JPH0370932A

JPH0370932A - 消音装置

Info

Publication number: JPH0370932A
Application number: JP1205273A
Authority: JP
Inventors: Ken Morinushi; 森主　憲; Hideharu Tanaka; 英晴田中; Yoshihiro Noguchi; 善弘野口; Tomohisa Imai; 今井　智久; Yutaka Takahashi; 豊高橋
Original assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-08-08
Filing date: 1989-08-08
Publication date: 1991-03-26
Also published as: DE69028749D1; DE69028749T2; KR910004940A; EP0412315B1; EP0412315A3; US5117939A; EP0412315A2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、送風機や空気調和機などから発生する騒音を
低減するために風路の途中に設けられる特殊な多孔質構
造体を用いた消音装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第１２図は１例えば実公昭６０−３３１１１１８号公報
に示された真空掃除機用の消音装置を示す断面図。

第１３図は第１２図のＡ−Ａ断面図である。図に）いて
、（１）はダク）、（２１は厚さ（１１〜数鱈の不織布
でできた内筒、（３）はこのダクト（１）と内筒（２）
との円筒状のすきまに封入されたフェルトやグラスウー
ル々どの吸音材であシ、これら内筒（２）と吸音材（３
）により吸ｆ部金構成している。（４）は接続管であ９
１本消音装置を風路の途中に組み込むために使われる。

なお、上記円筒（２）の内周側の表面は熱加工や樹脂加
工により平滑化されている。

従来の消音装置は上記のように構成され、これを風路の
途中に設けることにより、送風機、空気調和機、掃除機
などから発生する騒音を低減することが可能となる。上
記従来例では、形状が不安定である吸音材（３）をダク
ト（１）と音波を透過する不織布でできた内筒（２）に
より保持することを行い。

しかも内筒（２）の内周側表面を平滑化する工夫により
ネ織布の欠点であるケバ立ちによるごみづまシの問題を
解消することを行っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような従来の消音装置では、構成する部品がダク
ト（１）、内筒（２）、吸音材（３）の３′ｓ＠と多く
。

しかも内筒（３）に特殊ｉ加工を施した多形状が不安定
な吸音材（３）全封入したシする組立て工程が加わるた
め、コストが相当高くなったシ仕上がシの品質も安定し
ないなどの問題点があった。また、ある程度低い周波数
の音まで低減する必要がある場合には、吸音材（３）の
厚さを相当厚くした夕、ダクト（１）と吸音材（３）と
の間に空気層を設けたシすることが必要とタフ、さらに
コストや品質の不安定さが増大するという問題点があっ
た。また吸音材（３）が、比重がほぼ均一で形状も不安
定なものであるため、吸音峙性上最も適した比重分配の
ものや複雑々形状のものを作ることは困難であるという
問題点もあった。さらに必要騒音低減量が大きい場合に
消音装置の長さ金増していっても、ある程度以上の長さ
になると吸音材（３）の材料内の振動伝達により消音装
置の出口まであまシ減衰せずに伝わってしまう騒音が支
配的となるため（ＦｌａｎｋｉｎｇＴｒａｎａｍｉａｓ
ｌｏｎ　　：参考文献７　Ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ　ｏ
ｆ８ｏｕｎｄ　　ｉｎ　Ｌｉｎｅｄ　Ｄｕｃｔｓ　ｗｉ
ｔｈ　ａｎｄ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ＡｉｒＰｌｏｗ　Ｊ、
　Ａ８ＨＲＡ１１５　Ｊｏｕｒｎａｌ、　１９　ｆｉ　
３　３”に記載されている。）、単位長さあたりの減音
量が急減してしまうという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、ある程度低い周波数帯域からの良好な吸音特
性を確保した上で、吸音部の構造が簡単で形状も確実に
維持できるようにして、コストが安く、仕上がシの品質
も安定した消音装置を得ることを目的としている。また
、必要騒音低減量が大きい場合に長さを増していっても
、単位長さめたシの減音量が急減することなく相当な長
さまで維持できる消音装置を得ることを目的としている
。さらに、比重が均一な従来の吸音材で得られる以上の
吸音性能や、より広い周波数帯域での良好な吸音特性を
有した消音装置を得ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る消音装置は、ダクトの内壁付近に吸音部
を設け、消音風路全形成する多孔質層と。

この多孔質層の外側壁面に一体に成形した突起とを有す
る硬質の多孔質構造体を、この突起をスペーサとしてダ
クト内面に多孔質層を沿わせて収納し、上記多孔質層と
、この多孔質層とダクト間に形成される背面空気層とに
より上記吸音部を構成したものである。

