JPH04293400A - Fluid pressure driven speaker - Google Patents

Fluid pressure driven speaker

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JPH04293400A
JPH04293400A JP5904991A JP5904991A JPH04293400A JP H04293400 A JPH04293400 A JP H04293400A JP 5904991 A JP5904991 A JP 5904991A JP 5904991 A JP5904991 A JP 5904991A JP H04293400 A JPH04293400 A JP H04293400A
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JP
Japan
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piston rod
cylinder
diaphragm
signal
hydraulic
Prior art date
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Application number
JP5904991A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideji Asami
浅見 秀司
Hitoshi Kitayama
仁志 北山
Akinobu Kondo
近藤 明宣
Masato Yamamoto
山本 眞人
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ISHIKAWAJIMA SYST TECHNOL KK
IHI Corp
Original Assignee
ISHIKAWAJIMA SYST TECHNOL KK
IHI Corp
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Publication date
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  • Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Abstract

PURPOSE:To easily obtain large displacement in sound pressure by oscillating an oscillation panel with a piston rod. CONSTITUTION:A piston rod 5 fixed to the tip of an oscillation plate 23 is inserted in a cylinder 4 of a body provided on the back side of a speaker frame 1, the piston rod 5 is movably supported in the axial direction by a static pressure bearing 9, a parting part 6 sliding on the internal wall of the cylinder is formed at the intermediate of the piston rod 5, two cylinder compartments 7 and 8 are formed back and forth with each other, and the supply to the respective cylinder compartments is controlled by a fluid pressure controller 17. The piston rod 5 is formed to be hollow, and a position sensor 25 is provided in it at its backward end and an acceleration sensor 34 is provided in it at its forward end.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、音響機器の一種である
電気音響変換器、通称スピーカに関するもので、特に5
0Hz以下の超低周波音の放射に適する液圧駆動スピー
カに関する。
[Field of Industrial Application] The present invention relates to an electroacoustic transducer, commonly known as a speaker, which is a type of audio equipment.
The present invention relates to a hydraulically driven speaker suitable for emitting infrasound of 0 Hz or less.

【0002】0002

【従来の技術】従来、殆どゼロ付近から100Hz 程
度までの超低周波域の音を強力に放射できる液圧駆動ス
ピーカとして、特願昭63−14755号公報に開示さ
れたものがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a hydraulically driven speaker capable of powerfully emitting sound in an extremely low frequency range from almost zero to about 100 Hz, as disclosed in Japanese Patent Application No. 14755/1983.

【0003】この液圧駆動スピーカは、図4に示すよう
に、シェル44をダイヤフラム45により前後の二室4
6,47に区画し、ダイヤフラム45の少なくとも後側
又は前側の一室を、外部信号に従ってダイヤフラムを振
動させるための液圧室46とし、ダイヤフラム45をス
プリング48で支持しつつ連結棒49にて音響放射用の
振動板41と連結したもので、液圧室46の液圧を検知
するセンサ50と、ダイヤフラム45の動きを検知する
位置センサ51とを有し、スピーカ駆動装置によって駆
動され、振動板41より超低周波の音を放射する。
As shown in FIG. 4, this hydraulically driven speaker has a shell 44 connected to two chambers 4 at the front and rear by means of a diaphragm 45.
At least one chamber on the rear or front side of the diaphragm 45 is used as a hydraulic chamber 46 for vibrating the diaphragm according to an external signal. It is connected to the radiating diaphragm 41, has a sensor 50 that detects the hydraulic pressure in the hydraulic pressure chamber 46, and a position sensor 51 that detects the movement of the diaphragm 45, and is driven by the speaker drive device, and the diaphragm 41 emits ultra-low frequency sound.

【0004】スピーカ駆動装置は、液圧室46の液圧を
制御するために液圧源57に接続された液圧コントロ−
ラ54と、液圧コントロ−ラ54を信号に従って制御す
るコントロ−ルアンプ53とを有している。液圧センサ
50からの検知信号は、制御性の改善と液体源の圧力変
動によるノイズの発生を防ぐためのフィ−ドバック信号
として、また位置センサ51からの検知信号は、制御性
の改善と無信号時に可動体たるダイヤフラム45を中立
位置に保持するためのフィ−ドバック信号として、コン
トロ−ルアンプ53に入力される。
The speaker driving device includes a hydraulic controller connected to a hydraulic pressure source 57 to control the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 46.
and a control amplifier 53 for controlling the hydraulic controller 54 according to signals. The detection signal from the liquid pressure sensor 50 is used as a feedback signal to improve controllability and prevent noise from occurring due to pressure fluctuations in the liquid source. The signal is inputted to the control amplifier 53 as a feedback signal for holding the diaphragm 45, which is a movable body, in a neutral position at the time of a signal.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、液圧駆動スピ
ーカは主として50Hz以下の超低周波音の放射を目的
とすることから、振動板は極めて大振幅で且つ円滑に変
位しなければならない。
However, since the purpose of a hydraulically driven speaker is mainly to emit infrasound of 50 Hz or less, the diaphragm must be smoothly displaced with an extremely large amplitude.

