JPWO2019074061A1 - 箱型防音構造体および輸送機器 - Google Patents

Abstract

小型軽量で、音源に固有の周波数の騒音を十分に消音できる箱型防音構造体を提供する。少なくとも一部が開放された箱体と、箱体の内部に配置される共鳴体を含む消音構造と、を有し、箱体の壁の外側面に接して、または、箱体の内部に、配置される音源から発生して箱体の開放面から外部に放射される音を消音構造によって低減する。

Description

本発明は、箱型防音構造体および輸送機器に関する。

複写機等の各種電子機器、および、自動車に搭載される電子装置、住宅設備の電子機器等は、多機能化および高性能化に伴って、これらを高い電圧および電流で駆動することが求められており、電気系の出力が大きくなっている。また、出力の増加とコンパクト化に伴い、冷却のために熱や風を制御する必要も大きくなりファン等も重要となっている。
電子機器等は、騒音の発生源となる電子回路および電気モーター等を有しており、電子回路および電気モーター等（以下、音源ともいう）は、それぞれ固有の周波数で大きな音量の音を発生する。電気系の出力を大きくすると、この周波数の音量がさらに大きくなるため騒音として問題となる。
例えば、電気モーターの場合には、回転数に応じた周波数の騒音（電磁騒音）が生じる。インバーターの場合には、キャリア周波数に応じた騒音（スイッチングノイズ）が生じる。ファンの場合には、回転数に応じた周波数の騒音が生じる。これらの騒音は近い周波数の音と比べて音量が大きくなる。

このような電気モーター等の音源から生じる騒音が、電気モーター等の音源を収容する筐体の外部に放射されるのを抑制するため、筐体内には多孔質吸音体等の消音構造を配置することが行なわれている。

例えば、特許文献１には、トレー状の容器と、容器内に収容された気体吸着体と、気体吸着体を覆う通気性を有する支持体と、支持体上に設けられた吸音材とを備えた消音手段が記載されており、この消音手段を、電動送風機（音源）が配置された送風室内に配置することで、運転騒音の低減を図ることが記載されている（特許文献１の図３等）。

特開２００９−２２６１０１号公報

消音手段として多孔質吸音体を用いた場合には、広い周波数で消音効果が得られる。そのため、ホワイトノイズのような周波数依存性のない騒音であれば好適な消音効果が得られる。
しかしながら、電気モーター等の音源は、それぞれ固有の周波数で大きな音量の音を発生する。電気系の出力を大きくすると、この周波数の音量がさらに大きくなる。発泡ウレタンやフェルトなどの通常の多孔質吸音体では広い周波数で消音するため、音源に固有の周波数の騒音を十分に消音できず、また固有の周波数の騒音のみを消音するわけではなく他の周波数も同様に低減させる。そのため、他の周波数より卓越して固有の周波数が聴こえるという状況は変化しない。ホワイトノイズやピンクノイズのような周波数に対してブロードな騒音に対して、特定の周波数が単周波音のようになる騒音は人間が検知しやすく、A特性など騒音量の評価値以上に問題となることも多い。よって、多孔質吸音体で対策後も他の周波数よりも相対的に聞こえやすくなってしまうという問題があった。

多量の多孔質吸音体を用いれば、音源に固有の周波数の騒音も十分に消音することが可能である。しかしながら、電子機器等は小型軽量化が求められる場合が多く、電子機器等の電子回路および電気モーター等の周辺に、多量の多孔質吸音体を配置するスペースを確保することは難しい。また、多孔質吸音体を多量に配置することで一般には断熱効果も大きくなり、電子機器や筺体に熱がこもりやすくなる。

本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解消し、小型軽量で、音源に固有の周波数の騒音を十分に消音できる箱型防音構造体および輸送機器を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、少なくとも一部が開放された箱体と、箱体の内部に配置される共鳴体を含む消音構造と、を有し、箱体の壁の外側面に接して、または、箱体の内部に、配置されるから発生して箱体の開放面から外部に放射される音を消音構造によって低減することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、以下の構成により上記課題を解決することができることを見出した。

［１］ 少なくとも一部が開放された箱体と、
箱体の内部に配置される共鳴体を含む消音構造と、を有し、
箱体の壁の外側面に接して、または、箱体の内部に、配置される音源から発生して箱体の開放面から外部に放射される音を消音構造によって低減する箱型防音構造体。
［２］ 共鳴体は、少なくとも一面が開放された枠体と、枠体の開放面に配置される膜状部材と、を有し、
膜状部材が膜振動する共鳴体である［１］に記載の箱型防音構造体。
［３］ 膜振動する共鳴体の膜振動の基本振動モードにおける垂直入射吸音率よりも高次振動モードにおける垂直入射吸音率が大きい［２］に記載の箱型防音構造体。
［４］ 膜状部材が金属からなる［２］または［３］に記載の箱型防音構造体。
［５］ 枠体は、一面が開放された開放面であり、開放面に膜状部材が配置されて、枠体および膜状部材で囲まれた閉空間を形成している［２］〜［４］のいずれかに記載の箱型防音構造体。
［６］ 共鳴体は、ヘルムホルツ共鳴器、および、気柱共鳴器の少なくとも一方である［１］に記載の箱型防音構造体。
［７］ 共鳴体が、膜状部材、貫通孔を有する板状部材のうち最低一種類以上の層を、枠体を介して、合計２層以上積層している［１］〜［６］のいずれか一項に記載の箱型防音構造体。
［８］ 共鳴体の厚みが２０ｍｍ以下である［１］〜［７］のいずれかに記載の箱型防音構造体。
［９］ 音源は、音量がピークとなる、音源に固有の周波数を少なくとも１つ有する［１］〜［８］のいずれかに記載の箱型防音構造体。
［１０］ 共鳴体の共鳴周波数が、音源に固有の周波数の±２０％の範囲にある［９］に記載の箱型防音構造体。
［１１］ 音源に固有の周波数における音源放射分布において、その中の最大音量となる方向の延長線上に、共鳴体が配置されている［９］または［１０］に記載の箱型防音構造体。
［１２］ 共鳴体の共鳴周波数が、箱体内に生じる共鳴の共鳴周波数の±２０％の範囲にある［１］〜［１１］のいずれかに記載の箱型防音構造体。
［１３］ 共鳴体は、少なくとも一部が箱体の内壁面に取り付けられている［１］〜［１２］のいずれかに記載の箱型防音構造体。
［１４］ 箱体の壁の一部を共鳴体の一部として用いる［１］〜［１３］のいずれかに記載の箱型防音構造体。
［１５］ 共鳴体が箱体とは別体として構成され、取り付け取り外しが可能である［１］〜［１４］のいずれかに記載の箱型防音構造体。
［１６］ 消音構造は、それぞれ異なる周波数に対して共鳴する複数の種類の共鳴体を有する［１］〜［１５］のいずれかに記載の箱型防音構造体。
［１７］ 複数の種類の共鳴体が、同一平面内に配置される［１６］に記載の箱型防音構造体。
［１８］ 複数の種類の共鳴体が、同じ厚みである［１６］または［１７］に記載の箱型防音構造体。
［１９］ 複数の種類の共鳴体が、同じ大きさである［１６］〜［１８］のいずれかに記載の箱型防音構造体。
［２０］ 共鳴体が箱体の角部に配置されている［１］〜［１９］のいずれかに記載の箱型防音構造体。
［２１］ 消音構造が多孔質吸音体を有する［１］〜［２０］のいずれかに記載の箱型防音構造体。
［２２］ 共鳴体の上面の少なくとも一部に多孔質吸音体が接している［２１］に記載の箱型防音構造体。
［２３］ 箱体の開放面の一部または全部に通気性部材が取り付けられている［１］〜［２２］のいずれかに記載の箱型防音構造体。
［２４］ 通気性部材が吸音部材である［２３］に記載の箱型防音構造体。
［２５］ 箱体のいずれか１つの開放部から、開放部に垂直な方向における箱体内の最も遠い位置までの距離を箱体深さとした場合、
共鳴体の少なくとも一部は、開放部から箱体深さの半分の距離より遠い位置に配置されている［１］〜［２４］のいずれかに記載の箱型防音構造体。
［２６］ 箱体の内部の最も長い長さが、音源に固有の周波数の波長の半分よりも長い［１］〜［２５］のいずれかに記載の箱型防音構造体。
［２７］ 箱体が、直方体形状である［１］〜［２６］のいずれかに記載の箱型防音構造体。
［２８］ 箱型防音構造体は、音源に対して取り付け取り外し可能であり、音源を覆うように配置されて用いられる［１］〜［２７］のいずれかに記載の箱型防音構造体。
［２９］ 音源が、電動モーターおよびインバーターの少なくとも一方である［１］〜［２８］のいずれかに記載の箱型防音構造体。
［３０］ 音源として、電動モーターおよびインバーターの少なくとも一方を有し、
電動モーターおよびインバーターの少なくとも一方を消音対象として、消音対象である音源が箱体に接して、または、箱体の内部に配置されるように設置される［１］〜［２９］のいずれかに記載の箱型防音構造体を有する輸送機器。
［３１］ 自動車である［３０］に記載の輸送機器。
［３２］ 輸送機器において、音源の位置と、座席の位置をつなぐ直線を遮る位置に箱型防音構造体の消音構造が配置されている［３０］または［３１］に記載の輸送機器。

本発明によれば、小型軽量で、音源に固有の周波数の騒音を十分に消音できる箱型防音構造体および輸送機器を提供することができる。

本発明の箱型防音構造体の一例を模式的に示す断面図である。 消音構造を模式的に示す正面図である。 共鳴体を模式的に示す斜視図である。 図３のＢ−Ｂ線断面図である。 消音構造の他の一例を模式的に示す正面図である。 箱型防音構造体の他の一例を模式的に示す断面図である。 共鳴体の他の一例を模式的に示す斜視図である。 図７のＣ−Ｃ線断面図である。 共鳴体の他の一例を模式的に示す斜視図である。 図９のＤ−Ｄ線断面図である。 消音構造の配置位置を説明するための正面図である。 消音構造の配置位置を説明するための断面図である。 箱体の深さを説明するための断面図である。 箱型防音構造体の他の一例を模式的に示す断面図である。 音源の配置位置を説明するための断面図である。 音源の配置位置を説明するための断面図である。 音源の配置位置を説明するための断面図である。 箱型防音構造体の他の一例を模式的に示す断面図である。 箱型防音構造体の他の一例を模式的に示す断面図である。 箱型防音構造体の他の一例を模式的に示す断面図である。 実施例の実験系を説明するための模式的斜視図である。 周波数と吸音率との関係を表すグラフである。 周波数と吸音率との関係を表すグラフである。 周波数と音圧との関係を表すグラフである。 周波数と消音量との関係を表すグラフである。 周波数と吸音率との関係を表すグラフである。 周波数と消音量との関係を表すグラフである。 周波数と吸音率との関係を表すグラフである。 周波数と消音量との関係を表すグラフである。 周波数と消音量との関係を表すグラフである。 消音構造の配置位置を説明するための断面図である。 消音量を比較したグラフである。 消音構造の配置位置を説明するための断面図である。 消音量を比較したグラフである。 周波数と消音量との関係を表すグラフである。 本発明の箱型防音構造体の他の一例の模式的な断面図である。 周波数と吸音率との関係を表すグラフである。 周波数と箱体からの放射音抑制量との関係を表すグラフである。 周波数と箱体からの放射音抑制量との関係を表すグラフである。 周波数と箱体からの放射音抑制量との関係を表すグラフである。 周波数と箱体からの放射音抑制量との関係を表すグラフである。 周波数と吸音率との関係を表すグラフである。 周波数と箱体からの放射音抑制量との関係を表すグラフである。 周波数と吸音率との関係を表すグラフである。 周波数と箱体からの放射音抑制量との関係を表すグラフである。 周波数と箱体からの放射音抑制量との関係を表すグラフである。 周波数と箱体からの放射音抑制量との関係を表すグラフである。 周波数と箱体からの放射音抑制量との関係を表すグラフである。 周波数と箱体からの放射音抑制量との関係を表すグラフである。 周波数と箱体からの放射音抑制量との関係を表すグラフである。 周波数と箱体からの放射音抑制量との関係を表すグラフである。 周波数と箱体からの放射音抑制量との関係を表すグラフである。 周波数と箱体からの放射音抑制量との関係を表すグラフである。 周波数と箱体からの放射音抑制量との関係を表すグラフである。 周波数と箱体からの放射音抑制量との関係を表すグラフである。 周波数と箱体からの放射音抑制量との関係を表すグラフである。 周波数と箱体からの放射音抑制量との関係を表すグラフである。

以下、本発明について詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
また、本明細書において、例えば、「４５°」、「平行」、「垂直」あるいは「直交」等の角度は、特に記載がなければ、厳密な角度との差異が５度未満の範囲内であることを意味する。厳密な角度との差異は、４度未満であることが好ましく、３度未満であることがより好ましい。
本明細書において、「同じ」、「同一」は、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。また、本明細書において、「全部」、「いずれも」または「全面」などというとき、１００％である場合のほか、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含み、例えば９９％以上、９５％以上、または９０％以上である場合を含むものとする。

［箱型防音構造体］
本発明の箱型防音構造体は、
少なくとも一部が開放された箱体と、
箱体の内部に配置される共鳴体を含む消音構造と、を有し、
箱体の壁の外側面に接して、または、箱体の内部に、配置される音源から発生して箱体の開放面から外部に放射される音を記消音構造によって低減する箱型防音構造体である。

