消音装置的制作方法

专利名称：消音装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种消音装置，主要安装在壁体的上部，降低从噪音源发出的 噪音。
背景技术：
以往，周知作为防止从汽车、工地现场等的噪音源发出的噪音的装置之一 是设置隔音壁。该隔音壁是将由透光性的树脂板和金属制的金属部件构成的壁 体设置在道路旁和工地现场的周围，使该壁体的一方侧发出的噪音不直接传到 另一方侧。由于隔音壁的高度越高遮音效果越好，所以，在城市，随着建筑物 的高层化，隔音壁有越来越高的倾向。但是，如果加高隔音壁，会引起建设成 本及维持管理成本的提高，且还会发生对隔音壁的近邻造成日照障碍及有损于 景观的问题。因此，要求尽可能抑制隔音壁的高度且提高隔音效率。
例如，特开2005 -31599号公报公开了以下技术由音波反射板、衍射抑 制板和音波干扰器构成安装在隔音壁上部的消音装置，通过音波反射板和衍射 抑制板两方的作用将从噪音源到达消音装置的噪音音波引导到音波干扰器，从 而降低音波的能量。在该专利文献中，是由构成消音装置的衍射抑制板捕捉在 隔音壁的上部衍射并要绕到隔音壁的里侧的音波，并将捕捉到的音波沿着书亍射 抑制板引导到音波干扰器内部。另一方面，通过由截面椭圆形状的音波反射板 反射没有被衍射抑制板捕捉到的音波，将其引导到音波干扰器内部。
在上述专利文献中，是由截面为椭圆的一部分的音波反射板和具备衍射边 缘的衍射抑制板形成音波入射面，通过使进入音波入射面的噪音音波碰撞到衍 射边缘，来产生衍射现象。在此，衍射现象发生后衍射抑制板才能够捕捉噪音 音波。因此，在衍射抑制板的衍射边缘部使噪音音波产生衍射在取得消音效果 上是很重要的。但是，在上述专利文献中，虽然说明了使噪音音波碰撞到衍射 边缘产生衍射现象，但对用于使衍射现象有效发生的构造和形状没有说明。
而且，在上述专利文献中，是由音波反射板捕捉没有碰撞衍射抑制板的衍 射边缘而通过了的噪音音波。该音波反射板具备椭圆形状的截面，且与衍射抑 制板的位置关系是以噪音源的位置为基准而决定的。其结果，因为需要用于将 音波反射板形成截面椭圆形的模具，从而出现制造成本高的问题，而且，在噪 音源的位置与预先设定了的设计上的位置偏离的场合，有不能够得到足够的消 音效果的问题。

发明内容
本发明用于处理这样的问题，目的在于提供一种消音装置，其设置在隔音 壁等的上部，通过利用音波的衍射和反射两种现象捕捉噪音音波，有效地产生 与消音效果关联的衍射现象，同时，能够不影响消音装置与噪音源的相对位置 关系地取得消音效果。
为了实现上述目的，本发明的降低来自噪音源的噪音的音压的消音装置的 第一方案，包^"在内侧具^^见定容积空间的主体外壳，在上述主体外壳的内侧 空间容纳有吸音材料的消音室，以及在主体外壳内部从上述消音室向主体外壳 的前面延伸的多个板状部件。而且，由一个板状部件和与其相对的板状部件形 成从主体外壳的前面向上述消音室连通的开口，使该开口的边缘部的截面形状 为具有使音波的衍射现象发生的角的形状。
上述开口的边缘部的截面形状可以为尖锐角形状，也可以为圆角形状。
上述板状部件的截面形状可以为连续的曲线形状，或将直线细致连续折曲 形成的近似的曲线，也可以由具有至少l处折曲部分的平板构成。
在该第1方案的消音装置中，在具备消音室的主体外壳的表面设置多个开 口，从开口的开口边缘部向消音室内侧延伸设置板状部件。而且，安装有该板 状部件的开口边缘部的形状为有角的边缘形状。因此，噪音音波从噪音源到达 后，能够与开口边缘部碰撞，在角部分有效地产生衍射现象，能够使衍射的音 波沿着板状部件的表面导入消音室，取得消音效果。特别是通过将角的形状做 得尖锐，能够更切实地产生衍射现象，但做成圆角形状也能够产生衍射现象。 在做成圆角形状的场合，虽然产生衍射现象的效率降低，^f旦没有尖锐的边缘部 分，能够提高安全性。
