隔音结构体的制作方法

本发明涉及一种能够使用多个共振结构来实现高吸收的隔音结构体。

背景技术：

以往，在以确保管道、通风筒及消声器等的通气性为前提的结构物中，使气体和/或热通过的同时，还会使声音通过，因此有时要求噪声对策。因此，在安装于管道及通风筒等尤其有噪声性的机械的用途中，要求在设计管道及通风筒等的结构的方面的隔音。一般而言，当消除峰值声音时，为了在所期望的频率下得到高透射损失(transmissionloss)，作为对策之一，可以考虑将共振型的隔音结构体(亥姆霍兹共鸣器、气柱共鸣筒及膜振动型结构体等共鸣体)配置于或安装于管道及通风筒等中(参考专利文献1、2)。

因此，通过如专利文献1中所记载的吸声结构那样在管道内配置具有不同的吸声峰值频率的多个吸声体，即使存在不同的噪声频带，也能够提高吸声效果。

相对于此，在专利文献2中所记载的消声装置中，使在消声对象频带下共振的左侧及右侧这2个共鸣器的共振口分别在风道上的声音传播方向的左侧位置及右侧位置开口，将2个共鸣器的共振口的间隔设为使左侧共鸣器的共振口在因来自声源侧的传播声音与来自右侧共鸣器的反射声音的干扰而消声对象频带的声压增大的位置处面对的间隔，将左侧共鸣器设为具备基于阻抗电阻分量的吸声性的共鸣器。并且，将左侧共鸣器和右侧共鸣器的共振口间隔l对于消声对象频带中的特定频率的声音的波长λ设为由式l＝(2n-1)·λ/4(n为自然数)给出的值。

由此，专利文献2中所记载的消声装置对于低频带的声音也能够得到高消声效果，并且通风阻力的增大也少，而且能够稳定地得到高消声效果，而不会受到风道结构上的声学特性的影响。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-170194号公报

专利文献2：日本专利2944552号公报

技术实现要素：

发明要解决的技术课题

然而，在专利文献1中所记载的吸声结构中，在管道内通过具有不同的吸声峰值频率的多个吸声体来吸收不同的噪声频带，但完全没有考虑到吸声体之间的间隔等，无法实现更高的最佳吸声效果。

并且，在专利文献2中所记载的消声装置中，有2个共鸣器，在因来自右侧共鸣器的反射波与入射波的干扰而声压高的位置处配置左侧共鸣器，但并没有规定其明确的范围。

尤其，将2个共鸣器的间隔设为(2n-1)λ/4(参考权利要求9)，但根据我们的研究得知并不是只有该条件是实现高吸收率的条件。

即，为了实现高吸收，根据共鸣器的阻抗而存在应配置的适当的间隔，但在专利文献2中并没有规定共鸣器的阻抗zi及共鸣器的间隔l与吸收率a的关系，而存在得到高吸收的阻抗及共鸣器间隔与吸收率的严格的解析式并不明确的课题。

本发明人等为了明确专利文献2的技术的本质，在图17所示的消声装置50中改变管道52的内径并使用由后述的传递矩阵导出的理论式进行了理论计算。

图17所示的消声装置50是在剖面面积s的管道52的管壁52a以两个共振口56a与56b成为间隔l的方式配置2个相同形状的亥姆霍兹型的共鸣器54a和54b而成的。

在此，在以往技术例1中，将管道52的内径设为3cmφ，将剖面面积设为707mm²，在以往技术例2中，将管道52的内径设为4cmφ，将剖面面积设为1257mm²，在以往技术例3中，将管道52的内径设为9cmφ，将剖面面积设为6362mm²。

在其他各种参数中，将相同结构的2个共鸣器54a及54b的共振口56a及56b的面积sn设为49mm²，将共振口56a及56b的颈部的长度l1设为5mm，将共鸣器54a及54b的内部空腔空间58a及58b的内容积v1设为4000mm³。

在此，将x轴设为频率(hz)并将y轴设为2个共鸣器54a及54b的共振口56a与56b之间的距离(间隔)l(m)而计算出吸收率。其结果，在图18～图20中示出用浓度表示吸收率的二维曲线图。

另外，图21～图23所示的曲线图的实线及虚线分别将以往技术例1～3中的共鸣器54a及54b的单一结构的阻抗实部(在专利文献2中所述的阻抗电阻)及阻抗虚部(电抗分量)标准化而示出。阻抗值(合成声阻抗zc)能够通过将后述的亥姆霍兹型的共鸣器54a或54b的阻抗z的式(8)代入后述的式(17)而求出。z.re为阻抗值的阻抗实部(阻抗电阻)，z.im为阻抗值的阻抗虚部(电抗分量)，z.re/z0及z.im/z0分别为阻抗实部z.re及阻抗虚部z.im除以管路的阻抗z0而将其无量纲化的值。

在此，在共振频率即阻抗实部取极小值的1760hz前后的频率下，以往技术例中的共鸣器54a及54b的阻抗实部的值成为0.1～6.0之间的值，即设计成满足以往技术2的权利要求2的要件。

由图18～图20可明确，峰值频率为约1760hz前后。此时，波长λ为0.195(m)，相当于λ/4的长度为0.049(m)。在内径9cmφ的管道52的风道的以往技术例3的情况下，共鸣器54a及54b的共振口56a与56b之间的间隔为(2n-1)λ/4，得到了大致高的吸收率。然而，在内径4cmφ的管道52的风道的以往技术例2及内径3cmφ的管道52的风道的以往技术例1的情况下，得知在l＝(2n-1)λ/4的频率下吸收并不是最高的。

在专利文献2中，仅考虑到来自歧管型共鸣器的反射。然而，在管道等需要以后组装结构的情况下，有时难以设为歧管型(例如由于需要以后进行施工等)，在该情况下需要设为组装型。

然而，在组装型的情况下，不仅共振结构的反射会变大，来自因插入结构而产生的非风道面积的不连续剖面的反射也会变大。

并且，在专利文献2中记载有当为了提高吸收率而将2个共鸣器的间隔l设为l＝(2n-1)λ/4时，消声对象声音的吸收率a2显示出极大值。

即，为了获得高吸收，至少需要对象声音的波长的4分之1左右的长度，因此不适于小型化。

本发明的目的在于克服上述以往技术的问题点，并提供一种能够使用多个共振结构来实现高吸收的隔音结构体。

具体而言，本发明的目的在于提供一种如下隔音结构体：当使用多个共振结构时，其能够规定用于得到高吸收的阻抗及共鸣器间隔与吸收率的关系，能够得到用于实现高吸收率的条件，其结果，为小型且能够得到高吸收。

用于解决技术课题的手段

为了实现上述目的，本发明的隔音结构体，其具有：开口部件，其构成剖面面积s的开口管路；及对声波的共振结构，其在开口管路内部设置有至少2个，其中，在共振结构的波导正向上的开口管路内的剖面面积si(i＝1、2、……、i，序号小的一侧为左侧)及宽度di(i＝1、2、……)为0以上，共振结构中的至少2个共振结构分开间隔l(l＞0)而设置，将分开间隔l而设置的2个共振结构的各自的阻抗定义为zi(i＝1、2)，在将考虑到2个共振结构与它们的间隔、波导正向的剖面面积变化及2个共振结构的合成声阻抗定义为zc时，在由下述式(2)给出的理论吸收值at成为最大的共振频率f0下，满足下述式(1)的条件。

at(f0，l，s，si，di，zi)＞0.75……(1)

其中，l＞0，s＞0，si(i＝1、2)＞0，di(i＝1、2)＞0，

且代表f，l，s，si，di，zi(i＝1、2)而用x表示时，

at(x)＝1-|(zc(x)-z0)/(zc(x)+z0)|²

-|2/(ac(x)+bc(x)/z0+z0cc(x)+dc(x))|²……(2)

其中，合成声阻抗zc(x)由下述式(3)定义。

[数式1]

并且，z0为由zair/s(＝z0)(s为管路剖面面积)表示的开口管路的声阻抗。

并且，zair为空气的声阻抗，由zair＝ρc给出。ρ为空气的密度(例如，1.205kg/m²(常温(20°)))，c为声速(343m/sec(常温(20°)))。

并且，ac(x)、bc(x)、cc(x)及dc(x)为复合传递矩阵的要素，由下述式(4)定义，tc为2个共振结构的复合传递矩阵。

[数式2]

并且，ti(i＝1、2)为相当于2个共振结构的各个共振结构的传递矩阵，由下述式(5)定义。

[数式3]