本発明の箱型防音構造体の一例について、図１を用いて説明する。
図１は、本発明の箱型防音構造体の一例を示す模式的な断面図である。

図１に示すように、箱型防音構造体１０は、箱体１２と消音構造１４とを有し、箱体１２の内部には音源３０が配置されている。

本発明の箱型防音構造体１０は、各種の電子機器、輸送機器、および移動体等に好適に適用される。
電子機器としては、空調機（エアコン）、エアコン室外機、給湯器、換気扇、冷蔵庫、掃除機、空気清浄機、扇風機、食洗機、電子レンジ、洗濯機、テレビ、携帯電話、スマートフォン、プリンター等の家庭用電気機器；複写機、プロジェクター、デスクトップＰＣ（パーソナルコンピューター）、ノートＰＣ、モニター、シュレッダー等のオフィス機器；サーバー、スーパーコンピューター等の大電力を使用するコンピューター機器；恒温槽、環境試験機、乾燥機、超音波洗浄機、遠心分離機、洗浄機、スピンコーター、バーコーター、搬送機などの科学実験機器が挙げられる。
輸送機器としては、自動車（バス、タクシー等も含む）、バイク、電車、航空機器（飛行機、戦闘機、ヘリコプター等）、船舶、自転車（特に電気自転車）、航空宇宙機器（ロケット等）、パーソナルモビリティー等が挙げられる。特にハイブリッド自動車や電気自動車においては、内部に搭載されるモーターやＰＣＵ（パワーコントロールユニット：インバーター、バッテリー電圧昇圧ユニット等を含む）に起因する特有の音が車室内でも聴こえることが問題になっている。

日本機械学会誌 2007. 7 Vol. 110 No.1064、「ハイブリッド車の振動騒音現象とその低減技術」にモーター電磁騒音とスイッチングノイズ騒音が挙げられており、その原因と典型的な騒音周波数が開示されている。表１に開示されている比較表により、数百Ｈｚ〜数ｋＨｚであるモーター電磁騒音、数ｋＨｚ〜十数ｋＨｚであるスイッチングノイズが他の騒音の周波数より高周波側にある騒音であることが開示されている。

また、例えば、トヨタ自動車ＰＲＩＵＳのマニュアル(2015)のP.30に「ハイブリッド車特有の音と振動について」として「エンジンルームからの電気モーターの作動音（加速時の"キーン"音、減速時の"ヒューン"音）」が開示されている。

また、電気自動車である日産自動車ＬＥＡＦのマニュアル(2011)のＥＶ−９に「音と振動について」として「モータールームから発生するモーターの音」が開示されている。
このように、自動車がハイブリッド化、電気自動車化することによって、従来にはなかった高周波側の騒音が車室内にも聞こえる大きさで発生している。

移動体としては、民生用ロボット（掃除用途、愛玩用途や案内用途などのコミュニケーション用途、自動車椅子等の移動補助用途など）や工業用ロボット等が挙げられる。

それぞれの機器全体を一つの箱型構造とみなせる場合もあり、また、機器内部の構造の一部を箱型構造とみなして適用してもよい。例えば各種電子機器のファンが音源となり、外部に通じる部分も含めて箱型構造としてみなすことができる。
また輸送機器で自動車のエンジンルームもしくはモータールームを隙間のある箱型構造とみなし、内部のエンジンや電気モーター、インバーターなどが騒音源であるとみなすこともできる。この隙間は、例えばエンジンルームやモータールーム下部の開放部やラジエータ部、車室内につながるダクト部分などを隙間として取り扱うことができる。
また、使用者への通知や警告を発する意味で、特定の少なくとも一つ以上の単周波音またはその重ね合わせを通知音、警告音、サイン音として発するように設定された機器にも用いることができる。
また、上記の機器が入っている部屋、工場、および、車庫等にも本発明の箱型防音構造体が適用可能である。

音源３０は、上記の各種機器が有する、インバーター、パワーサプライ、昇圧器、大容量コンデンサー、セラミックコンデンサー、インダクタ、コイル、スイッチング電源、トランス等の電気制御装置を含む電子部品；電気モーター、ファン等の回転部品；ギア、アクチュエータによる移動機構等の機械部品である。
音源３０が、インバーター等の電子部品の場合には、キャリア周波数に応じた音（スイッチングノイズ）を発生する。
音源３０が、電気モーターの場合には、回転数に応じた周波数の音（電磁騒音）を発生する。このとき、発生する音の周波数は、必ずしも回転数またはその倍数に限るわけではないが、回転数を大きくすることで音も高くなっていくなどの強い関連性が見られる。
すなわち、音源３０はそれぞれ、音源３０に固有の周波数の音を発生する。

固有の周波数を有する音源３０は、特定周波数を発振するような物理的もしくは電気的メカニズムを有する場合が多い。例えば、回転系（ファン等）はその羽根の枚数と回転速度で決定される周波数、およびその倍数がそのまま音として発せられる。また、インバータ等の交流電気信号を受ける部分は、その交流の周波数に対応する音を発振する場合が多い。よって、回転系や交流回路系は音源に固有の周波数を有する音源といえる。
より一般的に、音源が固有の周波数を有するかは下記のような実験を行うことができる。
音源３０を無響室もしくは半無響室内、もしくはウレタン等の吸音体で囲んだ状況に配置する。周辺を吸音体とすることで、部屋や測定系の反射干渉による影響を排除する。その上で、音源３０を鳴らし、離れた位置からマイクで測定を行い周波数情報を取得する。音源と測定系のサイズによりマイクとの距離は適宜選択できるが、３０ｃｍ程度以上離れて測定することが望ましい。
音源３０の周波数情報において、極大値をピークと呼び、その周波数をピーク周波数と呼ぶ。その極大値が周辺の周波数での音と比較して３ｄＢ以上大きい場合には、そのピーク周波数音が十分に人間に認識できるため、固有の周波数を有する音源といえる。５ｄＢ以上であればより認識でき、１０ｄＢ以上であればさらに認識できる。周辺の周波数との比較は、信号のノイズや揺らぎを除いて極小となるなかで最も近い周波数における極小値と、極大値の差分で評価する。

また、音源３０から発せられた音が、筐体（箱体１２）内で共鳴することで、この共鳴周波数、あるいは、その倍音の周波数の音量が大きくなる場合もある。

また、音源３０から発せられた音が、箱型防音構造体１０全体、箱体１２あるいは箱体１２内に配置された部材等の機械的構造の共鳴周波数で発振されて、この共鳴周波数、あるいは、その倍音の周波数の音量が大きくなる場合もある。例えば、音源３０がファンの場合でも、機械的構造の共鳴によって、ファンの回転数よりも遥かに高い回転数で共振音が発生する場合がある。

箱体１２としては、上記の各種機器の筐体を箱体１２と見なすことができる。あるいは、上記の各種機器が有する音源３０となる部品を収容する筐体の一部を箱体１２と見なすことができる。あるいは、上記の各種機器が入っている部屋、工場、および、車庫等を箱体１２と見なすことができる。これらの箱体１２は、少なくとも一部が開放されている。

箱体１２の開放部１３の大きさ等は、開放されていれば特に制限されるものではないが、消音対象とする音が外部に出る伝達経路の中で主要な伝達経路が開放部を通過する空気伝搬音である場合に、本発明を好適に適用することができる。
例えば、箱体１２の表面積に対して小さな穴が形成された箱体で、主要な外部放射音が孔からの空気伝搬音ではなく、箱体自体の振動である場合があるが、本発明は、このような場合よりも、外部放射音の主要な成分が空気伝搬音である箱体への適用がより望ましい。
空気伝搬音はマイク、固体振動音は振動測定器等で測定が可能なため、測定によって伝搬経路を決定することもできる。

図１に示す例では、箱体１２は、内部が中空の直方体形状で、一面が開放された開放部１３であり、内部に音源３０および消音構造１４ａが配置されている。

消音構造１４ａは、複数の共鳴体２０ａを有し、箱体１２の内部に配置されている。
図２に消音構造１４ａの正面図を示す。
図２に示す例では、消音構造１４ａは、９つの共鳴体２０ａを有し、３×３に配列されている。

共鳴体２０ａは、共鳴現象を利用して、吸音および反射の少なくとも一方の機能を発現し、特定の周波数（周波数帯域）の音を選択的に消音するものである。
図３に消音構造が有する共鳴体２０ａの一つを示す斜視図を示し、図４に図３のＢ−Ｂ線断面図を示す。
図３および図４に示す共鳴体２０ａは、一面が開放された枠体１８と、枠体１８の開放面に配置される膜状部材１６と、を有する。膜状部材１６は枠体１８の開放面を覆って周縁部を枠体１８に固定されて振動可能に支持されており、膜振動を利用する共鳴体である。
周知のとおり、共鳴による消音は、共鳴現象を利用して特定の周波数（周波数帯域）の音を選択的に消音するものである。
特に、本発明における共鳴体の共鳴現象は、主に空気伝搬音を対象とし、その音を吸音および／または遮音をすることを特徴とする。他に、固体振動を対象としてその振動を抑制する制振および／または防振があるが、本発明は空気伝搬音の抑制に好適である。本発明は、固体振動の伝達と空気伝搬音の伝達が両方同じデバイスに入る系で用いることもできるが、空気伝搬音が主要な系への適用が好適である。
なお、以下の説明において、膜振動を利用する共鳴体を膜型の共鳴体ともいう。

膜振動を利用する共鳴体２０ａにおいては、共鳴体２０ａの膜振動の共鳴周波数を、音源３０の固有の周波数の音を消音するように適宜設定すればよい。
膜振動の共鳴周波数は、膜状部材１６ａの大きさ、厚み、硬さ等によって決まる。従って、膜状部材１６ａの大きさ、厚み、硬さ等を調整することで、共鳴する音の周波数を適宜設定することができる。

また、振動する膜状部材１６ａに貫通孔や切れ込みを設けることもできる。この場合に貫通部の影響によって膜振動の共振周波数が変化するが、その影響を含めて吸音特性を設計することができる。例えば、膜状部材１６aの中央付近に貫通部がある場合は、膜の重さが軽くなることの効果により共鳴を高周波側にシフトさせる設計もできる。また、膜の固定部付近に切れ込みを入れることで周辺の拘束条件が変化し、共鳴の周波数幅を広げることができる。
また、膜状部材に貫通部を有することによって、共鳴体２０ａの内外で通気が可能となるため、たとえば大きく温度や湿度変化や気圧変化する系に用いる場合に内外で温度差、湿度差、圧力差が生じにくくなる。これによって、膜状部材にかかる張力変化を抑えることができる。また、結露等も生じにくくなるといったメリットがある。

また、振動する膜状部材１６ａに接する形で通気性を有する部材（通気性部材）を表面または背面に配置して、膜状部材１６ａの破れにくさ（耐久性）を向上させることができる。通気性部材としてはヤーン（紡績糸）、不織布、織布、枠体、通気膜など音を通す部材を用いることができる。

不織布としては、ガラスクロスなどのクロス材などが特に好ましい。また通気する紙素材などを用いることもできる。
織布としては、メッシュ部材、特にメタルメッシュ、および、ガラス繊維メッシュなど耐久性の高い素材で形成されたメッシュ部材が好ましい。また、カーボン、金属、および、ガラス等を用いて作られた織物などを用いることもできる。
枠体としては、プラスチック製あるいは金属製で格子状に開口が設けられた構造、また主には円形状の多数の貫通孔をパンチングあるいはレーザー等で形成された紙、金属、プラスチックなどを用いることができる。

また、膜型共鳴体の内部、側面、表面に多孔質吸音体を配置することもできる。これによって、多孔質吸音体の広帯域な吸音特性と、共鳴体の特定周波数での大きな消音特性を両立させることができる。特に、表面部分、例えば、膜状部材の上に多孔質吸音体を配置することで接地面積を変えずに両立させることができる。膜型共鳴体において、膜状部材の上が、共鳴体の上面に相当する。

前述のとおり、複写機等の各種電子機器等において、騒音の発生源となる電子回路および電気モーター等の音源を有しており、これらの音源は、それぞれ固有の周波数で大きな音量の音を発生する。このような音源から生じる騒音が、音源を収容する箱体の外部に放射されるのを抑制するために、箱体内に消音手段として多孔質吸音体を配置することが行なわれている。
しかしながら、多孔質吸音体では広い周波数で消音するため、音源に固有の周波数の騒音を十分に消音できないこと、また固有の周波数の騒音が周囲の周波数より突出していることに変化がないため、トーン音（特定の周波数で音圧が極大値となる音）として他の周波数よりも相対的に聞こえやすくなってしまうという問題があった。また、多量の多孔質吸音体を用いれば、多孔質吸音体で音源に固有の周波数の騒音を消音することも可能であるが小型軽量化が難しいという問題があった。

これに対して、本発明の箱型防音構造体１０は、音源３０を収容する箱体１２の内部に、共鳴体２０を含む消音構造１４を配置する。共鳴体２０による消音は、共鳴現象を利用して特定の周波数（周波数帯域）の音を選択的に消音することができるので、音源３０に固有の周波数の音を消音するように、共鳴体の２０の共鳴周波数を設定することで、音源３０から発生して箱体１２の開放部１３から外部に放射される、音源３０に固有の周波数の音を消音することができる。音源３０に固有の周波数の音を選択的に消音できるので、他の周波数との相対的な音量差を小さくすることができ、特定の周波数が目立って聞こえやすくなることを抑制することができる。

また、共鳴体は、共鳴によって音源３０に固有の周波数の音を選択的に消音できるので、多孔質吸音体の場合のように大きな体積にする必要が無く、小型軽量で、高い消音効果を得ることができる。

ここで、図２に示す例では、消音構造１４ａは、同じ周波数に対して共鳴する同じ種類の９つの共鳴体２０ａを有する構成としたがこれに限定はされず、それぞれ異なる周波数に対して共鳴する複数の種類の共鳴体を有する構成としてもよい。
例えば、図５に示す消音構造１４ｂは、互いに異なる周波数に対して共鳴する２種の共鳴体２０ａおよび２０ｂを有している。図５においては、共鳴体２０ａと共鳴体２０ｂとは交互に配列されている。
図５において、共鳴体２０ａと共鳴体２０ｂとは、膜状部材の種類が異なる。すなわち、共鳴体２０ａの膜状部材１６ａと共鳴体２０ｂの膜状部材１６ｂとは、厚み、硬さ、平面サイズ等が異なることで、異なる周波数で共鳴を生じる。
なお、図５に示す消音構造１４ｂは、２種の共鳴体を有する構成としたが、これにも限定はされず、消音構造は、３種以上の共鳴体を有していてもよい。

なお、本明細書中において、異なる構成の消音構造に対して１４ａ、１４ｂ・・・のように、異なる符合を付すが、これらの消音構造を区別する必要が無い場合には、符号１４を付す。同様に、異なる構成の共鳴体に対して２０ａ、２０ｂ・・・のように、異なる符合を付すが、これらの共鳴体を区別する必要が無い場合には、符号２０を付す。同様に、異なる構成の膜状部材に対して１６ａ、１６ｂ・・・のように、異なる符合を付すが、これらの膜状部材を区別する必要が無い場合には、符号１６を付す。

