JP6902059B2 - 消音換気構造 - Google Patents

Description

本発明は、換気フード等の消音換気構造に係る。詳しくは、本発明は、壁に設けられ、通気性を維持したまま高い消音効果を有する外部フード型の消音換気構造に関する。

従来、通風性が求められる換気フード、換気スリーブ、及びガラリ等の換気構造は、空気と同時に音も通過させてしまうことから、騒音対策が求められる場合がある。従来の換気構造においては、消音性能を得るために構造内に吸音材を設置することが行われている（特許文献１、２、３、４、及び５参照）。

特許文献１に記載の技術は、屋内と屋外とを隔てる壁を貫通する換気口の屋外側に設置される屋外フードである。この屋外フードは、カバー内に装填されて風路を形成すると共に風路内に侵入する音を吸収する消音材とを備え、風路は、室外側開口と室内側開口との間に折れ曲がって形成された風路本体部と、風路本体部の内部空間が一部拡大されて形成された風路拡張部と、を含んでいる。この屋外フードは、カバーが大型化することなく、圧力損失が悪化することがなく、高い吸音性能とすることができるとしている。
特許文献２に記載の技術は、壁材に設けられた排気口を境に内側には排気用ファンが設けられ、外側には排気口を覆う排気口用フードが設けられた防音式強制換気口である。この防音式強制換気口では、排気用フードは、コンクリート板で形成されてなると共に、コンクリート板の内側には、無機質系吸音材料で形成した板状吸音材が、脱着可能に取り付けられている。板状吸音材の表面は、貼着剥離自在の防汚フィルムで覆われている。この防音式強制換気口は、例えば調理用の強制排気口として使用される環境下においても、換気性能と防音性能とを充分に両立維持できるとしている。

特許文献３に記載の技術は、過給機に取り付けられる消音器である。この消音器は、気体が流入する流入部を有し環状に形成される環状部と、環状部の中心軸線方向での一方側の開口部を閉塞する閉塞部と、中心軸線方向での他方側に向けて気体が排出される排出口とを備え、排出口から入る音を減衰させるものである。閉塞部は、パンチングメタル等からなる貫通孔を有する保持板と、保持板の排出口側と反対の側に配置された閉塞板と、これら保持板と閉塞板との間に挟持された閉塞部吸音材とを備えている。この消音器は、良好な消音性能を発揮できるとしている。
特許文献４に記載の技術は、建物内外の換気を行う屈曲形状の通気路を多段状に配設し、通気路を通過する騒音音波の音圧を低減させるようにしたガラリ構造の消音装置である。この消音装置は、隣り合う通気路同士を隔てる、屈曲形状に形成された羽根体と、羽根体の内側の空間に吸音材を収容する消音室と、通気路に臨む羽根体の表面に設けられ、通気路の一方の第１通風口から進入する騒音音波を消音室の内部に導く板状部材（曲面形状の音波反射板）とを備えている。このガラリ構造の消音装置では、通気路の長さを短くすることができると共に、通気路と消音室を壁面全体にわたって多段状に積層させることができ、遮音性を備えながら優れた通気性を得ることができるとしている。

特許文献５に記載の技術も、特許文献４と同様に、建物内外の換気を行う屈曲形状の通気路を多段状に配設し、通気路を通過する騒音音波の音圧を低減させるようにしたガラリ構造の消音装置である。この消音装置は、騒音音波を反射する曲面形状の第１、及び第２の音波反射板と、それぞれ吸音材を収容し、第１、及び第２の音波反射板によって反射された騒音音波を導入して音圧を低減させる第１、及び第２の消音室と、を備え、第１の消音室と第２の消音室とは通気路内に連続して配置されている。このガラリ構造の消音装置でも、特許文献４の消音装置と同様に、通気路の長さを短くすることが可能になると共に、通気路と消音室を壁面全体にわたって多段状に積層させることができ、遮音性を備えながら優れた通気性を得ることができるとしている。

特開２０１０−２６６１５６号公報 特開２００４−２３２９０９号公報 特開２０１４−００５７６０号公報 特開２００８−１４４９９６号公報 特開２００８−１２２０２３号公報

ところで、換気構造において、消音性能を得るために吸音材を設置することが有効であるが、消音性能を高め、高い消音性能を得るために吸音材を多く設置してしまうと、通風性が損なわれるという問題があった。
また、特許文献１に記載の技術では、消音材によって形成される風路内に、風路本体部に加え、その内部空間が一部拡大され風路拡張部を形成している。このため、消音材の量が増えるばかりか、屋外フード自体が大きくなるという問題があった。また、風路拡張部では、換気されるべき空気が淀んでしまうという問題があった。また、消音材によって風路が形成されているため、効率よく消音できていないという問題があった。
また、特許文献２に記載の技術では、防汚フィルムが吸音材表面全体に貼りつけられているため、音が吸音材に接触し難くなることから、防汚フィルムが吸音を阻害し、効率良く音を吸収することが難しくなるという問題があった。

また、特許文献３に記載の技術では、吸音材は、パンチングメタル等の均等に穿孔された貫通孔を有する保持板に覆われているため、製造コストが高くなるばかりか、効率よく消音できないという問題があった。
また、特許文献４、及び５に開示の技術では、ガラリ構造が前提であり、化粧板と外周壁（コンクリート壁）との間に、消音室（羽根体）間の通気路を多段状に重ねて配設することは空間制約から難しいという問題があった。また、特許文献４、及び５に開示の技術では、曲面形状の音波反射板を用いたり、パンチングプレートを用いたりしているため、コスト高となるという問題があった。
したがって、換気フード等の消音換気構造、例えば屋内と屋外とを隔てる壁を貫通する換気口の屋外側に設置される外部フード型の消音換気構造において、高い消音性能と通風性を両立させるためには、同一体積の吸音材を用いながら、より高い効率で音を吸収することが求められていた。

本発明は、上記従来技術の問題点及び課題を解決し、換気フード等のフード型の消音換気構造、例えば屋内と屋外とを隔てる壁を貫通する換気口の屋外側に設置される外部フード型の消音換気構造において、通気性を維持したまま消音性能を高めることができ、従来の吸音材、及び気柱共鳴構造よりも高い消音効果を有する消音換気構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様の消音換気構造は、フード型の消音換気構造であって、フード本体、及びフード本体に接続され、フード本体内の空間と連通するスリーブを備えるフードと、フード本体に設けられる少なくとも１つの第１開口部と、スリーブに設けられる少なくとも１つの第２開口部と、フード本体の内部に備えられた吸音材と、吸音材の表面の一部を選択的に被覆する被覆材と、を有し、第１開口部を通る音の進行方向と、第２開口部を通る音の進行方向とは、異なるものであり、被覆材は、吸音材の表面の他の一部を選択的に露出させて、選択的な露出部分を換気フード内の空間と接触する少なくとも１つの接触面として構成し、吸音材は、スリーブが接続されている面と対向するフード本体の内面、及び第１開口部と対向するフード本体の内面に貼り付けられており、被覆材は、音を通さない材質の材料であり、音を通さない材質の材料は、使用される被覆材と同じ厚みの板状の材料を、音響管の導波路を全て塞ぐように設置した構成で、４マイク法にて評価した場合において２５０Ｈｚ〜４０００Ｈｚに渡って透過損失５ｄＢ以上である材質の材料であり、少なくとも１つの接触面は、１００Ｈｚ以上、かつ可聴域における周波数の共鳴モードの次数を低い側から、ｎ＝１、２、…（正の整数）とし、ｎ次の共鳴モードの周波数に対応する波長をλnとする時、共鳴モードの波長のいずれかに該当する音波の音圧の極大となる点からλn／１６の範囲内に存在する。

ここで、少なくとも１つの接触面は、１００Ｈｚ以上、かつ可聴域における周波数の共鳴モードの次数を低い側から、ｎ＝１、２、…（正の整数）とし、ｎ次の共鳴モードの周波数に対応する波長をλnとする時、フード本体内の角端部からλn／１６の範囲内に存在することが好ましい。
また、正の整数ｎは、３以下であることが好ましい。
また、第１開口部を通る音の進行方向と、第２開口部を通る音の進行方向とは、９０°異なるものであることが好ましい。

また、少なくとも１つの接触面は、吸音材の表面の全面積に対して、１．０％〜５０％の面積を占めることが好ましい。
また、吸音材は、第１開口部、及びスリーブの接続部を除くフード本体の内面の全面積に対して、５０％以上の面積に貼り付けられていることが好ましい。
また、吸音材の体積は、フード本体の体積の１．０％〜５０％あることが好ましい。
また、消音換気構造は、屋内と屋外とを隔てる壁を貫通する換気口の屋外側に設置される外部フード型の消音換気構造であり、フード本体は、屋外に配置され、スリーブは、壁を貫通するように配置されることが好ましい。
また、更に、フードの少なくとも１つの側面にフード内の空間に開口する開口部を有する少なくとも１つの管状体を有し、管状体の内部には吸音材が充填されており、管状体の開口部は、吸音材の表面の一部を選択的に露出させて、選択的な露出部分をフード内の空間と接触する接触面として構成することが好ましい。

