CN107251136B - 防音结构及防音结构的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种防音结构及防音结构的制造方法，所述防音结构具有1个以上的防音单元，所述防音结构中，该1个以上的防音单元分别具备：框，具有孔部；膜，以覆盖孔部的方式固定在框上且能够振动；及1个以上的贯穿孔，被打穿于膜上，框的孔部的两侧端部不同时被封闭，框和膜由相同材质构成且一体形成，从而相对于环境变化和随着时间经过的耐性提高，能够得到稳定的防音性，而且还能够避免膜均匀地粘结、贴附于框上等制造上的问题。

Description

防音结构及防音结构的制造方法
技术领域
本发明涉及一种防音结构及防音结构的制造方法，详细而言，涉及一种包括1个或二维配置的多个一体形成有框和固定在框上的膜的防音单元且用于选择性地较强地屏蔽目标频率的声音的防音结构，及用于制造这种防音结构的防音结构的制造方法。
背景技术
对于通常的隔音材料来说，质量越重，越能良好地屏蔽声音，因此，为了得到良好的隔音效果，导致隔音材料本身变得大而重。另一方面，尤其很难屏蔽低频分量的声音。通常，已知该区域被称为质量定律，若频率成为2倍，则屏蔽提高6dB。
如此，现有的大部分防音结构中，通过结构的质量进行隔音，因此结构变得大而重，并且存在低频的屏蔽困难的缺点。
相对于此，已告知有通过将框粘贴于薄片或薄膜而提高了部件的刚性的防音结构(参照专利文献1和专利文献2)。根据该结构，能够实现由比现有防音部件质量轻而薄的防音部件构成的防音结构。
在专利文献1和专利文献2中公开的防音结构的情况下，隔音的原理为与上述质量定律不同的刚性定律，因此，即使是薄结构，也能够进一步屏蔽低频分量。该区域被称为刚性定律，膜振动通过框部分被固定，从而进行隔音。
在专利文献1中公开有如下吸音体，其具有形成有贯穿开口的框体及覆盖该贯穿开口的一个开口的吸音材料，且吸音材料的储能模量为特定的范围(参照摘要、权利要求1、[0005]～[0007]段、[0034]等)。此外，吸音材料的储能模量是指，通过吸音而在吸音材料中产生的能量中保存于内部的分量。
专利文献1中，作为框体，从轻量化的观点考虑，优选树脂等的比重较低的材料(参照[0019]段)，实施例中使用丙烯酸树脂(参照[0030]段)，作为吸音材料能够使用热塑性树脂(参照[0022]段)，实施例中通过使用将掺合的材料设为树脂或树脂与填料的混合物的吸音材料(参照[0030]～[0034]段)，不会导致吸音体的大型化便能够在低频区域中实现高吸音效果。
并且，专利文献2中公开了如下声衰减板及声衰减结构，所述声衰减板被分割成多个单独的单元，且具备按声音而具有透射性的二维的刚性框架、固定在刚性框架上的柔性材料的薄片及多个锭子，其中，多个单独的单元大致为二维单元，各锭子以在各单元上分别设有锭子的方式固定在柔性材料的薄片上，声衰减板的共振频率由单独的各单元的二维形状、柔性材料的柔软性以及其上的各锭子定义(参照权利要求1、12、及15，图4的第4栏等)。
专利文献1中，作为刚性框架，从优选为成为支撑体的材料且具有充分的刚性、质量轻的观点考虑，使用铝或塑料这种材料，作为柔性材料，使用如橡胶或尼龙材料等弹性材料这种任意适当的软材料，能够轻松且低廉地制造出非常薄、质量轻且能够在低频率下隔音的声衰减板(参照第5栏第65行～第6栏第5行)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4832245号公报
专利文献2：美国专利第7395898号公报(参照对应日本专利公开：日本特开2005-250474号公报)
发明内容
发明要解决的技术课题
专利文献1和专利文献2中公开的由现有膜状防音部件构成的防音结构为通过粘结材料贴合材质不同的膜与框而成的结构。
然而，这种结构中，由于这3种物理性质(热膨胀系数、刚性等)的差异，存在因环境变化和随着时间经过而劣化从而导致框和膜剥离，且会产生防音特性的变化这些问题。
并且，通常，在进行制造时，在细框上均匀地涂布粘结层并在其上均匀地粘结膜而进行粘贴也是一种难度高的作业，因此在制造防音结构时也存在不优选通过粘结剂来固定膜与框的问题。
本发明的目的在于，提供一种如下防音结构及防音结构的制造方法，所述防音结构能够克服上述现有技术的问题点，并且，将膜和框设为相同的材料，通过一体形成，相对于环境变化和随着时间经过的耐性提高，能够得到稳定的防音性，而且还能够避免膜均匀地粘结、贴附于框上等制造上的问题。
本发明的另一目的在于，提供一种如下防音结构及能够可靠且轻松地制造这种防音结构的防音结构的制造方法，所述防音结构的质量轻而薄，屏蔽的频率和大小等隔音特性不依赖于其贯穿孔的位置和形状，作为隔音材料的坚固性高，且具有稳定性，具有通气性，能够使风和热通过，不含热，适于设备、汽车及一般家庭的用途，且制造适应性优异。
用于解决技术课题的手段
为了实现上述目的，本发明的防音结构具有1个以上的防音单元，所述防音结构的特征在于，1个以上的防音单元分别具备：框，具有孔部；膜，以覆盖孔部的方式固定在框上且能够振动；及1个以上的贯穿孔，被打穿于膜上，框的孔部的两侧端部不同时被封闭，框和膜由相同材质构成且一体形成。
在此，优选1个以上的防音单元为二维配置的多个防音单元。
并且，还优选具有配置在膜上的锭子，并且，优选锭子由与膜相同材质构成且一体形成。
并且，还优选防音结构中，在比1个以上的防音单元的膜的共振频率低的低频侧具有屏蔽峰值频率，并选择性地隔开以屏蔽峰值频率为中心的一定频带的声音，所述屏蔽峰值频率因1个以上的防音单元的开口部而确定且透射损失成为极大。
为了实现上述目的，本发明的防音结构的制造方法的特征在于，在制造上述防音结构时，通过压缩成型或注射成型、压印、切削加工及三维形状形成(3D)打印机中的任一种来一体形成框和膜，并在膜上打穿1个以上的贯穿孔。
在此，优选在膜上设置锭子，并且，优选使锭子与膜一体成形。
并且，优选通过吸收能量的加工方法或基于物理接触的机械加工方法，在1个以上的防音单元的膜上，打穿1个以上的贯穿孔。
发明效果
根据本发明，通过将膜和框设为相同的材料并使它们一体形成，相对于环境变化和随着时间经过的耐性提高，能够得到稳定的防音性，而且还能够避免膜均匀地粘结、贴附于框上等制造上的问题。
并且，根据本发明，能够提供如下防音结构：通过在膜上打穿1个以上的贯穿孔，质量轻而薄，屏蔽的频率和大小等隔音特性不依赖于其贯穿孔的位置和形状，作为隔音材料的坚固性高，且具有稳定性，具有通气性，能够使风和热通过，不含热，适于设备、汽车及一般家庭的用途，且制造适应性优异。
并且，根据本发明，能够可靠且轻松地制造出这种防音结构。
附图说明
图1(A)是示意地表示本发明的实施方式1所涉及的防音结构的一例的立体图，图1(B)是图1(A)所示的防音结构的示意性局部剖视图。
