JPH04309100A - 電気・機械振動変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、音声信号等の低周波電
流を受けて機械的な信号を発する、電気・機械振動変換
器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】音響装置等から信号を受けてこれを機械
的な振動に変換し、この振動をスピーカあるいはヘッド
ホンからの音と共に身体に受ける体感音響装置は本発明
者等によって古くから研究が進められ、多くの特許権あ
るいは実用新案権が取得されている（特公昭５８−２５
１７　号公報、特公昭５７−９２７２　号公報、特公昭
５８−９６４０　号公報、実公昭６４−６６２２　号公
報、実公昭５−４３１６号公報等参照）。

【０００３】これら各公報に記載されたものは、いずれ
も電気・機械振動変換器を人体載置物内に埋設し、ある
いは人体載置物に取付けて、この電気・機械振動変換器
の発生する振動を人体載置物を介して人体に与える構造
であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように電気・機械
振動変換器が発生する振動を人体載置物を介して使用者
の身体に感ずるようにする場合、従来にあっては電気・
機械振動変換器に対して機能および変換効率の追及が優
先していたために、電気・機械振動変換器の大きさおよ
び発音性ならびに人体載置物（被振動体）の振動方向に
ついての配慮が後回しになるきらいがあった。

【０００５】従来の電気・機械振動変換器は、マグネッ
トならびにコイル等の軸方向（円盤状の電気・機械振動
変換器の面に直交する方向）に振動出力が発生するもの
であり、このものを敷物、ベッドパッド、椅子等の人体
載置物に水平に取付けて人体載置物を縦振動させると、
人体載置物の一部が大面積の振動板として作用すること
がある。

【０００６】このように人体載置物が大面積の振動板と
して作用すると、超大型ウーハのようになり不要な低音
の音響放射を生ずる問題があった。電気・機械振動変換
器を取付けた人体載置物が不要な低音の音響放射をする
と、スピーカの放射する音とのバランスを壊したり、騒
音の原因になったりする。電気・機械振動変換器に求め
られるものは、振動しても音はでないことである。さら
に、人体載置物を縦振動させる場合において、被振動体
を軽くすると柔らかくなり振動伝達効率が低下する（振
動が伝わり難くなる）問題もあった。

【０００７】また、従来用いられていたマグネットなら
びにコイル等の軸方向に振動出力が発生する形式の電気
・機械振動変換器を用いて敷物、ベッドパッド、椅子等
の人体載置物を縦振動させる場合にあっては、その構造
上、使用者が電気・機械振動変換器を取付けた部分の上
部に着座し、あるいは横臥することになるため違和感が
生ずる上に、場合によっては振動伝達に影響を与えるこ
とがあり、さらには、電気・機械振動変換器が人体載置
物上の使用者の荷重によって損傷する虞もあった。

【０００８】このようなことから、人体載置物に横方向
から横振動を与えたところ、不要な低音の音響放射が発
生することがなくなった。これは、人体載置物の振動を
横振動にすることによって被振動板の実効的な面積を激
減させることができるからである。これによって、不要
な低音の音響放射を激減させることができて振動しても
音はでないという理想状態に近付けることができる。

【０００９】また、人体載置物に横振動を与えることに
よって、振動伝達効率も高くなった。これは、被振動板
が柔らかいものであっても横方向から横振動を与えると
見かけ上の剛性が高くなって振動がよく伝わるからであ
る。例えば、プラスティックの網状の軽い材質でも横振
動を与えると振動方向のスティフネスは等価的に高く保
たれて振動伝達効率が高くなる。さらに、横方向から横
振動を与えるようにすれば、人体載置物の使用者の荷重
がかかる部分に電気・機械振動変換器を配設させずにす
むことにもなる。

【００１０】そこで、従来の電気・機械振動変換器を用
いて人体載置物を横振動させる場合には、人体載置物の
側部にＬ型のブラケット等を取付け、このブラケット等
に電気・機械振動変換器を垂直に取付けて、その軸方向
に生ずる振動出力をブラケット等を介して人体載置物に
与えれば人体載置物は横振動することになる。しかしな
がら、このように電気・機械振動変換器を人体載置物の
側部に配設すると電気・機械振動変換器を立てることに
なるので取付るためには高さ（厚み）方向の場所および
空間を要し、使用者の邪魔にもなり、かつ、外観も損な
われる問題がある。

