音響特性改善構造
【課題】機器の動作や性能を維持するために必要な流体の通行の妨げになることなく、不要な騒音を広い周波数帯域で効果的に減衰させることができる音響特性改善構造を提供する。
【解決手段】音響特性改善構造において、機器開口部２ｂに接続され、流体及び音波を通過させる風管路１と、前記風管路１を構成し、平行かつ等間隔に配置された複数の平板状部材３と、を備え、前記複数の平板状部材３は、前記機器開口部２ｂに接続される側の端部が互いに位置的なずれを生じるように配置され、かつ、前記風管路の出口１ａ側の端部が位置的に揃うように配置されるとともに、前記複数の平板状部材３のそれぞれの平面部分に対して、前記機器開口部２ｂからの流体の流れが、前記平面部分と前記流れの進行方向とが所定の角度をなして衝突し得るように配置される構成とする。
【解決手段】音響特性改善構造において、機器開口部２ｂに接続され、流体及び音波を通過させる風管路１と、前記風管路１を構成し、平行かつ等間隔に配置された複数の平板状部材３と、を備え、前記複数の平板状部材３は、前記機器開口部２ｂに接続される側の端部が互いに位置的なずれを生じるように配置され、かつ、前記風管路の出口１ａ側の端部が位置的に揃うように配置されるとともに、前記複数の平板状部材３のそれぞれの平面部分に対して、前記機器開口部２ｂからの流体の流れが、前記平面部分と前記流れの進行方向とが所定の角度をなして衝突し得るように配置される構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、音響特性改善構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、音の流れる管路を長くすることで音響レベル減衰を促す構造が自動車等のマフラーに用いられている。また、従来の自動車等の車両においてエンジン室に通じる通風部の騒音を低減する構造として、通風部に設けられたグリルの開口部に騒音低減部品を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この騒音低減部品は開口部を通過する空気の風圧に応じて、開口部の周縁に沿った回転軸線の回りに回転するように設けられている。そして、エンジン音をこの開口部から外部に放射する際に放射音を騒音低減部品に衝突させることにより音響レベルを減衰させるものである。
【０００３】
また、家庭用電気機器においては、騒音源であるモータ等を吸音材や遮音効果のある壁面等で覆うことによって、モータ等の騒音源から放射される音響レベルを低減させる方法が従来用いられていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４５０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、特許文献１に示された従来における音響特性改善構造は、風路が短く風路部分で音響レベルの減衰効果を得にくいため、風路の出口部分に遮音蓋の役割をもつ騒音低減部品を設け、音響レベルを減衰させるものである。
【０００６】
しかしながら、このような特許文献１に記載されたものは、開口部における空気の移動を妨げることで音圧を減衰させるものであるため、通風部における通風抵抗として働いてしまう。このため、開口部において圧力損失が発生し、開口部を通じて冷却等のため外気を内部に導入する又は逆に開口部を通じて外部へと熱を排出すること等の妨げになってしまうという課題がある。また、減衰できる周波数帯域は騒音低減部品に依存し、限られた狭い周波数帯域の音響レベルしか減衰させることができないという課題もある。
【０００７】
この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、機器の動作や性能を維持するために必要な空気（流体）の通行の妨げになることなく、不要な騒音を広い周波数帯域で効果的に減衰させることができる音響特性改善構造を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る音響特性改善構造においては、機器開口部に接続され、流体及び音波を通過させる風管路と、前記風管路を構成し、平行かつ等間隔に配置された複数の平板状部材と、を備え、前記複数の平板状部材は、前記機器開口部に接続される側の端部が互いに位置的なずれを生じるように配置され、かつ、前記風管路の出口側の端部が位置的に揃うように配置されるとともに、前記複数の平板状部材のそれぞれの平面部分に対して、前記機器開口部からの流体の流れが、前記平面部分と前記流れの進行方向とが所定の角度をなして衝突し得るように配置される構成とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係る音響特性改善構造においては、機器の動作や性能を維持するために必要な流体の通行の妨げになることなく、不要な騒音を広い周波数帯域で効果的に減衰させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係る音響特性改善構造を構成する風管路の全体構成の概略を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る風管路内の音の伝播状態を模式的に説明する図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る風管路内の音の位相状態を模式的に説明する図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る音響特性改善構造を構成する風管路の有無による音放射測定結果の違いを比較する図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る音響特性改善構造を構成する風管路を空調機器に適用した一例を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る音響特性改善構造を構成する風管路を掃除機に適用した一例を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る図６の適用例における音響レベルの周波数特性を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係る音響特性改善構造を構成する風管路を示す斜視図である。
【図９】この発明の実施の形態３に係る音響特性改善構造を構成する風管路を示す斜視図である。
【図１０】この発明の実施の形態４に係る音響特性改善構造を構成する風管路を示す断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態５に係る音響特性改善構造を構成する風管路を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１から図７は、この発明の実施の形態１に係るもので、図１は音響特性改善構造を構成する風管路の全体構成の概略を示す図、図２は風管路内の音の伝播状態を模式的に説明する図、図３は風管路内の音の位相状態を模式的に説明する図、図４は音響特性改善構造を構成する風管路の有無による音放射測定結果の違いを比較する図、図５は音響特性改善構造を構成する風管路を空調機器に適用した一例を示す図、図６は音響特性改善構造を構成する風管路を掃除機に適用した一例を示す図、図７は図６の適用例における音響レベルの周波数特性を示す図である。
【００１２】
