JPH0674292A - パネルの加振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コスト高となるのを抑え、少ないスペースに
設置可能なパネルの加振装置を提供すること。 【構成】 パネル（３２）に振動を加える装置は、振動
板（２０）と、振動板に付加された質量体（２２）とを
備える。振動板（２０）は、板状の２枚の圧電材料（２
４、２５）からなり、各圧電材料が電圧を印加するとき
面に沿う方向へ伸縮する力を発生するように形成され、
これら２枚の圧電材料を電極（２６）を介在して貼り合
せてある。振動板（２０）は、外周から略中心に向けて
伸びる複数のスリット（３０）を有し、かつ外周部でス
ペーサ（３４）を介してパネル（３２）に取り付けられ
ている。振動板の中央部は、パネル（３２）の拘束を受
けることなく振動可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば車両のカウ
ル、ダッシュパネル、フロアパネルその他のパネルに振
動を加える装置に関し、特に、前記パネルが外部要因に
よって振動するとき、この振動の略逆相となる振動を圧
電効果を利用して前記パネルに加え、それによってパネ
ルの振動を低減する際に使用できる加振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電圧を印加すると、その電圧に応じた力
を発生する圧電材料を使用してパネルを加振しようとす
る場合、板状の２枚の圧電材料からなる振動板を利用す
ることがある。この振動板では、各圧電材料は、電圧の
印加により面に沿う方向へ伸縮する力を発生するように
形成され、これら２枚の圧電材料を電極を介在して、互
いに逆方向の力が発生するように貼り合せてある。

【０００３】前記振動板は、一方側の圧電材料を接着剤
によってパネルに貼り付け、使用される。振動板の電極
を経て両圧電材料に電圧を印加すると、両圧電材料には
互いに逆向きの力が発生し、これによって振動板にそり
が発生し、そりによるモーメントがパネルに加わり、パ
ネルが振動する。

【０００４】前記振動板にそりが発生するためには、振
動板とパネルとの間にずれが生じなければならないが、
一方側の圧電材料を全面にわたってパネルに直接接着し
ているため、ずれが生じにくくなっており、パネルに加
わるモーメントが少ないことに鑑み、別途振動低減装置
が提案された（特願平4-190153号）。これは、図６のａ
に示すように、２枚の圧電材料１０、１１からなる振動
板１２と、振動板１２をパネル１３から間隔をおいて位
置させるスペーサ１４と、振動板１２に付加された質量
体１５とを備える。振動板１２の各圧電材料は、電圧を
印加するとき、面に沿う方向へ伸縮する力を発生するよ
うに形成され、これら２枚の圧電材料を電極を介在して
貼り合せてある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記提案に係る装置の
振動板による加振力を高めるには、振動板に加えるべき
電圧を高くするか、振動板そのものを大型化する必要が
ある。しかし、前者では、アンプの高容量化によるコス
ト高となり、また後者では、振動板の大型化によるコス
ト高に加え、設置するためのより多くのスペースが必要
となる。

【０００６】本発明の目的は、コスト高となるのを抑
え、少ないスペースに設置可能なパネルの加振装置を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、パネルに振動
を加える装置であって、板状の２枚の圧電材料からな
り、各圧電材料が電圧を印加するとき面に沿う方向へ伸
縮する力を発生するように形成され、これら２枚の圧電
材料を電極を介在して貼り合せた振動板と、該振動板に
付加された質量体とを備え、前記振動板は、外周から該
振動板の略中心に向けて伸びる複数のスリットを有し、
かつ外周部で前記パネルに取り付けられ、前記振動板の
中央部は、前記パネルの拘束を受けることなく振動可能
である。

【０００８】

【作用および効果】振動板に電圧を印加すると、振動板
は、その中央部がパネルの拘束を受けることなく振動可
能であるため、質量体を伴ってそりを生ずる。この反力
がパネルに加えられ、パネルを振動させる。すなわち、
質量体が見掛け上停止位置となり、パネルが質量体に向
けて、また質量体から離れるように振動する。

【０００９】振動板によるパネルの加振力をＦ、質量体
のマスをｍ、振動板のばね定数をｋとすると、Ｆ∝ｍ／
ｋとなるため、加振力Ｆを大きくするには、振動板のば
ね定数ｋを小さくすればよい。振動板は、外周から振動
板の略中心に向けて伸びる複数のスリットを外周部に有
することから、振動板がそるときに発生する応力を逃が
すこととなり、振動板のばね定数ｋは低くなっている。
したがって、本発明によれば、振動板の加振力を大きく
できる。前記式から、質量体のマスｍを大きくしても、
加振力Ｆを大きくできるが、これでは加振装置が重くな
ってしまう。これに対し、本発明によれば、加振装置を
重くすることなく、加振力を大きくできる。

【００１０】振動体に生ずるそりの反力をパネルに加
え、パネルを並進力で振動させるため、振動板からパネ
ルに加える振動をパネル自体の振動モードに近づけるこ
とができる。これにより、パネル自体の振動を十分に低
減する装置として使用できる。

【００１１】

【実施例】パネルの加振装置は、図１に示すように、振
動板２０と、質量体２２とを備える。

【００１２】振動体２０は板状の２枚の圧電材料２４、
２５からなる。各圧電材料は、たとえば、セラミック系
の材料であり、電圧を印加するときその面に沿う方向へ
伸縮する力を発生するように形成されている。これら２
枚の圧電材料２４、２５は、電極２６を介在して貼り合
せられ、振動板２０となる。電極２６に交番電圧を印加
すると、一方の圧電材料２４が伸び、他方の圧電材料２
５が縮み、次に、前記一方の圧電材料２４が縮み、他方
の圧電材料２５が伸びるように、振動板２０に力が発生
する。

