JP7411084B2 - 消音装置 - Google Patents

Description

本発明は、消音装置に関する。

室内と室外とを隔てる壁に設けられた通気用の貫通孔を通過する騒音を消音するために、貫通孔内にウレタン又はポリエチレン等からなる吸音材を設置することがある。例えば、特許文献１に記載の消音装置では、貫通孔に相当する換気孔内に、筒形状の高周波吸音部材を配置することで、２ｋＨｚ前後の高周波音域において吸音性能が発揮される。

しかし、吸音材を用いる場合に高い吸収率を実現するには、吸音材の体積を大きくする必要がある。一方、通気用の貫通孔では通気性を確保する必要があり、貫通孔内に設置する吸音材の大きさには限度がある。つまり、特許文献１のように貫通孔内に吸音材を配置する場合には、高い通気性と良好な防音性能とを両立することが困難になる。

壁の貫通孔を通過する騒音については、貫通孔内の共鳴音が問題となる。この共鳴音の周波数が８００Ｈｚ以下である場合に吸音材で防音するには、吸音材の量が著しく増えてしまう。そのため、通気性を犠牲にしたとしても、貫通孔内の共鳴音に対しては十分な防音性能を発揮させることが困難である。貫通孔内の共鳴音を消音するために、特定の周波数の音を消音する共鳴型の消音器が用いられることがある。

従来の共鳴型消音器は、単一の周波数帯域の音を選択的に消音するが、貫通孔の長さ及び形状等が変わると、貫通孔内での共鳴の周波数も変化する。そのため、消音器の汎用性が低くなるという問題があった。
また、貫通孔内での共鳴は、複数の周波数で生じるが、上記のように従来の共鳴型消音器は単一の周波数帯域で消音し、その周波数帯域が狭いので、それ以外の周波数の共鳴音を良好に消音し得ないという問題があった。

以上の問題を解消する消音装置としては、特許文献２に記載の装置が挙げられる。特許文献２に記載の消音装置は、壁の貫通孔に嵌め込まれた管状部材に対して設置されて、管状部材を通過する音を消音する。消音装置は、壁の一方の端面側に配置された複数の消音器を有し、それぞれの消音器は、空洞部、及び、空洞部と外部とを連通する開口部を備える。消音器の開口部の少なくとも一つは、管状部材の第一共鳴の音場空間に接続されている。また、消音器の空洞部内の少なくとも一部に、あるいは、消音器の開口部の少なくとも一部を覆う位置に吸音材が配置されている。また、消音器内の音波の進行方向における空洞部の深さＬｄは、管状部材の軸方向における開口部の幅よりも大きい。さらに、消音装置を含む消音システムにおける管状部材にて生じる第一共鳴の共鳴周波数の音波の波長をλとすると、空洞部の深さＬｄは、０．０１１×λ＜Ｌｄ＜０．２５×λを満たしている。

特許第３６６４６７５号公報 特開２０１９－５６８１６号公報

特許文献２に記載の消音装置によれば、複数の共鳴音を消音することができ、設置環境に合わせた設計が不要となるので汎用性が高いものとなる。しかしながら、特許文献２に記載の消音装置では、管状部材の第一共鳴の周波数より高い周波数の共鳴音のうち、特定の周波数（例えば、５００Ｈｚ付近及び１０００Ｈｚ付近）の共鳴音を充分に消音し得ない場合がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、具体的には、上記従来技術の問題点を解消し、高い通気性を確保しつつ、複数の共鳴音を消音して、壁の貫通孔を含む通気孔を通過する音を良好に消音することが可能な消音装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の構成により上記の目的を達成できることを見出し、本発明を完成させた。

［１］ 壁の貫通孔を含む通気孔を通過する音を消音する消音器が壁の一方側に配置された消音装置であって、消音器は、複数の空洞部と、それぞれの空洞部に設けられ通気孔と空洞部とを連通する開口部と、それぞれの空洞部内に配置された吸音材と、を有し、それぞれの空洞部にて異なる周波数で共鳴して消音し、それぞれの空洞部は、通気孔の延出方向と交差する交差方向において通気孔より外側に位置する部分を備え、それぞれの空洞部の開口部は、延出方向において互いに異なる位置にあり、且つ、通気孔内における共鳴の音場空間に接続されており、壁に最も近い開口部を有する空洞部での共鳴周波数が、壁から最も離れた開口部を有する空洞部での共鳴周波数よりも高い消音装置。
［２］ 消音器は、空洞部同士を仕切る仕切り壁を有する、［１］に記載の消音装置。
［３］ 複数の空洞部は、延出方向において隣り合う第一空洞部及び第二空洞部を含み、第二空洞部の開口部は、第一空洞部の開口部よりも壁から離れており、第二空洞部が、折れ曲がり形状をなし、第二空洞部の一部分が、延出方向において第一空洞部が存在する範囲に位置する、［１］又は［２］に記載の消音装置。
［４］ 延出方向において、貫通孔に挿入された通気スリーブの内部空間と連続する通気部をさらに有し、消音器は、交差方向において通気部を取り囲む位置に配置されている、［１］～［３］のいずれかに記載の消音装置。
［５］ 延出方向において、壁から離間して配置された化粧板と壁との間に消音装置が配置されている、［１］～［４］のいずれかに記載の消音装置。
［６］ 複数の空洞部の個数が２個である、［１］～［５］のいずれかに記載の消音装置。
［７］ 壁に最も近い開口部を有する空洞部の体積よりも、壁から最も離れた開口部を有する空洞部の体積が大きい、［１］～［６］のいずれかに記載の消音装置。
［８］ 仕切り壁は、第一仕切り壁片と、延出方向に沿って第一仕切り壁片から壁に向かって延びる第二仕切り壁片とを有し、第一仕切り壁片は、交差方向において第二仕切り壁片よりも外側に突出した突出部分を有する、［２］に記載の消音装置。
［９］ 消音器は、通気孔内に生じる第一共鳴の周波数の音に対して共鳴せず、且つ、壁から最も離れた開口部を有する空洞部では、第一共鳴の周波数より高い共鳴周波数にて共鳴する、［１］～［８］のいずれかに記載の消音装置。
［１０］ 通気孔内における共鳴のうち、第一共鳴の次に高い共鳴周波となる第二共鳴の周波数をｆ２とし、壁から最も離れた開口部を有する空洞部での共鳴周波数をｆｓ２とした場合に、共鳴周波数ｆｓ２は、０．８×ｆ２＜ｆｓ２＜１．２×ｆ２を満たす、［９］に記載の消音装置。
［１１］ 共鳴周波数ｆｓ２は、０．９×ｆ２＜ｆｓ２＜１．１×ｆ２を満たす、［１０］に記載の消音装置。

本発明によれば、高い通気性を確保しつつ、複数の共鳴音を消音し、特に、通気孔内に生じる第一共鳴の周波数より高い周波数の共鳴音（具体的には、後述する第二共鳴及び第三共鳴の音）を効果的に消音することができる。この結果、本発明の消音装置により、壁の貫通孔を含む通気孔を通過する音を良好に消音することができる。

