JP2005020292A - 車載用スピーカ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】忠実な音響再生を可能とする車載用スピーカ装置を提供する。
【解決手段】スピーカユニット１と、車体側のドアインナーパネル２にスピーカユニット１のフレーム１１を取り付けるインシュレータ３と、を備える。インシュレータ３は、スピーカユニット１からドアインナーパネル２に伝達される３６０度方向の振動を遮断又は吸収する弾性部材３３を具備する。
【選択図】 図１
【解決手段】スピーカユニット１と、車体側のドアインナーパネル２にスピーカユニット１のフレーム１１を取り付けるインシュレータ３と、を備える。インシュレータ３は、スピーカユニット１からドアインナーパネル２に伝達される３６０度方向の振動を遮断又は吸収する弾性部材３３を具備する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体側のパネル、特にインナーパネルにスピーカユニットを取り付けて構成された車載用スピーカ装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、スピーカユニットを車両側の例えばインナーパネルに取り付けて構成された車載用スピーカ装置が知られている。
【０００３】
ここで、従来、このようなスピーカ装置では、スピーカユニットのフレームをネジやフックによって車両側のインナーパネルに取り付けていた（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【特許文献１】
特開平５−１１６５７０号公報
【特許文献２】
実開平６−３７４６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構成の車載用スピーカ装置では、上述した如くネジやフックでスピーカユニットが取り付けられているため、当該スピーカユニットからの振動がインナーパネルに伝達され、当該インナーパネルから不要な音が放出されるという問題がある。
【０００５】
ここで、従来、ネジやフックでスピーカユニットのフレームをインナーパネルに取り付ける際に、フレームとインナーパネルの間にクッションを介装する場合があるが、これは、いわゆる「びりつき」等の異常音の発生を抑制するためのものであり、スピーカユニットの振動がインナーパネルに伝達することを防止するものではない。このため、スピーカユニットからの振動がインナーパネルに伝達されて、当該インナーパネルから、歪の多い又は時間遅れを伴う音が放射されるため、忠実な音楽再生等の妨げとなっていた。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題の一例は、忠実な音響再生を可能とする車載用スピーカ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、スピーカユニットと、車体側のパネルに前記スピーカユニットのフレームを取り付ける取付治具と、を備え、前記取付治具は、前記スピーカユニットの駆動により発生する全方向の振動の前記パネルへの伝播を当該全方向に渡って防止するインシュレータを具備するように構成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図５を参照して、本願に係る車載用スピーカ装置の一実施形態について説明する。
【０００９】
なお、図１は本実施形態の車載用スピーカ装置の構成を示す分解斜視図であり、図２はスピーカユニットの取り付け部分及び弾性体の形状を示す断面図であり、図３は本願に係るインシュレータの構成を示す斜視図である。
【００１０】
図１及び図２に示すように、スピーカユニット１は、パネルの一例としての車両のドアインナーパネル２に対して取付冶具の一例としての三つのインシュレータ３を介して取り付けられる。
【００１１】
このとき、図３（ａ）に示すように、インシュレータ３は、スピーカユニット１のフレーム１１に形成された取付孔１２に差し込まれる雄ねじ３１と、ドアインナーパネル２に形成された取付孔２１に差し込まれる雄ねじ３２と、雄ねじ３１及び雄ねじ３２を支持する円錐台形状の弾性部材３３とにより構成されている。
【００１２】
