JP5244510B2 - 吸音構造および吸音構造体 - Google Patents

Description

本発明は、騒音発生源からの音を低減させる吸音構造および吸音構造体に関する。

従来、吸音構造体においては、多数の貫通孔を有する多孔板と、貫通孔を有しない板とを対向配置させて、ヘルムホルツ共鳴原理を用いて共鳴周波数の音を吸音するとともに、貫通孔を通過する空気に粘性減衰作用を生じさせて幅広い周波数の音を吸音するように構成されたものがある。

特許文献１には、箱部材の内部に設けられた複数の枠部材の各々で、多孔板を狭持する構成の吸音構造体が開示されている。この構成によれば、枠部材の幅によって吸音特性が決定されることとなる。

特開２００８−１３８５０５号公報

しかしながら、特許文献１のように、多孔板が枠部材で狭持される構成であると、吸音特性を変更するには、幅が異なる枠部材を別途用意しなければならず、吸音特性の変更が容易ではない。

本発明の目的は、吸音特性を容易に変更することが可能な吸音構造および吸音構造体を提供することである。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の吸音構造は、音源からの音を吸収する吸音構造であって、複数の係合部が設けられた係合面を有し、前記係合面同士が対向するように配置された一対の壁体と、前記係合面に直交するように前記一対の壁体の間に設けられ、多数の貫通孔を有し、前記係合面に対向する係合面側端部が、いずれかの係合部に係合される少なくとも１つの多孔板と、を有することを特徴とする。

上記の構成によれば、多孔板の係合面側端部を係合させる係合部が選択されることによって、音源から多孔板までの距離が設定される。これにより、係合面側端部を係合させる係合部が変更されて、音源から多孔板までの距離が変更されることによって、吸音される音の周波数が変更されることになるから、吸音特性を容易に変更することができる。

また、本発明の吸音構造において、前記一対の壁体の各々は、少なくとも１つの係合部が設けられた側面を有するブロック体を、前記側面が前記係合面を構成するように複数連結させて構成されていてよい。上記の構成によれば、連結されるブロック体の数が変更されることによって、一対の壁体の大きさが変更されて、音源から多孔板までの距離が多様化される。これにより、吸音特性を多様化することができる。

また、本発明の吸音構造において、前記係合部はスリットであり、前記多孔板は、前記スリットに挿入されるＬ字状の折り曲げ係合部を前記係合面側端部に有していてよい。上記の構成によれば、Ｌ字状の折り曲げ係合部を所望のスリットに挿入することによって、多孔板を一対の壁体に確実に係合させることができる。また、音圧により多孔板の係合面側端部以外の部分が音の進行方向の前後に振動し、吸音性能が低下する場合があるが、多孔板がＬ字状に折り曲げられることによって、多孔板の剛性が高められているから、音圧による多孔板の振動が抑制される。これにより、吸音性能の低下を防止することができる。

また、本発明の吸音構造において、前記多孔板は、前記係合面側端部に直交する他の端部に、Ｌ字状の折り曲げ部を有していてよい。上記の構成によれば、係合面側端部に直交する他の端部同士が対向するように複数の多孔板が並べられた際に、折り曲げ部が多孔板同士を仕切る仕切り板として機能する。これにより、並べられた多孔板同士を仕切る仕切り板を別途用意する必要がなく、製造コストを抑えることができる。また、係合面側端部に直交する他の端部同士が対向するように複数の多孔板が並べられた際に、折り曲げ部同士の間隔を半波長とする周波数以下の周波数で、吸音構造の内部を音が進行することになるから、多孔板を通過してからの音の広がりが防止される。これにより、吸音性能を向上させることができる。さらに、多孔板がＬ字状に折り曲げられることによって、多孔板の剛性が高められているから、音圧による多孔板の振動が抑制される。これにより、吸音性能の低下を防止することができる。

また、本発明の吸音構造において、前記一対の壁体は、非電導体で形成されていてよい。上記の構成によれば、一対の壁体を非電導体で形成することによって、多孔板の電食を防止することができる。

本発明の吸音構造体は、上記の吸音構造と、多数の貫通孔を備えた多孔面を有し、前記吸音構造が内部に収納される箱部材と、を有することを特徴とする。

上記の構成によれば、箱部材の内部に吸音構造を収納することによって、吸音構造の強度を好適に向上させることができる。

また、本発明の吸音構造体は、上記の吸音構造と、前記一対の壁体に直交し、且つ、前記多孔板に直交するように、前記吸音構造に取り付けられる蓋体と、を有することを特徴とする。

