(57)【要約】【課題】超磁歪振動子を用いた簡単な構成の音波発生装置を提供する。【解決手段】音波発生装置Ｔは、フレーム３に固定した振動板１の表面に揺動可能に支持したレバー１０の一端側に超磁歪振動子２０を配置して力点部１２と成し、他端側を振動板１に当接させて作用点部１３と成す。作用点部１３における当接部１４は着脱可能とする。作用点部１３にバネ等の付勢手段１５を取り付け、作用点部１３を振動板１表面へ常時弾性的に押圧する。制御電流を超磁歪振動子２０に印加してこれを振動させるとレバー１０が揺動して作用点部１３の当接部１４が振動板１の表面に断続的に衝突し又は押圧力を与え、音波を発生させる。超磁歪振動子２０の変位量はレバー１０によって増幅されるから、振動板１を大きい振幅で振動させることができる。レバー１０の作用点部１３を付勢手段１５で弾性的に付勢するから、レバー１０の振動を振動板１へ確実に伝達できる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板と、該振動板上に設けた支点部により揺動可能に支持されたレバーと、該レバー上に設定した力点部に設けられた超磁歪振動子とから成り、前記超磁歪振動子で前記レバーの力点部を振動させると、前記レバーの一端に設定した作用点部が前記振動板の表面に対し断続的に押圧力を与えるように設定されていることを特徴とする音波発生装置。
【請求項２】
前記レバーにおける作用点部とは異なる端部に、当該レバーの長手方向に対し傾斜又は直交する折曲部を形成し、該折曲部に超磁歪振動子を設けて力点部となした請求項１に記載の音波発生装置。
【請求項３】
前記レバーの一端に設定した作用点部を前記振動板の表面へ弾性的に圧接する付勢手段を設けた請求項１又は２に記載の音波発生装置。
【請求項４】
前記レバーの作用点部における少なくとも前記振動板に当接する部位の材質又は形状を変更可能に構成した請求項１乃至３のいずれかに記載の音波発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超磁歪振動子を用いた音波発生装置において、構造の簡素化、コンパクト化を図ったものに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁性体が外部からの磁界の影響によって弾性変形する現象を磁歪と言い、磁歪が比較的大きい材料を磁歪材料と言う。また、磁歪変形の程度が著しく大きい物質を特に超磁歪材料と称し、従来、テルビウムＴｂ−ディスプロシウムＤｙ−鉄Ｆｅ系の単結晶合金が知られている。このような磁歪材料又は超磁歪材料は、振動子・アクチュエータ・トランスデューサなどの駆動源として利用される。
【０００３】
ところで、磁歪変形だけでは充分な変位量が得られない場合には、適宜の増幅機構を用いて変位量の拡大を図ることも行われている。例えば、特許文献１に、磁歪素子又は超磁歪素子を用いたアクチュエータの変位部にテコの一端を接続し、このテコの作用点に出力軸の一端を接続し、当該出力軸の他端に振動板を接続した構造のスピーカが記載されている。かかる構成により、アクチュエータに用いた磁歪素子又は超磁歪素子の変位量を、テコの原理を利用して拡大することにより、振動板を大きい振幅で振動させることが可能となっている。
【特許文献１】特開平５−２３６５９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のスピーカは、振動板を振動させる駆動機構が、アクチュエータ，テコ及び出力軸で構成され、アクチュエータに用いた磁歪素子又は超磁歪素子の変位量を増幅するテコを支持する支点を上記駆動機構を収納する容器に設け、振動板とテコとを出力軸で連結する構成を使用している。このため、駆動機構が嵩高くなり、設置場所が制限されるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、超磁歪素子を駆動源とする音波発生装置において、構成を簡素化し、嵩を小さくできる手段の提供を目的とする。本発明に係る音波発生装置の特徴とするところは、振動板と、該振動板上に設けた支点部により揺動可能に支持されたレバーと、該レバー上に設定した力点部に設けられた超磁歪振動子とから成り、前記超磁歪振動子で前記レバーの力点部を振動させると、前記レバーの一端に設定した作用点部が前記振動板の表面に対し断続的に押圧力を与えるように設定されていることである。
【０００６】
