WO2022168533A1 - 消音構造体および消音システム - Google Patents

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WO2022168533A1
WO2022168533A1 PCT/JP2022/000504 JP2022000504W WO2022168533A1 WO 2022168533 A1 WO2022168533 A1 WO 2022168533A1 JP 2022000504 W JP2022000504 W JP 2022000504W WO 2022168533 A1 WO2022168533 A1 WO 2022168533A1
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WO
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sound deadening
cross
opening
cavity
tubular member
Prior art date
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PCT/JP2022/000504
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English (en)
French (fr)
Inventor
美博 菅原
昇吾 山添
雄一郎 板井
Original Assignee
富士フイルム株式会社
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Publication date
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Priority to JP2022579400A priority patent/JPWO2022168533A1/ja
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Priority to US18/363,812 priority patent/US20230408143A1/en

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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • 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
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/172—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using resonance effects
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/24—Means for preventing or suppressing noise
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/24—Means for preventing or suppressing noise
    • F24F2013/242—Sound-absorbing material

Definitions

  • the present invention relates to a sound deadening structure and a sound deadening system.
  • a porous sound absorbing material made of urethane, polyethylene, or the like is installed in the ventilation sleeve.
  • porous sound absorbing materials such as urethane and polyethylene are used, the absorption rate of low-frequency sounds of 1000 Hz or less is extremely low, so it is necessary to increase the volume in order to increase the absorption rate.
  • a resonance muffler that muffles sounds near the resonance frequency of the muffler has also been proposed.
  • a resonance type muffler at least a quarter of the wavelength of the resonance frequency is required, which increases the size of the muffler. Therefore, there is a problem that it is difficult to achieve both high air permeability and soundproof performance.
  • resonance mufflers muffle sounds of specific frequencies. Therefore, the resonance to be silenced is limited to only one frequency, and since the frequency band that is silenced by the resonance muffler is narrow, there is a problem that the resonance of other frequencies cannot be silenced.
  • a muffler capable of silencing a wide range of frequencies including low frequencies
  • a muffler has been proposed that has a cavity and an opening that communicates the cavity and the ventilation sleeve, and that muffles noise without using resonance. ing.
  • Patent Document 1 discloses a sound deadening system in which a ventilation sleeve installed through a wall is provided with a muffler for muffling the sound passing through the ventilation sleeve, wherein the muffler is generated inside the ventilation sleeve.
  • the muffler has a cavity and an opening that communicates the cavity and the outside, and is arranged on one end face side of the wall.
  • the muffler does not resonate with the sound of the first resonance frequency generated in the ventilation sleeve, and the sound of the first resonance frequency is A sound deadening system is described that does not mute by resonance, but by a sound absorbing material.
  • a muffler that has a cavity and an opening that connects the cavity and the ventilation sleeve and that muffles noise without using resonance is required to have a higher low-frequency sound absorption coefficient.
  • An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a sound deadening structure and a sound deadening system with a high sound absorption coefficient in the low frequency region.
  • the present invention has the following configurations.
  • a sound deadening structure installed on a tubular member,
  • the sound deadening structure has a cavity, an opening that communicates between the cavity and the tubular member, and a closing part that closes the cavity at a position facing the opening,
  • the sound deadening structure according to [1] wherein at least one of the angles formed by line segments contacting vertices of the hollow portion that are not contacting the opening is greater than ⁇ /2 [rad].
  • a sound deadening system in which the sound deadening structure according to any one of [1] to [6] is installed in a tubular member A sound deadening system having two or more sound deadening structures made up of parts of the same shape.
  • a sound deadening system in which the sound deadening structure according to any one of [1] to [6] is installed in a tubular member,
  • the muffling structure is a muffling system that does not block 50% or more of the cross-sectional area perpendicular to the axial direction of the tubular member.
  • FIG. 1 is a sectional view conceptually showing an example of a sound deadening system having a sound deadening structure of the present invention
  • FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line bb of FIG. 1
  • FIG. 2 is a perspective view of the sound deadening structure shown in FIG. 1
  • FIG. 4 is a perspective view showing another example of the sound deadening structure of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view conceptually showing a sound deadening system having another example of the sound deadening structure of the present invention
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line cc of FIG. 5
  • FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining the shape of another example of the muffling structure
  • FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining the shape of another example of the muffling structure;
  • FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining the shape of another example of the muffling structure;
  • FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining the shape of another example of the muffling structure;
  • FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining the shape of another example of the muffling structure;
  • FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining the shape of another example of the muffling structure;
  • FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining the shape of another example of the muffling structure; It is a figure for demonstrating the structure of the conventional muffler. It is a figure for demonstrating the structure of the muffling structure of this invention.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining another function of the sound deadening structure of the present invention
  • FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the action when producing a sound deadening structure
  • FIG. 10 is a diagram for explaining another function of the sound deadening structure of the present invention
  • FIG. 4 is a conceptual diagram showing an example of another configuration of the muffling structure of the present invention
  • FIG. 22 is an exploded view of the muffling structure shown in FIG. 21
  • FIG. 22 is a conceptual diagram showing a state during transportation of parts constituting the sound deadening structure shown in FIG. 21;
  • FIG. 4 is a perspective view conceptually showing another example of the sound deadening structure of the present invention. It is a figure showing the board member which does not have a rib structure.
  • FIG. 26 is a conceptual diagram of graphs of sound pressure and sound insulation characteristics for explaining the resonance frequency of the plate member shown in FIG. 25; It is a figure showing the board member which has a rib structure.
  • FIG. 28 is a conceptual diagram of graphs of sound pressure and sound insulation characteristics for explaining the resonance frequency of the plate member shown in FIG. 27; It is a figure for demonstrating the measuring method of the transmission loss by a board member. It is a graph showing the relationship between frequency and transmission loss.
  • FIG. 5 is a diagram conceptually showing another example of the rib structure of the sound deadening structure of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram conceptually showing another example of the rib structure of the sound deadening structure of the present invention
  • FIG. 5 is a diagram conceptually showing another example of the rib structure of the sound deadening structure of the present invention
  • FIG. 5 is a diagram conceptually showing another example of the rib structure of the sound deadening structure of the present invention
  • FIG. 5 is a diagram conceptually showing another example of the rib structure of the sound deadening structure of the present invention
  • FIG. 5 is a diagram conceptually showing another example of the rib structure of the sound deadening structure of the present invention
  • It is a figure for demonstrating the calculation model of the muffling system in an Example. It is a graph showing the relationship between frequency and transmission loss. It is a graph showing changes in frequency and transmission loss.
  • a numerical range represented by "-" means a range including the numerical values before and after "-" as lower and upper limits.
  • the terms “perpendicular” and “parallel” include the range of error that is permissible in the technical field to which the present invention belongs. For example, “perpendicular” and “parallel” means within a range of less than ⁇ 10° with respect to strict perpendicularity or parallelism, and the error with respect to strict perpendicularity or parallelism is 5° or less is preferable, and 3° or less is more preferable.
  • the terms “same” and “same” shall include the margin of error generally accepted in the technical field.
  • the muffling structure of the present invention is A sound deadening structure installed on a tubular member,
  • the sound deadening structure has a cavity, an opening that communicates between the cavity and the tubular member, and a closing part that closes the cavity at a position facing the opening,
  • the cross-sectional area of the hollow portion on the opening side is larger than the cross-sectional area of the hollow portion on the closing portion side.
  • a muffling system of the present invention is a muffling system in which the above muffling structure is installed in a tubular member.
  • the installed sound deadening structure does not occupy 50% or more of the cross-sectional area perpendicular to the axial direction of the tubular member.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a sound deadening system having a sound deadening structure of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line bb of FIG. 3 is a perspective view of the sound deadening structure of FIG. 1.
  • FIG. 1 is a cross section parallel to the axial direction of the central axis Ix of the tubular member 12 and passing through the center of the connection hole 12a (opening 32).
  • this cross section is also referred to as a "cross section”.
  • FIG. 2 is a cross section perpendicular to the axial direction of the central axis Ix of the tubular member 12.
  • this cross section is also referred to as a "front cross section”.
  • the axial direction of the central axis Ix of the tubular member 12 is also simply referred to as the "axial direction”.
  • the sound deadening system 10 has a cylindrical tubular member 12 and a sound deadening structure 22 arranged around the outer circumference of the tubular member 12 .
  • the sound deadening structure 22 has a hollow portion 30, an opening portion 32, and a closed portion 34, and may muffle sound by causing Helmholtz resonance or air column resonance. It may be one that converts sound energy into heat energy to muffle the sound.
  • Tubular member 12 is, for example, a ventilation sleeve such as a vent and an air conditioning duct.
  • the tubular member 12 is not limited to a ventilation port, an air-conditioning duct, or the like, and may be a general duct used for various types of equipment.
  • the walls of houses such as condominiums are composed of, for example, concrete walls, gypsum boards, heat insulating materials, veneers, wallpaper, etc., and ventilation sleeves are provided through these. .
  • the sound deadening structure of the present invention can be suitably applied to such wall ventilation sleeves.
  • the cross-sectional shape of the ventilation sleeve is not limited to a circular shape, and may be various shapes such as a square shape and a triangular shape.
  • the cross-sectional shape of the ventilation sleeve may not be uniform in the axial direction of the central axis of the ventilation sleeve. That is, in the axial direction the diameter of the ventilation sleeve may vary. In the case of a ventilation sleeve for housing, the diameter of the ventilation sleeve (equivalent circle diameter) is about 70 mm to 160 mm.
  • the average inner diameter (weighted average) of the ventilation sleeve may be about 70 mm to 160 mm.
  • the inner diameter of the ventilation sleeve is measured with a resolution of 1 mm. If the cross-sectional shape of the sleeve is not circular, the inner diameter is obtained by converting the area into a diameter equivalent to a circle. If it has a fine structure such as unevenness of less than 1 mm, it is averaged.
  • connection hole 12a is formed in a part of the outer peripheral surface of the tubular member 12, penetrating from the inside to the outside of the tubular member 12. As shown in FIG. In the illustrated example, the size of the connection hole 12a is substantially the same as the size of the opening 32 of the sound deadening structure 22, which will be described later.
  • the sound deadening structure 22 has an outer shape of a substantially truncated quadrangular pyramid, has a cavity 30 inside, and has an opening 32 formed by opening the bottom of the truncated quadrangular pyramid. Also, the surface facing the opening 32 is closed to form a closed portion 34 .
  • the hollow portion 30 is formed in a shape substantially similar to the outer shape of the sound deadening structure 22 . That is, the hollow portion 30 is substantially in the shape of a truncated quadrangular pyramid.
  • the two surfaces (31a, 31b) facing in the axial direction are It is inclined with respect to a line segment perpendicular to the central axis Ix of the tubular member 12 when it is closed.
  • the remaining two surfaces (31c, 31d) of the surfaces in contact with the opening 32 of the sound deadening structure 22 are, when viewed in front cross section, from the center of the tubular member 12, It is slanted with respect to a vertical line drawn down on the surface of the sound deadening structure 22 on the closed portion side.
  • the sound deadening structure 22 is arranged on the outer peripheral surface of the tubular member 12 with the opening 32 aligned with the connection hole 12a of the tubular member 12 . Therefore, the bottom of the sound deadening structure 22 (the surface on the opening 32 side) is a curved surface along the outer peripheral surface of the tubular member 12 .
