JP2009054887A - 振動素子及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の振動素子では、広い帯域に亘って高い周波数特性を得ることができなかったため、広い帯域の周波数を再現するためには、高周波数域の再現能力に優れた振動素子と、低周波数域の再現能力に優れた振動素子をそれぞれ用意しなければならなかった。
【解決手段】棒状に形成された超磁歪素子１１の軸方向の両端にバイアス用磁石１２ａ，１２ｂをそれぞれ取り付けて素子磁石結合体を形成し、螺旋状に巻回されたコイル１３を、超磁歪素子１１のみに対向する場合を除いて、素子磁石結合体に装着した。
【選択図】図２

Description

本発明は、磁歪素子とバイアス用磁石とコイルからなる振動素子に関し、特に、低周波数域から高周波数域までの広い帯域に亘って高い周波数特性を得ることができる振動素子及び、この振動素子を設けた電子機器に関するものである。

従来の、振動物全体を振動させ、音声を出力させるシステムとして代表的なものに、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。この特許文献１には、音響装置に関するものが記載されている。この特許文献１に係る音響装置は、「厚さに対して横方向に広がり、少なくとも、該横方向の広がりのうちの意図的、結果的に定まる音響的に活性な領域にわたって撓み波を維持することができる部材を含む音響装置であって、前記部材は、少なくとも前記領域にわたり、その固有撓み波振動の共鳴モードの分布が前記部材の特定のパラメーターの値に依存するものであり、所望の周波数範囲にわたっての前記装置の作動のために要求される達成可能な前記部材の音響的作用と一致する固有共鳴モードの前記分布になる所定の値に前記値が選定されている」ことを特徴としている。

この特許文献１に係る音響装置は、パネル形状のラウンドスピーカーを備えており、そのラウンドスピーカーは、分布モード型音放射パネルと、この音放射パネルの外周縁に装着された弾性サスペンションと、この弾性サスペンションを支持する矩形フレームを有している。そして、音放射パネルにはトランスデューサーが所定の位置に配置されており、このトランスデューサーで音放射パネルに撓み波を発生させ又は励起して当該音放射パネルを共鳴させ、音響出力を発生させるように構成している。
特表２００２−５３３９５７号公報

このような音響装置に使用されているトランスデューサー（振動を発生させるための素子）、即ち、振動素子としては、従来からコイル−磁石型振動子や磁歪素子等が用いられている。しかしながら、コイル磁石を用いると、低域が再現され易くなるが、広域の再現能力が低いという不十分な点がある。また、磁歪素子を用いると、高域が再現され易くなるが、低域の再現能力が低いという不十分な点がある。

このように、従来の振動素子では、低周波数域から高周波数域まで広い帯域に亘って高い周波数特性を得ることができなかった。そのため、低周波数域から高周波数域まで広い帯域の周波数を再現するためには、高周波数域の再現能力に優れた磁歪素子を用いた振動素子と、低周波数域の再現能力に優れたコイル−磁石型振動子をそれぞれ用意しなければならない、という問題があった。また、磁歪素子を用いて低周波数域の周波数特性を向上させるためには、振動素子自体を大きくしなければならず、装置全体の大型化を招く、という問題があった。

解決しようとする問題点は、従来の振動素子では、低周波数域から高周波数域まで広い帯域に亘って高い周波数特性を得ることができなかったため、低周波数域から高周波数域まで広い帯域の周波数を再現するためには、高周波数域の再現能力に優れた振動素子と、低周波数域の再現能力に優れた振動素子をそれぞれ用意しなければならず、不経済であるばかりでなく、構造が複雑になり、装置全体が大型化される、という点である。

本発明の振動素子は、棒状に形成された磁歪素子の軸方向の両端に磁石をそれぞれ取り付けて素子磁石結合体を形成し、螺旋状に巻回されたコイルを、磁歪素子のみに対向する場合を除いて、素子磁石結合体に装着したことを最も主要な特徴とする。

また、本発明の電子機器は、筐体と、この筐体又は当該筐体に固定される筐体側部材に取り付けられる振動板と、筐体に一端が固定され且つ他端が前記振動板に取り付けられて当該振動板を振動させる振動素子と、を備えている。振動素子は、棒状に形成された磁歪素子の軸方向の両端に磁石をそれぞれ取り付けて素子磁石結合体を形成し、螺旋状に巻回されたコイルを、磁歪素子のみに対向する場合を除いて、素子磁石結合体に装着したことを特徴とする。