【００１１】本発明は、この点に鑑みて成されたもので
あり、全体形状をより薄型にするとともに振動が平面方
向（扁平状の振動変換器の面に平行する方向）になるよ
うにし、しかも強い振動を得ることができる電気・機械
振動変換器を提供しようとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するための手段として、棒状の磁性体の両端部と中央
部分とにＥ字状の磁性体の突出部分の端部を微小空隙を
設けて対向させ、前記両磁性体の一方をハウジングに固
定すると共に他方を該ハウジングにダンパを介して吊下
し、前記両磁性体の一方に音声信号等の低周波電流を受
けるコイルを巻回して該コイルを低周波信号源に接続し
たことを特徴とする電気・機械振動変換器を得たもので
ある。

【００１３】

【作用】このような構成とすれば、コイルに音響装置か
らの音声電流を流したとき、コイルを巻回した磁性体に
発生する磁気回路と、他方の磁性体に発生する磁気回路
との間に「吸引・反発」という磁気干渉作用が生ずるこ
とになり、ダンパに吊下された方の磁性体およびコイル
の質量による振動がハウジングを平面方向に振動させる
ことになる。このようにして発生するハウジングの振動
は、人体載置物に対して電気・機械振動変換器を水平方
向に取付けたことから、人体載置物を横振動させること
になる。棒状の磁性体とＥ字状の磁性体とをハウジング
の平面内に配設することおよびコイルを分割することが
できる等によりハウジングの薄型化が図れることになる
。

【００１４】

【実施例】以下、本発明に係る電気・機械振動変換器１
を原理図である図１と実際の構造を示した図２ないし図
５について説明する。２は棒状の磁性体であるマグネッ
トである。マグネット２は、その両端部と中央部分が３
極に着磁されている。このマグネット２の両端部と中央
部分には着磁されていないＥ字状の磁性体であるＥ字状
コア３の突出部分３ａの端部が、２ないし５ｍｍ程度で
ある微小空隙ｄを設けて対向させてある。両磁性体であ
るマグネット２とＥ字状コア３の内の一方の磁性体であ
るマグネット２はハウジング４にボルト５によって固定
されており、他方の磁性体であるＥ字状コア３はダンパ
６，７によってハウジング４に振動自在に吊下されてい
る。

【００１５】ハウジング４としては、この実施例におい
ては図４および図５に示すように２枚の板４ａ，４ｂ　
とを接合して形成しているが他の構造であってもよく、
要はマグネット２、Ｅ字状コア３、コイル１３（後述）
等のすべてのものを収容できるものであればよい。

【００１６】Ｅ字状コア３の支持部分の具体的な構造は
、ダンパ６側が、図４に示すように、一部をコ字状にし
た弾性板からなるダンパ６の端部をハウジング４の内側
に設けられたリテーナ８で支持しており、ダンパ７側が
、図５に示すように、板にスリット９，１０を形成した
ダンパ７をスペーサ１１を介してボルト１２でハウジン
グ４に固定している。

【００１７】ダンパ６のＥ字状コア３への固定はコイル
１３を巻回したボビン１４の端部への接着等の手段で行
なっており、ダンパ７のＥ字状コア３への固定はダンパ
７にボルト１５で取付けたボス１６をコア３の基部に接
着等の手段で行なっている。

【００１８】コア３はＥ字形をしたものでありその全突
出部分３ａには、ボビン１４に巻回されたコイル１３が
１個ずつ装着されている。このコイル１３は、音響機器
の出力信号である音声電流等の低周波電流で磁力が発生
するものである。３個のコイル１３は、可及的にアンペ
アターンが稼げるように電線を長くでき、かつ、外形が
大きくなり過ぎないような線径を選んで巻き、規格のイ
ンピーダンスになるよう直列または並列に接続されてい
る。

【００１９】このような構成の電気・機械振動変換器１
は、３極着磁を行なった棒状のマグネット２が磁力線を
終始発生しており、その磁力線はＥ字状コア３側へも及
んでいる。その状態で低周波信号源である音響機器１７
から、ローパスフィルタを通すなどの信号処理した音声
電流をコイル１３に流すと、これによって電磁石となる
コア３は、瞬間、瞬間に（図１に示すＮ，Ｓ）極性が変
化する。したがって、極性に変化が生じないマグネット
２との間に、「吸引、反発」という磁気干渉作用を生ず
る。

【００２０】この磁気干渉作用により、ダンパ６，７に
吊下されたＥ字状コア３およびコイル１３の質量による
マグネット２の振動がハウジング４を平面方向に強力に
振動させることになる。このようにして発生するハウジ
ング４の振動は、人体載置物に対して電気・機械振動変
換器１を水平方向に取付けたことから人体載置物を横振
動させることになる。

