(57)【要約】  ２次元的に配列された２以上の防音セルを有し、防音セルの少なくとも１つは、第１の貫通孔を有する第１の枠からなる第１の防音セルであり、防音セルの他の少なくとも１つは、第２の貫通孔を有する第２の枠と、第２の枠に固定される膜とを備える第２の防音セルであり、第２の防音セルの膜の第１固有振動周波数より低周波側に、第１の防音セルの第１の貫通孔に起因して定まり、かつ透過損失が極大となる第１遮蔽ピーク周波数を有し、第１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により、軽量で薄く、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、熱がこもることが無く、製造適性に優れた防音構造、ルーバーおよびパーティションを提供する。
2016208507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元的に配列された２以上の防音セルを有する防音構造であって、
前記防音セルの少なくとも１つは、第１の貫通孔を有する第１の枠からなる第１の防音セルであり、
前記防音セルの他の少なくとも１つは、第２の貫通孔を有する第２の枠と、前記第２の枠に固定される膜とを備える第２の防音セルであり、
前記防音構造は、前記第２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、前記第１の防音セルの前記第１の貫通孔に起因して定まり、かつ透過損失が極大となる第１遮蔽ピーク周波数を有し、前記第１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を特徴とする防音構造。
【請求項２】
前記防音構造のサイズが、前記第１遮蔽ピーク周波数における音の波長以下の大きさである請求項１に記載の防音構造。
【請求項３】
前記第２の防音セルの前記膜の第１固有振動周波数は、前記第２の防音セルの前記第２の枠の幾何学的形態と、前記膜の剛性とによって定まり、
前記第１遮蔽ピーク周波数は、前記第１の防音セルの前記第１の貫通孔の開口径および経路長に応じて定まるものである請求項１又は２に記載の防音構造。
【請求項４】
前記第１固有振動周波数は、１０Ｈｚ〜１０００００Ｈｚの範囲内に含まれる請求項１〜３のいずれか１項に記載の防音構造。
【請求項５】
前記第１の防音セルが、前記第１の貫通孔を透過する音波に対して、２０°以上の位相進みを生じさせる請求項１〜４のいずれか１項に記載の防音構造。
【請求項６】
前記膜の第１固有振動周波数が異なる、２以上の前記第２の防音セルを有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の防音構造。
【請求項７】
前記第２の防音セルは、前記第２の枠の厚さ方向に多層化されて固定される２以上の前記膜を有する請求項１〜６のいずれか１項に記載の防音構造。
【請求項８】
前記第１の貫通孔の少なくとも１つの内部に、吸音材が配置される請求項１〜７のいずれか１項に記載の防音構造。
【請求項９】
前記第１の貫通孔の少なくとも１つの内部に、吸臭材が配置される請求項１〜８のいずれか１項に記載の防音構造。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の防音構造を有するルーバー。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の防音構造を有するパーティション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防音構造、ならびにこれを用いるルーバーおよびパーティションに関する。
【背景技術】
【０００２】
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及び２参照）。
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。【０００３】
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９．７×１０６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。【０００４】
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）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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４８３２２４５号公報
【特許文献２】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）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、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。【０００７】
また、特許文献２では、音響減衰パネルは、非常に薄く軽量で低密度にでき、５００Ｈｚよりも低い周波数で使用でき、質量密度の法則から外れることができ、容易に廉価に製造できるとしているが、機器、自動車、及び一般家庭などで求められている更に軽く薄い遮音構造としては、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。
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。【０００８】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、軽量で薄く、その穴の位置及び形状に遮蔽の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、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、ならびに、このような防音構造を用いたルーバーおよびパーティション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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を達成すべく鋭意研究した結果、２次元的に配列された２以上の防音セルを有し、防音セルの少なくとも１つは、第１の貫通孔を有する第１の枠からなる第１の防音セルであり、防音セルの他の少なくとも１つは、第２の貫通孔を有する第２の枠と、第２の枠に固定される膜とを備える第２の防音セルであり、防音構造は、第２の防音セルの膜の第１固有振動周波数より低周波側に、第１の防音セルの第１の貫通孔に起因して定まり、かつ透過損失が極大となる第１遮蔽ピーク周波数を有し、第１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、本発明は、以下の防音構造、ルーバーおよびパーティションを提供する。【００１０】
（１）  ２次元的に配列された２以上の防音セルを有する防音構造であって、
防音セルの少なくとも１つは、第１の貫通孔を有する第１の枠からなる第１の防音セルであり、
防音セルの他の少なくとも１つは、第２の貫通孔を有する第２の枠と、第２の枠に固定される膜とを備える第２の防音セルであり、
防音構造は、第２の防音セルの膜の第１固有振動周波数より低周波側に、第１の防音セルの第１の貫通孔に起因して定まり、かつ透過損失が極大となる第１遮蔽ピーク周波数を有し、第１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防音構造。
（２）  防音構造のサイズが、第１遮蔽ピーク周波数における音の波長以下の大きさである（１）に記載の防音構造。
（３）  第２の防音セルの膜の第１固有振動周波数は、第２の防音セルの第２の枠の幾何学的形態と、膜の剛性とによって定まり、
第１遮蔽ピーク周波数は、第１の防音セルの第１の貫通孔の開口径および経路長に応じて定まるものである（１）又は（２）に記載の防音構造。
（４）  第１固有振動周波数は、１０Ｈｚ〜１０００００Ｈｚの範囲内に含まれる（１）〜（３）のいずれかに記載の防音構造。
（５）  第１の防音セルが、第１の貫通孔を透過する音波に対して、２０°以上の位相進みを生じさせる（１）〜（４）のいずれかに記載の防音構造。
（６）  膜の第１固有振動周波数が異なる、２以上の第２の防音セルを有する（１）〜（５）のいずれかに記載の防音構造。
（７）  第２の防音セルは、第２の枠の厚さ方向に多層化されて固定される２以上の膜を有する（１）〜（６）のいずれかに記載の防音構造。
