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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-03-11
(45)【発行日】2022-03-22
(54)【発明の名称】消音換気構造
(51)【国際特許分類】
F24F 13/02 20060101AFI20220314BHJP
F24F 13/24 20060101ALI20220314BHJP
E04B 1/70 20060101ALI20220314BHJP
E04B 1/86 20060101ALI20220314BHJP
【ＦＩ】
F24F13/02 A
F24F13/24
E04B1/70 D
E04B1/86 Q
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2018206196
(22)【出願日】2018-11-01
(65)【公開番号】P2020070991
(43)【公開日】2020-05-07
【審査請求日】2021-01-14
(73)【特許権者】
【識別番号】306037311
【氏名又は名称】富士フイルム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100152984
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 秀明
(74)【代理人】
【識別番号】100148080
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 史生
(72)【発明者】
【氏名】大津 暁彦
(72)【発明者】
【氏名】菅原 美博
(72)【発明者】
【氏名】山添 昇吾
(72)【発明者】
【氏名】白田 真也
【審査官】宮下 浩次
(56)【参考文献】
【文献】特許第６３７７８６８（ＪＰ，Ｂ１）
【文献】実公昭６１－００７４２５（ＪＰ，Ｙ２）
【文献】中国特許出願公開第１０６９５８７０４（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２４Ｆ １３／０２
Ｆ２４Ｆ １３／２４
Ｅ０４Ｂ １／７０
Ｅ０４Ｂ １／８６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
壁を貫通して設置された管状部材に、消音器が配置された消音換気構造であって、前記消音器は、前記管状部材の一方の開口部から前記管状部材内に挿入される取付部と、
前記管状部材の軸方向に貫通する通気部と、
前記通気部の外周部に配置される消音部と、を有し、
前記消音部は、空洞部、および、前記空洞部と前記通気部とを連通する開口部、を有し、
前記取付部の少なくとも一部は、前記取付部の内側の面が、前記取付部の先端側に向かうにしたがって前記管状部材側に傾斜しており、外側の面が前記取付部の先端側に向かうにしたがって前記管状部材の中心側に傾斜しており、
前記取付部の先端の曲率半径が０．５ｍｍ以上である、消音換気構造。
【請求項2】
前記取付部は撥水処理されている請求項１に記載の消音換気構造。
【請求項3】
前記管状部材の中心軸に対する前記取付部の内側の面の角度は１°～４５°である請求項１または２に記載の消音換気構造。
【請求項4】
前記管状部材の軸方向における前記取付部の長さは５ｍｍ～１５０ｍｍである請求項１～３のいずれか一項に記載の消音換気構造。
【請求項5】
前記空洞部内に配置される多孔質吸音体を有する請求項１～４のいずれか一項に記載の消音換気構造。
【請求項6】
前記壁は室外と室内とを区切る壁であり、前記消音器は、前記壁と、前記壁の室内側に前記壁に平行に設けられた化粧板との間に配置されている請求項１～９のいずれか一項に記載の消音換気構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、消音換気構造に関する。
【背景技術】
【0002】
換気口、空調用ダクトなど、室内と室外とを隔てる壁に設けられた、室内と室外とを貫通する通気スリーブにおいて、室外からの騒音が室内に伝わるのを抑制するため、あるいは室内からの騒音が外部に伝わるのを抑制するために、通気スリーブ内にウレタン、ポリエチレン等からなる多孔質の吸音材を設置することが行なわれている。
しかしながら、ウレタンおよびポリエチレン等の多孔質吸音材を用いる場合には、８００Ｈｚ以下の低周波音の吸収率が極端に低くなるため、吸収率を大きくするためには体積を大きくすることが必要であるが、通気スリーブ（換気口、空調用ダクトなど）の通気性を確保する必要があるため、多孔質吸音材の大きさには限度があり、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。
しかしながら、ウレタンおよびポリエチレン等の多孔質吸音材を用いる場合には、８００Ｈｚ以下の低周波音の吸収率が極端に低くなるため、吸収率を大きくするためには体積を大きくすることが必要であるが、通気スリーブ（換気口、空調用ダクトなど）の通気性を確保する必要があるため、多孔質吸音材の大きさには限度があり、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。
【0003】
これに対して、通気スリーブの通気性を確保しつつ、通気スリーブ内を伝わる騒音を抑制するために、通気スリーブの一方の端部（開口面）の通気スリーブの外周部に消音器を配置することが記載されている。
【0004】
