WO2022210846A1 - 構造体、振動デバイス及び体感音響装置 - Google Patents

構造体、振動デバイス及び体感音響装置 Download PDF

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WO2022210846A1
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vibration
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housing
frequency
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PCT/JP2022/015850
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海 須藤
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ＮａｔｕｒｅＡｒｃｈｉｔｅｃｔｓ株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to structures, vibration devices, and body-sensory acoustic devices.
  • a bodily sensation device equipped with a vibration device has been known for some time. Vibrating devices are driven, for example, by electromagnets that convert electrical signals into mechanical vibrations. By driving the vibrating device while the vibrating device is in direct or indirect contact with the user's body, the user can feel the sound produced by the vibration of the vibrating device.
  • a body-sensory acoustic device configured by embedding a vibrating device inside a chair or a cushion is known (see Patent Document 1).
  • Such somatosensory devices may be used to enhance immersion in video and audio content.
  • the user sits or leans against the somatosensory device to view the content.
  • the user can enjoy a high sense of immersion by experiencing the sound generated by the vibration from the sensory audio device in addition to the image and sound of the content.
  • Vibration devices used in bodily-sensory devices are required to generate vibrations of a strength necessary to allow the user to experience sound, and to have rigidity (that is, load resistance) against the load caused by the user's weight and the like. Desired.
  • rigidity that is, load resistance
  • the support portion that supports the vibrating portion of the vibrating device is configured to have high rigidity, the load resistance of the vibrating device is improved, but the amplitude of the vibration of the vibrating portion is limited, making it difficult to increase the vibration strength.
  • vibration devices used in body-sensory acoustic devices for example, to increase the intensity of vibration at a certain frequency and to reduce the intensity of vibration at a different frequency.
  • a sensory acoustic device equipped with a plurality of vibrating devices
  • mutual interference between the vibrating devices may impair the sensory acoustic quality.
  • the vibration generated by the vibrating device may propagate to the outside and interfere with (resonate with or cancel out) the vibration of another vibrating device.
  • a structure includes a vibrating section that holds a vibrating body, a housing that at least partially accommodates the vibrating section, and a support section that connects the vibrating section and the housing to support the vibrating section. and the support portion has a dynamic rigidity that amplifies or attenuates transmission of at least a predetermined frequency of vibration generated in at least one direction by the vibrating portion holding the vibrating body, and the vibrating body and the system including the structure and the vibrating body vibrates as the vibration frequency in at least one direction increases.
  • the support section has dynamic stiffness that amplifies the transmission of vibration of at least a predetermined frequency, a predetermined Further comprising a dynamic stiffness that develops a vibration mode excited such that the transmissibility of vibration at a frequency is greater than 1, and at least a dynamic stiffness that attenuates the transmission of vibration at a given frequency. It further has a dynamic stiffness that develops an excited vibration mode such that the vibration transmissibility is less than one.
  • FIG. 1 shows a system including a structure of a first embodiment of the invention
  • FIG. FIG. 2 is a diagram showing another example of FIG. 1
  • 2 is a diagram showing a vibration model in the system of FIG. 1
  • FIG. 4 is a graph showing the frequency characteristics of the vibration transmissibility of the model of FIG. 3
  • 3 shows an analysis model of the static stiffness of the support portion of the structure of the first embodiment of the present invention
  • FIG. 1 is a perspective view of a structure of an example of the first embodiment of the present invention, viewed obliquely from above on the front side
  • 1 is a plan view showing a structure of one example of the first embodiment of the present invention with its upper flange portion cut away;
  • FIG. 8 is a perspective view of the structure with the flange portion shown in FIG. 7 being cut, viewed from a direction different from that of FIG. 6 ;
  • FIG. 3 is a perspective view showing a state in which a vibrating body is accommodated in a vibrating portion of the structural body of one example of the first embodiment of the present invention;
  • 1 is a perspective view showing an example of a structure having anisotropy with respect to stiffness;
  • FIG. It is the figure which looked at arrangement
  • FIG. 10 is a diagram showing vibration directions of a plurality of vibrating devices in a sensory acoustic device according to a second embodiment of the present invention;
  • the inventor of the present invention designed and analyzed various structures, and as a result, isolated the vibration mode in the vibration direction in which the vibration strength is desired to be increased or weakened from the vibration modes in the other directions. While amplifying or damping the vibration of the vibration source in the vibration direction, the structure according to the present invention is based on the idea of solving the above trade-off by providing rigidity that can support the assumed load. I devised a body and its design method.
  • the concept of the present invention is to provide a structure with rigidity capable of supporting an assumed load while amplifying the vibration of the vibrating body in the direction in which the vibration intensity is desired to be increased or decreased.
  • the present invention is capable of amplifying or attenuating the vibration of a vibration source by softening only the dynamic stiffness in the direction in which it is desired to increase or decrease the vibration strength, and to support the assumed load.
  • a structure with the necessary static stiffness is provided.
  • T direction upward
  • B direction downward
  • F direction forward
  • R direction backward
  • SL direction leftward
  • SR direction rightward directions
  • rotation refers to rotation in one direction (clockwise or counterclockwise) as well as in both directions (clockwise and counterclockwise). can also mean an alternating rotation of .
  • the structure of the first embodiment includes a vibration section, a housing, and a support section.
  • the vibrating section holds the vibrating body.
  • the housing at least partially houses the vibrating section.
  • the support section supports the vibrating section by connecting the vibrating section and the housing. The vibrating portion holding the vibrating body vibrates in at least one direction.
  • the support portion of the structure of the first embodiment is configured to have dynamic rigidity that amplifies vibration at least at a predetermined frequency among the vibrations generated by the vibrating portion holding the vibrating body.
  • the supporting portion is configured to have at least the static rigidity necessary to support the vibrating portion holding the vibrating body.
  • the support part secures sufficient rigidity (static rigidity) to stabilize the position and orientation of the vibrating part holding the vibrating body against the assumed load, and also the vibration generated by the vibrating part.
  • the vibration intensity can be increased for at least a predetermined frequency of the vibration.
  • dynamic stiffness means stiffness represented by the relationship between dynamic force or dynamic moment and resulting dynamic displacement
  • static stiffness means static force or static It means the stiffness represented by the relationship between the static moment and the resulting static displacement/deformation.
  • FIG. 1 shows a system including the structure of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing another example of FIG.
  • the supporting part SPT of the first embodiment supports the vibrating part OS by connecting the vibrating part OS holding the vibrating body and the housing HS.
  • the vibrating part OS vibrates at a vibration frequency f.
  • the vibrating part OS holding the vibrating body is depicted as if it vibrates due to linear reciprocating motion (hereinafter referred to as “linear reciprocating vibration”).
  • linear reciprocating vibration can be oscillated in any direction.
  • the vibration unit OS may vibrate by rotational motion (hereinafter referred to as “rotational vibration”) as shown in FIG. (hereinafter referred to as “swing vibration”).
  • the vibration of the vibrating section OS may be any combination of the above vibration modes.
  • FIG. 3 is a diagram showing a vibration model in the system of FIG.
  • FIG. 4 is a graph showing frequency characteristics of the vibration transmissibility of the model of FIG.
  • the support part SPT is configured to have a dynamic rigidity that amplifies the vibration at least at the vibration frequency f among the vibrations generated by the vibrating part OS while holding the vibrating body. 3 as a vibration transfer characteristic from the vibrating unit OS to the housing HS. It is determined by the dynamic stiffness kd of the support portion SPT with respect to the vibration direction of the portion OS.
  • the ratio F/F0 of the excitation force F transmitted to the housing HS to the excitation force F0 generated by the vibrating part OS while holding the vibrating body is defined as the vibration transmission ratio.
  • the model in FIG. 3 exhibits frequency characteristics in which the vibration transmissibility gradually decreases after an excited vibration mode in which the vibration transmissibility increases as the frequency increases.
  • the vibration transmissibility of the model in FIG. 3 increases as the frequency becomes higher in the range below fu, and reaches a maximum at fu. where fu is the natural frequency of the model in FIG.
  • the vibration transmissibility of the model in FIG. 3 gradually decreases in the frequency range equal to or higher than the natural frequency fu, and crosses zero at ⁇ 2fu. That is, in the model of FIG. 3, the vibration transmissibility is greater than 1 in the range of frequencies less than ⁇ 2fu, that is, the vibration strength can be amplified.
  • the natural frequency of the model in Fig. 3 is determined by the mass m and the dynamic stiffness kd.
  • the vibration transmissibility in the frequency range increases compared to the vibration transmissibility in the frequency characteristics of the system of the natural frequency fu indicated by the solid line in FIG. Since the mass m is a constant, the natural frequency fu can be lowered by reducing the dynamic stiffness kd. Therefore, from the viewpoint of improving the vibration transmissibility in the low-frequency range, it is preferable that the dynamic stiffness kd of the supporting portion SPT in the vibration direction of the vibrating portion OS holding the vibrating body is as small as possible.
  • the support part SPT of the present embodiment is designed to generate vibration at least at a predetermined vibration frequency f, among the frequency components of vibration generated by the vibration part OS holding the vibrating body.
  • the dynamic stiffness kd is determined so as to have a natural frequency fu at which the transmissibility is greater than one.
  • a system including the supporting portion SPT and the vibrating portion OS having such a dynamic stiffness kd develops an excited vibration mode in which the vibration transmissibility is greater than 1 at the vibration frequency f.
  • the support member SPT changes the natural frequency fu of the system including the support member SPT and vibration member OS to the vibration frequency f , and preferably matched to the vibration frequency f.
  • the degree of the natural frequency fu of the system including the supporting portion SPT and the vibrating portion OS holding the vibrating body and how to determine the magnitude of the dynamic stiffness kd for that purpose depend on the vibration intensity. It can be appropriately determined according to how much amplification effect is desired at a predetermined vibration frequency f to be increased, that is, how high the vibration transmissibility is desired at the predetermined vibration frequency f.
  • the dynamic stiffness kd of the support portion SPT can be derived, for example, by the following procedure.
  • One end of the supporting portion SPT is connected to the housing HS, and the other end of the supporting portion SPT is connected to a weight having the same mass m as the vibrating portion OS holding the vibrating body.
  • a natural vibration analysis is performed on the system of (1) to identify at least one set of natural frequencies and natural vibration modes.
  • the support portion is provided with dynamic rigidity capable of exhibiting a vibration amplifying effect at a predetermined vibration frequency f at which the vibration intensity of the vibrating portion is to be increased, and the vibration direction of the vibrating portion is By increasing the amount of displacement (amplitude) of the supporting portion at , it is possible to increase the vibration intensity of the vibrating portion.
  • the vibrating portion is supported in a suspended state with respect to the housing by the supporting portion, transmission of vibration by the vibrating portion to the housing is suppressed, and furthermore, the vibration is suppressed. is suppressed from propagating outside the structure.
  • FIG. 5 shows an analysis model of the static stiffness of the supporting portion of the structure of the first embodiment.
  • the support part SPT is configured to have static rigidity necessary to support the vibrating part OS while holding the vibrating body. Specifically, as shown in FIG. 5, the support part SPT has a static rigidity ks necessary to support the vibrating part OS against the design load Fl applied to the vibrating part OS.
  • Supporting the vibrating part OS can mean, for example, stabilizing the position and orientation of the vibrating part OS even when the design load Fl is applied. Stabilizing the position and orientation can mean suppressing the displacement (including rotational displacement) due to the application of the design load Fl within an allowable range.
  • the design load Fl is various loads assumed in the operating environment of the system including the vibrating portion OS and the supporting portion SPT holding the vibrating body.
  • the design load Fl can include at least one of the following. Gravity (for example, the weight of the vibrating unit OS holding the vibrating body and the weight of the user acting on the vibrating unit OS) ⁇ inertial force
  • the static stiffness ks required to support the vibrating portion OS against the design load Fl is, for example, the amount of displacement of the support portion SPT when the magnitude of the design load Fl is assumed to be the maximum value in the model of FIG. can be defined as the static stiffness that is within the design tolerance.
  • the supporting portion SPT supports the vibrating portion OS by giving the supporting portion SPT the static rigidity ks necessary to support the vibrating portion OS in a state where the vibrating body is held against the design load Fl. configured to provide the static strength required for Specifically, when the magnitude of the design load Fl is assumed to be the assumed maximum value in the model of FIG. 5, the continuous distribution of the stress over the support portion SPT is obtained by analysis. Then, the maximum value of the stress distribution (that is, the maximum value of the stress assumed to be locally generated in the support portion SPT due to the design load Fl) is equal to or less than the allowable stress of the material constituting the support portion SPT. Determine SPT shape, location, material, or a combination thereof. Accordingly, even if the assumed maximum design load Fl is applied to the vibrating part OS, the supporting part SPT can stabilize the position and orientation of the vibrating part OS without being damaged.
  • FIG. 6 is a perspective view of the structure of one example of the first embodiment, viewed obliquely from above on the front side.
  • FIG. 7 is a plan view showing the structure of one example of the first embodiment with its upper flange portion cut away. 8 is a perspective view of the structure shown in FIG. 7 with the flange portion cut away, viewed from a direction different from that in FIG. 6.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a state in which a vibrating body is housed in a vibrating portion of the structure of one example of the first embodiment.
  • FIG. 10 is a perspective view showing an example of a structure having anisotropy in stiffness.
  • the supporting part allows the vibrating part to be displaced along the first axis due to the vibration, while the vibrating part It is required to support the vibrating part so that it is not displaced in a direction different from the first axis due to gravity or vibration acting on itself or the vibrating body. Therefore, in such a structure, the dynamic rigidity in the vibration direction of the vibrating body is low enough to amplify the transmission of vibration, and the static rigidity is high enough to support the vibrating part in a stable position and orientation. High is desired.
  • the structure 100 of this embodiment is based on the above idea.
  • the supporting portion of the structure 100 supports the vibrating portion while holding the vibrating portion 140 (see FIG. 9) that vibrates in the vertical (TB) direction along the first axis. It is explained below.