图2是表示相对于图1(A)及图1(B)所示的防音结构的频率的透射损失隔音特性的图表。
图3(A)及图3(B)分别表示相对于图1(A)及图1(B)所示的防音结构的孔部半径的共振频率及第1屏蔽峰值频率的图表。
图4是示意地表示本发明的实施方式2所涉及的防音结构的一例的局部剖视图。
图5(A)是示意地表示本发明的实施方式3所涉及的防音结构的一例的立体图，图5(B)是图5(A)所示的防音结构的示意性局部剖视图。
图6(A)是示意地表示本发明的实施方式4所涉及的防音结构的一例的立体图，图6(B)是图6(A)所示的防音结构的示意性局部剖视图。
图7是表示相对于图6(A)及图6(B)所示的防音结构的频率的透射损失隔音特性的图表。
图8(A)及图8(B)分别表示相对于图6(A)及图6(B)所示的防音结构的锭子半径的共振频率及第1屏蔽峰值频率的图表。
图9(A)是示意地表示本发明的实施方式5所涉及的防音结构的一例的立体图，图9(B)是图9(A)所示的防音结构的示意性局部剖视图。
图10是表示相对于图9(A)及图9(B)所示的防音结构的频率的透射损失隔音特性的图表。
图11(A)及图11(B)分别表示相对于图9(A)及图9(B)所示的防音结构的贯穿孔半径的共振频率及第一屏蔽峰值频率的图表。
图12(A)、图12(B)及图12(C)是示意地表示本发明的实施方式6所涉及的防音结构的制造方法的各工序的一例的局部剖视图。
图13是示意地表示本发明的实施方式7所涉及的防音结构的制造方法的一例的局部剖视图。
图14是表示相对于本发明的防音结构的参数A的第一屏蔽峰值频率的图表。
图15是表示相对于本发明的防音结构的参数B的共振频率的图表。
具体实施方式
以下，参照附图所示的优选实施方式，对本发明所涉及的防音结构及防音结构的制造方法进行详细说明。
首先，对本发明所涉及的防音结构进行说明。
(实施方式1)
图1(A)是示意地表示本发明的实施方式1所涉及的防音结构的一例的立体图，图1(B)是图1(A)所示的防音结构的示意性剖视图。
图1(A)及图1(B)所示的本实施方式的防音结构10具有二维配置有防音单元18的结构，所述防音单元18具备：框14，具有孔部12；及膜16，以覆盖孔部12的方式固定在框14上且能够振动。
在该防音结构10中，框14和膜16由相同材质构成且一体形成。
图示例的防音结构10由多个即12个防音单元18构成，但本发明并不限定于此，也可以由包括1个框14、1个膜16及1个以上的贯穿孔在内的1个防音单元18构成。
在图示例的防音结构10中，在一定厚度的四边形形状的板状防音部件20上设有多个(12)孔部12，各防音单元18的框14由包围各孔部12的部分构成。
框14以环状包围孔部12的方式形成，以覆盖孔部12的方式固定膜16，且用于进行支承，并且成为固定在该框14上的膜16的膜振动的波节。
因此，多个膜16分别作为与各孔部12的开放端相反一侧的封闭端而形成。
此外，图示例中，多个框14由1个框体构成，该框体由除多个孔部12及多个膜16以外的板状防音部件20构成。
如此，防音结构10具有多个孔部12和多个膜16成为一体的结构。
此外，优选框14为能够固定膜16，以能够限制膜16的整个外周的封闭且连续的形状，但本发明并不限定于此，只要框14成为固定在所述框14上的膜16的膜振动的波节，则可以为局部被切断且不连续的形状。即，框14的作用在于固定膜16并进行支承从而控制膜振动，因此即使在框14上具有较小的断开处或存在极小的未粘结的部位，也能够发挥效果。
并且，框14的孔部12的形状为平面形状，图1所示的例子中为圆形，但在本发明中并没有特别限定，例如可以是多边形或椭圆形等，也可以是不规则的形状，所述多边形包含：矩形、菱形或平等四边形等其他四边形；正三角形、等边三角形或直角三角形等三角形；及正五边形或正六边形等正多边形。
并且，框14的尺寸为平面视图的尺寸，能够作为其孔部12的尺寸而定义，因此以下说明中作为孔部12的尺寸，但在图1(A)所示的圆形或正方形那种正多边形的情况下，能够定义为通过其中心的相对置的边之间的距离或当量圆直径，在多边形、椭圆或不规则的形状的情况下，能够定义为当量圆直径。在本发明中，当量圆直径及半径分别是指换算为面积相等的圆时的直径及半径。
此外，在本实施方式的防音结构10中，框14的孔部12的尺寸在所有孔部12中可以恒定，但也可以包含不同尺寸(也包含形状不同的情况)的框，该情况下，作为孔部12的尺寸，使用孔部12的平均尺寸即可。
这种框14的孔部12的尺寸并没有特别限定，根据为了防音而适用本发明的防音结构10的防音对象来设定即可，所述防音对象例如为影印机、送风机、空调设备、排气扇、泵类、发电机、导管，此外还有涂布机或旋转机、输送机等发出声音的各种类型的制造设备等工业设备、汽车、电车、航空器等交通运输设备、冰箱、洗衣机、烘干机、电视、复印机、微波炉、游戏机、空调、风扇、个人计算机(PC)、吸尘器、空气净化器等一般家用设备等。
并且，还能够以分区的方式使用该防音结构10本身，从而用于切断来自多个噪音源的声音的用途中。该情况下，也能够根据成为对象的噪音的频率选择框14的尺寸。
例如，图1(B)所示的孔部12的尺寸R并没有特别限制，例如，优选为0.5mm～200mm，更优选为1mm～100mm，最优选为2mm～30mm。
此外，如在各框14中包含不同尺寸时，优选框14的尺寸以平均尺寸来表示。
在本发明中，框14的宽度能够由相邻的2个膜16之间的距离来定义，但在孔部12的形状为如图1(A)所示的圆形的情况下，也可以由最靠近的距离定义，或者由平均距离定义。
此外，只要能够可靠地固定膜16且可靠地支承膜16，则框14的宽度及厚度也没有特别限制，例如，能够根据孔部12的尺寸来设定。
例如，如图1(B)所示，当孔部12的尺寸为0.5mm～50mm时，框14的宽度W优选为0.5mm～20mm，更优选为0.7mm～10mm，最优选为1mm～5mm。
并且，当孔部12的尺寸超过50mm且为200mm以下时，框14的宽度W优选为1mm～100mm，更优选为3mm～50mm，最优选为5mm～20mm。
并且，如图1(B)所示，框14的厚度、即孔部12的厚度H优选为0.5mm～200mm，更优选为0.7mm～100mm，最优选为1mm～50mm。
此外，如在各框14中包含不同的宽度及厚度时，优选框14的宽度及厚度分别以平均宽度及平均厚度来表示。
本发明的防音结构10的框14的数量、即图示例中孔部12的数量也没有特别限定，根据本发明的防音结构10的上述的防音对象来设定即可。或者由于上述的孔部12的尺寸根据上述的防音对象来设定，因此框14的孔部12的数量根据孔部12的尺寸来设定即可。
例如，在设备内噪音屏蔽的情况下，框14的数量优选为1个～10000个，更优选为2个～5000个，最优选为4个～1000个。