例えば、特許文献１には、両端が開放された筒状の挿入部と、挿入部の端面に配置される消音器とを有する消音装置が、挿入部を管状部材内に挿入することで取り付けられて管状部材の端部に配置された構成が記載されている。また、特許文献１には、消音器が空洞部と、この空洞部と管状部材内とを連通する開口部とを有し、空洞部内に多孔質吸音材を配置する構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特許６３７７８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ここで、本発明者らの検討によれば、上述のような、挿入部を管状部材内に挿入することで消音器を取り付ける構造では、屋外の風雨等の影響により、消音器の開口部から空洞部内に雨水が浸入する場合があることがわかった。空洞部に水が溜まると消音性能が低下するおそれがある。特に、空洞部に多孔質吸音材を配置している場合には、多孔質吸音材が水分を含むことで流れ抵抗が変化して消音性能が低下するおそれがある。
そのため、消音器内への水の浸入を防ぐことが好ましいが、水の浸入を防ぐために、挿入部の口径を狭くすると、狭くした部分を空気（風）が通過する際に風切り音が発生してしまうという問題があることがわかった。また、管状部材の消音器を配置していない側の端面に網状の部材等を配置することで雨水の浸入を抑制することが考えられるが、網状の部材等を配置した場合には、換気性能は低減しないものの、やはり風切り音が発生してしまうなどの課題があることがわかった。
そのため、消音器内への水の浸入を防ぐことが好ましいが、水の浸入を防ぐために、挿入部の口径を狭くすると、狭くした部分を空気（風）が通過する際に風切り音が発生してしまうという問題があることがわかった。また、管状部材の消音器を配置していない側の端面に網状の部材等を配置することで雨水の浸入を抑制することが考えられるが、網状の部材等を配置した場合には、換気性能は低減しないものの、やはり風切り音が発生してしまうなどの課題があることがわかった。
【0007】
本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解消し、換気性能を損なわずに消音器内への水の浸入を抑制でき、風切り音の発生を抑制できる消音換気構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
この課題を解決するために、本発明は、以下の構成を有する。
【0009】
［１］ 壁を貫通して設置された管状部材に、消音器が配置された消音換気構造であって、
消音器は、管状部材の一方の開口部から管状部材内に挿入される取付部と、
管状部材の軸方向に貫通する通気部と、
通気部の外周部に配置される消音部と、を有し、
消音部は、空洞部、および、空洞部と通気部とを連通する開口部、を有し、
取付部の少なくとも一部は、取付部の内側の面が、取付部の先端側に向かうにしたがって管状部材側に傾斜している消音換気構造。
［２］ 取付部の先端の曲率半径が０．５ｍｍ以上である［１］に記載の消音換気構造。
［３］ 取付部は撥水処理されている［１］または［２］に記載の消音換気構造。
［４］ 管状部材の中心軸に対する取付部の内側の面の角度は１°～４５°である［１］～［３］のいずれかに記載の消音換気構造。
［５］ 管状部材の軸方向における取付部の長さは５ｍｍ～１５０ｍｍである［１］～［４］のいずれかに記載の消音換気構造。
［６］ 取付部は、管状部材の内周面に沿った形状を有する［１］～［５］のいずれかに記載の消音換気構造。
［７］ 取付部は、外側の面が管状部材の内周面に接して配置されている［１］～［６］のいずれかに記載の消音換気構造。
［８］ 取付部は、外側の面が取付部の先端側に向かうにしたがって管状部材の中心側に傾斜している［１］～［６］のいずれかに記載の消音換気構造。
［９］ 空洞部内に配置される多孔質吸音体を有する［１］～［８］のいずれかに記載の消音換気構造。
［１０］ 壁は室外と室内とを区切る壁であり、消音器は、壁と、壁の室内側に壁に平行に設けられた化粧板との間に配置されている［１］～［９］のいずれかに記載の消音換気構造。
消音器は、管状部材の一方の開口部から管状部材内に挿入される取付部と、
管状部材の軸方向に貫通する通気部と、
通気部の外周部に配置される消音部と、を有し、
消音部は、空洞部、および、空洞部と通気部とを連通する開口部、を有し、
取付部の少なくとも一部は、取付部の内側の面が、取付部の先端側に向かうにしたがって管状部材側に傾斜している消音換気構造。
［２］ 取付部の先端の曲率半径が０．５ｍｍ以上である［１］に記載の消音換気構造。
［３］ 取付部は撥水処理されている［１］または［２］に記載の消音換気構造。
［４］ 管状部材の中心軸に対する取付部の内側の面の角度は１°～４５°である［１］～［３］のいずれかに記載の消音換気構造。
［５］ 管状部材の軸方向における取付部の長さは５ｍｍ～１５０ｍｍである［１］～［４］のいずれかに記載の消音換気構造。
［６］ 取付部は、管状部材の内周面に沿った形状を有する［１］～［５］のいずれかに記載の消音換気構造。
［７］ 取付部は、外側の面が管状部材の内周面に接して配置されている［１］～［６］のいずれかに記載の消音換気構造。
［８］ 取付部は、外側の面が取付部の先端側に向かうにしたがって管状部材の中心側に傾斜している［１］～［６］のいずれかに記載の消音換気構造。
［９］ 空洞部内に配置される多孔質吸音体を有する［１］～［８］のいずれかに記載の消音換気構造。
［１０］ 壁は室外と室内とを区切る壁であり、消音器は、壁と、壁の室内側に壁に平行に設けられた化粧板との間に配置されている［１］～［９］のいずれかに記載の消音換気構造。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、換気性能を損なわずに消音器内への水の浸入を抑制でき、風切り音の発生を抑制できる消音換気構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の消音換気構造の一例を模式的に示す断面図である。
【図3】取付部の他の一例を模式的に示す断面図である。
【図4】取付部の他の一例を模式的に示す断面図である。
【図5】風切り音の測定方法を説明するための図である。
【図6】比較例の風切り音の測定方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明について詳細に説明する。
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。
