CN111213201B - 箱型隔音结构体及运输设备 - Google Patents

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Abstract

提供箱型隔音结构体，其小型轻量且能够充分降低声源固有的频率的噪声。本发明的箱型隔音结构体具有：箱体，至少一部分是开放的；及消音结构，包括配置于箱体的内部的共振体，通过消音结构降低从与箱体的壁的外侧面接触配置或在箱体的内部配置的声源产生并从箱体的开放面辐射到外部的声音。

Description

箱型隔音结构体及运输设备
技术领域
本发明涉及一种箱型隔音结构体及运输设备。
背景技术
复印机等各种电子设备及搭载于汽车中的电子装置、住宅设施的电子设备等随着多功能化及高性能化而需要以高电压及电流来驱动它们，并且电气系统的输出增加。并且，随着输出的增加和小型化，控制热量和空气以进行冷却的需求也增加，风扇等也变得重要。
电子设备等具有成为噪声的产生源的电子电路及电动马达等，电子电路及电动马达等(以下，也称为声源)分别以固有的频率产生大音量的声音。若电气系统的输出增加，则该频率的音量进一步增加，因此成为噪声问题。
例如，在电动马达的情况下，产生与转速相对应的频率的噪声(电磁噪声)。在逆变器的情况下，产生与载波频率相对应的噪声(开关噪声)。在风扇的情况下，产生与转速相对应的频率的噪声。这些噪声与类似频率的声音相比音量变大。
为了抑制这种从电动马达等声源产生的噪声辐射到容纳电动马达等声源的壳体的外部，在壳体内配置多孔吸声体等消音结构。
例如，专利文献1中记载有一种消音机构，其具备托盘状的容器、容纳在容器内的气体吸附体、覆盖气体吸附体的具有透气性的支承体及设置于支承体上的吸声材料，并且记载有如下内容，即，通过将该消音机构配置于配置有电动鼓风机(声源)的鼓风机室内来降低运行噪声(专利文献1的图3等)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-226101号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
当使用多孔吸声体作为消音机构时，可在宽的频率范围内获得消音效果。因此，只要是如白噪声等没有频率依赖性的噪声，则可获得适当的消音效果。
但是，电动马达等声源以各自所固有的频率产生大音量的声音。若电气系统的输出增加，则该频率的音量进一步增加。由于发泡氨基甲酸酯和毛毡等通常的多孔吸声体在宽的频率范围内会消音，因此无法充分消除声源所固有的频率的噪声，并且不仅只消除固有频率的噪声而且其他频率也同样降低。因此，比其他频率更清楚地听到固有频率的情况不会改变。针对如白噪声和粉红噪声等在频率方面较宽的噪声，人类容易检测到如特定频率变成单频声音的噪声，并且在很多情况下比A特性等噪声量的评价值更成为问题。因此，存在即使以多孔吸声体采取措施之后也变得比其他频率相对更容易听到的问题。
若使用大量的多孔吸声体，则也能够充分消除声源所固有的频率的噪声。然而，通常需要电子设备等的小型轻量化，并且难以确保在电子设备等电子电路及电动马达等的周边配置大量的多孔吸声体的空间。并且，通过配置大量的多孔吸声体，通常隔热效果也增大，并且热量容易聚集在电子设备或框体中。
本发明的课题在于解决上述现有技术的问题点，并提供一种小型轻量且能够充分消除声源所固有的频率的噪声的箱型隔音结构体及运输设备。
用于解决技术课题的手段
本发明人等为了解决上述课题进行了深入研究的结果，发现了能够通过如下方案来解决上述课题，即具有：箱体，至少一部分是开放的；及消音结构，包括配置于箱体的内部的共振体，通过消音结构降低从与箱体的壁的外侧面接触配置或在箱体的内部配置的声源产生并从箱体的开放面辐射到外部的声音，从而完成了本发明。
即，发现了能够通过以下的结构来解决上述课题。
[1]一种箱型隔音结构体，其具有：
箱体，至少一部分是开放的；及
消音结构，其包括配置于箱体的内部的共振体，
通过消音结构降低从与箱体的壁的外侧面接触配置或在箱体的内部配置的声源产生并从箱体的开放面辐射到外部的声音。
[2]根据[1]所述的箱型隔音结构体，其中，
共振体具有：至少一面是开放的框体；及配置于框体的开放面的膜状部件，
膜状部件是膜振动的共振体。
[3]根据[2]所述的箱型隔音结构体，其中，
高阶振动模式下的垂直入射吸声系数大于膜振动的共振体的膜振动的基本振动模式下的垂直入射吸声系数。
[4]根据[2]或[3]所述的箱型隔音结构体，其中，
膜状部件由金属构成。
[5]根据[2]～[4]中任一项所述的箱型隔音结构体，其中，
框体是一面开放的开放面，在开放面配置有膜状部件，并形成有被框体及膜状部件包围的封闭空间。
[6]根据[1]所述的箱型隔音结构体，其中，
共振体为亥姆霍兹共振器及气柱共振器中的至少一个。
[7]根据[1]～[6]中任一项所述的箱型隔音结构体，其中，
共振体是经由框体将膜状部件、具有贯穿孔的板状部件中的最少一种以上的层层叠总计2层以上。
[8]根据[1]～[7]中任一项所述的箱型隔音结构体，其中，
共振体的厚度为20mm以下。
[9]根据[1]～[8]中任一项所述的箱型隔音结构体，其中，
声源具有至少一个音量达到峰值的声源所固有的频率。
[10]根据[9]所述的箱型隔音结构体，其中，
共振体的共振频率在声源所固有的频率的±20％的范围。
[11]根据[9]或[10]所述的箱型隔音结构体，其中，
在声源所固有的频率的声源辐射分布中，在成为其中最大音量的方向的延长线上配置有共振体。
[12]根据[1]～[11]中任一项所述的箱型隔音结构体，其中，
共振体的共振频率在箱体内所产生的共振的共振频率的±20％的范围。
[13]根据[1]～[12]中任一项所述的箱型隔音结构体，其中，
共振体的至少一部分安装于箱体的内壁面。
[14]根据[1]～[13]中任一项所述的箱型隔音结构体，其中，
将箱体壁的一部分用作共振体的一部分。
[15]根据[1]～[14]中任一项所述的箱型隔音结构体，其中，
共振体与箱体独立地构成，并且能够进行装卸。
[16]根据[1]～[15]中任一项所述的箱型隔音结构体，其中，
消音结构具有对分别不同的频率共振的多种共振体。
[17]根据[16]所述的箱型隔音结构体，其中，
多种共振体配置在同一平面内。
[18]根据[16]或[17]所述的箱型隔音结构体，其中，
多种共振体为相同厚度。
[19]根据[16]～[18]中任一项所述的箱型隔音结构体，其中，
多种共振体为相同大小。
[20]根据[1]～[19]中任一项所述的箱型隔音结构体，其中，
共振体配置于箱体的角部。
[21]根据[1]～[20]中任一项所述的箱型隔音结构体，其中，
消音结构具有多孔吸声体。
[22]根据[21]所述的箱型隔音结构体，其中，
多孔吸声体与共振体的上表面的至少一部分接触。
[23]根据[1]～[22]中任一项所述的箱型隔音结构体，其中，
箱体的开放面的一部分或全部安装有透气性部件。
[24]根据[23]所述的箱型隔音结构体，其中，
透气性部件为吸声部件。
[25]根据[1]～[24]中任一项所述的箱型隔音结构体，其中，
将从箱体的任一个开放部到与开放部垂直的方向上的箱体内最远的位置为止的距离设为箱体深度时，
共振体的至少一部分配置于比从开放部到箱体深度的一半的距离更远的位置。
[26]根据[1]～[25]中任一项所述的箱型隔音结构体，其中，
箱体的内部的最长的长度比声源所固有的频率的波长的一半长。
[27]根据[1]～[26]中任一项所述的箱型隔音结构体，其中，
箱体为长方体形状。
[28]根据[1]～[27]中任一项所述的箱型隔音结构体，其中，
箱型隔音结构体能够相对于声源进行装卸，并且配置成覆盖声源而使用。
[29]根据[1]～[28]任一项所述的箱型隔音结构体，其中，
声源是电动马达及逆变器中的至少一个。
[30]一种运输设备，其作为声源具有电动马达及逆变器中的至少一个，
并具有[1]～[29]中任一项所述的箱型隔音结构体，所述箱型隔音结构体将电动马达及逆变器中的至少一个作为消音对象，设置成作为消音对象的声源与箱体接触配置或在箱体的内部配置。
[31]根据[30]所述的运输设备，其为汽车。
[32]根据[30]或[31]所述的运输设备，其中，
在运输设备中，在阻挡连接声源的位置和座椅的位置的直线的位置配置有箱型隔音结构体的消音结构。
发明效果
根据本发明，能够提供一种小型轻量且能够充分消除声源所固有的频率的噪声的箱型隔音结构体及运输设备。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的箱型隔音结构体的一例的剖视图。
图2是示意性地表示消音结构的主视图。
图3是示意性地表示共振体的立体图。
图4是图3的B-B线剖视图。
图5是示意性地表示消音结构的另一例的主视图。
图6是示意性地表示箱型隔音结构体的其他一例的剖视图。
图7是示意性地表示共振体的另一例的立体图。
图8是图7的C-C线剖视图。
图9是示意性地表示共振体的另一例的立体图。
图10是图9的D-D线剖视图。
图11是用于说明消音结构的配置位置的主视图。
图12是用于说明消音结构的配置位置的剖视图。
图13是用于说明箱体的深度的剖视图。
图14是示意性地表示箱型隔音结构体的另一例的剖视图。
图15是用于说明声源的配置位置的剖视图。
图16是用于说明声源的配置位置的剖视图。
图17是用于说明声源的配置位置的剖视图。
图18是示意性地表示箱型隔音结构体的另一例的剖视图。
图19是示意性地表示箱型隔音结构体的另一例的剖视图。
图20是示意性地表示箱型隔音结构体的另一例的剖视图。
图21是用于说明实施例的实验系统的示意性立体图。
图22是表示频率与吸声系数的关系的曲线图。
图23是表示频率与吸声系数的关系的曲线图。
图24是表示频率与声压的关系的曲线图。
图25是表示频率与消音量的关系的曲线图。
图26是表示频率与吸声系数的关系的曲线图。
图27是表示频率与消音量的关系的曲线图。
图28是表示频率与吸声系数的关系的曲线图。
图29是表示频率与消音量的关系的曲线图。
图30是表示频率与消音量的关系的曲线图。
图31是用于说明消音结构的配置位置的剖视图。
图32是对消音量进行比较的曲线图。
图33是用于说明消音结构的配置位置的剖视图。
图34是对消音量进行比较的曲线图。
图35是表示频率与消音量的关系的曲线图。
图36是本发明的箱型隔音结构体的另一例的示意性剖视图。
图37是表示频率与吸声系数的关系的曲线图。
图38是表示频率与来自箱体的辐射音抑制量的关系的曲线图。
图39是表示频率与来自箱体的辐射音抑制量的关系的曲线图。
图40是表示频率与来自箱体的辐射音抑制量的关系的曲线图。
图41是表示频率与来自箱体的辐射音抑制量的关系的曲线图。
图42是表示频率与吸声系数的关系的曲线图。
图43是表示频率与来自箱体的辐射音抑制量的关系的曲线图。
图44是表示频率与吸声系数的关系的曲线图。
图45是表示频率与来自箱体的辐射音抑制量的关系的曲线图。
图46是表示频率与来自箱体的辐射音抑制量的关系的曲线图。
图47是表示频率与来自箱体的辐射音抑制量的关系的曲线图。
图48是表示频率与来自箱体的辐射音抑制量的关系的曲线图。
图49是表示频率与来自箱体的辐射音抑制量的关系的曲线图。
图50是表示频率与来自箱体的辐射音抑制量的关系的曲线图。
图51是表示频率与来自箱体的辐射音抑制量的关系的曲线图。