本発明の振動素子及び電子機器によれば、１つの振動素子で低周波数域から高周波数域まで広い帯域に亘って高い周波数特性を得ることができ、低域と高域の音声を出力させることができる。
また、磁歪素子の振動数を調節する振動数調節部材を設けることにより、磁歪素子の振動数を変化させて低周波数域から高周波数域まで広い帯域に亘って高い周波数特性を得ることができる振動素子及び、この振動素子を備えた電子機器を提供することができる。

螺旋状に巻回されたコイルを、磁歪素子のみに対向する場合を除いて、素子磁石結合体に装着することにより、磁歪素子の振動数を調節して、低周波数域の音声を出力することができると共に、振動数調節部材を用いたり、コイルの配置を工夫すること等により、低周波数域から高周波数域まで広い帯域に亘って高い周波数特性を得ることができる振動素子及び電子機器を簡単な構成によって実現した。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。図１〜図１１は、本発明の実施の形態の例を説明するものである。即ち、図１は本発明の電子機器の第１の実施の例を示す斜視図、図２Ａ，２Ｂは本発明の振動素子の第１の実施の例を示す斜視図及び断面図、図３Ａ，３Ｂは本発明の振動素子の第２の実施の例を示す分解斜視図及び断面図、図４は第１の実施の例に係る振動素子の周波数特性を示すグラフ、図５は第２の実施の例に係る振動素子の周波数特性を示すグラフ、図６乃至図１１は本発明の振動素子の他の例を示す図である。

まず、本発明の電子機器の第１の実施の例として示す音声出力装置について図１を参照して説明する。図１に示す装置は、音声出力装置の一具体例として示すフラットパネルディスプレイテレビ１である。このフラットパネルディスプレイテレビ１は、画像表示装置として液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイを備え、スピーカ装置としてフラットパネルスピーカを備えており、いわゆる薄型テレビジョン受像機として構成されている。

このフラットパネルディスプレイテレビ１は、フラットパネルディスプレイ２と、このフラットパネルディスプレイ２に固定される筐体側部材の一具体例を示す振動素子保持枠３と、振動板の一具体例を示す透明パネル板４と、振動板を振動させる振動素子５と、振動板の減衰を主な目的とする緩衝テープ等を備えて構成されている。フラットパネルディスプレイ２の前面に振動素子保持枠３が固定され、その振動素子保持枠３の前面に透明パネル板４が取り付けられている。この透明パネル板４と振動素子保持枠３との間に、振動や衝撃等を緩衝する緩衝テープが介在されている。そして、振動素子保持枠３に振動素子５が保持され、振動素子５の一端が透明パネル板４にそれぞれ固定されている。

フラットパネルディスプレイ２は、直方体をなす中空の筐体の一具体例を示すディスプレイ筐体６と、このディスプレイ筐体６内に収納される液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等のディスプレイ装置等を有している。ディスプレイ筐体６の前面には、ディスプレイ装置の表示面を露出させるための四角形をなす筐体側開口部が設けられている。この筐体側開口部の周縁に、四角形の枠体からなる縁取り部（ベゼル）が設けられている。この縁取り部は、ディスプレイ装置の表示面の視認性を良くするために、画枠の広さとなる幅がなるべく狭くなるようにする（狭ベゼル化）と良い。なお、縁取り部の四辺の幅は、各辺で長さを同一にしてもよく、また、各辺で長さを変えるようにしてもよい。

ディスプレイ筐体６の材料としては、例えば、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）、ＰＣ（ポリカーボネート）等のエンジニアリングプラスチックが好適である。しかしながら、その他のエンジニアリングプラスチックを適用できることは勿論のこと、アルミニウム合金等の金属や木材その他の材料を用いることもできる。

振動素子保持枠３は、視認性を確保するために中抜きしてディスプレイ筐体６の縁取り部と略同様の大きさを有する四角形の枠部材として形成されている。振動素子保持枠３には、振動素子５を収納するための収納穴が任意の位置に任意の数だけ設けられている。収納穴は、振動素子保持枠３の前面に開口するように設けられている。この実施例では、振動素子保持枠３の４つの角部に収納穴がそれぞれ設けられている。更に、振動素子保持枠３の４つの角部には、透明パネル板４をねじ止めするためのねじ穴がそれぞれ２個ずつ設けられている。

振動素子保持枠３は、その背面をディスプレイ筐体６の縁取り部に接触させてねじ止めしても良いが、緩衝材付きの粘着性テープを用いて固定することが好ましい。この粘着性テープは、図示しないが、主にビビリ振動対策として用いられるもので、振動素子保持枠３の背面に接着剤によって固定される。振動素子保持枠３の材料としては、ディスプレイ筐体６と同様に、例えば、ＡＢＳ、ＰＣ等のエンジニアリングプラスチックが好適であるが、その他のエンジニアリングプラスチックを適用できることは勿論のこと、アルミニウム合金等の金属や木材その他の材料を用いることもできる。なお、振動素子保持枠３の材料としてアルミニウム合金を用いることにより放熱機能を果たさせることができる。この際、振動素子保持枠３に肉抜きを設けて軽量化を図ることにより、運搬時における可搬性を良くすることができる。

