JP2021122132A - 移動体用音発生装置 - Google Patents

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寛幸 土肥
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智 樋渡
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Takayuki Negishi
孝之 根岸
博之 小林
Hiroyuki Kobayashi
博之 小林
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Abstract

【課題】ノイズを低減しやすい周波数帯域を調節可能な移動体用音発生装置を提供する。【解決手段】移動体用音発生装置１Ｇにおいて、スピーカユニット２０が、車両が形成する箱状の空間に向けて音を放射する。スピーカユニットは、エンクロージャ３１Ｇ，３２Ｇに収容されている。エンクロージャ及びスピーカユニットの少なくとも何れかに、スピーカユニットの最低共振周波数とは異なる周波数の共振音を発生させる管部材１０２及び振動部材１０３が配されている。また、エンクロージャの少なくとも一部が、車両のボディを兼ねている。【選択図】図２１

Description

本発明は、移動体用音発生装置に関するものである。
一般に、スピーカ装置（音発生装置）では、磁気回路に入力される入力信号と、振動板が振動することによって発生する発生音と、の間に位相差が生じることが知られている。このようなスピーカ装置がノイズキャンセル装置として用いられることがある。このとき、ノイズを集音するとともにノイズと逆位相の音を発生させて打ち消そうとしても、集音から音発生までの時間差だけでなく、上記の位相差により、発生音がノイズの逆位相からずれやすく、発生音とノイズとが打ち消し合いにくかった。そこで、位相差の周波数特性（位相特性）を予め測定又は算出しておき、発生音がノイズの逆位相となるように入力信号を制御する方法も考えられる。しかしながら、例えば最低共振周波数の前後のように位相差の変化率が高くなる周波数帯域が存在することがあるため、このような周波数帯域の前後においては、発生音がノイズの逆位相からずれやすいという不都合があった。
一方、振動板の等価質量と最低共振周波数とを調節することにより、入力信号と発生音との位相差の低減を図ったスピーカユニットが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された従来のスピーカユニットでは、振動板の等価質量と最低共振周波数との積を４００ｇ・Ｈｚ以下に設定することで位相差を低減しており、即ち、位相差の変化率も低くなっている。
しかしながら、特許文献１に記載されたスピーカユニットでは、振動板を軽くしたり最低共振周波数を低くしたりする必要があり、設計の自由度が低く、特定の周波数のノイズしか低減することができないという不都合があった。
また、特許文献１に記載の技術では、上記のヘッドレストに頭を載せた特定の個人を対象としてノイズを打ち消すものであるが、車両などの移動体が形成する箱状の空間の内部の全般に亘ってノイズを打ち消したいとの要望もある。このような要望に応えるべく箱状の空間の内部にノイズを打ち消すためのスピーカユニットを配置したとき、スピーカユニットの発生音が、相対する壁面間での反射音による定在波の影響を受けることがある。
このような定在波の影響により、スピーカユニットへの入力信号と、箱状の空間の各所に伝わるノイズ打消し用の音と、の位相差が、入力信号の周波数が変化したときに急激に変化するといった乱れが生じる場合がある。このような位相差の乱れがあると、集音したノイズを逆位相の音で打ち消すべくスピーカユニットでの入力信号の位相を調整しても、ノイズの打消しが困難となる恐れがある。また、このような定在波に起因する位相差の乱れの程度は、箱状の空間における場所ごとに異なることがある。このような乱れの程度のバラつきがあると、箱状の空間の各所でノイズの打消しの程度にバラつきが出る恐れがある。
特開平９−２４７７７７号公報
したがって、本発明の第１の課題は、ノイズを低減しやすい周波数帯域を調節可能な音発生装置を提供することが一例として挙げられる。
また、本発明の第２の課題は、箱状の空間の各所におけるノイズを良好に打ち消すことができるアクティブノイズコントロール用スピーカシステムを提供すること等が一例として挙げられる。
前述した課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の移動体用発生装置は、移動体が形成する箱状の空間に向けて音を放射するスピーカユニットと、スピーカユニットを収容するエンクロージャと、を備え、前記エンクロージャ及び前記スピーカユニットの少なくとも何れかに、前記スピーカユニットの最低共振周波数とは異なる周波数の共振音を発生させる共振素子が配され、前記エンクロージャの少なくとも一部が、前記移動体のボディを兼ねていることを特徴とする。
本発明の実施例１に係る移動体用音発生装置が設けられた車両を示す側面図である。 （Ａ）は図１に示す車両を構成する車両ボディの斜視図であり、（Ｂ）は車両ボディを構成するピラーの分解斜視図であり、（Ｃ）は（Ａ）の概略断面図である。 図１に示す車両内の概略正面図である。 図１に示す車両内の概略正面図である。 本発明の実施例１に係るスピーカユニットを示す断面図である。 実施例１に示す音発生装置の機械要素を示す模式図である。 実施例１に示す音発生装置の機械要素を回路要素に置換した等価回路である。 比較例のスピーカユニットの機械要素を回路要素に置換した等価回路である。 実施例１及び比較例のスピーカユニットにおける等価回路のインピーダンス及び発生音の周波数特性のシミュレーション結果を示すグラフである。 実施例１及び比較例のスピーカユニットにおける位相特性のシミュレーション結果を示すグラフである。 ノイズ信号と前記スピーカユニットが発生するキャンセル信号とこれらの合成信号との波を示すグラフである。 他の実施例に係る移動体用音発生装置に用いられる管部材の分解斜視図である。 本発明の実施例２に係るスピーカユニットを示す断面図である。 本発明の実施例３に係るスピーカユニットを示す断面図である。 前記実施例３のスピーカユニットの機械要素を回路要素に置換した等価回路図である。 実施例３及び比較例のスピーカユニットにおける等価回路のインピーダンス及び発生音の周波数特性のシミュレーション結果を示すグラフである。 実施例３及び比較例のスピーカユニットにおける位相特性のシミュレーション結果を示すグラフである。 本発明の実施例４に係るスピーカユニットを示す断面図である。 本発明の実施例５に係るスピーカユニットを示す断面図である。 本発明の実施例６に係るスピーカユニットを示す断面図である。 本発明の実施例７に係ると移動体用音発生装置を示す断面図である。 実施例７に示す移動体用音発生装置の機械要素を回路要素に置換した等価回路である。 本発明の実施例８に係ると移動体用音発生装置を示す断面図である。 本発明の実施例９に係ると移動体用音発生装置を示す断面図である。 本発明の実施例１０に係ると移動体用音発生装置を示す断面図である。 本発明の実施例１１に係ると移動体用音発生装置を示す断面図である。 実施例７〜１１の変形例に係る移動体用音発生装置を示す断面図である。 実施例７〜１１の変形例に係る移動体用音発生装置を示す断面図である。 本発明の実施例１２に係る移動体用音発生装置が設けられた車両を示す側面図である。 図１に示すスピーカユニットの配置を説明するための説明図である。 本発明の実施例１３に係る音発生装置が設けられた移動体を示す側面図である。 図３１に示す管部材の要部を示す正面図である。 図３１に示す管部材を示す斜視図である。 実施例１３の音発生装置及び比較例２の音発生装置における音圧の周波数依存性を示すグラフである。 本発明の実施例１４に係る音発生装置が設けられた移動体を示す側面図である。 実施例１４の音発生装置及び比較例３の音発生装置における音圧の周波数依存性を示すグラフである。 実施例１３、１４の第１及び第２の変形例にかかる音発生装置のスピーカユニットを示す正面図である。 実施例１３、１４の第３の変形例にかかる音発生装置のスピーカユニットを示す側面図である。 実施例１３、１４の第４の変形例にかかる音発生装置のスピーカユニットを示す側面図である。 実施例１３、１４の第５の変形例にかかる音発生装置のスピーカユニットを示す背面図である。 実施例１３、１４の第６の変形例にかかる音発生装置のスピーカユニットを示す平面図である。 実施例１３、１４の第７の変形例にかかる音発生装置のスピーカユニットを示す斜視図及び側面図である。 本発明の実施例に係る移動体用音発生装置を備える移動体を示す側面図である。 前記移動体の一部を示す図である。 図４４中のＩ−Ｉ線に沿う断面を模式的に示す図である。 前記移動体用音発生装置を示す断面図である。 前記移動体用音発生装置の機械要素を回路要素に置換した等価回路図である。 前記移動体用音発生装置における等価回路のインピーダンス及び発生音の周波数特性を示すグラフである。 前記移動体用音発生装置における入力信号と発生音との位相差の周波数依存性を示すグラフである。 本発明の実施例１６に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステムを示す模式図である。 図５１に示されているアクティブノイズコントロール用スピーカシステムに対応したシミュレーション用のミニチュアボックスを示す模式図である。 図５１に示されているミニチュアボックスにおける各所の集音マイクで集音されたキャンセル音の音圧特性を示すグラフである。 図５１に示されているミニチュアボックスにおける各所の集音マイクで集音されたキャンセル音の位相特性を示すグラフである。 比較例４に対応したシミュレーション用のミニチュアボックスを示す模式図である。 図５４に示されている比較例４のミニチュアボックスにおける各所の集音マイクで集音されたキャンセル音の音圧特性を示すグラフである。 図５４に示されている比較例４のミニチュアボックスにおける各所の集音マイクで集音されたキャンセル音の位相特性を示すグラフである。 比較例４に対応したシミュレーション用のミニチュアボックスを示す模式図である。 図５７に示されている比較例４のミニチュアボックスにおける各所の集音マイクで集音されたキャンセル音の音圧特性を示すグラフである。 図５７に示されている比較例４のミニチュアボックスにおける各所の集音マイクで集音されたキャンセル音の位相特性を示すグラフである。 本発明の実施例１７に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステムを示す模式図である。 本発明の実施例１８に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステムを示す模式図である。 本発明の実施例１９に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステムが備えるスピーカユニットの内部構造を示す図である。 本発明の実施例２０に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステムを示す図である。 本発明の実施例２１に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステムを示す図である。 本発明の実施例２２に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステムを示す図である。 本発明の実施例２３に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステムを示す図である。 本発明の実施例２４にかかる移動体用音発生装置を示す斜視図である。 図１の移動体用音発生装置の概略構成を示す断面図である。 図６８の移動体用音発生装置の機械要素を回路要素に置換した等価回路図である。 図６８の移動体用音発生装置における等価回路のインピーダンス及び発生音の周波数特性を示すグラフである。 図６８の移動体用音発生装置における入力信号と発生音との位相差の周波数依存性を示すグラフである。 本発明の実施例２５にかかる移動体用音発生装置を示す斜視図である。 図７２の管部材の他端に設けられた振動部材の断面図である。 図７２の移動体用音発生装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の実施例２６にかかる移動体用音発生装置を示す斜視図である。 図７５の移動体用音発生装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の実施例２７にかかるアクティブノイズコントロール用スピーカシステムが設けられた車両を示す側面図である。 アクティブノイズコントロール用スピーカシステムが設けられた車両を示す平面図である。 アクティブノイズコントロール用スピーカシステムの管部材の要部を示す正面図である。 管部材を示す斜視図である。 アクティブノイズコントロール用スピーカシステムにおける後方側のスピーカ装置を示す背面図である。 本発明の実子例２８に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステムが設けられた移動体を示す平面図である。 図８２に示されているアクティブノイズコントロール用スピーカシステムにおける後方側のスピーカ装置を示す背面図である。 本発明の実施例２９に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステムが設けられた車両を示す側面図である。 図８４に示されているアクティブノイズコントロール用スピーカシステムが設けられた車両を示す平面図である。
以下、本発明の実施形態を説明する。本発明の一実施形態に係る移動体用音発生装置は、スピーカユニットと、スピーカユニットを収容するエンクロージャと、を備える。エンクロージャ及びスピーカユニットの少なくとも何れかに、スピーカユニットの最低共振周波数とは異なる周波数の共振音を発生させる共振素子が配される。
音発生装置における入力信号と発生音との位相差の周波数特性（位相特性）は、周波数が高くなるにしたがって位相差が小さくなる傾向を示す。任意の周波数帯域において音発生装置における入力信号と発生音との位相差が無い場合、音発生装置における入力信号と発生音との位相差の絶対値は任意の周波数帯域から周波数が高くなるに従って大きくなる傾向を示す。
上述したようにエンクロージャ及びスピーカユニットの少なくとも何れかに、共振素子を配することで、移動体用音発生装置による発生音の音圧の周波数特性（音圧特性）は、スピーカユニットの最低共振周波数に応じたピーク以外に、共振素子が発生する共振音の共振周波数（素子共振周波数）に応じた周波数において、サブピークを有する。尚、「スピーカユニットの最低共振周波数」とは、共振素子を除く部分の共振周波数を意味する。移動体用音発生装置における入力信号と発生音との位相差の周波数特性（位相特性）は、周波数が高くなるにしたがって位相差が小さくなる傾向を示すが、音圧特性がサブピークを有することにより、位相特性のグラフが、サブピークの周波数やその近傍において下向きに凸に変形しようとする。従って、位相特性のグラフには、位相差の変化が比較的緩やかな平坦領域が形成される。このような平坦領域の周波数においては、移動体用音発生装置による発生音をノイズの逆位相としやすく、ノイズを低減しやすい。素子共振周波数を適宜に設定することにより、平坦領域を調節することができ、ノイズを低減しやすい周波数帯域を調節することができる。また、スピーカユニットの最低共振周波数及びその近傍において、音発生装置における入力信号と発生音との位相差の変化率が比較的急峻に変化する傾向がある。従って、サブピークの周波数はスピーカユニットの最低共振周波数の近傍に設定されていることが好ましい。
また、エンクロージャの少なくとも一部が、移動体のボディを兼ねているため、省スペース化を図ることができる。
また、エンクロージャは、移動体のボディを形成するフレームを兼ねていてもよい。
また、フレームは、管状に形成され、かつ、栓部材により塞がれ、エンクロージャは、栓部材及びフレームにより形成されていてもよい。これにより、フレームの構造を有効に利用できるため、より一層、省スペース化を図ることができる。
また、エンクロージャは、ボディとしてのピラー、サイドシル、リインフォースメント、クロスメンバー、アンダーカバー、センタートンネルから選ばれる少なくとも１つにより形成されていてもよい。
共振素子の少なくとも一部が、ボディに取り付けられたグロメットを兼ねていてもよい。これにより、グロメットとは別に共振素子を設ける必要がなくなり、コストダウンを図ることができる。
また、共振素子の共振音の１／４波長は、人体頭部の耳珠間幅よりも長いことが好ましく、耳珠間幅の２倍よりも長いことがより好ましい。それにより、ユーザーの頭部に共振音の音波が到達した際、左右の耳における音圧の絶対値の差を小さくすることができる。即ち、ユーザーの左右の耳に到達する音波同士には、最大で耳珠間幅だけ経路差が生じ得る。このとき、共振音の１／４波長が耳珠間幅（又はその２倍）よりも長いことで、左右の耳に到達する音波同士の位相差が小さくなり、音圧の絶対値の差が小さくなる。従って、上記のような平坦領域を形成することによる効果の左右差を低減することができる。また、音発生装置とユーザーの頭部との位置関係が変化した場合でも、同様に左右差を低減することができる。
尚、耳珠間幅とは、左右の耳珠点間の直線距離であって、一般的には０．１５ｍ程度であるが、想定するユーザーの人種や性別等に応じて適宜な値を採用すればよい。また、１／４波長が０．１５ｍとなる共振音の周波数は５６７Ｈｚである。
また、本実施形態における移動体は、上記の移動体用音発生装置を備える。このような移動体によれば、移動体用音発生装置に音を放射させることにより、箱状の空間内において低音域の音響特性を向上させることができる。
また、本発明の一実施形態に係る移動体用音発生装置は、スピーカユニットを備える。スピーカユニットに、スピーカユニットの最低共振周波数とは異なる周波数の共振音を発生させる共振素子が配され、空間を囲む複数の面のうち少なくとも２つが交わる交差部に向けてスピーカユニットの音が放射されている。ここで、箱状の空間を形成する移動体は複数の面を有しており、例えば、移動体の進行方向において、前面、後面、左側面、右側面、下面（底面）、及び、上面（天面）を有する。
上述したようにスピーカユニットに共振素子を配することで、共振素子の共振周波数を適宜に設定することにより、ノイズを低減しやすい周波数帯域を調節することができる。
また、スピーカユニットの音が交差部に向けて放射されることで、スピーカユニットから放射された低音が少なくとも２つの面で反射されて移動体の空間内で反響しやすい。また、移動体用音発生装置における低音域の音圧等の音響特性を向上させることができ、低音域のノイズを低減させやすくなる。
本発明の一実施形態に係る移動体用音発生装置は、スピーカユニットと、該スピーカユニットを収容するエンクロージャと、を備える。エンクロージャ及びスピーカユニットの少なくとも何れかに、スピーカユニットの最低共振周波数とは異なる周波数の共振音を発生させる共振素子が配され、空間を囲む複数の面のうち少なくとも２つが交わる交差部に向けて移動体用音発生装置の音が放射されていることを特徴とする。
上述したようにエンクロージャ及びスピーカユニットの少なくとも何れかに共振素子を配することで、共振素子の共振周波数を適宜に設定することにより、ノイズを低減しやすい周波数帯域を調節することができる。
また、移動体用音発生装置の音が交差部に向けて放射されることで、スピーカユニットから放射された低音が少なくとも２つの面で反射されて移動体の空間内で反響しやすい。また、移動体用音発生装置における低音域の音圧等の音響特性を向上させることができ、低音域のノイズを低減させやすくなる。
本発明の一実施形態に係る移動体用音発生装置は、スピーカユニットと、該スピーカユニットを収容するエンクロージャと、該エンクロージャの内部空間に一端が連通する管部材と、を備えている。スピーカユニット、エンクロージャ及び管部材の少なくとも何れかに、スピーカユニットの最低共振周波数とは異なる周波数の共振音を発生させる共振素子が配され、管部材の他端が、空間を囲む複数の面のうち少なくとも２つが交わる交差部を向いて開口している。
上述したようにスピーカユニット、エンクロージャ及び管部材の少なくとも何れかに共振素子を配することで、共振素子の共振周波数を適宜に設定することにより、ノイズを低減しやすい周波数帯域を調節することができる。
エンクロージャの内部空間（スピーカユニットを収容する空間）に管部材の一端が連通していることで、スピーカユニットの背面側で生じた音のうち、管部材の長さに応じた低音域の成分が管部材内で共鳴し、他端から放射される。尚、エンクロージャと管部材とが一体に形成されていてもよい。さらに、管部材の他端が、移動体の空間を囲む複数の面のうち少なくとも２つが交わる交差部を向いて開口していることで、他端から放射された低音が少なくとも２つの面で反射されて移動体の空間内で反響しやすく、移動体用音発生装置における低音域の音圧等の音響特性を向上させることができ、低音域のノイズを低減させやすくなる。
