JP4896672B2 - 消音ルーバ - Google Patents

Description

本発明は、家屋、事務所、工場、等の構造物の壁面に設ける外装ルーバに関するもので、特に、外装ルーバの通気口を通じて壁体の一方にある騒音源から他方へ伝わる騒音音波を低減させる消音ルーバ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知られている。透光性の樹脂板や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、その高さはますます高まる傾向にある。

ところで、騒音源の種類には上記の他にも産業機械、空調室外機など建物構造物に付随する形で固定設置されるものがあり、そのような騒音源の多くは外気に対する通気性や換気性を確保し、騒音源たる機械装置の稼働に伴って発生する熱を放熱させる必要がある。防音の点を最優先すれば、本来は、騒音源が有る側と無い側とを完全に分離する壁体を採用するのが望ましいのであるが、放熱の点を無視することはできないため、周囲を囲う防音用の壁体に通気口を設けると共に、その通気口に目隠しの羽根体を斜めに取り付けた外装ルーバを採用し、遮音作用と通気作用の両方を兼ね備えるようにしている。

例えば下記特許文献１には、壁面、扉、ダクト等の連通開口部に横方向に配置される羽根を上下方向に複数本設け、羽根を空気の流れに対して傾斜させて水平貫通路を形成しないように所定間隔をおいて配置されたルーバにおいて、羽根の間に形成される通風路の入口もしくは出口に風圧により開放する遮音板を設けたルーバが開示されている。この先行例によれば、風の流れがない状態においては遮音板が閉じて建屋内の騒音が通風路を通って外へ漏れるのを防ぎ、風の流れが生じた場合には風圧によって遮音板が開放することで外気を通すようにしている。

すなわち、特許文献１では、風の流れがないときには遮音板が閉じられているので、建屋内の騒音が外へ漏れ出るのを防ぐことができる。しかし、風の流れが発生したときにはその風圧によって遮音板が開いて外気を建屋内に取り入れるので、遮音性を保持させることができなくなり、建屋内の騒音は外へ漏れ出すことになるという問題点がある。

そこで、このような問題点に対処し、本出願人は特願２００６−１９９６３９号を既に提案している。同提案によれば、ルーバの羽根体内部に消音室を設けると共に、この消音室の開口部分に２種類の反射板を設け、騒音源から直接波として飛び込んでくる騒音音波と、開口を形成する部材等に当たった後に回折波として進入してくる騒音音波を、これら２種類の反射板で捕捉して消音室内へ導くことができる。そして消音室内へ導入した騒音音波は、内部で繰り返し乱反射することで逆位相の波がぶつかり合って互いに打ち消し合い、全体として騒音の音圧が低減されるのである。

しかしながらその後も鋭意努力を重ねた結果、上記提案は依然として問題を抱えていることが判明した。特願２００６−１９９６３９号の提案では、騒音源から到達した騒音音波を２種類の反射板の作用によって効率良く消音室内へ導入できるようにした結果、羽根体の中に入り込んだ騒音音波により羽根体のケーシングが共振現象を起こし、ケーシング全体があたかもスピーカーのような振る舞いを見せて二次的な騒音を発生させてしまうことがあったのである。
特開昭６０−２２３５８７号

本発明は上記のような問題点に対処してなされたものであり、外装ルーバの通気口を通じて壁体の一方にある騒音源から他方へ伝わる騒音音波を低減させる消音ルーバにおいて、通気性を確保しながら同時に遮音性を備えた消音ルーバを提供することはもとより、騒音音波によって消音ルーバの羽根体ケーシング自体が共振して二次的な騒音を発生させることがない消音ルーバを提供できないかという点を課題としている。