  • the width of the cavity 30 narrows as the distance from the opening 32 increases. That is, the width W1 of the hollow portion 30 on the opening portion 32 side is wider than the width W2 on the closing portion 34 side, and gradually narrows toward the closing portion 34 side.
  • the width of the cavity 30 narrows as the distance from the opening 32 increases. That is, the width W3 of the hollow portion 30 on the opening portion 32 side is wider than the width W4 on the closing portion 34 side, and gradually narrows toward the closing portion 34 side.
  • the cross-sectional area of the hollow portion 30 on the opening portion 32 side is larger than the cross-sectional area of the hollow portion 30 on the closing portion 34 side.
  • the cross-sectional area of the hollow portion 30 on the side of the opening 32 is determined when the cross-sectional shape of the tubular member 12 is circular or the like and the surface of the sound deadening structure on the side of the opening 30 is curved.
  • the cross-sectional area of the cavity 30 on the plane tangential to the tubular member 12 at the center position of the opening 32 is defined as the cross-sectional area of the cavity 30 on the side of the opening 32 . Therefore, the width W 3 of the cavity 30 on the opening 32 side is the width of the cavity 30 on the tangential line to the tubular member 12 at the central position of the opening 32 .
  • cross-sectional area of the hollow portion 30 on the closing portion 34 side is the cross-sectional area of the hollow portion 30 closest to the closing portion 34 side parallel to the plane of the cross-sectional area of the hollow portion 30 on the opening portion 32 side.
  • the opening 32 is narrowed (narrower than the width of the cavity 30), such as when the opening 32 is partially blocked by the air volume adjustment member 20.
  • the cross-sectional area of the cavity 30 closest to the opening 32 is the cross-sectional area of the cavity 30 on the opening 32 side.
  • the sound deadening structure of the present invention has a hollow portion in at least one of a cross section (front cross section) perpendicular to the axial direction of the tubular member 12 and a cross section (cross cross section) parallel to the axial direction of the tubular member 12.
  • the mechanism of the effect of increasing the sound absorption coefficient in the low frequency range is presumed as follows.
  • the sound deadening system 10 has one sound deadening structure 22, but is not limited to this, and may have two or more sound deadening structures 22.
  • each sound deadening structure 22 may be arranged at different positions in the circumferential direction of the tubular member 12 (hereinafter also simply referred to as the circumferential direction). However, they may be arranged at different axial positions of the tubular member 12 .
  • the sound deadening structure 22 is arranged on the outer peripheral surface of the tubular member 12. There is no limitation to this as long as it is arranged in a position where it can muffle the sound it makes.
  • the sound deadening structure 22 may be located near the end face of the tubular member 12 .
  • sound deadening structure 22 may be located inside tubular member 12 .
  • FIG. 5 shows a cross-sectional view conceptually showing another example of the noise reduction system of the present invention.
  • FIG. 6 shows a cc sectional view of FIG.
  • the muffling system 10b shown in FIGS. 5 and 6 has a tubular member 12 and two muffling structures 22 arranged at a position extending from the outer peripheral portion of the tubular member 12 on one end face side of the tubular member 12.
  • the sound deadening system 10b includes a sound insulation hood 18 arranged on the end face of the tubular member 12 opposite to the end face on which the sound deadening structure 22 is arranged, and the sound deadening structure 22 of the tubular member 12 and an air volume adjusting member 20 arranged at a position passing through the central axis Ix of the tubular member 12 .
  • the sound deadening structure 22 also has a porous sound absorbing material 24 inside the cavity 30 .
  • the soundproof hood 18 is a conventionally known louver, louver, or the like that is installed in ventilation openings, air-conditioning ducts, and the like. Further, the air volume adjusting member 20 is a conventionally known register or the like.
  • the two sound deadening structures 22 are arranged at the same position in the axial direction and at different positions in the circumferential direction (positions shifted by 180°).
  • the two sound deadening structures 22 are formed as a part of two truncated conical parts (23a, 23b) whose bottom surfaces are put together to form a space inside. ing.
  • One part 23 a forms one sound deadening structure 22 and the other part 23 b forms the other sound deadening structure 22 .
  • the width of the edge of the two parts (23a, 23b) in contact with the other part is equal to or larger than the diameter of the tubular member 12 in the front cross section.
  • Semicircular cutouts (25a, 25b) having substantially the same diameter as the diameter of the tubular member 12 are provided at the ends of the surfaces of the two parts (23a, 23b) on the side of the tubular member 12 that are in contact with the other part. ) is formed.
  • an opening 26 having approximately the same diameter as the tubular member 12 is formed at a position through which the central axis Ix of the tubular member 12 passes when the two parts (23a, 23b) are assembled.
  • the opening 26 is connected to one end face of the tubular member 12 and communicates with the inside of the tubular member 12 .
  • the ends of the two parts (23a, 23b) on the side opposite to the tubular member 12 and in contact with the other part each have a semicircular shape for fitting the air volume adjustment member 20.
  • a notch is formed to form an opening into which the air volume adjusting member 20 is fitted when the two parts (23a, 23b) are combined.
  • the soundproof hood 18, the tubular member 12, the two parts (23a, 23b), and the air volume adjustment member 20 are brought into communication with each other, so that the soundproof hood 18 side and the air volume adjustment member 20 side can be ventilated. . That is, the two parts (23a, 23b) also function as part of the tubular member.
  • the width of the cavity 30 narrows as the distance from the opening 32 increases. That is, the width W 1 of the hollow portion 30 on the opening 32 side is wider than the width W 2 of the closing portion 34 and gradually narrows toward the closing portion 34 side.
  • the width of the cavity 30 narrows as the distance from the opening 32 increases. That is, the width W3 of the hollow portion 30 on the opening portion 32 side is wider than the width W4 on the closing portion 34 side, and gradually narrows toward the closing portion 34 side.
  • the cross-sectional area of the hollow portion 30 on the opening portion 32 side is larger than the cross-sectional area of the hollow portion 30 on the closing portion 34 side.
  • the sound absorption coefficient in the low frequency range can be increased without increasing the volume of the sound deadening structure.
  • the width of the cavity 30 may be narrowed as the distance from the opening 32 increases.
  • the shape of the sound deadening structure 22 may be a substantially truncated cone shape, a polygonal truncated pyramid shape, or the like.
  • the side surfaces may be outwardly convex curved surfaces or outwardly concave curved surfaces.
  • the shape of the sound deadening structure 22 may be such that one of the sides of a trapezoidal quadrangular prism is an opening.
  • the shape of the sound deadening structure 22 is such that, as shown in FIG. As shown in FIG. 8, the shape may be a trapezoid in which the surface 31c is inclined and the surface 31d is not inclined.
  • 7, like FIG. 5, is a diagram schematically showing the cross-sectional shape when two noise-absorbing structures 22 are provided, and FIG. 8, like FIG. 6, two noise-absorbing structures It is a figure which represents typically the shape of the front cross section in the case of having 22. FIG. The same applies to FIGS. 9 to 12 as well.
  • the surface 31c is inclined and the surface 31d is trapezoidal, but the trapezoidal shape may be such that the surface 31d is inclined and the surface 31c is not inclined.
  • the width of the cavity narrows as the distance from the opening increases.
  • the shape of the sound deadening structure 22 is such that, as shown in FIG. As shown in FIG. 9, a trapezoidal shape in which the surfaces 31c and 31d are inclined may be used.
  • a trapezoidal shape in which the surfaces 31c and 31d are inclined may be used in this example, in a cross section (front cross section) perpendicular to the axial direction of the tubular member.
  • the inclination angle ⁇ 1 of the surface 31c and the inclination angle ⁇ 2 of the surface 31d may be the same or different.
  • the shape of the sound deadening structure 22 is such that, as shown in FIG.
  • the shape may be a rectangular shape in which the surfaces 31c and 31d are not inclined as shown in FIG.
  • the surface 31a is slanted and the surface 31b is not slanted in a trapezoidal shape, but the surface 31b may be slanted and the surface 31a is not slanted.
  • the width of the cavity narrows as the distance from the opening increases.
  • the shape of the sound deadening structure 22 is such that, as shown in FIG. As shown in FIG. 11, the surfaces 31c and 31d may have a non-inclined rectangular shape.
  • the width of the cavity narrows as the distance from the opening increases.
  • the inclination angle ⁇ 3 of the surface 31a and the inclination angle ⁇ 4 of the surface 31b may be the same or different.
  • the shape of the front cross section of the sound deadening structure 22 may be an annular shape (doughnut shape), as shown in FIG.
  • the shape of the cross section may be a trapezoid in which the surface 31a is inclined and the surface 31b is not inclined as shown in FIG. may have a trapezoidal shape with an inclination.
  • the width of the cavity narrows as the distance from the opening increases.
  • the hollow portion in at least one of a cross section (front cross section) perpendicular to the axial direction of the tubular member and a cross section (cross cross section) parallel to the axial direction of the tubular member, the hollow portion is Since the width narrows as the distance from the opening increases, as shown in FIG. ⁇ /2 [rad]).
  • At least one of the angles formed by the line segments contacting the vertices of the cavity that are not in contact with the opening is greater than 90°. Therefore, as shown in FIG. 17, dirt, mold, and the like are less likely to accumulate in the corners of the cavity that are not in contact with the opening. In addition, it is easy to remove the dirt, mold, and the like. In addition, it is difficult for moisture to accumulate in the corners, and the corners are easy to dry.
  • the width of the cavity is At least one of the surfaces (31a to 31d) in contact with the opening is inclined. Therefore, as shown in FIG. 18, when the sound deadening structure 22 is produced using molds (Da, Db) such as injection molding, the slope of the surface in contact with the opening causes a draft angle. Therefore, it can be easily released from the mold after molding. In addition, since it can be properly manufactured by injection molding, it can be manufactured easily and at low cost compared to manufacturing by other processing methods such as cutting.
  • the sound deadening structure of the present invention since at least one of the surfaces (31a to 31d) in contact with the opening is inclined, as shown in FIG. can be stacked. Therefore, the volume can be reduced at the time of transportation, etc., and transportation efficiency can be improved.
  • the inclination angle ⁇ 1 of the surface 31c is considered to increase the sound absorption coefficient in the low-frequency region, facilitate mold release, improve transportation efficiency, and prevent dirt, mold, etc. from accumulating on the corners.
  • the inclination angle ⁇ 2 of the surface 31d, and the total angle of the inclination angle ⁇ 3 of the surface 31a and the inclination angle ⁇ 4 of the surface 31b are preferably in the range of 0.1° to 20°, A range of 1° to 16° is more preferred, and a range of 2° to 12° is even more preferred.
  • the area of the opening, the height of the cavity, etc. may be appropriately set according to the silencing mechanism of the silencing structure, the frequency band to be muted, and the like.
  • the parts 23a and 23b can be separated (see FIG. 22) and superimposed as shown in FIG. Therefore, the volume can be reduced during transportation and the transportation efficiency can be improved. Moreover, when each muffling structure is composed of parts having the same shape, the mold can be shared, so that the cost can be reduced.
  • At least two sound deadening structures are formed by one mold.
  • the two sound deadening structures may have different shapes. Cost can be reduced by sharing a mold.
  • FIG. 24 shows another example of the muffling structure of the present invention.
  • the muffling structure 22b shown in FIG. 24 has a rib structure 36 on each of the surfaces (31a to 31d) adjacent to the opening.