（８）  第１の貫通孔の少なくとも１つの内部に、吸音材が配置される（１）〜（７）のいずれかに記載の防音構造。
（９）  第１の貫通孔の少なくとも１つの内部に、吸臭材が配置される（１）〜（８）のいずれかに記載の防音構造。
（１０）  （１）〜（９）のいずれかに記載の防音構造を有するルーバー。
（１１）  （１）〜（９）のいずれかに記載の防音構造を有するパーティション。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、軽量で薄く、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、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。
また、本発明によれば、このような防音構造を確実、かつ容易に製造することができる。特に、本発明によれば、任意の狙った周波数成分を極めて強く遮蔽することができる。
また、本発明によれば、質量則でも、剛性則でも、薄く軽い構造では遮蔽することが一般に困難であり、かつ人の耳に大きく聞こえる領域である１０００Ｈｚ付近に関しても大きな遮音を行うことができる。【００１２】
また、本発明によれば、膜を有さない防音セルを設けるだけで、強い遮音構造を実現することができる。
また、本発明によれば、特許文献２に記載の音響減衰パネル及び構造に対して、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、本発明によれば、膜を有さない防音セルが存在することで通気性をもち、すなわち風や熱を通しながら音を遮蔽する構造を実現できる。
また、本発明によれば、膜を有さない防音セルを設けるのみであるため、製造が容易である。
また、本発明によれば、膜を有さない防音セルの位置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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る防音構造の一例を模式的に示す平面図である。
【図２】図１に示す防音構造のII−II線で切断した模式的断面図である。
【図３】本発明に係る防音構造の他の一例を模式的に示す平面図である。
【図４】本発明に係る防音構造の他の一例を模式的に示す平面図である。
【図５Ａ】本発明に係る防音構造の他の一例を模式的に示す断面図である。
【図５Ｂ】本発明に係る防音構造の他の一例を模式的に示す断面図である。
【図５Ｃ】本発明に係る防音構造の他の一例を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明に係る防音構造の他の一例を模式的に示す断面図である。
【図７】シミュレーションに用いた防音構造のモデルの構成を模式的に示す断面図である。
【図８Ａ】図７に示すモデルのシミュレーション結果の一例の周波数と透過位相差との関係を表すグラフである。
【図８Ｂ】シミュレーション結果の他の一例の周波数と透過位相差との関係を表すグラフである。
【図８Ｃ】シミュレーション結果の他の一例の周波数と透過位相差との関係を表すグラフである。
【図９Ａ】シミュレーション結果の他の一例の周波数と透過位相差との関係を表すグラフである。
【図９Ｂ】シミュレーション結果の他の一例の周波数と透過位相差との関係を表すグラフである。
【図９Ｃ】シミュレーション結果の他の一例の周波数と透過位相差との関係を表すグラフである。
【図９Ｄ】シミュレーション結果の他の一例の周波数と透過位相差との関係を表すグラフである。
【図９Ｅ】シミュレーション結果の他の一例の周波数と透過位相差との関係を表すグラフである。
【図９Ｆ】シミュレーション結果の他の一例の周波数と透過位相差との関係を表すグラフである。
【図１０Ａ】シミュレーション結果の他の一例の周波数と透過位相差との関係を表すグラフである。
【図１０Ｂ】シミュレーション結果の他の一例の周波数と透過位相差との関係を表すグラフである。
【図１０Ｃ】シミュレーション結果の他の一例の周波数と透過位相差との関係を表すグラフである。
【図１０Ｄ】シミュレーション結果の他の一例の周波数と透過位相差との関係を表すグラフである。
【図１０Ｅ】シミュレーション結果の他の一例の周波数と透過位相差との関係を表すグラフである。
【図１０Ｆ】シミュレーション結果の他の一例の周波数と透過位相差との関係を表すグラフである。
【図１１】本発明に係る防音構造の他の一例を模式的に示す断面図である。
【図１２】本発明に係る防音構造の他の一例を模式的に示す断面図である。
【図１３】本発明の防音構造を用いたルーバーを有する装置の一例を示す概略斜視図である。
【図１４】本発明の防音構造を用いたパーティションの一例を示す概略図である。
【図１５】実施例１〜３および比較例１の周波数と透過損失との関係を表すグラフである。
【図１６】実施例４の周波数と透過損失との関係を表すグラフである。
【図１７】実施例５および６の周波数と透過損失との関係を表すグラフである。
【図１８Ａ】実施例７および８の周波数と透過損失との関係を表すグラフである。
【図１８Ｂ】実施例７および８の周波数と吸収率との関係を表すグラフである。
【図１９】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。
【図２０】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。
【図２１】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２２】図２１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。
【図２３】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。
【図２４】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。
【図２５】本発明の防音構造の防音セルの一例の平面図である。
【図２６】図２５に示す防音セルの側面図である。
【図２７】本発明の防音構造の防音セルの一例の平面図である。
【図２８】図２７に示す防音セルのＡ−Ａ線矢視断面模式図である。
【図２９】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３０】図２９に示す防音部材のＢ−Ｂ線矢視断面模式図である。
【図３１】図２９に示す防音部材のＣ−Ｃ線矢視断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明に係る防音構造、ルーバーおよびパーティションを、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。
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。
【００１５】
本発明の防音構造は、２次元的に配列された２以上の防音セルを有する防音構造であって、防音セルの少なくとも１つは、第１の貫通孔を有する第１の枠からなる第１の防音セルであり、防音セルの他の少なくとも１つは、第２の貫通孔を有する第２の枠と、第２の枠に固定される膜とを備える第２の防音セルであり、第２の防音セルの膜の第１固有振動周波数より低周波側に、第１の防音セルの第１の貫通孔に起因して定まり、かつ透過損失が極大となる第１遮蔽ピーク周波数を有し、第１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防音構造である。
【００１６】
図１は、本発明の第１の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。
なお、図１においては、構成を明確にするため、膜２８にハッチングを付して示す。後述する図３、図４等においても同様である。
【００１７】
図１および図２に示すように、防音構造１０は、２次元的に配列された複数の、図示例では４×４に配列された１６個の防音セルを有しており、防音セルのうち１つが、第１の貫通孔２２を有する第１の枠２０からなる第１の防音セル１２であり、残りの１５個の防音セルが、第２の貫通孔２６を有する第２の枠２４とこの第２の枠２４の一方の開口面を覆うように配置されて第２の枠２４に固定される膜２８とを備える第２の防音セル１４である。
また、２次元的に配列された第１の防音セル１２および第２の防音セル１４は、第１の貫通孔２２の開口面および膜２８の表面を同一方向に向けて配列される。
また、防音セルが２次元的に配列される面に垂直な方向から見た際（以下、「平面視」ともいう）の、第１の防音セル１２（第１の貫通孔２２の開口部）および第２の防音セル１４（第２の貫通孔２６の開口部）の形状は略正方形状である。
