JPS63153592A

JPS63153592A - 消音装置

Info

Publication number: JPS63153592A
Application number: JP62072349A
Authority: JP
Inventors: 有三奥平; 一哲梅岡; 将行奥澤
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1986-04-24
Filing date: 1987-03-26
Publication date: 1988-06-25
Anticipated expiration: 2011-03-06
Also published as: JPH0823753B2

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】［技術分野］本発明は、音波を遮断したり吸収したりする必要のある
場所に用いられて音響特性を制御する消音装置であって
、通気性を有するように構成した消音装置、および通気
性を必要としない消音装置に関するものである。前者は
窓や換気ダクトに用いたり、ポイッ、エンジン、あるい
はファン等の騒音源を囲む防音カバーなどに利用するこ
とが考えられ、後者はりスニングルーム、楽器演奏室、
ホール等の壁や天井に施工されることにより、残響音を
吸収しておのおのの用途に最適な音場を容易に作り出す
ことに利用される。

［背景技術］従来より音波の遮断や音波の吸収という目的で提供され
ている消音装置としては、グラスウールやロックウール
等のいわゆる多孔質吸音材を用いたもの、あるいは楽器
演奏室等に使用されでいる合板やパーティクルボードや
それらの有孔板を用いたもの等が一般的である。これら
の消音装置は、消音できる周波数領域の設計変更だで外
なかったり、十分な消音性能を得ようとすると寸法が大
きくなったりするという問題がある。また、多孔質吸音
材では一般に通気性が得にくいから、用途が限定される
という問題がある。

［発明の目的１本発明は上述の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、消音できる周波数領域についての設
計の自由度が高く、しかも通気型、非通気型のいずれに
も対応できる消音装置を提供することにある。

［発明の開示］（基本原理１）本発明では、粘弾性を有した材料により薄肉に形成され
た管体を消音要素の基本とするものであって、まずこの
ような管体により消音効果が生じる原理を説明する。

以下の説明では管体よりなる消音要素１として第２図に
示すような両端が開放された円筒体を例示する。このよ
うな円筒体内を音波が通過する際の音響的効果を軸方向
の微少部分４ｘについで考えると、電気音響等価変換に
より第３図のような等価電気回路を考えることができる
。すなわち、円筒体内の気体のイナータンスＬａ、管内
の気体の音響キャパシタンスＣａ、管壁のイナータンス
Ｌｕ＋。

管壁のコンプライアンス０１１１％および管壁のコンダ
クタンスＧｗにより、消音要素の音響特性が決定される
のである。円筒体の内周面の半径をｒ１管壁の肉厚をｔ
、円筒体の微少部分の内周表面積を５（＝２πｒａｘ）
、円筒体の単位長さあたりの質量をｍ（＝２πｒｔｐＩ
ＩＩ：　ρ四は管壁の密度）、管壁のヤング率をＥ１管
壁コンダクタンスの比例定数をに１管内の気体の密度を
ρ、管内の気体の体積弾性率をＫ、音波の角周波数をω
（＝２πｆ二ｆは周波数）とすれば、各パラメータはそ
れぞれ次式で表わされる。

Ｌａ＝ρ／５Ｃａ＝Ｓ／ＫＬＬ１１＝＋ｎ／４π２　ｒ　２Ｃｕ＋＝２πｒ３／ＥｔＧｕ＋＝ｆω したがって、消音要素は次式で表わされる共振周波数ｆ
ｒを有することになる。

ｆｒ＝　１　／（２ｘ　（Ｌｕ＋　・Ｃｌ）”２）＝（
Ｅ／ρ、）ｌ／２／２πｒすなわち、共振周波数付近の周波数が消音要素１内を通
過するときには、上述した管壁の微少部分が音波に対し
て共振し、第２図に矢印で示すように、管壁が半径方向
に振動するのであり、管壁の振動に起因する音波のヒス
テリシス損により消音要素１内の音波は急速に滅貨する
のである。つまり、消音要素１は音波の周波数に対して
第４図に示すような減衰係数αを有することが理論的に
推測される。

この理論を確認するために、第５図に示す装置を用いて
減衰係数α［１−’］の周波数特性を測定したところ、
第６図に示すような結果が得られた。

測定装置は、消音要素１の軸方向の一端から消音要素１
内に音波を送出するスピーカ１１と、消音要素１内に挿
入され、消音要素１内の一所での音を拾うプローブマイ
クロホン１２と、スピーカ１１に入力される電気信号を
発生するノイズジェネレータ１３お上り増幅回路１４と
、プローブマイクロホン１２で拾った音を増幅する計測
用増幅回路１５と、計測用増幅回路１５より出力される
音圧レベルをノイズジェネレータ１３の発振周波数に対
応して記録する記録計１６とで構成されている。消音要
素１としては、シリコン系ゴムで内径が２５　［ａ＋ｚ
］、管壁の肉厚が０　、３　［ｉｎ］の円筒体を用い、
下表のような物性を有する２種類のシリコン系ゴムにつ
いて測定を行なった。ここに、ヤング率についでは複素
弾性率計測装置、すなわち粘弾性スペクトロメータによ
り測定した。

この測定結果から１０　［ｃｚ］あたりの音波の減衰量
は最大で２０〜２５［ｄＢ］であることがわかり、減衰
係数の周波数特性の傾向や、ヤング率の変化による共振
周波数の偏移等がほぼ理論に合致することが確認された
。

（実施例１）本実施例では、第１図に示すように、平行に配設された
一対の保持パネル２，３間に複数個の消音要素１が保持
された構成となっている。消音要素１は両端が開放され
中心軸が一直線となった円筒形に粘弾性を有したシリコ
ン系ゴム等の材料により薄肉に形成されており、保持パ
ネル２，３間で互いの軸方向を平行とするとともにほぼ
等間隔離間して規則的に配列されている。両保持パネル
２．３には消音要素１の開口部に合致するようにそれぞ
れ円形の透孔４が形成されている。各消音要素１は上述
した原理に基づいて動作するから、消音要素１を通過す
る音波のうち消音要素１の共振周波数付近の音波が減衰
するのである。

