JP6510653B2 - 防音構造 - Google Patents

Description

本発明は、防音構造に係り、詳しくは、枠と、枠に固定された膜と、膜に穿孔された１以上の穴からなる開口部とを有する防音セルが１つ、又は２次元的に配置された複数からなる単層防音構造を積層した多層構造の積層防音構造からなり、ターゲットとなる周波数の音を選択的に強く遮蔽するための防音構造に関する。

一般的な遮音材は、質量が重ければ重いほど音を良く遮蔽するために、良好な遮音効果を得るために、遮音材自体が大きく重くなってしまう。一方、特に、低周波成分の音を遮蔽することは困難である。一般に、この領域は、質量則と呼ばれ周波数が２倍になると遮蔽が６ｄＢ大きくなることが知られている。
このように、従来のほとんどの防音構造は、構造の質量で遮音を行っていたために大きく重くなりまた低周波の遮蔽が困難という欠点があった。
このため、機器、自動車、及び一般家庭など様々な場面に対応する遮音材として軽くて薄い遮音構造が求められている。そこで、近年、薄く軽い膜構造に枠を取り付けて膜の振動を制御する遮音構造が注目されている（特許文献１、２、及び３参照）。
この構造の場合、遮音の原理が上記質量則と異なる剛性則となるため薄い構造でも低周波成分をより遮蔽できる。この領域は、剛性則と呼ばれ、枠部分で膜振動が固定されることによって膜が枠開口部と一致する有限サイズのときと同様の振る舞いとなる。

特許文献１においては、貫通孔が形成された枠体と、該貫通孔の一方の開口を覆う吸音材を有し、吸音材の第１の貯蔵弾性率Ｅ１が９．７×１０^６以上であり、第２の貯蔵弾性率Ｅ２が３４６以下である吸音体が開示されている（要約、請求項１、段落［０００５］〜［０００７］、［００３４］等参照）。なお、吸音材の貯蔵弾性率は、吸音により吸音材に生じたエネルギのうち内部に保存する成分を意味する。
特許文献１では、実施例では、配合の材料を樹脂又は樹脂とフィラーの混合物とする吸音材を用いることにより、吸音体の大型化を招くことなく、吸音率のピーク値が０．５〜１．０であり、ピーク周波数が２９０〜５００Ｈｚであり、５００Ｈｚ以下の低周波領域において高度な吸音効果を達成することができるとしている。

また、特許文献２には、複数の個々のセルに分割された、音響的に透過性のある２次元の剛性フレームと、剛性フレームに固定されたフレキシブルな材料のシートと、複数の錘と、を具備する音響減衰パネルであって、複数の個々のセルは、大体２次元セルであり、各錘は、各セルにそれぞれ錘が設けられるようにフレキシブルな材料のシートに固定され、音響減衰パネルの共鳴周波数は、個々の各セルの２次元形状、フレキシブルな材料の柔軟性、及びその上の各錘によって定義される音響減衰パネル、及び音響減衰構造が開示されている（請求項１、１２、及び１５、図４、第４欄等参照）。
なお、特許文献２には、従来と比較して、この音響減衰パネルは以下の利点があることが開示されている。即ち、（１）音響パネルは非常に薄くできる。（２）音響パネルは非常に軽量（密度が低い）にできる。（３）パネルは広い周波数範囲にわたって質量則に従わないで広い周波数の局部的共振音響材料（ＬＲＳＭ：Locally Resonant Sonic Materials）を形成するために一緒に積層でき、特に、これは５００Ｈｚよりも低い周波数で質量則から外れることができる。（４）パネルは容易に、廉価に製造できる（第５欄第６５行〜第６欄第５行参照）。
また、特許文献３は、枠となる区画壁で仕切られ、板状部材による後壁（剛壁）で閉じられ、前部が開口部を形成する空洞の開口部を覆う膜材（膜状吸音材）が被せられ、その上から押さえ板が載せられ、膜材の音波による変位が最も生じにくい領域である開口部の周縁部の固定端から膜状吸音材の面の寸法の２０％の範囲内の領域（隅部分）にヘルムホルツ共鳴用の共鳴穴が形成された吸音体を開示している。この吸音体においては、共鳴穴を除いて、空洞は閉塞されている。この吸音体は、膜振動による吸音作用とヘルムホルツ共鳴による吸音作用を併せて奏する。

特許第４８３２２４５号公報 米国特許第７３９５８９８号公報（対応日本特許公開： 特開２００５−２５０４７４号公報参照） 特開２００９−１３９５５６号公報

ところで、従来のほとんどの防音構造は、構造の質量で遮音を行っていたために、大きく重くなり、また、低周波の遮蔽が困難であるという問題点があった。また、防音材としてよく用いられるウレタンやシンサレートのような内部に空隙を有するスポンジ構造は、断熱材として用いられるほどに、伝熱性・放熱性が悪く、自動車等に用いるためには熱の対策が必須であり、特に、熱源となるエンジン等のすぐ近くに用いることは非常に困難であるという問題点があった。
また、特許文献１に開示の吸音体では、軽量で、吸音率のピーク値が０．５以上と高く、ピーク周波数が５００Ｈｚ以下の低周波領域において高度な吸音効果を達成することができるが、吸音材の選択の幅が狭く、難しいという問題があった。
また、このような吸音体の吸音材は、枠体の貫通孔を完全にふさぐものであるため、風、及び熱を通す能力がなく熱がこもりがちとなり、特許文献１に開示の特に機器及び自動車の遮音に向かないという問題があった。
また、特許文献１に開示の吸音体の遮音性に関しては通常の剛性則もしくは質量則にしたがってなだらかに変化してしまうため、モータ音など特定の周波数成分がパルス的に強く発することの多い一般の機器や自動車において有効に用いることが困難であった。

また、特許文献２では、音響減衰パネルは、枠、膜、及び錘に組み合わせの構造によって低周波側で大きな遮蔽が得られるとしているが、以下のような問題点があった。
特許文献２に開示の音響減衰パネルでは、膜に錘が必須であるため、構造が重いものとなり機器、自動車、及び一般家庭などに用いることが難しい。
錘を各セル構造に配置するための容易な手段がなく、製造適性がない。また、錘とその膜への接着が必須となり、その分コストも増大する。
錘の重さ、及び膜上での位置に遮蔽の周波数・大きさが強く依存するため、遮音材としてのロバスト性が低く安定性がない。
膜は非通気膜と明示してあるため、風及び熱を通す能力がなく熱がこもりがちとなり、特に機器及び自動車の遮音に向かない。
また、特許文献３では、膜振動による吸音作用とヘルツホルム共鳴による吸音作用を合わせて利用する必要があるので、枠となる区画壁の後壁は板状部材によって閉塞されており、特許文献１と同様に、風、及び熱を通す能力がなく熱がこもりがちとなり、機器及び自動車等の遮音に向かないという問題があった。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、同一条件の枠、膜、及び開口部の１以上の穴からなる単層防音構造を積層した２層構造とすることにより、軽量で薄く、その穴の位置及び形状に遮蔽周波数及び大きさ等の遮音特性が依存することなく、遮音材としてのロバスト性が高く、かつ安定性があり、通気性があり、風及び熱を通すことができ、熱がこもることが無く、２層構造の距離に応じて、極めて強い防音性能、又は遮音の広帯域化を実現することができ、更に、遮蔽周波数の調整が可能であり、機器、自動車、及び一般家庭の用途に適し、製造適性に優れた防音構造を提供することにある。
なお、本発明において、「防音」とは、音響特性として、「遮音」と「吸音」の両方の意味を含むが、特に、「遮音」を言い、「遮音」は、「音を遮蔽する」こと、即ち「音を透過させない」こと、したがって、音を「反射」すること（音響の反射）、及び音を「吸収」すること（音響の吸収）を含めて言う（三省堂 大辞林（第三版）、及び日本音響材料学会のウェブページのhttp://www.onzai.or.jp/question/soundproof.html、並びにhttp://www.onzai.or.jp/pdf/new/gijutsu201312_3.pdf参照）。
以下では、基本的に、「反射」と「吸収」とを区別せずに、両者を含めて「遮音」及び「遮蔽」と言い、両者を区別する時に、「反射」及び「吸収」と言う。
また、本発明において、２層構造の距離とは、２層が積層されているときに、その向かい合う膜表面同士の積層方向の平均距離を言い、「膜間距離」として定義される。
なお、２層が多少斜めに配置されている場合にも、その向かい合う距離の平均距離を「膜間距離」として定義することができる。

上記目的を達成するために、本発明の防音構造は、２次元平面内に配置された１以上の防音セルを有する単層防音構造を積層してなる積層防音構造であって、単層防音構造の１以上の防音セルの各々は、貫通孔を有する枠と、枠に固定された膜と、膜に穿孔された１以上の穴からなる開口部と、を備え、単層防音構造は、１以上の防音セルの膜の第１固有振動周波数より低周波側に、１以上の防音セルの開口部に起因して定まり、かつ透過損失が極大となる基本遮蔽ピーク周波数を有するものであり、積層された一方の単層防音構造の１つの防音セルと、他方の単層防音構造の１つの防音セルとは、距離を開けて積層されており、距離を開けて積層された防音セルの少なくとも一部は、枠、膜、及び開口部の条件が同一であることを特徴とする。

ここで、１以上の防音セルは、２次元的に配置された複数の防音セルであることが好ましい。
また、積層防音構造は、積層された防音セルの固有振動に起因する透過損失が極小となる１つ以上の極小値を有し、１つ以上の極小値にそれぞれ対応する１つ以上の極小周波数より低周波側に、積層された防音セルの開口部に起因して定まり、かつ透過損失が極大となる１つ以上の極大値を有し、１つ以上の極大値にそれぞれ対応する１つ以上の積層遮蔽ピーク周波数を有し、１つ以上の積層遮蔽ピーク周波数の各々を中心とする一定の周波数帯域の音を選択的に防音することが好ましい。
また、積層防音構造は、１つ以上の極小周波数として、積層された２つの単層防音構造の第１固有振動周波数とその固有振動及び２層間の気体層による相互作用によって、音の吸収率が極大となる２以上の極大値を有し、２つ以上の極大値にそれぞれ対応する２つ以上の吸収に関する極大周波数を有することが好ましい。これは、積層された２つの単層防音構造の第１固有振動周波数とそれらの振動の相互作用によって、固有振動による透過損失が極小となる２つ以上の極小値が存在し、２つ以上の透過損失の極小値にそれぞれ対応する２つ以上の極小周波数と対応している。
また、積層防音構造では、積層された２つの単層防音構造間の距離が大きくなるにつれて、２つ以上の極大値にそれぞれ対応する２つ以上の極大周波数が近くなることが好ましい。これは、２つ以上の極小値にそれぞれ対応する２つ以上の極小周波数が近くなるからである。

また、積層防音構造は、１つ以上の積層遮蔽ピーク周波数として、２層に積層された防音セルの固有振動の相互作用により、積層された防音セルの開口部に起因して、積層された２つの単層防音構造の第１固有振動周波数より低周波側に定まり、かつ透過損失が極大となる２つ以上の極大値を有し、２つ以上の極大値にそれぞれ対応する２つ以上の積層遮蔽ピーク周波数を有することが好ましい。
また、積層防音構造では、積層された２つの単層防音構造間の距離が大きくなるにつれて、２つ以上の極大値にそれぞれ対応する２つ以上の積層遮蔽ピーク周波数が近くなることが好ましい。
また、２つ以上の積層遮蔽ピーク周波数の差は、距離をａとする時、下記式（１）で表されることが好ましい。
Ｄｆ＝Ｃ×ｅｘｐ（−ｂ×ａ） …（１）
ここで、距離ａの単位は、ｍｍであり、ｂ及びｃは、定数である。
また、定数ｂは、０．１〜０．２の範囲内の値であることが好ましい。

また、積層防音構造の積層された２つの単層防音構造間の距離は、透過損失が極大となる遮蔽ピークの波長長さ（積層遮蔽ピーク周波数に対応する波長サイズ）未満であることが好ましい。
また、積層防音構造の透過損失の１つ以上の極大値は、単層防音構造が２層に積層されたことにより、単層防音構造の透過損失の極大値より大きい値を持つことが好ましい。
また、積層防音構造は、積層された防音セルの開口部に起因して定まる、積層された２つの単層防音構造の第１固有振動周波数より、低周波側の透過損失の極大値より低周波側において、単層防音構造が２層に積層されたことにより、吸収率の極大値を持つことが好ましい。

また、単層防音構造の第１固有振動周波数に対応する透過損失の極小値より低周波側の周波数は、１０Ｈｚ〜１０００００Ｈｚの範囲に含まれることが好ましい。
また、枠の円相当半径をＲ２（ｍ）、膜の厚みをｔ２（ｍ）、膜のヤング率をＥ２（Ｐａ）、膜の密度をｄ（ｋｇ／ｍ^３）とする時、下記式（２）で表されるパラメータＢが、１５．４７以上２３５０００以下であることが好ましい。
Ｂ＝ｔ２／Ｒ２^２×√（Ｅ２／ｄ） …（２）
また、積層防音構造の１以上の防音セルが、２次元的に配置された複数の防音セルである時、積層された防音セルの内の６０％以上が、同一サイズの枠、膜、及び開口部で構成されることが好ましい。
また、積層防音構造の積層された防音セルの枠は、連続した枠構造を有し、積層された防音セルの少なくとも一部では、枠構造の両表面の内の少なくとも一方の平面、及び／又は両表面の間の中間部分の平面の２つ以上の平面に膜が配置されていることが好ましい。

また、積層防音構造の積層された防音セルの少なくとも一部では、積層されて隣接する防音セルの膜の間は、枠によって塞がれていることが好ましい。
また、積層防音構造の積層された防音セルの少なくとも一部では、膜に穿孔された開口部同士に重なりがあることが好ましい。
また、積層された防音セルの枠、膜、及び開口部の条件が同一であるとは、積層防音構造の積層された単層防音構造の防音セル間の透過損失のスペクトルの第一固有振動周波数と透過損失の遮蔽ピーク周波数のそれぞれのズレ量の平均が、１０％以下であること意味することが好ましい。

本発明によれば、同一条件の枠、膜、及び開口部（１以上の穴）からなる単層防音構造を積層した２層構造とすることにより、軽量で薄く、その穴の位置及び形状に遮蔽周波数及び大きさ等の遮音特性が依存することなく、遮音材としてのロバスト性が高く、かつ安定性があり、通気性があり、風及び熱を通すことができ、熱がこもることが無く、２層構造の距離に応じて、極めて強い防音性能、又は遮音の広帯域化を実現することができ、更に、遮蔽周波数の調整が可能であり、機器、自動車、及び一般家庭の用途に適し、製造適性に優れた防音構造を提供することができる。

