JPH09212175A

JPH09212175A - 消音装置

Info

Publication number: JPH09212175A
Application number: JP8014430A
Authority: JP
Inventors: Osamu Takehira; 竹平　　修
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-01-30
Filing date: 1996-01-30
Publication date: 1997-08-15

Abstract

(57)【要約】【課題】騒音の位相と逆位相の音を別個に生成するよ
うな複雑・高価な構成によらず、簡単な構成で逆位相の
音による干渉作用で騒音を減衰して消音できるようにす
る。【解決手段】音波伝搬経路のある位置を通過する騒音
と、この位置に反射して到達する騒音との位相差により
これらの騒音を干渉させてその騒音を減衰させる構造を
備える。一例として、球表面の一部により形成された曲
面４を内部閉空間の一部として有する構造体２と、この
構造体２における球の中心位置Ｐ₀ に終端６を位置させ
た１つの騒音入力部３とを備えることで、反射を利用す
るだけの簡単な構造の逆位相の音波同士の干渉による消
音構造が実現される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種機器、例えば
情報機器のファンの空気流入出口などの開口部、室内空
調機の吹出口等に取り付けられて使用される消音装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、殆どの機器は、種々の構造・形
態を有するものの、騒音源を内部に有しこれを外装材で
覆った構成物である点では共通している。ここに、外装
材が密閉されている場合には、十分に減衰された騒音が
透過音となって外部に放射される。しかし、実際の機器
では、内部の温度上昇を避けるために外部と内部とを通
ずる通気口（開口部）が設けられている場合が殆どであ
り、外装材は完全なる密閉構造ではなくこの通気口を経
て漏れ音が発生する。一般に、このような漏れ音は透過
音よりも大きな騒音レベルにある。また、このような通
気口には通気を促すファンが設けられている場合も多
く、このようなケースでは騒音がより大きなものとな
る。さらに、空調機や掃除機などのように通気口を必須
とする機器もある。

【０００３】このようにして発生する騒音に関する消音
装置として、例えば、特開平５−１５８４８６号公報に
よれば、発生する騒音を検出し、検出された騒音に対し
て逆位相となる音を制御音源により生成出力し、元の騒
音と生成出力される制御音とを干渉させることで消音さ
せることが提案されている。

【０００４】また、例えば、特開昭６０−１６２６８０
号公報によれば、事務機器の用紙出入口に複数の屈折通
路からなる干渉型防音装置の入口を開口させ、両者の開
口部から放射される騒音を事務機器外部の自由空間にお
いて干渉させることで防音させることが提案されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前者の特開
平５−１５８４８６号公報による場合、逆位相の干渉波
を発生させるためには、騒音検出機、フィルタ、積分回
路、スピーカ等を必要とし、高価・複雑な装置となって
しまう。

【０００６】また、後者の特開昭６０−１６２６８０号
公報による場合、機器外部の自由空間で干渉させている
ため、聞く場所によって効果があったりなかったりする
ので、安定した消音効果を期待できない。

【０００７】そこで、本発明は、各種機器の通気口等か
らの漏れ音を簡単な構造で減衰させ得る消音装置を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、音波伝搬経路のある位置を通過する騒音と、この位
置に反射して到達する騒音との位相差によりこれらの騒
音を干渉させてその騒音を減衰させる構造を有してい
る。従って、逆位相の音を別個に生成することなく、反
射を利用することで逆位相の音を得ることができ、両者
の干渉により騒音は打ち消し合って減衰する。

【０００９】このような構造を実現するために、請求項
２記載の発明では、球表面の一部により形成された曲面
を内部閉空間の一部として有する構造体と、この構造体
における前記球の中心位置に終端を位置させた１つの騒
音入力部とを備え、前記構造体の一部に外部に通ずる開
口部を有しており、請求項３記載の発明では、円柱側面
の一部により形成された曲面を内部閉空間の一部として
有する構造体と、この構造体における前記円柱の中心軸
上の何れかの位置に終端を位置させた１つの騒音入力部
とを備え、前記構造体の一部に外部に通ずる開口部を有
している。

【００１０】従って、騒音入力部を通りその終端に到達
した音波に比べ、同時刻に構造体の曲面で反射してこの
終端に到達する音波は、曲面が終端から等距離にあるた
め、曲面の半径をｒとすると、２ｒで示される位相分だ
け進んでいるので、この時の位相差２ｒは、ｆ＝（２Ｎ
−１）ｃ／４ｒ（ただし、ｃ：音速、Ｎ：自然数）で表
される周波数ｆに対して、２ｒ＝（２Ｎ−１）ｃ／２ｆ
＝（２Ｎ−１）λ／２となり、半波長の奇数倍、即ち、
逆位相となる。よって、騒音入力部の終点において２つ
の音波は逆位相で干渉するために打ち消し合って減衰す
る。このため、騒音入力部の終端部（この終端部が音波
伝搬経路のある位置となる）で騒音は減衰され、消音効
果が生ずる。この際、曲面が球表面の一部又は円柱側面
の一部にて形成されているので、音波を効率よく終端に
向けて反射させることができる構造でもある。このよう
にして、周波数ｆの騒音に対して消音効果のある簡単な
構造の消音装置が実現できる。

【００１１】請求項４記載の発明では、請求項２又は３
記載の消音装置において、構造体は、ファンを備えた機
器の通風口に取り付けられて、ｎを前記ファンの羽数、
ｍをその回転周波数、ｃを音速、Ｍ，Ｎを自然数とした
とき、曲面の半径ｒがｒ＝（２Ｎ−１）ｃ／４ｎｍＭに設定されている。従って、ファンの騒音はｎｍで表さ
れる周波数を基本波成分とし、ｎｍＭを高調波成分とす
る周波数特性を示すので、これらの周波数の何れかと請
求項２又は３の発明による場合に消音効果のある周波数
ｆとを一致させると、ｒ＝（２Ｎ−１）ｃ／４ｎｍＭな
る関係が成立すればよく、よって、曲面の半径ｒをこの
ような値に設定することにより、ファン騒音に対して消
音効果のある消音装置が実現できる。