上記目的を達成するために、本発明の第２の態様の消音換気構造は、フード型の消音換気構造であって、フード本体、及びフード本体に接続され、フード本体内の空間と連通するスリーブを備えるフードと、フード本体に設けられる少なくとも１つの第１開口部と、スリーブに設けられる少なくとも１つの第２開口部と、フードの少なくとも１つの側面にフード内の空間に開口する開口部を有する少なくとも１つの管状体と、管状体の内部に備えられた吸音材と、を有し、第１開口部を通る音の進行方向と、第２開口部を通る音の進行方向とは、異なるものであり、管状体の開口部は、吸音材の表面の一部を選択的に露出させて、選択的な露出部分をフード内の空間と接触する接触面として構成する。

ここで、接触面は、１００Ｈｚ以上、かつ可聴域における周波数の共鳴モードの次数を低い側から、ｎ＝１、２、…（正の整数）とし、ｎ次の共鳴モードの周波数に対応する波長をλnとする時、共鳴モードの波長のいずれかに該当する音波の音圧の極大となる点からλn／１６の範囲内に存在すること、又はフード本体内の角端部からλn／１６の範囲内に存在することが好ましい。
また、正の整数ｎは、３以下であることが好ましい。
また、第１開口部を通る音の進行方向と、第２開口部を通る音の進行方向とは、９０°異なるものであることが好ましい。
また、接触面は、第１開口部、及び第２開口部を除くフードの内面の全面積に対して、１．０％〜５０％の面積を占めることが好ましい。
また、吸音材の体積は、フードの内容積の１．０％〜５０％であることが好ましい。

また、管状体は、フード本体内に配置されることが好ましい。
また、管状体は、管状体は、フード外に配置され、管状体の開口部は、フードの少なくとも１つの側面に開口していることが好ましい。
また、消音換気構造は、屋内と屋外とを隔てる壁を貫通する換気口の屋外側に設置される外部フード型の消音換気構造であり、フード本体は、屋外に配置され、スリーブは、壁を貫通するように配置されることが好ましい。
また、管状体は、屋外に突出した状態で配置される、又は壁の側に突出した状態で壁に埋まっており、管状体の開口部は、フードの少なくとも１つの側面に開口していることが好ましい。
また、管状体は、音を通さない材質で構成されていることが好ましい。

また、管状体の一端側の開口部の中心から管状体の他端側の端部までの管状体の内部空間の長手方向の長さをＬｄとし、フード内を進行する音の進行方向における開口部の幅をＬｏとし、フードの共鳴モードの次数が１である共鳴モードの周波数の波長をλとする時、長手方向の長さをＬｄは、下記式（１）、及び（２）を満足することが好ましい。
Ｌｄ＞Ｌｏ …（１）
０．０１１×λ＜Ｌｄ＜０．２５×λ …（２）
また、フード内の音の進行方向に平行な断面において、管状体の内部空間の長手方向の長さに直交する方向の内部空間の幅をＬｗとする時、内部空間の幅Ｌｗは、下記式（３）を満足することが好ましい。
０．００１×λ＜Ｌｗ＜０．０６１×λ …（３）

また、管状体の開口部の面積をＳ１とし、管状体の内部空間の内面の全表面積をＳｄとし、管状体の一端側の開口部の中心から管状体の他端側の端部までの管状体の内部空間の長手方向の長さをＬｄとし、フードの共鳴モードの次数が１である共鳴モードの周波数の波長をλとする時、面積Ｓｄに対する面積Ｓ１の割合Ｓ１/Ｓｄ、及び長手方向の長さをＬｄは、下記式（４）、及び（２）を満足することが好ましい。
０＜Ｓ１／Ｓｄ＜４０％ …（４）
０．０１１×λ＜Ｌｄ＜０．２５×λ …（２）

本発明によれば、換気フード等のフード型の消音換気構造、例えば屋内と屋外とを隔てる壁を貫通する換気口の屋外側に設置される外部フード型の消音換気構造において、通気性を維持したまま消音性能を高めることができ、従来の吸音材、及び気柱共鳴構造よりも高い消音効果を有する消音換気構造を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る消音換気構造の一例を示す模式的断面図である。 図１に示す消音換気構造から吸音材、及び被覆材を取り外した場合の音圧分布の一例を示す模式図である。 本発明の他の実施形態に係る消音換気構造の一例を示す模式的断面図である。 本発明の他の実施形態に係る消音換気構造の他の一例を示す模式的断面図である。 本発明の他の実施形態に係る消音換気構造の他の一例を示す模式的断面図である。 本発明の他の実施形態に係る消音換気構造の他の一例を示す模式的断面図である。 本発明の他の実施形態に係る消音換気構造の他の一例を示す模式的断面図である。 参考例の消音換気構造を示す模式的断面図である。 比較例１の消音換気構造を示す模式的断面図である。 本発明の実施例１−１の消音換気構造を示す模式的断面図である。 本発明の実施例１−２の消音換気構造を示す模式的断面図である。 本発明の実施例において用いた基本計算モデルを示す説明図である。 本発明の実施例１−１、実施例１−２、参考例１、及び比較例１の周波数と音圧の絶対値の２乗の平均値との関係を示すグラフである。 本発明の実施例２に用いられる消音換気構造を示す模式的断面図である。 図１４に示す実施例２（音圧の極大点からの距離ｘ＝０ｍｍ）の消音換気構造の音圧分布の一例を示す模式図である。 本発明の実施例２（音圧の極大点からの距離ｘ＝０〜１０５ｍｍ）の消音換気構造の周波数と音圧の絶対値の２乗の平均値との関係を示すグラフである。 本発明の実施例２の消音換気構造の音圧の極大点からの距離ｘと音圧の絶対値の２乗の平均値との関係を示すグラフである。 音響管４マイク測定法を実施する音響特性測定系の模式図である。

以下に、本発明に係る消音換気構造を詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本発明の第１の実施形態の消音換気構造は、フード型の消音換気構造であって、フード本体、及びフード本体に接続され、フード本体内の空間と連通するスリーブを備えるフードと、フード本体に設けられる少なくとも１つの第１開口部と、スリーブに設けられる少なくとも１つの第２開口部と、フード本体の内部に備えられた吸音材と、吸音材の表面の一部を選択的に被覆する被覆材と、を有し、第１開口部を通る音の進行方向と、第２開口部を通る音の進行方向とは、異なるものであり、被覆材は、吸音材の表面の他の一部を選択的に露出させて、選択的な露出部分を換気フード内の空間と接触する少なくとも１つの接触面として構成することを特徴とする。

また、本発明の第２の実施形態の消音換気構造は、フード型の消音換気構造であって、フード本体、及びフード本体に接続され、フード本体内の空間と連通するスリーブを備えるフードと、フード本体に設けられる少なくとも１つの第１開口部と、スリーブに設けられる少なくとも１つの第２開口部と、フードの少なくとも１つの側面にフード内の空間に開口する開口部を有する少なくとも１つの管状体と、管状体の内部に備えられた吸音材と、を有し、第１開口部を通る音の進行方向と、第２開口部を通る音の進行方向とは、異なるものであり、管状体の開口部は、吸音材の表面の一部を選択的に露出させて、選択的な露出部分をフード内の空間と接触する接触面として構成することを特徴とする。

本発明は、換気フード等のフード型の消音換気構造、例えば屋内と屋外とを隔てる壁を貫通する換気口の屋外側に設置される外部フード型の消音換気構造において、フード、特にフード本体の内部に配置された吸音材の一部を選択的に被覆することによって、又は内部に吸音材を備え、選択的に開口された開口部を有する管状体をフード、特にフード本体の内部に接続することによって、通気性を維持したまま消音性能を高めることができる。これにより、吸音材が選択的に覆われていない場合に比較して、効率よく音を吸音材に吸収させることができる。
また、吸音材の一部が被覆されていることで、吸音材の内部で音圧の高い領域と低い領域を、吸音材が被覆されていない場合に比較して顕著に生成することができる。例えば、被覆領域の接触面から奥側の部分では音圧が低くなる。音圧が高い領域と低い領域とが形成されると、その間の領域では粒子速度が大きくなる。粒子速度が抵抗体（吸音材）の中で大きくなると、損失が大きくなる。このため、消音効果を高めることができる。
従来の吸音材では低周波数音の低減効果が十分ではないが、本発明では低周波音が従来のものよりも優れる。

本発明は、吸音材の一部を選択的に被覆することによって、又は内部に吸音材を備える管状体の開口をフード内に向けることによって、消音性能を高めることができる。本発明は、吸音材を、音を通さない材質で選択的に被覆し、一部に選択的に開口を設けることで、吸音材に流れ込む音の粒子速度が大きくなり、これにより吸音材への音の吸収を大きくするという原理に基づいている。
こうして、本発明は、従来の吸音材、及び気柱共鳴構造よりも高い消音効果を有する換気フード等のフード型の消音換気構造を実現することができる。
その結果、本発明の消音換気構造は、装置、及び機器のダクト、換気スリーブ、及び住宅用換気装置等の建築材料等に適用することができる。

