(57)【要約】【課題】風路から放出される騒音を抑制する消音構造において、低コスト化を図りながらより効果的に騒音の抑制機能を果たせる構造の提供を目的とする。【解決手段】風路体１の開口端２に対して空間を開けて配置するカバー部材３を備え、このカバー部材３には開口端２に対向する面に吸音材４を配置し、また反射面５を備えて、この反射面５は開口端２より放出される音波をカバー部材３の中央方向の規定の収束領域６に反射させる面形状として、吸音材４をこの収束領域６に一塊形状に配置する構造により、開口端２から放出される騒音の音波は反射面５によりカバー部材３の中央方向の収束領域６に反射された後、一塊形状とした吸音材４の直接的な吸音作用により減衰されるために吸音材を少量化して、なおかつ直接的な吸音作用を得られることから、低コスト化を図りながらより効果的に騒音の抑制機能が果たせる消音構造を得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部に設けられた開口である開口端を有し内部空間に送風空気を通す筒状の風路体と、
前記開口端からの音波を当該開口端に対向させた反射面を介して当該反射面の中央部に設けられた収束領域に向けて反射させるカバー部材と、
前記風路体と前記カバー部材との間に設けられた空間と、
前記収束領域に一塊形状に設けられ前記反射させた音波を吸収する吸音材とを備えた消音構造。
【請求項２】
前記反射面は、
当該反射面に対する音波の入射位置において入射角度と前記収束領域に対する反射角度が同一となる凹面形状である請求項１に記載の消音構造。
【請求項３】
前記反射面は、
互いに異なる曲率を備えた複数の凹面を同心円状に組合せて構成した請求項２に記載の消音構造。
【請求項４】
前記反射面は、
カバー部材の中央に近いほど前記開口端を構成する平面に対する傾斜角度を浅くしたフレネル形状とした請求項１に記載の消音構造。
【請求項５】
前記吸音材は、
前記開口端に対向する対向面と前記収束領域に含まれない側面とを硬質の保護カバーにて覆う構成とした請求項１に記載の消音構造。
【請求項６】
前記対向面は、
前記開口端を構成する平面に平行な平面とした請求項５に記載の消音構造。
【請求項７】
前記吸音材は、
前記開口端から進行する音波の影となり且つ前記収束領域に含まれない前記反射面に隣接した収束外領域を省いた形状としたことを特徴とする請求項１に記載の消音構造。
【請求項８】
前記吸音材を前記保護カバーにて固定して保持し、
前記カバー部材と前記保護カバーとを支持ステーにて固定して前記吸音材を前記反射面から浮かした構成とした請求項５に記載の消音構造。
【請求項９】
前記吸音材は、
内部に空気層となる空間部を設けた請求項１に記載の消音構造。
【請求項１０】
前記風路体の管径よりも径の小さい前記反射面を有する前記カバー部材を前記開口端に対向させて複数配置した請求項１記載の消音構造。
【請求項１１】
前記開口端の側壁と前記カバー部材の端部とを一致させて当該カバー部材を平面状に敷き詰めた請求項１０に記載の消音構造。
【請求項１２】
複数の前記カバー部材を縦横に整列させて平面状に敷き詰めた構成とした請求項１０に記載の消音構造。
【請求項１３】
少なくとも３つの前記カバー部材をそれぞれ互いに隣接させ、
前記カバー部材の反射面における中央部をそれぞれ結んだ連結線が三角形となるよう配置した請求項１０に記載の消音構造。
【請求項１４】
前記風路体の内部に前記開口端に面して前記管径を複数に分割する格子体を配置した請求項１０に記載の消音構造。
【請求項１５】
前記格子体のそれぞれの開口径は、
抑制対象とする音の波長の１／２以下としたことを特徴とする請求項１４に記載の消音構造。
【請求項１６】
前記各格子体における前記風路体の長手方向の長さは、
抑制対象とする音の波長の１／２以上とした請求項１４に記載の消音構造。
【請求項１７】
前記格子体における前記カバー部材とは逆の側にアクティブ・ノイズ・コントロールの機能を担うＡＮＣ手段を配置した請求項１４に記載の消音構造。
【請求項１８】
前記ＡＮＣ手段は、
前記吸音材による抑制対象とする音の周波数帯域以下の低周波側の音波の抑制機能を受け持たせた請求項１７に記載の消音構造。
【請求項１９】
