JP2005236583A - Magnetostrictive multiplex vibrating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁歪部材を用いた磁歪多重振動装置に関する。 The present invention relates to a magnetostrictive multiple vibration device using a magnetostrictive member.
従来、1つの振動子を用いて、複数種類の振動を発生させるようにした振動装置が種々提案されている。 Conventionally, various types of vibration devices have been proposed in which a single vibrator is used to generate a plurality of types of vibrations.
例えば、図7に示される振動装置1は、ドーム状の振動体2と、コイル3及び磁石4を有してなる振動子5を備えており、振動体2の上方には、この振動体2が接触可能な位置に衝突部6が設けられている(特許文献1参照)。 For example, the vibration device 1 shown in FIG. 7 includes a dome-shaped vibrating body 2 and a vibrator 5 having a coil 3 and a magnet 4. The vibrating body 2 is disposed above the vibrating body 2. The collision part 6 is provided in the position which can contact (refer patent document 1).
この振動装置1では、数100Hzから3kHzの音声周波数帯域においては、振動体2が衝突部6に接触しないようにされているため、振動体2からは音声が出力され、振動装置1はスピーカとして機能するようになっている。一方、数10Hz程度の低周波帯域においては、音声周波数帯域に比べ振動体2の振幅が増大する結果、振動体2が衝突部6に接触し、振動装置1はバイブレータとして機能するようになっている。このように、振動装置1では、振動子5に入力する信号の周波数を切り替えることによって、1つの振動子5によってスピーカ機能及びバイブレータ機能を実現することができるようになっている。 In the vibration device 1, in the sound frequency band of several hundred Hz to 3 kHz, the vibration body 2 is prevented from coming into contact with the collision portion 6, so that sound is output from the vibration body 2, and the vibration device 1 serves as a speaker. It is supposed to function. On the other hand, in the low frequency band of about several tens of Hz, as a result of the amplitude of the vibrating body 2 increasing compared to the audio frequency band, the vibrating body 2 comes into contact with the collision portion 6 and the vibrating device 1 functions as a vibrator. Yes. Thus, in the vibration device 1, the speaker function and the vibrator function can be realized by the single vibrator 5 by switching the frequency of the signal input to the vibrator 5.
しかしながら、この従来公知の振動装置1においては、スピーカ機能とバイブレータ機能を同時に実現することができないといった問題点があった。又、各機能を逐次切り替えることが必要で、制御が複雑化してしまう上に、周波数を切り替えるための回路等が必要となり、装置の小型化や低コスト化には限界があった。 However, the known vibration device 1 has a problem that the speaker function and the vibrator function cannot be realized at the same time. In addition, it is necessary to sequentially switch each function, which complicates the control and requires a circuit for switching the frequency, and there is a limit to downsizing and cost reduction of the apparatus.
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、装置の小型化、低コスト化等を実現しつつ、同時に、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磁歪多重振動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and at the same time achieves downsizing and cost reduction of the apparatus, and simultaneously multiplexes and outputs a plurality of types of vibrations. An object of the present invention is to provide a magnetostrictive multiple vibration device capable of performing
本発明の発明者は、鋭意研究の結果、装置の小型化、低コスト化等を実現しつつ、同時に、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磁歪多重振動装置を見出した。 As a result of earnest research, the inventor of the present invention has found a magnetostrictive multiple vibration device capable of multiplexing and outputting vibrations of a plurality of types of frequencies at the same time while realizing downsizing and cost reduction of the device. .
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。 That is, the above-described object can be achieved by the following present invention.
(1)一端が質量部材に固定された、磁歪部材を有してなる略棒状の磁歪ロッドと、該磁歪ロッドにおける前記磁歪部材の外周を囲むように前記磁歪ロッドに沿って並んで配設された複数の駆動コイルと、を有してなり、且つ、各駆動コイルを異なる周波数で同時に駆動することによって、前記磁歪ロッドを複数種類の周波数で多重振動可能としたことを特徴とする磁歪多重振動装置。 (1) A substantially rod-shaped magnetostrictive rod having a magnetostrictive member, one end of which is fixed to a mass member, and a line along the magnetostrictive rod so as to surround the outer periphery of the magnetostrictive member in the magnetostrictive rod. A plurality of drive coils, and the magnetostrictive rod is capable of multiple vibrations at a plurality of types of frequencies by simultaneously driving the drive coils at different frequencies. apparatus.
(2)前記複数の駆動コイルに、少なくとも、バイブレータの振動周波数の信号及び音声周波数の音声信号を入力するようにしたことを特徴とする前記(1)記載の磁歪多重振動装置。 (2) The magnetostrictive multiple vibration device according to (1), wherein at least a vibration frequency signal and a sound frequency sound signal of the vibrator are input to the plurality of drive coils.
