本发明涉及一种防音结构体及具有该防音结构体的开口结构体。
背景技术：
就通常的隔音材料而言，质量越重，越能良好地屏蔽声音，因此，为了得到良好的隔音效果，导致隔音材料本身变得大而重。
因此，作为与设备、汽车及普通家庭等各种场面对应的隔音材料而要求轻且薄的隔音结构。因此，近年来，在薄且轻的膜结构中安装框体而控制膜的振动的隔音结构备受瞩目。
例如，专利文献1中公开有一种吸音体，其具有形成有贯穿孔的框体和覆盖贯穿孔的其中一个开口的吸音材料，且吸音材料的第1储能模量E1为9.7×106以上，第2储能模量E2为346以下(参考摘要、权利要求1、[0005]～[0007]及[0034]段等)。另外，吸音材料的储能模量表示通过吸音而在吸音材料产生的能量中保存于内部的分量。
专利文献1中，能够在低频区域实现高的吸音效果，而不会导致吸音体的大型化。
并且，专利文献2中公开了如下声衰减板及声衰减结构，所述声衰减板被分割成多个单独的单元，且具备具有声音透射性的二维的刚性框架、固定在刚性框架上的柔性材料的薄片以及多个锭子，其中，多个单独的单元大致为二维单元，各锭子以在各单元上分别设有锭子的方式固定在柔性材料的薄片上，声衰减板的共振频率由单独的各单元的二维形状、柔性材料的柔软性以及其上的各锭子定义(参考权利要求1、12及15，图4的第4栏等)。
专利文献2中公开有该声衰减板与以往设计相比具有以下的优点。即，(1)吸音板能够制作成非常薄。(2)吸音板能够制作成非常轻(密度低)。(3)能够在宽频率范围内不遵循质量定律而将面板一起层叠，以便形成宽频率的局部共振声学材料(LRSM：Locally Resonant Sonic Materials)，尤其，其能够以低于500Hz的频率偏离质量定律。(4)能够容易且廉价地制造面板。(参考第5栏第65行～第6栏第5行)。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4832245号公报
专利文献2：美国专利第7395898号公报(参考对应日本专利公开：日本特开-250474号公报)
技术实现要素：
发明要解决的技术课题
然而，在将基于膜振动的吸音作为原理的防音结构体中，若共振频率附近的声波入射至膜，则膜会共振，由此吸收声波。因此，吸音是针对膜振动的共振频率附近的频率的声波产生的，并不吸收远离共振频率的频率的声波，能够吸音的频带窄。因此，可以设想具有膜部件和框体而成的防音结构体尤其可以用于衰减马达噪音或齿轮的啮合噪音等机械噪音中频率特性尖锐的噪音。
然而，具有膜部件和框体而成的防音结构体因制造差异导致吸音的频率发生变化，从而有可能无法吸收目标频率的噪音。
并且，机械噪音有可能因装置的个体差异导致噪音的频率特性不同，或因经年老化等导致噪音频率发生变化。因此，若防音结构体能够吸音的频带窄，则有可能无法适宜地吸收噪音。
与此相对，专利文献2中记载有：将配置于多个单元各自的柔性材料的薄片(膜)上的锭子的重量设为不同，且设为使各单元的共振频率不同而各单元衰减不同范围的频率的结构，由此作为防音结构体整体在比较宽的频带中进行吸音。
然而，专利文献2的结构中，为了扩宽能够吸音的频带，需要设成具备具有彼此重量不同的锭子的多个单元的结构。因此，需要同时准备多个不同的单元，结构和制造变得复杂。而且，需要在各单元配置不同重量的锭子，因此制造工序变得复杂。并且，由于锭子是必需的，因此存在导致变重的问题。
本发明是鉴于上述情况完成的，其课题在于提供一种制造容易且轻量并且能够在宽频带中吸音的防音结构体及开口结构体。
另外，本发明中，“防音”是指，作为声学特性包含“隔音”及“吸音”这两种意思，但尤其是指“隔音”，且“隔音”是指“屏蔽声音”的情况，即“不透射声音”的情况，因此，包含“反射”声音的情况(声音的反射)及“吸收”声音的情况(声音的吸收)而称为“防音”。(参考三省堂大辞林(第三版)及日本声学材料学会的网页http：//www.onzai.or.jp/question/soundpro of.html以及http：//www.onzai.or.jp/pdf/new/gijutsu12_3.pdf)
以下，基本上不区分“反射”和“吸收”，包含两者而称为“隔音”及“屏蔽”，当区分两者时，称为“反射”及“吸收”。
用于解决技术课题的手段
本发明人等为了实现上述课题而进行了深入研究，结果发现，具备筒状部件及闭塞筒状部件的中空部而配置的膜部件，且若将与膜部件的膜振动单体中的共振频率对应的波长设为λa，将从安装有膜部件的位置至筒状部件的两个各开口端面的长度设为L1及L2，将开口端校正的长度设为δ，将n设为0以上的整数，则满足(λa/4-λa/8)+n×λa/2-δ≤L1≤(λa/4+λa/8)+n×λa/2-δ及(λa/4-λa/8)+n×λa/2-δ≤L2≤(λa/4+λa/8)+n×λa/2-δ中的至少一个，由此能够解决上述课题，从而完成了本发明。
即，发现了通过以下的结构能够实现上述课题。
(1)一种防音结构体，其具备：
筒状部件；及
膜部件，闭塞所述筒状部件的中空部而配置，
若将与膜部件的膜振动单体中的共振频率对应的波长设为λa，将从安装有膜部件的位置至筒状部件的两个开口端面的长度分别设为L1及L2，将开口端校正的长度设为δ，将n设为0以上的整数，则满足(λa/4-λa/8)+n×λa/2-δ≤L1≤(λa/4+λa/8)+n×λa/2-δ及(λa/4-λa/8)+n×λa/2-δ≤L2≤(λa/4+λa/8)+n×λa/2-δ中的至少一个。
(2)根据(1)所述的防音结构体，其满足(λa/4-λa/8)-δ≤L1≤(λa/4+λa/8)-δ及(λa/4-λa/8)-δ≤L2≤(λa/4+λa/8)-δ中的至少一个。
(3)根据(1)或(2)所述的防音结构体，其中，
与膜部件的膜振动单体中的共振频率对应的波长λa为与膜部件的1阶共鸣模式的共振频率对应的波长。
(4)根据权利要求(1)至(3)中任一项所述的防音结构体，其中，
膜部件安装于筒状部件的一个开口端面。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的防音结构体，其中，
膜部件安装于筒状部件内的中央位置。
(6)一种开口结构体，其具有：
(1)至(5)中任一项所述的防音结构体；及
具有开口的开口部件，
防音结构体配置于开口部件的开口内，且在开口部件中具有成为气体通过的通气口的区域。
发明效果
根据本发明，能够提供一种制造容易且轻量并且能够在宽频带中吸音的防音结构体及开口结构体。
附图说明
图1为示意性地表示本发明所涉及的防音结构体的一例的立体图。
图2为从A方向观察图1所示的防音结构体的俯视图。
图3为图2所示的防音结构体的B-B线剖视图。
图4为用于说明本发明中的膜振动的波长与筒状部件的长度的关系的一例的剖视图。
图5为用于说明本发明中的膜振动的波长与筒状部件的长度的关系的另一例的剖视图。
图6为示意性地表示本发明所涉及的防音结构体的另一例的剖视图。
图7为示意性地表示本发明所涉及的防音结构体的另一例的剖视图。
图8为示意性地表示本发明所涉及的开口结构体的一例的立体图。
图9为表示频率与透射率的关系的曲线图。
图10为表示实施例1的防音结构体的隔音特性的曲线图。
图11为表示筒状部件的长度与声学特性的关系的曲线图。
图12为表示筒状部件的长度与透射率的峰频率的关系的曲线图。
