JP3893053B2 - 通気型遮音壁構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば住宅居室或いは当該住宅居室の空調を行うための外付け空調装置を設置する空調設備設置小屋等の隔室における内外を連通させるパネルダクト内に設置され、騒音エネルギーを吸収減衰する通気型遮音壁構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の通気型遮音構造としては、特開2001−108289号公報に記載されたものが知られている。
【0003】
これによれば、図10に示すように、モータや油圧ポンプ等の騒音源(不図示)が設けられた隔室aに、換気のために隔室aの内外を連通するダクトbを設けてあり、ダクトbには、その通路空間cに交叉するように通気型遮音壁構造dが設置されている。
【0004】
通気型遮音構造dは、一対のパネルeとfとを互いに離間させて対設させ、両パネルe,f間に共鳴室gを形成してパネル組立体hを構成すると共に、両パネルe,fの各壁面に対向する複数の孔部iを夫々設け、孔部iに連通し且つ互いに間隙をおいて対向する短管部j,jを夫々形成して、短管部j,j間に通気孔kを形成し、更に、短管部j,jとは離間させて配置した長管部mの両端を夫々両パネルe,fの各壁面に立設し、長管部mに貫通孔nを形成して構成し、短管部j,j及び長管部mにより隔室aの内外を連通させて、空気の流通を可能としている。
【0005】
そして、上記した短管部j,j及び長管部mにより、図11に示すように、騒音源からきた入射波Xにより、長管部mから透過波Aは、そのまま透過するのに対し、短管部j,jからの透過波Bは、短管部6間に形成される共鳴室gの2自由振動系の共振点以上において、透過波Aに対し、逆位相の波Bとなって透過する。このために、透過波Aと透過波bとの和である透過波は、その干渉結果により減音され、結果として遮音効果を発揮して、騒音源からの騒音をダクトbから外部に伝播しないようにしている。
【0006】
更に、パネルe,fのうち隔室a側に対向しているパネルeの外壁面に吸音壁層pを貼設して、騒音源からの騒音波の反射面qを形成して、短管部j,j及び長管部mを通過する透過波A,B以外の騒音波Sは、反射面qに衝接するが、反射面qが吸音壁層壁pによって構成していることから、吸音壁層pにおける内部の内に存在する空気を微小振動させることによって運動エネルギーに変換されたり、或いは吸音壁層p内の振動が吸音壁層p内部の気泡内で拡散を起こしたりすることによって、吸音効果を発揮し、気柱共鳴の発生を防止しようとしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、本願発明者たちは、近年の住宅業界等から、この種の通気型遮音壁構造においては、騒音源から発生した熱を外部により多く逃がすために、各室内の隔室の内外の通気性をより多くするという要求が多く出され、これに対処するために、上記従来の通気型遮音壁構造においては、両パネルe,fの壁面の面積に対する孔部i及び貫通孔nの占有面積との比を色々と変化させた場合の実験を鋭意行ってきた。
【0008】
そこで、判明したことは、両パネルe,fの壁面の面積に対する孔部i及び貫通孔nの占有面積との比が、5対1前後の割合の場合には、上記した遮音効果を望ましい数値で発揮することができるのであるが、1対1前後の割合となってしまうと、短管部j,jと共に、長管部mもその分大径となってしまい、遮音効果が著しく低下してしまうことを突き止めた。
【0009】
そして、更に、本願発明者たちは、なぜ両パネルe,fの壁面の面積に対する孔部i及び貫通孔nの占有面積との比を1対1前後にした場合に、遮音効果が著しくて低下すのかを追求したところ、短管部j,jおよび長管部mの間で入射波Xによって発生する透過波Aと透過波Bとが互いに相殺されきれずに、長管部mにおいて、そのまま通過してしまう騒音波があることを突き止め、そのまま長管部mから通過する騒音波が新たな騒音源として外部に排出されてしまうことにより、遮音効果が著しく低下するということを判明した。
【0010】
そこで、本発明はかかる点に鑑み案出されたもので、通気性をより多く確保することができると共に、遮音効果の優れた通気型遮音壁構造を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、一対の断面略C字状のチャンネル部材を該チャンネル部材の開口側が互いに離間対向するように組合わせてチャンネル部材組立体を構成し、該チャンネル部材組立体を所定隔室における内外を連通するダクト内に複数組前記ダクトの軸方向に交差するように並設して、前記チャンネル部材組立体間に通気部を形成すると共に、前記一対のチャンネル部材の前記開口側を通気溝として、該通気溝によって前記通気部に連通する共鳴室を前記一対のチャンネル部材によって形成して構成したことを特徴とするものである。
