JP2006057491A - Silencer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建築物のダクトに接続されて外部騒音の室内への伝達を消音する消音器に関する。 The present invention relates to a silencer that is connected to a duct of a building and silences transmission of external noise to the room.
ダクトの室外側開口端から入り込んでくる外部騒音を、できるだけ室内に伝達させないようにするために、ダクトには消音器が取付けられる。消音器としては、その騒音を消音するための様々な特徴を有するものが知られている(特許文献1,特許文献2)。
ところで、消音性能を高めるには、できるだけ厚肉の吸音材を使ったり、あるいは吸音材と空気との接触面積を拡大する、といった解決手法からアプローチするのが、一般的である。しかしながら、ダクトに取付ける消音器は、建築物、構築物の外壁と内壁との間に設置されるのが通例であること、またダクトの形状、特に外径サイズに依存すること、さらにはできるだけダクトを流通する空気の圧力損失を低下させないような配慮が求められることなどを所与の前提としている。このため、消音性能を高める前述の一般的な解決手法は、ダクトに取付ける消音器について単純に適用することができない、という問題がある。 By the way, in order to improve the sound deadening performance, it is common to approach from a solution method such as using a thick sound absorbing material as much as possible or expanding the contact area between the sound absorbing material and air. However, the silencer attached to the duct is usually installed between the outer wall and the inner wall of the building or structure, depends on the shape of the duct, particularly the outer diameter size, and further, the duct is installed as much as possible. It is a given premise that consideration is required not to reduce the pressure loss of the circulating air. For this reason, there is a problem that the above-described general solution for improving the silencing performance cannot be simply applied to the silencer attached to the duct.
例えば、前述のような厚肉の吸音材を使う解決手法では、ダクトを流通する空気の圧力損失の大幅な低下を引き起こす問題があり、圧力損失を損なわないようにダクト径を拡大することも建築物の構造上の観点等から限界がある。また、吸音材と空気との接触面積を拡大する解決手法としては、具体的にはダクトの長手に沿って吸音材を取付けることが考えられるものの、ダクトが外壁と内壁とを貫通する程度の短い長さであることが通例であるため、あまり効果が上がらないのが実際である。 For example, in the solution method using the thick sound absorbing material as described above, there is a problem that the pressure loss of the air flowing through the duct is greatly reduced, and it is also possible to enlarge the duct diameter so as not to impair the pressure loss. There are limitations from the viewpoint of the structure of things. Further, as a solution method for expanding the contact area between the sound absorbing material and air, it is conceivable to attach the sound absorbing material along the length of the duct, but it is short enough that the duct penetrates the outer wall and the inner wall. Since the length is customary, it is not so effective.
本発明は、ダクトに取付けるという前記制約条件を充足しつつ消音性能の高い消音器を提供することを目的とするものである。 It is an object of the present invention to provide a silencer having a high silencing performance while satisfying the constraint condition of being attached to a duct.
上記課題を解決する請求項1記載の発明は、ダクトに接続する消音器について、両端が互いに閉塞された内筒と外筒との間に環状空間を形成する筒形ハウジングを備えるとともに、該筒形ハウジングには、内筒に周方向に沿って環状空間と連通する導音口と、環状空間内に環状隙間を残して収納される厚みの環状吸音体と、を設けたものである。 The invention according to claim 1, which solves the above problem, is provided with a cylindrical housing that forms an annular space between an inner cylinder and an outer cylinder, both ends of which are closed with respect to the silencer connected to the duct. The shape housing is provided with a sound introduction port communicating with the annular space along the circumferential direction in the inner cylinder, and an annular sound absorber having a thickness accommodated in the annular space leaving an annular gap.