また突起の内、少なくとも一部分の突起は消音風路の流
れ方向に垂直な方向の背面空気層の所属形状と概略一致
した形状の全周突起としたものである。

また、ダクトの中心部に、少なくとも一方の端が概半球
形状または截円錐形状の導風カバーで塞がれた円筒状の
多孔質層からｉる多孔質構造体を設けたものである。

さらに、ダクトが角ダクトの場合に、断面を幅方向また
は高さ方向に複数個に分割して、少なくともこの分割位
置に吸音部を設けたスプリッタ形の消音装置において、
上記吸音部を、内部に空気層を有し、その両側に多孔質
層を設けると同時にその前後を概半円形状や概三角形状
の導風カバーで滑らかに接続して一体成形した硬質の多
孔質構造体によｐ＃ｌ成したものとし、さらに、多孔質
構造体の両側の多孔質層の内部ａ面に、消音風路の流れ
方向と垂直な方向の線状突起を、多孔質層と一体成形で
少なくとも一対以上設けたものである。

また、消音装置の吸音性能をさらに向上させる手段とし
て、多孔質層の比重を１Ｍｉの厚さ方向もしぐは層の面
方向に連続的に変化させた多孔質構造体を用いたタ、多
孔質層の消音風路側壁面に厚さ１００μｍ以下のスキン
層を一体で設けた多孔質構造体を用いたものである。

〔作用〕

この発明にかいては、多孔質層とその背面や内部に設け
た空気層とからなる吸音部が多孔質層が薄いものでもあ
る程度低い周波数帯域からの良好な吸音特性ｆｃ確保す
る。しかも硬質の多孔質層と一体で成形された突起や半
円形状々との接続部品により背面や内部の空気層が確実
に確保され、コストが安く、仕上がシの品質も非常に安
定にさせる。

また、多孔質層と一体で成形された突起を消音風路の流
れ方向と垂直な方向の線状突起が、多孔質構造体の材料
内の振動伝達により消音装置の出口まで伝わってしまう
騒音（Ｆｌａｎｈｉｎｇ　Ｔｒａｎｅｍｉ−８５１１Ｏ
ｎ　）を、Ｒ状突起位置でＯＩｌ造体の振動伝達特性を
急変させて振動を伝わシにくくさせる。

さらに、必要騒音低減量が大きい場合に消音装置の長さ
を増していっても、相崩な長さまで十分な単位長さめた
シの減音量を維持させる。

また、多孔質層の比重１−、層の厚さ方向や面方向に連
続的に変化させた９１表面に１００μｍ以下のスキ７層
を設けたシすることにより、吸音性能を向上させる。例
えば、厚み等に応じて比重の変化度合を変えて吸音特性
の周波数特性を制御したシ、スキン層により低周波数で
の吸音特性を向上させたシする。

〔実施例〕

第１図はこの発ｇＡの一実施例を示す断面＠、第２図は
第１図のＡ−ム断面図であ、り、（１）のダクトと（４
）の接続管は基本的に上記従来装置と同一である。（５
）は硬質の多孔質構造体であう、消音風路（６）を形成
する多孔質層（５０と、背面の空気層（７）を確保する
ためのスペーサ用の突起（５ｂ）が一体で成形されたも
のである。特にこの実施例では、突起（５ｂ）の内の一
部の突起を、消音風路（６）の流れ方向に垂直な方向の
空気層の断面形状とほぼ一致した形状の全周突起（５ｃ
）として、ダクトの途中に設けたものとなっている。

上記のように構成された消音ｉｔでは、吸音部が硬質の
多孔質層（５ａ）と背面の空気層（７）とにより構成さ
れているため、多孔質層（５ａ）が多少薄目のものでも
ある程度低い周波数帯域からの良好な吸音特性が確保さ
れ、しかも多孔質層と一体で成形された硬質の突起（５
’ｂ）、（５ａ）により背面の空気層が正確な寸法で確
保されるため、コストが非常に安く、仕上がシの寸法や
吸音性＃Ｉ！などの品質も十分安定したものとなってい
る。