消音要素１は上述のように直管状であり流通抵抗が小さ
いから、通気性を保つことができる。また、消音要素１
の内径や管壁の肉厚、あるいは消音要素１を形成する材
料のヤング率や密度を変えることにより、消音要素１の
共振周波数を任意に設定できるから、騒音源の最大音圧
レベルとなる周波数付近に合致するように消音要素１の
共振周波数を設定して高い消音効果をあげることができ
る。また、構成が簡単であるから、材料コストが低減さ
れるとともに、軽量となるものである。

（実施例２）本実施例では実施例１の構成に加えて、第７図に示すよ
うに、両保持パネル２，３間に吸音体５が介装された構
成を有している。吸音体５はグラスウール、ウレタン等
よりなり、消音要素１の周壁外周を略全周に亘って囲む
形で配設されている。

すなわち、吸音体５における消音要素１が配設される部
分には表裏に貫通する断面円形の貫通孔６が形成されて
いる。貫通孔６の内周面の半径は消音要素１の外周面の
半径よりも大きく設定されており、消音要素１の外周面
と貫通孔６の内周面との間には若干の隙間７が形成され
、消音要素１の振動が吸音体５により阻害されないよう
になっている。

また、消音要素１が近接して配置されている状態で吸音
体５がない場合には、消音要素１の管壁の振動による放
射音により、消音要素１の外部空間の音圧が上昇して消
音要素１の管壁の振動が阻害されることがあるが、吸音
体５が存在していることにより、それらの放射音や反射
音による影響が防止されるのであり、一層高い消音効果
が得られるのである。

（実施例３）上記各実施例では清音要素１の両端部を保持パネル２，
３により保持する構成としたが、本実施例は、第８図に
示すように、吸音体５により消音要素１を保持する構成
としたものである。吸音体５は実施例２と同様にグラス
ウール、ウレタン等で形成されている。また、消音要素
１の両端は吸音体５の両面に露出して開放されている。

吸音体５において消音要素１が配設される部分には実施
例２と同様に吸音体５の表裏に貫通する断面円形の貫通
孔６が形成されている。貫通孔６の両端部には内鍔状の
保持突Ｎ１８が形成されて保持突部８の先ｍ緑で消音要
素１の両端部が保持される。貫通孔６の中間部において
は内周面の半径が消音要素１の外周面の半径よりも大き
く設定されている。

すなわち、貫通孔６の中間部においては消音要素１の外
周面との間に隙間７を形成するのであって、消音要素１
が通過音波に共振する際の振動を阻害しないようにして
いる。このような、比較的厚い吸音体５を消音要素１の
保持に用いることにより、吸音体５を通過する音波を減
少させることができ、しかも実施例２と同様に消音要素
１の放射音や周囲からの反射音の影響を防止することが
できるのである。

（実施例４）上述の各実施例では、各消音要素１が等しい径に形成さ
れていたが、本実施例では、第９図に示すように、開口
径の異なる２種類の消音要素１ａ。

１ｂを並設している。この構成により消音効果の生じる
共振周波数ｆｒ＋＋ｆｒ２を独立した２周波数に設定す
ることができるのであり、両方の共振周波数ｆｒ＋ｔｆ
ｒ２が近接している場合には、第１０図に破線で示すよ
うに、音波が減衰する周波数帯域を広げることになり、
また、騒音源の音圧レベルの周波数特性においてピーク
が２つ以上あるような場合には、第１１図に示すように
、各ピーク周波数に各消音要素１　ａ、　１　ｂの共振
周波数を合致させで消音することがで鯵る。Ｗ＆１０図
および第１１図においで実線は各消音要素１　ａｔ　１
　＆の周波数特性を示し、破線は両消音要ｉ１ａ、ｌｂ
を合成した周波数特性を示す。組み合わせる消音要素１
ａ、１ｂは２種類に限定されるものではなく、３種類以
上を組み合わせて用いてもよい。また、消音要素１を保
持する構成は、実施例１ないし実施例３のいずれのｉ成
でもよい。

（実施例５）上記各実施例では、各消音要素」の構成材料を均質とし
ていたが、第１２図および第１３図に示すように、本実
施例では消音要素１の軸方向において異なる２種類の材
料で形成された消音要素１ｃ、ｌｄを接合することによ
り１つの消音要素１を形成している。すなわも、消音要
素１の共振周波数は基本原理で説明したように、管壁材
料のヤング率と密度との関数となっているから、ヤング
率と密度とのうち少なくともいずれが一方が異なる材料
で形成された一対の消音要素１ｃ、１．ｄを軸方向にお
いて接合すれば、１つの消音要素１に２つの共振周波数
を付与することかできるのである。

動作は実施例４とほぼ同様であり、両共振周波数を近接
させれば、音波が減液する周波数帯域を広げることがで
きるのであり、両共振周波数を離して設定すれば、異な
る２周波数に音圧レベルのピークを有する騒音源に対応
させることができるのである。ここでも、２種類の消音
要素１を軸方向に接続する構成に限定されるものではな
く、３種類以上の消音要素１を軸方向に接続してもよい
。

