JP2008098864A - スピーカ装置及びその取り付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、保守サービスを容易かつ簡易にすることで作業コストの削減及び作業性の向上が実現でき、本来の音響特性を確実に得られるスピーカ装置及びその取り付け方法を提供する。
【解決手段】車両の外板に面する裏面と、前記車両の室内に面する表面と、裏面側から表面側にかけて貫通する開口部と、を有し、第１の振動板として機能する内装板と、前記内装板の裏面上で、前記開口部の周縁部に固定される基板と、前記内装板の前記表面側で前記基板に対向配置され、前記基板もしくは前記内装板に取り外し可能に装着される板状の固定部材と、前記基板と前記固定部材とで挟持され、前記内装板を振動させる振動発生部と、を備えるスピーカ装置及びその取り付け方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車や電車等の車両用の内装板を振動板とするスピーカ装置及びその取り付け方法に関する。

従来より、スピーカ装置として、分布振動モード方式（ＤＭ：Distributed Mode）のパネル型スピーカ装置が利用されている。特に、居住空間を有効に利用する必要がある車両等では、居住空間を確保するために、車両の外板近傍に配置される内装板を振動板とし、スピーカ装置の構成をコンパクトにすることがなされている。以下に、従来のスピーカ装置について図面を参照しつつ説明する。

図４は、内装板を振動板として利用した従来のスピーカ装置を車両に取り付けた状態を示す図である。図中において、符号１０１はスピーカ装置を示し、符号１０３は車両の天井部の外板を示す。外板１０３の内面には内装板１０５が配置されている。内装板１０５の裏面、すなわち外板１０３に面する裏面１０５ａには、ヨーク、磁石、ボイスコイルボビン、ボビンに巻回されたボイスコイル等から構成される振動発生部１１５（いわゆるアクチュエータ）を収容するカプラ１４１が配置されている。カプラ１４１の内装板側の螺刻された孔部（雌ねじ）と、ブラケット１４３の雄ねじ部が螺合して振動発生部１１５が内装板１０５と外板１０３との間の空間内に固定される。

上記構成において、電気信号がスピーカ装置１０１に付与されると、振動発生部１１５により音に対応する振動が発生し、カプラ１４１を介して内装板１０５を振動し、車室内に音が放射される（例えば、特許文献１）。

特開２００６−１８０３６８号公報（図４）

特許文献１のスピーカ装置１０１では、振動板である内装板１０５の裏面１０５ａに振動発生部１１５が固定されている。従って、内装板１０５を外板１０３に装着する前に振動発生部１１５を装着する必要がある。また、内装板１０５を車両に装着した後に、振動発生部１１５の修理や取替え、音響特性の調整といった保守サービスを行うためには、内装板１０５を車両の外板１０３から取り外す作業が必要である。よって、さらなる作業コストの削減や作業性を向上させることが困難であった。

さらに、振動発生部１１５が内装板１０５と外板１０３との間のほぼ密閉された空間内に配置されるため、スピーカ装置１０１の雰囲気温度が予期せずに上昇したり、通気流通が十分に確保できず、スピーカ装置が本来有する音響特性を発揮できない恐れがある。

そこで、本発明は、保守サービスを容易かつ簡易にでき、作業コストの削減や作業性の向上ができるとともに、本来の音響特性を確実に得られるスピーカ装置及びその取り付け方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明のスピーカ装置は、車両の外板に面する裏面と、前記車両の室内に面する表面と、裏面側から表面側にかけて貫通する開口部と、を有し、第１の振動板として機能する内装板と、前記内装板の裏面上で、前記開口部の周縁部に固定される基板と、前記内装板の前記表面側で前記基板に対向配置され、前記基板もしくは前記内装板に取り外し可能に装着される板状の固定部材と、前記基板と前記固定部材とで挟持され、前記内装板を振動させる振動発生部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明のスピーカ装置によれば、前記固定部材と前記振動発生部との間には弾性部材を介することを特徴とする。

