(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部材と、
前記支持部材に取り付けられるハウジングおよび前記ハウジングに係止されるイヤーパッドを有する、２つのイヤーカップとを備え、
前記ハウジングは、ハウジング開口部を有し、
前記ハウジング開口部に配置される、特定の周波数帯域の音を防音する防音構造を有し、
前記防音構造が、２次元的に配列された２以上の防音セルを有し、
前記防音セルの少なくとも１つは、貫通する第１の枠孔部を有する第１の枠と、前記第１の枠に固定される膜とを備える第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、貫通する第２の枠孔部を有する第２の枠からなる第２の防音セルであり、
前記防音構造は、前記ハウジング開口部を塞いで配置されるイヤーマフ。
【請求項２】
支持部材と、
前記支持部材に取り付けられるハウジングおよび前記ハウジングに係止されるイヤーパッドを有する、２つのイヤーカップとを備え、
前記ハウジングは、ハウジング開口部を有し、
前記ハウジング開口部に配置される、特定の周波数帯域の音を防音する防音構造を有し、
前記防音構造が、１以上の防音セルを有するものであって、
全ての前記防音セルは、
貫通する枠孔部を有する枠と、
前記枠孔部を覆って前記枠に固定された膜と、を備え、
前記膜は、貫通孔を有さず前記枠孔部を完全に覆うものであり、
前記防音構造は、前記ハウジング開口部に、前記ハウジング開口部の開口断面に対して前記膜の膜面を傾け、前記ハウジング開口部に気体が通過する通気口となる領域を設けた状態で配置されるイヤーマフ。
【請求項３】
前記ハウジング開口部に、防音する音の周波数帯域が互いに異なる、２以上の防音構造を配置した請求項１または２に記載のイヤーマフ。
【請求項４】
前記防音構造が、前記ハウジング開口部に着脱可能に配置されている請求項１〜３のいずれか一項に記載のイヤーマフ。
【請求項５】
貫通するケース開口部を有するケースを有し、
前記ケース開口部に前記防音構造が配置されたカセット部材を備え、
前記カセット部材が、前記ハウジングに着脱可能に配置されている請求項１〜４のいずれか一項に記載のイヤーマフ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イヤーマフに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、騒音環境下で作業者を保護するためイヤーマフが広く用いられている。イヤーマフは、ヘッドバンドに取り付けられた一対のイヤーカップを有し、ヘッドホンのように、イヤーカップを両耳に当てて頭に装着する。
一般的な遮音材は、質量が重ければ重いほど音を良く遮蔽するため、イヤーマフにおいて防音性能を高めるためには、イヤーカップを大きくしたり、イヤーカップのハウジング内に防音材を配置したり、ハウジングを重くする必要がある。そのため、イヤーマフの防音性能を高めるとイヤーマフの質量が重くなり、着け心地が悪くなってしまうという問題があった。【０００３】
例えば、特許文献１には、ヘッドバンドと、ヘッドバンドに取付けられたイヤーカップと、イヤーカップに固定されたバッフル板と、バッフル板に係止されたイヤーパッドと、を備え、上記バッフル板と上記イヤーパッドの間に通気性部材を有することによって、前気室の容積を大きくして遮音性を高くできることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１５３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の、イヤーカップの容積および質量等に基づいて防音するイヤーマフにおいて、より高い防音性能を達成するには、やはりイヤーカップを大きくしたり、イヤーカップのハウジング内に防音材を配置したり、ハウジングを重くする必要がある。また、その場合、通気性が悪くなってしまうため着け心地が悪くなるという問題があった。
イヤーカップに通気口を設けて通気性を確保することが考えられるが、通気口を設けた場合には防音性能が低下してしまうという問題があった。
また、イヤーカップの容積および質量等に基づいて防音する場合には、可聴域の全域の音を遮断してしまうため、会話等の必要な音も防音されてしまうという問題があった。【０００６】
特定の周波数帯域の防音が可能な装置として、騒音を拾い、それと逆相になるような音をスピーカーから出力して騒音を打ち消す、いわゆるアクティブノイズリダクション装置が知られている。しかし、電源が必要であるため、イヤーマフに用いると重くなり、また、長時間使用できないという問題があった。また、電源が必要であるため、使用場所が限られるという問題があった。【０００７】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、小型軽量で、高い防音性能を有し、特定の周波数帯域を防音可能で、かつ、通気性に優れたイヤーマフ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】
【０００８】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、ヘッドバンドと、ヘッドバンドの端部に取り付けられるハウジングおよびハウジングに係止されるイヤーパッドを有する、２つのイヤーカップとを備え、ハウジングは、ハウジング開口部を有し、ハウジング開口部に配置される、特定の周波数帯域の音を防音する防音構造を有し、防音構造を配置されたハウジング開口部が通気性を有することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、以下の構成により上記目的を達成することができることを見出した。【０００９】
［１］  支持部材と、
支持部材に取り付けられるハウジングおよびハウジングに係止されるイヤーパッドを有する、２つのイヤーカップとを備え、
ハウジングは、ハウジング開口部を有し、
ハウジング開口部に配置される、特定の周波数帯域の音を防音する防音構造を有し、
防音構造を配置されたハウジング開口部が通気口を有するイヤーマフ。
［２］  防音構造が、１以上の防音セルを有するものであって、
１以上の防音セルは、
貫通する枠孔部を有する枠と、
枠に固定された膜と、
膜に穿孔された１以上の貫通孔からなる開口部と、を備え、
枠の枠孔部の両方の端部は、共に閉塞されておらず、
防音構造は、ハウジング開口部を塞いで配置される［１］に記載のイヤーマフ。
［３］  さらに、膜上に配置された錘を備える［２］に記載のイヤーマフ。
［４］  防音構造が、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、貫通する第１の枠孔部を有する第１の枠と、第１の枠に固定される膜とを備える第１の防音セルであり、
防音セルの他の少なくとも１つは、貫通する第２の枠孔部を有する第２の枠からなる第２の防音セルであり、
防音構造は、ハウジング開口部を塞いで配置される［１］に記載のイヤーマフ。
［５］  防音構造が、厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有する板状部材を備え、
貫通孔の平均開口径が０．１μｍ以上１００μｍ未満であり、
貫通孔の平均開口径をphi（μｍ）、板状部材の厚みをt（μｍ）としたときに、貫通孔の平均開口率rhoは、０より大きく１より小さい範囲であって、rho_center=(2+0.25×t)×phi-1.6を中心として、rho_center-(0.052×(phi/30)-2)を下限として、rho_center+(0.795×(phi/30)-2)を上限とする範囲にあり、
ハウジング開口部を塞いで配置される［１］に記載のイヤーマフ。
［６］  防音構造が、厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有する板状部材と、枠孔部を有する枠とを備え、枠の枠孔部周縁に対して板状部材を固定することによって、板状部材が膜振動するものであり、
貫通孔の平均開口径が０．１μｍ以上２５０μｍ以下であり、
板状部材の膜振動の第一固有振動周波数が１０Ｈｚ〜１０００００Ｈｚの間に存在する［１］に記載のイヤーマフ。
［７］  防音構造が、１以上の防音セルを有するものであって、
１以上の防音セルは、
貫通する枠孔部を有する枠と、
枠孔部を覆って枠に固定された膜と、を備え、
防音構造は、ハウジング開口部に、ハウジング開口部の開口断面に対して膜の膜面を傾け、ハウジング開口部に気体が通過する通気口となる領域を設けた状態で配置される［１］に記載のイヤーマフ。
［８］  膜は、厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有し、
貫通孔の平均開口径が０．１μｍ以上２５０μｍ以下である［７］に記載のイヤーマフ。
［９］  ハウジング内に配置される防音材を有する［１］〜［８］のいずれかに記載のイヤーマフ。
［１０］  ハウジング開口部に、防音する音の周波数帯域が互いに異なる、２以上の防音構造を配置した［１］〜［９］のいずれかに記載のイヤーマフ。
［１１］  防音構造が、ハウジング開口部に着脱可能に配置されている［１］〜［１０］のいずれかに記載のイヤーマフ。
［１２］  貫通するケース開口部を有するケースを有し、
ケース開口部に防音構造が配置されたカセット部材を備え、
カセット部材が、ハウジングに着脱可能に配置されている［１］〜［１１］のいずれかに記載のイヤーマフ。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、小型軽量で、高い防音性能を有し、特定の周波数帯域を防音可能で、かつ、通気性に優れたイヤーマフを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のイヤーマフの一例を模式的に示す断面図である。
【図２Ａ】図１のイヤーカップの断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａをｂ方向から見た側面図である。
【図２Ｃ】図２Ａをｃ方向から見た側面図である。
【図３】本発明のイヤーマフの他の一例を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明のイヤーマフの他の一例を模式的に示す断面図である。
【図５Ａ】本発明のイヤーマフの他の一例を模式的に示す断面図である。
【図５Ｂ】本発明のイヤーマフの他の一例を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明のイヤーマフに用いられる防音構造の一例を模式的に示す正面図である。
【図７】図６のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図８】本発明のイヤーマフに用いられる防音構造の他の一例を模式的に示す正面図である。
【図９】本発明のイヤーマフに用いられる防音構造の他の一例を模式的に示す正面図である。
【図１０Ａ】本発明のイヤーマフに用いられる防音構造の他の一例を模式的に示す正面図である。
【図１０Ｂ】図１０ＡのＢ−Ｂ線断面図である。
【図１１】本発明のイヤーマフに用いられる防音構造の他の一例を模式的に示す正面図である。
【図１２】図１１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図１３】本発明のイヤーマフに用いられる防音構造の他の一例を模式的に示す正面図である。
【図１４】図１３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１５Ａ】図１３の防音構造の好適な製造方法の一例を説明するための模式的な断面図である。
【図１５Ｂ】図１３の防音構造の好適な製造方法の一例を説明するための模式的な断面図である。
【図１５Ｃ】図１３の防音構造の好適な製造方法の一例を説明するための模式的な断面図である。
【図１５Ｄ】図１３の防音構造の好適な製造方法の一例を説明するための模式的な断面図である。
【図１５Ｅ】図１３の防音構造の好適な製造方法の一例を説明するための模式的な断面図である。
【図１６】平均開口径と平均開口率と吸収率との関係を表すグラフである。
【図１７】平均開口径と平均開口率と吸収率との関係を表すグラフである。
【図１８】平均開口径と吸収率が極大となる平均開口率との関係を表すグラフである。
【図１９】平均開口径と極大吸収率との関係を表すグラフである。
【図２０】平均開口径と吸収率との関係を表すグラフである。
【図２１】平均開口率と音響特性との関係を表すグラフである。
【図２２】平均開口率と音響特性との関係を表すグラフである。
【図２３】平均開口径と最適な平均開口率との関係を示すグラフである。
【図２４】平均開口径と最適な平均開口率との関係を示すグラフである。
【図２５】平均開口率と最大吸収率との関係を示すグラフである。
【図２６】平均開口率と最大吸収率との関係を示すグラフである。
【図２７】本発明のイヤーマフに用いられる防音構造の他の一例を模式的に示す正面図である。
【図２８】図２７のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図２９】本発明のイヤーマフの他の一例を模式的に示す断面図である。
【図３０Ａ】図２９のイヤーカップの断面図である。
【図３０Ｂ】図３０Ａをｂ方向から見た側面図である。
【図３０Ｃ】図３０Ａをｃ方向から見た側面図である。
【図３１】本発明のイヤーマフに用いられる防音構造の他の一例を模式的に示す正面図である。
【図３２】図３１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３３Ａ】周波数に対する吸収率で表される吸音特性を示すグラフである。
【図３３Ｂ】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３４】管状の開口部内に挿入配置された防音構造の防音性能を測定する測定系を説明する斜視図である。
【図３５】開口部の開口断面に対する防音構造の膜面の傾斜角度を説明する説明図である。
【図３６】遮音性能の膜面の傾斜角度依存性を示すグラフである。
【図３７】防音構造の膜面の傾斜角度と音波の進行方向との関係を説明する説明図である。
【図３８Ａ】遮音特性の膜面の傾斜角度依存性を示すグラフである。
【図３８Ｂ】吸音特性の膜面の傾斜角度依存性を示すグラフである。
【図３８Ｃ】遮音特性の膜面の傾斜角度依存性を示すグラフである。
【図３８Ｄ】吸音特性の膜面の傾斜角度依存性を示すグラフである。
【図３８Ｅ】遮音特性の膜面の傾斜角度依存性を示すグラフである。
【図３８Ｆ】吸音特性の膜面の傾斜角度依存性を示すグラフである。
【図３９】遮音特性（透過損失）の音波入射角度依存性を示すグラフである。
【図４０Ａ】周波数と吸収率との関係を示すグラフである。
【図４０Ｂ】周波数と透過損失との関係を示すグラフである。
【図４１Ａ】周波数と吸収率との関係を示すグラフである。
【図４１Ｂ】周波数と透過損失との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係るイヤーマフ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。
【００１３】
本発明のイヤーマフは、
支持部材と、
支持部材に取り付けられるハウジングおよびハウジングに係止されるイヤーパッドを有する、２つのイヤーカップとを備え、
ハウジングは、ハウジング開口部を有し、
ハウジング開口部に配置される、特定の周波数帯域の音を防音する防音構造を有し、
防音構造を配置されたハウジング開口部が通気口を有するイヤーマフである。
本発明のイヤーマフの一実施態様の構成について、図１および図２Ａ〜図２Ｃを用いて説明する。
【００１４】
図１は、本発明のイヤーマフの一例を模式的に示す断面図であり、図２Ａは、図１に示すイヤーマフのイヤーカップの断面図であり、図２Ｂは、図２Ａをｂ方向から見た側面図であり、図２Ｃは、図２Ａをｃ方向から見た側面図である。
【００１５】
図１および図２Ａ〜図２Ｃに示すイヤーマフ１００は、ヘッドバンド１０４と、ヘッドバンド１０４の両端部に取り付けられる２つのイヤーカップ１０２とを有する。
ヘッドバンド１０４は、本発明における支持部材であり、従来のイヤーマフおよびヘッドホン等に用いられる公知のヘッドバンドと同様のものである。図示例においては、ヘッドバンド１０４は、長板状の部材を湾曲させた形状を有し、その両端部には、イヤーカップを回動可能に支持する支持部を備える。また、ヘッドバンド１０４は、湾曲方向にバネ性を有し、２つのイヤーカップ１０２を使用者の両耳に押し当てて弾力的に保持する。
なお、支持部材は、上記のようなヘッドバンドに限定はされない。例えば、ヘルメットを支持部材として、使用者がヘルメットを装着した際の耳の位置に対応する位置に、イヤーカップを固定するものであってもよい。
【００１６】
イヤーカップ１０２は、使用者の耳を覆い外部からの騒音等を遮音するものである。
イヤーカップ１０２は、ハウジング１０６と、イヤーパッド１０８と、防音構造１０とを有する。
【００１７】
ハウジング１０６は、防音構造１０を配置するためのハウジング開口部１０６ａを有する以外は、従来のイヤーマフおよびヘッドホン等で用いられるイヤーカップのハウジングと同様のものである。
具体的には、ハウジング１０６は略椀状の部材であり、イヤーバンド１０４の端部に回動可能に支持される。また、略椀状の開口側にはイヤーパッド１０８が係止される。
【００１８】
また、ハウジング１０６は、貫通して形成されたハウジング開口部１０６ａを有する。このハウジング開口部１０６ａには、後述する防音構造１０が配置される。
ハウジング開口部１０６ａの位置および大きさには限定はなく、所望される防音性能、通気性能等に応じて、適宜設定すればよい。
また、ハウジング開口部１０６ａの開口断面の形状にも限定はなく、円形状、楕円形状、正方形状、長方形状、多角形状等の種々の形状とすることができる。
【００１９】
ハウジング１０６の形成材料としては限定はなく、従来のイヤーマフおよびヘッドホン等のイヤーカップのハウジングの材料として用いられる各種の樹脂材料および金属材料が種々利用可能である。
【００２０】
イヤーパッド１０８は、従来のイヤーマフおよびヘッドホン等で用いられるイヤーパッドと同様のものである。一例として、イヤーパッド１０８は、所定の厚さを有する略円環状のクッション性部材を表皮材で被覆した部材であり、略椀状のハウジング１０６の開口側に係止される。イヤーパッド１０８によって、イヤーマフ装着時の押圧力は分散され使用者がイヤーマフを快適に装着し続けることができる。
【００２１】
イヤーパッド１０８の形成材料としては限定はなく、従来のイヤーマフおよびヘッドホン等のイヤーパッドの材料として用いられる各種の樹脂材料が種々利用可能である。