本発明は、上記課題を解決するために、壁面等に形成される通気口の縁部に沿って庇状に傾斜させた羽根体を取り付け、通気口を通じて放射される騒音音波の音圧を低減する消音ルーバにおいて、前記羽根体は、内部に所定容積の閉じた空間を備える本体ケーシングと、前記本体ケーシング内側の閉じた空間にグラスウール等の繊維質材やウレタン等の多孔質材を収容してなる消音室と、該消音室を複数に分割すると共に消音室の中間位置に浮かせた状態で取り付ける隔壁と、前記通気口と対向する本体ケーシングの一面に形成する消音室開口とを備え、前記通気口を通じて放射される騒音音波を前記羽根体の前記消音室開口から前記消音室内に導入し、前記隔壁によって複数に分割した消音室内において分割した領域ごとに騒音音波を繰り返し反射させ、前記消音室開口に近い側の領域から消音室内部側の領域へ順に騒音音波を伝達して騒音音波の音圧を低減することを特徴とする消音ルーバを提案する。

また、上記提案の消音ルーバは、曲面形状を有する板状部材からなり、前記消音室開口の開口縁部から消音室内側方向に取り付ける第１の反射板と、平面形状を有する板状部材からなり、前記第１の反射板の曲面と対向して前記消音室開口の開口縁部から消音室内側方向に取り付ける第２の反射板とを備え、前記通気口を通じて放射される騒音音波を、前記消音室開口に取り付けた前記第１の反射板および第２の反射板を介して前記消音室内に導入することが望ましい。

また、前記隔壁の表面を消音室開口の開口面に対して平行に設け、前記消音室開口から消音室に入り込む騒音音波の進行方向に対して独立した分割空間を複数積層可能にすることが望ましい。

本発明によれば、壁面等に形成した通気口に羽根体を傾斜させて取り付けたルーバにおいて、羽根体の内部に消音室を設けると共にこの消音室を隔壁によって複数に分割し、壁側の通気口と対向する面に消音室開口を形成する。騒音源から到達して通気口から飛び込んでくる騒音音波は、消音室開口を通じて消音室内へと進入し、消音室内において反射を繰り返すことで騒音の音圧が低減するのであるが、その際に消音室内が隔壁によって複数に分割されているため、騒音音波による羽根体ケーシングの共振を抑えることができる。消音室内の空間を複数の空間に分割するため、騒音音波によってケーシングに共振が発生しても分割したそれぞれの空間で共振を分散することができ、結果として二次的な騒音の発生を大幅に減らすことが可能になる。

また消音室開口に、曲面形状を有する第１の反射板と、平面形状を有する第２の反射板とを取り付けたので、通気口を通じて羽根体が取り付けられた側に飛び込んでくる騒音音波を、羽根体の消音室開口で捕らえることができる。特に、通気口から放射された騒音音波の内の直接波を第１の反射板によって消音室内へ反射させ、また、通気口から放射された後に羽根体の開口に当たって回折現象を起こす騒音音波を第２の反射板の表面に沿って消音室内へと導くので、効率良く騒音音波を捕捉することができ高い消音効果を得ることができる。

また、消音室内に隔壁を取り付けるにあたり、その表面が消音室開口の開口面に対して平行になるように設けるので、消音室開口から消音室内に入り込む騒音音波の進行方向に対して独立した消音空間を複数積層させることができる。その結果、消音室に入り込んだ騒音音波は、まず消音室開口に近い手前側に形成される消音空間で音圧が低減され、その次に消音室開口から離れた奥側の消音空間に進入してそこで音圧が低減される。そのとき、手前の消音空間で共振が生じて二次的な騒音が発生しても奥側に位置する消音空間で消音を図るため、羽根体全体が共振して二次騒音が発生するのを防ぐことができる。
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ルーバの外観を示す説明図である。本発明の消音ルーバ１は、フレーム体２（壁面）と、このフレーム体２に複数設けられる通気口３と、それぞれの通気口３を覆うように先端を下方にして斜めに取り付けた羽根体４とを備えている。

このように構成される消音ルーバの要部構造について図２の断面説明図を基にして説明する。図２に示すように、通気口３が設けられるフレーム体２の片面側には、通気口３の上部位置から斜め下側に向かって通気口３を覆う羽根体４が固定されており、フレーム体２の片側から通気口を通じて別の片側を見通すことができないよう目隠しをしながら、通気性は確保するように構成されている。

