JPH0761195B2 - 電気・機械振動変換器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

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

【０００２】音響装置等から信号を受けてこれを機械的
な振動に変換し、この振動をスピーカあるいはヘッドホ
ンからの音と共に身体に受ける体感音響装置は本発明者
等によって古くから研究が進められ、多くの特許権ある
いは実用新案権が取得されている（特公昭５８−２５１
７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
５８−４３１６号公報等参照）。

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

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように電気・機械
振動変換器が発生する振動を人体載置物を介して使用者
の身体に感ずるようにする場合、従来にあっては電気・
機械振動変換器に対して機能および変換効率の追及が優
先していたために、電気・機械振動変換器の大きさ及び
発音性ならびに人体載置物の振動方向についての配慮が
後回しになるきらいがあった。すなわち、従来の電気・
機械振動変換器は、マグネットならびにコイル等の軸方
向に振動出力が発生するもので、これを敷物等の人体載
置物に水平に取付けて、人体載置物を縦振動させた場
合、人体載置物の一部が大面積の振動板として作用する
ことがある。このように人体載置物が振動板として作用
すると、不要な低音の音響放射を生ずることがある問題
があった。電気・機械振動変換器を取付けた人体載置物
が低音の音響放射をすると、スピーカの放射する音との
バランスを壊してしまうことになる。電気・機械振動変
換器に求められるものは、振動しても音はでないことで
ある。

【０００５】また、従来のマグネットならびにコイル等
の軸方向に振動出力が発生する形式の電気・機械振動変
換器を用いて敷物等の人体載置物を縦振動させる場合に
あっては、その構造上、使用者が電気・機械振動変換器
を取付けた部分の上部に着座し、あるいは横臥すること
になるため違和感が生ずる上に、場合によっては振動伝
達効率に影響を与えることがあり、さらには、人体載置
物上の使用者等の荷重によって電気・機械振動変換器を
損傷する虞れがあった。

【０００６】このようなことから、人体載置物に横方向
から横振動を与えたところ、不要な低音の音響放射が発
生することがなくなった。これは、人体載置物の剛性が
高くなり必要な振動のみが良く伝わるようになったから
である。さらに、横方向から横振動を与えるようにすれ
ば、人体載置物の使用者の荷重がかかる部分に電気・機
械振動変換器を配置させずにすむことにもなる。そこ
で、従来の電気・機械振動変換器を用いて人体載置物を
横振動させる場合には、人体載置物の側部にＬ型のブラ
ケット等を取付け、このブラケット等に電気・機械振動
変換器を垂直に取付けて、その軸方向に生ずる振動出力
をブラケット等を介して人体載置物に与えれば人体載置
物は横振動することになる。しかしながら、このように
電気・機械振動変換器を人体載置物の側部に垂直に配設
すると使用者の邪魔にもなるし外観も悪いものとなる。

【０００７】本発明はこの点に鑑みて成されたものであ
り、全体形状を薄型にするとともに振動の方向がその平
面方向になるような電気・機械振動変換器を提供しよう
とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するための手段として、扁平なハウジングの内壁に棒
状の磁性体を固定し、該棒状の磁性体の両端にコ字状の
磁性体の両端を微小空隙を設けて対向させ、該コ字状の
磁性体を前記ハウジングにダンパを介して支持すると共
に、音声信号等の低周波電流を受けるコイルを巻回して
該コイルを低周波信号源に接続したことを特徴とする電
気・機械振動変換器を得たものである。

【０００９】

【作用】このような構成とすれば、コイルに音響装置か
らの音声電流を流したとき、コイルを巻回した磁性体に
発生する磁気回路と、他方の磁性体に発生する磁気回路
との間に「吸引、反発」という磁気干渉作用が生ずるこ
とにより、ダンパに支持された磁性体の質量に対しハウ
ジングを扁平な面に沿って振動させることになる。この
ハウジングの扁平な面を人体載置物の面に合わせて取付
けることにより、人体載置物に横振動を与えることにな
る。なお、コ字状の磁性体の両端にコイルを２分割にし
て巻回することにより、ハウジングの薄型化が図れるこ
とになる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明に係る電気・機械振動変換器１
を原理図である図１と実際の構造を示した図２ないし図
５について説明する。２は棒状の磁性体であり、この場
合、着磁されたマグネットである。このマグネット２に
は着磁されていない磁性体であるコア３の両端が、３な
いし５ｍｍ程度である微小空隙ｄを設けて対向させてあ
る。両磁性体であるマグネット２とコア３の内の一方の
磁性体であるマグネット２は扁平なハウジング４の内壁
にボルト５によって固定されており、他方の磁性体であ
るコ字状のコア３はダンパ６，７によってハウジング４
内に振動自在に支持されている。ハウジング４として
は、この実施例においては図３ないし図５に示すように
薄型に形成され、２枚の板４ａと４ｂとを接合して形成
している。

