JP7064307B2 - 通気管路 - Google Patents

Description

本発明は、通気管路および装置に関する。

特許文献１には、複数の吸音部のうちの少なくとも一つの吸音部は、その吸音部を設けたことで音量が小さくなる音の周波数と、他の吸音部を設けたことで音量が大きくなる音の周波数と、の少なくとも一部の周波数が重なる構成である吸音装置が開示されている。

特開２０１６－３３６４９号公報

音を低減するための構造を通気管路に設置するにあたり、通気管路の形状を考慮せずにこの構造を設置すると、音の低減度合いが小さくなる箇所に、この構造が設置される場合がある。この場合、通気管路から出る音が大きくなる。
本発明の目的は、音を低減するための構造を通気管路に設置するにあたり、通気管路の形状を考慮せずにこの構造を設置する場合に比べ、通気管路における音の低減度合いを高めることにある。

請求項１に記載の発明は、２以上の開口の間を音が通る第１の通気管路であり、吸気口と、排気口と、第１の断面積となる第１の部分と、断面積が前記第１の断面積よりも大きい第２の断面積となり、前記第１の部分よりも前記排気口に近い第２の部分と、および、前記第１の部分と前記第２の部分とを接続する傾斜した内面を有する第３の部分とを有する第１の通気管路と、前記第１の通気管路の前記第１の部分の内側に位置する開口部を有し、前記開口部より受け入れた音を内部で反射させた上で前記開口部から音を出す第２の通気管路と、を備え、前記第１の通気管路の前記吸気口と前記第１の部分の間が曲がっており、前記第２の通気管路は前記第１の通気管路の曲がりにおける内側の壁部に設けられている通気管路である。
請求項２に記載の発明は、前記第１の通気管路の前記吸気口と前記第１の部分の間の内面に配置され、前記吸気口からの空気を前記内面から離れた位置に案内する空気案内部材を有する請求項１に記載の通気管路である。
請求項３に記載の発明は、２以上の開口の間を音が通る第１の通気管路であり、第１の断面積となる第１の部分と、断面積が前記第１の断面積よりも大きい第２の断面積となる第２の部分と、および、前記第１の部分と前記第２の部分とを接続する傾斜した内面を有する第３の部分とを有する第１の通気管路と、前記第１の通気管路の前記第１の部分の内側に位置する開口部を有し、前記開口部より受け入れた音を内部で反射させた上で前記開口部から音を出す第２の通気管路と、を備え、前記第２の通気管路が、共鳴周波数ｆｒ［Ｈｚ］を有し、前記第１の通気管路の透過損失スペクトルに関して透過損失が極小となり、かつ前記共鳴周波数ｆｒより小さい周波数のうち、最も大きい周波数ｆｍａ［Ｈｚ］において、前記第２の通気管路の前記開口部と、前記開口部から、前記周波数ｆｍａにおいて音の流れる方向と同方向の側で最も近い音圧の極大値となる前記第１の通気管路の位置との距離をＬａ１とし、周波数ｆｍａにおける波長をλｆｍａとする場合に、下記式（２）を満たす通気管路である。０ ≦ Ｌａ１ ≦ λｆｍａ/４ ・・・（２）
請求項４に記載の発明は、２以上の開口の間を音が通る第１の通気管路であり、第１の断面積となる第１の部分と、断面積が前記第１の断面積よりも大きい第２の断面積となる第２の部分と、および、前記第１の部分と前記第２の部分とを接続する傾斜した内面を有する第３の部分とを有する第１の通気管路と、前記第１の通気管路の前記第１の部分の内側に位置する開口部を有し、前記開口部より受け入れた音を内部で反射させた上で前記開口部から音を出す第２の通気管路と、を備え、前記第２の通気管路が、共鳴周波数ｆｒ［Ｈｚ］を有し、前記第１の通気管路の透過損失スペクトルに関して透過損失が極小となり、かつ前記共鳴周波数ｆｒより大きい周波数のうち、最も小さい周波数ｆｍｂ［Ｈｚ］において、前記第２の通気管路の前記開口部と、前記開口部から前記周波数ｆｍｂにおいて音の流れる方向と同方向の側で最も近い音圧の極大値となる前記第１の通気管路の位置との距離をＬａ２とし、周波数ｆｍｂにおける波長をλｆｍｂとするとき、下記式（４）を満たす通気管路である。λｆｍｂ/４ ≦ Ｌａ２ ≦ λｆｍｂ／２ ・・・（４）

請求項１の発明によれば、音を低減するための構造を通気管路に設置するにあたり、第１の通気管路の曲がりにおける外側の壁部に第２の通気管路が位置する場合に比べ、第１の通気管路を流れる気体に対する抵抗をより小さいものにできる。
請求項２の発明によれば、空気案内部材がない場合に比べ、吸気口からの空気が第２の通気管路に直接向かうことをより抑制することができる。
請求項３の発明によれば、０≦Ｌａ１≦λｆｍａ/４という関係を満たさない場合に比べ、通気管路における音の低減度合いを高めることができる。
請求項４の発明によれば、λｆｍｂ/４≦Ｌａ２≦λｆｍｂ／２という関係を満たさない場合に比べ、通気管路における音の低減度合いを高めることができる。

廃棄処理装置の構成を示した図である。 図１の矢印ＩＩ方向から廃棄処理装置を眺めた場合の図である。 図２の矢印IIIで示す方向から管状部材の内部を眺めた場合の図である。 通気管路の他の構成例を示した図である。 図３のＩＶ－ＩＶ線における第１の通気管路、第２の通気管路の断面図である。 通気管路の他の構成例を示した図である。 通気管路の他の構成例を示した図である。 図６にて示した通気管路を簡略化して表示した図である。 図７にて示した通気管路の模式的な斜視図である。 箱体の模式的な斜視図である。 異なる周波数の定在波を示す模式的断面図である。 異なる周波数の定在波を示す模式的断面図である。 通気管路の排気口からの距離と、周波数の定在波の音圧分布との関係を示すグラフである。 通気管路の排気口からの距離と、周波数の定在波の音圧分布との関係を示すグラフである。 通気管路の透過損失と周波数との関係を示すグラフである。 消音（防音）原理を説明する模式的断面図である。 消音（防音）原理を説明する模式的断面図である。 消音原理を説明する模式的断面図である。 通気管路の他の構成例を示した図である。 通気管路の他の構成例を示した図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、廃棄処理装置の構成を示した図である。
廃棄処理装置３には、装置本体３Ａが設けられている。さらに、この装置本体３Ａの上部には、廃棄される紙媒体１４が載せられる媒体積載部１３が設けられている。
なお、本実施形態では、媒体積載部１３にて紙媒体１４の処理が行われる場合を一例に説明するが、本実施形態の廃棄処理装置３は、紙媒体１４に限らず、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）やＣＤ（Compact Disc）などの他の種類の記録媒体の廃棄処理も行える。

装置本体３Ａの内部には、媒体積載部１３上の紙媒体１４を検知するセンサ１７が設けられている。さらに、媒体積載部１３の下方には、紙媒体１４の廃棄処理を行う廃棄処理部４が設けられている。さらに、廃棄処理部４の下方には、廃棄処理部４により生じた廃棄物を収容する収容容器５が設けられている。

廃棄処理部４は、紙媒体１４の再使用ができないように紙媒体１４に対する処理を行う。具体的には、廃棄処理部４は、モータＭにより回転する回転刃４Ａを用いて、紙媒体１４を切断して、紙媒体１４に対する処理を行う。
さらに、廃棄処理装置３には、媒体積載部１３上の紙媒体１４を送り出す送り出しロール１１ａ、１１ｂが設けられている。さらに、送り出しロール１１ａ、１１ｂにより送り出された紙媒体１４を、廃棄処理部４へ搬送する搬送ロール１５ａ、１５ｂが設けられている。

さらに、廃棄処理装置３では、装置本体３Ａの後ろ側に、装置本体３Ａ内の空気を装置本体３Ａの外部に送るための通気管路１００が設けられている。
なお、本実施形態では、通気管路１００を空気（気体の一例）が流れる場合を説明するが、通気管路１００には、空気以外の他の気体を流してもよい。

図２は、図１の矢印ＩＩ方向から廃棄処理装置３を眺めた場合の図である。
本実施形態の廃棄処理装置３では、上記の通り、装置本体３Ａの後ろ側に、通気管路１００が設けられている。より具体的には、本実施形態では、装置本体３Ａの後ろ側に、管状部材（排気ダクト）１１０が取り付けられており、この管状部材１１０の内部が、通気管路１００となっている。
さらに、本実施形態では、装置本体３Ａの内部に、部分的な通気管路である本体内通気管路９０（第４の部分的な通気管路の一例）が設けられ、この本体内通気管路９０は、通気管路１００に接続されている。

本実施形態では、不図示のファンによって、廃棄処理装置３の内部から外部へ、空気が順次排出される。この際、この空気は、本体内通気管路９０、通気管路１００を通る。
本実施形態では、廃棄処理装置３から排出される空気が、通気管路１００を通ることで、この空気に含まれる浮遊物が除去される。また、空気が通気管路１００を通ることで、廃棄処理装置３から出る音（騒音）が小さくなる（詳細は後述）。

