JP6116238B2

JP6116238B2 - 空気砲用スピーカ型加振器

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Publication number: JP6116238B2
Application number: JP2012286476A
Authority: JP
Inventors: 山本　剛; 剛山本
Original assignee: テーダブリュ電気株式会社
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2017-04-19
Anticipated expiration: 2032-12-28
Also published as: JP2014129891A

Description

本発明は、例えば霧や煙などエアロゾルの微粒子が分散している雰囲気の渦輪を所定方向に向けて放出する空気砲に係り、特に空気砲を放出する動力源となる空気砲用スピーカ型加振器に関する。

従来、例えば芳香剤の微粒子などエアロゾルの微粒子が分散している雰囲気の渦輪を所定方向に向けて放出する空気砲が知られている。この空気砲としては、例えば、伸縮自在の蛇腹状のポンプ部に放出口を有する容器状の砲身部を連結し、砲身部内に芳香剤の微粒子が分散している雰囲気を供給し、ポンプ部をロッドで圧縮して放出口から渦輪を放出するものがある（特許文献１参照）。

特開２００８−２７５１９６公報

ところで、特許文献１の空気砲は、蛇腹状のポンプ部とこれを背後から圧縮するロッドとから空気砲の動力源を構成しているため、口径の大きな渦輪を放出する空気砲とする場合にはポンプ部やロッドが大型化し、大きな設置スペースを必要とするという不具合がある。また、蛇腹状のポンプ部に伸縮動作が必要であることから、渦輪を複数回に亘ってスピーディに放出したい場合に対処することができないという問題もある。

本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、省スペースに設置することが可能であると共に、空気砲の渦輪を複数回に亘ってスピーディに放出することを可能にする空気砲用スピーカ型加振器を提供することを目的とする。

本発明の空気砲用スピーカ型加振器は、スピーカフレーム型のフレームと、前記フレームの略中央に立設し、入力コイルが巻回されるコイルボビンと、前記コイルボビンの先端側に設けられ、周縁が前記フレームに対して固定される平板状の振動板本体と、エアロゾルの微粒子が分散している雰囲気を供給される砲身チャンバーとを有し、
前記砲身チャンバーは、その上面に放出口を有し、該放出口が前記振動板本体に対して平行に配置されており、前記入力コイルは、第１の入力コイルと第２の入力コイルとにより形成され、前記第１の入力コイルに空気砲放出用の振動信号が入力され、前記第２の入力コイルに音響信号が入力されることを特徴とする。
この構成によれば、空気砲を放出する動力源である空気砲用スピーカ型加振器を省スペースに設置することができると共に、エアロゾルの微粒子が分散している雰囲気の空気砲の渦輪を複数回に亘ってスピーディに放出することができる。また、平板状の振動板本体とすることにより、雰囲気の分散を防いで平行に押し、放出口及び放出口を有する面に均等な圧力を大きな振幅で与えることができ、小入力でも綺麗な渦輪を放出することができる。また、渦輪の口径に拘わらず、綺麗な渦輪を生成して放出することができる。また、綺麗な渦輪を遠くに飛ばせるため、香りや霧などエアロゾルの微粒子も遠くに飛ばすことができる。また、この構成によれば、第１の入力コイルに入力される空気砲放出用の振動信号で確実に空気砲の渦輪を放出することができると共に、第２の入力コイルに入力される音響信号で音声や音楽等を発生することができ、音声や音楽等に合わせて渦輪を放出することができる。

本発明の空気砲用スピーカ型加振器は、前記振動板本体を繊維強化樹脂とすることを特徴とする。
この構成によれば、樹脂製で軽量とすることにより、振動板本体の振幅動作を円滑にすることができる。また、繊維強化で剛性を高めることにより、振幅時に雰囲気を押す振動板本体の変形を防ぎ、より確実に雰囲気を平行に押すことができる。また、防水性を有する樹脂製とすることにより、エアロゾルの微粒子が液体粒子である場合等に、防水性を確保することができる。

また、前記フレームの中央の下側には、センターポールが配置され、前記センターポールの周囲には、マグネット及びプレートが設けられ、前記コイルボビンは、前記センターポールの外周に配置されており、前記入力コイルは、ロングボイスコイルに対応する構成になっており、その巻幅の中心設定位置が前記プレートの中心よりも下方に設定されていることが望ましい。
この構成によれば、振幅を大きくすることができ、より強い力で雰囲気を平行に押すことができる。

