JP2015227939A - 共鳴器型吸音器 - Google Patents

Abstract

【課題】吸音材の使用量が少なくても、実用的な吸音率を維持しながら、効率よく共鳴周波数帯域を広げることができる、良好な吸音性能を有する共鳴器型吸音器を提供する。
【解決手段】共鳴器型吸音器Ａ１は、外箱１内部に壁部で囲むよう設けられた共鳴空間２と、壁部に設けられ、外部から共鳴空間２に通じる吸音口１１と、吸音口１１の終端に配置されている吸音材３とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、共鳴器型吸音器に関するものである。更に詳しくは、少量の吸音材の使用によって、実用的な吸音率を維持しながら、効率よく共鳴周波数帯域を広げることができる、良好な吸音性能を有する共鳴器型吸音器に関する。

例えば、コンサートホール等では、観客は演者又は演奏される楽器等から直に発せられた音と、ホールの天井や床、或いは壁で反射した音を合わせて聴くことになる。このため、一般に、ホールの天井や床、或いは壁には、吸音装置が設けられており、ある周波数帯域の音を吸音することによって、残響時間等、ホール内の音の響きをコントロールするようになっている。このような吸音装置としては、例えば特許文献１に記載の「音響吸音体」がある。

特許文献１に記載の音響吸音体は、キャビネット<1>の内部が仕切り板<5>により上下に複数個に仕切られており、バフル<2>の表面には開孔<4>が設けられ、上下に仕切られたそれぞれの空間<8>,<9>と表面開孔部<3>,<4>とをダクト<6>,<7>により連結しており、音の吸音面が共通で複数個の共鳴周波数をもつ吸音体により自然な残響特性を実現するというものである。
そして、特許文献１の第３の実施例<図４>では、キャビネットの内面にグラスウール等の吸音材を配置し、共鳴周波数帯域をより広くできるようにした音響吸音体が開示されている。

特開平６−１５８７５１号公報

しかしながら、特許文献１の上記キャビネットの内面にグラスウール等の吸音材を配置した構造の音響吸音体には、次のような課題があった。
すなわち、吸音材は、キャビネットの内面に沿うように所定の厚さで配置されるため、使用量が相当に多くなっている。しかし、上記構造は、吸音率を実用的な値で維持する前提において、吸音材の使用量が多い割りには、共鳴周波数帯域が大きく広がるわけではなく、費用対効果を含め、効率が良い手段とはいえなかった。

本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであり、吸音材の使用量が少なくても、実用的な吸音率を維持しながら、効率よく共鳴周波数帯域を広げることができる、良好な吸音性能を有する共鳴器型吸音器を提供することを目的とする。

（１）本発明は、壁部で囲まれた共鳴空間と、前記壁部に設けられ、外部から前記共鳴空間に通じる吸音口と、該吸音口に配置されている吸音材とを備える共鳴器型吸音器である。

（２）本発明は、上記（１）の発明において、壁部で囲まれた共鳴空間と、前記壁部に設けられ、外部から前記共鳴空間に通じる吸音口と、該吸音口の内部側の端部に配置されている吸音材とを備える構成とすることができる。

この場合は、吸音材を吸音口の内部全体に配置するより使用量を少なくすることができる。しかも、共鳴周波数帯域の吸音率はやや低下するものの、共鳴周波数帯域周辺では吸音率が大きく上昇し、実用的な吸音率を維持しながら、効率よく共鳴周波数帯域を広げることができる点については同様であり、良好な吸音性能を有する。

（３）本発明は、上記（１）の発明において、壁部で囲まれた共鳴空間と、前記壁部に設けられ、外部から前記共鳴空間に通じる吸音口と、該吸音口の外部側の端部に配置されている吸音材とを備える構成とすることができる。

この場合は、上記（２）の作用に加えて、吸音器の製造において、吸音口に吸音材を配置する作業がしやすく、製造が容易にできるようになる。また、吸音材が吸音口の外部側の端部を塞いでいるため、壁面等に施工した状態で、吸音口の孔が目立たなくなるため、外観的に見栄えがする。

（４）本発明は、上記（１）〜（３）の発明において、前記共鳴空間が隔壁を介して複数設けられ、該共鳴空間は、前記隔壁に設けられた連通口を介し接続されている構成とすることができる。

この場合は、吸音率のピークが大きい共鳴周波数帯域が複数表れ、更に吸音口に吸音材を配置していることで、それら共鳴周波数帯域周辺の吸音率が上昇するので、実用的な吸音率の共鳴周波数帯域がより広くなる。

