CN111164671B - 消声管状结构体 - Google Patents

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Abstract

提供具有高强度且也能够配置于狭窄空间的消声管状结构体。所述消声管状结构体具有：管状部件，在筒状的管状部及管状部的内周面侧具有至少一部分被一体地成型的框体部；及盖部件，以能够更换的方式配置于管状部件的框体部的开口面，框体部和盖部件构成共振型的消声结构。

Description

消声管状结构体
技术领域
本发明涉及一种消声管状结构体。
背景技术
特定频率的声音根据管状部件的长度及开口部的直径(开口面积)等而穿透为了通风而设置于住宅墙壁的通气筒及用于汽车发动机的排气的消声器等管状部件。该频率为在管状部件内产生共振的频率，由于在管状部件内产生共振，因此声音以高的穿透率穿透管状部件内。
因此，在管状部件中配置各种消声结构来使穿透管状部件内的声音消声。
例如，在专利文献1中记载有一种低噪音导管，其具备形成气体流路的导管主体、与导管主体连通而一体地形成的连通短管、封闭连通短管的连通孔的膜片及以覆盖膜片的方式安装于连通短管的保护盖。在专利文献1中，通过封闭连通短管的膜片的膜振动来吸声。
并且，在专利文献2中记载有一种通风管的消声结构，其中，通风管为初级导管，在初级导管的周壁设置有通风孔，以覆盖通风孔的方式在周壁的外侧设置有盖，在盖内容纳有活性炭，通风部件插入于活性炭与周壁之间。在专利文献2中，利用活性炭的消声作用来吸声。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-65173号公报
专利文献2：国际公开第2009/110344号
发明内容
发明要解决的技术课题
在专利文献1中所记载的低噪音导管中，在导管主体的外周面的一部分设置开孔并根据该开孔的位置而在导管主体的外周部形成有连通短管。因此，存在导管主体的结构强度变小的问题。由于连通短管需要空间，因此存在难以配置于空间狭窄的电子设备及汽车等的情况较多的问题。
在专利文献2中所记载的通风管的消声结构中，在通风筒的外周部设置有容纳活性炭的盖。为了使通风管与容纳活性炭的盖内连通，需要在通风管的外周部设置开口(参考专利文献2的图4(b)等)。因此，存在通风管的结构强度变小的问题。由于盖部分需要空间，因此存在难以配置于空间狭窄的电子设备及汽车等的情况较多的问题。
本发明的课题在于消除上述以往技术的问题点，并提供一种具有高强度且也能够配置于狭窄空间的消声管状结构体。
用于解决技术课题的手段
本发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究，其结果，发现通过如下能够解决上述课题，并完成了本发明，即，具有：管状部件，在筒状的管状部及管状部的内周面侧具有至少一部分被一体地成型的框体部；及盖部件，以能够更换的方式配置于管状部件的框体部的开口面，框体部和盖部件构成共振型的消声结构。即，发现通过以下的结构能够解决上述课题。
[1]一种消声管状结构体，其具有：
管状部件，在筒状的管状部及所述管状部的内周面侧具有至少一部分被一体地成型的框体部；及
盖部件，以能够更换的方式配置于管状部件的框体部的开口面，
框体部和盖部件构成共振型的消声结构。
[2]根据[1]所述的消声管状结构体，其中，盖部件为小于框体部的开口面并覆盖开口面的一部分的板状部件，
消声结构为具有被框体部及盖部件包围的中空部和未被开口面的盖部件覆盖的开口部的共振结构。
[3]根据[1]所述的消声管状结构体，其中，盖部件具有开口部，
消声结构为具有被框体部及盖部件包围的中空部和形成于盖部件的开口部的共振结构。
[4]根据[1]所述的消声管状结构体，其中，框体部具有开口部，
消声结构为具有被框体部及盖部件包围的中空部和形成于框体部的开口部的共振结构。
[5]根据[2]至[4]中任一项所述的消声管状结构体，其中，共振结构中的共振为气柱共振。
[6]根据[2]至[4]中任一项所述的消声管状结构体，其中，共振结构中的共振为亥姆霍兹共振。
[7]根据[1]所述的消声管状结构体，其中，盖部件为能够进行膜振动的膜状部件，消声结构为配置于框体部的开口面的膜状部件进行膜振动的共振结构。
[8]根据[2]至[7]中任一项所述的消声管状结构体，其中，共振结构与可听范围的声音共振。
[9]根据[1]至[8]中任一项所述的消声管状结构体，其中，消声结构配置于成为在管状部内共振的声音的声压的波腹的位置。
[10]根据[1]至[9]中任一项所述的消声管状结构体，其中，盖部件的材质与框体部的材质相同。
[11]根据[1]至[10]中任一项所述的消声管状结构体，其中，在共振型的消声结构的内部或外部存在多孔吸声体。