【0006】従来の液圧駆動スピーカは、可動体として
ダイヤフラム45を用い、このダイヤフラム45の動き
を連結棒49にて音響放射用の振動板41に伝える構造
であるため、超低周波音放射時の振動板41の大きな動
きをカバーするためには、ダイヤフラム45の直径を大
きくすることが必要となる。また、ダイヤフラム45は
振動板41及び連結棒49の重量を支持し液圧室46の
液圧に耐える構造でなければならず、技術的な困難が伴
う。更にまた、ダイヤフラムやベロー等の可動体はバネ
効果をもちマス・バネ系を構成することから、その固有
振動数の存在によって周波数特性を悪化させるという問
題がある。
The conventional hydraulically driven speaker uses a diaphragm 45 as a movable body, and has a structure in which the movement of the diaphragm 45 is transmitted to the diaphragm 41 for sound emission by a connecting rod 49. In order to cover the large movement of the diaphragm 41, it is necessary to increase the diameter of the diaphragm 45. Furthermore, the diaphragm 45 must have a structure that supports the weight of the diaphragm 41 and the connecting rod 49 and withstands the hydraulic pressure of the hydraulic chamber 46, which is technically difficult. Furthermore, since movable bodies such as diaphragms and bellows have a spring effect and constitute a mass spring system, there is a problem that the existence of their natural frequencies deteriorates frequency characteristics.

【0007】本発明の目的は、上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、振動板の変位を大きくとるのに適した液圧
駆動スピーカを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a hydraulically driven speaker suitable for increasing the displacement of a diaphragm.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明の液圧駆動スピーカは、振動板を先端部に固定
したピストンロッドを、スピーカ枠の背面に設けたボデ
ィのシリンダ内に挿通すると共に、このピストンロッド
を静圧軸受けによって軸方向に移動可能に支持し、ピス
トンロッドの中間にシリンダ内壁と摺接する仕切り部を
形成して相前後する2つのシリンダ室を形成し、この各
シリンダ室へ液圧を供給制御する液圧コントローラを設
けた構成としたものである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the hydraulically driven speaker of the present invention has a piston rod having a diaphragm fixed to its tip inserted into a cylinder of a body provided on the back of the speaker frame. At the same time, this piston rod is supported so as to be movable in the axial direction by a hydrostatic bearing, and a partition portion that slides in contact with the cylinder inner wall is formed in the middle of the piston rod to form two adjacent cylinder chambers. The structure includes a hydraulic pressure controller that controls the supply of hydraulic pressure to the chamber.

【0009】この場合、上記ピストンロッドは中空に形
成し、そのピストンロッド後端内部に、ピストンロッド
の運動に伴い相対的に移動する磁石と棒状コイルとを設
けて、ピストンロッドの位置センサを構成すること、更
には、上記ピストンロッドの先端内部に、機械電気変換
素子からなるピックアップを設け、その電気的引出線を
ピストンロッドの中空内部を通してピストンロッドの後
端部より外部に引き出し、加速度センサとして利用する
ことが好ましい。
In this case, the piston rod is formed hollow, and a magnet and a rod-shaped coil that move relatively with the movement of the piston rod are provided inside the rear end of the piston rod to constitute a position sensor of the piston rod. Furthermore, a pickup consisting of a mechano-electric transducer is provided inside the tip of the piston rod, and its electrical lead wire is led out from the rear end of the piston rod through the hollow interior of the piston rod, so that it can be used as an acceleration sensor. It is preferable to use it.

