JP2015108285A - 防音ドア - Google Patents

Abstract

【課題】通気性と高い遮音性とを両立させることができる防音ドアを提供する
【解決手段】中空のドア本体２の両面に通気口５、６が設けられている。ドア本体内には仕切部材７が挿入されている。仕切部材は、通流方向に直交する方向に延在する複数の仕切壁７ｂを備えるとともに各仕切壁に貫通穴７ａが穿設されている。仕切壁７ｂの間隔Ｗは、所定周波数の音を減音する定在波を発生せしめるように設定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば旅客用船舶やホテルの客室等において用いられる通気性及び減音性を有する防音ドアに関する。

例えば旅客用船舶やホテルの客室等では、居室の空調のために、ドアに居室内外を連通する通気口が設けられることがあるが、通気口から音声が漏れてしまうと、居室のプライバシーを保護することができないという問題がある。

そこで、図５に示す如く、中空のドア本体１０２の両面に設けられる通気口１０３、１０４を高さ方向にずらして配置することにより減音性能の向上を図った防音ドア１０１が提案されている。

また、下記特許文献１には、図６に示す如く、両面に通気口２０３、２０４を設けた中空のドア本体２０２の内部に多孔質ボード２０５を設け、減音用空気通路２０６を迂回させることにより音波の減衰率を高めた防音ドア２０１が開示されている。

特開平１１−１３１９２６号公報

しかしながら、上記従来の防音ドアの構造では、十分な遮音性が得られないことがあり、更に遮音性を向上することが求められている。

本発明の目的は、通気性と高い遮音性とを両立させることができる防音ドアを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る防音ドアは、両面に通気口が設けられた中空のドア本体と、該ドア本体内に設けられるとともに前記両通気口を相互に連通する減音用空気通路とを備え、前記減音用空気通路は、通流方向に沿って定在波を形成する定在波形成手段を介装した状態で前記両通気口を連通させるか若しくは空気の絞り及び膨張の繰り返しにより前記両通気口を連通させることにより前記減音用空気通路内で騒音を減音するように構成されていることを特徴とするものである。

このような構成によれば、空気と一緒にドア本体内に侵入する騒音が、定在波若しくは空気の絞り及び膨張の繰り返しにより減音されるので、音波がドア本体内を通過することによる減衰効果と相俟って高い遮音性を得ることができる。

なお、前記定在波形成手段は、前記減音用空気通路に複数配設されるとともに、前記複数の定在波形成手段の配設間隔を通流方向に沿って異ならせることにより前記複数の定在波形成手段で発生する定在波の周波数を互いに異ならせるようにしてもよい。

この場合、騒音中に含まれる複数の周波数域の音を減音することができるので、効果的な遮音を行うことができる。

前記定在波形成手段は、より具体的には、通流方向に直交する方向に延在する複数の仕切壁を備えるとともに前記各仕切壁に貫通穴が穿設された仕切部材の前記仕切壁により構成することができる。

この場合、仕切部材をプレス成形等により容易かつ安価に製造することができるとともに、この仕切部材をドア本体内に挿入するだけでよいので、組立が極めて容易で生産性が良好となる。

なお、前記仕切部材が前記ドア本体の補強材を兼ねるようにしてもよい。

この場合、ドア本体が外部から加えられる応力によって変形しにくくなるので、耐久性が向上する。

また、前記減音用空気通路は、横方向に延びる横向き通路と縦方向に延びる縦向き通路とを交互に直列に配設することにより渦巻状に形成され、一方の前記通気口から前記ドア本体内に入射した音波が、前記ドア本体内の外周部から中心部に向けて渦巻状に伝播するとともに、前記ドア本体内部の中心部から外周部に向けて渦巻状に伝播し、他方の前記通気口から前記ドア本体の外部に出射するように構成され、前記横向き通路及び前記縦向き通路を前記定在波形成手段としてもよい。

この場合、各横向き通路の通路長が互いに異なるとともに、各縦向き通路の通路長も互いに異なるため、複数種類の定在波が発生することになり、騒音中に含まれる複数の周波数域の音を減音することができるのに加え、音波が長い距離を伝播するため、音波の減衰率が高くなるので、高い遮音効果を得ることができる。

また、前記減音用通路は、少なくとも一つの空洞部と、該空洞部の両端にそれぞれ連通接続された絞り部とを有し、前記絞り部の通路断面積を前記空洞部の通路断面積よりも小さくすることで、空気の絞り及び膨張を繰り返すように構成することができる。

この場合、空洞部とその両端にそれぞれ連通接続された絞り部とにより所謂空洞形消音部が形成されるので、音波が減音用空気通路内を伝播することによる減衰効果と相俟って高い遮音効果を得ることができる。

