CN110024023B

CN110024023B - 防音结构

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Publication number: CN110024023B
Application number: CN201780073585.1A
Authority: CN
Inventors: 白田真也
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2016-11-29
Filing date: 2017-11-24
Publication date: 2020-08-07
Anticipated expiration: 2037-11-24
Also published as: US20190295522A1; EP3550558A1; US10878794B2; JP6591697B2; EP3550558A4; CN110024023A; EP3550558B1; JPWO2018101164A1; WO2018101164A1

Abstract

本发明提供一种防音结构，该防音结构具有不同种类的两种以上的共振型吸音单元和开放部，开放部配置在与不同种类的两种以上的共振型吸音单元内的两个共振型吸音单元双方相接的位置，或在两个共振型吸音单元彼此相邻时配置在与其中至少一个共振型吸音单元相邻的位置，一种第1共振型吸音单元的共振频率和与第1共振型吸音单元不同的另一种第2共振型吸音单元的共振频率一致。其结果，该防音结构中，即使明显比波长小，紧凑、轻量且薄也能够实现大于50％，优选接近100％的吸收率，而且具备空气等的通道，从而能够兼备通气性、导热性和高的防音效果。

Description

防音结构

技术领域

本发明涉及一种防音结构，详细而言，涉及一种使用两种以上的共振型吸音单元，并能够兼备声音的高吸收率和通气性及导热性的防音结构。

背景技术

就现有的通常的隔音材料而言，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，会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。

因此，作为与设备、汽车及普通家庭等各种场面对应的隔音材料而要求轻且薄的隔音结构。于是，近年来在薄且轻的膜结构中安装框而控制膜的振动的隔音结构备受瞩目(参考专利文献1及2)。

在该结构的情况下，隔音的原理成为与上述质量定律不同的刚性定律，因此即使为薄的结构也能够通过低频分量而屏蔽。该区域被称为刚性定律，并表现为与同过在框部分固定膜振动而膜具有与框开口一致的有限尺寸时相同。

专利文献1中公开有一种吸音体，其具有形成有贯穿孔的框体和覆盖贯穿孔的其中一个开口的板状或膜状吸音材料，且吸音材料的两个储能模量分别在预定范围内(参考摘要、权利要求1、[0005]～[0007]及[0034]段等)。

专利文献1中公开的吸音体在如下状态下使用，即框体的另一个面粘接固定在施工面且框体的贯穿孔的另一个开口被封闭，被框体包围且在覆盖其中一个开口的吸音材料与施工面之间形成有背风层。

专利文献1中，吸音频率及吸音率一同与背风层的厚度(框体的厚度)及框体的贯穿孔的直径有关，厚度越厚，且直径越大，则吸音频率越降低，且吸音率越增加。因此，专利文献1中公开的吸音体能够在低频区域实现高度的吸音效果而不会引起大型化。

并且，专利文献2中公开有一种吸音体，其被成为框的分隔壁划分，且被基于板状部件的后壁(刚壁)封闭，前部被覆盖形成开放部的空腔的开放部的膜材料(膜状吸音材料)盖上，在其上放置压板。该吸音体中，在最不易产生膜材料基于声波的位移的区域即开放部的周缘部的固定端至膜状吸音材料的面的尺寸的20％的范围内的区域(角部分)形成有亥姆霍兹共鸣用共鸣孔。在该吸音体中，除了共鸣孔以外，空腔均被封闭。该吸音体同时发挥膜振动所引起的吸音作用和亥姆霍兹共鸣所引起的吸音作用。

并且，非专利文献1中公开有一种组合单极及偶极谐振器而成的两个完全简并复合吸音体。

第1吸音体为由偶极谐振器用单个DMR(Decorated Membrane Resonator；装饰膜谐振器)和单极谐振器用一对结合DMR组成的正方形平板。其中，结合DMR中以覆盖设置在面板中央的直径大的短圆管的两端开口的方式在中央贴合有带锭子的橡胶膜。并且，单个DMR中以覆盖设置在面板周边部的直径小的圆形开口的方式在中央贴合有带锭子的橡胶膜。该吸音体中，结合DMR及单个DMR的共振频率大致一致，并通过因两者之间的相互作用而导致的相消干扰，在比500Hz低的低频率下实现极高的吸音率。另外，该吸音体被安装在具有相同尺寸的正方形截面的亚波长短的正方形管而使用，因此没有用于通气的开口。

第2吸音体具有单极共振用混合膜谐振器(HMR：Hybrid Membrane Resonator)和偶极谐振器用单个DMR。在此，单极共振用混合膜谐振器(HMR)被安装在具有正方形截面的正方形管的侧壁，并通过中央带锭子的橡胶膜密封后方被封闭的圆筒室。并且，偶极谐振器用单个DMR配置在正方形管中心，以覆盖设置在通过轮缘被支撑在正方形管的内壁的圆板状面板的中央的直径大的圆形开口的方式在中央贴合有带锭子的橡胶膜。即使在该吸音体中，HMR及单个DMR的共振频率接近，并通过两者之间的相互作用导致的相消干扰在比500Hz低的低频率下也实现了极高的吸音率。另外，该吸音体在圆板状面板的外周缘与正方形管的内壁之间有间隙，因此具有通气性。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4832245号公报

专利文献2：日本特开2009-139556号公报

非专利文献

非专利文献1：Subwavelength total acoustic absorption with degenerateresonators，Min Yang et.al.，Applied Physics Letters 107，104104(2015)；

发明内容

发明要解决的技术课题

然而，现有的大部分防音结构以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。

并且，在专利文献1中公开的吸音体中，能够在轻量且吸音率的峰值高为0.5以上，峰频率为500Hz以下的低频区域实现高度的吸音效果，但存在吸音材料的选择范围较窄，且难的问题。

而且，由于以基于膜振动与背风层的耦合的吸音为原理，因此为了满足条件而需要厚的框和后壁。因此，对设置的位置或大小的限制大。

并且，这种吸音体的吸音材料完全堵塞框体的贯穿孔，因此没有通过风及热的能力，无法排出空气等，且热会聚集。因此，专利文献1中公开的这种吸音材料中存在如下问题，即尤其不适合设备及汽车的噪音或要求通气性的管道内噪音的隔音。

并且，专利文献2中，由于需要组合利用基于膜振动的吸音作用和基于亥姆霍兹共鸣的吸音作用，因此成为框的分隔壁的后壁被板状部件封闭。因此，与专利文献1同样地，专利文献2中公开的吸音体中存在如下问题，即没有使风及热通过的能力，无法排出空气等，热会聚集，且不适合设备及汽车的噪音或要求通气性的管道内噪音的隔音。

并且，非专利文献1中公开的吸音体中，能够以比500Hz低的频率使用，能够实现极高的吸音率，但膜的锭子是必不可少的，因此存在如下问题。

由于需要锭子，因此结构变重且不易在设备、汽车及普通家庭等中使用。

并且，没有用于将锭子配置于各单元结构的轻松的机构，且没有制造适用性。

并且，通过使用锭子并根据锭子的位置而振动模式改变，因此频率依赖锭子的位置而不易调整。

即，屏蔽的频率/大小很大程度上依赖锭子的重量及膜上的位置，因此作为隔音材料而耐用性低且无稳定性。

而且，如上述专利文献1及2中所记载的吸音体及非专利文献1的第1吸音体，存在如下问题，即只要背面未封闭，则无法大于50％的吸收率。然而，若背面被封闭，则无法确保风或热的通道，因此很难将能够用于要求通气性的管道等中的高吸音防音结构形成为较小。通过排列多个防音结构会导致防音结构整体的体积变大，且对管道等需要节省空间的防音结构要求小且具有高的吸收率的防音结构。

本发明的主要目的在于解决上述以往技术的问题点，并提供一种防音结构，即使明显比波长小，紧凑、轻量且薄也能够实现大于50％，优选接近100％的吸收率，而且具备空气等的通道，从而能够兼备通气性、导热性和高的防音效果。其结果，本发明的主要目的在于进一步提供一种防音结构，为了设备、汽车及普通家庭等的防音而能够配置在风扇管道内或能够用作具备防音功能的风扇管道。

并且，本发明的另一目的在于，在上述主要目的的基础上进一步提供一种防音结构，屏蔽频率及大小等隔音特性不会依赖防音结构的形状，作为隔音材料的耐用性高，且具有稳定性，适合设备、汽车及普通家庭的用途，且制造适用性优异。

另外，本发明中，“防音”是指，作为声学特性包含“隔音”及“吸音”这两种意思，但尤其是指“隔音”。其中，“隔音”是指“屏蔽声音”的情况，即“不透射声音”的情况。因此，包含“反射”声音的情况(声音的反射)及“吸收”声音的情况(声音的吸收)而称为“防音”。(参考三省堂大辞林(第三版)及日本声学材料学会的网页http：//www.onzai.or.jp/question/soundproof.html以及http：//www.onzai.or.jp/pdf/new/gijutsu201312_3.pdf)

以下，基本上不区分“反射”和“吸收”，包含两者而称为“隔音”及“屏蔽”。因此当区分两者时，称为“反射”及“吸收”。

用于解决技术课题的手段

为了实现上述目的，本发明人等发现通过通常的防音结构很难在明显比波长小的紧凑区域产生大于50％的吸收率，且需要利用单元彼此的近场干扰。另一方面，本发明人等发现在设备内的防音等中在风扇管道内兼备通气性、导热性即高的防音效果的情况较多，且需要维持空气的通道。其结果，本发明人等完成了本发明。

即，本发明的防音结构具有不同种类的两种以上的共振型吸音单元和开放部，开放部配置在与不同种类的两种以上的共振型吸音单元双方相接的位置，并且在两个共振型吸音单元彼此相邻时配置在与其中至少一个共振型吸音单元相邻的位置，该防音结构的特征在于，一种第1共振型吸音单元的共振频率和与第1共振型吸音单元不同的另一种第2共振型吸音单元的共振频率一致。

其中，优选第1共振型吸音单元具有具备开口的框、和固定在该框的开口的周围并覆盖开口的膜。

并且，优选膜为单层膜。

并且，优选具有膜的第1共振型吸音单元的第1共振频率与第2共振型吸音单元的共振频率一致。

并且，优选开放部为由具备开口的框组成的开放单元。

并且，优选将框的尺寸(当量圆半径)设为a(m)，将膜的厚度设为t(m)，将膜的杨氏模量设为E(Pa)，将膜的密度设为d(kg/m³)时，由下述式(1)表示的参数B为15.47以上且235000以下。

并且，优选开放部被筒状、或具有以开放部的四边限制声音的运动的长度的壁状的结构包围。

并且，优选满足如下条件的第1共振型吸音单元占所有的第1共振型吸音单元中的60％以上，该条件为，将共振频率下的波长设为λ时，第1共振型吸音单元与距离该第1共振型吸音单元最近的第2共振型吸音单元之间的距离小于λ/4。

并且，优选第2共振型吸音单元具有具备开口的框、和固定在该框的开口的周围并分别覆盖开口的至少两层膜。

并且，优选至少两层膜为分别固定在框的开口的两侧的周围并分别覆盖开口的两层膜。

并且，优选第2共振型吸音单元具有具备开口的框、和固定在框的开口的周围并分别覆盖开口且具备贯穿孔的至少两层板。

并且，优选至少两层板为分别固定在框的开口的两侧的周围并分别覆盖开口且分别具备贯穿孔的两层板。

并且，优选开放部还包括至少两层板所分别具有的贯穿孔。

并且，优选第2共振型吸音单元为在覆盖开口的两侧的两层板分别具备贯穿孔并具有与亥姆霍兹共振类似的共振的结构。

并且，优选开放部包括设置在第1共振型吸音单元的外侧和/或第2共振型吸音单元的外侧的空间。

并且，优选开放部包括设置在第1共振型吸音单元与第2共振型吸音单元之间的空间。

并且，优选第1共振型吸音单元与第2共振型吸音单元配置在相邻的位置，开放部包括设置在第1共振型吸音单元与第2共振型吸音单元相邻的一侧的相反侧的第1共振型吸音单元的外侧或第2共振型吸音单元的外侧的空间。

并且，优选第2共振型吸音单元具有具备贯穿孔的单层板、和固定该板并构成板的背面的封闭空间的框体。

并且，优选第2共振型吸音单元为具有亥姆霍兹共振的结构。

并且，优选第1共振型吸音单元和第2共振型吸音单元隔开间隔而并设，第2共振型吸音单元的板的贯穿孔配置在与第1共振型吸音单元对置的位置，开放部包括设置在第1共振型吸音单元与第2共振型吸音单元之间的部分。

并且，优选第1共振型吸音单元及第2共振型吸音单元配置在管道内，开放部包括第1共振型吸音单元及第2共振型吸音单元与管道的内壁之间的空间。

并且，优选在第1共振型吸音单元及第2共振型吸音单元中一致的共振频率包含在10Hz～100000Hz的范围内。

并且，优选至少具有3个具备开口的框，其中至少一个第1框中安装有膜并作为第1共振型吸音单元而发挥功能，与第1框不同的至少一个第2框中安装有膜或板并作为第2共振型吸音单元而发挥功能，而且由与第1框及第2框不同的至少一个第3框组成的单元结构作为开放部而发挥功能。

发明效果

根据本发明，即使明显比波长小，紧凑、轻量且薄也能够实现大于50％，优选接近100％的吸收率，而且具备空气等的通道，从而能够兼备通气性、导热性和高的防音效果。

其结果，根据本发明，为了设备、汽车及普通家庭等的防音而能够配置在风扇管道内或能够用作具备防音功能的风扇管道。

并且，根据本发明，能够提供一种防音结构，屏蔽频率及大小等隔音特性并不依赖防音结构的形状，作为隔音材料的耐用性高，且具有稳定性，适合设备、汽车及普通家庭的用途，且制造适用性优异。