并且，tdi/2为相当于所述2个共振结构的各个共振结构的距离的传递矩阵，由下述式(6)定义。

[数式4]

并且，tl-d1/2-d2/2为相当于2个共振结构的距离的传递矩阵，由下述式(7)定义。

[数式5]

其中，k为波数，由k＝2π/λ＝2πc/f给出。在此，λ为波长，f为频率。

在此，位于2个共振结构的波导正向的左侧的共振结构的共振频率优选设定为与位于右侧的共振结构的共振频率不同。

并且，位于2个共振结构的波导正向的左侧的共振结构的共振频率优选高于位于右侧的共振结构的共振频率。

并且，在将共振频率f0的波长设为λ(f0)时，间隔l优选为l＜λ(f0)/4。

并且，2个共振结构优选为一体。

并且，至少2个共振结构优选为3个以上的共振结构。

并且，至少2个共振结构中的至少1个共振结构优选为亥姆霍兹共振结构。

并且，至少2个共振结构中的至少1个共振结构优选为膜型共振结构。

并且，至少2个共振结构中的至少1个共振结构优选为气柱共振结构。

并且，开口管路的剖面面积s对于满足上述(1)的频率的波长λ(f0)优选满足s＜π(λ/2)²。

发明效果

根据本发明，能够使用多个共振结构来实现高吸收。

根据本发明，当使用多个共振结构时，能够规定用于得到高吸收的阻抗及共鸣器间隔与吸收率的关系，能够得到用于实现高吸收率的条件，其结果，为小型且能够得到高吸收。

附图说明

图1是示意性地示出本发明的一实施方式所涉及的隔音结构体的一例的剖视图。

图2是示出图1所示的隔音结构体的示意性剖视图中的管道及表示共鸣器的各部的尺寸的符号的说明图。

图3a是示意性地示出图2所示的隔音结构体中所使用的亥姆霍兹型的共鸣器的剖视图。

图3b是示意性地示出本发明的另一实施方式所涉及的隔音结构体中所使用的膜型共振结构的一例的剖视图。

图3c是示意性地示出本发明的另一实施方式所涉及的隔音结构体中所使用的气柱共振结构的一例的剖视图。

图4a是示意性地示出使用图3c所示的气柱共振结构的本发明的另一实施方式所涉及的隔音结构体的一例的剖视图。

图4b是示意性地示出使用图3c所示的气柱共振结构的本发明的另一实施方式所涉及的隔音结构体的另一例的剖视图。

图5是示出在管道内设置有2个共振结构时的吸收率的变化的曲线图。

图6是说明相当于图1所示的隔音结构体的2个共振结构的传递矩阵及相当于距离的传递矩阵的说明图。

图7是说明专利文献2中所记载的消声装置的2个共振结构的配置的说明图。

图8是说明本发明的隔音结构体的2个共振结构的配置的说明图。

图9是示意性地示出本发明的另一实施方式所涉及的隔音结构体的一例的剖视图。

图10是示意性地示出比较例1-2及1-3的隔音结构体的剖视图。

图11是示意性地示出参考例1及2的隔音结构体的剖视图。

图12是示意性地示出参考例3的隔音结构体的剖视图。

图13是示出实施例1的隔音结构体和比较例1-1及1-2的隔音结构体的理论吸收值与频率的关系的曲线图。

图14是示出实施例2的隔音结构体和比较例2的隔音结构体的理论吸收值与频率的关系的曲线图。

图15是示出实施例1的隔音结构体和比较例1-1及1-2的隔音结构体的吸收率与频率的关系的曲线图。

图16是示出实施例2的隔音结构体和比较例2的隔音结构体的吸收率与频率的关系的曲线图。

图17是示意性地示出以往技术(专利文献2)的一例的隔音结构体的剖视图。

图18是示出以往技术的另一例(以往技术例1)的隔音结构体的频率、间隔及吸收率的关系的二维曲线图。

图19是示出以往技术的另一例(以往技术例2)的隔音结构体的频率、间隔及吸收率的关系的二维曲线图。

图20是示出以往技术的另一例(以往技术例3)的隔音结构体的频率、间隔及吸收率的关系的二维曲线图。

图21是示出以往技术的另一例(以往技术例1)的隔音结构体的共振结构的单一结构的阻抗实部及虚部与频率的关系的二维曲线图。

图22是示出以往技术的另一例(以往技术例2)的隔音结构体的共振结构的单一结构的阻抗实部及虚部与频率的关系的二维曲线图。

图23是示出以往技术的另一例(以往技术例3)的隔音结构体的共振结构的单一结构的阻抗实部及虚部与频率的关系的二维曲线图。

具体实施方式

以下，参考附图所示的优选实施方式，对本发明所涉及的隔音结构体进行详细说明。

以下所记载的结构要件的说明是基于本发明的代表性实施方式而进行的，但本发明并不限定于这种实施方式。

另外，在本说明书中，使用“～”表示的数值范围是指将记载于“～”的前后的数值作为下限值及上限值而包含的范围。

本发明的一实施方式的隔音结构体，其具有：剖面面积s的开口管路；及对声波的共振结构，其在开口管路内部设置有至少2个，在共振结构的波导正向上的开口管路内的剖面面积si(i＝1、2、……、i，序号小的一侧为左侧)及宽度di(i＝1、2、……)为0以上，共振结构中的至少2个共振结构分开间隔l(l＞0)而设置，将分开间隔l而设置的2个共振结构的各自的阻抗定义为zi(i＝1、2)，在将考虑到2个共振结构与它们的间隔、波导正向的剖面面积变化及2个共振结构的合成声阻抗定义为zc时，在由下述式(2)给出的理论吸收值at成为最大的共振频率f0下，满足下述式(1)的条件。在此，共振结构是指对可听区域的任意频率的声波产生共振的结构，共振是指在后述的实施例中规定的四麦克风声管测量中显现共振吸收峰值。并且，波导是指声波传播的通道，波导正向是指声波传播的方向(声音传播方向)或声波行进的方向(声音的行进方向)。

at(f0，l，s，si，di，zi)＞0.75……(1)

其中，l＞0，s＞0，si(i＝1、2)＞0，di(i＝1、2)＞0，

且代表f，l，s，si，di，zi(i＝1、2)而用x表示时，

at(x)＝1-|(zc(x)-z0)/(zc(x)+z0)|²

-|2/(ac(x)+bc(x)/z0+z0cc(x)+dc(x))|²……(2)

在本发明中，在使用多个共振结构时，能够规定用于实现高吸收的结构。

并且，在本发明中，能够获得用于得到高吸收的条件。即，通过抑制反射波及透射波，能够得到高吸收。具体而言，能够根据传递矩阵的理论分析得到在开口管路上同时设置2个以上的共振结构时的理论吸收值来规定用于得到高吸收的设计条件。

并且，通过错开2个共振结构的2个共振频率，能够实现小型化。

并且，在本发明中，能够以严格的解析解给出吸收率变高的参数范围。

并且，在本发明中，能够规定还考虑到来自不连续剖面的反射的、提供高吸收的结构参数范围。

首先，对本发明所涉及的隔音结构体进行详细说明。

(隔音结构体)

图1是示意性地示出本发明的一实施方式所涉及的隔音结构体的一例的剖视图。

图1所示的隔音结构体10具有作为开口部件的剖面圆形的圆管状的管体12和在管体12的开口管路12a内隔开间隔l而设置的共振结构14(14a及14b)。在此，2个共振结构14a及14b具有如下结构：在开口管路12a内设置于相对于波导正向(声波的行进方向)平行的位置(相对于开口剖面12b倾斜90°的位置)或从平行的位置倾斜规定角度例如±45°的位置，并且以在管体12内的开口管路12a设置有成为气体所通过的通气孔16的区域的状态配置。

在本发明中，将开口部件的开口剖面定义为与开口部件(管体)中的波导正向(声波的行进方向)垂直的管体的开口管路的剖面的面积。并且，关于在共振结构的波导正向上的开口管路内的剖面面积，考虑与开口部件(管体)内的波导正向矢量正交的平面，将该平面定义为与共振结构相交的面。

并且，将2个共振结构的间隔l定义为共振结构中的声波入射面的中心之间的距离。就声波入射面的中心而言，例如若为亥姆霍兹结构，则是共振孔的中心，若为膜结构，则是膜面的中心，若为气柱共振结构，则是孔部的中心。

在图1及图2所示的隔音结构体10中，在管体12内的开口管路12a上设置有2个共振结构14a及14b，但本发明并不限定于此，也可以设置有3个以上的共振结构14。在设置有3个以上的共振结构14的情况下，其中至少2个共振结构14也需要如图1所示的2个共振结构14a及14b那样成对，且满足后述的本发明的要件。