また、消音要素１の保持構造として、第１３図には実施
例１と同様の構造を例示しているが、実施例２や実施例
３の構成としてもよいのはもちろんのことである。

（実施例６）上述の各実施例においては、１つの消音要素１について
は軸方向のどの位置でも同一の半径を有する断面形状に
形成されていたが、本実施例では第１４図および第１５
図に示すように、消音要素１の軸方向において異なる２
種類の半径の消音要素１　ｅ、　１　ｆを接合した構成
となっている。画情音要素１　ｅ、　１　ｆの接合部分
には７ランジ９が形成され、画情音要素１　ｅ、　１　
ｆが連続するようになっている。したがって、実施例５
と同様に１つの消音要素１の軸方向において異なる共振
周波数を設定できるのであり、実施例５と同様に動作す
る。上述のように消音要素１の内径を１段階のみ変化さ
せるものには限定されず、２段階以上変化させるように
してもよいのはもちろんのことである。また、消音要素
１の保持構造は実施例１から実施例３のいずれの構造で
もよい。

（実施例７）本実施例では、第１６図および第１７図に示すように、
消音要素１が軸方向の一端部からの距離に応じて連続的
に半径を大きくする切頭円錐状に形成されている。した
がって、消音要素１の長手方向の各微少部分での共振周
波数が連続的に変化するのであり、広い周波数帯域に亘
って消音効果を得ることがでトるのである。消音要素１
の保持構造は実施例１ないし実施例３のいずれの構造で
もよい。

（実施例８）上記各実施例は、消音要素１の両端を開放して通気性を
持たせるように形成したが、本実施例では、壁面や天井
面に使用する場合であって、通気性が不要な場合に用い
る例を示す。すなわち、第１８図お上Ｖ第１９図に示す
ように、透孔４を有した第１の保持パネル２と透孔のな
い第２の保持パネル３とが平行に配設され、両保持パネ
ル２゜３間に複数個の消音要素１が保持されている。第
１の保持パネル２の透孔４は消音要素１の開口部に合致
し、消音要素１の他方の開口部は第２の保持パネル３に
より閉塞されている。第１９図に示すように、保持パネ
ル２の透孔４がら消音要素１に導入される音波のうち消
音要素１の共振周波数付近の音波は消音要素１の管壁を
振動させることにより減衰させられ、また第２の保持パ
ネル３での反射波も消音要素１内で滅貨させられるから
、結果として吸音されるのである。このようにして、消
音要素１内を通過する特定の周波数の音波を吸音するこ
とができるのである。

（実施例９）実施例８では、各消音要素１として同材料により同寸法
に形成したものを用いていたが、本実施例は第２０図に
示すように、消音要素１の内周面の半径が異なる複数種
類の消音要素１を形成し、これら複数種類の消音要素１
を両保持パネル２゜３間に保持して構成される。この構
成により、各消音要素１の共振周波数が異なることにな
り、吸音の周波数範囲が広がるのである。また、消音要
素１の内周面の半径のほかに、管壁材料のヤング率や密
度を変えても同等の効果が得られるものである。

（実施例１０）実施例８および実施例９よりも一層高い吸音特性を得る
には、消音要素１内にできるだけ多くの音波を導入する
ことが前提条件となるので、消音要素１の音波導入側の
端部から見たインピーダンスが自由空間と整合するよう
に、本実施例では、第２１図のように、消音要素１の音
波導入側の端部に先端はど開口径の大きくなる集音ホー
ン３１を設けている。ここで、集音ホーン３１はローカ
ット特性を有するから、その遮断周波数は消音要素１の
共振周波数ｆｒよりも低く設定される。集音ホーン３１
はエキスボネンシャルホーンであって、中心軸の軸方向
をＸ方向とするとともに最小径となる位置に原点を設定
し、径が大きくなる向きを正とすると、位ｆｉｘにおけ
る断面積Ｓが次式で表わされる形状となっている。

Ｓ　＝　Ｓ　ｏ　φｅｘｐ（ｍ　ｌ１ｘ）ユニに、Ｓｏ
は原点における断面積、ωは任意の正数である。このよ
うに一端に集音ホーン３１が接合された消音要素１は、
集音ホーン３１の先端開口に合致する透孔４を有した保
持パネル２と、透孔４が形成されていない保持パネル３
との間に配設され、集音ホーン３１とは反対側の一端が
保持パネル３により閉塞される。以上の構成により、実
施例８と同様に消音要素１の共振周波数付近の音波を吸
音することができるのである。集音ホーン３１としては
上述したような断面が円形のエキスポネンシャルホーン
ばかりでなく、第２２図（ａ）〜（ｄ）に示すような各
種形状のものを用いることができる。

（実施例１１）実施例１０では、各消音要素１が同一特性に設定されで
いたが、上述したように消音要素１は内周面の半径と管
壁材料のヤング率と管壁材料の密度との少なくともいず
れか一つを変えることにより、共振周波数を任意に設定
できるから、異なる周波数特性に設定された複数種類の
消音要素１を用いることにより、吸音できる周波数範囲
を広げることができる。すなわち、第２３図に示すよう
に、消音要素１の内周面の半径、管壁材料のヤング率、
管壁材料の密度のうちの少なくとも一要素が異なる複数
種類の消音要素１を形成し、これら複数種類の消音要素
１を一対の保持パネル２，３間に保持して構成する。こ
の構成により、各消音要素１の共振周波数を変えること
ができ、吸音の周波数範囲が広がるのである。

（基本１Ｆ１２）以下の実施例１２ないし実施例２７においては粘弾性材
料よりなる内管と、剛体よりなる外管とを空間部を介し
て配設した二重管を消音要素１とするものであって、こ
のような二重管についてはここに、Ｅは内管の管壁材料
のヤング率、ρ―は内管の管壁材料の密度、ｒは内管の
内周面の半径、ρは空気の密度、Ｃは空気中の音速、ｔ
は内管の肉厚、ｄは内管と外管との間に形成された空間
部の厚みの平均値である。この理論式を確認するために
実測を行なったところ、次表の結果を得ることができた
。