附图说明

图1为示意性地表示本发明的一实施方式所涉及的防音结构的一例的剖视图。

图2为图1所示的防音结构的示意性俯视图。

图3为表示图1所示的防音结构的膜位移时的局部速度的示意图。

图4为表示图1所示的防音结构的实施例1的防音特性的曲线图。

图5为表示图1所示的防音结构的实施例1、比较例1及参考例1的声音的吸收特性的曲线图。

图6为本发明的一实施方式所涉及的防音结构的其他例的示意性剖视图。

图7为本发明的一实施方式所涉及的防音结构的其他例的示意性剖视图。

图8A为表示图1所示的防音结构及图7所示的防音结构的1400Hz下的声音的吸收率与开口率的关系的曲线图。

图8B为表示图1所示的防音结构及图7所示的防音结构的1400Hz下的声音的吸收率与两个单元之间的距离的关系的曲线图。

图9为表示图7所示的防音结构的声音的吸收特性的曲线图。

图10为表示图7所示的防音结构的声音的透射特性的曲线图。

图11为本发明的其他实施方式所涉及的防音结构的一例的示意性俯视图。

图12为本发明的其他实施方式所涉及的防音结构的一例的示意性俯视图。

图13为本发明的其他实施方式所涉及的防音结构的一例的示意性剖视图。

图14为表示图13所示的防音结构的实施例11的防音特性的曲线图。

图15为表示图13所示的防音结构的实施例12的防音特性的曲线图。

图16为表示图13所示的防音结构的基于开放部的开放距离的防音特性的变化的曲线图。

图17为表示图13所示的防音结构的声音的吸收率与开口率的关系的曲线图。

图18为本发明的另一实施方式所涉及的防音结构的一例的示意剖视图。

图19为表示图18所示的防音结构的膜位移时的局部速度的示意图。

图20为本发明的另一实施方式所涉及的防音结构的一例的示意剖视图。

图21为表示图20所示的防音结构的实施例13的防音特性的曲线图。

图22为表示相对于本发明的防音结构参数B的第1固有振动频率的曲线图。

具体实施方式

以下，参考附图所示的优选实施方式对本发明所涉及的防音结构进行详细说明。

本发明所涉及的防音结构为兼顾大于50％，优选接近100％的吸收率和保留空气的通道的情况的结构。

本发明中，作为实现大于50％，优选接近100％的吸收率的原理，利用如下情况，即多个共振型吸音单元的透射波彼此中产生处于抵消的关系的干扰，由此通过干扰消除透射波并增加吸收。优选在比波长小的尺寸内配置多个共振型吸音单元，各单元的透射波彼此在近场区域相互做出抵消的干扰来消除透射波的结构。因此，最优选透射波的相位在两个共振型吸音单元之间反转。至少需要成为抵消的相位关系。

因此，本发明的防音结构具有两种以上的共振型吸音单元。本发明中，该两种以上的共振型吸音单元内的相邻且种类不同的两个共振型吸音单元中的一种第1共振型吸音单元当共振频率需要和与第1共振型吸音单元不同的另一种第2共振型吸音单元的共振频率一致。此时，作为第1共振型吸音单元的共振频率，例如优选第1共振频率。并且，作为第2共振型吸音单元的共振频率，例如优选第1共振频率或高阶共振频率，更优选2阶共振频率。

本发明中，作为其中一个共振型吸音单元(第1共振型吸音单元)，使用其周围固定在框上的振动膜结构。振动膜结构例如在第1共振频率下通过单层膜的位移而透射波的相位反转。

因此，另一个共振型吸音单元(第2共振型吸音单元)使用透射波的相位不会反转的结构即可。

具体而言，作为第2共振型吸音单元，使用以下吸音单元即可。

1.多层膜结构(以下，称为第1实施方式)。例如，通过使用各自的膜振动反向位移的模式，成为与第1共振型吸音单元抵消的相位关系。

2.将开设有孔的板形成多层的多层板结构(以下，称为第2实施方式)。通过被封入到中央部的空气的膨胀压缩，成为在两侧开设有孔的亥姆霍兹谐振器那样的结构(具有与亥姆霍兹共振类似的共振的结构)。此时，使用声音在两侧的板孔中反向行进的模式。

3.横向配置的亥姆霍兹谐振器(具有亥姆霍兹共振的结构)(以下，称为第3实施方式)。

然而，本发明并不限定于此，第1共振型吸音单元的透射波相位与第2共振型吸音单元的透射波相位相互满足抵消的关系即可。例如，第1共振型吸音单元为高阶共振频率而不是第1共振频率也会发生相位变化，且使用成为消除该相位变化的透射波相位的第2共振型吸音单元即可。

本发明中，必须设置有空气的通道。因此，除了上述那样的不同种类的两种以上的共振型吸音单元以外，本发明的防音结构还需要在两种以上的共振型吸音单元内的相邻且种类不同的两个共振型吸音单元之间或两个共振型吸音单元中的至少一个共振型吸音单元的外侧具有开放部。本发明中，在两个共振型吸音单元之间具有开放部是指开放部配置在两个共振型吸音单元的双方相接的位置。并且，在至少一个共振型吸音单元的外侧具有开放部是指两个共振型吸音单元彼此相邻，而且开放部配置在与至少一个共振型吸音单元相邻的位置。

并且，本发明中，两个共振型吸音单元相邻是指两个共振型吸音单元无间隙地接触，例如彼此的共振型吸音单元的侧面彼此未偏离而密合。然而，本发明并不限定于此，如后述，若能够抵消因两个共振型吸音单元的相位的变化引起的干扰生成的声音，则两个共振型吸音单元可以不密合，而可以隔开间隔而配置。并且，两个共振型吸音单元彼此、例如彼此的侧面彼此可以偏离。另外，在两个共振型吸音单元隔开少许间隔而配置的情况下，若空气和/或热能够通过，则作为开放部的一部分而发挥功能。

如上所述，多个共振型吸音单元分别共振，因此即使在其他部分(除了多个共振型吸音单元以外的部分)存在开放部、例如开放单元也具有将声音吸引到共振型吸音单元的效果。

因此，本发明的防音结构中，除了包括上述振动膜结构的第1共振型吸音单元及上述第1实施方式、第2实施方式或第3实施方式中所记载的各自的第2共振型吸音单元的两种以上的共振型吸音单元以外，即使还具有单纯开放的部分、例如开放部或开放单元也能够实现高吸收率。即，本发明的防音结构为同时具有由使风及热通过的开放部组成的开放结构和基于两个共振型吸音单元结构的相互作用的共鸣吸收结构的结构。

另外，在使用上述第2实施方式的开孔多层板结构的情况下，除了开放部以外，还在两端的板中开设有贯穿孔，因此能够更良好地确保空气及热的通道。

(第1实施方式)

图1为示意性地表示本发明的第1实施方式所涉及的防音结构的一实施例的剖视图，图2为图1所示的防音结构的示意性俯视图，图3为表示图1所示的防音结构的膜位移时的局部速度的示意图。

图1～图3所示的本发明的第1实施方式的防音结构10作为本发明的其中一个吸音单元即第1共振型吸音单元而使用振动膜结构，且作为本发明的另一个吸音单元即第2共振型吸音单元而使用上述第1实施方式的结构。其中，作为第1共振型吸音单元的振动膜结构通过其周围固定在框的单层膜的位移而相位反转。另一方面，作为第2共振型吸音单元的第1实施方式的结构为使用各自的膜振动反向位移的模式而相位并不反转的多层振动膜结构。

该第1实施方式的防音结构10具有相邻配置的两种共振型吸音单元、例如其中一个第1共振型吸音单元(以下，简称为第1吸音单元或吸音单元)20a、另一个第2共振型吸音单元(以下，简称为第2吸音单元或吸音单元)20b及与另一个第2吸音单元20b相邻配置的开放单元22。开放单元22构成本发明的开放部。

第1吸音单元20a、第2吸音单元20b及开放单元22分别具有开口12a、12b及12c，并具备形成相邻的3个框14a、14b及14c的框体16。

另外，在图1及图2所示的例中，框14a与14b相邻，且在相邻部共有部件，框14b与14c相邻，且在相邻部具有部件。然而，本发明并不限定于此，各自的框14a、14b及14c也可以分别独立。

第1吸音单元20a为单层振动膜结构的第1共振型吸音单元，且具有覆盖框14a的开口12a的其中一个端部的膜18a，开口12a的另一个端部被开放。

第2吸音单元20b为多层振动膜结构的第2共振型吸音单元，且具备覆盖框14b的开口12b的两个端部的两层膜18b(2张膜18b1及18b2)。

开放单元22构成本发明的开放部，该框14c的开口12c的两个端部一同被开放。

其中，本发明的开放部优选如图示例的开放单元22那样为筒状，而不是孔口。或者，本发明的开放部优选为至少在某种程度的长度期间，声音运动在开放部四边被限制的壁状结构。换言之，本发明的开放部优选被具有声音运动在开放部的四边被限制的长度的壁状结构包围。

开放单元22通过其开口12使热和/或空气通过。

本发明中，将相对于和被膜18(18a及18b)覆盖的面平行的第1吸音单元20a、第2吸音单元20b及开放单元22的各面积之和的开放单元22的开口12的面积之比(百分比％)定义为开口率。即，开口率还能够是相对于防音结构10整体的面积的被开放的开放部的面积的比例。另外，开口率能够从第1吸音单元20a、第2吸音单元20b及开放单元22的尺寸求出。并且，在第1吸音单元20a与第2吸音单元20b之间有开放单元22的情况下，开口率能够从第1吸音单元20a及第2吸音单元20b的尺寸和两个吸音单元之间的距离求出。

本发明中，若能够使热和/或空气通过，则开口率并无特别限制。然而，开口率优选为1％～90％，更优选为5％～85％，进一步优选为10％～80％，最优选为20％～80％。

开口率优选为1％～90％的理由如下，即若开口率大于90％，则未与膜18的共振状态结合而从开口12流出的声音变大，且在共振频率下透射率也变大。尤其，在开口12大面积打开的情况下，与有无数个小的开口12时相比相当于开口12端部的面积变小。在开口12端部附近因基于空气的粘性的摩擦效果而即使有开口12声音也不易通过，但在大面积打开的情况下摩擦效果也并不起作用而声音会透射。因此，其原因为在开口率大于90％的情况下即使在共振频率下也会透射且吸收量变小的情况成为问题。

并且，其原因为如下，即若开口率小于1％，则几乎得不到上述课题中叙述的使热或风通过的效果。

本发明中，第1吸音单元20a及第2吸音单元20b分别为不同种类的两个吸音单元，且各自的共振频率一致。

本发明中，由于需要使第1吸音单元20a及第2吸音单元20b的共振频率一致，因此框14a及框14b与膜18a及膜18b(18b1及18b2)中的至少一个不同。

即，在两个框14a与14b相同的情况下，两个膜18a与膜18b不同。另外，膜18a与膜18b不同包括膜18b1与膜18b2相同而与膜18a不同的情况、膜18b1和膜18b2中的一个与膜18a相同而另一个与膜18a不同的情况及膜18b1和膜18b2中的任一个均与膜18a不同。

并且，在膜18a与两个膜18b相同(即，膜18a、18b1及18b2全部相同)的情况下，两个框14a与14b不同。

另外，在两个膜18a与膜18b2相同的情况下，两者可以由1张片状膜体构成。

并且，在两个框14a与框14b不同的情况下，膜18a与膜18b当然也可以不同。

另外，本发明中，“第1(共振型)吸音单元”的共振频率与“第2(共振型)吸音单元”的共振频率一致例如是指第1吸音单元的第1共振频率与第2吸音单元的第1共振频率或高阶共振频率(优选2阶共振频率)一致。

其中，一致的共振频率(例如，第1吸音单元的第1共振频率(基本共鸣)及第2吸音单元的共振频率(一致共鸣)、即第1共振频率或高阶共振频率)优选一同在相当于人的声波的感应区的10Hz～100000Hz，更优选在人的声波的可听区域即20Hz～20000Hz，进一步优选在40Hz～16000Hz，最优选在100Hz～12000Hz。

一致的共振频率(第1吸音单元的第1共振频率及第2吸音单元的1阶及高阶共振频率)优选在10Hz～100000Hz的理由为如下，即本发明的课题为通过吸收而防止人的耳朵听见的声音、人感受到的声音，因此人能够感受到该范围的声音。另外，20Hz～20000Hz的范围为人可听到的声音(可听区域)，因此更优选在该范围内。

并且，本发明中，“第1吸音单元”的第1共振频率与“第2吸音单元”的高阶共振频率一致是指如下，即关于第1吸音单元的第1共振频率和第2吸音单元的高阶共振频率，在两个共振频率中存在差异的情况下，将高频侧的频率设为F0，将两个共振频率之差的大小设为ΔF时，ΔF/F0被限制在0.2以下。例如，在F0为1kHz的情况下成为±200Hz以内。并且，ΔF/F0更优选为0.10以下，进一步优选为0.05以下，最优选为0.02以下。

优选第1吸音单元的第1共振频率与第2吸音单元的高阶共振频率之差满足ΔF/F0为0.2以下的理由是因为本发明的原理利用两个不同的单元的透射相位分别不同的共振模式彼此的干扰。即，其原因为若共振频率之差大于上述条件，则产生共振的频率彼此会过度分离，因此对两个单元一同激发强的共振的频率消失，仅一侧单元具有强的共振状态，或只能激发两个单元大致远离共振的弱的共振状态。另外，在前者的情况下，仅一个单元为共振状态，因此不产生共振彼此的抵消干扰。并且，在后者的情况下，由于原本就大致远离共振而通过共振吸引声音并收集的效果小，且由于声音透射开口部分的量变大而透射率变大。

另外，以下关于防音结构10的两个第1吸音单元20a及第2吸音单元20b、框14a、14b及14c、以及膜18a及膜18b等构成要件，对各自不同的部分一一进行说明。然而，关于分别相同，无需特别区分的部分，不区分便概括作为吸音单元20、框14及膜18等进行说明。

本发明中，两个框14(14a与14b)不同是指，框形状(框14的形状)、框14的种类(物性、刚性及材质)、框宽度(框14的构成部件的板厚：Lw)、框厚(框14的构成部件的长度＝开口12两端之间的距离：Lt)及框尺寸(框14的尺寸或框14的开口12的尺寸(开口面积的尺寸及空间体积的尺寸))等尺码中的至少一个不同。

相反地，两个框14(14a与14b)相同是指，至少两个框14的形状、种类及尺码等全部相同。

并且，两个膜18(18a与18b(18b1及18b2))不同是指，两个膜18(具体而言，膜18a与膜18b或膜18b1及膜18b2中的至少一个)中，膜18的种类(杨氏模量及密度等物性、刚性、以及材质)、膜尺寸(膜18的尺寸)及膜厚(膜18的厚度)等尺码中的至少一个不同。

相反地，两个膜18a及18b(18b1及18b2)相同是指，至少两个膜的形状、种类及尺码等全部相同。

图1及图2所示的实施方式的防音结构10为如下，即在具备第1吸音单元20a、第2吸音单元20b及开放单元22的结构中，调整框14及膜18的结构(即框14的框形状、种类、框宽度、框厚(两层膜之间的距离)、框尺寸(膜18的膜尺寸)、膜18的种类及膜厚等)中的至少一个，以便使第1吸音单元20a的第1共振频率与第2吸音单元20b的高阶(例如2阶)共振频率一致。

具体而言，第1吸音单元20a的一层膜18a的第1共振频率与第2吸音单元20b的高阶模式的共振频率中，如图3所示的防音结构10周边的局部速度分布那样调整框14及膜18，以便使两层膜18b1及18b2的位移沿相反方向移动的共振模式的共振频率一致。