また、本発明のスピーカ装置によれば、前記振動発生部には、第２の振動板として機能する板状のキャップが連結されていることを特徴とする。

さらに、本発明のスピーカ装置によれば、前記基板には、前記開口部を通り前記固定部材方向に突出し、前記振動発生部を支持する支持部が設けられ、前記支持部は、その厚さ方向に貫通する第１の通気孔を有することを特徴とする。

本発明のスピーカ装置によれば、前記固定部材は、その厚さ方向に貫通する第２の通気孔を有することを特徴とする。

また、本発明のスピーカ装置によれば、前記内装板の前記開口部の周縁部は、前記外板方向へ突出する絞り形状であることを特徴とする。

また、本発明のスピーカ装置の取り付け方法は、車両の外板に面する裏面と、前記車両の室内に面する表面と、裏面側から表面側にかけて貫通する開口部と、を有し、第１の振動板として機能する内装板と、前記内装板の裏面上で、前記開口部の周縁部に固定される基板と、前記内装板の前記表面側で前記基板に対向配置され、前記基板もしくは前記内装板に取り外し可能に装着される板状の固定部材と、前記基板と前記固定部材とで挟持され、前記内装板を振動させる振動発生部と、を備えるスピーカ装置の取り付け方法であって、前記内装板の裏面上で、前記開口部の周縁部に前記基板を固定する工程と、前記内装板に固定された前記基板若しくは前記内装板に、前記内装板の表面側から前記振動発生部を挟み前記固定部材を固定する工程と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、スピーカ装置を構成する基板のみが内装板の裏面に固定される構成であるので、内装板を車体に装着した後でも振動発生部等の保守サービスを容易かつ簡易にでき、作業コストの削減や作業性を向上できる。

さらに、本発明のスピーカ装置の振動発生部等が、内装板と外板との間が閉じた空間ではなく、車室内に開放されるので、スピーカ装置が本来有する音響特性を確実に得ることができる。

以下、本発明によるスピーカ装置の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。

図１は、スピーカ装置の分解斜視図、図２は、スピーカ装置の正面図、図３は、図２の線III−IIIに沿った断面図である。

本実施形態のスピーカ装置１は、ウーハユニット及びツィータユニットを一体化したいわゆる複合型スピーカである。ウーハユニットの振動板として内装板５（第１の振動板）を利用し、ツィータユニットの振動板としてキャップ４３（第２の振動板）を利用する構成である。しかし、本発明のスピーカ装置は複合型に限定されるものではなく、用途に応じて、ウーハユニット及びツィータユニットの一方のみの機能を有する構成としてもよい。

図１及び図３に示されるように、本実施形態のスピーカ装置１は、主として、車両の天井部の外板３近傍に配置される内装板５と、内装板５に設けられた環状のスピーカ収容孔９（すなわち開口部）の周縁部１０に、内装板５の裏面５ａ側から接着剤等で固定される環状の基板１１と、電気信号を振動に変換する環状の振動発生部１５と、振動発生部１５を基板１１との間で挟みこむ環状のフロント部材１３（すなわち固定部材）と、を備える。

また、図１中には、振動発生部１５と基板１１の支持部１１ａの切欠部１１ａ１との間に介在するリング状の圧着テープ１７、振動発生部１５に電気信号を付与するための接続端子１９、フロント部材１３と振動発生部１５との間に介在し、ゴム、発泡樹脂等の弾性部材によって形成されるリング状のパッキン２１が示されている。

上記フロント部材１３には、周方向に等間隔で厚さ方向に貫通するねじ孔２３が設けられている。また、ねじ孔２３に対応し、基板１１に内ねじが螺刻されたポスト２５が形成されている。そして、ねじ２７をフロント部材１３のねじ孔２３を挿通させ基板１１のポスト２５に螺合し、スピーカ装置１が内装板５に取り付けられる。なお、本実施形態では、内装板５、スピーカ収容孔９、基板１１、振動発生部１５、フロント部材１３、圧着テープ１７、パッキン２１が同心に配置される構成である。

