JPH0530598A - 電気・機械振動変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 全体形状をより薄型にすると共に振動の方向
を平面方向（電気・機械振動変換器の面に平行する方
向）にし、かつ強い振動を得るようにする。 【構成】 棒状の磁性体の両端近傍に略Ｃ字状の磁性体
の折曲端部を微小空隙ｄを設けて、同一平面内で対向さ
せて配置させることによって電気・機械振動変換器の形
状を薄型のものにする。そして、棒状の磁性体とＣ字状
の磁性体のいずれか一方をハウジング４に固定すると共
に他方をハウジング４にダンパ６を介して浮遊支持さ
せ、この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13を巻回してこのコイル13に低周波信号源を
接続する。これによってハウジングが薄型になると共に
平面方向の強い振動を得る。

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振動を発生する薄型の電気・機械振
動変換器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、糸電話は自分の話している音声
の音波により糸を振動させ、この振動により相手側に音
声が伝達される。この時の相手側に向かって振動する糸
の振動方向を以下音の伝播方向の振動という。以下に説
明する被振動体は上記糸電話の糸に相当するものであ
る。そこで、電気・機械振動変換器を敷物、ベッドパッ
ド、椅子等の人体載置物に設けられた被振動体に取付け
て電気・機械振動変換器に機械的振動を発生させた場
合、その発生した被振動体の振動は人体載置物に伝達さ
れることになる。しかし、被振動体への振動の与え方に
よっては人体載置物は大面積の振動板となり、超大型ウ
ーハのようになって不要な低音の音響放射を生ずるとい
う技術的な問題が内在する。もしも被振動体を介して電
気・機械振動変換器が取付けられた人体載置物がこのよ
うな不要な低音の音響放射を発生すると、この不要な低
音とスピーカから放射される音とが互いに干渉しあって
スピーカから放射される音のバランス（音響）が壊され
たり、騒音の原因になったりするので、電気・機械振動
変換器としては、人体載置物に振動が伝達されても音が
でないものが要求される。一方上記音の問題と合わせ
て、人体への体感を向上させるためには、人体載置物へ
の振動伝達効率のよいものが望まれる。

【０００３】また、電気・機械振動変換器を用いて人体
載置物に振動を伝える場合において、電気・機械振動変
換器自体の振動を直接、人体に当てる位置に被振動体を
介して電気・機械振動変換器を取付けると、電気・機械
振動変換器により振動させられる被振動体の振動が人体
に過度に伝わることもあり違和感が生じる。したがっ
て、電気・機械振動変換器はその振動が人体に直接当ら
ない位置に取付けることが望ましい。さらに、人体が電
気・機械振動変換器を取付けた部分の上部に位置した場
合には電気・機械振動変換器を人体によって押さえ付け
てしまうことになるので、人体ないしは人体載置物への
振動伝達に影響を与えたり、体重の押し付け力によりか
けられる荷重によっては電気・機械振動変換器が損傷し
たりする虞れがある。このような理由により、前記違和
感とを合わせ考えて電気・機械振動変換器の取付位置は
電気・機械振動変換器の振動が直接、人体に当らないこ
とが望まれる。

【０００４】従来、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与える体感音響装置は本
発明者等によって研究が進められ、これに関する多くの
出願がある（特公昭58-2517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）。

【０００５】上記従来技術の電気・機械振動変換器は、
円盤状の電気・機械振動変換器の面に直交する方向に振
動が発生するものであり、これを人体載置物の被振動体
に水平に取付けて人体載置物に音の伝播方向に対して直
交する方向の振動（以下この振動方向の振動を縦振動と
いう）を与えていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の電気・
機械振動変換器は人体載置物に縦振動（音の伝播方向に
対し直交する方向）を与える目的で円盤状の電気・機械
振動変換器の面に直交する方向に振動を発生するように
作られていたので、人体載置物、特に薄く軽いものへの
取付けは人体載置物に縦振動を与える方向、すなわち電
気・機械振動変換器の円盤の面を人体載置物に添わせて
取付ける以外にはそのままでは取付けることができなか
った。このように、人体載置物に縦振動を与えると人体
載置物は大きな振動板となって、いわゆる超大型ウーハ
のように作用してスピーカの放射する音とのバランスを
壊したり、騒音の原因になるという問題が発生する。

【０００７】また、人体載置物を全面にわたって縦振動
させるためには電気・機械振動変換器を人体載置物の平
面の全域に散在するように配置しなければならない。そ
のために人体載置物に人体が乗ると電気・機械振動変換
器の上に人体が位置する場合があり、その場合には違和
感、振動伝達効率の低下および損傷という問題が発生す
る。さらに被振動体に縦振動を与えて人体載置物を振動
させる場合に、人体載置物が、例えば敷物とかベッドパ
ッドのように薄く軽いものである場合には被振動体のス
テフィネスの関係で振動伝達効率が悪くなるという問題
もあった。