前記格子体における前記カバー部材とは逆の側に、サイドブランチ構造を有する空気室により空気共振に基づく固有振動数を中心とした音を吸収して消音する共鳴器体を１つ以上配置した請求項１４に記載の消音構造。
【請求項２０】
前記共鳴器体を複数個備え、
前記複数の共鳴器体は、
少なくとも２以上の異なる固有振動数が設定された請求項１９に記載の消音構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は風路から放出される騒音を抑制する消音構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現状、送風機能を主体とする空調装置は広く一般的に活用され、その主要機能の能力向上や消費電力の低減等の課題改善に向けた技術開発が日々成されている。
【０００３】
このような課題の中に、発生する騒音の抑制がある。中でも送風空気の搬送を目的とした風路において、内部を伝搬し、開口端から放出される騒音の抑制が課題である。特に流風抵抗の増大の観点から、風路の内面に吸音材を貼り付ける等の単純な物理的防音のみでは対処が難しい点で大きな課題となっている。
【０００４】
なお、ここで送風空気の搬送を目的とした風路とは、例えば送風機による送風により室外から室内へ空気を導引する空調ダクトを示す。また例えば送風機による送風により調理煙を室外に排気するためのレンジフードの通風路を示す。また、風路における開口端とは、前記の空調ダクトやレンジフードの通風路の室内側の吸気や排気のための開口部を示す。そして、特に送風機から室内側の開口端に伝搬する騒音が課題である。
【０００５】
流風抵抗の大きな増大を伴うことなく風路の開口端から放出される騒音を効果的に抑制する技術の一例としてはＡＮＣがある。
【０００６】
このＡＮＣとはアクティブ・ノイズ・コントロールを示し、抑制したい風路の内部を伝搬する騒音に対して、逆位相となる音を発生させることで音の干渉作用により騒音を抑制する、能動的な騒音抑制の技術である。
【０００７】
このようなＡＮＣの技術においては、音を検知する集音手段となるマイクと、逆位相音を発生させる発音手段となるスピーカーと、逆位相音を生成するための制御装置とが基本構成であって必須のデバイスとなる。
【０００８】
しかしながらＡＮＣの技術には逆位相音を生成する制御装置に複雑な演算処理能力が求められ、この処理負荷は音の周波数に応じて増大する。このことから一般的には１ｋＨｚ程度以上の高周波数帯域の抑制には対応が難しかった。
【０００９】
また、制御装置においてこの複雑で高負荷の演算処理を実現するためには、高速演算が可能なＤＳＰやＦＧＰＡ等の高価な制御デバイスを用いる必要があり、システムの全体として高コスト化する点も難点であった。
【００１０】
更には、風路を伝播する音が平面波とみなせる管径（風路径）が抑制対象音の波長の１／２以下の場合のみ抑制効果を発揮できるものであって、高周波数帯域も抑制対象とすれば管径を小径化する必要がある。つまり、例えば帯域を１ｋＨ以下とすれば管径は約１７ｃｍ以下とする必要がある。
【００１１】
しかしながら、この風路の小径化は流風抵抗の増大を伴うために、この点からも高周波数帯域の抑制には適してはいなかった。
【００１２】
このことから、ＡＮＣの技術を用いても１ｋＨｚ程度以上の高周波成分を含む騒音の抑制は難しく、特に可聴帯域の中でも高感度となる２ｋＨｚ前後の騒音成分は抑制作用の影響を受けずに風路の開口端から放出されることとなる。
【００１３】
よって、更に騒音を抑制するためには、この風路の開口端から放出される特に１ＫＨｚ程度以上の高周波数帯域の音の抑制に着目する必要がある。
【００１４】
このような風路の開口端から放出される騒音の抑制には、開口端に面して間隔を開けて吸音材を配置することが効果的となる。
【００１５】
なお、この吸音材は微細な連続気泡や空間を備えた構造体の構成により入射した音の振動エネルギーを構造体の振動に置き換え、熱エネルギー変換することで音を減衰させるものである。例えば多孔質材となる軟質ウレタンやガラスウール、あるいは金属のポーラス材等を板状や一塊状に成形したものである。
【００１６】
よって、この吸音材の吸音性能（吸音率）は構造体の密度や体積にある程度まで比例して向上し、一般的に同一材であれば密度が高く音の進行方向に対する厚さが大きい程に騒音の抑制能力も高まることとなる。