そして、図１及び図２に示すように、雄ねじ３１及び雄ねじ３２には夫々ナット３４及びナット３５が螺合され、これらによりスピーカユニット１のフレーム１１とドアインナーパネル２との間に弾性部材３３が挟み込まれた状態でドアインナーパネル２にスピーカユニット１が取り付けられる。
【００１３】
ここで、インシュレータ３の一部である弾性部材３３は、スピーカユニット１の駆動により当該スピーカユニット１から発生する全方向の振動を、当該全方向に渡って吸収又は遮断するように変形する。
【００１４】
すなわち、図３（ａ）に示す弾性部材３３は、スピーカユニット１の駆動により発生する振動に起因する応力に応じて全方向に変形する。より具体的に弾性部材３３は、図３（ｂ）に示すように雄ねじ３１及び雄ねじ３２の相互位置関係が取り付け軸（円錐台の軸）と直交する任意の方向に自在に変化するように変形すると共に、図３（ｃ）に示すように、雄ねじ３１及び雄ねじ３２の相互位置関係が取り付け軸方向に自在に変化するように変形する。
【００１５】
一方、図２（ａ）に示すように、スピーカユニット１のフレーム１１と車両のインナートリム４との間には、リング状の弾性体５が周状に介装されている。
【００１６】
このとき、当該弾性体５によりスピーカユニット１の振動板により発生する音を音響的に遮断している。また、弾性体５の剛性は適切な値とされており、インシュレータ３を構成する弾性部材３３の変形に応じて同様に変形する。従って、弾性体５は弾性部材３３の変形を妨害することはない。
【００１７】
他方、弾性体５は、それ自体が変形することにより、スピーカユニット１の駆動により当該スピーカユニット１から発生する全方向の振動を、当該全方向に渡って吸収又は遮断して当該振動がインナートリム４に伝達されることを防止する。
【００１８】
なお、弾性体５の材質としては例えばウレタンフォーム等を使用することができるのであり、また、図２（ｂ）は図２（ａ）における左右方向（伸縮方向）の弾性体５の変形を、図２（ｃ）は図２（ａ）における上下方向（ずれ方向）の弾性体５の変形を、夫々示している。
【００１９】
このように、スピーカユニット１は弾性部材３３及び弾性体５を介して夫々ドアインナーパネル２及びインナートリム４に取り付けられており、従って当該スピーカユニット１の重量と当該スピーカユニット１のドアインナーパネル２及びインナートリム４への取り付け剛性とにより第１の共振周波数が決定される。このとき、当該スピーカユニット１の取り付け剛性は弾性部材３３及び弾性体５の剛性を合わせたものに相当する。そして、本実施形態では、このような第１の共振周波数が３０００Ｈｚ以下となるようにスピーカユニット１のドアインナーパネル２及びインナートリム４への取り付け剛性に設定している。
【００２０】
ここで、本実施形態の構成によれば上記第１の共振周波数以上の周波数の振動を吸収又は遮断することができることになるので、当該第１の共振周波数を３０００Ｈｚ以下に設定することで、当該吸収又は遮断される振動の周波数帯域内に人の声の基音が含まれることとなり、結果として人間の耳で敏感に聴き取ることができる周波数帯の振動の伝達を抑制できる。よって、再生される音響の忠実度を効果的に向上させることができるのである。
【００２１】
次に、実施形態に係るスピーカ装置の振動特性等について具体的に図４及び図５を用いて説明する。なお、図４はスピーカユニット１単独での磁気回路１４及びフレーム１１の振動加速度特性を示す図である。このとき、図４では、磁気回路１４の前後方向（振動板１５の振動方向）の振動加速度、フレーム１１のフランジ部１１ａにおける前後方向の振動加速度、及びフレーム１１のフランジ部１１ａにおける横方向（振動板１５の直径方向）の振動加速度が示されている。
【００２２】
図４に示すように、スピーカユニット１には８００Ｈｚ付近に共振周波数が存在する。この共振周波数は、スピーカユニット１単独でみた場合における、スピーカユニット１の磁気回路１４と、当該磁気回路１４周辺のフレーム１１からなる磁気回路周辺部１１ｃの等価質量と、フレーム１１のフランジ部１１ａの等価質量と、これらの等価質量との間を接続するフレームのアーム部１１ｂの等価コンプライアンスと、で規定される共振周波数のうち最も低い共振周波数（以下、この共振周波数を第２の共振周波数と称する）に相当する。
【００２３】