【0010】0010

【作用】振動板のピストンロッドは静圧軸受けによって
極めて円滑に移動自在に支承され、このピストンロッド
の変位は、スピーカの前後方向に相前後する2つのシリ
ンダ室への液圧を、液圧コントローラで供給制御するこ
とにより行われる。ピストンロッド、即ち振動板が超低
周波音放射時に大振幅を行う場合でも、ピストンロッド
は単に軸方向に大きく変位するだけであり、ダイヤフラ
ムやベロー等のように弾性変形する訳ではない。即ち、
任意の大振幅を作り出すことができる。また、液の圧縮
性を除きバネ効果を有さないから、ダイヤフラム等で生
じる固有振動数の存在及びそれに起因する周波数特性の
悪化がない。更に、可動体をその重量及び液圧に耐えつ
つ支持する構造とすることに、技術的な困難が伴なわな
い。また、請求項2においては、ピストンロッドを中空
に形成しその後端内部に位置センサを設けるため、可動
体の重量が軽くなると共に、位置センサを構成する磁石
と棒状コイルの一方を固定側とし他方を可動側とするこ
と、及び電気的出力を取り出すことが、ピストンロッド
の移動を妨げずに行うことができる。請求項3において
も、ピストンロッドの先端内部に設けた加速度センサの
ピックアップからの電気的引出線をピストンロッドの中
空内部を通して後端部より引き出しているので、ピスト
ンロッドの動作に不都合を与えない。従って、これらの
センサを用いて低周波域の音圧特性を根本的に改善する
ことができる。
[Operation] The piston rod of the diaphragm is supported by a hydrostatic bearing so that it can move extremely smoothly, and the displacement of this piston rod causes the hydraulic pressure to be applied to the two cylinder chambers located one behind the other in the front and back direction of the speaker. This is done by controlling the supply. Even when the piston rod, that is, the diaphragm, generates a large amplitude when emitting infrasound, the piston rod simply displaces greatly in the axial direction, and does not undergo elastic deformation like a diaphragm or bellows. That is,
Any large amplitude can be created. Furthermore, since there is no spring effect other than the compressibility of the liquid, there is no presence of natural frequencies that occur in diaphragms, etc., and there is no deterioration in frequency characteristics due to this. Furthermore, there is no technical difficulty in creating a structure that supports the movable body while withstanding its weight and hydraulic pressure. In addition, in claim 2, since the piston rod is formed hollow and the position sensor is provided inside the rear end, the weight of the movable body is reduced, and one of the magnet and the bar-shaped coil constituting the position sensor is fixed and the other It is possible to make the piston rod movable and to take out the electrical output without interfering with the movement of the piston rod. Also in the third aspect, since the electrical lead wire from the pickup of the acceleration sensor provided inside the tip of the piston rod is drawn out from the rear end through the hollow inside of the piston rod, there is no problem with the operation of the piston rod. Therefore, using these sensors, the sound pressure characteristics in the low frequency range can be fundamentally improved.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be explained below based on the illustrated embodiments.

【0012】図1に示す液圧駆動スピーカは、スピーカ
枠1及び振動板23の部分と、液圧駆動装置(液圧ドラ
イバ)2及び付属のセンサ25,34を含む部分と、液
圧コントロ−ラ17を含む液圧回路の部分とで構成され
ている。
The hydraulically driven speaker shown in FIG. 1 includes a speaker frame 1 and a diaphragm 23, a hydraulic drive device (hydraulic driver) 2 and attached sensors 25 and 34, and a hydraulic controller. The hydraulic pressure circuit includes the hydraulic circuit 17.

【0013】スピーカ枠1の背面中央に設けてある液圧
ドライバ2は、中央にシリンダ4を有するボディ3と、
このシリンダ4を軸方向に移動自在に貫通するピストン
ロッド5とを有する。ピストンロッド5の中央には、シ
リンダ内壁に摺接しシリンダ4を前後のシリンダ室7,
8に分ける仕切り部6が突出されている。6aは仕切り
部6の摺接面に設けたラビリンスシールである。
The hydraulic driver 2 provided at the center of the back of the speaker frame 1 includes a body 3 having a cylinder 4 in the center;
It has a piston rod 5 that passes through the cylinder 4 so as to be movable in the axial direction. The center of the piston rod 5 is in sliding contact with the inner wall of the cylinder to connect the cylinder 4 to the front and rear cylinder chambers 7,
A partition portion 6 that divides the screen into eight parts is protruded. 6a is a labyrinth seal provided on the sliding surface of the partition portion 6.