例えば、イヤーパッド１０８のクッション性部材としては、ポリウレタンおよびポリ塩化ビニル等の発泡体を用いることができる。また、表皮材としては、樹脂薄膜、織布（例えば、布地）、天然皮革等を用いることができる。
【００２２】
防音構造１０は、ハウジング１０６のハウジング開口部１０６ａに配置される、特定の周波数帯域の音を防音するものである。
図に示すように、防音構造１０は、ハウジング開口部１０６ａを塞ぐようにしてハウジング開口部１０６ａ内に配置される。
【００２３】
ここで、防音構造１０は、後述するとおり、厚さ方向に貫通する孔を複数有する。そのため、防音構造１０でハウジング開口部１０６ａを塞いでも、防音構造１０に形成された孔が通気口となる。
したがって、本発明のイヤーマフ１００は、イヤーカップ１０２の重さや大きさを増加させることなく、防音構造１０により特定の周波数帯域を高い防音性能で防音でき、かつ、通気性を高くできる。
防音構造１０の構成については、後に詳述する。
【００２４】
ここで、図１に示す例では、２つのイヤーカップ１０２のハウジング開口部１０６ａそれぞれに、１つの防音構造１０を配置する構成としたが、これに限定はされない。例えば、図３に示すイヤーマフ１１０のように、１つのハウジング開口部１０６ａに２以上の防音構造１０を配置する構成としてもよい。２以上の防音構造１０を配置する際には、図３に示すようにハウジング開口部１０６ａの開口断面に垂直な方向に防音構造を配列すればよい。
【００２５】
また、１つのハウジング開口部１０６ａに２以上の防音構造１０を配置する場合には、互いに異なる周波数帯域の音を防音する防音構造１０を用いるのが好ましい。互いに異なる周波数帯域の音を防音する、２以上の防音構造１０を用いることによって、２種以上の周波数帯域１０、あるいは、より広い周波数帯域１０の音を防音することができる。
【００２６】
また、防音構造１０は、ハウジング開口部１０６ａに着脱可能に配置される構成としてもよい。
防音構造１０をハウジング開口部１０６ａに着脱可能に配置する場合には、図４に示すイヤーマフ１２０のように、防音構造１０を含むカセット部材１２２（１２２ａ、１２２ｂ）をハウジング開口部１０６ａに挿入する構成とし、カセット部材１２２を着脱可能に配置する構成としてもよい。
なお、図４においては、異なる種類のカセット部材をそれぞれ１２２ａおよび１２２ｂの符号を用いて示したが、カセット部材の種類を区別する必要がない場合には、まとめてカセット部材１２２という。
【００２７】
カセット部材１２２は、貫通するケース開口部１２４ａを有するケース１２４とケース開口部１２４ａに配置される１以上の防音構造１０を備える。
ケース１２４は、断面形状の外形が、ハウジング１０６のハウジング開口部１０６ａの開口断面と同じ大きさおよび形状であり、ハウジング開口部１０６ａの貫通方向と同方向貫通するケース開口部１２４ａを有する。
ケース開口部１２４ａには、ケース開口部１２４ａを塞ぐようにして防音構造１０が配置される。
【００２８】
このように、防音構造１０をカセット部材１２２としてハウジング開口部１０６ａに着脱可能とすることによって、容易に防音構造１０の交換を行うことができる。
例えば、図示例のように、２つの防音構造１０をケース開口部１２４ａに配置したカセット部材１２２ａと、１つの防音構造１０をケース開口部１２４ａに配置したカセット部材１２２ｂとを、防音対象の周波数帯域等に応じて適宜交換することによって、容易に所望の周波数帯域の音を防音することができる。
【００２９】
また、図５Ａに示すイヤーマフ１３０のように、イヤーカップ１０２のハウジング１０６内に防音材１３２を配置してもよい。
防音材１３２としては限定はなく、従来のイヤーマフおよびヘッドホン等で用いられる各種の防音材が種々利用可能である。
なお、図５Ａに示すように、防音材１３２は、ケース開口部１０６ａに対応する位置に、ケース開口部１０６ａと同様の大きさの開口を有する円環状に形成されていてもよいし、あるいは、図５Ｂに示すように開口を有さない形状であってもよい。
【００３０】
次に、防音構造１０の具体的な構成について説明する。
図６は、防音構造の一例を模式的に示す正面図であり、図７は、図６のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【００３１】
図６および図７に示す防音構造１０ａは、枠孔部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の枠孔部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１８ａを形成するシート状の膜体２０ａと、それぞれの枠１４内の膜１８ａに貫通するように穿孔された１以上（図示例では１個）の貫通孔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１０ａにおいて、１つの枠１４と、この枠１４に固定された膜１８ａと、この膜１８ａに設けられた開口部２４とで、１つの防音セル２６を構成する。このため、防音構造１０ａ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１０ａ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１８ａ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。
【００３２】
枠１４は、厚みのある板状部材で環状に囲むように形成され、内部に枠孔部１２を有し、少なくともの一方の側において枠孔部１２を覆うように膜１８ａを固定するためのもので、この枠１４に固定された膜１８ａの膜振動の節となるものである。したがって、枠１４は、膜１８ａ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１８ａの全外周を抑えることができるように膜１８ａ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１８ａ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１８ａ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。
【００３３】
また、枠１４によって形成される枠孔部１２の幾何学形態は、平面形状であって、図６に示す例では正方形であるが、本発明においては、特に制限的ではない。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。
また、枠１４のサイズは、平面視のサイズであり、その枠孔部１２のサイズとして定義できるが、図６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。
【００３４】
このような枠１４のサイズは、特に制限的ではなく、防音対象の周波数帯域等に応じて設定すればよい。
【００３５】
なお、詳細は後述するが、枠１４及び膜１８ａ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１８ａ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。
【００３６】
また、枠１４の幅及び厚さも、膜１８ａを確実に抑えるように固定することができ、膜１８ａ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、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。
【００３７】
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、防音構造１０ａ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、防音する周波数帯域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、防音する周波数帯域に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。
【００３８】
これは、イヤーマフの大きさには実質的に制限があるため、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ためである。
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、防音構造１０ａの枠１４の数は、防音セル２６の数ということもできる。
【００３９】
枠１４の材料、即ち枠体１６の材料は、膜１８ａを支持でき、イヤーカップ１０２のハウジング開口部１０６ａに配置するのに適した強度を持ち、防音環境に対して耐性があれば、特に制限的ではなく、防音環境に応じて選択することができる。例えば、枠１４の材料としては、アルミニウム、チタン、マグネシウム、タングステン、鉄、スチール、クロム、クロムモリブデン、ニクロムモリブデン、これらの合金等の金属材料、アクリル樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリアミドイド、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリサルフォン、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、ポリイミド、トリアセチルセルロース等の樹脂材料、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ）、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 Ｐｌａｓｔｉｃ）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。
【００４０】
膜１８ａは、枠１４の内部の枠孔部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ーを吸収、もしくは反射して防音するものである。そのため、膜１８ａ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１８ａ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、音波のエネルギーを吸収、もしくは反射して防音する必要がある。このため、膜１８ａ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１８ａの形状は、枠１４の枠孔部１２の形状であり、また、膜１８ａのサイズは、枠１４のサイズ、より詳細には、枠１４の枠孔部１２のサイズであるということができる。
【００４１】
ここで、防音セル２６の枠１４に固定された膜１８ａ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、枠１４及び膜１８ａからなる構造によって決まるので、膜１８ａに穿孔される貫通孔２２（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。
ここで、枠１４及び膜１８ａ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１８ａ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。
【００４２】
なお、本発明者らの知見にしたがえば、防音構造１０ａでは、膜１８ａには貫通孔２２からなる開口部２４を構成する貫通孔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、この貫通する貫通孔２２によって生じる遮蔽のピークより、低周波側に、この貫通する貫通孔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、防音構造１０ａ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。
図６に示すような防音構造１０ａ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、貫通する貫通孔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。
【００４３】
このため、枠１４及び膜１８ａからなる構造において、１以上の貫通孔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１８ａを厚くすることが好ましく、膜１８ａ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、すなわち、膜１８ａのサイズを小さくすることなどが好ましい。したがって、本発明においては、これらの好ましい条件が重要となる。
【００４４】
そこで、防音構造１０ａは剛性則に従うものであり、枠１４に固定された膜１８ａ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１８ａ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。
【００４５】
また、膜１８ａの厚さは、音波のエネルギーを吸収、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１８ａ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、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。
【００４６】
ここで、防音構造１０ａにおいて、枠１４及び膜１８ａからなる構造における膜１８ａ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１８ａ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１８ａの場合は、膜１８ａ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。
【００４７】
また、膜１８ａのヤング率は、膜１８ａが音波のエネルギーを吸収、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１８ａ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１８ａ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。
【００４８】
また、膜１８ａの密度も、音波のエネルギーを吸収、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、特に制限的ではない。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。
【００４９】
膜１８ａ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１８ａが音波のエネルギーを吸収、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１８ａ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。
【００５０】
膜１８ａは、防音構造１０ａ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２０ａ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２０ａによって各枠１４を覆う膜１８ａ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１８ａ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２０ａを構成しても良い。
【００５１】
また、膜１８ａは、枠１４の枠孔部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１８ａは、枠１４の枠孔部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１０ａの複数の枠１４の枠孔部１２の同じ側に全ての膜１８ａが設けられていても良いし、一部の膜１８ａが、複数の枠１４の一部の枠孔部１２の一方の側に一部の膜１８ａが設けられ、複数の枠１４の残りの一部の枠孔部１２の他方の側には残りの膜１８ａが設けられていても良いし、更に、枠１４の枠孔部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。
【００５２】
枠１４への膜１８ａの固定方法は、特に制限的ではなく、膜１８ａ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の枠孔部１２を囲む表面上に接着剤を塗布し、その上に膜１８ａを載置し、膜１８ａ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の枠孔部１２を覆うように配置された膜１８ａ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。
【００５３】
また、枠１４と膜１８ａとが、同じ材質からなり、一体的に形成されている構成であってもよい。
枠１４と膜１８ａとが一体となった構成は、圧縮成形、射出成形、インプリント、削り出し加工、および３次元形状形成（３Ｄ）プリンタを用いた加工方法などの単純な工程で作製することができる。
【００５４】
膜１８ａには、即ち防音セル２６には、１以上の貫通孔２２からなる開口部２４を有する。
図６および図７に示すように、防音構造１０は、膜１８ａに穿孔された１以上の貫通孔２２からなる開口部２４を有することにより、膜１８ａ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する。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。
【００５５】
この遮蔽ピーク周波数は、防音構造１０ａの防音セル２６の膜１８ａ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の貫通孔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１８ａ）の大きさに対する開口部２４の大きさ、詳細には、枠１４の枠孔部１２（又は枠孔部１２を覆う膜１８ａ）の面積に対する貫通孔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。
