JP2016082446A - スピーカ付ダクト - Google Patents

Abstract

【課題】外観及び空調能力を悪化させることなく効率よく音を増幅させて車室内に広がりのある音響環境を実現する。
【解決手段】車両用冷暖房空調設備から延びる空調ダクト（２１）に連結されるスピーカ付ダクト（３５）において、一端及び他端の少なくとも一方を空調ダクト（２１）に連結し、内部にスピーカ（３７）を配置し、一端及び他端の少なくとも一方側にスピーカ（３７）から離れるにつれて内径が大きくなるホーン部（４０）を形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、空調用ダクトにスピーカを取り付けたスピーカ付ダクトに関するものである。

従来より、自動車の車室内は、一種のプライベートな空間であるため、できるだけよい音質で好きな音楽を聞きたいというニーズがある。人間の耳の構造上、特に波長が短く指向性が高い中高音は前方から聞こえるのがよい。一方で、波長の長い低音は指向性が緩くなって回り込み易くなることから、低音に関してはドアなどにスピーカを埋め込んで対応することが行われている。

しかしながら、埋込式のスピーカだと、バックキャビティを十分に大きく取ることが困難なため、低音の再生に難点があるという問題がある。

そこで、例えば、特許文献１のように、冷暖房空調設備（以下、ＨＶＡＣ：heating, ventilating, air conditioningという）に設けた切替ボックスの内部空間とスピーカユニットを収容したエンクロージャの内部とをダクトを介して連通させた自動車用のスピーカシステムが知られている。

実開昭６３−１５５８５５号公報

一方、音響を重視しすぎて大きなスピーカを目立つ位置に設けると、スピーカの放音孔が乗員から見えて見映えが悪化する。また、特許文献１のものでは、スピーカの正面からの中高音は、増幅されることなく乗員の方へ届き、背面からの低音も十分に増幅されない場合がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、外観及び空調能力を悪化させることなく効率よく音を増幅させて車室内に広がりのある音響環境を実現することにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、スピーカ付ダクトの一部にホーン部を設けた。

具体的には、第１の発明では、車両用冷暖房空調設備から延びる空調ダクトに連結されるスピーカ付ダクトにおいて、
一端及び他端の少なくとも一方が上記空調ダクトに連結され、
内部にスピーカが配置され、
上記一端及び他端の少なくとも一方側に上記スピーカから離れるにつれて内径が大きくなるホーン部が形成されている。

上記の構成によると、ホーン部を設けることにより、ホーン部がない場合に比べて内径が徐々に広がって音が広がり易くなり、増幅効果が発揮される。また、スピーカをスピーカ付ダクト内に設けたので、スピーカが露出せず、外観が悪化しない。さらに、空調ダクトそのものではなく、スピーカ付ダクト内にスピーカを設けるので、空調された空気の流れをほとんど阻害しない。

第２の発明では、第１の発明において、
上記一端と上記他端とが上記スピーカを挟んで分割されており、
上記一端及び上記他端の少なくとも一方が上記空調ダクトと一体に成形されている。

上記の構成によると、スピーカ付ダクトの一端及び上記他端の少なくとも一方を空調ダクトと一体に成形することで、部品点数が減ると共に、スピーカ付ダクトの組付が容易となる。

第３の発明では、第１又は第２の発明において、
上記スピーカは、上記一端の方へ正面が向くように配置され、
上記他端側に向かって内径が広がるように上記ホーン部が形成されており、
上記ホーン部は、インストルメントパネルの下方で開放されている。

すなわち、低音は、中高音に比べて指向性が低いので、放音部が乗員の方に向いている必要はない。上記の構成によると、ホーン部がインストルメントパネルの下方で開放されているので、ホーン部を大きくし易く、また、このホーン部で増幅された低音が乗員の足下から広がりを持って伝わる。

以上説明したように、本発明によれば、スピーカ付ダクトの一端及び他端の少なくとも一方側にスピーカから離れるにつれて内径が大きくなるホーン部を形成したことにより、スピーカを小型化することができ、外観及び空調能力を悪化させることなく効率よく音を増幅させて車室内に広がりのある音響環境を実現することができる。また、スピーカの重量及びコストの低減が可能となる。

