JP2025123797A - sound-absorbing structure - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、吸音構造体に関する。 This disclosure relates to a sound-absorbing structure.
従来、音響共振アレイおよび音を吸収する音吸収層を備える音響メタマテリアル音吸収体が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1によれば、音吸収層は、羊毛、スポンジ、ファイバー、綿、金属織り、布、およびそれらの組み合わせから選択された音吸収材料から形成されている。 Acoustic metamaterial sound absorbers that include an acoustic resonator array and a sound-absorbing layer are known (see, for example, Patent Document 1). According to Patent Document 1, the sound-absorbing layer is formed from a sound-absorbing material selected from wool, sponge, fiber, cotton, woven metal, cloth, and combinations thereof.
特許文献1に記載のような音吸収層を備える吸音構造体では、経年劣化によって音吸収層が劣化すると、音吸収層の吸音率が低下して、吸音構造体の吸音性能が低下する虞がある。このため、吸音構造体は、音を吸収する部材を用いない構成であることが望ましい。 In a sound-absorbing structure equipped with a sound-absorbing layer such as that described in Patent Document 1, if the sound-absorbing layer deteriorates over time, the sound absorption coefficient of the sound-absorbing layer may decrease, resulting in a decrease in the sound-absorbing performance of the sound-absorbing structure. For this reason, it is desirable for the sound-absorbing structure to be configured without using sound-absorbing materials.
本開示は、音を吸収する部材を用いることなく吸音可能な吸音構造体を提供することを目的とする。 The objective of this disclosure is to provide a sound-absorbing structure that can absorb sound without using sound-absorbing materials.
本開示の1つの観点によれば、
吸音構造体は、
外殻を形成する板状の吸音板材(10)と、
吸音板材の外部に連通する吸音開口部(21)と、吸音開口部に連通し、吸音板材の内部に中空形状に形成される共振空間(S)と、を有する共振部(20)と、を備え、
共振部は、
吸音開口部を有し、吸音板材の内部に向かって延びるネック部(30)と、
共振空間の一部であって、一方側の端部がネック部に連通し、吸音板材の内部に向かって中空管状に延びる共振管空間(Sp)を形成する共振管部(40)と、
共振空間の一部であって、ネック部および共振管部のうちの少なくとも一方に連通し、吸音板材の内部において拡がる共振空洞空間(Sc)を形成する共振空洞部(50)と、を含む。
According to one aspect of the present disclosure,
The sound absorbing structure is
A plate-shaped sound-absorbing board material (10) that forms an outer shell;
a resonance section (20) having a sound-absorbing opening (21) communicating with the outside of the sound-absorbing board material, and a resonance space (S) communicating with the sound-absorbing opening and formed in a hollow shape inside the sound-absorbing board material,
The resonator is
a neck portion (30) having a sound-absorbing opening and extending toward the inside of the sound-absorbing board;
a resonance tube portion (40) that is a part of the resonance space, one end of which is connected to the neck portion and forms a resonance tube space (Sp) that extends in a hollow tubular shape toward the inside of the sound-absorbing board;
and a resonance cavity portion (50) that is a part of the resonance space and communicates with at least one of the neck portion and the resonance tube portion, forming a resonance cavity space (Sc) that expands inside the sound-absorbing board material.
これによれば、吸音構造体は、共振管空間によって共振させて音を吸収させ、さらに、共振空洞空間によって共振させて音を吸収させることができる。このため、共振管部および共振空洞部のうちのどちらか一方のみを備える構成に比較して吸音可能な帯域を大きくすることができる。したがって、音を吸音する部材を用いることなく、吸音可能な帯域を拡大可能な吸音構造体を提供することができる。 This allows the sound-absorbing structure to absorb sound by resonating in the resonant tube space, and also by resonating in the resonant cavity space. This allows for a wider bandwidth of sound absorption compared to configurations that include only one of the resonant tube section and the resonant cavity section. This makes it possible to provide a sound-absorbing structure that can expand the bandwidth of sound absorption without using sound-absorbing materials.
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。 Note that the reference symbols in parentheses attached to each component indicate an example of the correspondence between that component and the specific components described in the embodiments described below.
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。 Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. Note that in the following embodiments, parts that are the same as or equivalent to those described in the preceding embodiments will be given the same reference numerals, and their description may be omitted. Furthermore, when only some of the components are described in an embodiment, the components described in the preceding embodiment can be applied to the remaining components. The following embodiments can be partially combined with each other, as long as there is no particular problem with the combination, even if not specifically stated.
(第1実施形態)
本実施形態の吸音部1について、図1~図7を参照して説明する。本実施形態では、吸音部1が車両に用いられる図1などに示す吸音構造体Stに適用される例について説明する。図1および図2に示すように、吸音構造体Stは、板状の吸音部1が複数組み合わされて構成されている。吸音構造体Stは、例えば、車室内と車室外との間に設けられる不図示のダッシュパネルやドアに設けられる。
(First embodiment)
The sound absorbing section 1 of this embodiment will be described with reference to Figures 1 to 7. In this embodiment, an example will be described in which the sound absorbing section 1 is applied to a sound absorbing structure St shown in Figure 1 and other figures that is used in a vehicle. As shown in Figures 1 and 2, the sound absorbing structure St is configured by combining a plurality of plate-shaped sound absorbing sections 1. The sound absorbing structure St is provided, for example, in a dash panel or door (not shown) that is provided between the interior and exterior of the vehicle cabin.
ここで、図2等に示すように、板状の吸音部1における板厚方向を第1方向D1とする。また、図2等に示すように、吸音部1の板面に沿う方向であって、第1方向D1に直交する所定の方向を第2方向D2とし、第1方向D1および第2方向D2に直交する方向を第3方向D3とする。本実施形態の吸音構造体Stは、25個の吸音部1が第2方向D2および第3方向D3それぞれに5つずつ並んで構成されている。吸音構造体Stは、吸音部1それぞれの板面がダッシュパネルやドアに対向するように配置される。具体的に、吸音構造体Stは、吸音部1の後述の第1板面11に設けられた吸音開口部21が、吸音構造体Stに向けて音を発する物体が存在する側となるように配置される。図1等では、便宜上、25個の吸音部1における代表的なものに対して符合を付し、他のものへの符号を省略している。 As shown in FIG. 2 and other figures, the thickness direction of the plate-shaped sound-absorbing unit 1 is defined as the first direction D1. Also, as shown in FIG. 2 and other figures, a predetermined direction along the plate surface of the sound-absorbing unit 1 that is perpendicular to the first direction D1 is defined as the second direction D2, and a direction perpendicular to both the first direction D1 and the second direction D2 is defined as the third direction D3. The sound-absorbing structure St of this embodiment is configured with 25 sound-absorbing units 1, five in each of the second direction D2 and the third direction D3. The sound-absorbing structure St is arranged so that the plate surface of each sound-absorbing unit 1 faces the dash panel or door. Specifically, the sound-absorbing structure St is arranged so that the sound-absorbing opening 21 provided in the first plate surface 11 (described below) of each sound-absorbing unit 1 faces the side where an object that emits sound toward the sound-absorbing structure St is located. For convenience, in FIG. 1 and other figures, reference numerals are assigned to representative ones of the 25 sound-absorbing units 1, and reference numerals for other units are omitted.
なお、吸音構造体Stを構成する吸音部1の数量は限定されるものではない。吸音構造体Stは、吸音部1が第2方向D2または第3方向D3に5つより多く並んで構成されていてもよいし、5つより少なく並んで構成されていてもよい。また、吸音構造体Stは、吸音部1が第1方向D1に並ぶ構成であってもよい。 The number of sound absorbing sections 1 that make up the sound absorbing structure St is not limited. The sound absorbing structure St may be configured with more than five sound absorbing sections 1 lined up in the second direction D2 or the third direction D3, or may be configured with fewer than five sound absorbing sections 1 lined up. Furthermore, the sound absorbing structure St may be configured with the sound absorbing sections 1 lined up in the first direction D1.
吸音部1は、図3に示すように、吸音板材10および共振部20を有する。吸音板材10は、吸音部1の外殻を形成するものである。吸音板材10は、第1方向D1に沿う方向から視た形状が略正方形状であって、第1方向D1に板面を有する板状に形成されている。すなわち、吸音板材10は、板面に直交する方向視が略正方形状であって、第2方向D2および第3方向D3それぞれの大きさに比較して第1方向D1の大きさが小さい直方体形状となっている。吸音板材10は、単位体積辺りの質量が空気より大きい部材であって、例えば、樹脂で形成されている。本実施形態の吸音板材10は、ナイロン樹脂によって形成されている。 As shown in FIG. 3, the sound absorbing section 1 has a sound absorbing panel 10 and a resonator section 20. The sound absorbing panel 10 forms the outer shell of the sound absorbing section 1. The sound absorbing panel 10 is formed as a plate with a substantially square shape when viewed along the first direction D1 and a panel surface in the first direction D1. That is, the sound absorbing panel 10 is substantially square when viewed in a direction perpendicular to the panel surface, and has a rectangular parallelepiped shape whose size in the first direction D1 is smaller than its sizes in the second direction D2 and the third direction D3. The sound absorbing panel 10 is a member whose mass per unit volume is greater than that of air, and is formed, for example, from resin. The sound absorbing panel 10 in this embodiment is formed from nylon resin.
吸音板材10は、第1方向D1の一方側に平面状の第1板面11を有し、第1方向D1の他方側に平面状の第2板面12を有する。さらに、吸音板材10は、第1方向D1とは異なる方向に、吸音板材10の外殻を形成し、平面状に延びる吸音側面13を有する。 The sound-absorbing board material 10 has a planar first board surface 11 on one side in the first direction D1, and a planar second board surface 12 on the other side in the first direction D1. Furthermore, the sound-absorbing board material 10 has a sound-absorbing side surface 13 that extends in a planar manner and forms the outer shell of the sound-absorbing board material 10 in a direction different from the first direction D1.
25個の吸音部1が第2方向D2および第3方向D3それぞれに5つずつ並んで構成される本実施形態の吸音構造体Stは、互いに隣り合うそれぞれの吸音板材10の吸音側面13が隙間なく連結されている。そして、25個の吸音部1が第2方向D2および第3方向D3それぞれに5つずつ並んで構成される本実施形態の吸音構造体Stは、それぞれの吸音板材10の板厚方向である第1方向D1が同一方向であって、互いに交差しないように吸音板材10が連結される。 The sound-absorbing structure St of this embodiment is composed of 25 sound-absorbing sections 1 arranged five in each of the second direction D2 and the third direction D3, and the sound-absorbing side surfaces 13 of adjacent sound-absorbing boards 10 are connected without any gaps. Furthermore, the sound-absorbing structure St of this embodiment is composed of 25 sound-absorbing sections 1 arranged five in each of the second direction D2 and the third direction D3, and the sound-absorbing boards 10 are connected so that the first direction D1, which is the thickness direction of each sound-absorbing board 10, is the same direction and does not intersect with each other.
なお、吸音板材10の部材は、ナイロン樹脂に限定されない。吸音板材10は、ナイロン樹脂とは異なる樹脂で形成されていてもよいし、樹脂とは異なる部材、例えば、金属で形成されていてもよい。 Note that the material of the sound-absorbing board 10 is not limited to nylon resin. The sound-absorbing board 10 may be made of a resin other than nylon resin, or may be made of a material other than resin, such as metal.
共振部20は、吸音板材10の内部において中空形状に形成されており、吸音部1に対して音波が入射された際に、共振部20の内部の空気が振動することでヘルムホルツ共鳴を発生させるものである。共振部20は、図3および図4に示すように、第1板面11に形成され、吸音板材10の外部に連通する吸音開口部21および吸音開口部21に連通し、音波が入射された際に振動する空気が充填される中空の共振空間Sを有する。共振部20は、共振空間S内が空洞となっており、吸音開口部21が吸音板材10の外部に連通することで共振空間S内に空気が充填される。 The resonator 20 is formed as a hollow space inside the sound-absorbing panel 10, and when sound waves are incident on the sound-absorbing panel 10, the air inside the resonator 20 vibrates, generating Helmholtz resonance. As shown in Figures 3 and 4, the resonator 20 is formed on the first panel surface 11 and has a sound-absorbing opening 21 that communicates with the outside of the sound-absorbing panel 10, and a hollow resonator space S that communicates with the sound-absorbing opening 21 and is filled with air that vibrates when sound waves are incident on it. The resonator 20 has a hollow space inside the resonator space S, and when the sound-absorbing opening 21 communicates with the outside of the sound-absorbing panel 10, air fills the resonator space S.
また、共振部20は、一方側の端部に吸音開口部21を有し、第1板面11から第2板面12に向かって、すなわち、吸音板材10の内部に向かって延びるネック部30を有する。さらに、共振部20は、吸音板材10の内部に向かって中空管状に延びる共振管空間Spを形成する共振管部40と、吸音板材10の内部において直方体形状に拡がる共振空洞空間Scを形成する共振空洞部50とを有する。 The resonator section 20 also has a sound-absorbing opening 21 at one end, and a neck section 30 that extends from the first panel surface 11 toward the second panel surface 12, i.e., toward the interior of the sound-absorbing board 10. The resonator section 20 also has a resonator tube section 40 that forms a resonator tube space Sp that extends in a hollow tubular shape toward the interior of the sound-absorbing board 10, and a resonator cavity section 50 that forms a resonator cavity space Sc that expands into a rectangular parallelepiped shape inside the sound-absorbing board 10.
共振部20は、ネック部30、共振管部40および共振空洞部50が連なって形成されている。これにより、ネック部30によって形成される空間であるネック空間Sn、共振管部40によって形成される共振管空間Spおよび共振空洞部50によって形成される共振空洞空間Scが連通する。すなわち、共振空間Sは、ネック空間Sn、共振管空間Spおよび共振空洞空間Scによって構成されている。 The resonator section 20 is formed by connecting the neck section 30, the resonator tube section 40, and the resonator cavity section 50. This allows the neck space Sn, which is the space formed by the neck section 30, the resonator tube space Sp, which is formed by the resonator tube section 40, and the resonator cavity space Sc, which is formed by the resonator cavity section 50, to be connected. In other words, the resonator space S is made up of the neck space Sn, the resonator tube space Sp, and the resonator cavity space Sc.
図3および図4に示すように、ネック部30は、第1板面11の略中央から吸音板材10の第1方向D1における略中心まで第1方向D1に沿って形成されている。ネック部30は、第1方向D1の一方側に吸音開口部21を有し、第1方向D1の他方側に共振空洞部50に連通する空洞側連通部31を有する。また、ネック部30は、吸音開口部21と空洞側連通部31との間に、共振管部40に連通する管側連通部32を有する。 As shown in Figures 3 and 4, the neck portion 30 is formed along the first direction D1 from approximately the center of the first panel surface 11 to approximately the center of the sound-absorbing board 10 in the first direction D1. The neck portion 30 has a sound-absorbing opening 21 on one side in the first direction D1, and a cavity-side connecting portion 31 that connects to the resonant cavity 50 on the other side in the first direction D1. The neck portion 30 also has a tube-side connecting portion 32 that connects to the resonant tube 40 between the sound-absorbing opening 21 and the cavity-side connecting portion 31.