本発明の一実施形態に係る消音装置を含む消音システムの模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係る消音装置の前面図である。 本発明の一実施形態に係る消音装置の後面図である。 本発明の第一の変形例に係る消音装置を含む消音システムの模式的な断面図である。 本発明の第二の変形例に係る消音装置を含む消音システムの模式的な断面図である。 参考例の消音装置を含む消音システムの模式的な断面図である。 参考例の消音装置を用いた場合の透過損失を示す図である。 参考例の消音装置による消音効果についての、消音器の径サイズに対する依拠性を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係る消音装置を含む消音システムにおける、共鳴時の粒子速度（気体分子の移動速度）を概念的に表した図である。 シミュレーションに用いた消音装置の断面図である。 シミュレーションに用いた消音装置の前面図である。 シミュレーションに用いた消音装置の後面図である。 消音器の共鳴周波数を計算するための第一の計算モデルを示す図である。 消音器の共鳴周波数を計算するための第二の計算モデルを示す図である。 各消音器における共鳴周波数の計算結果を示す図である。 シミュレーションに用いた消音システムの模式的な断面図である。 シミュレーションにおいて消音器の径サイズを変えて計算した透過損失を示す図である。 シミュレーションにおいて消音器の径サイズを変えて計算した等級Ｔ２からの差分を示す図である。 実施例の消音装置による消音効果についての、消音器の径サイズに対する依拠性を示すグラフである。 参考例の消音装置が有する消音器の各空洞部での共鳴周波数の計算結果を示す図である。 参考例の消音装置について、消音器の径サイズを変えて計算した等級Ｔ２からの差分を示す図である。 基準化透過損失の測定環境を示す概念図である。 実験において消音器の径サイズを変えて実測した透過損失を示す図である。 実験において消音器の径サイズを変えて実測した透過損失に基づいて算出した等級Ｔ２からの差分を示す図である。

以下、本発明の防音装置の実施態様について、添付の図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下に記載する防音装置各部についての説明は、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。

また、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及び上限値として含む範囲を意味する。
また、本明細書において、「直交」又は「平行」とは、本発明の技術分野において一般的に許容される誤差の範囲を含むものとする。例えば、「直交」又は「平行」には、厳密な直交又は平行に対して±１０°未満の範囲内でずれた状態も含まれる。なお、厳密な直交又は平行に対する誤差は、５°以下であることが好ましく、３°以下であることがより好ましい。
また、本明細書において、「同一」、「同じ」、「等しい」又は「一致」は、本発明の技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。
また、本明細書において、「全部」、「いずれも」又は「全面」は、１００％である場合のほか、本発明の技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含み、例えば９９％以上、９５％以上、又は９０％以上である場合を含むものとする。

本発明の消音装置は、壁の一方側に配置された消音器を備え、壁の貫通孔を含む通気孔を通過する音を消音する。消音器は、通気孔内に生じる第一共鳴の周波数の音に対して共鳴せず、通気孔内に生じる第一共鳴の周波数より高い周波数である第二共鳴及び第三共鳴の周波数の音に対して共鳴して消音する。
本発明の消音装置は、例えば、図１に示す消音システムに用いられる。図１に示す実施形態（以下、本実施形態という）に係る消音装置及び消音システムについて、以下に説明する。

［消音システム］
本実施形態に係る消音装置（以下、消音装置１０）は、消音システム１を構成する。消音装置１０の構造について、図１に示す断面図（厳密には、貫通孔２ａの中心軸方向及び鉛直方向に沿う断面）を参照しながら説明する。

消音システム１では、図１に示すように、壁２の貫通孔２ａに通気スリーブ４が挿入されている。壁２は、例えばコンクリート壁からなり、不図示の石膏ボード及び断熱材、並びに図１に示す化粧板８等とともに、室内空間と室外空間を隔てる建物用壁を構成する。建物用壁には、壁２の貫通孔２ａを含む通気孔６が形成されている。通気孔６は、壁２の厚み方向に沿って真っ直ぐに延出している。つまり、通気孔６の延出方向は、壁２の厚み方向に沿う方向である。以下、通気孔６の延出方向を単に「延出方向」と呼ぶこととする。

通気孔６には、室外の音源から発せられた音（騒音）が通過する。なお、以下では、説明の便宜上、延出方向において、室外側、すなわち音源が位置する側を「前側」とも呼び、室内側を「後側」とも呼ぶこととする。

通気スリーブ４は、換気口又は空調用ダクト等を構成するストレートな管状部材であり、貫通孔２ａ内に挿入されて壁２に嵌め込まれている。通気スリーブ４の前端部、すなわち室外側の開口端部には公知のガラリからなるカバー部材１２が取り付けられている。

壁２の後側には、壁２から所定距離離間して化粧板８が配置されている。化粧板８には取付穴８ａが設けられている。取付穴８ａは、例えば円穴であり、通気スリーブ４の中心軸の延長線上に取付穴８ａの中心が位置する。取付穴８ａには、公知のレジスタからなる風量調整部材１４が取り付けられている。

壁２の後側（一方側）には、壁２と化粧板８の間に挟まれて消音装置１０が配置されている。消音装置１０は、室外から通気孔６を通過して室内に伝わる音を消音し、図２及び３に示す外観をなしている。図２は、消音装置１０の前面を、図３は、消音装置１０の後面をそれぞれ示す。また、消音装置１０は、図１に示すように挿し込み部２２と本体部２４とを有する。

挿し込み部２２は、両端が開放された円筒形状をなし、本体部２４の前側の端面から突出している。挿し込み部２２の外径は、通気スリーブ４の内径と略同一である。挿し込み部２２は、図１に示すように、挿し込み部２２の中心軸と通気スリーブ４の中心軸とが一致した状態で、通気スリーブ４の後端部、すなわち室内側の開口端部に挿し込まれる。これにより、図１に示すように消音装置１０が通気スリーブ４の後端部に取り付けられる。

本体部２４は、消音装置１０の本体部分をなし、略直方体形状のケーシング２４ａを有し、図１に示すように、延出方向におけるケーシング２４ａの長さ（すなわち、本体部２４の厚み）は、壁２と化粧板８との間隔と一致する。このように本実施形態では、壁２と化粧板８との間のスペース内に消音装置１０、厳密には本体部２４を収まりよく配置することができる。ただし、これに限定されるものではなく、本体部２４の厚みが、壁２と化粧板８との間隔よりも幾分小さくてもよい。

ケーシング２４ａ内には、図１に示すように通気部２６と消音器２８が設けられている。通気部２６は、本体部２４の前端から後端まで延びた円柱形状の孔であり、延出方向において挿し込み部２２の内部空間と連続しており、挿し込み部２２の中心軸の延長線上に通気部２６の中心軸が位置する。壁２の貫通孔２ａ（厳密には、通気スリーブ４の内部空間）と、通気部２６と、化粧板８の取付穴８ａとが一直線上に並ぶことで通気孔６が構成されている。すなわち、通気孔６には壁２の貫通孔２ａが含まれる。

本実施形態では、図１に示すように通気部２６の途中位置で通気部２６の径が変化しており、風量調整部材１４（レジスタ）に近い部分の径がそれ以外の部分の径よりも大きくなっている。これに伴って、取付穴８ａを大きくすることで、よりサイズが大きい風量調整部材１４（レジスタ）を設置することができる。ただし、通気部２６は、上記の形状に限定されず、図４に示すように、通気部２６の前端から後端まで内径が一定であるストレート形状でもよい。

