JP2011027249A - インシュレーター - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤで吊る構造を採用するとともに、その吊り構造の持つ、シンプルで自由に振動するという最大の特徴を十二分に発揮する構成を満たすことにより、不要な振動成分が付加されない優れた振動伝達遮断特性を備えたインシュレーターを得ることを目的とする。
【解決手段】下面が例えば床の第１の水平面８Ａに当接する第１の支持部材１０、所定の長さを有しその上端が弾性部材である支持部１２および中継部１４を介して第１の支持部材１０に結合されたワイヤ１３、およびワイヤ１３の下端に結合されることでワイヤ１３を介して第１の支持部材１０から吊り下げられ上面が例えばスピーカの第２の水平面９Ａに当接する第２の支持部材１５を備えた。
【選択図】図３

Description

この発明は、例えば、スピーカやＬＰプレーヤ、ＣＤプレーヤ等と床やラックとの間に挿入され、両者のいずれか一方からの振動がいずれか他方へ伝わるのを抑制するインシュレーターに関するものである。

この種のインシュレーターは、いわゆるオーディオショップで種々の製品が市販されてきており、いわゆるオーディオマニア等、再生音に関心の高いユーザーの間で愛用されている。
また、スピーカをワイヤで吊り下げることでスピーカの振動が外部に伝わることを防止し音質を良好とすることが試みられている。例えば、ある種のスピーカメーカでは、箱に収納されたスピーカの音響特性を正確に把握するため、吸音材が内面に貼り付けられた無響室内に天井からスピーカを吊り下げマイクによる測定を行うことがなされている。
現在市販のカタログには見当たらないが、ワイヤと板ばねとを利用した吊り下げ構造により縦方向横方向の振動成分を吸収できる振動吸収装置が紹介されている（例えば、特許文献１参照）。

また、特にオーディオ分野ではないが、精密機器の据え付けおよび輸送時に用いられる振動絶縁装置で、吊り部材（ワイヤ）とバネとを利用したものが紹介されている（例えば、特許文献２参照）。

特開昭５９−１９７３９号公報（第１図、第２図等） 特開昭６３−１９５４４５号公報（第５図等）

従来から広く市販されているインシュレーターは、単独の形態の物品であるという点では、ユーザーが使用中のスピーカや各種プレーヤと床やラックとの間に挿入するだけで済み、その適用が極めて簡便であるという利点があるが、他方、以下の問題点がある。

即ち、これらのインシュレーターは、そのほとんどが合成ゴム等の弾性材を使用して振動を吸収するタイプのものである。この弾性材を使用するインシュレーターの場合、この弾性材は３次元的な容積を有するもので、振動圧力が加わると３次元的に変形することになる。従って、元の振動成分を吸収するだけではなく、この３次元的変形に起因して元には存在しない振動成分を新たに発生する可能性がある。この結果、スピーカや各種のプレーヤにこの種のインシュレーターを使用して得られる再生音には、歪みや元の音源には存在しなかった音色、個々のインシュレーターに特有の「音の癖」といったものが付加されるという問題がある。
もっとも、オーディオマニアによっては、この「音の癖」を好むという場合もあり得るが、音源を忠実に再生するという観点からは好ましいことではないことは勿論である。

これに対し、特許文献１に記載された振動吸収装置は、従来から一部のスピーカメーカ等で実施されている、スピーカを吊す構造を実質的に小型化したもので、この点個人ユーザーにも適用が容易であるという利点がある。しかし、小型化を実現するため、ごく短いワイヤを使用しており、ワイヤによる吊り構造の持つ、シンプルで自由に振動するという最大の特徴を十二分に発揮するには、スピーカ等の対象物の振動パターンの特徴や当該インシュレーターによる支持構造等を加味した条件を満たす必要があるが、後段の本願発明の実施の形態の部分で詳述するように、これらの条件を確実に満足するものではなく、結果としてインシュレーターとしての特性も一定の限界があると言わざるを得ない。

また、特許文献２に記載された振動絶縁装置は、精密機器の据え付けや輸送時の振動抑制に用いるもので、本願のようなオーディオ用途の繊細な動作特性を課題とする分野に転用できるものではない。たとえ、その吊り構造をオーディオ用途のインシュレーターに応用したとしても、先の特許文献１の場合で説明したと同様、ワイヤによる吊り構造の持つ最大の利点を発揮させるための条件を満たすものではなく、インシュレーターとしての特性も十分なものとはなり得ない。

この発明は、以上のような従来のものの問題点を解消するためになされたもので、ワイヤで吊る構造を採用するとともに、その吊り構造の持つ、シンプルで自由に振動するという最大の特徴を十二分に発揮する構成を満たすことにより、不要な振動成分が付加されない優れた振動伝達遮断特性を備えたインシュレーターを得ることを目的とする。

この発明に係るインシュレーターは、第１の物体の上端の第１の水平面と前記第１の物体より上方に位置する第２の物体の下端の前記第１の水平面より上方に位置する第２の水平面との間に介在し、前記両物体のいずれか一方からの振動が前記両物体のいずれか他方へ伝わるのを抑制するインシュレーターであって、
下面が前記第１の水平面に当接する剛性の大きい第１の支持部材、所定の長さを有しその上端が弾性部材を介して前記第１の支持部材に結合された曲げ剛性の小さい１本のワイヤ、および前記ワイヤの下端に結合されることで前記弾性部材および前記ワイヤを介して前記第１の支持部材から吊り下げられ上面が前記第２の水平面に当接する剛性の大きい第２の支持部材を備えたものである。

この発明に係るインシュレーターは、以上のように構成されているので、例えば、第１の物体を床、第２の物体をスピーカとした例で説明すると、第１の水平面としての、床面上に、その下面が当接するように第１の支持部材を載置し、第２の支持部材上面にスピーカの下端を載置すればインシュレーターの設置が済むので、その適用が極めて簡便となる。
そして、第２の支持部材を介して、実質的にスピーカの１箇所を１本のワイヤの下端で吊り下げるという、シンプルで自由に振動できる構造が実現し、スピーカの横方向の振動が床から確実に分離絶縁した状態が実現する。また、スピーカの縦方向の振動は、同じ１本のワイヤの上端に設けられた弾性部材の弾性変形で吸収され床から確実に分離絶縁した状態が実現する。従って、スピーカがあたかも床から浮き上がった状態となり、不要な振動成分が付加されない優れた振動伝達遮断特性が得られる。

