JP6752654B2 - 消音部材およびこの消音部材を用いた消音構造体 - Google Patents

Description

本技術は、消音部材、およびこの消音部材を用いた消音構造体に関する。

従来、換気ファンなどの送風設備や、換気の対象となる室内に設置された機械設備などから発生する騒音を低減するために、消音器が用いられてきた。このような消音器の一つに、セル型消音器がある。セル型消音器は、通過させる気体の流量にあわせて、吸音セルの数を適宜決定することができる。例えば、特許文献１は、内部に流路を持つ断面が矩形の筒状の吸音セルを、水平方向、垂直方向に複数個組み立てて全体を構成するセル形消音器を開示する。特許文献２は、断面形状がＬ字形状の吸音部材を複数個組み立てて１つのセルを構成するセル型消音器を開示する。

特許第３６６５７１９号 特開２０１５−２２２０２号

しかしながら、特許文献１の技術では、複数個の吸音セルを組み立てた場合、吸音壁が２枚重なった部分には吸音セルの外板が２枚重なって存在する。このような２枚の外板は、要求される消音性能によっては必ずしも必要ない。必要以上の部材が使われていると、その分だけ質量が大きくなり材料費が上がる。さらに、吸音セルの質量が大きいほど、可搬性が低下し、工場製作時、および現場据付時の作業効率が低下するという問題があった。

また、筒状の吸音セルは、流体通路部としての空間が存在するため、複数個を積み重ねて輸送する場合や、工場製作時、あるいは現場据付時に仮置きする場合など、流体通路としての空間も含めたスペースが必要となる。

また、特許文献２の技術では、吸音部材はＬ字状で形状が複雑な分、製造コスト上がり、組み立て方が煩雑であった。
本技術は、上記課題に鑑みてなされたものであって、消音部材の重量・質量を低減すること、消音部材の省スペース化を実現すること、シンプルな形状の消音部材、当該消音部材を用いた消音構造体提供すること、のうち少なくとも１つを実現することを目的としている。

上述した課題を解決するために、本発明の一態様は略直方体形状の消音部材であって、前記消音部材の長辺の全長に沿って、前記消音部材の第１平面の短辺の両端領域に設けられた２つの第１非透過部と、前記両端領域の長辺の全長に沿って、前記第１平面の短辺の両端領域を除く中央領域に設けられた第１透過部と、前記第１平面と対向する第２平面の全面に設けられた第２透過部と、前記第１平面の長辺と前記第２平面の長辺とをつなぐ長側面の全面にそれぞれ設けられた第２非透過部とを有する消音部材を特徴とする。

また、本発明の第２の形態によれば、前記第１非透過部の短辺および、前記第２非透過部の短辺の長さは等しい、消音部材を特徴とする。
また、本発明の第３の形態によれば、前記第１透過部および前記第２透過部は音響透過性を有する部材で構成され、前記第１非透過部、前記第２非透過部は遮音性を有する部材で構成される、消音部材を特徴とする。

また、本発明の第４の形態によれば、前記消音部材は、前記消音部材の内部空間を仕切る仕切板を備える、消音部材を特徴とする。
また、本発明の第５の形態によれば、前記消音部材を３以上備える消音構造体であって、前記消音構造体を構成する２つの消音部材の第１透過部同士、または第２透過部同士の少なくともいずれかが対面するように、３以上の消音部材の非透過部同士を連結して構成される、消音構造体を特徴とする。

また、本発明の第６の形態によれば、前記２つの消音部材は、消音部材の高さ方向に、間隔を隔てて略平行に配置されており、前記間隔は空間を画定する、消音構造体を特徴とする。

また、本発明の第７の形態によれば、前記空間は、対向する前記２つの消音部材の第２透過部と、前記２つの消音部材に直交して隣接する他の２つの消音部材の第１透過部とで画定される、消音構造体を特徴とする。

また、本発明の第８の形態によれば、前記消音部材を２つ備えており、２つの前記消音部材は、消音部材の高さ方向に、間隔を隔てて略平行に配置されている、ユニットを特徴とする。

また、本発明の第９の形態によれば、前記ユニットを複数備え、複数の前記ユニットを、第１方向と、前記第１方向に直交する第２方向に交互に隣接配置して構成する、消音構造体を特徴とする。

また、本発明の第１０の形態によれば、前記消音構造体の外周は外板部品で囲まれる、消音構造体を特徴とする。
また、本発明の第１１の形態によれば、前記消音部材により構成される消音構造体であって、前記消音構造体は３つの前記消音部材を備え、第１消音部材の第２非透過部は、第３消音部材の第１非透過部に連結され、第２消音部材の第２非透過部は、第３消音部材の第１非透過部に連結されている、消音構造体を特徴とする。

また、本発明の第１２の形態によれば、前記第１消音部材は、第１消音部材の高さ方向に、前記第２消音部材と間隔を隔てて略平行に配置されており、前記間隔は空間を画定する、消音構造体を特徴とする。

また、本発明の第１３の形態によれば、前記空間は前記第１消音部材の第２透過部と、前記第２消音部材の第２透過部と、前記第１消音部材及び前記第２消音部材に直交隣接する第３消音部材の第１透過部とで画定されることを特徴とする。

