JP2008058389A - 消音装置、電子機器および消音特性の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小型かつ安価な構造でファン騒音を効果的に低減する消音装置と、電子機器と、その消音特性を簡易に調整できる方法を提供する。
【解決手段】消音装置は冷却ダクトを利用して動作騒音を低減させる構成であり、冷却ダクトの一部に、冷却ファンの吸気面５６と略平行になるような反射板５７ａと壁部材で構成される空気室５９ａとを設け、その部材と空気室とでヘルムホルツ型共鳴器、板状吸音器、膜状吸音器、あるいはそれらの組合せで構成される消音器を形成し、その吸音部を反射板上に設定することにより、ファン騒音の入射効率を高めて吸音率を向上させ、吸気面５６と、反射板５７ａとの間の距離を、ファン騒音の放射パワーが進行波として吸音面に沿って遠方へ伝わらず、音源近傍に局在するモードを構成するニアフィールド内に設定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、冷却ファンと冷却ダクトを有する機器に用いる消音装置に関し、特に液晶プロジェクター装置などの投射型表示装置で使用される冷却ファンの騒音を効果的に抑制する消音装置、消音装置を備えた電子機器およびその消音特性を効果的に制御する方法に関するものである。

現在、画像表示素子上に生成された画像をスクリーン上に拡大投写する投写型表示装置が、業務用としてのみでなく一般家庭用としても広く普及している。かかる投写型表示装置のうち、画像表示素子に液晶パネルを用いた液晶プロジェクターは、次のようにしてスクリーン上に画像を表示する。

光源から出射された白色光は、リフレクタによって反射された後に偏光変換を受け、さらにＲ／Ｂ／Ｇの各色光に分離される。分離された各色光は、対応する各液晶パネルに入射し、その液晶パネルによって、ビデオ信号に従った光変調を受ける。光変調された各色光は、色合成プリズムにおいて合成され、投写光学系を介してスクリーンに投写される。

この場合、ＴＮ（Tｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａtｉｃ）液晶パネルは、特定の直線偏光成分しか扱えないため、入射側偏光板において各色光の偏光方向が所定の偏光方向（例えばＰ偏光）に揃えられる。その後、液晶パネルによって光変調された光は、出射側偏光板によってＰ偏光成分がカットされ、Ｓ偏光成分のみが抽出される。

このような構成の光変調部では、液晶パネルの前後に配置され、その液晶パネルと共に液晶ユニットを構成している入射側偏光板および出射側偏光板は、各々１軸方向の偏光光のみを通過させ他の偏光光を遮蔽する。このため、入射側偏光板および出射側偏光板は吸光により発熱し易い。また、液晶パネルの各画素境界にあるブラックマトリクスにおいても透過光が遮光されるので、液晶パネルもその動作時に発熱を伴う。

これら液晶パネルや偏光板には有機材料が用いられることが多い。そのため、長時間にわたって波長の短い光が照射されたり、高温に曝されたりすると、パネル配向膜がダメージを受けたり、偏光選択特性が低下したりするなど、その機能が著しく損なわれてしまう。そこで、これらの光変調部には強制空冷等による熱対策が必要となる。

図２３(ａ)に一般的な液晶プロジェクター１ａの外観を、同図２３（ｂ）に液晶プロジェクター１ａの内部構造を示す。また、図２４に液晶プロジェクター１ａの内部構成例を模式的に示す。

主に図２４に示すように、液晶プロジェクター１ａの筐体内には、光変調部２ａを強制空冷するための第１のシロッコファン３と第１の冷却ダクト４、およびランプバルブ５を強制空冷するための第２のシロッコファン６と第２の冷却ダクト７とが実装されている。さらに、高温になった筐体内の空気を外部へ排気するための不図示の排気ファンが用意されることもある。この他にも、電源ユニット９を冷却するためのファンなどが必要に応じて用意される場合もある。

ここで、一般的な液晶プロジェクターの光変調部の冷却構造について、図２５および図２６を用いて説明する。図２５(ａ)は、図２３(ｂ)における液晶プロジェクターの光学エンジン部分を抽出したものであり、図２５(ｂ)は、このうち光変調部２ａの冷却系を分解表示したものである。図２５(ｂ)において、光変調部２ａの冷却部は、第１のシロッコファン３と、第１の冷却ダクト４から構成されており、図２６の断面図に示すように、第１のシロッコファン３からの冷却風１６を、第１の冷却ダクト４に用意されたダクト排気口１２を介して、光変調部２ａの下端からＲ／Ｂ／Ｇの各液晶ユニット（入射側偏光板１３／液晶パネル１４／出射側偏光板１５）に通気して強制空冷を行っている。

近年、液晶プロジェクターに対する小型・高輝度化の要求はますます高まっている。かかる要求に応えるべく、ランプ出力の増加と表示デバイスの小型化が促進され、その結果、画像表示素子（液晶ユニット)へ入射する光の光束密度が増加し、デバイスの熱負荷は上昇の一途をたどっている。

例えば、２０００ｌｍクラスの液晶プロジェクターでは、液晶ユニットの総発熱量は１５Ｗ前後、出射側偏光板の熱流束は０．６Ｗ／ｃｍ² 程度である。しかし、５０００ｌｍクラスになると、液晶ユニットの総発熱量は３５Ｗ以上、出射側偏光板の熱流束は１．４Ｗ／ｃｍ² 以上に達する。

冷却に強制空冷方式を採用する場合、ファン送風量を増加させて発熱体周りの風速を高め、熱伝達効率を上げて冷却性能を改善することで、増大する熱負荷に対処することが行われる。

このとき、ファン回転数を上げて送風量の増加を図ると、動作騒音の悪化を招く。そこで、大型のファンを低回転で使用することにより静音化を図ったり、消音効果の高い通風ダクトを採用して静音化を図ったりしている。

図２７に、吸音ダクト型消音器の従来例を示す。この吸音ダクト型消音器１７は、長手方向の一端にファン１８が設けられた通風ダクト１９ａと、ダクト内面に内張りされたグラスウールなどの多孔質吸音材料２０ａとを有する。通風ダクト１９ａ内を伝播する音は、媒質（多孔質吸音材料２０ａ）に入射し、繊維質内での空気振動の粘性減衰と、繊維運動による音エネルギーから熱エネルギーへの変換とによって減衰する。

図２８に、吸音エルボ型消音器の従来例を示す。この吸音エルボ型消音器２２は、一端にファン１８が設けられた屈曲ダクト２３と、屈曲ダクト２３の内側に内張りされた多孔質吸音材料２０ｂとを有する。この種の消音器では、屈曲ダクト２３の屈曲部における入射波と反射波との位相干渉による減音効果と、屈曲部において拡散された音の多孔質吸音材料による減音効果との双方が得られる。特許文献１（特開２００１−６８８８２号公報）には、上述の吸音エルボ型消音器を備えたプロジェクター装置が開示されている。具体的には、内面に多孔質吸音材が内張りされた屈曲型の吸気ダクトおよび排気ダクトを備えたプロジェクター装置が開示されている。

図２９に、アクティブ型消音器の従来例を示す。このアクティブ型消音器２４は、検出用マイクロフォン２５と、コントローラ２６と、増幅器２７と、スピーカ２８と、誤差マイクロフォン２９とを有する。検出用マイクロフォン２５は、通風ダクト１９ｂ内の騒音に応じた信号を出力し、コントローラ２６は、検出用マイクロフォン２５から出力された信号を分析し、その信号と逆位相の信号を作り出す。増幅器２７は、コントローラ２６によって生成された信号を増幅し、スピーカ２８は、増幅器２７によって増幅された信号に応じた音を発生する。誤差マイクロフォン２９は、ダクト内の騒音（音波）とスピーカから発せられた音（音波）とが互いに打ち消し合っているかを確認し、結果をコントローラ２６へフィードバックさせる。上記の説明から明らかなように、この種の消音器では、２次音源による音波干渉を利用して騒音を減衰させている。特許文献２（特開平６−２８２２７８号公報）には、同種の消音装置、すなわちダクト内で発生した定在波の騒音を消去する能動型消音装置の例が開示されている。