【００１７】
また、音の振動エネルギーを構造体の振動に置き換え、すなわち熱エネルギー変換することで音を減衰させる原理から、構造体に微振動を誘発しやすい高周波数帯域の音の吸音性能が高い点からも特に高周波数帯域の音の抑制に適している。
【００１８】
このように風路の開口端から放出される騒音の抑制には吸音材を開口端に面して間隔を開けて配置することが効果的である。
【００１９】
しかしながら、このように吸音材を用いる構成においても騒音の抑制に要するコストをいかに削減できるかが一般の家電機器等への広い活用の点で課題となっていた。  従来、この種の送風路の消音構造は、このような課題を解決するものとして用いる吸音材の量を少量化することで要するコストの削減を図る構成としたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【００２０】
以下、従来の送風路の消音構造について図１５を参照しながら説明する。
【００２１】
図に示すように従来の送風路開口の騒音抑制装置は、空気を搬送するための風路をなす筒状の吸気ダクト１００において、一端を開口して空気を吸気するための吸気口１０１を備えている。この吸気口１０１に対して吸気のための空間を設けて開口を覆う形状となるカバー部材１０２を配置している。
【００２２】
このカバー部材１０２の吸気口１０１に対向する面は、吸気口１０１から放出される騒音をカバー部材１０２の端部側にて反射するように、凹レンズ状に形成している。また、カバー部材１０２の吸気口１０１に対向する面の端部には前記反射された騒音を吸音する吸音材１０３をリング状に取り付けた構成としている。
【００２３】
以上の構成により、吸気ダクト１００の内部に騒音の伝播があれば、この騒音は吸気口１０１から周囲の空間に放出される。この吸気口１０１から放出された騒音は吸気口１０１に対して空間を設けて配置しているカバー部材１０２の吸気口１０１に対向する面に向かう。この時、騒音はカバー部材１０２の吸気口１０１に対向する面は凹レンズ状に形成していることから、カバー部材１０２の端部側に反射される。
【００２４】
カバー部材１０２の吸気口１０１に対向する面の端部には吸音材１０３が取り付けられていることから、反射された騒音は吸音材１０３の吸音効果により減衰する。
【００２５】
よって、カバー部材１０２の端部にリング状に取り付けた吸音材１０３によって、吸気口１０１から放出される騒音を吸音により減衰させて効率よく抑制できる。このため、吸音材１０３を吸気口１０１に対向する面に平面状に配置する構造に対してコストを削減するものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】特許第４４２３６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
このような従来の送風路の消音構造においては、騒音を伝播させる吸気ダクト１００の開口端となる吸気口１０１に対して空間を設けて開口を覆い、吸気口１０１から放出される騒音をカバー部材１０２の端部側に反射させる凹レンズ状に形成したカバー部材１０２を配置している。また、カバー部材１０２の吸気口１０１に対向する面の端部にはリング状に吸音材１０３が取り付けられていることから反射された騒音は吸音材１０３の吸音効果により減衰する。よって、騒音の抑制に用いる吸音材１０３を吸気口１０１に対向する面に平面状に配置する従来の構造に対してリング状とすることで削減するものであった。
【００２８】
しかしながら音（音波）はその特性として進行方向に壁面があれば、その壁面に対する入射角度と同一角度で反対方向に反射される空間伝播波の「反射の法則」に従うことが基本となる。ここで、カバー部材１０２は吸気ダクト１００の開口端の吸気口１０１に対して開口を覆う凹レンズ状に形成している。つまり吸気口１０１から放出され、カバー部材１０２に進行する騒音はカバー部材１０２の端部ではなく中央方向への反射が主となる。
【００２９】
カバー部材１０２において騒音の反射が主に中央方向となれば、カバー部材１０２の端部にリング状に取り付けられている吸音材１０３では直接的な吸音作用の多くは得られないこととなる。
【００３０】