图3中示出声波从图1的下侧入射到防音结构10时产生的声波的局部速度分布。

从图3的局部速度分布可知在具有一层(单层)膜18a的吸音单元20a中，通过入射声压对膜18a激发通常的第1共振频率模式，且在中央部产生振动状态。另一方面，可知在具有两层膜18b1及18b2的吸音单元20b中，通过入射声压产生两层膜18b1及18b2的位移沿相反方向移动的共振模式的膜的位移。这是因为，如图3所示，吸音单元20a与吸音单元20b通过入射声压同时按压膜18a和膜18b1。然而，吸音单元20b中，在声波的射出侧(即与声波的入射方向相反的一侧)吸音单元20a的相位与声波的相位反转。由此在膜18a与膜18b2之间，透射膜18a的波与透射膜18b2的波成为做出抵消的干扰的关系。从图3示出透射吸音单元20a的膜18a的声波及透射开放单元22的声波被吸音单元20b的膜18b2吸引的局部速度分布。这表示吸音单元20b的透射相位与其他吸音单元20a的透射相位成为如引起抵消的干扰那样的相位关系。其结果，可知透射膜18a的声波与透射膜18b2的声波引起抵消，最终传播至远方的透射波变小。

在图3的上侧，可知膜位移的局部速度变小，透射吸音单元20a、20b及开放单元22的声波变小。

即，通过使吸音单元20a的一层膜18a的第1共振频率与基于吸音单元20b的两层膜18b1及18b2的高阶共振频率一致，在本实施方式的防音结构10中，能够使吸音单元20a与吸音单元20b通过抵消的干扰关系而相互作用。其结果，可知例如即使吸音单元20的框尺寸被构成为小于声波的波长的1/10的大小，也能够获得明显大于50％的声音的吸收率。并且，在本实施方式的防音结构10中，通过在被夹在第1共振频率的区域产生透射波彼此的抵消能够增大透射损失。

如上所述，通过第1吸音单元20a的第1共振频率与第2吸音单元20b的高阶共振频率一致，具备第1吸音单元20a、第2吸音单元20b及开放单元22的防音结构10以特定的频率表示声音的最大(峰)吸收率。例如，如图1及图2所示，第1吸音单元20a、第2吸音单元20b及开放单元22相邻配置的防音结构10的详细内容在后面进行叙述，但图4所示的实施例1的防音特性中以1420Hz的特定的频率表示声音的吸收率A的最大值即峰(最大)吸收率。换言之，如图4所示，在实施例1的防音结构10中，具有表示峰吸收率的特定的频率即1420Hz。另外，能够将表示峰吸收率的特定的频率称为吸收峰(最大)频率。此时，吸收峰频率为在第1吸音单元20a与第2吸音单元20b中一致的频率(例如第2吸音单元的高阶共振频率)或与第2吸音单元的高阶共振频率大致相等。另外，图4中，作为防音特性，除了吸收率以外，还示出透射率T及反射率R。

并且，图1及图2所示的本实施方式的防音结构10中，使第1共振频率不同的两种吸音单元20中的一个吸音单元(即一层膜18a的第1吸音单元20a)的膜振动的第1共振频率与另一个吸音单元(即两层膜18b(18b1及18b2)的第2吸音单元20b)的膜振动的高阶共振频率一致。由此，在两者一致的频率(例如，第2吸音单元20b的高阶共振频率)下，能够得到在由分别独立的吸音单元20a及20b和开放单元22组成的防音结构中无法实现的明显大于50％的大的声音的吸收率(即，能够实现峰吸收率)。

即，例如如后述图5所示，在由独立的吸音单元20a和开放单元22组成的比较例1的防音结构及由独立的吸音单元20b及开放单元22组成的比较例2的防音结构中分别实现的峰吸收率为40％及49％。相对于此，图1及图2所示的本实施方式的防音结构10被设计成使一层膜18a的第1共振频率与两层膜18b的高阶共振频率一致。其结果，能够实现在由独立的吸音单元20a及20b和开放单元22组成的防音结构中无法实现的明显大于50％的声音的吸收率(例如，如图5所示的实施例1，80％的声音的吸收率)。另外，即使例如吸音单元20的框14的框尺寸或框厚、两层之间(膜之间)的距离等被构成为小于声波的波长的1/4的大小，也可实现该明显大于50％的声音的吸收率。

在通常的防音结构中，防音单元的尺寸远比声波的波长的大小小，因此很难实现50％以上的吸收率。

这也可以从通过下述所示的声波的压力连续性方程式而导出的吸收率得知。

吸收率A(Absorptance)作为A＝1-T-R而确定。

用透射系数t和反射系数r表示透射率T(Transmittance)和反射率R(Reflectance)，并设为T＝|t|²、R＝|r|²。

作为与一层膜的结构体相互作用的声波的基本式的压力连续性方程式中，设为入射声压p_I、反射声压p_R、透射声压p_T(p_I、p_R、p_T为多个)时，成为p_I＝P_T+p_R。由于t＝p_T/p_I、r＝p_R/p_I，因此如下表示压力连续性方程式。

1＝t+r

由此，求出吸收率A。Re表示多个实部，Im表示多个虚部。

A＝1-T-R＝1-|t|²-|r|²＝1-|t|²-|1-t|²

＝1-(Re(t)²+Im(t)²)-((Re(1-t))²+(Im(1-t))²)

＝1-(Re(t)²+Im(t)²)-(1-2Re(t)+Re(t)²+Im(t))²)

＝-2Re(t)²+2Re(t)-2Im(t)²

＝2Re(t)×(1-Re(t))-2Im(t)²＜2Re(t)×(1-Re(t))

上述式为2x×(1-x)的形式的式，且取0≤x≤1的范围。

该情况下，可知x＝0.25时成为最大值，且2x(1-x)≤0.5。因此，能够示出成为A＜Re(t)×(1-Re(t))≤0.5，单一结构中的吸收率即使最大也成为0.5。

如此，可知通常一层膜的结构体(第1防音单元)中的声音的吸收率保持在50％以下。

并且，在两层膜的结构体(第2防音单元)的情况下，例如，在两层之间(膜之间)的距离远比声音的波长的大小小的情况下(具体而言，小于1/4的情况下)，很难将两层各自的透射波设为相互抵消的相位，因此声音的吸收率保持在50％左右。该情况也可从如下得知，即在表示后述比较例2的防音结构的吸音特性的图5中，与具有两层膜的吸音单元20b对应的第1共振频率在1440Hz下存在，但与该频率对应的声音的吸收率为49％，为50％左右。

如此，根据本实施方式的防音结构，例如仅通过框尺寸的变更或框厚的调整也能够获得明显大于现有的吸收率的声音的吸收率。

图1及图2所示的防音结构10中，第1吸音单元20a、第2吸音单元20b及开放单元22相邻，具体而言，以该顺序连续设置(即连续无间隙地配置)，开放单元22设置在第2吸音单元20b的外侧。然而，本发明中，单元的配置方法并不限定于此，而可以任意配置。即，第1吸音单元20a、第2吸音单元20b及开放单元22的连续设置的顺序可以是任意顺序，开放单元22可以设置在任意位置。例如，如图6所示的防音结构10a，第2吸音单元20b、第1吸音单元20a及开放单元22可以以该顺序连续设置，开放单元22可以设置在第1吸音单元20a的外侧。并且，如图7所示的防音结构10b，第1吸音单元20a、开放单元22及第2吸音单元20b可以以该顺序连续设置，开放单元22可以设置在第1吸音单元20a及第2吸音单元20b之间。

图1、图6及图7所示的防音结构10、10a及10b中，第1吸音单元20a、第2吸音单元20b及开放单元22的尺寸相同，但本发明并不限定于此。这些单元的至少一个单元的尺寸(例如框尺寸等的单元的尺码)可以与其他单元的尺寸不同，当然所有的单元也可以是不同的尺寸。

另外，关于成为开放部的开放单元22，与如图7所示的防音结构10b，位于两个吸音单元20a及20b之间的情况相比，更优选如图1及图6所示的防音结构10及10a，位于两个吸音单元20a或20b的外侧(端部)的情况。其理由是因为如下，即如上所述，对入射声波起相互作用的两个吸音单元20a及20b接近配置(优选无间隙并接触而连续设置)能够实现声音的高的吸收率。即，是因为两个吸音单元20a及20b彼此的共振型吸音单元的侧面彼此不偏离而密合配置能够实现声音的高的吸收率。

图8A及图8B中示出对图1所示的开放部位于端部的防音结构10和图7所示的开放部位于中央的防音结构10b，分别使开放部的大小(开口率及两个单元之间的距离)改变而检查峰吸收率(最大吸收率)的变化的结果。另外，图8A及图8B所示的例中，示出两个吸音单元之间的距离在从小于λ/4延伸至λ/4以上的区域的区域中的峰吸收率的变化，表示峰吸收率的吸收峰频率均成为约1400Hz。在图8A及图8B的曲线图中，以正方形表示的点的详细内容在后面叙述，但示出图1所示的防音结构10的实施例1～10的峰吸收率。

如图8A及图8B所示，可知优选对入射声波起相互作用的两个吸音单元20a及20b接近配置。

如上所述，本发明中，两个吸音单元20a和20b需要相邻。即，两个吸音单元20a和20b需要配置在能够抵消因两个吸音单元20a及20b的相位的变化引起的干扰所产生的声音的距离以内。其理由能够如下认为。

在第1吸音单元20a与第2吸音单元20b的每一个中使相位改变，且其直接干扰的情况下抵消的效率变最好。若在两个吸音单元20a及20b之间存在距离，则相位改变相当于该距离，因此从最初提供的相位差改变。因此，可知两个吸音单元之间的距离的大小与共鸣频率的波长建立了关联。

其中，将原来的两个吸音单元的相位差设为Δθ时，在相邻的情况下以Δθ直接干扰，但在隔开距离a而存在的情况下将共鸣频率的波长设为λ，从而相位差成为Δθ+a/λ。本发明中，将Δθ调整为π(180°)，因此相位差从抵消关系偏离相当于a/λ。若a成为λ/4，则成为来自彼此的吸音单元的透射波不会干扰的关系，因此可知距离优选小于λ/4。例如，在1400Hz下λ为约24cm，因此λ/4成为6cm左右。

从以上可知，本发明中，将共振频率下的波长设为λ时，满足第1共振型吸音单元与位于和其最近的距离的第2共振型吸音单元之间的距离小于λ/4的条件的第1共振型吸音单元优选占所有的第1共振型吸音单元的中的至少60％以上的比例。

其中，两个吸音单元之间的距离优选小于λ/4，更优选为λ/6以下，进一步优选为λ/8以下，最优选为λ/12以下。

并且，比例优选为60％以上，更优选为70％以上，进一步优选为80％以上，最优选为90％以上。

并且，图7所示的开放部位于中央的防音结构10b中，将更精细地变更了开放部的大小时的防音特性内的声音的吸收特性及透射特性示于图9及图10。这些情况下的变化量为2～18mm，且针对共鸣波长λ确认到小于λ/12的变化。

求出了图9及图10所示的声音的吸收特性及透射特性的防音结构10b为将具有20mm见方的正方形开口12的第1吸音单元20a及第2吸音单元20b和成为其之间的开放部的开放单元22的开口12的长方形的大小(尺寸)的1边设为20mm，将另一边按每2mm变更为2mm～18mm的结构和无开放部的结构。另外，框14(14a、14b及14c)的框宽(Lw)为1mm。

如图9所示，可知即使在对入射声波起相互作用的两个吸音单元20a及20b之间设置有开放的孔(开放部)，吸收率也几乎未改变，共鸣频率(吸收峰频率1420Hz)下的高的峰吸收率几乎未改变。即，可知本发明的防音结构10b中，开放部的尺寸越变大则峰吸收率稍微变小，但表示70％以上的峰吸收率，且几乎未改变。

因此，本发明的防音结构中，能够实现高开口率及高吸收。

如图10所示，可知本发明的防音结构10b中，声音的透射率随着开放部的尺寸变小而逐渐变小，但声音的谷(valley)(最小)透射率也是十几％以下，开放部的尺寸越变小则稍微变小，且接近0％。

因此，本发明的防音结构中，若详细观察两个吸音单元之间的距离小于λ/12的区域，则在该区域中即使两个吸音单元之间的距离改变，吸收率也高且不会改变，因此即使开口率高，也能够实现声音的低的透射、即高的阻断。

图1、图6及图7所示的防音结构10、10a及10b为由一个第1吸音单元20a、一个第2吸音单元20b及一个开放单元22组成的结构，但本发明并不限定于此，可以是将这些防音结构10、10a及10b作为一个防音组件组合多个防音组件而成的结构。

例如，如图11所示的防音结构10c，可以是组合3组图1所示的防音结构10而成的结构，也可以是如图12所示的防音结构10d使用2组图1所示的防音结构10，且以在2组防音结构10之间安装1组图6所示的防音结构10a的方式组合而成的结构。另外，可以说图11所示的防音结构10c及图12所示的防音结构10d在防音特性方面均几乎无差异。

并且，虽未图示，但本发明的防音结构可以是组合所有的图1、图6及图7所示的防音结构10、10a及10b的结构，也可以是组合两个防音结构的结构，当然组合的组数也并不限定于上述3组，可以是2组，也可以是4组以上。

本发明的防音结构中，作为两种以上的共振型吸音单元，至少具有相互相邻，且相互不同但共振频率一致的第1共振型吸音单元及第2共振型吸音单元即可。例如，图1、图6及图7所示的第1实施方式的实施例中，具有具备框14及膜18的框-膜结构这两种吸音单元20和框结构的开放单元22。本实施方式中，两种吸音单元20为具有框14a及单层膜18a的吸音单元20a及具有框14b及两层膜18b1及1862的吸音单元20b，但本发明并不限定于此，也可以具有具备框14及膜18，相互相邻，且相互不同但共振频率一致的框-膜结构这两种吸音单元20。以下，以吸音单元20a及吸音单元20b这两种吸音单元20及开放单元22为代表例进行说明。

吸音单元20的框14包括构成吸音单元20a的框14a、构成吸音单元20b的框14b及构成开放单元22的框14c，但这些具有相同的结构，因此作为框14进行说明，但对不同的单元结构进行说明时，单独分开进行说明。另外，以下，作为框14，在能够明确理解吸音单元20的框14a及14b的情况下，简称为框14。

框14为具有厚度的板状部件即框部件且在以环状包围的方式形成的内部具有开口12。其中，框14a及14b分别用于在一侧及两侧以覆盖开口12的方式固定膜18(18a、18b1及18b2：以下，除了需要将两者区分进行说明的情况以外，用参考符号18表示)，因此成为固定在该框14上的膜18的膜振动的波节。因此，与膜18相比，框14的刚性高，具体而言，每单位面积质量及刚性需要一同高。

框14(14a及14b)的形状优选为能够固定膜18的密闭连续的形状，以便能够抑制膜18的整个外周。然而，本发明并不限定于此，只要成为固定在其的膜18的膜振动的波节，则框14也可以是一部分被切割，且非连续形状。即，框14的作用在于固定膜18以对膜振动进行控制，因此即使在框14上存在小缝隙或者存在极少的未粘接的部位，也会发挥效果。

