(57)【要約】【課題】装置の全長を短くし、小型、軽量化が図れる音響用電磁変換装置を提供する。【解決手段】ケース１内に、バイアス磁界発生用磁石３、４を接合した超磁歪素子２を収容する。また、超磁歪素子２を囲む磁界発生用コイル７とをケース１に収容する。一端が開口された筒状部１５をバネ支持体１２に設ける。ばね支持体１２に超磁歪素子２の伸縮をケース１外の振動板１０に伝達する振動伝達ロッド８を設ける。磁石３、４を接合した超磁歪素子２をケース１の開口端部に固定した固定板９とばね支持体１２との間で挟持する。前記筒状部１５により超磁歪素子２およびコイル７を覆う。筒状部１５に設けた鍔部１５ａとケース１の端板部１ｂとの間にコイル状の圧縮ばね１３を設ける。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超磁歪素子に与圧を与えるコイル状の圧縮ばねを備え、
前記圧縮ばねを受けるばね支持体を、一端が開口された筒状に形成、その開口端部に鍔部を有すると共に、前記超磁歪素子の伸縮をケース外部の振動板に伝達する振動伝達ロッドを設けた構造とし、
バイアス磁界発生用磁石を少なくとも一端に接合した超磁歪素子を、ケース開口端部側の固定板と前記ばね支持体の閉塞端部との間で挟持すると共に、前記筒状部により前記磁石を接合した超磁歪素子および超磁歪素子を包囲するコイルを覆い、
前記筒状部に設けた鍔部と前記ケースの端板部との間に、前記筒状部を囲むように圧縮ばねを設けたことを特徴とする音響用電磁変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の音響用電磁変換装置において、
前記ばね支持体を磁性材料により構成したことを特徴とする音響用電磁変換装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の音響用電磁変換装置において、
前記ばね支持体の筒状部の開口端部に設ける前記鍔部を、前記ケース開口端部側の固定板に近接させて設けたことを特徴とする音響用電磁変換装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれかに記載の音響用電磁変換装置において、
前記圧縮ばねの内径を、前記ばね支持体の筒状部の外径より大きく形成し、かつ前記ケースの端板部とばね支持体の鍔部に、圧縮ばねの端部の位置規制用溝または段部を設けたことを特徴とする音響用電磁変換装置。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれかに記載の音響用電磁変換装置において、
前記振動伝達ロッドを、前記ケースの端板部の貫通孔に非接触構造で貫挿したことを特徴とする音響用電磁変換装置。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれかに記載の音響用電磁変換装置において、
前記圧縮ばねの両端が平行に研削されていることを特徴とする音響用電磁変換装置。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれかに記載の音響用電磁変換装置において、
前記ケース開口端部側に、前記磁石と接合した超磁歪素子およびコイルを固定するための固定板を嵌合する構造を有し、かつ該固定板に、前記磁石を接合した超磁歪素子およびコイルを接合する凹部を有することを特徴とする音響用電磁変換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超磁歪素子を用いた音響用電磁変換装置に係わり、特に平面振動板を駆動するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電磁変換装置として、特許文献１には、超磁歪素子を被振動体に伝達するロッドを、超磁歪素子に対して可動ヨークを介して接合し、該振動伝達ロッドおよび可動ヨークを、ケース内に設けた複数枚の与圧用板ばねにより複数個所で支持し、これによりケース端板に対しては前記ロッドが非接触で振動するように構成された電磁変換装置が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１４５８９２号公報。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献１に記載の電磁変換装置は、超磁歪素子と、可動ヨークと、振動伝達ロッドが直列的に接合され、振動伝達ロッドが板ばねで支持されているので、音響用電磁変換装置の全長が長くなり、設置スペースが大きくなる上、振動板に音響用電磁変換装置を固定した場合、振動板に対する重量負荷が無視できなくなるというという問題点がある。
