專利名稱：磁致伸縮裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種利用磁致伸縮元件產(chǎn)生或者檢測振動的石茲致伸縮 裝置。
背景技術：
某種磁性材料將根據(jù)外部磁場變化而產(chǎn)生伸縮。另外，當對這種 磁性材料施加應力而變形時，其;茲特性根據(jù)應力而變化。這一現(xiàn)象被 稱為"磁致伸縮"。近年來，發(fā)現(xiàn)了與目前已知磁致伸縮元件的位移量
相比表現(xiàn)出50 100倍位移的材料，這些被稱為"超磁致伸縮元件"。
當對》茲致伸縮元件施加交流-茲場時，能夠產(chǎn)生與該交流/磁場的頻 率相等的頻率的振動。利用這種現(xiàn)象，期待著例如將超磁致伸縮元件 應用在骨傳導式耳機、聽覺輔助器具等中(例如參照專利文獻l)。 專利文獻1:特開2001-258095號公才艮

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術問題
在將具備磁致伸縮元件的振動發(fā)生裝置搭載到聽覺輔助器具等中 的情況下，強烈要求實現(xiàn)小型且重量輕的振動發(fā)生裝置。本申請人在 上述專利文獻1中提出了如下技術通過向超磁致伸縮元件提供預應 力來提高變換效率，并且省略振動板，根據(jù)超磁致伸縮元件向對象物 直接傳導振動，以實現(xiàn)裝置的小型化、輕量化。
但是，本申請人沒有滿足于該技術，為了進一步實現(xiàn)裝置的小型 化、輕量化而重復了實驗的結果，想到了維持超磁致伸縮元件的優(yōu)良 特性、使裝置進一步小型化、輕量化的技術。
本發(fā)明是鑒于這種狀況所作出的，其目的在于提供一種實現(xiàn)小型、 重量輕的磁致伸縮裝置的技術。
解決技術問題的技術手段
本發(fā)明的 一個方式涉及磁致伸縮裝置。該石茲致伸縮裝置的特征在
于，具備磁致伸縮元件，其根據(jù)》茲場伸縮；；茲場發(fā)生單元，其產(chǎn)生 前述》茲場；套，其將前述》茲致伸縮元件和前述^茲場發(fā)生單元保持在預 定位置，前述套通過對外部的部件進行連接，由前述外部部件和前述 套對前述》茲致伸縮元件施加預定壓力。前述外部部件也可以包括用于 向前述磁場發(fā)生單元提供用于產(chǎn)生前述磁場的信號的電路。前述套也 可以包括用于調(diào)整由前述》茲場發(fā)生單元產(chǎn)生的石茲場磁路的磁輒。
本發(fā)明的另外其他方式也涉及磁致伸縮裝置。該磁致伸縮裝置的 特征在于，具備磁致伸縮元件，其磁特性根據(jù)從外部提供的振動變 化；檢測單元，其將前述磁特性變化作為電信號檢測；套，其將前述 磁致伸縮元件和前述檢測單元保持在預定位置上，前述套通過對外部 的部件進行連接，由前述外部部件和前述套對前述》茲致伸縮元件施加 預定壓力。前述外部部件也可以包括用于從前述檢測單元取得前述電 信號的電路。
也可以不具有支持前述^f茲致伸縮元件的由前述套支持的一端的相 反側的 一端來向前述磁致伸縮元件施加預定壓力的結構。省略現(xiàn)有磁 致伸縮裝置中設置的預應力罩，通過使外部部件作為預應力罩發(fā)揮功 能，能夠使磁致伸縮裝置輕量化，并且能夠使高度方向的大小大幅度 小型化。另外，能夠更柔性地設計安裝磁致伸縮裝置的外部部件。
前述套也可以包括用于在前述套內(nèi)形成閉》茲路的》茲軛。前述套， 該》茲致伸縮裝置也可以在與前述外部部件連接的面中開放，前述》茲致 伸縮裝置也可以連接在前述外部部件上，使得前述磁致伸縮元件的前 述外部部件側的端、或者設置在前述磁致伸縮元件的前述外部部件側