然而，在图1所示的隔音结构体10中，2个共振结构14a及14b各自的共振频率并没有特别限制，根据隔音对象物确定即可。在此，2个共振结构14a及14b的共振频率优选为不同，但若满足后述的本发明的要件，则也可以相同。

另外，为了隔音而适用本发明的隔音结构体10的隔音对象物并没有特别限制，可以为任何隔音对象物，例如能够举出影印机、送风机、空调设备、排气扇、泵类、发电机及管道、此外还有涂布机、旋转机及输送机等发出声音的各种各样的种类的制造设备等工业设备、汽车、电车及航空器等交通运输设备、以及冰箱、洗衣机、烘干机、电视机、复印机、微波炉、游戏机、空调、风扇、pc、吸尘器及空气净化器等一般家用设备等。

(开口部件)

在此，管体12是形成于隔断气体通过的物体的区域内的开口部件，管体12的管壁构成隔断气体通过的物体，例如隔开2个空间的物体等的墙壁，管体12的内部构成形成于隔断气体通过的物体的一部分区域的开口管路12a。

开口剖面12b可以说是与管体12的轴向正交的管体12的开口管路12a的剖面。另外，在管体12内行进的声波沿着管体12的轴向行进，因此开口剖面12b也可以说是与波导正向(声波的行进方向)垂直的管体12的开口管路12a的剖面。

另外，在本发明中，开口部件具有形成于隔断气体通过的物体的区域内的开口，优选设置于隔开2个空间的墙壁。

在此，具有形成开口管路等的开口的区域且隔断气体通过的物体是指隔开2个空间的部件及墙壁等，作为部件，是指管道或套管等管体及筒状体等部件，作为墙壁，例如是指构成房屋、高楼或工场等建筑物的结构体的固定壁、配置于建筑物的房间内并将房间内部分隔的固定间壁(隔板)等固定壁及配置于建筑物的房间内并将房间内部分隔的可动间壁(隔板)等可动壁等。

本发明的开口部件可以为管道或套管等管体、筒状体，也可以为具有用于安装百叶窗或百叶扇的通风孔、窗户等的开口的墙壁本身，也可以为安装于墙壁的窗框等安装框等。

另外，本发明的开口部件的开口的形状为剖面形状，在图示例中为圆形，但在本发明中，只要能够将共振结构配置于开口内，则没有特别限制，例如可以为正方形、长方形、菱形或平行四边形等其他四边形、正三角形、等边三角形或直角三角形等三角形、包括正五边形或正六边形等正多边形的多边形、或椭圆形等，也可以为不规则形状。

开口部件的尺寸并没有特别限制，只要根据开口部件的用途设为适当的尺寸即可，例如在将要吸声的频率的声波的波长设为λ时，开口剖面的面积s优选满足s＜π(λ/2)²，其原因在于，在不满足该条件的频率下，在管路剖面方向上形成空间模式(横项模式)而无法维持平面波。

并且，作为本发明的开口部件的材料，并没有特别限制，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、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚酰亚胺及三乙酰纤维素等树脂材料、碳纤维增强塑料(cfrp：carbonfiberreinforcedplastics)、碳纤维及玻璃纤维增强塑料(gfrp：glassfiberreinforcedplastics)以及与建筑物的墙体材料相同的混凝土及砂浆等墙体材料等。

接着，对本发明所涉及的共振结构进行说明。

(共振结构)

图1所示的共振结构14(14a、14b)为对声波共振的亥姆霍兹共振结构20(20a、20b)。

如图1、图2及图3a所示，亥姆霍兹共振结构20(20a、20b)为由具有与外部连通的共振孔22(22a、22b)及内部的空腔空间24(24a、24b)的框体26(26a、26b)构成的共鸣体，也称为亥姆霍兹谐振器或亥姆霍兹共鸣器。

如图1及图2所示，亥姆霍兹共振结构20a及20b分别设置成其共振孔22a及22b沿着管体12的开口管路12a内的波导正向(声波的行进方向)平行地配置。

在此，关于亥姆霍兹共振结构20(20a、20b)、共振孔22(22a、22b)、空腔空间24(24a、24b)及框体26(26a、26b)，当需要区分时，作为亥姆霍兹共振结构20a及20b、共振孔22a及22b、空腔空间24a及24b、以及框体26a及26b而分别区分说明，当无需区分时，不区分而作为亥姆霍兹共振结构20、共振孔22、空腔空间24及框体26进行说明。

在此，亥姆霍兹共振结构20在框体26内具有成为共振空间的空腔空间24。共振孔22以规定长度设置于框体26的上部，并且将框体26的内部的空腔空间24与外部连通。

并且，在图1所示的例子中，框体26为俯视长方形的长方体形状，作为共振空间的空腔空间24也同样为俯视长方形的长方体形状。另外，只要能够在内部形成空腔空间24并能够将亥姆霍兹共振结构20配置于管体12的开口管路12a内，则框体26的形状可以为任何形状。例如，框体26的剖面形状在本发明中并没有特别限制，例如在平面形状的情况下可以为正方形、长方形、菱形或平行四边形等其他四边形、正三角形、等边三角形或直角三角形等三角形、包括正五边形或正六边形等正多边形的多边形、或圆形或椭圆形等，也可以为不规则形状。

另外，空腔空间24的形状也没有特别限制，优选为与框体26的形状相同，但也可以不同。

框体26的材料优选硬材料，但没有特别限制。只要在适用于上述隔音对象物时具有适当的强度且对隔音对象物的隔音环境具有耐性，则框体26的材料没有特别限制，能够根据隔音对象物及其隔音环境进行选择。例如，作为框体26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、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚酰亚胺及三乙酰纤维素等树脂材料、碳纤维增强塑料(cfrp)、碳纤维以及玻璃纤维增强塑料(gfrp)等。

并且，作为框体26的材料，也可以将这些多种材料组合使用。

另外，在框体26的空腔空间24内可以配置以往公知的吸声材料。

框体26的尺寸(俯视)能够定义为框体26的外侧表面之间的尺寸，但没有特别限制。例如，如图2及图3a所示，框体26为长方体形状且亥姆霍兹共振结构20在管体12的开口管路12a内沿着波导正向(声波的行进方向)平行地设置时，框体26的尺寸能够以沿波导正向的宽度d和与波导正向正交的侧面的面积s(高度×纵深)表示。

在此，在将与框体26的共振频率相对应的波长设为λ时，框体26的宽度d优选为λ/2≤d，更优选为λ/4≤d。

并且，框体26的侧面的面积s优选为管体12的开口剖面12a的1％～99％，更优选为5％～50％。

另外，构成亥姆霍兹共振结构20的框体26能够通过在由形成空腔空间24的有底框体构成的框体主体的上表面粘接开设有共振孔22的框体上部或者使用固定工具固定来进行制造。

共振孔22剖面优选为圆形，但不受特别限定，剖面形状也可以为正方形等多边形。

共振孔22的剖面尺寸(剖面面积)sn及轴向的长度l并没有特别限制，但由于均成为确定亥姆霍兹共振结构20的共振频率的参数，因此能够根据所需要的共振频率来确定。

在此，参考fundamentalsofphysicalacoustics，wiley-interscience(2000)，以下述式(8)给出亥姆霍兹共振结构20的阻抗z。

[数式6]

ρ为空气的密度(1.205kg/m²(常温20°))，c为声速(343m/sec)。k为波数(k＝2π/λ＝2πc/f：λ波长、f：频率)。sn为共振孔22的与轴向垂直的剖面面积(亥姆霍兹颈部的剖面面积)，lc为共振孔22的轴向长度(亥姆霍兹颈部长度)，vc为成为框体26的共振空间的空腔空间(亥姆霍兹内部空间)24的体积。

并且，在将c作为声速、将sn作为共振孔22的与轴向垂直的剖面面积、将lc作为共振孔22的轴向长度(开口端校正的值)且将vc作为成为框体26的共振空间的空腔空间24的体积时，以下述式(15)给出亥姆霍兹共振频率fh。

fh＝(c/2π)·{sn/(lc·vc)}^1/2……(15)

因此，在所需要的亥姆霍兹共振频率fh已被确定时，以满足上述式(15)的方式适当地选择共振孔22的剖面面积sn、共振孔22的长度lc及框体26的空腔空间24的体积vc即可。