(3)前記複数の駆動コイルに、少なくとも、所定の信号及び該所定の信号と逆位相の信号を入力するようにしたことを特徴とする前記(1)記載の磁歪多重振動装置。 (3) The magnetostrictive multiple vibration device according to (1), wherein at least a predetermined signal and a signal having an opposite phase to the predetermined signal are input to the plurality of drive coils.
(4)前記複数の駆動コイルに、少なくとも、所定の信号及び該所定の信号を遅延させた信号を入力するようにしたことを特徴とする前記(1)記載の磁歪多重振動装置。 (4) The magnetostrictive multiple vibration device according to (1), wherein at least a predetermined signal and a signal obtained by delaying the predetermined signal are input to the plurality of drive coils.
(5)前記磁歪ロッドは前記磁歪部材を軸方向に複数重ねて構成され、且つ、該複数の磁歪部材は前記質量部材側から前記磁歪部材の駆動周波数の昇順に配置されていることを特徴とする前記(1)乃至(4)のいずれかに記載の磁歪多重振動装置。 (5) The magnetostrictive rod is configured by stacking a plurality of the magnetostrictive members in the axial direction, and the plurality of magnetostrictive members are arranged in ascending order of the driving frequency of the magnetostrictive member from the mass member side. The magnetostrictive multiple vibration device according to any one of (1) to (4).
(6)前記磁歪ロッドは軸長の異なる複数の前記磁歪部材を軸方向に複数重ねて構成され、且つ、該複数の磁歪部材の軸長は該磁歪部材の駆動周波数の昇順に短くなるようにされていることを特徴とする前記(1)乃至(5)のいずれかに記載の磁歪多重振動装置。 (6) The magnetostrictive rod is configured by stacking a plurality of magnetostrictive members having different axial lengths in the axial direction, and the axial lengths of the magnetostrictive members are shortened in ascending order of the driving frequency of the magnetostrictive members. The magnetostrictive multiple vibration device according to any one of (1) to (5), wherein
(7)前記磁歪ロッドは軸径の異なる複数の前記磁歪部材を軸方向に複数重ねて構成され、且つ、該複数の磁歪部材の軸径は該磁歪部材の駆動周波数の昇順に細くなるようにされていることを特徴とする前記(1)乃至(6)のいずれかに記載の磁歪多重振動装置。 (7) The magnetostrictive rod is configured by stacking a plurality of magnetostrictive members having different shaft diameters in the axial direction, and the shaft diameters of the plurality of magnetostrictive members are reduced in ascending order of the driving frequency of the magnetostrictive members. The magnetostrictive multiple vibration device according to any one of (1) to (6), wherein:
(8)前記磁歪部材の軸方向両端に、該磁歪部材の軸方向にバイアス磁界を印加するためのバイアス磁石を配設したことを特徴とする前記(1)乃至(7)のいずれかに記載の磁歪多重振動装置。 (8) The bias magnet for applying a bias magnetic field in the axial direction of the magnetostrictive member is disposed at both axial ends of the magnetostrictive member, according to any one of (1) to (7), Magnetostrictive multiple vibration device.
(9)前記磁歪ロッドは略筒状に成形されていることを特徴とする前記(1)乃至(8)のいずれかに記載の磁歪多重振動装置。 (9) The magnetostrictive multiple vibration device according to any one of (1) to (8), wherein the magnetostrictive rod is formed in a substantially cylindrical shape.
(10)前記磁歪ロッドの軸方向に予荷重が印加されていることを特徴とする前記(1)乃至(9)のいずれかに記載の磁歪多重振動装置。 (10) The magnetostrictive multiple vibration device according to any one of (1) to (9), wherein a preload is applied in an axial direction of the magnetostrictive rod.
(11)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(1)乃至(10)のいずれかに記載の磁歪多重振動装置。 (11) The magnetostrictive multiple vibration device according to any one of (1) to (10), wherein the magnetostrictive member is a giant magnetostrictive member made of a giant magnetostrictive element.
本発明に係る磁歪多重振動装置によれば、装置の小型化、低コスト化等を実現しつつ、同時に、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という優れた効果を有する。 According to the magnetostrictive multiplex vibration device of the present invention, there is an excellent effect that vibrations of a plurality of types of frequencies can be multiplexed and output at the same time while realizing downsizing and cost reduction of the device.