另外，只要能够形成使热和/或空气等气体通过的开口12，则开放单元22的框14c可以与框14a及14b相同，也可以不同。

例如，开放单元22的框14c与图1、图6及图7所示的开放单元22不同，而可以是角形(角筒)或圆形(圆筒)形状的管道等。在该情况下，配置在成为框14c的管道内的吸音单元20a及20b与管道内壁之间的空间(间隙)成为开放单元22的开口12。

并且，由框14形成的开口12的形状为平面形状，图1及图2所示的例中为正方形，但本发明中并无特别限制。开口12的形状例如可以为矩形、菱形或平行四边形等其他四边形、正三角形、等腰三角形或直角三角形等三角形、包含正五边形或正六边形等正多边形的多边形、圆形、或者椭圆形等，也可以是不规则的形状。另外，框14的开口12的两侧的端部均未被封闭，而是都原样向外部开放。在吸音单元20中，以在该所开放的开口12的至少一个端部覆盖开口12的方式将膜18固定在框14上。

并且，框14的尺寸为俯视观察时的尺寸，能够作为其开口12的尺寸而进行定义。例如，在如图1及图2所示的正方形等正多边形或圆形的情况下，能够定义为通过其中心的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。本发明中，当量圆直径及半径是指分别换算为面积相等的圆形时的直径及半径。

另外，本发明的防音结构10/10a及10b中，按每一个吸音单元20贴附膜18的框14的尺寸在所有框14或相同种类的吸音单元20的所有框14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。在包含不同尺寸的框的情况下，作为相同种类的吸音单元20的框14的尺寸，使用框14的平均尺寸即可。

这种框14的尺寸并无特别限制，根据为了防音而适用本发明的防音结构10、10a～10d(以下，以防音结构10为代表)的防音对象物进行设定即可。作为防音对象物，例如能够举出影印机、送风机、空调设备(空调)、空调室外机、排气扇、泵类、发电机、导管、此外还有涂布机、旋转机、输送机等发出声音的各种种类的制造设备等工业设备、汽车、电车、航空器、船舶、自行车(尤其电动自行车)、个人移动性等运输用设备、冰箱、洗衣机、烘干机、电视、复印机、微波炉、游戏机、空调、风扇、PC、吸尘器、空气净化器、洗碗机、移动电话、打印机、热水器等普通家庭用设备、投影仪、台式电脑(个人电脑)、笔记本电脑、显示器、碎纸机等办公设备；服务器超级计算机等使用大功率的计算机设备；恒温槽、环境试验机、干燥器、超声波清洗器、离心分离器、洗衣机、旋涂机、棒式涂布机、输送机等科学试验设备、消费者用机器人(清洁用途、宠物用途或引导用途等沟通用途、汽车椅子等移动辅助用途等)或工业用机器人等。

并且，将该防音结构10本身像分隔板一样使用，从而还能够用于切断来自多个噪音源的声音的用途。此时，也能够根据成为对象的噪音的频率来选择框14的尺寸。当然，在成为分区外框的框14c内，可以一体或分别配置两种吸音单元20a及20b而作为本发明的防音结构。

另外，为了在高频侧得到由框14及膜18组成，且具有不同种类的框-膜结构这两种吸音单元20(20a及20b)的防音结构10的固有振动模式，优选缩小框14的尺寸。

并且，关于框14(14a及14b)的平均尺寸，为了防止基于上述两种吸音单元20(20a及20b)的防音结构10的吸收峰频率(以下，简称为峰频率)下的衍射所引起的声音泄漏，优选为与峰频率对应的波长尺寸以下。

例如，框14的尺寸并无特别限制，根据吸音单元20及开放单元22而选择即可。关于框14的尺寸，不管是框14a及14b还是框14c，优选为0.5mm～200mm，更优选为1mm～100mm，最优选为2mm～30mm。另外，在开放单元22的框14c为管道等的情况下，只要是能够在内部配置框14a及14b的大小即可。

另外，关于框14的尺寸，在相同种类的吸音单元20或开放单元22中，在各框14中包括不同的尺寸的情况等，在各自的种类中，可以以平均尺寸表不。

并且，关于框14的宽度(框宽Lw)及厚度(框厚Lt)，只要能够固定成可靠地抑制膜18，且能够可靠地支撑膜18，则也并无特别限制，例如能够根据框14的尺寸进行设定。

另外，关于框14c的宽度及厚度，只要能够组合两种吸音单元20，则也并无特别限制，例如能够根据框14c的尺寸进行设定。

例如，当框14的尺寸为0.5mm～50mm时，框14的宽度优选为0.5mm～20mm，更优选为0.7mm～10mm，最优选为1mm～5mm。

若框14的宽度相对于框14的尺寸的比率过大，则整体中所占的框14部分的面积率变大，从而担忧作为设备的防音结构10变重。另一方面，若上述比率过小，则该框14部分中难以通过粘接剂等牢固地固定膜。

并且，当框14的尺寸大于50mm且200mm以下时，框14的宽度优选为1mm～100mm，更优选为3mm～50mm，最优选为5mm～20mm。

并且，框14的厚度优选为0.5mm～200mm，更优选为0.7mm～100mm，最优选为1mm～50mm。

另外，在各框14中包含不同的宽度及厚度等时，框14的宽度及厚度优选分别由平均宽度及平均厚度表示。

另外，本发明中，优选多个、即2以上的框14被构成为以一维或二维连结的方式配置的框体16，优选一个框体16。

其中，图1、图6及图7所示的例中构成框体16的框14的数量为3个，图11及12所示的例中构成框体16的框14的数量为9个。然而，本发明的防音结构10的框14的数量在本发明中并无特别限制，根据本发明的防音结构10的上述防音对象物设定即可。或者，上述框14的尺寸能够根据上述防音对象物进行设定，因此框14的数量根据框14的尺寸设定即可。

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2～5000，最优选为4～1000。

框的优选数量被确定是因为，对于通常的设备的大小而言，设备的尺寸已被确定，因此为了将一对吸音单元20(20a及20b)的尺寸设为适合噪声的频率的尺寸，需要用组合多个吸音单元20而成的框体16进行屏蔽(即，反射和/或吸收)的情况较多。并且，框的优选的数量被确定是因为，通过过度增加吸音单元20，有时整体重量增大相当于框14的重量。另一方面，如在大小上没有限制的分区这种结构中，能够根据所需要的整体的大小来自由地选择框14的数量。

另外，一个吸音单元20以3个框14作为构成单元，因此本发明的防音结构10的框14的数量为吸音单元20的数量与开放单元22的数量之和。

框14的材料或框体16的材料只要能够支撑膜18，且具有适用于上述防音对象物时适当的强度，或至少能够配置两种吸音单元20，对防音对象物的防音环境具有耐性，则并无特别限制，能够根据防音对象物及其防音环境来进行选择。例如，作为框14的材料，能够举出铝、钛、镁、钨、铁、钢、铬、铬钼、镍铬钼、铜、它们的合金等金属材料、丙烯酸树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、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、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰亚胺、ABS树脂(丙烯腈(Acrylonitrile)、丁二烯(Butadiene)、苯乙烯(Styrene)共聚合成树脂)、聚丙烯、三乙酰纤维素等树脂材料、碳纤维增强塑料(CFRP：Carbon Fiber Reinforced Plastics)、碳纤维、玻璃纤维增强塑料(GFRP：Glass Fiber Reinforced Plastics)等。

并且，也可以组合多种这些框14的材料而使用。

并且，本结构还能够与多孔吸音体组合使用。多孔吸音体能够在膜上安装在设置在框上的空气通过部、两层以上的膜结构时其之间的层等各种位置。通过安装多孔吸音体调整透射相位，可得到与无多孔吸音体的情况相同的效果。

作为多孔吸音体，并无特别限定，能够适当利用以往公知的多孔吸音体。例如，能够利用发泡聚氨酯、软聚氨酯泡沫、木材、陶瓷颗粒烧结材料、酚醛泡沫等发泡材料及包括微小的空气的材料；玻璃棉、岩棉、超细纤维(3M Limited制Thinsulate(商标)等)、地垫、地毯、熔喷无纺布、金属无纺布、聚酯无纺布、金属棉、毡、隔热板及玻璃无纺布等纤维及无纺布类材料；木丝水泥板；二氧化硅纳米纤维等纳米纤维系材料；石膏板；各种公知的多孔吸音体。

膜18以覆盖框14的内部的开口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或反射声波的能量从而进行防音。因此，优选膜18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18需要可靠地限制于框14而被固定，成为膜振动的波腹，并吸收或反射声波的能量而进行防音。因此，膜18优选为具有挠性的弹性材料制的膜。

因此，膜18的形状为框14的开口12的形状，并且，膜18的尺寸为框14的尺寸，更详细而言，能够称为框14的开口12的尺寸。

如上所示，膜18由厚度和/或种类(杨氏模量、密度等物性)不同或框尺寸以及贴合于框14的尺寸不同的两种膜18a及18b组成。

图1、图6、图7、图11及图12所示的防音结构10、10a～10d中，固定在两种吸音单元20(20a及20b)的框14(14a及14b)的相互不同的两种膜18(18a及18b)分别作为最低阶固有振动模式的频率(固有振动频率)具有透射损失极小(例如OdB)且相互不同的第1共振频率。另一方面，固定在吸音单元20b的框14b的两侧的2张膜18b1及18b2作为被一体化的膜18b具有与固定在吸音单元20a的框14a一侧的膜18a的第1共振频率一致的高阶(例如2阶)共振频率。另外，在此，膜18b是指将2张膜18b1及18b2一体化而成的膜，但也能够认为是以膜18b1及18b2为代表的膜。

即，本发明中，吸音单元20a的单层膜18a的第1共振频率、以及吸音单元20b的一体化膜18b(两层膜18b1及18b2)的高阶(例如2阶)共振频率下，使声音透射。当然，开放单元也在这些频率下使声音透射。

因此，本发明的防音结构10、10a～10d中，例如如图3所示，吸音单元20a的膜18a与吸音单元20b的两层膜18b1及18b2在一致的共振频率(吸音单元20a的第1共振频率和吸音单元20b的高阶(2阶)共振频率)下，一同产生相同相位的强的膜振动，吸音单元20b的两层膜18b1及18b2生成相位相互反转的强的膜振动。通过共振，针对吸音单元20a，也针对吸音单元20b，声阻抗的实部非常接近空气的值，且几乎不产生反射波(声阻抗与介质匹配为共振现象的定义)。因此，例如如图3所示，透射吸音单元20a的膜18a的第1共振频率的声波及透射开放单元22的相同共振频率的声波与透射吸音单元20b的膜18b2的相同共振频率的声波的相位反转，因此通过彼此的相互作用而抵消，且到达远场的透射波变小。因此，反射波根据共振现象变小，透射波根据抵消的干扰变小，由此作为结果而入射波局部存在于膜附近，最终通过膜振动而被吸收。因此，在与吸音单元20a的第1共振频率一致的吸音单元20b的高阶(2阶)的共振频率下，实现吸收的峰。即，如图4所示，在两种吸音单元20的膜18的一致的共振频率下具有吸收率极大或最大、即成为吸收的峰的吸收峰频率。

另外，本发明的防音结构中，具有尺寸、厚度和/或种类(的物性)不同的两种以上的膜和/或、尺寸、宽度、厚度和/或种类(的物性)不同的两种以上的框。而且，除此以外，具有一个第1共振频率与另一个高阶共振频率一致的两种以上的吸音单元。由此，两种吸音单元一致的共振频率下具有吸收成为峰的吸收峰频率。

具有这种特征的本发明的防音结构的防音的原理能够如下认为。

首先，如上所述，本发明的防音结构的两种吸音单元的框-膜结构中，一种吸音单元的框-膜结构具有膜面以共鸣的方式振动而声波大幅透射的频率即第1共振频率。相对于此，另一种吸音单元的框-膜结构具有与一种吸音单元的框-膜结构的第1共振频率一致的高阶共振频率。这些第1共振频率及高阶共振频率根据上述膜的厚度、膜的种类(杨氏模量、密度等物性)和/或框的尺寸(开口、膜的尺寸)、宽度、厚度等有效的硬度而确定，越是坚固的结构越在高频率下具有共振点。

在这种一种吸音单元的框-膜结构的第1共振频率的区域，固定在框上的膜以相同相位振动，此时通过膜的声波的相位没有太大变化，而能够做出电容器那样的表现。在另一种吸音单元的框-膜结构的高阶共振频率的区域，两层膜相互反转而振动，此时通过膜的声波的相位反转，而能够做出电感器那样的表现。即，两种框-膜结构的组合能够视作连接电容器(电容器)和电感器(线圈)。

其中，声波为波动现象，因此产生干扰所引起的波的振幅强或抵消。不通过透射一种框-膜结构(吸音单元)的相同相位的声波及膜而直接通过开放部的开口空间的相同相位的声波与判定为透射另一种框-膜结构(吸音单元)的相位的声波的彼此的相位呈反向，因此成为抵消的关系。因此，在不同的两种框-膜结构(吸音单元)的一致的共振频率的区域成为抵消的关系，尤其在透射各自的框-膜结构的声波的振幅相等的频率下，彼此的波的振幅相等且相位反转，且产生非常大的吸收。

即，能够仅通过使用有效的“硬度”不同的两个结构体即框-膜结构(吸音单元)，例如贴合框相同但厚度不同的两种膜和/或物性不同的两种膜，实现声音的强吸收、即强的声学吸收以及强的防音。

其为本发明的防音结构的防音的原理。

这种本发明的特征为，只要是两种以上的硬度不同的框-膜结构(吸音单元)即可，膜的材质和厚度能够根据用途而做出各种选择。因此，本发明的防音结构中，作为贴合到框的膜，能够使用具有各种特性的膜，因此例如还能够轻松地设为具有阻燃性、光透射性和/或隔热性等其他物性或与特性组合的功能的防音结构。

在此，关于膜18的厚度，即使为厚度不同的膜18a及18b(18b1/18b2)，只要能够为了吸收或反射声波的能量来进行防音而进行膜振动，则并无特别限制，但为了在高频侧得到固有振动模式，优选加厚。例如，本发明中，能够根据框14的尺寸即膜的尺寸来设定膜18的厚度。

例如，当框14的尺寸为0.5mm～50mm时，膜18的厚度优选为0.005mm(5μm)～5mm，更优选为0.007mm(7μm)～2mm，最优选为0.01mm(10μm)～1mm。

并且，当框14的尺寸大于50mm且200mm以下时，膜18的厚度优选为0.01mm(10μm)～20mm，更优选为0.02mm(20μm)～10mm，最优选为0.05mm(50μm)～5mm。

