JP2005311481A - 音発生用アクチュエータの取り付け構造 - Google Patents

Abstract

【課題】発音可能な構造体に対して音発生用アクチュエータ１４を簡単に配置できるようにする。
【解決手段】発音可能な構造体１２の受振動部１２ａに音発生用アクチュエータ１４の出力ロッド１６の出力振動を伝達させる構造であり、受振動部１２ａに取り付けられ、アクチュエータ１４を出力ロッド１６の軸芯方向に沿って移動可能に保持する保持具１３と、保持具１3 とアクチュエータ１４の間に配置され、アクチュエータ１4 を出力ロッド１６の先端側へ向かって押圧する押圧具１５を備えたこと。
【効果】受振動部１２ａへ保持具１３を取り付けることにより、出力ロッド１６の出力振動を受振動部１２ａへ伝達できるため、発音可能な構造体１2 に対してアクチュエータ14を簡単に配置できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、音発生用アクチュエータの取り付け構造に関するものである。

音発生用アクチュエータとしては、特許文献１に超磁歪アクチュエータが開示されている。超磁歪材料は、磁界中で磁界方向に１５００〜２０００ｐｐｍもの大変位を生じ、その発生応力が大きく、応答速度も速く、低電圧で駆動することができるなどの利点があるため、電気エネルギーを機械エネルギーに変換するアクチュエータとして近年注目されている。

特開平１１−２６６４９６号公報

前記超磁歪アクチュエータ１は、図５に示す如く、ケーシング２内に、音信号が供給される電磁コイル３と、電磁コイル３で生ずる磁界変化により自由端４ａ側が伸縮する超磁歪ロッド４と、超磁歪ロッド４の圧縮方向にプリストレスを付与するスプリング５と、超磁歪ロッド４にバイアス磁界を付与する磁石６が内蔵されている。そして、超磁歪ロッド４の自由端４ａには、プッシュロッド７を介して音声出力部となる振動板８が取り付けられ、電磁コイル３に音声信号を供給することにより磁界変化を生じさせ、超磁歪ロッド４を伸縮させて音声信号に応じた変位を振動板８に伝達して音声に変換するように成されている。したがって、これを使用する場合には、アクチュエータ１のケーシング２を重く剛性の大きい箱体９に固定することにより、超磁歪ロッド４の反作用により生ずる力を無駄にすることなく、高い音圧で音声を発することができる。このように構成された音響システム１０は、重く剛性の大きい箱体９にアクチュエータ１のケーシング２を固定し、アクチュエータ１のプッシュロッド７に振動板８を取り付けたものである。

本発明者らは、重く剛性の大きい箱体９にアクチュエータ１のケーシング２を固定すると共に、アクチュエータ１のプッシュロッド７に振動板８を取り付ける従来の固定概念を打破して、汎用性の高い音響システムを開発するために幾多の実験を繰り返し次のような知見を得た。振動板となり得る板部と、板部を保持するものであって板部より剛性の大きいフレーム部とを備えた一般的な構造体（例えば、キャビネットの扉、ユニットバスルームを構築する壁パネル、机等）において、この構造体のフレーム部にアクチュエータ１のケーシング２を取り付けると共に、フレーム部にプッシュロッド７を押し付けることで、音楽等の音を充分に聞き取ることができる。更に、振動板となり得る板部に、アクチュエータ１のケーシング２を取り付けると共に、板部にプッシュロッド７を押し付けることでも、音楽等の音を充分に聞き取ることができる。

更に、これらいずれの場合でも、フレーム部又は板部にプッシュロッド７を押し付ける力を調整したり、フレーム部又は板部とプッシュロッド７の間に伝達調整材を介在させることで、音質の調整が可能であることも分かった。

本発明は、発音可能な構造体に対して音発生用アクチュエータを簡単に取り付けられ、また音質の調整が可能できるように取り付けられ音発生用アクチュエータの取り付け構造の提供を目的とする。