前記コイルボビンの先端部に硬質緩衝材が嵌合され、前記硬質緩衝材の先端側に軟質緩衝材が設けられ、前記軟質緩衝材の上に前記振動板本体が載置されることが望ましい。
この構成によれば、振動板本体の振動時に発生する振動音を低減することができ、例えば空気砲を有する加湿装置や芳香装置等で、振動音の低減が求められる空気砲に適応することができる。また、製品に組み込んだ際の振動時に不快音を抑えることができる。

本発明の空気砲用スピーカ型加振器は、前記コイルボビンの先端部に軟質緩衝材が設けられ、前記軟質緩衝材に前記振動板本体が載置されることを特徴とする。
この構成によれば、コイルボビンの先端部に振動板本体が軟質緩衝材を介して載置されることにより、振動板本体の振動時に発生する振動音を低減することができ、例えば空気砲を有する加湿装置や芳香装置等で、振動音の低減が求められる空気砲に適応することができる。また、製品に組み込んだ際の振動時に不快音を抑えることができる。また、軟質緩衝材とすることにより、硬質緩衝材の場合よりも振動音の発生を一層低減することができる。

本発明の空気砲用スピーカ型加振器は、前記コイルボビンの先端部に前記振動板本体が直接載置されることを特徴とする。
この構成によれば、振動板本体の振動時に発生する音をより広帯域の音にすることができ、例えば空気砲を有する加湿装置や芳香装置等で、入力コイルに音響信号を入力して、広帯域の音声や音楽等の音の利用が求められる空気砲に適応することができる。

また、前記フレームの周縁には、水平な取付面が形成されており、前記砲身チャンバーは、その下端部が前記フレームの取付面に載置されていることが望ましい。

本発明の空気砲用スピーカ型加振器は、空気砲を放出する動力源である空気砲用スピーカ型加振器を省スペースに設置することができると共に、エアロゾルの微粒子が分散している雰囲気の空気砲の渦輪を複数回に亘ってスピーディに放出することができる。また、平板状の振動板本体とすることにより、雰囲気の分散を防いで平行に押し、放出口及び放出口を有する面に均等な圧力を大きな振幅で与えることができ、小入力でも綺麗な渦輪を放出することができる。また、渦輪の口径に拘わらず、綺麗な渦輪を生成して放出することができる。また、綺麗な渦輪を遠くに飛ばせるため、香りや霧などエアロゾルの微粒子も遠くに飛ばすことができる。

（ａ）は本発明による第１実施形態の空気砲用スピーカ型加振器の平面図、（ｂ）はその底面図。（ａ）は第１実施形態の空気砲用スピーカ型加振器の正面図、（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図。（ａ）は第１実施形態に於けるコイルボビンに入力コイルが巻回されている状態を示す斜視図、（ｂ）はその縦断面図。第１実施形態の空気砲用スピーカ型加振器に砲身チャンバーを取付けた状態を示す縦断面図。第２実施形態の空気砲用スピーカ型加振器における振動板本体と軟質緩衝材との接触箇所近傍を示す部分断面図。（ａ）は第３実施形態の空気砲用スピーカの底面図、（ｂ）はその正面図。（ａ）は第３実施形態に於けるコイルボビンに入力コイルが巻回されている状態を示す斜視図、（ｂ）はその縦断面図。

〔第１実施形態の空気砲用スピーカ型加振器〕
本発明による第１実施形態の空気砲用スピーカ型加振器について説明する。図１及び図２は第１実施形態の空気砲用スピーカ型加振器を示す図、図３はそのコイルボビンに入力コイルが巻回されている状態を示す図、図４は第１実施形態の空気砲用スピーカ型加振器に砲身チャンバーを取付けた状態を示す図である。

第１実施形態の空気砲用スピーカ型加振器１は、図１及び図２に示すように、略皿状のスピーカフレーム型のフレーム２と、フレーム２の中央の下側に配置されるセンターポール３と、センターポール３の周囲に設けられるマグネット４及びプレート５と、センターポール３の外周に設けられ、フレーム２の中央に立設するコイルボビン６と、コイルボビン６の下部の外周に巻回される入力コイル７と、コイルボビン６とフレーム２とに取り付けられるダンパー８と、コイルボビン６の先端部に設けられる緩衝材であるキャップ９と、フレーム２の外周面に取り付けられる端子１０と、キャップ９に載置してコイルボビン６の先端側に設けられる振動板１１とを備える。

フレーム２は、円形皿状で凹んで形成されていると共に、平面視リング状で底部２１の中央に穴２２が形成されている。フレーム２の凹側の周縁には、略水平な取付面２３が形成されていると共に、取付面２３の外側端部から垂直に立ち上がる立ち上がり部２４が形成されている。フレーム２の外周面には、後述する入力コイル７への入力信号を入力する端子１０が設けられている。