消音器２８は、通気部２６の径方向において通気部２６を取り囲む位置に配置されて環状に設けられている。なお、通気部２６の径方向は、延出方向と交差する交差方向に相当し、以下では、便宜上「径方向」と呼ぶこととする。
消音器２８は、図１に示すように、内部に複数の空洞部３１、３２を有し、それぞれの空洞部３１、３２に設けられた開口部３１ａ、３２ａと、それぞれの空洞部３１、３２内に配置された吸音材３４と、空洞部３１、３２同士を仕切る仕切り壁３６と、を更に有する。

本実施形態の消音器２８は、図１に示すように２個の空洞部、すなわち第一空洞部３１及び第二空洞部３２を有するが、空洞部の数は、３個以上であってもよい。第一空洞部３１及び第二空洞部３２は、延出方向において互いに隣り合っており、それぞれ、延出方向及び径方向（交差方向）に広がっている。第一空洞部３１及び第二空洞部３２のそれぞれの形状及び体積（サイズ）は、仕切り壁３６によって規定されている。

仕切り壁３６は、横向きＴ字形状をなし、図１に示すように壁２と化粧板８との間で径方向（交差方向）に沿って延びる第一仕切り壁片３７と、第一仕切り壁片３７の中途位置から延出方向に沿って壁２に向かって延びる第二仕切り壁片３８とを有する。

第一仕切り壁片３７は、中央部分に通気部２６を形成するために円穴が形成された部分である。第二仕切り壁片３８は、筒型の部分であり、ケーシング２４ａの内壁面のうち、前端に位置する面まで延びている。また、図１に示すように、第一仕切り壁片３７には、径方向において第二仕切り壁片３８より外側に突出した突出部分３７ａが設けられている。ただし、仕切り壁３６は、突出部分３７ａが設けられていない構成、すなわち、図５に示すように仕切り壁３６がＬ字状に曲がった構成であってもよい。

第一空洞部３１は、消音器２８内においてケーシング２４ａの前端部分と仕切り壁３６とに囲まれ、仕切り壁３６の前側（すなわち、壁２側）に位置する環状の空間である。第一空洞部３１は、径方向（交差方向）において通気孔６より外側に位置する部分を備え、本実施形態では、図１に示すように第一開口部３１ａを除き、第一空洞部３１の略全体が通気孔６よりも径方向外側に位置している。ただし、これに限定されるものではなく、第一空洞部３１が部分的に通気孔６よりも径方向内側に位置してもよい。

第一空洞部３１の径方向内側の端位置には、第一仕切り壁片３７から前側に向かって延びた環状壁３９が配置されており、環状壁３９とケーシング２４ａの前端部との間に隙間が設けられている。この隙間が第一空洞部３１の開口部（以下、第一開口部３１ａという。）をなしている。第一開口部３１ａは、通気孔６と第一空洞部３１とを連通させるスリット状の開口部であり、第一空洞部３１において通気孔６（厳密には、通気部２６）に面する位置に設けられている。第一開口部３１ａは、第一空洞部３１の周方向において全周に亘って連続して設けられてもよく、あるいは一定ピッチで断続的に設けられてもよい。

なお、環状壁３９が設けられていない構成であってもよく、その場合には、第一仕切り壁片３７とケーシング２４ａの前端部との隙間が第一開口部３１ａをなすことになる。

第二空洞部３２は、ケーシング２４ａの前端部分、後端部分及び外周部分、仕切り壁３６に囲まれ、少なくとも一部分が仕切り壁３６の後側に位置する空間である。第二空洞部３２は、径方向（交差方向）において通気孔６より外側に位置する部分を備え、本実施形態では、図１に示すように第二開口部３２ａを除き、第二空洞部３２の略全体が通気孔６よりも径方向外側に位置している。ただし、これに限定されるものではなく、第二空洞部３２が部分的に通気孔６よりも径方向内側に位置してもよい。
また、本実施形態では、第二空洞部３２の体積が第一空洞部３１の体積よりも大きい。ここで、体積とは、それぞれの空洞部において開口部の位置よりも内側に位置する空間のサイズ（換言すると、開口部を閉じた場合に形成される閉鎖空間の容積）である。

第二空洞部３２は、その断面を見ると、略Ｕ字状に折れ曲がり形状をなしている。図１を参照しながら詳しく説明すると、第二空洞部３２は、第一仕切り壁片３７とケーシング２４ａの後端部分との間に位置する後部３２ｂ、ケーシング２４ａの前端部分と第一仕切り壁片３７との間に位置する前部３２ｃ、及び、延出方向において後部３２ｂと前部３２ｃとの間に位置する中間部３２ｄを有する。

中間部３２ｄは、図１に示すように、径方向において第一仕切り壁片３７の突出部分３７ａと隣り合う位置で後部３２ｂと前部３２ｃとを連結している。前部３２ｃは、第二仕切り壁片３８を挟んで第一空洞部３１と隣り合う位置に配置されている。換言すると、第二空洞部３２の一部分である前部３２ｃは、延出方向において第一空洞部３１が存在する範囲に位置している。

第二空洞部３２の後部３２ｂの径方向内側の端位置には、ケーシング２４ａの後端部分から前側に向かって延びた環状壁４０が配置されており、環状壁４０と第一仕切り壁片３７との間に隙間が設けられている。この隙間が第二空洞部３２の開口部（以下、第二開口部３２ａという。）をなしている。第二開口部３２ａは、通気孔６と第二空洞部３２とを連通させるスリット状の開口部であり、第二空洞部３２において通気孔６（厳密には、通気部２６）に面する位置に設けられている。第二開口部３２ａは、第二空洞部３２の周方向において全周に亘って連続して設けられてもよく、あるいは一定ピッチで断続的に設けられてもよい。
なお、環状壁４０が設けられていない構成であってもよく、その場合には、第一仕切り壁片３７とケーシング２４ａの後端部との隙間が第二開口部３２ａをなすことになる。

また、第二空洞部３２は、図１に示すようにＵ字状に折れ曲がった（厳密には、折り返された）形状に限られない。例えば、仕切り壁３６が図５に示すようにＬ字状に曲がっている場合には、それに対応する形で、第二空洞部３２がＬ字状に折れ曲がった形状（すなわち、中間部３２ｄを備えない構成）であってもよい。ただし、第二空洞部３２がＵ字状に折れ曲がっている場合には、Ｌ字状に折れ曲がっている場合に比べて、第二空洞部３２での音の伝達経路がより長くなってより良好な防音性能が得られるため、より好ましい。

第一開口部３１ａ及び第二開口部３２ａについて説明すると、両開口部は、図１に示すように延出方向において互いに異なる位置にある。第一開口部３１ａは、より前側に位置し、第二開口部３２ａは、より後側に位置し、第一開口部３１ａよりも壁２から離れている。換言すると、第一空洞部３１は、壁２に最も近い開口部を有する空洞部に該当し、第二空洞部３２は、壁２から最も離れた開口部を有する空洞部に該当する。
なお、第一開口部３１ａ及び第二開口部３２ａは、図１に示すように径方向において異なる位置にあってもよく、図４に示すように径方向（交差方向）において同じ位置にあってもよい。