的結構部件與前述外部部件當接。磁致伸縮裝置也可以進一步具備振 動部，其將與前后蘇磁致伸縮元件的前述外部部件側相反側 一端的振 動向該磁致伸縮裝置的外部傳導。
此外，以上結構要素的任意組合、將本發(fā)明的表現(xiàn)在方法、裝置、 系統(tǒng)等之間變換的內(nèi)容作為本發(fā)明的方式也有效。
根據(jù)本發(fā)明，能夠實現(xiàn)小型、重量輕的磁致伸縮裝置。


圖1是表示現(xiàn)有磁致伸縮裝置結構的圖； 圖2是表示超磁致伸縮材料和壓電材料特性的圖； 圖3 (a)、 (b)是表示磁致伸縮元件振動的樣子的圖； 圖4是表示改良的磁致伸縮裝置結構的圖5是表示作為具備圖4所示磁致伸縮裝置的電子設備示例的耳 機結構的圖6是表示根據(jù)實施方式的磁致伸縮裝置結構的圖； 圖7是表示根據(jù)實施方式的電子設備結構的圖； 圖8是表示作為具備圖6以及圖7所示磁致伸縮裝置的電子設備 示例的耳機結構的符號說明
1超磁致伸縮元件 2:偏一磁用f茲體 3:繞線管 4:線圈 5:引線 6:振動桿 7a:預應力罩 7b:殼 8:套
9:彈性部件 11:底板
20:;茲致伸縮裝置 28:振動盤 29:電路
30:石茲致伸縮裝置本體
41螺紋部
42突起
49電路
50電子設備
61凸緣部
81螺紋部
90磁致伸縮裝置
100:耳機
110:本體
200:耳機
210:本體
具體實施例方式
圖1表示現(xiàn)有磁致伸縮裝置的結構?，F(xiàn)有的磁致伸縮裝置90具備 乂磁致伸縮元件91、線圈92、偏石茲用磁體93、罩94、以及殼95。 ^茲致 伸縮元件91具有大致柱狀的形狀，根據(jù)由線圏92以及偏磁用磁體93 產(chǎn)生的磁場在其高度方向上伸縮地位移。磁致伸縮元件91配置在殼 95的大致中央處，磁致伸縮元件91的高度與大致柱狀的殼95的深度 對齊。線圈92設置在磁致伸縮元件91的周圍，通過從外部驅動裝置 輸入的電流在磁致伸縮元件91的周圍產(chǎn)生；茲場。偏石茲用石茲體93設置 用于在磁致伸縮元件91的周圍固定提供預定強度的磁場作為偏磁場。 罩94具有大致圓盤狀的形狀，設置用于對內(nèi)部包括磁致伸縮元件91、 線圈92、以及偏磁用磁體93的殼95進行密封。殼95的側壁部上部 形成有接合槽96，其與罩94的銷部97接合，從而使得罩94和殼95 彼此固定。此時，/磁致伸縮元件91從上、下#1罩94和殼95擠壓，以 提供預定的預應力。
當向線圈92提供交流電流時，在線圈92周圍產(chǎn)生交流磁場，由 此;茲致伸縮元件91在軸線方向上伸縮。通過;茲致伸縮元件91的伸縮， 罩94振動，該振動通過罩94向外部傳導。例如，在將圖l所示磁致
伸縮裝置90用在耳機上的情況下，將罩94擠壓接觸在耳朵附近，通 過磁致伸縮元件91產(chǎn)生的振動將通過罩94向頭部傳導。罩94形成得 比殼95的底部具有更大彈性。由此，防止》茲致伸縮元件91的振動一皮 殼95的底部吸收，并通過罩94有效地向對象物(例如使用者的頭部) 傳導。
圖2表示超磁致伸縮材料和壓電材料的特性。鋱鏑鐵(TbDyFe) 等超磁致伸縮材料，與鋯鈦酸鉛(PZT: PbZr03-PbTi03)等壓電材料 相比，具有如下面所舉出的優(yōu)良特性。首先，超磁致伸縮材料產(chǎn)生應 力大，位移量大，因此能夠將超磁致伸縮元件產(chǎn)生的振動有效地向外 部傳導。另外，超磁致伸縮材料驅動電壓低，因此功耗較小。另外， 超磁致伸縮材料居里溫度高，因此能夠在高溫下使用。另外，超磁致 伸縮材料通過磁場而振動，因此驅動部分與電源是非接觸的，安全性 優(yōu)良。
