JP2007279472A - 動吸振器の原理を用いた音声出力による共振振動の低減構造及び低減方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 音声出力による外装カバーの共振が原因となるビリつきや異音に対して、少ない対策部品数で安定した低減効果をもたらす振動低減構造を提供する。
【解決手段】 振動板４とエキサイタ６とを含む音声発生源を備え、この音声発生源からの音声出力による振動板４の振動が発泡クッション体３を介して伝達されて共振を起こし、他部品との嵌合部あるいは接触部でビリつきや異音を発生する外装カバー１に対し、振動エネルギを拡散させる副振動系２を設けた。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ＬＣＤモニタ、テレビ、オーディオ機器などの電子機器において、動吸振器の原理を用いて音声出力時の外装カバーや内部実装部品のビリつき、異音の発生を低減するための共振振動の低減構造及び低減方法に関する。

図１０を参照して、スピーカ一体型ディスプレイを搭載したＬＣＤモニタの一般的な構造について説明する。

表示画面を保護するフラットな透明の振動板４の左右両端にそれぞれ、マグネットとボイスコイルから構成されているエキサイタ６が取付けられている。振動板４は発泡体クッション３を介して前面の外装カバー１に取付けられている。このような外装カバー１、発泡体クッション３、振動板４、エキサイタ６の組合わせ体は、パネル型スピーカとして提供されることもある。外装カバー１は表示モジュール１９（例えば液晶モジュール）の画面表示範囲に合わせて穴１−１を有しており、内側に発泡体クッション２０を介して表示モジュール１９が固定されている（例えば、特許文献１参照）。

次に、図１１を参照して、この種のスピーカ一体型ディスプレイにおける振動系の模式図を用いて振動の伝播について説明する。

エキサイタ６で発生した振動信号を振動板４に伝え、振動板４の前面の空気を振動させることにより音声が発生する。５はエキサイタ６を取付けるための両面テープである。

ここで、図１１のような振動系の場合、エキサイタ６で発生した振動信号は振動板４に伝わった後、一部が発泡体クッション３を介して外装カバー１に伝わるため、外装カバー１に接触している他の部品との間でビリつきや異音が発生してしまう。しかし、特許文献１では、このような問題点について何ら考慮されていない。

慣用技術としては、音声出力においてビリつきや異音が発生した場合には、外装カバー１と他の部品との嵌合部あるいは接触部１１に不織布１３を直接貼り付ける方法や、外装カバー１の内側や内部の各種実装部品に市販の制振材１６を貼り付ける方法による対策が考えられる。

しかしながら、上記のような対策においては、次のような課題がある。

第一の課題は、多数の対策部品を取付けるため、部品点数が増加する。

第二の課題は、多数の対策部品を取付けるため、組み立て工数が増加する。

第三の課題は、部品の寸法ばらつきや、組み立て時の位置のばらつきにより、対策部品の効果が発揮されない場合がある。

第四の課題は、ＬＣＤパネル内部等の電気部品内部で発生するビリつきや異音に対して、対策を施すことができない。

一方、動吸振器を用いた関連技術として以下の例がある。

特許文献２には、振動系とフレーム及び磁気回路とを具備するスピーカユニットを有し、フレーム及び／又は磁気回路、またはフレーム及び／又は磁気回路が取付けられる取付けパネルに動吸振器が取付けられたスピーカ装置が開示されている。しかし、その課題は取付けパネルの音響的な欠点を補うことで、スピーカユニットの音響特性を改善することのみにある。

また、特許文献３には、振動低減結合構造に関することが開示されているが、この構造は主構造物と副構造物との間の連結部における主構造物から副構造物への強制振動の伝達を抑制するだけの構造であり、抑制されずに副構造物へ伝達された振動に起因する問題については考慮されていない。

更に、特許文献４には、車載スピーカ装置に関することが示されているが、スピーカユニットが取付けられるドアの壁面の振動を抑制することにより高音質を得ようとするものであって、特許文献２と同様、スピーカユニットの音響特性の改善のみを課題としている。

特開２００５−１９７８６８号公報 特開２００４−１５３３８５号公報 特開２００５−３０８０９３号公報 特許第３５５２２９４号公報

本発明の目的は、音声出力による外装カバーの共振が原因となるビリつきや異音に対して、少ない対策部品数で安定した低減効果をもたらす振動低減構造及び方法を提供することにある。