图52是表示频率与来自箱体的辐射音抑制量的关系的曲线图。
图53是表示频率与来自箱体的辐射音抑制量的关系的曲线图。
图54是表示频率与来自箱体的辐射音抑制量的关系的曲线图。
图55是表示频率与来自箱体的辐射音抑制量的关系的曲线图。
图56是表示频率与来自箱体的辐射音抑制量的关系的曲线图。
图57是表示频率与来自箱体的辐射音抑制量的关系的曲线图。
具体实施方式
以下，对本发明进行详细说明。
以下所记载的构成要件的说明有时会基于本发明的代表性实施方式而进行，但本发明并不限定于这种实施方式。
另外，在本说明书中，使用“～”表示的数值范围是指包括“～”的前后所记载的数值作为下限值及上限值的范围。
并且，在本说明书中，除非另有说明，则例如“45°”、“平行”、“垂直”或“正交”等角度是指与严谨的角度的差异小于5度的范围内。与严谨的角度的差异优选小于4度，更优选小于3度。
本说明书中，“相同”、“同一”设为包括在技术领域中通常所容许的误差范围。并且，本说明书中，记述为“全部”、“均”或“全面”等时，除了100％的情况以外，还包括技术领域中通常所容许的误差范围，设为包含例如99％以上、95％以上或90％以上的情况。
[箱型隔音结构体]
本发明的箱型隔音结构体具有：
箱体，至少一部分是开放的；及
消音结构，其包括配置于箱体的内部的共振体，
通过消音结构降低从与箱体的壁的外侧面接触配置或在箱体的内部配置的声源产生并从箱体的开放面辐射到外部的声音。
利用图1对本发明的箱型隔音结构体的一例进行说明。
图1是表示本发明的箱型隔音结构体的一例的示意性剖视图。
如图1所示，箱型隔音结构体10具有箱体12及消音结构14，在箱体12的内部配置有声源30。
本发明的箱型隔音结构体10适用于各种电子设备、运输设备及移动体等。
作为电子设备，可列举空调设备(空调)、空调室外机、热水器、通风扇、冰箱、吸尘器、空气净化器、电风扇、洗碗机、微波炉、洗衣机、电视、手机、智能手机、打印机等家用电器设备；复印机、投影仪、台式PC(个人电脑)、笔记本PC、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电脑设备；恒温槽、环境试验机、干燥机、超声波清洗机、离心分离机、清洗机、旋涂机、棒涂布机、输送机等科学实验设备。
作为运输设备，可列举汽车(还包括公共汽车、出租车等)、摩托车、电车、航空设备(飞机、战斗机、直升机等)、轮船、自行车(尤其是电动自行车)、航空航天设备(火箭等)、个人代步工具等。尤其，在混合动力汽车或电动汽车中，存在即使在车厢内也能够听到由搭载于内部的马达或PCU(动力控制单元：包括逆变器、电池电压升压单元等)引起的特有的声音的问题。
日本机械工程师学会学报2007.7Vol.110No.1064、“混合动力车的振动噪声现象及其降低技术”中列举出马达电磁噪声和开关噪声，并公开了其原因和典型的噪声频率。根据表1中所公开的比较表，公开了几百Hz～几kHz的马达电磁噪声、几kHz～十几kHz的开关噪声是位于比其他噪声的频率高的频率侧的噪声。
并且，例如，在丰田汽车PRIUS的手册(2015)的P.30中，作为“关于混合动力车特有的声音和振动”公开有“来自机舱的电动马达的工作音(加速时的“kin”声、减速时的“hune”声)”。
并且，在作为电动汽车的日产汽车LEAF的手册(2011)的EV-9中，作为“关于声音和振动”公开有“从电机室产生的马达的声音”。
这样，通过将汽车混合动力化、电动汽车化，产生在车厢内也能够听到的大小的以往没有的高频侧的噪声。
作为移动体，可列举生活用机器人(清洁用途、宠物用途和引导用途等通信用途、汽车座椅等移动辅助用途等)和工业用机器人等。
有时将每个设备整体视为一个箱型结构，并且，也可以将设备内部的结构的一部分视为箱型结构来应用。例如，能够将各种电子设备的风扇成为声源，且与外部连通的部分也包括在内而视为箱型结构。
并且，在运输设备中，也能够视为如下：将汽车的机舱或电机室视为具有间隙的箱型结构，内部的引擎或电动马达、逆变器等为噪声源。该间隙例如能够将机舱或电机室下部的开放部或散热器部、与车厢内部连接的管道部分等作为间隙来处理。
并且，也能够用于被设定为以向用户发出通知或警告的含义而发出特定的至少一个以上的单频声音或其重合作为通知声、警告声、信号声的设备。
并且，还能够在放置有上述设备的房间、工厂及车库等中应用本发明的箱型隔音结构体。
声源30是上述各种设备所具有的包括逆变器、电源供应器、升压器、大容量电容器、陶瓷电容器、电感器、线圈、开关电源、变压器等电气控制装置的电子零件；电动马达、风扇等旋转零件；基于齿轮、致动器的移动机构等机械零件。
在声源30为逆变器等电子零件的情况下，产生与载波频率相对应的声音(开关噪声)。
在声源30为电动马达的情况下，产生与转速相对应的频率的声音(电磁噪声)。此时，所产生的声音的频率不必限于转速或其倍数，但是可以确认到通过增加转速而声音也变高等较强的关联性。
即，声源30分别产生声源30所固有的频率的声音。
具有固有的频率的声源30通常具有如使特定频率振荡的物理或电气机制。例如，旋转系统(风扇等)由其叶片的张数和转速确定的频率及其倍数直接作为声音而发出。并且，在很多情况下，接收逆变器等的交流电信号的部分使与其交流频率对应的声音振荡。因此，可以说旋转系统或交流电路系统为具有声源所固有的频率的声源。
更一般而言，能够进行如下实验以确定声源是否具有固有的频率。
将声源30配置在消声室或半消声室内、或者被氨基甲酸酯等吸声体包围的状况。通过将周边设为吸声体来排除房间或测量系统的反射干扰引起的影响。然后，使声源30发声，使用麦克风从远处位置进行测量以获得频率信息。能够根据测量系统的尺寸适当地选择声源与麦克风之间的距离，但是期望以30cm左右以上的距离进行测量。
在声源30的频率信息中，将最大值称为峰值，将其频率称为峰值频率。当其最大值比周边的频率下的声音大3dB以上时，其峰值频率声音能够被人类充分识别，因此可以说具有固有的频率的声源。若为5dB以上，则能够更加识别，若为10dB以上，则能够进一步识别。通过去除信号的噪声和波动而成为最小的过程中最近的频率处的最小值与最大值的差分来评价与周边的频率的比较。
并且，从声源30发出的声音在壳体(箱体12)内共振，从而该共振频率或其倍音的频率的音量可能会增大。
并且，从声源30发出的声音以箱型隔音结构体10整体、箱体12或配置于箱体12内的部件等机械结构的共振频率振荡，该共振频率或其倍音的频率的音量可能会增大。例如，即使在声源30为风扇的情况下，有时通过机械结构的共振以远高于风扇的转速的转速产生共振声音。
作为箱体12，能够将上述各种设备的壳体视为箱体12。或者，能够将容纳成为上述各种设备所具有的声源30的零件的壳体的一部分视为箱体12。或者，能够将放置有上述各种设备的房间、工厂及车库等视为箱体12。这些箱体12至少一部分是开放的。
箱体12的开放部13的大小等只要是开放的，则并无特别限制，但是作为消音对象的声音为在向外部的传递路径中主要的传递路径穿过开放部的空气传播声音时，能够适用本发明。
例如，在形成有相对于箱体12的表面积较小的孔的箱体中，有时主要的外部辐射音不是来自孔的空气传播声音，而是箱体本身的振动，但是本发明与这种情况相比，更希望应用于外部辐射音的主要成分是空气传播声音的箱体中。
空气传播声音能够通过麦克风来测量，固体振动声音能够通过振动测量仪等来测量，因此也能够通过测量来确定传播路径。
在图1所示的例中，箱体12是内部为空心的长方体形状且一面开放的开放部13，并且在内部配置有声源30及消音结构14a。
消音结构14a具有多个共振体20a，并且配置于箱体12的内部。
图2中示出消音结构14a的主视图。
在图2所示的例中，消音结构14a具有9个共振体20a，并以3×3排列。
共振体20a利用共振现象来显现吸声及反射中的至少一个功能，并且选择性地消除特定频率(频带)的声音。
图3中示出表示消音结构所具有的共振体20a的其中一个的立体图，图4中示出图3的B-B线剖视图。
图3及图4所示的共振体20a具有一面开放的框体18及配置于框体18的开放面的膜状部件16。膜状部件16覆盖框体18的开放面并将周缘部固定到框体18而被支承为能够振动，并且是利用膜振动的共振体。
众所周知，基于共振的消音是利用共振现象来选择性地消除特定频率(频带)的声音。
尤其，本发明中的共振体的共振现象的特征在于，主要将空气传播声音设为对象，吸收和/或隔绝其声音。另外，存在将固体振动作为对象而抑制该振动的振动控制和/或振动防止，但是本发明适用于抑制空气传播声音。本发明还能够在固体振动的传递和空气传播声音的传递这两者都包含在相同器件的系统中使用，但是优选应用于空气传播声音为主的系统中。
另外，在以下说明中，将利用膜振动的共振体也称为膜型共振体。
在利用膜振动的共振体20a中，可以适当地设定共振体20a的膜振动的共振频率，以消除声源30的固有的频率的声音。
膜振动的共振频率由膜状部件16a的大小、厚度、硬度等决定。因此，能够通过调整膜状部件16a的大小、厚度、硬度等来适当地设定共振的声音的频率。
并且，也能够在振动的膜状部件16a设置贯穿孔或切口。在该情况下，膜振动的共振频率由于贯穿部的影响而改变，但是能够设计包括该影响在内的吸声特性。例如，在膜状部件16a的中央附近具有贯穿部的情况下，还能够通过减轻膜的重量的效果来进行使共振向高频侧偏移的设计。并且，通过在膜的固定部附近切开切口，周边的约束条件改变，并且能够扩大共振的频率宽度。
并且，在膜状部件上具有贯穿部，由此能够在共振体20a的内部和外部进行透气，因此，例如用于温度或湿度变化或气压变化大的系统时，在内部和外部不易发生温度差、湿度差、压力差。由此，能够抑制施加到膜状部件的张力变化。并且，具有也不易产生结露等的优点。
并且，以与振动的膜状部件16a接触的形式将具有透气性的部件(透气性部件)配置于表面或背面，从而能够提高膜状部件16a的抗撕裂性(耐久性)。作为透气性部件，能够使用纱线(短纤纱)、无纺布、织布、框体、透气膜等使声音穿透的部件。
作为无纺布，尤其优选玻璃布等布材料等。并且，还能够使用透气的纸材料等。
作为织布，优选为网格部件，尤其是由金属网格及玻璃纤维网格等耐久性高的材料形成的网格部件。并且，还能够使用利用碳、金属及玻璃等制成的织物等。
作为框体，能够使用塑料制或金属制且以格子状设置有开口的结构、并且主要通过将圆形状的大量的贯穿孔通过冲压或激光等形成的纸、金属、塑料等。
并且，也能够将多孔吸声体配置于膜型共振体的内部、侧面、表面。由此，能够兼顾多孔吸声体的宽带吸声特性和共振体的特定频率下的大的消音特性。尤其，通过在表面部分、例如在膜状部件的顶部配置多孔吸声体，无需改变接地面积便能够兼顾两者。在膜型共振体中，膜状部件的顶部相当于共振体的上表面。
如上所述，在复印机等各种电子设备等中，具有成为噪声的产生源的电子电路及电动马达等声源，这些声源分别以固有的频率产生大音量的声音。为了抑制从这种声源产生的噪声辐射到容纳声源的箱体的外部，在箱体内配置多孔吸声体作为消音机构。
但是，由于多孔吸声体在宽的频率范围内消音，因此无法充分消除声源所固有的频率的噪声的情况、并且固有的频率的噪声比周围的频率突出的情况没有变化，因此存在作为音调(在特定频率下声压成为最大值的声音)比其他频率变得相对更容易听到的问题。并且，若使用大量的多孔吸声体，则也能够通过多孔吸声体消除声源所固有的频率的噪声，但是存在难以小型轻量化的问题。