图13为表示与膜单体共鸣的频率差与筒状部件的长度的关系的曲线图。
图14为表示比较例6的防音结构体的频率与透射率的关系的曲线图。
图15为表示防音结构体的频率与透射率的关系的曲线图。
具体实施方式
以下，对本发明进行详细说明。
以下所记载的构成要件的说明是基于本发明的代表性实施方式来进行的，但本发明并不限定于这种实施方式。
另外，本说明书中，使用“～”来表示的数值范围是指包含“～”的前后所记载的数值来作为下限值及上限值的范围。
[防音结构体]
本发明的防音结构体具备：
筒状部件；及
膜部件，闭塞筒状部件的中空部而配置，
若将与膜部件的膜振动单体中的共振频率对应的波长设为λa，将从安装有膜部件的位置至筒状部件的两个各开口端面的长度设为L1及L2，开口端校正的长度设为δ，将n设为0以上的整数，则满足(λa/4-λa/8)+n×λa/2-δ≤L1≤(λa/4+λa/8)+n×λa/2-δ及(λa/4-λa/8)+n×λa/2-δ≤L2≤(λa/4+λa/8)+n×λa/2-δ中的至少一个。
以下，参考附图所示的优选实施方式对本发明所涉及的防音结构体进行详细说明。
图1为示意性地表示本发明所涉及的防音结构体的一例的立体图，图2为从A方向观察图1所示的防音结构体的俯视图，图3为图2的B-B线剖视图。
图1～图3所示的本发明的防音结构体10a具有筒状部件14及膜部件12。
筒状部件14为利用具有厚度的板状部件(框架)以环状包围的方式形成的部件。即，筒状部件14为具有贯穿的中空部16的筒状的部件。图1所示的例中，中空部16的开口部为正方形状，筒状部件14的开口端面的外形也为正方形状。
在筒状部件14的其中一个开口端面，覆盖开口部而配置有膜部件12。
膜部件12为薄片状的部件。膜部件12以将周缘部固定于筒状部件14的其中一个开口端面的框架的方式而被支撑。固定于筒状部件14的膜部件12能够进行膜振动。
其中，本发明的防音结构体中，若将固定于筒状部件14的与膜部件12的膜振动单体中的共振频率对应的波长设为λa，将从安装有膜部件12的位置至筒状部件14的开口端面的长度设为L1、L2，将开口端校正的长度设为δ，将n设为0以上的整数，则长度L1及L2中的至少一个在(λa/4±λa/8)+n×λa/2-δ的范围内。即，满足(λa/4-λa/8)+n×λa/2-δ≤L1≤(λa/4+λa/8)+n×λa/2-δ及(λa/4-λa/8)+n×λa/2-δ≤L2≤(λa/4+λa/8)+n×λa/2-δ中的至少一个。
在图1～图3所示的例的情况下，膜部件12固定于筒状部件14的其中一个开口端面，因此膜部件12至另一个开口端面的长度为筒状部件14的长度。因此，筒状部件14的长度为L1，且满足(λa/4-λa/8)+n×λa/2-δ≤L1≤(λa/4+λa/8)+n×λa/2-δ。
利用图4及图5对上述长度L1与波长λa的关系式进行说明。
图4及图5为用于说明图1～图3所示的例中的、膜部件12的膜振动单体的共振频率下的波长λa与筒状部件14的长度L1的关系的剖视图。具体而言，图4及图5为在将防音结构体10a的膜部件12视为刚体时，将由筒状部件14和膜部件12构成的有底筒状的封闭管中产生的气柱共鸣的驻波的形状图案在防音结构体10a的剖视图上示出的图。图4及图5中，利用双点划线表示气柱共鸣的驻波的形状图案。另外，图4为示意性地表示n为0的情况的图，图5为示意性地表示n为1的情况的图。
首先，利用图4对n为0的情况进行说明。
将n＝0代入上述长度L1与波长λa的关系式中，上述关系式成为(λa/4-λa/8)-δ≤L1≤(λa/4+λa/8)-δ。即，成为(λa/4-λa/8)≤L1+δ≤(λa/4+λa/8)。
众所周知，在封闭管中的气柱共鸣中，闭口端成为固定端，且成为驻波的波节。另一方面，开口端成为自由端，且成为驻波中的波腹。其中，实际上驻波的波腹的位置在管的外侧产生。将其称为开口端校正，将从开口端至实际的驻波的波腹的位置为止的距离称为开口端校正的长度δ。另外，其为圆筒形封闭管时的开口端校正的长度约为0.61×管半径。
因此，如图4所示，气柱共鸣中在封闭管(中空部)内产生一个1/4波长的基本振动的1/4波长成为L1+δ。
该L1+δ满足(λa/4-λa/8)≤L1+δ≤(λa/4+λa/8)是指，气柱共鸣的基本振动的1/4波长与对应于膜振动单体的共振频率的波长λa的1/4波长(λa/4)在±λa/8的振幅上一致。即，气柱共鸣的共振频率下的波长与膜振动单体的共振频率下的波长大致一致。
其中，当考虑满足L1+δ＝λa/2时，在该情况下，朝向筒的入射波与由封闭管所产生的反射波相互抵消，从而在封闭管内产生的驻波成为0。即，在该情况下，通过波的抵消，完全不会产生由封闭管所产生的增强效果。
关于由封闭管所产生的入射波和反射波的干扰，在从λa/4-λa/8至λa/4+λa/8的范围内成为L1+δ的情况下，入射波与反射波会成为相互增强的相位关系。另一方面，例如在λa/4+λa/8至3×λa/4-λa/8的范围内，入射波与反射波会成为相互减弱的相位关系。
因此，在通过封闭管成为增强的关系且(λa/4-λa/8)+n×λa/2-δ≤L1≤(λa/4+λa/8)+n×λa/2-δ的情况下，由于存在管而会成为声场增强的范围。
接着，利用图5对n为1的情况进行说明。
若在上述长度L1与波长λa的关系式中代入n＝1，则上述关系式成为(λa/4-λa/8)+λa/2-δ≤L1≤(λa/4+λa/8)+λa/2-δ。即，成为3×λa/4-λa/8≤L1+δ≤3×λa/4+λa/8。
L1+δ满足3×λa/4-λa/8≤L1+δ≤3×λa/4+λa/8是指，如图5所示，在封闭管(中空部)内产生3个1/4波长的3倍振动的3/4波长与膜振动单体的共振频率的3/4波长(3×λa/4)在±λa/8的振幅上一致。即，气柱共鸣的共振频率下的波长与膜振动单体的共振频率下的波长大致一致。
n为2以上的情况也于此相同，例如，在n＝2的情况下，成为5×λa/4-λa/8≤L1+δ≤5×λa/4+λa/8，且在封闭管(中空部)内产生5个1/4波长的5倍振动的5/4波长与膜振动单体的共振频率的5/4波长(5×λa/4)在±λa/8的振幅上一致。
如此，波长λa与长度L1满足(λa/4-λa/8)+n×λa/2-δ≤L1≤(λa/4+λa/8)+n×λa/2-δ是指，气柱共鸣的共振频率下的波长与膜振动单体的共振频率下的波长大致一致。
换言之，本发明的防音结构体中，膜部件的膜振动单体中的共振频率与将膜部件视为刚体时的由筒状部件及膜部件构成的封闭管中的气柱共鸣的共振频率大致一致。
另外，本发明中，将膜振动单体的共振频率设为，安装于如下框的情况下的膜振动的共振频率，该框具有与筒状部件的中空部的开口部相同的形状、大小的开口部且能够忽略作为框的封闭管的气柱共鸣的影响的框厚的。
例如，设为在厚度1mm、框架壁厚2mm的、由视为刚体的材质构成的框体上安装膜部件的结构中的膜振动的共振频率。
如上所述，在形成有贯穿孔的框体上安装膜部件而基于膜振动来吸音的防音结构体，通过膜振动的共振频率附近的声波入射于膜时产生的膜共振来进行隔音。因此，存在如下问题：隔音是针对膜振动的共振频率附近的频率的声波产生的，并不隔音远离共振频率的频率的声波，从而能够隔音的频带窄。