【００２１】図６に示すものは電気・機械振動変換器１
の変形例である。この図に示すものは、図１におけるマ
グネット２に代えて着磁されていないコア１８を用い、
Ｅ字状コア３に代えてコ字状コア１９の中央に３極に着
磁されたマグネット２０を配設した磁性体２１を用い、
コア１９の突出部分１９ａ　にコイル１３を巻回したも
のとしている。この構造においては、常時発生している
マグネット２０の磁力線をコイル１３の音声電流印加で
強め、あるいは弱める作用で振動を得る。

【００２２】以上説明した電気・機械振動変換器１は、
３個のコイル１３，１３，１３で可及的にアンペアター
ンが稼げ、かつ、コイル１３の外形が大きくなり過ぎな
いような線径を選んで巻回し、規格のインピーダンスに
なるように直列または並列に接続する。コイル１３をこ
のように製作し、棒状のマグネット２とＥ字状コア３等
とを平面内に配設すること、ならびにコイル１３を３分
割にすることによってハウジング４すなわち電気・機械
振動変換器１をかなり薄型のものにすることができる。

【００２３】次に、上記構造の電気・機械振動変換器１
を使用する人体載置物の例を説明する。図７と図８は敷
物２２に埋設したものである。すなわち、ネット２３と
これを包囲するクッション材２４からなる敷物２２に電
気・機械振動変換器１を埋設し、ネット２３に、図８に
示すような横振動を発生させるものである。図９ないし
図１１はその構造を示すものであり、図９は一部を切り
欠いた状態の平面を、図１０は図９のＤ−Ｄ線に沿う断
面を、さらに図１１は図１０の矢印Ｅで示す部分を拡大
した断面を示している。

【００２４】図１２および図１３に示すものは図７およ
び図８のものに改良を加え、敷物２２の両端近傍部位に
電気・機械振動変換器１を埋設したものである。この場
合には、電気・機械振動変換器１の振動が敷物２２の両
端近傍で発生するので、大きな面積の敷物２２に適する
ことになる。

【００２５】図１４および図１５に示すものは厚手の敷
物２５の場合である。この敷物２５は、上布２６と下布
２７との間に、連続したコ字状の中間部材２８を挟持さ
せたものであり、その中間部材２８の中央両側に電気・
機械振動変換器１を支持させたものである。この場合に
は図７および図８のものより厚く（高く）することがで
きる。中間部材２８の形状から、上方からの荷重には強
く、水平方向への振動は良好に行なわれることになる。

【００２６】図１６および図１７に示すものも図１４お
よび図１５に示すものとほぼ同様のものであるが、電気
・機械振動変換器１の取付場所を変え、着座したときに
電気・機械振動変換器１の方向に向くようにしたもので
ある。

【００２７】図１８ないし図２１に示すものは、本発明
に係る電気・機械振動変換器１をフィットネスクラブの
エアロビクス用の床２９に適用した場合であり、３０は
脚、３１はインシュレータである。この実施例の場合、
作動すると図１９に矢印で示すような振動が発生する。

【００２８】図２２および図２３に示すものはベッド３
２への応用例であり、マットレス３３の中央部に、電気
・機械振動変換器１を両側に取付けたマット３４を載置
したものである。この場合には、図２３に矢印で示すよ
うな振動を得ることができる。

【００２９】図２４に示すものは大型トラックの運転室
３５内にある仮眠用ベッド３６に本発明の電気・機械振
動変換器１を適用したものである。この場合には電気・
機械振動変換器１を足側に設置し、図２５に矢印で示す
ような振動を発生させるのがよい。

【００３０】図２６に示すものは浴槽３７内で使用する
マット３８に適用した場合である。この場合には電気・
機械振動変換器１を防水性を考慮したマット３８内に収
容し、これに音声電流を流す。すると図２７に矢印で示
すような振動が得られることになる。

【００３１】図２８ないし図３０に示すものはトイレ用
の敷物３９に電気・機械振動変換器１を収容したもので
ある。 この場合には敷物３９内のネット４０に電気・機械振動
変換器１を取付けてあり、図３０に示すように使用者の
足に水平方向の振動を与えるようにしてある。図２９お
よび図３０において符合４１で示すものはスピーカであ
り、壁に角度可変に取付けられているものである。

【００３２】図３１ないし図３２に示すものは、本発明
の電気・機械振動変換器１を事務用椅子に着座した者の
足載せ板４２内に電気・機械振動変換器１を組み込んだ
ものであり、その一部に形成した切欠き４３を椅子の脚
４４に係止させるようにしたものである。

【００３３】図３４および図３５に示すものは、本発明
に係る電気・機械振動変換器１をソファ４５に適用した
場合である。この場合にはソファ４５の座部４６が図３
５に示すように水平方向に振動することになる。