【００１１】コア３の支持部分の具体的な構造として
は、ダンパ６側は図４に示すように、一部をコ字状にし
た弾性板からなるダンパ６の端部をハウジング４の内側
に設けられたリテーナ８で支持しており、ダンパ７側は
図５に示すように、中央に孔９を設け、その外側に多数
のスリット10を設けたダンパ７をスペーサ11を介してボ
ルト12で固定している。ダンパ６側のコア３への固定は
コイル13を巻回したボビン14の端部への接着等の手段で
行なっており、ダンパ７側のコア３への固定はダンパ７
にボルト15で取付けたボス16のダンパ７への接着等によ
って行なっている。

【００１２】コア３はコ字状をしたものであり、その平
行部分に、ボビン14に巻回された２個のコイル13が装着
されている。このコイル13は音響機器の出力信号である
音声電流等の低周波電流で磁力が発生するものである。
２個のコイル13は、可及的にアンペアターンが稼げ、か
つ、外形が大きくなり過ぎないような線径を選んで巻
き、規格のインピーダンスになるよう直列または並列に
接続されている。

【００１３】このような構成の電気・機械振動変換器１
は、磁性体の一つがマグネット２であることから、磁力
線が終始発生しており、その磁力線はコア３側へも及ん
でいる。その状態で信号源である音響機器１７から、ロ
ーパスフィルタを通すなどの信号処理した音声電流をコ
イル１３に流すと、これによって電磁石となるコア３
は、瞬間、瞬間に（図１に示すＮ，Ｓ）極性が変化す
る。したがって極性に変化が生じないマグネット２との
間に、「吸引、反発」という磁気干渉作用を生ずる。こ
の磁気干渉作用により、ダンパに吊下されたコア３の質
量に対してハウジング４を振動させる。そして、従来の
取付方法に沿ってハウジング４の扁平な面を人体載置物
の面に合わせて電気・機械振動変換器１を取付けること
により、人体載置物を横振動させることになる。

【００１４】図６および図７に示すものは電気・機械振
動変換器１の変形例である。図６に示すものは図１にお
けるマグネット２に代えてコア18を用い、コア３に代え
て中央にマグネット19を置き、その両端にコア20を接合
した磁性体21を用い、コア20にコイル13を巻回したもの
としている。また図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。

【００１５】以上説明した電気・機械振動変換器１は、
２個のコイル13，13を可及的にアンペアターンが稼げ、
かつ、コイル13の外形が大きくなり過ぎないような線径
のものを選んで巻回し、規格のインピーダンスになるよ
うに直列または並列に接続する。コイル13をこのように
製作し、コア３などを水平面内に配設することによっ
て、電気・機械振動変換器１をかなりの薄型とすること
ができることになる。

【００１６】次に、上記構造の電気・機械振動変換器１
を使用する人体載置物の例を説明する。図８と図９は敷
物22に埋設したものであり、ネット23とこれを包囲する
クッション材24からなる敷物22に電気・機械振動変換器
１を埋設し、ネット23に、図９に示すような横振動を発
生させるものである。図10ないし図12はその構造を示す
ものであり、図10は一部を切り欠いた状態の平面を、図
11は図10のＤ−Ｄ線に沿う断面を、さらに図12は図11の
矢印Ｅで示す部分を拡大した断面を示している。

【００１７】図13および図14に示すものは図８および図
９のものに改良を加え、敷物22の両端近傍部位に電気・
機械振動変換器１を埋設したものである。この場合に
は、電気・機械振動変換器１の振動が敷物22の両端近傍
で発生するので、大きな面積の敷物22に適することにな
る。

【００１８】図15および図16に示すものは厚手の敷物25
の場合である。この敷物25は、上布26と下布27との間
に、連続したコ字状の中間部材28を挟持させたものであ
り、その中間部材28の中央両側に電気・機械振動変換器
１を支持させたものである。この場合には図８および図
９のものより厚く（高く）することができる。中間部材
28の形状から、上方からの荷重には強く、水平方向への
振動は良好に行なわれることになる。

【００１９】図17および図18に示すものも図15および図
16に示すものとほぼ同様のものであるが、電気・機械振
動変換器１の取付場所を変え、着座したときに向くよう
にしたものである。