振動素子保持枠３の前面には、スポンジによって形成された図示しない緩衝テープが接着剤によって貼り付けられている。緩衝テープは、４つの収納穴と８つのねじ穴を避ける長さに設定されている。この緩衝テープを介して振動素子保持枠３の前面に透明パネル板４が配置されている。

透明パネル板４は、振動素子保持枠３と略同様の大きさを有する四角形の板体として形成されている。この透明パネル板４の材質としては、例えば、アクリル樹脂が好適であるが、その他のエンジニアリングプラスチックを適用することもできる。この透明パネル板４には、視認性を良くするためのフィルタを付けることも可能である。更に、透明パネル板４には、振動素子保持枠３に重ね合わせた状態において、ねじ穴と対向する位置に同数の挿通孔が設けられている。各挿通孔には皿ねじ９のねじ軸部が挿通され、その先端をねじ穴に螺合させて締め付けることにより、透明パネル板４が振動素子保持枠３に締付固定される。この振動素子保持枠３に、本発明の振動素子５が取り付けられている。

図２Ａ，２Ｂは、本発明の振動素子５の第１の実施の例を示すもので、振動素子５は、自変形素子である超磁歪素子（磁歪素子）１１とバイアス用磁石１２とコイル１３によって構成されている。この振動素子５は、始めは縮んだ状態にある超磁歪素子１１に予めバイアス磁界を与えることで磁歪素子１１がある長さに伸び、その長さを中心として伸縮動作が可能となる。この超磁歪素子１１の伸縮量（長さ）は、超磁歪素子１１の長さ、太さを始めとする変数によって異なる。

ここで、磁歪素子について簡単に説明する。強磁性体に外部からコイルや磁石によって磁界を印加すると、その磁界に応じて強磁性体の寸法が変化する。この強磁性体が伸び縮みする現象を磁歪と呼び、その寸法変化量が大きくて発生応力の大きな変位素子を超磁歪素子という。超磁歪素子の基本物性を示すと、例えば、次のようなものである。超磁歪素子に１０００Ｏｅ（Ｏｅ：エルステッド）の入力磁界を与えると、素子の変位量は１１００ｐｐｍに達し、このときの発生応力は２２×１０^６Ｎ／ｍ^２程度である。

超磁歪素子１１は、中実で丸棒状をなす円柱体からなり、その軸方向の両側に２個のバイアス用磁石１２ａ，１２ｂが配置されている。２個のバイアス用磁石１２ａ，１２ｂは、超磁歪素子１１と同様の直径を有する円柱体として形成されている。そして、各バイアス用磁石１２ａ，１２ｂの軸方向の長さは、超磁歪素子１１よりも短く設定されている。しかしながら、これらの長さの関係は、この実施例のものに限定されるものでないことは勿論である。また、２個のバイアス用磁石１２ａ，１２ｂは、接着剤や粘着テープ等の固着手段によって超磁歪素子１１の両端面にそれぞれ固定されている。これにより、超磁歪素子１１と２個のバイアス用磁石１２ａ，１２ｂとを軸方向に直列接続させた素子磁石結合体が構成されている。

この素子磁石結合体の軸方向の一端が筐体側部材（又は筐体）に固定され、その軸方向の他端が振動板に固定される。図２Ｂに示す実施例では、素子磁石結合体の第１のバイアス用磁石１２ａ側の一端が透明パネル板４に固定され、第２のバイアス用磁石１２ｂ側の他端が振動素子保持枠３に固定されている。

この素子磁石結合体の第２のバイアス用磁石１２ｂの部分に、螺旋状に巻回されたコイル１３が装着されている。コイル１３の直径は、第２のバイアス用磁石１２ｂの外径よりも少し大きく形成されている。コイル１３の巻線方向の長さは、第２のバイアス用磁石１２ｂの軸方向の長さと略等しくなるように設定されている。そして、このコイル１３と第２のバイアス用磁石１２ｂが、超磁歪素子１１に印加される磁界を変化させることにより、この超磁歪素子１１の振動数を調節することができる。

