(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上の防音セルを有する防音構造であって、
前記１以上の防音セルの各々は、
貫通孔を有する枠と、
前記枠に固定された膜と、
前記膜に穿孔された１以上の穴からなる開口部と、を備え、
前記枠の貫通孔の両方の端部は、共に閉塞されておらず、
前記防音構造は、前記１以上の防音セルの前記膜の第１固有振動周波数より低周波側に、前記１以上の防音セルの前記開口部に起因して定まり、かつ透過損失が極大となる遮蔽ピーク周波数を有し、前記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１以上の防音セルは、２次元的に配置された複数の防音セルである請求項１に記載の防音構造。
【請求項３】
前記第１固有振動周波数は、前記１以上の防音セルの前記枠の幾何学的形態と、前記１以上の防音セルの前記膜の剛性とによって定まり、
前記遮蔽ピーク周波数は、前記１以上の防音セルの前記開口部の面積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、前記１以上の防音セルの前記枠の形状及び寸法と、前記１以上の防音セルの前記膜の厚さ及び可撓性とによって定まり、
前記遮蔽ピーク周波数は、前記１以上の防音セルの前記開口部の平均面積率に応じて定まるものである請求項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固有振動周波数は、１０Ｈｚ〜１０００００Ｈｚの範囲内に含まれる請求項１〜４のいずれか１項に記載の防音構造。
【請求項６】
前記枠の円相当半径をＲ１（ｍｍ）、前記膜の厚みをｔ１（μｍ）、前記膜のヤング率をＥ１（ＧＰａ）、前記開口部の円相当半径をｒ（μｍ）とする時、下記式（１）で表されるパラメータＡが、０．０７０００以上７５９．１以下である請求項１〜５のいずれか１項に記載の防音構造。
Ａ＝√（Ｅ１）＊（ｔ１１．２）＊（ｌｎ（ｒ）−ｅ）／（Ｒ１２．８）…（１）
ここで、ｅは、ネイピア数を示し、ｌｎ（ｘ）は、ｅを底としたｘの対数である。
【請求項７】
前記枠の円相当半径をＲ２（ｍ）、前記膜の厚みをｔ２（ｍ）、前記膜のヤング率をＥ２（Ｐａ）、前記膜の密度をｄ（ｋｇ／ｍ３）とする時、下記式（２）で表されるパラメータＢが、１５．４７以上２３５０００以下である請求項１〜６のいずれか１項に記載の防音構造。
Ｂ＝ｔ２／Ｒ２２＊√（Ｅ２／ｄ）                      …（２）
【請求項８】
前記１以上の防音セルの前記開口部は、１つの穴で構成される請求項１〜７のいずれか１項に記載の防音構造。
【請求項９】
前記１以上の防音セルの前記開口部は、同一サイズの複数の穴で構成される請求項１〜７のいずれか１項に記載の防音構造。
【請求項１０】
前記１以上の防音セルが、２次元的に配置された複数の防音セルである時、
前記複数の防音セルの前記開口部は、その７０％以上が同一サイズの穴で構成される請求項１〜９のいずれか１項に記載の防音構造。
【請求項１１】
前記１以上の防音セルの前記開口部の前記１以上の穴のサイズは、２μｍ以上である請求項１〜１０のいずれか１項に記載の防音構造。
【請求項１２】
前記１以上の防音セルの前記枠のサイズは、前記遮蔽ピーク周波数に対応する波長サイズ以下である請求項１〜１１のいずれか１項に記載の防音構造。
【請求項１３】
前記１以上の防音セルの前記開口部の前記１以上の穴は、エネルギを吸収する加工方法によって穿孔された穴である請求項１〜１２のいずれか１項に記載の防音構造。
【請求項１４】
前記エネルギを吸収する加工方法は、レーザ加工である請求項１３に記載の防音構造。
【請求項１５】
前記１以上の防音セルの前記開口部の前記１以上の穴は、物理的接触による機械加工方法によって穿孔された穴である請求項１〜１２のいずれか１項に記載の防音構造。
【請求項１６】
前記機械加工方法は、パンチング、又は針加工である請求項１５に記載の防音構造。
【請求項１７】
前記膜は、空気に対して不浸透性である請求項１〜１６のいずれか１項に記載の防音構造。
【請求項１８】
前記防音セルの前記開口部の１つの穴は、前記膜の中心に設けられている請求項１〜１７のいずれか１項に記載の防音構造。
【請求項１９】
前記膜は、可撓性のある弾性材料製である請求項１〜１８のいずれか１項に記載の防音構造。
【請求項２０】
前記１以上の防音セルが、２次元的に配置された複数の防音セルである時、
前記複数の防音セルの複数の前記枠は、２次元的に繋がるように配置された１つの枠体として構成される請求項１〜１９のいずれか１項に記載の防音構造。
【請求項２１】
前記１以上の防音セルが、２次元的に配置された複数の防音セルである時、
前記複数の防音セルの複数の前記膜は、前記複数の防音セルの複数の前記枠を覆う１枚のシート状の膜体によって構成される請求項１〜２０のいずれか１項に記載の防音構造。
【請求項２２】
請求項１〜２１のいずれか１項に記載の防音構造を製造するに際し、
前記１以上の防音セルの前記開口部の前記１以上の穴を、各防音セルの前記膜に、エネルギを吸収する加工方法、又は物理的接触による機械加工方法によって穿孔したことを特徴とする防音構造の製造方法。
【請求項２３】
前記エネルギを吸収する加工方法は、レーザ加工であり、
前記機械加工方法は、パンチング、又は針加工である請求項２２に記載の防音構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防音構造、及び防音構造の製造方法に係り、詳しくは、枠と、枠に固定された膜と、膜に穿孔された１以上の穴からなる開口部とを有する防音セルが１つ、又は２次元的に配置された複数からなり、ターゲットとなる周波数の音を選択的に強く遮蔽するための防音構造、及びこのような防音構造を製造するための防音構造の製造方法に関する。
【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）。この吸音体は裏面における開口が施工面で閉じられて用いられる（段落［００１８］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、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防音構造の製造方法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】
上記目的を達成するために、本発明の防音構造は、１以上の防音セルを有する防音構造であって、１以上の防音セルの各々は、貫通孔をそれぞれ有する枠と、枠に固定された膜と、膜に穿孔された１以上の穴からなる開口部と、を備え、枠の貫通孔の両方の端部は、共に閉塞されておらず、防音構造は、１以上の防音セルの膜の第１固有振動周波数より低周波側に、１以上の防音セルの開口部に起因して定まり、かつ透過損失が極大となる遮蔽ピーク周波数を有し、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。
【００１０】
ここで、１以上の防音セルは、２次元的に配置された複数の防音セルであることが好ましい。
また、第１固有振動周波数は、１以上の防音セルの枠の幾何学的形態と、１以上の防音セルの膜の剛性とによって定まり、遮蔽ピーク周波数は、１以上の防音セルの開口部の面積に応じて定まるものであることが好ましい。
また、第１固有振動周波数は、１以上の防音セルの枠の形状及び寸法と、１以上の防音セルの膜の厚さ及び可撓性とによって定まり、遮蔽ピーク周波数は、１以上の防音セルの開口部の平均面積率に応じて定まるものであることが好ましい。
また、第１固有振動周波数は、１０Ｈｚ〜１０００００Ｈｚの範囲内に含まれることが好ましい。
【００１１】
また、枠の円相当半径をＲ１（ｍｍ）、膜の厚みをｔ１（μｍ）、膜のヤング率をＥ１（ＧＰａ）、開口部の円相当半径をｒ（μｍ）とする時、下記式（１）で表されるパラメータＡが、０．０７０００以上７５９．１以下であることが好ましい。
Ａ＝√（Ｅ１）＊（ｔ１１．２）＊（ｌｎ（ｒ）−ｅ）／（Ｒ１２．８）…（１）
ここで、ｅは、ネイピア数を示し、ｌｎ（ｘ）は、ｅを底としたｘの対数である。
また、枠の円相当半径をＲ２（ｍ）、膜の厚みをｔ２（ｍ）、膜のヤング率をＥ２（Ｐａ）、膜の密度をｄ（ｋｇ／ｍ３）とする時、下記式（２）で表されるパラメータＢが、１５．４７以上２３５０００以下であることが好ましい。