ネック部30は、経路が延びる方向に直交する断面形状が略正方形状に形成されている。換言すれば、ネック部30は、吸音開口部21から空洞側連通部31に向かって延びる方向に直交する断面形状が略正方形状に形成されている。また、ネック部30は、吸音開口部21から空洞側連通部31まで、経路が延びる方向に直交する開口面積、すなわち、第1方向D1に直交する開口面積が一定となっている。 The neck portion 30 has a substantially square cross-sectional shape perpendicular to the direction in which the path extends. In other words, the neck portion 30 has a substantially square cross-sectional shape perpendicular to the direction in which the path extends from the sound-absorbing opening 21 toward the cavity-side communicating portion 31. Furthermore, the neck portion 30 has a constant opening area perpendicular to the direction in which the path extends, i.e., the opening area perpendicular to the first direction D1, from the sound-absorbing opening 21 to the cavity-side communicating portion 31.
図5に示すように、共振管部40は、内側から外側に向かって大きさが大きくなる四角を描くように屈曲して形成された渦巻形状に形成されている。本実施形態の共振管部40は、巻き数が3回の渦巻形状となっている。共振管部40は、渦巻形状の内側の端部にネック部30の管側連通部32に連通する第1管端部41を有し、渦巻形状の外側の端部に吸音板材10によって閉塞される第2管端部42を有する。また、共振管部40は、屈曲する複数の屈曲部43と、音波が伝搬される共振空間Sの一部である共振管空間Spを囲む共振管面44を有する。 As shown in FIG. 5, the resonance tube section 40 is formed into a spiral shape by bending like a rectangle whose size increases from the inside to the outside. In this embodiment, the resonance tube section 40 has a spiral shape with three turns. The resonance tube section 40 has a first tube end 41 at the inner end of the spiral shape that communicates with the tube-side connecting section 32 of the neck section 30, and a second tube end 42 at the outer end of the spiral shape that is closed by the sound-absorbing panel 10. The resonance tube section 40 also has multiple bent sections 43 and a resonance tube surface 44 that surrounds the resonance tube space Sp, which is part of the resonance space S through which sound waves propagate.
共振管部40は、ネック部30の管側連通部32を中心に、管側連通部32の周囲に形成される。換言すれば、共振管部40は、第2方向D2および第3方向D3においてネック部30の一部と重なる位置に形成されている。以下、共振管部40における第1管端部41側を開始端側と呼び、第2管端部42を終端側と呼ぶ場合がある。 The resonating tube section 40 is formed around the tube-side connecting section 32 of the neck section 30, with the tube-side connecting section 32 at its center. In other words, the resonating tube section 40 is formed in a position that overlaps with a portion of the neck section 30 in the second direction D2 and the third direction D3. Hereinafter, the first tube end 41 side of the resonating tube section 40 may be referred to as the starting end, and the second tube end 42 may be referred to as the terminal end.
共振管部40は、第1管端部41から第2管端部42まで、経路が延びる方向に直交する断面形状が略正方形状に形成されている。また、共振管部40は、第1管端部41から第2管端部42まで、経路が延びる方向に直交する開口面積、すなわち、渦巻形状に沿う方向に直交する開口面積が一定となっている。換言すれば、共振管部40は、開始端側から終端側まで、開口面積が一定となっている。なお、共振管部40の経路が延びる方向とは、例えば、図4に示す共振管部40の断面において、第3方向D3に沿う方向である。そして、経路が延びる方向に直交する開口面積とは、図4に示す第3方向D3に沿う方向から視た共振管部40の断面における開口面積である。 The resonator tube section 40 has a substantially square cross section perpendicular to the direction in which the path extends, from the first tube end 41 to the second tube end 42. Furthermore, the resonator tube section 40 has a constant opening area perpendicular to the direction in which the path extends, i.e., the opening area perpendicular to the direction along the spiral shape, from the first tube end 41 to the second tube end 42. In other words, the opening area of the resonator tube section 40 is constant from the starting end to the ending end. The direction in which the path of the resonator tube section 40 extends is, for example, the direction along the third direction D3 in the cross section of the resonator tube section 40 shown in FIG. 4. The opening area perpendicular to the direction in which the path extends is the opening area in the cross section of the resonator tube section 40 as viewed from the direction along the third direction D3 shown in FIG. 4.
図4に示すように、共振管部40は、第1管端部41から第2管端部42まで経路が延びる方向に直交する開口面積が一定となっている。また、共振管部40は、経路が延びる方向に直交する開口面積の大きさが、ネック部30の経路が延びる方向に直交する開口面積と略等しくなっている。そして、本実施形態の共振管部40は、第1方向D1の大きさが吸音板材10の板厚方向である第1方向D1の大きさの1/4以下の大きさになっている。 As shown in FIG. 4, the resonant tube section 40 has a constant opening area perpendicular to the direction in which the path extends from the first tube end 41 to the second tube end 42. Furthermore, the size of the opening area of the resonant tube section 40 perpendicular to the direction in which the path extends is approximately equal to the opening area of the neck section 30 perpendicular to the direction in which the path extends. Furthermore, the size of the resonant tube section 40 in this embodiment in the first direction D1 is less than 1/4 of the size in the first direction D1, which is the thickness direction of the sound-absorbing panel 10.
屈曲部43は、共振管部40の延びる方向を変化させる部位である。本実施形態の共振管部40は、図5に示すように、12個の屈曲部43を有し、12個の屈曲部43を有する構成によって巻き数が3回の渦巻形状となっている。なお、図5では、便宜上、12個の屈曲部43における代表的な1つに対して符合を付し、他のものへの符号を省略している。 The bent portions 43 are portions that change the extension direction of the resonator tube portion 40. As shown in Figure 5, the resonator tube portion 40 of this embodiment has 12 bent portions 43, and the configuration with these 12 bent portions 43 forms a spiral shape with three turns. Note that in Figure 5, for convenience, a reference number is assigned to one representative of the 12 bent portions 43, and reference numbers for the others are omitted.
第1管端部41は、吸音開口部21からネック部30に音波が入射された際に、ネック部30に入射された音波を共振管部40内の共振管空間Spに導くものである。共振管空間Spに入射された音波は、第2管端部42および共振管面44で反射する。 When sound waves enter the neck portion 30 through the sound-absorbing opening 21, the first tube end 41 guides the sound waves entering the neck portion 30 into the resonance tube space Sp within the resonance tube portion 40. The sound waves entering the resonance tube space Sp are reflected by the second tube end 42 and the resonance tube surface 44.
図4および図6に示すように、共振空洞部50は、直方体形状に形成されている。本実施形態の共振空洞部50は、第2方向D2および第3方向D3の大きさが略等しく、第1方向D1に沿う方向から視た形状が略正方形である直方体形状に形成されている。 As shown in Figures 4 and 6, the resonant cavity 50 is formed in a rectangular parallelepiped shape. In this embodiment, the resonant cavity 50 has approximately equal sizes in the second direction D2 and the third direction D3, and is formed in a rectangular parallelepiped shape that is approximately square when viewed from a direction along the first direction D1.
また、共振空洞部50は、第1方向D1の大きさが共振管部40の第1方向D1の大きさより大きく形成されている。具体的には、共振空洞部50は、第1方向D1の大きさが共振管部40の第1方向D1の大きさの約2倍の大きさで形成されている。また、共振空洞部50は、第2方向D2の大きさが共振管部40の第2方向D2の大きさより大きく、第3方向D3の大きさが共振管部40の第3方向D3の大きさより大きく形成されている。 Furthermore, the resonant cavity 50 is formed so that its size in the first direction D1 is larger than the size of the resonant tube section 40 in the first direction D1. Specifically, the resonant cavity 50 is formed so that its size in the first direction D1 is approximately twice the size of the resonant tube section 40 in the first direction D1. Further, the resonant cavity 50 is formed so that its size in the second direction D2 is larger than the size of the resonant tube section 40 in the second direction D2, and its size in the third direction D3 is larger than the size of the resonant tube section 40 in the third direction D3.
共振空洞部50は、ネック部30の空洞側連通部31に連通する空洞入口部51および音波が伝搬される共振空間Sの一部である共振空洞空間Scを囲む共振空洞面52を有する。空洞入口部51は、吸音開口部21からネック部30に音波が入射された際に、ネック部30に入射された音波を共振空洞部50内の共振空洞空間Scに導くものである。共振空洞空間Scに入射された音波は、共振空洞面52で反射する。 The resonant cavity 50 has a cavity entrance 51 that communicates with the cavity-side connecting portion 31 of the neck 30, and a resonant cavity surface 52 that surrounds the resonant cavity space Sc, which is part of the resonant space S through which sound waves propagate. When sound waves enter the neck 30 through the sound-absorbing opening 21, the cavity entrance 51 guides the sound waves that enter the neck 30 into the resonant cavity space Sc within the resonant cavity 50. The sound waves that enter the resonant cavity space Sc are reflected by the resonant cavity surface 52.
共振管部40および共振空洞部50は、吸音板材10の板厚方向である第1方向D1において間隔を空けて並んで形成されている。 The resonant tube section 40 and the resonant cavity section 50 are formed side by side with a gap in between in the first direction D1, which is the thickness direction of the sound-absorbing board 10.
以上のように形成される吸音部1は、吸音部1に対して音波が入射されると、共振管空間Sp内および共振空洞空間Sc内においてヘルムホルツ共鳴が発生する構成となっている。そして、これにより、共振管空間Sp内の空気および共振空洞空間Sc内の空気が共振周波数で共振する。共振管空間Sp内および共振空洞空間Sc内で発生するヘルムホルツ共鳴について説明する。 The sound absorbing section 1 formed as described above is configured so that when sound waves are incident on the sound absorbing section 1, Helmholtz resonance occurs in the resonance tube space Sp and the resonance cavity space Sc. This causes the air in the resonance tube space Sp and the air in the resonance cavity space Sc to resonate at the resonance frequency. We will now explain the Helmholtz resonance that occurs in the resonance tube space Sp and the resonance cavity space Sc.
共振管部40は、渦巻形状に沿う方向の長さがネック部30の第1方向D1の長さより大きくなっている。ここで、ネック部30の第1方向D1の長さをネック長、共振管部40の渦巻形状に沿う方向の長さを渦巻長、ネック空間Snの体積をネック体積、共振管空間Spの体積を共振管体積とする。経路に直交する開口面積がネック部30の経路に直交する開口面積に等しく形成される共振管部40は、共振管体積がネック体積より大きくなっている。 The length of the resonance tube section 40 in the direction along the spiral shape is greater than the length of the neck section 30 in the first direction D1. Here, the length of the neck section 30 in the first direction D1 is referred to as the neck length, the length of the resonance tube section 40 in the direction along the spiral shape is referred to as the spiral length, the volume of the neck space Sn is referred to as the neck volume, and the volume of the resonance tube space Sp is referred to as the resonance tube volume. A resonance tube section 40 whose opening area perpendicular to the path is formed equal to the opening area perpendicular to the path of the neck section 30 has a resonance tube volume greater than the neck volume.
このため、吸音部1に対して音波が入射されて、吸音開口部21から共振管空間Sp内に音波が伝搬されると、ヘルムホルツ共鳴が発生し、共振管空間Sp内の空気がネック長と共振管体積とに応じた共振周波数で共振する。 For this reason, when sound waves are incident on the sound absorbing section 1 and propagate through the sound absorbing opening 21 into the resonance tube space Sp, Helmholtz resonance occurs, and the air in the resonance tube space Sp resonates at a resonance frequency that corresponds to the neck length and resonance tube volume.
また、共振空洞部50は、第1方向D1、第2方向D2および第3方向D3それぞれの大きさが共振管部40の第1方向D1、第2方向D2および第3方向D3それぞれの大きさより大きくなっている。ここで、共振空洞空間Scの体積を共振空洞体積とする。第1方向D1、第2方向D2および第3方向D3それぞれの大きさが共振管部40の第1方向D1、第2方向D2および第3方向D3それぞれの大きさより大きく形成される共振空洞部50は、共振空洞体積がネック体積および共振管体積より大きくなっている。 Furthermore, the resonant cavity 50 has dimensions in the first direction D1, second direction D2, and third direction D3 that are larger than the dimensions of the resonant tube 40 in the first direction D1, second direction D2, and third direction D3, respectively. Here, the volume of the resonant cavity space Sc is referred to as the resonant cavity volume. When the resonant cavity 50 is formed so that its dimensions in the first direction D1, second direction D2, and third direction D3 are larger than the dimensions of the resonant tube 40 in the first direction D1, second direction D2, and third direction D3, respectively, the resonant cavity volume is larger than the neck volume and the resonant tube volume.
このため、吸音部1に対して音波が入射されて、吸音開口部21から共振空洞空間Sc内に音波が伝搬されると、ヘルムホルツ共鳴が発生し、共振空洞空間Sc内の空気がネック長と共振空洞体積とに応じた共振周波数で共振する。したがって、吸音構造体Stに向かって音が発生すると、吸音部1は、共振管空間Sp内および共振空洞空間Sc内それぞれで共振する空気の共振周波数付近の周波数帯域の音波の振幅を低減させて音の大きさを低減させる吸音機能を発揮することができる。 For this reason, when sound waves are incident on the sound absorbing section 1 and propagate through the sound absorbing opening 21 into the resonant cavity space Sc, Helmholtz resonance occurs, causing the air in the resonant cavity space Sc to resonate at a resonant frequency that corresponds to the neck length and volume of the resonant cavity. Therefore, when sound is generated toward the sound absorbing structure St, the sound absorbing section 1 can exert its sound absorbing function by reducing the amplitude of sound waves in frequency bands near the resonant frequencies of the air resonating in the resonant tube space Sp and the resonant cavity space Sc, thereby reducing the volume of the sound.
具体的には、吸音部1は、ネック部30を介して第1管端部41から共振管空間Sp内に音波が伝搬されると、ヘルムホルツ共鳴が発生し、共振管空間Sp内の空気がネック長と共振管体積とに応じた共振周波数で共振する。さらに、吸音部1は、ネック部30を介して空洞入口部51から共振空洞空間Sc内に音波が伝搬されると、ヘルムホルツ共鳴が発生し、共振空洞空間Sc内の空気がネック長と共振空洞体積とに応じた共振周波数で共振する。 Specifically, when sound waves propagate from the first tube end 41 through the neck portion 30 into the resonance tube space Sp, Helmholtz resonance occurs in the sound absorbing unit 1, causing the air in the resonance tube space Sp to resonate at a resonance frequency that corresponds to the neck length and resonance tube volume. Furthermore, when sound waves propagate from the cavity entrance 51 through the neck portion 30 into the resonance cavity space Sc, Helmholtz resonance occurs in the sound absorbing unit 1, causing the air in the resonance cavity space Sc to resonate at a resonance frequency that corresponds to the neck length and resonance cavity volume.
