(57)【要約】【課題】薄型化と性能の維持の実現とを両立することができる磁歪アクチュエータの取付構造を提供することを目的とする。【解決手段】磁歪現象による振動を伝える磁歪アクチュエータが、一方の面がこの磁歪アクチュエータの振動伝達部に結合された壁面と、外周部がこの壁面の、前記磁歪アクチュエータが結合されているのと同じ面と結合すると共に、中心部が前記磁歪アクチュエータの上面に結合され、前記壁面と共に前記磁歪アクチュエータを押圧する弾性体とによって前記壁面に取り付けられている。【選択図】図４
2010089042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁歪現象による振動を伝える磁歪アクチュエータが、
一方の面がこの磁歪アクチュエータの振動伝達部に結合された壁面と、
外周部がこの壁面の、前記磁歪アクチュエータが結合されているのと同じ面と結合すると共に、中心部が前記磁歪アクチュエータの上面に結合され、前記壁面と共に前記磁歪アクチュエータを押圧する弾性体とによって
前記壁面に取り付けられたことを特徴とする磁歪アクチュエータの取付構造。
【請求項２】
前記弾性体は板ばねであることを特徴とする請求項１に記載の磁歪アクチュエータの取付構造。
【請求項３】
前記磁歪アクチュエータが、前記壁面と前記弾性体とによって密閉されると共に押圧され、前記壁面に取り付けられたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁歪アクチュエータの取付構造。
【請求項４】
前記磁歪アクチュエータは、超磁歪現象によって振動を伝える超磁歪アクチュエータであることを特徴とする請求項１から請求項３に記載の磁歪アクチュエータの取付構造。
【請求項５】
前記壁面が家電製品を構成する壁面であることを特徴とした、請求項１から請求項４に記載の磁歪アクチュエータの取付構造。
【請求項６】
前記壁面が電子機器を構成する壁面であることを特徴とした、請求項１から請求項４に記載の磁歪アクチュエータの取付構造。
【請求項７】
前記壁面が移動体を構成する壁面であることを特徴とした、請求項１から請求項４に記載の磁歪アクチュエータの取付構造。
【請求項８】
前記壁面が建築物を構成する壁面であることを特徴とした、請求項１から請求項４に記載の磁歪アクチュエータの取付構造。
【請求項９】
前記壁面が建築物を構成する天井面であることを特徴とした、請求項１から請求項４に記載の磁歪アクチュエータの取付構造。
【請求項１０】
前記壁面が家具を構成する壁面であることを特徴とした、請求項１から請求項４に記載の磁歪アクチュエータの取付構造。
【請求項１１】
前記壁面が家庭内設備を構成する壁面であることを特徴とした、請求項１から請求項４に記載の磁歪アクチュエータの取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁歪アクチュエータの取付構造に関するものであり、特に炊飯器、洗濯機、ノートパソコンなどの電子機器に搭載される磁歪アクチュエータの取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より磁歪アクチュエータを用いて壁面を駆動し、壁面自身から音を発生させる技術は見られたが、近年の機器の小型化、薄型化に伴い、機器に内蔵される磁歪アクチュエータ自身にも薄型化の要求が高まっている。
【０００３】
従来の磁歪アクチュエータの取付構造について、図面を用いて説明する。
【０００４】
図１３は、従来の磁歪アクチュエータの取付構造を示した断面図である。
【０００５】
図１３において、磁歪素子１０１と、コイルボビン１０２と、コイル１０３と、磁石１０４と、振動伝達部１０５と、磁気回路を形成するヨーク１０６と、ばね１０７と、外装ケース１０８と、ネジ１０９と、ナット１１０から構成される磁歪アクチュエータ１００が壁面１１１に取り付けられている。
【０００６】
