JPH08123442A

JPH08123442A - 吸音装置

Info

Publication number: JPH08123442A
Application number: JP6262970A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Edamura; 一弥枝村; Hidenobu Anzai; 秀伸安齊; Moritaka Goto; 守孝後藤; Kenji Furuichi; 健二古市; Yasubumi Otsubo; 泰文大坪
Original assignee: Fujikura Kasei Co Ltd; Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Kasei Co Ltd; Fujikura Ltd
Priority date: 1994-10-26
Filing date: 1994-10-26
Publication date: 1996-05-17

Abstract

(57)【要約】【目的】吸音可能な音の周波数を変えることにより、
環境条件等により周波数が変動する好ましくない音を確
実に低減する。【構成】開口部３４ａを有する筒状の箱体３５の内面
に、ＥＡ効果を有するＥＡ粒子を電気絶縁性媒体中に含
有してなるＥＮＣ流体組成物を収容してなる吸音材３６
を貼り付けて吸音箱３４とする。複数の吸音箱３４を上
下方向、水平方向へ整列させて組み合わせて吸音装置本
体３２を構成する。吸音箱３４の吸音材３６を構成する
ＥＮＣ流体組成物へ電圧を印加し、かつ印加電圧を調整
する可変電源を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、音響室等に
設置されて、所定の周波数の音を吸収する吸音装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、リスニングルームあるいはピア
ノ室等では、特定の周波数の音だけが響いてしまう現象
が生じやすく、このため、例えば、箱の前面側の壁部に
孔を形成し、特定の周波数の音波を共鳴により吸音（消
音）するヘルムホルツの共鳴器を応用した吸音箱が用い
られている。ところで、上記特定周波数の音は、例え
ば、温度、湿度、室内の人の数等の環境条件によって変
動が生じるが、上記吸音箱にあっては、その容積、孔の
径、奥行き等の寸法によって消音することができる音の
周波数が決定されてしまうため、変動した特定周波数の
音を消音（除去）することができなかった。このため、
例えば、特開昭６１−１８５７９３号に開示されている
ように、それぞれ異なる周波数の音を吸収する複数の吸
音箱を積重ね、除去したい周波数の音に対応した吸音箱
の孔だけを開口させて用いる吸音装置が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記吸
音装置にあっては、異なる周波数の音を吸収させるため
に、それぞれ異なる形状の吸音箱が必要であり、その製
作に多大な手間及び費用を要するという問題があった。
また、使用しない吸音箱の孔には、その孔に合った蓋を
取り付けて塞がなければならないため、これら径の異な
る孔にそれぞれ嵌合する蓋も必要となり、さらなるコス
トアップを余儀なくされ、また、その使いがってにも問
題があった。

【０００４】ところで、本発明者らは、従来知られてい
ない新規な電界配列特性（以下、「ＥＡ特性」と称す
る）を有する電気感応型音波吸収制御用流体組成物（以
下、ＥｌｅｃｔｒｉｃＮｏｉｓｅ−Ｃｏｎｔｒｏｌ流
体組成物を略して「ＥＮＣ流体組成物」と称する）の研
究を行っている。このＥＮＣ流体組成物は、例えば、電
気絶縁性の媒体中に固体粒子を分散させて得られる流体
であり、これに電界を印加すると固体粒子が誘電分極を
起こし、さらに誘電分極に基づく静電引力によって互い
に電場方向に配位連結して整列し、鎖状体構造を示す性
質を持っている。また、固体粒子によっては電気泳動し
て配列配向し、配列塊状構造を示す性質を示すものもあ
る。このように、電界下における粒子の配列配向を電界
配列効果（以下、ＥｌｅｃｔｒｉｃＡｌｉｇｎｍｅｎ
ｔ効果を略して「ＥＡ効果」と称する）と呼び、そのよ
うな性質を有する固体粒子を電界配列性粒子（以下、電
界配列性粒子を略して「ＥＡ粒子」と称する）と呼ぶこ
ととする。そして本発明者らは、この新規な構造のＥＮ
Ｃ流体組成物の研究を進めることにより本発明に到達し
た。

【０００５】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、ＥＡ効果を有し、印加される電圧によって特性振
動数を変更できるＥＮＣ流体組成物を備えた吸音装置を
提供することによって上記の問題点を解決することを目
的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の吸音装置は、開口部を有する筒状の
箱体に、ＥＡ効果を有するＥＡ粒子が電気絶縁性媒体中
に含有されたＥＮＣ組成物を収容してなる吸音材が設け
られた吸音箱と、該吸音箱の前記吸音材を構成する前記
ＥＮＣ流体組成物に電圧を印加し、かつ印加電圧を調整
する電圧印加手段とから構成されてなることを特徴とし
ている。請求項２記載の吸音装置は、請求項１記載の吸
音装置において、前記吸音材が、前記箱体の内面に貼り
付けられてなることを特徴としている。請求項３記載の
吸音装置は、請求項１記載の吸音装置において、前記箱
体が前記吸音材で形成されてなることを特徴としてい
る。請求項４記載の吸音装置は、請求項１〜３のいずれ
か１項記載の吸音装置において、同一形状の前記箱体か
らなる複数の前記吸音箱を、その開口部を外側に向けて
配列したことを特徴としている。

【０００７】

【作用】請求項１記載の吸音装置によれば、筒状の箱体
からなる吸音箱がヘルムホルツの共鳴器の原理によっ
て、室内に生じた特定周波数の音を低減する。ここで、
例えば、室温、湿度、室内の人の数等の環境条件により
室内に生じた特定周波数の音の周波数が変動した場合
は、電圧印加手段から吸音材を構成するＥＮＣ流体組成
物に所定値の電圧を印加する。このようにすると、この
吸音材による吸音周波数が変わり、環境条件によって変
動した特定周波数の音が低減される。