  • the parts that make up the sound deadening structure are not completely rigid bodies, for example, one surface that makes up the sound deadening structure may vibrate and transmit sound.
  • one surface that makes up the sound deadening structure may vibrate and transmit sound.
  • the resonance frequency of the parts constituting the sound deadening structure is increased, and the sound absorption in the low frequency region is improved. can be improved.
  • FIG. 25 is a flat plate 80 without rib structure. As shown in FIG. 29, such a plate 80 is arranged inside a tubular member F, and when a sound wave is incident from one end of the tubular member F and the sound pressure is measured at the other end, As schematically shown in the upper graph of FIG. 26, the sound pressure increases at the resonance frequency f0 of the plate 80, and decreases as the distance from the resonance frequency f0 increases. That is, as schematically shown in the lower graph of FIG. 26, the sound insulation property of the plate 80 becomes low at the resonance frequency f 0 .
  • the resonance frequency of the plate 81 shifts to the high frequency side, as schematically shown in the upper graph of FIG. Therefore, the sound pressure increases at this frequency f 1 and decreases as the distance from this resonance frequency f 1 increases. That is, as schematically shown in the lower graph of FIG. 28, the sound insulation properties of the plate 81 are lowered at the resonance frequency f 1 higher than the resonance frequency f 0 of the flat plate 80 . At this time, since the sound insulation property improves as the distance from the resonance frequency increases, the plate 81 provided with the rib structure 36 has higher sound insulation property in the low frequency region.
  • the resonance frequency of the parts constituting the sound deadening structure is raised to improve the sound absorption in the low frequency region. be able to.
  • FIG. 30 shows a graph obtained by obtaining the relationship between frequency and transmission loss by changing the height of the rib structure using the calculation model having the configuration shown in FIG.
  • the tubular member F has an opening area of 10 cm ⁇ 10 cm and a length of 30 cm.
  • the plate 81 had a size of 10 cm ⁇ 10 cm and a thickness of 2 mm.
  • Rib height H was calculated at 0 mm, 2 mm, 3 mm, and 5 mm.
  • the simulation used the acoustic module of the finite element method calculation software COMSOL ver5.5 (COMSOL).
  • the rib structure is arranged so as to extend in the height direction of the surface adjacent to the opening. may be arranged so as to extend in the width direction, or may be arranged obliquely.
  • one rib structure is provided on each surface adjacent to the opening, but this is not a limitation, and a plurality of rib structures are provided on each surface. good too.
  • the rib structure has a linear shape, but is not limited to this.
  • the rib structure may be a branched structure.
  • the rib structure may be curvilinear.
  • it may be corrugated.
  • it may be bent in the middle.
  • it may have a triangular wave shape.
  • the shape, position, number, etc. of the rib structure may be the same or different for each surface.
  • Materials for forming the sound deadening structure include metal materials, resin materials, reinforced plastic materials, and carbon fibers.
  • metal materials include metal materials such as aluminum, titanium, magnesium, tungsten, iron, steel, chromium, chromium molybdenum, nichrome molybdenum, and alloys thereof.
  • resin materials include acrylic resin, polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyamideoid, polyarylate, polyetherimide, polyacetal, polyether ether ketone, polyphenylene sulfide, polysulfone, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, Resin materials such as polyimide and triacetyl cellulose can be used.
  • reinforced plastic materials include carbon fiber reinforced plastics (CFRP) and glass fiber reinforced plastics (GFRP).
  • the density of the members constituting the sound deadening structure is preferably 0.5 g/cm 3 to 2.5 g/cm 3 .
  • the sound deadening structure of the present invention may have a porous sound absorbing material inside the cavity.
  • the porous sound absorbing material is not particularly limited, and conventionally known sound absorbing materials can be used as appropriate.
  • conventionally known sound absorbing materials can be used as appropriate.
  • urethane foam, soft urethane foam, wood, sintered ceramic particles, phenolic foam, and other foam materials and materials containing microscopic air glass wool, rock wool, microfiber (thinsulate manufactured by 3M, etc.), floor mats, carpets , meltblown nonwoven fabrics, metal nonwoven fabrics, polyester nonwoven fabrics, metal wool, felt, insulation boards and glass nonwoven fabrics; fiber and nonwoven materials; wood wool cement boards; nanofiber materials such as silica nanofibers; Sound absorbing material is available.
  • the placement of the muffling structure with respect to the tubular member is not particularly limited as long as it is a position that can properly muffle the sound. It is preferable to arrange so that 50% or more of the cross-sectional area perpendicular to is not blocked. Thereby, the air permeability of the tubular member can be ensured.
  • the sound deadening structure of the present invention may have other commercially available soundproof members.
  • the muffler of the present invention may have an insertion type muffler installed inside the ventilation sleeve, or may have an outdoor muffler installed at the end of the ventilation sleeve. good. By combining with other soundproofing materials, high soundproofing performance can be obtained in a wider band.
  • Simulation 1 As simulation 1, as shown in FIG. 37, a simulation was performed for a structure in which two sound-absorbing structures 22 were arranged on the outer peripheral surface of tubular member 12 . In addition, a porous sound absorbing material 24 is arranged in the hollow portion of the sound deadening structure 22 .
  • a soundproof hood 18 is arranged on the opening surface of the tubular member 12 opposite to the side on which the sound deadening structure 22 is installed, and a register (air volume adjustment member) is arranged.
  • the soundproof hood is modeled on the soundproof hood (BON-TS) manufactured by Silfer Co., Ltd.
  • the register is modeled after Unix Co., Ltd.'s register (KRP-BWF).
  • the tubular member 12 had an inner diameter of 100 mm and a length of 300 mm.
  • the height of the hollow portion of the sound deadening structure 22 from the inner diameter of the tubular member 12 was set to 220 mm.
  • the porous sound absorbing material 24 is assumed to fill the entire cavity 30 .
  • the flow resistance of the porous sound absorbing material 24 was set to 2650 [Pa ⁇ s/m 2 ].
  • the diameter of the portion of the resistor inserted into the muffling structure was 150 mm.
  • the cross section of the sound deadening structure 22 is a rectangular shape in which the surfaces 31a and 31b are not inclined, and as shown in FIG. is not inclined, the inclination angle ⁇ 1 of the surface 31c is changed to 0°, 2°, 6° and 10°.
  • the case where the tilt angle ⁇ 1 is 0° is the comparative example, and the cases where the tilt angle ⁇ 1 is 2°, 6° and 10° are the examples.
  • the width of the hollow portion in the cross section is 86 mm
  • the width of the hollow portion in the front cross section is 251 mm when the inclination angle ⁇ 1 of the surface 31c is 0°
  • the width of the cavity (opening) was adjusted so that the volume of the cavity was constant.
  • the width W 3 of the cavity on the opening side is 253 mm and the cross-sectional area is 21578 mm 2
  • the width W 4 on the closed side is 246.5 mm and the cross-sectional area is 21199 mm 2 .
  • the width W 3 of the cavity on the opening side is 258 mm and the cross-sectional area is 22188 mm 2
  • the width W 4 on the closed side is 237.5 mm and the cross-sectional area is 20425 mm. was 2 .
  • the width W 3 of the cavity on the opening side is 263.5 mm and the cross-sectional area is 22661 mm 2
  • the width W 4 of the closed part is 229.5 mm and the cross-sectional area is 19737 mm. was 2 .
  • a sound wave is incident from a hemispherical surface in one space, and the amplitude per unit volume of the sound wave reaching the hemispherical surface in the other space is obtained.
  • the hemispherical surface is a hemispherical surface with a radius of 500 mm centered on the center position of the opening surface of the tubular member.
  • the incident sound wave had an amplitude of 1 per unit volume.
  • FIG. 38 The results are shown in FIG. 38 as a graph showing the relationship between frequency and transmission loss.
  • FIG. 39 is a graph showing the amount of change in transmission loss when the tilt angle ⁇ 1 is 0°.
  • the transmission loss increases compared to when the tilt angle ⁇ 1 is 0°. is doing. That is, it can be seen that the sound absorption in the low frequency region is improved.
  • simulation 2 As simulation 2, as shown in FIG. 9, the front section of the sound deadening structure 22 has a shape in which the surface 31c is inclined at an angle ⁇ 1 and the surface 31d is inclined at an angle ⁇ 2 , and the inclination angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are set. was changed to 0°, 2°, 6°, and 10°, respectively.
  • the case where the inclination angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are 0° is the comparative example, and the cases where the inclination angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are 2°, 6° and 10° are the examples.
  • the width of the cavity in the front cross section is 251 mm when the inclination angle ⁇ 1 of the surface 31c and the inclination angle ⁇ 2 of the surface 31d are 0 °.
  • the width of the hollow portion was adjusted so that the volume of the portion was constant.
  • the width W 3 of the cavity on the opening side is 255 mm and the cross-sectional area is 21930 mm 2
  • the width W 4 on the closing side is 242 mm and the cross-sectional area is 20812 mm. was 2 .
  • the width W 3 of the cavity on the opening side is 265 mm and the cross-sectional area is 22790 mm 2
  • the width W 4 on the closed side is 224 mm and the cross-sectional area is 19264 mm.
  • the width W 3 of the cavity on the opening side is 276 mm and the cross-sectional area is 23736 mm 2
  • the width W 4 on the closing side is 208 mm and the cross-sectional area is 17888 mm. There were 2 .
  • FIG. 40 The results are shown in FIG. 40 as a graph representing the relationship between frequency and transmission loss.
  • FIG. 41 is a graph showing the amount of change in transmission loss when the tilt angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are 0°.
  • FIGS. 40 and 41 in the frequency band between 300 Hz and 1100 Hz, when the tilt angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are 2° to 10°, when the tilt angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are 0°
  • the transmission loss is increased in comparison. That is, it can be seen that the sound absorption in the low frequency region is improved.
  • Simulation 3 As simulation 3, the cross section of the sound deadening structure 22 is assumed to have a shape in which the surface 31a is inclined at an angle ⁇ 3 and the surface 31b is inclined at an angle ⁇ 4 as shown in FIG. As shown in FIG. 9, the surface 31c is inclined at an angle ⁇ 1 and the surface 31d is inclined at an angle ⁇ 2 , and the inclination angles ⁇ 1 to ⁇ 4 are 0°, 2°, 6°, and , and 10°, respectively, in the same manner as in Simulation 1. The case where the inclination angles ⁇ 1 to ⁇ 4 are 0° is the comparative example, and the cases where the inclination angles ⁇ 1 to ⁇ 4 are 2°, 6° and 10° are the examples.
  • the width of the cavity in the cross section was set to 86 mm when the inclination angle ⁇ 3 of the surface 31a and the inclination angle ⁇ 4 of the surface 31b were 0°, and the inclination angles ⁇ 3 and ⁇ 4 were changed. At that time, the width W1 and the width W2 were adjusted so that the width at the central position in the height direction was constant. Similarly, the width of the cavity in the front cross section is 251 mm when the inclination angle ⁇ 1 of the surface 31c and the inclination angle ⁇ 2 of the surface 31d are 0°, and when the inclination angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are changed, The width W3 and the width W4 were adjusted so that the width at the central position in the height direction was constant.