【００１２】請求項５記載の発明では、請求項２，３又
は４記載の消音装置において、構造体は、複数個の開口
部を有している。従って、構造体内において流体渦の発
生が抑制されるので、流体の流入出機能が損なわれず、
消音効果に悪影響を及ぼす流体溜りの発生が防止され
る。

【００１３】請求項６記載の発明では、請求項２，３，
４又は５記載の消音装置において、開口部の総断面積を
Ｓ₁ 、騒音入力部の終端断面積をＳ₂ 、騒音入力部の始
端断面積をＳ₃ としたとき、Ｓ₃ ≦Ｓ₂ ≦Ｓ₁ なる関係に設定されている。従って、流体通路の断面積
が下流になるほど小さくなると流速の増大により新たな
２次騒音が発生する等の弊害があるが、騒音入力部始端
から終端、さらには開口部、と下流になるほど断面積が
大きくなり又は等しくなるようにされているので、この
ような不都合を生ずることなく、消音効果が発揮され
る。

【００１４】請求項７記載の発明では、請求項２ないし
６の何れか一記載の消音装置を１つの消音ユニットと
し、１つの消音ユニットの開口部に他の１つの消音ユニ
ットの騒音入力部を接続することにより複数の消音ユニ
ットを縦列接続した。従って、各消音ユニットの消音効
果のある周波数を全て一致させればその周波数の騒音に
対する消音効果を倍増させることができ、各消音ユニッ
トの消音効果のある周波数を個々に異ならせれば広帯域
の周波数の騒音に対して消音効果のある消音装置を実現
できる。

【００１５】請求項８記載の発明では、請求項２，３，
４，５，６又は７記載の消音装置において、音波伝搬経
路に非平面構造物を有している。従って、非平面構造物
の表面では主として高周波帯域の音波が反射されるの
で、この反射により高周波帯域成分の騒音の減衰が生ず
ることになり、前述したような基本的に消音効果のある
周波数以外の周波数の騒音に対しても消音効果が発揮さ
れる。

【００１６】請求項９記載の発明では、請求項２，３，
４，５，６又は７記載の消音装置において、音波伝搬経
路に吸音材を有している。従って、吸音材により高周波
帯域の音波が吸収されるので、高周波帯域成分の騒音も
減衰することになり、前述したような基本的に消音効果
のある周波数以外の周波数の騒音に対しても消音効果が
発揮される。

【００１７】請求項１０記載の発明では、請求項２，
３，４，５，６又は７記載の消音装置において、音波伝
搬経路に穴を有し、この穴を経て前記音波伝搬経路に通
ずる空間を有する共鳴管を接続した。従って、例えば、
長さＬの共鳴管は、Ｌ′＝（２Ｎ−１）ｃ／４ｆ（ただ
し、Ｌ′は共鳴管の断面積により長さＬを開口端補正し
た長さ）の関係にある周波数ｆの音波が共鳴管内で共鳴
しエネルギーが閉じこめられる。これにより、周波数ｆ
の騒音に対して消音効果があるので、この周波数ｆを前
述したような基本的に消音効果のある周波数に一致させ
れば消音効果が倍増し、異ならせれば異なる周波数の騒
音に対する消音効果を発揮させることができる。

【００１８】請求項１１記載の発明では、請求項１０記
載の消音装置において、共鳴管の長さが可変自在であ
る。従って、共鳴管が消音効果を発揮する周波数が可変
となり、機器の騒音周波数の変化に対応した消音効果を
発揮させることができる。

【００１９】請求項１２記載の発明では、請求項１１記
載の消音装置に加えて、音波伝搬経路内の騒音レベルを
測定する騒音計と、共鳴管の長さを変化させる駆動部
と、前記騒音計により検出された騒音レベルに合わせて
前記駆動部の駆動量を制御する制御部とを有している。
従って、音波伝搬経路内を通過する騒音の騒音レベルを
騒音計により検出し、その騒音レベルが最小となるよう
に制御部が駆動部の駆動量を制御して共鳴管の長さを変
化させるので、騒音の発生状況に適したより高性能な消
音効果が得られる。

【００２０】請求項１３記載の発明では、請求項２，
３，４，５，６又は７記載の消音装置において、音波伝
搬経路に穴を有し、この穴を経て前記音波伝搬経路に通
ずる空間を有する空洞共鳴器をこの空洞共鳴器の断面積
より小さな断面積の短管を介して接続した。従って、短
管の長さをＬ₂ 、その断面積をＳ₄ とし、空洞共鳴器の
空洞容積をＶとすると、この空洞共鳴器は、ｆ＝（ｃ／
２π）√（Ｓ₄ ／Ｌ₂ Ｖ）で示される周波数ｆの騒音に
対して消音効果があるので、この周波数ｆを前述したよ
うな基本的に消音効果のある周波数に一致させれば消音
効果が倍増し、異ならせれば異なる周波数の騒音に対す
る消音効果を発揮させることができる。

【００２１】請求項１４記載の発明では、請求項１３記
載の消音装置において、空洞共鳴器の空洞容積、短管の
長さ、前記短管の断面積の内の少なくとも一つの要素を
可変自在とした。従って、空洞共鳴器が消音効果を発揮
する周波数が可変となり、機器の騒音周波数の変化に対
応した消音効果を発揮させることができる。

【００２２】請求項１５記載の発明では、請求項１４記
載の消音装置に加えて、音波伝搬経路内の騒音レベルを
測定する騒音計と、可変自在な要素を変化させる駆動部
と、前記騒音計により検出された騒音レベルに合わせて
前記駆動部の駆動量を制御する制御部とを有している。
従って、音波伝搬経路内を通過する騒音の騒音レベルを
騒音計により検出し、その騒音レベルが最小となるよう
に制御部が駆動部の駆動量を制御して短管の長さ、その
断面積、或いは、空洞共鳴器の空洞容積なる可変要素を
変化させるので、騒音の発生状況に適したより高性能な
消音効果が得られる。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の第一の形態を図１
ないし図３に基づいて説明する。本実施の形態の消音装
置１は、請求項２記載の発明に対応するものであり、構
造体２と騒音入力部３とを構成要素として構成されてい
る。前記構造体２は球表面の一部をなす半球により形成
された半径ｒの曲面４を内部閉空間に有している。図１
はこの構造体２の内部閉空間のみを示している。また、
前記騒音入力部３は前記構造体２の平面５上に位置する
が、より具体的には、終端６が半球の中心位置Ｐ₀ に位
置するようにして接続されている。また、前記構造体２
の一部、ここでは曲面４の一部であって前記終端６に対
向する位置に位置させて開口部７が形成されている。