また、本発明の第１４の形態によれば、前記消音構造体の外周は、外板部品により囲まれることを特徴とする。
また、本発明の第１５の形態によれば、音響透過性を有する部材は、金属繊維板、金属焼結板、多孔板、多孔質セラミックス、発砲コンクリート、ガラスクロス、不織布、多孔質材、ゴム、およびシリコーンからなる群より選択された少なくとも１種を有することを特徴とする。

また、本発明の第１６の形態によれば、遮音性を有する部材は、鋼板、アルミ板からな
る群より選択された少なくとも１種を有することを特徴とする。

本発明の一実施形態による、消音部材の斜視図である。 本発明の一実施形態による、消音部材の一部の拡大断面図である。 本発明の一実施形態による、消音部材の一部の拡大断面図である。 本発明の一実施形態による、消音部材の斜視図である。 本発明の一実施形態による、消音部材の一部の拡大断面図である。 本発明の一実施形態による、消音部材の一部の拡大断面図である。 本発明の一実施形態による、複数の消音部材を組み合わせて構成した、消音構造体の平面図である。 本発明の一実施形態による、複数の消音部材を組み合わせて構成した、消音構造体の平面図である。 本発明の一実施形態による、複数の消音部材を組み合わせて構成した、消音構造体の平面図である。 本発明の一実施形態による、消音部材の断面図である。 本発明の一実施形態による、消音部材の断面図である。 本発明の一実施形態による消音部材を示す図である。 本発明の一実施形態による図６Ａに示す消音部材の連結例を示す図である。 本発明の一実施形態による消音部材を示す図である。 本発明の一実施形態による図６Ｃに示す消音部材の連結例を示す図である。 本発明の一実施形態による消音部材を示す図である。 本発明の一実施形態による図７Ａに示す消音部材の連結例を示す図である。 本発明の一実施形態による消音部材を示す図である。 本発明の一実施形態による図７Ｃに示す消音部材の連結例を示す図である。 本発明の一実施形態による消音部材を示す図である。 本発明の一実施形態による図８Ａに示す消音部材の連結例を示す図である。 本発明の一実施形態による消音部材を示す図である。 本発明の一実施形態による図９Ａに示す消音部材の連結例を示す図である。 本発明の一実施形態による消音構造体の斜視図である。 図１０Ａに示す消音構造体を構成する２つの消音部材の連結例を示す図である。 図１０Ａに示す消音構造体を構成する２つの消音部材の連結例を示す図である。 図１０Ａに示す消音構造体を構成する２つの消音部材の連結例を示す図である。 本発明の一実施形態による、消音部材および消音構造体の変形例を示す図である。

以下に、本技術の詳細を実施形態に基づき、添付図面とともに説明する。添付図面において、同一または類似の要素には同一または類似の参照符号が付され、各実施形態の説明において同一または類似の要素に関する重複する説明は省略することがある。また、各実施形態で示される特徴は、互いに矛盾しない限り他の実施形態にも適用可能である。

図１Ａ、Ｂおよび図２Ａ、Ｂに基づいて、一実施形態による消音部材１００の概略構成を説明する。図１Ａは、一実施形態による、消音部材１００の斜視図である。消音部材１００は、後述するように、複数組み合わされることで消音構造体を構成する。消音構造体は、たとえば、換気設備の気体流路の途中、あるいは、その端部に設置され、上流にある換気設備等により生じた騒音を吸音するために用いられる。図１Ａに示されるように、気体は、消音部材１００の長手方向に、図面手前側から奥側へ通過する。本実施形態において、消音部材１００は、長辺ｐ１、短辺ｐ２、厚さｐ３（ｐ１＞ｐ２＞ｐ３）の略直方体形状である。消音部材１００は、（1）長辺ｐ１と短辺ｐ２で構成された２つの平面１０；（2）長辺ｐ１と厚さｐ３で構成された２つの長側面２０；（3）短辺ｐ２と厚さｐ３とで構成された２つの短側面３０を有する。
（1）平面１０： 平面１０は、第１平面１１と、第１平面１１に対向する第２平面１２とを含み、第１平面１１、第２平面１２は異なる構成を有する。消音部材１００の長辺ｐ１方向に平行に形成された３つの領域が、第１平面１１を構成する。第１平面１１は、第１平面１１の長辺のほぼ全長に亘って、第１平面の短辺の両端領域に設けられた２つの遮音領域（第１非透過部１ｎ）と、当該両端領域の長辺のほぼ全長に亘って、第１平面の短辺の両端領域を除く中央領域に設けられた音響透過領域（第１透過部１ｔ）を有する。第１平面１１を上面にした場合に、上流側からみて左側の第１非透過部１ｎは第１透過部１ｎ（ａ）であり、上流側から見て右側の第１非透過部１ｎは第１非透過部１ｎ（ｂ）である。第１非透過部１ｎ（ａ）及び第１非透過部１ｎ（ｂ）を、第１非透過部１ｎと総称する。第１非透過部１ｎは遮音性を有する部材で形成され、第１透過部１ｔは、音響透過性を有する部材で形成される。第２平面１２の構成は、図２を用いて後述する。
（2）長側面２０： 長側面２０は、第１平面１１の２つの長辺の各々と第２平面１２の２つの長辺の各々とをそれぞれつなぐ対向する２つの面であり、それぞれ平面１０の長辺に直交する。長側面２０のほぼ全面に亘って、それぞれ遮音性を有する部材で形成された領域（第２非透過部２ｎ）が設けられる。第１平面１１を上面にした場合に、上流側からみて左側の第２非透過部２ｎは第２非透過部２ｎ（ａ）であり、上流側から見て右側の第２非透過部１ｎは第２非透過部２ｎ（ｂ）である。第２非透過部２ｎ（ａ）及び第２非透過部２ｎ（ｂ）を、第２非透過部２ｎと総称する。第１平面１１の第１非透過部１ｎと、長側面２０の第２非透過部２ｎは、後述するように、隣接する他の消音部材１００（不図示）の非透過部と連結するために用いられる。
（3）短側面３０： 短側面３０は、第１平面１１の２つの短辺の各々と第２平面１２の２つの短辺の各々とをそれぞれつなぐ対向する２つの面であり、それぞれ平面１０の短辺ｐ２に直交する。

