(57)【要約】【課題】吸音効果を高める。【解決手段】一端３２Ａが開口され他端３２Ｂが閉口されたダクト本体３２の中間部に連通口３６を形成し、連通口３６を出入りする音によりダクト本体３２の全体で生じる定在波を打ち消す波が生じるように、連通口３６から他端３２Ｂまでの長さを設定する。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が開口され他端が閉口されるダクト本体と、
前記ダクト本体の中間部に形成される連通口と、
を有し、
前記連通口を出入りする音により前記ダクト本体で生じる定在波を打ち消す波が生じるように前記連通口と前記他端との部分長が設定されたダクト。
【請求項２】
前記連通口から前記他端までの前記ダクト本体の内部に配置され、気体の移動を抑制し音の移動を許容する部材を有する請求項１に記載のダクト。
【請求項３】
前記ダクト本体の全長として前記開口による開口端補正で補正した補正全長とし、前記補正全長に対して前記部分長が決められる請求項１又は請求項２に記載のダクト。
【請求項４】
内部に発熱部材を備え、吸気口および排気口が形成されたハウジングと、
一端が開口され他端が閉口されるダクト本体と、前記ダクト本体の中間部に形成される連通口と、を有し、前記連通口を出入りする音により前記ダクト本体で生じる定在波を打ち消す波が生じるように前記連通口と前記他端との部分長が設定されダクトと、
を有する電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願の開示する技術はダクト及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
空冷ヒートポンプチラーユニットとして、機体上部の送風口部分に、左右両側、片側等に排気口を開設した略Ｔ字型ダクトを連設した構造がある。
【０００３】
また、排気ダクトと貫通穴を介し連通する空洞共鳴室を有し、この空洞共鳴室内に多孔質吸音材を充填した電子機器用架構造がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−２３００３４号公報
【特許文献２】実開昭６２−１０１２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
単に略Ｔ字型のダクトを用いた構造や、空洞共鳴室内に多孔質吸音材を充填した構造では、吸音効果が低い場合がある。
【０００６】
本願の開示技術は、１つの側面として、吸音効果を高めることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の開示する技術では、一端が開口され他端が閉口されたダクト本体の中間部に連通口を形成し、連通口を出入りする音によりダクト本体の全体で生じる定在波を打ち消す波が生じるように、連通口から他端までの長さを設定する。
【発明の効果】
【０００８】
本願の開示する技術によれば、吸音効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】図１Ａは第１実施形態の電子機器を一部の内部構造と共に示す側面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは第１実施形態の電子機器を一部の内部構造と共に示す平面図である。
【図２Ａ】図２Ａは第１実施形態のダクトを定在波の一例と共に示す側面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは第１実施形態のダクトを波発生部で生じた波の一例と共に示す側面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは第１実施形態のダクトを定在波の一例及び波発生部で生じた波の一例と共に示す側面図である。
