JP6851404B2 - 消音換気構造 - Google Patents

Description

本発明は、クランクボックス型の消音換気構造に係る。詳しくは、本発明は、化粧板と壁との間に設けられ、通気性を維持したまま高い消音効果を有するクランクボックス型の消音換気構造に関する。

従来、通風性が求められる換気スリーブ、及びガラリ等の換気構造は、空気と同時に音も通過させてしまうことから、騒音対策が求められる場合がある。従来の換気構造においては、消音性能を得るために構造内に吸音材を設置することが行われている（特許文献１、２、及び３参照）。

特許文献１に記載の技術は、建物内外の換気を行うクランクボックス型の消音換気装置である。この消音換気装置は、内面に吸音材を貼り付けた中空の消音容器と、消音容器の屋外側換気口には、同軸同内径の共鳴音吸音材、及び給気筒からなる減音装置とにより構成される。この消音換気装置は、室内の空気流動抵抗を高めることなく遮音性を向上することができるとしている。

特許文献２に記載の技術は、建物内外の換気を行う屈曲形状の通気路を多段状に配設し、通気路を通過する騒音音波の音圧を低減させるようにしたガラリ構造の消音装置である。この消音装置は、隣り合う通気路同士を隔てる、屈曲形状に形成された羽根体と、羽根体の内側の空間に吸音材を収容する消音室と、通気路に臨む羽根体の表面に設けられ、通気路の一方の第１通風口から進入する騒音音波を消音室の内部に導く板状部材（曲面形状の音波反射板）とを備えている。このガラリ構造の消音装置では、通気路の長さを短くすることができると共に、通気路と消音室を壁面全体にわたって多段状に積層させることができ、遮音性を備えながら優れた通気性を得ることができるとしている。

特許文献３に記載の技術も、特許文献２と同様に、建物内外の換気を行う屈曲形状の通気路を多段状に配設し、通気路を通過する騒音音波の音圧を低減させるようにしたガラリ構造の消音装置である。この消音装置は、騒音音波を反射する曲面形状の第１、及び第２の音波反射板と、それぞれ吸音材を収容し、第１、及び第２の音波反射板によって反射された騒音音波を導入して音圧を低減させる第１、及び第２の消音室と、を備え、第１の消音室と第２の消音室とは通気路内に連続して配置されている。このガラリ構造の消音装置でも、特許文献２の消音装置と同様に、通気路の長さを短くすることが可能になると共に、通気路と消音室を壁面全体にわたって多段状に積層させることができ、遮音性を備えながら優れた通気性を得ることができるとしている。

特開２０１３−１６４２２９号公報 特開２００８−１４４９９６号公報 特開２００８−１２２０２３号公報

ところで、換気構造において、消音性能を得るために吸音材を設置することが有効であるが、消音性能を高め、高い消音性能を得るために吸音材を多く設置してしまうと、通風性が損なわれるという問題があった。
また、特許文献１に記載の技術では、内面に吸音材を貼り付けた中空の消音容器の他に、消音容器の屋外側換気口に取り付ける減音装置が必要である。このため、化粧板と外周壁との間の空間に消音容器に加えて少なくとも減音装置の共鳴音吸音材を取り付けるスペースが必要となるため、化粧板と外周壁との間の空間が狭い場合、通気性が十分に確保できないという問題があった。また、共鳴音吸音材による共鳴吸音の場合、消音性能が充分でないという問題があった。

また、特許文献２、及び３に開示の技術では、ガラリ構造が前提であり、化粧板と外周壁（コンクリート壁）との間に、消音室（羽根体）間の通気路を多段状に重ねて配設することは空間制約から難しいという問題があった。また、特許文献２、及び３に開示の技術では、曲面形状の音波反射板を用いたり、パンチングプレートを用いたりしているため、コスト高となるという問題があった。
したがって、化粧板と外周壁（コンクリート壁）との間に設置されるクランクボックス型の消音換気構造において、高い消音性能と通風性を両立させるためには、同一体積の吸音材を用いながら、より高い効率で音を吸収することが求められていた。

本発明は、上記従来技術の問題点及び課題を解決し、化粧板と壁とに配置する消音換気構造において、通気性を維持したまま消音性能を高めることができ、従来の吸音材、及び気柱共鳴構造よりも高い消音効果を有するクランクボックス型の消音換気構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様の消音換気構造は、２つの空間を隔てる化粧板と壁とを連通するように設けられるクランクボックス型の消音換気構造であって、化粧板と壁との間の空間に配置される中空の消音容器と、消音容器の対向する２つの側面にそれぞれ接続され、それぞれ消音容器内の空間と連通する少なくとも２つの開口管部と、消音容器の内部に備えられた吸音材と、吸音材の表面の一部を被覆する被覆材と、を有し、消音容器の一方の側面の開口管部は、化粧板を連通するように配置され、消音容器の他方の側面の開口管部は、壁を連通するように配置され、一方の側面の開口管部と、他方の側面の開口管部とは、消音容器の長手方向に異なる位置に配置され、被覆材は、吸音材の表面の他の一部を露出させて、消音容器内の空間と接触する少なくとも１つの接触面を構成するものであり、少なくとも１つの接触面は、消音容器の共振モードの波長をλ、消音容器の長手方向の長さをＬ、正の整数をｎとして、共振モードの波長λnをλn＝２Ｌ／ｎとし、かつλnの音波が可聴域に該当するとき、消音容器内の長手方向の端部からλn／８の範囲内に存在する。

ここで、吸音材は、開口管部を除く消音容器の内面に貼り付けられており、被覆材は、遮音性のある材質であることが好ましい。
また、正の整数ｎは、３以下であることが好ましい。

また、少なくとも１つの接触面は、吸音材の表面の全面積に対して、１％〜５０％の面積を占めることが好ましい。
また、吸音材は、開口管部を除く消音容器の内面の全面積に対して、５０％以上の面積に貼り付けられていることが好ましい。
また、吸音材の体積は、消音容器の体積の１％〜５０％であることが好ましい。
また、吸音材は、開口管部を除く消音容器の内面の全面に貼り付けられていることが好ましい。
また、更に、消音容器内の空間に開口する開口部を有する少なくとも１つの管状体を有し、管状体の内部には吸音材が充填されており、管状体の開口部は、吸音材の表面の一部を露出させて、露出部分を消音容器内の空間と接触する接触面として構成することが好ましい。

上記目的を達成するために、本発明の第２の態様の消音換気構造は、２つの空間を隔てる化粧板と壁とを連通するように設けられるクランクボックス型の消音換気構造であって、化粧板と壁との間の空間に配置される中空の消音容器と、消音容器の対向する２つの側面にそれぞれ接続され、それぞれ消音容器内の空間と連通する少なくとも２つの開口管部と、消音容器内の空間に開口する開口部を有する少なくとも１つの管状体と、管状体の内部に備えられた吸音材と、を有し、消音容器の一方の側面の開口管部は、化粧板を連通するように配置され、消音容器の他方の側面の開口管部は、壁を連通するように配置され、一方の側面の開口管部と、他方の側面の開口管部とは、消音容器の長手方向に異なる位置に配置され、管状体の開口部は、吸音材の表面の一部を露出させて、露出部分を消音容器内の空間と接触する接触面として構成する。

ここで、接触面は、消音容器の共振モードの波長をλ、消音容器の長手方向の長さをＬ、正の整数をｎとして、共振モードの波長λnをλn＝２Ｌ／ｎとし、かつλnの音波が可聴域に該当するとき、少なくともいずれかの波長λnの音波の音圧の腹からλn／８の範囲内に存在すること、又は消音容器内の長手方向の端部からλn／８の範囲内に存在することが好ましい。
また、正の整数ｎは、３以下であることが好ましい。
また、接触面は、開口管部を除く消音容器の内面の全面積に対して、１％〜５０％の面積を占めることが好ましい。
また、吸音材の体積は、消音容器の体積の１％〜５０％であることが好ましい。
また、管状体は、消音容器内に配置されることが好ましい。
また、管状体は、消音容器外に配置され、管状体の開口部は、消音容器の少なくとも１つの側面に開口していることが好ましい。
また、管状体は、壁及び化粧板の少なくとも一方の側に突出した状態で壁及び化粧板の少なくとも一方に埋まっていることが好ましい。
また、管状体は、遮音性のある材質で構成されていることが好ましい。