Ｂ＝ｔ２／Ｒ２２＊√（Ｅ２／ｄ）                              …（２）
【００１２】
また、１以上の防音セルの開口部は、１つの穴で構成されることが好ましい。
また、１以上の防音セルの開口部は、同一サイズの複数の穴で構成されることが好ましい。
また、１以上の防音セルが、２次元的に配置された複数の防音セルである時、複数の防音セルの開口部は、その７０％以上が同一サイズの穴で構成されることが好ましい。
また、１以上の防音セルの開口部の１以上の穴のサイズは、２μｍ以上であることが好ましい。
また、１以上の防音セルの枠の平均サイズは、遮蔽ピーク周波数に対応する波長サイズ以下であることが好ましい。
【００１３】
また、１以上の防音セルの開口部の１以上の穴は、エネルギを吸収する加工方法によって穿孔された穴であることが好ましく、また、エネルギを吸収する加工方法は、レーザ加工であることが好ましい。
また、１以上の防音セルの開口部の１以上の穴は、物理的接触による機械加工方法によって穿孔された穴であることが好ましく、また、機械加工方法は、パンチング、又は針加工であることが好ましい。
【００１４】
また、膜は、空気に対して不浸透性であることが好ましい。
また、防音セルの開口部の１つの穴は、膜の中心に設けられていることが好ましい。
また、膜は、可撓性のある弾性材料製であることが好ましい。
また、１以上の防音セルが、２次元的に配置された複数の防音セルである時、複数の防音セルの複数の枠は、２次元的に繋がるように配置された１つの枠体として構成されるものであることが好ましい。
また、１以上の防音セルが、２次元的に配置された複数の防音セルである時、複数の防音セルの複数の膜は、複数の防音セルの複数の枠を覆う１枚のシート状の膜体によって構成されることが好ましい。
【００１５】
また、上記目的を達成するために、本発明の防音構造の製造方法は、上記防音構造を製造するに際し、１以上の防音セルの開口部の１以上の穴を、各防音セルの膜に、エネルギを吸収する加工方法、又は物理的接触による機械加工方法によって穿孔したことを特徴とする。
また、エネルギを吸収する加工方法は、レーザ加工であり、機械加工方法は、パンチング、又は針加工であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、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、膜構造及び枠の剛性則遮蔽構造の膜部分にごく小さな穴を設けることで任意の狙った周波数成分を極めて強く遮蔽し、即ち反射かつ／又は吸収することができる。
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。
【００１７】
また、本発明によれば、膜に穴をあけるだけで、強い遮音構造を実現することができる。
また、本発明によれば、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、穴が存在することで膜が通気性をもち、すなわち風や熱を通しながら音を遮蔽し、即ち反射かつ／又は吸収する構造を実現できる。
また、本発明によれば、レーザ加工、及びパンチ穴加工により、高速かつ容易に膜に穴をあけることができるために、製造適性を有する。
また、本発明によれば、穴の位置や形状に遮音特性がほとんど依存しないため、製造において安定性が高いという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る防音構造の一例を模式的に示す平面図である。
【図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】本発明の他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る。
【図４】本発明の他の実施形態に係る防音構造の一例を模式的に示す平面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る防音構造の一例を模式的に示す平面図である。
【図６】本発明の実施例１の防音構造の周波数に対する透過損失で表される遮音特性を示すグラフである。
【図７】比較例１の防音構造の遮音特性を示すグラフである。
【図８】本発明の実施例１０の防音構造の遮音特性を示すグラフである。
【図９】本発明の実施例２１の防音構造の遮音特性を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施例５及び２３の防音構造の遮音特性を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施例３８の防音構造の遮音特性を示すグラフである。
【図１２】本発明の防音構造のパラメータＡに対する遮蔽周波数を示すグラフである。
【図１３】本発明の防音構造のパラメータＢに対する第１固有振動周波数を示すグラフである。
【図１４】比較例２の防音構造の遮音特性を示すグラフである。
【図１５】本発明の実施例１６の防音構造の吸収特性を示すグラフである。
【図１６】実施例１６の防音構造の穴を開ける前の参考防音構造の吸収特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明に係る防音構造、及び防音構造の製造方法を添付の図面に示す好適実施形態を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る防音構造の一例を模式的に示す平面図であり、図２は、図１に示す防音構造のII−II線で切断した模式的な断面図である。図３〜図５は、それぞれ本発明の他の実施形態に係る防音構造の一例を模式的に示す平面図である。
【００２０】
図１及び図２に示す本発明の防音構造１０は、貫通孔１２をそれぞれ有し、２次元的に配置された複数、図示例では１６個の枠１４を形成する枠体１６と、それぞれの枠１４の貫通孔１２を覆うようにそれぞれの枠１４に固定される、複数、図示例では１６個の膜１８を形成するシート状の膜体２０と、それぞれの枠１４内の膜１８に貫通するように穿孔された１以上、図示例では１個の穴２２からなる複数、図示例では１６の開口部２４とを有する。
防音構造１０において、１つの枠１４と、この枠１４に固定された膜１８と、この膜１８に設けられた開口部２４とは、１つの防音セル２６を構成する。このため、本発明の防音構造１０は、複数、図示例では、１６個の防音セル２６によって構成される。
図示例の防音構造１０は、複数の防音セル２６によって構成されるものであるが、本発明はこれに限定されず、１つの枠１４と、１つの膜１８と、１つの開口部２４とからなる１つの防音セル２６によって構成されるものであっても良い。
【００２１】
枠１４は、厚みのある板状部材１５で環状に囲むように形成され、内部に貫通孔１２を有し、少なくともの一方の側において貫通孔１２を覆うように膜１８を固定するためのもので、この枠１４に固定された膜１８の膜振動の節となるものである。したがって、枠１４は、膜１８に比べて、剛性が高く、具体的には、単位面積当たりの質量及び剛性は、共に高い必要がある。
枠１４の形状は、膜１８の全外周を抑えることができるように膜１８を固定できる閉じた連続した形状であることが好ましいが、本発明は、これに限定されず、枠１４が、これに固定された膜１８の膜振動の節となるものであれば、一部が切断され、不連続な形状であっても良い。即ち、枠１４の役割は、膜１８を固定して膜振動を制御することにあるため、枠１４に小さな切れ目が入っていても、極わずかに接着していない部位が存在していても効果を発揮する。
【００２２】
また、枠１４によって形成される貫通孔１２の幾何学形態は、平面形状であって、図１に示す例では正方形であるが、本発明においては、特に制限的ではなく、例えば、長方形、ひし形、又は平行四辺形等の他の四角形、正三角形、２等辺三角形、又は直角三角形等の三角形、正五角形、又は正六角形等の正多角形を含む多角形、図３に示すような円形、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。
また、枠１４のサイズは、平面視のサイズであり、その貫通孔１２のサイズとして定義できるが、図１、図４及び図５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１０において、枠１４のサイズは、全ての枠１４において、一定であっても良いが、異なるサイズ（形状が異なる場合も含む）の枠が含まれていても良く、この場合には、枠１４のサイズとして、枠１４の平均サイズを用いればよい。