（５）本発明は、上記（４）の発明において、前記各共鳴空間を接続する連通口に吸音材が配置されている構成とすることができる。

この場合は、吸音口に吸音材を配置せず、各共鳴空間を接続する連通口にのみ吸音材を配置したときの吸音器の共鳴周波数帯域周辺の吸音率が上昇することから、更に吸音口に吸音材が配置されている形態であれば、それらが相乗し合い、実用的な吸音率の共鳴周波数帯域をより安定的に広くすることができる。

（６）本発明は、上記（１）〜（５）の発明において、前記共鳴空間を構成する前記壁部の内面において、前記吸音口と対向する側の領域に吸音材が配置されている構成とすることができる。

この場合は、吸音口に吸音材を配置せず、共鳴空間を構成する前記壁部の内面において前記吸音口と対向する側の領域にのみ吸音材を配置したときの吸音器の共鳴周波数帯域周辺の吸音率が上昇することから、更に吸音口に吸音材が配置されている形態であれば、それらが相乗し合い、実用的な吸音率の共鳴周波数帯域をより安定的に広くすることができる。

（７）本発明は、上記（４）〜（６）の発明において、前記共鳴空間を構成する前記壁部の内面において、前記連通口と対向する側の領域に吸音材が配置されている構成とすることができる。

この場合も、吸音口に吸音材を配置せず、共鳴空間を構成する前記壁部の内面において前記連通口と対向する側の領域にのみ吸音材を配置したときの吸音器の共鳴周波数帯域周辺の吸音率が上昇することから、更に吸音口に吸音材が配置されている形態であれば、それらが相乗し合い、実用的な吸音率の共鳴周波数帯域をより安定的に広くすることができる。

（８）本発明は、上記（１）〜（７）の発明において、前記共鳴空間が直方体形状の空間である構成とすることができる。

この場合は、例えば共鳴空間が球形である吸音器と比較して、スペース効率に優れる。すなわち、吸音器を壁部に多数配置する場合も、配置スペースを共鳴空間の形状に沿う大きさに無駄なく利用することができ、吸音器を製造する際の共鳴周波数の設計にも有利に作用する。

（９）本発明は、上記（１）〜（８）の発明において、前記吸音口が、前記壁部において、外部に面する壁部の端部、又は隅部に設けられている構成とすることができる。

この場合は、吸音口に吸音材を配置することで広くなった共鳴周波数帯域の吸音率のピークが、外部（音源側の）に面する壁部において端部、又は隅部から離れた位置に吸音口が形成されているものと比較して大きくなるので、吸音性能がより向上する。

（１０）本発明は、上記（１）〜（９）の発明において、前記吸音材が所要密度の繊維質材料でつくられた吸音材である構成としてもよい。

この場合は、繊維質材料として、例えばグラスウールを採用すれば、取り扱いが容易にできるので、吸音器の製造や施工を比較的簡単に行うことができる。

（１１）本発明は、上記（１）〜（１０）の発明において、前記吸音口に配置する吸音材の単位面積当たりの空気の流れ抵抗が、8,000(N・s/m⁴)以下である構成としてもよい。

この場合は、広くなっている共鳴周波数帯域において吸音率が比較的高くなり、良好な吸音性能を有する。

（１２）本発明は、壁部で囲まれた共鳴空間と、前記壁部において、外部に面する壁部の端部、又は隅部に設けられている吸音口を備える共鳴器型吸音器である。

この場合は、吸音口に吸音材を配置することで広くなった共鳴周波数帯域の吸音率のピークが、外部（音源側の）に面する壁部において端部、又は隅部から離れた位置に吸音口が形成されているものと比較して大きくなるので、吸音性能がより向上する。

本明細書及び特許請求の範囲にいう「吸音材」とは、例えばグラスウール、ロックウール又はフェルト等の繊維質材料、或いは連続気泡を有する発泡プラスチック等の多孔質材料等であるが、これらに限定するものではない。
特許請求の範囲にいう「壁部」とは、例えば後述する実施の形態で説明する正面板、背面板、天面板、底面板、側面板、隔壁等、共鳴空間を形成するための壁様の部材の意味である。

（作用）
本発明の共鳴器型吸音器の作用を説明する。
吸音口に吸音材が無いものは、共鳴周波数帯域では、良好な吸音率を示すが、共鳴しない周波数帯域が多数存在する。これに対し、本発明の共鳴器型吸音器は、吸音口に少量の吸音材を配置することで、共鳴周波数帯域の吸音率はやや低下するものの、共鳴周波数帯域周辺では吸音率が大きく上昇する。これにより、共鳴器型吸音器は、実用的な吸音率を維持しながら、効率よく共鳴周波数帯域を広げることができ、良好な吸音性能を有する。

