JP7172457B2 - 吸音用ユニットおよび吸音構造体 - Google Patents
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Description
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、図面において各部の寸法及び縮尺は実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に記載する実施形態は、本発明の好適な具体例である。このため、本実施形態には、技術的に好ましい種々の限定が付されている。しかし、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
図1は、実施形態に係る吸音構造体100の平面図である。図2は、図1中のA1-A1線断面図である。図1および図2に示す吸音構造体100は、ヘルムホルツ共鳴を用いて吸音する構造体である。吸音構造体100は、壁体200と、壁体200に設置される吸音用ユニット1と、を有する。吸音用ユニット1は、板状またはシート状の基材20と、基材20を貫通する筒状の複数の吸音用部材10と、基材20上に配置される多孔質材30と、を有する。複数の吸音用部材10および基材20からなる構造体101は、第1部材の一例である。多孔質材30は、第2部材の一例である。基材20は、複数の吸音用部材10を介して壁体200に支持される。壁体200と基材20との間には、空間S0が形成される。空間S0は、各吸音用部材10内を介して外部空間に通じる。ここで、空間S0は、吸音用部材10に対応する空間S1ごとに、典型的なヘルムホルツ共鳴器の容器として機能する。また、多孔質材30は、ヘルムホルツ共鳴による吸音とは異なる周波数帯域での吸音が可能である。以下、吸音構造体100の各部を順に説明する。
図5は、典型的なヘルムホルツ共鳴器100Xを概念的に示す図である。ヘルムホルツ共鳴器100Xは、容器101と、容器101に接続される管102と、を有する。ヘルムホルツ共鳴器100Xでは、容器101内および管102内の空気は、管102内の空気を質量とし、容器101内の空気をバネとする振動系を構成する。この振動系が共振すると、管102内の空気が激しく振動するため、管102内の空気の摩擦損失により吸音作用が生じる。ここで、容器101内の体積をVとし、管102の長さをlとし、管102内の横断面積をsとするとき、ヘルムホルツ共鳴器100Xの共振周波数f0は、以下の式(1)で表される。
ヘルムホルツ共鳴器による吸音効果は、ヘルムホルツ共鳴器での共鳴が強くなるほど高くなる。当該共鳴の強さに影響を与える要素としては、例えば、ヘルムホルツ共鳴器の構成材料、表面粗さ、剛性、気密性、開口部の音響抵抗等が挙げられる。このうち、開口部の音響抵抗は、適切に設計および製造されるヘルムホルツ共鳴器において、共鳴の強さに最も影響を与えやすいといえる。
以下、前述の吸音構造体100の応用例について説明する。
図8は、スピーカーシステム400に吸音構造体100を設置する場合の応用例を模式的に示す斜視図である。スピーカーシステム400は、筐体401と、筐体401に取り付けられるスピーカーユニット402および吸音構造体100と、を有する。筐体401は、スピーカーユニット402が取り付けられる開口部を有する中空の直方体である。すなわち、筐体401は、右壁401Rと左壁401Lと前壁401Fと後壁401Bと天壁401Tと底壁401Sとを有する。ここで、右壁401Rおよび左壁401Lは、X1方向に互いに対向する。前壁401Fおよび後壁401Bは、Y1方向に互いに対向する。天壁401Tおよび底壁401Sは、Z1方向に互いに対向する。なお、図8に示すX1方向、Y1方向およびZ1方向は、互いに直交する。
図12は、車両用のドア500に吸音構造体100を設置する場合の応用例を模式的に示す断面図である。図12に示すドア500は、アウターパネルと称される第1パネル501と、ドアトリムと称される第2パネル502と、インナーパネルと称される第3パネル503と、第3パネル503に取り付けられるスピーカーユニット504と、第2パネル502に取り付けられる吸音構造体100と、を有する。
本発明は前述の各実施形態に限定されるものではなく、以下に述べる各種の変形が可能である。また、各実施形態及び各変形例を適宜組み合わせてもよい。
前述の形態では、吸音用部材10を用いてヘルムホルツ共鳴器を構成する場合が例示されるが、ヘルムホルツ共鳴器の構成は、前述の形態に限定されない。
図15は、変形例2に係る吸音構造体100Bの平面図である。図16は、15中のA3-A3線断面図である。図15および図16に示す吸音構造体100Bは、複数の吸音用部材10が省略される以外は、前述の実施形態の吸音構造体100と同様である。すなわち、吸音構造体100Bは、吸音用ユニット1Bと壁体200とを有する。吸音用ユニット1Bは、複数の吸音用部材10が省略される以外は、前述の実施形態の吸音用ユニット1と同様である。ここで、基材20は、板状またはシート状をなす第1部材の一例である。また、基材20の孔21は、第1開口部の一例である。以上の吸音用ユニット1Bによれば、前述の変形例1のようなヘルムホルツ共鳴器の容器ごとに構造体を設ける構成に比べて、吸音用ユニット1Bの構造が簡単となる。
以上に例示する形態または変形例から、例えば以下の態様が把握される。
板状またはシート状の基材と、前記基材を貫通し、前記1以上の第1開口部が設けられる筒状の吸音用部材と、を有する。以上の態様によれば、吸音構造体の薄型化を図りつつ、吸音構造体の吸音可能な周波数帯域を低くすることができる。
Claims (8)
- ヘルムホルツ共鳴器の開口部として機能する1以上の第1開口部を有し、当該ヘルムホルツ共鳴器の特性を規定する第1部材と、
前記第1部材上に配置され、板状またはシート状をなし、平面視で前記1以上の第1開口部に重なる1以上の第2開口部を有し、平面視で前記1以上の第2開口部の周縁が前記1以上の第1開口部の周縁よりも外側に位置し、多孔質材で構成される第2部材と、を有し、
前記1以上の第1開口部のそれぞれの幅をdとし、前記1以上の第2開口部のそれぞれの幅をd1とするとき、
d1/dは、6.0以下である、
吸音用ユニット。 - d1/dは、2.0以上6.0以下である、
請求項1に記載の吸音用ユニット。 - 前記第2部材における前記1以上の第2開口部の開口率は、50%以下である、
請求項1または2に記載の吸音用ユニット。 - 前記第1部材は、
板状またはシート状の基材と、
前記基材を貫通し、前記1以上の第1開口部が設けられる筒状の吸音用部材と、を有する、
請求項1ないし3のいずれか1項に記載の吸音用ユニット。 - 前記第1部材は、前記1以上の第1開口部を通じて外部に連通する中空の容器である、
請求項1ないし3のいずれか1項に記載の吸音用ユニット。 - 前記第1部材に対して前記第2部材とは反対側に配置される第3部材と、
前記第2部材と前記第3部材とを連結し、前記第2部材と前記第3部材との間に前記第1部材を保持する複数の第4部材と、を有する、
請求項5に記載の吸音用ユニット。 - 前記第1部材は、板状またはシート状をなす、
請求項1ないし3のいずれか1項に記載の吸音用ユニット。 - 請求項1から7のいずれか1項に記載の吸音用ユニットと、
前記吸音用ユニットが設置される壁体と、を有する、
吸音構造体。
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