また、管状体の一端側の開口部の中心から管状体の他端側の端部までの管状体の内部空間の長手方向の長さをＬｄとし、消音容器の長手方向における開口部の幅をＬｏとし、消音容器の共鳴モードの次数が１である共鳴モードの周波数の波長をλとする時、長手方向の長さをＬｄは、下記式（１）、及び（２）を満足することが好ましい。
Ｌｄ＞Ｌｏ …（１）
０．０１１×λ＜Ｌｄ＜０．２５×λ …（２）
また、消音容器の長手方向に平行な断面において、管状体の内部空間の長手方向の長さに直交する方向の内部空間の幅をＬｗとする時、内部空間の幅Ｌｗは、下記式（３）を満足することが好ましい。
０．００１×λ＜Ｌｗ＜０．０６１×λ …（３）

また、管状体の開口部の面積をＳ１とし、管状体の内部空間の内面の全表面積をＳｄとし、管状体の一端側の開口部の中心から管状体の他端側の端部までの管状体の内部空間の長手方向の長さをＬｄとし、消音容器の共鳴モードの次数が１である共鳴モードの周波数の波長をλとする時、面積Ｓｄに対する面積Ｓ１の割合Ｓ１/Ｓｄ、及び長手方向の長さをＬｄは、下記式（４）、及び（２）を満足することが好ましい。
０＜Ｓ１／Ｓｄ＜４０％ …（４）
０．０１１×λ＜Ｌｄ＜０．２５×λ …（２）

本発明によれば、化粧板と壁とに配置する消音換気装置において、通気性を維持したまま消音性能を高めることができ、従来の吸音材、及び気柱共鳴構造よりも高い消音効果を有するクランクボックス型の消音換気構造を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る消音換気構造の一例を示す模式的断面図である。 図１に示す消音換気構造の消音容器の振動モードを表わす模式図及び模式的に示すグラフである。 本発明の他の実施形態に係る消音換気構造の一例を示す模式的断面図である。 本発明の他の実施形態に係る消音換気構造の他の一例を示す模式的断面図である。 本発明の他の実施形態に係る消音換気構造の他の一例を示す模式的断面図である。 図５に示す消音換気構造の消音容器の複数の共振モードを模式的に示すグラフである。 本発明の他の実施形態に係る消音換気構造の他の一例を示す模式的断面図である。 参考例の消音換気構造を示す模式的断面図である。 比較例１の消音換気構造を示す模式的断面図である。 本発明の実施例において用いた基本計算モデルを示す説明図である。 本発明の実施例１、参考例、及び比較例１の周波数と音圧の絶対値の２乗の平均値との関係を示すグラフである。 本発明の他の実施形態に係る消音換気構造の他の一例を示す模式的断面図である。 比較例２−１の消音換気構造を示す模式的断面図である。 比較例２−２の消音換気構造を示す模式的断面図である。 本発明の実施例２、参考例、比較例２−１、及び比較例２−２の周波数と音圧の絶対値の２乗の平均値との関係を示すグラフである。 本発明の実施例３に係る消音換気構造を示す模式的断面図である。 本発明の実施例３−１〜３−５、及び参考例の周波数と音圧の絶対値の２乗の平均値との関係を示すグラフである。 図９に示す消音換気構造の消音容器の音圧分布の一例を示す模式図である。 図９に示す消音換気構造の消音容器の音圧分布の他の一例を示す模式図である。 本発明の実施例３−１〜３−５の消音容器の端部及び管状体開口部中心間の距離と音圧の絶対値の２乗の平均値との関係を示すグラフである。 本発明の他の実施形態に係る消音換気構造の他の一例を示す模式的断面図である。 音響管４マイク測定法を実施する音響特性測定系の模式図である。

以下に、本発明に係る消音換気構造を詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本発明の第１の実施形態の消音換気構造は、２つの空間を隔てる化粧板と壁とを連通するように設けられるクランクボックス型の消音換気構造であって、化粧板と壁との間の空間に配置される中空の消音容器と、消音容器の対向する２つの側面にそれぞれ接続され、それぞれ消音容器内の空間と連通する少なくとも２つの開口管部と、消音容器の内部に備えられた吸音材と、吸音材の表面の一部を被覆する被覆材と、を有し、消音容器の一方の側面の開口管部は、化粧板を連通するように配置され、消音容器の他方の側面の開口管部は、壁を連通するように配置され、一方の側面の開口管部と、他方の側面の開口管部とは、消音容器の長手方向に異なる位置に配置され、被覆材は、吸音材の表面の他の一部を露出させて、消音容器内の空間と接触する少なくとも１つの接触面を構成することを特徴とする。

また、本発明の第２の実施形態の消音換気構造は、２つの空間を隔てる化粧板と壁とを連通するように設けられるクランクボックス型の消音換気構造であって、化粧板と壁との間の空間に配置される中空の消音容器と、消音容器の対向する２つの側面にそれぞれ接続され、それぞれ消音容器内の空間と連通する少なくとも２つの開口管部と、消音容器内の空間に開口する開口部を有する少なくとも１つの管状体と、管状体の内部に備えられた吸音材と、を有し、消音容器の一方の側面の開口管部は、化粧板を連通するように配置され、消音容器の他方の側面の開口管部は、壁を連通するように配置され、一方の側面の開口管部と、他方の側面の開口管部とは、消音容器の長手方向に異なる位置に配置され、管状体の開口部は、吸音材の表面の一部を露出させて、消音容器内の空間と接触する接触面を構成することを特徴とする。

本発明は、化粧板と壁との間に配置されるクランクボックス型の消音換気構造において、クランクボックス型構造の内部の吸音材の一部を被覆することによって、又は内部に吸音材を備え、開口部を有する管状体をクランクボックス型構造の内部に接続することによって、通気性を維持したまま消音性能を高めることができる。
従来の吸音材では低周波数音の低減効果が十分ではないが、本発明では低周波音が従来のものよりも優れる。
本発明は、吸音材の一部を被覆することによって、又は内部に吸音材を備える管状体の開口を消音容器内に向けることによって、消音性能を高めることができる。本発明は、吸音材を、遮音性のある材質で被覆し、一部に開口を設けることで、吸音材に流れ込む音の粒子速度が大きくなり、これにより吸音材への音の吸収を大きくするという原理に基づいている。
こうして、本発明は、従来の吸音材、及び気柱共鳴構造よりも高い消音効果を有するクランクボックス型の消音換気構造を実現することができる。
その結果、本発明の消音換気構造は、装置、及び機器のダクト、換気スリーブ、及び住宅用換気装置等の建築材料等に適用することができる。

（消音換気構造）
以下に、本発明に係る消音換気構造を添付の図面に示す好適実施形態を参照して詳細に説明する。
（第１実施形態の消音換気構造）
図１は、本発明の第１実施形態に係る消音換気構造の一例を模式的に示す断面図である。
図１に示す本発明の第１実施形態の消音換気構造１０は、クランクボックス型の消音換気構造であって、直方体形状の消音容器１２と、消音容器１２の内面に貼り付けられた吸音材１４と、吸音材１４の表面の一部を被覆する被覆材１６と、消音容器１２の一方（屋内側）の側面に接続される第１開口管部１８と、消音容器１２の他方（屋外側）の側面に接続される第２開口管部２０とを有する。
消音換気構造１０は、住宅等の建築物の内部空間（屋内空間）２２と外部空間（屋外空間）２４との２つの空間を隔てる化粧板２６と壁（例えば、外周壁、コンクリート壁）２８とを連通するように設けられる。即ち、消音換気構造１０は、２つの空間２２、及び２４を連通するように設けられる。

（消音容器）
消音容器１２は、縦長の直方体形状を成す中空容器であり、内面に貼り付けられた吸音材１４によって消音効果を得るものである。消音容器１２は、化粧板２６と壁２８との間の空間３０に配置される。
消音容器１２の下方には、化粧板２６側にある（屋内側の）側面に開口する第１開口１３ａを備える。この第１開口１３ａには、屋内側の第１開口管部１８が接続される。
消音容器１２の上方には、壁２８側にある（屋外側の）側面に開口する第２開口１３ｂを備える。この第２開口１３ｂには、屋外側の第２開口管部２０が接続される。
即ち、屋内側の音が出易い第１開口１３ａと、屋外側の音の入り易い第２開口１３ｂとは同一軸線上にはなく、上下にその位置をずらして（即ち、消音容器の長手方向に異なる位置に）配置される。
なお、図１に示す例では、下方に第１開口１３ａを、上方に第２開口１３ｂを設けているが、逆に、上方に第１開口１３ａを、下方に第２開口１３ｂを設けても良い。
また、図１に示す例では、第１開口１３ａは、消音容器１２の屋内側の側面に１つ設けられているが、２つ以上設けられていても良い。第２開口１３ｂも、第１開口１３ａと同様に、屋外側の側面に１つ設けられているが、２つ以上設けられていても良い。