【０００５】
また、バイアス磁界発生用磁石として、超磁歪素子の両端または振動伝達ロッド側端面に接合する構造のものを用いる場合には、磁気回路が開磁路となり、磁気漏洩を起こす。そしてこの磁気漏洩は、音響用電磁変換装置の周囲に置かれた、磁気を用いた画面表示器等に影響を与え、画面のゆがみを起こすおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑み、装置の全長を短くし、小型、軽量化が図れる音響用電磁変換装置を提供することを目的とする。また、本発明は、外部への磁気漏洩が低減できる構造の音響用電磁変換装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明の音響用電磁変換装置は、超磁歪素子に与圧を与えるコイル状の圧縮ばねを備え、
前記圧縮ばねを受けるばね支持体を、一端が開口された筒状に形成、その開口端部に鍔部を有すると共に、前記超磁歪素子の伸縮をケース外部の振動板に伝達する振動伝達ロッドを設けた構造とし、
バイアス磁界発生用磁石を少なくとも一端に接合した超磁歪素子を、ケース開口端部側の固定板と前記ばね支持体の閉塞端部との間で挟持すると共に、前記筒状部により前記磁石を接合した超磁歪素子および超磁歪素子を包囲するコイルを覆い、
前記筒状部に設けた鍔部と前記ケースの端板部との間に、前記筒状部を囲むように圧縮ばねを設けたことを特徴とする。
【０００８】
（２）また、本発明の音響用電磁変換装置は、前記ばね支持体を磁性材料により構成したことを特徴とする。
【０００９】
（３）また、本発明の音響用電磁変換装置は、前記ばね支持体の筒状部の開口端部に設ける前記鍔部を、前記ケース開口端部側の固定板に近接させて設けたことを特徴とする。
【００１０】
（４）また、本発明の音響用電磁変換装置は、前記圧縮ばねの内径を、前記ばね支持体の筒状部の外径より大きく形成し、かつ前記ケースの端板部とばね支持体の鍔部に、圧縮ばねの端部の位置規制用溝または段部を設けたことを特徴とする。
【００１１】
（５）また、本発明の音響用電磁変換装置は、前記振動伝達ロッドを、前記ケースの他方の端板部の貫通孔に非接触構造で貫挿したことを特徴とする。
【００１２】
（６）また、本発明の音響用電磁変換装置は、前記圧縮ばねの両端が平行に研削されていることを特徴とする。
【００１３】
（７）また、本発明の音響用電磁変換装置は、前記ケース開口端部側に、前記磁石と接合した超磁歪素子およびコイルを固定するための固定板を嵌合する構造を有し、かつ該固定板に、前記磁石を接合した超磁歪素子およびコイルを接合する凹部を有することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の音響用電磁変換装置の一実施の形態を示す断面図である。図１において、１は筒状をなすケース、２は超磁歪素子、３、４はその伸縮方向の両端面に設けるバイアス磁界発生用磁石である。６は樹脂製ボビン、７はボビン６に巻かれた磁界発生用コイル、８は超磁歪素子２の伸縮を平面振動板１０に振動伝達板１１を介して伝達する振動伝達ロッド、９はケース１の開口端部側の端板部を構成するため、その開口端部に固定される固定板、１２は図示のように該振動伝達ロッド８を一体に設けたばね支持体、１３はコイル状をなし、超磁歪素子２に与圧を加える圧縮ばねである。
【００１５】
前記ケース１は、コイル７に流す交流電流により発生する渦電流を防止するため、樹脂製または鉄等の比較的導電性の悪い金属等を用いることが好ましい。
【００１６】
前記固定板９は、ケース１の開口端部に嵌合され、ケース１に設けたねじ孔１ａにねじ込んだ止めねじ１４を、固定板９の周囲に設けた溝９ｃに嵌めることによりケース１に固定される。
【００１７】
バイアス磁界発生用磁石３、４を接合した超磁歪素子２は、その一端側の磁石４を、前記固定板９の内面に設けた凹部９ａに嵌合しかつ接着剤により接合して取付けられる。
【００１８】
前記コイル７を巻いたボビン６は、前記固定板９の内面の前記凹部９ａの周囲に設けた凹部９ｂに嵌合しかつ接着剤により接合して取付けられる。
【００１９】