磁歪素子１０１とコイルボビン１０２とは、同心円状になるように配置されている。コイルボビン１０２には、コイル１０３が巻回される。磁歪素子１０１の上面と下面には、それぞれ磁石１０４が接合される。磁歪素子１０１の下面に接合された磁石１０４には、振動伝達部１０５が接合される。振動伝達部１０５は中心部に外周部よりも突出した突出部を有する。振動伝達部１０５の外周部には、ばね１０７の一端が結合される。コイル１０３の外周を迂回し、ばね１０７のもう一端と結合されたヨーク１０６は、磁歪素子１０１へ磁束を導いている。また、ヨーク１０６は、一部が開口し、この開口部から振動伝達部１０５の中心部に設けられた突出部が突出する。振動伝達部１０５の中心部に設けられた突出部の先端は壁面１１１と結合する。また、外装ケース１０８は、ヨーク１０６の上面と接合されると共に、ネジ１０９およびナット１１０によって磁歪アクチュエータ１００を壁面１１１へ取付可能としている（例えば、以下の特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００５−３０３４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来の磁歪アクチュエータおよび壁面への取付構造は、磁歪素子に適切な圧縮応力を与え、磁歪素子の磁歪量を拡大して特性を改善するばねと、磁歪アクチュエータを固定すると共に防水や防塵を行う外装ケースとが別部材であったため、部品点数の削減や小型化の妨げとなっていた。特に、炊飯器や洗濯機などの家電製品にはより小型のデバイスが必要とされており、従来の磁歪アクチュエータの取付構造では、磁歪素子を短くするなどの方法によってアクチュエータの小型化を実現しなければならなかったため、性能の低下を招いていた。
【０００８】
本発明の目的は、小型化と性能の維持の実現とを両立することができる磁歪アクチュエータの取付構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の磁歪アクチュエータの取付構造は、磁歪現象による振動を伝える磁歪アクチュエータが、一方の面がこの磁歪アクチュエータの振動伝達部に結合された壁面と、外周部がこの壁面の、磁歪アクチュエータが結合されているのと同じ面と結合すると共に、中心部が磁歪アクチュエータの上面に結合され、壁面と共に磁歪アクチュエータを押圧する弾性体とによって前記壁面に取り付けられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、磁歪素子に適切な圧縮応力をかけると共に、壁面への取付を可能にした弾性体を用いることで、磁歪アクチュエータを構成していたばねが不要となり、小型化と性能の維持の実現とを両立することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における磁歪アクチュエータの取付構造について図面を用いて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態１における磁歪アクチュエータの取付構造を示した斜視図、図２は同実施の形態の平面図、図３は同実施の形態の正面図、図４は図２のＡ−Ａ´における構造断面図である。
【００１３】
図１から図４において、磁歪アクチュエータ２００は、磁歪素子２０１と、コイルボビン２０２と、コイル２０３と、磁石２０４と、振動吸収材２０５と、振動伝達部２０６と、ヨーク２０７とを備える。
【００１４】
磁歪素子２０１は、外部磁界の大きさに応じて寸法変化を生じるものであり、ニッケル、コバルト、鉄といった強磁性材料や、それらを基にした合金で構成される。磁歪アクチュエータは、この磁歪素子の寸法変化を振動として利用するデバイスである。磁歪素子２０１は、特に、鉄（Ｆｅ）と、テルビウム（Ｔｂ）やジスプロシウム（Ｄｙ）などの希土類との合金で構成される超磁性材料が望ましい。このような超磁性材料が用いられたとき、磁歪素子２０１は、超磁歪素子に、磁歪アクチュエータ２００は、超磁歪アクチュエータに、また、磁歪素子２０１は、加圧されると磁歪量や透磁率が変化する。
【００１５】
コイルボビン２０２は、樹脂などの非磁性体で構成され、筒状部と上下のフランジ部とからなる。コイルボビン２０２の上側のフランジ部は、ヨーク２０７と結合する。コイルボビン２０２は、筒状部の内周で超磁歪素子２０１の側面と結合してもよいし、結合しなくてもよい。また、コイル２０３は、コイルボビン２０２の筒状部の外周に巻回されている。
