JP2020008684A - 防音構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】 人が不快に感じる５００〜２０００Ｈｚの周波数領域の騒音に対する対策が可能な防音構造体を提供する。【解決手段】 剛壁部と、上記剛壁部から空気層を隔てて設けられたレゾネータ部とからなる防音構造体であって、上記レゾネータ部は、上記剛壁部側の第１面と、上記第１面の裏側の第２面とを有し、上記第１面には、上記第１面に第１開口部を有する第１くび部と上記第１くび部に連結した第１空洞部とからなる第１非貫通孔が形成されており、上記第２面には、上記第２面に第２開口部を有する第２くび部と上記第２くび部に連結した第２空洞部とからなる第２非貫通孔が形成されており、上記第１空洞部と上記第２空洞部とは内壁を隔てて対向しており、上記第１開口部の重心と、上記第２開口部の重心とは略同軸上にあることを特徴とする防音構造体。【選択図】 図１

Description

本発明は、防音構造体に関する。

自動車等の車両は、エンジンなどの動力源を有し、人の操作によって移動できる機械であり、様々な振動や騒音を発生させる。車両内に伝達される音としては、動力源が発する音だけではなく、車両が走行する際に発生するロードノイズ、タイヤパターンノイズ、風切音等の、車両の外で発生する音も含まれる。これらの音が車両内に伝達されてしまうと、人に対して不快感を与えてしまうため、エンジン、エンジンルーム内、内装、ボディ、排気管周辺等において、遮音材・吸音材を用いて防音対策が行われている。

特許文献１には、発泡成形により成形された柔軟な多孔質発泡体に、一方の面に開口する導入通路と、該導入通路の奥に形成され該導入通路よりも大きな断面積を持つ中空部とからなる多数の共鳴室を有する吸音材が開示されている。

特許文献２には、表面又は裏面に開口部を有する複数個の独立した盲空洞を有する樹脂成形体と吸音材を備え、特定の１００Ｈｚ〜１０ｋＨｚ共鳴吸音ピーク周波数を有する吸・遮音構造体が開示されている。

特開平０８−２６０５８９号公報 特開２００１−２４９６６６号公報

自動車の技術改良に伴い、自動車に対する新たな防音対策の必要が生じている。例えば、自動車の燃費向上の方策の一つとして、自動車の重心及び最低地上高を下げることが検討されている。自動車の重心を下げることで車両の安定感及び操作性が向上し、最低地上高を下げることで空気抵抗を低減することができる。しかしながら、自動車の最低地上高が低くなることで、走行時に車両と路面との間を流れる空気の粘性が高まる。そうすると、タイヤノイズやパターンノイズ等の走行時に路面から発生する騒音が車体下の周囲に反射・拡散しにくく、車室内に侵入する音の度合いが高くなり、人員に伝達されると推定される。このような自動車の技術改良に伴い、新たな防音対策は、内燃機関を有する自動車だけでなく、電気自動車でも起こりうる。

このような自動車の技術改良に伴い、新たな防音対策を鑑み、従来技術である特許文献１に記載された吸音材や特許文献２に記載された樹脂成形体を車両に配置して防音構造体とすることにより、吸音、遮音する方法が考えられていた。
しかしながら、このような防音構造体を用いた場合、特定の周波数の音が車室内に透過するという問題があった。特に、５００〜２０００Ｈｚの周波数の音が透過すると、車室内の人員が不快と感じやすくなる。

本発明は、上記問題点を解決するためになされた発明であり、本発明は、人が不快に感じる５００〜２０００Ｈｚの周波数領域の騒音に対する対策が可能な防音構造体を提供することを目的とする。

本発明の防音構造体は、剛壁部と、上記剛壁部から空気層を隔てて設けられたレゾネータ部とからなる防音構造体であって、上記レゾネータ部は、上記剛壁部側の第１面と、上記第１面の裏側の第２面とを有し、上記第１面には、上記第１面に第１開口部を有する第１くび部と上記第１くび部に連結した第１空洞部とからなる第１非貫通孔が形成されており、上記第２面には、上記第２面に第２開口部を有する第２くび部と上記第２くび部に連結した第２空洞部とからなる第２非貫通孔が形成されており、上記第１空洞部と上記第２空洞部とは内壁を隔てて対向しており、上記第１開口部の重心と、上記第２開口部の重心とは略同軸上にあることを特徴とする。

本発明の防音構造体は、剛壁部側から音を受けることになる。
また、本発明の防音構造体は、剛壁部及びレゾネータ部からなる二重壁構造と見なすことができる。

レゾネータ部に非貫通孔が形成されていない場合、二重壁構造の防音構造体では、共鳴透過現象により、ある特定の周波数の音が透過してしまう。すなわち、共鳴透過周波数において、透過損失が落ち込んでしまうことになる。

また、レゾネータ部の第１面にのみ非貫通孔が形成されている場合、当該非貫通孔はヘルムホルツ共鳴機構として機能する。その結果、共鳴透過周波数は、低い方へシフトすることになる。しかし、透過損失の落ち込みは充分に抑制することができない。