相对于此，本发明的箱型隔音结构体10在容纳声源30的箱体12的内部配置包括共振体20的消音结构14。基于共振体20的消音能够通过利用共振现象来选择性地消除特定频率(频带)的声音，因此以消除声源30所固有的频率的声音的方式，设定共振体20的共振频率，从而能够消除从声源30产生并从箱体12的开放部13辐射到外部的、声源30所固有的频率的声音。由于能够选择性地消除声源30所固有的频率的声音，因此能够减小与其他频率的相对音量差，并且能够抑制特定频率变得明显而容易听到。
并且，共振体能够通过共振选择性地消除声源30所固有的频率的声音，因此无需像多孔吸声体的情况那样设为大体积，能够获得小型轻量且高的消音效果。
在此，在图2所示的例中，消音结构14a设为具有相对于相同的频率共振的相同种类的9个共振体20a的结构，但并不限定于此，也可以设为具有相对于分别不同的频率共振的多种共振体的结构。
例如，图5所示的消音结构14b具有相对于彼此不同的频率共振的2种共振体20a和20b。在图5中，共振体20a与共振体20b交替排列。
在图5中，共振体20a和共振体20b的膜状部件的种类不同。即，由于厚度、硬度、平面尺寸等不同，从而共振体20a的膜状部件16a和共振体20b的膜状部件16b以不同的频率产生共振。
另外，图5所示的消音结构14b设为具有2种共振体的结构，但是并不限定于此，消音结构可以具有3种以上的共振体。
另外，在本说明书中，对不同结构的消音结构标注如14a、14b……那样不同的符号，但是当无需区分这些消音结构时，标注符号14。同样地，对不同结构的共振体标注如20a、20b……那样不同的符号，但是当无需区分这些共振体时，标注符号20。同样地，对不同结构的膜状部件标注如16a、16b……那样不同的符号，但是当无需区分这些膜状部件时，标注符号16。
并且，在图5所示的例中，消音结构设为具有由于膜状部件的种类不同而共振频率不同的多种共振体的结构，但并不限定于此，如图6所示，也可以设为如下结构：由于膜状部件的大小不同，即，框体18的开放面的大小不同，从而具有共振频率不同的多个共振体。
在图6所示的箱型隔音结构体10中，具有2个消音结构14a及消音结构14c。消音结构14a具有共振体20a，消音结构14c具有共振体20c。共振体20a和共振体20c中，框体18的开放面的大小不同。因此，共振体20a和共振体20c以不同频率产生共振。
并且，在图4所示的例中，框体18为一面开放的形状，并且覆盖开放面而配置膜状部件16，从而共振体20设为形成被框体18及膜状部件16包围的封闭空间的结构，但并不限定于此。框体18中，与配置有膜状部件16的面的相反侧的面可以为开放面。即，共振体20可以为不形成封闭空间的结构。
并且，即使在框体18或共振体20的背面侧具有贯穿孔，也能够根据该贯穿孔来设计共振频率。尤其，当贯穿孔为几mm以下，较小时，对于声音能够表现得接近封闭空间，同时保持与外部透气，因此在温度变化、湿度变化及气压变化大的系统中能够防止各部的膨胀(尤其是膜状部件)、结露等，在提高对环境的耐久性的观点上是理想的表现。
并且，在图3所示的例中，共振体设为产生膜振动的共振结构，但并不限定于此，也可以为产生气柱共振或亥姆霍兹共振的共振结构。
图7是共振体的另一例的示意性立体图。图8是图7的C-C线剖视图。
图7及图8所示的共振体20d在内部具有空心部24的长方体形状的容器17中，在一面具有连通空心部24与外部的开口部15。该共振体20d是产生亥姆霍兹共振的共振结构。亥姆霍兹共振是如下现象，即存在于具有开口部15的容器17的内部(空心部24)的空气发挥弹簧的作用并产生共振的现象。共振体20d是如下结构，即，开口部15的空气发挥质量(mass)的作用，存在于空心部24的空气发挥弹簧的作用，使质量弹簧共振，并且通过开口部15的壁附近部的热粘性摩擦来吸声的结构。由于在开口部15的外部，压力和局部速度发生变化，因此通过开口端校正而产生开口部15的有效长度校正。
因此，在将共振体20d用作产生亥姆霍兹共振的共振结构时，可以适当地设定亥姆霍兹共振的共振频率，以消除在管状部内共振的声音。亥姆霍兹共振的共振频率由空心部24的内容积及开口部22的面积等来决定。因此，能够通过调整共振体20d的空心部24的内容积及开口部22的面积等来适当地设定共振的声音的频率。
尤其，使开口部22的圆当量直径大于空心部24中的开口部22到背面为止的垂线长度、即，使表面开口大于背面距离，由此延伸到空心部24侧的局部速度和声场强烈受到背面壁的影响，从而开口端校正长度在比开口部15更靠外部的一侧变得更大。因此，可获得开口端校正变得比以往理论更大的效果。由此，共振频率降低。在该结构中，能够通过减小背面距离且紧凑化的共振结构来制作在相对低频侧具有共振的结构。
图9是共振体的另一例的示意性立体图。图10是图9的D-D线剖视图。
图9及图10所示的共振体20e为在内部具有空心部24的长方体形状的共振管19，在一面具有连通空心部24与外部的开口部22。该共振体20e是产生气柱共振的共振结构。气柱共振通过在作为封闭管的共振管19内(空心部24)产生驻波而引起共振。
因此，在将共振体20e用作产生气柱共振的共振结构时，适当地设定气柱共振的共振频率，以消除在共振管19内共振的声音即可。气柱共振的共振频率由共振管19的长度(距离空心部24的开口部22的深度)等来决定。能够通过调整空心部24的深度、开口部22的大小等来适当地设定共振的声音的频率。
另外，在具有开口部和空心部24的共振体20中，根据开口部的大小、位置、空心部24的大小等来决定成为产生气柱共振的共振结构还是成为产生亥姆霍兹共振的共振结构。因此，能够通过适当地调整它们来选择设为气柱共振和亥姆霍兹共振中的哪一共振结构。
在气柱共振的情况下，若开口部窄，则声波被开口部反射并且声波难以进入空心部内，因此优选开口部在一定程度上宽。具体而言，当开口部为矩形时，短边的长度优选为1mm以上，更优选为3mm以上，进一步优选为5mm以上。当开口部为圆形时，直径优选在上述范围内。
另一方面，在亥姆霍兹共振的情况下，必须在开口部产生热粘性摩擦，因此优选在一定程度上窄。具体而言，当开口部为矩形状时，短边的长度优选为0.5mm以上且20mm以下，更优选为1mm以上且15mm以下，进一步优选为2mm以上且10mm以下。当开口部为圆形时，直径优选在上述范围内。
在使用具有这些开口部的共振体的情况下，可能会存在灰尘聚集在内部的问题。因此，能够通过在具有开口部的面(开口面)侧安装网、网格、无纺布等来防止灰尘进入。
并且，也能够通过在开口面或内部配置多孔吸声体或透气阻力大的透气膜、无纺布等来改变共振频率、即，共振的带。尤其，在开口部附近，在共振频率中声音的局部速度增加，因此能够增加吸声效果。在具有开口部的共振体的情况下，形成有开口部的面相当于共振体的上表面。
并且，也能够将多孔吸声体配置于具有开口部的共振体的内部、侧面、表面。由此，能够兼顾多孔吸声体的宽带吸声特性和共振体的特定频率下的大消音特性。尤其，通过在表面部分、例如开口面的顶部配置多孔吸声体，无需改变接地面积便能够兼顾两者。
在此，当消音结构14设为具有多种共振体20的结构时，也可以设为具有膜型共振体及亥姆霍兹型共振体的结构。或者，也可以设为具有膜型共振体及气柱共振型共振体的结构。或者，也可以设为具有亥姆霍兹型共振体及气柱共振型共振体的结构。或者，也可以设为具有膜型共振体、亥姆霍兹型共振体及气柱共振型共振体的结构。
另外，在高频下亥姆霍兹型共振体及气柱共振型共振体容易产生声波的反射，因此消音效果降低。另一方面，膜型共振体无论频率如何都能够获得高的消音效果。因此，优选使用膜型共振体。
并且，在膜型共振体中，优选设为高阶振动模式下的垂直入射吸声系数大于膜振动的基本振动模式下的垂直入射吸声系数的结构。
在膜型共振体中，除了基于基本振动的共振模式以外，还显示出使用基于膜的高阶振动的共振模式的吸声效果。当膜厚度较小时，更容易显示出高阶振动模式。此外，可知减小膜状部件的背面侧的空间(背面空间)，优选设为小于10mm、进一步优选设为5mm以下，从而趋于基于高阶振动的共振吸声变得大于基于基本振动的共振吸声的倾向。即，在膜型共振体中，能够使高阶振动模式下的垂直入射吸声系数高于膜振动的基本振动模式下的垂直入射吸声系数。因此，例如，为了以较小的结构吸收约3kHz以上的高频侧的声音，优选通过减小膜厚，并减小背面空间的厚度，从而使用高阶振动模式下的垂直入射吸声系数高于膜振动的基本振动模式下的垂直入射吸声系数的膜型共振体。
另外，在后述实施例中进行详细说明，垂直入射吸声系数能够按照JIS A 1405-2进行评价。
并且，消音结构可以设为经由框体层叠合计2层以上的膜状部件及具有贯穿孔的板状部件中的至少一种层的结构、即，层叠2个以上的共振体的结构。
具体而言，可以设为依次层叠膜状部件、框体(空气层、背面空间)、膜状部件及框体(背面空间)而成的具有2张膜的二层膜结构。或者，也可以设为将依次层叠膜状部件、框体(空气层、背面空间)、具有贯穿孔的板状部件及框体(空气层)而成的膜结构与亥姆霍兹共振结构重叠而成的结构。
如此重叠2个以上的共振体的结构中，2个共振体经由2个层(膜状部件或具有贯穿孔的板状部件)之间的空气层(背面空间)而相互作用。例如，在将膜结构的共振体重叠2个而成的结构中，具有2个膜状部件沿相同方向移动的模式、沿相反方向移动的模式等多个模式。由此，与具有一层膜状部件的结构相比，能够具有多个吸声峰值，并且能够消除多个频率的声音。因此，当噪声具有多个频率的声音时能够适当地使用。
另外，形成于板状部件的贯穿孔能够设为开口面的形状为圆形、多边形、狭缝状、不规则的形状、甜甜圈状等各种形状的贯穿孔。
并且，如图6所示的例，可以设为将2个以上的消音结构14配置于箱体12内的结构。
此时，在图6所示的例中，设为2个消音结构14具有分别不同的共振体20(共振体20a和共振体20c)的结构，但并不限定于此，也可以设为1个消音结构14包括不同种类的共振体20的结构。
另外，也可以汇总2个以上的消音结构14而视为1个消音结构。
并且，当具有多种共振体20时，优选以同一平面状排列。
具体而言，优选共振体20的表面侧排列在同一平面上。
在膜型共振体20的情况下，如图2及图5等所示，优选多个共振体20的膜状部件16排列在同一平面上。
在亥姆霍兹型共振体20的情况下，优选具有开口部的面排列在同一平面上。
在气柱共振型共振体20的情况下，优选具有开口部的面排列在同一平面上。
由于共振体20的表面排列在同一平面上，因此在表面上无阶梯差，并且触感变得平滑、由于没有阶梯差，因此灰尘不易聚集在其中，还易于清洁，若存在阶梯差，则其中容易产生流体的涡旋，因此阻碍风和热的传播，但是由于共振体20的表面排列在同一平面上，因此不会阻碍风和热的流动等观点上优选。
并且，当具有多种共振体20时，优选为相同厚度，并且，优选为相同大小。
关于共振体20的厚度，在膜型共振体20的情况下为与膜状部件16的膜面垂直的方向的厚度。并且，在亥姆霍兹型及气柱共振型共振体20的情况下为与具有开口部的面垂直的方向的厚度。
并且，共振体20的大小在膜型共振体20的情况下为框体18的大小，在亥姆霍兹型共振体20的情况下为容器17的大小，在气柱共振型共振体20的情况下为共振管19的大小。另外，在本发明中，大小相同是指其体积的误差为±33％以下的情况。