【００５６】
ここで、貫通孔２２は、図６に示すように、防音セル２６の枠孔部１２を覆う膜１８ａ内に１以上穿孔されていれば良い。また、貫通孔２２の穿孔位置は、図６に示すように、防音セル２６又は膜１８ａ（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８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、貫通孔２２の穿孔位置が変わっただけでは、防音構造１０ａの遮音特性は変化しない。
【００５７】
また、防音セル２６内の開口部２４を構成する貫通孔２２の数は、図６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８に示すように、２個以上（即ち複数）であっても良い。
ここで、通気性の点からは、図６に示すように、各防音セル２６の開口部２４は、１つの貫通孔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。
【００５８】
一方、１個の防音セル２６内に複数の貫通孔２２がある時は、防音構造１０ａの遮音特性は、複数の貫通孔２２の合計面積（即ち開口部２４の面積）に対応した遮音特性（即ち、対応する遮音ピーク周波数）において対応する遮音ピークを示す。したがって、図８に示すように、１個の防音セル２６（又は膜１８ａ）内にある複数の貫通孔２２Ｃ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１８ａ）内に１個のみ有する貫通孔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（枠孔部１２を覆う膜１８ａの面積に対する開口部２４の面積率（全ての貫通孔２２の合計面積の割合））が同一の場合には、単一貫通孔２２と複数貫通孔２２で同様の防音構造１０ａが得られるため、ある貫通孔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。
【００５９】
防音構造１０ａにおいては、防音セル２６内の開口部２４の開口率（面積率）は、特に制限的ではなく、選択的に遮音するべき遮音周波数帯域に応じて設定すれば良いが、０．０００００１％〜７０％であるのが好ましく、０．０００００５％〜５０％であるのがより好ましく、０．００００１％〜３０％であるのが好ましい。開口部２４の開口率を上記範囲に設定することにより、選択的に遮音するべき遮音周波数帯域の中心となる遮音ピーク周波数及び遮音ピークの透過損失を決定することができる。
【００６０】
防音構造１０ａは、製造適性の点からは、１つの防音セル２６内には、同一サイズの貫通孔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貫通孔２２で構成することが好ましい。
更に、防音構造１０ａは、全ての防音セル２６の開口部２４を構成する貫通孔２２を同一サイズの穴とすることが好ましい。
【００６１】
本発明においては、貫通孔２２は、エネルギーを吸収する加工方法、例えばレーザー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内の複数の貫通孔２２、又は、全ての防音セル２６内の１個又は複数個の貫通孔２２を同一サイズとすると、レーザー加工、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。
【００６２】
また、図９に示すように、防音構造１０ａにおいては、防音セル２６（又は膜１８ａ）内の貫通孔２２のサイズ（大きさ）は、各防音セル２６（又は膜１８ａ）毎に異なっていても良い。このように防音セル２６（又は膜１８ａ）毎にサイズの異なる貫通孔２２がある場合には、それらの貫通孔２２の面積を平均した平均面積に対応した遮音特性、即ち、対応する遮音ピーク周波数において対応する遮音ピークを示す。
また、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。
【００６３】
開口部２４を構成する貫通孔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、貫通孔２２のサイズは、その下限側では、レーザーの絞りの精度等のレーザー加工の加工精度、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、これらの貫通孔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、貫通孔２２のサイズをμｍオーダに設定しておけば、貫通孔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、貫通孔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。
【００６４】
なお、防音構造１０ａ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する貫通孔２２と、膜振動として音が通過する膜１８ａ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孔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、これによって貫通する貫通孔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。
【００６５】
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１８ａの貫通孔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によって、虫や砂が孔から侵入することを防ぐこと、貫通する貫通孔２２の部分から中が見える等を防止することなどができる。
【００６６】
また、防音構造１０ａ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する貫通孔２２と、膜振動として音が通過する膜１８ａとの両方が存在していることが重要となるため、枠１４の枠孔部の両端部は共に閉塞されないように、ハウジング開口部１０６ａに配置される。
防音構造１０ａは、基本的に以上のように構成される。
【００６７】
防音構造１０ａ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、防音構造１０ａ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、イヤーマフの大きさや重さを増加させることなく、十分な防音性能を得られる。
【００６８】
また、防音構造１０ａは、膜１８ａに貫通孔２２を有するので通気性を持つ、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。
また、防音構造１０ａの枠１４（枠体１６）および膜１８ａ（膜体２０ａ）の形成材料として、樹脂等の非磁性体を用いることができるため、ヘッドバンド１０４、ハウジング１０６およびイヤーパッド１０８等を樹脂等の非磁性体の材料で形成することによってイヤーマフ１００全体を非磁性体で形成することができ、ＭＲＩ（magnetic resonance imaging）検査等でも好適に利用可能である。
【００６９】
防音構造１０ａ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の枠孔部１２を全て覆うシート状の膜体２０ａを準備する。
次に、枠体１６の全ての枠１４にシート状の膜体２０ａを接着剤によって固定し、全ての枠１４の枠孔部１２をそれぞれ覆う膜１８ａを形成して、枠１４と膜１８ａ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１８ａに、レーザー加工などのエネルギー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個以上の貫通孔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、防音構造１０ａを製造することができる。
【００７０】
次に、防音構造の他の一例を説明する。
図１０Ａは、防音構造の他の一例を模式的に示す正面図であり、図１０Ｂは、図１０ＡのＢ−Ｂ線断面図である。
なお、図１０Ａおよび図１０Ｂに示す防音構造１０ｂは、膜１８ｂ上に錘２５を有する以外は、図６および図７に示す防音構造１０ａと同様の構成を有するので、同じ部位には同じ符号を付し以下の説明は異なる部位を主に行う。
【００７１】
図１０Ａおよび図１０Ｂに示す防音構造１０ｂは、音が透過する枠孔部１２をそれぞれ有し、２次元的に配置された複数（図示例では４個）の枠１４を形成する枠体１６と、それぞれの枠１４の枠孔部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４個）の膜１８ｂを形成するシート状の膜体２０ｂと、それぞれの枠１４内の膜１８ｂに貫通するように穿孔された１以上（図示例では１個）の貫通孔２２からなる複数（図示例では４個）の開口部２４と、それぞれの枠１４内の膜１８ｂ上に配置された１以上（図示例では４個）の錘２５とを有する。
なお、図１０Ａにおいては、防音構造１０ｂの構成を説明するため、膜１８ｂを透過して枠１４の構造を示すと共に、膜１８ｂに網点を付して示す。
【００７２】
防音構造１０ｂにおいて、１つの枠１４と、この枠１４に固定された膜１８ｂと、この膜１８ｂに設けられた開口部２４と、膜１８ｂ上に配置された錘２５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１０ｂは、複数（図示例では４個）の防音セル２６によって構成される。
【００７３】
膜１８ｂは、錘２５を配置される以外は膜１８ａと同様のものである。
【００７４】
なお、本発明者らの知見にしたがえば、貫通孔２２および錘２５が設けられた膜１８ｂを用いる防音構造１０ｂでは、膜１８ｂには開口部２４を構成する貫通孔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第１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、さらに、膜１８ｂ上に錘２５が配置されていることから、第１固有振動周波数よりも高周波側の第２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。
したがって、防音構造１０ｂは、第１遮蔽ピーク周波数および第２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、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、および、第２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。
【００７５】
このため、枠１４及び膜１８ｂからなる構造において、１以上の貫通孔２２からなる開口部２４に依存する第１遮蔽ピーク周波数を可聴域内の任意の周波数とし、また、錘２５に依存する第２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、固有振動モードを可聴域内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、上述した防音構造１０ａの膜１０ａと同様に、膜１８ｂの厚さ、膜１８ｂの材質のヤング率、密度、ならびに、枠１４のサイズ等を適宜設定すればよい。
また、膜１８ｂの枠１４での配置位置、および、枠１４への膜１８ｂの固定方法も防音構造１０ａと同様である。
【００７６】
膜１８ｂには、１以上の貫通孔２２からなる開口部２４を有する。開口部２４を有することにより、防音構造１０ａと同様に、膜１８ｂ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する。この遮蔽（透過損失）がピーク（極大）となる周波数を第１遮蔽ピーク周波数と呼ぶ。
【００７７】
なお、防音構造１０ａと同様に、各防音セル２６内の開口部２４を構成する貫通孔２２の数は２個以上あってもよい。また、貫通孔２２の大きさは同じでも異なっていてもよい。また、各防音セル２６の開口部２４の面積は、等しくても異なっていてもよい。
【００７８】
防音セル２６は、膜１８ｂ上に配置された１以上の錘２５を有する。
ここで、前述のとおり、防音構造１０ｂにおいては、膜１８ｂ上に配置された錘２５を有することにより、膜１８ｂの第１固有振動周波数より高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する。この遮蔽（透過損失）がピーク（極大）となる周波数を第２遮蔽ピーク周波数と呼ぶ。
【００７９】
この第２遮蔽ピーク周波数は、防音構造１０ｂの防音セル２６の膜１８ｂに主として依存する第１固有振動周波数より高周波側に、錘２５に起因して現れるものである。第２遮蔽ピーク周波数は、錘２５の重さ、詳細には、錘２５の重さと膜１８ｂの剛性に応じて決まるものである。
【００８０】
ここで、錘２５は、防音セル２６の枠孔部１２を覆う膜１８ｂ上に１以上配置されていれば良い。また、錘２５の配置位置は、防音セル２６（膜１８ｂ）内の真中であっても良いが、本発明はこれに限定されず、防音セル２６の真中である必要はなく、どの位置に配置されていても良い。
【００８１】
また、図１０Ｂに示す例では、錘２５は、膜１８ｂの前面側（枠１４とは反対側の面）に配置される構成としたが、これに限定はされず、膜１８ｂの裏面側、すなわち、枠１４の枠孔部１２内に配置される構成としてもよい。あるいは、膜１８ｂの両面に配置されてもよい。
【００８２】
また、防音セル２６内の錘２５の数は、１個の防音セル２６に対して、１個であっても良いが、本発明はこれに限定されず、２個以上（即ち複数）であっても良い。
【００８３】
本発明においては、防音セル２６内の錘２５の重さは、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、０．０１ｇ〜１０ｇであるのが好ましく、０．１ｇ〜１ｇであるのがより好ましい。錘２５の重さ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第２遮音ピーク周波数及び遮音ピークの透過損失を決定することができる。
【００８４】
また、錘２５の形状にも特に限定はなく、板状、円柱状、筒状等の種々の形状とすることができる。
ここで、膜１８ｂの振動を阻害しない等の観点から、平面視における、膜１８ｂの面積に対する錘２５の面積の割合は、５０％以下が好ましく、１０％以下がより好ましい。
【００８５】
また、錘２５の材料には特に限定はなく、上述した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。
具体的には、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、フェライト磁石、ネオジウム磁石等の磁性体、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。
ここで、上述のとおり、膜１８ｂの面積に対する錘２５の面積の割合は、小さいほうが好ましく、かつ、所定の範囲の十分な重さを有することが望ましい。したがって、錘２５の材料としては、密度の高い材料を用いるのが好ましい。この点から、錘２５の材料としては、鉄、スチール等の金属がより好ましい。
【００８６】
本発明においては、錘２５の膜１８ｂへの固定方法には特に限定はなく、例えば、接着剤を用いる方法、両面テープを用いる方法などを挙げることができる。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。
【００８７】
また、本発明の防音構造１０においては、防音セル２６の錘２５の重さは、各防音セル２６毎に異なっていても良い。このように防音セル２６毎に重さの異なる錘２５がある場合には、それらの錘２５の重さを平均した平均値に対応した遮音特性、即ち、対応する第２遮音ピーク周波数において対応する遮音ピークを示す。
また、本発明の防音構造１０の各防音セル２６の錘２５は、７０％以上が同一の重さの錘で構成されることが好ましい。
【００８８】
防音構造１０ｂ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、遮蔽ピークを２つ有する構成とすることができるので、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。
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、イヤーマフの大きさや重さを増加させることなく、十分な防音性能を得られる。
【００８９】
また、防音構造１０ｂは、膜１８ｂに貫通孔２２を有するので通気性を持ちながら音を遮蔽する構造、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。
【００９０】
防音構造１０ｂの製造方法は、防音構造１０ａと同様の製造方法において、貫通孔２２の形成前、あるいは、形成後に、複数の防音セルの個々の膜１８ｂに、接着剤あるいは両面テープ等を用いて錘２５を固定することによって、枠１４と膜１８ｂと開口部２４と錘２５とを有する防音セルを有する防音構造１０ｂを製造することができる。
【００９１】
ここで、図１０Ａに示す例においては、貫通孔２２と錘２５とは、膜１８ｂ上にそれぞれ独立して設けられているがこれに限定はされず、貫通孔２２が、膜１８ｂおよび錘２５を貫通するように形成されていてもよい。
言い換えると、錘２５は円筒状であり、この円筒の中空部の中心軸と、貫通孔２２の中心軸とを一致させて、錘２５と貫通孔２２とが重なるように配置した構成としてもよい。
【００９２】
また、貫通孔２２の数と錘２５の数とは同じであってもよいが異なっていてもよい。
例えば、膜１８ｂの中央に穿孔された１つの貫通孔２２と、この貫通孔２２の周囲に配置される４つの錘２５とを有する構成であってもよいし、あるいは、膜１８ｂの中央に配置された１つの錘２５と、この錘２５の周囲に穿孔された４つの貫通孔２２を有する構成であってもよい。
【００９３】
さらに、防音構造の他の一例を説明する。
図１１は、防音構造の他の一例を模式的に示す正面図であり、図１２は、図１１に示す防音構造のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
なお、図１１においては、構成を明確にするため、膜１８ｃにハッチングを付して示す。