【００２３】
このような枠１４のサイズは、特に制限的ではなく、本発明の防音構造１０が防音のために適用される防音対象物、例えば、複写機、送風機、空調機器、換気扇、ポンプ類、発電機、ダクト、その他にも塗布機や回転機、搬送機など音を発する様々な種類の製造機器等の産業用機器、自動車、電車、航空機等の輸送用機器、冷蔵庫、洗濯機、乾燥機、テレビジョン、コピー機、電子レンジ、ゲーム機、エアコン、扇風機、ＰＣ、掃除機、空気清浄機等の一般家庭用機器などに応じて設定すればよい。
また、この防音構造１０自体をパーティションのように用いて、複数の騒音源からの音を遮る用途に用いることもできる。この場合も、枠１４のサイズは対象となる騒音の周波数から選択することができる。
【００２４】
なお、詳細は後述するが、枠１４及び膜１８からなる構造の固有振動モードを高周波側に得るために、枠１４のサイズを小さくすることが好ましい。
また、枠１４の平均サイズは、詳細は後述するが、膜１８に設けられる穴からなる開口部２４による防音セル２６の遮蔽ピークにおける回折による音の漏れを防止するために、後述する遮蔽ピーク周波数に対応する波長サイズ以下であることが好ましい。
例えば、枠１４のサイズは、０．５ｍｍ〜２００ｍｍであることが好ましく、１ｍｍ〜１００ｍｍであることがより好ましく、２ｍｍ〜３０ｍｍであることが最も好ましい。
なお、枠１４のサイズは、各枠１４で異なるサイズが含まれる場合などは、平均サイズで表すことが好ましい。
【００２５】
また、枠１４の幅及び厚さも、膜１８を確実に抑えるように固定することができ、膜１８を確実に支持できれば、特に制限的ではないが、例えば、枠１４のサイズに応じて設定することができる。
例えば、枠１４の幅は、枠１４のサイズが、０．５ｍｍ〜５０ｍｍの場合には、０．５ｍｍ〜２０ｍｍであることが好ましく、０．７ｍｍ〜１０ｍｍであることがより好ましく、１ｍｍ〜５ｍｍであることが最も好ましい。
枠１４の幅が、枠１４のサイズに対して比率が大きくなりすぎると、全体に占める枠１４の部分の面積率が大きくなり、デバイスが重くなる懸念がある。一方、上記比率が小さくなりすぎると、その枠１４部分において接着剤などによって膜を強く固定することが難しくなってくる。
【００２６】
また、枠１４の幅は、枠１４のサイズが、５０ｍｍ超、２００ｍｍ以下の場合には、１ｍｍ〜１００ｍｍであることが好ましく、３ｍｍ〜５０ｍｍであることがより好ましく、５ｍｍ〜２０ｍｍであることが最も好ましい。
また、枠１４の厚さは、０．５ｍｍ〜２００ｍｍであることが好ましく、０．７ｍｍ〜１００ｍｍであることがより好ましく、１ｍｍ〜５０ｍｍであることが最も好ましい。
なお、枠１４の幅及び厚さは、各枠１４で異なる幅及び厚さが含まれる場合などは、それぞれ平均幅及び平均厚さで表すことが好ましい。
【００２７】
なお、本発明においては、複数、即ち２以上の枠１４は、２次元的に繋がるように配置された枠体１６として構成されることが好ましい。
ここで、本発明の防音構造１０の枠１４の数、即ち図示例では、枠体１６を構成する枠１４の数も、特に制限的ではなく、本発明の防音構造１０の上述した防音対象物に応じて設定すればよい。もしくは、上述した枠１４のサイズは、上述した防音対象物応じて設定されているので、枠１４の数は、枠１４のサイズのサイズに応じて設定すればよい。
例えば、枠１４の数は、機器内騒音遮蔽（反射及び／又は吸収）の場合には、１個〜１００００個であることが好ましく、２〜５０００であることがより好ましく、４〜１０００であることが最も好ましい。
【００２８】
これは、一般の機器の大きさに対しては、機器のサイズが決まっているために、１つの防音セル２６のサイズを騒音の周波数に適したサイズとするためには、複数の防音セル２６を組み合わせた枠体１６で遮蔽する、即ち反射かつ／又は吸収する必要があることが多く、また、一方で防音セル２６を増やしすぎることで、枠１４の重量分全体重量が大きくなることがあるためである。一方で、大きさに制約のないパーティションのような構造では、必要とされる全体の大きさに合わせて枠１４の個数を自由に選ぶことができる。
なお、１つの防音セル２６は、１つの枠１４を構成単位とするので、本発明の防音構造１０の枠１４の数は、防音セル２６の数ということもできる。
【００２９】
枠１４の材料、即ち枠体１６の材料は、膜１８を支持でき、上述した防音対象物に適用する際に適した強度を持ち、防音対象物の防音環境に対して耐性があれば、特に制限的ではなく、防音対象物及びその防音環境に応じて選択することができる。例えば、枠１４の材料としては、アルミニウム、チタン、マグネシウム、タングステン、鉄、スチール、クロム、クロムモリブデン、ニクロムモリブデン、これらの合金等の金属材料、アクリル樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリアミドイド、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリサルフォン、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、ポリイミド、トリアセチルセルロース等の樹脂材料、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）、カーボンファイバ、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）等を挙げることができる。
また、これらの枠１４の材料の複数種を組み合わせて用いてもよい。
【００３０】
膜１８は、枠１４の内部の貫通孔１２を覆うように枠１４に抑えられるように固定されるもので、外部からの音波に対応して膜振動することにより音波のエネルギを吸収、もしくは反射して防音するものである。そのため、膜１８は、空気に対して不浸透性であることが好ましい。
ところで、膜１８は、枠１４を節として膜振動する必要があるので、枠１４に確実に抑えられるように固定され、膜振動の腹となり、音波のエネルギを吸収、もしくは反射して防音する必要がある。このため、膜１８は、可撓性のある弾性材料製であることが好ましい。
このため、膜１８の形状は、枠１４の貫通孔１２の形状であり、また、膜１８のサイズは、枠１４のサイズ、より詳細には、枠１４の貫通孔１２のサイズであるということができる。
【００３１】
ここで、図６〜図１１に示すように、防音セル２６の枠１４に固定された膜１８は、最も低次の固有振動モードの周波数である共振周波数として、透過損失が最小、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、枠１４及び膜１８からなる構造によって決まるので、図６及び図７に示すように、膜１８に穿孔される穴２２、したがって、開口部２４の有無にかかわらず、略同一の値となることが本発明者らによって見出されている。なお、図６〜図１１は、それぞれ後述する本発明の実施例１、比較例１、本発明の実施例１０、２１、５と２３、及び３８の防音構造の遮音特性を示すグラフであり、周波数に対する透過損失を表わす。
ここで、枠１４及び膜１８からなる構造における、即ち枠１４に抑えられるように固定された膜１８の第１固有振動周波数は、共鳴現象により音波が膜振動を最も揺らすところで、音波はその周波数で大きく透過する固有振動モードの周波数である。
【００３２】
なお、本発明者らの知見にしたがえば、本発明の防音構造１０では、膜１８には穴２２からなる開口部２４を構成する穴２２が貫通穴として穿孔されていることから、第１固有振動周波数よりも低周波側の遮蔽ピーク周波数において透過損失がピーク（極大）となる音波の遮蔽のピークが現れる。また、特に、この貫通する穴２２によって生じる遮蔽のピークより、低周波側に、この貫通穴２２が存在することによる音の吸収の増大が見られる。
したがって、本発明の防音構造１０は、遮蔽ピーク周波数において遮蔽（透過損失）がピーク（極大）となるため、遮蔽ピーク周波数を中心とする一定の周波数帯域の音を選択的に防音することができる。
本発明においては、第１に、音の遮蔽を大きくすることができ、かつ遮蔽のピークをコントロールできるが、更にこれらに加えて、貫通する穴２２の効果により、音（音波のエネルギ）の吸収がより低周波側で現れるという特徴がある。
【００３３】
