JP2002307015A - 電気−機械振動変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気−機械振動変換器に使用するダンパーの
耐久性を向上させる。 【解決手段】 同心上に配置された径の異なる環状ダン
パの内、第一のダンパ８ａの内側にはヨーク部が保持さ
れ、第三のダンパ８ｃはネジ穴部３ａ、３ｂ、３ｃにお
いてネジによりケースに固定され、この二つのダンパ間
には、第二のダンパ８ｂが配置される。第一のダンパ８
ｂと第二のダンパ８ｃとは、第三のダンパ８ｃに形成し
たネジ穴部３ａ、３ｂ、３ｃと周方向において同一の位
置に設けた内側連結部２５ａ、２５ｂ、２５ｃによって
連結する。第二のダンパ８ａと第三のダンパ８ｂとは、
隣接する内側連結部２５ａ、２５ｂ、２５ｃの中間の位
置に設けた外側連結部２６ａ、２６ｂ、２６ｃによって
連結する。ヨークとケース間の相対変化により第二のダ
ンパ８ｂに掛かる負荷を外側連結部近傍の第三のダンパ
８ｃの撓みによって吸収し、軽減させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低音域の電気信号
により体感音響振動を発生させる装置として使用する、
電気−機械振動変換器の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】音圧が体を振動させて感じる振動感や、
床面や大地を伝わって感じとられる振動感等の、いわゆ
る体感音響振動は、重低音感を増加させるためのオーデ
ィオ用としてばかりでなく、例えば、シュミレーション
やバーチャルリアリティ等の効果音として、振動感や衝
撃感を伴うような爆発音あるいはエンジン音等のドキュ
メンタリ音により迫真の臨場感を再現することも可能で
ある。また体感音響振動によるリラクゼーション効果を
応用した音楽療法への適用、更には、酒類の発酵・熟成
の促進、品質の向上を目的とした使用等、さまざまな方
面においてその効果が発揮されている。

【０００３】体感音響振動を発生させる装置として従来
より考え出され、使用されているものとして電気−機械
振動変換器があげられる。電気−機械振動変換器は、磁
極を備えたヨークにより空隙を形成し、該空隙内にコイ
ル枠に巻き付けたコイルを配置させ、電気信号に伴いコ
イルに発生する磁力と磁極に発生する磁力との間に生ず
る磁気干渉作用によって振動を得るようにしたものであ
り、以下、図６、図７に沿って従来の電気−機械振動変
換器に係る実施の一形態を説明する。

【０００４】図６は、電気−機械振動変換器の断面図を
示す。電気−機械振動変換器１'のケースは、下枠１０
２と上枠１０３とから概略構成されている。下枠１０２
は、その断面形状が略鍋状を有し、上枠１０３は、その
形状が略平板状を有している。そして、下枠１０２の開
口部を上枠１０３が覆うように組合わされる。

【０００５】下枠１０２内には、弾性材からなる環状の
ダンパ１０６によって支持された磁極を備えるヨーク１
０７が内装されている。ヨークを支持するダンパ１０６
の外周部にはネジ穴部１０８が形成されており、ダンパ
１０６は、下枠１０２側から下枠１０２に形成されたネ
ジ穴を介して取り付けられるネジ１０９と、上枠１０３
側から上枠１０３に形成されたネジ穴を介して取り付け
られるネジ１１０とによって両枠１０２、１０３に固着
されている。また、下枠１０２の底部には、ヨーク１０
７の底部にネジ１１１によって止着される環状のダンパ
１１２が枠１０２と一体に形成されている。

【０００６】ダンパで支持されるヨーク１０７は、中央
に柱状部１１３を有するボトムプレート１１４と、環状
のトッププレート１１５から構成されている。ボトムプ
レート１１４とトッププレート１１５との間には環状の
磁極１１６が挟着されており、トッププレート１１５の
内縁とボトムプレート１１４の柱状部１１３の外縁との
間に磁気的な環状の空隙１１７が形成されており、柱状
部１１３を有するボトムプレート１１４、磁極１１６、
トッププレート１１５とにより空隙１１７を有する磁気
回路が構成されている。また、上枠１０３の中央部には
開口部が形成されており、この開口部にはプレート１１
８に取り付けられた筒状のコイル枠１１９が嵌合され、
コイル枠１１９に巻き付けられたコイル１２０が前記空
隙１１７内に配置されている。

