１の間に間隔ｄを空けるようにして、支持部材３０に支持されている。

本実施形態では、居室外で発生した音は、音響遮蔽板２０にまず到達し、音響反射板２１で一部が反射する。そして、この反射音と、居室外において発生して音響反射板２１の側方を伝搬した音は、音響反射板２１の後方の吸音材２２のある側へ回折し、音響反射板２１と壁１と間隔ｄの側方の空間から膜３へ伝搬し、膜３を透過した音が居室内の受聴者まで伝搬する。

第１実施形態では、居室外の音源→膜３→音響反射板２１→居室内の受聴者、という伝搬経路（以下、伝搬経路ＰＡＴＨ１）を経由して音が伝搬されるのに対し、本実施形態では、居室外の音源→音響反射板２１→膜３→居室内の受聴者、という伝搬経路（以下、伝搬経路ＰＡＴＨ２）を経由して音が伝搬される。ここで、伝搬経路ＰＡＴＨ１を、音源及び膜３間、膜３及び音響反射板２１間、音響遮蔽板２１及び受聴者間の３つの区間に分けた場合、３つの区間の各々の伝達関数はいずれも線形であるから、伝搬経路ＰＡＴＨ１は線形システムと考えることができる。よって、伝搬経路ＰＡＴＨ１の伝達関数とこの経路ＰＡＴＨ１の膜３及び音響反射板２１の経由順を入れ替えた伝搬経路ＰＡＴＨ２の伝達関数は同じになる。従って、本実施形態によると、居室外において発生した音を、第１実施形態における透過音制御装置１０を備え付けた場合と同じ伝達特性（周波数特性）をもった音として受聴者に聴かせることができる。

（第３実施形態）
図９は、この発明の第３実施形態である透過音制御装置１０Ｃと透過音制御装置１０Ｃが備え付けられた自動車１５０の構成を示す図である。図１０（Ａ）は、図９における透過音制御装置１０Ｃの拡大図である。また、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）を矢印Ａ方向から見た図である。本実施形態では、自動車１５０のエンジンルーム１５１と車室内空間１５２とを隔てる境界面であるダッシュボード１５３に、車幅方向に並ぶ３つの開口１５４Ｌ，１５４Ｃ，及び１５４Ｒが設けられている。３つの開口１５４Ｌ，１５４Ｃ，及び１５４Ｒは同じ直径を持った真円状をなしている。また、エンジンルーム１５１内におけるエンジン１５５と開口１５４Ｌ，１５４Ｃ，及び１５４Ｒとの間には、エンジン１５５から放出される吸気音を開口１５４Ｌ，１５４Ｃ，及び１５４Ｒに導くダクト１５７が設けられている。

透過音制御装置１０Ｃは、エンジン１５５からダクト１５７及び開口１５４Ｌ，１５４Ｃ，１５４Ｒを介して車室内空間１５２に伝搬される吸気音を、周波数特性の調整された音として車室内空間１５２の受聴者に聴かせるものである。

図９に示すように、透過音制御装置１０Ｃは、膜１１９と、左右２枚の音響遮蔽板１２０Ｌ及び１２０Ｒと、上下２つの支持部材１３０Ｕ及び１３０Ｄと、制御部１４９とを有する。膜１１９は、ポリエステル製の膜である。膜１１９は、ダッシュボード１５３の開口１５４Ｌ，１５４Ｃ，及び１５４Ｒにおける車室内空間１５２側を塞ぐようにして開口１５４Ｌ，１５４Ｃ，及び１５４Ｒに貼付されている。