また、多孔５を構造体（５）の材料内の振動伝達により
消音装置の出口まで伝わってしまう騒音（Ｐｌａ−ｎｋ
ｉｎｇＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）が、全周突起（５ａ
）　Ｏ位置での構造体の振動伝達特性の急変のため振動
が伝わシに＜＜−ａる効果により相当低減される。その
結果、消音装置の長さを増していって騒音低減量を大き
く取るようにした場合でも、十分表単位長さあたシの減
音量を維持できるため最終減音量が増大する。第３図に
、消音装置の長さを増していったときの減音量の変化が
、全周突起（５ａ）の有無にようどのように違ってくる
かの一実験結果を示す、この場合、約１ｍ以上の消音装
置の場合に全周突起（５Ｃ）の効果があられれ、最大約
１ｄＢも最終減音′Ｊｊｋが増大することがわかる。必
要に応じて全周突起（５Ｃ）の比重を特に大きくして非
通気体にした少数を増やしてやることにより、さらに長
い消音装置まで十分な単位長さらたシの減音量が確保さ
れるため、ｉ＆終激減音量増大が可能となる。もちろん
減音量をそれほど必要とし危い短かい消音装置の場合に
は、全周突起（５Ｃ）の必要性は特に無く、複数個の点
状突起や風路流れ方向の線状突起を設けるだけで十分で
ある。

第４図は他の実施例を示す断面図で、ダクト（１）の径
が大きくてダクト（１）の内壁付近に吸音部を設けただ
けの上記実施例では十分壜減音−］ｌ−を確保すること
が困難な場合に、ダクトの中心部に硬質の第二の多孔質
構造体（８）を設けて吸音特性の改ＩＩを図ったもので
ある。この第二の多孔質構造体（８）は円筒状の多孔質
層（８ａ）と、流れの上流側に設けて流れを消音風路（
６）にスムーズに導くための概半球形状や概円錐形状な
どの導風カバー（８ｂ）が−体で成形されたものである
。この第二の多孔質構造体（８）により消音風路（６）
の幅が約半分前後まで狭くできるため、減音−ＩＩ″を
約２倍前後まで増やすことが可能となる。もちろんこの
第二〇多孔質構造体（８）も、ダクト内壁付近に設けた
多孔質構造体（５）と同様に空気層（７）′を内部に設
けた硬質の薄い多孔質層（８ａ）であるため、コストが
非常に安く、仕上がシの寸法や吸音性能などの品質も十
分安定したものとなっていることは言うまでもない。ま
たこの第二の多孔質構造体（８）ヲダクトの中心部に固
定するための数ケ所の取付脚（９）が、第４図の実施例
では二Ｓ＠の多孔質構造体（５）、　（８）と一体に成
形された場合を示しているが、この取付脚（９）がダク
ト内壁付近の多孔質構造体（５）との一体成形や第二の
多孔質構造体（８）との一体成形の場合、および完全な
別部品とする場合などでも同様の効果が期待できる。

なか１以上の二つの実施例ではダクト（１）の形状が丸
ダクトの場合を示したが、正方形や長方形の角ダクトや
楕円ダクトなどの場合でも同様の効果が期待できること
は言うまでもない。また、全周突起（５Ｃ）の外周形状
がダク）　（１１の内周形状と一致した場合を示したが
、ダクト（１）内への多孔質構造体（５）のそう人を容
易にするために、全周突起（５Ｃ）の外周形状を全周の
内の数ケ所の固定位置を除いて小さ目に作っても特に問
題壜い。

一方、ダクト（１〉の断面の大きさが相当大きくなる場
合には、ダクト（１）″ｆ：角ダクトにして断面を幅方
向または高さ方向に複数個に分割し、この分割位置に吸
音部を設けたスプリッタ形の消音装置がよく用いられる
。このスプリッタ形の消音装置に上記の空気層を設けた
硬質の多孔質構造体を応用した場合の実施例の断面図を
第５図に示す、断面分割位置に設けられた硬質の多孔質
構造体ａ・は。

内部に空気層（７）を確保してその両側に設けた多孔質
層（１０ａ）と、消音風路（６）の前後の流れをスムー
ズに導くと同時に上記の空気層（７）と多孔質層（１０
ａ）との寸法関係を正確に維持するための概半円形状や
概三角形状などの導風カバー（１０ｂ）　、　ｂよび材
料内の振動伝達による騒音（Ｆｌａｎｋｉｎｇ　Ｔｒａ
ｎｓｍｉ−ｓｇｉｏｎ　）を低減するために、消音風路
（６）の流れ方向と垂直な方向に設けた線状突起（ｔＯ
ａ）が一体で成形されたものである。この実施例におい
ても。

コストが非常に安く、仕上７ｂす０寸法や吸音性能など
の品質も十分安定している上に、消音装置の長さが長い
場合でも十分々減音量が確保されるものであることは言
うまでもない。なかこの実施例では、線状突起（１０Ｃ
）が一対設けられた場合を示したが、この一対の線状突
起がつながって一つの平板になった場合でも同様の効果
が期待できる。

