JP4817957B2 - 吸音筒及び吸音構成体 - Google Patents

Description

本発明は吸音板ホルダを備えた吸音筒及び当該吸音筒を用いた吸音構成体に関するものである。

従来車輌等の走行に関連して発生する騒音を吸音するのに適するものとして、例えば以下のような吸音筒が提案されている。
その第１は、金属繊維マットの両面を多孔板又はメッシュで挟んで圧縮成形した吸音板を、直径５０〜５００ｍｍ程度の円筒形に成形するとともに、その長さ方向の継手部内面に密着させて長さ方向に連続するように取付部材と補強部材とを兼ねる樋状の支持用中柱を軸心方向に向けてリベット止め等により固定し、端部に蓋板を設けたものである（後記特許文献１）。

その第２は、連通孔を有する発泡アルミニウムからなる吸音板を円筒状に成形した中空構成体を設け、当該中空構成体の軸心部に前記吸音板を支持する芯部材を取り付けるとともに、前記中空構成体の端部へハンガープレートを取り付けたものである（後記特許文献２）。

その第３は、所定間隔を置いて多数の取付溝が表面長さ方向に沿って形成された一対の短筒状の芯部材を備え、ほぼＴ字状断面の外周部材をその基端部に形成された取付部を前記取付溝へ装着する要領で前記芯部材に対して放射状を呈するように取り付けて、各外周部材の外周端のフランジ部が円筒状に断続する筒状体を形成し、当該筒状体の前記外周部材相互の間又は前記芯部材内へ多孔質吸音材を長さ方向に沿って挿入したものである（後記特許文献３）。

前記第１の吸音筒によれば、樋状の支持用中柱と蓋板のみで円筒状の吸音板を支持しているので、円筒状の吸音板が変形し易いほか、支持用中柱を取り付けて吸音板を円筒状に形成するので組立ての作業性が悪いという問題があった。

第２の吸音筒によれば、中空構成体の内部へ芯部材を取り付けるのに軸状の芯部材を仕切板を介して取り付けるか、対のＬ字状断面の芯部材を断面が十字状となるようにねじ止め等により前記中空構成体内へ取り付けるので、組立て作業性が悪かった。

第３の吸音筒によれば、部品点数が多いために組立て作業性が悪くてコスト高になるほか、外周部材における外周端のフランジ部により多孔質吸音材が遮蔽されるため、音源からの音波の入射角度によっては吸音率が低下するおそれがあった。
特公平０８−９８５３号公報 特許第２８１７９９７号公報 特許第３１８３４４８号公報

本発明の課題は組立て施工性の改善と吸音板の保護の改善にあり、その目的は、組立て作業性がよく、外周の吸音板の変形を抑制するのに適した吸音板ホルダを提供することにある。
本発明の他の目的は、施工の作業性がよくより安価で吸音性能に優れた吸音筒を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、吸音性能に優れたより安価な吸音構成体を提供することにある。

本発明に係る吸音筒に設けられた吸音板ホルダは、前記課題を解決するため、芯状体の軸心部から外周方向へ突出して吸音筒の長さ方向に連続する少なくとも一つの保持片を有するとともに、前記保持片位置以外の部分において前記軸心部から外周方向へ突出する一対の脚状片からなる吸音筒の長さ方向に沿う嵌合溝を有するホルダ本体と、前記嵌合溝へ抜け止め状に嵌合される少なくとも一対の平行な脚部を有する嵌合部材とを備えたことを最も主要な特徴としている。

本発明に係る吸音筒は、前記課題を解決するため、本発明に係る吸音板ホルダと、当該吸音板ホルダの前記嵌合部材以外の部分を囲む状態に取り付けられた吸音板とを備え、前記吸音板は、金属製多孔質吸音板であって、前記保持片が内接しかつ両側部分が前記各脚状片と前記嵌合部材とで挟まれた状態で前記吸音板ホルダへ取り付けられていることを最も主要な特徴としている。

