JP5599080B2 - エキサイタ及びその取り付け方法、並びに音響伝達部材 - Google Patents

Description

本発明は、エキサイタ及びその取り付け方法、並びに音響伝達部材に関する。

従来、磁歪素子を用いた種々のエキサイタが開発されている。このエキサイタは、典型的には、テーブル、ドア、パーティション、及び壁などの部材に装着して用いられる。上記磁歪素子は、入力された音声信号に応じて振動し、この振動が上記部材に伝達される。これにより、上記音声信号に対応した音声を、上記部材を介して、大きな音量で発生させることが可能となる。

しかしながら、エキサイタを上記部材に装着する際には、多くの問題が生じ得る。例えば、従来のエキサイタでは、装着に必要な工程数が過度に多いことがある。或いは、従来のエキサイタでは、装着に高い熟練度が必要なことがある。更に、従来のエキサイタでは、装着後の状態における上記振動の上記部材への伝達効率が低いために、発生する音声の音量が過度に小さいことがある。フラッシュ構造を有する部材にエキサイタを装着する場合には、上記問題点が特に顕著となる。

有限会社ジグボ「ＧＭＭエキサイタ」（ｈｔｔｐ：／／ａｋｉｚｕｋｉｄｅｎｓｈｉ．ｃｏｍ／ｄｏｗｎｌｏａｄ／ＪＢ−ＧＭ０１．ｐｄｆ） ＴＤＫ株式会社「Ｘａ−Ｍａｓｔｅｒ」（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｈｉｌｅｗｅｂ．ｃｏｍ／ｒｅｖｉｅｗ／ｃｌｏｓｅｕｐ／ｔｄｋ−ｘａｍａｓｔｅｒ／）

発明が解決しようする課題

本発明の目的は、装着が容易であり且つ大きな音量の音声を発生可能とするエキサイタ、その取り付け方法、及び、上記エキサイタを備えた音響伝達部材を提供することにある。

本発明の第１側面によると、磁歪素子と、前記磁歪素子を内包し且つ外周の少なくとも一部にネジ溝が設けられたホルダとを具備したエキサイタが提供される。

本発明の第２側面によると、第１側面に係るエキサイタが捻じ込み装着された音響伝達部材が提供される。

本発明の第３側面によると、開口が設けられた部材を準備することと、前記開口に第１側面に係るエキサイタを捻じ込むこととを具備したエキサイタの取り付け方法が提供される。

本発明によると、装着が容易であり且つ大きな音量の音声を発生可能とするエキサイタ、その取り付け方法、及び、上記エキサイタを備えた音響伝達部材を提供することが可能となる。

本発明の一態様に係るエキサイタの断面図。 図１に示すエキサイタの組み立て前の状態を示す断面図。 本発明の一変形例に係るエキサイタの断面図。 本発明の他の変形例に係るエキサイタの組み立て途中の状態を示す断面図。 図４に示すエキサイタの一部を拡大して示す断面図。 本発明の他の変形例に係るエキサイタの上面図及び断面図。 エキサイタが装着された音響伝達部材の一例を示す断面図。 エキサイタの取り付け方法の一例を示す断面図。 エキサイタが装着された音響伝達部材の他の例を示す断面図。 図９に示す音響伝達部材の一変形例を示す断面図。

図１は、本発明の一態様に係るエキサイタの断面図である。図２は、図１に示すエキサイタの組み立て前の状態を示す断面図である。

図１及び図２に示すエキサイタ１は、磁歪素子１０と、マグネット２０Ａ及び２０Ｂと、コイルボビン３０Ａと、コイル３０Ｂと、入力リード線３０Ｃと、振動ロッド４０と、皿バネ５０と、ホルダ１００Ａと、ホルダヘッド１００Ｂとを備えている。ホルダ１００Ａには、振動ロッド４０を通すための貫通孔１００Ｃが設けられている。ホルダヘッド１００Ｂには、入力リード線３０Ｃを通すための貫通孔１００Ｄが設けられている。以下、これら構成要素について、順に説明する。

磁歪素子１０は、印加された磁界に応答して弾性変化する素子である。磁歪素子１０としては、例えば、円柱形状のものを用いる。磁歪素子１０としては、例えば、直径が３．５ｍｍであり且つ高さが６ｍｍである円柱形状のものを使用することができる。