図１に示す例では、消音容器１２は、縦長の直方体形状を成す中空容器であるが、本発明は、これに限定されない。消音容器１２は、化粧板２６と壁２８との間の空間３０に配置でき、縦長であれば、どのような形状の中空容器であっても良い。例えば、断面が円形、楕円形、又は多角形の中空容器等を挙げることができる。
消音容器１２の材料は、換気装置等に用いられ、入射する音を振動等によって増幅したり、外部に伝播したりすることが無ければ、特に制限的ではなく、どのような材料を用いても良い。例えば、アルミニウム、チタン、マグネシウム、タングステン、鉄、スチール、クロム、クロムモリブデン、ニクロムモリブデン、これらの合金等の金属材料、アクリル樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリアミドイド、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリサルフォン、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、ポリイミド、トリアセチルセルロース等の樹脂材料、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastics）、カーボンファイバ、及びガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ：Glass Fiber Reinforced Plastics）、建造物の壁材と同様なコンクリート、モルタル等を挙げることができる。
なお、消音容器１２としては、クランクボックス型の消音換気構造に用いられる消音容器であれば、従来公知の消音容器を用いることができる。

（吸音材）
吸音材１４は、その内部を通過する音の音エネルギーを熱エネルギーに変換することで吸音するものである。
吸音材１４は、第１開口１３ａ、及び第２開口１３ｂを除く、消音容器１２の内面の全面に貼り付けられている。
吸音材１４としては、特に限定はなく、従来公知の吸音材が適宜利用可能である。例えば、発泡ウレタン、軟質ウレタンフォーム、木材、セラミックス粒子焼結材、フェノールフォーム等の発泡材料、及び微小な空気を含む材料；グラスウール、ロックウール、マイクロファイバー（３Ｍ社製シンサレート等）、フロアマット、絨毯、メルトブローン不織布、金属不織布、ポリエステル樹脂不織布、金属ウール、フェルト、インシュレーションボード、及びガラス不織布等のファイバー、及び不織布類材料；木毛セメント板；シリカナノファイバー等のナノファイバー系材料；石膏ボード；種々の公知の吸音材が利用可能である。

図１に示す例では、吸音材１４は、第１開口１３ａ、及び第２開口１３ｂを除く消音容器１２の内面の全面に貼り付けられているが、本発明はこれに限定されず、吸音材１４による消音効果が得られれば良く、吸音材１４は、第１開口１３ａ、及び第２開口１３ｂを除く消音容器１２の内面の全面積に対して、５０％以上の面積に貼り付けられていることが好ましい。ここで、消音容器１２の内面の面積は、消音容器１２の各部の寸法を測長して計算すれば良い。吸音材１４は、例えば表面が凸凹している場合などの厳密な計算が難しいので、吸音材１４の面積は、被覆されていない消音容器１２の内面の面積を求め、全表面積から引き算して算出すればよい。

（被覆材）
被覆材１６は、吸音材１４の表面の一部を被覆するものである。その結果、被覆材１６は、吸音材１４の表面の他の一部（被覆された部分以外）を露出させて、露出部分を消音容器１２内の空間と接触する接触面３２として構成するものである。
図１に示す例では、接触面３２は、消音容器１２の天井面に貼り付けられた上側部分の吸音材１４の表面の接触面３２ａ、消音容器１２の底面に貼り付けられた下側部分の吸音材１４の表面の接触面３２ｂ、消音容器１２の対向する２つの側面に貼り付けられた吸音材１４の表面の中央部分の２つの接触面３２ｃ、３２ｃからなることが好ましい。
したがって、被覆材１６は、４つの接触面３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、及び３２ｃを除く、吸音材１４の表面を被覆する。
ここで、接触面３２は、吸音材１４の表面の全面積に対して、１％〜５０％の面積を占めることが好ましい。その理由は、接触面３２がこの範囲内の面積であれば、吸音材１４の表面の全面積を被覆材１６によって全く被覆しない従来の場合に比べて消音効果を向上させることができるからである。
吸音材１４の一部が被覆されていることにより、吸音材１４の接触面付近での音圧を高くすることができ、また、吸音材１４の内部で音圧の高い領域と低い領域との音圧差を、吸音材１４が被覆されていない場合に比較して顕著にすることができる。例えば、被覆領域における接触面３２から奥側の部分では音圧が低くなる。音圧が高い領域と低い領域とが形成されると、その間の領域では粒子速度が大きくなる。粒子速度が抵抗体（吸音材１４）の中で大きくなると、損失が大きくなる。このため、消音効果を高めることができる。
なお、本発明においては、吸音材１４は、例えば表面が凸凹している場合などの厳密な計算が難しいので、吸音材１４の接触面３２の面積は、被覆材１６の開口部分の面積と定義する。ここで、被覆材１６の開口部分の面積は、被覆材１６の開口枠を含む平面、又は滑らかな曲面で近似した面の面積と定義する。

ところで、図２に示すように、消音容器１２内に入り込んだ音が消音容器１２内において伝播する時、所定の共振（固有）周波数で共振し、定常波となる。この共振モードの共振周波数の音は、消音容器１２から外に出易い音である。この共振モード（２次）に置いては、図２に示すように、消音容器１２の上下、及び中央において、消音容器１２内の定常波の音圧の腹ＡＮとなる。なお、参照符号Ｎは、音圧の節を表わす。
本発明においては、音圧の節Ｎ、及び腹ＡＮについては、消音容器１２内において計測用マイクを１ｃｍ間隔でトレースしながら音圧を計測し、音圧が極大となる位置を音圧の腹ＡＮと、極小となる位置を音圧の節Ｎと定義する。
このため、接触面３２（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、及び３２ｃ）を、消音容器１２の上下、及び中央に設けることにより、この共振モードの共振周波数の音の音圧の腹ＡＮとなる部分に吸音材１４の表面が露出した接触面３２を配置して、効率よく吸音することができ、高い消音効果を得ることができる。

４マイク法では、図２２に示す音響特性測定系８０のように、アルミニウム製音響管（管体８２）内に被覆材１６として用いられる遮音性のある材質の材料９０を配置し、音響管（管体８２）に配置された４つのマイクロフォン８６を用いて伝達関数法による音響特性の測定を行う。

この手法は、「ASTM E2611-09: Standard Test Method for Measurement of Normal Incidence Sound Transmission of Acoustical Materials Based on the Transfer Matrix Method」に従うものである。音響管としては、例えば日本音響エンジニアリング株式会社製のＷｉｎＺａｃと同一の測定原理であるものとして、アルミニウム製の管体８２を用いる（ＷｉｎＺａｃについては、ウェブ資料「https://www.noe.co.jp/en/download/pdf/winzac.pdf」を参考にすることができる。）。管体８２の下側には内部にスピーカ８６を収納した円筒状の函体８８を配置し、函体８８の上面に管体８２を載置した。スピーカ８６から所定音圧の音を出力し、４本のマイクロフォン８４で測定する。この方法で広いスペクトル帯域において音響透過損失を測定することができる。
具体的には、この手法を用いて、遮音性のある材質の材料９０を、直径２ｃｍの音響管（管体８２）を隙間なく遮るように、図２２のごとく配置して、測定を行い、その透過率Ｔを求め、透過損失ＴＬ=１０*ｌｏｇ_１０（１/Ｔ）を得ることができる。上述したように、この透過損失ＴＬの値が、２００Ｈｚ〜８０００Ｈｚに渡って５ｄＢ以上であるものを遮音性のある材質と定義する。

被覆材１６としては、遮音性のある材質、即ち音を通さない材質であれば良く、例えば、音に対して振動しない程度の厚みを有するアルミニウム、チタン、マグネシウム、タングステン、鉄、スチール、クロム、クロムモリブデン、ニクロムモリブデン、これらの合金等の金属材料、アクリル樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリアミドイド、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリサルフォン、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、ポリイミド、トリアセチルセルロース等の樹脂材料、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastics）、カーボンファイバ、及びガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ：Glass Fiber Reinforced Plastics）、建造物の壁材と同様なコンクリート、モルタル等を挙げることができる。