次に羽根体４の構造について説明する。５は羽根体ケーシング（本体ケーシング）であり、金属の板状部材からなる中空のハウジング構造を有している。６は固定ブラケットであり、フレーム体２にボルト７とナット８で固定され、フレーム体２への取付面に対して垂直なリブを形成しながらそのリブに取付穴９を具備している。羽根体ケーシング５には固定ブラケット６の取付穴９に対応する取付穴が形成されており、それぞれの取付穴を合わせた状態でビス１０を締め込むことにより羽根体ケーシング５を固定ブラケット６に固定保持するようにしている。１１は羽根体ケーシング５に設けられる消音室開口であり、羽根体ケーシング５を固定ブラケット６に取り付けた状態でフレーム体２の通気口３と対向する位置関係で形成され、この消音室開口１１を通じて羽根体ケーシング５の内側空間をケーシング外側に臨ませるようにしている。羽根体ケーシング５の内側空間にはグラスウール・ロックウール等の繊維質材やウレタン等の多孔質材からなる吸音材１２が充填されて消音室が構成され、外部の騒音源から到来し通気口３を通じて入り込んでくる騒音音波を消音室に導入し、音波の持つ騒音エネルギーを低減させる構造となっている。

ここで、本実施例ではこの消音室の内部を複数に分割した点を特徴としている。具体的な構造を説明すると、羽根体ケーシング５の内壁面には消音室の奥行き寸法の略中央に達する固定高さを有するステー１３がスポット溶接等で取り付けられており、このステー１３に平板状の隔壁１４がビス１５によって固定されている。隔壁１４は、その表面が消音室開口１１の開口面と平行（開口の縁と平行）な位置関係をなすように固定され、同時にステー１３が取り付けられる羽根体ケーシング５の内壁面に対しても平行な位置関係となっている。そして、図２において、ステー１３が立ち上がる方向と直交する消音室内の高さ方向に対して、消音室内の一端から他端にわたって隔壁１４が消音室を分割している。その結果、消音室開口１１に近い側に第１消音室１６−１が形成され、隔壁１４を隔てたその奥側に第２消音室１６−２が形成される。

次に、消音室開口１１周辺の構造について詳しく説明する。図に示すように、消音室開口１１には、開口の縁部分から第１消音室１６−１側へ向かって複数の板状部材が取り付けられている。まず、曲面形状の板材によって構成される第１の反射板たる反射板１７である。この反射板１７は、通気口３を通じて外部の騒音源から直接的に到達する騒音音波を、第１消音室１６−１の入口である音波導入口１９へ向けて反射させることで第１消音室１６−１内部へと導くようにしている。次に平面形状の板材によって構成される第２の反射板たる音波導入板１８である。この音波導入板１８は、通気口３を通じて進入してくる騒音音波を音波導入板１８の回折エッジ１８ａにおいて回折させ、そのまま音波導入板１８の表面に沿わせて音波導入口１９から第１消音室１６−１内部へと導くようにしている。また、回折エッジ１８ａにおける回折現象で捕らえきれなかった音波は反射板１７によって反射させ、第１消音室１６−１内部へ導くようにしている。そして、これら反射板１７と音波導入板１８とが音波導入口１９を確保しながら交互に配置されて取り付けられているのである。

ところで反射板１７は、その断面形状が楕円曲線を描くよう曲面形状に形成されており、その楕円形状の第１の焦点位置を回折エッジ１８ａの位置と一致させ、また第２の焦点位置を音波導入口１９の位置と一致させている。このような位置関係にすることで、回折エッジ１８ａにおいて捕らえきれずに音波導入板１８の表面から離れて進んでいく音波を効果的に音波導入口１９へ向けて反射させ、第１消音室１６−１内部へ導入させることができる。