よって、吸音材１０３の少量化により全体コストの削減は図れるが直接的な吸音作用の多くを得られない。このことから効果的な騒音の抑制機能を十分には果たせないという課題を有していた。
【００３１】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、低コスト化を図りながらより効果的に騒音の抑制機能を果たせる消音構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
そして、この目的を達成するために、本発明に係る消音構造は、端部に設けられた開口である開口端を有し内部空間に送風空気を通す筒状の風路体と、前記開口端からの音波を当該開口端に対向させた反射面を介して当該反射面の中央部に設けられた収束領域に向けて反射させるカバー部材と、前記風路体と前記カバー部材との間に設けられた空間と、前記収束領域に一塊形状に設けられ前記反射させた音波を吸収する吸音材とを備えたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、吸音材を用いる量を少量化しながら直接的な吸音作用を得られることから、低コスト化を図りながらより効果的に騒音の抑制機能が果たせる消音構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る消音構造の構成を部分的に切断して示した側面図
【図２】実施の形態１に係る消音構造に備えるカバー部材のみの構成を示した平面図
【図３】実施の形態１に係る消音構造に備えるカバー部材の構成の一例を切断して示した側面図
【図４】実施の形態１に係る消音構造に備えるカバー部材の構成の別例を切断して示した側面図
【図５】実施の形態１に係る消音構造に備えるカバー部材の構成の別例を切断して示した側面図
【図６】実施の形態１に係る消音構造に備えるカバー部材の構成の別例を切断して示した側面図
【図７】実施の形態１に係る消音構造に備えるカバー部材の構成の別例を切断して示した側面図
【図８】実施の形態２に係る消音構造の適応一例の構成を透過して示した正面図
【図９】実施の形態２に係る消音適応の一例におけるカバー部材の配置構成の一例を示した平面図
【図１０】実施の形態２に係る消音構造の適応の一例におけるカバー部材の配置構成の別例を示した平面図
【図１１】実施の形態２に係る消音構造の適応の別例を透過して示した正面図
【図１２】実施の形態２に係る消音構造の適応の別例を透過して示した正面図
【図１３】実施の形態２に係る消音構造の適応の別例を透過の上、部分的に破断して示した正面図
【図１４】実施の形態２に係る消音構造の適応の別例を透過の上、部分的に破断して示した正面図
【図１５】従来の構造を透過により示した斜視側面図
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明に係る消音構造は、端部に設けられた開口である開口端を有し内部空間に送風空気を通す筒状の風路体と、前記開口端からの音波を当該開口端に対向させた反射面を介して当該反射面の中央部に設けられた収束領域に向けて反射させるカバー部材と、前記風路体と前記カバー部材との間に設けられた空間と、前記収束領域に一塊形状に設けられ前記反射させた音波を吸収する吸音材とを備えた構成を有する。
【００３６】
つまり、カバー部材に対して進行する音波を収束領域に対して反射し、前記収束領域に吸音材を一塊形状に配置する構成により、吸音材を用いる量を少量化しながら直接的な吸音作用を得られる。これにより、低コスト化を図りながらより効果的に騒音の抑制機能が果たすことができる。
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
更に、各図面において、本発明に直接には関係しない各部の詳細については説明を省略している。
【００３８】
（実施の形態１）
図１と及び図２に示すように、本実施の形態に係る消音構造は、風路体１の開口端２に対して空間を開けて配置し、また開口端２を覆う形状としたカバー部材３と、このカバー部材３の開口端２に対向する面に吸音作用を備えた吸音材４を配置して備えた構成を基本とする。
【００３９】