また、第一開口部３１ａ及び第二開口部３２ａの各々は、通気孔６における共鳴の音場空間に接続されている。通気孔６における共鳴の音場空間とは、消音システム１において通気孔６を通過する音の共鳴が生じる空間であり、通気スリーブ４の内部空間、消音装置１０の通気部２６、及び開口端補正距離内の空間を含む空間である。開口部が共鳴の音場空間に接続されているとは、上記の音場空間内に開口部が存在していることであり、音場空間と開口部との接続には、その途中位置に吸音材又は通気性を有する部材が介在するケースも含み得る。

吸音材３４は、音エネルギーを熱エネルギーに変換して消音を行い、その種類については特に限定はなく、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（例えば３Ｍ社製シンサレートなど）、フロアマット、絨毯、メルトブローン不織布、金属不織布、ポリエステル不織布、金属ウール、フェルト、インシュレーションボード、並びに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；その他の種々の公知の吸音材が利用可能である。

吸音材３４の厚みは、空洞部３１、３２内あるいは開口部３１ａ、３２ａ近傍に吸音材３４が配置可能であれば、特に限定されない。また、吸音性能等の観点から、吸音材３４の流れ抵抗は、１００Ｐａ・ｓ／ｍ^２～１０００００Ｐａ・ｓ／ｍ^２が好ましく、５００Ｐａ・ｓ／ｍ^２～４００００Ｐａ・ｓ／ｍ^２がより好ましく、１０００Ｐａ・ｓ／ｍ^２～１００００Ｐａ・ｓ／ｍ^２が特に好ましい。

また、空洞部３１、３２内に吸音材３４を配置する構成とする場合には、吸音材３４の形状を空洞部３１、３２の形状に合わせて成型するのが好ましい。これにより、吸音材３４を空洞部３１、３２内に均一に充填するのが容易になり、コストダウンでき、メンテナンスを簡易化することが可能となる。なお、図１に示すように、空洞部内に配置された吸音材３４の一部が開口部（図１では、第二開口部３２ａ）から空洞部の外にはみ出てもよい。この場合には、通気性が若干低下するが、室内側に設置するレジスタ等の風量調整部材１４の通気性よりも通気性が高くなっていればよい。この点を踏まえ、一般的な換気口部材の通気性能を示す「相当隙間面積」を考慮して消音器２８を設計するとよい。具体的には、風量調整部材１４の相当隙間面積をａＡ_Ｒ（ｃｍ^２）とし、消音器２８の相当隙間面積をａＡ_Ｓ（ｃｍ^２）としたときに、１．０×ａＡ_Ｒ＜ａＡ_Ｓとなっているのが好ましく、１．５×ａＡ_Ｒ＜ａＡ_Ｓとなっているのがより好ましく、２．０×ａＡ_Ｒ＜ａＡ_Ｓとなっているのが特に好ましい。

以上のように構成された消音器２８は、それぞれの空洞部３１、３２にて異なる周波数で共鳴して消音する。より詳しく説明すると、消音器２８は、通気孔６内に生じる第一共鳴の周波数の音に対して共鳴しない。ここで、第一共鳴は、通気孔６内に生じる共鳴のうち、基本モードの共鳴である。通気孔６内に生じる共鳴とは、消音システム１の系全体における共鳴である。また、第一共鳴は、通気スリーブ４内に生じる第一共鳴に該当する。

一方、消音器２８は、第一空洞部３１及び第二空洞部３２の各々で、第一共鳴の周波数よりも高い共鳴周波数にて共鳴する。より詳しく説明すると、第二空洞部３２では第二共鳴が生じ、第一空洞部３１では第三共鳴が生じる。第二共鳴は、通気孔６内における共鳴のうち、第一共鳴の次に高い共鳴周波数を有する共鳴であり、第三共鳴は、第二共鳴よりも高次であり、第二共鳴の次に高い共鳴周波数を有する共鳴である。

そして、本実施形態では、壁２に最も近い開口部（第一開口部３１ａ）を有する第一空洞部３１での共鳴周波数ｆｓ１が、壁２から最も離れた開口部（第二開口部３２ａ）を有する第二空洞部３２での共鳴周波数ｆｓ２よりも高い。これにより、高い通気性を確保しつつ、汎用性の高い構成にて複数の共鳴音を消音することができ、通気孔６を通過する騒音を効果的に消音することが可能となる。

より詳しく説明すると、従来の共鳴型消音器を用いて壁の貫通孔を通過する音を消音する場合には、貫通孔に挿入された通気スリーブにて生じる共鳴の周波数（例えば、通気スリーブの第一共鳴の周波数）と対応する波長の１／４の長さが必要となることから、消音器のサイズが大型化する傾向にある。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、従来の共鳴型消音器は、特定の周波数（周波数帯域）の音を選択的に消音するため、通気スリーブ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。さらに、通気スリーブでの共鳴は複数の周波数で発生するが、前述のように、これまでの共鳴型消音器は、特定の周波数の音を選択的に消音する。このため、消音対象となる共鳴音が単一の周波数のみとなり、その上、共鳴型消音器によって消音される周波数帯域は狭く、他の周波数の共鳴音が消音されないという問題があった。

本発明者らは、図６に示す消音器１２０を有する消音装置（以下、参考例の消音装置１１０）により、上記の問題が解決されることを見出した。参考例の消音装置１１０では、図６に示すように、通気スリーブ４内と連通する通気部１１２の周りに消音器１２０が配置され、消音器１２０は、径サイズ（図６中、記号Ｌで示す長さ）が等しい二つの空洞部１３１、１３２を備える。二つの空洞部１３１、１３２は、径方向に真っ直ぐ延びた仕切り壁１３６によって前後に区切られている。それぞれの空洞部１３１、１３２には、通気孔６における共鳴の音場空間に接続された開口部１３ａ、１３２ａが設けられ、空洞部１３１、１３２内には吸音材１３４が配置されている。また、消音器１２０は、複数の空洞部１３１、１３２にて互いに異なる周波数で共鳴して消音する。

上記のように構成された参考例の消音装置１１０であれば、通気スリーブ４での共鳴周波数と対応する波長の１／４より小さいサイズであっても、複数の周波数の音を消音することができ、高い防音性能が達成される。また、消音器１２０は、通気スリーブ４内に配置されず、径方向において通気スリーブ４の外側に配置されるため、十分な通気性が確保される。さらに、参考例の消音装置１１０であれば、通気スリーブ４の長さが変わった場合にも良好な消音効果が得られるため、通気スリーブ４の長さに応じた設計が不要となり、汎用性が向上する。

しかし、参考例の消音装置１１０では、図７に示すように、広範囲に亘って良好な防音性能が得られるものの、複数の特定の周波数では防音性能が低下する傾向がある。具体的に説明すると、通気孔６内で生じる第二共鳴及び第三共鳴の各々の周波数（図７では５００Ｈｚ付近及び１０００Ｈｚ付近）では、参考例の消音装置１１０の防音性能が、ＪＩＳ規格（JIS A 4706-4702）で規定された住宅用サッシの防音性能（遮音性能）を示す等級のうち、等級Ｔ２の防音サッシを下回る。図７は、参考例の消音装置１１０の防音性能を示すグラフであり、横軸が周波数（Ｈｚ）を、縦軸が透過損失（ｄＢ）をそれぞれ表している。