請求項1記載の発明によれば、ダクトを伝達する外部騒音が筒形ハウジングの導音口を通じて環状空間に入り込み、環状吸音体と環状隙間とによって、大きく消音することができる。また、かかる構造の消音器であれば、筒形ハウジングの筒軸方向に沿う導音口の開口幅、環状吸音体の厚み、すなわち環状隙間の内外方向(径方向)における大きさ、といった僅かな構成の変更によって、主として消音ターゲットとする周波数の音に適合するように消音性能を制御することも、容易にできるようになる。 According to the first aspect of the present invention, the external noise transmitted through the duct enters the annular space through the sound guide port of the cylindrical housing, and can be largely silenced by the annular sound absorber and the annular gap. Further, in the silencer having such a structure, the opening width of the sound guide opening along the cylinder axis direction of the cylindrical housing, the thickness of the annular sound absorber, that is, the size of the annular gap in the inner and outer directions (radial direction), etc. By changing the configuration, it is possible to easily control the silencing performance so that it mainly matches the sound of the frequency that is the silencing target.
請求項2記載の発明は、内筒側に環状隙間が形成されるように環状吸音体を外筒に取付けたものである。 According to the second aspect of the present invention, an annular sound absorber is attached to the outer cylinder so that an annular gap is formed on the inner cylinder side.
請求項2記載の発明によれば、環状吸音体によって導音口が閉塞されず環状隙間を消音に活かすことができるため、環状隙間と環状吸音体との双方によって高い消音性能を発揮できる。 According to the second aspect of the present invention, since the sound introduction port is not blocked by the annular sound absorber and the annular gap can be utilized for silencing, high sound deadening performance can be exhibited by both the annular gap and the annular sound absorber.
請求項3記載の発明は、環状吸音体を樹脂フィルムで被覆したものである。
The invention described in
請求項3記載の発明によれば、そのような樹脂フィルムで被覆しない場合とは違った消音性能を発揮できる。つまり消音性能を制御できる。また、結露水などの水分の吸着による吸音性の低下や素材の劣化を抑えることができる。 According to the third aspect of the invention, it is possible to exhibit a silencing performance different from the case where the resin film is not covered. That is, the silencing performance can be controlled. In addition, it is possible to suppress a decrease in sound absorption and deterioration of the material due to adsorption of moisture such as condensed water.
請求項4記載の発明は、導音口を内筒の筒軸方向中央位置に形成し、筒形ハウジングを筒軸方向中央位置で組み合わさる半割ハウジングとしたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, the sound guide port is formed at the center position in the cylinder axis direction of the inner cylinder, and the half housing is formed by combining the cylindrical housing at the center position in the cylinder axis direction.
請求項4記載の発明によれば、導音口を内筒の筒軸方向中央位置に形成し、筒形ハウジングを筒軸方向中央位置で組み合わさる半割ハウジングとし、同一形状の半割ハウジングどうしを組み合わせることで筒形ハウジングができることから、一つの成形金型で製造できる。 According to the fourth aspect of the present invention, the sound guide port is formed at the center position in the cylinder axis direction of the inner cylinder, and the half housing is formed by combining the cylindrical housing at the center position in the cylinder axis direction. Since a cylindrical housing can be formed by combining the two, it can be manufactured with one molding die.
本発明の消音器によれば、ダクトに取付けるための制約条件を充足しつつ優れた消音性能を発揮することができる。また、構成の僅かな変更によって消音性能を制御することが容易にできるため、消音ターゲットとする周波数帯域に適した消音性能を得ることが可能である。よって、外部騒音の室内への伝達が少なく、より良い住環境が実現される。 According to the silencer of the present invention, it is possible to exhibit excellent silencing performance while satisfying the constraints for mounting on the duct. Further, since the silencing performance can be easily controlled by a slight change in the configuration, it is possible to obtain the silencing performance suitable for the frequency band to be the silencing target. Therefore, there is little transmission of external noise to the room, and a better living environment is realized.
