JP2010095161A - 車両用スピーカーシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 事故時に一定以上の衝撃が所定の方向から加わると、キャビネットが所定の状態で破損して、車室内の乗員の保護、あるいは、車両の重要構造の破壊防止を図る車両用スピーカーシステムを提供する。
【解決手段】 車両用スピーカーシステムは、フレームを有するスピーカーと、フレームを介してスピーカーが取り付けられるキャビネットと、を備え、キャビネットが車両に取り付けられる車両用スピーカーシステムであって、キャビネットが、フレームを収容する収容孔を規定するスピーカー取付部を有する前面バフルと、前面バフルに連結して音響キャビティを規定する後面バフルと、を含み、前面バフルが、収容孔を挟んで配置される第１前面応力集中部ならびに第２前面応力集中部を有し、後面バフルが、前面バフルの第１前面応力集中部および第２前面応力集中部に連結する後面応力集中部を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、フレームを有するスピーカーと、フレームを介してスピーカーが取り付けられるキャビネットと、を備え、このキャビネットが車両に取り付けられる車両用スピーカーシステムに関する。

車両に用いる構造物には、車両の事故衝突時に加わる衝撃によってその構造物が破損する状態を予測しておき、乗員並びに車両構造物の安全を図るクラッシャブル構造が採用されている場合がある。例えば、車両のグローブボックスに乗員の膝が衝突したとき、グローブボックス及びその保持部材の変形により乗員の運動エネルギーを吸収して、乗員の膝に作用する負荷を緩衝させるため、前壁部、車室内に面するリッド、上記前壁部と上記リッドとを連結する側壁部及び同側壁部の外側面に設けられた制御部材を有するグローブボックスと、上記グローブボックス前壁部の前方に近接して配置された保持部材とをそなえ、上記リッドに対する前方への衝撃により上記制御部材が逐次変形し及びまたは破壊されて上記リッドが前方へ変位し、さらに、上記グローブボックス前壁部の上記保持部材に対する押圧により、上記保持部材が変形するように構成されているニープロテクタがある（特許文献１）。

車両用のスピーカーにおいても、磁石装置がフレームの一方の端部に強固に取付けられているスピーカーのフレームが、磁石装置または磁石装置が配置されるフレームの端部に作用する力がフレームの他方の端部まで伝達されるのが阻止されるか、または非常に減少された範囲でのみ伝達されるように構成されており、磁石装置に作用する力が予め特定された量を越えると破断するように構成されている予め定められた破損点区域を具備し、磁石装置が取付けられるフレームの部分がフレームの他の部分から分離されるものがある（特許文献２）。

また、従来には、フロントバッフル面が車室側に臨むように設けられる車載用のスピーカーであって、フロント側に剛性のある前部フレームを設け、該前部フレームの中央背部に磁気回路部を吊持固定し、該磁気回路部を内包するコーン紙をシェル状の後部フレームで囲繞したことを特徴とするスピーカー装置がある（特許文献３）。ここでは、スピーカー後部側、たとえば車体の横側から衝撃的荷重が作用したときに、フレームが緩衝作用を発揮して、磁気回路部の飛び出しを確実に防止することを目的としている。

特開平８−３１８８０１号公報 特開平５−２５２５９０号公報 特開２００７−２５８８１５号公報

一方で、スピーカーの音響キャビティを規定するキャビネットを備える車両用スピーカーシステムに関しては、キャビネットは、十分な剛性を有するように熱可塑性樹脂で形成されるものがある。しかしながら、車両用スピーカーシステムを車両に取り付ける設置条件には様々な制約があり、場合によっては、車両用スピーカーシステムを、車室内の乗員の近傍、あるいは、車両の安全上で重要な構造である燃料タンクの近傍に設置せざるを得ない場合、等がある。このような場合に、車両が他の車両あるいは物体に衝突する事故時に、車両用スピーカーシステムが破損したとしても、車両用スピーカーシステムを原因として車室内の乗員に怪我を負わせる、あるいは、車両の燃料タンクを破損する、といった可能性がある。