【図３Ａ】図３Ａは第１実施形態のダクトを定在波の一例と共に示す側面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは第１実施形態のダクトを波発生部で生じた波の一例と共に示す側面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは第１実施形態のダクトを定在波の一例及び波発生部で生じた波の一例と共に示す側面図である。
【図４】図４は第１実施形態及び比較例における音圧レベルを周波数ごとに示すグラフである。
【図５】図５は音圧レベル測定に用いた第１実施形態の電子機器を示す側面図である。
【図６】図６は音圧レベル測定に用いた比較例の電子機器を示す側面図である。
【図７】図７は第２実施形態のダクトを定在波の一例と共に示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
第１実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
図１Ａ及び図１Ｂには、第１実施形態のダクト１２を備えた電子機器１４が示されている。複数の電子機器１４は、収容部材（たとえばラック）内で上下に隣接して、あるいは間隔をあけて収容され、搭載される。図１Ａに示す例では、３つの電子機器１４を上下に重ねて配置している。ただし、ラックに搭載される電子機器１４は１つのみ、あるいは４つ以上でもよい。
【００１２】
電子機器１４は、吸気口１８及び排気口２０が形成されたハウジング１６を備える。図１Ａに示す例では、吸気口１８は、ハウジング１６の一端壁１６Ａに形成された複数の貫通孔１８Ｈであり、排気口２０は、ハウジング１６の他端壁１６Ｂに形成された１つ又は複数の貫通孔２０Ｈである。
【００１３】
ハウジング１６内には、各種の電子装置が備えられる。図１Ａ及び図１Ｂに示す例では、ハウジング１６内において、吸気口１８に近い位置に記憶装置２２が配置される。また、ハウジング１６内において、排気口２０に近い位置（ただし他端壁１６Ｂからは離間する位置）には、送風装置２４が配置される。送風装置２４を駆動することで、吸気口１８から吸いこまれ、ハウジング１６内を通って排気口２０から排出される空気の流れＦ１が生じる。
【００１４】
ダクト１２は、図１Ａ及び図１Ｂに示す例では、電子機器１４において、空気の流れＦ１（冷却風）が排出される排気側に備えられる。
【００１５】
ハウジング１６には、吸気口１８の外側に吸気カバー２６が取り付けられる。吸気カバー２６において、ハウジング１６の反対側の壁の上部には空気取り入れ口２８が形成される。空気取り入れ口２８から取り入れられた空気が、吸気カバー２６内を通り、吸気口１８からハウジング１６内に入る。
【００１６】
ハウジング１６には、排気口２０の外側に排気カバー３０が取り付けられる。排気カバー３０は、ハウジング１６の他端壁１６Ｂ及びダクト１２の下壁１２Ｂとの間に空間ＳＰを形成する。ハウジング１６の排気口２０から出た空気は、空間ＳＰを経て、ダクト本体３２の連通口３６（詳細は後述する）からダクト本体３２内に入る。
【００１７】
図２Ａ〜図２Ｃに詳細に示すように、ダクト１２は、ダクト本体３２を有する。本実施形態では、ダクト本体３２は、内寸の全長Ｌ１、高さＨ１及び外寸の幅Ｗ１（図１Ｂ参照）を有する中空の直方体状の部材である。
【００１８】
ダクト本体３２を平面視したとき、幅Ｗ１は、ハウジング１６の外寸の幅Ｗ２と等しい。ダクト本体３２の高さＨ１は、連通口３６を流れる気体の流れ方向に沿った高さである。高さＨ１は、ハウジング１６の高さＨ２と同程度、もしくは、ハウジング１６の高さＨ２よりも低い。
【００１９】
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、ダクト本体３２は、他端３２Ｂ側の一部（図示の例では、後述する重なり部分３２Ｐ）が、矢印Ａ１方向に見てハウジング１６と重なるように配置される。
【００２０】
ダクト本体３２の長さ方向の一端３２Ａは開口されており、外部と連通する。すなわち、一端３２Ａでは、ダクト本体３２の音響インピーダンスが変化する。これに対し、ダクト本体３２の長さ方向の他端３２Ｂは端板３４によって閉塞される。
【００２１】
