(57)【要約】本発明は、小型化を図りつつ確実な消音処理を行なう消音器に関し、扁平筐体形状を有し内部に消音処理を行なうための空気層が形成されるハウジングと、このハウジングに空気層と連通するよう形成されており騒音となる音波が導入される孔部とを設け、この孔部をハウジングの外周辺寄りに形成し、騒音となる音波がハウジング内を面方向に進むよう構成する。
2004061817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
扁平筐体形状を有し、内部に消音処理を行なうための通路が形成されるハウジングと、
該ハウジングに前記通路と連通するよう形成されており、騒音となる音波が導入される孔部とを設けてなり、
該孔部を前記ハウジングの外周辺寄りに形成し、前記騒音となる音波が前記ハウジングの面方向に進むよう構成した消音器。
【請求項２】
クレーム１記載の消音器において、
前記ハウジングを厚さ方向に分割する分割板を設け、前記ハウジング内に前記騒音となる音波が進む複数の通路を形成した構成の消音器。
【請求項３】
クレーム１記載の消音器において、
前記ハウジングに前記騒音となる音波を前記通路に向け反射する反射板を設けた消音器。
【請求項４】
クレーム１記載の消音器において、
前記ハウジングを前記孔部の形成位置を除き密閉した構成とした消音器。
【請求項５】
扁平筐体形状を有し、内部に消音処理を行なうための空気層が形成されるハウジングと、
該ハウジングに前記空気層と連通するよう形成されており、騒音となる音波が導入される複数の孔部とを設けてなり、
複数の前記孔部が開口する前記ハウジングの表面からの高さ位置を異ならせた構成とした消音器。
【請求項６】
クレーム５記載の消音器において、
前記孔部にパイプを設け、該パイプの長さを可変することにより、前記ハウジングの表面に対する該孔部が開口する高さ位置を可変する構成とした消音器。
【請求項７】
クレーム５記載の消音器において、
前記ハウジングの肉厚を可変することにより、前記ハウジングに形成される前記孔部の深さを可変する構成とした消音器。
【請求項８】
扁平筐体形状を有し、内部に消音処理を行なうための空気層が形成されるハウジングと、
該ハウジングに前記空気層と連通するよう形成されており、騒音となる音波が導入される複数の孔部とを設けてなり、
複数の前記孔部の開口面積を異ならせた構成とした消音器。
【請求項９】
扁平筐体形状を有し、内部に消音処理を行なうための空気層が形成されるハウジングと、
該ハウジングに前記空気層と連通するよう形成されており、騒音となる音波が導入される孔部とを設けてなり、
前記孔部の開口面積を可変する面積可変手段を設けた構成とした消音器。
【請求項１０】
クレーム９記載の消音器において、
前記面積可変手段は、前記冷却風の速度が速くなると、前記開口面積を小さくするよう前記孔部の開口面積を可変する構成である消音器。
【請求項１１】
扁平筐体形状を有し、内部に消音処理を行なうための空気層が形成されるハウジングと、
該ハウジングに前記空気層と連通するよう形成されており、騒音となる音波が導入される孔部とを設けてなり、
前記ハウジングの厚さを可変する形状可変手段を設けた構成とした消音器。
【請求項１２】
クレーム１１記載の消音器において、
前記面積可変手段は、前記冷却風の速度が速くなると、前記ハウジングの厚さを薄くする構成である消音器。
【請求項１３】
筐体形状を有し、内部に消音処理を行なうための空気層が形成されるハウジングと、
該ハウジングに前記空気層と連通するよう形成されており、騒音となる音波が導入される導入部とを設けてなり、
孔部が形成された複数の冷却用フィンを前記ハウジング内に設けた構成とした消音器。
【請求項１４】
筐体形状を有し、内部に消音処理を行なうための空気層が形成されるハウジングと、
該ハウジングに前記空気層と連通するよう形成されており、騒音となる音波が導入される導入部とを設けてなり、
孔部が形成された孔付き冷却用フィンと、孔部が形成されていない孔無し冷却用フィンとを並設し、
かつ、前記孔付き冷却用フィンと孔無し冷却用フィンの両端部に遮蔽板を設けた構成とした消音器。
【請求項１５】
装置本体内に冷却用のファンと、該ファンで発生する騒音を消音する消音器とを設けてなる電子機器において、
前記消音器を、
扁平筐体形状を有し、内部に消音処理を行なうための通路が形成されるハウジングと、
該ハウジングに前記通路と連通するよう形成されており、騒音となる音波が導入される孔部とを設けてなり、
該孔部を前記ハウジングの外周辺寄りに形成し、前記騒音となる音波が前記ハウジングの面方向に進むよう構成した電子機器。
【請求項１６】
クレーム１５記載の電子機器において、
前記ハウジングを厚さ方向に分割する分割板を設け、前記ハウジング内に前記騒音となる音波が進む複数の通路を形成した構成の電子機器。
【請求項１７】
クレーム１５記載の電子機器において、
前記ハウジングに前記騒音となる音波を前記通路に向け反射する反射板を設けた電子機器。
【請求項１８】
クレーム１５記載の電子機器において、
前記ハウジングを前記孔部の形成位置を除き密閉した構成とした電子機器。
【請求項１９】
装置本体内に冷却用のファンと、該ファンで発生する騒音を消音する消音器とを設けてなる電子機器において、
前記消音器を、
扁平筐体形状を有し、内部に消音処理を行なうための空気層が形成されるハウジングと、
該ハウジングに前記空気層と連通するよう形成されており、騒音となる音波が導入される複数の孔部とを設けてなり、
複数の前記孔部が開口する前記ハウジングの表面からの高さ位置を異ならせた構成とした電子機器。
【請求項２０】
クレーム１９記載の電子機器において、
前記孔部にパイプを設け、該パイプの長さを可変することにより、前記ハウジングの表面に対する該孔部が開口する高さ位置を可変する構成とした電子機器。
【請求項２１】
クレーム１９記載の電子機器において、
前記ハウジングの肉厚を可変することにより、前記ハウジングに形成される前記孔部の深さを可変する構成とした電子機器。
【請求項２２】
装置本体内に冷却用のファンと、該ファンで発生する騒音を消音する消音器とを設けてなる電子機器において、
前記消音器を、
扁平筐体形状を有し、内部に消音処理を行なうための空気層が形成されるハウジングと、
該ハウジングに前記空気層と連通するよう形成されており、騒音となる音波が導入される複数の孔部とを設けてなり、
複数の前記孔部の開口面積を異ならせた構成とした電子機器。
【請求項２３】
装置本体内に冷却用のファンと、該ファンで発生する騒音を消音する消音器とを設けてなる電子機器において、
前記消音器を、
扁平筐体形状を有し、内部に消音処理を行なうための空気層が形成されるハウジングと、
該ハウジングに前記空気層と連通するよう形成されており、騒音となる音波が導入される孔部とを設けてなり、
前記孔部の開口面積を可変する面積可変手段を設けた構成とした電子機器。
【請求項２４】
クレーム２３記載の電子機器において、
前記面積可変手段は、前記冷却風の速度が速くなると、前記開口面積を小さくするよう前記孔部の開口面積を可変する構成である電子機器。
【請求項２５】
装置本体内に冷却用のファンと、該ファンで発生する騒音を消音する消音器とを設けてなる電子機器において、
前記消音器を、
扁平筐体形状を有し、内部に消音処理を行なうための空気層が形成されるハウジングと、
該ハウジングに前記空気層と連通するよう形成されており、騒音となる音波が導入される孔部とを設けてなり、
前記ハウジングの厚さを可変する形状可変手段を設けた構成とした電子機器。
【請求項２６】
クレーム２５記載の電子機器において、
前記面積可変手段は、前記冷却風の速度が速くなると、前記ハウジングの厚さを薄くする構成である電子機器。
【請求項２７】
装置本体内に冷却用のファンと、該ファンで発生する騒音を消音する消音器とを設けてなる電子機器において、