消音部材１００の２つの平面１０、２つの長側面２０、および２つの短側面３０で囲まれる内側には所定の内部空間が形成され、この内部空間には吸音材４が充填される（図５Ａ、Ｂ参照）。吸音材４は内部空間の全体に充填されてもよいし、内部空間の一部にのみ充填されてもよい。吸音材４は、透過部を通って消音部材１００の内部空間に進入した音を吸収する。吸音材４は、例えば、グラスウール等の繊維質の吸音材料で形成されるが、吸音性を備える限り、他の材料で形成してもよい。なお、一定の吸音効果を期待できるので、消音部材１００の内部空間を単純な空洞又は、空洞と吸音材料の組み合わせにしてもよい。

第１透過部１ｔは、両側の２つの第１非透過部１ｎと隙間なく接合することが好ましい。図１Ｂは、一実施形態による消音部材１００の概略部分断面図であり、消音部材１００の第１透過部１ｔと、第１非透過部１ｎとの接合例を示す。図１Ｂに示すように、第１透過部１ｔの一方の短辺方向の端部ｃと、第１非透過部１ｎ（ａ）の一方の短辺方向の端部ｄとは互いに重なるように配置される。そして、この重なり部分が、接着剤、粘着テープ、溶接、あるいはボルトやリベットなどの機械的接合具など、任意の接合手段で接合され
ることで、第１透過部１ｔは第１非透過部１ｎ（ａ）に固定される。同様に、第１透過部１ｔの他方の短辺方向の端部ｅと、第１非透過部１ｎ（ｂ）の一方の短辺方向の端部ｆとは互いに重なるように配置される。この重なり部分は上述の任意の接合手段で接合され、第１透過部１ｔは第１非透過部１ｎ（ｂ）に固定される。また、図１Ｃは、他の実施形態による消音部材１００の概略部分断面図であり、消音部材１００の第１透過部１ｔと、第１非透過部１ｎの構成例を示す。図１Ｃに示すように、消音部材１００の第１透過部１ｔと、２つの第１非透過部１ｎを１枚の部材で構成してもよい。この場合、第１透過部１ｔにパンチング孔が設けられる。

図２Ａは、一実施形態による、図１Ａに示される消音部材１００を上下反転した状態で示す消音部材１００の斜視図である。図２Ａにおいて、図１Ａに示される消音部材１００の第１平面１１が、底面となり、第２平面１２が上面となる。第２平面１２のほぼ全面の領域に、音響透過領域（第２透過部２ｔ）が設けられる。

第２透過部２ｔの２つの長辺は、第２非透過部２ｎ（ａ）の一方の長辺及び第２非透過部２ｎ（ｂ）の一方の長辺へ隙間を生じさせることなく密接して接合されることが好ましい。

図２Ｂは、一実施形態による消音部材１００の概略部分断面図であり、消音部材１００の第２透過部２ｔと、第２非透過部２ｎとの接合例を示す。図２Ｂに示すように、第２非透過部２ｎ（ａ）の一方の長辺は、第２透過部２ｔへ向けて垂直に折り曲げられており、第２非透過部２ｎ（ａ）の折り曲げ部分ｇと、第２透過部２ｔの一方の長辺ｈとが重なるように配置される。同様に、第２非透過部２ｎ（ｂ）の一方の長辺は、第２透過部２ｔへ向けて垂直に折り曲げられており、第２非透過部２ｎ（ｂ）の折り曲げ部分と、第２透過部２ｔの他方の長辺ｊとが重なるように配置される。当該重なり部分は、上述の任意の接合手段で接合され、その結果、第２透過部２ｔは第２非透過部２ｎに固定される。また、図２Ｃは、他の実施形態による消音部材１００の概略部分断面図であり、消音部材１００の第２透過部２ｔと、２つの第２非透過部２ｎとの構成例を示す。図２Ｃに示すように、第２透過部２ｔと、第２非透過部２ｎを、Ｕ字形に折り曲げられた１枚の部材で構成してもよい。この場合、Ｕ字形部材の基底部に位置する第２透過部２ｔにパンチング孔が設けられる。