【００１８】
第２の防音セル１４は、第２の枠２４の第２の貫通孔２６を膜２８で覆う構成を有する。第２の防音セル１４は、このような構成により、外部からの音波に対応して膜２８が振動して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２８は、空気に対して不浸透性であることが好ましい。
ここで、第２の防音セル１４の、第２の枠２４に固定された膜２８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、例えば０ｄＢとなる第１固有振動周波数を持つものである。この第１固有振動周波数は、第２の枠２４の幾何学的形状や膜２８の剛性等によって決まるものである。
【００１９】
また、第１の防音セル１２は、第１の貫通孔２２を有する第１の枠２０からなる構成を有する。そのため、外部からの音波は透過する。
【００２０】
ここで、第２の防音セル１４を透過する音波のうち、第１固有振動周波数よりも低周波の音波は、第２の防音セル１４を透過する際に、略９０°の位相遅れが生じ、第１固有振動周波数よりも高周波の音波は、第２の防音セル１４を透過する際に、略９０°の位相進みが生じる。
一方、第１の防音セル１２を透過する音波は、第１の防音セル１２の第１の貫通孔２２の構造（開口径および経路長）に依存して位相進みが生じる。
ここで、経路長とは、第１の防音セル１２を透過する音波の最短の伝播経路の長さであり、図２においては、第１の枠２０の厚さが経路長である。
【００２１】
そのため、第１の防音セル１２を透過する音波と、第２の防音セル１４を透過する音波のうち、第１固有振動周波数よりも低周波の音波との間に位相差が生じ互いに打ち消しあい、第１固有振動周波数より低周波側で防音することが可能となる。
この際、第１の防音セル１２の第１の貫通孔２２に起因して、第１固有振動周波数より低周波側の所定の周波数を遮蔽のピークとして、この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。
【００２２】
ここで、以下の説明では、第１の防音セル１２の第１の貫通孔２２に起因して定まる、第１固有振動周波数より低周波側で、透過損失が極大となる遮蔽のピーク波長を「第１遮蔽ピーク周波数」という。
【００２３】
前述のとおり、従来、貫通孔を有する枠体と、この貫通孔を覆う吸音材（膜体）とを有して構成される吸音体（防音構造）において、低周波領域において高い吸音効果（遮音特性）を達成するには、膜体の材料等の選択の幅が狭く、より低周波領域での遮音特性を向上するのは難しいという問題があった。
また、このような防音構造の膜体は、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、駆動源を有する一般の機器や自動車等の、音の発生源が熱源でもある機器の遮音に向かないという問題があった。
また、このような防音構造の遮音特性は、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。
【００２４】
さらに、膜体に錘を付与する構成の防音構造では、構造が重いものとなるという問題があり、また、各セル構造に錘を配置するための容易な手段がなく製造適性がないという問題があった。
また、錘の重さや錘の膜上での位置等に遮蔽の周波数や大きさが強く依存するため、ロバスト性が低く安定性が無いという問題があった。
【００２５】
これに対して、本発明の防音構造は、上述のとおり、第１の貫通孔を有する第１の枠からなる第１の防音セル、および、第２の貫通孔を有する第２の枠と、第２の枠に固定される膜とを備える第２の防音セルを有することで、第１の防音セルを透過する音波と、第２の防音セルを透過する音波のうち、第２の防音セルの第１固有振動周波数よりも低周波の音波との間に位相差が生じ、互いに打ち消しあい、第１固有振動周波数より低周波側の第１遮蔽ピーク周波数を中心とする一定の周波数帯域で防音することが可能となる。
また、第１の防音セルは、膜を有さず、第１の枠の第１の貫通孔がふさがれていないため、風、及び熱を通すことができる。したがって、熱がこもるのを抑制でき、駆動源を有する一般の機器や自動車等の、音の発生源が熱源でもある機器の遮音に利用可能である。
また、第１遮蔽ピーク周波数は、第１の貫通孔の形状（開口径および経路長）等に起因して定まるため、膜体の材料等の選択の幅が狭くなることがなく、また、膜を有しない防音セルを設けるのみであるため、軽い構造とすることができ、また、容易に製造可能である。
また、膜を有さない第１の防音セルの位置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、本発明によれば、膜を有さない第１の防音セルを設けるのみで、任意の狙った周波数成分を極めて強く遮蔽することができ、また、第２の防音セルの膜の第１固有振動周波数よりも低周波側で防音することができるので、より低周波領域での遮音特性を向上することができる。
【００２６】
なお、第１の防音セル１２が、透過する音波に対して生じさせる位相進みは、２０°以上が好ましく、５５°以上がより好ましい。
第１の防音セル１２および第２の防音セルを透過する音波の振幅が等しい条件において、第１の防音セル１２による位相進みが２０°の場合には、５ｄＢ以上の透過損失（遮音特性）を得ることができ、位相進みが５５°の場合には、１０ｄＢ以上の透過損失を得ることができる。
【００２７】
ここで、図示例においては、第１の枠２０および第２の枠２４は全て一体的に形成されており、１つの枠体３０により構成されている。
また、第２の防音セル１４の膜２８は全て一体的に形成されており、１つの膜体３２により構成されている。
すなわち、防音構造１０は、２次元的に配列された１６個の貫通孔を有する枠体３０と、枠体３０の一方の面側で、枠体３０の各貫通孔の開口面を覆うように枠体３０に固定される膜体３２とを有し、膜体３２は、１６個の貫通孔のうちの１つの貫通孔に対応する領域に、貫通孔の開口部の大きさと略同じ大きさの開口部を有する構成である。これにより、枠体３０の各貫通孔に対応する部位が、１つの第１の防音セル１２および１５個の第２の防音セルを構成している。
【００２８】
なお、全ての防音セルが１つの枠体および１つの膜体により一体的に形成される構成に限定はされず、枠および膜が互いに独立して形成された複数の防音セルを、２次元的に配列して防音構造としてもよい。あるいは、１つの枠体および膜体により２以上の防音セルを一体的に形成した構造物を複数配列して防音構造としてもよい。
【００２９】
また、１つの膜体が、枠体の第２の防音セルとなる全ての第２の貫通孔を覆う構成に限定はされず、２以上の膜体を用いてもよい。
例えば、図３に示す防音構造１０ｂのように、１６個の貫通孔を有する枠体３０の貫通孔のうち８つの第２の貫通孔２６を覆う膜体３２ｂと、残りの７つの第２の貫通孔２６を覆う膜体３２ａとの２つの膜体を有する構成であってもよい。その際、膜体３２ａと膜体３２ｂとの材質や厚さ等は同じであっても異なっていてもよい。
【００３０】
また、図示例においては、防音構造１０は、１つの第１の防音セル１２と１５個の第２の防音セル１４との１６個の防音セルを有する構成としたが、１以上の第１の防音セル１２と、１以上の第２の防音セル１４とを有する構成であればよい。
例えば、図４に示す防音構造１０ｃのように、２個の第１の防音セル１２と、１４個の第２の防音セル１４（１４ａおよび１４ｂ）との１６個の防音セルを有する構成であってもよい。あるいは、例えば、１個の第１の防音セル１２と２４個の第２の防音セル１４との２５個の防音セルを有する構成であってもよい。
【００３１】
また、防音構造１０の前面の面積（すなわち、第１の防音セル１２および第２の防音セル１４の前面の合計面積）に対する、第１の防音セル１２の第１の貫通孔２２の開口部の合計面積の割合（開口率）は、０．１％〜５０％が好ましく、１％〜１０％がより好ましい。
【００３２】
また、防音構造１０内における、第１の防音セル１２と第２の防音セル１４との配置位置にも特に限定はないが、互いに均一に配置されるのが好ましい。
【００３３】
また、図１においては、平面視での、第１の防音セル１２の大きさ、すなわち、第１の貫通孔２２の開口部の大きさと、第２の防音セル１４の大きさ、すなわち、第２の貫通孔２６の開口部の大きさは、同じ大きさとしたがこれに限定はされず、第１の防音セル１２の大きさと第２の防音セル１４の大きさが互いに異なっていてもよい。
また、２以上の第１の防音セル１２を有する場合には、２以上の第１の防音セル１２の大きさは互いに異なっていてもよい。
同様に、２以上の第２の防音セル１４を有する場合には、２以上の第２の防音セル１４の大きさは互いに異なっていてもよい。