【０００８】つまり、吸音材は、電圧が印加されていな
い状態では、ＥＮＣ流体組成物中のＥＡ効果を有するＥ
Ａ粒子は電気絶縁性媒体中にランダムに浮遊・分散して
いる。電圧印加手段により一対の電極板に電圧を印加す
ると、ＥＡ粒子は鎖状に配列結合して鎖状体（粒子鎖）
を形成し、この鎖状体が電界方向に平行して配列する。
この状態で、一方の電極板に音波（空気振動）を入射さ
せると、この電極板が前記対向方向に振動するが、鎖状
体自体が弾性の性質を持っているため、鎖状体は引っ張
られる場合には、向かい合う粒子同士が引き合って引力
を、圧縮される場合には、撓んで反発力をそれぞれ生
じ、電気絶縁性媒体中の鎖状体の運動により粘性抵抗が
生じ、これによって音波の持つエネルギーの損失（散
逸）が起こる。

【０００９】即ち、電極板に入射した音波に、鎖状体を
含むＥＮＣ流体組成物と電極板とが共振するのである。
このような鎖状体に振動を与える音波周波数は、鎖状体
の持つ特性振動数（鎖状体の弾性と電極板の慣性とのバ
ランスからなる、いわゆる固有振動数と推定される）に
よって定まり、その特性振動数と一致した周波数の音波
が電極板に入射すると、鎖状体は共振してその音波を吸
収し、他の周波数の音波は反射されることになる。各粒
子間に働く引力（鎖状体に生じる応力）は、一対の電極
板に印加される電圧の増加に伴って増大することから、
鎖状体自体の弾性率と粘性率が印加電圧の増加に伴って
増大することになり、本発明は、このことを利用するも
のである。すなわち、印加電圧を調整して、鎖状体自体
の特性振動数を、入射音波（空気振動）のうち除去した
い成分の振動数に一致させることにより、鎖状体を共振
（共鳴）させ、吸音（除去）したい成分のエネルギーを
消費し、その他の成分を反射させるものである。

【００１０】図１０はＥＡ粒子３０ｗｔ％分散系につい
てＥＡ特性に及ぼす電界強度の影響を測定した結果を示
すグラフである。このグラフから印加電圧が増加するほ
ど鎖状体に働く応力は増大することが明かである。ＥＡ
特性は、誘電分極した粒子が電気的引力により電場方向
に配列し、鎖状構造を形成することに起因する。低せん
断速度では、電気的引力が支配的であるので、鎖状構造
の破壊と再形成がゆるやかに繰り返される。電場方向に
並んだ鎖をそれと直角方向にせん断破壊させるとき発生
する力が降伏応力に相当する。形成されるすべての鎖の
粒子が同じ直径をもち、直鎖状の並んで電極板間を結ん
でいると考えると、鎖の数は粒子濃度に比例するので、
降伏応力も粒子濃度に比例することになる。図１１に振
動系の等価回路を示し、すなわち、弾性率Ｋのコイルば
ね２２と粘性率Ｃのダッシュポット２３が一対の電極板
間に並列に接続されている。また、請求項２記載の吸音
装置によれば、箱体の内面に貼り付けた吸音材によっ
て、室内の特定周波数の音が低減される。また、電圧の
印加により低減させる音波の周波数が変更される。

【００１１】請求項３記載の吸音装置によれば、吸音材
からなる箱体によって室内の特定周波数の音が低減され
る。また、電圧の印加により低減させる音の周波数が変
更される。請求項４記載の吸音装置によれば、複数の吸
音箱から構成されているので、吸音効率が向上される。
また、同一形状の箱体を用いているので、吸音箱の共通
化が図られる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の吸音装置の実施例を図によっ
て説明する。図１及び図２において、符号３１は、吸音
装置である。この吸音装置３１は、吸音装置本体３２
と、この吸音装置本体３２に接続された可変電源（電圧
印加手段）１３とから構成されたものである。吸音装置
本体３２は、複数の吸音箱３４からなるもので、これら
吸音箱３４が、上下方向、水平方向へ整列されて組み上
げられている。これら吸音箱３４は、図３に示すよう
に、一方側に開口部３４ａが形成された筒状の箱体３５
からなるもので、この箱体３５がヘルムホルツの共鳴器
の原理によって特定の周波数の音を低減することができ
る形状とされている。ここでは、この箱体３５による吸
音周波数が、一般に最も生じ易い特定周波数となる形状
とされている。

【００１３】吸音箱３４には、箱体３５の内面に、ＥＮ
Ｃ流体組成物を有する吸音材３６が設けられている。そ
して、前記可変電源１３は、上記吸音材３６を構成する
ＥＮＣ流体組成物へ電圧を印加し、かつツマミ（図示
略）を回すことにより印加電圧を調整するようになって
いる。即ち、上記構成の吸音装置３１によれば、可変電
源１３から電圧が印加されていない場合は、それぞれの
吸音箱３４の箱体３５自体が持つ吸音周波数の音の低減
を行ない、可変電源１３から所定値の電圧が印加された
場合は、その印加された電圧の値に対応した周波数の音
の低減も行なうようになっている。

【００１４】次に、上記吸音材３６を構成するＥＮＣ流
体組成物について説明する。図６には、ＥＮＣ流体組成
物の一具体例が示されている。このＥＮＣ流体組成物
は、電気絶縁性媒体１中に固体粒子であるＥＡ粒子２が
均一に分散されてなっている。このＥＡ粒子２は、有機
高分子化合物からなる芯体３と、電界配列性無機物（以
下、「ＥＡ無機物」と称する）である粒子４からなる表
層５とによって形成され、無機・有機複合粒子を形成し
ている。この具体例において、電気絶縁性媒体１は無色
透明のシリコーン油であり、無機・有機複合粒子の芯体
３を形成する有機高分子化合物はポリアクリル酸エステ
ルであり、表層５を形成するＥＡ無機物の粒子４は無機
イオン交換体でありかつ電気半導体性無機物でもある白
色の水酸化チタンである。このＥＡ粒子（無機・有機複
合粒子）の色は例えば白色である。また、電気絶縁性媒
体１中に含まれるＥＡ粒子２の割合は例えば７．５重量
％である。

