JPH08123440A - ホールの吸音構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ホール内に生じる特定周波数の変位部におい
て、その特定周波数が環境条件等により変動しても適正
な吸音率に調節でき、良好な音響効果を得る。 【構成】 第１、第２、第３のスピーカ５１、５２、５
３の音の放射範囲における重畳部５４、５５に当たる床
５６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
と、この吸音材に電圧を印加する電圧印加器とから構成
される吸音装置６０を配設し、吸音材に対する印加電圧
を調節することで環境条件に応じ吸音率を常に適正にす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、劇場、映画館、音楽
ホール、競技場等のいわゆるホールの吸音構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】たとえば音楽ホールにおいては、複数ま
たは複数組のスピーカで、客席の前側から後側に向けて
音の放射範囲を分担して客席全域に演奏音を伝達する音
響再生構造があり、各スピーカの音の放射範囲は、客席
において隙間が生じないように重畳部が設定されてい
る。この重畳部においては、特定の周波数の音だけが共
振することにより、その音が増幅して響き過ぎたり、あ
るいはその逆に打ち消し合って低減したりといった現象
が生じやすい。すなわち、この重畳部は特定周波数の音
の変位部としてホール内に発生する。このような現象
は、スピーカの音の放射範囲の重畳部に限らず、ホール
の壁、天井の形状によってある特定の場所に生じ得るも
のである。

【０００３】ホールにおいて、上記のような特定周波数
の音の増幅あるいは低減が特定の場所に生じると、その
特定範囲内に座っている人に不満を与えるとともに、一
般にホールトーンと称されるホール全体の響きを損ねる
ことになる。そこで、従来では、たとえば特公昭５８ー
４６０４０号公報に示されるような吸音構造が知られて
いる。この場合、スピーカの音の放射範囲の重畳部にお
いて、特定周波数（高音周波数）に大幅な低減が生じる
現象に対処したもので、その重畳部の吸音率を他の部分
に比べて下げることにより周波数特性を平坦化するもの
である。この構造によると、吸音率を下げるには、吸音
すべき周波数の音に一致する固有振動数を有するよう
に、床、椅子等の材料を選定したり施工方法を変えたり
するかあるいは床、椅子等の形状をできる限り乱反射が
生じやすい不整形の形状にするなどの手段により、吸音
率を下げている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に示される吸音構造によれば、スピーカの音の放射範
囲の重畳部に当たる範囲に設置する床や椅子等に対し
て、吸音率が他の部分よりも低くなるように材料を選定
したり、施工方法を変えたりする、つまりは低減すべき
周波数の音を吸音させる構造を設計するには、多大な手
間と時間を要するとともに、ホール建設費のコストアッ
プを招くことが想定される。また、特定周波数の音は、
たとえば、環境条件やホールの使用目的によって変動が
生じるものである。この場合の環境条件とは、温度、湿
度等の気候的な条件やホール内の人の数等であり、使用
目的とは、主たる音が演奏音である音楽会等か、主たる
音が声である討論会等であるかといった音質の違いを言
う。このように特定周波数に変動が生じると、上記構造
では、低減すべき音の周波数が決定されてしまうために
変動した特定周波数の音を低減（吸音）することができ
なかった。

【０００５】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、Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｎｏｉｓｅ−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、たとえば、
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、Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ａｌｉｇｎｍｅ
ｎｔ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Ｅ
ＮＣ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。

【０００６】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に
よって、特定周波数の変動に応じて吸音率を調節できる
ホールの吸音構造を提供することを目的としている。

【０００７】

【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記載のホールの吸音構造は、ホール内に生
じる音波の特定周波数の変位部に吸音装置が配設された
ホールの吸音構造において、前記吸音装置は、電界配列
効果を有する固体粒子が電気絶縁性媒体中に含有された
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
音材と、該吸音材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
る電圧印加手段とから構成されてなることを特徴として
いる。また、請求項２記載のホールの吸音構造は、請求
項１記載のホールの吸音構造において、前記音波の特定
周波数の変位部が、複数のスピーカの音の放射範囲にお
ける重畳部であることを特徴としている。また、請求項
３記載のホールの吸音構造は、請求項１記載のホールの
吸音構造において、前記音波の特定周波数の変位部が、
ホールトーンの重畳部であることを特徴としている。