製造効率の観点から、全ての貫通孔の大きさは同じであるのが好ましい。
【００３４】
また、２以上の第２の防音セル１４を有する場合には、膜２８の第１固有振動周波数が互いに異なる２種以上の第２の防音セル１４を有する構成としてもよい。
同様に、２以上の第１の防音セル１２を有する場合には、第１の貫通孔２２の開口径や経路長が互いに異なる２種以上の第１の防音セル１２を有する構成としてもよい。
これらの点については後に詳述する。
【００３５】
次に防音構造の各構成要素について説明する。
なお、第１の防音セル１２と第２の防音セル１４とは、膜２８を有するか否か以外は同様の構成を有する。したがって、以下の説明において、第１の枠２０と第２の枠２４、ならびに、第１の貫通孔２２と第２の貫通孔２６とを区別する必要が無い場合には、第１の枠および第２の枠をまとめて枠とし、第１の貫通孔と第２の貫通孔とをまとめて貫通孔とする。
【００３６】
枠は、厚みのある板状部材で環状に囲むように形成され、内部に貫通孔を有する。
枠は、膜に比べて、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。
また、枠の形状は、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、枠が、一部が切断され、不連続な形状であっても良い。枠に小さな切れ目が入っていてもよい。
【００３７】
また、第２の枠２４は、少なくともの一方の側において第２の貫通孔２６を覆うように膜２８を固定するためのもので、この第２の枠２４に固定された膜２８の膜振動の節となるものである。
また、第２の枠２４が、一部が切断され不連続な形状であっても、固定された膜２８の膜振動の節となるものであればよく、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。
【００３８】
また、枠によって形成される貫通孔の形状は、平面形状で、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、枠の貫通孔の両側の開口部の端部は、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。この開放された開口部の少なくとも一方の端部に開口部を覆うように膜２８が枠に固定される。
また、枠のサイズは、平面視のサイズであり、その貫通孔のサイズとして定義できるが、図１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、本発明の防音構造において、枠のサイズは、全ての枠において、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、枠のサイズとして、枠の平均サイズを用いればよい。
【００３９】
このような枠のサイズは、特に制限的ではなく、本発明の防音構造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、換気扇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。
【００４０】
また、詳細は後述するが、第２の防音セル１４の固有振動モードを高周波側に得るためには、第２の枠のサイズを小さくすることが好ましい。
また、第１の枠のサイズは、異物により貫通孔がふさがるのを抑制するために、１μｍ以上であるのが好ましい。
これらの観点から、枠のサイズは、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、枠のサイズは、各枠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。
【００４１】
また、枠の幅（枠を構成する各フレームの幅）及び厚さも、膜２８を確実に抑えるように固定することができ、膜２８を確実に支持できれば、特に制限的ではないが、例えば、枠のサイズに応じて設定することができる。
例えば、枠の幅は、枠のサイズが、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。
枠の幅が、枠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。
【００４２】
また、枠の幅は、枠のサイズが、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。
【００４３】
また、枠の厚さは、枠の振動が影響しないように、１０μｍ以上が好ましく、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、枠の幅及び厚さは、各枠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。
【００４４】
ここで、前述のとおり、第１の枠２０に形成される第１の貫通孔２２の構造、具体的には、開口径および経路長に応じて、第１遮蔽ピーク周波数が定まる。
したがって、第１の枠２０の厚さは、枠のサイズや上述した防音対象物に応じて、任意の第１遮蔽ピーク周波数となるように厚さを設定すればよい。
【００４５】
また、第１の枠の厚さと第２の枠の厚さとは異なっていてもよい。
例えば、図５Ａに示す防音構造１０ｅのように、第１の防音セル１２ｂの第１の枠２０ｂの厚さが、第２の防音セル１４の第２の枠２４の厚さよりも厚い構成としてもよい。第１の枠２０ｂの厚さを調整して第１の枠２０ｂの第１の貫通孔２２ｂの経路長を調整することで、第１の防音セル１２ｂによる位相進みの量を調整して、第１遮蔽ピーク周波数を所望の周波数に定めることができる。
【００４６】
また、第１の枠の第１の貫通孔の形状は、直管形状には限定はされず、第１の貫通孔の形状を適宜設定することで、第１遮蔽ピーク周波数を所望の周波数に定める構成としてもよい。
例えば、図５Ｂに示す防音構造１０ｆにおいては、第１の防音セル１２ｃを構成する第１の枠２０ｃの第１の貫通孔２２ｃは、中心軸方向において、Ｓ字状に何度も折れ曲がった形状を有する。
第１の貫通孔２２ｃの形状をこのような形状とすることで、透過する音波の経路長を長くして、第１の防音セル１２ｂによる位相進みの量を調整して、第１遮蔽ピーク周波数を所望の周波数に定めることができる。
【００４７】
また、図５Ｃに示す防音構造１０ｇのように、第１の防音セル１２ｄを構成する第１の枠２０ｄに、第１の貫通孔２２ｄの中心軸方向に直交する方向に延在する整流板３４を１以上設ける構成として、音波の経路長を長くする構成としてもよい。
【００４８】
また、防音構造は、このような第１の貫通孔における開口径や音波の経路長が異なる２種以上の第１の防音セルを有する構成としてもよい。
【００４９】
ここで、上述のとおり、本発明の防音構造の枠の数、即ち防音セルの数は、特に制限的ではなく、本発明の防音構造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、上述した枠のサイズが、上述した防音対象物応じて設定されているので、枠の数は、枠のサイズに応じて設定すればよい。
例えば、枠の数は、機器内騒音遮蔽の場合には、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。
【００５０】
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、複数の防音セルを組み合わせた枠体で遮蔽する必要があることが多く、また、一方で防音セルを増やしすぎることで、枠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の個数を自由に選ぶことができる。
【００５１】
枠の材料、即ち枠体の材料は、膜を支持でき、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、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、これらの枠の材料の複数種を組み合わせて用いてもよい。
【００５２】
膜２８は、第２の枠２４の第２の貫通孔２６を覆って、第２の枠２４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２８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２８は、第２の枠２４を節として膜振動する必要があるので、第２の枠２４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２８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２８の形状は、第２の枠２４の第２の貫通孔２６の形状であり、また、膜２８のサイズは、第２の枠２４のサイズ、より詳細には、第２の枠２４の第２の貫通孔２６のサイズであるということができる。