発音可能な構造体に対して音発生用アクチュエータを簡単に配置できるようにするために請求項１記載の本発明が採用した手段は、発音可能な構造体の受振動部に音発生用アクチュエータの出力ロッドの出力振動を伝達させる構造であって、受振動部に取り付けられ、音発生用アクチュエータを出力ロッドの軸芯方向に沿って移動可能に保持する保持具と、保持具と音発生用アクチュエータの間に配置され、音発生用アクチュエータを出力ロッドの先端側へ向かって押圧する押圧具と、を備えたことを特徴とする音発生用アクチュエータの取り付け構造である。
本発明にあっては、音発生用アクチュエータを保持する保持具を受振動部に取り付けることにより、音発生用アクチュエータを配置でき、音発生用アクチュエータを出力ロッドの先端側へ向かって押圧することで、出力ロッドの出力振動を受振動部へ伝達できる。

受振動部に音発生用アクチュエータの出力ロッドを押し付けるようにするために請求項２記載の本発明が採用した手段は、前記出力ロッドを前記受振動部に押し付けた請求項１記載の音発生用アクチュエータの取り付け構造である。
本発明にあっては、振動を受ける受振動部に出力ロッドを押し付けることで、出力ロッドの出力振動を受振動部へ確実に伝達できる。

音質の調整を可能にするために請求項３記載の本発明が採用した手段は、前記出力ロッドと前記受振動部の間に、伝達調整材を交換可能に介在させた請求項２記載の音発生用アクチュエータの取り付け構造である。
本発明にあっては、材質の異なる伝達調整材に交換することで、出力ロッドから受振動部へ伝達する振動の状況を変更させることが可能となる。

音発生用アクチュエータを更に簡単に配置できるようにするために請求項４記載の本発明が採用した手段は、前記受振動部に前記保持具を振動伝達可能に取り付け、前記保持具に前記出力ロッドを押し付け、出力ロッドの出力振動を保持具を介して受振動部へ伝達させる請求項１記載の音発生用アクチュエータの取り付け構造である。
本発明にあっては、受振動部に音発生用アクチュエータの出力ロッドを押し付ける考慮を払うことなく音発生用アクチュエータを配置できる。

音質の調整を可能にするために請求項５記載の本発明が採用した手段は、前記出力ロッドと前記保持具の間に、伝達調整材を交換可能に介在させた請求項４記載の音発生用アクチュエータの取り付け構造である。
本発明にあっては、材質の異なる伝達調整材に交換することで、出力ロッドから保持具へ伝達する振動の状況を変更させることができる。

音質の調整を可能にするために請求項６記載の本発明が採用した手段は、前記押圧具を弾性素材から成形し、前記保持具に押圧具の押圧力を変更できる押圧力調節具を備えた請求項１乃至５のいずれか１項に記載の音発生用アクチュエータの取り付け構造である。
本発明にあっては、押圧具の押圧力を変更して出力ロッドの押圧力を調整することで、出力ロッドから受振動部へ伝達する振動の状況を変更させることができる。

請求項１記載の本発明に係る音発生用アクチュエータの取り付け構造は、受振動部に保持具を取り付けることにより、出力ロッドの出力振動を受振動部へ伝達できるため、発音可能な構造体に対して音発生用アクチュエータを簡単に配置できる。

請求項２記載の本発明に係る音発生用アクチュエータの取り付け構造は、受振動部に音発生用アクチュエータの出力ロッドを押し付けて出力振動を受振動部へ確実に伝達できる。

請求項３及び５記載の本発明に係る音発生用アクチュエータの取り付け構造は、材質の異なる伝達調整材に交換することで、音質の調整が可能となる。

請求項４記載の本発明に係る音発生用アクチュエータの取り付け構造は、受振動部に音発生用アクチュエータの出力ロッドを押し付ける考慮を払うことなく音発生用アクチュエータを更に簡単に配置できる。