そして、共振管空間Sp内および共振空洞空間Sc内それぞれで空気が共振すると、この共振によって空気が激しく振動し、共振管空間Sp内および共振空洞空間Sc内にて発生する摩擦や粘性損失によって音響エネルギが熱に変換される。これにより、共振管空間Sp内および共振空洞空間Sc内それぞれで空気が共振周波数で共振する際の当該共振周波数付近の周波数帯域の音の大きさを低減させることができる。 When the air resonates in the resonance tube space Sp and the resonance cavity space Sc, this resonance causes the air to vibrate violently, and acoustic energy is converted into heat due to friction and viscous losses that occur in the resonance tube space Sp and the resonance cavity space Sc. This reduces the volume of sound in the frequency band around the resonance frequency when the air resonates at the resonance frequency in the resonance tube space Sp and the resonance cavity space Sc.
ここで、上述したように、共振空洞体積は、共振管体積より大きくなっている。そして、ヘルムホルツ共鳴が発生することで共振する空気の共振周波数は、共振管空間Spの共振管体積および共振空洞空間Scの共振空洞体積それぞれが大きいほど小さくなる。このため、共振管空間Sp内の空気が共振する際の共振周波数および共振空洞空間Sc内の空気が共振する際の共振周波数は、互いに異なった周波数となる。以下、共振管空間Sp内の空気が共振する際の共振周波数を共振管周波数とも呼び、共振空洞空間Sc内の空気が共振する際の共振周波数を共振空洞周波数とも呼ぶ。 As mentioned above, the resonant cavity volume is larger than the resonant tube volume. The resonant frequency of the air that resonates due to Helmholtz resonance decreases as the resonant tube volume of the resonant tube space Sp and the resonant cavity volume of the resonant cavity space Sc increase. Therefore, the resonant frequency at which the air resonates in the resonant tube space Sp and the resonant frequency at which the air resonates in the resonant cavity space Sc are different from each other. Hereinafter, the resonant frequency at which the air resonates in the resonant tube space Sp is also referred to as the resonant tube frequency, and the resonant frequency at which the air resonates in the resonant cavity space Sc is also referred to as the resonant cavity frequency.
共振空洞体積が共振管体積より大きく形成される吸音部1では、共振管周波数付近の周波数帯域の音の大きさを低減し、さらに、共振空洞周波数付近の周波数帯域の音の大きさを低減させる。したがって、吸音部1が共振管部40および共振空洞部50のうちのいずれか一方のみを備える構成に比較して、吸音部1によって低減させる音の周波数帯域を広帯域化することができる。 A sound absorbing section 1 in which the resonant cavity volume is larger than the resonant tube volume reduces the loudness of sound in the frequency band near the resonance tube frequency, and also reduces the loudness of sound in the frequency band near the resonant cavity frequency. Therefore, compared to a configuration in which the sound absorbing section 1 has only one of the resonance tube section 40 and the resonant cavity section 50, the frequency band of sound that is reduced by the sound absorbing section 1 can be made wider.
ここで、本実施形態の吸音部1の吸音性能を検証するために行った実験結果を図7に示す。なお、図7に示す実線は、本実施形態の吸音部1の吸音率を示す。また、図7に示す破線は、本実施形態の吸音部1に対して共振部20を備えていない比較構成の吸音率であって、共振部20に相当する部位を吸音板材10と同じ部材で埋めた構成の吸音率を示す。 Figure 7 shows the results of an experiment conducted to verify the sound absorption performance of the sound absorbing section 1 of this embodiment. The solid line in Figure 7 shows the sound absorption coefficient of the sound absorbing section 1 of this embodiment. The dashed line in Figure 7 shows the sound absorption coefficient of a comparative configuration in which the sound absorbing section 1 of this embodiment does not have the resonating section 20, and the part corresponding to the resonating section 20 is filled with the same material as the sound absorbing panel material 10.
図7に示すように、比較構成は、全ての周波数帯域においてほぼ吸音性能を発揮しない。これに対して、本実施形態の吸音部1は、2つの周波数帯域である共振管周波数付近および共振空洞周波数付近それぞれの周波数帯域の音に対して吸音性能を発揮することができた。 As shown in Figure 7, the comparative configuration exhibits almost no sound absorption performance in any frequency band. In contrast, the sound absorbing section 1 of this embodiment was able to exhibit sound absorption performance for sounds in two frequency bands: near the resonant tube frequency and near the resonant cavity frequency.
なお、本実施形態の共振管部40は、経路が延びる方向に直交する開口面積の大きさが、ネック部30の経路が延びる方向に直交する開口面積と略等しくなっており、第1方向D1の大きさが吸音板材10の板厚方向の大きさの1/4以下の大きさになっている。また、共振管部40は、12個の屈曲部43を有し、巻き数が3回の渦巻形状となっている。そして、このように形成される共振管部40の共振管体積に応じて共振管周波数が決定される。しかし、共振管周波数は共振管体積が大きくなるほど小さくなるため、共振管部40の形状は、これに限定されない。 In this embodiment, the resonant tube section 40 has an opening area perpendicular to the direction in which the path extends that is approximately equal to the opening area of the neck section 30 perpendicular to the direction in which the path extends, and the size in the first direction D1 is less than one-quarter of the size in the thickness direction of the sound-absorbing board 10. The resonant tube section 40 also has 12 bent sections 43 and is spiral-shaped with three turns. The resonant tube frequency is determined according to the resonant tube volume of the resonant tube section 40 formed in this manner. However, because the resonant tube frequency decreases as the resonant tube volume increases, the shape of the resonant tube section 40 is not limited to this.
所望の低減させる音の周波数に対応させるため、共振管部40は、共振管部40における経路が延びる方向の長さ、経路が延びる方向に直交する開口面積の大きさ、巻き数などを様々な態様に変更可能である。例えば、共振管部40は、内側から外側に向かって径が大きく円を描くように形成された渦巻形状に形成されていてもよい。また、共振管部40は、巻き数が4回以上の渦巻形状であってもよい。 In order to correspond to the desired frequency of sound to be reduced, the length of the resonant tube section 40 in the direction in which the path extends, the size of the opening area perpendicular to the direction in which the path extends, the number of turns, etc. can be changed in various ways. For example, the resonant tube section 40 may be formed in a spiral shape in which the diameter increases from the inside to the outside, drawing a circle. The resonant tube section 40 may also be formed in a spiral shape with four or more turns.
なお、本発明においては、共振空洞部50の共振空洞体積に比較して、共振管部40の共振管体積、すなわち、共振管部40における経路が延びる方向の長さがヘルムホルツ共鳴の共振周波数への寄与が大きくなっている。このため、共振管部40の巻き数を調整することのみによって、簡易に共振周波数を調整することができる。 In the present invention, the resonance tube volume of the resonance tube section 40, i.e., the length of the path in the resonance tube section 40, contributes more to the resonance frequency of the Helmholtz resonance than the resonance cavity volume of the resonance cavity section 50. Therefore, the resonance frequency can be easily adjusted simply by adjusting the number of turns of the resonance tube section 40.
また、本実施形態の共振空洞部50は、第2方向D2および第3方向D3の大きさが略等しい直方体形状に形成されている。また、共振空洞部50は、第1方向D1の大きさが共振管部40の第1方向D1の大きさの約2倍の大きさで形成されており第2方向D2の大きさおよび第3方向D3の大きさが、共振管部40の第2方向D2および第3方向D3の大きさより大きく形成されている。そして、このように形成される共振空洞部50の共振空洞体積に応じて共振空洞周波数が決定される。しかし、共振空洞周波数は共振空洞体積が大きくなるほど小さくなるため、共振空洞部50の形状は、これに限定されない。 In addition, the resonant cavity 50 of this embodiment is formed in a rectangular parallelepiped shape with approximately equal sizes in the second direction D2 and the third direction D3. Furthermore, the size of the resonant cavity 50 in the first direction D1 is approximately twice the size of the resonant tube 40 in the first direction D1, and the sizes in the second direction D2 and the third direction D3 are larger than the sizes of the resonant tube 40 in the second direction D2 and the third direction D3. The resonant cavity frequency is determined according to the resonant cavity volume of the resonant cavity 50 formed in this manner. However, because the resonant cavity frequency decreases as the resonant cavity volume increases, the shape of the resonant cavity 50 is not limited to this.
所望の低減させる音の周波数に対応させるため、共振空洞部50は、共振空洞部50における第1方向D1、第2方向D2および第3方向D3それぞれの大きさを様々な大きさに変更可能である。 The resonant cavity 50 can be adjusted to various sizes in the first direction D1, second direction D2, and third direction D3 in order to correspond to the desired frequency of sound reduction.
以上の如く、本実施形態の吸音構造体Stは、外殻を形成する板状の吸音板材10と、吸音板材10の外部に連通する吸音開口部21と、吸音開口部21に連通し、吸音板材10の内部に中空形状に形成される共振空間Sとを有する共振部20と、を備える。共振部20は、吸音開口部21を有し、吸音板材10の内部に向かって延びるネック部30と、共振空間Sの一部であって、一方側の端部がネック部30に連通し、吸音板材10の内部に向かって中空管状に延びる共振管空間Spを形成する共振管部40とを含む。さらに、共振部20は、共振空間Sの一部であって、ネック部30に連通し、吸音板材10の内部において拡がる共振空洞空間Scを形成する共振空洞部50を含む。 As described above, the sound-absorbing structure St of this embodiment comprises a plate-shaped sound-absorbing board 10 forming an outer shell, a sound-absorbing opening 21 that communicates with the outside of the sound-absorbing board 10, and a resonating portion 20 that has a sound-absorbing opening 21 that communicates with the outside of the sound-absorbing board 10 and a hollow resonance space S that communicates with the sound-absorbing opening 21 and is formed inside the sound-absorbing board 10. The resonating portion 20 includes a neck portion 30 that has the sound-absorbing opening 21 and extends toward the inside of the sound-absorbing board 10, and a resonating tube portion 40 that is part of the resonance space S, one end of which communicates with the neck portion 30 and forms a resonance tube space Sp that extends in a hollow tubular shape toward the inside of the sound-absorbing board 10. The resonating portion 20 further includes a resonating cavity portion 50 that is part of the resonance space S, communicates with the neck portion 30, and forms a resonance cavity space Sc that expands inside the sound-absorbing board 10.
これによれば、共振管空間Spで空気を共振させることで共振管周波数付近の周波数帯域の音の大きさを低減し、さらに、共振空洞空間Scで空気を共振させることで共振空洞周波数付近の周波数帯域の音の大きさを低減させることができる。このため、共振管部40および共振空洞部50のうちのどちらか一方のみを備える構成に比較して吸音部1によって低減させる音の周波数帯域を広帯域化することができる。したがって、音を吸音する部材を用いることなく、吸音可能な帯域を拡大可能な吸音構造体Stを提供することができる。 This allows the air to resonate in the resonance tube space Sp, thereby reducing the loudness of sound in a frequency band near the resonance tube frequency, and the air to resonate in the resonance cavity space Sc, thereby reducing the loudness of sound in a frequency band near the resonance cavity frequency. Therefore, the frequency band of sound reduced by the sound absorbing section 1 can be broadened compared to a configuration that includes only one of the resonance tube section 40 and the resonance cavity section 50. Therefore, it is possible to provide a sound absorbing structure St that can expand the frequency band of sound absorption without using sound-absorbing materials.
特に、本実施形態の吸音部1は、車両に用いられる吸音構造体Stに適用されるところ、走行中の車両には、風切音やロードノイズなどの外部環境に起因する騒音が発生する。また、車両には、ファンやインバータなど、駆動音を発生する部品が搭載される場合がある。そして、これら外部環境に起因する騒音や部品の駆動音は、車両に乗員する乗員にとって騒音となり、乗員の乗り心地を悪化させる要因となる。そして、これらの騒音は、低周波数帯域から高周波数帯域まで幅広い周波数帯域を含む。このため、吸音部1は、低周波数帯域から高周波数帯域まで幅広い周波数帯域に対して吸音性能を発揮することが望まれる。 In particular, the sound-absorbing unit 1 of this embodiment is applied to a sound-absorbing structure St used in a vehicle. When a vehicle is moving, noises caused by the external environment, such as wind noise and road noise, are generated. Furthermore, the vehicle may be equipped with components that generate drive noise, such as fans and inverters. These noises caused by the external environment and the drive noise of these components are perceived as noise by the occupants of the vehicle and can worsen the riding comfort of the occupants. These noises cover a wide range of frequency bands, from low to high. Therefore, it is desirable for the sound-absorbing unit 1 to exhibit sound-absorbing performance across a wide range of frequency bands, from low to high.
したがって、低減可能な音の周波数帯域を広帯域化可能な本実施形態の吸音部1によれば、このような低周波数帯域から高周波数帯域まで幅広い周波数帯域に対して吸音性能が望まれる場合に対応させ易くできる。 Therefore, the sound absorbing unit 1 of this embodiment, which can reduce a wide range of sound frequencies, can easily accommodate situations where sound absorption performance is desired across a wide frequency range, from low to high frequencies.
また、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。 Furthermore, the above embodiment can achieve the following effects:
(1)上記実施形態では、共振管部40は、屈曲して形成される屈曲部43を有する。 (1) In the above embodiment, the resonant tube section 40 has a bent section 43.
これによれば、吸音部1の内部に形成される共振管部40の共振管体積を大きくし易い。このため、共振管部40の大型化を抑制しつつ、共振管周波数を小さくすることができる。したがって、吸音部1に求められる吸音性能が低周波数帯域から高周波数帯域まで幅広い周波数帯域であっても、吸音部1を大型化することなく、吸音部1に入射される音に対して幅広い周波数帯域の音を低減させることができる。 This makes it easier to increase the resonance tube volume of the resonance tube section 40 formed inside the sound absorbing section 1. This makes it possible to reduce the resonance tube frequency while preventing the resonance tube section 40 from becoming too large. Therefore, even if the sound absorbing performance required of the sound absorbing section 1 covers a wide frequency range, from low to high, it is possible to reduce sounds across a wide frequency range that are incident on the sound absorbing section 1 without increasing the size of the sound absorbing section 1.
(2)上記実施形態では、共振管部40および共振空洞部50は、吸音板材10の板厚方向に沿う方向である第1方向D1に並んで設けられている。 (2) In the above embodiment, the resonant tube portion 40 and the resonant cavity portion 50 are arranged side by side in the first direction D1, which is the direction along the thickness direction of the sound-absorbing board 10.