なお、本実施形態では、廃棄処理装置３にて発生する音（音源となるモータＭなどにて発生する音）を、通気管路１００を用いて消音する場合を一例に説明するが、通気管路１００により消音される音は、特に限られない。
本実施形態の通気管路１００を用いると、雑音（５００－３０００Ｈｚの周波数）の消音を行える。また、意図的でなく自然発生的に発生する音の消音を行える。具体的には、例えば、モータ音、移動する部品の摩擦音、衝突音などの消音を行える。
また、本明細書における「消音」とは、音を消すという概念のみではなく、音を小さくするという概念も含む。

図３は、図２の矢印IIIで示す方向から管状部材１１０の内部を眺めた場合の図である。
本実施形態では、上記のとおり、管状部材１１０の内部が通気管路１００となっている。この通気管路１００は、第１の通気管路２１０と、第２の通気管路２２０とにより構成されている。
第１の通気管路２１０は、管状部材１１０の上端部に位置する吸気口１１１から、管状部材１１０の下端部に位置する排気口１１２にかけて形成されている。

第１の通気管路２１０内には、開口部３１０を有した直方体状の箱体３００が設置されており、本実施形態では、この箱体３００の内部空間が、第２の通気管路２２０となっている。第２の通気管路２２０は、第１の通気管路２１０における空気の流れ方向に沿って延びるように配置されている。
第２の通気管路２２０をこのように箱体３００により構成し、また、この箱体３００が直方体状であると、箱体３００を製造しやすくなり、第２の通気管路２２０の設置を行いやすくなる。

排気口１１２には、フィルタ１１３が設置されている。本実施形態では、このフィルタ１１３により、廃棄処理装置３から排出される空気に含まれる臭気や、埃や紙粉などの浮遊物が除去される。
第１の通気管路２１０は、上下方向に沿うように配置されるとともに、排気口１１２が鉛直方向下向きとなるように配置されている。

鉛直方向下向きとは、排気口１１２が向く方向が、鉛直方向に対して４５度よりも小さい状態を指す。なお、鉛直方向に対する角度を１０度以内とすることが好ましく、この場合は、排気口１１２が、ほぼ真下を向く状態となる。
排気口１１２が鉛直方向下向きとなるように配置されていると、排気口１１２から漏れた音が地面や床の方向へ行きやすく、排気口１１２の周辺の音が大きくなりにくい。

箱体３００は、開口部３１０を有し、この開口部３１０を通じて、箱体３００の内部に音が入る。そして、箱体３００の内部に入った音は、図中矢印３Ｂで示すように、開口部３１０から離れる方向に向かって移動するとともに、箱体３００の内部にて反射し、再び開口部３１０に向かう。そして、この音は、開口部３１０から出る。
本実施形態では、後述するように、第１の通気管路２１０と第２の通気管路２２０とによりダクトカップリングモードが形成される。これにより、第１の通気管路２１０内に音が閉じ込められるようになり、第１の通気管路２１０の排気口１１２から出る音が小さくなる。

図３に示すように、第１の通気管路２１０は、断面積が小さい第１の部分２１０Ａと、この第１の部分２１０Ａよりも断面積が大きい第２の部分２１０Ｂとを備える。
言い換えると、第１の通気管路２１０は、第１の断面積となる第１の部分２１０Ａと、断面積がこの第１の断面積よりも大きい第２の断面積となる第２の部分２１０Ｂとを備える。

第１の通気管路２１０における上記「断面積」とは、第１の通気管路２１０における空気の流れ方向と直交する面のおける断面積をいう。
なお、第１の通気管路２１０の形状によっては、第１の通気管路２１０内の場所に応じて、空気の流れ方向が異なることも想定される。この場合は、空気の流速が最も大きくなる、空気の流れの主要な方向を、空気の流れ方向とする。

ここで、第１の通気管路２１０内における、空気の流れ方向の確認は、例えば、複数の小型のセンサを、第１の通気管路２１０内に３次元的に配置することにより行う。そして、流速が最も大きくなる箇所における空気の流れ方向を、第１の通気管路２１０における、空気の流れ方向とする。
なお、本実施形態では、第１の通気管路２１０内における空気の流れ方向と、第１の通気管路２１０の延び方向（軸方向）と概ね一致しており、上記「断面積」は、第１の通気管路２１０の延び方向と直交する面のおける断面積とも言える。

さらに、図３に示すように、本実施形態では、第１の通気管路２１０は、第１の部分２１０Ａと第２の部分２１０Ｂとを接続する第３の部分２１０Ｃを備える。
第３の部分２１０Ｃは、第１の通気管路２１０の軸方向（第１の通気管路２１０を流れる空気の流れ方向）に対して傾斜した内面２１０Ｅを有する。より具体的には、空気の流れ方向における下流側に向かうに従い、第３の部分２１０Ｃの幅を拡げる内面２１０Ｅを有する。
なお、第１の通気管路２１０の軸方向（第１の通気管路２１０を流れる空気の流れ方向）に対する内面２１０Ｅの傾斜角度θは、６０°以下とすることが好ましい。
ここで、傾斜した内面２１０Ｅを設けず、図３－２（通気管路１００の他の構成例を示した図）に示すように、第１の通気管路２１０の断面積（断面）が不連続に変化する場合、第１の通気管路２１０の断面積が不連続に変化する箇所で、音響インピーダンスが不連続となるため、この断面積が不連続に変化する箇所にて、音波の反射が起こる。付言すると、第１の通気管路２１０の断面積が不連続に変化する場合、外部につながる排気口１１２と、断面積が不連続となる箇所の二箇所で、音波の反射が強くなる系となる。
この場合、反射箇所が二つあることになり、反射の腹節が、単一の反射箇所が存在する系の場合に比べて複雑となり、腹と節の音圧差が小さくなってしまう場合が多い。
これに対し、本実施形態のように、傾斜した内面２１０Ｅが設けられ、第１の通気管路２１０の断面積が次第に変化する場合（第１の通気管路２１０の内面２１０Ｅが連続変化面となる場合）、インピーダンスが急激に変化することが抑制される（音響インピーダンスが連続的に変化する）。この場合、連続変化面での音波の反射（傾斜した内面２１０Ｅが設けられている箇所での音波の反射）が起きにくくなり、音波の反射が大きくなる箇所は、外部につながる排気口１１２のみとなる。そして、この場合、腹と節がはっきり現れるようになる。
また、第１の通気管路２１０の断面積が不連続に変化する場合、断面積が不連続となる箇所にて渦が発生するなどして、空気が円滑に流れにくくなるおそれもある。これに対し、本実施形態のように、第１の通気管路２１０の断面積が連続的に変化する場合、渦の発生が抑えられ、空気がより円滑に流れるようになる。

また、本実施形態では、第１の部分２１０Ａは、第２の部分２１０Ｂよりも吸気口１１１に近い側に位置しており、第２の部分２１０Ｂは、第１の部分２１０Ａよりも排気口１１２に近い側に位置している。
また、第１の部分２１０Ａの断面積は、排気口１１２の面積よりも小さくなっている。言い換えると、本実施形態では、排気口１１２の面積が、第１の部分２１０Ａの断面積よりも大きくなっている。

さらに、第１の部分２１０Ａよりも吸気口１１１側に、この第１の部分２１０Ａよりも断面積が大きい上流側部分２１０Ｄが設けられている。
本実施形態では、第１の通気管路２１０のうちの、第１の部分２１０Ａが設けられている箇所の断面積が、第１の通気管路２１０の断面積の中で最小となっている。
本実施形態では、第１の通気管路２１０に、断面積が小さい第１の部分２１０Ａを形成し、そこに第２の通気管路２２０を設けることで、第２の通気管路２２０の開口部３１０により多くの音が集まるようにし、開口部３１０における集音性を向上させている。
また、本実施形態のように、断面積が小さい第１の部分２１０Ａを形成し、そこに箱体３００（第２の通気管路２２０）を設置する場合、断面積が大きい部分に箱体３００を設置する場合に比べ、箱体３００の小型化を図れるようになる。

さらに、本実施形態では、第１の部分２１０Ａの断面積が最小となっており、断面積が最小となるこの第１の部分２１０Ａに、第２の通気管路２２０の開口部３１０を位置させている。これにより、断面積が最小ではない箇所に、開口部３１０を位置させるに比べ、開口部３１０における集音性がさらに高まる。

一方、断面積が大きい第２の部分２１０Ｂや第３の部分２１０Ｃでは、空間を広く取れるようになり、様々な部材の設置を行いやすくなる。
例えば、第２の部分２１０Ｂや第３の部分２１０Ｃでは、ウレタンなどにより構成される多孔質状の吸音部材の、広い面積に亘っての配置を行えるようになる。これにより、吸音効果を高められる。

また、本実施形態では、排気口１１２が大きくなり、面積の大きい臭気フィルタの設置も行える。これにより、空気に含まれる臭気を除去する消臭性能を向上させられる。
また、第３の部分２１０Ｃでは、第１の通気管路２１０の内面が傾斜しており（傾斜した内面２１０Ｅが設けられており）、第１の部分２１０Ａと第２の部分２１０Ｂとの間のギャップで反射する音が低減される。

