(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも矩形状の外側表被材の上に高さの異なる積層された不燃性の高い方の吸音用ボードと低い方の吸音用ボードからなる吸音用ボードを交互に接着してなり、前記高い方の吸音用ボードと低い方の吸音用ボードの幅及び高さ寸法が、前記外側表被材を外側にして円筒形に形成したときに、高い方の吸音用ボードの内側表面を前記円筒形の内周方向に連接すべく設定されると共に、前記吸音用ボードの凹凸面側を円弧状あるいは斜めの直線状に切断せしめて、円筒形状にロールされたとき前記円弧形状の切断部分をベルマウス形状部に形成せしめることを特徴とする吸音材。
【請求項２】
送風機の上流側及び下流側に送風流路を形成すべく覆う外筒と、この外筒の内周面に接触する外側表被材と、この外側表被材の内周面に円周方向に交互に接着すべく構成される高さの異なる積層された不燃性の高い方の吸音用ボードと低い方の吸音用ボードからなる吸音用ボードと、前記高い方の吸音用ボードの内側表面を内周方向に連接して形成される送風流路と、前記互いに隣り合う高い方の吸音用ボードの側面と低い方の吸音用ボードの内側表面とで形成した三角形状の空気層と、前記吸音用ボードの内周面側に設けた凹み部と、この凹み部内に取り付けた送風機と、からなることを特徴とする吸音装置付送風装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、送風機から発生する騒音を低減せしめる吸音ダクトやサイレンサ部品の製品となるための吸音材及びこの吸音材を用いた吸音装置付送風装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、住居や非住居空間の換気や空調機器などで使用される送風機は、騒音が発生し、配管ダクトから室内及び戸外に伝搬する。特に、会議室、事務所、学校、病院、放送局などの施設では、静かな換気を必要とするので、前記騒音を低減するための吸音装置が要求されている。
【０００３】
従来の吸音装置としては、特開２０００−２８３０９８号公報に示されているように、送風機の上流側の通路の外周部に一定密度のガラス繊維系の吸音材が設けられ、この吸音材が外殻で囲まれている。この場合は、送風機の吸込口の騒音を低減するために吸音材の通路の径を送風機のファンの吸込口より小さくし、前記吸込口付近では徐々にファンの吸込口の径まで広げている。
【０００４】
また、他の従来の吸音装置としては、特開平１０−１０３７２８号公報に示されているように送風機の上流側の通風路の外周部に密度の異なる２種類の吸音材が設けられ、密度の大きい吸音材を内側に設け、密度の小さい吸音材を外側に配置されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前者の特開２０００−２８３０９８号公報に示されている従来の吸音装置では吸音材の通路の形状を変形することにより吸音効果を上げるようにしているため形状が複雑であるので、吸音材は送風機や配管ダクトの大きさに応じて成形する必要が生じ、生産性が良くないという問題点があった。
【０００６】
なお、前者の公報でも説明されているように、吸音材の通路径が送風機の吸込口と同じである一般的な従来の吸音装置では、吸音効果が良くないという問題点があった。
【０００７】
また、後者の特開平１０−１０３７２８号公報に示されている吸音装置では２種類の異なる密度の吸音材が焼結成形されるので、焼結成形される部材が多くなるために生産性が良くないという問題点があった。
【０００８】
また、従来の吸音装置においては、前者及び後者のいずれの吸音材でも例えば焼結成形などの方法で予め半円筒形状あるいは円筒形状に成形されたものであるので、このような吸音材は輸送や保管するために大きなスペースを要するという問題点があった。
【０００９】
