CN110024024A - 防音结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种防音结构，该防音结构具有：两种以上的共振型吸音单元，包含彼此相邻且不同种类的第1共振型吸音单元及第2共振型吸音单元；及开放部，设置于第2共振型吸音单元内，并且第1共振型吸音单元的共振频率与第2共振型吸音单元的共振频率一致。其结果，该防音结构中，即使明显比波长小，紧凑、轻量且薄也能够实现大于50％，优选接近100％的吸收率，其结果，能够得到高防音效果，还具备空气和/或热等的通道，从而还能够得到通气性和/或导热性。

Description

防音结构
技术领域
本发明涉及一种防音结构，详细而言，涉及一种使用两种以上的共振型吸音单元，能够实现声音的高吸收率，且还能够附加地得到通气性和/或导热性的防音结构。
背景技术
就现有的通常的隔音材料而言，质量越重越能良好地屏蔽声音，因此为了得到良好的隔音效果，会导致隔音材料本身变得大而重。另一方面，尤其很难屏蔽低频分量的声音。通常，已知该区域被称为质量定律，若频率成为2倍，则屏蔽提高6dB。
如此，现有的大部分防音结构通过结构的质量进行隔音，因此结构变得大而重，并且存在低频的屏蔽困难的缺点。
因此，作为与设备、汽车及普通家庭等各种场面对应的隔音材料而要求轻且薄的隔音结构。于是，近年来在薄且轻的膜结构中安装框而控制膜的振动的隔音结构备受瞩目(参考专利文献1及2)。
在该结构的情况下，隔音的原理成为与上述质量定律不同的刚性定律，因此即使为薄的结构也能够通过低频分量而屏蔽。该区域被称为刚性定律，并表现为与同过在框部分固定膜振动而膜具有与框开口一致的有限尺寸时相同。
专利文献1中公开有一种吸音体，其具有形成有贯穿孔的框体和覆盖贯穿孔的其中一个开口的板状或膜状吸音材料，且吸音材料的两个储能模量分别在预定范围内(参考摘要、权利要求1、[0005]～[0007]及[0034]段等)。
专利文献1中公开的吸音体在如下状态下使用，即框体的另一个面粘接固定在施工面且框体的贯穿孔的另一个开口被封闭，被框体包围且在覆盖其中一个开口的吸音材料与施工面之间形成有背风层。
专利文献1中，吸音频率及吸音率一同与背风层的厚度(框体的厚度)及框体的贯穿孔的直径有关，厚度越厚，且直径越大，则吸音频率越降低，且吸音率越增加。因此，专利文献1中公开的吸音体能够在低频区域实现高度的吸音效果而不会引起大型化。
并且，专利文献2中公开有一种吸音体，其被成为框的分隔壁划分，且被基于板状部件的后壁(刚壁)封闭，前部被覆盖形成开放部的空腔的开放部的膜材料(膜状吸音材料)盖上，在其上放置压板。该吸音体中，在最不易产生膜材料基于声波的位移的区域即开放部的周缘部的固定端至膜状吸音材料的面的尺寸的20％的范围内的区域(角部分)形成有亥姆霍兹共鸣用共鸣孔。在该吸音体中，除了共鸣孔以外，空腔被封闭。该吸音体同时发挥膜振动所引起的吸音作用和亥姆霍兹共鸣所引起的吸音作用。
并且，非专利文献1中公开有一种组合单极及偶极谐振器而成的两个完全简并复合吸音体。
第1吸音体为由偶极谐振器用单个DMR(Decorated Membrane Resonator；装饰膜谐振器)和单极谐振器用一对结合DMR组成的正方形平板。其中，结合DMR中以覆盖设置在面板中央的直径大的短圆管的两端开口的方式在中央贴合有带锭子的橡胶膜。并且，单个DMR中以覆盖设置在面板周边部的直径小的圆形开口的方式在中央贴合有带锭子的橡胶膜。该吸音体中，结合DMR及单个DMR的共振频率大致一致，并通过因两者之间的相互作用而导致的相消干扰，在比500Hz低的低频率下实现极高的吸音率。另外，该吸音体被安装在具有相同尺寸的正方形截面的亚波长短的正方形管而使用，因此没有用于通气的开口。
第2吸音体具有单极共振用混合膜谐振器(HMR：Hybrid Membrane Resonator)和偶极谐振器用单个DMR。在此，单极共振用混合膜谐振器(HMR)被安装在具有正方形截面的正方形管的侧壁，并通过中央带锭子的橡胶膜密封后方被封闭的圆筒室。并且，偶极谐振器用单个DMR配置在正方形管中心，以覆盖设置在通过轮缘被支撑在正方形管的内壁的圆板状面板的中央的直径大的圆形开口的方式在中央贴合有带锭子的橡胶膜。即使在该吸音体中，HMR及单个DMR的共振频率接近，并通过两者之间的相互作用导致的相消干扰在比500Hz低的低频率下也实现了极高的吸音率。另外，该吸音体在圆板状面板的外周缘与正方形管的内壁之间有间隙，因此具有通气性。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4832245号公报
专利文献2：日本特开2009-139556号公报
非专利文献
非专利文献1：Subwavelength total acoustic absorption with degene rateresonators，Min Yang et.al.，Applied Physics Letters 107，104104(2015)；
发明内容
发明要解决的技术课题
然而，现有的大部分防音结构以结构的质量进行隔音，因此结构变得大而重，并且存在低频的屏蔽困难的缺点。
并且，在专利文献1中公开的吸音体中，能够在轻量且吸音率的峰值高为0.5以上，峰频率为500Hz以下的低频区域实现高度的吸音效果，但存在吸音材料的选择范围较窄，且难的问题。
而且，由于以基于膜振动与背风层的耦合的吸音为原理，因此为了满足条件而需要厚的框和后壁。因此，对设置的位置或大小的限制大。
并且，这种吸音体的吸音材料完全堵塞框体的贯穿孔，因此没有通过风及热的能力，无法排出空气等，且热会聚集。因此，专利文献1中公开的这种吸音材料中存在如下问题，即尤其不适合设备及汽车的噪音或要求通气性的管道内噪音的隔音。
并且，专利文献2中，由于需要组合利用基于膜振动的吸音作用和基于亥姆霍兹共鸣的吸音作用，因此成为框的分隔壁的后壁被板状部件封闭。因此，与专利文献1同样地，专利文献2中公开的吸音体中存在如下问题，即没有使风及热通过的能力，无法排出空气等，热会聚集，且不适合设备及汽车的噪音或要求通气性的管道内噪音的隔音。
并且，非专利文献1中公开的吸音体中，能够以比500Hz低的频率使用，能够实现极高的吸音率，但膜的锭子是必不可少的，因此存在如下问题。
由于需要锭子，因此结构变重且不易在设备、汽车及普通家庭等中使用。
并且，没有用于将锭子配置于各单元结构的轻松的机构，且没有制造适用性。
并且，通过使用锭子并根据锭子的位置而振动模式改变，因此频率依赖锭子的位置而不易调整。
即，屏蔽的频率/大小很大程度上依赖锭子的重量及膜上的位置，因此作为隔音材料而耐用性低且无稳定性。
而且，如上述专利文献1及2中所记载的吸音体及非专利文献1的第1吸音体，存在如下问题，即只要背面未封闭，则无法大于50％的吸收率。然而，若背面被封闭，则无法确保风或热的通道，因此很难将能够用于要求通气性的管道等中的高吸音防音结构形成为较小。通过排列多个防音结构会导致防音结构整体的体积变大，且对管道等需要节省空间的防音结构要求小且具有高的吸收率的防音结构。
本发明的主要目的在于解决上述以往技术的问题点，并提供一种防音结构，即使明显比波长小，紧凑、轻量且薄也能够实现大于50％，优选接近100％的吸收率，其结果，能够得到高防音效果，而且具备空气和/或热等的通道，从而还能够得到通气性和/或导热性防音结构。其结果，本发明的主要目的在于提供一种防音结构，其能够用于设备、汽车及普通家庭等的防音而配置。
并且，本发明的另一目的在于，在上述主要目的的基础上进一步提供一种防音结构，屏蔽频率及大小等隔音特性不会依赖防音结构的形状，作为隔音材料的耐用性高，且具有稳定性，适合设备、汽车及普通家庭的用途，且制造适用性优异。
另外，本发明中，“防音”是指，作为声学特性包含“隔音”及“吸音”这两种意思，但尤其是指“隔音”。其中，“隔音”是指“屏蔽声音”的情况，即“不透射声音”的情况。因此，包含“反射”声音的情况(声音的反射)及“吸收”声音的情况(声音的吸收)而称为“防音”(参考三省堂大辞林(第三版)及日本声学材料学会的网页http：//www.onzai.or.jp/question/soundproof.html以及http：//www.onzai.or.jp/pdf/new/gijutsu201312_3.pdf)。
以下，基本上不区分“反射”和“吸收”，包含两者而称为“隔音”及“屏蔽”。因此当区分两者时，称为“反射”及“吸收”。
用于解决技术课题的手段
为了实现上述目的，本发明人等发现通过通常的防音结构很难在明显比波长小的紧凑区域产生大于50％的吸收率，且需要利用单元彼此的近场干扰。另一方面，本发明人等发现在设备内的防音等中，有时附加地要求通气性和/或导热性，还需要兼顾高防音效果的情况，从而需要预先设置空气和/或热的通道。其结果，本发明人等完成了本发明。
即，本发明的防音结构的特征在于，具有：两种以上的共振型吸音单元，包含彼此相邻且不同种类的第1共振型吸音单元及第2共振型吸音单元；及开放部，设置于所述第2共振型吸音单元内，所述第1共振型吸音单元的共振频率与所述第2共振型吸音单元的共振频率一致。
其中，优选第1共振型吸音单元具有具备开口的框、和固定在该框的开口的周围并覆盖开口的膜。
并且，优选膜为单层膜。
并且，优选具有膜的第1共振型吸音单元的第1共振频率与第2共振型吸音单元的第1共振频率一致。