本発明に係る吸音構成体は、前記課題を解決するため、音源部の周囲に設置された支持フレームへ、前記本発明に係る吸音筒が狭いピッチで並ぶ状態で取り付けられていることを最も主要な特徴としている。

本発明に係る吸音板ホルダによれば、前記保持片と各脚状片の各外周端部を結ぶ断面形状とほぼ適合する断面形状に成形した吸音板を、当該吸音板へ各保持片と各脚状片の外周端縁部が内接するようにホルダ本体にセットし、吸音板の両側部分を各脚状片と前記嵌合部材とで挟む状態で当該嵌合部材を前記嵌合溝へ嵌合させることにより、非常に簡単かつより堅固に吸音筒を組み立てることができる。
また、保持片のみでなく各脚状片も保持片を兼ねるので吸音板の保持がより堅固であり、吸音板の変形を抑制するのに適している。

本発明に係る吸音筒によれば、芯状体の端部にねじ孔を形成することにより、所定の取付フレームへ吸音筒を簡単に取り付けることができるので施工の作業性がよく、かつ、吸音板が遮蔽されることなく外周に露出しているので吸音性能が優れている。
また、組立てが簡単なのでより安価で提供することができる。

本発明に係る吸音構成体によれば、音源部の周囲に設置された支持フレームへ、本発明に係る吸音筒が狭いピッチで並ぶ状態に取り付けられているので、吸音性能が優れているとともに、前記のように吸音筒の支持フレームへの取り付けが容易でより安価に提供することができる。

吸音筒の第１実施形態
図１は本発明に係る実施形態の吸音板ホルダとそれを使用した第１実施形態の吸音筒を示す端面図である。
吸音板ホルダ１はホルダ本体１ａと嵌合部材１３とで構成され、ホルダ本体１ａと嵌合部材１３は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系その他のアルミニウム合金又はアルミニウム（以下「アルミ合金等」と言う。）を材質として押出成形した押出形材である。

ホルダ本体１ａは、中心部の芯状体１０と、当該芯状体１０の外周部へ所定の角度間隔でほぼ放射状に突出して吸音筒ａの長さ方向へ連続する三つの保持片１１と、前記芯状体１０の保持片１１とは異なる部分へ周方向に突出した吸音筒ａの長さ方向に連続する一対の脚状片１２ａ，１２ａとから構成されている。
各脚状片１２ａ，１２ａは途中から側方への広がり方向へ鉤状に曲がってほぼＵ字状断面の嵌合溝１２を形成している。
各脚状片１２ａ，１２ａは保持片を兼ねており、これらの各脚状片１２ａと各保持片１１の各外周端縁と芯状体１０の軸線までの距離はほぼ等しくなっている。

芯状体１０の軸心部には、開口部の狭い円弧状断面又は円形断面の中空部１０ａを形成するのが好ましい。この実施形態では、円弧状断面の中空部１０ａを形成するとともに、前記一対の脚状片１２ａ，１２ａを中空部１０ａの開口部の両側部から突出させることにより、脚状片１２ａ，１２ａの挟み方向の弾性を増大させている。
各保持片１１の外周端部にはフランジ部１１ａを形成し、後述のように吸音板２をセットしたときに、前記各フランジ部１１ａが当該吸音板２を受けて内接するように構成するのが好ましい。

嵌合部材１３は、後述のように円弧状の吸音板２を吸音板ホルダ１へ取り付けるときに前記嵌合溝１２へ抜け止め状に嵌合されるもので、両側部に平行な脚部１３ｅを有し断面ほぼＵ字状となるように成形されている。
したがって、嵌合溝１２を構成する各脚状片１２ａ，１２ａの対向面とそれらに対応する嵌合部材１３の各脚部には、吸音筒ａの長さ方向に沿って互いに抜け止め状となるように係止される係止片１２ｂ，１３ａがそれぞれ形成されている。

