WO2023188924A1 - 通風型消音器 - Google Patents

Abstract

多孔質吸音材を用いる通風型の消音器であって、低周波域での消音性能が高い通風型消音器を提供する。入口側通気管と、入口側通気管と連通し入口側通気管よりも断面積が大きい拡張部と、拡張部と連通し、拡張部よりも断面積が小さい出口側通気管と、を有する通風型消音器であって、拡張部の少なくとも一部に配置される多孔質吸音材、多孔質吸音材の、入口側通気管と出口側通気管とを結ぶ流路とは反対側の拡張部内の空間である背面空間、および、背面空間を仕切る仕切部材、を有し、仕切部材によって仕切られた領域が音響共鳴部を構成し、音響共鳴部は、流路と音響的に接続されている。

Description

通風型消音器

　本発明は、通風型消音器に関する。

　気体を輸送する通気管において、気体の供給源等からの騒音を通気管の途中で消音する消音器として、通気管の途中に設置され、通気管より断面積が大きい拡張部を有する通風型消音器が知られている。また、拡張部の内部には、消音性能をより向上するため、多孔質吸音材を配置することも行われている。通風型消音器においては、多孔質吸音材は、中心部に通風路となる空間を設けるように流路に沿って配置される。

　多孔質吸音材の吸音性能は、多孔質吸音材の体積に依存するため、吸音性能を高くするためには、多孔質吸音材を多く配置する必要があった。しかしながら、多孔質吸音材が多くなると、水等に濡れた時に奥に浸透して乾かなくなりカビが発生する等の問題が生じやすくなったり、燃えやすくなったり、材料費および詰める工数によるコストアップ、最終的にごみが増える等の問題が生じる。
　そのため、少ない多孔質吸音材で吸音性能を高くすることが考えられている。

　例えば、特許文献１には、２つの空間を隔てる化粧板と壁とを連通するように設けられるクランクボックス型の消音換気構造であって、化粧板と壁との間の空間に配置される中空の消音容器と、消音容器の対向する２つの側面にそれぞれ接続され、それぞれ消音容器内の空間と連通する少なくとも２つの開口管部と、消音容器の内部に備えられた吸音材と、吸音材の表面の一部を被覆する被覆材と、を有し、消音容器の一方の側面の開口管部は、化粧板を連通するように配置され、消音容器の他方の側面の開口管部は、壁を連通するように配置され、一方の側面の開口管部と、他方の側面の開口管部とは、消音容器の長手方向に異なる位置に配置され、被覆材は、吸音材の表面の他の一部を露出させて、露出部分を消音容器内の空間と接触する少なくとも１つの接触面として構成する消音換気構造が記載されている。

特開２０１９－１３２５７６号公報

　特許文献１は、多孔質吸音材の一部を被覆することにより、通風路との接触面での音圧を高くすることができ、粒子速度を大きくできるため、多孔質吸音材による吸音効果を高くできることが記載されている。

　また、少ない多孔質吸音材で吸音効果を高くする構成として、多孔質吸音材の通風路側とは反対側（以下、裏面側ともいう）に空間（以下、背面空間という）を設ける構成が考えられる。多孔質吸音材の裏面側が直接壁と接していると、通風路から多孔質吸音材に入った音波が壁によって反射されて通風路に戻ってしまうため、多孔質吸音材による吸音効果を十分に得られない可能性がある。これに対して、多孔質吸音材の裏面側に背面空間を有する構成とすることで、通風路から多孔質吸音材に入った音波が反射されて通風路に戻ってしまうことを抑制できるため、多孔質吸音材による吸音効果をより高くすることができる。

　しかしながら、本発明者らの検討によれば、多孔質吸音材の裏面側に背面空間を有する構成とした場合に、低周波域での消音性能が低いという問題があることがわかった。

　本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解消し、多孔質吸音材を用いる通風型の消音器であって、低周波域での消音性能が高い通風型消音器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］　入口側通気管と、入口側通気管と連通し入口側通気管よりも断面積が大きい拡張部と、拡張部と連通し、拡張部よりも断面積が小さい出口側通気管と、を有する通風型消音器であって、
　拡張部の少なくとも一部に配置される多孔質吸音材、
　多孔質吸音材の、入口側通気管と出口側通気管とを結ぶ流路とは反対側の拡張部内の空間である背面空間、および、
　背面空間を仕切る仕切部材、を有し、
　仕切部材によって仕切られた領域が音響共鳴部を構成し、
　音響共鳴部は、流路と音響的に接続されている、通風型消音器。
　［２］　音響共鳴部における共鳴が気柱共鳴である、［１］に記載の通風型消音器。
　［３］　仕切部材が、多孔質吸音材側の端部で、音響共鳴部側に突出する部位を有し、
　音響共鳴部における共鳴がヘルムホルツ共鳴である、［１］に記載の通風型消音器。
　［４］　仕切部材は、拡張部の壁のうち、音響共鳴部を囲み対面する２つの壁の少なくとも一方に対して未接着である、［１］～［３］のいずれかに記載の通風型消音器。
　［５］　仕切部材と、仕切部材と未接着である壁との距離が５ｍｍ以下である、［４］に記載の通風型消音器。
　［６］　仕切部材が、多孔質吸音材と接している、［１］～［５］のいずれかに記載の通風型消音器。
　［７］　拡張部の少なくとも一面が平坦面である、［１］～［６］のいずれかに記載の通風型消音器。
　［８］　仕切部材を含めて構築した後の、平坦面部の最も低い固有振動数が２０００Ｈｚ以下である、［７］に記載の通風型消音器。
　［９］　仕切部材が、拡張部と一体的に形成されている、［１］～［８］のいずれかに記載の通風型消音器。
　［１０］　仕切部材が拡張部の壁と接合されている位置から壁と離間する方向の少なくとも一方向において、仕切部材の厚みが一定または単調減少している、［９］に記載の通風型消音器。
　［１１］　仕切部材の全ての辺が直線である、［１］～［１０］のいずれかに記載の通風型消音器。
　［１２］　拡張部の入口側通気管との接続部および出口側通気管との接続部の少なくとも一方に、接続部から拡張部内に向かって、断面積が漸次、拡大する開口部構造を有する、［１］～［１１］のいずれかに記載の通風型消音器。

　本発明によれば、多孔質吸音材を用いる通風型の消音器であって、低周波域での消音性能が高い通風型消音器を提供することができる。

本発明の通風型消音器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。 本発明の通風型消音器の他の一例を概念的に示す断面図である。 図１に示す通風型消音器が有する開口部構造の斜視図である。 開口部構造の他の一例を概念的に示す斜視図である。 開口部構造の他の一例を概念的に示す斜視図である。 本発明の通風型消音器の他の一例を概念的に示す断面図である。 本発明の通風型消音器の他の一例を概念的に示す断面図である。 本発明の通風型消音器の他の一例を概念的に示す断面図である。 本発明の通風型消音器の他の一例を概念的に示す断面図である。 比較例の通風型消音器を概念的に示す断面図である。 図１１のＣ－Ｃ線断面図である。 周波数と透過損失との関係を表すグラフである。 周波数と透過損失との関係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。 比較例の通風型消音器の概念的に示す断面図である。 周波数と透過損失との関係を表すグラフである。 周波数と透過損失との関係を表すグラフである。

　以下、本発明の通風型消音器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、「垂直」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、「垂直」および「平行」とは、厳密な垂直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、厳密な垂直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」等の用語は、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。