前記ばね支持体１２は、片面開口の筒状部１５を有するもので、その開口端部に圧縮ばね１３の一端を受ける鍔部１５ａを有する。また、筒状部１５の閉塞端部１５ｂの中央に前記振動伝達ロッド８を一体に形成する。前記閉塞端部１５ｂの内面には凹部１５ｃを有し、該凹部１５ｃに前記超磁歪素子２の一端に接合した磁石３を嵌合し、接着剤により接合する。これにより、ばね支持体１５と前記固定板９との間で超磁歪素子２と磁石３、４を挟持する。同時に、筒状部１５により、超磁歪素子２、磁石３およびボビン６に巻いたコイル７を覆う。
【００２０】
前記圧縮ばね１３は、一端を前記鍔部１５ａに当接させ、他端をケース１の端板部１ｂの内面に設けた環状溝１ｃに嵌合して取付ける。この場合、前記圧縮ばね１３が前記筒状部１５への接触することを防止するため、圧縮ばね１３の内径は筒状部１５の外径より大きく設定する。また、前記鍔部１５ａの近傍に筒状部１５より大径に形成した段部１５ｄに圧縮ばね１３の一端を嵌合し、圧縮ばね１３の他端を前記環状溝１ｃに嵌合することにより、圧縮ばね１３の位置を、該圧縮ばね１３が筒状部１５ａと同心となるように規制する。
【００２１】
前記振動伝達ロッド８は、前記ケース１の端板部１ｂに設けた貫通孔１ｄに非接触構造により、すなわち隙間を有して貫挿される。
【００２２】
前記振動伝達板１１は、その中心に設けた凹部１１ａに前記振動伝達ロッド８の先端を嵌合し、かつその中心に設けた貫通孔１１ｂにねじ１６を挿通してその固定ねじ１６を振動伝達ロッド８の中心のねじ孔８ａにねじ込んで締め付けることにより、固定される。振動板１０は振動伝達板１１に接着により固定される。
【００２３】
この音響用電磁変換装置は次のようにして組み立てる。超磁歪素子２の両端にバイアス磁界発生用磁石３、４を接着剤により接合する。このようにして超磁歪素子２に接合した磁石を、固定板９の凹部９ａに嵌合、接着する。次に磁石３側から超磁歪素子２にボビン６に巻いたコイル７を嵌め、ボビン６の一端を前記固定板９の凹部９ｂに嵌合、接着する。
【００２４】
このようにして磁石固定板９に固定したコイル７、超磁歪素子２および磁石３、４を筒状部１５で覆うように、ばね支持体１２を、前記筒状部１５の凹部１５ｃに磁石３を嵌めかつ接着して固定する。
【００２５】
次に圧縮ばね１３を筒状部１５に嵌め、その一端を段部１５ａに嵌着して取付ける。このようにして組み立てたものを、ケース１の開口端部より入れ、振動伝達ロッド８をケース１の貫通孔１ｄに通すと同時に、圧縮ばね１３の端部をケース１の環状溝１ｃに嵌合して取付ける。
【００２６】
次に固定板９をケース１内に押し込み、止めねじ１４をケース１のねじ孔１ａにねじ込み、その先端を固定板９の外周の溝９ｃに嵌着して固定板９をケース１に固定する。
【００２７】
次に振動伝達ロッド８の先端を振動伝達板１１の凹部１１ａに嵌め、固定ねじ１６を振動伝達板１１の貫通孔１１ｂより挿通して振動伝達ロッド８のねじ孔８ａにねじ込むことにより、振動伝達板１１を振動伝達ロッド８に固定する。次に振動伝達板１１に振動板１０に接着する。
【００２８】
この音響用電磁変換装置は、磁界発生用コイル７に不図示のリードから音響用電気信号を流すと、超磁歪素子２が伸縮し、その伸縮動作が振動伝達ロッド８、振動伝達板１１を介して振動板１０に伝達され、振動板１０が振動し、音声を発する。
【００２９】
この音響用電磁変換装置は、ばね支持体１２が筒状をなして圧縮ばね１３が超磁歪素子２やコイル７を囲むようにしてこれらの外周に位置する構造にしたので、振動伝達ロッド８側に与圧ばねの収容部やその受け部を設ける必要がなくなる。このため、超磁歪素子２からケース１の端板部１ｂに至るスペースを小さく形成することができ、装置の全長を短くすることができる。このことは音響用電磁変換装置全体の小型化、軽量化に益する。また、超磁歪素子２の両端または一端に密着構造で磁石３、４を設けたので、特許文献１に記載のような磁界発生用コイルの外周に設ける筒状磁石を用いる場合に比較し、磁石３、４は小さくでき、装置の全体構造をさらに簡単にかつ小型にすることができる。
【００３０】
また、振動伝達ロッド８が短くなり、振動伝達機構が簡単になるので、入力信号に対する伸縮量のリニアリティが確保しやすくなると共に、特性が安定する。
【００３１】