また、図１１および図１２に示す防音構造１０ｃは、膜１８ｃ上に貫通孔２２を有さない防音セルと、膜を有さない防音セルとを有する以外は、図６および図７に示す防音構造１０ａと同様の構成を有するので、同じ部位には同じ符号を付し以下の説明は異なる部位を主に行う。
【００９４】
図１１および図１２に示すように、防音構造１０ｃ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２の枠孔部３６を有する第２の枠３４からなる第２の防音セル３０であり、残りの１５個の防音セルが、第１の枠孔部３８を有する枠（第１の枠）１４とこの枠１４の一方の開口面を覆うように配置されて枠１４に固定される膜１８ｃとを備える第１の防音セル３２である。
また、２次元的に配列された第２の防音セル３０および第１の防音セル３２は、第２の枠孔部３６の開口面および膜１８ｃ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２の防音セル３０（第２の枠孔部３６の開口部）および第１の防音セル３２（第１の枠孔部３８の開口部）の形状は略正方形状である。
【００９５】
第１の防音セル３２は、枠１４の第１の枠孔部３８を膜１８ｃで覆う構成を有する。第１の防音セル３２は、このような構成により、外部からの音波に対応して膜１８ｃが振動して音波のエネルギーを吸収、もしくは反射して防音するものである。そのため、膜１８ｃ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１の防音セル３２の、枠１４に固定された膜１８ｃ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、枠１４の幾何学的形状や膜１８ｃの剛性等によって決まるものである。
【００９６】
また、第２の防音セル３０は、第２の枠孔部３６を有する第２の枠３４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。
【００９７】
ここで、第１の防音セル３２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１の防音セル３２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１の防音セル３２を透過する際に、略９０°の位相進みが生じる。
一方、第２の防音セル３０を透過する音波は、第２の防音セル３０の第２の枠孔部３６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２の防音セル３０を透過する音波の最短の伝播経路の長さであり、図１２においては、第２の枠３４の厚さが経路長である。
【００９８】
そのため、第２の防音セル３０を透過する音波と、第１の防音セル３２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２の防音セル３０の第２の枠孔部３６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。
【００９９】
ここで、以下の説明では、第２の防音セル３０の第２の枠孔部３６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３遮蔽ピーク周波数」という。
【０１００】
防音構造１０ｃは、上述のとおり、第２の枠孔部３６を有する第２の枠３４からなる第２の防音セル３０、および、第１の枠孔部３８を有する枠１４と、枠１４に固定される膜１８ｃとを備える第１の防音セル３２を有することによって、第２の防音セル３０を透過する音波と、第１の防音セル３２を透過する音波のうち、第１の防音セル３２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３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２の防音セル３０は、膜を有さず、第２の枠３４の第２の枠孔部３４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、通気性を持ちながら音を遮蔽する、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、膜を有さない第２の防音セル３０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、膜を有さない第２の防音セル３０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１の防音セル３２の膜１８ｃ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。
【０１０１】
なお、第２の防音セル３０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２の防音セル３０および第１の防音セル３２を透過する音波の振幅が等しい条件において、第２の防音セル３０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。
【０１０２】
ここで、図示例においては、第２の枠３４および枠１４は全て一体的に形成されており、１つの枠体１６により構成されている。すなわち、防音構造１０ａの枠体１６と同様のものである。
また、第１の防音セル３２の膜１８ｃは全て一体的に形成されており、１つの膜体２０ｃにより構成されている。
すなわち、防音構造１０ｃは、２次元的に配列された１６個の枠孔部を有する枠体１６と、枠体１６の一方の面側で、枠体１６の各貫通孔の開口面を覆うように枠体１６に固定される膜体２０ｃとを有し、膜体２０ｃは、１６個の枠孔部のうちの１つの枠孔部に対応する領域に、枠孔部の開口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１６の各枠孔部に対応する部位が、１つの第２の防音セル３０および１５個の第１の防音セル３２を構成している。
【０１０３】
また、図示例においては、防音構造１０ｃは、１つの第２の防音セル３０と１５個の第１の防音セル３２との合計１６個の防音セルを有する構成としたが、１以上の第２の防音セル３０と、１以上の第１の防音セル３２とを有する構成であればよい。
例えば、２個の第２の防音セル３０と、１４個の第１の防音セル３２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２の防音セル３０と２４個の第１の防音セル３２との２５個の防音セルを有する構成であってもよい。
【０１０４】
また、防音構造１０ｃの平面視における面積（すなわち、第２の防音セル３０および第１の防音セル３２の前面の合計面積）に対する、第２の防音セル３０の第２の枠孔部３６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。
【０１０５】
また、防音構造１０ｃ内における、第２の防音セル３０と第１の防音セル３２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。
【０１０６】
また、図１１においては、平面視での、第２の防音セル３０の大きさ（すなわち、第２の枠孔部３６の大きさ）と、第１の防音セル３２の大きさ（すなわち、第１の枠孔部３８の大きさ）は、同じ大きさとしたがこれに限定はされず、第２の防音セル３０の大きさと第１の防音セル３２の大きさが互いに異なっていてもよい。
また、２以上の第２の防音セル３０を有する場合には、２以上の第２の防音セル３０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１の防音セル３２を有する場合には、２以上の第１の防音セル３２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、全ての枠孔部の大きさ、すなわち、防音セルの大きさは同じであるのが好ましい。
【０１０７】
また、２以上の第１の防音セル３２を有する場合には、膜１８ｃの第１固有振動周波数が互いに異なる２種以上の第１の防音セル３２を有する構成としてもよい。
同様に、２以上の第２の防音セル３０を有する場合には、第２の枠孔部３６の開口径や経路長が互いに異なる２種以上の第２の防音セル３０を有する構成としてもよい。
【０１０８】
ここで、前述のとおり、第２の枠３４に形成される第２の枠孔部３６の構造、具体的には、開口径および経路長に応じて、第３遮蔽ピーク周波数が定まる。
したがって、第２の枠３４の厚さは、枠のサイズや防音する周波数帯域に応じて、任意の第３遮蔽ピーク周波数となるように厚さを設定すればよい。
【０１０９】
また、枠１４の厚さと第２の枠３４の厚さとは異なっていてもよい。第２の枠３４の厚さを調整して第２の枠３４の第２の枠孔部３６の経路長を調整することによって、第２の防音セル３０による位相進みの量を調整して、第３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。
【０１１０】
また、第２の枠３４の第２の枠孔部３６の形状は、直管形状には限定はされず、第２の枠孔部３６の形状を適宜設定することによって、第３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、第２の防音セル３０を構成する第２の枠３４の第２の枠孔部３６を、中心軸方向において、Ｓ字状に何度も折れ曲がった形状とすることによって、透過する音波の経路長を長くして、第２の防音セル３０による位相進みの量を調整して、第３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。
【０１１１】
また、第２の防音セル３０を構成する第２の枠３４に、第２の枠孔部３６の中心軸方向に直交する方向に延在する整流板を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。
【０１１２】
また、防音構造１０ｃは、このような第２の枠孔部３６における開口径や音波の経路長が異なる２種以上の第２の防音セル３０を有する構成としてもよい。
【０１１３】
膜１８ｃは、貫通孔を有さない以外は防音構造１０ａの膜１８ａと同様のものである。
【０１１４】
ここで、前述のとおり、防音構造１０ｃにおいては、膜を有さない第２の防音セル３０を透過する音波と、第１の防音セル３２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によって、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。
【０１１５】
このため、防音構造１０ｃ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１の防音セル３２の膜１８ｃ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、上述した防音構造１０ａの膜１０ａと同様に、膜１８ｃの厚さ、膜１８ｃの材質のヤング率、密度、ならびに、枠１４のサイズ等を適宜設定すればよい。
また、膜１８ｃの枠１４での配置位置、および、枠１４への膜１８ｃの固定方法も防音構造１０ａと同様である。
【０１１６】
ここで、防音構造１０ｃのサイズは、第３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。本発明者らの検討によれば、防音構造のサイズを、第３遮蔽ピーク周波数における音の波長以上の大きさとすると、透過位相差が乱れ始めることがわかった。
前述のとおり、防音構造１０ｃは、第２の防音セル３０を透過する音波と、第１の防音セル３２を透過する音波との位相差を制御することによって高い遮音特性を発現するものである。そのため、位相の乱れが生じると、第３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１０ｃのサイズは、第３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。
また、本発明者らの検討によれば、防音構造１０ｃ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によって、より好適に遮音することが可能となることがわかった。
【０１１７】
また、防音構造１０ｃにおいては、第２の防音セル３０の第２の枠孔部３６の内部に吸音部材や吸臭材等を配置してもよい。
吸音部材を配置することによって、吸音部材による吸音効果により、遮音特性をより向上できる。
吸音部材としては、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部材が利用可能である。
吸臭材としては、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。
【０１１８】
また、防音構造１０ｃにおいては、第２の防音セル３０の第２の枠孔部３６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。
防音構造１０ｃ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枠孔部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、音が透過できる枠孔部が、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例としては、防音構造１０ａで挙げた通気性のある部材を用いることができる。
【０１１９】
次に、防音構造１０ｃ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１６と、枠体１６の全ての貫通孔を覆うシート状の膜体２０ｃを準備する。
次に、枠体１６の全ての枠（フレーム部）にシート状の膜体２０ｃ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１８ｃを形成して、枠１４と膜１８ｃとからなる構造を持つ第１の防音セル３２を複数構成する。
次いで、複数の第１の防音セル３２のうち所定の位置の防音セルにおいて、レーザー加工などのエネルギー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１８ｃを除去して、枠孔部を露出させることによって、第２の防音セル３０を形成する。
こうして、防音構造１０ｃを製造することができる。
【０１２０】
さらに、防音構造の他の一例を説明する。
図１３は、防音構造の他の一例を模式的に示す正面図であり、図１４は、図１３のＢ−Ｂ線断面図である。
図１３および図１４の防音構造１０ｄは、厚み方向に貫通する複数の貫通孔４２を有する板状部材４０を備え、貫通孔４２の平均開口径が０．１μｍ以上１００μｍ未満であり、貫通孔の平均開口径をphi（μｍ）、板状部材の厚みをt（μｍ）としたときに、貫通孔の平均開口率rhoは、０より大きく１より小さい範囲であって、rho_center=(2+0.25×t)×phi-1.6を中心として、rho_center-(0.052×(phi/30)-2)を下限として、rho_center+(0.795×(phi/30)-2)を上限とする範囲にある防音構造である。
【０１２１】
板状部材４０に形成される複数の貫通孔４２は、平均開口径が０．１μｍ以上１００μｍ未満である。
また、貫通孔の平均開口率rhoは、貫通孔の平均開口径をphi（μｍ）、板状部材の厚みをt（μｍ）としたときに、rho_center=(2+0.25×t)×phi-1.6を中心として、rho_center-(0.052×(phi/30)-2)を下限として、rho_center+(0.795×(phi/30)-2)を上限とする範囲にある。なお、貫通孔の平均開口率rhoは、０より大きく１より小さい範囲にある。
【０１２２】
本発明者らは、厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有する板状部材を備え、貫通孔の平均開口径が０．１μｍ以上１００μｍ未満であり、平均開口率を上記範囲の防音構造とすることによって、吸音効果が得られることを見出した。
本発明者らは、防音構造１０ｄの吸音のメカニズムは、微細な貫通孔４２を音が通る際の、貫通孔４２の内壁面と空気との摩擦による、音のエネルギーの熱エネルギーへの変化であると推定した。このメカニズムは貫通孔４２のサイズが微細なことによって生じるため、共振によるメカニズムとは異なる。貫通孔４２によって空気中の音として直接通過するパスは、いったん膜振動に変換されてから再び音として放射されるパスに比べて、インピーダンスが遥かに小さい。したがって、膜振動よりも微細な貫通孔４２のパスを音は通りやすい。その貫通孔４２部分を通過する際に、板状部材４０上全体の広い面積から貫通孔４２の狭い面積へと音が集約されて通過する。貫通孔４２の中で音が集まることによって局所速度が極めて大きくなる。摩擦は速度と相関するために、微細な貫通孔４２内で摩擦が大きくなり熱に変換される。
貫通孔４２の平均開口径が小さい場合は、開口面積に対する円周長さの比率が大きくなるため、貫通孔４２の縁部や内壁面で生じる摩擦を大きくすることができると考えられる。貫通孔４２を通る際の摩擦を大きくすることによって、音のエネルギーを熱エネルギーへと変換して、吸音することができる。
【０１２３】
また、本発明者らの検討によれば、貫通孔４２の平均開口率に最適な割合が存在し、特に平均開口径が５０μｍ程度以上と比較的大きいときには平均開口率が小さいほど吸収率が高くなることを見出した。平均開口率が大きい場合には、多くの貫通孔４２のそれぞれを音が通過するのに対して、平均開口率が小さい場合には、貫通孔４２の数が少なくなるため、１つの貫通孔４２を通過する音が多くなり、貫通孔４２を通過する際の空気の局所速度がより増大して、貫通孔４２の縁部や内壁面で生じる摩擦をより大きくすることができると考えられる。
【０１２４】
このように、防音構造１０ｄは、微細な貫通孔４２を有する板状部材４０単体で機能するので、サイズを小さくすることができる。
また、上述のように、防音構造１０ｄは、音が貫通孔４２を通過する際の摩擦で吸音するので、音の周波数帯によらず吸音することができ、広帯域で吸音することができる。
また、貫通孔４２を有するため通気性を確保できる。
【０１２５】
ここで、吸音性能等の観点から、貫通孔４２の平均開口径は、１００μｍ未満であり、８０μｍ以下が好ましく、７０μｍ以下がより好ましく、５０um以下が最も好ましい。これは、貫通孔４２の平均開口径が小さくなるほど、貫通孔４２の開口面積に対する貫通孔４２の中で摩擦に寄与する外周部の長さの比率が大きくなり、摩擦が生じやすくなることによる。