音響遮蔽板１２０Ｌは、音響反射板１２１Ｌと吸音材１２２Ｌとを積層した部材である。音響反射板１２１Ｒは、音響反射板１２１Ｒと吸音材１２２Ｒとを積層した部材である。音響反射板１２１Ｌは、ダッシュボード１５３と同等かそれ以下の遮音性能（面密度）をもった素材（たとえば、アクリル樹脂）を、開口１５４Ｌ，１５４Ｃ，及び１５４Ｒの直径よりも大きな長さと幅を持った板状に成形したものである。音響反射板１２１Ｒは、音響反射板１２１Ｌと同じ素材を音響反射板１２１Ｌと同じ寸法の板状に成形したものである。吸音材１２２Ｌ及び１２２Ｒは、グラスウールなどの多孔質な素材からなる吸音材である。

支持部材１３０Ｕ及び１３０Ｄは、音響遮蔽板１２０Ｌ及び１２０Ｒを、これら２枚の板１２０Ｌ及び１２０Ｒにおける吸音材１２２Ｌ及び１２２Ｒのある側の面を開口１５４Ｌ，１５４Ｃ，及び１５４Ｒと対向させ且つ両板１２０Ｌ及び１２０Ｒとダッシュボード１５３の間に間隔ｄを空けて支持する第１の役割と、２枚の板１２０Ｌ及び１２０Ｒを開口１５４Ｌ，１５４Ｃ，及び１５４Ｒと平行な面に沿って接離する方向に移動させる第２の役割とを果たす部材である。

より具体的に説明すると、支持部材１３０Ｕは、ダッシュボード１５３における開口１５４Ｌ，１５４Ｃ，及び１５４Ｒよりも僅かに上の位置から車室内空間１５２に向かって起立している。支持部材１３０Ｄは、ダッシュボード１５３における開口１５４Ｌ，１５４Ｃ，及び１５４Ｒよりも僅かに下の位置から車室内空間１５２に向かって起立している。支持部材１３０Ｕにおける支持部材１３０Ｄと対向する面には車幅方向（開口１５４Ｌ，１５４Ｃ，及び１５４Ｒと平行な方向）に延在するレール１３１Ｕが設けられている。支持部材１３０Ｄにおける支持部材１３０Ｕと対向する面には車幅方向に延在するレール１３１Ｄが設けられている。

音響遮蔽板１２０Ｌ及び１２０Ｒにおける上下の端面は、支持部材１３０Ｕのレール１３１Ｕ及び支持部材１３０Ｄのレール１３１Ｄに各々嵌め込まれている。支持部材１３０Ｕのレール１３１Ｕ内における中心からみて車幅方向の両側には、駆動部１３２ＵＬ及び１３２ＵＲが設けられている。また、支持部材１３０Ｄのレール１３１Ｄ内における中心からみて車幅方向の両側には、駆動部１３２ＤＬ及び１３２ＤＲが設けられている。駆動部１３２ＵＬ，１３２ＵＲ，１３２ＤＬ，及び１３２ＤＲは、制御部１４９による制御の下、音響遮蔽板１２０Ｌ及び１２０Ｒをレール１３１Ｕ及び１３１Ｄに沿って車幅方向に移動させる。

制御部１４９は、エンジン１５５内における回転数センサ（クランク角センサ）からエンジン１５５の回転数を示す検知信号の供給を受ける。そして、制御部１４９は、エンジン１５５の回転数が高くなると、音響遮蔽板１２０Ｌ及び１２０Ｒを互いに外側（音響遮蔽板１２０Ｌ及び１２０Ｒが離れる側）に向かって移動させる制御信号を駆動部１３２ＵＬ，１３２ＵＲ，１３２ＤＬ，及び１３２ＤＲに供給する。また、制御部１４９は、エンジン１５５の回転数が低くなると、音響遮蔽板１２０Ｌ及び１２０Ｒを互いに内側（音響遮蔽板１２０Ｌ及び１２０Ｒが近づく側）に向かって移動させる制御信号を駆動部１３２ＵＬ，１３２ＵＲ，１３２ＤＬ，及び１３２ＤＲに供給する。駆動部１３２ＵＬ，１３２ＵＲ，１３２ＤＬ，及び１３２ＤＲは、この制御信号に従い、音響遮蔽板１２０Ｌ及び１２０Ｒを外側または内側に移動させる。