并且，在膜型共振体20的情况下，从小型轻量化的观点考虑，共振体的厚度优选为20mm以下，更优选为15mm以下，进一步优选为10mm以下，尤其优选为5mm以下。并且，只要能够适当地支承膜状部件，则厚度的下限值并无限定，优选为0.1mm以上，进一步优选为0.5mm以上。
在此，具有如上所述的共振结构的共振体20优选为与可听范围的声音共振的共振体。在本发明中可听范围是20Hz～20000Hz。并且，共振体20a优选为与更容易听到的100Hz～16000Hz的声音共振的共振体，更优选为与200Hz～12000Hz的声音共振的共振体，进一步优选为与2000Hz～12000Hz的声音共振的共振体，尤其优选为与3000Hz～10000Hz的声音共振的共振体。
并且，从消除声源30所固有的频率的声音的观点考虑，共振体20的共振频率优选在声源30所固有的频率的±20％的范围内。
并且，如上所述，从声源30发出的声音在箱体12内共振，从而也存在特定频率的音量增大的情况。因此，从消除在箱体12内共振的声音的观点考虑，共振体20的共振频率优选在箱体12内所产生的共振的共振频率的±20％的范围内。
并且，对箱体12内的消音结构14(共振体20)的配置位置并无特别限定，但是优选至少一部分与箱体12的内壁面接触而配置。箱体12的内壁为具有曲率等非水平的平面时，优选设为与其内壁形状对应地将共振体20的外形状设为具有曲率的形状等、能够沿内壁的形状。例如，箱体12具有圆形状的内壁部并配置在其中时，优选将共振体20的背面侧的外形状设为圆形。在该情况下，共振体20的内壁形状可以与外形对应地设为圆形，也可以仅由水平面构成。
并且，尤其当箱体12的内壁具有大的曲率时或呈之字形状等复杂形状时，也能够不连接共振体20的各单元，或者各单元在靠近背面的一侧形成彼此分离的部分，与箱体12的内壁形状对应地按各单元配置。
并且，如图11所示，优选配置于箱体12内部的角部。图11是从箱体12的开放部13观察箱型隔音结构体10的图。角部是构成箱体的至少2个以上的面接触的边的附近部分。
由于箱体12的内壁面附近及角部具有壁面，因此是粒子速度降低且声压变高的位置。因此，能够通过将共振体20配置于声压变高的、箱体12的内壁面附近及角部来获得更高的消音效果。
并且，优选共振体20的至少一部分安装于箱体12的内壁面。
并且，优选共振体20能够与箱体12独立地安装于箱体12的内壁面及从箱体12的内壁面拆卸。
或者，如图12所示，也优选将箱体12的壁的一部分用作共振体20(框体、容器或共振管)的一部分。
另外，将共振体20(消音结构14)固定到箱体12的方法并无特别限制，能够适当地利用使用单面胶带或双面胶带的固定、使用粘接剂(能够根据材质和配置位置从水性系、溶剂系、环氧系、有机硅系、热熔胶系、氨基甲酸酯系、粘合系等种类和从溶剂蒸发型、湿气固化型、加热固化型、固化剂混合型、厌氧固化型、紫外线固化型、热熔型、压敏型、再湿型等固化法中选择)或粘合剂的方法、通过螺纹固定或螺钉固定进行固定的方法、如塔板那样插入到竹廉状或存在凹凸的内壁面的方法、使用L字金属器具、T字金属器具的螺纹固定方法、预先在共振体20的背面端制作螺纹固定部并使用螺纹固定的方法等机械固定方法、基于组合结构或配合结构的固定方法、使用磁铁的利用磁性的固定方法、基于焊接的固定方法等。用于固定的材料也能够选择具有耐久性和耐热性等的材料。
并且，在与箱体12的开放部13垂直的方向上，若将距离箱体12内的开放部13最远的位置为止的距离设为箱体深度Ly(参考图13)，则共振体20优选配置于比Ly/2的距离更远离开放部13的位置。
在比开放部13附近更远离开放部13的位置，粒子速度变得更小且声压变高。因此，能够通过将共振体20配置于比Ly/2的距离更远离开放部13的位置来获得更高的消音效果。
并且，共振体在声源所固有的频率下的声源辐射分布中，优选配置于其中成为最大音量的方向的延长线上。由此，能够获得更高的消音效果。
另外，当声源为扬声器时，声源辐射分布能够按照“JIS C 5532：2014音响系统用扬声器”来确定指向性模式。
并且，通常根据作为对象的声源，也可能难以单独发声。在此情况下，能够通过使用测量用麦克风或噪声仪在实际发声的场景中扫描声源周边并记录声压来求出声源辐射分布的最大方向。并且，为了求出配置于实际系统时的辐射分布，包括能够单独发声的声源的情况在内，能够通过相同的方法来求出。虽然手持扫描最方面，但是也可以使用致动器或自动平台等设备。
并且，能够使用多点麦克风来测量从声源辐射的声音流。能够使用ONO SOKKICO.,LTD制“Tetraphone”、B&K公司的声源探测装置等来测量辐射位置和方向。
能够通过如上所述的各种方法来求出来自声源的声音的辐射分布，从而能够确定声音最大的方向。
并且，本发明的箱型隔音结构体能够适用于箱体12内部的大小为能够与声源30所固有的频率共振的大小的情况。具体而言，若箱体12内部的最长的长度比声源30所固有的频率的波长的一半长，则从声源30发出的声音在箱体12内部共振，在内部形成不是平面波的复杂的声场模式，进而特定频率的音量可能会变得更大。相对于此，本发明的箱型隔音结构体能够选择性地消除特定频率的声音，因此即使在如上所述的情况下，也能够适当地消除在箱体12内部共振而增大的声音。
另外，箱体12的内部的最长的长度是与箱体12的内壁的任一边平行的方向上的长度中最长的长度。
在此，在图1等所示的例中，消音结构14设为仅具有多个共振体20的结构，但是并不限定于此，也可以具有1个共振体20。并且，也可以具有除了共振体20以外的消音机构。例如，如图14所示的例，消音结构14可以设为具有多个共振体20和多孔吸声体26的结构。
另外，消音结构14具有多个共振体20时，可以为分别单独制作多个共振体20并且彼此固定的结构，也可以使多个共振体20形成为一体。例如，在图1等所示的膜型共振体的情况下，多个共振体20的框体18可以形成为一体。
并且，在图1等所示的例中，声源30设为配置于箱体12的内部的结构，但是对于箱体12内的声源30的配置位置也并无特别限定。
例如，如图15所示，声源30可以配置于箱体12的内部且不与箱体12的内壁面接触的位置。或者，如图16所示，声源30可以配置于箱体12的内部且与箱体12的内壁面接触的位置。
或者，如图17所示，声源30也可以与箱体12的外壁面接触而配置。声源30与箱体12的外壁面接触而配置时，从声源30发出的声音可以在壁中传播并穿过箱体12的内部辐射。
另外，声源30朝向内壁面12配置时，若将消音的声音的波长设为λ，则即使声源30与箱体12的内壁面之间的距离为λ/2以上，也能够通过本发明的效果进行消音。
当朝向内壁面12配置声源30时，其距离小于λ/2，并且到达开放面为止的波导的距离也小于λ/2时，由于波导模式的切断，仅允许平面波作为引导的声音模式。此时，由于难以产生从声源弯曲而引导到外部的声音，因此原本到达开放面的传播声音变小。尽管本发明也能够适用于这种情况，但是该结构会对开放部大小、从声源到开放部为止的管道直径及声源配置全部进行限制。
本发明并不限于此，还能够适用于至少声源与壁之间的距离及波导的距离中的任一大小具有λ/2以上的大小的情况。因此，像这样本发明对开放部为止的大小、声源到开放部的管道直径及声源配置等没有限制，能够适用于通常一般开放的箱体以防止释放声音。
对于箱体12内的、声源30的方向(声音的辐射方向)也并无特别限定。
例如，如图1等所示，声源30可以配置成声音的辐射方向朝向箱体12的内壁面，也可以配置成如图15及图16所示声音的辐射方向朝向箱体12的开放部13。
并且，在图1等所示的例中，箱体12设为具有1个开放部13的结构，但是并不限定于此，可以具有2个以上的开放部。并且，在图1等所示的例中，箱体12设为具有一面完全开放的开放部13的结构，但是并不限定于此，也可以是一面的一部分开放。
例如，在图18所示的例中，箱体12在对置的2个面分别具有一部分开放的开放部13a及开放部13b，并在箱体12内配置有声源30及3个消音结构14。开放部13a和开放部13b形成于对置的位置。
声源30在开放部13a与开放部13b的中间位置配置于远离开放部的面。消音结构14的其中一个在开放部13a与开放部13b的中间位置配置于靠近开放部的面。消音结构14的另外2个配置于形成有开放部13a及开放部13b的面。
在图19所示的例中，箱体12在对置的2个面分别具有一部分开放的开放部13c及开放部13d，并在箱体12内配置有声源30及2个消音结构14。开放部13c与开放部13d形成于不对置的位置。
声源30配置于靠近开放部13c的位置。消音结构14的其中一个配置于与开放部13c对置的面。消音结构14的另一个配置于未形成开放部的面且远离开放部13c的一侧的面。
图20所示的例中，箱体12在1个面具有2个开放部13e及开放部13f，并在箱体12内配置有声源30及2个消音结构14。开放部13e与开放部13f的大小彼此不同。
声源30配置于未形成开放部的面且靠近开放部13e的一侧的面。消音结构14的其中一个配置于与开放部13e对置的面。消音结构14的另一个配置于与配置有声源30的面对置的面。
图18～图20所示的例中，例如，具有用于吸气及排气的2个开放部。或者，具有2个以上的开放部，用于设计或对称性、或用于提高开口率、或用于具有目的不同的开口。
这样，当箱体12具有2个以上的开放部时，箱体12内的消音结构14(共振体20)的配置位置例如可以预先通过模拟或实验等来设定，以使其成为在箱体12内共振的声音的波腹的位置。
并且，可以设为在箱体的开放面的一部分或全部安装有透气性部件的结构。即，开放部可以被具有透气性的部件部分或全部覆盖。透气性部件趋于通气并且穿透声音的倾向，并且声音也从被透气性部件覆盖的部分泄漏。作为透气性部件，能够使用无纺布、织布、框体、透气膜或后述各种多孔吸声体。也能够通过使用多孔吸声体作为通气性部件来提高整个箱型隔音结构体的隔音效果。
并且，也能够根据透气性部件的结构来调整箱体内部的热量、污垢、光量等。
本发明的箱型隔音结构体对通过这种透气性部件覆盖开放面的一部分或全部的箱体也发挥效果。
如上所述，能够将内部具有声源的电子设备及运输设备等各种设备的壳体或壳体框体的一部分视为箱体，但是并不限定于此，也可以设为使箱体与这些壳体独立。
并且，具有箱体及消音结构的箱型隔音结构能够相对于声源进行安装和拆卸，也可以配置成包围声源而使用。例如，能够将在便携式箱体12内具有消音结构14a的箱型隔音结构10配置成覆盖声源30来使用。便携式箱型隔音结构可以通过螺纹或双面胶带等固定在声源周围。通过设为如上，能够在了解到噪声成为问题之后有效地发挥消音效果。
例如，能够将箱型隔音结构体覆盖在扬声器、电动马达、逆变器或风扇来使用。
箱体12的形状并无特别限定，设为与上述各种电子设备及运输设备等相对应的形状即可。其中，由于壁是平坦的，因此从消音结构14的配置容易的方面、角部由直线构成且消音结构14的配置容易的方面等考虑，箱体12的形状优选为大致长方体。
并且，将箱体从后方设置于声源时，需要设置成具有开放面。
因此，箱体12例如可以设为立方体的上下两个表面开放的结构。或者，如图36所示，也可以设为对置的两个表面与该两个表面之间的1个表面共计3个表面开放的结构、即，π字型的形状。
