JP2011088609A - 車両用情報提供装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発音体をフレームに接着して成るスピーカを用いた車両用情報提供装置において、接着部強度が低下した場合においても発音体がフレームから外れないようにする。
【解決手段】ケーシング３のスピーカ２の発音体２１に対応して貫通孔３１を設けるとともに、貫通孔３１の内壁に支持リング３２を設けた。スピーカ２がケーシング３に固定された状態において、発音体２１は、支持リング３２の弾性力により突起部３２ａと発音体２１との当接部に作用する力を受けて、常にフレーム２２の底部２２ａに向けて押し付けられている。これにより、コンビネーションメータ１の使用過程において、何らかの要因により発音体２１とフレーム２２の接着力がなくなっても、発音体２１の発音時に、発音体２１がフレーム２２に対して相対的に動くことが阻止されて、発音時に異音が生じる等の不具合発生を防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載され、たとえばスピーカあるいはブザー等の発音手段を備え、それを作動させて運転者等へ各種情報を提供する車両用情報提供装置に関するものであり、自動車に用いて好適である。

従来の車両用情報提供装置として、たとえば、回路基板に実装されたスピーカと、回路基板のスピーカ実装側に配設されスピーカから出る音を利用者側へ導く導音部が一体成型されたカバー部材とを備えたものがある（特許文献１参照）。

この場合、導音部のスピーカ側端部はスピーカの外周部に当接している。導音部のスピーカ側端部とスピーカの外周部との当接部分において、導音部とスピーカとの間に緩衝材を挟む場合もある。なお、スピーカと回路基板との電気的接続は、一般的にはスピーカが備えるリードピンを回路基板の導体部にはんだ付けすることにより行われている。

特開２００７−６９８８６号公報

従来、車両用情報提供装置におけるスピーカの取り付け方法としては、スピーカに固定されている給電用のリードピンを車両用情報提供装置の電気回路部を構成している回路基板にはんだ付けすることにより、あるいは、車両用情報提供装置のカバーに挟み込むことにより行われている。ところで、車両用情報提供装置に対してスピーカから発せられる音波の音圧を高くする、すなわち音を大きくすることの要求がある。この要求を満足させる方策として、より体格が大きいスピーカを採用することになり、スピーカが発音中であるときの振動エネルギーが増大する。そうすると、スピーカの振動がリードピンを介して回路基板に伝達されて回路基板が振動して異音が生じる、あるいはスピーカとカバーの導音部との当接部を介してスピーカの振動がカバーに伝達されカバーが振動して異音が生じる可能性がある。大形のスピーカを採用する場合は、上述した異音発生を防ぐために、スピーカを車両用情報提供装置のケース等にねじ止めにより強固に固定するとともに、柔軟なリード線を介してスピーカと回路基板とを電気的に接続することが行われている。

ところで、車両用情報提供装置のケース等にねじ止めされるような大形のスピーカは、一般に、振動板やコイル等を備えた略円盤状の発音体を、樹脂材料等から略有底円筒状に形成されてなるフレームの円筒内に収容するとともにフレームの底面に接着固定して形成されている。また発音体は、その発音面を底面に対向させて接着されるとともに、フレームの底面には、発音体が発する音を外方へ放射するための放音孔として複数の貫通孔が設けられている。つまり、フレームの底面は、発音体の発音面を異物等から保護する役目も果たしている。したがって、このようなスピーカは、通常は、有底円筒状のフレームの開放端をスピーカが取り付けられる部材側として固定されている。フレームの円筒部の内径寸法は、スピーカの組み付け作業性向上の観点から発音体の外径寸法よりも大きく形成されている。さらに、スピーカが被固定部材に固定された状態で発音体が被固定部材に接触して異音が発生することがないように、発音体の発音面と反対側の面である背面と被固定部材との間には隙間が形成されている。さらに、フレームの外周には、スピーカを被固定部材にねじ止めするためのねじ用孔が設けられている。

上述したような従来のスピーカ取り付け構造においては、車両用情報提供装置の使用過程において、フレームと発音体とを接合している接着剤が劣化すると発音体がフレームから外れる可能性がある。そうすると、発音体がフレームと被固定部材とに囲まれた空間内で移動可能となり、発音時にフレームや被固定部材に衝突して異音が生じる、あるいは発音体が損傷する、といった問題が生じる可能性がある。さらに、被固定部材の発音体の背面に対向した部分に孔が形成されている場合には、発音体がこの孔を通って車両用情報提供装置内に侵入する、という事態に至る可能性がある。