風路体１は筒状であり内部の空間に送風空気の流風を通すための風路を構成する。また、風路体１は、送風空気の流風を通すための風路であって例えて示せば送風空気を導くための換気送風における配管ダクトやレンジフードや空気清浄機の吸気口から排気口までの送風経路等である。
【００４０】
この風路体１の内部を流れる送風空気は、図上には示していないが、例えば電動機による羽根の回転駆動を基本とした電動送風機にて生成されるものであって、この電動送風機が音の発生源となり風路体１の内部を伝播する騒音を生じることとなる。
【００４１】
よって、例えば図１において横方向となる風路体１の左側に電動送風機が配置されているものとすれば、騒音は風路体１の内部を左方向から右方向に伝播し、開口端２より外部空間に音波として放出されることとなる。なお、音波の進行は図上、点線の矢印線にて模式的に表示する。
【００４２】
開口端２は、筒状である風路体１の一端に、風路体１の内部の空間と外部とを連通する開口として設けられている。なお、開口端２は風路体１の一端にあればよく、他端は必ずしも開口である必要はない。
【００４３】
カバー部材３は開口端２に対向した面を備えた円盤形状であり開口端２に対して空間を設けて覆うサイズとしている。
【００４４】
このカバー部材３の開口端２に対向する面には、開口端２より放出され進行する音波をカバー部材３の中央方向に反射させる反射面５を備えている。
【００４５】
反射面５は開口端２より放出され、進行する音波をカバー部材３の中央部、すなわち図上にて太点線の囲み線にて模式的に示している規定の収束領域６に反射させる面形状を構成している。ここで言う中央方向、及び中央部とは、カバー部材３を音波の進行方向より見た際、つまり図２において、中央の方向及び中央近傍の部分を示す。そして、風路体１を覆うサイズでカバー部材３を構成しているため、風路体１に対してカバー部材３が僅かに大きい。さらに本実施の形態では互いの断面がほぼ一致する形状としているため、中央方向及び中央部とは、風路体１の送風方向に垂直な断面における中心部とほぼ一致する。反射面５の面形状は例えば図に示してあるように凹面形状であるが、同面に対する音波の入射位置において入射角度と収束領域６に対する反射角度が同一となり、収束領域６をできる限りに小範囲に絞れることが望ましい。
【００４６】
反射面５の面形状は前記の条件を満たすものであれば異なる曲率を備えた複数の凹面を同心円状に組合せたものであっても構わない。なお図１は、２種の凹面形状を組合せて面形状を構成している。同心円状に組み合わせる場合には、中央部の円形を除き各凹面はドーナツ形状を成す。
【００４７】
吸音材４は、このカバー部材３の中央方向の収束領域６に一塊形状に配置するものであって、カバー部材３の中央から開口端２の方向に突出させた支持棒７に対して固定している。言い換えると、吸音材４の一部が収束領域６を構成する。
【００４８】
吸音材４は、前述した通り吸音性能（吸音率）は構造体の密度や体積にある程度まで比例して向上するものであって、一般的に同一材であれば密度が高く音の進行方向に対する厚さが大きい程に音の減衰能力も高まる特性を持つ。
【００４９】
しかしながら密度の高さや音の進行方向に対する厚さをある程度以上に大きくしても吸音性能のある程度以上の向上は望めない。
【００５０】
よって、このような吸音材４の特性を踏まえて収束領域６において要求される吸音性能を実現しながら、且つ最低限度のサイズにまとめることが実用上のポイントとなる。
【００５１】
開口端２とカバー部材３との間に設けられた空間は、開口端２から流出した空気または開口端２から筒状の風路体１内に流入する空気の風路を確保するものである。つまり、この空間は、風路において、風路体１の中心軸から側壁方向、言い換えるとカバー部材３の中央部から周囲方向（図１における上下方向）へ向けた開口を備える。
【００５２】
カバー部材３や支持棒７は、使用上の条件（温度や送風空気に含まれる油分の有無など）下においてその形状を長期に維持できるものであれば特に構成材を規定するものではないが、例えば鉄等の金属材を用いて形成すれば良い。
【００５３】
カバー部材３は、風路体１に対して規定の位置に固定して配置する必要があるが、その固定方法の詳細は本案の要旨にはよらないために図を用いた詳細の説明は省く。例えば、カバー部材３を例えば風路体１から棒状のステー材を伸ばしてその先端に固設しても良い。
