JP3668678B2 - Soundproof device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、防音装置、特に共鳴モードにした防音箱を有する防音装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図10は、例えば特開平9−213541号公報に示された従来の防音装置の構成を示す縦断面概略図である。この図において、1は発音源である騒音を発生する機器、2は発音源を囲うように設けられた防音壁、3は発音源1と防音壁2間に配設された共鳴構造体で、例えば一端4aが開口し、他端が閉塞されたパイプを、開口方向が発音源1からの音波の進行方向と交わるようにして防音壁2に固定されている。
このような構成において、発音源1から発生し、防音壁2へ伝播する音波の圧力は、その伝播経路の途中にある低インピーダンスの共鳴構造体3によって吸収され、防音壁2を加振する音波の圧力が低減される。そのため、防音壁2の音波による振動振幅が低下し、防音壁2の外部へ放射される騒音を低減するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の防音装置は、上述のように構成され、騒音を低減する効果はあったが、共鳴構造体3の設置位置が内部音響モードとの関連性を考慮したものではなかったため、騒音低減効果が十分なものではないという問題点があった。
【0004】
この発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、吸音体を内部音響モードと関連づけることにより、十分な騒音低減効果が期待できる防音装置を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る防音装置は、騒音を発生する機器を覆うと共に、高さ、幅、奥行きのいずれかの寸法を上記機器から発生される音の半波長の整数倍に合わせて共鳴モードとされた防音箱、及び防音箱の共鳴モードが現れる方向の天井または壁面に設けられ、音響共鳴モードの発生する周波数にチューニングされた吸音体を備えたものである。
【0006】
この発明に係る防音装置は、また、吸音体が天井または壁面との間に背面空気層を介して設けられたものである。
【0007】
この発明に係る防音装置は、また、天井または壁面を、面密度が大きくなるようにしたものである。
【0008】
この発明に係る防音装置は、また、天井または壁面が、それぞれの厚さを厚くすることによって面密度を大きくするようにしたものである。
【0009】
この発明に係る防音装置は、また、天井または壁面が、それぞれを比重の高い材料で構成することによって面密度を大きくするようにしたものである。
【0010】
この発明に係る防音装置は、また、天井または壁面が、それぞれに重量の大きい板状部材を装着することによって面密度を大きくするようにしたものである。
【0011】
この発明に係る防音装置は、また、吸音体が吸音部材からなる板状体で構成されたものである。
【0012】
この発明に係る防音装置は、また、吸音体がヘルムホルツ型共鳴器であることを特徴とするものである。
【0013】
この発明に係る防音装置は、また、騒音を発生する機器が変圧器またはリアクトルであることを特徴とするものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1を図にもとづいて説明する。
図1は、実施の形態1の構成を示す縦断面概略図で、(a)は正面図、(b)は側面図である。これらの図において、1は騒音を発生する機器、5は上記機器1を収容し、機器1の周りを覆う防音箱で、箱内部における床面51と天井52との高さ寸法、側部壁面53と54との幅寸法、前後壁面55と56との奥行き寸法のいずれかを、上記機器1から発生する音の半波長の整数倍に合わせて共鳴モードが発生するように設定されるものであるが、図1は、高さ方向に共鳴モードが発生するように、高さ寸法を上述のように設定した場合の構成を示している。
【0015】
図2は、防音箱の床面51と天井52との高さ方向に共鳴モード6が発生する場合の例を示すもので、床面51と天井52との間に音圧の腹と節とが繰り返される形になっている。
7は吸音体を構成する吸音板で、音響共鳴モードの発生する周波数にチューニングされ、天井52に背面空気層8を介して装着されている。