【０００７】このように構成した電気−機械振動変換器
は、コイル１２０に低域通過フィルタを通して音声信号
を電力増幅した電気信号を加えることにより、コイル１
２０に発生する磁力と磁極１１６の磁力との間に生ずる
磁気干渉作用によって、ダンパ１０６を介してケースに
支持されたヨーク１０７とケースとが相対変化して体感
音響振動が発生する。

【０００８】図７には、ヨーク１０７を支持するダンパ
１０６を示す。ダンパ１０６は、環状の内側ダンパ１２
１と中間ダンパ１２２と外側ダンパ１２３とから構成さ
れ、中間ダンパ１２２と外側ダンパ１２３とは外側連結
部１２４によって連結され、内側ダンパ１２１と中間ダ
ンパ１２２は内側連結部１２５によって連結されてい
る。外側連結部１２４は、ダンパ１０６をケースに取り
付けるために外側ダンパ１２３の外周部に設けられたネ
ジ穴１２７部の内側の位置に形成されている。そして、
内側連結部１２５は、隣り合う外側連結部１２４の略中
間部の位置に形成されている。また、これらのダンパ１
２１、１２２、１２３は、互いに同心状に配置されてい
る。そして、ヨーク１０７が内側ダンパ１２１の内縁に
固着され、外側ダンパ１２３がネジ穴１２７を介してネ
ジによってケースに固着される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電気―機械
振動変換器では、より低い周波数の信号まで安定した高
い振動効率を得ることが望まれ、このような振動効率を
得られることが電気―機械振動変換器の性能を左右して
いる。この性能を決定する最大の要因は、磁気回路の大
きさであり、より大きい磁気回路を有する電気―機械振
動変換器ほどよい性能を得ることができる。しかしなが
ら、磁気回路の大きさに比例してその重量は増加し、重
い磁気回路を支えるためにはある程度以上のダンパの固
さが必要となり、ダンパを固くすることにより低い周波
数の振動効率を犠牲にすることを余儀なくされる。よっ
て、これらの相反する作用により、より低い周波数に対
して十分な性能を得るためには設計上の困難性を有して
いた。

【００１０】これらの点に関して、上述した構成を有す
る従来の電気―機械振動変換器では、低い周波数におい
てもある程度の高い振動効率を得ることはできるが、更
に大きな出力を安定して得ることは困難であり、大きな
出力を得ようとした場合には中間ダンパ１２２に掛かる
負荷（特に、中間ダンパ１２２が外側連結部１２４と連
結している部分）に掛かる負荷が過大となり、破損する
という不具合があった。これは、外側連結部１２４が、
外側ダンパ１２３に設けられたネジ穴部１２７の内側の
位置に形成されているからであり、外側ダンパ１２３の
ネジ穴部１２７はネジによってケースに固着されるた
め、振動により外側連結部１２４と内部ダンパ１２２と
の連結へ掛かる負荷が過大となり中間ダンパ１２２に溜
まる内部応力が閾値を超え破損する原因となっていた。

【００１１】本発明は上記課題に着目してなされたもの
で、振動によって掛かるダンパへの負荷を分散させ、よ
り大きな出力を安定して得ることができる電気−機械振
動変換器を提供することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、請求項１の電気−機械振動変換器に係る発明は、磁
極を備えたヨークにより磁気的な空隙を形成し、前記ヨ
ークをケース内にダンパによって支持するとともに前記
空隙内にコイルを配置させ、前記ヨークと前記ケースと
が相対変位可能である電気−機械振動変換器において、
前記ケースは上枠と下枠を備え、前記ダンパは、大きさ
の異なるヨーク保持部とサスペンションバネ部と内部応
力放出撓み環部とを備え、前記内部応力放出撓み環部
は、略等間隔に設けられた複数の支持部を介して前記ケ
ースに固着され、前記サスペンションバネ部と前記内部
応力放出撓み環部とは、前記内部応力放出撓み環部に設
けられた隣り合う前記支持部の略中間の位置において、
薄板状の連結部によって連結され、前記ヨーク保持部と
前記サスペンションバネ部とは、隣り合う前記薄板状の
連結部の略中間の位置において、薄板状の連結部によっ
て連結されていることを特徴とするものである。