本発明では、接触面３２（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、及び３２ｃ）は、好ましくはその中心位置は、消音容器１２の共振モードの共振周波数の音の波長をλ、消音容器１２の長手方向の長さをＬ、正の整数（次数）をｎとして、共振モードの波長λnをλn＝２Ｌ／ｎとし、かつλnの音波が可聴域に該当するとき、少なくとも１つの波長λnの音波に関して、消音容器１２内の音圧の腹ＡＮからλn／８の範囲内に存在することが好ましい。その理由は、共振モードの波長λnがλn＝２Ｌ／ｎを満たし、かつ可聴域に該当する波長の音が、抜けてきやすい音になるので、消さなければならない音になるからであり、接触面３２が音圧の腹ＡＮに近い方が、消音効果が高く、音圧の腹ＡＮから離れると消音効果が弱くなるからである。
また、接触面３２（３２ａ、３２ｂ）は、好ましくはその中心位置は、共振モードの波長λnをλn＝２Ｌ／ｎとし、かつλnの音波が可聴域に該当するとき、消音容器１２内の長手方向の端部から（両端部からそれぞれ）λn／８の範囲内に存在することが好ましい。その理由は、接触面３２が音圧の腹ＡＮとなる消音容器１２内の長手方向の端部に（両端部にそれぞれ）近い方が、消音効果が高いからである。
ここで、正の整数ｎは、３以下であることが好ましい。即ち、特に共振モードの波長λnがλn＝２Ｌ／ｎを満たし、かつ可聴域に対応する波長に該当する音の中でも、共振モードの次数、ｎ＝１，２，３というような、比較的低い周波数の音が抜けてきやすく、低い周波数の音の方が、消す必要があるからである。しかも、低い周波数の音の方が、吸音材１４のみで簡単には消し難い問題があるからである。

（開口管部）
２つの第１、及び第２開口管部１８、及び２０は、消音容器１２の対向する２つの側面にそれぞれ接続され、それぞれ消音容器１２内の空間と連通する。
即ち、第１開口管部１８は、消音容器１２の屋内側の側面の第１開口１３ａに接続され、消音容器１２内の空間と連通する。また、第１開口管部１８は、化粧板２６を連通するように配置される。即ち、第１開口管部１８は、化粧板２６の少なくとも一部を貫通するように配置されていても良いし、化粧板２６に設けられた貫通開口に接続するように配置されても良い。
また、第２開口管部２０は、消音容器１２の屋外側の側面の第２開口１３ｂに接続され、消音容器１２内の空間と連通する。また、第２開口管部２０は、壁２８を連通するように配置される。即ち、第２開口管部２０は、壁２８の少なくとも一部を貫通するように配置されていても良いし、壁２８に設けられた貫通開口に接続するように配置されても良い。
第１開口管部１８と、第２開口管部２０とは、それぞれ消音容器１２の長手方向に異なる位置に配置される第１開口１３ａと、第２開口１３ｂに接続されるので、消音容器１２の長手方向に異なる位置に配置されることになる。ここで、第１開口１３ａ、及び第２開口１３ｂの少なくとも一方が、複数開口されている場合には、それに応じて、第１開口管部１８、及び第２開口管部２０の少なくとも一方が、複数の開口に複数接続されていることは言うまでもない。

（第２実施形態の消音換気構造）
図３は、本発明の第２実施形態に係る消音換気構造の一例を模式的に示す断面図である。
図３に示す本発明の第２実施形態の消音換気構造４０は、図１に示す本発明の第１実施形態の消音換気構造１０と、吸音材１４が消音容器１２の内面に貼り付けられていない点を除いて、同様の構成を有するものであるので、同一の構成要素には、同一の番号を付し、その詳細な説明は省略する。
消音換気構造４０は、クランクボックス型の消音換気構造であって、直方体形状の消音容器１２と、消音容器１２内の空間に開口する開口部４４を有する管状体４２と、管状体４２の内部に備えられた吸音材１４と、消音容器１２の一方（屋内側）の側面に接続される第１開口管部１８と、消音容器１２の他方（屋外側）の側面に接続される第２開口管部２０とを有する。
消音換気構造４０は、消音換気構造１０と同様に、住宅等の建築物の内部空間（住宅内）２２と外部空間（住宅外）２２との２つの空間を隔てる化粧板２６と壁（例えば、外周壁、コンクリート壁）２８とを連通するように設けられる。即ち、消音換気構造１０は、２つの空間２２、及び２４を連通するように設けられる。

（管状体）
管状体４２は、図３に示す例では、消音容器１２内の底面及び屋外側の側面に接するように配置される。管状体４２は、消音容器１２内の空間に開口する開口部４４を有する。
管状体４２の内部には吸音材１４が充填されて備えられる。
開口部４４は、消音容器１２内の底面側に位置する。開口部４４は、管状体４２から吸音材１４の表面の一部を露出させており、吸音材１４の露出部分を消音容器１２内の空間と接触する接触面３２として構成する。
ところで、消音容器１２内の空間と接触する管状体４２の側面は、被覆材１６を構成するともいえる。ここで、管状体４２は、遮音性のある材質で構成されていることが好ましい。
ここで、管状体４２の形状は、消音容器１２内の所定の位置に配置でき、開口部４４を有し、内部に吸音材１４を充填できれば、特に制限的ではない。管状体４２の形状は、例えば、四角柱管形状、円筒柱管形状、及び多角形管形状等を挙げることができる。
また、管状体４２の材料は、吸音材１４を充填できれば、特制限的ではない。管状体４２の材料は、音を通さない材料であることが好ましく、例えば、音に対して振動しない程度の厚みを有するアルミニウム、チタン、マグネシウム、タングステン、鉄、スチール、クロム、クロムモリブデン、ニクロムモリブデン、これらの合金等の金属材料、アクリル樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリアミドイド、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリサルフォン、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、ポリイミド、トリアセチルセルロース等の樹脂材料、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastics）、カーボンファイバ、及びガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ：Glass Fiber Reinforced Plastics）、建造物の壁材と同様なコンクリート、モルタル等を挙げることができる。

なお、管状体４２の開口部４４の長手方向の位置、及びその中心位置は、接触面３２の長手方向の位置、及びその中心位置に等しいので、本発明の第２実施形態の消音換気構造４０においても、本発明の第１実施形態の消音換気構造１０と同様に、共振モードの波長λnがλn＝２Ｌ／ｎとし、かつλnの音波が可聴域に該当するとき、消音容器１２内の音圧の腹ＡＮからλn／８の範囲内に存在すること、又は消音容器１２内の長手方向の端部からλn／８の範囲内に存在することが好ましい。その理由は、管状体４２の開口部４４（即ち、接触面３２）が音圧の腹ＡＮに近い方が、消音効果が高く、音圧の腹ＡＮから離れると消音効果が弱くなるからである。
また、正の整数ｎは、３以下であることが好ましい。その理由は、共振モードの次数が低い３以下の比較的低い周波数の音が抜けてきやすいため、積極的に消す必要があるからである。
図３に示す例では、１つの管状体４２が消音容器１２内における壁２８の側かつ底面側の隅に配置されているが、管状体４２の開口部４４（接触面３２）の位置が消音容器１２内の音圧の腹ＡＮ、又は消音容器１２内の長手方向の端部からλn／８の範囲内にあれば、１つ以上の管状体４２を、化粧板２６の側、壁２８の側、天井側の端部、又は底面側の端部を含むいずれかの位置に配置しても良い。
また、接触面の面積、及び吸音材の体積は、本発明の第１実施形態の消音換気構造１０と同様に規定されることが好ましい。

図３に示す消音換気構造４０は、管状体４２を消音容器１２内に配置しているが、本実施形態はこれに限定されず、図４に示す消音換気構造４０Ａのように、管状体４２（４２ａ、４２ｂ）を消音容器１２外に配置しても良い。
消音換気構造４０Ａにおいては、管状体４２（４２ａ、４２ｂ）は、消音容器１２の外に、消音容器１２の長手方向と管状体４２（４２ａ、４２ｂ）の長手方向とを揃えて配置され、壁２８の側に突出した状態で壁２８に埋まっている。
管状体４２（４２ａ、４２ｂ）の開口部４４は、消音容器１２の壁２８の側の側面に開口している。管状体４２（４２ａ、４２ｂ）内の吸音材１４の表面は、開口部４４において接触面３２を構成する。
図４に示す消音換気構造４０Ａにおいて、管状体４２ａの開口部４４は、消音容器１２内の長手方向の端部近傍（端部からλ／８の範囲内）にあり、管状体４２ｂの開口部４４は、消音容器１２内の中央（音圧の腹ＡＮからλ／８の範囲内）にある。その理由は、管状体４２の開口部４４（即ち、接触面３２）が音圧の腹ＡＮに近い方が、消音効果が高く、音圧の腹ＡＮから離れると消音効果が弱くなるからである。
しかしながら、本発明は上記の構成に限定されず、管状体４２の開口部４４（接触面３２）の位置が消音容器１２内の音圧の腹ＡＮ、又は消音容器１２内の長手方向の端部からλ／８の範囲内にあれば、１つ以上の管状体４２を、消音容器１２内の長手方向の中央、天井側の端部、又は底面側の端部等を含むいずれの位置において化粧板２６内、及び／又は壁２８内のいずれかに埋め込んで配置しても良い。