透過部（第１透過部１ｔおよび第２透過部２ｔ）は、音響透過性を有する部材、例えば、金属繊維板、金属焼結板、多孔板、多孔質セラミックス、発砲コンクリート、ガラスクロス、不織布、多孔質材などの多孔性部材、通気性を有する部材、ゴム、及びシリコーンからなる群より選択された少なくとも１種を有することを特徴とする。透過部は、音響透過性を備える限り、他の材料で形成されてもよい。第１透過部１ｔおよび第２透過部２ｔは、同じ材料から構成されてもよく、別の材料で構成されてもよい。

非透過部（第１非透過部１ｎ、第２非透過部２ｎ）は、消音構造体を構成するときに隣接する他の消音部材の非透過部に接合する部分であり、所定の強度を有する部材で形成される。非透過部は、遮音性を有する部材、例えば、無孔部材であり、無孔部材は、鋼板、アルミ板からなる群より選択された少なくとも１種を有することを特徴とする。望ましい遮音性能は、厚さ０．８ｍｍ程度の薄いアルミ板や鋼板などの金属板が有する遮音性能以上のものである。非透過部は、上述した遮音性能や消音部材１００が構造として成り立つ程度の強度を備える限り、他の材料で形成されてもよい。第１非透過部１ｎ、第２非透過部２ｎは同じ材料から構成されてもよく、別の材料で構成されてもよい。

次に、図３から図４を参照して、消音部材１００の配列例について説明する。本実施形態では、複数の消音部材１００が横方向および縦方向に配置されて、消音構造体が構成さ
れる。

図３は、複数の消音部材１００を組み合わせた消音構造体３００（図３の点線で囲われた部分）の一例を示す。３つの消音部材１００（１）、１００（２）、１００（３）は、気流の通過方向に垂直な面に、短側面３０がＵ字形になるよう配置されている。消音構造体３００は、一例として、高速道路や地下鉄に備えられる大型の換気設備の気体流路の途中、あるいは、その端部に設置される。上流にある換気設備等により生じた音は、空気と共に消音構造体３００により画定された空間４０内に入り、消音部材１００により吸音される。換気設備等により発生する気体は、各消音部材１００の長手方向、すなわち長辺ｐ１方向に、図３の手前側から奥側に流れる。

隣接するそれぞれの消音部材１００の非透過部（１ｎ、２ｎ）同士が密に接合されるように、各消音部材１００の第１非透過部１ｎの短辺ｑ１と、第２非透過部２ｎの短辺ｑ２の長さとは、ほぼ等しい寸法に形成される。例えば、第１非透過部１ｎの短辺ｑ１と、第２非透過部２ｎの短辺ｑ２の長さは、それぞれ消音部材１００の短辺ｐ２の長さの１／３の寸法である。

消音構造体３００は、消音構造体を構成する対向する２つの消音部材１００の第１透過部同士、または第２透過部同士の少なくともいずれかが所定の距離を隔てて対面するように配置される。例えば、図３に示される消音構造体は、第１消音部材１００（１）の第２非透過部２ｎ（ａ）が第３消音部材１００（３）の第１非透過部１ｎ（ａ）に連結され、第２消音部材１００（２）の第２非透過部２ｎ（ｂ）が、第３消音部材１００（３）の第１非透過部１ｎ（ｂ）に連結されている。このような配置により、第１消音部材１００（１）は、第１消音部材１００（１）の厚さｐ３方向に、間隔を隔てて略平行に第２消音部材１００（２）と離し置きされる。当該間隔は第１透過部１ｔの短辺幅であり、当該間隔により気体の流路となる空間が画定される。また、第１消音部材１００（１）および第２消音部材１００（２）の第２透過部２ｔ同士が対面する。

消音構造体３００は気体の流路となる空間４０を構成する。
空間４０は、第１消音部材１００（１）の第２透過部２ｔと、第２消音部材１００（２）の第２透過部２ｔと、当該２つの消音部材に直交隣接する第３消音部材１００（３）の第１透過部１ｔで画定される。消音構造体３００の上流側に配置された換気ファンなどの設備から発生した音は気体と共に、空間４０に入ると、空間４０を画定する第１透過部１ｔおよび第２透過部２ｔを通って消音部材１００の内部に進入し、消音部材１００の内部に配置された吸音材４（不図示）により吸音される。

さらに、消音構造体３００の外周の一部または全てを、外板部品２１で囲んでもよい。また、消音構造体３００を、外板部品２１を利用せずに直接ダクト内に配置してもよい。気体を空間４０へ確実に導入するために、消音構造体３００と外板部品２１との間、および外板部品２１とダクトとの間（あるいは直接ダクト内に配置する場合には、消音構造体３００とダクトとの間）に間隙が生じないよう、消音構造体３００と外板部品２１との間、および外板部品２１とダクトとの間を密接に接合する。図３では、遮音性を有する外板部品２１が、Ｕ字形の消音構造体３００の外側面全体を囲んでいる。消音構造体３００の外側面を外板部品２１で囲うことにより、消音構造体３００の外側面へ漏れる音を遮ることができる。