本発明に係る磁歪多重振動装置は、一端が質量部材に固定された、磁歪部材を有してなる略棒状の磁歪ロッドと、該磁歪ロッドにおける前記磁歪部材の外周を囲むように前記磁歪ロッドに沿って並んで配設された複数の駆動コイルと、を有してなり、且つ、各駆動コイルを異なる周波数で同時に駆動することによって、前記磁歪ロッドを複数種類の周波数で多重振動可能とすることで、上記課題を解決したものである。 A magnetostrictive multiple vibration device according to the present invention includes a substantially rod-shaped magnetostrictive rod having a magnetostrictive member, one end of which is fixed to a mass member, and the magnetostrictive rod so as to surround an outer periphery of the magnetostrictive member in the magnetostrictive rod. A plurality of drive coils arranged side by side, and by simultaneously driving each drive coil at different frequencies, the magnetostrictive rod can be subjected to multiple vibrations at a plurality of types of frequencies. Thus, the above problem is solved.
以下、図1〜図6を用いて、本発明の実施例1〜4に係る磁歪多重振動装置について詳細に説明する。 Hereinafter, magnetostrictive multiple vibration devices according to Embodiments 1 to 4 of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図1に示されるように、本発明の実施例1に係る磁歪多重振動装置10は、一端14Aが質量部材12に固定された略棒状の超磁歪ロッド14と、この超磁歪ロッド14に沿って並んで配設された2つの駆動コイル16A、16Bと、を有して構成されており、超磁歪ロッド14の他端14Bには、被振動体18が固着されている。なお、この被振動体18は、図に示されるような板状部材に限定されるものではなく、例えば、他の形状の部材や人間の頭蓋骨等も含まれる。
As shown in FIG. 1, the magnetostrictive multiple vibration device 10 according to the first embodiment of the present invention includes a substantially rod-shaped giant magnetostrictive rod 14 whose one end 14 </ b> A is fixed to a mass member 12, and the giant magnetostrictive rod 14. The vibrating
質量部材12は、超磁歪ロッド14が伸縮駆動された時に、その伸縮による変位が被振動体18側にのみ生じるようにするためのもので、超磁歪ロッド14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12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14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12は、超磁歪ロッド14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。
The mass member 12 is for the displacement due to the expansion / contraction to be generated only on the vibrating
この質量部材12に固定された超磁歪ロッド14は、2つの超磁歪部材20A、20Bと、これら超磁歪部材20A、20Bの軸方向両端に配設され、超磁歪部材20A、20Bの軸方向にバイアス磁界を印加するための3つのバイアス磁石22A、22B、22Cと、によって構成されている。 The giant magnetostrictive rod 14 fixed to the mass member 12 is disposed at two axial ends of the two giant magnetostrictive members 20A and 20B and the giant magnetostrictive members 20A and 20B. It comprises three bias magnets 22A, 22B, 22C for applying a bias magnetic field.
超磁歪部材20A、20Bは、超磁歪素子を材料として用いている。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い、外部から磁界が印加されると大きな変位を生じる性質を有している。 The giant magnetostrictive members 20A and 20B use giant magnetostrictive elements as materials. Here, the “super magnetostrictive element” means a magnetostrictive element made of a powder sintered alloy or a single crystal alloy containing a rare earth element and / or a specific transition metal as a main component (for example, terbium, dysprosium, iron, etc.). It has the property of causing large displacement when a magnetic field is applied from the outside.
駆動コイル16A、16Bは、これら超磁歪部材20A、20Bの外周をそれぞれ囲むように配設されており、磁歪多重振動装置10は、駆動コイル16A、16Bによって超磁歪部材20A、20Bの軸方向にコイル磁界を印加可能な構造となっている。
The
次に、この磁歪多重振動装置10の作用について説明する。 Next, the operation of the magnetostrictive multiple vibration device 10 will be described.