（消音換気構造）
以下に、本発明に係る消音換気構造を添付の図面に示す好適実施形態を参照して詳細に説明する。
（第１実施形態の消音換気構造）
図１は、本発明の第１実施形態に係る消音換気構造の一例を模式的に示す断面図である。
図１に示す本発明の第１実施形態の消音換気構造１０は、フード型の消音換気構造であって、直方体形状のフード本体１２、及びフード本体１２に接続される円管形状のスリーブ１４を備えるフード１６と、フード本体１２の内面に貼り付けられた吸音材１８と、吸音材１８の表面の一部を選択的に被覆する被覆材２０と、フード本体１２に設けられる第１開口部２２と、スリーブ１４に設けられる第２開口部２４とを有する。
消音換気構造１０は、住宅等の建築物の屋外（外部空間）２６と屋内（内部空間）２８とを隔てる壁（例えば、外周壁、コンクリート壁）３０とを連通するように設けられることが好ましい。即ち、消音換気構造１０は、屋外２６、及び屋内２８の２つの空間を連通するように設けられることが好ましい。

（フード）
フード１６は、フード本体１２、及びフード本体１２に接続されるスリーブ１４を備える。スリーブ１４は、フード本体１２内の空間に連通するようにフード本体１２に接続される。フード１６は、例えば、屋内と屋外とを隔てる壁を貫通する換気口の屋外側に設置されるものであれば良い。また、フード１６は、好ましくは、フード本体１２を屋外に配置することができ、スリーブを、壁３０を貫通するように配置することができれば良い。
フード１６は、特に制限的ではなく、換気フード、又は外部フード等に用いられるフードであれば、どのようなものでも良い。

（フード本体）
フード本体１２は、縦長の直方体形状を成す中空容器であり、内面に貼り付けられた吸音材１８によって消音効果を得るものである。フード本体１２は、壁３０から突出し、屋外２６に配置されることが好ましい。
フード本体１２の下方には、第１開口部２２を備える。図１に示す例では、第１開口部２２をフード本体１２の下方に設けることにより、例えば、屋外２６に配置された時、雨等が降り込んだり、塵、及び埃等が堆積したりすることを防止することができることで好ましい。第１開口部２２は、フード本体１２の下方に１つ設けられているが、少なくとも１つ下方に設けられていれば、２つ以上設けられていても良い。
フード本体１２の上方には、壁３０側にある（屋内２８側の）側面に開口する開口１３を備える。この開口１３には、スリーブ１４が接続され、スリーブ１４の屋内側の先端に第２開口部２４が設けられる。
なお、図１に示す例では、開口１３は、フード本体１２の屋内２８側の側面に１つ設けられているが、２つ以上設けられていても良い。

即ち、第１開口部２２から入射した音Ｓは、フード本体１２内を上方に進行する。フード本体１２内を図１中点線に沿って上方に進行した音Ｓは、フード本体１２の天井面１２ｂ、及び左側面１２ｃが塞がれ、図１に示すフード本体１２の右側面に開口１３があり、この開口１３にスリーブ１４が接続されているため、図１中点線に沿って進行方向を９０°変え、開口１３を経てスリーブ１４内を点線に沿って右方向に進行し、第２開口部２４から出射する。逆に、第２開口部２４から入射した音Ｓは、スリーブ１４内を左方向に進行し、開口１３を経てフード本体１２内に入り、フード本体１２内において９０°進行方向を変え、フード本体１２内を下方に進行し、第１開口部２２から出射する。
なお、図１に示す例では、第１開口部２２を進行する音Ｓの進行方向と、第２開口部２４を進行する音Ｓの進行方向とは、９０°異なっているが、本発明はこれに限定されず、異なっていれば、何度異なっていても良い。なお、本発明では、例えば、第１開口部２２を進行する音Ｓの進行方向と、第２開口部２４を進行する音Ｓの進行方向との差は、４５°以上、１３５°以下（４５°〜１３５°）であることが好ましく、６０°〜１２０°であることがより好ましく、９０°であることが最も好ましい。
なお、本発明では、第１開口部２２を進行する音Ｓの進行方向は、第１開口部２２の開口中心の空気の音響インテンシティのベクトル方向と定義することができるし、第２開口部２４を進行する音Ｓの進行方向は、第２開口部２４の開口中心の空気の音響インテンシティのベクトル方向と定義することができる。
ここで、音の粒子速度ベクトルの方向は、Microflown Technologies社の音響粒子速度プローブを用いて、それぞれの開口部の開口面中央付近において音響インテンシティのベクトルを測定することで得られる。

図１に示す例では、フード本体１２は、縦長の直方体形状を成す中空容器であるが、本発明は、これに限定されない。フード本体１２は、壁３０より屋外２６に配置でき、縦長であれば、どのような形状の中空容器であっても良い。例えば、直方体、又は円筒等を挙げることができる。
フード本体１２の材料は、換気フード、又は外部フード等に用いられ、入射する音を振動等によって増幅したり、外部に伝播したりすることが無ければ、特に制限的ではなく、どのような材料を用いても良い。例えば、アルミニウム、チタン、マグネシウム、タングステン、鉄、スチール、クロム、クロムモリブデン、ニクロムモリブデン、これらの合金等の金属、アクリル樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリアミドイド、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリサルフォン、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、ポリイミド、トリアセチルセルロース等の樹脂材料、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastics）、カーボンファイバ、及びガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ：Glass Fiber Reinforced Plastics）、建造物の壁材と同様なコンクリート、モルタル等を挙げることができる。
なお、フード本体１２としては、フード型の消音換気構造に用いられるフード本体であれば、従来公知の換気フード、又は外部フード等のフード本体を用いることができる。

（スリーブ）
スリーブ１４は、縦長の円管形状を成し、円筒形状の円管からなり、フード本体１２の開口１３に接続され、フード本体１２内を進行し、所定角度変更されて進行し、開口１３から入射した音を進行させて、その先端の第２開口部２４から出射させる、又は逆に進行させるものである。スリーブ１４の内面に吸音材１８が貼り付けられる場合には、吸音材１８によって消音効果を得るものである。スリーブ１４は、壁３０を貫通するように配置される。
図１に示す例では、スリーブ１４は、縦長の円管形状を成すが、本発明は、これに限定されない。スリーブ１４は、壁３０を貫通するように配置できれば、どのような形状であっても良い。例えば、直方体、又は円筒等を挙げることができる。
スリーブ１４の材料は、換気スリーブ等に用いられ、入射する音を振動等によって増幅したり、外部に伝播したりすることが無ければ、特に制限的ではなく、どのような材料を用いても良い。例えば、例えば、アルミニウム、チタン、マグネシウム、タングステン、鉄、スチール、クロム、クロムモリブデン、ニクロムモリブデン、これらの合金等の金属、アクリル樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリアミドイド、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリサルフォン、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、ポリイミド、トリアセチルセルロース等の樹脂材料、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastics）、カーボンファイバ、及びガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ：Glass Fiber Reinforced Plastics）、建造物の壁材と同様なコンクリート、モルタル等を挙げることができる。
なお、スリーブ１４としては、換気スリーブ、又は外部フード型の消音換気構造に用いられるスリーブであれば、従来公知の換気スリーブ、又は外部フードに用いられるスリーブを用いることができる。

（吸音材）
吸音材１８は、その内部を通過する音の音エネルギーを熱エネルギーに変換することで吸音するものである。
吸音材１８は、図１に示す例では、第１開口部２２と対向するフード本体１２の内面（天井面１２ｂ）、及びスリーブ１４が接続されている面と対向するフード本体１２の内面（側面１２ｃ）に貼り付けられている。なお、第１開口部２２においては、吸音材１８の底面は閉じ切られていない。ここで、フード本体１２の天井面１２ｂ、及び側面１２ｃへの吸音材１８の貼り付けの理由は、詳しくは後述するが、図１に示すフード本体１２の左上隅の角端部１２ａに音圧の極大となる点があるからである。即ち、音圧の極大となる点に吸音材１８が露出した接触面があると、効率よく吸音することができる。しかしながら、本発明はこれに限定されず、フード１６内の音圧の極大となる点を含んでいれば、第１開口部２２、及び開口１３を除く、フード１６、又はフード本体１２の内面の何処に貼り付けられていても良く、また、全面に貼り付けられていても良いし、スリーブ１４の内面の何処に貼り付けられていても良い。
吸音材１８としては、特に限定はなく、従来公知の吸音材が適宜利用可能である。例えば、発泡ウレタン、軟質ウレタンフォーム、木材、セラミックス粒子焼結材、フェノールフォーム等の発泡材料、及び微小な空気を含む材料；グラスウール、ロックウール、マイクロファイバー（３Ｍ社製シンサレート等）、フロアマット、絨毯、メルトブローン不織布、金属不織布、ポリエステル樹脂不織布、金属ウール、フェルト、インシュレーションボード、及びガラス不織布等のファイバー、及び不織布類材料；木毛セメント板；シリカナノファイバー等のナノファイバー系材料；石膏ボード；種々の公知の吸音材が利用可能である。