【００５３】
ここで、前述のとおり、第２の防音セル１４の第２の枠２４に固定された膜２８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、例えば０ｄＢとなる第１固有振動周波数を持つものである。本発明においては、この第１固有振動周波数は、第２の枠２４及び膜２８からなる構造によって決まる。
ここで、第２の枠２４及び膜２８からなる構造における、即ち第２の枠２４に抑えられるように固定された膜２８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。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。
【００５４】
また、前述のとおり、本発明においては、膜を有さない第１の防音セルを透過する音波と、第２の防音セルを透過する音波のうち、第１固有振動周波数よりも低周波の音波との間に位相差が生じ互いに打ち消しあうことで、第１固有振動周波数より低周波側で防音することが可能となる。
【００５５】
このため、防音構造において、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、第２の防音セル１４の膜２８の固有振動モードをできるだけ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２８を厚くすることが好ましく、膜２８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、第２の枠２４のサイズ、したがって、膜２８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。
【００５６】
そこで、本発明の防音構造１０は剛性則に従うものであり、第２の枠２４に固定された膜２８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２８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。
【００５７】
また、膜２８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２８の厚さは、本発明では、第２の枠２４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２８の厚さは、第２の枠２４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２８の厚さは、第２の枠２４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２８の厚みは、１つの膜２８で厚みが異なる場合、又は各膜２８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。
【００５８】
ここで、本発明の防音構造１０において、第２の枠２４及び膜２８からなる構造における膜２８の第１固有振動周波数は、複数の第２の防音セル１４の第２の枠２４の幾何学的形態、例えば第２の枠２４の形状及び寸法（サイズ）と、複数の膜２８の剛性、例えば膜２８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２８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２８の場合は、膜２８の厚み(ｔ)と第２の枠２４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［ａ２／ｔ］を用いることができ、この比［ａ２／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［ａ２／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。
【００５９】
また、膜２８のヤング率は、膜２８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２８のヤング率は、本発明では、第２の枠２４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２８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。
【００６０】
また、膜２８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／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。
【００６１】
膜２８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２８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２８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。
【００６２】
また、前述のとおり、膜２８は、防音構造１０の枠体３０の複数の第２の枠２４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３２を構成するものであっても良いし、逆に、全ての第２の枠２４を覆うように固定される１枚のシート状の膜体３２によって各第２の枠２４を覆う膜２８を形成しても良い。即ち、複数の膜２８は、複数の枠２４を覆う１枚のシート状の膜体３２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、複数の第２の枠２４の一部を覆うようにシート状の膜体を一部の第２の枠２４に固定して各第２の枠２４を覆う膜２８を形成すると共に、これらのシート状枠体をいくつか用いて複数の第２の枠２４の全体（全ての第２の枠２４）を覆うシート状の膜体３２を構成しても良い。
【００６３】
また、前述のとおり、防音構造は、２以上の第２の防音セル１４を有する場合には、膜２８の第１固有振動周波数が互いに異なる２種以上の第２の防音セル１４を有する構成としてもよい。
すなわち、膜２８の材料、厚さ、あるいは、第２の枠２４のサイズ等を互いに異ならせて、異なる第１固有振動周波数を有する第２の防音セル１４を複数有する構成としてもよい。
【００６４】
例えば、前述の図３に示す防音構造１０ｂ、あるいは、図４に示す防音構造１０ｃは、厚みの異なる膜体３２ａおよび膜体３２ｂのいずれかにより、各第２の防音セル１４ａ、１４ｂの膜２８ａ、２８ｂが構成されている。したがって、膜体３２ａで構成される第２の防音セル１４ａと、膜体３２ｂで構成される第２の防音セル１４ｂとにおける、膜の第１の固有振動周波数は互いに異なる周波数となる。すなわち、第２の防音セル１４ａが透過する音の周波数帯域と、第２の防音セル１４ｂが透過する音の周波数帯域とは、異なる周波数帯域となる。
したがって、第２の防音セル１４ａを透過した音波と第１の防音セル１２を透過した音波とが打ち消しあうことで遮蔽される周波数と、第２の防音セル１４ｂを透過した音波と第１の防音セル１２を透過した音波とが打ち消しあうことで遮蔽される周波数とは互いに異なる周波数となる。
このように、膜２８の第１固有振動周波数が互いに異なる２つの第２の防音セル１４を有する構成とすることにより、２つの第１遮蔽ピーク周波数で音を遮蔽することができ、複数の騒音源からの音をより好適に遮蔽することができる。
【００６５】
また、図１に示す例では、膜２８は、第２の枠２４の第２の貫通孔２６の一方の側の開口を覆うように第２の枠２４に固定される構成としたが、これに限定はされず、膜２８は、第２の貫通孔２６の少なくとも一方の側の開口を覆って固定される構成とすればよい。即ち、膜２８は、第２の枠２４の第２の貫通孔２６の一方の側、又は他方の側、もしくは、図６に示す防音構造１０ｄのように、第２の貫通孔２６の両側の開口を覆うように第２の枠２４に固定されていても良い。すなわち、膜２８を２層設けてもよい。
ここで、防音構造１０の複数の第２の枠２４の第２の貫通孔２６の同じ側に全ての膜２８が設けられていても良いし、一部の膜２８が、複数の第２の枠２４の一部の第２の貫通孔２６の一方の側に一部の膜２８が設けられ、複数の第２の枠２４の残りの一部の第２の貫通孔２６の他方の側には残りの膜２８が設けられていても良いし、更に、第２の枠２４の第２の貫通孔２６一方の側、他方の側、及び両側に設けられた膜が混在していても良い。
また図６に示す例では、膜２８を２層有する構成としたがこれに限定はされず、３層以上有する構成であってもよい。