【0014】ボディ3の両端には、静圧軸受9と軸受枠
10とから成る静圧軸受組立体11が気密に嵌め込まれ
、そのフランジ部がネジ12によりボディ3の端面に固
定されている。このボディ3の両端に嵌め込まれた軸受
枠10の軸方向内側端と上記ピストンロッド中央の仕切
り部6との間が、シリンダ室7,8であり、ピストンロ
ッド5の軸方向の移動量をカバーするだけの長さに形成
されている。10aは軸受枠10の摺接面に設けたシー
ル、3a,3bは軸受枠10とボディ3との接合面に設
けたシールである。
A hydrostatic bearing assembly 11 consisting of a hydrostatic bearing 9 and a bearing frame 10 is hermetically fitted into both ends of the body 3, and its flange portion is fixed to the end surface of the body 3 with screws 12. Cylinder chambers 7 and 8 are located between the axially inner ends of the bearing frame 10 fitted into both ends of the body 3 and the partition 6 at the center of the piston rod, and cover the amount of axial movement of the piston rod 5. It is formed to a length that is just long enough. 10a is a seal provided on the sliding surface of the bearing frame 10, and 3a and 3b are seals provided on the joint surfaces of the bearing frame 10 and the body 3.

【0015】静圧軸受9は、それぞれ円周上の4箇所に
ポケット9aを有し、これらに通路70から絞りを通し
て供給される高圧液により、ピストンロッド5を浮かせ
、ピストンロッド5を極めて微小摩擦にて支承する働き
をする。従って、このボディ両端の静圧軸受9により、
ピストンロッド5は軸方向に極めて円滑に移動自在に支
持される。尚、静圧軸受組立体11の外側端には、それ
ぞれフロントシールカバー14,リアシールカバー15
がネジ16により取り付けられており、それぞれ静圧軸
受9のドレーン通路13を形成する一要素として機能し
ている。
The hydrostatic bearing 9 has pockets 9a at four locations on the circumference, and the piston rod 5 is floated by high-pressure liquid supplied from the passage 70 to these pockets 9a through the throttle, and the piston rod 5 is moved by extremely small friction. It acts as a support. Therefore, due to the static pressure bearings 9 at both ends of the body,
The piston rod 5 is supported for extremely smooth movement in the axial direction. Note that a front seal cover 14 and a rear seal cover 15 are provided at the outer ends of the hydrostatic bearing assembly 11, respectively.
are attached by screws 16, and each functions as an element forming a drain passage 13 of the hydrostatic bearing 9.

【0016】上記ピストンロッド5の移動を液圧により
制御するため、ボディ3の上には、サーボバルブを内蔵
した液圧コントローラ17がブロック18を介して設け
てある。ブロック18には、サーボバルブに対する圧液
の通路19,20(図2参照)と、サーボバルブからの
圧液を上記ピストンロッド5における前後のシリンダ室
7,8に導くための通路21,22とが設けてある。2
1a,22aはこの通路21,22についてブロック1
8とボディ3との間の気密性を保つOリングである。 尚、通路21,22は、上記シリンダ室7の前側,シリ
ンダ室8の後側にて、シリンダ室7,8と連通している
In order to control the movement of the piston rod 5 by hydraulic pressure, a hydraulic pressure controller 17 having a built-in servo valve is provided on the body 3 via a block 18. The block 18 includes passages 19 and 20 for pressure fluid to the servo valve (see FIG. 2), and passages 21 and 22 for guiding the pressure fluid from the servo valve to the front and rear cylinder chambers 7 and 8 in the piston rod 5. is provided. 2
1a, 22a are blocks 1 for these passages 21, 22.
This is an O-ring that maintains airtightness between the body 8 and the body 3. Note that the passages 21 and 22 communicate with the cylinder chambers 7 and 8 on the front side of the cylinder chamber 7 and on the rear side of the cylinder chamber 8.