  • the width W 1 of the opening side of the hollow portion in the cross section is 90 mm
  • the width W 2 of the closing portion side is 77 mm
  • the opening side of the hollow portion in the front cross section is 90 mm
  • the width W 3 of the opening was 255 mm
  • the width W 4 of the closed portion was 242 mm. Therefore, the cross-sectional area of the cavity on the opening side was 22950 mm 2 , and the cross-sectional area of the cavity on the closed side was 18634 mm 2 .
  • the width W 1 on the opening side of the cavity in the cross section is 100 mm
  • the width W 2 on the closing side is 59 mm
  • the opening of the cavity in the front cross section The side width W 3 was 265 mm and the closure side width W 4 was 224 mm. Therefore, the cross-sectional area of the cavity on the opening side was 13216 mm 2 , and the cross-sectional area of the cavity on the closed side was 26500 mm 2 .
  • the width W 1 of the opening side of the cavity in the cross section is 110 mm
  • the width W 2 of the closing side is 42 mm
  • the opening of the cavity in the front cross section The side width W 3 was 276 mm and the closure side width W 4 was 208 mm. Therefore, the cross-sectional area of the cavity on the opening side was 30360 mm 2 , and the cross-sectional area of the cavity on the closed side was 8736 mm 2 .
  • FIG. 42 The results are shown in FIG. 42 as a graph showing the relationship between frequency and transmission loss.
  • FIG. 43 is a graph showing the amount of change in transmission loss when the tilt angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are 0°.
  • FIGS. 42 and 43 in the frequency band between 400 Hz and 1200 Hz, when the tilt angles ⁇ 1 to ⁇ 4 are 2° to 10°, when the tilt angles ⁇ 1 to ⁇ 4 are 0°, The transmission loss is increased in comparison. That is, it can be seen that the sound absorption in the low frequency region is improved.
  • Simulation 4 As simulation 4, the cross section of the sound deadening structure 22 is shown in FIG. 10, with the surface 31a inclined at an angle ⁇ 3 and the surface 31b not inclined, and the front cross section of the sound deadening structure 22 is shown in FIG. As shown, the simulation was performed in the same manner as Simulation 1, except that the surfaces 31c and 31d were not inclined and the angles of inclination ⁇ 3 were changed to 0°, 2°, 6°, and 10°, respectively. Carried out. The case where the tilt angle ⁇ 3 is 0° is the comparative example, and the cases where the tilt angle ⁇ 3 is 2°, 6°, and 10° are the examples.
  • the width of the cavity in the cross section is set to 86 mm when the inclination angle ⁇ 3 of the surface 31a is 0°, and when the inclination angle ⁇ 3 is changed, the cavity has a constant volume.
  • the width of the part (opening) was adjusted.
  • the width of the cavity in the front cross section was 251 mm.
  • the width W 1 of the cavity on the opening side is 88 mm and the cross-sectional area is 22088 mm 2
  • the width W 2 on the closed side is 82 mm and the cross-sectional area is 20457 mm 2 .
  • the width W 1 of the cavity on the opening side is 93 mm and the cross-sectional area is 23343 mm 2
  • the width W 3 on the closed side is 72.5 mm and the cross-sectional area is 18198 mm 2 .
  • Met When the inclination angle ⁇ 3 is 10°, the width W 1 of the cavity on the opening side is 98 mm, the cross-sectional area is 24,598 mm 2 , and the width W 2 on the closed side is 64 mm, and the cross-sectional area is 16,064 mm 2 . rice field.
  • FIG. 44 The results are shown in FIG. 44 as a graph representing the relationship between frequency and transmission loss.
  • FIG. 45 is a graph showing the amount of change in transmission loss when the tilt angle ⁇ 3 is 0°.
  • the transmission loss increases compared to when the tilt angle ⁇ 3 is 0°. is doing. That is, it can be seen that the sound absorption in the low frequency region is improved.
  • the width of the cavity in the cross section is 86 mm when the inclination angle ⁇ 3 of the surface 31a and the inclination angle ⁇ 4 of the surface 31b are 0°.
  • the width of the cavity (opening) was adjusted so that the volume of the part was constant.
  • the width of the cavity in the front cross section was 251 mm.
  • the width W 1 of the cavity on the opening side is 90 mm and the cross-sectional area is 22590 mm 2
  • the width W 2 on the closed side is 77 mm and the cross-sectional area is 19327 mm. was 2 .
  • the width W 1 of the cavity on the opening side is 100 mm and the cross-sectional area is 25100 mm 2
  • the width W 2 on the closed side is 59 mm and the cross-sectional area is 14809 mm. was 2 .
  • the width W 1 of the cavity on the opening side is 110 mm and the cross-sectional area is 27610 mm 2
  • the width W 2 on the closing side is 42 mm and the cross-sectional area is 10542 mm. was 2 .
  • FIG. 46 The results are shown in FIG. 46 as a graph showing the relationship between frequency and transmission loss.
  • FIG. 47 is a graph showing the amount of change in transmission loss when the tilt angles ⁇ 3 and ⁇ 4 are 0°.
  • FIGS. 46 and 47 in the frequency band between 400 Hz and 800 Hz, when the tilt angles ⁇ 3 and ⁇ 4 are 2° to 10°, when the tilt angles ⁇ 3 and ⁇ 4 are 0°, The transmission loss is increased in comparison. That is, it can be seen that the sound absorption in the low frequency region is improved. From the above results, the effect of the present invention is clear.