并且，超磁致伸縮材料產(chǎn)生的應力大，因此能量大的低頻振動也 能夠確實地向外部傳導，并且響應速度快，因此也能夠確實地追隨高 頻輸入信號來產(chǎn)生振動。因而，在寬頻帶中實現(xiàn)了平坦的特性。這在 其中使用了該材料的耳機、揚聲器等中特別有利。在使用了壓電材料 的現(xiàn)有耳機等中，只產(chǎn)生約5 20kHz的聲音，但是通過使用超磁致伸 縮材料，能夠產(chǎn)生50kHz以上的聲音。人類可聽到的聲音頻率范圍是 20kHz左右，但是也有感覺得到超聲波的說法。另外，通過骨傳導的 聽知覺還未像通過鼓膜的聽知覺那樣被研究，通過骨傳導感知超聲波 區(qū)域聲音是未知的世界。本發(fā)明人考慮到近年來已經(jīng)開發(fā)了能夠對超 聲波區(qū)域聲音錄音的裝置，想開發(fā)出使用能夠忠實地再現(xiàn)超聲波區(qū)域 聲音的超磁致伸縮材料而不是使用無法產(chǎn)生高頻聲音的壓電材料的耳 機、揚聲器。
然而，本發(fā)明人為了發(fā)揮超磁致伸縮材料的優(yōu)良頻率特性，認識 到了存在如下問題。圖3 (a)和(b)示意性地表示磁致伸縮元件振 動的樣子。如圖3 (a)所示，如果^f茲致伸縮元件91的一端(以下稱 為"固定端")98固定著，則磁致伸縮元件91只向相反側一端(以下 成為"輸出端，，)方向伸縮，因此當磁致伸縮元件91伸縮時產(chǎn)生的振
動經(jīng)由輸出端99有效地向外部傳導。但是，如圖3 (b)所示，支持 磁致伸縮元件91的固定端98的部件具有彈性，或重量輕，在固定端 98振動的情況下，從輸出端99向外部傳導的振動位移量、應力相應 地衰減。在圖1所示的磁致伸縮裝置90中，在將罩94擠壓接觸對象 物來將磁致伸縮元件91的振動向對象物傳導時，通過罩94擠壓對象 物的力的反作用，產(chǎn)生》茲致伸縮元件91的固定端98擠壓殼95底部的 力。此時，如圖3 (b)所示，如果殼95沒有足夠的慣性質(zhì)量，則輸 出端99的振動將衰減，磁致伸縮元件91的振動無法充分傳導給對象 物。這一現(xiàn)象在振動能量大的低頻帶區(qū)域中特別顯著，例如磁致伸縮 裝置90利用在耳機上的情況下，將難以聽到低音區(qū)域的聲音。
本發(fā)明人認識到這種問題，為了在寬頻帶中避免磁致伸縮元件91 的頻率特性劣化，想到了連接一磁致伸縮元件91的固定端98的部件(例 如圖1的磁致伸縮裝置90的殼95 )需要具有足夠的慣性質(zhì)量和硬度。 這種問題是其中產(chǎn)生的應力比壓電元件大的磁致伸縮元件中的問題， 利用了壓電元件的聲音傳導裝置的開發(fā)者沒有將此當作問題。另外， 對即使是難以聽到的音域也不妥協(xié)，想實現(xiàn)能夠忠實地再現(xiàn)人類可聽 域全部聲音的聲音傳導裝置，可以說是從本發(fā)明這樣的愿望認識的問 題。如后所述，根據(jù)本發(fā)明人的實驗可知，將超磁致伸縮裝置作為振 動發(fā)生裝置利用的情況下，為了在寬頻帶中有效驅動，需要將可動質(zhì) 量的約13.8倍以上、優(yōu)選為21倍以上、更優(yōu)選為69倍以上的慣性質(zhì) 量i殳置在》茲致伸縮元件91的固定端98側。
圖4表示鑒于上述問題而改良的^f茲致伸縮裝置的結構。石茲致伸縮 裝置20主要包括超磁致伸縮元件1、偏磁用磁體2 (偏磁用上部磁體 2a以及偏磁用下部磁體2b)、繞線管3、線圈4、引線5a以及5b、振 動桿6、預應力罩7a、殼7b、以及彈性部件(螺旋彈簧)9。