发明效果
根据本发明，能够提供一种具有高强度且也能够配置于狭窄空间的消声管状结构体。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的消声管状结构体的一例的立体图。
图2是图1的B-B线剖视图。
图3是示意性地表示消声结构的立体图。
图4是示意性地表示管状部件的一例的剖视图。
图5是从a方向观察图4的图。
图6是示意性地表示消声结构的另一例的立体图。
图7是示意性地表示消声结构的另一例的立体图。
图8是用于说明模拟中所使用的管状部的模型的图。
图9是表示频率与声压之间的关系的曲线图。
图10是表示与开放端的距离与内部声压之间的关系的曲线图。
图11是用于说明模拟中所使用的消声结构的模型的图。
图12是表示频率与穿透损耗量之间的关系的曲线图。
图13是表示频率与穿透损耗量之间的关系的曲线图。
图14是表示与开放端的距离与穿透损耗量之间的关系的曲线图。
图15是表示与开放端的距离与穿透损耗量之间的关系的曲线图。
图16是表示频率与穿透损耗量之间的关系的曲线图。
具体实施方式
以下，对本发明进行详细说明。
以下所记载的构成要件的说明有时是基于本发明的代表性实施方式而进行的，但本发明并不限定于这种实施方式。另外，本说明书中，用“～”表示的数值范围是指将“～”前后所记载的数值作为下限值及上限值而包含的范围。
并且，本说明书中，例如“45°”、“平行”、“垂直”或“正交”等角度只要没有特别记载，则表示与精确角度之差在小于5度的范围内。与精确角度之差优选为小于4度，更优选为小于3度。
[消声管状结构体]
本发明的消声管状结构体为如下消声管状结构体，其具有：管状部件，在筒状的管状部及管状部的内周面侧具有至少一部分被一体地成型的框体部；及
盖部件，以能够更换的方式配置于管状部件的框体部的开口面，
框体部和盖部件构成共振型的消声结构。
使用图1～图3对本发明的消声管状结构体的一例进行说明。图1是表示本发明的消声管状结构体的一例的示意性的立体图。图2是图1所示的消声管状结构体的B-B线剖视图。图3是表示图1所示的消声管状结构体所具有的吸声机构的立体图。
如图1及图2所示，消声管状结构体10具有管状部件12和盖部件14。
在图4中示出示意性地表示管状部件的一例的剖视图。
并且，在图5中示出从a方向观察图4的剖视图。
如图4及图5所示，管状部件12具有2个底面开放的筒状的管状部16和一体地成型在管状部16的内周面侧的框体部18。
管状部16为与筒的中心轴方向垂直的截面形状(开口截面的形状)为长方形状的筒状的部位。
框体部18为在与管状部16的内侧的面(内周面)的一面垂直的方向上具有高度的框状的部位。换言之，框体部18为立方体形状且为具有贯穿一面的开口的形状，并且开口的一侧的面(开口面)被管状部16的内周面封闭。
管状部16和框体部18一体地成型。即，管状部16和框体部18不使用粘接剂、机械连接方法而一体地形成。
盖部件14为板状部件，配置于框体部18的开口面。
在图3所示的例子中，盖部件14a具有四边形状的平面形状，且小于框体部18的开口面，并且以覆盖开口面的一部分的方式配置。具体而言，盖部件14a在图3中y方向的长度与框体部18的长度大致相同，且x方向的长度短于框体部18的长度。
本发明中，管状部件12的框体部18和盖部件14构成消声结构20。消声结构20为显现吸声及反射中的至少一种功能而进行消声的结构。
在图3所示的消声结构20a中，盖部件14a在图3中y方向上覆盖框体部18的整个开口面，在x方向上仅覆盖框体部18的开口面的一部分。由此，消声结构20a成为具有被框体部18和盖部件14a包围的中空部24和框体部18的开口面的未被盖部件14a覆盖的开口部22的结构。开口部22使中空部24与外部连通。
这种结构的消声结构20a成为产生气柱共振或亥姆霍兹共振的共振结构。
众所周知，基于共振结构的消声是利用共振现象选择性地使特定频率(频带)的声音消声。
气柱共振为通过在开管或闭管内根据管的长度产生驻波而引起共振的现象。
并且，亥姆霍兹共振为开口部的空气作为质量发挥功能且位于具有开口部的容器的内部的空气发挥作为弹簧的作用而发生共振的现象。
当将图3所示的消声结构20a用作产生气柱共振的共振结构时，框体部18及盖部件14a作为闭管发挥作用而在中空部24产生驻波，从而引起共振。
因此，当将消声结构20a用作产生气柱共振的共振结构时，适当地设定气柱共振的共振频率，以消除在管状部内共振的声音即可。气柱共振的共振频率通过管的长度(距开口部22的深度)和开口端校正(对应于开口部22的大小)等来确定。通过调整中空部24的深度、开口部22的大小等，能够适当地设定共振的声音的频率。