また、消音部材１００の内部に充填される吸音材４（不図示）の飛散防止のため、消音部材の短側面３０の全面を、鋼板、アルミ板、ガラスクロスを用いたシートなどで形成する。

本技術によると、同一の直方体形状の消音部材１００を複数組み立てて消音構造体３００を構成しているので、個々の消音部材１００には流体通路となる空間は必要ではない。このような構成は、消音部材１００を複数個積み重ねて輸送する場合や、工場制作時あるいは、現場据え付け時に仮置きする場合などに有用である。特に、大型の消音設備の設置が想定される高速道路やトンネルなどの換気ダクトへ消音部材を適用する際に有用である。一実施形態によると、消音部材１００は、例えば、長辺ｐ１の長さは１ｍから２ｍ、短辺ｐ２の長さは０．５ｍから１ｍ厚さｐ３は０．１５ｍから０．３３ｍである（ｐ１＞ｐ２＞ｐ３）。

本技術の消音部材１００の形状は比較的単純であるため、安価に消音部材１００を製造できると共に、消音部材を容易に組み立てすることができる。
他の実施形態として、消音部材１００の長辺ｐ１、短辺ｐ２、および厚さｐ３の少なくとも１つの長さを所望の圧力損失と減音効果に応じて、適宜変化させてもよい。例えば、図３に示す消音部材１００と比較して、厚さｐ３のみを短くし（これに応じて、第１非透過部１ｎの短辺ｑ１の長さ、及び第２非透過部２ｎの短辺ｑ２の長さは短くなる）、長辺ｐ１、短辺ｐ２の長さは変更しない。これにより、以下（ｉ）〜（ｉｉｉ）に列挙する効果を期待できる。

（ｉ）第１消音部材１００（１）と第２消音部材１００（２）とが、第３消音部材１００（３）と連結される面積が狭くなり、消音構造体３００の第１消音部材１００（１）と第２消音部材１００（２）との間の第１透過部１ｔの面積が広くなる。従って、消音構造体はより広い透過面を備えることができる。

（ｉｉ）流れる流体の通過面積（ｐ２（又はｐ４）×ｐ1）が大きくなり、通過する流体の流速が小さくなるので、消音構造体の圧力損失を低減できる。
（ｉｉｉ）吸音材４の厚さが薄くなるので、用いられる吸音材４の量が減り、製造コストを低減できる。

図４Ａは、本発明の一実施形態による、複数の消音部材１００を組み合わせて構成した消音構造体４００Ａ（図４の点線で囲われた部分）の平面図である。図３の実施形態による消音構造体との主な違いは、より多くの消音部材を用いて消音構造体４００を構成している点である。図３と同様の構成については説明を省略する。

図４Ａに示す消音構造体４００Ａは、消音部材の厚さｐ３方向に第１透過部１ｔの短辺幅だけ間隔を隔てて配置された２つの消音部材１００で構成されるユニット５０（図４の一点鎖線で囲われた部分）を複数備えている。図４Ａに示される消音構造体４００Ａにおいて、当該複数のユニット５０は、第１方向と、第１方向に直交する第２方向に交互に配置されている。消音構造体４００Ａは、第１方向に３つ、第２方向に３つの合計９つのユニット５０、すなわち１８個の消音部材１００を用いて、平面視で略正方形状に構成される。

本実施形態においては、２つの消音部材１００の第１透過部１ｔ同士、および２つの第２透過部２ｔ同士の少なくともいずれかが対面するように、隣接する消音部材の非透過部（１ｎ、２ｎ）同士を連結して消音構造体を構成される。例えば、図４Ａに示すように、第１消音部材１００（１）の第２透過部２ｔと、第２消音部材１００（２）の第２透過部２ｔとが対面し、第３消音部材１００（３）の第１透過部１ｔと、第４消音部材１００（４）の第１透過部１ｔとが対面するように、第１消音部材１００（１）の第２非透過部２ｎ（ｂ）と、第４消音部材１００（４）の第１非透過部１ｎ（ｂ）とが連結され、第１消音部材１００（１）の第２非透過部２ｎ（ａ）と、第１消音部材１００（３）の第１非透過部１ｎ（ａ）とが連結され、第２消音部材１００（２）の第２非透過部２ｎ（ａ）と、
第４消音部材１００（４）の第１非透過部１ｎ（ａ）とが連結され、第２消音部材１００（２）の第２非透過部２ｎ（ｂ）と第１消音部材１００（３）の第１非透過部１ｎ（ｂ）とが連結される。かかる構成により、空間４０の内壁は、全て透過部（第１透過部１ｔ、第２透過部２ｔ）となる。

空間４０は、対向する２つの消音部材で構成されるユニット５０（例えば５０（１））の２つの第２透過部２ｔと、当該ユニットに直交して隣接する２つの対向する消音部材（１００（３）及び１００（４））の２つの第１透過部１ｔで画定される。消音構造体４００Ａの最外周に位置するユニット５０（例えば５０（２））の場合、空間４０は、ユニット５０の２つの第２透過部２ｔと、当該ユニットに直交して隣接する１つの消音部材の第１透過部１ｔと、外板部品２１で画定される。