また、図５に示す例では、消音構造は、膜状部材の種類が異なることで共鳴周波数が異なる共鳴体を複数種類有する構成としたが、これに限定はされず、図６に示すように、膜状部材の大きさが異なることで、すなわち、枠体１８の開放面の大きさが異なることで、共鳴周波数が異なる共鳴体を複数有する構成としてもよい。
図６に示す箱型防音構造体１０において、２つの消音構造１４ａおよび１４ｃを有する。消音構造１４ａは、共鳴体２０ａを有し、消音構造１４ｃは、共鳴体２０ｃを有する。共鳴体２０ａと共鳴体２０ｃとは、枠体１８の開放面の大きさが異なる。そのため、共鳴体２０ａと共鳴体２０ｃとは、異なる周波数で共鳴を生じる。

また、図４に示す例では、枠体１８は、一面が開放された形状で、開放面を覆って膜状部材１６が配置されることで、共鳴体２０は枠体１８および膜状部材１６に囲まれた閉空間を形成する構成としたが、これに限定はされない。枠体１８は、膜状部材１６が配置される面の反対側の面が開放面であってもよい。すなわち、共鳴体２０は、閉空間を形成しない構成であってもよい。

また、枠体１８や共鳴体２０の背面側に貫通孔があいていてもそれに合わせて共鳴周波数を設計することができる。特に貫通孔が数ｍｍ以下と小さい場合には音に対して閉空間に近い振る舞いをしながら、外部との通気を持つことができるため、温度変化、湿度変化および気圧変化が大きい系においては各部の膨張（特に膜状部材）、結露等を防ぐことができ、環境に対する耐久性が向上する点において望ましい振る舞いとなる。

また、図３に示す例では、共鳴体は膜振動を生じる共鳴構造としたが、これに限定はされず、気柱共鳴またはヘルムホルツ共鳴を生じる共鳴構造であってもよい。

図７は共鳴体の他の一例の模式的な斜視図である。図８は、図７のＣ−Ｃ線断面図である。
図７および図８に示す共鳴体２０ｄは、内部に中空部２４を有する直方体形状の容器１７で、一面に、中空部２４と外部とを連通する開口部１５を有する。この共鳴体２０ｄは、ヘルムホルツ共鳴を生じる共鳴構造である。ヘルムホルツ共鳴は、開口部１５を持った容器１７の内部（中空部２４）にある空気がバネとしての役割を果たし、共鳴する現象である。共鳴体２０ｄは、開口部１５の空気が質量（マス）として、中空部２４にある空気がばねとしての役割を果たし、マスバネの共鳴をし、開口部１５の壁近傍部での熱粘性摩擦により吸音する構造である。開口部１５の外部では圧力や局所速度が変化しているため、開口端補正による開口部１５の有効長さ補正が生じる。
従って、共鳴体２０ｄをヘルムホルツ共鳴が生じる共鳴構造として用いる場合には、ヘルムホルツ共鳴の共鳴周波数を、管状部内で共鳴する音を消音するように適宜設定すればよい。ヘルムホルツ共鳴の共鳴周波数は、中空部２４の内容積および開口部２２の面積等によって決まる。従って、共鳴体２０ｄの中空部２４の内容積および開口部２２の面積等を調整することで、共鳴する音の周波数を適宜設定することができる。
特に、開口部２２の円相当径を、中空部２４における開口部２２から背面までの垂線長さより大きくする、すなわち表面開口を背面距離より大きくすることによって、中空部２４側に伸びる局所速度や音場が背面壁の影響を強く受けることで、開口部２２より外部側に開口端補正長さが大きくなる。よって、開口端補正が従来理論より大きくなる効果が得られる。これによって共鳴周波数が低周波化する。この構成では背面距離を小さくしコンパクトにした共鳴構造によって、比較的低周波側に共鳴を有する構造を作製することができる。

図９は共鳴体の他の一例の模式的な斜視図である。図１０は、図９のＤ−Ｄ線断面図である。
図９および図１０に示す共鳴体２０ｅは、内部に中空部２４を有する直方体形状の共鳴管１９で、一面に中空部２４と外部とを連通する開口部２２を有する。この共鳴体２０ｅは、気柱共鳴を生じる共鳴構造である。気柱共鳴は、閉管である共鳴管１９内（中空部２４）に定在波が生じることで共鳴が起こる。
従って、共鳴体２０ｅを気柱共鳴が生じる共鳴構造として用いる場合には、気柱共鳴の共鳴周波数を、共鳴管１９内で共鳴する音を消音するように適宜設定すればよい。気柱共鳴の共鳴周波数は、共鳴管１９の長さ（中空部２４の開口部２２からの深さ）等によって決まる。中空部２４の深さ、開口部２２の大きさ等を調整することで、共鳴する音の周波数を適宜設定することができる。

なお、開口部と中空部２４を有する共鳴体２０において、気柱共鳴が生じる共鳴構造となるか、ヘルムホルツ共鳴が生じる共鳴構造となるかは、開口部の大きさ、位置、中空部２４の大きさ等によって決まる。従って、これらを適宜調整することで、気柱共鳴とヘルムホルツ共鳴のいずれの共鳴構造とするかを選択できる。
気柱共鳴の場合は、開口部が狭いと音波が開口部で反射して中空部内に音波が侵入し難くなるため、開口部がある程度広いことが好ましい。具体的には、開口部が長方形状の場合には、短辺の長さが１ｍｍ以上であるのが好ましく、３ｍｍ以上であるのがより好ましく、５ｍｍ以上であるのがさらに好ましい。開口部が円形状の場合には、直径が上記範囲であるのが好ましい。
一方、ヘルムホルツ共鳴の場合は、開口部において熱粘性摩擦を生じる必要があるため、ある程度狭いことが好ましい。具体的には、開口部が長方形状の場合には、短辺の長さが０．５ｍｍ以上２０ｍｍが好ましく、１ｍｍ以上１５ｍｍ以下がより好ましく、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下がさらに好ましい。開口部が円形状の場合には、直径が上記範囲であるのが好ましい。

これらの開口部を有する共鳴体を用いる場合には、中にゴミがたまることが問題となることがある。そこで、開口部を有する面（開口面）側に網、メッシュ、不織布などを取り付けることでゴミが入ることを防ぐことができる。
また、開口面や内部に多孔質吸音体、あるいは、通気抵抗の大きな通気膜、不織布等を配置することで共鳴周波数、すなわち、共鳴する帯域を変化させることもできる。特に、開口部付近は共鳴周波数において音の局所速度が大きくなるため、吸音効果を大きくすることができる。開口部を有する共鳴体の場合には、開口部が形成された面が共鳴体の上面に相当する。

また、開口部を有する共鳴体の内部、側面、表面に多孔質吸音体を配置することもできる。これによって、多孔質吸音体の広帯域な吸音特性と、共鳴体の特定周波数での大きな消音特性を両立させることができる。特に、表面部分、例えば、開口面の上に多孔質吸音体を配置することで接地面積を変えずに両立させることができる。

ここで、消音構造１４が複数の種類の共鳴体２０を有する構成とする場合には、膜型の共鳴体とヘルムホルツ型の共鳴体とを有する構成としてもよい。あるいは、膜型の共鳴体と気柱共鳴型の共鳴体とを有する構成としてもよい。あるいは、ヘルムホルツ型の共鳴体と気柱共鳴型の共鳴体とを有する構成としてもよい。あるいは、膜型の共鳴体とヘルムホルツ型の共鳴体と気柱共鳴型の共鳴体を有する構成としてもよい。

なお、高い周波数ではヘルムホルツ型の共鳴体および気柱共鳴型の共鳴体は音波の反射が生じやすくなるため、消音効果が低くなる。一方、膜型の共鳴体は、周波数によらず高い消音効果を得ることができる。従って、膜型の共鳴体を用いるのが好ましい。

また、膜型の共鳴体において、膜振動の基本振動モードにおける垂直入射吸音率よりも高次振動モードにおける垂直入射吸音率が大きい構成とすることが好ましい。
膜型の共鳴体では基本振動による共鳴モードのほかに、膜の高次振動による共鳴モードを用いた吸音効果も現れる。高次振動モードは膜厚みが小さい方がより現れやすい。さらに、膜状部材の背面側の空間（背面空間）を小さく、望ましくは１０ｍｍ未満、さらに望ましくは５ｍｍ以下とすることで、基本振動による共鳴吸音より高次振動による共鳴吸音の方が大きくなる傾向があることが分かった。すなわち、膜型の共鳴体において、膜振動の基本振動モードにおける垂直入射吸音率よりも高次振動モードにおける垂直入射吸音率を高くすることが可能である。よって、例えば、約３ｋＨｚ以上の高周波側を小さな構造で吸音するためには、膜厚を小さくし、背面空間の厚みを小さくすることで、膜振動の基本振動モードにおける垂直入射吸音率よりも高次振動モードにおける垂直入射吸音率が高い膜型共鳴体を用いることが好ましい。
なお、後述する実施例で詳述するが、垂直入射吸音率は、JIS A 1405-2に従って評価できる。

また、消音構造は、膜状部材および貫通孔を有する板状部材の少なくとも一種類の層を枠体を介して合計２層以上積層した構成、すなわち、２以上の共鳴体を積層した構成としてもよい。
具体的には、膜状部材と枠体（空気層、背面空間）と膜状部材と枠体（背面空間）とをこの順に積層した２枚の膜を有する二層膜構造としてもよい。あるいは、膜状部材と枠体（空気層、背面空間）と貫通孔を有する板状部材と枠体（空気層）とをこの順に積層した、膜構造とヘルムホルツ共鳴構造とを重ね合わせた構造としてもよい。

このように２以上の共鳴体を重ね合わせた構造は、２つの層（膜状部材あるいは貫通孔を有する板状部材）の間の空気層（背面空間）を介して２つの共鳴体が相互作用をする。例えば膜構造の共鳴体を２つ重ね合わせた構造においては、２枚の膜状部材が同方向に動くモード、逆方向に動くモードなど、複数のモードを有する。これによって、膜状部材を一層有する構成と比較して、複数の吸音ピークを有することができ、複数の周波数の音を消音することができる。従って、従って、騒音が複数の周波数の音を有する場合に好適に用いることができる。
なお、板状部材に形成される貫通孔は、開口面の形状が円形、多角形、スリット状、不定形、ドーナツリング状等の種々の形状の貫通孔とすることができる。

また、図６に示す例のように、２以上の消音構造１４を箱体１２内に配置する構成としてもよい。
その際、図６に示す例では、２つの消音構造１４は、それぞれ異なる共鳴体２０（共鳴体２０ａと共鳴体２０ｃ）を有する構成としたが、これに限定はされず、１つの消音構造１４が異なる種類の共鳴体２０を含む構成としてもよい。
なお、２以上の消音構造１４をまとめて１つの消音構造とみなしてもよい。

また、複数の種類の共鳴体２０を有する場合には、同一平面状に配列されるのが好ましい。
具体的には、共鳴体２０の表面側が同一平面上に配列されるのが好ましい。
膜型の共鳴体２０の場合には、図２および図５等に示すように、複数の共鳴体２０の膜状部材１６が、同一平面上に配列されるのが好ましい。
ヘルムホルツ型の共鳴体２０の場合には、開口部を有する面が同一平面上に配列されるのが好ましい。
気柱共鳴型の共鳴体２０の場合には、開口部を有する面が同一平面上に配列されるのが好ましい。
共鳴体２０の表面が同一平面上に配列されるために表面に段差がなく、さわり心地がスムースになる、段差がないためそこにゴミがたまりにくく掃除もしやすい、段差があるとそこで流体の渦が生じやすいため風や熱の伝搬を妨げるが、共鳴体２０の表面が同一平面上に配列されるため風や熱の流れを妨げない、等の点で好ましい。

また、複数の種類の共鳴体２０を有する場合には、同じ厚みであることが好ましく、また、同じ大きさであることが好ましい。
共鳴体２０の厚みは、膜型の共鳴体２０の場合は、膜状部材１６の膜面に垂直な方向の厚みである。また、ヘルムホルツ型および気柱共鳴型の共鳴体２０の場合は、開口部を有する面に垂直な方向の厚みである。
また、共鳴体２０の大きさは、膜型の共鳴体２０の場合は、枠体１８の大きさであり、ヘルムホルツ型の共鳴体２０の場合は、容器１７の大きさであり、気柱共鳴型の共鳴体２０の場合は、共鳴管１９の大きさである。なお、本発明において、大きさが同じとは、その体積の誤差が±３３％以下の場合をいう。

また、膜型の共鳴体２０の場合には、小型軽量化の観点から共鳴体の厚みは２０ｍｍ以下であるのが好ましく、１５ｍｍ以下であるのがより好ましく、１０ｍｍ以下であるのがさらに好ましく、５ｍｍ以下であるのが特に好ましい。また、厚みの下限値は、膜状部材を適切に指示できれば限定はないが、０．１ｍｍ以上であるのが好ましく、０．５ｍｍ以上であるのがさらに好ましい。

ここで、上述のような共鳴構造を有する共鳴体２０は、可聴域の音に共鳴するものであるのが好ましい。本発明において可聴域とは、２０Ｈｚ〜２００００Ｈｚである。また、共鳴体２０ａは、より聞こえやすい１００Ｈｚ〜１６０００Ｈｚの音に共鳴するものであるのが好ましく、２００Ｈｚ〜１２０００Ｈｚの音に共鳴するものであるのがより好ましく、２０００Ｈｚ〜１２０００Ｈｚの音に共鳴するものであるのがさらに好ましく、３０００Ｈｚ〜１００００Ｈｚの音に共鳴するものであるのが特に好ましい。

また、音源３０に固有の周波数の音を消音する観点から、共鳴体２０の共鳴周波数は、音源３０に固有の周波数の±２０％の範囲にあるのが好ましい。
また、前述のとおり、音源３０から発せられた音が、箱体１２内で共鳴することで、特定の周波数の音量が大きくなる場合もある。従って、箱体１２内で共鳴した音を消音する観点から、共鳴体２０の共鳴周波数は、箱体１２内に生じる共鳴の共鳴周波数の±２０％の範囲にあるのが好ましい。