管部材の他端は、複数の面のうち３つが交わる角部を向いて開口していてもよい。それにより、他端から放射された低音が３つの面で反射されて移動体の空間内で反響しやすく、移動体用音発生装置における低音域の音圧等の音響特性をより向上させ、より低音域のノイズを低減させやすい。
スピーカユニットは、移動体のインストルメントパネルの上面において前面側から音を放射するようにインストルメントパネルに設けられ、管部材の他端は、インストルメントパネルの下方において、前述した移動体が有する複数の面のうち前面と下面と側面とが交わる角部を向いて開口していてもよい。それにより、スピーカユニットがインストルメントパネルに設けられ、インストルメントパネルの上面において前面側から音を放射することで、放射された音を搭乗者に届きやすくすることができ、搭乗者に対するノイズキャンセル効果の向上を図ることができる。
さらに、管部材の他端がインストルメントパネルの下方において移動体の前面と下面と側面とが交わる角部を向いて開口していることで、他端から放射されて角部周辺で反射された音は、対向する角部（移動体の後面と、上面と、反対側の側面と、が交わる角部）に向かって進行し、角部同士の間で定在波を形成する。このとき、角部間の距離は、対向する一対の面間の距離よりも長いことから、波長の長い定在波を形成することができ、移動体の空間内で低音を効率よく反響させることができる。
スピーカユニット及びエンクロージャは、インストルメントパネル内に設けられ、管部材は、インストルメントパネル内を通過するようにしてもよい。それにより、スピーカユニット及びエンクロージャがインストルメントパネル内に設けられるとともに、管部材がインストルメントパネル内を通過することで、移動体用音発生装置を移動体に設けた場合に外観を良好に保つことができる。また、管部材の他端近傍がインストルメントパネルから突出することで露出していても、他端はインストルメントパネルの下方に位置していることから目立ちにくい。
管部材は、少なくとも長手方向の一領域において、他端に向かうにしたがって断面形状が変化するようにしてもよい。それにより、管部材の他端から放射される音の音響特性を向上させることができる。また、管部材は、他端近傍の領域において、他端に向かうにしたがって断面形状が変化することがより好ましい。
スピーカユニット及びエンクロージャが移動体の座席の下方に設けられ、管部材の一部が移動体の空調用ダクトと一体であり、管部材が移動体の進行方向における前方側に向かって延びている構成としてもよい。それにより、空調用ダクトを管部材として利用して低コスト化するとともに、ダクトを通すために移動体に形成された空間を利用することができる。尚、管部材の一部は、空調用ダクトのうち温風又は冷風が通過する通路部として共用されていてもよい。また、通路部が仕切り部によって仕切られて２以上の通路を有するとともに、１の通路が温風又は冷風の通過用に用いられ、他の通路を管部材の一部としてもよい。また、座席の下方におけるスピーカユニットの設置スペースが狭くても（即ち、スピーカユニットを小型化しても）、管部材の他端が交差部を向いて開口していることで、低音域の音圧等の音響特性を向上させることができる。
エンクロージャが、移動体のインストルメントパネルに設けられた箱部の一部であり、スピーカユニットの前面が箱部の外側に向けられており、管部材の他端が、移動体の進行方向における少なくとも前面と下面とが交わる交差部を向いて開口している構成としてもよい。それにより、箱部の内側の空間を利用してスピーカユニットの背面側から放射された音を反響させることができる。さらに、インストルメントパネルは移動体の前方側に設けられるものであり、移動体の前面と下面とが交わる交差部に対して管部材の他端を向けやすい。また、箱部内の空間の狭小化を抑制するためにスピーカユニットを小型化しても、管部材の他端が交差部を向いて開口していることで、低音域の音圧等の音響特性を向上させることができる。
スピーカユニット及びエンクロージャが、移動体が形成する箱状の空間内に収容されたスペアタイヤのホイール内に設けられている構成としてもよい。それにより、スペアタイヤのホイール内の空間を利用してスピーカユニット及びエンクロージャを設置することができる。尚、スペアタイヤのホイールは、移動体に取り付けて幅方向から見た際に、いずれかの面（例えば移動体の幅方向における内側の面）が凹状に形成されている。この凹状の部分にスピーカユニット及びエンクロージャが配置されていることを、「ホイール内に収容されている」という。また、スピーカユニット及びエンクロージャは、全体がホイール内に収容されていてもよいし、一部が収容されていてもよい。それにより、スペアタイヤのホイール内に収容するためにスピーカユニットを小型化しても、管部材の他端が交差部を向いて開口していることで、低音域の音圧等の音響特性を向上させることができる。
スピーカユニット及びエンクロージャが、移動体の幅方向の中央部に設けられ、エンクロージャに、２本の管部材が接続され、２本の管部材が、幅方向において互いに反対側に向かって延び、その他端が、移動体の側面と、少なくとも他の１面と、が交わる交差部を向いて開口している構成としてもよい。それにより、幅方向の両側において管部材の他端から放射された低音が反響し、搭乗者にとって迫力のある再生音とすることができる。また、幅方向中央部においてスピーカユニットの設置スペースが狭くても、管部材の他端が交差部を向いて開口していることで、低音域の音圧等の音響特性を向上させることができる。
スピーカユニット及びエンクロージャが、移動体の進行方向における後方側の交差部近傍に設けられ、管部材が、移動体のサイドシルの内側を通過し、その他端が、進行方向においてサイドシルよりも前方側の交差部を向いて開口している構成としてもよい。それにより、管部材の他端により放射された低音が交差部において反射され、低音域の音圧等の音響特性をより一層向上させることができる。また、スピーカユニットを低音再生用のスピーカユニット（例えば、１００Ｈｚ以下の音を再生可能なスピーカユニットや、最低共振周波数が１００Ｈｚ以下のスピーカユニット）としてもよい。周波数１００Ｈｚ以下の音波は、指向性を感じにくいものであり、このような音波を放射するスピーカユニットを搭乗者の遠くに配置しても、音波を充分に届かせることができる。
また、本発明の実施形態に係る移動体用音発生装置は、扉体を有する移動体が形成する箱状の空間に向けて音を放射するスピーカユニットと、該スピーカユニットを収容するエンクロージャと、を備え、エンクロージャ及びスピーカユニットの少なくとも何れかに、スピーカユニットの最低共振周波数とは異なる周波数の共振音を発生させる共振素子が配され、スピーカユニット及びエンクロージャが、扉体内に収容されている。
音発生装置における入力信号と発生音との位相差の周波数特性（位相特性）は、周波数が高くなるにしたがって位相差が小さくなる傾向を示す。任意の周波数帯域において音発生装置における入力信号と発生音との位相差が無い場合、音発生装置における入力信号と発生音との位相差の絶対値は任意の周波数帯域から周波数が高くなるに従って大きくなる傾向を示す。
エンクロージャ及びスピーカユニットの少なくとも何れかに共振素子を備えることで、共振素子の共振周波数を適宜に設定することにより、ノイズを低減しやすい周波数帯域を調節することができる。
また、エンクロージャの内部空間に一端が連通し、他端が空間に開口する管部材を備えることが好ましい。エンクロージャの内部空間に管部材の一端が連通していることで、スピーカユニットの後方側（箱状の空間に向けて音を放射する側（音放射側）の反対側）で生じた音のうち、管部材の長さに応じた低音域の成分が管部材内で共鳴し、他端から放射される。尚、エンクロージャと管部材とが一体に形成されていてもよい。
また、スピーカユニットは、移動体における座席の座面よりも上方に設けられ、管部材の他端は、扉体の下方において空間に向けて開口していることが好ましい。それにより、スピーカユニットを移動体における座席の座面よりも上方に設けても、低音域の成分の音響特性が高い扉体の低い位置で低音域の成分が放射されるため、移動体用音発生装置における低音域の音圧等の音響特性を向上させることができる。
また、上記のように低音域の音響特性が向上することで、低音再生用スピーカ（例：ウーファー、サブウーファー）と比べて低音域の音圧が低い小型のスピーカユニットを用いた場合でも、良好な音響特性を得ることができるため、スピーカユニットの小口径化が可能となる。
また、管部材の他端が、扉体の下端部と当該扉体の下端部に対向する移動体の一部との間の間隙に向けて開口していることが好ましい。それにより、当該他端から放射された低音域の成分が、間隙を形成する扉体の下面と移動体の一部との２つの面で反射される。よって移動体の空間内で反響しやすく、移動体用音発生装置における低音域の音圧等の音響特性を向上させることができる。
また、管部材の他端が、間隙を形成する移動体の一部を向いて開口していることが好ましい。それにより、他端から放射された低音域の成分が、間隙を形成する扉体の下面と移動体の一部との２つの面で反射される。よって移動体の空間内で反響しやすく、移動体用音発生装置における低音域の音圧等の音響特性を向上させることができる。
また、扉体の上下方向における間隙の長さが、箱状の空間の内側（例えば座席がある位置）に向かって大きくなるように形成されていることが好ましい。このように箱状の空間の内側に向かって、扉体の上下方向における間隙の長さが広がることで、フレア効果により、風切音を生じにくくすること、或いは空気の乱れを生じにくくすることができる。さらに、管部材の他端から放射された低音域の成分が、間隙を形成する扉体の下面と移動体の一部との２つの面で反射されて移動体の空間内で反響しやすく、移動体用音発生装置における低音域の音圧等の音響特性を向上させることができる。
また、管部材の他端が、移動体における座席の座面の位置よりも低い位置で開口していることが好ましい。それにより、移動体の空間内で低音を効率よく反響させることができる。
また、管部材が、扉体の内部にあることが好ましい。それにより、移動体の空間内で低音を効率よく反響させることができる。
また、本発明の実施形態に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステムでは、移動体が形成する箱状の空間に向けて音放射部から音を放射するスピーカ装置が、次のように配置されている。即ち、このスピーカ装置が、箱状の空間内において、移動体の前後方向及び左右方向の何れの方向においても略中央に音放射部の少なくとも一部が位置するように、配置されている。
箱状の空間内の略中央で音を発生させることで、空間内の定在波と、スピーカ装置から空間内の各所に伝わる音と、の一次共振音が、中央以外の位置で音を発生させた場合の一次共振音よりも高音域に現れる。これにより、ノイズの打消しに有効な中低音域については入力信号に対する位相差が、入力信号の周波数、及び、空間内の場所に依らず安定する。その結果、箱状の空間の各所におけるノイズを良好に打ち消すことができる。
ここで、本実施形態のアクティブノイズコントロール用スピーカシステムでは、スピーカ装置が、箱状の空間内において、移動体の上下方向についても、略中央に音放射部の少なくとも一部が位置するように、配置されていることが好ましい。これにより、ノイズ打消し用の入力信号に対する位相差について一層安定させることができる。その結果、箱状の空間の各所におけるノイズを一層良好に打ち消すことができる。
また、本実施形態のアクティブノイズコントロール用スピーカシステムにおいて、スピーカ装置が、音を発するスピーカユニットを音放射部として備えている。そして、箱状の空間内において、移動体の前後方向及び左右方向の何れの方向についても略中央に、スピーカユニット自体が配置されていてもよい。これによれば、システムの構成が簡単なものとなり、車両への設置についての手間を抑えることができる。
また、本実施形態のアクティブノイズコントロール用スピーカシステムにおいて、スピーカ装置が、音を発するスピーカユニットと、スピーカユニットの音を導いて一端の開口から音を放射する、音放射部としての音導管と、を備えている。そして、箱状の空間内において、移動体の前後方向及び左右方向の何れの方向についても略中央に、音導管の開口が配置されていてもよい。これによれば、箱状の空間内におけるスピーカユニットの配置については自由度が増すこととなり、設計や車両への設置についての手間を抑えることができる。
また、本実施形態のアクティブノイズコントロール用スピーカシステムにおいて、スピーカ装置が、音を発するスピーカユニットを備えている。そして、このスピーカ装置の構成要素の何れかに、スピーカユニットの最低共振周波数とは異なる周波数の共振音を発生させる共振素子が配されていることが好ましい。
共振素子を備えることで、共振素子の共振周波数を適宜に設定することにより、ノイズを低減しやすい周波数帯域を調節することができる。この結果、箱状の空間の各所におけるノイズを一層良好に打ち消すことができる。
本発明の実施形態にかかる移動体用音発生装置は、移動体が形成する箱状の空間に向けて音を放射するスピーカユニットと、スピーカユニットを収容する収容部と、収容部の内部空間に一端が連通し、他端が移動体の箱状の空間に開口する管部材と、を備えるものである。これら収容部、管部材及びスピーカユニットの少なくとも何れかには、スピーカユニットの最低共振周波数とは異なる周波数の共振音を発生させる共振素子が配されている。また、スピーカユニット、収容部及び管部材は、移動体の箱状の空間内に備えられた椅子に収容されている。
収容部、管部材及びスピーカユニットの少なくとも何れかに共振素子が配されていることで、共振素子の周波数を適宜設定することにより、ノイズを低減しやすい周波数帯域を調整することができる。
また、管部材は、椅子の骨組みであることが好ましい。このように、従来から椅子に用いられている骨組みを管部材として兼用することにより、椅子の容積や重量の増加を最小限にすることができる。
また、収容部が椅子の背もたれの下部に収容されており、管部材の他端が背もたれの上部に配置されていることが好ましい。それにより、放音する部分である管部材の他端が椅子に着座した者の耳の近傍に位置するので、着座した者にノイズのキャンセル音を確実に伝えることができる。
本発明の実施形態に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステムは、移動体が形成する箱状の空間に向けて音放射部から音を放射するスピーカ装置を少なくとも２つ備える。２つのスピーカ装置は、それぞれが備えるスピーカユニットの最低共振周波数とは異なる周波数の共振音を発生させる共振素子が配される。そして、それら２つのスピーカ装置が、箱状の空間において、移動体の進行方向の前方側及び後方側、又は、幅方向の一方側及び他方側における隅部に音放射部の少なくとも一部が位置するように、それぞれ配置されている。
まず、共振素子を備えることで、共振素子の周波数を適宜設定することにより、ノイズを低減しやすい周波数帯域を調整することができる。
そして、アクティブノイズコントロール用スピーカシステムが上記のようなスピーカ装置を少なくとも２つ備え、それぞれが移動体の２つの隅部に配置されている。これにより、各隅部における空きスペースが狭小であっても、アクティブノイズコントロール用スピーカシステム全体の放射音の音圧特性を向上させ、ノイズのキャンセル音の音響特性を向上させることができる。
ここで、本実施形態のアクティブノイズコントロール用スピーカシステムでは、スピーカ装置を４つ備えていてもよい。そして、これらのスピーカ装置が、進行方向の前方側及び後方側、及び、幅方向の一方側及び他方側における４箇所の隅部に音放射部の少なくとも一部が位置するように、それぞれ配置されていることが好ましい。これにより、アクティブノイズコントロール用スピーカシステム全体の放射音の音圧特性を一層向上させ、ノイズのキャンセル音の音響特性を一層向上させることができる。
また、本実施形態のアクティブノイズコントロール用スピーカシステムでは、スピーカユニットの背面を収容する収容部と、収容部の内部空間に一端がつながるとともに他端が前記箱状の空間において開口した管部材と、を有していることが好ましい。これにより、スピーカユニットの背面側で生じた音のうち、管部材の長さに応じた低音域の成分が管部材内で共鳴し、他端から放射される。隅部においては低音が反響しやすいことから、管部材の他端から放射された低音が反響し、ノイズのキャンセル音について、低音域の音響特性を特に向上させることができる。尚、収容部と管部材とが一体に形成されていてもよい。
また、本実施形態のアクティブノイズコントロール用スピーカシステムでは、２つのスピーカ装置が、前方側及び後方側における隅部に音放射部の少なくとも一部が位置するように、それぞれ配置されている。そして、前方側に配置されたスピーカ装置におけるスピーカユニットと、後方側に配置されたスピーカ装置におけるスピーカユニットと、が、所定の時間差をつけて動作することが好ましい。それにより、２つのスピーカユニットの放射音によって移動体の空間内に形成される定在波の節の位置を適宜に調節し、ノイズのキャンセル音について、良好な音響特性を得ることができる。
また、本実施形態のアクティブノイズコントロール用スピーカシステムでは、上述したように、２つのスピーカ装置が、前方側及び後方側における隅部に音放射部の少なくとも一部が位置するように、それぞれ配置されている。そして、前方側に配置されたスピーカ装置における管部材の他端は、箱状の空間を囲む複数の面のうち少なくとも２つの面が交わる前方側交差部を向いて開口している。また、後方側に配置されたスピーカ装置における管部材の他端は、上記の複数の面のうち他の少なくとも２つの面が交わる後方側交差部を向いて開口している。そして、前方側及び後方側の管部材の他端から放射された音波によって形成される定在波の波長は、前方側交差部と後方側交差部との間隔に等しいことが好ましい。それにより、前後の管部材の他端から放射された音波は、各交差部において反射され、交差部間に定在波が形成される。交差部同士の間隔に等しい波長を有する定在波が生じることで、上述のようにこの定在波の節の位置を調節し、ノイズのキャンセル音について、比較的波長の長い音（即ち、低音）における音響特性を向上させることができる。一方、前方側と後方側とで時間差なく管部材の他端から音を放射した場合、このような波長の定在波の節は、交差部同士の中間位置に形成されるため、移動体が前方側の座席及び後方側の座席を備える場合、前方側の座席の頭部位置のやや後方に節が位置することがあり、前方座席の頭部位置において音圧が低下しやすい。従って、所定の時間差を設けることによって節をさらに後方側にずらせば、ノイズのキャンセル音について、前方座席の搭乗者にとっての低音域の音響特性を向上させることができる。
[実施例１]
図１は、本発明の実施例１に係る移動体用音発生装置（以下、「音発生装置」と略記することもある）１Ａが設けられた車両Ｃを示す側面図である。図２（Ａ）は図１に示す車両を構成する車両ボディの斜視図であり、（Ｂ）は車両ボディを構成するピラーの分解斜視図であり、（Ｃ）は（Ａ）の概略断面図である。
まず、移動体用音発生装置１Ａを説明する前に、移動体としての車両Ｃについて説明する。車両Ｃは、金属製の車両ボディ１１と、車両ボディ１１の前後方向前側に設けられたフロント開口１１Ａを覆うウインドシールド（フロントガラス）１２と、車両ボディ１１の幅方向両側に設けられたサイド開口１１Ｂを覆うサイドドア１３と、車両ボディ１１の前後方向後ろ側に設けられたリア開口１１Ｃを覆うリアドア１４と、を有している。
車両Ｃには、前後方向前側からエンジンルーム、車室が形成され、車室内の後ろにトランクルームが形成されている車もある。車室内には、運転席、助手席、後部座席などの座席ＳＨが複数配置されている。
また、上記車両ボディ１１は、例えば、図２及び図３に示すように、ピラーＰ１〜Ｐ３、サイドシル（図示せず）、リインフォースメント（図示せず）、クロスメンバー（図示せず）といった複数の長尺のフレームと、これらフレームに支持されるパネル１１Ｄ、１１Ｅ、１１Ｆ、１１Ｇやアウタパネルなどから形成されている。ピラーＰ１〜Ｐ３は、車両ボディ１１のパネル１１Ｄ及び１１Ｇ間を支持する管状のフレームである。ここで、長尺のフレームとは、長手方向と短手方向を有する平面形状を有するフレームを言う。
ピラーＰ１〜Ｐ３は、サイド開口１１Ｂの枠の一部をなしている。本実施例では、３つのピラーＰ１〜Ｐ３が左右それぞれに設けられている。ピラーＰ１は、前方側のサイド開口１１Ｂの後枠及び後方側のサイド開口１１Ｂの前枠をなしていて、上下方向に沿って設けられている。また、ピラーＰ２は、後方側のサイド開口１１Ｂの後枠をなしていて、上下方向に沿っている。ピラーＰ３は、前方側のサイド開口１１Ｂの前枠をなしていて、上下方向に沿っている。ここで、サイド開口１１Ｂとは、車両ボディ１１の側面に設けられた開口をいい、サイドドア１３等で開閉される開口である。前枠とは、車両Ｃの前方側にある枠をいい、後枠とは、車両Ｃの後方側にある枠を言う。