本発明は、共鳴器型吸音器において、少量の吸音材の使用によって、実用的な吸音率を維持しながら、効率よく共鳴周波数帯域を広げることができ、良好な吸音性能を有する共鳴器型吸音器を提供することができる。

本発明の共鳴器型吸音器の第１実施の形態を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は正面図である。 図１の共鳴器型吸音器において、吸音口終端の吸音材の有無による吸音特性の変化を示すグラフである。 図１の共鳴器型吸音器において、吸音口終端の吸音材の空気の流れ抵抗の違いによる吸音特性の変化を示すグラフである。 図１の共鳴器型吸音器において、吸音材の厚さが、（ａ）は１０ｍｍ、（ｂ）は６ｍｍ、（ｃ）は２ｍｍの場合の縦断面図と正面図である。 図１の共鳴器型吸音器において、図４に示す吸音材の厚さの違いによる吸音特性の変化を示すグラフである。 本発明の共鳴器型吸音器の第２実施の形態を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は正面図である。 図６の共鳴器型吸音器の吸音特性を示すグラフである。 図６の共鳴器型吸音器において、吸音口内の吸音材を省いた比較例の形態を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は正面図である。 図８の共鳴器型吸音器の吸音特性を示すグラフである。 本発明の共鳴器型吸音器の第３実施の形態を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は正面図である。 図１０の共鳴器型吸音器の吸音特性を示すグラフである。 図１０の共鳴器型吸音器において、吸音口内の吸音材を省いた比較例の形態を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は正面図である。 図１２の共鳴器型吸音器の吸音特性を示すグラフである。 本発明の共鳴器型吸音器の第４実施の形態を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は正面図である。 図１４の共鳴器型吸音器の吸音特性を示すグラフである。 図１４の共鳴器型吸音器において、吸音口内の吸音材を省いた比較例の形態を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は正面図である。 図１６の共鳴器型吸音器の吸音特性を示すグラフである。 本発明の共鳴器型吸音器の第５実施の形態を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は正面図である。 （ａ）は本発明の共鳴器型吸音器の第６実施の形態を示す縦断面図と正面図、（ｂ）は吸音口が下側の共鳴空間に対し中央に位置する比較例の縦断面図と正面図である。 図１９の各共鳴器型吸音器の吸音特性を示すグラフである。

本発明を図面に示した実施の形態に基づき詳細に説明する。
図１を参照する。
共鳴型吸音器Ａ１は、適度な剛性を有する材料で形成され、外形がほぼ直方体形状の外箱１を有している。外箱１の内部には、六面の壁部で囲まれたほぼ立方体形状の空間である共鳴空間２が形成されている。上記壁部を構成し、他の壁部より厚く形成された正面板１０の正面視中央部には、口形状が正方形の吸音口１１が形成されている。

吸音口１１は、外部から共鳴空間２に通じている。正面板１０の内面には、全面にわたり吸音材３が配置されている。すなわち、吸音材３は、吸音口１１の内部側の端部である終端に配置され、終端口を塞ぐ（通気は可能）ように固定されている。また、上記壁部を構成し、正面板１０と相対向する位置にある背面板１２の内面には、全面にわたり吸音材３ａが配置されている。なお、共鳴型吸音器は、多少共鳴周波数帯域の広がりは少なくなるが、内面に吸音材３ａを配置しない構成とすることもできる。これについては、後述する共鳴型吸音器Ａ２、Ａ３の吸音材３ｂ、３ｃ、共鳴型吸音器A４の吸音材３ｄ、３ｅ、３ｆ、及び共鳴型吸音器A５、A６の吸音材３ｇ、３ｈも同様である。

なお、共鳴型吸音器Ａ１の各部のサイズは、本実施の形態では、外箱１の外形の縦100×横100×奥行150(mm)、正面板１０の厚さ50(mm)、吸音材３の厚さ10(mm)、吸音材３ａの厚さ30(mm)、吸音口１１の口径12×12(mm)である。このサイズは、上記に限定されるものではなく、適宜設定できる。また、吸音材３、３ａは、密度が16kg/m³のグラスウールであるが、他の同様の機能性を有する吸音材で代替することもできる。