【００２４】このような消音装置１は、例えば、図２に
示すように外装材８の一部に矩形状の開口部９があり、
この開口部９から騒音１０が漏れ音として放射する、と
いったある種の機器１１において、前記開口部９に取り
付けられて使用される。図３はこのような開口部９に取
り付けられた状態の消音装置１を示す。

【００２５】このような構成において、開口部９に発生
した騒音１０は騒音入力部３を通り、その終端６から構
造体２の内部閉空間に放射される。ここに、終端６は半
球状の曲面４から等距離にある半球の中心位置Ｐ₀ に位
置しているので、終端６で放射され曲面４で反射される
騒音１０は等距離を伝搬した上で効率よくこの終端６に
集まる。このとき、曲面４で反射して終端６に戻った騒
音１０と同時刻に騒音入力部３を通りその終端６に達し
た騒音１０との位相差は、半径ｒの２倍、即ち、２ｒに
相当する。

【００２６】従って、騒音１０の周波数成分ｆが、ｆ＝（２Ｎ−１）ｃ／４ｒ（ただし、ｃ：音速、Ｎ：自然数）……(１) で示す関係にあるとき、この位相差２ｒは、２ｒ＝（２Ｎ−１）ｃ／２ｆ＝（２Ｎ−１）λ／２（ただし、λ：波長） …………(２) で示され、これは、半波長の奇数倍であって、逆位相で
あることを意味する。もっとも、終端６の断面積は曲面
４から見て有限であるために、正確には(１)(２)式とは
一致しないが、終端６において同時刻における騒音同士
が逆位相で干渉して打ち消し合うので、騒音１０は減衰
される。即ち、この終端６が請求項１記載の発明にいう
「音波伝搬経路のある位置」に相当し、開口部９からの
騒音１０はこの終端６で減衰されて消音する。よって、
本実施の形態によれば、逆位相の音波を別個に生成する
ようなことなく、曲面４による反射を利用するだけの簡
単な構造にして干渉作用を示す逆位相の音波を得ること
ができ、周波数ｆの騒音１０に対して消音効果の高い消
音装置１を容易に実現できる。

【００２７】本発明の実施の第二の形態を図４ないし図
６に基づいて説明する。前述した実施の形態で示した部
分と同一部分は同一符号を用いて示す（以下の実施の形
態でも同様とする）。本実施の形態の消音装置２１は、
請求項３記載の発明に対応するものであり、構造体２２
と騒音入力部２３とを構成要素として構成されている。
前記構造体２２は円柱側面の一部をなす半円柱により形
成された半径ｒの円弧状の曲面２４を内部閉空間に有し
ている。図４はこの構造体２２の内部閉空間のみを示し
ている。また、前記騒音入力部２３は前記構造体２２の
平面２５上に位置するが、より具体的には、終端２６が
半円柱の中心軸φ₀ 上の何れかの位置（ここでは、全長
に渡っている）に位置するようにして接続されている。
また、前記構造体２２の一部、ここでは曲面２４の一部
であって前記終端２６に対向する位置に位置させて開口
部２７が形成されている。

【００２８】このような消音装置２１は、例えば、図５
に示すように外装材８の一部に形成された開口部２８の
形状が長方形状の場合の機器１１に適用され、前記開口
部２８に取り付けられて使用される。図６はこのような
開口部２８に取り付けられた状態の消音装置２１を示
す。

【００２９】このような構成において、開口部２８に発
生した騒音１０は騒音入力部２３を通り、その終端２６
から構造体２２の内部閉空間に放射される。ここに、終
端２６は中心軸φ₀ に対して垂直な断面では円弧状をな
す曲面２４から等距離にある中心軸φ₀ 上に位置してい
るので、終端２６で放射され曲面２４で反射される騒音
１０は等距離を伝搬した上で効率よくこの終端２６に集
まる。このとき、曲面２４で反射して終端２６に戻った
騒音１０と同時刻に騒音入力部２３を通りその終端２６
に達した騒音１０との位相差は、円弧の半径ｒの２倍、
即ち、２ｒに相当する。

【００３０】従って、騒音１０の周波数成分ｆが、
（１）式で示した関係にあるとき、この位相差２ｒは、
(２)式で示され、これは、半波長の奇数倍であって、逆
位相であることを意味する。よって、終端２６において
同時刻における騒音同士が逆位相で干渉して打ち消し合
うので、騒音１０は減衰される。即ち、この終端２６が
請求項１記載の発明にいう「音波伝搬経路のある位置」
に相当し、開口部２８からの騒音１０はこの終端２６で
減衰されて消音する。よって、本実施の形態によれば、
逆位相の音波を別個に生成するようなことなく、曲面２
４による反射を利用するだけの簡単な構造にして干渉作
用を示す逆位相の音波を得ることができ、周波数ｆの騒
音１０に対して消音効果の高い消音装置２１を容易に実
現できる。

【００３１】本発明の実施の第三の形態を図７に基づい
て説明する。本実施の形態は、開口部９（又は、２８）
の内部に通風用のファン２９を備えた機器１１に適用さ
れてファン２９が発生する騒音１０を消音させるための
消音装置に関するもので、請求項４記載の発明に対応す
る。