本発明は、上記の従来技術が有する問題を解決するためになされたものであり、その目的は、事故時に一定以上の衝撃が所定の方向から加わると、キャビネットが所定の状態で破損して、車室内の乗員の保護、あるいは、車両の重要構造の破壊防止を図る車両用スピーカーシステムを提供することにある。

本発明の車両用スピーカーシステムは、フレームを有するスピーカーと、フレームを介してスピーカーが取り付けられるキャビネットと、を備え、キャビネットが車両に取り付けられる車両用スピーカーシステムであって、キャビネットが、フレームを収容する収容孔を規定するスピーカー取付部を有する前面バフルと、前面バフルに連結して音響キャビティを規定する後面バフルと、を含み、前面バフルが、収容孔を挟んで配置される第１前面応力集中部ならびに第２前面応力集中部を有し、後面バフルが、前面バフルの第１前面応力集中部および第２前面応力集中部に連結する後面応力集中部を有する。

好ましくは、本発明の車両用スピーカーシステムは、車両の事故衝突時にキャビネットに加わる衝撃の想定衝撃方向を規定されている場合に、収容孔と、第１前面応力集中部と、後面応力集中部と、第２前面応力集中部と、が、略円環状のキャビネット応力集中部を構成し、かつ、キャビネット応力集中部が、想定衝撃方向と略直交するように設けられている。

また、好ましくは、本発明の車両用スピーカーシステムは、キャビネットを構成する前面バフルおよび後面バフルが、熱可塑性樹脂で形成されるとともに、第１前面応力集中部および第２前面応力集中部を除く前面バフルの内部と、後面応力集中部を除く後面バフルの内部とに、熱可塑性樹脂からなる補強リブを有する。

さらに、好ましくは、本発明の車両用スピーカーシステムは、前面バフルのスピーカー取付部が、想定衝撃方向に対して斜めに交わる平面に設けられている。

また、好ましくは、本発明の車両用スピーカーシステムは、前面バフルの第１前面応力集中部および第２前面応力集中部と、後面バフルの後面応力集中部とが、それぞれキャビネットの外側面に露出する屈曲面をそれぞれ有する。

また、好ましくは、本発明の車両用スピーカーシステムは、前面バフルの第１前面応力集中部および第２前面応力集中部における高さｈｘが、前面バフルの他の部分の高さｈよりも低い。

以下、本発明の作用について説明する。

本発明の車両用スピーカーシステムは、フレームを有するスピーカーと、フレームを介してスピーカーが取り付けられるキャビネットと、を備え、キャビネットが、フレームを収容する収容孔を規定するスピーカー取付部を有する前面バフルと、前面バフルに連結して音響キャビティを規定する後面バフルと、を含む。好ましくは、キャビネットを構成する前面バフルおよび後面バフルは、熱可塑性樹脂で形成されるとともに、それらの内部の一部分には、通常の使用の範囲では十分な剛性を有するように、熱可塑性樹脂からなる補強リブを有している。

さらに、本発明のスピーカーシステムは、前面バフルが、収容孔を挟んで配置される第１前面応力集中部ならびに第２前面応力集中部を有し、後面バフルが、前面バフルの第１前面応力集中部および第２前面応力集中部に連結する後面応力集中部を有する。車両用スピーカーシステムのキャビネットは、車両に取り付けられる位置、方向を予め想定されているので、車両の事故衝突時にキャビネットに加わる衝撃の想定衝撃方向が規定されている。したがって、本発明のスピーカーシステムでは、収容孔と、第１前面応力集中部と、後面応力集中部と、第２前面応力集中部と、が、略円環状のキャビネット応力集中部を構成し、かつ、キャビネット応力集中部が、想定衝撃方向と略直交するように設けられている。