并且，优选第2共振型吸音单元具有具备开口的框、和分别具备贯穿孔且固定在框的开口的周围的至少两层板。
并且，优选至少两层板为分别具备贯穿孔且分别固定在框的开口的两侧的周围并分别覆盖开口的两层板。
并且，优选开放部包括至少两层板所分别具有的贯穿孔。
并且，优选分别具备贯穿孔的至少两层板分别相同。
并且，优选在第1共振型吸音单元及第2共振型吸音单元中一致的共振频率包含在10Hz～100000Hz的范围内。
并且，优选满足如下条件的第1共振型吸音单元占所有的第1共振型吸音单元中的60％以上，该条件为，将共振频率下的波长设为λ时，第1共振型吸音单元与距离该第1共振型吸音单元最近的第2共振型吸音单元之间的距离小于λ/4。
发明效果
根据本发明，即使明显比波长小，紧凑、轻量且薄也能够实现大于50％，优选接近100％的吸收率，其结果，能够得到高防音效果。
并且，根据本发明，还具备空气和/或热等的通道，附加地能够确保通气性和/或导热性，能够用于设备、汽车、及普通家庭等的防音而配置。
并且，根据本发明，还能够提供一种防音结构，屏蔽频率及大小等隔音特性并不依赖防音结构的形状，作为隔音材料的耐用性高，且具有稳定性，适合设备、汽车及普通家庭的用途，且制造适用性优异。
并且，根据本发明，吸音单元并不具备锭子，而是使用单纯的膜及板孔，因此能够提供一种容易结合各个单元的频率的防音结构。
附图说明
图1为示意性地表示本发明的一实施方式所涉及的防音结构的一例的剖视图。
图2为图1所示的防音结构的示意性俯视图。
图3为表示图1所示的防音结构的实施例1的防音特性的曲线图。
图4为表示图1所示的防音结构的实施例2的防音特性的曲线图。
图5为本发明的其他实施方式所涉及的防音结构的一例的示意性俯视图。
图6为本发明的其他实施方式所涉及的防音结构的一例的示意性俯视图。
图7为表示比较例2的防音结构的防音特性的曲线图。
具体实施方式
以下，参考附图所示的优选实施方式对本发明所涉及的防音结构进行详细说明。
本发明所涉及的防音结构为能够实现大于50％，优选接近100％的吸收率而得到高防音效果，附加地确保热和/或空气的通道的结构。
本发明中，作为实现大于50％，优选接近100％的吸收率的原理，利用如下情况，即，使多个共振型吸音单元的透射波产生具有相互抵消的关系的干扰，由此通过干扰消除透射波而增加吸收。为此，相对于入射波，透射波的相位需要在两个共振型吸音单元之间反转。
因此，本发明的防音结构需要具有两种以上的共振型吸音单元，包含彼此相邻且不同种类的第1共振型吸音单元及第2共振型吸音单元。而且，本发明的防音结构中，第1共振型吸音单元的共振频率(例如优选第1共振频率)与第2共振型吸音单元的共振频率(例如优选最低阶(第1)共振频率)一致。
另外，本发明中，至少一部分第1共振型吸音单元与至少一部分第2共振型吸音单元相邻(例如两个共振型吸音单元相邻)是指，两个共振型吸音单元无间隙地接触(例如彼此的共振型吸音单元的侧面彼此未偏离而密合)，但本发明并不限定于此。本发明中，若能够相互抵消因两个共振型吸音单元的相位的变化引起的干扰生成的声音，则两个共振型吸音单元可以不密合，而可以隔开间隔而配置。并且，本发明中，两个共振型吸音单元彼此、例如相互的侧面彼此可以偏离。
本发明中，作为相邻的两个共振型吸音单元的其中一个第1共振型吸音单元，使用其周围固定在框的振动膜结构。振动膜结构例如在第1共振频率下通过单层膜的位移而透射波的相位反转。
因此，另一个第2共振型吸音单元可以使用透射波的相位不会反转的结构。
具体而言，作为第2共振型吸音单元，使用开设有贯穿孔的板形成多层的多层板结构的吸音单元。通过被封入到中央部的空气的膨胀压缩，成为如在两侧开设有贯穿孔的亥姆霍兹谐振器那样的结构。此时，使用声音在两侧的板孔中反向行进的模式。
然而，本发明并不限定于此，第1共振型吸音单元的透射波相位与第2共振型吸音单元的透射波相位相互满足抵消的关系即可。例如，第1共振型吸音单元为高阶振动共振而不是第1共振频率也会发生相位变化，且使用成为消除该相位变化的透射波相位的第2共振型吸音单元即可。
其中，该贯穿孔用于促进亥姆霍兹的摩擦，而并不仅是用于通气。本发明的防音结构为称为膜和亥姆霍兹的、各自为常用的共鸣吸音体彼此的组合，但该组合为新型，并且实现新型效果即“在具备称作贯穿孔的开口的结构中实现大于50％的吸收”。
本发明为开设有贯穿孔的两个以上的板隔开间隔配置而成的防音单元与另一单层膜振动的防音单元的共振(共鸣频率)一致的防音结构。
如上所述，本发明的防音结构中，其中一个单元中使用单层膜的膜振动的同时，在与其组合的另一个单元中，在由贯穿孔组成的开口部设置摩擦孔而并非用于通气，使用空气摩擦吸音而不使用膜振动。由此，本发明的防音结构实现大于50％的吸收率，而且作为附加效果，能够使热和/或空气(或)风通过。
本发明中，作为特征之一，设置有热和/或空气(风)的通道。因此，本发明的防音结构中，除了上述两种以上的共振型吸音单元，需要在其中相邻的两个共振型吸音单元的另一个第2共振型吸音单元内具有作为摩擦孔而发挥功能的贯穿孔(开放部)。
如上所述，多个共振型吸音单元由于各自共振，因此即使在内部(共振型吸音单元内)存在开放部(即，贯穿孔)，也具有使声音吸引到共振型吸音单元的效果。
因此，本发明的防音结构中，在两种以上的共振型吸音单元中，通过具有上述振动膜结构的第1共振型吸音单元及上述两层穿孔板结构的第2共振型吸音单元，能够实现高的吸收率。即，本发明的防音结构为同时具有由使风和/或热通过的开放部组成的开放结构和基于两个共振型吸音单元结构的相互作用的共鸣吸收结构的结构。
另外，本发明中，在第2共振型吸音单元的两层穿孔板结构的两端的板中开设有贯穿孔，因此也能够确保空气和/或热的通道。
图1为示意性地表示本发明的一实施方式所涉及的防音结构的一实施例的剖视图，图2为图1所示的防音结构的示意性俯视图。
图1及图2所示的本发明的防音结构10中，作为本发明的其中一个吸音单元即第1共振型吸音单元，使用根据其周围固定在框的单层膜的位移而相位反转的振动膜结构，作为本发明的另一个吸音单元即第2共振型吸音单元，使用上述两层穿孔板结构。该两层穿孔板结构通过被封入到其中央部的空气的膨胀压缩，成为如在两侧开设有贯穿孔的亥姆霍兹谐振器那样的结构。即，作为第2共振型吸音单元，使用声音向两侧的穿孔板的各自的贯穿孔反向行进的模式，并使用相位并不反转的两层或多层穿孔板结构。此时，分别具备贯穿孔的至少两层板分别为相同的板。
该第1实施方式的防音结构10具有相邻配置的两种共振型吸音单元、例如一个第1共振型吸音单元(以下，简称为第1吸音单元或吸音单元)20a和内部具有开放部的另一个第2共振型吸音单元(以下，简称为第2吸音单元或吸音单元)20b。
第1吸音单元20a及第2吸音单元20b分别具有开口12a及12b，并具备形成相邻的两个框14a及14b的框体16。
另外，图1及图2所示的例子中，框14a与14b相邻，在相邻部中共享部件，但本发明并不限定于此，各自的框14a及14b可以分别独立。如此，在框14a和14b分别独立的情况下，框14a与14b可以相同，也可以不同。
第1吸音单元20a为单层振动膜结构的第1共振型吸音单元，且具有覆盖框14a的开口12a的其中一个端部的膜18，开口12a的另一个端部被开放。
第2吸音单元20b为两层穿孔板结构的第2共振型吸音单元，其具有，该两层穿孔板24由覆盖框14b的开口12b的两个端部且分别穿孔有贯穿孔22a及22b(22)的2张穿孔板24a及24b组成。
贯穿孔22不仅作为产生与亥姆霍兹共鸣类似的共鸣的共鸣孔发挥功能，还使热和/或空气通过。
本发明中，将贯穿孔22的面积与和被膜18覆盖的面平行的第1吸音单元20a的开口12a及第2吸音单元20b的开口12b的各自的面积之和的比例(百分比％)定义为开口率。
本发明中，关于开口率，只要贯穿孔22作为亥姆霍兹型摩擦孔发挥功能，并能够附加地使热和/或空气通过，则并无特别限制，根据后述的贯穿孔22的孔径来确定声学特性，因此与其相应地确定开口率。
本发明中，第1吸音单元20a及第2吸音单元20b分别为不同种类的两个吸音单元，且各自的共振频率一致。
另外，本发明中，“第1(共振型)吸音单元”的共振频率与“第2(共振型)吸音单元”的共振频率一致是指，例如第1吸音单元的第1共振频率与第2吸音单元的共振频率(优选第1共振频率)一致。
另外，如本发明，关于吸音单元20b的共振，只要是吸音单元20b的共振的透射相位与吸音单元20a的共振的透射相位成为抵消的关系的共振，则能够得到高的吸收。例如第1共振频率为满足条件的本发明的情况下，以奇数阶共鸣(第1、3、5……)的共振满足该条件。尤其，本发明中，若使用吸音单元20b的第1共振频率，则能够使本发明的防音结构的尺寸最小化。
其中，一致的共振频率、例如，第1吸音单元的第1共振频率及第2吸音单元的共振频率(优选为第1共振频率)均优选一同在相当于人的声波的感应区的10Hz～100000Hz，更优选在人的声波的可听区域即20Hz～20000Hz，进一步优选在40Hz～16000Hz，最优选在100Hz～12000Hz。
一致的共振频率、第1吸音单元的第1共振频率及第2吸音单元的第1共振频率优选在10Hz～100000Hz的理由为如下，即本发明的课题在于通过吸收而防止人的耳朵听见的声音、人感受到的声音，因此人能够感受的频带为该范围。另外，20Hz～20000Hz设为人可听到的声音(可听区域)，因此更优选该范围。