【００１５】このＥＮＣ流体組成物は、図７に示すよう
に、離間して平行に配置した一対の電極板７，８の間に
介在させる。図８に示すように、この一対の電極板７，
８に、電源９からスイッチ１０を介して電圧を印加する
と、ＥＡ効果によってＥＡ粒子２が電極板７，８の面と
直角の方向に鎖状に配列して鎖状体（粒子鎖）６を形成
する。このとき、各鎖状体６は相互に離間して平行に配
向する。

【００１６】次に、上述したＥＮＣ流体組成物を用いた
音波吸収制御装置（音波制振装置）について説明する。
図４に示すように、一対の電極板１７，１８が間隙（組
成物収容空間）をおいて対向配置され、これら一対の電
極板１７，１８間には、上述した本発明の、ＥＡ効果を
有するＥＡ粒子２を電気絶縁性媒体１中に含有してなる
ＥＮＣ流体組成物が収容されている。一方の（下方の）
電極板１８は図示しない固定部材に固定配置されてお
り、他方の電極板１７は、音波に対して柔軟な例えばＰ
ＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム１７ａの
下面に一様に接着されている。前記一対の電極板１７，
１８の周縁およびＰＥＴフィルム１７ａの周縁には、枠
状のシール部材１５が固着されている。

【００１７】一対の電極板１７，１８およびシール部材
１５により形成された空間内に、本発明のＥＮＣ流体組
成物が密閉された状態で収容されている。また、一方の
電極板１７およびＰＥＴフィルム１７ａは、その周縁が
固定されているが、一対の電極板１７，１８の対向方向
（矢印Ｘで示す上下方向）に振動できるように構成され
ている。これにより、音波（空気振動）１１がＰＥＴフ
ィルム１７ａに入射した場合には、ＰＥＴフィルム１７
ａおよび一方の電極板１７は上下振動することができ
る。

【００１８】可変電源１３は、一対の電極板１７，１８
間に電圧を印加し、かつ印加電圧を調整するものであ
り、この可変電源１３にはスイッチ１４が直列に接続さ
れている。このスイッチ１４をオンにすることにより、
一対の電極板１７，１８間に電圧を印加することができ
る。この音波吸収制御装置は、通常、外観矩形板状ある
いは円形板状の形態であるが、勿論、設置する場所に合
わせて適宜の形状とする。

【００１９】次に、上記構成の音波吸収制御装置の動作
について説明する。図４に示すように、一対の電極板１
７，１８間に電圧が印加されていない状態では、ＥＮＣ
流体組成物のＥＡ粒子２が電気絶縁性媒体１中にランダ
ムに浮遊・分散している（図７参照）。一対の電極板１
７，１８に電圧を印加すると、ＥＮＣ流体組成物中のＥ
Ａ粒子２が鎖状に配列結合して鎖状体（粒子鎖）６を形
成し、この鎖状体６が電界方向に平行して配列する（図
８参照）。

【００２０】この状態で、一方の電極板１７に音波（空
気振動）１１を入射させると、図９の（ａ），（ｂ），
（ｃ）および（ｄ）の状態が順次起こって、この電極板
１７がＰＥＴフィルム１７ａとともに矢印Ｘ（図４およ
び図５参照）で示すように対向方向に振動するが、鎖状
体６自体が弾性の性質を持っているため、図９の（ｂ）
に示すように、鎖状体６は、圧縮される場合には、例え
ば「く」の字状に撓んで反発力を生じ、図９の（ｄ）に
示すように、鎖状体６は、引っ張られる場合には、向か
い合うＥＡ粒子２同士が引き合って引力を生じる。これ
により、ＥＮＣ流体組成物中での鎖状体６の運動によ
り、粘性抵抗が生じ、音波１１の持つエネルギーの損失
（散逸）が起こる。

【００２１】そして、電極板１７の振動にともなって、
鎖状体６の引っ張りと圧縮が繰り返されるものであり、
この結果、鎖状体６自身も振動することになる。すなわ
ち、電極板１７に入射した音波１１に、鎖状体６を含む
ＥＮＣ流体組成物と、電極板１７とＰＥＴフィルム１７
ａとからなる電極板構造体とが共振するのである。この
ような鎖状体６に振動を与える音波周波数は、鎖状体６
の持つ特性振動数によって定まり、その特性振動数と一
致した周波数の音波１１が電極板１７に入射すると、鎖
状体１７は共振して（図５中矢印Ａ，Ｂ参照）その音波
を吸収し、他の周波数の音波１２は反射されることにな
る。

【００２２】各ＥＡ粒子２間に働く力（鎖状体６に生じ
る応力）は一対の電極板１７，１８に印加される電圧の
増加に伴って増大することから、鎖状体６自体の弾性率
と粘性率が印加電圧の増加に伴って増大することにな
る。本発明は、このことを利用して音波の所望の成分を
除去するものである。すなわち、印加電圧を調整して、
粒子鎖６自体の特性振動数を、電極板１７に入射した音
波（空気振動）のうち除去したい成分（特定波長の音
波）の振動数に一致させることにより、図８に示すよう
に、鎖状体６を慣性力の作用により左右矢印Ａ，Ｂで示
すように共振（共鳴）させ、入射音波１１の除去したい
成分のエネルギーを消費し、その他の音波成分（符号１
２で示す）を反射させるものである。このように、印加
電圧により、入射音波の所望の特定波長の成分を吸収で
きる。

