CN117222549A - 扬声器装置 - Google Patents

Abstract

扬声器装置10设置在由前围侧板22和前翼子板14形成封闭截面部30的车辆12的室内，该扬声器装置10包括：固定到前围侧板22、且将振动膜44的正面侧和背面侧的空间划分的扬声器框架42；以及从扬声器框架42的侧面延伸的端口60，端口60将振动膜44的背面侧的第一空间C1与封闭截面部30的内部相互连通。

Description

扬声器装置

技术领域

本公开涉及一种扬声器装置。

背景技术

日本专利特表2013-509049号公报中公开了一种安装在车辆外板上的扬声器装置。在该扬声器装置中，在设置于振动膜的背面侧的腔室与车辆的外板之间连接有管道(端口)。

发明内容

发明要解决的问题

然而，在日本专利特表2013-509049号公报所记载的技术中，车辆外部的雪、雨水、粉尘、昆虫等异物可能会通过端口的开口进入扬声器装置的端口和扬声器框架内，导致扬声器装置的再现性能退化。

考虑到上述事实，本公开的目的在于提供一种扬声器装置，该扬声器装置安装在车辆上并且能够防止异物进入端口和扬声器框架内。

解决问题的方法

本公开的第一方面的扬声器装置设置在由内板和外板形成封闭截面部的车辆的室内，该扬声器装置包括：固定到所述内板、且将振动膜的正面侧和背面侧的空间划分的扬声器框架；以及从所述扬声器框架的侧面延伸的端口，所述端口将所述振动膜的背面侧的空间与所述封闭截面部的内部相互连通。

根据第一方面，通过从扬声器框架的侧面延伸的端口，振动膜的背面侧的空间与由内板和外板形成的封闭截面部的内部相互连通。因此，由于端口的前端侧的开口朝向封闭截面部的内部配置，从而可以防止车辆外部的雪、雨水、粉尘、昆虫等异物通过端口的开口进入扬声器装置的端口和扬声器框架内。因此，端口和扬声器框架内的空气流动不会受到异物的阻碍，从而可以良好地维持扬声器装置的再现性能。

另外，通过端口，空气可以在振动膜背面侧的空间与由内板和外板形成的封闭截面部的内部之间进出。因此，与扬声器框架内的空间形成为密封空间的情况相比，扬声器框架内的气压对振动膜振幅的干扰会受到抑制。这样，通过端口，可以将压力从扬声器框架内释放到内板和外板之间的封闭截面部，从而能够在维持振动膜的振幅和扬声器装置的再现性能的同时，实现装置的小型化。

根据本公开的第二方面的扬声器装置，在第一方面记载的方案中，所述端口的开口面积设定为小于连接有该端口的所述扬声器框架的侧面的面积。

根据第二方面，端口的开口面积设定为小于连接有端口的所述扬声器框架的侧面的面积，由此，振动膜背面侧的空间形成为封闭空间，封闭空间内的空气作为空气弹簧与连通的端口内的空气产生共振。

端口的共振点(共振频率)根据端口的长度而变化。因此，可以通过调整端口的长度来改变端口的共振点，并且可以通过调整端口和扬声器框架内的空气的共振点来有意地在规定频段内调整扬声器装置的再现音的声压。

在本公开中，由于可以将端口的前端侧配置在封闭截面部内，因此从确保安装空间的观点来看，由于车辆结构而产生的限制较少，并且可以容易地调整端口的长度。由此，可以通过简单的结构来调整扬声器装置的再现音。

并且，由于端口的前端配置在封闭截面部内，因此可以根据封闭截面部内的密封性的变化来调整端口的长度和开口面积，从而可以有意地将扬声器装置的再现音的声压调整到所需的频段。

根据本公开的第三方面的扬声器装置，在第一方面或第二方面记载的方案中，相对于所述封闭截面部中介于所述内板和所述外板之间的加强件或防水板，所述端口的前端配置在车辆内侧。

根据第三方面，相对于介于内板和外板之间的加强件或防水板，端口的前端配置在车辆内侧。因此，可以在不影响封闭截面部内部的加固和防水结构的位置安装端口，从而可以容易地将扬声器装置安装到车辆的车架上。