ここで、吸音材１８の体積は、特に制限的ではないが、小さいと消音効果が低くなり、大きいと、フード１６、即ちフード本体１２内、又はスリーブ１４内の空間が狭くなり換気性が低下するので、フード本体１２の内容積の１．０〜５０％であることが好ましい。
図１に示す例では、吸音材１８は、スリーブ１４が接続されている面と対向するフード本体１２の内面（側面１２ｃ）、及び第１開口部２２と対向するフード本体１２の内面（天井面１２ｂ）に貼り付けられているが、本発明はこれに限定されず、吸音材１８による消音効果が得られれば良く、吸音材１８は、第１開口部２２、及び開口１３を除くフード本体１２の内面の全面積に対して、５０％以上の面積に貼り付けられていることが好ましい。

（被覆材）
被覆材２０は、吸音材１８の表面の一部を選択的に被覆するものである。その結果、被覆材２０は、吸音材１８の表面の他の一部（被覆された部分以外）を選択的に露出させて、選択的な露出部分をフード本体１２内の空間と接触する接触面３２として構成するものである。
図１に示す例では、接触面３２は、フード本体１２の天井面１２ｂに貼り付けられた吸音材１８の左表面（図１中左上隅の角端部１２ａ近傍）の接触面３２ａ、及びフード本体１２の図１中の左側面１２ｃに貼り付けられた吸音材１８の上表面（図１中左上隅の角端部１２ａ近傍）の接触面３２ｂからなることが好ましい。
したがって、被覆材２０は、２つの接触面３２ａ、及び３２ｂを除く、吸音材１８の表面を被覆する。
ここで、接触面３２は、吸音材１８の表面の全面積に対して、１．０％〜５０％の面積を占めることが好ましい。その理由は、接触面３２がこの範囲内の面積であれば、吸音材１８の表面の全面積を被覆材２０によって全く被覆しない従来の場合に比べて消音効果を向上させることができるからである。
なお、本発明においては、吸音材１８は、例えば表面が凸凹している場合などの厳密な計算が難しいので、吸音材１８の接触面３２の面積は、被覆材２０の開口部分の面積と定義する。ここで、被覆材１８の開口部分の面積は、被覆材２０の開口枠を含む平面、又は滑らかな曲面で近似した面の面積と定義する。被覆材１８の開口部分の面積は、上述した従来公知の面積の算出方法と同様な方法で算出すれば良い。

ところで、図２は、図１示す消音換気構造１０から吸音材１８、及び被覆材２０を取り外した場合（後述する図８参照）の音圧分布を示す模式図である。この音圧分布は、後述する図８に示す消音換気構造５０において、第１開口部２２から周波数３００Ｈｚの音がフード本体１２内に入り込み、フード本体１２内を進行し、開口１３からスリーブ１４に入り、スリーブ１４内を進行し、第２開口部２４から出ていく時の音圧分布である。また、この音圧分布は、周波数３００Ｈｚの音の音圧レベル（音圧の絶対値の対数値ｌｏｇ_１０（｜ｐ｜））を濃度で表したものである。なお、横軸、及び縦軸は、共に、図２中の０を原点とした座標系の座標(距離）を表わす。
図２に示すように、第１開口部２２からフード本体１２内に入り込んだ音がフード本体１２内において伝播する時、開口１３と対向するフード本体１２の側面１２ｃと、フード本体１２の天井面１２ｂとが接する角端部（フード本体１２内の左上の角部）１２ａが、音圧の極大になる。即ち、吸音材１８が配置されていない消音換気構造５０（図８参照）の場合、左上角端部１２ａが音圧の極大点ｐ_ｍａｘとなる。なお、図２は、後述する管状体４２の開口部を音圧の極大点ｐ_ｍａｘ近傍に配置すれば良いことも示している。

この場合、吸音材１８の表面が、極大点ｐ_ｍａｘの位置に近い場合に消音効果が高くなる。したがって、フード本体１２内に、吸音材１８を配置する場合、吸音材１８の表面が、音圧の高い部分の近く位置すると、吸音材１８に音が効率よく吸収され、消音効果が高くなる。特に、消音換気構造５０（図８参照）を通りやすい周波数の音は、左上隅の角端部１２ａの部分で音圧が高くなるため、角端部１２ａの部分に吸音材１８の表面がくるように置くことが好ましい。
このため、吸音材１８の接触面３２（３２ａ、及び３２ｂ）を、フード本体１２の左上隅の角端部１２ａの近傍部分に設けることが好ましい。こうすることにより、吸音材１８を音圧の極大点の位置に配置して効率よく吸音することができ、高い消音効果を得ることができる。

被覆材２０は、音を通さない材質の材料であることが好ましい。その理由は、フード本体１２の左上隅の角端部１２ａの音圧の極大となる点において強く吸音するためである。本発明において、音を通さない材質の材料とは、使用状態の材料、例えば使用される被覆材２０と同じ厚みの板状の材料を、音響管の導波路を全て塞ぐように設置した構成で、４マイク法にて評価した場合において２５０Ｈｚ〜４０００Ｈｚに渡って透過損失５ｄＢ以上である材質の材料と定義する。なお、周波数を２５０Ｈｚ〜４０００Ｈｚとしたのは、音響管測定で安定して測れるのが２５０〜４０００Ｈｚであるからである。
４マイク法では、図１８に示す音響特性測定系６０のように、アルミニウム製音響管（管体６２）内に被覆材２０として用いられる遮音性のある材質の材料７０を配置し、音響管（管体６２）に配置された４つのマイクロフォン６４を用いて伝達関数法による音響特性の測定を行う。

この手法は、「ASTM E2611-09: Standard Test Method for Measurement of Normal Incidence Sound Transmission of Acoustical Materials Based on the Transfer Matrix Method」に従うものである。音響管としては、例えば日本音響エンジニアリング株式会社製のＷｉｎＺａｃと同一の測定原理であるものとして、アルミニウム製の管体６２を用いる（ＷｉｎＺａｃについては、ウェブ資料「https://www.noe.co.jp/en/download/pdf/winzac.pdf」を参考にすることができる。）。管体６２の下側には内部にスピーカ６６を収納した円筒状の函体６８を配置し、函体６８の上面に管体６２を載置した。スピーカ６６から所定音圧の音を出力し、４本のマイクロフォン６４で測定する。この方法で広いスペクトル帯域において音響透過損失を測定することができる。
具体的には、この手法を用いて、音を通さない材質の材料７０を、直径４ｃｍの音響管（管体６２）を隙間なく遮るように、図１８のごとく配置して、測定を行い、その透過率Ｔを求め、透過損失ＴＬ=１０*ｌｏｇ_１０（１/Ｔ）を得ることができる。上述したように、この透過損失ＴＬの値が、２５０Ｈｚ〜４０００Ｈｚに渡って５ｄＢ以上であるものを遮音性のある材質の材料と定義する。

音を通さない材質の被覆材２０としては、音を通さない材質の材料であれば良く、例えば、アルミニウム、チタン、マグネシウム、タングステン、鉄、スチール、クロム、クロムモリブデン、ニクロムモリブデン、これらの合金等の金属材料、アクリル樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリアミドイド、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリサルフォン、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、ポリイミド、トリアセチルセルロース等の樹脂材料、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastics）、カーボンファイバ、及びガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ：Glass Fiber Reinforced Plastics）、建造物の壁材と同様なコンクリート、モルタル等を挙げることができる。

本発明では、接触面３２（３２ａ、及び３２ｂ）は、好ましくはその中心位置は、フード１６（特に、フード本体１２）の共鳴モードの周波数の波長をλ、１００Ｈｚ以上、かつ可聴域における周波数の共鳴モードの次数を周波数の低い側から、ｎ＝１、２、…（正の整数）として、ｎ次の共鳴モードの周波数に対応する波長をλnとする時、フード１６（特に、フード本体１２）内の音圧の極大となる点からλn／１６の範囲内に存在することが好ましい。
なお、本発明においては、波長λは、フード１６の共鳴モードの周波数の波長に該当する。共鳴モードの周波数とは、フード１６の片方（例えば、第１開口部２２）から音を流して、もう片方の出口（例えば、第２開口部２４）側の屋内２８の空間で音圧を測定した際のピーク（極大）の周波数に該当する。具体的には、フードの共鳴モードの周波数とは、フードの片方の出口から距離５０ｃｍの位置からスピーカにてホワイトノイズを発生させ、もう片方の側の出口から５０ｃｍの位置で音圧を計測用マイクで計測し、音圧の周波数スペクトルを測定した場合の、観測音圧が極大となる周波数と定義する。この際、共鳴モードの次数は、周波数の低い側から、ｎ＝１，２，・・・（正の整数）と定義する。それらの理由は、共鳴モードの波長λであって、かつ可聴域に対応する波長の音が、抜けてきやすい音になるので、消さなければならない音になるからであり、接触面３２が音圧の極大点に近い方が、消音効果が高く、音圧の極大点から離れると消音効果が弱くなるからである。