以下、本発明の消音器の一実施形態と実施例について図面を参照しつつ説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment and an example of a silencer of the invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態による消音器1は、ダクトDに内挿して取付けられるものであり(図3参照)、筒形ハウジング2と吸音体3を備えている。筒形ハウジング2は硬質樹脂の成形体でなる同一形状の2つの半割ハウジング4を組合せて構成される。
The silencer 1 according to the present embodiment is attached by being inserted into the duct D (see FIG. 3), and includes a
筒形ハウジング2の構造は、内外二重の外筒部5と内筒部6とが形成されており、これらの対応端部は環状閉塞部7にて塞がれている。
In the structure of the
このうち各半割ハウジング4の外筒部5には係合片5aが筒軸方向で突設されるとともに、相手方の半割ハウジング4の係合片5aが掛け止まる係合溝5bが凹設されている。
Among them, the outer
内筒部6には、筒軸方向に沿う中央位置に、その周方向に沿って導音口6aが形成されている。内筒部6の内側を通じてくる外部騒音はそこを通過して、外筒部5、内筒部6、環状閉塞部7にて画成される環状空間8に導かれる。導音口6aの筒軸方向での開口幅d1(図3)は、内筒部6の筒軸方向に沿う長さに対して十分小さくされている。具体的な開口幅d1は5mm〜80mmで、好ましくは15mm〜30mmの範囲内として設定される。
The
環状空間8には、前述の吸音体3が収容される。吸音体3は、吸音材3aと、その外側面全体を覆う樹脂フィルム3bと、で構成される。吸音体3は、可撓性のある1枚の板状となっており、したがって収容時には環状に湾曲させた状態とし、外筒部5の内側面に沿わせて取付けられる。この取付けに際しては、吸音体3を外筒部5の内側面に対して接着剤やテープなどで完全に固定してしまってもよいが、取り替えの容易性を考慮して特別な固定手段を用いずに、湾曲した吸音材3aそれ自体がもつ張り(弾性復元力)を活かしてそのまま収容してもよい。また吸音材3aは、消音効果のある多孔質体や発泡体にて形成されており、その具体的な素材としては、例えばウレタン樹脂やメラミン樹脂等が使用される。一方、樹脂フィルム3bとしては、例えばフッ素樹脂系の素材のものなどが使用される。
The above-described sound absorber 3 is accommodated in the
また、以上のような吸音体3としては、図4で示すように、吸音材3aの厚みt1が環状空間8の径方向に沿う幅d2よりも薄厚のものを用いる。このように薄厚の吸音体3とすることで、これを収容した環状空間8には、径方向に沿う幅d3の環状隙間9が形成され、吸音体3による消音効果と、環状隙間9内で共鳴吸収されることによる消音効果とを発揮することができる。かかる吸音材3aの厚みt1は、内筒部6と外筒部5の径に応じて、10mm〜30mmの範囲内として設定される。また、環状隙間9の幅d3も、内筒部6と外筒部5の径と吸音材3aの厚みt1に応じて、5mm〜25mmの範囲内として設定される。なお、筒形ハウジング2は、例えば、内筒部6が内径50mmで外筒部5が外径97mmのものとして、また内筒部6が内径82mmで外筒部5が外径148mmのものとして構成される。
Further, as the sound absorber 3 as described above, as shown in FIG. 4, a sound absorber 3 having a thickness t1 thinner than a width d2 along the radial direction of the
次に、本実施形態による消音器1の作用・効果を説明する。 Next, the operation and effect of the silencer 1 according to the present embodiment will be described.