なお、吸音体は穴あき吸音板のような背面空気層8で共鳴させるタイプでもよいし、板状の吸音材やヘルムホルツ型共鳴器を使用してもよい。
【0016】
次に、実施の形態1の動作について説明する。
説明の便宜上、吸音板7がない状態について先ず説明する。防音箱5は、高さ寸法が上述のように設定されているため、機器1からの騒音の発生時に、防音箱5内に図2に示す共鳴モード6が発生する。この時、防音箱内の音圧は、後述するように、防音箱の高さ寸法を共鳴モード6が発生する寸法としなかった場合よりも非常に大きくなる。
この状態で防音箱5の天井52に吸音板7を装着すると、天井部分の境界条件が変化し、図2の共鳴モードの共鳴周波数からずれた共鳴周波数において、図3に示すような共鳴モードとなり、かつ、その共鳴モードの音圧は、図2の共鳴モードの音圧よりも小さくなって、騒音を制御しようとする周波数における防音箱内の音圧は激減する。防音箱内の音圧が激減することで、防音箱を透過して防音箱外に放射される音圧も小さくなる。また、吸音板7を音響共鳴モードの発生する共鳴周波数にチューニングしてあるため、制御する共鳴モードを明確に把握することができる結果、効率的に吸音板を配置することができ、確実に共鳴周波数をずらして音圧を小さくすることができる。
【0017】
実際の防音箱の共鳴モードの例を図4に示す。
図4では、図2と同じ方向、即ち天井と床面との間に腹と節を繰り返す共鳴モード6が生じるように防音箱の高さが設計されており、そのような共鳴モードが生じている。この状態で防音箱5内に騒音を発生する機器を設置した場合の音圧の分布を図5に示す。
また、図4の状態で、天井に吸音板7を装着した場合の共鳴モードを図6に示す。図6では、図3に対応する形で共鳴モードが変化していることが分かる。
そして、この状態で防音箱5内に騒音を発生する機器を設置した場合の音圧の分布を図7に示す。図7では、内部音圧は図5に示す状態に比して激減している。
【0018】
次に、これらの状態を実測した数値で説明する。
図5の状態における防音箱内音圧の平均値を基準(0dB)とした時、図7の状態における防音箱内音圧の平均値は、−15dBであった。
参考のため、図5の状態で防音箱5の高さ方向の寸法を変更して、当該周波数で共鳴していない状態として測定した場合の防音箱内音圧の平均値は、−9dBであった。即ち、防音箱5を共鳴モードが発生しない寸法に設定した従来の方式よりも、この発明のように、故意に防音箱内で共鳴モードを発生させて内部音圧を積極的に上昇させ、その共鳴周波数にチューニングした吸音板を天井に装着する構成とした方が、内部音圧を6dBも下げることができるものである。
【0019】
なお、この実施の形態では、天井と床面との間に腹と節ができる共鳴モードを発生させる場合について説明したが、これに限られるものではなく、図1における側部壁面53と54との間あるいは前部壁面55と後部壁面56との間に腹と節ができる共鳴モードを発生させ、側部壁面または前部あるいは後部壁面に吸音体を装着する構成とすることによっても同様の効果が期待できるものである。
【0020】
実施の形態2.
次に、この発明の実施の形態2を図にもとづいて説明する。
図8は、この発明の実施の形態2の構成を示す縦断面概略図で、(a)は正面図、(b)は側面図である。これらの図において、図1と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図1と異なる点は、防音箱5の天井の厚さを厚くして面密度を大きくした点である。即ち、52Aは図1のものより厚くして、面密度が大きくなるようにされた天井で、具体的には、図1のものと同じ材質で板厚を厚くした構成の他、図1の天井に重い板を載せる構成あるいは比重の高い材料を用いて構成するなど面密度が大きくなるものであれば、どのような構成を採用してもよい。
【0021】
この実施の形態によれば、防音箱5内の音圧は、実施の形態1と同様に小さくなるが、吸音板など背面空気層8をもった吸音機構の場合、背板部の背面空気層の音圧が増大する。しかし、図8に示すように、天井52Aの面密度を大きくしてあるため、天井52Aから透過する音が小さくなり、結果として、防音箱の各壁面から放射される音、天井52Aから放射される音の全てが小さくなるものである。なお、防音箱内の共鳴モードの発生方向が壁面と壁面との間である場合には、吸音板7を壁面に装着して壁面の面密度を大きくするようにしても同様の効果を奏することができる。
【0022】
実施の形態3.