マグネット２０Ａ及び２０Ｂは、着磁されている。マグネット２０Ａ及び２０Ｂは、バイアス磁界を付加するために用いられる。マグネット２０Ａ及び２０Ｂは、磁歪素子１０を間に挟んで向き合うように配置される。マグネット２０Ａ及び２０Ｂとしては、例えば、ネオジムマグネットを用いる。マグネット２０Ａ及び２０Ｂとしては、例えば、直径が３ｍｍであり且つ高さが１ｍｍである円柱形状のものを用いることができる。

コイルボビン３０Ａには、コイル線が巻かれており、このコイル線がコイル３０Ｂを形成している。コイルボビン３０Ａは、例えば、樹脂成型により製造される。このコイルボビン３０Ａは、例えば、高さが９ｍｍであり、外径が８ｍｍであり、内径が４ｍｍであり、厚みが約１ｍｍである。また、コイル３０Ｂの巻き幅は、例えば約８ｍｍであり、その直流抵抗値は、例えば５Ωである。
入力リード線３０Ｃは、コイル３０Ｂを構成しているコイル線の端部と電気的に接続されている。この接続は、例えば、半田付けにより行うことができる。

振動ロッド４０は、磁歪素子１０の振動を外部に伝達する役割を担っている。振動ロッド４０は、例えば、鉄製である。振動ロッド４０は、例えば、直径の互いに異なった円柱を重ねた形状を有している。その場合、直径の大きい方の円柱は、例えば、直径が３．４ｍｍ、高さが１．５ｍｍである。直径が小さい方の円柱は、例えば、直径が２．９５ｍｍ、高さが６ｍｍである。そして、典型的には、振動ロッド４０のうち直径の大きい側の端部が、マグネット２０Ｂを間に挟んで磁歪素子１０と向き合っている。

皿バネ５０は、例えば、３枚を交互に重ねて挿入される。この皿バネ５０の各々は、例えば、内径が３．２ｍｍであり、外径が５．４ｍｍである。

ホルダ１００Ａ及びホルダヘッド１００Ｂは、磁歪素子１０を内包している。ホルダ１００Ａ及びホルダヘッド１００Ｂは、例えば、鉄製である。ホルダ１００Ａの外周の少なくとも一部には、ネジ溝が設けられている。このネジ溝は、ホルダ１００の外周の全体に設けられていてもよく、その一部のみに設けられていてもよい。また、ネジ溝の形態には制限はない。
ホルダ１００Ａには、上述した通り、振動ロッド４０を通すための貫通孔１００Ｃが設けられている。また、ホルダヘッド１００Ｂには、上述した通り、入力リード線３０Ｃを通すための貫通孔１００Ｄが設けられている。

ホルダ１００Ａは、例えば、高さが１３ｍｍであり、外径が１４ｍｍであり、内径が９．５ｍｍであり、底部の厚みは１．５ｍｍである。ホルダ１００Ａの外周に設けられたネジ溝は、例えば、ＪＩＳ規格のＭ１４×Ｐ２（並目ネジ加工）によるものである。

ホルダヘッド１００Ｂは、例えば、直径の互いに異なった円柱を重ねた形状を有している。その場合、直径の大きい方の円柱は、例えば、直径が１５ｍｍ、高さが２ｍｍである。直径が小さい方の円柱は、例えば、直径が９．５ｍｍ、高さが１ｍｍである。なお、ホルダヘッド１００Ｂの外周に、ローレット加工を施すこともできる。

なお、貫通孔１００Ｃの径は、例えば、３．０５ｍｍである。また、貫通孔１００Ｄの径は、例えば、２．７ｍｍである。

以上の構成要素は、図１に示すように組み立てられる。この際、ホルダ１００Ａとホルダヘッド１００Ｂとは、必要に応じて、接着剤を用いて接着されてもよい。また、入力リード線３０Ｃを貫通孔１００Ｄに通す際には、必要に応じて、入力リード線３０Ｃの周囲に保護チューブを装着してもよい。

以上において説明したエキサイタには、様々な変形が可能である。
図３は、本発明の一変形例に係るエキサイタの断面図である。図３に示すエキサイタ１は、ホルダ１００の構成が異なっていることを除いては、図１及び図２を参照しながら説明したエキサイタと同様の構成を有している。