并且，本发明中，“第1吸音单元”的第1共振频率与“第2吸音单元”的第1共振频率一致是指如下，即关于第1吸音单元的第1共振频率和第2吸音单元的第1共振频率，在两个共振频率中存在差异的情况下，将高频侧的频率设为F0，将两个共振频率之差的大小设为ΔF时，ΔF/F0被限制在0.2以下。例如，在F0为1kHz的情况下成为±200Hz以内。并且，ΔF/F0更优选为0.10以下，进一步优选为0.05以下，最优选为0.02以下。
第1吸音单元的第1共振频率与第2吸音单元的第1共振频率之差优选ΔF/F0满足0.2以下的理由是因为，若共振频率之差大于上述条件，则双方的共振频率过于偏离，因此各自在共振状态下的相互作用变小。即，越是偏离共振频率，各自的吸音单元中的透射率和吸收率越变小，反射率变大。为此，各自的共振吸音单元的透射波彼此的相互抵消是本发明的重要部分，但其相互抵消的比例小，导致反射率变大。因此，两个吸音单元的第1共振频率之差优选ΔF/F0满足0.2以下。
另外，在以下，关于防音结构10的两个第1及第2吸音单元20a及20b、开口12a及12b、框14a及14b、膜18及18b、贯穿孔22a及22b、以及穿孔板24a及24b等的构成要件，对各自不同的情况分别进行说明。然而，在这些构成要件相同且无需特别区分的情况下，不区分便概括作为吸音单元20、开口12、框14、膜18、贯穿孔22、及穿孔板24等进行说明。
本发明中，两个框14(14a与14b)不同是指，框形状(框14的形状)、框14的种类(物性、刚性及材质)、框宽度(框14的构成部件的板厚：Lw)、框厚(框14的构成部件的长度＝开口12两端之间的距离：Lt)及框尺寸(框14的尺寸或框14的开口12的尺寸(开口面积的尺寸及空间体积的尺寸))等尺码中的至少一个不同。
相反地，两个框14(14a与14b)相同是指，至少两个框14的形状、种类及尺码等全部相同。
图1及图2所示的实施方式的防音结构10为如下，即在具备第1吸音单元20a和第2吸音单元20b的结构中，调整第1吸音单元20a及第2吸音单元20b的结构，以便使第1吸音单元20a的第1共振频率与第2吸音单元20b的第1共振频率一致。即，调整了第1吸音单元20a的框14a及膜18的结构(即，框14的框形状、种类、框宽度、框厚(两层膜之间的距离)、及框尺寸(膜18的膜尺寸)、以及膜18的种类、及膜厚等中的至少一个)和第2吸音单元20b的框14b、穿孔板24、及贯穿孔22的结构(即，框14b的框形状、种类、框宽度、框厚(两层膜之间的距离)、及框尺寸(穿孔板24的尺寸)、穿孔板24的种类、及板厚、以及贯穿孔22的形状、及尺寸等中的至少一个)。
具体而言，以使第1吸音单元20a的一层膜18的第1共振频率和第2吸音单元20b的共振频率之中，使两层穿孔板24(24a及24b)的各贯穿孔22(22a及22b)附近的空气的位移与向相反方向动作的共振模式的第1共振频率一致的方式，调整了框14、膜18及带贯穿孔22的穿孔板24的结构。
如此，通过第1吸音单元20a的第1共振频率与第2吸音单元20b的第1共振频率一致，具备第1吸音单元20a和第2吸音单元20b的防音结构10以特定的频率示出声音的最大(峰)吸收率。例如，关于图1及图2所示的防音结构10的详细内容将在后文中叙述，但在图3所示的实施例1的防音特性中，以1460Hz的最大吸收频率示出吸收率，在图4所示的实施例12的防音特性中，以1440Hz的最大吸收频率示出声音的吸收率A的最大值即峰(最大)吸收率。换言之，如图3及图4所示，在实施例1及2的防音结构10中，分别具有表示峰吸收率的特定的频率的1460Hz及1440Hz。另外，能够将表示峰吸收率的特定的频率称为吸收峰(最大)频率。此时，可以说吸收峰频率与在第1吸音单元20a与第2吸音单元20b中一致的频率(例如第1吸音单元的第1共振频率或第2吸音单元的第1共振频率)大致相等。另外，图3及图4中，作为防音特性，除了吸收率以外，还示出透射率T及反射率R。
并且，图1及图2所示的防音结构10中，使第1共振频率不同的两种吸音单元20中的一个吸音单元(即第1吸音单元20a)的一层膜18的膜振动的第1共振频率与因另一个吸音单元(即第2吸音单元20b)的两层穿孔板24(24a及24b)的各贯穿孔22(22a及22b)的摩擦引起的内部空气的压缩膨胀所引起的共鸣(共振)的第1共振频率一致。由此，在两者一致的频率(例如，第2吸音单元20b的第1共振频率)下，能够得到在由分别独立的吸音单元20a及20b组成的防音结构中无法实现的明显大于50％的声音的大的吸收率(即，能够实现峰吸收率)。
即，例如如后述的表1所示，在由独立的吸音单元20a和开放部组成的比较例1的防音结构中分别实现的峰吸收率为40％。相对于此，图1及图2所示的防音结构10中，通过以使一层膜18的第1共振频率与两层穿孔板24的各贯穿孔22的共鸣(共振)的第1共振频率一致的方式设置，能够实现在由独立的吸音单元20a和开放部组成的防音结构中无法实现的明显大于50％的声音的吸收率。本发明的防音结构10例如如图3所示的实施例1所示，能够实现87％的声音的吸收率，如图4所示的实施例2所示，能够实现68％的声音的吸收率。另外，即使例如吸音单元20的框14的框尺寸或框厚、两层之间(膜之间)的距离等被构成为小于声波的波长的1/4的大小，也可实现该明显大于50％的声音的吸收率。
在通常的防音结构中，防音单元的尺寸远比声波的波长的大小小，对于声音作为单一的结构发挥功能，因此很难实现50％以上的吸收率。
这也可以从通过下述所示的声波的压力连续性方程式而导出的吸收率得知。
吸收率A(Absorptance)作为A＝1-T-R而确定。
用透射系数t和反射系数r表示透射率T(Transmittance)和反射率R(Reflectance)，并设为T＝|t|2、R＝|r|2。
作为与一层膜的结构体相互作用的声波的基本式的压力连续性方程式中，设为入射声压pI、反射声压pR、透射声压pT(pI、pR、pT为多个)时，成为pI＝pT+pR。由于T＝pT/pI、r＝pR/pI，因此如下表示压力连续性方程式。
I＝t+r
由此，求出吸收率A。Re表示多个实部，Im表示多个虚部。
A＝1-T-R＝1-|t|2-|r|2＝1-|t|2-|1-t|2
＝1-(Re(t)2+Im(t)2)-((Re(1-t))2+(Im(1-t))2)
＝1-(Re(t)2+Im(t)2)-(1-2Re(t)+Re(t)2+Im(t))2)
＝-2Re(t)2+2Re(t)-2Im(t)2
＝2Re(t)×(1-Re(t))-2Im(t)2＜2Re(t)×(1-Re(t))
上述式为2x×(1-x)的形式的式，且取0≤x≤1的范围。
该情况下，可知在x＝0.25时成为最大值，且2x(1-x)≤0.5。因此，能够示出成为A＜Re(t)×(1-Re(t))≤0.5，单一结构中的吸收率成为最大0.5。
如此，可知通常一层膜的结构体(第1防音单元)中的声音的吸收率保持在50％以下。
并且，在分别具有贯穿孔22的两层穿孔板的结构体(第2防音单元)的情况下，例如，在两层之间(板之间)的距离远比声音的波长的大小小的情况下(具体而言，小于1/4的情况下)，很难将透射波设为相互抵消的相位，因此声音的吸收率保持在50％左右。
如此，根据本实施方式的防音结构，例如仅通过框尺寸的变更或框厚的调整也能够获得明显大于现有的吸收率的声音的吸收率。
图1及图2所示的防音结构10为由一个第1吸音单元20a及一个第2吸音单元20b组成的结构，但本发明并不限定于此，可以是将这些防音结构10作为一个防音组件组合多个防音组件而成的结构。
例如如图5所示的防音结构10a，可以是将图1所示的防音结构10直接按与此相同的朝向，即，将第1吸音单元20a及一个第2吸音单元20b直接按与此相同的顺序组合3组而成的结构。并且，如图6所示的防音结构10b，可以是以将图1所示的防音结构10按相同的朝向(即，第1及第2吸音单元20a及20b以与此相同的顺序)使用2组，在2组的防音结构10之间将防音结构10以反向(即，第2及第1吸音单元20b及20a的顺序)***1组的方式组合而成的结构。另外，可以说图5所示的防音结构10a及图6所示的防音结构10b在防音特性方面均几乎无差异。
并且，虽未图示，本发明的防音结构中，组合图1及图2所示的防音结构10的组数也并不限定于上述3组，当然可以是2组，也可以是4组以上。
并且，如上所述，本发明中，两个吸音单元20a与20b需要相邻(即，配置在能够相互抵消因两个吸音单元20a及20b的相位的变化引起的干扰所产生的声音的距离以内)。其理由能够如下认为。
在第1吸音单元20a与第2吸音单元20b的每一个中使相位改变，且其直接干扰的情况下抵消的效率变最好。若在两个吸音单元20a及20b之间存在距离，则相位改变相当于该距离，因此从最初提供的相位差改变。因此，可知两个吸音单元之间的距离的大小与共鸣频率的波长建立了关联。
其中，将原来的两个吸音单元的相位差设为Δθ时，在相邻的情况下以Δθ直接干扰，但在隔开距离a而存在的情况下将共鸣频率的波长设为λ，从而相位差成为Δθ+a/λ。本发明中，将Δθ调整为(180°)，因此相位差从抵消关系偏离相当于a/λ。若a成为λ/4，则成为来自彼此的吸音单元的透射波不会干扰的关系，因此可知距离优选小于λ/4。例如，在1400Hz下λ为约24cm，因此λ/4成为6em左右。