当将图3所示的消声结构20a作为产生亥姆霍兹共振的共振结构时，为如下结构：框体部18及盖部件14a作为容器发挥作用而开口部22的空气发挥作为质量(mass)的作用且位于中空部24的空气发挥作为弹簧的作用，从而进行质量-弹簧的共振，并通过开口部22的墙壁附近部的热粘摩擦来吸声。
因此，当将消声结构20a用作产生亥姆霍兹共振的共振结构时，适当地设定亥姆霍兹共振的共振频率，以使在管状部内共振的声音消声即可。亥姆霍兹共振的共振频率根据中空部24的内容积及开口部22的面积等来确定。因此，通过调整消声结构20a的中空部24的内容积及开口部22的面积等，能够适当地设定共振的声音的频率。
另外，在具有开口部22和中空部24的消声结构20中，根据开口部22的大小、位置、中空部24的大小等来确定是成为产生气柱共振的共振结构，还是成为产生亥姆霍兹共振的共振结构。因此，通过对它们适当地进行调整，能够选择设为气柱共振和亥姆霍兹共振中的哪种共振结构。
在气柱共振的情况下，若开口部狭窄，则声波被开口部反射而声波难以侵入中空部内，因此优选开口部宽一定程度。具体而言，当开口部为长方形状时，短边的长度优选为1mm以上，更优选为3mm以上，进一步优选为5mm以上。当开口部为圆形状时，直径优选在上述范围内。
另一方面，在亥姆霍兹共振的情况下，为了吸声，需要在开口部的侧壁产生热粘摩擦，因此优选开口部狭窄一定程度。具体而言，当开口部为长方形状时，短边的长度优选为0.5mm以上且20mm，更优选为1mm以上且15mm以下，进一步优选为2mm以上且10mm以下。当开口部为圆形状时，直径优选在上述范围内。
如此，管状部件12的框体部18和盖部件14a构成消声结构20a，从而能够使通过管状部16内的声音消声。
如上所述，在管状部的外周面的一部分设置开口并根据开口的位置将构成消声结构的框体部形成于管状部的外周部的结构中，存在管状部件的结构强度变小的问题。并且，需要用于配置框体部(消声结构)的空间，因此存在难以配置于空间狭窄的电子设备(例如，复印机等)及汽车等的情况较多的问题。
相对于此，在本发明的消声管状结构体10中，在管状部16的内周面侧一体地成型框体部18并在该框体部18的开口部配置盖部件而构成消声结构。由于不需要在管状部16的外周面形成开口，因此不会使管状部件的结构强度降低而能够保持高强度。并且，由于框体部18沿大致垂直方向形成于管状部16的内周面，因此管状部16的刚性变得更高。
并且，由于将消声结构20配置于管状结构的内部，不需要用于配置消声结构20的空间，即使在空间狭窄的电子设备及汽车等中也可轻松地配置。
在此，具有如上所述的共振结构的消声结构20a优选为与可听范围的声音共振的结构。本发明中，可听范围是指20Hz～20000Hz。并且，消声结构20a更优选为与更容易听见的100Hz～16000Hz的声音共振的结构，进一步优选为与200Hz～12000Hz的声音共振的结构。
并且，在管状部16内共振的声音的共振频率的频带下声音容易通过管状部16。因此，消声结构20a优选为使管状部16内的共振频率的声音消声的结构。
另外，当将管状部件12的管状部16连接于其他导管等而使用时，在管状部16内共振的声音的共振频率为在连接于其他导管的状态下的管状部16内共振的声音的共振频率。
并且，消声结构20a优选配置于在管状部16内共振的声音的声压的波腹位置、即声压变高的位置。通过将消声结构20a配置于在管状部16内共振的声音的声压的波腹位置，能够进一步提高吸声效果。
在此，在本发明的消声管状结构体10中，构成消声结构20a的框体部18与管状部16一体地形成于管状部16的内周面。因此，框体部18在管状部16的内周面上的位置预先通过模拟或实验等被设定为在管状部16内共振的声音的波腹位置。
并且，当将管状部件12的管状部16连接于其他导管等而使用时，声压的波腹位置为在连接于其他导管的状态下的管状部16内声压的波腹位置。
作为管状部16内的共振，例如管状部16的末端部开放时，由于在该部位声阻抗发生极大的变化而产生反射。该反射声与管状部16内的穿透声引起干扰。在特定频率下，通过该干扰在管状部16内产生驻波而成为共振。
并且，由于框体部18预先被定位并且与管状部16一体地形成于管状部16的内周面，因此可轻松地进行消声结构20a在管状部16内的定位。
并且，由于能够大幅提高消声结构20a的位置精度，因此能够可靠地得到高的吸声效果。尤其，基于共振的消声结构20a根据在管状部16内的配置而声学特性发生极大的变化，因此消声结构20a的定位精度是很重要的。
并且，在制作与管状部分体的消声结构并配置于管状部内的结构中，在大量制作时难以得到相同的声学特性。相对于此，由于本发明中能够轻松且高精度地进行定位，因此即使在大量制作时也能够轻松稳定地得到相同的声学特性。