其中，在由框体及膜部件构成的以往的防音结构体中，框体只要能够支撑膜部件即可，因此为了小型轻量化，优选框体的长度(与膜面垂直的方向的框体的厚度)短。
并且，通常，即使在相同频率下将两个具有屏蔽峰的防音结构体并列配置，也仅仅使屏蔽峰中的透射率变得更低而已，无法期望宽频带化的效果。
因此，在由框体及膜部件构成的以往的防音结构体中，进行宽频带化时，需要设为具备膜振动的共振频率不同的多个防音结构体(防音单元)的结构。
与此相对，根据本发明人等的研究可知，在将膜部件安装于框体而通过膜振动进行隔音的防音结构体中，将框体的长度设为较长而成为筒状，由该筒状部件及膜部件构成封闭管，并使封闭管中产生的气柱共鸣的共振频率与膜部件的膜振动单体中的共振频率大致一致，由此能够将被防音结构体屏蔽的频带扩宽。即，可知根据与膜振动单体中的共振频率对应的波长λa来设定筒状部件的长度，由此能够将被防音结构体屏蔽的频带扩宽。
利用图9对该点进行说明。图9为表示后述的实施例1、比较例1及比较例2的防音结构体的透射率的频率特性(以下称为声学特性)的曲线图。图9所示的声学特性表示频率与透射率的关系，是指透射率越低则越隔音。
实施例1的防音结构体为将筒状部件的长度L1设为从膜部件的膜振动单体的共振频率下的波长λa的1/4(即λa/4)的长度减去开口端校正的长度δ的值的防音结构体(L1＝λa/4-δ)。
除了将筒状部件(框体)的长度L1设为1mm以外，比较例1的防音结构体的结构与实施例1的结构相同，实际上仅通过膜振动进行防音。
除了将膜部件设为刚体(厚度2mm的铝板)以外，比较例2的防音结构体的结构与实施例1的结构相同，仅通过气柱共鸣进行防音。
如图9所示，可知比较例1及比较例2的防音结构体的透射率的频率特性是在膜振动的共振频率或气柱共鸣的共振频率的1472Hz附近具有一个屏蔽峰。
与此相对，从图9可知，本发明的实施例即实施例1的防音结构体的透射率的频率特性是在膜振动的共振频率及与气柱共鸣的共振频率的1472Hz相比更低频率和更高频率下分别具有一个屏蔽峰。如此可知，通过具有两个屏蔽峰，与膜振动单体及气柱共鸣单体的情况相比，在宽频带中透射率变低，即，在宽频带中隔音性变高。
如此，本发明的防音结构体只是根据与膜振动单体中的共振频率对应的波长λa设定筒状部件(框体)的长度，因此结构简单，并且能够抑制质量的增加，且能够扩宽所屏蔽的频带。并且，仅通过适宜地设定筒状部件(框体)的长度便能够宽频带化，因此容易制造。
其中，在图1～图3所示的例中，设为膜部件安装于筒状部件的其中一个开口端面的结构，但并不限定于此。
如图6所示的防音结构体10b，也可以设为膜部件12闭塞筒状部件14的中空部而安装于中空部内的结构。膜部件12安装于筒状部件14的中空部内的结构的情况下，只要膜部件12至筒状部件14的两个各开口端面的长度L1及L2中的至少一个满足(λa/4-λa/8)+n×λa/2-δ至(λa/4+λa/8)+n×λa/2-δ的范围即可。优选长度L1及L2均满足(λa/4-λa/8)+n×λa/2-δ至(λa/4+λa/8)+n×λa/2-δ的范围。
并且，如图7所示的防音结构体10c，可以设为在膜部件12的两面安装有筒状部件14a及14b的结构。在膜部件12的两面安装有筒状部件14a及14b的结构的情况下，只要膜部件12至筒状部件14a的另一个开口端面的长度L1及膜部件12至筒状部件14b的另一个开口端面的长度L2中的至少一个满足(λa/4-λa/8)+n×λa/2-δ至(λa/4+λa/8)+n×λa/2-δ的范围即可。优选长度L1及L2均满足(λa/4-λa/8)+n×λa/2-δ至(λa/4+λa/8)+n×λa/2-δ的范围。
并且，优选长度L1及L2中的至少一个满足(λa/4-λa/12)+n×λa/2-δ至(λa/4+λa/12)+n×λa/2-δ的范围，更优选满足(λa/4-λa/16)+n×λa/2-δ至(λa/4+λa/16)+n×λa/2-δ的范围。即，优选更加提高膜振动单体中的共振频率与气柱共鸣的共振频率的一致度。
由此，膜振动单体中的共振频率下的透射率变得更低，因此优选。
并且，优选长度L1及L2中的至少一个满足(λa/4-λa/8)-δ至(λa/4+λa/8)-δ的范围。换言之，优选将长度L1及L2设为气柱共鸣的基本振动的1/4波长与对应于膜振动单体的共振频率的波长的1/4(λa/4)在±λa/8的振幅上一致的长度。
由此，能够设短筒状部件的长度，从而能够使防音结构体小型轻量化。
并且，波长λa可以是膜振动单体中的1阶共鸣模式的共振频率下的波长，也可以是2阶共鸣模式的共振频率下的波长，也可以是3阶以上的高阶共鸣模式的共振频率下的波长。
从能够减小膜部件且能够小型轻量化的观点考虑，波长λa优选为膜振动单体中的1阶共鸣模式的共振频率下的波长。
并且，可以将上述本发明的防音结构体作为单位防音单元，设为具有多个单位防音单元的防音结构体。
作为具有多个单位防音单元的结构，使用所屏蔽的频带不同的单位防音单元，由此能够通过少的单元数来隔音更宽的频带。
接着，对本发明的防音结构体的构成要素进行说明。
在以下的说明中，在无需特别区分的情况下，将防音结构体10a～10c统称为防音结构体10，将筒状部件14、14a～14b统称为筒状部件14。
如上所述，防音结构体10具有筒状部件14及闭塞筒状部件的中空部而配置的膜部件12。
<筒状部件>
如上所述，筒状部件14为具有贯穿的中空部16的筒状的部件。筒状部件14固定膜部件12，且能够振动地支撑，并且与膜部件12一同形成有底筒状的封闭管，从而产生气柱共鸣。
另外，筒状部件14优选为以能够固定并控制膜部件12的整周的方式封闭的连续的形状，但并不限定于此，也可以是筒状部件14一部分被切割，且不连续的形状。
并且，筒状部件14的中空部16的开口部的形状并无特别限制，例如可以是包含正方形、长方形、菱形或平行四边形等其他四边形、正三角形、等腰三角形或直角三角形等三角形、正五边形或正六边形等正多边形的多边形或圆形、椭圆形等，也可以是不规则的形状。另外，筒状部件14的中空部的开口部两侧的端面均未被闭塞，均以该状态对外部开放。即，中空部16贯穿筒状部件14。
并且，筒状部件14的尺寸为俯视时的尺寸，能够作为中空部16的开口部的尺寸来定义。在下面，设为开口部的尺寸，但在圆形或如正方形等正多边形的情况下，能够定义为通过其中心而对置的边之间的距离或当量圆直径，在多边形、椭圆或不规则的形状的情况下，能够定义为当量圆直径。本发明中，当量圆直径及半径是指分别换算为面积相等的圆时的直径及半径。
这种筒状部件14的尺寸并无特别限制，可根据为了防音而适用本发明的防音结构体的防音对象物适宜地设定。
筒状部件14的尺寸根据成为防音对象物的对象的噪音的频率来设定即可，例如，影印机、送风机、空调设备、排气扇、泵类、发电机、导管，此外还有涂布机、旋转机、输送机等发出声音的各种类型的制造设备等工业设备、汽车、电车、飞机等交通运输设备、冰箱、洗衣机、烘干机、电视、复印机、微波炉、游戏机、空调、风扇、PC、吸尘器、空气净化器等一般家用设备、住宅的通风用套管或窗户、气帘等。
从对可听区域的噪音进行隔音的观点考虑，具体而言，筒状部件14的尺寸优选为0.5mm～200mm，更优选为1mm～100mm，最优选为2mm～30mm。
并且，还能够以分区的方式使用该防音结构体10本身，从而用于阻隔来自多个噪音源的声音的用途中。此时，也能够根据成为对象的噪音的频率来选择筒状部件14的尺寸。