特に、本発明によれば、同一条件の枠、膜、及び開口部（１以上の穴）からなる単層防音構造を積層しても、２層間の距離を非常に小さくすることで、遮蔽ピークを二つに分割することができる。この効果によって、同一条件の積層においても広帯域化設計が可能であり、また、二層間の距離を制御することで遮蔽ピーク周波数を調整することが可能となる。
また、本発明によれば、膜の物性のうち、堅さや密度、厚みによって防音効果が決まり他の物性には依らないため、難燃性・高透過性・生体適合性・電波透過性などさまざまな他の優れた物性と組み合わせることができる。
例えば、電波透過性に関しては、アクリルなど電気伝導度のない枠材質と誘電体膜の組み合わせでは電波透過性が確保され、一方でアルミニウムなど電気伝導度の大きな枠材質や金属膜で全面を覆うなどすれば電波を遮蔽できる。

本発明の一実施形態に係る防音構造の一例を模式的に示す平面図である。 図１に示す防音構造をII−II線で切断した模式的断面図である。 本発明に係る防音構造の構成を上側及び下側の単層防音構造の平面図を用いて説明する説明図である。 図３に示す防音構造の構成を用いる他の実施例の模式的断面図である。 本発明の他の実施形態に係る防音構造の構成を上側及び下側の単層防音構造の平面図を用いて説明する説明図である。 図５に示す防音構造の一実施例の模式的断面図である。 図５に示す防音構造の構成を用いる他の実施例の模式的断面図である。 図５に示す防音構造の構成を用いる他の実施例の模式的断面図である。 本発明の他の実施形態に係る防音構造の構成を上側及び下側の単層防音構造の平面図を用いて説明する説明図である。 図９に示す防音構造の一実施例の模式的断面図である。 図９に示す防音構造の構成を用いる他の実施例の模式的断面図である。 本発明に係る防音構造に用いられる単層防音構造の周波数に対する透過損失で表される遮音特性を示すグラフである。 本発明に係る防音構造に用いられる単層防音構造の周波数に対する吸収率で表される吸音特性を示すグラフである。 本発明の実施例１の防音構造の遮音特性を示すグラフである。 本発明の実施例１の防音構造の吸音特性を示すグラフである。 本発明の実施例２の防音構造の遮音特性を示すグラフである。 本発明の実施例２の防音構造の吸音特性を示すグラフである。 本発明の実施例３の防音構造の遮音特性を示すグラフである。 本発明の実施例３の防音構造の吸音特性を示すグラフである。 本発明の実施例４〜８の防音構造の遮音特性を示すグラフである。 本発明の実施例４〜８の防音構造の吸音特性を示すグラフである。 本発明の実施例９〜１０の防音構造の遮音特性を示すグラフである。 本発明の実施例９〜１０の防音構造の吸音特性を示すグラフである。 本発明の実施例１１〜１２の防音構造の遮音特性を示すグラフである。 本発明の実施例１１〜１２の防音構造の吸音特性を示すグラフである。 本発明の実施例２の防音構造の遮音特性の実測値及びこれに対応する防音構造の遮音特性のシミュレーション結果を示すグラフである。 本発明の実施例３の防音構造の遮音特性の実測値及びこれに対応する防音構造の遮音特性のシミュレーション結果を示すグラフである。 本発明の防音構造の一実施例の２層間の膜間距離を変化させた時の周波数に対する透過損失の２つのピークの変化を示すグラフである。 図２０に示す本発明の防音構造の２層間の膜間距離に対する２つのピークの周波数の差を示すグラフである。 本発明の防音構造の他の実施例の２層間の膜間距離を変化させた時の周波数に対する透過損失の２つのピークの変化を示すグラフである。 図２２に示す本発明の防音構造の２層間の膜間距離に対する２つのピークの周波数の差を示すグラフである。 本発明の防音構造の２層間の膜間距離に対する透過損失のピーク値を示すグラフである。 図２４Ａに示される１つのピーク値を示す２層間の膜間距離における遮音特性を示すグラフである。 図２４Ａに示される他の１つのピーク値を示す２層間の膜間距離における遮音特性を示すグラフである。 図２４Ａに示される他の１つのピーク値を示す２層間の膜間距離における遮音特性を示すグラフである。 図２４Ａに示される他の１つのピーク値を示す２層間の膜間距離における遮音特性を示すグラフである。 本発明に係る防音構造に用いられる単層防音構造のパラメータＡに対する遮蔽周波数を示すグラフである。 本発明に係る防音構造に用いられる単層防音構造のパラメータＢに対する第１固有振動周波数を示すグラフである。 本発明の防音構造を持つ防音部材の一例の断面模式図である。 本発明の防音構造を持つ防音部材の他の一例の断面模式図である。 本発明の防音構造を持つ防音部材の壁への取付状態の一例を示す断面模式図である。 図２９に示す防音部材の壁からの取外状態の一例の断面模式図である。 本発明の防音構造を持つ防音部材の他の一例における単位ユニットセルの着脱を示す平面図である。 本発明の防音構造を持つ防音部材の他の一例における単位ユニットセルの着脱を示す平面図である。 本発明の防音構造の防音セルの一例の平面図である。 図３３に示す防音セルの側面図である。 本発明の防音構造の防音セルの一例の平面図である。 図３５に示す防音セルのＡ−Ａ線矢視断面模式図である。 本発明の防音構造を持つ防音部材の他の一例の平面図である。 図３７に示す防音部材のＢ−Ｂ線矢視断面模式図である。 図３７に示す防音部材のＣ−Ｃ線矢視断面模式図である。

以下に、本発明に係る防音構造を添付の図面に示す好適実施形態を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る防音構造の一例を模式的に示す平面図であり、図２は、図１に示す防音構造のII−II線で切断した模式的な断面図である。図３は、図２に示す防音構造の構成を上側及び下側の単層防音構造の平面図を用いて説明する説明図である。図４は、図１に示す平面図と同じ平面図で示される本発明の他の実施形態に係る防音構造の一例を模式的に示す断面図である。

図１、図２及び図３に示す本発明の防音構造１０は、基本となる単層防音構造３０ａと３０ｂとを積層した２層構造の積層防音構造であって、単層防音構造３０ａと３０ｂは、図示例では、同一の構成を有する。したがって、以下では、２つの単層防音構造３０ａ及び３０ｂに共通であり、両者を区別して説明する必要のない場合には、纏めて、単層防音構造３０として説明する。
単層防音構造３０（３０ａ，３０ｂ）は、図示例では、共に、同じ貫通孔１２をそれぞれ有し、２次元的に配置された複数、図示例では４個の同じ枠１４を形成する枠体１６と、それぞれの枠１４の貫通孔１２を覆うようにそれぞれの枠１４に固定される、複数、図示例では、２次元平面内に配置される４個の同じ膜１８を形成するシート状の膜体２０と、それぞれの枠１４内の膜１８に貫通するように穿孔された１以上、図示例では１個の同じ穴２２からなる複数、図示例では４個の同じ開口部２４とを有する。
ここで、シート状の膜体２０は枠体１６の全面を覆っていてもよいし、その一部だけ覆っていてもよいし、枠体１６からはみ出していてもよい。

単層防音構造３０において、１つの枠１４と、この枠１４に固定された膜１８と、この膜１８に設けられた開口部２４とは、１つの防音セル２６を構成する。このため、本発明に用いられる単層防音構造３０は、複数、図示例では、４個の防音セル２６によって構成される。
図示例の単層防音構造３０は、複数の防音セル２６によって構成されるものであるが、本発明はこれに限定されず、１つの枠１４と、１つの膜１８と、１つの開口部２４とからなる１つの防音セル２６によって構成されるものであっても良い。

図２に示す本発明の防音構造１０は、単層防音構造３０ａの上に単層防音構造３０ｂを同じ向きに積層したものである。防音構造１０では、単層防音構造３０ｂの枠体１６は、単層防音構造３０ａの膜１８の上に、単層防音構造３０ａの各枠１４の位置と単層防音構造３０ｂの各枠１４の位置とが互いに対応して一致するように取り付けられて固定される。したがって、単層防音構造３０ａの複数、図示例では４個の防音セル２６と、単層防音構造３０ｂの複数、図示例では４個の防音セル２６とは、互いに２次元平面的な位置が一致するように積層される。
なお、図２に示す防音構造１０では、複数、図示例では４つの膜１８を構成する膜体２０は、単層防音構造３０ｂの枠体１６の各枠１４の上側表面と、単層防音構造３０ｂの枠体１６の各枠１４の下側表面と単層防音構造３０ａの枠体１６の各枠１４の上側表面との間の中間部分との２つの部分に平面状に配置される。

図示例では、単層防音構造３０ａの各枠１４を形成する枠体１６と、単層防音構造３０ｂの各枠１４を形成する枠体１６とは、膜１８を形成する膜体２０によって分離されているが、両者の枠体１６を連続した枠構造として、連続した枠構造の枠体１６に膜１８を固定する構成としても良い。
また、図１及び図３に示す防音構造１０の構成は、図４に示す本発明の他の実施形態に係る防音構造１０Ａのように構成しても良い。防音構造１０Ａにおいては、図４に示すように、単層防音構造３０ａの上に単層防音構造３０ｂを逆向きに積層し、単層防音構造３０ａの枠体１６と単層防音構造３０ｂの枠体１６とを直接固定して連続した枠構造とし、連続した枠構造の両側表面に各膜１８が形成される膜体２０が固定される。なお、図４に断面図で示される防音構造１０Ａは、図１に示す平面図と同じ平面図によって示されるもので、図３に示す単層防音構造３０ａ及び３０ｂの組み合わせ構造を用いるものである。

本発明においては、図５に示す本発明の他の実施形態に係る防音構造１０Ｂのように、単層防音構造３０ａと３０ｂとの間の膜間距離を調整するために、単層防音構造３０ａと３０ｂとの間に介挿されて積層されるスペーサ３２とを有する。
図５に示すスペーサ３２は、単層防音構造３０（３０ａ、３０ｂ）と同じ貫通孔１２をそれぞれ有し、２次元的に配置された複数、図示例では４個の同じ枠１４を形成する枠体１６からなり、単層防音構造３０と異なり膜１８が各枠１４に固定されていない。

このような防音構造１０Ｂは、図６に示すように、単層防音構造３０ａの上に、スペーサ３２を積層し、積層されたスペーサ３２上に単層防音構造３０ｂを単層防音構造３０ａと同じ向きに積層したものである。防音構造１０Ｂでは、単層防音構造３０ｂの膜１８の上にスペーサ３２の枠体１６が、かつスペーサ３２の枠体１６の上に単層防音構造３０ｂの枠体１６が、単層防音構造３０ｂ、スペーサ３２、及び単層防音構造３０ａのそれぞれの枠体１６の各枠１４の位置が全て互いに対応して一致するように取り付けられて固定される。したがって、防音構造１０Ｂでも、防音構造１０及び１０Ａと同様に、単層防音構造３０ａの複数、図示例では４個の防音セル２６と、単層防音構造３０ｂの複数、図示例では４個の防音セル２６とは、互いに２次元的な位置が一致するように積層される。
図６に示す防音構造１０Ｂでは、複数、図示例では４つの膜１８を構成する膜体２０は、単層防音構造３０ｂの枠体１６の各枠１４の上側表面と、スペーサ３２の枠体１６の各枠１４の下側表面と単層防音構造３０ａの枠体１６の各枠１４の上側表面との間の中間部分との２つの部分に平面状に配置される。

また、図５に示す防音構造１０Ｂの構成は、図７に示す本発明の他の実施例の防音構造１０Ｃのように構成しても良い。防音構造１０Ｃにおいては、図７に示すように、単層防音構造３０ａ及び３０ｂの膜１８同士がスペーサ３２を挟むように、単層防音構造３０ａと、スペーサ３２と、単層防音構造３０ｂとを順に積層したもので、単層防音構造３０ａと３０ｂとを逆向きに積層したものと言える。防音構造１０Ｃでも、防音構造１０、１０Ａ、及び１０Ｂと同様に、単層防音構造３０ａと、スペーサ３２と、単層防音構造３０ｂとの各枠１４の位置を合わせるので、単層防音構造３０ａの複数、図示例では４個の防音セル２６と、単層防音構造３０ｂの複数、図示例では４個の防音セル２６とは、互いに２次元的な位置が一致するように積層される。
なお、図７に示す防音構造１０Ｃのように、単層防音構造３０ａの枠体１６、スペーサ３２の枠体１６、及び単層防音構造３０ｂの枠体１６を連続した枠構造として、その中間部分に、膜１８を形成する２つの膜体２０を配置するようにしても良い。

さらに、図５に示す防音構造１０Ｂの構成は、図８に示す本発明の他の実施例の防音構造１０Ｄのように構成しても良い。防音構造１０Ｄにおいては、図８に示すように、単層防音構造３０ａ及び３０ｂの枠１４同士がスペーサ３２を挟むように、単層防音構造３０ａと、スペーサ３２と、単層防音構造３０ｂとを順に積層したもので、単層防音構造３０ａと３０ｂとを、図７に示す防音構造１０Ｃとは反対側に逆向きに積層したものと言える。防音構造１０Ｄでも、防音構造１０、及び１０Ａ〜１０Ｃと同様に、単層防音構造３０ａと、スペーサ３２と、単層防音構造３０ｂとの各枠１４の位置を合わせるので、単層防音構造３０ａの複数、図示例では４個の防音セル２６と、単層防音構造３０ｂの複数、図示例では４個の防音セル２６とは、互いに２次元的な位置が一致するように積層される。
なお、図８に示す防音構造１０Ｄにおいても、防音構造１０Ｃと同様に、単層防音構造３０ａの枠体１６、スペーサ３２の枠体１６、及び単層防音構造３０ｂの枠体１６を連続した枠構造として、その両側表面部分に、膜１８を形成する２つの膜体２０を配置するようにしても良い。
上述したように、本発明の防音構造１０、及び１０Ａ〜１０Ｄの積層防音構造の積層された単層防音構造３０の防音セル２６の少なくとも一部では、積層されて隣接する防音セル２６の膜１８の間は、スペーサ３２の枠１４によって塞がれていることが好ましい。