駆動コイル16A、16Bに所定周波数の信号が入力されると、この信号によって超磁歪部材20A、20Bに印加されるコイル磁界の大きさが変化する。その結果、磁歪効果によって超磁歪部材20A、20Bに軸方向の変位が発生し、超磁歪ロッド14は所定周波数で軸方向に伸縮を繰り返し、振動する。
When a signal having a predetermined frequency is input to the
ところで、磁歪多重振動装置10では、各駆動コイル16A、16Bは異なる周波数で同時に駆動されるため、超磁歪部材20A、20Bは、それぞれ駆動コイル16A、16Bの駆動周波数に応じて異なる周波数で振動する。従って、超磁歪ロッド14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。
By the way, in the magnetostrictive multiple vibration device 10, since the
例えば、駆動コイル16Aにバイブレータの振動周波数の信号を入力し、駆動コイル16Bに音声周波数の信号を入力した場合には、超磁歪ロッド14は、バイブレータの振動周波数の信号によるバイブレータ振動、及び音声周波数の信号による音響振動によって多重振動することになる。ここで、本発明における「バイブレータの振動周波数」とは、数十ヘルツ〜数百ヘルツ程度の周波数をいい、一般にバイブレータの駆動に用いられる周波数を意味する。一方、本発明における「音声周波数」とは、バイブレータの振動周波数以外の数百ヘルツ〜数十キロヘルツ程度の周波数をいい、人間の一般的な可聴周波数を意味する。
For example, when the vibration frequency signal of the vibrator is input to the
又、超磁歪部材20A、20Bは透磁率が非常に低い部材である。従って、2つの駆動コイル16A、16B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、超磁歪部材20Aは駆動コイル16Aによって、又、超磁歪部材20Bは駆動コイル16B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被振動体18に伝達される。
The super magnetostrictive members 20A and 20B are members having very low magnetic permeability. Therefore, interference of coil magnetic fields generated from the two
図2に、本発明の発明者らが行った実験結果を示す。なお、図2(A)は、1つの超磁歪部材からなる超磁歪ロッドと、1つの駆動コイルによって構成された従来の磁歪振動装置に、バイブレータの振動周波数の信号及び音声周波数の信号を同時に入力した場合における磁歪振動装置の出力波形を示したグラフである。一方、図2(B)は、本実施例1の磁歪多重振動装置10における駆動コイル16A、16Bの一方にバイブレータの振動周波数の信号を入力すると共に、他方に音声周波数の信号を入力した場合における磁歪多重振動装置10の出力波形を示したグラフである。 FIG. 2 shows the results of an experiment conducted by the inventors of the present invention. In FIG. 2A, a vibration frequency signal and a sound frequency signal of a vibrator are simultaneously input to a conventional magnetostrictive vibration device constituted by a giant magnetostrictive rod made of one giant magnetostrictive member and one drive coil. It is the graph which showed the output waveform of the magnetostriction vibration apparatus in the case of doing. On the other hand, FIG. 2B shows a case where a vibration frequency signal of the vibrator is input to one of the drive coils 16A and 16B in the magnetostrictive multiple vibration device 10 of the first embodiment and a sound frequency signal is input to the other. 4 is a graph showing an output waveform of the magnetostrictive multiple vibration device 10.
実験の結果、図2(B)に示されるように、本実施例1の磁歪多重振動装置10では、バイブレータの振動周波数の信号によるバイブレータ振動と、音声周波数の信号による音響振動が互いに略干渉することなく多重化され、出力されることが見出された。 As a result of the experiment, as shown in FIG. 2B, in the magnetostrictive multiple vibration device 10 of the first embodiment, the vibrator vibration based on the vibration frequency signal of the vibrator and the acoustic vibration based on the sound frequency signal substantially interfere with each other. It was found that it was multiplexed and output without any problems.
又、図3に、本発明の発明者らが行った他の実験結果を示す。なお、図3(A)は、従来の磁歪振動装置に、音声信号と、同じ音声信号を遅延させた信号を同時に入力した場合における磁歪振動装置の出力波形を示したグラフである。一方、図3(B)は、本実施例1の磁歪多重振動装置10における駆動コイル16A、16Bの一方に音声信号を入力すると共に、他方に同じ音声信号を遅延させて入力した場合における磁歪多重振動装置10の出力波形を示したグラフである。 FIG. 3 shows another experimental result performed by the inventors of the present invention. FIG. 3A is a graph showing an output waveform of the magnetostrictive vibration device when a sound signal and a signal obtained by delaying the same sound signal are simultaneously input to a conventional magnetostrictive vibration device. On the other hand, FIG. 3B shows magnetostrictive multiplexing when an audio signal is input to one of the drive coils 16A and 16B in the magnetostrictive multiplex vibration device 10 of the first embodiment and the same audio signal is input to the other while being delayed. 3 is a graph showing an output waveform of the vibration device 10.
実験の結果、図3(B)に示されるように、本実施例1の磁歪多重振動装置10では、音声信号による音響信号と、同じ音声信号を遅延させた信号による音響振動が互いに略干渉することなく多重化され、出力されることが見出された。 As a result of the experiment, as shown in FIG. 3B, in the magnetostrictive multiple vibration device 10 of the first embodiment, the acoustic signal based on the audio signal and the acoustic vibration based on the signal obtained by delaying the same audio signal substantially interfere with each other. It was found that it was multiplexed and output without any problems.