一方、参考例の消音装置１１０による消音効果は、消音器１２０における空洞部１３１、１３２の径サイズＬに依存して変化する。ここで、径サイズＬを大きくすると、図８に示すように、５００Ｈｚ付近での透過損失が上昇する一方で、１０００Ｈｚ付近での透過損失が低下し、トレードオフの関係を示すようになる。図８は、参考例の消音装置１１０による消音効果の、径サイズＬに対する依拠性を示すグラフであり、横軸が、径サイズＬ（ｍｍ）を、縦軸が、消音装置１１０による透過損失と等級Ｔ２の防音サッシによる透過損失との差分（ｄＢ）を、それぞれ表している。

これに対して、本実施形態の消音装置１０では、壁２に最も近い開口部を有する第一空洞部３１での共鳴周波数ｆｓ１が、壁２から最も離れた開口部を有する第二空洞部３２での共鳴周波数ｆｓ２よりも高い。これにより、第二共鳴及び第三共鳴の各々の周波数における消音装置１０の消音効果が向上する。

上記の効果が生じる機序について、図９に示す共鳴時の粒子速度（気体分子の移動速度）についての概念図を参照しながら説明する。通気孔６における共鳴の音場空間は、前述したように、通気スリーブ４の内部空間、消音装置１０の通気部２６、及び開口端補正距離内の空間を含む空間である。周知のとおり、気柱共鳴するような共鳴空間では、定在波の腹の位置が、開口端補正の距離だけ通気スリーブ４の外側にはみ出している。なお、通気スリーブ４が円筒形の管である場合の開口端補正距離は、大凡、１．２×管直径で与えられる。

気柱共鳴の自由端では、粒子速度の定在波の腹となり、粒子速度が高くなる。ここで、図９に示すように、周波数が小さくなるほど（つまり、波長が大きくなるほど）、腹の位置が通気スリーブ４の外にはみ出す距離、すなわち開口端補正の距離が大きくなる。反対に、周波数が大きくなるほど（つまり、波長が小さくなるほど）、腹の位置が通気スリーブ４の外にはみ出す距離が小さくなる。

したがって、図９に示すように、通気孔６内に生じる共鳴のうち、第二共鳴の波形の腹は、通気スリーブ４からより離れた位置にあり、第三共鳴の波形の腹は、通気スリーブ４により近い位置にある。このことを考慮して、本実施形態では、壁２に最も近い開口部を有する第一空洞部３１での共鳴周波数ｆｓ１を、より高い周波数とし、壁２から最も離れた開口部を有する第二空洞部３２での共鳴周波数ｆｓ２を、より低い周波数とした。これにより、図９に示すように、第二共鳴の周波数の音は、共鳴周波数がより低い第二空洞部３２内に進入して第二空洞部３２内で減衰し、第三共鳴の周波数の音は、共鳴周波数がより高い第一空洞部３１に進入して第一空洞部３１内で減衰する。この結果、通気孔６内に生じる共鳴音を効果的に消音することができる。

なお、通気孔６内に生じる共鳴音をより効果的に消音する上では、第二空洞部３２での共鳴周波数が、第二共鳴の周波数付近であるのが望ましい。かかる理由から、第二共鳴の周波数をｆ２とし、第二空洞部３２での共鳴周波数をｆｓ２とした場合に、共鳴周波数ｆｓ２は、下記の式（１）を満たすのが好ましく、下記の式（２）を満たすのがより好ましい。
０．８×ｆ２＜ｆｓ２＜１．２×ｆ２ （１）
０．９×ｆ２＜ｆｓ２＜１．１×ｆ２ （２）

第一空洞部３１及び第二空洞部３２の各々の共鳴周波数は、それぞれの空洞部の構造及びサイズ等に依拠し、具体的には、例えば開口部の幅（延出方向における長さ）、径サイズ、及び空洞部の体積等に応じて決まる。一般的に径サイズ及び体積が大きくなるほど、共鳴周波数が低くなる傾向であるため、本実施形態では、第一空洞部３１の体積よりも第二空洞部３２の体積の方が大きくなっている。

以上までに本実施形態に係る消音装置１０の構成を説明したが、上述の構成は、あくまでも一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。すなわち、本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上記の実施形態から変更又は改良され得る。また、本発明には、その等価物が含まれる。

上記の構成では、消音器２８が略直方体状のケーシング２４ａ内に配置され、消音器２８の空洞部（第一空洞部３１及び第二空洞部３２）がケーシング２４ａ及び仕切り壁３６によって囲まれた空間であることとした。ただし、これに限定されず、壁２と化粧板８の間に筒状の枠体を配置し、この枠体の内周面に仕切り壁３６を設け、上記の枠と壁２と化粧板８と仕切り壁３６によって囲まれた空間を空洞部としてもよい。

また、上記の構成では、消音装置１０が挿し込み部２２を備え、挿し込み部２２を通気スリーブ４に挿し込むことで消音装置１０が壁２に対して取り付けられることとした。これにより、壁２の貫通孔２ａの径を変える必要がなくなり、既存の換気口及び空調ダクト等に対して大規模な工事等を行うことなく消音装置１０を簡易に設置することが可能となる。また、消音装置１０の交換作業が容易となり、住宅のリノベーション時には後付けで設置することが容易となる。ただし、上記の構成には限定されず、挿し込み部２２を備えない消音装置１０でもよく、その場合には、消音装置１０を接着剤又は接着テープ等によって壁２に貼り付けて取り付けるとよい。

また、上記の構成では、消音器２８が通気部２６を取り囲む位置に環状に設けられており、通気部２６の中心軸を中心とする円周方向の全周に亘って連続した構造となっている。ただし、これに限定されるものではなく、複数の消音器２８が円周方向において一定間隔で断続的に並んだ構成でもよい。

また、上記の構成では、壁２の貫通孔２ａに通気スリーブ４が嵌め込まれていることとしたが、これに限定されず、貫通孔２ａに通気スリーブが嵌め込まれていなくてもよい。この場合には、消音装置１０の挿し込み部２２を貫通孔２ａに挿し込む構成となる。また、上記の構成では、壁２の室内側の表面と対向する位置に化粧板８を配置したが、これに限定されず、化粧板８が配置されていない構成でもよい。

また、上記の構成では、第一空洞部３１の体積よりも第二空洞部３２の体積の方が大きいこととした。これに限定されず、第一空洞部３１での共鳴周波数ｆｓ１が第二空洞部３２での共鳴周波数ｆｓ２より高くなっていればよく、そのようになっている限り、第一空洞部３１の体積が第二空洞部３２の体積より大きくてもよい。

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、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。

［シミュレーション］
本発明の消音装置による消音効果等についてシミュレーションを行った。シミュレーションには、ＣＯＭＳＯＬ社の有限要素法計算ソフトCOMSOL ver5.4の音響モジュールを用いた。

（消音装置について）
シミュレーションでは、図１０Ａ～１０Ｃに示す形状の消音装置１０Ｘを想定した。消音装置１０Ｘは、挿し込み部２２と本体部２４を有し、本体部２４のケーシング２４ａ内に、通気部２６を取り囲んだ環状の消音器２８が設けられている。挿し込み部２２は、円筒形状であり、その内径を１００ｍｍとし、本体部２４は、略直方体形状であり、その幅ｗを２５５ｍｍとし、厚みｔを９０ｍｍとし、高さｈを２７０ｍｍとした。通気部２６は、ストレートに延びて後端付近で拡径しており、後端側の内径Ｄｒを１５０ｍｍとし、それ以外の内径Ｄｆを１００ｍｍとした。また、径方向において、本体部２４のケーシング２４ａの内壁面から通気部２６までの距離ｌｘを８５ｍｍとした。