前記消音器を、
筐体形状を有し、内部に消音処理を行なうための空気層が形成されるハウジングと、
該ハウジングに前記空気層と連通するよう形成されており、騒音となる音波が導入される導入部とを設けてなり、
孔部が形成された複数の冷却用フィンを前記ハウジング内に設けた構成とした電子機器。
【請求項２８】
装置本体内に冷却用のファンと、該ファンで発生する騒音を消音する消音器とを設けてなる電子機器において、
前記消音器を、
筐体形状を有し、内部に消音処理を行なうための空気層が形成されるハウジングと、
該ハウジングに前記空気層と連通するよう形成されており、騒音となる音波が導入される導入部とを設けてなり、
孔部が形成された孔付き冷却用フィンと、孔部が形成されていない孔無し冷却用フィンとを並設し、
かつ、前記孔付き冷却用フィンと孔無し冷却用フィンの両端部に遮蔽板を設けた構成とした電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明はファンの消音処理に用いて好適な消音器及びこれを設けた電子機器に関する。
【背景技術】  近年、ノートパソコン、デスクトップパソコン等の小型電子機器の小型化，高速化に伴い、内部に配設される半導体装置（ＣＰＵ等）の発熱量が増大してきている。これを冷却する手段として、ファンを用いて空冷することが考えられる。
しかしながら、ファンを用いた冷却方法では、冷却効率を高めるためにファン回転数の増加を行なうと、これに伴いファン騒音が大きくなってしまうという問題点がある。また、上記のように小型化された電子機器では、ファンも小型なものしか搭載できなくなってきているが、一般に同風量であれば小型のファンほど騒音が大きくなることが知られている。
一方、冷却性能を下げずにファン騒音を下げるには、水冷方式のように冷却水を用いて冷却処理を行なう方法や、温度制御によりＣＰＵの温度が低い時にはファンの回転数を落とす方法等が考えられる。
しかしながら、水冷方式では、構造が複雑となり製品コストが上昇してしまい、また装置が大型化するため小型化の要望に反することとなる。更には、部品点数が増加することにより故障発生率も高くなり、水冷式冷却装置を搭載する電子機器の信頼性が低下してしまうという問題点が発生する。
温度制御では、ＣＰＵの発熱量が増加し、この熱量の増加をセンサにより検出し、その後にファンを起動して送風を行なう構成であるため、ファン騒音がＣＰＵ動作状態や室温の変化により増減する。この増減は、人間にとって気になる音として認識される。また、一定時間以上ＣＰＵが動作し続けると、常にファンの回転数が最大となる場合があり、回転数制御の効果がなくなる。
このように、ファンで発生する騒音を低減する方法では、有効に騒音を抑制することができない、そこで、ファンで発生する騒音を低減するのではなく、消音器を用いてファンで発生した騒音を消音する方法が考えられる。しかしながら、従来では、この消音器を用いる方法は、空調装置等の比較的大型の装置に使用され、パソコンなどの小型電子機器には使用されなかった。これは、下記の理由によるものであった。
▲１▼約５００Ｈｚ〜２ｋＨｚ程度の低周波のファン騒音を消音するためには広い消音器用のスペースが必要と考えられていた。
▲２▼ファン騒音の周波数特性は複数のピーク周波数と広帯域の周波数成分から構成されており、消音可能な周波数が単一である従来の消音器では十分な消音効果が得られない。
図１は、従来構成の消音器１０をファン１のダクト２に配設した状態を示している。ファン１で発生した冷却風は、ダクト２内を図中矢印で示す方法に進行し、被冷却部材となるＣＰＵ等を冷却する。このファン１は常時稼働若しくは、上記した温度制御のように被冷却部材の温度に応じて停止／回転を行なうものである。
消音器１０は、ハウジング１１に複数の孔部１２を形成した構成とされている。この消音器１０はノートパソコン、デスクトップパソコン等の小型電子機器に搭載されるものであるため、ハウジング１１は扁平筐体形状を有している。また、ハウジング１１の上板１３はダクト２に露出しており、孔部１２はこの上板１３に複数個（図に示す例では２４個）形成されている。
ハウジング１１は上記のように筐体形状を有しているため、内部に消音処理を行なう空気層が形成されている。よって、ファン１で発生し孔部１２からハウジング１１内に入り込んだ騒音は、このハウジング１１内の空気層で共鳴減衰及び拡張減衰により消音される。
いま、次のように消音器１０の各パラメータを設定すると共に、この各パラメータを図１に図示する。
ｃ：音速［ｍ／ｓ］
ｔ：上板の板厚［ｍｍ］
φ：孔部の直径［ｍｍ］
Ｌ：騒音通路の長さ［ｍｍ］
Ｄ：孔部の間隔［ｍｍ］
Ｐ：中間値
ｆ：消音周波数［Ｈｚ］
上記のように各パラメータを定めた際、消音器１０で消音しうる消音周波数ｆ（Ｈｚ）及び中間値Ｐは、下式（１），（２）のように示すことができる。
2004061817.tif 000003
ところで、小型電子機器に搭載される消音器１０は、空調装置等の大型機器に搭載される従来の消音器に較べ小型化が要求されており、サイズの制約が厳しい。具体的には、ハウジング１１の厚さが０．５ｍｍ以下に制約される場合もある。この時、上記の（１）式における騒音通路の長さＬは、孔部１２からハウジング１１の底面までの距離、即ちハウジング１１の厚さと等価となる。
いま、音速ｃを３４６．３ｍ／ｓ、上板１３の板厚ｔを０．５ｍｍ、孔部１２の直径φを０．８ｍｍ、騒音通路の長さ（ハウジング１１の厚さ）Ｌを０．５ｍｍ、孔部１２の間隔Ｄを１０ｍｍとした場合、上記の（１），（２）式より、消音周波数ｆはｆ＝５１７６Ｈｚと高くなってしまい、ファン１から実際に発生するファン騒音（約１．５〜２ｋＨｚ）を消音することができない。
このように、従来の消音器１０では、これをノートパソコン、デスクトップパソコン等の小型電子機器に搭載した場合、騒音通路の長さＬを長くすることができず、よってファン１で発生するファン騒音を消音することができなかった。また、ファン１で発生するファン騒音を確実に消去する構成とした場合に、消音器１０が大型化してしまい、小型電子機器に要求されている更なる小型化に対応することができないという問題点があった。
【発明の開示】
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決する、消音器及び電子機器を提供することを総括的な目的としている。
本発明のより詳細な目的は、小型化を図りつつ確実な消音処理を実現することを目的とする。
この目的を達成するため、本発明に係る消音器は、扁平筐体形状を有し、内部に消音処理を行なうための通路が形成されるハウジングと、該ハウジングに前記通路と連通するよう形成されており、騒音となる音波が導入される孔部とを設けてなり、該孔部を前記ハウジングの外周辺寄りに形成し、前記騒音となる音波が前記ハウジングの面方向に進むよう構成したものである。
上記発明によれば、騒音となる音波がハウジングの面方向に進むよう構成したため、扁平筐体形状を有することにより厚さの薄い空気層のハウジングであっても、騒音となる音波の進み距離を長くとることができ、特に低周波数の騒音を有効に消音することができる。
また、上記の目的を達成するために本発明では、上記の消音器において、前記ハウジングを厚さ方向に分割する分割板を設け、前記ハウジング内に前記騒音となる音波が進む複数の通路を形成した構成とすることができる。
本発明によれば、ハウジングを厚さ方向に分割する分割板を設け、ハウジング内に騒音となる音波が進む複数の通路を形成することにより、同一の外形のハウジングであっても分割板を設けない構成に比べ、騒音となる音波の進み距離を長くとることができ、よって小型化を図りつつ低周波数の騒音を効率よく消音することができる。
また、上記の目的を達成するために本発明では、上記の消音器において、前記ハウジングに前記騒音となる音波を前記通路に向け反射する反射板を設けた構成とすることができる。
