JPH08190386A

JPH08190386A - 乗り物の騒音低減装置

Info

Publication number: JPH08190386A
Application number: JP7000859A
Authority: JP
Inventors: Kenji Furuichi; 健二古市; Moritaka Goto; 守孝後藤; Kazuya Edamura; 一弥枝村; Hidenobu Anzai; 秀伸安齊; Yasubumi Otsubo; 泰文大坪
Original assignee: Fujikura Kasei Co Ltd; Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Kasei Co Ltd; Fujikura Ltd
Priority date: 1995-01-06
Filing date: 1995-01-06
Publication date: 1996-07-23

Abstract

(57)【要約】【目的】客室内のスペースファクタに影響を与えるこ
と無く客室内全体に亘って騒音を低減させることができ
る乗り物の騒音低減装置を提供する。【構成】乗り物の室２７内を形成する壁部２５に、該
壁部２５に沿って延在する音波吸収制御体が設けられ、
該音波吸収制御体は、電界配列効果を有する固体粒子を
電気絶縁性媒体中に含有してなる電気感応型音波吸収制
御用流体組成物と、間隙をおいて互いに対向し、前記間
隙に前記電気感応型音波吸収制御用流体組成物を収容し
た一対の電極板とを備えた構成とされ、更に、前記一対
の電極板間に電圧を印加し且つ該電圧を制御する電圧印
加制御手段６０が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、旅客用航空機、鉄道車
両、バス等の旅客用乗り物の室内の騒音を低減させるた
めの乗り物の騒音低減装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】旅客用航空機等の旅客用乗り物において
は、乗客に対して快適な環境を確保する等の見地から、
室内の騒音を低減させるために各種の対策が講じられて
いる。従来、この種の騒音を低減させる一般的な手段と
しては、乗り物の壁部内に吸音材を充填することが広く
行なわれているが、騒音低減効果が十分には得られない
という難点があった。そこで、騒音低減性能の向上を図
った装置として、図１４に示す装置（特開平５−２８９
６７６号公報）が提案されている。この図に示す装置
は、客室内の客席１Ａと客席１Ａとの間等に防音構造の
仕切り板２Ａを設置して客室内を複数個のブロックに分
け、各ブロック内の客席１Ａ毎に減音装置３Ａを配設し
たものであり、減音装置３Ａは、指向性をもち、乗客近
くの騒音を検出できる位置・方向に取り付けられるマイ
クと、その検出騒音を分析するとともにその騒音を打ち
消す２次音発生のための信号を発生する制御器と、２次
音発生用のスピーカとで構成されている。この装置は、
各ブロック内の騒音をマイクで捕捉してこれを制御器に
入力し、該制御器によりスピーカから騒音を打ち消す２
次音、すなわち騒音と逆位相の音を発生させるものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の装置におい
ては、客室内を複数の仕切り板で仕切ることになるた
め、仕切り板によって客室が狭くなると共に、客室内の
見通しが悪くなるという問題があった。また、スピーカ
により２次音を発生させるため、騒音低減効果が局所的
になる傾向が有り当該効果が室内全体に亘って得難いと
いう問題があった。

【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、ＥｌｅｃｔｒｉｃＡ
ｌｉｇｎｍｅｎｔ特性を略して「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、ＥｌｅｃｔｒｉｃＡｌｉｇｎｍｅｎｔ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、Ｅｌｅｃｔ
ｒｉｃＡｌｉｇｎｍｅｎｔ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ＥＮＣ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】本発明は、上記事情に鑑み、客室内のスペ
ースファクタに影響を与えること無く客室内全体に亘っ
て騒音を低減させることができる乗り物の騒音低減装置
を提供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】本発明は、前記課題を解
決するため、以下の構成を採用した。すなわち、本発明
の請求項１記載の乗り物の騒音低減装置は、乗り物の室
内を形成する壁部に、該壁部に沿って延在する音波吸収
制御体が設けられ、該音波吸収制御体は、電界配列効果
を有する固体粒子を電気絶縁性媒体中に含有してなる電
気感応型音波吸収制御用流体組成物と、間隙をおいて互
いに対向し、前記間隙に前記電気感応型音波吸収制御用
流体組成物を収容した一対の電極板とを備えた構成とさ
れ、更に、前記一対の電極板間に電圧を印加し且つ該電
圧を制御する電圧印加制御手段が設けられていることを
特徴とするものである。

