(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易な形状で遮音効果を発現できる技術を提供する。【解決手段】音源からの音を遮蔽可能な部材であって、前記音を透過可能な細隙を形成するスリット形成部材Ｇは、棒状に形成されると共に、その側面に、前記音源に対して開口する溝Ｍが形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音源からの音を遮蔽可能な部材であって、前記音を透過可能な細隙を形成するスリット形成部材であって、
棒状に形成されると共に、その側面に、前記音源に対して開口する溝が形成されている、
スリット形成部材。
【請求項２】
請求項１に記載のスリット形成部材であって、
前記スリット形成部材の切断面は、
第１辺部と、前記第１辺部に略平行に配置された第２辺部と、前記第１辺部と前記第２辺部と略垂直に、前記第１辺部の先端と前記第２辺部の先端とを接続する第３辺部と、から成る断面形状を有する、
スリット形成部材。
【請求項３】
請求項２に記載のスリット形成部材であって、
前記断面形状は、
前記第１辺部と前記第２辺部の長さの比が、前記音源の主周波数成分を遮蔽可能な比になるように、決定されている、
スリット形成部材。
【請求項４】
複数のスリット形成部材によって細隙が形成され、音源からの音を遮蔽可能な遮蔽物であって、
前記複数のスリット形成部材は、
それぞれ、
棒状に形成されると共に、前記音源に対して開口する溝が形成されている、
遮蔽物。
【請求項５】
請求項４に記載の遮蔽物であって、
前記遮蔽物は、車両のフロントグリルである、遮蔽物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細隙を形成するスリット形成部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和設備等の内部に配置された音源からの音を遮蔽して、騒音を抑制する技術が検討されている。例えば、特許文献１では、スリット状の開口部を有する共鳴器が設けられた遮音ルーバーによって、ルーバー透過音を低減する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−５３７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術において、音響の伝搬経路に配される共鳴器は、断面形状が複雑であるため、形成が困難になる可能性があった。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、より簡易な形状で遮音効果を発現できる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００７】
（１）本発明の一形態によれば、音源からの音を遮蔽可能な部材であって、前記音を透過可能な細隙を形成するスリット形成部材が提供される。このスリット形成部材は、棒状に形成されると共に、その側面に、前記音源に対して開口する溝が形成されている。
【０００８】
この構成によれば、スリット形成部材の側面に、音源に対して開口する溝が形成されている。そのため、１／４波長の共鳴が発生する音響的なソフトな壁を形成することができる。音響的な壁により音源からの音を反射することができ、透過音圧を低減させることができる。
【０００９】
（２）上記形態のスリット形成部材であって、前記スリット形成部材の切断面は、第１辺部と、前記第１辺部に略平行に配置された第２辺部と、前記第１辺部と前記第２辺部と略垂直に、前記第１辺部の先端と前記第２辺部の先端とを接続する第３辺部と、から成る断面形状を有してもよい。このようにしても、形成しやすい簡易な形状で、遮音効果を発現することができる。
【００１０】
（３）上記形態のスリット形成部材であって、前記断面形状は、前記第１辺部と前記第２辺部の長さの比が、前記音源の主周波数成分を遮蔽可能な比になるように、決定されていてもよい。このようにすると、音源の主周波数成分に応じて、適切に、音を遮蔽することができる。
【００１１】
（４）本発明の他の形態によれば、複数のスリット形成部材によって細隙が形成され、音源からの音を遮蔽可能な遮蔽物が提供される。前記複数のスリット形成部材は、それぞれ、棒状に形成されると共に、前記音源に対して開口する溝が形成されている。この構成によれば、１／４波長の共鳴が発生する音響的なソフトな壁でスリットの開口を覆うことができる。そのため、形成しやすい簡易な形状で、遮音効果を発現することができる。
【００１２】
（５）上記形態の遮蔽物であって、前記遮蔽物は、車両のフロントグリルであってもよい。このようにすると、車両の内部の音源（エンジン、ラジエータファン等）からの音を適切に遮蔽することができる。