上述した防音構造１０Ｂ〜１０Ｄでは、図５に示すように、単層防音構造３０（３０ａ、３０ｂ）と同じ貫通孔１２をそれぞれ有するスペーサ３２を用いているが、本発明はこれに限定されず、スペーサ３２の代わりに、図９に示す防音構造のように、単層防音構造３０と同じ外周を有する円筒状の枠体１６からなる外周リング状のスペーサ３３を用いても良い。
このような図９に示す構成の防音構造は、図１０Ａに示す防音構造１０Ｅのように、単層防音構造３０ａ及び３０ｂの枠１４同士がスペーサ３３を挟むように、単層防音構造３０ａと、スペーサ３３と、単層防音構造３０ｂとを順に積層したものであっても良い。なお、スペーサ３３には、単層防音構造３０ａ及び３０ｂの４つの枠１４の貫通孔１２を含む円孔３３ａがあり、中心を通る枠１４がないため、図８に示す防音構造１０Ｄと異なり、単層防音構造３０ａ及び３０ｂの中心を通る枠１４の先端は、接続されない自由端となる。ただし、枠１４は膜に対して十分に剛性をもつように設計されていることが望ましく、この場合は自由端となっている場合でも枠１４の振動は膜１８の振動に比べて十分に小さく、音響との相互作用に影響を与えない。
なお、図９に示す構成の防音構造は、図１０Ｂに示す防音構造１０Ｆのように、単層防音構造３０ａ及び３０ｂのそれぞれの膜１８を形成する膜体２０同士がスペーサ３３を挟むように、単層防音構造３０ａと、スペーサ３３と、単層防音構造３０ｂとを順に積層したものであっても良い。この時、スペーサ３３には、中心を通る枠１４がないため、図７に示す防音構造１０Ｃと異なり、単層防音構造３０ａ及び３０ｂの膜１８同士は直接接続されない構造となる。

上述した例では、上記積層防音構造の積層された単層防音構造３０の防音セル２６の各膜１８に穿孔された穴２２又は開口部２４同士は中心もサイズも一致しているが、本発明はこれに限定されず、積層された単層防音構造３０の防音セル２６の少なくとも一部では、膜１８に穿孔された穴２２又は開口部２４同士に重なりがあることが望ましいが、本発明に用いる防音セルの特徴として音響特性が膜の上の穴の位置にほとんど依存しないということがあるため、積層方向から見たときに穴に重なりがなくても効果は維持される。
また、上述した例では、スペーサ３２及び３３は、単層防音構造３０ａと、単層防音構造３０ｂとの間に、１個だけ用いられているが、本発明はこれに限定されず、単層防音構造３０ａと３０ｂとの間の膜間距離に応じてそれぞれ１個以上何個用いられても良いし、スペーサ３２及び３３を同時に組み合わせて用いても良い。
また、上述した例では、単層防音構造３０は、単層防音構造３０ａと３０ｂとの２層積層構造であるが、３層以上の単層防音構造３０を積層しても良いし、３層以上の積層においても、膜間距離の調整のために１個以上のスペーサ３２及び３３を用いても良いことは勿論である。
本発明の防音構造１０、及び１０Ａ〜１０Ｆにおける単層防音構造３０の積層構造は、以上のように構成される。以下では、防音構造１０、及び１０Ａ〜１０Ｆに共通であり、これらを区別して説明する必要のない場合には、本発明の防音構造１０で代表する。
次に、本発明の防音構造を構成する単層防音構造３０（３０ａ）の各構成要素について説明する。

枠１４は、厚みのある板状部材１５で環状に囲むように形成され、内部に貫通孔１２を有し、少なくともの一方の側において貫通孔１２を覆うように膜１８を固定するためのもので、この枠１４に固定された膜１８の膜振動の節となるものである。したがって、枠１４は、膜１８に比べて、剛性が高く、具体的には、単位面積当たりの質量及び剛性は、共に高い必要がある。
枠１４の形状は、膜１８の全外周を抑えることができるように膜１８を固定できる閉じた連続した形状であることが好ましいが、本発明は、これに限定されず、枠１４が、これに固定された膜１８の膜振動の節となるものであれば、一部が切断され、不連続な形状であっても良い。即ち、枠１４の役割は、膜１８を固定して膜振動を制御することにあるため、枠１４に小さな切れ目が入っていても、極わずかに接着していない部位が存在していても効果を発揮する。

また、枠１４によって形成される貫通孔１２の幾何学形態は、平面形状であって、図１に示す例では正方形であるが、本発明においては、特に制限的ではなく、例えば、長方形、ひし形、又は平行四辺形等の他の四角形、正三角形、２等辺三角形、又は直角三角形等の三角形、正五角形、又は正六角形等の正多角形を含む多角形、円形、若しくは楕円形等であっても良いし、不定形であっても良い。なお、枠１４の貫通孔１２の両側の端部は、共に閉塞されておらず、共にそのまま外部に開放されている。この開放された貫通孔１２の少なくとも一方の端部に貫通孔１２を覆うように膜１８が枠１４に固定される。
また、枠１４のサイズは、平面視のサイズであり、その貫通孔１２のサイズとして定義できるが、図１、及び図３に示す正方形のような正多角形、又は円の場合には、その中心を通る対向する辺間の距離、又は円相当直径と定義することができ、多角形、楕円又は不定形の場合には、円相当直径と定義することができる。本発明において、円相当直径及び半径とは、それぞれ面積の等しい円に換算した時の直径及び半径である。
なお、単層防音構造３０において、枠１４のサイズは、全ての枠１４において、一定であっても良いが、異なるサイズ（形状が異なる場合も含む）の枠が含まれていても良く、この場合には、枠１４のサイズとして、枠１４の平均サイズを用いればよい。

このような枠１４のサイズは、特に制限的ではなく、単層防音構造３０を積層した本発明の防音構造１０が防音のために適用される防音対象物、例えば、複写機、送風機、空調機器、換気扇、ポンプ類、発電機、ダクト、その他にも塗布機や回転機、搬送機など音を発する様々な種類の製造機器等の産業用機器、自動車、電車、航空機等の輸送用機器、冷蔵庫、洗濯機、乾燥機、テレビジョン、コピー機、電子レンジ、ゲーム機、エアコン、扇風機、ＰＣ、掃除機、空気清浄機等の一般家庭用機器などに応じて設定すればよい。
また、この防音構造１０自体をパーティションのように用いて、複数の騒音源からの音を遮る用途に用いることもできる。この場合も、枠１４のサイズは対象となる騒音の周波数から選択することができる。

なお、詳細は後述するが、枠１４及び膜１８からなる構造の固有振動モードを高周波側に得るために、枠１４のサイズを小さくすることが好ましい。
また、枠１４の平均サイズは、詳細は後述するが、膜１８に設けられる穴からなる開口部２４による防音セル２６の遮蔽ピークにおける回折による音の漏れを防止するために、後述する遮蔽ピーク周波数に対応する波長サイズ以下であることが好ましい。
例えば、枠１４のサイズは、０．５ｍｍ〜２００ｍｍであることが好ましく、１ｍｍ〜１００ｍｍであることがより好ましく、２ｍｍ〜３０ｍｍであることが最も好ましい。
なお、枠１４のサイズは、各枠１４で異なるサイズが含まれる場合などは、平均サイズで表すことが好ましい。

また、枠１４の幅及び厚さも、膜１８を確実に抑えるように固定することができ、膜１８を確実に支持できれば、特に制限的ではないが、例えば、枠１４のサイズに応じて設定することができる。
例えば、枠１４の幅は、枠１４のサイズが、０．５ｍｍ〜５０ｍｍの場合には、０．５ｍｍ〜２０ｍｍであることが好ましく、０．７ｍｍ〜１０ｍｍであることがより好ましく、１ｍｍ〜５ｍｍであることが最も好ましい。
枠１４の幅が、枠１４のサイズに対して比率が大きくなりすぎると、全体に占める枠１４の部分の面積率が大きくなり、デバイスが重くなる懸念がある。一方、上記比率が小さくなりすぎると、その枠１４部分において接着剤などによって膜を強く固定することが難しくなってくる。

また、枠１４の幅は、枠１４のサイズが、５０ｍｍ超、２００ｍｍ以下の場合には、１ｍｍ〜１００ｍｍであることが好ましく、３ｍｍ〜５０ｍｍであることがより好ましく、５ｍｍ〜２０ｍｍであることが最も好ましい。
また、枠１４の厚さは、０．５ｍｍ〜２００ｍｍであることが好ましく、０．７ｍｍ〜１００ｍｍであることがより好ましく、１ｍｍ〜５０ｍｍであることが最も好ましい。
なお、枠１４の幅及び厚さは、各枠１４で異なる幅及び厚さが含まれる場合などは、それぞれ平均幅及び平均厚さで表すことが好ましい。

なお、本発明においては、複数、即ち２以上の枠１４は、２次元的に繋がるように配置された枠体１６、好ましくは１つの枠体１６として構成されることが好ましい。
ここで、本発明の防音構造１０に用いられる単層防音構造３０の枠１４の数、即ち図示例では、枠体１６を構成する枠１４の数も、特に制限的ではなく、本発明の防音構造１０の上述した防音対象物に応じて設定すればよい。もしくは、上述した枠１４のサイズは、上述した防音対象物に応じて設定されているので、枠１４の数は、枠１４のサイズに応じて設定すればよい。
例えば、枠１４の数は、機器内騒音遮蔽（反射及び／又は吸収）の場合には、１個〜１００００個であることが好ましく、２〜５０００であることがより好ましく、４〜１０００であることが最も好ましい。

これは、一般の機器の大きさに対しては、機器のサイズが決まっているために、１つの防音セル２６のサイズを騒音の周波数に適したサイズとするためには、複数の防音セル２６を組み合わせた枠体１６で遮蔽する、即ち反射かつ／又は吸収する必要があることが多く、また、一方で防音セル２６を増やしすぎることで、枠１４の重量分全体重量が大きくなることがあるためである。一方で、大きさに制約のないパーティションのような構造では、必要とされる全体の大きさに合わせて枠１４の個数を自由に選ぶことができる。
なお、１つの防音セル２６は、１つの枠１４を構成単位とするので、単層防音構造３０の枠１４の数、したがって、本発明の防音構造１０の枠１４の数は、防音セル２６の数ということもできる。

枠１４の材料、即ち枠体１６の材料は、膜１８を支持でき、上述した防音対象物に適用する際に適した強度を持ち、防音対象物の防音環境に対して耐性があれば、特に制限的ではなく、防音対象物及びその防音環境に応じて選択することができる。例えば、枠１４の材料としては、アルミニウム、チタン、マグネシウム、タングステン、鉄、スチール、クロム、クロムモリブデン、ニクロムモリブデン、これらの合金等の金属材料、アクリル樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリアミドイド、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリサルフォン、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、ポリイミド、トリアセチルセルロース等の樹脂材料、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastics）、カーボンファイバ、及びガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ：Glass Fiber Reinforced Plastics）等を挙げることができる。
また、これらの枠１４の材料の複数種を組み合わせて用いてもよい。

膜１８は、枠１４の内部の貫通孔１２を覆うように枠１４に抑えられるように固定されるもので、外部からの音波に対応して膜振動することにより音波のエネルギを吸収、もしくは反射して防音するものである。そのため、膜１８は、空気に対して不浸透性であることが好ましい。
ところで、膜１８は、枠１４を節として膜振動する必要があるので、枠１４に確実に抑えられるように固定され、膜振動の腹となり、音波のエネルギを吸収、もしくは反射して防音する必要がある。このため、膜１８は、可撓性のある弾性材料製であることが好ましい。
このため、膜１８の形状は、枠１４の貫通孔１２の形状であり、また、膜１８のサイズは、枠１４のサイズ、より詳細には、枠１４の貫通孔１２のサイズであるということができる。

ここで、図１１Ａに示すように、防音セル２６の枠１４に固定された膜１８は、最も低次の固有振動モードの周波数である共振周波数として、透過損失が最小、好ましくは、０ｄＢとなる第１固有振動周波数を持つものである。即ち、本発明では、膜１８の第１固有振動周波数においては、音を透過させる。なお、この第１固有振動周波数は、枠１４及び膜１８からなる構造によって決まるので、膜１８に穿孔される穴２２、したがって、開口部２４の有無にかかわらず、略同一の値となることが本発明者らによって確認されている（本出願人の出願に係る特願２０１５−１２１９９４号明細書参照）。
ここで、枠１４及び膜１８からなる構造における、即ち枠１４に抑えられるように固定された膜１８の第１固有振動周波数は、共鳴現象により音波が膜振動を最も揺らすところで、音波はその周波数で大きく透過する固有振動モードの周波数である。

なお、本発明者らの知見にしたがえば、単層防音構造３０では、膜１８には開口部２４を構成する穴２２が貫通穴として穿孔されていることから、第１固有振動周波数よりも低周波側の遮蔽ピーク周波数において透過損失がピーク（極大）となる音波の遮蔽のピークが現れる。また、特に、この貫通する穴２２によって生じる遮蔽のピークより、低周波側に、この貫通穴２２が存在することによる音の吸収の増大が見られる。
したがって、単層防音構造３０では、遮蔽ピーク周波数において遮蔽（透過損失）がピーク（極大）となるため、遮蔽ピーク周波数を中心とする一定の周波数帯域の音を選択的に防音することができる。
本発明においては、第１に、音の遮蔽を大きくすることができ、かつ遮蔽のピークをコントロールできるが、更にこれらに加えて、貫通する穴２２の効果により、音（音波のエネルギ）の吸収がより低周波側で現れるという特徴がある。

例えば、図１１Ａに示す例では、第１固有振動周波数は、可聴域内の１１６０Ｈｚであり、より低周波側の遮蔽ピーク周波数である６６４Ｈｚにおいて透過損失がピーク値２８ｄＢとなる遮蔽のピークを示すので、可聴域内の６６４Ｈｚを中心とする一定の周波数帯域を選択的に遮音することができる。
なお、単層防音構造３０及び本発明の防音構造における透過損失（ｄＢ）の測定方法については、後述する。

このため、枠１４及び膜１８からなる構造において、１以上の穴２２からなる開口部２４に依存する遮蔽ピーク周波数を可聴域内の任意の周波数とするためには、できるだけ固有振動モードを高周波側に得ることが重要であり、特に、実用的には重要となる。そのために、膜１８を厚くすることが好ましく、膜１８の材質のヤング率を大きなものとすることが好ましく、さらに、上述のように、枠１４のサイズ、したがって、膜１８のサイズを小さくすることなどが好ましい。即ち、本発明においては、これらの好ましい条件が重要となる。
そこで、単層防音構造３０は、剛性則に従うものであり、枠１４に固定された膜１８の第１固有振動周波数より小さい周波数で音波の遮蔽を起こすため、膜１８の第１固有振動周波数は、人間の音波の感知域に相当する１０Ｈｚ〜１０００００Ｈｚであることが好ましく、人間の音波の可聴域である２０Ｈｚ〜２００００Ｈｚであることがより好ましく、４０Ｈｚ〜１６０００Ｈｚであることが更により好ましく、１００Ｈｚ〜１２０００Ｈｚであることが最も好ましい。