本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、その目的は、発音体をフレームに接着して成るスピーカを用いた車両用情報提供装置において、接着部強度が低下した場合においても発音体がフレームから外れないような、車両用情報提供装置を実現することである。

本発明の請求項１に記載の車両用情報提供装置は、電力の供給を受けて音波を発生する略円盤状の発音体を略有底円筒状に形成されたフレームの底部に発音体を接着固定してなるスピーカと、スピーカが固定されるケーシングと、スピーカが電気的に接続される回路基板と、を備える車両用情報提供装置であって、スピーカは発音体が接着された底部と反対側の開口孔をケーシングに対向させてケーシングに固定され、ケーシングはスピーカが固定される部分よりも剛性が低くなるように形成された支持腕部を一体的に備え、スピーカがケーシングに固定された状態において、支持腕部は弾性変形してスピーカの発音体に当接し、支持腕部と発音体との当接部において、支持腕部による弾性力は発音体をフレームの低部に押し付ける方向に作用することを特徴としている。

上記構成の車両用情報提供装置によれば、スピーカがケーシングに固定された状態において、スピーカの発音体は、常に支持腕によりフレームの底面に向けて押圧されている。したがって、万が一フレームと発音体との接着部において接合力がなくなる事態が発生しても、発音体は、依然として支持腕によってフレームに押し付けられることになる。すなわち、発音体がフレームから離れ、発音体がフレームに対して相対的に移動することがない。これにより、接着部強度が低下した場合においても発音体がフレームから外れないような、車両用情報提供装置を提供することができる。

本発明の請求項２に記載の車両用情報提供装置は、ケーシングにはスピーカの発音体に対向する位置に貫通孔が設けられ、支持腕部は貫通孔の内壁面から伸出して形成されることを特徴としている。

ケーシングが一体的に備える支持腕を、ケーシングにおいてスピーカの発音体の背面と対向している面である対抗面上に設けた場合は、発音体の背面とケーシングの対向面とのの間に所定の距離を設ける、すなわち、支持腕が弾性変形した状態で、言い換えると、発音体を確実にフレームに向けて押圧することができるような弾性力を発生させることができるような距離を設ける必要がある。このため、スピーカのケーシングからの突き出し長さがある程度長くなってしまう。これに対して、本発明の請求項２に記載の車両用情報提供装置によれば、支持腕は、ケーシングにおいて、発音体の背面からの距離が対向面よりは大きい位置である貫通孔の内壁面から伸出して設けられている。これにより、発音体を確実にフレームに向けて押圧することができるような弾性力を発生させることができるような距離を設けつつ、スピーカのケーシングからの突き出し長さ短くできる、言い換えると、小型化が可能な車両用情報提供装置を提供することができる。

本発明の請求項３に記載の車両用情報提供装置は、スピーカはケーシングにねじ締めにより固定されることを特徴としている。

上記構成の車両用情報提供装置によれば、接着部強度が低下した場合においても発音体がフレームから外れない、という効果を得ることができると同時に、スピーカを強固にケーシングに固定できる車両用情報提供装置を提供することができる。

本発明の請求項４に記載の車両用情報提供装置は、ケーシングは樹脂材料を成型加工して形成され、支持腕部もケーシングと一体的に成型加工により形成されることを特徴としている。

樹脂材料は種類が豊富で様々な特性を有するものを選択することができるが、中には弾性を有するものもあるので、支持腕を形成する材質としては好適である。さらに、支持腕をケーシングと一体的に成型加工して形成することにより、車両用情報提供装置の組み付け工数を低減することができる。

以上により、上記構成の車両用情報提供装置によれば、接着部強度が低下した場合においても発音体がフレームから外れない、という効果を得ることができると同時に、車両用情報提供装置の組み付け工数を低減することができる車両用情報提供装置を提供することができる。

本発明の請求項５に記載の車両用情報提供装置は、スピーカは柔軟な電気導線を介して回路基板に電気的に接続されることを特徴としている。

剛性の高い針金状のリードピンを介してスピーカと回路基板との電気的導通を採る場合、スピーカ鳴動時にスピーカの振動がリードピンを介して回路基板へ伝達され、回路基板から異音が発せられる可能性がある。そこで、スピーカと回路基板との電気的導通を柔軟な電気導線を用いて行えば、接着部強度が低下した場合においても発音体がフレームから外れない、という効果を得ることができると同時に、スピーカ鳴動時にスピーカの振動がリードピンを介して回路基板へ伝達され、回路基板から異音が発せられることを防止できる車両用情報提供装置を提供することができる。