これによれば、共振管部40および共振空洞部50が第2方向D2、または、第3方向D3に並んで設けられている場合に比較して、第2方向D2および第3方向D3の大きさを小さくすることができる。このため、ダッシュパネルやドアに吸音部1を設置する際の設置面積を小さくすることができる。 This allows the dimensions in the second direction D2 and the third direction D3 to be smaller than when the resonance tube section 40 and the resonance cavity section 50 are arranged side by side in the second direction D2 or the third direction D3. This allows the installation area required for the sound-absorbing section 1 to be reduced when installed on a dash panel or door.
(3)上記実施形態では、1つの吸音板材10と、1つの共振管部40と、1つの共振空洞部50とを備える吸音部1が複数連結されて吸音構造体Stが形成されている。 (3) In the above embodiment, the sound-absorbing structure St is formed by connecting multiple sound-absorbing sections 1, each of which includes one sound-absorbing board 10, one resonant tube section 40, and one resonant cavity section 50.
このような吸音部1を複数連結する構成によれば、連結する吸音部1の数量を調整することで、吸音構造体Stの大きさを設置する部位の大きさに対応させ易くできる。 By connecting multiple sound absorbing units 1 in this manner, the size of the sound absorbing structure St can be easily adapted to the size of the installation location by adjusting the number of connected sound absorbing units 1.
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について、図8~図10を参照して説明する。本実施形態では、共振管部40の形状の一部が第1実施形態と相違している。これ以外は、第1実施形態と同様である。このため、本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について主に説明し、第1実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。
Second Embodiment
Next, a second embodiment will be described with reference to Figures 8 to 10. In this embodiment, the shape of the resonance tube portion 40 is partially different from that of the first embodiment. The rest of the second embodiment is similar to the first embodiment. Therefore, in this embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described, and descriptions of similar portions to the first embodiment may be omitted.
図8および図9に示すように、本実施形態の共振管部40は、共振管部40の渦巻形状に沿う方向に直交する開口面積を階段状に徐々に変化させる階段部45を有する。階段部45は、共振管部40における第2管端部42が形成される終端側の端部に設けられている。階段部45は、渦巻形状に沿う方向において、第1管端部41側から第2管端部42側に向かって、渦巻形状に沿う方向に直交する開口面積が徐々に小さくなっており、具体的に、階段状に小さくなっている。換言すれば、共振管部40の第2管端部42は、開始端側から終端側に向かって、開口面積が階段状に小さくなっている。本実施形態の階段部45は、開口面積が開始端側から終端側に向かって、2段階小さくなっている。 As shown in Figures 8 and 9, the resonator tube section 40 of this embodiment has a stepped section 45 that gradually changes the opening area perpendicular to the direction along the spiral shape of the resonator tube section 40 in a stepped manner. The stepped section 45 is provided at the end of the resonator tube section 40 on the terminal side where the second tube end 42 is formed. The opening area of the stepped section 45, perpendicular to the direction along the spiral shape, gradually decreases from the first tube end 41 side toward the second tube end 42 side in the direction along the spiral shape; specifically, the opening area decreases in a stepped manner. In other words, the opening area of the second tube end 42 of the resonator tube section 40 decreases in a stepped manner from the starting end toward the terminal end. The opening area of the stepped section 45 of this embodiment decreases in two stages from the starting end toward the terminal end.
以下、図10に示すように、階段部45における開始端側から終端側に向かって2段階開口面積が小さくなる部分のうち、1段階目に開口面積が小さくなる部位を第1段差面451、2段階目に開口面積が小さくなる部位を第2段差面452とも呼ぶ。また、共振管部40のうち、最も第1管端部41から遠い部位に形成される面を終端面453とも呼ぶ。第1段差面451、第2段差面452、終端面453それぞれは、共振管部40の渦巻形状に沿う方向に直交しており、共振管部40の渦巻形状に沿う方向に直交する方向に平行な平面状に形成されている。 As shown in Figure 10, the opening area of the stepped section 45 decreases in two stages from the starting end to the terminal end. The portion where the opening area decreases in the first stage is referred to as the first step surface 451, and the portion where the opening area decreases in the second stage is referred to as the second step surface 452. Furthermore, the surface of the resonant tube section 40 that is formed at the portion farthest from the first tube end 41 is referred to as the terminal surface 453. The first step surface 451, second step surface 452, and terminal surface 453 are each perpendicular to the direction along the spiral shape of the resonant tube section 40, and are formed as flat surfaces parallel to the direction perpendicular to the direction along the spiral shape of the resonant tube section 40.
このように共振管部40が階段状に形成される階段部45を有する場合の吸音部1の作動について説明する。共振管部40が階段部45を有する吸音部1に対して音波が入射されると、この音波がネック部30を介して共振管部40の内部に伝搬される。そして、共振管部40の内部に伝搬される音波は、共振管部40の共振管面44で反射する。 The operation of the sound absorbing unit 1 when the resonance tube 40 has a stepped portion 45 formed in a stepped shape like this will be explained below. When sound waves are incident on the sound absorbing unit 1 whose resonance tube 40 has a stepped portion 45, the sound waves are propagated into the resonance tube 40 via the neck portion 30. The sound waves propagated into the resonance tube 40 are then reflected by the resonance tube surface 44 of the resonance tube 40.
ここで、階段部45に伝搬される音波は、階段部45の内部において開口面積が変化する部位それぞれで反射する。例えば、本実施形態のように、開口面積が開始端側から終端側に向かって、2段階、階段状に小さくなっている階段部45の内部では、音波は、第1段差面451、第2段差面452および終端面453それぞれで反射する。このため、階段部45では、第1段差面451で反射する音波と、第2段差面452で反射する音波と、終端面453で反射する音波との3種類の音波が存在することになる。これにより、共振管空間Sp内の空気は、これら3種類の音波によって、3つの共振管周波数を含んで共振する。 Here, sound waves propagating through the staircase section 45 are reflected at each location within the staircase section 45 where the opening area changes. For example, as in this embodiment, inside the staircase section 45, where the opening area decreases in two steps from the starting end to the ending end, sound waves are reflected at each of the first step surface 451, the second step surface 452, and the ending surface 453. Therefore, three types of sound waves exist in the staircase section 45: sound waves reflected at the first step surface 451, sound waves reflected at the second step surface 452, and sound waves reflected at the ending surface 453. As a result, the air in the resonance tube space Sp resonates with these three types of sound waves, including three resonance tube frequencies.
このため、共振管部40は、共振管空間Spに入射される音波のうち、3つの共振管周波数付近の周波数帯域の音波に対する吸音性能を得ることができる。 As a result, the resonance tube section 40 can achieve sound absorption performance for sound waves in frequency bands near the three resonance tube frequencies that are incident on the resonance tube space Sp.
ここで、第1管端部41から第1段差面451までの渦巻形状に沿う方向の長さを第1段差長L1、第1管端部41から第2段差面452までの渦巻形状に沿う方向の長さを第2段差長L2とする。そして、第1管端部41から終端面453までの渦巻形状に沿う方向の長さを終端長L3とする。また、共振管体積のうちの第1管端部41から第1段差面451までの体積を第1管体積、共振管体積のうちの第1管端部41から第2段差面452までの体積を第2管体積とする。なお、第1管端部41から終端面453までの体積は、共振管体積である。 Here, the length along the spiral shape from the first tube end 41 to the first step surface 451 is referred to as the first step length L1, and the length along the spiral shape from the first tube end 41 to the second step surface 452 is referred to as the second step length L2. The length along the spiral shape from the first tube end 41 to the terminal surface 453 is referred to as the terminal length L3. Furthermore, the volume of the resonance tube from the first tube end 41 to the first step surface 451 is referred to as the first tube volume, and the volume of the resonance tube from the first tube end 41 to the second step surface 452 is referred to as the second tube volume. The volume from the first tube end 41 to the terminal surface 453 is the resonance tube volume.
第1段差長L1は、第2段差長L2および終端長L3に比較して短い。また、第2段差長L2は、終端長L3に比較して短い。すなわち、終端長L3面は、第1段差長L1および第2段差長L2に比較して長い。このため、第1管体積は、第2管体積および共振管体積に比較して小さい。また、第2管体積は、共振管体積に比較して小さい。すなわち、共振管体積は、第1管体積および第2管体積に比較して大きい。 The first step length L1 is shorter than the second step length L2 and the end length L3. Furthermore, the second step length L2 is shorter than the end length L3. In other words, the end length L3 is longer than the first step length L1 and the second step length L2. Therefore, the first tube volume is smaller than the second tube volume and the resonance tube volume. Furthermore, the second tube volume is smaller than the resonance tube volume. In other words, the resonance tube volume is larger than the first tube volume and the second tube volume.
このように構成される本実施形態の共振管部40は、これら第1管体積、第2管体積および共振管体積それぞれの大きさの違いに基づいて、互いに異なる3つの共振管周波数帯域の吸音性能を有する。具体的に、共振管部40は、第1管体積、第2管体積および共振管体積それぞれの大きさが小さい順に高い共振管周波数帯域の吸音性能を発揮する。すなわち、共振管部40は、第1段差面451で反射する音波に起因する空気の共振によって、吸音性能を発揮する3つの共振管周波数帯域のうち、最も高い共振管周波数帯域の吸音性能を発揮する。そして、共振管部40は、第2段差面452で反射する音波に起因する空気の共振によって、2番目に高い共振管周波数帯域の吸音性能を発揮し、終端面453で反射する音波に起因する空気の共振によって、最も低い共振管周波数帯域の吸音性能を発揮する。 The resonance tube section 40 of this embodiment, configured as described above, has sound absorption performance in three different resonance tube frequency bands based on the differences in the sizes of the first tube volume, second tube volume, and resonance tube volume. Specifically, the resonance tube section 40 exhibits higher sound absorption performance in the resonance tube frequency bands in order of decreasing first tube volume, second tube volume, and resonance tube volume. That is, the resonance tube section 40 exhibits sound absorption performance in the highest of the three resonance tube frequency bands in which it exhibits sound absorption performance due to air resonance caused by sound waves reflected by the first step surface 451. The resonance tube section 40 then exhibits sound absorption performance in the second highest resonance tube frequency band due to air resonance caused by sound waves reflected by the second step surface 452, and exhibits sound absorption performance in the lowest resonance tube frequency band due to air resonance caused by sound waves reflected by the end surface 453.
なお、第1管端部41から第1段差面451、第2段差面452、終端面453までのそれぞれの渦巻形状に沿う方向の長さは、共振管部40で必要な吸音性能を得る周波数帯域に応じて適宜設定される。 The length along each spiral shape from the first tube end 41 to the first step surface 451, the second step surface 452, and the terminal surface 453 is set appropriately according to the frequency band in which the required sound absorption performance is obtained in the resonant tube section 40.
その他の構成は、第1実施形態と同様である。本実施形態の吸音部1は、第1実施形態と同様または均等となる構成から奏される作用効果を第1実施形態と同様に得ることができる。 Other configurations are the same as those of the first embodiment. The sound absorbing unit 1 of this embodiment can obtain the same effects as those of the first embodiment, which are achieved by a configuration similar to or equivalent to that of the first embodiment.
そして、本実施形態の吸音部1によれば、共振管空間Sp内に伝搬される音波を、共振管部40の開口面積が変化する階段部45の第1段差面451、第2段差面452、終端面453それぞれで反射させることができる。このため、第1段差面451、第2段差面452、終端面453それぞれで反射する音波に起因する空気の共振によって複数の周波数帯域に対して吸音性能を発揮することができる。したがって、音を吸音する部材を用いることなく共振管部40によって低減させる音の周波数帯域を広帯域化することができる。 The sound absorbing section 1 of this embodiment can reflect sound waves propagating within the resonance tube space Sp at the first step surface 451, second step surface 452, and end surface 453 of the staircase section 45, where the opening area of the resonance tube section 40 varies. This allows sound absorption performance to be achieved across multiple frequency bands through air resonance caused by sound waves reflected at the first step surface 451, second step surface 452, and end surface 453. This allows the frequency band of sound reduced by the resonance tube section 40 to be broadened without using sound-absorbing materials.
(第2実施形態の第1の変形例)
上述の第2実施形態では、階段部45が、渦巻形状に沿う方向において、開始端側から終端側に向かって、渦巻形状に沿う方向に直交する開口面積が階段状に小さくなっている例について説明したが、これに限定されない。
(First Modification of the Second Embodiment)
In the above-described second embodiment, an example was described in which the opening area of the staircase portion 45, which is perpendicular to the direction along the spiral shape, decreases in a step-like manner from the starting end side to the terminal end side in the direction along the spiral shape, but this is not limited to this.
例えば、階段部45は、渦巻形状に沿う方向において、開始端側から終端側に向かって、渦巻形状に沿う方向に直交する開口面積が階段状に大きくなっていてもよい。 For example, the stepped portion 45 may have an opening area that increases in a stepped manner in the direction perpendicular to the spiral shape from the starting end to the ending end in the direction along the spiral shape.
(第2実施形態の第2の変形例)
上述の第2実施形態では、階段部45が共振管部40における終端側の端部に設けられている例について説明したが、これに限定されない。
(Second Modification of the Second Embodiment)
In the second embodiment described above, an example has been described in which the stepped portion 45 is provided at the end portion on the terminal side of the resonant tube portion 40, but the present invention is not limited to this.
例えば、階段部45は、共振管部40における第1管端部41と第2管端部42との間において、略中心に設けられていてもよいし、開始端側の端部に設けられていてもよい。 For example, the stepped section 45 may be located approximately in the center between the first tube end 41 and the second tube end 42 of the resonator tube section 40, or at the end closer to the starting end.
(第2実施形態の第3の変形例)
上述の第2実施形態では、第1段差面451、第2段差面452、終端面453それぞれは、渦巻形状に沿う方向に直交している例について説明したが、これに限定されない。
(Third Modification of the Second Embodiment)
In the second embodiment described above, the first step surface 451, the second step surface 452, and the end surface 453 are each perpendicular to the direction along the spiral shape, but the present invention is not limited to this.
例えば、図11に示すように、第1段差面451、第2段差面452、終端面453のいずれか1つ、または複数は、共振管部40の渦巻形状に沿う方向に直交しておらず、傾斜していてもよい。なお、図11では、第1段差面451が、共振管部40の渦巻形状に沿う方向に直交しておらず、傾斜している例を示している。 For example, as shown in FIG. 11, one or more of the first step surface 451, the second step surface 452, and the end surface 453 may be inclined and not perpendicular to the direction along the spiral shape of the resonant tube section 40. Note that FIG. 11 shows an example in which the first step surface 451 is inclined and not perpendicular to the direction along the spiral shape of the resonant tube section 40.
(第2実施形態の第4の変形例)
上述の第2実施形態では、第1段差面451、第2段差面452、終端面453それぞれは、渦巻形状に沿う方向に直交する方向に平行な平面状に形成されている例について説明したが、これに限定されない。
(Fourth Modification of the Second Embodiment)
In the above-described second embodiment, an example was described in which the first step surface 451, the second step surface 452, and the terminal surface 453 are each formed in a planar shape parallel to a direction perpendicular to the direction along the spiral shape, but this is not limited to this.