一方、本発明の防音構造体は、剛壁部と、剛壁部から空気層を隔てて設けられたレゾネータ部とからなり、レゾネータ部は、第１非貫通孔及び第２非貫通孔を有する。
本発明の防音構造体が音を受けると、一部の音は剛壁部により遮音され、一部の音は剛壁部を透過し、レゾネータ部に到達することになる。レゾネータ部に到達した音は、第１非貫通孔、内壁、第２非貫通孔と伝達されることになる。
第１非貫通孔はヘルムホルツ共鳴機構として機能する。その結果、共鳴透過周波数は、低い方へシフトすることになる。さらに、共鳴透過周波数における音を、第２非貫通孔は吸収することになる。
その結果、共鳴透過周波数における透過損失の落ち込みが抑制される。
このような作用により、本発明の防音構造体は、特に５００〜２０００Ｈｚの周波数の音が透過することを防ぐことができるので、透過する音による人への不快感が抑制される。

本発明の防音構造体では、上記第１開口部の開口面積は、０．７〜３５０ｍｍ^２であることが望ましい。また、本発明の防音構造体では、上記第２開口部の開口面積は、０．７〜３５０ｍｍ^２であることが望ましい。
開口部の開口面積を上記の範囲にすることにより、周波数が５００〜２０００Ｈｚの音がレゾネータ部側に透過することをより防ぐことができる。

本発明の防音構造体では、上記第１主面には、複数の第１非貫通孔が形成されており、上記第２主面には、複数の第２非貫通孔が形成されていることが望ましい。
このような構造の本発明の防音構造体は、効率よく音を吸収することができる。

本発明の防音構造体では、上記レゾネータ部が樹脂からなることが望ましい。
レゾネータ部が樹脂製であると、非貫通孔に対する成形加工性に優れ、軽量化が図りやすいため車両用部品として望ましい。

図１は、本発明の防音構造体の一例を模式的に示す断面図である。 図２は、本発明の防音構造体における音の周波数と透過損失の関係を模式的に示すグラフである。 図３は、第１非貫通孔のみが形成されたレゾネータ部からなる従来の防音構造体の一例を模式的に示す断面図である。 図４は、第１非貫通孔のみが形成されたレゾネータ部からなる従来の防音構造体における音の周波数と透過損失の関係を模式的に示すグラフである。 図５は、剛壁部、空気層及び非貫通孔が形成されていないレゾネータ部からなる防音構造体の一例を模式的に示す断面図である。 図６は、図５に示す防音構造体における音の周波数と透過損失の関係を模式的に示すグラフである。 図７は、剛壁部、空気層及び第１非貫通孔のみが形成されているレゾネータ部からなる吸音構造体の一例を模式的に示す断面図である。 図８は、図７に示す防音構造体における音の周波数と透過損失の関係を模式的に示すグラフである。 図９（ａ）及び（ｂ）は、本発明の防音構造体のレゾネータ部を作製する方法の一例を模式的に示す模式図である。 図１０は、防音構造体に対する音響透過損失試験の概要を模式的に示す説明図である。 図１１は、透過損失の測定の結果を示すグラフである。

（発明の詳細な説明）
以下、本発明の防音構造体について詳述する。

本発明の防音構造体は、剛壁部と、上記剛壁部から空気層を隔てて設けられたレゾネータ部とからなる防音構造体であって、上記レゾネータ部は、上記剛壁部側の第１面と、上記第１面の裏側の第２面とを有し、上記第１面には、上記第１面に第１開口部を有する第１くび部と上記第１くび部に連結した第１空洞部とからなる第１非貫通孔が形成されており、上記第２面には、上記第２面に第２開口部を有する第２くび部と上記第２くび部に連結した第２空洞部とからなる第２非貫通孔が形成されており、上記第１空洞部と上記第２空洞部とは内壁を隔てて対向しており、上記第１開口部の重心と、上記第２開口部の重心とは略同軸上にあることを特徴とする。

本発明の防音構造体は、剛壁部側から音を受けることになる。
剛壁部に到達した音は、剛壁部により遮音されることになるが、一部の音は剛壁部を透過し、レゾネータ部に到達する。

本発明のレゾネータ部は、レゾネータ部の第１面に第１非貫通孔が形成されており、第２面に第２非貫通孔が形成されている
図１は、本発明の防音構造体の一例を模式的に示す断面図である。
図１に示すように、本発明の防音構造体の一例である防音構造体１は、剛壁部１０と、剛壁部１０から空気層２０を隔てて設けられたレゾネータ部３０とからなる。

レゾネータ部３０は、剛壁部１０側の第１面３１と、第１面３１の裏側の第２面３２とを有する。
第１面３１には、第１面３１に第１開口部４１を有する第１くび部４２と第１くび部４２に連結した第１空洞部４３とからなる第１非貫通孔４０が形成されている。
第２面３２には、第２面３２に第２開口部５１を有する第２くび部５２と第２くび部５２に連結した第２空洞部５３とからなる第２非貫通孔５０が形成されている。

第１空洞部４３と第２空洞部５３とは内壁６０を隔てて対向している。
また、第１開口部４１の重心と、第２開口部５１の重心とは略同軸α上にある。

防音構造体１は、剛壁部１０側から音を受けることになる。
また、防音構造体１は、剛壁部１０及びレゾネータ部３０からなる二重壁構造と見なすことができる。

レゾネータ部に非貫通孔が形成されていない場合、二重壁構造の防音構造体では、共鳴透過現象により、ある特定の周波数の音が透過してしまう。すなわち、共鳴透過周波数において、透過損失が落ち込んでしまうことになる。