なお、箱体３００の本体部分（開口部３１０以外の箇所）は、第１の部分２１０Ａ以外にあってもよい。
具体的には、例えば、箱体３００の本体部分は、第３の部分２１０Ｃ側にあってもよい。より具体的には、図３では、開口部３１０よりも図中上側方向に箱体３００が延びているが、開口部３１０よりも図中下側方向に箱体３００が延びているように、箱体３００を設置してもよい。

また、本実施形態では、１つの箱体３００を設けたが、周波数が互いに異なる複数種類の音が、第１の通気管路２１０に入ってくる場合には、周波数の各々に対応させて箱体３００（第２の通気管路２２０）を複数設置してもよい。
なお、箱体３００の全長（第１の通気管路２１０における空気の流れ方向における全長、第１の通気管路２１０の延び方向における全長）は、消音しようとする音の周波数によって変わり、周波数の各々に対応させて複数の箱体３００を設置する場合には、全長が互いに異なる複数の箱体３００を設置する。

本実施形態では、装置本体３Ａ（図１参照）からの音が、第１の通気管路２１０を通過する。そして、第１の通気管路２１０を音が通過すると、この音の消音が行われる。
また、本実施形態では、装置本体３Ａからの空気が、第２の部分２１０Ｂを通過する。第２の部分２１０Ｂには、フィルタ１１３が設けられており、このフィルタ１１３により、空気に含まれる浮遊物（粉体）や臭気が除去される。
ここで、第２の部分２１０Ｂの断面積は、第１の部分２１０Ａの断面積よりも大きく、第２の部分２１０Ｂでは、第１の部分２１０Ａに比べ、空気の流速が小さくなる。これにより、空気の流速が大きい場合に比べ、フィルタ１１３による浮遊物や臭気の除去がより効果的に行われる。

図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線における第１の通気管路２１０、第２の通気管路２２０の断面図である。
本実施形態では、廃棄処理装置３の奥行方向においても、第１の通気管路２１０の幅が部分的に拡がっている。具体的には、第２の部分２１０Ｂ、第３の部分２１０Ｃにて、第１の通気管路２１０の幅が拡がっている。
また、図４に示すように、箱体３００（第２の通気管路２２０）は、第１の通気管路２１０の内側に配置されている。これにより、管状部材１１０の外周面から第２の通気管路２２０が突出することが抑制される。

ここで、第２の通気管路２２０は、第１の通気管路２１０の内部に限らず、第１の通気管路２１０の外部に配置してもよい。
より具体的には、第２の通気管路２２０の本体部分（開口部３１０以外の部分）については、第１の通気管路２１０よりも外側（管状部材１１０の外周面よりも外側）に設けてもよい。

さらに、本実施形態では、図４に示すように、第１の通気管路２１０の内面２１０Ｘに対して箱体３００が固定されている。言い換えると、箱体３００の外面の一部が、第１の通気管路２１０の内面２１０Ｘの一部に接合されている。付言すると、本実施形態では、第２の通気管路２２０の外面の少なくとも一部が、第１の通気管路２１０の内面２１０Ｘの一部に接合されている。
このように、第２の通気管路２２０の外面が、第１の通気管路２１０の内面２１０Ｘに接合される構成であると、第１の通気管路２１０の内面２１０Ｘに、第２の通気管路２２０が寄せられた形となり、第１の通気管路２１０における空気の流れがより円滑となる（第１の通気管路２１０における流路抵抗が小さくなる）。

第２の通気管路２２０は、第１の通気管路２１０の内面２１０Ｘに対して接合される接合面２２０Ａを備える。さらに、第２の通気管路２２０は、この接合面２２０Ａとは反対側に、通気管路対向面２２０Ｂを備える。
さらに、図４に示すように、箱体３００は、第１の通気管路２１０の内面２１０Ｘに沿うように設けられている。言い換えると、第２の通気管路２２０は、第１の通気管路２１０の内面２１０Ｘに沿うように設けられている。

また、本実施形態では、通気管路対向面２２０Ｂと第１の通気管路２１０の内面２１０Ｘとの距離Ｌ１（第１の通気管路２１０の延び方向と直交する方向における距離Ｌ１）が、第２の通気管路２２０の接合面２２０Ａの長手方向の長さＬ２（第１の通気管路２１０の延び方向における長さＬ２）よりも小さくなっている。

これにより、本実施形態では、距離Ｌ１の方が、長さＬ２よりも大きい場合に比べ、第１の通気管路２１０における空気の流れがより円滑となる。
付言すると、本実施形態では、第２の通気管路２２０が、第１の通気管路２１０の内面２１０Ｘに沿って配置されており、これにより、第１の通気管路２１０の断面積が大きくなり（第２の通気管路２２０が占める面積が小さくなり）、流路抵抗が小さくなる。

さらに、図３に示すように、本実施形態では、第２の通気管路２２０は、第１の部分２１０Ａの、幅方向における一端２１０Ｓから他端２１０Ｔにかけて設けられている。
具体的には、第１の部分２１０Ａは、第１の通気管路２１０の延び方向（空気の流れ方向）と交差（直交）する方向に幅を有している。そして、第２の通気管路２２０は、第１の部分２１０Ａの幅方向における一端２１０Ｓから他端２１０Ｔにかけて配置されている。

また、第２の通気管路２２０の開口部３１０は、開口部３１０の長手方向の長さが、第１の部分２１０Ａの幅方向における一端２１０Ｓから他端２１０Ｔまでの距離の９０％以上の長さとなっている。
これにより、本実施形態では、第２の通気管路２２０が、第１の部分２１０Ａの幅方向における一部の領域にのみ設けられている場合や、開口部３１０の長手方向の長さが、一端２１０Ｓから他端２１０Ｔまでの距離の９０％よりも小さくなっている場合に比べ、開口部３１０を通じて第２の通気管路２２０の内部に音が入りやすくなる。

言い換えると、本実施形態では、開口部３１０の長手方向の長さ（図３において左右方向における長さ）が、互いに対向する関係の一端２１０Ｓと他端２１０Ｔとの間の距離と同等となっている。より具体的には、第１の部分２１０Ａの内面上に位置する一端２１０Ｓと、第１の部分２１０Ａを挟み一端２１０Ｓとは反対側に位置し同じく内面上に位置する他端２１０Ｔとの間の距離と、開口部３１０の長軸の長さとが同等となっている。
ここで、「同等」とは、開口部３１０の長軸の長さが、一端２１０Ｓと他端２１０Ｔとの間の距離の９０％以上となることを意味する。

また、図３に示すように、第２の通気管路２２０の開口部３１０は、長方形状に形成されている。さらに、開口部３１０の長手方向が、第１の通気管路２１０における空気の流れ方向（第１の通気管路２１０の延び方向）と交差（直交）している。
このように、開口部３１０の長手方向が、第１の通気管路２１０における空気の流れ方向と交差している場合、開口部３１０の長手方向が、第１の通気管路２１０における空気の流れ方向に沿っている場合に比べ、消音効果が高くなり、第１の通気管路２１０から出る音が小さくなる。

ここで、開口部３１０の長手方向が、第１の通気管路２１０における空気の流れ方向と交差するとは、開口部３１０の長手方向が、空気が流れる方向に垂直となる方向から４５度よりも小さい角度となる方向に重なるように開口部３１０が形成されることをいう。なお、開口部３１０の長手方向が、空気が流れる方向に垂直となる方向と略同じ方向ならばより良い。
なお、本実施形態では、開口部３１０が長方形状となっているが、長方形状に限らず、楕円形などの他の形状としてもよい。

図３に示すように、直方体状に形成された箱体３００は、互いに対向する関係にあり且つ同じ大きさの第１側壁３０１、第２側壁３０２を備える。また、箱体３００は、互いに対向する関係にあり且つ同じ大きさの第３側壁３０３、第４側壁３０４を備える。
さらに、図４に示すように、箱体３００は、互いに対向する関係にあり且つ同じ大きさの第５側壁３０５、第６側壁３０６を備える。言い換えると、本実施形態の箱体３００は、互いに対向する３組の側壁を有する。

第１側壁３０１、第２側壁３０２は、第１の通気管路２１０の延び方向に沿っている。第３側壁３０３、第４側壁３０４は、第１の通気管路２１０の延び方向と交差（直交）する方向に沿っている。第５側壁３０５、第６側壁３０６は、第１の通気管路２１０の延び方向に沿っている。
そして、本実施形態では、この３組の側壁のうちの最も大きい面積を有する１組の側壁（第５側壁３０５、第６側壁３０６）の各々が、第１の通気管路２１０の内面に沿っている。言い換えると、第１の通気管路２１０における空気の流れ方向に沿っている。

言い換えると、本実施形態では、直方体状の箱体３００は、互いに対向する３組の側壁（外面）を有するとともに、この３組の側壁のうちの最も大きい面積を有する１組の側壁に含まれる一方の側壁である第５側壁３０５が、開口部３１０を有している。
さらに、この第５側壁３０５と対向する関係の第６側壁３０６が、第１の通気管路２１０の内面２１０Ｘ（図４参照）に接合されている。