更に、スピーカ装置の各構成要素について、図２、図３を用いて説明する。なお、図３中には、スピーカ装置１の取り付けた状態の理解を容易にするため車両の天井部の外板３を示す。外板３の近くに配置され、車両の内部空間（居住空間）を形成するのは内装板５である。内装板５は、外板３とほぼ平行に延在する平坦部７と、平坦部７に連続し基板１１が装着される基板装着部１０と、から構成される。基板装着部１０は、平坦部７から外板３方向に向かい先細りのコーン部２９と、コーン部２９から水平に伸び開口部９を画成する開口周縁部３１と、から構成される絞り形状である。

環状の基板１１は、開口部９を覆うような寸法の平板状の基部１１ｂと、基部１１ｂから図中で下方へほぼ垂直方向に伸び、開口部９と相補的な形状を有する支持部１１ａと、を備える。また、支持部１１の先端部分には、基板１１の中心方向からＬ字状に切り欠かれた切欠部１１ａ１が形成されている。さらに、基板１１の基部１１ｂから下方に伸びる円筒状ポスト２５が、周方向で等間隔に複数設けられている。

振動発生部１５は、椀形状のヨーク３３と、円板状の永久磁石３５と、金属性の円板状トッププレート３７と、円筒状のボビン３９と、ボイスコイル４１と、ボイスコイル４１に駆動電流を供給するために電気的に連結された端子１９（図１参照。）と、を備える。ヨーク３３、永久磁石３５、トッププレート３７、ボイスコイル４１が同心に配置される。

ヨーク３３は、凹部を形成する上部３３ａと側壁部３３ｂとを有している。ヨーク３３内には、永久磁石３５が凹部内部で上部３３ａに固着されている。また、側壁部３３ｂの内径より小さい外径を有する磁石３５の下方には、トッププレート３７が固定されている。トッププレート３７の外周面とヨーク３３の側壁部３３ｂの内周面との間には隙間が設けられ、磁気ギャップとして機能する。

ボビン３９は、磁気ギャップ内に延在するように配置され、ボビン３９の先端部は後述するキャップ４３に固定される。ボイスコイル４１は、ボビン３９の外周面に巻回され、ボイスコイル４１の両端は接続端子１９に接続されている。接続端子１９からボイスコイル４１に電流（音声信号）が供給されると、ボイスコイル４１が軸方向（図中で上下方向）に振動する。

ヨーク３３の開口を覆うように、円板状のキャップ４３が配される。キャップ４３の外径は、ヨーク３３の外径より大きい。前述したように、キャップ４３にはボビン３９が装着され、高音域の音声を再現するツィータとして機能する。キャップ４３の外周縁部には、ねじ４７により、公知の板ばね４５（例えば、特許文献１の図１（ｂ）参照。）がネジ止めされており、板ばね４５を介してヨーク３３の側壁部３３ｂを支持している。さらに、キャップ４３の下面は、フロント部材１３に支持され、フロント部材１３がねじ２７により基板１１にねじ止めされる。もちろん、フロント部材１３を基板１１ではなく、内装板５に固定する構成としてもよいことは言うまでもない。

また、フロント部材１３とキャップ４３の間には、弾性部材によって形成されたパッキン２１を介在させている。よって、キャップ４３は、基板１１の支持部１１ａとフロント部材１３とにより挟持される構成であり、ヨーク３３は板ばね４５を介してキャップ４３に支持されている。即ち、ボイスコイル４１のピストン運動によるヨーク３３とキャップ４３との相対運動、すなわち振動を、弾性部材によって形成されたパッキン２１及び板ばね４５の変形により許容した状態で、振動発生部１５が基板１１とフロント部材１３との間に挟持される。また、基板装着部１０が絞り形状であるので、フロント部材１３の表面１３ｂと内装板５の表面５ｂとがほぼ面一となる。よって、車両の室内空間内にスピーカ装置が突出することがなく、室内空間をより有効に利用できる。