【００１３】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、スリット形成部材を備える装置、スリット形成部材を備える空気調和設備、遮蔽物を備える装置、遮蔽物を備える車両等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態の車両のフロントグリルを概念的に示す説明図である。
【図２】スリット形成部材の断面形状を概念的に示す説明図である。
【図３】スリット形成部材の遮音効果の評価方法を概念的に示す説明図である。
【図４】スリット透過音圧の周波数特性を示す図である。
【図５】スリット形成部材を用いた場合の音圧レベルの分布状態を示す図である。
【図６】比較例のスリット形成部材の音圧レベルの分布状態を示す図である。
【図７】フロントグリルのスリット透過音圧の周波数特性を示す図である。
【図８】各周波数の音圧レベルの分布状態を示す図である。
【図９】スリット形成部材の断面形状と周波数特性の関係を示す図である。
【図１０】断面形状に対応する音圧レベルの分布状態を示す図である。
【図１１】スリット透過音圧の周波数特性を示す図である。
【図１２】周波数の音圧レベルの分布状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態の車両のフロントグリルＦＧと音源としてのホーンＨＮ１、ＨＮ２を概念的に示す説明図である。図１では、車両の外（前方）から、車両の前面を視認した様子を図示している。図１に示すように、フロントグリルＦＧは、３本のスリット形成部材Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３を備え、これによりスリットＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が形成されている。３本のスリット形成部材Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３は、同一の形状である。ホーンＨＮ１、ＨＮ２は、車両の内部であって、フロントグリルＦＧのスリットＳ１〜Ｓ４の裏側（後方）に配置されている。ホーンＨＮ１、ＨＮ２は、同一のホーンであって、ホーンＨＮ１、ＨＮ２から放射される音の主周波数成分は同一である。以下の説明において、ホーンＨＮ１、ＨＮ２を区別しないときには、単に「ホーンＨＮ」と称し、スリット形成部材Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３を区別しないときには、単に「スリット形成部材Ｇ」と称し、スリットＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を区別しないときには、単に「スリットＳ」と称する。図１において、紙面右方向をＸ軸プラス方向、紙面裏側に向かう方向（車両の後方に向かう方向）をＹ軸プラス方向、紙面上方向（高さ方向）をＺ軸プラス方向とした。
【００１６】
ホーンＨＮから放射される音は、スリット形成部材Ｇによって遮蔽されつつ、スリットＳを介して放射される。すなわち、スリット形成部材Ｇは、スリットＳを透過する音の透過音圧を低減させる。
【００１７】
図２は、スリット形成部材Ｇの断面形状を概念的に示す説明図である。スリット形成部材Ｇは、四角棒の側面に溝Ｍが形成された形状に形成されており、断面略コの字形状に形成されている。詳しくは、スリット形成部材Ｇの断面形状は、第１辺部１０と、第１辺部１０に略平行に配置された第２辺部２０と、第１辺部１０と第２辺部２０と略垂直に第１辺部１０の先端と第２辺部２０の先端とを接続する第３辺部３０と、を備え、ホーンＨＮに対して開口する断面形状である。本実施形態では、第１辺部１０の長さＷｕと第２辺部の長さＷｌは同一である。なお、コの字形状は、溝型鋼（チャンネル）形状とも言われる。
【００１８】
以下に、図３〜８を用いて、本実施形態のスリット形成部材Ｇの遮音効果について比較例と比較して説明する。
図３は、本実施形態のスリット形成部材Ｇの遮音効果の評価方法を概念的に示す説明図である。図３（Ａ）は、本実施形態のスリット形成部材Ｇについて示し、図３（Ｂ）は比較例のスリット形成部材ＧＰについて示す。スリット形成部材ＧＰは、中実の四角柱状に形成されており、断面形状が長方形状に形成されている。後述する透過音圧レベルの周波数特性および音圧レベルの分布図は、図３に示すように、スリット形成部材Ｇを挟んで音源と反対側に配置された評価点における音圧レベルについて算出している。後に詳述するように、本実施形態のスリット形成部材Ｇによれば、比較例のスリット形成部材ＧＰより、透過音圧を低減させることができる。
【００１９】