【００３２】このようなファン２９が発生する騒音１０
の周波数特性は、ファン２９の羽数をｎ、ファン２９の
回転周波数をｍとすると、ｎｍを基本周波数とし、その
高調波成分ｎｍＭ（ただし、Ｍは自然数）をピークに持
つことが知られている。よって、この周波数を(２)式の
周波数ｆに一致させるためには、ｒ＝（２Ｎ−１）ｃ／４ｎｍＭ ……………………………………(３) なる条件が必要となる。

【００３３】そこで、消音装置１又は２１に関して、そ
の構造体２又は２２の曲面４又は２４を形成する半径ｒ
がこの(３)式の条件を満たす値として形成して、騒音入
力部３又は２３を介して構造体２又は２２を開口部９又
は２８に取り付ければ、ファン２９の発生する騒音１０
を効果的に消音させることができる。

【００３４】なお、本実施の形態では、開口部９又は２
８を通風口としてファン２９のすぐ傍に消音装置１又は
２１を取り付ける例で説明したが、この場合のファン２
９の通風口としてはダクトを介して通風される場合のダ
クト通風口も含む意味であり、ファン２９に対して必ず
しも直接的でなくてもよい。

【００３５】本発明の実施の第四の形態を図８ないし図
１０に基づいて説明する。本実施の形態は、請求項５記
載の発明に対応する。例えば、図１に示したような消音
装置１に適用されており、図９及び図１０に示すように
構造体２において開口部が７ａ〜７ｄで示すように複数
個形成されている。

【００３６】これは、図８に示すような開口部７が１個
だけの場合においては、騒音入力部３から入った流体の
流れ３１に基づき構造体２の内部には渦３２が発生しや
すく、これが熱溜りとなって放射機能に悪影響を及ぼす
ことがある点を考慮したものである。この点、例えば、
構造体２における平面５部分に複数個の開口部７ａ〜７
ｄを形成することで、流体の排出口が増えることにな
り、構造体２の内部における流体の流れ３１が図１０に
示すように円滑となり、渦３２の発生が抑制される。よ
って、熱溜りが発生して放射機能に悪影響を及ぼすよう
な弊害が防止される。

【００３７】なお、本実施の形態では、消音装置１への
適用例として説明したが、消音装置２１の場合にも同様
に適用し得ることはもちろんである。

【００３８】本発明の実施の第五の形態を図１１を参照
して説明する。本実施の形態は請求項６記載の発明に対
応する。例えば、消音装置１の場合を例に採り、構造体
２における開口部７の総断面積をＳ₁ 、騒音入力部３の
終端６の断面積をＳ₂ 、騒音入力部３の始端の断面積を
Ｓ₃ とすると、これらの各部を結ぶ経路３３の概念的な
構成を示すと図１１のようになる。ここに、ある流れが
騒音入力部３に流れ込む時、経路３３の出口方向（下流
側）の断面積が図示の如く小さくなると（Ｓ₃＞Ｓ₂ ＞
Ｓ₁ ）、単位時間に通過する流体通過量が一定であると
仮定した場合、断面積の減少に伴い流速が速くなる（Ｖ
₃ ＜Ｖ₂ ＜Ｖ₁ ）必要がある。これに伴い、新たな騒音
（２次騒音）を生ずる可能性がある。さらには、流体の
上流側では流体速度を速くするための負荷が生ずる。よ
って、例えば、経路３３の上流側に図７に示したような
ファン２９が存在する場合を考えると、このファン２９
には一定量の流体（風量）を流すための負荷が必要とな
り、ファン２９が発生する騒音１０が一層大きなものに
なってしまう。

【００３９】従って、本実施の形態では、これらの各部
の断面積が、Ｓ₃ ≧Ｓ₂ ≧Ｓ₁ …………………………………………(４) なる関係（即ち、図１１に示す面積関係とは逆の関係）
を満足するように設定されている。これにより、流体に
よる２次騒音の発生が抑制され、基本的な消音効果が十
分に発揮されることになる。

【００４０】なお、本実施の形態では、消音装置１への
適用例として説明したが、例えば、消音装置２１であっ
ても同様に適用できる。また、開口部７に関しても１個
だけのものに限らず、複数個形成されたもの（例えば、
開口部７ａ〜７ｄ）にも同様に適用できる。この場合の
総断面積Ｓ₃ としては、開口部７ａ〜７ｄの各断面積を
合計した面積を意味する。

【００４１】本発明の実施の第六の形態を図１２に基づ
いて説明する。本実施の形態は請求項７記載の発明に対
応する。例えば、消音装置１の場合を例に採ると、本実
施の形態では、このような消音装置を１つの消音ユニッ
トとし、２つの消音ユニット１Ａ，１Ｂを縦列接続する
ことにより消音装置３４が構成されている。ここに、縦
列接続は、一方の消音ユニット１Ａの開口部７Ａに他方
の消音ユニット１Ｂの騒音入力部３Ａの始端を接続する
ことによりなされている。

【００４２】このような構成において、消音ユニット１
Ａにおける構造体２Ａの曲面４Ａの半径をｒ_A、消音ユ
ニット１Ｂにおける構造体２Ｂの曲面４Ｂの半径をｒ_B
としたとき、ｒ_A＝ｒ_Bなる関係に構成すれば、２つの
消音ユニット１Ａ，１Ｂが消音効果を発揮する周波数が
一致し、この特定の周波数の騒音１０に対する消音効果
が倍増する。

【００４３】また、ｒ_A≠ｒ_Bなる関係に構成すれば、
２つの消音ユニット１Ａ，１Ｂが消音効果を発揮する周
波数が異なり、消音装置３４としてはこれらの異なる周
波数の騒音１０に対して消音効果を発揮するので、消音
周波数の広帯域化を図れる。

【００４４】なお、本実施の形態では、消音装置１への
適用例として説明したが、例えば、消音装置２１であっ
ても同様に適用できる。また、縦列接続する消音ユニッ
ト数は２個に限らず、適宜個数に設定すればよい。

【００４５】本発明の実施の第七の形態を図１３に基づ
いて説明する。本実施の形態は請求項８記載の発明に対
応する。例えば、消音装置１の場合を例に採ると、本実
施の形態では、音波伝搬経路の一部をなす騒音入力部３
中に非平面構造物３５が挿入されている。この非平面構
造物３５は、一例として、鋸刃状のものが用いられてい
る。

