WO2014045404A1 - 気流を許容する防音板及び防音デバイス - Google Patents

気流を許容する防音板及び防音デバイス Download PDF

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WO2014045404A1
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soundproof
sound
soundproofing
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善治 北村
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Kitamura Yoshiharu
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    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/002—Devices for damping, suppressing, obstructing or conducting sound in acoustic devices
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    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/161—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general in systems with fluid flow

Definitions

  • the present invention relates to a soundproof plate that allows air to flow and at the same time effectively reduces transmitted sound energy, and a soundproof device mounted on this type of soundproof plate.
  • a method for preventing noise from inside or outside the room a method of blocking by a wall, door, window or the like is common. Further, when noise is generated in a specific area, a method of sealing the corresponding area is used. For this purpose, there are a method of using a sash having a high sealing property, a double structure, or a method of using a sound absorbing material for the door and window. In any case, generally, the flow of air between the area where noise is generated and the area where sound insulation is desired is necessarily blocked.
  • a box cylinder having air circulation holes is provided as in a soundproof / energy-saving insurance room system by natural circulation of outside air as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-21373.
  • a sound absorbing material is packed in the box and a complicated air flow passage for reducing noise is provided in the box, and the sound insulating material structure and the soundproofing structure of the air conditioner disclosed in JP-A-10-39875, Some use foam in addition to porous through-holes.
  • mufflers for engine exhaust noise countermeasures and methods such as silencers or silencers to reduce the firing sound of firearms.
  • the sound insulation is provided with a gas flow path of a certain length or more, and the gas flow is complicated. It is effective.
  • mute speaker or noise canceller that operates a noise audio signal to mute.
  • An example is seen in the noise canceller apparatus and noise canceling method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-367298.
  • the proposed soundproof plate includes a substrate having a through hole and a soundproof device mounted in the through hole of the substrate.
  • This soundproof device has a through hole (“vent hole”) communicating with the through hole of the substrate in the center, and is larger in size at both ends or one end than the vent hole of the device and reflects incident sound. It has a sound collecting section configured as follows. According to the proposed soundproof plate, it is possible to circulate with the outside air without consuming artificial energy such as air conditioning, and an effective soundproof effect is achieved. However, there is still room for improvement in the proposed soundproof board.
  • An object of the present invention is to provide an improved soundproof plate and soundproof device, and in particular, to improve a soundproof plate and a soundproof device of the type disclosed in International Publication WO2012 / 088660. .
  • a soundproof device attached to the through hole of the substrate is a multiple structure having at least a first structure and a second structure to be nested therein,
  • the first structure has a through hole (“first vent”) communicating with the through hole of the substrate in the center, and has an opening area larger than the opening area of the first vent at both ends or one end.
  • a first sound collecting portion that is dimensioned and configured to reflect incident sound;
  • the second structure body defines a nesting of the first structure body, and has a through hole (“second vent hole”) in communication with the through hole of the substrate at both ends. Or, at one end, it has a second sound collecting portion that is larger than the opening area of the second vent hole and is configured to reflect incident sound.
  • a soundproof board is provided.
  • the soundproofing effect is improved as compared with the type of soundproofing plate proposed in International Publication WO2012 / 088660. Further, in the type of soundproof board proposed in the publication, the soundproofing effect tends to be reduced in a high frequency band (typically a band of 4000 Hz or more). Can do.
  • a high frequency band typically a band of 4000 Hz or more.
  • a soundproof device mounted in a through hole of a substrate is a multiple structure having at least a first structure and a second structure to be nested therein,
  • the first structure has a through hole (“first vent”) communicating with the through hole of the substrate in the center, and has an opening area larger than the opening area of the first vent at both ends or one end.
  • a first sound collecting portion that is dimensioned and configured to reflect incident sound;
  • the second structure body defines a nesting of the first structure body, and has a through hole (“second vent hole”) in communication with the through hole of the substrate at both ends. Or, at one end, it has a second sound collecting portion that is larger than the opening area of the second vent hole and is configured to reflect incident sound.
  • a soundproof device is provided.
  • the soundproofing device is a multiple structure, and has at least a first structure (“outer structure”) and a second structure (“inner structure”) nested therein.
  • “nested” means that the inner structure is housed inside the outer structure.
  • the inner and outer structures are similar in shape.
  • the first and second sound collection units are disposed at both ends of the multiple structure.
  • the first structure has a first hollow shaft member, a first vent is defined therein, and the second structure has a second hollow shaft member. A second vent is defined in the interior.
  • the first and second sound collecting portions may be disposed at both ends of the first and second hollow shaft members.
  • first hollow shaft member and the second hollow shaft member may be integrated into a single hollow shaft member.
  • first vent hole and the second vent hole are not different holes (two concentric holes) but coincide with each other.
  • the first air hole is easily a single air hole, but if desired, a plurality of air holes may be formed in the central portion of the first structure.
  • the second ventilation hole is a single ventilation hole, if desired, a plurality of ventilation holes may be formed in the central portion of the second structure.
  • the multiple structure constituting the soundproof device may include a third structure that defines the nesting of the second structure. If desired, the multiple structure constituting the soundproofing device may have a multiple structure of four or more layers.