また、貫通孔の平均開口率rhoは、前述のとおり、平均開口径をphi（μｍ）、板状部材の厚みをt（μｍ）としたときに、０より大きく１より小さい範囲であって、貫通孔の平均開口率rhoが rho_center=(2+0.25×t)×phi-1.6を中心として、rho_center-(0.052×(phi/30)-2)を下限として、rho_center+(0.795×(phi/30)-2)を上限とする範囲に入るものである。
また、平均開口率rhoは、rho_center-0.050×(phi/30)-2以上、rho_center+0.505×(phi/30)-2以下の範囲が好ましく、rho_center-0.048×(phi/30)-2以上、rho_center+0.345×(phi/30)-2以下の範囲がより好ましく、rho_center-0.085×(phi/20)-2以上、rho_center+0.35×(phi/20)-2以下の範囲がさらに好ましく、(rho_center-0.24×(phi/10)-2)以上、(rho_center+0.57×(phi/10)-2)以下の範囲が特に好ましく、(rho_center-0.185×(phi/10)-2)以上、(rho_center+0.34×(phi/10)-2)以下の範囲が最も好ましい。この点については、後述するシミュレーションで詳細に説明する。
【０１２６】
なお、貫通孔４２の平均開口径は、板状部材の一方の面から、高分解能走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて板状部材４０の表面を倍率２００倍で撮影し、得られたＳＥＭ写真において、周囲が環状に連なっている貫通孔４２を２０個抽出し、その開口径を読み取って、これらの平均値を平均開口径として算出する。もし、１枚のＳＥＭ写真内に貫通孔が２０個未満の場合は、周辺の別の位置でＳＥＭ写真を撮影し、合計個数が２０個になるまでカウントする。
なお、開口径は、貫通孔４２部分の面積をそれぞれ計測し、同一の面積となる円に置き換えたときの直径(円相当径)を用いて評価した。すなわち、貫通孔４２の開口部の形状は略円形状に限定はされないので、開口部の形状が非円形状の場合には、同一面積となる円の直径で評価した。従って、例えば、２以上の貫通孔が一体化したような形状の貫通孔４２の場合にも、これを１つの貫通孔４２とみなし、貫通孔４２の円相当径を開口径とする。
これらの作業は、例えば「Image J」を用いて、Analyze Particlesにより円相当径、開口率などを全て計算することができる。
【０１２７】
また、平均開口率は、高分解能走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて板状部材４０の表面を真上から倍率２００倍で撮影し、得られたＳＥＭ写真の３０ｍｍ×３０ｍｍの視野（５箇所）について、画像解析ソフト等で２値化して貫通孔４２部分と非貫通孔部分を観察し、貫通孔４２の開口面積の合計と視野の面積（幾何学的面積）とから、比率（開口面積／幾何学的面積）から算出し、各視野（５箇所）における平均値を平均開口率として算出する。
【０１２８】
ここで、防音構造１０ｄにおいて、複数の貫通孔４２は、規則的に配列されていてもよく、ランダムに配列されていてもよい。微細な貫通孔４２の生産性や、吸音特性のロバスト性、さらに音の回折を抑制する等の観点から、ランダムに配列されているのが好ましい。音の回折に関しては、貫通孔４２が周期的に配列されているとその貫通孔４２の周期に従って音の回折現象が生じ、音が回折により曲がり騒音の進む方向が複数に分かれる懸念がある。ランダムとは完全に配列したような周期性は持たない配置になっている状態であり、各貫通孔４２による吸収効果が現れる一方で、貫通孔間最小距離による回折現象は生じない配置となる。
また、周期的配列の貫通孔４２は、ロール状の連続処理中でのエッチング処理により形成することができるが、大量生産のためには周期的配列を形成するプロセスよりも表面処理など一括でランダムなパターンを形成する方が容易であるため、生産性の観点からもランダムに配列されていることが好ましい。
【０１２９】
また、複数の貫通孔４２は、１種類の開口径の貫通孔からなるものであってもよく、２種以上の開口径の貫通孔４２からなるものであってもよい。生産性の観点、耐久性の観点等から、２種以上の開口径の貫通孔４２からなるのが好ましい。
生産性としては、上記のランダム配列と同じく、大量にエッチング処理を行う観点から孔径にばらつきを許容した方が生産性が向上する。また、耐久性の観点としては、環境によってほこりやごみのサイズが異なるため、もし１種類の開口径の貫通孔４２とすると主要なゴミのサイズが貫通孔４２とほぼ合致するときに全ての孔に影響を与えることとなる。複数種類の開口径の貫通孔４２を設けておくことによって、様々な環境において適用できるデバイスとなる。
【０１３０】
また、音が貫通孔４２内を通過する際の摩擦をより大きくする観点から、貫通孔４２の内壁面は、粗面化されているのが好ましい。具体的には、貫通孔４２の内壁面の表面粗さＲａは、０．１μｍ以上であるのが好ましく、０．１μｍ〜１０．０μｍであるのがより好ましく、０．２μｍ以上１．０μｍ以下であるのがより好ましい。
ここで、表面粗さＲａは貫通孔４２内をＡＦＭ（Atomic Force Microscope）で計測することによって測定を行うことができる。粗さが数ミクロン程度であるため、ＡＦＭを用いることが他の測定方法よりスケールとして測定が容易である。
【０１３１】
また、貫通孔４２内のＳＥＭ画像から貫通孔４２内の凹凸の凸部の一つ一つを粒子とみなして、凸部の平均粒径を算出することができる。
具体的には、２０００倍の倍率で撮ったＳＥＭ画像（１ｍｍ×１ｍｍ程度の視野）をImage Jに取り込み、凸部が白となるように白黒に二値化し、その各凸部の面積をAnalyze Particlesにて求める。その各面積と同一面積となる円を想定した円相当径を各凸部について求めて、その平均値を平均粒径として算出した。
この凸部の平均粒径は０．１μｍ以上１０．０μｍ以下であることが好ましく、０．２μｍ以上５．０μｍ以下であることがより好ましい。
【０１３２】
また、板状部材４０の厚みには限定はないが、厚みが厚いほど音が貫通孔４２を通過する際に受ける摩擦エネルギーが大きくなるため吸音性能がより向上すると考えられる。また、極端に薄い場合には取り扱いが難しく破けやすいため、保持できる程度に厚い方が望ましい。一方で、小型化および通気性は厚みが薄いのが好ましい。また、貫通孔４２の形成方法にエッチングなどを用いる場合は、厚みが厚いほど作製に時間がかかるため生産性の観点からは薄い方が望ましい。
吸音性能、小型化および通気性の観点から、板状部材４０の厚みは、５μｍ〜５００μｍが好ましく、７μｍ〜３００μｍがより好ましく、１０μｍ〜１００μｍが特に好ましい。
【０１３３】
板状部材の材質には限定はなく、アルミニウム、チタン、ニッケル、パーマロイ、４２アロイ、コバール、ニクロム、銅、ベリリウム、リン青銅、黄銅、洋白、錫、亜鉛、鉄、タンタル、ニオブ、モリブデン、ジルコニウム、金、銀、白金、パラジウム、鋼鉄、タングステン、鉛、イリジウム等の各種金属、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）、ポリ塩化ビニルデン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリメチルベンテン、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、ポリカーボネート、ゼオノア、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ポリプロピレン、ポリイミド等の樹脂材料等が利用可能である。さらに、薄膜ガラスなどのガラス材料、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）やＧＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）のような繊維強化プラスチック材料を用いることもできる。
ヤング率が高く、厚みが薄くても膜振動が起きにくく、微小な貫通孔４２での摩擦による吸音の効果が得られやすい等の観点から、金属材料を用いるのが好ましい。なかでも、軽量である、エッチング等により微小な貫通孔４２を形成しやすい、入手性やコスト等の観点からアルミニウムを用いるのが好ましい。
【０１３４】
また、金属材料を用いる場合には、錆びの抑制等の観点から、表面に金属めっきを施してもよい。
さらに、少なくとも貫通孔４２の内表面に金属めっきを施すことによって、貫通孔４２の平均開口径をより小さい範囲に調整してもよい。
【０１３５】
一方で、板状部材４０として樹脂材料やガラス材料を用いることもできる。例えば、ＰＥＴフィルムは樹脂材料の中ではヤング率も比較的高く、入手も容易で透明性も高いため、貫通孔４２を形成し好適な防音構造１０ｄとすることができる。
【０１３６】
＜アルミニウム基材＞
板状部材として用いられるアルミニウム基材は、特に限定はされず、例えば、ＪＩＳ規格Ｈ４０００に記載されている合金番号１０８５、１Ｎ３０、３００３等の公知のアルミニウム基材を用いることができる。なお、アルミニウム基材は、アルミニウムを主成分とし、微量の異元素を含む合金板である。
アルミニウム基材の厚みとしては、特に限定はないが、５μｍ〜１０００μｍが好ましく、５μｍ〜２００μｍがより好ましく、１０μｍ〜１００μｍが特に好ましい。
【０１３７】
次に、防音構造１０ｄの製造方法について、アルミニウム基材を用いる場合を例に説明する。
アルミニウム基材を用いた防音構造の製造方法は、
アルミニウム基材の表面に水酸化アルミニウムを主成分とする皮膜を形成する皮膜形成工程と、
皮膜形成工程の後に、貫通孔形成処理を行って貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
貫通孔形成工程の後に、水酸化アルミニウム皮膜を除去する皮膜除去工程と、
を有する。
皮膜形成工程と貫通孔形成工程と皮膜除去工程とを有することにより、平均開口径が０．１μｍ以上１００μｍ未満の貫通孔を好適に形成することができる。
【０１３８】
次に、防音構造１０ｄの製造方法の各工程を図１５Ａ〜図１５Ｅを用いて説明した後に、各工程について詳述する。
【０１３９】
図１５Ａ〜図１５Ｅは、アルミニウム基材を用いた防音構造１０ｄの製造方法の好適な実施態様の一例を示す模式的な断面図である。
防音構造１０ｄの製造方法は、図１５Ａ〜図１５Ｅに示すように、アルミニウム基材４１の一方の主面に対して皮膜形成処理を施し、水酸化アルミニウム皮膜４３を形成する皮膜形成工程（図１５Ａおよび図１５Ｂ）と、皮膜形成工程の後に電解溶解処理を施して貫通孔４２を形成し、アルミニウム基材４１および水酸化アルミニウム皮膜４３に貫通孔を形成する貫通孔形成工程（図１５Ｂおよび図１５Ｃ）と、貫通孔形成工程の後に、水酸化アルミニウム皮膜４３を除去し、貫通孔４２を有する板状部材４０からなる防音構造１０ｄを作製する皮膜除去工程（図１５Ｃおよび図１５Ｄ）と、を有する製造方法である。
また、防音構造１０ｄの製造方法は、皮膜除去工程の後に、貫通孔４２を有する板状部材４０に電気化学的粗面化処理を施し、板状部材４０の表面を粗面化する粗面化処理工程（図１５Ｄおよび図１５Ｅ）を有しているのが好ましい。
【０１４０】
水酸化アルミニウム皮膜には小さな孔ができやすいため、水酸化アルミニウム皮膜を形成する皮膜形成工程の後に、貫通孔形成工程において電解溶解処理を施して貫通孔を形成することによって、平均開口径が０．１μｍ以上１００μｍ未満の貫通孔を形成することができる。
【０１４１】
〔皮膜形成工程〕
防音構造１０ｄの製造方法が有する皮膜形成工程は、アルミニウム基材の表面に皮膜形成処理を施し、水酸化アルミニウム皮膜を形成する工程である。
【０１４２】
＜皮膜形成処理＞
上記皮膜形成処理は特に限定されず、例えば、従来公知の水酸化アルミニウム皮膜の形成処理と同様の処理を施すことができる。
皮膜形成処理としては、例えば、特開２０１１−２０１１２３号公報の＜００１３＞〜＜００２６＞段落に記載された条件や装置を適宜採用することができる。
【０１４３】
本発明においては、皮膜形成処理の条件は、使用される電解液によって種々変化するので一概に決定され得ないが、一般的には電解液濃度１〜８０質量％、液温５〜７０℃、電流密度０．５〜６０Ａ／ｄｍ2、電圧１〜１００Ｖ、電解時間１秒〜２０分であるのが適当であり、所望の皮膜量となるように調整される。
【０１４４】
本発明においては、電解液として、硝酸、塩酸、硫酸、燐酸、シュウ酸、あるいは、これらの酸の２以上の混酸を用いて電気化学的処理を行うのが好ましい。
硝酸、塩酸を含む電解液中で電気化学的処理を行う場合には、アルミニウム基材と対極との間に直流を印加してもよく、交流を印加してもよい。アルミニウム基材に直流を印加する場合においては、電流密度は、１〜６０Ａ／ｄｍ2であるのが好ましく、５〜５０Ａ／ｄｍ2であるのがより好ましい。連続的に電気化学的処理を行う場合には、アルミニウム基材に、電解液を介して給電する液給電方式により行うのが好ましい。
【０１４５】
本発明においては、皮膜形成処理により形成される水酸化アルミニウム皮膜の量は０．０５〜５０ｇ／ｍ2であるのが好ましく、０．１〜１０ｇ／ｍ2であるのがより好ましい。
【０１４６】
〔貫通孔形成工程〕
貫通孔形成工程は、皮膜形成工程の後に電解溶解処理を施し、貫通孔を形成する工程である。
【０１４７】
＜電解溶解処理＞
上記電解溶解処理は特に限定されず、直流または交流を用い、酸性溶液を電解液に用いることができる。中でも、硝酸、塩酸の少なくとも１以上の酸を用いて電気化学処理を行うのが好ましく、これらの酸に加えて硫酸、燐酸、シュウ酸の少なくとも１以上の混酸を用いて電気化学的処理を行うのが更に好ましい。
【０１４８】
本発明においては、電解液である酸性溶液としては、上記酸のほかに、米国特許第４，６７１，８５９号、同第４，６６１，２１９号、同第４，６１８，４０５号、同第４，６００，４８２号、同第４，５６６，９６０号、同第４，５６６，９５８号、同第４，５６６，９５９号、同第４，４１６，９７２号、同第４，３７４，７１０号、同第４，３３６，１１３号、同第４，１８４，９３２号の各明細書等に記載されている電解液を用いることもできる。
【０１４９】
酸性溶液の濃度は０．１〜２．５質量％であるのが好ましく、０．２〜２．０質量％であるのが特に好ましい。また、酸性溶液の液温は２０〜８０℃であるのが好ましく、３０〜６０℃であるのがより好ましい。
【０１５０】
また、上記酸を主体とする水溶液は、濃度１〜１００ｇ／Ｌの酸の水溶液に、硝酸アルミニウム、硝酸ナトリウム、硝酸アンモニウム等の硝酸イオンを有する硝酸化合物または塩化アルミニウム、塩化ナトリウム、塩化アンモニウム等の塩酸イオンを有する塩酸化合物、硫酸アルミニウム、硫酸ナトリウム、硫酸アンモニウム等の硫酸イオンを有する硫酸化合物少なくとも一つを１ｇ／Ｌから飽和するまでの範囲で添加して使用することができる。
また、上記酸を主体とする水溶液には、鉄、銅、マンガン、ニッケル、チタン、マグネシウム、シリカ等のアルミニウム合金中に含まれる金属が溶解していてもよい。好ましくは、酸の濃度０．１〜２質量％の水溶液にアルミニウムイオンが１〜１００ｇ／Ｌとなるように、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム等を添加した液を用いることが好ましい。
【０１５１】
電気化学的溶解処理には、主に直流電流が用いられるが、交流電流を使用する場合にはその交流電源波は特に限定されず、サイン波、矩形波、台形波、三角波等が用いられ、中でも、矩形波または台形波が好ましく、台形波が特に好ましい。
【０１５２】
（硝酸電解）
本発明においては、硝酸を主体とする電解液を用いた電気化学的溶解処理（以下、「硝酸溶解処理」とも略す。）により、容易に、平均開口径が０．１μｍ以上１００μｍ未満となる貫通孔を形成することができる。
ここで、硝酸溶解処理は、貫通孔形成の溶解ポイントを制御しやすい理由から、直流電流を用い、平均電流密度を５Ａ／ｄｍ2以上とし、かつ、電気量を５０Ｃ／ｄｍ2以上とする条件で施す電解処理であるであるのが好ましい。なお、平均電流密度は１００Ａ／ｄｍ2以下であるのが好ましく、電気量は１００００Ｃ／ｄｍ2以下であるのが好ましい。
また、硝酸電解における電解液の濃度や温度は特に限定されず、高濃度、例えば、硝酸濃度１５〜３５質量％の硝酸電解液を用いて３０〜６０℃で電解を行ったり、硝酸濃度０．７〜２質量％の硝酸電解液を用いて高温、例えば、８０℃以上で電解を行うことができる。
また、上記硝酸電解液に濃度０．１〜５０質量％の硫酸、シュウ酸、燐酸の少なくとも１つを混ぜた電解液を用いて電解を行うことができる。
【０１５３】
（塩酸電解）
本発明においては、塩酸を主体とする電解液を用いた電気化学的溶解処理（以下、「塩酸溶解処理」とも略す。）によっても、容易に、平均開口径が１μｍ以上１００μｍ未満となる貫通孔を形成することができる。
ここで、塩酸溶解処理は、貫通孔形成の溶解ポイントを制御しやすい理由から、直流電流を用い、平均電流密度を５Ａ／ｄｍ2以上とし、かつ、電気量を５０Ｃ／ｄｍ2以上とする条件で施す電解処理であるであるのが好ましい。なお、平均電流密度は１００Ａ／ｄｍ2以下であるのが好ましく、電気量は１００００Ｃ／ｄｍ2以下であるのが好ましい。
また、塩酸電解における電解液の濃度や温度は特に限定されず、高濃度、例えば、塩酸濃度１０〜３５質量％の塩酸電解液を用いて３０〜６０℃で電解を行ったり、塩酸濃度０．７〜２質量％の塩酸電解液を用いて高温、例えば、８０℃以上で電解を行うことができる。
また、上記塩酸電解液に濃度０．１〜５０質量％の硫酸、シュウ酸、燐酸の少なくとも１つを混ぜた電解液を用いて電解を行うことができる。
【０１５４】
〔皮膜膜除去工程〕
皮膜除去工程は、化学的溶解処理を行って水酸化アルミニウム皮膜を除去する工程である。
上記皮膜除去工程は、例えば、後述する酸エッチング処理やアルカリエッチング処理を施すことにより水酸化アルミニウム皮膜を除去することができる。
【０１５５】
＜酸エッチング処理＞
上記溶解処理は、アルミニウムよりも水酸化アルミニウムを優先的に溶解させる溶液（以下、「水酸化アルミニウム溶解液」という。）を用いて水酸化アルミニウム皮膜を溶解させる処理である。
【０１５６】
ここで、水酸化アルミニウム溶解液としては、例えば、硝酸、塩酸、硫酸、燐酸、シュウ酸、クロム化合物、ジルコニウム系化合物、チタン系化合物、リチウム塩、セリウム塩、マグネシウム塩、ケイフッ化ナトリウム、フッ化亜鉛、マンガン化合物、モリブデン化合物、マグネシウム化合物、バリウム化合物およびハロゲン単体からなる群から選択される少なくとも１種を含有した水溶液が好ましい。
【０１５７】
具体的には、クロム化合物としては、例えば、酸化クロム（ＩＩＩ）、無水クロム（ＶＩ）酸等が挙げられる。
