骨振動装置
【課題】小型の完全埋込型骨振動装置を提供すること。
【解決手段】本発明に係る骨振動装置は、励磁信号の強弱に応じた振動を骨に伝える骨振動装置１００であって、Ｕ字形状の第１ヨーク２５２と、第１ヨーク２５２に巻き付けられたコイル２５０とを備え、前記励磁信号によって磁場を生成する励磁装置２００と、励磁装置２００が生成する磁場を受けることで磁場の強弱に応じて伸縮する延性磁歪材料からなる振動子３１０を備える振動装置３００とを備えており、振動装置３００は、コイルを備えず、体内で骨に対して固定され、励磁装置２００は、体外で、振動装置３００と対向する位置に装着される。
【解決手段】本発明に係る骨振動装置は、励磁信号の強弱に応じた振動を骨に伝える骨振動装置１００であって、Ｕ字形状の第１ヨーク２５２と、第１ヨーク２５２に巻き付けられたコイル２５０とを備え、前記励磁信号によって磁場を生成する励磁装置２００と、励磁装置２００が生成する磁場を受けることで磁場の強弱に応じて伸縮する延性磁歪材料からなる振動子３１０を備える振動装置３００とを備えており、振動装置３００は、コイルを備えず、体内で骨に対して固定され、励磁装置２００は、体外で、振動装置３００と対向する位置に装着される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、骨振動装置に関し、特に、磁歪材料を用いた骨振動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
聴覚障害者及び、建設現場等の騒音の激しい場所で働く作業者が音を聞くための装置として、従来、骨導補聴器が知られている。
【０００３】
図９は骨導補聴器９３０の使用状態を示すイメージ図である。
図９に示されるように、骨導補聴器９３０は、頭骨９１０に対して直接振動を与えることにより、聴神経に音を伝える。これにより、例えば外耳道９１１が塞がっている伝音性難聴や、騒音源の付近など、空気を媒介して伝えられる振動を鼓膜９１２で感じることが困難な場合であっても、音を聞き取ることが可能となる。
【０００４】
しかし、図９に示されるような接触型の骨導補聴器９３０では、マイクで集音した音に応じて振動する振動子を頭部（例えばこめかみ辺り）の皮膚に押し当てることにより、音の振動を、皮膚を介して頭骨９１０に伝えるため、エネルギーロスが生じやすく、音量や音質が劣化するという問題がある。
【０００５】
また、装着位置によって聞こえ方が変化するため違和感を生じることや、振動子を押し当てることによる不快感等の課題も知られている。
【０００６】
これらの課題を解決する手段として、ＢＡＨＡ（Bone-anchored hearing aid）と呼ばれる埋込型骨導補聴器が知られている。
【０００７】
図１０は、埋込型骨導補聴器９４０の使用状態を示すイメージ図である。
図１０に示されるように、埋込型骨導補聴器９４０は、頭骨９１０に打ち込まれ、体外に露出しているボルト９４２に対して、直接振動を伝える。よって、エネルギーロスが少なく、また皮膚に押し当てる必要が無いため快適な装着感が得られるという利点がある。
【０００８】
しかし、埋込型骨導補聴器９４０では、ボルト９４２が体外に露出しているため、見た目の違和感があり、使用に不便であるという課題がある。
【０００９】
これらの課題の解決を試みるものとして、完全埋込型の骨導型補聴器に関する発明が開示されている（特許文献１を参照）。
【００１０】
図１１は、特許文献１で開示されている完全埋込型の骨導型補聴器の構成図である。
この発明に係る骨導型補聴器は、図１１に示されるように、体外ユニットと体内ユニットの２つに分かれており、体内ユニットは体内（頭部）に完全に埋め込まれる。埋め込まれた体内ユニットに対し、体外ユニットは、磁場により音声信号を送る。一方、体内ユニットは、磁場の変化により伸縮する素材である超磁歪素子を振動子として備えており、受信した磁場に応じて骨を振動させることで、音を伝える。
【００１１】
このように、ボルト９４２を露出させることなく、骨を直接振動させる骨導型補聴器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１０−７５３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１に示される発明では、体内ユニットの小型化に限界があり、体内に埋め込む際にユーザの負担が大きいという課題がある。
【００１４】
体内ユニットを小さくできない理由として次の２点が挙げられる。
１点目の理由として、振動子として用いられている超磁歪素子は、Ｔｂ−Ｄｙ−Ｆｅ系合金が知られているが、これは脆性材料である。よって、引っ張り力を加えた場合、弾性変形の後に、ほとんど塑性変形を起こさずに材料が破断してしまうという性質を有する。
【００１５】
その結果、体内で割れやすいという課題が生じる。
そのため、図１１に示される加振部３Ｂのように、振動子をハウジングで囲うとともに、ハウジングにより上下から圧縮力をかけることにより、欠け・割れが生じにくくする等の工夫が必要となっている。こうした、振動子の割れを防止するための部品で、体内ユニットが大型化してしまう。
【００１６】
さらに、２点目の理由として、超磁歪素子は透磁率が低いため、体外ユニットから送信される磁場により直接、振動子を振動させることができない。
【００１７】
そのため、図１１に示されるように、体内ユニット３は、振動子３４を振動させるための磁場を生成するために、体外ユニット２から送信された磁場を、一旦、体内受信コイル３２や磁気ヨーク４２で受信する。ここで体外ユニット２から送信される磁場の変化が起電力に変換された後、この起電力によって振動駆動コイル３５に電流が流れる。その結果発生する磁場を用いて、振動子３４を振動させている。
【００１８】
このように、体外ユニットからの磁場を、超磁歪素子を振動させるに足るまで増幅するための仕組みが体内ユニットに必要となる点も、体内ユニットが大型化する理由である。
【００１９】
しかしながら、こうした理由で大型化する体内ユニットを、頭部に埋め込むことは、ユーザの負担が大きく、実用化の際に課題となる。
【００２０】
そこで本発明は、体内に埋め込む際の負担が軽い、小型の完全埋込型骨振動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明のある局面に係る骨振動装置は、励磁信号の強弱に応じた振動を骨に伝える骨振動装置であって、Ｕ字形状の第１ヨークと、前記第１ヨークに巻き付けられたコイルとを備え、前記励磁信号によって磁場を生成する励磁装置と、前記励磁装置が生成する磁場を受けることで前記磁場の強弱に応じて伸縮する延性磁歪材料からなる振動子を備える振動装置とを備えており、前記振動装置は、コイルを備えず、体内で前記骨に対して固定され、前記励磁装置は、体外で、前記振動装置と対向する位置に装着される。
【００２２】
従来は、体外装置から頭皮越しに送られる磁場を振動子の周囲で増幅するためのコイル（磁場を受けて誘導起電力を発生させるためのコイルと、誘導起電力により電流を流すことで振動子の周囲に再度磁場を発生させるコイル）が体内の振動装置に必要であった。
【００２３】
しかし、上記実施の形態に係る構成によると、振動子の材料として延性の磁歪材料を使用することで、振動子の形状を細長い柱状に加工することができる。その結果、振動子の反磁界係数を減少させ、さらに、高周波における渦電流損失を低減化させる。よって、振動子を振動させるのに必要な磁場の強度をより小さくすることが可能となる。その結果、体内の振動装置にコイルが不要となる。
【００２４】
また、延性材料は割れにくいため、従来の振動装置では必要であった、振動子を保護するためのハウジング類も不要となる。その結果、振動装置をさらに小型化できる。