【００１６】
磁石２０４は、リング状に構成され、磁歪素子２０１にバイアス磁界を与えて予め動作点を高めておき、振動子としての振る舞いを可能とするものである。振動吸収材２０５は、リング状のゴムやバネなどの振動を吸収する樹脂で構成される。したがって、振動吸収材２０５が不要振動を抑制するため、磁歪アクチュエータ２００は入力信号により忠実な動作を行うことができる。振動伝達部２０６は、壁面２０９の材質に合わせた最適な樹脂または金属で構成され、音質をコントロールすることができる。振動伝達部２０６の下面は、壁面２０９の上面と結合している。
【００１７】
ヨーク２０７は、鉄等の磁性材料で構成され、略円板状の蓋部２０７ａと、略円板状の第１の底部２０７ｂと、略リング状の第２の底部２０７ｃとを備える。ヨーク２０７は、バイアス磁石２０４で発生した磁束を磁歪素子２０１に導く。
【００１８】
蓋部２０７ａの中心側の下面は、磁歪素子２０１の上面と結合している。蓋部２０７ａの外周側の下面は、バイアス磁石２０４の上面と結合している。
【００１９】
第１の底部２０７ｂの上面は、磁歪素子２０１の下面と結合している。第１の底部２０７ｂの側面は、振動吸収材２０５の内周と結合している。第一の底部２０７ｂは、振動吸収材２０５によって、第１の底部２０７ｂの横方向における中心位置を保持されている。第１の底部２０７ｂの下面は、振動伝達部２０６の上面と結合している。
【００２０】
第２の底部２０７ｃの上面は、磁石２０４の下面と結合している。第２の底部２０７ｃの内周は、振動吸収材２０５の外周と結合している。なお、第１の底部２０７ｂの上面側に設けられるとともに外径方向に突出したフランジと、第２の底部２０７ｃの下面側に設けられるとともに中心方向に突出したフランジとによって、振動吸収材２０５は、段差がつけられている。この二つのフランジによって、振動吸収材２０５と、第１の底部２０７ｂおよび第２の底部２０７ｃとの接触面積が増える。したがって、振動吸収材２０５と第１の底部２０７ｂおよび第２の底部２０７ｃとの結合強度を高めることができる。
【００２１】
板ばね２０８は、中心側が盛り上がった中心部２０８ａと外周側が平坦な外周部２０８ｂとを備える。中心部２０８ａは、中心近傍で、その周囲よりも窪んでいる。そして、この窪んだ部分の下面で蓋部２０７ａの上面が固定される。
【００２２】
この点について、図５を用いて詳細に説明する。図５は、壁面２０９と板ばね２０８とを結合する前の状態と結合した後の磁歪アクチュエータ２００の状態を示す状態図である。図５（ａ）に示されるように、壁面２０９と結合する前の板ばね２０８は、復元力が加わっていない。板ばね２０８と壁面２０９との間には、空隙がある。図５（ａ）に示されるように、壁面２０９と板ばね２０８とを結合する前の状態から、板ばね２０８の外周部２０８ｂが、下方に引っ張られて、図５（ｂ）に示されるように壁面２０９と板ばね２０８とが結合される。このとき、板ばね２０８には、図５（ａ）に示されるような、復元力がかかっていない元の状態に戻ろうとする復元力が働く。この復元力の反作用として、板ばね２０８の中心部２０８ａには下方に力が加わり、板ばね２０８の中心部２０８ａと固定されている磁歪アクチュエータ２００の蓋部２０７ａに圧縮応力を加え続ける。
【００２３】
また、中心部２０８ａと蓋部２０７ａとの接触面積が小さいほど、適切な圧力をかけるための外力が小さくなるため、板ばね２０８が弾性限界を超えて変形する故障を抑制することができる。
【００２４】
一方、中心部２０８ａと蓋部２０７ａとが一点で結合し、磁歪アクチュエータ２００が固定されると、板ばね２０８は、磁歪素子２０１に適切な圧縮応力を加え続けるので、磁歪現象による磁歪量を増加することができる。なお、中心部２０８ａは、下面で蓋部２０７ａの上面と結合して磁歪アクチュエータ２００を固定すればよく、一点で固定しなくてもよい。外周部２０８ｂの下面全体に接着剤が塗布されて壁面２０９と結合している。
【００２５】