ここで、制御部１４９が、音響遮蔽板１２０Ｌ及び１２０Ｒを両板１２０Ｌ及び１２０Ｒが接している状態から互いに離れるように外側に移動させると、両板１２０Ｌ及び１２０Ｒ間に矩形状の隙間ができ、これら２枚の板１２０Ｌ及び１２０Ｒにおける開口１５４Ｌ，１５４Ｃ，及び１５４Ｒに対向する面の面積が狭くなる。反対に、音響遮蔽板１２０Ｌ及び１２０Ｒを両板１２０Ｌ及び１２０Ｒ間に隙間ができている状態から内側に移動させると、２枚の板１２０Ｌ及び１２０Ｒにおける開口１５４Ｌ，１５４Ｃ，及び１５４Ｒに対向する面の面積が広くなる。

以上が、本実施形態における透過音制御装置１０Ｃの構成である。この透過音制御装置１０Ｃによると、自動車１５０の走行中にエンジン１５５から放出される吸気音の各帯域の成分を、当該吸気音が膜１１９を透過したとき、音響反射板１２１Ｌ及び１２１Ｒで反射したとき、音響反射板１２１Ｌ及び１２１Ｒとダッシュボード１５３の間隔ｄの側方の空間から後方へ回折したときの各々において変化させ、周波数成分の調整された音として車室内空間１５２の受聴者に聴かせることができる。

また、透過音制御装置１０Ｃは、エンジン１５５の回転数が上がり吸気音に含まれる倍音成分の周波数（基音の周波数及び２次、３次…の倍音の周波数）が高くなると、音響遮蔽板１２０Ｌ及び１２０Ｒにおける開口１５４Ｌ，１５４Ｃ，及び１５４Ｒに対向する面の面積を狭め、エンジン１５５の回転数が下がり吸気音に含まれる倍音成分の周波数が低くなると、音響遮蔽板１２０Ｌ及び１２０Ｒにおける開口１５４Ｌ，１５４Ｃ，及び１５４Ｒに対向する面の面積を拡げる。

図３の検討結果から分かるように、音圧レベル上昇量が大きく低下し始める帯域は、音響遮蔽板１２０Ｌ及び１２０Ｒにおける開口１５４Ｌ，１５４Ｃ，及び１５４Ｒに対向する面の面積が小さくなると高域側にシフトし、この面積が大きくなると低域側にシフトする。よって、この透過音制御装置１０Ｃによると、エンジン１５５の回転数が上がり吸気音の倍音成分の周波数が高くなった場合、その倍音成分の変化に連動して、透過音制御装置１０Ｃを透過する音の周波数帯域も高域側に変化する。従って、エンジン１５５の回転数に応じて変化する吸気音の倍音成分を積極的に選択して受聴者に聴かせることができる。

（第４実施形態）
図１１は、この発明の第４実施形態である透過音制御装置１０Ｄと透過音制御装置１０Ｄが備え付けられた自動車１５０の構成を示す図である。図１２（Ａ）は、図１１における透過音制御装置１０Ｄの拡大図である。また、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）を矢印Ｂ方向から見た図である。本実施形態は、第３実施形態における透過音制御装置１０Ｃを透過音制御装置１０Ｄにより置き換えたものである。

図１１に示すように、透過音制御装置１０Ｄでは、ダッシュボード１５３における開口１５４Ｌ，１５４Ｃ，及び１５４Ｒに膜２１９が貼付されている。また、ダッシュボード１５３における開口１５４Ｌ，１５４Ｃ，及び１５４Ｒよりも僅かに下の位置からは居室内空間１５２に向かって円柱状の支持部材２３０が起立している。支持部材２３０は、音響遮蔽板２２０Ｌ及び２２０Ｒを、これら２枚の板２２０Ｌ及び２２０Ｒにおける吸音材２２２Ｌ及び２２２Ｒのある側の面を開口１５４Ｌ，１５４Ｃ，及び１５４Ｒと対向させ且つ両板２２０Ｌ及び２２０Ｒと開口１５４Ｌ，１５４Ｃ，及び１５４Ｒとの間に間隔ｄを空けて支持する第１の役割と、２枚の板２２０Ｌ及び２２０Ｒを開口１５４Ｌ，１５４Ｃ，及び１５４Ｒと平行な面に沿って相反する方向に回転させる第２の役割とを果たす部材である。

