(57)【要約】【課題】  ダクトに取付ける消音器について、吸音材の厚みを厚くする等の消音性能を高める一般的な解決手法によらずに高い消音性能を実現する。【解決手段】  消音器１は、内筒部６と外筒部５との間に環状空間８が形成される筒形ハウジング２を備えている。内筒部６には、環状空間８と連通する導音口６ａが形成される。そして、環状空間８の内部には、環状隙間９を残して収納される厚みの吸音体３が備わっている。したがって、ダクトを伝達する外部騒音が筒形ハウジング２の導音口６ａを通じて環状空間８に入り込み、吸音体３と環状隙間９とによって、大きく消音することができる。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダクトに接続する消音器において、
両端が互いに閉塞された内筒と外筒との間に環状空間を形成する筒形ハウジングを備えるとともに、該筒形ハウジングには、
内筒に周方向に沿って環状空間と連通する導音口と、
環状空間内に環状隙間を残して収納される厚みの環状吸音体と、を設けたことを特徴とする消音器。
【請求項２】
内筒側に環状隙間が形成されるように環状吸音体を外筒に取付けた請求項１記載の消音器。
【請求項３】
環状吸音体を樹脂フィルムで被覆した請求項１又は請求項２記載の消音器。
【請求項４】
導音口を内筒の筒軸方向中央位置に形成し、筒形ハウジングを筒軸方向中央位置で組み合わさる半割ハウジングとした請求項１〜請求項３何れか１項記載の消音器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物のダクトに接続されて外部騒音の室内への伝達を消音する消音器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダクトの室外側開口端から入り込んでくる外部騒音を、できるだけ室内に伝達させないようにするために、ダクトには消音器が取付けられる。消音器としては、その騒音を消音するための様々な特徴を有するものが知られている（特許文献１，特許文献２）。
【特許文献１】特開２００２−１４７８３１号公報
【特許文献２】特開２００３−１３０４１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、消音性能を高めるには、できるだけ厚肉の吸音材を使ったり、あるいは吸音材と空気との接触面積を拡大する、といった解決手法からアプローチするのが、一般的である。しかしながら、ダクトに取付ける消音器は、建築物、構築物の外壁と内壁との間に設置されるのが通例であること、またダクトの形状、特に外径サイズに依存すること、さらにはできるだけダクトを流通する空気の圧力損失を低下させないような配慮が求められることなどを所与の前提としている。このため、消音性能を高める前述の一般的な解決手法は、ダクトに取付ける消音器について単純に適用することができない、という問題がある。
【０００４】
例えば、前述のような厚肉の吸音材を使う解決手法では、ダクトを流通する空気の圧力損失の大幅な低下を引き起こす問題があり、圧力損失を損なわないようにダクト径を拡大することも建築物の構造上の観点等から限界がある。また、吸音材と空気との接触面積を拡大する解決手法としては、具体的にはダクトの長手に沿って吸音材を取付けることが考えられるものの、ダクトが外壁と内壁とを貫通する程度の短い長さであることが通例であるため、あまり効果が上がらないのが実際である。
【０００５】
本発明は、ダクトに取付けるという前記制約条件を充足しつつ消音性能の高い消音器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する請求項１記載の発明は、ダクトに接続する消音器について、両端が互いに閉塞された内筒と外筒との間に環状空間を形成する筒形ハウジングを備えるとともに、該筒形ハウジングには、内筒に周方向に沿って環状空間と連通する導音口と、環状空間内に環状隙間を残して収納される厚みの環状吸音体と、を設けたものである。
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、ダクトを伝達する外部騒音が筒形ハウジングの導音口を通じて環状空間に入り込み、環状吸音体と環状隙間とによって、大きく消音することができる。また、かかる構造の消音器であれば、筒形ハウジングの筒軸方向に沿う導音口の開口幅、環状吸音体の厚み、すなわち環状隙間の内外方向（径方向）における大きさ、といった僅かな構成の変更によって、主として消音ターゲットとする周波数の音に適合するように消音性能を制御することも、容易にできるようになる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、内筒側に環状隙間が形成されるように環状吸音体を外筒に取付けたものである。
【０００９】