本発明の第１の態様によれば、音声発生源を備えた電子機器において、前記音声発生源からの音声出力による振動が伝達されて共振を起こし、他部品との嵌合部あるいは接触部でビリつきや異音を発生する外装カバーに対し、振動エネルギを拡散させる副振動系を設けたことを特徴とする電子機器の振動低減構造が提供される。

本発明による振動低減構造の第２の態様においては、前記音声発生源が、前記外装カバーの表面側にクッション材を介して組付けられた振動板と該振動板を振動させるエキサイタとを含み、前記副振動系は、前記振動板の振動が前記クッション材を介して前記外装カバーに伝達されて共振することで該外装カバーと他部品との嵌合部あるいは接触部で発生するビリつきや異音を抑制する。

本発明による振動低減構造の第３の態様においては、当該電子機器が更に表示モジュールを有し、該表示モジュールの表面側にクッション材を介して前記外装カバーの裏面側が組み付けられている。

本発明による振動低減構造の第４の態様においては、前記副振動系が、バネ性及びダンパ効果を持つ部材とオモリ部材とを有するものである。

本発明による振動低減構造の第５の態様においては、前記外装カバーと前記副振動系とが樹脂の一体成形で構成されている。

本発明によればまた、上記第２の態様の振動低減構造を持つパネル型スピーカが提供される。

本発明によれば更に、上記第３の態様の振動低減構造を持つスピーカ一体型ディスプレイ装置が提供される。

本発明によれば更に、音声発生源を備えた電子機器における当該音声発生源からの音声出力による振動が伝達されて共振を起こし、他部品との嵌合部あるいは接触部でビリつきや異音を発生する外装カバーの振動を、該振動のエネルギを拡散させる副振動系で低減させることにより、前記ビリつきや異音の発生の低減、または前記音声発生源から出力する音声の音質向上を実現することを特徴とする電子機器の振動低減方法が提供される。

本発明によれば、以下のような効果が得られる。

第一の効果は、音声出力に伴う外装カバーの共振による振動エネルギを低減することができ、外装カバーと他部品との嵌合部あるいは接触部でビリつきや異音の発生を低減することができるため、対策部品点数および組み立て工数を削減することができる。

第二の効果は、音声出力に伴う外装カバーの共振による振動エネルギ自体を低減するため、部品寸法のばらつき、装置の組み立てによる位置のばらつきなどの影響を受けにくく、ビリつきや異音に対する安定した低減効果が得られる。

第三の効果は、音声出力に伴う外装カバーの共振による振動エネルギ自体を低減するため、不織布や制振材を貼り付けるという、これまでの方法では対策不可能なＬＣＤパネル内部等の電気部品内部のビリつきや異音を低減することができる。

第四の効果は、スピーカからの音声出力の音質低下の原因となる、外装カバーの共振による振動エネルギを少なくすることができるため、スピーカから出力される音質を向上させることができる。

本発明は、ＬＣＤモニタ、テレビ、オーディオ機器などの電子機器において、動吸振器の原理を用いて音声出力時の筐体の共振を抑え、共振ポイントにおける外装カバーや内部実装部品のビリつき、異音の発生を低減する。

まず、本発明を図１０に示したスピーカ一体型ディスプレイ装置に適用した場合について、図１に示した簡略モデルにより概略を説明する。スピーカ一体型ディスプレイ装置の筐体のうち、特に主振動系となる外装カバー１に対し、外装カバー１と同じ固有振動数を持つ副振動系２を取付ける。このことにより、外装カバー１が共振した場合に副振動系２が大きく振動することで、外装カバー１の振動エネルギを拡散し、系全体の減衰特性を向上させることができる。

このようにして、本発明では副振動系２を外装カバー１に取付けることにより、動吸振器の原理を用いて、音声出力による外装カバーのビリつきや、異音の発生を低減させることができる。

（第１の実施例）
図２には、本発明の第１の実施例として、副振動系２を取付けたスピーカ一体型ディスプレイ装置を、背面カバーを外した状態で示している。また、図３には、図２のように、副振動系２を取付けた場合の振動系の模式図を示している。更に、図４、図５には副振動系２の構造例を示している。