図４Ｂは、本発明の一実施形態による、複数の消音部材１００を組み合わせて構成した消音構造体４００Ｂの平面図である。図４Ａの実施形態による消音構造体との主な違いは、外板部品２１の一部に消音部材１００を用いている点である。図４Ａと同様の構成については説明を省略する。

図４Ｂにおいて、消音構造体４００Ｂの最外周に位置するユニット５０（例えば５０（２））の空間４０は、ユニット５０の２つの第２透過部２ｔと、当該ユニットに直交して隣接する１つの消音部材１００（１０）の第１透過部１ｔと、外板部品２１の一部を構成する消音部材１００（８）の第１透過部１ｔで画定される。かかる構成により、気体は消音構造体４００Ｂのどの空間４０を通過しても、同一の内壁構造を有する空間４０を通過する。このため、各空間４０は、それぞれ同じ減音性能、および圧力損失を有することとなる。従って、減音性能や圧力損失の計算が容易となり、消音構造体の設計が容易となる。

図５Ａ、Ｂは、消音部材１００の断面図を例示する。
図５Ａは、消音部材１００の内部空間を仕切る仕切板５を内部に備え、かつ吸音材４で内部全体が充填された消音部材１００を示す。仕切板５は多孔板、鋼板などで形成され、当該仕切板５を消音部材１００に内挿することにより、消音部材を通過する音の減衰の周波数特性を変える事ができる。仕切り板５の形状、材質、枚数を適宜変えることで、所望の周波数特性を得ることができる。外板部品２１の一部として当該消音部材１００を用いる場合、仕切板５が鋼板などの非透過部材であれば、仕切板５により吸音材４を通過する音が遮られるので、仕切板５と第２平面１２との間に吸音材４を充填しなくともよい。

図５Ｂは、第２透過部２ｔに代えて非透過部を用いた消音部材１００を示す。非透過部として、例えば鋼板６を用いる。外板部品２１の一部として当該消音部材１００を用いることで、消音部材１００（５）の第２平面１２側に漏れる音を低減することができる。

図６から図１０は、複数の消音部材１００の非透過部同士の連結例を示す。同一形状の複数の消音部材１００を連結して、消音構造体を構成する。
図６、図７は、消音部材１００の非透過部の全体に設けられた凹部と凸部を係合して、非透過部同士を組み合わせた場合の連結例を示す。消音部材１００の凸部は隣接する他の消音部材の凹部と嵌合し、消音部材１００の凹部は隣接する他の消音部材の凸部と嵌合するように構成される。

図６Ａ及び図７Ａは、それぞれ、第１非透過部１ｎが凸部、第２非透過部２ｎが凹部の消音部材１００を示し、図６Ｂ、図７Ｂは、それぞれ、当該構成を有する３つの消音部材１００（１）から１００（３）を連結した例を示す。

図６Ａ及び図７Ａに示すように、消音部材１００の第１非透過部１ｎ（ａ）及び第１非透過部１ｎ（ｂ）のそれぞれに、第１非透過部１ｎの長辺全体に亘って延在する凸部が形成される。消音部材１００の第２非透過部２ｎ（ａ）及び第２非透過部２ｎ（ｂ）のそれぞれに、第２非透過部１ｎの長辺全体に亘って延在する凹部が形成される。

図６Ａにおいて、第１非透過部１ｎの凸部は第１平面１１から突出しており、第１非透過部１ｎの長手方向に垂直な凸部の断面形状は、第１平面１１上と同一平面上にある凸部の下底が上底よりも短い逆台形である。一方、第２非透過部２ｎの凹部は長側面２０から凹んでおり、第２非透過部２ｎの長手方向に垂直な凹部の断面形状は、長側面２０と同一平面上にある凹部の下底が上底よりも短い逆台形である。従って、隣接する消音部材１００同士をスライドして消音構造体を組み立てる。

図７Ａにおいて、第１非透過部１ｎの凸部は第１平面１１から突出しており、第１非透過部１ｎの長手方向に垂直な凸部の断面形状は、略長方形である。一方、第２非透過部２ｎの凹部は長側面２０から凹んでおり、第２非透過部２ｎの長手方向に垂直な凹部の断面形状は、略長方形である。従って、図６Ａのように隣接する消音部材１００同士をスライドすることなく、消音部材１００の凸部を、隣接する消音部材１００の凹部へ挿入、嵌合して消音構造体を組み立てることができる。

図６Ｃ、図７Ｃは、それぞれ、第１非透過部１ｎが凹部、第２非透過部２ｎが凸部の消音部材１００を示し、図６Ｄ、図７Ｄは当該構成を有する２つの消音部材１００（１）および１００（２）を連結した例を示す。図６Ｃおよび図７Ｃに示す消音部材１００は、図６Ａ（図７Ａ）に示す消音部材１００の凹部が凸部に、図６Ａ（図７Ａ）に示す消音部材１００の凸部が凹部に構成されている点で図６Ａ（図７Ａ）に示す消音部材１００と異なる。