【００４６】このような構成によれば、音波伝搬経路
中、ここでは騒音入力部３中を伝搬する音波の内、高周
波帯域の音波、より具体的には、非平面構造物３５の鋸
刃の長さに比較して波長の短い音波成分が非平面構造物
３５の表面で反射される。これにより、このような高周
波帯域成分の騒音が減衰する。即ち、消音装置１自身が
消音効果を発揮する特定の周波数の騒音に加えて、この
ような高周波帯域成分の騒音に対する消音効果も付加さ
れることになり、全体としての消音効果が上がる。

【００４７】なお、騒音入力部３中に非平面構造物３５
を挿入するのに代えて、図１３中に併せて図示するよう
に、音波伝搬経路の一部をなす開口部７に取り付けられ
るダクト状開口部３６の内壁を鋸刃状に形成することに
より、このダクト状開口部３６を非平面構造物としても
よい。

【００４８】なお、本実施の形態では、消音装置１への
適用例として説明したが、例えば、消音装置２１であっ
ても同様に適用できる。

【００４９】本発明の実施の第八の形態を図１４に基づ
いて説明する。本実施の形態は請求項９記載の発明に対
応する。例えば、消音装置１の場合を例に採ると、本実
施の形態では、音波伝搬経路の一部をなす騒音入力部３
中に一般的な吸音材３７が挿入されている。図示例で
は、音波伝搬経路の一部をなす開口部７に取り付けられ
るダクト状開口部３８中にも一般的な吸音材３７が挿入
されている。

【００５０】このような構成によれば、吸音材３７は主
に高い周波数に対して吸音効果を発揮するので、音波伝
搬経路中を伝搬する音波の内、高周波帯域の音波がこれ
らの吸音材３７により吸音されて減衰する。即ち、消音
装置１自身が消音効果を発揮する特定の周波数の騒音に
加えて、このような高周波帯域成分の騒音に対する消音
効果も付加されることになり、全体としての消音効果が
上がる。

【００５１】なお、本実施の形態では、消音装置１への
適用例として説明したが、例えば、消音装置２１であっ
ても同様に適用できる。

【００５２】本発明の実施の第九の形態を図１５に基づ
いて説明する。本実施の形態は請求項１０記載の発明に
対応する。例えば、消音装置１の場合を例に採ると、本
実施の形態では、音波伝搬経路の一部をなす騒音入力部
３の側面の一部に穴３９が形成され、この穴３９を介し
て前記騒音入力部３には共鳴管４０が接続されている。
この共鳴管４０は長さＬのものであり、ｆ＝（２Ｎ−１）ｃ／４Ｌ′ …………………………………(５) （ただし、Ｌ′は共鳴管４０の断面積により長さＬを開
口端補正した長さ）の関係にある周波数ｆの音波が共鳴
管４０内で共鳴しエネルギーが閉じこめられる。これに
より、周波数ｆの騒音に対して消音効果を持つ。

【００５３】このような構成によれば、(５)式で表され
る周波数ｆと(１)式で表される周波数ｆとを一致させれ
ば、この特定の周波数ｆに対する消音効果が倍増する。
また、これらの周波数を異ならせて設定すれば、異なる
周波数の騒音１０に対する消音効果を発揮させることが
でき、消音周波数の広帯域化を図ることができる。

【００５４】なお、本実施の形態では、消音装置１への
適用例として説明したが、例えば、消音装置２１であっ
ても同様に適用できる。また、穴３９の形成個所は騒音
入力部３，２３に限らず、例えば、構造体２，２２の一
部であってもよい。さらには、このような穴３９や共鳴
管４０は、１個に限らず、複数個として消音効果をより
向上させるようにしてもよい。

【００５５】本発明の実施の第十の形態を図１６に基づ
いて説明する。本実施の形態は請求項１１記載の発明に
対応する。例えば、図１５に示した消音装置１の場合を
例に採ると、本実施の形態では、騒音入力部３の側面に
穴３９を介して接続された共鳴管４０がその長さＬを可
変自在な構造とされている。図示例では、共鳴管４０の
底面４１が共鳴管４０の長さ方向にスライド自在に構成
されている。

【００５６】このような構成によれば、共鳴管４０が消
音効果を発揮する周波数ｆ、即ち、(５)式に示す周波数
ｆが底面４１の位置を変えることにより可変自在とな
る。よって、この消音装置１が取り付けられる機器の騒
音周波数の変化に対応した消音効果を発揮させることが
できる。

【００５７】なお、本実施の形態では、消音装置１への
適用例として説明したが、例えば、消音装置２１であっ
ても同様に適用できる。

【００５８】本発明の実施の第十一の形態を図１７に基
づいて説明する。本実施の形態は請求項１２記載の発明
に対応する。本実施の形態は、図１６に示した構成の消
音装置１をベースとして構成されている。まず、共鳴管
４０の長さＬを可変させるためにその底面４１をスライ
ド変位させる駆動部４２が設けられている。また、音波
伝搬経路の一部をなす開口部７外の出口部４３の騒音レ
ベルを測定するように騒音検出部４４が配設された騒音
計４５が設けられている。さらに、この騒音計４５によ
り検出された騒音レベルに応じて前記駆動部４２による
駆動量を制御するための制御部４６が設けられている。

【００５９】このような構成において、音波伝搬経路中
の騒音レベルは騒音検出部４４による検出の下、騒音計
４５によって常時的に測定される。この測定結果は制御
部４６に出力されて駆動部４２による共鳴管４０の長さ
Ｌの可変量が制御される。ここに、駆動部４２により底
面４１がスライド変位されて共鳴管４０の長さＬが変化
すると、この共鳴管４０の消音特性が変化するので、騒
音計４５によって測定される騒音レベルも変化する。よ
って、この騒音計４５により測定される騒音レベルが最
小となるように制御部４６を介して駆動部４２を制御す
ることにより消音効果の最も高い状態が得られる。即
ち、機器の稼働状態や経時的な騒音の変化に応じて常に
最適な消音効果を発揮させることができる。