并且，例如，对于将箱体设为立方体的上下两个表面开放的结构时等的消音结构的配置位置并无特别限定。例如，也可以在4个表面配置共振结构而设为箱型隔音结构体。如此，能够通过将各种形状的箱型隔音结构与作为对象的声源周围的形状对应地进行制作并进行覆盖来实现具有开放面的箱型隔音结构体。
箱体12的材料并无特别限定，也可以设为与上述各种电子设备及运输设备等相对应的材料。
并且，当以覆盖声源的形式使用时，也能够从耐久性、轻量性、热等的观点考虑而选择各种材料。具体而言，能够以与后述框体18、容器17及共振管19的材料相同的方式进行选择。
作为框体18、容器17及共振管19的材料，能够列举金属材料、树脂材料、增强塑料材料及碳纤维等。作为金属材料，例如能够列举铝、钛、镁、钨、铁、钢、铬、铬钼、镍铬钼及它们的合金等金属材料。并且，作为树脂材料，例如能够列举丙烯酸树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯(PC)、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、聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、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(PP)及三乙酰纤维素等树脂材料。并且，作为增强塑料材料，能够列举碳纤维增强塑料(CFRP：Carbon Fiber Reinforced Plastics)及玻璃纤维增强塑料(GFRP：Glass FiberReinforced Plastics)。
并且，作为框体、容器、共振管的材料还能够使用各种蜂窝芯材料。蜂窝芯材料用作轻量且高刚性材料，因此容易获得现成品。能够使用由铝蜂窝芯、FRP(Fiber-ReinforcedPlastics：纤维增强塑料)蜂窝芯、纸蜂窝芯(Shin Nippon Feather Core Co.,Ltd制、Showa Aircraft Industry Co.,Ltd.制等)、热塑性树脂(PP、PET、PE、PC等)蜂窝芯(GifuPlastic Industry Co.,Ltd.制TECCELL等)等各种材料形成的蜂窝芯材料。
在此，从能够用于排气口等的观点考虑，框体18、容器17及共振管19优选由耐热性比阻燃材料高的材料构成。耐热性例如能够以满足建筑标准法实施令的第108-2各号的时间来定义。当满足建筑标准法实施令的108-2各号的时间为5分钟以上且小于10分钟时为阻燃材料，当为10分钟以上且小于20分钟时为准不燃材料，为20分钟以上时为不燃材料。但是，通常按每个领域定义耐热性。因此，按照利用箱型隔音结构体的领域，由具有与在该领域中定义的阻燃性相当的或其以上的耐热性的材料构成框体18、容器17及共振管19即可。
并且，容器17及共振管19的外形并无特别限制，例如可以为长方体形状、立方体形状、棱锥形状、棱柱形状、圆锥形状、圆柱形状、球体形状等，也可以为不规则的形状。当箱体12的内壁为具有曲率等非水平的平面时，从设置于内壁的观点考虑，优选根据其内壁形状来决定容器17及共振管19的外形。
并且，容器17及共振管19的空心部的形状并无特别限制，例如可以为长方体形状、立方体形状、棱锥形状、棱柱形状、圆锥形状、圆柱形状、球体形状等，也可以为不规则的形状。
容器17及共振管19的大小(图8中的Ld、Lc、图10中的Le、Lf)、壁厚(图8中的t2、图10中的t3)等并无特别限制，根据所需尺寸等适当设定即可。
并且，框体18的开口剖面的形状并无特别限制，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、或者圆形、椭圆形等，也可以为不规则的形状。
只要能够可靠地固定、支承膜状部件16，则框体18的壁厚(框架厚度、图4中的t1)及厚度(与开放面垂直的方向的高度、图4中的Lb)也并无特别限制，例如，能够根据框体18的开口剖面的大小等来设定。
作为膜状部件16的材料，能够利用铝、钛、镍、坡莫合金、42合金、可伐合金、镍铬合金、铜、铍、黄铜、黄铜、镍银、锡、锌、铁、钽、铌、钼、锆、金、银、铂、钯、钢铁、钨、铅及铱等各种金属；PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、TAC(三乙酰纤维素)、PVDC(聚偏二氯乙烯)、PE(聚乙烯)、PVC(聚氯乙烯)、PMP(聚甲基戊烯)、COP(环烯烃聚合物)、ZEONOR、聚碳酸酯、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PP(聚丙烯)、PS(聚苯乙烯)、PAR(聚芳酯)、芳纶、PPS(聚苯硫醚)、PES(聚醚砜)、尼龙、PEs(聚酯)、COC(环状烯烃·共聚物)、醋酸丁酸纤维素、硝基纤维素、纤维素衍生物、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、POM(聚甲醛)、PEI(聚醚酰亚胺)、聚轮烷(环动高分子材料(Slide-Ring Material)等)及聚酰亚胺等树脂材料等。此外，还能够使用薄膜玻璃等玻璃材料、CFRP(碳纤维增强塑料)及GFRP(玻璃纤维增强塑料)等纤维增强塑料材料。或者也可以将它们进行组合。
并且，当使用金属材料时，从抑制生锈等的观点考虑，也可以在表面镀金属。
并且，从耐久性(热、臭氧、紫外线、水、湿度等)优异、不产生静电、由于屏蔽辐射热，因此也能够在热源附近使用、及能够保护配置于金属膜的下部的多孔吸声体等不受热的观点考虑，优选使用金属作为膜状部件的材料。
只要能够使膜振动，则膜状部件16的杨氏模量并无特别限制。膜状部件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，只要能够使膜振动，则膜状部件16的密度也并无特别限制。膜状部件16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。
并且，只要能够使膜振动，则膜状部件16的厚度并无特别限制。例如，膜状部件16的厚度优选为0.005mm(5μm)～5mm，更优选为0.007mm(7μm)～1mm，进一步优选为0.01mm(10μm)～0.3mm(300μm)，最优选为0.01mm(10μm)～0.2mm(200μm)。
并且，当欲提高膜状部件16的利用高阶振动的吸声效果时，膜厚优选为小。膜厚优选小于100μm，更优选为70μm以下，最优选为50μm以下。
并且，将膜状部件16固定到框体18的方法并无特别限制，能够适当地利用使用单面胶带或双面胶带、粘接剂或粘合剂的方法、螺纹固定等机械固定方法、压接、热熔合等。
并且，针对框体18和膜状部件16，均选择树脂材料等具有透明性的部件，从而能够使消音结构14本身变得透明。例如，选择PET或丙烯酸、聚碳酸酯等透明性树脂即可。通常的多孔吸声材料无法防止可见光的散射，因此独特之处在于能够实现透明的消音结构。
此外，可以将抗反射涂层或抗反射结构附加到框体18或膜状部件16。例如，能够进行使用基于电介质多层膜的光学干涉的抗反射涂布。通过防止可见光的反射，能够进一步降低框体18或膜状部件16的可见性并且使其不醒目。
并且，若由透明材料构成箱体12的至少一部分，并在其部位配置透明的隔音结构14，则能够设为能够从箱体的外部看到内部的样子的结构。例如，能够设为具有吸声性的结构来代替窗户部件。
并且，也能够使框体18或膜状部件16具有隔热功能。若为金属材料，则由于通常既反射近红外线也反射远红外线，因此能够抑制辐射热传导。并且，即使为透明树脂材料等，也能够通过在表面设置隔热结构而以透明的状态仅反射近红外线。例如，能够通过电介质多层结构而以透射可见光的状态选择性地反射近红外线。具体而言，3M Company Nano90s等多层Nano系列为超过200层的层结构并且反射近红外线，因此也能够将这种结构贴合到透明树脂材料来用作框体或膜状部件，也可以将该部件本身用作膜状部件16。例如，能够设为具有吸声性和隔热性的结构来代替窗户部件。
能够通过喷墨等方法来对膜状部件16涂漆或装饰。通常，相对于膜状部件16的硬度和重量的装饰部件小，因此能够在几乎不改变吸声特性的情况下使颜色和款式变得多种多样。
例如，能够根据壁的款式附加图案。
作为多孔吸声体并无限定，能够使用各种用于隔音的各种公知的多孔吸声体。例如，能够使用发泡氨基甲酸酯、软质氨基甲酸酯泡沫、木材、陶瓷粒子烧结材料、苯酚泡沫等发泡材料及包含微量空气的材料、例如气凝胶；玻璃棉、石棉、超细纤维(3M Company制Thinsulate等)、地板铺垫、地毯、熔喷无纺布、金属无纺布、聚酯无纺布、金属棉、毛毡、软质纤维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；或者它们的层叠材料或复合材料；等吸声材料。
在环境温度变化的系统中，优选框体18的材料和膜状部件16的材料均相对于环境温度，物性变化小。
例如，当使用树脂材料时，优选使用带来大的物性变化的点(玻璃化转变温度、熔点等)处于环境温度范围外的材料。
此外，在框体和膜状部件使用不同材料的部件时，优选在环境温度下的热膨胀系数(线热膨胀系数)为相同程度。
若热膨胀系数在框体及膜状部件之间大为不同，则环境温度变化时，框体和膜状部件的位移量不同，因此膜状部件容易产生变形。变形和张力变化会影响膜的共振频率，因此消音频率容易随着温度变化而变化，并且有时即使温度恢复到原始温度，变形也不会缓解而消音频率保持变化的状态。
相对于此，当热膨胀系数为相同程度时，框体和膜状材料相对于温度变化同样地伸缩，因此不易产生变形，结果能够显现出相对于环境温度的变化稳定的消音特性。
热膨胀系数例如能够通过JIS K 7197等公知的方法来测量，能够根据所使用的环境温度以任意组合选择部件。
如上所述，本发明的箱型隔音结构体能够适用于将以固有的频率产生大的噪声的电动马达及逆变器中的至少一个作为声源的情况。
并且，如上所述，在混合动力汽车、电动汽车中较多使用电动马达及逆变器，作为噪声源而成为问题。因此，在包括汽车的运输设备中，优选将电动马达及逆变器中的至少一个作为消音对象，并以作为消音对象的声源与箱体接触或配置于箱体的内部的方式将箱型隔音结构体配置于运输设备内。
并且，将本发明的箱型隔音结构体用于运输设备时，优选在阻挡连接运输设备内的声源的位置和座椅的位置的直线的位置配置消音结构的方式配置箱型隔音结构体。由此，能够进一步提高消音效果。
以上，列举各种实施方式对本发明的箱型隔音结构体进行了详细说明，但是本发明并不限定于这些，在不脱离本发明的宗旨的范围内，当然可以进行各种改良或变更。
实施例
以下，根据实施例进一步详细说明本发明。以下的实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理步骤等在不脱离本发明的宗旨的范围内能够适当进行变更。因此，本发明的范围不应被以下所示的实施例而限定性解释。
＜实验系统的说明＞
准备了内部空间成为其1边为300mm的立方体的丙烯酸制立方体形状的箱体。丙烯酸厚度为10mm，充分反射声音。将仅开放该立方体的一面的箱体用作箱体。
如图21所示，在箱体12的内部作为声源30配置了扬声器(Sony Corporation制SRS-XB10)。配置位置设为和与开放部13对置的面接触的配置。