請求項２記載の発明によれば、環状吸音体によって導音口が閉塞されず環状隙間を消音に活かすことができるため、環状隙間と環状吸音体との双方によって高い消音性能を発揮できる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、環状吸音体を樹脂フィルムで被覆したものである。
【００１１】
請求項３記載の発明によれば、そのような樹脂フィルムで被覆しない場合とは違った消音性能を発揮できる。つまり消音性能を制御できる。また、結露水などの水分の吸着による吸音性の低下や素材の劣化を抑えることができる。
【００１２】
請求項４記載の発明は、導音口を内筒の筒軸方向中央位置に形成し、筒形ハウジングを筒軸方向中央位置で組み合わさる半割ハウジングとしたものである。
【００１３】
請求項４記載の発明によれば、導音口を内筒の筒軸方向中央位置に形成し、筒形ハウジングを筒軸方向中央位置で組み合わさる半割ハウジングとし、同一形状の半割ハウジングどうしを組み合わせることで筒形ハウジングができることから、一つの成形金型で製造できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の消音器によれば、ダクトに取付けるための制約条件を充足しつつ優れた消音性能を発揮することができる。また、構成の僅かな変更によって消音性能を制御することが容易にできるため、消音ターゲットとする周波数帯域に適した消音性能を得ることが可能である。よって、外部騒音の室内への伝達が少なく、より良い住環境が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の消音器の一実施形態と実施例について図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
本実施形態による消音器１は、ダクトＤに内挿して取付けられるものであり（図３参照）、筒形ハウジング２と吸音体３を備えている。筒形ハウジング２は硬質樹脂の成形体でなる同一形状の２つの半割ハウジング４を組合せて構成される。
【００１７】
筒形ハウジング２の構造は、内外二重の外筒部５と内筒部６とが形成されており、これらの対応端部は環状閉塞部７にて塞がれている。
【００１８】
このうち各半割ハウジング４の外筒部５には係合片５ａが筒軸方向で突設されるとともに、相手方の半割ハウジング４の係合片５ａが掛け止まる係合溝５ｂが凹設されている。
【００１９】
内筒部６には、筒軸方向に沿う中央位置に、その周方向に沿って導音口６ａが形成されている。内筒部６の内側を通じてくる外部騒音はそこを通過して、外筒部５、内筒部６、環状閉塞部７にて画成される環状空間８に導かれる。導音口６ａの筒軸方向での開口幅ｄ１（図３）は、内筒部６の筒軸方向に沿う長さに対して十分小さくされている。具体的な開口幅ｄ１は５ｍｍ〜８０ｍｍで、好ましくは１５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内として設定される。
【００２０】
環状空間８には、前述の吸音体３が収容される。吸音体３は、吸音材３ａと、その外側面全体を覆う樹脂フィルム３ｂと、で構成される。吸音体３は、可撓性のある１枚の板状となっており、したがって収容時には環状に湾曲させた状態とし、外筒部５の内側面に沿わせて取付けられる。この取付けに際しては、吸音体３を外筒部５の内側面に対して接着剤やテープなどで完全に固定してしまってもよいが、取り替えの容易性を考慮して特別な固定手段を用いずに、湾曲した吸音材３ａそれ自体がもつ張り（弾性復元力）を活かしてそのまま収容してもよい。また吸音材３ａは、消音効果のある多孔質体や発泡体にて形成されており、その具体的な素材としては、例えばウレタン樹脂やメラミン樹脂等が使用される。一方、樹脂フィルム３ｂとしては、例えばフッ素樹脂系の素材のものなどが使用される。
【００２１】
また、以上のような吸音体３としては、図４で示すように、吸音材３ａの厚みｔ１が環状空間８の径方向に沿う幅ｄ２よりも薄厚のものを用いる。このように薄厚の吸音体３とすることで、これを収容した環状空間８には、径方向に沿う幅ｄ３の環状隙間９が形成され、吸音体３による消音効果と、環状隙間９内で共鳴吸収されることによる消音効果とを発揮することができる。かかる吸音材３ａの厚みｔ１は、内筒部６と外筒部５の径に応じて、１０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内として設定される。また、環状隙間９の幅ｄ３も、内筒部６と外筒部５の径と吸音材３ａの厚みｔ１に応じて、５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲内として設定される。なお、筒形ハウジング２は、例えば、内筒部６が内径５０ｍｍで外筒部５が外径９７ｍｍのものとして、また内筒部６が内径８２ｍｍで外筒部５が外径１４８ｍｍのものとして構成される。
【００２２】