【００６０】なお、本実施の形態では、消音装置１への
適用例として説明したが、例えば、消音装置２１であっ
ても同様に適用できる。

【００６１】本発明の実施の第十二の形態を図１８に基
づいて説明する。本実施の形態は請求項１３記載の発明
に対応する。例えば、消音装置１の場合を例に採ると、
本実施の形態では、音波伝搬経路の一部をなす騒音入力
部３の側面の一部に穴４７が形成され、この穴４７に対
して短管４８を介して空洞共鳴器４９が接続されてい
る。前記空洞共鳴器４９は空洞容積がＶとされている。
また、前記短管４８は前記空洞共鳴器４９の断面積より
も小さな断面積Ｓ₄ を持つ長さＬ₂ ものである。このよ
うな空洞共鳴器４９は、ｆ＝（ｃ／２π）√（Ｓ₄ ／Ｌ₂ Ｖ） …………………………(６) の関係にある周波数ｆの騒音に対して消音効果を持つ。

【００６２】このような構成によれば、(６)式で表され
る周波数ｆと(１)式で表される周波数ｆとを一致させれ
ば、この特定の周波数ｆに対する消音効果が倍増する。
また、これらの周波数を異ならせて設定すれば、異なる
周波数の騒音１０に対する消音効果を発揮させることが
でき、消音周波数の広帯域化を図ることができる。

【００６３】なお、本実施の形態では、消音装置１への
適用例として説明したが、例えば、消音装置２１であっ
ても同様に適用できる。また、穴４７の形成個所は騒音
入力部３，２３に限らず、例えば、構造体２，２２の一
部であってもよい。さらには、このような穴４７、短管
４８及び空洞共鳴器４９は、１個に限らず、複数個とし
て消音効果をより向上させるようにしてもよい。

【００６４】本発明の実施の第十三の形態を図１９に基
づいて説明する。本実施の形態は請求項１４記載の発明
に対応する。例えば、図１８に示した消音装置１の場合
を例に採ると、本実施の形態の一例では、図１９（ａ）
に示すように、騒音入力部３の側面に穴４７及び短管４
８を介して接続された空洞共鳴器４９がその空洞容積Ｖ
を可変自在な構造とされている。図示例では、空洞共鳴
器４９の底面５０がスライド自在に構成されている。本
実施の形態の他例では、図１９（ｂ）に示すように、短
管４８がスライド自在な２重構造部５１を有しており、
この２重構造部５１をスライドさせることにより短管４
８の長さＬ₂ が可変自在とされている。併せて、短管４
８の有効断面積（断面積Ｓ₄ ）も可変自在とされてい
る。

【００６５】このような構成によれば、空洞共鳴器４９
が消音効果を発揮する周波数ｆ、即ち、(５)式に示す周
波数ｆが、底面５０の位置を変えて空洞容積Ｖを変える
ことにより、或いは２重構造部５１をスライドさせて短
管４８の長さＬ₄ 及び断面積Ｓ₂ を変えることにより可
変自在となる。よって、この消音装置１が取り付けられ
る機器の騒音周波数の変化に対応した消音効果を発揮さ
せることができる。

【００６６】なお、本実施の形態では、消音装置１への
適用例として説明したが、例えば、消音装置２１であっ
ても同様に適用できる。

【００６７】本発明の実施の第十四の形態を図２０に基
づいて説明する。本実施の形態は請求項１５記載の発明
に対応する。本実施の形態は、図１８及び図１９(ａ)
(ｂ)に示した構成の消音装置１をベースとして構成され
ている。まず、空洞共鳴器４９の空洞容積Ｖを可変させ
るためにその底面５０をスライド変位させる駆動部５２
が設けられている。また、短管４８の長さＬ₄ 及び断面
積Ｓ₂ を可変させるために２重構造部５１をスライド変
位させる駆動部５３が設けられている。また、音波伝搬
経路の一部をなす開口部７外の出口部５４の騒音レベル
を測定するように騒音検出部５５が配設された騒音計５
６が設けられている。さらに、この騒音計５６により検
出された騒音レベルに応じて前記駆動部５２，５３によ
る駆動量を制御するための制御部５７が設けられてい
る。

【００６８】このような構成において、音波伝搬経路中
の騒音レベルは騒音検出部５５による検出の下、騒音計
５６によって常時的に測定される。この測定結果は制御
部５７に出力されて駆動部５２，５３による空洞共鳴器
４９の空洞容積Ｖ、長さＬ₂、断面積Ｓ₄ の可変量が制
御される。ここに、駆動部５２により底面５０がスライ
ド変位されて空洞共鳴器４９の空洞容積Ｖ、又は、駆動
部５３により２重構造部５１をスライド変位されて短管
４８の長さＬ₄ 及び断面積Ｓ₂ が変化すると、この空洞
共鳴器４９の消音特性が変化するので、騒音計５６によ
って測定される騒音レベルも変化する。よって、この騒
音計５６により測定される騒音レベルが最小となるよう
に制御部５７を介して駆動部５２，５３を制御すること
により消音効果の最も高い状態が得られる。即ち、機器
の稼働状態や経時的な騒音の変化に応じて常に最適な消
音効果を発揮させることができる。

【００６９】なお、本実施の形態では、消音装置１への
適用例として説明したが、例えば、消音装置２１であっ
ても同様に適用できる。

【００７０】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、音波伝搬
経路のある位置を通過する騒音と、この位置に反射して
到達する騒音との位相差によりこれらの騒音を干渉させ
てその騒音を減衰させる構造を有しているので、逆位相
の音を別個に生成することなく、反射を利用するだけの
簡単な構造で逆位相の音を得ることができ、両者の干渉
により騒音を打ち消し減衰させることで消音させること
ができる。