本実施例では、車両ボディ１１には３つのピラーＰ１〜Ｐ３が左右それぞれに設けられているが、これに限ったものではなく、ピラーＰ１〜Ｐ３としては１以上設けられていればよい。ピラーＰ１〜Ｐ３は、図２（Ｃ）に示すように、アウターピラーＰｏ及びインナーピラーＰｉから構成された管部材である。アウターピラーＰｏ及びインナーピラーＰｉは、長尺状の中間部（板部）２１と、中間部２１の短手方向両側から延在する一対の端部２２と、を有する断面略Ｕ字状に形成されている。中間部２１は、長尺状で平板状に形成されている。端部２２は、中間部２１から延び、折り曲げられた又は湾曲した形状を備えている。アウターピラーＰｏ及びインナーピラーＰｉは、互いの中間部２１同士が対向するように一対の端部２２の端部同士を重ねている。これにより、管状に形成される。なお、アウターピラーＰｏの外側にはアウタパネルが配置されるが、図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）からは省略されている。
本実施例では、アウターピラーＰｏ及びインナーピラーＰｉは、両者とも断面略Ｕ字状に形成されていたが、これに限ったものではない。例えば、アウターピラーＰｏ及びインナーピラーＰｉの何れか一方を断面略Ｕ字状に設け、他方を平板状に設けて、断面略Ｕ字状の一方の開口を平板状の他方で塞いで管状に設けるようにしてもよい。
次に、移動体用音発生装置１Ａについて説明する。移動体用音発生装置１Ａは、図１、図３及び図４に示すように、移動体としての車両Ｃに設けられ、スピーカユニット２１Ａ、２２Ａと、スピーカユニット２１Ａ、２２Ａを収容する収容部としてのエンクロージャ３１Ａ、３２Ａと、を備えている。車両Ｃの前方側には、スピーカユニット２１Ａ、エンクロージャ３１Ａが配置され、車両Ｃの後方側には、スピーカユニット２２Ａ、エンクロージャ３２Ａが配置されている。
図３に示すように、スピーカユニット２１Ａは、ピラーＰ１内に配置され、ピラーＰ１の一部がエンクロージャ３１Ａの一部を形成している。また、図４に示すように、スピーカユニット２１Ｂは、ピラーＰ２内に配置され、ピラーＰ２の一部がエンクロージャ３１Ａの一部を形成している。なお、スピーカユニット２１Ａ、２２Ａの詳細な構成については、後述する。
エンクロージャ３１Ａの一部は、ピラーＰ１の一部を兼ねている。図３に示す例では、ピラーＰ１の一端側（上方側）の側面に開口３１Ａ１が設けられている。この開口３１Ａ１をスピーカユニット２１Ａの後述する振動板が覆うように、スピーカユニット２１ＡがピラーＰ１内に収容されている。開口３１Ａ１は、ピラーＰ１の座席ＳＨ側の部分に幅方向に貫通して設けられている。これにより、スピーカユニット２１Ａは、その正面が座席ＳＨに向けて配置されている。
ピラーＰ１は、その長手方向に離間して配置された一対の栓部材４１により内部が塞がれている。一対の栓部材４１は、ピラーＰ１の開口３１Ａ１を挟んだ長手方向両側を塞いでいる。スピーカユニット２１Ａは、一対の栓部材４１間に配置されている。即ち、一対の栓部材４１、一対の栓部材４１間のピラーＰ１がエンクロージャ３１Ａを形成している。
エンクロージャ３２Ａの一部は、ピラーＰ２の一部を兼ねている。図４に示す例では、ピラーＰ２の一方側（上方側）の端面に開口３２Ａ１が設けられている。この開口３２Ａ１をスピーカユニット２２Ａの後述する振動板が覆うように、スピーカユニット２２ＡがピラーＰ２内に収容されている。これにより、スピーカユニット２２Ａは、その正面が上方に向けて配置されている。
ピラーＰ２は、栓部材４２により塞がれている。スピーカユニット２２Ａは、栓部材４２よりも上方に配置されている。即ち、栓部材４２及び栓部材４２よりも上方のピラーＰ２がエンクロージャ３２Ａを構成している。エンクロージャ３１Ａ、３２Ａの大きさは、栓部材４１、４２の配置位置に調整することができる。上述したようにエンクロージャ３１Ａ、３２Ａの少なくとも一部が、車両ＣのピラーＰ１、Ｐ２ボディを兼ねているため、ピラーＰ１、Ｐ２の構造を有効に利用して、省スペース化を図ることができる。
次に、上述したスピーカユニット２１Ａ、２２Ａの詳細な構成について、図５を参照して説明する。スピーカユニット２１Ａ、２２Ａは、図５に示すように、フレーム２００と、フレーム２００に接続される振動板３００と、振動板３００をフレーム２００に接続するエッジ４００と、振動板３００に直接的に接続される筒状のボイスコイル５００と、ボイスコイル５００をフレーム２００に接続するダンパ６と、ボイスコイル５００の内側に挿入される磁気回路７と、振動板３００に接続された弾性部材８Ａ（共振素子）と、を備える。即ち、スピーカユニット２１Ａ、２２Ａは、一般的なコーン型のスピーカ装置に弾性部材８Ａが設けられたものである。また、スピーカユニット２１Ａ、２２Ａは、ノイズを集音する集音部と、ボイスコイルに入力信号を送信する送信部と、を備えた外部装置とともに移動体としての車両Ｃに設けられ、スピーカユニット２１Ａ、２２Ａと外部装置とによってノイズキャンセル装置が構成されるようになっている。
磁気回路７は、ボイスコイル５００の内側において、図５における下から順に、磁石７１とプレート７２と磁石７３とが積み重ねられた突出形状を有している。
弾性部材８Ａは、例えばゴムによって平面視円環状に形成され、その外周縁８１が振動板３００の音放射面（本実施例では中央部よりもボイスコイル５００側）に接続されるとともに、内周縁８２が自由端となる。この弾性部材８Ａの自由端の内側におもり８５が接続される。
このようなスピーカユニット２１Ａ、２２Ａにおいて音を放射する際、振動板３００及び弾性部材８Ａは次のように振動する。振動板３００は、その内周側（ボイスコイル５００側）に対して外周縁（エッジ側）にほとんど遅れが生じず、全体が一体的に振動する。一方、弾性部材８Ａは、外周縁においては振動板３００と一体的に振動するものの、その弾性により、内周縁においては外周縁よりも遅れて振動する。言い換えれば、弾性部材８Ａ内を伝搬する振動の波は、内周縁に対して外周縁よりも遅れて到達するので、内周縁における振動の波の位相と、外周縁における振動の波の位相と、の間に所定の差が生じる。
従って、移動体用音発生装置１Ａにおける機械要素を図６のように模式的に示すことができる。即ち、弾性部材８Ａが、振動板３００に接続されるとともに所定の質量を有する剛体８３と、剛体８３に接続されて伸縮時に機械抵抗を生じるとともに所定の質量を有するバネ８４と、により構成されているとみなすことができる。また、弾性部材８Ａには、おもり８５が接続されている。また、振動板３００については機械要素を図示しないが、振動板３００とダンパ６とエッジ４００は、弾性及び質量を有していることから、バネ８４とおもり８５と機械抵抗とにより構成されているものとみなすことができる。
図６に示すような機械要素を電気的な回路要素に置換すると、図７に示すような電気回路となる。即ち、振動板３００による部分Ｐ１０と、弾性部材８Ａによる部分Ｐ１１と、が直列に接続された回路となる。振動板３００による部分Ｐ１０においては、ダンパ６、エッジ４００及びボイスコイル５００の機械抵抗による抵抗Ｒ１と、ダンパ６及びエッジ４００のコンプライアンスによるコンデンサＣ１と、振動板３００、ダンパ６及びエッジ４００の振動質量によるコイルＬ１と、が直列に接続されている。また、弾性部材８Ａによる部分Ｐ１１においては、バネ８４のコンプライアンスによるコンデンサＣ２と、バネ８４の機械抵抗による抵抗Ｒ２と、が直列に接続されるとともに、コンデンサＣ２及び抵抗Ｒ２に対し、おもり８５の振動質量によるコイルＬ２が並列に接続されている。
図７から明らかなように、振動板３００は、ＲＬＣ共振回路から構成され、ダンパ６、エッジ４００及びボイスコイル５００の機械抵抗、コンプライアンス、振動板３００、ダンパ６及びエッジ４００の振動質量に応じた共振周波数を有する。一方、弾性部材８Ａも、ＲＬＣ共振回路から構成され、バネ８４のコンプライアンス、バネ８４の機械抵抗、おもり８５の振動質量に応じた共振周波数を有する。このとき、弾性部材８Ａの共振周波数は、スピーカユニット２１Ａ、２２Ａの最低共振周波数（即ち、弾性部材８Ａを取り除いた状態のスピーカユニット２１Ａ、２２Ａの最低共振周波数）とは異なる値に設定されている。従って、スピーカユニット２１Ａ、２２Ａの振動板３００が振動する際、弾性部材８Ａはスピーカユニット２１Ａ、２２Ａの最低共振周波数とは異なる周波数の共振音を発生させ、共振素子として機能する。なお、共振音の１／４波長は、耳珠間幅（例えば０．１５ｍ）の２倍よりも充分に長い。
ここで、スピーカユニット２１Ａ、２２Ａから弾性部材８Ａを取り除いた比較例の音発生装置について、同様に機械要素を回路要素に置換すると、図８に示すような電気回路となる。即ち、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１とコイルＬ１とが直列に接続された回路となる。
実施例１のスピーカユニット２１Ａ、２２Ａ、及び、比較例の音発生装置におけるインピーダンスの周波数特性、及び、音圧の周波数特性（音圧特性）について、上記の電気回路に基づいて算出したシミュレーション結果を図９に示す。図９の横軸は周波数を対数表示したものであり、左側の縦軸は音圧を示し、右側の縦軸はインピーダンスを示す。また、図９の一点鎖線が実施例１に対応し、実線が比較例に対応する。
弾性部材８Ａが設けられていない比較例において、インピーダンスは約７０Ｈｚで最大値となり、これが最低共振周波数となる。一方、弾性部材８Ａが設けられた実施例１において、インピーダンスは約８０Ｈｚで最大値となり、これが最低共振周波数となるとともに、３０〜４０Ｈｚにおいて極大値をとる。従って、実施例１のスピーカユニット２１Ａ、２２Ａにおける音圧は、約９０Ｈｚで最大となり、３０〜４０Ｈｚにおいて極大値となる。即ち、音圧特性は、最低共振周波数よりも低域側の所定の周波数（３０〜４０Ｈｚ）にサブピークを有する。従って、弾性部材８Ａを設けることにより、最低共振周波数と異なる所定の周波数にサブピークが形成される。このサブピークの周波数は、上述した弾性部材８Ａの共振周波数（素子共振周波数）によって定まる。
次に、実施例１のスピーカユニット２１Ａ、２２Ａ、及び、比較例の音発生装置における位相特性のシミュレーション結果を図１０に示す。尚、位相特性とは、ボイスコイル５００に入力される入力信号と発生音との位相差の周波数依存性を意味する。また、図１０の横軸は周波数を対数表示したものであり、縦軸は位相（位相が−１８０°以下の値については、３６０°を加算した値で表示し直している）を示す。また、図１０の一点鎖線が実施例１に対応し、実線が比較例に対応する。ノイズ信号を検出し、ノイズキャンセルのために音発生装置からキャンセル信号を放射した際に、ノイズ信号とキャンセル信号との間に位相差が生じてしまうと、キャンセル効果が低下したり、逆にノイズが増大したりしてしまうことがある。例えば、ノイズ信号とキャンセル信号との位相差が６０°の場合について、ノイズ信号、ノイズ信号と振幅の等しいキャンセル信号及びこれらの合成信号の波を図１１に示す。ノイズ信号及びキャンセル信号が放射された空間において実際に発生する音の音圧は、合成信号の振幅となる。図１１の例では、ノイズ信号とキャンセル信号とで振幅が等しい場合には、ノイズ信号の振幅と合成信号の振幅とが等しくなり、ノイズ信号とキャンセル信号との位相差が６０°を超えるとキャンセル効果が得られなくなる。
比較例の音発生装置の位相特性では、最低共振周波数において位相差が−９０°となり、周波数が低くなるにしたがって位相差も低下していく。一方、実施例１の移動体用音発生装置１Ａでは、最低共振周波数において位相差が−１００°となり、周波数が低くなるにしたがって位相差も低下していくものの、所定の周波数の前後において位相差が略一定となる平坦領域を有している。即ち、所定の周波数の前後において、実施例１の移動体用音発生装置１Ａの方が比較例の音発生装置よりも、位相差の変化率が低くなる。実施例１において、所定の周波数における位相差は約−８０°となっている。また、実施例１では、所定の周波数における位相差の変化率は約０となり、最低共振周波数における位相差の変化率よりも低い。
上記の構成により、スピーカユニット２１Ａ、２２Ａに共振素子としての弾性部材８Ａが配されていることで、平坦領域の周波数においては、スピーカユニット２１Ａ、２２Ａによる発生音をノイズの逆位相としやすく、ノイズを低減しやすい。このとき、弾性部材８Ａの素子共振周波数を適宜に設定することにより、平坦領域を調節することができ、ノイズを低減しやすい周波数帯域を調節することができる。即ち、弾性部材８Ａの共振周波数は、図９に示すようにスピーカユニット２１Ａ、２２Ａの最低共振周波数とは異なる周波数帯にサブピークが発生するような範囲で異ならせればよい。
なお、上述した実施例１によれば、エンクロージャ３１Ａ、３２Ａの一部がピラーＰ１、Ｐ２により構成されていたが、これに限ったものではない。エンクロージャ３１Ａ、３２Ａが、車両ボディ１１を構成する長尺状の管状のフレームであるサイドシルを兼ねるようにしてもよい。サイドシルは、上述した車両ボディ１１のサイド開口１１Ｂの下枠をなしている。サイドシルは、前後方法に沿った環状に設けられている。ここで上枠、下枠とは、車両の上側、下側にある枠をいう。
また、上述した実施例１によれば、車両ボディ１１を構成するピラーＰ１〜Ｐ３やサイドシルＳＳなどの管状のフレームを音響管４１Ａ、４２Ａ、４Ｂの一部にしていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、車両ボディ１１を構成する長尺のフレームＦのうちリインフォースメント、クロスメンバー、センタートンネルなどは、図１２に示すように、底板９１と、底板９１の幅方向から立設した一対の立板９２と、から構成された断面略Ｕ字状に設けられているものもある。このようなフレームＦにその開口を覆う、車両ボディ１１とは別に設けられた覆い部材９３を取り付けて管部材を形成し、エンクロージャ３１Ａ、３２Ａの一部としてもよい。即ち、管部材が、車両ボディ１１を構成する長尺のフレームＦを少なくとも備えていればよい。また、アンダーカバーのようにある程度の面積のあるパネル状の車両ボディ１１に、例えば受け皿状の別部材の筐体を取り付けて、エンクロージャ３１Ａ、３２Ａとしてもよい。
[実施例２]
次に、実施例２について図１３を参照して説明する。図１３は、本発明の実施例２に係るスピーカユニット２１Ｂ、２２Ｂを示す。実施例１のスピーカユニット２１Ａ、２２Ａに代えて、図１３に示すスピーカユニット２１Ｂ、２２Ｂを採用してもよい。
実施例２のスピーカユニット２１Ｂ、２２Ｂは、フレーム２００と、振動板３００と、エッジ４００と、ボイスコイル５００と、ダンパ６と、磁気回路７と、弾性部材８Ｂと、を備え、弾性部材８Ｂが、振動板３００の一部として設けられている。即ち、振動板３００が、エッジ４００に接続された円環状の外周部３１と、外周部３１と離隔するとともにボイスコイル５００に接続された円環状の内周部３２と、を有し、外周部３１と内周部３２との間に円環状の弾性部材８Ｂが設けられている。弾性部材８Ｂの外縁部８１が外周部３１に接続され、内縁部８２が内周部３２に接続されることで、振動板３００が弾性部材８Ｂを有して一体に形成されている。
上記の構成により、振動板３００の一部に弾性部材８Ｂとして機能する部分を形成すればよく、部品点数を削減することができる。
[実施例３]
次に、実施例３について図１４を参照して説明する。図１４は、本発明の実施例３に係るスピーカユニット２１Ｃ、２２Ｃを示す断面図である。実施例１のスピーカユニット２１Ａ、２２Ａに代えて、図１４に示すスピーカユニット２１Ｃ、２２Ｃを採用してもよい。尚、図１４ではスピーカユニット２１Ｃ、２２Ｃの左側を省略して示しているが、スピーカユニット２１Ｃ、２２Ｃは左右対称であり、左側においても右側と同様の構成を有している。スピーカユニット２１Ｃ、２２Ｃは、フレーム２００と、振動板３００と、エッジ４００と、ボイスコイル５００と、ダンパ６と、磁気回路７Ｃと、内側に閉空間Ａ１を形成する弾性部材８Ｃと、を備える。弾性部材８Ｃは、磁気回路７Ｃを外側から隠すような形状を有する部材であって、円板状の胴体部８６と、胴体部８６の外側に設けられた円環状のエッジ部８７と、を有し、エッジ部８７の外側の外縁が振動板３００の音放射面の中間部（具体的には中央部）に接続されている。磁気回路７Ｃは、ヨーク７４と、ボイスコイル５００の外側においてヨーク７４の上側に積み重ねられた磁石７５と、磁石７５の上側に積み重ねられたプレート７６と、ボイスコイル５００の内側においてヨーク７４から突出するとともに貫通孔７７が形成された突出部７８と、を有する。
また、ボイスコイル５００はボイスコイル支持部５０１に接続され、ボイスコイル支持部５０１は、ダンパ６を介してフレーム２００に接続されている。ボイスコイル支持部５０１の上端側は、キャップ部材１００によって閉じられており、下端側は開口している。ボイスコイル支持部５０１の上端側にキャップ部材１００が設けられていることで、キャップ部材１００と弾性部材８Ｃとの間に閉空間Ａ１が形成されている。また、ボイスコイル支持部５０１内の空間は、ヨーク７４の突出部７８に形成された貫通孔７７を介して外部とつながっている。
スピーカユニット２１Ｃ、２２Ｃの回路要素に置換すると、図１５に示すような電気回路となる。即ち、振動板３００による部分Ｐ１０と、弾性部材８Ｃ及び閉空間Ａ１による部分Ｐ１３と、振動板３００及び閉空間Ａ１による部分Ｐ１４と、が直列に接続された回路となる。弾性部材８Ｃ及び閉空間Ａ１による部分Ｐ１３では、エッジ部８７のコンプライアンスによるコンデンサＣ３と、エッジ部８７の機械抵抗による抵抗Ｒ３と、胴体部８６から見た閉空間Ａ１のコンプライアンスによるコンデンサＣ４と、胴体部８６から見た閉空間Ａ１の機械抵抗による抵抗Ｒ４と、が直列に接続され、胴体部８６及びエッジ部８７の振動質量によるコイルＬ３と並列に接続されている。振動板３００及び閉空間Ａ１による部分Ｐ１４では、振動板３００から見た閉空間Ａ１のコンプライアンスによるコンデンサＣ５と、振動板３００から見た閉空間Ａ１の機械抵抗による抵抗Ｒ５と、が直列に接続されている。
実施例３のスピーカユニット２１Ｃ、２２Ｃにおけるインピーダンスの周波数特性、及び、音圧の周波数特性について、上記の電気回路に基づいて算出したグラフを図１６に示す。実施例３のスピーカユニット２１Ｃ、２２Ｃにおいても、実施例１のスピーカユニット２１Ａ、２２Ａと同様に、最低共振周波数とは異なる所定の周波数にサブピークが形成される。さらに、実施例３のスピーカユニット２１Ｃ、２２Ｃの位相特性を図１７に示す。実施例３のスピーカユニット２１Ｃ、２２Ｃにおいても、実施例１のスピーカユニット２１Ａ、２２Ａと同様に、所定の周波数の前後において変化率が低くなる。
上記の構成により、弾性部材８Ｃを設けて閉空間Ａ１を形成することで、閉空間Ａ１の大きさを変更することにより、所定の周波数を適宜に調節することができる。
［実施例４］
次に、実施例４について図１８を参照して説明する。図１８は、本発明の実施例４に係るスピーカユニット２１Ｄ、２２Ｄを示す断面図である。実施例１のスピーカユニット２１Ａ、２２Ａに代えて、図１８に示すスピーカユニット２１Ｄ、２２Ｄを採用してもよい。
スピーカユニット２１Ｄ、２２Ｄは、フレーム２００と、振動板３００と、エッジ４００と、ボイスコイル５００と、ダンパ６と、磁気回路７Ｄと、弾性部材８Ｄと、を備える。尚、スピーカユニット２１Ｄ、２２Ｄは実施例３のスピーカユニット２１Ｃ、２２Ｃ（図１４）と同様に左右対称であり、図１８ではスピーカユニット２１Ｄ、２２Ｄの左側を省略して示している。弾性部材８Ｄは、実施例３のスピーカユニット２１Ｃ、２２Ｃにおける弾性部材８Ｃの胴体部８６の略中央に孔８８が形成されたものである。従って、弾性部材８Ｄを設けても閉空間が形成されないようになっている。
また、実施例４のスピーカユニット２１Ｄ、２２Ｄにおいても、実施例３のスピーカユニット２１Ｃ、２２Ｃと同様に、ボイスコイル５００がボイスコイル支持部５０１に接続され、ボイスコイル支持部５０１は、ダンパ６を介してフレーム２００に接続されている。ボイスコイル支持部５０１の上端側は、キャップ部材１００によって閉じられており、下端側は開口している。ボイスコイル支持部５０１の上端側にキャップ部材１００が設けられていることで、キャップ部材１００と弾性部材８Ｄとの間には空間Ａ２が形成されている。空間Ａ２は、孔８８を介して外部とつながっている。また、ボイスコイル支持部５０１内の空間（キャップ部材１００よりも下側の空間）は、ヨーク７４の突出部７８に形成された貫通孔７７を介して外部とつながっている。
上記の構成により、弾性部材８Ｄを設けて空間Ａ２を形成することで、空間Ａ２の大きさを変更することにより、所定の周波数を適宜に調節することができる。
［実施例５］
次に、実施例５について図１９を参照して説明する。図１９は、本発明の実施例５に係るスピーカユニット２１Ｅ、２２Ｅを示す断面図である。実施例１のスピーカユニット２１Ａ、２２Ａに代えて、図１９に示すスピーカユニット２１Ｅ、２２Ｅを採用してもよい。