【０００８】上記従来の問題の原因は被振動体に縦振動
を与えて人体載置物を縦振動させることにあるというこ
とが実験により解明された。そこで、発明者は被振動体
に音の伝播方向の振動（以下横振動という）を与える電
気・機械振動変換器の開発をした。

【０００９】本発明は、上記実験に基づいて成されたも
のであり、全体形状をより薄型にするとともに振動体に
対して横振動が発生するようにし、しかも高い振動伝達
効率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。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明に係る手段は、棒状の磁性体の両端近傍に略Ｃ
字状の磁性体の折曲端部を微小空隙を設けて同一平面内
で対向させ、前記棒状の磁性体と前記Ｃ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浮遊支持し、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
るものである。

【００１１】

【作用】本発明は、このような構成としたので、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、ダンパに浮遊支持された方の磁
性体の質量による振動が発生する。この振動は棒状の磁
性体とＣ字状の磁性体とを同一平面内に配設しているの
でハウジングを平面方向（薄型の電気・機械振動変換器
の面に平行する方向）に振動させることになる。

【００１２】また、棒状の磁性体とＣ字状の磁性体とを
同一平面内に配設したことによりハウジングの薄型化が
可能になり、薄い敷物などに添わせて取付けられる。こ
れにより被振動体に横方向の振動を与えることが可能に
なり、薄い敷物等の人体載置物が横振動をすることにな
る。

【００１３】

【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を用いて説明する。２は棒状の磁性体である着磁され
たマグネットである。このマグネット２は図１に示すよ
うに左側をＮ極、右側をＳ極に着磁させたものである。
このマグネット２の両端近傍には着磁されていない略Ｃ
字状の磁性体であるコア３が、その折曲端部3a間でマグ
ネット２を挟むようにして各々が同一平面内に配設され
ている。マグネット２と、コア３の折曲端部3aとは0.3
mmないし１mm程度の微小空隙ｄを設けて対向している。
そして、マグネット２は図３に示すようにハウジング４
に接着固定された取付部５にその片側面を支持された状
態で固定されている。また、マグネット２の両端近傍に
ある略Ｃ字状のコア３は図２に示すようにダンパ６によ
ってハウジング４に振動自在に浮遊支持されている。

【００１４】ダンパ６は板にスリット７を形成したもの
であり（図４参照）、このダンパ６のハウジング４への
固定は、図５に示すようにハウジング４にボルト８にて
固定したスペーサ９に接着等の手段で行なわれている。
また、ダンパ６の略Ｃ字状のコア３への固定は、図２に
示すようにダンパ６にボルト10にて固定したボス11に接
着等の手段で行なわれている。さらに、マグネット２の
両端近傍に設けられたコア３同士は、互にその上面部、
下面部の両側に固着したコ字状の連結部材12（図３参
照）によって連結されている。

【００１５】そして、コア３の中央部分にはそれぞれコ
イル13を巻回したボビン14が装着されている。これらの
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のものを選んで巻
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。また、コイル13は音響機
器15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。

【００１６】ハウジング４としては、この実施例におい
ては図５に示すように２個の箱16，17を組合わせて形成
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等のすべてを同一平面内で収容で
きるものであればよい。

【００１７】このように構成した本実施例の作用を次に
説明する。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
低周波信号源である音響機器15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が生ずることになり、ダンパ６
に浮遊支持され、かつ、連結部材12によって連結された
２つのコア３の質量によりハウジング４が振動する。こ
の振動方向はマグネット２と略Ｃ字状のコア３とを同一
平面内に配設しているのでハウジング４を平面方向（薄
型の電気・機械振動変換器１の面に平行する方向）に振
動させることになる。

【００１８】また、マグネット２と略Ｃ字状のコア３と
を同一平面内に配設したことによりハウジングの薄型化
が可能になる。この場合、マグネット２と略Ｃ字状のコ
ア３との重量比を大きくすれば大きな振動を発生するこ
とが可能となる。このように電気・機械振動変換器１を
薄型にし、かつ、平面方向への振動を発生するようにし
たので、薄く軽い敷物などに電気・機械振動変換器１を
添わせて取りつければ被振動体に横振動を与えることが
可能となる。