【００７１】請求項２記載の発明によれば、球表面の一
部により形成された曲面を内部閉空間の一部として有す
る構造体と、この構造体における前記球の中心位置に終
端を位置させた１つの騒音入力部とを備え、前記構造体
の一部に外部に通ずる開口部を有しており、請求項３記
載の発明によれば、円柱側面の一部により形成された曲
面を内部閉空間の一部として有する構造体と、この構造
体における前記円柱の中心軸上の何れかの位置に終端を
位置させた１つの騒音入力部とを備え、前記構造体の一
部に外部に通ずる開口部を有しているので、請求項１記
載の発明における構造を簡単に実現できる。

【００７２】請求項４記載の発明によれば、請求項２又
は３記載の消音装置において、構造体は、ファンを備え
た機器の通風口に取り付けられて、ｎを前記ファンの羽
数、ｍをその回転周波数、ｃを音速、Ｍ，Ｎを自然数と
したとき、曲面の半径ｒがｒ＝（２Ｎ−１）ｃ／４ｎｍＭに設定されているので、ファン騒音に対して消音効果の
ある消音装置を簡単に実現できる。

【００７３】請求項５記載の発明によれば、請求項２，
３又は４記載の消音装置において、構造体は、複数個の
開口部を有しているので、開口部に流体の流れが存在す
る環境下であっても、構造体内における流体渦の発生を
抑制でき、よって、流体の流入出機能が損なわれず、消
音効果に悪影響を及ぼす流体溜りの発生を防止すること
ができる。

【００７４】請求項６記載の発明によれば、請求項２，
３，４又は５記載の消音装置において、開口部の総断面
積をＳ₁ 、騒音入力部の終端断面積をＳ₂ 、騒音入力部
の始端断面積をＳ₃ としたとき、Ｓ₃ ≦Ｓ₂ ≦Ｓ₁なる
関係に設定したので、経路中に流体の流れが存在するよ
うな環境下であっても、流速の増大により新たな２次騒
音が発生する等の弊害を生ずることがなく、所期の消音
効果を発揮させることができる。

【００７５】請求項７記載の発明によれば、請求項２な
いし６の何れか一記載の消音装置を１つの消音ユニット
とし、１つの消音ユニットの開口部に他の１つの消音ユ
ニットの騒音入力部を接続することにより複数の消音ユ
ニットを縦列接続したので、各消音ユニットの消音効果
のある周波数を全て一致させればその周波数の騒音に対
する消音効果を倍増させることができ、また、各消音ユ
ニットの消音効果のある周波数を個々に異ならせれば広
帯域の周波数の騒音に対して消音効果のある消音装置を
実現することができる。

【００７６】請求項８記載の発明によれば、請求項２，
３，４，５，６又は７記載の消音装置において、音波伝
搬経路に非平面構造物を有しているので、非平面構造物
の表面では主として高周波帯域の音波を反射させること
ができ、よって、この反射により高周波帯域成分の騒音
を減衰させることができ、前述したような基本的に消音
効果のある周波数以外の周波数の騒音に対しても消音効
果を発揮させることができる。

【００７７】請求項９記載の発明によれば、請求項２，
３，４，５，６又は７記載の消音装置において、音波伝
搬経路に吸音材を有しているので、吸音材により高周波
帯域の音波を吸収することができ、よって、高周波帯域
成分の騒音も減衰させることができ、前述したような基
本的に消音効果のある周波数以外の周波数の騒音に対し
ても消音効果を発揮させることができる。

【００７８】請求項１０記載の発明によれば、請求項
２，３，４，５，６又は７記載の消音装置において、音
波伝搬経路に穴を有し、この穴を経て前記音波伝搬経路
に通ずる空間を有する共鳴管を接続したので、共鳴管が
消音効果を発揮する周波数を前述したような基本的に消
音効果のある周波数に一致させれば消音効果を倍増させ
ることができ、異ならせれば異なる周波数の騒音に対す
る消音効果を発揮させることができる。

【００７９】請求項１１記載の発明によれば、請求項１
０記載の消音装置において、共鳴管の長さを可変自在と
したので、共鳴管が消音効果を発揮する周波数が可変と
なり、機器の騒音周波数の変化に対応した消音効果を発
揮させることができる。

【００８０】請求項１２記載の発明によれば、請求項１
１記載の消音装置に加えて、音波伝搬経路内の騒音レベ
ルを測定する騒音計と、共鳴管の長さを変化させる駆動
部と、前記騒音計により検出された騒音レベルに合わせ
て前記駆動部の駆動量を制御する制御部とを有している
ので、音波伝搬経路内を通過する騒音の騒音レベルを騒
音計により検出し、その騒音レベルが最小となるように
制御部が駆動部の駆動量を制御して共鳴管の長さを変化
させることで、騒音の発生状況に適したより高性能な消
音効果を発揮させることができる。

【００８１】請求項１３記載の発明によれば、請求項
２，３，４，５，６又は７記載の消音装置において、音
波伝搬経路に穴を有し、この穴を経て前記音波伝搬経路
に通ずる空間を有する空洞共鳴器をこの空洞共鳴器の断
面積より小さな断面積の短管を介して接続したので、空
洞共鳴器が消音効果を発揮する周波数を前述したような
基本的に消音効果のある周波数に一致させれば消音効果
を倍増させることができ、異ならせれば異なる周波数の
騒音に対する消音効果を発揮させることができる。

【００８２】請求項１４記載の発明によれば、請求項１
３記載の消音装置において、空洞共鳴器の空洞容積、短
管の長さ、前記短管の断面積の内の少なくとも一つの要
素を可変自在としたので、空洞共鳴器が消音効果を発揮
する周波数が可変となり、機器の騒音周波数の変化に対
応した消音効果を発揮させることができる。

【００８３】請求項１５記載の発明によれば、請求項１
４記載の消音装置に加えて、音波伝搬経路内の騒音レベ
ルを測定する騒音計と、可変自在な要素を変化させる駆
動部と、前記騒音計により検出された騒音レベルに合わ
せて前記駆動部の駆動量を制御する制御部とを有してい
るので、音波伝搬経路内を通過する騒音の騒音レベルを
騒音計により検出し、その騒音レベルが最小となるよう
に制御部が駆動部の駆動量を制御して短管の長さ、その
断面積、或いは、空洞共鳴器の空洞容積なる可変要素を
変化させることで、騒音の発生状況に適したより高性能
な消音効果を発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第一の形態を示す消音装置の概
略斜視図である。