またヘルムホルツ型共鳴器を利用した共鳴型消音器を用いて消音を図った例もいくつか報告されている。特許文献３（特開２００１−９２４６８号公報）には、遮音壁の設計方法および遮音壁が開示されている。遮音壁は、互いに間隔をおいて対向する平板状の１対の主壁部と、両主壁部の外周を結合し両主壁部の間で内部空間を形成する副壁とで遮音壁本体が構成され、両主壁部の間に実質的に均等な間隔をおいて両主壁部を貫通し空気通路を形成する筒部が設けられている。筒部には空気通路と内部空間とを連通させる連通穴が設けられている。この遮音壁を設計するのに際し、連通穴と空気通路の背後空間とにより形成されるヘルムホルツ共鳴器における音の減衰作用を高めるように、内部空間体積および空気通路数を騒音の中心周波数と音速の関係式とに従って決定する。

ここでヘルムホルツ型共鳴器の共鳴原理と吸音動作について説明する。図３０はヘルムホルツ型共鳴器の基本構成を示す模式図である。ヘルムホルツ型共鳴器３０は、大きな容積Ｖ₀ をもつ空洞部３１に小さい首部（クビ部）３２が設けられた構造を有する。かかる構造体の空気バネ振動の共振周波数（共鳴周波数）に一致した周波数の音響（騒音）が首部３２を通過して空洞部３１へ伝わると、共鳴現象を生じて首部３２の空気が激しく振動し、粘性損失により音のエネルギーの一部が熱エネルギーに変換され吸音作用を生じる。

このようなヘルムホルツの共鳴原理を利用した吸音構造体としては、図３１に示すような、背後に空気層を持った穴あき板構造が広く知られている。この穴あき板構造体３３は、多数の貫通穴３４を有する穴あき板３５が、壁面８３から距離Ｌ₁ を隔てて隔壁９０に固定されている。このとき穴あき板３５と壁面８３との間には空洞容積Ｖ₁ が形成され、穴あき板３５上の貫通穴３４とともにヘルムホルツ型共鳴器を構成する。この場合、穴あき板構造の吸音特性を規定する要因としては、穴あき板の仕様（板厚、貫通穴径および穴ピッチ）と使用条件（背後空気層厚さおよび下地条件）があげられ、板の材質は吸音特性に影響しない。前述の各要因のなかで、穴あき板３５の仕様と背後空気層厚さＬ₁ は、吸音率が最大になる共鳴周波数に関係し、下地材料は吸音率の大きさに関係する。ここでいう下地材料とは、穴あき板３５の背後空気層側に貼付される多孔質材（グラスウールやフェルト等）を指す。主要な吸音領域を決定する共鳴周波数ｆ_r は、背後空気層厚さが５００ｍｍ以下であれば、次式で算出される。

ｆ_r ：共鳴周波数（Ｈｚ)
ｃ：空気中の音速（ｍ／s)
Ｐ：開口率
ｔ₁ ：板厚(ｍ)
ｄ₁ ：貫通穴の直径（ｍ)
Ｌ₁ ：背後空気層の厚さ(ｍ)
同様に、ヘルムホルツ型共鳴器を消音器として応用したその他の例としては、図３２に示すように、導管の一部を二重管とし、内側通気管３７に複数の貫通穴３９ａをあけて外側閉塞管３８とともに多孔管共鳴型消音器３６を構成したものも知られている。

特許文献４（特開２００１−２２２０６５号公報）には、通風ダクトに上述した多孔管共鳴型消音器を配置して消音効果を狙った例が開示されている。図３３に、特許文献４に開示されたプロジェクターの液晶パネル冷却用ダクト内部における共鳴消音装置の概略構成を示す。特許文献４の発明では、図３３に示すように、液晶パネル冷却ダクト４０の空気吸込側および空気吹出側の双方に、第１共鳴室４１および貫通穴３９ｂからなる第１共鳴消音器４３と、第２共鳴室４２および貫通孔３９ｃからなる第２共鳴消音器４４を構築している。液晶パネル冷却ダクト４０の内部で発生した冷却ファン４５の動作騒音は共鳴消音器４３、４４の共鳴現象によって減衰されて消音されている。

また特許文献５（特開２００５−３０３０８号公報）には、吸気ダクト内に設けたヘルムホルツ型共鳴器の吸音周波数を可変制御する方法が開示されている。図３４に、特許文献５に開示された吸気ダクト内部における共鳴消音装置の概略構成を示す。特許文献５の発明では、図３４(ｂ)に示すように、吸／排気通路であるダクト８５の途中に分岐管８６を用意して共鳴箱８７に連結し、このときクビ部に設けた扇状の可動板８８を機械的に回動させることでクビ部断面積を連続的に変化させ、任意の共鳴周波数が得られるように制御している。
特開２００１−６８８８２号公報 特開平６−２８２２７８号公報 特開２００１−９２４６８号公報 特開２００１−２２２０６５号公報 特開２００５−３０３０８号公報

参考文献１

「反射板による放射音のパッシブ制御」 曽根 彰他
日本機械学会 Ｄｙｎａｍｉｃｓ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ２００１ ＣＤ−ＲＯＭ 論文集 ３０７（２００１．８．６−９,東京)

しかしながら、大型ファンの低回転動作によって静音化を図ろうとすると、ファンの実装容積が増加し、装置の小型化が阻害される。

特許文献１には、通風用の屈曲ダクトに吸音材を内張りした消音構造が開示されている。しかし、ダクト内に多孔質材料（グラスウール等）からなる吸音材を内張りして吸音を図る場合、中・高音域（１ｋＨｚ〜５ｋＨｚ)で十分な消音効果を得るためには、吸音材の厚みを１０ｍｍ〜３０ｍｍ以上とする必要がある。このため、ダクト内部の通風面積の確保が難しく、場合によってはダクト自体が大型化するといった課題がある。またプロジェクター装置における近年の小型化要求は、高密度実装に反映され、図２３(ｂ)に示したプロジェクターの内部構造をみても判るように、吸／排気ダクトに余分なスペースを用意する余裕はほとんどない。

さらに吸気ダクト側に吸音材を適用する場合、例えば液晶ユニット冷却では、吸気フィルタを通過した後の空気がダクト内を通ることになる。このため、経年変化による高分子材の劣化等により繊維屑が発生すると、液晶ユニット部が直接塵埃に曝されることになり、画像品質や装置信頼性を損なう恐れがある。

また特許文献２には、排気ダクト内部にアクティブ型消音システムを適用して音波干渉によりファン騒音を減衰する能動型消音装置が開示されている。このアクティブ型消音システムは、２５０Ｈｚ以下の低周波音に関しては高い減衰効果が得られるものの、中・高音域（１ｋＨｚ〜５ｋＨｚ)の騒音に対しては十分な消音効果が得られない。またスピーカやマイクロフォンの使用環境（ダクト内の高音・高湿・腐食性など）に対する制約も厳しい上に、システム自体が高価であるといった欠点もある。

特許文献３には、貫通穴と空気通路の背後空間とにより形成されるヘルムホルツ共鳴器を用いて騒音の減衰作用を高めるようにした遮音壁の設計方法および遮音壁が開示されている。共鳴吸音構造自体は住宅建材の防音壁などに古くから利用されている。このような吸音共鳴器は、空気共振（共鳴）によるエネルギー変換（振動エネルギーから熱エネルギーへの変換）を音響減衰に利用している。このため、高音域の騒音に対しては比較的小型で高い吸音効果を発揮することができる一方、低音域の騒音に対しては、空洞容積を大きく設定しなければ十分な減衰効果を得られないといった欠点がある。

特許文献４には、液晶プロジェクターのダクト内部の冷却ファン前後に多孔管共鳴型消音器を配置した構造が開示されている。このように通気ダクト途上に共鳴器を用意して、動作騒音の低減を図る構成は、自動車のレゾネータ等でも広く利用されている。この場合、音源（冷却ファン）からの騒音の進行波に対し、共鳴器のクビ部（騒音の入射部）が直交する構成になるため、空気振動（音の疎密波）の共鳴器への入射効率が低く、十分な吸音効果が得られない。そのため必要な消音性能を確保するためには、共鳴器を大型化して吸音率を上げる必要があり、実装容積を圧迫して装置の小型化を阻害する恐れがある。