【００２５】
よって、振動装置を体内に埋め込む利用者の負担を軽減することができる。
具体的には、前記磁歪材料は、鉄ガリウム合金又は鉄コバルト合金である。
【００２６】
これらの合金は、延性の磁歪材料として利用でき、従来の鉄と希土類の合金による超磁歪材料と比較し、高い透磁率と延性を有する。
【００２７】
また、前記振動子は柱状形状を有し、前記振動装置は、さらに、前記振動子の長手方向の両端にそれぞれ第２ヨークを備える。
【００２８】
両端のヨークにより、体外から送られる磁場が無駄なく振動子を貫通するように、磁力線の流れを整えることが可能となる。
【００２９】
また、前記振動装置は、前記振動子が前記骨の固定面に対して水平となるように固定され、前記第２ヨークは、Ｌ字状であり、Ｌ字の一辺が、前記振動子の長手方向の側面のうち前記骨と相対さない側の側面から前記振動子の長手方向へ張り出し、Ｌ字の他の一辺が前記振動子の各々の端部に機械的及び磁気的に連結されている。
【００３０】
このように、励磁装置と向き合う、振動装置のヨークの端の面積を大きくすることにより、励磁装置と振動装置の間で磁場を送受信する際の磁気抵抗を減らすことができる。その結果、励磁装置が送信する磁場の出力を抑えることができ、例えば、励磁信号を生成する信号生成装置の節電に効果がある。
【００３１】
また、前記振動子は、ボルトで前記骨に直接固定されるための１以上の貫通孔を有する。
【００３２】
この構成によると、振動装置がさらに小型化され、体内に埋め込む際の負担を軽減することができる。
【発明の効果】
【００３３】
以上より、本発明は、小型の完全埋込型骨振動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態にかかる骨振動装置の使用状態を示す概念図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態にかかる励磁装置及び振動装置の構成の概要を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態にかかる骨振動装置の使用時において、励磁装置と振動装置の間で形成される磁力線の流れを示す概念図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態にかかる励磁装置が備える磁場発生部の形状の一例を示す外観図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態にかかる振動装置の形状の一例を示す外観図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態にかかる励磁装置及び振動装置の機能ブロックを示すブロック図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態にかかる骨振動装置の変形例の外観を示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態にかかる骨振動装置の別の変形例の外観を示す図である。
【図９】図９は骨導補聴器の使用状態を示すイメージ図である。
【図１０】図１０は、埋込型骨導補聴器の使用状態を示す概念図である。
【図１１】図１１は、特許文献１で開示されている完全埋込型の骨導型補聴器の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明に係る骨振動装置の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３６】
図１は、本発明の実施の形態にかかる骨振動装置１００の使用状態を示す概念図である。
【００３７】
図１に示されるように、骨振動装置１００は、励磁装置２００と、振動装置３００とを備える。
【００３８】
励磁装置２００は、例えば図１に示されるように耳かけタイプであり、簡単に脱着が可能である。励磁装置２００は、マイクロホン等で集音した音を、磁界の強弱に変換し、頭皮９１６を隔てて相対する振動装置３００へ送信する。
【００３９】
振動装置３００は、体内に埋め込まれて使用される小型の装置である。振動装置３００は、こめかみ付近の頭骨９１０に対してボルトで固定されており、励磁装置２００から送信される磁場の強弱におうじて振動を発生する。その振動が頭骨９１０を介して聴神経９１５に届くことで、利用者は音を聞くことができる。
【００４０】
図２は、本発明の実施の形態にかかる励磁装置２００及び振動装置３００の構成の概要を示す図である。
【００４１】
図２に示されるように、励磁装置２００は、磁場発生部２２８を備える。
磁場発生部２２８は、例えば、マイクロホン等で集音され、変調回路によって電気信号に変換された音の信号である励磁信号１５０を取得する。
【００４２】
磁場発生部２２８が励磁信号１５０を取得する方法には、導電線や光ファイバー等の有線伝送路の他、各種の無線ＬＡＮ、赤外線通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ等の無線伝送路を使用しても良い。
【００４３】
磁場発生部２２８は、励磁信号１５０を取得すると、その信号の強さに応じて（すなわち、励磁信号１５０が強ければ強く、励磁信号１５０が弱ければ弱い）磁場を発生させる。
【００４４】
具体的には、磁場発生部２２８は、コイル２５０と、ヨーク２５２とを備えている。
ヨーク２５２は、例えばＵ字型をした角柱状の磁性材料である。ヨーク２５２には角柱の外周にそってコイル２５０が巻き付けられている。よって、このコイル２５０に励磁信号１５０が導通されることにより、コイルが巻かれる面を垂直に貫く向きに磁界が発生する。
【００４５】
その結果、コイルのヨークの一端から他端へ向かい、ヨークの中心部を通る磁場が生じる。この磁場の強さは、コイル２５０を流れる電流の大きさに比例するため、マイクロホンにより取得された音の信号が、磁場の強弱へと変換される。
【００４６】
一方、振動装置３００は、振動子３１０と、ヨーク３１２と、ボルト３０２とを備える。
【００４７】
振動子３１０は、例えば鉄ガリウム合金等の、延性を有する磁歪材料からなる。振動子３１０の形状は、例えば１ｍｍ×１ｍｍ×１０ｍｍの直方体の棒状である。
【００４８】
磁歪材料は、磁場を受けると、０．０３％程度、長さが伸び、磁場が消えると元の長さに戻るという性質を有する材料である。
【００４９】
超磁歪材料と言った場合、従来一般に利用されてきたものは、鉄と希土類の合金（Ｔｂ−Ｄｙ−Ｆｅ系合金）であるが、前述のとおり、この材料の性質として、（１）脆性材料であるため割れやすく、（２）透磁率が低いため振動させるには強い磁場が必要になる、という欠点があった。
【００５０】
一方、鉄ガリウム合金（Ｇａｌｆｅｎｏｌ）、鉄コバルト合金、鉄アルミニウム合金等、鉄と希土類以外の合金も、磁歪性を有する。これら希土類以外の合金では、延性材料としての性質を有するため、（１）割れにくく加工が容易であり、（２）鉄と希土類の合金よりも透磁率が高い、という利点がある。
【００５１】
本発明は、後述するように、この延性の磁歪材料が有する以上の特徴に注目することで、体内へ埋め込む振動装置の構造をシンプルにした結果、装置の小型化を実現し、ユーザの負担を減少させるものである。
【００５２】
ヨーク３１２は、図２に示されるように、棒状の振動子３１０の両端に物理的・磁気的に接合されており、励磁装置２００から頭皮９１６を隔てて送信される磁場を、振動子３１０へ効率よく通すための磁性材料である。
【００５３】
振動装置３００は、ヨーク３１２の端部２５５を貫通するボルトで頭骨９１０に固定されるため、ヨーク３１２と振動子３１０とは、例えば溶接等で物理的に強固に接合されている必要がある。