这是因为，对于一般设备的大小而言，设备的尺寸已被确定，因此为了将1个防音单元18的尺寸设为适于噪音的频率的尺寸，大多需要通过组合多个防音单元18而成的框体进行屏蔽，并且，另一方面，由于过多地增加防音单元18，存在整体重量增加相当于框14的重量份的情况。另一方面，在如大小没有限制的分区的结构中，能够根据所需的整体的大小来自由地选择框14的个数。
此外，1个防音单元18将1个框14作为构成单元，因此本发明的防音结构10的框14的数量能够称为防音单元18的数量。
膜16以覆盖框14的内部的孔部12的方式被限制于框14而固定，并且通过与来自外部的声波对应地进行膜振动来吸收声波的能量从而进行防音。因此，优选膜16相对于空气具有不渗透性。
然而，由于需要以框14为波节而进行膜振动，因此膜16需要可靠地限制于框14而被固定，成为膜振动的波腹，并吸收声波的能量从而进行防音。因此，优选膜16是具有挠性的弹性材料制成的。
因此，膜16的形状能够称为框14的孔部12的形状，并且，膜16的尺寸能够称为孔部12的尺寸，更详细而言，称为框14的孔部12的尺寸。
并且，由于吸收声波的能量从而进行防音，因此只要能够进行膜振动，则膜16的厚度并没有特别限制，但为了在高频侧得到固有振动模式，优选为较厚，为了在低频侧得到固有振动模式，优选为较薄。例如，本发明中，膜16的厚度能够根据孔部12的尺寸即膜16的尺寸来设定。
例如，如图1(B)所示，当孔部12的尺寸R为0.5mm～50mm时，膜16的厚度t优选为0.005mm(5μm)～5mm，更优选为0.007mm(7μm)～2mm，最优选为0.01mm(10μm)～1mm。
并且，当孔部12的尺寸超过50mm且为200mm以下时，膜16的厚度t优选为0.01mm(10μm)～20mm，更优选为0.02mm(20μm)～10mm，最优选为0.05mm(50μm)～5mm。
此外，如在1个膜16中厚度不同的情况下或在各膜16中包含不同厚度的情况下，优选膜16的厚度以平均厚度来表示。
框14及膜16由相同材质的材料构成，因此只要能够形成能实现上述的所需功能的膜16，同时能够形成能实现上述的所需功能的框14，则框14及膜16的材料并没有特别限定，能够根据防音对象及其防音环境来选择。框14及膜16的材料能够设为较薄的薄膜或薄片等膜状，当设为膜状时，能够作为上述的能够振动且反射或吸收声波的能量的膜16而发挥功能，并且能够作为具有规定厚度的多个孔部12的防音部件，当设为具有孔部12的框14时，如上所述，具有可振动地支承并固定膜16的强度及耐性，并作为膜16的膜振动的波节而发挥功能。
作为这种材料，例如能够举出铝、钢、钛、镁、钨、铁、铬、铬钼、镍铬钼及它们的合金等金属材料；聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯酸树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯、聚酰胺酰亚胺、聚芳酯、聚醚酰亚胺、聚缩醛、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚砜、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰亚胺、三乙酰纤维素等树脂材料；包含碳纤维增强塑料(CFRP)、碳纤维、玻璃纤维增强塑料(GFRP)等碳纤维的材料；或玻璃、蓝宝石、陶瓷等无机材料等。
并且，也可以组合多种这些框14的材料来使用。
在此，如图2所示，固定在防音单元18的框14上的膜16具有最低阶的固有振动模式的频率，即透射损失最小(例如为0dB)的共振频率。在本发明中，该共振频率由包括框14及膜16的防音结构10确定。
此外，图2示出通过有限元法(FEM)模拟了平面波入射于本实施方式的单个防音单元18时的隔音性能而得的结果。本模拟中的部件的防音结构10具有防音单元18，所述防音单元18为框14的孔部12的半径(R)为5mm的圆形，具有孔部12的框14的厚度(H)为3mm，宽度(W)为3mm，覆盖孔部12的膜16的厚度(t)为50μm。
根据将这种结构的防音结构10的防音部件设为PMMA时的模拟结果即根据图2可知，存在在2000Hz下透射损失非常小的奇异点。在该频率下，膜16的第1振动模式与声波共振且具有高透射性，因此透射损失锐减。
即，包括框14及膜16的结构中的、即以限制于框14的方式被固定的膜16的共振频率为固有振动模式的频率，所述固有振动模式的频率中，在声波使膜振动的摇动最大处，声波在该频率下大量透射。
此外，对基于隔音性能的FEM的模拟方法进行后述。
因此，本实施方式的防音结构10具有根据刚性定律的频率区域和根据质量定律的频率区域，但从其边界成为共振频率的观点考虑，优选将防音结构10的共振频率即固定在框14上的膜16的共振频率设为相当于人对声波的感测范围的10Hz～100000Hz，更优选设为人对声波的可听范围即20Hz～20000Hz，进一步优选设为40Hz～16000Hz，最优选设为100Hz～12000Hz。
在此，在本发明的防音结构10中，包括框14及膜16的结构中的膜16的共振频率能够根据多个防音单元18的框14的几何形状，例如框14的形状及尺寸(size)和多个防音单元的膜的刚性，例如膜的厚度及挠性而确定。
此外，作为表征膜16的固有振动模式的参数，在同种材料的膜16的情况下，能够使用膜16的厚度(t)与孔部12的尺寸(R)的平方之比，例如，在正四边形的情况下能够使用与一个边的大小之比[R2/t]，该比[R2/t]相等时，上述固有振动模式成为相同的频率即相同的共振频率。即，通过将比[R2/t]设为恒定值，比例定律成立，能够选择适当的尺寸。
如根据图2可知，在比该共振频率低的低频侧，随着频率变低而隔音性能增强。这是基于本实施方式的防音结构10的部件的刚性的隔音性，是通过将框14固定在膜16上而提高了刚性来产生的。
另一方面，在比共振频率高的高频侧，随着频率变高而隔音性能增强。这是基于防音结构10的防音部件20的质量，防音部件20越重，隔音性能越强。而且，在该区域中，在7079Hz上存在非常尖锐的隔音峰值，通过在膜上附加框而产生。此外，如图2所示，可知即使将防音结构10的防音部件20从PMMA变更为PET，也能够得到相同的隔音性能。
即，如图2所示，本实施方式的防音结构10中，膜16中，在比共振频率高的高频侧的第一屏蔽峰值频率上出现透射损失成为峰值(极大)声波的屏蔽的峰值。
因此，本发明的防音结构10中，在第一屏蔽峰值频率上屏蔽(透射损失)成为峰值(极大)，因此能够选择性地隔开以第一屏蔽峰值频率为中心的一定频带的声音。
此外，在图2所示的声学特性的测量中，如下测量了本发明的防音结构中的透射损失(dB)。