また、膜１８の厚さは、音波のエネルギを吸収、もしくは反射して防音するために膜振動することができれば、特に制限的ではないが、固有振動モードを高周波側に得るためには厚くすることが好ましい。例えば、膜１８の厚さは、本発明では、枠１４のサイズ、即ち膜のサイズに応じて設定することができる。
例えば、膜１８の厚さは、枠１４のサイズが０．５ｍｍ〜５０ｍｍの場合には、０．００５ｍｍ（５μｍ）〜５ｍｍであることが好ましく、０．００７ｍｍ（７μｍ）〜２ｍｍであることがより好ましく、０．０１ｍｍ（１０μｍ）〜１ｍｍであることが最も好ましい。
また、膜１８の厚さは、枠１４のサイズが、５０ｍｍ超、２００ｍｍ以下の場合には、０．０１ｍｍ（１０μｍ）〜２０ｍｍであることが好ましく、０．０２ｍｍ（２０μｍ）〜１０ｍｍであることがより好ましく、０．０５ｍｍ（５０μｍ）〜５ｍｍであることが最も好ましい。
なお、膜１８の厚みは、１つの膜１８で厚みが異なる場合、又は各膜１８で異なる厚さが含まれる場合などは、平均厚さで表すことが好ましい。

ここで、単層防音構造３０において、枠１４及び膜１８からなる構造における膜１８の第１固有振動周波数は、複数の防音セル２６の枠１４の幾何学的形態、例えば枠１４の形状及び寸法（サイズ）と、複数の防音セルの前記膜の剛性、例えば膜の厚さ及び可撓性とによって定めることができる。
なお、膜１８の第１固有振動モードを特徴づけるパラメータとしては、同種材料の膜１８の場合は、膜１８の厚み(ｔ)と枠１４のサイズ（ａ）の２乗との比、例えば、正四角形の場合には一辺の大きさとの比［ａ^２／ｔ］を用いることができ、この比［ａ^２／ｔ］が等しい場合、例えば、（ｔ、ａ）が、（５０μｍ、７．５ｍｍ）の場合と（２００μｍ、１５ｍｍ）の場合とは、上記第１固有振動モードが同じ周波数、即ち同じ第１固有振動周波数となる。即ち、比［ａ^２／ｔ］を一定値にすることにより、スケール則が成立し、適切なサイズを選択することができる。

また、膜１８のヤング率は、膜１８が音波のエネルギを吸収、もしくは反射して防音するために膜振動することができる弾性を有していれば、特に制限的ではないが、固有振動モードを高周波側に得るためには大きくすることが好ましい。例えば、膜１８のヤング率は、本発明では、枠１４のサイズ、即ち膜のサイズに応じて設定することができる。
例えば、膜１８のヤング率は、１０００Ｐａ〜３０００ＧＰａであることが好ましく、１００００Ｐａ〜２０００ＧＰａであることがより好ましく、１ＭＰａ〜１０００ＧＰａであることが最も好ましい。
また、膜１８の密度も、音波のエネルギを吸収、もしくは反射して防音するために膜振動することができるものであれば、特に制限的ではなく、例えば、１０ｋｇ／ｍ^３〜３００００ｋｇ／ｍ^３であることが好ましく、１００ｋｇ／ｍ^３〜２００００ｋｇ／ｍ^３であることがより好ましく、５００ｋｇ／ｍ^３〜１００００ｋｇ／ｍ^３であることが最も好ましい。

膜１８の材料は、膜状材料、又は箔状材料にした際に、上述した防音対象物に適用する際に適した強度を持ち、防音対象物の防音環境に対して耐性があり、膜１８が音波のエネルギを吸収、もしくは反射して防音するために膜振動することができるものであれば、特に制限的ではなく、防音対象物及びその防音環境などに応じて選択することができる。例えば、膜１８の材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、アクリル（ＰＭＭＡ）、ポリアミドイド、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリサルフォン、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、ポリイミド、トリアセチルセルロース、ポリ塩化ビニリデン、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、芳香族ポリアミド、シリコーン樹脂、エチレンエチルアクリレート、酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリメチルペンテン、ポリブテン等の膜状にできる樹脂材料、アルミニウム、クロム、チタン、ステンレス、ニッケル、スズ、ニオブ、タンタル、モリブデン、ジルコニウム、金、銀、白金、パラジウム、鉄、銅、パーマロイ等の箔状にできる金属材料、紙、セルロースなどその他繊維状の膜になる材質、不織布、ナノサイズのファイバーを含むフィルム、薄く加工したウレタンやシンサレートなどのポーラス材料、薄膜構造に加工したカーボン材料など、薄い構造を形成できる材質または構造等を挙げることができる。

膜１８は、単層防音構造３０の枠体１６の複数の枠１４のそれぞれに個々に固定されて全体としてシート状の膜体２０を構成するものであっても良いし、逆に、全ての枠１４を覆うように固定される１枚のシート状の膜体２０によって各枠１４を覆う各膜１８を形成しても良い。即ち、複数の膜１８は、複数の枠１４を覆う１枚のシート状の膜体２０によって構成されるものであっても良い。又は、これらの中間として、複数の枠１４の一部を覆うようにシート状の膜体を一部の枠１４に固定して各枠１４を覆う膜１８を形成すると共に、これらのシート状膜体をいくつか用いて複数の枠１４の全体（全ての枠１４）を覆うシート状の膜体２０を構成しても良い。
また、膜１８は、枠１４の貫通孔１２の少なくとも一方の側の開口を覆うように枠１４に固定される。即ち、膜１８は、枠１４の貫通孔１２の一方の側、又は他方の側、もしくは両側の開口を覆うように枠１４に固定されていても良い。
ここで、単層防音構造３０の複数の枠１４の貫通孔１２の同じ側に全ての膜１８が設けられていても良いし、一部の膜１８が、複数の枠１４の一部の貫通孔１２の一方の側に一部の膜１８が設けられ、複数の枠１４の残りの一部の貫通孔１２の他方の側には残りの膜１８が設けられていても良い。

枠１４への膜１８の固定方法は、特に制限的ではなく、膜１８を枠１４に膜振動の節となるように固定できればどのようなものでも良く、例えば、接着剤を用いる方法、又は物理的な固定具を用いる方法などを挙げることができる。
接着剤を用いる方法は、接着剤を枠１４の貫通孔１２を囲む表面上に接着剤を塗布し、その上に膜１８載置し、膜１８を接着剤で枠１４に固定する。接着剤としては、例えば、エポキシ系接着剤(アラルダイト（登録商標）（ニチバン社製）等)、シアノアクリレート系接着剤(アロンアルフア（登録商標）（東亜合成社製）など)、アクリル系接着剤等を挙げることができる。
物理的な固定具を用いる方法としては、枠１４の貫通孔１２を覆うように配置された膜１８を枠１４と棒等の固定部材との間に挟み、固定部材をネジやビス等の固定具を用いて枠１４に固定する方法等を挙げることができる。

膜１８には、即ち防音セル２６には、１以上の穴２２からなる開口部２４を有する。
ここで、本発明においては、図＊１１に示すように、単層防音構造３０は、膜１８に穿孔された１以上の穴２２からなる開口部２４を有することにより、膜１８の第１固有振動周波数より低周波側に遮蔽がピーク（極大）となる透過損失のピークを有し、この遮蔽（透過損失）がピーク（極大）となる周波数を遮蔽ピーク周波数と呼ぶ。
この遮蔽ピーク周波数は、単層防音構造３０の防音セル２６の膜１８に主として依存する第１固有振動周波数より低周波側に開口部２４の穴２２に起因して現れるものである。遮蔽ピーク周波数は、枠１４（または膜１８）の大きさに対する開口部２４の大きさ、詳細には、枠１４の貫通孔１２（又は貫通孔１２を覆う膜１８）の面積に対する穴２２の総面積の割合である開口部２４の開口率に応じて決まるものである。

ここで、穴２２は、図１〜図８に示すように、防音セル２６の貫通孔１２を覆う膜１８内に１以上穿孔されていれば良い。また、穴２２の穿孔位置は、図１、図３、及び図５に示すように、防音セル２６又は膜１８（以下、防音セル２６で代表する）内の真中であっても良いが、本発明はこれに限定されず、防音セル２６の真中である必要はなく、どの位置に穿孔されていても良い。
即ち、単に、穴２２の穿孔位置が変わっただけでは、単層防音構造３０の遮音特性は変化しない。
しかしながら、本発明では、貫通穴２２は、貫通孔１２の周縁部の固定端から膜１８の面の寸法の２０％超離れた範囲内の領域に穿孔されていることが好ましく、膜１８の中心に設けられていることが最も好ましい。
また、防音セル２６内の開口部２４を構成する穴２２の数は、図１、図３、及び図５に示すように、１個の防音セル２６に対して、１個であっても良いが、本発明はこれに限定されず、２個以上（即ち複数）であっても良い。
ここで、単層防音構造３０、したがって本発明の防音構造１０は、通気性の点からは、図１、図３、及び図５に示すように、各防音セル２６の開口部２４は、１つの穴２２で構成することが好ましい。その理由は、一定の開口率の場合、一つの穴が大きく境界での粘性の影響が小さい場合の方が、風としての空気の通り易さが大きいためである。

一方、１個の防音セル２６内に複数の穴２２がある時は、単層防音構造３０の遮音特性は、複数の穴２２の合計面積、即ち開口部２４の面積に対応した遮音特性、即ち、対応する遮音ピーク周波数において対応する遮音ピークを示す。したがって、１個の防音セル２６（又は膜１８）内にある複数の穴２２の合計面積である開口部２４の面積が、他の防音セル２６（又は膜１８）内に１個のみ有する穴２２の面積である開口部２４の面積に等しいことが好ましいが、本発明はこれに限定されない。
なお、防音セル２６内の開口部２４の開口率（貫通孔１２を覆う膜１８の面積に対する開口部２４の面積率（全ての穴２２の合計面積の割合））が同一の場合には、単一穴２２と複数穴２２で同様の単層防音構造３０が得られるため、ある穴２２のサイズに固定しても様々な周波数帯の防音構造を作製することができる。

本発明においては、防音セル２６内の開口部２４の開口率（面積率）は、特に制限的ではなく、選択的に遮音するべき遮音周波数帯域に応じて設定すれば良いが、０．０００００１％〜７０％であるのが好ましく、０．０００００５％〜５０％であるのがより好ましく、０．００００１％〜３０％であるのが好ましい。開口部２４の開口率を上記範囲に設定することにより、選択的に遮音するべき遮音周波数帯域の中心となる遮音ピーク周波数及び遮音ピークの透過損失を決定することができる。
単層防音構造３０は、製造適性の点からは、１つの防音セル２６内には、同一サイズの穴２２を複数個有することが好ましい。即ち、各防音セル２６の開口部２４は、同一サイズの複数の穴２２で構成することが好ましい。
更に、単層防音構造３０は、全ての防音セル２６の開口部２４を構成する穴２２を同一サイズの穴とすることが好ましい。

本発明においては、穴２２は、エネルギを吸収する加工方法、例えばレーザ加工によって穿孔されることが好ましく、又は物理的接触による機械加工方法、例えばパンチング、又は針加工によって穿孔されることが好ましい。
このため、１つの防音セル２６内の複数の穴２２、又は、全ての防音セル２６内の１個又は複数個の穴２２を同一サイズとすると、レーザ加工、パンチング、又は針加工で穴をあける場合に、加工装置の設定や加工強度を変えることなく連続して穴をあけることができる。
また、単層防音構造３０においては、防音セル２６（又は膜１８）内の穴２２のサイズ（大きさ）は、各防音セル２６（又は膜１８）毎に異なっていても良い。このように防音セル２６（又は膜１８）毎にサイズの異なる穴２２がある場合には、それらの穴２２の面積を平均した平均面積に対応した遮音特性、即ち、対応する遮音ピーク周波数において対応する遮音ピークを示す。
また、単層防音構造３０の各防音セル２６の開口部２４は、７０％以上が同一サイズの穴で構成されることが好ましい。

開口部２４を構成する穴２２のサイズは、上述した加工方法で適切に穿孔できれば、どのようなサイズでも良く、特に限定されない。
しかしながら、穴２２のサイズは、その下限側では、レーザの絞りの精度等のレーザ加工の加工精度、又はパンチング加工もしくは針加工などの加工精度や加工の容易性などの製造適性の点から、２μｍ以上であることが好ましく、５μｍ以上であることがより好ましく、１０μｍ以上であることが最も好ましい。
なお、これらの穴２２のサイズの上限値は、枠１４のサイズより小さい必要があるので、通常、枠１４のサイズはｍｍオーダであり、穴２２のサイズをμｍオーダに設定しておけば、穴２２のサイズの上限値は、枠１４のサイズを超えることはないが、もし、超えた場合には、穴２２のサイズの上限値を枠１４のサイズ以下に設定すればよい。
本発明に用いられる単層防音構造は、基本的に以上のように構成される。

ところで、本発明の防音構造は、上述した単層防音構造を複数層積層して積層防音構造とし、この積層防音構造の膜間距離に応じて、極めて強い防音性能、又は遮音の広帯域化を実現するものであり、かつ、騒音に合わせて遮蔽周波数を簡単に調整することができるようにしたものである。
従来、枠、膜、及び穴（開口部）からなる防音セルを有する単層防音構造は、通気性や熱伝導性を保ちながら特定音を遮蔽できるところに大きな特徴があるが、本発明の防音構造では、このような特徴を持ち、枠、膜、及び穴（開口部）の条件が同一の単層防音構造を積層することにより、この特徴を更に伸ばして遮音性を高めている。

本発明においては、枠、膜、及び穴（開口部）の条件を同一にする際には、積層防音構造の積層された単層防音構造の防音セル間の音響スペクトル（透過損失のスペクトル）の第１固有振動周波数及び遮蔽ピーク周波数のそれぞれのズレ量の平均が、１０％以下であることが好ましく、８％以下であることがより好ましく、５％以下であることが更に好ましい。
ズレ量の平均を上記範囲に限定する理由は、上述した両方の周波数とも一致していて、遮蔽ピークと固有振動の周波数が一致していることが本発明の効果を得る理想であるため、ズレ量の平均値が１０％超では、積層される各層の防音構造の特性のずれが大きく、本発明における積層防音構造の効果を得ることができなくなるからである。
更に、積層防音構造の各単層防音構造の防音セルが、２次元的に配置された複数の防音セルである時、積層された防音セルの内の６０％以上が、同一サイズの枠、膜、及び穴（開口部）で構成されることがより好ましい。例えば、本発明の防音構造では、枠、膜、穴（開口部）が同一サイズの防音セルで構成することが最も好ましい。

なお、本発明の防音構造１０においては、後述の実施例の透過損失を示す図１２Ａ、図１３Ａ、図１４Ａ、図１５Ａ、図１６Ａ、及び図１７Ａ、並びに後述するシミュレーションによる透過損失を示す図２０及び図２２に示すように、積層防音構造は、積層された防音セル２６の固有振動に起因して透過損失が極小となる１以上の極小値を有している。この１以上の極小値にそれぞれ対応する１以上の極小周波数、即ち共振周波数、例えば最も周波数の低い極小値に対応する第１共振周波数より低周波側に、積層された防音セル２６の開口部２４に起因して定まり、かつ透過損失が極大となる１以上の極大値があり、この１以上の極大値にそれぞれ対応する１以上の積層遮蔽ピーク周波数を有していることが好ましい。この１以上の積層遮蔽ピーク周波数は、本発明の防音構造１０の積層防音構造の遮蔽ピーク周波数である。本発明の防音構造１０では、この積層遮蔽ピーク周波数を中心とする周波数帯域の音を選択的に防音することができる。