然而，如上所述，在图1所示的隔音结构体10中，作为2个共振结构14a及14b的亥姆霍兹共振结构20a及20b的亥姆霍兹共振频率fh优选为不同。因此，在亥姆霍兹共振结构20a及20b中，通过改变共振孔22的剖面面积sn、共振孔22的长度lc及框体26的空腔空间24的体积vc来改变以上述式(15)确定的亥姆霍兹共振频率fh即可。

图1所示的隔音结构体10使用亥姆霍兹共振结构20(20a及20b)作为共振结构14(14a及14b)，但本发明并不限定于此，可以使用任何共振结构。例如，作为共振结构14，可以代替亥姆霍兹共振结构20而使用图3b所示的膜型共振结构30，也可以使用图3c所示的气柱共振结构40。另外，当使用多个共振结构14时，分别可以单独使用多个图3a所示的亥姆霍兹共振结构20、图3b所示的膜型共振结构30及图3c所示的气柱共振结构40，也可以混合使用。

图3b所示的膜型共振结构30具有框32和以覆盖框32的孔部34的开口的方式固定于框32的一端侧的膜36，由框32和膜36形成膜36的背面空间38。

另外，在本发明的隔音结构体10中，多个膜型共振结构30分别设置成其膜36沿着管体12的开口管路12a内的波导正向(声波的行进方向)平行地配置。

框32为由包围孔部34的包围部33a和与孔部34的一侧的开口对置的底部33b构成的有底框。

框32以覆盖孔部34的方式固定且支撑膜36，成为固定于该框32的膜36的膜振动的波节。因此，与膜36相比，框32的刚性高，具体而言，优选每单位面积的质量及刚性均高。

图3b所示的框32为具备具有底部33b且具有仅有一侧开放的开口的孔部34的有底框，但本发明并不限定于此，也可以为仅具有具备具有向两侧开放的开口的孔部34的包围部33a的框。在仅有该包围部33a的框的情况下，在另一侧的开口可以具有与膜36相同的膜，也可以具有与框材料相同的材料的背面板。

另外，框32优选为能够固定膜36的闭合且连续的形状以便能够压住膜36的整周，但本发明并不限定于此，只要框32成为固定于该框32的膜36的膜振动的波节，则也可以为一部分被切断且不连续的形状。即，框32的作用在于固定并支撑膜36以控制膜振动，因此即使在框32上形成有小缝隙或者存在未粘接的部位，也发挥效果。

并且，框32的孔部34的形状在平面形状的情况下优选为正方形，在本发明中并没有特别限制，例如也可以为长方形、菱形或平行四边形等其他四边形、正三角形、等边三角形或直角三角形等三角形、包括正五边形或正六边形等正多边形的多边形、或圆形或椭圆形等，也可以为不规则形状。另外，框32的孔部34的端部并未封闭，而直接向外部开放。膜36以将孔部34覆盖在该开放的孔部34的端部的方式固定于框32。

在图3b中，框32的孔部34的端部并未封闭，而直接向外部开放，但也可以是孔部34的两侧的端部向外部开放且一侧的端部由背面板等部件封闭。

并且，框32的尺寸a为俯视的尺寸，能够定义为在该孔部34的尺寸加上框32的两个宽度的尺寸，但由于框32的宽度小，因此也能够设为孔部34的尺寸。关于框32的尺寸a，当框32的形状为如圆形或正方形那样的正多边形时，能够定义为通过其中心的对置的边之间的距离或当量圆直径，当为多边形、椭圆或不规则形状时，能够定义为当量圆直径。在本发明中，当量圆直径及半径分别是换算为面积相等的圆时的直径及半径。

这种框32的尺寸a并没有特别限制，只要根据为了隔音而适用本发明的隔音结构体10的上述隔音对象物进行设定即可。

例如，框32的尺寸a并没有特别限制，例如优选为0.5mm～300mm，更优选为1mm～100mm，最优选为10mm～50mm。

在此，框32的厚度可以说是包围部33a的厚度，并且能够定义为框32的孔部34的深度d，因此以下设为孔部34的深度d。

框32的厚度d即孔部34的深度d并没有特别限制，但由于影响到膜36的振动的共振频率，因此可以根据共振频率进行设定，例如可以根据孔部34的尺寸进行设定。

孔部34的深度d优选为0.5mm～200mm，更优选为0.7mm～100mm，最优选为1mm～50mm。

并且，框32的宽度可以说是构成框32的部件的厚度，但只要能够固定膜36并能够可靠地支撑膜36，则没有特别限制。框32的宽度例如能够根据框32的尺寸a进行设定。在此，框32的底部33b的厚度也能够与框32的宽度同样地进行定义。

例如，当框32的尺寸a为0.5mm～50mm时，框32的宽度优选为0.5mm～20mm，更优选为0.7mm～10mm，最优选为1mm～5mm。

并且，当框32的尺寸a为超过50mm且300mm以下时，框32的宽度优选为1mm～100mm，更优选为3mm～50mm，最优选为5mm～20mm。

另外，若框32的宽度相对于框32的尺寸a的比率过大，则框32部分在整体中所占据的面积率变大，器件(共振结构14)有可能变重。另一方面，若上述比率过小，则在该框32部分难以利用粘接剂等牢固地固定膜36。

只要能够支撑膜36、在适用于上述隔音对象物时具有适当的强度且对隔音对象物的隔音环境具有耐性，则框32的材料没有特别限制，能够根据隔音对象物及其隔音环境进行选择。例如，作为框32的材料，能够使用与框体26的材料相同的材料。

并且，作为框32的材料，可以组合使用这些中的多种材料。

并且，在框32的孔部34内可以配置以往公知的吸声材料。

通过配置吸声材料，根据基于吸声材料的吸声效果，能够进一步提高隔音特性。并且，作为吸声材料并没有特别限定，能够利用聚氨酯板及无纺布等各种公知的吸声材料。另外，当在框体26的空腔空间24内配置有吸声材料时也相同。

如上，通过在本发明的共振结构14(亥姆霍兹共振结构20或膜型共振结构30)内组合使用公知的吸声材料或者与共振结构14一起组合而使用公知的吸声材料，能够得到基于本发明的共振结构14的隔音效果和基于公知的吸声材料的吸声效果这两种效果。

膜36以覆盖框32的内部的孔部34且被框32压住的方式进行固定，且通过与来自外部的声波相对应地进行膜振动来吸收或反射声波的能量而进行隔音。即，框32和膜36可以说是构成膜型共鸣体的部件。

然而，膜36需要以框32为波节而进行膜振动，因此需要以被框32可靠地压住的方式进行固定来吸收或反射声波的能量而进行隔音。因此，膜36优选由具有挠性的弹性材料制成。

因此，膜36具有在框32的孔部34的形状加上孔部34的外侧的框32的宽度(包围部33a的宽度)的外侧形状。

并且，由于需要被可靠地固定于框32而作为振动膜发挥功能，因此膜36的(外侧形状的)尺寸需大于孔部34的尺寸。另外，膜36的(外侧形状的)尺寸也可以大于在孔部34的尺寸加上孔部34的两侧的框32的包围部33a的宽度的框32的尺寸a，但该大的部分既没有作为振动膜的功能，也没有固定膜36的功能，因此优选为框32的尺寸a以下。

并且，只要能够为了吸收声波的能量进行隔音而进行膜振动，则膜36的厚度没有特别限制，但为了在高频侧得到摇摆最大的振动模式，优选其厚度厚，为了在低频侧得到摇摆最大的振动模式，优选其厚度薄。例如，在本发明中，图3a所示的膜36的厚度能够根据框32的尺寸a或孔部34的尺寸进行设定，因此能够根据膜36的尺寸进行设定。

例如，当孔部34的尺寸l为0.5mm～50mm时，膜36的厚度优选为0.001mm(1μm)～5mm，更优选为0.005mm(5μm)～2mm，最优选为0.01mm(10μm)～1mm。

并且，当孔部34的尺寸l为超过50mm且300mm以下时，膜36的厚度优选为0.01mm(10μm)～20mm，更优选为0.02mm(20μm)～10mm，最优选为0.05mm(50μm)～5mm。

另外，当在1个膜36中厚度不同时等，膜36的厚度优选以平均厚度表示。

在此，参考j.soundvib.(1969)10(3)，411-423及the22thinternationalcongressonsoundandvibration(florence，italy12-16july2015)预稿集low-frequencysoundabsorptionusingaflexiblethinmetalplateandalayerofpolyurethanefoam(1258)，以下述式(9)给出膜型共振结构30的阻抗z。

[数式7]

其中，d为膜36的弯曲硬度，以下述式(10)给出。

[数式8]