次に、図５は、上記第２の共振周波数の前後における振動モードの相違を示す図である。図５に示すように、第２の共振周波数よりも低い周波数帯域では、フレーム１１のアーム部１１ｂの内側に位置する磁気回路周辺部１１ｃと、アーム部１１ｂの外側に位置するフレームのフランジ部１１ａとが逆相で振動する。
【００２４】
これに対して、第２の共振周波数よりも高い周波数帯域では、磁気回路周辺部１１ｃとフランジ部１１ａとが同相で振動する。
【００２５】
そして、本実施形態においては、上記第１の共振周波数を上記第２の共振周波数よりも低くすることが好ましい。
【００２６】
すなわち、フレーム１１のフランジ部１１ａにおける横方向の振動は、主として第２の共振周波数以上の周波数帯域で大きくなることが知られている。このため、第１の共振周波数を第２の共振周波数よりも低くすることで、フランジ部１１ａにおける横方向の振動が車体側の構造体に伝達されることを効果的に抑制できるのである。
【００２７】
また、図１及び図２に示すように、スピーカユニット１のフレーム１１とインナートリム４との間は、リング状の弾性体５によって音響的に密閉され、かつ、スピーカユニット１のフレーム１１とドアインナーパネル２との間では、インシュレータ３間に間隙が形成されている。このため、スピーカユニット１及びドアインナーパネル２の間は音響的に連通されており、ドアインナーパネル２及びインナートリム４の間をスピーカユニット１の背面側の音響容積として利用している。このため、音響容積が増大し、低域再生能力を向上させることができる。
【００２８】
上記実施形態では、スピーカユニット１及びドアインナーパネル２をナットにより夫々インシュレータ３に締結しているが、スピーカユニット及びインシュレータの取り付け方法はこれに限定されない。
【００２９】
例えば、インシュレータをドアインナーパネルに接着してもよいし、あるいはドアインナーパネルに形成された開口にインシュレータを差し込むことにより、インシュレータをドアインナーパネルに取り付けてもよい。
【００３０】
以上のように、本実施形態では、スピーカユニット１と、車体側のドアインナーパネル２にスピーカユニット１のフレーム１１を取り付けるインシュレータ３と、を備え、インシュレータ３は、スピーカユニット１の駆動により発生する全方向の振動のドアインナーパネル２への伝播を当該全方向に渡って防止するインシュレータ３を具備するので、スピーカユニット１からの振動がドアインナーパネル２に伝達されることに起因して、ドアインナーパネル２から歪の多い又は時間遅れを伴う音が放射されることが抑制される。したがって、忠実な音響再生が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の車載用スピーカ装置の構成を示す分解斜視図である。
【図２】スピーカユニットの取り付け部分等を示す断面図であり、（ａ）はスピーカユニットの取り付け部分を示す断面図であり、（ｂ）は図２（ａ）における左右方向（伸縮方向）の弾性体５の変形を示す断面図であり、（ｃ）は図２（ａ）における上下方向（ずれ方向）の弾性体５の変形を示す断面図である。
【図３】インシュレータの構成を示す斜視図であり、（ａ）はインシュレータが変形していない状態を示す図であり、（ｂ）は取り付け軸と直交する任意の方向の変形を示す図であり、（ｃ）は取り付け軸方向の変形を示す図である。
【図４】スピーカユニット単独での磁気回路及びフレームの振動加速度特性を示す図である。
【図５】第２の共振周波数の前後における振動モードの相違を示す図である。
【符号の説明】
１…スピーカユニット
２…ドアインナーパネル
３…インシュレータ
４…インナートリム
５…弾性体
３３…弾性部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体側のパネル、特にインナーパネルにスピーカユニットを取り付けて構成された車載用スピーカ装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、スピーカユニットを車両側の例えばインナーパネルに取り付けて構成された車載用スピーカ装置が知られている。
【０００３】
ここで、従来、このようなスピーカ装置では、スピーカユニットのフレームをネジやフックによって車両側のインナーパネルに取り付けていた（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【特許文献１】