【００１３】サスペンションバネ部と内部応力放出撓み
環部との連結部（以下、外側連結部という）を、内部応
力放出撓み環部に設けられた隣り合う支持部（ネジ穴部
ともいう）の略中間の位置に形成することにより、外側
連結部近傍の内部応力放出撓み環部は撓み得る構造を有
し、振動によってサスペンションバネ部に掛かる負荷を
内部応力放出撓み環部の撓みによって吸収する。即ち、
サスペンションバネ部に掛かる負荷を他のダンパ部に分
散させることができる。また、ヨーク保持部とサスペン
ションバネ部との連結部（以下、内側連結部という）
を、隣り合う外側連結部の略中間の位置に形成すること
により、より高い振動効率を得ることができる。

【００１４】上記問題を解決するために、請求項２の電
気−機械振動変換器に係る発明は、請求項１に記載の発
明において、前記上枠と前記下枠および前記ヨークを支
持するダンパとは、前記上枠側からのみ取り付けられる
ネジによって固着されることを特徴とするものである。
外部連結部を内部応力放出撓み環部に設けられたネジ穴
部の位置に形成せずに、ネジ穴部の略中間の位置に形成
することにより、ネジ穴部に局部的に加わる負荷を抑え
る。これによりネジ穴部の厚さを薄くすることができ、
ケースとダンパとを一側面側からのみのネジによって容
易に固着することができる。電気―機械振動変換器を構
成するケース（上枠と下枠）とダンパ（ダンパに保持さ
れる磁気回路も含む）とを一側面側からのみのネジ止め
によって固着することができる構成とすることにより、
組立作業の容易化を図る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電気−機械振
動変換器の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

【００１６】地図１は、本発明に係る電気−機械振動変
換器の一形態を示す分解斜視図である。電気―機械振動
変換器１は、上枠２および下枠４とからなるケースと、
ケースに内装される磁気回路を狭持したダンパ部３とか
ら概略構成される。上枠２は皿形状を有し、その中心部
には円形の開口部５が形成されている。また、外周部に
はネジ穴部２ａ、２ｂ、２ｃが形成されている。下枠４
は二段構造からなる略皿形状を有しており、その外周部
にはネジ穴部４ａ、４ｂ、４ｃが形成されている。ま
た、下枠４の底部の中央部には、同心状に配置された径
の相違する複数の環状のダンパ６が下枠４と一体に形成
されている。更に、外周縁の底部からは、ケース内の磁
気回路に電気信号を送信するリード線７が延びている。
ダンパ部３は、複数の環状ダンパ８ａ、８ｂ、８ｃと、
磁極を備えたヨーク部９とからなり、外側の環状ダンパ
の外周部にはネジ穴部３ａ、３ｂ、３ｃが形成されてい
る。ダンパ部３は下枠４内に嵌入されるように内装さ
れ、上枠２によってその上部が覆われる。各ネジ穴部２
ａと３ａと４ａ、２ｂと３ｂと４ｂ、２ｃと３ｃと４ｃ
が同一上の位置に重なるように各部材（上枠２、ダンパ
部３、下枠４）が配置され、上枠２側から挿入されるネ
ジによって固着される。

【００１７】図２は、各部材（図１に示す部材）を組立
てたときの電気―機械振動変換器１の一部断面上面図で
ある。上枠２とダンパ部３と下枠４は、各ネジ穴部３
ａ、３ｂ、３ｃにおいて上枠２側から差込まれるネジ１
１ａ、１１ｂ、１１ｃによって固着されている。尚、上
枠２の開口部５は上面蓋５ａによって覆われている。