各脚状片１２ａ，１２ａの外周端部には吸音板２の両側部分を受ける受け部１２ｃを形成する一方、嵌合部材１３の各脚部１３ｅの基端部（図１の下端部）には側方へ突出したフランジ状の押え部１３ｂを形成するのが好ましい。
この実施形態では、各脚状部１２ａ，１２ａの外周端寄り（先端寄り）部分の弾性を高めるように側方へ曲げた部分へ、相対向するように凸となる断面形状（この実施形態では円弧状）の受け部１２ｃ，１２ｃをそれぞれ形成し、嵌合部材１３の各押え部１３ａ，１３ａの一部をそれぞれ対応する前記受け部１２ｃへ重なるように形成している。
嵌合部材１３の外周壁部１３ｄは、当該嵌合部材１３を前記嵌合溝１２へ嵌合させた状態で全体が円形を呈するように円弧状に形成するのが形状の安定性及び強度上好ましい。

前記形態の吸音板ホルダ１には、以下説明する要領で、例えば金属製多孔質吸音材からなる吸音板２が取り付けられる。
ホルダ本体１ａの各保持片１１及び各脚状片１２の外周端縁部相互を結んだときに形成される円弧の周長よりも所定量大きな幅で、かつ、吸音板ホルダ１の長さと適合する長さになるように裁断された吸音板２を、前記円弧と適合するかそれよりもやや大きな円弧となるように成形する。
このとき、吸音板２の円弧状の対向側縁部には、各脚状片１２ａ，１２ａの円弧状の受け部１２ｃ，１２ｃとほぼ適合するように凹状断面（この実施形態では円弧状断面）の被挟着部２０を形成するのが好ましい。
前記のように成形された吸音板２を、各保持片１１の外周端部が当該吸音板２へ内接し、かつ被挟着部２０，２０が各脚状片１２ａ，１２ａの受け部１２ｃ，１２ｃへ被さる状態に前記ホルダ本体１ａへセットし、この状態で嵌合部材１３をホルダ本体１ａの嵌合溝１２内へ嵌合させる。
この嵌合の際には、図１の下方より嵌合溝１２内へ嵌合部材１３の両脚部１３ｅを押し込む要領で嵌合させる。あるいは、嵌合溝１２の片端部から両脚部１３ｅを当該嵌合溝１２内へスライドさせながら挿入する要領で嵌合させても実施することができる。
前記嵌合により、吸音板ホルダ１への吸音板２の取付けが完了し、吸音筒ａが組み立てられる。

この実施形態において前記吸音板２は、アルミニウム合金板コイルをバイトで切削して得られた５０μｍ×１５０μｍの矩形断面の繊維材を燒結，圧延することにより板厚１．５ｍｍ、目付け量２２５０ｇ／ｍ^２の板状に成形したアルミ繊維燒結板を使用した。
その他の金属製多孔質吸音材としては、アルミ合金等やステンレス等の金属繊維材を燒結又は圧延あるいはバインダで固めた繊維板や、発泡アルミ合金等の板及びアルミ合金等の粉末燒結板が好適に使用される。

この実施形態では、ホルダ本体１ａ及び嵌合部材１３のサイズ及び形状は、吸音筒ａを組立てたときに直径ほぼ８５ｍｍの円筒状となるように設計し、各脚状部１２ａの受け部１２ｃは外接半径が５ｍｍ程度となるような円弧状部に成形している。
受け部１２ａを前記のように相対して凸となる円弧状断面に形成したのは、吸音筒ａを組み立てた状態で吸音板２の当該部分の抜け出しを防止したもので、前記円弧状の受け部１２ｃの外接半径は３ｍｍ以上とするのが好ましく、当該外接半径を３ｍｍ未満にすると、吸音板２の対向側縁部へ前記のような円弧状部２０を成形する際に吸音板２の当該部分に割れを生ずるおそれがある。