特開平５−１１６５７０号公報
【特許文献２】
実開平６−３７４６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構成の車載用スピーカ装置では、上述した如くネジやフックでスピーカユニットが取り付けられているため、当該スピーカユニットからの振動がインナーパネルに伝達され、当該インナーパネルから不要な音が放出されるという問題がある。
【０００５】
ここで、従来、ネジやフックでスピーカユニットのフレームをインナーパネルに取り付ける際に、フレームとインナーパネルの間にクッションを介装する場合があるが、これは、いわゆる「びりつき」等の異常音の発生を抑制するためのものであり、スピーカユニットの振動がインナーパネルに伝達することを防止するものではない。このため、スピーカユニットからの振動がインナーパネルに伝達されて、当該インナーパネルから、歪の多い又は時間遅れを伴う音が放射されるため、忠実な音楽再生等の妨げとなっていた。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題の一例は、忠実な音響再生を可能とする車載用スピーカ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、スピーカユニットと、車体側のパネルに前記スピーカユニットのフレームを取り付ける取付治具と、を備え、前記取付治具は、前記スピーカユニットの駆動により発生する全方向の振動の前記パネルへの伝播を当該全方向に渡って防止するインシュレータを具備するように構成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図５を参照して、本願に係る車載用スピーカ装置の一実施形態について説明する。
【０００９】
なお、図１は本実施形態の車載用スピーカ装置の構成を示す分解斜視図であり、図２はスピーカユニットの取り付け部分及び弾性体の形状を示す断面図であり、図３は本願に係るインシュレータの構成を示す斜視図である。
【００１０】
図１及び図２に示すように、スピーカユニット１は、パネルの一例としての車両のドアインナーパネル２に対して取付冶具の一例としての三つのインシュレータ３を介して取り付けられる。
【００１１】
このとき、図３（ａ）に示すように、インシュレータ３は、スピーカユニット１のフレーム１１に形成された取付孔１２に差し込まれる雄ねじ３１と、ドアインナーパネル２に形成された取付孔２１に差し込まれる雄ねじ３２と、雄ねじ３１及び雄ねじ３２を支持する円錐台形状の弾性部材３３とにより構成されている。
【００１２】
そして、図１及び図２に示すように、雄ねじ３１及び雄ねじ３２には夫々ナット３４及びナット３５が螺合され、これらによりスピーカユニット１のフレーム１１とドアインナーパネル２との間に弾性部材３３が挟み込まれた状態でドアインナーパネル２にスピーカユニット１が取り付けられる。
【００１３】
ここで、インシュレータ３の一部である弾性部材３３は、スピーカユニット１の駆動により当該スピーカユニット１から発生する全方向の振動を、当該全方向に渡って吸収又は遮断するように変形する。
【００１４】
すなわち、図３（ａ）に示す弾性部材３３は、スピーカユニット１の駆動により発生する振動に起因する応力に応じて全方向に変形する。より具体的に弾性部材３３は、図３（ｂ）に示すように雄ねじ３１及び雄ねじ３２の相互位置関係が取り付け軸（円錐台の軸）と直交する任意の方向に自在に変化するように変形すると共に、図３（ｃ）に示すように、雄ねじ３１及び雄ねじ３２の相互位置関係が取り付け軸方向に自在に変化するように変形する。
【００１５】
一方、図２（ａ）に示すように、スピーカユニット１のフレーム１１と車両のインナートリム４との間には、リング状の弾性体５が周状に介装されている。
【００１６】
このとき、当該弾性体５によりスピーカユニット１の振動板により発生する音を音響的に遮断している。また、弾性体５の剛性は適切な値とされており、インシュレータ３を構成する弾性部材３３の変形に応じて同様に変形する。従って、弾性体５は弾性部材３３の変形を妨害することはない。
【００１７】