また、箱体１２内における消音構造１４（共鳴体２０）の配置位置には特に限定はないが、少なくとも一部が箱体１２の内壁面に接して配置されるのが好ましい。箱体１２の内壁が曲率を持つなど水平な平面でない場合は、その内壁形状に合わせて共鳴体２０の外形状を曲率を持たせたものにするなど、内壁に沿わせることができる形状とすることが好ましい。例えば箱体１２が円形状の内壁部を有し、そこに配置する場合、共鳴体２０の背面側の外形状を円形とすることが望ましい。この場合、共鳴体２０の内壁形状は外形に合わせて円形としても良いし、水平面のみで構成しても良い。
また、特に箱体１２の内壁が大きな曲率を持つ場合やジグザグ形状など複雑な形状をしている場合、共鳴体２０の各セルを連結せずに、もしくは背面に近い側で各セルが互いに離れた部分を作り、箱体１２の内壁形状に合わせて各セルごとに配置することもできる。
また、図１１に示すように、箱体１２内部の角部に配置されるのが好ましい。図１１は、箱型防音構造体１０を箱体１２の開放部１３から見た図である。角部とは、箱体を構成する少なくとも二つ以上の面が接する辺の近傍部分である。
箱体１２の内壁面近傍および角部は、壁面があるため、粒子速度が小さくなり音圧が高くなる位置である。従って、共鳴体２０を音圧が高くなる、箱体１２の内壁面近傍および角部に配置することで、より高い消音効果を得ることができる。

また、共鳴体２０の少なくとも一部が、箱体１２の内壁面に取り付けられているのが好ましい。
また、共鳴体２０は、箱体１２とは別体として、箱体１２の内壁面に取り付け取り外し可能とするのが好ましい。
あるいは、図１２に示すように、箱体１２の壁の一部を共鳴体２０（枠体、容器または共鳴管）の一部として用いるのも好ましい。
なお、箱体１２への共鳴体２０（消音構造１４）の固定方法は特に制限的ではなく、片面テープまたは両面テープを用いた固定、接着剤（種類としては水性系、溶剤系、エポキシ系、シリコン系、ホットメルト系、ウレタン系、粘着系など、硬化法としては溶剤揮散型、湿気硬化型、加熱硬化型、硬化剤混合型、嫌気硬化型、紫外線硬化型、熱溶融型、感圧型、再湿型などから、材質や配置位置に合わせて選ぶことができる）あるいは粘着剤を用いる方法、ネジ止めあるいはビス止めで止める方法、すのこ状あるいは凹凸のある内壁面に対して棚板のように差し込む方法、Ｌ字金物、Ｔ字金物を用いたネジ止め方法、あらかじめ共鳴体２０の背面端にネジ止め部を作製しておきネジで止める方法等の機械的固定方法、組み構造あるいははめ合い構造による固定方法、マグネットを用いた磁気での固定方法、はんだによる固定方法、等が適宜利用可能である。固定のために用いる素材も、耐久性や耐熱性などを有する素材を選ぶことができる。

また、箱体１２の開放部１３に垂直な方向において、箱体１２内の開放部１３から最も遠い位置までの距離を箱体深さＬ_yとすると（図１３参照）、共鳴体２０は、開放部１３からＬ_y／２の距離より遠い位置に配置されるのが好ましい。
開放部１３近傍よりも開放部１３から離れた位置のほうが粒子速度が小さくなり音圧が高くなる。従って、共鳴体２０を、開放部１３からＬ_y／２の距離より遠い位置に配置することで、より高い消音効果を得ることができる。

また、共鳴体は、音源に固有の周波数における音源放射分布において、その中の最大音量となる方向の延長線上に配置されていることが好ましい。これによって、より高い消音効果を得ることができる。
なお、音源放射分布は、音源がスピーカーの場合、「JIS C 5532:2014 音響システム用スピーカ」に従って、指向性パターンを決定することができる。
また、一般的には対象とする音源によっては単体で鳴らすことが困難な場合もある。この場合は、測定用マイクあるいは騒音計を用いて実際に音が鳴っている場面において音源周辺をスキャンして音圧を記録することで音源放射分布の最大方向を求めることができる。また、実際の系に配置した場合の放射分布を求めるために、単体でならすことが可能な音源である場合も含めて、同様の手法で求めることができる。手持ちでスキャンすることが最も簡便であるが、アクチュエーターあるいは自動ステージなどの機器を用いても良い。
また、多点マイクロフォンを用いて音源から放射する音の流れを測定することができる。小野測器製「テトラホン」、Ｂ＆Ｋ社の音源探査装置等を用いて放射位置と方向を測定することができる。
上記のような様々な手法で、音源からの音の放射分布を求めて、最も音が大きい方向を決定することができる。

また、本発明の箱型防音構造体は、箱体１２の内部の大きさが、音源３０に固有の周波数と共振可能な大きさの場合に好適に適用可能である。具体的には、箱体１２の内部の最も長い長さが、音源３０に固有の周波数の波長の半分よりも長いと、音源３０から発せされた音が、箱体１２内部で共鳴して、平面波でない複雑な音場モードを内部に形成し、さらに特定の周波数の音量がより大きくなるおそれがある。これに対して、本発明の箱型防音構造体は、特定の周波数の音を選択的に消音できるので、上記のような場合にも、箱体１２内部で共鳴して大きくなった音を適切に消音することができる。
なお、箱体１２の内部の最も長い長さとは、箱体１２の内壁のいずれか一辺に平行な方向における長さのうち最も長い長さである。

ここで、図１等に示す例では、消音構造１４は、複数の共鳴体２０のみを有する構成としたが、これに限定はされず、１つの共鳴体２０を有するものであってもよい。また、共鳴体２０以外の消音手段を有していてもよい。例えば、図１４に示す例のように、消音構造１４は、複数の共鳴体２０と多孔質吸音体２６とを有する構成としてもよい。
なお、消音構造１４が複数の共鳴体２０を有する場合には、複数の共鳴体２０がそれぞれ個別に作製されて互いに固定される構成であってもよいし、複数の共鳴体２０が一体的に形成されていてもよい。例えば、図１等に示す膜型の共鳴体の場合には、複数の共鳴体２０の枠体１８が一体的に形成されていてもよい。

また、図１等に示す例では、音源３０は、箱体１２の内部に配置される構成としたが、箱体１２内における音源３０の配置位置にも特に限定はない。
例えば、図１５に示すように、音源３０は、箱体１２の内部であって、箱体１２の内壁面に接しない位置に配置されていてもよい。あるいは、図１６に示すように、音源３０は、箱体１２の内部であって、箱体１２の内壁面に接する位置に配置されていてもよい。
あるいは、図１７に示すように、音源３０は、箱体１２の外壁面に接して配置されていてもよい。音源３０が箱体１２の外壁面に接して配置される場合には、音源３０から発せられる音が、壁を伝わって箱体１２の内部を通って放射されうる。

なお、音源３０が内壁面１２に向かって配置された場合、音源３０と箱体１２の内壁面との距離は、消音する音の波長をλとすると、λ／２以上であっても本発明の効果で消音することができる。
音源３０が内壁面１２に向かって配置された場合、その距離がλ／２未満であって、かつ開放面に至るまでの導波路の距離もλ／２未満であるとき、導波モードのカットオフにより導波する音モードが平面波しか許されなくなる。その場合、音源から曲がって外に導波する音が生じにくくなるため、元々開放面に達する伝搬音が小さくなる。本発明はこのような場合にも適用することができるが、この構成では開放部大きさ、音源から開放部までのダクト直径、および、音源配置の全てに制約をかけることになる。
本発明ではこれに限られずに少なくとも音源と壁との距離、および、導波路の距離のどちらかの大きさがλ／２以上の大きさを持つ場合にも適用することができる。よって、本発明は、このように開放部の大きさ、音源から開放部までのダクト直径、および、音源配置等に制限はなく、一般の開放された箱体に適用して音の放出を防ぐことができる。

箱体１２内における、音源３０の向き（音の放射方向）にも特に限定はない。
例えば、図１等に示すように音源３０は、音の放射方向が箱体１２の内壁面に向くように配置されていてもよいし、図１５および図１６に示すように、音の放射方向が箱体１２の開放部１３に向くように配置されていてもよい。

また、図１等に示す例では、箱体１２は、１つの開放部１３を有する構成としたが、これに限定はされず、２以上の開放部を有するものであってもよい。また、図１等に示す例では、箱体１２は一面が全面的に開放された開放部１３を有する構成としたが、これに限定はされず、一面の一部が開放されたものであってもよい。

例えば、図１８に示す例は、箱体１２が、対面する２つの面それぞれに、一部が開放された開放部１３ａおよび１３ｂを有し、箱体１２内に、音源３０および３つの消音構造１４が配置されている。開放部１３ａと開放部１３ｂとは対面する位置に形成されている。
音源３０は、開放部１３ａと開放部１３ｂとの中間位置で、開放部から遠い面に配置されている。消音構造１４の１つは、開放部１３ａと開放部１３ｂとの中間位置で、開放部から近い面に配置されている。消音構造１４の他の２つはそれぞれ、開放部１３ａおよび１３ｂが形成された面に配置されている。

図１９に示す例は、箱体１２が、対面する２つの面それぞれに、一部が開放された開放部１３ｃおよび１３ｄを有し、箱体１２内に、音源３０および２つの消音構造１４が配置されている。開放部１３ｃと開放部１３ｄとは対面しない位置に形成されている。
音源３０は、開放部１３ｃに近い位置に配置されている。消音構造１４の１つは、開放部１３ｃと対面する面に配置されている。消音構造１４の他の１つは開放部が形成されていない面であって、開放部１３ｃから遠い側の面に配置されている。

図２０に示す例は、箱体１２が、１つの面に２つの開放部１３ｅおよび１３ｆを有し、箱体１２内に、音源３０および２つの消音構造１４が配置されている。開放部１３ｅと開放部１３ｆとは大きさが互いに異なる。
音源３０は、開放部が形成されない面であって、開放部１３ｅに近い側の面に配置されている。消音構造１４の１つは、開放部１３ｅと対面する面に配置されている。消音構造１４の他の１つは音源３０が配置された面と対面する面に配置されている。

図１８〜図２０に示す例は、例えば、吸気および排気のために２つの開放部を有するものである。あるいは、デザインや対称性のために、あるいは、開口率を上げるために、あるいは、目的の異なる開口を有するために、２以上の開放部を有するものである。
このように、箱体１２が２以上の開放部を有する場合には、箱体１２内における消音構造１４（共鳴体２０）の配置位置は、例えば、箱体１２内で共鳴する音の腹の位置となるように予めシミュレーションまたは実験等によって設定すればよい。

また、箱体の開放面の一部または全部に通気性部材が取り付けられている構成としてもよい。すなわち、開放部が通気性を有する部材によって部分的に、もしくは全面的に覆われていてもよい。通気性部材は、空気を通すとともに音も通す傾向にあり、通気性部材で覆われた部分からも音が漏れることが多い。通気性部材としては、不織布、織布、枠体、通気膜、あるいは、後述する様々な多孔質吸音体を用いることができる。通気性部材として多孔質吸音体を用いることで、箱型防音構造体全体の防音効果を高めることもできる。
また、通気性部材の構造によっては箱体内部の熱、汚れ、光量などを調整することもできる。
このような通気性部材によって開放面の一部または全面が覆われた箱体に対しても、本発明の箱型防音構造体は効果を発揮する。

前述のとおり、内部に音源を有する電子機器および輸送機器等の各種機器の筐体、あるいは、筐体の一部を箱体と見なすことができるが、これに限定はされず、箱体をこれらの筐体とは別体としてもよい。
また、箱体および消音構造を有する箱型防音構造は、音源に対して取り付け取り外し可能であり、音源を囲うように配置されて用いられるようにしてもよい。例えば、可搬性の箱体１２内に消音構造１４ａを有する箱型防音構造１０を、音源３０にかぶせるように配置して用いることができる。可搬性の箱型防音構造は、ネジあるいは両面テープ等で音源周囲に固定しても良い。このようにすることで、騒音が問題になることが分かった後に効果的に消音効果を出すことができる。
例えば、箱型防音構造体を、スピーカー、電気モーター、インバータ、あるいは、ファンにかぶせて用いることができる。

箱体１２の形状は特に限定はされず、上述した各種の電子機器、および、輸送機器等に応じた形状とすればよい。中でも、壁がフラットになるため、消音構造１４の配置が容易である点、角部が直線で構成され消音構造１４の配置が容易である点等から、箱体１２の形状は略直方体であることが好ましい。

また、箱体を音源に対して後から設置する場合には、開放面を有するように設置する必要がある。
従って、箱体１２は、例えば、立方体の上下２面が開放された構成としてもよい。あるいは、図３６に示すように、対向する２面とこの２面の間の１面の計３面が開放された構成、すなわち、π字型の形状としてもよい。
また、例えば、箱体を立方体の上下２面が開放された構成とした場合等の消音構造の配置位置には特に限定はない。例えば、４面に共鳴構造を配置して箱型防音構造体としてもよい。このようにさまざまな形状の箱型防音構造を対象とする音源周囲の形に合わせて作製し、かぶせることで開放面を持つ箱型防音構造体を実現することができる。

箱体１２の材料は特に限定はされず、上述した各種の電子機器、および、輸送機器等に応じた材料とすればよい。
また、音源にかぶせる形で用いる場合も、耐久性、軽量性、熱などの観点から様々な材料を選択することができる。具体的には、後述する枠体１８、容器１７および共鳴管１９の材料と同様にして選択することができる。