また本発明の音波発生装置は、前記レバーにおける作用点部とは異なる端部に、当該レバーの長手方向に対し傾斜する力点部を形成し、該力点部に超磁歪振動子を設ける構成を採用することもできる。
【０００７】
なお前記レバーの一端に設定した作用点部を、前記振動板の表面へ弾性的に圧接する付勢手段を設けてもよい。
【０００８】
さらに前記レバーの作用点部における少なくとも前記振動板に当接する部位の材質又は形状を変更可能に構成することも可能である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る音波発生装置は、振動板の駆動源として超磁歪材料を用いた超磁歪振動子を用いるから、小型の振動子でも大きい出力が得られる。そして、この超磁歪振動子の振動をレバーにより増幅するから、振動板を大きい振幅で振動させることが可能である。レバーの支点部を振動板上に設ける構成を採用したので、部材点数が少なくて済むと共に、コンパクト化が容易である。
【００１０】
レバーにおける作用点部とは異なる端部に、当該レバーの長手方向に対し傾斜する力点部を形成し、該力点部に超磁歪振動子を設ける構成とした場合は、全体の厚みを薄くすることが可能である。
【００１１】
レバーの一端に設定した作用点部を振動板の表面へ弾性的に圧接する付勢手段を設けた場合には、この音波発生装置がどのような姿勢であっても、レバーの振動エネルギーを振動板へ確実に伝達することができる。
【００１２】
さらに、レバーの作用点部における少なくとも前記振動板に当接する部位の材質又は形状を変更可能に構成した場合は、レバーが振動板に衝突したときに発生する音の音色や大きさを変えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１の実施形態）
図１に本発明に係る音波発生装置Ｔの一例を示す。この音波発生装置Ｔは、適宜フレーム３に固定した振動板１の表面に支承部２を設け、この支承部２でレバー１０を揺動可能に支持することにより当該レバー１０の支点部１１と成し、当該レバー１０の一端側に超磁歪振動子２０を配置して力点部１２と成し、当該レバー１０の他端側を振動板１に当接させて作用点部１３と成した。作用点部１３における振動板１との当接部１４は着脱可能な部材とし、必要に応じて異なる材質及び／又は形状のものと交換できるよう構成されている。また、作用点部１３にバネ等の付勢手段１５を取り付け、当該作用点部１３が振動板１の表面へ常時弾性的に押圧されるように設定した。なお所望により、振動板１に対向させて、フレーム３を間に挟んで補助振動板４を配設し、音響特性の向上を図ることも可能である。
【００１４】
振動板１及び補助振動板４には、金属板・プラスチック板・木質板・樹脂コーティングした繊維板・樹脂コーティングした紙などが用いられ、用途に応じ適当な振動特性を有するものが選択される。また、硬質の振動板１及び／又は補助振動板４の場合、音拡散用の開孔を形成することも考えられる。
【００１５】
レバー１０は、金属・プラスチック・ＦＲＰ・セラミック・木質・これらの複合材料等の剛性に優れ且つ弾性変形を生じにくい材料で製作される。レバー１０の作用点部１３における当接部１４は、所望により例えばビス止め等の構造を用いて着脱可能とし、異なる材質及び／又は形状のものと交換可能とする。当接部１４の材質や形状を変化させることにより、レバー１０が衝突したときに振動板１から発生する音の音響特性を異ならせることが可能である。なお交換可能とするのは、当接部１４だけでもよいが、作用点部１３を含むレバー１０の一端部や、レバー１０全体とすることも妨げない。
【００１６】
上記構成のうち、補助振動板４や付勢手段１５は、状況によって省略することが可能である。
【００１７】
超磁歪振動子２０は、アクチュエータあるいはトランスデューサとも呼ばれるものであって、例えばテルビウムＴｂ−ディスプロシウムＤｙ−鉄Ｆｅ系の超磁歪素子を駆動ロッドとし、その周囲にコイルを配した構造のものが使用される。
【００１８】
前記の如く構成した音波発生装置Ｔは、所定周波数の制御電流を超磁歪振動子２０に印加してこれを駆動すると、超磁歪振動子２０がレバー１０の力点部１２を振動させる。これにより、レバー１０が揺動して作用点部１３の当接部１４が振動板１の表面に断続的に衝突し又は押圧力を与え、振動板１から音波が発生する。超磁歪振動子２０の駆動部分の変位量は、レバー１０によってテコの原理に基づき増幅されるから、振動板１を大きい振幅で振動させることができ、その結果、従来は超磁歪振動子では発生させることが困難であった低周波を、超磁歪振動子を用いて得ることが可能となっている。