図３において、エキサイタ６が振動板４の両側に両面テープ５により取付けられており、振動板４は発泡体クッション３を介して外装カバー１に取付けられている。スピーカ一体型ディスプレイ装置の振動の伝播に関しては前述の通りである。つまり、外装カバー１の固有振動数と発泡体クッション３を介して外装カバー１に伝わった振動板４からの振動信号の振動数が一致すると、副振動系２を備えていない場合には、外装カバー１において共振が起こるため、振動エネルギが増加し、他部品との嵌合部あるいは接触部１１でビリつきや異音が発生する。

次に、副振動系２について説明する。

図４、図５に示すように、副振動系２は、バネ及びダンパ効果を持つスポンジ７と、その一方の面に取付けたオモリ８及び他方の面に取付けた外装カバー１に貼り付けるための両面テープ１２の３層から成る。副振動系２の固有周波数は、外装カバー１の固有振動数と等しくしておく。外装カバー１の固有振動数は、出力音声の周波数を徐々に変化させてゆき、ビリつきや異音が最大となる周波数を検知することで知ることができる。

図２、図３に示すように、副振動系２を外装カバー１に取付けると、エキサイタ６から発生する振動信号が、振動板４、発泡体クッション３を介して外装カバー１に伝わり、副振動系２も振動する。エキサイタ６から発生する振動信号により外装カバー１が共振した場合に副振動系２の振動も最大となり、これにより外装カバー１の振動エネルギを拡散させ、振動系全体の振動が低減する。その結果、外装カバー１と他部品との嵌合部あるいは接触部１１におけるビリつきや異音が低減される。

図６は、外装カバー１の共振によるビリつきを起こしやすい周波数４００Ｈｚの音をスピーカで再生した状態で、装置（スピーカ一体型ディスプレイ装置）全体から発生する音をマイクで取り込み、周波数分析を行った結果を示す。副振動系２を取付けていない状態で測定した結果を特性曲線１７で示し、副振動系２を取付けた状態で測定した結果を特性曲線１８で示す。

スピーカから出力される４００Ｈｚ、およびその倍数の周波数以外の成分は、主に外装カバー１の共振が原因となる、嵌合部あるいは接触部１１のビリつき等により装置から発生する異音を示している。副振動系２を取付けた状態で測定した特性曲線１８が、副振動系２を取付けないで測定した特性曲線１７より明らかに異音の発生が少なくなっていることが確認できる。

この結果から、副振動系２を取付けることにより、外装カバー１の共振時の振動エネルギを拡散し、嵌合部あるいは接触部１１から生じる異音の発生を低減することができると言える。

以上の説明及び図６に示す測定結果より、本実施例においては、以下のような効果を奏する。

第一の効果は、音声出力に伴う外装カバー１の共振による振動エネルギを低減することができ、外装カバー１と他部品との嵌合部あるいは接触部１１でビリつきや異音の発生を低減することができるため、対策部品点数および組み立て工数を削減することができる。

第二の効果は、音声出力に伴う外装カバー１の共振による振動エネルギ自体を低減するため、部品寸法のばらつき、装置の組み立てによる位置のばらつきなどの影響を受けにくく、ビリつきや異音に対する安定した低減効果が得られる。

第三の効果は、音声出力に伴う外装カバー１の共振による振動エネルギ自体を低減するため、不織布や制振材を貼り付けるという、これまでの方法では対策不可能なＬＣＤパネル内部等の電気部品内部のビリつきや異音を低減することができる。

第四の効果は、スピーカからの音声出力の音質低下の原因となる、外装カバー１の共振による振動エネルギを少なくすることができるため、スピーカから出力される音質を向上させることができる。

（他の実施例）
本発明の他の実施例は、その基本構成は第１の実施例と同様であるが、副振動系２の構造についてさらに工夫している。

その構成例を図７に示す。図７において、この実施例では一端側に両面テープ１２を固着したコイルバネ９の他端側にオモリ８を取付けることにより副振動系２を構成している。この副振動系２の固有振動数を外装カバー１の固有振動数と等しくすることにより、外装カバー１の共振による振動エネルギを拡散することができる。