図１において、１は音響特性改善構造を構成する風管路であり、２はこの風管路１が装着される機器本体である。この機器本体２は、例えば空調機器や電気掃除機等の家庭用電気機器である。この機器本体２の内部（機器本体内部２ａ）では、図示しないファン等によって空気流が発生されている。そして、機器本体２には、この機器本体内部２ａの空気流を機器本体２の外部へと排出するための機器開口部２ｂが設けられている。風管路１は、その一端側がこの機器開口部２ｂに接続されている。
【００１３】
風管路１は、複数の平板３から構成されている。ここでは、風管路１は、第１の平板３ａ、第２の平板３ｂ、第３の平板３ｃ及び第４の平板３ｄの４つの平板３から構成されているとする。これらの平板３は、互いに平行に、かつ、隣り合う平板３同士の間隔Ｗが等しくなるように配置されている。また、これら複数の平板３は、機器開口部２ｂに接続された側の一端から、この一端とは反対側の他端までの寸法（以下「板長」と呼ぶ）が、それぞれ互いに異なる寸法になるように形成されている。具体的には、第１の平板３ａの板長をＬ１、第２の平板３ｂの板長をＬ２、第３の平板３ｃの板長をＬ３、第４の平板３ｄの板長をＬ４とすると、これらは次の（１）式に示すような関係となっている。
【００１４】
Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３＞Ｌ４ …（１）
【００１５】
このように、風管路１を構成する各平板３の板長は、互いに異なる寸法に設定されている。そして、各平板３の風管路出口１ａ側の端部は揃えられる一方、機器開口部２ｂに接続される側の端部は（１）式で表される各板長の差の分だけ互いにずれて配置される。
【００１６】
このようにして、風管路１は、平行かつ等間隔（Ｗ）に配置された複数の平板３である第１の平板３ａ、第２の平板３ｂ、第３の平板３ｃ及び第４の平板３ｄによって構成されている。そして、これらの平板３の間に風管路空間４が形成される。例えば、第１の平板３ａ及び第２の平板３ｂの間に形成される風管路空間４は、板長がＬ１及びＬ２、管径（間隔寸法）がＷの空間である。
【００１７】
風管路１は、機器本体内部２ａから機器開口部２ｂへと向かう空気流の流向に対して所定の角度だけ傾けられた状態で機器開口部２ｂに接続されている。この所定の角度はここでは４５度である。機器本体内部２ａの図示しないモータ等の騒音源から発生した音波は、機器開口部２ｂへと向かう空気流と同方向の平面波となって伝播する。従って、風管路１の方向と空気流の流向とのなす角は、風管路１の方向と音波の進行方向とのなす角と等しい。すなわち、風管路１は、機器本体内部２ａから機器開口部２ｂへと向かう音波の進行方向に対して所定の角度である４５度傾いているとも換言できる。
【００１８】
機器本体内部２ａで発生した音波は、機器開口部２ｂから風管路１内へと入り、風管路空間４を通過して風管路出口１ａから外部へと放射される。この際の風管路１における音波の伝播状態を図２を参照しながら説明する。前述したように、風管路１は機器本体内部２ａでの音波の進行方向に対して所定の角度である４５度だけ傾けられて設けられている。従って、音波は、風管路１の各平板３の平面部分に対して４５度の角度をもって入射することになる。
【００１９】
すなわち、疎密波である音波は、４５度傾いた風管路１の第１の平板３ａに対してθ１＝４５度の角度をなして衝突する。また、第２の平板３ｂに対してθ２＝４５度の角度をなして衝突する。他の平板３である第３の平板３ｃに対しても図示は省略しているが同様である。そして、第１の平板３ａに対してθ１＝４５度の角度をなして衝突した音波は、同じく第１の平板３ａに対してθ１＝４５度の角度をなして反射される。この際、入射した音波の進行方向と反射した音波の進行方向とのなす角は９０度になる。
【００２０】
こうして、第１の平板３ａに衝突して反射された音波は、今度は第１の平板３ａに対向する第２の平板３ｂの第１の平板３ａ側の面に対してθ１’＝４５度の角度をなして衝突する。すると、先ほどと同様にして、第２の平板３ｂに対してθ１’＝４５度の角度をなして反射される。第２の平板３ｂに衝突して反射された音波は、再び第１の平板３ａに対してθ１＝４５度の角度をなして衝突する。このように、音波は第１の平板３ａと第２の平板３ｂとの間で衝突を繰り返しながら風管路空間４を伝播していく。
【００２１】
また、第２の平板３ｂに対してθ２＝４５度の角度をなして衝突した音波も、同様にして、第２の平板３ｂに対してθ２＝４５度の角度をなして反射される。第２の平板３ｂに衝突して反射された音波は、今度は第２の平板３ｂに対向する第３の平板３ｃの第２の平板３ｂ側の面に対してθ２’＝４５度の角度をなして衝突する。すると、先ほどと同様にして、第３の平板３ｃに対してθ２’＝４５度の角度をなして反射される。第３の平板３ｃに衝突して反射された音波は、再び第２の平板３ｂに対してθ２＝４５度の角度をなして衝突する。このように、音波は第２の平板３ｂと第３の平板３ｃとの間でも、衝突を繰り返しながら風管路空間４を伝播していく。なお、図示は省略しているが、第３の平板３ｃと第４の平板３ｄとの間でも同じ現象が起きている。
【００２２】
このようにして、風管路１内に進入した音波は、風管路１を構成する平板３に対して衝突を繰り返しながら風管路空間４を風管路出口１ａに向けて伝播していく。この平板３に対する衝突により音波の有する音響エネルギーが平板３の振動エネルギーに変換される。よって、風管路空間４を伝播していくなかで、次第に平板３の振動エネルギーに変換されて音波の持つエネルギーは減衰される。こうして、風管路１を通過する音波の音響レベルを減衰させることができる。
【００２３】
音波の反射屈折は規則正しく行われるものである。従って、平板３によって風管路１を構成する際に、上述した風管路空間４での音波の伝播経路を考慮して、風管路出口１ａの位置、すなわち、各平板３の板長Ｌ１〜Ｌ４を決定することにより、それぞれの風管路空間４を通過して風管路出口１ａから外部へと放射される音波の放射方向を、図１及び図２に示すように同一の方向に揃えることが可能である。
【００２４】
この際、平板３による音波の反射方向は平板３に対して４５度の方向であるから、同一方向に揃えられた音波の放射方向も平板３に対して４５度の方向となる。これに対し、機器開口部２ｂから排気される空気流は、風管路１によって平板３に略平行な方向に変えられることから、風管路１によって音の放射方向と排気（空気流）の方向とを異ならせることができる。従って、例えば家庭用電気機器において、空気流は利用者に向けて排気するとともに、騒音は利用者のいない方向へと放射して利用者に聞かせないようにすることが可能となる。
【００２５】
なお、風管路１は、家庭用電気機器の機能上必要な空気流量を確保できる程度に、空気流を円滑に流す必要がある。そのために、管径Ｗの寸法は、風管路１を通過する空気流における圧力損失が０．５Ｐａ以下程度に抑えることが可能であるように調整される。また、風管路１の断面形状は、略円形や略角形を基本形状とする。
【００２６】
次に、風管路１における音波の位相状態を図３を参照しながら説明する。前述したように、風管路１を構成する各平板３の板長は、（１）式で表される関係を有し、互いに異なるように設定されている。すなわち、各平板３間において形成される風管路空間４の長さが互いに異なっている。例えば、第１の平板３ａ及び第２の平板３ｂとの間に形成される風管路空間４は、第１の始点５ａから第１の終点６ａまでの長さ（すなわち第２の平板３ｂの板長Ｌ２）を持つ第１の音響管７ａであると考えられる。また、第２の平板３ｂ及び第３の平板３ｃとの間に形成される風管路空間４は、第２の始点５ｂから第２の終点６ｂまでの長さ（すなわち第３の平板３ｃの板長Ｌ３）を持つ第２の音響管７ｂであると考えられる。