本実施例1に係る磁歪多重振動装置10によれば、一端14Aが質量部材12に固定された、超磁歪部材20A、20Bを有してなる略棒状の超磁歪ロッド14と、この超磁歪ロッド14における超磁歪部材20A、20Bの外周を囲むように超磁歪ロッド14に沿って並んで配設された複数の駆動コイル16A、16Bと、を有してなり、且つ、各駆動コイル16A、16Bを異なる周波数で同時に駆動することによって、超磁歪ロッド14を複数種類の周波数で多重振動可能としたため、装置の小型化、低コスト化等を実現しつつ、同時に、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。
According to the magnetostrictive multiple vibration device 10 according to the first embodiment, a substantially rod-shaped giant magnetostrictive rod 14 having giant magnetostrictive members 20A and 20B having one
従って、例えば、駆動コイル16A、16Bに、バイブレータの振動周波数の信号及び音声周波数の音声信号を入力するようにすれば、バイブレータ振動によってバイブレータ機能を実現しつつ、同時に、音響振動によってスピーカ機能をも実現することができるようになる。 Therefore, for example, if a vibration frequency signal and a voice signal of a vibrator frequency are input to the drive coils 16A and 16B, a vibrator function is realized by the vibrator vibration and a speaker function is also achieved by the acoustic vibration. Can be realized.
又、駆動コイル16A、16Bに、所定の信号及びこの所定の信号を遅延させた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。 If a predetermined signal and a signal obtained by delaying the predetermined signal are input to the drive coils 16A and 16B, an echo effect or the like can be easily realized.
更に、駆動コイル16A、16Bに、所定の信号及びこの所定の信号と逆位相の信号を入力するようにすれば、逆位相の信号レベルを調整することによって所定の信号の出力調整等を行うことができる。 Furthermore, if a predetermined signal and a signal opposite in phase to the predetermined signal are input to the drive coils 16A and 16B, output adjustment of the predetermined signal is performed by adjusting the signal level in the opposite phase. Can do.
又、超磁歪部材20A、20Bの軸方向両端に、超磁歪部材20A、20Bの軸方向にバイアス磁界を印加するためのバイアス磁石22A、22B、22Cを配設したため、より一層、振動量を増大することができる。 Further, since the bias magnets 22A, 22B, and 22C for applying a bias magnetic field in the axial direction of the giant magnetostrictive members 20A and 20B are disposed at both axial ends of the giant magnetostrictive members 20A and 20B, the amount of vibration is further increased. can do.
以下、図4を用いて、本発明の実施例2に係る磁歪多重振動装置30について詳細に説明する。 Hereinafter, the magnetostrictive multiple vibration device 30 according to the second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
図に示されるように、実施例2に係る磁歪多重振動装置30は、実施例1の磁歪多重振動装置10の質量部材12及び超磁歪ロッド14に代えて、略筒状の質量部材32及び超磁歪ロッド34をそれぞれ適用したものである。なお、上記実施例1と同じ部分については、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。 As shown in the figure, the magnetostrictive multiple vibration device 30 according to the second embodiment is replaced by the substantially cylindrical mass member 32 and the super magnetostrictive rod 14 instead of the mass member 12 and the giant magnetostrictive rod 14 of the magnetostrictive multiple vibration device 10 according to the first embodiment. The magnetostrictive rods 34 are respectively applied. In addition, about the same part as the said Example 1, it shall attach | subject the same code | symbol in a figure, and the description is abbreviate | omitted.
略筒状の質量部材32及び超磁歪ロッド34は、その内側空間内を貫通する一本のボルト36と、このボルト36の両端部に螺合された2つのナット38A、38Bによって被振動体18に固定されている。 The substantially cylindrical mass member 32 and the giant magnetostrictive rod 34 are formed by a single bolt 36 penetrating the inner space and two nuts 38A and 38B screwed to both ends of the bolt 36. It is fixed to.
略筒状の超磁歪ロッド34は、略筒状の2つの超磁歪部材40A、40Bと、これら超磁歪部材40A、40Bの軸方向両端に配設された略筒状の3つのバイアス磁石42A、42B、42Cと、によって構成されている。 The substantially cylindrical super magnetostrictive rod 34 includes two substantially cylindrical super magnetostrictive members 40A and 40B, and three substantially cylindrical bias magnets 42A disposed at both axial ends of the super magnetostrictive members 40A and 40B. 42B and 42C.
本実施例2に係る磁歪多重振動装置30によれば、ボルト36及びナット38A、38Bによって超磁歪ロッド34の軸方向に予荷重が印加されているため、実施例1の磁歪多重振動装置10に比べ、更に振動量を増大することができる。 According to the magnetostrictive multiple vibration device 30 according to the second embodiment, the preload is applied in the axial direction of the giant magnetostrictive rod 34 by the bolts 36 and nuts 38A and 38B. In comparison, the amount of vibration can be further increased.