嵌合部材１３の両脚部１３ｅは、前記のように嵌合溝１２へ嵌合させる際に内側へ撓り易いようにするため、外周壁部１３ｄよりも肉厚をやや薄くしてある。また、嵌合部材１３の各脚部１３ｅの係止片１３ａと各脚状片１２ａの係止片１２ｂとは、嵌合部材１３を嵌合溝１２へ嵌合させるときに押し込み易いような形状に形成されている（各係止片１３ａの先端部における側面傾斜部と、各脚状部１２ａの係止片１２ｂの下部における内面傾斜部との傾斜をほぼ等しくしてある）。
前記のように、形状の安定性と強度の面から嵌合部材１３の外周壁部１３ｅは吸音板２の円弧形状とほぼ等しくなるような円弧状に成形されている。
吸音板２の対向側部が接触する状態で挟まれる各脚状部１２ａの円弧状の受け部１２ｃの外面と、嵌合部材１３の押え部１３ｂの内面は荒らし加工を施す等により、吸音材２の当該部分を抜け難くするため摩擦係数を増大させるのが好ましい。

第１実施形態の吸音筒によれば、長尺の各押出形材を所定長さに切断してホルダ本体１ａ及び嵌合部材１３を準備し、前記のような寸法に裁断された吸音板２を前記のように円弧状に成形し、当該吸音板２を前記のようにホルダ本体１ａへセットした後嵌合部材１３を嵌合させるだけで吸音筒ａが組み立てられるので、組立て作業性が非常によく、吸音筒ａをより安価で提供することができる。
円弧状に成形された吸音板２は、各保持片１１と各脚状片１２ａ，１２ａの外周端縁部が内接し、その対向側端部分が嵌合溝１２と嵌合部材１３とで挟まれた状態で吸音板ホルダ１へ取り付けられているので、吸音筒ａの組立状態は堅固であり、かつ、吸音板２の変形は十分に抑制される。

吸音筒の第２実施形態
図２は本発明に係る吸音筒の第２実施形態を示す端面図である。
この実施形態では、ホルダ本体１ａの嵌合溝１２を構成する各脚状片１２ａの外周端寄り部分を外周方向へ平行に延びるように形成するとともに、各脚状片１２ａの外周端部に外側へ鉤状に曲がった受け部１２ｃを形成している。他方、嵌合部材１３の外周壁部両側部には前記各受け部１２ａと重なるようにフランジ状の押え部を形成している。
円弧状に成形された吸音板２の対向側縁部は特別な形状に成形されず、嵌合部材１３を嵌合溝１２へ抜け止め状に嵌合させると、吸音板２の両側部分が対応する各受け部１２ｃと押え部１３ｂとで挟まれるように構成されている。
この実施形態における吸音筒ａの他の構成や作用，効果は、第１実施形態の吸音筒と同様であるのでそれらの説明は省略する。

なお、前記各実施形態において、各脚状片１２ａ，１２ａへ受け部１２ｃを形成せず、嵌合部材１３にも押え部１３ｂを形成しないで、円弧状に成形された吸音筒２の各対向側端部を内側へ曲げ加工し、当該曲げ加工部を各脚状片１２ａと対応する嵌合部材１３の側部とで挟むように構成しても実施することができる。

吸音筒の第３実施形態
図３は本発明に係る吸音筒の第３実施形態を示す端面図である。
この実施形態の吸音筒ａは、第１実施形態（第２実施形態でもよい）の吸音筒において、吸音板２と各保持片１１及び各脚状片１２ａとで囲まれる中空部分へ多孔質吸音材３を挿入ないし充填したものである。
多孔質吸音材３の前記中空部分への挿入ないし充填は、前記吸音板２を吸音板ホルダ１へ取り付ける前に行っても後で行っても差し支えない。

前記多孔質吸音材３には、前記のような金属製の多孔質吸音材やグラスウール，ロックウール，ウレタン発泡体等の多孔質吸音材が用いられる。
第３実施形態の吸音筒ａは、前記中空部分へ多孔質吸音材３を挿入したので、吸音筒ａの長さ方向との直交断面における吸音材の断面積が拡大するので吸音性能がさらに向上する。