【００５４】
なお、振動装置３００は、必ずしも端部２５５で固定される必要はない。振動子３１０に直接貫通孔を設け、ここにボルトを通すことで、振動装置３００を頭骨９１０に固定してもよい。
【００５５】
また、図２に示されるように、ヨーク３１２の端部のうち、励磁装置２００に向き合う側（頭骨９１０とは反対側）の面積が、他の端部と比較して大きく形成された構造となっている。これにより、励磁装置２００から送信される磁気を受ける際の磁気抵抗を減少させつつ、（ヨーク３１２の太さを一律に太いものとする場合と比較し）ヨーク３１２の軽量化を図ることができる。
【００５６】
なお、励磁装置２００においても、振動装置３００の端部２５５と相対する位置にある
ヨーク２５２の端部２５４の面積を大きくすることにより、送信時の磁気抵抗を減少させつつ、ヨーク２５２の軽量化を図ることができる。
【００５７】
ボルト３０２は、振動装置３００を頭骨９１０に固定するための固定具であり、例えばチタンを材料としたチタンボルト等を使用することが考えられる。
【００５８】
図３は、本発明の実施の形態にかかる骨振動装置１００使用時において、励磁装置２００と振動装置３００の間で形成される磁力線の流れを示す概念図である。
【００５９】
励磁装置２００のコイル２５０で生成された磁場は、ヨーク２５２の端部２５４の一方から、頭皮９１６を挟んで向かい合うヨーク３１２の端部２５５へ送信される。頭皮９１６の厚さは、おおよそ２ｍｍ程度である。
【００６０】
励磁装置２００から送られた磁場は、さらに、振動子３１０を縦方向（長手方向）に貫くように流れ、磁場を受けたヨーク３１２とは反対側のヨーク３１２の端部２５５より、頭皮９１６を挟んで向かい合う端部２５４から励磁装置２００へ戻る。
【００６１】
振動子３１０は、縦方向の磁場の強弱に応じて、縦方向に伸縮する。振動子３１０はボルト３０２で頭骨９１０へ固定されているため、この振動子３１０の伸縮が、頭骨９１０を振動させる。
【００６２】
その結果、励磁信号１５０として励磁装置２００に入力された音が、頭骨９１０を介した振動として、聴神経９１５へ届けられる。
【００６３】
図４は、本発明の実施の形態にかかる励磁装置２００が備える磁場発生部２２８の形状の一例を示す外観図である。
【００６４】
ここで、コイル２５０は、例えば銅線からなり、巻数は２５０巻である。コイル２５０の巻数により、磁場発生部２２８が発生する磁場の強さを調整することが可能である。
【００６５】
また、磁場発生部２２８の大きさは、こめかみ周辺にベルトで固定したり、耳にかけたりし装着することに負担がない程度の縦横数センチ以内であり、重さも数グラム程度である。
【００６６】
図５は、本発明の実施の形態にかかる振動装置３００の形状の一例を示す外観図である。
【００６７】
本願発明の特徴として、図５に示されるように、振動装置３００が、誘導起電力を発生させるためのコイル及び、振動子３１０の割れを防ぐためのハウジングを備えていないことが挙げられる。
【００６８】
前述のように、従来、一般に超磁歪材料として使用されてきた鉄と希土類の合金は、透磁率が低いため、頭皮９１６を挟んで体外で生成された磁場で、体内に埋め込まれた振動子を十分に振動させることができない。よって、（１）体内に埋め込む振動装置側に受信コイルを設け、体外から送られる磁場によって受信コイルに誘導起電力を生じさせ、（２）この誘導起電力を用いて振動子に巻き付けた駆動コイルに電流を流し、（３）この円電流により振動子の中心を貫く磁界を生成させる、という手段で、振動子を振動させざるを得ない。
【００６９】
しかし、透磁率がより高い鉄コバルト合金等の延性の磁歪材料を振動子３１０に用いることにより、頭皮９１６を挟んで体外の励磁装置２００により生成された磁場で、直接、体内に埋め込まれた振動子を振動させることが可能となる。
【００７０】
さらに、延性の磁歪材料が有する、割れにくいという性質により、振動子を防護するハウジング類が不要となる。その結果、振動装置３００の最小限の構成として、振動子３１０のみで骨振動装置１００を構成することができる。
【００７１】
すなわち、振動装置３００は必ずしもヨーク３１２を備える必要はない。励磁装置２００から送信される磁場を、ヨーク３１２と接合されていない振動子３１０で直接受けることでも、ヨーク３１２を備える場合と同様の効果を奏することができる。
【００７２】
その場合、ヨーク３１２を備えない分、より小型・軽量化が可能となるという利点が生じる。一方、ヨーク３１２により振動子３１０に導かれる磁場を強化できない分、励磁装置２００から送信される磁場の強さを強くする必要が生じるという欠点が生じる。
【００７３】
なお、図５では、ヨーク３１２に、振動子３１０を頭骨９１０に固定するためのボルトを通す孔が開けられているが、振動子３１０に少なくとも１個の孔を開け、その孔に通したボルト３０２を用いて、振動子３１０を直接頭骨９１０に固定してもよい。
【００７４】
図６は、本発明の実施の形態にかかる励磁装置２００及び振動装置３００の機能ブロックを示すブロック図である。
【００７５】
図６には、励磁信号１５０を生成するための信号生成部４００として、一般的な構成が示されている。
【００７６】
信号生成部４００と励磁装置２００は分離型として別の筐体として実現されてもよく、一体型として実現されてもよい。前者の場合には、信号生成部４００は無線又は有線で磁場発生部２２８へ励磁信号を送信することが考えられる。
【００７７】
信号生成部４００は、マイクロホン４１４と、搬送波発信部４１６と、アンプ部４１８と、変調回路４２０とを備える。
【００７８】
マイクロホン４１４は、利用者の周囲の音をアナログ信号に変換する。次に、変調回路４２０において、このアナログ信号を用いて、搬送波発信部４１６が発信する搬送波が変調される。変調方式は、例えば振幅変調が好ましい。
【００７９】
変調された搬送波は、アンプ部４１８において、適切なゲインで増幅された後、励磁装置２００が備える磁場発生部２２８へ送られる。
【００８０】
磁場発生部２２８が励磁信号１５０を取得して以降の励磁装置２００及び振動装置３００の処理は前述したため、ここでは省略する。
【００８１】
以上述べたように、本発明の実施の形態に係る骨振動装置は、励磁信号の強弱に応じた振動を骨に伝える骨振動装置１００であって、Ｕ字形状のヨーク２５２と、ヨーク２５２に巻き付けられたコイル２５０とを備え、励磁信号１５０によって磁場を生成する励磁装置２００と、励磁装置２００が生成する磁場を受けることで磁場の強弱に応じて伸縮する延性磁歪材料からなる振動子３１０を備える振動装置３００とを備えている。振動装置３００は、コイルを備えず、体内で骨に対して固定され、励磁装置２００は、体外で、振動装置３００と対向する位置に装着される。
【００８２】
上記実施の形態に係る構成によると、振動子の材料として延性の磁歪材料を使用することで、振動子の形状を小型かつ細長にでき、その結果、反磁界係数や過電流損失が小さくなることで、振動子を振動させるのに必要な磁場の強度を小さくすることが可能となる。その結果、体内の振動装置にコイルが不要となる。
【００８３】
また、延性材料は割れにくいため、従来の振動装置では必要であった、振動子を保護するためのハウジング類も不要となる。その結果、振動装置をさらに小型化できる。
【００８４】
よって、振動装置を体内に埋め込む利用者の負担を軽減することができる。
ここで、磁歪材料としては、鉄ガリウム合金又は鉄コバルト合金が考えられる。
【００８５】
これらの合金は、延性の磁歪材料として利用でき、従来の鉄と希土類の合金による磁歪材料と比較し、高い透磁率と延性を有する。
【００８６】
また、振動子３１０は柱状形状を有し、振動装置３００は、さらに、振動子３１０の長手方向の両端にそれぞれヨーク３１２を備える。