図４は、スリット透過音圧の周波数特性を示す図である。図３に示すように、音波の入力位置からスリット形成部材の前面までの距離、スリット形成部材Ｇの前面から透過音圧の評価点までの距離、スリット形成部材Ｇとスリット形成部材Ｇとの間の高さ方向の距離、スリット形成部材Ｇの本数等を設定し、数値計算モデルを生成する。音源からの音の音圧は、全周波数帯域に渡って、同じとして数値計算モデルを生成している。透過音圧の評価点の位置は、適宜設定可能であるが、外部の音場の反射位置から離れた位置に設定するのが好ましい。透過音圧の周波数特性は、スリット形成部材Ｇの断面形状を規定する変数を定め、有限要素法を用いて、下記（式１）を用いて、スリット形成部材Ｇを備えるフロントグリルＦＧを介してスリットＳ１〜Ｓ４から放射される音の透過音圧を算出することによって生成される。算出された透過音圧は音圧レベルに変換されている。なお、有限要素法を用いた透過音圧の算出は、M.J. Crocker, Handbook of acoustics, John Wiley & Sons, 1998.(pp.149-156のACOUSTIC MODELING:FINITE ELEMENT METHODの章)に記載された方法を用いることができる。
【００２０】
ｐ＝ｃ2∇2ｐ  ・・・（式１）
ここで、ｐは音圧［Ｐａ］、ｃは音速［ｋｍ／ｈ］であり、音速ｃは、下記（式２）によって求められる。
ｃ＝（Ｋ／ρ）1/2  ・・・（式２）
ここで、Ｋは体積弾性率［Ｎ／ｍ2］、ρは密度［ｋｇ／ｍ3］である。
【００２１】
フロントグリルＦＧを介して放射される音は、空気を伝搬する音と、フロントグリルＦＧを伝搬する音を含むものの、フロントグリルＦＧを伝搬する音は微小であるため、本実施形態では、Ｋおよびρとして、空気の体積弾性率および空気の密度を用いている。
【００２２】
図４では、本実施形態のフロントグリルＦＧを用いた場合の透過音圧レベルを実線、比較例のフロントグリルを用いた場合の透過音圧レベルを破線で示している。図４に示すように、本実施形態のフロントグリルＦＧを用いることにより、ほぼ全ての周波数帯域において、比較例より透過音圧を低減させることができる。また、本実施形態のフロントグリルＦＧを用いると、周波数ｆ３において、ディップが現れる。すなわち、本実施形態のフロントグリルＦＧによれば、周波数ｆ３の音について、著しい遮音効果を得ることができる。一方、比較例のフロントグリルを用いた場合は、全周波数帯域に亘って、音圧レベルの著しい低下が見られない。
【００２３】
図５は、本実施形態のスリット形成部材Ｇを用いた場合の音圧レベルの分布状態を示す図である。図６は、比較例のスリット形成部材ＧＰを用いた場合の音圧レベルの分布状態を示す図である。図５，６では、周波数ｆ３についての計算結果を示している。図５に示すように、本実施形態のフロントグリルＦＧを用いると、スリットＳを音響的な壁が覆い、音響的な壁より先（紙面左方向）の領域への音波の伝搬を著しく阻害することができる。一方、比較例のフロントグリルを用いる場合には、音響的な壁が形成されず、透過音圧をほとんど低減させることができない。すなわち、本実施形態のスリット形成部材Ｇを用いると、スリットＳを音響的な壁が覆い、透過音圧を著しく低減させることができる。
【００２４】
図７は、本実施形態のフロントグリルＦＧのスリット透過音圧の周波数特性を示す図である。図８は、各周波数の音圧レベルの分布状態を示す図である。図８では、図７に示す周波数ｆ１〜ｆ５について図示している。周波数ｆ１〜ｆ４については、音響的な壁がスリットを覆った結果、透過音圧レベルが低下している。周波数ｆ５については、音響的な壁はスリットを覆ってはいないものの、スリット形成部材Ｇの開口部を覆うように音響的な壁が形成されていることにより、音の反射が生じ、透過音圧が低減されている。
【００２５】
以上説明したように、本実施形態のフロントグリルＦＧによれば、複数のスリット形成部材Ｇを備えるため、スリットＳを音響的な壁で覆うことができ、透過音圧を低減させることができる。すなわち、簡易な形状のスリット形成部材Ｇによって遮音効果を発現することができる。スリット形成部材Ｇの形状が簡易であるため、フロントグリルＦＧを容易に製造することができる。
【００２６】
また、本実施形態のスリット形成部材Ｇによれば、比較例のスリット形成部材ＧＰと比べて、軽量化することができる。すなわち、本実施形態のスリット形成部材Ｇによれば、軽量化と遮音性能向上を同時に達成することができる。
【００２７】
次に、スリット形成部材Ｇの断面形状において、第１辺部の長さＷｕと第２辺部の長さＷｌの比を変更することにより、ディップ周波数を変更する例について説明する。以下に説明する例では、上記のフロントグリルＦＧのスリット形成部材Ｇにおいて、第１辺部の長さＷｕと第２辺部の長さＷｌの比を変更した以外は、上記と同じである。ここで、スリット形成部材の断面形状における第３辺部の長さＨ（高さＨ）と、第２辺部の長さＷｌ（下部の長さ）を変更せず、第１辺部の長さＷｕ（上部の長さ）のみを変更している。
【００２８】