并且，由于消声结构20a不发生位置偏移等，因此能够防止因位置偏移而从声压的波腹位置偏移，从而吸声效果降低。
另外，在图3所示的例子中，设为整个框体部18与管状部16一体地成型的结构，但并不限定于此，只要框体部18的至少一部分与管状部16一体地成型即可。例如，可以设为构成框体部18的4个框架中的1个或2个或3个与管状部16一体地成型的结构。
作为管状部件12(管状部16及框体部18)的材料，能够举出金属材料、树脂材料、增强塑料材料及碳纤维等。作为金属材料，例如能够举出铝、钛、镁、钨、铁、钢、铬、铬钼、镍铬钼合金(nichrome molybdenum)、铜及它们的合金等金属材料。并且，作为树脂材料，例如能够举出丙烯酸树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚酰胺酰亚胺、聚芳酯、聚醚酰亚胺、聚缩醛、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚砜、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚酰亚胺、ABS树脂(丙烯腈(Acrylonitrile)、丁二烯(Butadiene)、苯乙烯(Styrene)共聚合成树脂)、聚丙烯及三乙酰纤维素等树脂材料。并且，作为增强塑料材料，能够举出碳纤维增强塑料(CFRP：Carbon Fiber Reinforced Plastics)及玻璃纤维增强塑料(GFRP：Glass FiberReinforced Plastics)。并且，能够举出天然橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、EPDM(乙烯·丙烯·二烯橡胶)、硅酮橡胶等以及包含这些交联结构体的橡胶类。
并且，也能够使用包含空气的结构体即发泡材料、中空材料、多孔材料等。当使用多个膜型的隔音结构体时，为了防止在各单元之间通气，例如能够使用闭孔的发泡材料等形成框。例如，能够选择闭孔聚氨酯、闭孔聚苯乙烯、闭孔聚丙烯、闭孔聚乙烯、闭孔橡胶海绵等各种各样的材料。通过使用闭孔体，与开孔体相比，不使声音、水、气体等通过，并且结构强度大，因此适合用作框材料。如此，通过使用在内部包含空气的材料系，能够将管状部件轻量化。并且，能够赋予隔热性。
在此，从能够利用于排气口等的观点考虑，管状部件12优选由阻燃材料或耐热性高的材料构成。耐热性例如能够以满足日本建筑基准法施行令的第108条的2各号的时间来定义。满足日本建筑基准法施行令的第108条的2各号的时间为5分钟以上且小于10分钟时为阻燃材料，10分钟以上且小于20分钟时为准不可燃材料，20分钟以上时为不可燃材料。但是，按各领域定义耐热性的情况较多。因此，根据利用消声管状结构体的领域，将管状部件12设为由具有相当于或大于在该领域中定义的阻燃性的耐热性的材料构成的管状部件即可。
并且，管状部16的开口截面的形状并没有特别限制，例如可以为正方形、长方形、菱形或平行四边形等其他四边形、正三角形、等边三角形或直角三角形等三角形、包括正五边形或正六边形等正多边形的多边形、或圆形、椭圆形等，也可以为不规则形。
并且，框体部18的开口截面的形状并没有特别限制，例如可以为正方形、长方形、菱形或平行四边形等其他四边形、正三角形、等边三角形或直角三角形等三角形、包括正五边形或正六边形等正多边形的多边形、或圆形、椭圆形等，也可以为不规则形。
管状部16的大小(开口截面的大小)、壁厚及长度等并没有特别限制，根据所要求的尺寸等适当地设定即可。
框体部18的壁厚(框架厚度)及高度(与管状部16的内周面垂直的方向的高度)也只要能够可靠地固定并支承盖部件14，则并没有特别限制，例如能够根据框体部18的开口截面的大小等进行设定。
并且，管状部16和框体部18被一体地形成的结构能够通过压缩成型、注射成型、压印、切削加工及使用三维形状形成(3D)打印机的加工方法等简单的工序进行制作。
在此，仅通过一并成型难以在管状结构中设置开口的情况较多，需要后续进行开孔加工。当后续需要进行加工时，定位精度成为问题。相对于此，本发明中，管状部16和框体部18被一体地成型，因此定位没有问题。
作为盖部件14a的材料，能够使用与上述管状部件12的材料相同的材料。另外，盖部件14a和管状部件12的材料可以相同，也可以不同。尤其，若盖部件14a和管状部件12为相同的材料，则对热或湿度等的特性相同，因此可轻松地适应环境变化进行处理。并且，相同的材料彼此容易粘接的情况较多，还有利于将盖部件可靠地固定于管状部件。
盖部件14a的厚度并没有特别限制，能够根据所需的强度、小型化等适当地设定。