并且，筒状部件14的框架的壁厚(以下也称为筒状部件的壁厚)只要能够可靠地固定并支撑膜部件12，则并无特别限制。例如，能够根据筒状部件14的尺寸进行设定。
例如，当筒状部件14的尺寸为0.5mm～50mm时，筒状部件14的壁厚优选为0.5mm～20mm，更优选为0.7mm～10mm，最优选为1mm～5mm。
若筒状部件14的壁厚相对于筒状部件14的尺寸的比率变得过大，则筒状部件14的部分在整体所占的面积率变大，从而设备有可能变大变重。另一方面，若上述比率变得过小，则在该筒状部件14部分中难以通过粘接剂等牢固地固定膜部件12。
并且，当筒状部件14的尺寸大于50mm且为200mm以下时，筒状部件14的框架的壁厚优选为1mm～100mm，更优选为3mm～50mm，最优选为5mm～20mm。
并且，如上所述，筒状部件14的长度即，中空部16的贯穿方向的厚度满足(λa/4-λa/8)+n×λa/2-δ至(λa/4+λa/8)+n×λa/2-δ的范围。另外，λa为与膜部件12的膜振动单体中的共振频率对应的波长，δ为开口端校正的长度，n为0以上的整数。
另外，筒状部件14的长度只要满足上述式则并无特别限制，但从对可听区域的声音进行隔音及大小、重量等的观点考虑，优选为4.3mm～4300mm(对应于20Hz～20000Hz)，更优选为8.6mm～860mm(对应于100Hz～10000Hz)，最优选为17mm～285mm(对应于300Hz～5000Hz)。
并且，筒状部件14的长度方向(中空部16的贯穿方向)的形状优选为直管状，但也可以弯曲，或者为中途折弯的形状。
并且，筒状部件14的中空部16的截面(与贯穿方向垂直的截面)的大小及形状优选在筒状部件14的长度方向(中空部16的贯穿方向)上恒定，但也可以不同。例如，筒状部件14的中空部16的截面的大小从其中一个开口端面朝向另一个开口端面，可以逐渐变大。或者筒状部件14的中空部16的截面的大小也可以从其中一个开口端面朝向中心部，逐渐变大，并从中心部朝向另一个开口端面逐渐变小。或者可以，筒状部件14的中空部16的截面的大小从其中一个开口端面朝向中心部，逐渐变小，从中心部朝向另一个开口端面逐渐变大。
筒状部件14的形成材料只要能够支撑膜部件12，具有适当的强度，且对防音对象物的防音环境具有耐性，则并无特别限制，能够根据防音对象物及其防音环境进行选择。例如，作为筒状部件14的材料，能够举出铝、钛、镁、钨、铁、钢、铬、铬钼、镍铬钼及它们的合金等金属材料；丙烯酸树脂、聚甲基丙稀酸甲酯、聚碳酸酯、聚酰胺酰亚胺(polyamideimide)、聚芳酯、聚醚酰亚胺、聚缩醛、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰亚胺及三乙酰纤维素等树脂材料；以及碳纤维增强塑料(CFRP：Carbon Fiber Reinforced P1astics)、碳纤维及玻璃纤维增强塑料(GFRP：Glass Fiber Reinforced Plasrics)等。
并且，也可以组合多种这些筒状部件14的材料而使用。
并且，作为筒状部件14的材料可以使用具有透明性的材料。具有透明性的材料可举出透明树脂材料、透明无机材料等。作为透明树脂材料，具体而言，可举出三乙酰纤维素等乙酰纤维素系树脂；聚对苯二甲酸乙二酯(PET)及聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系树脂；聚乙烯(PE)、聚甲基戊烯、环烯烃聚合物及环烯烃共聚物等烯烃系树脂；聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系树脂；以及聚碳酸酯等。另一方面，作为透明无机材料，具体而言，可举出钠钙玻璃、钾玻璃及铅玻璃等玻璃；透光性压电陶瓷(PLZT)等陶瓷；石英；以及荧石等。
并且，当作为筒状部件14使用具有透明性的材料时，可以对筒状部件14赋予防反射层等。由此，能够降低可见性(很难看见)，从而能提高透明性。
并且，在筒状部件14的中空部16内可以配置以往公知的吸音材料。例如，也能够设为沿筒状部件的内壁而配置吸音材料，在筒中心部以圆环状保留空气部分的结构。
通过配置吸音材料，从而基于吸音材料的吸音效果能够更适宜地调整隔音特性。
作为吸音材料并无特别限定，能够利用聚氨酯板、无纺布等各种公知的吸音材料。
<膜部件>
如上所述，膜部件12以闭塞筒状部件14的中空部16的方式固定于筒状部件14，通过与来自外部的声波对应地进行膜振动来吸收或者反射声波的能量而进行防音。并且，与筒状部件14一同形成有底筒状的封闭管而产生气柱共鸣。因此，优选膜部件12相对于空气具有不渗透性。
然而，膜部件12需要将筒状部件14作为节点进行膜振动，因此需要固定于筒状部件14以便可靠地被控制，并成为膜振动的波腹。因此，膜部件12优选为具有挠性的粘弹性材料制的膜。
膜部件12的形状只要是能够闭塞筒状部件14的中空部16的形状即可，例如为与中空部16的截面形状大致相同的形状即可。并且，膜部件12的尺寸只要是能够闭塞筒状部件14的中空部16的大小即可，且只要比筒状部件14的尺寸，更详细而言，比筒状部件14的中空部16的截面(开口部)的尺寸大即可。
其中，固定于筒状部件14的膜部件12作为固有振动模式的频率即共振频率，具有透射损失最小(例如成为0dB)的固有振动频率。该固有振动频率根据筒状部件14的中空部的截面形状、膜部件12的材料及形状等而确定。
本发明的防音结构体10通过适宜地设定膜部件12的膜振动单体的共振频率，从而能够对以共振频率为基准的恒定的频带的声音选择性地进行防音。
在由筒状部件14及膜部件12构成的防音结构体10中，为了将膜部件12的膜振动单体的共振频率设为可听区域内的任意的频率，可适宜地设定膜部件12的厚度、材质(杨氏模量)、筒状部件14(中空部16的开口部)的尺寸等。
并且，只要能够进行膜振动，则膜部件12的厚度并无特别限制。例如，在本发明中能够根据筒状部件14的尺寸，即膜部件的尺寸来设定膜部件12的厚度。
例如，膜部件12的厚度优选为0.005mm(5μm)～5mm，更优选为0.007mm(7μm)～2mm，最优选为0.01mm(10μm)～1mm。
其中，如上所述，防音结构体10中，膜部件12的膜振动单体的共振频率能够根据筒状部件14的几何形态，例如筒状部件14的形状及大小(尺寸)及膜部件12的刚性，例如膜部件12的厚度及挠性(杨氏模量)来制定。
另外，作为表征膜部件12的膜振动单体的共振频率的参数，在同种材料的膜部件12的情况下，能够使用膜部件12的厚度(t)与筒状部件14的尺寸(a)的平方之比，例如，正四边形的情况下与一边的大小之比[a2/t]，在该比[a2/t]相等的情况下，例如，(t、a)为(50μm、7.5mm)的情况与为(200μm、15mm)的情况下，上述共振频率成为相同的频率，即相同的共振频率。即，通过将比[a2/t]设为恒定值，标度律成立，能够选择适当的尺寸。
并且，只要膜部件12具有能够进行膜振动的弹性，则膜部件12的杨氏模量并无特别限制。例如，在本发明中，能够根据筒状部件14的尺寸，即，膜部件的尺寸来设定膜部件12的杨氏模量。
例如，膜部件12的杨氏模量优选为1000Pa～3000GPa，更优选为10000Pa～2000GPa，最优选为1MPa～1000GPa。