図８Ａは、非透過部に凹部を有する消音部材１００を示す。図８Ｂは、当該消音部材１００を、接続部品ｋを用いて、隣接する消音部材１００と連結する様子を例示する。
消音部材１００の第１非透過部１ｎ（ａ）及び第１非透過部１ｎ（ｂ）はそれぞれ、第１非透過部１ｎの長辺に亘って延在する凹部が形成されている。また、消音部材１００の第２非透過部２ｎ（ａ）及び第２非透過部２ｎ（ｂ）はそれぞれ、第２非透過部１ｎの長辺に亘って延在するよう２つの凹部が形成されている。なお、当該凹部は、非透過部の長辺全体にわたって設けなくともよく、非透過部の長辺方向に数カ所、例えば、非透過部の長辺の両端部付近、及び中央付近の計３カ所に設けてもよい。非透過部（１ｎ，２ｎ）の長手方向に垂直な凹部の断面形状は、略菱形である。

接続部品ｋは略８の字形状を有し、接続部品ｋの８の字形状の一方の湾曲部分を、消音部材１００（１）の略菱形の凹部に挿入し、他方の湾曲部分を消音部材１００（２）の略菱形の凹部に挿入して、隣接する消音部材１００（１）、（２）を連結する。また、図８Ｂに示すように接続部品ｋは、８の字形状の中心に、８の字形状の両端を結ぶ線分に直交する方向に、一対の湾曲部分を連結するつまみ部ｍを備えてもよい。つまみ部ｍを用いて、接続部品ｋの一方の湾曲部分を、消音部材１００の凹部に挿入する。

非透過部（１ｎ，２ｎ）の長辺に亘って凹部が延在する場合、接続部品ｋは、図８Ｂに示すように長側面３０側からスライドして挿入することができる。一方、非透過部（１ｎ，２ｎ）の中央付近に凹部が存在する場合、接続部品ｋは、長側面３０側からスライドして挿入することはできない。この場合、接続部品ｋは、変形可能に構成され、非透過部の凹部に入る途中でつぶれて、非透過部の凹部に入ると広がるバネ式部品とすることができる。

図９ＡおよびＢは、隣接する消音部材１００の非透過部（１ｎ、２ｎ）同士を、接着剤または磁石で接合する連結例を示す。この場合、図示されるように消音部材１００の非透過部（１ｎ、２ｎ）はフラットでよい。

図１０Ａは、複数の消音部材１００（１００（１）から１００（８））同士を、非透過部（１ｎ、２ｎ）ではなく、短側面３０に設けられた接続部品ｎで接合する連結例を示す。本実施例においては、消音構造体５００の上流側の端部又は下流側の端部の少なくとも一方側に接続部品ｎを設けて隣接する消音部材１００を固定する。図１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄは、接続部品ｎが消音部材１００（４）と１００（７）とを固定している様子を示す要部拡大断面図（図１０Ａの点線で囲んだ部分の拡大断面図）である。

図１０Ｂに示される例では、消音部材１００の非透過部（１ｎ、２ｎ）に直交隣接する短側面３０の端部に、接続部品として１枚の板を貼り付けて、隣接する消音部材１００（４）と１００（７）同士を貼り付けして固定する。

図１０Ｃ、及び図１０Ｄに示される例では、接続部品ｎとしてクリップやピンを用いて隣接する消音部材１００（４）と１００（７）同士を固定する。消音部材１００の非透過部（１ｎ、２ｎ）に直交隣接する短側面３０の端部には、クリップやピンを挿入可能な孔が設けられている。
図１０Ｃに示される例では、消音部材１００（４）に設けられた孔に、クリップの一方を挿入し、隣接する消音部材１００（７）に設けられた孔に、クリップの他方を挿入して、隣接する消音部材１００同士を挟み込み固定する。

図１０Ｄに示される例では、消音部材１００（４）に設けられた孔に、ピンの一方を挿入し、隣接する消音部材１００（７）に設けられた孔に、ピンの他方を挿入して隣接する消音部材１００同士を固定する。

図１１は、消音部材１００および消音構造体の更なる変形例を示している。本実施形態では、形状の異なる２種の消音部材１００（１００Ａ、１００Ｂ）をそれぞれ複数個用いて、消音構造体６００を構成する。図示されるように、消音部材１００Ａおよび１００Ｂにより構成される空間４０Ａと、空間４０Ｂの形状は異なる。異なる周波数を含む音波が、消音構造体６００に導入されると、空間４０Ａ、４０Ｂはそれぞれ異なる周波数特性で減音する。

さらに、図１１では、消音構造体６００の外板部品２１の一部に消音部材１００Ａ、Ｂを用いる。これにより、気体はどの空間４０Ａ（あるいは４０Ｂ）を通過しても、同一構造の空間４０Ａ（あるいは４０Ｂ）を通過することになるので、減音性能や圧力損失の計算は容易となり、消音器の設計も容易となる。

以上のように本願発明の実施形態を説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。また、上述の実施形態のそれぞれの特徴は互いに矛盾しない限り組み合わせまたは交換することができる。

