CN110337688A - 防音结构体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种小型且在低频带的防音性能高的防音结构体。本发明的防音结构体具有至少一个防音单元，该防音单元具备：框，具有孔部；弹性层，层叠于框的一个开口面的框架上；及膜，以覆盖孔部的方式层叠于弹性层，膜的膜振动产生时的、接合于弹性层的区域中振幅成为最大的位置处的有效位移量相对于膜的振幅成为最大的位置处的有效位移量为0.4％～10％。

Description

防音结构体
技术领域
本发明涉及一种防音结构体。
背景技术
就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，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体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，提出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体(参考专利文献1及2)。这种防音结构体与现有的防音结构体相比质量轻且在特定频率中能够得到高屏蔽性能。并且，能够通过改变框的形状和膜的刚性、锭子的质量来控制隔音频率。
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(参考摘要、权利要求1、[0005]～[0007]段、[0034]段等)。另外，吸音材料的储能模量表示通过吸音而在吸音材料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，优选树脂等比重较低的材料(参考[0019]段)，实施例中使用丙烯酸树脂(参考[0030]段)，作为吸音材料能够使用热塑性树脂(参考[0022]段)，实施例中通过使用将配合的材料设为树脂或树脂与填料的混合物的吸音材料(参考[0030]～[0034]段)，不会导致吸音体的大型化便能够在低频区域实现高吸音效果。
并且，专利文献2中公开有一种吸音体，其中，膜振动型吸音材料具有膜主体及隔着粘合剂层而接合于膜主体的重心部重叠部件，重叠部件的面积相对于膜主体的面积的比例为1.5％以上(参考摘要、权利要求1、[0008]段等)。
专利文献2中，通过在膜振动型吸音材料(膜主体)上设置重叠部件，能够使可得到吸音效果的频率区域位移至低频率侧(参考[0005]段等)。
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2010-026258号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
然而，当在窄的管道内或通风套管等空间上受限制的场所配置防音结构体时，或者在维持通气性的状态下配置防音结构体时等，无法将防音结构体设置为较大，因此存在尤其在低频率侧无法得到充分的隔音性能的问题。
本发明的课题在于克服上述现有技术的问题，并提供一种小型且在低频带的防音性能高的防音结构体。
用于解决技术课题的手段
本发明人等为了实现上述课题而进行了深入研究，结果发现，通过以下能够解决上述课题，从而完成了本发明。即具有至少一个防音单元，该防音单元具备：框，具有孔部；弹性层，层叠于框的一个开口面的框架上；及膜，以覆盖孔部的方式层叠于弹性层，膜的膜振动产生时的、层叠于弹性层的区域中振幅成为最大的位置处的有效位移量相对于所述膜的振幅成为最大的位置处的有效位移量为0.4％～10％。
即，发现了通过以下的结构能够实现上述课题。
(1)一种防音结构体，具有至少一个防音单元，该防音单元具备：
框，具有孔部；
弹性层，层叠于框的开口面的框架上；及
膜，以覆盖孔部的方式层叠于弹性层，
膜的膜振动产生时的、接合于弹性层的区域中振幅成为最大的位置处的有效位移量相对于膜的振幅成为最大的位置处的有效位移量为0.4％～10％。
(2)根据(1)所述的防音结构体，其中，
弹性层为接合框与膜的粘合层。
(3)根据权利要求(1)或(2)所述的防音结构体，其中，
将弹性层的厚度设为t，将弹性层的厚度方向的有效弹性模量设为Eeff时，复合参数σ＝t1.4×(1+1/Eeff)满足3.0×10-2＜σ＜5×101。
(4)根据(3)所述的防音结构体，其中，
弹性层为单层，
弹性层的厚度方向的有效弹性模量Eeff为弹性层的形成材料的杨氏模量Eyoung(GPa)。
(5)根据(3)所述的防音结构体，其中，
弹性层由多层构成，
若将弹性层的压入弹性模量设为Eind，将层的数量设为N，将层的平均厚度设为t，则弹性层的厚度方向的有效弹性模量Eeff为Eeff＝Eind/{(t/100)3×N5}。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的防音结构体，其中，
防音单元小于膜的膜振动的第1固有振动频率的波长。
(7)根据(6)所述的防音结构体，其中，
第1固有振动频率为100000Hz以下。
发明效果
根据本发明，能够提供一种小型且在低频带的防音性能高的防音结构体。
附图说明
图1为示意性地表示本发明所涉及的防音结构体的一例的立体图。
图2为图1所示的防音结构体的分解图。
图3为图1所示的防音结构体的剖视图。
图4为用于说明框的形状的示意性立体图。
图5为用于说明在接合部中振幅成为最大的位置的示意性顶视图。
图6为用于说明在接合部中振幅成为最大的位置的示意性顶视图。
图7为示意性地表示本发明所涉及的防音结构体的另一例的分解图。
图8为图7所示的防音结构体的剖视图。
图9为示意性地表示本发明所涉及的防音结构体的另一例的俯视图。
图10为图9所示的防音结构体的剖视图。
图11为示意性地表示本发明所涉及的防音结构体的另一例的分解图。
图12为图11的B-B线剖视图。
图13为用于说明声学特性的测量方法的示意图。
图14为表示频率与吸音率之间的关系的曲线图。
图15为表示弹性模量、频率及吸音率之间的关系的曲线图。
图16为表示弹性模量与频率之间的关系的曲线图。
图17为表示弹性模量与位移之间的关系的曲线图。
图18为表示弹性层的厚度与吸音峰频率之间的关系的曲线图。
图19为表示弹性层的厚度与位移之间的关系的曲线图。
图20为表示弹性层的厚度与位移之间的关系的曲线图。
图21为表示弹性层的厚度与位移之间的关系的曲线图。
图22为表示弹性模量与频率之间的关系的曲线图。
图23为表示弹性模量与位移之间的关系的曲线图。