［通風型消音器］
　本発明の通風型消音器は、
　入口側通気管と、入口側通気管と連通し入口側通気管よりも断面積が大きい拡張部と、拡張部と連通し、拡張部よりも断面積が小さい出口側通気管と、を有する通風型消音器であって、
　拡張部の少なくとも一部に配置される多孔質吸音材、
　多孔質吸音材の、入口側通気管と出口側通気管とを結ぶ流路とは反対側の拡張部内の空間である背面空間、および、
　背面空間を仕切る仕切部材、を有し、
　仕切部材によって仕切られた領域が音響共鳴部を構成し、
　音響共鳴部は、流路と音響的に接続されている、通風型消音器である。

　本発明の通風型消音器の構成について、図面を用いて説明する。
　図１は、本発明の通風型消音器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１に示す通風型消音器１０は、筒状の入口側通気管１２と、入口側通気管１２の一方の開口端面に接続された拡張部１４と、拡張部１４の入口側通気管１２とは反対側の端面に接続された、筒状の出口側通気管１６と、拡張部１４内の一部の領域に配置される多孔質吸音材３０と、拡張部１４の多孔質吸音材３０が配置されない空間であって、通気管とは反対側にある背面空間１４ａと、背面空間１４ａを仕切る仕切部材３４と、を有する。

　また、好ましい態様として、図１に示す通風型消音器１０は、拡張部１４内の入口側通気管１２との接続部に配置される第１開口部構造２０、および、拡張部１４内の出口側通気管１６との接続部に配置される第２開口部構造２４を有する。以下、第１開口部構造２０および第２開口部構造２４をまとめて開口部構造ともいう。

　入口側通気管１２は、筒状の部材で、一方の開口端面から流入した気体を他方の開口端面に接続された拡張部１４に輸送する。

　出口側通気管１６は、筒状の部材で、拡張部１４に接続された一方の開口端面から流入した気体を他方の開口端面に輸送する。

　入口側通気管１２および出口側通気管１６（以下、まとめて、通気管ともいう）の断面形状は円形状、矩形状、三角形状等の種々の形状であってもよい。また、通気管の中心軸の軸方向において、通気管の断面形状は一定でなくてもよい。例えば、軸方向において、通気管の直径が変化していてもよい。

　入口側通気管１２および出口側通気管１６は、同一の断面形状、断面積であってもよいし、形状および／または断面積が異なっていてもよい。また、図１に示す例では、入口側通気管１２および出口側通気管１６は、中心軸が一致するように配置されているが、これに限定はされず、後述する図８に示す例のように、入口側通気管１２の中心軸と出口側通気管１６の中心軸とがズレていてもよい。

　入口側通気管１２および出口側通気管１６のサイズ（断面積等）は、通風型消音器が用いられる機器のサイズ、求められる通風性能等に応じて適宜設定すればよい。

　拡張部１４は、入口側通気管１２と出口側通気管１６との間に配置され、入口側通気管１２から流入した気体を出口側通気管１６に輸送する。

　拡張部１４は、流路方向に垂直な断面積が入口側通気管１２の断面積よりも大きく、また、出口側通気管１６の断面積よりも大きい。すなわち、例えば、入口側通気管１２、出口側通気管１６、および、拡張部１４の断面形状が円形状である場合には、拡張部１４の断面の直径は、入口側通気管１２および出口側通気管１６の直径よりも大きい。

　拡張部１４の断面形状は円形状、矩形状、三角形状等の種々の形状であってもよい。また、拡張部１４の中心軸の軸方向において、拡張部１４の断面形状は一定でなくてもよい。例えば、軸方向において、拡張部１４の直径が変化していてもよい。

　拡張部１４のサイズ（長さ、断面積等）は、通風型消音器が用いられる機器のサイズ、求められる消音性能等に応じて適宜設定すればよい。

　図１および図２に示す例では、拡張部１４は、中空の直方体形状であり、面積が最小の対面する２つの面の一方に入口側通気管１２が接続され、他方に出口側通気管１６が接続されている。また、図２に示すように、各通気管は、接続される面の中心からズレた位置に接続されている。具体的には、図２中、通気管は、左右方向には、左側の面に近い位置であって、上下方向には、下側の面に近い位置に接続されている。

　拡張部１４の内部には、多孔質吸音材３０が配置されている。多孔質吸音材３０は、内部を通過する音波の音エネルギーを熱エネルギーに変換することで吸音するものである。

　図１に示すように、多孔質吸音材３０は、拡張部１４内の、入口側通気管１２と出口側通気管１６とを結ぶ流路となる領域に沿って配置されている。図示例においては、好ましい態様として、拡張部１４内の入口側通気管１２との接続部には第１開口部構造２０を有し、拡張部１４内の出口側通気管１６との接続部には第２開口部構造２４を有するため、第１開口部構造２０の、出口側通気管１６側の端面と、第２開口部構造２４の、入口側通気管１２側の端面とを直線的に結ぶ領域を流路として、この流路を囲むように、多孔質吸音材３０が配置されている。より具体的には、図２に示すように、多孔質吸音材３０は、図２中、拡張部１４の上側の最大面と第１開口部構造２０および第２開口部構造２４、すなわち、流路との間の全域、図１中、拡張部１４の右側の面と第１開口部構造２０および第２開口部構造２４（流路）との間の全域、ならびに、図１中、拡張部１４の左側の面と第１開口部構造２０および第２開口部構造２４（流路）との間の第１開口部構造２０および第２開口部構造２４側の、流路に沿った領域に配置されている。これにより、流路方向から見た際に、多孔質吸音材３０は、通気管を塞がないように配置されている。従って、多孔質吸音材３０に囲まれた領域は、流路（通風路）として作用する。

　多孔質吸音材３０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、発泡体、発泡材料（発泡ウレタンフォーム（例えば、イノアック社「カームフレックスＦシリーズ」、光社製ウレタンフォーム、東海ゴム工業社製「ＭＩＦ」等)、軟質ウレタンフォーム、セラミックス粒子焼結材、フェノールフォーム、メラミンフォーム（ＢＡＳＦ社製「Ｂａｓｏｔｅｃｔ」（日本名「バソテクト」)、ポリアミド製フォーム等）、および、不織布系吸音材（マイクロファイバー不織布（例えば、３Ｍ社「シンサレート」、ＥＮＥＯＳテクノマテリアル社製「ミライフＭＦ」、太平フェルト工業社製「ミクロマット」等）、ポリエステル製不織布（例えば、東京防音社「ホワイトキューオン」、ブリヂストンケービージー社「ＱｏｎＰＥＴ」、東レ社「シンセファイバー」）、および、アクリル繊維不織布等のプラスチック製不織布、ウールおよびフェルト等の天然繊維不織布、金属製不織布、ならびに、ガラス製不織布、セルロース製不織布等）、その他、微小な空気を含む材料（グラスウール、ロックウール、ナノファイバー系繊維吸音材（シリカナノファイバー、アクリルナノファイバー（例えば、三菱ケミカル社製「ＸＡＩ」）など種々の公知の吸音材が利用可能である。
　また、密度の大きな薄い表面不織布と、密度の小さい背面不織布の二層構成を有する吸音材を用いてもよい。

　多孔質吸音材のサイズおよび種類等は、通風型消音器に求められる消音性能（消音周波数、消音量）、通風量等に応じて適宜設定すればよい。

　多孔質吸音材３０の、流路とは反対側（以下、裏面側ともいう）には、拡張部１４内の空間である背面空間１４ａが形成されている。具体的には、図１中、拡張部１４の左側の面と第１開口部構造２０および第２開口部構造２４（流路）との間の第１開口部構造２０および第２開口部構造２４側の、流路に沿った領域に配置される多孔質吸音材３０と、拡張部１４の左側の面との間には多孔質吸音材３０が配置されていない、背面空間１４ａが形成されている。