より具体的に説明すると、支持部材２３０の先端には、音響遮蔽板２２０Ｌの右下隅と音響遮蔽２２０Ｒの左下隅が連結されている。支持部材２３０の先端における音響遮蔽板２２０Ｌ及び２２０Ｒが連結された部分には駆動部２３２がある。駆動部２３２は、制御部２４９による制御の下、音響遮蔽板２２０Ｌ及び２２０Ｒを両板２２０Ｌ及び２２０Ｒと当該駆動部２３２との連結部分を回転軸として回転させる。

制御部２４９は、エンジン１５５の回転数が高くなると、音響遮蔽板２２０Ｌを反時計回り、音響遮蔽板２２０Ｒを時計回りに回転させる制御信号を駆動部２３２に供給する。また、制御部２４９は、エンジン１５５の回転数が低くなると、音響遮蔽板２２０Ｌを時計回り、音響遮蔽板２２０Ｒを反時計回りに回転させる制御信号を駆動部２３２に供給する。そして、駆動部２３２は、この制御信号に従って、音響遮蔽板２２０Ｌ及び２２０Ｒを回転させる。本実施形態の透過音制御装置１０Ｄによると、エンジン１５５の回転数が上がり吸気音の倍音成分の周波数が高くなった場合、その倍音成分の周波数の変化に連動して、透過音制御装置１０Ｄを透過する音の周波数帯域も高域側に変化する。従って、エンジン１５５の回転数に応じて変化する吸気音の倍音成分を積極的に選択して受聴者に聴かせることができる。

（第５実施形態）
図１３は、この発明の第５実施形態である透過音制御装置１０Ｅと透過音制御装置１０Ｅが備え付けられた自動車３５０の構成を示す図である。図１４は、図１３における透過音制御装置１０Ｅの拡大図である。本実施形態では、自動車３５０のボディ３５１の底板３５２における排気管３５４の真上の位置に、開口３５３が設けられている。透過音制御装置１０Ｅは、自動車３５０の走行中に排気管３５４から放出され、開口３５３から車室内空間３５８に伝わる排気音を、周波数特性の調整された音として車室内空間３５８の受聴者に聴かせるものである。

図１３に示すように、透過音制御装置１０Ｅは、膜３１９と音響遮蔽板３２０とを有している。膜３１９は、ポリエステル製の膜である。膜３１９は、ボディ３５１の底板３５２の開口３５３における車室内空間３５８側を塞ぐようにして開口３５３に貼付され、車室外の水や砂等の異物および外気（熱気，冷気）の侵入を防いでいる。音響遮蔽板３２０は、音響反射板３２１と吸音材３２２とを積層した部材である。この音響遮蔽板３２０は、当該音響遮蔽板３２０における吸音材３２２のある側の面を開口３５３と対向させ、音響遮蔽板３２０とボディ３５１の底板３５２との間に間隔ｄを空けるようにして支持されている。音響遮蔽板３２０の支持は、種々の手段によって実現できる。例えば、ボディ３５１の底板３５２上に固定されている座席（図示略）における開口３５３の真上の部分に音響遮蔽板３２０を貼付するとよい。