图24为表示有效位移量之比与吸音峰频率位移量之间的关系的曲线图。
图25为表示复合参数与有效位移量之比之间的关系的曲线图。
图26为表示弹性模量、膜厚及吸音峰频率的位移比例之间的关系的曲线图。
图27为表示频率与吸音率之间的关系的曲线图。
图28为表示弹性模量、膜厚及吸音峰频率的位移比例之间的关系的曲线图。
图29为表示频率与吸音率之间的关系的曲线图。
图30为表示双面胶带的层叠张数与吸音峰频率之间的关系的曲线图。
图31为表示弹性模量、膜厚及吸音峰频率的位移比例之间的关系的曲线图。
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体进行详细说明。
以下记载的构成要件的说明有时是基于本发明的代表性实施方式来进行的，但本发明并不限定于这种实施方式。
另外，本说明书中，使用“～”来表示的数值范围是指包含“～”的前后所记载的数值来作为下限值及上限值的范围。
[防音结构体]
本发明的防音结构体具有至少一个防音单元，该防音单元具备：
框，具有孔部；
弹性层，层叠于框的开口面的框架上；及
膜，以覆盖孔部的方式层叠于弹性层，
膜的膜振动产生时的、接合于弹性层的区域中振幅成为最大的位置处的有效位移量相对于膜的振幅成为最大的位置处的有效位移量为0.4％～10％。
图1为示意性地表示本发明所涉及的防音结构体的一例的立体图。图2为图1所示的防音结构体的示意性分解图，图3为图1所示的防音结构体的示意性剖视图。
图1～图3所示的防音结构体10a具备具有非贯穿的孔部12的框14、弹性层18及膜16。
本发明中，具有1组的框14、弹性层18及膜16的结构体为防音单元，图1～图3所示的防音结构体10a具有一个防音单元。
如图2及图3所示，在形成有框14的孔部的表面(开口面)的框架上层叠有弹性层18，进而在弹性层18上层叠有覆盖孔部的膜16。
这种结构的防音结构体10a通过接合于框14的膜16与来自外部的声波对应地进行膜振动来吸收或者反射声波的能量而进行防音。
其中，本发明的防音结构体10a具有如下结构：在框14与膜16之间具有弹性层18，在产生膜振动时，膜16与弹性层18进行接合的区域中振幅成为最大的位置处的膜16的有效位移量相对于膜16的振幅成为最大的位置处的有效位移量成为0.4％～10％。本发明的防音结构体被设为隔着具有弹性的弹性层将框14与膜16进行接合的结构，由此能够使接合于框14的膜16的膜振动的第1固有振动频率更低频化，无需加大防音结构体的尺寸便能够提高低频带下的防音性能。
将在后面对该点进行详细叙述。
框14为立方体形状且具有在一表面具有底面的非贯穿的孔部12。框14用于支撑以覆盖孔部12的开口的方式配置的膜16。在框14接合有配置于框14与膜16之间的弹性层18，并固定弹性层18的接合面。因此，与膜16相比，框14的刚性高，具体而言，优选每单位面积的质量及刚性均较高。
另外，框14优选为以能够支撑膜16的整周的方式隔着弹性层18能够接合膜16的封闭且连续的形状，但本发明并不限定于此。若框14固定与其接合的弹性层18的接合面，则可以是一部分被切割且不连续的形状。即，框14的作用在于固定并支撑弹性层18的接合面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未粘接的部位，也会发挥效果。
并且，框14的孔部12的开口形状为平面形状，在图示例中为圆形，但在本发明中，并无特别限制。例如可以为正方形、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、或者椭圆形等，也可以是不规则的形状。
框14的孔部12的个端部并未封闭直接向外部开放，另一个端部被封闭。在开放状态的孔部12的端部以覆盖孔部12的方式配置有膜16，在框14的内部形成封闭空间。
另外，图1～图3所示的例子中，框14的孔部12中，只有一侧的端部向外部开放，另一侧的端部被封闭，但也可以其两侧的端部均未被封闭，均直接向外部开放。该情况下，覆盖孔部12的膜16隔着弹性层18接合于开放状态的孔部12的一个端部。
并且，框14的孔部12的尺寸(俯视时的尺寸)能够作为其孔部12的直径来定义。在如圆形或正方形那样的正多边形的情况下，能够定义为通过其中心而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，当量圆直径是指换算为面积相等的圆时的直径。
这种框14的孔部12的尺寸并无特别限制，本发明的防音结构体根据为了防音而适用的防音对象物设定即可，例如，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、飞机等交通运输设备、冰箱、洗衣机、烘干机、电视、复印机、微波炉、游戏机、空调、风扇、PC(个人计算机)、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体10本身，从而用于阻隔来自多个噪音源的声音的用途中。此时，也能够根据成为对象的噪音的频率来选择框14的孔部12的尺寸。
另外，优选将由框14、膜16及弹性层18构成的防音单元设为小于膜16的膜振动的第1固有振动频率的波长。因此，为了将防音单元设为小于第1固有振动频率的波长，优选将框14的孔部12的尺寸设为小。
例如，孔部12的尺寸并无特别限制，例如优选为0.5mm～300mm，更优选为1mm～200mm，更优选为5mm～100mm，最优选为10mm～80mm。
另外，关于框14的框架壁厚及高度(穿孔方向的厚度)，只要能够接合膜16，且能够可靠地支撑膜16，则也并无特别限制。例如，框14的框架壁厚及高度能够根据孔部12的尺寸进行设定。
其中，如图4所示，框14的框架壁厚为框14的开口面中的厚度最薄的部分的厚度d1。并且，框14的高度为孔部的穿孔方向上的高度h1。
例如，当孔部12的尺寸为0.5mm～50mm时，框14的框架壁厚优选为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300mm以下时，框14的框架壁厚优选为1mm～100mm，更优选为3mm～50mm，最优选为5mm～20mm。
另外，若框14的框架壁厚相对于孔部12的尺寸的比率过大，则在整体中所占的框14的部分的面积率变大，防音结构体可能变重。另一方面，若上述比率变得过小，则在该框14部分通过粘接剂等来强力地接合膜16会变得困难。
并且，框14的高度优选为0.5mm～200mm，更优选为0.7mm～100mm，最优选为1mm～50mm。