また必要に応じて線状突起（ｔｏＣ）の比重ｆｃ特に大
きくして非通気体にした１数を増やしてやることにより
、さらに長い消音装置まで十分な単位長さあたシの減音
量が確保されるため、最終減音量の増大が可能となる。

もちろん減音ｉをそれほど必要としない短かい消音装置
の場合には、線状突起（１００）の必要性は特に無く、
多孔質層（１０ａ）と導風カバー（ｔａｂ）だけで多孔
質構造体ａｌを構成したもので十分である。さらに上記
実施例ではダクト断面の分割位置にだけ多孔質構造体α
Ｇを設けた場合について示したが、ダクト（りの内壁部
分にも上記多孔質構造体ａｎを半分に切断したような形
状の多孔質構造体や第１の実施例の多孔質構造体（５）
゛の角ダクトの場合のもの々とを設けた場合でも、同様
の効果が期待できる。−＆か、多孔質構造体任値をダク
ト（１）に固定する方法は特に示していないが。

小さｉ部分枠をダクト（１）の内壁面に設けて接着やネ
ジ止め等で固定したシ、ダクト外からネジを通して多孔
質構造体α傷に設けたメネジ部にねじ込むなどの簡単な
方法で十分である。

ところで１以上の実施例の多孔質構造体（５）、（８１
゜□□□の多孔質層（５ａ）、（８ａ）、（１０ａ）の
構造を非常に特徴あるものにすることにエフ、吸音性能
をさらに向上させることが可能となる。すなわち多孔質
層（５ａ）、（８ａ）、（１［１ａ）の比重を１層の厚
さ方向もしくは面方向に連続的に変化させたう、消音風
路（６）の側の面に厚さ１００μｍ以下のスキン層を一
体で設けたシしたもので、同一出願人によ夕平成１年４
月２８日に出願された４ｆ＋願平０ｌ−ＩＨｉ９ａ６号
Ｏ「多孔質構造体」に詳しく述べられたものである。以
下に、この先行出願の明細書の内容から関連ある部分を
引用することにより、吸音性能の向上効果について説明
する。

第７図は、第６図に示す三種類の厚さ方向の空孔率（す
なわち比重）分布上もった厚さ１０簡の多孔質層の垂直
入射吸音率特性を示したものである０曲線Ａ、Ｃは空孔
率が厚さ方向にほぼ一様でそれぞれ約２５％、約１０％
のものであシ１曲曲線は空孔率が厚さ方向に１０〜２５
多の範囲で連続的に変化しているものである。図から判
かるように、空孔率分布を有するサンプル（曲線Ｂ）が
最も吸音率特性が良いことがわかる。

次に、多孔質層の面方向に空孔率（比重）を変化させる
ことによる吸音特性の改善効果について説明する。第８
図は厚さｔＯＷの三種類のサンプルの空孔率の変化を示
し２曲線Ａ−Ｂ−０の順で空孔率が小さく表っている。

このときの吸音率特性１第９図に示す。この図ニジ、特
に音波入射面側の空孔率を小さくすれば（曲線０に相当
）、低周波域の吸音率が向上する。従って、多孔質層の
面方向の空孔率に分布を持たせることにより、広い周波
数帯域で良好な吸音特性を得ることができる。

次に、多孔質層の表面にスキ７層を一体で設けた場合の
効果について説明する。第１１図は、第１０図に示す厚
さ方向の空孔率（比重）を分布をもった厚さ１０１！Ｉ
ＩＩＩの多孔質層の垂直入射吸音率特性を示したもので
ある。図から明らかなように。

このサンプルでは４００　Ｈ，という低周波で吸音率が
最大となシ、しかもその値がＳＯ％を越える良好な吸音
特性が得られた。このとき、このサンプルの音波入射面
側の低空孔本部を顕微鏡で破断観察した結果、その表面
が厚さ３０μｍ程度のほぼ非通気性のスキン層になって
いることが見い出された。さらにスキン層の厚さ１種々
変更して吸音特性の試験を行った結果、スキン層がＬＯ
Ｏμｍを越えると、スキン層が質量としてではなく弾性
膜（バネ系）として働くようにな５．ｉ高吸音率の周波
数は逆に上がってしまって所要の効果が得られ左かった
。従って、１００μｍ以下が妥当であることを確認した
。