【０００８】

【作用】請求項１記載のホールの吸音構造によれば、ホ
ール内に生じる特定周波数の変位部に配設された吸音装
置の吸音材が、ホール内に生じた特定周波数の音を低減
する。ここで、たとえば、温度、湿度、ホール内の人の
数等の環境条件あるいは使用目的によりホール内に生じ
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、環境条件や使用目的によって変動
した特定周波数の音が低減される。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】請求項２記載のホールの吸音構造によれ
ば、複数のスピーカの音の放射範囲における重畳部に発
生する特定周波数の音が低減され、電圧の印加により低
減させる音の周波数が変更される。すなわち、吸音率が
調節される。また、請求項３記載のホールの吸音構造に
よれば、ホールトーンの重畳部に発生する特定周波数の
音が低減され、同様に電圧の印加により低減させる音の
周波数が変更される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の吸音装置の一実施例を図によ
って説明する。図１は本実施例の吸音構造が適用された
音楽演奏用のホール４０の側断面を示しており、このホ
ール４０は、ステージ４１、一階客席４２、二階客席４
３、天井４４、側壁４５等から内部が構成され、天井４
４の奥側にはスポット室４５が設けられ、前側にスピー
カ設置部４６が設けられている。スピーカ設置部４６に
は、複数の中低音用である第１〜第３のスピーカ５１，
５２，５３が設置され、これらの他に図示せぬ高音用の
スピーカが設置されている。第１のスピーカ５１は一階
客席４２の前側用としてａからｂの範囲に、第２のスピ
ーカ５２は一階客席４２の後側および二階客席４３の前
側用としてｃからｄの範囲に、第３のスピーカ５３は二
階客席４３の後側用としてｅからｆの範囲に音を放射す
るように設定されている。すなわち、これら第１〜第３
のスピーカ５１，５２，５３により、客席の前側から後
側に向けて音の放射範囲を分担して客席全域に演奏音を
伝達する構造になっている。

【００１４】各スピーカ５１，５２，５３の音の放射範
囲は、客席において隙間が生じないように重畳部（変位
部）が設定されている。この場合、第１のスピーカ５１
の放射端ｂと第２のスピーカ５２の放射端ｃの間に前側
重畳部５４が、第２のスピーカ５２の放射端ｄと第３の
スピーカ５２の放射端ｅの間に後側重畳部５５がそれぞ
れ設定されている。前側重畳部５４は一階客席４２の後
部にあり、後側重畳部５５は二階客席４３の前部に位置
している。そして、これら前側重畳部５４と後側重畳部
５５の客席における床５６の全面に、吸音装置６０が設
けられている。床５６は、図２および図３に示すよう
に、土台５７の表面にカーペットやタイル等の床材５８
が張られて構成されており、吸音装置６０は土台５７と
床材５８との間に挟まれて配設されている。そして床５
６には多数の椅子５９が設置されている。吸音装置６０
は、ＥＮＣ流体組成物を有する吸音材６１と、この吸音
材６１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。

【００１５】そして、前記可変電源１３は、吸音材６１
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。すなわち、上記構成の吸音装置６０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、床５６自体が持つ固有振動数に一致する吸音周波数
の音の低減が行なわれるが、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が行なわれるようになってい
る。

【００１６】次に、上記吸音材６１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）の色はたとえば白色である。また、電気絶縁性
媒体１中に含まれるＥＡ粒子２の割合はたとえば７．５
重量％である。

【００１７】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。

【００１８】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たとえば
ＰＥＴ（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１
７，１８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。

【００１９】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。

【００２０】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電源（電圧
印加手段）であり、この電源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。

【００２１】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）。

【００２２】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、たと
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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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、たとえば図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。

【００２６】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。

【００２７】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、たとえば、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、電気絶縁性お
よ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。その例としてはたとえ
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。

【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。

【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（５００〜７０
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。