【００８７】
この構成によると、両端のヨークにより、体外から送られる磁場が無駄なく振動子を貫通するように、磁力線の流れを整えることが可能となる。
【００８８】
より詳細には、振動装置３００は、振動子３１０が骨の固定面に対して水平となるように固定され、ヨーク３１２は、Ｌ字状であり、Ｌ字の一辺が、振動子３１０の長手方向の側面のうち骨と相対さない側の側面から振動子３１０の長手方向へ張り出し、Ｌ字の他の一辺が振動子３１０の各々の端部に機械的及び磁気的に連結されている。
【００８９】
このように、励磁装置２００と向き合う、振動装置３００のヨークの端の面積を大きくすることにより、励磁装置２００と振動装置３００の間で磁場を送受信する際の磁気抵抗を減らすことができる。その結果、励磁装置２００が送信する磁場の出力を抑えることができ、例えば、励磁信号１５０を生成する信号生成装置の節電に効果がある。
【００９０】
以上、本発明の実施の形態に係る骨振動装置について述べた。
次に、本発明の実施の形態の変形例に係る骨振動装置について述べる。
【００９１】
（変形例１）
図７は、本発明の実施の形態にかかる骨振動装置１００の変形例の外観を示す図である。
【００９２】
図７に示される変形例１に係る骨振動装置１００と、実施の形態に係る骨振動装置１００との違いは、振動装置３００がヨークを備えていない点である。なお、変形例１において、実施の形態１と同一の構成要素については、同一の符号をつけ、詳細な説明を省略する。
【００９３】
振動子３１０には２つの貫通孔が開けられ、ボルト３０２で直接、頭骨９１０へねじ止めされる。
【００９４】
この場合、励磁装置２００が備えるヨークの一端から送信された磁場は、振動子３１０の一方の端から他方の端まで振動子３１０を貫通し、その後、励磁装置２００が備えるヨークの他の一端を通って一周するような磁力線の経路を有する。
【００９５】
このように、本変形例に係る振動装置３００が備える振動子３１０は、ボルトで骨に直接固定されるための１以上の貫通孔を有する。
【００９６】
この構成によると、振動装置３００がさらに小型化され、体内に埋め込む際の負担を軽減することができる。
【００９７】
（変形例２）
図８は、本発明の実施の形態にかかる骨振動装置１００の別の変形例の外観を示す図である。
【００９８】
図８に示される本変形例に係る骨振動装置１００と、実施の形態に係る骨振動装置１００との違いは、振動装置３００が備える振動子３１０が骨に対して垂直となるように固定される点にある。
【００９９】
具体的には、図８に示される振動装置３００は、２本のヨーク３１２と、２本のヨーク３１２の間にヨーク３１２と垂直方向に接合された振動子３１０とを備える。
【０１００】
ヨーク３１２は、励磁装置２００との間で効率よく磁力線のループを形成できるよう、互いに異なる方向を向くように接合されている。
【０１０１】
また、ヨーク３１２には２つの貫通孔が穿かれており、振動装置３００は、この孔に通したボルトで骨に固定される。なお、振動装置３００を確実に固定するため、ヨーク３１２と振動子３１０は、溶接等の手段により、物理的に強固に接合される必要がある。
【０１０２】
この構成によると、振動子３１０の振動をより効率よく骨に伝えることができ、また、体内に埋め込む部位に適した形状の振動装置３００とすることができる。
【０１０３】
なお、上記実施の形態に係る信号生成部４００では、マイクロホン４１４から入力された音声信号を、変調回路４２０によって変調した後に、アンプ部４１８に出力している。しかし、必ずしも変調回路４２０及び搬送波発信部４１６は必要ではなく、マイクロホン４１４から出力された音声信号を、直接アンプ部４１８へ入力し、増幅された信号を励磁信号１５０として、励磁装置２００へ出力してもよい。
【０１０４】
なお、ヨーク２５２、ヨーク３１２の形状は、上記図４，図５及び図８に示されたものに限られない。例えば、その断面が円や楕円の柱状を加工したものでもよく、一部を円柱とし一部を角柱とする形状であってもよい。
【０１０５】
なお、振動子３１０の形状は、上記実施の形態で述べたものに限られない。例えば、円柱状であってもよく、一部を円柱とし一部を角柱とする形状であってもよい。
【０１０６】
なお、上記実施の形態及びその変形例１又は２において、振動装置３００を頭骨に固定し、補聴器として使用する利用場面を記載したが、本発明に係る骨振動装置は、必ずしも補聴器としての利用に限定されず、人体の他の箇所に固定して利用されてもよい。
【０１０７】
たとえば、骨折箇所をボルト止めする際に、本発明に係る骨振動装置を患部付近に固定し、リハビリ時には外部から磁場を送り骨に振動を与えることで、骨折箇所の治癒を早めること等が期待される。
【０１０８】
また、上記図２〜図５において、各構成要素の角部及び辺を直線的に記載しているが、製造上の理由により、角部及び辺が丸みをおびたものも本発明に含まれる。
【０１０９】
また、上記実施の形態に係る、骨振動装置、及びその変形例の機能のうち少なくとも一部を組み合わせてもよい。
【０１１０】
また、上記で用いた数字は、すべて本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。
また、構成要素間の接続関係は、本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明の機能を実現する接続関係はこれに限定されない。
【０１１１】
更に、本発明の主旨を逸脱しない限り、本実施の形態に対して当業者が思いつく範囲内の変更を施した各種変形例も本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明は、骨振動装置に適用でき、特に、磁歪材料を用いた骨振動装置に適用できる。
【符号の説明】
【０１１３】
１００ 骨振動装置
１５０ 励磁信号
２００ 励磁装置
２２８ 磁場発生部
２５０ コイル
２５２、３１２ ヨーク
２５４、２５５ 端部
３０２ ボルト
３１０ 振動子
４００ 信号生成部
４１４ マイクロホン
４１６ 搬送波発信部
４１８ アンプ部
４２０ 変調回路
９１０ 頭骨
９１４ 蝸牛
９１６ 頭皮
９１７ 耳介
９１５ 聴神経
【技術分野】
【０００１】
本発明は、骨振動装置に関し、特に、磁歪材料を用いた骨振動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
聴覚障害者及び、建設現場等の騒音の激しい場所で働く作業者が音を聞くための装置として、従来、骨導補聴器が知られている。
【０００３】
図９は骨導補聴器９３０の使用状態を示すイメージ図である。
図９に示されるように、骨導補聴器９３０は、頭骨９１０に対して直接振動を与えることにより、聴神経に音を伝える。これにより、例えば外耳道９１１が塞がっている伝音性難聴や、騒音源の付近など、空気を媒介して伝えられる振動を鼓膜９１２で感じることが困難な場合であっても、音を聞き取ることが可能となる。
【０００４】
しかし、図９に示されるような接触型の骨導補聴器９３０では、マイクで集音した音に応じて振動する振動子を頭部（例えばこめかみ辺り）の皮膚に押し当てることにより、音の振動を、皮膚を介して頭骨９１０に伝えるため、エネルギーロスが生じやすく、音量や音質が劣化するという問題がある。
【０００５】
また、装着位置によって聞こえ方が変化するため違和感を生じることや、振動子を押し当てることによる不快感等の課題も知られている。
【０００６】
これらの課題を解決する手段として、ＢＡＨＡ（Bone-anchored hearing aid）と呼ばれる埋込型骨導補聴器が知られている。
【０００７】
図１０は、埋込型骨導補聴器９４０の使用状態を示すイメージ図である。