また、コイル１３に電流を流すとフレミングの左手の法則により、第２のバイアス用磁石１２ｂには、その軸方向に向かう力が働き、その力が超磁歪素子１１に作用する。そして、コイル１３に流れる電流を変化させると、第２のバイアス用磁石１２ｂに働く力の大きさが変化する。その結果、第２のバイアス用磁石１２ｂに働く力の大きさが変化することによって超磁歪素子１１に作用する力の大きさが変化し、超磁歪素子１１の振動数を調節することができる。これらにより、低周波数域から高周波数域まで広い帯域において高い周波数特性を得ることができる。

次に、上述したような構成を有する振動素子５の振動素子保持枠３への取付方法について説明する。振動素子５は、上述したように超磁歪素子１１と２つのバイアス用磁石１２ａ，１２ｂとの結合体と、その結合体に装着されるコイル１３との組合せからなり、これらが図示しないキャップによって振動素子保持枠３に取り付けられている。

キャップは、中央部に貫通穴が設けられたリング状の蓋体として形成されている。貫通穴には、振動素子５の上バイアス用磁石１２ａ（或いは超磁歪素子１１）が摺動可能に挿通される。キャップの内部には、貫通穴と同心をなすように軸方向穴が設けられている。軸方向穴を軸方向の中途部で止めることにより、貫通穴が半径方向の内側に形成される内フランジ部が設けられている。更に、キャップの、軸方向穴と反対側の端面には、直径方向に延在された係合溝が設けられている。そして、キャップの外周面には、振動素子保持枠３の収納穴に設けられたねじ穴に螺合可能なねじ部が設けられている。

振動素子５の組立作業は、まず、コイル１３が装着されている超磁歪素子１１の結合体を振動素子保持枠３の収納穴に挿入し、その収納穴の中央部にセットする。このとき、コイル１３の両端に接続されている一対のリード線を収納穴に連通されている開放溝から外部に引き出す。次に、超磁歪素子１１の一側に固定された上バイアス用磁石１２ａに貫通穴を挿入しながら、キャップを収納穴に嵌め合わせる。そして、キャップの外周面に設けたねじ部を収納穴のねじ部に螺合させ、キャップを所定位置まで捩じ込む。

次に、透明パネル板４を振動素子保持枠３に取り付ける。この実施例では、固定手段として皿ねじ９を用いている。即ち、透明パネル板４の４つの角部において、それぞれ２個の皿ねじ９を使用し、その皿ねじ９のねじ部を、透明パネル板４の挿通孔を貫通させて振動素子保持枠３のねじ穴に螺合する。そして、各皿ねじ９を所定位置まで締め込むことにより、透明パネル板４を上バイアス用磁石１２ａに押圧する。この場合、透明パネル板４の一面に位置決め穴４１を設けておくことにより、透明パネル板４に対して超磁歪素子１１側が滑って移動しないようにズレを防止することができる。

上述したような構造を備えたフラットパネルディスプレイテレビ１より発生される音について、図４、図１３及び図１５を参照して説明する。図４、図１３及び図１５は、横軸に周波数Ｈｚを取り、縦軸にゲインｄＢを取って、振動素子５の周波数特性を表したものである。ここで、図４は、本発明の振動素子５の特性を示すものである。また、図１３には、図１２Ａ及び図１２Ｂに示した従来の磁歪素子（超磁歪素子）を用いた振動素子５０の周波数特性を表し、図１５には、図１４に示したコイル−磁石型振動子６０の周波数特性を表している。

図１４に示すコイル−磁石型振動子６０は、コイル１４０と磁石１５０によって構成されている。磁石１５０は、中実の円柱体からなり、その外周面に所定の隙間をあけてコイル１４０が配置されている。この磁石１５０の軸方向の一端が筐体４及び振動板３の一方に固定され、コイル２１の伸長方向の一端が筐体４及び振動板３の他方に固定される。このコイル−磁石型振動子６０では、コイル１４０に流れる電流が変化することにより磁界が変化し、コイル１４０と磁石１５０にフレミングの左手の法則により働く力の大きさが変化してコイル１４０と磁石１５０との相対位置が変化する。このコイル１４０と磁石１５０との相対位置の変化が振動となる。

図１３に示すように、磁歪素子を用いた振動素子５０は、１０^４Ｈｚ以上の高周波数域の再生は優れているが、１０^２〜１０^３Ｈｚの中周波数域及び低周波数域の再現能力は低くなっている。また、図１５に示すように、コイル−磁石型振動子６０は、１０^２〜１０^３Ｈｚの低周波数域から中周波数帯域の再生に優れているが、１０^４Ｈｚ以上の高周波数域の再現能力は低くなっている。