【図２】適用される機器を示す概略斜視図である。

【図３】機器に取り付けられた消音装置を示す概略斜視
図である。

【図４】本発明の実施の第二の形態を示す消音装置の概
略斜視図である。

【図５】適用される機器を示す概略斜視図である。

【図６】機器に取り付けられた消音装置を示す概略斜視
図である。

【図７】本発明の実施の第三の形態を説明するために適
用される機器を示す概略断面図である。

【図８】本発明の実施の第四の形態を説明するための消
音装置を示す概略断面図である。

【図９】本発明の実施の第四の形態を示す消音装置の概
略斜視図である。

【図１０】その概略断面図である。

【図１１】本発明の実施の第五の形態を説明するための
経路を概念的に示す概略斜視図である。

【図１２】本発明の実施の第六の形態を示す消音装置の
概略断面図である。

【図１３】本発明の実施の第七の形態を示す消音装置の
概略正面図である。

【図１４】本発明の実施の第八の形態を示す消音装置の
一部断面した概略正面図である。

【図１５】本発明の実施の第九の形態を示す消音装置の
概略斜視図である。

【図１６】本発明の実施の第十の形態を示す消音装置の
一部の概略斜視図である。

【図１７】本発明の実施の第十一の形態を示す制御系を
含む消音装置の概略正面図である。

【図１８】本発明の実施の第十二の形態を示す消音装置
の一部の概略断面図である。

【図１９】本発明の実施の第十三の形態を示す消音装置
の一部の概略断面図である。

【図２０】本発明の実施の第十四の形態を示す制御系を
含む消音装置の概略正面図である。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ消音ユニット２構造体３騒音入力部４曲面６終端７開口部９通風口１０騒音１１機器２２構造体２３騒音入力部２４曲面２６終端２７開口部２８通風口２９ファン３５，３６非平面構造物３７吸音材３９穴４０共鳴管４２駆動部４５騒音計４６制御部４７穴４８短管４９空洞共鳴器５２，５３駆動部５６騒音計５７制御部Ｐ₀ 中心位置 φ₀ 中心軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】音波伝搬経路のある位置を通過する騒音
と、この位置に反射して到達する騒音との位相差により
これらの騒音を干渉させてその騒音を減衰させる構造を
有することを特徴とする消音装置。
【請求項２】球表面の一部により形成された曲面を内
部閉空間の一部として有する構造体と、この構造体にお
ける前記球の中心位置に終端を位置させた１つの騒音入
力部とを備え、前記構造体の一部に外部に通ずる開口部
を有することを特徴とする消音装置。
【請求項３】円柱側面の一部により形成された曲面を
内部閉空間の一部として有する構造体と、この構造体に
おける前記円柱の中心軸上の何れかの位置に終端を位置
させた１つの騒音入力部とを備え、前記構造体の一部に
外部に通ずる開口部を有することを特徴とする消音装
置。
【請求項４】構造体は、ファンを備えた機器の通風口
に取り付けられて、ｎを前記ファンの羽数、ｍをその回
転周波数、ｃを音速、Ｍ，Ｎを自然数としたとき、曲面
の半径ｒがｒ＝（２Ｎ−１）ｃ／４ｎｍＭに設定されていることを特徴とする請求項２又は３記載
の消音装置。
【請求項５】構造体は、複数個の開口部を有すること
を特徴とする請求項２，３又は４記載の消音装置。
【請求項６】開口部の総断面積をＳ₁ 、騒音入力部の
終端断面積をＳ₂ 、騒音入力部の始端断面積をＳ₃ とし
たとき、Ｓ₃ ≦Ｓ₂ ≦Ｓ₁ なる関係に設定されていることを特徴とする請求項２，
３，４又は５記載の消音装置。
【請求項７】請求項２ないし６の何れか一記載の消音
装置を１つの消音ユニットとし、１つの消音ユニットの
開口部に他の１つの消音ユニットの騒音入力部を接続す
ることにより複数の消音ユニットを縦列接続したことを
特徴とする消音装置。
【請求項８】音波伝搬経路に非平面構造物を有するこ
とを特徴とする請求項２，３，４，５，６又は７記載の
消音装置。
【請求項９】音波伝搬経路に吸音材を有することを特
徴とする請求項２，３，４，５，６又は７記載の消音装
置。
【請求項１０】音波伝搬経路に穴を有し、この穴を経
て前記音波伝搬経路に通ずる空間を有する共鳴管を接続
したことを特徴とする請求項２，３，４，５，６又は７
記載の消音装置。
【請求項１１】共鳴管の長さが可変自在であることを
特徴とする請求項１０記載の消音装置。
【請求項１２】音波伝搬経路内の騒音レベルを測定す
る騒音計と、共鳴管の長さを変化させる駆動部と、前記
騒音計により検出された騒音レベルに合わせて前記駆動
部の駆動量を制御する制御部とを有することを特徴とす
る請求項１１記載の消音装置。
【請求項１３】音波伝搬経路に穴を有し、この穴を経
て前記音波伝搬経路に通ずる空間を有する空洞共鳴器を
この空洞共鳴器の断面積より小さな断面積の短管を介し
て接続したことを特徴とする請求項２，３，４，５，６
又は７記載の消音装置。
【請求項１４】空洞共鳴器の空洞容積、短管の長さ、
前記短管の断面積の内の少なくとも一つの要素が可変自
在であることを特徴とする請求項１３記載の消音装置。
【請求項１５】音波伝搬経路内の騒音レベルを測定す
る騒音計と、可変自在な要素を変化させる駆動部と、前
記騒音計により検出された騒音レベルに合わせて前記駆
動部の駆動量を制御する制御部とを有することを特徴と
する請求項１４記載の消音装置。