  • the displaceable direction of the vibrating portion 110 and the vibrating direction of the vibrating body held by the vibrating portion 110 are not limited thereto.
  • the structure 100 includes a vibrating section 110 holding a vibrating body 140, a housing 120 housing the vibrating section 110, and a state in which the vibrating section 110 is suspended within the housing 120. It has two supporting parts 130SL and 130SR for supporting. The two support portions 130SL and 130SR are arranged differently, but have the same configuration. Therefore, items common to each supporting portion will be described using the reference numeral "130".
  • the plane including the front-rear (FR) axis and the left-right (SR-SL) axis substantially coincides with the horizontal plane
  • the up-down (TB) axis direction substantially coincides with the vertical direction.
  • the vibrating portion 110 has a hollow, substantially cylindrical shape with a bottom portion 110b and an upper opening in the drawing, and a vibrating body 140 is accommodated in the hollow portion of the cylindrical interior as shown in FIG. .
  • the vibrating body 140 is fixed to the bottom portion 110b by screwing through a screw hole formed in the bottom portion 110b, for example.
  • the inner diameter of the vibrating portion 110 is preferably substantially the same as the outer diameter of the substantially cylindrical vibrating body 140 housed therein. The vibrating portion 110 holding the vibrating body 140 inside in this way can be displaced integrally with the vibrating body 140 .
  • the vibrating body 140 is, for example, a linear motor such as a voice coil motor, and the vibrating body 140 held by the vibrating portion 110 linearly reciprocates along the illustrated vertical (TB) axis.
  • the vibrating portion 110 linearly reciprocates along the vertical (TB) axis in the drawing in accordance with the vibration generated by the vibrating body 140 .
  • Openings 110a are formed at two opposing locations on the side surface of the vibrating portion 110 . These openings 110a allow an operator to reach for attaching or detaching the vibrating body 140 in the vibrating part 110, and also dissipate the heat generated by the vibrating body 140 when the vibrating body 140 is driven. It has a role of dissipating heat to the outside of the vibrating section 110 .
  • the housing 120 is configured in a substantially cylindrical shape with at least an upper opening in the drawing, and the whole or at least part of the vibrating section 110 is accommodated in a cylindrical hollow portion around the central axis of the housing 120 .
  • the housing 120 accommodates the vibrating section 110 so as to surround the vibrating section 110 entirely.
  • Openings 120a are formed at two opposing locations on the side surface of the housing 120 and at positions overlapping the respective openings 110a formed on the side surface of the vibrating unit 110 housed inside. These openings 120a are also accessible to the operator for attaching or detaching the vibrating body 140 to or from the vibrating part 110, and heat generated by the vibrating body 140 when the vibrating body 140 is driven can be dissipated. It has a role of dissipating heat to the outside of the housing 120 .
  • a flange portion 120b is formed around the opening in the upper portion of the housing 120 in the figure. In this example, as an example, the flange portion 120b has a shape extending in the horizontal direction of the housing 120 in the drawing. The flange portion 120b plays a role of supporting the load when the user sits or leans on the illustrated upper portion of the housing 120 .
  • a mounting flange portion 120c having screw holes is formed around the outer periphery of the lower portion of the housing 120 in the figure.
  • mounting flange portions 120c are formed at two locations on the front side and rear side of the housing 120 in the figure.
  • the structure 100 can be fixed to the object (not shown) to which the structure 100 is to be attached by, for example, screwing through the screw holes of the mounting flange portion 120c.
  • cutouts 120d and 120e are formed in the upper and lower regions of the left and right side surfaces of the housing 120, respectively. These notch portions 120d and 120e allow a support member 132 fixed to the side surface of the vibrating portion 110 among the support portions 130 described later to extend outside the housing 120 through the side wall of the housing 120. and prevent the support 132 from contacting the sidewalls of the housing 120 when the support 132 is displaced.
  • the support portion 130 supports the vibrating portion 110 in a suspended state within the housing 120 so that the vibrating portion 110 linearly reciprocates along the first axis (vertical (TB) direction in the illustrated example).
  • the vibrating section 110 is concentric with the central axis of the housing 120 in the inner space of the housing 120, and a gap is generated between the outer peripheral surface of the vibrating section 110 and the inner peripheral surface of the housing 120.
  • the vibration unit 110 is set at a height such that the bottom surface of the vibration unit 110 does not come into contact with the bottom surface of the housing 120 or the object to which the structure 100 is attached even when the vibration unit 110 is displaced by the maximum amount of displacement that is assumed when vibrating in the vertical direction. position.
  • the vibrating section 110 is supported by the supporting section 130 at such an arrangement position.
  • a support 132SLA as a first support and a support 131SLA as a second support whose one end (first end) is fixed to the housing 120 and the lower side of the structure 100 shown in the figure vibrate.
  • a support 132SLB as a first support having one end (first end) fixed to the portion 110 and a second support having one end (first end) fixed to the housing 120 It includes a support 131SLB as a body and a connecting portion 133SL to which the other ends (second ends) of the supports 131SLA, 132SLA, 131SLB and 132SLB are fixed.
  • Support 131SLA and support 132SLA on the upper side in the figure constitute a first set
  • support 131SLB and support 132SLB on the lower side in the figure constitute a second set
  • the other end portions of the first set of supports 131SLA and 132SLA are fixed to the connection portion 133SL near the illustrated upper end portion of the connection portion 133SL
  • the other ends of the second set of supports 131SLB and 132SLB are fixed.
  • the end portion is fixed to the connecting portion 133SL in the vicinity of the illustrated lower end portion of the connecting portion 133SL. Therefore, the first set of supports 131SLA and 132SLA and the second set of supports 131SLB and 132SLB are spaced apart from each other along the vertical (TB) axial direction in the figure.
  • support 132SLA one end of which is fixed to vibrating section 110 is illustrated left and right (SL-SR).
  • the length in the direction is longer than the length in the same direction of the 131SLA, one end of which is fixed to the housing 120 .
  • the length in the left-right (SL-SR) direction of the supporting body 132SLB attached is longer than the length in the same direction of 131SLB, one end of which is fixed to the housing 120 .
  • the supporting section 130SL configured in this manner allows the relative position of the vibrating section 110 with respect to the housing 120 to be displaced along the vertical (TB) axis by elastic deformation of the respective supporting bodies 131SLA, 132SLA, 131SLB, and 132SLB. Supports the vibrating section 110 .
  • the other support portion 130SR also has the same configuration as the support portion 130SL.
  • These two support parts 130SL and 130SR are arranged so as to face each other symmetrically about the central axis of the structure 100 (which is also the concentric central axis of the vibrating part 110 and the housing 120).
  • FIGS. 6 to 9 show a state in which the vibrating section 110 is positioned at a neutral position with respect to the housing 120 when no vibrating force is acting on the vibrating section 110 .
  • an excitation force acting upward in the figure (T direction) acts on the vibrating part 110, and when the vibrating part 110 is displaced upward in the figure with respect to the housing 120, the support fixed to the vibrating part 110 is displaced.
  • One end of the body 132SLA and the support 132SLB is also displaced upward in the figure accordingly.
  • the support 132SLA and the support 132SLB have one end fixed to the vibrating portion 110 and the other end fixed to the connecting portion 133SL as restraint ends. It is displaced upward in the figure while being bent and deformed within the elastic deformation region so that the end portion fixed to 110 faces the upper side in the figure.
  • the connecting portion 133SL to which the other ends of the support 132SLA and the support 132SLB are fixed is also somewhat displaced upward in the drawing.
  • the supporting body 131SLB also has one end fixed to the connecting part 133SL and one end fixed to the housing 120 as restraint ends, and the end fixed to the connecting part 133SL is illustrated. It is displaced upward in the figure while being bent and deformed in the elastic deformation region so as to face upward.
  • each part of the part 133SL is displaced or deformed in the direction opposite to the above. Although description is omitted, each part of the other support part 130SR also operates in the same manner as each part of the support part 130SL.
  • the vibrating portion 110 supported by the supporting portions 130SL and 130SR linearly vibrates reciprocatingly in the vertical (TB) direction in the figure by the vibrating force of the vibrating body 140 as described above.
  • the support section 130 is vibrated with respect to the housing 120 by elastic deformation of the illustrated upper and lower supports 132SLA and 132SLB as first supports and the illustrated upper and lower supports 131SLA and 131SLB as second supports. support the vibrating portion 110 so as to be displaceable along the first axis (vertical (TB) axis direction in the drawing).
  • the weight of the vibrating body 140 makes the vibrating part 110 slightly larger than when the vibrating body 140 is not housed in the vibrating part 110. Displaced downward in the drawing. Furthermore, when the vibrating body 140 is accommodated in the vibrating section 110 , the illustrated upper portion of the vibrating body 140 slightly protrudes outside the housing 120 from the upper surface of the flange portion 120 b of the upper portion of the housing 120 . Therefore, when the user sits or leans against the illustrated upper portion of the housing 120, the illustrated upper surface of the vibrating body 140 vibrates until it reaches substantially the same height as the upper surface of the upper flange portion 120b of the housing 120.
  • the portion 110 is further pushed downward in the drawing, and the vibrating portion 110 is held by the support portions 130SL and 130SR with that position as the neutral position. At this time, the load of the user's body is supported by the flange portion 120b of the housing 120, and the upper upper surface of the vibrating body 140 pushed down together with the vibrating portion 110 comes into contact with the user's body.
  • the support portion 130 is configured to generate at least a predetermined vibration frequency among the linear reciprocating vibrations generated along the vertical (TB) axis by the vibrating portion 110 holding the vibrating body 140, in other words, the predetermined vibration. It is configured to have a dynamic stiffness that amplifies vibrations in a frequency band that includes frequencies.
  • the dynamic rigidity of the support section 130 is a load that is assumed to be applied to the support section 130 via the vibration section 110 (for example, a load due to the weight of the vibration section 110 holding the vibration body 140 or a load applied to the structure 100). It can be determined in consideration of the load acting on the vibrating section 110 from the body of the user sitting or leaning.
  • the vibrating section 110 can generate vibrations of different frequencies according to the speed of the linear reciprocating vibration generated by the vibrating body 140 .
  • the support portion 130 makes it possible to amplify vibration in a frequency band including a predetermined frequency for which higher vibration intensity is desired to be achieved.
  • the support portion 130 is configured to have static rigidity necessary to support the vibrating portion 110 . That is, the support portion 130 ensures sufficient rigidity (static rigidity) to stabilize the position and orientation of the vibrating portion 110 against an assumed load, and at least the linear reciprocating vibration generated by the vibrating portion 110 A high vibration intensity can be realized with respect to the predetermined vibration frequency.
  • the support portion 130 resists the force applied along the vibration direction of the vibrating portion 110 holding the vibrating body 140 (that is, the force applied along the vertical (TB) axis). It is designed to have low dynamic stiffness and static stiffness against the design load.
  • the support part 130 can satisfy both the constraint on dynamic stiffness and the constraint on static stiffness by including, for example, a structure having anisotropy in terms of stiffness.
  • the support portion 130 has a rigidity against a force applied along a direction different from the rigidity against a force applied along the vibration direction of the vibrating portion 110 holding the vibrating body 140 . is configured to be high.
  • Stiffness against force applied along another direction is, for example, all or at least one of the following: ⁇ Stiffness against moment around vertical (TB) axis ⁇ Stiffness against force applied along front-back (FR) axis ⁇ Stiffness against moment around front-back (FR) axis ⁇ Side-left (SL-SR) Stiffness against force applied along the axis / Stiffness against moment around the left-right (SL-SR) axis
  • the beam BM shown in FIG. 10 is an example of a structure having anisotropy in terms of rigidity, and corresponds to each support 131SLA, 132SLA, 131SLB, 132SLB in this embodiment.
  • the beam BM is such that the dimension a in the vibration direction (that is, the vertical (TB) axis) of the vibrating portion 110 holding the vibrating body 140 is equal to the dimension b of the front-rear (FR) axis and the lateral axis (SL- SR) is small compared to the axis dimension l.
  • the stiffness when a force is applied along the vertical (TB) axis to the right end (SR end) of the beam BM while the left end (SL end) of the beam BM is fixed is K b1 ⁇ Ea 3 b/l 3 expressed.
  • E Young's modulus.
  • the stiffness is K b2 ⁇ Eab 3 /l 3 is. That is, K b2 /K b1 ⁇ b 2 /a 2 .
  • the vertical (TB) axis By making the dimension a of the vertical (TB) axis smaller than the dimension b of the front-rear (FR) axis and the dimension l of the lateral axis (SL-SR axis), the vertical (TB) ) the stiffness for forces applied along the axis can be lower than the stiffness for forces applied along other directions.
  • Structures with undulating shapes in the vertical (TB) direction also have a stiffness to forces applied along the vertical (TB) axis that is equal to the stiffness to forces applied along the other directions. low compared to
  • each support for example, the support 131SLA, the support 131SLB, the support 132SLA, and the support 132SLB
  • the support section 130 is moved in the direction along the first axis (that is, the vertical (TB) direction) is smaller than the dimension in the direction perpendicular to the first axis (the front-rear (FR) direction or the left-right (SL-SR) direction).
  • the dynamic stiffness in the direction along the first axis of can be reduced.
  • the supports 131 and 132 of each support 130 are configured to have the above-described rigidity characteristics, and the two supports 130SL and 130SR are the central axes of the structure 100 (the vibrating section 110 and the housing). ), which is also the concentric center axis of the body 120), the vibrating section 110 can be displaced in the vertical (TB) direction in the drawing with respect to the housing 120. is supported by the support portion 130 so as not to be substantially displaced in other directions.
  • each of the supports 131SLA, 132SLA, 131SLB, and 132SLB of the support section 130 has a relatively low dynamic rigidity in the vertical (TB) direction of the drawing as described above.
  • the load due to the weight of the vibrating section 110 supporting the vibrating body 140, and the vibration when the vibrating section 110 supporting the vibrating body 140 as described above is pushed downward (B) in the figure by the user's body. It has static stiffness capable of supporting at least the loads applied to the portion 110 .