図３に示すエキサイタ１では、ホルダ１００Ａは、ホルダ本体１０１と、その周囲に設けられた溝部１０２とを、別体として備えている。ホルダ本体１０１と溝部１０２とは、同じ材質で構成されていてもよく、互いに異なった材質で構成されていてもよい。後者の場合、例えば、ホルダ本体１０１が鉄製であり、溝部１０２が樹脂製である構成を採用してもよい。

図４は、発明の他の変形例に係るエキサイタの組み立て途中の状態を示す断面図である。図４に示すエキサイタ１は、振動パッド２００を更に備えていることを除いては、図１及び図２を参照しながら説明したエキサイタと同様の構成を有している。

振動パッド２００は、振動ロッド４０の先端に接触するように設けられている。また、振動パッド２００は、振動ロッド４０と比較して径がより大きい。振動パッド２００を用いることにより、磁歪素子１０の振動を、より効率的に伝達することが可能となる。

図５は、図４に示すエキサイタの一部を拡大して示す断面図である。図５は、振動ロッド４０と振動パッド２００とを接触させる仕方の一例を示している。図５に示す例では、振動ロッド４０は、振動パッド２００に設けられた凹部にはめ込まれている。また、この例では、振動ロッド４０と振動パッド２００とが、接着剤３００を介して接続されている。この接着剤３００としては、例えば、ゲル状の接着剤を用いることができる。
なお、接着剤３００は省略してもよい。また、振動パッド２００は、音響伝達用の板の側に装着して用いてもよい。

図６は、本発明の他の変形例に係るエキサイタの上面図及び断面図である。図６に示すエキサイタ１は、ホルダの構成が異なっていることを除いては、図１及び図２を参照しながら説明したエキサイタと同様の構成を有している。

図６に示すエキサイタ１は、ホルダ１００Ａとホルダキャップ１００Ｅとを備えている。ホルダ１００Ａは、六角ボルト状のヘッド部と、外周の少なくとも一部にネジ溝が設けられた本体部とを備えている。これらヘッド部と本体部とは、一体成型されている。ヘッド部は、例えば、対辺の長さが１７ｍｍである。なお、ヘッド部の形状は任意であり、六角ボルト状でなくてもよい。例えば、ヘッド部は、アイボルト状又は蝶ボルト状であってもよい。

ホルダキャップ１００Ｅは、ホルダ１００Ａと組み合わされて、磁歪素子１０を内包している。ホルダキャップ１００Ｅは、例えば、直径の互いに異なった円柱を重ねた形状を有している。その場合、直径の大きい方の円柱は、例えば、直径が１１．５ｍｍである。また、直径が小さい方の円柱は、例えば、直径が９．５ｍｍである。ホルダキャップ１００Ｅには、振動ロッド４０を通すための貫通孔１００Ｃが設けられている。貫通孔１００Ｃの直径は、例えば、３．２ｍｍである。

上述した通り、図６に示すエキサイタ１は、ヘッド部と本体部とが一体化されたホルダ１００Ａを備えている。このような構成を採用すると、エキサイタ１の強度を更に高めることが可能となる。また、こうすると、エキサイタ１の締め付けを更に強く行うことが可能となる。それゆえ、図６に示すエキサイタ１を用いると、例えば、より大きな音量の音声を、より安定的に発生させることが可能となる。

上述したエキサイタは、例えば、開口が設けられた部材を準備し、上記開口にエキサイタを捻じ込むことにより取り付け可能である。以下、エキサイタの取り付け方法、及び、上記エキサイタが装着された音響伝達部材について説明する。

図７は、エキサイタが装着された音響伝達部材の一例を示す断面図である。この音響伝達部材には、以下で詳しく説明する通り、エキサイタが捻じ込み装着されている。

図７に示す音響伝達部材２は、フラッシュ構造を備えている。即ち、音響伝達部材２は、第１の板４００Ａと、第１の板４００Ａに向き合った第２の板４００Ｂと、第１の板４００Ａと第２の板４００Ｂとの間に介在した芯材４０１とを備えている。音響伝達部材２がテーブルである場合、典型的には、第１の板４００Ａが表側の板であり、第２の板４００Ｂが裏側の板である。