例えば、図12に示すように、第1段差面451、第2段差面452、終端面453それぞれの端部は、共振管部40の渦巻形状に沿う方向に直交する方向に対して曲がって形成されていてもよい。 For example, as shown in FIG. 12, the ends of the first step surface 451, the second step surface 452, and the terminal surface 453 may be curved in a direction perpendicular to the direction along the spiral shape of the resonator tube section 40.
(第2実施形態の第5の変形例)
上述の第2実施形態では、階段部45が、渦巻形状に沿う方向において、開始端側から終端側に向かって、渦巻形状に沿う方向に直交する開口面積が階段状に小さくなっている例について説明したが、これに限定されない。
(Fifth Modification of the Second Embodiment)
In the above-described second embodiment, an example was described in which the opening area of the staircase portion 45, which is perpendicular to the direction along the spiral shape, decreases in a step-like manner from the starting end side to the terminal end side in the direction along the spiral shape, but this is not limited to this.
例えば、図13に示すように、階段部45は、渦巻形状に沿う方向において、開始端側から終端側に向かって、渦巻形状に沿う方向に直交する開口面積が連続して徐々に小さくなる部位を複数有する構成であってもよい。 For example, as shown in FIG. 13, the stepped portion 45 may have a plurality of portions in which the opening area perpendicular to the direction along the spiral shape continuously and gradually decreases from the starting end to the ending end in the direction along the spiral shape.
(第3実施形態)
次に、第3実施形態について、図14および図15を参照して説明する。本実施形態では、共振管部40の形状の一部が第1実施形態と相違している。これ以外は、第1実施形態と同様である。このため、本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について主に説明し、第1実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to Figures 14 and 15. In this embodiment, the shape of the resonance tube portion 40 is partially different from that of the first embodiment. The rest of the third embodiment is the same as the first embodiment. Therefore, in this embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described, and descriptions of similar portions to the first embodiment may be omitted.
図14および図15に示すように、本実施形態の共振管部40は、吸音板材10の外部に連通するともに、共振空洞部50に連通する共振管経路部46を有する。共振管経路部46は、第1方向D1に沿って形成されている。また、共振管経路部46は、一方側に第1板面11において開口する共振管開口部461を有し、他方側に共振空洞部50に連通する空洞接続部462を有する。 As shown in Figures 14 and 15, the resonance pipe section 40 of this embodiment has a resonance pipe path section 46 that communicates with the outside of the sound-absorbing panel 10 and with the resonance cavity section 50. The resonance pipe path section 46 is formed along the first direction D1. The resonance pipe path section 46 also has a resonance pipe opening section 461 on one side that opens at the first panel surface 11, and a cavity connection section 462 on the other side that communicates with the resonance cavity section 50.
そして、共振管経路部46は、共振管部40における第1管端部41から第2管端部42に至るまでの途中に接続されている。具体的には、共振管経路部46は、第1管端部41から第2管端部42に至るまでの経路中、第1管端部41より第2管端部42に近い部位に接続されている。 The resonance pipe path section 46 is connected to the resonance pipe section 40 midway between the first pipe end 41 and the second pipe end 42. Specifically, the resonance pipe path section 46 is connected to a portion of the path from the first pipe end 41 to the second pipe end 42 that is closer to the second pipe end 42 than the first pipe end 41.
本実施形態では、第1管端部41から共振管経路部46までの渦巻形状に沿う方向の長さに比較して、第2管端部42から共振管経路部46までの渦巻形状に沿う方向の長さが著しく小さくなる位置に共振管経路部46が接続されている。以下、共振管部40における共振管経路部46が接続される部位を経路接続部463とも呼ぶ。 In this embodiment, the resonance pipe path section 46 is connected at a position where the length from the second tube end section 42 to the resonance pipe path section 46 in the direction along the spiral shape is significantly smaller than the length from the first tube end section 41 to the resonance pipe path section 46 in the direction along the spiral shape. Hereinafter, the portion of the resonance pipe section 40 where the resonance pipe path section 46 is connected is also referred to as the path connection section 463.
このように共振管部40が共振管経路部46を有する場合の吸音部1の作動について説明する。共振管部40が共振管経路部46を有する吸音部1に対して音波が入射されると、この音波が吸音開口部21およびネック部30を介して共振管部40の内部に伝搬されるとともに、共振管開口部461から共振管部40の内部に伝搬される。そして、共振管部40の内部に伝搬される音波は、共振管部40の共振管空間Sp内において第2管端部42で反射する。 The operation of the sound absorbing unit 1 when the resonance tube unit 40 has the resonance tube path 46 will now be described. When sound waves are incident on the sound absorbing unit 1, whose resonance tube unit 40 has the resonance tube path 46, the sound waves propagate into the interior of the resonance tube unit 40 via the sound absorbing opening 21 and the neck portion 30, and also propagate into the interior of the resonance tube unit 40 from the resonance tube opening 461. The sound waves propagating into the interior of the resonance tube unit 40 are then reflected by the second tube end 42 within the resonance tube space Sp of the resonance tube unit 40.
ここで、第1管端部41から経路接続部463までの渦巻形状に沿う方向の長さと第2管端部42から経路接続部463までの渦巻形状に沿う方向の長さとは、互いに異なっている。そして、第1管端部41から経路接続部463までの体積は、第2管端部42から経路接続部463までの体積と異なっている。 Here, the length from the first pipe end 41 to the path connection portion 463 in the direction along the spiral shape is different from the length from the second pipe end 42 to the path connection portion 463 in the direction along the spiral shape. Furthermore, the volume from the first pipe end 41 to the path connection portion 463 is different from the volume from the second pipe end 42 to the path connection portion 463.
このため、第2管端部42では、吸音開口部21から共振管部40の内部に伝搬されて第2管端部42で反射する音波と、共振管開口部461から共振管部40の内部に伝搬されて第2管端部42で反射する音波との2種類の音波が存在することになる。これにより、共振管空間Sp内の空気は、これら2種類の音波によって、2つの共振管周波数を含んで共振する。 As a result, two types of sound waves exist at the second tube end 42: sound waves that propagate from the sound-absorbing opening 21 into the interior of the resonance tube section 40 and are reflected at the second tube end 42, and sound waves that propagate from the resonance tube opening 461 into the interior of the resonance tube section 40 and are reflected at the second tube end 42. As a result, the air in the resonance tube space Sp resonates with these two types of sound waves, including two resonance tube frequencies.
このため、共振管部40は、共振管空間Spに入射される音波のうち、2つの共振管周波数付近の周波数帯域の音波に対する吸音性能を得ることができる。具体的には、共振管部40は、吸音開口部21から共振管部40の内部に伝搬された音波による空気の共振管周波数は、共振管開口部461から共振管部40の内部に伝搬された音波に起因する空気の共振管周波数より低い周波数帯域の吸音性能を発揮する。 As a result, the resonance tube section 40 can achieve sound absorption performance for sound waves in frequency bands near two resonance tube frequencies among the sound waves incident on the resonance tube space Sp. Specifically, the resonance tube section 40 exhibits sound absorption performance in a frequency band where the resonance tube frequency of the air caused by sound waves propagating from the sound absorption opening 21 into the interior of the resonance tube section 40 is lower than the resonance tube frequency of the air caused by sound waves propagating from the resonance tube opening 461 into the interior of the resonance tube section 40.
なお、共振管部40における共振管経路部46を接続する部位は、共振管部40で必要な吸音性能を得る周波数帯域に応じて適宜設定される。 The location of the resonance pipe section 40 where the resonance pipe path section 46 is connected is set appropriately depending on the frequency band in which the required sound absorption performance is to be obtained from the resonance pipe section 40.
その他の構成は、第1実施形態と同様である。本実施形態の吸音部1は、第1実施形態と同様または均等となる構成から奏される作用効果を第1実施形態と同様に得ることができる。 Other configurations are the same as those of the first embodiment. The sound absorbing unit 1 of this embodiment can obtain the same effects as those of the first embodiment, which are achieved by a configuration similar to or equivalent to that of the first embodiment.
そして、本実施形態の吸音部1によれば、吸音開口部21および共振管開口部461それぞれから共振管空間Sp内に伝搬される音波を第2管端部42で反射させることができる。このため、吸音開口部21および共振管開口部461それぞれから伝搬させた音波に起因する空気の共振によって複数の周波数帯域に対して吸音性能を発揮することができる。したがって、音を吸音する部材を用いることなく共振管部40によって低減させる音の周波数帯域を広帯域化することができる。 The sound absorbing section 1 of this embodiment can reflect sound waves propagating from the sound absorbing opening 21 and the resonance tube opening 461 into the resonance tube space Sp at the second tube end 42. This allows sound absorption performance to be achieved across multiple frequency bands through the resonance of the air caused by sound waves propagating from the sound absorbing opening 21 and the resonance tube opening 461. This makes it possible to broaden the frequency band of sound that is reduced by the resonance tube section 40 without using sound-absorbing materials.
(第4実施形態)
次に、第4実施形態について、図16~図18を参照して説明する。本実施形態では、吸音板材10の大きさが第1実施形態と相違するとともに、共振管部40および共振空洞部50の位置関係が第1実施形態と相違している。これ以外は、第1実施形態と同様である。このため、本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について主に説明し、第1実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described with reference to Figures 16 to 18. In this embodiment, the size of the sound-absorbing board 10 differs from that of the first embodiment, and the positional relationship between the resonance tube portion 40 and the resonance cavity portion 50 differs from that of the first embodiment. Other than this, the fourth embodiment is similar to the first embodiment. Therefore, in this embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described, and descriptions of similar portions to the first embodiment may be omitted.
図16および図17に示すように、本実施形態の吸音板材10は、第1方向D1の大きさが第1実施形態の吸音板材10に比較して小さくなっている。そして、図16および図17に示すように、本実施形態の共振空洞部50は、第1方向D1の大きさが第1実施形態の共振空洞部50に比較して僅かに大きくなっている。 As shown in Figures 16 and 17, the sound-absorbing board 10 of this embodiment has a smaller size in the first direction D1 than the sound-absorbing board 10 of the first embodiment. As shown in Figures 16 and 17, the resonant cavity 50 of this embodiment has a slightly larger size in the first direction D1 than the resonant cavity 50 of the first embodiment.
これらに対して、本実施形態の共振管部40は、第1方向D1の大きさが第1実施形態の共振管部40と同じ大きさで形成されている。ただし、図16~図18に示すように、共振管部40は、共振空洞部50の内部に配置されている。すなわち、共振管部40は、共振空洞空間Sc内に配置されており、共振空洞面52に囲まれている。本実施形態の共振管部40は、第1管端部41がネック部30の管側連通部32に接続されることでネック部30に支持されている。 In contrast to these, the resonance tube section 40 of this embodiment is formed with the same size in the first direction D1 as the resonance tube section 40 of the first embodiment. However, as shown in Figures 16 to 18, the resonance tube section 40 is disposed inside the resonance cavity section 50. That is, the resonance tube section 40 is disposed within the resonance cavity space Sc and is surrounded by the resonance cavity surface 52. The resonance tube section 40 of this embodiment is supported by the neck section 30 by connecting the first tube end section 41 to the tube-side connecting section 32 of the neck section 30.
以上のように形成される吸音部1は、音波が入射されると、共振管空間Sp内および共振空洞空間Sc内においてヘルムホルツ共鳴が発生することで、共振管空間Sp内の空気が共振管周波数で共振し、共振空洞空間Sc内の空気が共振空洞周波数で共振する。そして、吸音部1は、共振管共振周波数付近の周波数帯域の音の大きさを低減させるとともに、共振空洞周波数付近の周波数帯域の音の大きさを低減させる。 When sound waves are incident on the sound absorbing section 1 formed as described above, Helmholtz resonance occurs in the resonance tube space Sp and the resonance cavity space Sc, causing the air in the resonance tube space Sp to resonate at the resonance tube frequency and the air in the resonance cavity space Sc to resonate at the resonance cavity frequency. The sound absorbing section 1 then reduces the loudness of sound in the frequency band near the resonance tube resonance frequency, as well as the loudness of sound in the frequency band near the resonance cavity frequency.
ここで、本実施形態の共振空洞空間Sc内には共振管部40が配置されている。このため、共振空洞空間Sc内に入射した音波は、共振空洞空間Sc内において、共振管部40の外郭と共振空洞面52との間で様々な方向に反射する。すなわち、共振空洞空間Sc内に入射した音波は、共振空洞空間Sc内において乱反射する。すると、共振空洞空間Sc内において乱反射する音波によって、共振空洞空間Sc内の空気は様々な周波数で共振する。 In this embodiment, the resonant cavity Sc is provided with a resonant tube 40. Therefore, sound waves entering the resonant cavity Sc are reflected in various directions between the outer periphery of the resonant tube 40 and the resonant cavity surface 52. In other words, sound waves entering the resonant cavity Sc are diffusely reflected within the resonant cavity Sc. The diffusely reflected sound waves within the resonant cavity Sc then cause the air within the resonant cavity Sc to resonate at various frequencies.
このため、吸音部1に対して音波が入射されて、共振空洞空間Sc内の空気が共振する際の空洞共振周波数は、共振空洞空間Sc内において音波が乱反射しない場合に比較して共振空洞周波数の周波数帯域が広帯域化する。したがって、音を吸音する部材を用いることなく吸音できるとともに、共振管部40を共振空洞部50の内部に配置しない構成に比較して、低減させる音の周波数帯域を広帯域化することができる。 As a result, when sound waves are incident on the sound absorbing section 1 and the air in the resonant cavity space Sc resonates, the frequency band of the cavity resonance frequency is wider than when sound waves are not diffusely reflected in the resonant cavity space Sc. Therefore, sound can be absorbed without using sound-absorbing materials, and the frequency band of sound that is reduced can be wider than in a configuration in which the resonant tube section 40 is not placed inside the resonant cavity space 50.
また、共振管部40を共振空洞部50の内部に配置することで、共振管部40を共振空洞部50の内部に配置しない構成に比較して、吸音板材10の第1方向D1の大きさを小さくすることができる。 Furthermore, by arranging the resonance tube section 40 inside the resonance cavity section 50, the size of the sound-absorbing board 10 in the first direction D1 can be reduced compared to a configuration in which the resonance tube section 40 is not arranged inside the resonance cavity section 50.
なお、本実施形態では、共振管部40の全てが共振空洞部50の内部に配置される構成について説明したが、共振管部40の一部のみが共振空洞部50の内部に配置される構成であってもよい。 In this embodiment, a configuration in which the entire resonant tube section 40 is disposed inside the resonant cavity section 50 has been described, but a configuration in which only a portion of the resonant tube section 40 is disposed inside the resonant cavity section 50 may also be used.