【００２７】
そして、これらの音響管の長さすなわち各平板３の板長を、次に示す（２）式に基づいて決定する。なお、（２）式において、Ｌは平板３の板長（音響管の管路長）、Ｃは音速（空気中では約３４０ｍ／ｓ）、ｎは次数（ｎは自然数）、ｆは周波数である。
【００２８】
Ｌ＝Ｃ×(ｎ)／（２×ｆ）×０．８ …（２）
ただし、０．８は設計定数である。
【００２９】
ここで、Ｌの算出に用いる周波数ｆは、風管路１によって音響レベルを減衰させる対象となる周波数帯域を決定するものである。ここでは、まず、音響レベルを減衰させる対象となる周波数帯域の帯域幅を、１／３オクターブの音程幅となる帯域幅とした。そして、周波数ｆは、この１／３オクターブの中心周波数とする。（２）式における設計定数０．８は、周波数ｆを中心とする１／３オクターブの周波数帯域において減衰効果が実際に得られるように、実験によって求められたものである。なお、ここで、温度は室温±２０℃の範囲において、周波数ｆを中心とする１／３オクターブの周波数帯域において減衰効果が実際に得られることが実験結果から判っている。
【００３０】
風管路１において形成される各音響管の管路長、すなわち、各平板３の板長は、上記（２）式に基づいて設定される。この際、まず、音響レベルを減衰させる対象の周波数帯域を選定し（２）式に代入する周波数ｆを決定した上で、さらに、異なる音響管同士において、前記周波数ｆの音波が１／４波長分ずつ（１／４波長分を単位として）位相がずれるように、各音響管の管路長を決定する。また、ここで、さらに、音響管の管路長は前記周波数ｆの音波の一波長以下となるように決定する。
【００３１】
以上のようにして、各平板３の板長（音響管の管路長）が決定された風管路１においては、各音響管に進入する音波について、進入時点で点音源になったものとみなすことができる。そしてこれらの点音源の位置は各音響管毎に異なるものになる。従って、各音響管の中を伝播する音波の周波数が異なるとともに、これらの音波がずれて進行することから音波の位相もずれることになる。よって、風管路出口１ａである第１の終点６ａ及び第２の終点６ｂから外部に音波が放射される際には、音波の位相が互いに反転している（逆位相の関係にある）部分が存在する。そして、当該部分においては、音波が互いに打ち消しあって消音空間が形成される。
【００３２】
このように、風管路１においては、音波の衝突による減衰と位相反転による減衰（消音）とが行われることになる。よって、これらの相乗により、風管路１を通過する音波の音響レベルを大きく減衰させることができる。また、さらに、前述のように風管路１を通過する空気流の方向と音波の放射方向とを４５度異ならせることができるので、利用者に対しては騒がしさをさらに感じさせなくすることが可能である。
【００３３】
この音響レベル減衰効果と音波の放射方向を変更させる効果は、図４において実際に測定した結果から確認することができる。この図４は、１５００Ｈｚから４０００Ｈｚの音波の伝播する様子を、風管路１が無い場合と風管路１が有る場合において、音響レベルを測定することにより示すものである。このように、風管路１が無い場合と比較して、風管路１が有る場合には音響レベルが高い領域が広がる方向が異なるとともに、その面積も小さくなっていることが分かる。
【００３４】
図５は、以上のように構成された風管路１を家庭用電気機器である空調機器に適用した一例を示すものである。すなわち、空調機器８の上面には、この空調機器８から放出される空気流の風路である空調機器開口部８ａが設けられている。そして、この空調機器開口部８ａには、風管路１が接続されている。従って、空調機器開口部８ａから放出される空気流は風管路１に沿って斜め上方に進む。加えて、空調機器開口部８ａから放出される騒音は風管路１において減じられるとともに風管路１の出口において消音され、さらに、利用者がいない空調機器８の後面側へとその進行方向が変えられる。
【００３５】
また、図６は、以上のように構成された風管路１を家庭用電気機器である電気掃除機に適用した一例を示すものである。すなわち、掃除機９の後面には、この掃除機９から空気流が排出される排気口９ａが設けられている。この掃除機９の吸引力は、掃除機９に内蔵されたファンが回転することにより作り出される。このファンの回転はロータ部により駆動される。このファンの回転により作り出された空気流及びファンやロータ部から発生した騒音は、排気口９ａから掃除機９の外部へと放出される。
【００３６】
そして、この排気口９ａには、風管路１が接続されている。従って、排気口９ａから放出される空気流は風管路１に沿って斜め上方に進む。加えて、排気口９ａから放出される騒音は風管路１において減じられるとともに風管路１の出口において消音され、さらに、利用者がいない掃除機９の後面の下方側へとその進行方向が変えられる。
【００３７】
このように構成された掃除機９の、音響レベルの周波数特性を示すものが図７である。この図７では、横軸に周波数を、縦軸に音響レベルであるレスポンスをｄＢで表したものをとっている。実線で示された風管路１が無い場合と比べて、点線で示された風管路１が有る場合は、おおよそ１０００Ｈｚ前後から高い周波数領域において音響レベルの減衰効果が得られていることが分かる。
【００３８】
なお、ここでは、所定の角度を４５度としたが、この所定の角度は４５度に限られない。
【００３９】
以上のように構成された音響特性改善構造は、機器開口部に接続され、流体及び音波を通過させる風管路と、風管路を構成し、平行かつ等間隔に配置された複数の平板状部材である平板と、を備え、これら複数の平板状部材は、機器開口部に接続される側の端部が互いに位置的なずれを生じるように配置され、かつ、風管路の出口側の端部が位置的に揃うように配置されるとともに、複数の平板状部材のそれぞれの平面部分に対して、機器開口部からの流体の流れである空気流等が、前記平面部分と前記流れの進行方向とが所定の角度をなして衝突し得るように配置されるものである。
【００４０】
このため、機器の動作や性能を維持するために必要な空気（流体）の通行の妨げになることなく、不要な騒音を広い周波数帯域で効果的に減衰させることができる。また、さらに、風管路を通過する空気流の方向と音波の放射方向とを異ならせることができるので、機器の利用者に対して、機器により処理された空気流を提供し、かつ、音波は利用者のいない方向へと放射することが可能である。
【００４１】
実施の形態２．
図８は、この発明の実施の形態２に係る音響特性改善構造を構成する風管路を示す斜視図である。
ここで説明する実施の形態２は、前述した実施の形態１の構成の風管路において、各平板間に、複数の仕切壁を設けるようにしたものである。
【００４２】
すなわち、風管路１を構成する各平板３の間のそれぞれには、仕切壁１０が複数設けられている。これらの仕切壁１０は、各平板３の平面部分に対して垂直に設けられて、各平板３間の風管路空間４を複数の空間に仕切っている。なお、他の構成は実施の形態１と同様である。また、この図８においては、平板両側端部３ｅにおける壁面の図示を省略している。
【００４３】
以上のように構成された風管路１においては、各平板３間の風管路空間４を、さらに仕切壁１０で分割することにより、この分割された風管路空間４を伝播する音波の周波数帯域を調整することが可能となる。従って、実施の形態１と同様の効果を奏することができるのに加えて、より広い周波数帯域で音響レベル減衰効果を得ることができる。