ジルコニウム系化合物としては、例えば、フッ化ジルコンアンモニウム、フッ化ジルコニウム、塩化ジルコニウムが挙げられる。
チタン化合物としては、例えば、酸化チタン、硫化チタンが挙げられる。
リチウム塩としては、例えば、フッ化リチウム、塩化リチウムが挙げられる。
セリウム塩としては、例えば、フッ化セリウム、塩化セリウムが挙げられる。
マグネシウム塩としては、例えば、硫化マグネシウムが挙げられる。
マンガン化合物としては、例えば、過マンガン酸ナトリウム、過マンガン酸カルシウムが挙げられる。
モリブデン化合物としては、例えば、モリブデン酸ナトリウムが挙げられる。
マグネシウム化合物としては、例えば、フッ化マグネシウム・五水和物が挙げられる。
バリウム化合物としては、例えば、酸化バリウム、酢酸バリウム、炭酸バリウム、塩素酸バリウム、塩化バリウム、フッ化バリウム、ヨウ化バリウム、乳酸バリウム、シュウ酸バリウム、過塩素酸バリウム、セレン酸バリウム、亜セレン酸バリウム、ステアリン酸バリウム、亜硫酸バリウム、チタン酸バリウム、水酸化バリウム、硝酸バリウム、あるいはこれらの水和物等が挙げられる。
上記バリウム化合物の中でも、酸化バリウム、酢酸バリウム、炭酸バリウムが好ましく、酸化バリウムが特に好ましい。
ハロゲン単体としては、例えば、塩素、フッ素、臭素が挙げられる。
【０１５８】
中でも、上記水酸化アルミニウム溶解液が、酸を含有する水溶液であるのが好ましく、酸として、硝酸、塩酸、硫酸、燐酸、シュウ酸等が挙げられ、２種以上の酸の混合物であってもよい。
酸濃度としては、０．０１ｍｏｌ／Ｌ以上であるのが好ましく、０．０５ｍｏｌ／Ｌ以上であるのがより好ましく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上であるのが更に好ましい。上限は特にないが、一般的には１０ｍｏｌ／Ｌ以下であるのが好ましく、５ｍｏｌ／Ｌ以下であるのがより好ましい。
【０１５９】
溶解処理は、水酸化アルミニウム皮膜が形成されたアルミニウム基材を上述した溶解液に接触させることにより行う。接触させる方法は、特に限定されず、例えば、浸せき法、スプレー法が挙げられる。中でも、浸せき法が好ましい。
【０１６０】
浸せき法は、水酸化アルミニウム皮膜が形成されたアルミニウム基材を上述した溶解液に浸せきさせる処理である。浸せき処理の際にかくはんを行うと、ムラのない処理が行われるため、好ましい。
浸せき処理の時間は、１０分以上であるのが好ましく、１時間以上であるのがより好ましく、３時間以上、５時間以上であるのが更に好ましい。
【０１６１】
＜アルカリエッチング処理＞
アルカリエッチング処理は、上記水酸化アルミニウム皮膜をアルカリ溶液に接触させることにより、表層を溶解させる処理である。
【０１６２】
アルカリ溶液に用いられるアルカリとしては、例えば、カセイアルカリ、アルカリ金属塩が挙げられる。具体的には、カセイアルカリとしては、例えば、水酸化ナトリウム（カセイソーダ）、カセイカリが挙げられる。また、アルカリ金属塩としては、例えば、メタケイ酸ソーダ、ケイ酸ソーダ、メタケイ酸カリ、ケイ酸カリ等のアルカリ金属ケイ酸塩；炭酸ソーダ、炭酸カリ等のアルカリ金属炭酸塩；アルミン酸ソーダ、アルミン酸カリ等のアルカリ金属アルミン酸塩；グルコン酸ソーダ、グルコン酸カリ等のアルカリ金属アルドン酸塩；第二リン酸ソーダ、第二リン酸カリ、第三リン酸ソーダ、第三リン酸カリ等のアルカリ金属リン酸水素塩が挙げられる。中でも、エッチング速度が速い点および安価である点から、カセイアルカリの溶液、および、カセイアルカリとアルカリ金属アルミン酸塩との両者を含有する溶液が好ましい。特に、水酸化ナトリウムの水溶液が好ましい。
【０１６３】
アルカリ溶液の濃度は、０．１〜５０質量％であるのが好ましく、０．２〜１０質量％であるのがより好ましい。アルカリ溶液中にアルミニウムイオンが溶解している場合には、アルミニウムイオンの濃度は、０．０１〜１０質量％であるのが好ましく、０．１〜３質量％であるのがより好ましい。アルカリ溶液の温度は１０〜９０℃であるのが好ましい。処理時間は１〜１２０秒であるのが好ましい。
【０１６４】
水酸化アルミニウム皮膜をアルカリ溶液に接触させる方法としては、例えば、水酸化アルミニウム皮膜が形成されたアルミニウム基材をアルカリ溶液を入れた槽の中を通過させる方法、水酸化アルミニウム皮膜が形成されたアルミニウム基材をアルカリ溶液を入れた槽の中に浸せきさせる方法、アルカリ溶液を水酸化アルミニウム皮膜が形成されたアルミニウム基材の表面（水酸化アルミニウム皮膜）に噴きかける方法が挙げられる。
【０１６５】
〔粗面化処理工程〕
本発明において、防音構造１０ｄの製造方法が有していてもよい任意の粗面化処理工程は、水酸化アルミニウム皮膜を除去したアルミニウム基材に対して電気化学的粗面化処理（以下、「電解粗面化処理」とも略す。）を施し、アルミニウム基材の表面ないし裏面を粗面化する工程である。
なお、上記実施形態では、貫通孔を形成した後に粗面化処理を行う構成としたが、これに限定はされず、粗面化処理の後に貫通孔を形成する構成としてもよい。
【０１６６】
本発明においては、硝酸を主体とする電解液を用いた電気化学的粗面化処理（以下、「硝酸電解」とも略す。）により、容易に表面を粗面化することができる。
あるいは、塩酸を主体とする電解液を用いた電気化学的粗面化処理（以下、「塩酸電解」とも略す。）によっても、粗面化することができる。
【０１６７】
〔金属被覆工程〕
防音構造１０ｄの製造方法は、上述した電解溶解処理により形成された貫通孔４２の平均開口径を０．１μｍ〜２０μｍ程度の小さい範囲に調整できる理由から、上述した皮膜除去工程の後に、少なくとも貫通孔４２の内壁を含むアルミニウム基材の表面の一部または全部をアルミニウム以外の金属で被覆する金属被覆工程を有しているのが好ましい。
ここで、「少なくとも貫通孔４２の内壁を含むアルミニウム基材の表面の一部または全部をアルミニウム以外の金属で被覆する」とは、貫通孔４２の内壁を含むアルミニウム基材の全表面のうち、少なくとも貫通孔４２の内壁については被覆されていることを意味しており、内壁以外の表面は、被覆されていなくてもよく、一部または全部が被覆されていてもよい。
【０１６８】
金属被覆工程は、貫通孔を有するアルミニウム基材に対して、例えば、後述する置換処理およびめっき処理を施すものである。
【０１６９】
＜置換処理＞
上記置換処理は、少なくとも貫通孔の内壁を含むアルミニウム基材の表面の一部または全部に、亜鉛または亜鉛合金を置換めっきする処理である。
置換めっき液としては、例えば、水酸化ナトリウム１２０ｇ／Ｌ、酸化亜鉛２０ｇ／Ｌ、結晶性塩化第二鉄２ｇ／Ｌ、ロッセル塩５０ｇ／Ｌ、硝酸ナトリウム１ｇ／Ｌの混合溶液などが挙げられる。
また、市販のＺｎまたはＺｎ合金めっき液を使用してもよく、例えば、奥野製薬工業株式会社製サブスターＺｎ−１、Ｚｎ−２、Ｚｎ−３、Ｚｎ−８、Ｚｎ−１０、Ｚｎ−１１１、Ｚｎ−２２２、Ｚｎ−２９１等を使用することができる。
このような置換めっき液へのアルミニウム基材の浸漬時間は１５秒〜４０秒であるのが好ましく、浸漬温度は１５秒〜４０秒であるのが好ましい。
【０１７０】
＜めっき処理＞
上述した置換処理により、アルミニウム基材の表面に亜鉛または亜鉛合金を置換めっきして亜鉛皮膜を形成させた場合は、例えば、後述する無電解めっきにより亜鉛皮膜をニッケルに置換させた後、後述する電解めっきにより各種金属を析出させる、めっき処理を施すのが好ましい。
【０１７１】
（無電解めっき処理）
無電解めっき処理に用いるニッケルめっき液としては、市販品が幅広く使用でき、例えば、硫酸ニッケル３０ｇ／Ｌ、次亜リン酸ソーダ２０ｇ／Ｌ、クエン酸アンモニウム５０ｇ／Ｌを含む水溶液などが挙げられる。
また、ニッケル合金めっき液としては、りん化合物が還元剤となるＮｉ−Ｐ合金めっき液やホウ素化合物が還元剤となるＮｉ−Ｂメッキ液などが挙げられる。
このようなニッケルめっき液やニッケル合金めっき液への浸漬時間は１５秒〜１０分であるのが好ましく、浸漬温度は３０℃〜９０℃であるのが好ましい。
【０１７２】
（電解めっき処理）
電解めっき処理として、例えば、Ｃｕを電気めっきする場合のめっき液は、例えば、硫酸Ｃｕ６０〜１１０ｇ／Ｌ、硫酸１６０〜２００ｇ／Ｌおよび塩酸０．１〜０．１５ｍＬ／Ｌを純水に加え、さらに奥野製薬株式会社製トップルチナＳＦベースＷＲ１ｚ５〜５．０ｍＬ／Ｌ、トップルチナＳＦ−Ｂ０．５〜２．０ｍＬ／Ｌ及びトップルチナＳＦレベラー３．０〜１０ｍＬ／Ｌを添加剤として加えためっき液が挙げられる。
このような銅めっき液への浸漬時間は、Ｃｕ膜の厚さによるため特に限定されないが、例えば、２μｍのＣｕ膜をつける場合は、電流密度２Ａ／ｄｍで約５分間浸漬するのが好ましく、浸漬温度は２０℃〜３０℃であるのが好ましい。
【０１７３】
〔水洗処理〕
防音構造１０ｄの製造方法においては、上述した各処理の工程終了後には水洗を行うのが好ましい。水洗には、純水、井水、水道水等を用いることができる。処理液の次工程への持ち込みを防ぐためにニップ装置を用いてもよい。
【０１７４】
このような防音構造１０ｄの製造方法は、カットシート状のアルミニウム基材を用いて製造を行ってもよく、ロール・トゥ・ロール（Ｒｏｌｌ  ｔｏ  Ｒｏｌｌ  以下、ＲｔｏＲともいう）で行ってもよい。
周知のように、ＲｔｏＲとは、長尺な原材料を巻回してなるロールから、原材料を引き出して、長手方向に搬送しつつ、表面処理等の各種の処理を行い、処理済の原材料を、再度、ロール状に巻回する製造方法である。
上述のようなアルミニウム基材に貫通孔を形成する製造方法は、ＲｔｏＲによって、２０μｍ程度の貫通孔を容易に効率よく形成することができる。
【０１７５】
また、貫通孔の形成方法は、上述した方法に限定はされず、板状部材の形成材料等に応じて、公知の方法で行えばよい。
例えば、板状部材としてＰＥＴフィルム等の樹脂フィルムを用いる場合には、レーザー加工などのエネルギーを吸収する加工方法、もしくはパンチング、針加工などの物理的接触による機械加工方法で貫通孔を形成することができる。
【０１７６】
［シミュレーション］
次に、図１３に示す防音構造１０ｄの構成についてシミュレーションを行い、貫通孔の適切な平均開口径と平均開口率との関係を求めた結果について説明する。
図１３の防音構造１０ｄの系は膜振動と空気中の音波の相互作用系であり、さらに貫通孔による摩擦が重要であるため、音響と振動との連成解析において熱音響による摩擦吸音も加えて解析を行った。
具体的には、有限要素法の解析ソフトウェアであるCOMSOLver5.1の音響モジュールを用いて設計を行った。音響モジュール内での熱音響モデルを用いることによって、流体中(空気も含む)を透過する音波と壁の摩擦による吸音を計算することができる。また、今回は薄膜の膜振動も、実際の材料の物性値を入力することによって計算に取り入れた。エッジ部を周期構造とすることによって、水平方向に無限に大きい薄膜に貫通孔が平均開口径および平均開口率に従ってあいているモデルを構築した。エッジ部の支持はローラ固定とし、膜の垂線方向には自由に動ける拘束とすることによって、自由に動ける薄膜をモデル化した。
【０１７７】
まず、板状部材の厚みを２０μｍに固定し、板状部材の膜振動を無視して微小な貫通孔の摩擦による吸収率のみを求めるようにした。平均開口径と平均開口率を種々変更して、周波数３０００Ｈｚにおける吸収率を求めた。結果を図１６および図１７に示す。平均開口径が大きな領域で最適な平均開口率は１％以下の領域となるため、計算のレンジを二種類に分けている。また、図１６および図１７において、吸収率が４５％の境界を二点鎖線で示し、３０％の境界を一点鎖線で示し、１０％の境界を破線で示した。
吸収率が最大となる条件に関して、平均開口径と平均開口率は反比例のような関係にある。
【０１７８】
特徴的なこととして、平均開口径７０μｍ程度より大きくなると、どの平均開口率であっても吸収率の最大値がより小さい平均開口径の場合に比較して小さくなる。すなわち、微小な貫通孔の吸収の効果を十分に得るためには、７０μｍ程度以下に貫通孔自体を小さくすることがより好ましいことがわかる。
図１８に、吸収率が極大値となる平均開口率と、平均開口径との関係を表すグラフを示し、図１９に、吸収率の極大値と平均開口径との関係を表すグラフを示す。図に示すように、７０μｍ程度以上の平均開口径では、平均開口径に対してほぼ線形的に吸収率の極大値が小さくなっていくことがわかる。
【０１７９】
板状部材の厚みを５０μｍに変更して上記と同様のシミュレーションを行った。図２０に、吸収率の極大値と平均開口径との関係を表すグラフを示す。
板状部材の厚みが５０μｍの場合にも、厚み２０μｍの場合と同様に、７０μｍより大きい平均開口径では吸収率の極大値が小さくなっていくことがわかる。最大吸収率はほとんど板状部材の厚みによらずに貫通孔の平均開口径によって決定されることが分かった。平均開口径が５０μｍ以下と小さい場合は最大吸収率が５０％となるが、それより平均開口径が大きい場合は吸収率が小さくなることがわかる。平均開口径１００μｍで４５％、平均開口径２００μｍでは３０％まで吸収率が小さくなる。よって、平均開口径は小さい方が望ましいことが明らかになった。
また、この結果から、吸収率の極大値は、板状部材の厚みにはほぼ依存せず、平均開口径により決まるロバストなものと考えられる。
【０１８０】
板状部材の厚みを２０μｍ、貫通孔の平均開口径を２０μｍに固定し、平均開口率を変えて透過率、反射率、吸収率のシミュレーションを行った。結果を図２１に示す。
また、厚み５０μｍ、平均開口径２０μｍに固定して平均開口率を変えて同様のシミュレーションを行った。結果を図２２に示す。
図２１および図２２から、平均開口率が大きくなるほどに、反射が小さくなり透過が大きくなる。その中で吸収は透過と反射がほぼ等しくなった条件において最大化することが明らかになった。
よって、微細な貫通孔の吸収が極大化する場合には、透過率と反射率が等しくなることを明らかにした。
【０１８１】
ここまでの結果より、平均開口率は小さいほど吸収が大きくなるというものではなく、板状部材の厚みと貫通孔の平均開口径により最適な平均開口率が存在することが明らかになった。
また、吸収の大きな領域は最適な平均開口率を中心にしてなだらかに広がっていることが分かる。
【０１８２】
最適な平均開口率を決定するために、板状部材の厚みを１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、５０μｍおよび７０μｍのそれぞれで、貫通孔の平均開口径を２０μｍ〜１４０μｍの範囲で変化させて、それぞれの条件での吸収率が最大化する平均開口率とその時の吸収率を計算してまとめた。結果を図２３に示す。
貫通孔の平均開口径が小さいときは、最適な平均開口率は板状部材の厚みによって異なるが、貫通孔の平均開口径が１００μｍ程度以上では０．５％〜１．０％という、非常に小さい平均開口率が最適値となる。
【０１８３】
すなわち、平均開口径１００μｍ以上の貫通孔で大きな吸収率を得るためには平均開口率を低くする必要があり、高い開口率でかつ大きい吸収率を得るという構造は難しい。
一方で、本発明の防音構造が有する１００μｍ未満の平均開口径の貫通孔においては、最適な平均開口率が平均開口径の関数となるため、高い開口率構造が実現できる条件がある。また、上述したように最大吸収率も４５％以上の大きな値となるため、高開口率かつ高吸音が実現できる。
【０１８４】
さらに図２０より、平均開口径は、最大吸収率が４８％以上となる８０μｍ以下が望ましく、４９％以上となる７０μｍ以下がより望ましく、ほぼ50%の最大値に達する５０μｍ以下が最も望ましい。
【０１８５】
上記、貫通孔の平均開口径に対する最適な平均開口率で、平均開口径が１００μｍ以下の場合の計算を詳細に行った。厚み１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、５０μｍ、７０μｍのそれぞれに関して、貫通孔の平均開口径ごとの最適な平均開口率を示した結果を図２４に両対数グラフで示した。図２４のグラフより、最適な平均開口率は貫通孔の平均開口径に対して、ほぼ−１．６乗で変化することを発見した。
【０１８６】
より具体的には、最適な平均開口率をrho_center、貫通孔の平均開口径をphi（μｍ）、板状部材の厚みをt（μｍ）としたとき、図２４の両対数グラフを累乗関数で近似することによって、最適な平均開口率をrho_centerは、
rho_center=a×phi-1.6
a=2+0.25×tで決定されることを、明らかにした。
このようにして、特に貫通孔の平均開口径が小さい場合には、平均開口率が小さいほど吸収率が大きくなるのではなく、最適な平均開口率は板状部材の厚さと貫通孔の平均開口径によって決定されることを明らかにした。最適な平均開口率は、板状部材の厚みが厚いほどに大きくなり、また平均開口径が大きいほどに小さくなる。
【０１８７】
上述したように、吸収率が大きくなる範囲は最適な平均開口率を中心としてなだらかに広がっている。この詳細な分析のために、板状部材の厚み５０μｍのシミュレーションにおいて平均開口率を変化させた結果を図２５に示す。貫通孔の平均開口径は１０μｍ、１５μｍ、２０μｍ、３０μｍおよび４０μｍとし、平均開口率は０．５％から９９％まで変化させた。
どの平均開口径においても、吸収率が大きくなる平均開口率の範囲は最適な平均開口率の周辺に広がっている。特徴として、貫通孔の平均開口径が小さい方が吸収率が大きくなる平均開口率の範囲が広い範囲に渡っている。また、最適な平均開口率よりも高い平均開口率側の方が、吸収率が大きくなる範囲が広い。
【０１８８】
吸収率の最大値は、０．１μｍ以上１００μｍ未満の平均開口径の範囲においては、どの平均開口径でもほぼ５０％であるため、吸収率が３０％、４０％、４５％となる下限の開口率と上限の開口率をそれぞれ表１に示す。また、最適な平均開口率からの各吸収率の範囲を表２に示す。
【０１８９】
例えば、貫通孔の平均開口径２０μｍのとき、最適な平均開口率は１１％で、吸収率が４０％以上となる平均開口率は下限が４．５％、上限が２８％となる。このとき、最適な平均開口率を基準とした吸収率４０％となる平均開口率の範囲は、(4.5%-11.0％)=-6.5%〜(28.0%-11.0%)=17.0%となるため、表２には-6.5%〜17.0%として示した。
【０１９０】
【表１】
0006698819.tif 000002
【０１９１】
【表２】
0006698819.tif 000003
【０１９２】
表２より、貫通孔の平均開口径ごとの吸収率の幅を比較したところ、貫通孔の平均開口径をphi（μｍ）としたときに、ほぼ100×phi-2の比率で吸収率の幅が変化する。よって、吸収率３０％、４０％、４５％それぞれについて、平均開口径ごとに適切な範囲を決めることができる。
【０１９３】
すなわち、吸収率３０％の範囲は、上述の最適な平均開口率rho_centerを用いて、基準として貫通孔の平均開口径２０μｍのときの範囲を用いて、