  • the substrate is a plate-like structure for closing the opening, and is made of plate glass, iron plate, concrete plate, precast concrete plate, plywood, etc., and is generally a structure on a flat plate,
  • the shape is not limited to the plate shape, and the material is not limited to the above.
  • the through hole is a hole that leads from one side of the substrate to the other side, and a linear through hole having a certain diameter is the most typical, but the through hole has a bent shape. The diameter may change midway.
  • a plurality of through holes are formed in the substrate, but the possibility of one through hole is not excluded.
  • the surfaces of the first and second sound collecting portions that are visible from the outside perpendicular to the substrate surface may be curved surfaces that form a caldera-like or mortar-like recess.
  • the typical shape of the sound collecting surface is a rotational shape centered on an axis perpendicular to the substrate, but a shape having a corner (seam) around the axis, such as a quadrangular pyramid or a hexagonal pyramid. May be.
  • the shape of the 1st and 2nd sound collection part may be a shape where a diameter increases with the increase in the distance from the center part of a structure.
  • the soundproofing device including the first and second sound collecting units may be provided only on one side of the substrate, or provided on both sides (both sides) of the substrate. May be.
  • the sound source exists only on one side of the soundproof board and the purpose is to reduce only the noise level propagating from one to the other, or when one side of the board needs to be smoothed, There is a necessity to install only on one side.
  • Multiplexed sound collection units may be arranged at both ends of the soundproofing device, and when the soundproofing device is arranged on the substrate to form a soundproofing plate, the soundproofing plate reduces the sound pressure for the sound in both directions passing therethrough. .
  • the shape of the sound collecting section to be multiplexed is preferably spherical, elliptical, parabolic, or conical, but the shape is not limited to any of these.
  • the cross section including the axis perpendicular to the substrate surface may be a curve that increases in diameter when the distance from the substrate increases, but the curve that decreases in diameter when the distance from the substrate further increases, That is, the sound collecting surface may have a shape that forms a vase-like space with a small mouth.
  • the shape of the sound collecting part may be a three-dimensional surface formed by a locus obtained by moving a two-dimensional arc, ellipse, parabola, hyperbola, or straight line in a direction perpendicular to the two-dimensional surface, and the edge may be rectangular. . Furthermore, the movement may be not a linear movement in a direction perpendicular to the two-dimensional plane but a curved movement.
  • the sound collection surface may be, for example, an inverted quadrangle, hexagonal, or octagonal pyramid formed by four planes, or appears in a cross section cut by a plane including an axis perpendicular to the plane of the substrate.
  • the inclined surface of the sound collecting surface may be a curved shape bulging outward instead of a straight line, or a curved shape bulging inward.
  • the shape of the cross section of the sound collecting surface taken along a plane parallel to the surface of the substrate may be a circle, but it may be a polygon or a polygon that bulges outside, and a bulge that is a bulge. Also good.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing a substrate 100 that is a component of a soundproof board.
  • the substrate 100 has 24 through holes 200 provided in three rows.
  • the dimensions of the substrate 100 are 300 to 450 mm in the drawing, the diameter of the through hole 200 is 15 to 40 mm, and the hole pitch is about 30 to 180 mm.
  • the through-hole 200 is an opening that penetrates the substrate 100.
  • a soundproof device 300 is mounted in the through hole 200 of the substrate 100 to form a soundproof plate.
  • a plurality of types that the soundproof device 300 can take will be described.
  • FIG. 2 shows a soundproof device 300A according to a comparative reference example.
  • the soundproofing device 300A has a through hole (“vent hole”) communicating with the through hole 200 of the substrate 100 in the central portion 310, and has a size larger than the opening area of the vent hole at both ends thereof,
  • the sound collecting unit 320 is configured to reflect.
  • the central portion 310 is constituted by a hollow shaft member having a vent hole formed therein, but the length of the central portion may be substantially zero.
  • the sound collecting portions 320 are formed at both ends of the central portion 310 (hollow shaft member), but the sound collecting portions may be formed only at one end of the central portion 310.
  • FIG. 3 shows the soundproofing devices according to the two embodiments as 300B and 300C, respectively.
  • the soundproof plate based on the embodiment is configured.
  • the soundproofing device 300A with the soundproofing device 300C on the substrate 100 a soundproofing plate based on a further embodiment is configured.
  • the soundproof devices 300B and 300C according to the embodiment are composed of multiple structures. That is, in the case of the soundproof device 300B, as shown in FIG. 4, the multiple structure is a double structure composed of a first structure and a second structure nested therein, and the first structure is The central portion 310-1 has a through hole ("first vent hole") communicating with the through hole 200 of the substrate 100, and has dimensions larger than the opening area of the first vent hole 330-1 at both ends or one end.
  • the first sound collecting unit 320-1 configured to reflect incident sound is included, and the second structure body defines the nesting of the first structure body.
  • the central portion 310-2 has a through-hole (“second vent hole”) communicating with the through-hole 200, and has dimensions larger than the opening area of the second vent hole 330-2 at both ends or one end. And a second sound collecting unit 320-2 configured to reflect incident sound.