第２の板４００Ｂには、開口が設けられており、エキサイタ１は、この開口を貫通するように捻じ込み装着されている。また、エキサイタ１は、スペーサ５００を介して、第１の板４００Ａに接触している。これにより、エキサイタ１からの振動を第１の板４００Ａに伝達し、音響伝達部材２から音声を発生させることが可能となる。
スペーサ５００の材質に制限はない。例えば、スペーサ５００は、金属製、樹脂製、又はセラミック製であってもよい。スペーサ５００は、省略してもよい。即ち、エキサイタ１が第１の板４００Ａと直接に接触している構成を採用してもよい。

上述したエキサイタ１の装着には、別体の取付金具などを用いる必要がない。そのため、上記開口は、それほど大きくなくてもよい。それゆえ、この開口は、例えば、ドリル加工及びタップ加工などの簡便な方法で設けることが可能である。

上記開口をネジ穴とする場合、例えば、以下の方法で設けることも可能である。即ち、まず、ネジの径に対応した下穴を設ける。次いで、下穴の内径を構成する面及びその近傍に、絶着剤（樹脂）を塗布する。そして、この絶着剤（樹脂）を含浸及び硬化させる。その後、タップ加工を施す。このようにして、ネジ穴を得る。このようにしてネジ穴を設けると、エキサイタ１を、より強固且つより安定に装着することが可能となる。

なお、上記第２の板４００Ｂがタップ加工に適さない場合などには、例えば、設けた開口にナット部品を装着することにより、エキサイタ１の捻じ込み装着が可能となる。このナット部品としては、例えば、鬼眼ナット、爪付ナット、又はフランジ付ナットを使用することができる。ナット部品の装着は、例えば、接着剤を用いて行う。この接着剤としては、例えば、２液混合タイプのアクリル系接着剤を用いることができる。

図８は、エキサイタの取り付け方法の一例を示す断面図である。図８に示す音響伝達部材２では、フランジ付ナット７００が、接着剤８００を介して、板６００に装着されている。また、エキサイタ１が、フランジ付ナット７００に捻じ込まれることにより、板６００に装着されている。

以上の説明から分かるように、エキサイタ１の捻じ込み装着に必要な工程は、極めて少ない。また、この装着には、高い錬度を要しない。即ち、エキサイタ１は、装着が容易である。したがって、エキサイタ１を用いると、取り付け時の作業性を大幅に改善することが可能となる。

また、上述した通り、エキサイタ１は、第１の板４００Ａと直接に又はスペーサ５００を介して間接に接触するように装着されている。そのため、エキサイタ１は、第１の板４００Ａを高い効率で振動させることができる。即ち、音響伝達部材２に、大きな音量の音声を発生させることが可能となる。

更に、第２の板４００Ｂに設けられた開口は、典型的には、エキサイタ１によって塞がれる。この場合、音響伝達部材２の内部は、ほぼ密閉状態となる。そのため、音響キャビティー効果により、音響伝達部材２による再生周波数の範囲を広げることが可能となる。また、音響伝達部材２の内部への昆虫等の侵入を防ぐことも可能となる。

なお、第２の板４００Ｂとエキサイタ１との接触は、接着剤により補強されていてもよい。即ち、第２の板４００Ｂとエキサイタ１との接触を、ネジロック加工により補強してもよい。こうすると、上記の音響キャビティー効果を更に顕著に発揮させることが可能となる。また、音響伝達部材２の内部への昆虫等の侵入を、更に確実に防ぐことが可能となる。加えて、音響伝達部材２を長期間に亘って使用する場合にも、エキサイタ１の緩みをより確実に防ぐことが可能となる。

加えて、エキサイタ１と第１の板４００Ａ又はスペーサ５００との接触の度合いは、エキサイタ１の捻じ込みの度合いによって調整することができる。それゆえ、エキサイタ１の捻じ込みの度合いを調整することにより、音響伝達部材２から発せられる音声の大きさを制御することが可能となる。

以下、エキサイタの取り付け方法の例を更に具体的に説明する。この具体例では、エキサイタ１を、フラッシュ構造の円形テーブルに装着する。このテーブルは、直径が約９００ｍｍであり、厚みが３０ｍｍである。表板は、約５．５ｍｍ厚の合板表面にメラミン板を貼り付けた化粧板である。裏板は、約５．５ｍｍ厚の積層合板である。