なお、前記減音用空気通路を吸音材により区画形成するようにしてもよい。

この場合、吸音材による吸音効果も加わるので、より高い遮音効果を得ることができる。

本発明によれば、通気性と高い遮音性とを両立させることができる防音ドアを提供することができる。

本発明の第１実施形態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の効果の説明図であり、ドア通過音の音圧と周波数の関係を示すグラフである。 本発明の第２実施形態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明の参考例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。 従来の防音ドアの断面図である。 従来の防音ドアの断面図である。

以下、本発明の具体的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の第１実施形態の防音ドアを示しており、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

図１に示す防音ドア１は、旅客用船舶の客室に用いられるものであって、多孔質材（吸音材）によって形成された中空のドア本体２を備えている。ドア本体２の一側にはノブ３及び施錠装置４が設けられている。

ドア本体２を構成する多孔質材としては、ドア本体２に要求される強度を確保することができるように適度の剛性を有する素材から成るもの、例えば、ロックウールやグラスウール等を用いることができる。

ドア本体２の一方の面の上端部には通気口５が設けられ、他方の面の下端部には通気口６が設けられている。これらの通気口５、６は、横方向に延びる多数の長円状のスリット５ａ、６ａを横方向及び縦方向に整列させることにより形成されたルーバー状のものとなっている。

ドア本体２内には蛇腹状の仕切部材７が挿入されている。この仕切部材７は多数の貫通穴７ａが穿設されたパンチングメタルをプレス成形して成るもので、空気の通流方向に間隔をおいて設けられるとともに通流方向と直交する方向に延在する複数の仕切壁７ｂを備えている。

この仕切部材７は、ドア本体２の補強材を兼ねている。即ち、ドア本体２の一方の面又は他方の面に対して垂直方向に作用する所定大きさ以上の応力に対してドア本体２が厚み方向に変形するのを防ぐように機能する。

仕切部材７の仕切壁７ｂにより、ドア本体２内を横断する多数の減音用空気通路８A〜８Kが区画形成されている。これらの減音用空気通路８Ａ〜８Ｋは、貫通穴７ａにより相互に連通している。

仕切壁７ｂの配設間隔Ｗは、減音しようとする音波に対応する定在波を発生せしめるように設定されている。即ち、音波は３４０ｍ／ｓの速度で進行するが、互いに対向する一対の壁の間ではあたかも波の進行が止まり、振幅が同じ場所で繰り返されるような現象が生じる。これを定在波と称する。

この定在波の波長の整数倍付近の波長を有する音波が減音用空気通路８Ａ〜８Ｋを通過するとき、その音波の振幅が定在波によって小さくなるため、減音されることになる。

仕切壁７ｂの配設間隔Ｗを互いに異ならせることにより、減音用空気通路８Ａ〜８Ｋで発生する定在波の周波数が互いに異なるようになるため、複数の周波数域の音波を減音することができる。

図２は本発明の効果の説明図であり、ドアを通過する騒音の音圧と周波数の関係を示すグラフである。実線は従来のドア、破線は本発明を適用したドアを表しており、本発明では、所定の周波数域において音圧が大幅に低減していることが分かる。

このように、通気口５（又は６）から空気と一緒にドア本体２内に侵入する騒音中に含まれる所定周波数域の音が定在波によって減音されるので、音波がドア本体２内を通過することによる減衰効果と相俟って高い遮音性を得ることができる。

また、本実施形態では、仕切部材７をプレス成形により容易かつ安価に製造することができるとともに、この仕切部材７をドア本体２内に挿入するだけで減音用空気通路８Ａ〜８Ｋを形成することができるので、組立が極めて容易で生産性が良好である。

この防音ドア１によれば、船舶のエンジン音や波音等の騒音が居室内に伝わりにくくなるため、居室内を静粛に保つことができ、快適な船旅を提供することができる。また、居室内の音声が外部に聞こえにくくなるため、乗客のプライバシーの保護性が向上する。

次に、本発明の第２の実施形態を説明する。図３は本発明の第２の実施形態の防音ドアを示しており、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

この防音ドア１１は、多孔質材（吸音材）によって形成された中空のドア本体１２を備えている。多孔質材の材質は第１実施形態と同様である。

ドア本体１２の一方の面の上端部に通気口１３が設けられ、他方の面の下端部に通気口１４が設けられている。これらの通気口１３、１４は横方向に延びるスリット状に形成されている。

ドア本体２の内部には、前記多孔質材から成る仕切壁によって減音用空気通路１５が区画形成されている。この減音用通路１５は、横方向に延びる横向き通路１６A〜１６Iと、縦方向に延びる縦向き通路１７A〜１７Hとを交互に直列に配設することにより渦巻状に形成されている。