これにより、最も大きい面積を有する上記１組の側壁（外面）が、第１の通気管路２１０の内面２１０Ｘと交差する関係で配置される場合に比べ（空気の流れ方向に対して交差する関係で配置される場合に比べ）、第１の通気管路２１０を、空気がより円滑に流れるようになる。言い換えると、本実施形態では、箱体３００の最も大きい面が、空気の流れ方向に沿っており、第１の通気管路２１０では、空気が流れやすくなる。

図５は、通気管路１００の他の構成例を示した図である。
この構成例では、断面積が小さい第１の部分２１０Ａが、断面積が大きい第２の部分２１０Ｂよりも、第１の通気管路２１０の排気口１１２に近い側に設けられている。
そして、上記と同様、第１の部分２１０Ａに、第２の通気管路２２０および第２の通気管路２２０の開口部３１０が設けられ、また、第２の部分２１０Ｂに、フィルタ１１３が設けられている。
この構成例でも、開口部３１０への集音性能が高くなる第１の部分２１０Ａに開口部３１０が位置し、さらに、空気の流速が小さくなる第２の部分２１０Ｂに、フィルタ１１３が設置されている。

図６は、通気管路１００の他の構成例を示した図である。
上記では、第１の通気管路２１０が、鉛直方向に沿うように配置された場合を説明したが、第１の通気管路２１０は、水平方向に沿って配置したり、水平方向および鉛直方向に対して傾くように配置したりしてもよい。言い換えると、第１の通気管路２１０の排気口１１２が横方向（鉛直方向と交差する方向）を向いたり、上方向を向いたりするように、第１の通気管路２１０を配置してもよい。
図６にて示す構成例では、第１の通気管路２１０は、水平方向に沿って配置され、排気口１１２が、横方向を向いている。

また、この構成例では、第１の通気管路２１０に臨む、第１の壁部２１０Ｇと第２の壁部２１０Ｈとが設けられている。より具体的には、管状部材１１０の一部により第１の壁部２１０Ｇが構成され、管状部材１１０の他の部分により第２の壁部２１０Ｈが構成されている。
第１の壁部２１０Ｇは、吸気口１１１の対向箇所にその一部が位置し排気口１１２に向かって延びるように形成されている。また、第２の壁部２１０Ｈは、第１の壁部２１０Ｇの対向箇所に位置している。

さらに、この構成例では、第２の通気管路２２０が、第２の壁部２１０Ｈ側に設けられている。言い換えると、箱体３００が、第２の壁部２１０Ｈに接合されている。
付言すると、この構成例では、第１の通気管路２１０の内面２１０Ｘの一部（符号６Ａで示す部分）が、第１の通気管路２１０の吸気口１１１に対向している。
さらに、吸気口１１１に対向するこの一部に連続する、内面２１０Ｘのうちの排気口１１２側に位置する部分（符号６Ａで示す部分よりも排気口１１２側に位置する部分）（符号６Ｂで示す部分）が、第２の通気管路２２０の開口部３１０に対向している。

この構成例の場合、空気の流れが遅い箇所に、第２の通気管路２２０（箱体３００）が設けられた形となり、第１の通気管路２１０における空気の流れの抵抗が大きくなることが抑制される。
付言すると、本実施形態では、第１の通気管路２１０は、Ｌ字状となっており、曲がっている。そして、この曲がっている部分の内側（曲がっている部分の半径方向における内側）に、第２の通気管路２２０が設けられた形となり、第１の通気管路２１０の空気の流れの抵抗が大きくなることが抑制される。

また、この構成例の場合、第２の通気管路２２０に当たる空気が減り、第２の通気管路２２０を構成する箱体３００への付着物（空気に含まれる埃などにより構成される付着物）の付着も抑制される。
さらに、空気が加熱されている場合には、第１の壁部２１０Ｇ側に箱体３００が設けられていると、箱体３００が昇温し、箱体３００が、例えば、熱に弱い材料で形成されていると、箱体３００が変形したりするおそれがある。
これに対し、この構成例のように、第２の壁部２１０Ｈ側に、箱体３００が設けられていると、第１の壁部２１０Ｇ側に箱体３００が設けられている場合に比べ、箱体３００の昇温が抑制される。

さらに、この構成例では、第１の壁部２１０Ｇの内面のほぼ全面に亘って、多孔質材４００が設置されている。言い換えると、本実施形態では、第１の部分２１０Ａ、第２の部分２１０Ｂ（図６では不図示）、および、第３の部分２１０Ｃに、多孔質材４００が設置されている。ここで、この多孔質材４００としては、例えば、ウレタン、不織布、グラスウールなどが挙げられる。

多孔質材４００は、高周波領域の吸音特性に優れている。これに対し、第２の通気管路２２０は、低周波の吸音特性に優れている。この結果、本実施形態の通気管路１００では、広帯域において、吸音特性が向上する。
なお、多孔質材４００は、第２の壁部２１０Ｈ側に設けてもよいし、第１の壁部２１０Ｇ側および第２の壁部２１０Ｈ側の両側に設けてもよい。また、第１の通気管路２１０の内面の全面に亘って、多孔質材４００を設置してもよい。

また、図６にて示した構成例では、全長（第１の通気管路２１０の延び方向における長さ）が互いに異なる２つの箱体３００が設けられており、周波数が互いに異なる複数種類の音の消音を行えるようになっている。
なお、この２つの箱体３００の各々が有する開口部３１０は、上記と同様、第１の通気管路２１０の第１の部分２１０Ａに位置している。

さらに、この構成例では、空気の流れ方向において、箱体３００の上流側に、箱体３００に向かって空気が直接向かうことを抑制するための空気案内部材６００が設けられている。
本実施形態では、この空気案内部材６００により、箱体３００の側方に向かって空気が移動するようになり、空気が箱体３００に直接向かうことが抑制される。これにより、空気の流れが箱体３００により規制されることが抑制され、第１の通気管路２１０にて、空気がより円滑に移動する。

なお、第２の通気管路２２０は、上記箱体３００のような部材に限らず、樹脂のシート材を折り曲げる等してこのシート材により囲まれた空間を形成し、この空間を、第２の通気管路２２０としてもよい。
また、第２の通気管路２２０は、箱体３００に限らず、筒状体などの内部空間を利用して形成してもよい。

図７は、図６にて示した通気管路１００を簡略化して表示した図である。図７以降の図を参照して、消音の原理について詳細に説明する。
なお、以下の説明では、図６にて示した通気管路１００と同様の構成を有する通気管路１００における消音の原理を説明するが、図３～５にて示した通気管路１００においても、同様に、以下で説明する消音の原理によって消音がなされる。
また、図７では、管状部材１１０のうちの、排気口１１２が設けられている側をストレート状にし、上記第１の部分２１０Ａ、第２の部分２１０Ｂ、第３の部分２１０Ｃなどの図示を省略している。また、図７では、箱体３００（第２の通気管路２２０）を一つのみ設置している。
また、図８は、図７にて示した通気管路１００の模式的な斜視図であり、図９は、箱体３００の模式的な斜視図である。

図７、図８に示すように、本実施形態の第１の通気管路２１０は、断面長方形状の直管部１６と、直管部１６から屈曲する断面長方形状の屈曲部１８とからなる。なお、屈曲するとは、屈曲角がπ／２（９０°）であるものに限定されず、５°以上の屈曲角を有するものを意味する。
直管部１６の一方の端部に、排気口１１２が設けられ、他方の端部は、屈曲部１８に接続されている。屈曲部１８の一方の端部には、吸気口１１１が設けられ、他方の端部は、直管部１６の他方の端部に接続されている。

第１の通気管路２１０（管状部材１１０）は、特定の周波数において共鳴し、気柱共鳴体として機能する。
第２の通気管路２２０（箱体３００）は、直管部１６の内部に、かつ直管部１６の底面１６ａ上に配置される。また、第２の通気管路２２０は、直方体形状をなす。さらに、第２の通気管路２２０は、気柱共鳴体として機能する。このように、第２の通気管路２２０は、音波（入射音）に対する共鳴体であることが好ましい。

第２の通気管路２２０は、開口部３１０を有する。開口部３１０は、音が入射される、又は放射される開口である。開口部３１０は、第１の通気管路２１０の内側（具体的には、直管部１６の内側）に配置されている。
本実施形態では、Ｌ字状で筒形状の第１の通気管路２１０、及び第２の通気管路２２０からなる構造を用い、（１）第１の通気管路２１０の固有の共鳴モード、及び（２）第２の通気管路２２０の開口部３１０の位置、更には、（３）第２の通気管路２２０の背面長さ（背面距離）を最適化して配置している。

即ち、本実施形態では、第２の通気管路２２０を、第１の通気管路２１０内に配置することで、（i）気柱共鳴に起因する透過損失のピーク、及び（ii）後述する本実施形態の基本原理であるダクトカップリングモード（非共鳴）に起因する透過損失のピークを得られる。本実施形態では、非共鳴に起因するピークを上記（１）～（３）のパラメータを最適化することによって得られるようになる。
本実施形態では、このように非共鳴のピークを発現することができ、共鳴起因の透過損失のみならず、非共鳴の透過損失を発現することで、広い帯域の透過損失を得られるようになる。