并且，优选将防音单元设为小于膜16的膜振动的第1固有振动频率的波长，因此优选孔部12的尺寸为接合于框14的膜16的膜振动的第1固有振动频率的波长以下的尺寸。
若框14的孔部12的尺寸为膜16的膜振动的第1固有振动频率的波长以下的尺寸，则强度不均的小的声压会施加到膜16的膜表面，因此很难引起难以控制声音的膜的振动模式。即，防音结构体能够获得高的声音控制性。
为了将强度不均更小的声压施加到膜16的膜表面，即，为了使施加于膜16的膜表面的声压更均匀，将接合于框14的膜16的膜振动的第1固有振动频率的波长设为λ时，孔部12的尺寸优选为λ/2以下，更优选为λ/4以下，更优选为λ/8以下，最优选为λ/12以下。
框14的材料只要能够支撑膜16，在适用于上述防音对象物时具有适当的强度，且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选择。例如，作为框14的材料，可举出铝、钛、镁、钨、铁、钢、铬、铬钼、镍铬钼及它们的合金等金属材料；丙烯酸树脂、聚甲基丙稀酸甲酯、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、聚酰亚胺及三乙酰纤维素等树脂材料；碳纤维增强塑料(CFRP)；碳纤维以及玻璃纤维增强塑料(GFRP)等。
并且，电可以组合使用这些多种材料作为框14的材料。
并且，在框14的孔部12内也可以配置现有公知的吸音材料。
通过配置吸音材料，从而由于吸音材料产生的吸音效果，能够更加提高隔音特性。并且，能够进行吸音的频率区域的宽频带化。
作为吸音材料并无特别限定，能够利用聚氨酯泡沫、玻璃棉及无纺布等各种公知的吸音材料。
如上所述，通过在本发明的防音结构体内组合使用公知的吸音材料，能够得到由本发明的防音结构体产生的效果和由公知的吸音材料产生的效果这两种效果。
膜16弹性层18被接合，该弹性层18以覆盖形成于框14的孔部12的方式层叠于框14上。膜16通过与来自外部的声波对应地进行膜振动来吸收或者反射声波的能量而进行防音。
另外，在以下的说明中，隔着弹性层18将膜16接合于框14的情况也简称为膜16接合于框14。
然而，膜16需要接合于框14(弹性层18)而进行膜振动。因此，需要将膜16按压而可靠地接合于框14，使其成为膜振动的波腹，从而吸收或者反射声波的能量而进行防音。因此，优选膜16为具有挠性的弹性材料制膜。
关于俯视膜16时的形状及大小，只要是能够覆盖框14的孔部12的形状及大小则并无限定。图1～图3所示的例子中，膜16的形状及大小为与框14的外形相同的形状及大小。
并且，膜16的厚度只要能够为了吸收声波的能量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，优选其厚度较厚，为了在低频侧得到固有振动模式，优选其厚度较薄。例如，本发明中，能够根据孔部12的尺寸即膜16的尺寸来设定膜16的厚度。
例如，当孔部12的尺寸为0.5mm～50mm时，膜16的厚度优选为0.001mm(1μm)～5mm，更优选为0.005mm(5μm)～2mm，最优选为0.01mm(10μm)～1mm。
并且，当孔部12的尺寸大于50mm且为300mm以下时，膜16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，关于膜16的厚度，如在1个膜16中厚度不同时等，优选以平均厚度来表示。
其中，隔着弹性层18接合于框14的膜16的膜振动具有最低阶的固有振动模式的频率即第1固有振动频率。该第1固有振动频率为能够在防音结构体10a的结构中引起的最低阶的固有振动模式的频率。
该第1固有振动频率相对于大致垂直入射于膜16的声场，透射损失成为最小，且为具有最低阶的吸收峰的共振频率。即，本发明中，在膜16的膜振动的第1固有振动频率中，使声音透射，且具有最低阶的频率的吸收峰。
并且，在本发明中，第1固有振动频率根据由框14、膜16及弹性层18构成的防音单元来确定。本发明中，将这样确定的第1固有振动频率也称为膜的第1固有振动频率。
隔着弹性层18接合于框14的膜16的膜振动的第1固有振动频率(例如，基于刚性定律的频率区域与基于质量定律的频率区域的边界成为最低阶的第1共振频率)优选为相当于人对声波的感应区域的10Hz～100000Hz，更优选为人对声波的可听区域即20Hz～20000Hz，进一步更优选为40Hz～16000Hz，最优选为100Hz～12000Hz。
其中，在防音结构体(防音单元)中，关于具有框14、膜16及弹性层18的结构中的膜振动的共振频率例如第1固有振动频率，能够根据框14的几何形态(例如框14(孔部12)的形状及大小(尺寸))、膜16的刚性(例如膜16的厚度及挠性和膜背后空间的体积)以及弹性层18的厚度及弹性模量等来确定。
在本发明中，通过具有弹性层18能够将膜振动的第1固有振动频率设为更低频率。将在后面对该点进行详细叙述。
另外，作为表征不具有仅由框和膜构成的弹性层时的膜振动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边的尺寸之比[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，标度律成立，能够选择适当的尺寸。
并且，关于膜16的杨氏模量，只要膜16具有为了吸收或者反射声波的能量进行防音而能够进行膜振动的弹性，则并无特别限制。关于膜16的杨氏模量，为了在高频侧得到固有振动模式，优选设为大，为了在低频侧得到固有振动模式，优选设为小。例如，本发明中，膜16的杨氏模量能够根据框14(孔部12)的尺寸即膜的尺寸来设定。
例如，膜16的杨氏模量优选为1000Pa～3000GPa，更优选为10000Pa～2000GPa，最优选为1MPa～1000GPa。
并且，只要为了吸收或反射声波的能量进行防音而能够进行膜振动，则膜16的密度也无特别限制，例如，优选为5kg/m3～30000kg/m3，更优选为10kg/m3～20000kg/m3，最优选为100kg/m3～10000kg/m3。