ところで、音響の波長は、数ｃｍ〜数ｍのオーダであるため、本発明の防音構造の通常の膜間距離、例えば２層間の膜間距離においては十分に干渉が起こる。
このため、本発明の防音構造においては、遮蔽ピークの特徴は２層間の膜間距離によって異なり、以下の特徴を持つ。
１．膜間距離が遠いときは、枠、膜、及び穴（開口部）からなる防音セルを有する単層防音構造の遮音性が、デシベル（ｄＢ）レベルにおいて足し合わせたような極めて強い防音性能を実現できる。膜間距離が遠いときの効果も、１ｃｍ程度の膜間距離で十分効果が得られるため実用性の観点でも有用性がある。なお、膜間距離が遠いときの上限値としては、透過損失の極大値の波長をλとする時、１０λ以下が望ましく、５λ以下がより望ましく、１λ以下がさらに望ましい。
即ち、上述した図１３Ａ、及び図１４Ａに示すように、このような場合、本発明の防音構造１０では、積層防音構造の透過損失の１以上の極大値である遮蔽のピークは、単層防音構造３０が２層に積層されたことにより、図１１Ａに示す単層防音構造の透過損失の極大値である遮蔽のピークより大きい値を持つことが好ましい。その結果、本発明の防音構造１０では、より強い遮音を実現することができる。

２．膜間距離が近いときは、２層の単層防音構造３０の共鳴が相互作用し、遮音ピークが分割することにより遮音の周波数帯域の幅が広帯域化する。
即ち、上述した図１２Ａ、図１５Ａ、図１６Ａ、図１７Ａ、図２０、及び図２２に示すように、本発明の防音構造１０では、積層防音構造の２層に積層された単層防音構造３０の防音セル２６の固有振動の相互作用により、積層された防音セル２６の穴２２又は開口部２４に起因して、積層された２つの単層防音構造３０の第１固有振動周波数、かつ／又は積層防音構造の第１共振周波数より低周波側に定まり、かつ透過損失が極大となる２以上の極大値があり、これらの２以上の極大値にそれぞれ対応する２以上の積層遮蔽ピーク周波数を有していることが好ましい。これらの２以上の積層遮蔽ピーク周波数は、本発明の防音構造１０の積層防音構造の遮蔽ピーク周波数であり、この積層遮蔽ピーク周波数を中心とする周波数帯域の音を選択的に防音することができるので、遮音の周波数帯域の幅を広帯域化することができる。
なお、本発明においては、膜間距離が近い時とは、透過損失のスペクトルを測定して、透過損失のピークに分割が観測された時を言い、膜間距離が遠い時とは、透過損失のピークが、単一のピークであった時を言う。

また、上述の図２０及び図２２に示すように、本発明の防音構造１０では、積層防音構造の積層された２つの単層防音構造３０間の膜間距離が大きくなるにつれて、２以上の極大値にそれぞれ対応する２以上の積層遮蔽ピーク周波数が近くなることが好ましい。
ここで、後述するシミュレーションによる透過損失を示す図２１及び図２３に示すように、これらの２以上の積層遮蔽ピーク周波数の差は、膜間距離をａ（ｍｍ）とする時、下記式（１）で表すことができる。
Ｄｆ＝Ｃ×ｅｘｐ（−ｂ×ａ） …（１）
ここで、ｂ及びｃは、定数であり、定数ｂは、０．１〜０．２の範囲内の値であることが好ましい。
なお、本発明の防音構造１０では、積層防音構造の積層された２つの単層防音構造３０間の膜間距離は、透過損失が極大となる遮蔽ピークの波長長さ（サイズ）未満であることが好ましい。

本発明の防音構造の積層防音構造においては、音響の透過損失スペクトル全体でみた場合には、以下に示すように、単層防音構造と異なる優れた特徴がある。
１．積層防音構造の第１共振周波数が、２つの単層防音構造３０の防音セル２６の膜１８同士の距離が近いことによる相互作用により、２つに分裂し、透過損失の極小値が２つ現れる。透過損失が極小値となる周波数で膜振動により大きく吸音するため、その音の吸収ピークを膜１８間の距離、即ち２つの積層された単層防音構造３０の膜間距離の制御だけでシフトさせることができる。

即ち、後述の実施例の透過損失及び音の吸収率（吸音率）を示す図１３Ａ、図１３Ｂ、図１４Ａ、図１４Ｂ、図１５Ａ、図１５Ｂ、図１７Ａ、図１７Ｂ、図１８、及び図１９に示すように、本発明の防音構造１０では、積層防音構造の２層に積層された単層防音構造３０の防音セル２６の固有振動の相互作用により、積層された２つの単層防音構造３０の第１固有振動周波数にそれぞれ対応して、透過損失が極小となる２以上の極小値を有し、２以上の極小値にそれぞれ対応する２以上の極小周波数（共振周波数）を有しており、それらの周波数での膜振動により、積層された２つの単層防音構造３０の第１固有振動周波数にそれぞれ対応して音の吸収率が極大となる２以上の極大値を有し、２以上の極大値にそれぞれ対応する２以上の極大周波数を持つことができる。
また、この場合、図１３Ａ、図１３Ｂ、及び図１４Ａ、図１４Ｂに示すように、本発明の防音構造１０の積層防音構造では、積層された２つの単層防音構造３０間の膜間距離が大きくなるにつれて、２以上の透過損失の極小値にそれぞれ対応する２以上の極小周波数（共振周波数）が近づき、その結果、２以上の音の吸収率の極大値にそれぞれ対応する２以上の極大周波数が近くなることがより好ましい。

２．積層防音構造における透過損失の極大値よりさらに低周波側に、穴２２（開口部２４）による透過損失の極小値が現れる。その周波数において吸収が極大値となり、低周波側で効率的な吸音構造として機能する。
即ち、図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、本発明の防音構造１０では、積層防音構造は、積層された単層防音構造３０の防音セル２６の穴２２（開口部２４）に起因して定まり、積層された２つの単層防音構造３０の第１固有振動周波数、かつ／又は積層防音構造の第１共振周波数より低周波側の透過損失の極大値より低周波側において、単層防音構造３０が２層に積層されたことにより、吸収率の極大値を持つことが好ましい。

ところで、本発明の防音構造１０、及び単層防音構造３０において、防音セル２６、即ち枠１４の円相当半径をＲ２（ｍ）、膜１８の厚みをｔ２（ｍ）、膜１８のヤング率をＥ２（Ｐａ）、膜１８の密度をｄ（ｋｇ／ｍ^３）とする時、下記式（２）で表されるパラメータＢ（√ｍ）と、本発明の防音構造１０、即ち単層防音構造３０の枠１４及び膜１８からなる構造の第１固有振動周波数（Ｈｚ）とは、防音セル２６の円相当半径Ｒ２（ｍ）、膜１８の厚みｔ２（ｍ）、膜１８のヤング率Ｅ２（Ｐａ）、膜１８の密度ｄ（ｋｇ／ｍ^３）を変化させた時にも略線形な関係にあり、図２６に示すように、下記式（３）で表される式で表されることを知見した。
Ｂ＝ｔ２／Ｒ２^２＊√（Ｅ２／ｄ） …（２）
ｙ＝０．７２７８ｘ^{０．９５６６} …（３）
ここで、ｙは、第１固有振動周波数（Ｈｚ）であり、ｘは、パラメータＢである。なお、ｙを、本発明の防音構造１０の積層防音構造の第１共振周波数（Ｈｚ）としても良いが、第１固有振動周波数（Ｈｚ）で代表して説明する。
ところで、図２６は、後述する実施例の実験前の設計段階におけるシミュレーションの結果から得られたものである。

以上から、単層防音構造３０においては、防音セル２６の円相当半径Ｒ２（ｍ）、膜１８の厚みｔ２（ｍ）、膜１８のヤング率Ｅ２（Ｐａ）、膜１８の密度ｄ（ｋｇ／ｍ^３）をパラメータＢ（√ｍ）で規格化することにより、２次元（ｘｙ）座標上において、パラメータＢと単層防音構造３０の第１固有振動周波数（Ｈｚ）との関係を表わす点は、略一次式と見做せる上記式（３）で表され、全ての点が略同一直線上にあること分かる。なお、Ｒ２とＲ１とは、共に防音セル２６の円相当半径を表わすが、Ｒ２＝１０^３×Ｒ１の関係にある。また、ｔ２とｔ１とは、共に膜１８の厚みを表わすが、ｔ２＝１０^６×ｔ１の関係にある。また、Ｅ２とＥ１とは、共に膜１８のヤング率を表わすが、Ｅ１＝１０⁹×Ｅ２の関係にある。
第１固有振動周波数を１０Ｈｚから１０００００Ｈｚまでの間の複数の値に対するパラメータＢの値を表１に示す。

表１から明らかなように、パラメータＢは、第１固有振動周波数に対応することから、本発明においては、１．５４７×１０（＝１５．４７）以上２．３５０×１０^５（２３５００）以下であることが好ましく、３．１９４×１０（＝３１．９４）〜４．３６９×１０^４（４３９６０）であることがより好ましく、６．５９２×１０（＝６５．９２）〜３．４６０×１０^４（３４６００）であることが更により好ましく、１．７１８×１０^２（＝１７１．８）〜２．５６２×１０^４（２５６２０）であることが最も好ましい。
以上のように規格化されたパラメータＢを用いることにより、本発明の防音構造１０の積層防音構造、又は単層防音構造３０において積層遮蔽ピーク周波数、又は遮蔽ピーク周波数の高周波側の上限となる第共振周波数、又は第１固有振動周波数を決定することができ、選択的に遮音すべき周波数帯域の中心となる積層遮蔽ピーク周波数、又は遮蔽ピーク周波数を決めることができる。また、逆に、このパラメータＢを用いることにより、選択的に遮音すべき周波数帯域の中心となる遮蔽ピーク周波数を持つことができる第１固有振動周波数を有する単層防音構造３０、又は積層遮蔽ピーク周波数を持つことができる第１共振周波数を有する本発明の防音構造１０を設定することができる。

また、本発明者らは、本発明の防音構造１０の積層防音構造、又は単層防音構造３０においては、第１共振周波数、又は第１固有振動周波数は、枠１４及び膜１８からなる構造によって定まり、透過損失がピークとなる積層遮蔽ピーク周波数、又は遮蔽ピーク周波数は、枠１４及び膜１８からなる構造の膜に穿孔された穴２２からなる開口部に依存して定まる。
ここで、本発明者らは、本発明の防音構造１０の積層防音構造、又は単層防音構造３０において、防音セル２６、即ち枠１４の円相当半径をＲ１（ｍｍ）、膜１８の厚みをｔ１（μｍ）、膜１８のヤング率をＥ１（ＧＰａ）、開口部２４の円相当半径をｒ（μｍ）とする時、下記式（１）で表されるパラメータＡと、本発明の防音構造１０の積層防音構造の積層遮蔽ピーク周波数、又は単層防音構造３０の遮蔽ピーク振動周波数（Ｈｚ）とは、防音セル２６の円相当半径Ｒ１（ｍｍ）、膜１８の厚みｔ１（μｍ）、膜１８のヤング率Ｅ１（ＧＰａ）、開口部２４の円相当半径ｒ（μｍ）を変化させた時にも、図２５に示すように、略線形な関係にあり、略一次式で表され、２次元座標上で、略同一直線上に乗ることを知見した。なお、パラメータＡは、膜の密度やポアソン比には、略依存しないことも分かった。
Ａ＝√（Ｅ１）＊（ｔ１^１．２）＊（ｌｎ（ｒ）−ｅ）／（Ｒ１^２．８）…（４）
ここで、ｅは、ネイピア数を示し、ｌｎ（ｘ）は、ｅを底としたｘの対数である。
ここで、防音セル２６内に複数個の開口部２４が存在するとき、円相当半径ｒは複数個の開口部の合計面積から求めるものとする。

なお、図２５は、後述する実施例の実験前の設計段階におけるシミュレーションの結果から得られたものである。
本発明の防音構造１０の積層防音構造、又は単層防音構造３０において、第１共振周波数、又は第１固有振動周波数を１０Ｈｚ〜１０００００Ｈｚとする時、積層遮蔽ピーク振動周波数は、第１共振周波数以下の周波数となる、又は遮蔽ピーク振動周波数は、第１固有振動周波数以下の周波数となることから、積層遮蔽ピーク振動周波数、又は遮蔽ピーク振動周波数を１０Ｈｚから１０００００Ｈｚまでの間の複数の値に対応するパラメータＡの値を表２に示す。

表１から明らかなように、パラメータＡは、第１共振周波数、又は第１固有振動周波数に対応することから、本発明においては、０．０７０００以上７５９．１以下であることが好ましく、０．１４１０〜１５１．８２であることがより好ましく、０．２８２０〜１２１．５であることが更により好ましく、０．７０５０〜９１．０９であることが最も好ましい。
以上のように規格化されたパラメータＡを用いることにより、本発明の防音構造において、遮蔽ピーク周波数、又は積層遮蔽ピーク周波数を決定することができ、積層遮蔽ピーク周波数を中心とする一定の周波数帯域の音を選択的に遮音することができる。また、逆に、このパラメータＡを用いることにより、選択的に遮音すべき周波数帯域の中心となる積層遮蔽ピーク周波数を持つ本発明の防音構造を設定することができる。

なお、本発明の防音構造の防音においては、音が振動でなく音響波として透過できる貫通穴２２と、膜振動として音が通過する膜１８との両方が存在していることが重要となる。
よって、音が透過できる貫通穴２２は、音が膜振動ではなく、空気を伝わる音響波として通ることのできる部材で覆われている状態でも、開放されているときと同様に遮音のピークを得ることができる。このような部材は、一般に通気性のある部材となる。
このような通気性のある代表的な部材としては網戸の網があげられる。一例として、ＮＢＣメッシュテック社製のアミドロジー３０メッシュ品が挙げられるが、本発明者らは、これによって貫通穴２２を塞いでも得られるスペクトルは変化しないことを確認している。

網は、格子状であっても良いし、三角格子状であっても良く、特にその形状には依存しないし、制限されない。網全体のサイズは、本発明の枠体のサイズよりも大きくても良いし、小さくても良い。また、網のサイズは、膜１８の貫通穴２２を１つ１つ覆うサイズであっても良い。また、網は、その網目がいわゆる虫よけを目的とするサイズの網であっても良いし、もっと細かな砂の進入を防ぐ網でも良い。素材は、合成樹脂からなる網でも良いし、防犯用、電波遮蔽用の針金であっても良い。
また、上述の通気性のある部材は、網戸の網に限定されず、網の他にも、不織布素材、ウレタン素材、シンサレート(３Ｍ社製)、ブレスエアー(東洋紡社製)、ドットエアー(東レ社製)などが挙げられる。本発明では、このような通気性を有する素材で覆うことで、虫や砂が孔から侵入することを防ぐこと、貫通穴２２の部分から中が見える等のプライバシー性を確保すること、及び隠ぺい性を付与することなどができる。
なお、本発明の防音構造は、窓部材、網戸部材、折りたためる構造として用いたブラインド、カーテン、又は仕切りであっても良いし、直方体の形状を有するケージ部材、道路又は鉄道線路の側面に設置される側面壁であっても良いし、２つの単層防音構造の膜間距離を変化させる機構を有することが好ましい。
本発明の防音構造は、基本的に以上のように構成される。