根据本公开的第四方面的扬声器装置，在第一方面～第三方面中任一方面记载的方案中，所述内板中形成有通孔，该通孔用于插入与安装在车辆上的电气设备连接的线束。

根据第四方面，内板中形成有通孔，该通孔用于插入与电气设备连接的线束。这样，车辆的电气设备安装的位置通常会进行防水设计，以应对车辆被水淹没的情况。因此，即使在内板中形成端口用的开口部，也能够确保封闭截面部内的防水性能。由此，扬声器装置侧不需要防水设计，从而能够提高扬声器装置的设计自由度。

根据本公开的第五方面的扬声器装置，在第一方面～第四方面中任一方面记载的方案中，所述端口中一体地形成有安装在所述内板的安装脚，所述安装脚从所述端口中与所述扬声器框架的连接侧的端部延伸，并落在所述内板中车辆的室内侧的侧面。

根据第五方面，与端口一体设置的安装脚从端口中与扬声器框架的连接侧的端部延伸至内板中车辆的室内侧的侧面。因此，端口的安装脚从扬声器装置的重心附近、即配置在车辆的室内侧的扬声器框架附近延伸。由此，可以将扬声器装置稳定地安装在内板上。

根据本公开的第六方面的扬声器装置，在第一方面～第五方面中任一方面记载的方案中，所述内板构成车辆的室内的前端侧或后端侧的角部；

所述外板是构成车辆的前端侧或后端侧的侧面的翼子板。

根据第六方面，扬声器装置配置在翼子板的车辆内侧。由此，可以在车辆的室内的前端侧或后端侧的角部配置扬声器装置，这对车辆的室内空间的影响相对较小。

根据本公开的第七方面的扬声器装置，在第一方面～第六方面中任一方面记载的方案中，所述内板是构成车辆的室内的前端侧的角部的前围侧板。

根据第七方面，扬声器装置安装在前围侧板。因此，车辆的室内的前端侧的角部配置有扬声器装置。由此，可以从听者(车辆乘员)的前方侧输出声音，从而可以缩短扬声器的振动膜和听者之间的距离，并降低所需的声压级。

发明效果

如上所述，本公开的扬声器装置具有可以防止异物进入端口和扬声器框架内的优异效果。

附图说明

图1是从车辆外侧观察安装有实施方式的扬声器装置的车辆前部的侧视图。

图2是从车辆室内观察安装有实施方式的扬声器装置的车辆前部的立体图。

图3是沿着图2的3-3线剖开的车辆前部和扬声器装置的平面剖视图。

图4是实施方式的扬声器装置的分解立体图。

图5是构成实施方式的扬声器装置的扬声器单元的侧前方立体图。

图6是构成实施方式的扬声器装置的扬声器单元的侧后方立体图。

图7是构成实施方式的扬声器装置的端口的侧前方立体图。

图8是构成实施方式的扬声器装置的端口的侧后方立体图。

图9是实施方式的扬声器装置的实施例中表示从振动膜产生的声波的声学特性的图。

具体实施方式

以下将基于图1-图11对本实施方式的扬声器装置10进行说明。另外，各图中适当示出的箭头FR表示车辆前方侧，箭头UP表示车辆上方侧，箭头RH表示车辆右侧。另外，除非另有说明，在以下说明中使用前后、上下、左右等方向时，表示的是车辆前后方向的前后、车辆上下方向的上下、朝向行驶方向时的左右。

如图1所示，本实施方式的扬声器装置10应用于车辆12的前部。具体而言，从车辆宽度方向观察时，与设置在车辆12前部的前翼子板14重叠的位置安装有扬声器装置10。前翼子板14相当于本公开中的“外板”。

前翼子板14构成车辆的外板，且左右成对设置。此外，在以下的说明中，仅对车辆左侧的前翼子板14进行说明，但车辆右侧的前翼子板14也具有同样的结构。

前翼子板14配置在车辆12的前轮16的上方侧，且平缓地弯曲以向车辆宽度方向外侧凸出。并且，前翼子板14的下端部14A沿着前轮形成为大致圆弧状。在容纳前轮16的轮罩18中，下端部14A与构成内侧面的轮罩内部件20的上表面以及车辆宽度方向外侧的端部接合。另外，前翼子板14的后端部14B从外侧与沿上下方向延伸的柱状的前立柱19的前下部接合。

