JP2020181144A

JP2020181144A - 制振部材

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Publication number: JP2020181144A
Application number: JP2019085591A
Authority: JP
Inventors: 三木　晃; Akira Miki; 晃三木; 優子岡田; Yuko Okada; 森田　浩一; Koichi Morita; 浩一森田
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2019-04-26
Publication date: 2020-11-05
Also published as: WO2020217818A1; EP3962098A1; US20220042571A1; EP3962098A4; CN113767645A

Abstract

【課題】構成が単純であり、筐体への取り付けが容易な制振部材を提供する。【解決手段】音響装置の筐体内部に取り付けられる制振部材１００Ａであって、第１部材１０１と、第２部材１０２と、第３部材１０３とから構成され、第３部材１０３を介して、第１部材１０１と第２部材１０２が接続されている。第３部材１０３は、第１部材１０１および第２部材１０２より低い弾性率を有する。【選択図】図２

Description

この発明は、音響装置の筐体に発生する振動を抑制する制振部材に関する。

スピーカ等の音響装置では、スピーカによる機械的振動や筐体内の音圧の影響によって筐体に振動が発生し、その振動が雑音となって音響装置から放音され、再生音の音質を劣化させることが知られている。そこで、音響装置の中には、このような筐体の振動を抑制する手段として制動材を設け、伝搬した振動により制動材が変形することで振動を吸収し、筐体の振動を減衰させるものがある。

特許文献１に開示の技術では、スピーカキャビネットの相対向する壁間に棒状の補強材が設けられる。ここで、補強材の一端は、フランジ付リングにより壁に固定される。さらに詳述すると、フランジ付リングのリング部分は壁に設けられた開口に挿入され、フランジ部分は壁にネジ止めされ、補強材の一端はリング部分に空いた開口に挿入される。このリング部分の開口の内周面と補強材の端部の外周面との間には制動材が介在している。スピーカキャビネットの壁に発生する振動により、制動材にせん断変形が発生する。このせん断変形の発生により壁の振動が吸収される。

実開昭５５−２９８１９号公報

特許文献１に開示の技術では、フランジ付きリングを用いたため、筐体の壁にフランジ付きリングを取り付けるための開口を設ける必要があった。また、フランジ付きリングを壁にねじ止めによって固定する必要があった。

この発明は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、構成が単純であり、筐体への取り付けが容易な制振部材を提供することを目的とする。

この発明は、音響装置の筐体内部に取り付けられる制振部材であって、第１部材と、第２部材と、第３部材とから構成され、前記第３部材を介して、前記第１部材と前記第２部材が接続されており、前記第３部材は、前記第１部材および前記第２部材より低い弾性率を有することを特徴とする制振部材を提供する。

この発明の第１実施形態である制振部材が筐体に取り付けられたスピーカの構成を示す断面図である。同制振部材の断面図である。図２のIII−III’線断面図である。この発明の第２実施形態である制振部材の構成を示す断面図である。この発明の第３実施形態である制振部材の構成を示す断面図である。この発明の他の実施形態である制振部材の構成を示す断面図である。この発明の他の実施形態である制振部材の構成を示す断面図である。この発明の他の実施形態である制振部材の構成を示す断面図である。この発明の他の実施形態である制振部材の構成を示す断面図である。この発明の他の実施形態である制振部材が筐体に取り付けられたスピーカの構成を示す断面図である。

以下、図面を参照し、この発明の実施形態を説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、この発明の第１実施形態である制振部材１００Ａが筐体１に取り付けられたスピーカの構成を示す断面図である。図１において、筐体１は、スピーカユニットＳＰが設けられた前面壁１Ｆ、背面壁１Ｂ、左側面壁１Ｌ、右側面壁１Ｒ、図示しない床面壁および天井面壁に囲まれた直方体形状の筐体である。本実施形態による制振部材１００Ａは、全体として略棒状の部材であり、左側面壁１Ｌの略中央と右側面壁１Ｒの略中央に両端を接触させ、左側面壁１Ｌおよび右側面壁１Ｒ間に挟まれた状態で筐体１内に固定されている。制振部材１００Ａは、接着材により両端を左側面壁１Ｌおよび右側面壁１Ｒに固定してもよいが、左側面壁１Ｌおよび右側面壁１Ｒへの接触圧により固定してもよい。