また、レゾネータ部の第１面にのみ非貫通孔が形成されている場合、当該非貫通孔はヘルムホルツ共鳴機構として機能する。その結果、共鳴透過周波数は、低い方へシフトすることになる。しかし、透過損失の落ち込みは充分に抑制することができない。

一方、防音構造体１は、剛壁部１０と、剛壁部１０から空気層２０を隔てて設けられたレゾネータ部３０とからなり、レゾネータ部３０は、第１非貫通孔４０及び第２非貫通孔５０を有する。
防音構造体１が音を受けると、一部の音は剛壁部１０により遮音され、一部の音は剛壁部１０を透過し、レゾネータ部３０に到達することになる。レゾネータ部３０に到達した音は、第１非貫通孔４０、内壁６０、第２非貫通孔５０と伝達されることになる。
第１非貫通孔４０はヘルムホルツ共鳴機構として機能する。その結果、共鳴透過周波数は、低い方へシフトすることになる。さらに、共鳴透過周波数における音を、第２非貫通孔５０は吸収することになる。
その結果、共鳴透過周波数における透過損失の落ち込みが抑制される。

図２は、本発明の防音構造体における音の周波数と透過損失の関係を模式的に示すグラフである。
図２に示すように、本発明の防音構造体は、二重壁構造（剛壁部１０及びレゾネータ部３０）なので、共鳴透過周波数（図２中、「ａ」で示す周波数帯）において、透過損失の落ち込みが発生するものの、その落ち込みを抑えることができる。
すなわち、第１非貫通孔を透過した特定の周波数の音は、内壁及び第２非貫通孔を伝達する過程において吸収されることになる。
このような作用により、本発明の防音構造体は、特に、５００〜２０００Ｈｚの周波数の音が透過することを防ぐことができるので、透過する音による人への不快感が抑制される。

ここで、第１非貫通孔のみが形成されたレゾネータ部からなる従来の防音構造体について説明をする。
図３は、第１非貫通孔のみが形成されたレゾネータ部からなる従来の防音構造体の一例を模式的に示す断面図である。
図３に示すように、従来の防音構造体の一例である防音構造体１０１は、第１面１３１と、第１面１３１の裏側の第２面１３２とを有するレゾネータ部１３０からなる。
第１面１３１には、第１面１３１に第１開口部１４１を有する第１くび部１４２と第１くび部１４２に連結した第１空洞部１４３とからなる第１非貫通孔１４０が形成されている。
また、第２面１３２には非貫通孔は形成されていない。すなわち、レゾネータ部１３０に第１非貫通孔１４０のみが形成されている。

防音構造体１０１の第１貫通孔１４０は、ヘルムホルツ共鳴機構であり、特定周波数の音の吸音性に優れている。
その一方で、音の透過損失は質量にも依存する。防音構造体１０１では、レゾネータ部１３０に第１非貫通孔１４０が形成されているので、第１非貫通孔１４０が形成されていない場合に比べ質量が少なくなっている。そのため、透過損失が全体的に低くなってしまう。そのため、音の透過が充分に抑制されにくくなる。

図４は、第１非貫通孔のみが形成されたレゾネータ部からなる従来の防音構造体における音の周波数と透過損失の関係を模式的に示すグラフである。
図４に示すように、レゾネータ部に第１非貫通孔のみが形成されている従来の防音構造体では全体的に透過損失が低めであり、音の透過が充分に抑制されにくくなる。

次に、比較技術として、剛壁部、空気層及び非貫通孔が形成されていないレゾネータ部からなる防音構造体、並びに、剛壁部、空気層及び第１非貫通孔のみが形成されているレゾネータ部からなる吸音構造体について説明をする。

図５は、剛壁部、空気層及び非貫通孔が形成されていないレゾネータ部からなる防音構造体の一例を模式的に示す断面図である。
図６は、図５に示す防音構造体における音の周波数と透過損失の関係を模式的に示すグラフである。

図５に示す防音構造体２０１は、剛壁部２１０と、剛壁部２１０から空気層２２０を隔てて設けられたレゾネータ部２３０からなる。また、レゾネータ部２３０には、非貫通孔が形成されていない。

防音構造体２０１は、二重壁構造（剛壁部２１０及びレゾネータ部２３０）なので、共鳴透過周波数（図６中、「ｂ」で示す周波数帯）において、透過損失の落ち込みが発生する。
そのため、共鳴透過周波数の音は、防音構造体２０１を透過しやすいといえる。

図７は、剛壁部、空気層及び第１非貫通孔のみが形成されているレゾネータ部からなる吸音構造体の一例を模式的に示す断面図である。
図８は、図７に示す防音構造体における音の周波数と透過損失の関係を模式的に示すグラフである。

図７に示す防音構造体３０１は、剛壁部３１０と、剛壁部３１０から空気層３２０を隔てて設けられたレゾネータ部３３０とからなる。
レゾネータ部３３０は、剛壁部３１０側の第１面３３１と、第１面３３１の裏側の第２面３３２とを有する。
第１面３３１には、第１面３３１に第１開口部３４１を有する第１くび部３４２と第１くび部３４２に連結した第１空洞部３４３とからなる第１非貫通孔３４０が形成されている。
第２面３３２には、非貫通孔は形成されていない。