【００１８】図３は、図２のＥ−Ｅ線における断面図を
示す。複数の環状ダンパ８ａ、８ｂ、８ｃの内側に保持
されたヨーク部９は、環状ダンパ８ａ、８ｂ、８ｃを介
してケースに支持されている。ヨーク部９は、中央に柱
状部１５を有するボトムプレート１６と、環状のトップ
プレート１７から構成されている。ボトムプレート１６
とトッププレート１７との間には環状の磁極１８が挟着
されている。そして、トッププレート１７の内縁とボト
ムプレート１６の柱状部１５の外縁との間に磁気的な環
状の空隙１９を形成して磁気回路を構成している。上枠
３の中央部に形成された円形開口部５の縁には、鉛直方
向へ延びる筒状のコイル枠２０が設けられ、コイル枠２
０の所定の位置にコイル２１が巻き付けられている。そ
して、このコイル２１を巻き付けた部分が、上枠２を取
り付けたときに前記空隙１９内に配置される。

【００１９】また、環状ダンパは、ヨーク部９を保持し
ているヨーク保持部８ａと、ネジ穴部（３ａ、３ｂ、３
ｃ）を備えこれらのネジ穴部においてケースに固着され
る内部応力放出撓み環部８ｃと、この二つの環状ダンパ
８ａ、８ｃの間に配置されるサスペンションバネ部８ｂ
から構成され、隣接する環状ダンパ間はそれぞれ複数の
薄板状の連結部によって連結されている。そして、これ
らの環状ダンパ８ａ、８ｂ、８ｃによりケースとヨーク
部９とが相対的に変位可能な構成となっている。また、
ボトムプレート１６の低部には、下枠４の中央部（底
部）に形成されている環状ダンパ６の一部が当接して設
けられている。

【００２０】以上のような構造を有する電気−機械振動
変換器１は、リード線７からコイル２１に電気信号が伝
送され、コイル２１に発生する磁力と磁極１８の磁力と
の間に生ずる磁気干渉作用によって、ダンパ８ａ、８
ｂ、８ｃを介してケースに支持されたヨーク部９とケー
スとが相対変化して体感音響振動が発生する。

【００２１】次に、ヨークをケース内に支持する環状ダ
ンパの一形態について図４に基づいて詳しく説明する。
図４に示すように、ダンパは大きさの異なる三重の環状
ダンパ８ａ、８ｂ、８ｃから構成されている。上述した
ものと同様に、ヨーク保持部（以下、第一のダンパとも
いう）８ａの内側にはヨーク部９が保持され、内部応力
放出撓み環部（以下、第三のダンパともいう）８ｃはネ
ジ穴部３ａ、３ｂ、３ｃにおいてネジによりケースに固
着される。また、この二つの環状ダンパ８ａ、８ｃの間
には、サスペンションバネ部（以下、第二のダンパとも
いう）８ｂが配置され、第一のダンパ８ａと第二のダン
パ８ｂとは、内側連結部２５ａ、２５ｂ、２５ｃによっ
て連結され、第二のダンパ８ｂと第三のダンパ８ｃと
は、外側連結部２６ａ、２６ｂ、２６ｃによって連結さ
れている。

【００２２】これらの連結部のうち、内側連結部２５
ａ、２５ｂ、２５ｃは、第三のダンパ８ｃの外周部に形
成されたネジ穴部３ａ、３ｂ、３ｃと周方向において同
一の内側の位置に形成され、外側連結部２６ａ、２６
ｂ、２６ｃは、周方向において隣接する内側連結部２５
ａと２５ｂ、２５ｂと２５ｃ、２５ｃと２５ａのそれぞ
れの中間の位置に形成されている。即ち、外部連結部２
６ａ、２６ｂ、２６ｃは、ネジ穴部３ａ、３ｂ、３ｃの
形成されている位置とは異なる位置に形成されている。