rho_center-0.085×(phi/20)-2
が下限の平均開口率であり、
rho_center+0.35×(phi/20)-2
が上限の平均開口率である範囲に入ることが必要である。ただし、平均開口率は０より大きく１（１００％）より小さい範囲に制限される。
【０１９４】
望ましくは吸収率４０％の範囲であり、
rho_center-0.24×(phi/10)-2
が下限の平均開口率であり、
rho_center+0.57×(phi/10)-2
が上限の平均開口率となる範囲であることが望ましい。ここで、できるだけ誤差を小さくするために、平均開口径の基準を１０μｍとした。
【０１９５】
さらに望ましくは吸収率４５％の範囲であり、
rho_center-0.185×(phi/10)-2
が下限の平均開口率であり、
rho_center+0.34×(phi/10)-2
が上限の平均開口率となる範囲であることがさらに望ましい。
【０１９６】
さらに、より小さい吸収率の場合の最適な平均開口率の範囲を決定するために、平均開口率が小さい範囲で細かく計算した。代表的な例として、板状部材の厚み５０μｍ、貫通孔の平均開口径３０μｍの場合の結果を図２６に示す。
吸収率１０％、１５％および２０％のそれぞれについて、この吸収率となる平均開口率の範囲と、近似式とを、それぞれ表３および表４に示す。なお、表４においては、「rho_center」を「rc」と表記する。
【０１９７】
【表３】
0006698819.tif 000004
【０１９８】
【表４】
0006698819.tif 000005
【０１９９】
表３および表４から、吸収率１０％の範囲は、上述の最適な平均開口率rho_centerを用いて、基準として貫通孔の平均開口径３０μｍのときの範囲を用いて、
rho_center-0.052×(phi/30)-2
が下限の平均開口率であり、
rho_center+0.795×(phi/30)-2
が上限の平均開口率である範囲に入ることが必要である。ただし、平均開口率は０より大きく１（１００％）より小さい範囲に制限される。
【０２００】
望ましくは吸収率が１５％以上となることであり、その範囲は、
rho_center-0.050×(phi/30)-2
が下限の平均開口率であり、
rho_center+0.505×(phi/30)-2
が上限の平均開口率である範囲となる。
【０２０１】
より望ましくは、吸収率が２０％以上となることであり、その範囲は、
rho_center-0.048×(phi/30)-2
が下限の平均開口率であり、
rho_center+0.345×(phi/30)-2
が上限の平均開口率である範囲となる。
【０２０２】
さらに望ましくは、上述の吸収率が３０％以上、４０％以上あるいは４５％以上となる平均開口率の範囲に収まることであり、より吸収率の大きくすることができる。
以上のように、シミュレーションを用いて、貫通孔内の摩擦による吸音現象の特徴を明らかにした。また、板状部材の厚みと貫通孔の平均開口径と平均開口率によって吸収率の大きさが決定され、その最適値範囲を決定した。
【０２０３】
さらに、防音構造の他の一例を説明する。
図２７は、防音構造の他の一例を模式的に示す正面図であり、図２８は、図２７のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
なお、図２７および図２８に示す防音構造１０ｅは、厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有する板状部材と、枠孔部を有する枠とを備え、枠の枠孔部周縁に対して板状部材を固定することによって、板状部材が膜振動するものであり、貫通孔の平均開口径が０．１μｍ以上２５０μｍ以下であり、板状部材の膜振動の第一固有振動周波数が１０Ｈｚ〜１０００００Ｈｚの間に存在するものである。
なお、図２７に示す防音構造１０ｅは、貫通孔４２の平均開口径が異なる以外は図１３に示す板状部材４０と同様の板状部材４０を、膜１８ａに代えて有する以外は、図６および図７に示す防音構造１０ａと同様の構成を有するので、同じ部位には同じ符号を付し以下の説明は異なる部位を主に行う。
【０２０４】
図２７および図２８に示す防音構造１０ｅは、厚み方向に貫通する複数の貫通孔４２を有する板状部材４０と、貫通する枠孔部１２を有し板状部材４０の周縁部を固定して支持する枠１４とを備え、貫通孔４２の平均開口径が０．１μｍ以上２５０μｍ以下であり、板状部材の膜振動の第一固有振動周波数が１０Ｈｚ〜１０００００Ｈｚの間に存在する防音構造である。
ここで、板状部材４０は、平均開口径の範囲が異なる以外は、図１３および図１４に示す貫通孔４２を有する板状部材４０と同様のものである。
【０２０５】
ここで、図２７および図２８に示す例では、枠孔部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９個）の枠１４を形成する枠体１６と、それぞれの枠１４の枠孔部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９個）の板状部材４０と、それぞれの枠１４内の板状部材４０に貫通するように穿孔された複数の貫通孔４２とを有する。
すなわち、防音構造１０ｅは、１つの枠１４と、この枠１４に固定された板状部材４０と、この板状部材４０に設けられた複数の貫通孔４２とを有する防音セル５０を複数（図示例では９個）有する構成である。
【０２０６】
板状部材４０は、複数の貫通孔４２を有し、枠１４の開口部を覆うように枠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、貫通孔を音が通過すること、および、膜振動することにより音波のエネルギーを吸収、もしくは反射して防音する。
【０２０７】
また、前述のとおり、板状部材４０に形成される複数の貫通孔４２は、平均開口径が０．１μｍ以上２５０μｍ以下である。
また、好ましくは、複数の貫通孔４２の平均開口率は２％以上である。
【０２０８】
本発明者らは、平均開口径が０．１μｍ以上２５０μｍ以下の貫通孔４２を複数有する板状部材４０と、開口部を有し板状部材４０の周縁部を固定して支持する枠１４とを備え、板状部材の膜振動の第一固有振動周波数が１０Ｈｚ〜１０００００Ｈｚの間に存在する防音構造とすることによって、板状部材４０の膜振動の第一固有振動周波数以下の、低周波側における平均吸収率が、第一固有振動周波数における吸収率よりも大きくなり、膜振動の第一固有振動周波数以下の低周波数側において吸音効果が得られることを見出した。
本発明者らの検討によれば、防音構造１０ｄの構成は、板状部材４０と貫通孔４２が存在するため音はこの二種のいずれかを通過して透過すると考えられる。板状部材４０を透過するパスは、板状部材４０の膜振動に一度変換された固体振動が音波として再放射されるパスであり、貫通孔４２を透過するパスは、貫通孔４２の中を気体伝搬音として直接通過するパスである。そして、貫通孔４２を通過するパスが、今回の吸収メカニズムとして支配的であると考えられる。
【０２０９】
ここで、貫通孔４２を透過するパスにおける吸音のメカニズムは、微細な貫通孔４２を音が通る際の、貫通孔４２の内壁面と空気との摩擦による、音のエネルギーの熱エネルギーへの変化であると推定した。このメカニズムは貫通孔４２のサイズが微細なことによって生じるため、共振によるメカニズムとは異なる。貫通孔４２によって空気中の音として直接通過するパスは、いったん膜振動に変換されてから再び音として放射されるパスに比べて、インピーダンスが遥かに小さい。したがって、膜振動よりも微細な貫通孔４２のパスを音は通りやすい。その貫通孔４２の部分を通過する際に、板状部材４０上全体の広い面積から貫通孔４２の狭い面積へと音が集約されて通過する。貫通孔４２の中で音が集まることによって局所速度が極めて大きくなる。摩擦は速度と相関するために、微細な貫通孔４２内で摩擦が大きくなり熱に変換される。
貫通孔４２の平均開口径が小さい場合は、開口面積に対する円周長さの比率が大きくなるため、貫通孔４２の縁部や内壁面で生じる摩擦を大きくすることができると考えられる。貫通孔４２を通る際の摩擦を大きくすることによって、音のエネルギーを熱エネルギーへと変換して、吸音することができる。
また、音が貫通孔４２を通過する際の摩擦で吸音するので、音の周波数帯によらず吸音することができ、広帯域で吸音することができる。
【０２１０】
ここで、膜振動の第一固有振動周波数よりも低周波側では遮音量が板の剛性によって決定する領域があり、これは剛性則と呼ばれる。
本発明者らが今回発見したことは、この剛性則内において第一固有振動周波数より低周波側であるにもかかわらず、貫通孔の効果によって大きな吸収効果が得られるということである。
剛性則においては、膜（板状部材）を音波が押す運動方程式で支配される運動よりも、膜が枠部材に取り付けられていることによって動いた膜が端部から引っ張られるバネ方程式で支配される運動の方が大きい。この剛性則内では、膜が枠部材から引っ張られることによりテンション（張力）が大きくなった効果を示し、実際の膜のヤング率と比べても膜の見かけの堅さがとても大きくなる効果がある。
一般に、低周波領域は膜を揺らす力が大きく膜振動を大きくするものであるのに対して防音構造１０ｅの構成では、板状部材の膜振動の第一固有振動周波数を１０Ｈｚ〜１０００００Ｈｚの間として、この第一固有振動周波数よりも低周波側に剛性則領域を作ることによって膜の見かけの堅さを大きくして、低周波領域でもあまり膜の振動を大きくしないようにしている。この時、低周波領域においても膜があまり振動しないために音波は微細な貫通孔４２を通過することが多くなる。微細な貫通孔４２の効果によって摩擦熱が生じて、低周波側を広く吸音することができる。
一方で、高周波領域においては元から膜振動はあまり大きくなく、音波は貫通孔４２を通ることが多いため、高周波領域でも微細な貫通孔４２との摩擦による吸音が支配的となる。
このように、防音構造１０ｅでは、微細な貫通孔４２の元々の機能である高周波領域の吸収特性に加えて、枠を取り付けて剛性則領域を作ることによって、高周波領域における微細な貫通孔内の摩擦による吸音効果を残したままに、低周波領域でも微細な貫通孔４２との摩擦による吸音効果を示す構造とした。
【０２１１】
なお、枠１４および板状部材４０からなる構造における第一固有振動周波数、すなわち、枠１４に抑えられるように固定された板状部材４０の第一固有振動周波数は、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。防音構造１０ｅにおいては、第一固有振動周波数は、枠１４および板状部材４０からなる構造によって決まるので、板状部材４０に穿孔される貫通孔４２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。
また、第一固有振動周波数近傍の周波数では、膜振動が大きくなるため、微細な貫通孔４２との摩擦による吸音効果は小さくなる。したがって、防音構造は１０ｅは、第一固有振動周波数±１００Ｈｚで吸収率が極小となる。
また、低周波領域での吸音性能、人間の耳の感度等の観点から、板状部材の膜振動の第一固有振動周波数は２０Ｈｚ〜２００００Ｈｚが好ましく、５０Ｈｚ〜１５０００Ｈｚがより好ましい。
なお、防音構造１０ｅの、膜振動の第一固有振動周波数は、枠の材質、サイズ、板状部材の材質、厚み等を調整することによって適宜設定することができる。
【０２１２】
ここで、防音構造１０ｅは、サイズを小さくすることができる。
また、背面に閉空間を有さないため、通気性を確保できる。
【０２１３】
なお、貫通孔４２の平均開口率および平均開口径の好適な範囲、板状部材４０の厚みの好適な範囲、板状部材の材質、製造方法、ならびに、貫通孔４２の内壁面の粗面化等については、図１３に示す防音構造１０ｄと同様である。
【０２１４】
ここで、先のシミュレーションの結果から、防音構造１０ｅにおける貫通孔の平均開口径および平均開口率の関係についても、下記の範囲とするのが好ましい。
すなわち、貫通孔の平均開口径が０．１μｍ以上１００μｍ未満の場合には、平均開口径をphi（μｍ）、板状部材の厚みをt（μｍ）としたときに、貫通孔の平均開口率rhoが rho_center=(2+0.25×t)×phi-1.6を中心として、rho_center-(0.085×(phi/20)-2)を下限として、rho_center+(0.35×(phi/20)-2)を上限とする範囲に平均開口率rhoが入るのが好ましく、(rho_center-0.24×(phi/10)-2)以上、(rho_center+0.57×(phi/10)-2)以下の範囲がより好ましく、(rho_center-0.185×(phi/10)-2)以上、(rho_center+0.34×(phi/10)-2)以下の範囲がさらに好ましい。
また、貫通孔の平均開口径が１００μｍ以上２５０μｍ以下の場合には、貫通孔の平均開口率rhoが０．５％から１．０％の間であるのが好ましい。
【０２１５】
次に、本発明のイヤーマフの他の実施態様の構成について、図２９および図３０Ａ〜図３０Ｃを用いて説明する。
図２９は、本発明のイヤーマフの他の一例を模式的に示す断面図であり、図３０Ａは、図２９に示すイヤーマフのイヤーカップの断面図であり、図３０Ｂは、図３０Ａをｂ方向から見た側面図であり、図３０Ｃは、図３０Ａをｃ方向から見た側面図である。
図２９および図３０Ａ〜図３０Ｃのイヤーマフ２００は、
支持部材と、支持部材に取り付けられるハウジングおよびハウジングに係止されるイヤーパッドを有する、２つのイヤーカップとを備え、ハウジングは、ハウジング開口部を有し、ハウジング開口部に配置される、特定の周波数帯域の音を防音する防音構造を有し、防音構造を配置されたハウジング開口部が通気口を有するイヤーマフであって、
防音構造が、１以上の防音セルを有するものであって、１以上の防音セルは、貫通する枠孔部を有する枠と、枠孔部を覆って枠に固定された膜と、を備え、
防音構造は、ハウジング開口部に、ハウジング開口部の開口断面に対して膜の膜面を傾け、ハウジング開口部に気体が通過する通気口となる領域を設けた状態で配置される構成を有する。
なお、図２９に示すイヤーマフ２００は、防音構造１０の、ハウジング開口部１０６ａ内での配置が異なる以外は、図１に示す防音構造１００と同様の構成を有するので、同じ部位には同じ符号を付し以下の説明は異なる部位を主に行う。
【０２１６】
図２９および図３０Ａ〜図３０Ｃに示すように、イヤーマフ２００において、防音構造１０は、ハウジング開口部１０６ａに、ハウジング開口部１０６ａの開口断面に対して、防音構造１０の膜面を傾けて、ハウジング開口部１０６ａに気体が通過する通気口となる領域を設けた状態で配置される。すなわち、ハウジング１０６の開口断面に垂直な方向に対して膜面に垂直な方向が交差するように配置されている。
【０２１７】
音は、ハウジング１０６のハウジング開口部１０６ａ内を開口断面に略垂直な方向に進行するので、防音構造１０は、音の進行方向に対して膜の膜面を傾けた状態で配置されるといえる。すなわち、イヤーマフ２００において防音構造１０は、音が膜面に垂直に当たらずに、斜め方向あるいは平行に当たる音を吸収するものである。
【０２１８】
なお、図１８に示す例では、ハウジング開口部１０６ａの開口断面に垂直な方向に対して、膜１２の膜面に垂直な方向が直交するように防音構造１０が配置されているが、これに限定はされず、ハウジング開口部１０６ａの開口断面に垂直な方向に対して膜面に垂直な方向が交差するように防音構造１０が配置されていればよい。
吸音性能、通気性等の観点から、ハウジング開口部１０６ａの開口断面に垂直な方向に対する、防音構造１０の膜面に垂直な方向の角度は、２０°以上が好ましく、４５°以上がより好ましく、８０°以上がさらに好ましい。
【０２１９】
図１８に示すにおいて、防音構造１０は、図中紙面の上下方向に垂直な面に平行に配置されているが、これに限定はされず、ハウジング開口部１０６ａの開口断面に垂直な方向に対して、膜１２の膜面に垂直な方向が直交するように配置されていればよい。例えば、防音構造１０は、図中紙面に平行に配置されていてもよい。
【０２２０】
また、ハウジング開口部１０６ａの開口断面に垂直な方向から見た際の、防音構造１０とハウジング開口部１０６ａの壁との間にできる隙間は、ハウジング開口部１０６ａに形成される気体の通過が可能な通気口となる。この通気口の開口率（すなわち、ハウジング開口部１０６ａの開口面積に対する通気口の面積）は、１０％以上が好ましく、２５％以上がより好ましく、５０％以上がさらに好ましい。
通気孔の開口率が、１０％以上が好ましい理由は、防音構造１０を用いる構成の場合、２桁以上の開口率においても、高い防音性能を発揮できるからである。
【０２２１】
イヤーマフ２００において、ハウジング開口部１０６ａに配置される防音構造１０としては、上述した防音構造１０ａ〜１０ｅを用いることができる。また、図３１および図３２に示す防音構造１０ｆを用いることもできる。
【０２２２】
図３１は、防音構造の他の一例を模式的に示す正面図であり、図３２は、図３１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
図３１および図３２に示す防音構造１０ｆは、貫通孔２２を有さない以外は図６および図７に示す防音構造１０ａと同様の構成を有するものである。すなわち、防音構造１０ｆは、枠孔部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の枠孔部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ｓ）の膜１８ｄを形成するシート状の膜体２０ｄとを有する。
防音構造１０ｆにおいて、１つの枠１４と、この枠１４に固定された膜１８ｄとは、１つの防音セル３２を構成する。すなわち、防音構造１０ｆの防音セル３２は、図１１および図１２に示す防音構造１０ｃの第１の防音セル３２と同様の構成の防音セルであるといえる。
防音構造１０ｆは、複数、図示例では、１６個の防音セル３２によって構成される。
【０２２３】
枠１４と膜１８ｄとからなる防音セル３２を有する防音構造１０ｆをハウジング開口部１０６ａに、ハウジング開口部１０６ａの開口断面に対して、防音構造１０の膜面を傾けて、ハウジング開口部１０６ａに気体が通過する通気口となる領域を設けた状態で配置することによって、膜１８ｄの膜振動により固有振動周波数近傍の周波数帯域の音波のエネルギーを吸収して防音することができ、また、通気口を有するので、通気性を高くできる。
【０２２４】
ところで、イヤーマフ２００のように、防音構造１０をハウジング開口部１０６ａの開口断面に対して傾けて配置する構成では、図３３Ａに示すように、低周波側から３つの吸収率がピーク（極大）となる音波の吸収のピークが現れ、また、図３３Ｂに示すように、低周波側から３つの透過損失がピーク（極大）となる音波の遮蔽のピークが現れる。