【００２３】音波吸収制御装置の特性周波数は、ＥＡ粒
子（固体粒子）の大きさ、ＥＡ粒子間に働く弾性力、ま
た電極板の固有振動数および電極板間の距離等により変
化する。本実施例では、電気絶縁性媒体中に粒径がほぼ
均一な球形状のＥＡ粒子が分散されたものであるので
（不定形粒子を用いない）、一定電圧下では上述した反
発力や引力が変動せず、しかも、ＥＡ粒子間に働く弾性
力と電極板の慣性力のバランスにも変動が生じにくい。
上記実施例においては、鎖状体は「く」の字状に撓むも
のとされているが、この他に、例えば図１２の（ａ）に
示すようなＳ字型、あるいは図１２の（ｂ）に示すよう
なＷ字型に撓む場合もあると考えられる。

【００２４】また、上記実施例においては、電界の印加
によってＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）２が１列の鎖
状体６を形成して平行に配列する現象について説明した
が、ＥＡ粒子２の数が数重量％を越えて多くなると、１
列の鎖状体６ではなく、鎖状体６が複数列相互に接合し
て、図１３の（ａ）の如くカラム１９を構成して配列す
るようになる。このカラム１９においては左右の鎖状体
のＥＡ粒子２は１つずつずれて互い違いに隣接する。こ
れについて本発明者らは、図１３の（ｂ）に示すごと
く、＋極部分と−極部分に誘電分極しているＥＡ粒子２
が互い違いに隣接して＋極部分と−極部分とが引き合っ
て配列した方がエネルギー的に安定なためであると推定
している。さらに、上記実施例においては、一対の電極
板間に直接ＥＮＣ流体組成物を収容したものを示した
が、これに限らず、ＥＮＣ流体組成物を十分に含浸させ
た多孔質体を一対の電極板間に収容してもよい。この場
合、多孔質体は、ＥＡ効果を損なわないために、連続気
泡を有するものが好ましい。

【００２５】本発明のＥＮＣ流体組成物に用いる電気絶
縁性媒体１としては、例えば、塩化ジフェニル、セバチ
ン酸ブチル、芳香族ポリカルボン酸高級アルコールエス
テル、ハロフェニルアルキルエーテル、トランス油、塩
化パラフィン、弗素系オイル、またはシリコーン系オイ
ルやフルオロシリコーン系オイルなど、電気絶縁性及び
電気絶縁破壊強度が高く、化学的に安定でかつＥＡ粒子
を安定に分散させ得るものであればいずれの流体または
これらの混合物も使用可能である。この電気絶縁性媒体
１は、目的に応じて着色することができる。着色する場
合は、選択された電気絶縁性媒体に可溶であってその電
気的特性を損なわない種類と量の油溶性染料または分散
性染料を用いることが好ましい。電気絶縁性媒体１に
は、この他に分散剤、界面活性剤、粘度調整剤、酸化防
止剤、安定剤などが含まれていてもよい。

【００２６】この電気絶縁性媒体１の動粘度は、１ｃＳ
ｔないし３００００ｃＳｔの範囲内であることが好まし
い。動粘度が１ｃＳｔより小さいと、ＥＮＣ流体組成物
の貯蔵安定性の面で不足を生じ、動粘度が３００００ｃ
Ｓｔより大きいと、ＥＡ粒子の均一分散が困難になると
ともに、調整時に気泡を巻き込み、その気泡が抜けにく
くなり、取り扱いに支障を来すので好ましくない。この
観点から、動粘度は１０ｃＳｔないし１０００ｃＳｔの
範囲内、特に１０ｃＳｔないし１００ｃＳｔの範囲内で
あることが好ましい。もちろん、電気絶縁性媒体１の動
粘度は、温度により変化し、この温度影響を印加電圧に
よって抑制することができる。

【００２７】本発明に用いられるＥＡ粒子２は、ＥＡ効
果を有する無機・有機複合粒子であれば、元素、有機化
合物、または無機化合物、またはそれらの混合物など、
いずれの素材も使用可能である。その例としては例えば
無機イオン交換体、金属酸化物、シリカゲル、電気半導
体性無機物、カーボンブラックなどの粒子、およびこれ
らを表層として有する粒子を挙げることができる。しか
し、このＥＡ粒子２は、上記実施例に示したように、有
機高分子化合物からなる芯体３と、ＥＡ無機物の粒子４
からなる表層５とによって形成された無機・有機複合粒
子であることが特に好ましい。この無機・有機複合粒子
は、比較的比重が重いＥＡ無機物の粒子４からなる表層
５が比較的比重の軽い有機高分子化合物である芯体３に
担持されていて、その粒子全体の比重を電気絶縁性媒体
１に対して近似するように調節できる。従ってこれを電
気絶縁性媒体１に分散して得られたＥＮＣ流体組成物
は、貯蔵安定性に優れたものとなる。

【００２８】ＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）２の芯体
３として使用し得る有機高分子化合物の例としては、ポ
リ（メタ）アクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸エ
ステル−スチレン共重合物、ポリスチレン、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ニトリルゴム、ブチルゴム、ＡＢ
Ｓ樹脂、ナイロン、ポリビニルブチレート、アイオノマ
ー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル樹脂、
ポリカーボネート樹脂などの１種または２種以上の混合
物または共重合物を挙げることができる。

【００２９】表層５を形成するＥＡ無機物である粒子４
としては種々のものが用い得るが、好ましい例としては
無機イオン交換体とシリカゲルと電気半導体性無機物と
を挙げることができる。これらの粒子４を用いて有機高
分子化合物からなる芯体３の上に表層５を形成すると
き、得られた無機・有機複合粒子は有用なＥＡ粒子２と
なる。