其中，作为内板的前围侧板22配置在前翼子板14的车辆宽度方向内侧。如图2所示，前围侧板22大致以车辆宽度方向为板厚方向，并沿车辆上下方向和车辆前后方向延伸。前围侧板22构成车辆12的车室R的前部侧方，且左右成对设置。在一对前围侧板22的上部架设有沿车辆宽度方向延伸的前围板。

一对前围侧板22的前端部22A分别接合于将车辆12的发动机室(未图示)和车室R分隔的前围板24的车辆宽度方向外侧的端部。由此，前围侧板22和前围板24构成车室R的前端侧的角部。车室R的前端侧的角部构成仪表板(未图示)背面的空间或仪表板下方侧的空间。

前围侧板22具有沿板厚方向贯穿的多个通孔23，与各种电气设备连接的线束(未图示)能够插入这些通孔23。理想状态下，这种线束的布线是能够抵御洪水等灾害的防水结构。在本实施方式中，通过在形成于前翼子板14和前围侧板22之间的封闭截面部30内形成气密性高的空间部，从而确保防水性能。具体而言，前围侧板22的上端部22B与前翼子板14的上端部接合。另外，前围侧板22的下端部22C与轮罩内部件20的上表面和前翼子板14的下端部14A连接。并且，前围侧板22的后端部22D从内侧与前立柱19的前下部接合。由此，前翼子板14、前围侧板22、轮罩内部件20以及前立柱19形成沿车辆上下方向延伸的封闭截面部30(参照图2和图3)。

如图3所示，为了提高前翼子板14的刚性，在封闭截面部30的内侧，在前翼子板14和前围侧板22之间设置板状或梁状的加强件26。另外，加强件26不是必须的，也可以设置板状的防水板来代替该加强件26。

上述构造的车室R的前部配置有安装到前围侧板22的扬声器装置10。扬声器装置10具有包括振动膜44的扬声器单元40、以及与扬声器单元40连接的端口60。

如图3-图6所示，扬声器单元40具有有底筒状的扬声器框架42、由扬声器框架42保持的振动膜44、以及向振动膜44施加驱动力的驱动器46。扬声器框架42的侧面由圆盘状的底壁42A和从底壁42A的外周部沿轴向竖立设置的侧壁42B构成。在将扬声器装置10安装到前围侧板22的状态下，扬声器框架42以车辆宽度方向为轴向方向进行配置，并朝向车辆内侧(车室R侧)开口。扬声器框架42通过后述的端口60固定到前围侧板22，并且通过从侧壁42B的外周面突出为凸缘状的安装凸缘58固定到车室R的内饰板(未图示)。振动膜44配置在扬声器框架42的轴向的一端，以封闭扬声器框架42的开口部43。

作为一例，振动膜44由圆锥形的振动膜构成。振动膜44具有配置于中心的圆顶状的盖部44A、与盖部44A的下方侧连接的圆锥状的圆锥部44B、以及形成于圆锥部44B的周围的边缘部44C。振动膜44的边缘部44C通过粘接等方法固定于扬声器框架42的开口部43。在以下的说明中，将相对于振动膜44的车室R内侧方向作为振动膜44的正面侧，将相对于振动膜44的车辆外侧方向作为振动膜44的背面侧进行说明。

振动膜44的背面侧的第一空间C1被扬声器框架42覆盖，从而与振动膜44的正面侧的第二空间C2(即，车室R)隔开。在振动膜44中，筒状的音圈骨架48的一端连接到圆锥部44B的背面侧的中心。音圈骨架48的另一端插入到贯穿扬声器框架42的底壁42A的中心的插入孔50，并插入到与扬声器框架42的背面连接的驱动器46的磁路部52的磁隙中。音圈骨架48的外周部缠绕有音圈(未图示)，音圈配置在磁路部52的磁隙内。由此，音圈的振动经由音圈骨架48传递到振动膜44，从而构成振动膜44的振动。

驱动器46具有与扬声器框架42的背面连接的圆筒状的驱动器壳体46A、以及容纳在驱动器壳体46A内部的磁路部52。磁路部52包括磁铁和磁轭(未图示)而构成，通过在音圈中流动的再现音的电信号，在磁路部52和音圈之间产生磁排斥和磁吸引作用，使音圈振动。