  • the connecting portion (for example, connecting portion 133SL) included in the support portion 130 is separated from the housing 120 in a direction orthogonal to the vibration direction (that is, the vertical (TB) direction) of the vibrating portion 110 holding the vibrating body 140.
  • TB vertical
  • each support (for example, support 131SLA, support 131SLB, support 132SLA, and support 132SLB) included in the support section 130 looks like a housing when viewed from above (T direction). It extends radially outward from the outer peripheral surface of 120 .
  • the vertical (TB) relative to the dimension along the vertical (TB) axis of each support increases. Since the dimension ratio in the direction perpendicular to the axis (left-right (SL-SR) direction) increases, the dynamic rigidity of the support portion 130 in the vibration direction (up-down (TB) direction in the figure) can be made lower.
  • the dimensions of each part, including the length of each support are determined in consideration of the size of the structure 100 and the weight of the vibrating body 140, etc. can be appropriately set so that the can be amplified.
  • the support portion 130 When the vibrating section 110 holding the vibrating body 140 is in a non-vibrating state, no vibrating force is applied to the support section 130 .
  • the support portion 130 is subjected to the above-described load (for example, the weight of the vibrating portion 110 holding the vibrating body 140, or the weight of the structure 100).
  • a load acting on the vibrating section 110 by the body of the user sitting or leaning can be applied.
  • the supporting portion 130 has static rigidity such that the amount of displacement of the supporting portion 130 is within a design allowable range with respect to the direction in which the design load is applied. Therefore, when the vibrating portion 110 is in the non-vibrating state, the deformation of each support of the support portion 130 remains within the allowable range, and the support portion 130 is in the neutral position after being displaced by the application of the load. To position.
  • the supporting part 130 is also subjected to a load along the upward direction in the drawing (T direction). A vibration force is applied.
  • the vibrating portion 110 holding the vibrating body 140 is displaced downward in the drawing (direction B)
  • an excitation force along the downward direction in the drawing is also applied to the supporting portion 130 .
  • the support part 130 has a dynamic rigidity that amplifies at least the vibration of the predetermined frequency among the linear reciprocating vibrations in the vertical (TB) direction in the figure generated by the vibrating part 110 holding the vibrating body 140. It is configured. As a result, at least at the predetermined vibration frequency of the vibrating portion 110, the vibration intensity of the linear reciprocating vibration of the vibrating portion 110 in the vertical (TB) direction in the drawing can be increased.
  • the vibrating device configured by the structure 100 of the present embodiment in which the vibrating body 140 is held by the vibrating part 110, the upper surface of the vibrating body 140 is in contact with the user's body.
  • the vibrating body 140 is linearly reciprocated in the vertical (TB) direction in the figure, the vibrating part 110 holding it starts reciprocating linear vibration in the same direction, and eventually the vibration frequency reaches the predetermined frequency.
  • the to-and-fro linear vibration in the -B) direction is amplified.
  • the upper upper surface of the vibrating body 140 held by the vibrating section 110 is displaced in the (T) direction in the drawing, the upper upper surface of the vibrating body 140 contacts the user's body more strongly. In the frequency domain, the acoustic effect of the vibrating device can be felt more strongly. At this time, the user will feel the vibration of the body in addition to the sound and image of the audio/visual content (movie, music live video, etc.) being viewed, so that the user can get a stronger sense of immersion in the content. can be done.
  • the vibrating section 110 is supported in a suspended state by the support section 130 so as not to contact the inner wall surface, bottom surface, or the like of the housing 120.
  • This suspended state is maintained even while the vibrating portion 110 reciprocating linearly vibrates in the vertical (TB) direction of the drawing.
  • the vibration caused by the vibrating section 110 is separated from the housing 120 .
  • the vibrating section 110 linearly vibrates back and forth in the illustrated vertical (TB) direction the vibrating section 110 and the vibrating body 140 held by it may come into contact with the inner wall surface, the bottom surface, or the like of the housing 120.
  • vibration transmitted from the housing 120 to the outside thereof can be suppressed.
  • the vibration from one vibrating device is transmitted to another vibrating device and interferes with the vibration of the other vibrating device. It can be suppressed, and the user can perceive the vibration by the individual vibrating device with higher resolution.
  • the vibrating device including the structure 100 and the vibrating body 140 of the present embodiment can displace the vibrating part 110 supported by the supporting part 130 in the reciprocating linear vibration direction of the vibrating part 140 held by the vibrating part 110 .
  • direction coincides with the vertical (TB) direction in the drawing, and the vibrating portion 110 is not substantially displaced in other directions. Therefore, most of the vibrational energy of the vibrating body 140 is used to linearly vibrate the vibrating portion 110 back and forth in the vertical (TB) direction in the drawing.
  • the vibrating section 110 is linearly reciprocated in the vertical (TB) direction of the drawing, the vibrating section 110 sequentially generates secondary, tertiary, .
  • the vibrating portion 110 may vibrate in directions other than the illustrated vertical (TB) direction.
  • the vibrating section 110 is configured so that there is substantially no displacement in directions other than the illustrated vertical (TB) direction. 110 can be suppressed from being displaced in the vibration direction. Therefore, even if the vibrating section 110 vibrates in a certain vibration mode in a direction other than the illustrated vertical (TB) direction, the outer peripheral surface of the vibrating section 110 may contact the inner peripheral surface of the housing 120, for example. can be prevented.
  • the support member 131SLA of the support portion 130 in order to increase the vibration intensity of the reciprocating linear vibration of the vibrating portion 110 in the vertical (TB) direction of the drawing at a lower frequency, the support member 131SLA of the support portion 130, The shape and dimensions of each support are designed so that the dynamic stiffness kd in the vertical (TB) direction of the drawing by the entirety of 132SLA, 131SLB, and 132SLB is lower.
  • the natural frequency fu of the vibration of the system composed of the vibrating portion 110 holding the vibrating body 140 and the supporting portion 130 in the vertical (TB) direction in the drawing shifts to a lower frequency region, It becomes possible to increase the vibration intensity in the frequency domain.
  • the illustrated vertical (T-) direction of the vibrating section 110 when increasing the vibration intensity of the reciprocating linear vibration in the illustrated vertical (TB) direction of the vibrating section 110 at a higher frequency, the illustrated vertical (T- The shape and dimensions of each support are designed so that the dynamic stiffness kd in the B) direction is higher. As a result, the natural frequency fu of the vibration in the vertical (TB) direction in the drawing of the system composed of the vibrating portion 110 holding the vibrating body 140 and the support portion 130 shifts to a higher frequency region, It becomes possible to increase the vibration intensity in the frequency domain.
  • the structure 100 of this embodiment includes the support portion 130 .
  • the supporting section 130 performs vibration of at least a predetermined vibration frequency (vibration in a frequency band including the predetermined vibration frequency).
  • the predetermined vibration frequency is, for example, a frequency at which it is desired to amplify the vibration of the vibrating section 110 to obtain a higher vibration strength.
  • the support section 130 is configured to have static rigidity necessary to support the vibrating section 110 against an assumed load in the direction in which the designed external force is applied.
  • the vibrating portion 110 is supported so that the position and orientation of the vibrating portion 110 are stabilized against the load within the assumed range at the time of design, and at least the linear reciprocating vibration generated by the vibrating portion 110
  • the vibration of the predetermined frequency can be amplified.
  • this structure 100 it is possible to satisfy the load resistance and vibration strength required of a vibrating device.
  • the direction in which the vibrating section 110 can be displaced (vibrated) matches the vibrating direction of the vibrating body 140 held by the vibrating section 110, and the vibrating section 110 is positioned relative to the housing 120. Since it is internally supported by the support portion 130 in a suspended state, it is possible to suppress the occurrence of vibration in the direction of vibration by the vibrating portion 110 and vibration in a direction different from that, and such vibration can be suppressed. can be suppressed from propagating to the outside of the structure 100 .
  • the vibrating section 110 holding the vibrating body 140 generates a linear reciprocating vibration along a vertical (TB) axis in the figure, which substantially coincides with the vertical direction.
  • TB vertical
  • the weight of vibrating section 110 holding 140, the excitation force (inertial force) thereof, and the load from the user's body are applied to vibrating section 110 .
  • the support portion 130 is configured to have dynamic rigidity that amplifies at least the vibration of the vibration portion 110 at the predetermined vibration frequency in the vertical (TB) direction, which is the vibration direction of the vibration portion 110.
  • the static rigidity required to support the vibrating portion 110 is provided.
  • the vibration direction of the vibrating portion 110 supported by the support portion 130 and the direction in which the design external force is applied to the support portion 130 are not limited to this. Moreover, the vibration direction of the vibrating portion 110 supported by the support portion 130 is not limited to one direction.
  • the support portion 130 may be configured to have a dynamic stiffness that amplifies vibration at a predetermined vibration frequency in each vibration direction.
  • the structure 100 includes two supporting portions 130SL and 130SR arranged symmetrically to face each other with respect to its central axis. is not limited to this, and may be configured to include any number of support portions 130, for example, three or more. At this time, it is preferable that the support portions 130 are arranged at regular intervals around the central axis of the structure 100 . Note that even when the structure 100 includes only one support portion 130, the vibrating body 140 and the vibrating portion 110 come into contact with the inner surface of the housing 120 when the vibrating portion 110 holding the vibrating body 140 vibrates.
  • the structure 100 may be configured with only one support 130 under certain conditions where there is no need to do so.
  • FIG. 11 is a top view of the arrangement of a plurality of vibrating devices in the sensory acoustic apparatus of the second embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram showing vibration directions of a plurality of vibrating devices in a sensory acoustic device according to the second embodiment.
  • the sensory acoustic device 1000 includes a housing 1100 .
  • Housing 1100 may be, for example, a cushion, chair, sofa, bed, mattress, etc., or a portion thereof.
  • a plurality of vibration devices 1200 are arranged in a matrix along a horizontal plane. Note that the arrangement of the plurality of vibrating devices 1200 inside the housing 1100 is not limited to a matrix, and may be arranged in any other arrangement such as an array.
  • the vibrating device 1200 is configured by incorporating the vibrating body 140 into the vibrating section 110 of the structure 100 of the example of the first embodiment.
  • the plurality of vibration devices 1200 form a vibration transmission surface 1200S for transmitting vibrations to the body of the user of the sensory acoustic device 1000.
  • this vibration transmitting surface 1200S is formed by the upper upper surface of the vibrating body 140 held by the vibrating portion 110 of each vibrating device 1200.
  • the vibration transmitting surface 1200S is not limited to a plane, and may be a curved surface, a combination of a plurality of planes, a combination of a plurality of curved surfaces, or a combination of N (N ⁇ 1) planes and M (M ⁇ 1) curved surfaces. good.
  • the sensory acoustic device 1000 provides a user with a sound sensation by stimulating the user's body with vibrations of a plurality of vibration devices 1200 via a vibration transmission surface 1200S.
  • a plurality of vibrating devices 1200 may be configured to be individually controllable in at least one of amplitude, frequency, or phase of vibration by a controller (not shown). By controlling the operation of each of the plurality of vibration devices 1200 with a controller, for example, the vibration intensity distribution of the plurality of vibration devices 1200 can be changed according to the scene of the audio/visual content that the user is viewing. .
  • the vibration intensity of a part of the vibration devices 1200 among the plurality of vibration devices 1200 is increased so that the user can feel the movement of the waves, and the vibration intensity is increased. Including things like moving areas.
  • Each vibrating device 1200 is configured such that the vibrating portion holding the vibrating body linearly reciprocates along the normal to the position of the vibrating device 1200 on the vibration transmission surface 1200S.
  • the vibration transmission surface 1200S is substantially parallel to the horizontal plane, and the vibration device 1200 vibrates substantially vertically.
  • the vibrating device 1200 is supported in a state in which the vibrating portion is suspended from the housing by the supporting portion, for example, as described with reference to FIGS. 6 to 9 in the example of the first embodiment. Further, when the vibrating direction of the vibrating body held by the vibrating portion and the displaceable direction of the vibrating portion supported by the supporting portion are configured to match, the vibrating device 1200 generates Vibration is suppressed from being transmitted to housing 1100 , so that the vibration can be prevented from interfering (resonating or canceling) with vibration generated in other vibration device 1200 via housing 1100 . As a result, the user can clearly feel the vibration generated by each vibrating device 1200 without being affected by the vibrations of other vibrating devices 1200 . In other words, according to the sensory acoustic device 1000 of the present embodiment, it is possible to provide the user with a high-resolution acoustic sensory experience.
  • the sensory acoustic device 1000 of the second embodiment includes a plurality of vibrating devices 1200 .
  • Each vibrating device 1200 is configured, for example, by incorporating a vibrating body into the structure 100 of each example of the first embodiment. Accordingly, it is possible to provide the sensory acoustic device 1000 having excellent load resistance and vibration strength. In other words, the sensory acoustic device 1000 can withstand the load of the user's body weight and provide the user with a high-resolution acoustic sensory experience.
  • the sensory acoustic device 1000 may be configured with the vibration device shown in the example of the first embodiment.
  • the vibration mode in the vibration direction in which the vibration intensity is to be increased is isolated from the vibration modes in other directions, and while the vibration of the vibration source is amplified in the vibration direction, the assumed load is supported.
  • the third embodiment relates to providing a structure or the like capable of imparting rigidity capable of reducing the vibration intensity
  • the vibration mode of the vibration direction in which the vibration intensity is desired to be weakened is changed to other directions.
  • a structure, etc. which can be isolated from the vibration mode of the vibration source, and can have rigidity capable of supporting an assumed load while attenuating the vibration of the vibration source in the vibration direction.
  • FIG. 3 is a diagram showing a vibration model in the system of FIG. 1
  • FIG. 4 is a graph showing the frequency characteristics of the vibration transmissibility of the model of FIG.
  • the support part SPT in this embodiment is configured to have a dynamic rigidity that damps vibration at least at the vibration frequency f among the vibrations generated by the vibrating part OS holding the vibrating body. 3 as a vibration transfer characteristic from the vibrating unit OS to the housing HS. It is determined by the dynamic stiffness kd of the support portion SPT with respect to the vibration direction of the portion OS.