【００４４】
実施の形態３．
図９は、この発明の実施の形態３に係る音響特性改善構造を構成する風管路を示す斜視図である。
ここで説明する実施の形態３は、前述した実施の形態１や実施の形態２の構成の風管路を構成する各平板において、１つの平板における板長寸法（機器開口部２ｂに接続される側の端部から風管路出口１ａ側の端部までの長さ寸法）を変化させるようにしたものである。
【００４５】
すなわち、風管路１を構成する各平板３のそれぞれにおいて、機器開口部２ｂに接続される側の端部が、直線状ではなく曲線状に形成されている。そして、このため、ある１つの平板３について見てみると、図９中の矢印Ａに沿った方向にわたって、異なる２以上の板長寸法（例えばＬａ及びＬｂ）を有するようになっている。なお、他の構成は実施の形態１、２と同様である。また、この図９においても、平板両側端部３ｅにおける壁面の図示を省略している。
【００４６】
以上のように構成された風管路１においては、１つの平板３において２以上の異なる板長寸法を有するため、平板３間に形成される風管路空間４の管路長の種類を多くすることができる。従って、風管路空間４を伝播する音波の周波数帯域を広げることができ、実施の形態１、２と同様の効果を奏することができるのに加えて、さらに広い周波数帯域で音響レベル減衰効果を得ることができる。
【００４７】
なお、ここでは、平板３における機器開口部２ｂに接続される側の端部の形状を、直線状ではなく曲線状に形成することにより、１つの平板３において２以上の異なる板長寸法を有するようにした。しかし、この点については、１つの平板３において２以上の異なる板長寸法を有することができるのであれば、平板３における機器開口部２ｂに接続される側の端部の形状は曲線状に限られない。
【００４８】
実施の形態４．
図１０は、この発明の実施の形態４に係る音響特性改善構造を構成する風管路を示す断面図である。
ここで説明する実施の形態４は、前述した実施の形態１−３の構成の風管路において、風管路空間の内壁面に吸音材を固着させたものである。
【００４９】
すなわち、風管路１を構成する各平板３における、風管路空間４に対する内壁面には、吸音材１１が固着されている。この吸音材１１は、例えば、不織布やウレタン等の発泡材等が用いられる。そして、特に、吸音材１１として不織布を用いる場合は、例えば、その目付け量を７００ｇ／ｍ＾２以上とし、厚みを５ｍｍ程度としてもよい。あるいは、目付け量を１０００ｇ／ｍ＾２とし、さらに圧縮成形処理を施した上で、吸音材１１のそのものの厚みを２ｍｍ〜３ｍｍ厚に圧縮するようにしてもよい。他の構成は実施の形態１−３と同様である。
【００５０】
以上のように構成された風管路１においては、風管路１の風管路空間４中を通過する空気等の流体が吸音材１１に衝突・摩擦することで、空気流等の圧力損失の発生を抑えつつ音響レベルをさらに減衰させることができる。
【００５１】
実施の形態５．
図１１は、この発明の実施の形態５に係る音響特性改善構造を構成する風管路を示す断面図である。
ここで説明する実施の形態５は、前述した実施の形態１−３の構成の風管路の平板を、不織布を熱圧縮成形処理した圧縮成形吸音材によって構成したものである。
【００５２】
すなわち、風管路１を構成する各平板３は、圧縮成形吸音材１２によって作られている。この圧縮成形吸音材１２は、不織布に熱圧縮成形処理を施すことにより製作される。そして、この圧縮成形吸音材１２の厚み方向（すなわち平板３の厚み方向）の略中央には、背部空気層１２ａが形成されている。他の構成は実施の形態１−３と同様である。
【００５３】
以上のように構成された風管路１においては、風管路１の風管路空間４中を通過する空気等の流体が圧縮成形吸音材１２に衝突・摩擦することで、空気流等の圧力損失の発生を抑えつつ音響レベルをさらに減衰させることができる。そして、この際、圧縮成形吸音材の有する背部空気層の作用により、より一層の音響減衰効果を得ることが可能である。
【００５４】
また、以上説明した実施の形態１−５に係る音響特性改善構造は、可動部がない簡潔な構成であるため、装置全体として長寿命化を図ることができるとともに、製作も容易である。
【００５５】
なお、以上説明した実施の形態２−５においても、実施の形態１と同様に、以上のように構成された風管路を家庭用電気機器である空調機器や電気掃除機に適用することにより、有用な効果を得ることができることは言うまでもない、さらには、このような風管路は、流体の流れ及び音波の双方が伴う他の機器や、道路の防音壁等にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 風管路
１ａ 風管路出口
２ 機器本体
２ａ 機器本体内部
２ｂ 機器開口部
３ 平板
３ａ 第１の平板
３ｂ 第２の平板
３ｃ 第３の平板
３ｄ 第４の平板
３ｅ 平板両側端部
３ｆ 平板端部
４ 風管路空間
５ａ 第１の始点
５ｂ 第２の始点
６ａ 第１の終点
６ｂ 第２の終点
７ａ 第１の音響管
７ｂ 第２の音響管
８ 空調機器
８ａ 空調機器開口部
９ 掃除機
９ａ 排気口
１０ 仕切壁
１１ 吸音材
１２ 圧縮成形吸音材
１２ａ 背部空気層
【技術分野】
【０００１】
この発明は、音響特性改善構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、音の流れる管路を長くすることで音響レベル減衰を促す構造が自動車等のマフラーに用いられている。また、従来の自動車等の車両においてエンジン室に通じる通風部の騒音を低減する構造として、通風部に設けられたグリルの開口部に騒音低減部品を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この騒音低減部品は開口部を通過する空気の風圧に応じて、開口部の周縁に沿った回転軸線の回りに回転するように設けられている。そして、エンジン音をこの開口部から外部に放射する際に放射音を騒音低減部品に衝突させることにより音響レベルを減衰させるものである。
【０００３】
また、家庭用電気機器においては、騒音源であるモータ等を吸音材や遮音効果のある壁面等で覆うことによって、モータ等の騒音源から放射される音響レベルを低減させる方法が従来用いられていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４５０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、特許文献１に示された従来における音響特性改善構造は、風路が短く風路部分で音響レベルの減衰効果を得にくいため、風路の出口部分に遮音蓋の役割をもつ騒音低減部品を設け、音響レベルを減衰させるものである。
【０００６】
しかしながら、このような特許文献１に記載されたものは、開口部における空気の移動を妨げることで音圧を減衰させるものであるため、通風部における通風抵抗として働いてしまう。このため、開口部において圧力損失が発生し、開口部を通じて冷却等のため外気を内部に導入する又は逆に開口部を通じて外部へと熱を排出すること等の妨げになってしまうという課題がある。また、減衰できる周波数帯域は騒音低減部品に依存し、限られた狭い周波数帯域の音響レベルしか減衰させることができないという課題もある。
【０００７】