在将膜16的材料设为膜状材料或箔状材料时，只要在适用于上述防音对象物时具有适当的强度，对防音对象物的防音环境具有耐性，膜16为了吸收或反射声波的能量进行防音而能够进行膜振动，则并无特别限制，能够根据防音对象物及其防音环境等来选择。例如，作为膜16的材料，能够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、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、三乙酰纤维素、聚偏二氯乙烯、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、氯化聚乙烯、聚氯乙烯、聚甲基戊烯及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、铜及坡莫合金等能够制成箔状的金属材料；纸及纤维素等成为其他纤维状膜的材质；包含无纺布及纳米级纤维的薄膜；加工成较薄的聚氨酯及新雪丽等多孔材料；以及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，膜16以覆盖框14的孔部12的开口的方式隔着弹性层18接合于框14。另外，当孔部12为贯穿孔时，膜16可以以覆盖框14的孔部12的任一个开口侧或者两侧的开口的方式接合于框14。
弹性层18为形成有贯穿孔的片状物，该贯穿孔的开口形状与形成于框14的孔部12的开口形状相同。弹性层18使贯穿孔的位置与框14的孔部12的开口对准，并层叠于形成有框14的孔部12的表面(开口面)的框架上。并且，在弹性层18上层叠有膜16。即，弹性层18配置于框14与膜16之间。
并且，弹性层18以具有规定的弹性模量的材料且以规定的厚度形成，以便膜振动产生时的、接合于弹性层18的区域中振幅成为最大的位置处的膜16的有效位移量相对于膜16的振幅成为最大的位置处的有效位移量成为0.4％～10％。
其中，如上所述，本发明的防音结构体具有如下结构：在框14与膜16之间具有弹性层18，膜振动产生时的、膜16与弹性层18进行接合的区域中振幅成为最大的位置处的膜16的有效位移量相对于膜16的振幅成为最大的位置处的有效位移量成为0.4％～10％。
通过将本发明的防音结构体设为隔着具有弹性的弹性层接合框14与膜16的结构，由此在膜16进行膜振动时，弹性层18根据膜振动进行伸缩，并且在与弹性层18的接合区域中的膜16进行位移。膜16在膜16与弹性层18的接合区域进行位移，由此接合于框14的膜16的膜振动的振动模式发生变化，从而能够进行低频化。由此，无需加大防音结构体的尺寸便能够提高低频带下的防音性能。
其中，膜振动产生时的、膜的振幅成为最大的位置处的有效位移量(以下也称为振动部有效位移量)是指，在未与弹性层18接合的区域中振幅最大的位置处的位移量的均方根。
另外，以下说明中，将膜16的未与弹性层18接合的区域也称为振动部。即，振动部有效位移量为在振动部中振幅最大的位置处的位移量的均方根。
具体而言，在振动部中振幅变得最大的位置还取决于孔部12的形状，但在圆形或正方形的情况下其为中心位置。并且，当孔部12的形状为圆形或正方形以外的形状时，可以通过基于有限元法的计算预先求出依赖于形状的固有振动时振幅变得最大的位置。
在该振幅变得最大的位置，利用激光位移计测量振动的位移。此时的采样率设为比测量的频率充分小的值。计算出通过测量而得到的位移的单一频率的1周期量的数据的均方根，并求出振动部有效位移量。另外，由于将膜的振动视为正弦波，因此振动部有效位移量也能够利用振幅/√2求出。
并且，在与弹性层18接合的区域中振幅成为最大的位置处的膜16的有效位移量(以下也称为接合部有效位移量)是指，在与弹性层18接合的区域中振幅最大的位置处的位移量的均方根。
另外，以下的说明中，将膜16的与弹性层18接合的区域也称为接合部。
具体而言，在接合部中振幅变得最大的位置取决于框14及孔部12的形状。因此，可以通过基于有限元法的计算预先求出依赖于形状的固有振动时振幅变得最大的位置。
例如，如图5所示，当框14的开口面的外形为正方形、孔部12为圆形时，在图中以P表示的框14的各边的中央的位置处振幅变得最大。并且，如图6所示，当框14的开口面的外形为正方形、孔部12为正方形时，在图中以P表示的框14的各边的中央的位置处振幅变得最大。
在该振幅变得最大的位置，利用激光位移计测量振动的位移。此时的采样率设为比测量的频率充分小的值。计算出通过测量而得到的位移的单一频率的1周期量的数据的均方根，并求出接合部有效位移量。
求出振动部有效位移量及接合部有效位移量时的位移波形的测量方法如下。
在测量吸音率时所使用的丙烯酸等透明的声管内载置防音结构体，从扬声器向声管内在频率100Hz～2500Hz的范围内发出声压93dB的声音，并且从声管的外部使用激光位移计(例如，Oho Sokki Co.，Ltd.制激光干涉位移计系统LV-2100A、激光光斑在15μm～100μm的范围内、测量采样为10000Hz以上)在膜的振动部中振幅变得最大的位置和在接合部中振幅变得最大的位置处测量位移量。
或者，也可以通过使用有限元法的模拟试验求出在膜的振动部中振幅变得最大的位置和在接合部中振幅变得最大的位置处的位移量。
其中，如图2所示，俯视弹性层18时的形状只要是与俯视框14时的形状相同的形状即可。然而，并不限定于此，可以是配置于框14的开口面的框架的一部分中的形状，也可以配置为覆盖开口面。并且，弹性层18优选为以能够支撑膜16的整周的方式能够接合膜16的封闭且连续的形状，但并不限定于此。即使弹性层18的一部分被切割且为不连续的形状，并与外部连通，但只要间隙中的空气阻力足够大，则也会显示出由外部声压产生的共鸣特性，因此框14的孔部12内实际上可以说是封闭空间。即，弹性层18中可以存在小缝隙，也可以存在未粘接的部位。
并且，图1～图3所示的防音结构体10a中，将弹性层18设为单层结构，但并不限定于此，如图7及图8所示的防音结构体10b，电可以将弹性层18设为层叠有多层的多层结构。图7及图8所示的例子中，将弹性层18设为第一层20a、第二层20b及第三层20c这3层结构，但并不限定于此，弹性层18可以为2层结构，也可以为4层以上的结构。
并且，当弹性层18由多层构成时，各层可以由相同材料构成，也可以由不同材料构成。
并且，弹性层18与框14及膜16的接合方法并不限定，例如，能够使用粘合剂进行接合。并且，弹性层18也可以兼具连接框14与膜16的功能。即，弹性层18可以为粘合层。
作为弹性层18(构成弹性层18的第一层20a、第二层20b及第三层20c)的形成材料，作为粘合剂能够举出例如，橡胶系溶剂型粘合剂、丙烯酸系溶剂型粘合剂、有机硅系溶剂型粘合剂、乙烯系溶剂型粘合剂、丙烯酸系乳胶型粘合剂、热熔型粘合剂等。具体而言，这些的主原料为天然橡胶、苯乙烯丁二烯、聚异丁烯、异戊二烯、丙烯酸酯、有机硅橡胶、有机硅树脂、SIS(苯乙烯异戊二烯苯乙烯嵌段共聚物)、EVA(聚乙烯乙酸乙烯酯嵌段共聚物)、SBS(苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物)、SEBS(苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯嵌段共聚物)等。