また、本明細書において、「直交」および「平行」とは、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。例えば、「直交」および「平行」とは、厳密な直交あるいは平行に対して±１０°未満の範囲内であることなどを意味し、厳密な直交あるいは平行に対しての誤差は、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。
本明細書において、「同一」、「同じ」は、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」または「全面」などというとき、１００％である場合のほか、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、または９０％以上である場合を含むものとする。
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。
また、本明細書において、「直交」および「平行」とは、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。例えば、「直交」および「平行」とは、厳密な直交あるいは平行に対して±１０°未満の範囲内であることなどを意味し、厳密な直交あるいは平行に対しての誤差は、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。
本明細書において、「同一」、「同じ」は、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」または「全面」などというとき、１００％である場合のほか、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、または９０％以上である場合を含むものとする。
【0013】
［消音換気構造］
本発明の消音換気構造は、
壁を貫通して設置された管状部材に、消音器が配置された消音換気構造であって、
消音器は、管状部材の一方の開口部から管状部材内に挿入される取付部を有し、
取付部の少なくとも一部は、取付部の内側の面が、取付部の先端側に向かうにしたがって管状部材側に傾斜している消音換気構造である。
本発明の消音換気構造は、
壁を貫通して設置された管状部材に、消音器が配置された消音換気構造であって、
消音器は、管状部材の一方の開口部から管状部材内に挿入される取付部を有し、
取付部の少なくとも一部は、取付部の内側の面が、取付部の先端側に向かうにしたがって管状部材側に傾斜している消音換気構造である。
【0014】
【0015】
図１に示すように、消音換気構造１０は、２つの空間を隔てる壁１６を貫通して設けられる、筒状の管状部材（以下、通気スリーブともいう）１２の一方の端部に消音器１４が配置された構成を有する。
図１に示す例では、消音換気構造１０は、壁１６と、壁１６から所定距離離間して、壁１６に平行に設けられた化粧板４０と、壁１６および化粧板４０を貫通する通気スリーブ１２と、壁１６と化粧板４０の間の空間の通気スリーブ１２の外周部に配置される消音器１４と、化粧板４０の壁１６側とは反対側の面側から挿入して設置される風量調整部材２０と、通気スリーブ１２の、消音器１４が配置される側とは反対側の開口面に設置されるカバー部材１８と、を有する。
図１に示す例では、消音換気構造１０は、壁１６と、壁１６から所定距離離間して、壁１６に平行に設けられた化粧板４０と、壁１６および化粧板４０を貫通する通気スリーブ１２と、壁１６と化粧板４０の間の空間の通気スリーブ１２の外周部に配置される消音器１４と、化粧板４０の壁１６側とは反対側の面側から挿入して設置される風量調整部材２０と、通気スリーブ１２の、消音器１４が配置される側とは反対側の開口面に設置されるカバー部材１８と、を有する。
【0016】
管状部材１２は、例えば、換気口および空調用ダクト等の通気スリーブである。
なお、通気スリーブ１２は、換気口および空調用ダクト等に限定はされず、各種機器に用いられる一般的なダクトであってもよい。
中でも、マンションのような住宅の壁は、例えば、コンクリート壁、石膏ボード、断熱材、化粧板、および、壁紙等を有して構成されており、これらを貫通して通気スリーブが設けられている。本発明の消音換気構造は、このような壁の通気スリーブに好適に適用することができる。図１に示す例では、本発明における壁１６はコンクリート壁に相当する。
なお、通気スリーブ１２は、換気口および空調用ダクト等に限定はされず、各種機器に用いられる一般的なダクトであってもよい。
中でも、マンションのような住宅の壁は、例えば、コンクリート壁、石膏ボード、断熱材、化粧板、および、壁紙等を有して構成されており、これらを貫通して通気スリーブが設けられている。本発明の消音換気構造は、このような壁の通気スリーブに好適に適用することができる。図１に示す例では、本発明における壁１６はコンクリート壁に相当する。
【0017】
なお、通気スリーブの断面形状には限定はなく、円形状、四角形状、三角形状等の種々の形状とすることができる。
また、住宅用の通気スリーブの場合には、通気スリーブの直径（円相当直径）は７０ｍｍ～１６０ｍｍ程度である。
なお、通気スリーブの内径は、分解能を１ｍｍとして測定する。スリーブの断面形状が、円形ではない場合は、その面積を円相当面積として直径に換算して内径を求める。１ｍｍ未満の凹凸等の微細構造を有する場合には、これを平均化する。
また、住宅用の通気スリーブの場合には、通気スリーブの直径（円相当直径）は７０ｍｍ～１６０ｍｍ程度である。
なお、通気スリーブの内径は、分解能を１ｍｍとして測定する。スリーブの断面形状が、円形ではない場合は、その面積を円相当面積として直径に換算して内径を求める。１ｍｍ未満の凹凸等の微細構造を有する場合には、これを平均化する。
【0018】
消音器１４は、消音部２２と、取付部２６とを有する。
消音器１４は、通気スリーブ１２の軸方向に貫通する通気部１５を有し、通気部１５の外周部に消音部２２および取付部２６を有する。