枠体１８、容器１７および共鳴管１９の材料としては、金属材料、樹脂材料、強化プラスチック材料、および、カーボンファイバ等を挙げることができる。金属材料としては、例えば、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、および、これらの合金等の金属材料を挙げることができる。また、樹脂材料としては、例えば、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（ＰＣ）、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（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタラート、ポリイミド、ＡＢＳ樹脂(アクリロニトリル(Acrylonitrile)、ブタジエン (Butadiene)、スチレン(Styrene)共重合合成樹脂)、ポリプロピレン（ＰＰ）、および、トリアセチルセルロース等の樹脂材料を挙げることができる。また、強化プラスチック材料としては、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastics）、および、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ：Glass Fiber Reinforced Plastics）を挙げることができる。
また、枠体、容器、共鳴管の材料として各種ハニカムコア材料を用いることもできる。ハニカムコア材料は軽量で高剛性材料として用いられているため、既製品の入手が容易である。アルミハニカムコア、ＦＲＰ（Fiber-Reinforced Plastics）ハニカムコア、ペーパーハニカムコア（新日本フエザーコア株式会社製、昭和飛行機工業株式会社製など）、熱可塑性樹脂（ＰＰ、ＰＥＴ、ＰＥ、ＰＣなど）ハニカムコア（岐阜プラスチック工業株式会社製ＴＥＣＣＥＬＬなど）など様々な素材で形成されたハニカムコア材料を使用することが可能である。

ここで、枠体１８、容器１７および共鳴管１９は、排気口等に利用可能な点から、難燃材料より耐熱性の高い材料からなることが好ましい。耐熱性は、例えば、建築基準法施行令の第百八条の二各号を満たす時間で定義することができる。建築基準法施行令の第百八条の二各号を満たす時間が５分間以上１０分間未満の場合が難燃材料であり、１０分間以上２０分間未満の場合が準不燃材料であり、２０分間以上の場合が不燃材料である。ただし耐熱性は各分野ごとで定義されることが多い。そのため、箱型防音構造体を利用する分野に合わせて、枠体１８、容器１７および共鳴管１９を、その分野で定義される難燃性相当以上の耐熱性を有する材料からなるものとすればよい。

また、容器１７および共鳴管１９の外形状は、特に制限的ではなく、例えば、直方体形状、立方体形状、角錐形状、角柱形状、円錐形状、円柱形状、球体形状等であっても良いし、不定形であっても良い。箱体１２の内壁が曲率を持つなど水平な平面でない場合は、その内壁形状に合わせて容器１７および共鳴管１９の外形状を決めることが、内壁に設置する観点から望ましい。
また、容器１７および共鳴管１９の中空部の形状は、特に制限的ではなく、例えば、直方体形状、立方体形状、角錐形状、角柱形状、円錐形状、円柱形状、球体形状等であっても良いし、不定形であっても良い。

容器１７および共鳴管１９の大きさ（図８中のＬ_d、Ｌ_c、図１０中のＬ_e、Ｌ_f）、肉厚（図８中のｔ₂、図１０中のｔ₃）等は、特に制限的ではなく、求められるサイズ等に応じて適宜設定すればよい。

また、枠体１８の開口断面の形状は、特に制限的ではなく、例えば、正方形、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、若しくは円形、楕円形等であっても良いし、不定形であっても良い。

枠体１８の肉厚（フレーム厚み、図４中のｔ₁）および厚み（開放面に垂直な方向の高さ、図４中のＬ_b）も、膜状部材１６を確実に固定、支持することができれば、特に制限的ではなく、例えば、枠体１８の開口断面の大きさ等に応じて設定することができる。

膜状部材１６の材料としては、アルミニウム、チタン、ニッケル、パーマロイ、４２アロイ、コバール、ニクロム、銅、ベリリウム、リン青銅、黄銅、洋白、錫、亜鉛、鉄、タンタル、ニオブ、モリブデン、ジルコニウム、金、銀、白金、パラジウム、鋼鉄、タングステン、鉛、および、イリジウム等の各種金属；ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）、ＰＶＤＣ（ポリ塩化ビニリデン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＭＰ（ポリメチルペンテン）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、ゼオノア、ポリカーボネート、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＡＲ（ポリアリレート）、アラミド、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）、ナイロン、ＰＥｓ（ポリエステル）、ＣＯＣ（環状オレフィン・コポリマー）、ジアセチルセルロース、ニトロセルロース、セルロース誘導体、ポリアミド、ポリアミドイミド、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ポリロタキサン（スライドリングマテリアルなど）および、ポリイミド等の樹脂材料等が利用可能である。さらに、薄膜ガラスなどのガラス材料、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）およびＧＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）のような繊維強化プラスチック材料を用いることもできる。または、それらを組合せたものでもよい。

また、金属材料を用いる場合には、錆びの抑制等の観点から、表面に金属めっきを施してもよい。
また、耐久性（熱、オゾン、紫外線、水、湿度など）に優れること、静電気が生じないこと、輻射熱を遮蔽するために熱源近くでも用いることができること、および、金属膜の下部に配置された多孔質吸音体などを熱から保護できること、等の観点から、膜状部材の材料として金属を用いるのが好ましい。

膜状部材１６のヤング率は、膜振動することができれば特に制限的ではない。膜状部材１６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、膜状部材１６の密度も、膜振動することができるものであれば、特に制限的ではない。膜状部材１６の密度は、１０ｋｇ／ｍ³〜３００００ｋｇ／ｍ³であることが好ましく、１００ｋｇ／ｍ³〜２００００ｋｇ／ｍ³であることがより好ましく、５００ｋｇ／ｍ³〜１００００ｋｇ／ｍ³であることが最も好ましい。

また、膜状部材１６の厚さは、膜振動することができれば、特に制限的ではない。例えば、膜状部材１６の厚さは、０．００５ｍｍ（５μｍ）〜５ｍｍであることが好ましく、０．００７ｍｍ（７μｍ）〜１ｍｍであることがより好ましく、０．０１ｍｍ（１０μｍ）〜０．３ｍｍ（３００μｍ）であることがさらに好ましく、０．０１ｍｍ（１０μｍ）〜０．２ｍｍ（２００μｍ）であることが最も好ましい。
また、膜状部材１６の高次振動を利用した吸音効果を高めたい場合は膜厚が小さいことが好ましい。膜厚みが１００μｍ未満であることが好ましく、７０μｍ以下であることがより好ましく、５０μｍ以下であることが最も好ましい。

また、枠体１８への膜状部材１６の固定方法は特に制限的ではなく、片面テープあるいは両面テープ、接着剤あるいは粘着剤を用いる方法、ネジ止め等の機械的固定方法、圧着、熱融着等が適宜利用可能である。

また、枠体１８と膜状部材１６をともに樹脂材料などの透明性のある部材を選ぶことで、消音構造１４自体を透明にすることができる。例えば、ＰＥＴやアクリル、ポリカーボネートなど透明性樹脂を選べばよい。一般の多孔質吸音材料では可視光の散乱を防ぐことができないため、透明な消音構造を実現できることに特異性がある。
さらに、枠体１８や膜状部材１６に反射防止コートや反射防止構造をつけても良い。例えば、誘電体多層膜による光学干渉を用いた反射防止コートをすることができる。可視光を反射防止することで、枠体１８や膜状部材１６の視認性がさらに下げて目立たなくすることができる。
また、箱体１２を少なくとも一部が透明材料で構成し、その部位に透明な防音構造１４を配置すれば、箱体の外部から内部の様子を見ることができる構成にすることができる。例えば、窓部材の代替として吸音性を有する構造とすることができる。

また、枠体１８もしくは膜状部材１６に遮熱機能を持たせることもできる。金属材料であれば一般的に近赤外線も遠赤外線も反射するため輻射熱伝導を抑制することができる。また、透明樹脂材料などであっても遮熱構造を表面に持たせることで透明なまま近赤外線のみを反射させることができる。例えば、誘電体多層構造によって可視光を透過させたまま近赤外線を選択的に反射させることができる。具体的には、３Ｍ社Ｎａｎｏ９０ｓなどのマルチレイヤーＮａｎｏシリーズは２００層超の層構成で近赤外線を反射するため、このような構造を透明樹脂材料に対して貼り合わせて枠体や膜状部材として用いることもできるし、この部材自体を膜状部材１６として利用してもよい。例えば、窓部材の代替として吸音性と遮熱性を有する構造とすることができる。

膜状部材１６にインクジェット等の手法で絵をつけることや、加飾することができる。一般に膜状部材１６の硬さや重さに対して加飾部材は小さいため、吸音特性をほとんど変化させずに色や柄を様々に変えることができる。
例えば壁の柄に合わせてパターンをつけることができる。

多孔質吸音体としては、限定はなく防音に用いられる種々の公知の多孔質吸音体が各種利用可能である。例えば、発泡ウレタン、軟質ウレタンフォーム、木材、セラミックス粒子焼結材、フェノールフォーム等の発泡材料、および、微小な空気を含む材料、たとえばエアロゲル；グラスウール、ロックウール、マイクロファイバー（３Ｍ社製シンサレートなど）、フロアマット、絨毯、メルトブローン不織布、金属不織布、ポリエステル不織布、金属ウール、フェルト、インシュレーションボード、および、ガラス不織布等のファイバーおよび不織布類材料；木毛セメント板；シリカナノファイバーなどのナノファイバー系材料；石膏ボード；またこれらの積層材料や複合材料；等の吸音材を用いることができる。

環境温度が変化する系では、枠体１８の材料と膜状部材１６の材料ともに環境温度に対して物性変化が小さいことが望ましい。
例えば樹脂材料を用いる場合には、大きな物性の変化をもたらす点（ガラス転移温度、融点等）が環境温度域外にあるものを用いることが望ましい。
さらに、枠体と膜状部材とで異質の部材を用いる場合には、環境温度に於ける熱膨張係数（線熱膨張係数）が同程度であることが望ましい。
枠体及び膜状部材との間で熱膨張係数が大きく異なると、環境温度が変化した場合に枠体と膜状部材の変位量が異なるため、膜状部材に歪みが生じ易くなる。歪み及び張力変化は、膜の共鳴周波数に影響を与えるため、温度変化に伴って消音周波数が変化し易くなり、また温度が元の温度に戻っても歪みが緩和せずに消音周波数が変化したままになる場合がある。
これに対して、熱膨張係数が同程度である場合には、温度変化に対して枠体と膜状材料が同様に伸び縮みするために歪みが生じ難くなる結果、環境温度の変化に対して安定した消音特性を発現できる。
熱膨張係数は、例えばＪＩＳ Ｋ ７１９７等公知の方法で測定することができ、使用する環境温度に合わせて任意の組み合わせで部材を選定することができる

前述のとおり、本発明の箱型防音構造体は、固有の周波数で大きな騒音を発生する電気モーターおよびインバーターの少なくとも一方を音源とする場合に好適に用いることができる。
また、前述のとおり、ハイブリッド自動車、電気自動車では、電気モーターおよびインバーターが多く用いられており、騒音源として問題になっている。そのため、自動車を含む輸送機器において、電気モーターおよびインバーターの少なくとも一方を消音対象として、消音対象である音源が箱体に接するように、または、箱体の内部に配置されるように箱型防音構造体を、輸送機器内に配置することが好ましい。

また、本発明の箱型防音構造体を輸送機器に用いる場合に、輸送機器内の音源の位置と、座席の位置とをつなぐ直線を遮る位置に消音構造が配置されるように箱型防音構造体を配置するのが好ましい。これによって、消音の効果をより向上できる。

以上、本発明の箱型防音構造体についての種々の実施形態を挙げて詳細に説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、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。

以下に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。

＜実験系の説明＞
内部空間が１辺３００ｍｍの立方体となるアクリル製の立方体形状の箱体を用意した。アクリル厚みは１０ｍｍであって、十分に音を反射する。この立方体の一面のみを開放したものを箱体として用いた。
図２１に示すように箱体１２の内部に音源３０としてスピーカー（ソニー株式会社製SRS-XB10）を配置した。配置位置は開放部１３と対面する面に接する配置とした。
スピーカー３０からホワイトノイズを流して、各周波数における音圧を測定する。音圧はマイクロフォンＭＰ１（アコー株式会社製マイクロフォン4152N）を開放部１３中央部から２００ｍｍ離した位置に配置して測定する。箱体１２とマイクロフォンＭＰ１を囲むように背面と側面に厚み２００ｍｍの吸音ウレタンを配置して（図示せず）、測定環境における反射音の影響を抑制した。

＜共鳴体の設計＞
共鳴体として膜型の共鳴体を設計した。膜型の共鳴体の設計は、有限要素法計算ソフトCOMSOL ver.5.3(COMSOL Inc.)の音響モジュールを用いて行った。枠体の内部の厚みＬ_bと開放部のサイズ（Ｌ_a×Ｌ_a）を決定し、開放面の片面には膜状部材の辺縁部が固定されて、もう片面には剛体壁が存在する構造とした。すなわち、太鼓状に振動する膜状部材の背面に閉空間が存在する共鳴体とした。
内部の厚みＬ_bが１０ｍｍ、開放部のサイズ（Ｌ_a×Ｌ_a）が３０ｍｍ×３０ｍｍの正方形状の枠体の開放面に、材質がＰＥＴフィルムで、厚みが５０μｍ、１００μｍ、１８８μｍ、２５０μｍの膜状部材を配置した共鳴体の吸音率の周波数特性をそれぞれ、シミュレーションによって計算した。結果を図２１に示す。
図２１に示す結果より１ｋＨｚの共鳴体としてＰＥＴフィルム厚み１８８μｍを選択した。

＜共鳴体の作製＞
次に上記で設計した共鳴体（消音構造）を作製した。
枠体はアクリル板をレーザーカッターを用いて枠体構造に加工することで作製した。厚み１０ｍｍ、開放部サイズ３０ｍｍ×３０ｍｍとし、枠体のフレーム厚みは５ｍｍとした。このような開放部を４×４の計１６個有する枠体構造を作製した。この枠体の片面に両面テープ（アスクル製現場のチカラ）をつけた。そこに膜状部材として厚み１８８μｍのＰＥＴフィルム（東レ株式会社製ルミラー）を取り付けて辺縁部を固定した。枠体のもう片面には同様に両面テープを取り付け、そこに剛体壁として厚み２ｍｍのアクリル板を取り付けて膜型の共鳴体を作製した。

＜共鳴体の評価＞
作製した共鳴体が、狙いの周波数（１ｋＨｚ）で吸音することを確認するために、音響管を用いた吸音率評価を行った。JIS A 1405-2に従った垂直入射吸音率の測定系を作製して評価を行った。これと同様の測定は日本音響エンジニアリング製WinZacMTXを用いることができる。音響管の直径は８０ｍｍとし、その音響管端部に共鳴体を膜状部材を表にして配置して、吸音率の評価を行った。
サンプルを２つ（Ｎｏ１およびＮｏ２）作製して上記評価を行なった結果を図２に示す。２つのサンプルが共に、狙いの１ｋＨｚにおいて高い吸音率を示すことがわかる。