このように上式が傾向として正しいことが証明された。

以下の実施例ではこの消音要素１を基本形としている。

（実施例１２）本実施例の消音要素１は、第２４図に示すように、粘弾
性材料よりなる薄肉の円管を内管３２とし、この内管３
２の外周に空間部３４を介して外管３３を配設した二重
管であって、空間部３４は軸方向の両端で蓋板３５によ
り閉塞されている。

したがって、内管３２の外側に音波が回り込んで内管３
２の振動が阻害されることが防止されている。また、こ
の消音要素１は剛体よりなる外管３３に覆われているか
ら、壁面等に埋込配設して使用することが可能である。

以下に消音効果に関する比較実験を示す。比較対象とな
るのは第２５図および第２６図に示す各消音要素１であ
り、以下のように構成した。第２５図に示す消音要素１
は肉厚４■のアクリル樹脂よりなる剛体の内径５４［ｉ
ｕｙ］の円管、第２６図に示す消音要素１は肉厚４［ｘ
ｚｌのアクリル樹脂よりなる剛体の外被３６の内側面に
肉厚２０　［１１］のウレタン７オームよりなる吸音材
層３７を内張すして内径を５４　［＋ｕｙｌとした円管
であり、軸方向の両端において外被３６に内鍔３５を形
成し吸音材層３７の端部を覆った。本実施例構成の消音
要素１は肉厚４　［ｘｚｌのアクリル樹脂よりなる剛体
の外管３３内に肉厚０　、３　［１１］で内径が５４　
［＊ｘ］であるシリコンゴムよりなる粘弾性材料（ヤン
グ率７．ＯＸ　１０５［Ｎ／ｍ２］、密度１１８７　［
ｋｇ／ａ＋’］）の内＃ｉ３２を配置し、内管３２と外
管３３との間に略２０肩肩の空間部３４を設けた構成と
した。また、蓋板３５は外筒３３の軸方向の両端から延
設された形状とし、蓋板３５の内側縁に内筒３２を接続
することにより、空間部３４を密閉した。これらの消音
要素１はすべて軸方向においては長さを１Ｏｃｔに設定
した。

これら、３種類の消音要素１をそれぞれ第２７図に示す
ように、遮音壁２６内に両端を開放した状態で設置し、
消音要素１の一方の開口面より１［２］離れた位置から
スピーカ２７により騒音を発生し、消音要素１の入口お
よび出口で各周波数における音圧をそれぞれマイクロホ
ン２８．２９により検出し、両者の差を消音要素１の各
周波数における１　０　［ｃｚ］あたりの消音量として
示したのが第２８図である。この図によれば、６００〜
１３００Ｈｚの周波数領域において消音要素１が他の消
音要素１よりも消音量ががなり大きいことがわかる。こ
こで、第２８図中の破線は第２５図構成、実線は第２６
図構成、一点鎖線は本実施例構成にそれぞれ対応する。

（実施例１３）本実施例は第２９図に示すように、外管３３の断面形状
を矩形とした以外は実施例１２と同様である。

上記原理で示した理論式のように、二重管の場合に共振
周波数は、空間部３４の平均の厚み、すなわち、空間部
３４の体積の関数となっているから、実施例１２のよう
に外Ｗ３３の断面形状が円形であるか、本実施例のよう
に外管３３の断面形状が矩形であるかにかかわらず、空
間部３４の体積が等しければほぼ同等の消音効果を得る
ことができるのである。この点を確認するために、実施
例１２と本実施例との比較を行ない第３０図に示す結果
を得た。ここに、実線は実施例１２に対応し、破線は本
実施例に対応する。また、測定に用いた消音要素１は以
下の条件に設定した。すなわち、実施例１２の消音要素
１としては、内管３２の内径を５４［肩ｌ］、外管３３
の外径を１０４　［ｚｙ］とし、本実施例の消音要素１
としては、内管３２の内径を５４　［ｘｚｌ、外Ｗ３３
の縦横寸法を９２［１１１Ｘ　９２　［１１］とした。

また、両者ともに軸方向の長さを１００　［ｘｚｌとし
、内管３２の材料としてはヤング率２，８　Ｘ　１０　
’［Ｎ／肩２］、肉厚０　、３　［ｗ＋＋］のシリコン
ゴムを用い、外管３３の材料としては肉厚３　［ｘｚｌ
のアクリル板を用いた。第３０図から明らかなように、
空間部３４の体積が略等しい場合に消音特性（共振周波
数）にほとんど差が生じないという結果が得られた。

（実施例１４）本実施例は第３１図に示すように、実施例１２に示した
消音要素１を多数の透孔４が穿設された一対の保持パネ
ル２，３間に並設したものである。

各消音要素１は内管３２の軸方向の両端を開放した形で
保持パネル２．３に装着されている。このように、消音
要素１の両端部に保持パネル２．３を配置したことによ
り、消音要素１内への入射音波の乱れが防止でき、また
パネルの表面を平面状とすることができるのである。

（実施例１５）本実施例は第３２図に示すように、実施例１３に示した
消音要素１に相当する形状の複数の消音要素１を一対の
保持パネル２，３間に並設したものである。すなわち、
一対の保持パネル２．３問の空間を密閉する外殻１９を
設け、この外殻１９と保持パネル２，３とに囲まれた空
間内を仕切板２０により格子状に仕切って複数の区画に
分割して外殻１９と仕切板２０とにより外管３３を形成
し、各区間内にそれぞれ内管３２を配設した形状となっ
ている。したがって、各区画ごとにそれぞれ消音要素１
が形成されるのであり、形成された消音要素１は実施例
１３に示した消音要素１と同等の構成となるものである
。内管３２は両端が開放された状態で保持パネル２，３
に装着される。

この構成により、実施例１４に比較して保持パネル２，
３の単位面積当たりの内管３２の数を多くすることがで
き、その結果、単位面積当たりの通気量を大きくするこ
とができる。他の効果については実施例１４と同等であ
る。