また、接触面３２（３２ａ、３２ｂ）は、好ましくはその中心位置は、ｎ次の共鳴モードの波長λnであって、かつ可聴域に対応する波長において、フード本体１２内の角端部１２ａ、好ましくは第１開口部２２を通る音の進行方向と、第２開口部２４を通る音の進行方向とが屈曲する点に対応するフード本体１２内の角端部１２ａからλn／１６の範囲内に存在することが好ましい。その理由は、接触面３２が音圧の極大点となるフード本体１２内の角端部１２ａに近い方が、消音効果が高いからである。
ここで、共鳴モードの次数である正の整数ｎは、３以下であることが好ましい。即ち、特に、共鳴モードの波長λであって、かつ可聴域に対応する波長に該当する音の中でも、共鳴モードの次数ｎ＝１，２，３というような、比較的低い周波数の音が抜けてきやすく、低い周波数の音の方が、消す必要があるからである。しかも、低い周波数の音の方が、吸音材１８で簡単には消し難い問題があるからである。
本発明の第１実施形態の消音換気構造は、基本的に、以上のように構成される。

（第２実施形態の消音換気構造）
図３は、本発明の第２実施形態に係る消音換気構造の一例を模式的に示す断面図である。
図３に示す本発明の第２実施形態の消音換気構造４０は、図１に示す本発明の第１実施形態の消音換気構造１０と、吸音材１８がフード本体１２の内面に貼り付けられておらず、管状体４２を有している点を除いて、同様の構成を有するものであるので、同一の構成要素には、同一の番号を付し、その詳細な説明は省略する。
本実施形態の消音換気構造４０は、フード型の消音換気構造であって、直方体形状のフード本体１２、及びフード本体１２に接続される円管形状のスリーブ１４を備えるフード１６と、フード本体１２内の空間に開口する開口部４４を有する２つの管状体４２（４２ａ、及び４２ｂ）と、管状体４２（４２ａ、及び４２ｂ）の内部に備えられた吸音材１８と、フード本体１２に設けられる第１開口部２２と、スリーブ１４に設けられる第２開口部２４とを有する。
消音換気構造４０も、消音換気構造１０と同様に、図１を参照すると、住宅等の建築物の屋外（外部空間）２６と屋内（内部空間）２８とを隔てる壁（例えば、外周壁、コンクリート壁）３０とを連通するように設けられることが好ましい。即ち、消音換気構造１０は、屋外２６、及び屋内２８の２つの空間を連通するように設けられる好ましい。

（管状体）
図３に示す例では、２つの管状体４２の内の管状体４２ａ、及び４２ｂは、それぞれフード本体１２内の天井面１２ｂの内面、及び左側（例えば屋外２６側（図１参照））の側面１２ｃの内面に接するように配置される。管状体４２ａの長手方向の長さは、フード本体１２の天井面１２ｂの内面の長さに等しく、管状体４２ｂの長手方向の長さは、フード本体１２（側面１２ｃ）の内面の長手方向の長さ）に等しい。
なお、管状体４２ａ、及び４２ｂは、それぞれフード本体１２内の空間に選択的に開口する開口部４４を有する。
管状体４２（４２ａ、及び４２ｂ）の内部には吸音材１８が充填されて備えられる。なお、第１開口部２２の位置における吸音材１８の底面は、管状体４２ｂの底面によって閉じ切られている。
管状体４２（４２ａ、及び４２ｂ）の開口部４４（４４ａ、及び４４ｂ）は、フード本体１２内の左上隅の角端部１２ａに位置する。管状体４２ａの開口部４４ａは、フード本体１２内の左上隅の角端部１２ａの上側に位置する。管状体４２ｂの開口部４４ｂは、フード本体１２内の左上隅の角端部１２ａの左側に位置する。開口部４４（４４ａ、及び４４ｂ）は、管状体４２から吸音材１８の表面の一部を選択的に露出させており、吸音材１８の露出部分をフード本体１２内の空間と接触する接触面３２（３２ｃ、及び３２ｄ）として構成する。

ところで、フード本体１２内の空間と接触する管状体４２の側面は、被覆材２０を構成するともいえる。ここで、管状体４２は、音を通さない材質で構成されていることが好ましい。
ここで、管状体４２の形状は、フード本体１２内の所定の位置に配置でき、開口部４４を有し、内部に吸音材１８を充填できれば、特に制限的ではない。管状体４２の形状は、例えば、四角柱管形状、円管形状、又はラビリンス型形状等を挙げることができる。
また、管状体４２の材料は、吸音材１８を充填できれば、特制限的ではない。管状体４２の材料は、音を通さない材料であることが好ましく、例えばアルミニウム、チタン、マグネシウム、タングステン、鉄、スチール、クロム、クロムモリブデン、ニクロムモリブデン、これらの合金等の金属材料、アクリル樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリアミドイド、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリサルフォン、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、ポリイミド、トリアセチルセルロース等の樹脂材料、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastics）、カーボンファイバ、及びガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ：Glass Fiber Reinforced Plastics）、建造物の壁材と同様なコンクリート、モルタル等を挙げることができる。

なお、管状体４２の開口部４４の位置、及びその中心位置は、接触面３２の長手方向の位置、及びその中心位置に等しいので、本発明の第２実施形態の消音換気構造４０においても、本発明の第１実施形態の消音換気構造１０と同様に、共鳴モードの波長λがλ＝２Ｌ／ｎを満たし、かつ可聴域に対応する波長において、フード１６内の音圧の極大点からλ／８の範囲内に存在すること、又はフード１６のフード本体１２内の左上隅の角端部１２ａからλ／８の範囲内に存在することが好ましい。その理由は、管状体４２の開口部４４（即ち、接触面３２）が音圧の極大点に近い方が、消音効果が高く、音圧の極大点から離れると消音効果が弱くなるからである。
また、正の整数ｎは、３以下であることが好ましい。その理由は、共鳴モードの次数が低い３以下の比較的低い周波数の音が抜けてきやすいため、積極的に消す必要があるからである。
図３に示す例では、２つの管状体４２ａ、及び４２ｂがフード本体１２内における左上隅の天井面１２ｂと左側の側面１２ｃに配置されているが、管状体４２の開口部４４（接触面３２）の位置がフード１６内の音圧の極大点、又はフード本体１２内のフード本体１２内の左上隅の角端部１２ａからλn／１６の範囲内にあれば、１つ、又は３以上の管状体４２を、フード１６内の音圧の極大点、又はフード本体１２内の左上隅の角端部１２ａを含むいずれかの位置に配置しても良い。
また、接触面の面積、及び吸音材の体積は、本発明の第１実施形態の消音換気構造１０と同様に規定されることが好ましい。

図３に示す消音換気構造４０は、管状体４２（４２ａ、４２ｂ）をフード本体１２内に配置しているが、本実施形態はこれに限定されず、図４に示す消音換気構造４０Ａのように、管状体４２（４２ａ、４２ｂ）をフード本体１２外に配置しても良い。
消音換気構造４０Ａにおいては、管状体４２ａ、及び４２ｂは、それらの側面が、それぞれフード本体１２の外に、フード本体１２の天井面１２ｂの上側、及び左側の側面１２ｃの外側に配置されている。
管状体４２（４２ａ、４２ｂ）の開口部４４（４４ａ、４４ｂ）は、フード１６の音圧の極大点となるフード本体１２の左上隅の角端部１２ａに対して図４中天井面１２ｂの左側、及び左側面１２ｃの天井側に開口している。管状体４２（４２ａ、４２ｂ）内の吸音材１８の表面は、開口部４４（４４ａ、４４ｂ）において接触面３２（３２ａ、３２ｂ）を構成する。
図４に示す消音換気構造４０Ａにおいて、管状体４２ａの開口部４４ａは、フード本体１２内の左上隅の角端部１２ａ（λn／１６の範囲内）にあり、管状体４２ｂの開口部４４ｂも、フード本体１２内の左上隅の角端部１２ａ（λn／１６の範囲内）にある。その理由は、管状体４２の開口部４４（即ち、接触面３２）が音圧の極大点に近い方が、消音効果が高く、音圧の極大点から離れると消音効果が弱くなるからである。
しかしながら、本実施形態は上記の構成に限定されず、管状体４２の開口部４４（接触面３２）の位置がフード１６内の音圧の極大点、又はフード本体１２の左上隅の角端部１２ａからλn／１６の範囲内にあれば、１つ、又は３つ以上の管状体４２を、フード１６内の音圧の極大点、又はフード本体１２内の左上隅の角端部１２ａを含むいずれかの位置に配置しても良いし、２以上の管状体４２の少なくとも１つの管状体４２をフード本体１２内に、残りの少なくとも１つの管状体４２をフード本体１２の外に配置しても良い。

例えば、図５に示す消音換気構造４０Ｂのように、フード本体１２に対して長手方向のサイズが小さい管状体４２ｃをフード本体１２に対して長手方向を揃えて外付けにして、フード１６外に配置しても良い。また、図６に示す消音換気構造４０Ｂのように、フード本体１２に対して長手方向のサイズが小さい管状体４２ｄをフード本体１２に対して長手方向を揃えて内挿して、フード１６内に配置しても良い。管状体４２ｃ、及び４２ｄにおいても、それぞれの開口部４４は、フード１６内の音圧の極大点、又はフード本体１２内の左上隅の角端部１２ａを含むいずれかの位置に配置されていることが好ましい。