本発明の実施形態１に係るスピーカ付ダクトを含むインストルメントパネルを示す斜視図である。 フロントウィンドガラスとスピーカとの位置関係を示す拡大断面図である。 スピーカ付ダクトが接続された空調システムを示す概略図である。 スピーカ付ダクトが接続された空調システムを示す分解斜視図である。 実施形態１の変形例に係る図２相当図である。 実施形態２に係る図３相当図である。 実施形態３に係る図３相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
図１は、この実施形態１に係るスピーカ付ダクトを含むインストルメントパネル１を示す斜視図であり、この本実施形態で例示するインストルメントパネル１は、運転席が車体右側に位置する右ハンドル仕様車用のパネルである。なお、インストルメントパネル１は、左ハンドル仕様車用でもよい。

インストルメントパネル１は、例えば、速度計やエンジン回転計などの各種計器類を搭載する樹脂製の計器板であって、車室前部に配設され、車幅方向に延びるインパネレインフォースメント（不図示）に支持されて車体に取り付けられることで、エンジンルームと車室とを区画するダッシュパネルの後方側（車室側）に装備されている。

図４に示すように、インストルメントパネル１内には、空調システム１９が設けられており、図２中の破線矢印は、デフロスタ用の吹出口１３から吹き出される風の流れを示し、白抜き矢印は、スピーカから放音された中高音の流れを示し、黒塗り矢印は、スピーカから放音された低音の流れを示す。

インストルメントパネル１の上方には、図２に示すように、フロントウィンドガラス３が車両後方に向かって上側に傾斜した姿勢で設けられている。このフロントウィンドガラス３は、車幅方向において車体前方に向けて凸状をなすように緩やかに湾曲しており、図示しないが周辺部分が車体のルーフ前縁部、フロントピラー及びカウルトップに取り付けられている。

インストルメントパネル１は、車体後方に膨出した形状で車幅方向に延びていて、例えば、フロントウィンドガラス３の下端部近傍から車室内方（後方）へ延びる上面部と、上面部の後端縁から湾曲しつつ下方へ延びる後面部とを有する。後面部の下端は、開放されている。このインストルメントパネル１は、例えば、金型を用いた樹脂材料の射出成形により製造される。

図１に示すように、このインストルメントパネル１のうち運転席に対応する右側部分には、ステアリングホイールと共に運転者の前方に位置する計器類が装着されるメーターフード５が設けられている。

また、インストルメントパネル１後面部のうち車幅方向における中央部分には、同パネル１内に設置される空調システム１９を構成する車両用冷暖房空調設備（以下、ＨＶＡＣ２０という）の操作スイッチやオーディオ機器などの車載機器が取り付けられるセンタパネル部７が設けられている。このセンタパネル部７には、ＨＶＡＣ２０からの温風や冷風などの空調風を車室内に吹き出すセンタエア吹出口９が、例えば左右一対に並べて形成されている。

また、インストルメントパネル１のうち車幅方向における左右両端側の部分には、センタエア吹出口９に対応する高さ位置に、空調風を車室内に吹き出すサイドエア吹出口１１がそれぞれ形成されている。これらセンタエア吹出口９及びサイドエア吹出口１１は、車室内の空気温度を調節するための車室内空調用の吹出口である。

インストルメントパネル１には、これら車室内空調用の吹出口９，１１に加え、フロントウィンドガラス３の結露による曇りを除去するための温風を吹き出すデフロスタ用の吹出口１３，１５が形成されている。このデフロスタ用の吹出口１３，１５は、フロントウィンドガラス３越しの車両前方の視認性を確保するためのフロントウィンドガラス３防曇用の吹出口（以下、フロントデフ吹出口と称する）１３と、図示しないフロントサイドウィンドガラス越しのサイドミラー等の車両側方の視認性を確保するためのフロントサイドウィンドガラス防曇用の一対の吹出口（以下、サイドデフ吹出口と称する）１５とである。

