JP2008015147A - 消音装置 - Google Patents

Abstract

【課題】音波の回折と反射を利用することで騒音音波を補足して消音する装置であって、騒音音波を捕捉した際に装置の外側へ反射させてしまうことのない消音装置を提供する。
【解決手段】消音装置本体ケーシングの内側空間に繊維質材や多孔質材を収容して消音室を形成し、その消音室の中に音波散乱板を取り付ける。音波散乱板は矩形の板状部材で構成すると共にその長手方向または短手方向を軸にした捻れ形状に形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、騒音源から発生する騒音を低減させる防音壁の上部などに取り付けられる消音装置に関するものである。

従来、自動車、工事現場、その他の騒音源から発生する騒音を防ぐ手段の一つとして防音壁が良く知られている。透光性の樹脂板や金属製の金属部材からなる壁体を道路脇や工事現場の周囲に設置し、壁の片側で発生する騒音が他方の側へ直接伝わらないようにするものであり、壁の高さを高くするほど遮音効果が上がるとされ、都市部では建物の高層化もあってその高さはますます高まる傾向にある。しかしながら、防音壁を高くすると建設コスト・維持管理コストの上昇が伴うと共に、防音壁近隣に与える日照障害や景観を損なうといった問題も発生するため、出来る限り壁の高さを上げずに遮音性を高める試みがなされている。

例えば下記特許文献１には、防音壁の上部に取り付ける消音装置であって、音波反射板と、回折抑制板と、音波干渉器とを備え、騒音源から到達する騒音音波を音波反射板と回折抑制板の両作用により音波干渉器内部に導いて音波のエネルギーを低減させる装置が開示されている。同提案は、防音壁の上部で回折し壁の裏側へ回り込もうとする音波を回折抑制板で捕らえ、回折抑制板に沿って音波干渉器内部に導くものであり、回折抑制板で捕らえられなかった音波は音波反射板による反射を利用して音波干渉器内部に導くものである。
特開２００５−３１５９９号

上記先行技術によれば、防音壁の一方の側から他方の側へ向かって伝わる音波を壁の上端付近において音波の回折現象と反射現象を利用して捕捉するので、効果的に騒音音波のエネルギーを低減させることができる。そのとき、捕捉して音波干渉器の内部に導入された音波は、音波干渉器の内部壁面や回折抑制板の裏面などで反射や散乱を繰り返し、その際に受ける空気の粘性抵抗や逆位相の波との干渉などにより、音波の波動としてのエネルギーを大きく低下させるとしている。

そのため、音波干渉器の内部にいったん導入した音波は、干渉器の中でのみ反射や散乱を繰り返すよう内部に閉じ込めるのが望ましく、そうすることで音波干渉器の中に捕らえた分だけの騒音エネルギーを低下させることができる。しかしながら実際には、長い波長を持つ低音域の音波などは、音波の導入部から音波干渉器内に音波を導入した途端に内部で反射してすぐさま導入部から外へ出てしまうことがあった。

本発明はこのような点に対処してなされたものであり、その課題とするところは、音波の回折と反射を利用することで騒音音波を補足して消音する装置であって、騒音音波を捕捉した際に装置の外側へ反射させてしまうことのない消音装置を提供できないかという点にある。

本発明は、上記課題を解決するために、騒音源から到達する騒音の音圧を低減する消音装置において、内側に所定容積の空間を備える本体ケーシングと、前記本体ケーシングの表面に形成する開口と、前記本体ケーシングの内側空間にグラスウール等の繊維質材またはウレタンスポンジ等の多孔質材を収容してなる消音室と、前記消音室の内側に内装する音波散乱板と、を備え、前記音波散乱板は、矩形の板状部材からなると共にその長手方向または短手方向を軸にした捻れ形状にすることを特徴とする消音装置を提案する。

そして上記提案の消音装置は、前記音波散乱板が有する捻れ形状の軸方向を、前記本体ケーシングの横幅方向または上下方向に一致させることが望ましい。

また、平面形状の音波導入板を前記開口の下縁から本体ケーシング内側方向に取り付けることが望ましい。

また、曲面形状の反射板を前記開口の上縁から本体ケーシング内側方向に取り付けることが望ましい。

本発明によれば、本体ケーシング内側の空間に繊維質材や多孔質材を収容して形成した消音室の中に音波散乱板を設け、その音波散乱板を矩形の板状部材で構成すると共にその長手方向または短手方向を軸にした捻れ形状にしているので、捻れ形状の作用により次のようにして騒音音波を捕捉しやすくすることができる。すなわち、外部の騒音源から消音装置に到達した騒音音波は、本体ケーシング表面に設けられた開口から消音室の中に入り込んだところでまず音波散乱板に当たって反射を起こし、その際に音波散乱板は捻り形状を有しているため、当たった音波は捻れの軸方向に散乱して消音室の内側に向かって進むのである。したがって、騒音音波が騒音装置の開口部に導入された途端に反射して開口部から再び外へ飛び出してしまうといった現象を防ぐことができ、いったん捕捉したにも関わらず反射で失っていた分をなくすことができる。