并且，作为弹性层18的形成材料，能够举出纸、布、无纺布、塑料薄膜、橡胶片及金属箔等。
例如，如双面胶带那样，弹性层18可以为在由纸、布、无纺布、塑料薄膜、橡胶片及金属箔等构成的基材的两面层叠有粘合剂的结构。而且，也可以为层叠有多层这种双面胶带的结构。并且，也可以为层叠有多层上述粘合剂的结构。或者，也可以为层叠有粘合剂和双面胶带的结构。
并且，在将膜16接合于弹性层18(框14)时，可以对膜16施加张力来进行接合，但优选不施加张力而进行接合。
并且，只要膜16的端部的至少一部分被接合即可。即，一部分可以是自由端，也可以有不接合而单纯支撑的部分。优选膜16的端部(周缘部)与弹性层18接触，优选膜16的端部的50％以上接合于弹性层18，更优选90％以上接合于弹性层18。
其中，关于弹性层18，在将弹性层18的厚度设为t，将弹性层18的厚度方向的有效弹性模量设为Eeff时，优选由σ＝t1.4×(1+1/Eeff)求出的复合参数σ满足3.0×10-2＜σ＜5.0×101。
从后述的[实施例7]可知，为了加大接合部的位移量，即使加厚弹性层18的膜厚或减小弹性模量，若到达某一值则不会激励其振动模式，取而代之，会激励频率高的高阶的振动模式。因此，膜振动的低频化有限。因此，通过将统一处理弹性层18的弹性模量和厚度这两个因素的复合参数σ设为上述范围，能够设定低频化的增大和极限。
关于有效弹性模量Eeff，在从防音结构体取出弹性层的自立式膜时，通过以下所述的拉伸试验来确定。无法取出弹性层的自立式膜时，可以使弹性层在一侧暴露(另一侧以接合于框体或者膜的状态)，并使用纳米压痕法(例如，基于使用Asylum Corporation制MFP-3D InfinityAFM的压痕的弹性模量评价)及皮秒超声波法(使用飞秒激光传播具有皮秒的脉冲宽度的超声波并从其声速评价弹性模量的方法、参考文献PHYSICAL REVIEW LETTERS，Vol 69，page 1668(1992)，O.B.Wright et al)等来求出弹性层的有效弹性模量Eeff。
关于弹性层18为单层时的弹性层18的厚度方向的有效弹性模量(以下简称为有效弹性模量)，可以使用弹性层18的形成材料的杨氏模量Eyoung(GPa)。
关于单层弹性层18的杨氏模量Eyoung的测量，将测量用样品的厚度设为300μm以上，利用拉伸试验机(例如，A&D Co.，Ltd.制Tensilon万能材料试验机)以10N的负载进行拉伸试验来测量杨氏模量。例如，其为NITTO DENKO CORPORATION制“无基材透明型双面胶带HJ-9150W-5050μm”的情况下层叠6张，沿与层叠方向垂直的方向拉伸而测量杨氏模量。
另一方面，弹性层18为多层的情况下，若将层的数量设为N，将层的平均厚度设为t，则弹性层18的有效弹性模量Eeff由Eeff＝Eind/{(t/100)3×N5)定义。
Eind为使用压痕装置(例如，FISCHER INSTRUMENTS K.K.制Fischerscope HM2000等)而得的压入弹性模量。
作为测量条件，使用Berkovich压头以最大负载200mN经20秒以恒定负载压入，保持负载5秒钟后，经20秒钟以恒定负载速度卸载，而得到负载卸载曲线。对试样的3种膜厚进行测量。为了求出推测能够排除基板的影响的膜厚的压入弹性模量，使用了如下压入弹性模量，该压入弹性模量通过对3种膜厚的压入弹性模量的膜厚依赖性进行指数函数拟合，并2000μm为止进行外插计算而得。
关于构成弹性层的多层的平均厚度t，将防音结构体的截面通过切削加工等剪切，利用通常的光学显微镜(例如，Olympus Corporation制立式显微镜BX53M等)观察截面来进行测量。
其中，若复合参数σ过大，则产生高阶的振动模式，导致膜振动的高频化。另一方面，若复合参数σ过小，则频率化的效果消失，或者低频化效果微小。
考虑到这些，复合参数σ优选3×10-2＜σ＜5×101，更优选3×10-1＜σ＜5×101，进一步优选2.5＜σ＜5×101。
其中，图1～图3所示的例子中，防音结构体设为由一个防音单元构成的结构，但并不限定于此。如图9及图10所示的防音结构体100，也可以设为具有多个防音单元的结构。
图9为示意性地表示本发明的防音结构体的另一例的俯视图，图10为图9所示的防音结构体的剖视图。
图9及图10所示的防音结构体100具有将图1所示的防音结构体作为防音单元22而排列6×6个防音单元22的结构。
另外，图9及图10所示的例子中，防音结构体由6×6个即共计36个防音单元构成，但并不限定于此。若防音结构体是由多个防音单元构成的防音结构体，则也可以由几个防音单元构成。防音单元的数量根据防音对象物设定即可，或者上述孔部12的尺寸根据防音对象物来设定，因此防音单元的数量可以根据孔部12的尺寸来设定。
并且，图9及图10所示的例子中，各防音单元22的框14以二维连接，且构成为一个框体。另外，各防音单元22的框14可以为分别作为单独的部件而排列并连接的结构。
同样地，图9及图10所示的例子中，各防音单元22的膜16以二维连接，且构成为一个膜体。另外，各防音单元22的膜16可以分别为单独的部件。
同样地，图9及图10所示的例子中，各防音单元22的弹性层18以二维连接，且构成为一个弹性部件。另外，各防音单元22的弹性层18可以分别为单独的部件。
并且，图9及图10所示的防音结构体中，多个防音单元可以设为相同的防音单元，但也可以设为具有不同防音单元的结构。
例如，可以包含框14的孔部12的尺寸不同的(也包括形状不同的情况)防音单元。并且，也可以包含孔部12的深度及框14的框架壁厚等不同的防音单元。
同样地，也可以包含膜16的形成材料及厚度等不同的防音单元。
同样地，也可以包含弹性层18的形成材料、厚度及层结构等不同的防音单元。
并且，图1～图3所示的例子中，孔部12设为与深度方向垂直的截面无变化的直管形状，但并不限定于此。例如，如图11及图12所示的防音结构体10c，孔部12的截面形状可以沿深度方向发生变化。
图11及图12所示的防音结构体10c的框14的外形为立方体形状且在内部具有立方体形状的空腔，在最大面的一表面的中心具有圆形且贯穿空腔的孔部。
并且，膜16可以是穿孔有一个以上的贯穿孔的膜。
并且，可以在膜16设置锭子。
通过在膜16设置贯穿孔或者锭子，能够调整膜振动的第1固有振动频率。尤其，通过设为膜16中设置锭子的结构，能够使膜振动的第1固有振动频率更低频化。