【００３０】上記無機イオン交換体の例としては（１）
多価金属の水酸化物、（２）ハイドロタルサイト類、
（３）多価金属の酸性塩、（４）ヒドロキシアパタイ
ト、（５）ナシコン型化合物、（６）粘土鉱物、（７）
チタン酸カリウム類、（８）ヘテロポリ酸塩、および
（９）不溶性フェロシアン化物を挙げることができる。

【００３１】以下に、それぞれの無機イオン交換体につ
いて詳しく説明する。（１）多価金属の水酸化物。これらの化合物は、一般式ＭＯx（ＯＨ）y（Ｍは多価金
属であり、ｘは零以上の数であり、ｙは正数である）で
表され、例えば、水酸化チタン、水酸化ジルコニウム、
水酸化ビスマス、水酸化錫、水酸化鉛、水酸化アルミニ
ウム、水酸化タンタル、水酸化ニオブ、水酸化モリブデ
ン、水酸化マグネシウム、水酸化マンガン、および水酸
化鉄などである。ここで、例えば水酸化チタンとは含水
酸化チタン（別名メタチタン酸またはβチタン酸、Ｔｉ
Ｏ（ＯＨ）₂）および水酸化チタン（別名オルソチタン
酸またはαチタン酸、Ｔｉ（ＯＨ）₄）の双方を含むも
のであり、他の化合物についても同様である。

【００３２】（２）ハイドロタルサイト類。これらの化合物は、一般式Ｍ₁₃Ａｌ₆（ＯＨ）₄₃（Ｃ
Ｏ）₃・１２Ｈ₂Ｏ（Ｍは二価の金属である）で表され、
例えば二価の金属ＭがＭｇ、ＣａまたはＮｉなどであ
る。（３）多価金属の酸性塩。これらは例えばリン酸チタン、リン酸ジルコニウム、リ
ン酸錫、リン酸セリウム、リン酸クロム、ヒ酸ジルコニ
ウム、ヒ酸チタン、ヒ酸錫、ヒ酸セリウム、アンチモン
酸チタン、アンチモン酸錫、アンチモン酸タンタル、ア
ンチモン酸ニオブ、タングステン酸ジルコニウム、バナ
ジン酸チタン、モリブデン酸ジルコニウム、セレン酸チ
タンおよびモリブデン酸錫などである。

【００３３】（４）ヒドロキシアパタイト。これらは例えばカルシウムアパタイト、鉛アパタイト、
ストロンチウムアパタイト、カドミウムアパタイトなど
である。（５）ナシコン型化合物。これらには例えば（Ｈ₃Ｏ）Ｚｒ₂（ＰＯ₄）₃のようなも
のが含まれるが、本発明においてはＨ₃ＯをＮａと置換
したナシコン型化合物も使用できる。（６）粘土鉱物。これらは例えばモンモリロナイト、セピオライト、ベン
トナイトなどであり、特にセピオライトが好ましい。

【００３４】（７）チタン酸カリウム類。これらは一般式ａＫ₂Ｏ・ｂＴｉＯ₂・ｎＨ₂Ｏ（ａは０
＜ａ≦１を満たす正数であり、ｂは１≦ｂ≦６を満たす
正数であり、ｎは正数である）で表され、例えばＫ₂・
ＴｉＯ₂・２Ｈ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ・２ＴｉＯ₂・２Ｈ₂Ｏ、０．
５Ｋ₂Ｏ・ＴｉＯ₂・２Ｈ₂Ｏ、及びＫ₂Ｏ・２．５ＴｉＯ
₂・２Ｈ₂Ｏなどである。なお、上記化合物のうち、ａま
たはｂが整数でない化合物はａまたはｂが適当な整数で
ある化合物を酸処理し、ＫとＨとを置換することによっ
て容易に合成される。

【００３５】（８）ヘテロポリ酸塩。これらは一般式Ｈ₃ＡＥ₁₂Ｏ₄₀・ｎＨ₂Ｏ（Ａはリン、ヒ
素、ゲルマニウム、またはケイ素であり、Ｅはモリブデ
ン、タングステン、またはバナジウムであり、ｎは正数
である）で表され、例えばモリブドリン酸アンモニウ
ム、およびタングストリン酸アンモニウムである。（９）不溶性フェロシアン化物。これらは次の一般式で表される化合物である。Ｍb-pxa
Ａ［Ｅ（ＣＮ）₆］（Ｍはアルカリ金属または水素イオ
ン、Ａは亜鉛、銅、ニッケル、コバルト、マンガン、カ
ドミウム、鉄（ＩＩＩ）またはチタンなどの重金属イオ
ン、Ｅは鉄（ＩＩ）、鉄（ＩＩＩ）、またはコバルト
（ＩＩ）などであり、ｂは４または３であり、ａはＡの
価数であり、ｐは０〜ｂ／ａの正数である。）これらには例えば、Ｃｓ₂Ｚｎ［Ｆｅ（ＣＮ）₆］および
Ｋ₂Ｃｏ［Ｆｅ（ＣＮ）₆］などの不溶性フェロシアン化
合物が含まれる。

【００３６】上記（１）〜（６）の無機イオン交換体は
いずれもＯＨ基を有しており、これらの無機イオン交換
体のイオン交換サイトに存在するイオンの一部または全
部を別のイオンに置換したもの（以下、置換型無機イオ
ン交換体という）も、本発明における無機イオン交換体
に含まれるものである。即ち、前述の無機イオン交換体
をＲ−Ｍ¹（Ｍ¹は、イオン交換サイトのイオン種を表
す）と表すと、Ｒ−Ｍ¹におけるＭ¹の一部または全部
を、下記のイオン交換反応によって、Ｍ¹とは異なるイ
オン種Ｍ²に置換した置換型無機イオン交換体もまた、
本発明における無機イオン交換体である。ｘＲ−Ｍ¹＋ｙＭ²→Ｒｘ−（Ｍ²）ｙ＋ｘＭ¹ （ここでｘ、ｙはそれぞれイオン種Ｍ²、Ｍ¹の価数を表
す）。Ｍ¹はＯＨ基を有する無機イオン交換体の種類に
より異なるが、無機イオン交換体が陽イオン交換性を示
すものでは、一般にＭ¹はＨ⁺であり、この場合のＭ²は
アルカリ金属、アルカリ土類金属、多価典型金属、遷移
金属または希土類金属等、Ｈ⁺以外の金属イオンのいず
れか任意のものである。ＯＨ基を有する無機イオン交換
体が陰イオン交換性を示すものでは、Ｍ¹は一般にＯＨ^-
であり、その場合Ｍ²は例えばＩ、Ｃｌ、ＳＣＮ、Ｎ
Ｏ₂、Ｂｒ、Ｆ、ＣＨ₃ＣＯＯ、ＳＯ₄またはＣｒＯ₄など
や錯イオンなど、ＯＨ^-以外の陰イオン全般の内の任意
のものである。