次に、本発明実施例に関わる消音ルーバ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通気口３を通って消音室開口１１に到達すると、既に説明した通り、到達した音波の内の一部が回折エッジ１８ａを回折点として回折現象を起こし、音波導入板１８の表面を伝わって音波導入口１９より第１消音室１６−１の内部へと入り込む。また、反射板１７に直接当たった騒音音波は音波導入口１９へ向けて反射を起こし、やはり第１消音室１６−１の内部へと入り込む。こうして、消音室開口１１に近い側の第１消音室１６−１内部へと導入された騒音音波は、吸音材１２が充填された消音室内部において乱反射を繰り返すことによって、位相の異なる反射波同士がぶつかって互いのエネルギーを打ち消し合ったり、あるいは吸音材１２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。なお、第１消音室１６−１内部に導入された騒音音波が大きなエネルギーを持っていたような場合には、消音室を囲むケーシング５や隔壁１４が音波のエネルギーで共振を起こすことがある。その際の共振による振動は、もともと１つの空間の中間位置に浮かせた状態で取り付けた隔壁１４に集中させるようにしており、隔壁１４の振動によって二次的に発生する騒音は隔壁１４を隔てて存在する第２消音室１６−２の内部へ伝わるようにしている。第２消音室１６−２の内部へ伝わった騒音は、第１消音室と同様にそこで乱反射を繰り返して反射波同士でエネルギーを打ち消し合い、二次騒音を消音するのである。

本発明は以上のように構成されるが、上記実施例や図示の内容に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において種々の実施が可能である。例えば、上記実施例では１枚の隔壁１４によって消音室を２つに分割しているが、取り付ける隔壁の枚数を増やして更に細かく分割しても良い。また、隔壁１４は、２つの消音室を完全に分離する板材である必要はなく、多数の孔が形成されたパンチングプレートであったり細かな編み目を備えるものであっても良い。

本発明実施例に関わる消音ルーバの外観を示す説明図である。 本発明実施例に関わる消音ルーバの要部構造を示す断面説明図である。

符号の説明

１ 消音ルーバ本体
２ フレーム体（壁面）
３ 通気口
４ 羽根体
５ 羽根体ケーシング（本体ケーシング）
１１ 消音室開口
１２ 吸音材
１４ 隔壁
１６−１ 第１消音室
１６−２ 第２消音室
１７ 反射板（第１の反射板）
１８ 音波導入板（第２の反射板）
１８ａ 回折エッジ
１９ 音波導入口

Claims (3)

1. 壁面等に形成される通気口の縁部に沿って庇状に傾斜させた羽根体を取り付け、通気口を通じて放射される騒音音波の音圧を低減する消音ルーバにおいて、
   前記羽根体は、
   内部に所定容積の閉じた空間を備える本体ケーシングと、
   前記本体ケーシング内側の閉じた空間にグラスウール等の繊維質材やウレタン等の多孔質材を収容してなる消音室と、
   該消音室を複数に分割すると共に消音室の中間位置に浮かせた状態で取り付ける隔壁と、
   前記通気口と対向する本体ケーシングの一面に形成する消音室開口とを備え、
   前記通気口を通じて放射される騒音音波を前記羽根体の前記消音室開口から前記消音室内に導入し、前記隔壁によって複数に分割した消音室内において分割した空間ごとに騒音音波を繰り返し反射させ、前記消音室開口に近い側の分割空間から消音室内部側の分割空間へ順に騒音音波を伝達して騒音音波の音圧を低減することを特徴とする消音ルーバ。
2. 請求項１記載の消音ルーバにおいて、
   曲面形状を有する板状部材からなり、前記消音室開口の開口縁部から消音室内側方向に取り付ける第１の反射板と、
   平面形状を有する板状部材からなり、前記第１の反射板の曲面と対向して前記消音室開口の開口縁部から消音室内側方向に取り付ける第２の反射板と、を備え、
   前記通気口を通じて放射される騒音音波を、前記消音室開口に取り付けた前記第１の反射板および第２の反射板を介して前記消音室内に導入することを特徴とする消音ルーバ。
3. 請求項１または２何れか記載の消音ルーバにおいて、
   前記隔壁の表面を消音室開口の開口面に対して平行に設け、前記消音室開口から消音室に入り込む騒音音波の進行方向に対して独立した分割空間を複数積層可能にしたことを特徴とする消音ルーバ。

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