  • the ratio F/F0 of the excitation force F transmitted to the housing HS to the excitation force F0 generated by the vibrating section OS holding the vibrating body is the vibration transmissibility.
  • the model in FIG. 3 exhibits frequency characteristics in which the vibration transmissibility gradually decreases after an excited vibration mode in which the vibration transmissibility increases as the frequency increases.
  • the vibration transmissibility of the model in FIG. 3 increases as the frequency becomes higher in the range below fu, and reaches a maximum at fu. where fu is the natural frequency of the model in FIG.
  • the vibration transmissibility of the model in FIG. 3 gradually decreases in the frequency range equal to or higher than the natural frequency fu, and crosses zero at ⁇ 2fu.
  • the model of FIG. 3 has a vibration transmissibility of less than 1 in the range where the frequency exceeds ⁇ 2fu, that is, the vibration damping effect can be exhibited.
  • the natural frequency of the model in Fig. 3 is determined by the mass m and the dynamic stiffness kd. As the dynamic stiffness kd is decreased to lower the natural frequency, the frequency range (anti-vibration range) in which vibration damping (vibration transmissibility ⁇ 1) can be expanded. As can be seen from FIG. 4, the vibration damping region' in the frequency characteristics of the system with the natural frequency fu' smaller than fu (the graph indicated by the dotted line in FIG. 4) is indicated by the solid line in FIG. It expands compared to the vibration isolation region in the frequency characteristics of the system with the natural frequency fu. Since the mass m is a constant, the natural frequency fu can be lowered by reducing the dynamic stiffness kd. Therefore, from the viewpoint of the vibration damping effect, it is preferable that the dynamic stiffness kd of the structure STR in the vibration direction of the vibrating body OS is as small as possible.
  • the support part SPT of the present embodiment is designed to generate vibration at least at a predetermined vibration frequency f, among the frequency components of vibration generated by the vibration part OS holding the vibrating body.
  • the dynamic stiffness kd is determined so as to have a natural frequency fu at which the transmissibility is less than one.
  • a system including the support portion SPT and the vibrating portion OS having such a dynamic stiffness kd develops an excited vibration mode in which the vibration transmissibility is less than 1 at the vibration frequency f.
  • the support member SPT changes the natural frequency fu of the system including the support member SPT and vibration member OS to the vibration frequency f is configured to have a dynamic stiffness kd that is less than 1/ ⁇ 2 times .
  • the static rigidity of the structure of the present embodiment is the same as the static rigidity described with reference to FIG. 5 in the first embodiment, so detailed description is omitted here.
  • the structure in this embodiment can also have the same configuration as the structure 100 shown in the example of the first embodiment.
  • the supporting portion in the structure of the example of the first embodiment is configured to have a dynamic stiffness that amplifies the transmission of at least a predetermined frequency of vibrations generated in at least one direction.
  • the supporting portion in the structure of the present embodiment is configured to have a dynamic stiffness that damps the transmission of at least a predetermined frequency of vibrations generated in at least one direction.
  • the support portion 130 (130SR, 130SL) in the structure 100 is at least the linear reciprocating vibration generated along the vertical (TB) axis by the vibrating portion 110 holding the vibrating body 140. Vibration at a predetermined vibration frequency, in other words, it is configured to have dynamic stiffness for damping vibration in a frequency band including the predetermined vibration frequency, and the frequency varies according to the speed of the linear reciprocating vibration generated by the vibrating body 140. vibration in a frequency band including a predetermined frequency to be damped.
  • the support portion 130 has static rigidity necessary to support the vibrating portion 110 .
  • each support portion in the structure of the above embodiment are determined in consideration of the size of the structure and the weight of the vibrating body. It can be appropriately set so that the vibration of the vibrating portion that vibrates at the vibration frequency can be damped.
  • the vibration mode in the vibration direction whose vibration strength is desired to be weakened is isolated from the vibration modes in the other directions, and the vibration of the vibration source is attenuated in the vibration direction while the vibration of the vibration source is attenuated. It is possible to provide a structure capable of being rigid enough to support a heavy load.
  • the supporting part is made of a homogeneous material
  • an example is shown in which the anisotropy of the rigidity of the supporting part is realized by the shape of the supporting part.
  • a support made of a homogeneous material has the advantage that it is generally manufacturable.
  • the anisotropy with respect to the stiffness of the support can also be achieved by the composition of the material of the support (for example, a combination of different materials).
  • Two or more of the supporting part, the vibrating part, and the housing may be parts of different objects (warehouses).
  • Two or more of the support section, vibrating section, and housing may be integrally formed. As a result, the number of parts constituting the structure can be reduced, and the manufacturability of the structure can be improved.
  • the connecting portion connects a plurality of sets each including the first support and the second support.
  • multiple sets may not be connected to each other.
  • Constituent supports 131SLB and 132SLB are connected to each other via a connecting portion 133SL, but instead of this, the supports 131SLA and 132SLA constituting the first set are connected to each other, and the second set is constructed.
  • the supporting bodies 131SLB and 132SLB are connected to each other, the first set of supporting bodies 131SLA and 132SLA and the second set of supporting bodies 131SLB and 132SLB may not be connected.

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Abstract

