(57)【要約】【課題】省スペース化を図ることができる上に、広い範囲に音を伝達することができるスピーカを提供する。【解決手段】スピーカ１０は、厚さ方向に振動可能な略板状体の床１２の下方に配設された振動装置１４を有して構成され、この振動装置１４によって床１２を振動させることで床面１２Ａから発音可能とされている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ方向に振動可能な略板状体の床又は道路の下方に配設された振動装置を有してなり、該振動装置によって前記床又は道路を振動させることで床面又は道路面から発音可能とされていることを特徴とするスピーカ。
【請求項２】
請求項１において、
前記振動装置は、前記床又は道路を介して印加される圧力の変化を検出可能な圧力センサを兼ねていることを特徴とするスピーカ。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記振動装置は、前記床又は道路を介して印加される圧力に基づいて発電可能な発電装置を兼ねていることを特徴とするスピーカ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記床は、箱状体の上面により構成され、且つ、前記振動装置は、前記箱状体の内側空間内に配設されていることを特徴とするスピーカ。
【請求項５】
請求項４において、
前記床は、前記箱状体の内側空間内に配設された略棒状の根柱に支持されていることを特徴とするスピーカ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記振動装置は、磁歪部材を備え、且つ、一端が質量部材に固定された略棒状体の磁歪ロッドと、該磁歪ロッドの周囲に配設されたコイルと、を有してなることを特徴とするスピーカ。
【請求項７】
請求項６において、
前記振動装置における前記コイルは、前記磁歪ロッドの軸心方向に該磁歪ロッドに沿って複数並んで配設され、前記振動装置は、前記各コイルを異なる周波数で同時に駆動することによって、前記床又は道路を複数種類の周波数で多重振動可能とされていることを特徴とするスピーカ。
【請求項８】
請求項６又は７において、
前記磁歪部材は、超磁歪素子を材料とする超磁歪部材からなることを特徴とするスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスピーカに関し、特に省スペース化を図ることができる上に、広い範囲に音を伝達することができるスピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
図６に示される従来公知のスピーカ１は、一端が固定端２Ａとされ、且つ、他端が自由端２Ｂとされた超磁歪ロッド２に可動ヨーク３及びアクチュエータロッド４が一体的に連結されてなる駆動ロッド５と、この駆動ロッド５の超磁歪ロッド２に軸線方向のコイル磁界を印加する磁界発生コイル６と、駆動ロッド５の自由端２Ｂ側に取付円板７Ａを介して固着された振動板７と、を有して構成されている（特許文献１参照）。
【０００３】
このスピーカ１では、超磁歪ロッド２の軸方向の振動（伸縮）が可動ヨーク３及びアクチュエータロッド４を介して振動板７に伝達され、振動板７から音が出力されるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１４５８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来公知のスピーカ１において聞き手に音を効率良く伝えるためには、スピーカを聞き手の頭上等に配置し、振動板７が聞き手の方向に向くよう設置する必要があるため、設置場所が制限されてしまう上に、所定の設置スペースが必要であるといった問題点があった。又、音を伝達することができる範囲が振動板７の向けられた方向に限られてしまうといった問題点もあった。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、省スペース化を図ることができる上に、広い範囲に音を伝達することができるスピーカ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】
【０００７】
本発明の発明者は、鋭意研究の結果、省スペース化を図ることができる上に、広い範囲に音を伝達することができるスピーカを見出した。
【０００８】
即ち、次のような本発明により、上記目的を達成することができる。
【０００９】
（１）厚さ方向に振動可能な略板状体の床又は道路の下方に配設された振動装置を有してなり、該振動装置によって前記床又は道路を振動させることで床面又は道路面から発音可能とされていることを特徴とするスピーカ。
【００１０】
（２）前記振動装置は、前記床又は道路を介して印加される圧力の変化を検出可能な圧力センサを兼ねていることを特徴とする前記（１）記載のスピーカ。