自制的铝制声管中使用4个传声器并通过传递函数法来测量了声学特性。该方法是按照“ASTM E2611-09：基于传递矩阵法测量声学材料的正常发声声传播的标准测试方法(Standard Test Method for Measurement of Normal Incidence Sound Transmissionof Acoustical Materials Based on the Transfer Matrix Method)”进行的。作为声管，例如使用了与Nihon Onkyo Engineering Co.,Ltd.制的WinZac相同的测量原理的声管。该方法中，能够在宽的光谱带上测量声透射损失。将本实施方式的防音结构10配置于声管的测量部位，并在100Hz～10000Hz的范围内测量了声透射损失。该结果被示于图2。
图3(A)及图3(B)中示出改变防音结构10的框14的孔部12的半径(R)及膜16的厚度(t)时的共振频率以及第一隔音峰值的频率。本实施方式的防音结构10的防音部件为PMMA，框14的厚度(H)为3mm，其宽度(W)为3mm。
如图3(A)及图3(B)所示，通过改变孔部12的半径(R)及膜16的厚度(t)，能够在可听范围(50Hz～20kHz)内，在较宽的频带上改变共振频率及第一隔音峰值的频率。想要在宽频带上隔开低频侧的声音时，优选将共振频率切换到高频侧这种结构。并且，在想要较强地隔开特定频带的声音时，优选使第一隔音峰值与其频率匹配的结构。
如此，在本实施方式的防音结构10中，通过适当设定孔部12的半径(R)及膜16的厚度(t)，能够在所需的特定频带上选择性地进行隔音，从而进行防音。
并且，具有膜16和框14成为一体的结构的本实施方式的防音结构10能够通过压缩成型、注射成型、压印、切削加工及使用了三维形状形成(3D)打印机的加工方法等简单的工序来制造。
本实施方式的防音结构基本如上构成。
(实施方式2)
图4是示意地表示本发明的实施方式2所涉及的防音结构的一例的局部剖视图。
图4所示的本实施方式的防音结构10a具有在框22的中间配置膜16，进而在框22的图中上侧的框14a与图中下侧的框14b之间配置膜16的结构，且膜16的两侧具有孔部12a及孔部12b。因此，防音单元18a由框22及配置在孔部12a与孔部12b之间的膜16构成，所述框22包括具有孔部12a的框14a及具有孔部12b的框14b。
在此，图4所示的本实施方式的防音结构10a中，在膜16被配置在框22的框14a与框14b之间即孔部12a与孔部12b之间这一点上不同，但由膜16和具有框22的孔部12a的框14a构成的防音结构以及由膜16和具有框22的孔部12b的框14b构成的防音结构看作是与以在框14的一侧覆盖孔部12的一侧的方式配置有膜16的图1(A)及图1(B)所示的实施方式1的防音结构10相同的结构，因此省略其详细的说明。
本实施方式的防音结构10a通过具有这种结构，能够更牢固地固定膜16，因此优选。
此外，膜16以覆盖框14的孔部12的至少一侧的方式固定在框14即可。即，膜16可以以覆盖框14的孔部12的一侧或另一侧或者两侧的开口的方式固定在框14上。
在此，可以在防音结构10的多个框14的孔部12的相同侧设置所有膜16，也可以在多个框14的部分孔部12的一侧设置部分膜16，且在多个框14的其余的部分孔部12的另一侧设置其余的膜16，还可以混杂有设置在框14的孔部12一侧、另一侧及两侧的膜。
(实施方式3)
图5(A)是示意地表示本发明的实施方式3所涉及的防音结构的一例的立体图，图5(B)是图5(A)所示的防音结构的示意性局部剖视图。
这些图所示的本实施方式的防音结构10b具有二维配置有防音单元18b的结构，所述防音单元18b具备：框14，具有孔部12；膜16，固定在框14上；及锭子24，粘结固定于膜16。
除了锭子24粘结固定于膜16这一点以外，图5(A)及图5(B)所示的防音结构10b与图1(A)及图1(B)所示的实施方式1的防音结构10具有相同的结构，因此省略关于相同结构的说明。
本实施方式的防音结构10b中，通过将锭子24粘结固定于膜16，与上述实施方式1的防音结构10及图4所示的实施方式2的防音结构10a那种没有锭子的防音结构相比提高隔音性能的控制性，因此设置所述锭子。
即，就锭子24而言，通过改变其重量，能够控制第1隔音峰值的频率及隔音性。
锭子24的形状并不限定于图示例的圆形，与框14的孔部12的形状相同地，进而与膜16的形状相同地，能够设定上述的各种形状，但优选为与膜16的形状相同。
并且，锭子24的尺寸也没有特别限制，但需要比孔部12的尺寸即膜16的尺寸小。因此，当孔部12的尺寸R为0.5mm～50mm时，锭子24的尺寸优选为0.01mm～25mm，更优选为0.05mm～10mm，最优选为0.1mm～5mm。
并且，锭子24的厚度也没有特别限定，根据所需重量及锭子24的尺寸来适当设定即可。例如，锭子24的厚度优选为0.01mm～10mm，更优选为0.1mm～5mm，最优选为0.5mm～2mm。
此外，如在多个膜16中包含不同的尺寸和/或厚度时，优选锭子24的尺寸和/或厚度以平均尺寸和/或平均厚度来表示。
锭子24的材料只要是所需尺寸且所需重量，则并没有特别限定，能够与框14及膜16的材料相同地使用上述的各种材料，可以是与框14及膜16的材料相同的材料，也可以是不同的材料。
此外，例如，当设置在表示图2所示的隔音特性(声学特性)的实施方式1的隔音结构10中时，作为锭子24，能够使用厚度1mm、半径1.5mm的铁。
(实施方式4)
图6(A)是示意地表示本发明的实施方式4所涉及的防音结构的一例的立体图，图6(B)是图6(A)所示的防音结构的示意性局部剖视图。
图6(A)及图6(B)所示的本实施方式的防音结构10c具有二维配置有防音单元18c的结构，所述防音单元18c具备：框14，具有孔部12；膜16，固定在框14上；及锭子26，配置在膜16上。
图6(A)及图6(B)所示的防音结构10c与图5(A)及图5(B)所示的防音结构10b相同地在膜16上具有锭子，但与防音结构10b的锭子24粘结固定于膜16相比，本实施方式的防音结构10c的锭子26与框14及膜16为相同材质的材料且一体形成，这一点不同，除此以外，具有相同的结构，因此省略关于相同结构的说明。
本实施方式的防音结构10c中，通过设为使锭子26与框14及膜16为相同材质的材料且一体形成的结构，能够牢固地固定锭子26和膜16，能够防止锭子26从膜16被剥离。
并且，像实施方式3的防音结构10b那样，本实施方式的防音结构10c无需将锭子26贴合于膜16的工序，如上所述，能够通过压缩成型、注射成型、压印、切削加工及使用了三维形状形成(3D)打印机的加工方法等简单的工序来制造。