以上のように、磁歪アクチュエータ２００は、壁面２０９と板ばね２０８とによって押圧されて、内部の磁歪素子２０１に適切な圧縮応力が加え続けられている。これにより、磁歪アクチュエータ２００は、磁歪素子２０１の磁歪現象による磁歪量をより増加させることができ、大きなストロークが取れるようになるため、この磁歪アクチュエータが取り付けられた壁面からは、内部にばねを有していた従来構造の磁歪アクチュエータを取り付けた場合と同等の音を発生することが可能となり、従来よりも薄型化を実現することが出来る。
【００２６】
また、図６に示すような密閉空間を形成する板ばねを用いることで、家庭内の劣悪な環境下でも塵や水や温度等から磁歪アクチュエータ２００を守り、長期使用においても故障を防止することができる。
【００２７】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における磁歪アクチュエータの取付構造について図面を用いて説明する。なお、実施の形態１と同一部分は同一番号を付し、説明を省略する。
【００２８】
図７は、本発明の実施の形態２における磁歪アクチュエータの取付構造を示した構造断面図である。磁歪アクチュエータ３００は、弾性体であるクッション３０１をさらに備える。このクッション３０１は、下面が蓋部２０７ａと結合し、上面が板ばね２０８の中心部２０８ａと結合する。板ばね２０８は、復元力によってクッション３０１を介して磁歪アクチュエータ３００を壁面方向に押し付ける。このため、クッション３０１の厚みを変えることで少ない種類の板バネを様々な厚みのアクチュエータにそのまま用いることが可能になり、部品としての汎用性が向上する。
【００２９】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３における磁歪アクチュエータの取付構造について図面を用いて説明する。なお、実施の形態１、実施の形態２と同一部分は同一番号を付し、説明を省略する。
【００３０】
図８は、本発明の実施の形態３における磁歪アクチュエータ４００の取付構造を示した平面図である。図９は、図８中のＢ−Ｂ´における構造断面図である。図８、図９に示されるように、壁面２０９は、複数のクランプ部４０１を備える。
【００３１】
次に、板ばね２０８を壁面２０９に取り付ける手順について説明する。まず、板ばね２０８は、クランプ部４０１が設けられていない壁面２０９上に配置される。そして、図８の紙面に垂直に引いた直線を回転軸にして板ばね２０８を回転させて、クランプ部４０１にそれぞれ差し込んで固定する。そして、接着剤を用いて板ばね２０８とクランプ部４０１とを結合する。
【００３２】
これにより、壁面２０９と板ばね２０８を機械的に接合することができるため、接着剤のみを用いて接合した場合と比べて接合強度が増す。
【００３３】
（実施の形態４）
以下、本発明の実施の形態４における磁歪アクチュエータの取付構造について図面を用いて説明する。なお、実施の形態１から実施の形態３と同一部分は同一番号を付し、説明を省略する。
【００３４】
図１０は、本発明の実施の形態４における磁歪アクチュエータ５００の取付構造を示した構造断面図である。板ばね２０８の外周部２０８ｂと、壁面２０９の外周側には、ネジ５０１とナット５０２を通すために複数の穴が設けられている。そして、板ばね２０８は、ネジ５０１とナット５０２によって壁面２０９に固定されている。
【００３５】
これにより、壁面２０９と板ばね２０８を機械的に接合することができるため、接着剤のみを用いて接合した場合と比べて接合強度が増す。
【００３６】
（実施の形態５）
以下、本発明の実施の形態５における磁歪アクチュエータの取付構造について図面を用いて説明する。なお、実施の形態１から実施の形態４と同一部分は同一番号を付し、説明を省略する。
【００３７】
図１１は、本発明の実施の形態５における磁歪アクチュエータ６００の取付構造を示した構造断面図である。板ばね２０８は、外周部２０８ｂの外側全体の縁に雄ネジ部６０１を備える。また、壁面２０９は、板バネ２０８の雄ネジ部６０１の大きさに合わせた凹加工が設けられており、この凹加工部外径内周の縁の全体に雌ネジ部６０２を備える。壁面２０９の雌ネジ部６０２に、板ばね２０８の雄ネジ部６０１が螺合されて、壁面２０９と板ばね２０８とが固定される。
【００３８】
これにより、壁面２０９と板ばね２０８を機械的に接合することができるため、接着剤のみを用いて接合した場合と比べて接合強度が増す。