本発明によれば、ハウジングに騒音となる音波を通路に向け反射する反射板を設けたことにより、騒音となる音波を通路に効率よく導くことができ、消音効率を高めることができる。
また、上記の目的を達成するために本発明では、上記の消音器において、前記ハウジングを前記孔部の形成位置を除き密閉した構成とすることができる。
本発明によれば、ハウジングを孔部の形成位置を除き密閉したことにより、いわゆる音漏れの発生を抑制でき、ハウジング内における共鳴吸音を確実に行なうことができる。
また、上記の目的を達成するため、本発明に係る消音器は、扁平筐体形状を有し、内部に消音処理を行なうための空気層が形成されるハウジングと、該ハウジングに前記空気層と連通するよう形成されており、騒音となる音波が導入される複数の孔部とを設けてなり、複数の前記孔部が開口する前記ハウジングの表面からの高さ位置を異ならせた構成としたものである。
上記発明によれば、ハウジングの表面からの孔部の開口高さが種々設定されるため、この開口高さに対応した種々の周波数の騒音を消音することが可能となる。
また、上記の目的を達成するために本発明では、上記の消音器において、前記孔部にパイプを設け、該パイプの長さを可変することにより、前記ハウジングの表面に対する該孔部が開口する高さ位置を可変する構成とすることができる。また、前記ハウジングの肉厚を可変することにより、前記ハウジングに形成される前記孔部の深さを可変する構成とすることができる。
また、上記の目的を達成するため、本発明に係る消音器は、扁平筐体形状を有し、内部に消音処理を行なうための空気層が形成されるハウジングと、該ハウジングに前記空気層と連通するよう形成されており、騒音となる音波が導入される複数の孔部とを設けてなり、複数の前記孔部の開口面積を異ならせた構成としたものである。
上記発明によれば、孔部の開口面積が種々設定されるため、この開口面積に対応した種々の周波数の騒音を消音することが可能となる。
また、上記の目的を達成するため、本発明に係る消音器は、扁平筐体形状を有し、内部に消音処理を行なうための空気層が形成されるハウジングと、該ハウジングに前記空気層と連通するよう形成されており、騒音となる音波が導入される孔部とを設けてなり、前記孔部の開口面積を可変する面積可変手段を設けた構成としたものである。
上記発明によれば、面積可変手段により孔部の開口面積が任意に可変できるため、騒音の周波数が変化しても、孔部の開口面積を騒音の周波数変化に対応して辺かさせることにより、騒音の周波数に変化があっても効率よく消音処理を行なうことができる。
また、上記の目的を達成するために本発明では、上記の消音器において、前記面積可変手段を、前記冷却風の速度が速くなると前記開口面積を小さくするよう前記孔部の開口面積を可変する構成とすることができる。
また、上記の目的を達成するため、本発明に係る消音器は、扁平筐体形状を有し、内部に消音処理を行なうための空気層が形成されるハウジングと、該ハウジングに前記空気層と連通するよう形成されており、騒音となる音波が導入される孔部とを設けてなり、前記ハウジングの厚さを可変する形状可変手段を設けた構成としたものである。
上記発明によれば、形状可変手段によりハウジングの厚さが任意に可変できるため、騒音の周波数が変化しても、ハウジングの厚さを騒音の周波数変化に対応して辺かさせることにより、騒音の周波数に変化があっても効率よく消音処理を行なうことができる。
また、上記の目的を達成するために本発明では、上記の消音器において、前記面積可変手段は、前記冷却風の速度が速くなると、前記ハウジングの厚さを薄くする構成とすることができる。
また、上記の目的を達成するため、本発明に係る消音器は、筐体形状を有し、内部に消音処理を行なうための空気層が形成されるハウジングと、該ハウジングに前記空気層と連通するよう形成されており、騒音となる音波が導入される導入部とを設けてなり、孔部が形成された複数の冷却用フィンを前記ハウジング内に設けた構成としたものである。
上記発明によれば、消音器に冷却装置としての機能を持たせることができ、よって消音器と冷却装置を別構成とする構成に比べて省スペース化を図ることができる。
また、上記の目的を達成するため、本発明に係る消音器は、筐体形状を有し、内部に消音処理を行なうための空気層が形成されるハウジングと、該ハウジングに前記空気層と連通するよう形成されており、騒音となる音波が導入される導入部とを設けてなり、孔部が形成された孔付き冷却用フィンと、孔部が形成されていない孔無し冷却用フィンとを並設し、かつ、前記孔付き冷却用フィンと孔無し冷却用フィンの両端部に遮蔽板を設けた構成としたものである。
上記発明によれば、孔付き冷却用フィンと孔無し冷却用フィンの両端部に遮蔽板を設けたことにより、この各冷却用フィンとハウジングは協働して密閉構造となるため、消音性能を向上させることができる。
また、上記の目的を達成するため本発明は、装置本体内に冷却用のファンと、該ファンで発生する騒音を消音する消音器とを設けてなる電子機器において、前記消音器を、扁平筐体形状を有し、内部に消音処理を行なうための通路が形成されるハウジングと、該ハウジングに前記通路と連通するよう形成されており、騒音となる音波が導入される孔部とを設けてなり、該孔部を前記ハウジングの外周辺寄りに形成し、前記騒音となる音波が前記ハウジングの面方向に進むよう構成したものである。
また、上記発明において、前記ハウジングを厚さ方向に分割する分割板を設け、前記ハウジング内に前記騒音となる音波が進む複数の通路を形成した構成とすることが望ましい。
また、上記発明において、前記ハウジングに前記騒音となる音波を前記通路に向け反射する反射板を設けることが望ましい。
また、上記発明において、前記ハウジングを前記孔部の形成位置を除き密閉した構成とすることが望ましい。
また、上記の目的を達成するため本発明は、装置本体内に冷却用のファンと、該ファンで発生する騒音を消音する消音器とを設けてなる電子機器において、前記消音器を、扁平筐体形状を有し、内部に消音処理を行なうための空気層が形成されるハウジングと、該ハウジングに前記空気層と連通するよう形成されており、騒音となる音波が導入される複数の孔部とを設けてなり、複数の前記孔部が開口する前記ハウジングの表面からの高さ位置を異ならせた構成としたものである。
また、上記発明において、前記孔部にパイプを設け、該パイプの長さを可変することにより、前記ハウジングの表面に対する該孔部が開口する高さ位置を可変する構成とすることが望ましい。
また、上記発明において、前記ハウジングの肉厚を可変することにより、前記ハウジングに形成される前記孔部の深さを可変する構成とすることが望ましい。
また、上記の目的を達成するため本発明は、装置本体内に冷却用のファンと、該ファンで発生する騒音を消音する消音器とを設けてなる電子機器において、前記消音器を、扁平筐体形状を有し、内部に消音処理を行なうための空気層が形成されるハウジングと、該ハウジングに前記空気層と連通するよう形成されており、騒音となる音波が導入される複数の孔部とを設けてなり、複数の前記孔部の開口面積を異ならせた構成としたものである。
また、上記の目的を達成するため本発明は、装置本体内に冷却用のファンと、該ファンで発生する騒音を消音する消音器とを設けてなる電子機器において、前記消音器を、扁平筐体形状を有し、内部に消音処理を行なうための空気層が形成されるハウジングと、該ハウジングに前記空気層と連通するよう形成されており、騒音となる音波が導入される孔部とを設けてなり、前記孔部の開口面積を可変する面積可変手段を設けた構成としたものである。
また、上記発明において、前記面積可変手段は、前記冷却風の速度が速くなると、前記開口面積を小さくするよう前記孔部の開口面積を可変する構成とすることが望ましい。