他方、弾性体５は、それ自体が変形することにより、スピーカユニット１の駆動により当該スピーカユニット１から発生する全方向の振動を、当該全方向に渡って吸収又は遮断して当該振動がインナートリム４に伝達されることを防止する。
【００１８】
なお、弾性体５の材質としては例えばウレタンフォーム等を使用することができるのであり、また、図２（ｂ）は図２（ａ）における左右方向（伸縮方向）の弾性体５の変形を、図２（ｃ）は図２（ａ）における上下方向（ずれ方向）の弾性体５の変形を、夫々示している。
【００１９】
このように、スピーカユニット１は弾性部材３３及び弾性体５を介して夫々ドアインナーパネル２及びインナートリム４に取り付けられており、従って当該スピーカユニット１の重量と当該スピーカユニット１のドアインナーパネル２及びインナートリム４への取り付け剛性とにより第１の共振周波数が決定される。このとき、当該スピーカユニット１の取り付け剛性は弾性部材３３及び弾性体５の剛性を合わせたものに相当する。そして、本実施形態では、このような第１の共振周波数が３０００Ｈｚ以下となるようにスピーカユニット１のドアインナーパネル２及びインナートリム４への取り付け剛性に設定している。
【００２０】
ここで、本実施形態の構成によれば上記第１の共振周波数以上の周波数の振動を吸収又は遮断することができることになるので、当該第１の共振周波数を３０００Ｈｚ以下に設定することで、当該吸収又は遮断される振動の周波数帯域内に人の声の基音が含まれることとなり、結果として人間の耳で敏感に聴き取ることができる周波数帯の振動の伝達を抑制できる。よって、再生される音響の忠実度を効果的に向上させることができるのである。
【００２１】
次に、実施形態に係るスピーカ装置の振動特性等について具体的に図４及び図５を用いて説明する。なお、図４はスピーカユニット１単独での磁気回路１４及びフレーム１１の振動加速度特性を示す図である。このとき、図４では、磁気回路１４の前後方向（振動板１５の振動方向）の振動加速度、フレーム１１のフランジ部１１ａにおける前後方向の振動加速度、及びフレーム１１のフランジ部１１ａにおける横方向（振動板１５の直径方向）の振動加速度が示されている。
【００２２】
図４に示すように、スピーカユニット１には８００Ｈｚ付近に共振周波数が存在する。この共振周波数は、スピーカユニット１単独でみた場合における、スピーカユニット１の磁気回路１４と、当該磁気回路１４周辺のフレーム１１からなる磁気回路周辺部１１ｃの等価質量と、フレーム１１のフランジ部１１ａの等価質量と、これらの等価質量との間を接続するフレームのアーム部１１ｂの等価コンプライアンスと、で規定される共振周波数のうち最も低い共振周波数（以下、この共振周波数を第２の共振周波数と称する）に相当する。
【００２３】
次に、図５は、上記第２の共振周波数の前後における振動モードの相違を示す図である。図５に示すように、第２の共振周波数よりも低い周波数帯域では、フレーム１１のアーム部１１ｂの内側に位置する磁気回路周辺部１１ｃと、アーム部１１ｂの外側に位置するフレームのフランジ部１１ａとが逆相で振動する。
【００２４】
これに対して、第２の共振周波数よりも高い周波数帯域では、磁気回路周辺部１１ｃとフランジ部１１ａとが同相で振動する。
【００２５】
そして、本実施形態においては、上記第１の共振周波数を上記第２の共振周波数よりも低くすることが好ましい。
【００２６】
すなわち、フレーム１１のフランジ部１１ａにおける横方向の振動は、主として第２の共振周波数以上の周波数帯域で大きくなることが知られている。このため、第１の共振周波数を第２の共振周波数よりも低くすることで、フランジ部１１ａにおける横方向の振動が車体側の構造体に伝達されることを効果的に抑制できるのである。
【００２７】
また、図１及び図２に示すように、スピーカユニット１のフレーム１１とインナートリム４との間は、リング状の弾性体５によって音響的に密閉され、かつ、スピーカユニット１のフレーム１１とドアインナーパネル２との間では、インシュレータ３間に間隙が形成されている。このため、スピーカユニット１及びドアインナーパネル２の間は音響的に連通されており、ドアインナーパネル２及びインナートリム４の間をスピーカユニット１の背面側の音響容積として利用している。このため、音響容積が増大し、低域再生能力を向上させることができる。
【００２８】