また、図７に示す消音換気構造４０Ｄのように、管状体４６（４６ａ、４６ｂ）を、その長手方向をフード本体１２の長手方向に一致するようにフード１６外に配置して、サイドブランチ型としても良い。この時、管状体４６ａは、フード１６のフード本体１２内の天井側の角端部１２ａを含む天井面１２ｂにおいて、天井面１２ｂと直交するように外側（図７中上側）に突出している。また、管状体４６ｂは、フード１６のスリーブ１４の天井面１４ａにおいて、スリーブ１４の天井面１４ａと直交するように外側（図７中上側）に突出している。
管状体４６（４６ａ、４６ｂ）の開口部４８は、フード１６のフード本体１２の天井面１２ｂ、及びスリーブ１４の天井面１４ａに開口している。管状体４６（４６ａ、４６ｂ）内の吸音材１８の表面は、開口部４８において接触面３２を構成する。

図７に示す消音換気構造４０Ｄにおいては、管状体４６ａの開口部４８（接触面３２）は、フード１６（フード本体１２）内の音圧の極大点の近傍（λn／１６の範囲内）、又は、フード本体１２内の左上隅の角端部１２ａの近傍（λn／１６の範囲内）にあり、管状体４６ｂの開口部４８（接触面３２）は、フード１６（フード本体１２）内の音圧の他の極大点の近傍（λn／１６の範囲内）にある。即ち、管状体４６（４６ａ、４６ｂ）の開口部４８（接触面３２）は、音圧の極大点からλn／１６の範囲内にあることが好ましい。その理由は、管状体４６（４６ａ、４６ｂ）の開口部４８（接触面３２）が音圧の極大点に近い方が、消音効果が高いからである。また、正の整数ｎは、３以下であることが好ましい。その理由は、共鳴モードの次数が低い３以下の比較的低い周波数の音が抜けてきやすいため、積極的に消す必要があるからである。

しかしながら、本実施形態は、上記構成に限定されず、管状体４６の開口部４８（接触面３２）の位置がフード本体１２内の音圧の極大点（腹）、又はフード本体１２内の左上隅の角端部１２ａからλn／１６の範囲内にあれば、１つ、又は３つ以上の管状体４６を、フード１６のフード本体１２内の天井面１２ｂ、又は左側の側面１２ｃ、スリーブ１４の天井面１４ａに直交するように外側に突出させても良い。
また、管状体４２と管状体４６とを併用しても良いし、本実施形態の消音換気構造の吸音材１８及び被覆材２０と、管状体４２と管状体４６とを併用しても良い。

また、本発明の第２実施形態においては、例えば、図６、及び図７に示すように、消音換気構造４０Ｃの管状体４２、及び消音換気構造４０Ｄの管状体４６の内部空間の長手方向の長さをＬｄとし、フード１６内の音波の進行方向における管状体４２の開口部４４（接触面３２）、及び管状体４６の開口部４８（接触面３２）の幅をＬｏとすると、管状体４２、及び４６の内部空間の長手方向の長さＬｄは、それぞれ開口部４４、及び４８（接触面３２）の幅Ｌｏよりも大きい。
即ち、長さＬｄは、下記式（１）を満足することが好ましい。
Ｌｄ＞Ｌｏ …（１）

ここで、管状体４２、及び４６の内部空間の長手方向の長さをＬｄは、管状体４２、及び４６の内部空間内の音波の進行方向の長さということもでき、シミュレーションにより求めることができる。
図６に示す例においては、管状体４２の内部空間は、その長手方向（したがって、フード１６内の音波の進行方向）に延在しているため、内部空間内の音波の進行方向は、管状体４２の内部空間の長手方向（即ち、フード１６内の音波の進行方向、したがって図中上下方向）である。従って、長さＬｄは、管状体４２の内部空間の長手方向において、管状体４２の一端側（図中上側）の開口部４４（接触面３２）の中心位置から管状体４２の他端側の端部（内部空間の端面）までの長さである。なお、位置によって管状体４２の内部空間の長手方向の長さが異なる場合には、長さＬｄは、各位置での長さの平均値である。
また、位置によって開口部４４（接触面３２）の幅が異なる場合には、開口部４４（接触面３２）の幅Ｌｏは、各位置での幅の平均値である。

また、図７に示す例においは、管状体４６の内部空間は、フード本体１２、及びスリーブ１４の天井面に直交する方向に突出しているため、内部空間内の音波の進行方向は、突出方向（図中上下方向）である。従って、長さＬｄは、突出方向における開口部４８（接触面３２）から内部空間上端面までの長さである。なお、位置によって管状体４６の内部空間の長手方向の長さが異なる場合には、長さＬｄは、各位置での深さの平均値である。
また、位置によって開口部４８の幅が異なる場合には、開口部４８の幅Ｌｏは、各位置での幅の平均値である。

また、消音換気構造４０Ｃ、及び４０Ｄのフード１６の共鳴モードの次数が１（ｎ＝１）である共鳴モードの周波数の波長（即ち、第一共鳴（ｎ＝１）の共鳴周波数における音波の波長）λ(=λ1)とすると、管状体４２、及び４６の内部空間の長手方向の長さＬｄは、０．０１１×λ＜Ｌｄ＜０．２５×λを満たす。
即ち、長さＬｄは、下記式（２）をも満足することが好ましい。
０．０１１×λ＜Ｌｄ＜０．２５×λ …（２）
上記式（２）から分かるように、長さＬｄは、λ／４よりも小さく、管状体４２、及び４６は、共鳴によって消音するものではない。
なお、長さＬｄは、０．０１６×λ＜Ｌｄ＜０．２５×λを満たすことがより好ましく、０．０２１×λ＜Ｌｄ＜０．２５×λを満たすのが更に好ましい。

なお、共鳴型の管状体を用いてフード１６の最低共鳴周波数（ｎ＝１）の音を消音する場合には、少なくとも共鳴周波数の波長λの１／４の長さが必要となり、管状体のサイズが大型化してしまう。そのため、高い通気性と防音性能とを両立することが難しいという問題があった。
また、共鳴型の管状体は、特定の周波数（周波数帯域）の音を選択的に消音するものである。そのため、フード１６の共鳴周波数に合わせた設計が必要となり、汎用性が低いという問題があった。
また、フード１６の共鳴は、複数の周波数で発生するが、共鳴型の管状体は、特定の周波数の音を消音する。そのため、消音対象となる共鳴音は１つの周波数のみとなり、また、共鳴型の管状体が消音する周波数帯域は狭いので、他の周波数の共鳴音は消音できないという問題があった。

これに対して、本実施形態は、管状体４２、及び４６内の内部空間の長手方向の長さＬｄが、フード１６内を進行する音の進行方向における開口部４４、及び４８の幅の幅Ｌｏよりも大きく、フード１６の第一共鳴（ｎ＝１）の共鳴周波数における音波の波長をλとすると、内部空間の長手方向の長さＬｄが、上記式（１）、及び（２）を満たす管状体４２、及び４６内を、フード１６の第一共鳴の音場空間に接続して配置するものである。
管状体４２、及び４６は、管状体４２、及び４６の壁面近傍における流体の粘性、壁面の凹凸（表面粗さ）、及び管状体４２、及び４６内に配置された吸音材１８等によって音エネルギーを熱エネルギーに変換して消音を行う。この壁面近傍における流体の粘性、壁面の凹凸（表面粗さ）、及び管状体４２、及び４６内に配置された吸音材１８はエネルギーの変換機構と言える。

ここで、管状体４２、及び４６の開口部４４、及び４８の幅Ｌｏが、管状体４２、及び４６の内部空間の長手方向の長さＬｄよりも小さいことによって、フード１６内の音波が管状体４６内に流入する際に、音圧を保ったまま気体（空気）分子の移動速度が速くなる。上述の変換機構による音エネルギーから熱エネルギーへの変換効率は、音圧および気体分子の移動速度に依存する。そのため、音圧を保ったまま気体分子の移動速度が速くなることによって、上述の変換機構による音エネルギーから熱エネルギーへの変換効率が高くなる。
この消音の原理は音波の波長に依存しないので、管状体４２、及び４６の内部空間の長手方向の長さＬｄがフード１６の第一共鳴の共鳴周波数における波長λの１／４よりも小さくても、高い防音性能を発現することができる。従って、管状体４２、及び４６を小型化してフード１６の通気性を維持しつつ、高い防音性能を得ることができる。
また、管状体４２、及び４６による消音の原理は音波の波長に依存しないので、フード１６（フード本体１２、及びスリーブ１４）の長さおよび形状等が異なる場合でも、防音性能を発現することができ、フード１６に合わせた設計が不要であり汎用性が高い。
また、管状体４２、及び４６による消音の原理は音波の波長に依存しないので、広い周波数帯域の音を消音することができる。