（実施例１６）本実施例は第３３図に示すように、消音要素１を多数の
透孔４が穿設された保持パネル２に装着したものである
。実施例１４では消音要素１が両持ちとなっているが、
本実施例では片持ちとじている。すなわち、保持パネル
２には消音要素１の内ＩｆＩ３２の開口径に等しい開口
径を有する透孔４が多数穿設されており、内管３２の開
口部分をこの透孔４に合致させて保持バ葎ル２の一面に
消音要素１を取り付けたものである。消音要素１の外管
３３は剛体であるから、保持パネル２に外管３３を結合
することで、消音要素１を片持ちとすることができるの
である。この構成では、実施例１４に比較して保持パネ
ルが１枚少なくなっているが、音源が保持パネル２の前
方に位置しているときには、実施例１４と同等の効果を
奏するものである。

（実施例１７）実施例１６では透孔４を有した保持パネル２に消音要素
１を配設しているが、本実施例は第３４図に示すように
、消音要素１の軸方向において音源とは反対側の一端面
を剛体である保持パネル３により閉塞したものであり、
１枚の保持パネル３に多数個の消音要素１を配置してい
る。

この構成により、内管３２の共振周波数付近の音波であ
って消音要素１内に入射した音波は、保持パネル３に到
達するまでに内管３２のヒステリシス損により減衰し、
さらに保持パネル３で反射された反射音がもう一度減衰
するのである。このように、音波が内管３２内で２回減
衰させられるから、減衰量が大きくなるものである。

（実施例１８）本実施例は第３５図に示すように、開口径の異なる２種
類の消音要素１ｉ、ｌｊを中心軸を平行として複数個並
設したものであって、開口面をほぼ同一平面上に揃えて
いる。

この構成により、消音要素ＩＬ１ｊの共振周波数をそれ
ぞれ独立した２周波数に設定することがでトるのであり
、両共振周波数が近接している場合には、実施例４と同
様に音波が減衰する周波数帯域を広げることができるの
である。また、両共振周波数を離せば異なる２周波数の
音波を減衰させることができる。ここでは消音要素１ｉ
、ｌｊを２種類としているが、３種類以上の消音要素１
を設けてもよいのはもちろんことである。

（実施例１９）本実施例では、第３６図に示すように、消音要素１の軸
方向において異なる材質の内管３２ａ、３２ｂを接合し
て消音要素１を形成したものである。

すなわち、内管３２ａ、３２ｂの管壁材料のヤング率と
密度とのうちの少なくとも一方が異なるようにしている
のである。すなわち、二重管である消音要素１の共振周
波数は内管３２ａ＊３２ｂの管壁材料のヤング率や密度
の関数となっているから、ヤング率や密度の異なる材料
よりなる一対の内管３’２ａ＊３２ｂを軸方向に接続す
ることにより、消音要素１が実施例１８と同様に２種の
異なる共振周波数を持つことになる。したがって、音波
を減衰させる周波数帯域を広げたり、あるいは異なる２
周波数の音波を減衰させることが可能となるのである。

ここで、２種類の内管３２ａ＊３２ｂを接続しているが
、３種類以上を接続してもよいのはもちろんのことであ
る。

（実施例２０）本実施例では、第３７図に示すように、異なる内径を有
する２種類の内管３２ｃ、３２ｄを軸方向に接合して消
音要素１を形成したものである。この構成によっても実
施例１８と同様の作用効果を奏することになる。また、
異なる径を有する２種類の内管３２ｃ、３２ｄを接続し
ているが、異なる径を有する３種類以上の内管を消音要
素１の軸方向に沿って段階的に径が変化するように接続
してもよい。

（実施例２１）本実施例では、第３８図に示すように、消音要素１の軸
方向において軸方向の一端部からの距離に応じて連続的
に内径が変化する切頭円錐状の内管２を用いている。こ
の構成により、消音要素１の各微少部分での共振周波数
が連続的に変化するのであり、結果的に広い周波数帯域
で吸音効果を得ることができるのである。

（実施例２２）本実施例では第３９図に示すように、径の異なる２個の
二重管を用いて消音要素１を形成したものであって、一
方の内管３２ｅ内に他方の外管３３ｆを収め、各内管３
２ｅ、３２Ｆと外管３３ｅ、３３ｆとを同軸的かつ入子
状に配置したものである。

この構成では、異なる径の内管３２ｅ、３２ｆを用いて
いるから実施例２０と同等の作用効果が得られ、しかも
省スペースとなっている。

（実施例２３）本実施例の消音要素１は、第４０図に示すように、実施
例１２に開示した消音要素１の内管３２の内周に吸音材
層３９を形成したものである。

以下に消音効果に関する比較実験を示す。比較対象とな
るのは第２５図に示した形状の消音要素１と、実施例１
２に開示した消音要素１とであり、以下のように寸法を
設定した。すなわち、第２５図に示した形状の消音要素
１は肉厚４　［１１１］のアクリル樹脂よりなる剛体の
内径７６　［ｚ肩］の円管とし、実施例１２に開示した
形状の消音要素１は内管３２を肉厚０　、３　［ｕｚｌ
で内径７６　［ａ＋ｚ］のシリコンゴ１５（ヤング率７
　、ＯＸ　１０　”［Ｎ／ＩＩ］、密度１１８７［Ａｙ
／ｚ３］）とするとともに外管３３を肉厚４　［ｊ＋＋
ｙ］のアクリル樹脂よりなる剛体とし、内管３２と外管
３３との間に略２５［肩肩］の空間部３４を形成した構
成としている。また、この消音要素１の内管３２の内周
面に肉厚５　［１１］のウレタン７オームよりなる吸音
材Ｍ３９を内張すして本実施例の消音要素１としている
。これらの消音要素１を軸方向の長さを１０［ｃｚｌと
して実施例１２と同様の測定方法で消音効果を測定した
ところ、第４１図に示すような結果が得られた。ここに
、破線は第２５図に示した形状の消音要素１、一点鎖線
は実施例１２、実線は本実施例にそれぞれ対応している
。この図から明らかなように、吸音材層３９を設けたこ
とにより１０００〜２０００　［Ｈｚｌの高音域におい
て消音量が大きくなるものである。すなわち、粘弾性材
料よりなる内管３２と吸音材層３９との相乗的効果によ
り、幅広い周波数領域（５００〜２０００　［Ｈｚｌ）
においで消音効果が得られるのである。