（作用）
図１ないし図５を参照して、共鳴型吸音器Ａ１の作用について説明する。
まず、図２を参照する。図２は、吸音口１１に吸音材３が有る共鳴器型吸音器Ａ１の場合と、吸音材３が無い場合の吸音特性の変化を示すグラフである。
図２のグラフから分かるように、吸音口１１に吸音材３が無いもの（No GW）は、共鳴周波数帯域では、良好な吸音率を示しているが、共鳴しない（吸音されない）周波数帯域が多数存在している。

これに対し、吸音口１１に吸音材３が有るもの（IN GW）、すなわち共鳴器型吸音器Ａ１は、共鳴しない周波数帯域が図２のグラフ上では存在せず、吸音口１１を覆う位置に少量の吸音材３を配置することで、共鳴周波数帯域の吸音率はやや低下するものの、共鳴周波数帯域周辺では吸音率が大きく上昇する。

また、上記従来の吸音器のように、共鳴空間を構成する壁部の内面に吸音材を配置したときには吸音器の共鳴周波数帯域周辺の吸音率が上昇することから、共鳴器型吸音器Ａ１のように更に吸音口１１の終端に吸音材３が配置されている形態であれば、それらが相乗し合い、より安定的に実用的な吸音率の共鳴周波数帯域をより広くすることができる。
これにより、共鳴器型吸音器Ａ１は、実用的な吸音率を維持しながら、効率よく共鳴周波数帯域を広げることができるので、良好な吸音性能を有している。

なお、共鳴空間２が直方体形状の空間であることで、例えば共鳴空間が球形である吸音器と比較して、スペース効率に優れる。すなわち、共鳴型吸音器Ａ１を壁部に多数配置する場合も、配置スペースを共鳴空間２の形状に沿う大きさに無駄なく利用することができ、共鳴型吸音器Ａ１を製造する際の共鳴周波数の設計にも有利に作用する。

また、図３は、共鳴型吸音器Ａ１において、吸音材３の密度を変えて、単位面積当たりの空気の流れ抵抗を、6,093N・s/m⁴、7,680N・s/m⁴、22,573N・s/m⁴、56,960N・s/m⁴（基準厚さ5mm）としたときの吸音特性の変化を示すグラフである。

図３のグラフから分かるように、吸音材３の空気の流れ抵抗を大きくすることで、共鳴周波数帯域の吸音率は小さくなる（最大で0.6程度）。しかしながら、共鳴周波数帯域周辺の吸音率には大きな低下はみられない。したがって、吸音口１１の終端に設置する吸音材３の空気の流れ抵抗を適度に小さくすることで、適度な吸音率を保ったまま、つまり実用的な吸音率を維持しながら、共鳴周波数の帯域が広がった吸音特性を実現することができる。

また、この結果を別の角度から確認するため、吸音材３の厚さを変えて検証を行った。
図４、図５を参照する。
図４に示すように、共鳴器型吸音器Ａ１と同等構造の共鳴器型吸音器において、吸音口１１の終端に設置する吸音材３の厚さが、（ａ）の１０mm（共鳴器型吸音器Ａ１と同等）、（ｂ）の６mm、（ｃ）の２mmの場合の吸音特性の変化を比較した。図５は、吸音材３の厚さの違いによる吸音特性の変化を示すグラフである。
なお、この実験における各吸音材３の空気の流れ抵抗は、6,093N・s/m⁴（基準厚さ5mm）に設定した。

図５のグラフから分かるように、吸音材３の厚さが最も薄い2mmのときに、共鳴周波数帯域の吸音率がわずかに大きくなった。また、共鳴周波数帯域周辺の周波数では、吸音材３の厚さの変化による吸音率への影響はほとんど認められなかった。このことから、吸音口１１の終端に設置する吸音材３の厚さを上記のように変化させても、共鳴周波数帯域の広さにそれ程影響を及ぼすことはなく、共鳴周波数帯域の吸音率については、吸音材３が薄い方が、吸音率がわずかに大きくなることが確認できた。

図６を参照する。
図６の共鳴型吸音器Ａ２は、適度な剛性を有する材料で形成され、外形がほぼ直方体形状の外箱１ａを有している。外箱１ａの内部には、それぞれが六面の壁部で囲まれた直方体形状の空間である共鳴空間２ａ、２ｂが形成されている。上記壁部を構成し、他の壁部より厚く形成された正面板１０ａの正面視中央部より下方位置には、口形状が正方形の吸音口１１ａが形成されている。吸音口１１ａの外部寄りの端部である始端には、吸音材４が吸音口１１ａを塞ぐ（通気は可能：後述する吸音材４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅも同様）ように配置されている。