以上のように、共鳴体の設計、作製および評価を行なって、下記の実施例で用いる様々な種類の共鳴体（共鳴体Ａ〜共鳴体Ｅ）を作製した。
表１に１ｋＨｚ、２ｋＨｚ、４ｋＨｚ狙いで作製した共鳴体の仕様を示す。
表１中、膜状部材の材質ＯＰＰは、ＯＰＰフィルムであり、二軸延伸ポリプロピレンフィルム（東洋紡株式会社製パイレン（Ｒ）フィルム−ＯＴ）である。

［実施例１］
上述した実験系の箱体内に上記で作製した共鳴体（消音構造）を配置して、箱体の開放面からの放射音の抑制効果を測定した。
まず、上述した実験系の箱体内に共鳴体（消音構造）を配置しない条件で、放射音量を測定しリファレンスとした。
ここで、箱体１２は、内部のサイズが可聴域の波長長さを近いため、箱体１２の内部にモードが生じて周波数ごとに、放射音量が異なる。図２１に示すように、箱体１２の内部にマイクロフォンＭＰ２を配置して内部の音圧を測定した。測定結果を図２４に示す。
図２４から、１１５０Ｈｚ付近で音圧が大きくなっており、今回の箱体１２はこの周波数で強いモードが生じることがわかった。また、箱体１２の外部に設置したマイクロフォンＭＰ１でもこの周波数付近で大きな放射音が出てくることがわかった。

次に、箱体１２の内部に、１ｋＨｚ狙いで作製した共鳴体Ａを４×４個有する消音構造１４を配置した。配置位置は、開放部１３と対面する面に接して、角部にスピーカー３０と向かい合うように配置した。消音構造１４は箱体１２の内壁に両面テープで接着して測定を行なった。
リファレンスの放射音量を基準として、消音構造を配置した時の放射音量の低減量を小音量としてｄＢ単位で評価した。すなわち、消音構造なしの場合の音圧をＰ₀とし、消音構造ありの場合の音圧をＰ₁としたとき、２０×ｌｏｇ₁₀（Ｐ₀／Ｐ₁）として消音量を評価した。結果を図２５に示す。
図２５から、共鳴周波数に近い１１５０Ｈｚにおいて、９ｄＢの消音量を示すことを明らかにした。

［比較例１］
実施例１の消音構造と同一サイズのアクリル板（厚み１２ｍｍ、大きさ１３０ｍｍ×１３０ｍｍ）を、箱体内部の、実施例１の消音構造の配置位置と同じ位置に配置した。実施例１と同様にして消音量を測定した。結果を図２５に示す。

図２５から、箱体の内部に消音構造を配置しない状態で強いモードが生じているため、比較例１のように、ただの板を箱体内に配置するのみでも、３ｄＢの消音量が得られることがわかる。
しかしながら、実施例１と比較例１との対比から、同一サイズで遥かに軽量（重量は板と比較して約３９％）な実施例１の膜型の共鳴体（消音構造）の方が遥かに大きな消音量を示すことが分かる。このように、本発明の箱型防音構造体は、膜型の共鳴体が有効に機能して特定の音を消音することができる。

［実施例２］
共鳴体Ａを共鳴体Ｂ（２ｋＨｚ狙いの共鳴体）に変更した以外は、実施例１と同様にして消音量の評価を行なった。
共鳴体Ｂの垂直入射吸音率の評価結果を図２６に示し、消音量の評価結果を図２７に示す。
垂直入射吸音率の測定は、測定上限周波数を拡げるために直径８０ｍｍの音響管を用いる代わりに直径４０ｍｍの音響管を用いて評価を行った。
図２７から、２ｋＨｚ付近において９ｄＢ以上の消音量が得られることがわかる。

［実施例３−１］
共鳴体Ａを共鳴体Ｃ（４ｋＨｚ狙いの共鳴体）に変更した以外は、実施例１と同様にして消音量の評価を行なった。
共鳴体Ｃの垂直入射吸音率の評価結果を図２８に示し、消音量の評価結果を図２９に示す。

なお、垂直入射吸音率の測定は、測定上限周波数を拡げるために直径８０ｍｍの音響管を用いる代わりに直径２０ｍｍの音響管を用いて評価を行った。
また、消音量の測定は、箱体からの放射音量測定でマイク１本の結果を用いる代わりに、３本のマイクを配置してその平均で評価を行った。配置位置は、実施例１と同様に開放部１３中央部から２００ｍｍ離れた位置（ｃｈ１）、ｃｈ１のマイクロフォンから開放部１３に平行な方向であって、スピーカー３０の方向とは直交する方向に１００ｍｍ離れた位置（ｃｈ２）、ｃｈ１マイクロフォンから開放部１３に平行な方向であって、スピーカー３０の方向に１００ｍｍ離れた位置（ｃｈ３）の３点とした。すなわち、ｃｈ１、ｃｈ２、ｃｈ３のマイクロフォンは開放部１３と平行な平面内に存在する。
マイクロフォンの種類はマイクロフォンＭＰ１と同じである。この測定手法を「マイク３本手法」と呼ぶ。特に高周波においては放射音量のモードが波長サイズに応じて細かくなるため、多数のマイクロフォンの平均を用いる方が放射音量の正確な結果となる。以下の実施例において、基本的には実施例１と同様にマイク１本手法で測定を行うが、マイク３本手法で測定した場合は明記する。
図２９から、４ｋＨｚ付近（４２８０Ｈｚ）において１７ｄＢ以上の消音量が得られることがわかる。

［実施例３−２］
膜型の共鳴体に変えて、気柱共鳴型の共鳴体を用いた。
４ｋＨｚ付近に共鳴を有する気柱共鳴型の共鳴体をCOMSOLを用いて設計した。気柱共鳴型の共鳴体は、中空部が幅２０ｍｍ、長さＬ_e＝２１ｍｍ、厚みＬ_f＝３ｍｍ、開口部の長さＬ_g＝５ｍｍ、幅２０ｍｍのＬ字構造とすることで、４ｋＨｚ付近に共鳴を有するものとした。
アクリル板を上記で設計した形状となるように組み合わせて、気柱共鳴型の共鳴体を作製した。
アクリル板の厚みは、開口部側の面が３ｍｍ、開口部に対面する面が２ｍｍ、側面が３ｍｍとした。また、各アクリル板は、対応する形状となるようにレーザーカッターで加工した。アクリル板同士は、両面テープで貼り合わせた。
作製した気柱共鳴型の共鳴体を４×４個配列して消音構造とした。

［実施例３−３］
膜型の共鳴体に変えて、ヘルムホルツ型の共鳴体を用いた。
４ｋＨｚ付近に共鳴を有するヘルムホルツ型の共鳴体をCOMSOLを用いて設計した。今回は開口部がスリット状になる構造とした。ヘルムホルツ型の共鳴体は、中央にスリットを有し、スリット幅が３ｍｍ、中空部が幅２０ｍｍ、長さＬ_c＝２１ｍｍ、厚みＬ_d＝３ｍｍとすることで、４ｋＨｚ付近に共鳴を有するものとした。
アクリル板を上記で設計した形状となるように組み合わせて、ヘルムホルツ型の共鳴体を作製した。
アクリル板の厚みは、開口部側の面が３ｍｍ、開口部に対面する面が２ｍｍ、側面が３ｍｍとした。また、各アクリル板は、対応する形状となるようにレーザーカッターで加工した。アクリル板同士は、両面テープで貼り合わせた。
作製したヘルムホルツ型の共鳴体を４×４個配列して消音構造とした。

実施例３−２および実施例３−３の吸音体の垂直入射吸音率を、実施例３−１と同様にして測定した。結果を図２８に示す。また、実施例３−１と同様にしてマイク３本手法で消音量の測定を行なった。結果を図２９に示す。

図２８から、気柱共鳴型の共鳴体およびヘルムホルツ型の共鳴体は、４ｋＨｚ付近において、吸音率が３０％程度であるのに対して、膜型の共鳴体は、１００％に近い吸音率が得られることがわかる。
図２９から、気柱共鳴型の共鳴体を箱体内に配置した実施例３−２、および、ヘルムホルツ型の共鳴体を箱体内に配置した実施例３−３のいずれも４ｋＨｚ付近で大きな消音量が得られることがわかる。気柱共鳴型の共鳴体およびヘルムホルツ型の共鳴体と比較して、膜型の共鳴体が消音量がより大きくなることがわかる。これは上記の吸音率の違いは反映されたものと考えられる。
また、気柱共鳴型の共鳴体およびヘルムホルツ型の共鳴体は、表面側に板が必要となるため、同じ背面空間厚みを有する場合には共鳴体全体の厚みが膜型の共鳴体と比べて大きくなる。共鳴体全体厚みは、実施例３−１が５ｍｍである一方、他の二つは８ｍｍである。従って、小型化の観点からも膜型の共鳴体が有利であることがわかる。

表２に、実施例３−１〜３−３について、共鳴周波数付近の消音量のピーク値（ｄＢ）を示した。また、同様にして設計した、２ｋＨｚ狙いの気柱共鳴型の共鳴体を用いた場合と、ヘルムホルツ型の共鳴体を用いた場合の消音量も合わせて示した。
２ｋＨｚの気柱共鳴型の共鳴体は、中空部が幅２０ｍｍ、長さＬ_e＝４１ｍｍ、厚みＬ_f＝３ｍｍ、開口部の長さＬ_g＝５ｍｍ、幅２０ｍｍのＬ字構造として設計した。
２ｋＨｚのヘルムホルツ型の共鳴体は、スリット幅が１ｍｍ、中空部が幅２０ｍｍ、長さＬ_c＝４１ｍｍ、厚みＬ_d＝３ｍｍとして設計した。

表２に示すように、４ｋＨｚの場合と比較すると差は小さいが、２ｋＨｚにおいても膜型の共鳴体の消音量が他の共鳴体に比較して大きいことがわかる。

［実施例４］
実施例４では、異なる種類の共鳴体を用いた場合について検討した。
共鳴体Ａ（１ｋＨｚ狙い）と共鳴体Ｂ（２ｋＨｚ狙い）を開放部１３と対面する面に接して、スピーカー３０と向かい合うように並べて配置した以外は実施例１と同様にして消音量の測定を行なった（実施例４−３）。
また、共鳴体Ａのみとした場合（実施例４−１）と共鳴体Ｂのみとした場合（実施例４−２）の消音量も測定した。なお、実施例４−１および実施例４−２は、実施例１および実施例２と共鳴体の配置位置が異なるため、測定結果は一致しない。
測定結果を図３０に示す。
図３０から、共鳴体Ａおよび共鳴体Ｂのいずれか一方を配置したのみでは、それぞれ狙いの周波数付近で高い消音効果が得られるのみであるが、共鳴体Ａおよび共鳴体Ｂの両方を配置することで、１ｋＨｚ付近と２ｋＨｚ付近の両方の周波数で高い消音効果が得られることがわかる。
このように、種類（共鳴周波数）の異なる共鳴体を配置することで、複数の周波数体を同時に消音することができる。

［実施例５］
実施例５では、共鳴体の数について検討した。
実施例１で用いた消音構造を４つ作製した。各消音構造は、１６個の膜型の共鳴体Ａを有する。
図３１に示す箱体１２内のＡの位置に１つの消音構造を配置した実施例（実施例１と同一）、Ａの位置とＢの位置に計２つの消音構造を配置した実施例５−１、Ａ、ＢおよびＣの位置に計３つの消音構造を配置した実施例５−２、Ａ〜Ｄの位置に計４つの消音構造を配置した実施例５−３について、実施例１と同様にして消音量を評価した。すなわち、実施例１は１６個の共鳴体を有し、実施例５−１は３２個の共鳴体を有し、実施例５−２は４８個の共鳴体を有し、実施例５−３は６４個の共鳴体を有する。
図３２に、消音量のピーク値を比較したグラフを示す。
図３２から、共鳴体の数を増やすほど消音量が大きくなることがわかる。

［実施例６］
実施例６では、共鳴体の配置位置について検討した。
実施例１で用いた、１６個の膜型の共鳴体Ａを有する消音構造を、図３３に示す配置位置Ａ（実施例１と同一）、Ｃ（実施例６−１）、Ｅ（実施例６−２）のそれぞれに配置して、実施例１と同様にして消音量を評価した。
図３４に、消音量のピーク値を比較したグラフを示す。

図３４から、箱体の奥側（開放面から遠い位置）に配置するほど消音量が大きくなることがわかる。
音圧は剛体壁面で振幅の腹となるため、箱体の奥側では音圧振幅が大きくなる傾向がある。特に、配置Ａの角部は二面とも壁となるため音圧が増大しやすく、それにしたがって膜型の共鳴体の吸音量も大きくなる。一方で、配置Ｅのような開放面付近は局所速度が大きくなりやすいために音圧量は比較的小さくなる傾向にある。よって、消音量が小さくなったと考えられる。このように、空間内での共鳴体の配置依存性にも特徴がある。

［実施例７］
消音構造が多孔質吸音体を有する構成とした以外は、実施例２と同様にして消音量を評価した。
多孔質吸音体は、厚み１０ｍｍ、大きさ１３０ｍｍ×１３０ｍｍの吸音ウレタン（株式会社光製 低反発黒ウレタン）を用いた。図３１のＡの位置に共鳴体を、Ｂの位置に多孔質吸音体を配置して測定を行った（実施例７−１）。また、共鳴体のみの場合の評価も行なった（実施例７−２）。
評価はマイク３本手法で行った。
結果を図３５に示す。
図３５から、共鳴周波数である２ｋＨｚの消音量は共鳴体のみの方が大きくなることがわかる。一方で、他の周波数における消音量は多孔質吸音体と同時に置いた場合の方が大きくなることがわかる。
よって、特定音の消音と広帯域の消音とを両立したい場合には、一般の多孔質吸音体（ウレタン、不織布、フェルトなど）と共鳴体とをともに用いればよいことがわかる。