【００３７】また、高温加熱処理によりＯＨ基を一旦失
ってはいるが、水に浸漬させるなどの操作によって再び
ＯＨ基を有するようになる無機イオン交換体について
は、その高温加熱処理後の無機イオン交換体なども本発
明に使用できる無機イオン交換体の一種であり、その具
体例としてはナシコン型化合物、例えば（Ｈ₃Ｏ）Ｚｒ₂
（ＰＯ₄）₃の加熱により得られるＨＺｒ₂（ＰＯ₄）₃や
ハイドロタルサイトの高温加熱処理物（５００〜７０
０℃で加熱処理したもの）などがある。これらの無機イ
オン交換体は一種類だけではなく、多種類を同時に表層
として用いることもできる。なお、上記の無機イオン交
換体として、多価金属の水酸化物、及び多価金属の酸性
塩を用いることが特に好ましい。

【００３８】上記ＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）２の
表層５として使用し得る電気半導体性無機物の例は、電
気伝導度が、室温にて１０³〜１０^-11Ω^-1／ｃｍの金属
酸化物、金属水酸化物、金属酸化水酸化物、無機イオン
交換体、またはこれらの少なくともいずれか１種に金属
ドーピングしたもの、もしくは金属ドーピングの有無に
拘わらず、これらの少なくともいずれか１種を他の支持
体上に電気半導体層として施したものなどである。

【００３９】好ましい電気半導体性無機物の例を以下に
示す。（Ａ）金属酸化物：例えばＳｎＯ₂、アモルファス型二
酸化チタン（出光石油化学社製）などである。（Ｂ）金属水酸化物：例えば水酸化チタン、水酸化ニオ
ブなどである。ここで水酸化チタンとは、含水酸化チタン（石原産業社
製）、メタチタン酸（別名βチタン酸、ＴｉＯ（ＯＨ）
₂）およびオルソチタン酸（別名αチタン酸、Ｔｉ（Ｏ
Ｈ）₄）を含むものである。（Ｃ）金属酸化水酸化物：この例としては例えばＦｅＯ
（ＯＨ）（ゲーサイト）などを挙げることができる。（Ｄ）多価金属の水酸化物：無機イオン交換体（１）と
同等。（Ｅ）ハイドロタルサイト類：無機イオン交換体（２）
と同等。（Ｆ）多価金属の酸性塩：無機イオン交換体（３）と同
等。（Ｇ）ヒドロキシアパタイト：無機イオン交換体（４）
と同等。（Ｈ）ナシコン型化合物：無機イオン交換体（５）と同
等。（Ｉ）粘土鉱物：無機イオン交換体（６）と同等。（Ｊ）チタン酸カリウム類：無機イオン交換体（７）と
同等。（Ｋ）ヘテロポリ酸塩：無機イオン交換体（８）と同
等。（Ｌ）不溶性フェロシアン化物：無機イオン交換体
（９）と同等。（Ｍ）金属ドーピング電界配列性無機物：これは上記の
電気半導体性無機物（Ａ）〜（Ｌ）の電気伝導度を上げ
るために、アンチモン（Ｓｂ）などの金属をＥＲ無機物
にドーピングしたものであって、例としてはアンチモン
（Ｓｂ）ドーピング酸化錫（ＳｎＯ₂）などを挙げるこ
とができる。（Ｎ）他の支持体上に電気半導体層としてＥＡ無機物を
施したもの：例えば支持体として酸化チタン、シリカ、
アルミナ、シリカ−アルミナなどの無機物粒子、または
ポリエチレン、ポリプロピレンなどの有機高分子粒子を
用い、これに電気半導体層としてアンチモン（Ｓｂ）ド
ーピング酸化錫（ＳｎＯ₂）を施したものなどを挙げる
ことができる。このように他の支持体上にＥＡ無機物が
施された粒子も、全体としてＥＡ無機物と見なすことが
できる。これらのＥＡ無機物は、１種類だけでなく、２
種類またはそれ以上を同時に表層として用いることもで
きる。

【００４０】ＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）２は、種
々な方法によって製造することができる。例えば、有機
高分子化合物からなる粒子状の芯体３と微粒子状の粒子
４とをジェット気流によって搬送し、衝突させて製造す
る方法がある。この場合は粒子状の芯体３の表面に粒子
４の微粒子が高速度で衝突し、固着して表層５を形成す
る。また別の製法例としては、粒子状の芯体３を気体中
に浮遊させ、粒子４の溶液を霧状にしてその表面に噴霧
する方法がある。この場合はその溶液が芯体３の表面に
付着し乾燥することによって表層５が形成される。