【0012】
本発明によれば、チャンネル部材組立体によって形成された共鳴室内において、騒音源から入射され通気溝を通過する騒音に対して、互いに相殺する逆位相の共鳴波を発生させて、遮音作用を行わせるようにしたものである。
【0013】
本願発明者による鋭意研究によれば、この遮音作用を発揮する共鳴周波数は、共鳴室の容積及び通気溝の溝巾との関係によって定まり、共鳴室の容積を変化させたり、通気溝の溝巾を適宜選択することによって、共鳴室内に発生する共鳴周波数を変化させることができる。このため、当該隔室内の騒音源が発する騒音の周波数に適合する共鳴周波数を決め、これに見合う共鳴室の容積又は通気溝の溝巾を選択すればよいことが判明しており、当該隔室内の騒音源が発する低周波騒音から高周波騒音までの広い周波数範囲の騒音に対処できることになる。
【0014】
また、求める共鳴周波数に見合う共鳴室の容積又は通気溝の溝巾を選択することによって、従来のような長管部のような騒音の通過現象を起こすことなく、所望の通気性を確保した通気型遮音壁構造を提供することができる。
【0015】
また、本発明は、前記チャンネル部材組立体を前記ダクトの軸方向に複数組並設すると共に、各チャンネル部材組立体における前記共鳴室の容積が夫々異なるように形成することによって、当該隔室内の騒音源が発する騒音の複数のピーク周波数に適合して、遮音範囲を拡大することができる。
【0016】
また、本発明は、前記ダクトの軸方向に互いに隣り合う前記チャンネル部材同士を一体的に形成することによって、やはり、当該隔室内の騒音源が発する騒音の複数のピーク周波数に適合して、遮音範囲を拡大することができる。
【0017】
また、本発明は、前記チャンネル部材の開口壁先端に、前記共鳴室側に突出する鍔部を形成することによって、共鳴室内の音響質量を大きくすることができ、この結果、同じ容量の共鳴室であっても、共振周波数をより低周波側に移行して低周波音を減音することができる。
【0019】
また、本発明は、前記チャンネル部材組立体における一方の壁面に、前記通気部に連通する連通孔を形成した吸音壁層からなる騒音波の反射面を形成することによって、パネル組立体の一方の壁面に反射しようとする騒音波を吸音壁層が吸音して、より遮音効果を高めることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における第1の実施の形態について、図1を用いて説明する。
【0021】
図1は、本発明における第1の実施の形態を示すもので、隔室に設置した場合の縦断面図、図2は同じく第1実施の形態による通気型遮音壁構造の斜視図である。
【0022】
図1によれば、例えば住宅居室の空調を行うべく住宅外に外付けする空調装置を設置する空調設備設置小屋等の隔室1に、空調機用のコンプレッサー等の騒音源2が設置してあり、また、隔室1の壁部には、隔室1の換気を行うべく、隔室1の内外を連通するダクト3が設けられている。
【0023】
ダクト3には、その軸方向に交叉するように、通気型遮音壁構造5が設置されている。
【0024】
通気型遮音壁構造5は、一対の断面略C字状のチャンネル部材51,52を互いに離間対向させて併設してチャンネル部材組立体50を構成すると共に、チャンネル部材組立体50は、ダクト3の軸方向に交叉するように、複数組離間設置されており、互いに隣り合うチャンネル部材組立体50同士で通気部53を形成している。
【0025】
この結果、チャンネル部材51,52の開口側が互いに離間対向して、通気溝58を形成しており、通気溝58によって、チャンネル部材51,52は、通気部53に連通する共鳴室57を形成している。
【0026】
上記のように構成する場合、チャンネル部材組立体50によって形成された共鳴室57内において、騒音源2から入射され通気部53を通過する騒音に対してこの共鳴体の共鳴周波数以上の音域で、互いに相殺する逆位相の共鳴波を発生させて、遮音作用を行わせるようにしたものである。
【0027】
そして、この遮音作用を発揮する共鳴周波数は、共鳴室57の容積及び通気溝58の溝巾との関係によって定まり、共鳴室57の容積を変化させたり、通気溝58の溝巾を適宜選択することによって、共鳴室57内に発生する共鳴周波数を変化させることができる。
【0028】
このため、該隔室1内の騒音源2が発する騒音の周波数に適合する共鳴周波数を決め、これに見合う共鳴室57の容積又は通気溝58の溝巾を選択すればよいことになる。すなわち、隔室1内の騒音源2が発する騒音が比較的低周波騒音である場合には、例えば共鳴室57の容積を大きくするか通気溝58の溝巾を小さく設定する等が考えられ、また、比較的高周波騒音の場合には、例えば共鳴室57の容積を小さくするか通気溝58の溝巾を大きく設定する等が考えられる。