ｐ１…長辺、ｐ２…短辺、ｐ３…高さ、１ｔ…第１透過部、１ｎ…第１非透過部、２ｔ…第２透過部、２ｎ…第２非透過部、４…吸音材、５…仕切板、１０…平面、２０…長側面、３０…短側面、１１…第１平面、１２…第２平面、２１…外板部品、ｑ１…第１非透過部短辺、ｑ２…第２非透過部短辺、４０…空間、１００…消音部材、３００…消音構造体、４００Ａ…消音構造体、４００Ｂ…消音構造体、５００…消音構造体、６００…消音構造体

Claims (17)

1. 略直方体形状の消音部材を３以上備える消音構造体であって、
   前記消音部材は
   前記消音部材の第１平面の長辺の全長に沿って、第１平面の短辺の両端領域に設けられた２つの第１非透過部と、
   前記両端領域の長辺の全長に沿って、前記第１平面の短辺の両端領域を除く中央領域に設けられた第１透過部と、
   前記第１平面と対向する第２平面の全面に設けられた第２透過部と、
   前記第１平面の長辺と前記第２平面の長辺とをつなぐ長側面の全面にそれぞれ設けられた第２非透過部と、
   を有し、
   前記消音構造体は、前記消音構造体を構成する２つの消音部材の第１透過部同士、または第２透過部同士の少なくともいずれかが対面するように、３以上の消音部材の非透過部同士を連結して構成され、
   前記２つの消音部材は、消音部材の高さ方向に、間隔を隔てて略平行に配置されており、前記間隔は空間を画定し、
   前記空間は、対向する前記２つの消音部材の第２透過部と、前記２つの消音部材に直交して隣接する他の１つの消音部材の第１透過部とで画定される、消音構造体。
2. 前記第１非透過部の短辺および、前記第２非透過部の短辺の長さは等しい、請求項１に記載の消音構造体。
3. 前記第１透過部および前記第２透過部は音響透過性を有する部材で構成され、前記第１非透過部、前記第２非透過部は遮音性を有する部材で構成される、請求項１または２に記載の消音構造体。
4. 前記消音部材は、前記消音部材の内部空間を仕切る仕切板を備える、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の消音構造体。
5. 前記消音部材の第１非透過部には凸部が設けられ、第２非透過部には凹部が設けられており、第１消音部材の凹部は隣接する第２消音部材の凸部と嵌合するよう構成され、前記第１消音部材の凸部は隣接する第３消音部材の凹部と嵌合するよう構成されている、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の消音構造体。
6. 前記消音部材の第１非透過部には凹部が設けられ、第２非透過部には凸部が設けられており、第１消音部材の凸部は隣接する第２消音部材の凹部と嵌合するよう構成され、前記第１消音部材の凹部は隣接する第３消音部材の凸部と嵌合するよう構成されている、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の消音構造体。
7. 前記消音部材の第１非透過部には凹部が設けられ、第２非透過部には凹部が設けられており、第１消音部材の凹部は隣接する第２消音部材の凹部と、略８の字形状の接続部品あるいは凹部に入ると広がるバネ式部品で連結されるよう構成される、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の消音構造体。
8. 第１消音部材の第１非透過部と、第２消音部材の第２非透過部とは、接着剤あるいは磁石で接合するよう構成される、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の消音構造体。
9. ユニットであって、
   請求項１乃至８のいずれか一項に記載の消音部材を２つ備え、
   ２つの前記消音部材は、消音部材の高さ方向に、間隔を隔てて略平行に配置されている、ユニット。
10. 請求項９に記載の前記ユニットを複数備え、複数の前記ユニットを、第１方向と、前記第１方向に直交する第２方向に交互に隣接配置して構成する、消音構造体。
11. 前記消音構造体の外周は外板部品で囲まれる、請求項１乃至８、または１０のいずれか一項に記載の消音構造体。
12. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の消音構造体であって、
    第１消音部材の第２非透過部は、第３消音部材の第１非透過部に連結され、
    第２消音部材の第２非透過部は、第３消音部材の第１非透過部に連結されている、消音構造体。
13. 前記第１消音部材は、第１消音部材の高さ方向に、前記第２消音部材と間隔を隔てて略平行に配置されており、前記間隔は空間を画定する、請求項１２に記載の消音構造体。
14. 前記空間は
    前記第１消音部材の第２透過部と、
    前記第２消音部材の第２透過部と、
    前記第１消音部材及び前記第２消音部材に直交隣接する第３消音部材の第１透過部とで画定される、請求項１３に記載の消音構造体。
15. 前記消音構造体の外周は、外板部品により囲まれる、請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の消音構造体。
16. 音響透過性を有する部材は、金属繊維板、金属焼結板、多孔板、多孔質セラミックス、発砲コンクリート、ガラスクロス、不織布、多孔質材、ゴム、およびシリコーンからなる群より選択された少なくとも１種を有することを特徴とする、請求項３に記載の消音構造体。
17. 遮音性を有する部材は、鋼板、アルミ板からなる群より選択された少なくとも１種を有することを特徴とする、請求項３に記載の消音構造体。