　前述のとおり、多孔質吸音材の裏面側が直接壁と接していると、通風路から多孔質吸音材に入った音波が壁によって反射されて流路に戻ってしまうため、多孔質吸音材による吸音効果を十分に得られない可能性がある。これに対して、多孔質吸音材３０の裏面側に背面空間１４ａを有する構成とすることで、流路から多孔質吸音材３０に入った音波が反射されて流路に戻ってしまうことを抑制できるため、多孔質吸音材３０による消音効果をより高くすることができる。
　また、多孔質吸音材３０の量を減らしても吸音効果を高くすることができるため、多孔質吸音材の量が多い場合に生じる、水等に濡れた際のカビの発生、燃えやすさ、材料費等によるコストアップ、ゴミの増加等の問題も低減できる。

　ここで、本発明においては、背面空間１４ａ内には、背面空間１４ａを仕切る仕切部材３４が配置されている。図示例においては、仕切部材３４は、平坦な板状の部材であり、背面空間１４ａを流路方向（図１中上下方向）において２つに仕切る。仕切部材３４は、その最大面が拡張部１４の最大面に対して垂直、かつ、流路方向に垂直に配置されている。
　また、仕切部材３４は、仕切った２つの空間の体積が異なるものとなる位置に配置される。

　背面空間１４ａの、仕切部材３４によって仕切られた２つの空間のうち一方は、音響共鳴部３６として機能する。図１に示す例においては、背面空間１４ａの、仕切部材３４によって仕切られた２つの空間のうち、上側の体積が小さい方の空間が音響共鳴部３６として機能する。図に示すとおり、音響共鳴部３６は、多孔質吸音材３０側が開口しており、多孔質吸音材３０を介して、流路と音響的に接続されている。
　なお、仕切部材によって仕切られた２つの空間のうち、体積が大きい方の空間が音響共鳴部として機能し、体積が小さい方の空間が背面空間として機能する構成であってもよい。

　一例として、音響共鳴部３６は、開口を有する空間内に定在波が生じることで気柱共鳴器として作用する。気柱共鳴器は、その共鳴周波数を消音したい音の周波数に合わせることで、その周波数の音を消音することができる。

　前述のとおり、多孔質吸音材の裏面側に背面空間を有する構成とした場合に、低周波域での消音性能が低いという問題があった。具体的には、多孔質吸音材の裏面側に背面空間を有する構成とした場合には、背面空間の影響によって、ある周波数帯域で、低周波域にかけて透過損失（吸音性能）が下がってしまうことがわかった。

　これに対して、本発明の通風型消音器１０は、背面空間１４ａ内に背面空間１４ａを仕切る仕切部材３４を配置して、仕切部材３４によって仕切られた領域を音響共鳴部３６として作用させる。音響共鳴部３６の共鳴周波数を消音したい音の周波数、すなわち、背面空間の影響によって透過損失が低下する周波数に合わせることで、その周波数の音を消音することができ、消音性能を向上できる。

　また、仕切部材３４（音響共鳴部３６）と流路との間には、多孔質吸音材３０が配置されているため、流路を流れる風が仕切部材３４（音響共鳴部３６の開口部）と直接接していないため、圧力損失および風切り音の発生を抑制できる。

　また、一般に共鳴器による消音の周波数帯域は狭いが、音響共鳴部３６の開口部を覆うように多孔質吸音材３０が配置されているため、音響共鳴部３６による消音の帯域を広げる（ブロード化する）ことができる。

　また、拡張部１４内に仕切部材３４を設けて拡張部１４の筐体（壁）と仕切部材３４とを接着あるいは一体化することで、広い空間を有する拡張部１４の強度を高くすることができる。これにより、拡張部１４を樹脂で形成した場合でも、十分な強度を確保することができる。

　流路方向と直交する方向における多孔質吸音材３０の厚さは、多孔質吸音材３０の流れ抵抗、多孔度、迷路度等に応じて、所望の消音性能を得られる厚さを適宜設定すればよい。消音性能の観点から、流路方向と直交する方向における多孔質吸音材３０の厚さは、３ｍｍ～５０ｍｍが好ましく、１０ｍｍ～３０ｍｍがより好ましく、９ｍｍ～２０ｍｍが最も好ましい。

　また、消音性能の観点から、流路方向と直交する方向における背面空間１４ａの深さは、３０ｍｍ～４００ｍｍが好ましく、５０ｍｍ～２００ｍｍがより好ましい。また、消音性能の観点から、背面空間１４ａの深さは、多孔質吸音材３０の厚さに対して、２倍～２０倍が好ましく、３倍～１０倍がより好ましい。

　ここで、図１および図２に示す例では、仕切部材３４は、平坦な板状の部材としたが、これに限定はされず、所望の周波数帯域に消音効果を有する音響共鳴部３６を形成することができればよく、例えば、少なくとも一部が湾曲する形状であっても、屈曲部を有する形状であってもよく、ジグザグ形状、迷路状の複雑な形状等であってもよい。

　また、図１に示す例では、音響共鳴部３６における共鳴は、気柱共鳴としたが、これに限定はされず、音響共鳴部における共鳴がヘルムホルツ共鳴であってもよい。
　ヘルムホルツ共鳴は、熱力学的な膨張圧縮によって、内部空間にある空気がバネとしての役割を果たし、開口部内の空気が質量（マス）としての役割を果たし、マスバネの共鳴をし、開口部の壁近傍部での熱粘性摩擦により吸音する構造である。開口部の形状は円形、矩形、スリット状など様々な形状であっても共鳴を生じさせることができる。また、開口部が複数個あってもよい。

　音響共鳴部における共鳴がヘルムホルツ共鳴である場合には、図３に示す例のように、仕切部材３４は、多孔質吸音材３０側の端部で、音響共鳴部３６ｂ側に突出する部位を有することが好ましい。図示例の仕切部材３４は、板状部材３４ａの最大面の多孔質吸音材３０側の端部に、図３中、紙面に垂直な方向の幅が板状部材３４ａと同じで、音響共鳴部３６ｂ側に立設する板状部材３４ｂを有する。板状部材３４ｂの、板状部材３４ａとは反対側の端面は、拡張部１４の壁（図３中、上側の壁）とは接しておらず、開口部が形成されている。図３に示す例は、図１の例と比較して、板状部材３４ｂによって音響共鳴部３６ｂの開口部が狭められている。このように、音響共鳴部３６ｂの開口部を狭めることによって、音響共鳴部３６ｂにおける共鳴をヘルムホルツ共鳴とすることができる。

　気柱共鳴における共鳴周波数は、共鳴管の長さに依存し、低周波化する場合には、共鳴管の長さをより長くする必要があり大型化してしまう。一方、ヘルムホルツ共鳴における共鳴周波数は、内部空間の体積、開口部の面積および長さに依存する。そのため、ヘルムホルツ共鳴は、内部空間の体積、開口部の面積および長さを適宜設定することで、大型化することなく共鳴周波数を低周波化することができる点で好ましい。

　仕切部材３４によって仕切られて形成される音響共鳴部３６のサイズ（深さ、幅、体積等）、および、開口部のサイズは、拡張部１４のサイズ、形状、音響共鳴部３６による共鳴の種類、共鳴周波数等に応じて適宜設定すればよい。すなわち、音響共鳴部３６のサイズおよび開口部のサイズが、所望のサイズとなるように、仕切部材３４を配置すればよい。