軸方向において、通気部１５は通気スリーブ１２内と連通しており、一体的に通風路を形成している。
消音器１４は、通気スリーブ１２の軸方向に貫通する通気部１５を有し、通気部１５の外周部に消音部２２および取付部２６を有する。
軸方向において、通気部１５は通気スリーブ１２内と連通しており、一体的に通風路を形成している。
【0019】
消音部２２は、空洞部３０、空洞部３０と通気部１５（通気スリーブ１２）内とを連通する開口部３２、および、空洞部３０内に配置される多孔質吸音材２４を備える。
【0020】
空洞部３０は、通気部１５（通気スリーブ１２）の外周部の周方向の全周に形成される。すなわち、空洞部３０は、外形が通気スリーブ１２の外形よりも大きい、円環状の空間である。
また、開口部３２は、空洞部３０と外部（通気部１５、すなわち、通気スリーブ１２内）とを連通するものであり、通気スリーブ１２の外周部の周方向の全周に形成される。
すなわち、消音部２２は、内部に空洞を有し、スリット状の開口を有する、外形が円環形状のケース部材によって、このような空洞部３０および開口部３２を形成している。
また、開口部３２は、空洞部３０と外部（通気部１５、すなわち、通気スリーブ１２内）とを連通するものであり、通気スリーブ１２の外周部の周方向の全周に形成される。
すなわち、消音部２２は、内部に空洞を有し、スリット状の開口を有する、外形が円環形状のケース部材によって、このような空洞部３０および開口部３２を形成している。
【0021】
多孔質吸音材２４は、空洞部３０内の全体に配置されている。従って、多孔質吸音材２４は、円環形状である。
周知のとおり、多孔質吸音材は、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。
周知のとおり、多孔質吸音材は、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。
【0022】
多孔質吸音材２４としては、特に限定はなく、従来公知の多孔質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およ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およびガラス不織布等のファイバーおよび不織布類材料；木毛セメント板；シリカナノファイバーなど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。
【0023】
なお、図１に示す例では、多孔質吸音材２４は空洞部３０内の全体に配置される構成としたが、これに限定はされず、空洞部３０内の少なくとも一部に配置される構成とすればよい。
【0024】
このような構成の消音部２２は、その開口部３２が通気部１５、すなわち、通気スリーブ１２内と連通することによって、通気スリーブ１２内を伝わる音を、開口部３２から空洞部３０内に伝搬し、空洞部３０内の多孔質吸音材２４によって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。
【0025】
取付部２６は、両端が開放された筒状の部材で、一方の端面（開放面）に消音部２２が接続されている。また、取付部２６の外形状は、通気スリーブ１２の内形状と略同じで、通気スリーブ１２内に挿入可能である。すなわち、取付部２６は、通気スリーブ１２の内周面に沿った形状を有する。
消音器１４は、取付部２６の消音部２２が配置されていない側から通気スリーブ１２内に挿入されて、通気スリーブ１２に取り付けられる。消音部２２の外径は通気スリーブ１２の内径よりも大きいため、取付部２６は、消音部２２が通気スリーブ１２の端面に接する位置まで挿入される。これにより、消音部２２は通気スリーブ１２の開口端面近傍に配置される。
消音器１４は、取付部２６の消音部２２が配置されていない側から通気スリーブ１２内に挿入されて、通気スリーブ１２に取り付けられる。消音部２２の外径は通気スリーブ１２の内径よりも大きいため、取付部２６は、消音部２２が通気スリーブ１２の端面に接する位置まで挿入される。これにより、消音部２２は通気スリーブ１２の開口端面近傍に配置される。
【0026】
このように、取付部２６を通気スリーブ１２内に挿入して、消音部２２を通気スリーブ１２の端部の通気スリーブ１２の外周部に取り付ける構成とすることで、消音部２２で通気スリーブ１２を塞ぐことがないので、すなわち、消音器１４を配置することによる通気スリーブ１２内の断面積の減少を抑制できるので、通気スリーブ１２の通気性を確保しつつ、通気スリーブ１２内を伝わる騒音を抑制することができる。
【0027】
ここで、本発明においては、図２に示すように、取付部２６はその内側の面が、取付部２６の先端側に向かうにしたがって通気スリーブ１２側、すなわち、外側に傾斜している。
【0028】
前述のとおり、本発明者らの検討によれば、取付部を通気スリーブ内に挿入することで消音器を取り付ける構造では、屋外の風雨等の影響により、消音器の開口部から空洞部内に雨水が浸入する場合があることがわかった。空洞部に水が溜まると消音性能が低下するおそれがある。特に、空洞部に多孔質吸音材を配置している場合には、多孔質吸音材が水分を含むことで流れ抵抗が変化して消音性能が低下するおそれがある。
そのため、消音器（空洞部）内への水の浸入を防ぐことが好ましいが、水の浸入を防ぐために、挿入部の口径を狭くすると、狭くした部分を空気（風）が通過する際に風切り音が発生してしまうという問題があることがわかった。また、通気スリーブの消音器を配置していない側の端面に網状の部材等を配置することで雨水の浸入を抑制することが考えられるが、網状の部材等を配置した場合には、換気性能は低減しないものの、やはり風切り音が発生してしまうなどの課題があることがわかった。
そのため、消音器（空洞部）内への水の浸入を防ぐことが好ましいが、水の浸入を防ぐために、挿入部の口径を狭くすると、狭くした部分を空気（風）が通過する際に風切り音が発生してしまうという問題があることがわかった。また、通気スリーブの消音器を配置していない側の端面に網状の部材等を配置することで雨水の浸入を抑制することが考えられるが、網状の部材等を配置した場合には、換気性能は低減しないものの、やはり風切り音が発生してしまうなどの課題があることがわかった。