此外，图7中示出通过后述的有限元法(FEM)模拟了平面波入射于本实施方式的单个防音单元18c时的隔音性能而得的结果。本模拟中的部件的防音结构10c具有防音单元18c，所述防音单元18c为框14的孔部12的半径(R)为5mm的圆形，具有孔部12的框14的厚度(H)为3mm，宽度(W)为3mm，覆盖孔部12的膜16的厚度(t)为100μm，锭子26的半径(R’)为2mm，其厚度为3mm，因此防音部件的材质为PMMA。
如图7所示，这种本实施方式的防音结构10c中，在447Hz上具有共振频率，且在比共振频率高的高频侧的1413Hz上存在屏蔽性能高的第1屏蔽峰值。
图8(A)及图8(B)中示出改变了锭子26的半径(R’μm)及孔部12的半径(Rmm)时的共振频率及第1屏蔽峰值的频率。如此，通过改变锭子26的半径(R’)及孔部12的半径(R)，能够控制共振频率及第1屏蔽峰值的频率。
如此，在本实施方式的防音结构10c中，通过适当地设定锭子26的半径(R’)及孔部12的半径(R)等，能够在所需的特定频带上选择性地进行隔音，从而进行防音。
(实施方式5)
图9(A)是示意地表示本发明的实施方式5所涉及的防音结构的一例的立体图，图9(B)是图9(A)所示的防音结构的示意性局部剖视图。
图9所示的本实施方式的防音结构10d具有二维配置有防音单元18d的结构，所述防音单元18d具备：框14，具有孔部12；膜16，固定在框14上；及贯穿孔28，在膜16上被打穿。
除了在膜16上打穿有贯穿孔28这一点以外，图9(A)及图9(B)所示的防音结构10d与图1(A)及图1(B)所示的防音结构10具有相同的结构，因此省略关于相同结构的说明。
本实施方式的防音结构10d中，通过在膜16上形成有贯穿孔28，与图1(A)及图1(B)所示的实施方式1的防音结构10及图4所示的实施方式2的防音结构10a那种没有贯穿孔的防音结构相比，能够提高隔音性能的控制性。
即，就贯穿孔28而言，通过改变其直径，能够控制第1隔音峰值的频率及隔音性。
并且，像实施方式3的防音结构10b及实施方式4的防音结构10c那样，本实施方式的防音结构10d无需附加锭子24或锭子26，因此能够设为质量更轻的防音结构。
贯穿孔28的形状并不限定于图示例的圆形，与框14的孔部12的形状相同地，进而与膜16的形状相同地，能够设为上述的各种形状，但优选为与膜16的形状相同。
并且，在相当于孔部12的膜16内设置贯穿孔28的位置可以是在所有贯穿孔28中防音单元18d或膜16之间或中央，至少一部分贯穿孔28可以在非中央的任何位置上穿孔。即，仅改变贯穿孔28的穿孔位置，不会改变本发明的防音结构10d的隔音特性。
此外，在本实施方式中，像图示例的那样，贯穿孔28可以在1个膜16上设有1个，但也可以设置多个(2个以上)。代替改变贯穿孔28的直径，也可以通过改变设置于1个膜16上的贯穿孔28的个数来控制第1隔音峰值的频率及隔音性。
此外，当在1个膜16上设有多个贯穿孔28时，可以根据多个贯穿孔28的总面积来求出当量圆直径，从而用途相当于1个贯穿孔的尺寸，或者也可以求出多个贯穿孔28的总面积与相当于孔部12的膜16的面积的面积比，从而以贯穿孔28的面积比即开口率表示贯穿孔28的尺寸。
从通气性的观点考虑，防音结构10d中，优选各防音单元18d的贯穿孔28由1个构成。其理由为，在一定的开口率的情况下，作为风的空气便于通过的容易度，在一个贯穿孔28时较大，且边界上的粘性不发挥较大作用时较大。
另一方面，当在1个防音单元18d内具有多个贯穿孔28时，本发明的防音结构10d的隔音特性显示与多个贯穿孔28的总面积对应的隔音特性，即，在对应的隔音峰值频率上显示对应的隔音峰值。因此，优选存在于1个防音单元18d(或膜16)内的多个贯穿孔28的总面积与在其他防音单元18d(或膜16)内仅具有1个的贯穿孔28的面积相等，但本发明并不限定于此。
此外，当防音单元18d内的贯穿孔28的开口率(贯穿孔28相对于覆盖孔部12的膜16的面积的面积比(所有贯穿孔28的总面积的比例))相同时，在单个贯穿孔28和多个贯穿孔28中得到相同的防音结构10，因此，即使固定于某一贯穿孔28的尺寸，也能够制造各种频带的防音结构。
在本实施方式中，防音单元18d内的贯穿孔28的开口率(面积比)并没有特别限定，根据应选择性地进行隔音的隔音频带来设定即可，优选为0.000001％～70％，更优选为0.000005％～5％，优选为0.00001％～30％。通过将贯穿孔28的开口率设为上述范围，能够确定成为应选择性地进行隔音的隔音频带中心的隔音峰值频率及隔音峰值的透射损失。
从制造适应性的观点考虑，本实施方式的防音结构10d中，优选在1个防音单元18d内具有多个相同尺寸的贯穿孔28。即，优选在各防音单元18d的膜16上打穿相同尺寸的多个贯穿孔28。
进一步优选在防音结构10d中，将所有防音单元18d的1个贯穿孔28设为相同尺寸的孔。
在本发明中，优选贯穿孔28通过吸收能量的加工方法例如激光加工被打穿，或者优选通过基于物理接触的机械加工方法例如冲孔加工或针加工被打穿。
因此，若将1个防音单元18d内的多个贯穿孔28或者将所有防音单元18d内的1个或多个贯穿孔28设为相同尺寸，则在通过激光加工、冲孔加工或针加工打孔时，无需改变加工装置的设定和加工强度而能够连续地打孔。
并且，在本发明的防音结构10d中，防音单元18d(或膜16)内的贯穿孔28的尺寸(大小)可以按照各防音单元18d(或膜16)而不同。在具有这样的按照各防音单元18d(或膜16)而尺寸不同的贯穿孔28的情况下，显示与将这些贯穿孔28的面积进行平均而得的平均面积对应的隔音特性，即，在对应的隔音峰值频率上显示对应的隔音峰值。
并且，优选本发明的防音结构10d的各防音单元18d的贯穿孔28中，70％以上由相同尺寸的贯穿孔构成。
只要能够通过上述的加工方法来适当地进行穿孔，则贯穿孔28的尺寸可以是任何尺寸，并没有特别限定，但需要比孔部12的尺寸即膜16的尺寸小。
然而，从激光的光圈的精度等激光加工的加工精度、或冲孔加工或者针加工等的加工精度和加工的容易性等制造适应性的观点考虑，贯穿孔28的尺寸在其下限侧优选为2μm以上，更优选为5μm以上，最优选为10μm以上。
此外，这些贯穿孔28的尺寸的上限值需要比框14的尺寸小，因此，框14的尺寸通常是mm级，若将贯穿孔28的尺寸设定为μm级，贯穿孔28的尺寸的上限值不会超过框14的尺寸，但如果超过时，将贯穿孔28的尺寸的上限值设定为框14的尺寸以下即可。
此外，如在多个膜16中包含不同尺寸时，优选贯穿孔28的尺寸以平均尺寸来表示。