　音響共鳴部における共鳴周波数は、２０００Ｈｚ以下が好ましく、１００Ｈｚ～１８００Ｈｚがより好ましく、２００Ｈｚ～１５００Ｈｚがさらに好ましい。

　また、図１および図３に示す例では、好ましい態様として、仕切部材３４は、多孔質吸音材３０と接している。これにより、仕切部材３４が多孔質吸音材３０を支持するため、背面空間１４ａを有する構成であっても、多孔質吸音材３０の位置を適切な位置に保持することができる。

　また、本発明の通風型消音器は、拡張部１４を構成する壁の少なくとも１つが振動して、この振動の固有振動数の音を消音する構成とすることが好ましい。

　拡張部１４を構成する壁の少なくとも１つが振動して、特に壁の固有振動数において大きく振動する。この周波数の音を消音する構成として、壁の固有振動数を消音したい音の周波数に合わせることで、その周波数の音を消音することができ、消音性能を向上できる。

　壁の固有振動数は、壁の厚み、硬さ、大きさ、固定方法等を適宜設定することで調整することができる。また、壁に錘を取り付けて固有振動数を調整することもできる。

　壁の最も低い固有振動数は、２０００Ｈｚ以下の低周波数が好ましく、１００Ｈｚ～１５００Ｈｚがより好ましく、２００Ｈｚ～１０００Ｈｚがさらに好ましい。これにより、多孔質吸音材３０では消音しにくい低周波数域での消音性能を向上できる。

　振動する壁は、拡張部１４を構成する壁のうち、最大の面積を有する壁であることが好ましい。これにより、壁の振動による消音周波数をより低周波化することができる。図１および図２に示す例では、図２中、上側または下側の壁が振動することが好ましい。

　また、振動する壁は、容易に振動可能となる観点から、平坦面であることが好ましい。前述のとおり、拡張部１４の断面形状は円形状、矩形状、三角形状等の種々の形状が利用可能であり、拡張部１４の壁は、湾曲していてもよいが、湾曲した壁は振動しにくいため、平坦な形状の壁を有することが好ましい。

　また、壁の振動を拘束せず、また、固有振動数を低周波化する観点から、仕切部材３４は、拡張部１４の壁のうち、音響共鳴部３６を囲み対面する２つの壁の少なくとも一方に対して未接着であることが好ましい。

　図２に示す例では、好ましい態様として、図２中、上側の壁と仕切部材３４との間には、間隙３５が設けられており、未接着である。図２中、上側の壁は、音響共鳴部３６を囲む壁であって、同じく音響共鳴部３６を囲む下側の壁と対面している。この下側の壁と仕切部材３４と接着あるいは一体的に形成されている。図２に示す例の場合には、図中、上側の壁と下側の壁は、拡張部１４を構成する壁の最大面である。仕切部材３４と上側の壁が未接着であるため、この上側の壁の振動が拘束されることを抑制して、振動しやすくなる。また、上側の壁の固有振動数を低周波化することができ、この上側の壁の振動によって、低周波の音（壁の固有振動数の音）を消音することができる。また、図示例のように、最大面積を有する面に対して未接着であることが好ましい。

　仕切部材３４と未接着である壁との距離（図２中、間隙３５の上下方向の幅）は、５ｍｍ以下が好ましく、１ｍｍ～３ｍｍがより好ましい。これにより、隙間が小さいと、熱粘性音響（振動による熱摩擦）によって、音が通りにくくなる。よって音響的な共鳴を保つことができる。よって５ｍｍ以下が望ましい。また、隙間が小さくなりすぎると、筐体の振動およびがたつき等によって衝突し、音が鳴ったり破損が生じるおそれがある。よって、１ｍｍ以上が好ましい。

　なお、仕切部材３４と未接着である壁との距離が一定でない場合には、等間隔に５点以上でその距離を測定し、その平均値が上記範囲であればよい。

　また、仕切部材３４は、拡張部１４の壁のうち、音響共鳴部３６を囲み対面する２つの壁の両方に対して接着（一体化）されていてもよい。この場合、仕切部材を含めて構築した後の、平坦面部（壁）の最も低い固有振動数が２０００Ｈｚ以下であることが好ましい。

　また、図１および図３に示す例では、好ましい態様として、音響共鳴部３６は、流路方向における拡張部１４の一方の端部側に形成されるものとしたが、これに限定はされない。音響共鳴部３６は、流路方向における拡張部１４のいずれの位置に形成されていてもよい。言い換えると、図１および図３に示す例では、１つの仕切部材３４を有し、仕切部材３４と拡張部１４の４つの方向を囲む壁とにより形成される空間を音響共鳴部３６としたが、これに限定はされず、例えば、図１において、拡張部１４内に、仕切部材３４と平行で、流路方向にズレた位置に配置されるもう１つの仕切部材を有し、２つの仕切部材と拡張部１４の３つの方向を囲む壁とにより形成される空間を音響共鳴部３６としてもよい。

　音響共鳴部３６は、流路方向における拡張部１４の一方の端部側に形成される構成とすることで、仕切部材３４が接着あるいは一体化される壁の振動を拘束しにくくなり、また、実質的に振動可能な面のサイズを大きくでき、壁の固有振動数を低周波化することができる。

　拡張部１４は、例えば、複数（図１に示す例では６個）の板材を箱型に配置し、互いに隣接する板材同士を、接着剤、粘着剤、ハンダ、融着等によって接合することで構成されてもよく、あるいは、拡張部１４を二分割して断片化した場合に、各断片を射出成形、および、３Ｄプリンター等によって作製し、断片同士を組み合わせることで拡張部１４を構成してもよい。また、仕切部材３４と拡張部１４の壁とは、接着剤、粘着剤、ハンダ、融着等によって接合されていてもよく、一体的に形成されていてもよい。例えば、拡張部１４の断片を射出成形、および、３Ｄプリンター等によって作製する場合には、仕切部材３４を拡張部１４の断片と一体化して、一体化した断片を射出成形、および、３Ｄプリンター等で作製してもよい。

　例えば、図１および図２に示す通風型消音器１０の拡張部１４および仕切部材３４を一体化する場合には、図２中、拡張部１４の上側の壁となる板材とそれ以外の部位とを二分割して断片化し、拡張部１４の上側の壁を除いた部位と仕切部材３４とを一体化した断片を射出成形、および、３Ｄプリンター等で作製し、上側の壁となる板材を、この断片に接合することで、仕切部材３４が配置された拡張部１４を作製することができる。

　仕切部材３４と拡張部１４とを一体化する場合には、仕切部材３４が拡張部１４の壁と接合されている位置から壁と離間する方向の少なくとも一方向において、仕切部材３４の厚みが一定または単調減少していることが好ましい。

　例えば、図２に示す例において、拡張部１４の上側の壁を除いた部位と仕切部材３４とを一体化して形成する場合には、仕切部材３４と接合されている下側の壁から離間する方向、すなわち、図２中上方向に向かって、仕切部材３４の厚みは一定、または単調減少していることが好ましい。

　これにより、例えば、拡張部１４の上側の壁を除いた部位と仕切部材３４とを一体化した断片を射出成形で作製する場合に、金型から断片を抜くことが可能となり、また、抜きやすくなる。また、例えば、拡張部１４の上側の壁を除いた部位と仕切部材３４とを一体化した断片を３Ｄプリンターで作製する場合には、層を重ねやすくなるため、作製が容易になる。