また、上記の目的を達成するため本発明は、装置本体内に冷却用のファンと、該ファンで発生する騒音を消音する消音器とを設けてなる電子機器において、前記消音器を、扁平筐体形状を有し、内部に消音処理を行なうための空気層が形成されるハウジングと、該ハウジングに前記空気層と連通するよう形成されており、騒音となる音波が導入される孔部とを設けてなり、前記ハウジングの厚さを可変する形状可変手段を設けた構成としたものである。
また、上記発明において、前記面積可変手段は、前記冷却風の速度が速くなると、前記ハウジングの厚さを薄くする構成とすることが望ましい。
また、上記の目的を達成するため本発明は、装置本体内に冷却用のファンと、該ファンで発生する騒音を消音する消音器とを設けてなる電子機器において、前記消音器を、筐体形状を有し、内部に消音処理を行なうための空気層が形成されるハウジングと、該ハウジングに前記空気層と連通するよう形成されており、騒音となる音波が導入される導入部とを設けてなり、孔部が形成された複数の冷却用フィンを前記ハウジング内に設けた構成としたものである。
また、上記の目的を達成するため本発明は、装置本体内に冷却用のファンと、該ファンで発生する騒音を消音する消音器とを設けてなる電子機器において、前記消音器を、筐体形状を有し、内部に消音処理を行なうための空気層が形成されるハウジングと、該ハウジングに前記空気層と連通するよう形成されており、騒音となる音波が導入される導入部とを設けてなり、孔部が形成された孔付き冷却用フィンと、孔部が形成されていない孔無し冷却用フィンとを並設し、かつ、前記孔付き冷却用フィンと孔無し冷却用フィンの両端部に遮蔽板を設けた構成としたものである。
【図面の簡単な説明】  本発明の他の目的、特徴及び利点は添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことにより一層明瞭となるであろう。
図１は、従来の一例である消音器の構成及び消音周波数に関する理論計算式を説明するための図である。
図２は、本発明の第１実施例である消音装置の構成図である。
図３は、本発明の第１実施例である消音装置の断面図である。
図４Ａは、本発明の第１実施例である消音器の消音特性を従来の消音器の消音特性と対応させて示す図である。
図４Ｂは、本発明の第１実施例である消音器の消音効果を示す図である。
図５Ａは、密閉されていない消音器の消音特性を示す図である。
図５Ｂは、密閉されていない消音器の消音効果を示す図である。
図６は、本発明の第２実施例である消音装置の構成図である。
図７は、本発明の第２実施例である消音装置の断面図である。
図８は、本発明の第３実施例である消音装置の断面図である。
図９は、本発明の第４実施例である消音装置の構成図である。
図１０は、本発明の第４実施例である消音装置の断面図である。
図１１は、本発明の第５実施例である消音装置の構成図である。
図１２は、本発明の第５実施例である消音装置の断面図である。
図１３は、本発明の第６実施例である消音装置の構成図である。
図１４は、本発明の第６実施例である消音装置の断面図である。
図１５は、本発明の第７実施例である消音装置の断面図である。
図１６は、本発明の第８実施例である消音装置の断面図である。
図１７は、本発明の第８実施例の変形例である消音装置の断面図である。
図１８は、本発明の第９実施例である消音装置の断面図である。
図１９は、本発明の第１０実施例である消音装置の動作前の状態を示す断面図である。
図２０は、本発明の第１０実施例である消音装置の動作後の状態を示す断面図である。
図２１は、本発明の第１１実施例である消音装置の動作前の状態を示す断面図である。
図２２は、本発明の第１１実施例である消音装置の動作後の状態を示す断面図である。
図２３は、本発明の第１２実施例である消音装置の断面図である。
図２４は、本発明の第１２実施例である消音装置の動作前の状態を示す平面図である。
図２５は、本発明の第１２実施例である消音装置の動作後の状態を示す平面図である。
図２６は、本発明の第１２実施例である消音装置の右側面図である。
図２７は、本発明の第１３実施例である消音装置の斜視図である。
図２８は、本発明の第１３実施例である消音装置の動作前の状態を示す断面図である。
図２９は、本発明の第１３実施例である消音装置の動作後の状態を示す断面図である。
図３０は、本発明の第１４実施例である消音装置の斜視図である。
図３１は、本発明の第１４実施例である消音装置の取り付け構造を説明するための図である（その１）。
図３２は、本発明の第１４実施例である消音装置の取り付け構造を説明するための図である（その２）。
図３３は、本発明の第１４実施例である消音装置の断面図である。
図３４は、本発明の第１４実施例の第１変形例であるである消音装置の断面図である。
図３５は、本発明の第１４実施例の第２変形例であるである消音装置の断面図である。
図３６は、本発明の第１４実施例の第３変形例であるである消音装置の断面図である。
図３７は、本発明の第１５実施例である消音装置の断面図である。
図３８は、本発明の各実施例である消音装置が搭載される電子機器の斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図２及び図３は、本発明の第１実施例である消音器２０Ａを示している。尚、図２，図３、及び以後の各実施例の説明で用いる各図おいて、図１に示した構成と同一構成については同一符号を付すものとする。
本実施例に係る消音器２０Ａは、ハウジング２１と、このハウジング２１の上板２３に形成された孔部２２とにより構成されている。ハウジング２１は扁平筐体形状を有しており、また孔部２２を除き密閉された構成とされている。従って、ハウジング２１の内部には空間部（以下、この空間部を空気層２４という）が形成されている。このハウジング２１は、冷却風を発生するファン１のダクト２に配設されている。
ファン１及びダクト２は、例えば図３８に示すようなディスクトップパソコン等の電子機器７０の装置本体７２の内部に配設され、ＣＰＵ等の被冷却部材をファン１で生成する冷却風により冷却するものである。尚、本発明の適用は、ディスクトップパソコンに限定されるものではなく、更に小型化されたノートパソコンや大型のサーバに適用することも可能である。
ハウジング１１はダクト２に対し、上板２３がダクト２内に露出するよう取り付けられる。これにより、ファン１で発生する騒音となる音波は、孔部２２からハウジング２１内に進入する。尚、図３に符号Ｎで示す矢印は、騒音となる音波のハウジング２１内への進入を示している。
騒音となる音波をハウジング１１内に導入する孔部２２は、ハウジング２１の外周辺寄りに形成されている。具体的には、ファン１が生成する冷却風の流れ方向（図２に矢印ａで示す）に対し上流側の短辺に沿って複数個（本実施例では４個）形成されている。尚、本実施例では冷却風の流れ方向に対する上流側の短辺に沿って孔部２２を形成しているが、冷却風の流れ方向ａに対する下流側の短辺に沿って孔部２２を形成する構成としてもよい。
このように、孔部２２をハウジング２１の外周辺寄りに形成したことにより、孔部２２から進入した騒音となる音波は、ハウジング２１内に形成されると共に音波の通路となる空気層２４を面方向（冷却風の流れ方向ａに平行な方向）に進むこととなる。この時、騒音となる音波がハウジング２１内を進行する距離は、図２及び図３に矢印Ｌで示す距離となり、ハウジング２１の厚さ寸法Ｗに対して大きな距離となる（Ｌ＞Ｗ）。
ここで前記した（１）式に注目すると、各種パラメータの内、騒音通路の長さＬは、本実施例ではハウジング２１内を騒音となる音波が進行する距離Ｌとなる。この騒音通路の長さＬは分母の値であるため、この値Ｌが大きくなるに従い消音周波数ｆは小さくなる。よって、本実施例の消音器２０Ａによれば、ハウジング２１の厚さＷを小さくして小型化を図っても、換言すれば消音器２０Ａの小型化を図っても消音周波数ｆを小さくすることができ、低周波数であるファン１で発生する騒音を有効に消音することができる。