これにより、図２Ａに示すように、ダクト本体３２内で生じた波について、ダクト本体３２は、一端側が自由端、他端側が固定端として作用する。そして、ダクト本体３２内に波長λ１の定在波ＷＡが生じる。このとき、自然数ｎを用いて、
λ１＝４×Ｌ１／（２ｎ−１）      （１）
の関係となる。
【００２２】
ダクト本体３２は、一端３２Ａがハウジング１６の外側（図１Ａ及び図１Ｂでは右側）に向けて開口するよう配置される。
【００２３】
ダクト本体３２の中間部には、連通口３６が形成される。連通口３６により、ダクト本体３２内と排気カバー３０内とが連通される。そして、排気カバー３０内の気体がダクト本体３２内に流れ、さらにダクト本体３２の一端３２Ａ側から外部に排出される。
【００２４】
図２Ｂに詳細に示すように、連通口３６から他端３２Ｂまでの部分は、ダクト本体３２における波発生部３８である。ここで、波発生部３８の長さを、ダクト本体３２の部分長Ｌ２として定義する。図２Ａ〜図２Ｃに示す例では、部分長Ｌ２は、連通口３６の中心３６Ｃから、ダクト本体３２の他端３２Ｂまでの長さである。
【００２５】
波発生部３８は部分長Ｌ２を有しており、図２で示すように、波ＷＢが生じる。この波ＷＢの波長λ２について、自然数ｍを用いて、
λ２＝４×Ｌ２／ｍ                （２）
の関係となる。
【００２６】
そして、
λ１＝λ２                        （３）
の場合は、図２Ｃに二点鎖線ＷＣで示すように、ダクト本体３２内で、定在波ＷＡと波ＷＢとの位相が１８０度ずれ、定在波ＷＡを波ＷＢによって打ち消すことが可能である。なお、この「打ち消す」とは、定在波ＷＡと波ＷＢの合成波ＷＣの振幅がゼロになる場合の他、振幅がゼロにならないが波ＷＢの重ね合わせ前よりも小さくなる場合の双方を含む。本実施形態では、上記（３）の関係となるように、ダクト本体３２の全長Ｌ１に対し部分長Ｌ２が決められている。
【００２７】
具体的には、
λ１＝λ２
すなわち、
４×Ｌ１／（２ｎ−１）＝４×Ｌ２／ｍ
から、
Ｌ２＝Ｌ１×ｍ／（２ｎ−１）
となる。
【００２８】
ここで、たとえばＬ１＝３×Ｌ２（全長Ｌ１は部分長Ｌ２の３倍）とすると、
Ｌ２＝３×Ｌ２×ｍ／（２ｎ−１）
すなわち、
３ｍ＝２ｎ−１
の関係となる。この関係を満たす自然数ｎ、ｍの組としては、
（ｎ、ｍ）＝（２、１）、（５、３）、（８、５）
等がある。
【００２９】
図２Ａには、ｎ＝２の場合の定在波ＷＡの波形が示されている。図２Ｂには、ｍ＝１の場合の波ＷＢの波形が示されている。そして、図２Ｃに二点鎖線で示されるように、（ｎ、ｍ）＝（２、１）の場合には、定在波ＷＡを波ＷＢが打ち消すため、定在波ＷＡは減衰される。なお、図２Ｃでは、定在波ＷＡと波ＷＢとを合成した合成波ＷＣを示している。この合成波ＷＣは、振幅がゼロになった理想的な場合であるが、振幅がゼロにならない場合であっても、合成波ＷＣの振幅は定在波ＷＡの振幅より小さい。
【００３０】
図３Ａには、ｎ＝５の場合の定在波ＷＡの波形が示される。図３Ｂには、ｍ＝３の場合の波ＷＢの波形が示される。そして、図３Ｃに二点鎖線で示されるように、（ｎ、ｍ）＝（５、３）の場合であっても、定在波ＷＡを波ＷＢが打ち消すため、定在波ＷＡは減衰される。図３Ｃにおいても、図２Ｃと同様に、定在波ＷＡと波ＷＢとを合成した合成波ＷＣを示している。
【００３１】
図１Ａに示すように、波発生部３８には、気体移動抑制部材４０が取り付けられる。気体移動抑制部材４０は、たとえば多孔質材料で形成される。気体移動抑制部材４０は、波発生部３８への気体の出入りは抑制するが、音は通す部材である。気体移動抑制部材４０により、波発生部３８への気体の出入りが抑制されるので、波発生部３８における上記の部分長Ｌ２と波長λ２の関係が崩れることが抑制される。
【００３２】
気体移動抑制部材４０は、波発生部３８において、連通口３６に近い位置に配置されており、他端３２Ｂからは離間している。
【００３３】
図１Ａに示すように、ダクト本体３２内には、連通口３６よりも他端３２Ｂ側の部分に、吸音材４２が配置される。吸音材４２は、図１Ａに示す例では、ダクト１２の下壁１２Ｂに沿って貼り付けられている。吸音材４２により、ダクト本体３２において、波発生部３８以外の部位で音を吸収できる。吸音材４２としては、気体移動抑制部材４０と同様に、多孔質材料で形成できる。