各サイドデフ吹出口１５は、車室内空調用のサイドエア吹出口１１の前方上側に設けられている。他方、フロントデフ吹出口１３は、インストルメントパネル１上面部の前縁側部分のうち中央部分にフロントウィンドガラス３に向けるように１つだけ形成されていて、フロントウィンドガラス３に沿って車幅方向に延びている。このフロントデフ吹出口１３には、図２に示すように、エアコンユニットから空調風を送るデフノズル１７が接続されており、このデフノズル１７から送られた空調風（破線矢印で示す）をフロントウィンドガラス３に向けて吹き出すようになっている。

図３及び図４に示すように、ＨＶＡＣ２０からは、車両前方からに順番にデフロスタ用ダクト２１、ベントダクト２２及びロアダクト２５が延びている。

デフロスタ用ダクト２１は、上方に向かって左右に広がるように延びてデフロスタ用のフロントデフ吹出口１３につながっている。また、デフロスタ用ダクト２１の左右両側には、サイドデフロスタ用ダクト２７が左右にそれぞれ延び、サイドデフ吹出口１５につながっている。

ベントダクト２２は、フロントセンタダクト２３とフロントサイドダクト２９とで形成されている。具体的には、ＨＶＡＣ２０につながるフロントセンタダクト２３が、車室側にほぼ水平に延び、センタエア吹出口９につながっている。また、フロントサイドダクト２９は、フロントセンタダクト２３から左右に延びるように連通し、サイドエア吹出口１１につながっている。

ロアダクト２５は、左右に広がるロアフロントダクト３１と、後方且つ左右に延びるロアリアダクト３３とにそれぞれ連通している。

そして、図３及び図４に示すように、１対のフロントサイドダクト２９のそれぞれには、スピーカ付ダクト３５が接続されている。具体的には、スピーカ付ダクト３５の一端側である第１ダクト３５ａがＨＶＡＣ２０から車両のフロントウィンドガラス３側へ延びるデフロスタ用ダクト２１に設けた円筒状の取付部１７ａに連通すると共に、この第１ダクト３５ａの方向に正面側が向くように内部にスピーカ３７が配置されている。

本発明の特徴として、スピーカ付ダクト３５の第１ダクト３５ａ側にスピーカ３７から離れるにつれて内径が大きくなるホーン部４０が形成されている。スピーカ付ダクト３５の断面形状は、スピーカ３７の形状に合わせて例えば円形状となっているが、それに限定されず、三角形状、矩形状、楕円形状等でもよい。同様にホーン部４０の断面形状も特に限定されない。図２に示すように、取付部１７ａの形状は、デフロスタ用ダクト２１に向かうにつれて広がっているのが望ましいが、内径がほぼ一定の円筒状でもよい。ホーン部４０は、圧入、接着等により、取付部１７ａに接続されている。

そして、各スピーカ付ダクト３５におけるスピーカ３７の背面側に延びる他端側（第２ダクト３５ｂ）がＨＶＡＣ２０から左右に延びるフロントサイドダクト２９（ベントダクト２２）にそれぞれ連通している。第２ダクト３５ｂの長さは、第１ダクト３５ａの長さよりも長くなっている。なお、スピーカ付ダクト３５内は、スピーカ３７で塞がれているので、空調風が第１ダクト３５ａと第２ダクト３５ｂとで行き来することはない。空調ダクトそのものではなく、スピーカ付ダクト３５内にスピーカ３７を設けるので、空調された空気の流れをほとんど阻害しない。また、スピーカ３７をスピーカ付ダクト３５内に設けたので、スピーカ３７が露出せず、外観が悪化しない。

図２に断面で示すように、デフロスタ用ダクト２１の取付部１７ａに連通する第１ダクト３５ａは、デフロスタ用ダクト２１の対向する内面２１ａに対して傾斜して接続されている。特に図示しないが、平面視では、第１ダクト３５ａが左右に広がるような状態でデフロスタ用ダクト２１に接続されている。すなわち、第１ダクト３５ａに伝播されてきた中高音は、指向性が高いので、仮にデフロスタ用ダクト２１の内面２１ａに垂直に当たると、打ち消し合って音がこもってしまうが、本実施形態では、傾斜した内面２１ａに中高音が適切に反射されてデフロスタ用ダクト２１側から車室内にこもらずに放音される。スピーカ３７は、フロントウィンドガラス３から見て左右外側へ正面側が向くように配置されているので、デフロスタ用ダクト２１側へ伝播した音が左右に広がり易い。