【0017】上記構成により、サーボバルブの制御の下
で、圧液を通路21から前側のシリンダ室7に導くと、
上記ピストンロッド5は後側に変位し、また、圧液を通
路22から後側のシリンダ室8に導くと、上記ピストン
ロッド5は前側に変位する。このピストンロッド5は上
記スピーカ枠1を貫通して延在しており、その先端の先
細状テーパ部5aには振動板23の中央孔が嵌合され、
かつ、振動板23の中央凹部23aより突出した端にナ
ット24を螺着することにより、ピストンロッド5に振
動板23がしっかりと固定されている。このため、ピス
トンロッド5が上記のように軸方向に前後に変位した場
合、振動板23も一緒に前後に変位する。この場合、ピ
ストンロッド5は静圧軸受けにより支承されているため
、ボディ3との摩擦は極めて小さく、しかも前後のシリ
ンダ室7,8の軸方向長さの範囲で自在に突出後退し得
る構成であるから、本液圧スピーカは超低周波音の放射
に見合う大きな振幅動作を行うことができる。しかも、
バネ効果は僅かに液圧に関して生ずるだけであり、ダイ
ヤフラム等を用いた場合のような固有振動周波数のピー
クを生じない。
With the above configuration, when pressure fluid is guided from the passage 21 to the front cylinder chamber 7 under the control of the servo valve,
The piston rod 5 is displaced to the rear side, and when the pressure fluid is guided from the passage 22 to the cylinder chamber 8 on the rear side, the piston rod 5 is displaced to the front side. This piston rod 5 extends through the speaker frame 1, and the central hole of the diaphragm 23 is fitted into the tapered portion 5a at the tip thereof.
The diaphragm 23 is firmly fixed to the piston rod 5 by screwing a nut 24 onto the end of the diaphragm 23 that protrudes from the central recess 23a. Therefore, when the piston rod 5 is displaced back and forth in the axial direction as described above, the diaphragm 23 is also displaced back and forth together. In this case, since the piston rod 5 is supported by a hydrostatic bearing, the friction with the body 3 is extremely small, and the structure is such that it can freely protrude and retreat within the axial length range of the front and rear cylinder chambers 7 and 8. Because of this, this hydraulic speaker can perform large amplitude operation commensurate with the emission of infrasound. Moreover,
The spring effect occurs only slightly with respect to hydraulic pressure, and does not produce a peak in the natural vibration frequency as in the case of using a diaphragm or the like.

【0018】液圧駆動スピーカには、液圧室6の圧力を
検出する液圧センサ50(図4)と、ピストンロッド5
の動きを検出する位置センサ25と、加速度センサ34
とが付属している。
The hydraulically driven speaker includes a hydraulic sensor 50 (FIG. 4) that detects the pressure in the hydraulic chamber 6, and a piston rod 5.
a position sensor 25 that detects the movement of the
Comes with.

【0019】位置センサ25は、ピストンロッド5の動
きに伴って相対移動する磁石26と差動トランス式のコ
イル27とから成る。磁石26を可動部側として中空の
ピストンロッド5の後端内部に配設するため、ピストン
ロッド5には後端側から、磁石26を保持したホルダ2
8が捩じ込まれており、ネジ29によりピストンロッド
5に対し回動不能に固定されている。他方、コイル27
を固定側として上記磁石26の近傍に位置させるため、
上記ボディ3の後端、即ちリアシールカバー15上には
、同カバーと共通のネジ16によりセンサケース30が
取り付けられている。上記コイル27は棒状に形成され
て、このセンサケース30の後端内面から突出し、セン
サケース30内部を通り、更に上記磁石26の近傍を通
過して、ピストンロッド5の中空内部を同軸的に延在し
ている。センサケース30の後端には、増幅器等を担持
したアンプ基板31がネジ32で取り付けてあり、上記
コイル27はこのアンプ基板31と電気的に接続されて
いる。33はこのアンプ基板31からの電気的引出線を
示す。
The position sensor 25 is composed of a magnet 26 and a differential transformer type coil 27, which move relative to each other as the piston rod 5 moves. Since the magnet 26 is disposed inside the rear end of the hollow piston rod 5 on the movable part side, the holder 2 holding the magnet 26 is attached to the piston rod 5 from the rear end side.
8 is screwed in, and is fixed to the piston rod 5 by a screw 29 so as not to rotate. On the other hand, the coil 27
In order to position the fixed side near the magnet 26,
A sensor case 30 is attached to the rear end of the body 3, ie, on the rear seal cover 15, using screws 16 common to the cover. The coil 27 is formed into a rod shape, protrudes from the inner surface of the rear end of the sensor case 30, passes inside the sensor case 30, further passes near the magnet 26, and coaxially extends inside the hollow interior of the piston rod 5. There is. An amplifier board 31 carrying an amplifier and the like is attached to the rear end of the sensor case 30 with screws 32, and the coil 27 is electrically connected to this amplifier board 31. Reference numeral 33 indicates an electrical lead-out line from this amplifier board 31.

【0020】一方、加速度センサ34は、ピストンロッ
ド5の先端からピストンロッド内部にネジ込んだ取り付
け座35に設けてある。加速度センサ34は圧電素子か
ら成り、その電気的引出線36は、ピストンロッド5の
中空内部を通って、ピストンロッド5後端のホルダ28
に設けた開口部37から外部へ取り出される。
On the other hand, the acceleration sensor 34 is provided on a mounting seat 35 screwed into the piston rod from the tip of the piston rod 5. The acceleration sensor 34 is made of a piezoelectric element, and its electrical lead wire 36 passes through the hollow interior of the piston rod 5 and passes through the holder 28 at the rear end of the piston rod 5.
It is taken out to the outside through an opening 37 provided in the.