この発明によるインシュレーターをスピーカに適用した場合の一例を示す図である。 この発明によるインシュレーターをＬＰプレーヤに適用した場合の一例を示す図である。 この発明の実施の形態１におけるインシュレーターの構成を示す図である。 この発明の実施の形態２におけるインシュレーターの構成を示す図である。 この発明の実施の形態３におけるインシュレーターの構成を示す図である。 この発明の実施の形態６における複合型のインシュレーターをスピーカに適用した場合の一例を示す図である。 この発明の実施の形態６における複合型のインシュレーターの要部を断面で示す図である。 この発明の実施の形態６における複合型のインシュレーターで、図７の更なる変形例の要部を断面で示す図である。

実施の形態１．
図１は、この発明によるインシュレーターをスピーカに適用した場合の一例を示す図である。ここでは、スピーカ本体１を箱２内に収容してなるスピーカ３と床４との間にインシュレーター５を挿入し、スピーカ３の振動が床４から外部に伝わるのを防止している。図１（ａ）は、スピーカ３の正面から見た図、図１（ｂ）は、平面図で、４個のインシュレーター５を使用している。
勿論、１個のスピーカ３を後段の図２で示すように、３個のインシュレーター５で支持するようにしてもよい。この場合、各インシュレーター５への荷重はその分増大するが、３点支持でかえって支持構造が安定し、インシュレーター５の個数も低減できるという利点がある。
なお、この例では、スピーカ３および床４が、それぞれ本願の特許請求の範囲でいう、第２の物体および第１の物体に相当する。

図２は、この発明によるインシュレーターをＬＰプレーヤに適用した場合の一例を示す正面図（ａ）および平面図（ｂ）である。ここでは、ＬＰプレーヤ６とオーディオ製品を載置するいわゆるラック７との間に３個のインシュレーター５を挿入し、ラック７からの振動がＬＰプレーヤ６に伝わるのを防止している。
なお、この例では、ＬＰプレーヤ６およびラック７が、それぞれ本願特許請求の範囲でいう、第２の物体および第１の物体に相当する。

図３は、この発明の実施の形態１におけるインシュレーターの構成を示す図で、図３（ａ）は、平面図、図３（ｂ）は、同図（ａ）のＡ−Ａ線から見た断面図である。図において、インシュレーター５は、第１の物体８（図１では床４が、図２ではラック７がそれぞれ相当する）とこの第１の物体８より上方に位置する第２の物体９（図１ではスピーカ３が、図２ではＬＰプレーヤ６がそれぞれ相当する）との間に介在している。

第１の支持部材１０を構成する基台部１１は、その下面が第１の物体８上端の第１の水平面８Ａに当接するよう置かれている。更に、この基台部１１の一端には中継部１４の一端が連結され更にこの中継部１４の他端には基台部１１と平行に配置されワイヤ１３の上端が結合された支持部１２が連結されている。そして、中継部１４と支持部１２とが弾性部材として機能し、第２の物体９に発生する縦方向の振動を吸収する。

第２の支持部材１５は、鋼板を正方形の容器状に成型したものをその底部を上に開放部を下にする姿勢としたもので、その上面が第２の物体９の第２の水平面９Ａに当接するよう置かれている。そして、この第２の支持部材１５は、容器状の本体部１６と、この本体部１６の内面にその両端が結合された板状でワイヤ１３の下端が結合された固定部１７とから形成されている。

ワイヤ１３は、金属材からなる単線のワイヤでも良いが、複数本の細線をより合わせて１本のより線としたものの方が、その端部での径方向への変形がより確実になされ、即ち、曲げ剛性が小さくなり望ましいと考えられる。
ワイヤ１３の太さは、その材質の機械的特性と第１の物体９の重量とを考慮して必要な機械的強度を有したものとする必要がある。
ワイヤ１３の長さは、後段で説明するように、人間の可聴周波数の下限値を加味した固有振動周波数特性の関係から一定の長さ以上に設定することが望ましい。

以上のように、この発明の実施の形態１におけるインシュレーターは、図３から容易に理解できるように、従来から広く市販されている合成ゴム等を使用したインシュレーターと同様、単独の形態の物品であるので、ユーザーが使用中のスピーカや各種プレーヤと床やラックとの間に挿入するだけで済み、その適用が極めて簡便であるという利点がある。
更に、第２の支持部材１５を介して、実質的に第２の物体９の１箇所を１本のワイヤ１３の下端で吊り下げるという、シンプルで自由に振動できる構造が実現し、第２の物体９の横方向の振動が第１の物体８から確実に分離絶縁した状態が実現する。また、第２の物体９の縦方向の振動は、同じ１本のワイヤ１３の上端に連なる弾性部材１２、１４の弾性変形で吸収され第１の物体８から確実に分離絶縁した状態が実現し、不要な振動成分が付加されない優れた振動伝達遮断特性が得られる。

また、この発明になるインシュレーターを適用すると、第２の物体である、例えばスピーカと、第１の物体である、例えば床とが音響的（振動的）にほぼ絶縁されスピーカがあたかも床から浮き上がった状態と等価となる。従って、スピーカ本体を収容している箱が外部（床）からの拘束を受けることなくその本来の持つ音響特性により自由自然に鳴動（振動）することになり、スピーカ本体は勿論、その箱を含めて魅力のある再生音を実現するよう設計製作された、いわゆる名器といわれる高級スピーカに適用すると、その素晴らしい音質が十二分に発揮されるわけである。

実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２におけるインシュレーターの構成を示す図で、図４（ａ）は、平面図、図４（ｂ）は、同図（ａ）のＢ−Ｂ線から見た断面図である。このインシュレーター５Ａを設置する要領は先の実施の形態１の場合と全く同様であるので、その説明は省略する。