通気口１３からドア本体１２内に入射した音波は、ドア本体１２内の上端外周部から、横向き通路１６Ａ→縦向き通路１７Ａ→横向き通路１６Ｂ→縦向き通路１７Ｂ→横向き通路１６Ｃ→縦向き通路１７Ｃ→横向き通路１６Ｄ→縦向き通路１７Ｄ→横向き通路１６E→縦向き通路１７Ｅを順次伝播し、ドア本体１２内の中心部に達する。

そして、音波は縦向き通路１７Ｅの下端部で上向きに反射され、ドア本体１２内の中心部から、縦向き通路１７Ｅ→横向き通路１６Ｆ→縦向き通路１７Ｆ→横向き通路１６Ｇ→縦向き通路１７Ｇ→横向き通路１６Ｈ→縦向き通路１７Ｈ→横向き通路１６Ｉを順次伝播し、ドア本体１２内の下端外周部に至り、他方の通気口１４からドア本体１２の外部に出射する。

横向き通路１６Ａ〜１６Ｉ及び縦向き通路１７Ａ〜１７Ｈの通路長は、それぞれ所定周波数の音を減音する定在波を発生せしめるように設定されている。横向き通路１６Ａ〜１６Ｉ、縦向き通路１７Ａ〜１７Ｈの通路長は互いに異なっているので、互いに異なる周波数の定在波が発生する。

横向き通路１６Ａ、１６Ｉ縦向き通路１７Ｅは一端が閉塞された管状通路であるため、通路長を半波長とする定在波が生じる。また、横向き通路１６Ｂ〜１６Ｈ、縦向き通路１７Ａ〜１７Ｄ及び１７Ｆ〜１７Ｈは両端が開放された管状通路であるため、通路長を１／４波長とする定在波が生じる。

これらの定在波の波長の整数倍付近の波長を有する音波が減音用空気通路１５を通過するとき、その音波の振幅が定在波によって小さくなるため、減音されることになる。例えば２００Ｈｚの音の半波長は３４０／２／２００＝０．８５ｍであるので、縦向き通路１７Ｆの直線部の長さＬを０．８５ｍに設定すると、１ＫＨｚの音を減音することができる。

本実施形態では、減音用空気通路１５で周波数が異なる複数種類の定在波が発生するため、複数の周波数域の音を減音させることができるのに加え、音波の伝播距離が長いため、音の減衰率が大きくなり、高い遮音効果を得ることができる。

次に、本発明の参考例を説明する。図４は本発明の参考例の防音ドアを示しており、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。

この防音ドア２１は、多孔質材（吸音材）によって形成された中空のドア本体２２を備えている。多孔質材の材質は第１実施形態と同様である。

ドア本体２２の一方の面の上端部に通気口２３が設けられ、他方の面の下端部に通気口２４が設けられている。これらの通気口２３、２４は横方向に延びるスリット状に形成されている。

ドア本体２の内部には、多孔質材３０によって減音用空気通路２５が区画形成されている。この減音用空気通路２５は、ドア本体２の上部に設けられた第１減音部２５Ａと、ドア本体２の下部に設けられた第２減音部２５Ｂとを備えている。

第１減音部２５Ａは、ドア本体２の上部に横方向に設けられた第１空洞部２６Ａと、ドア本体２の一側の上部に縦方向に設けられるとともに通気口２３及び第１空洞部２６Aの一端と連通する第１絞り部２７Ａと、ドア本体２の他側の中間部に縦方向に設けられるとともに第１空洞部２６Ａの他端と連通する第２絞り部２７Ｂとから成っている。

第２減音部２５Ｂは、ドア本体２の下部に横方向に設けられた第２空洞部２６Ｂと、ドア本体２の一側の下部に縦方向に設けられるとともに通気口２４及び第２空洞部２６Ｂの一端と連通する第３絞り部２７Ｃと、第１空洞部２６Ｂの他端と連通する前記第２絞り部２７Ｂとから成っている。

第１絞り部２７Ａ及び第２絞り部２７Ｂの通路断面積は、それぞれ第１空洞部２６Ａの通路断面積よりも小さくなっている。また、第３絞り部２７Ｃ及び第２絞り部２７Ｂの通路断面積は、それぞれ第２空洞部２６Ｂの通路断面積よりも小さくなっている。したがって、減音用空気通路２５を通過する空気は絞りと膨張を繰り返すことになる。

上記のように構成された第１減音部２５Ａ、第２減音部２５Ｂは、所謂空洞形消音部（鈴木昭次他著「機械音響工学」（コロナ社）第１１３頁参照）を構成するものであり、その減音効果について、第１減音部２５Ａを例に挙げて説明する。