以下，对能够与具有本发明的防音结构体的防音部件进行组合的结构部件的物性或特性进行说明。
[阻燃性]
作为建材或设备内防音材料而使用具有本发明的防音结构体的防音部件时，要求其为阻燃性。
因此，膜优选阻燃性的膜。作为膜，例如可使用作为阻燃性PET薄膜的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/或作为阻燃性聚酯类薄膜的DIALAMY(注册商标)(MitsubishiPlastics，Inc.制)等。
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，作为弹性层而使用粘合剂时，也优选使用阻燃性的粘合剂。例如，可举出3M公司制VHBTM丙烯酸泡沫胶带Y-4545系列、NITTO DENKO CORPORATION制双面胶带No.5011N、LINTEC Corporation阻燃性双面粘合胶带TL-827SB-30NF、DIC Corporation制无基材型双面胶带#8080NR等。
[耐热性]
伴随环境温度的变化，有可能由于本发明的防音结构体的结构部件的膨胀伸缩而使防音特性发生变化，因此构成该结构部件的材质优选耐热性的尤其低热收缩的材质。
作为膜，例如优选使用Teijin Tetoron(注册商标)薄膜SLA(Teijin DuPont制)、PEN薄膜Teonex(注册商标)(Teijin DuPont Ltd.制)和/或Lumirror(注册商标)非退火低收缩型(TORAY INDUSTRIES，INC.制)等。并且，通常还优选使用热膨胀系数比塑料材料小的铝等金属膜。
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，用作弹性层的粘合剂也优选耐热的粘合剂。
[耐候性/耐光性]
当具有本发明的防音结构体的防音部件配置在室外或光线照射的场所时，结构部件的耐侯性成为问题。
因此，作为膜，优选使用特殊聚烯烃薄膜(ARTPLY(注册商标)(MitsubishiPlastics，Inc.制))、丙烯酸树脂薄膜(ACRYPRENE(Mitsubishi Rayon Co.，Ltd.制))和/或Scotchcal Film(商标)(3M公司制)等耐侯性薄膜。
并且，作为框，优选使用聚氯乙烯、聚甲基丙稀酸甲酯(亚克力)等耐侯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，用作弹性层的粘合剂也优选耐侯性高的粘合剂。
关于耐湿性，也优选适当选择具有高耐湿性的膜、框以及弹性层。关于吸水性、耐化学药品性，也优选适当选择适当的膜、框以及弹性层。
[灰尘]
在长期的使用过程中，灰尘会粘附于膜表面，有可能影响本发明的防音结构体的防音特性。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，优选使用难以粘附灰尘的材质的膜。例如，通过使用导电性薄膜(FLECRIA(注册商标)(TDK公司制)和/或NCF(NAGAOKA SANGYO CO.，LTD.制))等，使膜部件不带电，由此能够防止由带电引起的灰尘的粘附。并且，通过使用氟树脂薄膜(DI-NOCFILM(商标)(3M公司制))和/或亲水性薄膜(Miraclain(LifeGard公司制)、RIVEX(RikenTechnos Corp.制)和/或SH2CLHF(3M公司制))，也能够抑制灰尘的粘附。而且，通过使用光催化薄膜(Laclean(Kimoto Co.，Ltd.制))，也能够防止膜部件的污染。通过将包含这些具有导电性、亲水性和/或光催化性的喷雾器和/或氟化合物的喷雾器涂布于膜部件上，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，能够通过发射膜的共鸣频率的声音并强力地振动膜来去除灰尘。并且，通过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，有可能使共振频率发生变化。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。
[配置]
为了能够将具有本发明的防音结构体的防音部件在壁等上简单地进行安装或拆卸，优选防音部件中安装有由磁性体、Magic tape(注册商标)、按钮、吸盘等构成的折装机构。例如，可以预先将折装机构安装于框的侧面，将折装机构安装在壁上，从而将防音部件安装在壁上。并且，也可以将安装于防音部件的折装机构从壁上拆卸，使防音部件从壁上脱离。
并且，在将所隔音的频带不同的防音结构体作为防音单元进行组合的情况下，优选在各防音单元上安装有磁性体、Magic tape(注册商标)、按钮及吸盘等折装机构，以便容易组合防音单元。
并且，可以在各防音单元设置凹部及凸部，使其中一个防音单元的凸部与另一个防音单元的凹部啮合而进行防音单元的折装。在组合多个防音单元的情况下，可以在一个防音单元设置凸部及凹部这两者。
而且，也可以组合上述折装机构与凸部及凹部而进行防音单元的拆装。
[框的机械强度]
随着具有本发明的防音结构体的防音部件的尺寸加大，框变得容易振动，相对于膜振动，作为固定端的功能下降。因此，优选增加框的框架的壁厚来提高框刚性。但是，若增加框架的壁厚，则防音部件的质量增加，轻量这一本防音部件的优点减少。
因此，为了维持高刚性的同时减少质量的增加，优选在框架上形成孔或槽。例如，通过对框架使用桁架结构或者框架结构，能够兼顾高刚性且轻量。
本发明的防音结构体基本上如上构成。
本发明的防音结构体能够用作如下防音部件。
例如，作为具有本发明的防音结构体的防音部件，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：设置在房间的窗户上，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上，且控制室内的声音的防音部件；
地板用防音部件：设置在地板上，且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：设置在阳台上，防止来自自家阳台或相邻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；
简单防音室部件：能够简单组装，且移动也简单的防音部件；
宠物用防音室部件：包围宠物的房间而防止噪音的防音部件；