并且，只要能够进行膜振动，则膜部件12的密度也并无特别限制，例如，优选为10kg/m3～30000kg/m3，更优选为100kg/m3～20000kg/m3，最优选为500kg/m3～10000kg/m3。
关于膜部件12的材料，设为膜状材料或箔状材料时，只要具有适合应用于上述防音对象物时的强度，对防音对象物的防音环境具有耐性，且膜部件12能够进行膜振动，则并无特别限制，能够根据防音对象物及其防音环境等来进行选择。例如，作为膜部件12的材料，能够举出聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酰亚胺、聚甲基丙稀酸甲酯、聚碳酸酯、丙烯酸(PMMA)、聚酰胺酰亚胺、聚芳酯、聚醚酰亚胺、聚缩醛、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰亚胺、三乙酰纤维素、聚偏二氯乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、芳香族聚酰胺、有机硅树脂、乙烯丙烯酸乙酯、乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯、氯化聚乙烯、聚氯乙烯、聚甲基戊烯及聚丁烯等能够制成膜状的树脂材料；铝、铬、钛、不锈钢、镍、锡、铌、钽、钼、锆、金、银、铂、钯、铁、铜及坡莫合金等能够制成箔状的金属材料；纸及纤维素等成为其他纤维状膜的材质；包含无纺布及纳米级纤维的薄膜；加工成较薄的聚氨酯及新雪丽等多孔材料；以及加工成薄膜结构的碳材料等能够形成薄结构的材质或结构等。
并且，作为膜部件12的材料可以使用具有透明性的材料。具有透明性的材料可举出透明树脂材料、透明无机材料等。作为透明树脂材料，具体而言，可举出三乙酰纤维素等乙酰纤维素系树脂；聚对苯二甲酸乙二酯(PET)及聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系树脂；聚乙烯(PE)、聚甲基戊烯、环烯烃聚合物及环烯烃共聚物等烯烃系树脂；聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系树脂；以及聚碳酸酯等。
并且，当作为膜部件12使用具有透明性的材料时，可以对膜部件12赋予防反射层等。由此，能够降低可见性(很难看见)，从而能够提高透明性。
如上所述，膜部件12固定于筒状部件14的位置并无特别限制。膜部件12可以固定于筒状部件的其中一个开口端面，也可以固定于筒状部件的中空部16内。
膜部件12固定于筒状部件14的方法并无特别限制，只要能够将膜部件12以成为膜振动的节点的方式固定在筒状部件14上，则可以是任意方法，例如能够举出使用粘接剂的方法或使用物理固定件的方法等。
作为使用粘接剂将膜部件12固定于筒状部件的开口端面的方法，例如，可以在包围筒状部件14的中空部16的表面上涂布粘接剂，在其上方载置膜部件12，并利用粘接剂将膜部件12固定在筒状部件14。作为粘接剂，例如，能够举出环氧系粘接剂(Araldite等)、氰基丙稀酸酯系粘接剂(Aron Alpha等)、Super X(CEMEDINE Co.，Ltd.制)、丙烯酸系粘接剂等。
并且，可以使用双面胶带进行固定。
作为使用物理固定用具的方法，能够举出将以覆盖筒状部件14的中空部16的方式配置的膜部件12夹在筒状部件14与棒等固定部件之间，并使用螺栓或螺钉等固定用具将固定部件固定于筒状部件14的方法等。
并且，在将膜部件12固定于筒状部件14时，可以对膜部件12赋予张力而进行固定，但优选不赋予张力而进行固定。
并且，在将膜部件12固定于筒状部件14时，只要膜部件12的端部的至少一部分被固定即可。即，一部分可以是自由端，也可以具有不固定而单纯支撑的部分。优选膜部件12的端部与筒状部件14接触，优选膜部件12的端部(周缘部)的50％以上固定于筒状部件14，更优选90％以上固定于筒状部件14。
并且，可以是筒状部件14及膜部件12由相同材质构成且一体地形成的结构。
筒状部件14及膜部件12成为一体的结构能够通过压缩成型、注射成型、压印、切削加工及使用三维形状形成(3D)打印机的加工方法等单纯的工序来进行制作。
并且，膜部件12可以是穿孔有一个以上的贯穿孔的膜。
并且，可以在膜部件12设置锭子。
通过在膜部件12设置贯穿孔或者锭子，能够调整膜振动单体的共振频率。
以下，对能够与具有本发明的防音结构体的防音部件进行组合的结构部件的物性或特性进行说明。
[阻燃性]
作为建材或设备内防音材料而使用具有本发明的防音结构体的防音部件时，要求其为阻燃性。
因此，膜部件优选阻燃性的膜。作为膜部件，例如可使用作为阻燃性PET薄膜的Lumirror(注册商标)非卤素阻燃型ZV系列(TORAY INDUSTRIES，INC.制)、Teijin Tetoron(注册商标)UF(TEIJIN LIMITED制)和/或作为阻燃性聚酯类薄膜的DIALAMY(注册商标)(Mitsubishi Plastics，Inc.制)等。
并且，筒状部件也优选为阻燃性的材质，可举出铝等金属、陶瓷等无机材料、玻璃材料、阻燃性聚碳酸酯(例如，PCMUPY610(TAKIRON Corporation制))和/或阻燃性丙烯酸(例如，ACRYLITE(注册商标)FR1(Mitsubishi Rayon Co.，Ltd.制))等阻燃性塑料等。
而且，将膜部件固定在筒状部件上的方法也优选通过阻燃性粘接剂(THREE BOND 1537系列(Three Bond Co.，Ltd.制))、焊锡的粘接方法或利用两个筒状部件夹紧固定膜部件等机械固定方法。
[耐热性]
伴随环境温度的变化，有可能由于本发明的防音结构体的结构部件的膨胀伸缩而使防音特性发生变化，因此构成该结构部件的材质优选耐热性尤其低热收缩的材质。
作为膜部件，例如优选使用Teijin Tetoron(注册商标)薄膜SLA(Teijin DuPont制)、PEN薄膜Teonex(注册商标)(Teijin DuPont Ltd.制)和/或Lumirror(注册商标)非退火低收缩型(TORAY INDUSTRIES，INC.制)等。并且，通常还优选使用热膨胀系数比塑料材料小的铝等金属膜。
并且，作为筒状部件，优选使用聚酰亚胺树脂(TECASINT4111(Enzinger Japan Co.，Ltd.制))和/或玻璃纤维增强树脂(TECAPEEKGF30(Enzinger Japan Co.，Ltd.制))等耐热塑料，和/或铝等金属或陶瓷等无机材料或玻璃材料。
而且，粘接剂也优选使用耐热粘接剂(TB3732(Three Bond Co.，Ltd.制)、超耐热单成分收缩型RTV有机硅粘接密封材料(Momentive Performance Materials Japan Ltd.制)和/或耐热性无机粘接剂Aron Ceramic(注册商标)(TOAGOSEI CO.，LTD.制)等)。优选将这些粘接剂涂布于膜部件或筒状部件上时，通过设为1μm以下的厚度，能够降低膨胀收缩量。
[耐候性/耐光性]
当具有本发明的防音结构体的防音部件配置在室外或光线照射的场所时，结构部件的耐侯性成为问题。