【００１１】
（３）前記振動装置は、前記床又は道路を介して印加される圧力に基づいて発電可能な発電装置を兼ねていることを特徴とする前記（１）又は（２）記載のスピーカ。
【００１２】
（４）前記床は、箱状体の上面により構成され、且つ、前記振動装置は、前記箱状体の内側空間内に配設されていることを特徴とする前記（１）乃至（３）のいずれかに記載のスピーカ。
【００１３】
（５）前記床は、前記箱状体の内側空間内に配設された略棒状の根柱に支持されていることを特徴とする前記（４）記載のスピーカ。
【００１４】
（６）前記振動装置は、磁歪部材を備え、且つ、一端が質量部材に固定された略棒状体の磁歪ロッドと、該磁歪ロッドの周囲に配設されたコイルと、を有してなることを特徴とする前記（１）乃至（５）のいずれかに記載のスピーカ。
【００１５】
（７）前記振動装置における前記コイルは、前記磁歪ロッドの軸心方向に該磁歪ロッドに沿って複数並んで配設され、前記振動装置は、前記各コイルを異なる周波数で同時に駆動することによって、前記床又は道路を複数種類の周波数で多重振動可能とされていることを特徴とする前記（６）記載のスピーカ。
【００１６】
（８）前記磁歪部材は、超磁歪素子を材料とする超磁歪部材からなることを特徴とする前記（６）又は（７）記載のスピーカ。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るスピーカによれば、省スペース化を図ることができる上に、広い範囲に音を伝達することができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係るスピーカは、厚さ方向に振動可能な略板状体の床又は道路の下方に配設された振動装置を有してなり、該振動装置によって前記床又は道路を振動させることで床面又は道路面から発音可能とされていることによって、上記課題を解決したものである。
【００１９】
なお、本発明における「床」は家屋の床に限定されるものではなく、乗り物等の床も含まれる。
【００２０】
以下、図面を用いて、本発明の実施例１〜４に係るスピーカについて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１及び図２に示されるように、本実施例１に係るスピーカ１０は、厚さ方向に振動可能な略板状体の床１２の下方に配設された振動装置１４を有して構成されている。なお、説明の都合上、図における振動装置１４は拡大して示されている。
【００２２】
この振動装置１４は、下端が質量部材１６に固定された略棒状の超磁歪ロッド１８と、この超磁歪ロッド１８の周囲に配設されたコイル２０によって構成されている。
【００２３】
質量部材１６は、超磁歪ロッド１８が軸方向に伸縮駆動された時に、その伸縮による変位が床１２側にのみ生じるようにするためのもので、超磁歪ロッド１８が伸縮駆動されて振動が生じてもこれによって質量部材１６がほとんど振動しない質量、例えば、少なくとも超磁歪ロッド１８の１００〜２００倍程度の質量を有している部材を適用するのが好ましい。換言すれば、質量部材１６は、超磁歪ロッド１８が伸縮する際に発生する力に対し、数百倍程度の慣性力を発揮できるだけの質量を有しているのが好ましい。
【００２４】
この質量部材１６に固定された超磁歪ロッド１８は、この例では、略棒状の超磁歪部材２２と、この超磁歪部材２２の軸方向両端に配設された略円板状の２つの磁石２４によって構成されている。又、超磁歪ロッド１８は、その上端が床１２の下面に接触可能に配設され、超磁歪ロッド１８の軸方向の振動が床１２に伝達できるように構成されている。
【００２５】
超磁歪部材２２は、超磁歪素子を材料としている。ここで、「超磁歪素子」とは、希土類元素および／または特定の遷移金属などを主成分（例えば、テルビウム、ジスプロシウム、鉄など）とする粉末焼結合金あるいは単結晶合金から作られた磁歪素子をいう。この磁歪素子は、外部から磁界が印加されると大きな変位を生じ（ジュール効果）、又、外部から応力を受けて変形すると大きな透磁率又は残留磁化量の変化を生じる性質（ビラリ効果）を有している。
【００２６】
コイル２０は、リード線２６を介して駆動部２７、検出部２８及び蓄電部２９にそれぞれ接続可能とされていると共に、これら駆動部２７、検出部２８及び蓄電部２９との接続は、図示しない切換スイッチによって切換可能な構造となっている。なお、蓄電部２９には、例えば、充電池やコンデンサ等を適用することができる。
【００２７】
次に、本実施例１に係るスピーカ１０の作用について説明する。
【００２８】
駆動部２７とコイル２０が接続され、駆動部２７からコイル２０に音声信号等の駆動信号が入力されると、この駆動信号に応じて超磁歪ロッド１８には軸方向の磁界が印加される。そして、超磁歪ロッド１８が磁歪効果によって軸方向に振動（伸縮）することによって、床１２が厚さ方向に振動させられ、床面１２Ａから発音可能となっている。
【００２９】