また、本スピーカ装置１には、通気手段が設けられている。通気手段は、第１の通気孔１１ｃ及び第２の通気孔１３ａから構成される。第１の通気孔１１ｃは、基板１１の支持部１１ａに設けられ、支持部１１ａの厚さ方向（図中の左右方向）に貫通する。第２の通気孔１３ａは、フロント部材１３の厚さ方向に（図中の上下方向）に貫通する。従って、キャップ４３と基板１１とにより形成される内部空間は、第１の通気孔１１ｃ及び第２の通気孔１３ａを介して、車両の居住空間内へ開放する構成となる。結果として、ボイスコイル４１の軸方向へのピストン運動に伴い、キャップ４３と基板１１とにより画成される内部空間の圧力が上昇することを防止でき、ボイスコイル４１の移動を容易にすることができる。よって、スピーカ装置１の所期の音響特性を実現できる。なお、本実施形態では、第１の通気口１１ｃ及び第２の通気孔１３ａを複数設け、矩形状としたが、その数、形状、位置等は、適宜変更できることは言うまでもない。すなわち、通気手段は、キャップ４３と基板１１とにより形成される内部空間が、居住空間内へ開放できる構成であればよい。

また、通気手段を設けると、上記内部空間に粉塵や異物等が侵入し、ボビン３９、ボイスコイル４１、板ばね４５等に粉塵や異物が付着する恐れがある。よって、ヨーク３３の側壁部３３ｂと、キャップ４３の外周縁部近傍との間に蛇腹状の防塵カバ４８が装着されている。

次に、上記構成のスピーカ装置１の動作について説明する。本実施形態のスピーカ装置１において、中、低音は、ウーハユニットの振動板として機能する内装板５により再現される。ボイスコイル４１の振動は、２つの経路を介して内装板５に伝達される。まず、第１の経路によれば、キャップ４３、パッキン２１、フロント部材１３、基板１１のポスト２５及び基部１１ｂを介して内装板５に振動が伝達される。さらに、第２の経路によれば、キャップ４３（、圧着テープ１７）、基板１１の支持部１１ａ及び基部１１ｂを介して内装板５に振動が伝達される。他方、高音は、ツィータユニットの振動板として機能するキャップ４３により再現される。

上記実施形態のような複合スピーカの構成とすることにより、車両の内装板に使用される部材の材質によっては、高音を十分再現できない場合あっても、キャップ４３に高音を再現するために好適な部材、例えば樹脂系の部材を使用することで、単一の内装板のみを備えるスピーカ装置に比較して、より広帯域の周波数特性を有するスピーカ装置を提供できる。このように、スピーカ装置を使用する環境、条件に適合した周波数特性を有するスピーカ装置を提供できる。

特に、本スピーカ装置は、上記の如く複合スピーカ構成のメカニカル２ウェイ方式であり、かつ、キャップ４３と基板１１とにより形成される内部空間が通気手段により、車両の居住空間内へ開放されていること等から、スピーカの音響設計において、所望の音質及びその効果を自由に選択可能であるといった特徴を有する。

次に、スピーカ装置１の取り付け方法について簡単に説明する。裏面５ａ側から、開口部９に基板１１の支持部１１ａを挿通させて基板装着部１０に固着した内装板５を用意する。なお、基板１１を固定した後の工程については、内装板５を車両内の所定位置に装着した後に行うことも可能であるし、スピーカ装置１が完全に取り付けた内装板５を車両の所定位置に装着することも可能である。

次に、基板１１の支持部１１ａ（切欠部１１ａ１）に対して圧着テープ１７を介在させて振動発生部１５を装着する。さらに、板ばね４５を固定した振動発生部１５のキャップ４３の下面にパッキン２１を挟みフロント部材１３を配置する。最後に、フロント部材１３のねじ孔２３から雄ねじ２７を挿通させ、雄ねじ２７を基板１１のポスト２５に螺合し、フロント部材１３を基板１１に固定する。このように、スピーカ装置１を取り付ける作業は、内装板５の裏面５ａに基板１１を固定した後に、内装板５の表面５ｂ側から行うことができるので作業性が非常に良い。