防音構造体３０１は二重壁構造（剛壁部３１０及びレゾネータ部３３０）なので、共鳴透過周波数（図８中、「ｃ」で示す周波数帯）において、透過損失の落ち込みが発生する。
防音構造体３０１では、レゾネータ部３３０に第１非貫通孔３４０が形成されているので、共鳴透過周波数が、上記防音構造体２０１における共鳴透過周波数に比べ、低い方へシフトしている。
しかし、透過損失の落ち込み自体は発生している。
そのため、共鳴透過周波数の音は、防音構造体３０１を透過しやすいといえる。

このように、防音構造体２０１及び防音構造体３０１では、共鳴透過周波数において音が透過してしまう。
このように透過した音の周波数が５００〜２０００Ｈｚであると、人が不快と感じてしまう。

次に、本発明の防音構造体の各構成について詳述する。

（剛壁部）
剛壁部は、特に限定されないが、剛性のある材質がよく、その一例として鋼がより望ましい。鋼は遮音性能が高い素材であるので、本発明の防音構造体の防音機能を向上させることができる。
なお、本発明の防音構造体を設置する場所が車内である場合、車体を構成する鋼板の一部を剛壁部とみなすこともできる。

剛壁部の厚さは、特に限定されないが、０．１〜１００ｍｍであることが望ましい。
剛壁部の厚さが０．１ｍｍ未満であると、剛壁の機能が低減され、遮音性能が低下する。
剛壁部の厚さが１００ｍｍを超えると、本発明での遮音性能の効果が得られにくくなる。また、防音構造体が大きくなり、重くなる。そのため、車載向けの防音構造体として、設計がしにくくなる。

剛壁部の面積は、特に限定されないが、レゾネータ部の第１面の面積よりも広いことが望ましい。
剛壁部の面積が、レゾネータ部の第１面の面積より広い方が本発明の剛壁としての効果が得られやすい。剛壁部を透過した音は、減衰されている。このように減衰された音は、レゾネータ部により充分に吸音・遮音されることになる。

（空気層）
空気層の厚さは特に限定されないが、一定であることが望ましい。すなわち、剛壁部とレゾネータ部の第１面は平行な関係であることが望ましい。
レゾネータ部の第１非貫通孔はヘルムホルツ共鳴機構として機能する。ヘルムホルツ共鳴機構は、所定の周波数の音を吸収することができるが、剛壁部とレゾネータ部の第１面との距離は、吸音する音の周波数にも影響する。
空気層の厚さが一定である場合、吸音できる音の周波数が、防音構造体において一定である。そのため、狙った周波数の音を効率よく防音することができる。

空気層の厚さは、０ｍｍを超える厚さであり、１〜１００ｍｍであることが望ましい。
この範囲にすることで透過損失の落ち込みが抑制される。
なお、空気層の厚さは、剛壁部とレゾネータ部の第１面の間の距離の平均値（９点での平均値）として算出する。

（レゾネータ部）
レゾネータ部は、材質は限定されないが、樹脂からなることが望ましく、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、発泡樹脂、ゴム等のエラストマー等からなることが望ましい。
レゾネータ部が樹脂製であると、非貫通孔に対する成形加工性に優れ、軽量化が図りやすいため車両用部品として望ましい。

熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂等が挙げられる。

熱硬化性樹脂としては、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリ乳酸樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアクリルアミド樹脂等が挙げられる。

光硬化性樹脂としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。

発泡樹脂としては、発泡性樹脂粒子（ビーズ）からなる発泡樹脂、気泡を有する発泡樹脂等が挙げられる。
樹脂が発泡樹脂であると、その重量をより軽くすることができ、車両用部品とした場合に燃費の向上に寄与することができる。
発泡樹脂は、密度が０．０１〜０．５ｇ／ｃｍ^３である材料であることが望ましく、密度が０．０２〜０．１ｇ／ｃｍ^３であることがさらに望ましい。
発泡樹脂の密度が上記範囲内であると、レゾネータ部として必要な強度を得やすい。
一方、発泡樹脂の密度が０．０１ｇ／ｃｍ^３未満であると、レゾネータ部として充分な機械的強度を得られないことがある。
また、発泡樹脂の密度が０．５ｇ／ｃｍ^３を超える場合には、レゾネータ部の重量が増加してしまい、車両の軽量化の妨げとなる。
なお、発泡樹脂は、発泡性樹脂粒子を発泡・成形して得られる。

発泡性樹脂粒子（ビーズ）は、樹脂粒子の内部に発泡剤を含有する粒子であり、公知のものを好適に使用することができる。
発泡性樹脂粒子を構成する樹脂成分としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリスチレン等のスチレン系樹脂が挙げられる。スチレン系樹脂としては、スチレン単重合体、スチレン及びスチレンと共重合可能な単量体（又はその誘導体）を共重合して得られる共重合体が挙げられる。スチレン共重合体は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよい。
発泡剤としては、例えば、プロパン、ブタン、ペンタン等の炭化水素類等が挙げられる。

さらに、レゾネータ部は、必要に応じて、難燃剤、難燃助剤、加工助剤、充填剤、抗酸化剤、耐光性安定剤、帯電防止剤及び着色剤等の公知の添加剤を含んでいてもよい。添加剤の使用の一例としては、着色剤に黒系のものを用いれば、汚れが目立たなくなる。