又、本実施例１に係る振動装置１４は、床１２を介して印加される圧力の変化を検出可能な圧力センサを兼ねている。より具体的には、例えば床１２上を人間が通過したような場合、床１２から超磁歪ロッド１８に対し軸方向の圧力が印加されるため、超磁歪ロッド１８が軸方向に変形し、その透磁率又は残留磁化量が変化する。従って、この超磁歪ロッド１８の透磁率又は残留磁化量の変化を、検出部２８においてコイル２０のインダクタンス値の変化として検出することによって、振動装置１４は床１２に印加される圧力の変化を検出可能となっている。従って、例えば、本実施例１に係るスピーカ１０は、不審者の侵入等を検知するための警報機として機能させることもできる。
【００３０】
更に、本実施例１に係る振動装置１４は、床１２を介して印加される圧力に基づいて発電可能な発電装置を兼ねている。より具体的には、例えば床１２上を人間が通過したような場合、床１２から超磁歪ロッド１８に対し軸方向に圧力が印加されるため、超磁歪ロッド１８が軸方向に変形し、コイル２０において電圧が誘起され電力が発生する。従って、このコイル２０において発電された電力を、蓄電部２９によって蓄えるようにすれば、本実施例１に係るスピーカ１０を、発電装置として機能させることもできる。
【００３１】
本実施例１に係るスピーカ１０によれば、厚さ方向に振動可能な略板状体の床１２の下方に配設された振動装置１４を有してなり、この振動装置１４によって床１２を振動させることで床面１２Ａから発音可能とされているため、床１２をスピーカの振動板として機能させることができ、省スペース化を図ることができる上に、広い範囲に音を伝達することができる。
【００３２】
特に、振動装置１４は、超磁歪部材２２を備え、且つ、一端が質量部材１６に固定された略棒状体の超磁歪ロッド１８と、この超磁歪ロッド１８の周囲に配設されたコイル２０と、を有してなるため、振動装置１４から大きな応力を発生させることができ、質量の大きな床や道路を容易に振動させることができる。
【００３３】
又、振動装置１４は、床１２を介して印加される圧力の変化を検出可能な圧力センサや、床１２を介して印加される圧力に基づいて発電可能な発電装置を兼ねているため、スピーカとして使用しない場合には、圧力センサや発電装置として使用することができ利便性が高い。
【００３４】
更に、超磁歪ロッド１８は、超磁歪素子を材料とする超磁歪部材２２を備えているため、振動装置としての振動量の増大、圧力センサとしての検出感度の向上、及び発電装置としての発電量の増大をそれぞれ図ることができる。
【実施例２】
【００３５】
次に、図３を用いて、本発明の実施例２に係るスピーカ３０について詳細に説明する。
【００３６】
図に示されるように、本実施例２に係るスピーカ３０は、厚さ方向に振動可能な略板状体の道路３２の下方に配設された振動装置３４を有して構成されている。なお、上記実施例１に係るスピーカ１０と同様な部分については図中において同じ符号を付す事とし、その説明は省略する。
【００３７】
振動装置３４は、一端が質量部材１６に固定された略棒状体の超磁歪ロッド３６と、この超磁歪ロッド３６の軸心方向に超磁歪ロッド３６に沿って複数（この例では２つ）並んで配設されたコイル３８によって構成されている。
【００３８】
超磁歪ロッド３６は、略棒状の２つの超磁歪部材４０と、これら超磁歪部材４０の軸方向両端に配設された略円板状の３つの磁石４２によって構成されている。又、コイル３８は、リード線４４を介して駆動部４６に接続されている。
【００３９】
次に、本実施例２に係るスピーカ３０の作用について説明する。
【００４０】
駆動部４６からコイル３８に音声信号等の駆動信号が入力されると、この駆動信号に応じて超磁歪ロッド３６には軸方向の磁界が印加される。そして、超磁歪ロッド３６が磁歪効果によって軸方向に振動（伸縮）することによって、道路３２が厚さ方向に振動させられ、道路面３２Ａから発音可能となっている。
【００４１】
ところで、本実施例２に係る振動装置３４では、２つのコイル３８をそれぞれ異なる周波数の駆動信号で同時に駆動するように構成されているため、超磁歪部材４０は２つのコイル３８の駆動周波数に応じて異なる周波数で振動する。その結果、超磁歪ロッド３６は、全体として複数種類の周波数で多重振動することになる。従って、例えば、一方のコイル３８に所定の駆動信号を入力し、他方のコイル３８に所定の駆動信号を遅延させた駆動信号を入力するようにすれば、エコー効果等を容易に実現することができる。
【００４２】
又、超磁歪部材４０は透磁率が非常に低い部材である。従って、２つのコイル３８から発生するコイル磁界の干渉を非常に少なくすることができる。即ち、各超磁歪部材４０は、その周囲に配設されたコイル３８によってのみ駆動され、その振動は互いに略干渉することなく多重化され道路３２に伝達される。
【００４３】