ここで、（１）式に具体的なパラメータ値を挿入して演算処理を行なう。いま、（１）式の各パラメータ値を、先に図１に示した消音器１０の消音周波数ｆを求める際に用いたパラメータ値と等しく設定する。具体的には、音速ｃを３４６．３ｍ／ｓ、上板１３の板厚ｔを０．５ｍｍ、孔部１２の直径φを０．８ｍｍ、孔部１２の間隔Ｄを１０ｍｍとし、騒音通路の長さＬを本実施例では４ｍｍとした（図１に示す例ではＬ＝０．５ｍｍ）。
この結果、本実施例に係る消音器２０Ａは、図１に示した消音器１０と外形を大きく変えることなく、即ち消音器２０Ａの小型化を図りつつ、消音周波数ｆを従来のｆ＝５１７６Ｈｚからｆ＝１８３０Ｈｚに大きく低減することができた。この消音周波数ｆ＝１８３０Ｈｚ（以下、この値を理論式周波数値という）は、ファン１から実際に発生するファン騒音（約１．５〜２ｋＨｚ）の略中心周波数となる。このため、本実施例の消音器２０Ａによれば、ファン１から発生するファン騒音を有効に消音することができる。
図４Ａは、本実施例に係る消音器２０Ａの消音特性を、図１に示した従来の消音器の消音特性と対応させて示している。また、図４Ｂは、本発明の第１実施例である消音器の消音効果を示す図であり、具体的には図４Ａに示す消音器適用前の値から消音器適用後の値を減算処理したものである。
各図より、本実施例に係る消音器２０Ａの消音周波数ｆは、１８１０Ｈｚ〜１８４０Ｈｚであり、（１）式より求められた理論式周波数値である１８３０Ｈｚと略一致している。具体的には、図４Ｂに示されるように、１８４０Ｈｚを中心に約２０ｄＢ（Ａ）の大きな騒音低減効果が得られており、ファン１の騒音に対し有効に消音処理がされていることが判る。
これに対し、図５Ａはハウジング２１の一部に隙間があり、空気層２４が外気と連通した状態の消音器２０Ａの消音特性を示している。同図においても、図１に示した従来の消音器の消音特性を合わせて示している。また、図５Ｂは、隙間が形成された消音器２０Ａの消音効果を示している。
図５Ａ，５Ｂより、ハウジング２１に隙間がありハウジング２１の密閉性が低下した消音器２０Ａでは、消音周波数ｆのピークは２８４８Ｈｚであり、理論式周波数値であるｆ＝１８３０Ｈｚと一致していない。よって、ハウジング２１の密閉性が低下した消音器２０Ａでは、ファン１の騒音を有効に消音処理することができない。
よって、図５Ａ，５Ｂより、ファン１の騒音を有効に消音処理するには、ハウジング２１内に形成される空気層２４を密閉する必要があることが判る。ハウジング２１を孔部２２の形成位置を除き密閉することにより、いわゆる音漏れの発生を抑制でき、ハウジング２１内における共鳴吸音を確実に行なうことができる。
次に、本発明の第２実施例について説明する。
図６及び図７は、第２実施例である消音器２０Ｂを示している。本実施例に係る消音器２０Ｂは、第１実施例に係る消音器２０Ａにおいて、ハウジング２１内に分割板２５を設けたことを特徴とするものである。尚、第２実施例以降の説明に用いる各図面において、図１及び図２に示した構成と同一構成については、同一符号を付してその説明を省略するものとする。
この分割板２５は、ファン１が生成する冷却風の流れ方向ａと略平行となるよう、また上板２３と略並行となるよう配設されている。また、分割板２５は、冷却風の流れ方向に対して上流側（図７における左側）の端部がハウジング２１の内壁に固定されている。
上記構成とすることにより、ハウジング２１内に形成される空気層２４は上下に画成され、上部通路２６と下部通路２７の２本の通路が形成される。そして、孔部２２から導入される騒音となる音波は、上部通路２６を進行した後、下部通路２７に進行することとなる。
よって本実施例に係る消音器２０Ｂでは、第１実施例に係る消音器２０Ａと同一の外形のハウジング２１であっても、分割板を設けない第１実施例に係る消音器２０Ａの構成に比べ、騒音となる音波の進む距離を長くとることができる。具体的には、騒音となる音波がハウジング２１内を進行する距離が、第１実施例に係る消音器２０ＡではＬであったものが、本実施例によれば２×Ｌと略２倍にすることができる。これにより、消音器２０Ｂの小型化を維持しつつ、更に消音周波数ｆを低減することができる。
尚、本実施例では１枚の分割板２５をハウジング２１内に設ける例について説明したが、ハウジング２１内に設ける分割板２５の数は１枚に限定されるものではなく、複数枚設ける構成としてもよい。また、ハウジング２１内に設ける各分割板２５の長さを変えることも可能である。このように、分割板２５の配設枚数及び長さを適宜設定することにより、任意の消音周波数ｆを有した消音器を実現することができる。
次に、本発明の第３実施例について説明する。
図８は、第３実施例である消音器２０Ｃを示している。本実施例に係る消音器２０Ｃは、第２実施例に係る消音器２０Ｂにおいて、分割板２５により分けられた上部通路２６及び下部通路２７に音反射板２８を設けたことを特徴としている。
この音反射板２８は、孔部２２から導入された騒音となる音波がハウジング２１内で反射する位置に設けられており、この反射位置において反射方向を各通路２６，２７の延在方向に案内する機能を奏するものである。従って、可各音反射板２８は、上板２３及び分割板２５に対し約４５°の角度を持つよう配設されている。
このように、ハウジング２１内に騒音となる音波の案内を行なう反射板２８を設けたことにより、騒音となる音波を各通路２６，２７に効率よく導くことができ、消音効率を高めることができる。また、単に板材である音反射板２８をハウジング２１内に設けるだけでよいため、これにより消音器２０Ｃが大型化してしまうようなこともない。
次に、本発明の第４実施例について説明する。
図９及び図１０は、第４実施例である消音器２０Ｄを示している。本実施例に係る消音器２０Ｄは、ハウジング２１に複数の孔部２２を形成すると共に、この孔部２２が開口するハウジング２１の表面からの高さ位置を異ならせたことを特徴とするものである。
本実施例に係る消音器２０Ｄでは、合計１２個の孔部２２が形成されているが、この内のファン１に近い４個の孔部２２Ａは、上方突出パイプ２９を上板２３から上方に向け立設し、この上方突出パイプ２９の上端部に孔部２２Ａが開口する構成としている。
また、ファン１から最も離間した４個の孔部２２Ｃは、下方突出パイプ３０を上板２３から下方に向け立設し、この下方突出パイプ３０の下端部に孔部２２Ｃが開口する構成としている。更に、孔部２２Ａと孔部２２Ｃとの間に配設された孔部２２Ｂは、上板２３に直接孔を形成したのみの構成とされている。
いま、上方突出パイプ２９の上板２３からの上方への高さをｔ１とし、下方突出パイプ３０の上板２３から下方への高さをｔ２とした場合、この各高さｔ１，ｔ２は、上記した（１）式における上板１３の板厚ｔと等価のものとなる。
（１）式において、上板１３の板厚ｔは分母にあるため、板厚ｔを大きくするほど消音周波数ｆは小さくなる。よって、各突出パイプ２９，３０の高さｔ１，ｔ２を変化させることにより、消音周波数ｆの値を調整することができる。これにより、種々の周波数の騒音を消音することが可能となり、広帯域の消音処理を行なうことができる。また本実施例では、孔部２２が開口するハウジング２１の表面からの高さ位置を異ならせるのにパイプ２９，３０を用いたため、消音周波数ｆの調整を容易かつ安価に行なうことができる。
また、ファン１で発生する騒音は、ダクト２の中央位置が最も大きく、外周に向うにつれて小さくなることが知られている。本実施例では、上方突出パイプ２９がダクト２の内部まで延出した構成となっており、よって上方突出パイプ２９の先端部に位置する孔部２２はダクト２内の騒音が大きい位置に開口した構成となっている。従って、孔部２２Ｂ及び孔部２２Ｃに比べ、ダクト２内の騒音を効率よくハウジング２１（空気層２４）内に導入することができ、よって消音効率を高めることができる。