次に、本実施形態による消音器１の作用・効果を説明する。
【００２３】
消音器１によれば、ダクトＤを伝達する外部騒音が筒形ハウジング２の導音口６ａを通じて環状空間８に入り込み、吸音体３による消音効果と、環状隙間９内で共鳴吸収されることによる消音効果とが重畳的に発揮されることで、優れた消音性能を発揮することができる。
【００２４】
また、上記構成の消音器１は、導音口６ａの開口幅ｄ１、吸音材３ａの厚みｔ１すなわち環状隙間９の幅ｄ３を変更することで、主として消音ターゲットとする周波数帯の音に適するように消音性能を制御することも、容易に行うことができる。
【００２５】
消音器１は、内筒部６側に環状隙間９が形成されるように吸音体３を外筒部５側に取付けたものである。このため、導音口６ａが吸音体３によって閉塞されず環状隙間９を共鳴吸収による消音に活かすことが可能であり、環状隙間９と吸音体３との双方によって高い消音性能を発揮できる。
【００２６】
消音器１の吸音体３は、吸音材３ａを樹脂フィルム３ｂで被覆したものであるため、そのような樹脂フィルム３ｂで被覆しない場合とは違った消音性能を発揮できる。つまり消音性能を制御できる。また、吸音材３ａについて結露水などの水分の吸収による吸音性の低下や素材の劣化を抑えることができる。
【００２７】
筒形ハウジング２は、導音口６ａを内筒部６の筒軸方向中央位置に形成した同一形状の半割ハウジング４の組合せにて構成される。このため一つの成形金型で製造することができるようになり、生産性が向上してコストを低減することができる。
【００２８】
以上の実施形態による消音器１は、本発明の基本的な作用・効果を損なわない範囲で変形実施が可能である。例えば、半割ハウジング４には係合片５ａと係合溝５ｂとを形成しているが、係合片５ａ先端の爪部と係合溝５ｂとを無くして、先端に爪部の無い係合片を相手方の半割ハウジング４の内側に差し込んで組み合わせる構成としてもよい。また、筒形ハウジング２の外周面に、ダクトＤと弾性接触する留め片を形成したものとして構成してもよい。
【実施例】
【００２９】
以下、上記実施形態による消音器の優位性を、さらに実施例に基づいて説明する。
【００３０】
この実施例では、消音器の消音性能の確認試験と、構成の変更により消音性能を制御できることの確認試験とを行った。具体的に行った試験は４つであり、各試験は下記の条件で行った。
【００３１】
図５で示すように、残響室と無響室とをダクトで繋ぎ、ダクト内に実施例による消音器（試験体）を取付けた。残響室には５本のマイクロホン（株式会社小野測器製ＭＩ−４２１）とスピーカを設置した。一方、無響室にはダクトの開口端にＳＩ計測プローブ（同社製ＭＩ−６４１０）を設置した。マイクロホンはフロントエンドユニット（同社製ＤＳ−９１００）に接続し、ＳＩ計測プローブはマイクロホンアンプ（同社製ＣＦ−０６１０）を介してフロントエンドユニットに接続した。またスピーカもオーディオアンプを介してフロントエンドユニットに接続した。そして、フロントエンドユニットは、音響透過損失計測プログラム（同社製）を実行するパーソナルコンピュータに接続した。
【００３２】
以上の設備を使って残響室ではスピーカから出力される音の平均音厚をマイクロホンを通じて計測し、無響室ではダクトから透過する音響パワーをＳＩ計測プローブを通じて計測することで音響透過損失を求めて、消音性能を確認する試験を行った。なお、音響パワーは音響インテンシティの測定値から算出した。各試験の目的、使用した試験体、試験結果は、以下のとおりである。
【００３３】
試験１  ；  この試験は、吸音体(３)の取付位置に応じて消音器(１)の消音性能を確認するために行った。用意した試験体１，２の筒形ハウジング(２)は、前記実施形態と同一形状とした硬質樹脂製の成形体であり、内筒部(６)の内径８２ｍｍ、外筒部(５)の外径１４８ｍｍ、環状空間(８)の径方向に沿う幅(ｄ２)が２７ｍｍ、環状空間(８)の筒軸方向に沿う長さが９６ｍｍ、導音口(６ａ)の開口幅(ｄ１)が１５ｍｍのものを使用した。また、吸音体(３)については、吸音材(３ａ)としてメラミン樹脂系の多孔質材を、また樹脂フィルム(３ｂ)としてフッ素樹脂系のもので厚さが約２１μｍを使用した。また、吸音材(３ａ)は、厚み(ｔ１)が１５ｍｍのものを使用した。そして、試験体１では吸音体(３)を内筒部(６)に巻着して取付け、試験体２では吸音体(３)を外筒部(５)に沿わせて取付けた。試験結果は図６と図７のとおりである。
【００３４】
この試験結果によれば、４５０Ｈｚ付近よりも低周波側では、吸音体を内筒部に取付けた試験体１の方が透過損失係数が大きく、それよりも高周波側では、吸音体を外筒部に取付けた環状隙間のある試験体２の方が、格段に透過損失係数が大きい。つまり、４５０Ｈｚ付近よりも低周波側の音について消音するには試験体１の構造を、それより高周波側の音を消音するには試験体２の構造をとるのが良いことが分かる。特に、交通騒音等として特に耳障りとされる５００Ｈｚ〜１０００Ｈｚの周波数帯域の音を消音するには、試験体２のような環状隙間のある吸音体の取付構造が好ましいことを確認できる。