【００３４】
また、吸気カバー２６内及び排気カバー３０内にも、吸音材４４が配置される。吸音材４４としては、気体移動抑制部材４０や吸音材４２と同様に、多孔質材料で形成できる。
【００３５】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００３６】
図１Ａに示すように、送風装置２４が駆動されると、ハウジング１６内に空気の流れＦ１が生じる。この空気の流れＦ１により、ハウジング１６内の発熱部材（たとえば記憶装置２２等）が冷却される。
【００３７】
ハウジング１６から出た空気は、排気カバー３０から連通口３６を経てダクト本体３２に入る。さらに、この空気は、ダクト本体３２の他端３２Ｂ側の開口から、電子機器１４の外部に出る。
【００３８】
図２Ａ〜図２Ｃ、及び図３Ａ〜図３Ｃに示すように、ダクト本体３２の連通口３６の位置は、波発生部３８で生じる波ＷＢが、ダクト本体３２で生じる定在波ＷＡを打ち消すように、所定の位置とされている。ダクト本体３２で生じる定在波ＷＡの一部が、波発生部３８で生じる波ＷＢによって打ち消され、定在波ＷＡが減衰される（図２Ｃ及び図３Ｃの波ＷＣ参照）。このため、本実施形態のダクト１２では、連通口３６が上記した条件で形成されていない構造と比較して、吸音効果が高い。
【００３９】
図４には、第１実施形態の電子機器１４と、比較例の電子機器９４（図６参照）における、音の周波数とＡ特性での音圧レベル（電子機器１４の他端側の測定部位ＤＰで測定）との関係が示されている。この測定に用いた第１実施形態の電子機器１４及び比較例の電子機器９４を、図５及び図６にそれぞれ示す。
【００４０】
図４及び図５から分かるように、第１実施形態の電子機器１４及び比較例の電子機器９４において、吸気カバー２６を取り外して、吸気カバー２６が音圧レベルの測定に与える影響を無くしている。さらに、図４から分かるように、第１実施形態の電子機器１４では、吸音材４２も取り外し、吸音材４２が音圧レベルの測定に与える影響を無くしている。比較例の電子機器９４は、図５から分かるように、ダクト１２を有さないが、これ以外は第１実施形態と同一の構造である。
【００４１】
図４のグラフから分かるように、第１実施形態の電子機器１４では、４００Ｈｚ以上の周波数域において、比較例の電子機器９４よりも音圧レベルが低い。特に、２ｋＨｚ以上の周波数域では、特に音圧レベルが低く、吸音効果が高い。
【００４２】
次に、第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態において、電子機器の全体的な構造は、第１実施形態と同一であるので、図示を省略する。また、第２実施形態において、第１実施形態と同一の要素、部材等については第１実施形態と同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００４３】
第２実施形態のダクト４６では、図７に示すように、連通口３６の位置を決めるにあたり、ダクト本体３２の全長Ｌ１に代えて、補正全長Ｌ１’を用いる。補正全長Ｌ１’は、ダクト本体３２の見掛け上の長さで全長Ｌ１を補正した長さである。すなわち、この補正全長Ｌ１’と部分長Ｌ２との関係を、上記したように、波ＷＢが定在波ＷＡを打ち消すように決める。
【００４４】
具体的には、ダクト本体３２は、一端３２Ａ側が開口であるため、定在波ＷＡを考慮する場合には、見かけ上の長さが長くなる。一例として、ダクト本体３２の高さＨ１を用いると、補正全長Ｌ１’は、適切な係数ｋを用いて、
Ｌ１’＝Ｌ１＋ｋ×Ｈ１          （５）
となる。係数ｋは、たとえば、０．３とする。
【００４５】
このように、第２実施形態では、ダクト本体３２の補正全長Ｌ１’を用い、この補正全長Ｌ１’に対し、部分長Ｌ２を決めて、ダクト本体３２内の定在波ＷＡを波ＷＢで打ち消す。このため、第２実施形態では吸音効果が高い。
【００４６】