【００２３】このような形状を有するダンパを使用する
ことにより、ネジ穴部３ａ、３ｂ、３ｃに局部的に加わ
る負荷を抑えることができる。そして、ネジ穴部の厚さ
を薄くすることができ、ケースの一側面側（上枠２側）
から差込むネジのみによってケース（上枠と下枠）とダ
ンパ（ダンパに保持される磁気回路も含む）とを確実か
つ容易に固着することができる。尚、ケースとダンパと
を固着する手段としては、ネジを使用した場合に限定さ
れるものではなく、例えば、接着剤等を使用して固着す
るものであってもよい。

【００２４】また、第二のダンパ８ｂと第三のダンパ８
ｃの形状の特徴としては、第二のダンパ８ｂは、幅が広
く、厚さの薄いものが使用され、第三のダンパ８ｃは、
幅が狭く、厚さの厚いものが使用される。第二のダンパ
８ｂとして幅の広いものを使用することにより一定以上
の強度を確保することができ、厚さの薄いものを使用す
ることにより柔軟性を持たすことができる。また、第三
のダンパ８ｃとして幅の狭いものを使用することにより
電気―機械振動変換器の大きさの拡大を抑えることがで
き、厚さの厚いものを使用することにより落下、衝突に
よる径方向の衝撃に対する耐久性を確保することができ
る。

【００２５】図５は、図４のＦ−Ｆ線における断面図で
あり、磁気干渉作用によって、ヨーク部９とケースとが
相対変化したときに環状ダンパに掛かる負荷により、ダ
ンパが撓むようすを示す。従来のダンパの構造では、図
７に示すように外側ダンパ１２３と中間ダンパ１２２と
を連結する外側連結部１２４は、ダンパ１０６をケース
に取り付けるときにネジを嵌入させるネジ穴１２７部の
内側の位置に形成されていた。このため、ダンパ１０６
をネジによってケースに取り付けた場合には、ネジ穴１
２７部近傍の外側ダンパ１２３はネジによってケースに
固着された。したがって、ヨーク部とケースとが相対変
化したとき、ダンパ１０６に掛かる負荷によってネジ穴
１２７部近傍の外側ダンパ１２３は、ほとんど撓むこと
はなく、サスペンションバネ部８ｂ（特に、サスペンシ
ョンバネ部８ｂと外側連結部１２４が連結している部
分）に掛かる負荷が過大となり内部応力が増大する。そ
して、この内部応力によりサスペンションバネ部は機械
的疲労を起こし破断する虞がある。

【００２６】これに対して、本発明に係るダンパの構造
では、図４に示すように第三のダンパ（内部応力放出撓
み環部）８ｃと第二のダンパ（サスペンションバネ部）
８ｂとを連結する外側連結部２６ａ、２６ｂ、２６ｃ
は、環状ダンパの周方向において、ダンパ部３をケース
に取り付けるときにネジを嵌入させるネジ穴部３ａと３
ｂ、３ｂと３ｃ、３ｃと３ａの略中間部の位置に形成さ
れている。このため、ネジ穴部３ａ、３ｂ、３ｃをネジ
によってケースに固着した場合にも、外側連結部２６
ａ、２６ｂ、２６ｃ近傍の第三のダンパ８ｃは、ネジの
固着による影響は少なく、負荷が掛かったときに自由に
撓むことができる。したがって、ヨークとケースとが相
対変化したとき、ダンパ８ａ、８ｂ、８ｃに掛かる負荷
によって、特に外側連結部２６ａ、２６ｂ、２６ｃに掛
かる負荷によって外側連結部近傍の第三のダンパ８ｃ
は、図５に示す矢印Ｇ方向に撓み、サスペンションバネ
部８ｂに掛かる負荷を、特に外側連結部２６ａ、２６
ｂ、２６ｃとサスペンションバネ部８ｂとの連結部近傍
に掛かる負荷を吸収する。即ち、第三のダンパ８ｃ（特
に、外側連結部近傍の第三のダンパ）は、サスペンショ
ンバネ部８ｂに生ずる内部応力を逃がす撓みダンパまた
はバッファダンパとして機能する。