図１０に示されるように、埋込型骨導補聴器９４０は、頭骨９１０に打ち込まれ、体外に露出しているボルト９４２に対して、直接振動を伝える。よって、エネルギーロスが少なく、また皮膚に押し当てる必要が無いため快適な装着感が得られるという利点がある。
【０００８】
しかし、埋込型骨導補聴器９４０では、ボルト９４２が体外に露出しているため、見た目の違和感があり、使用に不便であるという課題がある。
【０００９】
これらの課題の解決を試みるものとして、完全埋込型の骨導型補聴器に関する発明が開示されている（特許文献１を参照）。
【００１０】
図１１は、特許文献１で開示されている完全埋込型の骨導型補聴器の構成図である。
この発明に係る骨導型補聴器は、図１１に示されるように、体外ユニットと体内ユニットの２つに分かれており、体内ユニットは体内（頭部）に完全に埋め込まれる。埋め込まれた体内ユニットに対し、体外ユニットは、磁場により音声信号を送る。一方、体内ユニットは、磁場の変化により伸縮する素材である超磁歪素子を振動子として備えており、受信した磁場に応じて骨を振動させることで、音を伝える。
【００１１】
このように、ボルト９４２を露出させることなく、骨を直接振動させる骨導型補聴器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１０−７５３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１に示される発明では、体内ユニットの小型化に限界があり、体内に埋め込む際にユーザの負担が大きいという課題がある。
【００１４】
体内ユニットを小さくできない理由として次の２点が挙げられる。
１点目の理由として、振動子として用いられている超磁歪素子は、Ｔｂ−Ｄｙ−Ｆｅ系合金が知られているが、これは脆性材料である。よって、引っ張り力を加えた場合、弾性変形の後に、ほとんど塑性変形を起こさずに材料が破断してしまうという性質を有する。
【００１５】
その結果、体内で割れやすいという課題が生じる。
そのため、図１１に示される加振部３Ｂのように、振動子をハウジングで囲うとともに、ハウジングにより上下から圧縮力をかけることにより、欠け・割れが生じにくくする等の工夫が必要となっている。こうした、振動子の割れを防止するための部品で、体内ユニットが大型化してしまう。
【００１６】
さらに、２点目の理由として、超磁歪素子は透磁率が低いため、体外ユニットから送信される磁場により直接、振動子を振動させることができない。
【００１７】
そのため、図１１に示されるように、体内ユニット３は、振動子３４を振動させるための磁場を生成するために、体外ユニット２から送信された磁場を、一旦、体内受信コイル３２や磁気ヨーク４２で受信する。ここで体外ユニット２から送信される磁場の変化が起電力に変換された後、この起電力によって振動駆動コイル３５に電流が流れる。その結果発生する磁場を用いて、振動子３４を振動させている。
【００１８】
このように、体外ユニットからの磁場を、超磁歪素子を振動させるに足るまで増幅するための仕組みが体内ユニットに必要となる点も、体内ユニットが大型化する理由である。
【００１９】
しかしながら、こうした理由で大型化する体内ユニットを、頭部に埋め込むことは、ユーザの負担が大きく、実用化の際に課題となる。
【００２０】
そこで本発明は、体内に埋め込む際の負担が軽い、小型の完全埋込型骨振動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明のある局面に係る骨振動装置は、励磁信号の強弱に応じた振動を骨に伝える骨振動装置であって、Ｕ字形状の第１ヨークと、前記第１ヨークに巻き付けられたコイルとを備え、前記励磁信号によって磁場を生成する励磁装置と、前記励磁装置が生成する磁場を受けることで前記磁場の強弱に応じて伸縮する延性磁歪材料からなる振動子を備える振動装置とを備えており、前記振動装置は、コイルを備えず、体内で前記骨に対して固定され、前記励磁装置は、体外で、前記振動装置と対向する位置に装着される。
【００２２】
従来は、体外装置から頭皮越しに送られる磁場を振動子の周囲で増幅するためのコイル（磁場を受けて誘導起電力を発生させるためのコイルと、誘導起電力により電流を流すことで振動子の周囲に再度磁場を発生させるコイル）が体内の振動装置に必要であった。
【００２３】
しかし、上記実施の形態に係る構成によると、振動子の材料として延性の磁歪材料を使用することで、振動子の形状を細長い柱状に加工することができる。その結果、振動子の反磁界係数を減少させ、さらに、高周波における渦電流損失を低減化させる。よって、振動子を振動させるのに必要な磁場の強度をより小さくすることが可能となる。その結果、体内の振動装置にコイルが不要となる。
【００２４】
また、延性材料は割れにくいため、従来の振動装置では必要であった、振動子を保護するためのハウジング類も不要となる。その結果、振動装置をさらに小型化できる。
【００２５】
よって、振動装置を体内に埋め込む利用者の負担を軽減することができる。
具体的には、前記磁歪材料は、鉄ガリウム合金又は鉄コバルト合金である。
【００２６】
これらの合金は、延性の磁歪材料として利用でき、従来の鉄と希土類の合金による超磁歪材料と比較し、高い透磁率と延性を有する。
【００２７】
また、前記振動子は柱状形状を有し、前記振動装置は、さらに、前記振動子の長手方向の両端にそれぞれ第２ヨークを備える。
【００２８】
両端のヨークにより、体外から送られる磁場が無駄なく振動子を貫通するように、磁力線の流れを整えることが可能となる。
【００２９】
また、前記振動装置は、前記振動子が前記骨の固定面に対して水平となるように固定され、前記第２ヨークは、Ｌ字状であり、Ｌ字の一辺が、前記振動子の長手方向の側面のうち前記骨と相対さない側の側面から前記振動子の長手方向へ張り出し、Ｌ字の他の一辺が前記振動子の各々の端部に機械的及び磁気的に連結されている。
【００３０】
このように、励磁装置と向き合う、振動装置のヨークの端の面積を大きくすることにより、励磁装置と振動装置の間で磁場を送受信する際の磁気抵抗を減らすことができる。その結果、励磁装置が送信する磁場の出力を抑えることができ、例えば、励磁信号を生成する信号生成装置の節電に効果がある。
【００３１】
また、前記振動子は、ボルトで前記骨に直接固定されるための１以上の貫通孔を有する。
【００３２】
この構成によると、振動装置がさらに小型化され、体内に埋め込む際の負担を軽減することができる。
【発明の効果】
【００３３】
以上より、本発明は、小型の完全埋込型骨振動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態にかかる骨振動装置の使用状態を示す概念図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態にかかる励磁装置及び振動装置の構成の概要を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態にかかる骨振動装置の使用時において、励磁装置と振動装置の間で形成される磁力線の流れを示す概念図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態にかかる励磁装置が備える磁場発生部の形状の一例を示す外観図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態にかかる振動装置の形状の一例を示す外観図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態にかかる励磁装置及び振動装置の機能ブロックを示すブロック図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態にかかる骨振動装置の変形例の外観を示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態にかかる骨振動装置の別の変形例の外観を示す図である。
