JPH04345299A - 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】上記従来の電気・機械振動変換器は、振動
出力が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発生
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
動体を軽くすると被振動体自体が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、人体載置物の側部に
電気・機械振動変換器を取付け、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（円盤状の変
換器の面が横方向を向くようにする）、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て取付けるこ
とになり、電気・機械振動変換器を取付けるための高さ
（取付厚さ）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った。

【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（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、棒状の磁性体の両側にコ字状
の磁性体の各両端を微小空隙を設けて対向させ、前記棒
状磁性体と前記コ字状の磁性体のいずれか一方をハウジ
ングに固定すると共に他方を前記ハウジングにダンパを
介して吊下し、該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、該コイルに低周波信号源
を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の質量による
振動がハウジングを平面方向（振動変換器の面に平行す
る方向）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
物に横振動を与えることになる。棒状の磁性体とコ字状
の磁性体とを平面方向に配設すること、ならびにコイル
を４分割とすることができる等により、棒状の磁性体と
コ字状の磁性体との重量比を大きくすることが可能にな
る共に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
６について説明する。２は棒状の磁性体であり、この場
合、着磁されたマグネットである。このマグネット２の
両側には着磁されていないコ字状の磁性体であるコア３
がその平行部分３ａの端部をマグネット２に向けて各々
設けられている。マグネット２とコア３の端部とは３ｍ
ｍないし５ｍｍ程度の微小空隙ｄを設けて対向している
。そして、両磁性体であるマグネット２とコア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に接着
固定された取付部５にその両端部分を支持された状態で
固定されており、このマグネット２の両側にある他方の
磁性体であるコ字状のコア３はダンパ６によってハウジ
ング４に振動自在に吊下されている。

【００１５】ダンパ６は板にスリット７を形成したもの
であり、このダンパ６のハウジング４への固定は、ハウ
ジング４にボルト８固定したスペーサ９に接着等の手段
で行なっている。また、ダンパ６のコ字状のコア３への
固定は、ダンパ６にボルト１０固定したボス１１に接着
等の手段で行なっている。そして、マグネット２両側の
コア３同士は互に上部、下部の２つの連結部材１２によ
って連結されている。

【００１６】ハウジング４としては、この実施例におい
ては図５および図６に示すように２個の箱１５，１６を
組み合わせ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、コア３、コイル１３等のすべてを収
容できるものであればよい。

【００１７】マグネット２の両側に設けられたコ字状の
コア３の各平行部分３ａにはボビン１４に巻回された２
個のコイル１３がそれぞれ装着されている。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。４個のコイル１３は、
可及的にアンペアターンが稼げ、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
ンスになるようそれぞれが直列または並列に接続されて
いる。

【００１８】このような構成の電気・機械振動変換器１
は、磁性体の一つがマグネット２であることから、磁力
線が終始発生しており、その磁力線はコア３側へも及ん
でいる。その状態で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。この磁
気干渉作用により、ダンパ６に吊下され、かつ連結部材
１２によって連結されたコア３の質量による振動がハウ
ジング４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４の振動は、電気・機械振動
変換器１を人体載置物に水平に取付けることにより、人
体載置物を横振動させることになる。

【００１９】図７および図８に示すものは電気・機械振
動変換器１の変形例である。図７に示すものは図１にお
けるマグネット２に代えてコア１８を用い、コア３の中
央にマグネット１９を置き、その両端にコア２０を接合
した磁性体２１を用い、コア２０にコイル１３を巻回し
たものとしている。また図８に示すものは図７のものの
マグネット１９とコア２０との関係を逆にしており、コ
ア２０にコイル１３を巻回したものとしている。これら
の構造においては、常時発生しているマグネット１９の
磁力線を、コイル１３へ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。

【００２０】以上説明した電気・機械振動変換器１は、
４個のコイル１３，１３を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
な線径のものを選んで巻回し、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、コア３などを平面内に配設することに
よって、電気・機械振動変換器１をかなりの薄型とする
ことができることになる。