【００２０】図19ないし図22に示すものは、本発明に係
る電気・機械振動変換器１をフィットネスクラブのエア
ロビクス用の床29に適用した場合であり、30は脚、31は
インシュレータである。この実施例の場合、作動すると
図21に矢印で示すような振動が発生する。

【００２１】図23ないし図24に示すものはベッド32への
応用例であり、マットレス33の中央部に、電気・機械振
動変換器１を両側に取付けたマット34を載置したもので
ある。この場合には、図24に矢印で示すような振動を得
ることができる。

【００２２】図25に示すものは大型トラックの運転室内
にある仮眠用ベッド36に本発明の電気・機械振動変換器
１を適用したものである。この場合には電気・機械振動
変換器１を足側に設置し、図26に矢印で示すような振動
を発生させるのがよい。

【００２３】図27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28に矢印で示すような振
動が得られることになる。

【００２４】図29ないし図31に示すものはトイレ用の敷
物39に電気・機械振動変換器１を収容したものである。
この場合には敷物39内のネット40に電気・機械振動変換
器１を取付けてあり、図30に示すように使用者の足に水
平方向の振動を与えるようにしてある。図30および図31
において符合41で示すものはスピーカであり、壁に角度
可変に取付けられているものである。

【００２５】図32ないし図34に示すものは、本発明の電
気・機械振動変換器１を事務用椅子に着座した者の足載
せ板42内に電気・機械振動変換器１を組み込んだもので
あり、その一部に形成した切欠き43を椅子の脚44に係止
させるようにしたものである。

【００２６】図35および図36に示すものは、本発明に係
る電気・機械振動変換器１をソファ45に適用した場合で
ある。この場合にはソファ45の座部が横振動することに
なる。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
た電気・機械振動変換器であり、従来多く使用されてい
た電気・機械振動変換器は振動方向が取付面に直交する
ので低音の音響放射を生じやすかったが、本発明の電気
・機械振動変換器では従来と同様の設置を行うと人体載
置物に横振動を与えることができる。このため人体載置
物の一部が大面積の振動板として作用するようなことが
なくなり、不要な低音の音響放射を生ずることがなくな
る。したがって、スピーカの放射する音とのバランスを
壊すこともなくなる。

【００２８】このように電気・機械振動変換器を、扁平
な面を人体載置物の面に合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、人体載置物の使用者
の着座あるいは横臥する位置を避けて電気・機械振動変
換器を取付けることができる。従って、使用者に違和感
を与えることもなく電気・機械振動変換器を損傷する虞
れもなくなる。また、振動伝達効率に影響を与えること
もなくなる。さらに、電気・機械振動変換器を薄型に製
作して、人体載置物に水平に取付けたので使用者の邪魔
になることもなく外観も悪くなることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電気・機械振動変換器の原理を示
す模式図である。

【図２】本発明に係る電気・機械振動変換器の構造を示
す平面図である。

【図３】図２のものをＡ−Ａ線に沿って見た矢視図であ
る。

【図４】図２のものをＢ−Ｂ線に沿って見た矢視図であ
る。

【図５】図２のものをＣ−Ｃ線に沿って見た矢視図であ
る。

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

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

【図８】本発明に係る電気・機械振動変換器を敷物内に
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のもののＤ−Ｄ線に沿う断面図であ
る。

【図１２】図１２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設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２６】図２５のものの側面図である。

【図２７】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２８】図２７の浴槽部分を断面にして示した側面図
である。

【図２９】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３０】図２９のものの平面図である。

【図３１】図２９のものの使用状態を示す側面図であ
る。

【図３２】本発明に係る電気・機械振動変換器を事務用
椅子に着座した者の足載せ板内に組み込んだ例を示す斜
視図である。

【図３３】図３２の要部を一部断面で示した側面図であ
る。

【図３４】図３２のうちの足載せ板を椅子から離した状
態を示す斜視図である。

【図３５】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３６】図３５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 ６ ダンパ ７ ダンパ 13 コイル 17 音響機器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｒ 5/02 Ｇ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 扁平なハウジングの内壁に棒状の磁性体
   を固定し、該棒状の磁性体の両端にコ字状の磁性体の両
   端を微小空隙を設けて対向させ、該コ字状の磁性体を前
   記ハウジングにダンパを介して支持すると共に、音声信
   号等の低周波電流を受けるコイルを巻回して該コイルを
   低周波信号源に接続したことを特徴とする電気・機械振
   動変換器。