なお、図８に示すように、図７の実施例におけるコイルバネ９に代えて波形に折曲げた板バネ１０を用いてもよい。

更に、図９に示すように、外装カバー１が樹脂の射出成形で得られる場合には、外装カバー１とバネ１４及びオモリ１５とを一体成形で得るようにしてもよい。バネ１４とオモリ１５とを外装カバー１に一体化することで、外装カバー１の音声出力に伴う共振によるビリつきや、異音に対する対策部品及び対策部品貼り付け工数を削除することができる。

上記の実施例は、外装カバー１と他部品との嵌合部あるいは接触部１１を示す例として、外装カバー１とこれに組み付けられる他のカバーとの嵌合部を示しているが、外装カバー１に対して他の電気部品が取付けられる箇所にも適用され得る。

図１は、本発明を図１０に示すようなスピーカ一体型ディスプレイ装置に適用した場合の振動系について、その簡略モデルを示した図である。 図２は、本発明の第１の実施例による、副振動系を取付けたスピーカ一体型ディスプレイ装置を、背面カバーを外した状態で示した図である。 図３は、本発明の第１の実施例によるスピーカ一体型ディスプレイにおける振動系の模式図である。 図４は、本発明において用いられる副振動系の構造例を示す斜視図である。 図５は、図４に示された副振動系の断面図である。 図６は、スピーカ一体型ディスプレイ装置において外装カバーの共振によるビリつきを起こしやすい周波数の音をスピーカで再生した状態で、装置全体から発生する音をマイクで取り込み、周波数分析を行った結果を、副振動系を持たない場合と、副振動系を持つ場合について示す特性図である。 図７は、本発明において用いられる副振動系の他の構造例を示した図である。 図８は、本発明において用いられる副振動系の更に他の構造例を示した図である。 図９は、本発明において外装カバーと副振動系とを一体成形で得るようにした例を示した図である。 図１０は、スピーカ一体型ディスプレイを搭載したＬＣＤモニタの一般的な構造を説明するための図である。 図１１は、図１０に示したスピーカ一体型ディスプレイにおける振動系の模式図である。

符号の説明

１ 外装カバー
２ 副振動系
３、２０ 発泡体クッション
４ 振動板
５ 両面テープ
６ エキサイタ
７ スポンジ
８ オモリ
１１ 嵌合部あるいは接触部

Claims (8)

1. 音声発生源を備えた電子機器において、前記音声発生源からの音声出力による振動が伝達されて共振を起こし、他部品との嵌合部あるいは接触部でビリつきや異音を発生する外装カバーに対し、振動エネルギを拡散させる副振動系を設けたことを特徴とする電子機器の振動低減構造。
2. 前記音声発生源は、前記外装カバーの表面側にクッション材を介して組付けられた振動板と該振動板を振動させるエキサイタとを含み、前記副振動系は、前記振動板の振動が前記クッション材を介して前記外装カバーに伝達されて共振することで該外装カバーと他部品との嵌合部あるいは接触部で発生するビリつきや異音を抑制することを特徴とする請求項１に記載の電子機器の振動低減構造。
3. 該電子機器は更に表示モジュールを有し、該表示モジュールの表面側にクッション材を介して前記外装カバーの裏面側が組み付けられていることを特徴とする請求項２に記載の電子機器の振動低減構造。
4. 前記副振動系は、バネ性及びダンパ効果を持つ部材とオモリ部材とを有するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子機器の振動低減構造。
5. 前記外装カバーと前記副振動系とが樹脂の一体成形で構成されていることを特徴とする請求項４に記載の電子機器の振動低減構造。
6. 請求項２に記載の振動低減構造を持つパネル型スピーカ。
7. 請求項３に記載の振動低減構造を持つスピーカ一体型ディスプレイ装置。
8. 音声発生源を備えた電子機器における当該音声発生源からの音声出力による振動が伝達されて共振を起こし、他部品との嵌合部あるいは接触部でビリつきや異音を発生する外装カバーの振動を、該振動のエネルギを拡散させる副振動系で低減させることにより、前記ビリつきや異音の発生の低減、または前記音声発生源から出力する音声の音質向上を実現することを特徴とする電子機器の振動低減方法。
   

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