図９は、スリット形成部材の断面形状と周波数特性の関係を示す図である。図１０は、スリット形成部材の各断面形状に対応する音圧レベルの分布状態を示す図である。図９、１０では、スリット形成部材の断面形状において、第１辺部の長さＷｕと第２辺部の長さＷｌの比を違えた５種類のスリット形成部材を用いている。各スリット形成部材の第１辺部の長さＷｕは、以下の通りである。ここで、上記したスリット形成部材Ｇにおける第１辺部の長さをＷｕ０（＝Ｗｌ）とする。
第１スリット形成部材ＧＡ：Ｗｕ＝Ｗｕ０＋２ΔＷ
第２スリット形成部材ＧＢ：Ｗｕ＝Ｗｕ０＋ΔＷ
第３スリット形成部材Ｇ：Ｗｕ＝Ｗｕ０
第４スリット形成部材ＧＡ：Ｗｕ＝Ｗｕ０−ΔＷ
第５スリット形成部材ＧＡ：Ｗｕ＝Ｗｕ０−２ΔＷ
ここで、ΔＷは任意に設定可能である。
【００２９】
図９に示すように、スリット形成部材の断面形状において、第１辺部の長さＷｕと第２辺部の長さＷｌの比を変更することによって、ディップ周波数を変更することができる。図１０に示すように、各スリット形成部材において、音響的な壁がスリット開口部を覆うことによって、透過音圧を著しく低減させる効果を得ることができる。すなわち、断面形状が略コの字形状に形成されたスリット形成部材において、第１辺部と第２辺部の長さの比を変更することにより、透過音圧を最小化できる周波数を変更することができる。そのため、音源の主周波数に応じて、第１辺部と第２辺部の長さの比を決定することにより、所望の周波数を適切に遮蔽することができる。また、スリット形成部材Ｇの高さＨを変更せず、透過音圧を最小化する周波数を変更することができるため、意匠の変更を不要とすることができる。
【００３０】
最後に、一つのスリット形成部材Ｇを備える遮蔽物の例について説明する。
図１１は、スリット透過音圧の周波数特性を示す図である。図１１に示すように、スリット形成部材Ｇが一つの場合にも、透過音圧（音圧レベル）が大きく低減される周波数（ｆ６）を得ることができる。
【００３１】
図１２は、周波数ｆ６の音圧レベルの分布状態を示す図である。図１２に示すように、スリット形成部材Ｇが一つの場合にも、音響的な壁がスリットを覆っている。これにより、透過音圧レベルを低減させることができる。このように、スリット形成部材Ｇが一つの場合にも、遮音効果を発現することができる。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態のスリット形成部材Ｇによれば、断面略コの字形状とという簡易な形状で、ほぼ全ての周波数帯域において、透過音圧を低減させることができる。また、スリット形成部材Ｇの断面形状において、第１部材と第２部材の長さの比を変更することにより、ディップ周波数を変更することができる。
【００３３】
＜本実施形態の変形例＞
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００３４】
・上記実施形態において、断面形状が略コの字形状に形成されたスリット形成部材Ｇを例示したが、断面形状は、上記実施形態に限定されず、スリット形成部材は、棒状に形成されると共に、その側面に、音源に対して開口する溝が形成されていればよい。例えば、断面形状がＵ字形状、Ｖ字形状等であってもよい。また、上記実施形態において、第１辺部１０と第３辺部３０、および第２辺部２０と第３辺部３０とが、角に丸みを付けて接続されてもよい。また、スリット形成部材は、例えば、丸棒の側面に、上記実施形態と同様の溝Ｍが形成されていてもよい。
【００３５】
・上記実施形態において、遮蔽物として、車両のフロントグリルＦＧを例示し、音源として車両のホーンＨＮを例示したが、遮蔽物および音源は、上記実施形態に限定されない。例えば、航空機、列車、船舶、建築物、空気調和設備等の内部に配置された音源から放出される音を遮蔽する遮蔽物であって、スリットが形成された遮蔽物に適用することができる。例えば、空気調和設備の吹き出し口のルーバーに適用することもできる。
【００３６】
・上記実施形態において、フロントグリルＦＧが板状のスリット形成部材Ｇを３本備え、４つのスリットＳが形成される例を示したが、フロントグリルＦＧの形状は、上記実施形態に限定されない。フロントグリルＦＧは、スリット形成部材Ｇを１本備えてもよいし、４本以上備えてもよい。
【００３７】
以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１０…第１辺部
２０…第２辺部
３０…第３辺部
ＦＧ…フロントグリル
Ｇ、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、ＧＡ、ＧＢ、ＧＤ、ＧＥ、ＧＰ…スリット形成部材
ＨＮ、ＨＮ１、ＨＮ２…ホーン
Ｓ、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４…スリット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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