センターポール３は、略円形平板状の底部３１と、底部３１の中央で立設する有底円筒形の突部３２とから形成される。センターポール３の外周には、底部３１に載置するようにしてリング状のマグネット４が設けられ、マグネット４と、フレーム２の底部２１との間には、平板リング状のプレート５が設けられている。

センターポール３の突部３２には、通常のスピーカのボイスコイルボビンに相当する筒状のコイルボビン６が外嵌めされ、蛇腹状のダンパー８を介してフレーム２に取り付けられている。プレート５の近傍に位置するコイルボビン６の下部の外周には、通常のスピーカのボイルコイルに相当する入力コイル７が巻回されており、入力コイル７はプレート５の内端とコイルボビン６との間に配置されている。本実施形態における入力コイル７は、図３に示すように、二層巻きで巻回されている。入力コイル７の巻幅の中心設定位置は、通常のスピーカ構造と異なり、プレート５の中心よりも下方に設定して、振幅の大きさをより大きくできる構成とすると好ましい。また、入力コイル７は、センターポール３の磁極空隙の均一磁束が得られるギャップよりも長く巻かれるロングボイスコイルに対応する構成とすると好適である。

コイルボビン６の先端側の開口には、二トリルゴムなどゴム等の硬質緩衝材であるキャップ９が設けられる。キャップ９は円盤状の基体９１の下側周縁に縮径された縮径部９２を有し、縮径部９２がコイルボビン６の先端側の開口の内側に嵌め込まれるようになっている。キャップ９の先端側には短尺円柱形の突部９３が形成されている。

振動板１１は、円形平板状の振動板本体１１１と、振動板本体１１１の外周に設けられている断面視アーチ状の縁部１１２とから構成される。振動板本体１１１の中央には係合孔１１３が形成されており、係合孔１１３とキャップ９の突部９３とを係合して、突部９３の周辺にあるキャップ９の基体９１上に振動板本体１１１が載置されるようになっている。この係合時における突部９３の先端面と振動板本体１１の上面とは略面一とすると好ましい。振動板本体１１１は、軽量と剛性に優れる素材で形成すると好適であり、例えばポリプロピレン（ＰＰ）：６０％、ガラス繊維：２０％、タルク：２０％の樹脂などガラス繊維で強化したポリプロピレン（ＰＰ）等の繊維強化樹脂とすると良好である。

縁部１１２の内側に水平に突出する端部は振動板本体１１１の上面に固着され、その外側に水平に突出する端部はフレーム２の取付面２３に固着されており、換言すれば、振動板本体１１１の周縁がフレーム２に対して縁部１１２を介して固定されている。縁部１１２の素材は、二トリルゴムなどゴム等の振動板本体１１１よりも弾性に優れる素材で形成すると好適である。また、振動板本体１１１の厚さは、縁部１１２の厚さよりも厚くすると好適であり、例えば振動板本体１１１の厚さを2.0ｍｍ〜4.0ｍｍとし、縁部１１２の厚さを0.3ｍｍ〜1.0ｍｍとすると良好である。

そして、空気砲用スピーカ型加振器１を用いて空気砲を構成する場合には、例えば図４に示すように、略截頭円錐形の砲身チャンバー１２を用い、砲身チャンバー１２の周壁１２１の下端部を取付面２３に載置するようにして砲身チャンバー１２を配置する。砲身チャンバー１２は、その上面１２２の略中央に放出口１２３を有し、放出口１２３は振動板本体１１１に対して平行に配置される。また、砲身チャンバー１２の周壁１２１には、エアロゾルの微粒子が分散している雰囲気を供給される供給口１２４が設けられている。

この空気砲を使用する際には、砲身チャンバー１２内に、芳香剤の微粒子、加湿器の霧、煙などエアロゾルの微粒子が分散している雰囲気を供給すると共に、空気砲用スピーカ型加振器１の端子１０、入力コイル７に空気砲放出用等の振動信号を入力し、振動板１１を振動させる。この振動で、振動板本体１１１は、放出口１２３に対して略平行な状態を維持したまま、振動板本体１１１に対して垂直に振動し、砲身チャンバー１２内のエアロゾルの微粒子が分散している雰囲気を放出口１２３から渦輪として放出する。

尚、振動板１１をフラット型ではなく、コーン型や逆コーン型とした場合、実験の結果、押し上げた空気が分散してしまい、空気砲の渦輪の放出面である上面１２２及び放出口１２３に与える空気圧が少なくなり、渦輪の放出には非常に大きな振動板の振幅や入力が必要になる。