また、音波散乱板に与える捻れ形状の軸方向を、消音室の横幅方向または上下方向に一致させるので、本体ケーシング表面の開口から消音室に入り込んだ騒音音波を、消音室の形状に合わせて消音室内側へ散乱させることができ、消音効果をより高めることができる。

また、上記開口の下縁から本体ケーシング内側に向かって平面形状の音波導入板を取り付けるので、騒音源から到来する音波を開口下縁に現れる音波導入板の端部において回折させ、本体ケーシング内側の消音室へ導くことができる。したがって、騒音源から開口の中へ直接的に飛び込む騒音音波だけでなく、開口の近傍に到達する音波を回折現象を利用して開口内部へ導いた上で、更に音波散乱板の作用により消音室内へと引き込むことができ、消音効果をより高めることが可能になる。

また、上記開口の上縁から本体ケーシング内側に向かって曲面形状の反射板を取り付けるので、騒音源から開口の中へ直接飛び込んでくる音波や上記音波導入板で捕らえることができなかった音波をこの反射板により消音室内部へ向けて反射させ、更に音波散乱板の作用により消音室内へと引き込むことができ、消音効果をより高めることが可能になる。
以下、本発明の好適な実施形態を図面を参照しながら説明する。

図１は本発明実施例に関わる消音装置１を単体で示した説明図である。２は本体ケーシングであり、金属材料からなる中空の６面体によって構成されている。そして、この本体ケーシング２が備える６面の内の１面には横長形状の開口３が設けられており、この開口３を介して本体ケーシングの内側空間をケーシングの外側に臨ませるようにしている。本体ケーシング２の内側空間には消音室４が設けられており、本体ケーシングの外側から到来する騒音音波を開口３から消音室４に導入して騒音エネルギーを低減させる構造としている。また開口３には、その下縁から消音室内側へ向かって音波導入板５が備えられており、騒音源から到達する音波を開口３の下縁部に現れる音波導入板の端部において回折させ、そのまま音波導入板の表面に沿わせて音波導入口７から消音室内部へと導くようにしている。そして開口３の上縁から消音室内側へかけては反射板６が備えられており、騒音源から直接的に到達する騒音音波を音波導入口７へ向けて反射させることで消音室内部へと導いたり、あるいは、音波導入板５の端部における回折で捕らえきれなかった音波をこの反射板６によって反射させ、消音室内部へ捕らえるようにしている。１１は消音室の内側空間に設けられる音波散乱板であり、開口３およぴ音波導入口７を経て消音室内に入り込んだ騒音音波を消音室の中で散乱させるものである。

次に図２を基にして消音装置の構造について詳細に説明する。図２は消音装置１の縦方向の断面を示す説明図である。既に説明したように、本体ケーシング２は内側に消音室４を備えながら６面体形状である箱形に形成されており、騒音源に対向させる面に相当する前面に開口３が穿たれている。そして、図に示すように、開口３の下縁には消音室の内側に向かって音波導入板５が取り付けられており、また開口３の上縁にはやはり消音室の内側に向かって反射板６が取り付けられている。ここで、反射板６は、その断面形状が楕円曲線を描くように曲面形状に形成されており、その楕円形状の焦点位置を基準にして音波導入板５の位置決めを行っている。具体的には、反射板６の（楕円の）第１の焦点の位置に音波導入板５の一方の端部が位置するようにし、それと同時に、反射板６の第２の焦点の位置に音波導入板５の他方の端部が位置するようにしている。この場合、第１の焦点位置に合わせた音波導入板５の端部が開口３の下縁に相当し、また、反射板６の第２の焦点位置に合わせた音波導入板５の端部が、前記音波導入口７の位置に相当する。