另外，通过将上述板状部件的截面形状做成连续的曲线形状，在开口边缘 部能够将衍射的噪音音波有效地导入消音室的内部。进而，将板状部件的截面
形状做成近似的曲线也能够得到将噪音音波有效地导入消音室内的效果。在 此，近似的曲线是指将一个直线在多个部位折曲形成的形状，这种场合，多个 折曲部分的顶点彼此连接的曲线成为目标曲线。因此，板状部件实际的截面形 状虽然不是连续的曲线而是短直线线段一边改变角度一边连接的不连续的曲 线，但能够不逊色于连续的曲线地将在开口边缘部产生了衍射现象的音波导入 消音室内。这种场合，能够通过板金加工机械将板状部件进行折曲加工处理， 不需要用于形成曲线形状的模具，能够非常有助于制造成本的降低。另夕卜，上 述板状部件即便是由使至少1处弯曲了的平板构成，也能够得到将上述噪音音 波导入消音室内的效果。这种场合，能够减少对板状部件进行折曲加工的工序， 能够大幅度降低制造成本。
进而，本发明的降低来自噪音源的噪音的音压的消音装置的第二方案，包 括在内侧具备规定容积空间的主体外壳，在上述主体外壳的内侧空间容纳有吸 音材料的消音室，以及在上述主体外壳内部从上述消音室向主体外壳的前面延 伸的多对板状部件。而且，成对的上述板状部件配置在主体外壳内，前端彼此 接合成V字状，其前端在上述外壳的前面一侧，其后端在上述消音装置一侧， 一对板状部件中的一方和与其邻接的一对板状部件中的一方形成从主体外壳 的前面向上述消音室连通的开口，而且该开口从其边缘部向后方的上述消音室 截面积逐渐变小。
在第2方案的消音装置中，在设于具备消音室的主体外壳上的多个开口的 各边缘部的每一个上都面向消音室的内部安装有多个板状部件。在安装时，使 这些多个板状部件成为以开口的边缘部为顶点的V字状的截面形状，形成从 开口的边缘部向消音室的内部宽度逐渐变窄的槽。而且，在该槽的底部，消音 室的内部与外部连通。另外，在开口的边缘部，使多个板状部件的端部彼此接 合，在其前端形成边缘。进而，该开口在主体外壳的前方一侧确保宽大的开口 面积，面向消音室越向内部开口面积越逐渐变窄。因此，来自外部的噪音音波 从开口进入后一边在逐渐变窄的槽的壁面上反复反射， 一边进入消音室内，噪 音音波一旦进入消音室内，由于消音室的内部的开口面积比主体外壳的表面的 开口面积小，所以，能够抑制噪音音波向外部(向主体外壳的表面一侧)泄漏。
由于本发明的消音装置具备以上结构，所以，噪音源与消音装置的相对的位置关系完全不影响消音动作，因此，能够与噪音源的位置无关地取得消音效 果。


参照附图从以下的实施例的说明可以明确本发明的上述及其他的目的以
及特征。在这些图中
图1是表示本发明的第1实施例涉及的消音装置的使用状态的图。
图2是表示图1的消音装置的纵向截面的图。
图3A是表示图2的消音装置的反射板的截面形状的第1例的图。
图3B是表示图2的消音装置的反射板的截面形状的第2例的图。
图4A是消音装置的开口的开口边缘的第l例的放大截面图，开口边缘的
截面有尖锐角。
图4B是消音装置的开口的开口边缘的第2例的放大截面图，开口边缘是 由截面有尖锐角的盖部件构成。
图5A是消音装置的开口的开口边缘的第3例的放大截面图，开口边缘的 截面有圆角。
图5B是消音装置的开口的开口边缘的第4例的放大截面图，开口边缘的
截面是由有圆角的盖构成。
图6是表示本发明的第2实施例的消音装置的纵向截面的说明图。 图7是表示本发明的第3实施例的消音装置的纵向截面的说明图。
具体实施例方式
首先，用图1至图5B说明本发明的消音装置的第1实施例。 图1是表示本实施例的消音装置的使用时的状态的图。 如图1所示，消音装置1跨越该隔音壁20的横宽方向设置在隔音壁20 的上部。该消音装置1由大致有扇形的纵截面形状的横长中空构造的主体外壳 2,和在该主体外壳2的前面(与噪音源相对的一侧的面)形成的横长形状的 多个开口 6构成。在主体外壳2的内部设有降低从该开口 6进入的噪音音波的 能量的消音室9。
在消音装置1设置在隔音壁20的上部时，该主体外壳2的截面形状的扇 形的弧形部分面向噪音源(无图示)一方。由于沿着该扇形的弧形形成多个开