【００６６】
第２の枠２４への膜２８の固定方法は、特に制限的ではなく、膜２８を第２の枠２４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、接着剤を第２の枠２４の第２の貫通孔２６を囲む表面上に接着剤を塗布し、その上に膜２８載置し、膜２８を接着剤で第２の枠２４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）（ニチバン社製）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、第２の枠２４の第２の貫通孔２６を覆うように配置された膜２８を第２の枠２４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第２の枠２４に固定する方法等を挙げることができる。
【００６７】
ここで、防音構造のサイズは、第１遮蔽ピーク周波数における音の波長以下の大きさであるのが好ましい。この点について、計算機シミュレーションを用いて検討した結果を説明する。
具体的には、図７に示すような音響管２００内に孔２０４の空いた板２０２が配置された構造物における、入射波に対する透過波の位相差（以下、透過位相差という）を有限要素法により算出した。板２０２は剛体として計算した。
本計算モデルは、音響管の直径φと同じサイズの防音構造が平面上に無限に並んだ状態と等しいとみなすことができ、孔２０４が第１の防音セル１２の第１の貫通孔２２、板２０２が第１の貫通孔２２以外の部分（第２の防音セル１４、第１の枠２０）とみなすことができる。
【００６８】
音響管２００の直径φをそれぞれ、２０ｃｍ、１０ｃｍ、５ｃｍとして、周波数（対数表示）と透過位相差との関係を算出したグラフを図８Ａ〜図８Ｃに示す。なお、板２０２の厚さは１ｍｍとし、孔２０４の径は音響管２００の直径φの１０％とし、音速は３４５ｍ／ｓとした。
【００６９】
図８Ａ〜図８Ｃからわかるように、音響管２００の直径φよりも波長が大きくなる周波数で透過位相差が大きく乱れ始めることがわかる。すなわち、図８Ａにおいては、波長が２０ｃｍとなる約１７２５Ｈｚ以上から透過位相差が乱れ、図８Ｂにおいては、波長が１０ｃｍとなる約３４５０Ｈｚ以上から透過位相差が乱れ、図８Ｃにおいては、波長が５ｃｍとなる約６９００Ｈｚ以上から透過位相差が乱れ始めることがわかる。
【００７０】
前述のとおり、本発明の防音構造は、第１の防音セルを透過する音波と、第２の防音セルを透過する音波との位相差を制御することで高い遮音特性を発現するものである。そのため、上記のような位相の乱れが生じると、第１遮蔽ピーク周波数を制御することができず、所望の遮音特性を発現するのが困難になる。
したがって、防音構造のサイズは、第１遮蔽ピーク周波数における音の波長以下の大きさであるのが好ましい。
【００７１】
また、上記の結果から、可聴域２０Ｈｚ〜２００００Ｈｚ内で、ウレタン等の吸音部材で防音が困難な１０００Ｈｚ以下の領域の所望の周波数において、位相進みを生じさせるには、防音構造が１０００Ｈｚの音波の波長３４．５ｃｍよりも小さい必要があることがわかる。
そこで、音響管２００の直径φを３０ｃｍとして、板２０２の厚さと孔２０４の直径とを種々変更して、計算機シミュレーションを用いて検討した結果を説明する。
計算結果を図９Ａ〜図９Ｆおよび図１０Ａ〜図１０Ｆに示す。
【００７２】
図９Ａ〜図９Ｆはそれぞれ、板２０２の厚さを１ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、２５ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍとした場合の周波数と透過位相差との関係を表すグラフであり、孔２０４の直径を、２２０ｍｍ、２３０ｍｍ、２４０ｍｍのそれぞれで計算を行った結果を示すものである。
また、図１０Ａ〜図１０Ｆはそれぞれ、板２０２の厚さを１ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、２５ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍとした場合の周波数と透過位相差との関係を表すグラフであり、孔２０４の直径を、１５０ｍｍ、１６０ｍｍ、１７０ｍｍ、１８０ｍｍのそれぞれで計算を行った結果を示すものである。
【００７３】
図９Ａ〜図９Ｆおよび図１０Ａ〜図１０Ｆに示す計算結果より、上記防音構造のサイズ（音響管２００の直径φ）および板２０２の厚さの場合に、２０°以上の位相進みをもたらすためには、孔２０４の直径（すなわち、第１の貫通孔２２の開口径）が２３０ｍｍ未満であることが必要であり、５５°以上の位相進みをもたらすためには孔２０４の直径が１７０ｍｍ未満であることが必要となることがわかる。
【００７４】
同様に、可聴域２０Ｈｚ〜２００００Ｈｚ内で、人間の聴覚感度が最も高い３０００Ｈｚ近傍以下の領域の所望の周波数において、２０°以上の位相進みを生じさせるためには、防音構造が３０００Ｈｚの音波の波長１１．５ｃｍよりも小さい必要がある。
そこで、音響管２００の直径φを１０ｃｍとして、板２０２の厚さと孔２０４の直径とを種々変更して、上述の計算機シミュレーションと同様のシミュレーションを行ったところ、２０°以上の位相進みをもたらすためには、孔２０４の直径が７４ｍｍ未満であることが必要であり、５５°以上の位相進みをもたらすためには孔２０４の直径が５６ｍｍ未満であることが必要となることがわかった。
【００７５】
さらに、可聴域２０Ｈｚ〜２００００Ｈｚ内で、１００００Ｈｚ近傍以下の領域の所望の周波数において、２０°以上の位相進みを生じさせるためには、防音構造が１００００Ｈｚの音波の波長３．４５ｃｍよりも小さい必要がある。
そこで、音響管２００の直径φを３ｃｍとして、板２０２の厚さと孔２０４の直径とを種々変更して、上述の計算機シミュレーションと同様のシミュレーションを行ったところ、２０°以上の位相進みをもたらすためには、孔２０４の直径が２１ｍｍ未満であることが必要であり、５５°以上の位相進みをもたらすためには孔２０４の直径が１４ｍｍ未満であることが必要となることがわかった。
このように、防音構造のサイズを、遮蔽したい周波数における音の波長以下の大きさとすることで、より好適に遮音することが可能となることがわかる。
【００７６】
また、本発明の防音構造においては、第１の防音セル１２の第１の貫通孔２２の内部に吸音材や吸臭材等を配置してもよい。
図１１に示す防音構造１０ｈは、１６個の貫通孔を有する枠体３０とこの貫通孔のうち１３個の貫通孔を覆う膜体３２とにより構成される、３つの第１の防音セル１２と、１３個の第２の防音セル１４とを有するものである。３つの第１の防音セル１２の第１の貫通孔２２内にはそれぞれ、吸音材３６が配置されている。なお、図示例においては、吸音材３６は、第１の貫通孔２２を全面的に塞がないように配置される。
吸音材３６を配置することで、吸音材３６による吸音効果により、遮音特性をより向上できる。
吸音材３６としては、特に限定はなく、ウレタン板、不織布等の種々の公知の吸音材が利用可能である。
【００７７】
図１２に示す防音構造１０ｉは、防音構造１０ｈと同様に、３つの第１の防音セル１２と、１３個の第２の防音セル１４とを有するものである。防音構造１０ｉにおいては、３つの第１の防音セル１２の第１の貫通孔２２内にはそれぞれ、吸臭材３８が配置されている。図示例においては、吸臭材３８は、第１の枠２０の内側に沿って配置されて、第１の貫通孔２２を全面的に塞がないように配置される。
吸臭材３８を配置することで、防音対象物（騒音源）が臭いを発生する場合に、吸臭材３８による吸臭効果により、臭いを低減できる。
吸臭材３８としては、特に限定はなく、活性炭を配合された消臭シート（例えば、セミア消臭シート：旭化成せんい株式会社製）、触媒を用いた消臭シート（例えば、ダイノックフィルム：３Ｍ社製）等の種々の公知の吸臭材が利用可能である。
【００７８】
また、本発明の防音構造においては、第１の防音セル１２の第１の貫通孔２２は、音が音響波として通ることのできる部材で覆われていてもよい。
本発明の防音構造における防音は、音が振動でなく音響波として透過できる貫通孔と膜振動として音が通過する膜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孔が、音が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部材の代表的な例としては、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、これによって第１の貫通孔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。