また特許文献５には、クビ部断面積を連続的に変化させて吸音周波数を制御する方法が開示されているが、この場合、扇状の可動板を回動させるための機械構造が複雑になり、容積増／コスト増を招くといった欠点がある。

本発明の目的は、小型かつ安価な構造でファン騒音を効果的に低減する消音装置と、その消音装置を備えた電子機器を提供することであり、またその消音特性を簡易に調整できる方法を提供することである。

本発明の消音装置は、
冷却ファンと冷却ダクトとを有する機器の消音装置であって、
消音器と、冷却ダクト内の冷却ファンの吸気面に対向する位置に設けられ、その吸気面と略平行となるように形成されて、冷却ファンからの音を反射する反射板とを有し、消音器の吸音部は反射板に設けられ、反射板と吸気面との距離ｄが、消音器の吸音周波数をｆ、音速をｃとしたとき、ｄ＜ｃ／（２×ｆ）となるように設定されている。これによって冷却ファンの吸気面と、消音器の吸音面との間の距離が、ファン騒音の放射パワーが進行波として吸音面に沿って遠方へ伝わらず、音源近傍に局在するモードを構成するニアフィールド内（音源から離れるにしたがって指数関数的に音響パワーが減衰する領域）に設定されていることを特徴としている。

ここでファン吸気面とダクト内消音器の吸音面との距離について、図３５を用いてその条件を詳述する。参考文献１にもあるように、長さ２ａの一次音源４６から距離ｄだけ離れた位置に、長さ２ｂの二次音源（反射板）４７を平行に対向配置した場合、それらの間にできる開空間に発せられた音は、壁と垂直な方向にモードを生じるが、周波数によって、進行波として壁に沿って遠方に伝播するモードと、遠方に伝播しないで音源近傍に局在するモードとに分かれる。このうち後者は、音源から離れるにしたがって指数関数的に減衰するニアフィールドを形成する。一次音源４６から二次音源４７である反射板までの距離をｄとすると、n次モードの振動が波動として伝わるには、周波数が遮断周波数（限界周波数）ｋ×ｄ＝ｎ×π（ｋは波数）より高いことが必要であり、ｋ×ｄ＜πの範囲ではn＝０、つまり壁に垂直な方向に一様な分布のモードしか波動にならず、その他のモードは音源近傍で定在波を形成して動かないため、エネルギーの輸送は起こらない。つまり、音源表面が閉じた音場に近づくために、音源表面の音圧のうち、粒子速度と同位相成分が小さくなり放射パワーが低減される。

したがってターゲット周波数（消音周波数）におけるｋ×ｄの値を０からπの間に調節すれば、ターゲット周波数付近で放射音抑制効果が得られることになる。

波数は、

ｋ：波数
ｃ：音速（ｍ／ｓ）
λ：音の波長（ｍ）
ｆ：音の周波数（Ｈｚ）
であるから、上記放射音減音効果が得られる条件（ｋ×ｄ＜π）は、ターゲット周波数がｆのとき、次式に書き直される。

ｄ：距離（ｍ）
すなわち、低減したいファン騒音の周波数をターゲット周波数（ｆ）とした場合、ダクト内消音器の吸音周波数をｆに設定するとともに、ファン吸気面とダクト内消音器の吸音面（反射板）とを略平行になるように配置し、その距離ｄ(ｍ)を、式(３)を満足するように設定することで、ファン騒音の放射抑制効果を同時に得ることができる。

消音器が冷却ダクト内部にあってもよく、消音器は、反射板と、壁部材と、反射板と壁部材とによって囲まれた空気室とで構成されてもよく、壁部材の一部は、冷却ダクトの壁を兼ねていてもよく、吸音部は複数であってもよい。

一方、冷却ダクト内部に形成される消音器は、冷却ファンの吸気面と上述の距離ｄで略平行になるように設定された反射板に、少なくとも１つ以上の貫通穴を用意し、反射板と壁部材との間で空気室を形成して、ヘルムホルツ型共鳴器を構築することによって形成される。

反射板に貫通穴が設けられていてもよく、貫通穴は複数であってもよく、貫通穴の穴径が、反射板の厚さ方向に変化していてもよく、複数の貫通穴は、異なる穴径を有する２種類以上の貫通穴で構成されていてもよい。

この場合、ヘルムホルツ型共鳴器の吸音部（貫通穴部）は、冷却ファンの吸気面と平行な反射板に位置することになり、放射音（ファン騒音）が吸音部（貫通穴部）の開口へ実質的に垂直に入射する構成になるため、音波の入射効率が高くなり、大きな共鳴吸音効果を得ることができる。

またこのような構成の場合、音源（ファン吸気部）に極めて近い位置で吸音動作を行うため、減音効果が無指向性を示し、動作騒音のオールオーバー値を効果的に低減することが可能になる。

一方、反射板が吸気面を完全に塞いだ場合、ファンの吸気動作が阻害され、必要な送風能力が得られなくなるため、ファン吸気面と反射板との距離ｄは０＜ｄとなる。一般的に、この距離ｄが過度に小さくなると、翼吸入流れの偏流により空力騒音が大きくなったり、吸気抵抗の増加によりファン動作点が悪化して送風量が減少したりして、冷却性能が損なわれる、といった問題が生じる。

そこで、離間距離ｄは、例えばシロッコファンの場合、吸気面に設けられた開口径の１／２程度以上の距離を確保しておくことが望ましい。

また、冷却ダクト内部に形成される消音器として、ヘルムホルツ型共鳴器の代わりに板状吸音器を構成して形成することも可能である。

反射板に板状振動部が設けられていてもよく、板状振動部が複数であってもよく、複数の板状振動部は、異なる板振動周波数を有する２種類以上の板状振動部で構成されてもよい。

板状吸音器は、図３６に示すように、背後空気層４８ａと固定ボード４９との間で振動系を形成することで、外部から入射する音（騒音）の周波数が振動系の固有値と一致したとき、固定ボード４９が共振して、内部摩擦により音響エネルギーを減衰し吸音作用を得るというものであり、このときの共鳴（共振）周波数は以下の式で与えられる。

ｆ₁：共鳴周波数（Ｈｚ）
ｍ₁：板の面密度（ｋｇ／ｍ²)
Ｌ₃：背後空気層厚さ（ｃｍ）
Ｋ₁：板の剛性(ｋｇ／ｍ²・s²)
したがって、上述した距離ｄで冷却ファンの吸気面と略平行になるように設定された反射板に、少なくとも１つ以上の薄肉部を用意し、板振動面（図３６でいうところの固定ボード４９）を形成するとともに、壁部材と反射板との間に空気層を形成して、板状吸音器を構築すれば、上述のヘルムホルツ型共鳴器の場合と同様に、高い騒音抑制効果を得ることができる。

あるいは、冷却ダクト内部に形成される消音器として、上述の２つの消音器の代わりに膜状吸音器を構成して消音器とすることも可能である。

反射板に貫通穴を有し、シート材料が反射板に貼付され、かつ、貫通穴を覆って膜状振動部を形成していてもよく、膜状振動部が複数であってもよく、複数の膜状振動部は、異なる膜振動周波数を有する２種類以上の膜状振動部で構成されていてもよい。

膜状吸音器は、図３７に示すように、ビニルシートなどの膜状材料５０と背後空気層４８ｂによって１つの振動系がつくられたとき、その共鳴（共振）周波数を中心に山形の吸音特性を示すものである。この共鳴周波数は、膜の質量、膜を張るときの張力、背後空気層により決定されるが、実際に張力をかけた状態での共鳴周波数を予測することは困難とされており、ほとんど張力をかけないで膜を張ったときの共鳴周波数は以下の式で与えられる。

ｆ₂：共鳴周波数（Ｈｚ）
ｍ₂：膜の面密度（ｋｇ／ｍ² )
Ｌ₄：背後空気層厚さ（ｃｍ）
前述の板状吸音器と膜状吸音器との違いは、膜の剛性を無視できる点にある。すなわち式(５)は、式(４)のＫ₁ を０として導いている。