【００５４】
以上が基本的な構造となるが、各要素が以下に示すような構成であってもかまわない。
【００５５】
例えば、カバー部材３に備える反射面５は前記にて説明した凹面形状の他、図３に示したようなカバー部材３の外周から中央に近いほど開口端２を構成する平面に対して傾斜角度を浅くしたフレネル形状を用いることも可能である。
【００５６】
反射面５としてフレネル形状を用いた場合、収束領域６の素材を同一とすれば凹面形状の連続的組合せに対して反射面５の深さを浅く、つまり図上、寸法にＳａにて示したカバー部材３の厚さを薄くできることが利点となる。
【００５７】
しかしながら、フレネル形状の段差部分にて外向きの音波の反射が生じるために騒音の抑制性能を損なう点に注意が必要である。
【００５８】
また、図４に示しているように例えば、吸音材４の対向面と、吸音材４の収束領域６に含まれない側面部分を硬質の保護カバー８にて覆うことで吸音材４の吸音性能の劣化や破壊を及ぼす外界からの劣化要因から保護する構成としても良い。
【００５９】
ここで言う劣化要因とは、送風空気に水分や油分等の液体成分やホコリ等の個体成分が多く含まれる場合において送風空気の流れに沿って吸音材４に直接的に衝突や付着し、浸透することで吸音性能を劣化させる事項を示す。
【００６０】
よって、この保護カバー８は硬質で液体を透過させないことが求められることから例えば鉄等の金属材を用いて形成するものであって、例えば支持棒７に対してネジ止め等にて固定するものである。
【００６１】
なお、保護カバー８を硬質材にて形成したとき、保護カバー８に向かう音の大部分は透過させずに反射することとなる。
【００６２】
しかるに、この保護カバー８の開口端２に対向する対向面は開口端２を構成する平面に平行な平面を備えた形状とすれば良い。
【００６３】
このような平面を備えた形状とすれば開口端２の方向から進行する音波を再度、開口端２に向け、反射することにより周囲空間に対する騒音の拡散の抑制が図れる。
【００６４】
また、図５に示しているように例えば、吸音材４は、開口端２の方向から進行する音波の影となり且つ収束領域６に含まれない反射面に隣接した収束外領域２０を省いた形状とすることで更に小型化が可能である。
【００６５】
なお、このような形状に小型化を図ると、送風空気に液体成分等が含まれていても、送風空気の流れに沿って反射面５に付着する液体等の吸音材４への直接的な付着や浸透を低減することもできる。
【００６６】
よって、前述と同様に吸音性能の劣化を更に抑制できる点も利点となる。
【００６７】
なお、図５に示した吸音材４は、さらに収束領域６の側面に該当する部分を削ることで、保護カバー８から反射面方向にかけてドーム形状を成している。
【００６８】
また、図６に示しているように例えば、支持棒７に変えて反射面５の中央に固定せずにＬ型形状として一端をカバー部材３の側面に固定し、他端に保護カバー８を固定する支持ステー７ａを用いることで、吸音材４を反射面５から浮かした構成にしても良い。ここで、保護カバー８は、吸音材４に固定されている。
【００６９】
このような構成とすれば、送風空気に液体成分等が含まれていても送風空気の流れに沿って反射面５に付着する液体等の吸音材４への直接的な付着や浸透を更に低減することができる。
【００７０】
よって、前述したのと同様に、吸音性能の劣化の更さらなる抑制が可能となる。
【００７１】
また、図７に示しているように例えば、吸音材４の内部に空間部９を設けてもよい。これにより吸音性能の更なる向上を図ることができる。これは、吸音材４は音の入射方向の背後に空気層を設けると、特に低周波数帯域の吸音率が向上する技術の応用である。
（実施の形態２）
ところで、カバー部材３は前述した通り風路体１の開口端２を覆うサイズに構成するものであるために風路体１そのものの管径に合わせてサイズの大型化を図る必要がある。
【００７２】
このように風路体１の管径に合わせてカバー部材３のサイズの大型化が必要となると吸音材４や反射面５も含むカバー部材３の全体の体積の増大につながり、実際の応用に際してはカバー部材３の配置スペースや全体コストも増大する点が課題となる。
【００７３】