この発明は上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、吸音性能の良い吸音ダクトとすると共に輸送や保管のスペースを小さくし得る吸音材及びこの吸音材を用いた吸音装置付送風装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１によるこの発明の吸音材は、少なくとも矩形状の外側表被材の上に高さの異なる積層された不燃性の高い方の吸音用ボードと低い方の吸音用ボードからなる吸音用ボードを交互に接着してなり、前記高い方の吸音用ボードと低い方の吸音用ボードの幅及び高さ寸法が、前記外側表被材を外側にして円筒形に形成したときに、高い方の吸音用ボードの内側表面を前記円筒形の内周方向に連接すべく設定されると共に、前記吸音用ボードの凹凸面側を円弧状あるいは斜めの直線状に切断せしめて、円筒形状にロールされたとき前記円弧形状の切断部分をベルマウス形状部に形成せしめることを特徴とするものである。
【００１１】
したがって、吸音材が吸音ダクトとして使用されるとき、高い方の吸音用ボードが吸音ダクトの厚みとなるので、厚手の吸音性能の良い吸音ダクトとなる。また、高さの異なる吸音用ボードにより生じる凹凸面の凹部は、断面三角形状で吸音ダクトの長手方向に長い空洞の空気層となり、この空気層がダクト内の全周に亘って設けられるので、低周波成分の吸音率が向上する。
【００１２】
また、吸音材は凹凸面が設けられていることから円筒形状の円周方向に沿ってフレキシビリティが増し、組立の作業性が良いものである。さらに、空気層の形成部分の材料が歩留まり良く削減されるのでコストダウンとなる。
【００１３】
また、吸音ダクトに組み立てられる前の展開された状態では矩形状の平板形状であるので、輸送や保管のスペースが小さくなる。
【００１４】
高い方の吸音用ボードの内側表面が吸音ダクトの送風流路となり、高さの異なる吸音用ボードにより生じる凹凸面の凹部が断面三角形状で吸音ダクトの長手方向に長い空洞の空気層となる。この空気層がダクト内の全周に亘って設けられるので、低周波成分の吸音率が向上する。
【００１５】
空気流入側では圧力損失が少なく、空気流出側では圧力回収が図られる。
【００１６】
請求項２によるこの発明の吸音装置付送風装置は、送風機の上流側及び下流側に送風流路を形成すべく覆う外筒と、この外筒の内周面に接触する外側表被材と、この外側表被材の内周面に円周方向に交互に接着すべく構成される高さの異なる積層された不燃性の高い方の吸音用ボードと低い方の吸音用ボードからなる吸音用ボードと、前記高い方の吸音用ボードの内側表面を内周方向に連接して形成される送風流路と、前記互いに隣り合う高い方の吸音用ボードの側面と低い方の吸音用ボードの内側表面とで形成した三角形状の空気層と、前記吸音用ボードの内周面側に設けた凹み部と、この凹み部内に取り付けた送風機と、からなることを特徴とするものである。
【００１７】
したがって、送風機が吸音ダクト形状にされた高さの異なる吸音用ボードの中に装着されると、送風機の騒音は吸音用ボードと、断面三角形状で吸音ダクトの長手方向に長い空洞の空気層から、低周波成分が効率よく吸音される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
図１ないしは図３を参照するに、この実施の形態に係わる吸音材１は、円筒あるいは半割の円筒形状となる際に外周側に位置する矩形状の外側表被材３が設けられ、この外側表被材３の上には高さの異なる積層された不燃性の吸音用ボードとしての例えば高い方の内外径構成吸音材５と低い方のスペーサ吸音材７とが交互に接着されている。
【００２０】
さらに、上記の複数の内外径構成吸音材５とスペーサ吸音材７とからなる吸音用ボードの凹凸面側の表面は、全体的に矩形状の内側表被材９で貼着され、被覆されている。実際には、内側表被材９は内外径構成吸音材５の表面に貼着されるが、スペーサ吸音材７は凹部にあるため貼着されない状態となる。なお、この実施の形態では内側表被材９の各側縁は内外径構成吸音材５の側面へ折り返して貼着する折返し部１１が設けられている。