本実施形態の基本原理のメカニズムであるダクトカップリングモードについて図１０Ａ～図１０Ｄ、及び図１１を参照して詳細に説明する。
図１０Ａ及び図１０Ｂは、図７にて示した通気管路１００にて形成される、異なる周波数の定在波を示す模式的断面図である。図１０Ｃ及び図１０Ｄは、それぞれ図１０Ａ及び図１０Ｂに示す通気管路１００の排気口（開口端）１１２からの距離と、周波数の定在波の音圧分布との関係を示すグラフである。図１１は、図１０Ａ及び図１０Ｂに示す通気管路１００の透過損失と周波数との関係を示すグラフである。

図１０Ａ及び図１０Ｂでは、第１の通気管路２１０の吸気口１１１に、音源（スピーカ）２６を設置するものとする。
図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、第１の通気管路２１０の吸気口１１１に設置された音源２６から伝搬される音は、矢印ａで示す方向に流れ、第１の通気管路２１０の直管部１６の排気口１１２から放射される。排気口１１２から放射された音は、第１の通気管路２１０の外部に設置されたマイクロホン２８などの測定装置で測定されるものとする。

図１０Ａ及び図１０Ｂに示す、１つ以上の排気口１１２を有する第１の通気管路２１０には、第１の通気管路２１０のサイズ（例えば、大きさ、及び寸法等）によって一意に定まる、通りやすい音（透過音）の周波数、及び通りにくい音（透過音）の周波数が存在する。
即ち、第１の通気管路２１０そのものが、音の選択フィルタのように振る舞い、フィルタ性能が第１の通気管路２１０によって決まる。

これは、第１の通気管路２１０の大きさ及び形と対応した、ある特定の周波数（図１０Ａでは６００Ｈｚ、図１０Ｂでは１０００Ｈｚ）又は波長の音は、第１の通気管路２１０の内部で、安定な定在波（即ち、モード）を形成し、このようなモードを形成する音が、特に第１の通気管路２１０から出てきやすいといった現象に起因している。

図１０Ａに示す例は、６００Ｈｚの音のモード（定在波）であり、両側に腹Ａ（Ａｎｔｉｎｏｄｅ）を持ち、その間に節Ｎ（Ｎｏｄｅ）を持つモードとなる。また、図１０Ｂに示す例は、１０００Ｈｚの音のモード（定在波）であり、両側及びその中央に腹Ａを持ち、隣接する腹Ａの間に節Ｎを持つモードとなる。
なお、本実施形態においては、マイクロホン２８にて、音圧の絶対値を、第１の通気管路２１０の導波路に沿って測定した際に、音圧の絶対値が極大となる位置（場所）を音圧の腹Ａと定義し、音圧の絶対値が極小となる位置（場所）を音圧の節Ｎと定義する。

図１０Ｃおよび図１０Ｄに示すグラフは、マイクロホン２８の先端を、第１の通気管路２１０の排気口１１２の導波路断面中心付近から、第１の通気管路２１０の奥側に１ｃｍずつずらしていきながら、音圧（絶対値）を測定した結果を示し、それぞれ６００Ｈｚにおける測定結果、１０００Ｈｚにおける測定結果を示している。

図１０Ｃ及び図１０Ｄに示すグラフにおいて、音圧の極大値を示す位置が、図１０Ａ及び図１０Ｂにて示す音圧の腹Ａの位置であり、音圧の極小値を示す位置が、図１０Ａ及び図１０Ｂにて示す音圧の節Ｎの位置であることが分かる。

ところで、第１の通気管路２１０においては、複数の周波数において、第１の通気管路２１０から音が出てきやすいモードを形成し、図１１に示すように、透過損失が極小値となる周波数ｆｍ１、ｆｍ２（６００Ｈｚ）、ｆｍ３（１０００Ｈｚ）、…が現れる。即ち、第１の通気管路２１０の共鳴は、透過損失の周波数依存性において極小値を有する周波数において生じるものであると定義できる。

本発明者らの研究によれば、このような第１の通気管路２１０に対して、図１２（消音（防音）原理を説明する模式的断面図）に示すように、開口部３１０を有する第２の通気管路２２０を設置することで、第１の通気管路２１０から音（透過音）を出てきにくくすることが可能であることが分かった。
ここで、第１の通気管路２１０だけで形成されていた、第１の通気管路２１０に特有の安定なモードが、第２の通気管路２２０が設置された場合には状況が変化する。そして、第１の通気管路２１０と第２の通気管路２２０とにより生じる安定なモードであるダクトカップリングモードが形成され、このダクトカップリングモードにより、音が閉じ込められるようになる。
更に、本実施形態では、第２の通気管路２２０に入った音の再放射音が、第１の通気管路２１０の中で戻る音と強めあいの干渉をすることで、第１の通気管路２１０の排気口１１２側に音がさらに出ていきにくくなる効果も発現する。

本発明者らは、上記（i）、及び（ii）の透過損失の増大を同時に発現させるためには以下の要件が必要であることを知見した。
第２の通気管路２２０に入射した音（入射音）に対して、第２の通気管路２２０から再放射される音（再放射音）の入射音に対する位相差θ１［ｒａｄ．］と定義し、第１の通気管路２１０内に形成される音圧の少なくとも一つ以上の極大値に対して、第２の通気管路２２０の開口部３１０又は放射面の位置と音圧が極大値となる第１の通気管路２１０の位置との距離をＬとし、入射および再放射音の波長をλとし、位相差θ２［ｒａｄ．］＝２π×２Ｌ／λ［ｒａｄ．］と定義するとき、下記式（１）を満足することが必要である。
｜θ１－θ２｜≦π/２［ｒａｄ．］ ・・・（１）

ここで、第２の通気管路２２０から再放射される音（再放射音）の入射音に対する位相差θ１［ｒａｄ．］の取り得る範囲は、０～２πとする。即ち、０≦θ1≦２πとする。
なお、位相差θ１の取り得る範囲を０～２πとするということは、もし、位相差θ１が０～２πの範囲外の場合、例えばθ１＝θｓ＋２ｎπ（ただし、０≦θｓ≦２π、ｎ：整数）の場合であっても、θ１は、θｓと見做すということ、即ち、本実施形態においては、全てθ１＝θｓと同義である。
なお、以下では、位相差の単位［ｒａｄ．］については省略する。

ここで、第１の通気管路２１０内に形成される音の音圧は、第１の通気管路２１０内において音圧分布を形成する音の音圧を言い、第１の通気管路２１０内において定在波を形成する音の音圧であることが好ましい。
また、音の波長は、第１の通気管路２１０内において音圧分布を形成する音の波長を言い、例えば、第１の通気管路２１０の大きさ及び形と対応したある特定の周波数又は波長の音の波長であることが好ましく、第１の通気管路２１０の内部で一様かつ安定な定在波（即ち、モード）を形成し、このようなモードを形成する音の波長であることが好ましい。
また、本実施形態では、第２の通気管路２２０の開口部３１０の位置とは、開口部３１０の重心位置を言い、第２の通気管路２２０の放射面の位置とは、放射面の重心位置を言う。

上記式（１）の根拠は、以下の原理に基づくものである。
この原理について、図１２を参照して詳細に説明する。
図１２は、本実施形態の原理を説明する模式的断面図である。
図１２に示すように、本実施形態では、第２の通気管路２２０が存在する場合、第１の通気管路２１０を流れる音波は、第２の通気管路２２０に入る音（入射音）と、そのまま第１の通気管路２１０を流れていく音（透過音）とに分離される。

第２の通気管路２２０に入った音は、第２の通気管路２２０から出て第１の通気管路２１０の内部に戻るが、そのとき、第２の通気管路２２０に入った時と第２の通気管路２２０から出ていく時とで有限の位相差θ１が付与される。具体的には、例えば、第２の通気管路２２０の背面距離ｄに依存する位相差θ１＝２π×２ｄ/λが付与される。

ここで、この位相差θ１は、図１２に示すように、開口部３１０から第２の通気管路２２０内に入って開口部３１０から再放射される音（再放射音）の、開口部３１０の位置Ｏｐにおける位相差ということができる。なお、開口部３１０の位置Ｏｐは、開口部３１０の開口面の重心位置であると定義される。
また、第２の通気管路２２０の背面長さ又は背面距離ｄは、開口部３１０の開口面の重心位置である開口部３１０の位置Ｏｐから、第２の通気管路２２０の端部（第１の通気管路２１０における空気の流れ方向における端部）までの長さであると定義される。

一方、そのまま第１の通気管路２１０を流れていく音（透過音）は、例えば第１の通気管路２１０の構造によって規定されるモード（独立した定在波）が存在し、あるいは、第１の通気管路２１０の排気口１１２から反射してくる音波と、第１の通気管路２１０を排気口１１２へ向かって流れていく音波との干渉により、音圧の極大値、又は腹Ａ、及び極小値、又は節Ｎを形成する。