【００４１】ＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）２を製造
する特に好ましい製法は、芯体３と同時に表層５を形成
する方法である。この方法は、例えば、芯体３を形成す
る有機高分子化合物のモノマーを重合媒体中で乳化重
合、懸濁重合または分散重合するに際して、微粒子状と
したＥＡ無機物である粒子４を上記モノマー中、または
重合媒体中に存在させるというものである。重合媒体と
しては水が好ましいが、水と水溶性有機溶媒との混合物
を使用することもでき、また有機系の貧溶媒を使用する
こともできる。この方法によれば、重合媒体の中でモノ
マーが重合して芯体粒子３を形成すると同時に、微粒子
状のＥＡ無機物の粒子４が芯体３の表面に層状に配向し
てこれを被覆し、表層５を形成する。

【００４２】乳化重合または懸濁重合によってＥＡ粒子
（無機・有機複合粒子）を製造する場合には、モノマー
の疎水性の性質とＥＡ無機物の親水性の性質を組み合わ
せることによって、ＥＡ無機物の粒子４の大部分を芯体
３の表面に付着させることができる。この芯体３と表層
５との同時形成方法によれば、有機高分子化合物からな
る芯体３の表面にＥＡ無機物の粒子４が緻密かつ強固に
接着し、堅牢なＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）２が形
成される。

【００４３】本発明に使用するＥＡ粒子２の形状は必ず
しも球形であることを要しないが、粒子状の芯体３が調
節された乳化・懸濁重合方法によって製造された場合
は、得られるＥＡ粒子２の形状はほぼ球形となる。ＥＡ
粒子２の粒径は特に限定されるものではないが、０．１
μｍないし５００μｍ、特に５μｍないし２００μｍの
範囲内とすることが好ましい。この際の微粒子状のＥＡ
無機物である粒子４の粒径は特に限定されるものではな
いが、好ましくは０．００５μｍないし１００μｍ、さ
らに好ましくは０．０１μｍないし１０μｍの範囲内と
する。

【００４４】ＥＡ粒子（無機・有機複合粒子）２におい
て、表層５を形成するＥＡ無機物である粒子４と芯体３
を形成する有機高分子化合物の重量比は特に限定される
ものではないが、保存安定性の高いＥＮＣ流体組成物を
得るためには、ＥＡ無機物の粒子４と有機高分子化合物
の芯体３の合計重量に対して粒子４が１重量％ないし６
０重量％の範囲内、特に４重量％ないし３０重量％の範
囲内とすることが好ましい。この芯体３の割合が１重量
％未満では、得られたＥＡ粒子２のＥＡ特性が不十分と
なり、６０重量％を超えると、ＥＡ２粒子の比重が過大
となって保存安定性を損なう惧れがある。また、本発明
のＥＮＣ流体組成物は、上記のＥＡ粒子２を、必要なら
分散剤、他の成分とともに電気絶縁性媒体中に均一に攪
拌混合して製造することができる。この攪拌機として
は、液状分散媒に固体粒子を分散させるために通常使用
されるものがいずれも使用できる。電気絶縁性媒体中１
におけるＥＡ粒子２の含有率は、特に限定されるもので
はないが、０．５〜７５重量％、特に５〜５０重量％で
あることが好ましい。その含有率が１％未満では充分な
ＥＡ効果が得られず、７５％以上では電圧を印加しない
ときのＥＮＣ流体組成物の初期粘度が過大となって使用
が困難になる。

【００４５】上記の各種方法、特に芯体３と表層５とを
同時に形成する方法によって製造されたＥＡ粒子２は、
その表層５の全部または一部分が有機高分子物質や、製
造工程で使用された分散剤、乳化剤その他の添加物質の
薄膜で覆われていて、ＥＡ粒子としてのＥＡ効果が充分
に発揮されない場合がある。この不活性物質の薄膜は粒
子表面を研磨することによって容易に除去することがで
きる。従って芯体３と表層５とを同時に形成する場合に
は、その表面を研磨することが好ましい。

【００４６】この粒子表面の研磨は、種々な方法で行う
ことができる。例えば、無機・有機複合粒子であるＥＡ
粒子２を水などの分散媒体中に分散させて、これを攪拌
する方法によって行うことができる。この際、分散媒体
中に砂粒やボールなどの研磨材を混入してＥＡ粒子２と
共に攪拌する方法、あるいは研削砥石を用いて攪拌する
方法などによって行うこともできる。例えばまた、分散
媒体を使用せず、ＥＡ粒子２と上記のような研磨材また
は研削砥石とを用いて乾式で攪拌して行うこともでき
る。

【００４７】さらに好ましい研磨方法は、ＥＡ粒子２を
ジェット気流などによって気流攪拌する方法である。こ
れは気相中で粒子自体を相互に激しく衝突させて研磨す
る方法であり、他の研磨材を必要とせず、研磨済みの粒
子を分級によって容易に分離し得る点で好ましい方法で
ある。上記のジェット気流攪拌においては、それに用い
られる装置の種類、攪拌速度、ＥＡ粒子２の材質などに
より研磨条件を選定する必要があるが、一般的には６０
００ｒｐｍの攪拌速度で０．５ｍｉｎ〜１５ｍｉｎ程度
ジェット気流攪拌することが好ましい。

【００４８】本発明のＥＮＣ流体組成物は、上記のＥＡ
粒子２を、必要なら分散剤など他の成分と共に電気絶縁
性媒体１中に均一に攪拌混合し分散させて製造すること
ができる。この攪拌機としては、液状分散媒に固体粒子
を分散させるために通常使用されるものがいずれも使用
できる。

【００４９】以上、説明したように、本実施例の吸音装
置３１によれば、リスニングルームやピアノ室等の音響
室に設置することにより、各吸音箱３４の箱体３５が持
つヘルムホルツの共鳴器の原理による吸音作用によっ
て、音楽観賞等に好ましくない特定周波数の音を低減す
ることができる。ここで、例えば、室温、湿度、室内の
人数等により、好ましくない特定周波数に変動が生じた
場合には、この変動した周波数の音波を吸音箱３４の箱
体３５の内面に貼り付けた吸音材３６によって低減させ
ることができる。即ち、この場合、可変電源１３から各
吸音箱３４の吸音材３６へ電圧を調整しながら印加し、
この吸音材３６による吸音可能な周波数を、環境条件に
よって変動した好ましくない特定周波数に合わせること
により、極めて容易に特定周波数の音を低減させること
ができる。