此外，图10中示出通过后述的有限元法(FEM)模拟了平面波入射于本实施方式的单个防音单元18d时的隔音性能而得的结果。本模拟中的部件的防音结构10d具有防音单元18d，所述防音单元18d为框14的孔部12的半径(R)为5mm的圆形，具有孔部12的框14的厚度(H)为3mm，宽度(W)为3mm，覆盖孔部12的膜16的厚度(t)为100μm，形成于膜16的中心的贯穿孔28的半径为20μm，因此防音部件的材质为PMMA。
如图10所示，这种本实施方式的防音结构10d中，在3162Hz上具有共振频率，且在比共振频率低的低频侧的562Hz上存在屏蔽性能高的第1屏蔽峰值。
图11(A)及图11(B)中示出改变了贯穿孔28的半径(μm)及防音部件的材质时的共振频率及第1屏蔽峰值的频率。如图11(A)所示，根据防音部件的材质，共振频率不同，但只要防音部件的材质相同，则即使改变贯穿孔28的半径，几乎看不出共振频率发生变化。另一方面，如图11(B)所示，可知由防音部件的材质的不同引起的第1屏蔽峰值频率的差异并不太大，但第1屏蔽峰值频率根据贯穿孔28的半径而发生较大变化。
如此，在本实施方式的防音结构10d中，通过适当地设定贯穿孔28的半径(μm)及防音部件的材质等，能够在所需的特定频带上选择性地进行隔音，从而进行防音。
然而，在本实施方式的防音结构10d中，共振频率由包括框14及膜16的结构确定，透射损失成为峰值的第一屏蔽峰值频率依赖于在包括框14及膜16的结构的膜16上打穿的贯穿孔28而确定。因此，在防音结构10d中，共振频率由包括框14及膜16的结构确定，因此与有无在膜16上被打穿的贯穿孔28无关，成为大致相同的值。
并且，防音结构10d中，在膜16上打穿有贯穿孔28，因此在比共振频率低的低频侧的第一屏蔽峰值频率上出现透射损失成为峰值(极大)的声波的屏蔽的峰值。
因此，防音结构10d中，由于在第一屏蔽峰值频率上屏蔽(透射损失)成为峰值(极大)，因此能够选择性地隔开以第一屏蔽峰值频率为中心的一定频带的声音。
此外，为了在高频侧得到包括框14及膜16的结构的固有振动模式，优选将框14的尺寸设为较小。
并且，为了防止由防音单元18d的屏蔽峰值中的衍射引起的声音的泄漏，优选框14的平均尺寸为与第一屏蔽峰值频率对应的波长尺寸以下，所述衍射是由设置于膜16的贯穿孔28引起的防音单元18d的屏蔽峰值中的衍射。
因此，在包括框14及膜16的结构中，为了将依赖于1个以上的贯穿孔28的第一屏蔽峰值频率设为可听范围内的任意的频率，尽可能在高频侧得到固有振动模式是重要的，尤其在应用中很重要。为此，优选加厚膜16，优选加大膜16的材质的杨氏模量，进一步优选减小框14的尺寸，进而减小膜16的尺寸等。即，在本实施方式中，这些优选条件也变得重要。
因此，本实施方式的防音结构10d符合刚性定律，以比固定在框14上的膜16的共振频率小的频率进行声波的屏蔽，因此，优选将膜16的共振频率设为上述的范围。
本实施方式的防音结构如上构成，因此能够实现在现有的防音结构中难以实现的低频屏蔽，还具有能够设计出如下结构的特征，所述结构中，根据从低频至超过1000Hz的频率的各种频率的噪音而较强地进行隔音。并且，本实施方式的防音结构是不依赖于结构的质量(质量定律)的隔音原理，因此与现有防音结构相比，能够实现质量非常轻而薄的隔音结构，因此，也能够适用于现有防音结构中很难进行充分隔音的防音对象中。
并且，本实施方式的防音结构不像专利文献2中记载的技术、本发明的实施方式3及实施方式4的防音结构那样需要锭子，该防音结构具有如下特征：仅通过在膜上设置贯穿孔而具有制造适应性，并且是作为隔音材料的坚固性高的隔音结构。即，与专利文献2中记载的技术、本发明的实施方式3及实施方式4的防音结构相比，本实施方式的防音结构具有以下特征。
1.由于不需要导致加重质量的主要原因的锭子，因此能够实现更轻的隔音结构。
2.通过激光加工和打孔加工，能够高速且轻松地在膜上打穿贯穿孔，因此具有制造适应性。
3.隔音特性几乎不依赖于贯穿孔的位置和形状，因此在制造时，稳定性高。
4.由于存在贯穿孔，从而膜具有通气性，即，能够实现使风和热通过并且屏蔽声音的结构。
本发明的实施方式1～实施方式5的防音结构基本如上构成。
接着，对本发明所涉及的防音结构的制造方法进行说明。
(实施方式6)
本发明所涉及的实施方式6的防音结构的制造方法为制造本发明所涉及的实施方式1、2、4及5的防音结构的方法，该方法中，将铝等金属材料或丙烯酸等树脂材料浇注于刨出防音结构的形状的铸模中，并通过压缩成型来制造防音结构。
图12(A)、图12(B)及图12(C)是示意地表示用于制造本发明的实施方式1的防音结构的本发明的实施方式6的防音结构的制造方法的各工序的一例的局部剖视图。
本实施方式中，作为实施方式1的防音结构10的框14及膜16的材料的代表例，举出热固性塑料，以从熔融的热固性塑料中通过压缩成型而制造防音结构10的方法为代表例来进行说明。
首先，如图12(A)所示，准备铸模30及盖32，并对铸模30及盖32进行加热。
接着，将熔融的热固性塑料(以下简称为塑料。)34浇注于已加热的铸模30中后，如图12(B)所示，将已加热的盖32按压于熔融塑料34。此时，通过盖32的按压量来控制膜16的厚度。
在按压了盖32的状态下冷却铸模30，使塑料34固化后，如图12(C)所示，从塑料34上取下盖32，从铸模30中取出由已固化的塑料构成的本发明的实施方式1的防音结构10的部件。
本实施方式的防音结构的制造方法优选用于大量生产。
在本实施方式的防音结构的制造方法中，通过改变铸模30及盖32的形状等，不仅能够制造本发明的实施方式2、4及5的防音结构10a、10c及10d，还能够制造本发明的实施方式3的防音结构10b的由粘结固定锭子24之前的框14及膜16构成的防音部件、或本发明的实施方式5的防音结构10d的由打穿贯穿孔28之前的框14及膜16构成的防音部件。
此外，作为使用铸模的方法，并不仅为压缩成型，也可以为注射成型。
在此，在制造本发明的实施方式5的防音结构10d的由打穿贯穿孔28之前的框14及膜16构成的部件时，通过激光加工等吸收能量的加工方法、或者冲孔加工或针加工等基于物理接触的机械加工方法，在多个防音单元18d的每个膜16上分别打穿1个以上的贯穿孔28，从而在各防音单元18上形成贯穿孔28。
这样，能够制造本发明的实施方式5的防音结构10d。
(实施方式7)
本发明所涉及的实施方式7的防音结构的制造方法为制造本发明所涉及的实施方式1、2、4及5的防音结构的方法，该方法中，通过压印成型，使部件形成防音结构的形状，通过热或光而使部件固化，从而制造防音结构。
图13是示意地表示用于制造本发明的实施方式5的防音结构的本发明的实施方式7的防音结构的制造方法的一例的局部剖视图。
本实施方式中，作为防音结构10d的框14及膜16的材料的代表例，举出紫外线(UV)固化性树脂，以从UV固化性树脂的板状部件中通过压印成型而制造防音结构10d的方法为代表例来进行说明。