図１９は、本発明の実施例５に係るスピーカユニット２１Ｅ、２２Ｅを示す断面図である。スピーカユニット２１Ｅ、２２Ｅは、フレーム２００と、振動板３００と、エッジ４００と、ボイスコイル５００と、ダンパ６と、磁気回路７Ｅと、弾性部材８Ｅと、を備える。尚、スピーカユニット２１Ｅ、２２Ｅは実施例３のスピーカユニット２１Ｃ、２２Ｃ（図１４）と同様に左右対称であり、図１９ではスピーカユニット２１Ｅ、２２Ｅの左側を省略して示している。磁気回路７Ｅは、実施例３、４の磁気回路７Ｃ、７Ｄの構成に加え、音放射方向の前方側に向かって延びて弾性部材８Ｅに接続される延長部７９を有する。延長部７９は、磁気回路７Ｅのヨーク７４の突出部７８と一体に形成されていてもよいし、別体に形成されていてもよい。また、延長部７９が突出部７８と一体に形成されない場合、延長部７９は磁性体で構成されていなくてもよい。また、ボイスコイル５００はボイスコイル支持部５０１に接続され、ボイスコイル支持部５０１は、ダンパ６を介してフレーム２００に接続されている。ヨーク７４の突出部７８に形成された貫通孔７７は、上端側が延長部７９によって閉じられ、突出部７８に形成された貫通孔７７は下端側が開口して外部とつながっている。
また、振動板３００における弾性部材８Ｅよりも下方側の部分には、孔３３が形成され、フレーム２００にも孔２３が形成されている。従って、弾性部材８Ｅの下方側の空間は、孔３３及び孔２３を介して外部とつながっている。
弾性部材８Ｅは、実施例３のスピーカユニット２１Ｃ、２２Ｃにおける弾性部材８Ｃの胴体部８６にエッジ部８９が形成されたものである。即ち、胴体部８６のうちエッジ部８９より外側の部分（２つのエッジに挟まれた部分）が振動本体部９０Ａとなり、エッジ部８９より内側の部分が被固定部９０Ｂとなる。被固定部９０Ｂの背面に延長部７９が固定され、被固定部９０Ｂが振動しないようになっている。
［実施例６］
次に、実施例６について図２０を参照して説明する。図２０は、本発明の実施例６に係るスピーカユニット２１Ｆ、２２Ｆを示す断面図である。実施例１のスピーカユニット２１Ａ、２２Ａに代えて、図２０に示すスピーカユニット２１Ｆ、２２Ｆを採用してもよい。
スピーカユニット２１Ｆ、２２Ｆは、フレーム２００と、振動板３００と、エッジ４００と、ボイスコイル５００と、ダンパ６Ｆと、磁気回路７と、を備える。尚、スピーカユニット２１Ｆ、２２Ｆは実施例３のスピーカユニット２１Ｃ、２２Ｃ（図１４）と同様に左右対称であり、図２０ではスピーカユニット２１Ｆ、２２Ｆの左側を省略して示している。振動板３００はダンパ６Ｆの中間部（具体的には中央部）に接続されている。即ち、ダンパ６Ｆのうち振動板３００と接続部分６３よりも内側の内側部分６４を介し、ボイスコイル５００が振動板３００に間接的に接続され、外側部分６５によって振動板３００がフレーム２００に接続されている。従って、振動板３００に接続された内側部分６４が弾性部材として機能し、振動板３００とボイスコイル５００との間に弾性部材が設けられた構成とみなすことができる。
なお、本発明は、前記実施例１〜６に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記実施例１では、入力信号に対する発生音の位相差の絶対値が所定の周波数において約８０°であるものとしたが、所定の周波数における位相差は適宜な値に設定されていればよい。例えば、所定の周波数にける位相差の絶対値を６５°以下としてもよく、このように設定することで、特に、発生音の音圧とノイズの音圧とが等しい場合、又は、発生音の音圧よりもノイズの音圧の方が小さい場合には、発生音とノイズとの合成波の振幅（音圧）を小さくすることができ、ノイズが低減される。共振周波数と所定の周波数とを充分に離れた値とし、位相差の変化率が低い範囲を広くすることができ、この範囲において発生音をノイズの逆位相からずれにくくすることができる。
例えば、図１０に示される位相特性の最低周波数（周波数２０Ｈｚ）における位相差は０°〜−９０°の間にあるが、これに限られず、０°〜９０°の間にあってもよく、適宜設定できる。
[実施例７]
次に、本発明の実施例７に係る移動体用音発生装置について図２１を参照して説明する。図２１は、本発明の実施例７に係る移動体用音発生装置１Ｇを示す断面図であり、図２１は、移動体用音発生装置１Ｇの機械要素を回路要素に置換した等価回路図である。実施例１のエンクロージャ３１Ａ、３２Ａに代えて、図２１に示す共振素子としての管状部１０２や振動部材１０３を配したエンクロージャ３１Ｇ、３２Ｇを用いてもよい。
スピーカユニット２０は、上述した実施例１〜６に示したスピーカユニット２１Ａ〜２１Ｆ、２２Ａ〜２２Ｆと同じでもよいし、２１Ａ〜２１Ｆ、２２Ａ〜２２Ｆから弾性部材８Ａ〜８Ｅを除いたもの、即ち共振素子が配されていないものでもよい。
エンクロージャ３１Ｇ、３２Ｇは、スピーカユニット２０の後方側（音放射側の反対側）を囲んで後方空間Ｓ１１を形成するエンクロージャ本体３０１と、スピーカユニット２０の前方側（音放射側）を囲んで前方空間Ｓ１２を形成する前方収容部３０２と、を有する。エンクロージャ本体３０１は、壁部として、後方空間Ｓ１１と外部空間とを区画する外壁部３０１Ａを有する。前方収容部３０２は、壁部として、前方空間Ｓ１２と外部空間とを区画する外側区画壁３０２Ａを有する。これら外壁部３０１Ａ、外側区画壁３０２Ａが、ピラーＰ１、Ｐ２や栓部材４１、４２などから構成されている。
外側区画壁３０２Ａには、管状部１０２と、振動部材１０３と、が設けられている。尚、管状部１０２が、外側区画壁３０２Ａのうち音放射方向に沿って延びる部分に設けられ、振動部材１０３が、外側区画壁３０２Ａのうちスピーカユニット２０と対向する部分に設けられているものとするが、管状部１０２および振動部材１０３は、それぞれ外側区画壁３０２Ａの適宜な位置に設けられていればよい。
管状部１０２は、外側区画壁３０２Ａを貫通するとともに、外側区画壁３０２Ａの面直方向に沿って延びる円筒状に形成されている。尚、管状部１０２は、外側区画壁３０２Ａの面直方向に対して傾きを有していてもよいし、角筒状に形成されていてもよい。また、図示の例では、前方収容部３０２から外側にのみ突出した管状部１０２を示しているが、管状部１０２は、内側にのみ突出していてもよいし、外側および内側に突出していてもよい。
音波が管状部１０２を通過する際、管状部１０２の内側の気体（空気）が振動する。このとき、管状部１０２の内側の気体は、内径や長さに応じた振動質量を有することから、管状部１０２は、この振動質量に応じた共振周波数を有する。管状部１０２の共振周波数は、スピーカユニット２０の最低共振周波数とは異なる値に設定されている。従って、スピーカユニット２０が音を放射した際、管状部１０２は、スピーカユニット２０の最低共振周波数とは異なる周波数の共振音を発生させ、共振素子として機能する。
振動部材１０３は、重量部１０３Ａと、弾性支持部１０３Ｂと、を有する。重量部１０３Ａは、例えば金属部材によって平板状に形成されたおもりである。弾性支持部１０３Ｂは、例えばゴム等の弾性部材によって形成され、重量部１０３Ａの周縁部に設けられる。外側区画壁３０２Ａのうち振動部材１０３が設けられる部分には開口が形成されており、振動部材１０３によってこの開口が塞がれる。即ち、弾性支持部１０３Ｂによって、重量部１０３Ａの外周縁と、外側区画壁３０２Ａの開口の内周縁と、が接続され、重量部１０３Ａが外側区画壁３０２Ａに対して振動可能に支持される。
スピーカユニット２０の振動板の振幅により放射された空気の疎密波（音波）によって重量部１０３Ａが振動しようとする。振動部材１０３は、重量部１０３Ａおよび弾性支持部１０３Ｂの機械抵抗やコンプライアンス、振動質量に応じた共振周波数を有する。このとき、振動部材１０３の共振周波数は、スピーカユニット２０の最低共振周波数とは異なる値に設定されている。従って、スピーカユニット２０の放射音が外側区画壁３０２Ａにおいて反射される際、振動部材１０３は、スピーカユニット２０の最低共振周波数とは異なる周波数の共振音を発生させ、共振素子として機能する。
以上のような音発生装置１Ｇでは、共振素子としての管状部１０２および振動部材１０３が設けられていることから、スピーカユニット２０の前方側から放射されるとともに前方空間Ｓ１２を通過して管状部１０２から外部空間に放射される音は、スピーカユニット２０の最低共振周波数だけでなく、管状部１０２および振動部材１０３の共振周波数においても音圧が強められる。
以下、音発生装置１Ｇが放射する音に関し、音圧の周波数依存性（音圧特性）、及び、スピーカユニット２０のボイスコイルへの入力信号と発生音との位相差の周波数依存性（位相特性）について説明する。
まず、音発生装置１Ｇの機械要素を回路要素に置換した等価回路図を図２２に示す。前方収容部３０２による部分Ｐ１５と、管状部１０２による部分Ｐ１６と、振動部材１０３による部分Ｐ１７と、が並列に接続されており、並列に接続された部分全体を、前方要素による部分Ｐ２０とする。スピーカユニット２０による部分Ｐ１８と、エンクロージャ本体３０１による部分Ｐ１９と、前方要素による部分Ｐ２０と、が直列に接続されている。
前方収容部３０２は、その容積によって定まるコンプライアンスと、振動時の機械抵抗と、を有しており、前方収容部３０２による部分Ｐ１５においては、コンプライアンスによるコンデンサＣｂ２と、機械抵抗による抵抗Ｒｂ２と、が直列に接続されている。
管状部１０２は、その内側の気体の振動質量と、振動時の機械抵抗と、を有しており、管状部１０２による部分Ｐ１６においては、振動質量によるコイルｍｐと、機械抵抗による抵抗Ｒｍｐと、が直列に接続されている。
振動部材１０３は、重量部１０３Ａおよび弾性支持部１０３Ｂの振動質量と、弾性支持部１０３Ｂのコンプライアンスと、振動時の機械抵抗と、を有しており、振動部材１０３による部分Ｐ１７においては、振動質量によるコイルｍ２と、コンプライアンスによるコンデンサＣｍ２と、機械抵抗による抵抗Ｒｍ２と、が直列に接続されている。
スピーカユニット２０は、ダンパおよびエッジの機械抵抗と、ダンパおよびエッジのコンプライアンスと、振動板、ダンパおよびエッジの振動質量と、を有しており、スピーカユニット２０による部分Ｐ１８においては、機械抵抗による抵抗Ｒｍと、コンプライアンスによるコンデンサＣ０と、振動質量によるコイルｍ０と、が直列に接続されている。
エンクロージャ本体３０１は、その容積によって定まるコンプライアンスと、振動時の機械抵抗と、を有しており、エンクロージャ本体３０１による部分Ｐ１９においては、コンプライアンスによるコンデンサＣｂ１と、機械抵抗による抵抗Ｒｂ１と、が直列に接続されている。
音発生装置１Ｇにおける音圧特性は、スピーカユニット２０の最低共振周波数に応じたピーク（約１００Ｈｚ）と、他の回路要素によるサブピーク（約５０Ｈｚ）と、を有する。サブピークの周波数は、主に管状部１０２および振動部材１０３の共振周波数（素子共振周波数）によって定まる。
上記の構成により、エンクロージャ３１Ｇ、３２Ｇに共振素子としての管状部１０２および振動部材１０３が配されているため、位相特性のグラフに平坦領域が形成される。平坦領域の周波数においては、音発生装置１Ｇによる発生音をノイズの逆位相としやすく、ノイズを低減しやすい。このとき、管状部１０２および振動部材１０３の素子共振周波数を適宜に設定することにより、平坦領域を調節することができ、ノイズを低減しやすい周波数帯域を調節することができる。
また、共振素子として管状部１０２および振動部材１０３が設けられていることで、管状部１０２の内径や長さを調節したり、振動部材１０３の機械抵抗やコンプライアンス、振動質量を調節したりすることにより、素子共振周波数を調節することができ、適宜な周波数帯域に平坦領域を形成することができる。
また、共振音の１／４波長が耳珠間幅（例えば０．１５ｍ）の２倍よりも長いことで、ユーザー（移動体の搭乗者）の頭部に共振音の音波が到達した際、左右の耳における音圧の絶対値の差を小さくすることができる。即ち、ユーザーの左右の耳に到達する音波同士には、最大で耳珠間幅だけ経路差が生じ得る。このとき、共振音の１／４波長が耳珠間幅の２倍よりも長いことで、左右の耳に到達する音波同士の位相差が小さくなり、音圧の絶対値の差が小さくなる。従って、上記のような平坦領域を形成することによる効果の左右差を低減することができる。また、音発生装置とユーザーの頭部との位置関係が変化した場合（例えば搭乗者が座席において頭部を動かした場合）でも、同様に左右差を低減することができる。
［実施例８］
次に、本発明の実施例８に係る移動体用音発生装置について図２３を参照して説明する。図２２は、本発明の実施例８に係る音発生装置１Ｈを示す断面図である。実施例１のエンクロージャ３１Ａ、３２Ａに代えて、図２３に示す共振素子としての振動部材１０３を配したエンクロージャ３１Ｈ、３２Ｈを用いてもよい。
実施例８のエンクロージャ３１Ｈ、３２Ｈは、エンクロージャ本体３０１と、前方収容部３０２と、を有し、前方収容部３０２の外側区画壁３０２Ａには、振動部材１０３が設けられている。
上記の構成により、エンクロージャ３１Ｈ、３２Ｈに振動部材１０３が配されることで、実施例８の音発生装置１Ｇと同様に、位相特性のグラフに平坦領域が形成される。平坦領域の周波数においては、音発生装置１Ｈによる発生音をノイズの逆位相としやすく、ノイズを低減しやすい。このとき、振動部材１０３の素子共振周波数を適宜に設定することにより、平坦領域を調節することができ、ノイズを低減しやすい周波数帯域を調節することができる。
［実施例９］
次に、本発明の実施例９に係る移動体用音発生装置について図２４を参照して説明する。実施例１のエンクロージャ３１Ａ、３２Ａに代えて、図２４に示す共振素子としての振動部材１０３を配したエンクロージャ３１Ｈ、３２Ｈを用いてもよい。
実施例９のエンクロージャ３１Ｈ、３２Ｈは、エンクロージャ本体３０１を有し、エンクロージャ本体３０１には、スピーカユニット２０の後方空間Ｓ１１を第１後方空間Ｓ１１１と第２後方空間Ｓ１１２とに区画する内側区画壁３０１Ｄが形成されている。即ち、エンクロージャ本体３０１には、第１後方空間Ｓ１１１を囲む第１収容部３０１Ｂと、第２後方空間Ｓ１１２を囲む第２収容部３０１Ｃと、が形成されている。内側区画壁３０１Ｄには、振動部材１０３が設けられている。サブピークの周波数は、主に振動部材１０３の共振周波数により定められている。
上記の構成により、実施例１の音発生装置１Ａと同様に、位相特性のグラフに平坦領域が形成されていることで、平坦領域の周波数においては、音発生装置１Ｉによる発生音をノイズの逆位相としやすく、ノイズを低減しやすい。このとき、振動部材１０３の素子共振周波数を適宜に設定することにより、平坦領域を調節することができ、ノイズを低減しやすい周波数帯域を調節することができる。
［実施例１０］
次に、本発明の実施例１０に係る移動体用音発生装置について図２５を参照して説明する。図２５は、本発明の実施例１０に係る音発生装置１Ｊを示す断面図である。実施例１のエンクロージャ３１Ａ、３２Ａに代えて、図２５に示す共振素子としての管状部１０２を配したエンクロージャ３１Ｊ、３２Ｊを用いてもよい。
エンクロージャ３１Ｊ、３２Ｊは、エンクロージャ本体３０１を有し、エンクロージャ本体３０１には内側区画壁３０１Ｄが形成されている。内側区画壁３０１Ｄには、管状部１０２が設けられている。サブピークの周波数は、主に管状部１０２の共振周波数により定められている。
上記の構成により、エンクロージャ３１Ｊ、３２Ｊに共振素子としての振動部材１０３が配されていることで、実施例１の音発生装置１Ａと同様に、位相特性のグラフに平坦領域が形成される。こ平坦領域の周波数においては、音発生装置１Ｊによる発生音をノイズの逆位相としやすく、ノイズを低減しやすい。このとき、管状部１０２の素子共振周波数を適宜に設定することにより、平坦領域を調節することができ、ノイズを低減しやすい周波数帯域を調節することができる。
［実施例１１］
次に、本発明の実施例１１に係る移動体用音発生装置について図２６を参照して説明する。図２６は、本発明の実施例１１に係る音発生装置１Ｋを示す断面図である。実施例１のエンクロージャ３１Ａ、３２Ａに代えて、図２６に示す共振素子としての管状部１０２を配したエンクロージャ３１Ｋ、３２Ｋを用いてもよい。
エンクロージャ３１Ｋ、３２Ｋは、エンクロージャ本体３０１を有し、エンクロージャ本体３０１には内側区画壁３０１Ｄが形成されている。内側区画壁３０１Ｄには、管状部１０２が設けられている。エンクロージャ本体３０１の外壁部３０１Ａには、振動部材１０３が設けられている。
上記の構成により、エンクロージャ３１Ｋ、３２Ｋに共振素子として管状部１０２が配されることで、位相特性のグラフに平坦領域が形成される。平坦領域の周波数においては、音発生装置１Ｋによる発生音をノイズの逆位相としやすく、ノイズを低減しやすい。このとき、管状部１０２の素子共振周波数を適宜に設定することにより、平坦領域を調節することができ、ノイズを低減しやすい周波数帯域を調節することができる。
なお、本発明は、前記実施例７〜１１に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記実施例７〜１１では、１つの管状部１０２または振動部材１０３が設けられたり、１つずつの管状部１０２と振動部材１０３とが組み合わされたりするものとしたが、２つ以上の管状部１０２や振動部材１０３が組み合わされたりしてもよい。即ち、図２７、２８に示すように、複数の管状部１０２が設けられる構成としてもよい。
図２７に示す変形例の音発生装置１Ｌでは、前方収容部３０２の外側区画壁３０２Ａに管状部１０２が設けられるとともに、エンクロージャ本体３０１のうち後方空間Ｓ１１と前方空間Ｓ１２とを区画する壁部３０３に他の管状部１０２が設けられている。このような構成では、スピーカユニット２０の前方側から放射された音は、外側区画壁３０２Ａの管状部１０２のみを通過して外部空間に放射される。一方、スピーカユニット２０の後方側から放射された音は、これら２つの管状部１０２を通過して外部空間に放射される。
図２８に示す変形例の音発生装置１Ｍでは、エンクロージャ本体３０１に、上記の壁部３０３と対向する壁部とを接続する壁部３０４が形成され、後方空間Ｓ１１が区画され、この壁部３０４に管状部１０２が設けられている。従って、スピーカユニット２０の後方から放射された音は、壁部３０４の管状部１０２を通過した後、壁部３０３の管状部１０２を通過して前方空間Ｓ１２に到達し、さらに外側区画壁３０２Ａの管状部１０２を通過して外部空間に放射される。
このように複数の管状部１０２を組み合わせることによっても、適宜な周波数帯域に平坦領域を形成することができる。
また、前記実施例７〜１１では、共振素子として管状部１０２および振動部材１０３を例示したが、共振素子は、共振周波数を有して振動することで音発生装置の音圧特性にサブピークを形成するようなものであればよい。例えば、重量部を備えずに弾性部材のみによって構成された振動部材を共振素子として用いてもよい。このとき、弾性部材自体の重量が振動質量となる。
また、前記実施例７〜１１では、エンクロージャ３１、３２に管状部１０２や振動部材１０３を配していたが、これに限ったものではない。エンクロージャ３１、３２を構成する管状のピラーＰ１、Ｐ２などのフレーム自体が共振素子であってもよい。
なお、車両ボディ１１には、電線などを通すため、あるいは電着電装等の水抜き孔として貫通孔が設けられている。そして、貫通孔と電線などの隙間や水抜き孔（貫通孔）を埋めて防水を図るために車両ボディ１１にグロメットが設けられることがある。上記振動部材１０３が、車両ボディ１１に取り付けられたグロメットを兼ねていてもよい。これにより、グロメットとは別に振動部材１０３を設ける必要がなくなり、コストダウンを図ることができる。
また、前記実施例１では、共振音の１／４波長が耳珠間幅の２倍よりも長いものとしたが、共振音の１／４波長を、耳珠間幅よりも長く設定してもよい。また、例えば音発生装置がユーザーの正面又は背面に配置され、ユーザーの左右の耳に到達する音波同士に経路差が生じにくい場合等、左右の耳に到達する音波同士の位相差が生じにくい場合には、共振音の１／４波長が耳珠間幅以下であってもよい。
［実施例１２］
図２９は、本発明の実施例１２に係る移動体用音発生装置（以下単に「音発生装置」と略記することもある。）１Ｎが設けられた車両Ｃを示す側面図である。
移動体用音発生装置１Ｎは、図２９に示すように、移動体としての車両Ｃに設けられ、スピーカユニット２Ｎを備えている。
車両は、ウインドシールドＷ（フロントガラス）の内面と、車両ボディの上面Ｓ１と、下面Ｓ２と、車両Ｃの進行方向における前面Ｓ３と、幅方向に対向する一対の側面Ｓ４（車両の扉体を含む）と、車両Ｃの進行方向における図示しない後面と、によって囲まれた箱状の車内空間Ａ３を形成している。また、前面Ｓ３にインストルメントパネルＩが設けられ、インストルメントパネルＩの後方側に対向するように座席（運転席及び助手席）ＳＨが設けられている。本実施例では、移動体用音発生装置１Ｎが運転席の前方側に設けられるものとするが、助手席の前方側に設けられていてもよいし、両方に設けられていてもよい。尚、車両ボディは、パネル及びフレーム（中空体）を有していてもよく、例えばモノコックボディなどが挙げられる。
スピーカユニット２Ｎは、実施例１で説明した図５に示すスピーカユニット２１Ａ、２２Ａと同様に構成されているため、ここでは詳細な説明を省略する。