図２は制振部材１００Ａをその中心軸を含む平面により切断した断面図である。また、図３は図２のIII−III’線断面図である。制振部材１００Ａは、第１部材１０１と、第２部材１０２と、第３部材１０３とを有する。図示の例では、第１部材１０１は、中空の円筒形状をなしている。第２部材１０２は、第１部材１０１と共通の中心軸を有し、第１部材１０１の内径よりも外径が短い円筒形状をなしており、一端近傍の部分が第１部材１０１の中空領域内に挿入されている。そして、第１部材１０１における第２部材１０２の反対側の端部は左側面壁１Ｌに接し、第２部材１０２における第１部材１０１の反対側の端部は右側面壁１Ｒに接している。第３部材１０３は、第２部材１０２が第１部材１０１へ挿入されている部分の間隙を満たす円筒形状を有している。第３部材１０３の内壁は接着剤により第２部材１０２の外壁に接着され、第３部材１０３の外壁は接着剤により第１部材１０１の内壁に接着されている。なお、第３部材の固定は接着剤によるものに限られず、第３部材の変形により生じる圧力によって第３部材を固定してもよい。このように第１部材１０１および第２部材１０２は第３部材１０３を介して接続されており、全体として略棒状の一体をなしている。また、第１部材１０１および第２部材１０２は、相互に対向する第１対向領域および第２対向領域、すなわち、第１部材１０１において第２部材１０２を受け容れた部分の内壁面（第１対向領域）と、第２部材１０２において第１部材１０１へ挿入された部分の外壁面（第２対向領域）とを有し、円筒形状をなす第３部材１０３は、この第１対向領域と第２対向領域との間隙に配置されている。

本実施形態では、筐体１の振動に基づく力を、左側面壁１Ｌおよび第１部材１０１を介して第３部材１０３に伝え、かつ、右側面壁１Ｒおよび第２部材１０２を介して第３部材１０３に伝えることにより、第３部材１０３をせん断変形させ、第３部材１０３により振動エネルギーを吸収することにより筐体１の振動を減衰させる。

第１部材１０１および第２部材１０２は、左側面壁１Ｌおよび右側面壁１Ｒからの力を第３部材１０３に伝える必要がある。このため、第１部材１０１および第２部材１０２は、少なくとも第３部材１０３よりも弾性率が高い素材であることが必要であり、理想的には剛体であることが望ましい。本実施形態では、剛性の高いアルミニウム等の金属により第１部材１０１および第２部材１０２が構成されている。また、第３部材１０３は、第１部材１０１および第２部材１０２を介して与えられる力によりせん断変形し、元の形状に戻ろうとする弾性と、振動エネルギーを吸収するための十分な粘性が必要である。このため、粘性と弾性とを有するゴム等の粘弾性体が第３部材１０３として用いられる。なお、第３部材１０３に用いる粘弾性体は、吸収したい周波数帯域に応じて適宜選択してよい。例えば、本実施形態では、筐体の１次振動モードを吸収するため、１次振動モードの周波数に合わせて粘弾性体を選択してよい。

本実施形態によれば、筐体１に振動が発生すると、この振動に基づく力が、左側面壁１Ｌから第１部材１０１を介して第３部材１０３に伝わり、右側面壁１Ｒから第２部材１０２を介して第３部材１０３に伝わる。この結果、第３部材１０３にせん断変形が生じ、これにより振動エネルギーが吸収され、筐体１の振動が減衰される。具体的には、せん断変形する第３部材により振動エネルギーが熱エネルギーに変換される。従って、本実施形態によれば、スピーカにおいて筐体１の振動に基づく雑音を抑制し、再生音の音質を高めることができる。なお、左側面壁１Ｌおよび右側面壁１Ｒから第１部材１０１および第２部材１０２に振動が十分に伝わるならば、第１部材１０１および第２部材１０２は左側面壁１Ｌおよび右側面壁１Ｒと直接接している必要はなく、別の部材を介してもよい。また、本実施形態では、第３部材１０３の変形によって生じる復元力で左側面壁１Ｌおよび右側面壁１Ｒへ接触圧を加え、制振部材１００Ａを支持することができる。そのため、制振部材１００Ａを取り付けるための穴を筐体の壁面に設け、フランジ付リングにより制振部材１００Ａの端部をこの穴に取り付ける必要がなく、単に左側面壁１Ｌおよび右側面壁１Ｒ間に挟むことにより制振部材１００Ａを筐体１に取り付け可能である。このように本実施形態によれば、構成が単純であり、筐体１への取り付けが容易な制振部材１００Ａを実現することができる。