(第5実施形態)
次に、第5実施形態について、図19~図22を参照して説明する。本実施形態では、吸音板材10の大きさが第1実施形態と相違するとともに、共振管部40および共振空洞部50の位置関係が第1実施形態と相違している。これ以外は、第1実施形態と同様である。このため、本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について主に説明し、第1実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。
Fifth Embodiment
Next, a fifth embodiment will be described with reference to Figures 19 to 22. In this embodiment, the size of the sound-absorbing board 10 differs from that of the first embodiment, and the positional relationship between the resonance tube portion 40 and the resonance cavity portion 50 differs from that of the first embodiment. Other than this, the fifth embodiment is similar to the first embodiment. Therefore, in this embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described, and descriptions of similar portions to the first embodiment may be omitted.
図19および図20に示すように、本実施形態の吸音板材10は、第4実施形態と同様、第1方向D1の大きさが第1実施形態の吸音板材10に比較して小さくなっている。そして、図19および図20に示すように、本実施形態の共振空洞部50は、第4実施形態と同様、第1方向D1の大きさが第1実施形態の共振空洞部50に比較して僅かに大きくなっている。また、本実施形態の共振空洞部50は、図19~図21に示すように、共振空洞空間Scを囲む共振空洞面52のうち、第1方向D1の一方側が共振空洞空間Sc内に向かって突出して形成される空洞突部521を有する。 As shown in Figures 19 and 20, the sound-absorbing board 10 of this embodiment, like the fourth embodiment, has a smaller size in the first direction D1 than the sound-absorbing board 10 of the first embodiment. And as shown in Figures 19 and 20, the resonant cavity 50 of this embodiment, like the fourth embodiment, has a slightly larger size in the first direction D1 than the resonant cavity 50 of the first embodiment. Also, as shown in Figures 19 to 21, the resonant cavity 50 of this embodiment has a cavity protrusion 521 formed on one side in the first direction D1 of the resonant cavity surface 52 surrounding the resonant cavity space Sc that protrudes into the resonant cavity space Sc.
図21に示すように、空洞突部521は、内側から外側に向かって大きさが大きくなる四角を描くように屈曲して形成された渦巻形状に形成されている。そして、空洞突部521は、巻き数が共振管部40の巻き数と同じ構成となっている。すなわち、空洞突部521は、巻き数が3回の渦巻形状となっている。ただし、空洞突部521は、巻き方向が共振管部40の巻き方向に対して逆方向となっている。すなわち、空洞突部521および共振管部40は、互いの渦巻形状に沿う方向が逆向きとなっている。 As shown in Figure 21, the hollow protrusion 521 is formed in a spiral shape by bending like a square whose size increases from the inside to the outside. The hollow protrusion 521 has the same number of turns as the resonator tube section 40. In other words, the hollow protrusion 521 has a spiral shape with three turns. However, the winding direction of the hollow protrusion 521 is opposite to the winding direction of the resonator tube section 40. In other words, the hollow protrusion 521 and the resonator tube section 40 are wound in opposite directions along their respective spiral shapes.
また、空洞突部521は、ネック部30の管側連通部32を中心に、管側連通部32の周囲に形成される。換言すれば、空洞突部521は、第2方向D2および第3方向D3において共振管部40と重なる位置に形成されている。空洞突部521は、渦巻形状に沿う方向に直交する断面形状が略正方形状に形成されている。また、空洞突部521は、渦巻形状に沿う方向に直交する開口面積が一定となっている。 The hollow protrusion 521 is formed around the tube side communicating portion 32 of the neck portion 30, with the tube side communicating portion 32 at its center. In other words, the hollow protrusion 521 is formed at a position that overlaps with the resonator tube portion 40 in the second direction D2 and the third direction D3. The hollow protrusion 521 has a substantially square cross section perpendicular to the direction along the spiral shape. The hollow protrusion 521 also has a constant opening area perpendicular to the direction along the spiral shape.
そして、本実施形態の共振管部40は、第1方向D1の大きさが空洞突部521の第1方向D1の大きさより僅かに小さく、且つ、第2方向D2の大きさが空洞突部521の第2方向D2の大きさより僅かに小さく形成されている。そして、共振管部40は、渦巻形状の空洞突部521の隙間に配置されている。すなわち、本実施形態の共振管部40は、共振空洞空間Scに隣接して配置されており、一部が共振空洞部50に囲まれている。具体的には、共振管部40は、第1方向D1の一方側を除く部分が共振空洞部50に囲まれている。 The resonant tube section 40 of this embodiment is formed so that its size in the first direction D1 is slightly smaller than the size of the hollow protrusion 521 in the first direction D1, and its size in the second direction D2 is slightly smaller than the size of the hollow protrusion 521 in the second direction D2. The resonant tube section 40 is disposed in the gap between the spiral-shaped hollow protrusions 521. In other words, the resonant tube section 40 of this embodiment is disposed adjacent to the resonant cavity space Sc, and is partially surrounded by the resonant cavity 50. Specifically, the resonant tube section 40 is surrounded by the resonant cavity 50 except for one side in the first direction D1.
これにより、吸音板材10の共振管部40を形成する部位のうちの共振空洞部50に囲まれている部位と、吸音板材10の共振空洞部50を形成する部位のうちの共振管部40を囲む部位とを共有させることができる。 This allows the part of the sound-absorbing board 10 that forms the resonant tube section 40 to be surrounded by the resonant cavity 50, and the part of the sound-absorbing board 10 that forms the resonant cavity 50 to surround the resonant tube section 40 to be shared.
本実施形態の共振管部40は、第1管端部41がネック部30の管側連通部32に接続されることでネック部30に支持されている。 In this embodiment, the resonator tube section 40 is supported by the neck section 30 by connecting the first tube end section 41 to the tube-side connecting section 32 of the neck section 30.
以上のように形成される吸音部1は、音波が入射されると、共振管空間Sp内および共振空洞空間Sc内においてヘルムホルツ共鳴が発生することで、共振管空間Sp内の空気が共振管周波数で共振し、共振空洞空間Sc内の空気が共振空洞周波数で共振する。そして、吸音部1は、共振管共振周波数付近の周波数帯域の音の大きさを低減させるとともに、共振空洞周波数付近の周波数帯域の音の大きさを低減させる。 When sound waves are incident on the sound absorbing section 1 formed as described above, Helmholtz resonance occurs in the resonance tube space Sp and the resonance cavity space Sc, causing the air in the resonance tube space Sp to resonate at the resonance tube frequency and the air in the resonance cavity space Sc to resonate at the resonance cavity frequency. The sound absorbing section 1 then reduces the loudness of sound in the frequency band near the resonance tube resonance frequency, as well as the loudness of sound in the frequency band near the resonance cavity frequency.
ここで、本実施形態の共振空洞部50は、共振空洞空間Sc内に向かって突出して形成される空洞突部521を有する。このため、共振空洞空間Sc内に入射した音波は、共振空洞空間Sc内において、空洞突部521が形成されている部位と空洞突部521が形成されていない部位との間で様々な方向に反射する。すなわち、共振空洞空間Sc内に入射した音波は、共振空洞空間Sc内において乱反射する。すると、共振空洞空間Sc内において乱反射する音波によって、共振空洞空間Sc内の空気は、様々な周波数で共振する。 Here, the resonant cavity 50 of this embodiment has a cavity protrusion 521 that protrudes into the resonant cavity Sc. Therefore, sound waves that enter the resonant cavity Sc are reflected in various directions between the areas where the cavity protrusion 521 is formed and the areas where the cavity protrusion 521 is not formed. In other words, sound waves that enter the resonant cavity Sc are diffusely reflected within the resonant cavity Sc. The diffusely reflected sound waves within the resonant cavity Sc then cause the air within the resonant cavity Sc to resonate at various frequencies.
このため、吸音部1に対して音波が入射されて、共振空洞空間Sc内の空気が共振する際の空洞共振周波数は、共振空洞空間Sc内において音波が乱反射しない場合に比較して共振空洞周波数の周波数帯域が広帯域化する。したがって、音を吸音する部材を用いることなく吸音できるとともに、共振空洞部50が空洞突部521を有さない構成に比較して、低減させる音の周波数帯域を広帯域化することができる。 As a result, when sound waves are incident on the sound absorbing section 1 and the air in the resonant cavity space Sc resonates, the frequency band of the cavity resonance frequency is wider than when sound waves are not diffusely reflected in the resonant cavity space Sc. Therefore, sound can be absorbed without using sound-absorbing materials, and the frequency band of sound that is reduced can be wider than in a configuration in which the resonant cavity section 50 does not have the cavity protrusion 521.
また、共振管部40を渦巻形状の空洞突部521の隙間に配置することで、共振管部40を渦巻形状の空洞突部521の隙間に配置しない構成に比較して、吸音板材10の第1方向D1の大きさを小さくすることができる。また、吸音板材10の共振管部40を形成する部位一部を、吸音板材10の共振空洞部50を形成する部位の一部と共有させることができる。 Furthermore, by arranging the resonant tube section 40 in the gap between the spiral-shaped hollow protrusions 521, the size of the sound-absorbing board 10 in the first direction D1 can be reduced compared to a configuration in which the resonant tube section 40 is not arranged in the gap between the spiral-shaped hollow protrusions 521. Furthermore, part of the area forming the resonant tube section 40 of the sound-absorbing board 10 can be shared with part of the area forming the resonant cavity section 50 of the sound-absorbing board 10.
ここで、本実施形態の吸音部1の低減可能な音の周波数帯域と第1実施形態の吸音部1の低減可能な音の周波数帯域との違いを検証するためのシミュレーション結果を図22に示す。なお、図22に示す実線は、本実施形態の吸音部1の低減可能な音の周波数帯域および周波数毎の吸音率を示し、図22に示す破線は、第1実施形態の吸音部1の低減可能な音の周波数帯域および周波数毎の吸音率を示す。 Figure 22 shows the results of a simulation to verify the difference between the frequency band of sound that can be reduced by the sound absorbing section 1 of this embodiment and the frequency band of sound that can be reduced by the sound absorbing section 1 of the first embodiment. Note that the solid line in Figure 22 shows the frequency band of sound that can be reduced by the sound absorbing section 1 of this embodiment and the sound absorption coefficient for each frequency, and the dashed line in Figure 22 shows the frequency band of sound that can be reduced by the sound absorbing section 1 of the first embodiment and the sound absorption coefficient for each frequency.
図22に示すように、本実施形態の吸音部1は、第1実施形態の吸音部1に比較して、低減させる音の周波数帯域を広帯域化することができる。具体的には、本実施形態の吸音部1は、第1実施形態の吸音部1に比較して、吸音率が0.5以上となる周波数帯域を約37%拡大することができる。 As shown in Figure 22, the sound absorbing section 1 of this embodiment can reduce a wider frequency band of sound than the sound absorbing section 1 of the first embodiment. Specifically, the sound absorbing section 1 of this embodiment can expand the frequency band in which the sound absorption coefficient is 0.5 or higher by approximately 37% compared to the sound absorbing section 1 of the first embodiment.
このように、共振空洞部50が空洞突部521を有し、共振空洞空間Sc内に入射した音波を乱反射させる構成とすることで、吸音部1は、低減させる音の周波数帯域を広帯域化させることができる。 In this way, the resonant cavity 50 has a cavity protrusion 521, which diffusely reflects sound waves that enter the resonant cavity space Sc, allowing the sound absorbing unit 1 to reduce a wider frequency band of sound.
(第6実施形態)
次に、第6実施形態について、図23~図26を参照して説明する。本実施形態では、吸音板材10の構成が第1実施形態と相違するとともに、共振管部40および共振空洞部50の位置関係が第5実施形態と相違している。これ以外は、第5実施形態と同様である。このため、本実施形態では、第5実施形態と異なる部分について主に説明し、第5実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。
Sixth Embodiment
Next, a sixth embodiment will be described with reference to Figures 23 to 26. In this embodiment, the configuration of the sound-absorbing board 10 differs from that of the first embodiment, and the positional relationship between the resonance tube portion 40 and the resonance cavity portion 50 differs from that of the fifth embodiment. Other than this, the sixth embodiment is similar to the fifth embodiment. Therefore, in this embodiment, differences from the fifth embodiment will be mainly described, and descriptions of similar portions to the fifth embodiment may be omitted.
図23~図26に示すように、本実施形態の吸音板材10は、第1板材101、第2板材102および第3板材103を有する。吸音板材10は、第1板材101、第2板材102および第3板材103が積層されて形成されている。第1板材101は、第1方向D1の一方側に第1板面11を有する。第3板材103は、第1方向D1の他方側に第2板面12を有する。第2板材102は、第1板材101と第3板材103との間に配置される。 As shown in Figures 23 to 26, the sound-absorbing board 10 of this embodiment has a first board 101, a second board 102, and a third board 103. The sound-absorbing board 10 is formed by stacking the first board 101, the second board 102, and the third board 103. The first board 101 has a first board surface 11 on one side in the first direction D1. The third board 103 has a second board surface 12 on the other side in the first direction D1. The second board 102 is disposed between the first board 101 and the third board 103.
第1板材101は、略中央に第1方向D1に貫通してネック部30の一部が形成されている。第2板材102は、略中央に第1方向D1に貫通してネック部30の一部が形成されている。さらに、第2板材102は、第1方向D1の一方側に共振管部40が形成されており、第1方向D1の他方側に共振空洞部50の一部が形成されている。そして、第2板材102は、第1方向D1の他方側に、共振空洞空間Scを囲む共振空洞面52に対して第1方向D1の一方側に窪んで形成される空洞窪部522を有する。第3板材103は、第1方向D1の一方側に共振空洞部50の一部が形成されている。 The first plate member 101 has a portion of a neck portion 30 formed approximately at the center, penetrating in the first direction D1. The second plate member 102 has a portion of a neck portion 30 formed approximately at the center, penetrating in the first direction D1. Furthermore, the second plate member 102 has a resonant tube portion 40 formed on one side in the first direction D1, and a portion of a resonant cavity portion 50 formed on the other side in the first direction D1. The second plate member 102 also has a cavity recess 522 formed on the other side in the first direction D1, recessed toward one side in the first direction D1 with respect to the resonant cavity surface 52 surrounding the resonant cavity space Sc. The third plate member 103 has a portion of a resonant cavity portion 50 formed on one side in the first direction D1.
共振管部40は、例えば、第2板材102の第1方向D1の一方側を切削することで形成することができる。また、第2板材102に形成される共振空洞部50は、第2板材102の第1方向D1の他方側を切削することで形成することができる。そして、第3板材103に形成される共振空洞部50は、第3板材103の第1方向D1の一方側を切削することで形成することができる。本実施形態の共振空洞部50は、第2板材102と第3板材103とが組み合わされて形成される。 The resonant tube section 40 can be formed, for example, by cutting one side of the second plate member 102 in the first direction D1. The resonant cavity section 50 formed in the second plate member 102 can be formed by cutting the other side of the second plate member 102 in the first direction D1. The resonant cavity section 50 formed in the third plate member 103 can be formed by cutting one side of the third plate member 103 in the first direction D1. The resonant cavity section 50 in this embodiment is formed by combining the second plate member 102 and the third plate member 103.