次に、この発明の実施の形態3を図にもとづいて説明する。
図9は、実施の形態3の構成を示す縦断面概略図で、(a)は正面図、(b)は側面図である。図9において、図8と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図8と異なる点は、騒音を発生する機器を変圧器またはリアクトルとした点である。即ち、1Aは防音箱5内に設置された変圧器またはリアクトル、11はそのブッシングで、天井52Aから突出して設けられ、図示しない適宜の線路に接続されるものである。
この実施の形態の作用は、実施の形態2と同様であり、変圧器またはリアクトルから発生される騒音が激減されるものである。
【0023】
【発明の効果】
この発明に係る防音装置は、騒音を発生する機器を覆うと共に、高さ、幅、奥行きのいずれかの寸法を上記機器から発生される音の半波長の整数倍に合わせて共鳴モードとされた防音箱、及び防音箱の共鳴モードが現れる方向の天井または壁面に設けられ、音響共鳴モードの発生する周波数にチューニングされた吸音体を備えているため、共鳴周波数成分の音を吸音体が効率的に吸収し、非常に高い吸収効果を得ることができる。
【0024】
この発明に係る防音装置は、また、防音箱の天井または壁面の面密度が大きくなるようにされているため、吸音体背面の音圧の上昇による騒音放射を防ぎ、防音箱外の音圧を小さくすることができる。
【0025】
この発明に係る防音装置は、また、騒音を発生する機器が変圧器やリアクトルである場合にも十分な吸音効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1の構成を示す縦断面概略図で、(a)は正面図、(b)は側面図である。
【図2】 防音箱の床面と天井との高さ方向に発生する共鳴モードの例を示すものである。
【図3】 防音箱の天井に吸音板を装着した場合の共鳴モードを示すものである。
【図4】 実際の防音箱における共鳴モードの発生状況を示す概略図である。
【図5】 図4の防音箱内に騒音を発生する機器を設置した場合の音圧の分布状況を示す概略図である。
【図6】 図4の状態で、天井に吸音板を装着した場合の共鳴モードを示すものである。
【図7】 図6の防音箱内に騒音を発生する機器を設置した場合の音圧の分布状況を示す概略図である。
【図8】 この発明の実施の形態2の構成を示す縦断面概略図で、(a)は正面図、(b)は側面図である。
【図9】 この発明の実施の形態3の構成を示す縦断面概略図で、(a)は正面図、(b)は側面図である。
【図10】 従来の防音装置の構成を示す縦断面概略図である。
【符号の説明】
1 騒音を発生する機器、1A 変圧器またはリアクトル、5 防音箱、
6 共鳴モード、7 吸音板、8 背面空気層、11 ブッシング、
51 床面、52,52A 天井、53,54,55,56 壁面。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a soundproof device, and more particularly to a soundproof device having a soundproof box in a resonance mode.
[0002]
[Prior art]
FIG. 10 is a schematic longitudinal sectional view showing a configuration of a conventional soundproof device disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-213541. In this figure, 1 is a noise generating device that is a sound source, 2 is a soundproof wall provided so as to surround the sound source, and 3 is a resonance structure disposed between the
In such a configuration, the pressure of the sound wave generated from the
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional soundproofing device is configured as described above and has an effect of reducing noise. However, since the installation position of the
[0004]
The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a soundproofing device that can be expected to have a sufficient noise reduction effect by associating a sound absorber with an internal acoustic mode.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The soundproofing device according to the present invention covers a device that generates noise, and is in a resonance mode by adjusting any one of height, width, and depth to an integral multiple of a half wavelength of sound generated from the device. A soundproof box and a sound absorber that is provided on a ceiling or a wall surface in a direction in which the resonance mode of the soundproof box appears and is tuned to a frequency at which the acoustic resonance mode is generated.
[0006]
In the soundproofing device according to the present invention, the sound absorber is provided between the ceiling or the wall surface via a back air layer.
[0007]
In the soundproofing device according to the present invention, the surface density of the ceiling or wall surface is increased.
[0008]
In the soundproofing device according to the present invention, the surface density of the ceiling or wall surface is increased by increasing the thickness thereof.
[0009]
In the soundproofing device according to the present invention, the ceiling or the wall surface is made of a material having a high specific gravity so that the surface density is increased.
[0010]
In the soundproofing device according to the present invention, the ceiling or the wall surface is provided with a plate-like member having a large weight, so that the surface density is increased.
[0011]
In the soundproofing device according to the present invention, the sound absorber is constituted by a plate-like body made of a sound absorbing member.
[0012]
The soundproofing device according to the present invention is characterized in that the sound absorber is a Helmholtz resonator.