スピーカ装置１の脱着方法は、上記工程の逆である。例えば、車両内に配置されたスピーカ装置１の振動発生部１５を取り替える必要がある場合には、単に雄ねじ２７を取り外すだけでよい。すなわち、フロント部材１３を取り除けば、振動発生部１５にアクセス可能である。このように、スピーカ装置１の保守や点検をする際でも、内装板５を車両から取り外す必要がなく、作業性が非常によい。

なお、実施形態では、基板１１の基部１１ｂを平板状の部材とし、内装板５の基部装着部１０を絞り形状としたが、本発明は、この構成に限定されない。例えば、基板装着部を基部に連続して平板状とし、基板を皿形状の凹部を備える構成としてもよいことは言うまでもない。

本実施形態において、スピーカ装置を構成する基板、振動発生部、フロント部等を環状とし、開口部を円形状としたが、本発明がこの形状に限定されることはない。例えば、スピーカ装置が配置される環境、条件により、スピーカ装置に要求される音響特性を考慮して、矩形状、楕円状等としても良いことは言うまでもない。

この発明は、その本質的特性から逸脱することなく数多くの形式のものとして具体化することができる。よって、上述した実施形態は専ら説明上のものであり、本発明を制限するものではないことは言うまでもない。

本発明の実施形態によるスピーカ装置の分解斜視図ある。 本発明の実施形態によるスピーカ装置の正面図である。 図２の線III−IIIに沿った断面図である。 従来のスピーカ装置の断面図である。

符号の説明

１ スピーカ装置
３ 外板
５ 内装板
１３ フロント部材
１５ 振動発生部
４３ 固定部材

Claims (7)

1. 車両の外板に面する裏面と、前記車両の室内に面する表面と、裏面側から表面側にかけて貫通する開口部と、を有し、第１の振動板として機能する内装板と、
   前記内装板の裏面上で、前記開口部の周縁部に固定される基板と、
   前記内装板の前記表面側で前記基板に対向配置され、前記基板もしくは前記内装板に取り外し可能に装着される板状の固定部材と、
   前記基板と前記固定部材とで挟持され、前記内装板を振動させる振動発生部と、を備えることを特徴とするスピーカ装置。
2. 前記固定部材と前記振動発生部との間には弾性部材を介することを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
3. 前記振動発生部には、第２の振動板として機能する板状のキャップが連結されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスピーカ装置。
4. 前記基板には、前記開口部を通り前記固定部材方向に突出し、前記振動発生部を支持する支持部が設けられ、前記支持部は、その厚さ方向に貫通する第１の通気孔を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のスピーカ装置。
5. 前記固定部材は、その厚さ方向に貫通する第２の通気孔を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のスピーカ装置。
6. 前記内装板の前記開口部の周縁部は、前記外板方向へ突出する絞り形状であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のスピーカ装置。
7. 車両の外板に面する裏面と、前記車両の室内に面する表面と、裏面側から表面側にかけて貫通する開口部と、を有し、第１の振動板として機能する内装板と、
   前記内装板の裏面上で、前記開口部の周縁部に固定される基板と、
   前記内装板の前記表面側で前記基板に対向配置され、前記基板もしくは前記内装板に取り外し可能に装着される板状の固定部材と、
   前記基板と前記固定部材とで挟持され、前記内装板を振動させる振動発生部と、を備えるスピーカ装置の取り付け方法であって、
   前記内装板の裏面上で、前記開口部の周縁部に前記基板を固定する工程と、
   前記内装板に固定された前記基板若しくは前記内装板に、前記内装板の表面側から前記振動発生部を挟み前記固定部材を固定する工程と、を備えることを特徴とするスピーカ装置の取り付け方法。

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