これに対し、図４に示すように、本発明の振動素子５は、３×１０^３Ｈｚ〜１０^４Ｈｚの広い帯域に亘って周波数特性が高くなっていることが確認された。その結果、低周波数域から高周波数域に亘る広い帯域において高い周波数特性を得ることができ、高音から低音にかけて満遍なく良い音を出力することが可能である。

なお、この実施の例では、コイル１３を第２のバイアス用磁石１２ｂに装着した例を説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、コイル１３を、棒状をなす素子磁石結合体の軸方向に移動可能に構成してもよい。そして、コイル１３が、バイアス用磁石１２側から超磁歪素子１１側へ、又は超磁歪素子１１側からバイアス用磁石１２側へ移動することにより、コイル１３とバイアス用磁石に１２よって形成される磁界が変化すると共にバイアス用磁石１２に働く力が変化する。その結果、振動素子が再現可能な周波数帯域の幅を狭めたり広げたりすることができる。これにより、ユーザーが所望する周波数帯域を有する振動素子を提供することができる。

次に、図３を参照して本発明の振動素子の第２の実施の例について説明する。この第２の実施の例に係る振動素子５Ａが、第１の実施の例に係る振動素子５と異なる点は、超磁歪素子を２つ使用し、２つの超磁歪素子の間に弾性部材の一具体例として示すゴムを介在させると共に、この２つの超磁歪素子とゴムに、螺旋状に巻回したコイルを装着させている点である。

即ち、この第２の実施の例に係る振動素子５Ａは、中実の丸棒状をなす円柱体の２つの超磁歪素子１１ａ，１１ｂを有している。２つの超磁歪素子１１ａ，１１ｂは、軸方向に同一姿勢で直列に配置されている。第１の超磁歪素子１１ａの軸方向の一端に第１のバイアス用磁石１２ａが配置され、第２の超磁歪素子１１ｂの軸方向の他端に第２のバイアス用磁石１２ｂが配置されている。そして、第１及び第２の超磁歪素子１１ａ，１１ｂの間に円盤状のゴム１４が介在されている。ゴム１４は、２つの超磁歪素子１１ａ，１１ｂの直径と同様の直径を有している。ゴム１４は、第１の超磁歪素子１１ａの軸方向の他端と第２の超磁歪素子１１ｂの軸方向の一端に、接着剤や粘着テープ等の固着手段によって固定されている。そして、この２つの超磁歪素子１１ａ，１１ｂとゴム１４の部分にコイル１３が装着されている。コイル１３の巻線方向の長さは、２つの超磁歪素子１１ａ，１１ｂとゴム１４の軸方向の長さと略等しくなるように設定されている。

その他の構成は、前記第１の実施の例に係る振動素子と同様であるため、それらの説明は省略する。このような、構成を有する振動素子５Ａによっても、前述した第１の実施の例にかかる振動素子５と同様の効果を得ることができる。

なお、この第２の実施の例によれば、２つの超磁歪素子１１ａ，１１ｂの間に振動数調節部材１０であるゴム１４の弾性により超磁歪素子１１の振動が減衰或いは吸収される。これにより、超磁歪素子１１の振動数を低減させることができ、低周波数域の周波数特性を向上させることができる。そして、このゴム１４の硬度が高い程、超磁歪素子１１の振動がそのまま振動板４に伝達し易く、高周波数域の周波数特性を高めることができる。これに対し、ゴム１４の硬度の小さくすると、超磁歪素子１１の振動数をより低減させることができ、低周波数域の周波数特性を向上させることができる。このように、ゴム１４の硬度を適宜に設定することにより、ユーザーが所望する周波数帯域を有する振動素子を提供することができる。

ここで、ゴム１４としては、例えば、天然ゴム、クロロプレンゴム、ニトリルブタジエンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、フッ素ゴム等その他各種のゴムが適用できる。また、本実施の形態では、弾性部材としてゴムを用いた例を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、コイルバネやダンパその他の弾性部材を用いてもよい。

図５は、上述した構成を有する振動素子５Ａの周波数特性を表したグラフである。図５に示すように、この実施の例に係る振動素子５Ａによれば、周波数が４×１０^２Ｈｚ及び２×１０^３Ｈｚで周波数特性が高くなっているのが確認できる。これにより、第１の実施の例に係る振動素子５よりも、低周波数域及び中周波数域の再現能力に優れた振動素子を提供することができる。

なお、この実施の例においては、コイル１３を超磁歪素子１１ａ，１１ｂとゴム１４の部分に配置した例を説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、前記第１の実施の例と同様に、コイル１３を第２のバイアス用磁石１２ｂの部分に配置してもよい。また、この実施の例では、超磁歪素子１１を２つ使用した例を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、超磁歪素子１１を３つ以上設け、複数の超磁歪素子の間にそれぞれゴムを介在させてもよい。