【００１３】振動板２０は、図２に示すように、その外
周２８から振動板２０の略中心に向けて伸びる複数のス
リット３０を有する。円形の振動板２０がそるとき、振
動板２０の外周部には周方向の圧縮応力が働く。この圧
縮応力を逃がすには、スリット３０は外周２８から実質
的に中心に向けて、すなわち略中心に向けて伸びる必要
がある。スリット３０は図示のようなＶ字形の他、振動
板２０の中心から放射状に伸びるＩ字形とすることもで
きる。いずれの形態であれ、スリット３０の内方端に丸
み３１などをつけ、応力集中を避けるようにすることが
好ましい。

【００１４】質量体２２は、振動板２０の中央で振動板
２０に接着されている。質量体２２のマスは、パネル３
２の質量に比べて大きくすることが好ましい。その結
果、振動板２０に電圧を印加したとき、見掛け上、質量
体２２が停止し、この質量体２２に向けてパネル３２を
引き寄せ、また引き離すような並進力をパネル３２に付
加できる。

【００１５】振動体２０は、その中央部がパネル３２の
拘束を受けることなく振動可能となるように、外周部で
パネル３２に取り付けられる。図示の実施例では、スペ
ーサ３４が振動板２０とパネル３２とにそれぞれ接着さ
れ、振動板２０はスペーサ３４を介してパネル３２に取
り付けられている。これにより、振動板２０の中央部
は、パネル３２の拘束を受けることなく振動可能であ
る。スペーサ３４と振動板２０の外周部とは、たとえ
ば、シリコン系のような弾性のある接着剤で接着し、相
対的な変形ができるようにする。スペーサ３４の厚み
は、振動板２０がパネル３２側に振動する振動幅よりも
大きくする。これにより、振動板２０が振動してもパネ
ル３２に当接するのを避けることができ、スペーサ３４
を介した並進力のみをパネル３２に加えることができ
る。

【００１６】図１に示した実施例のように、スペーサ３
４を設ける場合、スペーサ３４を樹脂等よりなる絶縁体
で形成することにより、振動板２０とパネル３２との間
の電気的絶縁を、別部品を設けることなく、容易に行う
ことができる。

【００１７】質量体２２を付加した振動板２０は、たと
えば図４に示すように、車両のダッシュパネル３６に、
またはフロアパネル３８に、または両者にスペーサ３４
を介在して取り付けられ、駆動回路４０から電圧を印加
される。

【００１８】駆動回路４０は、振動板２０に電圧を印加
してそりを発生させ、このそりによる反力によってパネ
ル３２に加える振動を、パネル３２自体の振動と同じ周
波数で略逆相となるように、印加すべき電圧を制御す
る。駆動回路４０は、図３に示すように、振動検出セン
サ４２と、発散防止用フィルタ４４と、駆動アンプ４６
とによって基本的に形成でき、たとえば実開昭62-43050
号公報に記載のものと実質的に同じものを使用できる。

【００１９】駆動回路４０によって振動板２０に電圧を
印加すると、振動板２０の圧電材料２４に伸び力が、ま
た圧電材料２５に縮み力が発生し、この伸び力と縮み力
とが圧電材料２４、２５に交互に発生し、振動板２０に
そりが生ずる。振動板２０にそりが生ずると、そりの反
力が並進力となってパネル３２を振動させる。

【００２０】図５に示す実施例では、振動板２０と、質
量体２２とは前記実施例と同じである。よって、振動板
２０および質量体２２についての詳細な説明は省略して
ある。この実施例では、パネル５０に穴５２を開け、一
方、振動板２０をスペーサを介することなくその外周部
でパネル５０に接着し、振動板２０がその中央部でパネ
ル５０の拘束を受けることなく振動できるように形成し
てある。

【００２１】図５に示した実施例では、前記実施例と同
じ効果を奏するが、パネル５０に穴５２を設けてあるた
め、水やダストが浸入する箇所以外への適用が好まし
い。

【００２２】図６のａに示した振動装置は、同図ｂのよ
うに、パネル１３の等価マス１６、パネルのばね１７、
振動板１２の加振器により発生する力Ｆ、振動板１２の
ばね定数ｋ、質量体１５のマスｍとする２自由度の振動
系にモデル化でき、これを解とく、Ｆ∝ｍ／ｋの関係が
成り立つ。したがって、前記のように、振動板のばね定
数ｋを小さくすることにより、大きな加振力Ｆを得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るパネルの加振装置の実施例の断面
図である。

【図２】図１に示したパネルの加振装置に用いた振動板
の平面図である。

【図３】パネルの加振装置を駆動する回路図である。

【図４】図１に示したパネルの加振装置を使用箇所に取
り付けた例を示す模式図である。

【図５】本発明に係るパネルの加振装置の別の実施例の
断面図である。

【図６】先に提案した振動装置を示すもので、ａは断面
図、ｂは振動をモデル化した模式図である。

【符号の説明】

２０ 振動板 ２２ 質量体 ２４、２５ 圧電材料 ２６ 電極 ３０ スリット ３２、５０ パネル ３４ スペーサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パネルに振動を加える装置であって、板
   状の２枚の圧電材料からなり、各圧電材料が電圧を印加
   するとき面に沿う方向へ伸縮する力を発生するように形
   成され、これら２枚の圧電材料を電極を介在して貼り合
   せた振動板と、該振動板に付加された質量体とを備え、
   前記振動板は、外周から該振動板の略中心に向けて伸び
   る複数のスリットを有し、かつ外周部で前記パネルに取
   り付けられ、前記振動板の中央部は、前記パネルの拘束
   を受けることなく振動可能である、パネルの加振装置。