【００２１】
より詳しくは、外側表被材３としては、例えば厚み７μｍのアルミ箔と厚み１５μｍのＰＥワリフ（高密度ポリエチレン不織布）とを張り合わせたものが使用されている。この材料は、接着性が良く、曲げ時の引張強度に優れているものである。
【００２２】
また、外側表被材３と吸音用ボードとの接着剤としては、例えばグラスウール接着加工用の合成ゴム／合成樹脂系溶剤型接着剤が使用されている。
【００２３】
また、内外径構成吸音材５は図２に示されているように素材としての厚みｔ１で長さＬの板状の吸音用ボードから、断面矩形状の棒状をなすように幅Ｌ１で切り出し切断又はプレス抜きしたものであり、前記Ｌ１が吸音材１における高さ寸法で、前記ｔ１が吸音材１における幅寸法の一部を構成している。
【００２４】
また、スペーサ吸音材７は図２に示されているように素材としての厚みｔ２で長さＬの板状の吸音用ボードから、断面矩形状の棒状をなすように幅Ｌ２で切り出し切断又はプレス抜きしたものであり、前記ｔ２が吸音材１における高さ方向の寸法で、前記Ｌ２が吸音材１における幅寸法の一部を構成している。
【００２５】
なお、この実施の形態では、内外径構成吸音材５とスペーサ吸音材７はいずれも密度４０Ｋｇ／ｍ３のグラスウールが使用され、例えばｔ１＝５０ｍｍで、ｔ２＝２５ｍｍに積層されたものである。
【００２６】
また、内側表被材９としては、音の透過性が良く、吸音用ボードの吸音材繊維の飛散防止に良いものとして例えば重量５０ｇ／ｍ２で、厚み０．３ｍｍのポリエステルの不織布が使用されているが、モルトプレンゴム吹き付けなどのように繊維固着材を用いても構わない。なお、この実施の形態としては内側表被材９が設けられているが、内側表被材９がなくても吸音材１としての機能は満たされるので、なくても良い。しかし、内側表被材９は吸音用ボードの吸音材繊維の飛散防止をするという点で、あった方が望ましい。
【００２７】
吸音材１を製造する方法としては、製造用の治具型枠内に、吸音材１を構成する棒状の内外径構成吸音材５とスペーサ吸音材７が交互に並べられる。製造用の治具型枠内は内外径構成吸音材５とスペーサ吸音材７が一平面となるように内外径構成吸音材５とスペーサ吸音材７を載置するための段差が予め設けられている。治具型枠の上面に位置する内外径構成吸音材５とスペーサ吸音材７との一平面全体に、前記の接着剤により矩形状の外側表被材３が接着される。
【００２８】
その後、製造用の治具型枠が裏返され、外側表被材３を接着した吸音用ボードが治具型枠から取り出される。したがって、吸音用ボードとしては外側表被材３の側が平滑面になり、反対側の面が規則的な凹凸面となる。この凹凸面には矩形状の内側表被材９が全体的に接着される。すなわち、実際には、内側表被材９は高い方の内外径構成吸音材５の表面に接着され、低い方のスペーサ吸音材７には接着されないことになる。
【００２９】
図３ないしは図５を併せて参照するに、上記のような吸音材１は、吸音用ボードの凹凸面を内側にして、凹凸の溝が円筒の中心に対して平行となるようにロールされることにより、円筒形状の吸音ダクトあるいはサイレンサ部品の製品となる。
【００３０】
このとき、高い方の内外径構成吸音材５の内側表面が円筒形状の内周方向に連接されて吸音ダクトの内周壁面、換言すれば送風流路１３となる。また、凹凸面の凹部は、図５に示されているように断面三角形状でダクトの長手方向に長い空洞の空気層１５となり、この空気層１５がダクト内の全周に亘って設けられる。
なお、スペーサ吸音材７の上方に位置する内側表被材９は図３及び図５に示されているように三角形状の空気層１５内に収容される状態になる。
【００３１】
したがって、内外径構成吸音材５とスペーサ吸音材７の各寸法は使用されるダクト径の大きさに応じて設定されることになる。そこで、例えば、製造すべき吸音ダクトの仕様が、円筒外径をＤ１で、円筒内径をＤ２で、円筒軸線方向の長さをＬで、円筒成形時の内外径構成吸音材５の１本当たりの圧縮代をαとした場合、内外径構成吸音材５とスペーサ吸音材７の各寸法の設定方法について説明する。