［実施例８］
スピーカーにホワイトノイズを流す代わりに１１５０Ｈｚの単周波音を流した以外は上記と同様の実験系とした。音圧評価系としては、マイク３本手法を用いた。
まず、共鳴体を配置しない箱体のみの状態で、マイク３本手法での１１５０Ｈｚでの平均音圧が８０ｄＢとなるようにスピーカー音圧量を調整した。
次に、実施例８として、実施例１で用いた消音構造（共鳴体Ａを１６個有する構成）を、実施例６−１と同じ配置位置に取り付けて評価した。測定の結果、平均音圧を６４ｄＢまで低減することがわかった。また、消音構造の設置前後で、聴感でも箱体からの放射音量が低減したことを確認できた。このとき、箱体全体に対する共鳴体の体積割合は０．９％程度にすぎないが、大きな低減効果を発揮している。

［比較例２］
消音構造に代えて、多孔質吸音体（株式会社光製 低反発黒ウレタン）を配置した以外は実施例８と同様にして評価した。
多孔質吸音体は、厚み１０ｍｍ、大きさ１３０ｍｍ×１３０ｍｍとした。
測定の結果、元の音圧が８０ｄＢであったものが、多孔質吸音体を配置することによって７７ｄＢに低減することがわかった。
ほぼ同一サイズである膜型の共鳴体と比較すると、従来よく用いられる多孔質吸音体は特定の周波数の強い音の低減効果が小さいことが明らかになった。

［実施例９］
スピーカーにホワイトノイズを流す代わりに４２８０Ｈｚの単周波音を流した以外は上記と同様の実験系とした。音圧評価系としては、マイク３本手法を用いた。
まず、共鳴体を配置しない箱体のみの状態で、マイク３本手法での４２８０Ｈｚでの平均音圧が８０ｄＢとなるようにスピーカー音圧量を調整した。
次に、実施例９として、実施例３−１で用いた消音構造（共鳴体Ｃを１６個有する構成）を、実施例３−１と同じ配置位置に取り付けて評価した。測定の結果、平均音圧を６３ｄＢまで低減することがわかった。消音構造の設置前後で、聴感でも箱体からの放射音量が低減したことを確認できた。

［実施例１０］
共鳴体Ｃを有する消音構造に代えて、実施例３−２で用いた消音構造（気柱共鳴型の共鳴体を１６個有する構成）を有する構成とした以外は、実施例９と同様にして評価を行なった。測定の結果、平均音圧が７０ｄＢまで低減することがわかった。

［実施例１１］
共鳴体Ｃを有する消音構造に代えて、実施例３−３で用いた消音構造（ヘルムホルツ型の共鳴体を１６個有する構成）を有する構成とした以外は、実施例９と同様にして評価を行なった。測定の結果、平均音圧が７１ｄＢまで低減することがわかった。

［比較例３］
消音構造に代えて、多孔質吸音体（株式会社光製 低反発黒ウレタン）を配置した以外は実施例９と同様にして評価した。
多孔質吸音体は、厚み１０ｍｍ、大きさ１３０ｍｍ×１３０ｍｍとした。
測定の結果、元の音圧が８０ｄＢであったものが、多孔質吸音体を配置することによって７５ｄＢに低減することがわかった。
サイズは平面サイズを共鳴体構造と同一とし、厚みは多孔質吸音体の方が大きい。各共鳴体と比較すると、従来よく用いられる多孔質吸音体は特定の周波数の強い音の低減効果が小さいことが明らかになった。

実施例８〜１１および比較例２，３の対比から、特定の周波数の音が箱体内部の音源から発せられている場合にも、共鳴体によって音を効率的に低減することができることがわかる。

［参考例１］
内部空間が１辺５００ｍｍの立方体となるアクリル製の立方体形状の箱体を用意した。アクリル厚みは１０ｍｍであって、十分に音を反射する。この立方体の一面のみを開放したものを箱体として用いた。開放面が地面に垂直になるように箱体を設置した。
音源としてスピーカー（フォステクス社のスピーカー「Ｐ６５０−Ｅ」）を箱体内の奥側中央部に、前面部（スピーカー振動面の正面）を箱体の一方の側面側に向けて配置した。
計測器としてマイクロフォン（アコー株式会社製 １／２インチマイクロフォン４１２５Ｎ）を開放面から垂直方向に１５０ｍｍ離れた位置に３本配置した。各マイクロフォンはそれぞれ、開放面に平行な方向に一方の端面から１００ｍｍ、２５０ｍｍ、４００ｍｍの位置に配置した。マイクロフォンの地面からの高さは１００ｍｍとした。

この３本のマイクロフォンでそれぞれ測定された周波数ごとの音エネルギー（音圧）の平均値を求めて、箱体からの放射音の評価を行なった。
まず、箱体内に消音構造を配置していない状態で、スピーカーからホワイトノイズを流して、箱体からの放射音の音圧の測定を行なった。これを参考例１として、この参考例１からの音圧の低減量を放射音抑制量として評価する。

［実施例１２］
共鳴体として、内部厚み（背面空間の厚み）を２ｍｍとした以外は共鳴体Ｃと同様の膜型共鳴体である共鳴体Ｆを４×４個有する消音構造を作製した。

この共鳴体Ｆ（消音構造）の垂直入射吸音率を音響管を用いて測定した。本検討では直径２０ｍｍの音響管を用いてマイク2端子法で垂直入射吸音率測定を行った。音響管端部に防音構造体を、膜状部材側を音響入射面側として配置し、垂直入射吸音率の評価を行った。結果を図３７に示す。
最大の吸音率は高次振動周波数である４ｋＨｚ付近にあり複数の高次振動モードにより広帯域に吸音していることがわかる。また、低周波側の１．６ｋＨｚ付近には基本振動による吸音ピークを有することがわかる。すなわち、この共鳴体Ｆは背面空間の厚みを小さくしたことによって基本振動による吸音より高次振動の吸音を大きくした構成である。

この共鳴体Ｆ（消音構造）を、箱体内のスピーカーの正面の位置（箱体内奥下側の角部に共鳴体Ｆの角部を合わせた）に配置した。
この状態でスピーカーからホワイトノイズを流して、箱体からの放射音の音圧の測定を行ない、参考例１からの音圧の低減量（放射音抑制量）を求めた。
結果を図３８に示す。

図３８から、共鳴体Ｆの高次振動の共鳴ピークに対応して、４ｋＨｚ付近で強い消音効果が得られていることがわかる。このように内寸５００ｍｍの比較的大きな箱を用いても、共鳴体による消音効果を発揮することができる。

［実施例１３］
次に、共鳴体Ｆ（消音構造）を箱体内のスピーカーの背面側（正面とは反対側）に配置した以外は実施例１２と同様に放射音抑制量を求めた。
結果を図３９に示す。

図３８および図３９から、実施例１２と実施例１３とでは同じ共鳴体Ｆを用いているにもかかわらず、共鳴周波数における放射音抑制量は実施例１２と比較して実施例１３では小さくなることがわかる。すなわち、スピーカーに対する共鳴体Ｆ（消音構造）の配置位置によって消音効果が変わることがわかる。

ここで、実施例１２および実施例１３で用いた系において、スピーカーの周囲の音圧の分布（以下、音源放射分布ともいう）をアコー製騒音計「ＦＦＴアナライザ／ハンドヘルドアナライザＴＹＰＥ６２４０」を用いて測定を行った。スピーカーからの距離は５０ｍｍ離して測定を行った。

まず、スピーカーからホワイトノイズを流した。音圧の最大値はスピーカーの前面部（スピーカー振動面の正面）で６６ｄＢであった。また、音圧の最小値はスピーカーの後ろ側で５０ｄＢであった。このように、スピーカーからホワイトノイズを流した場合には、
スピーカーの周囲の音圧の分布において、１６ｄＢの音圧差が生じていることが分かった。

次に、４．２ｋＨｚ単周波音をスピーカーから放射し、上記と同様にスピーカー周囲の音源放射分布を求めた。音圧の最大値はスピーカー前面部で６４ｄＢであった。また、音圧の最小値は後ろ側で５１ｄＢであった。このように、ホワイトノイズであっても、単周波音であっても、音源放射分布に大きな偏りが存在していることが分かる。
また、実施例１２および実施例１３の結果から、音源放射分布において最大音量となる方向に共鳴体を配置することで、より高い消音効果が得られることがわかる。

なお、図３８および図３９、ならびに、後述する図４０等の周波数と箱からの放射音抑制量との関係を示すグラフではノイズ成分が大きいが、これは以下の理由によるものである。
高周波ほど音波の節と腹が近く、少しの放射分布の変化で、節と腹の位置が変わる。共鳴体を箱体内に挿入したことで箱体内の音圧モードがわずかに変化するため、開放部から放射される音圧分布もわずかに変化する。低周波側では変化が小さいが、高周波側であると上記わずかな変化がマイクロフォンの位置における音圧の大きさの変化につながりやすい。よって、高周波側では箱体からの放射音抑制量がプラスとマイナスを行き来する波形になる。箱体からの放射音の全体量はこの測定データの揺らぎほどは変化していないため、よりマイクロフォンを増やして平均を取ればこの影響は減ずることができる。
一方で、共鳴体の効果によって実際に放射音量が下がっている場合は、図３８の４ｋＨｚ付近のようにある周波数幅を持って放射音抑制量がプラス側に偏る波形となるため、見分けることができる。

［実施例１４］
枠体の開放部サイズが異なる共鳴体を種々有する消音構造を作製した。
消音構造の面内の一方向をＸ軸とし、これに直交する方向をＹ軸として、それぞれの軸方向において、開放部サイズを１０ｍｍから３０ｍｍまで２ｍｍおきに変えた枠体を作製した。すなわち、消音構造の対角線上は１０ｍｍ×１０ｍｍから３０ｍｍ×３０ｍｍまでの正方形が並び、それ以外のセルはＸ軸方向とＹ軸方向で長さの異なる長方形となる。

この枠体の全ての開放面に膜状部材（ＰＥＴフィルム、厚み５０μｍ）を取り付けて消音構造を作製した。この消音構造は、共鳴周波数が異なる複数の共鳴体を有する構成となる。

この消音構造を箱体内のスピーカーの正面の位置に配置し、実施例１と同様にして放射音抑制量を測定した。
結果を図４０に示す。

実施例１４の消音構造は、共鳴周波数が異なる複数の共鳴体を有するが、共鳴周波数の平均値は、開放部サイズが２０ｍｍ×２０ｍｍの共鳴体と同じように４ｋＨｚ付近に存在する。
図４０から、共鳴周波数の平均値である４ｋＨｚ付近で高い消音効果を示すことがわかる。また、実施例１２と比べて５ｄＢを超えるピークを３本有し、若干低周波側に広帯域化していることがわかる。

［実施例１５］
膜状部材として、ＰＥＴフィルムに代えて、厚み１２μｍのアルミニウム箔（三菱アルミニウム株式会社製）を用い、内部厚み（背面空間の厚み）を５ｍｍとした以外は、実施例１２の共鳴体Ｆと同様の共鳴体Ｇを４×４個有する消音構造を作製した。

この共鳴体Ｇ（消音構造）を箱体内のスピーカーの正面の位置に配置し、実施例１２と同様にして放射音抑制量を測定した。
結果を図４１に示す。

図４１から、２〜３ｋＨｚの比較的低周波で消音効果が得られると共に、４ｋＨｚ付近にも５ｄＢを超える消音効果が得られることがわかる。このように、高分子フィルムに限らず、金属等他の素材を膜状部材として用いた場合でも、消音効果を得ることができることが分かる。

実施例１５の共鳴体Ｇの垂直入射吸音率を実施例１２と同様にして測定した。
結果を図４２に示す。
図４２から、最大の吸音率は高次振動周波数である４ｋＨｚ付近にあり、より低周波側の２ｋＨｚ付近にも吸音ピークを有する。すなわち、共鳴体Ｇは背面空間の厚みを小さくすることによって高次振動吸音を大きくした構成である。図４２と図４１とを対比すると吸音率が高い周波数に対応して、箱体からの放射音抑制量が大きくなり、消音効果が表れていることが分かる。

［実施例１６］
枠体の開放部サイズを３５ｍｍ×３５ｍｍとした以外は実施例１５の共鳴体Ｇと同様の共鳴体Ｈを４×４個有する消音構造を作製し、放射音抑制量を測定した。
結果を図４３に示す。
図４３から、膜状部材として金属箔を用いた場合も、枠体の開放部サイズを変えることで、異なる周波数で消音効果が得られることがわかる。

［実施例１７］
膜型の共鳴体に代えて、ヘルムホルツ型の共鳴体を用いた。
ヘルムホルツ型の共鳴体は、２０ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍの中空部を有し、直径６ｍｍの開口部を有する構成とした。
また、消音構造はこのヘルムホルツ型の共鳴体を面方向に複数配列した構成とし、消音構造全体のサイズを３００ｍｍ×３００ｍｍの正方形状とした。
厚み２ｍｍのアクリル板を上記形状となるように組み合わせてヘルムホルツ型の共鳴体を有する消音構造を作製した。各アクリル板は、対応する形状となるようにレーザーカッターで加工した。アクリル板同士は、両面テープで貼り合わせた。

この消音構造の垂直入射吸音率を実施例１２と同様にして測定した。
結果を図４４に示す。

この消音構造を箱体内のスピーカーの正面の位置に配置し、実施例１２と同様にして放射音抑制量を測定した。
結果を図４５に示す。

図４５から、ヘルムホルツ型の共鳴体を用いた場合においても、共鳴周波数である４ｋＨｚ付近で大きな消音効果が得られることがわかる。図４４と図４５との対比から、ヘルムホルツ型の共鳴器の吸音率が高い周波数に対応して、箱体からの放射音抑制量が大きくなり、消音の選択的なピークが現れていることが分かる。

［実施例１８］
次に、消音構造を箱体内のスピーカーの背面側に配置した以外は実施例１７と同様に放射音抑制量を求めた。
結果を図４６に示す。

図４５および図４６から、実施例１７と実施例１８とでは同じ消音構造を用いているにもかかわらず、共鳴周波数における放射音抑制量は実施例１７と比較して実施例１８では小さくなることがわかる。すなわち、スピーカーに対する消音構造の配置位置によって消音効果が変わることがわかる。