并且，盖部件14a在框体部18上的固定方法并没有特别限制，能够适当地利用使用双面胶或粘接剂的方法、螺纹紧固等机械固定方法、压接等。对于该固定方法，也能够与管状部件的材质同样地从耐热、耐久性、耐水性的观点考虑而进行选择。例如，作为粘接剂，能够选择CEMEDINE CO.,LTD.“SUPER X”系列、ThreeBond Co.,Ltd.“3700系列(耐热)”、TAIYOWIRE CLOTH CO.,LTD.制造的耐热环氧类粘接剂“Duralco系列”等。并且，作为双面胶，能够选择3M Company制造的高耐热双面粘合胶带9077等。如此，针对所要求的特性能够选择各种各样的固定方法。
在此，在图3所示的消声结构20a中，设为如下共振结构：作为盖部件14而使用小于框体部18的开口面的板状的盖部件14a来覆盖开口面的一部分，由此具有开口部22及中空部24，但并不限定于此。例如，如图6所示的消声结构20b那样，可以设为如下结构：作为盖部件14而使用整面地覆盖框体部18的开口面的大小的板状的、具有沿厚度方向贯穿的开口部15的盖部件14b，用该盖部件14b覆盖框体部18的开口面。由此，消声结构20b成为具有被框体部18及盖部件14b包围的中空部24和形成于盖部件14b的开口部15的共振结构。
图6所示的消声结构20b成为产生气柱共振或亥姆霍兹共振的共振结构。
另外，本说明书中，对不同结构的消声结构，如30a、30b……那样标注不同的符号，但当无需区分这些消声结构时，标注符号30。同样地，对不同结构的盖部件，如14a、14b……那样标注不同的符号，但当无需区分这些盖部件时，标注符号14。
或者，可以设为如下结构：作为盖部件14而使用整面地覆盖框体部18的开口面的大小的板状的部件，在框体部18的侧面设置开口部，并用盖部件14覆盖框体部18的开口面。消声结构20成为具有被框体部18及盖部件14包围的中空部24和形成于框体部18的开口部的共振结构。
并且，在图1所示的例子中，消声结构20a设为产生气柱共振或亥姆霍兹共振的共振结构，但并不限于此。
例如，如图7所示的消声结构20c那样，可以设为如下结构：作为盖部件14而使用能够振动的膜状的盖部件14c，用该盖部件14c覆盖框体部18的开口面。消声结构20c为利用膜振动的共振结构，其中，膜状的盖部件14c通过将周缘部固定于框体部18而被支承为能够振动。
消声结构20c的膜振动的共振频率适当地设定为使在管状部内共振的声音消声即可。膜振动的共振频率根据膜状的盖部件14c的大小、厚度、硬度等来确定。因此，通过调整消声结构20c的盖部件14c的大小、厚度、硬度等，能够适当地设定共振的声音的频率。
作为膜状的盖部件14c的材料，能够利用铝、钛、镍、高导磁合金、42合金、科瓦合金、镍铬合金、铜、铍、磷青铜、黄铜、镍银、锡、锌、铁、钽、铌、钼、锆、金、银、铂、钯、钢铁、钨、铅及铱等各种金属；PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、TAC(三乙酰纤维素)、PVDC(聚偏二氯乙烯)、PE(聚乙烯)、PVC(聚氯乙烯)、PMP(聚甲基戊烯)、COP(环烯烃聚合物)、ZEONOR、聚碳酸酯、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PP(聚丙烯)、PS(聚苯乙烯)、PAR(聚芳酯)、芳纶、PPS(聚苯硫醚)、PES(聚醚砜)、尼龙、PEs(聚酯)、COC(环状烯烃·共聚物)、二乙酰纤维素、硝基纤维素、纤维素衍生物、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、POM(聚甲醛)、PEI(聚醚酰亚胺)、聚轮烷(滑环材料等)及聚酰亚胺等树脂材料等。另外，也能够使用薄膜玻璃等玻璃材料、CFRP(碳纤维增强塑料)及GFRP(玻璃纤维增强塑料)那样的纤维增强塑料材料。并且，能够使用天然橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、EPDM、硅酮橡胶等以及包含这些交联结构体的橡胶类。或者，也可以为将它们组合而成的物质。
并且，当使用金属材料时，从抑制生锈等观点考虑，可以对表面实施金属镀覆。
只要能够进行膜振动，则膜状的盖部件14c的杨氏模量并没有特别限制。膜状的盖部件14c的杨氏模量优选为1000Pa～1000GPa，更优选为10000Pa～500GPa，最优选为1MPa～300GPa。
并且，只要能够进行膜振动，则膜状的盖部件14c的密度也没有特别限制。膜状的盖部件14c的密度优选为10kg/m3～30000kg/m3，更优选为100kg/m3～20000kg/m3，最优选为500kg/m3～10000kg/m3。