【0029】
要するに、共鳴室57の容積或いは通気溝58の溝巾を適宜選択することによって、騒音源2が発する騒音周波数に適合した騒音に幅広く対応できることになる。
【0030】
上記効果を図8の実験例によって得られた、図9の折れ線グラフを用いて説明する。
【0031】
すなわち、図8の(1)は、従来の通気型遮音壁構造を示しており、短管部j,jと長管部mからなり、管長aが95mm、管巾bが80mm,通気孔kの孔巾cが10mm、パネルe,fの孔径dが20mmに設定している。
【0032】
また、図8の(2)は、本実施の形態における通気型遮音壁構造を示しており、チャンネル部材51,52間の距離A(従来の管長aに相当)および通気溝58の溝巾C(従来の孔中cに相当)は図8の(1)の場合と同じ設定としているが、互いに対向するチャンネル部材組立体50の間隙すなわち通気部53の巾D(従来の孔径dに相当)および管巾B(従来の管巾bに相当)はそれぞれ図8の(1)の2倍の40mm,160mmに設定している。すなわち、図8(2)に示す本実施の形態における通気型遮音壁構造と図8の(1)に示す従来の通気型遮音壁構造とは、同じ孔口率を持ったものに設定していることになる。
【0033】
そして、上記実験例を図8の(3)に示す実験方法で実験を行った。すなわち、Yが音源側の残響室であり、Zが測定側の無響室であり、残響室Yおよび無響室Zとは隔壁Kで仕切られており、隔壁Kの中央部に貫通孔を設けて、この貫通孔にサンプルWを設置している。無響室Zは、室内にマイクZ1を設置して測定部を構成している。
【0034】
この結果、図9に示すような結果が得られた。
【0035】
すなわち、図9のグラフは、横軸に騒音周波数(Hz)をとり、縦軸に遮音効果(dB)をとって、折れ線グラフにより表現したものであり、実線イで示す本発明に係る通気性遮音壁構造5による遮音効果(dB)が破線ロで示す従来の通気性遮音壁構造dに比較して、優れた効果を発揮していることが判明した。なお、実線ハは破線ロの数値解析結果を示している。
【0036】
また、本実施の形態では、求める共鳴周波数に見合う共鳴室57の容積又は通気溝58の溝巾を選択することによって、従来のような長管部kのような騒音の通過現象を起こすことなく、所望の通気性を確保した通気型遮音壁構造5を提供することができることがわかる。
【0037】
図3乃至図7は、本発明に係る他の実施の形態を夫々示している。
【0038】
図3は、本発明に係る第2の実施の形態を示す要部縦断面図であり、通気型遮音壁構造5を、互いに別体で形成した一対の通気型遮音壁構造5A,5Bとで構成し、互いにダクト3の軸方向にそって並設したものである。
【0039】
そして、通気型遮音壁構造5Aは、共鳴室57の容積を大きくして、より低周波騒音に対処すべく構成されており、通気型遮音壁構造5Bは、共鳴室57の容積を小さくして、より高周波騒音に対処すべく構成したものであり、騒音源2から発する騒音が、低周波のものと高周波のものとがある場合に対処すべくなし、遮音可能範囲を拡大したものである。
【0040】
図4は、本発明に係る第3の実施の形態を示しており、一の通気型遮音壁構造5である点、第1の実施の形態と同じであるが、互いに共鳴室57を、互いに分離された3つの分割共鳴室57a,57b,57cにより構成し、順次容積が大中小となるように、ダクト3の軸線方向に並設したものである。
【0041】
この結果、第2の実施の形態に比較して、更に、広い範囲の周波数騒音に対する遮音効果を発揮することができる。また、分割共鳴室57a,57b,57cを一体に形成したことにより、製作性の向上と通気抵抗の低減が図れる。
【0042】
図5は、本発明に係る第4の実施の形態を示しており、第1の実施の形態における通気溝58の開口先端部に、共鳴室57側に突出するような鍔部59を形成して構成するもので、鍔部59を設けることによって、通気溝58部分の音響質量を大きくすることができ、この結果、同じ容量の共鳴室57であっても、共振周波数をより低周波側に移行して低周波音を減音することができることになる。
【0043】
図6は、本発明に係る第5の実施の形態を示しており、第1の実施の形態におけるパネル51,52の内壁面に互いに対向する一対のチャンネル部材51,52同士を隔壁60により接続することによって構成したもので、チャンネル部材51,52同士を隔壁60により接続することによって、製作性を向上させることができる。
【0044】
図7は、本発明に係る第6の実施の形態を示すもので、チャンネル部材組立体50における一方の壁面50A(騒音源2側に面した壁面)に、通気部53に連通する連通孔61を形成した吸音壁層からなる騒音波の反射面62を形成して構成するものである。
