(57)【要約】【課題】  消音材を用いることなく、構造自体は簡単なものでありながら、中低音域を含む広い範囲の遮音に効果を発揮できるようにしたダクト型遮音装置を提供する。【解決手段】  一方向に長い音の伝搬通路を形成するダクト１０の一方の端部に音の導入口１１を設けるとともに、ダクト１０の他方の端部に音の導出口１２を設け、遮音対象とする周波数の半波長に相当する距離だけ前記導入口から離間した位置に別の導入口１３を開口させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に長い音の伝搬通路を形成するダクトの一方の端部に音の導入口を設けるとともに、前記ダクトの他方の端部に音の導出口を設け、遮音対象とする周波数の半波長に相当する距離だけ前記導入口から離間した位置に別の導入口を開口させたことを特徴とするダクト型遮音装置。
【請求項２】
一方向に長い音の伝搬通路を形成するダクトの一方の端部に音の導入口を設けるとともに、前記ダクトの他方の端部に音の導出口を設け、ダクト長手方向と垂直な面を有する複数のリブを前記ダクトの前記通路内部に遮音対象とする周波数と相関する所定の間隔で配置したことを特徴とするダクト型遮音装置。
【請求項３】
異なる周波数を遮音対象とするために、少なくとも２種類の異なる間隔幅のリブを同一のダクトで組み合わせたことを特徴とする請求項２に記載のダクト型遮音装置。
【請求項４】
建物の室内外を連通する一方向に長い換気通路を形成するダクトの一方の端部に換気口を兼ねる音の導入口を設けるとともに、他方の端部に換気口を兼ねる音の導出口を設け、遮音対象とする周波数の半波長に相当する距離だけ前記導入口から離間した位置に別の導入口を開口させたことを特徴とするダクト型遮音装置。
【請求項５】
前記ダクトの一方の端部の導入口は室外側に開口し、他方の端部の導入口は室内側に開口することを特徴とする請求項４に記載のダクト型遮音装置。
【請求項６】
建物の室内外を連通する一方向に長い換気通路を形成するダクトの一方の端部に換気口を兼ねる音の導入口を設けるとともに、他方の端部に換気口を兼ねる音の導出口を設け、ダクト長手方向と垂直な面を有する複数のリブを前記ダクトの前記通路内部に遮音対象とする周波数と相関する所定の間隔で配置したことを特徴とするダクト型遮音装置。
【請求項７】
異なる周波数を遮音対象とするために、少なくとも２種類の異なる間隔幅のリブを同一のダクトで組み合わせたことを特徴とする請求項５に記載のダクト型遮音装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の換気設備として利用できるダクト型遮音装置および遮音機能を有する建物用ダクト型換気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
住宅の換気設備では、室内側壁に設けた換気口がダクトを通じて外に直接開口しているので、空気の換気といっしょに外の音が室内に入ってくるとともに、室内の音も外に漏れてしまう。
【０００３】
従来、この種の換気口での消音対策としては、換気口に音を吸収する消音材を用いたものが知られている。例えば、特許第３１８４７９９号に提案されている換気装置を挙げることができる。
【０００４】
ところで、近年、住宅の新築や改装工事後、住宅建材から室内に発生する揮発性化学物質やダニアレルゲンが原因で居住者に体調不良または健康障害を引き起こすシックハウス症候群が問題となっている。シックハウス対策として、平成１４年には建築基準法が改正され、原因とみられる化学物の使用規制や、機械的な換気設備の設置が義務付けられるようになっている。
【０００５】
このようなシックハウス対策に関連して、建築物に対する規制が強化されているという背景のもとでは、換気設備であっては、換気機能自体は当然のこととして、遮音対策の重要性が増している。すなわち、集合住宅などで課題とされてきた換気口から外の騒音が空気とともに進入する騒音問題とともに、室内の音が換気口から外にもれ、プライバシーが保たれないという問題がさらに顕在化すると予想されている。とりわけ、集合住宅などでは、隣人間で騒音をめぐるトラブルが発生しないように、換気口の遮音対策が必要となる。