  • the first sound collection unit 320-1 and the second sound collection unit 320-2 are separate bodies (separate leaves), but the first structure 310-1 and the second sound collection unit 320-2 are separated from each other.
  • the central part 310-2 of the second structure is integrated, and is realized by a hollow shaft member 310 having a single air hole 330 formed therein. If desired, the central part 310-2 of the second structure may be housed inside the central part 310-1 of the first structure, and the two may be separated.
  • the concave surface portion of the first sound collecting portion 320-1 forms a sound collecting surface 322-1 that reflects incident sound
  • the concave surface portion of the second sound collecting portion 320-2 reflects sound collecting that reflects incident sound.
  • a surface 322-2 is formed
  • the multiple structure is a triple structure including a first structure, a second structure nested therein, and a third structure nested therein.
  • the first structure body includes the first sound collection section 320-1
  • the second structure body includes the second sound collection section 320-2 that is a nesting of the first sound collection section
  • the third structure body includes a third sound collecting unit 320-3 which is a nesting of the second sound collecting unit.
  • the soundproof device according to the comparative reference example indicated by the reference number 300A may be referred to as a one-pair type.
  • the soundproof device according to the embodiment indicated by the reference number 300B may be referred to as a two-pair type
  • the soundproof device according to the embodiment indicated by the reference number 300C may be referred to as a three-pair type.
  • the soundproofing device 300 includes the hollow shaft member 310 and a plurality of pairs of sound collecting portions 320 provided at both ends thereof.
  • the comparative reference example is the sound collecting unit 320 having one pair, while the embodiment has the sound collecting units 320-1, 320-2, and three pairs having two pairs.
  • the provided sound collecting units 320-1, 320-2, and 320-3 are used.
  • the soundproofing device 300B including the two pairs of sound collecting units 320-1 and 320-2 has a double structure (see FIG. 4), and the three pairs of sound collecting units 320-1, 320-2,
  • the soundproofing device 300C provided with 320-3 has a triple structure.
  • the ratio of the outer diameter (pipe outer diameter) of the hollow shaft member 310 to the maximum sound collecting portion diameter is in the range of about 1/8 to 1/1.
  • the material of the soundproofing device 300 is made of acrylic, rubber, or vinyl chloride, the length in the axial direction is 5 to 100 mm, and the thickness of the sound collecting unit 320 is 1 to 10 mm. It may be about.
  • the soundproofing device 300 is disposed only on one side of the substrate 100. Instead of this, the soundproof device 300 may be arranged on both sides of the substrate 100. In FIG. 1, the soundproofing device 300 has sound collecting portions formed at both ends, but the sound collecting portion may be formed only at one end and the other end may be terminated by a hollow shaft member. Alternatively, two soundproof devices of this type (one having a sound collecting portion at one end) may be prepared and attached to each side of the substrate in accordance with the through hole. That is, of the end portions of the first soundproof device, the other end terminated with the hollow shaft member is mounted on the left side of the substrate, and among the end portions of the second soundproof device, the other end terminated with the hollow shaft member is the substrate. A soundproof board may be assembled by attaching to the right side.
  • the multiple structure is mounted on the first and second substrates, and a first sound collecting unit is the first and second substrates.
  • the multiple structures may be arranged so as to correspond to the surfaces of the two substrates and extend substantially from the first substrate to the second substrate. In FIG. 1, this can be realized by mounting the sound collecting unit located at the right end of the soundproof device 300 disposed on the right side of the substrate 100 to the second substrate.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of an experimental apparatus related to the embodiment.
  • the soundproof plate one pair type of comparative reference example, two pair type of embodiment, three pair type of embodiment
  • a substrate 100 having only a hole (through hole) is fitted into the front opening 410 of the box 400.
  • the gap with the front opening 410 was sealed with gummed tape.
  • a sound source 420 which is a speaker is put in the box 400 as a sound source, and various noises are reproduced.
  • the connection wiring between the sound source 420 and the amplifier was passed from the back of the box 400, and this gap was also sealed with gummed tape.
  • the volume of sound generated from the sound source 420 is about 100 dB.
  • the soundproof board (one pair type of the comparative reference example, the two pair type of the embodiment, the three pair type of the embodiment) and the substrate 100 having only the holes are replaced with the soundproofing device, and the sound is sounded at a point 60 cm outside of each board. was measured and compared with the case without a plate.
  • the ratio (opening ratio) of the hole area of the one-to-one type substrate of the comparative reference example / the total area of the substrate (opening ratio) was 5%
  • the aperture ratio was 6% (120% for one pair)
  • the three-pair type embodiment was performed with an aperture ratio of 9% (180% for one pair).
  • the opening ratio of the substrate is a measure of the amount of air flowing
  • the two-pair type embodiment 300B see FIG. 3
  • the amount of air flowing is 120% compared to the one-pair type 300A of the comparative reference example.
  • the amount of air flowing is 180%.
  • the pipe outer diameter means the outer diameter when the hollow shaft is formed of a cylinder, and the sound collecting portions are formed at both ends of the cylindrical hollow shaft. Actually, when the outer diameter is 40mm, R is tested with 20-40mm (radius).