【0045】
反射面62を構成する吸音壁層は、幌布・テント布等の膜状材料、グラスウール、真綿、スポンジ等の多孔質材料、岩綿成型吸音板、グラスウール成型吸音板等の多孔質成形材料或いは有孔珪酸カルシウム板、パンチメタル等の有孔板材料等から構成している。
【0046】
そして、反射面62を設けることによって、チャンネル部材組立体50の一方の壁面50Aに反射しようとする騒音波を吸音壁層が吸音して、より遮音効果を高めることができる。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、本発明によれば、一対のチャンネル部材によって形成された共鳴室内で、騒音源から入射された騒音に対して、互いに相殺する逆位相の共鳴波を発生させて、遮音作用を行わせるようにしたものである。
【0048】
この遮音作用を発揮する共鳴周波数は、共鳴室の容積及び一対のチャンネル部材間の通気溝の溝巾との関係によって定まり、共鳴室の容積を変化させたり、通気溝の溝巾を適宜選択することによって、共鳴室内に発生する共鳴周波数を変化させることができる。
【0049】
このため、当該隔室内の騒音源が発する騒音の周波数に適合する共鳴周波数を決め、これに見合う共鳴室の容積又は通気溝の溝巾を選択すればよいことが判明しており、当該隔室内の騒音源が発する低周波騒音から高周波騒音までの広い周波数範囲の騒音に対処できることになる。
【0050】
また、求める共鳴周波数に見合う共鳴室の容積又は通気溝の溝巾を選択することによって、従来のような長管部のような騒音の通過現象を起こすことなく、所望の通気性を確保した通気型遮音壁構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における第1の実施の形態を示すもので、隔室に設置した場合の縦断面図である。
【図2】同じく第1実施の形態による通気型遮音壁構造の斜視図である。
【図3】本発明に係る第2の実施の形態をダクトに設置した場合の縦断面図である。
【図4】本発明に係る第3の実施の形態をダクトに設置した場合の縦断面図である。
【図5】本発明に係る第4の実施の形態をダクトに設置した場合の縦断面図である。
【図6】本発明に係る第5の実施の形態をダクトに設置した場合の縦断面図である。
【図7】本発明に係る第6の実施の形態をダクトに設置した場合の縦断面図である。
【図8】 (1)は従来の通気型遮音壁構造の実験ピースを示す縦断面図、(2)は本発明における通気型遮音壁構造の実験ピースを示す縦断面図、(3)は実験方法を示す説明図である。
【図9】本発明及び従来の通気型遮音壁構造の遮音効果を描画したグラフである。
【図10】従来の通気型遮音壁構造をダクトに設置した場合の縦断面図である。である。
【図11】従来の通気型遮音壁構造の遮音原理を描画した説明図である。
【符号の説明】
1 隔室
2 騒音源
3 ダクト
5 通気型遮音壁構造
50 パネル組立体
50A 一方の壁面
51,52 パネル
53 通気部
54 孔部
55,56 短管部
57 共鳴室
58 通気孔
59 鍔部
60 隔壁
61 連通孔
62 反射面
Claims (5)
- 一対の断面略C字状のチャンネル部材を該チャンネル部材の開口側が互いに離間対向するように組合わせてチャンネル部材組立体を構成し、該チャンネル部材組立体を所定隔室における内外を連通するダクト内に複数組前記ダクトの軸方向に交差するように並設して、前記チャンネル部材組立体間に通気部を形成すると共に、前記一対のチャンネル部材の前記開口側を通気溝として、該通気溝によって前記通気部に連通する共鳴室を前記一対のチャンネル部材によって形成して構成したことを特徴とする通気型遮音壁構造。
- 前記チャンネル部材組立体を前記ダクトの軸方向に複数組並設すると共に、各チャンネル部材組立体における前記共鳴室の容積が夫々異なるように形成したことを特徴とする請求項1記載の通気型遮音壁構造。
- 前記ダクトの軸方向に互いに隣り合うチャンネル部材同士を一体的に形成したことを特徴とする請求項2記載の通気型遮音壁構造。
- 前記チャンネル部材の開口壁先端に、前記共鳴室側に突出する鍔部を形成したことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一に記載の通気型遮音壁構造。
- 前記チャンネル部材組立体における一方の壁面に、前記通気部に連通する連通孔を形成した吸音壁層からなる騒音波の反射面を形成したことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一に記載の通気型遮音壁構造。
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