另外，在一个膜18中厚度不同的情况下或各膜18中包括不同的厚度的情况下，膜18的厚度优选以平均厚度表示。

其中，本发明的防音结构10中，由框14及膜18(18a及18b)组成的一个框-结构中的膜18a的第1共振频率及与该第1共振频率一致的另一个框-结构中的一体化膜18b(两层膜18b1及18b2)的高阶共振频率能够根据各吸音单元20(20a及20b)的框14的几何形态(例如框14的形状及尺码(尺寸))、多个吸音单元20的膜18(18a及18b)的刚性(例如膜的厚度及挠性等物性)即层叠有多层的膜之间的距离来确定。

另外，作为将膜18的第1固有振动模式特征化的参数，在种类相同的材料的膜18的情况下，能够使用膜18的厚度(t)与框14的尺寸(a)(例如，在正四边形的情况下为一边的大小，或圆形的情况下为半径的大小)的平方之比[a²/t]。其中，在该比[a²/t]相等的情况下(例如，(t、a)为(50μm、7.5mm)的情况和(200μm、15mm)的情况)是指，上述第1固有振动模式成为相同的频率(即，相同的第1共振频率)。即，通过将比[a²/t]设为恒定值，比例定律成立，能够选择适当的尺寸。

并且，关于膜18(18a及18b)的杨氏模量，即使两者不同，只要膜18具有能够为了吸收或反射声波的能量来进行防音而进行膜振动的弹性，则并无特别限制，但为了在高频侧得到声音的吸收，优选增大。例如，在本发明中，能够根据框14的尺寸即膜18的尺寸来设定膜18(18a及18b)的杨氏模量。

例如，膜18(18a及18b)的杨氏模量优选为1000Pa～3000GPa，更优选为10000Pa～2000GPa，最优选为1MPa～1000GPa。

并且，关于膜18(18a及18b)的密度，即使两者不同，同样只要能够进行膜振动以吸收或反射声波的能量而进行防音，则并无特别限制。例如，膜18的密度优选为10kg/m³～30000kg/m³，更优选为100kg/m³～20000kg/m³，最优选为500kg/m³～10000kg/m³。

关于膜18的材料，设为膜状材料或箔状材料时，只要具有适用于上述的防音对象物时适当的强度，对防音对象物的防音环境具有耐性，且膜18能够进行膜振动以吸收或反射声波的能量而进行防音，则并无特别限制，能够根据防音对象物及其防音环境等来进行选择。例如，作为膜18的材料，可举出聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酰亚胺、聚甲基丙稀酸甲酯、聚碳酸酯、丙烯酸(PMMA)、聚酰胺酰亚胺、聚芳酯(PAR)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚缩醛、聚醚醚酮、聚苯硫醚(PPS)、聚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰亚胺、三乙酰纤维素(TAC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、芳香族聚酰胺、有机硅树脂、乙烯丙烯酸乙酯、乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯(PE)、氯化聚乙烯、聚氯乙烯(PVC)、聚甲基戊烯(PMP)、聚丁烯等能够制成膜状的树脂材料；铝、铬、钛、不锈钢、镍、锡、铌、钽、钼、锆、金、银、铂、钯、铁、铜、坡莫合金等能够制成箔状的金属材料；纸、纤维素等成为其他纤维状膜的材质；包含无纺布、纳米级纤维的薄膜；加工成较薄的聚氨酯或新雪丽等多孔材料；加工成薄膜结构的碳材料等能够形成薄结构的材质或结构等。

并且，作为膜18的材料，除了上述金属材料以外，还能够利用42合金、科伐合金、镍铬合金、铍、磷青铜、黄铜、镍银、锡、锌、钢、钨、铅及铱等各种金属等。

并且，作为膜18的材料，除了上述树脂材料以外，还能够利用环烯烃聚合物(COP)、ZEONOR、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、芳族聚酰胺、聚醚砜(PES)、尼龙、聚酯(PEs)、环烯烃共聚物(COC)、二乙酰纤维素、硝酸纤维素、纤维素衍生物、聚酰胺、聚甲醛(POM)、聚轮烷(滑环材料等)等树脂材料等。

而且，作为膜18的材料，还能够使用薄膜玻璃等玻璃材料、碳纤维增强塑料(CFRP)即玻璃纤维增强塑料(GFRP)等纤维氢化塑料材料。或者，也可以是它们的组合。

并且，在使用金属材料的情况下，从抑制生锈等观点考虑，可以对表面实施金属镀覆。

关于膜18，例如至少膜18a及18b1相同的情况(即，框14a与框14b不同，且膜18a、膜18b1及18b2相同的情况或与膜18b2不同，但膜18a与18b1相同的情况)等，可以分别固定在防音结构10的框体16的多个框14的每一个且作为整体而构成片状膜体。即，多个膜18可以由覆盖多个框14的1张片状膜体构成。或者，作为它们的中间，可以以覆盖多个框14的一部分的方式将片状膜体固定在一部分框14而形成覆盖各框14的膜18。

并且，膜18以覆盖框14的开口12中的至少一侧的开口的方式固定在框14上。即，膜18a固定在框14a的开口12的一侧或另一侧，且膜18b1及18b2以覆盖两侧的开口12的方式固定在框14b。

其中可以在，防音结构10的多个吸音单元20a的框14a的开口12的相同侧设置有所有的膜18a。或者，可以在多个吸音单元20a的框14a的开口12的其中一侧设置有一部分膜18a，且在多个吸音单元20a的框14a剩余一部分开口12的另一侧设置有剩余的膜18a。或者，进而设置在多个吸音单元20a的框14a的开口12一侧及另一侧的膜可以混合存在。

膜18固定于框14的方法并无特别限制，只要能够将膜18以成为膜振动的波节的方式固定在框14上，则可以是任一种方法，例如，能够举出使用粘接剂的方法或使用物理固定用具的方法等。

关于使用粘接剂的方法，在包围框14的开口12的表面上涂布粘接剂，并在其之上载置膜18，通过粘接剂将膜18固定在框14上。作为粘接剂，例如可举出环氧类粘接剂(Araldite(注册商标)(Nichiban Co.，Ltd.制造)等)、氰基丙稀酸酯类粘接剂(Aron Alpha(注册商标)(TOAGOSEI CO.，LTD.制造)等)、丙烯酸类粘接剂等。

并且，与框体或膜体同样地，能够从耐热、耐久性、耐水性的观点进行选择。例如，CEMEDINE CO.，LTD.“超级X”系列、THREEBOND HOLDINGS CO.，LTD.“3700系列(耐热)”、TAIYO WIRE CLOTH CO.，LTD.制耐热环氧系粘接剂“Duralco系列”等或作为双面胶带3MLimited制高耐热双面胶带9077等，对于所要求的特性能够选择各种固定方法。

作为使用物理固定用具的方法，能够举出将以覆盖框14的开口12的方式配置的膜18夹在框14与棒等固定部件之间，并使用螺丝或螺钉等固定用具将固定部件固定于框14的方法等。

然而，本发明的防音结构10中，第1固有振动频率根据由框14及膜18组成的结构而确定。

如上所述，作为将膜18的第1固有振动模式特征化的参数，在种类相同的材料的膜18的情况下，能够使用膜18的厚度(t)与框14的尺寸(a：当量圆半径或当量正方形边)的平方之比[a²/t]。

于是，本发明人发现，本发明的防音结构10中，将防音单元20(20a)的框14(14a)的尺寸(当量圆半径)设为a(m)，将膜18(18a)的厚度设为t(m)，将膜18的杨氏模量设为E(Pa)，将膜18的密度设为d(kg/m³)时，参数

由下述式(1)表示。并且，本发明人发现，该参数

与由防音结构10的框14及膜18组成的结构的防音单元20的第1固有振动频率(Hz)在使防音单元20的当量圆半径a(m)、膜18的厚度t(m)、膜18的杨氏模量E(Pa)、膜18的密度d(kg/m³)发生变化时处于大致线形关系。而且，本发明人发现，如图22所示，参数

与第1固有振动频率(Hz)用由下述式(2)表示的式表示。

y＝0.7278x^0.9566……(2)

其中，y为第1固有振动频率(Hz)，x为参数B。

另外，图22为从后述实施例的试验前的设计阶段中的模拟结果得到的。

从以上可知，本发明的防音结构10中，通过参数

将防音单元20的当量圆半径a(m)、膜18的厚度t(m)、膜18的杨氏模量E(Pa)、膜18的密度d(kg/m³)标准化，在二维(xy)坐标上，表示参数B与防音单元20的第1固有振动频率(Hz)的关系的部分由大致认为一次方程式的上述式(2)表示，且所有的点位于大致相同的直线上。

将第1固有振动频率相对于10Hz至100000Hz之间的多个值的参数B的值示于表2。

[表1]

频率(Hz)	B参数
		10	1.547×10
20	3.194×10
		40	6.592×10
100	1.718×10<sup>2</sup>
		12000	2.562×10<sup>4</sup>
16000	3.460×10<sup>4</sup>
		20000	4.369×10<sup>4</sup>
100000	2.350×10<sup>5</sup>

从表1明确可知，参数B与第1固有振动频率对应，因此本发明中，优选为1.547×10(＝15.47)以上且2.350×10⁵(235000)以下，更优选为3.194×10(＝31.94)～4.369×10⁴(43690)，进一步优选为6.592×10(＝65.92)～3.460×10⁴(34600)，最优选为1.718×10²(＝171.8)～2.562×10⁴(25620)。

通过使用如以上被标准化的参数B，能够确定本发明的防音结构的防音单元(第1防音单元)中成为屏蔽峰频率的高频侧的上限的第1固有振动频率。并且，相反地通过使用该参数B，能够设定具有第1固有振动频率的本发明的防音结构，该第一固有振动频率能够具有成为应选择性隔音的频带的中心的屏蔽峰频率。

本发明的第1实施方式所涉及的防音结构基本上如上构成。

上述图1、图6及图7所示的例中，组合第1吸音单元20a、第2吸音单元20b及开放单元22而构成本发明的防音结构10、10a及10b，但本发明并不限定于此。本发明的防音结构可以是使用具备分别具有贯穿孔的两层板的第2吸音单元来替代具有两层膜18b(18b1及18b2)的第2吸音单元20b的结构。

(第2实施方式)

图13为示意性地表示本发明的第2实施方式所涉及的防音结构的一例的剖视图。

图13所示的第2实施方式的防音结构10e是使用第2吸音单元20c来替代图1所示的第1实施方式的防音结构10的第2吸音单元20b的结构，除了第2吸音单元20c以外具有相同的结构，因此对相同的构成要件标注相同的符号，并省略其说明。

本实施方式的防音结构10e为组合第1吸音单元20a、第2吸音单元20c及开放单元22而成的结构。

其中，第1吸音单元20a及第2吸音单元20c分别作为本发明的第1共振型吸音单元及第2共振型吸音单元而发挥功能，因此第1吸音单元20a的第1共振频率与第2吸音单元20c的高阶(优选为2阶)共振频率一致。因此，与吸音单元20a及吸音单元20b同样地，在无需区分的情况下将吸音单元20a及吸音单元20c作为吸音单元20而进行说明。

另外，第2吸音单元20c具备具有开口12的框14b和分别具备贯穿孔24，同定在框14b的开口12的周围，且覆盖开口12的两端部的两层板(穿孔板)26(26a及26b)。

另外，图13所示的例中，第2吸音单元20c具有分别覆盖开口12的两端部的两层穿孔板26(26a及26b)，但本发明并不限定于此。本发明中，若为固定在框14b的开口12的周围，覆盖开口12且具有贯穿孔24的穿孔板，则可以具有3层以上的穿孔板。即，本实施方式的第2吸音单元20c至少具有两层的多层(穿孔)板即可。

图13所示的第2吸音单元20c中，在分别固定在框14b的开口12的两端部的穿孔板26a及26b这两者分别具有贯穿孔24a及24b。于是，相对于其中一个板(例如穿孔板26a的贯穿孔24a)，另一个板(例如穿孔板26b)未被封闭，因此贯穿孔24a及24b并不是完整的亥姆霍兹共鸣孔。但是，两板均仅通过贯穿孔24与外部连接，由此被封入两个穿孔板26之间的空气层发挥如空气弹簧那样的作用，且生成和与亥姆霍兹共鸣(共振)相同的共鸣(共振)(即亥姆霍兹共振)类似的共振。在第2吸音单元20c的穿孔板26a的贯穿孔24a及穿孔板26b的贯穿孔24b的外侧，声波产生与亥姆霍兹共鸣类似，并以相互反转的相位振动的共振(以下，在本发明中称为亥姆霍兹型共鸣或共振)。

即，具有贯穿孔24a的穿孔板26a与具有贯穿孔24b的穿孔板26b成为一体而作用于声波，入射到其中一个板的贯穿孔(例如穿孔板26a的贯穿孔24a)的共振频率的声波通过亥姆霍兹型共鸣而共振，从另一个板的贯穿孔(例如穿孔板26b的贯穿孔24b)射出的共振频率的声波使相位反转并通过亥姆霍兹型共鸣而共振。

其中，穿孔板26a的贯穿孔24a及穿孔板26b的贯穿孔24b连通第2吸音单元20c的内部空间与外部空间，因此构成本发明的开放部的一部分。即，本实施方式中，本发明的开放部包括开放单元22的开口12和连通的贯穿孔24a及贯穿孔24b。

穿孔板26用于图13所示的防音结构10e的吸音单元20c。穿孔板26中，图示例中大致在中央部，穿孔有成为用于模拟亥姆霍兹共鸣的亥姆霍兹型共鸣孔的贯穿孔24。

其中，穿孔板26a具有贯穿孔24a，除了贯穿孔24a以外，将在其本身的背面由框14c及另一个穿孔板26b形成的空间作为除了穿孔板26b的贯穿孔24b以外被封闭的模拟封闭空间。相反地，穿孔板26b具有贯穿孔24b，且用于如下，即除了贯穿孔24b以外，将在其本身的背面由框14c及另一个穿孔板26a形成的空间作为除了穿孔板26a的贯穿孔24a以外被封闭的模拟封闭空间。

这种穿孔板26中，只要该贯穿孔24作为共鸣孔而与背面的模拟封闭空间和外部空气连通而能够生成与亥姆霍兹共鸣类似的亥姆霍兹型共鸣所引起的吸音作用即可，因此如图1所示的吸音单元20b的膜18b，无需进行膜振动。因此，穿孔板26可以是与图1所示的吸音单元20b的膜18b相比具有更高的刚性的部件，也可以是厚度也厚的部件。

因此，作为穿孔板26的材料，能够使用铝等金属材料或塑料等树脂材料等与上述框14的材料相同的板材料，但若未生成膜振动所引起的吸音，则可以是具有比框14的材料低的刚性的部件，也可以是厚度也较薄的部件。