第１の支持部材１８は、鋼板を成型したもので、その下面が第１の物体８上端の第１の水平面８Ａに当接するよう置かれている。そして、この第１の支持部材１８は、第１の水平面８Ａに当接する基板部１９と、円筒状でその軸方向（図４（ｂ）の垂直方向）下端が基板部１９に結合された側板部２０とから形成されている。円板部２１は、円板状でその径方向中心と側板部２０の径方向中心とが一致するようにその周縁が側板部２０に着脱可能に結合され該径方向中心にワイヤ１３の上端が結合されており弾性部材を構成する。
なお、側板部２０の周方向４箇所には、後述する固定部２４を挿通させるための開口がその下端近傍から上端にまで至る範囲に形成されている。

第２の支持部材２２は、鋼板を円筒形の容器状に成型したものをその底部を上に開放部を下にする姿勢としたもので、その上面が第２の物体９の第２の水平面９Ａに当接するよう置かれている。そして、この第２の支持部材２２は、容器状の本体部２３と、十字状で本体部２３の内面にその４つの端部が結合されその中心部にワイヤ１３の下端が結合された固定部２４とから形成されている。

なお、第１の支持部材１８の側板部２０と弾性部材である円板部２１とは、図に示すように、嵌合方式で着脱可能に結合する構造を採用している。これは、このインシュレーター５Ａの組み立て作業の容易化を考慮したものである。即ち、ここでは、先ず、固定部２４と円板部２１とをワイヤ１３の両端に結合しておき、しかる後、固定部２４が側板部２０の周囲に形成された開口を挿通するようにして第２の支持部材２２を上方から第１の支持部材１８を覆うように下降させ、最終的に円板部２１の外周を側板部２９の上端に嵌合させ仕上げるわけである。

もっとも、第１の支持部材、弾性部材および第２の支持部材のそれぞれを構成する各部材を互いに結合する方式は、上述した方式に限られるものではなく、使用する材料や加工手段等に応じて、例えば、プレス加工等による一体構造としても、また、溶接やねじ止め等種々の方式を採用してよいことは当然である。

以上のように、この発明の実施の形態２におけるインシュレーターは、先の実施の形態１と同様、図４から容易に理解できるように、その適用が極めて簡便であり、かつ、不要な振動成分が付加されない優れた振動伝達遮断特性が得られる。

実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３におけるインシュレーターの構成を示す図で、図５（ａ）は、平面図、図５（ｂ）は、同図（ａ）のＣ−Ｃ線から見た断面図である。このインシュレーター５Ｂは、基本的に先の実施の形態１で説明した図３のインシュレーター５と変わるところがないが、量産化を考慮して、製作の効率化、部品の共用化、出来上がり品質の均質化、使用時の便宜性、更には、美観等を加味して創作されたものである。

第１の支持部材２５は、その下面が第１の物体８上端の第１の水平面８Ａに当接する円板状の底板部２６と、所定長の３本の支柱部Ａ２７を介して底板部２６と結合された三角形の平板状のバネ台部２８とからなり、十分な剛性を備えた材料で構成されている。
弾性部材であるバネ２９は、所定厚および幅の弾性金属板を略Ｕ字状に成形したもので、その長辺の一方（図５（ｂ）ではその下辺部）がバネ台部２８に結合されており、その長辺の他方（図５（ｂ）ではその上辺部）にワイヤ１３の上端が結合されている。
なお、ワイヤ１３の下端は、バネ２９の一部に設けられた穴２９ａおよびバネ台部２８の一部に設けられた穴２８ａを貫通して後述する第２の支持部材３０の下蓋部３３に結合されている。

第２の支持部材３０は、その上面が第２の物体９の第２の水平面９Ａに当接する円板状の上蓋部３１と、上下方向が先のバネ台部２８と底板部２６との間に位置するように配置されその３箇所に支柱部Ａ２７を挿通させる穴３３ａを設けた円板状の下蓋部３３と、上蓋部３１と下蓋部３３との周縁に嵌合された円筒状の側辺部３２と、その下端が下蓋部３３に結合されその上端が図示を省略したネジ構造で上蓋部３１に着脱自在に結合される２本の支柱部Ｂ３４とから構成され、全体として十分な剛性を備えた材料で構成されている。
そして、上述した通り、下蓋部３３の中央にワイヤ１３の下端が結合されている。

なお、図５では、支柱部Ｂ３４を介して上蓋部３１と下蓋部３３とを結合するようにしたが、これは、インシュレーター５Ｂの組み立ての最終段階で上蓋部３１を取り付けるようにすることで作業がし易くなることを意図したものである。従って、上蓋部３１と下蓋部３３との結合を側辺部３２のみで行う構造を採用することで支柱部Ｂ３４を省略することもできる。

図５のインシュレーター５Ｂでは、バネ２９を独立した部品で構成しているので、以下に示す利点がある。即ち、既述した通り、このバネ２９は、第２の物体９である例えばスピーカ３で発生する縦方向の振動を吸収するためのものであるので、スピーカ３の荷重が掛かった状態で、このバネ２９はその比例弾性限界内でほぼ一定の変形量を呈するように、そのバネ強度を、使用するスピーカ３の重量に合わせて設定するのが望ましい。この場合、バネ２９を独立部品とすることで、他の部品は共通でこのバネ２９のみスピーカ３の重量に合わせた複数種類の部品を用意することで、すべてのスピーカ３に対処でき、製品コストの低減を図ることができる。

上記した通り、バネ２９に荷重が掛かってその比例弾性限界内で変形したときの状態が例えば、その両長辺が略平行となるものとすると、荷重が掛かっていないインシュレーターとして未使用な状態では、例えば図５（ｂ）に示すように、両長辺が平行より少し広がった状態となり、荷重が掛かっている場合より第２の支持部材３０がバネ２９の弾性力でワイヤ１３を介して上方へ引っ張られ、第１の支持部材２５のバネ台部２８の下面に第２の支持部材３０の下蓋部３３の上面が押圧当接する（但し、図５（ｂ）では、各部の構造の理解を容易とするため両面は離して図示している）。この場合、この当接する両面に位置決めのため周縁をテーパ状に加工した凹凸面を一部に形成することで、当接時の両部材２５、３０の同軸性をより確実なものにできる。

この結果、第１の支持部材２５と第２の支持部材３０とはその中心が一致して両者が一体に保持されるので、商品としてのインシュレーターの流通工程での取り扱いが簡便となり、また、個々のユーザーでスピーカ等の下に挿入する場合も簡便な要領でかつ正しい適切な状態での使用を保証することが可能となる。