超磁致伸縮元件1作為將聲音變換所得的信號變換為振動的振動 變換元件使用，具有大概柱狀的外形，其頂部配置了偏磁用上部磁體 2a、底部配置了偏》茲用下部-茲體2b。該超;茲致伸縮元件1以夾在偏石茲 用上部；茲體2a和偏》茲用下部；茲體2b之間的狀態(tài)容納在殼7b的內(nèi)部， 超-茲致伸縮元件1設定為恒定地經(jīng)受由偏石茲用上部-茲體2a和偏石茲用下 部磁體2b產(chǎn)生作為偏磁場的磁場(偏磁場恒定地穿過超磁致伸縮元件 1)。另外，與其同時，該超磁致伸縮元件1容納在殼7b內(nèi)部，殼7b 支持其底部，振動桿6通過彈性部件9的彈力而擠壓其頂部，從而確 保在超^f茲致伸縮元件1上恒定地施加所謂預應力。該超;茲致伸縮元件 1以如上述恒定地經(jīng)受偏磁場和預應力的狀態(tài)，通過經(jīng)受根據(jù)配置在 其周圍的線圈4產(chǎn)生的可變磁場，產(chǎn)生與輸入電信號對應的振動。
線圈4是以繞線管3的主體為軸心并在其周圍纏繞導線而形成， 繞線管3由諸如玻璃基材或聚碳酸酯等材料構成。當通過引線向導線 輸入電信號時，線圈4與其對應而產(chǎn)生f茲場。該線圈4產(chǎn)生的可變不茲 場穿過超》茲致伸縮元件1, >^人而超》茲致伸縮元件1與該可變》茲場的強 度對應而伸縮，乂人而作為4展動輸出。
振動桿6的一端通過偏磁用上部磁體2a機械地連接至超磁致伸縮 元件1，從超磁致伸縮元件1輸出的振動通過另一端向外部傳導。該 振動桿6設置有凸緣部61，由該凸緣部61接受彈性部件9的作用力， /人而壓在偏》茲用上部-茲體2a上。該才齊壓力通過偏一磁用上部i茲體2a施 加到超》茲致伸縮元件1上。另外，通過該凸纟彖部61以及彈性部件9 防止振動桿6整體向殼7b以及預應力罩7a外側掉落。
殼7b是容納上述以預定狀態(tài)組裝的超》茲致伸縮元件1、偏》茲用上 部石茲體2a、偏;茲用下部；茲體2b、繞線管3、線圈4、 4展動盤6、彈性 部件9的所謂容器(或者本體)。預應力罩7a通過彈簧機構、焊接、 鉚接、樹脂固化等固定至殼7b。當預應力罩7a固定至殼7b時，通過 彈性部件9向超》茲致伸縮元件提供預應力。通過向超磁致伸縮元件1 提供預應力，能夠提高電信號和振動之間的變換效率。預應力罩7a 以及殼7b優(yōu)選地由磁性材料形成，從而使其內(nèi)部磁場不向外泄漏、以 及更有效地產(chǎn)生其內(nèi)部》茲場。
圖5表示耳機的結構，該耳機是將磁致伸縮裝置20作為振動發(fā)生 裝置設置的電子設備的一個示例。耳機100具備主體110、磁致伸縮 裝置20、以及振動盤28。主體110包括電^各29，用于將從外部再現(xiàn) 裝置等輸入的電信號傳輸至磁致伸縮裝置20的線圈。振動盤28安裝 在磁致伸縮裝置20的振動桿6上，將從振動桿6傳導的振動向使用者
耳朵附近的頭蓋骨傳導。使用者能夠通過骨傳導將從振動盤28表面?zhèn)?br> 導的振動作為聲音識別。本發(fā)明人試做了圖5所示的骨導式耳機100, 忠實地再現(xiàn)了從低音到高音的寬范圍音域，確認實現(xiàn)優(yōu)良的音響特性。 由此，能夠實現(xiàn)有效產(chǎn)生寬頻帶振動的磁致伸縮裝置，但是其另 一方面，本發(fā)明人認識到在將磁致伸縮裝置利用于耳機、聽覺輔助 器具、手機終端的揚聲器等中的情況下，需要裝置進一步的小型化、 輕量化也成為問題。在如耳機、手機終端等希望小型且重量輕的商品 中，大小、重量的細微差對商品銷售有多大影響，這已經(jīng)在市場中得 到了證明。例如，即使具有比現(xiàn)有類似商品更優(yōu)良的特性，但是僅僅 比該現(xiàn)有商品大一點、或重一點，這都成為使消費者購買欲望下降的 一個原因，本發(fā)明人也意識到這一點，這一點還從利用了壓電元件的 耳機比具有更優(yōu)良性能的磁致伸縮元件的耳機更先商品化得到了證 明。