この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、機器の動作や性能を維持するために必要な空気（流体）の通行の妨げになることなく、不要な騒音を広い周波数帯域で効果的に減衰させることができる音響特性改善構造を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る音響特性改善構造においては、機器開口部に接続され、流体及び音波を通過させる風管路と、前記風管路を構成し、平行かつ等間隔に配置された複数の平板状部材と、を備え、前記複数の平板状部材は、前記機器開口部に接続される側の端部が互いに位置的なずれを生じるように配置され、かつ、前記風管路の出口側の端部が位置的に揃うように配置されるとともに、前記複数の平板状部材のそれぞれの平面部分に対して、前記機器開口部からの流体の流れが、前記平面部分と前記流れの進行方向とが所定の角度をなして衝突し得るように配置される構成とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係る音響特性改善構造においては、機器の動作や性能を維持するために必要な流体の通行の妨げになることなく、不要な騒音を広い周波数帯域で効果的に減衰させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係る音響特性改善構造を構成する風管路の全体構成の概略を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る風管路内の音の伝播状態を模式的に説明する図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る風管路内の音の位相状態を模式的に説明する図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る音響特性改善構造を構成する風管路の有無による音放射測定結果の違いを比較する図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る音響特性改善構造を構成する風管路を空調機器に適用した一例を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る音響特性改善構造を構成する風管路を掃除機に適用した一例を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る図６の適用例における音響レベルの周波数特性を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係る音響特性改善構造を構成する風管路を示す斜視図である。
【図９】この発明の実施の形態３に係る音響特性改善構造を構成する風管路を示す斜視図である。
【図１０】この発明の実施の形態４に係る音響特性改善構造を構成する風管路を示す断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態５に係る音響特性改善構造を構成する風管路を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１から図７は、この発明の実施の形態１に係るもので、図１は音響特性改善構造を構成する風管路の全体構成の概略を示す図、図２は風管路内の音の伝播状態を模式的に説明する図、図３は風管路内の音の位相状態を模式的に説明する図、図４は音響特性改善構造を構成する風管路の有無による音放射測定結果の違いを比較する図、図５は音響特性改善構造を構成する風管路を空調機器に適用した一例を示す図、図６は音響特性改善構造を構成する風管路を掃除機に適用した一例を示す図、図７は図６の適用例における音響レベルの周波数特性を示す図である。
【００１２】
図１において、１は音響特性改善構造を構成する風管路であり、２はこの風管路１が装着される機器本体である。この機器本体２は、例えば空調機器や電気掃除機等の家庭用電気機器である。この機器本体２の内部（機器本体内部２ａ）では、図示しないファン等によって空気流が発生されている。そして、機器本体２には、この機器本体内部２ａの空気流を機器本体２の外部へと排出するための機器開口部２ｂが設けられている。風管路１は、その一端側がこの機器開口部２ｂに接続されている。
【００１３】
風管路１は、複数の平板３から構成されている。ここでは、風管路１は、第１の平板３ａ、第２の平板３ｂ、第３の平板３ｃ及び第４の平板３ｄの４つの平板３から構成されているとする。これらの平板３は、互いに平行に、かつ、隣り合う平板３同士の間隔Ｗが等しくなるように配置されている。また、これら複数の平板３は、機器開口部２ｂに接続された側の一端から、この一端とは反対側の他端までの寸法（以下「板長」と呼ぶ）が、それぞれ互いに異なる寸法になるように形成されている。具体的には、第１の平板３ａの板長をＬ１、第２の平板３ｂの板長をＬ２、第３の平板３ｃの板長をＬ３、第４の平板３ｄの板長をＬ４とすると、これらは次の（１）式に示すような関係となっている。
【００１４】
Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３＞Ｌ４ …（１）
【００１５】
このように、風管路１を構成する各平板３の板長は、互いに異なる寸法に設定されている。そして、各平板３の風管路出口１ａ側の端部は揃えられる一方、機器開口部２ｂに接続される側の端部は（１）式で表される各板長の差の分だけ互いにずれて配置される。
【００１６】
このようにして、風管路１は、平行かつ等間隔（Ｗ）に配置された複数の平板３である第１の平板３ａ、第２の平板３ｂ、第３の平板３ｃ及び第４の平板３ｄによって構成されている。そして、これらの平板３の間に風管路空間４が形成される。例えば、第１の平板３ａ及び第２の平板３ｂの間に形成される風管路空間４は、板長がＬ１及びＬ２、管径（間隔寸法）がＷの空間である。
【００１７】
風管路１は、機器本体内部２ａから機器開口部２ｂへと向かう空気流の流向に対して所定の角度だけ傾けられた状態で機器開口部２ｂに接続されている。この所定の角度はここでは４５度である。機器本体内部２ａの図示しないモータ等の騒音源から発生した音波は、機器開口部２ｂへと向かう空気流と同方向の平面波となって伝播する。従って、風管路１の方向と空気流の流向とのなす角は、風管路１の方向と音波の進行方向とのなす角と等しい。すなわち、風管路１は、機器本体内部２ａから機器開口部２ｂへと向かう音波の進行方向に対して所定の角度である４５度傾いているとも換言できる。
【００１８】
機器本体内部２ａで発生した音波は、機器開口部２ｂから風管路１内へと入り、風管路空間４を通過して風管路出口１ａから外部へと放射される。この際の風管路１における音波の伝播状態を図２を参照しながら説明する。前述したように、風管路１は機器本体内部２ａでの音波の進行方向に対して所定の角度である４５度だけ傾けられて設けられている。従って、音波は、風管路１の各平板３の平面部分に対して４５度の角度をもって入射することになる。
【００１９】
すなわち、疎密波である音波は、４５度傾いた風管路１の第１の平板３ａに対してθ１＝４５度の角度をなして衝突する。また、第２の平板３ｂに対してθ２＝４５度の角度をなして衝突する。他の平板３である第３の平板３ｃに対しても図示は省略しているが同様である。そして、第１の平板３ａに対してθ１＝４５度の角度をなして衝突した音波は、同じく第１の平板３ａに対してθ１＝４５度の角度をなして反射される。この際、入射した音波の進行方向と反射した音波の進行方向とのなす角は９０度になる。
【００２０】