また本実施形態では、１対のスピーカ付ダクト３５にそれぞれスピーカ３７を設けて左右で違う音を放音し、左右に延びるフロントサイドダクト２９（ベントダクト２２）にそれぞれ伝播させることで、乗員はステレオ効果を感じながらさらに広がりのある音を聞くことができる。しかも、背面側から低音をフロントサイドダクト２９（ベントダクト２２）内に伝播させることで、従来から設けることの多いサイドドアのスピーカ３７を省略でき、外観の見映えがよくなる。しかも、本実施形態では、図４に示すように、ＨＶＡＣ２０は、ロアダクト２５を介してロアフロントダクト３１及びロアリアダクト３３にも連通しており、足下から低音を響かせることができる。このため、後部座席側にもスピーカ３７を設ける必要がなく、見映えが悪化しない。

本実施形態では、スピーカ３７の正面側から放音された、特に指向性が低音に比べて高い中高音がデフロスタ用ダクト２１側へ伝播され、その音がフロントウィンドガラス３側へ伝わってフロントウィンドガラス３に跳ね返されて乗員側へ向かうので、乗員は前方から特に中高音を、広がりを持って聞くことができる。このとき、ホーン部４０を設けることにより、ホーン部４０がない場合に比べて内径が徐々に広がって音が広がり易くなり、増幅効果が顕著に発揮される。

したがって、本実施形態では、スピーカ付ダクト３５の第１ダクト３５ａ側にスピーカ３７から離れるにつれて内径が大きくなるホーン部４０を形成したことにより、スピーカ３７を小型化することができ、外観及び空調能力を悪化させることなく効率よく音を増幅させて車室内に広がりのある音響環境を実現することができる。また、スピーカ３７の重量及びコストの低減が可能となる。

−変形例−
図５は本発明の実施形態１の変形例を示し、第１ダクト３５ａの構成が異なる点で上記実施形態と異なる。なお、本変形例及び以下の各実施形態では、図１〜図４と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

すなわち、本変形例では、取付部１７ａが第１ダクト３５ａと一体成形された形状となっている。上記実施形態１に比べてさらにホーン部４０と取付部１７ａとが滑らかに連続している。このように構成すれば、部品点数が減ると共に、スピーカ付ダクト３５の組付が容易となる。

また、スピーカ付ダクト３５は、ベントダクト２２と別体で形成されているが、一体に形成されてもよい。具体的には、第２ダクト３５ｂとフロントサイドダクト２９とを一体形成したりしてもよい。

さらに、ホーン部４０をフロントサイドダクト２９との接続箇所にも設けてもよい。

（実施形態２）
図６は本発明の実施形態２の空調システム１９’を示し、スピーカ付ダクト３５’の構成が異なる点で上記実施形態１と異なる。

すなわち、本実施形態では、スピーカ付ダクト３５’の第１ダクト３５ａ’側にホーン部４０を設けるのではなく、第２ダクト３５ｂ側にホーン部４０’が設けられている。スピーカ３７は、上記実施形態１と同様に正面が車体前方を向き、ホーン部４０’は、インストルメントパネル１の下方で開放されている。

本実施形態では、ホーン部４０’がインストルメントパネルの下方で開放されているので、ホーン部４０’を大きくし易く、また、このホーン部４０’で増幅された低音が乗員の足下から広がりを持って伝わる。低音は、中高音に比べて指向性が低いので、放音部が乗員の方に向いている必要はない。また、低音が伝達される第２ダクト３５ｂ’側を第１ダクト３５ａよりも長くすることで、低音を効率よく共鳴及び増幅させて低音の広がりを実現させることができる。