以上のように、この発明の実施の形態３におけるインシュレーターは、先の実施の形態例と同様、図５から容易に理解できるように、その適用が極めて簡便であり、かつ、不要な振動成分が付加されない優れた振動伝達遮断特性が得られる。

実施の形態４．
ここでは、先の各実施の形態例で説明したインシュレーターをオーディオ分野、特にその分野でも最も多用されている、スピーカと床との間に挿入して使用する場合を例に、更に考慮すべき内容について説明する。
以下、先の図５に示す本願発明になるインシュレーターの構成を参照して説明する。今、第１の支持部材２５および第２の支持部材３０が剛体であると仮定すると、第２の物体９であるスピーカが振動を発生すると、ワイヤ１３の下端が結合された第２の支持部材３０と一体となっているスピーカは、バネ２９を介して第１の支持部材２５に結合されたワイヤ１３の上端を支点として振り子運動を行うことになる。

この振り子運動は、ここで対象とする振動程度ではその振幅は微少であることから、水平方向の運動となり、機械工学上、単振動という自由振動系が成立するとみなしてよい。そして、この自由振動における固有振動周波数ｆｈは、重力加速度Ｇとワイヤの長さｌとにより下式で表される。

ｆｈ＝√（Ｇ／ｌ）／（２×π） ・・・（１）

ワイヤの長さが１０ｍｍの場合、これを（１）式に代入して固有振動周波数ｆｈ１を求めると、約５Ｈｚとなる。
従って、この固有振動周波数より低い周波数でスピーカが振動すると、それに応じてワイヤの上端も、スピーカと連なるワイヤの下端に追従して振動することになり、結果として、スピーカの振動が床に伝わることになる。逆に、この固有振動周波数より高い範囲では、ワイヤの上端は下端の振動に追従せず、結果として、スピーカの振動が床に伝わらない、振動の伝達が遮断されることになる。

オーディオ分野に使用する場合、この固有振動周波数が人間の可聴周波数の下限値未満であれば、問題となりうる、スピーカから床への振動の伝達を有効に防止しうると考えられる。
人間の可聴周波数の下限値は、一般に、２０Ｈｚ程度とされているので、上記計算結果から、ワイヤの長さとして１０ｍｍ程度に採用しても要求された性能を十分発揮できることが判る。従って、この発明になるインシュレーターは十分小形のもので実現でき、例えば、一般家庭用に利用する場合においても、大きなスペースを必要とすることなく、適用が極めて簡便となる。

ここで、スピーカから発生する振動の形態について更に検討を進める。周知の通り、スピーカは、木製の箱内に振動板を備えたスピーカ本体をその振動方向がほぼ水平となる姿勢で取り付けられたものである。従って、スピーカから次々に発せられる各音の初期動作は以下の如き現象となる。
即ち、上記振動板が水平方向に強く初動し、箱はその反作用で水平方向に追動する。箱に発生する縦方向の振動は、振動板の振動による箱内の背圧によるものと考えられる。従って、インシュレーターとしては、このスピーカからの初動の水平方向振動を確実に吸収することが極めて重要となる。

しかるに、本願発明に係るインシュレーターでは、スピーカと一体となった第２の支持部材３０の下蓋部３３の１点に１本のワイヤ１３の下端が結合されている、即ち、実質的に、スピーカの１点を１本のワイヤで直接吊り下げるという構成が実現されているわけである。この結果、後述する実施の形態５で説明する実証試験結果から判るように、特許文献１に示されたように、スピーカをワイヤで直接吊り下げるのではなく、板ばねを介して吊り下げる構造の場合とで振動遮断特性に大きな優劣が生じる。
この原因は、本願発明では、上記した構成が、シンプルで自由ないわゆる振り子振動を実現してスピーカの水平方向初動振動を確実に吸収するためと推定される。これに対し、特許文献１の場合は、スピーカからの初動振動を板ばねを介して複数（４本）のワイヤで吊る構成であるので、板ばねによる歪み分、更に、４本のワイヤにそれぞれのルートで複雑に振動が伝わり、シンプルで自由な振り子振動が得られず、結果としてスピーカの水平方向初動振動を確実に吸収し得ないためと推定される。

先に挙げた特許文献２は、既述した通り、精細なオーディオ分野に適用されるものではないが、形としては、そのバネが本願で言う第１の支持部材側に位置しており、ワイヤの下端に第２の支持部材が結合される構造になっている。しかし、特許文献１と同じく複数（４本）のワイヤで吊り下げる構造で、水平方向の振動伝達を想定した場合、各ワイヤに伝わる振動成分が互いに異なる複雑な現象になることは容易に想像され、本願発明のような、シンプルで自由な振り子振動は到底望み得ないものと推定される。

なお、図１で説明した通り、１個のスピーカに３個または４個のインシュレーターを使用するので、スピーカ全体としては、複数のワイヤで吊る構成となる。しかし、各インシュレーターが担う振動遮断吸収の動作が及ぶ範囲から見ると各インシュレーターは十分離反した位置にあり、この振動遮断吸収動作に関する限り、各インシュレーターは互いに独立したものと考えてよく、この振動吸収に寄与する振り子動作は１本のワイヤで行われていることに変わりはないと言える。

次に、縦方向の振動遮断吸収の動作について説明する。上述した通り、スピーカが発生する振動では水平方向の振動成分が主なものとなるが、縦方向の振動成分も無視はできず、この縦方向の振動成分はワイヤの振り子現象では吸収できない。
従って、この縦方向の振動成分については、本願発明における弾性部材がその吸収動作を担うわけである。先の実施の形態例に則して説明すると、図３のインシュレーター５では、支持部１２と中継部１４との結合体、図４のインシュレーター５Ａでは、円板部２１、図５のインシュレーター５Ｂでは、弾性部材２９がそれぞれ対応する。