また、吸音部は、反射板に設けられた貫通穴と板状振動部であってもよく、貫通穴を有する共鳴吸音器の共鳴周波数と、板状振動部の板振動周波数とが異なってもよく、吸音部は、反射板に設けられた貫通穴と膜状振動部であってもよく、貫通穴を有する共鳴吸音器の共鳴周波数と、膜状振動部の膜振動周波数とが異なってもよく、吸音部は、板状振動部と膜状振動部であってもよく、消音器が複数の異なる共鳴周波数を有する共鳴吸音器であってもよく、板状振動部の板振動周波数と、膜状振動部の膜振動周波数とが異なってもよい。

反射板が、壁部材から着脱可能に構成されていてもよく、壁部材の少なくとも一部が着脱可能に構成されていてもよく、消音器が、冷却ダクトから着脱可能に構成されていてもよい。

本発明の電子機器は、
上述の消音装置のいずれかを備えていることを特徴とする。電子機器は投射型表示装置であってもよい。

本発明の昇温特性の調整方法は、
反射板に複数の貫通穴が設けられた共鳴吸音器において、複数の貫通穴の少なくとも１つを塞ぐことにより共鳴吸音器の共鳴周波数を調整することを特徴とする。また、反射板が壁部材から着脱可能に構成されている消音装置において、反射板に、反射板と同一の貫通穴特性を有する他の反射板を重ね合わせることにより、共鳴吸音器の共鳴周波数を調整することを特徴とする。

本発明の消音装置は、冷却ダクト内部の、ファン吸気面に略平行となる位置に反射板を配置し、そのファン吸気面と反射板との距離をファン騒音の放射パワーが音源近傍にのみ局在するニアフィールドを形成する領域に規定して、ファン騒音の放射抑制効果を得るとともに、ヘルムホルツ型共鳴器、または板状吸音器、または膜状吸音器で構成される消音器を反射板とその反対側に形成された空気室とで構成し、その吸音部を反射板上に用意することにより、ファン騒音の消音器への入射効率を高めて吸音率を向上させることができる。したがって、小型かつ低コストで消音効果の高い静音ダクトを提供することが可能となるという効果がある。

さらに冷却ダクト内部に形成した消音器の、反射板や壁部材を交換可能としたり、シールピンやマスクプレートを利用したりすることにより、その吸音周波数を自在に変更できるという効果がある。

あるいは、空気室の空洞容積が多層構造となるように構成したり、反射板に異なる原理の吸音面を有する吸音部を用意したりすることにより、各吸音周波数を互いに隣接するように設定して吸音作用の広帯域化が図れるようにしており、消音性能の向上と性能設計の自由度を同時に得ることができるという効果がある。

本発明の消音装置の第１の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施形態の消音装置の説明図であり、（ａ）は本発明の消音装置を実装した電子機器（液晶プロジェクター装置）のカバーをはずした状態の模式的斜視図、（ｂ）は本発明の消音装置を実装した電子機器（液晶プロジェクター装置）から消音装置部分（冷却ダクト）のみを取り出した分解斜視図、（ｃ）は本発明の消音装置（冷却ダクト）の冷却ファン側からみた裏面図である。

図２は本発明の消音装置の第１の実施の形態における冷却ダクト部分の構成を説明した分解斜視図である。図３は本発明の消音装置の第１の実施の形態における、冷却ダクトの内部構成および通風動作を説明した模式的断面図である。図４は本発明の消音装置の第１の実施の形態における、冷却ダクト内部における吸音動作を説明した模式的断面図である。

発明を実施するための最良の形態では、本発明の消音装置が設けられる対象を電子機器とし、特に液晶プロジェクター装置を例として説明するがこれに限定されるものではなく、送風機を有する冷却機構が設けられる機器や装置に広く適用される。

電子機器５１の消音装置５２ａは、液晶パネルの冷却ダクト５３ａと、その冷却ダクト内部に用意された消音器５４ａとから構成されている。このとき消音器５４ａは、冷却ファン５５の吸気面５６に対して実質的に平行に向かい合う位置に反射板５７ａを有し、冷却ファン５５から見て反射板５７ａの背面に、壁部材５８ａとともに空気室５９ａが形成され、同時に反射板５７ａに背後の空気室５９へと連通する複数の貫通穴６０ａを設けることにより、反射板５７ａを吸音部とするヘルムホルツ型共鳴器を構成している。

この場合、消音器５４ａに設けられる貫通穴径Ｄ１や貫通穴個数Ｎ、背後の空気室５９ａの容積Ｖｃ１（あるいは背後の空気層厚さ）は、吸音したい冷却ファンの騒音周波数（ｆ_r ）に応じて、ヘルムホルツの共鳴周波数の式(１)より決定される。

本実施の形態では、図２に示すように、Ｌ形の板６１ａを冷却ダクト５３ａに接合することで、吸音部となる貫通穴６０ａが設けられた反射板５７ａを、冷却ファンの吸気面５６と略平行に配置し、同時に背後の空気室５９ａを形成できるような構成になっている。

冷却ファン５５には主にシロッコファンが採用され、図３に示すように、消音器５４ａの反射板５７ａ側から外気を吸気して送風用の冷却ダクト５３ａの内部へ送風し、各ダクト開口部６２から排出して、Ｒ／Ｂ／Ｇ各々の液晶ユニット（図示せず）の強制空冷をおこなっている。

次に図４を用いて、本実施の形態の消音装置の吸音動作について説明する。冷却ダクト内部において、冷却ファン５５のファン吸気面５６と略平行に配置された反射板５７ａは、吸気面との距離Ｌｃ１（＝ｄ）が、数式（３）を満足するような騒音周波数（ｆ_r ）の帯域において、ファン動作音の放射パワーが進行波として反射板５７ａに沿って冷却ダクト外部へ伝わらずに音源近傍（冷却ファン吸気面）に局在する垂直方向のモード６３のみとなって、ニアフィールド（ＮＦ）を形成する。

この場合、ニアフィールドから遠方場への放射音は指数関数的に減衰して抑制される。同時に、冷却ファン吸気面５６と消音器５４ａの反射板５７ａとの間に局在する（吸気面と）垂直方向のモード６３の定在波は、反射板５７ａ上に用意されたヘルムホルツ型共鳴器の共鳴吸音部７８（貫通穴６０ａ）へ効率的に入射する。それによって、その共鳴周波数（ｆ_r )において音響エネルギーが粘性減衰されて吸音動作が行われる。

このような構成の消音装置５２ａでは、ダクト外部への放射音を効果的に低減できるとともに、消音器５４ａへの音波導入が垂直入射に近い形で行われる。それによって、入射効率を高く設定でき、空洞容積の小さな小型の消音器でも大きな吸音効果を得ることができる。

また音源（冷却ファン吸気面）に対して極めて近い位置で吸音動作を行うため、どの方向に対しても吸音効果が顕在するような無指向性の消音作用を得ることができ、電子機器の動作騒音のオールオーバー値を効果的に低減することが可能である。

次に本発明の消音装置の第２の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図５は本発明の第２の実施の形態の消音装置の説明図であり、（ａ）は冷却ダクトの構成を説明した模式的斜視図、（ｂ）は冷却ダクト内部の吸音器の構成を説明した模式的断面図である。また、図６は本発明の消音装置の第２の実施の形態における、冷却ダクト内部における吸音動作を説明した模式的断面図である。

本実施の形態における消音装置５２ｂは、第１の実施の形態において冷却ダクト５３ａ内部に用意した消音器５４ａを、ヘルムホルツ型共鳴器の代わりに板状吸音器で構成している。すなわち、冷却ファン５５のファン吸気面５６に対して略平行に向かい合う位置に反射板５７ｂを有し、冷却ファン５５から見てその背面に、壁部材５８ｂとともに空気室５９ｂが形成されている。同時に反射板５７ｂに薄肉領域（板振動部）６４ａを設けることにより、反射板５７ｂの薄肉領域６４ａを振動面（吸音部）とする板状吸音器を構成している。

この場合、反射板５７ｂに設けられる薄肉領域（板振動部）６４ａの板厚ｔｃ２や面積Ｓ１が板の剛性を決定する。板の剛性や背後の空気室５９ｂの容積（Ｖｃ２：あるいは背後空気層厚さ）や反射板５７ｂの面密度とともに、数式（２）より決定される板振動の吸音周波数が規定される。すなわち低減したいファン騒音の周波数に一致するように、薄肉領域（板振動部）６４ａの板厚や面積、背後の空気室５９ｂの厚さを決定する。