【0029】
これに対して、本発明の消音換気構造では、図２に示すように、取付部２６の少なくとも一部において、取付部２６の内側の面が、取付部２６の先端側に向かうにしたがって通気スリーブ１２側（通気スリーブ１２の中心軸とは反対側）に傾斜している。
取付部２６をこのような形状とすることで、取付部２６に水滴Ｓが付着しても、傾斜によって水滴Ｓは消音部２２とは反対側に落下していくため、水滴Ｓが開口部３２から空洞部３０内に浸入することを抑制することができる。
また、取付部２６をこのような形状とすることで、通気スリーブ１２および取付部２６内を通る空気の流れが滑らかになるため、風切り音の発生を抑制することができる。
取付部２６をこのような形状とすることで、取付部２６に水滴Ｓが付着しても、傾斜によって水滴Ｓは消音部２２とは反対側に落下していくため、水滴Ｓが開口部３２から空洞部３０内に浸入することを抑制することができる。
また、取付部２６をこのような形状とすることで、通気スリーブ１２および取付部２６内を通る空気の流れが滑らかになるため、風切り音の発生を抑制することができる。
【0030】
水の浸入を抑制する、風切り音の発生を抑制する等の観点から、通気スリーブ１２の中心軸に対する、取付部２６の内側の面の角度θ（図２参照）は、１°～４５°が好ましく、２°～４０°がより好ましく、３°～３５°がさらに好ましい。
【0031】
水の浸入を抑制する、風切り音の発生を抑制する、消音器１４を確実に取り付ける等の観点から、通気スリーブ１２の中心軸の軸方向（以下、単に「軸方向」ともいう）における、取付部２６の長さは、５ｍｍ～１５０ｍｍが好ましく、１０ｍｍ～７５ｍｍがより好ましく、１５ｍｍ～５０ｍｍがさらに好ましい。
【0032】
水の浸入を抑制する、風切り音の発生を抑制する、消音器１４を確実に取り付ける等の観点から、取付部２６の根元部の肉厚、すなわち、消音部２２側の厚みは、０．１ｍｍ～１５ｍｍが好ましく、０．３ｍｍ～１０ｍｍがより好ましく、０．５ｍｍ～５ｍｍがさらに好ましい。
【0033】
図１に示す消音換気構造は、通気スリーブの消音器が配置されていない側の端面側に設置されるカバー部材１８、および、化粧板４０の消音器が配置されていない側の端面側に設置される風量調整部材２０を有する。
カバー部材１８は、換気口および空調用ダクト等に設置される従来公知の、ルーバー、ガラリ等である。
また、風量調整部材２０は、換気口および空調用ダクト等に設置される従来公知のレジスター等である。
カバー部材１８は、換気口および空調用ダクト等に設置される従来公知の、ルーバー、ガラリ等である。
また、風量調整部材２０は、換気口および空調用ダクト等に設置される従来公知のレジスター等である。
【0034】
ここで、図２に示す例では、取付部２６は、内側の面が、取付部２６の先端側に向かうにしたがって通気スリーブ１２側に傾斜しており、かつ、外側の面は通気スリーブ１２の内周面に接している構成としたが、これに限定はされない。
例えば、図３に示すように、取付部２６は、内側の面が、取付部２６の先端側に向かうにしたがって通気スリーブ１２側に傾斜しており、かつ、外側の面が取付部２６の先端側に向かうにしたがって通気スリーブ１２の中心側に傾斜している構成としてもよい。
例えば、図３に示すように、取付部２６は、内側の面が、取付部２６の先端側に向かうにしたがって通気スリーブ１２側に傾斜しており、かつ、外側の面が取付部２６の先端側に向かうにしたがって通気スリーブ１２の中心側に傾斜している構成としてもよい。
【0035】
取付部２６の外側の面を取付部２６の先端側に向かうにしたがって通気スリーブ１２の中心側に傾斜している形状とすることで、取付部２６を通気スリーブ１２内に挿入しやすく、また、抜き取りやすくなるため、消音部２２の取り付け取り外しが容易になる。
【0036】
また、図４に示すように、取付部２６は先端部がＲ形状とされるのが好ましく、その曲率半径Ｒは０．５ｍｍ以上であるのが好ましく、０．５ｍｍ～１０ｍｍであるのがより好ましく、１ｍｍ～５ｍｍであるのがさらに好ましい。
取付部２６の先端部をＲ形状とし、その曲率半径Ｒを０．５ｍｍ以上とすることで、先端部をぶつけても破損しにくくなり、また、取り付け取り外しの際に使用者がケガをするのを抑制できる点で好ましい。
取付部２６の先端部をＲ形状とし、その曲率半径Ｒを０．５ｍｍ以上とすることで、先端部をぶつけても破損しにくくなり、また、取り付け取り外しの際に使用者がケガをするのを抑制できる点で好ましい。
【0037】
また、取付部２６は撥水処理されているのが好ましい。
取付部２６が撥水処理されていることで、取付部２６に付着した水滴Ｓが取付部２６の傾斜によって消音部２２とは反対側に落下しやすくなる。
取付部２６が撥水処理されていることで、取付部２６に付着した水滴Ｓが取付部２６の傾斜によって消音部２２とは反対側に落下しやすくなる。
【0038】
撥水処理としては、ダイキン工業株式会社製オプツール等の撥水剤を塗布する等の、公知の撥水処理が挙げられる。
【0039】
ここで、図１に示す例では、消音部２２は通気スリーブ１２の外周面の全周に沿った略環状としたが、これに限定はされず、空洞部および開口部を有する各種の立体形状であればよい。例えば、半環形状であってもよいし、直方体形状であってもよい。
【0040】
また、消音器１４は、１つの消音部２２を有する構成に限定はされず、２以上の消音部２２を有する構成としてもよい。
消音器１４は、通気スリーブ１２の外周面の周方向に複数の消音部２２を配列した構成としてもよいし、あるいは、通気スリーブ１２の軸方向に複数の消音部２２を配列した構成としてもよい。
また、複数の消音部２２を有する構成の場合には、各消音部２２の開口部３２および空洞部３０等の寸法は同じであっても互いに異なっていてもよい。また、複数の消音部２２を有する構成の場合に、空洞部３０内に配置される多孔質吸音材２４の種類および寸法等も同じであっても互いに異なっていてもよい。