从以上可知，本发明中，将共振频率下的波长设为λ时，满足第1共振型吸音单元与位于和其最近的距离的第2共振型吸音单元之间的距离小于λ/4的条件的第1共振型吸音单元优选占所有的第1共振型吸音单元的中的至少60％以上的比例。
其中，两个吸音单元之间的距离优选小于λ/4，更优选为λ/6以下，进一步优选为λ/8以下，最优选为λ/12以下。
并且，比例优选为60％以上，更优选为70％以上，进一步优选为80％以上，最优选为90％以上。
本发明的防音结构中，作为两种以上的共振型吸音单元，至少具有彼此相邻，且相互不同但共振频率一致的第1共振型吸音单元及第2共振型吸音单元即可。在图1所示的实施例中，具有具备框14a及膜18的框-膜结构的吸音单元20a和具备框14b及带贯穿孔22(22a及22b)的两层穿孔板24(24a及24b)的框-穿孔板结构的吸音单元20b。
以下，对吸音单元20a及吸音单元20b的两种吸音单元20的各构成要件进行说明。
吸音单元20的框14包括构成吸音单元20a的框14a及构成吸音单元20b的框14b，但这些具有相同的结构，因此作为框14进行说明，但对不同的单元结构进行说明时，单独分开进行说明。另外，以下，作为框14，在能够明确理解吸音单元20的框14a及14b的情况下，简称为框14。
框14在内部具有用具有厚度的板状部件即框部件以环状包围的方式形成的开口12。框14a中，用于固定膜18，以使在其中一侧覆盖开12a，并成为固定在该框14的膜18的膜振动的波节。另一方面，框14b中，用于在两侧以覆盖开12b的方式固定带贯穿孔22的穿孔板24，并支撑固定在该框14b的2张穿孔板24。因此，框14需要比膜18刚性高(具体而言，每单位面积质量及刚性均高)，但对于穿孔板24具有等同的刚性即可。
框14(14a及14b)的形状优选为能够固定膜18及穿孔板24的密闭连续的形状，以便能够抑制膜18及穿孔板24的整个外周。然而，本发明并不限定于此，只要框14成为固定在其上的膜18的膜振动的波节并支撑穿孔板24，则框14可以是一部分被切割，且非连续形状。框14的作用、即，框14a的作用在于固定膜18以对膜振动进行控制，并且，框14b的作用在于支撑穿孔板24，因此即使框14上存在小缝隙，或存在极少的未粘接的部位，也会发挥效果。
并且，由框14形成的开口12的形状为平面形状，图1及图2所示的例中为正方形，但本发明中并无特别限制。开口12的形状例如可以为矩形、菱形或平行四边形等其他四边形、正三角形、等腰三角形或直角三角形等三角形、包含正五边形或正六边形等正多边形的多边形、圆形、或者椭圆形等，也可以是不规则的形状。另外，框14的开口12的两侧的端部均未被封闭，而是都原样向外部开放。在吸音单元20中，以在该所开放的开口12的至少一个端部覆盖开口12的方式将膜18固定在框14上。
并且，框14的尺寸为俯视观察时的尺寸，能够作为其开口12的尺寸而进行定义。在如图1及图2所示的正方形等正多边形或圆的情况下，框14的尺寸能够定义为通过其中心的对置的边之间的距离或当量圆直径。在多边形、椭圆或不规则的形状的情况下，框14的尺寸能够定义为当量圆直径。本发明中，当量圆直径和半径是指分别换算成面积相等的圆时的直径和半径。
另外，在本发明的防音结构10中，框14的尺寸(即，在吸音单元20a中贴附膜18的框14a的尺寸及在吸音单元20b中贴附穿孔板24的框14b的尺寸)可以在所有框14或相同种类的吸音单元20的所有框14中恒定。并且，框14的尺寸可以包含不同尺寸(也包括形状不同的情况)的框。在包含不同尺寸的框的情况下，作为相同种类的吸音单元20的框14的尺寸，使用框14的平均尺寸即可。
这种框14的尺寸并无特别限制，根据为了防音而适用本发明的防音结构10的防音对象物进行设定即可。作为防音对象物，例如能够举出影印机、送风机、空调设备(空调)、空调室外机、排气扇、泵类、发电机、导管、此外还有涂布机、旋转机、输送机等发出声音的各种种类的制造设备等工业设备、汽车、电车、航空器、船舶、自行车(尤其电动自行车)、个人移动性等运输用设备、冰箱、洗衣机、烘干机、电视、复印机、微波炉、游戏机、空调、风扇、PC、吸尘器、空气净化器、洗碗机、移动电话、打印机、热水器等普通家庭用设备、投影仪、台式电脑(个人电脑)、笔记本电脑、显示器、碎纸机等办公设备；服务器超级计算机等使用大功率的计算机设备；恒温槽、环境试验机、干燥器、超声波清洗器、离心分离器、洗衣机、旋涂机、棒式涂布机、输送机等科学试验设备、消费者用机器人(清洁用途、宠物用途或引导用途等沟通用途、汽车椅子等移动辅助用途等)或工业用机器人等。
并且，还能够以分区的方式使用该防音结构10本身，从而用于阻隔来自多个噪音源的声音的用途中。此时，也能够根据成为对象的噪音的频率来选择框14的尺寸。当然，在成为分区外框的框14c内，可以一体或分别配置两种吸音单元20a及20b而作为本发明的防音结构。
另外，为了在高频侧得到由框14及膜18组成，且具有框-膜结构的吸音单元20a及框-穿孔板结构的吸音单元20b的防音结构10的固有振动模式，优选缩小框14的尺寸。
并且，关于框14(14a及14b)的平均尺寸，为了防止基于上述两种吸音单元20(20a及20b)的防音结构10的吸收峰频率(以下，简称为峰频率)下的衍射所引起的声音泄漏，优选为与峰频率对应的波长尺寸以下。
例如，框14的尺寸并无特别限制，根据吸音单元20选择即可。关于框14的尺寸，不管是框14a及14b，优选为0.5mm～200mm，更优选为1mm～100mm，最优选为2mm～30mm。另外，配置在管道等的情况下，只要是能够在内部配置框14a及14b的大小即可。
另外，关于框14的尺寸，在相同种类的吸音单元20中，在各框14中包括不同的尺寸的情况等，在各自的种类中，可以以平均尺寸表示。
并且，关于框14的宽度(框宽Lw)及厚度(框厚Lt)，只要能够固定成能够可靠地抑制膜18及穿孔板24，且能够可靠地支撑膜18及穿孔板24，则也并无特别限制，例如能够根据框14的尺寸进行设定。
例如，当框14的尺寸为0.5mm～50mm时，框14的宽度优选为0.5mm～20mm，更优选为0.7mm～10mm，最优选为1mm～5mm。
若框14的宽度相对于框14的尺寸的比率过大，则整体中所占的框14部分的面积率变大，从而担忧作为设备的防音结构10变重。另一方面，若上述比率过小，则该框14部分中难以通过粘接剂等牢固地固定膜。
因此，当框14的尺寸大于50mm且200mm以下时，框14的宽度优选为1mm～100mm，更优选为3mm～50mm，最优选为5mm～20mm。
并且，框14的厚度优选为0.5mm～200mm，更优选为0.7mm～100mm，最优选为1mm～50mm。
另外，在各框14中包含不同的宽度及厚度等时，框14的宽度及厚度优选分别由平均宽度及平均厚度表示。
另外，本发明中，优选多个、即2以上的框14被构成为以一维或二维连结的方式配置的框体16，优选一个框体16。
其中，本发明的防音结构10的框14的数量、即，在图1及图2所示的例子中构成框体16的框14的数量为2个，在图5及图6所示的防音结构10a及10b中构成框体16的框14的数量为6个。然而，框14的数量在本发明中，并无特别限制，根据本发明的防音结构10、10a及10b的上述防音对象物进行设定即可。或者，上述框14的尺寸能够根据上述防音对象物进行设定，因此框14的数量根据框14的尺寸设定即可。
例如，在设备内噪音屏蔽的情况下，框14的数量优选为1个～10000个，更优选为2～5000，最优选为4～1000。
该框14的数量的限制是因为，对于通常的设备的大小而言，设备的尺寸已被确定，因此为了将一对吸音单元20(20a及20b)的尺寸设为适合噪声的频率的尺寸，需要用组合多个吸音单元20而成的框体16进行屏蔽(即，反射和/或吸收)的情况较多。并且，的数量的限制是因为，通过过度增加吸音单元20，有时整体重量增大相当于框14的重量。另一方面，如在大小上没有限制的分区这种结构中，能够根据所需要的整体的大小来自由地选择框14的数量。
另外，一个防音结构10、10a、及10b以两个框14作为构成单元，因此本发明的防音结构10的框14的数量为吸音单元20的数量。
框14的材料即框体16的材料只要能够支撑膜18穿孔板24，且具有适用于上述防音对象物时适当的强度，或至少能够配置两种吸音单元20，对防音对象物的防音环境具有耐性，则并无特别限制，能够根据防音对象物及其防音环境来进行选择。例如，作为框14的材料，能够举出铝、钛、镁、钨、铁、钢、铬、铬钼、镍铬钼、铜、它们的合金等金属材料、丙烯酸树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚酰胺酰亚胺、聚芳酯、聚醚酰亚胺、聚缩醛、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰亚胺、ABS树脂(丙烯腈(Acrylonitrile)、丁二烯(Butadiene)、苯乙烯(Styrene)共聚合成树脂)、聚丙烯、三乙酰纤维素等树脂材料、碳纤维增强塑料(CFRP：Carbon Fiber Reinforced Plastics)、碳纤维、玻璃纤维增强塑料(GFRP：Glass Fiber Reinforced Plastics)等。
并且，也可以组合多种这些框14的材料而使用。