【0021】上記引出線33,36から得られる位置セ
ンサ25,加速度センサ34の検出信号は、図4で説明
した従来の場合と同様に、コントロ−ルアンプ53に送
られる。
Detection signals from the position sensor 25 and acceleration sensor 34 obtained from the lead lines 33 and 36 are sent to a control amplifier 53 as in the conventional case explained with reference to FIG.

【0022】コントロ−ルアンプ53は、電気音響変換
すべき電気信号を信号源52から受け、これを液圧コン
トロ−ラ17の駆動に適する電圧または電流の信号に変
換し、液圧コントロ−ラ17のサーボバルブを制御する
。液圧コントロ−ラ17により制御された液圧が液圧ド
ライバ2の液圧室7,8に供給され、ピストンロッド5
が信号源52からの信号に応じて左右に動く。このピス
トンロッド5の動きは振動板23に伝えられ、この振動
板23の動きで空気の疎密ができて音波として放射され
る。
The control amplifier 53 receives an electric signal to be electroacoustic converted from the signal source 52, converts it into a voltage or current signal suitable for driving the hydraulic controller 17, and converts it into a voltage or current signal suitable for driving the hydraulic controller 17. control the servo valve. The hydraulic pressure controlled by the hydraulic controller 17 is supplied to the hydraulic chambers 7 and 8 of the hydraulic driver 2, and the piston rod 5
moves left and right in response to the signal from the signal source 52. This movement of the piston rod 5 is transmitted to the diaphragm 23, and the movement of the diaphragm 23 causes the air to become denser and denser, which is then radiated as a sound wave.

【0023】この場合、位置センサ25からの検知信号
は、応答性の向上及び無信号時の可動体(ピストンロッ
ド5)の中心位置(原点)保持機能向上のためのフィ−
ドバック信号としてコントロ−ルアンプ53(図4)に
入力される。更に、加速度センサ34からの検知信号も
コントロ−ルアンプ53に入力され、この加速度信号及
びこれを積分して得た速度信号又は位置センサ33の信
号を微分して得た速度信号により追従性の改善が図られ
る。液圧センサ50(図4)又は差圧センサからの液圧
検出信号も、制御性の改善と液体源57の圧力変動によ
るノイズの発生を防ぐためのフィ−ドバック信号として
、コントロ−ルアンプ53に入力される。即ち、液圧検
出信号は、液圧の電気信号への追従制御を行わせるのみ
でなく、液圧源の有害な変動(低周波域の脈動)が音と
して放射されないように、液圧ドライバ2の液圧を制御
する。
In this case, the detection signal from the position sensor 25 is used as a feed signal to improve responsiveness and to improve the function of maintaining the center position (origin) of the movable body (piston rod 5) when there is no signal.
The signal is input to the control amplifier 53 (FIG. 4) as a back signal. Furthermore, the detection signal from the acceleration sensor 34 is also input to the control amplifier 53, and the followability is improved by using this acceleration signal and a speed signal obtained by integrating this signal or a speed signal obtained by differentiating the signal from the position sensor 33. is planned. The liquid pressure detection signal from the liquid pressure sensor 50 (FIG. 4) or the differential pressure sensor is also sent to the control amplifier 53 as a feedback signal to improve controllability and prevent the generation of noise due to pressure fluctuations in the liquid source 57. is input. That is, the hydraulic pressure detection signal not only controls the hydraulic pressure to follow the electric signal, but also controls the hydraulic driver 2 so that harmful fluctuations (pulsation in the low frequency range) of the hydraulic pressure source are not emitted as sound. control the hydraulic pressure.