本発明の防音構造は、以上のように構成されているため、従来の防音構造において困難であった低周波遮蔽を可能にし、さらに、低周波から１０００Ｈｚを超える周波数まで様々な周波数の騒音に合わせて強く遮音する構造を設計できるという特徴も有する。また、本発明の防音構造は、構造の質量（質量則）によらない遮音原理であるため、従来の防音構造と比較して非常に軽量かつ薄い遮音構造を実現できるために、従来の防音構造では十分な遮音が困難であった防音対象にも適用することができる。

例えば、枠、膜、穴（開口部）からなる単層防音構造においても軽量で十分な遮音性を得ることができるが、遮音性を更に高める(透過損失を高ｄＢとする)ためには、膜を厚くする、枠を小さくする等、膜部分の実効的な堅さを大きくするか、穴を小さくして開口率を小さくする手段が考えられる。しかしながら、特に、低周波側の遮音を検討した時に、厚膜化、及び枠の小型化の条件は、遮蔽ピークを高周波側にシフトさせてしまうために用いることが困難であった。また、特に通気や放熱を考えたときに穴の小サイズ化の条件で開口率を小さくすることも問題となった。
このため、特に、低周波において穴（開口部）の開口率減少条件を適用しない方法で遮音性を高める手法が求められていた。
本発明の積層防音構造においては、穴の大きさを変えずに膜を重ねて２層化しているので、穴の大きさを保ったまま遮蔽ピークの大きさを高めることができる。
また、本発明の積層防音構造では、２つの単層防音構造の膜間距離を制御することで、遮蔽周波数の微調整が可能となるため、騒音に合わせて周波数を簡単に調整することができるという利点もある。

また、本発明の防音構造は、特許文献２に記載の技術のような従来のほとんどの遮音材と比較すると、従来質量則による遮蔽で遮音構造を重くするための錘を必要とせず、膜に穴を設けるだけで製造適性があり、軽くて遮音材としてロバスト性の高い遮音構造であるという特徴を有する。
また、本発明の防音構造は、特許文献２に記載の音響減衰パネル及び構造に対して、単層防音構造と同様に、質量を重くしてしまう要因であった錘が必要ないため、より軽い遮音構造を実現できる。
また、本発明の防音構造は、膜に穴をあけるだけで、強い遮音構造を実現することができる。
また、本発明の防音構造は、レーザ加工、及びパンチ穴加工により、高速かつ容易に膜に穴をあけることができるために、製造適性を有する。
また、本発明の防音構造は、穴の位置や形状に遮音特性がほとんど依存しないため、製造において安定性が高いという利点がある。
また、本発明の防音構造は、穴が存在することで膜が通気性をもち、すなわち風や熱を通しながら音を遮蔽し、即ち反射かつ／又は吸収する構造を実現できる。
さらに、本発明の防音構造は、枠、膜、及び開口部（１以上の穴）からなる単層防音構造が２層化されていることで、その２層間の膜間距離をパラメータとして用いることができ、その２層間の膜間距離を変更することによって、容易に遮蔽周波数の周波数と幅（帯域）を変更することができるので、周波数を調整する上でも大きな利点となる。

以下に、本発明の防音構造を持つ防音部材に組合せることができる構造部材の物性、又は特性について説明する。
なお、以下では、本発明の多層構造の積層防音構造とするために積層する単層防音構造について説明する。
［難燃性］
建材や機器内防音材として本発明の防音構造を持つ防音部材を使用する場合、難燃性であることが求められる。
そのため、膜は、難燃性のものが好ましい。膜としては、例えば難燃性のＰＥＴフィルムであるルミラー（登録商標）非ハロゲン難燃タイプＺＶシリーズ（東レ社製）、テイジンテトロン（登録商標）ＵＦ（帝人社製）、及び／又は難燃性ポリエステル系フィルムであるダイアラミー（登録商標）（三菱樹脂社製）等を用いればよい。
また、枠も、難燃性の材質であることが好ましく、アルミニウム等の金属、セミラックなどの無機材料、ガラス材料、難燃性ポリカーボネート（例えば、ＰＣＭＵＰＹ６１０（タキロン社製））、及び／又はや難燃性アクリル（例えば、アクリライト（登録商標）ＦＲ１（三菱レイヨン社製））などの難燃性プラスチックなどが挙げられる。
さらに、膜を枠に固定する方法も、難燃性接着剤（スリーボンド１５３７シリーズ（スリーボンド社製））、半田による接着方法、又は２つの枠で膜を挟み固定するなどの機械的な固定方法が好ましい。

［耐熱性］
環境温度変化にともなう、本発明の防音構造の構造部材の膨張伸縮により防音特性が変化してしまう懸念があるため、この構造部材を構成する材質は、耐熱性、特に低熱収縮のものが好ましい。
膜は、例えばテイジンテトロン（登録商標）フィルム ＳＬＡ（帝人デュポン社製）、ＰＥＮフィルム テオネックス（登録商標）（帝人デュポン社製）、及び／又はルミラー（登録商標）オフアニール低収縮タイプ（東レ社製）などを使用することが好ましい。また、一般にプラスチック材料よりも熱膨張率の小さいアルミニウム等の金属膜を用いることも好ましい。
また、枠は、ポリイミド樹脂（ＴＥＣＡＳＩＮＴ４１１１（エンズィンガージャパン社製））、及び／又はガラス繊維強化樹脂（ＴＥＣＡＰＥＥＫＧＦ３０（エンズィンガージャパン社製））などの耐熱プラスチックを用いること、及び／又はアルミニウム等の金属、又はセラミック等の無機材料やガラス材料を用いることが好ましい。
さらに、接着剤も、耐熱接着剤（ＴＢ３７３２（スリーボンド社製）、超耐熱１成分収縮型ＲＴＶシリコーン接着シール材（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製）、及び／又は耐熱性無機接着剤アロンセラミック（登録商標）（東亜合成社製）など）を用いることが好ましい。これら接着を膜または枠に塗布する際は、１μm以下の厚みにすることで、膨張収縮量を低減できることが好ましい。

［耐候・耐光性］
屋外や光が差す場所に本発明の防音構造を持つ防音部材が配置された場合、構造部材の耐侯性が問題となる。
そのため、膜は、特殊ポリオレフィンフィルム（アートプライ（登録商標）（三菱樹脂社製））、アクリル樹脂フィルム（アクリプレン（三菱レイヨン社製））、及び／又はスコッチカルフィルム（商標）（３Ｍ社製）等の耐侯性フィルムを用いることが好ましい。
また、枠材は、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリル（アクリル）などの耐侯性が高いプラスチックやアルミニウム等の金属、セラミック等の無機材料、及び／又はガラス材料を用いることが好ましい。
さらに、接着剤も、エポキシ樹脂系のもの、及び／又はドライフレックス（リペアケアインターナショナル社製）などの耐侯性の高い接着剤を用いることが好ましい。
耐湿性についても、高い耐湿性を有する膜、枠、及び接着剤を適宜選択することが好ましい。吸水性、耐薬品性に関しても適切な膜、枠、及び接着剤を適宜選択することが好ましい。

［ゴミ］
長期間の使用においては、膜表面にゴミが付着し、本発明の防音構造の防音特性に影響を与える可能性がある。そのため、ゴミの付着を防ぐ、または付着したゴミ取り除くことが好ましい。
ゴミを防ぐ方法として、ゴミが付着し難い材質の膜を用いることが好ましい。例えば、導電性フィルム（フレクリア（登録商標）（ＴＤＫ社製）、及び／又はＮＣＦ（長岡産業社製））などを用いることで、膜が帯電しないことで、帯電によるゴミの付着を防ぐことができる。また、フッ素樹脂フィルム（ダイノックフィルム（商標）（３Ｍ社製））、及び／又は親水性フィルム（ミラクリーン（ライフガード社製）、ＲＩＶＥＸ（リケンテクノス社製）、及び／又はＳＨ２ＣＬＨＦ（３Ｍ社製））を用いることでも、ゴミの付着を抑制できる。さらに、光触媒フィルム（ラクリーン（きもと社製)）を用いることでも、膜の汚れを防ぐことができる。これらの導電性、親水性、及び／又は光触媒性を有するスプレー、及び／又はフッ素化合物を含むスプレーを膜に塗布することでも同様の効果を得ることができる。

上述したような特殊な膜を使用する以外に、膜上にカバーを設けることでも汚れを防ぐことが可能である。カバーとしては、薄い膜材料(サランラップ（登録商標）など)、ゴミを通さない大きさの網目を有するメッシュ、不織布、ウレタン、エアロゲル、ポーラス状のフィルム等を用いることができる。
また、膜に通気孔となる貫通穴を有する防音構造においては、図２７、及び図２８にそれぞれ示す防音部材４０ａ、及び４０ｂのように、膜１８上に設けられたカバー４２にも孔４４を空けて、膜１８上に直接風やゴミが当たらないように、配置することが好ましい。
付着したゴミを取り除く方法としては、膜の共鳴周波数の音を放射し、膜を強く振動させることで、ゴミを取り除くことができる。また、ブロワー、又はふき取りを用いても同様の効果を得ることができる。

［風圧］
強い風が膜に当たることで、膜が押された状態となり、共鳴周波数が変化する可能性がある。そのため、膜上に、不織布、ウレタン、及び／又はフィルムなどでカバーすることで、風の影響を抑制することができる。膜に貫通穴を有する防音構造においては、上記のゴミの場合と同様に、図２７、及び図２８にそれぞれ示す防音部材４０ａ、及び４０ｂのように、膜１８上に設けられたカバー４２にも孔４４を空けて、膜１８上に直接風が当たらないように、配置することが好ましい。

［ユニットセルの組合せ］
本発明の防音構造は、複数の枠１４が連続した１つの枠体１６によって構成されているが、本発明はこれに限定されず、１つの枠とそれに取り付けられた１枚の膜とを持つ、又はこの１つの枠と１枚の膜と膜に形成された貫通穴を持つ単位ユニットセルとしての防音セルであっても良い。即ち、本発明の防音構造を有する防音部材は、必ずしも１つの連続した枠体によって構成されている必要はなく、単位ユニットセルとして枠構造とそれに取り付けられた膜構造とを持つ、又は１つの枠構造と１つの膜構造と膜構造に形成された穴構造を持つ防音セルであっても良く、このような単位ユニットセルを独立に使用する、もしくは複数の単位ユニットセルを連結させて使用することもできる。
複数の単位ユニットセルの連結の方法としては、後述するが、枠体部にマジックテープ（登録商標）、磁石、ボタン、吸盤、及び／又は凹凸部を取り付けて組み合わせてもよいし、テープなどを用いて複数の単位ユニットセルを連結させることもできる。

［配置］
本発明の防音構造を有する防音部材を壁等に簡易に取り付け、又はり取外しできるようにするため、防音部材に磁性体、マジックテープ（登録商標）、ボタン、吸盤などからなる脱着機構が取り付けられていることが好ましい。例えば、図２９に示すように、防音部材４０ｃの枠体１６の外側の枠１４の底面に脱着機構４６を取付けて置き、防音部材４０ｃに取り付けられた脱着機構４６を壁４８に取付けて、防音部材４０ｃを壁４８に取り付けるようにしても良いし、図３０に示すように、防音部材４０ｃに取り付けられた脱着機構４６を壁４８から取り外して、防音部材４０ｃを壁４８から離脱させるようにしても良い。

また、共鳴周波数の異なる各防音セル、例えば図３１に示すように、防音セル４１ａ、４１ｂ、及び４１ｃをそれぞれ組合せて、防音部材４０ｄの防音特性を調整する際に、容易に防音セル４１ａ、４１ｂ、及び４１ｃを組み合わせられるように、各防音セル４１ａ、４１ｂ、及び４１ｃに磁性体、マジックテープ（登録商標）、ボタン、吸盤などの脱着機構５０が取り付けられていることが好ましい。
また、防音セルに凹凸部を設け、例えば図３２に示すように、防音セル４１ｄに凸部５２ａを設け、かつ防音セル４１ｅに凹部５２ｂを設け、それらの凸部５２ａと凹部５２ｂとをかみ合わせで防音セル４１ｄと防音セル４１ｅとの脱着を行ってもよい。複数の防音セルを組み合わせることができれば、１つの防音セルに凸部及び凹部の両方を設けても良い。
更に、上述した図３１に示す脱着機構５０と、図３２に示す凹凸部、凸部５２ａ及び凹部５２ｂとを組み合わせて防音セルの着脱を行うようにしても良い。

［枠機械強度］
本発明の防音構造を有する防音部材のサイズが大きくなるにつれ、枠が振動しやすくなり、膜振動に対し固定端としての機能が低下する。そのため、枠の厚みを増して枠剛性を高めることが好ましい。しかし、枠の厚みを増すと防音部材の質量が増し、軽量である本防音部材の利点が低下していく。
そのため、高い剛性を維持したまま質量の増加を低減するために、枠に孔や溝を形成することが好ましい。例えば、図３３に示す防音セル５４の枠５６に対して、図３４に側面図として示すようにトラス構造を用いることで、又は図３５に示す防音セル５８の枠６０に対して、図３６にＡ−Ａ線矢視図として示すようにラーメン構造を用いることで、高い剛性かつ軽量を両立することができる。

また、例えば、図３７〜図３９に示すように、面内の枠厚みを変える、又は組合せることで、高剛性を確保し、軽量化を図ることもできる。図３７に示す本発明の防音構造を有する防音部材６２のように、図３７に示す防音部材６２をＢ−Ｂ線で切断した断面模式図である図３８に示すように、３６個の防音セル６４の複数の枠６６からなる枠体６８の両外側、及び中央の板状部材６８ａを、その他の部分の板状部材６８ｂより厚みを厚くする、図示例では２倍以上厚くする。Ｂ−Ｂ線と直交するＣ−Ｃ線で切断した断面模式図である図３９に示すように、直交する方向においても、同様に、枠体６８の両外側、及び中央の板上部材６８ａを、その他の部分の板状部材６８ｂより厚みを厚くする、図示例では２倍以上厚くする。
こうすることにより、高剛性化と軽量化を両立することができる。
なお、上述した図２９〜図３９に示す各防音セルの膜１８には、簡略化のために、貫通穴を図示していないが、貫通穴が穿孔されているのは勿論である。

