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 トップページ電気と磁気の?(はてな)館 > No.7 超磁歪エキサイタを用いたユニークなパネルスピーカ
電気と磁気の?(はてな)館

超磁歪エキサイタを用いたユニークなパネルスピーカ

※本記事は、掲載時点の情報に基づくものであり、現在、本製品はTDKでは取り扱っておりません。
 今号でご紹介するのは、磁気や電気に対して顕著な外形変化を示す磁歪(じわい)材料や圧電材料。なかでも超磁歪材料は、通常の磁歪材料の1000倍以上もの寸法変化をするため、さまざまな応用が期待されています。接触させるだけで何でもスピーカにしてしまうユニークなアクティブ・アクチュエータや、厚いアクリル板を振動させる超磁歪フラットパネルスピーカも開発されました。

超磁歪振動子を用いたフラットパネルスピーカ
 骨伝導(こつでんどう)方式の携帯電話用受話器というのが販売されています。聴覚障害をもつ人ばかりでなく、都会の雑踏などの騒がしい環境では、携帯電話の音声が聞きづらいことがあります。そんなとき携帯電話のイヤホン端子につなぐと、振動が頭骨から聴覚神経に直接伝わって、音声が明瞭に聞こえます。振動子として圧電セラミックス(電圧を加えると外形が変化する材料)が用いられていますが、超磁歪振動子を用いたヘッドホンというのも開発されています。
 磁界を加えると外形が変化する性質をもつ物質を磁歪(じわい)材料といいます。ジュールの法則で知られるジュールがニッケルにおいて発見(1842年)したので“ジュール効果”と呼ばれます。ニッケルばかりでなく他の多くの磁性体も磁歪効果を示しますが、その寸法変化量は1〜10ppm(100万分の1〜10万分の1)オーダー。100mの長さの棒でも、やっと0.1〜1mmほど伸縮するにすぎません。超磁歪材料はこの伸縮の度合が著しく大きな材料です。大きな磁気モーメントをもつランタノイド元素(テルビウムなど)と鉄族元素をベースとする金属間化合物で、寸法変化量は通常の磁歪材料の1000倍以上にも及びます。
 超磁歪材料の特長は高速の応答性をもち、圧電セラミック振動子よりも大きなパワーが得られること。この性質は高感度センサや振動子などとして利用できます。TDKでは超磁歪材料を用いたユニークなフラットパネルスピーカを開発しています。通常のスピーカのようにムービングコイルでコーン紙を振動させるのではなく、エキサイタと呼ばれる超磁歪材料の振動子を用いています。
 エキサイタは円柱状の超磁歪素子にコイルを巻いた構造。コイルに音声電流が流れると、超磁歪素子が伸縮し、そのパワーによって5mmほどの厚いアクリル板を振動させて音声を再生します。フラットなパネルを振動させるために、音源がどこにあるかわからないほど音像が広く、室内全体をミュージックで満たしたいというようなときには最適。新たなオーディオスタイルが生まれそうなユニークなスピーカです。スピーカキャビネットが不要、置くだけでそこがスピーカとなる超磁歪アクティブ・アクチュエータも製品化されています(音響メーカーのフォステクスカンパニー)。

超磁歪振動子を用いたフラットパネルスピーカ

超磁歪素子とジュール効果 超磁歪振動子を用いたエキサイタの構造例

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※記事の内容は、記事掲載時点での情報に基づいたものです。一部、現在TDKで扱っていない製品情報等も含まれております。
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