  • FIG. 7 shows the result of reproducing a specific frequency from a speaker and measuring it.
  • the higher the frequency the better the soundproofing effect of the two-pair and three-pair types of the embodiment than the one-pair type of the comparative reference example.
  • the substrate opening rate should be the same.
  • the two-pair type and three-pair type soundproof devices can increase the soundproofing effect with respect to a high frequency as compared with the one-pair type soundproof devices.
  • FIG. 8 shows a measurement of frequency distribution when vehicle traffic noise is emitted from a speaker.
  • the one-pair type of the comparative reference example a rapid decrease in the soundproofing effect is observed in the high sound range (around 4000 Hz), but it was confirmed that the decrease was suppressed in both the two-pair and three-pair types.
  • a soundproof plate having an air circulation effect in which a “fan-shaped hollow pipe” is attached to each of a plurality of holes having a diameter of 15 mm or more and 40 mm or less formed in one plate is used.
  • “Cavity-shaped hollow pipe” is a “trumpet shape” with a round (smooth curve) on both ends of a “cylindrical pipe” with a diameter of 10 mm to 30 mm and a length of 5 mm or more. This was a pipe (morning glory tube shape), and one end of this was connected to the hole in the plate.

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Abstract

　防音板は、１以上の貫通孔を形成した基板と、前記基板の貫通孔に装着される防音デバイスとを備える。防音デバイスは、少なくとも第１の構造体とその入れ子となる第２の構造体を有する多重構造体であり、第１の構造体は、基板の貫通孔に連通する貫通孔（「第１の通気孔」）を中央に有し、両端または一端には第１の通気孔の開口面積よりも大きな寸法であって、入射音を反射するように構成した第１の集音部を有し、第２の構造体は、基板の貫通孔に連通する貫通孔（「第２の通気孔」）を中央に有し、両端または一端には第２の通気孔の開口面積よりも大きな寸法であって、入射音を反射するように構成した第２の集音部を有する。

Description

気流を許容する防音板及び防音デバイス
　本発明は、空気の流通を許容しつつ、同時に透過音響エネルギーを有効に低減する防音板及びこの種の防音板に装着される防音デバイスに関するものである。
　室内や室外からの騒音を防音する方法として壁、扉、窓などで遮断する方法が一般的である。また、騒音が特定の領域内で発生している場合は、該当する領域を密閉する方法がとられる。その為に、扉や窓には密閉性の高いサッシの使用や二重構造にする方法、或いは吸音材料を使用する方法がある。何れにしても、一般には、騒音を発する領域と防音したい領域間では相互間の空気の流通が必然的に遮断されることになっていた。
　一方で、気体流通が可能な防音方法としては、特開２００３－２１３７３号公報に見られる外気自然循環による防音・省エネルギー保険居室システムのように、空気流通孔のある箱筒を設け、空気流通孔の中に吸音材を詰め、更に箱内に騒音を軽減する為の複雑な空気流通路を設けた例や、特開平１０－３９８７５公報の遮音材構造および空気調和機の防音構造のように、多孔質の貫通孔に加えて発泡材を使用したものがある。
　或いは、エンジンの排気音対策用のマフラーや銃器の発射音を軽減する為の消音器もしくはサイレンサーのような方法もある。特開２００６－２５００２２号公報の内燃機関の排気音低減装置およびそれを用いた排気音の調律方法、では、一定の長さ以上の気体の流通経路を持ち、且つ気体の流れを複雑にして遮音効果を上げるものである。