　また、射出成形または３Ｄプリンターで作製が容易になる観点から、拡張部１４のすくなくとも一面は平坦面であることが好ましい。

　また、射出成形または３Ｄプリンターで作製が容易になる観点から、仕切部材３４は、全ての辺が直線であることが好ましい。

　なお、仕切部材３４は、拡張部１４とは別部材として作製されて、拡張部１４の壁に接着されてもよいし、拡張部１４の壁に爪部あるいは溝等を設けて、爪部あるいは溝等に仕切部材３４を嵌合する構成であってもよい。

　通気管、拡張部、および、仕切部材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（ＰＭＭＡ）、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（ＰＥＴ）、ポリイミド、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン共重合合成樹脂）、難燃ＡＢＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂（アクリロニトリル、スチレン、アクリレート共重合合成樹脂）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）樹脂、およびＰＬＡ（ポリ乳酸）樹脂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。

　軽量化および成型の容易さ等の観点から、通風型消音器の形成材料としては樹脂材料を用いることが好ましい。

　これらの素材は不燃性、難燃性、自己消火性を有することが望ましい。また、通風型消音器全体が不燃性、難燃性、自己消火性を有することも望ましい。

　ここで、図１および図２に示す通風型消音器１０は、好ましい態様として、拡張部１４の入口側通気管１２との接続部および出口側通気管１６との接続部に、接続部から拡張部１４内に向かって、断面積が漸次拡大する開口部構造を有する。図４に開口部構造（２０、２４）の斜視図を示す。

　第１開口部構造２０は、拡張部１４内の入口側通気管１２との接続部に接して配置され、入口側通気管１２側から出口側通気管１６側に向かって、開口面積が漸次拡大するテーパ形状の筒状の部材である。

　図示例においては、第１開口部構造２０の入口側通気管１２側（以下、基端側ともいう）の開口の形状および面積は、入口側通気管１２の断面形状および断面積と略一致している。また、第１開口部構造２０の出口側通気管１６側（以下、先端側ともいう）の端面の開口の形状および面積は、多孔質吸音材３０および拡張部１４の壁に囲まれる略矩形状の流路の断面形状および断面積と略一致している。すなわち、第１開口部構造２０は、出口側通気管１６側の端面において、多孔質吸音材３０および拡張部１４の壁に略接している。

　図４に示すように、第１開口部構造２０は、基端側から先端側に向かって断面積が漸次拡大するラッパ形状の筒状の部材である。

　第２開口部構造２４は、拡張部１４内の出口側通気管１６との接続部に接して配置され、入口側通気管１２側から出口側通気管１６側に向かって、開口面積が漸次縮小するテーパ形状の筒状の部材である。

　図示例においては、第２開口部構造２４の出口側通気管１６側（以下、基端側ともいう）の開口の形状および面積は、出口側通気管１６の断面形状および断面積と略一致している。また、第２開口部構造２４の入口側通気管１２側（以下、先端側ともいう）の端面の開口の形状および面積は、多孔質吸音材３０および拡張部１４の壁に囲まれる略矩形状の流路の断面形状および断面積と略一致している。すなわち、第２開口部構造２４は、入口側通気管１２側の端面において、多孔質吸音材３０および拡張部１４の壁に略接している。

　図４に示すように、第２開口部構造２４は、基端側から先端側に向かって断面積が漸次拡大するラッパ形状の筒状の部材である。

　拡張部１４を有する通風型消音器１０は、拡張部１４への出入口に、拡張部１４内に向かって断面積が漸次拡大するホーン状の部材（開口部構造）を配置することで、拡張部１４内に流入する、あるいは、排出される風の流れが乱れることを抑制して消音効果を高めることができる。

　ここで、図４に示す例では、第１開口部構造２０および第２開口部構造２４は、基端側から先端側に向かって断面積が漸次、拡大するラッパ形状の筒状の部材としたがこれに限定はされない。開口部構造は、断面積が漸次、変化する構成であれば、その形状は特に限定はされない。以下、第１開口部構造２０および第２開口部構造２４の他の例を説明する。

　図５に示す開口部構造２０ｂは、２枚の湾曲した板状部材を有し、２枚の板状部材の間の幅が一方の端部から他方の端部に向かって漸次、大きくなっている。また、開口部構造２０ｂにおいては、図中上下方向には開放されており、例えば、拡張部１４の壁あるいは多孔質吸音材３０と接する構成とすればよい。
　また、開口部構造は、図５に示したもののうち１枚のみでもよい。側が壁、片側が湾曲した板状部材という構成によって、断面積が漸次変化する開口部構造が実現できる。

　このように、開口部構造は、他方の通気管側の端部における断面において、閉塞していない構成としてもよい。すなわち、第１開口部構造は、出口側通気管側の端部における断面において、閉塞していない構成としてもよく、また、第２開口部構造は、入口側通気管側の端部における断面において、閉塞していない構成としてもよい。

　図６に示す開口部構造２０ｃは、断面形状が矩形状であり、中心軸に沿って、相似形状のまま断面積が拡大する形状を有する。すなわち、開口部構造２０ｃは、四角錐台形状で、上底から下底に貫通する開口を有する。

　また、開口部構造としては、上述した各例のように断面形状が拡張する形状に限定されず、図７に示す通風型消音器のように、開口部構造（２０ｄ、２４ｄ）の端部における肉厚が徐々に薄くなる構成であってもよい。すなわち、第１開口部構造２０ｄは、入口側通気管１２と同じ断面形状を有するものであり、出口側通気管１６側の端部における肉厚が、出口側通気管１６側に向かって、漸次、薄くなっている。また、第２開口部構造２４ｄは、出口側通気管１６と同じ断面形状を有するものであり、入口側通気管１２側の端部における肉厚が、入口側通気管１２側に向かって、漸次、薄くなっている。第１開口部構造２０ｄと入口側通気管１２とは一体的に形成されていてもよい。また、第２開口部構造２４ｄと出口側通気管１６とは一体的に形成されていてもよい。

　例えば、図７に示す例において、入口側通気管１２および出口側通気管１６の内径が３０ｍｍ、肉厚が２ｍｍのときに、第１開口部構造２０ｄおよび第２開口部構造２４ｄの基端部（接続される通気管側）の内径の面積に対して、先端部（他方の通気管側）の内径（直径３４ｍｍ）の面積の比は、１．２８倍となり、肉厚が３ｍｍの場合は基端部の内径の面積に対して、先端部の内径の面積の比は、１．４４倍となり、第１開口部構造２０ｄおよび第２開口部構造２４ｄは、それぞれ、断面積が十分に変化する構造となる。図７に示す例のように、第１開口部構造２０ｄおよび第２開口部構造２４ｄが、徐々に肉厚が薄くなる領域を有する構成とすることで、断面積の変化を緩やかにし、また風切り音を低減させることができる。また、拡張部１４の外側形状を一定に保ち内側を徐々に広げる構成が望ましいが、先端部を細く尖らせた構成でもよい。

　また、図７に示す例のように、第１開口部構造２０ｄおよび第２開口部構造２４ｄは、肉厚が一定の領域をある長さ有して、先端側に肉厚が徐々に薄くなる領域を有していてもよいし、肉厚が徐々に薄くなる領域のみで構成されていてもよい。
　また、図４～図６に示す例のような断面形状（外形）が拡張する形状の開口部構造の端部の肉厚を徐々に細くした構成としてもよい。