この場合、先の水平方向の振動吸収で説明したと同様、ワイヤ１３を介した第１の支持部材と第２の支持部材との間に自由振動系が成立するとみなしたときの当該自由振動の縦方向（垂直方向）における固有振動周波数が、人間の可聴周波数の下限値（２０Ｈｚ程度）未満となるようこれら弾性部材の弾性を設定する必要がある。
従って、各弾性部材の設計は、以上の条件を満たすように、それぞれの形状に応じてその材質・サイズを設定すればよいが、上述したワイヤによる振り子現象の場合と異なり、いずれのタイプの弾性部材にあっても、当該弾性部材に掛かる荷重の大きさが影響してくることになる。
この点を考慮すると、既述した通り、図５のように、弾性部材２９を独立部品とすることで、他の部品は共通でこの弾性部材２９のみスピーカの重量に合わせた複数種類の部品を用意することで、すべてのスピーカに対処でき、製品コストの低減を図ることができるという利点がある。

実施の形態５．
本願発明に係るインシュレーターの性能を検証した内容について実施の形態５として以下に詳述する。
ところで、既述したように、この種のインシュレーターは、スピーカから再生される音に拘りの強い、いわゆるオーディオマニアを顧客層として製造販売されるものがほとんどで、これらオーディオマニアの趣向を想定して種々様々な製品が市販されている。
そして、これらのインシュレーターを使ったことによる効果は、人間の耳で実際に試聴して判断され、例えば、マイク等で検出した音響波形を比較するといった機械的な方法では到底判定し得ないほど繊細のもので、各製造者は、勢い、性能というより独特の抽象的なキャッチフレーズを考案して販売しているというのが実情と考えられる。

本願発明者は、以上の事情に鑑み、今回開発した本願発明になるインシュレーターを極力客観的に検証する方法を新たに考案した。その背景からかなりマニアックな内容にならざるを得ないが、以下にその検証方法および検証結果について詳細に説明する。
先ず、その特徴点を列挙する。
１）再生された音を検出するセンサとしては、あくまでも人間の耳を使用し、波形分析や周波数分析といった方法では到底得られない高い検出感度を担保している。
２）２つの互いに異なるピッチ（音の高さ＝音の周波数）の音が同時に発生すると、両者の高さ（周波数）の関係で、人間の耳では、ビート（うなり）が発生したり発生しなかったりする現象が観察される。開発した方法では、一般的に言われる、例えば、音が柔らかい、固い、明るい、暗い、といった主観的な把握ではなく、上記したビートの有り無しの現象に着目し、検証の客観性を高めている。
３）スピーカを用いた実験との比較を行う標準器として、インシュレーターの影響が無い、高性能のヘッドフォンを使用することで比較結果の信頼性を確保している。

次に、具体的な検証方法について説明する。
周知のように、現在のピアノの調律は、一般的には、１オクターブを均等な比率で１２等分した平均律で行われている。これは、どんな調性の曲でも和音の響きに大きな濁りが生じず、無難な演奏を行えるためと言われているが、逆の見方をすると、ほとんどの和音に僅かな濁りが発生するとも言える。この為、ピアニストによっては、必ずしもその調律を平均律で行わず、曲によりまたそのピアニストの好み等により平均律とは異なる調律を施して演奏する場合があるとも言われている。

本願発明者は、このピアノの調律と和音の響きとの関係に創造的に着目してこの検証法を考案したものである。
即ち、本来、完全５度の音程（例えば、「ド」と「ソ」）は、その周波数が２／３の関係にあり、ビートの無い澄んだ音に聞こえるはずである。しかし、ピアノで演奏すると上述した通り、その調律や曲の調性によりビートが発生しうることになる。
そこで、異なる調律を使用していると想定される著名な二人の下記ピアニストによる下記２つの曲が録音されたＣＤを再生し、５度のキーが叩かれた部分でのビートの有無を各ケースで検証した。

ピアニスト１：グレン・グールド（カナダ）
ピアニスト２：ヴァレリー・アファナシェフ（ロシア）
演奏曲１：Ｊ．Ｓ．バッハ作曲平均律ピアノ曲集第１巻第１番ハ長調
演奏曲２：同第８番変ホ短調
標準器としてのヘッドフォン：独ゼンハイザー社製ＨＤ６５０型ヘッドフォン（歪みは０．０５％以下で、世界で最も歪みの低い製品として定評がある）
使用したスピーカの種別
スピーカ１：デンマークＢ＆Ｏ社製ＢｅｏＬａｂ３型（デジタルアンプ内蔵スピーカ） スピーカ２：英タンノイ社製IIIＬＺ型（古典的なタイプのスピーカ）
スピーカ３：米エレクトロボイス社製マルキス３００型（古典的なタイプのスピーカ）
スピーカ４：米クリプッシュ社製ラ・スカラ型（オールホーン型スピーカ）

以下、実験による試聴結果を列挙する。但し、
×は、ビート有りと観察されたもの、◎は、ビート無しと観察されたもの、○は、ビートが確認しにくいとされたものを示す。
また、インシュレーターセットとは、先の図５に示す状態でセットした場合を示し、インシュレーター逆セットとは、図５とは上下逆にセットした場合で、先に特許文献１で紹介したように、スピーカをワイヤの下端で直接吊り下げるのではなく、弾性部材であるバネを介してワイヤで吊り下げる状態と等価となる。

ピアニスト１ ピアニスト２
ケース１：ヘッドフォン使用
演奏曲１ × ◎
演奏曲２ ◎ ×
ケース２：スピーカ１使用
２−１）インシュレーター無し 演奏曲１ ○ ◎
演奏曲２ ◎ ◎
２−２）インシュレーターセット 演奏曲１ × ◎
演奏曲２ ◎ ×
２−３）インシュレーター逆セット演奏曲１ ○ ◎
演奏曲２ ◎ ○
ケース３：スピーカ２使用
３−１）インシュレーター無し 演奏曲１ ◎ ◎
演奏曲２ ◎ ◎
３−２）インシュレーターセット 演奏曲１ × ◎
演奏曲２ ◎ ×
３−３）インシュレーター逆セット演奏曲１ ◎ ◎
演奏曲２ ◎ ◎
ケース４：スピーカ３使用
４−１）インシュレーター無し 演奏曲１ ◎ ◎
演奏曲２ ◎ ◎
４−２）インシュレーターセット 演奏曲１ × ◎
演奏曲２ ◎ ×
４−３）インシュレーター逆セット演奏曲１ ◎ ◎
演奏曲２ ◎ ◎
ケース５：スピーカ４使用
５−１）インシュレーター無し 演奏曲１ ◎ ◎
演奏曲２ ◎ ◎
５−２）インシュレーターセット 演奏曲１ × ◎
演奏曲２ ◎ ×
５−３）インシュレーター逆セット演奏曲１ ◎ ◎
演奏曲２ ◎ ◎