【００３９】
（実施の形態６）
以下、本発明の実施の形態６における磁歪アクチュエータの取付構造を用いた移動体について図面を用いて説明する。なお、実施の形態１から実施の形態５と同一部分は同一番号を付し、説明を省略する。
【００４０】
図１２は、本発明の実施の形態６における磁歪アクチュエータの取付構造を用いた自動車の断面図である。例えば、磁歪アクチュエータ７００は、移動体である自動車７０１を構成するドアや窓に取り付けられている。
【００４１】
これにより、従来よりも狭い空間内に磁歪アクチュエータを設置できるようになり、また密閉空間を形成する板ばねを用いることで、外部から熱や埃や水等が入り込まず、故障しにくいため、劣悪な使用環境下においても故障を抑えて音響機器として機能させることができる。
【００４２】
また、磁歪アクチュエータを、炊飯器や冷蔵庫等の家電製品を構成する面部やパーソナルコンピュータや携帯電話等の電子機器を構成する面部に取り付けたり、住宅用天井材、壁材等の建築物に取り付けたり、家具、浴槽やトイレといった家庭内設備を構成する面部に取り付けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の磁歪アクチュエータの取付構造は、住居空間内に設置される炊飯器や洗濯機などの家電製品、テレビ等のＡＶ機器に搭載される、音響用途で使用される磁歪アクチュエータの取付構造として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態１における磁歪アクチュエータの取付構造を示す斜視図
【図２】同実施の形態における磁歪アクチュエータの取付構造を示す平面図
【図３】同実施の形態における磁歪アクチュエータの取付構造を示す正面図
【図４】図２のＡ−Ａ´における構造断面図
【図５】本発明の実施の形態１における板ばねと磁歪アクチュエータと壁面との結合状態を示す状態図
【図６】本発明の実施の形態１における他の磁歪アクチュエータの取付構造を示す斜視図
【図７】本発明の実施の形態２における磁歪アクチュエータの取付構造を示す構造断面図
【図８】本発明の実施の形態３における磁歪アクチュエータの取付構造を示す平面図
【図９】図８のＢ−Ｂ´における構造断面図
【図１０】本発明の実施の形態４における磁歪アクチュエータの取付構造を示す構造断面図
【図１１】本発明の実施の形態５における磁歪アクチュエータの取付構造を示す構造断面図
【図１２】本発明の実施の形態６における磁歪アクチュエータを搭載した移動体の断面図
【図１３】従来の磁歪アクチュエータの取付構造を示す構造断面図
【符号の説明】
【００４５】
１００、２００，３００，４００，５００，６００，７００  磁歪アクチュエータ
１０１、２０１  磁歪素子
１０２、２０２  コイルボビン
１０３、２０３  ボイスコイル
１０４、２０４  バイアス磁石
１０５  振動伝達部
１０６  ヨーク
１０７  ばね
１０８  外装ケース
１０９、５０１  ネジ
１１０、５０２  ナット
１１１、２０９  壁面
２０５  振動吸収材
２０６  振動伝達部
２０７  ヨーク
２０７ａ  蓋部
２０７ｂ  第１の底部
２０７ｃ  第２の底部
２０８  板ばね
２０８ａ  中心部
２０８ｂ  外周部
３０１  クッション
４０１  クランプ部
６０１  雄ネジ部
６０２  雌ネジ部
７０１  自動車
【図１】
2010089042.tif 000003
【図２】
2010089042.tif 000004
【図３】
2010089042.tif 000005
【図４】
2010089042.tif 000006
【図５】
2010089042.tif 000007
【図６】
2010089042.tif 000008
【図７】
2010089042.tif 000009
【図８】
2010089042.tif 000010
【図９】
2010089042.tif 000011
【図１０】
2010089042.tif 000012
【図１１】
2010089042.tif 000013
【図１２】
2010089042.tif 000014
【図１３】
2010089042.tif 000015