本発明の一実施形態による車両用情報提供装置の断面図であり、図２中のＩ−Ｉ線断面図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 本発明の一実施形態による車両用情報提供装置の変形例の断面図であり、図２に相当する。

以下、本発明に係る車両用情報提供装置の一実施形態を、コンビネーションメータ１に適用した場合を例に、図に基づいて説明する。

コンビネーションメータ１は、自動車の運転席前方且つ運転席に着座した運転者から見易い位置に配置されている。コンビネーションメータ１には、図示しない速度計、エンジン回転数計、残存燃料計、エンジン冷却水温計などの計器が一体的に設けられており、運転者が必要とする自動車に関わる各種情報を主に視覚情報として提供している。

また、自動車やエンジンの状態が、運転者が直ちに認識すべき状態になったときにそのことを聴覚情報、つまり警告音として知らせるためのスピーカ２を備えている。本発明の特徴は、コンビネーションメータ１におけるスピーカ２の取り付け構造にあるので、以下、コンビネーションメータ１におけるスピーカ２取り付け部を中心に説明する。

スピーカ２は、電力の供給を受けて音波を発生する略円盤状の発音体２１と、樹脂材料により平べったい有底円筒形状に形成されたフレーム２２とを備え、図１に示すように、発音体２１をフレーム２２の底部２２ａに接着により固定して形成されている。発音体２１は、図示しないコイル、可動コアおよび可動コアに連結された振動板等を内蔵しモジュール化したものである。発音体２１は、外部の電気回路に接続されて音声信号を発音体へ供給するための電気導体としてのリード線６を備えている。リード線６の発音体２１と反対側の端部には、外部の電気回路、本発明に係る一実施形態であるコンビネーションメータ１では回路基板５に実装されるコネクタ８と電気的に接続するためのプラグ７が取り付けられている。フレーム２２は、図１に示すように、発音体２１が発する音波を外部へ放射するための放音孔２２ｂを備えている。放音孔２２ｂは、複数個設けられている。フレーム２２は、スピーカ２をケーシング３へねじ締めにより固定するため、ねじを通すための貫通孔２２ｃを備えている。貫通孔２２ｃは、本発明に係る一実施形態であるコンビネーションメータ１では、３個が円周方向１２０°等分に設けられている。

ケーシング３は、図示しない他の計器類を収容保持するもので、樹脂材料から形成されている。ここでは、ケーシング３においてスピーカ２が取り付けられている部分の形状について説明する。ケーシング３は、図１に示すように、スピーカ２取り付け位置を規定するためのガイド壁３６を備えている。ガイド壁３６の内周形状は、スピーカ２のフレーム２２の外周形状よりもわずかに大きく形成されている。ケーシング３のガイド壁３１の内周側には、スピーカ２をねじ締めによりケーシング３へ固定するためのねじ穴３５が設けられている。ねじ穴３５は、スピーカ２のフレーム２２の貫通孔２２ｃに対応する位置に形成されている。ケーシング３は、ガイド壁３６の内周側に貫通孔３１を備えている。貫通孔３１の直径は、図１に示すように、スピーカ２の発音体２１の外径よりも大きく形成されている。この貫通孔３１の役割は、スピーカ２が発する音量を高効率で（少ない消費電力で）大きくすることである。スピーカ２が音波を放射する方向は図１における上向きであるが、スピーカ２の背後、つまりスピーカ２の発音方向と反対側に或る程度大きい空間が存在する場合、効率良く音圧を高めることができる、との経験に基づいている。貫通孔３１の内壁面には、図１に示すように、内壁面から伸出するように支持腕部としての支持リング３２がケーシング３と一体的に形成されている。支持リング３２は、図２に示すように、貫通孔３１と同心上に配置されるとともに連結部３３を介して貫通孔３１の内壁に接続している。連結部３３は、本発明に係る一実施形態であるコンビネーションメータ１では、図２に示すように、３個が円周方向１２０°等分に設けられている。また、支持リング３２のスピーカ２側表面には、支持リング３２の表面からスピーカ２に向かって突出する突起部３２ａが設けられている。突起部３２ａの支持リング２３の表面からの突き出し高さは、図３に示すように、高さｈである。突起部３２ａは、本発明に係る一実施形態であるコンビネーションメータ１では、図２に示すように、３個が円周方向１２０°等分に設けられている。突起部３２ａと連結部３３の円周方向角度位置は、図２に示すように、６０°だけずれている。つまり、突起部３２ａと連結部３３とは、円周方向において６０°間隔で交互に（突起部３２ａ−連結部３３−突起部３２ａ−連結部３３−突起部３２ａ−連結部３３）配列されている。突起部３２ａの径方向位置は、スピーカ２がケーシング３に固定されたときに突起部３２ａが、図１に示すように、スピーカ２の背面に当接する位置に設定されている。