【図９】図９は骨導補聴器の使用状態を示すイメージ図である。
【図１０】図１０は、埋込型骨導補聴器の使用状態を示す概念図である。
【図１１】図１１は、特許文献１で開示されている完全埋込型の骨導型補聴器の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明に係る骨振動装置の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３６】
図１は、本発明の実施の形態にかかる骨振動装置１００の使用状態を示す概念図である。
【００３７】
図１に示されるように、骨振動装置１００は、励磁装置２００と、振動装置３００とを備える。
【００３８】
励磁装置２００は、例えば図１に示されるように耳かけタイプであり、簡単に脱着が可能である。励磁装置２００は、マイクロホン等で集音した音を、磁界の強弱に変換し、頭皮９１６を隔てて相対する振動装置３００へ送信する。
【００３９】
振動装置３００は、体内に埋め込まれて使用される小型の装置である。振動装置３００は、こめかみ付近の頭骨９１０に対してボルトで固定されており、励磁装置２００から送信される磁場の強弱におうじて振動を発生する。その振動が頭骨９１０を介して聴神経９１５に届くことで、利用者は音を聞くことができる。
【００４０】
図２は、本発明の実施の形態にかかる励磁装置２００及び振動装置３００の構成の概要を示す図である。
【００４１】
図２に示されるように、励磁装置２００は、磁場発生部２２８を備える。
磁場発生部２２８は、例えば、マイクロホン等で集音され、変調回路によって電気信号に変換された音の信号である励磁信号１５０を取得する。
【００４２】
磁場発生部２２８が励磁信号１５０を取得する方法には、導電線や光ファイバー等の有線伝送路の他、各種の無線ＬＡＮ、赤外線通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ等の無線伝送路を使用しても良い。
【００４３】
磁場発生部２２８は、励磁信号１５０を取得すると、その信号の強さに応じて（すなわち、励磁信号１５０が強ければ強く、励磁信号１５０が弱ければ弱い）磁場を発生させる。
【００４４】
具体的には、磁場発生部２２８は、コイル２５０と、ヨーク２５２とを備えている。
ヨーク２５２は、例えばＵ字型をした角柱状の磁性材料である。ヨーク２５２には角柱の外周にそってコイル２５０が巻き付けられている。よって、このコイル２５０に励磁信号１５０が導通されることにより、コイルが巻かれる面を垂直に貫く向きに磁界が発生する。
【００４５】
その結果、コイルのヨークの一端から他端へ向かい、ヨークの中心部を通る磁場が生じる。この磁場の強さは、コイル２５０を流れる電流の大きさに比例するため、マイクロホンにより取得された音の信号が、磁場の強弱へと変換される。
【００４６】
一方、振動装置３００は、振動子３１０と、ヨーク３１２と、ボルト３０２とを備える。
【００４７】
振動子３１０は、例えば鉄ガリウム合金等の、延性を有する磁歪材料からなる。振動子３１０の形状は、例えば１ｍｍ×１ｍｍ×１０ｍｍの直方体の棒状である。
【００４８】
磁歪材料は、磁場を受けると、０．０３％程度、長さが伸び、磁場が消えると元の長さに戻るという性質を有する材料である。
【００４９】
超磁歪材料と言った場合、従来一般に利用されてきたものは、鉄と希土類の合金（Ｔｂ−Ｄｙ−Ｆｅ系合金）であるが、前述のとおり、この材料の性質として、（１）脆性材料であるため割れやすく、（２）透磁率が低いため振動させるには強い磁場が必要になる、という欠点があった。
【００５０】
一方、鉄ガリウム合金（Ｇａｌｆｅｎｏｌ）、鉄コバルト合金、鉄アルミニウム合金等、鉄と希土類以外の合金も、磁歪性を有する。これら希土類以外の合金では、延性材料としての性質を有するため、（１）割れにくく加工が容易であり、（２）鉄と希土類の合金よりも透磁率が高い、という利点がある。
【００５１】
本発明は、後述するように、この延性の磁歪材料が有する以上の特徴に注目することで、体内へ埋め込む振動装置の構造をシンプルにした結果、装置の小型化を実現し、ユーザの負担を減少させるものである。
【００５２】
ヨーク３１２は、図２に示されるように、棒状の振動子３１０の両端に物理的・磁気的に接合されており、励磁装置２００から頭皮９１６を隔てて送信される磁場を、振動子３１０へ効率よく通すための磁性材料である。
【００５３】
振動装置３００は、ヨーク３１２の端部２５５を貫通するボルトで頭骨９１０に固定されるため、ヨーク３１２と振動子３１０とは、例えば溶接等で物理的に強固に接合されている必要がある。
【００５４】
なお、振動装置３００は、必ずしも端部２５５で固定される必要はない。振動子３１０に直接貫通孔を設け、ここにボルトを通すことで、振動装置３００を頭骨９１０に固定してもよい。
【００５５】
また、図２に示されるように、ヨーク３１２の端部のうち、励磁装置２００に向き合う側（頭骨９１０とは反対側）の面積が、他の端部と比較して大きく形成された構造となっている。これにより、励磁装置２００から送信される磁気を受ける際の磁気抵抗を減少させつつ、（ヨーク３１２の太さを一律に太いものとする場合と比較し）ヨーク３１２の軽量化を図ることができる。
【００５６】
なお、励磁装置２００においても、振動装置３００の端部２５５と相対する位置にある
ヨーク２５２の端部２５４の面積を大きくすることにより、送信時の磁気抵抗を減少させつつ、ヨーク２５２の軽量化を図ることができる。
【００５７】
ボルト３０２は、振動装置３００を頭骨９１０に固定するための固定具であり、例えばチタンを材料としたチタンボルト等を使用することが考えられる。
【００５８】
図３は、本発明の実施の形態にかかる骨振動装置１００使用時において、励磁装置２００と振動装置３００の間で形成される磁力線の流れを示す概念図である。
【００５９】
励磁装置２００のコイル２５０で生成された磁場は、ヨーク２５２の端部２５４の一方から、頭皮９１６を挟んで向かい合うヨーク３１２の端部２５５へ送信される。頭皮９１６の厚さは、おおよそ２ｍｍ程度である。
【００６０】
励磁装置２００から送られた磁場は、さらに、振動子３１０を縦方向（長手方向）に貫くように流れ、磁場を受けたヨーク３１２とは反対側のヨーク３１２の端部２５５より、頭皮９１６を挟んで向かい合う端部２５４から励磁装置２００へ戻る。
【００６１】
振動子３１０は、縦方向の磁場の強弱に応じて、縦方向に伸縮する。振動子３１０はボルト３０２で頭骨９１０へ固定されているため、この振動子３１０の伸縮が、頭骨９１０を振動させる。
【００６２】
その結果、励磁信号１５０として励磁装置２００に入力された音が、頭骨９１０を介した振動として、聴神経９１５へ届けられる。
【００６３】
図４は、本発明の実施の形態にかかる励磁装置２００が備える磁場発生部２２８の形状の一例を示す外観図である。
【００６４】
ここで、コイル２５０は、例えば銅線からなり、巻数は２５０巻である。コイル２５０の巻数により、磁場発生部２２８が発生する磁場の強さを調整することが可能である。
【００６５】
また、磁場発生部２２８の大きさは、こめかみ周辺にベルトで固定したり、耳にかけたりし装着することに負担がない程度の縦横数センチ以内であり、重さも数グラム程度である。
【００６６】
図５は、本発明の実施の形態にかかる振動装置３００の形状の一例を示す外観図である。