【００３２】
内外径構成吸音材５の寸法は、円筒にしたときの内外径構成吸音材５の使用本数をｎ１とすると、
Ｌ１＝（Ｄ１−Ｄ２）／２・・・・・・・・・・・・・（１）
α＝（ｎ１・ｔ１−π・Ｄ２）／ｎ１・・・・・・・・（２）
で求められる。
【００３３】
なお、ｔ１及びｔ２は前述した通りで、内外径構成吸音材５の素材としての厚みｔ１で、スペーサ吸音材７の素材としての厚みｔ２である。したがって、内外径構成吸音材５の使用本数ｎ１は、内外径構成吸音材５の素材としての厚みｔ１が円筒形の内径の円周長さに関係するので、円筒形状の内径により設定される。
【００３４】
また、圧縮代αの設定により、作業性の良い反発力に調整することができる。
反発力は吸音材の種類や大きさにより変化するのであるが、一例として吸音用ボードとして密度４０Ｋｇ／ｍ３のグラスウールが使用され、円筒内径Ｄ２＝３００ｍｍで、円筒長さＬ＝１０００ｍｍの近傍サイズの場合、取扱いの作業性が良いという点で、圧縮代αは０〜５ｍｍにすることが望ましい。
【００３５】
また、スペーサ吸音材７の寸法は、円筒にしたときのスペーサ吸音材７の使用本数をｎ２とすると、
Ｌ２＝（π・Ｄ１−ｎ１・ｔ１）／ｎ２・・・・・・・・（３）
で求められる。なお、スペーサ吸音材７の使用本数ｎ２は、内外径構成吸音材５と交互に並べられ、円筒形状の突き当て部分に内外径構成吸音材５が使用される場合は、（ｎ１−１）本となる。しかし、内外径構成吸音材５とスペーサ吸音材７の使用本数が同数（ｎ１＝ｎ２）であっても構わない。
【００３６】
以上のように、内外径構成吸音材５とスペーサ吸音材７の幅及び高さ寸法は、外側表被材３を外側にして円筒形状に形成したときに、内外径構成吸音材５の円筒内側表面が円筒形の内周方向に連接するように予め設定されている。
【００３７】
上記構成により、吸音材１が図４及び図５に示されているように凹凸面の側を内側にして円筒形状に形成され、送風機ユニットに組み込まれる吸音ダクトとして使用されたとき、内外径構成吸音材５の高さが吸音ダクトの厚みとなり、厚手の吸音性能の良い吸音ダクトになる。
【００３８】
また、凹凸面の凹部は断面三角形状で吸音ダクトの長手方向に長い空洞の空気層１５となり、この空気層１５がダクト内の全周に亘って設けられるので、低周波成分の吸音率が向上する。例えば、騒音スペクトル２５０〜１０００Ｈｚの範囲では吸音性能が向上する。この点に関する詳細は後述する。
【００３９】
さらに、吸音材１が吸音ダクトとして組付けられる時、凹部を形成しているのでダクト内面の圧縮代が少ないため、内側表被材９に皺ができることなく吸音材１と内側表被材９の接着状態がよく堅固に接着される上、外観も良いものとなる。
【００４０】
また、吸音材１は吸音材１の凹凸面が設けられていることから円筒形状の円周方向に沿ってフレキシビリティが増し、組立の作業性が良いものである。さらに、空気層１５の形成部分の材料が歩留まり良く削減されるので、吸音材１の構成部材の原価が安くなる。
【００４１】
また、吸音材１は組立前の形状が矩形状であるので、輸送や保管のスペースを有効に使えるというメリットがある。
【００４２】
吸音材１の筒型形状は、吸音材１に接着した外側表被材３の張力と内側表被材９の圧縮に対する反発力により保持される。この場合、２種類の内外径構成吸音材５とスペーサ吸音材７との円筒の中心方向の厚みの差を適正な寸法にして円筒の内側に凹凸が設けられることにより、円筒形状にするために内外径構成吸音材５の内周面側の圧縮により生じる反発力が調整できる。したがって、内外径構成吸音材５とスペーサ吸音材７が上記の適正反発力の得られる寸法に予め設定されることにより、組付け時のロール成形の扱いが簡単になる。
【００４３】