口 6,因此，能够接受噪音源发出的音波。
噪音源发出的噪音音波中碰到隔音壁20的音波向该噪音源方向反射。这 种场合，噪音中包含的低音域的音波由于其波长比隔音壁20的高度长得多(例 如100赫兹的音波的波长大体为3.4米，与此相比，有的隔音壁的高度约为2 米)，所以，在隔音壁20的上部发生衍射现象，音波拐入壁的里侧。这时，如 图1所示，由于在隔音壁20的上部设置有消音装置1，所以，该消音装置1 捕捉要拐入壁里侧的音波，并将该音波从消音装置1的开口 6导入消音室的内 部，由此，降低音波的能量，实现消音化。当然，对从噪音源直接到达消音装 置1的噪音音波也能够进行捕捉、消音。
下面用图2详细说明消音装置1的构造。
如图2所示，消音装置1的主体外壳2分别由底板3构成其底面，由背板 4构成背面，且由扇形的侧板5a、 5b构成左右的两端面。进而，在从该主体 外壳2的上部至前部(与背板4相对一侧的部分)的表面(即在消音装置l 的前面)，沿着侧板5a及5b的弧形设有多个开口 6。
但是,设于消音装置1的前面的各个开口 6是由形状不同的2个板状部件、 反射板7和音波导入板8形成横长形状。另外，图2所示的符号12表示开口 6的边缘。在该开口 6的与边缘12相反的一侧，通过使构成开口 6的反射板7 和音波导入板8的各自的后端部空有间隙地相对，形成通到消音室9的音波导 入口 10。
在由构成主体外壳2的底板3、背板4和左右侧板5a、 5b以及形成开口 6 的反射板7和音波导入板8构成的空间，充填进由玻璃棉等的纤维质材料和尿 烷等的多孔质材料构成的吸音材料11，构成介由该音波导入口 10而与开口6 相通的消音室9。
到达如此构成的消音装置1的噪音音波碰撞到开口 6的边缘12,产生衍 射现象。然后，以该开口 6的边缘为新的声源， 一面沿着音波导入板8的表面 衍射， 一面穿过音波导入口 10进入消音室9。进入消音室9的噪音音波通过 在消音室9内反复漫反射，反射波彼此互相抵消能量或与消音材料11碰撞， 降低音波具有的能量。其结果，能够使噪音音波的音压能量大幅度减少，取得 消音效果。
下面说明构成开口 6的反射板7及音波导入板8的形状及配置。
如图2所示，反射板7的截面描画形成椭圆曲线。而且，与该反射板7 一起形成开口 6的音波导入板8的前端定位于该反射板7的椭圆一方的焦点 fl，该音波导入板8的后端定位于另一方的焦点f2。该音波导入板8是由平板 状部件构成。进而，在形成一个开口 6的音波导入板8的前端(定位于焦点fl), 在该开口 6的稍下方形成邻接的开口 6的反射板7的前端以前端面相互对齐的 状态接合，形成开口 6的边缘12。另一方面，定位于焦点f2的音波导入板8 的后端与反射板7的后端部一起形成音波导入口 10。
通过如上构成并配置形成开口 6的反射板7和音波导入板8，噪音音波与 开口6的边缘12碰撞，根据惠更斯原理，产生新的声源。而且，在此产生的 音波成球面波，并从开口 6的边缘面12向反射板7而去。通过由反射板7反 射该音波，能够将噪音音波向音波导入口 IO集中。
并且，音波导入板8是从开口 6的边缘12 (焦点fl的位置)延伸到音波 导入口 (焦点f2的位置)，使得音波导入口 IO的开口面积比开口 6的开口面 积小。由此，可抑制一旦进入消音室9的内部的音波再次向消音室9的外部泄 漏。
反射板7可以如图3A所示，将平板用模具加工，将其截面做成连续的椭 圓曲线，另外，也可以如图3B所示，将平板一点点折曲加工(板金加工)， 将截面做成近似的椭圆曲线。在将反射板7的截面做成连续的椭圆曲线的场 合，该椭圆的焦点fl及f2的范围狭窄，在做成近似的(将直线折曲的)椭圆 曲线的场合，该椭圆的焦点fl及f2的范围稍大、不清晰，但在取得消音效果 上是能充分允许的程度。
下面用图4A -图5B说明开口边缘12的截面形状。