[0013]
The soundproofing device according to the present invention is characterized in that the device that generates noise is a transformer or a reactor.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1A and 1B are schematic longitudinal sectional views showing the configuration of the first embodiment, where FIG. 1A is a front view and FIG. 1B is a side view. In these figures, 1 is a device that generates noise, 5 is a soundproof box that houses the
[0015]
FIG. 2 shows an example in which the
The sound absorber may be a type that resonates with the back air layer 8 such as a perforated sound absorbing plate, or a plate-like sound absorbing material or a Helmholtz resonator may be used.
[0016]
Next, the operation of the first embodiment will be described.
For convenience of explanation, a state where there is no
When the
[0017]
An example of the actual resonance mode of the soundproof box is shown in FIG.
In FIG. 4, the height of the soundproof box is designed in the same direction as in FIG. 2, that is, the
FIG. 6 shows a resonance mode when the
FIG. 7 shows the distribution of sound pressure when a device that generates noise is installed in the
[0018]
Next, these values will be described with actually measured numerical values.
When the average value of the sound pressure in the soundproof box in the state of FIG. 5 was used as a reference (0 dB), the average value of the sound pressure in the soundproof box in the state of FIG. 7 was −15 dB.
For reference, the average value of the sound pressure in the soundproof box when the height direction of the
[0019]
In this embodiment, the case of generating a resonance mode in which a belly and a node are formed between the ceiling and the floor has been described. However, the present invention is not limited to this, and the side wall surfaces 53 and 54 in FIG. A similar effect can be obtained by generating a resonance mode in which a belly and a node are formed between the
[0020]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
8A and 8B are schematic longitudinal sectional views showing the configuration of
[0021]
According to this embodiment, the sound pressure in the
[0022]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 9 is a schematic longitudinal sectional view showing the configuration of the third embodiment, in which (a) is a front view and (b) is a side view. In FIG. 9, the same or corresponding parts as in FIG. A difference from FIG. 8 is that a device that generates noise is a transformer or a reactor. That is, 1A is a transformer or a reactor installed in the
The operation of this embodiment is the same as that of the second embodiment, and the noise generated from the transformer or the reactor is drastically reduced.
[0023]
【The invention's effect】
The soundproofing device according to the present invention covers a device that generates noise, and is in a resonance mode by adjusting any one of height, width, and depth to an integral multiple of a half wavelength of sound generated from the device. The sound absorber is provided on the ceiling or wall surface in the direction in which the resonance mode of the soundproof box appears and is tuned to the frequency at which the acoustic resonance mode is generated. It can be absorbed in a very high absorption effect.
[0024]
In the soundproofing device according to the present invention, since the surface density of the ceiling or wall surface of the soundproof box is increased, noise emission due to an increase in the sound pressure on the back of the sound absorber is prevented, and the sound pressure outside the soundproof box is reduced. Can be small.
[0025]
The soundproofing device according to the present invention can also obtain a sufficient sound absorbing effect even when a device that generates noise is a transformer or a reactor.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing the configuration of
FIG. 2 shows an example of a resonance mode generated in the height direction between the floor surface and the ceiling of the soundproof box.
FIG. 3 shows a resonance mode when a sound absorbing plate is mounted on the ceiling of the soundproof box.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a state of occurrence of a resonance mode in an actual soundproof box.
5 is a schematic diagram showing a distribution state of sound pressure when a device that generates noise is installed in the soundproof box of FIG. 4;
6 shows a resonance mode when a sound absorbing plate is attached to the ceiling in the state of FIG.
7 is a schematic diagram showing the distribution of sound pressure when a device that generates noise is installed in the soundproof box shown in FIG. 6. FIG.
8A and 8B are schematic longitudinal sectional views showing the configuration of
9A and 9B are schematic longitudinal sectional views showing the configuration of
FIG. 10 is a schematic longitudinal sectional view showing a configuration of a conventional soundproofing device.
[Explanation of symbols]
1 Equipment that generates noise, 1A Transformer or reactor, 5 Soundproof box,
6 resonance mode, 7 sound absorbing plate, 8 back air layer, 11 bushing,
51 Floor surface, 52, 52A Ceiling, 53, 54, 55, 56 Wall surface.
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