具体的には、キャビネット応力集中部を構成する前面バフルの収容孔と、第１前面応力集中部と、第２前面応力集中部と、後面バフルの後面応力集中部とは、キャビネットの内部側で補強リブを有しない部分であって、他の補強リブを有する部分に比べて応力が集中しやすく、その結果、破断しやすい。本発明のスピーカーシステムでは、事故時に一定以上の衝撃が所定の方向から加わると、キャビネットがこれらの応力集中部で破損して、磁気回路を含む重量を有するスピーカーが、所定の方向に離脱する。したがって、車両の事故が発生する際にも、車室内の乗員の保護、あるいは、車両の重要構造の破壊防止を図ることができる。

好ましくは、前面バフルのスピーカー取付部を、想定衝撃方向に対して斜めに交わる平面に設けるようにすることで、スピーカーが離脱する所定の方向を方向付ける。場合によっては、取り付けられている前面バフルとともにスピーカーが離脱してもよいので、前面バフルの第１前面応力集中部および第２前面応力集中部と、後面バフルの後面応力集中部とに、それぞれキャビネットの外側面に露出する屈曲面をそれぞれ有するように、あるいは、前面バフルの第１前面応力集中部および第２前面応力集中部における高さｈｘが、前面バフルの他の部分の高さｈよりも低くなるように、してもよい。

なお、前面バフルの第１前面応力集中部および第２前面応力集中部と、後面バフルの後面応力集中部とに、それぞれキャビネットの外側面に露出する屈曲面をそれぞれ有するようにし、かつ、前面バフルの第１前面応力集中部および第２前面応力集中部における高さｈｘを、前面バフルの他の部分の高さｈよりも低くなるようにするのが好ましい。想定していない方向からの衝撃であったとしても、一定以上の強さの衝撃であれば、キャビネットを構成する前面バフルが破損して、スピーカーが離脱する方向を確実に方向付けすることができる。

本発明の車両用スピーカーシステムは、事故時に一定以上の衝撃が所定の方向から加わると、キャビネットが所定の状態で破損して、車室内の乗員の保護、あるいは、車両の重要構造の破壊防止を図ることができる。

本発明の車両用スピーカーシステムは、事故時に一定以上の衝撃が所定の方向から加わると、キャビネットが所定の状態で破損して、車室内の乗員の保護、あるいは、車両の重要構造の破壊防止を図るという目的を、キャビネットが、フレームを収容する収容孔を規定するスピーカー取付部を有する前面バフルと、前面バフルに連結して音響キャビティを規定する後面バフルと、を含み、前面バフルが、収容孔を挟んで配置される第１前面応力集中部ならびに第２前面応力集中部を有し、後面バフルが、前面バフルの第１前面応力集中部および第２前面応力集中部に連結する後面応力集中部を有するようにすることにより、実現した。

以下、本発明の好ましい実施形態による車両用スピーカーシステムについて説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。

図１は、本発明の好ましい実施形態による車両用スピーカーシステム１を説明する図である。図１（ａ）は、この車両用スピーカーシステム１の斜視図であり、図１（ｂ）は、この車両用スピーカーシステム１を車両の取付部７に取り付けた場合の側面図である。また、図２は、この車両用スピーカーシステム１の構成を説明する図である。図２（ａ）は、車両用スピーカーシステム１の展開図であり、図２（ｂ）は、その内部構造を説明する側面断面図である。さらに、図３は、キャビネット２を構成する前面バフル３ならびに後面バフル５の内部構造を説明する図である。図３（ａ）は、前面バフル３を裏側から見た図であり、図３（ｂ）は、後面バフル５を裏側から見た図である。なお、説明に不要な他の内部構造等は、説明並びに図示を省略する。

車両用スピーカーシステム１は、スピーカー１０と、前面バフル３ならびに後面バフル５から構成されるキャビネット２と、を含んでいる。フレーム１１を有するスピーカー１０は、キャビネット２のスピーカー取付部２１に、ネジ４を用いて取り付けられている。本実施例のスピーカー１０は、口径２０ｃｍのウーファーであって、フレーム１１と、フレーム１１に連結する磁気回路１２と、フレーム１１に振動可能にその外周端側を支持される振動板１３と、振動板１３に連結して磁気回路１２の磁気空隙中に配置されるボイスコイル１４とを含む動電型スピーカーである。スピーカー１０は、音響キャビティを規定するキャビネット２に取り付けられて、密閉型のスピーカーシステムを構成する。