上記の構成によれば、蓋体を吸音構造に取り付けることによって、製造コストを抑えた簡易な構成の吸音構造体を提供することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態における吸音構造体１０の構成図である。図１に示すように、本実施の形態の吸音構造体１０は、内部に空間が形成された箱部材１と、箱部材１の内部に収納された吸音構造５とを有している。このように、箱部材１の内部に吸音構造５を収納することによって、吸音構造５の強度を好適に向上させることができる。

箱部材１は、矢印で示す音源からの音の進行方向に対して、音源側に、多数の貫通孔１ａを備えた多孔面１ｂを有しているとともに、音源側とは反対側に、貫通孔を有しない閉塞面１ｃを有している。なお、本実施の形態の箱部材１は、側面に多数の貫通孔を有していないが、側面に多数の貫通孔を有していてもよい。また、箱部材１は、多孔面１ｂを音源側に有する構成に限定されない。

吸音構造５は、複数のスリット（係合部）が設けられた係合面２ａを有し、係合面２ａ同士が対向するように配置された一対の壁体２，２と、係合面２ａに直交するように一対の壁体２，２の間に設けられた複数の多孔板３とを有している。各スリットは、係合面２ａの一端から他端にわたって形成されている。

多孔板３は、全面に多数の貫通孔３ａを有している。また、多孔板３は、係合面２ａに対向する２つの係合面側端部に、Ｌ字状の折り曲げ係合部３ｂをそれぞれ有している。折り曲げ係合部３ｂは、スリットに平行な方向（破線矢印方向）からいずれかのスリットに挿入される。

また、多孔板３は、折り曲げ係合部３ｂが設けられた係合面側端部に直交する他の端部に、Ｌ字状の折り曲げ部３ｃ，３ｄを有している。具体的には、係合面側端部に直交する２つの端部の一方には、閉塞面１ｃ側に向かって折り曲げられた折り曲げ部３ｃが設けられているとともに、他方には、多孔面１ｂ側に向かって折り曲げられた折り曲げ部３ｄが設けられている。

多孔面１ｂの貫通孔１ａ、および、多孔板３の貫通孔３ａは、パンチング加工、エンボス加工、又は、他の任意の加工により、円形状に形成されている。なお、貫通孔１ａ，３ａは、円形状に限定されず、スリット状などであってもよい。多孔面１ｂの貫通孔１ａは、多孔板３の貫通孔３ａよりも、その直径が若干大きく形成されている。

ここで、多孔板３及び箱部材１は、鉄やアルミニウムなどの金属や合成樹脂や繊維強化複合材などにより形成されている。なお、多孔板３及び箱部材１は、リサイクル時の分別処理を不要にするように、同一の材質で形成されていることが望ましい。本実施の形態においては、多孔板３及び箱部材１は、鋼板（例えば、高耐候性メッキ鋼板）により形成されている。これにより、多孔板３及び箱部材１の製造コストを低く抑えることができる。

また、多孔板３、多孔面１ｂ及び閉塞面１ｃは、矩形平板形状を有しているが、例えば、円形形状、楕円形状及び三角形形状の平面を有していてもよい。また、多孔板３は、平板ではなく薄膜であってもよく、例えば、アルミ箔などの金属製の薄膜や塩化ビニルなどの樹脂製の薄膜などを適用できる。

また、一対の壁体２，２は、非電導体である樹脂で形成されている。これにより、多孔板３の電食を防止することができる。なお、一対の壁体２，２は、樹脂以外の非電導体で形成されていてもよい。

図１のＡ−Ａ断面図である図２に示すように、箱部材１の内部は、複数の多孔板３によって、複数の空間に分割されている。具体的には、箱部材１の内部は、多孔面１ｂと多孔板３と折り曲げ部３ｃと折り曲げ部３ｄとで仕切られた空間７ａと、２つの多孔板３と折り曲げ部３ｃと折り曲げ部３ｄとで仕切られた空間７ｂと、多孔板３と閉塞面１ｃと折り曲げ部３ｃと折り曲げ部３ｄとで仕切られた空間７ｃとに分割されている。そして、これらの空間７ａ，７ｂ，７ｃは、ヘルムホルツ共鳴原理によって共鳴周波数の音を吸音するように構成されている。そして、多孔面１ｂを通過した音は、一対の壁体２，２の間隔を半波長とする周波数以下の周波数で、箱部材１の内部を進行することになる。これにより、多孔板３を通過してからの音の広がりが防止される。