例えば、図６に示す例では、第１固有振動周波数は、可聴域内の２８２０Ｈｚであり、より低周波側の遮蔽ピーク周波数である１４１２Ｈｚにおいて透過損失がピーク値３５ｄＢとなる遮蔽のピークを示すので、可聴域内の１４１２Ｈｚを中心とする一定の周波数帯域を選択的に遮音することができる。
図８〜図１１に示す各例においても、可聴域内の５６２０Ｈｚ、２８１８Ｈｚ、２８２０Ｈｚ、及び２８２０Ｈｚの第１固有振動周波数に対して、それぞれ低周波側でかつ可聴域内の３１６２Ｈｚ、７０８Ｈｚ、２０００Ｈｚ、及び１２５８Ｈｚの遮蔽ピーク周波数で透過損失が４０、７２、２９と３７、及び７０を示すので、各遮蔽ピーク周波数を中心とする一定の周波数帯域を選択的に遮音することができることを示している。
なお、本発明の防音構造における透過損失（ｄＢ）の測定方法については、後述する。
【００３４】
このため、枠１４及び膜１８からなる構造において、１以上の穴２２からなる開口部２４に依存する遮蔽ピーク周波数を可聴域内の任意の周波数とするためには、できるだけ固有振動モードを高周波側に得ることが重要であり、特に、実用的には重要となる。そのために、膜１８を厚くすることが好ましく、膜１８の材質のヤング率を大きなものとすることが好ましく、さらに、上述のように、枠１４のサイズ、したがって、膜１８のサイズを小さくすることなどが好ましい。即ち、本発明においては、これらの好ましい条件が重要となる。
【００３５】
そこで、本発明の防音構造１０は剛性則に従うものであり、枠１４に固定された膜１８の第１固有振動周波数より小さい周波数で音波の遮蔽を起こすため、膜１８の第１固有振動周波数は、人間の音波の感知域に相当する１０Ｈｚ〜１０００００Ｈｚであることが好ましく、人間の音波の可聴域である２０Ｈｚ〜２００００Ｈｚであることがより好ましく、４０Ｈｚ〜１６０００Ｈｚであることが更により好ましく、１００Ｈｚ〜１２０００Ｈｚであることが最も好ましい。
【００３６】
また、膜１８の厚さは、音波のエネルギを吸収、もしくは反射して防音するために膜振動することができれば、特に制限的ではないが、固有振動モードを高周波側に得るためには厚くすることが好ましい。例えば、膜１８の厚さは、本発明では、枠１４のサイズ、即ち膜のサイズに応じて設定することができる。
例えば、膜１８の厚さは、枠１４のサイズが０．５ｍｍ〜５０ｍｍの場合には、０．００５ｍｍ（５μｍ）〜５ｍｍであることが好ましく、０．００７ｍｍ（７μｍ）〜２ｍｍであることがより好ましく、０．０１ｍｍ（１０μｍ）〜１ｍｍであることが最も好ましい。
また、膜１８の厚さは、枠１４のサイズが、５０ｍｍ超、２００ｍｍ以下の場合には、０．０１ｍｍ（１０μｍ）〜２０ｍｍであることが好ましく、０．０２ｍｍ（２０μｍ）〜１０ｍｍであることがより好ましく、０．０５ｍｍ（５０μｍ）〜５ｍｍであることが最も好ましい。
なお、膜１８の厚みは、１つの膜１８で厚みが異なる場合、又は各膜１８で異なる厚さが含まれる場合などは、平均厚さで表すことが好ましい。
【００３７】
ここで、本発明の防音構造１０において、枠１４及び膜１８からなる構造における膜１８の第１固有振動周波数は、複数の防音セル２６の枠１４の幾何学的形態、例えば枠１４の形状及び寸法（サイズ）と、複数の防音セルの前記膜の剛性、例えば膜の厚さ及び可撓性とによって定めることができる。
なお、膜１８の第１固有振動モードを特徴づけるパラメータとしては、同種材料の膜１８の場合は、膜１８の厚み(ｔ)と枠１４のサイズ（ａ）の２乗との比、例えば、正四角形の場合には一辺の大きさとの比［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。
【００３８】
また、膜１８のヤング率は、膜１８が音波のエネルギを吸収、もしくは反射して防音するために膜振動することができる弾性を有していれば、特に制限的ではないが、固有振動モードを高周波側に得るためには大きくすることが好ましい。例えば、膜１８のヤング率は、本発明では、枠１４のサイズ、即ち膜のサイズに応じて設定することができる。
例えば、膜１８のヤング率は、１０００Ｐａ〜３０００ＧＰａであることが好ましく、１００００Ｐａ〜２０００ＧＰａであることがより好ましく、１ＭＰａ〜１０００ＧＰａであることが最も好ましい。
【００３９】
また、膜１８の密度も、音波のエネルギを吸収、もしくは反射して防音するために膜振動することができるものであれば、特に制限的ではなく、例えば、１０ｋｇ／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。
【００４０】
膜１８の材料は、膜状材料、又は箔状材料にした際に、上述した防音対象物に適用する際に適した強度を持ち、防音対象物の防音環境に対して耐性があり、膜１８が音波のエネルギを吸収、もしくは反射して防音するために膜振動することができるものであれば、特に制限的ではなく、防音対象物及びその防音環境などに応じて選択することができる。例えば、膜１８の材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、アクリル（ＰＭＭＡ）、ポリアミドイド、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリサルフォン、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、ポリイミド、トリアセチルセルロース、ポリ塩化ビニリデン、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、芳香族ポリアミド、シリコーン樹脂、エチレンエチルアクリレート、酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリメチルペンテン、ポリブテン等の膜状にできる樹脂材料、アルミニウム、クロム、チタン、ステンレス、ニッケル、スズ、ニオブ、タンタル、モリブデン、ジルコニウム、金、銀、白金、パラジウム、鉄、銅、パーマロイ等の箔状にできる金属材料、紙、セルロースなどその他繊維状の膜になる材質、不織布、ナノサイズのファイバーを含むフィルム、薄く加工したウレタンやシンサレートなどのポーラス材料、薄膜構造に加工したカーボン材料など、薄い構造を形成できる材質または構造等を挙げることができる。
【００４１】
膜１８は、防音構造１０の枠体１６の複数の枠１４のそれぞれに個々に固定されて全体としてシート状の膜体２０を構成するものであっても良いし、逆に、全ての枠１４を覆うように固定される１枚のシート状の膜体２０によって各枠１４を覆う膜１８を形成しても良い。又は、これらの中間として、複数の枠１４の一部を覆うようにシート状の膜体を一部の枠１４に固定して各枠１４を覆う膜１８を形成すると共に、これらのシート状膜体をいくつか用いて複数の枠１４の全体（全ての枠１４）を覆うシート状の膜体２０を構成しても良い。
【００４２】
また、膜１８は、枠１４の貫通孔１２の少なくとも一方の側の開口を覆うように枠１４に固定される。即ち、膜１８は、枠１４の貫通孔１２の一方の側、又は他方の側、もしくは両側の開口を覆うように枠１４に固定されていても良い。
ここで、防音構造１０の複数の枠１４の貫通孔１２の同じ側に全ての膜１８が設けられていても良いし、一部の膜１８が、複数の枠１４の一部の貫通孔１２の一方の側に一部の膜１８が設けられ、複数の枠１４の残りの一部の貫通孔１２の他方の側には残りの膜１８が設けられていても良いし、更に、枠１４の貫通孔１２一方の側、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。
【００４３】
枠１４への膜１８の固定方法は、特に制限的ではなく、膜１８を枠１４に膜振動の節となるように固定できればどのようなものでも良く、例えば、接着剤を用いる方法、又は物理的な固定具を用いる方法などを挙げることができる。
接着剤を用いる方法は、接着剤を枠１４の貫通孔１２を囲む表面上に接着剤を塗布し、その上に膜１８載置し、膜１８を接着剤で枠１４に固定する。接着剤としては、例えば、エポキシ系接着剤(アラルダイト等)、シアノアクリレート系接着剤(アロンアルフアなど)、アクリル系接着剤等を挙げることができる。
物理的な固定具を用いる方法としては、枠１４の貫通孔１２を覆うように配置された膜１８を枠１４と棒等の固定部材との間に挟み、固定部材をネジやビス等の固定具を用いて枠１４に固定する方法等を挙げることができる。
【００４４】