【0024】図3は入力加速度xと出力音圧p(ここで
x,pはベクトル)との間における等価回路を示したも
のであり、液圧ドライバ2に相当する部分と、液圧コン
トローラ17に相当する部分とを、それぞれ点線で囲っ
て示す。液圧ドライバ2の部分において、mは振動可動
部の質量,bは粘性抵抗係数,cは駆動系の剛性を表す
定数,Apはピストンの断面積であり、Sはラプラス演
算子である。振動板23に入る部分38を基準として見
た場合、Ap/S,b/S,c/S2 が負帰還される
形となる。また、加速度センサ34からの加速度は、図
示するように、加速度信号eaとしてコントロールアン
プ53を介してサーボ弁にフィードバックされ、またこ
れを積分して得た又は位置センサ25の信号を微分して
得た信号が速度信号evとしてサーボ弁にフィードバッ
クされ、更には、位置センサ25の位置信号eyがサー
ボ弁にフィードバックされる形となる。
FIG. 3 shows an equivalent circuit between input acceleration x and output sound pressure p (here, x and p are vectors), and shows a portion corresponding to the hydraulic driver 2 and a hydraulic controller 17. The corresponding parts are shown surrounded by dotted lines. In the hydraulic driver 2, m is the mass of the vibrating movable part, b is the viscous drag coefficient, c is a constant representing the rigidity of the drive system, Ap is the cross-sectional area of the piston, and S is the Laplace operator. When looking at the portion 38 that enters the diaphragm 23 as a reference, Ap/S, b/S, and c/S2 are negatively fed back. Further, as shown in the figure, the acceleration from the acceleration sensor 34 is fed back to the servo valve via the control amplifier 53 as an acceleration signal ea, and is also obtained by integrating this signal or by differentiating the signal from the position sensor 25. The signal is fed back to the servo valve as a speed signal ev, and furthermore, the position signal ey from the position sensor 25 is fed back to the servo valve.

【0025】かくして、信号源52からの電気入力信号
に忠実に対応した加速度波形を作り出すことが可能な制
御装置が、コントロールアンプ53,液圧コントローラ
17及びセンサ50,25,34により構築される。液
圧ドライバ2は、この制御装置の出力信号(液圧コント
ローラ17の出力信号)を受け、ピストンロッド5を電
気入力信号に高速応答せしめて振動板23を加振するた
め、超低周波域の音圧特性が根本的に改善される。また
、本液圧駆動スピーカは、上記低周波域特性の改善の他
に、従来のダイアフラム型の液圧駆動スピーカに比べ、
より大ストローク及び大駆動力の大音圧出力機能を有す
るので、身体風圧を感ずるような超低音,大出力を必要
とする使用用途に適し、例えば屋外のロックコンサ−ト
等に使用して迫力ある音響効果を得ることができる。
In this way, a control device capable of creating an acceleration waveform that faithfully corresponds to the electrical input signal from the signal source 52 is constructed by the control amplifier 53, the hydraulic pressure controller 17, and the sensors 50, 25, and 34. The hydraulic driver 2 receives the output signal of this control device (the output signal of the hydraulic controller 17), causes the piston rod 5 to respond quickly to the electrical input signal, and excites the diaphragm 23, so it generates vibrations in the ultra-low frequency range. Sound pressure characteristics are fundamentally improved. In addition to the improved low frequency characteristics mentioned above, this hydraulically driven speaker also has the following advantages over conventional diaphragm type hydraulically driven speakers:
Since it has a large sound pressure output function with a larger stroke and large driving force, it is suitable for applications that require ultra-low sound and high output, where you can feel the wind pressure on your body.For example, it can be used for outdoor rock concerts etc. You can get certain sound effects.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、振動板の
ピストンロッドを静圧軸受けによって極めて円滑に移動
自在に支承し、相前後する2つのシリンダ室への液圧を
液圧コントローラで供給制御するようにしたので、振動
板を入力信号に忠実に対応させて高速応答させることが
できる。また、ピストンロッド、即ち振動板は、超低周
波音放射時に大振幅を行う場合でも、ピストンロッドは
単に軸方向に大きく変位するだけであり、ダイヤフラム
やベロー等のように弾性変形する訳ではない。即ち、小
径のピストンロッドによって任意の大振幅を作り出すこ
とができる。また、液の圧縮性を除きバネ効果を有さな
いから、ダイヤフラム等で生じる固有振動数が存在及び
それに起因する周波数特性の悪化がない。更に、可動体
をその重量及び液圧に耐えつつ支持する構造とすること
に、技術的な困難が伴なわない。
In summary, according to the present invention, the piston rod of the diaphragm is supported by a hydrostatic bearing so as to be movable very smoothly, and the hydraulic pressure is controlled to be supplied to two cylinder chambers located in front and behind each other by a hydraulic pressure controller. As a result, the diaphragm can faithfully correspond to the input signal and can respond at high speed. Furthermore, even when the piston rod, that is, the diaphragm, generates a large amplitude when emitting infrasound, the piston rod simply displaces greatly in the axial direction, and does not undergo elastic deformation like a diaphragm or bellows. . That is, an arbitrarily large amplitude can be created with a small diameter piston rod. In addition, since there is no spring effect other than the compressibility of the liquid, there is no natural frequency generated by a diaphragm or the like, and there is no deterioration in frequency characteristics caused by this. Furthermore, there is no technical difficulty in creating a structure that supports the movable body while withstanding its weight and hydraulic pressure.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の液圧駆動スピーカ一実施例を示す部分
縦断面図である。
FIG. 1 is a partial vertical sectional view showing an embodiment of a hydraulically driven speaker of the present invention.