消音器２８は、第一空洞部３１及び第二空洞部３２を有し、それぞれの空洞部３１、３２は、通気部２６に面する位置に開口部３１ａ、３２ａを備える。また、第一空洞部３１が有する第一開口部３１ａの開口幅Ａ１を２８ｍｍとし、第二空洞部３２が有する第二開口部３２ａの開口幅Ａ２を２６ｍｍとした。なお、図１０Ｃに示すように、通気部２６が後端付近で拡径しているため、第二開口部３２ａが第一開口部３１ａよりも径方向外側に位置している。

第一空洞部３１及び第二空洞部３２は、それぞれ、通気部２６の中心軸を中心とする円周方向において全周に亘って連続した環状の空間である。第一空洞部３１は、Ｌ字状に曲がった仕切り壁３６の前側に位置し、その幅Ｗ１を４２ｍｍとした。第二空洞部３２は、仕切り壁３６の後側でＬ字状に曲がっており、径方向に延びる後部３２ｂと、延出方向に延びる前部３２ｃとを有する。後部３２ｂの幅Ｗ２は４２ｍｍであり、前部３２ｃは、径方向において第一空洞部３１と重なる位置にあり、その幅は、第一空洞部３１の幅Ｗ１と一致する。また、ケーシング２４ａ及び仕切り壁３６各部の板厚は、２ｍｍとした。

それぞれの空洞部３１、３２内には吸音材３４を配置した。吸音材３４としては、ソフトプレン工業社のミクロマットを想定した。なお、図１０Ａ及び１０Ｃに示すように、第二空洞部３２内に配置された吸音材３４は、第二開口部３２ａからはみ出し、径方向において第一開口部３１ａと同位置に達する。

シミュレーションでは、第一空洞部３１の径サイズｌｙをパラメータとし、当該パラメータについて複数のサイズを設定して行われた。なお、径サイズｌｙの最大値は、消音装置１０Ｘの高さｈに相当する２７０ｍｍであり、この場合には、第一空洞部３１の体積が最大となる一方で、第二空洞部３２の体積は、前部３２ｃがなくなるので最小となる。

（消音器の共鳴周波数についての計算）
シミュレーションでは、先ず、消音装置１０Ｘが備える消音器２８の共鳴周波数を、図１１及び１２に示す計算モデルを用いて計算した。図１１の計算モデルでは、第一空洞部３１と第一空洞部３１内に配置された吸音材３４からなる消音器（以下、第一消音器２８Ａという。）を、径Ｄｉが１００ｍｍであるストレートな通気孔６に対して取り付けた。図１２の計算モデルでは、第二空洞部３２と第二空洞部３２内に配置された吸音材３４からなる消音器（以下、第二消音器２８Ｂ）を、径Ｄｉが後端付近で１００ｍｍから１５０ｍｍに拡大する通気孔６に対して取り付けた。それぞれの通気孔６は、コンクリート壁と化粧板を含む壁部材に形成されている。

第一消音器２８Ａ及び第二消音器２８Ｂは、図１０Ａに示す消音器２８を空洞部毎で分けたものである。図１１及び１２に示すように、第一消音器２８Ａ側の開口部（第一開口部３１ａ）の方が、第二消音器２８Ｂ側の開口部（第二開口部３２ａ）よりも音波入射面に近い。つまり、第一消音器２８Ａ及び第二消音器２８Ｂの各々の共鳴周波数は、図１０Ａ～１０Ｃの消音装置１０Ｘにおける第一空洞部３１及び第二空洞部３２の各々での共鳴周波数に相当する。

また、第一消音器２８Ａの径サイズｌｙに依存して、第二消音器２８Ｂにおける第二空洞部３２の前部３２ｃの長さが変化し、径サイズｌｙが大きくなるほど、前部３２ｃの長さが短くなる。

なお、図１１の計算モデル及び図１２の計算モデルでは、それぞれ、通気孔６を無限長と仮定した。それぞれの計算モデルにおいて、径サイズｌｙ（図１２の計算モデルでは、前部３２ｃの長さ）を変えながら、通気孔６の一端から平面波状の音波を入射し、通気孔６の他端に到達する音波の単位体積あたりの振幅を求め、求めた振幅に基づき、各消音器２８Ａ、２８Ｂの共鳴周波数を計算した。また、各計算モデルでは、通気孔６内の共鳴がなく、消音器２８Ａ、２８Ｂの共鳴のみが観測されると仮定した。また、共鳴周波数の計算には、ＣＯＭＳＯＬ社の有限要素法計算ソフトCOMSOL ver5.3の音響モジュールを用いた。

第一消音器２８Ａ及び第二消音器２８Ｂのそれぞれにおける共鳴周波数の計算結果を図１３に示す。なお、図１３には、通気孔６における第二共鳴の周波数ｆ２を破線にて示している。
各消音器の共鳴周波数は、図１３に示すように、径サイズｌｙに依拠し、径サイズｌｙが大きくなるほど、第一消音器２８Ａでの共鳴周波数ｆｓ１が低くなり、第二消音器２８Ｂでの共鳴周波数ｆｓ２が高くなる。また、径サイズｌｙが２７０ｍｍ以上である場合、第一消音器２８Ａでの共鳴周波数ｆｓ１よりも第二消音器２８Ｂでの共鳴周波数ｆｓ２の方が高くなっているが、それ以外の径サイズｌｙでは共鳴周波数ｆｓ１が共鳴周波数ｆｓ２よりも高い。このことから、径サイズｌｙには、共鳴周波数ｆｓ１と共鳴周波数ｆｓ２との大小関係が転換する転換点があることが分かる。

そして、径サイズｌｙが上記の転換点より大きい（例えば、ｌｙ＝２７０ｍｍ）場合には、共鳴周波数ｆｓ１よりも共鳴周波数ｆｓ２が高くなる。したがって、シミュレーション及び後述の透過損失測定実験において、径サイズｌｙが２７０ｍｍであるケースは、本発明の要件を満たさない比較例に相当する。
他方、径サイズｌｙが転換点より小さい場合には、共鳴周波数ｆｓ１が共鳴周波数ｆｓ２より高くなる。したがって、シミュレーション及び透過損失測定実験において、径サイズｌｙが２７０ｍｍ未満の長さであるケースは、本発明の要件を満たす実施例に相当する。

（透過損失の算出及び算出結果）
シミュレーションでは、図１４に示す消音システム１Ｘにおいて通気孔６を通過する音についての透過損失を算出した。消音システム１Ｘは、通気スリーブ４が挿入された貫通孔２ａを含む通気孔６の全長を３００ｍｍとし、通気孔６の両端開口にそれぞれカバー部材１２（ガラリ）及び風量調整部材１４（レジスタ）を配置する形でモデル化した。通気孔６の径は、前側で１００ｍｍであり、通気孔６の後端付近で拡径して１５０ｍｍとした。