次に、上述したスピーカユニット２Ｎの配置について図２９及び図３０を参照して説明する。同図に示すように、上記スピーカユニット２Ｎの正面側（振動板側）がインストルメントパネルＩの下方において、前面Ｓ３と下面Ｓ２と運転席側の側面Ｓ４とが交わる角部Ｃ１１を向いている。これにより、角部Ｃ１１に向けてスピーカユニット２Ｎの正面からの音が放射されている。
スピーカユニット２Ｎから放射された音は、角部Ｃ１１及びその周囲の面Ｓ２〜Ｓ４によって反射され、角部Ｃ１１と対向する対向角部（上面Ｓ１と後面と助手席側の側面とが交わる角部）に向かって進行し、対向角部及びその周囲において再び反射され、角部Ｃ１１に向かって進行する。このように角部Ｃ１１から対向角部に向かう音波と、対向角部から角部Ｃ１１に向かう音波と、によって、角部Ｃ１１と対向角部との間の距離に応じた波長の定在波が形成される。この定在波の周波数と、スピーカユニット２Ｎの共鳴周波数と、は略一致しており、スピーカユニット２Ｎから放射された低音が、車内空間Ａ３において定在波を形成する。上述のように、スピーカユニット２Ｎは車内空間Ａ３に形成される定在波に応じた共鳴周波数を有していることから、スピーカユニット２Ｎから放射される音のうち共鳴した成分が定在波を形成する。
以上のように音が放射されることで、車内空間Ａ３には、スピーカユニット２Ｎの前面側から放射された音が反響する。
上記の構成により、スピーカユニット２Ｎの音が複数の面のうち３つが交わる角部Ｃ１１に向けて放射されることで、スピーカユニット２Ｎから放射された低音が少なくとも２つの面で反射されて車両Ｃの車内空間Ａ３内で反響しやすい。また、移動体用音発生装置１Ｎにおける低音域の音圧等の音響特性を向上させることができ、低音域のノイズを低減させやすくなる。
また、共振素子としての管状部４および振動部材１０３が発生する共振音の１／４波長が耳珠間幅（例えば０．１５ｍ）の２倍よりも長いことで、ユーザー（移動体の搭乗者）の頭部に共振音の音波が到達した際、左右の耳における音圧の絶対値の差を小さくすることができる。即ち、ユーザーの左右の耳に到達する音波同士には、最大で耳珠間幅だけ経路差が生じ得る。このとき、共振音の１／４波長が耳珠間幅の２倍よりも長いことで、左右の耳に到達する音波同士の位相差が小さくなり、音圧の絶対値の差が小さくなる。従って、上記のような平坦領域を形成することによる効果の左右差を低減することができる。また、音発生装置とユーザーの頭部との位置関係が変化した場合（例えば搭乗者が座席において頭部を動かした場合）でも、同様に左右差を低減することができる。
なお、上述した実施例１２によれば、スピーカユニット２Ｎの正面を角部Ｃ１１に向けていたがこれに限ったものではない。スピーカユニット２Ｎからの音が角部Ｃ１１に向けて放射されていればよく、スピーカユニット２Ｎの背面が角部Ｃ１１に向けて配置されていてもよい。
また、上述したスピーカユニット２Ｎとしては、実施例２〜６で説明した図１３、１４、１８〜２０に示すスピーカユニット２１Ｂ，２２Ｂ、…２１Ｆ，２１Ｆと同様に構成してもよい。
また、上述した移動体用音発生装置１Ｎとしては、実施例７〜１１で説明した図２１、２３〜２７に示す移動体用音発生装置１Ｇ〜１Ｍと同様に構成してもよい。
［実施例１３］
図３１は、本発明の実施例１３に係る移動体用音発生装置１Ｏが設けられた車両Ｃを示す側面図であり、図３２は、音発生装置１Ｏの管部材の要部を示す正面図であり、図３３は、管部材を示す斜視図であり、図３４は、実施例１３の移動体用音発生装置１Ｏ及び比較例２の移動体用音発生装置における音圧の周波数依存性を示すグラフである。
移動体用音発生装置１Ｏは、図３１に示すように、移動体としての車両Ｃに設けられ、スピーカユニット２と、スピーカユニット２を収容する収容部としてのエンクロージャ３と、エンクロージャ３に接続された管部材４と、を備える。
本実施例１３では、スピーカユニット２、エンクロージャ３及び管部材４の少なくとも何れかに、共振素子が配されていればよい。即ち、スピーカユニット２として、実施例１〜５に示すような弾性部材８Ａ〜８Ｅなどの共振素子が配されたものを用いてもよい。また、実施例７〜１１に示すようにエンクロージャ３に管状部１０２や振動部材１０３などの共振素子が配されていてもよい。また、管部材４に、振動部材や管部材などの共振素子を配してもよいし、管部材４自身が共振周波数を有するため、その周波数をスピーカユニット２の最低共振周波数と異なる値にして、管部材４自身を共振素子として配してもよい。この場合、管部材４を共振素子として流用することができ、コストダウンを図ることができる。
スピーカユニット２の振動板は、スピーカユニット２が音を放射する側（前面側）を上方に向けるとともに、磁気回路側（背面側）を下方に向けるように設置されている。また、スピーカユニット２の振動板の振動方向（音放射方向）が、インストルメントパネルＩの上面に対して所定の角度（例えば３０°）だけ傾斜するように、インストルメントパネルＩにスピーカユニット２を設けてもよい。尚、振動板の傾斜角度は、ウインドシールドＷの角度や、スピーカユニット２と座席ＳＨとの距離等に応じて適宜に設定されていればよく、スピーカユニット２の中心軸又は振動板が傾斜していなくてもよい。また、スピーカユニット２の中心軸又は振動板が運転席又は助手席に向けられていてもよい。
エンクロージャ３は、箱状に形成されるとともにインストルメントパネルＩ内に設けられ、その天面に振動板が配置され、底面及び４つの側面によって形成された内部空間にスピーカユニット２を配置して、スピーカユニット２の背面がエンクロージャ３に収容される。また、エンクロージャ３は、振動板に応じた傾斜を有して設けても構わない。また、エンクロージャ３は、幅方向において、側面Ｓ４近傍に配置されている。このようなエンクロージャ３にスピーカユニット２が収容されることで、スピーカユニット２は、インストルメントパネルＩの上面において前面から音を放射するように、インストルメントパネルＩ内に設けられる。また、スピーカユニット２の背面側で生じた音は、エンクロージャ３の内部空間に向けて放射される。
管部材４は、適宜な金属や樹脂等によって両端が開口した筒状に形成され、エンクロージャ３におけるスピーカユニット２の背面側である下面に一端Ｅ１がエンクロージャ３の下面に連結されるとともに、他端Ｅ２が運転席の足元（アクセルペダルの近傍）に配置されている。管部材４の断面形状及び断面積は一端Ｅ１側から他端Ｅ２側にかけて略一定であり、後述するように車内空間Ａ３に形成される定在波に応じた共鳴周波数（例えば３０〜１００Ｈｚ）を有するような長さに形成されている。管部材４は、エンクロージャ３の底面に一端Ｅ１が連結されていることで、一端Ｅ１においてエンクロージャ３の内部空間に連通している。また、他端Ｅ２は、図３２、３３にも示すように、インストルメントパネルＩの下方において、前面Ｓ３と下面Ｓ２と運転席側の側面Ｓ４とが交わる角部Ｃ１１を向いて開口している。
管部材４は、一端Ｅ１側においてインストルメントパネルＩ内を通過し、他端Ｅ２側においてインストルメントパネルＩの外側に突出している。また、管部材４は、幅方向において、一端Ｅ１から他端Ｅ２にかけて、運転席側の側面Ｓ４から一旦離れるように延びた後、側面Ｓ４に再び近づくように延びている。即ち、管部材４を前後方向（車両Ｃの進行方向）から見ると、助手席側に向かって凸に湾曲した形状となっている。また、管部材４は、前後方向において、一端Ｅ１から他端Ｅ２に向かうにしたがって前方側に向かうように延びている。
以上のような音発生装置１Ｏにおいてスピーカユニット２が音を放射した際の音の進行及び反射について説明する。まず、スピーカユニット２の前面側から放射された音は、振動板の傾斜に応じて斜め後方に進行し、運転席のヘッドレスト（運転者の頭部）近傍に向かう。尚、前面側から放射された音は、ウインドシールドＷや上面Ｓ１において反射されてヘッドレストに向かってもよい。
スピーカユニット２の背面側で生じた音は、エンクロージャ３の内部空間で反響するとともに、一端Ｅ１から管部材４内に入り、管部材４内を進行する。このとき、スピーカユニット２の背面側で生じた音のうち、管部材４の長さに応じた低音域の成分が管部材４内で共鳴する。従って、管部材４の他端Ｅ２からは、低音域の成分を主とする音が放射される。他端Ｅ２から放射された音は、角部Ｃ１１及びその周囲の面Ｓ２〜Ｓ４によって反射され、角部Ｃ１１と対向する対向角部（上面Ｓ１と後面と助手席側の側面とが交わる角部）に向かって進行し、対向角部及びその周囲において再び反射され、角部Ｃ１１に向かって進行する。このように角部Ｃ１１から対向角部に向かう音波と、対向角部から角部Ｃ１１に向かう音波と、によって、角部Ｃ１１と対向角部との間の距離に応じた波長の定在波が形成される。この定在波の周波数と、管部材４の共鳴周波数と、は略一致しており、管部材４によって増幅されて他端Ｅ２から放射された低音が、車内空間Ａ３において定在波を形成する。上述のように、管部材４は車内空間Ａ３に形成される定在波に応じた共鳴周波数を有していることから、他端Ｅ２から放射される音のうち共鳴した成分が定在波を形成する。
以上のように音が放射されることで、車内空間Ａ３には、スピーカユニット２の前面側から放射された中高音域の成分を主とする音と、管部材４の他端Ｅ２から放射された低音域の成分を主とする音と、が反響する。
ここで、実施例１３の音発生装置１Ｏの音響特性について具体的に説明する。まず、実施例１３の音発生装置１Ｏにおいて、エンクロージャ３の容量（内部空間の体積）を１Ｌ、管部材４の内径を３２ｍｍ、管部材４の長さを５００ｍｍとした。そして、音発生装置１Ｏにおいて管部材４の他端Ｅ２を閉塞して音がほとんど放射されないようにしたものを比較例２の移動体用音発生装置とした。実施例１３及び比較例２の移動体用音発生装置について、運転席のヘッドレスト近傍において、音圧の周波数依存性を測定した。
以上のような実施例１３及び比較例２の音発生装置１Ｏにおける音圧の周波数依存性の測定結果を図３４のグラフに示す。図３４の横軸は測定された音の周波数（Ｈｚ）示し、縦軸は音圧（ｄＢ）を示し、実線が実施例１３に対応し、破線が比較例２に対応する。また、横軸の目盛りは対数表示となっている。この測定結果では、約３０Ｈｚ〜７０Ｈｚにおいて、実施例１３の方が比較例２よりも音圧が高くなり、特に６０Ｈｚ前後において約１５Ｈｚ高くなった。従って、管部材４の他端Ｅ２から放射された音により、低音域において音響特性が向上したという結果が得られた。
上記の構成により、管部材４の他端Ｅ２が、車内空間Ａ３を囲む複数の面のうち３つが交わる角部Ｃ１１を向いて開口していることで、他端Ｅ２から放射された低音が３つの面で反射されて車内空間Ａ３で反響しやすく、音発生装置１Ｏにおける低音域の音響特性を向上させることができ、低音域のノイズを低減させやすくなる。
また、スピーカユニット２が、中高音域の音圧が低音域の音圧よりも高くなるように音を放射するものである場合には、スピーカユニット２の振動を小さくすることができ、車両ボディに振動が伝わって異音が発生することを抑制することができる。また、上記のように低音域の音響特性が向上することで、低音域の音圧が低い小型のスピーカユニット２を用いた場合でも、良好な音響特性を得ることができる。さらに、スピーカユニット２の前面から放射される低音の音圧が比較的低いことから、低音域において、スピーカユニット２の前面から放射された音と管部材４の他端Ｅ２から放射された音とが弱め合いにくい。
音発生装置１Ｏにおいて、スピーカユニット２の前面から主に中高音域の音が放射され、管部材４の他端Ｅ２から主に低音域の音が放射される。中高音域（例えば１０００〜１００００Ｈｚ）と低音域（例えば１０〜１０００Ｈｚ）とでは、最適な放射位置が異なる場合があるが、中高音域が放射される位置と、低音域の音が放射される位置と、が離れていることで、それぞれを最適な位置に配置し、極めて良好な音響特性を得ることができる。
また、管部材４の他端Ｅ２が角部Ｃ１１を向いて開口することで、他端Ｅ２から放射された音によって角部Ｃ１１と対向角部との間に定在波が形成される。このとき、角部Ｃ１１と対向角部との間の距離は、対向する一対の面（上面Ｓ１と下面Ｓ２、前面Ｓ３と後面、一対の側面Ｓ４）間の距離よりも長いことから、波長の長い定在波を形成することができ、車内空間Ａ３において低音を効率よく反響させることができる。
また、スピーカユニット２及びエンクロージャ３がインストルメントパネルＩ内に設けられるとともに、管部材４がインストルメントパネルＩ内を通過することで、音発生装置１Ｏを車両Ｃに設けた場合に外観を良好に保つことができる。
［実施例１４］
次に、本発明の実施例１４に係る移動体用音発生装置について図３５、図３６を参照して説明する。図３５は、本発明の実施例１４に係る移動体用音発生装置１Ｐが設けられた車両Ｃを示す側面図であり、図１３は、実施例１４の移動体用音発生装置１Ｐ及び比較例３の移動体用音発生装置における音圧の周波数依存性を示すグラフである。
移動体用音発生装置１Ｐは、図３５に示すように、スピーカユニット２と、エンクロージャ３と、管部材４Ｐと、を備える。
管部材４Ｐは、一端Ｅ１がエンクロージャ３の内部空間に連通するとともに、他端Ｅ２が運転席の足元の角部（アクセルペダルの近傍）に配置されている。即ち、他端Ｅ２は、前面Ｓ３と下面Ｓ２とが交差する第１交差部Ｒ１１近傍において開口している。また、他端Ｅ２の開口方向は、第１交差部Ｒ１１を向いておらず、下方からやや後方側に傾斜した方向となっている。尚、他端Ｅ２は、幅方向において側面Ｓ４に近接した位置に設けられていてもよいし、離隔した位置に設けられていてもよい。管部材４Ｐは、前後方向において、一端Ｅ１から他端Ｅ２にかけて、一旦前方側に向かうように延びた後、再び後方側に戻るように延び、幅方向から見て前方側に向かって凸に湾曲した形状となっている。
以上のような移動体用音発生装置１Ｐにおける管部材４Ｐの他端Ｅ２から放射された音の進行及び反射について説明する。実施例１３と同様に低音域の成分を主とする音が他端Ｅ２から放射され、第１交差部Ｒ１１近傍の下面Ｓ２によって反射され、後面と上面Ｓ１とが交差する第２交差部に向かって進行する。さらに、この音は第２交差部及びその周辺において反射され、第１交差部Ｒ１１に向かって進行する。このように第１交差部Ｒ１１から第２交差部に向かう音波と、第２交差部から第１交差部Ｒ１１に向かう音波と、によって、一対の交差部間の距離に応じた波長の定在波が形成される。
ここで、実施例１４の移動体用音発生装置１Ｐの音響特性について具体的に説明する。まず、実施例１４の移動体用音発生装置１Ｐにおいて、エンクロージャ３の容量（内部空間の体積）を１Ｌ、管部材４Ｐの内径を３２ｍｍ、管部材４Ｐの長さを７００ｍｍとした。そして、移動体用音発生装置１Ｐにおいて管部材４Ｐの他端Ｅ２を閉塞して音がほとんど放射されないようにしたものを比較例３の移動体用音発生装置とした。実施例１４及び比較例３の移動体用音発生装置について、運転席のヘッドレスト近傍において、音圧の周波数依存性を測定した。
以上のような実施例１４及び比較例３の移動体用音発生装置における音圧の周波数依存性の測定結果を図３６のグラフに示す。図３６の横軸は測定された音の周波数（Ｈｚ）示し、縦軸は音圧（ｄＢ）を示し、実線が実施例１４に対応し、破線が比較例３に対応する。また、横軸の目盛りは対数表示となっている。この測定結果では、約３０Ｈｚ〜１００Ｈｚ付近において、実施例１４の方が比較例３よりも音圧が高くなり、特に５０Ｈｚ前後において約１５ｄＢ高くなった。従って、管部材４Ｐの他端Ｅ２から放射された音により、低音域において音響特性が向上したという結果が得られた。
上記の構成により、実施例１３と同様の効果を奏することができる。さらに、管部材４Ｐの他端Ｅ２が第１交差部Ｒ１１近傍において開口することで他端Ｅ２から放射された音によって一対の交差部間に定在波が形成される。このとき、一対の交差部間の距離は、対向する一対の面（上面Ｓ１と下面Ｓ２、前面Ｓ３と後面、一対の側面Ｓ４）間の距離よりも長いことから、波長の長い定在波を形成することができ、車内空間Ａ３において低音を効率よく反響させることができる。
なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記実施例１３では、管部材４の断面形状及び断面積が略一定であるものとしたが、インストルメントパネルＩの内部構造に合わせ、第１の変形例として図３７（Ａ）に示すように、長手方向における他端近傍の領域において、エンクロージャ３に接続された一端Ｅ１から他端Ｅ２に向かうにしたがって断面積は一定で断面形状が変化する内径が拡大された管部材４Ｑを用いてもよい。具体的には、Ａ−Ａ´線、Ｂ−Ｂ´線及びＣ−Ｃ´線に沿う断面図に示すように、断面形状が、一端Ｅ１側において略正円であり、他端Ｅ２に向かうにしたがって扁平な楕円状となっていく（楕円の長径が長くなっていく）管部材４Ｑを用いてもよい。このような構成によれば、管部材４Ｑの他端Ｅ２から放射される音の音響特性を向上させることができる。また、管部材は、例えば長手方向の全体に亘って他端に向かうにしたがって断面形状が変化してもよいし、長手方向の中央部の領域において他端に向かうにしたがって断面形状が変化してもよい。
また、前記実施例１４では、収容部としてのエンクロージャ３と管部材４とが別部材であるものとしたが、第２の変形例として図３７（Ｂ）に示すように、収容部と管部材とが一体に形成された管状収容部４Ｒを用いてもよい。このとき、管状収容部４Ｒは、スピーカユニット２側から他方側に延びるにしたがって、内径が小さくなる部分があり、この部分が収容部４Ｒ１となり、収容部４Ｒ１を挟んでスピーカユニット２の反対側が管状部材としての管部４Ｒ２となる。即ち、管部４Ｒ２の一端は収容部４Ｒ１と連続的に設けられている。
また、前記実施例１４では、スピーカユニット２及びエンクロージャ３がインストルメントパネルＩに設けられるものとしたが、スピーカユニット２及びエンクロージャ３は、その他の場所に設けられていてもよい。
例えば、第３の変形例として図３８に示すように、スピーカユニット２及びエンクロージャ３が車両Ｃの座席ＳＨの下方に設けられた移動体用音発生装置１Ｓとしてもよい。移動体用音発生装置１Ｓが設けられた車両Ｃには、空調用ダクトＤｕが設けられている。空調用ダクトＤｕは、前方側（例えばインストルメントパネル内）に設けられた空調機から、後部座席の足元に冷風又は温風を送るために前後方向に沿って延びるものであって、図３８（Ｃ）に示すように、管状の通路部Ｄｕ０を有する。通路部Ｄｕ０は、仕切り部Ｄｕ３によって仕切られることにより、冷風又は温風が通過する第１通路Ｄｕ１と、第２通路Ｄｕ２と、を有する。第２通路Ｄｕ２は例えば第１通路Ｄｕ１の補強用に設けられたものである。
移動体用音発生装置１Ｓの管部材４は、エンクロージャ３の前面に一端Ｅ１が接続されて前方側に向かって延び、第２通路Ｄｕ２に接続され、第２通路Ｄｕ２が管部材として機能して前方側に向かって延び、他端側において第２通路Ｄｕ２とは別体となり、前方側の交差部又は角部を向いて開口している。即ち、管部材４の一端Ｅ１と他端との間の部分が空調用ダクトＤｕと一体に形成されている。尚、空調用ダクトＤｕに第２通路が形成されず、管部材４の一部が第１通路Ｄｕ１と一体に形成された構成としてもよい。
このような第３の変形例の移動体用音発生装置１Ｓによれば、空調用ダクトＤｕを管部材４として利用して低コスト化するとともに、空調用ダクトＤｕを通すために車両Ｃに形成された空間を利用することができる。さらに、座席ＳＨの下方におけるスピーカユニット２の設置スペースが狭くても、管部材４の他端が角部又は交差部を向いて開口していることで、低音域の音圧等の音響特性を向上させることができる。
また、第４の変形例として図３９（Ａ）に示すように、スピーカユニット２及びエンクロージャ３Ｔが、車両ＣのインストルメントパネルＩに設けられた箱部としてのグローブボックスＧの一部として形成された移動体用音発生装置１Ｓとしてもよい。移動体用音発生装置１Ｓが設けられた車両ＣのインストルメントパネルＩには、幅方向に沿った回動軸を有して回動することで開閉する（二点鎖線で図示）グローブボックスＧが設けられている。グローブボックスＧの下方側の空間が他の部分Ｇ０（被収容物を収容することができる空間）と区画されることにより、エンクロージャ３Ｔが形成されている。スピーカユニット２は、その前面をグローブボックスＧの外側に向けるとともに、前面を前方側且つ下方側に向けるようにエンクロージャ３Ｔに収容されている。管部材４は、一端Ｅ１がエンクロージャ３Ｔの下方側に接続され、他端Ｅ２が角部Ｃ１１を向いて開口している。
尚、管部材４の他端Ｅ２は、前面Ｓ３と下面Ｓ２とが交差する交差部を向いて開口していてもよい。また、図３９（Ｂ）に示すように、スピーカユニット２の前面が車両Ｃの進行方向における後方側を向いていてもよい。また、車両Ｃに取り付けられている既存のグローブボックスＧにエンクロージャ３Ｔを形成してスピーカユニット２を収容してもよいし、移動体用音発生装置１Ｔがあらかじめ設けられたグローブボックスＧを作製してもよい。また、グローブボックスＧを区画せず、グローブボックスＧを閉じた際に形成される閉空間又は密閉空間がエンクロージャとして機能する構成としてもよい。