次に図６を用いて、第２の実施の形態の消音装置の吸音動作について説明する。第２の実施の形態の消音装置においても、第１の実施の形態と同様に、冷却ファン５５のファン吸気面５６と、距離Ｌｃ２を隔てて略平行に配置された反射板５７ｂとの間でニアフィールド（ＮＦ)が形成される。それによって、放射音の遠方場への進行が抑制される。同時に、反射板５７ｂに用意された薄肉領域（板振動部）６４ａにおいて、薄肉領域（板振動部）６４ａがファン吸気面５６と垂直方向に局在するモードの波動を受けると、その系の固有値において板振動の共振が発生し、音響エネルギーを空気粘性により減衰する。この場合においても、第１の実施の形態と同様の理由により、小型の消音構造で十分大きな吸音効果を得ることができる。

次に本発明の消音装置の第３の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図７は本発明の第３の実施の形態の消音装置の説明図であり、（ａ）は冷却ダクトの構成を説明した模式的斜視図、（ｂ）および（ｃ）は冷却ダクト内部の吸音器を形成するＬ字形の追加壁部材の構成を説明した模式的斜視図、（ｄ）は冷却ダクト内部の吸音器の構成を説明した模式的断面図である。また、図８は本発明の消音装置の第３の実施の形態における、冷却ダクト内部における吸音動作を説明した模式的断面図である。

本実施の形態における消音装置５２ｃは、第１の実施の形態において冷却ダクト内部に用意した消音器５４ａを、ヘルムホルツ型共鳴器の代わりに膜状吸音器で構成している。

すなわち、冷却ファン５５のフアン吸気面５６に対して、略平行に対向する位置に反射板５７ｃを用意し、同じく冷却ファン５５からみて反射板５７ｃの背面側に、壁部材５８ｃとともに背後の空気室５９ｃを形成する。同時に反射板５７ｃに貫通穴６０ｂを設けるとともに、貫通穴６０ｂを覆うようにシート材６５ａを貼付ける。それによって、反射板５７ｃに膜振動部（吸音部）６６ａをもつ膜状吸音器が構成される。

この場合、反射板５７ｃに設けられるシート材６５ａの面密度や背後の空気室容積（Ｖｃ３）が膜振動の吸音周波数を規定し、貫通穴径Ｄ２や貫通穴個数からなる膜振動面積は、背後の空気層の厚さとともに吸音率の大きさを規定する。また膜厚ｔｃ３は張力とともに膜剛性を決定し、共鳴周波数（膜振動周波数）を左右するパラメータであるが、事前の予測が困難なため、式（５）からのズレ量として実測値から求めていくのが現実的である。

次に、図８を用いて第３の実施の形態の消音装置の吸音動作について説明する。本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、冷却ファン５５のファン吸気面５６と、距離Ｌｃ３を隔てて略平行に配置された反射板５７ｃとの間でニアフィールド（ＮＦ)が形成され、放射音の遠方場への進行が抑制される。同時に、反射板上に用意された膜振動部６６ａにおいて、ファン吸気面５６に対して垂直方向に局在するモードの波動を受けると、その系の固有値において膜振動の共振が発生する。それによって、音響エネルギーが空気粘性による粘性減衰８０によって減衰される。この場合においても、第１の実施の形態と同様の理由により、小型の消音構造で十分大きな吸音効果を得ることができる。

次に、本発明の消音装置において、その吸音特性を効果的に制御する方法について図面を参照しながら詳細に説明する。

最初に冷却ダクト内部に用意した消音器の吸音周波数を調節する方法について説明する。これらの調整方法は、用意した消音装置の吸音周波数が、使用する冷却ファンの仕様の変更などにより、適用する冷却装置のターゲット騒音（減衰したい騒音の周波数）からずれてしまった場合において、簡易に調整するための手段を提供するものである。

図９は、本発明の消音装置の吸音周波数を調整する第１の方法を説明するための冷却ダクト部分の構成を示す分解斜視図である。第１の吸音周波数の調整方法において、本発明の消音装置では、冷却ファンの吸気面と略平行に配置される反射板上に用意される吸音部を交換可能に設定している。例えば、図９では第１の実施の形態で用いたヘルムホルツ型共鳴器６７ａの、複数の貫通穴が設けられた第１の吸音プレート６８ａ（反射板）を、異なる貫通穴径や貫通穴数、あるいはクビ部長さを持つ第２の吸音プレート６８ｂに交換する。つまり、貫通穴の径や数、反射板の板厚などと言った貫通穴特性が異なる反射板に交換している。それにより、その背後の空気層とともに形成されるヘルムホルツ型共鳴器の共鳴周波数が、式（１）に基づき、自在に変更できる。

本調整方法では、冷却ダクト内部に用意する消音器に、ヘルムホルツ型共鳴器を採用している場合について説明したが、板状吸音器を採用している場合や膜状吸音器を採用している場合においても同様の調整が可能であることは自明である。すなわち、板状吸音器を採用している場合には、反射板上に用意する薄肉部の板厚や面積を変更して異なる板振動周波数をもつ吸音プレートに交換する。また、膜状吸音器を採用している場合には、貫通穴径とシート材を変更して異なる膜振動周波数をもつ吸音プレートに交換する。

図１０は、本発明の消音装置の吸音周波数を調整する第２の方法を説明するための冷却ダクト部分の構成を示す模式的説明図であり、（ａ）は冷却ダクト部分の斜視図、（ｂ）は（ａ）の断面図、（ｃ）はダクトシェルの交換を説明する斜視図、（ｄ）はダクトシェルの交換後の冷却ダクト部分の斜視図、（ｅ）は（ｄ）の断面図である。

第２の吸音周波数の調整方法において、本発明の消音装置では、冷却ダクト内部に形成される消音器のうち、空気室を構成する壁部材部分を交換可能に構成している。例えば、図１０では第１の実施の形態で用いたヘルムホルツ型共鳴器６７ｂの、空洞容積部Ｖｃ４（空気室）を形成する扇形柱形状の第１のダクトシェル６９ａ（壁部材）を、異なる空洞容積Ｖｃ５を形成する直方体形状の第２のダクトシェル６９ｂに交換する。それによって、ヘルムホルツ型共鳴器の共鳴周波数を、反射板を共通にしたまま、式（１）に基づき、自在に変更できる。

本調整方法では、冷却ダクト内部に用意する消音器に、ヘルムホルツ型共鳴器を採用した場合について説明した。しかし、板状吸音器や膜状吸音器を採用している場合についても、同様の効果が得られることは、その吸音周波数を規定する式（２）や式（３）からも自明である。

第２の吸音周波数の調整方法の応用例について説明する。図１１は、本発明の消音装置の吸音周波数を調整する第２の方法の応用例を説明するための冷却ダクト部分の構成を示す模式的説明図であり、（ａ）は冷却ダクト部分の斜視図、（ｂ）は冷却ダクトから消音器を取り外した状態の斜視図、（ｃ）は消音器の裏面斜視図である。

第２の吸音周波数の調整方法においては、図１０に示すように壁部材のみを交換していたが、第２の吸音周波数の調整方法の応用例においては、図１１に示すように反射板、壁部材及び空気室を含む消音器５４ｄ全体を交換可能に構成している。この方法によっても第２の吸音周波数の調整方法と同様の効果を得ることができ、さらに同時に反射板５７ｃも異なった構成のものと交換することができる。

図１２は、本発明の消音装置の吸音周波数を調整する第３の方法を説明するための冷却ダクト部分の構成を示す模式的説明図であり、（ａ）は冷却ダクト部分の斜視図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。

第３の吸音周波数の調整方法において、本発明の消音装置では、冷却ダクト内部に形成される消音器のうち、特にヘルムホルツ型共鳴器を利用する場合において適用される。すなわち、冷却ダクト５３ｆの反射板５７ｄ上に用意された複数の貫通穴６０ｃのうち一部を、着脱可能なシールピン７０を挿入して塞ぐ。それによって、共鳴器として作用する貫通穴個数が調整され、吸音周波数を調整することができる。

この場合、貫通穴個数を減らす方向でしか調整できないため、共鳴周波数は低域へとシフトする方向の変更しかできない。しかし、貫通穴径とクビ部長さ（反射板の板厚）を揃えておけば、共通のシールピンで多様な機種の消音装置の調整が可能になる。

