(57)【要約】【課題】吸音特性を任意に変えられる音響パネル装置を提供する。【解決手段】パネル枠体１１と、パネル枠体１１内に気密的な空間を形成するようにパネル枠体１１に所定の間隔をもって互いに平行に支持され、少なくとも受音面側が音波によって振動する板材からなる一対の壁面パネル１２，１３と、パネル枠体１１内の気密的な空間に封止された電気粘性流体３０と、直流電源２０に接続されパネル枠体内で電気粘性流体３０に電圧を印加する複数の電極板２１〜２５と、直流電源の出力電圧を調整する出力電圧調整手段（例えば、電圧可変ボリューム）とを備え、電気粘性流体３０に対する印加電圧を調整して電気粘性流体３０の粘度を変化させることにより、音波の吸収率を可変とする。【選択図】図２
2009019412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音源から到来する音波の吸収率を調整可能な音響パネル装置であって、
パネル枠体と、上記パネル枠体内に気密的な空間を形成するように上記パネル枠体に所定の間隔をもって互いに平行に支持され、少なくとも受音面側が音波によって振動する板材からなる一対の壁面パネルと、上記パネル枠体内の気密的な空間に封止された電気粘性流体と、直流電源に接続され上記パネル枠体内で上記電気粘性流体に電圧を印加する複数の電極板と、上記直流電源の出力電圧を調整する出力電圧調整手段とを備えていることを特徴とする音響パネル装置。
【請求項２】
上記一対の壁面パネルがともに音波によって振動する板材からなることを特徴とする請求項１に記載の音響パネル装置。
【請求項３】
所定数の上記電極板が隣接するもの同士が異極として上記各壁面パネルから離れた位置の上記電気粘性流体の中央部内に埋没されていることを特徴とする請求項１または２に記載の音響パネル装置。
【請求項４】
上記各壁面パネルの内面にも上記電極板が添設されていることを特徴とする請求項３に記載の音響パネル装置。
【請求項５】
上記音源から到来する音波を電気信号に変換して出力するマイクロホンをさらに備え、上記出力電圧調整手段は、上記マイクロホンの出力信号に基づいて、上記電極板間に印加する電圧を調整することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の音響パネル装置。
【請求項６】
上記出力電圧調整手段は、上記マイクロホンからの出力レベルが小さい場合には、上記電極板間に与える電圧を高くし、上記出力レベルが大きい場合には、上記電極板間に与える電圧を低くすることを特徴とする請求項５に記載の音響パネル装置。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にリスニングルームなどに設置される音響パネル装置に関し、さらに詳しく言えば、音源から到来する音波の吸収率を調整できるようにした音響パネル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、リスニングルームを設計するにあたっては、聴者にとって、スピーカなどの音源から放射される音波の音質が良好となるように、反射，散乱，吸収の各特性を考慮して音響バネルが選択される。
【０００３】
リスニングルームは、室外への音漏れを防止するために、室内を囲む天井，壁，床には強度の高い施工がなされることから、音波を適切に反射，散乱，吸収させることは、きわめて重要な課題である。
【０００４】
反射特性および散乱特性については、反射板の配置や角度などを試行錯誤的に配置することにより、比較的容易に調整することが可能であるが、吸収特性については、音響抵抗材料を調整する必要がある。
【０００５】
音波を吸収し得る吸音パネルに関しては、例えば特許文献１〜３に記載されている。特許文献１に記載の吸音パネルでは、片面に多数個の有底穴が形成された複数枚の吸音ボードを、それらの間に有底穴による空洞が形成されるように重ね合わせるようにしている。
【０００６】
特許文献２に記載の吸音パネルでは、粒子の振動により吸音性能を発揮する粉体を音響的に透明な袋内に充填して吸音効果を得るようにしている。
【０００７】
特許文献３に記載の吸音パネルでは、表面より音を吸収して透過させる音吸収板と、音波を干渉させて減衰させる音波干渉空気層と、音波を反射させる反射板とを表面から裏面側に向けて３層構造に配設するようにしている。
【０００８】
【特許文献１】実開平３−５５４０５号公報