膜１８には、即ち防音セル２６には、１以上の穴２２からなる開口部２４を有する。
ここで、本発明においては、図６、及び図８〜図１１に示すように、防音構造１０は、膜１８に穿孔された１以上の穴２２からなる開口部２４を有することにより、膜１８の第１固有振動周波数より低周波側に遮蔽がピーク（極大）となる透過損失のピークを有し、この遮蔽（透過損失）がピーク（極大）となる周波数を遮蔽ピーク周波数と呼ぶ。
【００４５】
この遮蔽ピーク周波数は、防音構造１０の防音セル２６の膜１８に主として依存する第１固有振動周波数より低周波側に開口部２４の穴２２に起因して現れるものである。遮蔽ピーク周波数は、枠１４（または膜１８）の大きさに対する開口部２４の大きさ、詳細には、枠１４の貫通孔１２（又は貫通孔１２を覆う膜１８）の面積に対する穴２２の総面積の割合である開口部２４の開口率に応じて決まるものである。
【００４６】
ここで、穴２２は、図４に示すように、防音セル２６の貫通孔１２を覆う膜１８内に１以上穿孔されていれば良い。また、穴２２の穿孔位置は、図１〜図３及び図５に示すように、防音セル２６又は膜１８（以下、防音セル２６で代表する）内の真中であっても良いが、本発明はこれに限定されず、図４に示すように、防音セル２６の真中である必要はなく、どの位置に穿孔されていても良い。
即ち、単に、穴２２の穿孔位置が変わっただけでは、本発明の防音構造１０の遮音特性は変化しない。
【００４７】
また、防音セル２６内の開口部２４を構成する穴２２の数は、図１〜図３及び図５に示すように、１個の防音セル２６に対して、１個であっても良いが、本発明はこれに限定されず、図４に示すように、２個以上（即ち複数）であっても良い。
ここで、本発明の防音構造１０は、通気性の点からは、図１〜図３、及び図５に示すように、各防音セル２６の開口部２４は、１つの穴２２で構成することが好ましい。その理由は、一定の開口率の場合、風としての空気の通り易さは、一つの穴が大きく境界での粘性が大きく働かない場合の方が大きいためである。
【００４８】
一方、１個の防音セル２６内に複数の穴２２がある時は、本発明の防音構造１０の遮音特性は、複数の穴２２の合計面積、即ち開口部２４の面積に対応した遮音特性、即ち、対応する遮蔽ピーク周波数において対応する遮蔽ピークを示す。したがって、図４に示すように、１個の防音セル２６（又は膜１８）内にある複数の穴２２の合計面積である開口部２４の面積が、他の防音セル２６（又は膜１８）内に１個のみ有する穴２２の面積である開口部２４の面積に等しいことが好ましいが、本発明はこれに限定されない。
なお、防音セル２６内の開口部２４の開口率（貫通孔１２を覆う膜１８の面積に対する開口部２４の面積率（全ての穴２２の合計面積の割合））が同一の場合には、単一穴２２と複数穴２２で同様の防音構造１０が得られるため、ある穴２２のサイズに固定しても様々な周波数帯の防音構造を作製することができる。
【００４９】
本発明においては、防音セル２６内の開口部２４の開口率（面積率）は、特に制限的ではなく、選択的に遮音するべき遮音周波数帯域に応じて設定すれば良いが、０．０００００１％〜７０％であるのが好ましく、０．０００００５％〜５０％であるのがより好ましく、０．００００１％〜３０％であるのが好ましい。開口部２４の開口率を上記範囲に設定することにより、選択的に遮音するべき遮音周波数帯域の中心となる遮蔽ピーク周波数及び遮蔽ピークの透過損失を決定することができる。
【００５０】
本発明の防音構造１０は、製造適性の点からは、１つの防音セル２６内には、同一サイズの穴２２を複数個有することが好ましい。即ち、各防音セル２６の開口部２４は、同一サイズの複数の穴２２で構成することが好ましい。
更に、本発明の防音構造１０は、全ての防音セル２６の開口部２４を構成する穴２２を同一サイズの穴とすることが好ましい。
【００５１】
本発明においては、穴２２は、エネルギを吸収する加工方法、例えばレーザ加工によって穿孔されることが好ましく、又は物理的接触による機械加工方法、例えばパンチング、又は針加工によって穿孔されることが好ましい。
このため、１つの防音セル２６内の複数の穴２２、又は、全ての防音セル２６内の１個又は複数個の穴２２を同一サイズとすると、レーザ加工、パンチング、又は針加工で穴をあける場合に、加工装置の設定や加工強度を変えることなく連続して穴をあけることができる。
【００５２】
また、図５に示すように、本発明の防音構造１０においては、防音セル２６（又は膜１８）内の穴２２のサイズ（大きさ）は、各防音セル２６（又は膜１８）毎に異なっていても良い。このように防音セル２６（又は膜１８）毎にサイズの異なる穴２２がある場合には、それらの穴２２の面積を平均した平均面積に対応した遮音特性、即ち、対応する遮蔽ピーク周波数において対応する遮蔽ピークを示す。
また、本発明の防音構造１０の各防音セル２６の開口部２４は、７０％以上が同一サイズの穴で構成されることが好ましい。
【００５３】
開口部２４を構成する穴２２のサイズは、上述した加工方法で適切に穿孔できれば、どのようなサイズでも良く、特に限定されない。
しかしながら、穴２２のサイズは、その下限側では、レーザの絞りの精度等のレーザ加工の加工精度、又はパンチング加工もしくは針加工などの加工精度や加工の容易性などの製造適性の点から、２μｍ以上であることが好ましく、５μｍ以上であることがより好ましく、１０μｍ以上であることが最も好ましい。
なお、これらの穴２２のサイズの上限値は、枠１４のサイズより小さい必要があるので、通常、枠１４のサイズはｍｍオーダであり、穴２２のサイズをμｍオーダに設定しておけば、穴２２のサイズの上限値は、枠１４のサイズを超えることはないが、もし、超えた場合には、穴２２のサイズの上限値を枠１４のサイズ以下に設定すればよい。
【００５４】
ところで、本発明の防音構造１０においては、第１固有振動周波数は、枠１４及び膜１８からなる構造によって定まり、透過損失がピークとなる遮蔽ピーク周波数は、枠１４及び膜１８からなる構造の膜に穿孔された穴２２からなる開口部に依存して定まる。
ここで、本発明者らは、本発明の防音構造１０において、防音セル２６、即ち枠１４の円相当半径をＲ１（ｍｍ）、膜１８の厚みをｔ１（μｍ）、膜１８のヤング率をＥ１（ＧＰａ）、開口部２４の円相当半径をｒ（μｍ）とする時、下記式（１）で表されるパラメータＡと、防音構造１０の遮蔽ピーク振動周波数（Ｈｚ）とは、防音セル２６の円相当半径Ｒ１（ｍｍ）、膜１８の厚みｔ１（μｍ）、膜１８のヤング率Ｅ１（ＧＰａ）、開口部２４の円相当半径ｒ（μｍ）を変化させた時にも、図１２に示すように、略線形な関係にあり、略一次式で表され、２次元座標上で、略同一直線上に乗ることを知見した。なお、パラメータＡは、膜の密度やポアソン比には、略依存しないことも分かった。
Ａ＝√（Ｅ１）＊（ｔ１１．２）＊（ｌｎ（ｒ）−ｅ）／（Ｒ１２．８）…（１）
ここで、ｅは、ネイピア数を示し、ｌｎ（ｘ）は、ｅを底としたｘの対数である。
ここで、防音セル２６内に複数個の開口部２４が存在するとき、円相当半径ｒは複数個の開口部の合計面積から求めるものとする。
【００５５】
なお、図１２は、後述する実施例の実験前の設計段階におけるシミュレーションの結果から得られたものである。
本発明の防音構造１０において、第１固有振動周波数を１０Ｈｚ〜１０００００Ｈｚとする時、遮蔽ピーク振動周波数は、第１固有振動周波数以下の主端数となることから、遮蔽ピーク振動周波数を１０Ｈｚから１０００００Ｈｚまでの間の複数の値に対応するパラメータＡの値を表１に示す。
【００５６】
【表１】
0006043407.tif 000002
【００５７】
表１から明らかなように、パラメータＡは、第１固有振動周波数に対応することから、本発明においては、０．０７０００以上７５９．１以下であることが好ましく、０．１４１０〜１５１．８であることがより好ましく、０．２８２０〜１２１．５であることが更により好ましく、０．７０５０〜９１．０９であることが最も好ましい。
以上のように規格化されたパラメータＡを用いることにより、本発明の防音構造において遮蔽ピーク周波数を決定することができ、遮蔽ピーク周波数を中心とする一定の周波数帯域の音を選択的に遮音することができる。また、逆に、このパラメータＡを用いることにより、選択的に遮音すべき周波数帯域の中心となる遮蔽ピーク周波数を持つ本発明の防音構造を設定することができる。
【００５８】