本実施例２に係るスピーカ３０によれば、厚さ方向に振動可能な略板状体の道路３２の下方に配設された振動装置３４を有してなり、この振動装置３４によって道路３２を振動させることで道路面３２Ａから発音可能とされているため、道路３２をスピーカの振動板として機能させることができ、省スペース化を図ることができる上に、広い範囲に音を伝達することができる。
【００４４】
又、振動装置３４におけるコイル３８は、超磁歪ロッド３６の軸心方向に超磁歪ロッド３６に沿って複数並んで配設され、振動装置３４は、各コイル３８を異なる周波数で同時に駆動することによって、道路３２を複数種類の周波数で多重振動可能とされているため、複数種類の周波数の振動を多重して出力することができる。
【実施例３】
【００４５】
次に、図４を用いて、本発明の実施例３に係るスピーカ５０について詳細に説明する。
【００４６】
図に示されるように、本実施例３に係るスピーカ５０に適用された振動装置５２は、上記実施例２に係る振動装置３４の質量部材１６及び超磁歪ロッド３６に代えて、略筒状の質量部材５４及び超磁歪ロッド５６をそれぞれ適用したものである。なお、実施例２に係るスピーカ３０と同様な部分については図において同一の符号を付すこととし、その説明は省略する。
【００４７】
略筒状の質量部材５４及び超磁歪ロッド５６は、その内側空間内を貫通する一本のボルト５８と、このボルト５８の両端部に螺合された２つのナット６０によって床６２に固定されている。又、超磁歪ロッド５６は、２つの超磁歪部材６４と、これら超磁歪部材６４の軸方向両端に配設された３つの磁石６６によって構成されている。
【００４８】
本実施例３に係るスピーカ５０によれば、ボルト５８及びナット６０によって超磁歪ロッド５６の軸方向に予荷重が印加されているため、実施例２に係るスピーカ３０に比べ、更に振動量を増大することができる。
【００４９】
又、質量部材５４や超磁歪ロッド５６は略筒状に成形されているため、ボルト５８及びナット６０等によって床や道路に容易に取り付けることができる。
【実施例４】
【００５０】
次に、図５を用いて、本発明の実施例４に係るスピーカ７０について詳細に説明する。
【００５１】
図に示されるように、本実施例４に係るスピーカ７０は、上記実施例１に係るスピーカ１０に適用された床１２に代えて、箱状体の上面により構成された床７２が適用されている。なお、実施例１に係るスピーカ１０と同様な部分については図中において同じ符号を付す事とし、その説明は省略する。
【００５２】
箱状体の内側空間内には、床７２を厚さ方向に振動させるための振動装置７４が配設されている。又、床７２は、箱状体の内側空間内に配設された略棒状の根柱７６に支持されている。
【００５３】
本実施例４に係るスピーカ７０によれば、床７２は箱状体の上面により構成され、且つ、振動装置７４は箱状体の内側空間内に配設されているため、出力される音を増大することができる上に、スピーカの移動が可能である。
【００５４】
又、床７２は、箱状体の内側空間内に配設された略棒状の根柱７６に支持されているため、床７２の振動量をより一層増大させることができる。
【００５５】
なお、本発明に係るスピーカは、上記実施例１〜４に係るスピーカ１０、３０、５０、７０の形状や構造等に限定されるものではなく、例えば、振動装置の振動量が十分得られる場合等には、超磁歪部材に代えて磁歪素子からなる磁歪部材を適用してもよい。
【００５６】
又、振動装置は磁歪部材を用いた装置に限定されるものではなく、圧電部材等を用いた装置であってもよい。
【００５７】
即ち、本発明に係るスピーカは、厚さ方向に振動可能な略板状体の床又は道路の下方に配設された振動装置を有してなり、該振動装置によって前記床又は道路を振動させることで床面又は道路面から発音可能とされていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施例１に係るスピーカを示す略示側断面図
【図２】図１におけるII−II線に沿う断面図
【図３】本発明の実施例２に係るスピーカを示す略示側断面図
【図４】本発明の実施例３に係るスピーカを示す略示側断面図
【図５】本発明の実施例４に係るスピーカを示す略示側断面図
【図６】従来のスピーカを示す略示側断面図
【符号の説明】
【００５９】
１…スピーカ
２…超磁歪ロッド
３…可動ヨーク
４…アクチュエータロッド
５…駆動ロッド
６…磁界発生コイル
７…振動板
７Ａ…取付円板
１０、３０、５０、７０…スピーカ
１２、６２、７２…床
１４、３４、５２、７４…振動装置
１６、５４…質量部材
１８、３６、５６…超磁歪ロッド
２０、３８…コイル
２２、４０、６４…超磁歪部材
２４、４２、６６…磁石
２６、４４…リード線
２７、４６…駆動部
２８…検出部
２９…蓄電部
３２…道路
５８…ボルト
６０…ナット
７６…根柱
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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