本实施方式中，如图13所示，通过成型尺寸辊38的成型尺寸40，将防音结构10d的结构转录于从未图示的辊流出的板状的UV固化性树脂36。之后，通过UV灯42，使转录有防音结构10d的结构的UV固化性树脂36固化，从而制造实施方式5的防音结构10d。
本实施方式的防音结构的制造方法能够进行辊对辊(roll to roll)下的防音结构的制造，因此优选用于大量生产。
在本实施方式的防音结构的制造方法中，通过改变成型尺寸辊38的成型尺寸40的形状等，与实施方式6的情况相同地，也能够制造本发明的其他实施方式的防音结构及防音部件。
(实施方式8)
本发明所涉及的实施方式8的防音结构的制造方法为制造本发明所涉及的实施方式1、2、4及5的防音结构以及实施方式3等的上述防音部件的方法，该方法中，从铝等金属材料或丙烯酸等树脂材料的防音结构的部件中通过切削加工来制造防音结构或上述防音部件。
本实施方式的防音结构的制造方法不适合于防音结构的大量生产，但优选用于多形状小批量生产中。
(实施方式9)
本发明所涉及的实施方式9的防音结构的制造方法为制造本发明所涉及的实施方式1、2、4及5的防音结构以及实施方式3等的上述防音部件的方法，该方法中，通过使用了三维形状形成(3D)打印机的加工方法，即，通过从3D打印机中喷出熔融树脂，形成防音结构或上述防音部件。
本实施方式的防音结构的制造方法不适合于防音结构的大量生产，但优选用于多形状小批量生产中。
本发明的防音结构的制造方法基本如上构成。
对能够在本发明中进行的通过有限元法(FEM)模拟平面波入射于防音结构的单个防音单元时的隔音性能的方法进行说明。
本发明的防音结构的系统为膜振动与空气中的声波相互作用的系统，因此利用声音和振动的耦合分析进行了分析。具体而言，利用有限元法的分析软件即COMSOLver5.0的声音模块进行了设计。首先，通过固有振动分析求出共振频率。接着，在周期结构边界中进行了基于频率扫描的声学结构耦合分析，并求出相对于从正面入射的声波的各频率中的透射损失。根据该设计，确定了样品的形状和材质。实验结果中的屏蔽峰值频率与来自模拟的预测很好地一致。
在此，例如，进行了本发明的实施方式5的防音结构10d的声学结构耦合分析模拟，并求出第一屏蔽峰值频率(以下，还简称为屏蔽峰值频率)与各物理性质的对应关系。作为参数A，通过改变膜16的厚度t(μm)、孔部12的尺寸(或半径)R(mm)、膜的杨氏模量E(GPa)、贯穿孔28的当量圆半径r(μm)，求出相对于声波的各频率中的透射损失，从而求出屏蔽峰值频率。本发明人等发现，如图14所示，通过该计算，屏蔽峰值频率与√(E)*(t1.2)*(ln(r)-e)/(R2.8)大致成比例。因此，确认到通过以下述式(1)表示参数A，能够预测屏蔽峰值频率。此外，还得知参数A大体上不依赖于膜16的密度和泊松比。
A＝√(E)*(t1.2)*(ln(r)-e)/(R2.8)……(1)
其中，e表示纳皮尔常数，ln(x)为以e为底的x的对数。
在此，当在防音单元18d内存在多个贯穿孔28时，当量圆半径r设为从多个开口部的总面积中求出。
此外，图14是从上述的设计阶段的模拟的结果中得到的。
在本发明的防音结构10中，将共振频率设为10Hz～100000Hz时，屏蔽峰值频率成为共振频率以下的主尾数，因此将如下参数A的值示于表1，所述参数A将屏蔽峰值频率与从10Hz至100000Hz之间的多个值对应。
[表1]
频率(Hz) A参数
10 0.070
20 0.141
40 0.282
100 0.705
12000 91.092
16000 121.456
20000 151.821
100000 759.103
从表1可知，参数A与共振频率对应，因此，在本发明中，优选为0.07以上且759.1以下，更优选为0.141～151.82，进一步优选为0.282～121.46，最优选为0.705～91.092。
通过使用如上述那样进行了标准化的参数A，能够在本发明的防音结构中确定屏蔽峰值频率，能够选择性地隔开以屏蔽峰值频率为中心的一定频带的声音。并且，相反地，通过使用该参数A，能够设定本发明的防音结构，所述防音结构具有成为应选择性地进行隔音的频带的中心的屏蔽峰值频率。
并且，有效地利用能够自由地改变材料特性和膜厚的模拟的特征，从而求出本发明的实施方式5的防音结构10d的共振频率与各物理性质的对应关系。作为参数B，通过改变膜16的厚度t(m)、孔部12的尺寸(或半径)R(m)、膜的杨氏模量E(GPa)、膜的密度d(kg/m3)，求出固有振动。本发明人等发现，如图15所示，通过该计算，共振频率f_resonance与t/R2*√(E/d)大致成比例。因此，确认到通过以下述式(2)表示参数B，能够预测固有振动(共振频率)。并且，如图15所示，以y表示共振频率且以x表示参数B时，可知以下述式(3)来表示。此外，参数B不依赖于贯穿孔28。
B＝t/R2*√(E/d)……(2)
y＝0.7278x0.9566……(3)
此外，图13是从上述的设计阶段中的模拟的结果中得到的。
根据以上可知，在本发明的防音结构10中，通过参数B(√m)，将防音单元18的当量圆半径R(m)、膜16的厚度t(m)、膜16的杨氏模量E(G Pa)、膜16的密度d(kg/m3)进行了标准化，从而在二维(xy)坐标上，表示参数B与防音结构10的共振频率(Hz)之间的关系的点以大致看作是第一方程的上述式(3)表示，所有点大致在同一直线上。
将如下参数B的值示于表2，所述参数B将共振频率与从10Hz至100000Hz之间的多个值对应。
[表2]
频率(Hz) B参数
10 15.47
20 31.94
40 65.92
100 171.79
12000 25615.22
16000 34602.31
20000 43693.00
100000 235013.82
从表2可知，参数B与共振频率对应，因此，在本发明中，优选为15.47以上且235010以下，更优选为31.94～43693，进一步更优选为65.92～34602，最优选为171.79～25615。
通过使用如上述那样进行了标准化的参数B，能够在本发明的防音结构中确定成为屏蔽峰值频率的高频侧的上限的共振频率，能够确定成为应选择性地进行隔音的频带的中心的屏蔽峰值频率。并且，相反地，通过使用该参数B，能够设定具有共振频率的本发明的防音结构，所述共振频率能够具有成为应选择性地进行隔音的频带的中心的屏蔽峰值频率。