其中，ω为角频率，a为框32的一边的长度，ai及bi(i＝1、2、……)为正方形的膜36的阻抗常数，e为膜36的杨氏模量，σ为膜36的泊松比，h为膜36的厚度，g为衰减常数，ρs为膜36的面密度。

在此，在正方形膜的情况下，ai及bi已被确定，能够从文献中使用以下值。

ai＝2.02、bi＝2.64×10³

衰减常数是根据经验确定的，例如能够使用g＝0.04的值。并且，d为背面空气层的长度。

并且，固定于作为本发明的共振结构14的膜型共振结构30的框32的膜36具有在共振结构14的结构中能够引发的最低阶(1阶)振动模式的频率即最低阶的共振频率(第1共振频率)。

并且，声波对于作为由框32及膜36构成的膜型共振结构30的共振结构14中的即以被框32压住的方式进行固定的膜36与膜面平行地入射时的共振频率为，在声波使膜振动最剧烈的部位，在该频率下声音被吸到共振结构侧，显现出最大的吸收峰值的(即，吸收率成为极大的)频率。并且，最低阶的共振频率为根据由框32和膜36构成的膜型共振结构30确定的、膜振动显现出最低阶的振动模式的第1共振频率。

固定于框32的膜36的最低阶的共振频率(例如，基于刚性定律的频率区域与基于质量侧的频率区域的边界成为最低阶的第1共振(共振)频率)优选为相当于人对声波的感应区域即10hz～100000hz，更优选为人对声波的可听区域即20hz～20000hz，进一步优选为40hz～16000hz，最优选为100hz～12000hz。

在此，在作为本发明的共振结构14的膜型共振结构30中，由框32及膜36构成的结构中的膜36的共振频率例如最低阶的共振频率能够由共振结构14的框32的几何学形态，例如框32的形状及尺寸(size)和共振结构14的膜36的刚性，例如膜36的厚度及挠性与膜36的背面空间38的体积来确定。

例如，作为表征膜36的振动模式的参数，在同种材料的膜36的情况下，能够使用膜36的厚度(t)与孔部34的尺寸(l)的平方之比，例如在正四边形的情况下能够使用与一边的大小之比[l²/t]，当该比[l²/t]相等时，上述振动模式成为相同的频率即相同的共振频率。即，通过将比[l²/t]设为恒定值，比例定律成立，能够选择适当的尺寸。

并且，只要膜36具有为了吸收或反射声波的能量进行隔音而能够进行膜振动的弹性，则膜36的杨氏模量没有特别限制，但为了在高频侧得到膜36的振动模式，优选增大该杨氏模量，为了在低频侧得到膜36的振动模式，优选减小该杨氏模量。例如，在本发明中，膜36的杨氏模量能够根据框32(孔部34)的尺寸即膜的尺寸进行设定。

例如，膜36的杨氏模量优选为1000pa～3000gpa，更优选为10000pa～2000gpa，最优选为1mpa～1000gpa。

并且，只要为了吸收或反射声波的能量进行隔音而能够进行膜振动，则膜36的密度也没有特别限制，例如优选为5kg/m³～30000kg/m³，更优选为10kg/m³～20000kg/m³，最优选为100kg/m³～10000kg/m³。

在膜36的材料设为膜状材料或箔状材料时，只要在适用于上述隔音对象物时具有适当的强度、对隔音对象物的隔音环境具有耐性且膜36为了吸收或反射声波的能量进行隔音而能够进行膜振动，则没有特别限制，能够根据隔音对象物及其隔音环境等进行选择。例如，作为膜36的材料，能够举出聚对苯二甲酸二乙酯(pet)、聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯、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、聚对苯二甲酸丁二酯、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、硅酮树脂、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、聚甲基戊烯或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、铜或波莫合金等能够制成箔状的金属材料、纸张或纤维素等成为其他纤维状的膜的材质、包含无纺布、纳米级的纤维的膜、加工成较薄的聚氨酯或新雪丽等多孔材料、或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，膜36以覆盖框32的孔部34的开口的方式固定于框32。

将膜36固定于框32的固定方法并没有特别限制，只要能够将膜36以成为膜振动的波节的方式固定于框32，则可以是任何方法，例如能够举出使用粘接剂的方法或使用物理固定工具的方法等。

在使用粘接剂的方法中，将粘接剂涂布于包围框32的孔部34的表面上，在其之上载置膜36，并将膜36利用粘接剂固定于框32。作为粘接剂，例如能够举出环氧类粘接剂(araldite(注册商标)(nichibanco.,ltd.制造)等)、氰基丙烯酸酯类粘接剂(aronalpha(注册商标)(toagoseico.,ltd.制造)等)或丙烯酸类粘接剂等。

作为使用物理固定工具的方法，能够举出将以覆盖框32的孔部34的方式配置的膜36夹在框32与棒等固定部件之间，将固定部件使用螺钉或螺丝等固定工具固定于框32的方法等。

另外，膜型共振结构30为将框32和膜36分开构成并将膜36固定于框32的结构，但并不限定于此，也可以为由相同的材料构成的膜36和框32成为一体的结构。

作为本发明的共振结构14，也能够使用图3c所示的气柱共振结构40。

气柱共振结构40为由在一端侧具有向外侧开放的开口42且在另一端侧具有封闭的底面44的管状体46构成的气柱共振管。

另外，本发明的隔音结构体中所使用的气柱共振结构可以为一端开放且另一端封闭的管状体例如闭管，也可以为两端开放的管状体例如开管。如此，气柱共振结构能够由以闭管或开管形成的气柱共振管构成。

这种气柱共振管40的管状体46的结构虽然长度及形状不同，但能够设为与膜型共振结构30的框32相同的结构，并且能够使用相同的材料。

另外，在图4a所示的隔音结构体10c中，2个气柱共振管40(40a及40b)分别设置成其开口42(42a及42b)沿着管体12的开口管路12a内的波导正向(声波的行进方向)相邻地排列在同一线上。另一方面，在图4a所示的隔音结构体10c中，2个气柱共振管40(40a及40b)分别设置成其开口42(42a及42b)沿着管体12的开口管路12a内的波导正向(声波的行进方向)上下相邻地平行配置。即，在本发明的隔音结构体中，多个气柱共振结构40分别设置成其开口42沿着管体12的开口管路12a内的波导正向(声波的行进方向)相邻地平行配置。

另外，如图3c所示，管状体46(气柱共振管)的长度d定义为管状体46的开口42的平面的中心与管状体46的底面44的距离。

在此，参考architecturalaccoustics、secondedition、academicpress(2014)的p308，以下述式(11)给出气柱共振结构的阻抗z。

[数式9]

其中，q为传播常数，以下述式(12)给出。

[数式10]

其中，k为波数(k＝2π/λ＝2πc/f：λ波长)，f为频率，a为气柱共振管的半径，ρ0为空气的密度，c为声速，d为管的长度。

在此，上述式(11)的虚部成为0的频率为共振频率。

本发明的隔音结构体10及用于该隔音结构体10的共振结构14基本上如上构成。

以下，对成为本发明的隔音结构体10的隔音原理的理论进行说明。

首先，吸收率根据开口部件(管体12)的开口管路12a内的共振结构14的设置间隔而变高或变低。

例如，在图5中，用实线表示分别单独设置时的2个共振结构14的吸收率，用虚线表示改变相邻间隔而设置2个共振结构14时的合成吸收率。

如图5所示，当设置了2个共振结构14时，根据其配置方式或2个共振结构14的共振频率，存在能够显现高吸收的情况和无法显现高吸收的情况(即，与配置1个时相比，吸收变低的情况)。

这起因于，如图6所示，存在分别来自第1共振结构14a和第2共振结构14b的反射波(图6中下侧的2个反射波)及来自剖面面积不连续的界面的反射波(图6中上侧的4个反射波)。当反射波彼此增强时，导致反射变大，吸收率相应地变低。

为了得到高吸收，需要设计成同时降低反射率及透射率。

为了实现该设计，需要根据包含各个共鸣器的阻抗及间隔的传递矩阵的概念来考察理论。

以下，对基于该理论的发明的结构进行说明。

在本发明的隔音结构体10中，如图2所示，在将管体12的剖面面积定义为s、将多个共振结构14的剖面面积定义为si、将它们的宽度定义为di、将相邻的2个共振结构14的间隔定义为l、将它们的阻抗定义为zi并将相邻的2个共振结构14的合成声阻抗定义为zc时，在以下述式(2)给出的理论吸收值at成为最大的共振频率f0下，满足下述式(1)的条件。

at(f0，l，s，si，di，zi)＞0.75……(1)