次に、本発明の第５実施例について説明する。
図１１及び図１２は、第５実施例である消音器２０Ｅを示している。本実施例に係る消音器２０Ｅは、ハウジング２１の肉厚を可変させることにより、このハウジング２１に形成された孔部３２Ａ〜３２Ｃの深さを可変させた構成としたものである。
具体的には、本実施例ではハウジング２１を構成する上板３１を図１２示すように断面三角形状とし、かつ、冷却風の流れ方向ａに対し下流側に向うに従い厚さが漸増するよう配置した。そして、図示されるように、深さｔ１を有した３個の孔部３２Ａと、深さｔ２を有した３個の孔部３２Ｂと、深さｔ３を有した３個の孔部３２Ｃを上板３１に穿設した（ｔ１＜ｔ２＜ｔ３）。
この各孔部３２Ａ〜３２Ｃの深さｔ１〜ｔ３は、上記した（１）式における上板１３の板厚ｔと等価のものとなる。前記したように、（１）式において上板１３の板厚ｔは分母にあるため、板厚ｔを大きくするほど消音周波数ｆは小さくなる。
よって、上板３１の傾斜角度を変化させることにより、各孔部３２Ａ〜３２Ｃの深さｔ１〜ｔ３を変化させることにより、消音周波数ｆの値を調整することができる。これにより、種々の周波数の騒音を消音することが可能となり、広帯域の消音処理を行なうことができる。
次に、本発明の第６実施例について説明する。
図１３及び図１４は、第６実施例である消音器２０Ｆを示している。本実施例に係る消音器２０Ｆは、ハウジング２１の底板３４Ａに傾斜を持たせることにより、このハウジング２１に形成された各孔部３３Ａ〜３３Ｃから底板３４Ａまでの距離Ｌ１〜Ｌ３を可変させた構成としたものである（Ｌ３＜Ｌ２＜Ｌ１）。
更に、本実施例に係る消音器２０Ｆでは、冷却風の流れ方向ａに対し中央に位置する孔部３３Ａの直径φ２を、その両側に位置する孔部３３Ａ，３３Ｃの直径φ１に対して大きく設定した構成としている（φ２＞φ１）。
この各孔部３３Ａ〜３３Ｃから底板３４Ａまでの距離Ｌ１〜Ｌ３は、上記した（１）式における騒音通路の長さＬと等価のものとなる。前記したように、（１）式において騒音通路の長さＬは分母にあるため、騒音通路の長さＬを大きくするほど消音周波数ｆは小さくなる。
よって、底板３４Ａの傾斜角度を変化させて距離Ｌ１〜Ｌ３を変化させることにより、消音周波数ｆの値を調整することができる。これにより、種々の周波数の騒音を消音することが可能となり、広帯域の消音処理を行なうことができる。
更に本実施例では、孔部３３Ａの直径φ２を孔部３３Ａ，３３Ｃの直径φ１に対して大きく設定している（φ２＞φ１）。上記した（１），（２）式より、孔部の直径φが大きくなるに従い、消音周波数ｆも大きくなる。よって、孔部３３Ａ〜３３Ｃの直径φ１〜φ２を変化させることによっても、消音周波数ｆの値を調整することが可能となり、広帯域の消音処理を行なうことができる。
図１５は、本発明の第７実施例である消音器２０Ｇを示している。底板３４の形状は、第６実施例のように傾斜面に限定されるものではなく、本実施例のように底板３４Ｂを球形状とすることも可能である。
次に、本発明の第８実施例について説明する。
図１６は、第８実施例である消音器２０Ｈを示している。また、図１７は、第８実施例の変形例である消音器２０Ｉを示している。第８実施例に係る消音器２０Ｈはハウジング２１の上板２３の一部に凹部３５を形成したことを特徴とし、変形例である消音器２０Ｉはハウジング２１の上板２３の一部に凸部３６を形成したことを特徴するものである。
各実施例のように、上板２３に凹部３５または凸部３６を形成することにより、凹部３５または凸部３６に形成された孔部２２とハウジング２１の底板３４との距離Ｌ２，Ｌ３と、上板２３に形成された孔部２２とハウジング２１の底板３４との距離Ｌ１とを異ならせることができる。
この各孔部２２から底板３４までの距離Ｌ１〜Ｌ３は、上記した（１）式における騒音通路の長さＬと等価である。よって本実施例のように、上板２３に凹部３５または凸部３６を形成することによっても、消音周波数ｆの値を調整することができる。
次に、本発明の第９実施例について説明する。
図１８は、第９実施例である消音器２０Ｊを示している。上記した各実施例では、上板２３として金属板等の板材を用いていたが、本実施例に係る消音器２０Ｊでは、ハウジング２１のダクト２に露出する面をフィルム３７により構成したことを特徴とするものである。このフィルム３７としては、例えばポリイミドフィルムを用いることができる。
本実施例のように、金属板等の板材よりなる上板２３に替えてフィルム３７を用いることにより、他の実施例で上板２３に形成していた孔部の直径に比べ、フィルム３７に形成する孔部２２の直径φを小さくすることができる。即ち、ある基材に孔を形成しようとした場合、この孔の直径は形成しようとする基材の厚さに相関することが知られており、基材が厚いほど孔の最小直径は大きくなってしまう。また、厚い基材に微細な孔を形成するには、大掛かりな設備が必要となり加工コストが上昇してしまう。
フィルム３７は、他の実施例で用いている上板２３に比べて薄くすることが可能である。よって本実施例によれば、他の実施例の孔部に比べて小さい直径φの孔部２２をフィルム３７に容易かつ安価に形成することができる。
上記したように、消音周波数ｆは（１），（２）式より、孔部の直径φが大きくなるに従い大きくなる。よって、本実施例のように孔部２２の直径φを小さくすることができることにより、消音周波数ｆの値を小さくすることができ、特に低周波域の消音処理を有効に行なうことが可能となる。
次に、本発明の第１０施例について説明する。
図１９及び図２０は、第１０実施例である消音器２０Ｋを示している。上記した各実施例では、ハウジング２１は筐体形状を有し、この筐体形状から変形しない構成とされていた。これに対して本実施例に係る消音器２０Ｋは、ハウジング３８を本体部３９Ａと弾性材４０とにより構成した構成としている。
本体部３９はダクト２に露出した構成とされていおり、その上板２３には本実施例では孔部２２が形成されている。この弾性材４０は、例えばゴム材により形成されており、ダクト２内の風圧により弾性変形する構成とされている。
上記構成とされた消音器２０Ｋは、ダクト２を流れる冷却風の風速が遅いと、図１９に示すように弾性材４０は延びた状態となっている。これに対し、冷却風の風速が速くなり、これに伴い風圧が高くなり、弾性材４０は空気層２４の容積を減少させるよう弾性変形する。
図２０は、風圧力上昇に伴い弾性材４０が弾性変形した状態を示している。図示されるように、ファン１の生成する冷却風の速度が速くなると、弾性材４０は空気層２４を縮小するよう弾性変形し、よってハウジング３８の厚さが減少する。これに伴い、孔部２２から弾性材４０までの距離Ｌ２は、図１９に示す弾性変形前における孔部２２から弾性材４０までの距離Ｌ１に比べて短くなり（Ｌ２＜Ｌ１）、よって上記した（１）式に基づき消音器２０Ｋの消音周波数ｆを高くすることができる。
ところで、ファン１で発生する騒音のピーク周波数は、ファン１の回転数、ファン１に設けられる羽根の枚数等により変化する。いま、ファン１で発生する騒音のピーク周波数をｆｐとし、ファン１の回転数をＱとし、羽根の枚数をＭとした場合、ｆｐ＝Ｑ×Ｍ×ｎ（但し、ｎは整数）として表される。即ち、ファン１の回転数Ｍ及び／或いはファン１に設けられる羽根数が変化すると、換言すればファン１で生成される冷却風の速度が変化すると、これに伴い騒音のピーク周波数をｆｐも変化する（ファン速度が大の時、ピーク周波数ｆｐは高くなる）。
しかしながら、本実施例に係る消音器２０Ｋは、ファン１で発生する騒音のピーク周波数ｆｐが変化しても、この変化に伴う冷却風の速度変化に追随して消音器２０Ｋの消音周波数ｆが変化する。よって、消音器２０Ｋによれば、消音効果を自動的に最適化することができ、ファン１で発生する騒音を有効に消音することができる。
次に、本発明の第１１施例について説明する。