このような第４の変形例の移動体用音発生装置１Ｔによれば、エンクロージャ３ＴがグローブボックスＧの一部であることで、角部Ｃ１１に対して管部材４の他端を向けやすい。また、グローブボックスＧ内の空間の狭小化を抑制するためにスピーカユニット２を小型化しても、管部材４の他端Ｅ２が角部Ｃ１１又は交差部を向いて開口していることで、低音域の音圧等の音響特性を向上させることができ、低音域のノイズを低減しやすい。
また、第５の変形例として図４０に示すように、スピーカユニット２及びエンクロージャ３Ｕが、車内空間Ａ３に収容されたスペアタイヤＴのホイールＴ１内に設けられた移動体用音発生装置１Ｖとしてもよい。スペアタイヤＴは、例えば車両Ｃの進行方向における後方側に形成されたタイヤ収容部に収容され、ホイールＴ１とタイヤＴ２とを有する。ホイールＴ１には、車両Ｃに取り付けられて使用される際に幅方向内側を向く面に、凹部Ｔ０が形成されている。凹部Ｔ０の内周面は円筒状に形成されており、エンクロージャ３Ｕは外周寸法が凹部Ｔ０と同程度かやや小さい円筒状に形成されている。エンクロージャ３Ｕは、この凹部Ｔ０内に収容される。
また、エンクロージャ３Ｕの高さは凹部Ｔ０の深さよりも大きく、エンクロージャ３Ｕの一部分（下方部分）が凹部Ｔ０に収容され、他の一部分（上方部分）が凹部Ｔ０から突出している。尚、上下方向においてエンクロージャ３Ｕ全体が凹部Ｔ０に収容される構成としてもよい。エンクロージャ３Ｕには２本の管部材４の一端Ｅ１がそれぞれ接続されている。管部材４の他端Ｅ２は、車両Ｃの側面Ｓ４と下面Ｓ２と後面とが交わる角部Ｃ１２を向いて開口しているものとするが、側面Ｓ４と上面と後面とが交わる角部を向いて開口していてもよいし、後面と他の面（側面Ｓ４、下面Ｓ２又は上面）とが交わる交差部を向いて開口していてもよい。
尚、車両の下面Ｓ２の表面には、前後方向又は幅方向に延びる補強用のリブＲＢによって凹凸が形成され、この表面上に平板状のカバー部が設けられることがある。この凹凸とカバー部との間に形成される隙間を管部材として利用してもよい。
このような第５の変形例の移動体用音発生装置１Ｖによれば、スペアタイヤＴの凹部Ｔ０に収容するためにスピーカユニット２を小型化しても、管部材４の他端Ｅ２が角部Ｃ１２又は交差部を向いて開口していることで、低音域の音圧等の音響特性を向上させることができる。
また、第６の変形例として図４１（Ａ）に示すように、スピーカユニット２及びエンクロージャ３Ｖが車両Ｃにおける幅方向の中央部に設けられた移動体用音発生装置１Ｖとしてもよい。スピーカユニット２及びエンクロージャ３Ｖは、前方側の２つの座席ＳＨの間且つ下方に設けられ、エンクロージャ３Ｖの前面に２本の管部材４の一端Ｅ１が接続されている。２本の管部材４は、一方が進行方向に対して右側に延びて他方が左側に延び、即ち、幅方向において互いに反対側に向かって延びている。また、２本の管部材４の他端Ｅ２は、それぞれ、左右の角部Ｃ１１を向いて開口している。
尚、管部材４の他端Ｅ２は、車両Ｃの側面Ｓ４と下面Ｓ２とが交わる交差部を向いて開口していてもよい。また、図４１（Ｂ）に示すように、エンクロージャ３Ｖに２つのスピーカユニット２が収容され、一方のスピーカユニット２が前方側に音を放射し、他方のスピーカユニット２が後方側に音を放射する構成としてもよい。このような構成によれば、２つのスピーカユニット２が背面側から放射する音同士が弱め合い、音放射時にエンクロージャ３が振動することを抑制することができる。
このような第６の変形例の移動体用音発生装置１Ｖによれば、前方側の２つの座席ＳＨの間且つ下方の空間を利用することができる。また、この空間における設置スペースが狭くても、管部材４の他端Ｅ２が角部Ｃ１１又は交差部を向いて開口していることで、低音域の音圧等の音響特性を向上させることができる。さらに、幅方向の両側において管部材４の他端Ｅ２から放射された低音が反響し、搭乗者にとって迫力のある再生音とすることができる。２つのスピーカユニット２の背面が連結していることで、スピーカユニット２自体の振動が車両Ｃ内に伝搬することを抑止できる。
また、第７の変形例として図４２に示すように、低音再生用のスピーカユニット２Ｗ及びエンクロージャ３Ｗが、車両Ｃの進行方向における後方側に設けられるとともに、車両Ｃの上面Ｓ１と後面Ｓ５とが交わる交差部ＣＲ１近傍に設けられ、管部材４が車両ＣのサイドシルＳＳの内側を通過して前方側の角部Ｃ１１に向かって延びる移動体用音発生装置１Ｗとしてもよい。エンクロージャ３Ｗは、幅方向の中央部且つ後部側の座席ＳＨのヘッドレストの後方に設けられ、前面を上方に向けてスピーカユニット２Ｗが収容され、エンクロージャ３Ｗの下面に管部材４の一端Ｅ１が接続されている。管部材４は、スピーカユニット２Ｗの下面から下方且つ車両Ｃの一方の側面に向かって延び、車両Ｃの扉体の下方において前後方向に延びるサイドシルＳＳの内側を通過して前方側に向かって延びる。さらに、管部材４は、サイドシルＳＳよりも前方側において、一旦上方側に向かった後に下方側を向かうことにより、他端Ｅ２が角部Ｃ１１に向かって開口している。
スピーカユニット２Ｗから放射された音は交差部ＣＲ１に向かい、管部材４の他端から放射された音は角部Ｃ１１に向かう。尚、エンクロージャが幅方向の左右いずれかに配置され、スピーカユニットから放射された音が上面Ｓ１と側面Ｓ４と後面Ｓ５とが交わる角部に向かう構成としてもよい。また、管部材４の他端Ｅ２は、サイドシルＳＳよりも前方側の交差部を向いて開口していればよく、前面Ｓ３と下面Ｓ２とが交わる交差部を向いていてもよいし、側面Ｓ４におけるサイドシルＳＳよりも前方側の部分と下面Ｓ２とが交わる交差部を向いていてもよい。
このような第７の変形例の移動体用音発生装置１Ｗによれば、スピーカユニット２Ｗ及び管部材４の他端Ｅ２により放射された低音が前後の角部又は交差部において反射され、低音域の音圧等の音響特性をより一層向上させることができ、低音域のノイズを一層低減しやすい。
また、スピーカユニットが放射する音の周波数依存性は、適宜に設定されていればよい。スピーカユニットが前面側から放射する低音域の音圧が高い場合でも、管部材で共鳴して他端から放射される低音の音圧が充分に高ければ、前面側からの音と他端からの音とが弱め合ってしまっても低音の音圧を確保することができる。即ち、管部材における共鳴によって低音の音圧が充分に向上する場合には、低音域から中高音域まで同程度の音圧となるように音を放射するスピーカユニットや、低音域の音圧が中高音域の音圧よりも高くなるように音を放射するスピーカユニットを用いてもよいし、中高音域用のスピーカユニット（ツイータ）を用いてもよい。また、スピーカユニットの形状は特に限定されず、コーン型であってもよいしドーム型であってもよい。
また、前記実施例１４では、インストルメントパネルＩの上面においてスピーカユニット２の前面側から音を放射するものとしたが、スピーカユニットは、例えばインストルメントパネルＩの後面（運転席と対向する面）において前面側から音を放射してもよい。また、スピーカユニット２がインストルメントパネルＩ内に設けられるものとしたが、スピーカユニットがインストルメントパネルＩの外側に設けられる（例えばインストルメントパネルＩの上面に載置される）構成としてもよい。このとき、管部材はインストルメントパネルＩ内を通過せずに外側に沿うように設けられていてもよい。このような構成によれば、移動体用音発生装置を車両に対して後付により設置する際に、設置作業を容易に実施することができる。
また、前記実施例１４では、管部材４の他端Ｅ２が、前面Ｓ３と下面Ｓ２と運転席側の側面Ｓ４とが交わる角部Ｃ１１を向いて開口するものとしたが、他端は、車内空間Ａ３を囲む複数の面（ウインドシールドＷの内面、上面Ｓ１、下面Ｓ２、前面Ｓ３、一対の側面Ｓ４、後面）のうち任意の３つが交わる角部（図３３に示す角部Ｃ１１〜Ｃ１３）を向いて開口していればよい。また、管部材の他端は、これらの複数の面のうち２つが交わる交差部（図３３に示すＲ１１〜Ｒ１８）を向いて開口していてもよいし、１つの面に対向するように開口していてもよいし、面に沿っていてもよい。
尚、角部Ｃ１１は、車両Ｃの前面Ｓ３と下面Ｓ２と側面Ｓ４とが交わる角部であって、角部Ｃ１２は、車両Ｃの後面Ｓ５と下面Ｓ２と側面Ｓ４とが交わる角部であって、角部Ｃ１３は、車両Ｃの後面Ｓ５と上面Ｓ１と側面Ｓ４とが交わる角部である。また、交差部Ｒ１１は、車両Ｃの前面Ｓ３と下面Ｓ２とが交わる交差部であって、交差部Ｒ１２は、車両Ｃの下面Ｓ２と側面Ｓ４とが交わる交差部であって、交差部Ｒ１３は、車両Ｃの前面Ｓ３と側面Ｓ４とが交わる交差部であって、交差部Ｒ１４は、車両Ｃの後面Ｓ５と下面Ｓ２とが交わる交差部であって、交差部Ｒ１５は、車両Ｃの後面Ｓ５と側面Ｓ４とが交わる交差部であって、交差部Ｒ１６は、車両Ｃの前面Ｓ３と上面Ｓ１とが交わる交差部であって、交差部Ｒ１７は、車両Ｃの上面Ｓ１と側面Ｓ４とが交わる交差部であって、交差部Ｒ１８は、車両Ｃの後面Ｓ５と上面Ｓ１とが交わる交差部である。
また、前記実施例１３、１４では、他端Ｅ２、Ｅ２から放射された音によって一対の角部間又は一対の交差部間に定在波が形成されるものとしたが、一対の面間（例えば、移動体における前面と後面との間や、一対の側面の間、下面と上面との間）に定在波が形成されるような向きに他端が開口していてもよい。
また、前記実施例１４では、車両Ｃに１つの音発生装置１Ｐが設けられるものとしたが、管部材の他端が互いに対向する位置に設けられた一対の移動体用音発生装置を組み合わせてもよい。例えば、実施例１４の音発生装置１Ｐに対し、管部材の他端が対向角部に設けられた移動体用音発生装置が組み合わされてもよい。このとき、一方の移動体用音発生装置によって形成される定在波の節の位置と、他方の移動体用音発生装置によって形成される定在波の節の位置と、がずれるように他端を配置することが好ましい。さらに、一方の定在波の節の位置と、他方の定在波の腹の位置と、が略一致するように他端を配置することがより好ましい。このような構成によれば、２つの定在波の節同士をずらしたり節と腹とを略一致させたりことにより、車内空間Ａ３において音圧の位置依存性を小さくすることができる。
また、前記実施例１２では、共振音の１／４波長が耳珠間幅の２倍よりも長いものとしたが、共振音の１／４波長を、耳珠間幅よりも長く設定してもよい。また、例えば音発生装置がユーザーの正面又は背面に配置され、ユーザーの左右の耳に到達する音波同士に経路差が生じにくい場合等、左右の耳に到達する音波同士の位相差が生じにくい場合には、共振音の１／４波長が耳珠間幅以下であってもよい。
［実施例１５］
以下、本発明の実施例について図４３〜４８を参照して以下説明する。図４３は、本発明の実施例に係る移動体用音発生装置１Ｘが設けられた移動体としての車両Ｃを示す側面図であり、図４４は、車両Ｃの一部を示す側面図であり、図４５は、図４４中のＩ−Ｉ線に沿う断面を模式的に示す図であり、図４６は、移動体用音発生装置１Ｘを示す断面図であり、図４７は、移動体用音発生装置１Ｘの機械要素を回路要素に置換した等価回路図であり、図４８は、移動体用音発生装置１Ｘにおける等価回路のインピーダンス及び発生音の周波数特性を示すグラフであり、図４９は、移動体用音発生装置１Ｘにおける入力信号と発生音との位相差の周波数依存性を示すグラフである。
車両Ｃは、図示しないウインドシールド（フロントガラス）の内面と、車両ボディＢの上面（天面）Ｓ１と、下面（底面）Ｓ２と、車両Ｃの進行方向の前方側における前面Ｓ３と、幅方向（左右方向）に対向する一対の側面Ｓ４（車両ドアＤ等の扉体を含む）と、車両Ｃの進行方向の後方側における後面（不図示）と、によって囲まれた箱状の車内空間Ａ３（空間）を形成している。また、前面Ｓ３にインストルメントパネルＩが設けられ、インストルメントパネルＩの後方側に対向するように前方側座席（運転席及び助手席）、前方側座席の後方側に後方側座席が設けられている。なお、図４４では、助手席側の座席は省略しているので、運転席側の座席に符号「ＳＨ」を付す。
なお、本実施例では、図４３、４４に示すように、移動体用音発生装置１Ｘが、運転席の幅方向側に位置する扉体としての車両ドアＤ、Ｄ1（図４４に示す）内に設けられているものとするが、助手席側の車両ドアＤ、Ｄ2（図４３に示す）に設けられていてもよいし、その両方に設けられていてもよい。また、移動体用音発生装置１Ｘが、後方側座席の車両ドアＤ、Ｄ3（図４３に示す）に設けられていてもよく、前面Ｓ３に対向するバックドアＤ、Ｄ4（図４３に示す）に設けられていてもよい。即ち、本発明は、車両Ｃの何れの車両ドアＤにも適用することができる。
車両Ｃは、骨格を成す車両ボディＢと、この車両ボディＢの一部であるフレームに取り付けられる車両ドアＤと、を有して構成されている。なお、車両ボディＢは、パネル、フレーム（中空体）を有していてもよく、例えばモノコックボディなどが挙げられる。車両ドアＤは、車両外装部材である金属製のアウタパネルＰｏ１と、該アウタパネルＰｏ１と対向する車内内装部品である合成樹脂製のインナパネルＰｉ２と、を有して構成されている。アウタパネルＰｏ１には、窓枠Ｆｗが設けられ、窓枠Ｆｗの開口は昇降ガラスＧａによって開閉される。インナパネルＰｉ２は、上端がアウタパネルＰｏ１の窓枠Ｆｗの下端部に合わさるようにアウタパネルＰｏ１に重ねて設けられている。フレームは、車両ドアＤを囲むように上端部、下端部（サイドシルＳＳ）、前端部、後端部から成る枠状に形成されている。フレームにおいて、下端部を形成する部分をサイドシルＳＳと記す。
ここで、車両ドアＤが閉じた状態（車両ドアＤがフレームの開口を覆った状態）で、車両ドアＤのインナパネルＰｉ２の下面Ｄａ（車両ドアＤの下端部）とサイドシルＳＳとの間には、車内空間Ａ３の一部である間隙Ｋがある。この間隙Ｋから車内空間Ａ３に向けて音波が放射される。即ち、後述する管部材（音導管）４の他端Ｅ２が間隙Ｋに向けて開口している。
車両ドアＤのインナパネルＰｉ２の下面ＤａとサイドシルＳＳとの間には、間隙Ｋがあるが、車両ドアＤの上下方向における間隙Ｋの長さは、車内空間Ａ３に近付くに従って徐々に大きくなるように形成されている。即ち、インナパネルＰｉ２の下面ＤａからサイドシルＳＳまでの上下の距離が、車内空間Ａ３に近付くに従って大きくなるような傾斜面から形成されている。又は、サイドシルＳＳが、車内空間Ａ３に近付くに従ってインナパネルＰｉ２の下面Ｄａからの上下の距離が大きくなるような傾斜面を有していてもよく、間隙Ｋを形成する両方が傾斜面を有していてもよい。
このように間隙Ｋが、車内空間Ａ３に近付くに従って徐々に大きくなるように形成されている。即ち、箱状の車内空間Ａ３の内側に向かって、車両ドアＤの上下方向における間隙の長さが広がっている。
移動体用音発生装置１Ｘは、図４４〜図４６に示すように、車両Ｃに設けられたスピーカユニット２と、スピーカユニット２を収容するエンクロージャ３と、エンクロージャ３に接続された管部材４と、を備える。移動体用音発生装置１Ｘは、ノイズを集音する集音部と、スピーカユニット２に入力信号を送信する送信部と、を備えた外部装置とともに移動体としての車両Ｃに設けられ、移動体用音発生装置１Ｘと外部装置とによってノイズキャンセル装置が構成されるようになっている。
スピーカユニット２は、フレームと、フレームに接続される振動板と、振動板をフレームに接続するエッジと、振動板に接続される筒状のボイスコイルと、ボイスコイルをフレームに接続するダンパと、ボイスコイルの内側に挿入される磁気回路と、を備えた一般的なコーン型のスピーカユニットである。尚、スピーカユニットして、例えば薄型スピーカ等の他の構成のものを用いてもよい。
スピーカユニット２は、インナパネルＰｉ２において上方側でかつ前方側に設けられている。即ち、スピーカユニット２は、車両Ｃに搭載された座席ＳＨの座面Ｓよりも上方側に位置するように設けられている。また、振動板は、スピーカユニット２が音放射側を幅方向の一方側（運転席側又は助手席側）に向けるとともに、後方側（音放射側の反対側、磁器回路側）を幅方向の他方側に向けるように設置されている。尚、車両ドアＤの内面に対するスピーカユニット２の振動板の振動方向（音放射方向）は、スピーカユニット２と座席ＳＨとの距離等に応じて適宜に設定されていればよい。
エンクロージャ３は、スピーカユニット２の後方側（音放射側の反対側）を囲んで後方空間Ｒ１を形成する箱状に形成されたエンクロージャ本体３０１を有する。エンクロージャ本体３０１は、後方空間Ｒ１０１と外部空間とを区画する。
エンクロージャ本体３０１には、管部材４と、振動部材５と、が設けられている。尚、管部材４が、エンクロージャ本体３０１のうち音放射方向に沿って延びる部分に設けられ、振動部材５が、エンクロージャ本体３０１のうちスピーカユニット２と対向する部分に設けられているものとするが、管部材４および振動部材５は、それぞれエンクロージャ本体３０１の適宜な位置に設けられていればよい。
このようなエンクロージャ３にスピーカユニット２が収容されていることで、スピーカユニット２は、インナパネルＰｉ２の車内空間Ａ３に向けて音波を放射するようにインナパネルＰｉ２内に設けられる。また、スピーカユニット２の後方側（音放射側の反対側）で生じた音波は、エンクロージャ３の後方空間Ｒ１０１に向けて放射される。後方空間Ｒ１０１に向けて放射された音波は、管部材４の長さに応じた低音域の成分が管部材内で共鳴し、他端Ｅ２から放射される。
管部材４は、その一端Ｅ１が後方空間Ｒ１０１に連通し、他端Ｅ２が車内空間Ａ３に開口している。管部材４は、図４４及び図４５に示すように、他端Ｅ２がインナパネルＰｉ２の下面Ｄａに開口するように、インナパネルＰｉ２の内部において下方に延びている。なお、図４６においては、図の左右方向が図４４及び図４５における上下方向となっている。また、他端Ｅ２は、サイドシルＳＳを向いて開口している。そして、管部材４は、インナパネルＰｉ２とサイドシルＳＳとの間隙Ｋから車内空間Ａ３に向けて音波を放射するように設けられている。
振動部材５は、重量部５１と、弾性支持部５２と、を有する。重量部５１は、例えば金属部材によって平板状に形成されたおもりである。弾性支持部５２は、例えばゴム等の弾性部材によって形成され、重量部５１の周縁部に設けられる。エンクロージャ本体３０１のうち振動部材５が設けられる部分には開口が形成されており、振動部材５によってこの開口が塞がれる。即ち、弾性支持部５２によって、重量部５１の外周縁と、エンクロージャ本体３０１の開口の内周縁と、が接続され、重量部５１がエンクロージャ本体３０１に対して振動可能に支持される。
スピーカユニット２の振動板が振幅することで生じる前方収容部３２の空気の疎密波（音波）により重量部５１が振動しようとする。振動部材５は、重量部５１および弾性支持部５２の機械抵抗やコンプライアンス、振動質量に応じた共振周波数を有する。このとき、振動部材５の共振周波数は、スピーカユニット２の最低共振周波数（即ち、共振素子を備えないスピーカユニットの最低共振周波数）とは異なる値に設定されている。従って、スピーカユニット２が放射した音により、振動部材５は、スピーカユニット２の最低共振周波数とは異なる周波数の共振音を発生させ、共振素子として機能する。
以上のような移動体用音発生装置１Ｘでは、共振素子としての振動部材５が設けられていることから、スピーカユニット２の前方側から放射されるとともに後方空間Ｒ１０１を通過して管部材４から車内空間Ａ３に放射される音は、スピーカユニット２の最低共振周波数だけでなく、振動部材５の共振周波数においても音圧が強められる。
以下、移動体用音発生装置１Ｘが放射する音に関し、音圧の周波数依存性（音圧特性）、及び、スピーカユニット２のボイスコイルへの入力信号と発生音との位相差の周波数依存性（位相特性）について説明する。
まず、移動体用音発生装置１Ｘの機械要素を回路要素に置換した等価回路図を図４７に示す。エンクロージャ３による部分Ｐ２１と、管部材４による部分Ｐ２２と、振動部材５による部分Ｐ２３と、が並列に接続されており、並列に接続された部分全体を部分Ｐ２５とする。スピーカユニット２による部分Ｐ２４と、前方要素による部分Ｐ２５と、が直列に接続されている。
エンクロージャ３は、その容積によって定まるコンプライアンスと、振動時の機械抵抗と、を有しており、エンクロージャ３による部分Ｐ２１においては、コンプライアンスによるコンデンサＣｂ１と、機械抵抗による抵抗Ｒｂ１と、が直列に接続されている。
管部材４は、その内側の気体の振動質量と、振動時の機械抵抗と、を有しており、管部材４による部分Ｐ２２においては、振動質量によるコイルｍｐと、機械抵抗による抵抗Ｒｍｐと、が直列に接続されている。
振動部材５は、重量部５１および弾性支持部５２の振動質量と、弾性支持部５２のコンプライアンスと、振動時の機械抵抗と、を有しており、振動部材５による部分Ｐ２３においては、振動質量によるコイルｍ２と、コンプライアンスによるコンデンサＣ２と、機械抵抗による抵抗Ｒｍ２と、が直列に接続されている。
スピーカユニット２は、ダンパおよびエッジの機械抵抗と、ダンパおよびエッジのコンプライアンスと、振動板、ダンパおよびエッジの振動質量と、を有しており、スピーカユニット２による部分Ｐ２４においては、機械抵抗による抵抗Ｒｍと、コンプライアンスによるコンデンサＣと、振動質量によるコイルｍ０と、が直列に接続されている。
このように機械要素を回路要素に置換することにより、回路全体の合成インピーダンスを求めることができる。このようなインピーダンスに基づき、移動体用音発生装置１Ｘの音圧特性を求めることができ、さらに音圧特性に基づいて位相特性も求めることができる。