以上の実験結果から以下のことが判る。即ち、
１）標準器としたヘッドフォンを使用した場合、ピアニストおよび演奏曲によってビートの有無に差があることが明確に観察された。これは既述したように、ピアニストによって調律法が異なり、それが演奏曲の調性の違いに反映したものと考えられる。
２）インシュレーターを使用しない場合は、概ねいずれの場合もビートが観察されず、スピーカを直接床に設置したためにこの伝達部分で歪みが発生し、各場合での判別が不可能になったものと推察される。
３）これに対し、インシュレーターをその本来の図５の姿勢で正しくセットすると、ビートの有無に関して、実験をした全てのスピーカにおいて、標準器としてのヘッドフォンを使用した場合と全く同一の結果が観察され、スピーカが歪み無く原音を正確に再生出力していることの証であり、本願発明になるインシュレーターの上述した優れた特性が実証されたことになる。
４）更に、インシュレーターを上下逆にセットした場合は、ほとんどインシュレーターを使用しない場合に近い結果となり、歪みの無いインシュレーターとして機能を果たしていないことが分かる。なお、この逆セットは、一応特許文献１の場合を模擬したものであるが、実際の特許文献１では、既述した通り、各インシュレーターがスピーカの１箇所を４本のワイヤで吊り下げる構造であり、その吊り構造が複雑となり、今回の実験結果より更に低下した可能性が高いと言える。

なお、以上の検証方法には、再生音を聴く人間の主観はほとんど入り得ないが、念のため、数人の観察者で同様の実験を実施したが、全て同一の結果であったことを確認している。

以上で説明した検証結果から以下のことも言える。即ち、本願発明になるインシュレーターは、何ら歪みを付加することなく、スピーカを床から音響的に絶縁することで、スピーカの持つ本来の音を忠実に再現することができるものであり、このインシュレーターをセットすることで必ずしも快適な聴きやすい音を作り出すというものではないということである。

なお、インシュレーターをＣＤプレーヤやアンプ等とラック等との間に挿入して使用する場合の検証には触れていないが、実際に本願発明になるインシュレーターを使用すると再生音に変化が見られる。第一義的には、既述したように、床からＣＤプレーヤ等に伝達する振動をインシュレーターが防止するものであるが、床に振動の存在が考えられないような場合にもインシュレーターの挿入で音が変わることが観察されている。
この現象は、スピーカの場合のようには理解が容易ではないが、ＣＤプレーヤやアンプを構成する金属製の筐体はアース電位に設定され、この筐体にはその内部の回路の一部が接続されている。そして、この回路に流れる信号、電流によって筐体が僅かに変形し得るが、この筐体の設置姿勢によってその変形が非線形に変化するとこの筐体に流れる信号、電流に歪みが発生し結果としてその出力信号にその非線形変形の影響が現れると言われている。

従って、本願発明になるインシュレーターの上にこれらＣＤプレーヤを設置することで、実質的にＣＤプレーヤが浮いた状態でその筐体に発生する機械的なストレスが開放され、上記の非線形性が抑制されて音質が向上することが考えられる。事実、実際にアンプ付ＣＤプレーヤで本願発明になるインシュレーターを試してみた結果、逆に筐体固有の音があったのが判るぐらいに、癖のないクリアーな音が得られた。

実施の形態６．
先の各実施の形態例で説明した通り、この発明になるインシュレーターを、例えば、スピーカに適用した場合、スピーカがまるで床から浮いた様な状態が再現される。事実、図１で例示したように、この発明になるインシュレーターを４個または３個床に配置し、更にその上にスピーカを設置して、そのスピーカの上端を軽く押すと、簡単に揺動する。特に、背の高いスピーカの場合はこの揺れが大きくなり、地震発生時にスピーカが倒れるのではないかとユーザーに不安を抱かせることが懸念される。
勿論、インシュレーター本来の遮音機能を果たすためには、このような大きな振幅の揺れを担保する必要は全くない。

この実施の形態６は、以上の背景、観点から新たに考案したもので、この発明になるインシュレーターの上述した優れた性能を損なうことなく、ユーザーの使用現場における耐震性を向上させることを目的とするものである。

図６は、この発明の実施の形態６におけるインシュレーターの使用状態を示す斜視図で、ここでは、４個のインシュレーター５Ｃを共通の板材３５に取り付けてこれを床面に設置し、その上にスピーカ３を載せている。なお、図６では、スピーカ３を破線で図示している。

図７は、インシュレーター５Ｃと板材３５との取り付け部分の詳細を示す断面図である。図において、インシュレーター５Ｃは、一部を除いて、先の図５で説明したインシュレーター５Ｂと同じものである。即ち、第１の支持部材２５は、底板部２６と、支柱部Ａ２７を介して底板部２６と結合されたバネ台部２８とからなり、また、弾性部材であるバネ２９は、その下辺部がバネ台部２８に結合されており、その上辺部にワイヤ１３の上端が結合されており、いずれも図５の場合と同じものである。

第２の支持部材３０Ａは、図５の場合と異なり、上蓋部３１とワイヤ１３の下端が結合された下蓋部３３とは、支柱部Ｂ３４のみを介して結合される構造で、図５の側辺部３２は使用していない。
板材３５は、先の図６に示すように、スピーカ３（第２の物体９に相当）の底面より大きい面積を有しており、具体的には、板材３５の周縁がスピーカ３の周縁より所定寸法外方に位置するようその面積が設定されている。そして、板材３５の厚さは、図７に示すように、その表裏が、それぞれ上蓋部３１の上面、下蓋部３３の下面と面一となる厚さに設定されている。