以上が、本実施形態における透過音制御装置１０Ｅの構成である。この透過音制御装置１０Ｅは、自動車３５０の走行中に排気管３５４から放出される排気音の各帯域の成分を、当該排気音が膜３１９を透過したとき、音響反射板３２１で反射したとき、音響反射板３２１と底板３５２の間隔ｄの側方から後方へ回折したときの各々において変化させる。この透過音制御装置１０Ｅによると、エンジン１５５の回転数が上がり排気音の倍音成分の周波数が高くなった場合、その変化に連動して、透過音制御装置１０Ｅを透過する音の周波数帯域も高域側に変化する。従って、エンジン１５５の回転数に応じて変化する排気音の倍音成分を積極的に選択して受聴者に聴かせることができる。

（第６実施形態）
図１５は、この発明の第６実施形態である透過音制御装置１０Ｆと透過音制御装置１０Ｆが備え付けられた自動車４５０の構成を示す図である。図１６は、図１５における透過音制御装置１０Ｆの拡大図である。本実施形態では、自動車４５０のボディ４５１におけるマフラー４５５の真上の部分に、開口４５３が設けられている。

透過音制御装置１０Ｆは、自動車４５０の走行中にマフラー４５５から放出され、開口４５３から車室内空間４５８に伝わる消音処理済みの排気音を、周波数特性の調整された音として車室内空間４５８の受聴者に聴かせるものである。この透過音制御装置１０Ｆにおける膜４１９は、ボディ４５１の開口４５３における車室内空間４５８側を塞ぐようにして開口４５３に貼付されている。音響遮蔽板４２０は、当該音響遮蔽板４２０における吸音材４２２のある側の面を開口４５３と対向させ、音響遮蔽板４２０とボディ４５１との間に間隔ｄを空けるようにして支持されている。音響遮蔽板４２０の支持は、種々の手段によって実現できる。例えば、ボディ４５１における開口４５３の周囲から複数本の支柱を起立させ、これら複数本の支柱の先端に音響遮蔽板４２０を固定するとよい。

以上が、本実施形態における透過音制御装置１０Ｆの構成である。この透過音制御装置１０Ｆは、自動車３５０の走行中にマフラー４５５から放出される消音処理済みの排気音の各帯域の成分を、当該排気音が膜４１９を透過したとき、音響反射板４２１で反射したとき、音響反射板４２１とボディ４５１の間隔ｄの側方から後方へ回折したときの各々において変化させる。この透過音制御装置１０Ｆによると、エンジン１５５の回転数が上がり排気音の倍音成分の周波数が高くなった場合、その変化に連動して、透過音制御装置１０Ｆを透過する音の周波数帯域も高域側に変化する。従って、エンジン１５５の回転数に応じて変化する排気音の倍音成分を積極的に選択して受聴者に聴かせることができる。

以上、この発明の第１〜第６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実施形態の透過音制御装置１０，１０Ａにおいて、開口２を塞ぐ膜３に、図１７に示すような構成の張力付与機構６０を設けてもよい。この実施形態にかかる透過音制御装置では、壁１の開口２の内周が居室内側に切り立って中空円筒部６２を形成しており、中空円筒部６２の開口端が膜３によって塞がれている。さらに詳述すると、この膜３は、リング状の枠６３に張られており、この枠６３は、中空円筒部６２を内側に収容した状態で、張力付与機構６０に支持されている。この張力付与機構６０は、枠６３を居室外側に向かって移動させる機構を含んでいる。そして、張力付与機構６０が枠６３を居室外側に向かって移動させると、膜３の周辺部を枠６３が引っ張り、中空円筒部６２の開口端により支持された膜３に与えられる張力が増加する。この透過音制御装置１０Ｅにおいて、張力付与機構６０によって膜３に張力を与えると、居室外からこの中空円筒部６２を介して居室内に伝搬する音の低域の成分を大きく減衰させることができる。

（２）上記第１〜第６実施形態の透過音制御装置１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，及び１０Ｆにおいて、膜厚を異にする複数の種類の膜を用意し、開口を塞ぐ膜を交換できるようにしてもよい。また、音響遮蔽板として、特性の異なったものを複数種類用意し、開口に向けて支持する音響遮蔽板を交換できるようにしてもよい。