【０００７】請求項２記載の乗り物の騒音低減装置は、
請求項１記載のものに関し、前記音波吸収制御体は、前
記壁部に沿って互いに隣接する複数の単位音波吸収制御
体からなり、前記電圧印加制御手段は、該複数の単位音
波吸収制御体に対して各別に電圧を印加しかつ該電圧を
変化させるよう構成されていることを特徴とするもので
ある。

【０００８】

【作用】本発明の請求項１記載の乗り物の騒音低減装置
によれば、ＥＡ効果を有するＥＡ粒子を電気絶縁媒体中
に含有してなるＥＮＣ流体組成物と、間隙をおいて互い
に対向し、前記間隙に前記ＥＮＣ流体組成物を収容した
一対の電極板とを備えた音波吸収制御体と、一対の電極
板間に電圧を印加し且つ該電圧を制御する電圧印加制御
手段とを備えており、一対の電極板間に電圧が印加され
ていない状態では、ＥＮＣ流体組成物中のＥＡ効果を有
するＥＡ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。電圧印加制御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】すなわち、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、鎖状体は共振して前記音
波を吸収することになる。

【００１０】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る。

【００１１】従って、電圧印加制御手段によって、印加
電圧を制御することにより、鎖状体を含有してなる音波
吸収制御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が出来
る。すると、鎖状体は、除去したい成分の振動数の音波
により共振（共鳴）し、その音波のエネルギーを消費す
る。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、直鎖状に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に本発明の
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。

【００１２】上記のように、電圧印加制御手段によって
印加電圧を選択し、適宜周波数帯域を選択することによ
り、客室内を複数の仕切り板で仕切る等することなく、
乗り物の客室内に侵入する騒音を効果的に低減させるこ
とができる。

【００１３】本発明の請求項２記載の乗り物の騒音低減
装置によれば、上記に加えて、音波吸収制御板体を複数
の単位音波吸収制御体で構成し、各単位音波吸収制御板
に対して電圧印加制御手段から各別の電圧を印加しかつ
その大きさを制御するため、各部で発生する騒音の周波
数帯域に適合した吸音がなされる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の乗り物の騒音低減装置の実施
例を図面に基づいて説明する。ここで説明する実施例
は、この発明を旅客用航空機に適用した場合の例であ
る。図１は、旅客用航空機の要部を示しており、図にお
いて符号２５は航空機の胴体を形成する壁部である。壁
部２５により形成される空間内の底部には床２６が設け
られ、この床２６の上方が客室２７とされると共に該床
２６上に客席２８，２８，…が設置されている。壁部２
５は、図２に示すように、機外側に位置する外壁２９と
客室２７内側に位置する内壁３０との間に音波吸収制御
板（音波吸収制御体）３９および不燃性材料からなる吸
音材４０を配置した構成とされている。音波吸収制御板
３９は、一対の電極板１７，１８を一定の間隔を隔てて
配置すると共にこれら電極板１７，１８の周縁部を枠体
（図示せず）に固定し、該電極板１７，１８を該枠体に
より支持すると共に該電極板１７，１８間に形成される
間隙の周縁部を該枠体により封止し、そして該間隙（組
成物収容空間）に上述した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
を収容したものである。

【００１５】この場合、電極板１７，１８のうち音波を
受ける外壁２９側の電極１７は、音波に対して柔軟な例
えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム１
７ａ（図５参照）に電極本体を構成する導体層を設けて
なるものである。これにより、電極板１７に音波（空気
振動）が入射した場合には、電極板１７およびフィルム
１７ａが厚み方向に振動することができるようになって
いる。そして、音波吸収制御板３９の電極板１７，１８
には、可変電源１３，スイッチ１４を備えた電圧印加制
御装置（電圧印加制御手段）６０から電圧が印加される
ようになっている。電圧印加制御装置６０は、客席２
８，２８，…から離間した図示せぬ搭乗員室等に設けら
れており、スイッチ１４により電極板１７，１８への電
圧の印加をＯＮ，ＯＦＦすることができ、調整つまみ
（図示せず）を操作することにより該印加する電圧を変
化させることができる。

【００１６】ＥＮＣ流体組成物は、図６に示すように電
気絶縁性媒体１中にＥＡ粒子であるＥＡ粒子（電界配列
性粒子）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、ＥｌｅｃｔｒｉｃＡｌｉｇｎｍｅｎ
ｔ無機物を略して「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。