消音器1によれば、ダクトDを伝達する外部騒音が筒形ハウジング2の導音口6aを通じて環状空間8に入り込み、吸音体3による消音効果と、環状隙間9内で共鳴吸収されることによる消音効果とが重畳的に発揮されることで、優れた消音性能を発揮することができる。
According to the silencer 1, the external noise transmitted through the duct D enters the
また、上記構成の消音器1は、導音口6aの開口幅d1、吸音材3aの厚みt1すなわち環状隙間9の幅d3を変更することで、主として消音ターゲットとする周波数帯の音に適するように消音性能を制御することも、容易に行うことができる。
In addition, the silencer 1 having the above-described configuration is suitable for sound in a frequency band mainly used as a silencer target by changing the opening width d1 of the
消音器1は、内筒部6側に環状隙間9が形成されるように吸音体3を外筒部5側に取付けたものである。このため、導音口6aが吸音体3によって閉塞されず環状隙間9を共鳴吸収による消音に活かすことが可能であり、環状隙間9と吸音体3との双方によって高い消音性能を発揮できる。
The silencer 1 has a sound absorber 3 attached to the
消音器1の吸音体3は、吸音材3aを樹脂フィルム3bで被覆したものであるため、そのような樹脂フィルム3bで被覆しない場合とは違った消音性能を発揮できる。つまり消音性能を制御できる。また、吸音材3aについて結露水などの水分の吸収による吸音性の低下や素材の劣化を抑えることができる。
Since the
筒形ハウジング2は、導音口6aを内筒部6の筒軸方向中央位置に形成した同一形状の半割ハウジング4の組合せにて構成される。このため一つの成形金型で製造することができるようになり、生産性が向上してコストを低減することができる。
The
以上の実施形態による消音器1は、本発明の基本的な作用・効果を損なわない範囲で変形実施が可能である。例えば、半割ハウジング4には係合片5aと係合溝5bとを形成しているが、係合片5a先端の爪部と係合溝5bとを無くして、先端に爪部の無い係合片を相手方の半割ハウジング4の内側に差し込んで組み合わせる構成としてもよい。また、筒形ハウジング2の外周面に、ダクトDと弾性接触する留め片を形成したものとして構成してもよい。
The silencer 1 according to the above embodiment can be modified within a range that does not impair the basic functions and effects of the present invention. For example, the
以下、上記実施形態による消音器の優位性を、さらに実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, the superiority of the silencer according to the above embodiment will be further described based on examples.
この実施例では、消音器の消音性能の確認試験と、構成の変更により消音性能を制御できることの確認試験とを行った。具体的に行った試験は4つであり、各試験は下記の条件で行った。 In this example, a confirmation test of the silencer performance of the silencer and a confirmation test that the silencer performance can be controlled by changing the configuration were performed. There were four concrete tests, and each test was performed under the following conditions.
図5で示すように、残響室と無響室とをダクトで繋ぎ、ダクト内に実施例による消音器(試験体)を取付けた。残響室には5本のマイクロホン(株式会社小野測器製MI−421)とスピーカを設置した。一方、無響室にはダクトの開口端にSI計測プローブ(同社製MI−6410)を設置した。マイクロホンはフロントエンドユニット(同社製DS−9100)に接続し、SI計測プローブはマイクロホンアンプ(同社製CF−0610)を介してフロントエンドユニットに接続した。またスピーカもオーディオアンプを介してフロントエンドユニットに接続した。そして、フロントエンドユニットは、音響透過損失計測プログラム(同社製)を実行するパーソナルコンピュータに接続した。 As shown in FIG. 5, the reverberation room and the anechoic room were connected by a duct, and the silencer (test body) according to the example was attached in the duct. In the reverberation room, five microphones (MI-421 manufactured by Ono Sokki Co., Ltd.) and speakers were installed. On the other hand, an SI measurement probe (manufactured by MI-6410) was installed at the open end of the duct in the anechoic chamber. The microphone was connected to the front end unit (DS-9100 manufactured by the company), and the SI measurement probe was connected to the front end unit via a microphone amplifier (CF-0610 manufactured by the company). The speaker was also connected to the front end unit via an audio amplifier. The front-end unit was connected to a personal computer that executed a sound transmission loss measurement program (manufactured by the same company).
以上の設備を使って残響室ではスピーカから出力される音の平均音厚をマイクロホンを通じて計測し、無響室ではダクトから透過する音響パワーをSI計測プローブを通じて計測することで音響透過損失を求めて、消音性能を確認する試験を行った。なお、音響パワーは音響インテンシティの測定値から算出した。各試験の目的、使用した試験体、試験結果は、以下のとおりである。 Using the above equipment, in the reverberation room, the average sound thickness of the sound output from the speaker is measured through a microphone, and in the anechoic room, the sound power transmitted through the duct is measured through the SI measurement probe to determine the sound transmission loss. A test was conducted to confirm the silencing performance. The sound power was calculated from the measured sound intensity. The purpose of each test, the test specimen used, and the test results are as follows.