如图4A所示，通过将反射板7的前端部和音波导入板8的前端部各自的 端面的位置对齐接合，形成开口 6的边缘12。通过使该开口 6的边缘12的截 面具有尖锐角，在来自噪音源的音波碰撞到该开口边缘12时，在该角部分易 产生衍射现象。
图4B表示的例是通过将反射板7的前端部和音波导入板8的前端部各自 的端面位置对齐接合，并在这些接合了的反射板7及音波导入板8的前端部，使盖部件13从前端嵌入。该盖部件13的前端部成为开口 6的边缘12,在该 部分的外面，使该截面具有尖锐角。在该图4B所示的例中，由于开口边缘12 的厚度与图4A的场合相比增加了盖部件的厚度，所以，在产生衍射这一点上 有一些不利，但通过由树脂等作为盖部件13的材质，能够减少受伤事故的发 生。
由于图4A所示的开口边缘12是反射板7的前端部和音波导入板8的前 端部以露出的状态接合，并形成在前端具有尖锐角的开口边缘12,所以，易 产生衍射现象，在这一点上是有利的，但从安全性(防止受伤事故)这一点上 看还不能说很充分。因此，如图5A所示，也可以在使该开口边缘12的角产 生衍射现象且又不产生影响的范围内将该开口边缘12的角做圓，来降低受伤 事故发生的可能性。'
同样，在图4B的例中，将盖部件13的开口边缘12做成尖锐的角，但也 可以如图5B所示，在使该开口边缘12的角产生衍射现象且又不产生影响的 范围内将该开口边缘12的角做圆，来降低受伤事故发生的可能性。
下面，说明本发明的消音动作。
首先，从噪音源(无图示)产生并到达消音装置1的噪音音波与从主体外 壳2的前部到上部设置的多个开口 6的边缘12碰撞，由此根据惠更斯原理发 生衍射现象。在发生了衍射现象的开口 6的边缘12，成为新的声源，音波沿 着音波导入板8的表面一边衍射一边向音波导入口 IO前进，到达音波导入口 10,并进入消音室9中。
进入了消音室9的内部的音波与吸音材料11碰撞，消耗能量或在消音室 内反复漫反射，由此互相抵消能量的相位偏离了的音波彼此相逢，其结果，噪 音源放出的噪音能量降低。
另外，由于多个开口 6是从主体外壳2的前部连续排列到上部，所以，从 噪音源发出的噪音音波最初到达位于主体外壳2的前部的开口 6,与该开口 6 的边缘12碰撞，音波衍射。另一方面，在此不发生衍射而是前进了的音波到 达该开口 6的稍上方的开口 6,与那里的边缘12碰撞，发生衍射。以后同样， 在一个开口 6没有发生书f射而漏掉的音波到达位于比该开口 6靠上一个的开口 6，在那里发生衍射现象。这样，反复衍射现象的发生动作。另外，这时，没
有在各开口 6的音波导入板8发生衍射而是通过了的音波的一部分碰到反射板 7，向音波导入口 10(反射板7的椭圆的焦点f2的位置)反射。其结果，不仅 通过衍射作用，还通过反射的作用将音波导入消音室内。
在上述的第1实施例的消音装置中，反射板7的截面是做成椭圆形状，但 也能够取代椭圆而采用圆、抛物线或双曲线等的曲线。这种场合，最好使曲线 的焦点与音波的导入口 IO的位置一致。
下面用闺6说明本发明的消音装置的第2实施例。
该实施例是在反射板7的截面形状上与上述第1实施例不同，但在其他的 方面具有与第1实施例相同的构造。
在该实施例中，将反射板7不是做成如第1实施例的截面椭圆形，而是将 平的板材在大致中间位置折曲形成反射板7。即便将反射板7做成这样的形状， 也能够将来自在开口边缘12产生的新的声源的噪音音波和直接来自噪音源的 噪音音波导入音波导入口 10。该反射板7与图2所示的截面椭圆形的反射板7 不同，由于没有焦点，不用必须留意反射板7的安装位置与开口边乡彖12的安 装位置和音波导入口 IO的安装位置的关系，能够比较自由地进行设计。另夕卜， 构成反射板的平的板材的弯曲部14并不限定于一个地方，也可以在多个地方 或适宜的位置进行折曲。
下面用图7说明本发明的消音装置的第3实施例。
该实施例虽然在反射板7的截面形状及其安装构造与上述第1实施例不 同，但在其他的方面具有与第1实施例相同的构造。