図２１及び図２２は、第１１実施例である消音器２０Ｌを示している。前記した第１０実施例では、弾性材４０を用いてハウジング３８を変形させ、これによりハウジング３８の厚さ（騒音通路の長さＬ）を可変する構成としていた。これに対して本実施例に係る消音器２０Ｌは、ハウジング４１に形状記憶合金４２（図中、太い実線で示す）を設けたことを特徴としている。
形状記憶合金４２は、図２１に示されるように常温時には蛇腹形状を有しており、孔部２２が形成された上板２３と有底状の本体部３９Ｂとの間に配設されている。この形状記憶合金４２は、加熱されることにより図２２に示すように蛇腹部分が縮小する特性を有している。
上記構成とされた消音器２０Ｌは、ダクト２の温度が常温である場合、換言すればファン１による被冷却部材の冷却が良好に行なわれている場合は、図２１に示すように形状記憶合金４２は蛇腹状に伸長した状態となっている。これに対し、ダクト２の温度が高くなると、これに伴い形状記憶合金４２は加熱され、形状記憶合金４２は図２２に示されるように縮小し、ハウジング４１内の空気層２４の容積は減少する。
ところで、ダクト２の温度が高くなることは、ファン１による被冷却部材の冷却が十分に行なわれていない状態である。この時、ファン１の駆動制御を行なう制御装置（図示せず）は、被冷却部材の温度が既定の値より高くなった場合には、これを検知してファン１の回転数を上げ、冷却風の速度を高める制御を行なう。この制御により、被冷却部材の温度が高温となることを防止できる。
前記したように、ファン１で発生する騒音のピーク周波数は、ファン１の回転数により変化する。よって、上記のように被冷却部材の温度が上昇し、ファン１の回転数が速くなった場合にも、ファン１で発生する騒音のピーク周波数は高く変化する。
しかしながら、本実施例に係る消音器２０Ｌは、被冷却部材の温度が上昇し、これに伴いダクト２の温度が上昇すると、形状記憶合金４２には図２２に示す縮小する変形が発生する。これにより、孔部２２から弾性材４０までの距離Ｌ２は、図２１に示す変形前における孔部２２から弾性材４０までの距離Ｌ１に比べて短くなり（Ｌ２＞Ｌ１）、よって（１）式に基づき消音周波数ｆを高くすることができる。よって、本実施例に係る消音器２０Ｌによっても、消音効果を自動的に最適化することができ、ファン１で発生する騒音を有効に消音することができる。
次に、本発明の第１２施例について説明する。
図２３乃至図２６は、第１２実施例である消音器２０Ｍを示している。図２３は消音器２０Ｍの縦断面図であり、図２４は消音器２０Ｍの平面図であり、図２５は消音器２０Ｍの動作後状態を示す平面図であり、更に図２６は消音器２０Ｍの右側面図である。
本実施例に係る消音器２０Ｍは、上板５９に形成されている孔部４３の開口面積を可変する面積可変手段を設けた構成としている。この面積可変手段は、スライド板４４，永久磁石４６，電磁石４７，コイルバネ４８，及び上板５９等により構成されている。
上板５９は、図２４及び図２５に示されるように、水滴形状とされた複数の孔部４３が形成されている。この上板５９はハウジング２１に固定されており、また複数の孔部４３は全てハウジング２１内に形成された空気層２４に連通した構成となっている。また、上板５９の所定位置には、電磁石４７が配設されている。
この上板５９の上部中央には、スライド板４４が図中矢印Ｙ１，Ｙ２方向に移動自在な状態で取り付けられる。具体的には、上板５９にはスライド板４４を案内する一対のガイド４９が配設されており、スライド板４４はこの一対のガイド４９に案内されて図中矢印Ｙ１，Ｙ２方向に移動する。
このスライド板４４は、図中矢印で示したＹ１，Ｙ２方向に対し直交する方向（Ｘ１，Ｘ２方向）に延在する複数の長孔４５が形成されている。この長孔４５のＹ１，Ｙ２方向に対する長さＷ１（以下、幅寸法Ｗ１という）は、孔部４３のＹ１，Ｙ２方向に対する長さＷ２（以下、幅寸法Ｗ２という）に比べて小さく設定されている（Ｗ２＞Ｗ１）。
また、スライド板４４の一端部（Ｙ１方向端部）には永久磁石４６が設けられており、その配設位置は上板５９に設けられた電磁石４７と対向する位置に設定されている。更に、スライド板４４の永久磁石４６が配設された端部と上板５９との間には、コイルバネ４８が配設されている。
このコイルバネ４８は、縮み方向に弾性力を付勢しており、よって図２４に示す電磁石４７に磁力が発生していない状態では、コイルバネ４８の弾性力により、スライド板４４は図中矢印Ｙ２方向側に移動している（以下、この状態を動作前状態という）。また、図２４に示す移動前状態において、長孔４５は孔部４３のＹ２方向側の所定範囲と重なりあっている。そして、この重なりあった部分が、騒音をハウジング２１内に導入するための孔部２２（図中、この孔部２２をハッチングで示している）を構成している。
上記構成において、電磁石４７に電流供給を行なうと、電磁石４７には磁力が発生する。永久磁石４６は電磁石４７と対向するよう配設されているため、永久磁石４６が磁力を発生することにより、スライド板４４はコイルバネ４８の弾性力に抗して図中矢印Ｙ１方向に移動する。この際、スライド板４４のＹ１方向への移動量は、コイルバネ４８の弾性付勢力が一定であるとした場合、電磁石４７に供給する電流の値（即ち、電磁石４７で発生する磁力）により制御することが可能である。
また、上記したように孔部４３は水滴形状（即ち、孔部４３の図中矢印Ｘ１，Ｘ２方向に対する長さが、Ｙ１，Ｙ２方向に行くに従い漸次変化する形状）とされており、かつ長孔４５の幅寸法Ｗ２は孔部４３の幅寸法Ｗ２に対して短い。このため、スライド板４４がＹ１，Ｙ２方向に移動することにより、孔部４３と長孔４５とが重なり合う部分の面積、即ち孔部２２の面積は変化する。
上記した（１），（２）式より、孔部の直径φが大きくなるに従い、消音周波数ｆは大きくなる。また、本実施例のように、孔部４３と長孔４５とが重なり合う孔部２２の面積を変化させることは、（１），（２）式における孔部の直径φを変化させることと等価である。
よって、本実施例に係る消音器２０Ｍによれば、スライド板４４を移動させることにより、消音周波数ｆの値を調整することが可能となり、広範囲の消音処理を行なうことが可能となる。また、孔部２２の開口部の直径を任意に可変できるため、騒音の周波数が変化しても、これに確実に対応して消音処理を行なうことができる。
尚、この孔部４３の形状は、水滴形状に限定されるものではなく、孔部４３と長孔４５が重なることにより形成される開口部の面積が、スライド板４４の移動に伴い変化する形状でれば他の形状としてもよい。また、スライド板４４の移動は冷却風の速度が速くなるに従い、またスライド板４４の移動はファンの供給電圧が大きくなるに従い、開口孔部２２の面積が大きくなるよう構成してもよい。
次に、本発明の第１３施例について説明する。
図２７乃至図２９は、第１３実施例である消音器２０Ｎを示している。図２７は消音器２０Ｎの斜視図であり、図２８及び図２９は、消音器２０Ｎの動作を説明するための縦断面図である。
本実施例に係る消音器２０Ｎも、上板５９に形成されている孔部２２の開口面積を可変する面積可変手段を設けた構成としている。本実施例では、この面積可変手段を弾性片５０のみにより構成している。よって、前記した第１２実施例に係る消音器２０Ｍに比べ、構造の簡単化及び低コストが図られている。
弾性片５０は、例えばゴム等の弾性材により形成されており、固定部５０Ａと可動部５０Ｂとを一体的に形成した構成とされている。この弾性片５０は、図２８に示すダクト２内を冷却風が流れていない状態において、固定部５０Ａに対して可動部５０Ｂが略一直線となるよう構成されている。また、弾性片５０は、孔部２２の近傍位置に固定されている。具体的には、冷却風の流れ方向ａに対し、孔部２２の上流側の縁部に固定部５０Ａが接着されることにより、弾性片５０は上板２３の底部に固定されている。