从扬声器30发出白噪声，测量各频率下的声压。将麦克风MP1(ACO CO.,LTD制麦克风4152N)配置于从开放部13中央部远离200mm的位置来测量声压。以包围箱体12与麦克风MP1的方式在背面与侧面配置厚度200mm的吸声氨基甲酸酯(未图示)，抑制了测量环境中的反射音的影响。
＜共振体的设计＞
作为共振体设计了膜型共振体。使用有限元法计算软件COMSOL ver.5.3(COMSOLInc.)的声音模块进行了膜型共振体的设计。设为如下结构：确定框体的内部的厚度Lb与开放部的尺寸(La×La)，在开放面的单面固定膜状部件的边缘部，在另一单面存在刚性壁。即，设为如下共振体：在以太鼓状振动的膜状部件的背面存在封闭空间。
通过模拟分别计算了在内部的厚度Lb为10mm、开放部的尺寸(La×La)为30mm×30mm的正方形状的框体的开放面配置有材质为PET薄膜并且厚度为50μm、100μm、188μm、250μm的膜状部件的共振体的吸声系数的频率特性。将结果示于图21中。
根据示于图21的结果，作为1kHz的共振体选择了PET薄膜厚度188μm。
＜共振体的制作＞
接着，制作了在上述中设计的共振体(消音结构)。
通过使用激光切割机将丙烯酸板加工成框体结构来制作了框体。设为厚度10mm、开放部尺寸30mm×30mm，框体的框架厚度设为5mm。制作了具有4×4的合计16个这种开放部的框体结构。在该框体的单面贴附了两面胶(ASKUL Corporation制GENBA NO CHIKARA)。在其上作为膜状部件安装厚度188μm的PET薄膜(TORAY INDUSTRIES,INC.制lumirror)固定了边缘部。同样地在框体的另一单面安装两面胶，在其上作为刚性壁安装厚度2mm的丙烯酸板制作了膜型共振体。
＜共振体的评价＞
为了确认所制作的共振体以目标频率(1kHz)吸声，进行了使用音响管的吸声系数评价。制作按照JIS A 1405-2的垂直入射吸声系数的测量系统进行了评价。与之相同的测量能够使用Nihon Onkyo Engineering Co.,Ltd.制WinZacMTX。音响管的直径设为80mm，在该音响管端部将膜状部件作为表面而配置共振体，进行了吸声系数的评价。
将制作2个(No.1及No.2)样品进行了上述评价的结果示于图2中。可知，2个样品均在目标1kHz处显示高的吸声系数。
如上述，进行共振体的设计、制作及评价，制作了在下述实施例中所使用的各种种类的共振体(共振体A～共振体E)。
表1中示出以1kHz、2kHz、4kHz为目标制作的共振体的规格。
表1中，膜状部件的材质OPP为OPP薄膜，为双轴拉伸聚丙烯薄膜(TOYOBO CO.,LTD.制Pyrene(R)薄膜-OT)。
[表1]
[实施例1]
在上述的实验系统的箱体内配置在上述中制作的共振体(消音结构)，测量了来自箱体的开放面的辐射音的抑制效果。
首先，在未在上述的实验系统的箱体内配置共振体(消音结构)的条件下，测量辐射音量作为参考。
在此，箱体12中，由于内部的尺寸接近可听范围的波长长度，因此在箱体12的内部产生模式，辐射音量按每一频率不同。如图21所示，在箱体12的内部配置麦克风MP2测量了内部的声压。将测量结果示于图24中。
从图24可知，声压在1150Hz附近变大，此次的箱体12在该频率下产生强的模式。并且，可知在设置于箱体12的外部的麦克风MP1中，也同样在该频率附近发出较大的辐射音。
接着，在箱体12的内部配置了具有4×4个以1kHz为目标制作的共振体A的消音结构14。配置位置配置成和与开放部13对置的表面接触并且在角部与扬声器30对面。消音结构14通过两面胶粘接于箱体12的内壁来进行了测量。
以参考的辐射音量为基准，将配置消音结构时的辐射音量的降低量设为小音量并且以dB单位进行了评价。即，将没有消音结构时的声压设为P0，将具有消音结构时的声压设为P1时，以20×log10(P0/P1)评价了消音量。将结果示于图25中。
从图25可知，接近共振频率的1150Hz中，显示9dB的消音量。
[比较例1]
将与实施例1的消音结构相同尺寸的丙烯酸板(厚度12mm、大小130mm×130mm)配置于箱体内部的与实施例1的消音结构的配置位置相同的位置。与实施例1同样地测量了消音量。将结果示于图25中。
从图25可知，由于在未在箱体的内部配置消音结构的状态下产生强的模式，因此如比较例1所示，即使仅将一个板配置于箱体内，也可得到3dB的消音量。
然而，从实施例1与比较例1的对比可知，相同尺寸时非常轻量(与板相比，重量约39％)的实施例1的膜型共振体(消音结构)显示非常大的消音量。如此，本发明的箱型隔音结构体中，膜型共振体有效地发挥功能而能够消除特定的声音。
[实施例2]
将共振体A变更为共振体B(2kHz目标共振体)，除此以外，以与实施例1相同的方式进行了消音量的评价。
将共振体B的垂直入射吸声系数的评价结果示于图26中，将消音量的评价结果示于图27中。
垂直入射吸声系数的测量中，为了扩展测量上限频率使用直径40mm的音响管来代替使用直径80mm的音响管，进行了评价。
从图27可知，在2kHz附近可得到9dB以上的消音量。
[实施例3-1]
将共振体A变更为共振体C(4kHz目标共振体)，除此以外，以与实施例1相同的方式进行了消音量的评价。
将共振体C的垂直入射吸声系数的评价结果示于图28中，将消音量的评价结果示于图29中。
另外，垂直入射吸声系数的测量中，为了扩展测量上限频率使用直径20mm的音响管来代替使用直径80mm的音响管，进行了评价。
并且，消音量的测量中，代替在来自箱体的辐射音量测量中使用麦克风1支的结果，配置3枚麦克风并且以其平均进行了评价。与实施例1同样地，配置位置设为从开放部13中央部远离200mm的位置(ch1)、从ch1的麦克风沿平行于开放部13的方向且与扬声器30的方向正交的方向远离100mm的位置(ch2)、从ch1麦克风沿平行于开放部13的方向且扬声器30的的方向远离100mm的位置(ch3)的这3个点。即，ch1、ch2、ch3的麦克风存在于平行于开放部13的平面内。
麦克风的种类与麦克风MP1相同。将该测量方法称为“3支麦克风方法”。尤其在高频中，辐射音量的模式根据波长尺寸变细，因此使用多个麦克风的平均会成为辐射音量的正确的结果。以下实施例中，基本上与实施例1同样地通过麦克风1枚方法进行测量，但是通过3支麦克风方法测量的情况下会明示。
从图29可知，在4kHz附近(4280Hz)可得到17dB以上的消音量。
[实施例3-2]
代替膜型共振体，使用了气柱共振型共振体。
使用COMSOL设计了在4kHz附近具有共振的气柱共振型共振体。气柱共振型共振体通过设为空心部的宽度20mm、长度Le＝21mm、厚度Lf＝3mm、开口部的长度Lg＝5mm、宽度20mm的L字结构而设为在4kHz附近具有共振的共振体。
将丙烯酸板组合成在上述中设计的形状，制作了气柱共振型共振体。
关于丙烯酸板的厚度，开口部侧的表面的厚度设为3mm，与开口部对置的表面的厚度设为2mm，侧面的厚度设为3mm。并且，各丙烯酸板通过激光切割机加工成相对应的形状。丙烯酸板彼此通过两面胶贴合。
排列4×4个所制作的气柱共振型共振体，设为消音结构。
[实施例3-3]
代替膜型共振体，使用亥姆霍兹型共振体。
使用COMSOL设计了在4kHz附近具有共振的亥姆霍兹型共振体。此次，设为了开口部成为狭缝状的结构。亥姆霍兹型共振体通过设为在中央具有狭缝，且狭缝宽度为3mm，空心部的宽度20mm、长度Lc＝21mm、厚度Ld＝3mm而设为在4kHz附近具有共振的共振体。
将丙烯酸板组合成在上述中设计的形状，制作了亥姆霍兹型共振体。
关于丙烯酸板的厚度，开口部侧的表面的厚度设为3mm，与开口部对置的表面的厚度设为2mm，侧面的厚度设为3mm。并且，各丙烯酸板通过激光切割机加工成相对应的形状。丙烯酸板彼此通过两面胶贴合。
排列4×4个所制作的亥姆霍兹型共振体，设为消音结构。
以与实施例3-1相同的方式测量了实施例3-2及实施例3-3的吸声体的垂直入射吸声系数。将结果示于图28中。并且，以与实施例3-1相同的方式通过3支麦克风方法进行了消音量的测量。将结果示于图29中。
从图28可知，气柱共振型共振体及亥姆霍兹型共振体中，在4kHz附近吸声系数为30％左右，相对于此，膜型共振体可得到接近100％的吸声系数。
从图29可知，将气柱共振型共振体配置于箱体内的实施例3-2及将亥姆霍兹型共振体配置于箱体内的实施例3-3均在4kHz附近得到较大的消音量。可知与气柱共振型共振体及亥姆霍兹型共振体相比，膜型共振体的消音量变得更大。认为这是反映了上述吸声系数的差异。
并且，气柱共振型共振体及亥姆霍兹型共振体在表面侧需要板，因此具有相同的背面空间厚度的情况下，共振体整体的厚度变得大于膜型共振体。关于共振体整体厚度，实施例3-1的厚度为5mm，另一方面，其他两个厚度为8mm。因此，可知从小型化的观点考虑，膜型共振体也有利。
表2中示出关于实施例3-1～3-3的共振频率附近的消音量的峰值(dB)。并且，还一并示出了以相同的方式设计的、2kHz目标气柱共振型共振体的情况与使用亥姆霍兹型共振体的情况的消音量。
2kHz的气柱共振型共振体设计成空心部的宽度20mm、长度Le＝41mm、厚度Lf＝3mm、开口部的长度Lg＝5mm、宽度20mm的L字结构。
2kHz的亥姆霍兹型共振体设计成狭缝宽度为1mm，且空心部的宽度为20mm、长度Lc＝41mm、厚度Ld＝3mm。
[表2]
如表2所示可知，与4kHz的情况相比，差较小，但是在2kHz下膜型共振体的消音量也大于其他共振体。
[实施例4]
在实施例4中，对使用不同种类的共振体的情况进行了研究。
将共振体A(1kHz目标)及共振体B(2kHz目标)和与开放部13对置的表面接触，排列配置成与扬声器30对面，除此以外，以与实施例1相同的方式进行了消音量的测量(实施例4-3)。
并且，还测量了仅设为共振体A的情况(实施例4-1)与仅设为共振体B的情况(实施例4-2)的消音量。另外，实施例4-1及实施例4-2的共振体的配置位置与实施例1及实施例2的共振体的配置位置不同，因此测量结果并不一致。
将测量结果示于图30中。
从图30可知，在仅配置共振体A及共振体B中的任一个时，分别仅在目标频率附近得到高的消音效果，但是通过配置共振体A及共振体B这两个，在1kHz附近与2kHz附近这两个频率下得到高的消音效果。
如此，能够通过配置种类(共振频率)不同的共振体，同时对多个频率进行消音。
[实施例5]
在实施例5中，对共振体的数量进行了研究。
制作了4个实施例1中所使用的消音结构。各消音结构具有16个膜型共振体A。
针对在图31所示的箱体12内的A的位置配置有1个消音结构的实施例(与实施例1相同)、在A的位置与B的位置配置有合计2个消音结构的实施例5-1、在A、B及C的位置配置有合计3个消音结构的实施例5-2、在A～D的位置配置有合计4个消音结构的实施例5-3，以与实施例1相同的方式评价了消音量。即，实施例1具有16个共振体，实施例5-1具有32个共振体，实施例5-2具有48个共振体，实施例5-3具有64个共振体。
图32中示出比较消音量的峰值的曲线图。
从图32可知，越增加共振体的数量，消音量变得越大。
[实施例6]
在实施例6中，对共振体的配置位置进行了研究。
分别将实施例1中所使用的具有16个膜型共振体A的消音结构配置于图33所示的配置位置A(与实施例1相同)、C(实施例6-1)、E(实施例6-2)，以与实施例1相同的方式评价了消音量。