請求項６記載の本発明に係る音発生用アクチュエータの取り付け構造は、音発生用アクチュエータの出力ロッドの押圧力を調整することで、音質の調整が可能となる。

本発明に係る音発生用アクチュエータの取り付け構造（以下、「本発明取付構造」と言う。）を図面に示す実施形態に基づいて説明する。

（第１の実施の形態）
図１は本発明取付構造の第１の実施の形態を示す断面図である。本例の本発明取付構造１１は、発音可能な構造体１２に設けられて振動を受ける受振動部１２ａと、受振動部１２ａに取り付けられた保持具１３と、保持具１３に移動可能に保持された音発生用アクチュエータ１４と、保持具１３とアクチュエータ１４の間に配置されてアクチュエータ１４を出力ロッド１６の先端側へ向かって押圧する押圧具１５とを備え、アクチュエータ１４の移動方向を出力ロッド１６の軸芯方向（矢符Ａ方向）に沿わせ、出力ロッド１６の出力振動を受振動部１２ａへ伝達するようになっている。本例の本発明取付構造１１は、出力ロッド１６の先端を受振動部１２ａに押し付け、出力ロッド１６の出力振動を受振動部１２ａへ確実に伝達できるようにしてある。

前記発音可能な構造体１２は、振動板となり得る板部と、板部を保持するものであって板部より剛性の大きなフレーム部とを備えたものであり、例えば、キャビネットの扉、ユニットバスルームを構築する壁パネル、机等があり、フレーム部または板部が受振動部１２ａとして選択される。受振動部１２ａとして剛性の大きなフレーム部を選択した場合には、出力ロッド１６の出力振動がフレーム部の広い範囲に伝達して板部を広範囲に振動させるので、大きな音を発生させることが可能となる。

前記保持具１３は、筒部１７と、筒部１７の開口縁部１７ｄに螺合２１する蓋部１８と、筒部１７に設けた取付部１９を備え、筒部１７に内側にアクチュエータ１４を移動可能に収納し、筒部１７の底部１７ａに開口した貫通孔１７ｂから出力ロッド１６の先端側を突出させている。筒部１７及び蓋部１８は、合成樹脂素材，金属素材，木質素材またはセラミック素材等から成形される。保持具１３は、アクチュエータ１４のリード線２０が挿通する挿通孔１７ｃを、筒部１７の開口端面から切り込んだスリット等で形成してある。取付部１９は、筒部１７に一体に形成して外側へ突出するフランジ（本例の場合）や、筒部１７の外周面に巻き付け固定した取付片付きのバンド等が選択される。保持具１３は、受振動部１２ａに、取付部１９をボルト・ナット（本例の場合）等からな取付具２２で取り付けてある。

前記押圧具１５は、バネ材，ゴム材等の弾性素材から成形され、その押圧力を押圧力調節具２３で調節できるようになっている。本例の押圧具１５は、アクチュエータ１４と蓋部１８の間に配置した圧縮コイルスプリングが用いられ。本例の押圧力調節具２３は、筒部１７の開口縁部１７ｄに螺合２１した蓋部１８が用いられ、蓋部１８のねじ込み寸法の変更により押圧具１５の反発弾性力を変更することで、受振動部１２ａに対する出力ロッド１６の押圧力を調整できるようにしてある。この調整により、出力ロッド１６から受振動部１２ａへ伝達する振動の状況を変更させて、好みの音質に調整できる。

前記押圧具１５は、弾性素材から成形されているために防振能力があり、出力ロッド１６から受振動部１２ａへ出力したときに生じる反発力による振動を保持具１３へ伝達するのを抑制する効果がある。押圧具１５は、押圧力の調節の容易を確保しつつ防振能力を高めるために、押圧力の調節が容易な圧縮コイルスプリングと防振能力の高いゴム層を重ね合わせる等して組み合わせ、反発力による振動が圧縮コイルスプリング及びゴム層を伝達しながら減衰するように構成することもある。