本開示の一態様に係る構造体１００は、振動体を保持する振動部１１０と、振動部１１０を少なくとも部分的に収容する筐体１２０と、振動部１１０と筐体１２０とを連結して振動部１１０を支持する支持部１３０ＳＲ，１３０ＳＬとを具備し、支持部１３０ＳＲ，１３０ＳＬは、振動体を保持した状態の振動部１１０が少なくとも１つの方向に発生させる振動のうち少なくとも所定の周波数の振動の伝達を増幅又は減衰させる動剛性を備え、かつ振動体を保持した状態の振動部１１０を支持するために必要な静剛性を備えるように構成されている。構造体１００及び振動体を含む系は、少なくとも１つの方向における振動の振動周波数が高くなるにつれて、振動伝達率が高くなる励起された振動モードが発現した後に振動伝達率が漸減する特性を有する。支持部１３０ＳＲ，１３０ＳＬは、所定の周波数における振動伝達率が１よりも大きく又は小さくなるように励起された振動モードを発現させる動剛性を備えている。

Description

構造体、振動デバイス及び体感音響装置
　本開示は、構造体、振動デバイス及び体感音響装置に関する。
　従来から、振動デバイスを備えた体感音響装置が知られている。振動デバイスは、例えば電気信号を機械的な振動に変換する電磁石によって駆動される。振動デバイスがユーザの身体に直接または間接的に接触させた状態で振動デバイスを駆動することにより、ユーザは振動デバイスの振動によって生じる音響を体感することができる。
　椅子またはクッションの内部に振動デバイスを埋め込むことで構成される体感音響装置が知られている（特許文献１参照）。かかる体感音響装置は、映像及び音からなるコンテンツに対する没入感を強化するために用いられることがある。ユーザは、体感音響装置に座り、またはもたれかかった状態でコンテンツを視聴する。ユーザは、コンテンツの映像および音に加えて、体感音響装置から振動によって生じる音響を体感することで、高い没入感を味わうことができる。
特開2003-274468号公報
　体感音響装置に用いられる振動デバイスには、ユーザに音響を体感させるために必要な強度の振動を発生させることと、ユーザの体重等による荷重に対する剛性（つまり、耐荷重性）を備えることとが求められる。しかしながら、これら２つの要件にはトレードオフが存在する。一般に、振動デバイスの振動部を支持する支持部を高剛性に構成すると、振動デバイスの耐荷重性が向上する一方で振動部の振動の振幅が制限されるため振動強度を高めることが困難となる。また、体感音響装置に用いられる振動デバイスには、例えば、ある周波数の振動の強度を高めたい一方で、それとは異なる周波数の振動の強度は弱めたいというニーズもある。
　また、複数の振動デバイスを備える体感音響装置では、振動デバイス間の相互干渉が体感音響の品質を損なうことがある。具体的には、振動デバイスで生じた振動が外部に伝播し、他の振動デバイスの振動と干渉する（共振する、または打ち消し合う）ことがある。
　本開示の一態様に係る構造体は、振動体を保持する振動部と、振動部を少なくとも部分的に収容する筐体と、振動部と筐体とを連結して振動部を支持する支持部とを具備し、支持部は、振動体を保持した状態の振動部が少なくとも１つの方向に発生させる振動のうち少なくとも所定の周波数の振動の伝達を増幅又は減衰させる動剛性を備え、かつ振動体を保持した状態の振動部を支持するために必要な静剛性を備えるように構成されており、構造体及び振動体を含む系は、少なくとも１つの方向における振動の振動周波数が高くなるにつれて、振動伝達率が高くなる励起された振動モードが発現した後に振動伝達率が漸減する特性を有し、支持部は、少なくとも所定の周波数の振動の伝達を増幅させる動剛性を備える場合には、所定の周波数における振動伝達率が１よりも大きくなるように励起された振動モードを発現させる動剛性をさらに備え、少なくとも所定の周波数の振動の伝達を減衰させる動剛性を備える場合には、所定の周波数における振動伝達率が１よりも小さくなるように励起された振動モードを発現させる動剛性をさらに備えている。
本発明の第１の実施形態の構造体を含む系を示す図である。 図１の別の例を示す図である。 図１の系における振動モデルを示す図である。 図３のモデルの振動伝達率の周波数特性を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態の構造体の支持部の静剛性の解析モデルを示す。 本発明の第１の実施形態の一実施例の構造体を正面側の斜め上から見た斜視図である。 本発明の第１の実施形態の一実施例の構造体を、その上部のフランジ部を切断した状態で示す平面図である。 図７に示したフランジ部を切断した状態の構造体を図６とは異なる方向から見た斜視図である。 本発明の第１の実施形態の一実施例の構造体の振動部に振動体を収容した状態を示す斜視図である。 剛性に関する異方性を有する構造の一例を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態の体感音響装置における複数の振動デバイスの配置を上方から見た図である。 本発明の第２の実施形態の体感音響装置における複数の振動デバイスの振動方向を示す図である。
＜本発明のコンセプト＞
　最初に、本発明のコンセプトについて説明する。
　上述したように、従来技術には、支持可能な荷重（耐荷重性）を高めて静的性能をアップさせると動的性能がダウンして達成可能な振動強度が低下し、これとは逆に、達成可能な振動強度を高めるために動的性能をアップさせると静的性能がダウンして支持可能な荷重が低下するトレードオフの関係が存在する。これに対し、本発明の発明者は、種々の構造体の設計と解析を行った結果、振動強度を高めたい又は弱めたい振動方向の振動モードをその他の方向の振動モードから孤立化させ、その振動方向においては振動源の振動を増幅又は減衰させつつも、想定される荷重を支持することが可能な剛性を持たせることで上記トレードオフを解決するという着想を得て、本発明に係る構造体及びその設計方法を考案した。
　このように、本発明のコンセプトは、振動強度を高めたい又は弱めたい方向に振動体の振動を増幅させつつも、想定される荷重を支持することが可能な剛性を構造体に付与することである。本発明は、一例として、振動強度を高めたい又は弱めたい方向の動的な剛性のみを柔軟にすることにより振動源の振動を増幅又は減衰可能であって、かつ想定される荷重を支えるために必要な静的な剛性を有する構造体を提供する。
＜本発明の実施形態＞
　以下、本発明の一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
　以降の説明において、所定の姿勢にある構造体を基準として、上方（Ｔ方向）、下方（Ｂ方向）、前方（Ｆ方向）、後方（Ｒ方向）、左方向（ＳＬ方向）、および右方向（ＳＲ方向）を定義する。
　本明細書の以降の説明及び添付する特許請求の範囲の記載において、回転とは、一方向（時計回り、または反時計回り）の回転のみならず、双方向（時計回りおよび反時計回り）への交互な回転をも意味し得る。
（１）第１の実施形態
　第１の実施形態について説明する。第１の実施形態の構造体は、振動部と、筐体と、支持部とを備える。振動部は、振動体を保持する。筐体は、振動部を少なくとも部分的に収容する。支持部は、振動部と筐体とを連結して振動部を支持する。振動体を保持した状態の振動部は、少なくとも１つの方向に振動する。
　第１の実施形態の構造体の支持部は、振動体を保持した状態の振動部が発生させる振動のうち少なくとも所定の周波数において振動を増幅させる動剛性を備えるように構成される。同時に、この支持部は、少なくとも振動体を保持した状態の振動部を支持するために必要な静剛性を備えるように構成される。つまり、この支持部は、想定される荷重に抗して振動体を保持した状態の振動部の位置姿勢を安定させるのに十分な剛性（静剛性）を確保するとともに、当該振動部が発生させる振動のうち少なくとも所定の周波数に対して振動強度を高めることができる。
　一例として、「動剛性」は、動的な力又は動的なモーメントと、それによる動的な変位との関係で表される剛性を意味し、「静剛性」は、静的な力又は静的なモーメントと、それによる静的な変位・変形との関係で表される剛性を意味する。
　・基本原理
　第１の実施形態の構造体の基本原理について説明する。図１は、第１の実施形態の構造体を含む系を示す図である。図２は、図１の別の例を示す図である。
　図１に示すように、第１の実施形態の支持部ＳＰＴは、振動体を保持した状態の振動部ＯＳと筐体ＨＳとを連結して振動部ＯＳを支持する。振動部ＯＳは、振動周波数ｆで振動する。
　なお、図１では、一例として振動体を保持した状態の振動部ＯＳが直線往復運動による振動（以下、「直線往復振動」と称する）をするかのように描かれているが、振動部ＯＳの振動方向は任意である。例えば、振動部ＯＳは、図２（ａ）に示すように回転運動による振動（以下、「回転振動」と称する）をしてもよく、図２（ｂ）に示すように揺動運動による振動（以下、「揺動振動」と称する）をしてもよい。或いは、振動部ＯＳの振動は、上記各振動態様の任意の組み合わせであってもよい。
　・動剛性
　第１の実施形態の構造体の支持部の動剛性について説明する。図３は、図１の系における振動モデルを示す図である。図４は、図３のモデルの振動伝達率の周波数特性を示すグラフである。
　支持部ＳＰＴは、振動体を保持した状態の振動部ＯＳが発生させる振動のうち少なくとも振動周波数ｆにおいて振動を増幅させる動剛性を備えるように構成される。これを振動部ＯＳから筐体ＨＳへの振動伝達特性として図３を用いて説明すると、各周波数において、振動部ＯＳから筐体ＨＳへの振動伝達特性は、振動部ＯＳの質量ｍと、振動部ＯＳの振動方向に関する支持部ＳＰＴの動剛性ｋｄとによって決まる。
　振動体を保持した状態の振動部ＯＳの発生する加振力Ｆ０に対する、筐体ＨＳに伝達する加振力Ｆの比率Ｆ／Ｆ０は、振動伝達率と定義される。図４中の実線のグラフで示すように、図３のモデルは、周波数が高くなるにつれて、振動伝達率が高くなる励起された振動モードが発現した後に振動伝達率が漸減する周波数特性を呈する。具体的には、図３のモデルの振動伝達率は、周波数がｆｕ以下の範囲では周波数が高くなるほど増加し、ｆｕにおいて極大となる。ここで、ｆｕは、図３のモデルの固有振動数である。図３のモデルの振動伝達率は、周波数が固有振動数ｆｕ以上の範囲では漸減し、√２ｆｕでゼロクロスする。つまり、図３のモデルは、周波数が√２ｆｕ未満の範囲では振動伝達率が１よりも大となる、つまり振動強度を増幅させることができる。
　図３のモデルの固有振動数は、質量ｍおよび動剛性ｋｄによって決まる。そして、動剛性ｋｄを小さくして固有振動数を低くするほど、低周波域における振動伝達率を高めることができ、反対に、動剛性ｋｄを大きくして固有振動数を高くするほど、高周波域における振動伝達率を高めることができる。
　一例として固有振動数を低くする場合について説明すると、図４からわかるように、固有振動数をｆｕよりも小さいｆｕ’とした系の周波数特性（図４中の点線で示されたグラフ）における低周波域（例えば、ｆｕ’以下の周波数域）の振動伝達率は、図４中に実線で示された固有振動数ｆｕの系の周波数特性における振動伝達率に比べて増加する。質量ｍは定数であるから、動剛性ｋｄを小さくすることで、固有振動数ｆｕを低下させることができる。故に、低周波域における振動伝達率向上の観点からすると、振動体を保持した状態の振動部ＯＳの振動方向に関する支持部ＳＰＴの動剛性ｋｄは、小さいほど好ましい。
　上記知見に基づき、本実施形態の支持部ＳＰＴは、振動体を保持した状態の振動部ＯＳが発生させる振動の周波数成分のうち、少なくとも、特に振動伝達を増幅させたい所定の振動周波数ｆにおける振動伝達率が１よりも大となる固有振動数ｆｕを有するように、動剛性ｋｄが定められる。かかる動剛性ｋｄを備えた支持部ＳＰＴおよび振動部ＯＳを含む系は、振動周波数ｆにおける振動伝達率が１よりも大となる、励起された振動モードを発現させる。具体的には、支持部ＳＰＴは、与えられた振動部ＯＳの振動方向、質量ｍ、および振動周波数ｆに対して、支持部ＳＰＴおよび振動部ＯＳを含む系の固有振動数ｆｕを振動周波数ｆの１／√２倍よりも高く、かつ好ましくは振動周波数ｆに一致させる動剛性ｋｄを備えるように構成される。
　なお、支持部ＳＰＴおよび振動体を保持した状態の振動部ＯＳを含む系の固有振動数ｆｕをどの程度とするか、そのために動剛性ｋｄの大きさをどのように定めるかは、振動強度を高める必要のある所定の振動周波数ｆにおいてどの程度の増幅効果を得たいか、すなわち所定の振動周波数ｆにおける振動伝達率をどれだけ高くしたいかに応じて、適宜決定することができる。
　ここで、支持部ＳＰＴの動剛性ｋｄは、例えば以下の手順で導出することができる。
（１）支持部ＳＰＴの一端を筐体ＨＳに接続し、支持部ＳＰＴの他端を、振動体を保持した状態の振動部ＯＳと同じ質量ｍのおもりに接続する。
（２）（１）の系に対して固有振動解析を行い、１組以上の固有振動数および固有振動モードを特定する。
（３）（２）において特定した固有振動数および固有振動モードの組から、おもりが対象となる加振方向（振動部ＯＳの振動方向）に振動している組を抽出する。
（４）（３）において抽出した組を固有振動数の小さい順にソートする。
（５）（４）で得られた最小の固有振動数をｆｕ１として、動剛性ｋｄを以下の数式で算出する。
　　　ｋｄ＝ｍ＊（２π＊ｆｕ１）２
　上記数式によれば、振動強度を高めたい所定の振動周波数ｆにおいて所望の振動伝達率を得るために必要とされる固有振動数ｆｕ’を特定することにより、その固有振動数ｆｕ’を実現するための動剛性ｋｄ’を算出することができる。
　なお、本実施形態における支持部の「動剛性」に関する上記説明において「振動伝達率」の概念を用いているが、これは、本実施形態における支持部が振動部の振動強度を高めるために備えるべき動剛性を説明することを意図したものであり、本実施形態の構造体が振動部の振動を筐体に伝達させるものであることを意味するものではない。以下において詳しく説明するように、本実施形態の構造体は、振動部の振動強度を高めたい所定の振動周波数ｆにおいて振動増幅効果を発揮できる動剛性を支持部に付与し、振動部の振動方向における支持部の変位量（振幅）を大きくすることで、振動部の振動強度を高めることが可能である。一方、本実施形態の構造体では、振動部が支持部によって筐体に対して懸架された状態で支持されるため、振動部による振動が筐体へ伝達することが抑制され、さらにはその振動が構造体の外部に伝播することが抑えられる。
　・静剛性
　第１の実施形態の構造体の静剛性について説明する。図５は、第１の実施形態の構造体の支持部の静剛性の解析モデルを示す。
　支持部ＳＰＴは、振動体を保持した状態の振動部ＯＳを支持するために必要な静剛性を備えるように構成される。具体的には、図５に示すように、支持部ＳＰＴは、振動部ＯＳに印加される設計荷重Ｆｌに対して振動部ＯＳを支持するために必要な静剛性ｋｓを備える。振動部ＯＳを支持するとは、例えば、設計荷重Ｆｌが加えられた場合でも振動部ＯＳの位置姿勢を安定させることを意味し得る。位置姿勢を安定させることとは、設計荷重Ｆｌの印加による変位（回転変位を含む）を許容範囲内に抑えることを意味し得る。
　設計荷重Ｆｌは、振動体を保持した状態の振動部ＯＳおよび支持部ＳＰＴを含む系の使用環境において想定される各種の荷重である。一例として、設計荷重Ｆｌは、以下の少なくとも１つを含むことができる。
・重力（例えば、振動体を保持した状態の振動部ＯＳの自重および振動部ＯＳに作用するユーザの体重による重力）
・慣性力
　図５のモデルでは、支持部ＳＰＴのうち振動体を保持した状態の振動部ＯＳとの接点ＣＰに設計荷重Ｆｌを印加した時の支持部ＳＰＴの変位量をｄとすると、静剛性ｋｓは以下の数式で導出可能である。
　　　ｋｓ＝Ｆｌ／ｄ