【００２１】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９と図１０は
敷物２２に埋設したものであり、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１０に示すよ
うな横振動を発生させるものである。図１１ないし図１
３はその構造を示すものであり、図１１は一部を切り欠
いた状態の平面を、図１２は図１１のＤ−Ｄ線に沿う断
面を、さらに図１３は図１２の矢印Ｅで示す部分を拡大
した断面を示している。

【００２２】図１４および図１５に示すものは図９およ
び図１０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。

【００２３】図１６および図１７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９および図１０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
。

【００２４】図１８および図１９に示すものも図１６お
よび図１７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
着座者に向くようにしたものである。

【００２５】図２０ないし図２３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２１に矢印で示すような振動が発生する。

【００２６】図２４および図２５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２５に矢印で示すよ
うな振動を得ることができる。

【００２７】図２６および図２７に示すものは電気・機
械振動変換器１をベッド３２に組み込んだ例を示してい
る。電気・機械振動変換器１は横臥者の腰部部分に組み
込まれている。ベッド３２はスプリング構造なので横振
動は容易であり、また、スプリング構造の上面を駆動す
るようになるのでゴロゴロするよう違和感がなく、また
、組み込みも容易もである。この場合、振動は図２７に
矢印で示すような振動を得ることができる。なお、電気
・機械振動変換器１を　　　　部分のベッド脇に取付け
ることも足部に取付けることもできる。この場合はベッ
ド脇や足部の離れたところから穏やかな体感音響振動が
得られ誘眠などに効果的である。

【００２８】図２８および図２９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２９
に矢印で示すような振動を発生させるのがよい。

【００２９】図３０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３１に矢印で示
すような振動が得られることになる。

【００３０】図３２ないし図３４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３４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３３お
よび図３４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。

【００３１】図３５ないし図３７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。

【００３２】図３８および図３９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の座部が横振動す
ることになる。

【００３３】

【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、人体載置物に横振動を与えることができる
。このため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。

【００３４】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に横振動を与えること
ができるので、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。従って、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する虞れもなくなる。また
、振動伝達効率に影響を与えることもなくなる。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使用者の邪魔になることもなく外
観も悪くなることはない。

【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のものをＡ−Ａ線に沿って見た矢視図であ
る。

【図４】図２のものをＢ−Ｂ線に沿って見た矢視図であ
る。

【図５】図２のものをＣ−Ｃ線に沿って見た矢視図であ
る。

【図６】図２のものをＤ−Ｄ線に沿って見た矢視図であ
る。

【図７】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８】本発明に係る電気・機械振動変換器の構造の他
の変形例を示す平面図である。

【図９】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１０】図９のものの側面図である。

【図１１】図９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１２】図１１のもののＥ−Ｅ線に沿う断面図である
。

【図１３】図１２における矢印Ｆで示す部分の拡大図で
ある。

【図１４】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１５】図１４のものの側面図である。

【図１６】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１７】図１６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１８】本発明に係る電気・機械振動変換器を図１６
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１９】図１８のものの側面図である。

【図２０】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２１】図２０のものの正面図である。

【図２２】図２０のものの平面図である。

【図２３】図２０のものの側面図である。

【図２４】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２５】図２４のものの平面図である。

【図２６】本発明に係る電気・機械振動変換器をベッド
に組み込んだ例を示す斜視図である。

【図２７】図２６のものの平面図である。

【図２８】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２９】図２８のものの側面図である。

【図３０】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３１】図３０の浴槽部分を断面にして示した模式図
である。

【図３２】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３３】図３２のものの平面図である。

【図３４】図３２のものの使用状態を示す側面図である
。

【図３５】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３６】図３５の要部を一部断面で示した側面図であ
る。

【図３７】図３５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３８】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３９】図３８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　　コア ４　　ハウジング ７　　ダンパ １３　　コイル １７　　音響機器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　棒状の磁性体の両側にコ字状の磁性体
   の各両端を微小空隙を設けて対向させ、前記棒状の磁性
   体と前記コ字状の磁性体のいずれか一方をハウジングに
   固定すると共に他方を前記ハウジングにダンパを介して
   吊下し、該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、該コイルに低周波信号源を接続
   したことを特徴とする電気・機械振動変換器。