難燃剤としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の水和金属系難燃剤、赤リン、リン酸アンモニウム等のリン酸系難燃剤、テトラブロモビスフェノールＡ（ＴＡＢＢ）、臭素化ポリスチレン、塩素化パラフィン等のハロゲン系難燃剤、炭酸アンモニウム、メラミンシアヌレート等の窒素系難燃剤等が挙げられる。

難燃助剤としては、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン等が挙げられる。
加工助剤としては、ステアリン酸塩、流動パラフィン、オレフィン系ワックス、ステアリルアミド系化合物、エポキシ化合物等が挙げられる。

充填剤としては、シリカ、タルク、ケイ酸カルシウム等が挙げられる。
抗酸化剤としては、アルキルフェノール、アルキレンビスフェノール、アルキルフェノールチオエーテル、β，β−チオプロピオン酸エステル、有機亜リン酸エステル及びフェノール・ニッケル複合体等が挙げられる。

耐光性安定剤としては、ベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤及びヒンダードアミン系の安定剤等が挙げられる。
帯電防止剤としては、脂肪酸エステル化合物、脂肪族エタノールアミン化合物及び脂肪族エタノールアミド化合物等の低分子型帯電防止剤並びに高分子型帯電防止剤等が挙げられる。
着色剤としては、染料及び顔料等が挙げられる。

レゾネータ部の厚さ（すなわち、第１面〜第２面までの距離）の下限は、１０ｍｍ以上であることが望ましい。レゾネータ部の厚さの上限は、１２０ｍｍ以下であることが望ましい。
レゾネータ部の厚さは、２０〜１００ｍｍであることがより望ましい。

第１非貫通孔及び第２非貫通孔は、ヘルムホルツ共鳴機構として機能する。ヘルムホルツ共鳴機構は、所定の周波数の音を吸収することができるが、吸音する音の周波数は、第１非貫通孔及び第２非貫通孔の形状及び大きさに依存する。
レゾネータ部の厚さが１０ｍｍ未満であると、第１非貫通孔及び第２非貫通孔の形状及び大きさの設計の自由度が低下してしまう。そのため、狙った周波数の音を吸音・遮音する防音構造体を設計しにくくなる。
また、充分な強度を得られにくくなる。

レゾネータ部の厚さが１２０ｍｍを超えると、防音構造体が大きくなりすぎ扱いにくくなる。

次に、レゾネータ部の第１非貫通孔について説明する。

第１非貫通孔の第１開口部の形状は、円形、楕円形、三角形、四角形、六角形、八角形等であることが望ましく、円形もしくは楕円形であることがより望ましい。第１開口部が、円形及び楕円形である場合には、角部が存在しないので、角を起点にして応力集中することがない。

第１非貫通孔の第１空洞部の形状は、多角柱系、円柱形、球形等であることが望ましく、円柱形であることが望ましい。円柱状である第１空洞部は角部が少なく、また、作製しやすい。

第１非貫通孔の第１開口部の面積は、０．７〜３５０ｍｍ^２であることが望ましい。
第１非貫通孔の第１くび部の長さは、１〜２０ｍｍであることが望ましい。
第１非貫通孔の第１空洞部の体積は、５〜４００００ｍｍ^３であることが好ましい。
第１非貫通孔の大きさが上記範囲内であると、５００〜２０００Ｈｚの周波数の音を好適に吸音、遮音することができる。

次に、レゾネータ部の第２非貫通孔について説明する。

第２非貫通孔の第２開口部の形状は、円形、楕円形、三角形、四角形、六角形、八角形等であることが望ましく、円形もしくは楕円形であることがより望ましい。第２開口部が、円形及び楕円形である場合には、角部が存在しないので、角を起点にして応力集中することがない。

第２非貫通孔の第２空洞部の形状は、多角柱系、円柱形、球形等であることが望ましく、円柱形であることが望ましい。円柱状である第２空洞部は角部が少なく、また、作製しやすい。

第２非貫通孔の第２開口部の面積は、０．７〜３５０ｍｍ^２であることが望ましい。
第２非貫通孔の第２くび部の長さは、１〜２０ｍｍであることが望ましい。
第２非貫通孔の第２空洞部の体積は、５〜４００００ｍｍ^３であることが好ましい。
第２非貫通孔の大きさが上記範囲内であると、５００〜２０００Ｈｚの周波数の音を好適に吸音、遮音することができる。

次に、レゾネータ部の第１非貫通孔及び第２非貫通孔の関係について説明する。
第１非貫通孔の第１空洞部と、第２非貫通孔の第２空洞部とは内壁を隔てて対向している。
内壁の厚さは、特に限定されないが、０．１ｍｍ以上であることが望ましく、５〜２０ｍｍであることがより望ましい。

第１非貫通孔の第１空洞部の体積と第２非貫通孔の第２空洞部の体積との関係は、特に限定されないが、第１非貫通孔の第１空洞部の体積は、第２非貫通孔の第２空洞部の体積以上であることが望ましい。

レゾネータ部の第１面には、複数の第１非貫通孔が形成されており、第２面には、複数の第２非貫通孔が形成されていることが望ましい。
このような構造の本発明の防音構造体は、効率よく音を吸収することができる。