如上所述，扬声器框架42在振动膜44的背面侧形成第一空间C1。在安装在车辆上的扬声器装置(如扬声器装置10)中，随着安装空间的节省，需要应对扬声器框架42的小型化。在本实施方式中，为了应对扬声器框架的小型化，将振动膜44的背面侧的第一空间C1的空间体积设定为最小限度，从而实现扬声器框架内的空间体积的缩小。作为一例，第一空间C1的空间体积设定为约2.0L以下的极小程度。

其中，例如，当第一空间C1由密封空间构成时，通过将第一空间C1的空间体积缩小到约2.0L以下的极限，振动膜44的振幅受到阻碍，因此可能无法再现所需的再现音。例如，振动膜44的振幅受到阻碍，进而难以确保低音的再现所需的频段的声压。

因此，在本实施方式中，在构成扬声器框架42背面侧的壁部(侧面)的底壁42A上连接端口60，通过该端口60使振动膜44背面侧的第一空间C1与封闭截面部30的内部相互连通。由此，空气可以在振动膜44背面侧的第一空间C1和封闭截面部30内自由进出，并且能够防止振动膜44的振幅受到第一空间C1内的空气振动的干扰。另外，为了使第一空间C1与封闭截面部30之间的空气进出畅通，理想的是封闭截面部30的空间体积大于第一空间C1的空间体积。

通过设置在扬声器框架42的底壁42A上的端口连接部42C，端口60连接到扬声器框架42。端口连接部42C是从端口用开口部54的边缘向背面侧突出的筒状部分，端口用开口部54贯穿扬声器框架42的底壁42A。端口用开口部54形成于在底壁42A的中心形成的插入孔50的径向外侧，是沿着扬声器框架42的圆周方向呈圆弧状延伸的长孔。端口连接部42C和端口60也是与该端口用开口部54对应地弯曲成圆弧状的筒状部件。通过将端口连接部42C插入端口60的一端，扬声器框架42可以连接到端口60。此外，在将端口连接到扬声器框架42的状态下，端口60沿着扬声器框架42的圆周方向弯曲配置，从而使得端口60相对于驱动器46配置在径向外侧的间隔位置。

如图3、图7和图8所示，端口60从扬声器框架42的背面侧沿轴向延伸。在将端口60安装到前围侧板22的状态下，端口60的前端侧插入到贯穿前围侧板22的车辆侧开口部28中，并且配置在封闭截面部30的内侧。在封闭截面部30的内侧，端口60的前端部60A配置在比加强件26靠近车辆内侧的位置。

通过一体地形成在端口60的外周面的安装脚62和安装凸缘64，端口60安装到前围侧板22。在端口60中，安装脚62从与扬声器框架42的连接侧的端部延伸，并落在前围侧板22中车室R内侧的侧面。在安装脚62中，位于前围侧板22的前端侧形成有贯穿安装脚62的安装孔66(参照图7)。安装脚62通过插入安装孔66的螺栓(未图示)固定到前围侧板22。

安装凸缘64设置在端口60的延伸方向(轴向)的中间部，并以凸缘状从端口60的外周面突出。当从端口60的轴向观察时，安装凸缘64形成为矩形形状，并从车室R内侧封闭形成在前围侧板22中的车辆侧开口部28。由弹性材料形成的矩形框状的密封部件68介于安装凸缘64和前围侧板22之间，通过密封部件68吸收车辆行驶时的振动，同时提高端口60与车辆侧开口部28的气密性。

这样，通过连接到扬声器框架42的底壁42A的端口60，振动膜44背面侧的空间(第一空间C1)与车辆12的封闭截面部30的内部相互连通。由此，振动膜44背面侧的空气可以在振动膜44背面侧的空间和车辆12的封闭截面部30内自由进出，从而能够防止振动膜44的振幅受到第一空间C1内的气压的干扰。

其中，在本实施方式中，与扬声器框架42连接的端口60具有预定的横截面积(开口面积)和长度，从而与扬声器框架42一起形成亥姆霍兹共鸣器。

另外，为了使端口60内的空气通过亥姆霍兹共振产生共振，至少需要将端口60的开口面积设定为小于连接有端口60的扬声器框架42的侧面的面积。也就是说，通过将端口60的开口面积设定为小于连接有端口60的扬声器框架42的侧面的面积，从而在扬声器框架42内形成封闭空间，封闭空间内的空气作为空气弹簧与连通的端口60内的空气产生共振。例如，通过使2.0L以下的极小的封闭空间内的空气与端口内的气流连通，能够利用端口的空气负载质量进行特性调整。