図26に示すように、空洞窪部522は、内側から外側に向かって大きさが大きくなる四角を描くように屈曲して形成された渦巻形状に形成されている。そして、空洞窪部522は、巻き数が共振管部40の巻き数と同じ構成となっている。すなわち、空洞窪部522は、巻き数が3回の渦巻形状となっている。ただし、空洞窪部522は、巻き方向が共振管部40の巻き方向に対して逆方向となっている。すなわち、空洞窪部522および共振管部40は、互いの渦巻形状に沿う方向が逆向きとなっている。 As shown in Figure 26, the hollow recess 522 is formed in a spiral shape, bent like a square whose size increases from the inside to the outside. The hollow recess 522 has the same number of turns as the resonator tube section 40. In other words, the hollow recess 522 has a spiral shape with three turns. However, the winding direction of the hollow recess 522 is opposite to that of the resonator tube section 40. In other words, the hollow recess 522 and the resonator tube section 40 are wound in opposite directions along their spiral shapes.
また、空洞窪部522は、ネック部30の第1方向D1の他方側を中心に、ネック部30の周囲に形成される。空洞窪部522は、第2方向D2および第3方向D3において共振管部40と重ならない位置に形成されている。空洞窪部522は、渦巻形状に沿う方向に直交する断面形状が略正方形状に形成されている。また、空洞窪部522は、渦巻形状に沿う方向に直交する開口面積が一定となっている。 The hollow recess 522 is formed around the neck portion 30, centered on the other side of the neck portion 30 in the first direction D1. The hollow recess 522 is formed in a position that does not overlap with the resonator tube portion 40 in the second direction D2 and the third direction D3. The hollow recess 522 has a substantially square cross section perpendicular to the direction along the spiral shape. The hollow recess 522 has a constant opening area perpendicular to the direction along the spiral shape.
そして、本実施形態の共振管部40は、形成される位置が空洞窪部522と空洞窪部522との間となるように形成されている。 In this embodiment, the resonator tube section 40 is formed so that it is located between the hollow recesses 522.
以上のように形成される吸音部1は、音波が入射されると、共振管空間Sp内および共振空洞空間Sc内においてヘルムホルツ共鳴が発生することで、共振管空間Sp内の空気が共振管周波数で共振し、共振空洞空間Sc内の空気が共振空洞周波数で共振する。そして、吸音部1は、共振管共振周波数付近の周波数帯域の音の大きさを低減させるとともに、共振空洞周波数付近の周波数帯域の音の大きさを低減させる。 When sound waves are incident on the sound absorbing section 1 formed as described above, Helmholtz resonance occurs in the resonance tube space Sp and the resonance cavity space Sc, causing the air in the resonance tube space Sp to resonate at the resonance tube frequency and the air in the resonance cavity space Sc to resonate at the resonance cavity frequency. The sound absorbing section 1 then reduces the loudness of sound in the frequency band near the resonance tube resonance frequency, as well as the loudness of sound in the frequency band near the resonance cavity frequency.
ここで、本実施形態の共振空洞部50は、共振空洞面52に対して窪んで形成される空洞窪部522を有する。このため、共振空洞空間Sc内に入射した音波は、共振空洞空間Sc内において、空洞窪部522が形成されている部位と空洞窪部522が形成されていない部位との間で様々な方向に反射する。すなわち、共振空洞空間Sc内に入射した音波は、共振空洞空間Sc内において乱反射する。すると、共振空洞空間Sc内の空気は、共振空洞空間Sc内において乱反射する音波によって、様々な周波数で共振する。 Here, the resonant cavity 50 of this embodiment has a hollow recess 522 formed by being recessed relative to the resonant cavity surface 52. Therefore, sound waves incident on the resonant cavity Sc are reflected in various directions between the areas of the resonant cavity Sc where the hollow recess 522 is formed and the areas where the hollow recess 522 is not formed. In other words, sound waves incident on the resonant cavity Sc are diffusely reflected within the resonant cavity Sc. As a result, the air within the resonant cavity Sc resonates at various frequencies due to the sound waves diffusely reflected within the resonant cavity Sc.
このため、吸音部1に対して音波が入射されて、共振空洞空間Sc内の空気が共振する際の空洞共振周波数は、共振空洞空間Sc内において音波が乱反射しない場合に比較して共振空洞周波数の周波数帯域が広帯域化する。したがって、音を吸音する部材を用いることなく吸音できるとともに、共振空洞部50が空洞突部521を有さない構成に比較して、低減させる音の周波数帯域を広帯域化することができる。 As a result, when sound waves are incident on the sound absorbing section 1 and the air in the resonant cavity space Sc resonates, the frequency band of the cavity resonance frequency is wider than when sound waves are not diffusely reflected in the resonant cavity space Sc. Therefore, sound can be absorbed without using sound-absorbing materials, and the frequency band of sound that is reduced can be wider than in a configuration in which the resonant cavity section 50 does not have the cavity protrusion 521.
また、本実施形態の吸音板材10は、第1板材101、第2板材102および第3板材103が積層されて形成されている。そして、共振管部40は、第2板材102の一方側に形成されている。また、共振空洞部50は、第2板材102の第1方向D1の他方側と、第3板材103の第1方向D1の一方側に形成されている。 In addition, the sound-absorbing board 10 of this embodiment is formed by laminating a first board 101, a second board 102, and a third board 103. The resonant tube section 40 is formed on one side of the second board 102. The resonant cavity section 50 is formed on the other side of the second board 102 in the first direction D1 and on one side of the third board 103 in the first direction D1.
このように、吸音板材10を積層構造とし、共振管部40および共振空洞部50を板材における第1方向D1の一方側または他方側に形成する構成とすることで、共振管部40および共振空洞部50を形成し易くできる。 In this way, by forming the sound-absorbing board 10 in a laminated structure and configuring the resonant tube section 40 and resonant cavity section 50 on one side or the other of the board in the first direction D1, it is possible to easily form the resonant tube section 40 and resonant cavity section 50.
(第7実施形態)
次に、第7実施形態について、図27を参照して説明する。本実施形態では、吸音板材10の形状が第1実施形態と相違するとともに、共振管部40および共振空洞部50の位置関係が第1実施形態と相違している。これ以外は、第1実施形態と同様である。このため、本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について主に説明し、第1実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。
Seventh Embodiment
Next, a seventh embodiment will be described with reference to Fig. 27. In this embodiment, the shape of the sound-absorbing board 10 differs from that of the first embodiment, and the positional relationship between the resonance tube portion 40 and the resonance cavity portion 50 differs from that of the first embodiment. Other than this, the seventh embodiment is similar to the first embodiment. Therefore, in this embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described, and descriptions of similar portions to the first embodiment may be omitted.
図27に示すように、本実施形態の吸音板材10は、第1方向D1に沿う方向から視た形状が長方形状であって、第3方向D3の大きさに比較して、第2方向D2の大きさが大きくなっている。また、本実施形態の吸音板材10は、第3方向D3の大きさが第1実施形態の吸音板材10の第3方向D3の大きさと同じ大きさであって、且つ、第1方向D1の大きさが第1実施形態の吸音板材10の第1方向D1の大きさに比較して小さくなっている。また、本実施形態の吸音板材10は、第2方向D2の大きさが第1実施形態の吸音板材10の第2方向D2の大きさに比較して大きくなっている。具体的には、本実施形態の吸音板材10は、第2方向D2の大きさが第1実施形態の吸音板材10の第2方向D2の大きさに比較して約2倍の大きさになっている。 As shown in FIG. 27 , the sound-absorbing board 10 of this embodiment has a rectangular shape when viewed from a direction along the first direction D1, and is larger in the second direction D2 than in the third direction D3. Furthermore, the size of the sound-absorbing board 10 of this embodiment in the third direction D3 is the same as the size of the sound-absorbing board 10 of the first embodiment in the third direction D3, and is smaller in the first direction D1 than the size of the sound-absorbing board 10 of the first embodiment in the first direction D1. Furthermore, the size of the sound-absorbing board 10 of this embodiment in the second direction D2 is larger than the size of the sound-absorbing board 10 of the first embodiment in the second direction D2. Specifically, the size of the sound-absorbing board 10 of this embodiment in the second direction D2 is approximately twice the size of the sound-absorbing board 10 of the first embodiment in the second direction D2.
以下、吸音板材10を第2方向D2に2等分した場合における第2方向D2の一方側を第1吸音板材110、第2方向D2の他方側を第2吸音板材120とする。 Hereinafter, when the sound-absorbing board 10 is divided into two equal parts in the second direction D2, one side in the second direction D2 will be referred to as the first sound-absorbing board 110, and the other side in the second direction D2 will be referred to as the second sound-absorbing board 120.
第1吸音板材110には、吸音開口部21、ネック部30および共振管部40が形成されている。第2吸音板材120には、共振空洞部50が形成されている。 The first sound-absorbing board 110 has a sound-absorbing opening 21, a neck portion 30, and a resonant tube portion 40. The second sound-absorbing board 120 has a resonant cavity portion 50.
本実施形態の共振管部40は、巻き数が1回の渦巻形状となっており、渦巻形状の外側の端部が共振空洞部50に連なっている。すなわち、本実施形態の共振管部40は、第2管端部42が共振空洞部50の空洞入口部51に接続されている。 The resonant tube section 40 of this embodiment has a spiral shape with one turn, and the outer end of the spiral shape is connected to the resonant cavity section 50. That is, the second tube end section 42 of the resonant tube section 40 of this embodiment is connected to the cavity inlet section 51 of the resonant cavity section 50.
そして、共振管部40および共振空洞部50は、吸音板材10の板厚方向である第1方向D1とは異なる方向において並んで形成されている。具体的には、共振管部40および共振空洞部50は、第2方向D2の大きさに比較して第3方向D3の大きさが大きい吸音板材10において、大きさが大きい側である第3方向D3に並んで形成されている。 The resonance tube section 40 and the resonance cavity section 50 are formed side by side in a direction different from the first direction D1, which is the thickness direction of the sound-absorbing board 10. Specifically, the resonance tube section 40 and the resonance cavity section 50 are formed side by side in the third direction D3, which is the larger side of the sound-absorbing board 10, whose size in the third direction D3 is larger than its size in the second direction D2.
このように、共振管部40および共振空洞部50が第1方向D1とは異なる方向において並んで形成される本実施形態によれば、吸音板材10の板厚方向に沿う方向である第1方向D1の大きさを小さくすることができる。 In this manner, according to this embodiment, in which the resonant tube section 40 and the resonant cavity section 50 are formed side by side in a direction different from the first direction D1, the size in the first direction D1, which is the direction along the thickness direction of the sound-absorbing board 10, can be reduced.
(第8実施形態)
次に、第8実施形態について、図28を参照して説明する。本実施形態では、吸音板材10の形状が第1実施形態と相違するとともに、共振管部40および共振空洞部50の形状が第1実施形態と相違している。これ以外は、第1実施形態と同様である。このため、本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について主に説明し、第1実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。
Eighth Embodiment
Next, an eighth embodiment will be described with reference to Fig. 28. In this embodiment, the shape of the sound-absorbing board 10 differs from that of the first embodiment, and the shapes of the resonance tube portion 40 and the resonance cavity portion 50 differ from those of the first embodiment. Other than this, the eighth embodiment is similar to the first embodiment. Therefore, in this embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described, and descriptions of similar portions to the first embodiment may be omitted.
図28に示すように、本実施形態の吸音構造体Stは、3つの吸音部1が連結されて構成されている。また、本実施形態の吸音板材10は、第1方向D1に沿う方向から視た形状が正六角形状の板状に形成されている。すなわち、吸音板材10は、板面に直交する方向視が略正六角形状であって、第2方向D2および第3方向D3それぞれの大きさに比較して第1方向D1の大きさが小さい正六角柱形状となっている。 As shown in Figure 28, the sound-absorbing structure St of this embodiment is composed of three sound-absorbing sections 1 connected together. Furthermore, the sound-absorbing board material 10 of this embodiment is formed into a plate shape that has a regular hexagonal shape when viewed from a direction along the first direction D1. That is, the sound-absorbing board material 10 has a substantially regular hexagonal shape when viewed from a direction perpendicular to the board surface, and is a regular hexagonal prism shape whose size in the first direction D1 is smaller than its size in the second direction D2 and the third direction D3.
そして、図28に示すように、3つの吸音部1が連結されて構成される本実施形態の吸音構造体Stは、吸音部1の正六角柱形状の外殻を形成する6つの吸音側面13のうち、互いに隣り合うそれぞれの吸音板材10の吸音側面13が隙間なく連結されている。 As shown in Figure 28, the sound absorbing structure St of this embodiment is constructed by connecting three sound absorbing sections 1, and of the six sound absorbing side surfaces 13 that form the outer shell of the regular hexagonal prism shape of the sound absorbing section 1, the sound absorbing side surfaces 13 of adjacent sound absorbing boards 10 are connected without any gaps.
本実施形態の共振管部40は、巻き数が1回の渦巻形状となっている。また、本実施形態の共振空洞部50は、第1方向D1に沿う方向から視た形状が正六角形状に形成されている。具体的には、共振空洞部50は、第2方向D2および第3方向D3の大きさが略等しく、第1方向D1に沿う方向から視た形状が略六角形である六角柱形状に形成されている。 The resonant tube 40 of this embodiment has a spiral shape with one turn. Furthermore, the resonant cavity 50 of this embodiment is formed in a regular hexagonal shape when viewed from the direction along the first direction D1. Specifically, the resonant cavity 50 has approximately equal sizes in the second direction D2 and the third direction D3, and is formed in a hexagonal prism shape that is approximately hexagonal when viewed from the direction along the first direction D1.
また、共振空洞部50は、第1方向D1の大きさが共振管部40の第1方向D1の大きさと略同じ大きで形成されている。また、共振空洞部50は、第2方向D2の大きさが共振管部40の第2方向D2の大きさより大きく、第3方向D3の大きさが共振管部40の第3方向D3の大きさより大きく形成されている。 The resonant cavity 50 is formed so that its size in the first direction D1 is approximately the same as the size of the resonant tube 40 in the first direction D1. The resonant cavity 50 is also formed so that its size in the second direction D2 is larger than the size of the resonant tube 40 in the second direction D2, and its size in the third direction D3 is larger than the size of the resonant tube 40 in the third direction D3.
その他の構成は、第1実施形態と同様である。本実施形態の吸音部1は、第1実施形態と同様または均等となる構成から奏される作用効果を第1実施形態と同様に得ることができる。 Other configurations are the same as those of the first embodiment. The sound absorbing unit 1 of this embodiment can obtain the same effects as those of the first embodiment, which are achieved by a configuration similar to or equivalent to that of the first embodiment.