【００１９】上記のように、人体載置物の被振動体に電
気・機械振動変換器１を取付け、被振動体に横振動を与
えることによって、被振動体（人体載置物）はいわゆる
音の伝播方向の振動をすることになり、これにより人体
載置物自体は大きな振動板のようにはならず、実効的な
面積にのみ振動が伝わるようにして不要な低音の音響放
射を減少さすことができる。さらに、横振動を与えるこ
とによって、被振動体が薄く軽いものであっても見かけ
上の剛性が高くなって、例えば、糸電話の糸の張力が大
きい程音声の伝達が良いのと同様に、振動伝達効率を高
くすることができることになる。すなわち、被振動体が
プラスチック製の網状の薄く軽い材質のようなものであ
っても横振動を与えることによってその振動方向のステ
ィフネス（剛性力）が等価的に高く保たれることになり
振動伝達効率が向上する。

【００２０】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、略
Ｃ字状のコア３に代えて中央に着磁されたマグネット19
を置き、その両端にコア20を結合した磁性体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
７に示すものは、図６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。図６及び図
７において、コア20にコイル13を巻回したものを示した
が、これに変えコア18にコイル13を巻回しても同様に常
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。

【００２１】次に、上記実施例の電気・機械振動変換器
１の使用態様を例示して説明する。図８と図９は被振動
体であるネット22とこれを包囲するクッション材23から
なる人体載置物である薄い敷物24に電気・機械振動変換
器１を取付けたものであり、電気・機械振動変換器１は
敷物24とほぼ同一の厚さになっている。そして、ハウジ
ング４の振動は薄型の電気・機械振動変換器１の面に平
行に発生するので、この電気・機械振動変換器１を敷物
24の縁部に添わせて平行に埋設することによって、ネッ
ト22に横振動を与えて敷物24に座っている人体にその振
動を体感させることができる（図９参照）。

【００２２】このように横振動をネット22に与えること
により、敷物24は縦振動せず、ウーハのように作用する
ことはない。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人体載置物が横振動しても音はで
ないとう理想状態に近付けることができる。また、この
ように電気・機械振動変換器１を敷物24の縁部に埋設し
て横振動をあたえるので、敷物24全体に横振動が伝播
し、かつ、人体に電気・機械振動変換器１が押されるこ
とはなく、したがって、違和感もなく電気・機械振動変
換器１を損傷することもない。また、図10ないし図12は
図８の構造を示すものであり、図10は一部を切り欠いた
状態の平面図を、図11は図10のＤ−Ｄ線に沿う断面図
を、さらに図12は図11の矢印Ｅで示す部分を拡大した断
面図を示している。

【００２３】図13および図14に示すものは大きな面積の
敷物24の両端に電気・機械振動変換器１を装着したもの
であり、この場合も図７に示すものと同様に、ウーハの
ように作用することはなく振動伝達効率も向上する。ま
た、電気・機械振動変換器１を敷物24の縁部に埋設して
あるので、人体に押されることもなく、また、それによ
る違和感および損傷もなくなる。

【００２４】図15および図16に示すものは厚手の人体載
置物である敷物25の略中間部に電気・機械振動変換器１
を装着したものを示している。この敷物25は上布26と下
布27との間に剛性力の高い連続した被振動体であるコ字
状の中間部材28を配設したものである。この敷物25に起
立している人体は中間部材28に与えられる横振動により
図16に示すような横振動の体感を得る。この場合も図８
に示すものと同様に、ウーハのように作用することはな
く、振動伝達効率もよい。さらに、人体に押されること
もないので、違和感および損傷もなくなる。

【００２５】図17および図18に示すものも図15および図
16に示すものと略同様のものであるが、電気・機械振動
変換器１を敷物25の縁部近傍に取付けたものである。振
動は図18に示すような横振動が与えられる。この場合も
図８に示すものと同様に、ウーハのように作用すること
はなく、振動伝達効率も向上し、さらに、人に押される
こともないので違和感も損傷の虞もなくなる。

【００２６】図19ないし図22に示すものは、電気・機械
振動変換器１を人体載置物であり、かつ、被振動体であ
る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、電気・機械振動変換器１が作動すると
図20に矢印で示すような横振動が得られる。この場合も
図８に示すものと同様に、ウーハのように作用すること
はなく、振動伝達効率もよくなり、さらに、床29が固い
ので電気・機械振動変換器１が人体に押されることもな
いので、違和感も損傷の虞もなくなる。

【００２７】図23および図24に示すものはベッド32への
応用例であり、電気・機械振動変換器１を被振動体であ
るネット33A の両側縁部に取付けた人体載置物であるマ
ット33をベッド32のマットレス34の中央部に載置したも
のである。この場合には、図24に矢印で示すような振動
を得ることができる。この場合も図８に示すものと同様
に、ウーハのように作用することはなく、振動伝達効率
も向上し、さらに、人に押されることもないので、違和
感も損傷の虞もなくなる。