そこで、本実施の形態では、配置スペースやコスト増大を解決するための、風路体１とカバー部材３との配置関係をいくつか例示する。
【００７４】
上述のような課題に対して、図８から図１０に、風路体１の管径よりも径の小さい反射面を有するカバー部材３を開口端２に対向させて複数配置した例を示す。つまり、風路体１の管径に合わせて小型となる複数のカバー部材３を平面状に敷き詰めても効果を得ることができる。
【００７５】
図示した事例は、風路体１の上方に電動送風機からなる送風ファン１０を備えて下端の開口端２より室内の空気を吸引し、上方向への送風空気の流れにより室外への排気を行うレンジフードへの応用例を示したものである。
【００７６】
ここで図８は、レンジフードの構造を透過させて示した正面図であり、図９および図１０はこのレンジフードが備えるカバー部材３の配置状態のみを示した平面図である。
【００７７】
なお図上、送風空気の流れは一点鎖線の太矢印線を用い、また騒音の伝播は点線の細矢印線を用いて模式的に示している。
【００７８】
図に示しているように、例えば風路体１の開口端２に対向配置している風路の開口面積を狭めることにより吸気風速を増加させるための整流板１１に対して、複数の小型のカバー部材３をその反射面５を開口端２に向けて平面状に敷き詰めた配置となる。この際、開口端２の側壁とカバー部材３の集合体の端部とを一致させている。
【００７９】
なお、この複数のカバー部材３の配置の形態に関しては例えば図９に示しているように縦横に整列させることで反射面５の組合せにおいて隙間を生じさせない構成とするものである。
【００８０】
また、図１０に示しているように反射面５の中央が三角形状に並び、更に隙間なく配置した構成とすることで開口端２に対する反射面５の対応面積を増やし、騒音の抑制効果をより高めることもできる。この形状は言い換えると、少なくとも３つのカバー部材３をそれぞれ互いに隣接させ、カバー部材３の反射面における中央部をそれぞれ結んだ連結線が三角形となるよう配置したものとすることができる。
【００８１】
このように複数のカバー部材３を平面状に敷き詰めた活用はカバー部材３の全体の体積を縮小し低コスト化が図れる他、反射面５から吸音材４の端部までの寸法を薄型化することも可能となる。
【００８２】
よって、開口端２の対向の奥行き方向に空きスペースが限られる送風機器においても騒音の抑制手段として用いることもできる。
【００８３】
なお、このようにカバー部材３を複数敷き詰める必要がある送風機器への活用において、風路体１の管径が大きい場合には、風路体１の内部を伝播する騒音はかなりの高周波数帯域まで平面波にはならないため、騒音の抑制効果を果たしづらいことが課題となる。
【００８４】
この課題に対しては、図１１に示しているように風路体１の内部に開口端２に面して管径を複数に分割する格子体１２を配置して伝播する騒音を高周波数帯域まで平面波化させることが有効となる。
【００８５】
なお格子体１２の各開口径は前述したように抑制対象とする音の波長の１／２以下とすることが望ましい。また格子体１２の風路の長手方向の長さ（図１１における上下方向）は、抑制対象とする音の波長の１／２以上とすることが望ましい。
【００８６】
更に、図１２において格子体１２の前段となる風路体１の内部の音の発生源の側に、点線の囲み線にて全体を示している前述したアクティブ・ノイズ・コントロールの機能を担うＡＮＣ手段１３を配置して備えてもよい。
【００８７】
カバー部材３を設けることで、ＡＮＣ手段１３においては平面波化の対象とした周波数帯域以下の低周波側の音波の抑制のみを機能を受け持たせることが可能となり、全体として広い周波数帯域の騒音の抑制を実現することができる。つまり、吸音材４が抑制対象とする音の周波数帯域以下の低周波側の音波の抑制機能のみをＡＮＣ手段１３に受け持たせることが可能となる。
【００８８】
また、ＡＮＣ手段１３は低周波側の音の抑制に特化できることから合わせて実現する制御装置の処理負荷の低減も可能となって、より低価格の制御用のデバイスを活用できることから全体としてコストを削減できる点でも有利となる。
【００８９】
また更に、ＡＮＣ手段１３の配置に替えて、図１３に示しているように、風路体１の内面にサイドブランチ構造の空気室を設けることで、空気共振に基づく固有振動数を中心とした音を吸収して消音する共鳴器体１４を１つ以上配置して備えてもよい。