＜第２実施形態＞
図４はこの発明の第２実施形態である制振部材１００Ｂの構成を示す断面図である。上記第１実施形態と同様、この制振部材１００Ｂも全体として略棒状をなし、スピーカ等の筐体の対向する２つの壁面間に挟まれた状態で筐体に取り付けられる。

制振部材１００Ｂは、平行に並んだ板状の３枚の第１部材１１１と、平行に並んだ板状の２枚の第２部材１１２とを有している。２枚の第２部材１１２の各々の端部近傍部は、３枚の第１部材１１１の隣り合った２枚の端部近傍部間に挿入されている。そして、第１部材１１１の端部近傍部と第２部材１１２の端部近傍部とが等間隔にかつ交互に並んでいる。隣り合った第１部材１１１の端部近傍の板面および第２部材１１２の端部近傍の板面は、相互に対向する第１対向領域および第２対向領域となっており、この第１対向領域と第２対向領域の間隙に、板状の第３部材１１３が挟まれている。

上記第１実施形態と同様、本実施形態においても、第１部材１１１および第２部材１１２は、剛性の高いアルミニウム等の金属であり、第３部材１１３は、ゴム等の粘弾性体である。本実施形態においても上記第１実施形態と同様な効果が得られる。

＜第３実施形態＞
図５はこの発明の第３実施形態である制振部材１００Ｃの構成を示す断面図である。上記第１および第２実施形態と同様、この制振部材１００Ｃも全体として略棒状をなし、スピーカ等の筐体の対向する２つの壁面間に挟まれた状態で筐体に取り付けられる。

制振部材１００Ｃは、中心軸を同じくする棒状の第１部材１２１および第２部材１２２と、第１部材１２１および第２部材１２２の端部同士の間に挿入された第３部材１２３とを有する。上記第１および第２実施形態と同様、第１部材１２１および第２部材１２２は、アルミニウム等の金属からなる剛体である。そして、第３部材１２３は、発泡ゴムにより構成されている。

本実施形態において、筐体の振動に基づく力が、第１部材１２１および第２部材１２２を介して第３部材１２３に伝わることにより第３部材１２３に圧縮・伸長変形が生じる。しかし、発泡ゴムからなる第３部材１２３では、圧縮・伸長変形時にも振動エネルギーを吸収する効果が発生する。このため、筐体の振動が減衰される。よって、本実施形態においても、上記第１および第２実施形態と同様な効果が得られる。

＜他の実施形態＞
以上、この発明の第１〜第３実施形態について説明したが、この発明には他にも実施形態が考えられる。例えば次の通りである。

（１）上記第１実施形態では、第３部材１０３として、第２部材１０２の周囲方向に連続した円筒形状の部材を用いたが、この第３部材１０３を周囲方向に分割してもよい。図６は、この態様による制振部材１００Ｄを第１部材１３１および第２部材１３２の中心軸と直交する平面によって切断した構成を示す断面図である。この制振部材１００Ｄでは、第２部材１３２の周囲方向に分離された４個の第３部材１３３が第１部材１３１および第２部材１３２間に挟まれている。なお、第３部材１３３の個数は任意であり、２個または３個としてもよく、５個以上としてもよい。この態様においても上記第１実施形態と同様な効果が得られる。また、この態様によれば、第３部材の個数、第２部材１０２の周囲方向に沿った幅を調整することにより、第３部材に発生させるせん断変形量を調整し、筐体の振動の減衰特性を調整することができる。