本発明の防音構造は、以下のような防音部材として使用することができる。
例えば、本発明の防音構造を持つ防音部材としては、
建材用防音部材：建材用として使用する防音部材、
空気調和設備用防音部材：換気口、空調用ダクトなどに設置し、外部からの騒音を防ぐ防音部材、
外部開口部用防音部材：部屋の窓に設置し、室内又は室外からの騒音を防ぐ防音部材、
天井用防音部材：室内の天井に設置され、室内の音響を制御する防音部材、
床用防音部材：床に設置され、室内の音響を制御する防音部材、
内部開口部用防音部材：室内のドア、ふすまの部分に設置され、各部屋からの騒音を防ぐ防音部材、
トイレ用防音部材：トイレ内またはドア（室内外）部に設置、トイレからの騒音を防ぐ防音部材、
バルコニー用防音部材：バルコニーに設置し、自分のバルコニーまたは隣のバルコニーからの騒音を防ぐ防音部材、
室内調音用部材：部屋の音響を制御するための防音部材、
簡易防音室部材：簡易に組み立て可能で、移動も簡易な防音部材、
ペット用防音室部材：ペットの部屋を囲い、騒音を防ぐ防音部材、
アミューズメント施設：ゲームセンター、スポーツセンター、コンサートホール、映画館に設置される防音部材、
工事現場用仮囲い用の防音部材：工事現場を多い周囲に騒音の漏れを防ぐ防音部材、
トンネル用の防音部材：トンネル内に設置し、トンネル内部および外部に漏れる騒音を防ぐ防音部材、等を挙げることができる。

本発明の防音構造は、以下のようにして製造される。
まず、複数の枠１４を有する枠体１６と、枠体１６の全ての枠１４の貫通孔１２を全て覆うシート状の膜体２０を２組準備する。
次に、各組の枠体１６の全ての枠１４にシート状の膜体２０を接着剤によって固定し、全ての枠１４の貫通孔１２をそれぞれ覆う膜１８を形成して、枠１４と膜１８とからなる構造を持つ２組の複数の防音セルを構成する。
次いで、２組の複数の防音セルの個々の膜１８に、レーザ加工などのエネルギを吸収する加工方法、もしくはパンチング、又は針加工などの物理的接触による機械加工方法によって１個以上の穴２２をそれぞれ穿孔して、各防音セル２６に開口部２４を形成する。
こうして、単層防音構造３０（３０ａ、３０ｂ）を製造する。
こうして製造された２つの単層防音構造３０ａ、及び３０ｂを積層して固定する。
固定は、単層防音構造３０ａの膜１８と単層防音構造３０ｂの枠１４とを、単層防音構造３０ａの枠１４と単層防音構造３０ｂの膜１８とを、直接接着剤で固定しても良いし、又はスペーサ３２の枠１４を介して接着剤で固定しても良い。
こうして、単層防音構造３０ａ、及び３０ｂが積層された本発明の防音構造１０を製造することができる。
なお、単層防音構造３０ａ、及び３０ｂの枠体１６、更には、スペーサ３２の枠体１６を連続した枠構造とする場合には、枠構造を先に製造した後に、膜１８を枠１４に接着剤で固定するようにしても良い。
本発明の防音構造の製造方法は、基本的に以上のように構成される。

本発明の防音構造を実施例に基づいて具体的に説明する。
本発明の実施例を製造して音響特性を測定する実験を行う前に防音構造の設計について示す。
この防音構造の系は、膜振動と空気中の音波の相互作用系であるため、音響と振動の連成解析を用いて解析を行った。具体的には、有限要素法の解析ソフトウェアであるＣＯＭＳＯＬｖｅｒ５．０の音響モジュールを用いて設計を行った。まず、固有振動解析によって第１固有振動周波数を求めた。次に、周期構造境界中で周波数スイープによる音響構造連成解析を行って、正面から入射する音波に対する各周波数における透過損失を求めた。
この設計に基づいて、サンプルの形状や材質を決定した。実験結果における遮蔽ピーク周波数とシミュレーションからの予測はよく一致した。

また、材料特性や膜厚を自由に変化させることができるシミュレーションの特徴を活かして、第１共振周波数と各物性の対応を求めた。パラメータＢとして膜１８の厚みｔ２（ｍ）、枠１４のサイズ（又は半径）Ｒ２（ｍ）、膜のヤング率Ｅ２（Ｐａ）、膜の密度ｄ（ｋｇ／ｍ^３）を変化させて固有振動を求めた。その結果を図２６に示した。本発明者らは、この計算により第１固有振動周波数ｆ_resonanceがｔ２／Ｒ２^２＊√（Ｅ２／ｄ）に略比例することを見出した。したがって、パラメータＢ＝ｔ２／Ｒ２^２＊√（Ｅ２／ｄ）とおくことで固有振動が予測できることが分かった。

（実施例１、比較例１）
以下に、膜１８としてＰＥＴフィルム厚さ１８８μｍを、枠１４として正方形サイズ２５ｍｍに貼った後に、サイズ直径１ｍｍの穴２２を形成した２層積層構造の実施例１の防音構造を作製した。その製造方法を示す。
ＰＥＴフィルム（東レ株式会社製 ルミラー）１８８μｍ品を膜１８として用いた。枠１４としてはアクリル厚み３ｍｍの板を用い、枠１４の形状を正方形として、その正方形の貫通孔１２の一辺を２５ｍｍとして加工を行ったものを用いた。
枠１４の幅は２ｍｍとした。枠構造（枠体１６の枠１４）の貫通孔１２は、２×２個の合計４個を有する。枠構造に対してＰＥＴフィルムを２×２個の枠１４の領域に対し、日東電工製両面テープで固定した。そののちに、ポンチで直径１ｍｍの貫通穴２２を各防音セル２６毎にＰＥＴフィルムに形成した。このとき、膜１８の中央部に貫通穴２２が形成されるように調整をした。
この手順を２回繰り返すことによって、同一条件の枠１４、膜１８及び穴２２からなる２つの単層防音構造３０（３０ａ、３０ｂ）を得ることができた。
こうして得られた単層防音構造３０を比較例１とした。

まず、比較例１となる単層防音構造３０（３０ａ、３０ｂ）の特性の評価を行った。以下に、音響特性の測定法を示す。
音響特性は、自作のアルミニウム製音響管に４本のマイクを用いて伝達関数法による測定を行った。この手法は「ASTM E2611-09: Standard Test Method for Measurement of Normal Incidence Sound Transmission of Acoustical Materials Based on the Transfer Matrix Method」に従うものである。音響管としては、例えば日東紡音響エンジニアリング株式会社製のＷｉｎＺａｃと同一の測定原理であるものを用いた。この方法で広いスペクトル帯域において音響透過損失を測定することができる。防音構造を音響管の測定部位に配置し、１００Ｈｚ〜２０００Ｈｚの範囲で音響透過損失測定を行った。
この比較例１の単層防音構造３０の透過損失の測定結果を図１１Ａに示す。
遮蔽ピーク周波数である６６４Ｈｚにおいてその透過損失は２８ｄＢとなった。その結果を表３に示す。
また、測定した透過率、及び反射率を用いて、吸収率の周波数依存性を求めた。その結果を図１１Ｂに示した。

次に、図５に示すように、２つの単層防音構造３０ａと３０ｂの間に、スペーサ３２となる枠構造（アクリル製厚み３ｍｍ×幅２ｍｍ、２５ｍｍの貫通孔１２を有する）を１層挟みこんで、膜１８間の距離（膜間距離）を３ｍｍあけた２層構造の積層防音構造からなる本発明の実施例１の防音構造を作製した。この２層構造の透過損失を測定した。その結果を図１２Ａに、同様に吸収率の測定結果を図１２Ｂに示した。
図１２Ａに示すように、遮蔽ピーク（積層遮蔽ピーク周波数−透過損失）が低周波側にシフトし、３８８Ｈｚ−３０ｄＢから５１４Ｈｚ−２７ｄＢまでの低周波側に広いピークを持ち、同時に７００Ｈｚに２２ｄＢの別のピークが現れ、ダブルピーク化した。つまり、全く同一の単層防音構造３０を２層重ねることで、ピークが広帯域化し、２重ピークに分裂することが分かった。この特性は遮蔽ピークの調整や、遮蔽の広帯域化に有用な特性であることが分かる。その結果を表３に示す。
以下、全ての実施例、比較例において測定方法は同じであるため、サンプルの作成方法を示した。

（実施例２）
実施例１において、２つの単層防音構造３０ａと３０ｂの間に挟み込んだスペーサ３２（アクリル製枠体１６）を１層使う代わりに３層用いて挟み込み、２つの単層防音構造３０ａと３０ｂの層間の膜間距離を９ｍｍあけた積層防音構造とした。この積層防音構造の透過損失、吸収率の測定結果をそれぞれ図１３Ａ及び図１３Ｂに示した。透過損失の極大値は、１つとなり、５１７Ｈｚ（積層遮蔽ピーク周波数）で４１ｄＢを持ち、単層防音構造３０より透過損失が大きくなった。その結果を表３に示す。
また、２つ単層防音構造３０ａと３０ｂの第１固有振動周波数による透過損失の極小値が、積層防音構造の２層膜の相互作用によって２つに分裂した。この両周波数において、音の吸収率が振動による増大を示した。よって、同一の単層防音構造３０を重ねているにもかかわらず、吸収の広帯域化を行うこともできた。

（実施例３）
実施例１において、２つの単層防音構造３０ａと３０ｂの間に挟み込んだスペーサ３２（アクリル製枠体１６）を１層使う代わりに５層用いて挟み込み、２つの単層防音構造３０ａと３０ｂの層間の膜間距離を１５ｍｍあけた積層防音構造とした。この積層防音構造の透過損失、吸収率の測定結果をそれぞれ図１４Ａ及び図１４Ｂに示した。透過損失の極大値は５１２Ｈｚで５１ｄＢを持ち、実施例２の積層防音構造と比較しても、さらに透過損失のピークが大きくなった。その結果を表３に示す。
また、２つ単層防音構造３０ａと３０ｂの第１固有振動周波数による透過損失の極小値が、実施例２と同様に、積層防音構造の２層膜の相互作用によって２つに分裂した。実施例２と同様に、吸収率の極大値も２つに分裂し、吸収率の極大値の周波数は透過損失の極小値に対応している。透過損失の極小値間の周波数差は、実施例２より小さく、低周波側は変化せずに、高周波側の透過損失極小値が低周波シフトするという特徴があった。

（実施例４〜実施例８）
実施例１において、膜１８としてのＰＥＴフィルム厚さ１８８μｍを、枠１４としてのアクリル製正方形枠の枠サイズ２５ｍｍに貼る代わりに、膜１８として同種のＰＥＴフィルム厚さ１００μｍを、枠１４としてのアクリル製正方形枠の枠サイズ１５ｍｍに貼った後に、穴２２を形成した２層膜構造の積層防音構造を作製した。
ところで、枠１４の貫通孔１２の領域は２×２ではなく４×４となり、枠１４のフレーム部に両面テープを用いてＰＥＴフィルムを固定した。その枠１４及び膜１８による単位セルの膜１８の中央部にポンチで直径１ｍｍの穴２２を形成した。この工程を２回繰り返すことで、同一条件の２つの単層防音構造３０（３０ａと３０ｂ）を得ることができた。
次に、２つの単層防音構造３０ａと３０ｂの間に、スペーサ３２を挟みこんで、２層間の膜間距離を変えた２層構造の積層防音構造からなる本発明の実施例４〜８の防音構造を作製した。

実施例４〜８では、膜間距離を１ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、及び３０ｍｍと変化させた。この時の実施例４〜８の透過損失を図１５Ａ、吸収率を図１５Ｂに示した。また、それらの結果を表４に示した。
透過損失の極大値が、膜間距離を開けるほど大きくなることは、実施例１〜３と同様である。また、透過損失の極大値より低周波側に透過損失の傾きが小さくなるよう変化する周波数が存在し、その周波数において吸収率が極大を示す。この周波数は膜間距離が大きくなるほどに低周波シフトし、低周波吸音に有利な特性であることが分かる。

（実施例９）
３層構造の積層防音構造と２層構造の積層防音構造とを比較するために、まず、２層構造の積層防音構造を作成した。実施例１と同様にして、膜１８としてＰＥＴフィルム１８８μｍを正方形枠サイズ２０ｍｍの枠１４に貼った後に穴２２を形成した２層膜構造の防音構造を作製した。枠１４の貫通孔１２の領域は３個×３個となり、枠１４のフレーム部に両面テープを用いてＰＥＴフィルムを固定した。その枠１４及び膜１８からなる単位セルの膜１８の中央部にポンチで直径１ｍｍの穴２２を形成した。この工程を２回繰り返すことで、同一条件の２つの単層防音構造３０（３０ａ、３０ｂ）を得ることができた。
２つの単層防音構造３０ａと３０ｂとの間の膜間距離を実施例1と同様にして、３ｍｍ厚みのスペーサ３２（アクリル製枠体１６）を２枚挟みこんで２層間の膜間距離を６ｍｍあけた。この２層構造の積層防音構造の透過損失を測定した。その結果を図１６Ａに点線で、同様に、吸収率の測定結果を図１６Ｂに点線で示した。図１６Ａに示す透過損失に関しては、膜間距離が小さいことにより極大値がダブルピーク化していることが分かる。

（実施例１０）
続いて、実施例９のスペーサ３２として使用したアクリル製枠体１６の２枚の間に、更に、膜１８としてＰＥＴフィルム１８８μｍに穴を形成した構造を作成した。具体的には、スペーサ３２（アクリル枠体１６）のフレーム部に両面テープでＰＥＴフィルム１８８μｍを膜１８として固定し、ポンチにより中央部に直径１ｍｍの穴２２を形成した。このようにして、膜１８としてＰＥＴフィルム１８８μｍが２０ｍｍ正方形枠１４に固定され、その中央部に直径１ｍｍの穴２２が形成された構造が３層積層された３層構造の積層防音構造を作製した。それぞれに膜１８間の距離、即ち、各２層間の膜間距離は３ｍｍとなり、合計厚みは６ｍｍとなるため、合計厚みは、実施例９と同一の構造となった。
この３層構造の積層防音構造の透過損失を図１６Ａに実線で、同様に、吸収率の測定結果を図１６Ｂに実線で示した。
積層防音構造を３層構造にすることによって、２層構造の積層防音構造の時にダブルピーク化していた透過損失の極大値がシングルピークとなり、全体として透過損失が大きくなった。また、第一共振周波数である１０００Ｈｚ付近における吸収も３層構造にすることによって大きくなった。