吸音口１１ａは、外部から下側の共鳴空間２ａに通じている。また、共鳴空間２ａ、２ｂは、隔壁２０を介して上下に設けられ、隔壁２０の中央部には、口形状が正方形で共鳴空間２ａ、２ｂを連通させる連通口２１が形成されている。そして、共鳴空間２ａ側の背面板１２の内面には、全面にわたり吸音材３ｂが配置されている。また、共鳴空間２ｂ側の天面板１３の内面には、全面にわたり吸音材３ｃが配置されている。

なお、共鳴型吸音器Ａ２の各部のサイズは、本実施の形態では、外箱１ａの外形の縦64×横64×奥行154(mm)、正面板１０ａの厚さ10(mm)、吸音材４の厚さ5(mm)、吸音材３ｂの厚さ20(mm)、吸音材３ｃの厚さ10(mm)、吸音口１１ａの口径12×12(mm)、隔壁２０の厚さ6(mm)、連通口２１の口径8×8(mm)である。このサイズは、上記に限定されるものではなく、適宜設定できる。また、吸音材４、３ｂ、３ｃは、密度が16kg/m³のグラスウールであり、吸音材４の単位面積当たりの空気の流れ抵抗を7,680N・s/m⁴（基準厚さ5mm）とした。

（作用）
図６ないし図９を参照し、共鳴器型吸音器Ａ２の作用を説明する。
図８は、共鳴器型吸音器Ａ２において吸音口１１ａ内の吸音材４を省いた形態の共鳴器型吸音器５を示す。図７は共鳴器型吸音器Ａ２の吸音特性を示すグラフであり、図９は図８の共鳴器型吸音器５の吸音特性を示すグラフである。なお、図７、図９、及び以降の同様の図において、Analysisは解析値を示し、Measuredは実測値を示す。

図８に示す共鳴器型吸音器５は比較例であり、その構造は、共鳴器型吸音器Ａ２とは、吸音口１１ａ内の吸音材４を省いた違いだけで他の構造は同じであるので、図８においては、共鳴型吸音器Ａ２の各部と同じ符号を付して示している。

図７及び図９から分かるように、解析値では、共鳴器型吸音器５で吸音率は二箇所の共鳴周波数帯域でのみ高い値を示しているが、共鳴器型吸音器Ａ２では共鳴周波数帯域の広がりが見られ、特に実測値では、共鳴周波数帯域が50〜500Hzと低域を含め広帯域にわたっている。このように、吸音率のピークが大きい共鳴周波数帯域が二箇所に表れ、且つ吸音口１１ａに吸音材を配置していることで、それら共鳴周波数帯域周辺の吸音率が上昇し、実用的な吸音率の共鳴周波数帯域がより広くなる。

なお、共鳴器型吸音器Ａ２においては、実測値では吸音率が平坦に近い吸音特性となっている一方で、解析値では二つ共鳴周波数帯域の間で吸音率の低下がみられるのは、FDTD法による解析の特性であると思われる。以上のことから、共鳴器型吸音器Ａ２のように二つの共鳴空間を有する吸音器では、吸音口１１に吸音材４を配置するのが、実用的な吸音率の共鳴周波数帯域を広くする上で、より好ましいことが分かった。

図１０を参照する。
共鳴型吸音器Ａ３は、上記共鳴型吸音器Ａ２において、連通口２１に吸音材４ａを配置した構造であり、他の構造は同じであるので、図１０においては、共鳴型吸音器Ａ２の各部と同じ符号を付して示している。共鳴型吸音器Ａ３の吸音材４、４ａの単位面積当たりの空気の流れ抵抗は7,680N・s/m⁴（基準厚さ5mm）とした。

（作用）
図１０ないし図１３を参照し、共鳴器型吸音器Ａ３の作用を説明する。
図１２は、共鳴器型吸音器Ａ３において吸音口１１ａ内の吸音材４を省いた形態の共鳴器型吸音器５ａを示す。図１１は共鳴器型吸音器Ａ３の吸音特性を示すグラフであり、図１３は図１２の共鳴器型吸音器５ａの吸音特性を示すグラフである。

図１２に示す共鳴器型吸音器５ａは比較例であり、その構造は、共鳴器型吸音器Ａ３とは、吸音口１１ａ内の吸音材４を省いた違いだけで他の構造は同じであるので、図１２においては、共鳴型吸音器Ａ３の各部と同じ符号を付して示している。