例えば、図５に示す消音換気構造４０Ｂのように、管状体４２ａの開口部４４が消音容器１２内の長手方向の底面側の端部からλ／８の範囲内に位置するように、１つの管状体４２ａを壁２８内に埋め込み、管状体４２ｃの開口部４４が消音容器１２内の長手方向の中央（音圧の腹ＡＮからλ／８の範囲内）に位置するように、もう１つの管状体４２ｃを、両長手方向を揃えて化粧板２６内に埋め込んでも良い。
この消音換気構造４０Ｂにおいても、管状体４２（４２ａ、４２ｃ）内には、吸音材１４が充填され、開口部４４にある吸音材１４の表面は、接触面３２を構成する。
図５に示す消音換気構造４０Ｂにおいては、消音容器１２内に長手方向に沿って共振モードの次数ｎが２（ｎ＝２）である定常波が記載されており、消音容器１２内の長手方向の天井側の端部、中央、及び底面側の端部が、音圧の腹ＡＮとなっていることが示されている。

図６には、図５に示す消音換気構造４０Ｂの消音容器１２における複数の共振モードが示されている。
共振モードの次数ｎが１（ｎ＝１）の場合、消音容器１２内の長手方向の天井側の端部、及び底面側の端部が、音圧の腹ＡＮとなっており、消音容器１２内の長手方向の中央は、音圧の腹ＡＮと腹ＡＮの中間の節Ｎとなっていることが示されている。
共振モードの次数ｎが２（ｎ＝２）の場合、図５に示した通りであり、消音容器１２内の長手方向の天井側の端部、中央、及び底面側の端部が、音圧の腹ＡＮとなっていることが示され、音圧の腹ＡＮと腹ＡＮの中間が節Ｎとなっていることが示されている。
共振モードの次数ｎが３（ｎ＝３）の場合、消音容器１２内の長手方向の長さをＬとする時、消音容器１２内の長手方向の天井側の端部、この端部からＬ／３の位置、２Ｌ／３の位置、及び底面側の端部が、音圧の腹ＡＮとなっていることが示され、音圧の腹ＡＮと腹ＡＮの中間が節Ｎとなっていることが示されている。
図５に示す消音換気構造４０Ｂは、共振モードの次数ｎが１（ｎ＝１）、及び２（ｎ＝２）の場合も効率よく吸音でき、共振モードの次数ｎが２（ｎ＝２）の場合に最も効率よく吸音できることが分かる。
以上詳述したように、吸音材を用いた従来の消音換気構造では低周波数音の低減効果が十分ではないのに対し、吸音材を用いた本発明の消音換気構造は、低周波音の低減効果が従来のものよりも優れていることが分かる。

また、図７に示す消音換気構造４０Ｃのように、管状体４６（４６ａ、４６ｂ）を、その長手方向を消音容器１２の長手方向に直交するように消音容器１２外に配置して、サイドブランチ型としても良い。この時、管状体４６ａは、図示されていないが、消音容器１２内の底面側の端部において、壁２８と直交するように壁２８の側に突出した状態で壁２８内に埋まっている。また、管状体４６ｂは、図示されていないが、消音容器１２内の天井側の端部において、化粧板２６と直交するように化粧板２６の側に突出した状態で化粧板２６内に埋まっている。
管状体４６（４６ａ、４６ｂ）の開口部４８は、消音容器１２の壁２８、及び化粧板２６の側の側面に開口している。管状体４６（４６ａ、４６ｂ）内の吸音材１４の表面は、開口部４８において接触面３２を構成する。
図７に示す消音換気構造４０Ｃにおいては、管状体４６ａの開口部４８（接触面３２）は、消音容器１２内の長手方向の底面側の端部近傍（端部からλ／８の範囲内）にあり、管状体４６ｂの開口部４８（接触面３２）は、消音容器１２内の長手方向の天井側の端部近傍（端部からλ／８の範囲内）にある。即ち、管状体４６（４６ａ、４６ｂ）の開口部４８（接触面３２）は、音圧の腹ＡＮからλ／８の範囲内にあることが好ましい。その理由は、管状体４６（４６ａ、４６ｂ）の開口部４８（接触面３２）が音圧の腹ＡＮに近い方が、消音効果が高いからである。また、正の整数ｎは、３以下であることが好ましい。その理由は、共振モードの次数が低い３以下の比較的低い周波数の音が抜けてきやすいため、積極的に消す必要があるからである。
しかしながら、本発明は上記構成に限定されず、管状体４６の開口部４８（接触面３２）の位置が消音容器１２内の音圧の腹ＡＮ、又は消音容器１２内の長手方向の端部からλ／８の範囲内にあれば、１つ、又は３つ以上の管状体４６を、消音容器１２内の長手方向の天井側の端部、又は底面側の端部を含むいずれかの位置において化粧板２６内、及び／又は壁２８内のいずれかに突出した状態で埋め込んで配置しても良い。

また、本発明の第２実施形態においては、例えば、図５、及び図７に示すように、消音換気構造４０Ｂの管状体４２、及び消音換気構造４０Ｃの管状体４６の内部空間の長手方向の長さをＬｄとし、消音容器１２の長手方向における管状体４２の開口部４４、及び管状体４６の開口部４８（接触面３２）の幅をＬｏとすると、管状体４２、及び４６の内部空間の長手方向の長さＬｄは、それぞれ開口部４４、及び４８（接触面３２）の幅Ｌｏよりも大きい。
即ち、長さＬｄは、下記式（１）を満足することが好ましい。
Ｌｄ＞Ｌｏ …（１）

ここで、管状体４２、及び４６の内部空間の長手方向の長さをＬｄは、管状体４２、及び４６の内部空間内の音波の進行方向の長さということもでき、シミュレーションにより求めることができる。
図５に示す例においては、管状体４２の内部空間は、その長手方向（したがって、消音容器１２内の音波の進行方向）に延在しているため、内部空間内の音波の進行方向は、管状体４２の内部空間の長手方向（即ち、消音容器１２の長手方向、したがって図中上下方向）である。従って、長さＬｄは、管状体４２の内部空間の長手方向において、管状体４２の一端側（図中上側）の開口部４４（接触面３２）の中心位置から管状体４２の他端側の端部（内部空間の端面）までの長さである。なお、位置によって管状体４２の内部空間の長手方向の長さが異なる場合には、長さＬｄは、各位置での長さの平均値である。
また、位置によって開口部４４（接触面３２）の幅が異なる場合には、開口部４４（接触面３２）の幅Ｌｏは、各位置での幅の平均値である。

また、図７に示す例においは、管状体４６の内部空間は、消音容器１２の長手方向と直交する方向に突出しているため、内部空間内の音波の進行方向は、突出方向（図中左右方向）である。従って、長さＬｄは、突出方向における開口部４８（接触面３２）から内部空間の他端面（図中右端面、又は左端面）までの長さである。なお、位置によって管状体４６の内部空間の長手方向の長さが異なる場合には、長さＬｄは、各位置での深さの平均値である。
また、位置によって開口部４８（接触面３２）の幅が異なる場合には、開口部４８（接触面３２）の幅Ｌｏは、各位置での幅の平均値である。

また、消音換気構造４０Ｂ、及び４０Ｃの消音容器１２の共鳴モードの次数が１（ｎ＝１）である共鳴モードの周波数の波長（即ち、第一共鳴（ｎ＝１）の共鳴周波数における音波の波長）λとすると、管状体４２、及び４６の内部空間の長手方向の長さＬｄは、０．０１１×λ＜Ｌｄ＜０．２５×λを満たす。
即ち、長さＬｄは、下記式（２）をも満足することが好ましい。
０．０１１×λ＜Ｌｄ＜０．２５×λ …（２）
上記式（２）から分かるように、長さＬｄは、λ／４よりも小さく、管状体４２、及び４６は、共鳴によって消音するものではない。
なお、長さＬｄは、０．０１６×λ＜Ｌｄ＜０．２５×λを満たすことがより好ましく、０．０２１×λ＜Ｌｄ＜０．２５×λを満たすのが更に好ましい。