図１３は、本発明の消音装置の吸音周波数を調整する第４の方法を説明するための冷却ダクト部分の構成を示す模式的説明図であり、（ａ）は冷却ダクト部分の斜視図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。

第４の吸音周波数の調整方法において、本発明の消音装置では、冷却ダクト内部に形成される消音器のうち、同じくヘルムホルツ型共鳴器を利用する場合において特に適用される。すなわち、冷却ダクト５３ｇの複数の貫通穴を有する吸音部が設けられた反射板５７ｅを、第１の吸音周波数の調整方法と同様に、交換可能に設定しておき、同一の貫通穴径、貫通穴個数を有する共通プレート７１を複数枚重畳して取り付けることにより、そのクビ部長さを変更（ｔｃ４→ｔｃ５）して、その共鳴周波数を、数式（１）に基づき、自在に調整できるようにしている。

図１４は、本発明の消音装置の吸音周波数を調整する第５の方法を説明するための冷却ダクト部分の構成を示す模式的説明図であり、（ａ）は冷却ダクト部分の斜視図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。

第５の吸音周波数の調整方法も同じく、冷却ダクト内部に形成される消音器のうち、ヘルムホルツ型共鳴器を利用する場合において適用される。すなわち、冷却ダクト５３ｈの反射板５７ｆ上に設けられた複数の貫通穴６０ｄのうち一部を、マスクプレート７２を重ねて塞ぐ。これにより、共鳴器として作用する貫通穴個数が調整されて、吸音周波数が調整される。

この場合においても、第３の吸音周波数の調整方法と同様に、貫通穴個数を減らす方向でしか調整できないため、共鳴周波数を低域にシフトする方向の変更しかできない。しかし、調整幅が広い場合にはシールピンを適用する場合に比べて一括変更が可能なために便利である。

次に、冷却ダクト内部に用意した消音器の吸音周波数を広帯域化して消音効果を高める方法について紹介する。これらの制御方法は、用意した消音装置の吸音特性を鈍らせて減音効果の波及する帯域を広げる（ブロード化）ことにより、ファン騒音のオールオーバー値をより小さくするための手段を提供するものである。

図１５は、本発明の消音装置の吸音周波数を広帯域化する第１の方法を説明するための冷却ダクト部分の構成を示す模式的説明図であり、（ａ）は冷却ダクト部分の斜視図、（ｂ）は（ａ）の断面図、（ｃ）は部分分解上面図である。

第１の広帯域化の方法において、本発明の消音装置では、冷却ダクト５３ｉの内部に形成される消音器の空気室を、インナーシェル７３とアウターシェル７４を用いて、２層構造としている。このとき冷却ファン（図示せず）の吸気面と略平行に設定された反射板５７ｇの、内側の空洞容積Ｖｃ９と外側の空洞容積Ｖｃ１０の各々に対応する領域には、各々個別に第１の貫通穴部７５ａと第２の貫通穴部７５ｂとが設けられている。それによって異なる吸音特性（共鳴周波数）を有する２つのヘルムホルツ型共鳴器が、同一の反射板５７ｇ上に各々の吸音部を持つように形成されている。

この場合、個々の共鳴器は空洞容積が減少するため吸音率は低下する。しかし、それぞれの共鳴周波数を互いに隣接するように、貫通穴径や貫通穴個数を設定することによって、共鳴作用が生じる帯域を広げることができる。

ここでは、冷却ダクト内部に用意する消音器に、ヘルムホルツ型共鳴器を適用した場合について説明したが、板状吸音器や膜状吸音器を適用した場合でも、同様の構成が可能であることは自明である。

図１６は、本発明の消音装置の吸音周波数を広帯域化する第２の方法を説明するための冷却ダクト部分の構成を示す模式的説明図であり、（ａ）は冷却ダクト部分の斜視図、（ｂ）は反射板の斜視図、（ｃ）は反射板の上面図、（ｄ）は（ｃ）のＢ−Ｂ断面の断面図である。

第２の広帯域化の方法において、本発明の消音装置では、冷却ダクト５３ｊの内部に形成される消音器のうち、特にヘルムホルツ型共鳴器を利用する場合において適用される。以後は説明図を簡略にするため、第１の吸音周波数の調整方法で提示した、着脱可能な反射板（吸音プレート）構造のダクト（図１６（ａ))を例として、その吸音プレート部の構成のみで説明しているが、このダクト構造に限定されるものではない。

第２の広帯域化の方法において、反射板５７ｈに形成される貫通穴部は、図１６（ｄ）に示すように、連続的に穴径がＤ３→Ｄ４に変化するファンネル形状の突起７６を有している。これにより式（１）で規定される共鳴周波数は、貫通穴径の連続変化により共鳴現象が周辺帯域に波及し緩慢になるために鈍る。その結果、吸音効果が低下する代わりに、吸音周波数は広帯域化するため、ファン騒音のオールオーバー値を低減することができる。

図１７は本発明の消音装置の吸音周波数を広帯域化する第３の方法を説明するための吸音プレートの形状を示す模式図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図である。第３の広帯域化の方法は、消音器にヘルムホルツ型共鳴器を採用する場合において特に適用される。

第３の広帯域化の方法において、反射板５７ｉに形成される複数の貫通穴６０ｅは、図１７（ｂ）に示すように、各穴径が各々連続的に変化するように設定されている（Ｄ５＜Ｄ６＜Ｄ７＜Ｄ８＜Ｄ９）。これにより、第２の広帯域化の方法と同様に、貫通穴径の差異により共鳴現象が周辺帯域に波及し緩慢になる。その結果、吸音効果の低下と引き替えに、吸音周波数を広帯域化することができる。

図１８は本発明の消音装置の吸音周波数を広帯域化する第４の方法を説明するための吸音プレートの形状を示す模式図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は断面図である。第４の広帯域化の方法は、消音器に板状吸音器を採用する場合において特に適用される。

第４の広帯域化の方法において、反射板５７ｊに２種類の薄肉領域６４ｂと薄肉領域６４ｃとを設け、各々の板振動周波数が互いに隣接するように、振動面の剛性（薄肉部の板厚／面積等）を設計することにより、吸音周波数の広帯域化を図ることができる。

図１９は本発明の消音装置の吸音周波数を広帯域化する第５の方法を説明するための冷却ダクト部分の構成を示す模式的説明図であり、（ａ）は反射板を上面から見た斜視図、（ｂ）は反射板を下面から見た斜視図、（ｃ）は反射板の上面図である。第５の広帯域化の方法は、消音器に膜状吸音器を採用する場合において特に適用される。

第５の広帯域化の方法において、反射板５７ｋに２種類の穴径（Ｄ１０とＤ１１）を有する貫通穴６０ｆ、６０ｇが設けられ、その全体を覆う形でシート材６５ｂが反射板５７ｋに貼り付けられている。この場合においても貫通穴６０ｆと貫通穴６０ｇの膜振動周波数が互いに隣接するように、振動面の剛性（貫通穴径／貫通穴個数等）を設定することにより、吸音周波数の広帯域化を図ることが可能である。

図２０は本発明の消音装置の吸音周波数を広帯域化する第６の方法を説明するための冷却ダクト部分の構成を示す模式的説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は断面図である。

第６の広帯域化の方法は、冷却ダクト内部に形成される消音器に、ヘルムホルツ共鳴器と板状吸音器という２つの異なる吸音原理の消音器を設定し、冷却ファンの吸気面と略平行に設定された反射板５７ｌにそれぞれの吸音部を設定し、それぞれの吸音周波数が互いに隣接するように、板振動部である薄肉領域６４ｄの形状（薄肉部板厚／面積）と共鳴吸音部である貫通穴６０ｈの形状（貫通穴径／貫通穴個数）を調整することにより、吸音周波数の広帯域化を図っている。

図２１は本発明の消音装置の吸音周波数を広帯域化する第７の方法を説明するための冷却ダクト部分の構成を示す模式的説明図であり、（ａ）は反射板を上面から見た斜視図、（ｂ）は反射板を下面から見た斜視図、（ｃ）は反射板の上面図、（ｄ）は断面図である。