图13所示的例中，使用了穿孔板26，但本发明并不限定于此，若能够生成亥姆霍兹型共鸣所引起的吸音的效果，则可以是由膜材料组成的带贯穿孔膜。关于在用作亥姆霍兹型防音单元的吸音单元20c中使用的膜，若在亥姆霍兹共鸣频率中利用膜振动的吸音比利用亥姆霍兹型共鸣的吸音小，或者不会产生利用膜振动的吸音，则能够使用与作为上述的振动膜型防音单元的图1所示的吸音单元20b的膜18b的膜材料相同的膜材料。然而，用于吸音单元20c的膜应为具有比吸音单元20b的膜18b的膜材料高的刚性的膜，且应为厚度也较厚的膜。

另外，作为亥姆霍兹型防音单元即吸音单元20c，在使用带贯穿孔膜的情况下，膜的厚度薄时亥姆霍兹型共鸣的共振频率会成为高频侧，且会与膜振动相互干扰，因此优选使用由板材料组成的穿孔板26。

并且，关于穿孔板26或具有贯穿孔的膜固定于框14b的方法，只要能够在穿孔板26或具有贯穿孔的膜的背面形成模拟封闭空间，则并无特别限制，使用与上述的膜18固定于框14的方法相同的方法即可。

其中，如图13所示，在穿孔板26穿孔的贯穿孔24在覆盖框14b的开口12的穿孔板26内穿孔有一个或两个以上即可。并且，贯穿孔24的穿孔位置可以如图13所示位于穿孔板26内的正中央，但本发明并不限定于此，可以在任意位置穿孔，而无需在穿孔板26的正中央穿孔。

即，仅通过改变贯穿孔24的穿孔位置，吸音单元20c的吸音特性不会发生变化。

图13所示的例中，从通气性的方面考虑，为了使作为风的空气容易通过而穿孔板26a的贯穿孔24a和穿孔板26b的贯穿孔24b设置在相同的位置，但本发明并不限定于此。

并且，穿孔板26内的贯穿孔24的数量可以为一个，但本发明并不限定于此，也可以为两个以上(即多个)。

其中，吸音单元20c中，从通气性的方面考虑，在两个穿孔板26穿孔的贯穿孔24优选由一个贯穿孔24构成。其理由是因为，在一定的开口率的情况下，在一个孔较大且边界上的粘性不发挥较大作用时，作为风的空气通过的容易性较大。

本实施方式中，穿孔板26内的贯穿孔24的开口率(面积率)并无特别限制，可以根据吸音特性而适当设定，但优选为0.01％～50％，更优选为0.05％～30％，进一步优选为0.10％～10％。通过将贯穿孔24的开口率设定在上述范围，能够适当地调整成为应选择性地进行防音的防音频带的中心的吸音峰频率。

本发明中，贯穿孔24优选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、例如冲孔或针加工被打穿。

因此，若将穿孔板26内的一个贯穿孔24或多个贯穿孔24设为相同尺寸，则在通过激光加工、冲孔或针加工进行打孔时，无需改变加工装置的设定或加工强度而能够连续地打孔。

关于贯穿孔24的尺寸，只要能够通过上述的加工方法来适当地进行穿孔，则可以是任何尺寸，并无特别限定。

然而，对于贯穿孔24的尺寸，从激光光圈的精度等激光加工的加工精度、或者冲孔加工或针加工等加工精度或加工容易性等制造适性的观点考虑，其下限侧能够设为2μm以上。然而，若贯穿孔24的尺寸过小，则贯穿孔24的透射率过小而在产生摩擦之前声音不会侵入，且无法充分得到吸音效果，因此贯穿孔24的尺寸、即开口直径优选为0.25mm以上。

另一方面，贯穿孔24的尺寸(开口直径)的上限值需要比框14b的尺寸小，因此将贯穿孔24的尺寸的上限值设定为小于框14b的尺寸即可。

本发明中，框14b的尺寸优选为0.5mm～200mm，因此贯穿孔24的尺寸(开口直径)的上限值也小于200mm。然而，若贯穿孔24过大，则贯穿孔24的尺寸(开口直径)过大，从而在贯穿孔24的端部产生的摩擦的效果变小，因此在框14b的尺寸较大的情况下，也优选将贯穿孔24的尺寸(开口直径)的上限值预先设为mm级。通常，框14b的尺寸为mm级的情况较多，因此贯穿孔24的尺寸(开口直径)的上限值也成为mm级的情况较多。

另外，贯穿孔24应作为产生亥姆霍兹型共鸣所引起的吸引作用的共鸣孔而发挥功能，因此贯穿孔24的尺寸应设定为产生亥姆霍兹型共鸣所引起的吸引作用。因此，产生亥姆霍兹型共鸣的开口直径优选为0.25mm以上，上限应小于框14的尺寸，但更优选为10mm以下，进一步优选为5mm以下。

从以上可知，贯穿孔24的尺寸为开口直径，更优选为0.25mm～10mm，进一步优选为0.3mm～10mm，最优选为0.5mm～5mm。

如上所述，本发明的防音结构10e具备第1吸音单元20a、第2吸音单元20c及开放单元22，但由于第1吸音单元20a的第1共振频率与第2吸音单元20c的高阶共振频率一致，而以特定的频率表示声音的最大吸收率。例如如图13所示，第1吸音单元20a、第2吸音单元20c及开放单元22相邻配置的防音结构10e的详细内容将在后面叙述，但图14所示的实施例11的防音特性中，以1450Hz这一最大吸收频率表示声音的最大吸收，在图15所示的实施例12的防音特性中，以1440Hz这一最大吸收频率表示声音的最大吸收。换言之，如图14及图15所示，在实施例11及12的防音结构10e中分别具有最大吸收频率即1450Hz及1440Hz。

如图14及15所示，可知除了成为亥姆霍兹型共鸣孔的贯穿孔24a及24b以外，即使设置开放单元22的大的开口12，也可维持大于50％的吸收率。

另外，此时，最大吸收频率能够与在第1吸音单元20a与第2吸音单元20c中一致的频率大致相等。另外，图14及图15中，作为防音特性，除了吸收率以外，还示出透射率T及反射率R。

并且，图16及图17中示出如下，即在图13所示的防音结构10e中，使开放部的大小(开放单元22的开口12的开放距离(mm)及开口率)发生变化而调查峰吸收率(最大吸收率)的变化的结果。另外，图16的线图中，以菱形表示的点的详细内容将在后面叙述，但包括图13所示的防音结构10e的实施例11及12的峰吸收率A。实施例11及12的开放单元22的开口12的开放距离为20mm及40mm，因此例如将使实施例11的结构中的开放单元22的开口12的开放距离以5mm的刻度从5mm变化至100mm时的以菱形表示的峰吸收率A、以正方形表示的谷(最小)透射率T及谷(最小)反射率R示于图16。

并且，图17中，将横轴从开放距离转换至开口率而示出图16中以菱形表示的峰吸收率A。将图17所示的吸收率转换为如下开口率，该开口率作为相对于图16以菱形表示的峰吸收率A的20个点的开放单元22的开口12的开放距离作为相对于防音结构10e的表面积的开放单元22的开口12及贯穿孔24a(或24b)的面积之和的比例而表示。

如图16及图17所示，可知即使在大的开放单元22的开口12进一步添加贯穿孔24a(或24b)而增大开放部，亥姆霍兹型共鸣所引起的共振时的吸收特性也大于50％，而维持高的状态。

本第2实施方式中，如在上述第1实施方式的图6及图7中分别示出的防音结构10a及10b所示那样，可以改变防音结构10e的第1吸音单元20a、第2吸音单元20c及开放单元22的配置。

图18中示出替换了图13所示的防音结构10e的第1吸音单元20a与第2吸音单元20c的配置的结构的防音结构10f。另外，图18所示的防音结构10f与图13所示的防音结构10e的差异和图1所示的防音结构10与图6所示的防音结构10a的差异相同，因此省略其说明。

另外，本实施方式中，与图7所示的防音结构10b同样地，虽未图示，但可以将开放单元22配置在第1吸音单元20a与第2吸音单元20c之间。

图19中示出如下，即与图3同样地，使声波从箭头所示的方向、即从图18的下侧入射防音结构10f时产生的膜位移的局部速度。

从图19的膜位移的局部速度可知，在具有一层(单层)膜18a的吸音单元20a中，通过通常的第1共振频率模式的膜的位移、即入射声压，在膜18a的中央部产生大的振动状态。并且，可知在具有两层穿孔板26a及26b的吸音单元20c中，通过入射声压，产生了穿孔板26a的贯穿孔24a及穿孔板26b的贯穿孔24b的外侧的空气向相反方向运动的共振模式的亥姆霍兹型共鸣所引起的共振。这能够如下说明。如图19所示，通过入射声压，吸音单元20a和20c同时按压膜18a，且空气被推入穿孔板26a的贯穿孔24a内。然而，其原因为，在吸音单元20c中，在声波的射出侧、即与声波的入射方向相反的一侧声波的相位反转，在膜18a与穿孔板26b的贯穿孔24b之间，透射膜18a的波与透射贯穿孔24b的亥姆霍兹型共鸣所引起的波成为干扰的关系。从图19可知，透射吸音单元20a的膜18a的声波及透射开放单元22的声波被吸音单元20c的穿孔板26b的贯穿孔24b吸引，且各自的相位反转而入射到吸音单元20c的穿孔板26b的贯穿孔24b，与透射贯穿孔24b的声波抵消而透射波变小。

即，通过使吸音单元20a的一层膜18a的第1共振频率与吸音单元20c的两层穿孔板26a的贯穿孔24a及穿孔板26b的贯穿孔24b的亥姆霍兹型共鸣所引起的高阶共振频率一致，在本实施方式的防音结构10f中，能够使吸音单元20a与吸音单元20c相互作用。其结果，可知例如即使吸音单元20的框尺寸由小于声波的波长的1/10的大小构成，也能够获得明显大于50％的声音的吸收率。并且，在本实施方式的防音结构10中，通过在被夹在第1共振频率的区域产生透射波彼此的抵消而能够增大透射损失。

(第3实施方式)

图20为示意性地表示本发明的第3实施方式所涉及的防音结构的一例的剖视图。

图20所示的第3实施方式的防音结构10g为使用亥姆霍兹谐振器即第2吸音单元来替代图7所示的第1实施方式的防音结构10b的第2吸音单元20b的结构，除了第2吸音单元以外具有相同的结构，因此对相同的构成要件标注相同的符号，并省略其说明。但是，第2吸音单元的亥姆霍兹谐振器的共鸣孔作为贯穿孔而垂直配置在第1吸音单元20a的膜18a的膜面上的穿孔板被穿孔，该穿孔板构成开放单元22的框，从该方面考虑也不同。即，第2吸音单元使共鸣孔朝向开放单元22侧而横向配置了亥姆霍兹谐振器。

本实施方式的防音结构10g为组合第1吸音单元20a、开放单元22及第2吸音单元20d而成的结构。

其中，第1吸音单元20a及第2吸音单元20d分别作为本发明的第1共振型吸音单元及第2共振型吸音单元而发挥功能。而且，第1吸音单元20a的第1共振频率与第2吸音单元20d的高阶(优选为2阶)的共振频率一致。因此，与吸音单元20a及吸音单元20b同样地，在无需区分的情况下将吸音单元20a及吸音单元20d作为吸音单元20而进行说明。

另外，第2吸音单元20d具备具有开口12的框14b、分别具备贯穿孔28，并固定在框14d的开口12的周围，且覆盖开口12的一个端部的穿孔板30、及固定在框14d的开口12的周围，且覆盖开口12的另一个端部的背面板32。另外，在本发明的第2吸音单元20d中，固定具备贯穿孔28的穿孔板30的框14d和覆盖框14d的开口12的另一个端部的背面板32构成固定穿孔板30，且构成框体34，其构成穿孔板30的背面的封闭空间的框体34。即，吸音单元20d为在开设有成为共鸣孔的贯穿孔28的穿孔板30或膜的背面具有封闭空间体积(空腔)，该空腔经由共鸣孔与外部空气连通且产生亥姆霍兹共鸣所引起的吸音作用而吸音的亥姆霍兹防音单元。

图20所示的第2吸音单元20d中，在固定在框14d的开口12的一个端部的穿孔板30具有贯穿孔28，除了穿孔板30的贯穿孔28以外，将在其本身的背面由框14d及背面板32形成的空间作为封闭空间。

框14d只要具有与图1及图13所示的防音结构10及10e的吸音单元20a、20b及开放单元22、以及吸音单元20c的框14a、14b及14c相同的结构即可，因此省略其说明。

穿孔板30只要贯穿孔28作为共鸣孔而连通背面的封闭空间与外部空气从而能够产生由亥姆霍兹共鸣引起的吸音作用即可，因此如图1所示的吸音单元20b的膜18b，无需进行膜振动。因此，穿孔板30可以是与图1所示的吸音单元20b的膜18b相比具有更高的刚性的部件，也可以是厚度也厚的部件。

因此，作为穿孔板30的材料，能够使用铝等金属材料或塑料等树脂材料等与上述穿孔板26的材料及框14的材料相同的板材料。然而，作为穿孔板30的材料，若未生成膜振动所引起的吸音，则可以是具有比穿孔板26的材料及框14的材料低的刚性的部件，也可以是厚度也较薄的部件。

图20所示的例中，使用了穿孔板30，但本发明并不限定于此，若能够生成亥姆霍兹型共鸣所引起的吸音的效果，则可以是由膜材料组成的带贯穿孔膜。关于在用作亥姆霍兹防音单元的吸音单元20d中使用的膜，若在亥姆霍兹共鸣频率中利用膜振动的吸音比利用亥姆霍兹共鸣的吸音小，或者不会产生利用膜振动的吸音，则能够使用与作为上述的振动膜型防音单元的图1所示的吸音单元20b的膜18b的膜材料相同的膜材料。然而，用于吸音单元20d的膜应为具有比吸音单元20b的膜18b的膜材料高的刚性的膜，且应为厚度也较厚的膜。

另外，作为亥姆霍兹型防音单元即吸音单元20d，在使用带贯穿孔膜的情况下，膜的厚度薄时亥姆霍兹共鸣的共振频率会成为高频侧，且亥姆霍兹共鸣会与膜振动相互干扰，因此优选使用由板材料组成的穿孔板30。

并且，关于穿孔板30或具有贯穿孔的膜固定于框14d的方法，只要能够在穿孔板30或具带贯穿孔膜的背面形成模拟封闭空间，则并无特别限制，使用与上述穿孔板26固定于框14b的方法及膜18固定于框14的方法相同的方法即可。

其中，在穿孔板30穿孔的贯穿孔28能够产生亥姆霍兹共鸣所引起的吸引作用，且设为与在图13及图18所示的吸音单元20c的穿孔板26穿孔的贯穿孔24相同的上述结构即可。