そして、板材３５の周縁近傍に沿って所定の間隔で複数（図６では４隅に４個）の貫通穴３５ａを設け、図７に示すように、この貫通穴３５ａの内面の上端および下端に形成した段部が上蓋部３１および下蓋部３３の周縁に形成された段部に嵌合することで、インシュレーター５Ｃが板材３５に一体に取り付けられる。正確には、４個のインシュレーター５Ｃの各第２の支持部材３０Ａ（上蓋部３１と下蓋部３３）と板材３５とが一体構造となる。
なお、この場合の取り付け作業は、先ず、インシュレーター５Ｃから上蓋部３１を取り外したものを板材３５の貫通穴３５ａの下方から挿入して下蓋部３３の周縁を貫通穴３５ａの下端に嵌め込み、しかる後、上蓋部３１をその周縁が貫通穴３５ａの上端に嵌め込むようにして上方から取り付け、ネジにより支柱部Ｂ３４に締め付け一体とする。

図８は、図７のインシュレーター５Ｃを更に変形したインシュレーター５Ｄを示す断面図である。図７と異なる点のみを説明する。即ち、図８において、板材３６は、その上面が第２の水平面９Ａに当接し、図７の貫通穴３５ａに相当する位置には下面が開放する凹部３６ａが形成されている。そして、この凹部３６ａの下端周縁に下蓋部３３を図示しないネジで締め付け固定することで、凹部３６ａの内部にバネ台部２８、バネ２９およびワイヤ１３を収容する構成となっている。

従って、図８のインシュレーター５Ｄでは、下蓋部３３と板材３６とで第２の支持部材３０Ｂを構成している。
なお、以下で説明する動作は、図８のインシュレーター５Ｄも図７のインシュレーター５Ｃと全く同一であるので、以下では専ら後者を対象に説明することにする。

次に、動作について説明する。もっとも、図６から判るように、スピーカ３は、インシュレーター５Ｃと一体に構成された板材３５の上に載せられるので、主として先の実施の形態４および５で説明した、何ら歪みを付加することなくスピーカを床から音響的に絶縁するという機能は全く同様に発揮されるのは明らかで、その説明の再録は省略する。

そこで以下では、地震等の発生で、図６に示すインシュレーター５Ｃ、板材３５およびスピーカ３に床から振動が加わった場合の動作について説明する。地震による振動の主成分は、一般に既述してきたオーディオ分野の可聴周波数よりかなり低い周波数のものである。従って、図７において、床８の振動は、第１の支持部材２５（底板部２６、支柱部Ａ２７、バネ台部２８）、バネ２９、ワイヤ１３、第２の支持部材３０Ａ（下蓋部３３、支柱部Ｂ３４、上蓋部３１）、板材３５を経てスピーカ３に伝わることになる。
なお、図８のものでは、床８の振動は、第１の支持部材２５（底板部２６、支柱部Ａ２７、バネ台部２８）、バネ２９、ワイヤ１３、第２の支持部材３０Ｂ（下蓋部３３、板材３６）を経てスピーカ３に伝わることになる。

ここで、床振動の水平成分は、主としてワイヤ１３の振り子運動で一定量が吸収されてスピーカ３に伝達される。また、床振動の垂直成分は、主としてバネ２９の弾性で一定量が吸収されてスピーカ３に伝達されることになる。
そして、この発明では、図７に示すように、１個のインシュレーター５Ｃにおいては１本のワイヤ１３で吊る構造となっているので、それぞれのインシュレーター５Ｃが床面から瞬間的に自由な角度で傾斜できる構造になっている。
以上の結果、板材３５従ってその上に設置されたスピーカ３はスムーズに揺動することになり、その揺動運動は、ほぼスピーカ３の重心を中心としたシーソーの動きとなる。

例えば、図６で、スピーカ３を正面から見て、時計方向に揺動した瞬間を考えると、右側のインシュレーター５Ｃのバネ２９は左側のインシュレーター５Ｃのバネ２９に比較してより大きく圧縮収縮され、その結果反力がより大きくなる。即ち、これら４個のインシュレーター５Ｃが自動的にスピーカ３の揺動の振幅を抑制するような働きをするわけである。
また、上述したように、１本のワイヤ１３による吊り構造を採用することで板材３５がスムーズに揺動するということは、スピーカ３と板材３５との間に無理な滑りを発生させないので、地震発生時にスピーカ３が板材３５から滑り落ちるという可能性も低減される。

当然ながら、地震は自然現象でありその振幅に上限が定められているわけではない。従って、予想を越えた振幅の地震が発生した場合、板材３５の揺動の振幅が過大となって転倒する可能性が出てくる。この場合、この発明の実施の形態６では、図６に示すように、板材３５は、その周縁がスピーカ３の周縁より所定寸法外方に位置するようその面積が設定されているので、スピーカ３を直にインシュレーター上に設置するときに比較して、揺動振幅がより小さい段階で、板材３５の先端が床面に当接し転倒が未然に防止される。

スピーカ３が、その床面積に比較して背が余り高くなく転倒しにくい形状の場合には、板材３５は、スピーカ３の面積と同程度またはそれ以下の面積のものとしてもよいことは勿論である。
更に、板材を使用せず、先の実施の形態１〜３で説明したインシュレーターのみを複数個使用した場合も、この実施の形態６で上述したように、１個のインシュレーターにおいては１本のワイヤで吊る構造となっているので、それぞれのインシュレーターが床面から瞬間的に自由な角度で傾斜できる構造になっている、その結果、これらインシュレーターの上に設置されたスピーカはスムーズに揺動し、しかもそのバネの働きで揺動の振幅が自動的に抑制され安全が確保されるという、本願発明特有の効果はそのまま発揮される。

また、この実施の形態６で説明した、地震等の外部からの振動に対する本願発明になるインシュレーター特有の動作特性およびその効果に着目すると、第２の物体９として例えば精密機器等を想定した免震装置としてこの発明は極めて有効であると言える。勿論、インシュレーターとしての全体の体躯、ワイヤの太さ、長さ強度等の特性、バネの張力、強度等の特性については、先の実施の形態１〜３で説明したいわゆるオーディオ用途のインシュレーターの場合とは異なる設定が必要となるが、発明の構成としては全く同一のものとして適用することができる。

この発明は、例えば、スピーカやＣＤプレーヤ等と床との間に挿入して両者の間を音響的に遮断する、いわゆるオーディオ分野に使用するインシュレーターとしては勿論、例えば、精密機器等を地震等の振動から保護するための、いわゆる免震機能を発揮するインシュレーターとしても適用することができる。