上記構成とされた消音器２０Ｎは、ダクト２を流れる冷却風の風速が遅い（ダクト２を流れる騒音の速度が遅い）と、図２８に示すように弾性片５０は可動部５０Ｂが固定部５０Ａに対し略一直線状になる。尚、この時の孔部２２の開口面積をＳ１とする。
図２９は、ダクト２を流れる冷却風の風速が速い（ダクト２を流れる騒音の速度が速い）状態を示している。冷却風の風速が速くなると、風力が可動部５０Ｂに作用するようになり、次第に可動部５０Ｂはハウジング２４の底面側に倒れてゆき、これに伴い孔部２２の開口面積は大きくなる。そして、所定の風速に達すると、可動部５０Ｂは固定部５０Ａに対し斜め下方に延出した状態となり、孔部２２の開口面積は最小面積Ｓ２となる（図２９参照）。
上記した（１），（２）式より、孔部の直径φが大きくなるに従い、消音周波数ｆは大きくなる。また、本実施例のように、孔部２２の面積が変化することは、（１），（２）式における孔部の直径φを変化させることと等価である。
よって、本実施例の消音器２０Ｎによれば、ダクト２を流れる冷却風の風速、即ちファン１で発生する騒音のピーク周波数に応じて消音周波数ｆの値が変化するため、広範囲の周波数に追従した消音処理を行なうことが可能となる。また、消音器２０Ｎの消音特性は、弾性片５０の弾性係数や可動部５０Ｂが孔部２２を覆う面積を調整することにより変化させることが可能であるため、ファン１で発生する騒音を消音するのに適した特性とすることができる。よって、消音器２０Ｎによれば、ファン１で発生する騒音を効率的に消音することができる。
次に、本発明の第１４施例について説明する。
図３０は、第１４実施例である消音器２０Ｐを示している。本実施例に係る消音器２０Ｐは、ハウジング５１をヒートシンク５２とダクト５３（図では、一点鎖線で示す）とにより構成したことを特徴とするものである。
ヒートシンク５２は、消音器２０Ｐが搭載される電子機器に設けられた半導体装置等を冷却するものであり、ベース６１の上部に複数のフィン５５，５６を立設した構成とされている。本実施例に係るヒートシンク５２は、孔部５７が形成されていない孔無しフィン５５と、孔部５７が形成された孔付きフィン５６とが交互に並設された構成としている。
また、ダクト５３は板材をコ字状に形成したものであり、各フィン５５，５６を覆うようにベース６１に取り付けられる。よって、ダクト５３をヒートシンク５２に取り付けた状態において、消音器２０Ｐの内部には各フィン５５，５６により画成された空気層２４が形成される（図３３参照）。これにより、消音器２０Ｐに騒音となる音波が導入されると、この騒音は各フィン５５，５６の間に形成された空気層２４内で消音される。
図３１及び図３２は、消音器２０Ｐをファン１に接続する接続構造の一例を示している。図３１に示す例では、消音器２０Ｐをファン１に直線状に直接接続したものである。この接続構造によれば、ファン１及び消音器２０Ｐの全体としての薄型化を図ることができる。また、図３２に示す例では、ファン１と消音器２０Ｐとの配設位置に段差を設けたものである。
いずれの接続構造においても、ファン１で生成された冷却風は、消音器２０Ｐの導入部６０からハウジング５１内に導入され、排出部６２からダクト２に排出される。そして、冷却風は各フィン５５，５６内を通過することにより、被冷却部材からヒートシンク５２に伝達した熱を放熱させる。一方、ファン１で発生する騒音は、冷却風と共に導入部６０から消音器２０Ｐ内に導入されるが、この騒音は各フィン５５，５６の間に形成された空気層２４内で消音される。
このように本実施例に係る消音器２０Ｐでは、ハウジング５１が冷却装置を構成するダクト５３及びヒートシンク５２により構成されるため、消音器２０Ｐを冷却装置としても使用することができる。よって、消音器と冷却装置とを別個に設ける構成に比べ、消音器２０Ｐを設ける電子機器の省スペース化を図ることができる。
図３４乃至図３６は、図３０乃至図３３に示した消音器２０Ｐの変形例を示している。図３３に図示されるように、前記した消音器２０Ｐでは、ダクト５３内において孔無しフィン５５と孔付きフィン５６を交互に配設した構成とした。
これに対して図３４に示す第１変形例に係る消音器２０Ｑは、ダクト５３内に配設されるフィンを全て孔付きフィン５６とし、かつ隣接する孔付きフィン５６間で孔部５７が連通されないように構成したものである。図３５に示す第２変形例に係る消音器２０Ｒは、ダクト５３内に配設されるフィンを全て孔付きフィン５６とし、かつ隣接する孔付きフィン５６間で孔部５７が連通するように構成したものである。
更に、図３６に示す第３変形例に係る消音器２０Ｓは、孔無しフィン５５と孔付きフィン５６を交互に配設すると共に、孔付きフィン５６をダクト５３に配設したことを特徴とするものである。このように、各フィン５５，５６の配設の仕方や孔部５７の形成位置は任意に設定することが可能であり、またこれにより消音特性を可変することができる。
次に、本発明の第１５施例について説明する。
図３７は、第１５実施例である消音器２０Ｔを示している。本実施例に係る消音器２０Ｔは、図３０に示した第１４実施例に係る消音器２０Ｐと同様に、孔無しフィン５５と孔付きフィン５６とを交互に並設した構成としている。更に、本実施例に係る消音器２０Ｔでは、互いに対向する一対の孔無しフィン５５と孔付きフィン５６の両端部に、遮蔽板５８を設けたことを特徴としている。
この遮蔽板５８は、ヒートシンク５２に気密に固定されており、またダクト５３をヒートシンク５２に取り付けた状態において、ダクト５３と遮蔽板５８との間も気密となるよう構成されている。従って、孔無しフィン５５，孔付きフィン５６，ベース６１，及びダクト５３で形成される空間（空気層２４）は、孔部５７のみが外部と連通し、他の部分は密閉された構成となる。
先に、図５Ａ，５Ｂを用いて説明したように、空気層２４の密閉性を高めると消音特性が向上する。よって、本実施例に係る消音器２０Ｔのように、各フィン５５，５６の両端部に遮蔽板５８を設け、その内部に形成される空気層２４の密閉性を高めることにより、消音器２０Ｔの消音性能を向上させることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年12月17日(2004.12.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体内に冷却用のファンと、該ファンで発生する騒音を消音する消音器とを設けてなる電子機器において、
前記消音器を、
扁平筐体形状を有し、内部に消音処理を行なうための通路が形成されるハウジングと、
該ハウジングに前記通路と連通するよう形成されており、騒音となる音波が導入される孔部とを設けてなり、
該孔部を前記ハウジングの外周辺寄りに形成し、前記騒音となる音波が前記ハウジングの面方向に進むよう構成した電子機器。
【請求項２】
請求項１記載の電子機器において、
前記ハウジングを厚さ方向に分割する分割板を設け、前記ハウジング内に前記騒音となる音波が進む複数の通路を形成した構成の電子機器。
【請求項３】
請求項１記載の電子機器において、
前記ハウジングに前記騒音となる音波を前記通路に向け反射する反射板を設けた電子機器。
【請求項４】
請求項１記載の電子機器において、
前記ハウジングを前記孔部の形成位置を除き密閉した構成とした電子機器。
【請求項５】
装置本体内に冷却用のファンと、該ファンで発生する騒音を消音する消音器とを設けてなる電子機器において、
前記消音器を、
扁平筐体形状を有し、内部に消音処理を行なうための空気層が形成されるハウジングと、
該ハウジングに前記空気層と連通するよう形成されており、騒音となる音波が導入される複数の孔部とを設けてなり、
複数の前記孔部が開口する前記ハウジングの表面からの高さ位置を異ならせた構成とした電子機器。
【国際調査報告】
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