上記実施形態では、スピーカユニット１及びドアインナーパネル２をナットにより夫々インシュレータ３に締結しているが、スピーカユニット及びインシュレータの取り付け方法はこれに限定されない。
【００２９】
例えば、インシュレータをドアインナーパネルに接着してもよいし、あるいはドアインナーパネルに形成された開口にインシュレータを差し込むことにより、インシュレータをドアインナーパネルに取り付けてもよい。
【００３０】
以上のように、本実施形態では、スピーカユニット１と、車体側のドアインナーパネル２にスピーカユニット１のフレーム１１を取り付けるインシュレータ３と、を備え、インシュレータ３は、スピーカユニット１の駆動により発生する全方向の振動のドアインナーパネル２への伝播を当該全方向に渡って防止するインシュレータ３を具備するので、スピーカユニット１からの振動がドアインナーパネル２に伝達されることに起因して、ドアインナーパネル２から歪の多い又は時間遅れを伴う音が放射されることが抑制される。したがって、忠実な音響再生が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の車載用スピーカ装置の構成を示す分解斜視図である。
【図２】スピーカユニットの取り付け部分等を示す断面図であり、（ａ）はスピーカユニットの取り付け部分を示す断面図であり、（ｂ）は図２（ａ）における左右方向（伸縮方向）の弾性体５の変形を示す断面図であり、（ｃ）は図２（ａ）における上下方向（ずれ方向）の弾性体５の変形を示す断面図である。
【図３】インシュレータの構成を示す斜視図であり、（ａ）はインシュレータが変形していない状態を示す図であり、（ｂ）は取り付け軸と直交する任意の方向の変形を示す図であり、（ｃ）は取り付け軸方向の変形を示す図である。
【図４】スピーカユニット単独での磁気回路及びフレームの振動加速度特性を示す図である。
【図５】第２の共振周波数の前後における振動モードの相違を示す図である。
【符号の説明】
１…スピーカユニット
２…ドアインナーパネル
３…インシュレータ
４…インナートリム
５…弾性体
３３…弾性部材
Claims (6)
- スピーカユニットと、
車体側のパネルに前記スピーカユニットのフレームを取り付ける取付治具と、
を備え、
前記取付治具は、前記スピーカユニットの駆動により発生する全方向の振動の前記パネルへの伝播を当該全方向に渡って防止するインシュレータを具備することを特徴とする車載用スピーカ装置。 - 請求項１に記載の車載用スピーカ装置において、
前記スピーカユニットは、弾性体を介してインナートリムに取り付けられており、
当該弾性体は、前記スピーカユニットの駆動により発生する全方向の振動の前記インナートリムへの伝播を当該全方向に渡って防止することを特徴とする車載用スピーカ装置。 - 請求項２に記載の車載用スピーカ装置において、
前記取付治具を介して結合される前記スピーカユニット及び前記パネルの間が音響的に連通されており、
前記パネル及び前記インナートリムの間を前記スピーカユニットの背面側の音響容積として利用することを特徴とする車載用スピーカ装置。 - 請求項１から３のいずれか一項に記載の車載用スピーカ装置において、
前記スピーカユニットの取り付け剛性が、前記スピーカユニットの重量と当該取り付け剛性とにより規定される第１の共振周波数が３０００Ｈｚ以下となるように設定されていることを特徴とする車載用スピーカ装置。 - 請求項４に記載の車載用スピーカ装置において、
前記スピーカユニット単独でみた場合における、当該スピーカユニットの磁気回路と、前記磁気回路周辺の前記フレームの等価質量と、前記フレームの外周部の等価質量と、各前記等価質量の間を接続する前記フレームのアームの等価コンプライアンスと、で規定される共振周波数のうち最も低い周波数を第２の共振周波数とするとき、
前記スピーカユニットの取り付け剛性が、前記第１の共振周波数が前記第２の共振周波数よりも低い周波数となるように設定されていることを特徴とする車載用スピーカ装置。 - 請求項１から５のいずれか一項に記載の車載用スピーカ装置において、
前記インシュレータは、前記全方向に変形可能な弾性部材を具備することを特徴とする車載用スピーカ装置。
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