図１４に示す消音システム１Ｘにおいて、通気孔６の一方側（室外側）の空間に配置した半球状の音波入射面から音波を入射させ、他方側（室内側）の空間に配置した半球状の音波検出面に到達する音波の単位体積あたりの振幅を求めた。それぞれの半球状の面は、通気孔６の中心軸を中心とする半径５００ｍｍの半球面である。入射させる音波は単位体積あたりの振幅を１とした。音波検出面上における音圧振幅の積分値を、音波入射面上における音圧振幅の積分値で割った値を２乗したものを、透過音圧強度とした。

先ず、リファレンスとして、消音装置１０Ｘを配置しない構成（以下、ストレート管の構成という）について、透過音圧の計算を行った。
次に、消音装置１０Ｘを配置した構成について、第一空洞部３１の径サイズｌｙを変えながら透過音圧の計算を行った。その後、ストレート管の構成について計算した透過音圧を基準とし、それぞれの計算結果について基準との音圧レベルの差を求めて基準化透過損失（以下、透過損失という）を計算した。透過損失の計算は、ＪＩＳ規格の１／３オクターブバンドの周波数帯域の範囲で行った。

なお、透過損失の計算値については、後述の透過損失測定実験での測定値（実験値）に基づいてバックグラウンド補正を行った。これは、計算値と実験値との間で絶対値が一致する精度で透過損失を計算することが難しいためである。バックグラウンド補正では、第一空洞部３１の径サイズｌｙが２７０ｍｍである場合において計算値と実験値とが一致するように、１／３オクターブバンドでの透過損失の値（基準との透過音圧の差分）を補正値として使用した。

また、一つの１／３オクターブバンドに相当する周波数帯域について、その帯域の範囲内で８点の周波数を設定し、径サイズｌｙを変えながら、８点それぞれで、透過損失を計算して平均値（算術平均値）を求めた。さらに、８点それぞれで求めた透過損失の平均値のうち、等級Ｔ２の防音サッシを用いた場合の透過損失を下回る点の値を合算し、その合算値を、等級Ｔ２の防音サッシを基準としたときの当該基準からの差分（以下、等級Ｔ２からの差分という）とした。
なお、上記の８点の周波数は、経験的に定まるものであり、周波数の間隔のスケールは、リニアスケールではなく、ログスケールとした。

径サイズｌｙを１７０ｍｍ、２１０ｍｍ、及び２７０ｍｍとして計算した透過損失を図１５に示す。図１５では、比較値として、等級Ｔ２の防音サッシによる透過損失を破線にて示されている。また、等級Ｔ２からの差分についての算出結果、具体的には、透過損失の計算値が等級Ｔ２を下回ったすべての周波数（詳しくは、５００Ｈｚ及び１００Ｈｚ等）での差分を合算した値を図１６に示す。

図１５から分かるように、５００Ｈｚ付近及び１０００Ｈｚ付近では、消音装置１０Ｘによる音の透過損失が著しく減少している。ここで、通気孔６に生じる共鳴のうち、第二共鳴の周波数ｆ２は、５００Ｈｚ付近にあり、第三共鳴の周波数ｆ３は、１０００Ｈｚ付近にある。つまり、第二共鳴及び第三共鳴の各々の周波数では、消音装置１０Ｘによる透過損失が大きく低下し、図１５に示すように、径サイズｌｙによっては等級Ｔ２の防音サッシによる透過損失を下回る場合がある。

ここで、図１６に示す等級Ｔ２からの差分は、第二共鳴及び第三共鳴の各々の周波数における、消音装置１０Ｘによる透過損失と等級Ｔ２の防音サッシによる透過損失との差分を合算した値を示す。等級Ｔ２からの差分は、図１６から分かるように、径サイズが２７０ｍｍである場合で－４となり、最大となる。つまり、比較例では、第二共鳴及び第三共鳴の各々の周波数で、消音装置１０Ｘによる透過損失が、等級Ｔ２の防音サッシによる透過損失を最も下回る。
これに対して、２７０ｍｍよりも小さい径サイズｌｙの消音装置１０Ｘを用いた場合、すなわち本発明の実施例では、図１６に示すように等級Ｔ２からの差分がより小さくなり、比較例よりも消音効果が向上していることが分かる。

また、第二共鳴の周波数と第三共鳴の周波数のそれぞれについて、実施例の消音装置１０Ｘと、等級Ｔ２の防音サッシとの間の透過損失の差分を図１７に示す。図１７から分かるように、径サイズｌｙが１９０ｍｍよりも大きい範囲では、径サイズｌｙの変化に伴って一方の共鳴の周波数で透過損失が上昇して他方の共鳴の周波数では透過損失が低下するというトレードオフの関係が解消される。

また、シミュレーションでは、図６に示す参考例の消音装置１１０、つまり、二つの空洞部１３１、１３２が同一の径サイズＬを有し、いずれも折れ曲がっていない構成の消音装置について、径サイズＬを変えながら、各空洞部１３１、１３２での共鳴周波数を計算した。その計算結果を図１８に示す。図１８に示すように、参考例の消音装置１１０では、径サイズＬが大きくなるほど、空洞部１３１、１３２での共鳴周波数が大きくなる。その一方で、すべての径サイズＬに亘って、音波入射面により近い開口部１３１ａを有する前側の空洞部１３１での共鳴周波数より、音波入射面からより離れた開口部１３２ａを有する後側の空洞部１３２での共鳴周波数が高くなる。

さらに、シミュレーションでは、消音システム１Ｘにおいて参考例の消音装置１１０を用いた場合の透過損失を、径サイズＬを変えながら計算し、その計算結果から等級Ｔ２からの差分を求めた。求めた等級Ｔ２からの差分を図１９に示す。参考例の消音装置１１０では、図１９に示すように、第二共鳴及び第三共鳴の周波数における透過損失が、等級Ｔ２の防音サッシを用いた場合よりも下回り、等級Ｔ２からの差分がすべての径サイズＬで略一定であった。すなわち、参考例の消音装置１１０では、第二共鳴及び第三共鳴の周波数での消音効果が等級Ｔ２の防音サッシよりも劣り、径サイズＬを変えても消音効果は向上しない（つまり、等級Ｔ２からの差分が改善されない）ことが分かった。

（透過損失の測定実験）
図１４に示す消音システム１Ｘを適用した環境を構築し、消音システム１Ｘにおける消音装置１０Ｘについて、透過損失の測定実験を行った。具体的には、図２０に示す測定環境を構築し、厚さ３００ｍｍの区画壁Ｋによって仕切られた二つの室の一方（残響室Ｒ１）に音源スピーカＳＰとマイクＭ１を設置し、もう一方の室（半無響室Ｒ２）にもマイクＭ２を設置した。この方法によって測定された透過損失の絶対値を、ＪＩＳ Ａ１４２８に規定されている「実験室における小形建築部品の空気音遮断性能の測定方法」において測定される透過損失に合わせるため、補正定数を用いてバックグラウンド値を補正した。補正定数の取得については、同一の試験体を用いて、図２０で示した方法による測定と、ＪＩＳ Ａ１４２８に準拠した測定と、をそれぞれ評価機関にて行い、その差分を補正定数とした。