また、キャビネット２は、熱可塑性樹脂で形成されて約１０リットルの内容積を有しており、その底面を構成する後面バフル５が、車両の取付部７に固定されている。図１（ｂ）に示す矢印Ｘの方向は、例えば、車両が前方に進行する場合の進行方向であって、車両の事故衝突時にキャビネット２に加わる衝撃の想定衝撃方向である。車両の取付部７は、ガソリンタンク８に隣接する凹部に設けられているので、車両用スピーカーシステム１は、車両の事故衝突時にガソリンタンク８に影響を及ぼさないことが望まれる。

具体的には、キャビネット２を構成する前面バフル３は、ＡＢＳ樹脂をインジェクション成形する部材であり、平均で約３．５ｍｍの肉厚を有している。前面バフル３は、車両用スピーカーシステム１が、車両の取付部７に固定された場合に、事故時の想定衝撃方向Ｘに対して角度α（＝約２０度）で斜めに交わるバフル面２０を有し、このバフル面２０にスピーカー取付部２１を設けている。スピーカー取付部２１は、バフル面２０の略中央にスピーカー１０のフレーム１１が係合するザグリ部２２と、その内側にフレーム１１ならびに磁気回路１２を収容する収容孔２３と、ザグリ部２２に４カ所設けられてネジ４が螺合するネジ孔２４と、から構成される。なお、バフル面２０のスピーカー取付部２１は、事故時の想定衝撃方向Ｘに対する角度αが、０度よりも大きく９０度よりも小さい範囲であればよいが、約１０度〜約４５度の範囲であるのが好ましい。

図示するように、前面バフル３の外周縁部３０は、後面バフル５の外周縁部５０と連結し、キャビネット２の全高を徐々に高くなるようにしているので、事故時の想定衝撃方向Ｘに対して角度αで斜めに交わるバフル面２０を形成することができる。また、前面バフル３の外周縁部３０は、後面バフル５の外周縁部５０と連結するにあたり、バフル面２０を基準にする外周縁部３０の高さｈは、約１５ｍｍ〜約７０ｍｍの範囲で変化し、斜面であるバフル面２０の中央付近において、高さｈｘ（＝約１５ｍｍ）で最も低くなるようにされている。

そして、前面バフル３は、斜面であるバフル面２０の中央付近に、収容孔２３を挟んで配置される第１前面応力集中部３１ならびに第２前面応力集中部３２を有している。第１前面応力集中部３１と、第２前面応力集中部３２とは、それぞれ前面バフル３の内部に熱可塑性樹脂からなる補強リブ３４を有していない部分であって、その他の部分には、通常の使用の範囲では十分な剛性を有するように、補強リブ３４が設けられている。したがって、前面バフル３を裏側から見ると、その中央付近に補強リブ３４を有していない帯状部分が形成される。

なお、前面バフル３と後面バフル５とを連結する連結ボス３５も、第１前面応力集中部３１および第２前面応力集中部３２を避けて、図示する４カ所に設けられている。なお、後面バフル５の連結ボス５５に連結する連結ボス３５は、バフル面２０に露出する連結孔３６を形成する。連結孔３６からネジ６を挿入すると、対応する連結ボス３５と連結ボス５５を連結することができる。

一方、後面バフル５も、ＡＢＳ樹脂をインジェクション成形する部材であり、平均で約３．５ｍｍの肉厚を有している。後面バフル５は、凹状の内部空間を形成して、前面バフル３の外周縁部３０に連結する外周縁部５０を有し、その中央付近に前面バフル３の第１前面応力集中部３１および第２前面応力集中部３２に連結する後面応力集中部５１を有する。つまり、後面応力集中部５１は、第１前面応力集中部３１および第２前面応力集中部３２と同様に、補強リブ５４を有していない帯状部分であって、後面バフル５の内側で後面応力集中部５１以外の部分には、通常の使用の範囲では十分な剛性を有するように、補強リブ５４、ならびに、連結ボス５５が形成されている。