这样，具有上述构造的扬声器装置10是由具有封闭空间的扬声器框架42和端口60构成亥姆霍兹共鸣器的系统。

在本实施方式中，将端口60的前端侧配置在封闭截面部30内，并以振动膜44中产生的声波的音响特性为中心设计扬声器装置10的再现音。另外，通过调整连接端口60的封闭截面部30内的密闭性，形成可以有意地将扬声器装置10的再现音的声压调整到所需的频段的结构。

进而，通过调整端口60的长度和开口面积，从而改变端口60的共振点(共振频率)，并且通过调整端口和扬声器框架内的空气的共振点，从而调整规定频段内的振动膜44的声学频率特性。在下述实施例中，振动膜44的声学频率特性由振动膜44的面积S1、端口60的开口面积S2、以及端口60的长度L1决定。

[实施例]

图9是纵轴表示声压[dB]、横轴表示频率[Hz]的声学特性图。该图示出了从实施例的扬声器装置的振动膜向车辆室内产生的声波的声学特性。实施例的扬声器装置具有上述实施方式的扬声器装置10的结构，将振动膜44的面积S1设定为S1＝200mm²，将端口60的开口面积S2设定为S2＝40mm²。图9表示在上述构造的扬声器装置中，将端口的长度L1设定为(0mm/50mm/100mm/200mm)时的声学特性，用实线表示端口的长度L1＝0mm，用点划线表示L1＝50mm，用双点划线表示L1＝100mm，用虚线表示L1＝200mm。

如图9所示，即使在端口的长度L1＝0mm的扬声器装置中，也能够维持单个振动膜的声学特性。

根据图9所示的区域A可知，通过将端口的长度L1变更为50mm、100mm、200mm，与L1＝0mm时的声学特性的声压值相比，约20Hz-50Hz的低音范围频段的声压得到增强。

另外，根据图9所示的区域B可知，通过将端口的长度L1变更为50mm、100mm、200mm，与L1＝0mm时的声学特性的声压值相比，约100Hz-400Hz的中范围频段的声压随着端口长度的增加而衰减。

因此，根据上述实施例可知，例如，为了在增强低音范围频段的声压的同时确保中范围频段的声压，优选将端口L1设定在50mm-100mm的范围。

(作用和效果)

如上所述，在本实施方式的扬声器装置中，通过从扬声器框架42的底壁42A(侧面)延伸的端口60，振动膜44背面侧的第一空间C1与封闭截面部30的内部相互连通。因此，由于端口60的前端侧的开口朝向封闭截面部30的内部配置，从而可以防止车辆外部的雪、雨水、粉尘、昆虫等异物通过端口60的开口进入扬声器框架42内。因此，端口60和扬声器框架42内的空气流动不会受到异物的阻碍，从而可以良好地维持扬声器装置10的再现性能。

并且，空气可以通过端口60在振动膜44的第一空间C1和封闭截面部30的内部之间进出。因此，与扬声器框架内的空间形成为密封空间的情况相比，扬声器框架42内的气压对振动膜44振幅的干扰会受到抑制。由此，可以在维持振动膜44的振幅的同时，通过端口60，将压力从扬声器框架42释放到前围侧板22和前翼子板14之间的封闭截面部30，从而能够在维持扬声器装置10的再现性能的同时，实现装置的小型化。

此外，扬声器框架42安装在构成车辆车架的前围侧板22。因此，扬声器框架42的安装稳定，并且能够抑制由于车辆12行驶时的振动等而在扬声器框架的安装面上产生异音或松动。

另外，在本实施方式中，端口60的开口面积设定为小于连接有端口60的扬声器框架42的底壁42A的面积，由此，振动膜44背面侧的第一空间C1内的空气作为空气弹簧与端口60内的空气产生共振。

端口60的共振点(共振频率)根据端口60的长度而变化。因此，可以通过调整端口60的长度来改变端口60的共振点，从而有意地在规定频段内调整扬声器装置10的再现音的声压。