レゾネータ部において、複数の第１非貫通孔が形成されている場合、隣り合う第１非貫通孔の第１空洞部同士の間の距離は、特に限定されないが、隣り合う第１非貫通孔の第１空洞部同士の間の壁の厚さは、０．１ｍｍ以上であることが望ましく、５〜４０ｍｍであることがより望ましい。

レゾネータ部において、複数の第２非貫通孔が形成されている場合、隣り合う第２非貫通孔の第２空洞部同士の間の距離は、特に限定されないが、隣り合う第２非貫通孔の第２空洞部同士の間の壁の厚さは、０．１ｍｍ以上であることが望ましく、５〜４０ｍｍであることがより望ましい。

また、第１開口部の配列パターンは、正方形を縦横に連続して配置した平面において正方形の頂点に第１開口部を配置する正方配列であってもよく、正三角形を縦横に連続して配置した平面において三角形の頂点に第１開口部を配置する千鳥配列であってもよい。
同様に、第２開口部の配列パターンも正方配列であってもよく、千鳥配列であってもよい。
これらの中では、千鳥配列であることが望ましい。配列パターンが千鳥配列であると、隣接する非貫通孔が全て等間隔となりやすいため、音の減衰効率がよい。

レゾネータ部を上記構造にすることにより、周波数が５００〜２０００Ｈｚの音がレゾネータ部側に透過することをより防ぐことができる。

次に、本発明の防音構造体の製造方法について説明する。

まず、レゾネータ部の作製方法について説明する。

レゾネータ部に第１非貫通孔の開口及び第２非貫通孔の開口を形成する方法は、特に限定されないが、例えば、樹脂層にカッター等の工具やドリルを用いて手作業で第１非貫通孔及び第２非貫通孔を形成してもよい。

また、熱可塑性樹脂の樹脂ペレットを射出成形、押出成形等の成形加工によって第１非貫通孔及び第２非貫通孔を有するレゾネータ部を作製してもよい。
また、熱硬化性樹脂を金型に入れ、加圧し、金型温度を上げて、硬化させることで第１非貫通孔及び第２非貫通孔を有するレゾネータ部を作製してもよい。
また、光硬化性樹脂を含む熱硬化性樹脂で、３Ｄプリンターを用いて第１非貫通孔及び第２非貫通孔を有するレゾネータ部を作製してもよい。

また、以下に説明するように、孔が形成された板材を積層することにより第１非貫通孔及び第２非貫通孔を有するレゾネータ部を作製してもよい。
図９（ａ）及び（ｂ）は、本発明の防音構造体のレゾネータ部を作製する方法の一例を模式的に示す模式図である。

孔が形成された板材を積層してレゾネータ部を作製する場合、まず、図９（ａ）に示すように、第１くび部４２となる第１貫通孔６１が形成された第１板材７１と、第１空洞部４３となる第２貫通孔６２が形成された第２板材７２と、内壁６０となる第３板材７３と、第２空洞部５３となる第３貫通孔６３が形成された第４板材７４と、第２くび部５２となる第４貫通孔６４が形成された第５板材７５を準備する。
なお、各板材の各貫通孔の形成位置は、各板材を積層した際に、各貫通孔の重心が略同軸上に位置するようにあらかじめ設計する。

次に、図９（ｂ）に示すように、これらを積層することによりレゾネータ部３０を作製することができる。
レゾネータ部３０において、第１板材７１の外面は第１面３１となり、第５板材７５の外面は第２面３２となる。
第１板材〜第５板材を接着する方法としては、特に限定されないが、従来の接着剤を用いることができる。

このようにして作製したレゾネータ部の第１面側に空気層を隔てて剛壁部を設けることにより本発明の防音構造体を製造することができる。
また、防音構造体を設置する場所が車内である場合、車体を構成する鋼板の一部を剛壁部とみなし、剛壁部に対して所定距離離間するようにレゾネータ部を配置することによって、車内において防音構造体を得るようにしてもよい。

（実施例）
以下に、本発明をより具体的に説明する具体例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
（１）板材の作製
発泡性樹脂粒子を予備発泡させた一次発泡粒子（ポリプロピレン製、平均粒径３．５ｍｍ、発泡剤：二酸化炭素）を金型に充填するとともに、加熱蒸気で発泡成形（１４３℃、１０秒）し、金型から取り外した後、８０℃で１２時間乾燥させることにより、縦８００ｍｍ×横８００ｍｍ×厚さ１０ｍｍの第１板材を作製した。このとき、発泡樹脂の発泡倍率は３０倍であった。
また、以下の大きさとなるように金型を変える以外は、第１板材を作製する方法と同様の方法で第２板材〜第５板材を作製した。
第２板材：縦８００ｍｍ×横８００ｍｍ×厚さ１０ｍｍ
第３板材：縦８００ｍｍ×横８００ｍｍ×厚さ５ｍｍ
第４板材：縦８００ｍｍ×横８００ｍｍ×厚さ５ｍｍ
第５板材：縦８００ｍｍ×横８００ｍｍ×厚さ５ｍｍ

ドリルにより、第１板材に直径３ｍｍの円形の第１貫通孔を形成した。
第１貫通孔は、千鳥配列となるように複数個形成した。
隣り合う第１貫通孔の重心間の距離は１５ｍｍとした。