（２）上記第１実施形態における第３部材１０３を第２部材１０２の中心軸に沿った方向に分割してもよい。図７は、この態様による制振部材１００Ｅを第１部材１４１および第２部材１４２の中心軸を含む平面によって切断した構成を示す断面図である。この制振部材１００Ｅでは、第２部材１４２の中心軸方向に分離された３個の第３部材１４３が第１部材１４１および第２部材１４２間に挟まれている。なお、第３部材１４３の個数は任意であり、２個としてもよく、４個以上としてもよい。この態様においても図６の態様と同様な効果が得られる。

（３）上記第２実施形態に対して、図６の態様あるいは図７の態様を適用してもよい。すなわち、図４における板状の第３部材１１３を、第１部材１１１または第２部材１１２の幅方向に分割（図６の態様の適用）し、あるいは第１部材１１１または第２部材１１２の長手方向に分割（図７の態様の適用）する。これらの態様においても、図６の態様あるいは図７の態様と同様な効果が得られる。

（４）制振部材の全長を調整する全長調整部を第１部材または第２部材の少なくとも一方に設け、伸縮可能な制振部材を構成してもよい。図８および図９は伸縮可能な制振部材の構成例を示す断面図である。

図８に示す制振部材１００Ｆは、両端が開口した中空円筒形状の第１部材１５１および第２部材１５２を有している。図示は省略したが、上記第１実施形態と同様、第２部材１５２の端部近傍部は第１部材１５１の端部近傍部に挿入されており、第１部材１５１の端部近傍部の内壁面と第２部材１５２の端部近傍部の外壁面との間にゴム等からなる第３部材が挟み込まれている。

第１部材１５１における第２部材１５２と反対側の開口端には、円筒形状の延長用部材１５３が挿入される。この延長用部材１５３の外周面には雄ネジ１５３ａが形成されている。一方、第１部材１５１の内周面には、この雄ネジ１５３ａと噛み合う雌ネジ１５１ａが形成されている。また、第２部材１５２における第１部材１５１と反対側の開口端は、円筒形状の延長用部材１５４の開口端に挿入される。この延長用部材１５４の内周面には雌ネジ１５４ａが形成されている。一方、第２部材１５２の外周面には、この雌ネジ１５４ａと噛み合う雄ネジ１５２ａが形成されている。すなわち、図８に示す態様では、第１部材１５１に形成された雌ネジ１５１ａと、延長用部材１５３とその雄ネジ１５３ａが第１の全長調整部を構成し、第２部材１５２に形成された雄ネジ１５２ａと、延長用部材１５４とその雌ネジ１５４ａが第２の全長調整部を構成している。この態様によれば、延長用部材１５３および１５４を回転させることにより第１部材１５１および１５２に対する延長用部材１５３および１５４の突き出し長を調整し、制振部材１００Ｆの全長を調整することができる。従って、この態様によれば、筐体の対向する２壁面間の距離に合わせて制振部材１００Ｆの全長を調整し、制振部材１００Ｆを筐体に取り付けることができる。

図９に示す制振部材１００Ｇは、中空円筒形状の第１部材１６１および第２部材１６２を有している。図示は省略したが、第１部材１６１および第２部材１６２の接続部分の構成は上記第１実施形態と同様である。

第１部材１６１における第２部材１６２と反対側の端部は開口端となっており、この開口端には、両端が閉塞した円筒形状の延長用部材１６３が挿入される。第１部材１６１内の中空領域は、その途中において壁１６１ａにより遮られている。そして、第１部材１６１の開口端から挿入された延長用部材１６３の閉塞端と壁１６１ａとの間にはバネ１６１ｂが挟まれている。一方、第２部材１６２における第１部材１６１と反対側の端部は閉塞端となっており、この閉塞端は、一端が開口し、他端が閉塞した円筒形状の延長用部材１６４の開口端に挿入される。そして、第２部材１６２の閉塞端と延長用部材１６４の閉塞端との間にはバネ１６２ｂが挟まれている。すなわち、図９に示す態様では、第１部材１６１に挿入された延長用部材１６３とバネ１６１ａが第１の全長調整部を構成し、第２部材１６２が挿入された延長用部材１６４とバネ１６２ｂが第２の全長調整部を構成している。この態様によれば、延長用部材１６３および１６４を第１部材１６１および第２部材１６２に対して押すことにより制振部材１００Ｇの全長を調整することができる。従って、この態様においても、図８の態様と同様な効果が得られる。