スピーカ２の発音体２１の背後、つまり発音体２１におけるフレーム２２の底部２２ａと反対側には、図１に示すように、回路基板５が配置されている。回路基板５は、コンビネーションメータ１の電気回路を構成しており、スピーカ２に発音動作させるための出力端子も備えている。この出力端子には、図１に示すようにコネクタ８が実装されている。スピーカ２から延伸されるリード線６のプラグ７がコネクタに結合されることにより、スピーカ２は回路基板５と電気的に接続される。回路基板５のスピーカ２と反対側には、図１に示すように、ロアカバー４がケーシング３に装着されている。スピーカ２と回路基板５との間には、ケーシング３の貫通孔３１に臨む所定容積の空間が確保されている。これにより、スピーカ２が発する音圧を効率良く高めることができる。
プリント基板との接続、ロアボディ、
次に、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１におけるスピーカ２のケーシングへの組み付け方法について説明する。なお、スピーカ２の取り付け工程実施時には、回路基板５のケーシング３への取り付けが既に完了している。

初めに、スピーカ２をケーシングのガイド壁３６に近づけ、リード線６を、貫通孔３１を通過させて、プラグを回路基板５のコネクタ８に結合する。

次に、スピーカ２のフレーム２２をケーシング３のガイド壁３６の内周に嵌める。このとき、フレーム２２のすべての貫通孔２２ｃをケーシング３のねじ穴３５に連通するように一致させる。

続いて、貫通孔３１の軸方向に回路基板５に向かって押し込み、ねじ９をフレーム２２の各貫通孔２２ｃに装着し、締め付ける。ねじ９は、たとえば、セルフタッピングねじが用いられている。以上で、スピーカ２のケーシングへの固定が完了する。

ここで、本発明の特徴的構成である、ケーシング３の貫通孔３１に支持リング３２を設けて、支持リング３２の突起部３２ａをスピーカ２の背面に当接させた構造の作用・効果について説明する。

支持リング３２のケーシング３の貫通孔３１に対する位置関係、詳しくは、貫通孔３１の軸方向における位置関係、および支持リング３２形状について説明する。支持リング３２の貫通孔３１の軸方向における位置は、スピーカ２がケーシング３にねじ９を締め付けて固定された状態において、スピーカ２の背面、詳しくは発音体２１の背面と支持リング３２の突起部３２ａの無い一般表面とが接するように、すなわち図１および図３に示すような位置関係に、且つ貫通孔３１の軸方向に直交するように設定されている。このため、スピーカ２の組み付け作業時に、スピーカ２のフレーム２２をケーシング３のガイド壁３６の内周に嵌め、スピーカ２を貫通孔３１の軸方向に回路基板５に向かって押し込んでいくと、先ず、発音体２１の背面が支持リング３２の突起部３２ａに当接する。さらに押し込んでいくと、支持リング３２が部分的に貫通孔３１の軸方向に弾性変形する。このときの軸方向変形量は、図３に示すように、突起部３２ａ部分で最大となり、連結部３３部分で最小となる。さらに押し込んでいくと、やがて発音体２１の背面と支持リング３２が連結部３３近傍で当接する。同時に、フレーム２２がガイド壁３６の内周領域でケーシング３と当接する。このときにおける支持リング３２の軸方向の弾性変形量は、図３に示すように、突起部３２ａ周辺部分で最大となり、その値はｈとなる。支持リング３２が弾性変形することにより生じる弾性力は、図１において上向きに作用する。すなわち、この弾性力は、突起部３２ａと発音体２１との当接部において発音体２１をフレーム２２の底部２２ａに押し付けるように作用する。スピーカ２は、発音体２１をフレーム２２に接着固定して形成されている。コンビネーションメータ１の使用過程において、何らかの要因により発音体２１とフレーム２２の接着力がなくなった場合、支持リング３２がない場合、発音体はフレームからはずれてしまい、発音時に異音が生じる等の不具合が発生する恐れがある。あるいは、何らかの支持部材を設けて発音体がフレームから大幅に移動しないようにしたとしても、発音時に発音体がフレームに断続的に接触して、やはり発音時に異音が生じる恐れがある。これに対して、本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１では、スピーカ２がケーシング３に固定された状態において、発音体２１は、支持リング３２の弾性力により突起部３２ａと発音体２１との当接部に作用する力を受けて、常にフレーム２２の底部２２ａに向けて押し付けられている。これにより、コンビネーションメータ１の使用過程において、何らかの要因により発音体２１とフレーム２２の接着力がなくなっても、発音体２１の発音時に、発音体２１がフレーム２２に対して相対的に動くことが阻止されて、発音時に異音が生じる等の不具合発生を防止することができる。