この場合、そのまま第１の通気管路２１０を流れていった音（透過音）が、再び戻ってきて、第２の通気管路２２０を逆方向に通過する。このとき、定在波（モード）の腹Ａ又は極大値となる場所まで音が進み、そこから戻ってくる際に生じる位相差θ２は、定在波の腹Ａ又は極大値となる場所（第１の通気管路２１０における位置、例えば腹Ａの位置）と、第２の通気管路２２０の開口部３１０又は放射面との距離をＬとするとき、θ２＝２π×２Ｌ／λとなる。

ここで、この位相差θ２は、図１２に示すように、第２の通気管路２２０に入らずに開口部３１０の位置Ｏｐに戻ってくる音の位相差ということができる。
なお、図１２においては、第１の通気管路２１０の排気口１１２と音圧が極大値を取る第１の通気管路２１０内の位置（例えば、腹Ａの位置）との間の距離をＬｘと定義し、第１の通気管路２１０の排気口１１２と第２の通気管路２２０の開口部３１０の位置Ｏｐとの間の距離をＬｂと定義する時、距離Ｌは、距離Ｌｂと距離Ｌｘとの差（Ｌ＝Ｌｂ－Ｌｘ）として与えられる。なお、距離Ｌは、第１の通気管路２１０を流れる音が往復する距離の半分と言える。
また、本実施形態においては、音圧が極大値となる第１の通気管路２１０の位置は、第１の通気管路２１０によって形成される音の定在波の腹Ａであることが好ましい。
また、後述するように、第１の通気管路２１０が共鳴を有し、共鳴が起こる周波数ｆｍにおいて上記式（１）を満足することが好ましい。

第２の通気管路２２０の開口部３１０から第２の通気管路２２０に入って再び開口部３１０から出てくる音（再放射音）と、そのまま第１の通気管路２１０を流れて第２の通気管路２２０の開口部３１０の位置Ｏｐに戻ってきた音（透過音が反射されて戻ってきた音）との位相差が一致するとき、又は小さいとき、すなわち、位相差θ１と位相差θ２との差が一致するとき又は小さいとき、第１の通気管路２１０を戻っていく音の振幅が大きくなる。この場合、第１の通気管路２１０の内部に音が留まりやすくなり、透過損失が増加する。

ここで、第２の通気管路２２０は、共鳴体であり、第２の通気管路２２０の共鳴周波数とは異なる周波数において上記式（１）を満たすことが好ましい。
また、上記式（１）を満足する音波の周波数において透過損失が極大となることが好ましい。
この透過損失が大きい状態は、｜θ１－θ２｜＝０の場合に最も大きくなり、そこからずれるに従って透過損失は小さくなっていく。

一方、｜θ１－θ２｜の値がπ／２を超えると、｜θ１－θ２｜＝０の場合に比して、強いダクトカップリングモードが形成されにくくなるため、透過損失が小さくなり、音が増幅されてしまう（通気管路１００から音が出てきやすくなる）場合もある。
このため、｜θ１－θ２｜の値は、π／２以下（即ち、｜θ１－θ２｜≦π／２）に限定する必要がある。

また、本発明者らは、上記（i）、及び（ii）の透過損失の増大を同時に発現させるためには以下の要件を満足することであることも知見した。
具体的には、第２の通気管路２２０が、共鳴周波数ｆｒ［Ｈｚ］を有し、第１の通気管路２１０の透過損失スペクトルに関して透過損失が極小となる周波数ｆｍ１、ｆｍ２、ｆｍ３、…（図１１参照）の中の、共鳴周波数ｆｒより小さい周波数のうち、最も大きい周波数ｆｍａ［Ｈｚ］において、第２の通気管路２２０の開口部３１０と、開口部３１０の位置Ｏｐから周波数ｆｍａにおいて音の流れる方向と同方向の側で最も近い音圧の極大値（例えば、腹Ａ）となる第１の通気管路２１０の位置との距離をＬａ１とし、周波数ｆｍａにおける波長をλｆｍａとするとき、下記式（２）を満足することが必要である。
０ ≦ Ｌａ１ ≦ λｆｍａ／４ ・・・（２）

上記式（２）の根拠は、以下の原理に基づくものである。
この原理について図１３を参照して詳細に説明する。
図１３は、消音（防音）原理を説明する模式的断面図である。
図１３においても、上述したように、音源２６の音が第１の通気管路２１０の内部を流れる時、第２の通気管路２２０に開口部３１０から入って再び開口部３１０から放射される音（再放射音）の位相差θ１と、そのまま第１の通気管路２１０を流れて第２の通気管路２２０の開口部３１０の位置（例えば、中心位置）Ｏｐに戻ってきた音の位相差θ２との差が小さい時、第１の通気管路２１０の内部に音が留まりやすくなり、透過損失が増加する。

なお、本実施形態において、音の流れる方向とは、排気口１１２のような開口が１つの場合には、通気管路の内部からこの開口に向かう向きとして定義できる。
また、本実施形態の吸気口１１１、排気口１１２のように、開口が複数存在する場合であって、騒音源等の音源２６が通気管路の内部に存在しない場合には、複数の開口の各々で計測用マイクロホンを用いて音圧を測定し、音圧の大きい開口から小さい開口に向かう方向と定義できる。
また、騒音源の音源２６が通気管路の内部にある場合には、音源２６から開口の各々に向かう方向と定義できる。

ここで、図１３に示すように、第１の通気管路２１０を流れる音は、第１の通気管路２１０を透過しやすい透過損失が極小値を取る周波数ｆｍａの音であるとき、第２の通気管路２２０の開口部３１０の位置Ｏｐを通過して流れる音が開口部３１０の位置Ｏｐ側に反射される、音圧が極大値を取る第１の通気管路２１０内の位置（例えば、腹Ａの位置）は、開口部３１０の位置Ｏｐよりも、第１の通気管路２１０の排気口１１２側になる。

一方、第１の通気管路２１０を流れる周波数ｆｍａの音の音圧が極小値を取る、第１の通気管路２１０内の位置（例えば、節Ｎの位置）は、第２の通気管路２２０の開口部３１０より第１の通気管路２１０の吸気口１１１側の位置となる。
したがって、第２の通気管路２２０の開口部３１０の位置Ｏｐと音圧が極大値を取る第１の通気管路２１０内の位置（例えば、腹Ａの位置）との間の距離Ｌａ１は、音圧が極大値を取る第１の通気管路２１０内の位置（例えば、腹Ａの位置）と音圧が極小値を取る第１の通気管路２１０内の位置（例えば、節Ｎの位置）との間の距離であるλｆｍａ／４以下である。
即ち、本実施形態において、共鳴周波数ｆｒより低周波側の周波数ｆｍａの音の消音効果を高くするためには、距離Ｌａ１は、０以上、かつλｆｍａ／４以下に限定され、上記式（２）を満足する。
以上から、第２の通気管路２２０の開口部３１０の位置Ｏｐは、節Ｎの位置と異なる位置（節Ｎではない位置）にあることが好ましい。

なお、図１３に示すように、距離Ｌａ１は、第１の通気管路２１０を流れる音が往復する距離の半分と言えるが、距離Ｌｂと距離Ｌｘとの差（Ｌａ１＝Ｌｂ－Ｌｘ）として与えられる。
本実施形態において、距離Ｌａ１を上記式（２）に限定する理由は、以下の通りである。
まず、低周波側の周波数ｆｍａは、第２の通気管路２２０の共鳴周波数よりも低い周波数であるから、周波数ｆｍａにおいて、位相差θ１（=２ｄ×２π／λｆｍａ）はπよりも小さくなる。一方で、距離Ｌａ１を往復することにより生じる位相差θ２は、距離Ｌａ１＝λｆｍａ／４のときに、π（=２Ｌａ１×２π／λｆｍａ）となる。θ１はπより小さいため、｜θ１－θ２｜の値を０に近づけるためには、Ｌａ１≦λ／４とする必要がある。

なお、第２の通気管路２２０の背面長さ（背面距離）をｄと定義するとき、下記式（３）を満足することが好ましい。
ｄ ＜ λｆｍａ／４ ・・・（３）
第２の通気管路２２０に開口部３１０から入って再び開口部３１０から放射される音は、背面長さｄを往復することになる。第２の通気管路２２０内に入った音が往復する距離ｄ分の位相差θ１と、第１の通気管路２１０を流れる音が往復する距離Ｌａ１分の位相差θ２との差は小さいことから、Ｌａ１が上記式（２）を満足する以上、第２の通気管路２２０の背面長さｄは、上記式（３）を満足することが好ましいと言える。これが、背面長さｄを上記式（３）に限定する理由である。

なお、第２の通気管路２２０の開口部３１０が、第１の通気管路２１０の排気口１１２から波長λｆｍａ以内に設置されていることが好ましい。
第１の通気管路２１０の排気口１１２は、音圧が極大値を取る第１の通気管路２１０内の位置（例えば、腹Ａの位置）から見て、音圧が極小値を取る位置（例えば、節の位置）に近い側にあるが、その位置に達しているわけではない。このため、第１の通気管路２１０の排気口１１２と音圧が極大値を取る第１の通気管路２１０内の位置（例えば、腹Ａの位置）との間の距離Ｌｘは、λｆｍａ／２より短い。即ち、Ｌｘ＜λｆｍａ／２である。