こうして、第１の平板３ａに衝突して反射された音波は、今度は第１の平板３ａに対向する第２の平板３ｂの第１の平板３ａ側の面に対してθ１’＝４５度の角度をなして衝突する。すると、先ほどと同様にして、第２の平板３ｂに対してθ１’＝４５度の角度をなして反射される。第２の平板３ｂに衝突して反射された音波は、再び第１の平板３ａに対してθ１＝４５度の角度をなして衝突する。このように、音波は第１の平板３ａと第２の平板３ｂとの間で衝突を繰り返しながら風管路空間４を伝播していく。
【００２１】
また、第２の平板３ｂに対してθ２＝４５度の角度をなして衝突した音波も、同様にして、第２の平板３ｂに対してθ２＝４５度の角度をなして反射される。第２の平板３ｂに衝突して反射された音波は、今度は第２の平板３ｂに対向する第３の平板３ｃの第２の平板３ｂ側の面に対してθ２’＝４５度の角度をなして衝突する。すると、先ほどと同様にして、第３の平板３ｃに対してθ２’＝４５度の角度をなして反射される。第３の平板３ｃに衝突して反射された音波は、再び第２の平板３ｂに対してθ２＝４５度の角度をなして衝突する。このように、音波は第２の平板３ｂと第３の平板３ｃとの間でも、衝突を繰り返しながら風管路空間４を伝播していく。なお、図示は省略しているが、第３の平板３ｃと第４の平板３ｄとの間でも同じ現象が起きている。
【００２２】
このようにして、風管路１内に進入した音波は、風管路１を構成する平板３に対して衝突を繰り返しながら風管路空間４を風管路出口１ａに向けて伝播していく。この平板３に対する衝突により音波の有する音響エネルギーが平板３の振動エネルギーに変換される。よって、風管路空間４を伝播していくなかで、次第に平板３の振動エネルギーに変換されて音波の持つエネルギーは減衰される。こうして、風管路１を通過する音波の音響レベルを減衰させることができる。
【００２３】
音波の反射屈折は規則正しく行われるものである。従って、平板３によって風管路１を構成する際に、上述した風管路空間４での音波の伝播経路を考慮して、風管路出口１ａの位置、すなわち、各平板３の板長Ｌ１〜Ｌ４を決定することにより、それぞれの風管路空間４を通過して風管路出口１ａから外部へと放射される音波の放射方向を、図１及び図２に示すように同一の方向に揃えることが可能である。
【００２４】
この際、平板３による音波の反射方向は平板３に対して４５度の方向であるから、同一方向に揃えられた音波の放射方向も平板３に対して４５度の方向となる。これに対し、機器開口部２ｂから排気される空気流は、風管路１によって平板３に略平行な方向に変えられることから、風管路１によって音の放射方向と排気（空気流）の方向とを異ならせることができる。従って、例えば家庭用電気機器において、空気流は利用者に向けて排気するとともに、騒音は利用者のいない方向へと放射して利用者に聞かせないようにすることが可能となる。
【００２５】
なお、風管路１は、家庭用電気機器の機能上必要な空気流量を確保できる程度に、空気流を円滑に流す必要がある。そのために、管径Ｗの寸法は、風管路１を通過する空気流における圧力損失が０．５Ｐａ以下程度に抑えることが可能であるように調整される。また、風管路１の断面形状は、略円形や略角形を基本形状とする。
【００２６】
次に、風管路１における音波の位相状態を図３を参照しながら説明する。前述したように、風管路１を構成する各平板３の板長は、（１）式で表される関係を有し、互いに異なるように設定されている。すなわち、各平板３間において形成される風管路空間４の長さが互いに異なっている。例えば、第１の平板３ａ及び第２の平板３ｂとの間に形成される風管路空間４は、第１の始点５ａから第１の終点６ａまでの長さ（すなわち第２の平板３ｂの板長Ｌ２）を持つ第１の音響管７ａであると考えられる。また、第２の平板３ｂ及び第３の平板３ｃとの間に形成される風管路空間４は、第２の始点５ｂから第２の終点６ｂまでの長さ（すなわち第３の平板３ｃの板長Ｌ３）を持つ第２の音響管７ｂであると考えられる。
【００２７】
そして、これらの音響管の長さすなわち各平板３の板長を、次に示す（２）式に基づいて決定する。なお、（２）式において、Ｌは平板３の板長（音響管の管路長）、Ｃは音速（空気中では約３４０ｍ／ｓ）、ｎは次数（ｎは自然数）、ｆは周波数である。
【００２８】
Ｌ＝Ｃ×(ｎ)／（２×ｆ）×０．８ …（２）
ただし、０．８は設計定数である。
【００２９】
ここで、Ｌの算出に用いる周波数ｆは、風管路１によって音響レベルを減衰させる対象となる周波数帯域を決定するものである。ここでは、まず、音響レベルを減衰させる対象となる周波数帯域の帯域幅を、１／３オクターブの音程幅となる帯域幅とした。そして、周波数ｆは、この１／３オクターブの中心周波数とする。（２）式における設計定数０．８は、周波数ｆを中心とする１／３オクターブの周波数帯域において減衰効果が実際に得られるように、実験によって求められたものである。なお、ここで、温度は室温±２０℃の範囲において、周波数ｆを中心とする１／３オクターブの周波数帯域において減衰効果が実際に得られることが実験結果から判っている。
【００３０】
風管路１において形成される各音響管の管路長、すなわち、各平板３の板長は、上記（２）式に基づいて設定される。この際、まず、音響レベルを減衰させる対象の周波数帯域を選定し（２）式に代入する周波数ｆを決定した上で、さらに、異なる音響管同士において、前記周波数ｆの音波が１／４波長分ずつ（１／４波長分を単位として）位相がずれるように、各音響管の管路長を決定する。また、ここで、さらに、音響管の管路長は前記周波数ｆの音波の一波長以下となるように決定する。
【００３１】
以上のようにして、各平板３の板長（音響管の管路長）が決定された風管路１においては、各音響管に進入する音波について、進入時点で点音源になったものとみなすことができる。そしてこれらの点音源の位置は各音響管毎に異なるものになる。従って、各音響管の中を伝播する音波の周波数が異なるとともに、これらの音波がずれて進行することから音波の位相もずれることになる。よって、風管路出口１ａである第１の終点６ａ及び第２の終点６ｂから外部に音波が放射される際には、音波の位相が互いに反転している（逆位相の関係にある）部分が存在する。そして、当該部分においては、音波が互いに打ち消しあって消音空間が形成される。
【００３２】
このように、風管路１においては、音波の衝突による減衰と位相反転による減衰（消音）とが行われることになる。よって、これらの相乗により、風管路１を通過する音波の音響レベルを大きく減衰させることができる。また、さらに、前述のように風管路１を通過する空気流の方向と音波の放射方向とを４５度異ならせることができるので、利用者に対しては騒がしさをさらに感じさせなくすることが可能である。
【００３３】
この音響レベル減衰効果と音波の放射方向を変更させる効果は、図４において実際に測定した結果から確認することができる。この図４は、１５００Ｈｚから４０００Ｈｚの音波の伝播する様子を、風管路１が無い場合と風管路１が有る場合において、音響レベルを測定することにより示すものである。このように、風管路１が無い場合と比較して、風管路１が有る場合には音響レベルが高い領域が広がる方向が異なるとともに、その面積も小さくなっていることが分かる。
【００３４】
図５は、以上のように構成された風管路１を家庭用電気機器である空調機器に適用した一例を示すものである。すなわち、空調機器８の上面には、この空調機器８から放出される空気流の風路である空調機器開口部８ａが設けられている。そして、この空調機器開口部８ａには、風管路１が接続されている。従って、空調機器開口部８ａから放出される空気流は風管路１に沿って斜め上方に進む。加えて、空調機器開口部８ａから放出される騒音は風管路１において減じられるとともに風管路１の出口において消音され、さらに、利用者がいない空調機器８の後面側へとその進行方向が変えられる。