消音器１４は、通気スリーブ１２の外周面の周方向に複数の消音部２２を配列した構成としてもよいし、あるいは、通気スリーブ１２の軸方向に複数の消音部２２を配列した構成としてもよい。
また、複数の消音部２２を有する構成の場合には、各消音部２２の開口部３２および空洞部３０等の寸法は同じであっても互いに異なっていてもよい。また、複数の消音部２２を有する構成の場合に、空洞部３０内に配置される多孔質吸音材２４の種類および寸法等も同じであっても互いに異なっていてもよい。
【0041】
また、図１等に示す例では、取付部２６の内側の面は全周で、取付部２６の先端側に向かうにしたがって管状部材１２側に傾斜している構成としたが、これに限定はされず、少なくとも取付部２６の一部で、内側の面が取付部２６の先端側に向かうにしたがって管状部材１２側に傾斜している構成としてもよい。
取付部２６において、管状部材１２側に傾斜している部分は、取付部２６の周方向のどの部分であってもよいが、消音部２２内への水分の浸入を抑制する観点から、管状部材１２に設置した際に鉛直方向下側の部分が、先端側に向かうにしたがって管状部材１２側に傾斜している構成とするのが好ましい。
取付部２６において、管状部材１２側に傾斜している部分は、取付部２６の周方向のどの部分であってもよいが、消音部２２内への水分の浸入を抑制する観点から、管状部材１２に設置した際に鉛直方向下側の部分が、先端側に向かうにしたがって管状部材１２側に傾斜している構成とするのが好ましい。
【0042】
消音部２２内への水分の浸入を抑制する、風切り音の発生を抑制する観点から、取付部２６の内側の面の全周で、取付部２６の先端側に向かうにしたがって管状部材１２側に傾斜している構成とするのが好ましい。
【0043】
また、取付部２６は、軸方向の全域で、管状部材１２側に傾斜していてもよいし、先端側の一部が管状部材１２側に傾斜する構成としてもよい。
【0044】
また、図１に示す例では、消音部２２は、空洞部３０および開口部３２を有するケース状の部材の中に多孔質吸音材が配置された構成としたが、これに限定はされず、消音部は、開口部および空洞部を有する構成であれば、ヘルムホルツ共鳴器、気柱共鳴器等の消音に用いられている従来公知の消音機構とすることができる。
周知のとおり、ヘルムホルツ共鳴器または気柱共鳴器は、その共鳴周波数を消音対象の音の周波数に合わせることで消音を行うものである。消音部がヘルムホルツ共鳴器または気柱共鳴器の場合に空洞部内に水が入ると、空洞部内の体積が変化して、共鳴周波数が変化する。そのため、消音対象の音の周波数とずれてしまい、消音対象の音を適切に消音できなくなってしまうという問題が生じる。これに対して、本発明では空洞部内に水が入るのを抑制できるため、消音部がヘルムホルツ共鳴器または気柱共鳴器の場合でも、消音性能が低下するのを抑制できる。
周知のとおり、ヘルムホルツ共鳴器または気柱共鳴器は、その共鳴周波数を消音対象の音の周波数に合わせることで消音を行うものである。消音部がヘルムホルツ共鳴器または気柱共鳴器の場合に空洞部内に水が入ると、空洞部内の体積が変化して、共鳴周波数が変化する。そのため、消音対象の音の周波数とずれてしまい、消音対象の音を適切に消音できなくなってしまうという問題が生じる。これに対して、本発明では空洞部内に水が入るのを抑制できるため、消音部がヘルムホルツ共鳴器または気柱共鳴器の場合でも、消音性能が低下するのを抑制できる。
【0045】
多孔質吸音材２４の厚みは空洞部３０内に配置可能であれば限定はない。吸音性能等の観点から、多孔質吸音材２４の厚みは０．０１ｍｍ～５００ｍｍが好ましく、０．１ｍｍ～１００ｍｍがより好ましい。
【0046】
多孔質吸音材２４は、単位厚さ当たりの流れ抵抗σ1［Pa・s/m2］が、０＜ｌｏｇ（σ1）＜５．５を満たすことが好ましく、２＜ｌｏｇ（σ1）＜５．２を満たすことがより好ましく、３＜ｌｏｇ（σ1）＜５．０を満たすことがさらに好ましい。
なお、上記式において、ｌｏｇは自然対数である。多孔質吸音材の流れ抵抗は、１ｃｍ厚の多孔質吸音材の垂直入射吸音率を測定し、Ｍｉｋｉモデル（Ｊ． Ａｃｏｕｓｔ． Ｓｏｃ． Ｊｐｎ．， １１（１） ｐｐ．１９－２４ （１９９０））でフィッティングすることで評価することができる。または「ＩＳＯ ９０５３」に従って評価してもよい。
なお、上記式において、ｌｏｇは自然対数である。多孔質吸音材の流れ抵抗は、１ｃｍ厚の多孔質吸音材の垂直入射吸音率を測定し、Ｍｉｋｉモデル（Ｊ． Ａｃｏｕｓｔ． Ｓｏｃ． Ｊｐｎ．， １１（１） ｐｐ．１９－２４ （１９９０））でフィッティングすることで評価することができる。または「ＩＳＯ ９０５３」に従って評価してもよい。
【0047】
また、多孔質吸音材２４は、その形状が空洞部３０の形状に合わせて成型されたものとするのが好ましい。多孔質吸音材２４の形状を空洞部３０の形状に合わせて成型されたものとすることで、多孔質吸音材２４を空洞部３０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。
【0048】
また、１つの空洞部３０に複数の多孔質吸音材２４を配置する構成としてもよい。
空洞部内に複数の多孔質吸音材２４を配置する構成とすることで、製造の際に、多孔質吸音材２４を開口部３２から空洞部３０内に充填しやすくなり、また、メンテナンスの際に、多孔質吸音材２４を交換しやすくなる。
また、空洞部３０の形状に合わせて成型された多孔質吸音材２４が複数に分割されているのがより好ましい。
空洞部内に複数の多孔質吸音材２４を配置する構成とすることで、製造の際に、多孔質吸音材２４を開口部３２から空洞部３０内に充填しやすくなり、また、メンテナンスの際に、多孔質吸音材２４を交換しやすくなる。
また、空洞部３０の形状に合わせて成型された多孔質吸音材２４が複数に分割されているのがより好ましい。
【0049】