（３）上記第１〜第６実施形態の透過音制御装置１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，及び１０Ｆにおいて、開口は丸形状である必要はなく、四角やその他の形状であってもよい。また、開口の個数を２個や４個以上にしてもよい。この場合において、それらの複数個の開口の形状や寸法を異ならせてもよい。また、複数個の開口を設ける場合において、それらを左右１列以外の配置にしてもよい。また、複数個の開口を、それらの開口により模様が表わされるようなレイアウトを持って配置してもよい。

（４）上記第１実施形態における透過音制御装置１０Ａでは、音響遮蔽板２０を支持する手段が壁１に対して垂直な回転軸を有し、この回転軸廻りに音響遮蔽板２０を回転させ、壁１の開口２Ｌ、２Ｃ、２Ｒに対する音響遮蔽板２０の姿勢を変化させた。しかし、壁１の開口２Ｌ、２Ｃ、２Ｒに対する音響遮蔽板２０の姿勢を変化させる手段はこれに限らない。たとえば、音響遮蔽板２０を支持する手段に上下方向や左右方向に延伸する壁１に平行な回転軸を設け、この回転軸廻りに音響遮蔽板２０を回転させることにより、音響遮蔽板２０の開口２Ｌ、２Ｃ、２Ｒに対する姿勢を変化させてもよい。

（５）上記第１実施形態における透過音制御装置１０Ａでは、音響遮蔽板２０を支持する手段が壁１に対して垂直な平行移動軸を有し、この平行移動軸に沿って音響遮蔽板２０を壁１に近づく方向または遠ざかる方向に移動させることにより、音響遮蔽板２０の開口２Ｌ、２Ｃ、２Ｒとの間隔ｄを変化させた。しかし、このようにする代わりに、たとえば、音響遮蔽板２０を支持する手段に壁１と平行な面に沿って上下または左右に延びた平行移動軸を設け、この平行移動軸に沿って音響遮蔽板２０を平行移動させることにより、音響遮蔽板２０における開口２Ｌ、２Ｃ、２Ｒとの対向面の面積を変化させてもよい。要するに、音響遮蔽板２０自体を平行に移動させる手段により当該音響遮蔽板２０が支持されていればよい。また、図１８に示すように、壁１における開口２Ｌ、２Ｃ、２Ｒから上下に僅かずつ離れた各位置と音響遮蔽板２０における吸音材２２のある側の面との間に、パンタグラフ機構により伸縮するリンク部材５３０Ｕ及び５３０Ｄを設け、このリンク部材５３０Ｕ及び５３０Ｄの伸縮より音響遮蔽板２０と開口２Ｌ、２Ｃ、２Ｒとの距離を変化させてもよい。この場合において、音響遮蔽板２０における吸音材２２のある側の面の周縁に沿ってパッキン５３１を設けるとともに、壁１側にパッキン５３１と対向するパッキン５３２を設けるとよい。この実施形態によると、リンク部材５３０Ｕ及び５３０Ｄを完全に折り畳んだ状態において音響遮蔽板２０及び壁１間にできる僅かな隙間が、パッキン５３１及び５３２により塞がれ、居室外から居室内への音の伝搬が完全に遮断される。

（６）上記第１実施形態の透過音制御装置１０において、形状記憶合金等の支持部材により音響遮蔽板２０を支持し、開口２Ｌ、２Ｃ、２Ｒに対する音響遮蔽板２０の位置や姿勢を受聴者の手指の力によって変えられるようにしてもよい。

（７）上記第１〜第６実施形態の透過音制御装置１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，及び１０Ｆにおいて、音響遮蔽板を吸音材を用いずに音響反射板のみにより構成し、膜に吸音材を貼付してもよい。要するに、開口と音響反射板の間に吸音材が介挿されていればよい。