一方、第１の通気管路２１０の排気口１１２と第２の通気管路２２０の開口部３１０の位置Ｏｐとの間の距離Ｌｂは、距離Ｌａ１と距離Ｌｘとの和（Ｌｂ＝Ｌａ１＋Ｌｘ）として与えられる。したがって、
Ｌｂ＝Ｌａ１＋Ｌｘ＜λｆｍａ／４＋λｆｍａ／２＝３λｆｍａ／４＜となり、Ｌｂ＜λｆｍａとなる。
即ち、第１の通気管路２１０の排気口１１２から第２の通気管路２２０の開口部３１０の位置Ｏｐまでの距離は、λｆｍａより短い。したがって、第２の通気管路２２０の開口部３１０は、第１の通気管路２１０の排気口１１２から波長λｆｍａ以内に設置されていることが好ましいと言える。これが、その理由である。

また、本発明者らは、上記（i）、及び（ii）の透過損失の増大を同時に発現させるためには以下の要件を満足することであることも知見した。
具体的には、第２の通気管路２２０が、共鳴周波数ｆｒ［Ｈｚ］を有し、第１の通気管路２１０の透過損失スペクトルに関して透過損失が極小となる周波数ｆｍ１、ｆｍ２、ｆｍ３、…（図１１参照）の中の、共鳴周波数ｆｒより大きい周波数のうち、最も小さい周波数ｆｍｂ［Ｈｚ］において、第２の通気管路２２０の開口部３１０と、開口部３１０の位置Ｏｐから周波数ｆｍｂにおいて音の流れる方向と同方向の側で最も近い音圧の極大値（例えば、腹Ａ）となる第１の通気管路２１０の位置との距離をＬａ２とし、周波数ｆｍｂにおける波長をλｆｍｂとするとき、下記式（４）を満足することが好ましい。
λｆｍｂ／4 ≦ Ｌａ２ ≦ λｆｍｂ／２ ・・・（４）

上記式（４）の根拠は、以下の原理に基づくものである。
この原理について図１４を参照して詳細に説明する。
図１４は、消音原理を説明する模式的断面図である。
図１４に示す構成においても、上述したように、音源２６の音が第１の通気管路２１０の内部を流れるとき、第２の通気管路２２０に開口部３１０から入って再び開口部３１０から放射される音（再放射音）の位相差θ１と、そのまま第１の通気管路２１０を流れて第２の通気管路２２０の開口部３１０の位置（例えば、中心位置）Ｏｐに戻ってきた音（透過音が反射されて戻ってきた音）の位相差θ２との差が小さいとき、第１の通気管路２１０の内部に音が留まりやすくなり、透過損失が増加する。

ここで、図１４に示すように、第１の通気管路２１０を流れる音が第１の通気管路２１０を透過し易い（即ち透過損失が極小値を取る）周波数ｆｍｂの音であるとき、第２の通気管路２２０の開口部３１０の位置Ｏｐを通過して流れる音（透過音）が開口部３１０の位置Ｏｐ側に反射される（即ち音圧が極大値を取る）第１の通気管路２１０内の位置（例えば、腹Ａの位置）は、開口部３１０の位置Ｏｐよりも、管構造１２の排気口１１２側になる。

一方、第１の通気管路２１０を流れる周波数ｆｍｂの音の音圧が極小値を取る管構造１２内の位置（例えば、節Ｎの位置）は、第２の通気管路２２０の開口部３１０の位置Ｏｐと、音圧が極大値を取る第１の通気管路２１０内の位置（例えば、腹Ａの位置）との間の位置となる。
したがって、第２の通気管路２２０の開口部３１０の位置Ｏｐと音圧が極大値を取る第１の通気管路２１０内の位置（例えば、腹Ａの位置）との間の距離Ｌａ２は、音圧が極大値を取る第１の通気管路２１０内の位置（例えば、腹Ａの位置）と音圧が極小値を取る第１の通気管路２１０内の位置（例えば、節Ｎの位置）との距離であるλｆｍｂ／４以上である。

また、図１４に示すように、音圧が極小値を取る第１の通気管路２１０内の位置（例えば、節Ｎの位置）は、音圧が極大値を取る第１の通気管路２１０内の位置（例えば、腹Ａの位置）よりも、第２の通気管路２２０の開口部３１０の位置Ｏｐに近いので、距離Ｌａ２は、λｆｍｂ／２以下である。
即ち、本実施形態において、共鳴周波数ｆｒより高周波側の周波数ｆｍｂの音の消音効果を高くするためには、距離Ｌａ２は、λｆｍｂ／４以上、かつλｆｍｂ／２以下に限定され、上記式（４）を満足する。
以上から、第２の通気管路２２０の開口部３１０の位置Ｏｐは、節Ｎの位置と異なる位置（節Ｎでない位置）にあることが好ましい。

なお、図１４に示すように、距離Ｌａ２は、第１の通気管路２１０を流れる音が往復する距離の半分と言えるが、距離Ｌｂと距離Ｌｘとの差（Ｌａ２＝Ｌｂ－Ｌｘ）として与えられる。
本実施形態において、距離Ｌａ２を上記式（４）に限定する理由は、以下の通りである。
まず、高周波側の周波数ｆｍｂは、第２の通気管路２２０の共鳴周波数よりも高い周波数であるから、周波数ｆｍｂにおいて、位相差θ１（=２ｄ×２π／λｆｍｂ）はπよりも大きくなる。

一方で、距離Ｌａ２を往復することにより生じる位相差θ２は、Ｌａ２=λｆｍｂ／４のときにπ（=２Ｌａ２×２π／λｆｍｂ）となる。θ１はπより大きいため、｜θ１－θ２｜の値を０に近づけるためには、θ２をπより大きくする必要があることから、Ｌａ２≧λ／４とする必要がある。
一方、距離Ｌａ２がλ／２より大きくなると、隣の音圧の腹を超えてしまうため、上記で定義していた音圧の極大値の位置が変わる。これに起因して、これまで定義していたＬａ２はλｆｍｂ ／４より小さくなってしまうことから不適となるためＬａ２≦λ／２である必要がある。

なお、第２の通気管路２２０の開口部３１０が、第１の通気管路２１０の排気口１１２から波長λｆｍｂ以内に設置されていることが好ましい。
第１の通気管路２１０の排気口１１２は、音圧が極大値を取る第１の通気管路２１０内の位置（例えば、腹Ａの位置）から見て、音圧が極小値を取る位置（例えば、節の位置）に近い側にあるが、その位置に達しているわけではない。このため、第１の通気管路２１０の排気口１１２と音圧が極大値を取る第１の通気管路２１０内の位置（例えば、腹Ａの位置）との間の距離Ｌｘは、λｆｍｂ／２より短い。即ち、Ｌｘ＜λｆｍｂ／２である。

一方、第１の通気管路２１０の排気口１１２と第２の通気管路２２０の開口部３１０の位置Ｏｐとの間の距離Ｌｂは、距離Ｌａ２と距離Ｌｘとの和（Ｌｂ＝Ｌａ２＋Ｌｘ）として与えられる。したがって、
Ｌｂ＝Ｌａ２＋Ｌｘ＜λｆｍｂ／２＋λｆｍａ／２＝λｆｍｂとなり、Ｌｂ＜λｆｍｂとなる。

即ち、第１の通気管路２１０の排気口１１２から第２の通気管路２２０の開口部３１０の位置Ｏｐまでの距離は、λｆｍｂより短い。
したがって、第２の通気管路２２０の開口部３１０は、第１の通気管路２１０の排気口１１２から波長λｆｍｂ以内に設置されていることが好ましいと言える。これが、その理由である。

なお、図１３にて示した実施形態、図１４にて示した実施形態において、それぞれ、第２の通気管路２２０の開口部３１０が、第１の通気管路２１０の排気口１１２から波長λｆｍａ、及びλｆｍｂ以内に設置されていることが好ましいことから、図１２にて示した実施形態においても、同様に、第２の通気管路２２０の開口部３１０が、第１の通気管路２１０の排気口１１２から波長λ以内に設置されていることが好ましいと言える。
図１３にて示した実施形態、図１４にて示した実施形態においては、第２の通気管路２２０の開口部３１０は、節Ｎではない位置に配置であることが好ましい。ここで、節Ｎではない位置とは、節Ｎを除いて、節Ｎからλｆｍａ／８、又はλｆｍｂ／８程度離れていることを意味する。

なお、第１の通気管路２１０の管形状としては、上記のような屈曲管形状（Ｌ字形状）であってもよいが、特に制限的ではない。第１の通気管路２１０は、直線型の菅形状であっても良いが、第１の通気管路２１０は屈曲していることが好ましい。
また、第１の通気管路２１０の断面形状も特に制限的ではなく、どのような形状であっても良い。例えば、第１の通気管路２１０の断面形状としては、正方形、正三角形、正五角形、又は正六角形等の正多角形であってもよい。