〔発明の効果〕

本発明は２以上説明したとおシ、吸音部が多孔質層とそ
の背面や内部に設けた空気層とからなるため薄い多孔ｉ
ｉでもある程度低い周波数帯域からの良好な吸音特性が
確保され、しかも硬質の多孔質層と一体で成形された突
起や半円形状などの接続部品により背面や内部の空気層
が正確な寸法で確保されるため、コストが非常に安く、
仕上がシの寸法や吸音性能々どの品質も十分安定したも
のとすることができる。

また、多孔質層と一体で成形された突起を消音風路の流
れ方向と垂直な方向の線状突起とすることにより、材料
内の振動伝達による駈音を低減することができ、相当長
い消音装置でも十分な減音ｘｋを確保することができる
。

また、多孔質層の比重を，ｍの厚さ方向もしくは面方向
に連続的に変化させることにより、吸音竹性をさらに向
上させることができる。

また２表面に１００μｍ以下のスキン層を設けることに
より、低周波域での吸音特性をさらに向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図は第
１図のＡ−Ａ断面図、第３図は消音装置の長さを増して
いったときの減音量の変化が、全周突起の有無によりど
のｌうに違ってぐるかを示した減音ｉｋ％性図、第４図
はこＯ発明の他の実施例を示す断面図、第５図はこの発
明のさらに他の実施例を示す断面図６第６図は多孔質層
の比重（空孔率）を層の厚さ方向に変化させた試験用サ
ンプルの厚さに対する空孔率を示す曲線図、第７図は第
６図に空孔率曲線を示した多孔質層の垂直入射吸音率の
特性曲線図、第８図は多孔質層の比重（空孔率）金層の
面方向に変化させた時の効果を示すために用意し、た空
孔率の異なる試験用サンプルの厚さに対する空孔率を示
す曲線図、第９図は第８図に空孔率曲線を示した多孔質
層の垂直入射吸音率Ｑ％性曲曲線、８１０図は表面にス
キンＭを有する多孔質層の厚さに対する空孔率を示す曲
線図、第１１図は第１０図に空孔率曲線を示した多孔質
層の垂泊“入射＠音率の特性曲線図、第１２図は従来の
消音装置を示す断面図、第１３図は第１２図０Ａ−Ａ断
面図である。図において、０）はダクト、（５）は多孔１ｊ造体。（７）は空気層、（８）は第二の多孔質構造体、ＯＧは
スプリッタ形消音装置の多孔質構造体でらる。な卦、各図中同−符・号は同−又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）通風路であるダクトの内壁付近に吸音部を設けた
消音装置において、消音風路を形成する多孔質層と、こ
の多孔質層の外側壁面に一体に成形した突起とを有する
硬質の多孔質構造体を、上記突起をスペーサとして上記
ダクト内面に多孔質層を沿わせて収納し、上記多孔質層
と、この多孔質層と上記ダクト間に形成される背面空気
層とにより上記吸音部を構成したことを特徴とする消音
装置。
（２）多孔質層の外側壁面に一体に成形した突起の内、
少なくとも一部分の突起の形状を、消音風路の流れ方向
に垂直な方向の背面空気層の断面形状と概略一致させた
全周突起としたことを特徴とする請求項第１項記載の消
音装置。
（３）ダクトの中心部に、少なくとも一方の端が概半球
形状、または概円錐形状の導風カバーで塞がれた円筒状
の多孔質層からなる第二の多孔質構造体を設けたことを
特徴とする請求項第１項または第２項記載の消音装置。
（４）通風路である角ダクトの断面を幅方向または高さ
方向に複数個に分割して、少なくともこの分割位置に吸
音部を設けたスプリッタ形の消音装置において、上記吸
音部を、内部に空気層を有し、その両側に多孔質層を設
けるとともにその前後を概半円形状または概三角形状の
導風カバーで滑らかに接続して一体成形した硬質の多孔
質構造体により構成したことを特徴とする消音装置。
（５）多孔質構造体の両側の多孔質層の内部壁面に、消
音風路の流れ方向と垂直な方向の線状突起を、多孔質層
と一体成形で少なくとも一対以上設けたことを特徴とす
る請求項第４項記載の消音装置。
（６）多孔質構造体の多孔質層の比重を、層の厚さ方向
もしくは層の面方向に連続的に変化させたことを特徴と
する請求項第１項、第２項、第３項、第４項または第５
項記載の消音装置。
（７）多孔質層の消音風路側壁面に厚さ１００μｍ以下
のスキン層を一体化して設けたことを特徴とする請求項
第１項、第２項、第３項、第４項、第５項または第６項
記載の消音装置。