【００６７】
本願発明の特徴として、図５に示されるように、振動装置３００が、誘導起電力を発生させるためのコイル及び、振動子３１０の割れを防ぐためのハウジングを備えていないことが挙げられる。
【００６８】
前述のように、従来、一般に超磁歪材料として使用されてきた鉄と希土類の合金は、透磁率が低いため、頭皮９１６を挟んで体外で生成された磁場で、体内に埋め込まれた振動子を十分に振動させることができない。よって、（１）体内に埋め込む振動装置側に受信コイルを設け、体外から送られる磁場によって受信コイルに誘導起電力を生じさせ、（２）この誘導起電力を用いて振動子に巻き付けた駆動コイルに電流を流し、（３）この円電流により振動子の中心を貫く磁界を生成させる、という手段で、振動子を振動させざるを得ない。
【００６９】
しかし、透磁率がより高い鉄コバルト合金等の延性の磁歪材料を振動子３１０に用いることにより、頭皮９１６を挟んで体外の励磁装置２００により生成された磁場で、直接、体内に埋め込まれた振動子を振動させることが可能となる。
【００７０】
さらに、延性の磁歪材料が有する、割れにくいという性質により、振動子を防護するハウジング類が不要となる。その結果、振動装置３００の最小限の構成として、振動子３１０のみで骨振動装置１００を構成することができる。
【００７１】
すなわち、振動装置３００は必ずしもヨーク３１２を備える必要はない。励磁装置２００から送信される磁場を、ヨーク３１２と接合されていない振動子３１０で直接受けることでも、ヨーク３１２を備える場合と同様の効果を奏することができる。
【００７２】
その場合、ヨーク３１２を備えない分、より小型・軽量化が可能となるという利点が生じる。一方、ヨーク３１２により振動子３１０に導かれる磁場を強化できない分、励磁装置２００から送信される磁場の強さを強くする必要が生じるという欠点が生じる。
【００７３】
なお、図５では、ヨーク３１２に、振動子３１０を頭骨９１０に固定するためのボルトを通す孔が開けられているが、振動子３１０に少なくとも１個の孔を開け、その孔に通したボルト３０２を用いて、振動子３１０を直接頭骨９１０に固定してもよい。
【００７４】
図６は、本発明の実施の形態にかかる励磁装置２００及び振動装置３００の機能ブロックを示すブロック図である。
【００７５】
図６には、励磁信号１５０を生成するための信号生成部４００として、一般的な構成が示されている。
【００７６】
信号生成部４００と励磁装置２００は分離型として別の筐体として実現されてもよく、一体型として実現されてもよい。前者の場合には、信号生成部４００は無線又は有線で磁場発生部２２８へ励磁信号を送信することが考えられる。
【００７７】
信号生成部４００は、マイクロホン４１４と、搬送波発信部４１６と、アンプ部４１８と、変調回路４２０とを備える。
【００７８】
マイクロホン４１４は、利用者の周囲の音をアナログ信号に変換する。次に、変調回路４２０において、このアナログ信号を用いて、搬送波発信部４１６が発信する搬送波が変調される。変調方式は、例えば振幅変調が好ましい。
【００７９】
変調された搬送波は、アンプ部４１８において、適切なゲインで増幅された後、励磁装置２００が備える磁場発生部２２８へ送られる。
【００８０】
磁場発生部２２８が励磁信号１５０を取得して以降の励磁装置２００及び振動装置３００の処理は前述したため、ここでは省略する。
【００８１】
以上述べたように、本発明の実施の形態に係る骨振動装置は、励磁信号の強弱に応じた振動を骨に伝える骨振動装置１００であって、Ｕ字形状のヨーク２５２と、ヨーク２５２に巻き付けられたコイル２５０とを備え、励磁信号１５０によって磁場を生成する励磁装置２００と、励磁装置２００が生成する磁場を受けることで磁場の強弱に応じて伸縮する延性磁歪材料からなる振動子３１０を備える振動装置３００とを備えている。振動装置３００は、コイルを備えず、体内で骨に対して固定され、励磁装置２００は、体外で、振動装置３００と対向する位置に装着される。
【００８２】
上記実施の形態に係る構成によると、振動子の材料として延性の磁歪材料を使用することで、振動子の形状を小型かつ細長にでき、その結果、反磁界係数や過電流損失が小さくなることで、振動子を振動させるのに必要な磁場の強度を小さくすることが可能となる。その結果、体内の振動装置にコイルが不要となる。
【００８３】
また、延性材料は割れにくいため、従来の振動装置では必要であった、振動子を保護するためのハウジング類も不要となる。その結果、振動装置をさらに小型化できる。
【００８４】
よって、振動装置を体内に埋め込む利用者の負担を軽減することができる。
ここで、磁歪材料としては、鉄ガリウム合金又は鉄コバルト合金が考えられる。
【００８５】
これらの合金は、延性の磁歪材料として利用でき、従来の鉄と希土類の合金による磁歪材料と比較し、高い透磁率と延性を有する。
【００８６】
また、振動子３１０は柱状形状を有し、振動装置３００は、さらに、振動子３１０の長手方向の両端にそれぞれヨーク３１２を備える。
【００８７】
この構成によると、両端のヨークにより、体外から送られる磁場が無駄なく振動子を貫通するように、磁力線の流れを整えることが可能となる。
【００８８】
より詳細には、振動装置３００は、振動子３１０が骨の固定面に対して水平となるように固定され、ヨーク３１２は、Ｌ字状であり、Ｌ字の一辺が、振動子３１０の長手方向の側面のうち骨と相対さない側の側面から振動子３１０の長手方向へ張り出し、Ｌ字の他の一辺が振動子３１０の各々の端部に機械的及び磁気的に連結されている。
【００８９】
このように、励磁装置２００と向き合う、振動装置３００のヨークの端の面積を大きくすることにより、励磁装置２００と振動装置３００の間で磁場を送受信する際の磁気抵抗を減らすことができる。その結果、励磁装置２００が送信する磁場の出力を抑えることができ、例えば、励磁信号１５０を生成する信号生成装置の節電に効果がある。
【００９０】
以上、本発明の実施の形態に係る骨振動装置について述べた。
次に、本発明の実施の形態の変形例に係る骨振動装置について述べる。
【００９１】
（変形例１）
図７は、本発明の実施の形態にかかる骨振動装置１００の変形例の外観を示す図である。
【００９２】
図７に示される変形例１に係る骨振動装置１００と、実施の形態に係る骨振動装置１００との違いは、振動装置３００がヨークを備えていない点である。なお、変形例１において、実施の形態１と同一の構成要素については、同一の符号をつけ、詳細な説明を省略する。
【００９３】
振動子３１０には２つの貫通孔が開けられ、ボルト３０２で直接、頭骨９１０へねじ止めされる。
【００９４】
この場合、励磁装置２００が備えるヨークの一端から送信された磁場は、振動子３１０の一方の端から他方の端まで振動子３１０を貫通し、その後、励磁装置２００が備えるヨークの他の一端を通って一周するような磁力線の経路を有する。
【００９５】
このように、本変形例に係る振動装置３００が備える振動子３１０は、ボルトで骨に直接固定されるための１以上の貫通孔を有する。
【００９６】
この構成によると、振動装置３００がさらに小型化され、体内に埋め込む際の負担を軽減することができる。
【００９７】
（変形例２）
図８は、本発明の実施の形態にかかる骨振動装置１００の別の変形例の外観を示す図である。
【００９８】
図８に示される本変形例に係る骨振動装置１００と、実施の形態に係る骨振動装置１００との違いは、振動装置３００が備える振動子３１０が骨に対して垂直となるように固定される点にある。
【００９９】
具体的には、図８に示される振動装置３００は、２本のヨーク３１２と、２本のヨーク３１２の間にヨーク３１２と垂直方向に接合された振動子３１０とを備える。
【０１００】