なお、共鳴型の管状体を用いて消音容器１２の最低共鳴周波数（ｎ＝１）の音を消音する場合には、少なくとも共鳴周波数の波長λの１／４の長さが必要となり、管状体のサイズが大型化してしまう。そのため、高い通気性と防音性能とを両立することが難しいという問題があった。
また、共鳴型の管状体は、特定の周波数（周波数帯域）の音を選択的に消音するものである。そのため、消音容器１２の共鳴周波数に合わせた設計が必要となり、汎用性が低いという問題があった。
また、消音容器１２の共鳴は、複数の周波数で発生するが、共鳴型の管状体は、特定の周波数の音を消音する。そのため、消音対象となる共鳴音は１つの周波数のみとなり、また、共鳴型の管状体が消音する周波数帯域は狭いので、他の周波数の共鳴音は消音できないという問題があった。

これに対して、本実施形態は、管状体４２、及び４６内の内部空間の長手方向の長さＬｄが、消音容器１２内を進行する音の進行方向における開口部４４、及び４８（接触面３２）の幅の幅Ｌｏよりも大きく、消音容器１２の第一共鳴（ｎ＝１）の共鳴周波数における音波の波長をλとすると、内部空間の長手方向の長さＬｄが、上記式（１）、及び（２）を満たす管状体４２、及び４６内を、消音容器１２の第一共鳴の音場空間に接続して配置するものである。
管状体４２、及び４６は、管状体４２、及び４６の壁面近傍における流体の粘性、壁面の凹凸（表面粗さ）、及び管状体４２、及び４６内に配置された吸音材１４等によって音エネルギーを熱エネルギーに変換して消音を行う。この壁面近傍における流体の粘性、壁面の凹凸（表面粗さ）、及び管状体４２、及び４６内に配置された吸音材１４はエネルギーの変換機構と言える。

ここで、管状体４２、及び４６の開口部４４、及び４８の幅Ｌｏが、管状体４２、及び４６の内部空間の長手方向の長さＬｄよりも小さいことによって、消音容器１２内の音波が管状体４６内に流入する際に、音圧を保ったまま気体（空気）分子の移動速度が速くなる。上述の変換機構による音エネルギーから熱エネルギーへの変換効率は、音圧および気体分子の移動速度に依存する。そのため、音圧を保ったまま気体分子の移動速度が速くなることによって、上述の変換機構による音エネルギーから熱エネルギーへの変換効率が高くなる。
この消音の原理は音波の波長に依存しないので、管状体４２、及び４６の内部空間の長手方向の長さＬｄが消音容器１２の第一共鳴の共鳴周波数における波長λの１／４よりも小さくても、高い防音性能を発現することができる。従って、管状体４２、及び４６を小型化して消音容器１２の通気性を維持しつつ、高い防音性能を得ることができる。
また、管状体４２、及び４６による消音の原理は音波の波長に依存しないので、消音容器１２の長さおよび形状等が異なる場合でも、防音性能を発現することができ、消音容器１２に合わせた設計が不要であり汎用性が高い。
また、管状体４２、及び４６による消音の原理は音波の波長に依存しないので、広い周波数帯域の音を消音することができる。

また、上述したように、防音性能および通気性の観点から、管状体４２、及び４６の内部空間の長手方向の長さＬｄは、上記式（２）（即ち、０．０１１×λ＜Ｌｄ＜０．２５×λ）を満たすことが好ましく、また、０．０１６×λ＜Ｌｄ＜０．２５×λを満たすことがより好ましく、０．０２１×λ＜Ｌｄ＜０．２５×λを満たすことが更に好ましい。
また、消音容器１２内の音の進行方向に平行な断面において、管状体４２、及び４６の内部空間の長手方向の長さに直交する方向の内部空間の幅をＬｗとする時、この内部空間の幅Ｌｗは、下記式（３）を満足することが好ましい。
０．００１×λ＜Ｌｗ＜０．０６１×λ …（３）
なお、管状体４２、及び４６の内部空間の幅Ｌｗは、０．００１×λ＜Ｌｗ＜０．０５１×λを満たすことがより好ましく、０．００１×λ＜Ｌｗ＜０．０４１×λを満たすことが更に好ましい。なお、図７においては、管状体４６の内部空間の幅Ｌｗは、図中左右方向の長さであり、開口部４８（接触面３２）の幅Ｌｏと一致している。

また、本実施形態は、管状体４２、及び４６の内部空間の内壁の表面積Ｓｄに対する開口部４４、及び４８の面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓｄを０＜Ｓ１／Ｓｄ＜４０％とすることで、吸音材１４等の変換機構の表面積に対して音波が入射する面の面積の割合を小さくして、高い音圧Ｐを保ったまま吸音材１４等の変換機構に流入する音波に対応する気体分子の移動速度を速くして防音性能を高めることができる。
気体分子の移動速度を速くする観点では開口部４４、及び４８の面積Ｓ１（比率Ｓ１／Ｓｄ）は小さいほど好ましいが、開口部４４、及び４８の面積Ｓ１が小さすぎると音波が内部空間内に流入しにくくなるため防音性能が低くなってしまう。以上の観点から、内部空間の内壁の表面積Ｓｄに対する開口部４４、及び４８の面積Ｓ１は、０.１％＜Ｓ１／Ｓｄ＜４０％であることが好ましい。
即ち、面積Ｓｄに対する面積Ｓ１の割合Ｓ１/Ｓｄは、下記式（４）を満足することが好ましい。
０＜Ｓ１／Ｓｄ＜４０％ …（４）
なお、割合Ｓ１/Ｓｄは、０.３％＜Ｓ１／Ｓｄ＜３５％であることがより好ましく、０．５％＜Ｓ１／Ｓｄ＜３０％であることがより好ましい。
なお、内部空間の内壁の表面積Ｓｄは、分解能を１ｍｍとして測定する。すなわち、１ｍｍ未満の凹凸等の微細構造を有する場合には、これを平均化して表面積Ｓｄを求めればよい。

本発明の消音換気構造を実施例に基づいて具体的に説明する。
以下の実施例に示す材料、寸法、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。

（参考例）
まず、吸音材が全く貼り付けられていない図８に示す参考例のクランクボックス型の消音換気構造５０をシ２次元のミュレーション構造として作製した。図８に示すように、消音容器１２は、厚みは無視できる、音を完全に反射する理想的な剛体からなる板材で構成され、長手方向（縦方向）の長さ７０ｃｍ、かつ幅方向（厚さ方向）の長さ１０ｃｍの縦長の長方形形状であった。
図１に示す消音容器１２の左側の側面には、消音容器１２の短手方向の中心線上、かつ長手方向の底面側の端部から２０ｃｍ上方の点を中心とする幅１０ｃｍの第１開口１３ａが開けられていた。この第１開口１３ａには、幅１０ｃｍ、長さ５ｃｍ、かつ厚みは無視できる、音を完全に反射する理想的な剛体からなる第１開口管部１８が接続されていた。
また、図１に示す消音容器１２の右側の側面には、消音容器１２の短手方向の中心線上、かつ長手方向の天井側の端部から２０ｃｍ下方の点を中心とする直径１０ｃｍの第２開口１３ｂが開けられていた。この第２開口１３ｂには、内径１０ｃｍ、長さ５ｃｍ、かつ厚みは無視できる、音を完全に反射する理想的な剛体からなる第２開口管部２０が接続されていた。

（比較例１）
次に、図８に示す参考例の消音換気構造５０の消音容器１２の内面全面に、第１開口１３ａ、及び第２開口１３ｂを除いて、厚さ２０ｍｍの流れ抵抗２００００［Ｐａ・Ｓ／ｍ^２］のグラスウールからなる吸音材１４を貼り付けて、図９に示す比較例１のクランクボックス型の消音換気構造５２を２次元のシミュレーション構造として作製した。

（実施例１）
次に、図９に示す比較例１の消音換気構造５２の消音容器１２の内面全面に貼り付けられた吸音材１４の表面の一部を、厚みは無視できる、音を完全に反射する理想的な剛体からなる被覆材１６で被覆して、図１に示す本発明の実施例１のクランクボックス型の消音換気構造１０を２次元のシミュレーション構造として作製した。
被覆材１６は、図１に示す消音換気構造１０の消音容器１２の４つの側面（天井面、及び底面を除く）に、長手方向の中心から上下に４ｃｍずつ、合計８ｃｍを除いて被覆した。
その結果、図１に示す消音換気構造１０の消音容器１２の長手方向の天井側の端部における消音容器１２の空間に接触する接触面３２ａは、幅方向６ｃｍの吸音材１４の表面であった。また、消音容器１２の長手方向の底面側の端部における消音容器１２の空間に接触する接触面３２ｂは、幅方向６ｃｍの吸音材１４の表面であった。
また、消音容器１２の長手方向の天井側の中央における消音容器１２の空間に接触する接触面３２ｃは、２つの長手方向８ｃｍの吸音材１４の表面であった。