　ここで、設計荷重Ｆｌの印加方向に関する静剛性ｋｓが大きいほど、当該設計荷重Ｆｌによる支持部ＳＰＴの変位量ｄは小さくなる（つまり、設計荷重Ｆｌが加えられた場合でも振動体を保持した状態の振動部ＯＳの位置姿勢が安定する）。設計荷重Ｆｌに抗して振動部ＯＳを支持するために必要な静剛性ｋｓは、例えば、図５のモデルにおいて設計荷重Ｆｌの大きさを想定上の最大値とした時に支持部ＳＰＴの変位量が設計上の許容範囲内に収まるような静剛性と定義することができる。
　このように設計荷重Ｆｌに抗して振動体を保持した状態の振動部ＯＳを支持するために必要な静剛性ｋｓを支持部ＳＰＴに持たせることで、支持部ＳＰＴは振動部ＯＳを支持するために必要な静的強度を備えるように構成される。具体的には、図５のモデルにおいて設計荷重Ｆｌの大きさを想定上の最大値とした時に支持部ＳＰＴに亘る応力の連続的な分布が解析により求められる。そして、応力分布の最大値（つまり、設計荷重Ｆｌによって支持部ＳＰＴに局所的に生じると想定される応力の最大値）が支持部ＳＰＴを構成する材料の許容応力以下となるように、支持部ＳＰＴの形状、位置、材料、またはそれらの組み合わせを決定する。これにより、想定上最大の設計荷重Ｆｌが振動部ＯＳに印加されたとしても、支持部ＳＰＴは、破損することなく振動部ＯＳの位置姿勢を安定させることができる。
　［実施例］
　第１の実施形態の構造体の一実施例について説明する。
・構成
　図６は、第１の実施形態の一実施例の構造体を正面側の斜め上から見た斜視図である。図７は、第１の実施形態の一実施例の構造体を、その上部のフランジ部を切断した状態で示す平面図である。図８は、図７に示したフランジ部を切断した状態の構造体を図６とは異なる方向から見た斜視図である。図９は、第１の実施形態の一実施例の構造体の振動部に振動体を収容した状態を示す斜視図である。図１０は、剛性に関する異方性を有する構造の一例を示す斜視図である。
　振動部が第１の軸に沿って直線往復振動する振動体を保持する場合に、支持部は、振動部が振動により第１の軸に沿って変位することを許容する一方で、振動部が自身または振動体にはたらく重力、または振動によって第１の軸とは異なる方向に変位しないように振動部を支持することが求められる。そのため、かかる構造体は、振動体の振動方向における動剛性が振動の伝達を増幅させることができる程度に低く、かつ、振動部をその位置姿勢を安定させた状態で支持できる程度に静剛性が高いことが望まれる。
　本実施例の構造体１００は上記着想に基づいてなされたものである。本例では構造体１００の支持部が第１の軸に沿った方向である上下（Ｔ－Ｂ）方向に振動する振動体１４０（図９参照）を保持した状態の振動部を支持する例について以下に説明する。ただし、振動部１１０の変位可能な方向および振動部１１０によって保持される振動体の振動方向はこれに限られない。
　図６～図９に示すように、構造体１００は、振動体１４０を保持する振動部１１０と、振動部１１０を収容する筐体１２０と、筐体１２０内で振動部１１０を懸架した状態で支持する２つの支持部１３０ＳＬ、１３０ＳＲとを備える。２つの支持部１３０ＳＬ、１３０ＳＲは、配置が異なるものの、互いに同様の構成を備えている。故に、各支持部に共通する事項は、「１３０」の符号を用いて説明する。
　本実施例の構造体１００は一例として、前後（Ｆ－Ｒ）軸及び左右（ＳＲ－ＳＬ）軸を含む平面が水平面と概ね一致し、上下（Ｔ－Ｂ）軸方向が鉛直方向と概ね一致するように配置されている。
　振動部１１０は、一例として、底面部１１０ｂを有し図示上方が開口した中空の略円筒状形状を有しており、その円筒内部の中空部分に図９に示すように振動体１４０を収容する。振動体１４０は、例えば底面部１１０ｂに形成されているねじ穴を通して底面部１１０ｂにねじ止め固定される。振動部１１０の内径は、それに収容される略円筒形状の振動体１４０の外径とほぼ同じであることが好ましい。このように振動体１４０を内部に保持した振動部１１０は、振動体１４０と一体となって変位可能となる。振動体１４０は例えばボイスコイルモータ等のリニアモータであり、振動部１１０に保持された振動体１４０は図示上下（Ｔ－Ｂ）軸に沿って直線往復振動する。振動部１１０は、振動体１４０が発生する振動に伴って図示上下（Ｔ－Ｂ）軸に沿って直線往復振動する。
　振動部１１０の側面の対向する２か所には開口部１１０ａが形成されている。これらの開口部１１０ａは、振動部１１０内への振動体１４０の取付けや取外しのために作業者の手が届くようにするとともに、振動体１４０を駆動させることにより振動体１４０が発生する熱を振動部１１０の外部に放熱する役割を有する。
　筐体１２０は、一例として、少なくとも図示上方が開口した略円筒状に構成され、筐体１２０の中心軸周囲の円柱状の中空部分に振動部１１０の全体あるいは少なくとも一部を収容する。図６等に示す例では、筐体１２０は、振動部１１０の周囲全体に取り囲むように振動部１１０を収容している。
　筐体１２０の側面の対向する２か所であって、内部に収容した振動部１１０の側面に形成された各開口部１１０ａと重なる位置には、開口部１２０ａが形成されている。これらの開口部１２０ａも、振動部１１０内への振動体１４０の取付けや取外しのために作業者の手が届くようにするとともに、振動体１４０を駆動させることにより振動体１４０が発生する熱を筐体１２０の外部に放熱する役割を有する。
　筐体１２０の図示上部の開口部の周囲には、フランジ部１２０ｂが形成されている。本例では、一例として、フランジ部１２０ｂは筐体１２０の図示左右方向に延びた形状を有している。フランジ部１２０ｂは、筐体１２０の図示上部にユーザが座ったり、もたれかかったりしたときにその荷重を支える役割を果たす。
　また、筐体１２０の図示下部の外周周囲には、ねじ穴が形成された取付フランジ部１２０ｃが形成されている。本例の筐体１２０では、筐体１２０の図示正面側および背面側の２か所に取付フランジ部１２０ｃが形成されている。構造体１００を取り付ける対象物（不図示）に対して、例えば取付フランジ部１２０ｃのねじ穴を通してねじ止めを施すことで、構造体１００を対象物に固定することができる。
　さらに、図７および図８においてより明確に示されているように、筐体１２０の図示左右の側面の上部領域と下部領域には切欠き部１２０ｄ，１２０ｅがそれぞれ形成されている。これらの切欠き部１２０ｄ，１２０ｅは、後述する支持部１３０のうち振動部１１０の側面に固定される支持体１３２が筐体１２０の側壁を通って筐体１２０の外部に延出することを可能にし、かつ支持体１３２が変位したときに支持体１３２が筐体１２０の側壁に接触するのを防ぐ。
　支持部１３０は、振動部１１０が第１の軸（図示の例では上下（Ｔ－Ｂ）方向）に沿って直線往復振動するように、筐体１２０内で振動部１１０を懸架した状態で支持するように構成される。より詳しくは、振動部１１０は、筐体１２０の内部空間内に、筐体１２０の中心軸と同心となり、かつ振動部１１０の外周面と筐体１２０の内周面との間に隙間が生じるように配置される。さらに、振動部１１０は、上下方向に振動する際に想定される最大変位量で変位した場合でも振動部１１０の底面が筐体１２０の底面あるいは構造体１００が取り付けられた対象物に接触しない高さ位置に配置される。振動部１１０は、このような配置位置において支持部１３０によって支持される。
　支持部１３０の構成について図示左側の支持部１３０ＳＬを参照して説明すると、支持部１３０ＳＬは、構造体１００の図示上部側で振動部１１０に一方の端部（第１の端部）が固定された第１支持体としての支持体１３２ＳＬＡおよび筐体１２０に一方の端部（第１の端部）が固定された第２支持体としての支持体１３１ＳＬＡと、構造体１００の図示下部側で振動部１１０に一方の端部（第１の端部）が固定された第１支持体としての支持体１３２ＳＬＢおよび筐体１２０に一方の端部（第１の端部）が固定された第２支持体としての支持体１３１ＳＬＢと、それら支持体１３１ＳＬＡ，１３２ＳＬＡ，１３１ＳＬＢ，１３２ＳＬＢの他方の端部（第２の端部）が固定された連結部１３３ＳＬとを含む。図示上部側の支持体１３１ＳＬＡおよび支持体１３２ＳＬＡは第１の組を構成し、図示下部側の支持体１３１ＳＬＢおよび支持体１３２ＳＬＢは第２の組を構成する。第１の組の支持体１３１ＳＬＡおよび支持体１３２ＳＬＡの他方の端部は、連結部１３３ＳＬの図示上端部付近において連結部１３３ＳＬに固定され、第２の組の支持体１３１ＳＬＢおよび支持体１３２ＳＬＢの他方の端部は、連結部１３３ＳＬの図示下端部付近において連結部１３３ＳＬに固定されている。したがって、第１の組の支持体１３１ＳＬＡおよび支持体１３２ＳＬＡと、第２の組の支持体１３１ＳＬＢおよび支持体１３２ＳＬＢとは、図示上下（Ｔ－Ｂ）軸方向に沿って互いに離間して配置されている。
　図７に明瞭に示されているように、第１の組の支持体１３１ＳＬＡおよび支持体１３２ＳＬＡのうち、振動部１１０に一方の端部が固定された支持体１３２ＳＬＡの図示左右（ＳＬ－ＳＲ）方向の長さは、筐体１２０に一方の端部が固定された１３１ＳＬＡの同方向の長さよりも長くなっている。図７では第１の組の支持体１３１ＳＬＡおよび支持体１３２ＳＬＡの下に隠れているが、第２の組の支持体１３１ＳＬＢおよび支持体１３２ＳＬＢについても同様に、振動部１１０に一方の端部が固定された支持体１３２ＳＬＢの図示左右（ＳＬ－ＳＲ）方向の長さが、筐体１２０に一方の端部が固定された１３１ＳＬＢの同方向の長さよりも長くなっている。
　第１の組を成す図示上部側の支持体１３１ＳＬＡおよび支持体１３２ＳＬＡは、振動部１１０及び筐体１２０の図示上側において連結部１３３ＳＬを介して振動部１１０と筐体１２０とを連結して、振動部１１０を支持する。また、第２の組を成す支持体１３１ＳＬＢおよび支持体１３２ＳＬＢは、振動部１１０及び筐体１２０の図示下側において連結部１３３ＳＬを介して振動部１１０と筐体１２０とを連結して、振動部１１０を支持する。このように構成された支持部１３０ＳＬは、各支持体１３１ＳＬＡ，１３２ＳＬＡ，１３１ＳＬＢ，１３２ＳＬＢの弾性変形により、筐体１２０に対する振動部１１０の相対位置が上下（Ｔ－Ｂ）軸に沿って変位可能に振動部１１０を支持する。
　なお、説明は省略するが、他方の支持部１３０ＳＲも支持部１３０ＳＬと同様の構成を備える。これら２つの支持部１３０ＳＬ，１３０ＳＲは、構造体１００の中心軸（振動部１１０と筐体１２０の同心中心軸でもある）を中心として対称に互いに対向するように配置されている。
　図６～９は、振動部１１０に加振力が作用していない状態において、振動部１１０が筐体１２０に対する中立位置に位置する状態を示している。この状態から、振動部１１０に対して図示上向き（Ｔ方向）への加振力が作用し、振動部１１０が筐体１２０に対して図示上方向に変位すると、振動部１１０に固定された支持体１３２ＳＬＡおよび支持体１３２ＳＬＢの一方の端部もそれに伴って図示上方向に変位する。これにより、それらの支持体１３２ＳＬＡおよび支持体１３２ＳＬＢは、振動部１１０に固定されたそれぞれの一方の端部と、連結部１３３ＳＬに固定されたそれぞれの他方の端部とを拘束端として、振動部１１０に固定された端部が図示上側となるように弾性変形領域内で曲げ変形させられた状態で、図示上方向に変位する。
　すると、それらの支持体１３２ＳＬＡおよび支持体１３２ＳＬＢの他方の端部が固定された連結部１３３ＳＬもそれに伴って図示上方向にいくらか変位する。連結部１３３ＳＬが図示上方向に変位することに伴い、連結部１３３ＳＬに固定された支持体１３１ＳＬＡおよび支持体１３２１ＬＢの他方の端部もそれに伴って図示上方向に変位し、それらの支持体１３１ＳＬＡおよび支持体１３１ＳＬＢも、連結部１３３ＳＬに固定されたそれぞれの一方の端部と、筐体１２０に固定されたそれぞれの一方の端部とを拘束端として、連結部１３３ＳＬに固定された端部が図示上側となるように弾性変形領域内で曲げ変形させられた状態で、図示上方向に変位する。
　これに対し、図６～９に示す状態から振動部１１０に対して図示下向き（Ｂ方向）への加振力が作用すると、振動部１１０、各支持体１３１ＳＬＡ，１３２ＳＬＡ，１３１ＳＬＢ，１３２ＳＬＢ、および連結部１３３ＳＬの各部は上記と反対の方向に変位ないし変形する。なお、説明は省略するが、他方の支持部１３０ＳＲの各部も支持部１３０ＳＬの各部と同様に動作する。支持部１３０ＳＬ，１３０ＳＲに支持された振動部１１０は、振動体１４０による加振力により上述のようにして図示上下（Ｔ－Ｂ）方向に往復直線振動する。
　このように、支持部１３０は、第１支持体としての図示上下の支持体１３２ＳＬＡ，１３２ＳＬＢおよび第２支持体としての図示上下の支持体１３１ＳＬＡ，１３１ＳＬＢの弾性変形により、筐体１２０に対する振動部１１０の相対位置が第１の軸（図示上下（Ｔ－Ｂ）軸方向）に沿って変位可能に振動部１１０を支持する。
　なお、図９に示すように振動部１１０内に振動体１４０を収容した状態では、振動部１１０に振動体１４０を収容していない状態に比べて、振動体１４０の重量により振動部１１０がいくらか図示下方に変位する。さらに、振動部１１０内に振動体１４０を収容した状態では、振動体１４０の図示上部が筐体１２０の上部のフランジ部１２０ｂの上面から筐体１２０の外部にわずかに突出した状態となる。そのため、筐体１２０の図示上部にユーザが座ったり、もたれかかったりしたときには、振動体１４０の図示上部上面が筐体１２０の上部のフランジ部１２０ｂの上面と実質的に同じ高さになるまで振動部１１０が図示下方にさらに押し下げられ、振動部１１０はその位置を中立位置として支持部１３０ＳＬ，１３０ＳＲに保持される。なお、このときユーザの身体による荷重は筐体１２０のフランジ部１２０ｂによって支持され、振動部１１０と共に図示下方に押し下げられた振動体１４０の図示上部上面がユーザの身体に接触した状態となる。
　支持部１３０は、振動体１４０を保持した状態の振動部１１０が上下（Ｔ－Ｂ）軸に沿って発生させる直線往復振動のうち少なくとも所定の振動周波数の振動、換言すれば、当該所定の振動周波数を含む周波数帯域における振動を増幅させる動剛性を備えるように構成される。支持部１３０の上記動剛性は、振動部１１０を介して支持部１３０に印加されることが想定される荷重（例えば、振動体１４０を保持した振動部１１０の重量による荷重や、構造体１００に座ったりもたれかかったりしたユーザの身体により振動部１１０に作用する荷重）を考慮して定めることができる。
　振動部１１０は、振動体１４０が生じさせる直線往復振動の速度に応じて異なる周波数の振動を発生させ得る。支持部１３０は、それらの周波数のうち、より高い振動強度を達成したい所定の周波数を含む周波帯域における振動を増幅させることを可能にする。その一方で、支持部１３０は、振動部１１０を支持するために必要な静剛性を備えるように構成される。つまり、支持部１３０は、想定される荷重に対して振動部１１０の位置姿勢を安定させるのに十分な剛性（静剛性）を確保するとともに、当該振動部１１０が発生させる直線往復振動のうち少なくとも上記所定の振動周波数に対して高い振動強度を実現することができる。
　具体的には、支持部１３０は、振動体１４０を保持した状態の振動部１１０の振動方向に沿って印加される力（つまり、上下（Ｔ－Ｂ）軸に沿って印加される力）に対する動剛性が低い一方で、設計荷重に対する静剛性が得られるように構成されている。支持部１３０は、例えば剛性に関して異方性を有する構造を含むことで、動剛性に関する制約と静剛性に関する制約との双方を満足させることができる。
　さらに、一例として、支持部１３０は、振動体１４０を保持した状態の振動部１１０の振動方向に沿って印加される力に対する剛性よりも、それとは別の方向に沿って印加される力に対する剛性が高くなるように構成されている。