前記固定板９および前記ばね支持体１２は樹脂によって構成してもよいが、好ましくは鉄等の磁性材料により構成し、磁石３、４やコイル４により発生する磁気の閉じた磁気回路を、ばね支持体１２の筒状部１５と固定板９とによって構成する。また、この閉じた磁気回路を構成するため、鍔部１５ａを固定板９に近接させた構成（鍔部１５ａを超磁歪素子２の磁心方向の中間部より固定板９側に位置させた構成）とする。このように構成すれば、磁石３、４やコイル７で発生する磁気についての実質的に閉じた磁気回路が筒状部１５や固定板９によって構成され、磁気が外部にノイズとして漏れることを防ぐことができる。
【００３２】
また、振動伝達ロッド８をケース１の貫通孔１ｄに非接触で貫挿することにより、軸受により振動伝達ロッド８を支持する場合の異音の発生を防止することができる。この場合、振動伝達ロッド８の貫通孔１ｄの内面との接触を防止するには、振動伝達ロッド８の横振れが起きず、超磁歪素子２の磁心方向にのみ保持されることが好ましい。この意味において、本発明のように、振動伝達ロッド８を含む振動伝達部が短くできることが、この横振れを防止する作用を助長する。その上、圧縮ばね１３を受ける鍔部１５ａが超磁歪素子２の固定側端部、すなわち固定板９側に近いことにより、振動伝達ロッド８がより安定して中心に保持され、前記振動伝達ロッド８の貫通孔１ｄの内面との接触をより確実に防止することができる。
【００３３】
また、圧縮ばね１３が筒状部１５に接触することを防止する段部１５ｄや環状溝１ｃを備えているので、圧縮ばね１３と筒状部１５との接触も確実に防止することができる。
【００３４】
また、本実施の形態においては、前記圧縮ばね１３はその両端１３ａ、１３ｂを平行に研削しているので、圧縮ばね１３の姿勢が常に振動伝達ロッド８と同心に保持され、振動伝達ロッド８を貫通孔１ｄの中心に位置させる機能をさらに助長することができる。
【００３５】
本発明を実施する場合、端面部１ｂはケース１と別体に作製してケース１に固定するようにしてもよい。また、超磁歪素子２の両端に磁石３、４を設けるのではなく、一方のみに磁石を設けてもよい。
【００３６】
また、前記ケース１の両端を開口構造として両端に固定板を固定した構造や、固定板９側をケース１と一体に形成した構造として、端板部１ｂ側に固定板を取付ける構造としてもよい。しかし、前記実施の形態で示したように、固定板９と筒状部１５の閉塞端部１５ｂとの間で超磁歪素子２や磁石３、４を挟持する構造とし、該固定板９に、前記磁石３、４を接合した超磁歪素子２およびコイル７を接合する凹部９ａ、９ｂを有する構造とすることにより、固定板９に磁石３、４を接合した超磁歪素子２およびコイル７を接合すると共に、ばね支持体１２、圧縮ばね１３を取付けた構造でケース１に組み付けることができるので、組立が容易になるという利点がある。
【００３７】
本発明を実施する場合、前記振動伝達ロッド８は筒状部１５と別体に作製して組み合わせてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、与圧用圧縮ばねのばね支持体を筒状に構成し、その筒状部により、バイアス磁界発生用磁石を少なくとも一端に設けた超磁歪素子およびその周囲に設けたコイルを覆い、筒状部に設けた鍔部と前記ケース開口端部側の端板部との間にコイル状の圧縮ばねを設けたので、超磁歪素子からケースの他方の端板部に至るスペースを小さく形成することができ、もって装置の全長を短くすることができる。このため、音響用電磁変換装置全体を小型化、軽量化することができる。
【００３９】
また、本発明において、前記固定板および前記ばね支持体は磁性材料によって構成することにより、これらによって閉じた磁気回路を形成することができ、磁気が外部にノイズとして漏れることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による音響用電磁変換装置の一実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１：ケース、１ａ：ねじ孔、１ｂ：端板部、１ｃ：環状溝、１ｄ：貫通孔、２：超磁歪素子、３、４：バイアス磁界発生用磁石、６：ボビン、７：コイル、８：振動伝達ロッド、８ａ：ねじ孔、９：固定板、９ａ、９ｂ：凹部、９ｃ：溝、１０：平面振動板、１１：振動伝達板、１１ａ：凹部、１１ｂ：貫通孔、１２：ばね支持体、１３：圧縮ばね、１３ａ、１３ｂ：端面、１４：止めねじ、１５：筒状部、１５ａ：鍔部、１５ｂ：閉塞端部、１５ｃ：凹部、１５ｄ：段部、１６：固定ねじ
【図１】
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