【００２８】図25および図26に示すものは電気・機械振
動変換器１を被振動体である芯材32A に取付け人体載置
物であるベッド32に組み込んだ例を示している。図に示
すように、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
横振動が容易になり、また、スプリング組立構造の上面
を駆動するのでゴロゴロするよう違和感がなく、また、
組み込みも容易である。この場合、振動は図26に矢印で
示すような振動を得ることになる。なお、この電気・機
械振動変換器１を腰部部分のベッド32の脇側や、足側に
取付けることもできる。足側に取付けた場合は足側から
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。この場合も図８に示すものと同様に、ウーハのよう
に作用することはなく、振動伝達効率も向上し、さら
に、人に押されることもないので、違和感も損傷の虞も
なくなる。

【００２９】図27および図28に示すものは大型トラック
の運転室35内にある人体載置物である仮眠用ベッド36の
上に敷かれた被振動体36A 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28に矢印で示すような
振動が与えられる。この場合も図８に示すものと同様
に、ウーハのように作用することはなく振動伝達効率も
向上し、さらに、人体に押されることもないので違和感
も損傷の虞もなくなる。

【００３０】図29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30に矢印で示すような振
動が得られることになる。この場合も図８に示すものと
同様に、ウーハのように作用することはなく、振動伝達
効率も向上し、さらに、人に押されることもないので違
和感も損傷の虞もなくなる。

【００３１】図31ないし図33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33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32および図33
において符号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。この場合も図８に
示すものと同様に、ウーハのように作用することはなく
振動伝達効率も向上し、さらに、人に押されることもな
いので違和感も損傷の虞もなくなる。

【００３２】図34ないし図36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を椅子の脚部44に係
止させるようにしたものである。この場合も図８に示す
ものと同様に、ウーハのように作用することはなく、振
動伝達効率も向上し、さらに、人に押されることもない
ので違和感も損傷の虞もなくなる。

【００３３】図37および図38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に横振動が与えら
れることになる。この場合も図８に示すものと同様に、
ウーハのように作用することはなく、振動伝達効率も向
上し、さらに、人に押されることもないので、違和感も
損傷の虞もなくなる。

【００３４】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように棒状の磁
性体と略Ｃ字状の磁性体とを同一平面内に配設したこと
により電気・機械振動変換器をより薄型に形成すること
ができる。また、被振動体に振動を与える電気・機械振
動変換器の振動方向がハウジングの平面方向であること
から、薄型の電気・機械振動変換器を人体載置物に添わ
せて取付けることにより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い。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い。

【００３５】このように電気・機械振動変換器を人体載
置物に添わせて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、人体載置物の縁に電気・機械振動変換
器を取付けても、人体載置物全体に横振動が伝播される
と共に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・
機械振動変換器が使用者に押されて損傷する虞れもな
い。また、被振動体に横振動を与えるので振動伝達効率
が向上する。

【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
す平面模式図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う上面模式図である。

【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿う下面模式図である。

【図５】図２のＣ−Ｃ線に沿う側面模式図である。

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

【図７】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模式図ある。

【図８】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９】図８のものの側面図である。

【図１０】図８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１１】図１０のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。

【図１２】図１１における矢印Ｅで示す部分の拡大図で
ある。

【図１３】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取付けた例を示す斜視図である。

【図１４】図１３のものの側面図である。

【図１５】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１６】図１５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１７】本発明に係る電気・機械振動変換器を図１５
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１８】図１７のものの側面図である。

【図１９】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２０】図１９のものの正面図である。

【図２１】図１９のものの平面図である。

【図２２】図１９のものの側面図である。

【図２３】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２４】図２３のものの平面図である。

【図２５】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２６】図２５のものの平面図である。

【図２７】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２８】図２７のものの側面図である。

【図２９】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３０】図２９の浴槽部分を断面にして示した模式図
である。

【図３１】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３２】図３１のものの平面図である。

【図３３】図３１のものの使用状態を示す側面図であ
る。

【図３４】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込んだ例を示す斜視
図である。

【図３５】図３４の要部を一部断面で示した側面図であ
る。

【図３６】図３４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３７】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３８】図３７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 13 コイル 17 音響機器 ｄ 微小空隙

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 棒状の磁性体の両端近傍に略Ｃ字状の磁
   性体の折曲端部を微小空隙を設けて同一平面内で対向さ
   せ、前記棒状の磁性体と前記Ｃ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浮遊支持し、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・
   機械振動変換機。