３ スピーカ、４ 床、５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ インシュレーター、
６ ＬＰプレーヤ、７ ラック、８ 第１の物体、８Ａ 第１の水平面、
９ 第２の物体、９Ａ 第２の水平面、１０，１８，２５ 第１の支持部材、
１１ 基台部、１２ 支持部、１３ ワイヤ、１４ 中継部、
１５，２２，３０，３０Ａ，３０Ｂ 第２の支持部材、１６，２３ 本体部、
１７，２４ 固定部、１９ 基板部、２０ 側板部、２１ 円板部、２６ 底板部、
２７ 支柱部Ａ、２８ バネ台部、２９ バネ、３１ 上蓋部、３２ 側辺部、
３３ 下蓋部、３４ 支柱部Ｂ、３５ 板材、３５ａ 貫通穴、３６ 板材、
３６ａ 凹部。

Claims (12)

1. 第１の物体の上端の第１の水平面と前記第１の物体より上方に位置する第２の物体の下端の前記第１の水平面より上方に位置する第２の水平面との間に介在し、前記両物体のいずれか一方からの振動が前記両物体のいずれか他方へ伝わるのを抑制するインシュレーターであって、
   下面が前記第１の水平面に当接する剛性の大きい第１の支持部材、所定の長さを有しその上端が弾性部材を介して前記第１の支持部材に結合された曲げ剛性の小さい１本のワイヤ、および前記ワイヤの下端に結合されることで前記弾性部材および前記ワイヤを介して前記第１の支持部材から吊り下げられ上面が前記第２の水平面に当接する剛性の大きい第２の支持部材を備えたインシュレーター。
2. 前記１本のワイヤは、複数本の細線をより合わせた１本のより線としたことを特徴とする請求項１記載のインシュレーター。
3. 前記ワイヤを介した前記第１の支持部材と前記第２の支持部材との間に自由振動系が成立するとみなしたときの当該自由振動の水平方向における固有振動周波数が、人間の可聴周波数の下限値未満となるよう前記ワイヤの長さを設定したことを特徴とする請求項１または２に記載のインシュレーター。
4. 前記ワイヤを介した前記第１の支持部材と前記第２の支持部材との間に自由振動系が成立するとみなしたときの当該自由振動の垂直方向における固有振動周波数が、人間の可聴周波数の下限値未満となるよう前記弾性部材の弾性を設定したことを特徴とする請求項３記載のインシュレーター。
5. 前記第１の支持部材は、前記第１の水平面に当接する基板部と円筒状でその軸方向一端が前記基板部に結合された側板部とを備え、前記弾性部材は、円板状でその径方向中心と前記側板部の径方向中心とが一致するようにその周縁が前記側板部に結合され該径方向中心に前記ワイヤの上端が結合された円板部からなり、前記第２の支持部材は、底部を有する円筒状で前記底部が前記第２の水平面に当接し前記側板部および円板部を覆うように形成された本体部と十字状でその端部が前記本体部の下部内面に結合されその中心部に前記ワイヤの下端が結合された固定部とを備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のインシュレーター。
6. 前記第１の支持部材は、前記第１の水平面に当接する底板部と、所定長の支柱部を介して前記底板部と結合されたバネ台部とを備え、前記弾性部材は、所定厚および幅の板を略Ｕ字状に形成しその長辺の一方が前記バネ台部に結合されその長辺の他方に前記ワイヤの上端が結合されたバネからなり、前記第２の支持部材は、前記第２の水平面に当接する上蓋部と、前記底板部とバネ台部との間に位置するように所定長の側辺部を介して前記上蓋部と結合され前記ワイヤの下端が結合された下蓋部とを備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のインシュレーター。
7. 前記第１の支持部材は、前記第１の水平面に当接する底板部と、所定長の第１の支柱部を介して前記底板部と結合されたバネ台部とを備え、前記弾性部材は、所定厚および幅の板を略Ｕ字状に形成しその長辺の一方が前記バネ台部に結合されその長辺の他方に前記ワイヤの上端が結合されたバネからなり、前記第２の支持部材は、前記第２の水平面に当接する上蓋部と、前記底板部とバネ台部との間に位置するように所定長の第２の支柱部を介して前記上蓋部と結合され前記ワイヤの下端が結合された下蓋部とを備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のインシュレーター。
8. その周縁近傍に沿って所定の間隔で複数の貫通穴を形成した板材を備え、前記各貫通穴の内面の上端および下端でそれぞれ前記上蓋部および前記下蓋部の周縁を支持することにより、請求項７記載のインシュレーターを前記複数個、その前記上蓋部および前記下蓋部を前記板材に一体に取り付けてなるインシュレーター。
9. 前記第１の支持部材を複数個備え、前記各第１の支持部材は、前記第１の水平面に当接する底板部と、所定長の第１の支柱部を介して前記底板部と結合されたバネ台部とを備え、前記弾性部材を前記複数個備え、前記各弾性部材は、所定厚および幅の板を略Ｕ字状に形成しその長辺の一方が前記バネ台部に結合されその長辺の他方に前記ワイヤの上端が結合されたバネからなり、前記第２の支持部材は、その上面が前記第２の水平面に当接し、下面が開放する凹部がその周縁近傍に沿って所定の間隔で前記複数個形成された板材と、前記底板部とバネ台部との間に位置するように前記板材の各凹部下端周縁に固定され前記ワイヤの下端が結合された前記複数個の下蓋部とを備え、前記各凹部内に前記各バネ台部、前記各バネおよび前記各ワイヤを収容してなる請求項１ないし４のいずれか１項に記載のインシュレーター。
10. 前記板材は、該板材の周縁が前記第２の物体の底面周縁より所定寸法外方に位置するように該板材の面積を設定したことを特徴とする請求項８または９に記載のインシュレーター。
11. 前記バネは、前記インシュレーターを介して前記第２の物体を前記第１の物体の上に載置したときに比例弾性限界内で所定量の変形を呈するように当該インシュレーターに負荷される荷重の大きさに応じてそのバネ強度を設定するようにしたことを特徴とする請求項６ないし１０のいずれか１項に記載のインシュレーター。
12. 前記バネを、前記第２の物体が負荷されない状態では、前記第１の支持部材の前記バネ台部と前記第２の支持部材の前記下蓋部とが前記バネの弾性力に基づき当接するようにしたことを特徴とする請求項１１記載のインシュレーター。

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