まず、裏板のほぼ中央に、Ｍ１４×Ｐ２のネジ穴を設ける。このネジ穴は、例えば、以下のようにして設ける。即ち、はじめに、直径１１．８ｍｍの携帯型電動ドリル又は直径１２ｍｍのドリルを用いて、裏板に穴を設ける。次に、メタノールで所望の粘度に希釈したフェノール系接着剤を、上記穴の内径を構成する面及びその近傍に塗布する。上記接着剤が裏板に含浸するのを待った後、ハンドドライヤーの熱風により、上記接着剤を硬化させる。次いで、Ｍ１４×Ｐ２のタップ加工を施す。このようにして、上記のネジ穴を設ける。

なお、上記の接着剤は、フェノール系接着剤でなくてもよい。例えば、上記の接着剤として、シアノアクリレート系、エポキシ系、及びアクリル系などの種々の接着剤を用いることができる。

シアノアクリレート系接着剤は、粘度が比較的低いため、上述した加熱処理を省略できる場合がある。そのため、シアノアクリレート系接着剤を用いると、上記の作業が更に容易となる。

エポキシ系接着剤は、粘度が高いが、加熱により大幅に粘度が低下する傾向がある。そして、本発明者らの実験により、粘度の低下時に、毛細管現象等による上記裏板への含浸が生じ易いことが判明した。それゆえ、エポキシ系接着剤は、ネジ穴の強度を高めたい場合に特に有用であることが分かった。

なお、裏板の材料がラワンやチークなどの無垢材である場合等には、上述のタップ加工を省略することもできる。この場合、エキサイタ１の直径より小さな穴を設ける。例えば、１４ｍｍの径を有する上記エキサイタ１を装着する場合には、直径が約１３ｍｍの穴を設ける。このような穴に上記エキサイタ１を捻じ込むと、ホルダ１００Ａのネジ溝が、上記穴の内径を構成する面に食い込む。これにより、いわゆるセルフタップ効果によって、捻じ込み装着が可能となる。

以上のように形成したネジ穴又は穴に、エキサイタ１を捻じ込む。その際、表板の裏面側に、スペーサ５００を予め貼付しておき、エキサイタ１と表板とがスペーサ５００を介して接触するようにする。このスペーサ５００の高さは、例えば、約８ｍｍとする。また、このスペーサ５００の材質には制限はなく、例えば、金属製、樹脂製、又はセラミック製のものを用いることができる。なお、このスペーサ５００の材質を変えることにより、発生する音声の音質を変化させることもできる。

エキサイタ１とスペーサ５００との接触は、捻じ込みの抵抗感の変化により感知できる。この時点で、エキサイタ１の入力リード線３０Ｃに、オーディオアンプから発生させた音声信号を入力する。こうして、音声を発生させながら、捻じ込み量の増減により、音声の大きさ及び質などを調整する。これにより、使用目的に応じた最適な音声を発生させることが可能となる。

続いて、必要に応じて、上述したネジロック加工を行う。このネジロック加工を行うことにより、上述した通り、長期使用時の信頼性を更に高めることが可能となる。

図９は、エキサイタが装着された音響伝達部材の他の例を示す断面図である。図９に示す音響伝達部材２は、振動部材２Ａと、取付部材２Ｂとを備えている。取付部材２Ｂは、振動部材２Ａに装着されている。取付部材２Ｂの装着方法に制限はない。なお、振動部材２Ａの形状に制限はない。例えば、振動部材２Ａは、板状であってもよく、筒状であってもよい。

図９に示す取付部材２Ｂには、典型的には、開口が設けられている。図９に示す音響伝達部材２では、エキサイタ１は、振動部材２Ａに接触するように、取付部材２Ｂに捻じ込み装着されている。このような構成を採用すると、例えば、振動部材２Ａに開口を設けることなしに、エキサイタ１を装着することが可能となる。

図１０は、図９に示す音響伝達部材の一変形例を示す断面図である。図１０に示す音響伝達部材２は、取付部材２Ｂの形状が異なっていること、及び、複数のエキサイタが装着されていることを除いては、図９に示すエキサイタと同様の構成を有している。