　更には、消音スピーカー、若しくはノイズキャンセラーと呼ばれる、騒音の音声信号を操作して消音する方法も知られている。特開２００２－３６７２９８号公報のノイズキャンセラー装置及びノイズキャンセル方法にその例が見られる。
　上述した従来の防音技術を改良するため、本件出願人に係る国際公開WO２０１２／０８６６８０公報では、空気の流通を許容しつつ、同時に透過音響エネルギーを有効に低減する改良された防音板が提案された。ここに、本国際公開公報の全内容を引用により本書に組み入れる。提案された防音板は、貫通孔を形成した基板と、この基板の貫通孔に装着される防音デバイスとを備える。この防音デバイスは、前記基板の貫通孔に連通する貫通孔（「通気孔」）を中央に有し、両端または一端にはデバイスの通気孔よりも大きな寸法であって、入射音を反射するように構成した集音部を有している。提案された防音板によれば、空調等の人工エネルギーを消費することなく、外気との流通が可能となるとともに有効な防音効果が達成される。しかしながら、提案された防音板にも改良の余地が残されている。
特開２００３－２１３７３号公報 特開平１０－３９８７５号公報 特開２００６－２５００２２号公報 特開２００２－３６７２９８号公報 国際公開WO２０１２／０８６６８０公報
　本発明は、改良された防音板及び防音デバイスを提供することを目的とし、特に、国際公開WO２０１２／０８６６８０公報に開示された種類の防音板及び防音デバイスを改良することを具体的な目的とする。
　本発明の一側面は、
　１以上の貫通孔を形成した基板と、
　前記基板の貫通孔に装着される防音デバイスとを備え、
　前記防音デバイスは、少なくとも第１の構造体とその入れ子となる第２の構造体を有する多重構造体であり、
　前記第１の構造体は、前記基板の貫通孔に連通する貫通孔（「第１の通気孔」）を中央に有し、両端または一端には前記第１の通気孔の開口面積よりも大きな寸法であって、入射音を反射するように構成した第１の集音部を有し、
　前記第２の構造体は、前記第１の構造体の入れ子を規定するものであって、前記基板の貫通孔に連通する貫通孔（「第２の通気孔」）を中央に有し、両端または一端には前記第２の通気孔の開口面積よりも大きな寸法であって、入射音を反射するように構成した第２の集音部を有する、
防音板を提供するものである。
　この構成によれば、国際公開WO２０１２／０８６６８０公報で提案された種類の防音板に比較して、防音効果が改善される。さらに、同公報で提案された種類の防音板では、高周波数帯域（典型的には４０００Hz以上の帯域）では、防音効果が低下する傾向にあったが、この構成により、低下傾向を抑制することができる。
　また、本発明の別側面は、
　基板の貫通孔に装着される防音デバイスであって、
　前記防音デバイスは、少なくとも第１の構造体とその入れ子となる第２の構造体を有する多重構造体であり、
　前記第１の構造体は、前記基板の貫通孔に連通する貫通孔（「第１の通気孔」）を中央に有し、両端または一端には前記第１の通気孔の開口面積よりも大きな寸法であって、入射音を反射するように構成した第１の集音部を有し、
　前記第２の構造体は、前記第１の構造体の入れ子を規定するものであって、前記基板の貫通孔に連通する貫通孔（「第２の通気孔」）を中央に有し、両端または一端には前記第２の通気孔の開口面積よりも大きな寸法であって、入射音を反射するように構成した第２の集音部を有する、
防音デバイスを提供するものである。
　本願発明の特徴に基づいて、防音デバイスは、多重構造体であり、少なくとも第１の構造体（「外側構造体」）とその入れ子となる第２の構造体（「内側構造体」）を有する。ここに「入れ子である」とは、外側構造体の内部に内側構造体が収納されることをいう。典型的には、内側構造体と外側構造体は形状が類似している。
　一実施形態において、第１及び第２の集音部は前記多重構造体の両端に配置される。他の一実施形態において、第１の構造体は第１の中空軸部材を有し、その内部に第１の通気孔が規定され、第２の構造体は第２の中空軸部材を有し、その内部に第２の通気孔が規定される。この場合、第１及び第２の中空軸部材の両端に、第１及び第２の集音部が配置されてよい。
　一実施形態において、第１の中空軸部材と前記第２の中空軸部材は単一の中空軸部材に一体化されてよい。この場合、第１の通気孔と第２の通気孔は別の孔（同心の２つの孔）ではなく一致することになる。
　製造上、第１の通気孔は単一の通気孔であることが容易であるが、所望であれば、複数の通気孔が第１の構造体の中央部に形成されてよい。同様に、第２の通気孔は単一の通気孔であることが製造上、容易であるが、所望であれば、複数の通気孔が第２の構造体の中央部に形成されてよい。
　一実施形態において、防音デバイスを構成する多重構造体は、第２の構造体の入れ子を規定する第３の構造体を備えてよい。所望であれば、防音デバイスを構成する多重構造体は４重以上の多重構造をとり得る。
　本書において基板とは、開口を塞ぐための板状の構造物であり、板ガラス、鉄板、コンクリート板、プレキャストコンクリート板、合板などからなるものであり、一般的に平板上の構造体であるが、開口をふさぐ目的を達成することができれば、板状の形状に限定されるものではなく、材料もまた上記に限定されない。貫通孔とは、基板の一方の側から他方の側に通じる穴であって、一定の直径を有する直線状の貫通孔が最も代表的なものであるが、貫通孔は折れ曲がった形状であってもよく、直径が途中で変化するものであってもよい。基板には複数の貫通孔が形成されるのが一般的であるが、貫通孔が１つである可能性を排除しない。