【００３５】
試験２  ；  この試験は、導音口(６ａ)の開口幅(ｄ１)の変化による消音器(１)の消音性能を確認するために行った。用意した試験体４〜６は、導音口(６ａ)の開口幅(ｄ１)の違いを除いて前述の試験体２と同一である。相違する開口幅(ｄ１)について試験体４は２０ｍｍ、試験体５は２５ｍｍ、試験体６は３０ｍｍとして設定した。また、試験体２と同一の試験体３は開口幅(ｄ１)が１５ｍｍである。試験結果は図６と図８のとおりである。
【００３６】
この試験結果によれば、３１５Ｈｚ〜３１５０Ｈｚの周波数帯域の音について、６３０Ｈｚ〜８００Ｈｚの間を境に、導音口の開口幅が小さいほど低周波側での透過損失係数が大きく、開口幅が大きいほど高周波側での透過損失係数が大きい。つまり、消音器を取付ける周辺の住環境に応じてより低周波側の消音が求められる場合には導音口の開口幅が小さいものを、より高周波側の消音が求められる場合には導音口の開口幅が大きいものを使用することで、消音特性を制御できることが分かる。
【００３７】
試験３  ；  この試験は、樹脂フィルム(３ｂ)無しの吸音材(３ａ)の厚み(ｔ１)の変化による消音器(１)の消音性能を確認するために行った。用意した試験体７〜１０は、樹脂フィルム(３ｂ)が無いことと吸音材(３ａ)の厚み(ｔ１)の違いを除き、前述の試験体２と同一である。吸音材(３ａ)の厚み(ｔ１)について、試験体７は１０ｍｍ、試験体８は１５ｍｍ、試験体９は２０ｍｍ、試験体１０は２５ｍｍとして設定した。試験結果は図６と図９のとおりである。
【００３８】
この試験結果によれば、３１５Ｈｚ〜３１５０Ｈｚの周波数帯域の音について、８００Ｈｚを境に、吸音材が厚いほど（環状隙間が小さいほど）低周波側での透過損失係数が大きく、吸音材が薄いほど（環状隙間が大きいほど）高周波側での透過損失係数が大きい。したがって、消音器を取付ける周辺の住環境に応じてより低周波側の消音が求められる場合には、吸音材が厚い（環状隙間が小さい）ものを、より高周波側の消音が求められる場合には、吸音材が薄い（環状隙間が大きい）ものを使用することで、消音特性を制御できることが分かる。
【００３９】
試験４  ；  この試験は、樹脂フィルム付きの吸音材(３ａ)の厚み(ｔ１)の変化による消音器(１)の消音性能を確認するために行った。用意した試験体１１〜１４は、吸音材(３ａ)の厚み(ｔ１)の違いを除き、前述の試験体２と同一である。試験体１１は厚み(ｔ１)が１０ｍｍであり、以下同様に試験体１２は１５ｍｍ、試験体１３は２０ｍｍ、試験体１４は２５ｍｍである。試験結果は図６と図１０のとおりである。
【００４０】
この試験結果によれば、樹脂フィルム付きの試験体１１〜１３は、前述の樹脂フィルムが無い試験３の結果と合わせて比較すると、低周波側の透過損失係数が大きく消音効果が高まり、高周波側の透過損失係数が小さく消音効果が落ちることとなって、全般的に消音特性を平滑化する作用があることが分かる。また、例えば試験体７と試験体１１のように吸音材が薄いよりも、試験体１０と試験体１４のように吸音材が厚い方が、樹脂フィルムの有無による透過損失係数の変化が大きくなることが分かる。
【００４１】
なお、試験体２，３，１２は構成が完全に一致しているにも拘わらず試験結果が異なるのは、それぞれ異なる天候条件で行われたため、湿度や温度等の影響があるためと推察される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】一実施形態による消音器の分解図。
【図２】図１の消音器の筒形ハウジングを部分破断して示す斜視図。
【図３】図４のＳＢ−ＳＢ線断面図。
【図４】図３のＳＡ−ＳＡ線断面図。
【図５】実施例等の試験設備を説明する模式図。
【図６】試験結果の表を示す図。
【図７】試験結果を示すグラフ図。
【図８】試験結果を示すグラフ図。
【図９】試験結果を示すグラフ図。
【図１０】試験結果を示すグラフ図。
【符号の説明】
【００４３】
１      消音器
２      筒形ハウジング
３      吸音体
３ａ    吸音材
３ｂ    樹脂フィルム
４      半割ハウジング
５      外筒部
５ａ    係合片
５ｂ    係合溝
６      内筒部
６ａ    導音口
７      環状閉塞部
８      環状空間
９      環状隙間
【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】
2006057491.tif 000009
【図８】
2006057491.tif 000010
【図９】
2006057491.tif 000011
【図１０】
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