第７の広帯域化の方法は、冷却ダクト内部に形成される消音器に、ヘルムホルツ共鳴器と膜状吸音器という２つの異なる吸音原理の消音器を設定し、冷却ファンの吸気面と略平行に設定された反射板５７ｍにそれぞれの吸音部を設定し、それぞれの吸音周波数が互いに隣接するように、シート材６５ｃにおける膜振動部６６ｂの形状（貫通穴径／面積）と共鳴吸音部である貫通穴６０ｉの形状（貫通穴径／貫通穴個数）を調整することにより、吸音周波数の広帯域化を図っている。

図２２は本発明の消音装置の吸音周波数を広帯域化する第８の方法を説明するための冷却ダクト部分の構成を示す模式的説明図であり、（ａ）は反射板を上面から見た斜視図、（ｂ）は反射板を下面から見た斜視図、（ｃ）は反射板の上面図、（ｄ）は断面図である。

第８の広帯域化の方法は、冷却ダクト内部に形成される消音器に、板状吸音器と膜状吸音器の２つの消音器を設定し、冷却ファンの吸気面と略平行に設定された反射板５７ｎにそれぞれの吸音部を設定し、それぞれの吸音周波数が互いに隣接するように、板振動部である薄肉領域６４ｅの形状（薄肉部板厚／面積）と膜振動部６６ｃの形状（貫通穴径／面積）とを調整して、吸音周波数の広帯域化を図っている。

本発明の第１の実施の形態の消音装置の説明図であり、（ａ）は本発明の消音装置を実装した電子機器（液晶プロジェクタ装置）のカバーをはずした状態の模式的斜視図、（ｂ）は本発明の消音装置を実装した電子機器（液晶プロジェクタ装置）から消音装置部分（冷却ダクト）のみを取り出した分解斜視図、（ｃ）は本発明の消音装置（冷却ダクト）の冷却ファン側からみた裏面図である。 本発明の消音装置の第１の実施の形態における冷却ダクト部分の構成を説明した分解斜視図である。 本発明の消音装置の第１の実施の形態における、冷却ダクトの内部構成および通風動作を説明した模式的断面図である。 本発明の消音装置の第１の実施の形態における、冷却ダクト内部における吸音動作を説明した断面図である。 本発明の第２の実施の形態の消音装置の説明図であり、（ａ）は冷却ダクトの構成を説明した模式的斜視図、（ｂ）は冷却ダクト内部の吸音器の構成を説明した模式的断面図である。 本発明の消音装置の第２の実施の形態における、冷却ダクト内部における吸音動作を説明した模式的断面図である。 本発明の第３の実施の形態の消音装置の説明図であり、（ａ）は冷却ダクトの構成を説明した模式的斜視図、（ｂ）および（ｃ）は冷却ダクト内部の吸音器を形成するＬ字形の追加壁部材の構成を説明した模式的斜視図、（ｄ）は冷却ダクト内部の吸音器の構成を説明した模式的断面図である。 本発明の消音装置の第３の実施の形態における、冷却ダクト内部における吸音動作を説明した模式的断面図である。 本発明の消音装置の吸音周波数を調整する第１の方法を説明するための冷却ダクト部分の構成を示す分解斜視図である。 本発明の消音装置の吸音周波数を調整する第２の方法を説明するための冷却ダクト部分の構成を示す模式的説明図であり、（ａ）は冷却ダクト部分の斜視図、（ｂ）は（ａ）の断面図、（ｃ）はダクトシェルの交換を説明する斜視図、（ｄ）はダクトシェルの交換後の冷却ダクト部分の斜視図、（ｅ）は（ｄ）の断面図である。および断面図である。 本発明の消音装置の吸音周波数を調整する第２の方法の応用例を説明するための冷却ダクト部分の構成を示す模式的説明図であり、（ａ）は冷却ダクト部分の斜視図、（ｂ）は冷却ダクトから消音器を取り外した状態の斜視図、（ｃ）は消音器の裏面斜視図である。 本発明の消音装置の吸音周波数を調整する第３の方法を説明するための冷却ダクト部分の構成を示す模式的説明図であり、（ａ）は冷却ダクト部分の斜視図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。 本発明の消音装置の吸音周波数を調整する第４の方法を説明するための冷却ダクト部分の構成を示す模式的説明図であり、（ａ）は冷却ダクト部分の斜視図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。 本発明の消音装置の吸音周波数を調整する第５の方法を説明するための冷却ダクト部分の構成を示す模式的説明図であり、（ａ）は冷却ダクト部分の斜視図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。 本発明の消音装置の吸音周波数を広帯域化する第１の方法を説明するための冷却ダクト部分の構成を示す模式的説明図であり、（ａ）は冷却ダクト部分の斜視図、（ｂ）は（ａ）の断面図、（ｃ）は部分分解上面図である。 本発明の消音装置の吸音周波数を広帯域化する第２の方法を説明するための冷却ダクト部分の構成を示す模式的説明図であり、（ａ）は冷却ダクト部分の斜視図、（ｂ）は反射板の斜視図、（ｃ）は反射板の上面図、（ｄ）は（ｃ）のＢ−Ｂ断面の断面図である。 本発明の消音装置の吸音周波数を広帯域化する第３の方法を説明するための吸音プレートの形状を示す模式図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図である。 本発明の消音装置の吸音周波数を広帯域化する第４の方法を説明するための吸音プレートの形状を示す模式図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は断面図である。 本発明の消音装置の吸音周波数を広帯域化する第５の方法を説明するための冷却ダクト部分の構成を示す模式的説明図であり、（ａ）は反射板を上面から見た斜視図、（ｂ）は反射板を下面から見た斜視図、（ｃ）は反射板の上面図である。 本発明の消音装置の吸音周波数を広帯域化する第６の方法を説明するための冷却ダクト部分の構成を示す模式的説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は断面図である。 本発明の消音装置の吸音周波数を広帯域化する第７の方法を説明するための冷却ダクト部分の構成を示す模式的説明図であり、（ａ）は反射板を上面から見た斜視図、（ｂ）は反射板を下面から見た斜視図、（ｃ）は反射板の上面図、（ｄ）は断面図である。 本発明の消音装置の吸音周波数を広帯域化する第８の方法を説明するための冷却ダクト部分の構成を示す模式的説明図であり、（ａ）は反射板を上面から見た斜視図、（ｂ）は反射板を下面から見た斜視図、（ｃ）は反射板の上面図、（ｄ）は断面図である。 従来の液晶プロジェクター装置の模式的斜視図であり、（ａ）は組み立てられた状態、（ｂ）はカバーを外した内部の状態を示す。 従来の液晶プロジェクター装置の内部の模式的構成図である。 従来の液晶プロジェクター装置の液晶パネル冷却部の構成を示す模式的斜視図であり、（ａ）全体の構成を示し、（ｂ）は光変調部の冷却系の分解斜視図である。 従来の液晶プロジェクター装置の液晶パネル冷却部の強制空冷動作を説明するための模式的断面図である。 従来の液晶プロジェクター装置の吸音ダクト型消音器の構成を示す模式図であり（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。 従来の液晶プロジェクター装置の吸音エルボ型消音器の構成を示す模式図であり（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。 従来の液晶プロジェクター装置のアクティブ型消音器の構成と作用を説明するための模式的部分断面側面図である。 ヘルムホルツ共鳴器の基本構成を示す模式的断面図である。 ヘルムホルツ共鳴器の原理を用いた穴あき板吸音器の基本構成を示す模式図である。 従来の多孔管共鳴型消音器の構成を示す模式図である。 特許文献４に開示された消音装置の液晶プロジェクター装置の概略構成を示した模式的断図である。 特許文献５に開示された消音装置の模式図であり、（ａ）は部分透視斜視図、（ｂ）は側面断面図である。 反射板による放射音のパッシブ制御に関する原理を説明した模式図である。 一般的な板状吸音器の基本構成を示す模式図である。 一般的な膜状吸音器の基本構成を示す模式図である。