并且，只要能够进行膜振动，则膜状的盖部件14c的厚度并没有特别限制。例如，膜状的盖部件14c的厚度优选为0.005mm(5μm)～1mm，更优选为0.007mm(7μm)～0.5mm，最优选为0.01mm(10μm)～0.25mm(250μm)。
并且，膜状的盖部件14a在框体部18上的固定方法并没有特别限制，能够适当地利用使用双面胶或粘接剂的方法、螺纹紧固等机械固定方法、压接等。
在此，本发明中，盖部件14以能够更换的方式安装于框体部18。因此，通过替换盖部件14，能够使不同频带的声音消声。
本发明中，能够更换是指如基于双面胶、粘接剂及粘合剂等的固定方法、用胶带从侧壁侧固定的方法或螺纹紧固等机械连接方法、基于嵌合结构的固定方法等那样，无需损坏盖部件14及框体部18，便能够轻松地拆卸并再次安装。
例如，在如图3及图6所示的具有开口部的共振结构的消声结构20中，通过变更为开口部的大小不同的盖部件14，能够变更消声的声音的频带。并且，在如图7所示的具有膜状的盖部件14c的消声结构20c中，通过将盖部件14c变更为厚度、硬度等不同的盖部件14c，能够变更消声的声音的频带。或者，能够将如图3及图6所示的具有开口部的消声结构20的盖部件14变更为如图7所示的膜状的盖部件14c来变更消声的声音的频带。
并且，通过在上述共振型的消声结构的内部或外部配置多孔吸声体，能够扩大消声的频带，并且带来高频的吸声效果。例如，可以在将多孔吸声体配置于框体内部之后安装盖部件，也可以使盖部件带有多孔吸声材料并将其安装于框体。
作为多孔吸声体并没有特别限定，能够适当地利用以往公知的多孔吸声体。例如，能够利用发泡氨基甲酸酯、软质氨基甲酸酯泡沫、木材、陶瓷粒子烧结材料、苯酚泡沫等发泡材料及包含微小空气的材料；玻璃棉、岩棉、微纤维(3M Company制造的Thinsulate等)、地毯、绒毯、熔喷无纺布、金属无纺布、聚酯无纺布、金属棉、毛毡、保温板及玻璃无纺布等纤维及无纺布类材料；木毛水泥板；二氧化硅纳米纤维等纳米纤维类材料；石膏板；各种公知的多孔吸声体。
多孔吸声体的流动阻力并没有特别限定，但优选为1000～100000(Pa·s/m2)，更优选为5000～80000(Pa·s/m2)，进一步优选为10000～50000(Pa·s/m2)。
以上，对本发明的消声管状结构体举出各种实施方式进行了详细说明，但本发明并不限于这些实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内当然可以进行各种改良或变更。
实施例
以下，根据实施例对本发明进行进一步详细的说明。以下的实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理步骤等只要不脱离本发明的宗旨，则能够适当地进行变更。因此，本发明的范围不应通过以下所示的实施例进行限定性解释。
[参考例1]
制作出如图8所示的L字型导管。
如图8所示，L字型导管设为如下结构：ABS制且具有宽度50mm、高度80mm、长度300mm的第1管结构和宽度50mm、高度40mm、长度30mm的第2管结构，在第1管结构的端部的侧面(宽度50mm的面)连接有第2管结构。即，设为第1管结构的长度方向与第2管结构的长度方向以90°相交的结构。第1管结构的长度方向的远离第2管结构的一侧的端面为开放端，并且，第2管结构的长度方向的未连接于第1管结构的一侧的端面为开放端。
在L字型导管的第2管结构的开放端配置扬声器(Sony Corporation制造的SRS-XB10)，在距第1管结构的开放端200mm的距离处配置了1/2英寸麦克风(ACO CO.,LTD.制造的TYPE 7146，以下，也简称为“麦克风”)。
从扬声器产生白噪声，用麦克风测定了声压20秒钟。对所测定出的声压进行高速傅里叶变换(FFT：fast Fourier transform)，以20秒钟的平均值求出了每个频率声压。这些测定程序是使用Labview(National Instruments公司)制作的。
以参考例1的结果作为声压的基准，进行了本发明的实施例中的消声效果的评价。
首先，在图9中示出参考例1的测定结果。图9是表示从L字型导管穿透的音量与频率之间的关系的曲线图。由于将入射声压设为白噪声，因此对应于每个频率的穿透率。根据图9可知，在该L字型导管中，在500Hz～1000Hz的范围内，在810Hz下穿透率最大，产生在该频率下穿透的共振。
以下，着重于频率810Hz，重点对能够减少多少容易通过频率810Hz的声音进行了实验。
接着，在从扬声器产生白噪声的状态下，使麦克风移动到第1管结构的内部并调查了在L字型导管内部的声压分布。
在图10中示出810Hz下的结果。
根据图10可知，根据开放端的阻抗变化而在L字型导管的内部产生模式。
[实施例1]