【特許文献２】特開平９−１１４４６８号公報
【特許文献３】特開２０００−３０９９８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記いずれの吸音パネルにおいても、個々の吸音特性は容易に変えられないため、リスリングルームなどで所望とする吸音効果を得ようとする場合には、吸音特性の異なる複数種類の吸音パネルを用意し、聴音しながら、その場に好適な吸音パネルを選択しなければならない、という問題がある。
【００１０】
したがって、本発明の課題は、吸音特性を任意に変えられる音響パネル装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、音源から到来する音波の吸収率を調整可能な音響パネル装置であって、パネル枠体と、上記パネル枠体内に気密的な空間を形成するように上記パネル枠体に所定の間隔をもって互いに平行に支持され、少なくとも受音面側が音波によって振動する板材からなる一対の壁面パネルと、上記パネル枠体内の気密的な空間に封止された電気粘性流体と、直流電源に接続され上記パネル枠体内で上記電気粘性流体に電圧を印加する複数の電極板と、上記直流電源の出力電圧を調整する出力電圧調整手段とを備えていることを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１における上記一対の壁面パネルがともに音波によって振動する板材からなることを特徴としている。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１における所定数の上記電極板が隣接するもの同士が異極として上記各壁面パネルから離れた位置の上記電気粘性流体の中央部内に埋没にされていることを特徴としている。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１における上記各壁面パネルの内面にも上記電極板が添設されていることを特徴としている。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１において、上記音源から到来する音波を電気信号に変換して出力するマイクロホンをさらに備え、上記出力電圧調整手段は、上記マイクロホンの出力信号に基づいて、上記電極板間に印加する電圧を調整することを特徴としている。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項５における上記出力電圧調整手段は、上記マイクロホンからの出力レベルが小さい場合には、上記電極板間に与える電圧を高くし、上記出力レベルが大きい場合には、上記電極板間に与える電圧を低くすることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
電気粘性流体は、ＥＲ流体（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ流体）とも呼ばれ、電圧無印加時には低粘度であるが、電圧印加時にはその電圧値に応じて粘度が瞬間的に増減する可逆的流体である。
【００１８】
したがって、請求項１に記載の発明によれば、出力電圧調整手段にて電極板に印加する電圧を調整して電気粘性流体の粘度を可変とすることにより、音源から到来する音波の吸収率を任意に調整することができる。
【００１９】
本発明では、一対の壁面パネルのうち、少なくとも受音面側が音波によって振動する板材からなるが、請求項２に記載の発明によれば、各壁面パネルをともに音波によって振動する板材とすることにより、表裏の区別なく使用することができる。
【００２０】
また、請求項３に記載の発明によれば、各電極板を隣接するもの同士を異極として各壁面パネルから離れた位置の電気粘性流体の中央部内に埋没させることにより、電気粘性流体の中央部分の粘度のみが可変とされ、壁面パネル側の電気粘性流体は低粘度状態に維持されるため、吸収率が高めの状態でその吸収率を可変とすることができる。
【００２１】
これに対して、請求項４に記載の発明によれば、各壁面パネルの内面にも電極板を添設することにより、電気粘性流体の全体の粘度が増減され、音波の吸収率を可変とすることができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、音源から到来する音波を電気信号に変換して出力するマイクロホンをさらに備え、出力電圧調整手段によりマイクロホンの出力信号に基づいて電極板間に印加する電圧が調整されるため、音の大きさに応じて自動的に音波の吸収率が可変される。