符号の説明

１ａ、１ｂ 液晶プロジェクター装置
２ａ、２ｂ 光変調部
３ 第１のシロッコファン（パネル冷却用）
４ 第１の冷却ダクト（パネル冷却用）
５ ランプバルブ
６ 第２のシロッコファン（ランプバルブ冷却用）
７ 第２の冷却ダクト（ランプバルブ冷却用）
８ 排気ファン
９ 電源ユニット
１０ バラスト
１１ 投写レンズ
１２ ダクト排気口
１３ 入射側偏光板
１４ 液晶パネル
１５ 出射側偏光板
１６ 冷却風
１７ 吸音ダクト型消音器
１８ ファン
（１９）、１９ａ、１９ｂ 通風ダクト
２０ａ、２０ｂ 多孔質吸音材料
２１ 空気流
２２ 吸音エルボ型消音器
２３ 屈曲ダクト
２４ アクティブ型消音器
２５ 検出用マイクロフォン
２６ コントローラ
２７ 増幅器
２８ スピーカ
２９ 誤差マイクロフォン
３０ ヘルムホルツ型共鳴器
３１ 空洞部
３２ 首部
３３ 穴あき板構造体
３４ 貫通穴
３５ 穴あき板
３６ 多孔管共鳴型消音器
３７ 内側通気管
３８ 外側閉塞管
３９ａ、３９ｂ、３９ｃ 貫通穴
４０ 液晶パネル冷却用ダクト
４１ 第１共鳴室
４２ 第２共鳴室
４３ 第１共鳴消音器
４４ 第２共鳴消音器
４５ 冷却ファン
４６ 一次音源
４７ 二次音源
４８ａ、４８ｂ 背後空気層
４９ 固定ボード
５０ 膜状材料
５１ 電子機器（液晶プロジェクタ装置）
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ 消音装置
５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ、５３ｅ、５３ｆ、５３ｇ、５３ｈ、５３ｉ、５３ｊ、５３ｋ 冷却ダクト
５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ 消音器
５５ 冷却ファン
５６ ファン吸気面
５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄ、５７ｅ、５７ｆ、５７ｇ、５７ｈ、５７ｉ、５７ｊ、５７ｋ、５７ｌ、５７ｍ、５７ｎ、５７ｏ 反射板
５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄ 壁部材
５９ａ、５９ｂ、５９ｃ 空気室
６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ、６０ｅ、６０ｆ、６０ｇ、６０ｈ、６０ｉ、６０ｊ、６０k、６０ｌ 貫通穴
６１ａ、６１ｂ、６１ｃ Ｌ形の板
６２ ダクト開口部
６３ 垂直モード
６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅ 薄肉領域（板振動部）
６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄ シート材
６６ａ、６６ｂ、６６ｃ 膜振動部
６７ａ、６７ｂ ヘルムホルツ型共鳴器
６８ａ 第１の吸音プレート
６８ｂ 第２の吸音プレート
６９ａ 第１のダクトシェル
６９ｂ 第２のダクトシェル
７０ シールピン
７１ 共通プレート
７２ マスクプレート
７３ インナーシェル
７４ アウターシェル
７５ａ 第１の貫通穴部
７５ｂ 第２の貫通穴部
７６ 突起（ファンネル形状）
７７ 空気バネ
７８ 共鳴吸音部
７９ 放射音
８０ 粘性減衰
８１ 騒音源
８２ 騒音波形
８３ 壁面
８４ 消音装置
８５ ダクト
８６ 分岐管
８７ 共鳴箱
８８ 可動板
８９ 空洞部
９０ 隔壁

Claims (32)

1. 冷却ファンと冷却ダクトとを有する機器の消音装置であって、
   消音器と、
   前記冷却ダクト内の前記冷却ファンの吸気面に対向する位置に設けられ、該吸気面と略平行となるように形成されて、前記冷却ファンからの音を反射する反射板とを有し、
   前記消音器の吸音部は前記反射板に設けられ、
   前記反射板と前記吸気面との距離ｄが、前記消音器の吸音周波数をｆ、音速をｃとしたとき、ｄ＜ｃ／（２×ｆ）となるように設定されていることを特徴とする消音装置。
2. 請求項１に記載の消音装置において、
   前記消音器が前記冷却ダクト内部にある消音装置。
3. 請求項１に記載の消音装置において、
   前記消音器は、前記反射板と、壁部材と、前記反射板と前記壁部材とによって囲まれた空気室と、で構成される消音装置。
4. 請求項３記載の消音装置において、
   前記壁部材の一部は、前記冷却ダクトの壁を兼ねている消音装置。
5. 請求項１に記載の消音装置において、
   前記吸音部は複数である消音装置。
6. 請求項１に記載の消音装置において、
   前記消音器が共鳴吸音器である消音装置。
7. 請求項２に記載の消音装置において、
   前記反射板に貫通穴が設けられている消音装置。
8. 請求項７に記載の消音装置において、
   前記貫通穴は複数である消音装置。
9. 請求項７に記載の消音装置において、
   前記貫通穴の穴径が、前記反射板の厚さ方向に変化している消音装置。
10. 請求項８に記載の消音装置において、
    前記複数の貫通穴は、異なる穴径を有する２種類以上の貫通穴で構成されている消音装置。
11. 請求項１に記載の消音装置において、
    前記消音器が板状吸音器である消音装置。
12. 請求項１１に記載の消音装置において、
    前記反射板に板状振動部が設けられている消音装置。
13. 請求項１２に記載の消音装置において、
    前記板状振動部が複数であることを特徴とする消音装置。
14. 請求項１３に記載の消音装置において、
    前記複数の板状振動部は、異なる板振動周波数を有する２種類以上の板状振動部で構成されている消音装置。
15. 請求項１に記載の消音装置において、
    前記消音器が膜状吸音器である消音装置。
16. 請求項１５に記載の消音装置において、
    前記反射板に貫通穴を有し、
    シート材料が前記反射板に貼付され、かつ、前記貫通穴を覆って膜状振動部を形成している消音装置。
17. 請求項１６に記載の消音装置において、
    前記膜状振動部が複数である消音装置。
18. 請求項１７に記載の消音装置において、
    前記複数の膜状振動部は、異なる膜振動周波数を有する２種類以上の膜状振動部で構成されている消音装置。
19. 請求項５に記載の消音装置において、
    前記吸音部は、前記反射板に設けられた貫通穴と板状振動部である消音装置。
20. 請求項１９に記載の消音装置において、
    前記貫通穴を有する共鳴吸音器の共鳴周波数と、前記板状振動部の板振動周波数とが異なる消音装置。
21. 請求項５に記載の消音装置において、
    前記吸音部は、前記反射板に設けられた貫通穴と膜状振動部である消音装置。
22. 請求項２１に記載の消音装置において、
    前記貫通穴を有する共鳴吸音器の共鳴周波数と、前記膜状振動部の膜振動周波数とが異なる消音装置。
23. 請求項５に記載の消音装置において、
    前記吸音部は、板状振動部と膜状振動部である消音装置。
24. 請求項１に記載の消音装置において、
    前記消音器が複数の異なる共鳴周波数を有する共鳴吸音器である消音装置。
25. 請求項２３に記載の消音装置において、
    前記前記板状振動部の板振動周波数と、前記膜状振動部の膜振動周波数とが異なる消音装置。
26. 請求項１から請求項２５のいずれか１項に記載の消音装置において、
    前記反射板が、前記壁部材から着脱可能に構成されている消音装置。
27. 請求項１から請求項２６のいずれか１項に記載の消音装置において、
    前記壁部材の少なくとも一部が着脱可能に構成されている消音装置。
28. 請求項１から請求項２６のいずれか１項に記載の消音装置において、
    前記消音器が、前記冷却ダクトから着脱可能に構成されている消音装置。
29. 請求項１から請求項２８のいずれか１項に記載の消音装置を備えたことを特徴とする電子機器。
30. 請求項２９記載の電子機器において、
    前記電子機器が投射型表示装置である電子機器。
31. 請求項８に記載の消音装置の消音特性の調整方法であって、
    前記複数の貫通穴の少なくとも１つを塞ぐことにより前記共鳴吸音器の共鳴周波数を調整することを特徴とする消音特性の調整方法。
32. 請求項２６に記載の消音装置の消音特性の調整方法であって、
    前記反射板に、前記反射板と同一の貫通穴特性を有する他の反射板を重ね合わせることにより、前記共鳴吸音器の共鳴周波数を調整することを特徴とする消音特性の調整方法。

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