【特許文献１】特許第３１８４７９９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の換気口での遮音対策は、もっぱら、音を吸収する消音材を用いているので、高音域の騒音の低減効果を得られても、代表的な騒音源である道路騒音は低音域が優勢であるため、とりわけ住環境で問題となる５００Ｈｚ前後の中低音域にはあまり効果がないという問題点が指摘されている。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、消音材を用いることなく、構造自体は簡単なものでありながら、中低音域を含む広い範囲の遮音に効果を発揮でき、さらに、導入口の間隔や配置するリブの間隔により、遮音対象とする周波数のコントロールを簡単にできるようにしたダクト型遮音装置を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、住宅に簡易に設置可能であり、しかも、中低音を含む広い音域に対応する遮音機能と、空気の換気機能の両立を達成できるようにした遮音機能を有する建物用ダクト型換気装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するために、請求項１に係るダクト型遮音装置は、一方向に長い音の伝搬通路を形成するダクトの一方の端部に音の導入口を設けるとともに、前記ダクトの他方の端部に音の導出口を設け、遮音対象とする周波数の半波長に相当する距離だけ前記導入口から離間した位置に別の導入口を開口させたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項２に係るダクト型遮音装置は、一方向に長い音の伝搬通路を形成するダクトの一方の端部に音の導入口を設けるとともに、前記ダクトの他方の端部に音の導出口を設け、ダクト長手方向と垂直な面を有する複数のリブを前記ダクトの前記通路内部に遮音対象とする周波数と相関する所定の間隔で配置したことを特徴とするものである。
【００１１】
この請求項２の発明では、異なる周波数を遮音対象とするために、少なくとも２種類の異なる間隔幅のリブを同一のダクトで組み合わせるようにすることができる。
【００１２】
また、請求項４に係る建物用ダクト型換気装置は、項建物の室内外を連通する一方向に長い換気通路を形成するダクトの一方の端部に換気口を兼ねる音の導入口を設けるとともに、他方の端部に換気口を兼ねる音の導出口を設け、遮音対象とする周波数の半波長に相当する距離だけ前記導入口から離間した位置に別の導入口を開口させたことを特徴とするものである。
【００１３】
さらに、請求項６に係る建物用ダクト型換気装置は、建物の室内外を連通する一方向に長い換気通路を形成するダクトの一方の端部に換気口を兼ねる音の導入口を設けるとともに、他方の端部に換気口を兼ねる音の導出口を設け、ダクト長手方向と垂直な面を有する複数のリブを前記ダクトの前記通路内部に遮音対象とする周波数と相関する所定の間隔で配置したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るダクト型遮音装置によれば、消音材を用いることなく、構造自体は簡単なものでありながら、特定の周波数をある程度の狙って遮音するができる。さらに、ダクトの音の導入口やリブの間隔を調整することにより、遮音対象となる周波数をコントロールし、中低音域を含む広い範囲の遮音に効果を発揮することができる。
【００１５】
また、本発明に係る遮音機能を有するダクト型換気装置によれば、住宅に簡易に設置可能であり、しかも、特定の周波数をある程度狙って遮音したり中低音を含む広い音域に対応する遮音機能と、空気の換気機能との両立を達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明によるダクト型遮音装置および遮音機能を有する建物用換気装置の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。  
第１実施形態  
図１は、本発明の第１の実施形態によるダクト型遮音装置を示す。この図１において、参照番号１０は、ダクトの本体部を示す。このダクトの本体部１０は、方形断面をもつ細長いダクトである。この本体部１０の一方の端部に音の導入口１１が開口しており、他方の端部には音の導出口１２が開口している。導入口１１から入った音は、ダクトの内部空間を伝搬通路として伝搬し導出口から出ていくようになっている。
【００１７】
本実施形態のダクト型遮音装置では、導入口１１から所定の間隔をおいて別の導入口１３が開口している。この導入口１３の位置は、遮音対象とする周波数に関係しており、その周波数の音の半波長に相当する距離Ｘだけ離れた位置に設定されている。例えば、５００Ｈｚ前後の周波数を狙って遮音する場合には、音速を３４０ｍ／ｓとして、波長λは、３４０／５００＝６８（ｃｍ）になり、その半波長であるからＸ＝３４ｃｍの位置である。
【００１８】
次に、以上のようなダクト型遮音装置における遮音作用について説明する。
【００１９】