また、住宅用の壁は、全体の厚み（コンクリート壁と化粧板との合計厚み）は最大で４００ｍｍであり、コンクリート壁が少なくとも１００ｍｍであるため、消音部２２の軸方向の幅は、住宅のコンクリート壁と化粧板との間の空間に配置可能な観点から、３００ｍｍ以下であるのが好ましく、２００ｍｍ以下であるのがより好ましく、１２０ｍｍ以下であるのがさらに好ましい。
【0050】
一方、消音部２２は径方向において住宅の柱と柱の間に配置される。住宅の柱と柱の間は最大で４５０ｍｍ程度であり、通気スリーブは少なくとも１００ｍｍ程度である。従って、消音部２２の外形寸法は、住宅の柱と柱の間の空間に配置可能な観点から、４５０ｍｍ以下であるのが好ましく、４００ｍｍ以下であるのがより好ましく、３００ｍｍ以下であるのがさらに好ましい。
【0051】
また、消音器１４は、通気スリーブ（壁）の室内側の端面、および、室外側の端面のどちらに設置してもよいが、室内側の端面、すなわち、コンクリート壁と化粧板との間に設置されるのが好ましい。
【0052】
また、消音器がコンクリート壁と化粧板との間の空間に設置される場合には、消音器は化粧板側の端面が、化粧板の壁側の面よりも壁側に配置される構成としてもよい。あるいは、消音器は化粧板側の端面が、化粧板の、壁側とは反対側の面と面一に配置される構成としてもよい。すなわち、化粧板に形成される貫通孔を消音器の外径と略同じにして、化粧板の貫通孔に消音器を挿通させる構成としてもよい。なお、消音器は化粧板側の端面と、化粧板の壁とは反対側の面とが面一となる構成に限定はされず、消音器の一部が、化粧板がある平面上に存在する構成であってもよい。
化粧板の貫通孔に消音器を挿通させる構成とすることで、消音器の設置、交換等が容易になる。
化粧板の貫通孔に消音器を挿通させる構成とすることで、消音器の設置、交換等が容易になる。
【0053】
また、消音器は分離可能に構成されていてもよい。消音器を分離可能とすることで、消音器の大きさおよび数等を変えた消音器の作製が容易となる。また、空洞部内への吸音材の設置および交換が容易となる。
例えば、コンクリート壁と化粧板との間の距離はさまざまで、同じマンションであっても場所によって異なったり、施工会社によって異なったりする。コンクリート壁と化粧板との間の距離に応じて、そのつど消音器を設計して作製するとコストがかかる。また全ての距離に適用できるよう消音器を薄く設計すると、防音性能が低くなってしまう。そこで、消音器をコンクリート壁と化粧板との間に設置する場合に、コンクリート壁と化粧板との間の距離に応じて分離された複数の消音器を適宜組み合わせて設置することで、低コストで防音性能を最大化することができる。
例えば、コンクリート壁と化粧板との間の距離はさまざまで、同じマンションであっても場所によって異なったり、施工会社によって異なったりする。コンクリート壁と化粧板との間の距離に応じて、そのつど消音器を設計して作製するとコストがかかる。また全ての距離に適用できるよう消音器を薄く設計すると、防音性能が低くなってしまう。そこで、消音器をコンクリート壁と化粧板との間に設置する場合に、コンクリート壁と化粧板との間の距離に応じて分離された複数の消音器を適宜組み合わせて設置することで、低コストで防音性能を最大化することができる。
【0054】
消音器の形成材料としては、金属材料、樹脂材料、強化プラスチック材料、および、カーボンファイバ等を挙げることができる。金属材料としては、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、および、これらの合金等の金属材料を挙げることができる。また、樹脂材料としては、例えば、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、および、トリアセチルセルロース等の樹脂材料を挙げることができる。また、強化プラスチック材料としては、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastics）、および、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ：Glass Fiber Reinforced Plastics）を挙げることができる。
ここで、消音器は、排気口等に利用可能な点から、難燃材料および耐熱性の高い材料からなることが好ましい。耐熱性は、例えば、建築基準法施行令の第百八条の二各号を満たす時間で定義することができる。建築基準法施行令の第百八条の二各号を満たす時間が５分間以上１０分間未満の場合が難燃材料であり、１０分間以上２０分間未満の場合が準不燃材料であり、２０分間以上の場合が不燃材料である。ただし耐熱性は各分野ごとで定義されることが多い。そのため、消音換気構造を利用する分野に合わせて、消音器を、その分野で定義される難燃性相当以上の耐熱性を有する材料からなるものとすればよい。
ここで、消音器は、排気口等に利用可能な点から、難燃材料および耐熱性の高い材料からなることが好ましい。耐熱性は、例えば、建築基準法施行令の第百八条の二各号を満たす時間で定義することができる。建築基準法施行令の第百八条の二各号を満たす時間が５分間以上１０分間未満の場合が難燃材料であり、１０分間以上２０分間未満の場合が準不燃材料であり、２０分間以上の場合が不燃材料である。ただし耐熱性は各分野ごとで定義されることが多い。そのため、消音換気構造を利用する分野に合わせて、消音器を、その分野で定義される難燃性相当以上の耐熱性を有する材料からなるものとすればよい。
【0055】
また、本発明の消音換気構造において、他の市販の防音部材を有していてもよい。
例えば、本発明における消音器以外に、通気スリーブの内部に設置する内挿型消音器を有していてもよいし、通気スリーブの端部に設置する野外設置型消音器を有していてもよい。
他の防音部材と組み合わせることで、より広い帯域で高い防音性能を得られる。
例えば、本発明における消音器以外に、通気スリーブの内部に設置する内挿型消音器を有していてもよいし、通気スリーブの端部に設置する野外設置型消音器を有していてもよい。
他の防音部材と組み合わせることで、より広い帯域で高い防音性能を得られる。
【実施例】
【0056】