こうして作製された実施例１の消音換気構造１０、参考例の消音換気構造５０、及び比較例１の消音換気構造５２について、図１０に示す基本２次元計算モデルを用いて、有限要素法計算ソフトＣＯＭＳＯＬ ＭｕｌｔｉＰｈｙｓｉｃｓ ｖｅｒ.５．３（ＣＯＭＳＯＬ社）の音響モジュールを用いた有限要素法による２次元のシミュレーション計算を行った。
このような２次元シミュレーションモデルを用いて、図１０に示すように、壁で仕切られた一方の（左側）空間の半球状の面（半径１ｍ）の外側から音波を入射させた。その音波を消音換気構造１０の第１開口管部１８を通して消音容器１２内に入射させた。次に、消音容器１２内に入射した音波を第２開口管部２０から他方の（右側）空間に出射させた。その結果として、この右側の空間の半球状の面（半径１ｍ）に到達する音波を検出した。
こうして、右側の空間の半球状の面の各位置（ｉ）における音圧ｐ_ｉをｍ点測定し、音圧ｐ_ｉの絶対値の２乗｜ｐ_ｉ｜^２の平均値ａｓｐを下記式（５）によって算出した。ｍは測定点の数である。

なお、音圧ｐは、半円弧（ｌ）上の位置の関数として与えられることから、音圧の絶対値の２乗｜ｐ｜^２を半円弧（ｌ）にそって積分し、下記式（６）で表される音圧の絶対値の２乗の線積分値ｉｓｐを求めても良い。
こうして求めた音圧の絶対値の２乗の線積分値ｉｓｐを、半径ｒの半円弧の長さＬ（＝πｒ）で割り算して、下記式（７）で表される音圧の絶対値の２乗｜ｐ｜^２の平均値ａｓｐを算出すればよい。

ａｓｐ＝ｉｓｐ／（πｒ／２）＝２×ｉｓｐ／（πｒ） …（７）

こうして得られた実施例１、参考例、及び比較例１の、１／１オクターブバンド周波数に対する音圧の絶対値の２乗の線積分値ａｓｐを図１１に示す。
図１１から明らかなように、実施例１は、１２５Ｈｚから１０００Ｈｚにおいて、参考例、及び比較例１より音圧の絶対値の２乗の線積分値ａｓｐが低くなっており、入射音を低減でき、消音できていることが分かる。特に、２５０Ｈｚ近傍のピークは、参考例、及び比較例１に比べて実施例１の方が十分に低く入射音を低減できていることが分かる。これらの結果から、本発明の有効性を示されたと言える。

（実施例２）
次に、図８に示す参考例の消音換気構造５０の消音容器１２の右側面の長手方向の端部近傍を開口し、消音容器１２の空間に開口する開口部４４を有し、内部に吸音材１４が充填された管状体４２ｄを取り付けて、図１２に示す実施例２のクランクボックス型の消音換気構造４０Ｄを２次元のシミュレーション構造として作製した。管状体４２ｄは、厚みは無視出来る、音を完全に反射する理想的な剛体からなる板材で構成され、長手方向の長さ１５０ｍｍ、かつ幅方向（厚さ方向）の長さ２０ｍｍの縦長の長方形形状であった。吸音材１４は、流れ抵抗２００００［Ｐａ・Ｓ／ｍ^２］のグラスウールからなり、管状体４２ｄ内に完全に充填されており、長手方向の長さ１５０ｍｍ、かつ幅方向の厚み２０ｍｍの縦長の長方形形状であった。
図１２に示すように、管状体４２ｄは、消音容器１２の長手方向の底面の端部から１０ｍｍだけ上方に押し上げられた位置に取り付けられていた。管状体４２ｄの開口部４４の中心位置は、消音容器１２の長手方向の底面の端部から２０ｍｍ上方に位置していた。管状体４２ｄの開口部４４は、長手方向の幅２０ｍｍであった。

（比較例２−１）
図１３に示す比較例２−１のクランクボックス型の消音換気構造５４を２次元のシミュレーション構造として作製した。図１３に示す消音換気構造５４は、図１２に示す実施例２の消音換気構造４０Ｄにおいて、管状体４２ｄ内の吸音材１４を除いて、開口部５８を持つ気柱共鳴管５６としたものということができた。したがって、気柱共鳴管５６、及び開口部５８の寸法、並びに気柱共鳴管５６、及び開口部５８の配置位置は、それぞれ図１２に示す実施例２の消音換気構造４０Ｄにおける管状体４２ｄ、及び開口部４４の寸法、並びに管状体４２ｄ、及び開口部４４の配置位置と同じであった。

（比較例２−２）
図１４に示す比較例２−２のクランクボックス型の消音換気構造６０を２次元のシミュレーション構造として作製した。図１４に示す消音換気構造６０は、図１２に示す実施例２の消音換気構造４０Ｄにおいて、管状体４２ｄの開口部４４を広げ、管状体４２ｄの消音容器１２側の面全体を開口部６４とする凹部６２とし、凹部６２内に厚さ２０ｍｍの吸音材１４を隙間なく貼り付けたものであった。したがって、凹部６２の寸法は、吸音材１４の寸法に等しく、長手方向の長さ１５０ｍｍ、かつ幅方向（厚さ方向）の深さ２０ｍｍの縦長の長方形形状であった。また、開口部６４の寸法も、長手方向の長さ１５０ｍｍであった。吸音材１４は、流れ抵抗２００００［Ｐａ・Ｓ／ｍ^２］のグラスウールからなり、吸音材１４の寸法は、凹部６２の寸法に等しかった。なお、吸音材１４の全表面は、消音容器１２の空間と接触する接触面６６であった。接触面６６の寸法は、開口部６４の寸法に等しかった。

こうして作製された実施例２の消音換気構造４０Ｄ、比較例２−１の消音換気構造５４、及び比較例２−２の消音換気構造６０について、図１０に示す基本２次元計算モデルを用いて、有限要素法計算ソフトＣＯＭＳＯＬ ＭｕｌｔｉＰｈｙｓｉｃｓ ｖｅｒ.５．３（ＣＯＭＳＯＬ社）の音響モジュールを用いた有限要素法による２次元シミュレーション計算を行い、各位置における音圧の絶対値の２乗｜ｐ｜^２を平均し、上記式（１）で表される音圧の絶対値の２乗の平均値ａｓｐを求めた。
こうして得られた実施例２、比較例２−１、及び比較例２−２の、周波数に対する音圧の絶対値の２乗の平均値ａｓｐを図１５に示す。

図１５から明らかなように、３００Ｈｚ近傍のピークは、実施例２の場合が、比較例２−１、及び比較例２−２の場合に比べて、最も低減している。
次に、５１５Ｈｚ近傍のピークは、実施例２が比較例２−１に比べて明らかに低減している。また、比較例２−２に対しては、ピークがシフト（スプリット）しているにすぎず、低減しているとは言えない。
したがって、効果としては本発明の第２の実施形態に該当する実施例２が最も消音効果が高いと言える。
７５０Ｈｚ近傍のピークについては実施例２が、比較例２−１と並び、消音効果が高い。
以上、ｎ＝１、２、及び３の３つのピークに関して、全てにおいて実施例２が最も総合的に高い消音効果が得られていることから、本発明の有効性が示されたと言える。

（実施例３−１〜３−５）
図１６に示す実施例３−１〜３−５のクランクボックス型の消音換気構造４０Ｄをそれぞれ２次元のシミュレーション構造として作製した。図１６に示す消音換気構造４０Ｄは、図１２に示す実施例２のクランクボックス型の消音換気構造４０Ｄにおける管状体４２ｄの開口部４４の中心位置が、消音容器１２の長手方向の底面の端部から２０ｍｍ上方に位置していたのに対し、ｘｍｍ上方に位置しているとしている点で異なっているものであった。
したがって、ｘ＝２０ｍｍである実施例３−１は、図１２に示す実施例２の消音換気構造４０Ｄと同じであった。
次に、実施例３−２は、ｘ＝８０ｍｍであった。実施例３−３は、ｘ＝１４０ｍｍであった。実施例３−２は、ｘ＝２００ｍｍであった。実施例３−３は、ｘ＝３００ｍｍであった。