また、多孔面１ｂと多孔板３との間には、空気層８ａが形成され、２つの多孔板３，３の間には、空気層８ｂが形成されているとともに、多孔板３と閉塞面１ｃとの間には、空気層８ｃが形成されている。そして、空気層８ａ，８ｂ，８ｃの層厚ｄ１，ｄ２，ｄ３、多孔面１ｂ及び多孔板３，３の開口率β１，β２，β３、板厚ｔ１，ｔ２，ｔ３及び貫通孔１ａ，３ａ，３ａの直径φ１，φ２，φ３からなるパラメータは、多孔面１ｂ及び多孔板３，３の貫通孔１ａ，３ａ，３ａを通過する空気に対して粘性作用を生じさせるように設定されている。これにより、貫通孔１ａ，３ａ，３ａを通過する空気に粘性減衰作用が発生すると、空気振動が熱エネルギへと変換されて、空気の振動に減衰性が生じる結果、比較的広い周波数帯域で高い吸音効果が発揮されることとなる。

ここで、上述したように、多孔板３の折り曲げ係合部３ｂは、係合面２ａのいずれかのスリット２ｃに挿入される。そして、多孔板３の折り曲げ係合部３ｂを挿入させるスリット２ｃが選択されることによって、音源から多孔板３までの距離が設定される。これにより、折り曲げ係合部３ｂを挿入させるスリット２ｃが変更されて、音源から多孔板３までの距離が変更されることによって、吸音される音の周波数が変更されることになるから、吸音特性を容易に変更することができる。

図２の要部Ｂの拡大図である図３に示すように、一対の壁体２，２の各々は、ブロック体２ｂを複数連結させて構成されている。ブロック体２ｂは、断面矩形であり、１つのスリット２ｃが設けられた側面２ｄを有している。なお、ブロック体２ｂが有するスリット２ｃの数は１つに限定されない。また、各ブロック体２ｂは、側面２ｄに直交する２つの面に連結部２ｅをそれぞれ有している。そして、各ブロック体２ｂは、側面２ｄが係合面２ａを構成するように連結部２ｅ同士が連結されることによって、任意の長さの一対の壁体２，２を構成している。したがって、連結されるブロック体２ｂの数が変更されることによって、一対の壁体２，２の大きさが変更されて、音源から多孔板３までの距離が多様化される。これにより、吸音特性を多様化することができる。

また、所望のスリット２ｃに挿入される多孔板３の折り曲げ係合部３ｂは、Ｌ字状であるから、多孔板３を一対の壁体２に確実に係合させることができる。

ここで、音圧により多孔板３の係合面側端部以外の部分が音の進行方向の前後に振動し、吸音性能が低下する場合がある。しかし、多孔板３がＬ字状に折り曲げられることによって、多孔板３の剛性が高められているから、音圧による多孔板３の振動が抑制される。これにより、吸音性能の低下を防止することができる。

図４に示すように、多孔板３と多孔板３’とは、箱部材１の内部において、折り曲げ係合部３ｂを有する係合面側端部に直交する他の端部同士が対向するように並設されている。このように、係合面側端部に直交する他の端部同士が対向するように複数の多孔板３，３’が並べられた際に、図面手前の多孔板３に設けられた折り曲げ部３ｄと、図面奥側の多孔板３’に設けられた折り曲げ部３ｃとは、隣り合う２つの多孔板３，３’を仕切る仕切り板として機能する。これにより、並べられた多孔板３，３’同士を仕切る仕切り板を別途用意する必要がなく、製造コストを抑えることができる。

また、他の端部同士が対向するように複数の多孔板３，３’が並べられた際に、折り曲げ部３ｃ，３ｃ同士の間隔、または、折り曲げ部３ｄ，３ｄ同士の間隔を半波長とする周波数以下の周波数で、吸音構造５の内部を音が進行することになる。これにより、多孔板３，３’を通過してからの音の広がりが防止されるから、吸音性能を向上させることができる。さらに、折り曲げ部３ｃ，３ｄを形成するために多孔板３がＬ字状に折り曲げられることによって、多孔板３の剛性が高められているから、音圧による多孔板３の振動が抑制される。これにより、吸音性能の低下を防止することができる。