超磁致伸縮元件1具有柱狀形狀，在高度方向上位移，因此需要 將可動部件在磁致伸縮元件的高度方向上串聯(lián)連接。另外，為了向對 象物提供必要的振動，需要設置具有一定高度的超磁致伸縮元件1， 因此在高度方向上對大小的減小有限。因而，為了磁致伸縮裝置20 的小型化、輕量化，需要將^t致伸縮裝置20總重量中占大部分比例的 殼7b以及預應力罩7a小型化、輕量化。但是，對于殼7b而言，如上 所述，為了維持低頻區(qū)域的特性，也需要具有一定程度的慣性質(zhì)量。 本發(fā)明人重復了各種實驗，在重復試制錯誤的過程中想到了應對這種 相互矛盾的兩個要求的技術。
圖6表示根據(jù)實施方式的磁致伸縮裝置的結構。本實施方式的磁 致伸縮裝置30與圖4所示磁致伸縮裝置20的結構相比，以套8代替 預應力罩7a以及殼7b。套8具備螺紋部81，該螺紋部81是用于向設 置有磁致伸縮裝置30的電子設備主體安裝磁致伸縮裝置30的連接機 構的一例。即磁致伸縮裝置30的各組件以容納在套8內(nèi)的狀態(tài)，通過 螺紋部81安裝至電子設備的主體。為了調(diào)整由作為磁場發(fā)生裝置的偏 磁用磁體2、線圈4、引線5a以及5b產(chǎn)生的磁場的磁路，以放大磁場， 套8包括例如由軟鐵板等構成的；茲軛。通過該A茲軛在套8內(nèi)形成閉；茲
路，避免;茲場向外泄漏。
圖7示意性地表示具備圖6所示磁致伸縮裝置30的電子設備的結 構。電子設備50的主體40具備螺紋部41,該螺紋部41是用于安裝 磁致伸縮裝置30的連接機構的一例。通過使得磁致伸縮裝置30的螺 紋部81和主體40的螺紋部41螺紋連接，磁致伸縮裝置30安裝至主 體40。除了上述連接機構，還可以通過焊接、鉚接、樹脂固化等連接 石茲致伸縮裝置30和主體40。套80朝向主體40的一端是敞開的，當 不茲致伸縮裝置30安裝至主體40時，偏磁用下部^茲體2b直接與主體 40接觸。此時，主體40的與偏磁用下部磁體2b接觸的位置設置了突 起42,通過旋緊螺紋，超;茲致伸縮元件1通過偏^茲用下部i茲體2b受 到突起42的擠壓，從而向超不茲致伸縮元件1施加預定的預應力。另夕卜， 引線5a以及5b連接至主體40的電^各49,從電路49輸入的電信號向 線圏4輸送。
在圖4所示的磁致伸縮裝置20中，支持超磁致伸縮元件1固定端 的功能由殼7b承擔，但是在圖6以及圖7所示的磁致伸縮裝置30中， 該功能由包括用于向磁致伸縮裝置30輸入電信號的電路等結構的電 子設備50的主體40承擔。即套8為了容納超》茲致伸縮元件1、線圏4、 偏磁用-茲體2、彈性部件9等結構而設置，而不承擔支持超磁致伸縮 元件1固定端的功能，也不承擔向超磁致伸縮元件1施加預應力的功 能。由此，沒有必要將具有大慣性質(zhì)量的部件設置在磁致伸縮裝置30 上，并且還能夠省略用于向超;茲致伸縮元件1施加預應力的預應力罩， 因此能夠使磁致伸縮裝置30小型化、輕量化，并從而能夠使電子設備 50整體小型化、輕量化。
另外，在現(xiàn)有的磁致伸縮裝置中，首先需要安裝殼和預應力罩， 還需要將該磁致伸縮裝置組裝進例如電子設備等中，在本實施方式的 磁致伸縮裝置30中，只要主體40具有足夠的質(zhì)量和硬度，則磁致伸 縮裝置30能夠安裝至任何主體40，因此能夠靈活地設計利用磁致伸 縮裝置30的電子設備。
在圖1所示的現(xiàn)有磁致伸縮裝置90需要對磁致伸縮元件91施加 預應力的機構，可以說設計者^L束縛在該機構應該固有地i殳置在磁致伸縮裝置90內(nèi)的思想中。另外，在圖4所示的磁致伸縮裝置20中也 需要將抑制振動的、用于支持超磁致伸縮元件l固定端的機構，該機 構設置在磁致伸縮裝置20內(nèi)。而且，因為無法擺脫該思想，所以無法 使磁致伸縮裝置90和20小型化、輕量化，這成為妨礙普及性能遠勝 于壓電元件的^f茲致伸縮元件的根本原因。