【００７９】
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、特にその形状には異存しないし、制限されない。
また、網全体のサイズは、第１の防音セル１２の第１の貫通孔２２を覆う大きさであればよく、枠体全体を覆う大きさであってもよい。
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(東洋紡株式会社製)、ドットエアー(東レ株式会社製)などが挙げられる。本発明では、第１の貫通孔を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、孔部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。
【００８０】
次に、本発明の防音構造の製造方法の一例を説明する。
まず、複数、例えば２２５の貫通孔を有する枠体３０と、枠体３０の全ての貫通孔を覆うシート状の膜体３２を準備する。
次に、枠体３０の全ての枠（フレーム部）にシート状の膜体３２を接着剤によって固定し、全ての貫通孔をそれぞれ覆う膜２８を形成して、第２の枠２４と膜２８とからなる構造を持つ第２の防音セル１４を複数構成する。
次いで、複数の第２の防音セル１４のうち所定の位置の防音セルにおいて、レーザ加工などのエネルギを吸収する加工方法、もしくはカッターなどの物理的接触による機械加工方法によって膜２８を除去して、貫通孔を露出させることで、第１の防音セル１２を形成する。
こうして、本発明の防音構造１０を製造することができる。
【００８１】
次に、本発明の防音構造を利用する機器について説明する。
前述のとおり、本発明の防音構造が防音のために適用される防音対象物としては、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、換気扇等の一般家庭用機器、あるいは、パーティション等が挙げられる。
【００８２】
一例として、図１３に示すプロジェクター１０２は、本体内部の電源等の冷却のためにファン（図示せず）を有しており、このファンの排気（排熱）部に配置されるルーバー１００として、本発明の防音構造が利用されている。
このように、ファンを有する各種機器において、ルーバーとして本発明の防音構造を利用することで、通気性を確保して、電源等の冷却も適切に行いつつ、ファンから発生する音を好適に遮蔽することができる。
【００８３】
また、図１４に示すパーティション１１０は、主に屋内で空間を間仕切りする衝立であり、図に示すように、全面が、本発明の防音構造により構成されている。
このように、本発明の防音構造をパーティションとして用いることにより、間仕切りした空間の間で音を好適に遮蔽することができる。また、特に可動式のパーティションの場合、薄く軽い本発明の構造は、持ち運び容易なためメリットが大きい。
【００８４】
また、本発明の防音構造を、上記のような防音対象物の防音に用いる際には、複数の防音構造を組み合わせて用いてもよい。例えば、複数の防音構造を、防音セルが配列される面方向に２次元的に配列して用いてもよい。
また、複数の防音構造を用いる際には、同じ第１遮蔽ピーク周波数を有する複数の防音構造を用いてもよいし、互いに異なる第１遮蔽ピーク周波数を有する複数の防音構造を用いてもよい。
【００８５】
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。
［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。
【００８６】
［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。
【００８７】
［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。
【００８８】
［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。
【００８９】
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、本発明のように、第２の防音セル１４の第２の枠２４の第２の貫通孔２６の開口面は、膜２８によって覆われているが、第１の防音セル１２の第１の枠２０の第１の貫通孔２２の開口面は、膜に覆われておらず、開放されたままであるので、図１９、及び図２０にそれぞれ示す防音部材４０ａ、及び４０ｂのように、膜２８上に設けられたカバー４２にも孔４４を空けて、膜２８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。
【００９０】
［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。上記のゴミの場合と同様に、図１９、及び図２０にそれぞれ示す防音部材４０ａ、及び４０ｂのように、膜２８上に設けられたカバー４２にも孔４４を空けて、膜２８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。
【００９１】
［ユニットセルの組合せ］
図１〜図６および図１１〜図１２に示す本発明の防音構造１０、及び１０ａ〜１０ｉは、複数の枠２４が連続した１つの枠体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つの枠のみの単位ユニットセルとしての第１防音セル、および１つの枠とそれに取り付けられた１枚の膜とを持つ単位ユニットセルとしての第２の防音セルからなるものであっても良い。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のみを持つ第１防音セル、および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第２の防音セルからなるであっても良く、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。
【００９２】
［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２１に示すように、防音部材４０ｃの枠体の外側の第２の枠２４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２２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。
なお、図２１〜図３１に示す例では、説明の簡略化のために、防音セルとして、第２の枠２４と、その第２の貫通孔２６の開口面を覆う膜２８とを有する第２の防音セル１４を用いて説明するので、第１の貫通孔２２を持つ第１の枠２０を有する第１の防音セル１２を図示していないが、複数の第２の防音セル１４の中に、第１の防音セル１２が含まれているのは、勿論である。
【００９３】
また、共鳴周波数の異なる各防音セル、例えば図２３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２４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２３に示す脱着機構５０と、図２４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。
【００９４】
［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２５に示す防音セル５４の枠５６に対して、図２６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２７に示す防音セル５８の枠６０に対して、図２８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。
【００９５】
また、例えば、図２９〜図３１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２９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２９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３０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３１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。
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。
【００９６】
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。