因此，作为膜部件，优选使用特殊聚烯烃薄膜(ARTPLY(注册商标)(Mitsubishi Plastics，Inc.制))、丙烯酸树脂薄膜(ACRYPRENE(Mitsubishi Rayon Co.，Ltd.制))和/或Scotchcal Film(商标)(3M公司制)等耐侯性薄膜。
并且，作为筒状部件，优选使用聚氯乙烯、聚甲基丙稀酸甲酯(亚克力)等耐侯性高的塑料或铝等金属、陶瓷等无机材料和/或玻璃材料。
而且，粘接剂也优选使用环氧树脂类粘接剂和/或DRY FLEX(Repair Care International制)等耐侯性高的粘接剂。
关于耐湿性，也优选适当选择具有高耐湿性的膜部件、筒状部件以及粘接剂。关于吸水性、耐化学药品性，也优选适宜地选择适当的膜部件、筒状部件以及粘接剂。
[灰尘]
在长期的使用过程中，灰尘会粘附于膜表面，有可能影响本发明的防音结构体的防音特性。因此，优选防止灰尘的粘附或去除所粘附的灰尘。
作为防止灰尘的方法，优选使用难以粘附灰尘的材质的膜。例如，通过使用导电性薄膜(FLECRIA(注册商标)(TDK公司制)和/或NCF(NAGAOKA SANGYO CO.，LTD.制))等，使膜部件不带电，由此能够防止由带电引起的灰尘的粘附。并且，通过使用氟树脂薄膜(DI-NOC FILM(商标)(3M公司制))和/或亲水性薄膜(Miraclain(LifeGard公司制)、RIVEX(Riken Technos Corp.制)和/或SH2CLHF(3M公司制))，也能够抑制灰尘的粘附。而且，通过使用光催化薄膜(Laclean(Kimoto Co.，Ltd.制))，也能够防止膜部件的污染。通过将包含这些具有导电性、亲水性和/或光催化性的喷雾器和/或氟化合物的喷雾器涂布于膜部件上，也能够得到相同的效果。
除了如上述那样使用特殊的膜部件以外，通过在膜部件上设置罩体，也能够防止污染。作为罩体，能够使用薄膜材料(SARAN WRAP(注册商标)等)、具有不通过灰尘的大小的网眼的网状物、无纺布、聚氨酯、气凝胶、多孔状的膜等。
作为去除所粘附的灰尘的方法，能够通过发射膜的共鸣频率的声音并强烈地振动膜来去除灰尘。并且，通过使用鼓风机或擦拭也能够得到相同的效果。
[风压]
当强风吹到膜部件时，膜部件成为被挤压的状态，有可能使共振频率发生变化。因此，通过在膜部件上覆盖无纺布、聚氨酯和/或薄膜等，能够抑制风的影响。
[配置]
为了能够将具有本发明的防音结构体的防音部件在壁等上简单地进行安装或拆卸，优选防音部件中安装有由磁性体、Magic tape(注册商标)、按钮、吸盘等构成的折装机构。例如，可以预先将折装机构安装于筒状部件14的侧面，将折装机构安装在壁上，从而将防音部件安装在壁上。并且，也可以将安装于防音部件的折装机构从壁上拆卸，使防音部件从壁上脱离。
并且，例如，能够在管道等中配置多种的本发明的防音结构体。此时通过配置所共振的频率不同的防音结构体，以与各自的防音结构体对应的频率进行防音，因此能够作为整体进一步具有宽频带的防音特性。关于配置方法，可以沿管道等内的轴向串联配置，也可以沿在开口截面内以存在多个结构的并列方向进行配置。
并且，也能够与其他类型的防音部件一同使用本发明的防音结构体。例如，通过设为配置有吸音材料(聚氨酯、玻璃棉、微纤维(3M公司制Thinsulate(商标)等)、石膏板、微细贯穿孔膜)及防音结构(亥姆霍兹共鸣结构、膜振动结构、气柱共鸣结构)中的至少一个及本发明的防音结构体的结构，能够同时发挥其他防音部件的特性及本发明的防音结构体的特性。例如，能够同时配置在管道中或者同时配置在房间的壁上。
并且，在将所隔音的频带不同的防音结构体作为防音单元进行组合的情况下，优选在各防音单元上安装有磁性体、Magic tape(注册商标)、按钮及吸盘等折装机构，以便容易组合防音单元。
并且，可以在各防音单元设置凹部及凸部，使其中一个防音单元的凸部与另一个防音单元的凹部啮合而进行防音单元的折装。在组合多个防音单元的情况下，可以在一个防音单元设置凸部及凹部这两者。
而且，也可以组合上述折装机构与凸部及凹部而进行防音单元的拆装。
[框的机械强度]
随着具有本发明的防音结构体的防音部件的尺寸增大，筒状部件变得容易振动，相对于膜振动，作为固定端的功能下降。因此，优选增加筒状部件的框架的壁厚来提高框刚性。但是，若增加框架的壁厚，则防音部件的质量增加，轻量这一本防音部件的优点减少。
因此，为了维持高刚性的同时减少质量的增加，优选在框架上形成孔或槽。例如，通过对框架使用桁架结构或者框架结构，能够兼顾高刚性且轻量。
本发明的防音结构体基本上如上构成。
本发明的防音结构体能够用作如下防音部件。
例如，作为具有本发明的防音结构体的防音部件，能够举出：
建材用防音部件：作为建材用途使用的防音部件；
空调设备用防音部件：设置在通风口、空调用导管等，防止来自外部的噪音的防音部件；
外部开放部用防音部件：设置在房间的窗户上，防止来自室内或室外的噪音的防音部件；
天花板用防音部件：设置在室内的天花板上，且控制室内的声音的防音部件；
地板用防音部件：设置在地板上，且控制室内的声音的防音部件；
内部开放部用防音部件：设置在室内的门、拉门的部分，防止来自各房间的噪音的防音部件；
卫生间用防音部件：设置在卫生间内或门(室内外)部，防止来自卫生间的噪音的防音部件；
阳台用防音部件：设置在阳台上，防止来自自家阳台或相邻阳台的噪音的防音部件；
室内调音用部件：用于控制房间的声音的防音部件；
简单防音室部件：能够简单组装，且移动也简单的防音部件；
宠物用防音室部件：包围宠物的房间而防止噪音的防音部件；
娱乐设施：设置在游戏中心、体育中心、音乐厅、电影院的防音部件；
施工现场用临时围墙用的防音部件：覆盖施工现场而防止噪音向周围泄露的防音部件；
隧道用防音部件：设置在隧道内，防止向隧道内部及外部泄露的噪音的防音部件等。
[开口结构体]
本发明的开口结构体具有上述的防音结构体及具有开口的开口部件，并且防音结构体配置在开口部件的开口内，且在开口部件设置有成为气体通过的通气口的区域。
并且，在开口结构体中，优选将防音结构体配置成膜部件的膜面的垂线方向相对于开口部件的开口截面垂直的方向尽量成为接近的角度。
图8为示意性地表示本发明的开口结构体的一例的剖视图。
图8所示的开口结构体50具有防音结构体10a及开口部件52，且在开口部件52的开口内配置有防音结构体10a。
如图8所示，在开口结构体50中，防音结构体10a优选配置膜部件12的膜面的垂线方向z相对于与开口部件52的开口截面垂直的方向s平行。
并且，在开口部件52的开口与配置于开口内的防音结构体10a之间设置成为气体能够通过的通气口的区域。
另外，图8的防音结构体10a为与图1所示的防音结构体10a相同结构的防音结构体。如上所述，用作本发明的开口结构体的防音结构体只要是具有膜部件12及筒状部件14，且膜部件的膜振动单体中的共振频率与将膜部件视为刚体时的由筒状部件及膜部件构成的封闭管中的气柱共鸣的共振频率大致一致的结构的防音结构体即可。
在开口部件52为具有如管道那样的长度的筒状的部件，在该开口部件52内配置防音结构体10a的情况下，声音会沿与开口截面大致垂直的方向s在开口部件52的开口内行进，因此与开口截面大致垂直的方向s成为音源的方向。因此，通过将膜部件12的膜面的垂线方向z相对于与开口部件52的开口截面垂直的方向s平行地配置，防音结构体10a配置成膜面的垂线方向z相对于作为防音对象的音源的方向平行。即，声音垂直地入射于膜面。