また、上述したように、防音性能および通気性の観点から、管状体４２、及び４６の内部空間の長手方向の長さＬｄは、上記式（２）（即ち、０．０１１×λ＜Ｌｄ＜０．２５×λ）を満たすことが好ましく、また、０．０１６×λ＜Ｌｄ＜０．２５×λを満たすことがより好ましく、０．０２１×λ＜Ｌｄ＜０．２５×λを満たすことが更に好ましい。
また、フード１６内の音の進行方向に平行な断面において、管状体４２、及び４６の内部空間の長手方向の長さに直交する方向の内部空間の幅をＬｗとする時、この内部空間の幅Ｌｗは、下記式（３）を満足することが好ましい。
０．００１×λ＜Ｌｗ＜０．０６１×λ …（３）
なお、管状体４２、及び４６の内部空間の幅Ｌｗは、０．００１×λ＜Ｌｗ＜０．０５１×λを満たすことがより好ましく、０．００１×λ＜Ｌｗ＜０．０４１×λを満たすことが更に好ましい。なお、図７においては、内部空間の幅Ｌｗは、図中左右方向の長さであり、開口部４８（接触面３２）の幅Ｌｏと一致している。

また、本実施形態は、管状体４２、及び４６の内部空間の内壁の表面積Ｓｄに対する開口部４４、及び４８の面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓｄを０＜Ｓ１／Ｓｄ＜４０％とすることで、吸音材１８等の変換機構の表面積に対して音波が入射する面の面積の割合を小さくして、高い音圧Ｐを保ったまま吸音材１８等の変換機構に流入する音波に対応する気体分子の移動速度を速くして防音性能を高めることができる。
気体分子の移動速度を速くする観点では開口部４４、及び４８の面積Ｓ１（比率Ｓ１／Ｓｄ）は小さいほど好ましいが、開口部４４、及び４８の面積Ｓ１が小さすぎると音波が内部空間内に流入しにくくなるため防音性能が低くなってしまう。以上の観点から、内部空間の内壁の表面積Ｓｄに対する開口部４４、及び４８の面積Ｓ１は、０.１％＜Ｓ１／Ｓｄ＜４０％であることが好ましい。
即ち、面積Ｓｄに対する面積Ｓ１の割合Ｓ１/Ｓｄは、下記式（４）を満足することが好ましい。
０＜Ｓ１／Ｓｄ＜４０％ …（４）
なお、割合Ｓ１/Ｓｄは、０.３％＜Ｓ１／Ｓｄ＜３５％であることがより好ましく、０．５％＜Ｓ１／Ｓｄ＜３０％であることがより好ましい。
なお、内部空間の内壁の表面積Ｓｄは、分解能を１ｍｍとして測定する。すなわち、１ｍｍ未満の凹凸等の微細構造を有する場合には、これを平均化して表面積Ｓｄを求めればよい。
本発明の第２実施形態の消音換気構造は、基本的に、以上のように構成される。

本発明の消音換気構造を実施例に基づいて具体的に説明する。
以下の実施例に示す材料、寸法、使用量、割合、処理内容、及び処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。

（参考例）
まず、吸音材、及び被覆材が全く貼り付けられていない図８に示す比較例のフード型の消音換気構造５０を２次元シミュレーション構造として作製した。
図８に示すように、フード１６のフード本体１２は、厚みの無い理想的な剛体板で構成され、長手方向（縦方向）の長さ１８６ｍｍ、かつ幅方向（厚さ方向）の長さ９５ｍｍの縦長の直方体形状であった。なお、本実施例では、２次元シミュレーションであるので厚みを仮定していない。また、理想的な剛体板とは音を完全に反射する板である。また、２次元シミュレーションであるので奥行き方向は考えていない。
スリーブ１４は、厚みの無い理想的な剛体板で構成され、高さ１００ｍｍ、長さ２００ｍｍの直方体の形状であった。スリーブ１４が接続される開口１３は、フード本体１２の長手方向に沿って底面から４８ｍｍの位置から高さ１００ｍｍの矩形の開口であった。

（比較例１）
次に、図８に示す参考例の消音換気構造５０のフード本体１２の開口１３に対向する側面１２ｃの内面、及び天井面１２ｂの内面に、厚さ２０ｍｍの流れ抵抗２００００［Ｐａ・Ｓ／ｍ^２］のグラスウールからなる吸音材１８を貼り付けて、図９に示す比較例１のフード型の消音換気構造５２を２次元シミュレーション構造として作製した。

（実施例１−１）
次に、図９に示す比較例１の消音換気構造５２のフード本体１２の側面１２ｃの内面、及び天井面１２ｂの内面に貼り付けられた吸音材１８の表面の一部を、厚みの無い理想的な剛体板の被覆材２０で被覆して、図１０に示す本発明の実施例１−１のフード型の消音換気構造１０を２次元シミュレーション構造として作製した。図１０に示す実施例１−１のフード型の消音換気構造１０は、具体的な寸法が入っている以外は、図１に示す本発明の第１実施形態のフード型の消音換気構造１０と同じである。２次元シミュレーションであるので厚みの無い理想的な剛体板としているが、具体的に想定しているのは、例えば厚み１ｍｍのステンレス鋼等が挙げられる。
被覆材２０は、図１０に示す消音換気構造１０のフード本体１２の天井面１２ｂに貼り付けられた吸音材１８の表面を、吸音材１８の表面の左上隅から右側に４０ｍｍ空けて被覆し、フード本体１２の側面１２ｃに貼り付けられた吸音材１８の表面を、吸音材１８の表面の左上隅から下側に４０ｍｍ空けて被覆した。なお、図１０に示す実施例１−１の消音換気構造１０のフード本体１２の天井面１２ｂの内面に貼り付けられた吸音材１８の開口１３側の端部は、側面１２ｃと反対側の側面によって閉じ切られているので、管状体４２（４２ａ）をフード本体１２の天井面１２ｂの内面に接触させて内挿したものと見做すことができるものである。
その結果、図１に示す消音換気構造１０のフード本体１２の天井面１２ｂにおけるフード本体１２の空間に接触する接触面３２ａは、幅方向４０ｍｍの面積の吸音材１８の表面であった。また、フード本体１２の側面１２ｃにおけるフード本体１２の空間に接触する接触面３２ｂは、長手方向４０ｍｍの面積の吸音材１８の表面であった。

（実施例１−２）
次に、図１０に示す実施例１−１の消音換気構造１０のフード本体１２の側面１２ｃの内面に貼り付けられた吸音材１８の底面（第１開口部２２の位置における吸音材１８の底面）を被覆材２０で被覆して閉じ切った図１１に示す本発明の実施例１−２のフード型の消音換気構造１１を２次元シミュレーション構造として作製した。消音換気構造１１では、側面１２ｃ、対向する被覆材２０、底面を閉じ切った被覆材２０、及び側面１２ｃの両側の直交する側面からなる管状体４２（４２ｂ）をフード本体１２の側面１２ｃの内面に接触させて内挿したものと見做すことができるものである。

こうして作製された実施例１−１の消音換気構造１０、実施例１−２の消音換気構造１０、参考例の消音換気構造５０、及び比較例１の消音換気構造５２について、図１２に示す基本２次元計算モデルを用いて、有限要素法計算ソフトＣＯＭＳＯＬ ＭｕｌｔｉＰｈｙｓｉｃｓ ｖｅｒ.５．３（ＣＯＭＳＯＬ社）の音響モジュールを用いた有限要素法によるシミュレーション計算を行った。
このようなシミュレーションモデルを用いて、図１２に示すように、壁で仕切られた一方の（下側）空間の半球状の面（半径１ｍ）の外側から音波を入射させた。その入射音波を消音換気構造１０の第１開口部２２を通してフード本体１２内に入射させた。次に、フード本体１２内に入射した音波を第２開口部２４から他方の（右側）空間に出射させた。その結果として、この右側の空間の１／４球状の面（半径１ｍ）に到達する音波を検出した。
こうして、右側の空間の１／４球状の面の各位置（ｉ）における音圧ｐ_ｉをｍ点測定し、音圧ｐ_ｉの絶対値の２乗｜ｐ_ｉ｜^２の平均値ａｓｐを下記式（５）によって算出した。ｍは測定点の数である。

なお、音圧ｐが１／４円弧（ｌ）の関数として与えられる場合には、音圧の絶対値の２乗｜ｐ｜^２を１／４円弧（ｌ）にそって積分して、下記式（６）で表される音圧の絶対値の２乗の線積分値ｉｓｐを求める。
こうして求めた音圧の絶対値の２乗の線積分値ｉｓｐを、半径ｒの１／４円弧の長さＬ（＝πｒ／２）で割り算して、下記式（７）で表される音圧の絶対値の２乗｜ｐ｜^２の平均値ａｓｐを算出すればよい。

ａｓｐ＝ｉｓｐ／（πｒ／２）＝２×ｉｓｐ／（πｒ） …（７）

こうして得られた実施例１−１、実施例１−２、参考例、及び比較例１の、周波数に対する音圧の絶対値の２乗の平均値ａｓｐを図１３に示す。
図１３から明らかなように、実施例１−１、及び実施例１−２は、２００Ｈｚから７００Ｈｚの範囲において、参考例、及び比較例１に比べて、音圧の絶対値の２乗の平均値ａｓｐが小さくなっており、入射音を低減でき、消音できていることが分かる。これらの結果から、従来の吸音材１８を単に設置する場合（比較例１）に比べて、本発明の消音換気構造が消音効果に優れることが示された。
したがって、本発明の有効性を示されたと言える。