本發(fā)明人轉變思想，認為將電子設備50的主體40作為向超-茲致 伸縮元件1施加預應力、且抑制超》茲致伸縮元件1固定端振動的部件 發(fā)揮功能即可。由此，磁致伸縮裝置30不再受自身的慣性質(zhì)量必須達 到能夠抑制超磁致伸縮元件1固定端振動的束縛，從而能夠大幅度地 小型化、輕量化。并且，能夠省略從上下夾住超磁致伸縮元件1并向 其施加預應力的部件的一部分，能夠成功地在高度方向上小型化。這 意味著在頻率特性的維持與小型化、輕量化這兩個相互矛盾的要求間 取得了平衡。因而，本發(fā)明克服了妨礙特性優(yōu)良的磁致伸縮元件商品 化的問題，可以說是普及使用磁致伸縮元件的設備的飛躍性劃時代發(fā) 明。
如前所述，為了抑制超磁致伸縮元件固定端處的振動，以及將輸 出端的振動有效地向外部傳導，固定端側應該具有可動質(zhì)量的約13.8 倍以上的慣性質(zhì)量。因而，主體40應該具有超石茲致伸縮元件1、偏石茲 用》茲體2、彈性部件9、以及振動桿6的質(zhì)量合計的約13.8倍以上、 優(yōu)選為約21倍以上、更優(yōu)選為約69倍以上的質(zhì)量即可。另外，在設 置了由振動桿6振動的其他結構(例如用于將耳機設置在使用者耳朵 附近的振動盤)的情況下，其質(zhì)量也包括在振動桿6的質(zhì)量中。另夕卜， 與主體40機械上浮見作一體的結構部件的質(zhì)量也包括在主體40的質(zhì)量 中。
主體40中與固定端側的結構接觸的部件(在圖7的例子中為突起 42),希望具有足夠硬度，以抑制超磁致伸縮元件1固定端側的振動。 另外，套8優(yōu)選由磁性材料制成。但是，例如將磁致伸縮裝置30利用 在耳機等中的情況下，產(chǎn)生的；茲場不怎么大，因此套8也可以不由不茲 性材料形成。這種情況下，為了實現(xiàn)更輕量化，也可以由質(zhì)量輕的材 料構成套8。
圖8表示作為具備圖6所示磁致伸縮裝置30的一例電子設備50 的耳機結構。耳機200具備圖6所示開放型磁致伸縮裝置30,而不是 具備圖5所示耳機100中所具備的密閉型磁致伸縮裝置20。本發(fā)明人 試做了圖8所示的耳機200，與圖5所示的耳機IOO相同，忠實地再 現(xiàn)了從低音到高音的寬范圍音域，確認實現(xiàn)了優(yōu)良的音響特性。
本發(fā)明人試做了圖5的耳機100,其具備圖4所示的密閉柱型磁 致伸縮裝置20，還試做了圖8的耳機200，其具備圖6所示開放型磁 致伸縮裝置30，通過實際戴耳機的同一被試者的聽覺，評定可動質(zhì)量 和支持固定端的慣性質(zhì)量之間的質(zhì)量比、與從耳機輸出的聲音頻率特 性之間的關系。通過骨傳導由人體感覺到的聲音頻率特性作為數(shù)值測 量是困難的，因此本次由被試者的聽覺確認了頻率特性的差異。
在使用了圖4密閉型磁致伸縮裝置20的實驗中確認，可動部分的 質(zhì)量是1.3g、支持固定端的慣性質(zhì)量是17.9g、總質(zhì)量是22.2g的磁致 伸縮裝置20的試制品，比使用了現(xiàn)有壓電元件等的骨導式耳機具有更 優(yōu)良的頻率特性，即具有輸出寬范圍頻率聲音的能力。因而可知，支 持固定端的慣性質(zhì)量優(yōu)選是可動質(zhì)量的約13.8倍以上。如果在可動質(zhì) 量中包含用于將磁致伸縮裝置20的超磁致伸縮元件1的振動傳導至被 測試者頭部的振動盤的質(zhì)量，則慣性質(zhì)量優(yōu)選是可動質(zhì)量的約3.4倍 以上。在具備該f茲致伸縮裝置20的耳機100的試制品中，包括主體質(zhì) 量的固定端的慣性質(zhì)量約為90g，其為可動質(zhì)量的約69倍(包括振動 盤的情況下是約9倍)，確認了與現(xiàn)有骨導式耳機相比具有更優(yōu)良的音 響特性。