娱乐设施：设置在游戏中心、体育中心、音乐厅、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体进行具体说明。以下实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理步骤等只要不脱离本发明的宗旨，则能够适当地进行变更。因此，本发明的范围不应通过以下所示的实施例而进行限定性地解释。
[比较例1]
首先，作为比较例1，制作了膜振动产生时的、接合于弹性层的位置上的膜的最大位移量相对于膜的最大位移量成为0.4％～10％的范围外的防音结构体。
具体而言，作为膜，使用了大小50mm×50mm、厚度80μm的铜箔膜。作为框，如图11及图12所示的框14，使用了如下形状的框：外形为立方体形状且在内部具有立方体形状的空腔，在最大面的一表面的中心具有圆形且贯穿空腔的孔部。框14的外形x1×y1×h1为50mm×50mm×26mm，空腔部的大小x2×y2×h2为44mm×44mm×20mm，孔部的直径D0为44mm，框架壁厚d1为3mm。即，孔部的深度为23mm。并且框的材质为丙烯酸。
根据框的开口面的框架部分的形状切出了双面胶带1(ASKUL Corporation.制“现场的力量”(基材：纸、粘合剂：丙烯酸系、型号7881078))。将切出的双面胶带粘贴到框的开口面的框架部分。进而，将膜粘贴到双面胶带上而制作了防音结构体。
并且，制作3个将双面胶带1层叠了1张、3张、6张的测量用样品，并使用压痕装置(例如，FISCHER INSTRUMENTS K.K.制Fischerscope HM2000等)测量了压入弹性模量。
作为测量条件，使用Berkovich压头以最大负载200mN经20秒以恒定负载压入，保持负载5秒钟后，经20秒钟以恒定负载速度卸载，而得到了负载卸载曲线。
对所得到的3种膜厚的压入弹性模量的膜厚依赖性进行指数函数拟合，并2000μm为止进行外插计算而得到了压入弹性模量Eind。
并且，使用光学显微镜对双面胶带的厚度进行测量的结果，为100μm。
根据所得到的压入弹性模量Eind和厚度t求出了双面胶带1的有效弹性模量Eeff及复合参数σ。有效弹性模量Eeff为20MPa。并且，复合参数σ为1.3×10-4。
利用基于声管的四端子法测量了比较例1的防音结构体的吸音率的频率特性(参考图13)。
作为声管，使用了丙烯酸制的具有直径8cm的圆形截面的声管30。
该方法遵循“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)”，利用扬声器34从声管30的一个开口面向声管30内发出声音，并使用从声管30的周面朝向内部的4个麦克风32进行了基于传递函数法的测量。通过该方法，能够在宽的频谱带中测量声音透射损失。
将防音结构体配置在声管的中央部。防音结构体的朝向为膜部件的膜表面与声管的截面一致的朝向。进行测量的频率范围为0Hz～2000Hz。
[比较例2]
接着，作为比较例2，将比较例1的防音结构体作为模拟模型求出了吸音率的频率特性。
具体而言，使用作为有限因素法的分析软件的COMSOL5.1的声音模块，制作了与比较例1相同结构的防音结构体的模型。另外，作为双面胶带1的弹性模量，使用了上述中求出的有效弹性模量Eeff(20MPa)。并且，双面胶带1的密度为0.3g/cm3。
并且，由铜薄膜构成的膜的弹性模量为119GPa，密度为8.94g/cm3。
声学特性评价的模拟试验中模拟了通常用于声学特性评价的垂直入射吸音率测量法。设为在直径8cm的圆筒形声管的内部中央配置防音结构体，并从声管的一侧传播平面声波的模型。作为吸音率计算出入射音量与减去在与入射侧相反的一侧的表面检测出的透射音量和在入射侧的表面检测出的反射音量后得到的值之比。
并且，膜的振动部有效位移量为5500nm，接合部有效位移量为1.45nm，有效位移量之比为0.026％。
[比较例3]
作为比较例3，将厚度250μm的PET薄膜(TORAY INDUSTRIES，INC.制LUMIRROR)用作膜，除此以外，以与比较例1相同的方式制作防音结构体，并测量了吸音率的频率特性。
[比较例4]
作为比较例4，将厚度250μm的PET薄膜用作膜，除此以外，以与比较例2相同的方式将防音结构体作为模拟模型而求出了吸音率的频率特性。即，比较例4为比较例3的模拟模型。
并且，由PET薄膜构成的膜的弹性模量为4.6GPa，密度为1.4g/cm3。
并且，膜的振动部有效位移量为3620nm，接合部有效位移量为0.41nm，有效位移量之比为0.011％。
将比较例1～4的结果示于图14中。
如图14所示，可知试验与计算一致，建立了适当的计算模型。
[模拟试验1]
作为模拟试验1，将框与膜之间的弹性层的厚度设为120μm，除此以外，制作与比较例1相同的模拟模型，并对弹性层的弹性模量进行各种变更来求出了吸音率的频率特性。
图15中示出通过模拟试验得到的弹性模量、频率及吸音率之间的关系。
并且，图16中示出从图15取出吸音率相对于各弹性模量成为峰的频率(以下也称为吸音峰频率)，绘制弹性模量及成为峰的频率的曲线图。
如图15及图16所示，可知弹性层越小则吸音峰频率越低。然而，可知，若弹性模量过小则吸音峰频率急剧变大。
并且，将频率特性的模拟试验中得到的吸音峰频率下的膜的振动部有效位移量及接合部有效位移量与弹性模量之间的关系示于图17中。
如图17所示，可知振动部有效位移量不会根据弹性层的弹性模量而发生大的变化，但弹性层的弹性模量越小则接合部有效位移量越变大。
[模拟试验2、3及4]
接着，作为模拟试验2，将弹性层的弹性模量设为1×10-4GPa，除此以外，制作与模拟试验1相同的模拟模型，并对弹性层的厚度进行各种变更来求出了吸音率的频率特性。
同样地，作为模拟试验3，将弹性层的弹性模量设为1×10-6GPa，除此以外，制作与模拟试验1相同的模拟模型，并对弹性层的厚度进行各种变更来求出了吸音率的频率特性。
同样地，作为模拟试验4，将弹性层的弹性模量设为10GPa，除此以外，制作与模拟试验1相同的模拟模型，并对弹性层的厚度进行各种变更来求出了吸音率的频率特性。
图18中示出通过模拟试验得到的弹性层的厚度与吸音峰频率之间的关系。并且，图19中示出模拟试验2的吸音峰频率下的膜的振动部有效位移量及接合部有效位移量与弹性模量之间的关系，图20中示出模拟试验3的吸音峰频率下的膜的振动部有效位移量及接合部有效位移量与弹性模量之间的关系，图21中示出模拟试验4的吸音峰频率下的膜的振动部有效位移量及接合部有效位移量与弹性模量之间的关系。