并且，本结构还能够与多孔吸音体组合使用。多孔吸音体能够在膜上安装在设置在框上的空气通过部、两层以上的膜结构时其之间的层等各种位置。通过安装多孔吸音体调整透射相位，可得到与无多孔吸音体的情况相同的效果。
作为多孔吸音体，并无特别限定，能够适当利用以往公知的多孔吸音体。例如，能够利用发泡聚氨酯、软聚氨酯泡沫、木材、陶瓷颗粒烧结材料、酚醛泡沫等发泡材料及包括微小的空气的材料；玻璃棉、岩棉、超细纤维(3M Limited制Thinsulate(商标)等)、地垫、地毯、熔喷无纺布、金属无纺布、聚酯无纺布、金属棉、毡、隔热板及玻璃无纺布等纤维及无纺布类材料；木丝水泥板；二氧化硅纳米纤维等纳米纤维系材料；石膏板；各种公知的多孔吸音体。
膜18以覆盖框14a的内部的开口12a的方式被限制于框14a而固定，并且通过与来自外部的声波对应地进行膜振动来吸收或反射声波的能量从而进行防音。因此，优选膜18相对于空气具有不渗透性。
然而，由于需要以框14a为波节而进行膜振动，因此膜18需要可靠地被限制于框14a而被固定，成为膜振动的波腹，并吸收或反射声波的能量而进行防音。因此，膜18优选为具有挠性的弹性材料制的膜。
因此，膜18的形状为框14a的开12a的形状。并且，膜18的尺寸为框14a的尺寸，更详细而言，能够称为框14a的开12a的尺寸。
如上所示，膜18由厚度和/或种类(弹性模量、密度等物性)不同或框尺寸以及贴合于框14a的尺寸的膜组成。图1、图5及图6所示的防音结构10、10a、及10b中，固定在吸音单元20a的框14a的膜18作为最低阶的固有振动模式的频率(固有振动频率)具有透射损失极小，例如成为0dB的第1共振频率。
即，本发明中，在吸音单元20a的单层膜18的第1共振频率下，使声音透射。
因此，本发明的防音结构10、10a、及10b中，吸音单元20a的膜18和吸音单元20b的两层穿孔板24的穿孔板24a的贯穿孔22a在一致的共振频率(例如吸音单元20a的第1共振频率和吸音单元20b的第1共振频率)中，在声音透射侧产生透射波的相位相互反转的透射音。因此，透射吸音单元20a的膜18的第1共振频率的声波与透射吸音单元20b的穿孔板24b的贯穿孔22b的相同共振频率的声波的相位反转，因此通过彼此的相互作用而相互抵消，且到达远场的透射波变小。另一方面，通过共振，针对吸音单元20a，也针对吸音单元20b，声阻抗的实部非常接近空气的值，且几乎不产生反射波(声阻抗与介质匹配的情况为共振现象的定义)。因此，反射波根据共振现象变小，透射波根据抵消的干扰变小，由此作为结果而入射波局部存在于吸音单元附近，最终通过膜振动或贯穿孔内的热粘性摩擦现象而被吸收。因此，在与吸音单元20a的第1共振频率一致的吸音单元20b的第1共振频率下，实现吸收峰。即，如图3及图4所示，在吸音单元20a的膜18及吸音单元20b的两层穿孔板24(24a及24b)的一致的共振频率下具有吸收率极大或最大、即成为吸收峰的吸收峰频率。
另外，在本发明的防音结构中，一侧具备单层膜18，另一侧具备两层穿孔板24，且具有其中一个第1共振频率与另一个第1共振频率一致的两种以上的吸音单元，由此具有在两种吸音单元的一致的共振频率下吸收成为峰的吸收峰频率。
具有这种特征的本发明的防音结构的防音的原理能够如下认为。
首先，如上所述，本发明的防音结构的两种吸音单元的框-膜结构中，具有膜面以共鸣的方式振动而声波大幅透射的频率即第1共振频率。另一种吸音单元的框-穿孔板结构中，由于贯穿孔内空气的质量和大致被封入到内部的空气的压缩膨胀所引起的弹簧性质具有共鸣，并使其共振频率与框-膜结构的共振频率一致。其中一个第1共振频率根据上述膜18的厚度、膜18的种类(杨氏模量、密度等的物性)、和/或框14a的尺寸(开口12a、膜18的尺寸)、宽度、厚度等的有效的硬度而确定，越是坚固的结构越在高频率下具有共振点。虽然详细内容将在后文中叙述，但另一个第1共振频率根据两层穿孔板24的尺寸(框14b的开口12b的尺寸)、两者之间的距离(框14b的框厚Lt)、大致被封入到内部的气体的体积、以及，气体的种类(组成)、穿孔板24的种类、板厚、和/或贯穿孔的尺寸(面积、直径、有效直径)等而确定。
在这样的一种吸音单元的框-膜结构的第1共振频率的区域中，被固定在框中的膜以相同相位振动，此时通过膜的声波的相位不会发生大的变化。在另一种吸音单元的框-穿孔板结构的第1共振频率的区域中，两层穿孔板之间的空气相互反转并振动，此时从其中一个贯穿孔入射并通过另个贯穿孔的声波的相位会反转。即，可以说框-膜结构及框-穿孔板结构的不同的两种吸音单元结构的组合为相位彼此反转的组合。
其中，声波为波动现象，因此产生干扰所引起的波的振幅强或抵消。透射一种框-膜结构(第1吸音单元)的相位的声波与透射另一种框-穿孔板结构(第2吸音单元)的、针对所述相位进行反转的相位的声波彼此的相位成反向，因此成为相互抵消的关系。因此，在框-膜结构及框-穿孔板结构的不同的两种吸音单元结构(吸音单元)的一致的共振频率的区域中，成为相互抵消的关系。尤其，在透射各自的框-膜结构的声波的振幅相等的频率下，彼此的波的振幅相等并相位反转，由此产生非常大的吸收。
其为本发明的防音结构的防音的原理。
这种本发明的特征在于，只要有框-膜结构(第1吸音单元)及框-穿孔板结构(第2吸音单元)的两种以上的不同的吸音结构(吸音单元)即可，且根据用途能够多样选择膜的材质和/或厚度，并能够多样选择穿孔板的材质、厚度、和/或贯穿孔的尺寸等。因此，在本发明的防音结构中，作为贴附到框的膜，能够使用具有各种特性的膜，并且作为固定在框的穿孔板，能够使用具有各种特性的膜及穿孔板。因此，本发明中，例如也能够设为具有容易与阻燃性、透光性、和/或隔热性等其他物性或特性组合的功能的防音结构。
其中，关于膜18的厚度，只要能够为了吸收或反射声波的能量来进行防音而进行膜振动，则并无特别限制，但为了在高频侧得到固有振动模式，优选加厚。例如，本发明中，能够根据框14a的尺寸即膜18的尺寸来设定膜18的厚度。
例如，当框14a的尺寸为0.5mm～50mm时，膜18的厚度优选为0.005mm(5μm)～5mm，更优选为0.007mm(7μm)～2mm，最优选为0.01mm(10μm)～1mm。
并且，当框14a的尺寸大于50mm且200mm以下时，膜18的厚度优选为0.01mm(10μm)～20mm，更优选为0.02mm(20μm)～10mm，最优选为0.05mm(50μm)～5mm。
另外，在一个膜18中厚度不同的情况下或各膜18中包括不同的厚度的情况下，膜18的厚度优选以平均厚度表示。
其中，在本发明的防音结构10中，能够根据吸音单元20a的框14a的几何形态(例如框14a的形状及尺码(尺寸))和吸音单元20a的膜18的刚性(例如膜的厚度及挠性等物性)来确定由框14a及膜18组成的其中一个框-膜结构中的膜18的第1共振频率。
另外，作为将膜18的第1固有振动模式特征化的参数，在种类相同的材料的膜18的情况下，能够使用膜18的厚度(t)与框14的尺寸(a)的乘方之比，例如，在正四边形的情况下为与一边的大小之比[a2/t]。在该比[a2/t]相等的情况下(例如，(t、a)为(50μm、7.5mm)的情况和(200μm、15mm)的情况)是指，上述第1固有振动模式成为相同的频率(即，相同的第1共振频率)。即，通过将比[a2/t]设为恒定值，比例定律成立，能够选择适当的尺寸。
并且，关于膜18的杨氏模量，即使两者不同，只要膜18具有能够为了吸收或反射声波的能量来进行防音而进行膜振动的弹性，则并无特别限制，但为了在高频侧得到声音的吸收，优选增大。例如，在本发明中，能够根据框14a的尺寸、即，膜18的尺寸来设定膜18的杨氏模量。
例如，膜18的杨氏模量优选为1000Pa～3000GPa，更优选为10000Pa～2000GPa，最优选为1MPa～1000GPa。
并且，关于膜18的密度，即使两者不同，同样只要能够进行膜振动以吸收或反射声波的能量而进行防音，则并无特别限制。例如，膜18的密度优选为10kg/m3～30000kg/m3，更优选为100kg/m3～20000kg/m3，最优选为500kg/m3～10000kg/m3。
关于膜18的材料，设为膜状材料或箔状材料时，只要具有适用于上述防音对象物时适当的强度，对防音对象物的防音环境具有耐性，且膜18能够进行膜振动以吸收或反射声波的能量而进行防音，则并无特别限制，能够根据防音对象物及其防音环境等来进行选择。例如，作为膜18的材料，可举出聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酰亚胺、聚甲基丙稀酸甲酯、聚碳酸酯、丙烯酸(PMMA)、聚酰胺酰亚胺、聚芳酯(PAR)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚缩醛、聚醚醚酮、聚苯硫醚(PPS)、聚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、三乙酰纤维素(TAC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、芳香族聚酰胺、有机硅树脂、乙烯丙烯酸乙酯、乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯(PE)、氯化聚乙烯、聚氯乙烯(PVC)、聚甲基戊烯(PMP)、聚丁烯等能够制成膜状的树脂材料；铝、铬、钛、不锈钢、镍、锡、铌、钽、钼、锆、金、银、铂、钯、铁、铜、坡莫合金等能够制成箔状的金属材料；纸、纤维素等成为其他纤维状膜的材质；包含无纺布、纳米级纤维的薄膜；加工成较薄的聚氨酯或新雪丽等多孔材料；加工成薄膜结构的碳材料等能够形成薄结构的材质或结构等。