前記アクチュエータ１４は、ケーシング３２内に、音信号が供給される電磁コイル３３と、電磁コイル３３で生ずる磁界変化により自由端側が伸縮する超磁歪ロッド３４と、超磁歪ロッド３４の自由端に当接する出力ロッド１６と、出力ロッド１６の鍔部１６ａを介して超磁歪ロッド３４の圧縮方向にプリストレスを付与するスプリング３５と、ヨーク３６が内蔵されている。本例のアクチュエータ１４は、超磁歪ロッド３４を二本に分割し、分割ロッド３４ａ，３４ｂの間及び両端の各々に磁石３７を配置してある。アクチュエータ１４は、電磁コイル３３にリード線２０で音声信号を供給することにより磁界変化を生じさせ、超磁歪ロッド３４を伸縮させて音声信号に応じた出力振動を出力ロッド１６から出力するようになっている。なお、アクチュエータ１４は、図５に示すアクチュエータ１や、圧電素子を用いたアクチュエータに変更することも可能である。

前記アクチュエータ１４のケーシング３２を前記保持具１３の筒部１７で保持する場合には、ケーシング３２と筒部１７の間に両者に接する防振用スペー（図示略）を配設して、出力ロッド１６から受振動部１２ａへ出力したときに生じる反発力による振動を保持具１３へ伝達するのを抑制させることもある。防振用スペーとしては、軟質ゴム層，スポンジ層等が選択される。

本例の本発明取付構造１１は、アクチュエータ１４を保持する保持具１３を受振動部１２ａに取り付けることでアクチュエータ１４を簡単に配置でき、アクチュエータ１４を出力ロッド１６の先端側へ向かって押圧具１５で押圧することで、受振動部１２ａに出力ロッド１６の先端を適切に押圧させて出力ロッド１６から発せられる出力振動を受振動部１２ａへ伝達できる。

（第２の実施の形態）
図２は本発明取付構造の第２の実施の形態を示す断面図である。本例の本発明取付構造４１が前記第１の実施の形態に係る本発明取付構造１１と相違する点は、保持具１３に設けた取付部４９を挟持構造にすると共に、アクチュエータ１４の出力ロッド１６と受振動部１２ａの間に、伝達調整材４２を交換可能に介在させことである。本例の本発明取付構造４１における上記相違点以外の構造は、前記第１の実施の形態に係る本発明取付構造１１と実質的に同一であり、本発明取付構造１１の構成部材等と同一な構成部材等については同一符号を図中に付してある。

前記取付部４９は、受振動部１２ａを保持具１３とで挟み込むことができるように片持ち状に形成され、受振動部１２ａに固定するための固定用ボルト４８を備えている。前記伝達調整材４２は、木質素材，金属素材，またはセラミック素材等から成形された板状であり、受振動部１２ａと保持具１３で挟持され大きさとなっている。伝達調整材４２は、材質の異なる物を複数積層して用いることもある。更に、伝達調整材４２は、受振動部１２ａと保持具１３で挟持することなく、図示は省略したが、出力ロッド１６の先端に着脱可能に嵌着する大きさのものに変更することもある。本例の本発明取付構造４１は、材質の異なる伝達調整材４２に交換することで、出力ロッド１６から受振動部１２ａへ伝達する振動の状況を変更させて、音質を調整することが可能となる。

本例の本発明取付構造４１は、受振動部１２ａに対する保持具１３の着脱が、取付部４９の固定用ボルト４８を操作することで簡単に行うことができるため、伝達調整材４２の交換も容易にできる。更に、本例の本発明取付構造４１は、受振動部１２ａの位置変更も容易にできるため、音質的に好ましい受振動部１２ａを選択することが可能となる。

（第３の実施の形態）
図３は本発明取付構造の第３の実施の形態を示す断面図である。本例の本発明取付構造５１が前記第１の実施の形態に係る本発明取付構造１１と相違する点は、保持具１３に収納したアクチュエータ１４の前後方向が逆となるようにし、保持具１３にアクチュエータ１４の出力ロッド１６を押し付け、出力ロッド１６の出力振動を保持具１３を介して受振動部１２ａへ伝達させるようにすると共に、出力ロッド１６と蓋部１８との間に伝達調整材４２を交換可能に介在させことである。本例の本発明取付構造５１における上記相違点以外の構造は、前記第１の実施の形態に係る本発明取付構造１１と実質的に同一であり、本発明取付構造１１の構成部材等と同一な構成部材等については同一符号を図中に付してある。伝達調整材４２は、前記第２の実施の形態の本発明取付構造４１（図２参照）で用いたものと実質的に同一である。伝達調整材４２の交換は、蓋部１８を着脱することで簡単に行うことができる。