（実施例１１）
実施例９と同様の作製方法により、２層間の膜間距離を６ｍｍとする代わりに、２層間の膜間距離を１２ｍｍとするために、スペーサ３２となる厚さ３ｍｍのアクリル枠体１６を４層挟み込んだ構造を作製した。透過損失を図１７Ａに点線で、吸収率を図１７Ｂに点線で示した。
（実施例１２）
実施例１１のスペーサ３２となるアクリル製枠体の中心に、膜１８となるＰＥＴフィルム１８８μｍをもう１枚固定し、膜１８の中心に１ｍｍの穴２２を形成した。即ち、実施例１０と同様の構造であって、膜１８（ＰＥＴフィルム）間の距離が、それぞれ３ｍｍであった代わりに６ｍｍとした積層防音構造を作成した。合計の厚みは、実施例１１と同じく１２ｍｍとなる。透過損失を図１７Ａに実線で、吸収率を図１７Ｂに実線で示した。
３層構造の積層防音構造とすることで、透過損失の極大値のピークは大きくなり、第１共振周波数における吸収率の極大値も大きくなった。
このようにして、多層構造とすることによって、積層防音構造全体の厚みを同様に保ったままで透過損失を２層構造よりも大きくすることができた。

（シミュレーション）
図１８に、実施例２の透過損失の測定結果（実線）と、実施例２に対応するように一辺２５ｍｍの枠１４に固定拘束された膜１８及び穴２２からなる積層防音構造を９ｍｍの膜間距離をあけた場合のＣＯＭＳＯＬ計算結果の透過損失のシミュレーション結果(点線)を示す。
図１８から、第１共振周波数が相互作用で分かれる大きさなど、全体的によく一致している。同様に、図１９に実施例３に関する実験による透過損失と、シミュレーションによる透過損失との比較を示す。図１９においても、図１８と同様に、良く一致していることが分かる。
よって、膜１８間の距離（膜間距離）と相互作用の関係などで、パラメータを自在に変化させることができる点も考えて、シミュレーションを用いた分析を行った。

ＣＯＭＳＯＬ計算では、計算効率を考えて、２次元の円筒対称構造で計算した。よって、枠１４や膜１８の形状は円形とした。
まず、透過損失の極大値の相互作用による分割（ダブルピーク化）の影響をみるために、枠１の直径２５ｍｍ、膜１８の膜厚２００μｍとして、両積層膜１８に直径２ｍｍの貫通穴２２が形成されている場合を計算した。２層間の膜間距離は５ｍｍから４０ｍｍ迄の間で１ｍｍ毎に計算を行い、透過損失ピーク付近の周波数範囲を０．５Ｈｚ毎に計算を行った。膜間距離を５ｍｍ毎に変化させた場合の透過損失のスペクトルを図２０に示した。膜間距離に応じて透過損失ピークが２つの周波数に存在し、それぞれ、そのピーク高さが膜間距離を４０ｍｍ離したときの透過損失よりも大きくなっていることが分かる。
また、この時のダブルピークの周波数の差を求めて、膜間距離の関数として、図２１にプロットした。膜間距離をａ（ｍｍ）とすると、ダブルピークの周波数の差は、大凡、ｅｘｐ（−０．１３×ａ）に相関した。

より低周波の特性を調べるために、枠１４の直径２５ｍｍ、膜１８の膜厚１００μｍとして、両積層膜１８に直径２ｍｍの貫通穴２２が形成されている場合を計算した。膜厚が小さくなり、防音セル２６が実効的に柔らかくなることで、透過損失ピークも低周波にシフトした。膜間距離は５ｍｍから３５ｍｍまで１ｍｍ毎に計算を行い、透過損失ピーク付近の周波数範囲を０．５Ｈｚごとに計算を行った。この場合の膜間距離を５ｍｍ毎に変化させた場合の透過損失スペクトルを図２２に示した。また、ダブルピークの周波数差を求めて、膜間距離の関数として図２３にプロットした。膜間距離ａ（ｍｍ）に対して、大凡ｅｘｐ（−０．１４×ａ）に相関した。このように、大きく異なる周波数における透過損失のダブルピークであっても、そのダブルピークの分割幅の距離に対する依存性はほとんど変わらない。

図２４Ａは、本発明の防音構造の２層間の膜間距離に対する透過損失のピーク値を示すグラフである。
図２４Ａに示すグラフおいて、（１）および（２）で表される、２層間の膜間距離が小さく、遮蔽のピーク値がピークを示す領域では、図２４Ｂ及び図２４Ｃに示すように、２層間の膜間距離が小さい時に、周波数に対する透過損失のグラフにおいてピーク値が分割され、ダブルピーク化し、その周波数幅が２層間の膜間距離に反比例している。
図２４Ａに示すグラフおいて、（３）で表される、遮蔽のピーク値が最も高くなるピークの領域では、図２４Ｄに示すように、周波数に対する透過損失のグラフにおいて透過損失の極大値が最大値となっている。
図２４Ａに示すグラフおいて、（４）で表される、２層間の膜間距離が小さく、遮蔽のピーク値の変化がない、又は少ない領域では、図２４Ｅに示すように、周波数に対する透過損失のグラフにおいて、上記最大値よりは小さい透過損失の極大値で安定している。

以上から、本発明の防音構造は、狙った特定の周波数成分を極めて強く遮蔽することができるという優れた遮音特性を持ち、更に、より低周波側の成分の吸収を増大させることができることが分かった。
また、本発明の防音構造は、積層防音構造となる単層防音構造間の膜間距離に応じて、遮音の強さを増大して強化したり、遮音周波数の広帯域化したりすることができ、遮音特性を膜間距離によって容易に調整することができる。
以上から、本発明の効果は明らかである。

なお、本発明の防音構造においては、第１固有振動周波数は、１以上の防音セルの枠の幾何学的形態と、１以上の防音セルの膜の剛性とによって定まり、遮蔽ピーク周波数は、１以上の防音セルの開口部の面積に応じて定まるものであることが好ましい。
また、第１固有振動周波数は、１以上の防音セルの枠の形状及び寸法と、１以上の防音セルの膜の厚さ及び可撓性とによって定まり、遮蔽ピーク周波数は、１以上の防音セルの開口部の平均面積率に応じて定まるものであることが好ましい。
また、１以上の防音セルの開口部は、１つの穴で構成されることが好ましい。
また、１以上の防音セルの開口部は、同一サイズの複数の穴で構成されることが好ましい。
また、１以上の防音セルの開口部の１以上の穴のサイズは、２μｍ以上であることが好ましい。
また、１以上の防音セルの枠の平均サイズは、遮蔽ピーク周波数に対応する波長サイズ以下であることが好ましい。

また、１以上の防音セルの開口部の１以上の穴は、エネルギを吸収する加工方法によって穿孔された穴であることが好ましく、また、エネルギを吸収する加工方法は、レーザ加工であることが好ましい。
また、１以上の防音セルの開口部の１以上の穴は、物理的接触による機械加工方法によって穿孔された穴であることが好ましく、また、機械加工方法は、パンチング、又は針加工であることが好ましい。
また、膜は、空気に対して不浸透性であることが好ましい。
また、防音セルの開口部の１つの穴は、膜の中心に設けられていることが好ましい。
また、膜は、可撓性のある弾性材料製であることが好ましい。
また、１以上の防音セルが、２次元的に配置された複数の防音セルである時、複数の防音セルの枠は、複数の防音セルを覆う１つの枠体によって構成されたものであることが好ましい。
また、１以上の防音セルが、２次元的に配置された複数の防音セルである時、複数の防音セルの膜は、複数の防音セルを覆う１枚のシート状の膜体によって構成されることが好ましい。
また、本発明の防音構造を製造するに際し、１以上の防音セルの開口部の１以上の穴を、各防音セルの膜に、エネルギを吸収する加工方法、又は物理的接触による機械加工方法によって穿孔することが好ましい。
また、エネルギを吸収する加工方法は、レーザ加工であり、機械加工方法は、パンチング、又は針加工であることが好ましい。

以上、本発明の防音構造についての種々の実施形態及び実施例を挙げて詳細に説明したが、本発明は、これらの実施形態及び実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良又は変更をしてもよいのはもちろんである。

１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ 防音構造
１２ 貫通孔
１４、５６、６０、６６ 枠
１５、６８ａ、６８ｂ 板状部材
１６、６８ 枠体
１８ 膜
２０ 膜体
２２ 穴
２４ 開口部
２６、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ、５４、５８、６４ 防音セル
３０、３０ａ、３０Ｂ 単層防音構造
３２、３３ スペーサ
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、６２ 防音部材
４２ カバー
４４ 孔
４６、５０ 脱着機構
４８ 壁
５２ａ 凸部
５２ｂ 凹部

Claims (19)

1. ２次元平面内に配置された１以上の防音セルを有する単層防音構造を積層してなる積層防音構造であって、
   前記単層防音構造の前記１以上の防音セルの各々は、
   貫通孔を有する枠と、
   前記枠に固定された膜と、
   前記膜に穿孔された１以上の穴からなる開口部と、を備え、
   前記単層防音構造は、前記１以上の防音セルの前記膜の第１固有振動周波数より低周波側に、前記１以上の防音セルの前記開口部に起因して定まり、かつ透過損失が極大となる基本遮蔽ピーク周波数を有するものであり、
   積層された一方の前記単層防音構造の１つの防音セルと、他方の前記単層防音構造の１つの防音セルとは、距離を開けて積層されており、
   前記距離を開けて積層された前記防音セルの少なくとも一部は、前記枠、前記膜、及び前記開口部の条件が同一であることを特徴とする防音構造。
2. 前記１以上の防音セルは、２次元的に配置された複数の防音セルである請求項１に記載の防音構造。
3. 前記積層防音構造は、積層された前記防音セルの固有振動に起因する透過損失が極小となる１つ以上の極小値を有し、該１つ以上の極小値にそれぞれ対応する１つ以上の極小周波数より低周波側に、積層された前記防音セルの前記開口部に起因して定まり、かつ透過損失が極大となる１つ以上の極大値を有し、該１つ以上の極大値にそれぞれ対応する１つ以上の積層遮蔽ピーク周波数を有し、
   前記１つ以上の積層遮蔽ピーク周波数の各々を中心とする周波数帯域の音を選択的に防音する請求項１又は２に記載の防音構造。
4. 前記積層防音構造は、前記１つ以上の極小周波数として、積層された２つの前記単層防音構造の前記第１固有振動周波数とその固有振動及び２層間の気体層による相互作用によって、音の吸収率が極大となる２つ以上の吸収の極大値を有し、該２つ以上の吸収の極大値にそれぞれ対応する２つ以上の吸収の極大周波数を有する請求項３に記載の防音構造。
5. 前記積層防音構造では、積層された２つの前記単層防音構造間の前記距離が大きくなるにつれて、前記２つ以上の吸収の極大値にそれぞれ対応する前記２つ以上の吸収の極大周波数が近くなる請求項４に記載の防音構造。
6. 前記積層防音構造は、前記１つ以上の積層遮蔽ピーク周波数として、２層に積層された前記防音セルの前記固有振動の相互作用により、積層された前記防音セルの前記開口部に起因して、積層された２つの前記単層防音構造の前記第１固有振動周波数より低周波側に定まり、かつ透過損失が極大となる２つ以上の透過損失の極大値を有し、該２つ以上の透過損失の極大値にそれぞれ対応する２つ以上の積層遮蔽ピーク周波数を有する請求項３に記載の防音構造。
7. 前記積層防音構造では、積層された２つの前記単層防音構造間の前記距離が大きくなるにつれて、前記２つ以上の透過損失の極大値にそれぞれ対応する前記２つ以上の積層遮蔽ピーク周波数が近くなる請求項６に記載の防音構造。
8. 前記２つ以上の積層遮蔽ピーク周波数の差は、前記距離をａとする時、下記式（１）で表される請求項７に記載の防音構造。
   Ｄｆ＝Ｃ×ｅｘｐ（−ｂ×ａ） …（１）
   ここで、前記距離ａの単位は、ｍｍであり、ｂ及びｃは、定数である。
9. 前記定数ｂは、０．１〜０．２の範囲内の値である請求項８に記載の防音構造。
10. 前記積層防音構造の積層された２つの前記単層防音構造間の前記距離は、前記透過損失が極大となる遮蔽ピークの波長長さ未満である請求項３〜９のいずれか１項に記載の防音構造。
11. 前記積層防音構造の前記透過損失の前記１つ以上の極大値は、前記単層防音構造が２層に積層されたことにより、前記単層防音構造の前記透過損失の極大値より大きい値を持つ請求項３〜１０のいずれか１項に記載の防音構造。
12. 前記積層防音構造は、積層された前記防音セルの前記開口部に起因して定まる、積層された２つの前記単層防音構造の前記第１固有振動周波数より、低周波側の前記透過損失の極大値より低周波側において、前記単層防音構造が２層に積層されたことにより、吸収率の極大値を持つ請求項３〜１１のいずれか１項に記載の防音構造。
13. 前記単層防音構造の前記第１固有振動周波数に対応する前記透過損失の極小値より低周波側の周波数は、１０Ｈｚ〜１０００００Ｈｚの範囲に含まれる請求項１〜１２のいずれか１項に記載の防音構造。
14. 前記枠の円相当半径をＲ２（ｍ）、前記膜の厚みをｔ２（ｍ）、前記膜のヤング率をＥ２（Ｐａ）、前記膜の密度をｄ（ｋｇ／ｍ^３）とする時、下記式（２）で表されるパラメータＢが、１５．４７以上２３５０００以下である請求項１〜１３のいずれか１項に記載の防音構造。
    Ｂ＝ｔ２／Ｒ２^２＊√（Ｅ２／ｄ） …（２）
15. 前記積層防音構造の前記１以上の防音セルが、２次元的に配置された複数の防音セルである時、
    積層された前記防音セルの内の６０％以上が、同一サイズの前記枠、前記膜、及び前記開口部で構成される請求項１〜１４のいずれか１項に記載の防音構造。
16. 前記積層防音構造の積層された前記防音セルの前記枠は、連続した枠構造を有し、
    積層された前記防音セルの少なくとも一部では、前記枠構造の両表面の内の少なくとも一方の平面、及び／又は前記両表面の間の中間部分の平面の２つ以上の平面に前記膜が配置されている請求項１〜１５のいずれか１項に記載の防音構造。
17. 前記積層防音構造の積層された前記防音セルの少なくとも一部では、積層されて隣接する前記防音セルの前記膜の間は、前記枠によって塞がれている請求項１〜１６のいずれか１項に記載の防音構造。
18. 前記積層防音構造の積層された前記防音セルの少なくとも一部では、前記膜に穿孔された前記開口部同士に重なりがある請求項１〜１７のいずれか１項に記載の防音構造。
19. 積層された前記防音セルの前記枠、前記膜、及び前記開口部の条件が同一であるとは、前記積層防音構造の積層された前記単層防音構造の前記防音セル間の前記透過損失のスペクトルの第１固有振動周波数及び遮蔽ピーク周波数のそれぞれのズレ量の平均が、１０％以下であることを意味する請求項１〜１８のいずれか１項に記載の防音構造。