  • Reference Signs List 10 10b muffling system 12 tubular member 12a connecting hole 18 soundproof hood 20 air volume adjusting member 22, 22b muffling structure 23a, 23b part 24 porous sound absorbing material 25a, 25b notch 26 opening 30 cavity 31a to 31d surface 32 opening 36, 36b to 36g Rib structure 80, 81 Plate 122 Conventional muffler Ix Central axis of tubular member W1 Width of cavity on opening side in cross section W2 Width of cavity on closing side in cross section W3 Width of the cavity on the opening side in the front cross section W 4 Width of the cavity on the closing side in the front cross section ⁇ 1 to ⁇ 4 Inclination angles of the planes Da, Db Die D Dirt H Rib height

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Abstract

低周波領域の吸音率が高い消音構造体および消音システムを提供することを課題とする。管状部材に設置される消音構造体であって、消音構造体は、空洞部、空洞部と管状部材とを連通する開口部、および、開口部と対面する位置で空洞部を閉塞する閉塞部を有し、開口部側の空洞部の断面積が、閉塞部側の空洞部の断面積よりも大きい。

Description

消音構造体および消音システム
　本発明は、消音構造体および消音システムに関する。
　換気口、空調用ダクトなど、室内と室外とを隔てる壁に設けられた、室内と室外とを貫通する管状部材（通気スリーブ）において、室外からの騒音が室内に伝わるのを抑制するため、あるいは室内からの騒音が外部に伝わるのを抑制するために、通気スリーブ内にウレタン、ポリエチレン等からなる多孔質の吸音材を設置することが行なわれている。
　しかしながら、ウレタンおよびポリエチレン等の多孔質吸音材を用いる場合には、１０００Ｈｚ以下の低周波音の吸収率が極端に低くなるため、吸収率を大きくするためには体積を大きくすることが必要であるが、換気口、空調用ダクトなどの通気性を確保する必要があるため、多孔質吸音材の大きさには限度があり、高い通気性と防音性能とを両立することが難しいという問題があった。
　１０００Ｈｚ以下の低周波の騒音を多孔質吸音材で防音するためには、多孔質吸音材の量が著しく増加してしまう。そのため、通気を犠牲にしたとしても、一般的に十分な防音性能を出すことは難しい。
　また、消音器として、消音器の共鳴周波数付近の音を消音する共鳴型の消音器も提案されている。しかしながら、共鳴型の消音器の場合には、少なくとも共鳴周波数の波長の１／４の長さが必要となり、消音器のサイズが大型化してしまう。そのため、高い通気性と防音性能とを両立することが難しいという問題があった。また、共鳴型の消音器は特定の周波数の音を消音する。そのため、消音対象となる共鳴音は１つの周波数のみとなり、共鳴型の消音器が消音する周波数帯域は狭いので、他の周波数の共鳴音は消音できないという問題があった。
　これに対して、小型で低周波を含む広帯域で消音可能な消音器として、空洞部および空洞部と通気スリーブとを連通する開口部を有し、共鳴を用いずに消音する消音器が提案されている。
　例えば、特許文献１には、壁を貫通して設置された通気スリーブに、通気スリーブを通過する音を消音する消音装置が設置された消音システムであって、消音装置は、通気スリーブ内に生じる第一共鳴の周波数を含む周波数の音を消音するものであり、消音装置は、空洞部および空洞部と外部とを連通する開口部を有し、壁の一方の端面側に配置される１以上の消音器と、消音器の空洞部内の少なくとも一部に、または、消音器の開口部の少なくとも一部を覆う位置に配置される吸音材と、を備え、消音器の開口部は、通気スリーブの中心軸側を向いて配置されており、消音器の開口部の面積をＳ1、空洞部の内壁の表面積をＳdとすると、面積Ｓdに対する面積Ｓ1の割合Ｓ1/Ｓdは、０＜Ｓ1／Ｓd＜４０％を満たし、消音装置を含む消音システムにおける通気スリーブの第一共鳴の共鳴周波数における音波の波長をλとすると、空洞部の深さＬdは、０．０１１×λ＜Ｌd＜０．２５×λを満たし、消音器は、通気スリーブ内に生じる第一共鳴の周波数の音に対して共鳴せず、第一共鳴の周波数の音を消音器単体の共鳴によって消音するものではなく、吸音材によって消音するものである消音システムが記載されている。
特開２０１９－１３３１２２号公報
　空洞部および空洞部と通気スリーブとを連通する開口部を有し、共鳴を用いずに消音する消音器において、低周波の吸音率をより高くすることが求められている。
　本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解消し、低周波領域の吸音率が高い消音構造体および消音システムを提供することを課題とする。
　この課題を解決するために、本発明は、以下の構成を有する。
　［１］　管状部材に設置される消音構造体であって、
　消音構造体は、空洞部、空洞部と管状部材とを連通する開口部、および、開口部と対面する位置で空洞部を閉塞する閉塞部を有し、
　開口部側の空洞部の断面積が、閉塞部側の空洞部の断面積よりも大きい消音構造体。
　［２］　空洞部の、開口部と接しない頂点に接する線分同士がなす角度の少なくとも１つが、π／２［ｒａｄ］より大きい［１］に記載の消音構造体。
　［３］　管状部材の軸方向に垂直な断面において、空洞部の幅が、開口部から離間するにしたがって狭くなっている［１］または［２］に記載の消音構造体。
　［４］　消音構造体がリブ構造を有する［１］～［３］のいずれかに記載の消音構造体。
　［５］　消音構造体を構成する部材の密度が０．５ｇ／ｃｍ3～２．５ｇ／ｃｍ3である［１］～［４］のいずれかに記載の消音構造体。
　［６］　空洞部内に多孔質吸音材を有する［１］～［５］のいずれかに記載の消音構造体。
　［７］　［１］～［６］のいずれかに記載の消音構造体を管状部材に設置した消音システムであって、
　同じ形状の部品からなる２以上の消音構造体を有する消音システム。
　［８］　［１］～［６］のいずれかに記載の消音構造体を管状部材に設置した消音システムであって、
　２以上の消音構造体を有し、
　少なくとも２つの消音構造体が１つの金型で形成されたものである消音システム。
　［９］　［１］～［６］のいずれかに記載の消音構造体を管状部材に設置した消音システムであって、
　消音構造体は、管状部材の軸方向に垂直な断面積のうち、５０％以上塞がない消音システム。
　本発明によれば、低周波領域の吸音率が高い消音構造体および消音システムを提供することができる。
本発明の消音構造体を有する消音システムの一例を概念的に示す断面図である。 図１のｂ－ｂ線断面図である。 図１に示す消音構造体の斜視図である。 本発明の消音構造体の他の一例を示す斜視図である。 本発明の消音構造体の他の一例を有する消音システムを概念的に示す断面図である。 図５のｃ－ｃ線断面図である。 消音構造体の他の一例の形状を説明するための概念図である。 消音構造体の他の一例の形状を説明するための概念図である。 消音構造体の他の一例の形状を説明するための概念図である。 消音構造体の他の一例の形状を説明するための概念図である。 消音構造体の他の一例の形状を説明するための概念図である。 消音構造体の他の一例の形状を説明するための概念図である。 消音構造体の他の一例の形状を説明するための概念図である。 従来の消音器の構造を説明するための図である。 本発明の消音構造体の構造を説明するための図である。 従来の消音構造体の問題点を説明するための図である。 本発明の消音構造体が有する別の作用を説明するための図である。 消音構造体を作製する際の作用を説明するための概念図である。 従来の消音構造体の問題点を説明するための図である。 本発明の消音構造体が有する別の作用を説明するための図である。 本発明の消音構造体の他の構成の一例を示す概念図である。 図２１に示す消音構造体の分解図である。 図２１に示す消音構造体を構成する部品の輸送時の状態を示す概念図である。 本発明の消音構造体の他の一例を概念的に示す斜視図である。 リブ構造を有さない板部材を表す図である。 図２５に示す板部材による共鳴周波数を説明するための音圧および遮音特性のグラフの概念図である。 リブ構造を有する板部材を表す図である。 図２７に示す板部材による共鳴周波数を説明するための音圧および遮音特性のグラフの概念図である。 板部材による透過損失の測定方法を説明するための図である。 周波数と透過損失の関係を表すグラフである。 本発明の消音構造体が有するリブ構造の他の一例を概念的に示す図である。 本発明の消音構造体が有するリブ構造の他の一例を概念的に示す図である。 本発明の消音構造体が有するリブ構造の他の一例を概念的に示す図である。 本発明の消音構造体が有するリブ構造の他の一例を概念的に示す図である。 本発明の消音構造体が有するリブ構造の他の一例を概念的に示す図である。 本発明の消音構造体が有するリブ構造の他の一例を概念的に示す図である。 実施例における消音システムの計算モデルを説明するための図である。 周波数と透過損失との関係を表すグラフである。 周波数と透過損失の変化を表すグラフである。 周波数と透過損失との関係を表すグラフである。 周波数と透過損失の変化を表すグラフである。 周波数と透過損失との関係を表すグラフである。 周波数と透過損失の変化を表すグラフである。 周波数と透過損失との関係を表すグラフである。 周波数と透過損失の変化を表すグラフである。 周波数と透過損失との関係を表すグラフである。 周波数と透過損失の変化を表すグラフである。
　以下、本発明について詳細に説明する。
　以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
　なお、本明細書において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
　また、本明細書において、「直交」および「平行」とは、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。例えば、「直交」および「平行」とは、厳密な直交あるいは平行に対して±１０°未満の範囲内であることなどを意味し、厳密な直交あるいは平行に対しての誤差は、５°以下であることが好ましく、３°以下であることがより好ましい。
　本明細書において、「同一」、「同じ」は、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。
［消音構造体］
　本発明の消音構造体は、
　管状部材に設置される消音構造体であって、
　消音構造体は、空洞部、空洞部と管状部材とを連通する開口部、および、開口部と対面する位置で空洞部を閉塞する閉塞部を有し、
　開口部側の空洞部の断面積が、閉塞部側の空洞部の断面積よりも大きい消音構造体である。
［消音システム］
　本発明の消音システムは、上記消音構造体を管状部材に設置した消音システムである。
　本発明の消音システムは、設置された消音構造体が、管状部材の軸方向に垂直な断面積のうち、５０％以上塞がないことが好ましい
　本発明の消音構造体および消音システムの構成について、図面を用いて説明する。
　図１は、本発明の消音構造体を有する消音システムの実施態様の一例を示す模式的な断面図である。図２は、図１のｂ－ｂ線断面図である。図３は、図１の消音構造体の斜視図である。具体的には、図１は、管状部材１２の中心軸Ｉｘの軸方向に平行で、接続孔１２ａ（開口部３２）の中心を通る断面である。以下、この断面を「横断面」ともいう。また、図２は、管状部材１２の中心軸Ｉｘの軸方向に垂直な断面である。以下、この断面を「正面断面」ともいう。また、管状部材１２の中心軸Ｉｘの軸方向を単に「軸方向」ともいう。
　図１および図２に示すように、消音システム１０は、円筒状の管状部材１２と、管状部材１２の外周部に配置された消音構造体２２とを有する。消音構造体２２は、空洞部３０と開口部３２と閉塞部３４とを有するものであり、ヘルムホルツ共鳴または気柱共鳴を生じることによって消音を行うものであってもよいし、共鳴をせずに音エネルギーを熱エネルギーに変換して消音を行うものであってもよい。