吸音筒の第４実施形態
図４は本発明に係る吸音筒の第４実施形態を示す部分斜視図であり、第３実施形態の吸音筒ａの両端部を塞ぐ蓋４を取り付け、嵌合部材１３の外周壁部１３ｄへ適数の孔１３ｃを形成したものである。
蓋４の取付けの際には、芯状体１０の中空部１０ａの端部へ雌ねじのタップ（図示しない）を形成し、当該部分へねじ５をねじ込むことにより取り付けるのが好ましい。
第４実施形態の吸音筒によれば、蓋４，嵌合部材１３及び嵌合溝１２とが形成する閉塞空間を、前記孔１３ｃを介して外部と通じさせることにより、当該閉塞空間が共鳴器となって共鳴吸音の作用が付加される。すなわち、吸音板２及び多孔質吸音材３とによる直接吸音及び回折吸音と、前記閉塞空間による共鳴吸音とによってさらに優れた吸音効果を発揮する。
また、前記閉塞空間の容積，孔１３ｃの容積（孔の断面積×外周壁部の肉厚）及び孔１３ｃのピッチを変化させることにより、吸音する音波の周波数帯を調節することが可能である。

前記各実施形態の吸音筒において、ホルダ本体１ａや嵌合部材１３の材質には、アルミ合金等やマグネシウム合金等の押出成形に適した金属材料のほか、合成樹脂等の押出成形可能な材料が用いられる。
前記各実施形態では、吸音板２を円弧状に成形して吸音筒ａがほぼ円形断面を呈するように構成したが、例えば吸音筒ａが多角形断面を呈するように構成しても実施することができる。
したがって、ホルダ本体１ａにおける保持片１１の数は、少なくとも一つであれば足りる（例えば吸音筒ａを三角形断面とする場合）。また、前記保持片１１の数は、ほぼ円形断の吸音筒ａを構成する場合、面組み立てられる吸音筒ａの直径の大小や保持片１１の肉厚によって適宜選択されるが、吸音筒ａの直径が５０〜９０ｍｍ程度である場合、保持片１１の肉厚により二つ又は三つとすれば十分である。

吸音構成体の実施形態
図５（写真）は前記実施形態の吸音筒を使用して構成した吸音構成体の設置状態の部分破断斜視図、図６は図５の吸音構成体のコーナ部の部分拡大平面図、図７は図６の矢印Ａ−Ａに沿う部分断面図である。
図５で示すように、運転により騒音を発生する音源６（例えばコンプレッサ）の周囲には、当該音源６を囲むように設置された支持フレーム７と、当該支持フレーム７へ密なピッチでかつ垂直姿勢で並ぶように取り付けられた多数の吸音筒ａとからなる吸音構成体が設けられている。

支持フレーム７は、コーナ部における断面アングル状の垂直フレーム７０，７０，７０，７０と、当該各垂直フレーム７０へ取り付けられた各面の上下方向三本の互いに平行な水平フレーム７１とから構成されている。各水平フレーム７０は、Ｃ形チャンネル状の（又はＣ形チャンネル状に組み立てられた）部材である。
図６及び図７で示すように、各水平フレーム７１はそれらの端部が複数のボルトナット７２により対応する各垂直フレーム７０へそれぞれ固定されている。
各吸音筒ａは、それらの嵌合部材１３が音源６側に面しない状態で配置されており、芯状体の中空部の端部に形成された雌ねじ部へねじ込まれるねじ７３により、それぞれ対応する上下の水平フレーム７１へ固定されている。
最下位の水平フレーム７１の下面は、設置ベースｂへ埋め込まれた各埋め込みボルト７４により当該設置ベースｂへ固定されている。

この実施形態の吸音構成体は、音源６から発生した騒音がそれを囲むように配置された多数の吸音筒ａへ吸音される。
使用される吸音筒ａは前記第１実施形態ないし第３実施形態の吸音筒である。
第４実施形態の吸音筒ａを使用するときは、吸音筒ａの端部へねじ７３により蓋４を取り付けると同時に当該吸音筒ａを対応する水平フレーム７１へ固定する要領で吸音構成体を設置する。