図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の振動素子の第３の実施の例を示すものである。この第３の実施の例として示す振動素子５Ｂが、第２の実施の例に係る振動素子５Ａと異なるところは、ゴム１４を、第１のバイアス用磁石１２ａと振動板の間に介在させた点である。その他の構成は、前記第２の実施の例に係る振動素子５Ａと同様であるため、それらの説明は省略する。このような、構成を有する振動素子５Ｂによっても、前述した第１の実施の例にかかる振動素子５と同様の効果を得ることができる。

図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の振動素子の第４の実施の例を示すものである。この第４の実施の例として示す振動素子５Ｃは、前述した第３の実施の例に係る振動素子５Ｂとは逆に、ゴム１４を、第２のバイアス用磁石１２ｂと振動素子保持枠３の間に介在させたものである。その他の構成は、前記第２の実施の例に係る振動素子５Ａと同様であるため、それらの説明は省略する。このような、構成を有する振動素子５Ｃによっても、前述した第１の実施の例にかかる振動素子５と同様の効果を得ることができる。

図８Ａ及び図８Ｂは、本発明の振動素子の第５の実施の例を示すものである。この第５の実施の例として示す振動素子５Ｄが、第１の実施の例に係る振動素子５と異なる点は、コイル１３Ｄの巻線方向の長さが素子結合体の軸方向の長さと略等しく、このコイル１３Ｄを素子磁石結合体の軸方向の略全体に亘って連続させて装着させた点である。その他の構成は、前記第１の実施の例に係る振動素子５と同様であるため、それらの説明は省略する。このような、構成を有する振動素子５Ｄによっても、前述した第１の実施の例にかかる振動素子５と同様の効果を得ることができる。

図９Ａ及び図９Ｂは、本発明の振動素子の第６の実施の例を示すものである。この第６の実施の例として示す振動素子５Ｅが、第１の実施の例に係る振動素子５と異なる点は、超磁歪素子１１及び一対のバイアス用磁石１２ａ，１２ｂそれぞれに、３つのコイル１３ａ，１３ｂ，１３ｃを装着させた点である。即ち、超磁歪素子１１の部分に第１のコイル１３ａが配置され、第１のバイアス用磁石１２ａの部分に第２のコイル１３ｂが配置され、さらに第２のバイアス用磁石１２ｂの部分に第３のコイル１３ｃが配置されている。その他の構成は、前記第１の実施の例に係る振動素子５と同様であるため、それらの説明は省略する。このような、構成を有する振動素子５Ｅによっても、前述した第１の実施の例にかかる振動素子５と同様の効果を得ることができる。

なお、この第６の実施の例に係る振動素子５Ｅによれば、一対のバイアス用磁石１２ａ，１２ｂと第２及び第３のコイル１３ｂ，１３ｃが、コイル−磁石型振動子のような作用をし、超磁歪素子１１と第１のコイル１３ａが、従来の磁歪素子を用いた振動素子のような作用をする。これにより、一つの振動素子で、異なる駆動方式の振動素子の特性をそれぞれ得ることができ、低周波数域から高周波数域まで広い帯域に亘って周波数特性を向上させることができる。

図１０Ａ及び図１０Ｂは、本発明の振動素子の第７の実施の例を示すものである。この第７の実施の例として示す振動素子５Ｆは、前述した第６の実施の例に係る振動素子５Ｅにおいて、超磁歪素子１１の部分に配置された第１のコイル１３ａを除いたものである。即ち、第１のバイアス用磁石１２ａと第２のバイアス用磁石１２ｂのみにコイル１３ｂ，１３ｃを装着させたもののである。その他の構成は、前記第１の実施の例に係る振動素子５と同様であるため、それらの説明は省略する。このような、構成を有する振動素子５Ｆによっても、前述した第１の実施の例にかかる振動素子５と同様の効果を得ることができる。

図１１Ａ及び図１１Ｂは、本発明の振動素子の第８の実施の例を示すものである。この第８の実施の例として示す振動素子５Ｇが、第１の実施の例に係る振動素子５と異なる点は、超磁歪素子を２つ使用し、２つの超磁歪素子を縦方向に同一姿勢で配置すると共にこの２つの超磁歪素子の間にバイアス用磁石とは別の第３の磁石を介在させると共に、この２つの超磁歪素子と第３の磁石に、螺旋状に巻回したコイルを装着させた点である。