また、本発明者らは、本発明の防音構造１０において、防音セル２６、即ち枠１４の円相当半径をＲ２（ｍ）、膜１８の厚みをｔ２（ｍ）、膜１８のヤング率をＥ２（Ｐａ）、膜１８の密度をｄ（ｋｇ／ｍ３）とする時、下記式（２）で表されるパラメータＢ（√ｍ）と、防音構造１０の枠１４及び膜１８からなる構造の第１固有振動周波数（Ｈｚ）とは、防音セル２６の円相当半径Ｒ２（ｍ）、膜１８の厚みｔ２（ｍ）、膜１８のヤング率Ｅ２（Ｐａ）、膜１８の密度ｄ（ｋｇ／ｍ３）を変化させた時にも略線形な関係にあり、図１３に示すように、下記式（３）で表される式で表されることを知見した。
Ｂ＝ｔ２／Ｒ２２＊√（Ｅ２／ｄ）                      …（２）
ｙ＝０．７２７８ｘ０．９５６６                            …（３）
ここで、ｙは、第１固有振動周波数（Ｈｚ）であり、ｘは、パラメータＢである。
なお、図１３は、後述する実施例の実験前の設計段階におけるシミュレーションの結果から得られたものである。
【００５９】
以上から、本発明の防音構造１０においては、防音セル２６の円相当半径Ｒ２（ｍ）、膜１８の厚みｔ２（ｍ）、膜１８のヤング率Ｅ２（Ｐａ）、膜１８の密度ｄ（ｋｇ／ｍ３）をパラメータＢ（√ｍ）で規格化することにより、２次元（ｘｙ）座標上において、パラメータＢと防音構造１０の第１固有振動周波数（Ｈｚ）との関係を表わす点は、略一次式と見做せる上記式（３）で表され、全ての点が略同一直線上にあること分かる。なお、Ｒ２とＲ１とは、共に防音セル２６の円相当半径を表わすが、Ｒ２＝１０３×Ｒ１の関係にある。また、ｔ２とｔ１とは、共に膜１８の厚みを表わすが、ｔ２＝１０６×ｔ１の関係にある。また、Ｅ２とＥ１とは、共に膜１８のヤング率を表わすが、Ｅ１＝１０9×Ｅ２の関係にある。
第１固有振動周波数を１０Ｈｚから１０００００Ｈｚまでの間の複数の値に対するパラメータＢの値を表２に示す。
【００６０】
【表２】
0006043407.tif 000003
【００６１】
表２から明らかなように、パラメータＢは、第１固有振動周波数に対応することから、本発明においては、１．５４７×１０（＝１５．４７）以上２．３５０×１０５（２３５０００）以下であることが好ましく、３．１９４×１０（＝３１．９４）〜４．３６９×１０４（４３６９０）であることがより好ましく、６．５９２×１０（＝６５．９２）〜３．４６０×１０４（３４６００）であることが更により好ましく、１．７１８×１０２（＝１７１．８）〜２．５６２×１０４（２５６２０）であることが最も好ましい。
以上のように規格化されたパラメータＢを用いることにより、本発明の防音構造において遮蔽ピーク周波数の高周波側の上限となる第１固有振動周波数を決定することができ、選択的に遮音すべき周波数帯域の中心となる遮蔽ピーク周波数を決めることができる。また、逆に、このパラメータＢを用いることにより、選択的に遮音すべき周波数帯域の中心となる遮蔽ピーク周波数を持つことができる第１固有振動周波数を有する本発明の防音構造を設定することができる。
【００６２】
なお、本発明の防音構造の防音においては、音が振動でなく音響波として透過できる貫通穴２２と、膜振動として音が通過する膜１８との両方が存在していることが重要となる。
よって、音が透過できる貫通穴２２は、音が膜振動ではなく、空気を伝わる音響波として通ることのできる部材で覆われている状態でも、開放されているときと同様に遮音のピークを得ることができる。このような部材は、一般に通気性のある部材となる。
このような通気性のある代表的な部材としては網戸の網があげられる。一例として、NBCメッシュテック社製のアミドロジー３０メッシュ品が挙げられるが、本発明者らは、これによって貫通穴２２を塞いでも得られるスペクトルは変化しないことを確認している。
【００６３】
網は、格子状であっても良いし、三角格子状であっても良く、特にその形状には依存しないし、制限されない。網全体のサイズは、本発明の枠体のサイズよりも大きくても良いし、小さくても良い。また、網のサイズは、膜１８の貫通穴２２を１つ１つ覆うサイズであっても良い。また、網は、その網目がいわゆる虫よけを目的とするサイズの網であっても良いし、もっと細かな砂の進入を防ぐ網でも良い。素材は、合成樹脂からなる網でも良いし、防犯用、電波遮蔽用の針金であっても良い。
また、上述の通気性のある部材は、網戸の網に限定されず、網の他にも、不織布素材、ウレタン素材、シンサレート(３Ｍ社製)、ブレスエアー(東洋紡社製)、ドットエアー(東レ社製)などが挙げられる。本発明では、このような通気性を有する素材で覆うことで、虫や砂が孔から侵入することを防ぐこと、貫通穴２２の部分から中が見える等のプライバシー性を確保すること、及び隠ぺい性を付与することなどができる。
本発明の防音構造は、基本的に以上のように構成される。
【００６４】
本発明の防音構造は、以上のように構成されているため、従来の防音構造において困難であった低周波遮蔽を可能にし、さらに、低周波から１０００Ｈｚを超える周波数まで様々な周波数の騒音に合わせて強く遮音する構造を設計できるという特徴も有する。また、本発明の防音構造は、構造の質量（質量則）によらない遮音原理であるため、従来の防音構造と比較して非常に軽量かつ薄い遮音構造を実現できるために、従来の防音構造では十分な遮音が困難であった防音対象にも適用することができる。
【００６５】
また、本発明の防音構造は、特許文献２に記載の技術のように、錘を必要とせず、膜に穴を設けるだけで製造適性があり遮音材としてロバスト性の高い遮音構造であるという特徴を有する。即ち、本発明の防音構造は、特許文献２に記載の技術に比較して、以下の特徴を有する。
１．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。
２．レーザ加工やパンチ穴により、高速かつ容易に膜に穴をあけることができるために、製造適性を有する。
３．穴の位置や形状に遮音特性がほとんど依存しないため、製造において安定性が高い。
４．穴が存在することで膜が通気性をもつ、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。
【００６６】
本発明の防音構造は、以下のようにして製造される。
まず、複数、例えば２２５の枠１４を有する枠体１６と、枠体１６の全ての枠１４の貫通孔１２を全て覆うシート状の膜体２０を準備する。
次に、枠体１６の全ての枠１４にシート状の膜体２０を接着剤によって固定し、全ての枠１４の貫通孔１２をそれぞれ覆う膜１８を形成して、枠１４と膜１８とからなる構造を持つ複数の防音セルを構成する。
次いで、複数の防音セルの個々の膜１８に、レーザ加工などのエネルギを吸収する加工方法、もしくはパンチング、又は針加工などの物理的接触による機械加工方法によって１個以上の穴２２をそれぞれ穿孔して、各防音セル２６に開口部２４を形成する。
こうして、本発明の防音構造１０を製造することができる。
本発明の防音構造の製造方法は、基本的に以上のように構成される。
【実施例】
【００６７】
本発明の防音構造及び防音構造の製造方法を実施例に基づいて具体的に説明する。
本発明の実施例を製造して音響特性を測定する実験を行う前に防音構造の設計について示す。
この防音構造の系は、膜振動と空気中の音波の相互作用系であるため、音響と振動の連成解析を用いて解析を行った。具体的には、有限要素法の解析ソフトウェアであるＣＯＭＳＯＬｖｅｒ５．０の音響モジュールを用いて設計を行った。まず、固有振動解析によって第１固有振動周波数を求めた。次に、周期構造境界中で周波数スイープによる音響構造連成解析を行って、正面から入射する音波に対する各周波数における透過損失を求めた。
この設計に基づいて、サンプルの形状や材質を決定した。実験結果における遮蔽ピーク周波数とシミュレーションからの予測はよく一致した。
【００６８】
また、音響構造連成解析シミュレーションを行い、遮蔽ピーク周波数と各物性の対応を求めた。パラメータＡとして膜１８の厚みｔ１（μｍ）、枠１４のサイズ（又は半径）Ｒ１（ｍｍ）、膜のヤング率Ｅ１（ＧＰａ）、開口部の円相当半径ｒ（μｍ）を変化させて音波に対する各周波数における透過損失を求め、遮蔽ピーク周波数を求めた。その結果を図１２に示した。本発明者らは、この計算により遮蔽ピーク周波数が√（Ｅ１）＊（ｔ１１．２）＊（ｌｎ（ｒ）−ｅ）／（Ｒ１２．８）に略比例することを見出した。したがって、パラメータＡ＝√（Ｅ１）＊（ｔ１１．２）＊（ｌｎ（ｒ）−ｅ）／（Ｒ１２．８）とおくことで遮蔽ピーク周波数が予測できることが分かった。