以下に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。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。
【0057】
消音換気構造を作製して防音性能を評価した結果について説明する。
【0058】
［実施例１］
実施例１として、図５に示すように、壁１６と化粧板４０との間に消音器１４を設置し、通気スリーブ１２と接続して消音換気構造を構成した。
壁１６は、コンクリート製で、厚みは１７ｃｍとした。
通気スリーブ１２は、塩化ビニル製で、直径は１０ｃｍとした。
化粧板４０は、石膏ボード製で、厚みは１ｃｍとした。
壁１６と化粧板４０との間の距離は１０ｃｍとした。
実施例１として、図５に示すように、壁１６と化粧板４０との間に消音器１４を設置し、通気スリーブ１２と接続して消音換気構造を構成した。
壁１６は、コンクリート製で、厚みは１７ｃｍとした。
通気スリーブ１２は、塩化ビニル製で、直径は１０ｃｍとした。
化粧板４０は、石膏ボード製で、厚みは１ｃｍとした。
壁１６と化粧板４０との間の距離は１０ｃｍとした。
【0059】
消音器１４の消音部２２は、外形が円環形状で、空洞部３０の外径が２０ｃｍ、内径が１０ｃｍとし、開口部３２の軸方向の長さが４ｃｍとした。
取付部２６は、通気スリーブ１２の内周面に沿った円環形状で、軸方向の長さが３ｃｍ、厚み（肉厚）が１ｃｍとした。また、取付部２６の内側の面は、取付部２６の、軸方向の全域で先端側に向かうにしたがって通気スリーブ１２側に傾斜している形状とした。通気スリーブ１２の中心軸に対する取付部の内側の面の傾斜角度は１８．４°である。
消音部２２（空洞部３０）内には多孔質吸音材２４が配置されるものとした。
多孔質吸音材２４は、吸音フェルトを用いた。
取付部２６は、通気スリーブ１２の内周面に沿った円環形状で、軸方向の長さが３ｃｍ、厚み（肉厚）が１ｃｍとした。また、取付部２６の内側の面は、取付部２６の、軸方向の全域で先端側に向かうにしたがって通気スリーブ１２側に傾斜している形状とした。通気スリーブ１２の中心軸に対する取付部の内側の面の傾斜角度は１８．４°である。
消音部２２（空洞部３０）内には多孔質吸音材２４が配置されるものとした。
多孔質吸音材２４は、吸音フェルトを用いた。
【0060】
また、化粧板４０の消音器１４側の面とは反対側の面側にはレジスター（ユニックス社製ＫＲＢ１００）を配置した。
【0061】
［比較例１］
取付部１２６の内側の面が傾斜していない形状とした以外は実施例１と同様にした。
取付部１２６の内側の面が傾斜していない形状とした以外は実施例１と同様にした。
【0062】
［実施例２］
取付部２６の内側の面の傾斜角度を４０．０°とした以外は実施例１と同様にした。
取付部２６の内側の面の傾斜角度を４０．０°とした以外は実施例１と同様にした。
【0063】
［評価］
＜風切り音＞
ＪＩＳ規格のＣ９６３０：１９８８の８．８「風量試験」相当の測定が可能な設備にて、風を流しながら、レジスター外側での音圧を測定した。
具体的には、図５に示すように、チャンバーＣの開口部に、通気スリーブ１２の、消音器１４が配置されていない側の端面（開口端）を配置して、チャンバーＣと通気スリーブ１２と連通させた。
計測用のマイクロフォンＭＰ（株式会社アコー製Type4160N（1/4inch））を化粧板４０から軸方向に３０ｃｍ、通気スリーブ１２の中心軸から径方向に３０ｃｍ離間した位置に配置した。
＜風切り音＞
ＪＩＳ規格のＣ９６３０：１９８８の８．８「風量試験」相当の測定が可能な設備にて、風を流しながら、レジスター外側での音圧を測定した。
具体的には、図５に示すように、チャンバーＣの開口部に、通気スリーブ１２の、消音器１４が配置されていない側の端面（開口端）を配置して、チャンバーＣと通気スリーブ１２と連通させた。
計測用のマイクロフォンＭＰ（株式会社アコー製Type4160N（1/4inch））を化粧板４０から軸方向に３０ｃｍ、通気スリーブ１２の中心軸から径方向に３０ｃｍ離間した位置に配置した。
【0064】
レジスター２０を全開にして、チャンバーＣから、通気スリーブ１２内に風を送り、マイクロフォンＭＰで音圧を測定した。この時、風圧は約３０Ｐａに相当する。
【0065】
５００Ｈｚオクターブバンドにおいて比較例１の音圧レベルが実施例１および実施例２のいずれに対しても１ｄＢ以上大きいことがわかった。この５００Ｈｚオクターブバンドにおける音圧レベルの差分は風切り音に由来するものと考えられる。
【0066】
＜水の浸入抑制＞
取付部２６に５ｃｃの水滴を付着し、チャンバーＣから、通気スリーブ１２内に風を送り、水滴が消音部２２内に浸入するか否かを評価した。
取付部２６についた水滴は、実施例１では傾斜によって水滴は動かなかった。実施例２においては、消音部２２とは反対側に落下していき、消音部２２内に浸入しなかった。一方、比較例１では風によって消音部２２内に水滴が浸入することが確認された。
以上の結果より本発明の効果は明らかである。
取付部２６に５ｃｃの水滴を付着し、チャンバーＣから、通気スリーブ１２内に風を送り、水滴が消音部２２内に浸入するか否かを評価した。
取付部２６についた水滴は、実施例１では傾斜によって水滴は動かなかった。実施例２においては、消音部２２とは反対側に落下していき、消音部２２内に浸入しなかった。一方、比較例１では風によって消音部２２内に水滴が浸入することが確認された。
以上の結果より本発明の効果は明らかである。
【符号の説明】
【0067】
１０ 消音換気構造
１２ 管状部材（通気スリーブ）
１４ 消音器
１５ 通気部
１６ 壁
１８ カバー部材
２０ 風量調整部材
２２ 消音部
２４ 多孔質吸音材
２６ 取付部
３０ 空洞部
３２ 開口部
４０ 化粧板
１２ 管状部材（通気スリーブ）
１４ 消音器
１５ 通気部
１６ 壁
１８ カバー部材
２０ 風量調整部材
２２ 消音部
２４ 多孔質吸音材
２６ 取付部
３０ 空洞部
３２ 開口部
４０ 化粧板
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