并且，作为膜18的材料，除了上述金属材料以外，还能够利用42合金、科伐合金、镍铬合金、铍、磷青铜、黄铜、镍银、锡、锌、钢、钨、铅及铱等各种金属等。
并且，作为膜18的材料，除了上述树脂材料以外，还能够利用环烯烃聚合物(COP)、ZEONOR、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、芳族聚酰胺、聚醚砜(PES)、尼龙、聚酯(PEs)、环烯烃共聚物(COC)、二乙酰纤维素、硝酸纤维素、纤维素衍生物、聚酰胺、聚甲醛(POM)、聚轮烷(滑环材料等)等树脂材料等。
而且，作为膜18的材料，还能够使用薄膜玻璃等玻璃材料、碳纤维增强塑料(CFRP)即玻璃纤维增强塑料(GFRP)等纤维氢化塑料材料。或者，也可以是它们的组合。
并且，在使用金属材料的情况下，从抑制生锈等观点考虑，可以对表面实施金属镀覆。
并且，膜18以覆盖框14a的开口12a的其中一侧的端部的方式固定在框14a。
其中，在防音结构10a及10b中，也可以在多个吸音单元20a的框14a的开口12a的相同侧设置有所有的膜18。或、可以在多个吸音单元20a的框14a的开口12a的其中一侧设置有一部分膜18，在多个吸音单元20a的框14a的剩余的一部分开口12a的另一侧设置有剩余的膜18。或者，进而设置在多个吸音单元20a的框14a的开口12a的其中一侧及另一侧的膜18可以混合存在。
膜18固定于框14a的方法并无特别限制，只要能够将膜18以成为膜振动的波节的方式固定在框14a上，则可以是任一种方法，例如，能够举出使用粘接剂的方法或使用物理固定用具的方法等。
关于使用粘接剂的固定方法，在包围框14a的开口12a的表面上涂布粘接剂，并在其之上载置膜18，通过粘接剂将膜18固定于框14a上。作为粘接剂，例如可举出环氧类粘接剂(Araldite(注册商标)(Nichiban Co.，Ltd.制造)等)、氰基丙稀酸酯类粘接剂(AronAlpha(注册商标)(TOAGOSEI CO.，LTD.制造)等)、丙烯酸类粘接剂等。
并且，与框体或膜体同样地，能够从耐热、耐久性、耐水性的观点进行选择。例如，CEMEDINE CO.，LTD.“超级X”系列、THREEBOND HOLDINGS CO.，LTD.“3700系列(耐热性无机粘接剂)”及TAIYO WIRE CLOTH CO.，LTD.制耐热环氧系粘接剂“Duralco系列”等，或作为双面胶带，3M Limited制高耐热双面胶带9077等，对于所要求的特性能够选择各种固定方法。
作为使用物理固定用具的固定方法，能够举出将以覆盖框14a的开口12a的方式配置的膜18夹在框14a与棒等固定部件之间，并使用螺丝或螺钉等固定用具将固定部件固定于框14a的方法等。
接着，如上所述，第2吸音单元20b具有具备开口12b的框14b和分别具备贯穿孔22(22a及22b)，并固定在框14b的开口12b的周围，且覆盖开口12b的两端部的两层板(穿孔板)24(24a及24b)。
另外，图1所示的例中，第2吸音单元20b具有分别覆盖开口12b的两端部的两层穿孔板24(24a及24b)，但本发明并不限定于此。只要是固定在框14b的开口12b的周围，覆盖开口12b且具有贯穿孔22的穿孔板，则第2吸音单元20b可以具有3层以上的穿孔板24。即，本发明的第2吸音单元20b可以具有至少两层的多层(穿孔)板。
图1所示的第2吸音单元20b中，分别固定在框14b的开口12b的两端部的穿孔板24a及24b这两者中分别具有贯穿孔22a及22b。因此，相对于其中一个板(例如穿孔板24a)的贯穿孔22a，另一个板(例如穿孔板24b)未被封闭，因此贯穿孔22a及22b并不是完整的亥姆霍兹共鸣孔。然而，在第2吸音单元20b的穿孔板24a的贯穿孔22a及穿孔板24b的贯穿孔22b的外侧，声波产生与亥姆霍兹共鸣类似，并以相互反转的相位振动的共振(以下，在本发明中称为亥姆霍兹型共鸣或共振)。
即，具备贯穿孔22a的穿孔板24a和具备贯穿孔22b的穿孔板24b一体化而作用于声波。因此，入射到其中一个板的贯穿孔(例如穿孔板24a的贯穿孔22a)的共振频率的声波根据亥姆霍兹型的共鸣而进行共振，从另一个板的贯穿孔(例如穿孔板24b的贯穿孔22b)射出的共振频率的声波使相位反转并根据亥姆霍兹型的共鸣而进行共振。
其中，穿孔板24a的贯穿孔22a及穿孔板24b的贯穿孔22b连通第2吸音单元20b的内部空间与外部空间，因此构成本发明的开放部。即，在本发明中，开放部包括所连通的贯穿孔22a及贯穿孔22b。
穿孔板24用于图1所示的防音结构10的吸音单元20b。穿孔板24中，图示例中大致在中央部，穿孔有成为用于模拟亥姆霍兹共鸣的亥姆霍兹型共鸣孔的贯穿孔22。
其中，穿孔板24a具有贯穿孔22a，除了贯穿孔22a以外，将在其本身的背面由框14c及另一个穿孔板24b形成的空间作为除了穿孔板24b的贯穿孔22b以外被封闭的模拟封闭空间。相反地，穿孔板24b具有贯穿孔22b，且用于如下，即除了贯穿孔22b以外，将在其本身的背面由框14c及另一个穿孔板24a形成的空间作为除了穿孔板24a的贯穿孔22a以外被封闭的模拟封闭空间。
这种穿孔板24中，只要该贯穿孔22作为共鸣孔而与背面的模拟封闭空间和外部空气连通而能够生成与亥姆霍兹共鸣类似的亥姆霍兹型共鸣所引起的吸音作用即可，因此如图1所示的吸音单元20a的膜18，无需进行膜振动。因此，穿孔板24可以是与图1所示的吸音单元20a的膜18相比具有更高的刚性的部件，也可以是厚度也厚的部件。
因此，作为穿孔板24的材料，能够使用铝等金属材料或塑料等树脂材料等与上述框14的材料相同的板材料。然而，作为穿孔板24的材料，若未生成膜振动所引起的吸音，则可以是具有比框14a的材料低的刚性的部件，也可以是厚度也较薄的部件。
图1所示的例中，使用了穿孔板24，但本发明并不限定于此，若能够生成亥姆霍兹型共鸣所引起的吸音的效果，则可以是由膜材料组成的带贯穿孔的膜。关于用于用作亥姆霍兹型防音单元的吸音单元20b的膜，只要在亥姆霍兹共鸣频率下，因膜振动引起的吸音小于因亥姆霍兹型共鸣引起的吸音，或不发生因膜振动引起的吸音，则可以使用任意的膜材料。然而，用于吸音单元20b的膜应为具有比吸音单元20a的膜18的膜材料高的刚性的膜，且应为厚度也较厚的膜。
并且，在穿孔板24上形成有圆形的贯穿孔22，但只要产生亥姆霍兹型的共鸣的效果则并不限定于此，例如能够以多边形状、长方形状等、或狭缝状的贯穿部分等、各种各样的形状的贯穿孔形状来得到相同的效果。
另外，作为亥姆霍兹型防音单元即吸音单元20b，在使用具有贯穿孔的膜的情况下，膜的厚度薄时亥姆霍兹型共鸣的共振频率会成为高频侧，且会与膜振动相互干扰，因此优选使用由板材料组成的穿孔板24。
并且，关于穿孔板24或具有贯穿孔的膜固定于框14b的方法，只要能够在穿孔板24或具有贯穿孔的膜的背面形成模拟封闭空间，则并无特别限制，使用与上述膜18固定于框14的方法相同的方法即可。
其中，如图1所示，在穿孔板24穿孔的贯穿孔22在覆盖框14b的开口12的穿孔板24内穿孔有一个或两个以上即可。并且，贯穿孔22的穿孔位置可以如图1所示位于穿孔板24内的正中央，但本发明并不限定于此，可以在任意位置穿孔，而无需在穿孔板24的正中央穿孔。
即，仅通过改变贯穿孔22的穿孔位置，吸音单元20b的吸音特性不会发生变化。
图1所示的例中，从通气性的方面考虑，为了使作为风的空气容易通过而穿孔板24a的贯穿孔22a和穿孔板24b的贯穿孔22b设置在相同的位置，但本发明并不限定于此。
并且，穿孔板24内的贯穿孔22的数量可以为一个，但本发明并不限定于此，也可以为两个以上(即多个)。
其中，吸音单元20b中，从通气性的方面考虑，在两个穿孔板24穿孔的贯穿孔22优选由一个贯穿孔22构成。其理由是因为，在一定的开孔率的情况下，在一个孔较大且边界上的粘性不发挥较大作用时，作为风的空气通过的容易性较大。
在本实施方式中，穿孔板24内的贯穿孔22的开孔率(面积率)并无特别限制，可以根据吸音特性适当设定。然而，开孔率优选为0.01％～50％，更优选为0.05％～30％，进一步优选为0.1％～10％。通过将贯穿孔22的开孔率设定在上述范围，能够适当地调整成为应选择性地进行防音的防音频带的中心的吸音峰频率。
本发明中，贯穿孔22优选通过吸收能量的加工方法(例如激光加工)被打穿，或者优选通过基于物理接触的机械加工方法(例如冲孔或针加工)被打穿。
因此，若将穿孔板24内的一个贯穿孔22或多个贯穿孔22设为相同尺寸，则在通过激光加工、冲孔或针加工进行打孔时，无需改变加工装置的设定或加工强度而能够连续地打孔。
关于贯穿孔22的尺寸，只要能够通过上述加工方法来适当地进行穿孔，则可以是任何尺寸，并无特别限定。
然而，对于贯穿孔22的尺寸，从激光光圈的精度等激光加工的加工精度、或者冲孔加工或针加工等加工精度或加工容易性等制造适性的观点考虑，其下限侧能够设为2μm以上。然而，若贯穿孔22的尺寸过小，则贯穿孔22的透射率过小而在产生摩擦之前声音不会侵入，且无法充分得到吸音效果，因此贯穿孔22的尺寸(即开口直径)优选为0.25mm以上。