又、超磁歪ロッド34は略筒状に成形されているため、ボルト36及びナット38A、38B等によって被振動体18に容易に取り付けることができる。
Further, since the giant magnetostrictive rod 34 is formed in a substantially cylindrical shape, it can be easily attached to the vibrating
以下、図5を用いて、本発明の実施例3に係る磁歪多重振動装置50について詳細に説明する。 Hereinafter, the magnetostrictive multiple vibration device 50 according to the third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
図に示されるように、実施例3に係る磁歪多重振動装置50は、軸長L1、L2、L3の異なる(L1>L2>L3)3つの超磁歪部材52A、52B、52Cを軸方向に複数重ねて構成された超磁歪ロッド54と、3つの超磁歪部材52A、52B、52Cをそれぞれ囲むように配設された低周波駆動コイル56A、中周波駆動コイル56B、高周波駆動コイル56Cと、を有して構成されている。なお、3つの超磁歪部材52A、52B、52Cは、その軸長L1、L2、L3が超磁歪部材52A、52B、52Cの駆動周波数の昇順、即ち、低周波、中周波、高周波の順に短くなるようにされていると共に、駆動周波数の昇順に質量部材58側から被振動体18側に配置されている。
As shown in the figure, the magnetostrictive multiple vibration device 50 according to the third embodiment includes a plurality of three giant magnetostrictive members 52A, 52B, and 52C having different axial lengths L1, L2, and L3 (L1> L2> L3) in the axial direction. The super-magnetostrictive rod 54 configured to overlap, and the low-
本実施例3に係る磁歪多重振動装置50によれば、超磁歪ロッド54は複数の超磁歪部材52A、52B、52Cを軸方向に重ねて構成され、且つ、複数の超磁歪部材52A、52B、52Cは駆動周波数の昇順に質量部材58側から配置されているため、高い周波数における振動の減衰を抑止することができ、複数種類の周波数の振動をより効率良く被振動体に伝達することができる。 According to the magnetostrictive multiple vibration device 50 according to the third embodiment, the giant magnetostrictive rod 54 is configured by overlapping a plurality of giant magnetostrictive members 52A, 52B, and 52C in the axial direction, and a plurality of giant magnetostrictive members 52A, 52B, Since 52C is arranged from the mass member 58 side in ascending order of the driving frequency, it is possible to suppress the attenuation of vibrations at a high frequency and to transmit vibrations of a plurality of types of frequencies to the vibrating body more efficiently. .
特に、複数の超磁歪部材52A、52B、52Cの軸長は、超磁歪部材52A、52B、52Cの駆動周波数の昇順に短くなるようにされているため、周波数による音圧の変化を小さくすることができる。即ち、一般に、全周波数において同じ音圧を得るためには、低周波数では高周波数の振幅より大きな振幅が必要となるが、本実施例3に係る磁歪多重振動装置50によれば、低い周波数ほど振動量を増大することができ、低周波数の音圧を高周波数の音圧と同じレベルで得ることができる。 In particular, since the axial lengths of the plurality of giant magnetostrictive members 52A, 52B, and 52C are made shorter in ascending order of the driving frequency of the giant magnetostrictive members 52A, 52B, and 52C, the change in sound pressure due to the frequency is reduced. Can do. That is, in general, in order to obtain the same sound pressure at all frequencies, an amplitude larger than the amplitude of the high frequency is required at the low frequency, but according to the magnetostrictive multiple vibration device 50 according to the third embodiment, the lower the frequency, the lower the frequency. The amount of vibration can be increased, and low-frequency sound pressure can be obtained at the same level as high-frequency sound pressure.