図１１及び図１３から分かるように、解析値では、共鳴器型吸音器５ａで吸音率は二箇所の共鳴周波数帯域でのみ高い値を示しているが、低周波数側の共鳴周波数帯域では、連通口２１に配置した吸音材４ａの作用により、上記共鳴器型吸音器５との比較で、周波数帯域がより広くなっている。

また、吸音口１１ａにも吸音材４を配置した共鳴器型吸音器Ａ３では、共鳴器型吸音器５ａとの比較で共鳴周波数帯域の広がりが見られ、解析値、実測値共に、共鳴周波数帯域が50〜500Hzと低域を含め広帯域にわたっている。このように、上記共鳴器型吸音器Ａ２と同様に吸音率のピークが大きい共鳴周波数帯域が二箇所に表れ、且つ吸音口１１ａと連通口２１に吸音材４、４ａを配置していることで、それら共鳴周波数帯域周辺の吸音率が上昇し、実用的な吸音率の共鳴周波数帯域がより広くなる。

なお、共鳴器型吸音器Ａ３においては、実測値では吸音率が平坦に近い吸音特性を示し、実用的な吸音率を維持しながら、共鳴周波数帯域が広くなっている。以上のことから、共鳴器型吸音器Ａ３のように二つの共鳴空間を有する吸音器では、連通口２１に吸音材４ａを配置するのに加えて吸音口１１ａに吸音材４を配置するのが、実用的な吸音率の共鳴周波数帯域を広くする上で、更に好ましいことが分かった。

図１４を参照する。
図１４の共鳴型吸音器Ａ４は、適度な剛性を有する材料で形成され、外形がほぼ直方体形状の外箱１ｂを有している。外箱１ｂの内部には、それぞれが六面の壁部で囲まれた直方体形状の空間である共鳴空間２ｃ、２ｄ、２ｅが形成されている。

上記壁部を構成し、他の壁部より厚く形成された正面板１０ｂの正面視中央部より下方位置には、口形状が正方形の吸音口１１ｂが形成されている。吸音口１１ｂの外部寄りの端部である始端には、吸音材４ｂが吸音口１１ｂを塞ぐように配置されている。

共鳴空間２ｃ、２ｄ、２ｅのうち、共鳴空間２ｃ、２ｅは、縦壁である隔壁２２を介して外箱１ｂの下側の正面側と背面側に位置して設けられ、共鳴空間２ｄは、横壁である隔壁２３を介して上側に設けられている。上記吸音口１１ｂは、外部から下側の正面側の共鳴空間２ｃに通じている。

隔壁２３において、共鳴空間２ｃ、２ｄの側の中央部には、口形状が正方形で共鳴空間２ｃ、２ｄを連通させる連通口２４が設けられ、共鳴空間２ｄ、２ｅの側の中央部には、口形状が正方形で共鳴空間２ｄ、２ｅを連通させる連通口２５が設けられている。

連通口２４には、吸音材４ｃが連通口２４を塞ぐように配置され、連通口２５には、吸音材４ｄが連通口２５を塞ぐように配置されている。この構造により、共鳴空間２ｃ、２ｄ、２ｅは、連通口２４、２５を介し直列接続されている。

そして、隔壁２２の共鳴空間２ｃ側の内面には、全面にわたり吸音材３ｄが配置され、背面板１２の共鳴空間２ｄ側の内面には、全面にわたり吸音材３ｅが配置され、背面板１２の共鳴空間２ｅ側の内面には、全面にわたり吸音材３ｆが配置されている。

なお、共鳴型吸音器Ａ４の各部のサイズは、本実施の形態では、外箱１ｂの外形の縦64×横64×奥行154(mm)、正面板１０ｂの厚さ10(mm)、吸音材４ｂの厚さ5(mm)、吸音材３ｄ、３ｅ、３ｆの厚さ20(mm)、吸音口１１ａの口径12×12(mm)、隔壁２２、２３の厚さ6(mm)、連通口２４の口径12×12(mm)、連通口２５の口径8×8(mm)である。このサイズは、上記に限定されるものではなく、適宜設定できる。また、吸音材４ｂ、３ｄ、３ｅ、３ｆは、密度が16kg/m³のグラスウールである。

（作用）
図１４ないし図１７を参照し、共鳴器型吸音器Ａ４の作用を説明する。
図１６は、共鳴器型吸音器Ａ４において吸音口１１ｂ内の吸音材４ｂを省いた形態の共鳴器型吸音器５ｂを示す。図１５は共鳴器型吸音器Ａ４の吸音特性を示すグラフであり、図１７は図１６の共鳴器型吸音器５ｂの吸音特性を示すグラフである。