ヨーク３１２は、励磁装置２００との間で効率よく磁力線のループを形成できるよう、互いに異なる方向を向くように接合されている。
【０１０１】
また、ヨーク３１２には２つの貫通孔が穿かれており、振動装置３００は、この孔に通したボルトで骨に固定される。なお、振動装置３００を確実に固定するため、ヨーク３１２と振動子３１０は、溶接等の手段により、物理的に強固に接合される必要がある。
【０１０２】
この構成によると、振動子３１０の振動をより効率よく骨に伝えることができ、また、体内に埋め込む部位に適した形状の振動装置３００とすることができる。
【０１０３】
なお、上記実施の形態に係る信号生成部４００では、マイクロホン４１４から入力された音声信号を、変調回路４２０によって変調した後に、アンプ部４１８に出力している。しかし、必ずしも変調回路４２０及び搬送波発信部４１６は必要ではなく、マイクロホン４１４から出力された音声信号を、直接アンプ部４１８へ入力し、増幅された信号を励磁信号１５０として、励磁装置２００へ出力してもよい。
【０１０４】
なお、ヨーク２５２、ヨーク３１２の形状は、上記図４，図５及び図８に示されたものに限られない。例えば、その断面が円や楕円の柱状を加工したものでもよく、一部を円柱とし一部を角柱とする形状であってもよい。
【０１０５】
なお、振動子３１０の形状は、上記実施の形態で述べたものに限られない。例えば、円柱状であってもよく、一部を円柱とし一部を角柱とする形状であってもよい。
【０１０６】
なお、上記実施の形態及びその変形例１又は２において、振動装置３００を頭骨に固定し、補聴器として使用する利用場面を記載したが、本発明に係る骨振動装置は、必ずしも補聴器としての利用に限定されず、人体の他の箇所に固定して利用されてもよい。
【０１０７】
たとえば、骨折箇所をボルト止めする際に、本発明に係る骨振動装置を患部付近に固定し、リハビリ時には外部から磁場を送り骨に振動を与えることで、骨折箇所の治癒を早めること等が期待される。
【０１０８】
また、上記図２〜図５において、各構成要素の角部及び辺を直線的に記載しているが、製造上の理由により、角部及び辺が丸みをおびたものも本発明に含まれる。
【０１０９】
また、上記実施の形態に係る、骨振動装置、及びその変形例の機能のうち少なくとも一部を組み合わせてもよい。
【０１１０】
また、上記で用いた数字は、すべて本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。
また、構成要素間の接続関係は、本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明の機能を実現する接続関係はこれに限定されない。
【０１１１】
更に、本発明の主旨を逸脱しない限り、本実施の形態に対して当業者が思いつく範囲内の変更を施した各種変形例も本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明は、骨振動装置に適用でき、特に、磁歪材料を用いた骨振動装置に適用できる。
【符号の説明】
【０１１３】
１００ 骨振動装置
１５０ 励磁信号
２００ 励磁装置
２２８ 磁場発生部
２５０ コイル
２５２、３１２ ヨーク
２５４、２５５ 端部
３０２ ボルト
３１０ 振動子
４００ 信号生成部
４１４ マイクロホン
４１６ 搬送波発信部
４１８ アンプ部
４２０ 変調回路
９１０ 頭骨
９１４ 蝸牛
９１６ 頭皮
９１７ 耳介
９１５ 聴神経
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁信号の強弱に応じた振動を骨に伝える骨振動装置であって、
Ｕ字形状の第１ヨークと、前記第１ヨークに巻き付けられたコイルとを備え、前記励磁信号によって磁場を生成する励磁装置と、
前記励磁装置が生成する磁場を受けることで前記磁場の強弱に応じて伸縮する延性磁歪材料からなる振動子を備える振動装置とを備えており、
前記振動装置は、コイルを備えず、体内で前記骨に対して固定され、
前記励磁装置は、体外で、前記振動装置と対向する位置に装着される
骨振動装置。
【請求項２】
前記磁歪材料は、鉄ガリウム合金である
請求項１に記載の骨振動装置。
【請求項３】
前記磁歪材料は、鉄コバルト合金である
請求項１に記載の骨振動装置。
【請求項４】
前記振動子は柱状形状を有し、
前記振動装置は、さらに、前記振動子の長手方向の両端にそれぞれ第２ヨークを備える
請求項１〜３のいずれか１項に記載の骨振動装置。
【請求項５】
前記振動装置は、前記振動子が前記骨の固定面に対して水平となるように固定され、
前記第２ヨークは、Ｌ字状であり、Ｌ字の一辺が、前記振動子の長手方向の側面のうち前記骨と相対さない側の側面から前記振動子の長手方向へ張り出し、Ｌ字の他の一辺が前記振動子の各々の端部に機械的及び磁気的に連結されている
請求項４に記載の骨振動装置。
【請求項６】
前記振動子は、ボルトで前記骨に直接固定されるための１以上の貫通孔を有する
請求項１〜５のいずれか１項に記載の骨振動装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の振動装置。
【請求項１】
励磁信号の強弱に応じた振動を骨に伝える骨振動装置であって、
Ｕ字形状の第１ヨークと、前記第１ヨークに巻き付けられたコイルとを備え、前記励磁信号によって磁場を生成する励磁装置と、
前記励磁装置が生成する磁場を受けることで前記磁場の強弱に応じて伸縮する延性磁歪材料からなる振動子を備える振動装置とを備えており、
前記振動装置は、コイルを備えず、体内で前記骨に対して固定され、
前記励磁装置は、体外で、前記振動装置と対向する位置に装着される
骨振動装置。
【請求項２】
前記磁歪材料は、鉄ガリウム合金である
請求項１に記載の骨振動装置。
【請求項３】
前記磁歪材料は、鉄コバルト合金である
請求項１に記載の骨振動装置。
【請求項４】
前記振動子は柱状形状を有し、
前記振動装置は、さらに、前記振動子の長手方向の両端にそれぞれ第２ヨークを備える
請求項１〜３のいずれか１項に記載の骨振動装置。
【請求項５】
前記振動装置は、前記振動子が前記骨の固定面に対して水平となるように固定され、
前記第２ヨークは、Ｌ字状であり、Ｌ字の一辺が、前記振動子の長手方向の側面のうち前記骨と相対さない側の側面から前記振動子の長手方向へ張り出し、Ｌ字の他の一辺が前記振動子の各々の端部に機械的及び磁気的に連結されている
請求項４に記載の骨振動装置。
【請求項６】
前記振動子は、ボルトで前記骨に直接固定されるための１以上の貫通孔を有する
請求項１〜５のいずれか１項に記載の骨振動装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の振動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−５４４３０（Ｐ２０１２−５４４３０Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９６２３５（Ｐ２０１０−１９６２３５）
【出願日】平成２２年９月１日（２０１０．９．１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（５０４１６０７８１）国立大学法人金沢大学 (282)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１日（２０１０．９．１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（５０４１６０７８１）国立大学法人金沢大学 (282)
【Ｆターム（参考）】
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