試験1 ; この試験は、吸音体(3)の取付位置に応じて消音器(1)の消音性能を確認するために行った。用意した試験体1,2の筒形ハウジング(2)は、前記実施形態と同一形状とした硬質樹脂製の成形体であり、内筒部(6)の内径82mm、外筒部(5)の外径148mm、環状空間(8)の径方向に沿う幅(d2)が27mm、環状空間(8)の筒軸方向に沿う長さが96mm、導音口(6a)の開口幅(d1)が15mmのものを使用した。また、吸音体(3)については、吸音材(3a)としてメラミン樹脂系の多孔質材を、また樹脂フィルム(3b)としてフッ素樹脂系のもので厚さが約21μmを使用した。また、吸音材(3a)は、厚み(t1)が15mmのものを使用した。そして、試験体1では吸音体(3)を内筒部(6)に巻着して取付け、試験体2では吸音体(3)を外筒部(5)に沿わせて取付けた。試験結果は図6と図7のとおりである。
Test 1 ; This test was performed to confirm the silencing performance of the silencer (1) according to the mounting position of the sound absorber (3). The cylindrical housings (2) of the
この試験結果によれば、450Hz付近よりも低周波側では、吸音体を内筒部に取付けた試験体1の方が透過損失係数が大きく、それよりも高周波側では、吸音体を外筒部に取付けた環状隙間のある試験体2の方が、格段に透過損失係数が大きい。つまり、450Hz付近よりも低周波側の音について消音するには試験体1の構造を、それより高周波側の音を消音するには試験体2の構造をとるのが良いことが分かる。特に、交通騒音等として特に耳障りとされる500Hz〜1000Hzの周波数帯域の音を消音するには、試験体2のような環状隙間のある吸音体の取付構造が好ましいことを確認できる。
According to this test result, the transmission loss coefficient is larger in the test body 1 in which the sound absorbing body is attached to the inner cylinder portion on the lower frequency side than around 450 Hz, and on the higher frequency side, the sound absorbing body is placed in the outer cylinder portion. The
試験2 ; この試験は、導音口(6a)の開口幅(d1)の変化による消音器(1)の消音性能を確認するために行った。用意した試験体4〜6は、導音口(6a)の開口幅(d1)の違いを除いて前述の試験体2と同一である。相違する開口幅(d1)について試験体4は20mm、試験体5は25mm、試験体6は30mmとして設定した。また、試験体2と同一の試験体3は開口幅(d1)が15mmである。試験結果は図6と図8のとおりである。
この試験結果によれば、315Hz〜3150Hzの周波数帯域の音について、630Hz〜800Hzの間を境に、導音口の開口幅が小さいほど低周波側での透過損失係数が大きく、開口幅が大きいほど高周波側での透過損失係数が大きい。つまり、消音器を取付ける周辺の住環境に応じてより低周波側の消音が求められる場合には導音口の開口幅が小さいものを、より高周波側の消音が求められる場合には導音口の開口幅が大きいものを使用することで、消音特性を制御できることが分かる。 According to this test result, for sound in the frequency band of 315 Hz to 3150 Hz, the transmission loss coefficient on the low frequency side is larger and the opening width is larger as the opening width of the sound guide opening is smaller between 630 Hz and 800 Hz. The transmission loss coefficient on the high frequency side is larger. In other words, when the silencer on the lower frequency side is required depending on the surrounding living environment where the silencer is installed, the sound inlet has a smaller opening width, and when the silencer on the higher frequency side is required, the sound inlet It can be seen that the silencing characteristics can be controlled by using a large opening width.