图34中示出比较消音量的峰值的曲线图。
从图34可知，越配置于箱体的里侧(远离开放面的位置)，消音量变得越大。
声压在刚性壁面上成为振幅的波腹，因此在箱体的里侧声压振幅趋于变大的倾向。尤其，配置A的角部的两个表面均成为壁，相应地声压容易增加，随此膜型共振体的吸声量也变大。另一方面，在如配置E的开放面附近的局部速度容易变大，因此声压量趋于变得相对较小的倾向。从而，认为消音量变小。如此，空间内的共振体的配置依赖性也具有特征。
[实施例7]
消音结构设为具有多孔吸声体的结构，除此以外，以与实施例2相同的方式评价了消音量。
多孔吸声体使用了厚度10mm、大小130mm×130mm的吸声氨基甲酸酯(Hikari co.,ltd.制，低回弹黑色氨基甲酸酯)。在图31的A的位置配置共振体、在B的位置配置多孔吸声体，进行了测量(实施例7-1)。并且，还对仅配置共振体的情况进行了评价(实施例7-2)。
通过3支麦克风方法进行了评价。
将结果示于图35中。
从图35可知，作为共振频率的2kHz的消音量在仅配置共振体时变大。另一方面，可知其他频率下的消音量在与多孔吸声体同时配置的情况变大。
从而，可知欲兼顾特定音的消音与宽频带的消音的情况下，一同使用通常的多孔吸声体(氨基甲酸酯、无纺布、毛毡等)及共振体即可。
[实施例8]
在扬声器中发出1150Hz的单频声音来代替发出白噪声，除此以外，设为与上述相同的实验系统。作为声压评价系统，使用了3支麦克风方法。
首先，在未配置共振体的仅为箱体的状态下，调节了扬声器声压量，以使利用3支麦克风方法的1150Hz下的平均声压成为80dB。
接着，作为实施例8，将实施例1中所使用的消音结构(具有16个共振体A的结构)安装于与实施例6-1相同的配置位置进行了评价。测量的结果可知，将平均声压降低到64dB。并且，在消音结构的设置前后，能够确认听觉上来自箱体的辐射音量降低。此时，共振体与箱体整体的体积比例仅为0.9％左右，但是发挥了大的降低效果。
[比较例2]
配置了多孔吸声体(Hikari co.,ltd.制，低回弹黑色聚氨酯)来代替消音结构，除此以外，以与实施例8相同的方式进行了评价。
多孔吸声体设为厚度10mm、大小130mm×130mm。
测量的结果可知，原来的声压为80dB，但是通过配置多孔吸声体降低到77dB。
可知若与几乎相同尺寸的膜型共振体相比，则以往经常使用的多孔吸声体的特定频率的强的声音的降低效果较小。
[实施例9]
在扬声器中发出4280Hz的单频声音来代替白噪声，除此以外，设为与上述相同的实验系统。作为声压评价系统，使用了3支麦克风方法。
首先，在未配置共振体的仅为箱体的状态下，调节了扬声器声压量，以使利用3支麦克风方法的4280Hz下的平均声压成为80dB。
接着，作为实施例9，将实施例3-1中所使用的消音结构(具有16个共振体C的结构)安装于与实施例3-1相同的配置位置进行了评价。测量的结果可知，将平均声压降低到63dB。在消音结构的设置前后，能够确认听觉上来自箱体的辐射音量降低。
[实施例10]
设为具有实施例3-2中所使用的消音结构(具有16个气柱共振型共振体的结构)的结构来代替具有共振体C的消音结构，除此以外，以与实施例9相同的方式进行了评价。测量的结果可知，平均声压降低到70dB。
[实施例11]
设为具有实施例3-3中所使用的消音结构(具有16个亥姆霍兹型共振体的结构)的结构来代替具有共振体C的消音结构，除此以外，以与实施例9相同的方式进行了评价。测量的结果可知，平均声压降低到71dB。
[比较例3]
配置了多孔吸声体(Hikari co.,ltd.制，低回弹黑色聚氨酯)来代替消音结构，除此以外，以与实施例9相同的方式进行了评价。
多孔吸声体设为厚度10mm、大小130mm×130mm。
测量的结果可知，原来的声压为80dB，但是通过配置多孔吸声体降低到75dB。
关于尺寸，将平面尺寸设为与共振体结构相同，关于厚度，多孔吸声体更厚。可知若与各共振体相比，则以往经常使用的多孔吸声体的特定频率的强的声音的降低效果较小。
根据实施例8～11及比较例2、3的对比可知，特定频率的声音从箱体内部的声源发出的情况下，也能够通过共振体有效地降低声音。
[参考例1]
准备了内部空间成为其1边500mm的立方体的丙烯酸制立方体形状的箱体。丙烯酸厚度为10mm，充分反射声音。将仅开放该立方体的一面的箱体用作箱体。将箱体设置成开放面与地面垂直。
作为声源，将扬声器(FOSTEX COMPANY的扬声器“P650-E”)配置于箱体内的里侧中央部，将前表面部(扬声器振动面的正面)朝向箱体的一个侧面侧而配置。
作为测量器，将3枚麦克风(ACO CO.,LTD制，1/2英寸麦克风4125N)配置于从开放面沿垂直方向远离150mm的位置。各麦克风分别配置于在平行于开放面的方向上距离一个端面100mm、250mm、400mm的位置。从地面到麦克风的高度设为100mm。
求出通过该3枚麦克风分别测量的每一频率的声能(声压)的平均值，进行了来自箱体的辐射音的评价。
首先，在未在箱体内配置消音结构的状态下，从扬声器发出白噪声，进行了来自箱体的辐射音的声压的测量。将其作为参考例1，将来自该参考例1的声压的降低量作为辐射音抑制量进行评价。
[实施例12]
作为共振体，将内部厚度(背面空间的厚度)设为2mm，除此以外，制作了具有4×4个作为与共振体C相同的膜型共振体的共振体F的消音结构。
使用音响管测量了该共振体F(消音结构)的垂直入射吸声系数。在本研究中，使用直径20mm的音响管并且通过麦克风2端子法进行了垂直入射吸声系数测量。在音响管端部配置隔音结构体，且将膜状部件侧配置为音响入射面侧，进行了垂直入射吸声系数的评价。将结果示于图37中。
可知，最大的吸声系数存在于作为高阶振动频率的4kHz附近并且通过多个高阶振动模式在宽频带吸声。并且，可知在低频侧的1.6kHz附近具有基于基本振动的吸声峰值。即，该共振体F为通过减小背面空间的厚度而使高阶振动的吸声大于基于基本振动的吸声的结构。
将该共振体F(消音结构)配置于箱体内的扬声器的正面的位置(在箱体内部深处下侧的角部对准共振体F的角部)。
在该状态下从扬声器发出白噪声，进行来自箱体的辐射音的声压的测量，求出了来自参考例1的声压的降低量(辐射音抑制量)。
将结果示于图38中。
从图38可知，与共振体F的高阶振动的共振峰值对应，在4kHz附近可得到强的消音效果。可知，即使使用这种内部尺寸500mm的相对较大的箱，也能够发挥基于共振体的消音效果。
[实施例13]
接着，将共振体F(消音结构)配置于箱体内的扬声器的背面侧(与正面相反的一侧)，除此以外，以与实施例12相同的方式求出了辐射音抑制量。
将结果示于图39中。
从图38及图39可知，尽管在实施例12与实施例13中使用相同的共振体F，但在实施例13中的共振频率下的辐射音抑制量小于实施例12中的共振频率下的辐射音抑制量。即，可知消音效果根据共振体F(消音结构)相对于扬声器的配置位置而改变。
在此，实施例12及实施例13中所使用的系统中，使用ACO CO.,LTD制噪声仪“FFT分析仪/手持式分析仪TYPE6240”对扬声器周围的声压的分布(以下，也称为声源辐射分布)进行了测量。从扬声器的距离为远离50mm进行了测量。
首先，从扬声器发出白噪声。声压的最大值在扬声器的前表面部(扬声器振动面的正面)为66dB。并且，声压的最小值在扬声器的后侧为50dB。如此，可知从扬声器发出白噪声的情况下，在扬声器周围的声压的分布中，产生16dB的声压差。
接着，从扬声器辐射4.2kHz单频声音，与上述同样地求出了扬声器周围的声源辐射分布。声压的最大值在扬声器前表面部为64dB。并且，声压的最小值在后侧为51dB。如此，可知不论是白噪声还是单频声音，声源辐射分布中都存在较大的偏差。
并且，从实施例12及实施例13的结果可知，将共振体配置于声源辐射分布中成为最大音量的方向，由此得到更高的消音效果。
另外，图38及图39以及后述的图40等的示出频率与来自箱的辐射音抑制量的关系的曲线图中，噪音成分较大，其理由为如下。
频率越高，则声波的节点和波腹越近，节点与波腹的位置因些许辐射分布的变化而发生变化。通过将共振体插入到箱体内，箱体内的声压模式稍微发生变化，因此从开放部辐射的声压分布也稍微发生变化。低频侧中变化较小，但是若为高频侧，则上述稍微的变化容易引起麦克风的位置中的声压大小的变化。从而，在高频侧成为来自箱体的辐射音抑制量在正与负之间来回的波形。来自箱体的辐射音的整体量的变化没有该测量数据的波动大，因此只要进一步增加麦克风并且取平均就能够降低该影响。
另一方面，因共振体的效果而实际上辐射音量减小的情况下，如图38的4kHz附近具有一定频率宽度而成为辐射音抑制量偏向于正侧的波形，因此能够分辨。
[实施例14]
制作了具有多种框体的开放部尺寸不同的共振体的消音结构。
将消音结构的面内的一方向设为X轴，将与其正交的方向设为Y轴，制作了在各自的轴方向上将开放部尺寸每隔2mm从10mm改变至30mm的框体。即，消音结构的对角线上排列从10mm×10mm到30mm×30mm的正方形，除此以外的单元成为在X轴方向与Y轴方向上长度不同的矩形。
在该框体的所有的开放面安装膜状部件(PET薄膜、厚度50μm)来制作了消音结构。该消音结构成为具有共振频率不同的多个共振体的结构。
将该消音结构配置于箱体内的扬声器的正面的位置，以与实施例1相同的方式测量了辐射音抑制量。
将结果示于图40中。
实施例14的消音结构具有共振频率不同的多个共振体，但是共振频率的平均值与开放部尺寸为20mm×20mm的共振体同样地存在于4kHz附近。
从图40可知，在作为共振频率的平均值的4kHz附近显示高的消音效果。并且，可知，与实施例12相比，具有3个超过5dB的峰值，在若干低频侧宽频带化。
[实施例15]
作为膜状部件，使用厚度12μm的铝箔(Mitsubishi Aluminum Co.,Ltd.制)来代替PET薄膜，将内部厚度(背面空间的厚度)设为5mm，除此以外，制作了具有4×4个与实施例12的共振体F相同的共振体G的消音结构。
将该共振体G(消音结构)配置于箱体内的扬声器的正面的位置，以与实施例12相同的方式测量了辐射音抑制量。
将结果示于图41中。
从图41可知，在2～3kHz的相对低频下可得到消音效果，并且在4kHz附近也可得到超过5dB的消音效果。如此，可知不限于高分子薄膜，将金属等其他原材料用作膜状部件的情况下，也能够得到消音效果。
以与实施例12相同的方式测量了实施例15的共振体G的垂直入射吸声系数。
将结果示于图42中。
根据图42，最大的吸声系数存在于作为高阶振动频率的4kHz附近，更低频侧的2kHz附近也具有吸声峰值。即，共振体G为通过减小背面空间的厚度来增大高阶振动吸声的结构。若将图42与图41进行对比，则可知与吸声系数高的频率对应地来自箱体的辐射音抑制量变大，显现消音效果。
[实施例16]
将框体的开放部尺寸设为35mm×35mm，除此以外，制作具有4×4个与实施例15的共振体G相同的共振体H的消音结构，测量了辐射音抑制量。
将结果示于图43中。
从图43可知，将金属箔用作膜状部件的情况下，也可通过改变框体的开放部尺寸，在不同的频率下得到消音效果。
[实施例17]
使用亥姆霍兹型共振体来代替膜型共振体。
亥姆霍兹型共振体设为具有20mm×20mm×2mm的空心部并且具有直径6mm的开口部的结构。