　このように、開口部構造は、断面積が漸次、変化する構成であれば、その形状は種々の構造とすることができる。
　開口部構造の基端側の断面形状は、通気管の断面形状に合わせた形状とすればよく、また、先端側の断面形状は、拡張部１４の壁および／または多孔質吸音材３０に囲まれた流路の断面形状に合わせた形状とすればよい。

　開口部構造の中心軸に垂直な断面形状は、二回対称以上であることが好ましく、四回対称以上であることがより好ましい。

　また、開口部構造による断面積の変化は、単調変化であってもよいし、変化率が変化するものであってもよいし、段階的に変化するものであってもよい。

　また、開口部構造の内側の表面（中心軸側の表面）の平均粗さＲａは１ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以下であることがより好ましく、０．１ｍｍ以下であることがさらに好ましい。開口部構造の内側の表面の平均粗さＲａを小さくすることで、開口部構造の表面を流れる風が剥離して渦が生じて、風切り音が発生することを抑制できる。

　また、図１等に示す例では、入口側通気管１２と出口側通気管１６とは、中心軸が同一直線状に配置される構成としたが、これに限定はされない。例えば、図８および図９に示す例のように、入口側通気管１２と出口側通気管１６とは、中心軸が同一直線状にない構成としてもよい。このような構成の場合にも、拡張部１４内に配置される多孔質吸音材３０の裏面側に背面空間１４ａが形成される構成として、背面空間１４ａ内に、背面空間１４ａを仕切る仕切部材３４が配置される構成とすることができる。

　また、図８および図９に示す例においても、好ましい態様として、第１開口部構造および第２開口部構造を有する。図８および図９に示す例では、第１開口部構造および第２開口部構造は、断面積が変化する構造であり、かつ、流路を曲げる機能を有している。

　図８に示す例において、第１開口部構造２０ｅは、２枚の板状部材が対面して配置された構成であり、入口側通気管１２と出口側通気管１６とを結ぶ方向に流路を曲げるように、２枚の板状部材が湾曲しており、一方の板状部材の先端側（出口側通気管１６側）に断面積が変化する広がりのある構造（湾曲構造）を有する。また、第２開口部構造２４ｅは、２枚の板状部材が対面して配置された構成であり、入口側通気管１２と出口側通気管１６とを結ぶ方向から出口側通気管１６の流れ方向に流路を曲げるように、２枚の板状部材が湾曲しており、一方の板状部材の先端側（入口側通気管１２側）に断面積が変化する広がりのある構造（湾曲構造）を有する。図８に示す例では、第１開口部構造２０ｅおよび第２開口部構造２４ｅは、一方の板状部材が断面積が変化する広がりのある構造を有する構成としたが、両方の板状部材が断面積が変化する広がりのある構造（湾曲構造）を有する構成としてもよい。

　また、開口部構造は、２枚の板状部材の曲率半径が異なるものとしたり、長さを変えることで、断面積が漸次、変化する構成とすることができる。

　このように、図８に示す通風型消音器は、入口側通気管１２と出口側通気管１６とが、中心軸が同一直線状にない構成であり、開口部構造によって流路が曲げられた構成を有している。

　図８に示す通風型消音器は、拡張部１４内に、第１開口部構造２０ｅの先端側から第２開口部構造２４ｅの先端まで、流路に沿って配置される多孔質吸音材３０を有している。また、多孔質吸音材３０の裏面側には背面空間１４ａが形成されている。図８に示す例では、図中、拡張部１４内の左上側および右下側に背面空間１４ａが形成されている。

　背面空間１４ａ内には、背面空間１４ａを仕切る仕切部材３４が配置されている。図示例においては、仕切部材３４は、図中、拡張部１４内の左上側の背面空間１４ａ内に配置されている。仕切部材３４は、平坦な板状の部材であり、図中左右方向に延在しており、一方の端部が拡張部１４の壁に接し、他方の端部が多孔質吸音材３０に接するように配置されている。

　背面空間１４ａの、仕切部材３４によって仕切られた２つの空間のうち一方は、音響共鳴部３６として機能する。図８に示す例においては、背面空間１４ａの、仕切部材３４によって仕切られた２つの空間のうち、上側の空間が音響共鳴部３６として機能する。図に示すとおり、音響共鳴部３６は、多孔質吸音材３０側が開口しており、多孔質吸音材３０を介して、流路と音響的に接続されている。この音響共鳴部３６は、例えば、気柱共鳴器として作用する。

　なお、図８に示す例では、２つの背面空間１４ａのうち、一方の背面空間１４ａ内に背面空間１４ａを仕切る仕切部材３４が配置される構成としたが、これに限定はされず、図９に示す例のように、２つの背面空間１４ａそれぞれに仕切部材３４が配置される構成とし、通風型消音器が２つの音響共鳴部３６を有する構成としてもよい。

　また、図８および図９に示す例では、仕切部材３４は、平坦な板状の部材であり、音響共鳴部３６が、気柱共鳴器として作用するものとしたがこれに限定はされず、図１０に示す例のように、仕切部材３４は、多孔質吸音材３０側の端部で、音響共鳴部３６ｂ側に突出する部位を有する構成としてもよい。図示例の仕切部材３４は、板状部材３４ａの最大面の多孔質吸音材３０側の端部に、図１０中、紙面に垂直な方向の幅が板状部材３４ａと同じで、音響共鳴部３６ｂ側に立設する板状部材３４ｂを有する。板状部材３４ｂの、板状部材３４ａとは反対側の端面は、拡張部１４の壁（図１０中、上側の壁）とは接しておらず、開口部が形成されている。図１０に示す例は、図１の例と比較して、板状部材３４ｂによって音響共鳴部３６の開口部が狭められている。このように、音響共鳴部３６の開口部を狭めることによって、音響共鳴部３６ｂにおける共鳴をヘルムホルツ共鳴とすることができる。

　また、入口側通気管１２と出口側通気管１６とが、中心軸が同一直線状にない構成においても、開口部構造が肉厚が徐々に薄くなる領域を有することで、断面積が漸次、変化する構成としていてもよい。

　また、本発明の通風型消音器は、多孔質吸音材と流路との間にパンチングメタルを有さないことが好ましい。多孔質吸音材と流路との間にパンチングメタルを有すると、流路を流れる風が、パンチングメタルの孔の段差に直接接するため、圧損が生じたり、風切り音が生じるおそれがある。また、多孔質吸音材と音の接する面積が減少するため、多孔質吸音材による消音効果が低下する恐れがある。

　また、本発明の通風型消音器は、多孔質吸音材の、流路は反対側の面にもパンチングメタルを有さないことが好ましい。すなわち、多孔質吸音材と背面空間および音響共鳴部との間にパンチングメタルを有さないことが好ましい。多孔質吸音材と背面空間との間にパンチングメタルを有すると、上述した、多孔質吸音材の裏面側に背面空間を有することによる消音性能の向上効果が得られなくなってしまうおそれがある。

　また、本発明の通風型消音器を、ホースと接続して使うことを想定した場合に、通風型消音器の入口側通気管および出口側通気管には外周面に凹凸形状、および／または、蛇腹状形状を有することが望ましい。ホースと接続した場合にしっかりと締まるため、風漏れ、音漏れ、および、音の反射等を防ぐことができる。

　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。

　［比較例１］
　図１１および図１２に示すように、拡張部１１４内に多孔質吸音材１３０、１３０ｂが充填された通風型消音器１００を作製した。図１１は、比較例の通風型消音器を概念的に示す断面図である。図１２は図１１のＣ－Ｃ線断面図である。図１１および図１２に示す通風型消音器１００は、図１および図２に示す本発明の通風型消音器１０において、仕切部材３４を有さず、背面空間１４ａ内に多孔質吸音材１３０ｂが充填されている以外は同様の構成を有するものである。