【００２７】

【発明の効果】本発明に係る電機―機械振動変換器によ
れば、外側連結部を環状ダンパの周方向において隣り合
うネジ穴部の略中間の位置に形成したので、ネジ穴部を
ネジ止めによってケースに固着したときにも、外側連結
部近傍の内部応力放出撓み環部は自由に撓むことができ
るので、ヨークとケースとの相対変化によりサスペンシ
ョンバネ部に掛かる負荷、特に外部連結部とサスペンシ
ョンバネ部との連結部近傍に掛かる負荷を内部応力放出
撓み環部の撓みにより吸収する（他のダンパ部に分散し
て逃がす）ことができ、サスペンションバネ部（特に、
外部連結部と連結している部分）の破損を防止すること
ができる。これにより、ダンパの材質を柔らかいものに
することができ、電気−機械振動変換器の性能を左右す
る重低音の振動を充分に得ることができるとともに、よ
り大きな振動を安定して出力させることができる。

【００２８】また、本発明のダンパ構造を取ることによ
り、従来のように外側連結部を介してネジ穴部へ掛かる
局部的な負荷を防止することができるので、ネジ穴部の
厚さを薄くすることができ、ケースとダンパ部との固定
を電気―機械振動変換器の一側面側からのみのネジ止め
で行うことができる。これにより、組立作業が容易にな
り、製造工程における組立工数を削減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電気−機械振動変換器の一形態を
示す分解斜視図である。

【図２】本発明に係る電気―機械振動変換器の一部断面
上面図である。

【図３】図２に示す電気−機械振動変換器のＥ−Ｅ線に
おける断面図である。

【図４】本発明に係る電気―機械振動変換器のダンパの
一形態を示す図である。

【図５】ヨークとケースとの相対変化による、図４に示
すダンパの撓みを示す図である。

【図６】従来の電気−機械振動変換器の構造を示す断面
図である

【図７】従来の電気−機械振動変換器のダンパの一形態
を示す図である。

【符号の説明】

１ 電気―機械振動変換器 ２ 上枠 ３ ダンパ部 ３ａ、３ｂ、３ｃ ネジ穴部 ４ 下枠 ８ａ ヨーク保持部（第一のダンパ） ８ｂ サスペンションバネ部（第二のダンパ） ８ｃ 内部応力放出撓み環部（第三のダンパ） ９ ヨーク部 ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ 内側連結部 ２６ａ、２６ｂ、２６ｃ 外側連結部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D012 CA09 GA01 5D017 AA11 5D107 AA02 AA09 AA14 BB08 CC09 CC10 DD12

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁極を備えたヨークにより磁気的な空隙
   を形成し、前記ヨークをケース内にダンパによって支持
   するとともに前記空隙内にコイルを配置させ、前記ヨー
   クと前記ケースとが相対変位可能である電気−機械振動
   変換器において、 前記ケースは上枠と下枠を備え、 前記ダンパは、大きさの異なるヨーク保持部とサスペン
   ションバネ部と内部応力放出撓み環部とを備え、 前記内部応力放出撓み環部は、略等間隔に設けられた複
   数の支持部を介して前記ケースに固着され、 前記サスペンションバネ部と前記内部応力放出撓み環部
   とは、前記内部応力放出撓み環部に設けられた隣り合う
   前記支持部の略中間の位置において、薄板状の連結部に
   よって連結され、 前記ヨーク保持部と前記サスペンションバネ部とは、隣
   り合う前記連結部の略中間の位置において、薄板状の連
   結部によって連結されていることを特徴とする電気−機
   械振動変換器。
2. 【請求項２】 前記上枠と前記下枠および前記ヨークを
   支持するダンパとは、前記上枠側からのみ取り付けられ
   るネジによって固着されることを特徴とする請求項１に
   記載の電気−機械振動変換器。