制作出与参考例1相同尺寸的ABS制的L字型导管(管状部件)，所述L字型导管如下：在第1管结构的宽度50mm的面的内周面侧的距第1管结构的开放端80mm的位置和190mm的位置处一体地成型有高度20mm、宽度50mm、厚度3mm的框架。使用XYZ printing,Inc.制造的3D打印机进行了制作。由于将所形成的2个框架的宽度设为50mm，因此2个框架的两端与高度80mm的面接触，高度80mm的面兼作框体部而与2个框架一起构成框体部。并且，L字型导管的除2个框架以外的部分相当于本发明的管状部。
作为盖部件，准备了第1管结构的长度方向的长度为被一体地成型的2个框架之间的距离+框架厚度(共计116mm)且宽度50mm、厚度2mm的丙烯酸板。从距该丙烯酸酸板的长度方向的一端3mm的位置至23mm的位置为止形成了长度20mm的开口部。开口部的宽度为44mm，分别在宽度方向的两端部各留有3mm。
将具有开口部的丙烯酸板用双面胶固定于2个框架。将开口部侧作为第1管结构的开放端侧进行安装而制作出消声管状结构体。
由此，形成了如图11所示的消声结构。中空部为长度110mm、宽度50mm、高度20mm，开口部为长度20mm、宽度44mm。该消声结构为产生气柱共振的共振结构。该共振结构的共振频率为810Hz。
对于所制作出的消声管状结构体，以与参考例1相同的方式测定了声压。为了评价消声结构的消声效果，作为20×log10(参考例1的声压/实施例1的声压)，将dB作为单位而评价了实施例1中的穿透损耗量。
将结果示于图12。
根据图12可知，在L字型导管的共振频率810Hz下可得到约24dB的高消声效果。在此，根据图10，在810Hz下，L字型导管内的模式在距开放端90mm的位置处具有波腹(声压的峰值)。在实施例1中，可知消声结构的开口部形成于从距L字型导管的开放端80mm至100mm为止之间，恰好位于波腹位置。如此，通过配置于在L字型导管内的共振频率下声压的波腹位置，能够得到高消声效果。
[实施例2]
将2个框架的位置分别设在距开放端70mm和180mm的位置，除此以外，以与实施例1相同的方式制作出消声管状结构体。即，将消声结构形成于距L字型导管的开放端70mm的位置。
以与实施例1相同的方式评价了穿透损耗量。将结果示于图13。
在实施例2的情况下，消声结构的开口部从声压的波腹的位置稍微偏移。因此，可知与实施例1相比，穿透损耗量稍小，但能够得到高消声效果。
[实施例3]
将2个框架的位置分别设在距开放端20mm和130mm的位置，除此以外，以与实施例1相同的方式制作出消声管状结构体。即，将消声结构形成于距L字型导管的开放端20mm的位置。
以与实施例1相同的方式评价了穿透损耗量。
[实施例4]
将2个框架的位置分别设在距开放端140mm和250mm的位置，除此以外，以与实施例1相同的方式制作出消声管状结构体。即，将消声结构形成于距L字型导管的开放端140mm的位置。
以与实施例1相同的方式评价了穿透损耗量。
将实施例1～4的810Hz下的穿透损耗量示于图14。
根据图14可知，在任意实施例中，即，不管消声结构的位置在任何位置均得到了消声效果。并且，可知根据消声结构的位置(开口部的位置)，消声效果发生极大的变化，优选在声压的波腹位置配置消声结构的开口部。
根据以上可知，消声结构的定位精度及在使用过程中不发生位置偏移是很重要的。本发明中，可知由于将消声结构的框架(框体部)与L字型导管(管状部)一体地成型，因此定位精度高，并且不发生位置偏移，因此可得到高消声效果。
[实施例5]
以与实施例1相同的方式制作出在距开放端80mm和100mm的位置处具有框架(高度20mm)的L字型导管(管状部件)。
作为盖部件，准备了第1管结构的长度方向的长度为2个框架之间的距离+框架厚度(共计26mm)且宽度50mm、厚度5mm的丙烯酸板。在该丙烯酸板的中央形成了6.3mm×6.3mm的正方形状的贯穿孔。
将该盖部件用双面胶固定于2个框架而制作出消声管状结构体。
由此形成的消声结构为具有贯穿孔(开口部)且在背面具有体积(中空部)的亥姆霍兹共振器。该共振结构的共振频率为810Hz。
[实施例6]
将2个框架的位置分别设在距开放端20mm和40mm的位置，除此以外，以与实施例5相同的方式制作出消声管状结构体。
[实施例7]
将2个框架的位置分别设在距开放端140mm和160mm的位置，除此以外，以与实施例5相同的方式制作出消声管状结构体。
以与实施例1相同方式测定了实施例5～7的消声管状结构体的声学性能。在图15中示出810Hz下的穿透损耗量。
根据图15可知，不管消声结构的位置在任何位置均得到了消声效果。尤其，可知在声压的波腹位置配置消声结构的实施例5(距开放端80mm的位置)的穿透损耗量高。
[实施例8]