【００９０】
共鳴器体１４は、外界と区切られた空気室を成す空洞部１５ａとこの空洞部１５ａと外界と空間をつなぐ開口穴部１５ｂから構成されるヘルムホルツ共鳴器である。
【００９１】
このヘルムホルツ共鳴器においては、開口穴部１５ｂ付近の空気が質量体となり、空洞部１５ａの空気が弾性体として働くことで振動系を成して質量と弾性体の関係で決定される空気の固有振動数を生じる。
【００９２】
この固有振動数と開口穴部１５ｂに入射する音の周波数が重なれば、共鳴が生じて開口穴部１５ｂの壁面との空気の粘性摩擦の作用を受けて入射した音が減衰作用を受けて吸音機能を生じることとなる。
【００９３】
よって、この固有振動数が前記した平面波化の対象とした周波数帯域以下の低周波側の騒音の音波の中で特にピークとなる周波数帯と同一となるように共鳴器体１４を構成すれば効果的な（低周波帯域側の）騒音の抑制が可能となる。
【００９４】
このように、ＡＮＣ手段１３に替えて共鳴器体１４を用いる構成とすればマイクやスピーカーや制御装置等の複数で高価なデバイスを使用する必要がないことから不要となって総合的に低コスト化が図れる。また、物理的構成からなる受動的消音に基づくために、環境要因の変化や汚れの影響により性能が劣化し難く、長期に渡り騒音の抑制機能が果たせる点において有利となる。
【００９５】
なお、図１４に示しているように複数の異なる固有振動数を設定した共鳴器体１４，１４ａ（図上の説明においては２種の構成を搭載）を配置して備えることもできる。
【００９６】
この場合、共鳴器体１４，１４ａが適用できる各固有振動数を、それぞれ低周波側の周波数帯の中の複数のピークに対応させて設定することができるために、より総合的な（低周波帯域側の）騒音の抑制が可能となる。（実施の形態の概要）
本発明の実施の形態に係る消音構造においては、筒状で内部に送風空気の流風を通すための風路体１の開口端２に対して空間を開けて配置し、開口端２を覆う形状としたカバー部材３と、このカバー部材３の開口端２に対向する面に吸音材４を配置して備えている。カバー部材３の開口端２に対向する面には反射面５を備えて、この反射面５は開口端２より放出され、進行する音波をカバー部材３の中央方向の規定の収束領域６に反射させる面形状に構成している。吸音材４はこのカバー部材３の中央方向の収束領域６に一塊形状に配置する構造としている。
【００９７】
これにより、風路体１の内部を伝搬し、開口端２から放出される騒音の音波はカバー部材３に備える反射面５によりカバー部材３の中央方向の規定した収束領域６に反射させる。
【００９８】
この反射された音波は収束領域６には吸音材４が一塊形状として配置されていることから、その直接的な吸音作用を受けて減衰することとなり、結果、開口端２より放出される騒音を効果的に抑制できることとなる。
【００９９】
よって、吸音材を一塊形状として少量化して、なおかつ直接的な吸音作用を得られることから、低コスト化を図りながらより効果的に騒音の抑制機能が果たせる消音構造を提供できるという効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明に係る消音構造は、風路から放出される騒音を低コスト化を図りながらより効果的に抑制できるものであるために、一般的な家庭向けのレンジフード等の換気装置や空調装置等に使用される消音構造等として有用である。
【符号の説明】
【０１０１】
１    風路体
２    開口端
３    カバー部材
４    吸音材
５    反射面
６    収束領域
８    保護カバー
７ａ    支持ステー
９    空間部
１２    格子体
１３    ＡＮＣ手段
１４，１４ａ    共鳴器体
２０    収束外領域
【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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【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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