第１実施形態では、空気砲を放出する動力源である空気砲用スピーカ型加振器１は、空気砲の放出方向に対する長さを短くして省スペースに設置することができると共に、スピーカ型の構造により、エアロゾルの微粒子が分散している雰囲気の空気砲の渦輪を複数回に亘ってスピーディに放出することができる。また、平板状の振動板本体１１１とすることにより、雰囲気の分散を防いで平行に押し、放出口１２３及び放出口１２３を有する上面１２２に均等な圧力を与えることができ、小入力でも綺麗な渦輪を放出することができる。また、渦輪の口径に拘わらず、綺麗な渦輪を生成して放出することができる。また、綺麗な渦輪を遠くに飛ばせるため、香りや霧などエアロゾルの微粒子も遠くに飛ばすことができる。

また、振動板本体１１１を繊維強化樹脂とする場合には、振動板本体１１１を軽量化して振幅動作を円滑にすることができると共に、振幅時に雰囲気を押す振動板本体１１１の変形を防ぎ、より確実に雰囲気を平行に押すことができる。また、防水性を有する樹脂製とすることにより、エアロゾルの微粒子が液体粒子である場合等に、防水性を確保することができる。また、入力コイル７をロングボイスコイルに対応する構成とする場合には、振幅を大きくすることにより、より強い力で雰囲気を平行に押すことができる。

また、コイルボビン６の先端部に振動板本体１１１を硬質緩衝材であるキャップ９を介して載置することにより、振動板本体１１１の振動時に発生する振動音を低減することができ、例えば空気砲を有する加湿装置や芳香装置等で、振動音の低減が求められる空気砲に適応することができる。また、製品に組み込んだ際の振動時に不快音を抑えることができる。また、コイルボビン６にキャップ９を嵌合し、キャップ９の突部９３と振動板本体１１１の係合孔１１３とを係合することにより、振動板本体１１１、キャップ９、コイルボビン６を安定して取り付けることができる。

〔第２実施形態の空気砲用スピーカ型加振器〕
次に、本発明による第２実施形態の空気砲用スピーカ型加振器について説明する。図５は第２実施形態の空気砲用スピーカ型加振器における振動板本体と軟質緩衝材との接触箇所近傍を示す図である。

第２実施形態の空気砲用スピーカ型加振器１は、図５に示すように、コイルボビン６の先端部に第１実施形態と同一構成のキャップ９を設け、中央のコイルボビン６側に形成されている凹部（図示省略）をキャップ９の突部９３に嵌めるようにしてウレタン系素材等の軟質緩衝材１３を設け、係合孔１１３が形成されていないこと以外は第１実施形態と同一構成である振動板本体１１１を軟質緩衝材１３上に載置するものである。その他の構成は第１実施形態と同一である。

尚、硬質緩衝材であるキャップ９を設けずに、コイルボビン６の先端部に軟質緩衝材１３を取り付け、その上に振動板本体１１１を載置する構成、或いは振動板本体１１１の裏側に軟質緩衝材１３を接着等で固着し、その軟質緩衝材１３を介してコイルボビン６と振動板本体１１１とが接触する構成等としてもよい。

第２実施形態では、第１実施形態と同一の効果が得られると共に、軟質緩衝材１３を設けることにより、硬質緩衝材のキャップ９だけの場合よりも振動音の発生を一層低減することができる。

〔第３実施形態の空気砲用スピーカ型加振器〕
次に、本発明による第３実施形態の空気砲用スピーカ型加振器について説明する。図６は第３実施形態の空気砲用スピーカの図、図７は第３実施形態に於けるコイルボビンに入力コイルが巻回されている状態を示す図である。

第３実施形態の空気砲用スピーカ型加振器１では、図６及び図７に示すように、フレーム２の外周面に端子１０と端子１０ａが２端子で設けられており、コイルボビン６に端子１０に接続されている第１の入力コイルに相当する入力コイル７が２層巻きで巻回され、その外側に端子１０ａに接続されている第２の入力コイルに相当する入力コイル７ａが２層巻きで巻回されている。即ち、通常のスピーカの２端子のダブルボイスコイルに相当する構成になっている。

そして、入力コイル７には、空気砲放出用の振動信号が入力されると共に、入力コイル７ａには、音声や音楽等の音響信号が入力されるようになっており、これらの振動信号や音響信号は、図示省略する振動音響装置を駆動して同時に入力することが可能になっている。その他の構成は第１実施形態と同一である。

第３実施形態では、第１実施形態と同一の効果が得られると共に、入力コイル７に入力される空気砲放出用の振動信号で確実に空気砲の渦輪を放出することができると共に、入力コイル７ａに入力される音響信号で音声や音楽等を発生することができ、音声や音楽等に合わせて渦輪を放出することができる。