図６を参照するに、この発明の他の実施の形態の吸音材１７としては、前述した実施の形態の吸音材１とほぼ同様であり、同様の部材は同様の符号で説明する。特に異なる点について説明すると、内外径構成吸音材５とスペーサ吸音材７との凹凸面側が円弧形状あるいは斜めの直線状に切断されることにより、この吸音材１７が円筒形状にロールされたときに、上記の円弧形状の切断部分が図６に示されているようにベルマウス形状部１９となり、上記の直線状の切断部分が円錐形状部２１となる吸音ダクトが形成されることになる。なお、この吸音ダクトの側面図は図５と同様の状態である。
【００４４】
上記のようにベルマウス形状部１９と円錐形状部２１を備えた吸音ダクトにすると、空気流入側では圧力損失が少なく、空気流出側では圧力回収が図られるので、省エネに貢献できる。
【００４５】
図７を参照するに、この発明の他の実施の形態の吸音材２３としては、前述した実施の形態の吸音材１とほぼ同様であり、同様の部材は同符号で説明し、特に異なる点について説明する。
【００４６】
この吸音材２３は、基本的には前述した吸音材１の内外径構成吸音材５とスペーサ吸音材７との凹凸面側に送風機２７を装着するための凹み部２５を形成したことにある。この凹み部２５は図８に示されているように組み込まれる送風機２７の外形に沿った形状に切断される。なお、内側表被材９は、凹み部２５には貼着されず、凹み部２５以外の凹凸面側に接着剤にて貼着されている。
【００４７】
上記の吸音材２３の凹み部２５内に送風機２７を組み込んだ吸音装置付送風装置２９としては、送風機２７の上流側及び下流側に送風流路１３を形成するために装置全体を覆う外筒としての例えば鋼板からなるチャンバ３１が設けられる。
このチャンバ３１は例えば２つの半円筒型チャンバ３１Ａ，３１Ｂを合わせて円筒形状に構成されたものであり、前記各半円筒型チャンバ３１Ａ，３１Ｂには長手方向の側縁にフランジ部（図示省略）が設けられている。
【００４８】
吸音材２３の外側表被材３が１つの半円筒型チャンバ３１Ａの内周面に内接するように敷設されてから、半円状の凹み部２５に送風機２７の外周面が嵌め込まれるように装着される。
【００４９】
次に、吸音材２３は残りの凹み部２５が送風機２７の残りの外周面に嵌め込んで覆うようにして吸音用ボードの残りの部分が円筒形状に形成され、吸音材２３の両側縁の突き合わせ部分は粘着テープにより連結されて円筒形状が保持される。したがって、内外径構成吸音材５の円筒形の内側表面は円筒形状の内周方向に連接して送風流路１３が形成されることになる。
【００５０】
なお、送風機２７は、この実施の形態では吸込径φ３１５ｍｍの装置本体３３と、この装置本体３３内の中心部にブラケット３５を介して支持されるモータ３７と、このモータ３７の回転軸に装着されたファン３９と、から構成される斜流送風機２７である。
【００５１】
次いで、もう１つの半円筒型チャンバ３１Ｂが吸音材２３の残りの外側表被材３の外周面に被せられてから、２つの半円筒型チャンバ３１Ａ，３１Ｂの側縁のフランジ部同士が突き合わせられ、このフランジ部で例えば複数のボルトにより連結される。このときの吸音ダクトの側面図は図５と同様の状態である。
【００５２】
さらに、吸音装置付送風装置２９の吸い込み側の円筒状のチャンバ３１並びに吸音材２３の側面には例えば鋼板からなるドーナツ形状の丸形パネル４１が組み付けられ、吸音装置付送風装置２９の吐出側の円筒状のチャンバ３１並びに吸音材２３の側面には同様に丸形パネル４３が組み付けられる。
【００５３】
以上のように構成された吸音装置付送風装置２９における吸音効果を調べるために、表１に示されるように比較例１〜比較例３と比較した。なお、騒音スペクトル中心周波数（ＨＺ）が６３〜８０００の範囲で、音源の送風機２７から発生する騒音スペクトルに対してダクトを通過後の音圧値〔単位はｄＢ（Ａ）〕を測定値として測定したものである。
【００５４】
【表１】
0003710775.tif 000002