　管状部材１２は、例えば、換気口および空調用ダクト等の通気スリーブである。
　なお、管状部材１２は、換気口および空調用ダクト等に限定はされず、各種機器に用いられる一般的なダクトであってもよい。
　中でも、マンションのような住宅の壁は、例えば、コンクリート壁、石膏ボード、断熱材、化粧板、および、壁紙等を有して構成されており、これらを貫通して通気スリーブが設けられている。本発明の消音構造体は、このような壁の通気スリーブに好適に適用することができる。
　なお、通気スリーブの断面形状は円形状に限定はされず、四角形状、三角形状等の種々の形状であってもよい。また、通気スリーブの中心軸の軸方向において、通気スリーブの断面形状は一定でなくてもよい。すなわち、軸方向において、通気スリーブの直径が変化していてもよい。
　また、住宅用の通気スリーブの場合には、通気スリーブの直径（円相当直径）は７０ｍｍ～１６０ｍｍ程度である。また、軸方向において、通気スリーブの直径が変化する場合には、通気スリーブの平均内径（加重平均）が７０ｍｍ～１６０ｍｍ程度であればよい。
　なお、通気スリーブの内径は、分解能を１ｍｍとして測定する。スリーブの断面形状が、円形ではない場合は、その面積を円相当面積として直径に換算して内径を求める。１ｍｍ未満の凹凸等の微細構造を有する場合には、これを平均化する。
　図１および図２に示すように、管状部材１２の外周面の一部には、管状部材１２の内側から外側に貫通する接続孔１２ａが形成されている。図示例においては、接続孔１２ａの大きさは、後述する消音構造体２２の開口部３２の大きさと略同じである。
　図３に示すように、消音構造体２２は、外形状が略四角錐台形状であり、内部に空洞部３０を有し、四角錐台の底面が開放されて開口部３２をなしている。また、開口部３２と対面する面は閉塞されて閉塞部３４をなしている。空洞部３０は、消音構造体２２の外形状と略相似な形状に形成されている。すなわち、空洞部３０は略四角錐台形状である。
　したがって、図１に示すように、消音構造体２２の開口部３２に接する面（閉塞部３４以外の面）のうち、軸方向に対面する２つの面（３１ａ、３１ｂ）は、横断面で見た際に、管状部材１２の中心軸Ｉｘに直交する線分に対して傾斜している。
　また、図２に示すように、消音構造体２２の開口部３２に接する面のうち、残りの２つの面（３１ｃ、３１ｄ）は、正面断面で見た際に、管状部材１２の中心から、消音構造体２２の閉塞部側の面に下ろした垂線に対して傾斜している。
　図１および図２に示すように、消音構造体２２は、開口部３２を管状部材１２の接続孔１２ａの位置に合わせて、管状部材１２の外周面に配置されている。従って、消音構造体２２の底部（開口部３２側の面）は、管状部材１２の外周面に沿った湾曲面である。
　ここで、消音構造体２２は、横断面において、空洞部３０の幅が、開口部３２から離間するにしたがって狭くなっている。すなわち、開口部３２側の空洞部３０の幅Ｗ1が、閉塞部３４側における幅Ｗ2よりも広く、閉塞部３４側に向かって漸次狭くなっている。
　また、消音構造体２２は、正面断面において、空洞部３０の幅が、開口部３２から離間するにしたがって狭くなっている。すなわち、開口部３２側の空洞部３０の幅Ｗ3が、閉塞部３４側における幅Ｗ4よりも広く、閉塞部３４側に向かって漸次狭くなっている。
　従って、開口部３２側の空洞部３０の断面積は、閉塞部３４側の空洞部３０の断面積よりも大きい。
　なお、開口部３２側の空洞部３０の断面積は、図２に示すように、管状部材１２の断面形状が円形状等で、消音構造体の開口部３０側の面が湾曲面である場合には、開口部３２の中心位置での管状部材１２との接平面上における空洞部３０の断面積を、開口部３２側の空洞部３０の断面積とする。従って、開口部３２側の空洞部３０の幅Ｗ3は、開口部３２の中心位置における管状部材１２との接線上の空洞部３０の幅である。
　また、閉塞部３４側の空洞部３０の断面積は、開口部３２側の空洞部３０の断面積を取った平面に平行で、最も閉塞部３４側における空洞部３０の断面積である。
　なお、後述する図５および図６のように、風量調整部材２０で開口部３２が部分的に閉塞されている場合など、開口部３２が絞られている（空洞部３０の幅よりも狭い）場合には、開口部３２に最も近い位置での空洞部３０の断面積を、開口部３２側の空洞部３０の断面積とする。
　このように、本発明の消音構造体は、管状部材１２の軸方向に垂直な断面（正面断面）、および、管状部材１２の軸方向に平行な断面（横断面）の少なくとも一方において、空洞部３０の幅が、開口部３２から離間するにしたがって狭くなる構成とすることで、開口部３２側の空洞部３０の断面積が、閉塞部３４側の空洞部３０の断面積よりも大きい構成である。これにより、消音構造体の体積を増加させることなく、低周波領域における吸音率をより高くすることができる。
　低周波領域における吸音率をより高くできる効果のメカニズムは以下のように推定される。
　開口部３２側の空洞部３０の断面積が大きい方が、開口部３２付近の音響インピーダンスが低くなり、音波が消音構造体に侵入しやすいこと、および、回折特性が強い低周波でその効果が発生しやすいことから、低周波領域における吸音率をより高くできると推定される。ただし、多孔質吸音材の吸音効果は、低周波領域では弱くなるため、低周波領域の方が高周波領域よりも吸音効果が高いわけではない。
　ここで、図１および図２に示す例では、消音システム１０は、１つの消音構造体２２を有する構成としたが、これに限定はされず、２以上の消音構造体２２を有する構成であってもよい。消音システム１０が２以上の消音構造体２２を有する構成の場合には、各消音構造体２２は、管状部材１２の周方向（以下、単に周方向ともいう）の異なる位置に配置されてもよいし、管状部材１２の軸方向の異なる位置に配置されてもよい。
　また、図１および図２に示す例では、消音構造体２２は、管状部材１２の外周面に配置される構成としたが、管状部材１２を通過する音、および／または、管状部材１２で発生する音を消音可能な位置に配置されていれば、これに限定はされない。例えば、消音構造体２２は、管状部材１２の端面近傍に配置されていてもよい。あるいは、消音構造体２２は、管状部材１２の内側に配置されていてもよい。
　図５に、本発明の消音システムの他の一例を概念的に表す断面図を示す。図６に、図５のｃ－ｃ断面図を示す。
　図５および図６に示す消音システム１０ｂは、管状部材１２と、管状部材１２の一方の端面側の管状部材１２の外周部を延長した位置に配置される２つの消音構造体２２を有する。また、消音システム１０ｂは、好ましい態様として、管状部材１２の、消音構造体２２が配置される側の端面とは反対側の端面に配置される防音フード１８と、消音構造体２２の、管状部材１２とは反対側の位置で、管状部材１２の中心軸Ｉｘを通る位置に配置される風量調整部材２０とを有する。また、消音構造体２２は、空洞部３０内に多孔質吸音材２４を有している。
　防音フード１８は、換気口および空調用ダクト等に設置される従来公知の、ルーバ、ガラリ等である。また、風量調整部材２０は、従来公知のレジスター等である。
　図５に示すように、２つの消音構造体２２は、軸方向の同じ位置で、周面方向の異なる位置（１８０°ズレた位置）に配置されている。
　また、図６に示すように、２つの消音構造体２２は、円錐台形状の２つの部品（２３ａ、２３ｂ）の底面同士を合わせて、内部に空間を形成し、これらの一部として形成されている。一方の部品２３ａが、一方の消音構造体２２を形成しており、他方の部品２３ｂが、他方の消音構造体２２を形成している。
　２つの部品（２３ａ、２３ｂ）は、正面断面において、他方の部品と接する端辺の幅が管状部材１２の直径以上である。また、２つの部品（２３ａ、２３ｂ）の管状部材１２側の面の他方の部品と接する側の端部には、管状部材１２の直径と略同じ直径の半円状の切り欠き（２５ａ、２５ｂ）が形成されている。これにより、２つの部品（２３ａ、２３ｂ）を組み合わせた際に、管状部材１２の中心軸Ｉｘが通る位置に、管状部材１２の直径と略同じ直径の開口２６が形成される。開口２６は、管状部材１２の一方の端面と接続されて管状部材１２の内部と連通している。
　一方、２つの部品（２３ａ、２３ｂ）の管状部材１２とは反対側の面の、他方の部品と接する側の端部にはそれぞれ、風量調整部材２０が嵌合するための、半円状の切り欠きが形されており、２つの部品（２３ａ、２３ｂ）を組み合わせた際に、風量調整部材２０が嵌合する開口が形成される。
　これにより、防音フード１８、管状部材１２、２つの部品（２３ａ、２３ｂ）、および、風量調整部材２０が連通した状態となり、防音フード１８側と風量調整部材２０側とで通気可能な状態となる。すなわち、２つの部品（２３ａ、２３ｂ）は、管状部材の一部としても機能している。
　ここで、図５および図６に示す例でも、消音構造体２２は、横断面において、空洞部３０の幅が、開口部３２から離間するにしたがって狭くなっている。すなわち、開口部３２側の空洞部３０の幅Ｗ1が、閉塞部３４における幅Ｗ2よりも広く、閉塞部３４側に向かって漸次狭くなっている。
　また、消音構造体２２は、正面断面において、空洞部３０の幅が、開口部３２から離間するにしたがって狭くなっている。すなわち、開口部３２側の空洞部３０の幅Ｗ3が、閉塞部３４側における幅Ｗ4よりも広く、閉塞部３４側に向かって漸次狭くなっている。
　従って、開口部３２側の空洞部３０の断面積は、閉塞部３４側の空洞部３０の断面積よりも大きい。
　これにより、消音構造体の体積を増加させることなく、低周波領域における吸音率をより高くすることができる。
　ここで、図３等に示す例では、消音構造体２２（空洞部３０）の形状を略四角錐台形状としたが、開口部３２側の空洞部３０の断面積が、閉塞部３４側の空洞部３０の断面積よりも大きくなる構成であれば、管状部材１２の軸方向に垂直な断面（正面断面）、および、管状部材１２の軸方向に平行な断面（横断面）の少なくとも一方において、空洞部３０の幅が、開口部３２から離間するにしたがって狭くなる構成であってもよい。
　例えば、図４に示すように、消音構造体２２（空洞部３０）の形状は略円錐台形状であってもよいし、多角錐台形状等であってもよい。また、上述した各種形状において、側面（開口部を有する面および閉塞部以外の面）は、外に向かって凸の曲面であってもよく、外に向かって凹の曲面であってもよい。
　あるいは、消音構造体２２（空洞部３０）の形状は、台形の四角柱の側面のいずれかを開口部としたものであってもよい。具体的には、例えば、消音構造体２２（空洞部３０）の形状は、横断面の形状が、図７に示すように、面３１ａおよび面３１ｂが傾斜していない長方形状で、正面断面の形状が、図８に示すように、面３１ｃが傾斜し、面３１ｄが傾斜していない台形状であってもよい。なお、図７は、図５と同様に、２つの消音構造体２２を有する場合の横断面の形状を模式的に表す図であり、図８は、図６と同様に、２つの消音構造体２２を有する場合の正面断面の形状を模式的に表す図である。図９～図１２についても同様である。また、図８に示す例では、面３１ｃが傾斜し、面３１ｄが傾斜していない台形状としたが、面３１ｄが傾斜し、面３１ｃが傾斜していない台形状であってもよい。この例は、管状部材の軸方向に垂直な断面（正面断面）において、空洞部の幅が、開口部から離間するにしたがって狭くなっている例である。
　あるいは、例えば、消音構造体２２（空洞部３０）の形状は、横断面の形状が、図７に示すように、面３１ａおよび面３１ｂが傾斜していない長方形状で、正面断面の形状が、図９に示すように、面３１ｃおよび面３１ｄが傾斜している台形状であってもよい。この例は、管状部材の軸方向に垂直な断面（正面断面）において、空洞部の幅が、開口部から離間するにしたがって狭くなっている例である。面３１ｃの傾斜角度θ1と、面３１ｄの傾斜角度θ2とは、同じであっても異なっていてもよい。
　あるいは、例えば、消音構造体２２（空洞部３０）の形状は、横断面の形状が、図１０に示すように、面３１ａが傾斜し、面３１ｂが傾斜していない台形状で、正面断面の形状が、図１１に示すように、面３１ｃおよび面３１ｄが傾斜していない長方形状であってもよい。なお、図１０に示す例は、面３１ａが傾斜し、面３１ｂが傾斜していない台形状としたが、面３１ｂが傾斜し、面３１ａが傾斜していない台形状であってもよい。この例は、管状部材の軸方向に平行な断面（横断面）において、空洞部の幅が、開口部から離間するにしたがって狭くなっている例である。