本発明の一実施形態によるコンビネーションメータ１では、突起部３２ａおよび支持リング３２を貫通孔３１の壁面に連結する連結部３３それぞれを、突起部３２ａと連結部３３との円周方向角度位置を６０°ずらしている。これにより、支持リング２３の弾性変形による弾性力は、発音体２１に対して円周方向１２０°等分の３箇所に作用し、それらの力の大きさはほぼ等しくなっている。したがって、発音体２１は、フレーム２２に向かって園周方向均等な力で押し付けられることになる。

ここで、支持リング３２は、隣接する２つの連結部３３を支持点とし、且つ両連結部３３に挟まれた突起部３２ａを力の作用点とする両持ち板ばねと見做すことができる。したがって、そのばね定数Ｋは、支持リング３２の断面形状（図１中、ＩＩＩ−ＩＩＩ断面指示線がある部分）、連結部３３と突起部３２ａの角度間隔（≒板ばねの長さ）等を変えることにより所望の値とすることができる。したがって、上記パラメータを適宜選定すれば、発音体２１をフレーム２２へ押し付けるために必要な力を実現することができる。

図４に、本発明の一実施形態の変形例によるコンビネーションメータ１における支持腕部形状を示す。この変形例では、連続した円環状の支持リング３２に替えて、独立した３個の支持アーム３７を備えている。この場合、支持腕部は、連結部３３を支持点とし、突起部３７ａを力の作用点とする片持ち板ばねと見做すことができる。

なお、以上説明した、本発明の一実施形態およびその変形例によるコンビネーションメータ１では、支持腕部における発音体への力の作用点、あるいは支持腕部の個数をそれぞれ３個としているが、３個に限らず幾つでもよい。

また、以上説明した、本発明の一実施形態およびその変形例によるコンビネーションメータ１では、支持腕部をケーシングと一体的に形成、すなわちケーシング３を樹脂成型する際に一体的に成型しているが、支持腕部を別に製作しケーシングに固定する構成としてもよい。たとえば、支持腕部を金属板から製作し樹脂成型によるケーシングに固定してもよい。

１ コンビネーションメータ（車両用情報提供装置）
２ スピーカ
２１ 発音体
２２ フレーム
２２ａ 底部
２２ｂ 放音孔
２２ｃ 貫通孔
３ ケーシング
３１ 貫通孔
３２ 支持リング（支持腕部）
３２ａ 突起部
３２ｂ 中央孔
３３ 連結部
３４ 支持アーム（支持腕部）
３４ａ 突起部
３５ ねじ穴
３６ ガイド壁
３７ 支持アーム（支持腕部）
３７ａ 突起部
４ ロアケース
５ 回路基板
６ リード線（電気導線）
７ プラグ
８ コネクタ
９ ねじ
ｈ 高さ

Claims (5)

1. 電力の供給を受けて音波を発生する略円盤状の発音体を略有底円筒状に形成されたフレームの底部に前記発音体を接着固定してなるスピーカと、
   前記スピーカが固定されるケーシングと、
   前記スピーカが電気的に接続される回路基板と、を備える車両用情報提供装置であって、
   前記スピーカは前記発音体が接着された底部と反対側の開口孔をケーシングに対向させて前記ケーシングに固定され、
   前記ケーシングは前記スピーカが固定される部分よりも剛性が低くなるように形成された支持腕部を一体的に備え、
   前記スピーカが前記ケーシングに固定された状態において、前記支持腕部は弾性変形して前記スピーカの前記発音体に当接し、
   前記支持腕部と前記発音体との当接部において、前記支持腕部による弾性力は前記発音体を前記フレームの前記低部に押し付ける方向に作用することを特徴とする車両用情報提供装置。
2. 前記ケーシングには前記スピーカの前記発音体に対向する位置に貫通孔が設けられ、
   前記支持腕部は前記貫通孔の内壁面から伸出して形成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用情報提供装置。
3. 前記スピーカは前記ケーシングにねじ締めにより固定されることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか一つに記載の車両用情報提供装置。
4. 前記ケーシングは樹脂材料を成型加工して形成され、前記支持腕部も前記ケーシングと一体的に成型加工により形成されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の車両用情報提供装置。
5. 前記スピーカは柔軟な電気導線を介して前記回路基板に電気的に接続されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の車両用情報提供装置。

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