ドリルにより、第２板材に直径１０ｍｍの円形の第２貫通孔を形成した。
第２貫通孔は、千鳥配列となるように複数個形成した。
隣り合う第２貫通孔の重心間の距離は１５ｍｍとした。

ドリルにより、第４板材に直径１０ｍｍの円形の第３貫通孔を形成した。
第３貫通孔は、千鳥配列となるように複数個形成した。
隣り合う第３貫通孔の重心間の距離は１５ｍｍとした。

ドリルにより、第５板材に直径３ｍｍの円形の第４貫通孔を形成した。
第４貫通孔は、千鳥配列となるように複数個形成した。
隣り合う第４貫通孔の重心間の距離は１５ｍｍとした。

なお、第１貫通孔〜第４貫通孔を形成する際、第１板材〜第５板材を積層した際に、各貫通孔の重心が略同軸上に位置するようにした。

次に、第１板材〜第５板材を順に、接着剤（コニシ社製 品番：ＣＶ６２０５、塗布厚さ：１００μｍ）を用いて接着・積層した。

以上の工程を経て、実施例１に係るレゾネータ部を作製した。
実施例１に係るレゾネータ部の各部の大きさ等は以下の通りとなる。
第１開口部の面積：７．１ｍｍ^２
第１非貫通孔のくび部の長さ：１０ｍｍ
第１非貫通孔の空洞部の体積：７８５．４ｍｍ^３
内壁の厚さ：５ｍｍ
第２開口部の面積：７．１ｍｍ^２
第２非貫通孔のくび部の長さ：５ｍｍ
第２非貫通孔の空洞部の体積：３９２．７ｍｍ^３

次に、縦８００ｍｍ×横８００ｍｍ×厚さ０．８ｍｍの鋼製の剛壁部を準備した。
レゾネータ部の第１面と剛壁部との間の距離が５ｍｍとなるように、レゾネータ部及び剛壁部を配置し、実施例１に係る防音構造体を作製した。

（実施例２）
ＡＢＳライク樹脂を準備し、３Ｄプリンターを用いて、第１非貫通孔及び第２非貫通孔が複数個形成された実施例２に係るレゾネータ部を作製した。実施例２に係る第１非貫通孔及び第２非貫通孔の形状・大きさ等は以下の通りである。
第１開口部の形状：円形
第１開口部の配列：千鳥配列
第１開口部の面積：７．１ｍｍ^２
隣り合う第１開口部の重心間の距離：１５ｍｍ
第１非貫通孔のくび部の長さ：１０ｍｍ
第１非貫通孔の空洞部の形状：円柱形
第１非貫通孔の空洞部の体積：７８５．４ｍｍ^３
内壁の厚さ：５ｍｍ
第２開口部の形状：円形
第２開口部の配列：千鳥配列
第２開口部の面積：７．１ｍｍ^２
隣り合う第２開口部の重心間の距離：１５ｍｍ
第２非貫通孔のくび部の長さ：５ｍｍ
第２非貫通孔の空洞部の形状：円柱形
第２非貫通孔の空洞部の体積：６１２．６ｍｍ^３

次に、縦８００ｍｍ×横８００ｍｍ×厚さ０．８ｍｍの鋼製の剛壁部を準備した。
レゾネータ部の第１面と剛壁部との間の距離が５ｍｍとなるように、レゾネータ部及び剛壁部を配置し、実施例２に係る防音構造体を作製した。

（比較例１）
実施例１と同様の方法で、第１貫通孔が形成された第１板材、及び、第２貫通孔が形成された第２板材を作製した。

次に、以下の大きさとなるように金型を変える以外は、上記第１板材を作製する方法と同様の方法で、縦８００ｍｍ×横８００ｍｍ×厚さ１５ｍｍの第３´板材を作製した。
次に、第１板材〜第３´板材を順に、接着剤（コニシ社製 品番：ＣＶ６２０５、塗布厚さ：１００μｍ）を用いて接着・積層した。

以上の工程を経て、第１面に第１非貫通孔のみが形成されたレゾネータ部を作製し、これを比較例１に係る防音構造体とした。
比較例１に係るレゾネータ部の各部の大きさ等は以下の通りとなる。
第１開口部の形状：円形
第１開口部の配列：千鳥配列
第１開口部の面積：７．１ｍｍ^２
隣り合う第１開口部の重心間の距離：１０ｍｍ
第１非貫通孔のくび部の長さ：５ｍｍ
第１非貫通孔の空洞部の形状：円柱形
第１非貫通孔の空洞部の体積：７８５．４ｍｍ^３

（比較例２）
以下の大きさとなるように金型を変える以外は第１板材を作製する方法と同様の方法で、縦８００ｍｍ×横８００ｍｍ×厚さ３５ｍｍの第６板材を作製した。
次に、縦８００ｍｍ×横８００ｍｍ×厚さ０．８ｍｍの鋼製の剛壁部を準備した。
第６板材の一方の面と、剛壁部との間の距離が５ｍｍとなるように、第６板材及び剛壁部を配置し、比較例２に係る防音構造体（すなわち、板材２枚からなる防音構造体）を作製した。