　あるいは、例えば、消音構造体２２（空洞部３０）の形状は、横断面の形状が、図１２に示すように、面３１ａおよび面３１ｂが傾斜している台形状で、正面断面の形状が、図１１に示すように、面３１ｃおよび面３１ｄが傾斜していない長方形状であってもよい。この例は、管状部材の軸方向に平行な断面（横断面）において、空洞部の幅が、開口部から離間するにしたがって狭くなっている例である。面３１ａの傾斜角度θ3と、面３１ｂの傾斜角度θ4とは、同じであっても異なっていてもよい。
　また、消音構造体２２（空洞部３０）の正面断面の形状は、図１３に示すように、円環形状（ドーナツ形状）であってもよい。この場合、横断面の形状は、図１０に示すように、面３１ａが傾斜し、面３１ｂが傾斜していない台形状であってもよいし、図１２に示すように、面３１ａおよび面３１ｂが傾斜している台形状であってもよい。この例は、管状部材の軸方向に平行な断面（横断面）において、空洞部の幅が、開口部から離間するにしたがって狭くなっている例である。
　ここで、空洞部の幅が一定の、従来の立方体形状の消音器の場合には、図１４に示すように、空洞部の、開口部と接しない頂点に接する線分同士がなす角度は、いずれも略９０°である。
　これに対して、本発明の消音構造体は、管状部材の軸方向に垂直な断面（正面断面）、および、管状部材の軸方向に平行な断面（横断面）の少なくとも一方において、空洞部の幅が、開口部から離間するにしたがって狭くなる構成を有するため、図１５に示すように、空洞部の、開口部と接しない頂点に接する線分同士がなす角度の少なくとも１つが、９０°（π／２［ｒａｄ］）より大きくなる。
　ここで、本発明の消音構造体の別の作用について以下説明する。
　上述のとおり、従来の立方体形状の消音器の場合、空洞部の、開口部と接しない頂点に接する線分同士がなす角度は、いずれも略９０°である。そのため、図１６に示すように、空洞部の、開口部と接しない側の角部に汚れおよびカビ等（符号Ｄ）が溜まりやすくなってしまう。また、この汚れおよびカビ等を除去しにくい。
　これに対して、本発明の消音構造体は、空洞部の、開口部と接しない頂点に接する線分同士がなす角度の少なくとも１つが、９０°より大きくなる。そのため、図１７に示すように、空洞部の、開口部と接しない側の角部に汚れおよびカビ等が溜まりにくい。また、この汚れおよびカビ等を除去しやすい。また、水分が角部に溜まりにくく乾燥しやすい。
　また、本発明の消音構造体は、管状部材の軸方向に垂直な断面（正面断面）、および、管状部材の軸方向に平行な断面（横断面）の少なくとも一方において、空洞部の幅が、開口部から離間するにしたがって狭くなる構成を有し、開口部に接する面（３１ａ～３１ｄ）の少なくとも１つが傾斜している。そのため、図１８に示すように、消音構造体２２を射出成型などのように金型（Ｄａ、Ｄｂ）を用いて作製する際に、開口部に接する面が傾斜していることで、抜き勾配となるため、成型後に容易に金型から離型させることができる。また、射出成型で適正に作製することができるため、切削加工等の他の加工方法で作製する場合に比べて簡易に低コストで作製することができる。
　また、従来の立方体形状の消音器の場合、図１９に示すとおり、同じ形状の複数の消音器１２２は、重ね合わせることができない。そのため、輸送時等に体積が大きくなってしまい、輸送効率が悪くなってしまう。
　これに対して、本発明の消音構造体は、開口部に接する面（３１ａ～３１ｄ）の少なくとも１つが傾斜しているため、図２０に示すように、同じ形状の複数の消音構造体２２を重ねることができる。そのため、輸送時等に体積を減らすことができ、輸送効率を向上できる。
　また、低周波領域における吸音率をより高くできる、成型の離型を容易にできる、輸送効率を向上できる、角部に汚れおよびカビ等が溜まりにくい等の観点から、面３１ｃの傾斜角度θ1と面３１ｄの傾斜角度θ2との合計の角度、ならびに、面３１ａの傾斜角度θ3と面３１ｂの傾斜角度θ4との合計の角度は、０．１°～２０°の範囲が好ましく、１°～１６°の範囲がより好ましく、２°～１２°の範囲がさらに好ましい。
　また、開口部の面積、空洞部の高さ等は、消音構造体の消音メカニズム、消音する周波数帯域等に応じて、適宜設定すればよい。
　ここで、図５に示す例のように、２つ以上の消音構造体を有する構成において、図２１に示すように、各消音構造体が同じ形状の部品（２３ａ、２３ｂ）からなる場合には、部品２３ａと部品２３ｂとを分離して（図２２参照）、図２３に示すように、重ねることができる。そのため、輸送時等に体積を減らすことができ、輸送効率を向上できる。また、各消音構造体が同じ形状の部品からなる場合には、金型を共用できるため、低コスト化することができる。
　また、２つ以上の消音構造体を有する構成において、少なくとも２つの消音構造体が１つの金型で形成されたものであることも好ましい。この場合、２つの消音構造体は、異なる形状であってもよい。金型を共用することで、低コスト化することができる。
　また、本発明の消音構造体は、リブ構造を有していることが好ましい。図２４に本発明の消音構造体の別の例を示す。図２４に示す消音構造体２２ｂは、開口部に隣接する面（３１ａ～３１ｄ）それぞれにリブ構造３６を有している。
　消音構造体を構成する部品は、完全な剛体ではないため、例えば、消音構造体を構成する一面が振動して音を透過してしまうおそれがある。これに対して、消音構造体に、リブ構造を付与し、消音構造体の各部の剛性を高くすることで、消音構造体を構成する部品の共鳴周波数を高周波化して、低周波領域の吸音性を向上することができる。
　この点について、図２５～図２９を用いて説明する。
　図２５は、リブ構造を有さない平らな板８０である。このような板８０を図２９に示すように、筒状部材Ｆの内部に配置して、筒状部材Ｆの一方の端部から音波を入射し、他方の端部で音圧を測定すると、図２６の上側のグラフに模式的に示すように、板８０の共鳴周波数ｆ0では音圧が高くなり、共鳴周波数ｆ0から離れるにしたがって音圧が低くなる。すなわち、図２６の下側のグラフに模式的に示すように、板８０の遮音特性は、共鳴周波数ｆ0で低くなる。
　これに対して、図２７に示すように、リブ構造３６を付与した板８１の場合には、図２８の上側のグラフに模式的に示すように、板８１の共鳴周波数が高周波側に移動して、この周波数ｆ1で音圧が高くなり、この共鳴周波数ｆ1から離れるにしたがって音圧が低くなる。すなわち、図２８の下側のグラフに模式的に示すように、板８１の遮音特性は、平らな板８０の共鳴周波数ｆ0よりも高くなった共鳴周波数ｆ1で低くなる。このとき、共鳴周波数から離れるにしたがって遮音特性が向上するため、リブ構造３６を付与した板８１の方が、低周波領域での遮音特性が高くなる。
　従って、消音構造体に、リブ構造を付与し、消音構造体の各部の剛性を高くすることで、消音構造体を構成する部品の共鳴周波数を高周波化して、低周波領域の吸音性を向上することができる。
　図２９に示すような構成の計算モデルを用いて、リブ構造の高さを変えて、周波数と透過損失との関係を求めたグラフを図３０に示す。なお、計算モデルは、筒状部材Ｆが、１０ｃｍ×１０ｃｍの開口面積で、長さが３０ｃｍとした。板８１は、大きさ１０ｃｍ×１０ｃｍで厚さ２ｍｍとした。リブ高さＨは、０ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、および、５ｍｍでそれぞれ計算を行った。シミュレーションは、有限要素法計算ソフトCOMSOL ver5.5（ＣＯＭＳＯＬ社）の音響モジュールを用いた。
　図３０に示すように、リブ高さＨが大きくなるほど、透過損失が小さくなる周波数が高くなり、低周波領域での透過損失が高くなることがわかる。
　なお、図２４に示す例では、リブ構造は、開口部に隣接する面の高さ方向に延在するように配置される構成としたが、これに限定はされず、開口部に隣接する面の幅方向に延在するように配置されてもよく、あるいは、斜めに配置されてもよい。
　また、図２４に示す例では、リブ構造は、開口部に隣接する各面に１つづつ付与される構成としたが、これに限定はされず、各面に複数のリブ構造が付与されてもよい。
　また、図２４に示す例では、リブ構造は、直線形状としたが、これに限定はされない。例えば、図３１および図３２に示すように、リブ構造は、枝分かれした構造であってもよい。あるいは、図３３に示すように、リブ構造は、曲線状であってもよい。あるいは、図３４に示すように、波型形状であってもよい。あるいは、図３５に示すように、途中で折れ曲がった形状であってもよい。あるいは、図３６に示すように、三角波形状であってもよい。
　また、リブ構造の形状、位置、および、数等は各面ごとに同じであっても異なっていてもよい。
　消音構造体の形成材料としては、金属材料、樹脂材料、強化プラスチック材料、および、カーボンファイバ等を挙げることができる。金属材料としては、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、および、これらの合金等の金属材料を挙げることができる。また、樹脂材料としては、例えば、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、および、トリアセチルセルロース等の樹脂材料を挙げることができる。また、強化プラスチック材料としては、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastics）、および、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ：Glass Fiber Reinforced Plastics）を挙げることができる。
　軽量化の観点から、消音構造体の材料としては樹脂材料を用いることが好ましい。また、前述のとおり、低周波領域の遮音の観点から剛性が高い材料を用いることが好ましい。軽量化および遮音性の点から、消音構造体を構成する部材の密度は、０．５ｇ／ｃｍ3～２．５ｇ／ｃｍ3であることが好ましい。
　前述のとおり、本発明の消音構造体は、空洞部内に多孔質吸音材を有していてもよい。
　多孔質吸音材としては、特に限定はなく、従来公知の吸音材が適宜利用可能である。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、マイクロファイバー（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ー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ーなどのナノファイバー系材料；石膏ボード；種々の公知の吸音材が利用可能である。
　前述のとおり、本発明の消音構造体を有する消音システムにおいて、管状部材に対する消音構造体の配置は、適正に消音できる位置であれば特に限定はないが、消音構造体は、管状部材の軸方向に垂直な断面積のうち、５０％以上塞がないように配置されることが好ましい。これにより、管状部材の通気性を確保することができる。
　また、本発明の消音構造体において、他の市販の防音部材を有していてもよい。
　例えば、本発明における消音器以外に、通気スリーブの内部に設置する内挿型消音器を有していてもよいし、通気スリーブの端部に設置する野外設置型消音器を有していてもよい。
　他の防音部材と組み合わせることで、より広い帯域で高い防音性能を得られる。
　以下に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。
　［シミュレーション１］
　シミュレーション１として、図３７に示すように、管状部材１２の外周面に２つの消音構造体２２を配置した構成についてシミュレーションを行なった。また、消音構造体２２の空洞部内には多孔質吸音材２４が配置される構成とした。
　また、管状部材１２の消音構造体２２が設置される側とは反対側の開口面には防音フード１８が配置され、消音構造体２２の管状部材１２とは反対側の面にはレジスター（風量調整部材）が配置される構成とした。防音フードは、株式会社シルファー社製防音フード（ＢＯＮ－ＴＳ）をモデル化した。レジスターは、株式会社ユニックス製レジスター（ＫＲＰ－ＢＷＦ）をモデル化した。
　管状部材１２の内径を１００ｍｍ、長さを３００ｍｍとした。消音構造体２２の空洞部の、管状部材１２の内径からの高さを２２０ｍｍとした。
　また、多孔質吸音材２４は、空洞部３０の全域に充填されるものとした。多孔質吸音材２４の流れ抵抗は２６５０［Ｐａ・ｓ／ｍ2］とした。
　また、レジスターの消音構造体に挿入する部分の径は、１５０ｍｍとした。
　消音構造体２２の横断面が図７に示すように面３１ａおよび面３１ｂが傾斜していない長方形状で、正面断面が図８に示すように、面３１ｃが角度θ1で傾斜し、面３１ｄが傾斜していない形状として、面３１ｃの傾斜角度θ1を０°、２°、６°、および、１０°にそれぞれ変更した。傾斜角度θ1が０°の場合が比較例、傾斜角度θ1が２°、６°、および、１０°の場合が実施例である。