なお、制振部材の全長を調整するための手段は、ネジやバネに限定されるものではなく、例えばオイルやエア等により全長の調整を行ってもよい。また、図８および図９では、第１部材および第２部材の両方に全長調整部を設けたが、いずれか一方のみに全長調整部を設けてもよい。

（５）上記第１実施形態において、第１部材１０１または第２部材１０２の少なくとも一方に開口を設け、共鳴器として活用してもよい。図１０に示す制振部材１００Ｈは、上記第１実施形態と同様、中空円筒形状の第１部材１７１および第２部材１７２と、第１部材１０１および第２部材１７２を接続する第３部材１７３を有する。ここで、第１部材１７１には、制振部材１００Ｈ内の中空領域を筐体１内の中空領域に連通させる開口１７１ａが設けられている。制振部材１００Ｈでは、その内部の中空領域を共鳴器として機能させることによって、筐体１の音響特性を調整することができる。この態様によれば、筐体１の振動抑制と音響特性の調整を１つの制振部材１００Ｈで行うことができる。なお、図１０では、開口１７１ａを第１部材１７１に設けたが、第２部材１０２に設けてもよい。あるいは第１部材１７１および第２部材１７２の両方に開口を設けてもよい。制振部材１００Ｈに設ける開口の個数および位置は任意であり、筐体１の形状、大きさ、所望の音響特性に応じて適宜決定すればよい。

（６）上記第１実施形態では、第１部材１０１および第２部材１０２を円筒形状としたが、角筒形状等、円筒以外の筒形状としてもよい。

（７）図１では１本の制振部材を筐体の対向する２壁面間に設けたが、振動の減衰特性の異なる複数本の制振部材を２壁面間に設けてもよい。この態様によれば、複数本の制振部材の組み合わせにより所望の減衰特性を実現することができる。

（８）この発明による制振部材は、スピーカやサブウーファー等の音響装置の他、ポータブルキーボードなど、箱状の筐体をもち、音を発する電子楽器・音響機器・車載音響装置等にも適用可能である。

１……筐体、ＳＰ……スピーカユニット、１Ｌ，１Ｒ，１Ｆ，１Ｂ，１６１ａ……壁、１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇ……制振部材、１０１，１１１，１２１，１３１，１４１，１５１，１６１……第１部材、１０２，１１２，１２２，１３２，１４２，１５２，１６２……第２部材、１０３，１１３，１２３，１３３，１４３……第３部材、１５３ａ，１５２ａ…雄ネジ、１５１ａ，１５４ａ……雌ネジ、１５３，１５４，１６３，１６４……延長用部材、１６１ｂ，１６２ｂ……バネ。

Claims

音響装置の筐体内部に取り付けられる制振部材であって、
第１部材と、第２部材と、第３部材とから構成され、
前記第３部材を介して、前記第１部材と前記第２部材が接続されており、
前記第３部材は、前記第１部材および前記第２部材より低い弾性率を有する
ことを特徴とする制振部材。
前記第１部材と前記第２部材は、相互に対向した第１対向領域および第２対向領域を各々有し、
前記第１対向領域と前記第２対向領域との間隙に前記第３部材が配置されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の制振部材。
前記第１部材または前記第２部材の少なくとも一方に前記制振部材の全長を調整する全長調整部を備える
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の制振部材。
前記第１部材および前記第２部材は、筒形状であり、
前記第１部材は、前記第２部材が挿入される中空領域を有し、
前記第１部材の中空領域の内壁面と当該中空領域に挿入された前記第２部材の外壁面に前記第３部材が挟み込まれている
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の制振部材。
前記第１部材または前記第２部材の少なくとも一方に開口を有する
ことを特徴とする請求項４に記載の制振部材。
前記第１部材および前記第２部材は、板体であり、
前記第１部材の板面と前記第２部材の板面に前記第３部材が挟み込まれている
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の制振部材。
筐体内の一面に前記第１部材が接し、前記一面と異なる面に前記第２部材が接することを特徴とする
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の制振部材を設けた音響装置。