另外，图8所示的例中，防音结构体10a配置成膜部件12的膜面的垂线方向相对于与开口部件52的开口截面垂直的方向s大致平行，但并不限定于此，防音结构体10a也可以配置成膜部件12的膜面的垂线方向z和与开口部件52的开口截面垂直的方向交叉。
从吸音性能、通气性(即加大通气孔)及在风扇等伴随风的噪音结构的情况下减少与膜面接触的风的量等的观点考虑，与开口部件52的开口截面垂直的方向s与防音结构体10c的膜部件12的膜面的垂线方向z优选接近平行。
并且，在图示例中，设为将防音结构体10a配置于开口部件52的开口内的结构，但并不限定于此，也可以设为防音结构体10a配置于从开口部件52的端面突出的位置的结构。具体而言，优选配置于离开口部件52的开口端在开口端校正的长度以内。使用开口部件52的情况下，声场的驻波的波腹以与开口端校正的长度相应的量向开口部件52的开口的外侧突出，即使在开口部件52的外部也能够具有防音性能。另外，圆筒形的开口部件52的情况下的开口端校正的长度约为0.61×管半径(内周部的半径)。
其中，图8所示的开口结构体50设为在开口部件52内配置具有一个防音单元的防音结构体10a的结构，但并不限定于此，也可以是将具有两个以上的防音单元的防音结构体配置于开口部件52内的结构。或者，开口结构体也可以是将多个防音结构体配置于开口部件52内的结构。
另外，在本发明中，优选开口部件具有形成在隔断气体通过的物体的区域内的开口，优选设置在隔开两个空间的壁上。
在此，具有形成开口的区域且隔断气体通过的物体是指隔开两个空间的部件及壁等，作为部件，是指管体、筒状体等部件，作为壁，例如是指构成房屋、高楼、工厂等建筑物的结构体的固定壁、配置在建筑物的房间内且隔开房间内的固定间壁(分区)等固定壁、配置在建筑物的房间内且隔开房间内的可动间壁(分区)等可动壁等。
在本发明中开口部件是指窗框、门、出入口、通风口、管道部、百叶窗部等以通气或散热、物质的移动为目的具有开放部的部件。即，开口部件可以是管道或软管、管、导管等的管体、筒状部件，也可以是具有用于安装通风口部、窗等的开口的壁本身，该通风口部、窗等可安装百叶窗、气帘等，也可以是由分区上部和顶棚或壁构成的部分，也可以是安装于壁上的窗框等窗部件等。即，周边被闭合曲线包围的部分为开口部，优选在此处配置有本发明的防音结构体。
另外，在本发明中，只要能够在开口部件的开口配置防音结构体，则开口的截面形状并无限制，例如，可以是圆形、正方形、长方形、菱形或平行四边形等其他四边形、正三角形、等腰三角形或直角三角形等三角形、正五边形或正六边形等正多边形的多边形或椭圆形等，也可以是不规则的形状。
并且，在本发明中，作为开口部件的材料，并无特别限制，能够举出金属材料、树脂材料、增强塑料材料、碳纤维及壁材料等。作为金属材料，例如，能够举出铝、钛、镁、钨、铁、钢、铬、铬钼、镍铬钼、及它们的合金等的金属材料。并且，作为树脂材料，例如，能够举出丙烯酸树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚酰胺酰亚胺、聚芳酯、聚醚酰亚胺、聚缩醛、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰亚胺、及三乙酰纤维素等树脂材料。并且，作为增强塑料材料，能够举出碳纤维增强塑料(CFRP：Carbon Fibet Reinforced Plastics)及玻璃纤维增强塑料(GFRP：Glass Fiber Reinforced Plastics)。并且，作为壁材料，能够举出与建筑物的壁材料相同的混凝土、沙浆及木材等壁材料等。
实施例
根据实施例，对本发明的防音结构体进行具体说明。以下的实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理顺序等只要不脱离本发明的主旨，则能够适宜地变更。因此，本发明的范围不应通过以下所示的实施例而进行限定性地解释。
[比较例1]
首先，作为比较例1，制作将筒状部件的长度设为能够视为膜部件的膜振动单体的长度的防音结构体，并测量了声学特性。
具体而言，作为膜部件使用了厚度188μm的PET薄膜(TORAYINDUSTRIES，INC.制LUMIRRORS10)。作为筒状部件使用了长度1mm、开口部的形状为20mm×20mm的正方形状、框架壁厚为2mm的框体。
将PET薄膜利用双面胶带(ASKUL Corporation.制、现场的力量、20mm)固定于筒状部件的其中一个开口端面而制作了防音结构体。
利用基于声管的四端子法测量了所制作的防音结构体的透射率的频率特性。
作为声管使用了具有40mm×24mm的长方形截面的声管。
该方法遵循“ASTM E2611-09：基于传输矩阵法测量声学材料的垂直入射传输的标准试验方法(Standard Test Method for Measurement of Normal Incidence Sound Transmission of Acoustical Materials Based on the Transfer Matrix Method)”，对声管使用4个麦克风并通过传递函数法进行测量。通过该方法，能够在宽的频谱带中测量声音透射损失。
将防音结构体配置在声管的中央部。将防音结构体的朝向设为膜部件的膜面与声管的截面一致的朝向。进行测量的频率范围设为300Hz～2500Hz。
图9中示出所测量的透射率与频率的关系。
如图9所示，示出了在1472Hz下透射率成为极小值的频率特性。如根据膜部件的材质、厚度如所预测的那样认为，该频率为1阶共振频率。
其中，比较例1的防音结构体的筒状部件的长度为1mm，因此实际上能够将比较例1的频率特性视为膜振动单体的频率特性。
[比较例2]
作为比较例2制作了设为封闭管的防音结构体，并测量了声学特性，该封闭管的开口部形状与比较例1的防音结构体的开口部形状相同，且产生成为与比较例1的防音结构体的膜振动单体的共振频率大致相同的共振频率的气柱共鸣。
具体而言，将筒状部件的长度设为52mm，将膜部件变更为厚度2mm的铝板，除此以外，以与比较例1相同的方式制作了防音结构体。此时，根据开口部面积为400mm2，开口端校正的长度δ能够计算为6.9mm。
若将开口端校正的长度δ设为6.9mm，将声速设为343m/s，则根据防音结构体的长度，可计算出气柱共鸣的1阶共振频率为1456Hz。
图9中示出所测量的透射率与频率的关系。如图9所示，示出了在1456Hz附近透射率成为极小值的频率特性。
[实施例1]
接着，作为实施例1制作了使防音结构体的膜振动单体的共振频率与气柱共鸣的共振频率大致一致的防音结构体，并测量了声学特性。
具体而言，将筒状部件的长度设为52mm，除此以外，以与比较例1相同的方式制作了防音结构体。
即，实施例1的防音结构体中，膜振动单体的共振频率为与比较例1相同的1472Hz，将膜部件视为刚体时的气柱共鸣单体的共振频率为与比较例2相同的1456Hz。即，实施例1的防音结构体具有膜振动单体的共振频率与气柱共鸣单体的共振频率大致一致的结构。
并且，根据膜振动单体的共振频率1472Hz，可计算出波长λa为231mm。若根据该波长λa的值计算L＝λa/4+n×λa/2-δ(n＝0)，则L成为大致51mm，可知筒状部件的长度52mm在(λa/4±λa/8)+n×λa/2-δ的范围(n＝0)，即22.2mm～79.7mm的范围。