（比較例３）
比較例１と同様の方法でレゾネータ部を作製した。次に、縦８００ｍｍ×横８００ｍｍ×厚さ０．８ｍｍの鋼製の剛壁部を準備した。
レゾネータ部の第１面と剛壁部との間の距離が５ｍｍとなるように、レゾネータ部及び剛壁部を配置し、比較例３に係る防音構造体を作製した。

（透過損失の測定）
各実施例及び各比較例の防音構造体について、周波数を変化させながら透過損失を測定した。
透過損失の測定は、音響透過損失試験により行った。測定はＪＩＳ Ａ １４１６「実験室における建築部材の空気音遮断性能の測定方法」に準じて行った。

図１０は、防音構造体に対する音響透過損失試験の概要を模式的に示す説明図である。
図１０には、音響透過損失測定装置８０を示している。音響透過損失測定装置８０は、スピーカー８３から音を発生させる音源室８１と、試験体である防音構造体１を通して音を受音する受音室８２が設けられている。音源室８１には音源室側マイクロホン８４が、受音室８２には受音室側マイクロホン８５がそれぞれ設けられていて、音源室側マイクロホン８４で測定した音圧レベルＬ１と受音室側マイクロホン８５で測定した音圧レベルＬ２を測定装置８６に取り込めるようになっている。

吸音率を測定する際には、各実施例及び各比較例に係る吸音材及び遮音材(すなわち防音構造体）を図１０に示す音源室−受音室の間にセットし、音源室においてスピーカーから音（１００ｄＢ）を発生させ、音源室における音圧レベルＬ１及び受音室の音圧レベルＬ２をそれぞれ測定した。周波数１００〜６３００Ｈｚの範囲で測定を行った。結果を図１１に示す。
図１１は、透過損失の測定の結果を示すグラフである。
なお、透過損失は、以下の（１）式及び（２）式により算出した。
透過率：ｒ＝Ｌ２／Ｌ１・・・（１）
透過損失（ｄＢ）＝１０Ｌｏｇ_１０（１／ｒ）・・・（２）

図１１に示すように、実施例２にかかる防音構造体では、５００〜２０００Ｈｚの周波数における共鳴周波数での透過損失の落ち込みが抑制された。そのため、５００〜２０００Ｈｚの周波数での音の透過が抑制されていることとなり、その結果、防音構造体を介して伝達された音は、人への不快感が抑制されていることとなると推定される。
また、比較例１に掛かる防音構造体では、実施例２に係る防音構造体と比較し、全体的に透過損失が低い結果であった。そのため、５００〜２０００Ｈｚの周波数での音の透過が充分に抑制されていないこととなり、その結果、防音構造体を介して伝達された音は、人への不快感が充分に抑制されていないことになると推定される。
さらに、比較例２および比較例３にかかる防音構造体では、５００〜２０００Ｈｚの周波数における共鳴周波数での透過損失の落ち込みが実施例２の場合と比較し大きい。そのため、５００〜２０００Ｈｚの周波数での音の透過が充分に抑制されていないこととなり、その結果、防音構造体を介して伝達された音は、人への不快感が充分に抑制されていないことになると推定される。

１、１０１、２０１、３０１ 防音構造体
１０、２１０、３１０ 剛壁部
２０、２２０、３２０ 空気層
３０、１３０、２３０、３３０ レゾネータ部
３１、１３１、３３１ 第１面
３２、１３２、３３２ 第２面
４０、１４０、３４０ 第１非貫通孔
４１、１４１、３４１ 第１開口部
４２、１４２、３４２ 第１くび部
４３、１４３、３４３ 第１空洞部
５０ 第２非貫通孔
５１ 第２開口部
５２ 第２くび部
５３ 第２空洞部
６０ 内壁
６１ 第１貫通孔
６２ 第２貫通孔
６３ 第３貫通孔
６４ 第４貫通孔
７１ 第１板材
７２ 第２板材
７３ 第３板材
７４ 第４板材
７５ 第５板材
８０ 音響透過損失測定装置
８１ 音源室
８２ 受音室
８３ スピーカー
８４ 音源室側マイクロホン
８５ 受音室側マイクロホン
８６ 測定装置

Claims (5)

1. 剛壁部と、
   前記剛壁部から空気層を隔てて設けられたレゾネータ部とからなる防音構造体であって、
   前記レゾネータ部は、前記剛壁部側の第１面と、前記第１面の裏側の第２面とを有し、
   前記第１面には、前記第１面に第１開口部を有する第１くび部と前記第１くび部に連結した第１空洞部とからなる第１非貫通孔が形成されており、
   前記第２面には、前記第２面に第２開口部を有する第２くび部と前記第２くび部に連結した第２空洞部とからなる第２非貫通孔が形成されており、
   前記第１空洞部と前記第２空洞部とは内壁を隔てて対向しており、
   前記第１開口部の重心と、前記第２開口部の重心とは略同軸上にあることを特徴とする防音構造体。
2. 前記第１開口部の開口面積は、０．７〜３５０ｍｍ^２である請求項１に記載の防音構造体。
3. 前記第２開口部の開口面積は、０．７〜３５０ｍｍ^２である請求項１又は２に記載の防音構造体。
4. 前記第１主面には、複数の第１非貫通孔が形成されており、
   前記第２主面には、複数の第２非貫通孔が形成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の防音構造体。
5. 前記レゾネータ部は、樹脂からなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の防音構造体。

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