【００６９】
また、材料特性や膜厚を自由に変化させることができるシミュレーションの特徴を活かして、第１固有振動周波数と各物性の対応を求めた。パラメータＢとして膜１８の厚みｔ２（ｍ）、枠１４のサイズ（又は半径）Ｒ２（ｍ）、膜のヤング率Ｅ２（Ｐａ）、膜の密度ｄ（ｋｇ／ｍ３）を変化させて固有振動を求めた。その結果を図１３に示した。本発明者らは、この計算により第１固有振動周波数ｆ_resonanceがｔ２／Ｒ２２＊√（Ｅ２／ｄ）に略比例することを見出した。したがって、パラメータＢ＝ｔ２／Ｒ２２＊√（Ｅ２／ｄ）とおくことで固有振動が予測できることが分かった。
【００７０】
（実施例１）
以下に、膜１８のＰＥＴフィルム厚さ５０μｍ（＝５０×１０−６ｍ）、枠１４のサイズ７．５ｍｍ（＝７．５×１０−３ｍ）、サイズ直径２００μｍ（＝２００×１０−６ｍ）の穴２２を持つ実施例１の防音構造の製造方法を示す。
ＰＥＴフィルム（東レ株式会社製  ルミラー）５０μｍ品を膜１８として用いた。枠１４としてはアルミニウム厚み３ｍｍ×幅３ｍｍを用い、枠１４の形状を正方形として、その正方形の貫通孔１２の一辺を７．５ｍｍとして加工を行ったものを用いた。枠構造の貫通孔１２は１５×１５個の合計２２５個を有する。この枠構造をＰＥＴフィルムに対して接着剤で固定し、枠１４と膜１８とからなる枠・膜構造を作製した。
【００７１】
この枠・膜構造の膜１８に穴２２をあける工程は、以下のように行った。
まず、膜１８に黒インクを用いて光吸収を目的とした黒点を描いた。このとき、黒点のサイズをできるだけ開けたい穴サイズに近付けるようにした。
次に、レーザ装置（日亜化学社製レーザーダイオード）の緑色レーザ（３００ｍＷ）をフィルム黒点部に対して照射を行った。
ＰＥＴフィルムの可視光吸収率は十分に小さいため、黒点部のみにレーザが吸収され吸収熱が発生し、最終的に黒点部に穴２２が開いた。光学顕微鏡（ニコン社製ＥＣＬＩＰＳＥ）を用いて穴２２のサイズを測定したところ、円形穴直径２００μｍを枠１４の中央部に得ることができた。これにより、本発明の実施例１の防音構造を製造することができた。
【００７２】
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。実施例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。
【００７３】
透過損失の測定結果を図６に示す。
図１に示す結果から明らかなように、１０００Ｈｚ付近で極めて強い遮蔽が生じていることが分かった。
以下、全ての実施例２〜４２、及び比較例１〜２において測定方法は同じであるため、各実施例及び各比較例のサンプルの作製方法を示した。
製造された実施例１〜４２及び比較例１〜２の各防音構造の枠１４の形状、サイズ及び材質、膜１８の種類、厚み及び第１固有振動周波数、並びに穴２２のサイズ、形状及び個数と、各実施例及び各比較例で得られたスペクトルの最大又は極大の遮蔽ピーク周波数（以下、単に、遮蔽周波数ともいう）、その透過損失、パラメータＡ及びＢの値とを表３〜表５に示す。
【００７４】
（比較例１）
実施例１で作製された枠・膜構造に対して穴をあけずにそのままの枠・膜構造を用いて測定を行った。その結果を表３に示す。また、透過損失の測定結果を図７に示す。一般的な質量則と剛性則による遮音が得られた。この切り替わりが２８２０Ｈｚ付近で起こっており、これは膜の第１固有振動周波数と一致していることが分かる。
(比較例２)
実施例１で用いた膜（ＰＥＴフィルム５０μｍ）に対して、枠をつけることなく穴を７．５ｍｍ間隔であけた。穴の直径は実施例１に合わせて２００μｍとした。その結果を表３に示し、その透過損失の測定結果を図１４に示す。一般的に板に穴があいただけの構造では低周波ほど通りやすく、高周波ほど通りにくい構造となり、本実験でもその特徴が得られている。このとき、第１固有振動周波数も遮蔽のピークもみられない。
表中におけるパラメータＡ、Ｂの計算の際には、枠が存在しないため、枠の半径Ｒは無限大（Ｒ→∞）として計算を行った。
【００７５】
（実施例２〜７）
実施例１と同様にして、枠・膜構造を作製した。レーザ照射時間を変化させることで熱の発生量が変化して、穴２２のサイズを変化させることができることが分かっているので、レーザ照射時間・パワーを最適化することで、ＰＥＴフィルム上に２０μｍ〜２０００μｍまでの所望の穴２２を得ることができた。こうして得られた各実施例の防音構造における遮蔽周波数を含む結果を表３に示す。なお、実施例５の遮音特性を図１０に点線で示す。
【００７６】
（実施例８）
実施例１と同様にして、枠・膜構造を作製した後に、レーザ照射によって穴２２を形成する代わりに、針をフィルムに刺すことで物理的に穴２２を形成した。力を調整することで直径２００μｍの穴２２を得ることができた。こうして得られた実施例８の遮蔽スペクトル（透過損失）は、実施例１と変化なく得られた。その結果を表３に示す。
【００７７】
（実施例９〜１１）
実施例１において用いたＰＥＴフィルムの厚みを５０μｍ品から２０μｍ、１００μｍ、２００μｍ品に変更して、その他は同じ作製手法を用いて穴径２００μｍの防音構造を得た。こうして得られた各実施例の測定結果を表３に示す。
膜厚が増加することで曲げ剛性が増大し、それに伴い固有振動の第一振動モードが高周波にシフトする。それに従って同一穴径における遮蔽周波数も高周波にシフトした。図８に、厚み１００μｍの実施例１０の遮蔽スペクトルを示した。
【００７８】
（実施例１２〜１７）
実施例１の条件で、枠のサイズを変更して、他は同じ条件で防音構造サンプルの作製を行った。正方形の貫通孔１２の一辺を１５ｍｍとして加工を行った。枠１４自体は、厚み３ｍｍ×幅３ｍｍと同じである。この枠体１６の枠１４の貫通孔１２は８×８の合計６４個を有する。実施例１と同じく、レーザで穴２２を加工し、その照射時間とパワーを調節することで異なる穴サイズ（２０，１００、２００、４００、１０００、及び２０００μｍ）の穴２２を得た。こうして得られた実施例１２〜１５の測定結果を表３に示し、実施例１６〜１７の測定結果を表４に示す。
なお、実施例１６の防音構造サンプルの音響（音波のエネルギ）の吸収率を求めた。測定方法は実施例１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。ここで、吸収率は、下記式から求めることができる。その結果を図１５に示す。
吸収率 = １ − 透過率 − 反射率
また、比較のため、実施例１６の防音構造サンプルを作製する途中の穴２２を穿孔する前の穴２２の無い状態の参考防音構造サンプルの音響の吸収率も測定した。その結果を図１６に示す。
【００７９】
（実施例１８〜１９）
同一材料の場合の第１固有振動周波数は、厚みの２乗と正方形の１辺の長さの比が一定であるときにほぼ近い周波数となるので、実施例１と合わせるために枠サイズ１５ｍｍ、ＰＥＴフィルムの厚み２００μｍの条件で、他は実施例１と同様に防音構造サンプルを作製した。穴２２のサイズは、実施例１８が直径２００μｍ、実施例１９が直径４００μｍとなるように調整した。こうして得られた各実施例の測定結果を表４に示す。第１固体振動周波数は、いずれも実施例１と同じく２８２０Ｈｚとして得られ、１０００Ｈｚ以上の領域で大きな遮蔽を得ることができた。
【００８０】
（実施例２０）
実施例１の条件で、枠１４のサイズを３０ｍｍ、膜１８の厚みを２００μｍに変更して、他の条件は穴サイズも含めて同一にして防音構造サンプルを作製した。こうして得られた実施例２０の測定結果を表４に示す。この実施例２０の条件は、実施例１４の条件から膜１８の厚み４倍、枠１４のサイズ２倍となっているため、固有振動の第１振動モードが同じであることが期待され、測定を行うと実際に同一の周波数であった。
【００８１】
（実施例２１）
実施例２０において、膜厚を２００μｍでなく８００μｍに変更して、その他は同一の条件で防音構造サンプル作製を行った。こうして得られた実施例２１の測定結果を表４に示す。実施例２１は、実施例１から膜厚みが１６倍、枠サイズが４倍となり固有振動の第一振動モードが同じであることが期待された。測定を行うと実際に同１周波数２８２０Ｈｚに透過のピーク（極小）が現れた。透過損失のピーク（極大）は、７０８Ｈｚに大きなピークが現れた。この透過損失スペクトルを図９に示す。
【００８２】
（実施例２２）