第１空洞部２６Ａの通路断面積をＳ、第１絞り部２７Ａ、第２絞り部２７Ｂの通路断面積をＳ０とし、第１空洞部２６Ａの長さをｌとする。Ｓ／Ｓ０＝ｍとすると、減音量Ｒ（ｄＢ）は以下の式で表すことができる。ここにｋ＝ω／ｃである。

例えば、ｌ＝６０ｃｍとすると、ｍ＝１６のときに所定周波数で約２０ｄＢ減音し、ｍ＝６４のときに所定周波数で約３０ｄＢ減音する。

このように、本参考例では、通気口２３と２４の間の減音用空気通路２５が迂回しているため音が減衰するのに加えて、第１及び第２減音部２５Ａ、２５Ｂがそれぞれ空洞形消音部を構成しているので、高い遮音効果を得ることができる。

以上、具体的な構成に基づいて本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態の構成に限定されるものではなく、上記実施形態に種々の改変を施すことができる。

例えば、上記第１実施形態では、減音用空気通路がドア本体内を横断するように形成された場合について説明したが、減音用空気通路はドア本体内を縦断するように形成してもよい。

また、上記参考例では、減音用空気通路が二つの空洞形消音部を備えている場合について説明したが、一つあるいは三つ以上の空洞形消音部を備えるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、本発明を商船やフェリー等の船舶の客室のドアに適用した場合について説明したが、例えばホテルの客室等の高い減音性が要求される居室であれば、その他の居室のドアにも本発明を適用可能であることは勿論である。

その他にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態に種々の改変を施すことができる。

商船、フェリー等の船舶の客室、ホテルの客室等、プライバシー保護のために特に高い減音性が要求される居室のドアに対して好適に利用することができる。

１ 防音ドア
２ ドア本体
５ 通気口
６ 通気口
７ 仕切部材
７ｂ 仕切壁（定在波形成手段）
８Ａ〜８Ｋ 減音用空気通路
１１ 防音ドア
１２ ドア本体
１３ 通気口
１４ 通気口
１５ 減音用空気通路
１６Ａ〜１６Ｉ 横向き通路（定在波形成手段）
１７Ａ〜１６Ｈ 縦向き通路（定在波形成手段）
２１ 防音ドア
２２ ドア本体
２３ 通気口
２４ 通気口
２５ 減音用空気通路
２６Ａ、２６Ｂ 空洞部
２７Ａ〜２７Ｃ 絞り部
３０ 多孔質材（吸音材）

Claims (6)

1. 両面に通気口が設けられた中空のドア本体と、該ドア本体内に設けられるとともに前記両通気口を相互に連通する減音用空気通路とを備え、前記減音用空気通路は、通流方向に沿って定在波を形成する定在波形成手段を介装した状態で前記両通気口を連通させることにより前記減音用空気通路内で騒音を減音するように構成され、
   前記定在波形成手段は、前記減音用空気通路に複数配設されるとともに、前記複数の定在波形成手段の配設間隔を通流方向に沿って異ならせることにより前記複数の定在波形成手段で発生する定在波の周波数を互いに異ならせるようにした
   ことを特徴とする防音ドア。
2. 前記定在波形成手段は、通流方向に直交する方向に延在する複数の仕切壁を備えるとともに前記各仕切壁に貫通穴が穿設された仕切部材の前記仕切壁であることを特徴とする請求項１記載の防音ドア。
3. 前記仕切部材が前記ドア本体の補強材を兼ねていることを特徴とする請求項２記載の防音ドア。
4. 前記仕切部材は蛇腹状であることを特徴とする請求項２又は３記載の防音ドア。
5. 両面に通気口が設けられた中空のドア本体と、該ドア本体内に設けられるとともに前記両通気口を相互に連通する減音用空気通路とを備え、前記減音用空気通路は、通流方向に沿って定在波を形成する定在波形成手段を介装した状態で前記両通気口を連通させることにより前記減音用空気通路内で騒音を減音するように構成され、
   前記減音用空気通路は、横方向に延びる横向き通路と縦方向に延びる縦向き通路とを交互に直列に配設することにより２重渦巻状に形成されており、一方の前記通気口から前記ドア本体内に入射した音波は、前記ドア本体内の外周部から中心部に向けて渦巻状に伝播するとともに、前記ドア本体内部の中心部から外周部に向けて渦巻状に伝播し、他方の前記通気口から前記ドア本体の外部に出射するように構成され、前記横向き通路及び前記縦向き通路をそれぞれ前記定在波形成手段としたことを特徴とする防音ドア。
6. 前記減音用空気通路が吸音材により区画形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の防音ドア。
   

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