なお、比較例１は上記の実施の形態の吸音装置付送風装置２９で用いられた送風機２７と同様の送風機２７単体のみで吸音材を使用していない場合である。比較例２は同様の送風機２７の周囲に吸音材が設けられ、この吸音材は専用の型に材料を充填して焼結する従来型の円筒型焼結成形吸音材である。比較例３は同様の送風機２７の周囲に吸音材が設けられ、この吸音材は板状に展開時に円筒形状の内面側表面が平滑な円筒型積層成形吸音材である。
【００５５】
また、比較例２，比較例３及びこの実施の形態の例の吸音材は、いずれも密度４０Ｋｇ／ｍ３で、外形、内径、長さの外形寸法が同一寸法である。
【００５６】
以上の表１の結果から分かるように、この実施の形態の例の場合は、他の比較例と比べて周波数２５０〜１０００ＨＺの間の低周波数領域において吸音効果向上があることが明らかである。
【００５７】
なお、この発明は前述した実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他の態様で実施し得るものである。
【００５８】
【発明の効果】
以上のごとき発明の実施の形態の説明から理解されるように、請求項１の発明によれば、吸音材が吸音ダクトとして使用されるとき、高い方の吸音用ボードが吸音ダクトの厚みとなるので、厚手の吸音性能の良い吸音ダクトとなる。また、吸音用ボードの凹凸面の凹部が、断面三角形状で吸音ダクトの長手方向に長い空洞の空気層となるので、この空気層により低周波成分の吸音率を向上できる。
【００５９】
また、吸音材に凹凸面を設けたので、円筒形状の円周方向に沿ってフレキシビリティを増大せしめ、組立の作業性を向上できる。さらに、空気層の形成部分の材料を歩留まり良く削減できるのでコストダウンを図ることができる。
【００６０】
また、吸音ダクトに組み立てられる前の展開された状態では矩形状の平板形状であるので、輸送や保管のスペースを小さくできる。
【００６１】
高い方の吸音用ボードの内側表面を吸音ダクトの送風流路にでき、高さの異なる吸音用ボードの凹凸面の凹部により断面三角形状で吸音ダクトの長手方向に長い空洞の空気層を形成できる。ダクト内の全周に亘って設けられる空気層により低周波成分の吸音率を向上できる。
【００６２】
空気流入側では圧力損失が少なく、空気流出側では圧力回収を図ることができる。
【００６３】
請求項２の発明によれば、吸音ダクト形状にされた高さの異なる吸音用ボードの中に送風機を装着すると、この送風機の騒音は吸音用ボードと、断面三角形状で吸音ダクトの長手方向に長い空洞の空気層とから、低周波成分を効率よく吸音できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態の吸音材が展開された状態の斜視図である。
【図２】  この発明の実施の形態の高さの異なる積層された吸音用ボードの部分的な斜視図である。
【図３】  図１の吸音材をロール状にして吸音ダクトに形成する過程の斜視図である。
【図４】  図１の吸音材をロール状に形成した吸音ダクトの縦断面である。
【図５】  図４の左側面図である。
【図６】  ベルマウス形状部と円錐形状部とを備えた吸音材をロール状に形成した吸音ダクトの縦断面である。
【図７】  この発明の実施の形態の吸音材を用いた吸音装置付送風装置の縦断面図である。
【図８】  図７で用いられる吸音材が展開された状態の斜視図である。
【符号の説明】
１，１７，２３  吸音材
３  外側表被材
５  内外径構成吸音材（高い方の吸音用ボード）
７  スペーサ吸音材（低い方の吸音用ボード）
９  内側表被材
１３  送風流路
１５  空気層
２５  凹み部
２７  送風機
２９  吸音装置付送風装置
３１  チャンバ（外筒）
【図１】
0003710775.tif 000003
【図２】
0003710775.tif 000004
【図３】
0003710775.tif 000005
【図４】
0003710775.tif 000006
【図５】
0003710775.tif 000007
【図６】
0003710775.tif 000008
【図７】
0003710775.tif 000009
【図８】
0003710775.tif 000010