【００２３】
また、請求項６に記載の発明によれば、マイクロホンからの出力レベルが小さい場合には、電極板間に与える電圧が高され、マイクロホンからの出力レベルが大きい場合には、電極板間に与える電圧が低くされることにより、小さな音のときには響きやすくし、大きな音のときには響きにくくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、図１ないし図３により、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図１は本発明の第１実施形態に係る音響パネル装置を示す正面図，図２は上記第１実施形態に係る音響パネル装置における図１のＡ−Ａ線に沿った模式的な拡大断面図，図３は本発明の第２実施形態に係る音響パネル装置を示す図２と同様の模式的な拡大断面図である。
【００２５】
図１および図２に示すように、本発明の第１実施形態に係る音響パネル装置１０Ａは、パネル枠体１１を備える。パネル枠体１１は、成形性の面で電気絶縁性の合成樹脂により形成されることがこのましいが、セラミック製や木製であってもよい。形状、大きさは任意に設計されてよい。
【００２６】
パネル枠体１１には、一対の壁面パネル１２，１３が所定の間隔をもって互いに平行に支持され、これによりパネル枠体１１内に気密的な空間が形成される。
【００２７】
壁面パネル１２，１３のうち、音源（この場合、スピーカＳＰ）側に向けられる面が受音面側で、少なくとも受音面側の壁面パネルには、音波によって振動する例えばフィルムもしくはプラスチック板などの板材が用いられるが、この第１実施形態では、表裏両面のいずれでも使用可能とするため、壁面パネル１２，１３をともに音波によって振動する板材としている。
【００２８】
パネル枠体１１内の壁面パネル１２，１３によって囲まれた気密的な空間内には、電気粘性流体３０が封入されている。電気粘性流体３０はＥＲ流体（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ流体）とも呼ばれ、電圧無印加時には低粘度であるが、電圧印加時にはその電圧値に応じて粘度が瞬間的に増減する可逆的流体として知られている。
【００２９】
電気粘性流体３０は、印加電圧が高いほど粘度が増大して機械抵抗が大きくなる。これは、音響抵抗が増加したことと等価になる。すなわち、音波の吸収率が低くなることを意味する。
【００３０】
これに対して、電気粘性流体３０の印加電圧が低くい場合には、粘度が低下し機械抵抗が小さくなる。これは、音響抵抗が小さくなることと等価になる。すなわち、音波の吸収率が高くなることを意味する。
【００３１】
電気粘性流体３０には、大別して、誘電性の微粒子を絶縁油に分散させた分散系と、液晶のように電界で分子やドメインが配向し異方性を示す均一系とがあるが、本発明では、いずれも使用することができる。
【００３２】
パネル枠体１１内には、電気粘性流体３０に電圧を印加するための電極板が複数枚設けられる。この実施形態では、５枚の電極板２１〜２５が用いられ、このうちの外側に位置する電極板２１は一方の壁面パネル１２の内面に添設され、電極板２５は他方の壁面パネル１３の内面に添設されている。
【００３３】
残された内側の電極板２２〜２３は、電気粘性流体３０の中央部内に埋没するようにパネル枠体１１に支持されている。電極板２１〜２５の間隔は、ほぼ均等であることが好ましい。
【００３４】
電極板２１〜２５は、隣接するもの同士が異極となるように、印加電圧源である直流電圧源２０の正極と負極とにそれぞれリード配線を介して接続される。この例では、奇数番目の電極板２１，２３，２５がそれぞれ直流電圧源２０の負極に接続され、偶数番目の電極板２２，２４がそれぞれ直流電圧源２０の正極に接続されている。
【００３５】
本発明は、直流電圧源２０より電極板２１〜２５を介して電気粘性流体３０に印加する電圧を調整する出力電圧調整手段を備えるが、この第１実施形態では、直流電圧源２０として図示しないボリュームつまみにて出力電圧を調整可能な可変直流電圧源を用いており、上記ボリュームつまみが出力電圧調整手段に相当している。
【００３６】
この構成によれば、電気粘性流体３０に印加する電圧を高くすることにより、電気粘性流体３０の粘度が増大してその機械抵抗が大きくなることにより、音響抵抗が増加したことと等価になり音波の吸収率が低くなる（音が響きやすくなる）。