在本实施方式中，由于可以将端口60的前端侧配置在封闭截面部30内，因此从确保安装空间的观点来看，由于车辆结构而产生的限制较少，并且可以容易地调整端口60的长度。由此，可以通过简单的结构来调整扬声器装置10的再现音。

并且，由于端口60的前端配置在封闭截面部30内，因此可以根据封闭截面部30内的密闭性的变化来调整端口60的长度，从而可以有意地将扬声器装置10的再现音的声压调整到规定的频段。

此外，在本实施方式中，相对于介于前围侧板22和前翼子板14之间的加强件26(或防水板)，端口60的前端部60A配置在车辆内侧。因此，可以在不影响封闭截面部30内部的加固和防水结构的位置安装端口60，从而可以容易地将扬声器装置安装到车辆12的车架上。

此外，在本实施方式中，前围侧板22中形成有通孔23，该通孔23用于插入与电气设备连接的线束。这样，车辆的电气设备安装的位置通常会进行防水设计，以应对车辆被水淹没的情况。因此，即使在前围侧板22中形成端口60插入的车辆侧开口部28，也能够确保封闭截面部30内的防水性能。由此，扬声器装置10侧不需要防水设计，从而能够提高扬声器装置10的设计自由度。

此外，在本实施方式中，与端口60一体设置的安装脚62从端口60中与扬声器框架42的连接侧的端部延伸至前围侧板22中车辆12的车室R内侧的侧面。因此，由于端口60的安装脚62从扬声器装置10的重心附近延伸，从而能够使扬声器装置10的安装稳定。

此外，在本实施方式中，扬声器装置安装在前围侧板22上，并配置在前翼子板14的车辆内侧。由此，可以在车室R的前端侧的角部配置扬声器装置10，这对车辆12的车室R空间的影响相对较小。

并且，可以从听者(车辆乘员)的前方侧输出声音，从而可以缩短扬声器的振动膜和听者之间的距离，并降低所需的声压级。

[补充说明]

在上述各实施方式中，本发明的内板和外板由前围侧板和前翼子板构成，但是本发明不限于此。例如，形成封闭截面部的内板和外板可以由构成车辆的车架部件的支柱的内板和外板构成。或者，可以将车辆的后翼子板作为本发明的外板，将配置在后翼子板的车辆内侧的车辆的车架部件作为内板。

此外，在上述实施方式中，通过将端口60的一端插入端口连接部42C，扬声器框架42可以连接到端口60，但是本发明不限于此。端口连接部42C和端口60可以一体地形成。

2021年4月30日提交的日本专利申请2021-077573号的公开内容通过引用全部并入本说明书。

本说明书记载的所有文献、专利申请和技术标准均通过引用并入本说明书，其与具体且单独注明通过引用并入本说明书的个别文献、专利申请和技术标准程度相同。

Claims (7)

1.一种扬声器装置，该扬声器装置设置在由内板和外板形成封闭截面部的车辆的室内，

该扬声器装置包括：固定到所述内板、且将振动膜的正面侧和背面侧的空间划分的扬声器框架；以及从所述扬声器框架的侧面延伸的端口，

所述端口将所述振动膜的背面侧的空间与所述封闭截面部的内部相互连通。

2.根据权利要求1所述的扬声器装置，其中，所述端口的开口面积设定为小于连接有所述端口的所述扬声器框架的侧面的面积。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的扬声器装置，其中，相对于所述封闭截面部中介于所述内板和所述外板之间的加强件或防水板，所述端口的前端配置在车辆内侧。

4.根据权利要求1～权利要求3中任一项所述的扬声器装置，其中，所述内板中形成有通孔，该通孔用于插入与安装在车辆上的电气设备连接的线束。

5.根据权利要求1～权利要求4中任一项所述的扬声器装置，其中，所述端口中一体地形成有安装在所述内板的安装脚，

所述安装脚从所述端口中与所述扬声器框架的连接侧的端部延伸，并落在所述内板中车辆的室内侧的侧面。

6.根据权利要求1～权利要求5中任一项所述的扬声器装置，其中，所述内板构成车辆的室内的前端侧或后端侧的角部，

所述外板是构成车辆的前端侧或后端侧的侧面的翼子板。

7.根据权利要求1～权利要求6中任一项所述的扬声器装置，其中，所述内板是构成车辆的室内的前端侧的角部的前围侧板。