実施例２１において、穴径を２００μｍから１６００μｍに変更した以外は同様にして防音構造サンプル作製を行った。こうして得られた実施例２２の測定結果を表４に示す。
枠１４のサイズが大きい場合においても２０００Ｈｚ以上を遮蔽することができた。
【００８３】
（実施例２３）
実施例１において、中央部に単一の貫通穴をあけるかわりに穴径２００μｍの穴を４つ中心部にあけた。その他は実施例１と同一条件で防音構造サンプル作製を行った。こうして得られた実施例２３の測定結果を表４に示す。実施例２３と実施例５の透過損失スペクトルを図１０に示す。遮蔽周波数は、実施例５の穴径４００μｍの単一穴のときと一致して２０００Ｈｚとなった。つまり、他の条件を変えずに枠１４内の膜１８上の貫通穴２２が同一開口率をもつとき、単一穴２２の場合と複数個の穴２２の場合の遮蔽スペクトルはほぼ一致した。
【００８４】
（実施例２４〜３０）
実施例１において、中央部に単一の貫通穴をあける代わりに、穴径２００μｍの穴２２のあける位置を四角枠中対角線上でずらした位置とした。その他は実施例１と同一条件で防音構造サンプル作製を行った。こうして得られた各実施例の測定結果を表４に示す。遮蔽周波数は中央に穴２２をあけた実施例１と変化がなく、この防音系は、膜１８上の穴２２の位置に対して非常にロバスト性が大きいということを明らかにしている。
【００８５】
（実施例３１）
実施例１において、単一の貫通穴をあける代わりに、穴径２００μｍの穴を３つ、穴径１００μｍの穴を４つ同一の防音セル２６内に開けた。その他は実施例１と同一条件で防音構造サンプル作製を行った。こうして得られた実施例３１の測定結果を表５に示す。遮蔽周波数は２０００Hzとなり、これは実施例５の穴計４００μｍの単一穴のときと同一の遮蔽周波数である。実施例５と本実施例でのセル内の合計穴面積は同一である。
【００８６】
（実施例３２）
実施例１において、枠の素材としてアルミニウムを用いる代わりに枠状に加工したアクリルを用いた。その他は実施例１と同一条件で防音構造サンプル作製を行った。こうして得られた実施例３２の測定結果を表５に示す。枠１４の素材を変更しても同じ効果が得られた。
【００８７】
（実施例３３）
実施例１において、膜の素材としてＰＥＴフィルムの代わりにポリイミド膜を用いた。
その他は実施例１と同一条件で防音構造サンプル作製を行った。こうして得られた実施例３３の測定結果を表５に示す。ＰＥＴフィルムの場合と同様に、ポリイミド膜においても枠１４、膜１８および穴２２からなる防音構造で透過損失が大きくピークを持つことを示した。
（実施例３４）
実施例１において、正方形の貫通孔１２の枠形状に加工したアルミ枠の代わりに、円形の貫通孔１２の枠形状に加工したアルミ枠を用いた。その他は実施例１と同一条件で防音構造サンプル作製を行った。こうして得られた実施例３４の測定結果を表５に示す。
【００８８】
（実施例３５）
実施例１において、ＰＥＴフィルム上に描く黒インクの形状を正方形となるようにした。
このとき、穴２２の面積が実施例１と同じになるように、一辺の長さを２００［（√π）／２］（μｍ）とした(円相等径を同一面積の円の直径と定義する。)。この時、描画にはインクジェット法を用いた。レーザ径を２０μｍ程度に絞り黒点状をスキャンするように照射した。レーザパワーを調整することで正方形状の穴２２を得ることができた。こうして得られた実施例３５の測定結果を表５に示す。遮蔽周波数は、実施例１と同じ結果が得られた。このことにより、同一面積では遮蔽特性が穴２２の形状に依存しないことを示す。
【００８９】
（実施例３６）
実施例３５において、正方形状の黒形状とする代わりに、長方形状の黒インク形状とした。長辺を２００√π（μｍ）、短辺を２００［（√π）／４］（μｍ）として同一面積になるようにした。実施例３５と同様にして長方形状の穴を得ることができた。こうして得られた実施例３６の測定結果を表５に示す。
（実施例３７）
実施例１において、膜１８としてＰＥＴフィルムの代わりにアルミ箔厚さ２０μｍを用いて、他は実施例１と同様にして防音構造サンプル作製を行った。こうして得られた実施例３７の測定結果を表５に示す。貫通穴２２は針により形成した。このとき、膜１８も枠１４もアルミニウムであり同一材質となる。アルミニウムは、一般的な高分子フィルム材料と比べてヤング率/密度が大きいため、ＰＥＴフィルムと比べて薄くても高周波数側にピークが現れる。
【００９０】
（実施例３８）
実施例１において、全てのセルで同じ穴径加工をする代わりに、互い違いになるように直径２００μｍの穴２２と直径１００μｍの穴２２を持つ各防音セル２６からなる防音構造サンプルを作製した。こうして得られた実施例３８の測定結果を表５に示す。また、実施例３８の透過損失スペクトルを図１１に示す。この時、遮蔽の最大（ピーク）周波数は１２５８Ｈｚとなった。実施例１と実施例４とにより、それぞれの穴２２を持つ単独防音セル２６の遮蔽周波数は１４１２Ｈｚと１０００Ｈｚだったので、その中間である周波数で遮蔽を実現できた。
【００９１】
（実施例３９〜４１）
実施例３４において、枠１４の円形の貫通孔１２の直径を７．５ｍｍからそれぞれ４ｍｍ、２ｍｍ、及び２ｍｍに変更し、円形穴２２の直径を実施例４１のみ２００ｍｍから４０ｍｍに変更し、他は実施例３４と同様にして各実施例の防音構造サンプルを作製した。
こうして得られた各実施例測定結果を表５に示す。枠のサイズが小さくなったことで、第１固有振動周波数及び遮蔽周波数は共に高周波側に大きくシフトしたことが分かる。
（実施例４２）
音響管として、内側の一辺の長さが１５ｍｍである音響管を用意した。防音構造サンプル作成のために、実施例１８で１５×１５の枠１４を使用する代わりに、単一のアルミニウム（Ａｌ）製の１５ｍｍ枠１４を準備し、その他は、実施例１８と同様にし、膜１８として厚さ２００μｍのＰＥＴフィルムに穴２２として２００μｍ径の円形穴を貫通させてサンプルとした。このとき、音響管とサンプルの枠１４は全く同一のサイズとなるため、サンプルの枠１４を音響管のサンプルホルダと一致させて、一つのセル構造のみからなる防音構造を対象に音響管を用いて測定できるようにして測定を行った。
その結果を表５に示す。結果は、実施例１８の測定結果と同一となった。
【００９２】
【表３】
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【００９３】
【表４】
0006043407.tif 000005
【００９４】
【表５】
0006043407.tif 000006
【００９５】
表３〜表５から明らかなように、本発明の防音構造である実施例１〜４２は、比較例１〜２と異なり、第１固有振動周波数より低周波側にある遮蔽ピーク周波数において、透過損失がピークとなる遮蔽ピークが存在しているので、遮蔽ピーク周波数を中心とする一定の幅の周波数帯域を選択的に遮音することができる。
また、図１６から明らかなように、実施例１６の防音構造サンプル作製途中の穴２２の無い状態の参考防音構造サンプルでは、系の第１固有振動周波数での膜の大きな揺れに起因する音響の吸収のピークのみが大きくあった。これに対し、図１５から明らかなように、実施例１６の防音構造サンプルでは、穴２２を穿孔したことで、それより低周波側の吸収率が全体的に大きくなり、吸収性能が向上したことが分かる。実施例１６の防音構造サンプルでは、特に、穴２２に起因する遮蔽ピークより低周波側でより大きな吸収が生じていることが分かった。
以上から、本発明の防音構造は、狙った特定の周波数成分を極めて強く遮蔽することができるという優れた遮音特性を持ち、更に、より低周波側の成分の吸収を増大させることができることが分かった。
【００９６】
以上、本発明の防音構造の製造方法、及び防音構造の製造方法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】
【００９７】
１０  防音構造
１２  貫通孔
１４  枠
１５  板状部材
１６  枠体
１８  膜
２０  膜体
２２  穴（貫通穴）
２４  開口部
２６  防音セル
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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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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