本实施方式中，贯穿孔28在配置在与第1吸音单元20a的膜18a的膜面垂直的开放单元22的穿孔板30穿孔，因此形成在开放单元22的内壁面。即，吸音单元20d以与框14a正交的方式配置框14d，且以使贯穿孔28形成于开放单元22的内壁面的方式横向配置，但本发明并不限定于此。吸音单元20d也可以以使形成有贯穿孔28的穿孔板30与第1吸音单元20a的膜18a的膜面平行的方式配置，也可以以成为其他位置的方式配置。

背面板32为板状部件，该板状部件将在穿孔板30的背面由框14d形成的空间作为封闭空间，因此与穿孔板30相互对置且安装在框14的开口12的另一个端部。作为这种板状部件，只要能够在穿孔板30的背面形成封闭空间则并无特别限制，但优选与穿孔板26相同而由刚性高的材料制成的板状部件。例如，作为背面板32的材料，能够使用与上述穿孔板26的材料及框14的材料相同的材料。并且，只要能够在穿孔板30的背面形成封闭空间，则将背面板32固定在框14d的方法并无特别限制，利用与将上述穿孔板26固定在框14c的方法相同的方法即可。

并且，背面板32为用于将在穿孔板30的背面由框14d形成的空间设为封闭空间的板状部件，因此可以与框14d一体化，也可以由相同的材料一体形成。

如上所述，本发明的防音结构10g具备第1吸音单元20a、开放单元22及第2吸音单元20d，由于第1吸音单元20a的第1共振频率与第2吸音单元20d的高阶共振频率一致，而以吸收峰频率表示声音的最大吸收率。例如，如图20所示，第1吸音单元20a、开放单元22及第2吸音单元20d相邻配置的防音结构10e的详细内容将在后面叙述，但在图21所示的实施例13的防音特性上，以1400Hz这一最大吸收频率表示声音的最大吸收率。换言之，如图21所示，实施例13的防音结构10g中具有最大吸收频率即1400Hz。

如图21所示，即使使用了利用横向放置成为亥姆霍兹共鸣孔的贯穿孔28的横置亥姆霍兹结构的第2吸音单元20d的防音结构10g来替代使用了利用图1及图7所示的两层膜18b的两层膜结构的第2吸音单元20b的防音结构10或使用了利用具有图13所示的贯穿孔24的两层穿孔板26的两层板孔结构的第2吸音单元20c的防音结构10e，也能够产生与单层膜18a的抵消干扰。

本发明的防音结构中，即使以成为相当大的开口率(70％以下)的方式设置有开放单元22也能够确保吸收率较高。关于本发明的防音结构的大小，能够以比作为吸收对象的波长小很多的结构实现大于50％的吸收。能够以膜振动及贯穿孔所引起的吸收这一比较简单的结构制作现有技术中还未知且兼备以往未能实现的高开口率/高吸收的防音结构。以往，仅关注独立的振动或摩擦所引起的吸音，没有关注它们相互作用或模式本身的方向，因此认为未能构想区分如本发明那样的共振模式并缜密地进行组合。

并且，本发明的防音结构中，作为强烈吸收可听区域内的低～中频率的任意频率的技术，无需附加锭子等多余的结构体，而由作为最简单的结构而仅由框和膜构成的框-膜结构和/或框-穿孔板结构组成，因此制造适性优异，且从成本的观点考虑，也有优势。

并且，本发明的防音结构中，使用通过两种吸音单元与开放单元的组合进行防音(隔音)或声音的吸收(吸音)这一技术，因此相对于通过一个单位单元内的设计而产生防音或吸音效果的现有技术，能够适应各种防音或吸音，且通用性高。

并且，本发明的防音结构中，能够根据膜的物性中的硬度、密度和/或膜的厚度确定防音效果，且无需依赖其他物性，和/或还能够根据框的物性及尺码确定防音效果，因此能够与阻燃性、高透射性、生物相容性、隔热性及电磁波透射性等各种其他优异的物性组合。例如，关于电磁波透射性，通过丙烯酸等无导电性的框材质和介电膜的组合来确保电磁波透射性，另一方面，通过用铝等导电性大的框材质或金属膜覆盖整个面，能够屏蔽电波。

以下，对能够组合于具有本发明的防音结构的防音部件的结构部件的物性或特性进行说明。

[阻燃性]

当使用具有本发明的防音结构的防音部件而作为建材或设备内防音材料时，要求具有阻燃性。

因此，膜优选阻燃性的膜。作为膜，例如使用作为阻燃性的PET膜的LUMIRROR(注册商标)非卤素阻燃型ZV系列(TORAY INDUSTRIES，INC.制)、Teijin Tetoron(注册商标)UF(TEIJIN LIMITED制)和/或作为阻燃性聚酯系膜的DIALAMY(注册商标)(MitsubishiPlastics，Inc.制)等即可。

并且，框也优选为阻燃性的材质，可举出铝等金属、陶瓷等无机材料、玻璃材料、阻燃性聚碳酸酯(例如，PCMUPY610(TAKIRON Corporation制))和/或阻燃性丙烯酸(例如，ACRYLITE(注册商标)FR1(Mitsubishi Rayon Co.，Ltd.制))等阻燃性塑料等。

而且，将膜固定于框上的方法也优选利用阻燃性粘接剂(ThreeBond1537系列(ThreeBond Co.，Ltd.制))、焊锡进行的粘接方法、或由两个框夹持膜而固定等机械固定方法。

[耐热性]

担忧防音特性因伴随环境温度变化的本发明的防音结构的结构部件的膨胀伸缩而发生变化，因此构成该结构部件的材质优选耐热性尤其低热收缩的材质。

膜例如优选使用Teijin Tetoron(注册商标)膜SLA(Teijin DuPont JapanLimited制)、PEN膜TEONEX(注册商标)(Teijin DuPont Japan Limited制)和/或LUMIRROR(注册商标)离线退火低收缩型(TORAY INDUSTRIES，INC.制)等。并且，也优选使用一般热膨胀率小于塑料材料的铝等金属膜。

并且，框优选使用聚酰亚胺树脂(TECASINT4111(Engineer Japan Corporation制))和/或玻璃纤维增强树脂(TECAPEEK GF30(Engineer Japan Corporation制))等耐热塑料，和/或优选使用铝等金属或陶瓷等无机材料或玻璃材料。

而且，粘接剂也优选使用耐热粘接剂(TB3732(ThreeBond Co.，Ltd.制)、超耐热1成分收缩型RTV硅酮粘接密封材(Momentive Performance Materials Japan LLC制)和/或耐热性无机粘接剂ARON CERAMIC(注册商标)(Toagosei Company，Limited制)等)。优选将这些粘接剂涂布于膜或框上时，通过设为1μm以下的厚度，能够降低膨胀收缩量。

[耐候/耐光性]

当具有本发明的防音结构的防音部件配置在屋外或光照射的场所时，结构部件的耐候性成为问题。

因此，膜优选使用特殊聚烯烃膜(ARTPLY(注册商标)(Mitsubishi Plastics，Inc.制))、丙烯酸树脂膜(ACRYPLEN(Mitsubishi Rayon Co.，Ltd.制))和/或Scotchcal Film(商标)(3M Company制)等耐候性膜。

并且，框材优选使用聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(丙烯酸)等耐候性高的塑料或铝等金属、陶瓷等无机材料和/或玻璃材料。

而且，粘接剂也优选使用环氧树脂系的粘接剂和/或DRY FLEX(Repair CareInternational制)等耐候性高的粘接剂。

关于耐湿性，也优选适当选择具有高耐湿性的膜、框及粘接剂。关于吸水性、耐化学性，也优选适当选择适当的膜、框及粘接剂。

[灰尘]

在长期的使用中，在膜表面粘附有灰尘，有可能对本发明的防音结构的防音特性造成影响。因此，优选防止灰尘的粘附或去除所粘附的灰尘。

作为防止灰尘的方法，优选使用灰尘难以粘附的材质的膜。例如，通过使用导电性膜(FLECLEAR(注册商标)(TDK Corporation.制)和/或NCF(NAGAOKA SANGYOU CO.，LTD.制))等，从而膜不带电，由此能够防止由带电引起的灰尘的粘附。并且，通过使用氟树脂膜(DI-NOC FILM(商标)(3M Company制))和/或亲水性膜(MIRACLEAN(LIFE CARD CO.，LTD.制)、RIVEX(RIKEN TECHNOS CORP制)和/或SH2CLHF(3M Company制))，也能够抑制灰尘的粘附。而且，通过使用光催化剂膜(LACLEAN(KIMOTO Co.，Ltd.制))，也能够防止膜的污染。通过将具有这些导电性、亲水性和/或光催化性的喷雾剂和/或包含氟化合物的喷雾剂涂布于膜，也能够得到相同的效果。

除了使用如上所述的特殊的膜以外，通过在膜上设置罩体，也能够防止污染。作为罩体，能够使用薄膜材料(SARAN WRAP(注册商标)等)、具有不通过灰尘的大小的网眼的网状物、无纺布、聚氨酯、气凝胶、多孔状的膜等。

作为去除所粘附的灰尘的方法，通过放射膜的共鸣频率的声音，且使膜强烈振动，从而能够去除灰尘。并且，使用鼓风机或擦拭，也能够得到相同的效果。

[风压]

当强风吹到膜时，膜成为被挤压的状态，有可能使共鸣频率发生变化。因此，通过在膜上覆盖无纺布、聚氨酯和/或薄膜等，能够抑制风的影响。

本发明的防音结构基本上如上构成。

本发明的防音结构能够用作如下的防音部件。

例如，作为具有本发明的防音结构的防音部件，能够举出：

建材用防音部件：作为建材用途使用的防音部件、

空调设备用防音部件：设置在通风口、空调用导管等，防止来自外部的噪音的防音部件、

外部开放部用防音部件：设置在房间的窗户，防止来自室内或室外的噪音的防音部件、

天花板用防音部件：设置在室内的天花板，控制室内的声音的防音部件、

床用防音部件：设置在床上，控制室内的声音的防音部件、

内部开放部用防音部件：设置在室内的门、拉门的部分，防止来自各房间的噪音的防音部件、

卫生间用防音部件：设置在卫生间内或门(室内外)部，防止来自卫生间的噪音的防音部件、

阳台用防音部件：设置在阳台，防止来自自身的阳台或相邻的阳台的噪音的防音部件、

室内调音用部件：用于控制房间的声音的防音部件、

简便防音室部件：能够简便地组装且移动也简便的防音部件、

宠物用防音室部件：围绕宠物的房间，防止噪音的防音部件、

娱乐设施：设置在游戏厅、体育中心、演奏厅、电影院的防音部件、

施工现场用临时围墙用的防音部件：覆盖施工现场而防止噪音向周围泄露的防音部件、

隧道用防音部件：设置在隧道内，防止向隧道内部及外部泄露的噪音的防音部件等。

实施例

根据实施例，对本发明的防音结构进行具体说明。

关于本发明的防音结构进行了隔音特性的分析。以下，示出实施例1～13。

(实施例1)

如图1所示，制作具有20mm见方的开口12的框14a，作为膜18a使用188μm的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜(TORAY INDUSTRIES，INC.LUMIRROR)，将其周缘部固定在框14a，并使其粘接而制作了第1吸音单元20a(单元A)。框14a的深度方向厚度(框厚Lt)为15mm，单元A中PET薄膜仅固定在一侧。框14a的框架部分的厚度(框宽度Lw)为0.5mm。

并且，与框14a同样地，在具有20mm见方的开口12，且对相同厚度的框14b，作为膜18b使用100μm的PET薄膜(TORAY INDUSTRIES，INC.LUMIRROR)，将其周缘部固定在框14b的两端，使其粘接而制作了第1吸音单元20b(单元B)。即，PET薄膜彼此的距离成为15mm。

组合该单元A和单元B，进一步组合作为本发明的开放部具有20mm见方的开口12，且由未安装膜18便被开放的状态的框14c组成的开放单元22而制作了本发明的防音结构10即实施例1的防音结构。此时，考虑到框架厚度(框宽度Lw)，开口率成为28％。

关于声学特性，在自制铝制声管使用4个扩音器进行了基于传递函数法的测量。该方法是按照“ASTM E2611-09：基于传输矩阵法测量声学材料的垂直入射传输的标准试验方法(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，例如利用了与NITTOBO ACOUSTIC ENGINEERING CO.，LTD.制WinZac相同的测量原理。在该方法中，能够在宽的光谱带上测量声透射损失。将实施例1的防音结构配置在声管的测量部位，在10Hz～4000Hz的范围进行了声透射损失测量。该测量范围为组合多个声管的直径和扩音器之间的距离而进行了测量的范围。

通常，扩音器之间的距离越大则低频下的测量噪声越变小，另一方面，若在高频侧，扩音器之间的距离变得比波长/2长，则原理上无法进行测量。因此，一边改变扩音器之间的距离一边进行了多次测量。并且，声管较粗而在高频侧因高阶模式的影响而无法进行测量，因此声管的直径也使用多种而进行了测量。

使声管与实施例1的防音结构10(3个单元整体)的尺寸匹配而适当地以整个3个单元的尺寸进入的方式进行选择，利用传递函数法对声学特性、即声的透射率(T)及反射率进行测量而求出了吸收率(A＝1-T-R)。

将所得到的吸收率、透射率及反射率示于图4。并且，在表2中示出实施例1的开口率、吸收峰频率及峰吸收率。

从图4及表2可知，吸收率以1420Hz为中心，大幅超过50％而显示79％的吸收率。

[表2]

(比较例1)

仅在上述单元A和开放部(开放单元22)进行了测量。将开放部的开口率调整为28％。

(比较例2)

仅在上述单元B和开放部(开放单元22)进行了测量。将开放部的开口率调整为28％。对比较例1及2的吸收率和实施例1的吸收率进行了比较。将结果示于图5。并且，表2中示出比较例1及2的开口率、吸收峰频率及峰吸收率。

从图5及表2可知，比较例1及比较例2中，吸收率的最大值均不超过50％。因此，若设为不存在声音的近场干扰，如实施例1那样仅将单元A和单元B排列在相同平面上的结构中吸收率应仅为50％左右。

本发明的结构中，基于近场干扰的抵消会提高吸收，因此发挥重要的功能。为了确认该情况，利用使用了有限元法的多物理场计算软件“COMSOLver5.1”的声学模块，将实施例1的防音结构模型化而进行了声学计算。

该防音结构的体系为膜振动与空气中的声波的相互作用体系，因此利用声音与振动的耦合分析进行了分析。具体而言，使用有限元法的分析软件即COMSOLver5.0的声学模块进行了设计。首先，通过固有振动分析求出了第1固有振动频率。接着，在周期性结构边界中进行基于频率扫描的声学结构耦合分析，从而求出了相对于从正面入射的声波的各频率下的声学特性。