図５は、本実施の形態における吸音構造体１０と、従来の構成の吸音構造体との吸音率を示すグラフである。図５から、多孔板３の振動が抑制されることによって、１０００Ｈｚの周波数の周辺において、吸音率の低下が抑制されていることがわかる。
［第１の実施の形態の概要］
以上のように、本実施の形態の吸音構造５は、音源からの音を吸収する吸音構造５であって、複数の係合部（スリット２ｃ）が設けられた係合面２ａを有し、係合面２ａ同士が対向するように配置された一対の壁体２，２と、係合面２ａに直交するように一対の壁体２，２の間に設けられ、多数の貫通孔３ａを有し、係合面２ａに対向する係合面側端部が、いずれかの係合部に係合される少なくとも１つの多孔板３と、を有する構成にされている。

上記の構成によれば、多孔板３の係合面側端部を係合させる係合部が選択されることによって、音源から多孔板３までの距離が設定される。これにより、係合面側端部を係合させる係合部が変更されて、音源から多孔板３までの距離が変更されることによって、吸音される音の周波数が変更されることになるから、吸音特性を容易に変更することができる。

また、本実施の形態の吸音構造５において、一対の壁体２，２の各々は、少なくとも１つの係合部が設けられた側面２ｄを有するブロック体２ｂを、側面２ｄが係合面２ａを構成するように複数連結させて構成されている構成にされている。上記の構成によれば、連結されるブロック体２ｂの数が変更されることによって、一対の壁体２，２の大きさが変更されて、音源から多孔板３までの距離が多様化される。これにより、吸音特性を多様化することができる。

また、本実施の形態の吸音構造５において、係合部はスリット２ｃであり、多孔板３は、スリット２ｃに挿入されるＬ字状の折り曲げ係合部３ｂを係合面側端部に有している構成にされている。上記の構成によれば、Ｌ字状の折り曲げ係合部３ｂを所望のスリット２ｃに挿入することによって、多孔板３を一対の壁体２，２に確実に係合させることができる。また、音圧により多孔板３の係合面側端部以外の部分が音の進行方向の前後に振動し、吸音性能が低下する場合があるが、多孔板３がＬ字状に折り曲げられることによって、多孔板３の剛性が高められているから、音圧による多孔板３の振動が抑制される。これにより、吸音性能の低下を防止することができる。

また、本実施の形態の吸音構造５において、多孔板３は、係合面側端部に直交する他の端部に、Ｌ字状の折り曲げ部３ｃ，３ｄを有している構成にされている。上記の構成によれば、係合面側端部に直交する他の端部同士が対向するように複数の多孔板３，３’が並べられた際に、折り曲げ部３ｃ，３ｄが多孔板３，３’同士を仕切る仕切り板として機能する。これにより、並べられた多孔板３，３’同士を仕切る仕切り板を別途用意する必要がなく、製造コストを抑えることができる。また、係合面側端部に直交する他の端部同士が対向するように複数の多孔板３，３’が並べられた際に、折り曲げ部３ｃ，３ｄ同士の間隔を半波長とする周波数以下の周波数で、吸音構造５の内部を音が進行することになるから、多孔板３を通過してからの音の広がりが防止される。これにより、吸音性能を向上させることができる。さらに、多孔板３がＬ字状に折り曲げられることによって、多孔板３の剛性が高められているから、音圧による多孔板３の振動が抑制される。これにより、吸音性能の低下を防止することができる。

また、本実施の形態の吸音構造５において、一対の壁体２，２は、非電導体（樹脂等）で形成されている構成にされている。上記の構成によれば、一対の壁体２，２を非電導体で形成することによって、多孔板３の電食を防止することができる。

また、本実施の形態の吸音構造体１０は、上記の吸音構造５と、多数の貫通孔１ａを備えた多孔面１ｂを有し、吸音構造５が内部に収納される箱部材１と、を有する構成にされている。

上記の構成によれば、箱部材１の内部に吸音構造５を収納することによって、吸音構造５の強度を好適に向上させることができる。

［第２の実施の形態］
図６は、本発明の第２の実施の形態における吸音構造体２０の構成図である。図６に示すように、本実施の形態の吸音構造体２０は、第１の実施の形態における吸音構造５と、一対の壁体２，２に直交し、且つ、多孔板３に直交するように、吸音構造５に取り付けられる２つの蓋体２１，２１とを有している。このように、蓋体２１，２１を吸音構造５に取り付けることによって、製造コストを抑えた簡易な構成の吸音構造体２０を提供することができる。なお、本実施の形態の蓋体２１は貫通孔を有していないが、多数の貫通孔を有していてもよい。