（実施例２４）本実施例は、第４２図に示すように、外管３３の断面形
状を矩形状としたものであって、他の構戒については実
施例２３と同様である。

（実施例２５）本実施例は、第４３図に示すように、一対の保持パネル
２．３間に実施例２３の消音要素１を複数個並設したも
のであって、両保持パネル２，３はそれぞれ消音要素１
の内管３２の開口部に合致する透孔４を有している。こ
の構成により消音要素１への入射音波の乱れが保持パネ
ル２，３で防止されるようになっている。

（実施例２６）本実施例の消音要素１は、第４４図および第４５図に示
すように、実施例１３で示した消音要素１の内管３２内
にグラスウールやロックウールよりなる吸音体４０を充
填した構成を有している。

すなわち、粘弾性を有する材料よりなる内管３２と、内
管３２の外周に空間部３４を介して配設された外管３３
と、空間部３４を密閉する蓋板３５と、内管３２内に充
填された吸音体４０とにより構成されている。一方の蓋
板３５は内管３２の軸方向の一面を閉塞している。

この構成を有する消音要素１について消音効果を実測し
たところ、第４６図に示すような結果が得られた。ここ
で、内管３２は、ヤング率７．ＯＸ　１０５［Ｎ　／ｘ
Ｅ、密度１１００　［ｋｇ／ｗコ］、肉厚０゜３［真贋
］、内周面の半径１５０　［１１］、軸の長さ２０［ｚ
ｚｌとし、吸音体４０は密度４８　！Ｊｇ／＊’］、厚
み２５　［１１１、直径２９０［夏ｚ］のグラスウール
とし、外管３３および蓋板３４は肉厚５［■］のアクリ
ル板を用い、外管３３の外周は６００１１ｚ］Ｘ　６０
０［肩ｚｌＸ　３０　［ｚｚｌとした。以上の構成によ
り、第４６図に示すように、広い周波数域に亘り吸音率
が０．４程度となった。

比較対象として、第４７図に示すような吸音体４０を装
着しない消音要素１と、第４９図に示すような形状の吸
音体４０のみとについて測定を行なったところ、それぞ
れ第４８図と第５０図とに示す結果が得られた。消音要
素ｌおよび吸音体４０の材質、寸法は上述した条件に設
定した。第４８図および第５０図から、吸音体４０のな
い消音要素１では５００Ｈｚ以下の低音域での消音効果
が高く、吸音体４０は５００Ｈ７，以上の高音域での消
音効果に優れていることがわかる。したがって、両者を
組み合わせた相乗効果により、本実施例では低音域から
高音域までの広い周波数帯域に亘って高い消音効果が得
られるのである。

本実施例においては、内管３２の軸方向の一面を閉塞し
ているが、音波が軸方向の両側から入射するような場所
で用いる場合には軸方向の両面を開放する形状とすれば
よい。

また、実施例２３ないし実施例２６のように吸音材を組
み合わせる構成は、実施例１８ないし実施例２１のいず
れの構成にも適用可能であって、そのような構成は適宜
選択しうるものである。

（実施例２７）本実施例は、第５１図に示すように、直方体状に形成さ
れた外殻１９の相対向する一対の壁面にそれぞれ複数の
透孔４を形成し、両壁面の透孔４間に内管３２を架設し
た構造としたものであって、内管３２の外周面と外９１
９の内周面との間に空間部３４が形成された構成を有し
ている。この構戒では、外殻１９が二重管における外管
と同等の作用をするのであり、内管３２の外周に音波が
回り込むことを防止し、かつ外殻１９が保持パネルと同
等の作用をして内管３２に入射する音波の乱れを防止す
るのである。したがって、二重管を一対の保持パネル間
に並設した構成と同等の効果を奏することができるもの
である。

なお、上記いずれの実施例においても消音要素１の断面
形状は円形や矩形に限定されるものではなく、三角、六
角等の形状としてもよい。また、上記各実施例では消音
要素１の軸を一直線としているが、通気性が特に問題に
ならないときには、釉を屈曲させた形状としてもよい。

（応用例）本発明に係る消音装置は以下のような場所に用いること
ができる。応用例については、通気性を有するように構
成した消音装置と、通気性のない消音装置とに区別して
説明する。

まず、通気性を有するように構成した消音装置Ａの第１
の応用例としては、第５２図ないし第５４図に示すよう
に、窓への使用がある。すなわち、従来の窓においては
、室内の換気をしたり室内に風を取り入れたりしようと
して窓を開くと、屋外の騒音が室内に伝播されたり、室
内に配置されたテレビ、ピアノ等の音が屋外に伝播され
て不快感を生じることがあった。したがって、窓からの
通気を維持した状態で音波の伝播を防止したいという要
求が生じるのであって、この要求を満たすために、本発
明の消音装置を用いることができる。

第５２図に示す装置Ｂは、一対の支持フレーム５０間に
複数の消音装置Ａを支軸５１により回動自在に架設した
ものであって、消音装置Ａは消音要素１の軸方向に直交
し、かつ支軸５１に直交する方向に複数個配列されてい
る。また、各消音装置Ａは消音要素１の軸方向の寸法よ
りも、配列方向（第５２図中の上下方向）の寸法が天外
く設定されている。しかるに、この装置Ｂを第５４図に
示すように窓５２に装着すれば、消音要素１を通じて通
気は行なわれるが、音波は消音要素１内で減液Ｌｆｆｉ
内外でほとんど伝Ｗ！されないのである。ここに、窓５
２に装着するのであるから、採光を阻害しないように、
消音要素１を保持する部材についてはアクリルやガラス
等の透明体が用いられる。