在该实施例中，是由平的板材构成反射板7，并将一对反射板7的前端彼 此接合做成V字状，将组合成该V字状的反射板7的组配置在多个主体外壳 2内，由此形成多个开口6。即 一个开口 6是由组合成V字状的一对反射板 7中的一方和与其邻接的组合成V字状的一对反射板7中的一方形成。而且， 组合成该V字状的一对反射板7的接合部构成该开口 6的边缘12。
如上所述，由于是将组合成V字状的一对反射板7面向前方配置其接合 部形成开口 6,所以，开口 6成为随着乂人该开口边缘12向音波导入口 10前进 其截面积逐渐变小的构造。另外，由于开口 6的边缘12是在使构成反射板7 的板材与板材成为锐角接合的部位的前端形成的，所以，从外部的噪音源到达消音装置1的噪音音波与该开口 6的边缘12的角碰撞，根据惠更斯原理，产
生新的声源。而且，音波以该边缘12为衍射点，沿着反射板7的表面前进， 从音波导入口 10进入消音室9的内部。另一方面，没有与开口边缘12>5並撞而 是直接进入开口 6的噪音音波在随着接近音波导入口 IO而逐渐变窄的(相对 的2张)反射板7的表面一边反复反射， 一边被引导进入消音室9中，在此进 行消音。另外，由于相对的两张反射板7的间隔逐渐变窄，所以直接进入开口 6的噪音音波随着接近音波导入口 IO其音压变高，在到达音波导入口 10时， 产生在变高的音压的作用下一下子进入消音室9的现象，由于在被高压加力的 状态下，音压开放的同时与吸音材料11碰撞，由此促进消音室内的噪音音波 的漫反射，提高消音效果。
在该第3实施例中，由于音波导入口 10的开口面积比在主体外壳2的前 面一侧开口的开口 6的开口面积小，所以，进入消音室9的内部的音波再次向 消音室的外部(返回前面一侧)泄漏的可能性小。
另外，虽然没有图示，但在该第3实施例中最好也是与第1实施例同样， 将开口边缘12的边缘形状做成尖锐角形状或圆角形状。
权利要求
1.一种消音装置，可降低来自噪音源的噪音的音压，其特征在于具备在内侧具有规定容积的空间的主体外壳，在上述主体外壳的内侧空间容纳有吸音材料的消音室，以及在主体外壳的内部从上述消音室向主体外壳的前面延伸的多个板状部件；由一个板状部件和与其相对的板状部件形成从主体外壳的前面向上述消音室连通的开口，使该开口的边缘部的截面形状为具备产生音波衍射现象的角的形状。
2. 根据权利要求1所述的消音装置，其特征在于 上述开口的边缘部的截面形状包括尖锐角形状。
3. 根据权利要求1所述的消音装置，其特征在于 上述开口的边缘部的截面形状包括圆角形状。
4. 根据权利要求1所述的消音装置，其特征在于 上述板状部件的截面形状为连续的曲线。
5. 根据权利要求1所述的消音装置，其特征在于 上述板状部件的截面形状为将直线连续地折曲形成的近似的曲线。
6. 根据权利要求1所述的消音装置，其特征在于 上述板状部件为至少具有一处弯曲部的平板。
7. —种消音装置，可降^f氐来自噪音源的噪音的音压，其特征在于 具备在内侧具有少见定容积的空间的主体外壳，在上述主体外壳的内侧空间容纳有吸音材料的消音室，以及在上述主体外壳的内部从上述消音室向主体外 壳的前面延伸的多对板状部件；成对的上述板状部件配置在主体外壳内，前端彼此接合成V字状，并使 其前端在上述外壳的前面一侧，其后端在上述消音装置一侧；由 一对板状部件中的 一方和与其邻接的 一对板状部件中的 一方形成从主 体外壳的前面与上述消音室连通的开口，而且该开口^^人其边缘部向后方的上述 消音室截面积逐渐变小。
全文摘要
本发明提供一种消音装置，在具备消音室的主体外壳的表面设置多个开口，从该开口的边缘向消音室内侧延伸设置板状部件(反射板及音波导入板)。而且，将安装有该板状部件的开口边缘的形状做成具有尖锐角形状或圆角形状的边缘形状。
文档编号G10K11/16GK101197129SQ20071014652
公开日2008年6月11日 申请日期2007年8月20日 优先权日2006年12月7日
发明者中村佑纪, 大日方幸人, 泷泽义之, 神户直树, 竹田唱一, 荒井刚 申请人:Mk精工株式会社