【００３７】
これに対して、電気粘性流体３０に印加する電圧を低くすることにより、電気粘性流体３０の粘度が低下してその機械抵抗が小さくなることにより、音響抵抗が低下したことと等価になり音波の吸収率が高くなる（音が響きにくくなる）。
【００３８】
このように、本発明の音響パネル装置１０Ａによれば、電気粘性流体３０に対する印加電圧を調整することにより、音波の吸収率をリニアに変化させることができる。
【００３９】
上記第１実施形態では、壁面パネル１２，１３の各内面に電極板２１，２５を添設しているが、電極板２１，２５を省いて、電極板を電気粘性流体３０の中央部内に埋没される内側の電極板２２〜２４のみとしてもよい。
【００４０】
この変形例によれば、電気粘性流体の中央部分の粘度のみが可変とされ、壁面パネル側の電気粘性流体は低粘度状態に維持されるため、吸収率が高めの状態でその吸収率を可変とすることができる。
【００４１】
次に、図３により、本発明の第２実施形態に係る音響パネル装置１０Ｂついて説明するが、この第２実施形態において、上記第１実施形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明は省略する。
【００４２】
この第２実施形態に係る音響パネル装置１０Ｂにおいては、音源（スピーカＳＰ）から到来する音波の強弱により、電気粘性流体３０に印加する電圧を可変とする。
【００４３】
そのため、パネルの受音面側に配置されるマイクロホン４０と、マイクロホン４０の出力信号（音声信号）を所定に増幅するマイクロホンアンプ４１と、そのアンプ出力を検波し平滑する検波平滑回路４２とを備える。なお、検波平滑回路４２の出力側には、交流信号を接地に流すデカップリング・コンデンサＣが接続されている。
【００４４】
また、電圧源として、負極側が接地されたバイアス用直流電圧源２０ａを備え、その正極側には直列に接続された分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２を含む分圧回路が接続されている。第２実施形態において、この分圧回路が出力電圧調整手段として動作する。
【００４５】
この場合、一方の分圧抵抗Ｒ１は検波平滑回路４２の出力側に接続され、他方の分圧抵抗Ｒ２はバイアス用直流電圧源２０ａの正極側に接続され、分圧抵抗Ｒ１と分圧抵抗Ｒ２の接続点（分圧点）から正極側の電極板２２，２４に正極電圧が印加される。他方の負極側電極板２１，２３，２５はともに接地に接続される。
【００４６】
この構成によれば、マイクロホン４０の出力がない場合には、バイアス用直流電圧源２０ａの電圧がそのまま電気粘性流体３０に印加される。
【００４７】
マイクロホン４０の出力がある場合には、その出力レベルに応じて分圧抵抗Ｒ１を介してマイナス側に電圧が発生するため、その分、電気粘性流体３０に対する印加電圧が低くなる。
【００４８】
したがって、マイクロホン４０から出力される出力信号のレベル（振幅）が小さい場合には、バイアス用直流電圧源２０ａより電気粘性流体３０に印加される電圧が高くなり、電気粘性流体３０の粘度が増大する。
【００４９】
これに対して、マイクロホン４０から出力される出力信号のレベル（振幅）が大きい場合には、バイアス用直流電圧源２０ａより電気粘性流体３０に印加される電圧が相対的に低くなり、電気粘性流体３０の粘度が低下する。
【００５０】
したがって、この第２実施形態に係る音響パネル装置１０Ｂの音響効果としては、小さな音のときには響きやすくなり、大きな音のときには響きにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る音響パネル装置を示す正面図。
【図２】上記第１実施形態に係る音響パネル装置における図１のＡ−Ａ線に沿った模式的な拡大断面図。
【図３】本発明の第２実施形態に係る音響パネル装置を示す図２と同様の模式的な拡大断面図。
【符号の説明】
【００５２】
１０Ａ，１０Ｂ  音響パネル装置
１１  パネル枠体
１２，１３  壁面パネル
２０  可変直流電圧源
２０ａ  バイアス用直流電圧源
２１〜２５  電極板
３０  電気粘性流体（ＥＲ流体）
４０  マイクロホン
【図１】
2009019412.tif 000003
【図２】
2009019412.tif 000004
【図３】
2009019412.tif 000005