将形成于盖部件的贯穿孔设为6.0mm×6.0mm，除此以外，以与实施例5相同的方式制作出消声管状结构体。
[实施例9]
将形成于盖部件的贯穿孔设为6.6mm×6.6mm，除此以外，以与实施例5相同的方式制作出消声管状结构体。
以与实施例1相同的方式测定了实施例8及9的消声管状结构体的声学性能。在图16中示出实施例5、8及9的穿透损耗量的测定结果。
根据图16可知，通过改变形成于盖部件的贯穿孔的大小，能够改变亥姆霍兹共振的共振频率。即，可知在本发明的消声管状结构体中，通过改变盖部件的种类来改变共振结构的共振频率，能够轻松地变更吸声的频率。
[实施例10]
L字型导管设为如下结构：将2个框架的位置分别设在距开放端80mm和130mm的位置，并将框架的高度设为32mm，还在2个框架之间的宽度方向两端部侧具有厚度2mm、高度32mm的2个框架，除此以外，以与实施例5相同的方式制作出L字型导管(管状部件)。即，L字型导管一体地成型有具有被4个框架包围的长方形状(50mm×46mm)的开口的框体部。
作为盖部件，准备了第1管结构的长度方向的长度为2个框架之间的距离+框架厚度(共计56mm)且宽度50mm、厚度75μm的PET薄膜(Toray Industries,Inc.制造)。
将该盖部件用双面胶固定于4个框架而制作出消声管状结构体。
由此形成的消声结构为能够进行膜振动的膜振动型的共振结构。该共振结构的共振频率为810Hz。
以与实施例1相同的方式测定了实施例10的消声管状结构体的声学性能，其结果，在810Hz下得到了8.5dB的穿透损耗量。如此，即使使用膜振动，也能够实现导管的消声。
根据以上，本发明的效果显而易见。
符号说明
10-消声管状结构体，12-管状部件，14、14a～14e-盖部件，15-开口部，16-管状部，18-框体部，20、20a～20e-消声结构，22-开口部，24-中空部，26-多孔吸声体。

Claims (10)

1.一种消声管状结构体，其中，该消声管状结构体具有：
管状部件，其在筒状的管状部以及所述管状部的内周面侧具有至少一部分被一体地成型的框体部；以及
盖部件，其以能够更换的方式配置于所述管状部件的所述框体部的开口面，
所述框体部和所述盖部件构成共振型的消声结构，
所述盖部件为小于所述框体部的所述开口面并覆盖所述开口面的一部分的板状部件，
所述消声结构为具有中空部和开口部的共振结构，其中，该中空部被所述框体部以及所述盖部件包围，该开口部未被所述开口面的所述盖部件覆盖，
通过更换所述盖部件来变更所述消声结构所消声的声音的频带。
2.根据权利要求1所述的消声管状结构体，其中，
所述盖部件为能够进行膜振动的膜状部件，
所述消声结构为配置于所述框体部的开口面的膜状部件进行膜振动的共振结构。
3.一种消声管状结构体，其中，该消声管状结构体具有：
管状部件，其在筒状的管状部以及所述管状部的内周面侧具有至少一部分被一体地成型的框体部；以及
盖部件，其以能够更换的方式配置于所述管状部件的所述框体部的开口面，
所述框体部和所述盖部件构成共振型的消声结构，
所述盖部件具有开口部，
所述消声结构为具有中空部和开口部的共振结构，其中，该中空部被所述框体部以及所述盖部件包围，所述开口部形成于所述盖部件，
通过更换所述盖部件来变更所述消声结构所消声的声音的频带。
4.一种消声管状结构体，其中，该消声管状结构体具有：
管状部件，其在筒状的管状部以及所述管状部的内周面侧具有至少一部分被一体地成型的框体部；以及
盖部件，其以能够更换的方式配置于所述管状部件的所述框体部的开口面，
所述框体部和所述盖部件构成共振型的消声结构，
所述框体部具有开口部，
所述消声结构为具有中空部和开口部的共振结构，其中，该中空部被所述框体部以及所述盖部件包围，所述开口部形成于所述框体部，
通过更换所述盖部件来变更所述消声结构所消声的声音的频带。
5.根据权利要求1、3和4中的任意一项所述的消声管状结构体，其中，
所述共振结构中的共振为气柱共振。
6.根据权利要求1、3和4中的任意一项所述的消声管状结构体，其中，
所述共振结构中的共振为亥姆霍兹共振。
7.根据权利要求1至4中的任意一项所述的消声管状结构体，其中，
所述共振结构与可听范围的声音共振。
8.根据权利要求1至4中的任意一项所述的消声管状结构体，其中，
所述消声结构配置于成为在所述管状部内共振的声音的声压的波腹的位置。
9.根据权利要求1至4中的任意一项所述的消声管状结构体，其中，
所述盖部件的材质与所述框体部的材质相同。
10.根据权利要求1至4中的任意一项所述的消声管状结构体，其中，
在所述共振型的消声结构的内部或外部存在多孔性吸声体。
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