　なお、横断面における空洞部の幅は８６ｍｍとし、正面断面における空洞部の幅は、面３１ｃの傾斜角度θ1が０°の場合に２５１ｍｍとし、面３１ｃの傾斜角度を変えた場合には、空洞部の体積が一定になるように、空洞部（開口部）の幅を調整した。傾斜角度θ1が２°の場合の空洞部の開口部側の幅Ｗ3は２５３ｍｍで、断面積は２１５７８ｍｍ2であり、閉塞部側の幅Ｗ4は２４６．５ｍｍで、断面積は２１１９９ｍｍ2であった。傾斜角度θ1が６°の場合の空洞部の開口部側の幅Ｗ3は２５８ｍｍで、断面積は、２２１８８ｍｍ2であり、閉塞部側の幅Ｗ4は２３７．５ｍｍで、断面積は２０４２５ｍｍ2であった。傾斜角度θ1が１０°の場合の空洞部の開口部側の幅Ｗ3は２６３．５ｍｍで、断面積は２２６６１ｍｍ2であり、閉塞部の幅Ｗ4は２２９．５ｍｍで、断面積は１９７３７ｍｍ2であった。
　このようなシミュレーションモデルを用いて、図３７に示すように、一方の空間の半球状の面から音波を入射させ、他方の空間の半球状の面に到達する音波の単位体積あたりの振幅を求めた。半球状の面は、管状部材の開口面の中心位置を中心とした半径５００ｍｍの半球状の面である。入射させる音波は単位体積あたりの振幅を１とした。
　結果を図３８に周波数と透過損失の関係を表すグラフとして示す。また、傾斜角度θ1が０°の場合に対する透過損失の変化量を図３９にグラフとして示す。図３８および図３９に示すように、周波数３００Ｈｚから１１００Ｈｚの間の帯域において、傾斜角度θ1が２°～１０°の場合は、傾斜角度θ1が０°の場合に比べて透過損失が増加している。すなわち、低周波領域における吸音性が向上していることがわかる。
　［シミュレーション２］
　シミュレーション２として、消音構造体２２の正面断面が図９に示すように、面３１ｃが角度θ1で傾斜し、面３１ｄが角度θ2で傾斜している形状として、傾斜角度θ1およびθ2を０°、２°、６°、および、１０°にそれぞれ変更した以外はシミュレーション１と同様にしてシミュレーションを実施した。傾斜角度θ1およびθ2が０°の場合が比較例、傾斜角度θ1およびθ2が２°、６°、および、１０°の場合が実施例である。
　なお、正面断面における空洞部の幅は、面３１ｃの傾斜角度θ1および面３１ｄの傾斜角度θ2が０°の場合に２５１ｍｍとし、傾斜角度θ1およびθ2を変えた場合には、空洞部の体積が一定になるように、空洞部の幅を調整した。傾斜角度θ1およびθ2が２°の場合の空洞部の開口部側の幅Ｗ3は２５５ｍｍで、断面積は２１９３０ｍｍ2であり、閉塞部側の幅Ｗ4は２４２ｍｍで、断面積は２０８１２ｍｍ2であった。傾斜角度θ1およびθ2が６°の場合の空洞部の開口部側の幅Ｗ3は２６５ｍｍで、断面積は２２７９０ｍｍ2であり、閉塞部側の幅Ｗ4は２２４ｍｍで、断面積は１９２６４ｍｍ2であった。傾斜角度θ1およびθ2が１０°の場合の空洞部の開口部側の幅Ｗ3は２７６ｍｍで、断面積は２３７３６ｍｍ2であり、閉塞部側の幅Ｗ4は２０８ｍｍで、断面積は１７８８８ｍｍ2あった。
　結果を図４０に周波数と透過損失の関係を表すグラフとして示す。また、傾斜角度θ1およびθ2が０°の場合に対する透過損失の変化量を図４１にグラフとして示す。図４０および図４１に示すように、周波数３００Ｈｚから１１００Ｈｚの間の帯域において、傾斜角度θ1およびθ2が２°～１０°の場合は、傾斜角度θ1およびθ2が０°の場合に比べて透過損失が増加している。すなわち、低周波領域における吸音性が向上していることがわかる。
　［シミュレーション３］
　シミュレーション３として、消音構造体２２の横断面が図１２に示すように、面３１ａが角度θ3で傾斜し、面３１ｂが角度θ4で傾斜している形状として、消音構造体２２の正面断面が図９に示すように、面３１ｃが角度θ1で傾斜し、面３１ｄが角度θ2で傾斜している形状として、傾斜角度θ1～θ4を０°、２°、６°、および、１０°にそれぞれ変更した以外はシミュレーション１と同様にしてシミュレーションを実施した。傾斜角度θ1～θ4が０°の場合が比較例、傾斜角度θ1～θ4が２°、６°、および、１０°の場合が実施例である。
　なお、横断面における空洞部の幅は、面３１ａの傾斜角度θ3および面３１ｂの傾斜角度θ4が０°の場合に８６ｍｍとし、傾斜角度θ3およびθ4を変えた。その際、高さ方向の中心位置での幅が一定となるように、幅Ｗ1および幅Ｗ2を調整した。同様に、正面断面における空洞部の幅は、面３１ｃの傾斜角度θ1および面３１ｄの傾斜角度θ2が０°の場合に２５１ｍｍとし、傾斜角度θ1およびθ2を変えた場合には、高さ方向の中心位置での幅が一定となるように、幅Ｗ3および幅Ｗ4を調整した。傾斜角度θ1～θ4が２°の場合の横断面での空洞部の開口部側の幅Ｗ1は９０ｍｍ、閉塞部側の幅Ｗ2は７７ｍｍ、正面断面での空洞部の開口部側の幅Ｗ3は２５５ｍｍ、閉塞部側の幅Ｗ4は２４２ｍｍであった。従って、空洞部の開口部側の断面積は、２２９５０ｍｍ2で、空洞部の閉塞部側の断面積は、１８６３４ｍｍ2であった。傾斜角度θ1～θ4が６°の場合の、横断面での空洞部の開口部側の幅Ｗ1は１００ｍｍ、閉塞部側の幅Ｗ2は５９ｍｍ、正面断面での空洞部の開口部側の幅Ｗ3は２６５ｍｍ、閉塞部側の幅Ｗ4は２２４ｍｍであった。従って、空洞部の開口部側の断面積は、１３２１６ｍｍ2で、空洞部の閉塞部側の断面積は、２６５００ｍｍ2であった。傾斜角度θ1～θ4が１０°の場合の、横断面での空洞部の開口部側の幅Ｗ1は１１０ｍｍ、閉塞部側の幅Ｗ2は４２ｍｍ、正面断面での空洞部の開口部側の幅Ｗ3は２７６ｍｍ、閉塞部側の幅Ｗ4は２０８ｍｍであった。従って、空洞部の開口部側の断面積は、３０３６０ｍｍ2で、空洞部の閉塞部側の断面積は、８７３６ｍｍ2であった。
　結果を図４２に周波数と透過損失の関係を表すグラフとして示す。また、傾斜角度θ1およびθ2が０°の場合に対する透過損失の変化量を図４３にグラフとして示す。図４２および図４３に示すように、周波数４００Ｈｚから１２００Ｈｚの間の帯域において、傾斜角度θ1～θ4が２°～１０°の場合は、傾斜角度θ1～θ4が０°の場合に比べて透過損失が増加している。すなわち、低周波領域における吸音性が向上していることがわかる。
　［シミュレーション４］
　シミュレーション４として、消音構造体２２の横断面が図１０に示すように、面３１ａが角度θ3で傾斜し、面３１ｂが傾斜していない形状として、消音構造体２２の正面断面が図１１に示すように、面３１ｃおよび面３１ｄが傾斜していない長方形状として、傾斜角度θ3を０°、２°、６°、および、１０°にそれぞれ変更した以外はシミュレーション１と同様にしてシミュレーションを実施した。傾斜角度θ3が０°の場合が比較例、傾斜角度θ3が２°、６°、および、１０°の場合が実施例である。
　なお、横断面における空洞部の幅は、面３１ａの傾斜角度θ3が０°の場合に８６ｍｍとし、傾斜角度θ3を変えた場合には、空洞部の体積が一定になるように、空洞部（開口部）の幅を調整した。正面断面における空洞部の幅は、２５１ｍｍとした。傾斜角度θ3が２°の場合の空洞部の開口部側の幅Ｗ1は８８ｍｍで、断面積は２２０８８ｍｍ2であり、閉塞部側の幅Ｗ2は８２ｍｍで、断面積は２０４５７ｍｍ2であった。傾斜角度θ3が６°の場合の空洞部の開口部側の幅Ｗ1は９３ｍｍで、断面積は２３３４３ｍｍ2であり、閉塞部側の幅Ｗ3は７２．５ｍｍで、断面積は１８１９８ｍｍ2であった。傾斜角度θ3が１０°の場合の空洞部の開口部側の幅Ｗ1は９８ｍｍで、断面積は２４５９８ｍｍ2であり、閉塞部側の幅Ｗ2は６４ｍｍ、断面積は１６０６４ｍｍ2でであった。
　結果を図４４に周波数と透過損失の関係を表すグラフとして示す。また、傾斜角度θ3が０°の場合に対する透過損失の変化量を図４５にグラフとして示す。図４４および図４５に示すように、周波数４００Ｈｚから８００Ｈｚの間の帯域において、傾斜角度θ3が２°～１０°の場合は、傾斜角度θ3が０°の場合に比べて透過損失が増加している。すなわち、低周波領域における吸音性が向上していることがわかる。
　［シミュレーション５］
　シミュレーション５として、消音構造体２２の横断面が図１２に示すように、面３１ａが角度θ3で傾斜し、面３１ｂが角度θ4で傾斜している形状として、消音構造体２２の正面断面が図１１に示すように、面３１ｃおよび面３１ｄが傾斜していない長方形状として、傾斜角度θ3およびθ4を０°、２°、６°、および、１０°にそれぞれ変更した以外はシミュレーション１と同様にしてシミュレーションを実施した。傾斜角度θ3およびθ4が０°の場合が比較例、傾斜角度θ3およびθ4が２°、６°、および、１０°の場合が実施例である。
　なお、横断面における空洞部の幅は、面３１ａの傾斜角度θ3および面３１ｂの傾斜角度θ4が０°の場合に８６ｍｍとし、傾斜角度θ3およびθ4を変えた場合には、空洞部の体積が一定になるように、空洞部（開口部）の幅を調整した。正面断面における空洞部の幅は、２５１ｍｍとした。傾斜角度θ3およびθ4が２°の場合の空洞部の開口部側の幅Ｗ1は９０ｍｍで、断面積は２２５９０ｍｍ2であり、閉塞部側の幅Ｗ2は７７ｍｍで、断面積は１９３２７ｍｍ2であった。傾斜角度θ3およびθ4が６°の場合の空洞部の開口部側の幅Ｗ1は１００ｍｍで、断面積は２５１００ｍｍ2であり、閉塞部側の幅Ｗ2は５９ｍｍで、断面積は１４８０９ｍｍ2であった。傾斜角度θ3およびθ4が１０°の場合の空洞部の開口部側の幅Ｗ1は１１０ｍｍで、断面積は２７６１０ｍｍ2であり、閉塞部側の幅Ｗ2は４２ｍｍで、断面積は１０５４２ｍｍ2であった。
　結果を図４６に周波数と透過損失の関係を表すグラフとして示す。また、傾斜角度θ3およびθ4が０°の場合に対する透過損失の変化量を図４７にグラフとして示す。図４６および図４７に示すように、周波数４００Ｈｚから８００Ｈｚの間の帯域において、傾斜角度θ3およびθ4が２°～１０°の場合は、傾斜角度θ3およびθ4が０°の場合に比べて透過損失が増加している。すなわち、低周波領域における吸音性が向上していることがわかる。
　以上の結果より本発明の効果は明らかである。
　１０、１０ｂ　消音システム
　１２　管状部材
　１２ａ　接続孔
　１８　防音フード
　２０　風量調整部材
　２２、２２ｂ　消音構造体
　２３ａ、２３ｂ　部品
　２４　多孔質吸音材
　２５ａ、２５ｂ　切り欠き
　２６　開口
　３０　空洞部
　３１ａ～３１ｄ　面
　３２　開口部
　３６、３６ｂ～３６ｇ　リブ構造
　８０、８１　板
　１２２　従来の消音器
　Ｉｘ　管状部材の中心軸
　Ｗ1　横断面における開口部側の空洞部の幅
　Ｗ2　横断面における閉塞部側の空洞部の幅
　Ｗ3　正面断面における開口部側の空洞部の幅
　Ｗ4　正面断面における閉塞部側の空洞部の幅
　θ1～θ4　面の傾斜角度
　Ｄａ、Ｄｂ　金型
　Ｄ　汚れ
　Ｈ　リブ高さ
 

Claims (9)

  1. 　管状部材に設置される消音構造体であって、
    　前記消音構造体は、空洞部、前記空洞部と前記管状部材とを連通する開口部、および、前記開口部と対面する位置で前記空洞部を閉塞する閉塞部を有し、
    　前記開口部側の前記空洞部の断面積が、前記閉塞部側の前記空洞部の断面積よりも大きい消音構造体。
  2. 　前記空洞部の、前記開口部と接しない頂点に接する線分同士がなす角度の少なくとも１つが、π／２［ｒａｄ］より大きい請求項１に記載の消音構造体。
  3. 　前記管状部材の軸方向に垂直な断面において、前記空洞部の幅が、前記開口部から離間するにしたがって狭くなっている請求項１または２に記載の消音構造体。
  4. 　前記消音構造体がリブ構造を有する請求項１～３のいずれか一項に記載の消音構造体。
  5. 　前記消音構造体を構成する部材の密度が０．５ｇ／ｃｍ3～２．５ｇ／ｃｍ3である請求項１～４のいずれか一項に記載の消音構造体。
  6. 　前記空洞部内に多孔質吸音材を有する請求項１～５のいずれか一項に記載の消音構造体。
  7. 　請求項１～６のいずれか一項に記載の消音構造体を前記管状部材に設置した消音システムであって、
    　同じ形状の部品からなる２以上の消音構造体を有する消音システム。
  8. 　請求項１～６のいずれか一項に記載の消音構造体を前記管状部材に設置した消音システムであって、
    　２以上の消音構造体を有し、
    　少なくとも２つの消音構造体が１つの金型で形成されたものである消音システム。
  9. 　請求項１～６のいずれか一項に記載の消音構造体を前記管状部材に設置した消音システムであって、
    　前記消音構造体は、前記管状部材の軸方向に垂直な断面積のうち、５０％以上塞がない消音システム。
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