ダクトの本体部１０の伝搬通路において、遮音を狙っている周波数領域の音の波形を示すと、図１に示すようになる。導入口１１と導入口１３とは、ちょうど半波長分の距離Ｘだけずれているので、導入口１１から入った音の波形と導入口１３から入った音の波形は、逆位相の関係になり、それぞれ互いに干渉して打ち消し合う。このような干渉により、音が遮音される。
【００２０】
次に、図２は、図１のようなダクト型遮音装置を住宅の換気ユニットに組み込んで構成した実施の形態を示す。  
この図２において、参照番号２０は、外壁を示す。この外壁の開口部には、サッシ２１ａ、２１ｂが設けられている。この実施形態では、ダクトの本体部１０は、サッシ２１ａ、２１ｂの上枠に沿って取り付けられている。ダクトの本体部１０の内部の空間は、室内と室外を連通する換気通路を形成するようになっている。そして、ダクトの本体部１０では、一方の端部の換気口２３は室外側に開口し、他方の端部の換気口２４は室内側に開口するようになっている。そして、換気口２３とは別に導入口２５が設けられ、この導入口２５の位置は、遮音対象とする周波数の波長λの半波長に相当する距離Ｘだけ換気口２３から離れた位置に設定されている。
【００２１】
以上のように構成される換気ユニットによれば、ダクト本体部１０の換気通路は、本来の換気用の通路と、音の伝搬通路を兼ね、空気といっしょに換気口２３、導入口２５から進入した音の波形は逆位相になり、互いに干渉して打ち消し合う結果、音が遮音される。このように、換気機能と遮音機能とが両立した換気装置を構成することができる。しかも、取り付ける住宅の周囲の環境等に応じて換気口２３、導入２５の間隔Ｘを変えて、騒音として問題となる周波数を狙って騒音を低減させることも可能である。
【００２２】
なお、図２は、ダクト本体部１０をサッシ２１ａ、２１ｂの上枠に沿って取り付けた実施形態であるが、縦枠に沿って取り付けるようにしてもよい。
【００２３】
第２実施形態  
次に、図３は、本発明の第２の実施形態によるダクト型遮音装置を示す。この図３において、参照番号３０は、ダクトの本体部を示す。このダクトの本体部３０は、方形断面をもつ細長いダクトである。この本体部１０の一方の端部に音の導入口３１が開口しており、他方の端部には音の導出口３２が開口している。以上は、第１実施形態のダクトと同様であり、導入口３１から入った音は、ダクトの内部空間を伝搬通路として伝搬し導出口から出ていくようになっている。
【００２４】
この第２実施形態によるダクト型遮音装置の特徴は、ダクト長手方向と垂直な面を有する複数のリブ３３を設けたことである。そして、これらのリブ３３の間隔は、次のように設定されている。
【００２５】
すなわち、図３（ａ）は、リブ３３を一定の間隔で配置した例で、遮音対象とする周波数と相関する所定の間隔で配置されている。この間隔は、具体的には、ある帯域について実験的に遮音効果のみられる間隔を求めておくことで決定される。例えば、あらかじめ実験的に間隔Ｘを変えながら、遮音効果を測定し、間隔Ｘと遮音効果のある周波数との相関関係を調べておき、それに基づいてある特定の周波数を狙って遮音するのに適した間隔を設定すればよい。
【００２６】
図３（ｂ）は、リブ３３の間隔をＸ1、Ｘ2の２種類の間隔を併用した形態である。
【００２７】
次に、以上のようなダクト型遮音装置における遮音作用について説明する。
【００２８】
この第２実施形態によるダクト型遮音装置では、第１実施形態のダクト型遮音装置と比べると、その遮音作用のメカニズムは複雑で十分に解明されているわけではないが、リブ３３に音が多重反射する現象と、音の干渉する現象とが複合し合って遮音効果が生じるものと考えられる。
【００２９】
そこで、以下、実施例１乃至５として、間隔を変えて減音量を測定した実験例を図５、図６のグラフに挙げて説明する。この図５、図６では、横軸は周波数、縦軸はリブのないダクトでの音圧レベルを基準にして、これとの相対的音圧レベルを表しており、縦軸の値が下に行く（マイナスの値が大きくなる）ほど、減音効果が高いことを表している。
【００３０】
実施例１  
実施例１では、図４に示すような実寸の１／４縮尺模型による実験を行った。この模型では、１ｍ×２ｍのアクリル平板１６枚を組み合わせて、厚さ２cmの空間を作り、中央部にダクトを配置して二次元音場を成立させた。このダクトは、板厚２mm、３mmのアクリル板で作った。このダクトは、実寸法では１０ｃｍ×１０ｃｍ×１８０ｃｍに相当するものである（以下、数字は、実モデルでの寸法値で表す）。リブ間隔は３５０ｍｍとした。模型の内部空間には、ダクトから１ｍ離してそれぞれスパーク放電パルス音源とマイクロフォンを配置した。図５（ａ）は、測定結果をグラフに示したものである。
【００３１】
実施例２  
実施例２では、同じ模型にてリブ間隔を２５０ｍｍにしたものについて測定した。図５（ｂ）は、その測定結果をグラフに示したものである。
【００３２】
実施例３  