根据该设计，确定了样品的形状或材质。试验结果中的吸收峰频率与源自模拟的预测一致。

图3示出了与实施例1对应的模型中的吸收峰频率1420Hz下的局部速度和其矢量。箭头表示局部速度的相对方向，长度与局部速度的对数对应。可知，在单元A的一层膜与单元B的两层膜之间且在开放部(开放单元22的开口12)透射音与单元B的两层膜之间，声波因干扰而以局部速度绕入。如此，从模拟明确可知，在近接单元之间产生干扰，且透射音成分成为抵消关系。

(参考例1)

仅通过组合上述单元A与单元B而制作了不具有开放部的结构。该情况下，开口率成为零。表2中示出了参考例1的开口率、吸收峰频率及峰吸收率。从表2可知，关于声音，参考例1中发生与实施例1相同的因干扰引起的抵消，且在1420Hz下表示87％的吸收。

(实施例2-10、比较例3)

实施例1中，调整开放部(开放单元22的开口12)的大小而制作了开口率发生变化的结构。实施例1中，将20mm见方的框14c的开口12用作开放部，但取而代之，将开放部(开放单元22的开口12)的一边固定为20mm，使另一边按10mm在10mm至100mm中发生变化(20mm为实施例1、10mm为实施例2、30mm为实施例3、以下以大小N×10mm(N为4～9的整数)的顺序设为实施例N，且100mm成为实施例10。)。

作为比较例3，制作了仅由比较例2中所使用的单元B与开放部构成的结构。

表2中，包括实施例1～10、比较例1～3及参考例1而示出了与该开放部的大小对应的开口率。关于开口率，在实施例1～10中调整为16％～62％，在比较例1～2中，与实施例1同样地调整为28％，在比较例3中调整为55％。

实施例1～10及参考例1中，以开口12的所有大小的水准，吸收峰频率成为1420Hz。将实施例1～10、比较例1～3及参考例1的峰吸收率示于表2。实施例1～10中，开放部(开口12)变大，开口率越变大则峰吸收率越变小，但显示50％以上的吸收率，在将开口率设为55％的情况下，可知显示高的吸收率即为吸收率61％。相对于此，比较例1～3中，峰吸收率分别成为40％、49％及42％而小于50％且不超过50％，与本发明的复合防音结构相比可知为小的吸收率。

另外，图8A及图8B中分别示出开放部的大小(尺寸)发生了变化的实施例1～10的开口率及两个单元之间的距离与峰吸收率的关系，并确认了峰吸收率的变化。并且，图8A及图8B中，在图7所示的防音结构10b中，将开放单元22的开口12的尺寸变为与实施例1～10相同，示出与实施例1～10相同的开口率及两个单元之间的距离的情况下的峰吸收率，并确认了峰吸收率的变化。图7所示的防音结构10b使用与实施例1～10相同的第1吸音单元20a、第2吸音单元20b及开放单元22，将开放单元22配置在第1吸音单元20a与第2吸音单元20b之间。

从图8A及图8B所示的结果明确可知，在开放部位于端部的防音结构10中，开口率为20％左右且吸收率大于80％，即使开口率为60％左右，吸收率也不会大于50％。相对于此，在开放部位于中央的防音结构10b中，即使开口率为20％左右，吸收率也小于80％而为75％左右，开口率为60％时吸收率小于30％。

如图8A及图8B所示，即使开放部(开放单元22)位于端部或位于中央，若开口率越变大则峰吸收率越变小，但优选对入射声波起相互作用的第1吸音单元20a与第2吸音单元20b接近配置。

另外，从图8B可知，在频率1400Hz下，波长λ成为0.243m(24.3em)，因此两个单元之间的距离为λ/4、即0.0608m(6.08em)以上时，即使开放部位于端部或开放部位于中央，吸收率也会降低，因此优选两个单元之间的距离小于λ/4。

从图8A及图8B明确可知，在本发明的防音结构中，能够实现高开口率且高吸收，在开口率高而为60％以上的状态下，能够实现大的吸收率。

为了详细调查低开口率侧的动作，在图9及图10中要求变更了具有20mm见方的正方形开口12的第1吸音单元20a及第2吸音单元20b和成为它们之间的开放部的开放单元22的开口12的尺寸的防音结构10b的声音的吸收特性及透射特性。

关于开放单元22的开口12的尺寸，将开口12的长方形的大小(尺寸)设为其一边为20mm，按每2mm将另一边变更为2mm～18mm。并且，还求出了无开放部的结构的声音的吸收特性及透射特性。另外，框14(14a、14b及14c)的框宽度(Lw)为1mm。

如图9所示，可知本发明的防音结构10b中，即使变更开口12的尺寸，吸收率也几乎未改变，共鸣频率(吸收峰频率1420Hz)下的高的峰吸收率也几乎未改变。即，本发明的防音结构10b中，开放部的尺寸越变大峰吸收率越变小，但显示70％以上而几乎未改变。

如图10所示，可知本发明的防音结构10b中，声音的透射率随着开放部的尺寸变小而慢慢变小，但声音的谷(valley)(最小)透射率也为十几％以下，开放部的尺寸越变小则稍微变小，接近0％。

(实施例11)

如图13所示，准备2mm厚度的亚克力板，以与实施例1中的框14的开口12一致的方式通过激光切割进行了加工。在该亚克力板中央部通过激光切割形成了直径2mm的圆形贯穿孔24。将该结构制作了2张。

制作20mm见方的框14的开口12，将框14的深度方向(框厚)设为4.5mm。将由在该两面形成有贯穿孔24的亚克力板组成的穿孔板26的端部固定在框14的两个开口12的周边部，并使其粘接。即，隔开4.5mm的距离制作了具备贯穿孔24的2张穿孔板26相对置的结构的吸音单元20c(单元C)。在其旁边的框14a的开口12，与实施例1同样地制作了安装有PET188μm的单层膜18a的结构的吸音单元20a(单元A)。

将该单元A与单元C设为相邻结构，而且在相邻的部分设置了开放单元22。将开口12设为一边为20mm的正方形，且整体的开口率成为30％。进行了带该开放单元22的防音结构10c的声管测量。将其结果示于表2及图14。

从表2及图14可知，吸收率具有峰(极大)，且在1450Hz显示70％的吸收。

(实施例12)

与实施例11相同地，在单元A与单元C相邻的结构，而且在相邻的部分设置了开放单元22。将开放单元22的开口12设为40mm×20mm的长方形开口，且整体的开口率成为47％。进行了带该开放单元22的防音结构10c的声管测量。将其结果示于表2及图15。

吸收率具有峰(极大)，且在1440Hz下显示64％的吸收。

从图15可知，实施例11及12中，关于单层膜18a与带贯穿孔24的穿孔板26的组合防音结构10b，即使设置大的开放单元22的开口12，也可维持吸收率大于50％的状态。

并且，图13所示的防音结构10e中，改变开放部的大小(开放单元22的开口12的开放距离(mm)及开口率)而进行了声管测量。

与实施例11相同地，设为单元A与单元C相邻的结构，而且在相邻的部分设置了开口12的大小(尺寸)不同的开放单元22。开放单元22的开口12中，将一边设为20mm，且使另一边以5mm刻度从5mm变化至100mm。当另一边为20mm时，开放距离为20mm，且整体的开口率为30％。改变另一边的长度的同时进行了该带开放单元22的防音结构10c的声管测量。将其结果示于图16及图17。

如图16及图17所示，可知即使在大的开放单元22的开口12进一步添加贯穿孔24a(或24b)而增大开放部，但亥姆霍兹型共鸣所引起的共振时的吸收特性大于50％，且在高的状态下维持。

(实施例13)

如图20所示，作为穿孔板30准备将实施例11中所使用且具有直径2mm的贯穿孔28的亚克力板，并将其安装到一边为20mm的框14d的开口12。将背面厚度设为5mm，形成用由无贯穿孔的亚克力板组成的背面板32封闭背面侧而成的防音结构10f。该防音结构10f作为在贯穿孔的背后具有封闭空间的所谓的亥姆霍兹共鸣结构而发挥功能。将该单元设为单元D。

组合配置单元A与单元D。此时，单元D采用以背面板32设置于壁的方式配置且声管内的声音的行进方向与穿孔板30平行的配置。将与单元A的距离设为12mm，并进行了这些组合的声管测量。此时的开口率成为39％。将其结果示于表2及图21。

如图21所示，吸收率极大而显示69％的吸收。这种结构中，显现大于50％的吸收。

如上所述，组合单层膜(单元A)的共鸣与其他结构的共鸣时，能够使非常薄的结构具有大于50％的吸收。而且，即使存在大型开放单元的开口，基于该共鸣的吸收发挥功能。

通过单层膜时的相位变化与通过多层或横向放置的共鸣结构时的相位变化成为分别抵消的关系，因此共鸣彼此的透射波相互抵消，且为吸收增大的机理。

根据以上内容，本发明的防音结构的效果显而易见。

以上，举出关于本发明的防音结构的各种实施方式及实施例而进行了详细说明，但本发明并不限定于这些实施方式及实施例，在不脱离本发明的主旨的范围内，当然可以进行各种改良或变更。

产业上的可利用性

关于本发明的防音结构，即使明显比波长小，紧凑、轻量且薄也能够实现大于50％，优选接近100％的吸收率。并且，本发明的防音结构具备空气等的通道，从而能够兼备通气性、导热性和高的防音效果。因此，本发明的防音结构能够为了设备、汽车及普通家庭等的防音而配置在风扇管道内或能够用作具备防音功能的风扇管道，且适合设备、汽车及普通家庭的用途。

符号说明

10、10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g-防音结构，12-开口，14、14a、14b、14c、14d-框，16-框体，18、18a、18b、18b1、18b2-膜，20、20a、20b、20c、20d-吸音单元，22-开放单元，24、24a、24b、28-贯穿孔，26、26a、26b、30-穿孔板，32-背面板，34-筺体，Lt-框厚，Lw-框宽度。

Claims

1.一种防音结构，其具有不同种类的两种以上的共振型吸音单元和开放部，

所述开放部配置在与不同种类的两种以上的共振型吸音单元内的两个共振型吸音单元双方相接的位置，或在所述两个共振型吸音单元彼此相邻时配置在与其中至少一个所述共振型吸音单元相邻的位置，

该防音结构的特征在于，

一种第1共振型吸音单元的共振频率和与所述第1共振型吸音单元不同的另一种第2共振型吸音单元的共振频率一致，

一种所述第1共振型吸音单元的透射波的相位和另一种所述第2共振型吸音单元的透射波的相位相互满足抵消的关系。

2.根据权利要求1所述的防音结构，其中，

所述第1共振型吸音单元具有具备开口的框、和固定在该框的所述开口的周围并覆盖所述开口的膜。

3.根据权利要求2所述的防音结构，其中，

所述膜为单层膜。

4.根据权利要求2或3所述的防音结构，其中，

具有所述膜的所述第1共振型吸音单元的第1共振频率与所述第2共振型吸音单元的共振频率一致。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的防音结构，其中，

所述开放部为由具备开口的框组成的开放单元。

6.根据权利要求2或3所述的防音结构，其中，

将所述框的尺寸即当量圆半径设为am，将所述膜的厚度设为tm，将所述膜的杨氏模量设为EPa，将所述膜的密度设为dkg/m³时，由下述式(1)表示的参数B为15.47以上且235000以下，

7.根据权利要求1至3中任一项所述的防音结构，其中，

所述开放部被筒状、或具有以所述开放部的四边限制声音的运动的长度的壁状的结构包围。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的防音结构，其中，

满足如下条件的所述第1共振型吸音单元占所有的所述第1共振型吸音单元中的60％以上，该条件为，将所述共振频率下的波长设为λ时，所述第1共振型吸音单元与距离该所述第1共振型吸音单元最近的所述第2共振型吸音单元之间的距离小于λ/4。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的防音结构，其中，

所述第2共振型吸音单元具有具备开口的框、和固定在该框的所述开口的周围并分别覆盖所述开口的至少两层膜。

10.根据权利要求9所述的防音结构，其中，

所述至少两层膜为分别固定在所述框的所述开口的两侧的周围并分别覆盖所述开口的两层膜。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的防音结构，其中，

所述第2共振型吸音单元具有具备开口的框、和分别具备贯穿孔并固定在所述框的所述开口的周围的至少两层板。

12.根据权利要求11所述的防音结构，其中，

所述至少两层板为分别具备所述贯穿孔并分别固定在所述框的所述开口的两侧的周围且分别覆盖所述开口的两层板。

13.根据权利要求11所述的防音结构，其中，

所述开放部还包括所述至少两层板所分别具有的所述贯穿孔。

14.根据权利要求11所述的防音结构，其中，

所述第2共振型吸音单元为在覆盖所述开口的两侧的所述两层板分别具备所述贯穿孔并具有与亥姆霍兹共振类似的共振的结构。

15.根据权利要求1至3中任一项所述的防音结构，其中，

所述开放部包括设置在所述第1共振型吸音单元的外侧和/或所述第2共振型吸音单元的外侧的空间。

16.根据权利要求15所述的防音结构，其中，

所述开放部包括设置在所述第1共振型吸音单元与所述第2共振型吸音单元之间的空间。

17.根据权利要求15所述的防音结构，其中，

所述第1共振型吸音单元与所述第2共振型吸音单元配置在相邻的位置，

所述开放部包括设置在所述第1共振型吸音单元与所述第2共振型吸音单元相邻的一侧的相反侧的所述第1共振型吸音单元的外侧或所述第2共振型吸音单元的外侧的空间。

18.根据权利要求1至3中任一项所述的防音结构，其中，

所述第2共振型吸音单元具有具备贯穿孔的单层板、和固定该板并构成所述板的背面的封闭空间的框体。

19.根据权利要求18所述的防音结构，其中，

所述第2共振型吸音单元为具有亥姆霍兹共振的结构。

20.根据权利要求18所述的防音结构，其中，

所述第1共振型吸音单元和所述第2共振型吸音单元隔开间隔而并设，

所述第2共振型吸音单元的所述板的所述贯穿孔配置在与所述第1共振型吸音单元对置的位置，

所述开放部包括设置在所述第1共振型吸音单元与所述第2共振型吸音单元之间的部分。

21.根据权利要求1至3中任一项所述的防音结构，其中，

所述第1共振型吸音单元及所述第2共振型吸音单元配置在管道内，

所述开放部包括所述第1共振型吸音单元及所述第2共振型吸音单元与所述管道的内壁之间的空间。

22.根据权利要求1至3中任一项所述的防音结构，其中，

在所述第1共振型吸音单元及所述第2共振型吸音单元中一致的所述共振频率包含在10Hz～100000Hz的范围内。

23.根据权利要求1至3中任一项所述的防音结构，其中，

该防音结构至少具有3个具备开口的框，其中至少一个第1框中安装有膜并作为所述第1共振型吸音单元而发挥功能，与所述第1框不同的至少一个第2框中安装有膜或板并作为所述第2共振型吸音单元而发挥功能，而且由与所述第1框及所述第2框不同的至少一个第3框组成的单元结构作为所述开放部而发挥功能。