另一方面，贯穿孔22的尺寸(开口直径)的上限值需要比框14b的尺寸小，因此将贯穿孔22的尺寸的上限值设定为小于框14b的尺寸即可。
本发明中，框14b的尺寸优选为0.5mm～200mm，因此贯穿孔22的尺寸(开口直径)的上限值也小于200mm。然而，若贯穿孔22过大，则贯穿孔22的尺寸(开口直径)过大，从而在贯穿孔22的端部产生的摩擦的效果变小，因此在框14b的尺寸较大的情况下，也优选将贯穿孔22的尺寸(开口直径)的上限值预先设为mm级。通常，框14b的尺寸为mm级的情况较多，因此贯穿孔22的尺寸(开口直径)的上限值也成为mm级的情况较多。
另外，贯穿孔22应作为产生亥姆霍兹型共鸣所引起的吸引作用的共鸣孔而发挥功能，因此贯穿孔22的尺寸应设定为产生亥姆霍兹型共共鸣引起的吸引作用。因此，贯穿孔22的尺寸优选为产生亥姆霍兹型共振的开口直径0.25mm以上，上限应小于框14的尺寸，但更优选为10mm以下，进一步优选为5mm以下。
从以上可知，贯穿孔22的尺寸为开口直径，更优选为0.25mm～10mm，进一步优选为0.3mm～10mm，最优选为0.5mm～5mm。
关于本发明的防音结构的大小，能够以比作为吸收对象的波长小很多的结构实现大于50％的吸收。除了在以往技术中还未知且以往未能实现的这种高吸收以外，能够将附加地实现了通气性和/或导热性的防音结构利用膜振动及贯穿孔所引起的吸收等的比较简单的结构来制作。以往，仅关注独立的振动或摩擦所引起的吸音，没有关注它们相互作用或模式本身的方向，因此认为未能构想区分如本发明那样的共振模式并缜密地进行组合。
并且，本发明的防音结构中，作为强烈吸收可听区域内的低～中频率的任意频率的技术，无需附加锭子等多余的结构体，而由作为最简单的结构而仅由框和膜构成的框-膜结构和/或框-穿孔板结构组成，因此制造适性优异，且从成本的观点考虑，也有优势。
并且，本发明的防音结构中，使用通过不同的两种吸音单元的组合进行防音(隔音)或声音的吸收(吸音)这一技术，因此相对于通过一个单位单元内的设计而产生防音或吸音效果的以往技术，能够适应各种防音或吸音，且通用性高。
并且，在本发明的防音结构中，能够根据膜的物性中的硬度、密度、和/或膜的厚度来确定防音效果，无需依赖于其他物性。并且，在本发明的防音结构中，也能够根据框的物性及尺码来确定防音效果。并且，在本发明的防音结构中，也能够根据穿孔板的物性及尺码、贯穿孔的尺码来确定防音效果。其结果，在本发明的防音结构中，能够与阻燃性、高透射性、生物相容性、隔热性及电波透射性等各种各样的其他优异的物性组合。例如，关于电磁波透射性，通过丙烯酸等无导电性的框材质和介电膜的组合来确保电磁波透射性，另一方面，通过用铝等导电性大的框材质或金属膜覆盖整个面，能够屏蔽电波。
以下，对能够与具有本发明的防音结构的防音部件进行组合的结构部件的物性或特性进行说明。
[阻燃性]
作为建材或设备内防音材料而使用具有本发明的防音结构的防音部件时，要求其为阻燃性。
因此，膜优选阻燃性的膜。作为膜，例如可使用作为阻燃性PET薄膜的Lumirror(注册商标)非卤素阻燃型ZV系列(TORAY INDUSTRIES，INC.制造)、Teijin Tetoron(注册商标)UF(TEIJIN LIMITED制造)和/或作为阻燃性聚酯类薄膜的DIALAMY(注册商标)(MitsubishiPlastics，Inc.制造)等。
并且，框也优选为阻燃性的材质，可举出铝等金属、陶瓷等无机材料、玻璃材料、阻燃性聚碳酸酯(例如，PCMUPY610(TAKIRON Corporation制))和/或阻燃性丙烯酸(例如，ACRYLITE(注册商标)FR1(Mitsubishi Rayon Co.，Ltd.制))等阻燃性塑料等。
进而，将膜固定在框上的方法也优选通过阻燃性粘接剂(THREE BOND 1537系列(Three Bond Co.，Ltd.制造))、焊锡的粘接方法或用两个框夹紧固定膜等机械固定方法。
[耐热性]
伴随环境温度的变化，有可能由于本发明的防音结构的结构部件的膨胀伸缩而使防音特性发生变化，因此构成该结构部件的材质优选耐热性尤其低热收缩的材质。
作为膜，例如优选使用Teijin Tetoron(注册商标)薄膜SLA(Teijin DuPont制造)、PEN薄膜Teonex(注册商标)(Teijin DuPont Ltd.制造)和/或Lumirror(注册商标)非退火低收缩型(TORAY INDUSTRIES，INC.制造)等。并且，通常还优选使用热膨胀系数比塑料材料小的铝等金属膜。
并且，框优选使用聚酰亚胺树脂(TECASINT4111(Engineer Japan Corporation制))和/或玻璃纤维增强树脂(TECAPEEK GF30(Engineer Japan Corporation制))等耐热塑料，和/或优选使用铝等金属或陶瓷等无机材料或玻璃材料。
进而，粘接剂也优选使用耐热粘接剂(TB3732(Three Bond Co.，Ltd.制造)、超耐热单成分收缩型RTV有机硅粘接密封材料(Momentive Performanc e MaterialsJapanLtd.制造)和/或耐热性无机粘接剂Aron Ceramic(注册商标)(TOAGOSEI CO.，LTD.制造)等)。优选将这些粘接剂涂布于膜或框上时，通过设为1μm以下的厚度，能够降低膨胀收缩量。
[耐候性/耐光性]
当具有本发明的防音结构的防音部件配置在室外或光线照射的场所时，结构部件的耐侯性成为问题。
因此，作为膜，优选使用特殊聚烯烃薄膜(ARTPLY(注册商标)(MitsubishiPlastics，Inc.制造))、丙烯酸树脂薄膜(ACRYPRENE(Mitsubishi Rayon Co.，Ltd.制造))和/或Scotchcal Film(商标)(3M公司制造)等耐侯性薄膜。
并且，作为框材，优选使用聚氯乙烯、聚甲基丙稀酸甲酯(亚克力)等耐侯性高的塑料或铝等金属、陶瓷等无机材料和/或玻璃材料。
进而，粘接剂也优选使用环氧树脂类粘接剂和/或DRY FLEX(Repair CareInternational制造)等耐侯性高的粘接剂。
关于耐湿性，也优选适当选择具有高耐湿性的膜、框以及粘接剂。关于吸水性、耐化学药品性，也优选适当选择适当的膜、框以及粘接剂。
[灰尘]
在长期的使用过程中，灰尘会粘附于膜表面，有可能影响本发明的防音结构的防音特性。因此，优选防止灰尘的粘附或去除所粘附的灰尘。
作为防止灰尘的方法，优选使用难以粘附灰尘的材质的膜。例如，通过使用导电性薄膜(FLECRIA(注册商标)(TDK公司制造)和/或NCF(NAGAOKA SANGYO CO.，LTD.制造))等，使膜不带电，由此能够防止由带电引起的灰尘的粘附。并且，通过使用氟树脂薄膜(DI-NOCFILM(商标)(3M公司制造))和/或亲水性薄膜(Miraclain(LifeGard公司制造)、RIVEX(Riken Technos Corp.制造)和/或SH2CLHF(3M公司制造))，也能够抑制灰尘的粘附。进而，通过使用光催化薄膜(Laclean(Kimoto Co.，Ltd.制造))，也能够防止膜的污染。通过将包含这些具有导电性、亲水性和/或光催化性的喷雾器和/或氟化合物的喷雾器涂布于膜上，也能够得到相同的效果。
除了如上述那样使用特殊的膜以外，通过在膜上设置盖，也能够防止污染。作为盖，可使用具有薄膜材料(SARAN WRAP(注册商标)等)、灰尘无法通过的大小的网眼的网布、无纺布、聚氨酯、气凝胶、多孔状薄膜等。
作为去除所粘附的灰尘的方法，能够通过发射膜的共鸣频率的声音并强烈地振动膜来去除灰尘。并且，通过使用鼓风机或擦拭也能够得到相同的效果。
[风压]
当强风吹到膜时，膜成为被挤压的状态，有可能使共鸣频率发生变化。因此，通过在膜上覆盖无纺布、聚氨酯和/或薄膜等，能够抑制风的影响。
本发明的防音结构基本上如上构成。
本发明的防音结构能够用作如下防音部件。
例如，作为具有本发明的防音结构的防音部件，能够举出：
建材用防音部件：作为建材用而使用的防音部件；
空调设备用防音部件：设置在换气口、空调用导管等上，且防止来自外部的噪音的防音部件；
外部开放部用防音部件：设置在房间的窗户，防止来自室内或室外的噪音的防音部件、
天花板用防音部件：设置在室内的天花板上，且控制室内的声音的防音部件；
地板用防音部件：设置在地板上，且控制室内的声音的防音部件；
内部开放部用防音部件：设置在室内的门、拉门的部分，防止来自各房间的噪音的防音部件、
卫生间用防音部件：设置在卫生间内或门(室内外)部，且防止来自卫生间的噪音的防音部件；
阳台用防音部件：设置在阳台上，且防止来自自家阳台或相邻阳台的噪音的防音部件；
室内调音用部件：用于控制房间的声音的防音部件；
简单隔音室部件：能够简单组装，且移动也简单的防音部件；
宠物用隔音室部件：包围宠物的房间而防止噪音的防音部件；
娱乐设施：设置在游戏中心、体育中心、音乐厅、电影院的防音部件；
施工现场用临时围墙用的防音部件：覆盖施工现场而防止噪音向周围泄露的防音部件、
隧道用防音部件：设置在隧道内，防止向隧道内部及外部泄露的噪音的防音部件等。
实施例
根据实施例，对本发明的防音结构进行具体说明。
关于本发明的防音结构进行了隔音特性的分析。以下，示出实施例1～2。
(实施例1)