したがって、本実施形態のイヤーマフ２００は、３つの吸収ピーク周波数において吸音（吸収率）がピーク（極大）となるため、各吸収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、また、３つの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、各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。
【０２２５】
なお、図３３Ａ及び図３３Ｂに示す音響特性の測定において、音響管をハウジング開口部１０６ａに見立てて、音響管内に防音構造を配置して吸収率および透過損失（ｄＢ）を以下のように測定した。
音響特性は、図３４に示すように、アルミニウム製音響管（管体３００）に４つのマイクロフォン３０２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として、アルミニウム製の管体３００を用いた。管体３００の下側には内部にスピーカー３０４を収納した円筒状の函体３０６を配置し、函体３０６の上面に管体３００を載置した。スピーカー３０４から所定音圧の音を出力し、４本のマイク３０２で測定した。この方法で広いスペクトル帯域において音響透過損失を測定することができる。防音構造１０を音響管となる管体３００の所定測定部位に膜１８の膜面を傾斜させて配置して、防音構造１０をハウジング開口部１０６ａに傾けて配置した構成を再現して、１００Ｈｚ〜４０００Ｈｚの範囲で音響吸収率と透過損失測定を行った。その結果が図３３Ａ及び図３３Ｂに示されている。
【０２２６】
図３３Ａ及び図３３Ｂに、周波数に対する吸収率で表される吸音特性、並びに周波数に対する透過損失で表される遮音特性を示す。
音響測定に用いた管体３００は、直径４ｃｍのアルミニウム製の管体とし、防音構造１０ｅが膜１８ｄの膜面を管体３００の開口断面に対して傾斜させて配置されている（図３５参照）。防音構造１０は、２０ｍｍ角の６つの貫通する枠孔部１２が設けられた厚み１２ｍｍのアクリル製の枠１４の枠孔部１２の片面に、膜１８ｄとなる２５０μｍのＰＥＴフィルムが両面接着テープにより固定されている。また、防音構造１０は、防音セルが６つ連なった構成となっている。防音構造１０の高さ、枠１４の高さは３５ｍｍである。
測定を行った防音構造１０においては、図３３Ａに示すように、１７７６Ｈｚ、２６８８Ｈｚ、及び３５２４Ｈｚにおいて吸収ピークがあることが分る。また、図３３Ｂに示すように、２６６９Ｈｚ、３２９８Ｈｚ、及び４０００Ｈｚに遮蔽ピークが存在していることが分かる。
このように高い開口率を有した状態でも、ＰＥＴフィルム製の膜１８ｄが音波に対し振動し、特定の周波数に対し高い吸収性や遮蔽性をもたらすことが可能である。
【０２２７】
なお、この防音構造１０においては、下記式（１）で定義される開口率は約６７％となっており、高い通気性または通風性を得ることができるものである。
開口率（％）＝｛１−（開口断面における防音セルユニットの断面積／開口断面積）｝×１００…（１）
【０２２８】
図３４に示す例の防音構造１０においては、図３５に示すように、ハウジング開口部１０６ａに見立てた管体３００内に、防音構造１０が膜１８の膜面を管体３００の開口断面３００ｂに対して所定の傾斜角度θで傾斜させて配置されている。なお、図３５に示す傾斜した膜１８の膜面と管体３００の管壁との間にできる隙間３００ｃは、管体３００の開口３００ａに形成される気体の通過が可能な通気孔となる。
本発明においては、この通気孔の開口率は、１０％以上が好ましく、２５％以上がより好ましく、５０％以上がさらに好ましい。
ここで、通気孔の開口率が、１０％以上が好ましい理由は、本発明の防音構造は、２桁以上の開口率においても、高い防音性性能を発揮できるからである。
【０２２９】
また、本発明においては、この傾斜角度θは、通気性の点からは、２０度以上であることが好ましく、４５度以上がより好ましく、８０度以上がさらに好ましい。
ここで、傾斜角度θが２０度以上であることが好ましい理由は、防音構造１０のデバイス断面（膜１８の膜面）が開口断面３００ｂと等しい場合、傾斜角度θを２０°以上傾けることによって、１０％以上の好ましい開口率を得ることができ、また、傾斜角度θを９０°傾けた時の風速に対し、１０％以上の風速を得ることができるからである。
また、傾斜角度θが２０度〜４５度では、低周波の第１振動モードの遮音ピークが、存在しており、図３６に示すように、最大遮音（θ=０°）に対して、１０％以上の遮音性能を維持可能であり、好ましいからである。
【０２３０】
ここで、図３６に示す防音構造の遮音性能の膜面の傾斜角度依存性は、図３７に示すように、防音構造１０の防音セル２６の枠１４の枠孔部１２の片面に固定された膜１８の膜面の音波の進行方向に対する傾斜角度θを変化させて透過損失を測定することにより得ることができる。このような方法で、膜１８として、５０μｍ、１００μｍ、及び１８８μｍの３種の厚みの異なるＰＥＴフィルムを用いた防音構造１０について、それぞれ傾斜角度θを０度〜９０度の範囲で変化させながら、透過損失を測定した結果を図３８Ａ、図３８Ｃ及び図３８Ｅに示し、吸収率を測定した結果を図３８Ｂ、図３８Ｄ及び図３８Ｆに示す。
図３８Ａ、図３８Ｃ及び図３８Ｅに示す透過損失を測定結果から、図３６に示す第１振動モード遮音性能の角度依存性のグラフを得ることができる。図３６の縦軸の遮音性能は、０度の時の透過損失で規格化したものである。
図３６に示すように、傾斜角度θが４５度以下であれば、低周波遮音に有利な第１振動モードの遮音性能を最大遮音（θ=０°）に対して１０％以上維持できることが分かる。
【０２３１】
次に、防音構造の他の実施例の膜面を音波の進行方向に対して所定傾斜角度傾斜させながら透過損失を測定して、遮音特性（透過損失）の音波入射角度依存性を求めた。
図３９に、得られた防音構造の他の実施例の防音構造の遮音特性（透過損失）の音波入射角度依存性を示す。
測定を行った防音構造１０は、塩化ビニルからなる２０ｍｍの立方体ブロック（棒状防音構造１５）に１６×１６ｍｍの貫通する枠孔部１２が形成された枠１４の片面に、膜１８として厚さ１００μｍのＰＥＴフィルムが両面接着テープにより固定されている。この防音構造を音響管である管体３００内で、膜１８の膜面を管体３００の開口断面３００ｂに対し傾けて、音波入射角度を変化させながら防音性能（透過損失）を測定した。防音構造１０の膜１８の膜面に対する音波の入射角度を９０度、４５度、及び０度と変化させていくと、高周波側の遮蔽ピーク周波数が、３４６５、３２４３、及び３１００Ｈｚと低周波化していくことがわかる。
このように、膜１８の膜面を開口断面３００ｂに対し傾けることによって、遮蔽ピーク周波数を調整することができることが分かる。
【０２３２】
なお、膜１８ｄの好適な厚さの範囲、ヤング率の範囲、密度の範囲、および、材質、ならびに、膜の固定方法等は、図６および図７に示す防音構造１０ａの膜１８ａと同様である。
【０２３３】
また、防音構造１０をハウジング開口部１０６ａ内に傾斜して配置する構成とする場合には、防音構造１０がハウジング開口部１０６ａの端面からはみ出した位置に配置される構成であってもよい。具体的には、ハウジング開口部１０６ａの開口端から開口端補正距離以内に配置されているのが好ましい。開口端補正の距離だけ、音場の定在波の腹がハウジング開口部１０６ａの外側にはみ出しており、ハウジング開口部１０６ａの外であっても防音性能を有することができる。なお、ハウジング開口部１０ａが円筒形の場合には開口端補正距離は、大凡０．６１×管半径で与えられる。
【０２３４】
また、防音構造１０ｆにおいて、膜１８ｄに錘を配置する構成としてもよい。錘の重さを変えることによって、膜振動の固有振動周波数を調整することができ、遮音ピークの周波数および遮音性を制御することができる。
なお、錘の好適な大きさ、重さ、材料等については、図１０Ａおよび図１０Ｂに示す防音構造１０ｂの錘２５と同様である。
【０２３５】
このような防音構造を用いた一例として、２０ｍｍ角の６つの貫通する枠孔部１２が設けられた厚み１２ｍｍのアクリル製の枠１４の枠孔部１２の膜面に、膜１８となる１００μｍのＰＥＴフィルムが両面接着テープにより固定され、膜１８に５５ｍｇのステンレス製の錘が両面テープにより固定された防音構造１０について、先と同様にして吸収率および透過損失の測定を行った。
測定した結果を図４０Ａ及び図４０Ｂに示す。
図４０Ａに示す吸収率においては、錘がない時の２つの吸収ピーク１７７２Ｈｚ、及び３１７０Ｈｚが、錘を膜に配置固定することにより、９９３Ｈｚ、及び２６７２Ｈｚの低周波側にシフトしていることがわかる。したがって、低周波の吸音を行うには、膜に錘を配置するのが好ましい。また、図４０Ｂに示す遮音に関しては、錘を膜に配置することにより、３５ｄＢもの遮音ピークを得ることができる。
【０２３６】
また、図２９に示すイヤーマフ２００において、ハウジング開口部１０６ａに配置される防音構造１０として、図６および図７に示すような膜１８ａに貫通孔２２を有する防音構造１０ａを用いた場合には、貫通孔２２の径を変えることによって、遮音ピークの周波数および遮音性を制御することができる。
【０２３７】
なお、図２９に示すイヤーマフ２００において、配置する防音構造１０として、図６に示すような膜１８に貫通孔２２を設けた防音構造１０ａ用いる場合には、貫通孔２２（開口部２４）の開口率は、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％〜５０％であるのが好ましく、０．００００１％〜２０％であるのがより好ましく、０．０００１％〜１０％であるのが好ましい。貫通孔４２の開口率を上記範囲に設定することにより、選択的に遮音するべき遮音周波数帯域の中心となる遮音ピーク周波数及び遮音ピークの透過損失を決定することができる。
【０２３８】
また、貫通孔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、特に限定されないが、枠孔部１２のサイズである膜１８のサイズより小さい必要がある。
しかしながら、貫通孔２２のサイズは、その下限側では、レーザーの絞りの精度等のレーザー加工の加工精度、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、１００μｍ以上であることが好ましい。
なお、これらの貫通孔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、貫通孔２２のサイズを数百μｍオーダに設定しておけば、貫通孔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、貫通孔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。
なお、貫通孔２２のサイズは、複数の膜１８において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。
【０２３９】
このような防音構造１０ａを用いた一例として、２０ｍｍ角の６つの貫通する枠孔部１２が設けられた厚み１２ｍｍのアクリル製の枠１４の枠孔部１２の両面に、膜１８ａとなる１００μｍのＰＥＴフィルムが両面接着テープにより固定され、一方の膜１８ａの中央に直径２ｍｍの貫通孔２２が形成された防音構造１０ａについて、先と同様にして吸収率および透過損失の測定を行った。この防音構造１０ａは、防音セルが６つ連なった構成となっている。
測定した結果を図４１Ａ及び図４１Ｂに示す。
図４１Ａに示す吸収率に関しては、貫通孔がない時よりも、吸収ピーク間の谷（２６２５Ｈｚ）の吸収が大きくなっていること、及び高周波数側（３０００Ｈｚ〜４０００Ｈｚ）での吸収が高まっていることがわかる。そのため、広帯域吸音においては、膜１８ａに貫通孔２２を形成した防音構造１０ａが好ましい。
また、図４１Ｂに示す透過損失においては、１９１５Ｈｚの低周波側の遮音ピークが増大している。このため、低周波遮音においても、膜１８ａに貫通孔２２を形成した防音構造１０ａが好ましい。
【０２４０】
同様に、図２９に示すイヤーマフ２００において、ハウジング開口部１０６ａに配置される防音構造１０として、図１０Ａおよび図１０Ｂに示すような膜１８ｂに貫通孔２２が形成され、錘２５を有する防音構造１０ｂを用いた場合には、貫通孔２２の径および錘２５の重さを変えることによって、膜振動の固有振動周波数を調整することができ、遮音ピークの周波数および遮音性を制御することができる。
【０２４１】
また、図２９に示すイヤーマフ２００において、ハウジング開口部１０６ａに配置される防音構造１０として、図２７および図２８に示すような平均開口径が０．１μｍ以上２５０μｍ以下の貫通孔４２を有する板状部材４０と、枠孔部１２を有し、枠孔部１２の周辺に板状部材４０を固定してなり、板状部材４０の膜振動の第一固有振動周波数が１０Ｈｚ〜１０００００Ｈｚの間に存在する防音構造１０ｅを用いてもよい。
このように微細な貫通孔４２を有する板状部材４２の周縁部を固定する枠１４を有する防音構造１０ｅを用いた場合には、防音構造１０ｅをハウジング開口部１０６ａを塞ぐようにして配置する場合と同様に、音が貫通孔４２を通過する際の摩擦で吸音することができる。
【０２４２】
以上、本発明のイヤーマフについての種々の実施形態を挙げて詳細に説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良又は変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【０２４３】
１０、１０ａ〜１０ｆ  防音構造
１２  枠孔部
１４  枠
１６  枠体
１８ａ〜１８ｄ  膜
２０ａ〜２０ｄ  膜体
２２  貫通孔
２４  開口部
２５  錘
２６  防音セル
３０  第２の防音セル
３２  第１の防音セル
３４  第２の枠
３６  第２の枠孔部
３８  第１の枠孔部
４０  板状部材
４１  アルミニウム基材
４２  貫通孔
４３  水酸化アルミニウム皮膜
５０  防音セル
１００、１１０、１２０  イヤーマフ
１０２  イヤーカップ
１０４  ヘッドバンド
１０６  ハウジング
１０６ａ  ハウジング開口部
１０８  イヤーパッド
１２２  防音構造カセット
１２４  ケース
１２４ａ  ケース開口部
１３２  防音材
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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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６】
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【図７】
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【図８】
0006698819.tif 000016
【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
0006698819.tif 000019
【図１１】
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【図１２】
0006698819.tif 000021
【図１３】
0006698819.tif 000022
【図１４】
0006698819.tif 000023
【図１５Ａ】
0006698819.tif 000024
【図１５Ｂ】
0006698819.tif 000025
【図１５Ｃ】
0006698819.tif 000026
【図１５Ｄ】
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【図１５Ｅ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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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】
0006698819.tif 000036
【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
0006698819.tif 000039
【図２７】
0006698819.tif 000040
【図２８】
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【図２９】
0006698819.tif 000042
【図３０Ａ】
0006698819.tif 000043
【図３０Ｂ】
0006698819.tif 000044
【図３０Ｃ】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３Ａ】
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【図３３Ｂ】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
0006698819.tif 000053
【図３８Ａ】
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【図３８Ｂ】
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【図３８Ｃ】
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【図３８Ｄ】
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【図３８Ｅ】
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【図３８Ｆ】
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【図３９】
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【図４０Ａ】
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【図４０Ｂ】
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【図４１Ａ】
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【図４１Ｂ】
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