【００３５】
また、図６は、以上のように構成された風管路１を家庭用電気機器である電気掃除機に適用した一例を示すものである。すなわち、掃除機９の後面には、この掃除機９から空気流が排出される排気口９ａが設けられている。この掃除機９の吸引力は、掃除機９に内蔵されたファンが回転することにより作り出される。このファンの回転はロータ部により駆動される。このファンの回転により作り出された空気流及びファンやロータ部から発生した騒音は、排気口９ａから掃除機９の外部へと放出される。
【００３６】
そして、この排気口９ａには、風管路１が接続されている。従って、排気口９ａから放出される空気流は風管路１に沿って斜め上方に進む。加えて、排気口９ａから放出される騒音は風管路１において減じられるとともに風管路１の出口において消音され、さらに、利用者がいない掃除機９の後面の下方側へとその進行方向が変えられる。
【００３７】
このように構成された掃除機９の、音響レベルの周波数特性を示すものが図７である。この図７では、横軸に周波数を、縦軸に音響レベルであるレスポンスをｄＢで表したものをとっている。実線で示された風管路１が無い場合と比べて、点線で示された風管路１が有る場合は、おおよそ１０００Ｈｚ前後から高い周波数領域において音響レベルの減衰効果が得られていることが分かる。
【００３８】
なお、ここでは、所定の角度を４５度としたが、この所定の角度は４５度に限られない。
【００３９】
以上のように構成された音響特性改善構造は、機器開口部に接続され、流体及び音波を通過させる風管路と、風管路を構成し、平行かつ等間隔に配置された複数の平板状部材である平板と、を備え、これら複数の平板状部材は、機器開口部に接続される側の端部が互いに位置的なずれを生じるように配置され、かつ、風管路の出口側の端部が位置的に揃うように配置されるとともに、複数の平板状部材のそれぞれの平面部分に対して、機器開口部からの流体の流れである空気流等が、前記平面部分と前記流れの進行方向とが所定の角度をなして衝突し得るように配置されるものである。
【００４０】
このため、機器の動作や性能を維持するために必要な空気（流体）の通行の妨げになることなく、不要な騒音を広い周波数帯域で効果的に減衰させることができる。また、さらに、風管路を通過する空気流の方向と音波の放射方向とを異ならせることができるので、機器の利用者に対して、機器により処理された空気流を提供し、かつ、音波は利用者のいない方向へと放射することが可能である。
【００４１】
実施の形態２．
図８は、この発明の実施の形態２に係る音響特性改善構造を構成する風管路を示す斜視図である。
ここで説明する実施の形態２は、前述した実施の形態１の構成の風管路において、各平板間に、複数の仕切壁を設けるようにしたものである。
【００４２】
すなわち、風管路１を構成する各平板３の間のそれぞれには、仕切壁１０が複数設けられている。これらの仕切壁１０は、各平板３の平面部分に対して垂直に設けられて、各平板３間の風管路空間４を複数の空間に仕切っている。なお、他の構成は実施の形態１と同様である。また、この図８においては、平板両側端部３ｅにおける壁面の図示を省略している。
【００４３】
以上のように構成された風管路１においては、各平板３間の風管路空間４を、さらに仕切壁１０で分割することにより、この分割された風管路空間４を伝播する音波の周波数帯域を調整することが可能となる。従って、実施の形態１と同様の効果を奏することができるのに加えて、より広い周波数帯域で音響レベル減衰効果を得ることができる。
【００４４】
実施の形態３．
図９は、この発明の実施の形態３に係る音響特性改善構造を構成する風管路を示す斜視図である。
ここで説明する実施の形態３は、前述した実施の形態１や実施の形態２の構成の風管路を構成する各平板において、１つの平板における板長寸法（機器開口部２ｂに接続される側の端部から風管路出口１ａ側の端部までの長さ寸法）を変化させるようにしたものである。
【００４５】
すなわち、風管路１を構成する各平板３のそれぞれにおいて、機器開口部２ｂに接続される側の端部が、直線状ではなく曲線状に形成されている。そして、このため、ある１つの平板３について見てみると、図９中の矢印Ａに沿った方向にわたって、異なる２以上の板長寸法（例えばＬａ及びＬｂ）を有するようになっている。なお、他の構成は実施の形態１、２と同様である。また、この図９においても、平板両側端部３ｅにおける壁面の図示を省略している。
【００４６】
以上のように構成された風管路１においては、１つの平板３において２以上の異なる板長寸法を有するため、平板３間に形成される風管路空間４の管路長の種類を多くすることができる。従って、風管路空間４を伝播する音波の周波数帯域を広げることができ、実施の形態１、２と同様の効果を奏することができるのに加えて、さらに広い周波数帯域で音響レベル減衰効果を得ることができる。
【００４７】
なお、ここでは、平板３における機器開口部２ｂに接続される側の端部の形状を、直線状ではなく曲線状に形成することにより、１つの平板３において２以上の異なる板長寸法を有するようにした。しかし、この点については、１つの平板３において２以上の異なる板長寸法を有することができるのであれば、平板３における機器開口部２ｂに接続される側の端部の形状は曲線状に限られない。
【００４８】
実施の形態４．
図１０は、この発明の実施の形態４に係る音響特性改善構造を構成する風管路を示す断面図である。
ここで説明する実施の形態４は、前述した実施の形態１−３の構成の風管路において、風管路空間の内壁面に吸音材を固着させたものである。
【００４９】
すなわち、風管路１を構成する各平板３における、風管路空間４に対する内壁面には、吸音材１１が固着されている。この吸音材１１は、例えば、不織布やウレタン等の発泡材等が用いられる。そして、特に、吸音材１１として不織布を用いる場合は、例えば、その目付け量を７００ｇ／ｍ＾２以上とし、厚みを５ｍｍ程度としてもよい。あるいは、目付け量を１０００ｇ／ｍ＾２とし、さらに圧縮成形処理を施した上で、吸音材１１のそのものの厚みを２ｍｍ〜３ｍｍ厚に圧縮するようにしてもよい。他の構成は実施の形態１−３と同様である。
【００５０】
以上のように構成された風管路１においては、風管路１の風管路空間４中を通過する空気等の流体が吸音材１１に衝突・摩擦することで、空気流等の圧力損失の発生を抑えつつ音響レベルをさらに減衰させることができる。
【００５１】
実施の形態５．
図１１は、この発明の実施の形態５に係る音響特性改善構造を構成する風管路を示す断面図である。
ここで説明する実施の形態５は、前述した実施の形態１−３の構成の風管路の平板を、不織布を熱圧縮成形処理した圧縮成形吸音材によって構成したものである。
【００５２】
すなわち、風管路１を構成する各平板３は、圧縮成形吸音材１２によって作られている。この圧縮成形吸音材１２は、不織布に熱圧縮成形処理を施すことにより製作される。そして、この圧縮成形吸音材１２の厚み方向（すなわち平板３の厚み方向）の略中央には、背部空気層１２ａが形成されている。他の構成は実施の形態１−３と同様である。
【００５３】
以上のように構成された風管路１においては、風管路１の風管路空間４中を通過する空気等の流体が圧縮成形吸音材１２に衝突・摩擦することで、空気流等の圧力損失の発生を抑えつつ音響レベルをさらに減衰させることができる。そして、この際、圧縮成形吸音材の有する背部空気層の作用により、より一層の音響減衰効果を得ることが可能である。
【００５４】