〔実施形態の変形例等〕
本明細書開示の発明には、各発明や実施形態等の構成の他に、これらの部分的な構成を本明細書開示の他の構成に変更して特定したもの、或いはこれらの構成に本明細書開示の他の構成を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な構成を部分的な作用効果が得られる限度で削除して特定した上位概念化したものも含まれ、下記のような変形例も包含する。

例えば第１、第２実施形態では、１チャンネルの入力コイル７に空気砲放出用の振動信号を入力する構成としたが、この１チャンネルの入力コイル７に音楽や音声等の音響信号を入力し、入力した音響信号により空気砲を放出する構成とすることも可能である。この場合、例えば振幅が大きく一定パターン或いは所定パターンの繰り返し等で入力される振動信号を入力した場合よりも、空気砲で放出される渦輪のレベルは低くなるものの、音響に合わせて空気砲の渦輪を放出することができる。

また、第１〜第３実施形態では、コイルボビン６の先端部に硬質緩衝材であるキャップ９や軟質緩衝材１３を設け、キャップ９や軟質緩衝材１３を介してコイルボビン６に振動板本体１１１が載置される構成としたが、コイルボビン６の先端部に振動板本体１１１を直接載置して接着等で固着する構成とすることも可能である。この直接載置する構成により、振動板本体１１１の振動時に発生する音をより広帯域の音にすることができ、例えば空気砲を有する加湿装置や芳香装置等で、入力コイル７或いは入力コイル７ａに音響信号を入力して、広帯域の音声や音楽等の音の利用が求められる空気砲に適応することができる。

本発明は、例えば加湿装置や芳香装置などエアロゾルの微粒子が分散している雰囲気の渦輪を所定方向に向けて放出する空気砲に利用することができる。そして、この空気砲は、車の運転者に対して眠気防止の刺激臭を渦輪で放出する装置、映画館や娯楽施設などのエンターテインメント設備の空気砲、エアロゾルの微粒子を放出する音楽プレイヤー、加湿装置等として利用することができる。

１…空気砲用スピーカ型加振器２…フレーム２１…底部２２…穴２３…取付面２４…立ち上がり部３…センターポール３１…底部３２…突部４…マグネット５…プレート６…コイルボビン７、７ａ…入力コイル８…ダンパー９…キャップ９１…基体９２…縮径部９３…突部１０、１０ａ…端子１１…振動板１１１…振動板本体１１２…縁部１１３…係合孔１２…砲身チャンバー１２１…周壁１２２…上面１２３…放出口１２４…供給口１３…軟質緩衝材

Claims

スピーカフレーム型のフレームと、
前記フレームの略中央に立設し、入力コイルが巻回されるコイルボビンと、
前記コイルボビンの先端側に設けられ、周縁が前記フレームに対して固定される平板状の振動板本体と、
エアロゾルの微粒子が分散している雰囲気を供給される砲身チャンバーとを有し、
前記砲身チャンバーは、その上面に放出口を有し、該放出口が前記振動板本体に対して平行に配置されており、
前記入力コイルは、第１の入力コイルと第２の入力コイルとにより形成され、
前記第１の入力コイルに空気砲放出用の振動信号が入力され、
前記第２の入力コイルに音響信号が入力されることを特徴とする空気砲用スピーカ型加振器。
前記フレームの中央の下側には、センターポールが配置され、
前記センターポールの周囲には、マグネット及びプレートが設けられ、
前記コイルボビンは、前記センターポールの外周に配置されており、
前記入力コイルは、ロングボイスコイルに対応する構成になっており、その巻幅の中心設定位置が前記プレートの中心よりも下方に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の空気砲用スピーカ型加振器。
前記振動板本体を繊維強化樹脂とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気砲用スピーカ型加振器。
前記コイルボビンの先端部に硬質緩衝材が嵌合され、
前記硬質緩衝材の先端側に軟質緩衝材が設けられ、
前記軟質緩衝材の上に前記振動板本体が載置されることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の空気砲用スピーカ型加振器。
前記コイルボビンの先端部に軟質緩衝材が設けられ、
前記軟質緩衝材に前記振動板本体が載置されることを特徴とする請求項請求項１〜３の何れかに記載の空気砲用スピーカ型加振器。
前記コイルボビンの先端部に前記振動板本体が直接載置されることを特徴とする請求項請求項１〜３の何れかに記載の空気砲用スピーカ型加振器。
前記フレームの周縁には、水平な取付面が形成されており、
前記砲身チャンバーは、その下端部が前記フレームの取付面に載置されていることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の空気砲用スピーカ型加振器。