與此相對，在圖6的開放型磁致伸縮裝置30中，通過將預應力罩 7a和殼7b替換為套8，能夠將^f茲致伸縮裝置30的質(zhì)量減小到12.8g。 磁致伸縮裝置20的試制品的質(zhì)量約是22.2g,因此磁致伸縮裝置的質(zhì) 量被減小到約一半。通過上述實驗，可知通過將可動質(zhì)量的約13.8倍 以上、更優(yōu)選為69倍以上的慣性質(zhì)量部件設置在固定端側得到了優(yōu)良 的頻率特性，因此只要是磁致伸縮裝置30附著到其的主體具有該質(zhì)量 即可。在試制品的磁致伸縮裝置30的情況下，可動質(zhì)量是1.3g，因此 主體質(zhì)量只要是17.9g以上即可。本發(fā)明人試制了將12.8g的磁致伸縮
裝置30附著至27g (可動質(zhì)量的約21倍)的主體40的耳機200,確 認了該耳機能實現(xiàn)優(yōu)良的音響特性。該耳機200維持與耳機100相同 的優(yōu)良音響特性，而與耳機IOO相比實現(xiàn)了大幅度輕量化。在該試制 品中，套8由金屬構成，但是如果將線圈包含在如由坡莫合金等形成 的磁軛中以構成閉磁路，則套8也可以由樹脂等重量輕的材料構成。 由此，能夠進一步使磁致伸縮裝置30輕量化，能夠使耳機等裝置整體 輕量化。
圖9表示本實施方式的電子設備50的其他結構例。圖9所示的磁 致伸縮裝置30除了圖7所示的磁致伸縮裝置30的結構之外，進一步 具備底板11。底板11例如為了防止水滴浸入;茲致伸縮裝置30或者主 體40，也可以由防水加工的板構成；為了防止向主體40側泄漏》茲場， 底板11也可以由》茲性材料構成。本圖的-茲致伸縮裝置30設置有朝向 主體40的底板11,因此不是開放型而是密閉型，但是底板ll沒有必 要具有用于抑制超磁致伸縮元件1固定端振動而必需的慣性質(zhì)量。底 板11不是為了抑制超磁致伸縮元件1固定端振動而設置，抑制振動所 需的慣性質(zhì)量只要電子設備50的主體40所具有即可。
這種情況下，主體40具有可動質(zhì)量的約16.8倍以上、優(yōu)選為21 倍以上、更優(yōu)選為69倍以上的質(zhì)量，到那時也可以將底板11的質(zhì)量 包括在主體40的質(zhì)量中。另外，除了底板ll以外，主體40和超磁致 伸縮元件1之間設置有部件的情況下，該部件質(zhì)量也可以包括在主體 40的質(zhì)量中。只要超磁致伸縮元件1的固定端側具有能夠抑制固定端 振動所需的足夠的質(zhì)量以及硬度即可。由此，能夠將超磁致伸縮元件 1的振動有效地向外部傳導。另外，能夠沒有遺憾地發(fā)揮磁致伸縮裝 置30的優(yōu)良的頻率特性，特別是將磁致伸縮裝置30利用在耳機200 上的情況下，能夠提高音質(zhì)。
以上，以實施方式為基礎說明了本發(fā)明。該實施方式是例示，本 技術領域技術人員應能理解這些各結構要素、各處理過程的組合中能 夠進行各種變型，這些變型也在本發(fā)明范圍內(nèi)。
在實施方式中，將一個超磁致伸縮元件1設置在磁致伸縮裝置30 內(nèi)，但是如果主體40具有足夠的慣性質(zhì)量，則也可以設置多個超磁致
伸縮元件。另外，超》茲致伸縮元件1的大小可以是任意的。
在實施方式中，說明了將磁致伸縮裝置30作為振動發(fā)生裝置利用