本発明に係る吸音筒は、前記例示の吸音構成体のように比較的小規模の音源から発する騒音を吸音させる場合の外に、ホルダの寸法や強度を考慮して設計すれば、前記各特許文献に記載されているような走行車両等やそれに関連して発生する騒音の吸音用にも適するものである。

本発明に係る実施形態の吸音板ホルダとそれを使用した第１実施形態の吸音筒を示す端面図である。 本発明に係る変形形態の吸音板ホルダを使用した吸音筒の第２実施形態を示す端面図である。 本発明に係る吸音筒の第３実施形態を示す端面図である。 本発明に係る吸音筒の第４実施形態を示す部分斜視図である。 前記各実施形態の吸音筒を使用して構成した吸音構成体の設置状態の部分破断斜視図である。 図５の吸音構成体のコーナ部の部分拡大平面図である。 図６の矢印Ａ−Ａに沿う部分断面図である。

符号の説明

ａ 吸音筒
１ 吸音板ホルダ
１ａ ホルダ本体
１０ 芯状体
１０ａ 中空部
１１ 保持片
１１ａ フランジ部
１２ 嵌合溝
１２ａ 脚状片
１２ｂ，１３ａ 係止片
１２ｃ 受け部
１３ 嵌合部材
１３ｂ 押え部
１３ｃ 孔
１３ｄ 外周壁部
１３ｅ 脚部
２ 吸音板
２０ 被挟着部
３ 多孔質吸音材
４ 蓋
５ ねじ
６ 音源
７ 支持フレーム
７０ 垂直フレーム
７１ 水平フレーム
７２ ボルトナット
７３ ねじ

Claims (10)

1. 吸音板ホルダ及び吸音板を備えた吸音筒であって、該吸音板ホルダは、芯状体の軸心部から外周方向へ突出して吸音筒の長さ方向に連続する少なくとも一つの保持片を有するとともに、該吸音板ホルダは、前記保持片位置以外の部分において前記軸心部から外周方向へ突出する一対の脚状片からなる吸音筒の長さ方向に沿う嵌合溝を有するホルダ本体と、前記嵌合溝へ抜け止め状に嵌合される少なくとも一対の平行な脚部を有する嵌合部材とを備え、前記吸音板は、吸音板ホルダの前記嵌合部材以外の部分を囲むようにして、前記保持片が内接しかつ両側部分が前記各脚状片と前記嵌合部材とで挟まれた状態で前記吸音板ホルダへ取り付けられていることを特徴とする吸音筒。
2. 前記芯状体は軸心部に円形孔状又は開口部を狭めた断面円弧溝状の中空部を有し、前記中空部が断面円弧溝状である場合においては、前記脚状片は前記開口部の両側部から外周方向へ突出している、請求項１に記載の吸音筒。
3. 前記芯状体の軸心から前記保持片と各脚状片の各外周端部までの距離がほぼ等しい、請求項１又は２に記載の吸音筒。
4. 前記各保持片は外周端部にフランジを有する、請求項１〜３のいずれかに記載の吸音筒。
5. 前記嵌合部材は各脚部の基端部から側方へ突出してそれぞれ対応する前記脚状片の外周端部と重なる押え部を有する、請求項１〜４のいずれかに記載の吸音筒。
6. 前記各脚状片の外周端部には前記嵌合部材の押え部と相対するように凸となる受け部を有する、請求項５に記載の吸音筒。
7. 前記吸音板は、金属製多孔質吸音板であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の吸音筒。
8. 前記ホルダ本体と前記吸音板とで囲まれる中空部分には多孔質吸音材が挿入されている、請求項７に記載の吸音筒。
9. 両端部へ蓋が取り付けられており前記嵌合部材の外周壁部には孔が形成されている、請求項７又は８に記載の吸音筒。
10. 音源部の周囲に設置された支持フレームへ、請求項１〜９の吸音筒が狭いピッチで並ぶ状態で取り付けられていることを特徴とする吸音構成体。