其中，l＞0，s＞0，si＞0，di＞0，i＝1、2

at(f，l，s，si，di，zi)＝1-|(zc(f，l，s，si，di，zi)-z0)/(zc(f，l，s，si，di，zi)+z0)|²-|2/(ac(f，l，s，si，di，zi)+bc(f，l，s，si，di，zi)/z0+z0cc(f，l，s，si，di，zi)+dc(f，l，s，si，di，zi))|²……(2)

另外，代表“f，l，s，si，di，zi(i＝1、2)”而用x表示时，上述式(2)能够表示为

at(x)＝1-|(zc(x)-z0)/(zc(x)+z0)|²

-|2/(ac(x)+bc(x)/z0+z0cc(x)+dc(x))|²。

剖面面积s为管体12的开口剖面12b的面积。

共振结构14中包括亥姆霍兹共振结构20、膜型共振结构30及气柱共振结构。

多个共振结构14的剖面面积si为在共振结构14的波导正向上的开口管路12a内的剖面面积，是与波导正向(声波的行进方向)垂直的共振结构14的侧面的面积。另外，i由1、2、……、表示，表示从多个共振结构14的左侧即靠近声源的一侧的顺序。

多个共振结构14的宽度di为沿着共振结构14的波导正向的开口管路12a内的长度，是与波导正向(声波的行进方向)平行的共振结构14的侧面的长度。

多个共振结构14中具有相邻的2个共振结构14，这2个共振结构14的间隔l为2个共振结构14的共振部分的中心之间的沿波导正向(与声波的行进方向平行的)的距离。例如，当2个共振结构14为亥姆霍兹共振结构20时，为共振孔22的中心之间的距离。并且，当2个共振结构14为膜型共振结构30时，为膜36的中心之间的距离。并且，当2个共振结构14为气柱共振结构时，为气柱共振管的开放端的中心之间的距离。

另外，合成声阻抗zc是考虑到相邻的2个共振结构14与它们的间隔l、波导的剖面面积的变化及相邻的2个共振结构14而得到的。

在此，对共振频率f0下的理论吸收值at(f0，l，s，si，di，zi)进行考察。首先，当共振结构仅为1个时，能够如下述式(16)那样描述传递矩阵。

[数式11]

其中，z1为共振结构的阻抗。此时，若根据下述式(3)描述zc，则成为

zc＝z0z1/(z0+z1)……(17)。

若根据后述的下述式(18)描述反射系数rc及透射系数tc，则能够表示为如下。

rc＝(zc-z0)/(zc+z0)

＝z0/(2z1+z0)

tc＝2z1/(z0+2z1)

因此，吸收率成为

a＝1-|rc|²-|rc|²

＝1-|z0/(2z1+z0)|²-|2z1/(z0+2z1)|²

＝4z0z1/(z0+2z1)²。

此时，z0为管路的阻抗(常数)，因此依赖于z1的值而确定吸收值。根据上式，当z1＝z0/2时，a取最大值0.5，根据上述导出式理论上表示不会超过0.5。即，可知当共振结构为1个时，吸收率最大为50％。

在此，若假设当设置了2个结构时，在1个结构中，吸收最大50％的声音并使剩余的50％透射，进而假设在第2个共振结构中也吸收最大吸收率即50％，

则可知成为a＝1-(0.5×(1-0.5))＝0.75。

即，未考虑波动性而简单地计算时的简单理论吸收极限值as最大为75％。然而，根据考虑到2个共振结构及其之间的距离的合成声阻抗导出吸收率的理论吸收值at的特征在于，能够得到超过在此求出的简单理论吸收极限值as的最大值即75％的吸收率。

上述式(2)的合成声阻抗zc(x)由下述式(3)定义。

[数式12]

并且，上述式(2)的z0为以zair/s(＝z0)(s为管路剖面面积)表示的开口管路的声阻抗。

并且，zair为空气的声阻抗，以zair＝ρc给出。

ρ为空气的密度(例如，1.205kg/m²(常温(20°)))，c为声速(343m/sec(常温(20°))。

并且，上述式(2)及(3)的ac(x)、bc(x)、cc(x)及dc(x)为传递矩阵的要素，由下述式(4)定义。

[数式13]

tc为2个共振结构14的传递矩阵。

并且，ti(i＝1、2)为相当于2个共振结构14的各个共振结构的传递矩阵，由下述式(5)定义。

[数式14]

并且，tdi/2为相当于2个共振结构14的各个共振结构14的距离的传递矩阵，由下述式(6)定义。

在此，zi为共振结构14的阻抗z，当共振结构14为亥姆霍兹共振结构20时，以上述式(8)给出，当为膜型共振结构30时，以上述式(9)给出，当为气柱共振结构时，以上述式(11)给出。

[数式15]

并且，tl-d1/2-d2/2为相当于2个共振结构14的距离的传递矩阵，由下述式(7)定义。

[数式16]

其中，k为波数，以k＝2π/λ＝2πc/f给出。在此，λ为波长，f为频率。

通过将上述式(5)～(7)代入到上述式(4)中，能够根据上述式(4)求出函数ac(x)、bc(x)、cc(x)及dc(x)的式。

通过将如此得到的函数ac(x)、bc(x)、cc(x)及dc(x)代入到上述式(3)中，能够求出合成声阻抗zc(x)的式。

并且，通过将如此得到的合成声阻抗zc(x)的式和所得到的ac(x)、bc(x)、cc(x)及dc(x)的式代入到上述式(2)中，能够求出理论吸收值at(x)(＝at(f，l，s，si，di，zi))的式。

根据如此求出的上述式(2)所示的理论吸收值at(f，l，s，si，di，zi)的式来确定间隔l、剖面面积s、剖面面积si(i＝1、2)及宽度di(i＝1、2)，改变频率f及zi(i＝1、2)而能够求出理论吸收值at(f，l，s，si，di，zi)的最大值，从而求出此时的频率作为f0。

进而，对成为本发明的隔音结构体10的隔音原理的理论进行说明。

例如，传递矩阵tc、对于阻抗zc的反射系数rc及透射系数tc分别由下述式(13)及(14)表示。

[数式17]

[数式18]

在此，反射率r、透射率t及吸收率a能够表示为如下。

反射率r＝|rc|²

透射率t＝|tc|²

吸收率a＝1-r-t……(18)

在此，为了提高吸收，需要减小|rc|²及|tc|²。

通过将上述合成声阻抗zc的式(3)代入到上述式(18)中，能够求出上述式(2)的at(理论吸收值)。在此，能够导出at作为x的解析解，因此能够作为f、l、s、si、di及zi(i为共鸣体的编号)的解析解。

即，上述式(2)的at(理论吸收值)式为还考虑到共振结构14的阻抗及由共振结构14的剖面所引起的波导剖面的面积不连续而引起的反射的吸收的式，以使该值变高的方式设计f、l、s、si、di及zi的各值，这等同于得到高吸收。

在单一结构中，吸收率理论上不会超过50％。当配置了2个吸收50％的结构时，若忽略声波的波动性而简单地计算，则在串联配置了结构时成为75％。

本发明在隔音结构体中规定显现超过该值的高吸收的参数。当如此求出的上述式(2)的理论吸收值at(f0，l，s，si，di，zi)大于0.75时，能够得到本发明的隔音结构体10。

另外，当声源左侧的共振频率低于右侧的共振频率时，能够在间隔l小于λ/4的范围内得到高吸收。

这是因为，声音的右侧的共振频率与左侧的共振频率不同，尤其在右侧的共振频率低的情况下，右侧的共振频率以外的声音到达右侧时，阻抗的虚部并非0，因此被赋予相位而被反射。

相对于此，在专利文献2中所记载的以往技术中，仅以左侧结构的阻抗电阻(阻抗实部)及右侧结构的阻抗电阻(阻抗实部)进行了讨论，没有与虚部有关的描述。

如上述理论式(2)的导出所示，为了得到高吸收，必须在减小反射率的同时减小透射率。

即，必须根据分别考虑到左侧共振结构的矩阵、相当于左侧与右侧的距离的矩阵及右侧阻抗结构的矩阵的矩阵tc的各分量ac、bc、cc、dc及合成声阻抗zc来求出反射系数rc及透射系数tc，仅通过规定左侧结构的阻抗电阻及右侧结构的阻抗电阻的值，未必能得到高吸收率。

如图7所示，在专利文献2中所记载的以往技术中，在因入射声音与反射声音的干扰而声压变高的位置配置左侧共鸣器。即，当得到高吸收时，优选左侧与右侧的间隔成为(2n-1)λ/4。