如图18所示，可知弹性层的厚度越厚则吸音峰频率越变低。然而，从模拟试验2的结果可知，若弹性层的厚度过厚则吸音峰频率急剧变大。
另外，当将弹性层的厚度加厚时，封闭空间的体积增加，因此也观测到伴随于此的低频化，但其贡献较小。
[模拟试验5]
将膜设为厚度250μm、密度1.4g/cm3，除此以外，制作与实施例1相同的模拟模型，并对弹性层的弹性模量进行各种变更来求出了吸音率的频率特性。
图22中示出通过模拟试验得到的弹性层的弹性模量与吸音峰频率之间的关系。并且，图23中示出吸音峰频率下的膜的振动部有效位移量及接合部有效位移量与弹性模量之间的关系。
模拟试验5的结果与模拟试验1～4相比吸音峰频率不同，但弹性模量依赖性示出相同的趋势。
根据模拟试验1～5的结果求出吸音峰频率的位移量和振动部有效位移量与接合部有效位移量之比(有效位移量之比)之间的关系，并示于图24中。
另外，将吸音峰频率设为F，将弹性层的弹性模量为1GPa时(相当于刚体)的吸音峰频率设为F0时，作为100×(1-F/F0)求出了吸音峰频率的位移量。
如图24所示，可知模拟试验1～5的结果大致在一条曲线上，不管弹性层的弹性模量、厚度及膜的材质等如何，均为相对于有效位移量之比示出相同的吸音特性的通用的特性。由此可知，根据在与弹性层的接合部中的膜的位移量的增加，膜整体的振动模式发生变化，因此发生低频化。
其中，从图24可知，有效位移量之比在0.4％～10％的范围内，吸音峰频率的位移量成为2％以上。
并且，根据模拟试验1～5的结果求出复合参数σ＝t1.4×(1+1/Eeff)，并将复合参数σ与有效位移量之比之间的关系绘制成曲线图，并示于图25中。
从图25可知，不管弹性层的弹性模量、厚度及膜的材质等如何，均与复合参数和有效位移量之比大致在一条曲线上，为通用的特性。
从图25可知，从吸音峰频率的位移量成为2％以上的有效位移量之比0.4％～10％的范围考虑，复合参数σ优选3.0×10-2＜σ＜5.0×101。并且，可知通过将复合参数σ设为3.0×10-1＜σ＜5.0×101而吸音峰频率的位移量成为4％以上，因此更优选，通过设为2.5＜σ＜5.0×101而吸音峰频率的位移量成为6％以上，因此进一步优选。
根据这些结果，将弹性层的弹性模量、厚度及吸音峰频率的位移量之间的关系绘制成曲线图，并示于图26中。并且，在图26的曲线图中以粗线示出满足复合参数的范围。
[实施例1]
接着，代替双面胶带1作为弹性层使用了双面胶带2(NITTO DENKO CORPORATION制“无基材透明型双面胶带”(使用丙烯酸系粘合剂、粘合力5.4N/10mm、厚度50μm))，除此以外，以与比较例1相同的方式制作本发明的防音结构体，并测量了吸音率的频率特性。
并且，膜的振动部有效位移量为4428nm，接合部有效位移量为63.7nm，有效位移量之比为1.44％。并且，有效弹性模量Eeff为1×10-5GPa。并且，复合参数σ为9.52×10-2。
图27中示出实施例1和比较例1的频率与吸音率之间的关系。
从图27可知，相对于在比较例1中吸音峰频率为432Hz，在实施例1中为413Hz，且吸音峰频率降低4.4％。若将这两个绘制到图26的弹性模量和厚度的曲线图中，则成为图28所示。
[实施例2]
设为作为弹性层使用3张双面胶带1的结构，除此以外，以与比较例1相同的方式制作本发明的防音结构体，并测量了吸音率的频率特性。
并且，膜的振动部有效位移量为4442nm，接合部有效位移量为74nm，有效位移量之比为1.67％。并且，有效弹性模量Eeff为8.2×10-5GPa。并且，复合参数σ为0.143。
[实施例3]
设为作为弹性层使用6张双面胶带1的结构，除此以外，以与比较例1相同的方式制作本发明的防音结构体，并测量了吸音率的频率特性。
并且，膜的振动部有效位移量为5694nm，接合部有效位移量为501nm，有效位移量之比为8.8％。并且，有效弹性模量Eeff为2.6×10-6GPa。并且，复合参数σ为12.1。
图29中示出实施例2及3和比较例1的频率与吸音率之间的关系。
从图29可知，相对于在比较例1中吸音峰频率为432Hz，在实施例2中为412Hz，且吸音峰频率降低4.63％。并且，在实施例3中为394Hz，且吸音峰频率降低8.80％。
若根据实施例2、3及比较例1的结果，将双面胶带的层叠张数与吸音峰频率之间的关系绘制成曲线图，则成为图30所示。
并且，若将这3个绘制到图26的弹性模量和厚度的曲线图中，则成为图31所示。
以上，举出关于本发明的防音结构体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。
符号说明
10a、10b、10c、100-防音结构体，12-孔部，14-框，16-膜，18-弹性层，20a-第1层，20b-第2层，20c-第3层，22-防音单元，30-声管，32-麦克风，34-扬声器，36-箱体。

Claims (7)

1.一种防音结构体，其具有至少一个防音单元，该防音单元具备：
框，具有孔部；
弹性层，层叠于所述框的开口面的框架上；及
膜，以覆盖所述孔部的方式层叠于所述弹性层，
所述膜的膜振动产生时的、接合于所述弹性层的区域中振幅成为最大的位置处的有效位移量相对于所述膜的振幅成为最大的位置处的有效位移量为0.4％～10％。
2.根据权利要求1所述的防音结构体，其中，
所述弹性层为接合所述框与所述膜的粘合层。
3.根据权利要求1或2所述的防音结构体，其中，
将所述弹性层的厚度设为t，将所述弹性层的厚度方向的有效弹性模量设为Eeff时，复合参数σ＝t1.4×(1+1/Eeff)满足3.0×10-2＜σ＜5×101。
4.根据权利要求3所述的防音结构体，其中，
所述弹性层为单层，
所述弹性层的厚度方向的有效弹性模量Eeff为所述弹性层的形成材料的杨氏模量Eyoung(GPa)。
5.根据权利要求3所述的防音结构体，其中，
所述弹性层由多层构成，
若将所述弹性层的压入弹性模量设为Eind，将层的数量设为N，将层的平均厚度设为t，则所述弹性层的厚度方向的有效弹性模量Eeff为Eeff＝Eind/{(t/100)3×N5}。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的防音结构体，其中，
所述防音单元小于所述膜的膜振动的第1固有振动频率的波长。
7.根据权利要求6所述的防音结构体，其中，
所述第1固有振动频率为100000Hz以下。
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