なお、実施形態１と実施形態２とを組み合わせて第１ダクト３５ａ及び第２ダクト３５ｂ’の両方にホーン部４０，４０’を設ければ、さらに増幅効果が発揮される。
（実施形態３）
図７は本発明の実施形態３の空調システム１９’’を示し、スピーカ付ダクト３５’’の一端側がデフロスタ用ダクト２１に接続されるのではなく、サイドデフ吹出口１５に直接連結される点で上記実施形態１及び２と異なる。

すなわち、本実施形態では、スピーカ付ダクト３５’’が中央ではなく、左右のサイドデフ吹出口１５に直接伝達される。サイドデフ吹出口１５から覗く放音孔３５ｃ’’から主として中高音が放出される。本実施形態においては、放音孔３５ｃ’’が形成される第１ダクト３５ａ’’側が端部に向かって外径が徐々に大きくなるホーン部４０‘’が形成されている。

このため、ホーン部４０‘’で増幅された中高音が乗員の左右正面から聞こえるので、さらに効率のよいステレオ効果が得られる。
（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

すなわち、上記実施形態では、スピーカ付ダクト３５は、１対設けているが、１本だけ設けて、その内部に１つのスピーカ３７を設けてもよい。その場合は、上記実施形態のように１対のスピーカ３７を設けて左右の音に差を設けることはできないが、中高音と低音とを分けて伝達させることで、広がりのある音響環境が得られる。

さらには、上記実施形態では、スピーカ付ダクト３５は、第１ダクト３５ａと第２ダクト３５ｂとで分割して形成しているが、一体に形成し、スピーカ３７を一端側から挿入して固定するようにしてもよい。

なお、スピーカ３７は、正面側が車両前方を向いているので中高音が正面から広がり易くなっているが、これに限定されず、スピーカ３７の正面側を逆に車両後方を向かせてもよい。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、自動車などのインストルメントパネルに内蔵される車両用冷暖房空調設備から延びる空調ダクトに連結されるスピーカ付ダクトについて有用である。

１ インストルメントパネル
３ フロントウィンドガラス
５ メーターフード
７ センタパネル部
９ センタエア吹出口
１１ サイドエア吹出口
１３ フロントデフ吹出口
１５ サイドデフ吹出口
１７ デフノズル
１７ａ 取付部
１９，１９’，１９’’ 空調システム
２０ ＨＶＡＣ（車両用冷暖房空調設備）
２１ デフロスタ用ダクト
２１ａ 内面
２２ ベントダクト
２３ フロントセンタダクト
２５ ロアダクト
２７ サイドデフロスタ用ダクト
２９ フロントサイドダクト
３１ ロアフロントダクト
３３ ロアリアダクト
３５，３５’，３５’’ スピーカ付ダクト
３５ａ，３５ａ’，３５ａ’’ 第１ダクト
３５ｂ，３５ｂ’，３５ｂ’’ 第２ダクト
３５ｃ’’ 放音孔
３７ スピーカ
４０，４０’，４０’’ ホーン部

Claims (3)

1. 車両用冷暖房空調設備（２０）から延びる空調ダクト（２１，２９）に連結されるスピーカ付ダクトにおいて、
   一端及び他端の少なくとも一方が上記空調ダクト（２１，２９）に連結され、
   内部にスピーカ（３７）が配置され、
   上記一端及び他端の少なくとも一方側に上記スピーカ（３７）から離れるにつれて内径が大きくなるホーン部（４０，４０’，４０’’）が形成されている
   ことを特徴とするスピーカ付ダクト。
2. 請求項１に記載のスピーカ付ダクトにおいて、
   上記一端と上記他端とが上記スピーカ（３７）を挟んで分割されており、
   上記一端及び上記他端の少なくとも一方が上記空調ダクト（２１，２９）と一体に成形されている
   ことを特徴とするスピーカ付ダクト。
3. 請求項１又は２に記載のスピーカ付ダクトにおいて、
   上記スピーカ（３７）は、上記一端の方へ正面が向くように配置され、
   上記他端側に向かって内径が広がるように上記ホーン部（４０’）が形成されており、
   上記ホーン部（４０’）は、インストルメントパネル（１）の下方で開放されている
   ことを特徴とするスピーカ付ダクト。

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