また、消音要素１としては、通気性を維持するために流
通抵抗の小さい直管状のものが望ましい。

騒音等が発生していない情況では、第５３図に示すよう
に、各消音装置Ａを支軸５１の回りに回転させ、各消音
要素１の軸方向を支持フレーム５０と平行にすれば、窓
５２の開口量が多くなり一屑よく換気を行なうことがで
きる。なお、常に騒音が生じているような場所では、消
音装置Ａを回転させて開口量を変える必要がないから、
上述した各実施例のうちパネル状に形成された消音装置
をそのまま窓５２に装着すればよい。

通気性を有する消音装置Ａは、上述した窓への応用の他
、第５５図に示すように、通気ダクト２０内に配設した
り、第５６図に示すように、換気扇２１の防音カバー２
２の開口部に配設したり、あるいは第５７図に示すよう
に、ボイラーやエンジン等の騒音源２３の周囲を囲む防
音カバーとして利用することができる。

通気性を有していない消音装置の場合には、壁や天井に
用いることができる。すなわち、一般にリスニングルー
ムや楽器演奏室等においては、吸収面と反射面とを適宜
配置することにより、残響時間を制御して音響特性を調
節するのであって、このような用途における吸音面は施
工のしやすさ等から厚みが５０１１以下のパネル状であ
るのが望ましい。しかしながら、一般に用いられでいる
合板やパーティクルボードやそれらの有孔板の場合には
、裏面側に５０〜５００１３１の空気層が必要となるか
ら、施工によって部屋が狭くなる等の問題が発生する。

一方、本発明の消音装置は、壁や天井の厚みとは無関係
に吸音周波数を設定できるから、消音要素の軸方向の長
さを小さく設定して薄型に形成できかつ５００Ｈ７，以
下の低音域を吸音することができるものであるから、リ
スニングルームや楽器演奏室等の音響特性を考慮する必
要のある部屋の壁や天井を本発明の消音装置によって形
成すれば、施工が容易になり、また部屋を狭くすること
もないのである。さらに、消音要素の開口径、管壁のヤ
ング率や密度を変化させることにより、所望の周波数帯
域を吸音させることができるから、設計の自由度が高い
という利、αを有するものである。また、グラスウール
やロックウール等のいわゆる多孔質の吸音材と併用すれ
ば、低音域から高音域までほぼ均一な吸音率を得ること
ができ、望ましい音響特性が得やすいという利点を有す
るのである。なお、通気性を有する消音装置であっても
消音要素１の軸方向の一面を壁や天井に密着させて配置
すれば、通気性のない消音装置と同等の作用効果を奏す
るものである。

［発明の効果］本発明は上述したように、粘弾性を有する材料の管体か
らなる消音要素を具備して成るものであり、管体の管壁
の共振を利用して管体内に入射する音波を減衰させるか
ら、管体の寸法や物性を変えることにより、消音効果の
生じる周波数領域を自由に設計することができ、従来の
消音装置に比較して設計の自由度が高いという利点を有
するのである。また、このような消音要素は消音効果の
生じる周波数領域が管体の軸方向の長さには依存せず、
しかも単位長さ当たりの消音量が比較的大きいから、薄
型の消音装置とすることができるという利、貞を有する
ものである。さらに、本発明の併合発明は、粘弾性を有
する材料の管体を内管とし、剛体よりなる管体を外管と
した二重管を消音要素としているから、内管の外側に回
り込んだ音波により内管の振動が阻害されるということ
がなく、安定した消音効果が得られるという利点を有す
るものである。また、外管が剛体であるから、施工時に
おける取り扱いが容易になるという利息を有する。さら
に、本発明の別の併合発明は、粘弾性を有する管体内に
吸音材を納装した消音要素を具備しているから、粘弾性
材料よりなる管体による低音域での消音効果と吸音材に
よる高音域での消音効果との相乗効果が得られ、その結
果、低音域から高音域まで十分な消音効果が得られると
いう利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１を示す一部切欠斜視図、第２
図は同上に用いる消音要素を示す斜視図、第３図は同上
に用いる消音要素の電気音響等価変換による等価回路図
、第４図は同上に用いる消音要素の動作説明図、第５図
は同上に用いる消音要素の性能測定の測定装置を示す概
略構成図、第６図は同上に用いる消音要素の動作説明図
、第７図は本発明の実施例２を示す一部切欠斜視図、第
８図は本発明の実施例３を示す一部切欠斜視図、第９図
は本発明の実施例４を示す正面図、第１０図および第１
１図は同上の動作説明図、第１２図は本発明の実施例５
に使用する消音要素を示す斜視図、第１３図は同上の斜
視図、第１４図は本発明の実施例６に使用する消音要素
を示す斜視図、第１５図は同上の側面図、第１６図は本
発明の実施例７に使用する消音要素を示す斜視図、第１
７図は同上の側面図、第１８図は本発明の実施例８を示
す一部切欠斜視図、第１９図は同上の断面図、第２０図
は本発明の実施例９を示す斜視図、第２１図は本発明の
実施例１０を示す一部切欠斜視図、第２２図（ａ）〜（
ｄ）は同上に使用する集音ホーンを示す斜視図、第２３
図は本発明の実施例１１を示す一部切欠斜視図、第２４
図は本発明の実施例１２を示す一部切欠斜視図、第２５
図および第２６図は同上に対する比較例を示す一部切欠
斜視図、第２７図は同上の消音性能を測定する測定装置
の概略構成図、第２８図は同上の動作説明図、第２９図
は本発明の実施例１３を示す一部切欠斜視図、第３０図
は同上の動作説明図、第３１図は本発明の実施例１４を
示す斜視図、第３２図は本発明の実施例１５を示す一部
切欠斜視図、第３３図は本発明の実施例］６を示す斜視
図、第３４図は本発明の実施例１７を示す斜視図、第３
５図は本発明の実施例１８を示す斜視図、略３６図は本
発明の実施例１９を示す斜視図、第３７図は本発明の実
施例２０を示す斜視図、第３８図は本発明の実施例２１
を示す斜視図、第３９図は本発明の実施例２２を示す斜
視図、第４０図は本発明の実施例２３を示す一部切欠斜
視図、第４１図は同上の動作説明図、第４２図は本発明
の実施例２４を示す一４３一部切欠斜視図、第４３図は本発明の実施例２５を示す斜
視図、第４４図は本発明の実施例２６を示す一部切欠斜
視図、第４５図は同上の断面図、第４６図は同上の動作
説明図、第４７図は同上の比較例を示す一部切欠斜視図
、第４８図は第４７図゛　に示した装置の動作説明図、
第４９図は同上の他の比較例を示す斜視図、第５０図は
第４９図に示した装置の動作説明図、第５１図は本発明
の実施例２７を示す一部切欠斜視図、第５２図は本発明
の窓への応用例を示す斜視図、第５３図は同上の側面図
、第５４図は同上の使用例を示す斜視図、第５５図は本
発明の通気ダクトへの応用例を示す断面図、第５６図は
本発明のファンへの応用例を示す一部切欠斜視図、第５
７図は本発明の防音カバーとしての応用例を示す側面図
である。１は消音要素、３２は内管、３３は外管、３４は空間部
である。代理人　弁理士　石　１）艮　七＝４４− （１−山）ｍｖ蓋Ｖ（１−山）１釘擦Ｙ（山り０１／日ρ）１憂層９　さ　　８　　さ　さ　　８一欺＋１４開昭６３−１５３５９２　（２３）９　目　８　　
慕　さ　　８メ榊、吐