上記のような等価回路に基づいて求めた移動体用音発生装置１Ｘのインピーダンスの周波数特性、及び、音圧特性のシミュレーション結果を図４８に示す。尚、図４８では、左側の縦軸が音圧特性に対応し、右側の縦軸がインピーダンスに対応している。また、周波数を示す横軸は対数表示されている。
移動体用音発生装置１Ｘにおける音圧特性は、スピーカユニット２の最低共振周波数に応じたピーク（約３０Ｈｚ）と、他の回路要素によるサブピーク（約９０Ｈｚ）と、を有する。サブピークの周波数は、主に管部材４および振動部材５の共振周波数（素子共振周波数）によって定まる。
移動体用音発生装置１Ｘの位相特性のシミュレーション結果を図４９に示す。図４９では、位相が−１８０°以下の値については、３６０°を加算した値で表示し直し、位相が１８０°よりも大きい値については、３６０°を減算した値で表示し直している。スピーカユニット２の最低共振周波数（約３０Ｈｚ）の前後において、位相差の変化率が高くグラフが急峻な形状を有し、高周波数側ほど位相差の絶対値が大きくなる傾向があるが、このシミュレーション結果には、下向きに凸の部分が形成される。この下向きに凸の部分は、上記のサブピークによるものである。これにより、約４０〜８０Ｈｚの周波数帯域において、位相差が約３０〜５０°の範囲に収まっている。即ち、位相特性のグラフには、位相差の変化が緩やかな平坦領域（約４０〜８０Ｈｚ）が形成されている。
９０Ｈｚのサブピークに対応する波長は３．４ｍ（１／４波長は０．８５ｍ）である。従って、共振素子としての振動部材５が発生する共振音の１／４波長は、耳珠間幅の２倍よりも充分に長い。
以上のような移動体用音発生装置１Ｘによってノイズキャンセルしようとした場合、ノイズ信号と、移動体用音発生装置１Ｘが放射するキャンセル信号と、の間に位相差が生じてしまうと、キャンセル効果が低下したり、逆にノイズが増大したりしてしまうことがある。例えば、ノイズ信号とキャンセル信号との位相差が６０°の場合について、ノイズ信号、ノイズ信号と振幅の等しいキャンセル信号及びこれらの合成信号の波を図１１に示す。ノイズ信号及びキャンセル信号が放射された空間において実際に発生する音の音圧は、合成信号の振幅となる。図１１の例では、ノイズ信号とキャンセル信号とで振幅が等しい場合には、ノイズ信号の振幅と合成信号の振幅とが等しくなり、ノイズ信号とキャンセル信号との位相差が６０°を超えるとキャンセル効果が得られなくなる。
従って、移動体用音発生装置１Ｘの位相特性を予めシミュレーションによって算出したり実際に測定したりしておき、放射音がノイズの逆位相となるように入力信号を制御すればよい。
上記の構成により、エンクロージャ３が共振素子としての振動部材５を備え、位相特性のグラフに平坦領域が形成されていることで、平坦領域の周波数においては、移動体用音発生装置１Ｘによる発生音をノイズの逆位相としやすく、ノイズを低減しやすい。このとき、振動部材５の素子共振周波数を適宜に設定することにより、平坦領域を調節することができ、ノイズを低減しやすい周波数帯域を調節することができる。
また、共振素子として振動部材５が設けられていることで、振動部材５の機械抵抗やコンプライアンス、振動質量を調節したりすることにより、素子共振周波数を調節することができ、適宜な周波数帯域に平坦領域を形成することができる。
また、エンクロージャ３の後方空間Ｒ１０１に一端Ｅ１が連通し、他端Ｅ２が車内空間Ａ３に開口する管部材４を備えていることで、スピーカユニット２の後方空間Ｒ１０１で生じた音のうち、管部材４の長さに応じた低音域の成分が音導管内で共鳴し、他端Ｅ２から放射される。
また、管部材４の他端Ｅ２が、車両ドアＤの下方において車内空間Ａ３に向けて開口していることで、スピーカユニット２を車両Ｃにおける座席ＳＨの座面Ｓよりも上方に設けても、低音域の成分の音響特性が高い車両ドアＤの低い位置で低音域の成分が放射されるため、移動体用音発生装置１Ｘにおける低音域の音圧等の音響特性を向上させることができる。
また、上記のように低音域の音響特性が向上することで、低音再生用スピーカ（例：ウーファー、サブウーファー）と比べて低音域の音圧が低い小型のスピーカユニットを用いた場合でも、良好な音響特性を得ることができるため、スピーカユニット２の小口径化が可能となる。
また、管部材４の他端Ｅ２が、車両ドアＤの下面Ｄａと下面Ｄａに対向するサイドシルＳＳとの間の間隙Ｋに向けて開口していることで、当該他端Ｅ２から放射された低音域の成分が、間隙Ｋを形成する車両ドアＤの下面ＤａとサイドシルＳＳとの２つの面で反射される。よって車内空間Ａ３内で反響しやすく、移動体用音発生装置１Ｘにおける低音域の音圧等の音響特性を向上させることができる。
また、車両ドアＤの上下方向における間隙Ｋの長さが、車内空間Ａ３の内側（例えば座席ＳＨがある位置）に向かって大きくなるように形成されていることで、車内空間Ａ３の内側に向かって、車両ドアＤの上下方向における間隙Ｋの長さが広がり、フレア効果により、風切音を生じにくくすること、或いは空気の乱れを生じにくくすることができる。さらに、管部材４の他端Ｅ２から放射された低音域の成分が、間隙Ｋを形成する車両ドアＤの下面ＤａとサイドシルＳＳとの２つの面で反射されて車内空間Ａ３内で反響しやすく、移動体用音発生装置１Ｘにおける低音域の音圧等の音響特性を向上させることができる。
また、管部材４の他端Ｅ２が、車両Ｃにおける座席ＳＨの座面Ｓの位置よりも低い位置で開口していることで、車内空間Ａ３で低音を効率よく反響させることができる。
また、管部材４が、車両ドアＤの内部にあることで、車内空間Ａ３で低音を効率よく反響させることができる。
また、共振素子としての管部材４および振動部材５が発生する共振音の１／４波長が耳珠間幅（例えば０．１５ｍ）の２倍よりも長いことで、ユーザー（移動体の搭乗者）の頭部に共振音の音波が到達した際、左右の耳における音圧の絶対値の差を小さくすることができる。即ち、ユーザーの左右の耳に到達する音波同士には、最大で耳珠間幅だけ経路差が生じ得る。このとき、共振音の１／４波長が耳珠間幅の２倍よりも長いことで、左右の耳に到達する音波同士の位相差が小さくなり、音圧の絶対値の差が小さくなる。従って、上記のような平坦領域を形成することによる効果の左右差を低減することができる。また、音発生装置とユーザーの頭部との位置関係が変化した場合（例えば搭乗者が座席において頭部を動かした場合）でも、同様に左右差を低減することができる。
尚、本発明の実施例に係る移動体用音発生装置１Ｘは、車両Ｃ等の室内におけるノイズ音（例えば車両Ｃ等が移動する際に発生する音等）をキャンセル可能なノイズキャンセル装置としても用いることができる。
その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施例に関して特に図示され、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施例に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
例えば、上記実施例では、スピーカユニット２、エンクロージャ３、管部材４の何れかの箇所に共振素子が配されていたものが挙げられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらの複数箇所に配されたり、１箇所あるいは複数箇所に複数個配されたりしてもよい。また、管部材４の形状・構造を適宜設計することにより、管部材４自体に共振素子の機能を併せ持たせてもよい。この場合も「管部材に共振素子が配され」た状態の一態様であると解釈するものとする。
また、上記実施例では、共振素子として振動部材５を例示したが、共振素子は、共振周波数を有して振動することで移動体用音発生装置１Ｘの音圧特性にサブピークを形成するようなものであればよい。例えば、重量部を備えずに弾性部材のみによって構成された振動部材を共振素子として用いてもよい。このとき、弾性部材自体の重量が振動質量となる。
また、上記実施例では、移動体用音発生装置１Ｘが管部材４を備える構成としたが、本発明はこれに限定されることはなく、管部材４を備えなくてもよい。さらに、管部材４は、車両ドアＤ、Ｄ1内に設けられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、スピーカユニット２およびエンクロージャ３を車両ドアＤ内に収容し、管部材４のみを車両ドアＤ、Ｄ1外に設けてもよい。
また、上記実施例では、管部材４の他端Ｅ２は、インナパネルＰｉ２の下面Ｄａに開口しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、管部材４の他端は、車内空間Ａ３に開口されていればよく、アウタパネルＰｏ１の下面に開口していてもよく、車両ドアＤの上方において車内空間Ａ３に向けて開口していてもよい。
また、上記実施例では、スピーカユニット２は、座面Ｓよりも上方に設けられているが、これに限定されることはなく、座面Ｓよりも下方に設けられてもよい。
また、上記実施例では、共振素子としての振動部材５が発生する共振音の１／４波長が耳珠間幅の２倍よりも長いものとしたが、共振音の１／４波長を、耳珠間幅よりも長く設定してもよい。また、例えば音発生装置がユーザーの正面又は背面に配置され、ユーザーの左右の耳に到達する音波同士に経路差が生じにくい場合等、左右の耳に到達する音波同士の位相差が生じにくい場合には、共振音の１／４波長が耳珠間幅以下であってもよい。
［実施例１６］
まず、実施例１６に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステムについて説明する。
図５０は、本発明の実施例１６に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステムを示す模式図である。
本実施例のアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１Ｙは、移動体としての車両Ｃに設けられ、不図示の集音部で集音されたノイズと略逆位相の音をノイズ打消し用に発する１つのスピーカ装置１０を備える。
車両Ｃは、次のような箱状の車内空間Ａ３を形成している。車内空間Ａ３は、車両Ｃの上下方向Ｄｉ２が、ウインドシールド（フロントガラス）Ｗの内面と、車両ボディの上面（天面）Ｓ１と、下面（底面）Ｓ２と、で区画される。また、車両Ｃの進行方向（前後方向Ｄｉ１）が、ウインドシールド（フロントガラス）Ｗの内面と、車両Ｃの前後方向Ｄｉ１における前面Ｓ３と、後面Ｓ５と、で区画され、車両Ｃの幅方向（左右方向Ｄｉ３）が、一対の側面Ｓ４（車両の扉体を含む）で区画される。車内空間Ａ３の前方側には、運転席ＳＨ１及び助手席ＳＨ２が設けられ、後方側に三人掛けのベンチ状の後方座席ＳＨ３が設けられている。
スピーカ装置１０は、音を発する音放射部としてのスピーカユニット２と、このスピーカユニット２を収容するエンクロージャ３と、を備えている。
スピーカユニット２は、実施例１で説明した図５に示すスピーカユニット２１Ａ、２２Ａと同様に構成されているため、ここでは詳細な説明を省略する。
本実施例のアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１Ｙでは、上述した実施例１に示すようにノイズの逆位相としやすいキャンセル音を発生するスピーカユニット２を有するスピーカ装置１０が次のような位置に配置されている。即ち、車内空間Ａ３内において、車両Ｃの前後方向Ｄｉ１及び左右方向Ｄｉ３の何れの方向においても略中央にスピーカユニット２自体が位置するようにスピーカ装置１０が配置されている。具体的には、図５０に示されているように、運転席ＳＨ１及び助手席ＳＨ２と、後方座席ＳＨ３と、の間で、左右方向Ｄｉ３の略中央となる位置の下面Ｓ２に、振動板３００を上面Ｓ１に向けて配置されている。前後方向Ｄｉ１に比べて左右方向Ｄｉ３が小さい場合は、必ずしも左右方向Ｄｉ３は中央で無くても良い。
本実施例のスピーカ装置１０における位相特性では、スピーカユニット２の最低共振周波数に応じたピーク（約４５Ｈｚ）と、弾性部材８Ａによるサブピーク（約１００Ｈｚ）と、を有する。サブピークの周波数は、主に弾性部材８Ａの共振周波数（素子共振周波数）によって定まる。
１００Ｈｚのサブピークに対応する波長は３．４ｍ（１／４波長は０．８５ｍ）である。従って、共振素子としての弾性部材８Ａが発生する共振音の１／４波長は、耳珠間幅（例えば０．１５ｍ）の２倍よりも充分に長い。
本実施例では、スピーカ装置１０をこのような位置に配置することで、車内空間Ａ３に発生させるキャンセル音について次のような効果を得ることができる。以下、このスピーカ装置１０の位置によって得ることができる効果について、車両Ｃを想定したミニチュアボックスを用いたシミュレーションによって説明する。図５１は、図５０に示されているアクティブノイズコントロール用スピーカシステムに対応したシミュレーション用のミニチュアボックスを示す模式図である。
このシミュレーションでは、車両Ｃを想定したミニチュアＣＭＢの、前後方向Ｄｉ１及び左右方向Ｄｉ３の何れの方向においても略中央にスピーカ装置１０のスピーカユニット２が位置している。そして、検証用に、９つの集音マイクＭ１〜Ｍ９が、前後方向Ｄｉ１配列されている。このシミュレーションは、スピーカユニット２が発したキャンセル音を、各集音マイクＭ１〜Ｍ９で集音して音圧と、入力信号に対する位相差と、を計測する実測シミュレーションである。
図５２は、図５１に示されているミニチュアボックスにおける各所の集音マイクで集音されたキャンセル音の音圧特性を示すグラフである。そして、図５３は、図５１に示されているミニチュアボックスにおける各所の集音マイクで集音されたキャンセル音の位相特性を示すグラフである。
図５２に示されている音圧特性のグラフＧ１では、縦軸にキャンセル音の音圧（ｄＢ）がとられ、横軸に周波数（Ｈｚ）がとられている。そして、第１集音マイクＭ１でのキャンセル音の音圧特性が一点鎖線で描かれ、第３集音マイクＭ３でのキャンセル音の音圧特性が二点鎖線で描かれ、第５集音マイクＭ５でのキャンセル音の音圧特性が三点鎖線で描かれている。また、第７集音マイクＭ７でのキャンセル音の音圧特性が実線で描かれ、第９集音マイクＭ９でのキャンセル音の音圧特性が点線で描かれている。
図５３に示されている位相特性のグラフＧ２では、縦軸に入力信号に対するキャンセル音の位相差（ｄｅｇ）がとられ、横軸に周波数（Ｈｚ）がとられている。そして、第１集音マイクＭ１でのキャンセル音の位相特性が一点鎖線で描かれ、第３集音マイクＭ３でのキャンセル音の位相特性が二点鎖線で描かれ、第５集音マイクＭ５でのキャンセル音の位相特性が三点鎖線で描かれている。また、第７集音マイクＭ７でのキャンセル音の位相特性が実線で描かれ、第９集音マイクＭ９の位相特性が点線で描かれている。
ここで、本実施例でのスピーカ装置１０の位置による効果を検証するために、本シミュレーションでは、スピーカ装置１０を本実施例とは異なる位置に配置した２種類の比較例についても同様の計測が行われる。
図５４は、比較例４に対応したシミュレーション用のミニチュアボックスを示す模式図である。また、図５５は、図５４に示されている比較例４のミニチュアボックスにおける各所の集音マイクで集音されたキャンセル音の音圧特性を示すグラフである。そして、図８は、図５４に示されている比較例４のミニチュアボックスにおける各所の集音マイクで集音されたキャンセル音の位相特性を示すグラフである。
図５４〜図５６に示されている比較例４のシミュレーションでは、ミニチュアＣＭＢの、前後方向Ｄｉ１の略中央から前方側に１５０ｍｍずれた位置にスピーカ装置１０のスピーカユニット２が位置している。左右方向Ｄｉ３については略中央にスピーカ装置１０のスピーカユニット２が位置している。
図５５に示されている音圧特性のグラフＧ３、及び図５６に示されている位相特性のグラフＧ４は、各々、図５２に示されている音圧特性のグラフＧ１、及び図５３に示されている位相特性のグラフＧ２と同様のグラフである。図５５の音圧特性のグラフＧ３には、比較例４の条件下における、第１集音マイクＭ１、第３集音マイクＭ３、第５集音マイクＭ５、第７集音マイクＭ７、及び第９集音マイクＭ９での各キャンセル音の音圧特性が各種線で描かれている。同様に、図５６の位相特性のグラフＧ４には、第１集音マイクＭ１、第３集音マイクＭ３、第５集音マイクＭ５、第７集音マイクＭ７、及び第９集音マイクＭ９での各キャンセル音の位相特性が各種線で描かれている。
また、図５７は、比較例４に対応したシミュレーション用のミニチュアボックスを示す模式図である。また、図５８は、図５７に示されている比較例４のミニチュアボックスにおける各所の集音マイクで集音されたキャンセル音の音圧特性を示すグラフである。そして、図５９は、図５７に示されている比較例４のミニチュアボックスにおける各所の集音マイクで集音されたキャンセル音の位相特性を示すグラフである。
図５７〜図５９に示されている比較例４のシミュレーションでは、ミニチュアＣＭＢの、前後方向Ｄｉ１の略中央から前方側に３００ｍｍずれた位置にスピーカ装置１０のスピーカユニット２が位置している。左右方向Ｄｉ３については略中央にスピーカ装置１０のスピーカユニット２が位置している。
そして、図５８の音圧特性のグラフＧ５には、比較例４の条件下における、第１集音マイクＭ１、第３集音マイクＭ３、第５集音マイクＭ５、第７集音マイクＭ７、及び第９集音マイクＭ９での各キャンセル音の音圧特性が各種線で描かれている。同様に、図５９の位相特性のグラフＧ４には、第１集音マイクＭ１、第３集音マイクＭ３、第５集音マイクＭ５、第７集音マイクＭ７、及び第９集音マイクＭ９での各キャンセル音の位相特性が各種線で描かれている。なお、このミニチュアボックスは実際の車両の約１／５のサイズである。そのため、検証結果の周波数を実際の車両のサイズに換算すると、検証結果の周波数の１／５相当と考えて良い。
スピーカ装置１０のスピーカユニット２が前後方向Ｄｉ１の略中央からずれて位置している比較例３及び比較例４では、図５５及び図５８から分かるように、何れも、２００Ｈｚ〜３００Ｈｚの間に１次共振のピークが現れる。実際の車両サイズで換算すると４０Ｈｚ〜５０Ｈｚに相当する。その結果、図５６及び図５９から分かるように、何れも、１次共振周波数の周辺で位相差の急変が生じている。このため、これらの比較例３及び比較例４では、位相差の急変により各所でのキャンセル音の位相がノイズ音の逆位相からずれ易くノイズの打消しが困難となる恐れがある。また、これらの位相差の変化は、ミニチュアＣＭＢの各所の相互間で異なる様相を呈している。その結果、各所でノイズの打消しの程度にバラつきが出る恐れがある。
ここで、一般に、箱状の空間内で音が発生した場合、空間を区画する壁面のうちで相対する壁面間での反射音による定在波が形成されることがある。上記の１次共振は、この定在波の影響によるものであり、比較例３及び比較例４では、この定在波の影響を強く受けて、上記のような位相差の乱れが生じていると考えられる。
これに対し、本実施例では、図５１〜図５３のシミュレーションから分かるように、まず、図５５及び図５８に示されているような１次共振のピークが高域側へと移動している。これにより、ノイズの打消しに有効な１００Ｈｚ以下の中低音域については音圧、及び、入力信号に対する位相差の両方が、図５２及び図５３に示されているように入力信号の周波数、及び、空間内の場所に依らず安定する。
本実施例では、車内空間Ａ３内において前後方向Ｄｉ１及び左右方向Ｄｉ３の何れの方向においても略中央にスピーカユニット２自体が位置するようにスピーカ装置１０が配置することで、上記のように音圧と位相差の両方について安定させることができる。これにより、集音したノイズに基づいて調整した入力信号によるキャンセル音について、車内空間Ａ３の各所でノイズの逆位相からずれにくくすることができる。その結果、車内空間Ａ３の各所におけるノイズを良好に打ち消すことができる。
また、本実施例のアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１Ｙでは、スピーカ装置１０が、音を発するスピーカユニット２を音放射部として備えている。そして、車内空間Ａ３内において、車両Ｃの前後方向Ｄｉ１及び左右方向Ｄｉ３の何れの方向においても略中央に、スピーカユニット２自体が配置されている。これにより、システムの構成が簡単なものとなり、車両Ｃへのアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１Ｙの設置についての手間を抑えることができる。
また、本実施例のアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１Ｙでは、スピーカ装置１０が、音を発するスピーカユニット２と、スピーカユニット２を収容するエンクロージャ３と、を備えている。そして、図２に示されているように、スピーカユニット２における振動板３００に接続された弾性部材８Ａが配されている。この弾性部材８Ａが、スピーカユニット２の最低共振周波数とは異なる周波数の共振音を発生させる共振素子となっている。