前面バフル３の補強リブ３４と、後面バフル５の補強リブ５４は、事故時の想定衝撃方向Ｘにおいて強度を発揮するように、想定衝撃方向Ｘに嶺が走るようなリブとして形成される。補強リブ３４の形状は、前面バフル３のバフル面２０と、想定衝撃方向Ｘにバフル面２０から立ち上がって外周縁部３０を形成する面と、を図示するよう想定衝撃方向Ｘに連結するものであるのが好ましい。同様に、補強リブ５４の形状は、後面バフル３の底面と、想定衝撃方向Ｘに底面から立ち上がって外周縁部５０を形成する面と、を図示するような略Ｌ字状に連結するものであるのが好ましい。

したがって、前面バフル３を後面バフル５に連結すると、収容孔２３と、第１前面応力集中部３１と、後面応力集中部５１と、第２前面応力集中部３２と、が、略円環状のキャビネット応力集中部２ｘを構成する。車両用スピーカーシステム１は、取り付けられる車両の取付部７において、事故時の想定衝撃方向Ｘを予め想定されているので、キャビネット２のキャビネット応力集中部２ｘは、想定衝撃方向Ｘと略直交するように設けられている。

図４は、車両の事故時において、車両用スピーカーシステム１に一定以上の衝撃が想定衝撃方向Ｘから加わった場合の動作を説明する図である。図４（ａ）は、衝撃が加わる前の車両用スピーカーシステム１の断面図であり、図４（ｂ）は、衝撃が加わった後の断面図である。

キャビネット２のキャビネット応力集中部２ｘには、他の補強リブを有する部分に比べて応力が集中しやすいので、事故時に一定以上の衝撃が所定の方向から加わると、車両用スピーカーシステム１は、キャビネット応力集中部２ｘで破損して、スピーカー１０が図４（ｂ）に記載の矢印Ｙの方向に離脱する。前面バフルのスピーカー取付部２１を、想定衝撃方向Ｘに対して角度αで斜めに交わるバフル面２０に設けるようにすることで、スピーカー１０が離脱するＹ方向を方向付けることができる。スピーカー１０が離脱するＹ方向は、バフル面２０に対して略垂直な方向である。したがって、車両の事故が発生する際にも、車両の重要構造であるガソリンタンク８が、車両用スピーカーシステム１によって破壊されることが防止できる。

本実施例の場合には、前面バフル３の第１前面応力集中部３１および第２前面応力集中部３２と、後面バフル５の後面応力集中部５１とに、それぞれキャビネットの外側面に露出する屈曲面をそれぞれ有するように、樹脂でキャビネット２を構成している。また、前面バフル３の第１前面応力集中部３１および第２前面応力集中部３２における高さｈｘが、前面バフル３の他の部分の高さｈよりも低くなるようにしている。このようにすることで、想定衝撃方向Ｘから所定の衝撃が加わった場合に、確実に前面バフル３がキャビネット応力集中部２ｘで破損して、Ｙ方向にスピーカー１０が離脱するようにして、車両、および、乗員の安全を図ることができる。

なお、本実施例の車両用スピーカーシステム１では、想定衝撃方向Ｘに対して静荷重をかける試験方法により、事故時に一定以上の衝撃が所定の方向から加わる場合をシミュレーションする。本実施例の場合には、１６．６ｋＮの静荷重を負荷した場合に、キャビネット２のキャビネット応力集中部２ｘを構成する前面バフル３の第１前面応力集中部３１および第２前面応力集中部３２と、後面バフル５の後面応力集中部５１とが、破損した。また、本実施例の車両用スピーカーシステム１では、実際の事故時を模擬する車両取付試験においても、キャビネット２のキャビネット応力集中部２ｘでの破損が確認できた。

車両の事故時には、想定衝撃方向Ｘ以外にも、想定していない方向の衝撃が含まれる場合もあり得る。車両用スピーカーシステム１では、場合によっては、取り付けられている前面バフル３とともにスピーカー１０が離脱してもよい。後面バフル５の後面応力集中部５１が破断すると、前面バフル３の連結ボス３５と、後面バフル５の連結ボス５５とを連結するネジにも応力がかかり、前面バフル３は、所定のＹ方向にスピーカー１０とともに後面バフル５から離脱することができる。