即ち、この第２の実施の例に係る振動素子５Ｇは、中実の丸棒状をなす円柱体の２つの超磁歪素子１１ａ，１１ｂを有している。この第１の超磁歪素子１１ａの軸方向の一端に第１のバイアス用磁石１２ａが配置され、第２の超磁歪素子１１ｂの軸方向の他端に第２のバイアス用磁石１２ｂが配置されている。そして、第１及び第２の超磁歪素子１１ａ，１１ｂの軸方向の間に円柱状の第３の磁石１２ｃが介在されている。第３の磁石１２ｃは、２つの超磁歪素子１１ａ，１１ｂ及び２つのバイアス用磁石１２ａ，１２ｂの直径と同様の直径を有している。第３の磁石１２ｃは、第１の超磁歪素子１１ａの軸方向の他端と第２の超磁歪素子１１ｂの軸方向の一端に、接着剤や粘着テープ等の固着手段によって固定されている。

そして、２つの超磁歪素子１１ａ，１１ｂと第３の磁石１２ｃにコイル１３が配置されている。このコイル１３の巻線方向の長さは、２つの超磁歪素子１１ａ，１１ｂと第３の磁石１２ｃの軸方向の長さと略等しくなるように設定されている。

その他の構成は、前記第１の実施の例に係る振動素子５と同様であるため、それらの説明は省略する。このような、構成を有する振動素子５Ｇによっても、前述した第１の実施の例にかかる振動素子５と同様の効果を得ることができる。

以上説明したように、本発明の振動素子によれば、コイル１３を第２のバイアス用磁石１２ｂの部分に装着することによって、コイル１３と第２のバイアス用磁石１２ｂが超磁歪素子１１の振動数を調節する振動数調節手段として作用する。そして、コイル１３と第２のバイアス用磁石１２ｂにより、超磁歪素子１１に印加される磁界を変化させて超磁歪素子１１の振動数を調節することができる。また、コイル１３に流れる電流を変化させて第２のバイアス用磁石１２ｂに働く力の大きさを変化させることによっても超磁歪素子１１の振動数を調節することができる。これにより、異なる駆動方式の振動素子を複数用いることなく、１つの振動素子で、高周波数域だけでなく低周波数域までの広い帯域にかけて高い周波数特性を得ることができる。

また、前記第２の実施の例に係る振動素子では、第１の超磁歪素子１１ａと第２の超磁歪素子１１ｂの間に振動数調節部材１０であるゴム１４を設けている。その結果、このゴム１４の弾性に超磁歪素子１１の振動が減衰或いは吸収されることにより、超磁歪素子１１の振動数を低減させることができ、広い帯域にかけて高い周波数特性を得ることができる。

なお、前記実施例においては、筐体側部材として設けた振動素子保持枠３に振動素子５とを取り付けた例について説明したが、振動素子保持枠３を廃止して筐体であるディスプレイ筐体６に直接、振動素子５を取り付ける構造としても良いことは勿論である。

本発明は、前述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、前記実施例においては、音声出力装置としてフラットパネルディスプレイテレビに適用した例について説明したが、例えば、プラズマディスプレイテレビや有機ＥＬディスプレイテレビその他のテレビジョン受像機は勿論のこと、その他にも、パーソナルコンピュータ、電子辞書、携帯電話端末装置、ＰＨＳその他の画像表示装置とスピーカ装置が一体的に構成された電子機器に適用できることは勿論である。更に、画像表示装置はないがフラットパネルスピーカを有するスピーカ装置、例えば、ラジオ、オーディオ装置その他のフラットパネルスピーカ装置に適用できることも勿論である。

また、前記実施例においては、本発明の振動素子を設けた電子機器として音声出力装置を適用した例を説明したが、振動分離器、バイブレーション装置その他の振動素子を設けた電子機器に適用できることも勿論である。