另一方面，在本发明中，如图8所示，并且如上所述，通过采用左侧的共振频率与右侧的共振频率不同的隔音结构体来调制反射波的相位，即使l＜λ/4时，也能够提供高吸收。即，能够通过更小型的隔音结构体来实现高吸收。

另一方面，在上述以往技术中，关于左侧共鸣器、右侧共鸣器的阻抗电阻(阻抗实部)，虽然进行了规定，但关于赋予相位差所需要的电抗分量(阻抗虚部)，并没有进行规定。因此，无法通过更小型的隔音结构体来实现高吸收。

为了隔音结构体的小型化，对反射波赋予相位的阻抗的虚部与左侧不同，即共振频率不同成为关键。

根据以上，优选波导正向(声音的传播或行进方向)的左侧的共振结构14a的共振频率高于右侧的共振结构14b的共振频率。这成为改变反射波相位并将隔音结构体小型化的条件。

并且，在将共振频率f0的波长设为λ(f0)时，优选左侧的共振结构14a与右侧的共振结构14b的间隔l成为l＜λ(f0)/4。由此，能够实现隔音结构体10的小型化。

并且，优选隔音结构体10的管体12的开口管路12a的剖面面积s对于满足上述式(1)的频率的波长λ(f0)满足s＜π(λ/2)²。其原因是由于，当不满足该条件时，在开口管路的剖面方向上形成空间模式(横向模式)，不以平面波的形式传播，其结果，无法适用本发明的理论式。

并且，也可以如图9所示的隔音结构体10a那样，将图1所示的2个亥姆霍兹共振结构20a和20b一体化而制成在一体化框体26c上具有2个亥姆霍兹共振结构20c和20d的一体化共振结构21。即，作为2个共振结构14a和14b，可以使用一体化共振结构21的2个亥姆霍兹共振结构20c和20d。在此，2个亥姆霍兹共振结构20c及20d为分别具有共振孔22a及22b、以及空腔空间24a及24b的亥姆霍兹共振结构。另外，2个亥姆霍兹共振结构20c及20d未一体化，除此以外，具有与图1所示的亥姆霍兹共振结构20a及20b相同的结构。另外，也可以将3个以上的共振结构设为一体型。

即，可以将至少2个共振结构设为一体型，因此可以将多个共振结构设为一体型。

由此，能够减小如图6所示的多个不连续剖面，并减少不必要的反射波，并且能够进一步简化设计。

实施例

根据实施例对本发明的隔音结构体进行说明。

(实施例1)

首先，制作出图1所示的本发明的隔音结构体10作为实施例1。

如图1所示，在实施例1的隔音结构体10中，作为2个共振结构14a及14b，分别使用亥姆霍兹共振结构20a及20b，并将其在管体12的开口管路12a内隔开规定的间隔l而进行了设置。

该实施例1的隔音结构体10的各种参数如下。

管体12的开口剖面12b的剖面面积s＝1257[mm²]

相邻的2个共振结构14的间隔l＝17[mm]

共振结构14a(亥姆霍兹共振结构20a)的剖面面积s1＝648[mm²]

共振结构14b(亥姆霍兹共振结构20b)的剖面面积s2＝648[mm²]

共振结构14a(亥姆霍兹共振结构20a)的宽度d1＝14[mm]

共振结构14b(亥姆霍兹共振结构20b)的宽度d2＝14[mm]

亥姆霍兹共振结构20a的共振孔22a的剖面面积sn1＝49.0[mm²]

亥姆霍兹共振结构20b的共振孔22b的剖面面积sn2＝45.5[mm²]

亥姆霍兹共振结构20a的共振孔22a的长度l1＝5[mm]

亥姆霍兹共振结构20b的共振孔22b的长度l2＝5[mm]

亥姆霍兹共振结构20a的空腔空间24a的体积v1＝4000[mm³]

亥姆霍兹共振结构20b的空腔空间24b的体积v2＝4000[mm³]

(比较例1-1)

将具有与实施例1相同的结构的隔音结构体作为比较例1-1的隔音结构体。比较例1-1的隔音结构体的各种参数如下。

管体的开口剖面的剖面面积s＝1257[mm²]

相邻的2个共振结构的间隔l＝17[mm]

左侧共振结构(亥姆霍兹共振结构)的剖面面积s1＝648[mm²]

右侧共振结构(亥姆霍兹共振结构)的剖面面积s2＝648[mm²]

左侧共振结构(亥姆霍兹共振结构)的宽度d1＝14[mm]

右侧共振结构(亥姆霍兹共振结构)的宽度d2＝14[mm]

左侧亥姆霍兹共振结构的共振孔的剖面面积sn1＝49.0[mm²]

右侧亥姆霍兹共振结构的共振孔的剖面面积sn2＝49.0[mm²]

左侧亥姆霍兹共振结构的共振孔的长度l1＝5[mm]

右侧亥姆霍兹共振结构的共振孔的长度l2＝5[mm]

左侧亥姆霍兹共振结构的空腔空间的体积v1＝4000[mm³]

右侧亥姆霍兹共振结构的空腔空间的体积v2＝4000[mm³]

即，在比较例1-1中，将2个亥姆霍兹共振结构的共振孔的剖面面积sn1及sn2设为相同的49.0[mm²]，在这点上与实施例1不同。

(比较例1-2)

如图10所示，在管体62的开口管路62a内，将2个亥姆霍兹共振结构64a及64b作为共振结构而上下设置，将其作为比较例1-2的隔音结构体60。另外，管体62及亥姆霍兹共振结构64a及64b分别具有与管体12及亥姆霍兹共振结构20a及20b相同的结构。

比较例1-2的隔音结构体60的各种参数如下。

管体的开口剖面的剖面面积s＝1257[mm²]

2个亥姆霍兹共振结构64a与64b的间隔l＝0[mm]

下侧亥姆霍兹共振结构64a的剖面面积s1＝378[mm²]

上侧亥姆霍兹共振结构64b的剖面面积s2＝378[mm²]

下侧亥姆霍兹共振结构64a的宽度d1＝24[mm]

上侧亥姆霍兹共振结构64b的宽度d2＝24[mm]

下侧亥姆霍兹共振结构64a的共振孔66a的剖面面积sn1＝49.0[mm²]

上侧亥姆霍兹共振结构64b的共振孔66b的剖面面积sn2＝45.5[mm²]

下侧亥姆霍兹共振结构64a的共振孔66a的长度l1＝5[mm]

上侧亥姆霍兹共振结构64b的共振孔66b的长度l2＝5[mm]

下侧亥姆霍兹共振结构64a的空腔空间68a的体积v1＝4000[mm³]

上侧亥姆霍兹共振结构64b的空腔空间68b的体积v2＝4000[mm³]

即，在比较例1-2中，2个亥姆霍兹共振结构64a与64b的间隔l和它们的剖面面积s1和s2与实施例1不同。

(比较例1-3)

在图10所示的隔音结构体60中，将2个亥姆霍兹共振结构64a及64b的共振孔66a以及66b的剖面面积sn1及sn2设为相同，除了这点以外，设为与比较例1-2相同的结构，将其作为比较例1-3的隔音结构体60。

比较例1-3的隔音结构体60的各种参数如下。

管体的开口剖面的剖面面积s＝1257[mm²]

2个亥姆霍兹共振结构64a与64b的间隔l＝0[mm]

下侧亥姆霍兹共振结构64a的剖面面积s1＝378[mm²]

上侧亥姆霍兹共振结构64b的剖面面积s2＝378[mm²]

下侧亥姆霍兹共振结构64a的宽度d1＝24[mm]

上侧亥姆霍兹共振结构64b的宽度d2＝24[mm]

下侧亥姆霍兹共振结构64a的共振孔66a的剖面面积sn1＝49.0[mm²]

上侧亥姆霍兹共振结构64b的共振孔66b的剖面面积sn2＝49.0[mm²]

下侧亥姆霍兹共振结构64a的共振孔66a的长度l1＝5[mm]

上侧亥姆霍兹共振结构64b的共振孔66b的长度l2＝5[mm]

下侧亥姆霍兹共振结构64a的空腔空间68a的体积v1＝4000[mm³]

上侧亥姆霍兹共振结构64b的空腔空间68b的体积v2＝4000[mm³]

(实施例2)

在图1所示的隔音结构体10中，改变2个亥姆霍兹共振结构20a与20b的间隔l及它们的剖面面积s1和s2，除了这点以外，设为与实施例1相同的结构，将其作为实施例2的隔音结构体10。

该实施例2的隔音结构体10的各种参数如下。

管体12的开口剖面12b的剖面面积s＝1257[mm²]

相邻的2个共振结构14的间隔l＝70[mm]