図１０に示す取付部材２Ｂは、振動部材２Ａを挟み込むように装着されている。この取付部材２Ｂには、典型的には、振動部材２Ａの両側に、各々１つずつの開口が設けられている。そして、この取付部材２Ｂには、第１のエキサイタ１Ａと第２のエキサイタ１Ｂとが、振動部材２Ａの両側に取り付けられている。このような構成を採用すると、例えば、振動部材２Ａに開口を設けることなしに、エキサイタ１を装着することが可能となる。また、このような構成を採用すると、エキサイタ１Ａとエキサイタ１Ｂとの捻じ込み量のバランスを調整することにより、音声の大きさ及び質などを最適化することが可能となる。

以上のように、エキサイタ１は、装着が容易である。また、エキサイタ１は、取り外しも容易のため、修理等も容易である。更に、例えばフラッシュ構造を有する部材にエキサイタ１を装着する場合、表面からの美観を損ねることなしに、充分に大きな音量の音声を発生させることができる。それゆえ、エキサイタ１は、従来のエキサイタと比較して、極めて有用である。

１…エキサイタ、１Ａ…エキサイタ、１Ｂ…エキサイタ、２…音響伝達部材、２Ａ…振動部材、２Ｂ…取付部材、１０…磁歪素子、２０Ａ…マグネット、２０Ｂ…マグネット、３０Ａ…コイルボビン、３０Ｂ…コイル、３０Ｃ…入力リード線、４０…振動ロッド、５０…皿バネ、１００Ａ…ホルダ、１００Ｂ…ホルダヘッド、１００Ｃ…開口、１００Ｄ…開口、１００Ｅ…ホルダキャップ、１０１…ホルダ本体、１０２…溝部、２００…振動パッド、３００…接着剤、４００Ａ…第１の板、４００Ｂ…第２の板、４０１…芯材、５００…スペーサ、６００…板、７００…フランジ付ナット、８００…接着剤

Claims (12)

1. 磁歪素子と、前記磁歪素子を内包し且つ外周の少なくとも一部にネジ溝が設けられたホルダとを具備し、前記ホルダは、前記ネジ溝が設けられた本体部と、前記本体部と一体成型され且つ前記本体部より径が大きいヘッド部とを備えているエキサイタ。
2. 前記ヘッド部は六角ボルト形状である請求項１に記載のエキサイタ。
3. 請求項１又は２に記載のエキサイタが捻じ込み装着された音響伝達部材。
4. 第１の板と、前記第１の板に向き合った第２の板と、前記第１の板と前記第２の板との間に介在した芯材とを具備し、
   前記エキサイタは、前記第２の板を貫通し、且つ前記第１の板と直接に又はスペーサを介して間接に接触するように装着されている請求項３に記載の音響伝達部材。
5. 前記第２の板と前記エキサイタとの接触が接着剤により補強されている請求項４に記載の音響伝達部材。
6. 振動部材と前記振動部材に装着された取付部材とを備え、前記エキサイタが前記振動部材に接触するように前記取付部材に捻じ込み装着されている請求項３に記載の音響伝達部材。
7. 前記取付部材は前記振動部材を挟み込むように装着されている請求項６に記載の音響伝達部材。
8. 開口が設けられた音響伝達部材を準備することと、
   前記開口に請求項１又は２に記載のエキサイタを捻じ込むことと
   を具備したエキサイタの取り付け方法。
9. 前記音響伝達部材は、第１の板と、前記第１の板に向き合い且つ前記開口が設けられた第２の板と、前記第１の板と前記第２の板との間に介在した芯材とを具備し、
   前記エキサイタは、前記開口を貫通し、且つ前記第１の板と直接に又はスペーサを介して間接に接触するように装着される請求項８に記載の取り付け方法。
10. 前記音響伝達部材は、振動部材と、前記振動部材に装着され且つ前記開口が設けられた取付部材とを備えている請求項８に記載の取り付け方法。
11. 前記取付部材は前記振動部材を挟み込むように装着されている請求項１０に記載の取り付け方法。
12. 前記捻じ込みの度合いを調整して前記音響伝達部材から発せられる音声の大きさを制御することを更に具備した請求項９乃至１１の何れか１項に記載の取り付け方法。