実施例３では、同じ模型にてリブ間隔を１９０ｍｍにしたものについて測定した。図５（ｃ）は、その測定結果をグラフに示したものである。
【００３３】
実施例４  
実施例４では、同じ模型にてリブ間隔を１５５ｍｍにしたものについて測定した。図５（ｄ）は、その測定結果をグラフに示したものである。
【００３４】
実施例５  
実施例５では、同じ模型にてリブ間隔を１５５ｍｍと２２０ｍｍの２種類を併用したものについて測定した。図６は、その測定結果をグラフに示したものである。なお、図６では、単一の間隔１５５ｍｍと２２０ｍｍの場合の測定結果を対照のために挙げておく。
【００３５】
実施例の分析  
図５並びに図６において、矢印１、２、３で減音効果の見られる周波数帯域を示す。また各実施例１乃至５において、リブ間隔を半波長とする周波数を含む帯域を▲で示す。
【００３６】
実施例１乃至４のように、単一のリブ間隔である場合、各実施例で減音効果の見られる周波数のうち、もっとも低い周波数（矢印１）と▲の示す周波数とが概ね一致していることから、消音効果のある周波数とその周波数の半波長にしたリブ間隔には相関関係があることがわかる。したがって、効果の現れる周波数をリブ間隔で概ね予測できることができる。
【００３７】
単一間隔でリブを配置した実施例１乃至４では、減音効果の見られる周波数帯域が狭い。これに対して、実施例５のように２種類のリブ間隔を併用する場合、図６から明らかなように、減音効果の現れる周波数が５００〜１３００Ｈｚの周波数帯域に広がっている様子が認められ、中低音帯域でも減音効果が得られるようになる。
【００３８】
このように２種類のリブ間隔を併用することにより、減音効果のある周波数が拡大するのは、それぞれ隣接した周波数帯域に対して減音効果があるため、各々の減音効果が重ね合わさったためと考えられる。
【００３９】
次に、図７は、図３のようなダクト型遮音装置を住宅の換気ユニットに組み込んで構成した実施の形態を示す。  
この実施形態では、ダクトの本体部４０は、外壁２０の開口に設けられたサッシ２１ａ、２１ｂの上枠に沿って取り付けられている。ダクトの本体部４０の内部の空間は、室内と室外を連通する換気通路を形成するようになっている。そして、ダクトの本体部４０では、一方の端部の換気口４２は室外側に開口し、他方の端部の換気口４３は室内側に開口するようになっている。そして、ダクトの内部には、ダクト長手方向と垂直な面を有する複数のリブ４４が一定の間隔で設けられている点は、図３のダクト型遮音装置と同様である。
【００４０】
以上のように構成される換気ユニットによれば、ダクト本体部１０の換気通路４２は、本来の換気用の通路と、音の伝搬通路を兼ね、上述したようにリブ４４による多重反射と干渉の複合作用によって音の減音効果が得られ、従来のように消音材を用いることなく換気機能と遮音機能とが両立した換気装置を構成することができる。
【００４１】
図８は、２種類のリブ間隔Ｘ1とＸ2を併用したダクト型遮音装置を換気ユニットに適用した実施の形態である。図７と同一の構成要素は同一の参照番号を付してその説明は省略する。
【００４２】
これによれば、上述したように、減音効果の現れる周波数を広げられ、中低音帯域に対する騒音対策に効果的である。
【００４３】
以上、本発明について、ダクト型遮音装置および遮音機能を有する建物用換気装置について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明の建物用換気装置では、ダクト内部に消音材を貼り付けて消音材と併用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明によるダクト型遮音装置の第１の実施形態を示す模式図。
【図２】図１のダクト型遮音装置を住宅の換気装置に適用した実施形態を示す図。
【図３】本発明によるダクト型遮音装置の第２の実施形態を示す模式図。
【図４】第２実施形態によるダクト型遮断装置の減音効果測定に用いた模型の説明図。
【図５】実施例１乃至４の減音測定結果を示すグラフ。
【図６】実施例５の減音測定結果を示すグラフ。
【図７】図３（ａ）のダクト型遮音装置を住宅の換気装置に適用した実施形態を示す図。
【図８】図３（ｂ）のダクト型遮音装置を住宅の換気装置に適用した実施形態を示す図。
【符号の説明】
【００４５】
１０  ダクトの本体部
１１  導入口
１２  導出口
１３  導入口
２０  外壁
２１ａ、２１ｂ  サッシ
２３  換気口
２４  換気口
２５  導入口
３３  リブ
【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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