また、第１の通気管路２１０の断面形状としては、二等辺三角形、及び直角三角形等を含む三角形、菱形、及び平行四辺形を含む四角形、五角形、又は六角形等の多角形であってもよいし、不定形であってもよい。また、第１の通気管路２１０の断面形状としては、円形、又は楕円形であってもよい。また、第１の通気管路２１０の断面形状は、第１の通気管路２１０の途中で変わっていてもよい。

また、上記では、廃棄処理装置３に通気管路１００が設けられた場合を一例に説明したが、通気管路１００の設置先は特に限られるものではなく、通気管路１００は、産業用機器、輸送用機器、又は一般家庭用機器等に直接的、又は間接的に取り付けてもよい。
産業用機器としては、例えば複写機、送風機、空調機器、換気扇、ポンプ類、及び発電機、その他にも塗布機、回転機、及び搬送機など音を発する様々な種類の製造機器等が挙げられる。輸送用機器としては、例えば自動車、電車、及び航空機等が挙げられる。一般家庭用機器としては、例えば冷蔵庫、洗濯機、乾燥機、テレビジョン、コピー機、電子レンジ、ゲーム機、エアコン、扇風機、ＰＣ、掃除機、及び空気清浄機等が挙げられる。

また、第２の通気管路２２０（箱体３００）と第１の通気管路２１０（管状部材１１０）とが一体成型されていてもよいし、第２の通気管路２２０が、第１の通気管路２１０に対して着脱可能であってもよい。

また、第２の通気管路２２０の内部に、グラスウールなどの吸音材を充填してもよい。
吸音材としては、特に限定はなく、公知の吸音材が利用可能である。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およ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（３Ｍ社製シンサレートなど）、フロアマット、絨毯、メルトブローン不織布、金属不織布、ポリエステル不織布、金属ウール、フェルト、インシュレーションボードおよびガラス不織布等のファイバおよび不織布類材料；木毛セメント板；シリカナノファイバなどのナノファイバ系材料；石膏ボード；種々の公知の吸音材が利用可能である。

また、第２の通気管路２２０の開口部３１０の全面又は一面が、吸音素材で被覆されていてもよい。例えば、数ミクロン～数ミリ程度の貫通膜を有する膜で、第２の通気管路２２０の開口部３１０の開口面が覆われていてもよい。
また、例えば、貫通孔径が０．１～５０μｍ程度で厚みが１～５０μｍ、開口率０．０１～０．３程度の微細貫通孔を有する金属膜で、開口部３１０の開口面が覆われた構成としてもよい。

第１の通気管路２１０（管状部材１１０）、第２の通気管路２２０（箱体３００）を形成するための材料は、特に制限的ではなく、第１の通気管路２１０、第２の通気管路２２０が設置される環境に応じて選択される。
第１の通気管路２１０、第２の通気管路２２０を形成するための材料としては、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、及び、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、及び、トリアセチルセルロース等の樹脂材料、並びに、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastic）、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 Plastic）等が挙げられる。
また、これらの材料の複数種を組み合わせて用いてもよい。

また、第１の通気管路２１０（管状部材１１０）、第２の通気管路２２０（箱体３００）を形成するための材料は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
第１の通気管路２１０と第２の通気管路２２０とが一体成型される場合には、第１の通気管路２１０、第２の通気管路２２０を形成するための材料は、同じであることが好ましい。

また、第２の通気管路２２０の開口部３１０は、第２の通気管路２２０に端部に限らず、図１５（通気管路１００の他の構成例を示した図）に示すように、第２の通気管路２２０（箱体３００）の中央部（第１の通気管路２１０の延び方向における中央部に設けてもよい。）
また、第２の通気管路２２０の開口部３１０は、図１６（通気管路１００の他の構成例を示した図）に示すように、第２の通気管路２２０の端部であって、第１の通気管路２１０の排気口１１２側に位置する端部に設けてもよい。

以上のように構成される通気管路１００は、共鳴とダクトカップリングモードとの併用により広い帯域で透過損失を得られる。即ち、通気管路１００は、消音効果の広帯域化を図れる。
第２の通気管路２２０のような気柱共鳴管からなる構造は、開口部３１０と閉空間とを持ち、気柱筒のような構成となっている。
このような気柱共鳴管の構造は、気柱共鳴現象を起こすことが一般的に知られている。本実施形態のように、気柱共鳴管の構造が、第１の通気管路２１０内に設置されている場合には、共鳴周波数において透過損失が増大する。

上記のダクトカップリングモード、及び共鳴の原理に基づき、広い帯域に透過損失を増大させるためには、気柱共鳴周波数と、ダクトカップリングモードの両方が同時に発現するように構成することが好ましい。
これにより、（i）気柱共鳴による透過損失増大、（ii）ダクトカップリングモードによる透過損失増大、という異なる原理に基づく２つ以上の透過損失の増大を発現させるようになり、結果として、広い帯域の透過損失を稼げるようになる。

本実施形態の構造は、ダクトカップリングモードに基づく非共鳴の透過損失ピークを得られるようになる。特に、ダクトカップリングモードを用いると、共鳴体よりも、構造の小型化を図れる。更に、上述したように、ダクトカップリングモードと共鳴とを同時に併用することにより広い帯域で透過損失を得られるようになる。

３…廃棄処理装置、１００…通気管路、１１１…吸気口、１１２…排気口、２１０…第１の通気管路、２１０Ａ…第１の部分、２１０Ｂ…第２の部分、２１０Ｃ…第３の部分、２２０…第２の通気管路、２２０Ａ…接合面、２２０Ｂ…通気管路対向面、３００…箱体、３１０…開口部、４００…多孔質材、Ｍ…モータ

Claims (4)

1. ２以上の開口の間を音が通る第１の通気管路であり、吸気口と、排気口と、第１の断面積となる第１の部分と、断面積が前記第１の断面積よりも大きい第２の断面積となり、前記第１の部分よりも前記排気口に近い第２の部分と、および、前記第１の部分と前記第２の部分とを接続する傾斜した内面を有する第３の部分とを有する第１の通気管路と、
   前記第１の通気管路の前記第１の部分の内側に位置する開口部を有し、前記開口部より受け入れた音を内部で反射させた上で前記開口部から音を出す第２の通気管路と、
   を備え、
   前記第１の通気管路の前記吸気口と前記第１の部分の間が曲がっており、前記第２の通気管路は前記第１の通気管路の曲がりにおける内側の壁部に設けられている通気管路。
2. 前記第１の通気管路の前記吸気口と前記第１の部分の間の内面に配置され、前記吸気口からの空気を前記内面から離れた位置に案内する空気案内部材を有する請求項１に記載の通気管路。
3. ２以上の開口の間を音が通る第１の通気管路であり、第１の断面積となる第１の部分と、断面積が前記第１の断面積よりも大きい第２の断面積となる第２の部分と、および、前記第１の部分と前記第２の部分とを接続する傾斜した内面を有する第３の部分とを有する第１の通気管路と、
   前記第１の通気管路の前記第１の部分の内側に位置する開口部を有し、前記開口部より受け入れた音を内部で反射させた上で前記開口部から音を出す第２の通気管路と、
   を備え、
   前記第２の通気管路が、共鳴周波数ｆｒ［Ｈｚ］を有し、
   前記第１の通気管路の透過損失スペクトルに関して透過損失が極小となり、かつ前記共鳴周波数ｆｒより小さい周波数のうち、最も大きい周波数ｆｍａ［Ｈｚ］において、
   前記第２の通気管路の前記開口部と、前記開口部から、前記周波数ｆｍａにおいて音の流れる方向と同方向の側で最も近い音圧の極大値となる前記第１の通気管路の位置との距離をＬａ１とし、周波数ｆｍａにおける波長をλｆｍａとする場合に、下記式（２）を満たす通気管路。
   ０ ≦ Ｌａ１ ≦ λｆｍａ/４ ・・・（２）
4. ２以上の開口の間を音が通る第１の通気管路であり、第１の断面積となる第１の部分と、断面積が前記第１の断面積よりも大きい第２の断面積となる第２の部分と、および、前記第１の部分と前記第２の部分とを接続する傾斜した内面を有する第３の部分とを有する第１の通気管路と、
   前記第１の通気管路の前記第１の部分の内側に位置する開口部を有し、前記開口部より受け入れた音を内部で反射させた上で前記開口部から音を出す第２の通気管路と、
   を備え、
   前記第２の通気管路が、共鳴周波数ｆｒ［Ｈｚ］を有し、
   前記第１の通気管路の透過損失スペクトルに関して透過損失が極小となり、かつ前記共鳴周波数ｆｒより大きい周波数のうち、最も小さい周波数ｆｍｂ［Ｈｚ］において、
   前記第２の通気管路の前記開口部と、前記開口部から前記周波数ｆｍｂにおいて音の流れる方向と同方向の側で最も近い音圧の極大値となる前記第１の通気管路の位置との距離をＬａ２とし、周波数ｆｍｂにおける波長をλｆｍｂとするとき、下記式（４）を満たす通気管路。
   λｆｍｂ/４ ≦ Ｌａ２ ≦ λｆｍｂ／２ ・・・（４）

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