【実施例】
【００９７】
以下、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が、本発明はこれらに限定されるものではない。【００９８】
［実施例１］
実施例１として、図１に示すような、１つの第１の防音セル１２と１５個の第２の防音セル１４とを有する防音構造１０を作製した。
具体的には、防音構造１０は、１５mm角の貫通孔が４×４の格子状に１６個空けられた、アルミニウム製の枠体３０に、膜体３２として厚さ５０μｍのＰＥＴフィルム（東レ株式会社製  ルミラー）を貼り付けられており、ＰＥＴフィルムの、１つの貫通孔に対応する領域が切り取られた構造を有する。
ＰＥＴフィルムを切り取る領域（すなわち、第１の防音セル１２の位置）は、内側の貫通孔のうちの１つとした。また、膜の切り取りはカッターを用いて行った。
枠体３０の厚さは、１８ｍｍとし、枠の幅は、２ｍｍとした。
また、枠体３０と膜体３２とは両面テープで貼り付けた。【００９９】
［実施例２］
第１の防音セル１２の数を２つとした以外は、実施例１と同様にして防音構造１０を作製した。
第１の防音セル１２の位置は、内側の防音セルのうちの対角線上の２つとした。【０１００】
［実施例３］
第１の防音セル１２の数を３つとした以外は、実施例１と同様にして防音構造１０を作製した。
第１の防音セル１２の位置は、内側の防音セルのうちの３つとした。【０１０１】
［比較例１］
第１の防音セルを設けない構成とし、全ての防音セルの貫通孔が膜体で覆われる構成とした以外は、実施例１と同様にして防音構造を作製した。【０１０２】
［評価］
作製した実施例１〜３および比較例１の防音構造について、音響特性を測定した。
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。
各実施例および比較例１の防音構造を音響管の測定部位に配置し、１０Ｈｚ〜４００００Ｈｚの範囲で音響透過損失測定を行った。この測定範囲は音響管の直径やマイク間距離を複数組み合わせて測定を行ったものである。一般にマイク間距離が大きいほど低周波は測定ノイズが小さくなり、一方で、高周波側で波長／２よりマイク間の間隔が長くなると原理上測定ができなくなる。よって、マイク間距離を変えながら複数回測定した。また、音響管が太いことで、高周波側で高次モードの影響で測定ができなくなるため、音響管の径も複数種類使用して測定を行った。【０１０３】
透過損失の測定結果を図１５に示す。
図１５に示す結果から明らかなように、第１の防音セルを有しない比較例１は、６５０Ｈｚ近傍に第２の防音セルによる第１固有振動の透過損失の谷が存在しており、この第１固有振動周波数よりも低周波側では、剛性則による遮蔽、高周波側では質量則による遮蔽が存在するが、透過損失は大きくなく、遮音特性は十分でないことがわかる。【０１０４】
これに対して、本発明である実施例１〜３は、第２の防音セルによる第１固有振動周波数よりも低周波側に、第１遮蔽ピーク周波数が存在することがわかる。したがって、任意の狙った周波数成分を極めて強く遮蔽することができる。
また、実施例１〜３の対比から、第２の防音セルの数を変えることで、第１遮蔽ピーク周波数を調整できることがわかる。その際、第２の防音セルの数によって、第１遮蔽ピーク周波数の値が極端に変わることはないため、ロバスト性が高く、製造適性に優れることがわかる。【０１０５】
［実施例４］
次に、実施例４として、図３に示すような２種の第２の防音セル１４ａ、１４ｂを有する防音構造１０ｂを作製し、音響特性を測定した。
具体的には、厚さの異なる２種の膜体３２ａ、３２ｂを用いた以外は、実施例１と同様とした。
膜体３２ａは厚さ５０μｍのＰＥＴフィルムとし、図３中、右半分の、第１の防音セル１２となる貫通孔以外の７つの貫通孔を覆い、７つの第２の防音セル１４ａを構成する。一方、膜体３２ｂは厚さ１００μｍのＰＥＴフィルムとし、図３中、左半分の８つの貫通孔を覆い、８つの第２の防音セル１４ｂを構成する。【０１０６】
作製した実施例４の防音構造について、上記と同様の方法で音響特性を測定した。測定結果を図１６に示す。
図１６に示すように、第２の防音セルの膜の厚さを異ならせて、第１固有振動周波数が異なる２種の第２の防音セルを設けることで、それぞれの第１固有振動周波数よりも低周波側に、第１の防音セルの第１の貫通孔に起因する２つの第１遮蔽ピークが存在することがわかる。
このように、膜の第１固有振動周波数が異なる、２種以上の第２の防音セルを有することで、複数の遮蔽ピークを得ることが可能となり好ましい。【０１０７】
［実施例５、６］
次に、実施例５として、図６に示すような、枠体３０の両面に膜体３２を配置した防音構造１０ｄを作製し、音響特性を測定した。
具体的には、膜体３２であるＰＥＴフィルムの厚さを１００μｍとし、膜体３２を枠体３０の両面に貼り付けて、両ＰＥＴフィルムの１つの貫通孔に対応する領域を切り取って１つの第１の防音セルを設けた以外は実施例１と同様とした。【０１０８】
また、実施例５との対比のため、実施例６として、膜体３２を枠体３０の一方の面に設ける構成とした以外は実施例５と同様にして、すなわち、ＰＥＴフィルムの厚さを１００μｍとした以外は実施例１と同様にして防音構造を作製し、音響特性を測定した。【０１０９】
作製した実施例５および実施例６の防音構造について、上記と同様の方法で音響特性を測定した。測定結果を図１７に示す。
図１７に示すように、第２の防音セルの膜を両面に設けて２層とした実施例５は、膜が１層の実施例６よりも透過損失が大きい。すなわち、第２の防音セルの膜を多層化することで、遮音特性を向上でき好ましいことがわかる。【０１１０】
［実施例７、８］
次に、実施例７として、図１１に示すような、第１の防音セル１２の第１の貫通孔２２内に吸音材３６が配置された構成の防音構造１０ｈを作製し、音響特性を測定した。
具体的には、膜体３２として、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム（東レ株式会社製  ルミラー）を用い、３つの第１の防音セル１２の第１の貫通孔２２内に、吸音材３６として厚さ２ｍｍのウレタン板を配置した以外は実施例３と同様とした。【０１１１】
また、実施例７との対比のため、実施例８として、吸音材３６を配置しない構成とした以外は実施例７と同様にして、すなわち、ＰＥＴフィルムの厚さを１００μｍとした以外は実施例３と同様にして防音構造を作製し、音響特性を測定した。【０１１２】
作製した実施例７および実施例８の防音構造について、上記と同様の方法で透過損失を測定した。
また、実施例７および実施例８の防音構造の音響（音波のエネルギ）の吸収率を求めた。測定方法は上記測定と同じ４本マイクによる伝達関数法で行い、測定した透過率と反射率から吸収率を求めた。
透過損失および吸収率の測定結果を図１８Ａおよび図１８Ｂに示す。【０１１３】
図１８Ａに示すように、第１の防音セルに吸音材を配置した場合にも、第１固有振動周波数よりも低周波側に、第１遮蔽ピーク周波数が存在することがわかる。
また、図１８Ｂに示すように、吸音材を配置することで、第１遮蔽ピーク周波数より低周波側で吸収率が大きくなっており、吸音特性を高めることができ好ましいことがわかる。【０１１４】
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。
【符号の説明】
【０１１５】
１０、１０ｂ〜１０ｉ  防音構造
１２、１２ｂ〜１２ｄ  第１の防音セル
１４、１４ａ〜１４ｃ  第２の防音セル
２０、２０ｂ〜２０ｄ  第１の枠
２２、２２ｂ〜２２ｄ  第１の貫通孔
２４  第２の枠
２６  第２の貫通孔
２８、２８ａ、２８ｂ  膜
３０  枠体
３２、３２ａ、３２ｂ  膜体
３４  整流板
３６  吸音材
３８  吸臭材
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、６２  防音部材
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ、５４、５８、６４  防音セル
４２  カバー
４４  孔
４６、５０  脱着機構
４８  壁
５２ａ  凸部
５２ｂ  凹部
５６、６０、６６  枠
６８ａ、６８ｂ  板状部材
６８  枠体
１００  ルーバー
１０２  プロジェクター
１１０  パーティション
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１０Ｆ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【国際調査報告】
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