試験3 ; この試験は、樹脂フィルム(3b)無しの吸音材(3a)の厚み(t1)の変化による消音器(1)の消音性能を確認するために行った。用意した試験体7〜10は、樹脂フィルム(3b)が無いことと吸音材(3a)の厚み(t1)の違いを除き、前述の試験体2と同一である。吸音材(3a)の厚み(t1)について、試験体7は10mm、試験体8は15mm、試験体9は20mm、試験体10は25mmとして設定した。試験結果は図6と図9のとおりである。
Test 3 : This test was performed to confirm the silencing performance of the silencer (1) by changing the thickness (t1) of the sound absorbing material (3a) without the resin film (3b). The
この試験結果によれば、315Hz〜3150Hzの周波数帯域の音について、800Hzを境に、吸音材が厚いほど(環状隙間が小さいほど)低周波側での透過損失係数が大きく、吸音材が薄いほど(環状隙間が大きいほど)高周波側での透過損失係数が大きい。したがって、消音器を取付ける周辺の住環境に応じてより低周波側の消音が求められる場合には、吸音材が厚い(環状隙間が小さい)ものを、より高周波側の消音が求められる場合には、吸音材が薄い(環状隙間が大きい)ものを使用することで、消音特性を制御できることが分かる。 According to this test result, for sound in the frequency band of 315 Hz to 3150 Hz, the transmission loss coefficient on the low frequency side is larger as the sound absorbing material is thicker (the smaller the annular gap is) with 800 Hz as the boundary, and the sound absorbing material is thinner. The transmission loss coefficient on the high frequency side is larger (as the annular gap is larger). Therefore, when the noise reduction on the low frequency side is required according to the surrounding living environment where the silencer is installed, the sound absorption material is thick (the annular gap is small), and when the noise reduction on the high frequency side is required It can be seen that the silencing characteristics can be controlled by using a thin sound absorbing material (large annular gap).
試験4 ; この試験は、樹脂フィルム付きの吸音材(3a)の厚み(t1)の変化による消音器(1)の消音性能を確認するために行った。用意した試験体11〜14は、吸音材(3a)の厚み(t1)の違いを除き、前述の試験体2と同一である。試験体11は厚み(t1)が10mmであり、以下同様に試験体12は15mm、試験体13は20mm、試験体14は25mmである。試験結果は図6と図10のとおりである。
Test 4 : This test was performed to confirm the silencing performance of the silencer (1) by changing the thickness (t1) of the sound absorbing material (3a) with a resin film. The prepared test bodies 11 to 14 are the same as the above-described
この試験結果によれば、樹脂フィルム付きの試験体11〜13は、前述の樹脂フィルムが無い試験3の結果と合わせて比較すると、低周波側の透過損失係数が大きく消音効果が高まり、高周波側の透過損失係数が小さく消音効果が落ちることとなって、全般的に消音特性を平滑化する作用があることが分かる。また、例えば試験体7と試験体11のように吸音材が薄いよりも、試験体10と試験体14のように吸音材が厚い方が、樹脂フィルムの有無による透過損失係数の変化が大きくなることが分かる。
According to this test result, the test bodies 11 to 13 with a resin film have a large transmission loss coefficient on the low frequency side and a high silencing effect when compared with the result of the
なお、試験体2,3,12は構成が完全に一致しているにも拘わらず試験結果が異なるのは、それぞれ異なる天候条件で行われたため、湿度や温度等の影響があるためと推察される。
Note that the
1 消音器
2 筒形ハウジング
3 吸音体
3a 吸音材
3b 樹脂フィルム
4 半割ハウジング
5 外筒部
5a 係合片
5b 係合溝
6 内筒部
6a 導音口
7 環状閉塞部
8 環状空間
9 環状隙間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
両端が互いに閉塞された内筒と外筒との間に環状空間を形成する筒形ハウジングを備えるとともに、該筒形ハウジングには、
内筒に周方向に沿って環状空間と連通する導音口と、
環状空間内に環状隙間を残して収納される厚みの環状吸音体と、を設けたことを特徴とする消音器。 In the silencer connected to the duct,
While having a cylindrical housing that forms an annular space between the inner cylinder and the outer cylinder, both ends of which are closed to each other,
A sound guide port communicating with the annular space along the circumferential direction of the inner cylinder;
A silencer comprising: an annular sound absorber having a thickness that is accommodated while leaving an annular gap in the annular space.
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