Claims

【特許請求の範囲】

（１）粘弾性を有する材料の管体からなる消音要素を具
備して成ることを特徴とする消音装置。
（２）上記消音要素が複数個並設されて成ることを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載の消音装置。
（３）開口面積の異なる複数種類の消音要素が並設され
て成ることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の
消音装置。
（４）ヤング率と密度とのうちの少なくともいずれか一
方が異なる複数種類の消音要素が並設されで成ることを
特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の消音装置。
（５）上記消音要素は軸方向において断面積が順次変化
することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の消
音装置。
（６）上記消音要素は軸方向においてヤング率と密度と
のうちの少なくともいずれか一方が変化することを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載の消音装置。
（７）上記消音要素の音源とは反対側の一端が閉塞され
て成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
消音装置。
（８）粘弾性を有する材料よりなる内管と、内管の外周
との間に空間部を介して内管を囲む外管とからなる消音
要素を具備して成ることを特徴とする消音装置。
（９）上記消音要素が複数個並設されて成ることを特徴
とする特許請求の範囲第８項に記載の消音装置。
（１０）上記内管の開口面積の異なる複数種類の消音要
素が並設されて成ることを特徴とする特許請求の範囲第
９項に記載の消音装置。
（１１）上記内管のヤング率と密度とのうちの少なくと
もいずれか一方が異なる複数種類の消音要素が並設され
て成ることを特徴とする特許請求の範囲第９項に記載の
消音装置。
（１２）上記内管は軸方向において断面積が順次変化す
ることを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の消音
装置。
（１３）上記内管は軸方向においてヤング率と密度との
うちの少なくともいずれか一方が変化することを特徴と
する特許請求の範囲第８項に記載の消音装置。
（１４）上記消音要素の音源とは反対側の一端が閉塞さ
れて成ることを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載
の消音装置。
（１５）粘弾性を有する材料よりなる管体内に吸音材が
納装された消音要素を具備して成ることを特徴とする消
音装置。
（１６）粘弾性を有する材料よりなり吸音材が納装され
た上記管体を内管とし、内管の外周との間に空間部を介
して内管を囲む外管が設けられた消音要素を具備して成
ることを特徴とする特許請求の範囲第１５項に記載の消
音装置。
（１７）上記吸音材が上記管体の内周面に内張りされて
成ることを特徴とする特許請求の範囲第１５項または第
１６項に記載の消音装置。
（１８）上記吸音材が上記管体内に充填されて成ること
を特徴とすることを特徴とする特許請求の範囲第１５項
または第１６項に記載の消音装置。
（１９）上記消音要素が複数個並設されて成ることを特
徴とする特許請求の範囲第１７項または第１８項に記載
の消音装置。
（２０）開口面積の異なる複数種類の消音要素が並設さ
れて成ることを特徴とする特許請求の範囲第１７項また
は第１８項に記載の消音装置。
（２１）上記管体のヤング率と密度とのうちの少なくと
もいずれか一方が異なる複数種類の消音要素が並設され
て成ることを特徴とする特許請求の範囲第１７項または
第１８項に記載の消音装置。
（２２）上記消音要素は軸方向において断面積が順次変
化することを特徴とする特許請求の範囲第１７項または
第１８項に記載の消音装置。
（２３）上記管体は軸方向においてヤング率と密度との
うちの少なくともいずれか一方が変化することを特徴と
する特許請求の範囲第１７項または第１８項に記載の消
音装置。
（２４）上記消音要素の音源とは反対側の一端が閉塞さ
れて成ることを特徴とする特許請求の範囲第１７項また
は第１８項に記載の消音装置。
（２５）粘弾性材料よりなる管体が窓の内外に両端を開
放した形で窓に装着されて成ることを特徴とする消音装
置。