こうして作製された実施例３−１〜３−５の消音換気構造４０Ｄについて、図１０に示す基本２次元計算モデルを用いて、有限要素法計算ソフトＣＯＭＳＯＬ ＭｕｌｔｉＰｈｙｓｉｃｓ ｖｅｒ.５．３（ＣＯＭＳＯＬ社）の音響モジュールを用いた有限要素法による２次元シミュレーション計算を行い、各位置における音圧の絶対値の２乗｜ｐ｜^２を平均し、上記式（１）で表される音圧の絶対値の２乗の平均値ａｓｐを求めた。
こうして得られた実施例３−１〜３−５、及び参考例の、周波数に対する音圧の絶対値の２乗の平均値ａｓｐを図１７に示す。
また、所定の空間内、及び消音換気構造４０Ｄ内の周波数３００Ｈｚの音の音圧分布（音圧レベル（ｄＢ）：ｌｏｇ１０（｜ｐ｜））を図１８に示す。また、所定の空間内、及び消音換気構造４０Ｄ内の周波数５１５Ｈｚの音の音圧分布（音圧レベル（ｄＢ）：ｌｏｇ１０（｜ｐ｜））を図１９に示す。
図１８から、３００Ｈｚの音では、消音容器１２の長手方向の中心を０とする時、消音容器１２の長手方向の天井の端部（＋０．３５ｍ）、及び消音容器１２の長手方向の底面の端部（−０．３５ｍ）の２つの位置において、音圧の腹ＡＮとなっていることが分かる。一方、５１５Ｈｚの音では、消音容器１２の長手方向の中心を０とする時、消音容器１２の長手方向の中心（０ｍ）、消音容器１２の長手方向の天井の端部（＋０．３５ｍ）、及び消音容器１２の長手方向の底面の端部（−０．３５ｍ）の３つの位置において、音圧の腹ＡＮとなっていることが分かる。

また、実施例３−１〜３−５の消音容器１２の長手方向の底面の端部と管状体４２ｄの開口部４４の中心との距離に対する実施例３−１〜３−５の音圧の絶対値の２乗の線積分値ａｓｐの３００Ｈｚ近傍、及び５１５Ｈｚ近傍のピークの最大値を図２０に示す。
図２０において、消音容器１２の長手方向の底面の端部を０ｍｍとする時、０ｍｍ〜１４３ｍｍの範囲は、３００Ｈｚの音圧の腹ＡＮからλ／８の範囲に相当する。この範囲内に収まっていれば、３００Ｈｚの音における消音効果が高いと言える。
一方、図２０において、消音容器１２の長手方向の底面の端部を０ｍｍとする時、０ｍｍ〜８３ｍｍ、及び２６７ｍｍ〜４００ｍｍの範囲は、５１５Ｈｚの音圧の腹ＡＮからλ／８の範囲に相当する。これらの範囲内に収まっていれば、５１５Ｈｚの音における消音効果が高いと言える。
以上の図１７〜図２０から、３００Ｈｚ近傍の消音効果は、消音容器１２の長手方向の底面の端部からの距離が大きくなる実施例３−１から実施例３−５になるにつれて、即ち音圧の腹から離れるにつれて室内空間側の音圧が高くなる。即ち消音効果が小さくなる。このことから管状体４２ｄの開口部４４（＝吸音材１４の表面である接触面３２）の位置が音圧の腹ＡＮに近い方が高い効果が得られることが分かる。
同様に、５１５Ｈｚ近傍の透過音圧のピークは、管状体４２ｄの開口（＝吸音材の表面である接触面３２）の位置が音圧の腹ＡＮに近い場合に低い。即ち、高い消音効果が得られていることが分かる。
故に本発明の有効性が示されたと言える。
以上の実施例１、２、及び３−１〜３−５から、本発明の効果は明らかである。

以上、本発明の消音換気構造について、種々の実施形態及び実施例を挙げて詳細に説明したが、本発明は、これらの実施形態及び実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良又は変更をしてもよいのはもちろんである。

例えば、図２１に示すように、消音容器１２の外側に配置された連続する２つの管状体４２ｂ（４２）を化粧板２６に埋め込むことなく、化粧板２６から離間させて配置しても良い。また、消音容器１２の外側に配置された連続する２つの管状体４２ｃ（４２）を壁２８に埋め込むことなく、壁２８に接するように配置しても良い。即ち、１つ以上の管状体４２を化粧板２６、又は壁２８に埋め込むことなく、化粧板２６、又は壁２８から離間させて、もしくは化粧板２６、又は壁２８に接するように配置しても良い。したがって、消音容器１２は、化粧板２６、及び壁２８の少なくとも一方から離間して配置されていても良い。
また、上述したように、第１開口管部１８は、化粧板２６に設けられた貫通開口６８に接続するように配置されても良い。また、第２開口管部２０は、その一部が壁２８を貫通して壁２８に設けられた貫通開口７０内に配置されていても良い。
更に、管状体４２の内部に充填される吸音材１４として複数の吸音材を積層しても良い。なお、複数の吸音材は、１種類の吸音材を複数積層したものであっても良いし、複数種類の吸音材を積層したものであっても良いし、両者を混合したものであっても良い。

１０、４０，４０Ａ，４０Ｂ．４０Ｃ，４０Ｄ，５０，５２，５４，６０ 消音換気構造
１２ 消音容器
１３ａ 第１開口
１３ｂ 第２開口
１４ 吸音材
１６ 被覆材
１８ 第１開口管部
２０ 第２開口管部
２２ 内部空間（屋内空間）
２４ 外部空間（屋外空間）
２６ 化粧板
２８ 壁（外周壁、コンクリート壁）
３０ 空間
３２、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、６６ 接触面
４２、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４６，４６ａ、４６ｂ 管状体
４４、４８、５８、６４ 開口部
５６ 気柱共鳴管
６２ 凹部
６８、７０ 貫通開口
８０ 音響特性測定系
８２ 管体
８４ マイクロフォン
８６ スピーカ
８８ 函体
９０ 遮音性のある材質の材料
ＡＮ 音圧の腹
Ｎ 音圧の節
ａｓｐ 音圧の絶対値の２乗の平均値
ｉｓｐ 音圧の絶対値の２乗の線積分値
ｎ 共振モードの次数（正の整数）

Claims (8)

1. ２つの空間を隔てる化粧板と壁とを連通するように設けられるクランクボックス型の消音換気構造であって、
   前記化粧板と前記壁との間の空間に配置される中空の消音容器と、
   前記消音容器の対向する２つの側面にそれぞれ接続され、それぞれ前記消音容器内の空間と連通する少なくとも２つの開口管部と、
   前記消音容器の内部に備えられた吸音材と、
   前記吸音材の表面の一部を被覆する被覆材と、を有し、
   前記消音容器の一方の側面の前記開口管部は、前記化粧板を連通するように配置され、
   前記消音容器の他方の側面の前記開口管部は、前記壁を連通するように配置され、
   前記一方の側面の前記開口管部と、前記他方の側面の前記開口管部とは、前記消音容器の長手方向に異なる位置に配置され、
   前記被覆材は、前記吸音材の表面の他の一部を露出させて、露出部分を前記消音容器内の空間と接触する少なくとも１つの接触面として構成するものであり、
   前記少なくとも１つの接触面は、前記消音容器の共振モードの波長をλ、前記消音容器の長手方向の長さをＬ、正の整数をｎとして、共振モードの波長λnをλn＝２Ｌ／ｎとし、かつλnの音波が可聴域に該当するとき、
   前記消音容器内の長手方向の端部からλn／８の範囲内に存在する消音換気構造。
2. 前記吸音材は、前記開口管部を除く前記消音容器の内面に貼り付けられており、
   前記被覆材は、遮音性のある材質である請求項１に記載の消音換気構造。
3. 前記正の整数ｎは、３以下である請求項１、又は２に記載の消音換気構造。
4. 前記少なくとも１つの接触面は、前記吸音材の表面の全面積に対して、１％〜５０％の面積を占める請求項１〜３のいずれか１項に記載の消音換気構造。
5. 前記吸音材は、前記開口管部を除く前記消音容器の内面の全面積に対して、５０％以上の面積に貼り付けられている請求項１〜４のいずれか１項に記載の消音換気構造。
6. 前記吸音材の体積は、前記消音容器の体積の１％〜５０％である請求項１〜５のいずれか１項に記載の消音換気構造。
7. 前記吸音材は、前記開口管部を除く前記消音容器の内面の全面に貼り付けられている請求項１〜６のいずれか１項に記載の消音換気構造。
8. 更に、前記消音容器の少なくとも１つの側面に前記消音容器内の空間に開口する開口部を有する少なくとも１つの管状体を有し、
   前記管状体の内部には前記吸音材が充填されており、
   前記管状体の前記開口部は、前記吸音材の表面の一部を露出させて、露出部分を前記消音容器内の空間と接触する前記少なくとも１つの接触面として構成する請求項１〜６のいずれか１項に記載の消音換気構造。

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