本実施の形態における吸音構造体２０は、図２において、箱部材１を有していない。そのため、２つの多孔板３と折り曲げ部３ｃと折り曲げ部３ｄとで仕切られた空間７ｂが、ヘルムホルツ共鳴原理によって共鳴周波数の音を吸音するように構成されている。そして、音の進行方向の上流側の多孔板３を通過した音は、一対の壁体２，２の間隔を半波長とする周波数以下の周波数で、吸音構造５の内部を進行することになる。

また、２つの多孔板３，３の間に形成された空気層８ｂの層厚ｄ２、多孔板３，３の開口率β２，β３、板厚ｔ２，ｔ３及び貫通孔３ａ，３ａの直径φ２，φ３からなるパラメータは、多孔板３，３の貫通孔３ａ，３ａを通過する空気に対して粘性作用を生じさせるように設定されている。これにより、貫通孔３ａ，３ａを通過する空気に粘性減衰作用が発生すると、空気振動が熱エネルギへと変換されて、空気の振動に減衰性が生じる結果、比較的広い周波数帯域で高い吸音効果が発揮されることとなる。

その他の点は、第１の実施の形態と同様である。
［第２の実施の形態の概要］
以上のように、本実施の形態の吸音構造体２０は、上記の吸音構造５と、一対の壁体２，２に直交し、且つ、多孔板３に直交するように、吸音構造５に取り付けられる蓋体２１，２１と、を有する構成にされている。

上記の構成によれば、蓋体２１，２１を吸音構造５に取り付けることによって、製造コストを抑えた簡易な構成の吸音構造体２０を提供することができる。

［各実施の形態の変形例］
以上、本発明の実施例を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

例えば、各実施の形態において、一対の壁体２，２の各係合面２ａに設けられたスリット２ｃに、多孔板３の折り曲げ係合部３ｂが挿入されることによって、一対の壁体２，２と多孔板３とが係合される構成にされているが、この構成に限定されるものではなく、例えば、各係合面２ａにおいて、穴が音の進行方向に沿って等間隔で複数設けられており、多孔板３の係合面側端部に設けられた棒状の突起部が、いずれかの穴に挿入される構成にされていてもよい。また、各係合面２ａにおいて、Ｌ字状のフックが音の進行方向に沿って等間隔で複数設けられており、多孔板３の係合面側端部に設けられた穴に、いずれかのフックが挿入される構成にされていてもよい。

吸音構造体の構成図。 吸音構造体の断面図。 吸音構造体の要部断面図。 多孔板の構成図。 吸音率を示すグラフ。 吸音構造体の構成図。

符号の説明

１ 箱部材
１ａ，３ａ 貫通孔
１ｂ 多孔面
２，２ 一対の壁体
２ａ 係合面
２ｂ ブロック体
２ｃ スリット
３ 多孔板
３ｂ 折り曲げ係合部
３ｃ，３ｄ 折り曲げ部
５ 吸音構造
１０，２０ 吸音構造体
２１ 蓋体

Claims (6)

1. 音源からの音を吸収する吸音構造であって、
   複数の係合部が設けられた係合面を有し、前記係合面同士が対向するように配置された一対の壁体と、
   前記係合面に直交するように前記一対の壁体の間に設けられ、多数の貫通孔を有し、前記係合面に対向する係合面側端部が、いずれかの係合部に係合される少なくとも１つの多孔板と、
   を有し、
   前記係合部はスリットであり、
   前記多孔板は、前記スリットに挿入されるＬ字状の折り曲げ係合部を前記係合面側端部に有していることを特徴とする吸音構造。
2. 前記一対の壁体の各々は、少なくとも１つの前記係合部が設けられた側面を有するブロック体を、前記側面が前記係合面を構成するように複数連結させて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の吸音構造。
3. 前記多孔板は、前記係合面側端部に直交する他の端部に、Ｌ字状の折り曲げ部を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の吸音構造。
4. 前記一対の壁体は、非電導体で形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の吸音構造。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の吸音構造と、
   多数の貫通孔を備えた多孔面を有し、前記吸音構造が内部に収納される箱部材と、
   を有することを特徴とする吸音構造体。
6. 請求項１乃至４のいずれかに記載の吸音構造と、
   前記一対の壁体に直交し、且つ、前記多孔板に直交するように、前記吸音構造に取り付けられる蓋体と、
   を有することを特徴とする吸音構造体。

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