【００１９】
ところで、レバー１０の作用点部１３に取り付けた当接部１４を異なる材質及び／又は形状のものに交換することにより、レバー１０が揺動して当接部１４が振動板１の表面に衝突したときに発生する音の音色や大きさを変えることができる。例えば、当接部１４を硬質な材質とするか又は先鋭な形状とすることにより、振動板１から発生する音の響きが比較的固くなり、軟質な材質とするか又は湾曲形状や平坦形状とすることにより、発生音の響きが比較的柔らかくなる。
【００２０】
なお本例では、レバー１０の作用点部１３をバネ等の付勢手段１５で弾性的に付勢することにより、当接部１４を振動板１表面へ常時圧接させる構成を採用しているので、レバー１０の振動を振動板１へ確実に伝達することができる。従って、超磁歪振動子２０の出力が無駄無く使用され、損失が少ない。また付勢手段１５は、当該音波発生装置Ｔがどのような姿勢にあっても、レバー１０の当接部１４を振動板１に圧接させるという機能を有している。
【００２１】
なお図１に示す実施形態では、音波発生装置Ｔのフレーム３位置に支持台１６を設け、この支持台１６にバネ等の付勢手段１５を取り付けてレバー１０の作用点部１３を付勢するように設定したが、付勢手段１５の取付位置は、上記のほか、図２に示すようにレバー１０の力点部１２に配置する態様や、図３に示す如く支点部１１と作用点部１３との中間部に配置する態様も可能である。
【００２２】
（第２の実施形態）
本発明の音波発生装置Ｔにおいて、超磁歪振動子２０の位置は、レバー１０の一端部以外、図４（Ａ）（Ｂ）に例示するように、レバー１０における支点部１１と作用点部１３との中間とすることも可能である。かかる構成によっても、超磁歪振動子２０が発生させる振動を、レバー１０によって振幅を増大させた状態で、振動板１に伝達できるのは、前記第１の実施形態と同様である。
【００２３】
（第３の実施形態）
図５に示す実施形態は、本発明に係る音波発生装置Ｔにおけるレバー１０の一端部に、当該レバー１０の長手方向に対し傾斜又は直交する折曲部１７を形成し、この折曲部１７に超磁歪振動子２０を配置したものである。なお図５（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）はそれぞれ、図１に（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に対応させた変形例を示している。このように超磁歪振動子２０の配置が折曲部１７であっても、超磁歪振動子２０が発生させる振動の振幅をレバー１０で増幅させることが可能である。また本例では、折曲部１７に超磁歪振動子２０を配置したから、当該音波発生装置Ｔの厚み寸法を、図１の例に比べて、小さくできるという効果が得られる。従って、この音波発生装置Ｔは、扉や壁パネル等の内部に埋設する用途を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る音波発生装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る音波発生装置の異なる態様を示す概略構成図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る音波発生装置のさらに異なる態様を示す概略構成図である。
【図４】図（Ａ）（Ｂ）はいずれも、本発明に係る音波発生装置の第２の実施形態を示す概略構成図である。
【図５】図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）はいずれも、本発明に係る音波発生装置の第３の実施形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００２５】
Ｔ…音波発生装置  １…振動板  ２…支承部  ３…スペーサー  ４…補助振動板  １０…レバー  １１…支点部  １２…力点部  １３…作用点部  １４…当接部  １５…付勢手段（バネ）  １６…支持台  １７…折曲部  ２０…超磁歪振動子
【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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