　拡張部１１４の内部サイズは、幅１０５ｍｍ×高さ３７ｍｍ×長さ１４０ｍｍとした。また、接続される通気管（入口側通気管１１２および出口側通気管１１６）の内径は２４ｍｍとした。拡張部１４内の入口側通気管１１２との接続部には、第１開口部構造１２０を配置し、出口側通気管１１６との接続部には、第２開口部構造１２４を配置した。第１開口部構造１２０および第２開口部構造１２４は、二次元的に幅方向に広がり、基端側の幅が２４ｍｍで先端側の幅が３０ｍｍであり、長さ方向の長さは最大で２５ｍｍである。

　拡張部１１４は、高さ方向の一方の壁を別パーツ（断片）として、壁パーツと本体パーツの２つのパーツに分けてそれぞれ射出成形で作製した。また、２つの開口部構造、および、２つの通気管もそれぞれ射出成形で作製した。各部材の素材はＡＢＳ樹脂とした。壁パーツの厚みは２ｍｍとし、他の部材の厚みは５ｍｍとした。拡張部１１４となる本体パーツの長さ方向の２つの壁それぞれに通気管と接続する直径２４ｍｍの貫通孔を形成した。拡張部１１４となる本体パーツの貫通孔の位置に、開口部構造および通気管を接着した。

　拡張部１１４となる本体パーツの内部には、多孔質吸音材１３０、１３０ｂ（ブリヂストンケービージー社製　ＱｏｎＰＥＴ）を流路となる領域（２つの開口部構造の先端をつないだ領域）を除く空間に詰めた状態とした。ＱｏｎＰＥＴは密度が大きく薄い不織布層と密度が小さく厚みのある不織布層が接合された構造であって、流路側には密度の濃い不織布層を向けて配置した。

　拡張部１１４内に多孔質吸音材を詰めた後に、本体パーツの開口面に壁パーツを接着することで、通風型消音器１００を作製した。接着剤としては、セメダイン社ＡＢＳ用接着剤ＣＡ－２４３を用いた。

　［比較例２］
　比較例１において、多孔質吸音材１３０ｂを除いて、背面空間を形成した以外は比較例１と同様にして通風型消音器を作製した。
　多孔質吸音材１３０ｂは、多孔質吸音材１３０の裏面側に配置されている、幅５０ｍｍ×高さ３７ｍｍ×長さ１４０ｍｍの部分である。従って、比較例２の通風型消音器は、幅５０ｍｍ×高さ３７ｍｍ×長さ１４０ｍｍの背面空間を有するものである。

　［実施例１］
　背面空間内に仕切部材３４を配置した以外は比較例２と同様の構造の通風型消音器（図１および図２参照）を作製した。

　仕切部材３４は、厚み３ｍｍ、幅５０ｍｍ、高さ３５ｍｍの平坦な板状の部材とし、拡張部１４となる本体パーツの長さ方向に壁から３０ｍｍの位置に配置し、射出成形によって拡張部１４となる本体パーツと一体成形し、多孔質吸音材１３０ｂを配置しない以外は比較例１と同様にして実施例１の通風型消音器を作製した。壁パーツと仕切部材３４との間には２ｍｍの間隙を有する。

　［実施例２］
　仕切部材３４の高さを３７ｍｍに変更して本体パーツと一体成形し、壁パーツと仕切部材３４との間には間隙を有さない構成として、接着剤で壁パーツと仕切部材を接着した以外は、実施例１と同様の構造の通風型消音器を作製した。

　［評価］
　作製した実施例１～２および比較例１～２の通風型消音器について、透過損失を測定した。
　透過損失は、伝達マトリクス測定法（ＡＳＴＭ　Ｅ２６１１）に従って、直径２４ｍｍの音響管を用いて、スピーカーとマイク４端子を使って測定した。測定は、自作装置で測定を行ったが、例えば、日本音響エンジニアリング社製　ＷｉｎＺａｃＭＴＸ、Ｂ＆Ｋ社製　４２０６－Ｔ型透過損失管キットなどの市販の４端子法測定セットで測定を再現することができる。
　比較例１と比較例２の測定結果のグラフを図１３に示す。比較例１と実施例１の測定結果のグラフを図１４に示す。比較例１と実施例２の測定結果のグラフを図１５に示す。

　図１３～図１５のグラフの各実施例および比較例において、３１５Ｈｚ付近で透過損失が大きく変化しているのは、拡張部１４の厚み２ｍｍの壁の固有振動に依るものである。

　図１３から、比較例１では、３１５Ｈｚ付近以外は、高周波側に向かって単調に透過損失が増加することがわかる。一方、比較例２は、１５００Ｈｚ付近では比較例１を大きく上回る消音性能を示したが、１０００Ｈｚおよび２０００Ｈｚ付近などで透過損失が下回る帯域があることがわかる。特に１０００Ｈｚ付近においては、比較例１での透過損失の値も想定的に高周波より小さかったために消音性能が小さくなっていた。

　図１４から、実施例１は、比較例１に対して、１０００Ｈｚ付近の透過損失が大きく上回る結果を示した。実施例１では、仕切部材によって、多孔質吸音材の背面側に幅３０ｍｍ、高さ３７ｍｍ、長さ５０ｍｍの気柱共鳴器構造を有する音響共鳴部が形成される。音響共鳴部の長さは、開口端補正（開口面積を求め、円相当半径を求めて算出する）を考慮すると６７ｍｍであり、対応する共鳴周波数は１２８０Ｈｚとして算出できる。これは実施例１の１０００Ｈｚ付近の透過損失の極大値とほぼ一致するため、多孔質吸音材の背面側に形成される音響共鳴部によって比較例２で下がっていた１０００Ｈｚ付近の透過損失を、多孔質吸音材を詰めた比較例１よりも大きくすることができることがわかる。また、仕切部材で残りの空間を大きく残したことに依って、高周波にかけて高い透過損失を維持することができることがわかる。

　図１５から、実施例２は、８００Ｈｚ以上の特性は実施例１とほぼ一致することがわかる。一方で、特に５００Ｈｚ以下で差があった。仕切部材と拡張部の壁との間に隙間がなく接着されたことで、壁の共振に基づく低周波での振動周波数が高周波化し、それより低周波側では比較例１および実施例１と比べて透過損失が小さくなっていた。一方で、仕切部材の高さ方向の両端部を拡張部の壁に接着したことでＨ字型の構造となり、構造強度は高くなった。

　［比較例３］
　図１６に示すように、入口側通気管１１２の中心軸と出口側通気管１１６の中心軸とが同一直線状になく、拡張部１１４内の流路に沿った領域に多孔質吸音材１３０が配置され、背面空間１１４ａが形成された構造を有する通風型消音器を作製した。図１６に示す通風型消音器は、図８に示す本発明の通風型消音器において、仕切部材３４を有さない以外は同様の構成を有するものである。

　拡張部１１４の内部サイズは、幅１１０ｍｍ（図中上下方向）×高さ４７ｍｍ（紙面に垂直な方向）×長さ１７０ｍｍ（図中左右方向）とした。また、接続される通気管（入口側通気管１１２および出口側通気管１１６）の２４ｍｍ×２４ｍｍの矩形状とした。拡張部１４内の入口側通気管１１２との接続部には、第１開口部構造１２０を配置し、出口側通気管１１６との接続部には、第２開口部構造１２４を配置した。第１開口部構造１２０および第２開口部構造１２４は、流路方向を２０°曲げるように湾曲した２枚の板状部材からなり、先端側で流路の断面積が変化するよう湾曲した構造とした。また、第１開口部構造１２０および第２開口部構造１２４は、紙面に垂直な方向の高さは２４ｍｍとし、拡張部１１４の紙面に垂直な方向にある壁の一方に接して配置するものとした。