【００１７】次に、上記乗り物の騒音低減装置の作用に
ついて説明する。航空機が離陸、高々度飛行、着陸する
間において、特にエンジン音等の騒音は音波吸収制御板
３９に入射する。図２に示すように、電圧印加制御装置
６０のスイッチ１４がＯＦＦのとき、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・不規則に分散している（図７参照）。

【００１８】次に、電圧印加制御装置６０のスイッチ１
４をＯＮにして一対の電極板１７，１８に電圧を印加す
ると、ＥＮＣ流体組成物中のＥＡ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）。この状態で、
図５に示すように、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Ｅ
Ａ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。

【００１９】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６は共振して（図５中矢印Ａ，Ｂ参照）その音波が
吸収されることになる。

【００２０】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、印加電圧を制御して、
粒子鎖状体６を含有してなる音波吸収制御体自体の特性
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５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。

【００２１】音波吸収制御板３９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。本発明では、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。

【００２２】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。

【００２３】上記のように、電圧印加制御装置６０によ
って印加電圧を制御すると、鎖状体６を含有してなる音
波吸収制御体自体の特性振動数を、入射音波（空気振
動）１１のうち除去したい成分の振動数（周波数）に一
致させることが出来る。すると、図８の鎖状体６は、除
去したい成分の振動数の音波により共振（共鳴）し、そ
の音波のエネルギーを消費する。このように、この装置
は、電圧印加制御装置６０によって印加電圧を選択する
ことにより、音波を効果的に吸収することができる。

【００２４】したがって、この装置によれば、次のよう
な操作を行なうことにより、エンジン等から発生される
耳ざわりな騒音を壁部２５内の音波吸収制御板３９によ
り吸収することができる。すなわち、航空機において、
離着陸時と高々度飛行時に発生する音波は、そのレベル
が一定値以上の成分について、周波数帯域が異なってい
る。したがって、離着陸時と高々度飛行時に音波吸収制
御板３９の電極板１７，１８に印加する電圧を異ならせ
て、これら電極板１７，１８に騒音の周波数帯域に対応
して適切に設定した値を印加すれば、吸音効果をより向
上させることができ、客室２７内の騒音を低減させるこ
とができる。

【００２５】なお、上記の実施例においては、音波吸収
制御板３９の電極板１７，１８に印加する電圧を人手に
より操作するように構成したが、これを自動的に騒音の
周波数帯域に追従させるようにしてもよい。例えば、図
３に示すように、客室内に設けたマイク３１により客室
内の騒音を捕捉し、このマイク３１の出力に基づいて電
圧印加制御装置６０により電極板１７，１８に印加する
電圧を制御するようにする。このように構成すれば、客
室２７内の騒音の波形に追従して音波吸収制御板３９が
リアルタイムで最大の吸音特性を得ることができ、より
効果的な騒音の低減を図ることができる。

【００２６】また、別の実施例として、図４に示すよう
に、音波吸収制御板３９を壁部２５に沿って互いに隣接
する複数の単位音波吸収制御板（単位音波吸収制御体）
３９ａ，３９ａ，…から構成し、各単位音波吸収制御板
３９ａ，３９ａ，…に対して、電圧印加制御装置６０か
ら各別の電圧を印加しかつその大きさを制御するように
構成してもよい。この場合、例えば、単位音波吸収制御
板３９ａ，３９ａ，…は、客室２７の長手方向（飛行方
向）に向けて互いに隣接するよう配置する。勿論、各客
席毎に設けてもよい。このように構成すれば、各単位音
波吸収制御板３９ａ，３９ａ，…において、航空機の各
部で発生する騒音の周波数帯域に適合した吸音がなさ
れ、効果的に騒音を減少させることができる。なお、こ
の発明の適用対象は、航空機に限られることなく、鉄道
車両、バス等の各種の乗り物に適用することができる。

【００２７】ここで、本発明のＥＮＣ流体組成物に用い
る図６の電気絶縁性媒体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。

【００２８】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。

【００２９】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、本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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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ＭＯ_X（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。

【００３４】（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。

【００３５】（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。

【００３６】（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。

【００３７】（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。

【００３８】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。

【００３９】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（５００〜７００
℃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。