并且，自制的铝制声管中使用4个传声器并通过传递函数法测量了声学特性。该方法是按照“ASTM E2611-09：基于传递矩阵法测量声学材料的正常发声声传播的标准测试方法(Standard Test Method for Measurement of Normal Incidence SoundTransmission of Acoustical Materials Based on the Transfer Matrix Method)”进行的。作为声管，例如使用了与Nihon Onkyo Engineering Co.,Ltd.制的WinZac相同的测量原理的声管。该方法中，能够在宽的光谱带上测量声透射损失。将本实施方式的防音结构配置于声管的测量部位，并在100Hz～10000Hz的范围内测量了声透射损失。
此外，本发明的实施方式5的防音结构为具有二维配置的多个防音单元的防音结构，其特征在于，多个防音单元的分别具备：框，分别具有使声音透射的贯穿开口；膜，固定在框上且能够振动；及开口部，由被打穿于膜上的1个以上的贯穿孔构成，框和膜由相同材质构成且一体形成，防音结构中，在比多个防音单元的膜的共振频率低的低频侧具有因多个防音单元的开口部而确定且透射损失成为极大的第一屏蔽峰值频率，并选择性地隔开以第一屏蔽峰值频率为中心的一定频带的声音。
在此，优选共振频率根据多个防音单元的框的几何形状和多个防音单元的膜的刚性而确定，且第一屏蔽峰值频率根据多个防音单元的开口部的面积而确定。
并且，优选共振频率根据多个防音单元的框的形状及尺寸以及多个防音单元的膜的厚度及挠性而确定，且第一屏蔽峰值频率根据多个防音单元的开口部的平均面积比而确定。
并且，优选共振频率包含于10Hz～100000Hz的范围内。
并且，当将框的当量圆半径设为R(mm)、将膜的厚度设为t(μm)、将膜的杨氏模量设为E(GPa)、将开口部的当量圆半径设为r(μm)时，优选以下述式(1)表示的参数B为0.07以上且759.1以下。
B＝√(E)*(t1.2)*(ln(r)-e)/(R2.8)……(1)
其中，e表示纳皮尔常数，ln(x)是以e为底的x的对数。
并且，当将框的当量圆半径设为R(m)、将膜的厚度设为t(m)、将膜的杨氏模量设为E(GPa)、将膜的密度设为d(kg/m3)时，优选以下述式(2)表示的参数A为15.47以上且235010以下。
A＝t/R2*√(E/d)……(2)
并且，优选多个防音单元的开口部由1个贯穿孔构成。
并且，优选多个防音单元的开口部由相同尺寸的多个贯穿孔构成。
并且，优选多个防音单元的开口部的70％以上由相同尺寸的贯穿孔构成。
并且，优选多个防音单元的开口部的1个以上的贯穿孔的尺寸为2μm以上。
并且，优选多个防音单元的框的平均尺寸为与屏蔽峰值频率对应的波长尺寸以下。
并且，优选多个防音单元的开口部的1个以上的贯穿孔为通过吸收能量的加工方法打穿的贯穿孔，并且，优选吸收能量的加工方法为激光加工。
并且，优选多个防音单元的开口部的1个以上的贯穿孔为通过基于物理接触的机械加工方法打穿的贯穿孔，并且，优选机械加工方法为冲孔加工或针加工。
并且，优选膜相对于空气具有不渗透性。
并且，优选防音单元的开口部的1个贯穿孔设置于膜的中心。
并且，优选膜是具有挠性的弹性材料制成的。
并且，优选多个防音单元的框由覆盖多个防音单元的1个框体构成。
并且，优选多个防音单元的膜由覆盖多个防音单元的1片薄片状的膜体构成。
并且，防音结构的制造方法的特征在于，在制造上述实施方式5的防音结构时，通过吸收能量的加工方法或基于物理接触的机械加工方法，在各防音单元的膜上打穿了多个防音单元的开口部的1个以上的贯穿孔。
并且，优选吸收能量的加工方法为激光加工，机械加工方法为冲孔加工或针加工。
根据本发明的实施方式5的防音结构，通过在膜结构及框的刚性定律屏蔽结构的膜部分设置极小的贯穿孔，能够极强地屏蔽任意的作为目标的频率分量。
并且，根据本实施方式，无论是质量定律还是刚性定律，在薄且轻的结构中进行屏蔽通常是困难的，且对于人耳能显著听见的区域即1000Hz附近，也能够进行较大的隔音。
并且，根据本实施方式，仅通过在膜上打穿贯穿孔，就能够实现较强的隔音结构。
并且，根据本实施方式，相对于专利文献2中记载的声衰减板及结构，不需要导致加重质量的主要原因的锭子，因此能够实现更轻的隔音结构。
并且，根据本实施方式，通过贯穿孔的存在而使膜具有通气性，即，能够实现使风和热通过并且屏蔽声音的结构。
并且，根据本实施方式，通过激光加工及打孔加工，能够高速且轻松地在膜上打穿贯穿孔，因此具有制造适应性。
并且，根据本实施方式，隔音特性几乎不依赖于贯穿孔的位置和形状，因此具有在制造时稳定性高的优点。
以上，举出关于本发明的防音结构及防音结构的制造方法的各种实施方式及实施例来详细地进行了说明，但本发明并不限定于这些实施方式及实施例，在不脱离本发明的宗旨的范围内，当然可以进行各种改善或变更。
符号说明
10-防音结构，12、12a、12b-孔部，14、14a、14b、22-框，16-膜，18-防音单元，20-板状防音部件，24、26-锭子，28-贯穿孔，30-铸模，32-盖，34-热固性塑料，36-紫外线(UV)固化性树脂，38-成型尺寸辊，40-成型尺寸，42-紫外线(UV)灯。

Claims (8)

1.一种防音结构，其具有1个以上的防音单元，所述防音结构的特征在于，
所述1个以上的防音单元分别具备：
框，其具有孔部；
膜，其以覆盖所述孔部的方式固定在所述框上且能够振动；及
1个以上的贯穿孔，其被打穿于所述膜上，
所述框的孔部的两侧端部不同时被封闭，
所述框和所述膜由相同材质构成且一体形成，
在所述防音结构中，在比所述1个以上的防音单元的所述膜的共振频率低的低频侧具有屏蔽峰值频率，选择性地屏蔽以所述屏蔽峰值频率为中心的一定频带的声音，所述屏蔽峰值频率根据所述1个以上的防音单元的贯穿孔而确定且透射损失成为极大，所述共振频率由包括所述框及所述膜的结构确定，而与有无所述贯穿孔无关。
2.根据权利要求1所述的防音结构，其中，
所述1个以上的防音单元为二维配置的多个防音单元。
3.根据权利要求1或2所述的防音结构，其特征在于，
所述防音结构还具有配置在所述膜上的锭子。
4.根据权利要求3所述的防音结构，其特征在于，
所述锭子和所述膜由相同材质构成且一体形成。
5.一种防音结构的制造方法，其特征在于，
在制造权利要求1或2所述的防音结构时，通过压缩成型或注射成型、压印、切削加工及三维形状形成打印机中的任意一种，一体成型所述框和所述膜，
在所述膜上打穿1个以上的贯穿孔。
6.根据权利要求5所述的防音结构的制造方法，其特征在于，
在所述膜上一体成型锭子。
7.根据权利要求5所述的防音结构的制造方法，其特征在于，
通过吸收能量的加工方法或基于物理接触的机械加工方法，在所述1个以上的各防音单元的所述膜上，打穿1个以上的贯穿孔。
8.根据权利要求5所述的防音结构的制造方法，其特征在于，
在制造权利要求1所述的防音结构时，
所述防音结构还具有配置在所述膜上的锭子，
所述锭子和所述膜由相同材质构成且一体形成。
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