　第１及び第２の集音部の、基板面に垂直な外側から見える表面（ここでは、「集音面」と称する）は、カルデラ状あるいはすり鉢状の凹部を形成する曲面であってよい。また、集音面の典型的な形状は、基板に垂直な軸を中心とした回転形状であるが、四角錐、六角錐のように、前記軸の周りに角（継ぎ目）のある形状であってもよい。また、第１及び第２の集音部の形状は、構造体の中央部からの距離の増大とともに直径が増大する形状であってよい。
　第１及び第２の集音部（多重化した集音部）を備える防音デバイスは、前記基板の一方の側のみに設けられていてもよいし、前記基板の両側（両面）に設けられていてもよい。音源が防音板の一方の側にのみ存在し、一方から他方に伝播する騒音レベルの低減のみを目的する場合や、基板の一方の面を平滑にする必要がある場合など、防音デバイスを基板の一方の側にのみ設ける必然性がある。
　多重化した集音部は、防音デバイスの両端に配置されてよく、この防音デバイスを基板に配置して防音板を構成した場合、防音板は、通過する両方向の音について、音圧を低減する。
　多重化される集音部の形状は、球面状、楕円面状、パラボリック、円錐状の何れかであるのが好適であるが、形状はこれらの何れかに限定されない。また、基板面に垂直な軸を含む断面は、基板からの距離が増大した場合に直径が増大する曲線であってもよいが、基板からの距離がさらに増大すると逆に直径が減少する曲線、つまり、集音面が口の小さな花瓶状の空間を形成する形状であってもよい。
　前記集音部の形状は、２次元における円弧、楕円、放物線、双曲線、直線を二次元面と垂直方向に移動させた軌跡からなる３次元面であって、縁部は矩形であってもよい。さらには、前記移動は二次元面と垂直方向に直線的な移動ではなく、曲線状の移動で有ってもよい。集音面は、例えば、４つの平面によって構成される倒立した四角垂、六角垂、八角錐等の形状であってもよいし、基板の面と垂直な軸を含む平面で切った断面に現れる集音面の斜面は、直線ではなく外側に膨らんだ曲線状、あるいは内側に膨らんだ曲線状であってもよい。さらに、集音面の、基板の面と平行な面で切った断面の形状は、円であってもよいが、多角形あるいは、外に膨らんだ多角形、うちの膨らんだ多角形であってもよい。
防音板に使用される基板と防音デバイスの概念図 比較参照例に係る防音デバイスの概念図 ２つの実施形態に基づく防音デバイスの概念図 実施形態に係る防音デバイスの断面図 防音板の実験システムを示す概念図 各種防音板に対する各種音源の防音効果を示すグラフ 各種防音板に対する特定周波数の平均音圧差のグラフ 音源を交通騒音とした場合の各種防音板に対する音圧差の周波数特性を示すグラフ
　以下、本発明を実施するための形態について、必要に応じて図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、以下に記載する本発明の実施形態は本発明の理解を助けるために例示するものであって、本発明は以下に記載する実施形態あるいは実験例に限定されるものではない。
　以下に、本発明を実施形態について説明する。
　図１は、防音板の構成要素である基板１００を示す概念図である。ここでは、基板１００は、３列に設けられた２４個の貫通孔２００を有する。参考までに各寸法を記載すれば、基板１００は図面上横方向の寸法は300mm～450mm、貫通孔２００の直径は15～40mm、穴のピッチは30～180mm程度である。貫通孔２００はその名のとおり、基板１００を貫通する開口である。
　基板１００の貫通孔２００に防音デバイス３００が装着されて、防音板が構成される。以下、防音デバイス３００のとり得る複数種の形態について説明する。
　図２に示すものは、比較参照例に係る防音デバイス３００Aである。防音デバイス３００Aは、前記基板１００の貫通孔２００に連通する貫通孔（「通気孔」）を中央部３１０に有し、その両端に通気孔の開口面積よりも大きな寸法であって、入射音を反射するように構成した集音部３２０を有している。なお、図２では、中央部３１０は内部に通気孔を形成した中空軸部材で構成されるが、中央部の長さは実質ゼロで構成してもよい。また、図２では、中央部３１０（中空軸部材）の両端に集音部３２０が形成されているが、中央部３１０の一端のみに集音部が形成されてもよい。
　図３に、２つの実施形態に係る防音デバイスを、それぞれ、３００B、３００Cで示す。比較参照例に係る防音デバイス３００Aに代えて、防音デバイス３００Bを基板１００に装着することにより、実施形態に基づいた防音板が構成される。同様に、防音デバイス３００Aに代えて、防音デバイス３００Cを基板１００に装着することにより、更なる実施形態に基づいた防音板が構成される。