图9中示出表示所测量的透射率与频率的关系的曲线图。
从图9可知，在膜部件的膜振动单体(比较例1)或者将膜部件视为刚体时的气柱共鸣单体(比较例2)中，在接近共振频率的1500Hz附近均具有透射率成为极小值的频率特性。
与此相对，本发明的实施例1虽然为将它们两个大致相同的共振频率彼此重叠的结构，但是透射率的极小值出现1176Hz和1833Hz这两个。
并且，在该两个极小值之间的频率下，透射率也保持小于0.3。因此，可知与膜部件的膜振动单体及气柱共鸣单体的比较例相比，能够在非常宽的频带上降低透射率。
图10中示出了实施例1的透射率、反射率及吸收率的频率特性。
可知在透射率的两个极小值中反射率变大。并且，可知在其之间的频率下吸收变大，整体上减小了透射率。
[实施例2～13、比较例3～7]
如表1所示，将筒状部件的长度变更为10mm至100mm的范围，除此以外，以与实施例1相同的方式制作了防音结构体，并测量了声学特性。
将结果示于表1中。
其中，在表1中，气柱共鸣主共振频率是指，透射率的两个极小值中，频率接近气柱共鸣单体的共振频率的极小值中的频率。并且，膜振动主共振频率是指，透射率的两个极小值中，频率远离气柱共鸣单体的共振频率的极小值中的频率。
并且，与膜振动单体的共振频率之差为膜振动单体的共振频率(比较例1的共振频率)与膜主共振频率之差。
并且，平均透射率为以实施例1中的透射率的两个极小值的频率(1176Hz、1833Hz)为基准，求出1176Hz～1833Hz下的平均透射率的值。
并且，图14中示出表示比较例6的透射率与频率的关系的曲线图。
在图14所示的曲线图中，800Hz附近的极小值是基于气柱共鸣的1阶共振频率的值，2800Hz附近的极小值是基于气柱共鸣的2阶共振频率的值。1500Hz附近的拐点源自膜振动，但并未成为极小值。因此，在表1中，比较例6的膜主共振频率标记为“无”。关于比较例7也与此相同。
[表1]
根据表1所示的结果，筒状部件的长度在(λa/4-λa/8)+n×λa/2-δ至(λa/4+λa/8)+n×λa/2-δ的范围即在22.2mm～79.7mm的范围的实施例1～13中，1472Hz下的透射率小于0.5为低，并且，在1176Hz～1833Hz下的平均透射率也小于0.5为低。因此，可知能够在宽频带中吸音。
根据实施例1～13及比较例1～7的结果，将筒状部件的长度与1472Hz下的透射率、反射率及吸收率的关系以曲线图的方式示于图11中。
如图11所示，可知筒状部件的长度越接近气柱共鸣单体的共振频率与膜振动单体的共振频率大致一致的长度，则1472Hz下的透射率、反射率及吸收率越得以提高。
并且，根据实施例1～13及比较例1～7的结果，将筒状部件的长度与气柱共鸣单体的共振频率、膜振动单体的共振频率、气柱共鸣主共振频率及膜主共振频率的关系以曲线图的方式示于图12中。
根据图12可知，关于筒状部件的长度，越远离气柱共鸣单体的共振频率与膜振动单体的共振频率交叉的位置，则气柱共鸣主共振频率越接近气柱共鸣单体的共振频率，并且，膜主共振频率越接近膜振动单体的共振频率。即，可知气柱共鸣单体的共振频率与膜振动单体的共振频率越远离，则相互作用越减小，越接近气柱共鸣单体或者膜振动单体的共振频率。
并且，根据实施例1～13及比较例1～7的结果，将筒状部件的长度和与膜振动单体的共振频率之差的关系以曲线图的方式示于图13中。
根据图13可知，筒状部件的长度为越接近气柱共鸣单体的共振频率与膜振动单体的共振频率大致一致的长度，则与膜振动单体的共振频率之差越增大。
[实施例14]
接着，作为实施例14对将筒状部件配置于膜部件的两侧的情况进行了研究。
具体而言，在未配置膜部件的筒状部件的一侧表面也配置了筒状部件，除此以外，以与实施例1相同的方式制作了防音结构体，并测量了声学特性。
即，在实施例1中为在膜的单侧带有52mm的筒的结构，而在该实施例14中为在膜的两侧带有52mm长度的筒的结构。
图15中示出将透射率与频率的关系与实施例1进行比较的曲线图。并且，将声学特性的评价结果示于表2中。
[表2]
根据图15及表2得知，与仅在单侧具有筒的实施例1相比，在膜状部件的两侧存在筒，由此透射率成为极小的峰频率同时扩展。根据以上结果可知，若想得到更宽频带，则在两侧带有筒的结构会有效地发挥功能。
根据以上内容，本发明的防音结构体的效果显而易见。
以上，举出关于本发明的防音结构体及开口结构体的各种实施方式及实施例而进行了详细说明，但本发明并不限定于这些实施方式及实施例，在不脱离本发明的主旨的范围内，当然可以进行各种改良或变更。
符号说明
10a、10b、10c-防音结构体，12-膜部件，14、14a、14b-筒状部件，16-中空部，50-开口结构体，52-开口部件，52a-开口。
技术特征：
1.一种防音结构体，其具备：
筒状部件；及
膜部件，闭塞所述筒状部件的中空部而配置，
若将与所述膜部件的膜振动单体中的共振频率对应的波长设为λa，将从安装有所述膜部件的位置至所述筒状部件的两个开口端面的长度分别设为L1及L2，将开口端校正的长度设为δ，将n设为0以上的整数，则满足(λa/4-λa/8)+n×λa/2-δ≤L1≤(λa/4+λa/8)+n×λa/2-δ及(λa/4-λa/8)+n×λa/2-δ≤L2≤(λa/4+λa/8)+n×λa/2-δ中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的防音结构体，其中，满足(λa/4-λa/8)-δ≤L1≤(λa/4+λa/8)-δ及(λa/4-λa/8)-δ≤L2≤(λa/4+λa/8)-δ中的至少一个。
3.根据权利要求1或2所述的防音结构体，其中，
与所述膜部件的膜振动单体中的共振频率对应的波长λa为与所述膜部件的1阶共鸣模式的共振频率对应的波长。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的防音结构体，其中，
所述膜部件安装于所述筒状部件的一个所述开口端面。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的防音结构体，其中，
所述膜部件安装于所述筒状部件内的中央位置。
6.一种开口结构体，其具有：
权利要求1至5中任一项所述的防音结构体；及
具有开口的开口部件，
所述防音结构体配置于所述开口部件的开口内，且在所述开口部件中具有成为气体通过的通气口的区域。
技术总结
本发明提供一种制造容易且轻量并且能够在宽频带中吸音的防音结构体及开口结构体。本发明的防音结构体具备：筒状部件；及膜部件，闭塞筒状部件的中空部而配置，若将与膜部件的膜振动单体中的共振频率对应的波长设为λa，将从安装有膜部件的位置至筒状部件的两个开口端面的长度分别设为L1及L2，将开口端校正的长度设为δ，将n设为0以上的整数，则满足(λa/4‑λa/8)+n×λa/2‑δ≤L1≤(λa/4+λa/8)+n×λa/2‑δ及(λa/4‑λa/8)+n×λa/2‑δ≤L2≤(λa/4+λa/8)+n×λa/2‑δ中的至少一个。
技术研发人员：白田真也;山添升吾;大津晓彦
受保护的技术使用者：富士胶片株式会社
技术研发日：.01.29
技术公布日：.09.13