以下、図6を用いて、本発明の実施例4に係る磁歪多重振動装置70について詳細に説明する。 Hereinafter, the magnetostrictive multiple vibration device 70 according to the fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
図に示されるように、実施例4に係る磁歪多重振動装置70は、軸径R1、R2、R3の異なる(R1>R2>R3)3つの超磁歪部材72A、72B、72Cを軸方向に複数重ねて構成された超磁歪ロッド74と、3つの超磁歪部材72A、72B、72Cをそれぞれ囲むように配設された低周波駆動コイル76A、中周波駆動コイル76B、高周波駆動コイル76Cと、を有して構成されている。なお、3つの超磁歪部材72A、72B、72Cは、その軸径R1、R2、R3が超磁歪部材72A、72B、72Cの駆動周波数の昇順、即ち、低周波、中周波、高周波の順に細くなるようにされていると共に、駆動周波数の昇順に質量部材78側から被振動体18側に配置されている。
As shown in the figure, the magnetostrictive multiple vibration device 70 according to Example 4 includes a plurality of super magnetostrictive members 72A, 72B, 72C having different shaft diameters R1, R2, R3 (R1> R2> R3) in the axial direction. The super magnetostrictive rod 74 configured to overlap with each other, and a low frequency drive coil 76A, a medium frequency drive coil 76B, and a high
本実施例4に係る磁歪多重振動装置70によれば、超磁歪ロッド74は複数の超磁歪部材72A、72B、72Cを軸方向に重ねて構成され、且つ、複数の超磁歪部材72A、72B、72Cの軸径は超磁歪部材72A、72B、72Cの駆動周波数の昇順に細くなるようにされているため、低い周波数ほど振動量を増大することができ、周波数による音圧の変化を小さくすることができる。 According to the magnetostrictive multiple vibration device 70 according to the fourth embodiment, the giant magnetostrictive rod 74 is configured by overlapping a plurality of giant magnetostrictive members 72A, 72B, 72C in the axial direction, and a plurality of giant magnetostrictive members 72A, 72B, Since the shaft diameter of 72C is made thinner in ascending order of the driving frequency of the giant magnetostrictive members 72A, 72B, 72C, the amount of vibration can be increased at a lower frequency, and the change in sound pressure due to the frequency can be reduced. Can do.
なお、本発明に係る磁歪多重振動装置は、上記実施例1〜4に係る磁歪多重振動装置10、30、50、70の構造や形状等に限定されるものではなく、例えば、超磁歪ロッドを1つの超磁歪部材によって構成してもよい。 The magnetostrictive multiple vibration device according to the present invention is not limited to the structure and shape of the magnetostrictive multiple vibration devices 10, 30, 50 and 70 according to the first to fourth embodiments. For example, a giant magnetostrictive rod is used. A single giant magnetostrictive member may be used.
又、磁歪多重振動装置の振動量をそれ程高める必要が無い場合には、超磁歪部材の代わりに、磁歪素子からなる磁歪部材を適用してよい。 In the case where it is not necessary to increase the vibration amount of the magnetostrictive multiple vibration device so much, a magnetostrictive member made of a magnetostrictive element may be applied instead of the super magnetostrictive member.
即ち、本発明に係る磁歪多重振動装置は、一端が質量部材に固定された、磁歪部材を有してなる略棒状の磁歪ロッドと、該磁歪ロッドにおける前記磁歪部材の外周を囲むように前記磁歪ロッドに沿って並んで配設された複数の駆動コイルと、を有してなり、且つ、各駆動コイルを異なる周波数で同時に駆動することによって、前記磁歪ロッドを複数種類の周波数で多重振動可能としたものであればよい。 That is, the magnetostrictive multiple vibration device according to the present invention includes a substantially rod-shaped magnetostrictive rod having a magnetostrictive member, one end of which is fixed to a mass member, and the magnetostrictive so as to surround an outer periphery of the magnetostrictive member in the magnetostrictive rod. A plurality of drive coils arranged side by side along the rod, and by simultaneously driving the drive coils at different frequencies, the magnetostrictive rod can be subjected to multiple vibrations at a plurality of types of frequencies. Anything that has been done.
なお、本発明に係る磁歪多重振動装置をスピーカに適用すれば、従来のように周波数毎に個別のスピーカを設ける必要が無く、1つのスピーカで広い音域を忠実に再生することができる上に、スピーカの低コスト化、小型化等を容易に実現することができる。 In addition, if the magnetostrictive multiple vibration device according to the present invention is applied to a speaker, it is not necessary to provide individual speakers for each frequency as in the prior art, and a wide sound range can be faithfully reproduced with one speaker. It is possible to easily reduce the cost and size of the speaker.
L1、L2、L3…軸長
R1、R2、R3…軸径
1…振動装置
2…振動体
3…コイル
4…磁石
5…振動子
6…衝突部
10、30、50、70…磁歪多重振動装置
12、32、58、78…質量部材
14、34、54、74…超磁歪ロッド
16A、16B…駆動コイル
18…被振動体
20A、20B、20C、40A、40B、52A、52B、52C、
72A、72B、72C…超磁歪部材
22A、22B、22C、42A、42B、42C…バイアス磁石
36…ボルト
38A、38B…ナット
56A、76A…低周波駆動コイル
56B、76B…中周波駆動コイル
56C、76C…高周波駆動コイル
L1, L2, L3 ... Shaft length R1, R2, R3 ... Shaft diameter 1 ... Vibrating device 2 ... Vibrating body 3 ... Coil 4 ... Magnet 5 ... Vibrator 6 ... Collision part 10, 30, 50, 70 ... Magnetostrictive multiple vibration device 12, 32, 58, 78 ... Mass members 14, 34, 54, 74 ... Giant
72A, 72B, 72C ... Giant magnetostrictive member 22A, 22B, 22C, 42A, 42B, 42C ... Bias magnet 36 ... Bolt 38A, 38B ...