如图1及图2所示，制作了具有20mm见方的开口12a的框14a。作为膜18使用188μm的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜(TORAY INDUSTRIES，INC.LUMIRROR)，将其周缘部固定在框14a，并使其粘接而制作了第1吸音单元20a(单元A)。框14a的深度方向厚度(框厚Lt)为4.5mm，单元A中PET薄膜仅固定在一侧。框14a的框架部分的厚度(框宽度Lw)为1mm。
如图1及图2所示，准备2mm厚度的亚克力板，以与第1吸音单元20a的框14a的开口12a一致的方式通过激光切割进行了加工。在该亚克力板中央部通过激光切割形成了直径2mm的圆形贯穿孔22。将该结构作为穿孔板24(24a及24b)制作了2张。
制作20mm见方的框14b的开口12b，将框14b的深度方向的长度(框厚Lt)设为4.5mm。将由在该两面形成有贯穿孔22的亚克力板组成的穿孔板24(24a及24b)的端部固定在框14b的两个开口12b的周边部，并使其粘接。即，隔开4.5mm的距离制作了具备贯穿孔22的2张穿孔板24(24a及24b)相对置的结构的第2吸音单元20b(单元B)。
设为该单元A与单元B相邻的结构。开口12a及12b为一边为20mm的正方形，贯穿孔22(22a及22b)为直径2mm的圆形，因此设为贯穿孔22(22a及22b)的开口率成为0.3％。
进行了该防音结构10的声学特性的声管测量。将其结果示于表1及图3。
从表1及图3可知，吸收率具有峰(极大)，且在1460Hz显示87％的吸收。
关于声学特性，在自制铝制声管使用4个扩音器进行了基于传递函数法的测量。该方法是按照“ASTM E2611-09：基于传输矩阵法测量声学材料的垂直入射传输的标准试验方法(Standard Test Method for Measurement of Normal Incidence SoundTransmission of Acoustical Materials Based on the Transfer Matrix Method)”进行的。作为声管，例如利用了与NITTOBO ACO USTIC ENGINEERING CO.，LTD.制WinZac相同的测量原理。该方法中，能够在宽的频谱带中测量声透过损失。将实施例1的防音结构配置在声管的测量部位，在10Hz～4000Hz的范围进行了声透射损失测量。该测量范围为组合多个声管的直径和扩音器之间的距离而进行了测量的范围。
通常，扩音器之间的距离越大则低频下的测量噪声越变小，另一方面，若在高频侧，扩音器之间的间隔变得比波长/2长，则原理上无法进行测量。因此，一边改变扩音器之间的距离一边进行了多次测量。并且，声管较粗而在高频侧因高阶模式的影响而无法进行测量，因此声管的直径也使用多种而进行了测量。
使声管与实施例1的防音结构10(两个单元整体)的尺寸匹配而适当地以两个单元整体的尺寸进入的方式进行选择，利用传递函数法对声学特性(即声音的透射率(T)及反射率)进行测量而求出了吸收率(A＝1-T-R)。
将所得到的吸收率、透射率及反射率示于图4。并且，在表1中示出实施例1的开口率、吸收峰频率及峰吸收率。
从图4及表1可知，吸收率以1460Hz为中心，大幅超过50％而显示87％的吸收率。
[表1]
(比较例1)
设为上述单元A与仅由作为开放部具有与单元A相同的正方形的开口的框组成的开放单元相邻的结构，并以该结构进行了测量。将开放单元的开放部的开口率调整成30％。将比较例1的开口率、所得到的峰吸收率及吸收峰频率示于表1。
从表1可知，在比较例1中，吸收率的最大值不超过50％。因此，若设为不存在声音的近场干扰，如实施例1那样仅将单元A和单元B排列在相同平面上的结构中吸收率应仅为50％左右。
(比较例2)
在实施例1中，将贯穿第2吸音单元20b(单元B)的孔的直径设为4mm来替代2mm，除此以外，以与实施例1相同的方法进行制作。
测量的结果，峰吸收率为37％，并在1450Hz和2550Hz产生。将这些测量结果示于表1。并且，将吸收率的测量结果示于图7。
本结构例的情况下，第1吸音单元与第2吸音单元的共振频率有偏差，因此在各自的频率下示出了吸收，但该吸收率远低于50％。
与实施例1比较的结果，町知即使是相似的结构，通过组合共鸣能够增大吸收率。
本发明的结构中，基于近场干扰的抵消会提高吸收，因此发挥重要的功能。为了确认该情况，利用使用了有限元法的多物理场计算软件“COMSOLver5.1”的声学模块，将实施例1的防音结构模型化而进行了声学计算。
该防音结构的体系为膜振动与空气中的声波的相互作用体系，因此利用声音与振动的耦合分析进行了分析。具体而言，使用有限元法的分析软件即COMSOLver5.0的声学模块进行了设计。首先，通过固有振动分析求出了第1固有振动频率。接着，在周期性结构边界中进行基于频率扫描的声学结构耦合分析，从而求出了相对于从正面入射的声波的各频率下的声学特性。
根据该设计，确定了样品的形状或材质。试验结果中的吸收峰频率与源自模拟的预测一致。
(实施例2)
在实施例1中，在亚克力板形成直径4mm的贯穿孔22来替代形成直径2mm的贯穿孔22。并且，将框14b的深度方向的长度(框厚Lt)更改为15mm。其他以与实施例1相同的方式制作了防音结构10。即，制作了如下结构的吸音单元20b(单元C)：隔开15mm的距离，2张具备贯穿孔22的穿孔板24(带贯穿孔22a的穿孔板24a及带贯穿孔22b的穿孔板24b)相对置。
制作了所制作而成的单元C与单元A相邻的结构的防音结构10。使用声管进行了所制作的防音结构10的声学特性的测量。将其结果示于表1及图4。
从表1及图4可知，吸收率具有峰(极大)，且在1440Hz显示68％的吸收。
如实施例1及2所示，即使使用形成有贯穿孔22的穿孔板24也能够实现明显大于50％的吸收。
如上，在将单层膜(单元A)的共鸣与穿孔板的贯穿孔(单元B)的亥姆霍兹型的共鸣组合时，能够以非常薄的结构实现大于50％的吸收。而且，基于该共鸣的吸收在存在基于单元B的贯穿孔的开放部(开口)的情况下，也能够发挥功能。
通过单层膜时的相位变化和通过多层(例如两层)穿孔板的贯穿孔(单元B)的亥姆霍兹型的共鸣的共鸣结构时的相位变化成为分别相互抵消的关系，因此可知其为相互抵消共鸣彼此的透射波从而吸收增大的机理。
根据以上内容，本发明的防音结构的效果显而易见。
以上，举出关于本发明的防音结构的各种实施方式和实施例来进行了详细说明，但本发明并不限定于这些实施方式和实施例，在不脱离本发明的宗旨的范围内，当然可以进行各种改良或变更。
产业上的可利用性
本发明的防音结构中，即使明显比波长小，紧凑、轻量且薄也能够实现高防音效果，并且具备空气和/或热等的通道，从而能够附加地确保通气性和/或导热性，因此能够用作设备、汽车及普通家庭等的防音。
符号说明
10、10a、10b-防音结构，12、12a、12b-开口，14、14a、14b-框，16-框体，18-膜，20、20a、20b-吸音单元，22、22a、22b-贯穿孔，24、24a、24b-穿孔板，Lt-框厚，Lw-框宽度。

Claims (10)

1.一种防音结构，其特征在于，具有：
两种以上的共振型吸音单元，包含彼此相邻且不同种类的第1共振型吸音单元及第2共振型吸音单元；及
开放部，设置于所述第2共振型吸音单元内，
所述第1共振型吸音单元的共振频率与所述第2共振型吸音单元的共振频率一致。
2.根据权利要求1所述的防音结构，其中，
所述第1共振型吸音单元具有具备开口的框、和固定在该框的所述开口的周围并覆盖所述开口的膜。
3.根据权利要求2所述的防音结构，其中，
所述膜为单层膜。
4.根据权利要求2或3所述的防音结构，其中，
具有所述膜的所述第1共振型吸音单元的第1共振频率与所述第2共振型吸音单元的第1共振频率一致。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的防音结构，其中，
所述第2共振型吸音单元具有具备开口的框、和分别具备贯穿孔并固定在所述框的所述开口的周围的至少两层板。
6.根据权利要求5所述的防音结构，其中，
所述至少两层板为分别具备所述贯穿孔并分别固定在所述框的所述开口的两侧的周围且分别覆盖所述开口的两层板。
7.根据权利要求5或6所述的防音结构，其中，
所述开放部包括所述至少两层板所分别具有的所述贯穿孔。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的防音结构，其中，
分别具备所述贯穿孔的所述至少两层板分别相同。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的防音结构，其中，
在所述第1共振型吸音单元及所述第2共振型吸音单元中一致的所述共振频率包含在10Hz～100000Hz的范围内。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的防音结构，其中，
满足如下条件的所述第1共振型吸音单元占所有的所述第1共振型吸音单元中的60％以上，该条件为，将所述共振频率下的波长设为λ时，所述第1共振型吸音单元与距离该所述第1共振型吸音单元最近的所述第2共振型吸音单元之间的距离小于λ/4。
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