　実施形態に係る防音デバイス３００B、３００Cは多重構造体で構成される。すなわち、防音デバイス３００Bの場合、図４に示すように、多重構造体は第１の構造体とその入れ子となる第２の構造体からなる２重構造体であり、第１の構造体は、基板１００の貫通孔２００に連通する貫通孔（「第１の通気孔」）を中央部３１０－１に有し、両端または一端には第１の通気孔３３０－１の開口面積よりも大きな寸法であって、入射音を反射するように構成した第１の集音部３２０－１を有し、第２の構造体は、第１の構造体の入れ子を規定するものであって、基板１００の貫通孔２００に連通する貫通孔（「第２の通気孔」）を中央部３１０－２に有し、両端または一端には第２の通気孔３３０－２の開口面積よりも大きな寸法であって、入射音を反射するように構成した第２の集音部３２０－２を有している。なお、図４の場合、第１の集音部３２０－１と第２の集音部３２０－２は別体（別葉）であるが、第１の構造体の中央部３１０－１と第２の構造体の中央部３１０－２は一体化されていて、内部に単一の通気孔３３０を形成した中空軸部材３１０で実現されている。なお、所望であれば、第１の構造体の中央部３１０－１の内部に第２の構造体の中央部３１０－２が収納されるようにして両者は別体化されてもよい。第１の集音部３２０－１の凹面部は入射音を反射する集音面３２２－１を形成しており、第２の集音部３２０－２の凹面部は入射音を反射する集音面３２２－２を形成している。
　もう一つの実施形態に係る防音デバイス３００Cの場合、多重構造体は第１の構造体とその入れ子となる第２の構造体とその入れ子となる第３の構造体からなる３重構造体であり、第１の構造体は第１の集音部３２０－１を、第２の構造体は第１の集音部の入れ子である第２の集音部３２０－２を、第３の構造体は第２の集音部の入れ子である第３の集音部３２０－３を備えている。以下の説明において、参照番号３００Aで示す比較参照例に係る防音デバイスを１対タイプということがある。同様に、参照番号３００Bで示す実施形態に係る防音デバイスを２対タイプということがあり、参照番号３００Cで示す実施形態に係る防音デバイスを３対タイプということがある。
　上記のように、特定の実施形態に基づく防音デバイス３００は中空軸部材３１０とその両端部に設けられた複数対の集音部３２０を有する。集音部３２０について、比較参照例は、１対を備えた集音部３２０であるのに対して、実施形態は２対を備えた集音部３２０－１、３２０－２、及び３対を備えた集音部３２０－１、３２０－２、３２０－３を使用している。このように、２対の集音部３２０－１、３２０－２を備えた防音デバイス３００Bは、２重構造であり（図４参照）、３対の集音部３２０－１、３２０－２、３２０－３を備えた防音デバイス３００Cは、３重構造である。
　実施形態において、中空軸部材３１０の外径（パイプ外径）の集音部最大直径に対する比率は、１／８～１／１程度の範囲であることが望ましい。また、これに限定されるものではないが、例えば、防音デバイス３００の材質はアクリル又はゴム或いは塩化ビニル製で、軸方向の長さは5～100mm、集音部３２０の厚さは1～10mm程度であってよい。
　図１において、防音デバイス３００は、基板１００の片側にのみ配置されている。これに代え、基板１００の両側に防音デバイス３００が配置される構成であってもよい。また、図１において、防音デバイス３００は両端に集音部が形成されているが、一端にのみ集音部が形成されて、他端は中空軸部材で終端してもよい。あるいは、この種の防音デバイス（一端が集音部になった形態のもの）を２つ用意し、貫通孔に合わせて、基板の各側に装着してもよい。すなわち、第１の防音デバイスの端部のうち、中空軸部材で終端した他端を基板の左側に装着し、第２の防音デバイスの端部のうち、中空軸部材で終端した他端を基板の右側に装着して、防音板を組み立ててもよい。
　また、基板として、対面配置される第１と第２の基板を使用し、前記多重構造体は、前記第１と第２の基板に装着され、第１の集音部は前記第１と第２の基板の表面に対応して配置され、前記多重構造体は、実質、前記第１の基板から前記第２基板まで延在するようにしてもよい。これは、図１において、基板１００の右側に配置された防音デバイス３００の右端に位置する集音部を第２の基板に装着することで実現できる。
＜実験＞
　図５は、実施形態に関連する実験装置の模式図である。ボックス４００の前面開口部４１０には、前記の防音板（比較参照例の１対タイプ、実施形態の２対タイプ、実施形態の３対タイプ）若しくは穴（貫通孔）だけの基板１００をはめ込み、前面開口部４１０との隙間をガムテープで密閉した。ボックス４００の中には音源として、スピーカである音源４２０を入れて、各種騒音を再生した。音源４２０とアンプとの接続配線はボックス４００の背面から通し、この隙間もガムテープで密閉した。音源４２０から発生する音の大きさは凡そ１００dBである。防音デバイス形状を変えた防音板（比較参照例の１対タイプ、実施形態の２対タイプ、実施形態の３対タイプ）と穴のみの基板１００を入れ替えて、各板の外側６０ｃｍの地点で音を測定し、板を付けない場合との比較を行った。
　実験では、比較参考例の１対タイプの基板の穴面積／基板の総面積、の比（開口率）を５%とし、実施形態の２対タイプの穴面積／基板の総面積、の比（開口率）は６%（１対に対して１２０%）、３対タイプの実施形態は開口率９％（1対に対して１８０%）として実施した。ここに基板の開口率は、流通する空気量の尺度であり、２対タイプの実施形態３００B（図３参照）では、比較参照例の１対タイプ３００Aより、流通する空気量が１２０％となり、３対タイプの実施形態３００Cでは、流通する空気量が１８０%になった。
また、集音部のアールはR/パイプ外径比＝1.25～0.5がよい。ここに、パイプ外径とは、中空軸を円筒で構成した場合の外径を意味しており、集音部は円筒形中空軸の両端に形成される。実際には外径40mmの場合にRは20～40mm（半径）でテストしている。
＜実験結果＞