【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。

【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。たとえば、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、たとえば、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。たとえば、無機・有機複合粒子であるＥ
Ａ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。たとえばまた、
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】以上、説明したように、本実施例の吸音装
置６０が前側重畳部５４および後側重畳部５５に配設さ
れたホール４０によれば、吸音装置６０により床５６の
吸音周波数（吸音率）を適正に調節することにより、重
畳部５４、５５に発生する音の増幅（響き過ぎ）あるい
は低減（打ち消し合い）が解消され、周波数特性の平坦
化が図られる。つまり、響き過ぎの場合は吸音率を上
げ、打ち消し合いが生じたら吸音率を下げるわけであ
る。そして、温度、湿度、ホール内の人数等の環境条
件、あるいは音質が異なる使用目的により、前側重畳部
５４、後側重畳部５５において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、吸音材６１
によって調節させることができる。すなわち、この場
合、可変電源１３から吸音材６１へ電圧を調整しながら
印加し、この吸音材６１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の吸音率
を調節させることができる。つまり、環境条件や使用目
的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、吸音材６１へ印加する電圧の値を変えるこ
とにより適正に調節させることができ、環境に応じてホ
ール内を音響的に極めて良好な状態にすることができ
る。

【００５２】また、従来のように、重畳部５４、５５に
当たる範囲に設置する床５６や椅子５９に対して、吸音
率が他の部分よりも低くなるように材料を選定したり、
施工方法を変えたりする必要がなく、床５６を構成する
土台５７と床材５８との間に吸音材６１を設置し、これ
に可変電源１３を接続するといった単純な構造で実施で
きるので、ホール建設費のコスト低減を図ることができ
る。

【００５３】上記実施例では、ホール４０内における第
１、第２、第３のスピーカ５１、５２、５３の音の放射
範囲における重畳部５４、５５の床５６に対して吸音装
置６０を配設し、これら重畳部５４、５５に発生する好
ましくない特定周波数を適正に調節する構造であるが、
本発明は、ホール４０に特有の響きであるホールトーン
が響き過ぎる重畳部においても適用できる。このホール
トーンの重畳部は、ホールの側壁４５や天井４４の形状
によって特定されてくるが、その側壁４５や天井４４の
重畳部に相当する部分に、上記と同様の吸音装置６０を
配設することにより、ホールトーンの響き過ぎが抑えら
れ、ホール４０内全体に響く音すなわちホールトーンを
きわめて好ましい状態にすることができる。

【００５４】換言するならば、本発明は、ホール内に生
じる音波の特定周波数の変位部に上記吸音装置６０のよ
うな吸音装置を配設することにより、たとえ環境条件や
使用目的に変動があってその特定周波数に変動が生じよ
うとも、それに応じて吸音装置のＥＮＣ流体組成物に印
加する電圧を変えることにより、特定周波数の変位部の
吸音率を調整し、ホール内に生じる好ましくない音を除
去することができるものである。

【００５５】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明のホール
の吸音構造によれば、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、たとえば、温度、湿
度、ホール内の人の数等の環境変化や、音質の異なる使
用目的によって、特定周波数の変位部においてその特定
周波数に変動が生じても、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
ことにより吸音周波数を変えることができるので、変動
する特定周波数の音を確実に調節することができ、ホー
ル内を良好な音響状態とすることができる。また、吸音
装置自体の構造が単純で重畳部の床、壁、天井にこの吸
音装置を配設するだけなので、ホール建設費のコスト低
減を図ることができる。

【００５６】請求項２記載のホールの吸音構造によれ
ば、ホール内の複数のスピーカの音の放射範囲における
重畳部における吸音率を適正に調節できる。請求項３記
載のホールの吸音構造によれば、ホール内のホールトー
ンの重畳部における吸音率を適正に調節できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の吸音構造が適用されたホー
ルの側断面図である。

【図２】一実施例の吸音装置がホールの床に配設された
状態を示す側断面図である。

【図３】同要部側断面図である。

【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）、４０…ホール、４６…ス
ピーカ設置部、５１…第１のスピーカ、５２…第２のス
ピーカ、５３…第３のスピーカ、５４…前側重畳部（変
位部）、５５…後側重畳部（変位部）、５６…床、６０
…吸音装置、６１…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 15/00 Ｇ１０Ｋ 15/00 Ｍ (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 (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホール（４０）内に生じる音波の特定周
   波数の変位部（５４，５５）に吸音装置（６０）が配設
   されたホールの吸音構造において、前記吸音装置（６
   ０）は、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（６１）と、該吸音
   材（６１）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
   るホールの吸音構造。
2. 【請求項２】 前記音波の特定周波数の変位部（５４，
   ５５）が、複数のスピーカの音の放射範囲における重畳
   部であることを特徴とする請求項１記載のホールの吸音
   構造。
3. 【請求項３】 前記音波の特定周波数の変位部が、ホー
   ルトーンの重畳部であることを特徴とする請求項１記載
   のホールの吸音構造。