図１６に示す共鳴器型吸音器５ｂは比較例であり、その構造は、共鳴器型吸音器Ａ４とは、吸音口１１ｂ内の吸音材４ｂを省いた違いだけで他の構造は同じであるので、図１６においては、共鳴型吸音器Ａ４の各部と同じ符号を付して示している。また、吸音材４ｂ、４ｃ、４ｄは、共鳴器型吸音器Ａ３の吸音材４、４ａと同様に、単位面積当たりの空気の流れ抵抗を7,680N・s/m⁴（基準厚さ5mm）とした。

図１５及び図１７から分かるように、吸音口１１ｂに吸音材４ｂを配置することによって、解析値、実測値共に、共鳴周波数領域が広がる傾向が見られた。また、上記共鳴器型吸音器Ａ３と比較すると、700Hz付近で落ち込んでいた吸音率が、0.1程度向上していた。

以上のことから、共鳴空間を三つ直列に配した共鳴器型吸音器Ａ４は、共鳴空間が二つの共鳴器型吸音器Ａ３より、さらに広い周波数帯域で吸音できることが分かった。また、その吸音率も、実測値においては100〜700Hzの周波数帯域で0.2〜0.3程度の実用的な値で維持できることがわかった。

図１８を参照する。
図１８の共鳴型吸音器Ａ５は、適度な剛性を有する材料で形成され、外形がほぼ直方体形状の外箱１ｃを有している。外箱１ｃの内部には、それぞれが六面の壁部で囲まれた直方体形状の空間である共鳴空間２ｆ、２ｇが形成されている。

上記壁部を構成し、他の壁部よりやや厚く形成された正面板１０ｃの正面視において、下側の共鳴空間２ｆ側の一方の側面板１４及び底面板１５の隅部、すなわち角隅の位置には、口形状が正方形の吸音口１１ｃが形成されている。吸音口１１ｃの外部寄りの端部である始端には、吸音材４ｅが吸音口１１ｃを塞ぐように配置されている。

吸音口１１ｃは、外部から下側の共鳴空間２ｆに通じている。また、共鳴空間２ｆ、２ｇは、隔壁２６を介して上下に設けられ、隔壁２６の中央部には、口形状が正方形で共鳴空間２ｆ、２ｇを連通させる連通口２７が形成されている。そして、共鳴空間２ｆ側の背面板１２の内面に接するように吸音材３ｇが配置されている。また、共鳴空間２ｇ側の天面板１３の内面には、全面にわたり吸音材３ｈが配置されている。

なお、共鳴型吸音器Ａ５の各部のサイズは、本実施の形態では、外箱１ｃの外形の縦64×横64×奥行70(mm)、正面板１０ｃの厚さ10(mm)、吸音材４ｃの厚さ5(mm)、吸音材３ｇの厚さ10(mm)、吸音材３ｈの厚さ20(mm)、吸音口１１ｃの口径12×12(mm)、隔壁２６の厚さ6(mm)、連通口２７の口径8×8(mm)である。このサイズは、上記に限定されるものではなく、適宜設定できる。また、吸音材４ｃ、３ｇ、３ｈは、密度が16kg/m³のグラスウールであり、吸音材４ｃの単位面積当たりの空気の流れ抵抗を7,680N・s/m⁴（基準厚さ5mm）とした。

（作用）
共鳴型吸音器Ａ５は、吸音口１１ｃが共鳴空間２ｆの角隅にあることで、吸音口１１ｃに吸音材４ｅがあることにより広くなった共鳴周波数帯域の吸音率のピークが、共鳴空間の端壁部から離れた位置に吸音口が形成されているものと比較して大きくなり、吸音性能がより向上する。

図１９及び図２０を参照する。
図１９（ａ）に示す共鳴型吸音器Ａ６は、上記共鳴型吸音器Ａ５において、吸音口１１ｃから吸音材４ｅを省いた形態であり、他の部分は同じ構造であるので、図１９においても同様の符号を付している。

（作用）
図１９（ｂ）には、共鳴器型吸音器Ａ６において吸音口１１ｄの位置が共鳴空間２ｆに対しほぼ中央にある形態の共鳴器型吸音器５ｂを示す。図２０は共鳴器型吸音器Ａ６及び共鳴器型吸音器５ｃの吸音特性を示すグラフであり、左図は解析値、右図は実測値である。