Claims (11)
前記複数の駆動コイルに、少なくとも、バイブレータの振動周波数の信号及び音声周波数の音声信号を入力するようにしたことを特徴とする磁歪多重振動装置。 In claim 1,
A magnetostrictive multiple vibration device, wherein at least a vibration frequency signal and a sound frequency sound signal are input to the plurality of drive coils.
前記複数の駆動コイルに、少なくとも、所定の信号及び該所定の信号と逆位相の信号を入力するようにしたことを特徴とする磁歪多重振動装置。 In claim 1,
A magnetostrictive multiple vibration device characterized in that at least a predetermined signal and a signal having an opposite phase to the predetermined signal are input to the plurality of drive coils.
前記複数の駆動コイルに、少なくとも、所定の信号及び該所定の信号を遅延させた信号を入力するようにしたことを特徴とする磁歪多重振動装置。 In claim 1,
A magnetostrictive multiple vibration device characterized in that at least a predetermined signal and a signal obtained by delaying the predetermined signal are input to the plurality of drive coils.
前記磁歪ロッドは前記磁歪部材を軸方向に複数重ねて構成され、且つ、該複数の磁歪部材は前記質量部材側から前記磁歪部材の駆動周波数の昇順に配置されていることを特徴とする磁歪多重振動装置。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
The magnetostrictive rod is configured by stacking a plurality of the magnetostrictive members in the axial direction, and the plurality of magnetostrictive members are arranged in ascending order of the driving frequency of the magnetostrictive member from the mass member side. Vibration device.
前記磁歪ロッドは軸長の異なる複数の前記磁歪部材を軸方向に複数重ねて構成され、且つ、該複数の磁歪部材の軸長は該磁歪部材の駆動周波数の昇順に短くなるようにされていることを特徴とする磁歪多重振動装置。 In any one of Claims 1 thru | or 5,
The magnetostrictive rod is configured by stacking a plurality of magnetostrictive members having different axial lengths in the axial direction, and the axial length of the plurality of magnetostrictive members is shortened in ascending order of the driving frequency of the magnetostrictive members. A magnetostrictive multiple vibration device characterized by the above.
前記磁歪ロッドは軸径の異なる複数の前記磁歪部材を軸方向に複数重ねて構成され、且つ、該複数の磁歪部材の軸径は該磁歪部材の駆動周波数の昇順に細くなるようにされていることを特徴とする磁歪多重振動装置。 In any one of Claims 1 thru | or 6.
The magnetostrictive rod is configured by stacking a plurality of magnetostrictive members having different shaft diameters in the axial direction, and the shaft diameters of the plurality of magnetostrictive members are reduced in ascending order of the driving frequency of the magnetostrictive members. A magnetostrictive multiple vibration device characterized by that.
前記磁歪部材の軸方向両端に、該磁歪部材の軸方向にバイアス磁界を印加するためのバイアス磁石を配設したことを特徴とする磁歪多重振動装置。 In any one of Claims 1 thru | or 7,
2. A magnetostrictive multiple vibration device according to claim 1, wherein bias magnets for applying a bias magnetic field in the axial direction of the magnetostrictive member are disposed at both axial ends of the magnetostrictive member.
前記磁歪ロッドは略筒状に成形されていることを特徴とする磁歪多重振動装置。 In any one of Claims 1 thru | or 8.
The magnetostrictive multiple vibration device according to claim 1, wherein the magnetostrictive rod is formed in a substantially cylindrical shape.
前記磁歪ロッドの軸方向に予荷重が印加されていることを特徴とする磁歪多重振動装置。 In any one of Claims 1 thru | or 9,
A magnetostrictive multiple vibration device, wherein a preload is applied in an axial direction of the magnetostrictive rod.
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磁歪多重振動装置。 In any one of Claims 1 thru | or 10.
The magnetostrictive multi-vibration device, wherein the magnetostrictive member is a giant magnetostrictive member made of a giant magnetostrictive element.
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
JP2008042324A (en) * | 2006-08-02 | 2008-02-21 | Toyota Motor Corp | Vibration generator and speaker device |
WO2009050909A1 (en) * | 2007-10-19 | 2009-04-23 | Kazumichi Imai | Recoilless speaker unit |
-
2004
- 2004-02-18 JP JP2004042063A patent/JP2005236583A/en not_active Withdrawn
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