【００３４】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
た電気・機械振動変換器であり、従来多く使用されてい
た電気・機械振動変換器に比してきわめて薄型に製作で
きること、および振動方向が電気・機械振動変換器の平
面方向であることから人体載置物に水平に取付けること
ができ、かつ、人体載置物を横振動させることができる
。これによって被振動板の実効的な面積を激減させるこ
とができ、人体載置物の一部が大面積の振動板として作
用するようなことがなくなり、不要な低音の音響放射を
生ずることがなくなる。したがって、スピーカの放射す
る音とのバランスを壊すこともなくなる。

【００３５】このように電気・機械振動変換器を人体載
置物に水平に取付けて人体載置物を横振動させることが
できるので、人体載置物の見かけ上の剛性が高くなって
振動伝達効率が向上して振動がよく伝わるようになる。 また、人体載置物の使用者の着座あるいは横臥する位置
を避けて電気・機械振動変換器を取付けることができる
ので、使用者に違和感を与えることもなく電気・機械振
動変換器を損傷させることもなくなる。さらに、電気・
機械振動変換器を薄型に製作して、人体載置物に水平に
取付けたので取付けのための高さ（厚み）方向の場所お
よび空間を必要とせず、使用者の邪魔になることも外観
が損なわれることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電気・機械振動変換器の原理を示
す模式図である。

【図２】本発明に係る電気・機械振動変換器の構造を示
す平面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う矢視図である。

【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿う矢視図である。

【図５】図２のＣ−Ｃ線に沿う矢視図である。

【図６】本発明に係る電気・機械振動変換器の構造の変
形例を示す平面図である。

【図７】本発明に係る電気・機械振動変換器を敷物内に
設けた例を示す斜視図である。

【図８】図７のものの側面図である。

【図９】図７のものの一部を切欠いて電気・機械振動変
換器の取付状態を示した平面図である。

【図１０】図９のもののＤ−Ｄ線に沿う断面図である。

【図１１】図１０における矢印Ｅで示す部分の拡大断面
図である。

【図１２】本発明に係る電気・機械振動変換器を広い面
積の敷物内の両端部に設けた例を示す斜視図である。

【図１３】図１２のものの側面図である。

【図１４】本発明に係る電気・機械振動変換器を厚手の
敷物内に設けた例を示す斜視図である。

【図１５】図１４のものの上に使用者が起立した状態を
示す側面図である。

【図１６】本発明に係る電気・機械振動変換器を図１４
のものより広い面積の敷物内に設けた例を示す斜視図で
ある。

【図１７】図１６のものの側面図である。

【図１８】本発明に係る電気・機械振動変換器をエアロ
ビクス用の床に適用した例を示す斜視図である。

【図１９】図１８のものの正面図である。

【図２０】図１８のものの平面図である。

【図２１】図２０のものの側面図である。

【図２２】本発明に係る電気・機械振動変換器をベッド
に適用した例を示す斜視図である。

【図２３】図２２のものの平面図である。

【図２４】本発明に係る電気・機械振動変換器を大型ト
ラックの運転室内にある仮眠用ベッドに適用した例を示
す斜視図である。

【図２５】図２４の仮眠用ベッドの側面図である。

【図２６】本発明に係る電気・機械振動変換器を浴槽内
で使用するマットに適用した例を示す斜視図である。

【図２７】図２６の浴槽部分を断面にして示した模式図
である。

【図２８】本発明に係る電気・機械振動変換器をトイレ
用の敷物に適用した例を示す斜視図である。

【図２９】図２８のものの平面図である。

【図３０】図２８のものの使用状態を示す側面図である
。

【図３１】本発明に係る電気・機械振動変換器を事務用
椅子に着座した者の足載せ板内に組み込んだ例を示す斜
視図である。

【図３２】図３１の要部を一部断面で示した側面図であ
る。

【図３３】図３２のうちの足載せ板を椅子から離した状
態を示す斜視図である。

【図３４】本発明に係る電気・機械振動変換器をソファ
に適用した場合を示す斜視図である。

【図３５】図３４のものの側面図である。

【符号の説明】

１　　電気・機械振動変換器 ２　　マグネット ３　　Ｅ字状コア ３ａ　突出部分 ４　　ハウジング ６　　ダンパ ７　　ダンパ １３　　コイル １７　　音響機器 ｄ　　微小空隙

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　棒状の磁性体の両端部と中央部分とに
   Ｅ字状の磁性体の突出部分の端部を微小空隙を設けて対
   向させ、前記両磁性体の一方をハウジングに固定すると
   共に他方を該ハウジングにダンパを介して吊下し、前記
   両磁性体の一方に音声信号等の低周波電流を受けるコイ
   ルを巻回して該コイルを低周波信号源に接続したことを
   特徴とする電気・機械振動変換器。