　拡張部１１４は、高さ方向の一方の壁を別パーツ（断片）として、壁パーツと本体パーツの２つのパーツに分けてそれぞれ射出成形で作製した。また、２つの開口部構造は本体パーツと一体成形とした。２つの通気管もそれぞれ射出成形で作製した。各部材の素材はＡＢＳ樹脂とした。壁パーツの厚みは２ｍｍとし、他の部材の厚みは５ｍｍとした。拡張部１１４となる本体パーツの長さ方向の２つの壁それぞれに通気管と接続する２４ｍｍ×２４ｍｍの矩形状の貫通孔を形成した。拡張部１１４となる本体パーツの貫通孔の位置に、通気管を接着した。

　拡張部１１４となる本体パーツの内部には、図に示すように、多孔質吸音材１３０（ブリヂストンケービージー社製　ＱｏｎＰＥＴ）を流路となる領域（２つの開口部構造の先端をつないだ領域）に沿って、背面空間が形成されるように配置した。多孔質吸音材１３０の流路方向と直交する方向の幅は１５ｍｍとした。また、本体パーツの、開口部構造の上（紙面に垂直な方向）および多孔質吸音材１３０の上には、厚さ２３ｍｍの多孔質吸音材１３０を配置した。ＱｏｎＰＥＴは密度が大きく薄い不織布層と密度が小さく厚みのある不織布層が接合された構造であって、流路側には密度の濃い不織布層を向けて配置した。

　拡張部１１４内に多孔質吸音材を配置した後に、本体パーツの開口面に壁パーツを接着することで、通風型消音器を作製した。接着剤としては、セメダイン社ＡＢＳ用接着剤ＣＡ－２４３を用いた。

　［実施例３］
　一方の背面空間内に仕切部材３４を配置した以外は比較例３と同様の構造の通風型消音器（図８参照）を作製した。

　仕切部材３４は、厚み２ｍｍ、高さ４５ｍｍの平坦な板状の部材とし、拡張部１４となる本体パーツの幅方向（図中上下方向）に壁から２０ｍｍの位置に、一方の端部が拡張部１４の長さ方向の一方の壁（図中左側の壁）に接し、他方の端部が多孔質吸音材３０に接する位置に配置した。仕切部材３４は、本体パーツと一体成形した。壁パーツと仕切部材３４との間には２ｍｍの間隙を有する。

　［実施例４］
　仕切部材３４が多孔質吸音材３０側の端部で、音響共鳴部３６ｂ側に突出する部位（板状部材３４ｂ）を有する構成とし、音響共鳴部３６ｂをヘルムホルツ共鳴器とした以外は、実施例３と同様にして通風型消音器（図１０参照）を作製した。音響共鳴部３６ｂの開口部の幅（図１０中、板状部材３４ｂと拡張部１４の上側の壁との距離）は、１０ｍｍとした。

　［実施例５］
　２つのの背面空間１４ａ内それぞれに仕切部材３４を配置した以外は実施例３と同様の構造の通風型消音器（図９参照）を作製した。

　［評価］
　作製した実施例３～５および比較例３の通風型消音器について、上記と同様の方法で透過損失を測定した。
　比較例３と実施例３および４の測定結果のグラフを図１７に示す。比較例３と実施例５の測定結果のグラフを図１８に示す。

　図１７から、比較例３では１０００Ｈｚ付近で透過損失が極小値となっていることがわかる。これに対して、実施例３および４は、多孔質吸音材の裏面側に音響共鳴部を設けたことによって、７００Ｈｚ～２０００Ｈｚの透過損失を大きくして消音量を大きくすることができることがわかる。また、実施例４は、実施例３よりも低周波側にピークシフトしていることがわかる。これは、入り口を小さく絞ることで、スリットヘルムホルツ共鳴器の効果によって、実施例３と同体積の音響共鳴部でも、より低周波側の透過損失を大きくできることを示す。

　図１８から、実施例５では、音響共鳴部による透過損失の増大効果が大きくなり、実施例３では１０００Ｈｚ付近の極大値が１６ｄＢであったところ、実施例４の構造では２１ｄＢと大きく向上することがわかる。
　以上の結果より本発明の効果は明らかである。

　１０、１００　通風型消音器
　１２、１１２　入口側通気管
　１４、１１４　拡張部
　１４ａ、１１４ａ　背面空間
　１６、１１６　出口側通気管
　２０、２０ｂ～２０ｅ、１２０　第１開口部構造
　２４、２４ｄ、２４ｅ、１２４　第２開口部構造
　３０、１３０、１３０ｂ　多孔質吸音材
　３４　仕切部材
　３４ａ、３４ｂ　板状部材
　３５　間隙
　３６　音響共鳴部
 

Claims (12)

1. 　入口側通気管と、前記入口側通気管と連通し前記入口側通気管よりも断面積が大きい拡張部と、前記拡張部と連通し、前記拡張部よりも断面積が小さい出口側通気管と、を有する通風型消音器であって、
   　前記拡張部の少なくとも一部に配置される多孔質吸音材、
   　前記多孔質吸音材の、前記入口側通気管と前記出口側通気管とを結ぶ流路とは反対側の前記拡張部内の空間である背面空間、および、
   　前記背面空間を仕切る仕切部材、を有し、
   　前記仕切部材によって仕切られた領域が音響共鳴部を構成し、
   　前記音響共鳴部は、前記流路と音響的に接続されている、通風型消音器。
2. 　前記音響共鳴部における共鳴が気柱共鳴である、請求項１に記載の通風型消音器。
3. 　前記仕切部材が、前記多孔質吸音材側の端部で、前記音響共鳴部側に突出する部位を有し、
   　前記音響共鳴部における共鳴がヘルムホルツ共鳴である、請求項１に記載の通風型消音器。
4. 　前記仕切部材は、前記拡張部の壁のうち、前記音響共鳴部を囲み対面する２つの壁の少なくとも一方に対して未接着である、請求項１～３のいずれか一項に記載の通風型消音器。
5. 　前記仕切部材と、前記仕切部材と未接着である前記壁との距離が５ｍｍ以下である、請求項４に記載の通風型消音器。
6. 　前記仕切部材が、前記多孔質吸音材と接している、請求項１～３のいずれか一項に記載の通風型消音器。
7. 　前記拡張部の少なくとも一面が平坦面である、請求項１～３のいずれか一項に記載の通風型消音器。
8. 　仕切部材を含めて構築した後の、平坦面部の最も低い固有振動数が２０００Ｈｚ以下である、請求項７に記載の通風型消音器。
9. 　前記仕切部材が、前記拡張部と一体的に形成されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の通風型消音器。
10. 　前記仕切部材が前記拡張部の壁と接合されている位置から前記壁と離間する方向の少なくとも一方向において、前記仕切部材の厚みが一定または単調減少している、請求項９に記載の通風型消音器。
11. 　前記仕切部材の全ての辺が直線である、請求項１～３のいずれか一項に記載の通風型消音器。
12. 　前記拡張部の前記入口側通気管との接続部および前記出口側通気管との接続部の少なくとも一方に、前記接続部から前記拡張部内に向かって、断面積が漸次、拡大する開口部構造を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の通風型消音器。
     

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