（８）上記第１〜第６実施形態の透過音制御装置１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，及び１０Ｆにおいて、開口に膜を貼付することなく、開口を通過した音が音響遮蔽板まで直接伝搬されるような構成としてもよい。

（９）上記第３及び第４実施形態の透過音制御装置１０Ｃ及び１０Ｄでは、音響遮蔽板における開口２Ｌ、２Ｃ、２Ｒに対向する面の面積をエンジン１５５の回転数に応じて制御した。しかし、この面積を自動車１５０の走行状態を示す他の検知情報（例えば、車速、アクセルの踏み込み量、助手席や後部座席への乗車人数、単位時間当たりの燃料消費量、単位時間当たりの排気ガスの排出量、単位時間当たりの二酸化炭素の排出量など）に応じて制御してもよい。

（１０）上記第３〜第６実施形態において、エンジン、排気管、マフラー以外から発せられる音を車室内空間に取り込み、周波数成分の調整された音として受聴者に聴かせてもよい。例えば、自動車のボディにおける後輪の真上の部分に開口を設けてその開口に膜を貼付し、膜を透過して車室内空間に伝わるタイヤ音を、周波数成分の調整された音として受聴者に聴かせてもよい。また、自動車のボディにおける天井の部分に開口を設けてその開口に膜を貼付し、膜を透過して車室内空間に伝わる風切り音を、周波数成分の調整された音として受聴者に聴かせてもよい。周波数成分の調整の対象となる音は、受聴者がいる居室や車室内空間の外の音であればいずれでもよく、上記第１〜第６実施形態に限定されるものではない。

（１１）上記第３及び第４実施形態では、制御部１４９及び２４９が、音響遮蔽板を移動させたり回転させることによって、音響遮蔽板における開口と対向する面の面積を変化させた。しかし、開口自体の形状を変化させることにより、音響遮蔽板における開口と対向する面の面積を変化させてもよい。

（１２）上記第１〜第６実施形態では、音響遮蔽板は平らな音響反射板に吸音材を積層したものであった。しかし、図１９（Ａ）に示すように、音響遮蔽板２０を、開口２の側に凸んだ湾曲状の音響遮蔽板２０’により置き換えてもよい。また、図１９（Ｂ）に示すように、音響遮蔽板２０を、開口２の側の反対側に凸んだ湾曲状の音響遮蔽板２０”により置き換えてもよい。

（１３）上記第１〜第６実施形態は、本発明を、居室外から居室内に伝わる音や車室内空間の外からその中に伝わる音の周波数成分を変える用途に適用したものであった。しかし、本発明をこれら以外の用途に適用してもよい。例えば、防音壁により外部から遮音区画された楽器練習室における防音壁に開口を設け、この開口に膜を貼付し、開口の内側（室内側）に音響遮蔽板を備え付けてもよい。この実施形態によると、楽器練習室の室外において発生する騒音の周波数成分を膜及び音響遮蔽板により調整し、楽器の練習の妨げにならないような音質の音として室内の者（演奏者）に聴かせることができる。また、ボイラなどの雑音や騒音の発生源を内部に収容して外部から遮音区画する筐体の壁に開口を設け、この開口に膜を貼付し、開口の外側に音響遮蔽板を備え付けてもよい。この実施形態によると、ボイラの稼働により発生する騒音の周波数成分を膜及び音響遮蔽板により調整し、耳障りな感じを和らげた音として筐体外の者（歩行者）に聴かせることができる。