共振结构14a(亥姆霍兹共振结构20a)的剖面面积s1＝648[mm²]

共振结构14b(亥姆霍兹共振结构20b)的剖面面积s2＝648[mm²]

共振结构14a(亥姆霍兹共振结构20a)的宽度d1＝14[mm]

共振结构14b(亥姆霍兹共振结构20b)的宽度d2＝14[mm]

亥姆霍兹共振结构20a的共振孔22a的剖面面积sn1＝45.5[mm²]

亥姆霍兹共振结构20b的共振孔22b的剖面面积sn2＝49.0[mm²]

亥姆霍兹共振结构20a的共振孔22a的长度l1＝5[mm]

亥姆霍兹共振结构20b的共振孔22b的长度l2＝5[mm]

亥姆霍兹共振结构20a的空腔空间24a的体积v1＝4000[mm³]

亥姆霍兹共振结构20b的空腔空间24b的体积v2＝4000[mm³]

即，在实施例2中，2个亥姆霍兹共振结构20a与20b的间隔l长于实施例1，且它们的共振孔22a和22b的剖面面积sn1和sn2与实施例1相反。

(比较例2)

将具有与实施例2相同的结构的隔音结构体作为比较例2的隔音结构体。比较例2的隔音结构体的各种参数如下。

管体的开口剖面的剖面面积s＝1257[mm²]

相邻的2个共振结构的间隔l＝70[mm]

左侧共振结构(亥姆霍兹共振结构)的剖面面积s1＝648[mm²]

右侧共振结构(亥姆霍兹共振结构)的剖面面积s2＝648[mm²]

左侧共振结构(亥姆霍兹共振结构)的宽度d1＝14[mm]

右侧共振结构(亥姆霍兹共振结构)的宽度d2＝14[mm]

左侧亥姆霍兹共振结构的共振孔的剖面面积sn1＝49.0[mm²]

右侧亥姆霍兹共振结构的共振孔的剖面面积sn2＝49.0[mm²]

左侧亥姆霍兹共振结构的共振孔的长度l1＝5[mm]

右侧亥姆霍兹共振结构的共振孔的长度l2＝5[mm]

左侧亥姆霍兹共振结构的空腔空间的体积v1＝4000[mm³]

右侧亥姆霍兹共振结构的空腔空间的体积v2＝4000[mm³]

即，在比较例2中，将2个亥姆霍兹共振结构的共振孔的剖面面积sn1及sn2设为相同的49.0[mm²]，在这点上与实施例2不同。

(参考例1)

如图11所示，在管体62的开口管路62a内，设置单一的亥姆霍兹共振结构64作为共振结构，除此以外，设为与实施例1及比较例1相同，将其作为参考例1的隔音结构体70。

参考例1的隔音结构体70的各种参数如下。

管体62的开口剖面的剖面面积s＝1257[mm²]

亥姆霍兹共振结构64的剖面面积s1＝648[mm²]

亥姆霍兹共振结构64的宽度d1＝14[mm]

亥姆霍兹共振结构64的共振孔66的剖面面积sn1＝49.0[mm²]

亥姆霍兹共振结构64的共振孔66的长度l1＝5[mm]

亥姆霍兹共振结构64的空腔空间68的体积v1＝4000[mm³]

即，可以说参考例1仅设置有实施例1及比较例1的左侧亥姆霍兹共振结构(20a)。

(参考例2)

在图11所示的隔音结构体70中，改变单一的亥姆霍兹共振结构64的共振孔66的剖面面积，除此以外，设为与参考例1相同，将其作为参考例2的隔音结构体70。

参考例2的隔音结构体70的各种参数如下。

管体62的开口剖面的剖面面积s＝1257[mm²]

亥姆霍兹共振结构64的剖面面积s2＝648[mm²]

亥姆霍兹共振结构64的宽度d2＝14[mm]

亥姆霍兹共振结构64的共振孔66的剖面面积sn2＝45.5[mm²]

亥姆霍兹共振结构64的共振孔66的长度l1＝5[mm]

亥姆霍兹共振结构64的空腔空间68的体积v1＝4000[mm³]

即，可以说参考例2仅设置有实施例1及比较例1的右侧亥姆霍兹共振结构(20b)。

(参考例3)

如图12所示，在管体62的开口管路62a内，将不发挥作为共振结构的功能的简单的长方体形状的2个障碍物隔开间隔而进行了设置，除此以外，设为与实施例1相同，将其作为参考例3的结构体80。

参考例3的结构体80的各种参数如下。

管体62的开口剖面的剖面面积s＝1257[mm²]

相邻的2个障碍物82a与82b的间隔l＝17[mm]

障碍物82a的剖面面积s1＝648[mm²]

障碍物82b的剖面面积s2＝648[mm²]

障碍物82a的宽度d1＝14[mm]

障碍物82b的宽度d2＝14[mm]

对于具有这种结构的实施例1及2、比较例1-1、1-2、1-3及2、以及参考例1、2及3的隔音结构体(10、60、70)，通过数值计算基于理论计算的上述式(2)来求出了理论吸收值at(f0)。

并且，利用四麦克风法分别测量了实施例1及2、比较例1-1、1-2、1-3及2、以及参考例1、2及3的隔音结构体(10、60、70)的声学特性。从以这种方式测量出的吸收率的光谱中提取最大值来求出了最大吸收率。

另外，使用内径8cm的声管，以如下方式进行了声学测量。

关于声学特性，在铝制声管(管体)中使用4个麦克风进行了基于传递函数法的测量。该方法是按照“astme2611-09：standardtestmethodformeasurementofnormalincidencesoundtransmissionofacousticalmaterialsbasedonthetransfermatrixmethod(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)”进行的方法。作为声管，例如作为与nittoboacousticengineeringco.,ltd.制造的winzac相同的测量原理的声管，使用了铝制的管体。在管体的内部配置容纳有扬声器(未图示)的圆筒状的箱体(未图示)，并在箱体(未图示)上载置了管体。从扬声器(未图示)输出规定声压的声音，用4个麦克风进行了测量。利用该方法能够在宽光谱带中测量声音透射损失。例如，将实施例1的隔音结构体10配置于成为声管的管体的规定测量部位，并在100hz～4000hz的范围内进行了吸声率测量。

将实施例1及2、比较例1-1、1-2、1-3及2、以及参考例1、2及3的隔音结构体的理论吸收值at(f0)的计算结果及测量了最大吸收率的结果示于表1及表2。并且，将实施例1及2、比较例1-1、1-2、1-3及2的理论吸收值及通过实验求出的吸收率示于图13～图16。

[表1]

[表2]

根据以上的表1～表2及图13～图16所示的结果可知，在满足本发明的上述式(1)的条件的实施例1、2中，与不满足上述式(1)的比较例1-1～1-3、比较例2及参考例1～3的情况相比，可得到更高的最大吸收率。

根据以上，示出本发明的有效性。

并且，在隔开间隔而设置的2个共振结构的共振频率不同的实施例1中，可知共振口间隔为17mm，小于共振频率1711hz的波长的λ/4，即能够小型化。

根据以上，可明确本发明的效果。

本发明的隔音结构体能够用于影印机、送风机、空调设备、排气扇、泵类、发电机及管道、以及涂布机、旋转机及输送机等发出声音的各种种类的制造设备等工业设备、汽车、电车及航空器等交通运输设备、以及冰箱、洗衣机、烘干机、电视机、复印机、微波炉、游戏机、空调、风扇、pc、吸尘器及空气净化器等一般家用设备等。

以上，对本发明的隔音结构体举出各种实施方式及实施例进行了详细说明，但本发明并不限于这些实施方式及实施例，在不脱离本发明的宗旨的范围内当然可以进行各种改良或变更。

符号说明

10、10a、10b、10c、60、70-隔音结构体，12、62-管体，12a、62a-开口管路，12b、62b-开口剖面，14、14a、14b-共振结构，16-通气孔，20、20a、20b、20c、20d、64、64a、64b-亥姆霍兹共振结构，21-一体化共振结构，22、22a、22b、66、66a、66b-共振孔，24、24a、24b、68、68a、68b-空腔空间，26、26a、26b-框体，26c-一体化框体，30-膜型共振结构，32-框，33a-包围部，33b-底部，34-孔部，36-膜，38-背面空间，40、40a、40b-气柱共振结构，42、42a、42b-开口，44、44a、44b-底面，46、46a、46b-管状体，50-消声装置，52-管道，52a-管壁，54a、54b-共鸣器，56a、56b-共振口，58a、58b-内部空腔空间，80-结构体，82-障碍物。

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