なお、薄型の吸音器で低周波数帯域を吸音するためには、頸部を延長する必要がある。それに伴い吸音口を吸音器の中心部に設けることが困難となることから、吸音口の位置が吸音特性へ与える影響を検討する必要がある。そこで、共鳴器型吸音器Ａ６と共鳴器型吸音器５ｂの吸音特性を比較することで、吸音口の位置の違いが吸音特性に与える影響について検討した。なお、連通口２７の位置は、何れも隔壁２６の中央とした。

図２０から、吸音口１１ｃ、１１ｄの位置を変えることで吸音特性が変化することが分かる。すなわち、実測値を見ると、吸音口１１ｄを共鳴空間２ｆの中央に設けたものと比較して、吸音口１１ｃを共鳴空間２ｆの角隅部に設けたものの吸音率が0.2程度大きくなっている。
以上のことから、吸音器の吸音口の位置の変化は、吸音特性に影響を与えること、及び吸音率を向上させるには、共鳴空間の角隅部に吸音口を設けるのがより好ましいことが分かった。

なお、本明細書で使用している用語と表現は、あくまでも説明上のものであって、なんら限定的なものではなく、本明細書に記述された特徴およびその一部と等価の用語や表現を除外する意図はない。

Ａ１ 共鳴型吸音器
１ 外箱１
２ 共鳴空間２
１０ 正面板１０
１１ 吸音口１１
１２ 背面板１２
３ 吸音材３
３ａ 吸音材
Ａ２ 共鳴型吸音器
１ａ 外箱
１０ａ 正面板
１１ａ 吸音口
２ａ、２ｂ 共鳴空間
２０ 隔壁
２１ 連通口
３ｂ、３ｃ 吸音材
４ 吸音材
５ 共鳴器型吸音器５
Ａ３ 共鳴型吸音器
４ａ 吸音材
５ａ 共鳴器型吸音器
Ａ４ 共鳴型吸音器
１ｂ 外箱
１０ｂ 正面板
１１ｂ 吸音口
２ｃ、２ｄ、２ｅ 共鳴空間
２２ 隔壁
２３ 隔壁
２４ 連通口
２５ 連通口
３ｄ 吸音材
３ｅ 吸音材
３ｆ 吸音材
４ｂ 吸音材
４ｃ 吸音材
４ｄ 吸音材
５ｂ共鳴器型吸音器
Ａ５ 共鳴型吸音器
１ｃ 外箱
１０ｃ 正面板
１１ｃ 吸音口
１４ 側面板
１５ 底面板
２ｆ、２ｇ 共鳴空間
２６ 隔壁
２７ 連通口
３ｇ 吸音材
３ｈ 吸音材
４ｅ 吸音材
Ａ６ 共鳴型吸音器

Claims (12)

1. 壁部で囲まれた共鳴空間と、
   前記壁部に設けられ、外部から前記共鳴空間に通じる吸音口と、
   該吸音口に配置されている吸音材とを備える
   共鳴器型吸音器。
2. 前記吸音材が、前記吸音口の内部側の端部に配置されている
   請求項１の共鳴器型吸音器。
3. 前記吸音材が、前記吸音口の外部側の端部に配置されている
   請求項１の共鳴器型吸音器。
4. 前記共鳴空間が隔壁を介して複数設けられ、該共鳴空間は、前記隔壁に設けられた連通口を介し接続されている
   請求項１、２又は３の共鳴器型吸音器。
5. 前記各共鳴空間を接続する連通口に吸音材が配置されている
   請求項４の共鳴器型吸音器。
6. 前記共鳴空間を構成する前記壁部の内面において、前記吸音口と対向する側の領域に吸音材が配置されている
   請求項１、２、３、４又は５の共鳴器型吸音器。
7. 前記共鳴空間を構成する前記壁部の内面において、前記連通口と対向する側の領域に吸音材が配置されている
   請求項４又は５の共鳴器型吸音器。
8. 前記共鳴空間が直方体形状の空間である
   請求項１、２、３、４、５、６又は７の共鳴器型吸音器。
9. 前記吸音口が、前記壁部において、外部に面する壁部の端部、又は隅部に設けられている
   請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の共鳴器型吸音器。
10. 前記吸音材が所要密度の繊維質材料でつくられた吸音材である
    請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９の共鳴器型吸音器。
11. 前記吸音口に配置する吸音材の単位面積当たりの空気の流れ抵抗が、8,000(N・s/m⁴)以下である
    請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９又は１０の共鳴器型吸音器。
12. 壁部で囲まれた共鳴空間と、
    前記壁部において、外部に面する壁部の端部、又は隅部に設けられている吸音口を備える
    共鳴器型吸音器。

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