【００５０】つまり、上記実施例の吸音装置３１によれ
ば、環境条件等の様々な要因によって変動する好ましく
ない特定周波数の音を、各吸音箱３４の吸音材３６へ印
加する電圧の値を変えることにより確実に低減させるこ
とができ、環境に応じて室内を音響的に極めて良好な状
態にすることができる。また、従来の吸音装置のよう
に、それぞれの周波数に応じて、複数の吸音箱を異なる
形状に形成する必要がないので、それぞれの吸音箱３４
の箱体３５の形状の共通化を図ることができ、これによ
り、これら吸音箱３４の製造コストを大幅に低減させる
ことができる。

【００５１】なお、上記実施例では、吸音装置本体３２
として、複数の同一形状の吸音箱３４を上下方向、水平
方向に組み上げた構造としたが、一つの吸音箱３４を用
いても良い。さらには、上記実施例では、箱体３５の内
面に吸音材３６を貼り付けた構造としたが、蓋体３５を
構成する壁体自体を吸音材３６によって構成しても良
く、このようにすると、吸音箱３４の部品点数を低減す
ることができ、さらなるコスト低減を図ることができ
る。

【００５２】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の吸音装
置によれば、下記の効果を得ることができる。請求項１
記載の吸音装置によれば、例えば、室温、湿度、室内の
人の数等の環境変化によって、室内に生じる好ましくな
い特定周波数の音の周波数が変動し、ヘルツホルムの共
鳴体の原理による音の低減が困難となったとしても、電
圧印加手段によって吸音材を構成するＥＮＣ流体組成物
に所定値の電圧を印加することにより、吸音箱による吸
音周波数を変えることができるので、環境変化によって
変動する特定周波数の音を確実に低減させることがで
き、リスニングルーム、あるいはピアノ室等に設置して
おくことにより、室内を良好な音響状態とすることがで
きる。

【００５３】請求項２記載の吸音装置によれば、単に箱
体の内面側に吸音材を取り付けた構造とされているの
で、容易に製造することができ、コスト低減を図ること
ができる。請求項３記載の吸音装置によれば、箱体自体
を吸音材から構成したものであるので、部品点数を低減
することができ、コスト低減を図ることができる。請求
項４記載の吸音装置によれば、同一形状の箱体を用いて
いるので、従来のように、それぞれ異なる形状に形成さ
れた吸音箱を用いたものと比較して、その製造にかかる
手間を大幅に低減させることができるとともに、製造コ
ストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の吸音装置の構成及び構造を
説明する吸音装置の斜視図である。

【図２】本発明の実施例の吸音装置の構成及び構造を
説明する吸音装置の断面図である。

【図３】本発明の実施例の吸音装置を構成する吸音箱
の斜視図である。

【図４】電気感応型音波吸収制御用流体組成物を備え
た音波吸収制御装置（音波制振装置）の断面図である。

【図５】音波吸収制御装置において、音波が入射され
て鎖状体や一方の電極板が共振している状態を示す断面
図である。

【図６】本発明に係わる電気感応型音波吸収制御用流
体組成物の一実施例を示す断面図である。

【図７】本発明に係わる電気感応型音波吸収制御用流
体組成物の電源オフ時の態様を示す断面図である。

【図８】本発明に係わる電気感応型音波吸収制御用流
体組成物の電源オン時の態様を示す断面図である。

【図９】音波吸収制御装置に、音波が入射されて一方
の電極板が振動している状態を示す断面図である。

【図１０】電界配列性粒子分散系について電界配列特
性に及ぼす電界強度の影響を測定した結果を示すグラフ
である。

【図１１】振動系の等価回路を示す図である。

【図１２】音波吸収制御装置において、鎖状体の撓み
状態の別な例を示す図である。

【図１３】音波吸収制御装置において、鎖状体が複数
列相互に接合してなるカラムを示す図である。

【符号の説明】

１…電気絶縁性媒体、２…ＥＡ粒子（固体粒子）、１３
…可変電源（電圧印加手段）、３１…吸音装置、３４…
吸音箱、３４ａ…開口部、３５…箱体、３６…吸音材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ１０Ｋ 11/162 Ｇ１０Ｋ 11/16 Ａ (72)発明者後藤守孝東京都江東区木場１丁目５番１号株式会社フジクラ内 (72)発明者古市健二東京都江東区木場１丁目５番１号株式会社フジクラ内 (72)発明者大坪泰文千葉県千葉市稲毛区小仲台９丁目21番１号 206

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】開口部（３４ａ）を有する筒状の箱体
（３５）に、電界配列効果を有する固体粒子（２）が電
気絶縁性媒体（１）中に含有された電気感応型音波吸収
制御用流体組成物を収容してなる吸音材（３６）が設け
られた吸音箱（３４）と、該吸音箱（３４）の前記吸音材（３６）を構成する前記
電気感応型音波吸収制御用流体組成物に電圧を印加し、
かつ印加電圧を調整する電圧印加手段（１３）とから構
成されてなることを特徴とする吸音装置。
【請求項２】前記吸音材（３６）は、前記箱体（３
５）の内面に貼り付けられてなることを特徴とする請求
項１記載の吸音装置。
【請求項３】前記箱体（３５）が前記吸音材（３６）
で形成されてなることを特徴とする請求項１記載の吸音
装置。
【請求項４】同一形状の前記箱体（３５）からなる複
数の前記吸音箱（３４）を、その開口部（３４ａ）を外
側に向けて配列したことを特徴とする請求項１〜３のい
ずれか１項記載の吸音装置。