（１４）上記第３及び第４実施形態において、自動車１５０におけるダッシュボード１５３の内側（車室内空間１５２側）または外側（エンジンルーム１５１側）に実装済みの構造体によって音響遮蔽板を代用してもよい。例えば、ダッシュボード１５３の内側ほぼ中央に固定されているエアコンユニットにおける空気吹出口の反対側の面とダッシュボード１５３との間に間隔ｄを確保し、エンジンルーム１５１内に連通する開口１５４’をダッシュボード１５３におけるエアコンユニットと向かい合う位置に設け、この開口１５４’に膜１１９’を貼付するとよい。この実施形態によると、自動車１５０の走行中にエンジン１５５から放出される吸気音の各帯域の成分を、当該吸気音が膜１１９’を透過したとき、エアコンユニットにおける空気噴出口と反対側の面で反射したとき、その面とダッシュボード１５３の間隔ｄの側方の空間から車室内空間１５２側へ回折したときの各々において変化させることができる。よって、音響遮蔽板を使わずに上記第３及び第４実施形態と同じ効果を得ることができる。

（１６）上記第３実施形態では、支持部材１３０Ｕ及び１３０Ｄのレール１３１Ｕ及び１３１Ｄは車幅方向（開口１５４Ｌ，１５４Ｃ，及び１５４Ｒと平行な方向）に延在しており、音響遮蔽板１２０Ｌ及び１２０Ｒはレール１３１Ｕ及び１３１Ｄに沿って車幅方向に移動した。しかし、音響遮蔽板１２０Ｌ及び１２０Ｒを開口と平行な方向よりも僅かに傾いた方向に移動させてもよい。この実施形態によると、音響遮蔽板１２０Ｌ及び１２０Ｒにおける開口に対向する面の面積と響遮蔽板１２０Ｌ及び１２０Ｒと開口との間の間隔ｄの両方を音響遮蔽板１２０Ｌ及び１２０Ｒの移動により変化させることができる。

（１７）上記第４実施形態では、２枚の音響遮蔽板２２０Ｌ及び２２０Ｒが１つの支持部材２３０に支持されていた。しかし、音響遮蔽板２２０Ｌ及び２２０Ｒが個別の支持部材２３０’及び２３０”により各々支持されてもよい。
（１８）上記第２実施形態において、音響遮蔽板１２０の枚数を３枚以上としてもよい。また、第３実施形態において、音響遮蔽板２２０の枚数を３枚以上としてもよい。

１…壁、２…開口、３，１１９，２１９，３１９，４１９…膜、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ…透過音制御装置、２０，１２０，２２０，３２０，４２０…音響遮蔽板、２１，１２１，２２１，３２１，４２１…音響反射板，１２２，２２２，３２２，４２２…吸音材、３５…支持機構、３１…筐体、４０，４１…アクチュエータ、１３０，２３０…支持部材、１４９，２４９…制御部、１５０，３５０，４５０…自動車、１５１…エンジンルーム、１５２…車室内空間、１５３…ダッシュボード、１５５…エンジン、１５７…ダクト、５３０…リンク部材、５３１，５３２…パッキン。

Claims (7)

1. 境界面により隔てられた第１の空間から第２の空間に透過する音を制御する透過音制御装置において、
   前記第１の空間または前記第２の空間の一方の空間において前記境界面と間隔を空けて前記境界面の開口と対向して支持された音響遮蔽板を有し、前記境界面と前記音響遮蔽板との間の空間が当該一方の空間に連通していることを特徴とする透過音制御装置。
2. 前記開口と前記音響遮蔽板との間に吸音材が介挿されたことを特徴とする請求項１に記載の透過音制御装置。
3. 前記開口に膜が貼付されていることを特徴とする請求項１または２に記載の透過音制御装置。
4. 前記膜に張力を付与する張力付与機構を有することを特徴とする請求項３に記載の透過音制御装置。
5. 前記音響遮蔽板の前記開口に対する相対的な位置関係を変化させ得るように前記音響遮蔽板を支持する支持手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１の請求項に記載の透過音制御装置。
6. 前記支持手段は、前記音響遮蔽板を平行移動させる平行移動軸を有することを特徴とする請求項５に記載の透過音制御装置。
7. 前記支持手段は、前記音響遮蔽板を回転させる回転軸を有することを特徴とする請求項５または６に記載の透過音制御装置。

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