　別の方向に沿って印加される力に対する剛性は、例えば以下の全部、または少なくとも１つである。
・上下（Ｔ－Ｂ）軸周りのモーメントに対する剛性
・前後（Ｆ－Ｒ）軸に沿って印加される力に対する剛性
・前後（Ｆ－Ｒ）軸周りのモーメントに対する剛性
・左右（ＳＬ－ＳＲ）軸に沿って印加される力に対する剛性
・左右（ＳＬ－ＳＲ）軸周りのモーメントに対する剛性
　図１０に示す梁ＢＭは、剛性に関して異方性を有する構造の一例であり、本実施例における各支持体１３１ＳＬＡ，１３２ＳＬＡ，１３１ＳＬＢ，１３２ＳＬＢに相当する。梁ＢＭは、振動体１４０を保持した状態の振動部１１０の振動方向（つまり、上下（Ｔ－Ｂ）軸）の寸法ａが、前後（Ｆ－Ｒ）軸の寸法ｂおよび左右軸（ＳＬ－ＳＲ）軸の寸法ｌに比べて小さい。
　梁ＢＭの左端（ＳＬ端）を固定した状態で梁ＢＭの右端（ＳＲ端）に上下（Ｔ－Ｂ）軸に沿って力を加える場合の剛性は、Ｋｂ１∝Ｅａ３ｂ／ｌ３で表される。ここで、Ｅはヤング率である。他方、梁ＢＭの左端（ＳＬ端）を固定した状態で梁ＢＭの右端（ＳＲ端）に前後（Ｆ－Ｒ）軸に沿って力を加える場合の剛性は、Ｋｂ２∝Ｅａｂ３／ｌ３である。つまり、Ｋｂ２／Ｋｂ１∝ｂ２／ａ２となる。このように、上下（Ｔ－Ｂ）軸の寸法ａを前後（Ｆ－Ｒ）軸の寸法ｂおよび左右軸（ＳＬ－ＳＲ軸）の寸法ｌに比べて小さくすることで、上下（Ｔ－Ｂ）軸に沿って印加される力に対する剛性を、他の方向に沿って印加される力に対する剛性に比べて低くすることが可能である。
　上下（Ｔ－Ｂ）方向に波打つ形状を備える構造（いわゆる波板）も、上下（Ｔ－Ｂ）軸に沿って印加される力に対する剛性が、他の方向に沿って印加される力に対する剛性に比べて低い。
　このように、構造を適切な形状・寸法で構成することで、特定の方向に関する剛性を低く、かつその他の方向に関する剛性を高くすることができる。具体的には、支持部１３０の備える各支持体（例えば、支持体１３１ＳＬＡ、支持体１３１ＳＬＢ、支持体１３２ＳＬＡ、および支持体１３２ＳＬＢ）を、第１の軸に沿う方向（つまり上下（Ｔ－Ｂ）方向）の寸法が、第１の軸に直交する方向（前後（Ｆ－Ｒ）方向または左右（ＳＬ－ＳＲ）方向）の寸法に比べて小さい外形を備える梁として構成することで、支持部１３０の第１の軸に沿った方向に関する動剛性を低くすることができる。
　本実施例においては、各支持部１３０の支持体１３１，１３２が上述した剛性特性を備えるように構成され、かつ、２つの支持部１３０ＳＬ，１３０ＳＲが構造体１００の中心軸（振動部１１０と筐体１２０の同心中心軸でもある）を中心として対称に互いに対向するように配置されていることにより、振動部１１０は、筐体１２０に対して図示上下（Ｔ－Ｂ）方向に変位可能であるが、それ以外の方向へは実質的に変位しないように、支持部１３０によって支持される。なお、支持部１３０の各支持体１３１ＳＬＡ，１３２ＳＬＡ，１３１ＳＬＢ，１３２ＳＬＢは、上記のように図示上下（Ｔ－Ｂ）方向に比較的低い動剛性を備える一方で、同じく図示上下（Ｔ－Ｂ）方向において、振動体１４０を支持した状態の振動部１１０の重量による荷重と、上述したように振動体１４０を支持した振動部１１０がユーザの身体により図示下方（Ｂ）方向に押し下げられたときに振動部１１０に加えられる荷重とを少なくとも支持することができる静剛性を備える。
　支持部１３０の備える連結部（例えば連結部１３３ＳＬ）は、振動体１４０を保持した状態の振動部１１０の振動方向（つまり上下（Ｔ－Ｂ）方向）に直交する方向に関して、筐体１２０から離間して配置されている。したがって、例えば図７に示すように、支持部１３０の備える各支持体（例えば、支持体１３１ＳＬＡ、支持体１３１ＳＬＢ、支持体１３２ＳＬＡ、および支持体１３２ＳＬＢ）は、上方（Ｔ方向）から見ると筐体１２０の外周面からその径方向外方に延出している。
　支持部１３０の備える連結部１３３と振動部１１０および筐体１２０との間の距離を大きくするほど、各支持体の上下（Ｔ－Ｂ）軸に沿う方向の寸法に対する、上下（Ｔ－Ｂ）軸に直交する方向（左右（ＳＬ－ＳＲ）方向）の寸法の比が大きくなるので、支持部１３０の振動方向（図示上下（Ｔ－Ｂ）方向）に関する動剛性をより低くすることができる。他方、支持部１３０の備える連結部１３３と振動部１１０および筐体１２０との間の距離を小さくするほど、構造体１００をコンパクトに構成することができる。各支持体の長さを含む各部寸法は、構造体１００の大きさや振動体１４０の重量等を考慮して、支持部１３０が所望の振動周波数を含む帯域の周波数で振動する振動部１１０の振動を増幅させることができるように適宜設定することができる。
・作用
　本実施例の構造体の作用について説明する。
　振動体１４０を保持した状態の振動部１１０が非振動状態にある場合には、支持部１３０に加振力は印加されない。他方、振動部１１０が非振動状態にある場合であっても、支持部１３０には、上述したような荷重（例えば、振動体１４０を保持した振動部１１０の重量による荷重や、構造体１００に座ったりもたれかかったりしたユーザの身体により振動部１１０に作用する荷重）が印加され得る。しかしながら、支持部１３０は、設計荷重の印加方向に関して、支持部１３０の変位量が設計上の許容範囲内に収まるような静剛性を備えている。故に、振動部１１０が非振動状態にある場合には、支持部１３０の各支持体の変形は許容範囲内の変形に留まり、支持部１３０は上記荷重が印加されて変位した後の中立位置に位置する。
　振動部１１０に保持された振動体１４０が振動状態となり、振動体１４０を保持した振動部１１０が図示上方（Ｔ方向）に変位すると、支持部１３０にも図示上方（Ｔ方向）に沿った加振力が印加される。他方、振動体１４０を保持した振動部１１０が図示下方（Ｂ方向）に変位すると、支持部１３０にも図示下方（Ｂ方向）に沿った加振力が印加される。
　支持部１３０は、振動体１４０を保持した状態の振動部１１０が発生させる図示上下（Ｔ－Ｂ）方向の直線往復振動のうち、少なくとも上記所定の周波数の振動を増幅させる動剛性を備えるように構成されている。これにより、振動部１１０の少なくとも上記所定の振動周波数において、図示上下（Ｔ－Ｂ）方向における振動部１１０の直線往復振動の振動強度を高めることができる。
　したがって、振動部１１０に振動体１４０が保持された本実施例の構造体１００で構成される振動デバイス（図９参照）によれば、振動体１４０の上部上面をユーザの身体に接触させた状態で振動体１４０を図示上下（Ｔ－Ｂ）方向に往復直線振動させると、それを保持する振動部１１０が同じ方向に往復直線振動を開始し、やがてその振動周波数が上記所定の周波数に達すると、振動体１４０を保持した振動部１１０および支持部１３０を含む系の図示上下（Ｔ－Ｂ）方向に関する振動の固有振動数と共振し、振動体１４０を保持した振動部１１０の図示上下（Ｔ－Ｂ）方向における往復直線振動が増幅される。そのため、振動部１１０に保持された振動体１４０の上部上面が図示上（Ｔ）方向に変位する度に、振動体１４０の上部上面がユーザの身体により強く当接するようになるので、ユーザは当該周波数領域において振動デバイスによる音響体感効果をより強く感じることができる。このとき、ユーザは、視聴しているオーディオ・ビジュアルコンテンツ（映画、音楽ライブ映像等）の音や映像に加えて身体でも振動を感じることになるので、そのコンテンツへのより強い没入感を得ることができる。
　さらに、本実施例の構造体１００によれば、振動部１１０が筐体１２０の内壁面や底面等に接触することがないように、支持部１３０によって懸架（サスペンド）された状態で支持され、この懸架状態は振動部１１０が図示上下（Ｔ－Ｂ）方向に往復直線振動する間も維持される。これにより、振動部１１０による振動が筐体１２０に対して分離される。このように、振動部１１０が図示上下（Ｔ－Ｂ）方向に往復直線振動する際に、振動部１１０やそれに保持された振動体１４０が筐体１２０の内壁面や底面等に接触することがないので、振動部１１０の振動が筐体１２０に伝達することが抑えられ、その結果、筐体１２０からその外部に伝達する振動を抑制することができる。これにより、例えば複数の振動デバイスを並べて配置して使用するような場合において、ある振動デバイスからの振動が他の振動デバイスに伝播して、当該他の振動デバイスによる振動と干渉するような事態を抑制することができ、個々の振動デバイスによる振動をより高い解像度でユーザに知覚させることができる。
　本実施例の構造体１００と振動体１４０とを含む振動デバイスは、振動部１１０に保持された振動体１４０の往復直線振動の振動方向と、支持部１３０によって支持された振動部１１０の変位可能な方向とが図示上下（Ｔ－Ｂ）方向で一致しており、振動部１１０がその他の方向への変位が生じることは実質的に無い。そのため、振動体１４０による振動エネルギーのほとんどは振動部１１０を図示上下（Ｔ－Ｂ）方向に往復直線振動させることに用いられる。なお、振動部１１０を図示上下（Ｔ－Ｂ）方向に往復直線振動させる場合、その振動周波数が次第に高くなるにつれて振動部１１０に２次、３次、・・・ｎ次の振動モードが順次発生し、振動モードの態様によっては振動部１１０が図示上下（Ｔ－Ｂ）方向以外の方向に振動し得るが、その場合であっても、上記のように本実施例の構造体１００は振動部１１０が図示上下（Ｔ－Ｂ）方向以外の方向への変位が生じることは実質的に無いように構成されているので、図示上下（Ｔ－Ｂ）方向以外の方向に生じうる振動によって振動部１１０がその振動方向に変位することを抑えることができる。そのため、ある振動モードにおいて振動部１１０に図示上下（Ｔ－Ｂ）方向以外の方向に振動が生じたとしても、例えば振動部１１０の外周面が筐体１２０の内周面に接触するようなことを防ぐことができる。
　なお、ここで再び図４を参照して説明すると、より低い周波数において振動部１１０の図示上下（Ｔ－Ｂ）方向における往復直線振動の振動強度を高める場合は、支持部１３０の支持体１３１ＳＬＡ，１３２ＳＬＡ，１３１ＳＬＢ，１３２ＳＬＢ全体による図示上下（Ｔ－Ｂ）方向における動剛性ｋｄがより低くなるように各支持体の形状や各部寸法がそれぞれ設計される。これにより、振動体１４０を保持した振動部１１０と支持部１３０とで構成される系の図示上下（Ｔ－Ｂ）方向に関する振動の固有振動数ｆｕがより低い周波数領域にシフトし、そのより低い周波数領域における振動強度を高めることができるようになる。他方、より高い周波数において振動部１１０の図示上下（Ｔ－Ｂ）方向における往復直線振動の振動強度を高める場合は、支持部１３０の支持体１３１ＳＬＡ，１３２ＳＬＡ，１３１ＳＬＢ，１３２ＳＬＢ全体による図示上下（Ｔ－Ｂ）方向における動剛性ｋｄがより高くなるように各支持体の形状や各部寸法がそれぞれ設計される。これにより、振動体１４０を保持した振動部１１０と支持部１３０とで構成される系の図示上下（Ｔ－Ｂ）方向に関する振動の固有振動数ｆｕがより高い周波数領域にシフトし、そのより高い周波数領域における振動強度を高めることができるようになる。
　以上説明したように、本実施例の構造体１００は、支持部１３０を備える。支持部１３０は、振動体１４０を保持した状態の振動部１１０が発生させる直線往復振動の方向に関して、当該振動のうち少なくとも所定の振動周波数の振動（当該所定の振動周波数を含む周波数帯域における振動）を増幅させる動剛性を備えるように構成される。所定の振動周波数は、一例として、振動部１１０の振動を増幅させてより高い振動強度を得たい周波数である。その一方で、支持部１３０は、設計外力の印加される方向に関して、想定される荷重に抗して振動部１１０を支持するために必要な静剛性を備えるように構成される。故に、この構造体１００によれば、設計時の想定範囲内の荷重に対して振動部１１０の位置姿勢が安定するように支持し、かつ当該振動部１１０が発生させる直線往復振動のうち、少なくとも上記所定の周波数の振動を増幅させることができる。つまり、この構造体１００によれば、振動デバイスに求められる耐荷重性および振動強度を満足させることができる。
　さらに、実施例の構造体１００は、振動部１１０の変位（振動）可能な方向と振動部１１０に保持された振動体１４０の振動方向とが一致し、また、振動部１１０が筐体１２０の内部で支持部１３０によって懸架（サスペンド）された状態で支持されているので、振動部１１０による振動方向の振動、およびそれとは異なる方向への振動の発生を抑制することができ、そのような振動が構造体１００の外部に伝播することを抑えることができる。
　なお、本実施例では、振動体１４０を保持した状態の振動部１１０が鉛直方向と概ね一致する図示上下（Ｔ－Ｂ）軸に沿って直線往復振動を発生し、かつ設計外力として例えば振動体１４０を保持した振動部１１０の重量、それらの加振力（慣性力）、およびユーザの身体からの荷重が振動部１１０に印加される例を説明した。本実施例では、支持部１３０が、振動部１１０の振動方向である上下（Ｔ－Ｂ）方向に関して、振動部１１０の少なくとも上記所定の振動周波数の振動を増幅させる動剛性を備えるように構成される一方で、設計外力の印加される方向に関して、振動部１１０を支持するために必要な静剛性を備えるように構成されている例を挙げて説明した。しかしながら、支持部１３０が支持する振動部１１０の振動方向及び支持部１３０に設計外力が印加される方向はこれに限られない。また、支持部１３０が支持する振動部１１０の振動方向は一方向に限られない。振動部１１０が複数の異なる方向に直線往復振動する場合は、支持部１３０は、各振動方向に関して、所定の振動周波数の振動を増幅させる動剛性を備えるように構成してもよい。
　また、本実施例では、構造体１００がその中心軸に対して対称に互いに対向配置された２つの支持部１３０ＳＬ，１３０ＳＲを備えた例を説明したが、構造体１００が備える支持部１３０の数はこれに限られず、例えば３以上の任意の数の支持部１３０を備えた構成としてもよい。このとき、それらの支持部１３０は構造体１００の中心軸周りに等間隔に配置されることが好ましい。なお、構造体１００が１つの支持部１３０のみを備えた場合であっても、振動体１４０を保持した振動部１１０が振動したときに振動体１４０や振動部１１０が筐体１２０の内面に接触することが無いようなある一定の条件の下では、構造体１００は１つの支持部１３０のみを備えた構成としてもよい。
（２）第２の実施形態
　第２の実施形態について説明する。図１１は、第２の実施形態の体感音響装置における複数の振動デバイスの配置を上方から見た図である。図１２は、第２の実施形態の体感音響装置における複数の振動デバイスの振動方向を示す図である。
　図１１に示すように、体感音響装置１０００は、ハウジング１１００を備える。ハウジング１１００は、例えばクッション、椅子、ソファー、ベッド、敷マット等であってもよく、あるいはそれらの一部であってもよい。ハウジング１１００の内部には、一例として、複数の振動デバイス１２００が水平面に沿ってマトリクス状に配置されている。なお、ハウジング１１００の内部における複数の振動デバイス１２００の配置はマトリクス状に限られず、例えばアレイ状等の他の任意の配置構成としてもよい。
　振動デバイス１２００は、一例として、第１の実施形態の実施例の構造体１００の振動部１１０に振動体１４０を組み込むことで構成される。