また、本実施例の車両用スピーカーシステム１は、後面バフル５に車両の取付部７への（図示しない）取付部を備えている場合であるが、前面バフル３にネジ止めする取付部を有していても良い。また、前面バフル３と後面バフル５との嵌合構造は、嵌合部分の密閉性を保つために、ゴムやエラストマー樹脂等の弾性体、もしくは、スポンジ状の密封シール材を狭持する構造であってもよい。また、本実施例の車両用スピーカーシステム１は、密閉型のキャビネット２を備える場合であるが、キャビネット２は、バスレフダクトを備えるバスレフ形キャビネットであっても良い。

本発明の車両用スピーカーシステムは、ガソリンタンクの近傍に取り付けるスピーカーシステムのみならず、車室内に配置して乗員が座るシートの下、ないし、乗員の頭部付近の天井、壁面に設置するスピーカーシステムにも適用が可能である。

本発明の好ましい実施形態による車両用スピーカーシステム１を説明する図である。（実施例１） 本発明の好ましい実施形態による車両用スピーカーシステム１を説明する図である。（実施例１） 本発明の好ましい実施形態による前面バフル３および後面バフル５を説明する図である。（実施例１） 本発明の好ましい実施形態による車両用スピーカーシステム１に一定以上の衝撃が想定衝撃方向Ｘから加わった場合の動作を説明する図である。（実施例１）

符号の説明

１ 車両用スピーカーシステム
２ キャビネット
３ 前面バフル
４、６ ネジ
５ 後面バフル
７ 車両の取付部
８ ガソリンタンク

Claims (6)

1. フレームを有するスピーカーと、該フレームを介して該スピーカーが取り付けられるキャビネットと、を備え、該キャビネットが車両に取り付けられる車両用スピーカーシステムであって、
   該キャビネットが、該フレームを収容する収容孔を規定するスピーカー取付部を有する前面バフルと、該前面バフルに連結して音響キャビティを規定する後面バフルと、を含み、
   該前面バフルが、該収容孔を挟んで配置される第１前面応力集中部ならびに第２前面応力集中部を有し、
   該後面バフルが、該前面バフルの該第１前面応力集中部および第２前面応力集中部に連結する後面応力集中部を有する、
   車両用スピーカーシステム。
2. 前記車両の事故衝突時に前記キャビネットに加わる衝撃の想定衝撃方向を規定されている場合に、前記収容孔と、前記第１前面応力集中部と、前記後面応力集中部と、前記第２前面応力集中部と、が、略円環状のキャビネット応力集中部を構成し、かつ、該キャビネット応力集中部が、該想定衝撃方向と略直交するように設けられている、
   請求項１に記載の車両用スピーカーシステム。
3. 前記キャビネットを構成する前記前面バフルおよび前記後面バフルが、熱可塑性樹脂で形成されるとともに、前記第１前面応力集中部および第２前面応力集中部を除く該前面バフルの内部と、前記後面応力集中部を除く該後面バフルの内部とに、該熱可塑性樹脂からなる補強リブを有する、
   請求項２に記載の車両用スピーカーシステム。
4. 前記前面バフルの前記スピーカー取付部が、前記想定衝撃方向に対して斜めに交わる平面に設けられている、
   請求項1から３のいずれかに記載の車両用スピーカーシステム。
5. 前記前面バフルの前記第１前面応力集中部および第２前面応力集中部と、前記後面バフルの前記後面応力集中部とが、それぞれ前記キャビネットの外側面に露出する屈曲面をそれぞれ有する、
   請求項1から４のいずれかに記載の車両用スピーカーシステム。
6. 前記前面バフルの前記第１前面応力集中部および第２前面応力集中部における高さｈｘが、該前面バフルの他の部分の高さｈよりも低い、
   請求項1から５のいずれかに記載の車両用スピーカーシステム。
   

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