上記各実施形態では、波発生部３８内に気体移動抑制部材４０を配置した例を挙げている。気体移動抑制部材は、波発生部３８への気体の出入りを抑制するので、波発生部３８において生じる波への影響が少なくなり、波発生部３８における上記の部分長Ｌ２と波長λ２の関係が崩れることが抑制される。
【００４７】
気体移動抑制部材４０の位置は、波発生部３８内であれば限定されないが、たとえば、波発生部３８の入口部分（連通口３６に近い位置）であれば、波発生部３８の入口部分において波発生部３８への気体の出入りを抑制できる。特に、気体移動抑制部材４０が他端３２Ｂから離間していると、波発生部３８の全体に充填した構造よりも、気体移動抑制部材４０を小型化できる。また、気体移動抑制部材４０が断熱作用を有している場合は、断熱作用を有する部材をハウジング１６の上方で小型化できるので、ハウジング１６内での温度上昇を抑制できる。
【００４８】
気体移動抑制部材４０としては、たとえば多孔質材料を用いることができる。多孔質材料は、内部に複数の細孔（空洞）を有する部材であるので、気体の通過は抑制しつつ音の通過は許容できる、しかも、細孔を有さない気体移動抑制部材と比較して、過度の重量増を抑制できる。
【００４９】
本実施形態では、ダクト本体３２内に吸音材４２を配置している。この吸音材４２により、ダクト本体３２内の音を吸音できる。
【００５０】
吸音材４２としては、たとえば多孔質材料を用いることができる。多孔質材料は、内部に複数の細孔（空洞）を有する部材であるので、細孔を有さない吸音材と比較して、過度の重量増を抑制できる。
【００５１】
特に、図１Ａに示した例では、吸音材４２を、ダクト本体３２内で、且つ波発生部３８以外の部位に配置している。これにより、吸音材４２が、波発生部３８で発生する波に与える影響をなくすことができる。
【００５２】
ダクト本体３２の長さは、全長Ｌ１（又は補正全長Ｌ１’）と部分長Ｌ２との関係が、上記のように波発生部３８で発生した波ＷＢにより定在波ＷＡを打ち消すように設定されていれば限定されない。
【００５３】
ダクト本体３２の高さＨ１が、全長Ｌ１よりも小さいと、電子機器１４としての高さを低くできる。そして、電子機器１４を図１Ａに示すように高さ方向に重ねて配置するときに、高密度で配置できる。
【００５４】
ダクト本体３２の一部、図１Ａ及び図１Ｂに示した例では波発生部３８に対応する重なり部分３２Ｐが、電子機器１４は、ハウジング１６に対し、矢印Ａ１方向に見て、重ねて配置される。したがって、ダクト本体３２の一部をハウジング１６と重ねない構造と比較して、電子機器１４の長さＬ３（図１Ａ参照）を小さくできる。
【００５５】
ダクト本体３２の一端３２Ａは、ハウジング１６の外側（図１Ａでは右側）に向けて開口している。ダクト本体３２から排出された空気がハウジング１６に当たらないので、空気の排出に、ハウジング１６による抵抗が生じない。
【００５６】
上記では、ダクトを、ハウジング１６における排気側に設けた例を挙げたが、ハウジング１６における吸気側にダクトを設けることも可能である。ダクトをハウジング１６の吸気側に設ける構造では、一端３２Ａから取り込んだ空気が、連通口３６を経て、ハウジング１６の吸気口１８からハウジング１６内に流入するようにすればよい。
【００５７】
上記各実施形態のダクトでは、ダクト本体３２内に配置する吸音材の量は少なくしつつ、高い吸音効果が得られる。すなわち、ダクト本体３２内の風の流れに作用する抵抗を小さくして、所望の吸音効果を得ることが可能である。
【００５８】
そして、上記各実施形態のダクトでは、高い吸音効果が得られるため、ハウジング１６の内部の発熱部材（記憶装置２２等）を冷却するための冷却風の風量増大や風圧高化を図ることができる。たとえば、発熱量の多い発熱部材をハウジング１６内に搭載し、送風装置２４の回転数を高めても、各実施形態のダクトにより、冷却風によって生じる音を減衰させる効果が高い。
【００５９】