　図１２に示すように、複数の振動デバイス１２００は、体感音響装置１０００のユーザの身体に振動を伝達するための振動伝達面１２００Ｓを形成する。この振動伝達面１２００Ｓは、図９を参照して示した例では、各々の振動デバイス１２００の振動部１１０に保持された振動体１４０の上部上面で形成される。振動伝達面１２００Ｓは平面に限られず、曲面、複数の平面の組み合わせ、複数の曲面の組み合わせ、またはＮ個（Ｎ≧１）の平面およびＭ個（Ｍ≧１）の曲面の組み合わせであってもよい。体感音響装置１０００は、振動伝達面１２００Ｓを介して複数の振動デバイス１２００の振動によりユーザの身体を刺激することでユーザに音響体感を提供する。複数の振動デバイス１２００は、図示しないコントローラによって、振動の振幅、周波数、または位相の少なくとも１つを個別に制御可能に構成され得る。複数の振動デバイス１２００の各々の動作をコントローラで制御することで、例えば、ユーザが視聴しているオーディオ・ビジュアルコンテンツの場面に合わせて、複数の振動デバイス１２００の振動強度分布を変化させることができる。そのような振動強度分布の変化としては、例えば、ユーザが波の動きを感じるように、複数の振動デバイス１２００のうちの一部の振動デバイス１２００の振動強度を高くして、その振動強度が高い領域が移動していくようなことを含む。
　各々の振動デバイス１２００は、振動体を保持した状態の振動部が、振動伝達面１２００Ｓの当該振動デバイス１２００の位置における法線に沿って直線往復振動するように構成される。図１２の例では、振動伝達面１２００Ｓは水平面に対して略平行であり、振動デバイス１２００は概ね鉛直方向に振動する。
　ここで、振動デバイス１２００が、例えば第１の実施形態の実施例において図６～図９を参照して説明したように、振動部が支持部によって筐体に対して懸架された状態で支持され、さらに、振動部に保持された振動体の振動方向と、支持部によって支持された振動部の変位可能な方向とが一致するように構成されている場合には、ある振動デバイス１２００で発生する振動がハウジング１１００に伝達することが抑制され、したがってその振動がハウジング１１００を介して他の振動デバイス１２００で発生する振動と干渉する（共振する、または打ち消し合う）ことを防止することができる。これにより、ユーザは、個々の振動デバイス１２００によって発生した振動を、他の振動デバイス１２００による振動に影響されることなくクリアに感じることができる。つまり、本実施形態の体感音響装置１０００によれば、高解像度の音響体感をユーザに提供することができる。
　以上説明したように、第２の実施形態の体感音響装置１０００は、複数の振動デバイス１２００を備える。各振動デバイス１２００は、例えば、第１の実施形態の各実施例の構造体１００に振動体を組み込むことで構成される。これにより、耐荷重性および振動強度に優れた体感音響装置１０００を提供することができる。つまり、この体感音響装置１０００は、ユーザの体重による荷重に抗し、かつユーザに高解像度の音響体感を提供することができる。
　なお、体感音響装置１０００は、第１の実施形態の実施例に示した振動デバイスで構成してもよい。
（３）第３の実施形態
　本発明の第３の実施形態について説明する。上述した各実施形態は、振動強度を高めたい振動方向の振動モードをその他の方向の振動モードから孤立化させ、その振動方向においては振動源の振動を増幅させつつも、想定される荷重を支持することが可能な剛性を持たせることを可能にする構造体等を提供することに関するものであるのに対し、第３の実施形態は、振動強度を弱めたい振動方向の振動モードをその他の方向の振動モードから孤立化させ、その振動方向においては振動源の振動を減衰させつつも、想定される荷重を支持することが可能な剛性を持たせることを可能にする構造体等を提供することに関する。
　本実施形態の構造体における支持部の動剛性について、再び図３及び図４を参照して説明する。図３は図１の系における振動モデルを示す図であり、図４は図３のモデルの振動伝達率の周波数特性を示すグラフである。
　本実施形態における支持部ＳＰＴは、振動体を保持した状態の振動部ＯＳが発生させる振動のうち少なくとも振動周波数ｆにおいて振動を減衰させる動剛性を備えるように構成される。これを振動部ＯＳから筐体ＨＳへの振動伝達特性として図３を用いて説明すると、各周波数において、振動部ＯＳから筐体ＨＳへの振動伝達特性は、振動部ＯＳの質量ｍと、振動部ＯＳの振動方向に関する支持部ＳＰＴの動剛性ｋｄとによって決まる。
　第１の実施形態において説明した通り、振動体を保持した状態の振動部ＯＳの発生する加振力Ｆ０に対する、筐体ＨＳに伝達する加振力Ｆの比率Ｆ／Ｆ０は、振動伝達率と定義される。図４中の実線のグラフで示すように、図３のモデルは、周波数が高くなるにつれて、振動伝達率が高くなる励起された振動モードが発現した後に振動伝達率が漸減する周波数特性を呈する。具体的には、図３のモデルの振動伝達率は、周波数がｆｕ以下の範囲では周波数が高くなるほど増加し、ｆｕにおいて極大となる。ここで、ｆｕは、図３のモデルの固有振動数である。図３のモデルの振動伝達率は、周波数が固有振動数ｆｕ以上の範囲では漸減し、√２ｆｕでゼロクロスする。つまり、図３のモデルは、周波数が√２ｆｕを超える範囲では振動伝達率が１未満、つまり振動減衰効果を発揮させることができる。
　図３のモデルの固有振動数は、質量ｍおよび動剛性ｋｄによって決まる。そして、動剛性ｋｄを小さくして固有振動数を低くするほど、振動減衰（振動伝達率＜１）が可能な周波数領域（防振領域）を拡大することができる。図４からわかるように、固有振動数をｆｕよりも小さいｆｕ’とした系の周波数特性（図４中の点線で示されたグラフ）における振動減衰領域’は、図４中に実線で示された固有振動数ｆｕの系の周波数特性における防振領域に比べて拡大する。質量ｍは定数であるから、動剛性ｋｄを小さくすることで、固有振動数ｆｕを低下させることができる。故に、振動減衰効果の観点からすると、振動体ＯＳの振動方向に関する構造体ＳＴＲの動剛性ｋｄは、小さいほど好ましい。
　上記知見に基づき、本実施形態の支持部ＳＰＴは、振動体を保持した状態の振動部ＯＳが発生させる振動の周波数成分のうち、少なくとも、特に振動伝達を低減させたい所定の振動周波数ｆにおける振動伝達率が１未満となる固有振動数ｆｕを有するように、動剛性ｋｄが定められる。かかる動剛性ｋｄを備えた支持部ＳＰＴおよび振動部ＯＳを含む系は、振動周波数ｆにおける振動伝達率が１未満となる、励起された振動モードを発現させる。具体的には、支持部ＳＰＴは、与えられた振動部ＯＳの振動方向、質量ｍ、および振動周波数ｆに対して、支持部ＳＰＴおよび振動部ＯＳを含む系の固有振動数ｆｕを振動周波数ｆの１／√２倍よりも低くさせる動剛性ｋｄを備えるように構成される。
　なお、支持部ＳＰＴおよび振動体を保持した状態の振動部ＯＳを含む系の固有振動数ｆｕをどの程度とするか、そのために動剛性ｋｄの大きさをどのように定めるかは、振動周波数ｆにおいてどの程度の振動減衰効果を得たいか、すなわち所定の振動周波数ｆにおける振動伝達率をどれだけ低くしたいかに応じて、適宜決定することができる。
　本実施形態の構造体が備える静剛性は第１の実施形態において図５を参照して説明した静剛性と同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
　本実施形態における構造体も、第１の実施形態の実施例に示した構造体１００と同様の構成を備えることができる。ただし、第１の実施形態の実施例の構造体における支持部は、少なくとも１つの方向に発生させる振動のうち少なくとも所定の周波数の振動の伝達を増幅させる動剛性を備えるように構成されているのに対し、本実施形態の構造体における支持部は、少なくとも１つの方向に発生させる振動のうち少なくとも所定の周波数の振動の伝達を減衰させる動剛性を備えるように構成される。
［実施例］
　ここで、第３の実施形態の構造体の実施例について説明する。
　本実施形態の一実施例の構造体は、図６～図９を参照して説明した構造体１００と同様の構成を有する。ただし本実施例では、構造体１００における支持部１３０（１３０ＳＲ，１３０ＳＬ）は、振動体１４０を保持した状態の振動部１１０が上下（Ｔ－Ｂ）軸に沿って発生させる直線往復振動のうち少なくとも所定の振動周波数の振動、換言すれば、当該所定の振動周波数を含む周波数帯域における振動を減衰させる動剛性を備えるように構成され、振動体１４０が生じさせる直線往復振動の速度に応じて異なる周波数の振動のうち、振動を減衰させたい所定の周波数を含む周波帯域における振動を減衰させることを可能にする。その一方で、支持部１３０は、振動部１１０を支持するために必要な静剛性を備える。
　なお、上記実施例の構造体における各々の支持部の各部寸法（高さ、十字部分の長さと厚み等）は、構造体の大きさや振動体の重量等を考慮して、支持部が所望の振動周波数で振動する振動部の振動を減衰させることができるように適宜設定することができる。
　このように、本実施形態によれば、振動強度を弱めたい振動方向の振動モードをその他の方向の振動モードから孤立化させ、その振動方向においては振動源の振動を減衰させつつも、想定される荷重を支持することが可能な剛性を持たせることを可能にする構造体を提供することができる。
（４）変形例
　実施形態の変形例について説明する。
　上記説明では、支持部が均質な材料からなることを前提とし、当該支持部の剛性に関する異方性を当該支持部の形状によって実現する例を示した。均質な材料からなる支持部は、一般に製造性が高いという利点がある。ただし、支持部の剛性に関する異方性は、当該支持部の材料の構成（例えば異種の材料の組み合わせ）によって実現することも可能である。
　上記説明では、複数の支持部が振動部を複数の接点で支持する例を示した。しかしながら、任意の数の支持部が振動部の任意の数の接点で支持してよい。なお、接点なる用語は、支持部と振動部とが接触している面積の大きさを何ら限定しない。接点は、必要に応じて、接触領域、または接触面などの別の用語で読み替え可能である。
　支持部、振動部、および筐体のうち２つ以上が異なる物体（器物）の一部であってもよい。
　支持部、振動部、および筐体のうち２つ以上が一体成形されていてもよい。これにより、構造体を構成する部品点数を削減し、構造体の製造性を向上させることができる。
　第１，３の実施形態の実施例では、連結部が、第１支持体および第２支持体をそれぞれ含む複数の組を連結する例を示した。しかしながら、複数の組は、互いに連結されていなくてもよい。より詳細に説明すると、図６等を参照して説明した第１の実施形態の実施例に係る構造体１００においては、第１の組を構成する支持体１３１ＳＬＡ，１３２ＳＬＡは、第２の組を構成する支持体１３１ＳＬＢ，１３２ＳＬＢと連結部１３３ＳＬを介して連結されているが、これに代えて、第１の組を構成する支持体１３１ＳＬＡ，１３２ＳＬＡ同士が連結され、また、第２の組を構成する支持体１３１ＳＬＢ，１３２ＳＬＢ同士が連結されているが、第１の組の支持体１３１ＳＬＡ，１３２ＳＬＡと第２の組の支持体１３１ＳＬＢ，１３２ＳＬＢとが連結されていない構成としてもよい。
　以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲は上記の実施形態に限定されない。また、上記の実施形態は、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更が可能である。また、上記の実施形態及び変形例は、組合せ可能である。
 

Claims (10)

  1. 　振動体を保持する振動部と、前記振動部を少なくとも部分的に収容する筐体と、前記振動部と前記筐体とを連結して前記振動部を支持する支持部とを具備し、
    　前記支持部は、前記振動体を保持した状態の振動部が少なくとも１つの方向に発生させる振動のうち少なくとも所定の周波数の振動の伝達を増幅又は減衰させる動剛性を備え、かつ前記振動体を保持した状態の振動部を支持するために必要な静剛性を備えるように構成されており、
    　前記構造体及び前記振動体を含む系は、前記少なくとも１つの方向における振動の振動周波数が高くなるにつれて、振動伝達率が高くなる励起された振動モードが発現した後に前記振動伝達率が漸減する特性を有し、
    　前記支持部は、前記少なくとも所定の周波数の振動の伝達を増幅させる前記動剛性を備える場合には、前記所定の周波数における前記振動伝達率が１よりも大きくなるように前記励起された振動モードを発現させる前記動剛性をさらに備え、前記少なくとも所定の周波数の振動の伝達を減衰させる前記動剛性を備える場合には、前記所定の周波数における前記振動伝達率が１よりも小さくなるように前記励起された振動モードを発現させる前記動剛性をさらに備えており、
    　前記支持部は、前記振動部を第１の軸に沿って直線往復振動するように支持するように構成されており、
    　前記支持部は、
    　　前記振動部に連結される第１支持体と、前記筐体に連結される第２支持体とを含む第１の組と、
    　　前記振動部に連結される第１支持体と、前記筐体に連結される第２支持体とを含む第２の組であって、前記第１の軸方向に沿って前記第１の組から離間した位置に配置された第２の組と、
    　　前記第１の組の前記各支持体と前記第２の組の前記各支持体とを連結する連結部と、
    を含む、
    　構造体。
  2. 　前記支持部は、前記第１支持体および前記第２支持体の弾性変形により、前記筐体に対する前記振動部の相対位置が前記第１の軸に沿って変位可能に前記振動部を支持する、
    　請求項１に記載の構造体。
  3. 　前記第１支持体および前記第２支持体は、前記第１の軸に沿う方向の寸法が、前記第１の軸に直交する方向の寸法に比べて小さい外形を備える梁である、
    　請求項２に記載の構造体。
  4. 　前記筐体は、当該筐体の前記第１の軸に沿った方向の少なくとも一方の端部にフランジを備える、
    　請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の構造体。
  5. 　前記フランジは、前記振動部および前記支持部よりも前記第１の軸に沿った方向に突出した位置に配置され、かつ前記振動部および前記支持部に接触しないように構成される、
    　請求項４に記載の構造体。
  6. 　前記振動部、前記筐体および前記支持部のうち２つ以上は均質な材料からなる、
    　請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の構造体。
  7. 　前記振動部、前記筐体および前記支持部のうち２つ以上は一体成形されている、
    　請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の構造体。
  8. 　請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の構造体と、
    　前記構造体の振動部に保持された振動体と、
    を備えた振動デバイス。
  9. 　請求項８に記載された振動デバイスを複数具備した、
    　体感音響装置。
  10. 　前記複数の振動デバイスは、ユーザの身体に振動を伝達するための振動伝達面を形成し、
    　前記複数の振動デバイスの各々は、前記振動伝達面の当該振動デバイスの位置における法線に沿って前記振動部が直線往復振動するように構成される、
    　請求項９に記載の体感音響装置。
     
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