上記の区画壁Ｋは、残響室Ｒ１側の壁ｋ１と半無響室Ｒ２側の壁ｋ２とによって構成される。区画壁Ｋ内には、図１４に示す消音システム１Ｘが配置されており、二つの壁ｋ１、ｋ２の間に消音装置１０Ｘを設置した。なお、図１４に示す構成と同様の構成とするために、残響室Ｒ１側の壁ｋ１に設けられた貫通孔には通気スリーブ４を嵌め込み、その端部にはカバー部材としてのガラリ（株式会社ユニックス社製ＡＧ１００Ａ－ＡＬ）を取り付けた。また、半無響室Ｒ２側の壁ｋ２の貫通孔には風量調整部材としてのレジスタ（株式会社ユニックス社製ＫＲＰ－ＢＷＦ）を取り付けた。

そして、消音装置１０Ｘにおける第一空洞部３１の径サイズｌｙを変えながら、残響室Ｒ１内の音源スピーカＳＰから１／３オクターブバンドの周波数帯域の音を発生させ、残響室Ｒ１と半無響室Ｒ２の各室でマイクＭ１、Ｍ２によって音圧レベルを測定した。その後、各室で測定した音圧レベルに基づき、透過損失を求めた（実測した）。また、前述したシミュレーションで等級Ｔ２からの差分を求めた際の手順にて、実測した透過損失について、等級Ｔ２からの差分を求めた。

径サイズｌｙを１８０ｍｍ、２１０ｍｍ及び２７０ｍｍとしたときの透過損失の実測値を図２１に示す。また、実測した透過損失に基づいて求めた等級Ｔ２からの差分を図２２に示す。なお、図２２には、前述のシミュレーションによって求めた等級Ｔ２からの差分を、参考値として併記している。

透過損失の実測値は、図２１に示すようにシミュレーションの計算結果と同様の傾向を示し、第二共鳴及び第三共鳴の各々の周波数である５００Ｈｚ付近及び１０００Ｈｚ付近で大きく低下し、径サイズｌｙによっては等級Ｔ２の防音サッシによる透過損失を下回る。

また、透過損失の実測値から求めた等級Ｔ２からの差分は、図２２に示すように、シミュレーション（計算）にて求めた等級Ｔ２からの差分と近似する。つまり、第一空洞部３１での共鳴周波数ｆｓ１が第二空洞部３２での共鳴周波数ｆｓ２より高い場合には、共鳴周波数ｆｓ２が共鳴周波数ｆｓ１より高い場合よりも消音性能が向上することは、透過損失の実測結果からも明らかである。
なお、径サイズｌｙが２７０ｍｍである場合、すなわち、比較例では、シミュレーションと実験との間で、等級Ｔ２からの差分が一致している。これは、前述したように、比較例におけるシミュレーションの計算結果と実測値とが一致するようにシミュレーションの計算結果に対してバックグラウンド補正を行ったためである。

以上までに説明してきたように、本発明の実施例、つまり、消音器において径サイズｌｙが転換点よりも小さいケースは、いずれも本発明の範囲にあり、第一空洞部での共鳴周波数ｆｓ１が第二空洞部での共鳴周波数ｆｓ２よりも高くなることで消音効果が向上することから、本発明の効果は明らかである。

１，１Ｘ 消音システム
２ 壁
２ａ 貫通孔
４ 通気スリーブ
６ 通気孔
８ 化粧板
８ａ 取付穴
１０，１０Ｘ，１１０ 消音装置
１２ カバー部材
１４ 風量調整部材
２２ 挿し込み部
２４ 本体部
２４ａ ケーシング
２６，１１２ 通気部
２８，１２０ 消音器
２８Ａ 第一消音器
２８Ｂ 第二消音器
３１ 第一空洞部
３１ａ 第一開口部
３２ 第二空洞部
３２ａ 第二開口部
３２ｂ 後部
３２ｃ 前部
３２ｄ 中間部
３４，１３４ 吸音材
３６，１３６ 仕切り壁
３７ 第一仕切り壁片
３７ａ 突出部分
３８ 第二仕切り壁片
３９，４０ 環状壁
１３１，１３２ 空洞部
１３１ａ，１３２ａ 開口部
Ｋ 区画壁
ｋ１ 壁本体
ｋ２ 化粧板
Ｍ１，Ｍ２ マイク
Ｒ１ 残響室
Ｒ２ 半無響室
ＳＰ 音源スピーカ

Claims (11)

1. 壁の貫通孔を含む通気孔を通過する音を消音する消音器が前記壁の一方側に配置された消音装置であって、
   前記消音器は、複数の空洞部と、それぞれの前記空洞部に設けられ前記通気孔と前記空洞部とを連通する開口部と、それぞれの前記空洞部内に配置された吸音材と、を有し、それぞれの前記空洞部にて異なる周波数で共鳴して消音し、
   それぞれの前記空洞部は、前記通気孔の延出方向と交差する交差方向において前記通気孔より外側に位置する部分を備え、
   それぞれの前記空洞部の前記開口部は、前記延出方向において互いに異なる位置にあり、且つ、前記通気孔内における共鳴の音場空間に接続されており、
   前記複数の空洞部は、前記延出方向において隣り合う第一空洞部及び第二空洞部を含み、
   前記第二空洞部の一部分が、前記延出方向において前記第一空洞部が存在する範囲に位置し、
   前記壁に最も近い前記開口部を有する前記空洞部での共鳴周波数が、前記壁から最も離れた前記開口部を有する前記空洞部での共鳴周波数よりも高い消音装置。
2. 前記消音器は、前記空洞部同士を仕切る仕切り壁を有する、請求項１に記載の消音装置。
3. 前記第二空洞部の前記開口部は、前記第一空洞部の前記開口部よりも前記壁から離れており、
   前記第二空洞部が、折れ曲がり形状をなす、請求項１又は２に記載の消音装置。
4. 前記延出方向において、前記貫通孔に挿入された通気スリーブの内部空間と連続する通気部をさらに有し、
   前記消音器は、前記交差方向において前記通気部を取り囲む位置に配置されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の消音装置。
5. 前記延出方向において、前記壁から離間して配置された化粧板と前記壁との間に前記消音装置が配置されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の消音装置。
6. 前記複数の空洞部の個数が２個である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の消音装置。
7. 前記壁に最も近い前記開口部を有する前記空洞部の体積よりも、前記壁から最も離れた前記開口部を有する前記空洞部の体積が大きい、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の消音装置。
8. 前記仕切り壁は、第一仕切り壁片と、前記延出方向に沿って前記第一仕切り壁片から前記壁に向かって延びる第二仕切り壁片とを有し、
   前記第一仕切り壁片は、前記交差方向において前記第二仕切り壁片よりも外側に突出した突出部分を有する、請求項２に記載の消音装置。
9. 前記消音器は、前記通気孔内に生じる第一共鳴の周波数の音に対して共鳴せず、且つ、前記壁から最も離れた前記開口部を有する前記空洞部では、前記第一共鳴の周波数より高い共鳴周波数にて共鳴する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の消音装置。
10. 前記通気孔内における共鳴のうち、前記第一共鳴の次に高い共鳴周波数となる第二共鳴の周波数をｆ２とし、前記壁から最も離れた前記開口部を有する前記空洞部での共鳴周波数をｆｓ２とした場合に、前記共鳴周波数ｆｓ２は、０．８×ｆ２＜ｆｓ２＜１．２×ｆ２を満たす、請求項９に記載の消音装置。
11. 前記共鳴周波数ｆｓ２は、０．９×ｆ２＜ｆｓ２＜１．１×ｆ２を満たす、請求項１０に記載の消音装置。