　各種音源（「発電機」、「JET」、「交通」、「新幹線」、「特急」、「歓声」）について、実験した結果、図６に示すように、比較参照例の１対タイプに比べて、基板の開口率（したがって空気流通量）が増えたのにも関わらず、２対タイプ、３対タイプとも、総じて比較参照例の１対タイプに対して防音効果の改善が見られた。したがって、同一の防音効果をより高い開口率（したがって空気流通量）で実現することが可能となる。換言すれば、基板の開口率が同一であれば、実施形態に係る２対タイプ、３対タイプの防音デバイスは防音効果がより高くなる。
　図７は、特定の周波数をスピーカより再生し、測定した結果である。周波数が高くなるほど、実施形態の２対、３対タイプは比較参照例の１対タイプより、防音効果の向上が見られる。実験した２対タイプ、３対タイプは、基板の開口率（したがって空気流通量）が比較参照例の１対タイプより大きいことに配慮すると、基板の開口率（したがって空気流通量）が同一であれば、２対タイプ、３対タイプの防音デバイスは、１対タイプの防音デバイスに対して、高い周波数に対して防音効果を高くできる。
　図８は、車両交通騒音をスピーカより鳴らした時の周波数分布を測定したものである。
比較参照例の１対タイプでは高音域（4000Hz近辺以上）で、急激な防音効果の減少傾向が見られるが、２対、３対タイプとも、その減少が抑制されることが確認できた。
　また、形状に関しては、1枚の板に開けられた直径15mm以上40mm以下の複数の穴の各々に、「扇形の空洞パイプ」をつけた空気の流通効果がある防音板を用いた。「扇形の空洞パイプ」とは、直径10mm以上30mm以下で長さ5mm以上の「円筒パイプ」の両端にアール（なだらかな曲線）をもった、広い方の直径が15mm以上40mm以下の「ラッパ状パイプ（朝顔管形状）」であり、この片端を前述の板の穴に接続した。
１００　　　　　基板
２００　　　　　貫通孔
３００　　　　　防音デバイス
３００A　　　　比較参考例の防音デバイス
３００B　　　　実施形態の防音デバイス
３００C　　　　実施形態の防音デバイス
３２０－１　　　第１の集音部
３２０－２　　　第２の集音部
３２０－３　　　第３の集音部
３１０　　　　　中央部
３１０－１　　　第１の中央部
３１０－２　　　第２の中央部
３３０　　　　　防音デバイスの貫通孔（通気孔）

Claims (11)

  1. 　１以上の貫通孔を形成した基板と、
    　前記基板の貫通孔に装着される防音デバイスとを備え、
    　前記防音デバイスは、少なくとも第１の構造体とその入れ子となる第２の構造体を有する多重構造体であり、
    　前記第１の構造体は、前記基板の貫通孔に連通する貫通孔（「第１の通気孔」）を中央に有し、両端または一端には前記第１の通気孔の開口面積よりも大きな寸法であって、入射音を反射するように構成した第１の集音部を有し、
    　前記第２の構造体は、前記第１の構造体の入れ子を規定するものであって、前記基板の貫通孔に連通する貫通孔（「第２の通気孔」）を中央に有し、両端または一端には前記第２の通気孔の開口面積よりも大きな寸法であって、入射音を反射するように構成した第２の集音部を有する、
    防音板。
  2. 　前記第１及び第２の集音部は前記多重構造体の両端に配置される、
    請求項１に記載の防音板。
  3. 　前記第１の構造体は第１の中空軸部材を有し、その内部に前記第１の通気孔が規定され、
    　前記第２の構造体は第２の中空軸部材を有し、その内部に前記第２の通気孔が規定される、
    請求項１に記載の防音板。
  4. 　前記第１の中空軸部材と前記第２の中空軸部材は単一の中空軸部材に一体化される、請求項３に記載の防音板。
  5. 　前記基板は、対面配置される第１と第２の基板を備え、
    　前記多重構造体は、前記第１と第２の基板に装着され、
    　前記第１の集音部は前記第１と第２の基板の表面に対応して配置され、
    　前記多重構造体は、実質、前記第１の基板から前記第２基板まで延在する、
    請求項１に記載の防音板。
  6. 　前記多重構造体は、前記第２の構造体の入れ子を規定する第３の構造体を備える、
    請求項１に記載の防音板。
  7. 　前記多重構造体は、前記基板の片側にのみ配置される請求項１に記載の防音板。
  8. 　前記多重構造体は、前記基板の両側に配置される請求項１に記載の防音板。
  9. 　基板の貫通孔に装着される防音デバイスであって、
    　前記防音デバイスは、少なくとも第１の構造体とその入れ子となる第２の構造体を有する多重構造体であり、
    　前記第１の構造体は、前記基板の貫通孔に連通する貫通孔（「第１の通気孔」）を中央に有し、両端または一端には前記第１の通気孔の開口面積よりも大きな寸法であって、入射音を反射するように構成した第１の集音部を有し、
    　前記第２の構造体は、前記第１の構造体の入れ子を規定するものであって、前記基板の貫通孔に連通する貫通孔（「第２の通気孔」）を中央に有し、両端または一端には前記第２の通気孔の開口面積よりも大きな寸法であって、入射音を反射するように構成した第２の集音部を有する、
    防音デバイス。
  10. 　前記第１及び第２の集音部は前記多重構造体の両端に配置される、
    請求項９に記載の防音デバイス。
  11. 　前記多重構造体は、前記第２の構造体の入れ子を規定する第３の構造体を備える、
    請求項９に記載の防音デバイス。
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