并且，消音结构设为沿面方向排列多个该亥姆霍兹型共振体的结构，将消音结构整体的尺寸设为300mm×300mm的正方形状。
将厚度2mm的丙烯酸板组合成上述形状，制作了具有亥姆霍兹型共振体的消音结构。各丙烯酸板通过激光切割机加工成相对应的形状。丙烯酸板彼此通过两面胶贴合。
以与实施例12相同的方式测量了该消音结构的垂直入射吸声系数。
将结果示于图44中。
将该消音结构配置于箱体内的扬声器的正面的位置，以与实施例12相同的方式测量了辐射音抑制量。
将结果示于图45中。
从图45可知，使用亥姆霍兹型共振体的情况下，也在作为共振频率的4kHz附近得到较大的消音效果。从图44及图45的对比可知，来自箱体的辐射音抑制量与亥姆霍兹型共振器的吸声系数高的频率对应地变大，出现消音的选择性峰值。
[实施例18]
接着，将消音结构配置于箱体内的扬声器的背面侧，除此以外，以与实施例17相同的方式求出了辐射音抑制量。
将结果示于图46中。
从图45及图46可知，尽管在实施例17及实施例18中使用相同的消音结构，但在实施例18中的共振频率下的辐射音抑制量小于实施例17中的共振频率下的辐射音抑制量。即，可知消音效果根据消音结构相对于扬声器的配置位置而改变。
[实施例19]
对重叠2个共振体而成的结构进行了研究。
制作了依次层叠厚度50μm的膜状部件(PET薄膜)、开放部尺寸20mm×20mm、厚度2mm的框体、具有直径6mm的贯穿孔的厚度2mm的板状部件(丙烯酸板)及开放部尺寸20mm×20mm、厚度2mm的框体、厚度2mm的丙烯酸板而成的结构。即，设为将入射声音的一侧的膜型共振体与其背面侧的亥姆霍兹型共振体重合而成的结构。
消音结构设为在面方面排列多个该结构而成的结构，将消音结构整体的尺寸设为300mm×300mm的正方形状。
将该消音结构配置于箱体内的扬声器的正面的位置，以与实施例12相同的方式测量了辐射音抑制量。
将结果示于图47中。
从图47可知，辐射音抑制量不仅在4kHz附近而且也在更低频侧的2kHz附近及更高频侧的6kHz附近变高。这是基于设为将共振体重叠而成的结构的效果。
[实施例20]
接着，将消音结构配置于箱体内的扬声器的背面侧，除此以外，以与实施例19相同的方式求出了辐射音抑制量。
将结果示于图48中。
从图47及图48可知，尽管在实施例19及实施例20中使用相同的消音结构，但在实施例20中的共振频率下的辐射音抑制量小于实施例19中的共振频率下的辐射音抑制量。即，可知消音效果根据共振结构相对于扬声器的配置位置而改变。
[实施例21]
调换膜状部件与具有贯穿孔额板状部件的位置，除此以外，以与实施例19相同的方式制作了消音结构。即，设为将入射声音的一侧的亥姆霍兹型共振体与其背面侧的膜型共振体重合而成的结构。
将该消音结构配置于箱体内的扬声器的正面的位置，以与实施例12相同的方式测量了辐射音抑制量。
将结果示于图49中。
从图49可知，与实施例19的情况同样地在宽频带得到消音效果。
[参考例2]
接着，进行了在共振体重合多孔吸声体而成的结构的研究。
首先，作为参考例2，测量了多孔吸声体单体中的辐射音抑制量。作为多孔吸声体，使用了低回弹氨基甲酸酯KTHU、厚度10mm、大小300mm×300mm。
将多孔吸声体配置于箱体内的扬声器正面，以与实施例12相同的方式测量了辐射音抑制量。
将结果示于图50中。
根据图50，通过作为多孔吸声体的低回弹氨基甲酸酯的效果显现出高频侧中的消音效果，但是，另一方面，在4kHz以下的低频侧几乎未显现消音效果。认为其原因是低回弹氨基甲酸酯的厚度为10mm，因此在充分小于波长尺寸的低频侧中无法得到吸声效果。
[实施例22]
设为将参考例2中所使用的多孔吸声体重合于消音结构的膜状部件上的结构，除此以外，以与实施例12相同的方式测量了辐射音抑制量。对于多孔吸声体及消音结构，通过两面胶仅对外周部进行了固定。
将结果示于图51中。
从图51可知，在7kHz附近高频侧发现基于多孔吸声体的辐射音抑制量的峰值，并且，在4kHz以下的低频侧宽的频带中辐射音抑制量变高。由于氨基甲酸酯等多孔吸声体透气，因此在氨基甲酸酯的吸声效果不充分的低频侧通过氨基甲酸酯声音还传递到下部的膜型共振体。从而，在低频侧可得到因共振体的共振结构引起的消音效果。另一方面，在高频侧，由于表面为氨基甲酸酯，因此得到该氨基甲酸酯的吸声效果。以这种方式，可知通过层叠共振体及多孔吸声体，在宽频带得到高的消音效果。
[实施例23]
设为将参考例2中所使用的多孔吸声体重合于消音结构的膜状部件(铝箔)上的结构，除此以外，以与实施例15相同的方式测量了辐射音抑制量。对于多孔吸声体及消音结构，通过两面胶仅对外周部进行了固定。
将结果示于图52中。
从图52可知，与实施例22同样地，能够一同得到因高频侧的多孔吸声体而引起的消音效果与因低频侧的共振体而引起的消音效果。
[实施例24]
设为将参考例2中所使用的多孔吸声体重合于消音结构的亥姆霍兹型共振体上(开口部侧的表面上)的结构，除此以外，以与实施例17相同的方式测量了辐射音抑制量。对于多孔吸声体及消音结构，通过两面胶仅对外周部进行了固定。
将结果示于图53中。
从图53可知，与实施例22同样地，能够一同得到因高频侧的多孔吸声体而引起的消音效果与因低频侧的共振体而引起的消音效果。
[实施例25]
设为将网格部件(透气性部件)粘接到消音结构的膜状部件(铝箔)的整个表面的结构，除此以外，以与实施例15相同的方式测量了辐射音抑制量。网格部件使用了玻璃纤维胶带(网格尺寸2.8mm×2.8mm)。通过安装网格部件，加强膜状部件而使其不易破裂。
将结果示于图54中。
从图54可知，安装网格部件的情况下，也可得到消音效果。
[参考例3]
接着，对在箱体的开口部配置有透气性部件的情况进行了研究。
首先，作为参考例3，未在箱体内配置消音结构，在箱体的开口部的整个表面安装有透气性部件的状态下测量了辐射音抑制量。
作为透气性部件，使用了厚度9mm的吸声毛毡板“Felmenon”(DORIX Co.,Ltd制)。
将结果示于图55中。
从图55可知，所使用的透气性部件具有一般的多孔吸声材料的特性，因此辐射音抑制量在高频侧变大。
[实施例26]
设为将参考例3中所使用的透气性部件安装于箱体的开口部的结构，除此以外，以与实施例12相同的方式测量了辐射音抑制量。
将结果示于图56中。
从图56可知，在开口部安装有透气性部件的情况下，也能够得到因共振体的共振而引起的较大的消音效果。并且，与实施例12相比，可知除了得到基于共振的消音效果，还可得到在基于配置于开口部的透气性部件的高频侧的宽频带的消音效果。
[实施例27]
设为将参考例3中所使用的透气性部件安装于箱体的开口部的结构，除此以外，以与实施例17(亥姆霍兹型共振体)相同的方式测量了辐射音抑制量。
将结果示于图57中。
从图57可知，能够一同得到基于共振器的共振的4kHz附近的较大的消音效果及基于透气性部件的在高频范围内的消音效果。
如此，在箱体的开口部安装有透气性部件的情况下，也能够得到内部的共振体的消音效果，透气性部件具有吸声性能的情况下，能够同时实现消音效果。
[实施例28]
如以下制作了如图36所示的在开放有对置的2个面与该2个面之间的1个面共计3个面的结构的箱体中配置有消音结构的箱型隔音结构体。
通过激光切割机切出2片厚度5mm、大小160mm×50mm的丙烯酸板。设为将该2片丙烯酸板作为脚部、高度50mm的箱体。箱体的顶部分设为具有7×7个实施例12的共振体F的正方形的消音结构。即，箱体的一部分成为兼具共振结构的框体的结构。通过螺纹固定成为脚部的2片丙烯酸板及成为顶部的消音结构，设为具有π型箱体的箱型隔音结构体。
将该箱型隔音结构体配置成覆盖于小型扬声器“SMART BOX”。
从扬声器发出4.2kHz的单频声音，在距离扬声器1m的位置通过麦克风测量了声压。
其结果，可知与未布置任何物体的情况相比，将箱型隔音结构体覆盖于扬声器的情况下具有20dB的消音效果。
并且，作为比较，制作不具有膜型共振结构的仅由丙烯酸板组成的π型箱体，将其覆盖于扬声器来测量声压的结果，消音效果为2dB，几乎没有效果。
并且，在配置有麦克风的位置上实际上以听觉确认的结果，确认到通过覆盖箱型隔音结构体，单频声音明显被消除而变小。
根据以上明确本发明的效果。
符号说明
10-箱型隔音结构体，12-箱体，13-开放部，14-消音结构，15-开口部，16-膜状部件，17-容器，18-框体，19-共振管，20-共振体，22-开口部，24-空心部，26-多孔吸声体。

Claims (13)

1.一种箱型隔音结构体，其具有：
箱体，其至少一部分被开放；以及
消音结构，其包括被配置于所述箱体的内部的共振体，
在所述箱体的内部配置的声源具有至少一个音量达到峰值的所述声源所固有的频率，
在所述声源所固有的频率下的声源辐射分布中，在其中成为最大音量的方向的延长线上配置有所述共振体，
通过所述消音结构来降低从所述声源产生并从所述箱体的开放面辐射到外部的空气传播声音。
2.根据权利要求1所述的箱型隔音结构体，其中，
所述共振体具有：至少一面被开放的框体；以及被配置于所述框体的开放面的膜状部件，
所述膜状部件是进行膜振动的共振体。
3.根据权利要求2所述的箱型隔音结构体，其中，
高阶振动模式下的垂直入射吸声系数大于所述进行膜振动的共振体的膜振动的基本振动模式下的垂直入射吸声系数。
4.根据权利要求2所述的箱型隔音结构体，其中，
所述框体是一面被开放的开放面，在所述开放面配置有所述膜状部件，形成被所述框体以及所述膜状部件包围的封闭空间。
5.根据权利要求1所述的箱型隔音结构体，其中，
所述共振体为亥姆霍兹共振器以及气柱共振器中的至少一个。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的箱型隔音结构体，其中，
所述共振体的共振频率在所述声源所固有的频率的±20％的范围内。
7.根据权利要求1至5中任意一项所述的箱型隔音结构体，其中，
所述共振体的共振频率在所述箱体内所产生的共振的共振频率的±20％的范围内。
8.根据权利要求1至5中任意一项所述的箱型隔音结构体，其中，
所述共振体配置于所述箱体的角部。
9.根据权利要求1至5中任意一项所述的箱型隔音结构体，其中，
将从所述箱体的任一个开放部起到与所述开放部垂直的方向上的所述箱体内最远的位置为止的距离设为箱体深度时，
所述共振体的至少一部分配置于比从所述开放部到所述箱体深度的一半的距离更远的位置处。
10.根据权利要求1至5中任意一项所述的箱型隔音结构体，其中，
所述箱体的内部的最长的长度比所述声源所固有的频率的波长的一半长。
11.根据权利要求1至5中任意一项所述的箱型隔音结构体，其中，
所述箱型隔音结构体能够相对于所述声源进行装卸，并且被配置成包围所述声源来使用。
12.一种运输设备，其中，
作为声源而具有电动马达以及逆变器中的至少一个，
并具有权利要求1至5中任意一项所述的箱型隔音结构体，所述箱型隔音结构体被设置成将所述电动马达以及所述逆变器中的至少一个作为消音对象，作为消音对象的所述声源与所述箱体相接或被配置在箱体的内部。
13.根据权利要求12所述的运输设备，其中，
在所述运输设备中，在阻挡连接所述声源的位置和座椅的位置的直线的位置处配置有所述箱型隔音结构体的所述消音结构。
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