本発明の電子機器の第１の実施の例を示す音声出力装置の斜視図である。 本発明の振動素子の第１の実施の例を示すもので、図２Ａは斜視図、図２Ｂは軸方向に断面した説明図である。 本発明の振動素子の第２の実施の例を示すもので、図３Ａは分解斜視図、図３Ｂは軸方向に断面した説明図である。 本発明の振動素子の第１の実施の例に係る周波数特性を示すグラフである。 本発明の振動素子の第２の実施の例に係る周波数特性を示すグラフである。 本発明の振動素子の第３の実施の例を示すもので、図６Ａは分解斜視図、図６Ｂは軸方向に断面した説明図である。 本発明の振動素子の第４の実施の例を示すもので、図７Ａは分解斜視図、図７Ｂは軸方向に断面した説明図である。 本発明の振動素子の第５の実施の例を示すもので、図８Ａは斜視図、図８Ｂは軸方向に断面した説明図である。 本発明の振動素子の第６の実施の例を示すもので、図９Ａは斜視図、図９Ｂは軸方向に断面した説明図である。 本発明の振動素子の第７の実施の例を示すもので、図１０Ａは斜視図、図１０Ｂは軸方向に断面した説明図である。 本発明の振動素子の第８の実施の例を示すもので、図１１Ａは斜視図、図１１Ｂは軸方向に断面した説明図である。 従来の磁歪素子を用いた振動素子を示すもので、図１２Ａは斜視図、図１２Ｂは軸方向に断面した図である。 従来の磁歪素子を用いた振動素子の周波数特性を示すグラフである。 従来のコイル−磁石型振動子を示すもので、図１４Ａは正面側から見た説明図、図１４Ｂは平面側で断面した説明図である。 従来のコイル−磁石型振動子の周波数特性を示すグラフである。

符号の説明

１…フラットパネルディスプレイテレビ（電子機器）、 ２…フラットパネルディスプレイ、 ３…振動素子保持枠、 ４…透明パネル板（振動板）、 ５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅ，５Ｆ，５Ｇ…振動動素子、 ６・・・ディスプレイ筐体、 １０・・・振動数調節部材、 １１，１１ａ，１１ｂ…超磁歪素子（磁歪素子）、 １２ａ，１２ｂ…バイアス用磁石（磁石）、 １２ｃ・・・第３の磁石 １３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３Ｄ…コイル、 １４…ゴム（弾性部材）

Claims (11)

1. 棒状に形成された磁歪素子の軸方向の両端に磁石をそれぞれ取り付けて素子磁石結合体を形成し、
   螺旋状に巻回されたコイルを、前記磁歪素子のみに対向する場合を除いて、前記素子磁石結合体に装着した
   ことを特徴とする振動素子。
2. 前記コイルを前記素子磁石結合体の軸方向の略全体に亘って連続させて装着した
   ことを特徴とする請求項１に記載の振動素子。
3. 前記磁歪素子及び前記２つの磁石に、３つの前記コイルをそれぞれ個別に装着した
   ことを特徴とする請求項１に記載の振動素子。
4. 前記磁歪素子を軸方向へ複数に分割すると共に、分割された磁歪素子間に第３の磁石を介在させ、
   前記複数の磁歪素子と前記第３の磁石の全体に亘って対向するように前記コイルを装着した
   ことを特徴とする請求項１に記載の振動素子。
5. 前記コイルは、前記素子磁石結合体の軸方向に移動可能である
   ことを特徴とする請求項１に記載の振動素子。
6. 棒状に形成された磁歪素子の軸方向の両端に磁石をそれぞれ取り付けて素子磁石結合体を形成し、
   前記磁歪素子の振動数を調節可能な振動数調節部材を前記素子磁石結合体に設け、
   螺旋状に巻回されたコイルを前記素子磁石結合体に装着した
   ことを特徴とする振動素子。
7. 前記振動数調節部材は、前記磁歪素子の振動数を変化させる弾性部材である
   ことを特徴とする請求項６に記載の振動素子。
8. 前記磁歪素子を軸方向へ複数に分割し、分割された磁歪素子間に前記振動数調節部材を介在させた
   ことを特徴とする請求項６に記載の振動素子。
9. 前記振動数調節部材は、前記２つの磁石のうち少なくとも１の磁石の外端面に取り付けた
   ことを特徴とする請求項６に記載の振動素子。
10. 筐体と、
    前記筐体に取り付けられる振動板と、
    前記筐体に一端が固定され且つ他端が前記振動板に取り付けられて当該振動板を振動させる振動素子と、を備えた電子機器において、
    前記振動素子は、棒状に形成された磁歪素子の軸方向の両端に磁石をそれぞれ取り付けて素子磁石結合体を形成し、
    螺旋状に巻回されたコイルを、前記磁歪素子のみに対向する場合を除いて、前記素子磁石結合体に装着した
    ことを特徴とする電子機器。
11. 筐体と、
    前記筐体に取り付けられる振動板と、
    前記筐体に一端が固定され且つ他端が前記振動板に取り付けられて当該振動板を振動させる振動素子と、を備えた電子機器において、
    前記振動素子は、棒状に形成された磁歪素子の軸方向の両端に磁石をそれぞれ取り付けて素子磁石結合体を形成し、
    前記磁歪素子の振動数を調節可能な振動数調節部材を前記素子磁石結合体に設け、
    螺旋状に巻回されたコイルを前記素子磁石結合体に装着した
    ことを特徴とする電子機器。

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