以上のようにして構成される消音室４の内壁面には、グラスウールやロックウール等の多孔質材または繊維質材からなる吸音材１０が貼付され、更に室内の中央付近に音波散乱板１１が固定保持されている。この音波散乱板１１は、長方形状の板部材を所定方向に設定する軸を中心にした捻れ形状を備えており、本実施例では図３に示すように、長方形状板部材の短辺中心を貫いて長辺方向に伸びる捻れ軸を設定し、この捻れ軸を中心にして板部材に捻れ形状を与えている。このときに与える捻れ形状の程度は適宜付与することが可能であるが、本実施例では図示の通り、捻れの無い平らな状態から２つの短辺がそれぞれ異なる方向に４５°程度捻れを与えた状態としている。そして、消音室４の中に組み込んだ状態としては、消音装置１の横幅方向に対して長辺が平行になる位置関係で取り付けた上で、更に消音装置の横幅方向に捻れ形状の軸方向を一致させている。

次に、本発明実施例に関わる消音装置の動作について説明する。騒音源から到達した騒音音波が開口３付近に到達すると、既に説明した通り、到達した内の一部の音波が開口３の下縁を回折点として回折現象を起こし、音波導入板の表面を伝わって音波導入口７より消音室４の内部へと入り込む。また、反射板６に直接当たった騒音音波は音波導入口７へ向けて反射を起こし、やはり消音室４の内部へと入り込む。そのようにして開口３と音波導入口７を経て消音室内に入り込んだ騒音音波は、音波散乱板１１の表面に衝突し、その捻れ形状にしたがって反射を起こし消音室内の横幅方向や上下方向に散乱するのである。もし音波散乱板１１が存在しなければ、音波導入口７から消音室内に入り込んだ音波の内の一部が、室内に露出している平面状の内壁面に衝突してそれまでと正反対の方向に反射を起こし、音波導入口７、開口３を経て消音装置の外へと出て行く損失分の発生を避けられないところであるが、捻れ形状の音波散乱板１１が存在することにより、音波導入口７から入り込んだ音波が正反対の方向に反射する現象を避けることができ、その結果、音波導入口７、開口３を経て消音装置の外へと出て行く損失分の発生を大幅に抑えることができる。

こうして消音室内に散乱した騒音音波は、消音室内で乱反射を繰り返すことによって反射波同士がエネルギーを打ち消し合ったり、あるいは吸音材の作用で音波の持つエネルギーが低減される結果、騒音音波のエネルギーが大幅に減少して消音効果が得られるのである。もちろん、騒音源から到達する直接波や防音壁で回折する音波の全てをこの消音装置１で捕捉することはできず、捕捉しきれなかった騒音音波は防音対象の区域へと漏れていくが、騒音源が放った騒音のエネルギーは大幅に低減されるため、消音効果が得られるのである。

ところで、本実施例では消音装置全体の形状を６面体の箱形状とし、６面の内の１面に対して横長形状の開口を１つ設けるようにしているが、これに限定されることなく図４に示すように６面体以外の形状の本体ケーシングを採用することも可能である。また、開口や音波導入口の数についても１つではなく複数設けることも可能である。また更に、消音室内に音波散乱板を立てた状態に取り付けた上で捻れ形状の軸方向を消音装置の上下方向に一致させたり、あるいは、捻れ形状の軸方向を斜め方向にするなど任意に設定可能であることは言うまでもない。

本発明実施例に関わる消音装置の外観を示す説明図である。 消音装置１の縦方向の断面を示す説明図である。 音波散乱板を示す説明図である。 本発明別実施例に関わる消音装置の縦方向断面を示す説明図である。

符号の説明

１ 消音装置
２ 本体ケーシング
３ 開口
４ 消音室
５ 音波導入板
６ 反射板
７ 音波導入口
１０ 吸音材
１１ 音波散乱板

Claims (4)

1. 騒音源から到達する騒音の音圧を低減する消音装置において、
   内側に所定容積の空間を備える本体ケーシングと、
   前記本体ケーシングの表面に形成する開口と、
   前記本体ケーシングの内側空間にグラスウール等の繊維質材またはウレタンスポンジ等の多孔質材を収容してなる消音室と、
   前記消音室の内側に内装する音波散乱板と、を備え、
   前記音波散乱板は、矩形の板状部材からなると共にその長手方向または短手方向を軸にした捻れ形状にすることを特徴とする消音装置。
2. 請求項１記載の消音装置において、前記音波散乱板が有する捻れ形状の軸方向を、前記消音室の横幅方向または上下方向に一致させたことを特徴とする消音装置。
3. 請求項１または２何れか記載の消音装置において、平面形状の音波導入板を前記開口の下縁から本体ケーシング内側方向に取り付けたことを特徴とする消音装置。
4. 請求項１乃至３何れか記載の消音装置において、曲面形状の反射板を前記開口の上縁から本体ケーシング内側方向に取り付けたことを特徴とする消音装置。

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