［実施例１９］
共鳴体を２つ重ねた構成について検討した。
厚み５０μｍの膜状部材（ＰＥＴフィルム）、開放部サイズ２０ｍｍ×２０ｍｍ、厚み２ｍｍの枠体、直径６ｍｍの貫通孔を有する厚み２ｍｍの板状部材（アクリル板）、開放部サイズ２０ｍｍ×２０ｍｍ、厚み２ｍｍの枠体、厚み２ｍｍのアクリル板をこの順に積層した構造を作製した。すなわち、音が入射する側の膜型の共鳴体とその背面側のヘルムホルツ型の共鳴体とを重ね合わせた構造とした。
消音構造はこの構造を面方向に複数配列した構成とし、消音構造全体のサイズを３００ｍｍ×３００ｍｍの正方形状とした。

この消音構造を箱体内のスピーカーの正面の位置に配置し、実施例１２と同様にして放射音抑制量を測定した。
結果を図４７に示す。

図４７から、４ｋＨｚ付近だけではなくより低周波側の２ｋＨｚ付近、および、より高周波側の６ｋＨｚ付近でも放射音抑制量が高くなることがわかる。これは共鳴体を重ねた構造としたことによる効果である。

［実施例２０］
次に、消音構造を箱体内のスピーカーの背面側に配置した以外は実施例１９と同様に放射音抑制量を求めた。
結果を図４８に示す。

図４７および図４８から、実施例１９と実施例２０とでは同じ消音構造を用いているにもかかわらず、共鳴周波数における放射音抑制量は実施例１９と比較して実施例２０では小さくなることがわかる。すなわち、スピーカーに対する消音構造の配置位置によって消音効果が変わることがわかる。

［実施例２１］
膜状部材と貫通孔を有する板状部材との位置を入れ替えた以外は、実施例１９と同様にして消音構造を作製した。すなわち、すなわち、音が入射する側のヘルムホルツ型の共鳴体とその背面側の膜型の共鳴体とを重ね合わせた構造とした。

この消音構造を箱体内のスピーカーの正面の位置に配置し、実施例１２と同様にして放射音抑制量を測定した。
結果を図４９に示す。

図４９から、実施例１９の場合と同様に広帯域に消音効果が得られることがわかる。

［参考例２］
次に、共鳴体に多孔質吸音体を重ね合わせた構成の検討を行った。
まず、参考例２として、多孔質吸音体単体での放射音抑制量を測定した。多孔質吸音体としては、低反発ウレタンＫＴＨＵ、厚み１０ｍｍ、大きさ３００ｍｍ×３００ｍｍを用いた。
多孔質吸音体を箱体内のスピーカー正面に配置して実施例１２と同様に放射音抑制量を測定した。
結果を図５０に示す。

図５０から、多孔質吸音体である低反発ウレタンの効果によって高周波側における消音効果が現れているが、一方で、４ｋＨｚ以下の低周波側ではほとんど消音効果は見られない。低反発ウレタンの厚みが１０ｍｍであるため、波長サイズより十分に小さくなる低周波側では吸音効果が得られないことが理由と考えられる。

［実施例２２］
参考例２で用いた多孔質吸音体を消音構造の膜状部材の上に重ね合わせた構成とした以外は実施例１２と同様に放射音抑制量を測定した。多孔質吸音体と消音構造とは、外周部のみを両面テープで固定した。
結果を図５１に示す。

図５１から、７ｋＨｚ付近に高周波側には多孔質吸音体による放射音抑制量のピークが見られ、また、４ｋＨｚ以下の低周波側には広い帯域で放射音抑制量が高くなっていることがわかる。ウレタンなどの多孔質吸音体は通気するため、ウレタンの吸音効果が不十分である低周波側ではウレタンを通じて下部の膜型の共鳴体にも音が到達する。よって、低周波側では共鳴体の共鳴構造に起因する消音効果が得られる。一方で高周波側では表面がウレタンであるため、そのウレタンの吸音効果が得られる。このようにして、共鳴体と多孔質吸音体を積層することによって広帯域に高い消音効果が得られることが分かる。

［実施例２３］
参考例２で用いた多孔質吸音体を消音構造の膜状部材（アルミニウム箔）の上に重ね合わせた構成とした以外は実施例１５と同様に放射音抑制量を測定した。多孔質吸音体と消音構造とは、外周部のみを両面テープで固定した。
結果を図５２に示す。

図５２から、実施例２２と同様に、高周波側の多孔質吸音体に起因する消音効果と、低周波側の共鳴体に起因する消音効果をともに得ることができることがわかる。

［実施例２４］
参考例２で用いた多孔質吸音体を消音構造のヘルムホルツ型の共鳴体の上（開口部側の面上）に重ね合わせた構成とした以外は実施例１７と同様に放射音抑制量を測定した。多孔質吸音体と消音構造とは、外周部のみを両面テープで固定した。
結果を図５３に示す。

図５３から、実施例２２と同様に、高周波側の多孔質吸音体に起因する消音効果と、低周波側の共鳴体に起因する消音効果をともに得ることができることがわかる。

［実施例２５］
メッシュ部材（通気性部材）を消音構造の膜状部材（アルミニウム箔）の全面に接着した構成とした以外は実施例１５と同様に放射音抑制量を測定した。メッシュ部材は、グラスファイバー粘着テープ（メッシュサイズ２．８ｍｍ×２．８ｍｍ）を用いた。メッシュ部材を取り付けることによって、膜状部材を補強して破れにくくなる。
結果を図５４に示す。
図５４からメッシュ部材を取り付けた場合でも消音効果が得られることがわかる。

［参考例３］
次に、箱体の開口部に通気性部材を配置した場合について検討した。
まず、参考例３として、箱体内に消音構造を配置せず、箱体の開口部の全面に通気性部材を取り付けた状態で放射音抑制量を測定した。
通気性部材としては、厚み９ｍｍの吸音フェルトボード「フェルメノン」（ドリックス株式会社製）を用いた。
結果を図５５に示す。
図５５から、用いた通気性部材は通常の多孔質吸音材の特性を有するため、高周波側において放射音抑制量が大きくなることがわかる。

［実施例２６］
参考例３で用いた通気性部材を箱体の開口部に取り付けた構成とした以外は実施例１２と同様に放射音抑制量を測定した。
結果を図５６に示す。

図５６から、開口部に通気性部材が取り付けられている場合においても、共鳴体の共鳴に起因する大きな消音効果を得ることがでることがわかる。また、実施例１２と比較すると、共鳴による消音効果に加えて、開口部に配置した通気性部材による高周波側での広帯域な消音効果が得られることがわかる。

［実施例２７］
参考例３で用いた通気性部材を箱体の開口部に取り付けた構成とした以外は実施例１７（ヘルムホルツ型の共鳴体）と同様に放射音抑制量を測定した。
結果を図５７に示す。

図５７から、共鳴器の共鳴による４ｋＨｚ付近の大きな消音効果と、通気性部材による高周波にかけての消音効果をともに得ることができることがわかる。
このように、箱体の開口部に通気性部材が取り付けられている場合でも内部の共鳴体の消音効果を得ることができ、通気性部材が吸音性能を有する場合は消音効果の両立が可能となる。

［実施例２８］
図３６に示すような、対向する２面とこの２面の間の１面の計３面が開放された構成の箱体に消音構造が配置された箱型防音構造体を以下のようにして作製した。
厚み５ｍｍ、大きさ１６０ｍｍ×５０ｍｍのアクリル板をレーザーカッターで２枚切り出した。この２枚のアクリル板を足として、高さ５０ｍｍの箱体とする。箱体の天井部分は、実施例１２の共鳴体Ｆを７×７個有する正方形の消音構造とした。すなわち、箱体の一部が共鳴構造の枠体を兼ねた構成となる。足となる２枚のアクリル板と天井となる消音構造とをネジで固定してπ型の箱体を有する箱型防音構造体とした。

この箱型防音構造体を、小型スピーカー「SMART BOX」にかぶせるように配置した。
スピーカーから４．２ｋＨｚの単周波音を流し、スピーカーから１ｍ離れた位置でマイクロフォンで音圧を計測した。
その結果、箱型防音構造体をスピーカーにかぶせた場合は、何も置かない場合と比較して２０ｄＢの消音効果があることが分かった。

また、比較として、膜型共鳴構造を有しない、アクリル板のみからなるπ型の箱体を作製し、これをスピーカーにかぶせて音圧を測定したところ、消音効果は２ｄＢとほとんど効果がなかった。

また、マイクロフォンを配置した位置で実際に聴感で確かめたところ、箱型防音構造体をかぶせることで、明らかに単周波音が消音されて小さくなることを確認した。
以上より本発明の効果は明らかである。

１０ 箱型防音構造体
１２ 箱体
１３ 開放部
１４ 消音構造
１５ 開口部
１６ 膜状部材
１７ 容器
１８ 枠体
１９ 共鳴管
２０ 共鳴体
２２ 開口部
２４ 中空部
２６ 多孔質吸音体

Claims (32)

1. 少なくとも一部が開放された箱体と、
   前記箱体の内部に配置される共鳴体を含む消音構造と、を有し、
   前記箱体の壁の外側面に接して、または、前記箱体の内部に、配置される音源から発生して前記箱体の開放面から外部に放射される音を前記消音構造によって低減する箱型防音構造体。
2. 前記共鳴体は、少なくとも一面が開放された枠体と、前記枠体の開放面に配置される膜状部材と、を有し、
   前記膜状部材が膜振動する共鳴体である請求項１に記載の箱型防音構造体。
3. 前記膜振動する共鳴体の膜振動の基本振動モードにおける垂直入射吸音率よりも高次振動モードにおける垂直入射吸音率が大きい請求項２に記載の箱型防音構造体。
4. 前記膜状部材が金属からなる請求項２または３に記載の箱型防音構造体。
5. 前記枠体は、一面が開放された開放面であり、前記開放面に前記膜状部材が配置されて、前記枠体および前記膜状部材で囲まれた閉空間を形成している請求項２〜４のいずれか一項に記載の箱型防音構造体。
6. 前記共鳴体は、ヘルムホルツ共鳴器、および、気柱共鳴器の少なくとも一方である請求項１に記載の箱型防音構造体。
7. 前記共鳴体が、膜状部材、貫通孔を有する板状部材のうち少なくとも一種類の層を、枠体を介して、合計２層以上積層している請求項１〜６のいずれか一項に記載の箱型防音構造体。
8. 前記共鳴体の厚みが２０ｍｍ以下である請求項１〜７のいずれか一項に記載の箱型防音構造体。
9. 前記音源は、音量がピークとなる、前記音源に固有の周波数を少なくとも１つ有する請求項１〜８のいずれか一項に記載の箱型防音構造体。
10. 前記共鳴体の共鳴周波数が、前記音源に固有の周波数の±２０％の範囲にある請求項９に記載の箱型防音構造体。
11. 前記音源に固有の周波数における音源放射分布において、その中の最大音量となる方向の延長線上に、前記共鳴体が配置されている請求項９または１０に記載の箱型防音構造体。
12. 前記共鳴体の共鳴周波数が、前記箱体内に生じる共鳴の共鳴周波数の±２０％の範囲にある請求項１〜１１のいずれか一項に記載の箱型防音構造体。
13. 前記共鳴体は、少なくとも一部が前記箱体の内壁面に取り付けられている請求項１〜１２のいずれか一項に記載の箱型防音構造体。
14. 前記箱体の壁の一部を前記共鳴体の一部として用いる請求項１〜１３のいずれか一項に記載の箱型防音構造体。
15. 前記共鳴体が前記箱体とは別体として構成され、取り付け取り外しが可能である請求項１〜１４のいずれか一項に記載の箱型防音構造体。
16. 前記消音構造は、それぞれ異なる周波数に対して共鳴する複数の種類の前記共鳴体を有する請求項１〜１５のいずれか一項に記載の箱型防音構造体。
17. 複数の種類の前記共鳴体が、同一平面内に配置される請求項１６に記載の箱型防音構造体。
18. 複数の種類の前記共鳴体が、同じ厚みである請求項１６または１７に記載の箱型防音構造体。
19. 複数の種類の前記共鳴体が、同じ大きさである請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の箱型防音構造体。
20. 前記共鳴体が前記箱体の角部に配置されている請求項１〜１９のいずれか一項に記載の箱型防音構造体。
21. 前記消音構造が多孔質吸音体を有する請求項１〜２０のいずれか一項に記載の箱型防音構造体。
22. 前記共鳴体の上面の少なくとも一部に前記多孔質吸音体が接している請求項２１に記載の箱型防音構造体。
23. 前記箱体の開放面の一部または全部に通気性部材が取り付けられている請求項１〜２２のいずれか一項に記載の箱型防音構造体。
24. 前記通気性部材が吸音部材である請求項２３に記載の箱型防音構造体。
25. 前記箱体のいずれか１つの開放部から、前記開放部に垂直な方向における前記箱体内の最も遠い位置までの距離を箱体深さとした場合、
    前記共鳴体の少なくとも一部は、前記開放部から前記箱体深さの半分の距離より遠い位置に配置されている請求項１〜２４のいずれか一項に記載の箱型防音構造体。
26. 前記箱体の内部の最も長い長さが、前記音源に固有の周波数の波長の半分よりも長い請求項１〜２５のいずれか一項に記載の箱型防音構造体。
27. 前記箱体が、直方体形状である請求項１〜２６のいずれか一項に記載の箱型防音構造体。
28. 前記箱型防音構造体は、前記音源に対して取り付け取り外し可能であり、前記音源を囲うように配置されて用いられる請求項１〜２７のいずれか一項に記載の箱型防音構造体。
29. 前記音源が、電動モーターおよびインバーターの少なくとも一方である請求項１〜２８のいずれか一項に記載の箱型防音構造体。
30. 前記音源として、電動モーターおよびインバーターの少なくとも一方を有し、
    前記電動モーターおよび前記インバーターの少なくとも一方を消音対象として、消音対象である前記音源が前記箱体に接して、または、箱体の内部に配置されるように設置される請求項１〜２９のいずれか一項に記載の箱型防音構造体を有する輸送機器。
31. 自動車である請求項３０に記載の輸送機器。
32. 前記輸送機器において、前記音源の位置と、座席の位置をつなぐ直線を遮る位置に前記箱型防音構造体の前記消音構造が配置されている請求項３０または３１に記載の輸送機器。