（実施例２）
図１４に示す実施例２のフード型の消音換気構造１０Ａをそれぞれ２次元シミュレーション構造として作製した。図１４に示す消音換気構造１０Ａは、図１０に示す実施例１−１のフード型の消音換気構造１０におけるフード本体１２の天井面１２ｂに貼り付けられた吸音材１８の表面は閉じ切られて接触面３２ａが無く、接触面３２ｂの長手方向上側の位置が、フード本体１２の長手方向の天井面１２ｂに貼り付けられた吸音材１８の表面に位置していたのに対し、ｘｍｍ下方に位置しているとしている点で異なっているものであった。なお、第１開口部２２の位置における吸音材１８の底面は、閉じ切られている。
したがって、ｘ＝０ｍｍである実施例２は、図１０に示す実施例１−１の消音換気構造１０と同じであると言える。
次に、フード本体１２の天井面１２ｂの吸音材１８の表面から接触面３２ｂの上端までの距離ｘを、０ｍｍから、５ｍｍ、２５ｍｍ、４５ｍｍ、６５ｍｍ、８５ｍｍ、及び１０５ｍｍと変更した６種類の消音換気構造１０Ａを作製した。

こうして作製された６種類の消音換気構造１０Ａについて、図１２に示す基本２次元計算モデルを用いて、有限要素法計算ソフトＣＯＭＳＯＬ ＭｕｌｔｉＰｈｙｓｉｃｓ ｖｅｒ.５．３（ＣＯＭＳＯＬ社）の音響モジュールを用いた有限要素法によるシミュレーション計算を行い、音圧の絶対値の２乗｜ｐ｜^２の平均値ａｓｐを求めた。
こうして得られた所定の空間内、及び実施例１−１消音換気構造１０内の周波数３００Ｈｚの音の音圧分布（音圧レベル（ｄＢ）：ｌｏｇ１０（｜ｐ｜））を図１５に示す。なお、横軸、及び縦軸は、共に、図２中の０を原点とした座標系の座標(距離）を表わす。
図１５から、３００Ｈｚの音では、図１４に示す消音換気構造１０Ａにおいて、フード本体１２の左上隅の角端部１２ａ対応する点であって、天井面の吸音材１８と、側面の吸音材１８とが接する左上隅の角端部が音圧の極大点ｐ_ｍａｘとなっていることが分かる。

また、こうして得られた図１０に示す実施例１−１の消音換気構造１０を含む７種類の実施例２の消音換気構造１０Ａの周波数に対する音圧の絶対値の２乗の平均値ａｓｐを図１６に示す。
また、図１６に示す周波数に対する音圧の絶対値の２乗の平均値ａｓｐから、周波数３００Ｈｚにおける距離ｘに対する７種類の実施例２の消音換気構造１０Ａの音圧の絶対値の２乗の平均値ａｓｐ値を図１７に示す。

図１６から、図１０に示す実施例１−１の消音換気構造１０（ｘ＝０ｍｍ）は、３００Ｈｚにおいて、音圧のピーク（極大点）を持つことが分かる。残りの６種類の実施例２の消音換気構造１０Ａ（ｘ＝５ｍｍ〜１０５ｍｍ）の場合も、３００Ｈｚ付近において、音圧のピーク（極大点）を持つことが分かる。
また、図１６、及び図１７から、３００Ｈｚに着目すると、３００Ｈｚの音が消音換気構造１０Ａを通過する音圧の極大点ｐ_ｍａｘは、図１５に示す吸音材１８の左上隅の角端部の位置であるから、吸音材１８の表面（接触面３２）と音圧の極大点ｐ_ｍａｘとの距離は、ｘであると言える。ここで、距離ｘが小さいほど、即ち、吸音材１８の表面（接触面３２）と消音換気構造１０Ａの音圧極大点ｐ_ｍａｘが近いほど、消音効果が高くなっていることが分かる。
ここで、共鳴モードの波長λは、１１３３ｍｍ（ｎ＝１）であるので、ｎλ／１６は、７０ｍｍであるので、図１７において、丸で囲んだｘ＝０ｍｍ、５ｍｍ、２５ｍｍ、４５ｍｍ、及び６５ｍｍの５点は、丸の外側のｘ＝８５ｍｍ、及び１０５ｍｍの２点より、音圧が低く、消音効果高いことが分かる。即ち、吸音材１８の表面（接触面３２）が音圧の極大となる点からｎλ／１６以内に存在することにより、より高い消音効果が得られることが分かった。
よって、本発明の有効性が示されたと言える。
以上の実施例１−１、１−２、及び２から、本発明の効果は明らかである。

以上、本発明の消音換気構造について、種々の実施形態及び実施例を挙げて詳細に説明したが、本発明は、これらの実施形態及び実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良又は変更をしてもよいのはもちろんである。

１０、１０Ａ，１１、４０，４０Ａ，４０Ｂ．４０Ｃ，４０Ｄ，５０，５２ 消音換気構造
１２ フード本体
１２ａ 角端部
１２ｂ、１４ａ 天井面
１２ｃ 側面
１３ 開口
１４ スリーブ
１６ フード
１８ 吸音材
２０ 被覆材
２２ 第１開口部
２４ 第２開口部
２６ 屋外（外部空間）
２８ 屋内（内部空間）
３０ 壁（外周壁、コンクリート壁）
３２、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ 接触面
４２、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４６，４６ａ、４６ｂ 管状体
４４、４４ａ、４４ｂ、４８ 開口部
６０ 音響特性測定系
６２ 管体
６４ マイクロフォン
６６ スピーカ
６８ 函体
７０ 音を通さない材質の材料
ａｓｐ 音圧の絶対値の２乗の平均値
ｎ 共鳴モードの次数（正の整数）
ｐ_ｍａｘ 音圧の極大点
Ｓ 音

Claims (8)

1. フード型の消音換気構造であって、
   フード本体、及び前記フード本体に接続され、前記フード本体内の空間と連通するスリーブを備えるフードと、
   前記フード本体に設けられる少なくとも１つの第１開口部と、
   前記スリーブに設けられる少なくとも１つの第２開口部と、
   前記フード本体の内部に備えられた吸音材と、
   前記吸音材の表面の一部を選択的に被覆する被覆材と、を有し、
   前記第１開口部を通る音の進行方向と、前記第２開口部を通る音の進行方向とは、異なるものであり、
   前記被覆材は、前記吸音材の表面の他の一部を選択的に露出させて、選択的な露出部分を前記換気フード内の空間と接触する少なくとも１つの接触面として構成し、
   前記吸音材は、前記スリーブが接続されている面と対向する前記フード本体の内面、及び前記第１開口部と対向する前記フード本体の内面に貼り付けられており、
   前記被覆材は、音を通さない材質の材料であり、
   音を通さない材質の材料は、使用される前記被覆材と同じ厚みの板状の材料を、音響管の導波路を全て塞ぐように設置した構成で、４マイク法にて評価した場合において２５０Ｈｚ〜４０００Ｈｚに渡って透過損失５ｄＢ以上である材質の材料であり、
   前記少なくとも１つの接触面は、１００Ｈｚ以上、かつ可聴域における周波数の共鳴モードの次数を低い側から、ｎ＝１、２、…（正の整数）とし、ｎ次の共鳴モードの周波数に対応する波長をλnとする時、前記共鳴モードの波長のいずれかに該当する音波の音圧の極大となる点からλn／１６の範囲内に存在する消音換気構造。
2. 前記少なくとも１つの接触面は、１００Ｈｚ以上、かつ可聴域における周波数の共鳴モードの次数を低い側から、ｎ＝１、２、…（正の整数）とし、ｎ次の共鳴モードの周波数に対応する波長をλnとする時、前記フード本体内の角端部からλn／１６の範囲内に存在する請求項１に記載の消音換気構造。
3. 前記第１開口部を通る音の進行方向と、前記第２開口部を通る音の進行方向とは、９０°異なるものである請求項１、又は２に記載の消音換気構造。
4. 前記少なくとも１つの接触面は、前記吸音材の表面の全面積に対して、１．０％〜５０％の面積を占める請求項１〜３のいずれか１項に記載の消音換気構造。
5. 前記吸音材は、前記第１開口部、及び前記スリーブの接続部を除く前記フード本体の内面の全面積に対して、５０％以上の面積に貼り付けられている請求項１〜４のいずれか１項に記載の消音換気構造。
6. 前記吸音材の体積は、前記フード本体の内容積の１．０％〜５０％である請求項１〜５のいずれか１項に記載の消音換気構造。
7. 前記消音換気構造は、屋内と屋外とを隔てる壁を貫通する換気口の屋外側に設置される外部フード型の消音換気構造であり、
   前記フード本体は、屋外に配置され、
   前記スリーブは、前記壁を貫通するように配置される請求項１〜６のいずれか１項に記載の消音換気構造。
8. 更に、前記フードの少なくとも１つの側面に前記フード内の空間に開口する開口部を有する少なくとも１つの管状体を有し、
   前記管状体の内部には前記吸音材が充填されており、
   前記管状体の前記開口部は、前記吸音材の表面の一部を選択的に露出させて、選択的な露出部分を前記フード内の空間と接触する前記少なくとも１つの接触面として構成する請求項１〜６のいずれか１項に記載の消音換気構造。

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