【００４０】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。

【００４１】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（ＯＨ）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ＥＡ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ＥＡ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（Ｓ
ｂ）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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】なお、上記実施例においては、ＰＥＴフィ
ルム１７ａを使用したが、他のプラスチックフィルム等
でも構わない。例えば、ＰＶＣ（塩化ビニル）フィル
ム、ナイロンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプ
ロピレンフィルム、アクリルフィルム等の各種プラスチ
ックフィルム等でも構わない。

【００５２】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の乗り物の騒音低
減装置によれば、次のような効果を奏する。電圧印加制
御手段によって印加電圧を選択し、適宜周波数帯域を選
択することにより、客室内を複数の仕切り板で仕切った
りスピーカにより２次音を発生させることなく、乗り物
の客室内に侵入する騒音を効果的に低減することができ
る。したがって、客室内のスペースファクタに影響を与
えること無く客室全体に亘って良好に騒音を低減させる
ことができる。

【００５３】本発明の請求項２記載の乗り物の騒音低減
装置によれば、上記に加えて、次のような効果を奏す
る。音波吸収制御板体を複数の単位音波吸収制御体で構
成し、各単位音波吸収制御板に対して電圧印加制御手段
から各別の電圧を印加しかつその大きさを制御すれば、
各部で発生する騒音の周波数帯域に適合した吸音がなさ
れ、さらに、効果的に騒音を減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る乗り物の騒音低減装置の一実施
例を示す平断面図である。

【図２】本発明に係る乗り物の騒音低減装置の一実施
例を示す部分拡大平断面図である。

【図３】本発明に係る乗り物の騒音低減装置の一実施
例の変形を示すブロック図である。

【図４】本発明に係る乗り物の騒音低減装置の別の実
施例を示す平断面図である。

【図５】本発明に係る乗り物の騒音低減装置の音波吸
収制御板において、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】本発明に係る乗り物の騒音低減装置のＥＮＣ
流体組成物の一実施例を示す断面図である。

【図７】本発明に係る乗り物の騒音低減装置のＥＮＣ
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】本発明に係る乗り物の騒音低減装置のＥＮＣ
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】本発明に係る乗り物の騒音低減装置の音波吸
収制御板に、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】ＥＡ粒子分散系について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。

【図１１】振動系の等価回路を示す図である。

【図１２】本発明に係る乗り物の騒音低減装置の音波
吸収制御板において、鎖状体の撓み状態の別な例を示す
図である。

【図１３】本発明に係る乗り物の騒音低減装置の音波
吸収制御板において、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。

【図１４】従来の乗り物の騒音低減装置の一例を示す
平断面図である。

【符号の説明】

１…電気絶縁性媒体、２…電界配列性粒子（ＥＡ粒子、
固体粒子、無機・有機複合粒子）、４…粒子（電界配列
性無機物の粒子）、１７，１８…電極板、３９…音波吸
収制御板（音波吸収制御体）、単位音波吸収制御板（単
位音波吸収制御体）、６０…電圧印加制御装置（電圧印
加制御手段）。

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｂ６１Ｄ 17/18 49/00 ＺＡＢＡＢ６４Ｃ 1/40 Ｇ１０Ｋ 11/16 (72)発明者枝村一弥東京都港区芝公園２丁目６番15号藤倉化成株式会社本社事務所内 (72)発明者安齊秀伸東京都江東区木場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】乗り物の室内を形成する壁部に、該壁部
に沿って延在する音波吸収制御体が設けられ、該音波吸収制御体は、電界配列効果を有する固体粒子を
電気絶縁性媒体中に含有してなる電気感応型音波吸収制
御用流体組成物と、間隙をおいて互いに対向し、前記間
隙に前記電気感応型音波吸収制御用流体組成物を収容し
た一対の電極板とを備えた構成とされ、更に、前記一対の電極板間に電圧を印加し且つ該電圧を
制御する電圧印加制御手段が設けられていることを特徴
とする乗り物の騒音低減装置。
【請求項２】前記音波吸収制御体は、前記壁部に沿っ
て互いに隣接する複数の単位音波吸収制御体からなり、前記電圧印加制御手段は、該複数の単位音波吸収制御体
に対して各別に電圧を印加しかつ該電圧を変化させるよ
う構成されていることを特徴とする請求項１記載の乗り
物の騒音低減装置。