的電子設備，但是對于將磁致伸縮裝置30作為振動檢測裝置利用的情 況也相同。這種情況下，振動桿6具有將從外部提供的振動向超^茲致 伸縮元件l傳導的功能，線圈4作為根據(jù)從外部提供的振動變化，將 超磁致伸縮元件1的磁特性變化以電信號形式檢測的檢測機構發(fā)揮作 用。這種情況下，套8也具備螺紋部81，其作為將裝置連接到主體40 的連接機構發(fā)揮作用，當通過從外部提供的振動使超磁致伸縮元件1 振動時，主體40具有抑制主體40側的一端的振動所需的足夠的硬度 以及質(zhì)量。由此能夠精確地檢測寬頻帶的振動。另外，沒有必要在》茲 致伸縮裝置30上設置預應力罩和足夠的慣性質(zhì)量，能夠使裝置小型 化、輕量化。
工業(yè)應用性
本發(fā)明能夠利用在通過磁致伸縮元件發(fā)生或者;f企測振動的電子設 備中。
權利要求
1.一種磁致伸縮裝置，包括磁致伸縮元件，其根據(jù)磁場伸縮；磁場生成裝置，其生成所述磁場；套，其將所述磁致伸縮元件和所述磁場生成裝置保持在預定的位置，其中，所述套與外部部件連接，從而通過所述外部部件和所述套對所述磁致伸縮元件施加預定的壓力。
2. 根據(jù)權利要求1所述的磁致伸縮裝置，其中，所述外部部件包 括電路，所述電路向所述磁場生成裝置提供用于生成所述磁場的信號。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的磁致伸縮裝置，其中，所述套包括 ;茲輒，所述-茲軛調(diào)節(jié)由所述》茲場生成裝置生成的所述石茲場的》茲路。
4. 一種磁致伸縮裝置，包括磁致伸縮元件，其磁特性根據(jù)從外部提供的振動而變化； 檢測裝置，其檢測所述磁特性的變化作為電信號； 套，其將所述磁致伸縮元件和所述檢測裝置保持在預定的位置， 其中，所述套與外部部件連接，從而通過所述外部部件和所述套 對所述;茲致伸縮元件施加預定的壓力。
5.根據(jù)權利要求4所述的磁致伸縮裝置，其特征在于，所述外部 部件包括從所述檢測裝置獲取所述電信號的電路。
6.根據(jù)權利要求1-5中任意一項所述的磁致伸縮裝置，其中，所 述磁致伸縮裝置不包括這樣的結構，該結構支持所述磁致伸縮元件的 與由所述套支持的 一端相反的端部，并向所述磁致伸縮元件提供預定 的壓力。
7. 根據(jù)權利要求1-6中任意一項所述的磁致伸縮裝置，其中，所 述套包括用于在所述套中形成閉磁路的磁軛。
8. 根據(jù)權利要求1-7中任意一項所述的磁致伸縮裝置，其中， 所述套的一面是敞開的，所述磁致伸縮裝置與所述外部部件在該面連接，所述^t致伸縮裝置連接至所述外部部件，以使得所述^F茲致伸縮元 件的朝向所述外部部件的端部、或設置在所述^f茲致伸縮元件中且朝向 所述外部部件的結構部件與所述外部部件接觸。
9. 根據(jù)權利要求1-8中任意一項所述的^f茲致伸縮裝置，進一步包 括振動單元，所述振動單元將所述磁致伸縮元件中的、與朝向所述外 部部件的一端相反的端部的振動向所述磁致伸縮裝置的外部傳導。
全文摘要
一種電子設備(50)，具有磁致伸縮裝置(30)和主體(40)。磁致伸縮裝置(30)包括根據(jù)磁場而伸縮的超磁致伸縮元件(1)、產(chǎn)生磁場的線圈(4)和偏磁用磁體(2)、以及將它們保持在規(guī)定位置上的套(8)。磁致伸縮裝置(30)安裝在主體(40)上，使得超磁致伸縮元件(1)與主體(40)的安裝面垂直相交。通過將套(8)連接至主體(40)，由主體(40)和套(8)向超磁致伸縮元件(1)施加預定壓力。
文檔編號H04R1/00GK101366320SQ20068005250
公開日2009年2月11日 申請日期2006年9月1日 優(yōu)先權日2005年12月22日
發(fā)明者鈴川元昭 申請人:弗銳株式會社