(第9実施形態)
次に、第9実施形態について、図29を参照して説明する。本実施形態では、共振管部40の形状が第8実施形態と相違している。これ以外は、第8実施形態と同様である。このため、本実施形態では、第8実施形態と異なる部分について主に説明し、第1実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。
Ninth Embodiment
Next, a ninth embodiment will be described with reference to Fig. 29. In this embodiment, the shape of the resonance tube portion 40 differs from that of the eighth embodiment. Other than this, the ninth embodiment is similar to the eighth embodiment. Therefore, in this embodiment, differences from the eighth embodiment will be mainly described, and descriptions of similarities with the first embodiment may be omitted.
図29に示すように、3つの吸音部1が連結されて構成される本実施形態の吸音構造体Stは、3つの吸音部1それぞれの吸音板材10に形成される共振管部40それぞれの経路が延びる方向の長さが互いに異なっている。ただし、3つの吸音部1が連結されて構成される本実施形態の吸音構造体Stは、3つの吸音部1それぞれの吸音板材10に形成される共振空洞部50それぞれの形状が互いに等しくなっている。また、本実施形態の共振管部40は、第1方向D1の大きさが、第8実施形態の共振管部40の第1方向D1の大きさに比較して小さくなっている。そして、本実施形態の共振空洞部50は、第1方向D1の大きさが、第8実施形態の共振空洞部50の第1方向D1の大きさに比較して小さくなっている。 As shown in FIG. 29 , the sound absorbing structure St of this embodiment, which is formed by connecting three sound absorbing parts 1, has resonance tubes 40 formed in the sound absorbing boards 10 of the three sound absorbing parts 1, each with a different length in the direction in which the path extends. However, in the sound absorbing structure St of this embodiment, which is formed by connecting three sound absorbing parts 1, the resonance cavities 50 formed in the sound absorbing boards 10 of the three sound absorbing parts 1 have the same shape. Furthermore, the resonance tubes 40 of this embodiment have a smaller size in the first direction D1 than the resonance tubes 40 of the eighth embodiment. The resonance cavities 50 of this embodiment have a smaller size in the first direction D1 than the resonance cavities 50 of the eighth embodiment.
このように複数の共振管部40における経路が延びる方向の長さが互い異なる構成とすることで、共振管部40における経路が延びる方向の長さが一定である構成に比較して、低減させる音の周波数帯域を調整し易い。 By configuring the resonant tube sections 40 in this way so that the lengths of the paths in the direction of extension are different from one another, it is easier to adjust the frequency band of the sound to be reduced compared to a configuration in which the lengths of the paths in the direction of extension of the resonant tube sections 40 are constant.
その他の構成は、第1実施形態と同様である。本実施形態の吸音部1は、第1実施形態と同様または均等となる構成から奏される作用効果を第1実施形態と同様に得ることができる。 Other configurations are the same as those of the first embodiment. The sound absorbing unit 1 of this embodiment can obtain the same effects as those of the first embodiment, which are achieved by a configuration similar to or equivalent to that of the first embodiment.
(第9実施形態の第1の変形例)
上述の第9実施形態では、複数の吸音部1それぞれの吸音板材10に形成される共振管部40それぞれの経路が延びる方向の長さが互い異なる構成について説明したが、これに限定されない。
(First Modification of the Ninth Embodiment)
In the above-described ninth embodiment, a configuration has been described in which the lengths of the respective paths of the resonant tube sections 40 formed on the sound-absorbing board material 10 of each of the plurality of sound absorbing sections 1 are different from one another, but the present invention is not limited to this.
例えば、複数の吸音部1それぞれの吸音板材10に形成される共振管部40それぞれの経路が延びる方向の開口面積が互い異なる構成であってもよい。または、複数の吸音部1それぞれの吸音板材10に形成される共振管部40は、それぞれの経路が延びる方向の長さが互いに異なるとともに、経路が延びる方向の開口面積が互い異なる構成であってもよい。 For example, the resonant tube sections 40 formed on the sound-absorbing board material 10 of each of the multiple sound absorbing units 1 may have different opening areas in the direction in which the path extends. Alternatively, the resonant tube sections 40 formed on the sound-absorbing board material 10 of each of the multiple sound absorbing units 1 may have different lengths in the direction in which the path extends, and different opening areas in the direction in which the path extends.
(第9実施形態の第2の変形例)
上述の第9実施形態では、3つの吸音部1それぞれの吸音板材10に形成される共振空洞部50それぞれの形状が互いに等しくなっている。例について説明したが、これに限定されない。
(Second Modification of the Ninth Embodiment)
In the above-described ninth embodiment, the resonant cavities 50 formed in the sound-absorbing boards 10 of the three sound-absorbing units 1 are identical in shape to each other. However, the present invention is not limited to this.
例えば、3つの吸音部1それぞれの吸音板材10に形成される共振空洞部50それぞれの第1方向D1の大きさが互いに異なるなど、形状が互いに異なっていてもよい。 For example, the resonant cavities 50 formed in the sound-absorbing board material 10 of each of the three sound-absorbing sections 1 may have different shapes, such as different sizes in the first direction D1.
(第10実施形態)
次に、第10実施形態について、図30を参照して説明する。本実施形態では、吸音板材10の形状が第1実施形態と相違するとともに、共振管部40および共振空洞部50の形状が第1実施形態と相違している。これ以外は、第1実施形態と同様である。このため、本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について主に説明し、第1実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。
Tenth Embodiment
Next, a tenth embodiment will be described with reference to Fig. 30. In this embodiment, the shape of the sound-absorbing board 10 differs from that of the first embodiment, and the shapes of the resonance tube portion 40 and the resonance cavity portion 50 also differ from those of the first embodiment. Other than this, the tenth embodiment is similar to the first embodiment. Therefore, in this embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described, and descriptions of similar portions to the first embodiment may be omitted.
図30に示すように、本実施形態の吸音構造体Stは、3つの吸音部1が連結されて構成されている。また、本実施形態の吸音板材10は、第1方向D1に沿う方向から視た形状が正三角形状の板状に形成されている。すなわち、吸音板材10は、板面に直交する方向視が略正三角形状となっている。 As shown in Figure 30, the sound-absorbing structure St of this embodiment is composed of three connected sound-absorbing sections 1. Furthermore, the sound-absorbing board material 10 of this embodiment is formed into a plate shape that has an equilateral triangular shape when viewed from a direction along the first direction D1. In other words, the sound-absorbing board material 10 has a substantially equilateral triangular shape when viewed from a direction perpendicular to the board surface.
そして、複数の吸音部1が連結されて構成される本実施形態の吸音構造体Stは、正三角柱形状の外殻を形成する3つの吸音側面13のうち、互いに隣り合うそれぞれの吸音板材10の吸音側面13の一部が連結されている。そして、3つの吸音部1が連結されて構成される本実施形態の吸音構造体Stは、それぞれの吸音板材10の板厚方向である第1方向D1が互いに交差しないように吸音板材10が連結される。 The sound absorbing structure St of this embodiment, which is constructed by connecting multiple sound absorbing sections 1, has three sound absorbing side surfaces 13 that form the outer shell of a regular triangular prism shape, and of these, portions of the sound absorbing side surfaces 13 of adjacent sound absorbing boards 10 are connected. In the sound absorbing structure St of this embodiment, which is constructed by connecting three sound absorbing sections 1, the sound absorbing boards 10 are connected so that the first direction D1, which is the thickness direction of each sound absorbing board 10, does not intersect with each other.
本実施形態の吸音構造体Stは、互いに隣り合うそれぞれの吸音板材10の吸音側面13を構成する1つの辺同士が連結されるとともに、互いに隣り合う吸音板材10の吸音側面13の隙間に接着剤Gが充填されて、この接着剤Gによって連結されている。 In the sound-absorbing structure St of this embodiment, one side constituting the sound-absorbing side surface 13 of each of the adjacent sound-absorbing boards 10 is connected to the other, and adhesive G is filled into the gap between the sound-absorbing side surfaces 13 of the adjacent sound-absorbing boards 10, connecting them together with this adhesive G.
本実施形態の共振管部40は、巻き数が1回の渦巻形状となっている。また、本実施形態の共振空洞部50は、第1方向D1に沿う方向から視た形状が三角形状に形成されている。具体的には、共振空洞部50は、第1方向D1に沿う方向から視た三角形の外殻を形成する3つの辺の長さが略等しく、第1方向D1に沿う方向から視た形状が略正三角形である三角柱形状に形成されている。 The resonant tube 40 of this embodiment has a spiral shape with one turn. Furthermore, the resonant cavity 50 of this embodiment is formed in a triangular shape when viewed along the first direction D1. Specifically, the resonant cavity 50 is formed in a triangular prism shape in which the three sides forming the outer shell of the triangle when viewed along the first direction D1 are of approximately equal lengths, and the shape when viewed along the first direction D1 is approximately an equilateral triangle.
その他の構成は、第1実施形態と同様である。本実施形態の吸音部1は、第1実施形態と同様または均等となる構成から奏される作用効果を第1実施形態と同様に得ることができる。 Other configurations are the same as those of the first embodiment. The sound absorbing unit 1 of this embodiment can obtain the same effects as those of the first embodiment, which are achieved by a configuration similar to or equivalent to that of the first embodiment.
それぞれの吸音板材10の板厚方向が互いに交差しないように複数の吸音板材10が連結される本実施形態の吸音構造体Stによれば、吸音構造体Stを屈曲させた形状とすることができる。このため、吸音構造体Stを取り付ける対象物が平面形状でなく屈曲した形状であっても、当該対象物の形状に対応させて吸音構造体Stを形成することができる。 The sound-absorbing structure St of this embodiment, in which multiple sound-absorbing boards 10 are connected so that the thickness directions of the individual sound-absorbing boards 10 do not intersect with each other, allows the sound-absorbing structure St to have a curved shape. Therefore, even if the object to which the sound-absorbing structure St is attached has a curved shape rather than a flat shape, the sound-absorbing structure St can be formed to correspond to the shape of the object.
(他の実施形態)
以上、本開示の代表的な実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。
(Other embodiments)
Representative embodiments of the present disclosure have been described above, but the present disclosure is not limited to the above-described embodiments and can be modified in various ways, for example, as follows.
上述の実施形態では、吸音部1が1つの共振管部40および1つの共振空洞部50を有する例について説明したが、これに限定されない。 In the above embodiment, an example was described in which the sound absorbing unit 1 has one resonant tube unit 40 and one resonant cavity unit 50, but this is not limited to this.
例えば、吸音部1は、複数の共振管部40および複数の共振空洞部50を有する構成であってもよい。 For example, the sound absorbing section 1 may be configured to have multiple resonant tube sections 40 and multiple resonant cavities 50.
上述の実施形態では、吸音構造体Stが複数の吸音部1が連結されて構成されている例について説明したが、これに限定されない。 In the above embodiment, an example was described in which the sound absorbing structure St is composed of multiple sound absorbing sections 1 connected together, but this is not limited to this.
吸音構造体Stは、1つの吸音部1のみによって構成されていてもよい。 The sound-absorbing structure St may be composed of only one sound-absorbing part 1.
上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。 It goes without saying that in the above-described embodiments, the elements constituting the embodiments are not necessarily essential unless they are specifically stated as essential or are clearly considered essential in principle.
上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。 In the above-described embodiments, when numerical values such as the number, values, amounts, ranges, etc. of components of the embodiments are mentioned, they are not limited to those specific numbers unless expressly stated as essential or unless they are clearly limited to a specific number in principle.
上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。 In the above-described embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of components, etc., there is no limitation to those shapes, positional relationships, etc., unless otherwise specified or in principle limited to specific shapes, positional relationships, etc.
10 吸音板材
20 共振部
21 吸音開口部
30 ネック部
40 共振管部
50 共振空洞部
S 共振空間
Sc 共振空洞空間
Sp 共振管空間
10: Sound-absorbing plate material 20: Resonating portion 21: Sound-absorbing opening 30: Neck portion 40: Resonating tube portion 50: Resonating cavity portion S: Resonating space Sc: Resonating cavity space Sp: Resonating tube space
Claims (13)
外殻を形成する板状の吸音板材(10)と、
前記吸音板材の外部に連通する吸音開口部(21)と、前記吸音開口部に連通し、前記吸音板材の内部に中空形状に形成される共振空間(S)と、を有する共振部(20)と、を備え、
前記共振部は、
前記吸音開口部を有し、前記吸音板材の内部に向かって延びるネック部(30)と、
前記共振空間の一部であって、一方側の端部が前記ネック部に連通し、前記吸音板材の内部に向かって中空管状に延びる共振管空間(Sp)を形成する共振管部(40)と、
前記共振空間の一部であって、前記ネック部および前記共振管部のうちの少なくとも一方に連通し、前記吸音板材の内部において拡がる共振空洞空間(Sc)を形成する共振空洞部(50)と、を含む吸音構造体。 A sound absorbing structure,
A plate-shaped sound-absorbing board material (10) that forms an outer shell;
a resonance section (20) having a sound-absorbing opening (21) communicating with the outside of the sound-absorbing board material, and a resonance space (S) communicating with the sound-absorbing opening and formed in a hollow shape inside the sound-absorbing board material,
The resonator unit is
a neck portion (30) having the sound-absorbing opening and extending toward the inside of the sound-absorbing board;
a resonance tube portion (40) that is a part of the resonance space, one end of which is connected to the neck portion and forms a resonance tube space (Sp) that extends in a hollow tubular shape toward the inside of the sound-absorbing board;
a resonance cavity portion (50) that is a part of the resonance space and communicates with at least one of the neck portion and the resonance tube portion, and forms a resonance cavity space (Sc) that expands inside the sound-absorbing board material.
前記共振空洞面は、前記共振空洞面に対して窪んで形成される空洞窪部(522)および前記共振空洞空間に向かって突出する空洞突部(521)のうちの少なくとも一方を有する請求項1に記載の吸音構造体。 The resonant cavity portion has a resonant cavity surface (52) that surrounds the resonant cavity space,
2. The sound-absorbing structure according to claim 1, wherein the resonant cavity surface has at least one of a cavity recess (522) formed recessed relative to the resonant cavity surface and a cavity protrusion (521) protruding toward the resonant cavity space.
複数の前記吸音部は、複数の前記吸音板材それぞれの前記吸音側面が隙間なく連結されている請求項9に記載の吸音構造体。 The sound-absorbing board has a sound-absorbing side surface (13) that forms an outer shell of the sound-absorbing board and extends in a plane in a direction different from the direction along the board thickness direction of the sound-absorbing board,
The sound absorbing structure according to claim 9 , wherein the sound absorbing portions are formed by connecting the sound absorbing side surfaces of the sound absorbing boards together without any gaps.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2024019481A JP2025123797A (en) | 2024-02-13 | 2024-02-13 | sound-absorbing structure |
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Publications (1)
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