ここで、求められる送風量が異なる複数の装置を混載した電子機器を想定する。このような電子機器では、電子機器の外部に吸音構造（吸気ダクトや排気ダクト等）があっても、電子機器の内部に送風装置を設ければ、吸音構造による送風抵抗の影響を少なくして、風量を確保できる。しかし、この構造では、音の小さい装置を多く搭載した電子機器でも、たとえば周囲の部材（インターフェースケーブル等）との配置の都合により、上記の吸音構造（吸気ダクトや排気ダクト等）を設けた構造を採る場合が生じる。すなわち、この構造では、必要以上の吸音構造を設けることになるため、コスト高を招くおそれがある。
【００６０】
これに対し、本実施形態では、たとえば、音の大きい部材を多く搭載したハウジング１６のみに対応してダクト１２を設けることが可能であり、コストの上昇を抑制できる。
【００６１】
以上、本願の開示する技術の実施形態について説明したが、本願の開示する技術は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
【００６２】
本明細書は、以上の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
一端が開口され他端が閉口されるダクト本体と、
前記ダクト本体の中間部に形成される連通口と、
を有し、
前記連通口を出入りする音により前記ダクト本体で生じる定在波を打ち消す波が生じるように前記連通口と前記他端との部分長が設定されたダクト。
（付記２）
前記連通口から前記他端までの前記ダクト本体の内部に配置され、気体の移動を抑制し音の移動を許容する部材を有する付記１に記載のダクト。
（付記３）
前記部材が前記ダクト本体の前記他端から離間している付記２に記載のダクト。
（付記４）
前記部材として多孔質材料を用いる付記２又は付記３に記載のダクト。
（付記５）
前記ダクト本体内に配置され音を吸収する吸音材を有する付記１〜付記３のいずれか１つに記載のダクト。
（付記６）
前記吸音材として多孔質材料を用いる付記５に記載のダクト。
（付記７）
前記ダクト本体の全長として前記開口による開口端補正で補正した補正全長とし、前記補正全長に対して前記部分長が決められる付記１〜付記６のいずれか１つに記載のダクト。
（付記８）
前記ダクト本体での気体の流れ方向で見て、前記連通口での気体の流れ方向に沿った前記ダクト本体の高さが前記全長よりも短い付記１〜付記７のいずれか１つに記載にダクト。
（付記９）
内部に発熱部材を備え、吸気口および排気口が形成されたハウジングと、
一端が開口され他端が閉口されるダクト本体と、前記ダクト本体の中間部に形成される連通口と、を有し、前記連通口を出入りする音により前記ダクト本体で生じる定在波を打ち消す波が生じるように前記連通口と前記他端との部分長が設定されたダクトと、
を有する電子機器。
（付記１０）
前記ハウジングに対し前記ダクト本体の一部が重ねて配置される付記９に記載の電子機器。
（付記１１）
前記一端が前記ハウジングの外側に向けて開口する付記９又は付記１０に記載の電子機器。
【符号の説明】
【００６３】
１２  ダクト
１４  電子機器
１６  ハウジング
２２  記憶装置（発熱部材の一例）
３２  ダクト本体
３２Ａ      一端
３２Ｂ      他端
３６  連通口
４０  気体移動抑制部材（部材の一例）
４２  吸音材
４６  ダクト
ＷＡ  定在波
ＷＢ  波
Ｌ１  全長
Ｌ１’      補正全長
Ｌ２  部分長
Ｈ１  高さ
【図１Ａ】
2015148714.tif 000003
【図１Ｂ】
2015148714.tif 000004
【図２Ａ】
2015148714.tif 000005
【図２Ｂ】
2015148714.tif 000006
【図２Ｃ】
2015148714.tif 000007
【図３Ａ】
2015148714.tif 000008
【図３Ｂ】
2015148714.tif 000009
【図３Ｃ】
2015148714.tif 000010
【図４】
2015148714.tif 000011
【図５】
2015148714.tif 000012
【図６】
2015148714.tif 000013
【図７】
2015148714.tif 000014