また、以上説明した実施の形態１−５に係る音響特性改善構造は、可動部がない簡潔な構成であるため、装置全体として長寿命化を図ることができるとともに、製作も容易である。
【００５５】
なお、以上説明した実施の形態２−５においても、実施の形態１と同様に、以上のように構成された風管路を家庭用電気機器である空調機器や電気掃除機に適用することにより、有用な効果を得ることができることは言うまでもない、さらには、このような風管路は、流体の流れ及び音波の双方が伴う他の機器や、道路の防音壁等にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 風管路
１ａ 風管路出口
２ 機器本体
２ａ 機器本体内部
２ｂ 機器開口部
３ 平板
３ａ 第１の平板
３ｂ 第２の平板
３ｃ 第３の平板
３ｄ 第４の平板
３ｅ 平板両側端部
３ｆ 平板端部
４ 風管路空間
５ａ 第１の始点
５ｂ 第２の始点
６ａ 第１の終点
６ｂ 第２の終点
７ａ 第１の音響管
７ｂ 第２の音響管
８ 空調機器
８ａ 空調機器開口部
９ 掃除機
９ａ 排気口
１０ 仕切壁
１１ 吸音材
１２ 圧縮成形吸音材
１２ａ 背部空気層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器開口部に接続され、流体及び音波を通過させる風管路と、
前記風管路を構成し、平行かつ等間隔に配置された複数の平板状部材と、を備え、
前記複数の平板状部材は、前記機器開口部に接続される側の端部が互いに位置的なずれを生じるように配置され、かつ、前記風管路の出口側の端部が位置的に揃うように配置されるとともに、前記複数の平板状部材のそれぞれの平面部分に対して、前記機器開口部からの流体の流れが、前記平面部分と前記流れの進行方向とが所定の角度をなして衝突し得るように配置されることを特徴とする音響特性改善構造。
【請求項２】
前記所定の角度は４５度であることを特徴とする請求項１に記載の音響特性改善構造。
【請求項３】
前記風管路の管路長は、前記流体中の音速をＣ、前記流体中の音波の次数をｎ、前記音波の周波数をｆとした次の式により算出されたＬのうち、前記周波数ｆの前記音波の一波長以下の長さとし、
前記算出に用いる前記周波数ｆは、１／３オクターブの音程幅に相当する帯域幅となる周波数帯域の中心周波数とすることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の音響特性改善構造。
Ｌ＝Ｃ×(ｎ)／（２×ｆ）×０．８
【請求項４】
前記複数の平板状部材のそれぞれにおける、前記機器開口部に接続される側の端部から前記風管路の出口側の端部までの長さは、前記複数の平板状部材の間のそれぞれを通過した前記音波の位相が前記音波の１／４波長分だけ互いにずれるように決定されることを特徴とする請求項３に記載の音響特性改善構造。
【請求項５】
前記複数の平板状部材の間に設けられ、前記平板状部材の前記平面部分に対して垂直に配置された複数の仕切壁を備えたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の音響特性改善構造。
【請求項６】
前記平板状部材の前記機器開口部に接続される側の端部の形状は、１の当該平板状部材において、前記機器開口部に接続される側の端部から前記風管路の出口側の端部までの長さ寸法として２以上の異なる長さ寸法を有するように形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の音響特性改善構造。
【請求項７】
前記風管路の内壁面に設けられた吸音材を備えたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の音響特性改善構造。
【請求項８】
前記平板状部材は、圧縮成形吸音材からなり、
前記平板状部材の厚み方向の略中央に設けられた背部空気層を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の音響特性改善構造。
【請求項１】
機器開口部に接続され、流体及び音波を通過させる風管路と、
前記風管路を構成し、平行かつ等間隔に配置された複数の平板状部材と、を備え、
前記複数の平板状部材は、前記機器開口部に接続される側の端部が互いに位置的なずれを生じるように配置され、かつ、前記風管路の出口側の端部が位置的に揃うように配置されるとともに、前記複数の平板状部材のそれぞれの平面部分に対して、前記機器開口部からの流体の流れが、前記平面部分と前記流れの進行方向とが所定の角度をなして衝突し得るように配置されることを特徴とする音響特性改善構造。
【請求項２】
前記所定の角度は４５度であることを特徴とする請求項１に記載の音響特性改善構造。
【請求項３】
前記風管路の管路長は、前記流体中の音速をＣ、前記流体中の音波の次数をｎ、前記音波の周波数をｆとした次の式により算出されたＬのうち、前記周波数ｆの前記音波の一波長以下の長さとし、
前記算出に用いる前記周波数ｆは、１／３オクターブの音程幅に相当する帯域幅となる周波数帯域の中心周波数とすることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の音響特性改善構造。
Ｌ＝Ｃ×(ｎ)／（２×ｆ）×０．８
【請求項４】
前記複数の平板状部材のそれぞれにおける、前記機器開口部に接続される側の端部から前記風管路の出口側の端部までの長さは、前記複数の平板状部材の間のそれぞれを通過した前記音波の位相が前記音波の１／４波長分だけ互いにずれるように決定されることを特徴とする請求項３に記載の音響特性改善構造。
【請求項５】
前記複数の平板状部材の間に設けられ、前記平板状部材の前記平面部分に対して垂直に配置された複数の仕切壁を備えたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の音響特性改善構造。
【請求項６】
前記平板状部材の前記機器開口部に接続される側の端部の形状は、１の当該平板状部材において、前記機器開口部に接続される側の端部から前記風管路の出口側の端部までの長さ寸法として２以上の異なる長さ寸法を有するように形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の音響特性改善構造。
【請求項７】
前記風管路の内壁面に設けられた吸音材を備えたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の音響特性改善構造。
【請求項８】
前記平板状部材は、圧縮成形吸音材からなり、
前記平板状部材の厚み方向の略中央に設けられた背部空気層を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の音響特性改善構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１４５７７６（Ｐ２０１２−１４５７７６Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４１３１（Ｐ２０１１−４１３１）
【出願日】平成２３年１月１２日（２０１１．１．１２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１２日（２０１１．１．１２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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