【図2】第1図の液圧駆動スピーカをそのスピーカ枠を
除去した状態で示した正面図である。
FIG. 2 is a front view of the hydraulically driven speaker of FIG. 1 with the speaker frame removed.

【図3】本発明の液圧駆動スピーカの制御系を含む等価
回路図である。
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram including a control system of the hydraulically driven speaker of the present invention.

【図4】従来の液圧駆動スピーカの構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional hydraulically driven speaker.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  スピーカ枠 2  液圧ドライバ 3  ボディ 4  シリンダ 5  ピストンロッド 6  仕切り部 7,8  シリンダ室 9  静圧軸受 9a  ポケット 10  軸受枠 11  静圧軸受組立体 14  フロントシールカバー 15  リアシールカバー 17  液圧コントローラ 18  ブロック 19,20  サーボバルブに対する圧油の通路21,
22  シリンダ室への圧油通路23  振動板 25  位置センサ 26  磁石 27  差動トランス式のコイル(棒状コイル)28 
 ホルダ 31  アンプ基板 33  電気的引出線 34  加速度センサ 36  電気的引出線 37  開口部 50  液圧センサ 52  信号源 53  コントロールアンプ
1 Speaker frame 2 Hydraulic driver 3 Body 4 Cylinder 5 Piston rod 6 Partitions 7, 8 Cylinder chamber 9 Static pressure bearing 9a Pocket 10 Bearing frame 11 Static pressure bearing assembly 14 Front seal cover 15 Rear seal cover 17 Hydraulic pressure controller 18 Blocks 19, 20 Pressure oil passage 21 for servo valves,
22 Pressure oil passage to the cylinder chamber 23 Vibration plate 25 Position sensor 26 Magnet 27 Differential transformer type coil (rod-shaped coil) 28
Holder 31 Amplifier board 33 Electrical leader line 34 Acceleration sensor 36 Electrical leader line 37 Opening 50 Liquid pressure sensor 52 Signal source 53 Control amplifier

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  振動板を先端部に固定したピストンロ
ッドを、スピ−カ枠の背面に設けたボディのシリンダ内
に挿通すると共に、このピストンロッドを静圧軸受けに
よって軸方向に移動可能に支持し、ピストンロッドの中
間にシリンダ内壁と摺接する仕切り部を形成して相前後
する2つのシリンダ室を形成し、この各シリンダ室へ液
圧を供給制御する液圧コントローラを設けたことを特徴
とする液圧駆動スピーカ。
Claim 1: A piston rod with a diaphragm fixed to its tip is inserted into a cylinder of a body provided on the back side of a speaker frame, and the piston rod is supported movably in the axial direction by a hydrostatic bearing. The piston rod is characterized by forming a partition in the middle of the piston rod that makes sliding contact with the inner wall of the cylinder to form two adjacent cylinder chambers, and is provided with a hydraulic pressure controller that controls the supply of hydraulic pressure to each cylinder chamber. A hydraulically driven speaker.
【請求項2】  上記ピストンロッドは中空に形成し、
そのピストンロッド後端内部に、ピストンロッドの運動
に伴い相対的に移動する磁石と棒状コイルとを設けて、
ピストンロッドの位置センサを構成したことを特徴とす
る請求項1の液圧駆動スピーカ。
2. The piston rod is formed hollow,
A magnet and a rod-shaped coil are provided inside the rear end of the piston rod, and the magnet and rod-shaped coil move relatively as the piston rod moves.
2. The hydraulically driven speaker according to claim 1, further comprising a piston rod position sensor.
【請求項3】  上記ピストンロッドの先端内部に、機
械電気変換素子からなるピックアップを設け、その電気
的引出線をピストンロッドの中空内部を通してピストン
ロッドの後端部より外部に引き出し、加速度センサとし
て利用すること特徴とする請求項2の液圧駆動スピーカ
3. A pickup consisting of a mechanical-electric transducer is provided inside the tip of the piston rod, and its electrical lead wire is led out from the rear end of the piston rod through the hollow interior of the piston rod, and used as an acceleration sensor. 3. A hydraulically driven speaker according to claim 2.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180138170A (en) * 2017-06-19 2018-12-28 유로드릴 게엠베하 Device and method for generating percussive pulses or vibrations for a construction machine

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