本例の本発明取付構造５１は、アクチュエータ１４を保持する保持具１３を受振動部１２ａに取り付けることでアクチュエータ１４を簡単に配置でき、アクチュエータ１４を出力ロッド１６の先端側へ向かって押圧具１５で押圧することで、保持具１３の蓋部１８に出力ロッド１６の先端を適切に押圧させて出力ロッド１６から発せられる出力振動を、蓋部１８及び筒部１７を介して受振動部１２ａへ伝達できる。本例の本発明取付構造５１は、受振動部１２ａに保持具１３を取り付けるとき、前記第１の実施形態と異なり、受振動部１２ａに出力ロッド１６を押し付ける考慮を払うことなく取り付け作業ができる。

（第４の実施の形態）
図４は本発明取付構造の第４の実施の形態を示す断面図である。本例の本発明取付構造６１が前記第１の実施の形態に係る本発明取付構造１１と相違する点は、保持具１３に収納したアクチュエータ１４の前後方向が逆となるようにし、保持具１３にアクチュエータ１４の出力ロッド１６を押し付け、出力ロッド１６の出力振動を保持具１３を介して受振動部１２ａへ伝達させるようにすると共に、出力ロッド１６と蓋部１８との間に伝達調整材４２を交換可能に介在させたこと（第１の相違点）、更に、保持具１３に設けた取付部４９を万力構造にすること（第２の相違点）である。本例の本発明取付構造６１における上記相違点以外の構造は、前記第１の実施の形態に係る本発明取付構造１１と実質的に同一であり、本発明取付構造１１の構成部材等と同一な構成部材等については同一符号を図中に付してある。

前記第１の相違点については、前記第３の実施の形態に係る本発明取付構造５１と実質的に同一であり、前記第２の相違点については、前記第２の実施の形態に係る本発明取付構造４１と実質的に同一であるため、ここでの説明は省略する。

本発明取付構造の第１の実施の形態を示す断面図である。 本発明取付構造の第２の実施の形態を示す断面図である。 本発明取付構造の第３の実施の形態を示す断面図である。 本発明取付構造の第４の実施の形態を示す断面図である。 従来の取付構造を示す断面図である。

符号の説明

１２…発音可能な構造体、１２ａ…受振動部、１３…保持具、１４…音発生用アクチュエータ、１５…押圧具、１６…出力ロッド、２３…押圧力調節具

Claims (6)

1. 発音可能な構造体の受振動部に音発生用アクチュエータの出力ロッドの出力振動を伝達させる構造であって、受振動部に取り付けられ、音発生用アクチュエータを出力ロッドの軸芯方向に沿って移動可能に保持する保持具と、保持具と音発生用アクチュエータの間に配置され、音発生用アクチュエータを出力ロッドの先端側へ向かって押圧する押圧具と、を備えたことを特徴とする音発生用アクチュエータの取り付け構造。
2. 前記出力ロッドを前記受振動部に押し付けた請求項１記載の音発生用アクチュエータの取り付け構造。
3. 前記出力ロッドと前記受振動部の間に、伝達調整材を交換可能に介在させた請求項２記載の音発生用アクチュエータの取り付け構造。
4. 前記受振動部に前記保持具を振動伝達可能に取り付け、前記保持具に前記出力ロッドを押し付け、出力ロッドの出力振動を保持具を介して受振動部へ伝達させる請求項１記載の音発生用アクチュエータの取り付け構造。
5. 前記出力ロッドと前記保持具の間に、伝達調整材を交換可能に介在させた請求項４記載の音発生用アクチュエータの取り付け構造。
6. 前記押圧具を弾性素材から成形し、前記保持具に押圧具の押圧力を変更できる押圧力調節具を備えた請求項１乃至５のいずれか１項に記載の音発生用アクチュエータの取り付け構造。
   

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