共振素子としての弾性部材８Ａを備えることで、スピーカ装置１０による発生音の音圧特性は、スピーカユニット２の最低共振周波数に応じたピーク以外に、弾性部材８Ａによる共振音に応じた周波数において、サブピークを有する。スピーカ装置１０における位相特性は、周波数が高くなるにしたがって位相差が小さくなる傾向を示すが、音圧特性がサブピークを有することにより、位相特性のグラフが、サブピークの周波数やその近傍において下向きに凸に変形しようとする。従って、位相特性のグラフには、位相差の変化が比較的緩やかな平坦領域が形成される。このような平坦領域の周波数においては、スピーカ装置１０による発生音をノイズの逆位相としやすく、ノイズを低減しやすい。弾性部材８Ａによる共振音の周波数を適宜に設定することにより、平坦領域を調節することができ、ノイズを低減しやすい周波数帯域を調節することができる。この結果、車内空間Ａ３の各所におけるノイズを一層良好に打ち消すことができる。
また、共振素子としての弾性部材８Ａが発生する共振音の１／４波長が耳珠間幅（例えば０．１５ｍ）の２倍よりも長いことで、ユーザー（移動体の搭乗者）の頭部に共振音の音波が到達した際、左右の耳における音圧の絶対値の差を小さくすることができる。即ち、ユーザーの左右の耳に到達する音波同士には、最大で耳珠間幅だけ経路差が生じ得る。このとき、共振音の１／４波長が耳珠間幅の２倍よりも長いことで、左右の耳に到達する音波同士の位相差が小さくなり、音圧の絶対値の差が小さくなる。従って、上記のような平坦領域を形成することによる効果の左右差を低減することができる。また、音発生装置とユーザーの頭部との位置関係が変化した場合（例えば搭乗者が座席において頭部を動かした場合）でも、同様に左右差を低減することができる。
［実施例１７］
次に、本発明の実施例１７に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステムについて説明する。この実施例１７では、スピーカ装置の配置位置が実施例１６とは異なる。以下、実施例１７について、この実施例１６との相違点に注目して説明を行う。
図６０は、本発明の実施例１７に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステムを示す模式図である。尚、この図６０では、図５０に示されている構成要素と同等な構成要素については図５０と同じ符号が付されており、以下では、これら同等な構成要素についての重複説明を省略する。
本実施例のアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１Ｚでは、まず、スピーカ装置１０Ｚは、次のような構成を有している。即ち、図２に示されている実施例１のスピーカユニット２と同様に、共振素子としての弾性部材８Ａを備えたスピーカユニット２Ｚと、このスピーカユニット２Ｚを収容するエンクロージャ３Ｚと、を備えている。
そして、本実施例では、車内空間Ａ３内において、車両Ｃの前後方向Ｄｉ１及び左右方向Ｄｉ３の何れの方向においても略中央にスピーカユニット２Ｚ自体が位置するようにスピーカ装置１０Ｚが配置されている。具体的には、図６０に示されているように、運転席ＳＨ１及び助手席ＳＨ２と、後方座席ＳＨ３と、の間で、左右方向Ｄｉ３の略中央となる位置の上面Ｓ１に、振動板３００を下面Ｓ２に向けて配置されている。
このような位置に配置されたスピーカ装置１０Ｚでも、実施例１６と同様に、車内空間Ａ３内の各所で、ノイズの打消しに有効な中低音域について、図５２や図５３に示されている音圧特性及び位相特性の安定したキャンセル音を得ることができることはいうまでもない。従って、本実施例のアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１Ｚによっても、車内空間Ａ３の各所におけるノイズを良好に打ち消すことができる。
［実施例１８］
次に、本発明の実施例１８に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステムについて説明する。この実施例１８でも、スピーカ装置の配置位置が実施例１６とは異なる。以下、実施例１８についても、実施例１６との相違点に注目して説明を行う。
図６１は、本発明の実施例１８に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステムを示す模式図である。尚、この図６１でも、図５０に示されている構成要素と同等な構成要素については図５０と同じ符号が付されており、以下では、これら同等な構成要素についての重複説明を省略する。
本実施例のアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＡＡでも、スピーカ装置１０ＡＡは、図２に示されている実施例１のスピーカユニット２と同様のスピーカユニット２ＡＡと、このスピーカユニット２ＡＡを収容するエンクロージャ３ＡＡと、を備えている。
そして、本実施例では、車内空間Ａ３内において、車両Ｃの前後方向Ｄｉ１及び左右方向Ｄｉ３の何れの方向においても略中央にスピーカユニット２ＡＡ自体が位置するようにスピーカ装置１０ＡＡが配置されている。具体的には、図６０に示されているように、運転席ＳＨ１及び助手席ＳＨ２と、後方座席ＳＨ３と、の間で、左右方向Ｄｉ３の略中央となる位置に振動板３００を上面Ｓ１に向けて配置されている。さらに、本実施例では、スピーカ装置１０ＡＡが、車内空間Ａ３内において、車両Ｃの上下方向Ｄｉ２においても、略中央にスピーカユニット２ＡＡ自体が位置するように、配置されている。
このような位置にスピーカ装置１０ＡＡ配置された本実施例のアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＡＡによっても、実施例１６と同様に、車内空間Ａ３の各所におけるノイズを良好に打ち消すことができる。さらに、本実施例によれば、上下方向Ｄｉ２についても、車内空間Ａ３内の各所で音圧特性及び位相特性の安定したキャンセル音を得ることができる。従って、本実施例のアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＡＡによれば、車内空間Ａ３の各所におけるノイズを一層良好に打ち消すことができる。
［実施例１９］
次に、本発明の実施例１９に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステムについて説明する。この実施例１９では、スピーカ装置が備えるスピーカユニットが実施例１６とは異なる。以下、実施例１９について、この実施例１６との相違点に注目して説明を行う。
図６２は、本発明の実施例１９に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステムが備えるスピーカユニットの内部構造を示す図である。尚、この図６２では、図２に示されている構成要素と同等な構成要素については図２と同じ符号が付されており、以下では、これら同等な構成要素についての重複説明を省略する。
本実施例のスピーカユニット２ＢＢは、図２に示されている実施例１のスピーカユニット２１Ａ、２２Ａと異なり、弾性部材８Ａが設けられていない。このため、本実施例のスピーカユニット２ＢＢは、本来の最低共振周波数を有し、この周波数の近傍で音圧が変化する。本実施例では、スピーカユニット２ＢＢのキャンセル音のための入力信号を制御するに当たって、上記の本来の最低共振周波数を考慮した制御が行われることとなる。
本実施例では、このスピーカユニット２ＢＢを有するスピーカ装置が、図５０に示されている実施例１６と同じ位置に配置されることで、定在波による影響の抑制効果が得られる点は、実施例１６と同じであることはいうまでもない。ただし、実施例１６では、スピーカユニット２に弾性部材８Ａを設けることで、スピーカ装置の発生音それ自体についても音圧特性や位相特性を安定させ、ノイズを一層良好に打ち消すことができる点は上述したとおりである。
なお、上述したスピーカ装置１０、１０ＡＡとしては、実施例７で説明した図２１に示す移動体用音発生装置１Ｇと同じ構成であってもよい。
［実施例２０］
次に、本発明の実施例２０に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステムについて説明する。この実施例２０では、スピーカ装置の構造が実施例１６とは異なる。以下、実施例２０について、この実施例１６との相違点に注目して説明を行う。
図６３は、本発明の実施例２０に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステムを示す図である。尚、この図６３では、図５０に示されている構成要素と同等な構成要素については図５０と同じ符号が付されており、以下では、これら同等な構成要素についての重複説明を省略する。
本実施例のアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＣＣでは、まず、スピーカ装置１０ＣＣは、次のような構成を有している。即ち、スピーカ装置１０ＣＣが、音を発するスピーカユニット２ＣＣと、スピーカユニット２ＣＣを収容するエンクロージャ３ＣＣと、スピーカユニット２ＣＣの音を導いて一端の開口６３１から音を放射する、音放射部としての音導管４ＣＣと、を備えている。スピーカユニット２ＣＣは、図２に示されている実施例１のスピーカユニット２１Ａ、２２Ａと同等なものである。音導管４ＣＣは、筒状の部材であって、上記の開口６３１とは反対側の端部がエンクロージャ３ＣＣにおける、スピーカユニット２ＣＣの音放射側の壁に接続され、このスピーカユニット２ＣＣに向かって開口している。
本実施例では、スピーカユニット２ＣＣを収容したエンクロージャ３ＣＣが、車内空間Ａ３における後面Ｓ５の近傍に配置されている。また、このエンクロージャ３ＣＣは、スピーカユニット２ＣＣの音放射側が車内空間Ａ３の下面Ｓ２側となるように配置されている。このエンクロージャ３ＣＣから延出する音導管４ＣＣが、車内空間Ａ３における前後方向Ｄｉ１及び左右方向Ｄｉ３の何れの方向においても略中央となる位置に向かって、下面Ｓ２に沿って延びている。そして、この略中央の位置に音導管４ＣＣの開口６３１が配置されている。本実施例では、上下方向Ｄｉ２については、音導管４ＣＣの開口６３１は、車内空間Ａ３の下面Ｓ２寄りに位置している。
本実施例のアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＣＣでは、上記の略中央の位置に配置された開口６３１からノイズのキャンセル音が放射されることとなる。これにより、この略中央の位置にスピーカユニットを配置した場合と同様に定在波の影響を抑えて、車内空間Ａ３の各所におけるノイズを良好に打ち消すことができる。
ここで、本実施例では、スピーカユニット２ＣＣを収容したエンクロージャ３ＣＣについては、車内空間Ａ３内における配置については設計時の自由度が増すこととなる。このため、本実施例では、設計時の高い自由度の下、エンクロージャ３ＣＣの後面Ｓ５の近傍への配置が決定されている。同様に、音導管４ＣＣの配置ルートについても設計時の高い自由度が担保されており、この高い自由度の下、下面Ｓ２に沿った配置ルートが決定されている。
［実施例２１］
次に、本発明の実施例２１に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステムについて説明する。この実施例２１でも、スピーカ装置の構造が実施例１６とは異なる。以下、実施例２１について、実施例１６との相違点に注目して説明を行う。
図６４は、本発明の実施例２１に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステムを示す図である。尚、この図６４でも、図５０に示されている構成要素と同等な構成要素については図５０と同じ符号が付されており、以下では、これら同等な構成要素についての重複説明を省略する。
本実施例のアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＤＤは、図６３に示されている実施例２０のアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＣＣの変形例となっている。本実施例のスピーカ装置１０ＤＤでも、スピーカユニット２ＤＤを収容したエンクロージャ３ＤＤが、車内空間Ａ３における後面Ｓ５の近傍に配置され、音導管４ＤＤが、このエンクロージャ３ＤＤから延出している。
本実施例では、スピーカユニット２ＤＤの音放射側が上面Ｓ１側となるようにエンクロージャ３ＤＤが配置されている。そして、音導管４ＤＤが、エンクロージャ３ＤＤにおける上面Ｓ１側の壁から延出して、上面Ｓ１に沿って延びている。この音導管４ＤＤの開口７３１が、車内空間Ａ３における前後方向Ｄｉ１及び左右方向Ｄｉ３の何れの方向においても略中央となる位置に配置されている。本実施例では、上下方向Ｄｉ２については、音導管４ＤＤの開口７３１は、車内空間Ａ３の上面Ｓ１寄りに位置している。
本実施例のアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＤＤによっても、実施例１６と同様に定在波の影響を抑えて、車内空間Ａ３の各所におけるノイズを良好に打ち消すことができることはいうまでもない。
また、本実施例でも、スピーカユニット２ＤＤを収容したエンクロージャ３ＤＤの配置や音導管４ＤＤについて、実施例２０と同様に、高い自由度の下、エンクロージャ３ＤＤの後面Ｓ５の近傍への配置や、音導管４ＤＤの下面Ｓ２に沿った配置ルートが決定されている。
［実施例２２］
次に、本発明の実施例２２に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステムについて説明する。この実施例２２でも、スピーカ装置の構造が実施例１６とは異なる。以下、実施例２２について、実施例１６との相違点に注目して説明を行う。
図６５は、本発明の実施例２２に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステムを示す図である。尚、この図６５でも、図５０に示されている構成要素と同等な構成要素については図５０と同じ符号が付されており、以下では、これら同等な構成要素についての重複説明を省略する。
本実施例のアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＥＥも、図６３に示されている実施例２０のアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＣＣの変形例となっている。本実施例のスピーカ装置１０ＥＥでも、スピーカユニット２ＥＥを収容したエンクロージャ３ＥＥが、車内空間Ａ３における後面Ｓ５の近傍に配置されている。
そして、音導管４ＥＥが、エンクロージャ３ＥＥにおいてスピーカユニット２ＥＥの音放射側となる上面Ｓ１側の壁から延出している。このとき、本実施例では、音導管４ＥＥが、上下方向Ｄｉ２について上面Ｓ１よりも中央寄りの位置を延びている。そして、音導管４ＥＥの開口８３１１が、車内空間Ａ３における前後方向Ｄｉ１、左右方向Ｄｉ３、及び上下方向Ｄｉ２の何れの方向においても略中央となる位置に配置されている。
本実施例のアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＥＥによっても、実施例１６と同様に定在波の影響を抑えて、車内空間Ａ３の各所におけるノイズを良好に打ち消すことができることはいうまでもない。また、本実施例では、音導管４ＥＥの開口８３１１が上下方向Ｄｉ２についても略中央となる位置に配置されているので、車内空間Ａ３の各所におけるノイズを一層良好に打ち消すことができる。
そして、本実施例でも、スピーカユニット２ＥＥを収容したエンクロージャ３ＥＥの配置や音導管４ＥＥについて、実施例２０と同様に、高い自由度の下、エンクロージャ３ＥＥの配置や、音導管４ＥＥの配置ルートが決定されている。
［実施例２３］
次に、本発明の実施例２３に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステムについて説明する。この実施例２３でも、スピーカ装置の構造が実施例１６とは異なる。以下、実施例２３について、実施例１６との相違点に注目して説明を行う。
図６６は、本発明の実施例２３に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステムを示す図である。尚、この図６６でも、図５０に示されている構成要素と同等な構成要素については図５０と同じ符号が付されており、以下では、これら同等な構成要素についての重複説明を省略する。
本実施例のアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＦＦも、図６３に示されている実施例２０のアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＣＣの変形例となっている。本実施例のスピーカ装置１０ＦＦでは、スピーカユニット２ＦＦを収容したエンクロージャ３ＦＦが、車内空間Ａ３における前面Ｓ３の近傍の下面Ｓ２上に配置されている。
そして、音導管４ＦＦが、エンクロージャ３ＦＦにおいてスピーカユニット２ＦＦの音放射側となる上面Ｓ１側の壁から延出している。このとき、本実施例では、音導管４ＦＦが、上下方向Ｄｉ２について下面Ｓ２よりも中央寄りの位置を延びている。そして、音導管４ＦＦの開口９３１が、車内空間Ａ３における前後方向Ｄｉ１、左右方向Ｄｉ３、及び上下方向Ｄｉ２の何れの方向においても略中央となる位置に配置されている。
本実施例のアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＦＦによっても、実施例１６と同様に定在波の影響を抑えて、車内空間Ａ３の各所におけるノイズを良好に打ち消すことができることはいうまでもない。また、本実施例では、音導管４ＦＦの開口９３１が上下方向Ｄｉ２についても略中央となる位置に配置されているので、車内空間Ａ３の各所におけるノイズを一層良好に打ち消すことができる。
そして、本実施例でも、スピーカユニット２ＦＦを収容したエンクロージャ３ＦＦの配置や音導管４ＦＦについて、実施例２０と同様に、高い自由度の下、エンクロージャ３ＦＦの配置や、音導管４ＦＦの配置ルートが決定されている。
以上、図６３〜図６６を参照して説明した第２０〜実施例２３では、キャンセル音の音源としてのスピーカユニット２ＣＣ，・・・，２ＦＦと、キャンセル音の放射口たる音導管４ＣＣ，・・・，４ＦＦの開口６３１，・・・，９３１と、が各々独立要素となっている。これによって、スピーカユニット２ＣＣ，・・・，２ＦＦを収容したエンクロージャ３ＣＣ，・・・２ＦＦの配置や音導管４ＣＣ，・・・，４ＦＦの配置ルートについて自由度が増すこととなり、設計や車両Ｃへの設置についての手間を抑えることができる。
尚、本発明は、以上に説明した実施例１６〜２３に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、本発明にいうスピーカ装置の一例として、実施例１６〜２３では、何れも、コーン型のスピーカユニット２，・・・，２ＦＦを有するスピーカ装置１０，・・・，１０ＦＦが例示されている。しかしながら、本発明にいうスピーカ装置は、スピーカユニットの形状について特に限定されず、この形状がコーン型であってもよいしドーム型であってもよい。
また、本発明にいう「移動体の前後方向及び左右方向の何れの方向においても略中央に、前記スピーカユニット自体が配置されている」スピーカ装置の一例として、実施例１６〜１８に次のようなスピーカ装置１０，１０Ｚ，１０ＡＡが例示されている。即ち、スピーカユニット２，２Ｚ，２ＡＡが、上下方向Ｄｉ２について、車内空間Ａ３の下面Ｓ２、上面Ｓ１、略中央に配置されたスピーカ装置１０，１０Ｚ，１０ＡＡが例示されている。しかしながら、本発明にいう上記のスピーカ装置は、これらに限るものではなく、移動体の上下方向については任意に設定し得る。
また、本発明にいうスピーカユニットと音導管とを備えたスピーカ装置の一例として、実施例２０〜２３に次のようなスピーカ装置１０ＣＣ，・・・，１０ＦＦが例示されている。即ち、車内空間Ａ３における後面Ｓ５の近傍にスピーカユニット２ＣＣ，２ＤＤ，２ＥＥが配置されたスピーカ装置１０ＣＣ，１０ＤＤ，１０ＥＥや、前面Ｓ３の近傍に配置されたスピーカ装置１０ＦＦが例示されている。しかしながら、本発明にいう上記のスピーカ装置は、これらに限るものではなく、スピーカユニットの位置は、車内空間の内外を問わず、車両において搭載可能な位置であれば何処であってもよい。また、このスピーカ装置における音導管の配置ルートについても、スピーカユニットの位置や車両の構造に応じて任意に設定し得る。
また、本発明にいう共振素子の一例として、実施例１６〜１８，２０〜２３では振動板３００に接続された弾性部材８Ａが例示されている。また、実施例１９ではエンクロージャ３１Ｇ、３１Ｇに設けられた振動部材１０３や管状部１０２が例示されている。しかしながら、本発明にいう共振素子は、これらに限るものではなく、スピーカユニットの最低共振周波数とは異なる周波数の共振音を発生させるものであれば、その具体的な構成や設置場所を問うものではない。
また、本発明にいう音導管の一例として、実施例２０〜２３には、スピーカユニット２ＣＣ，・・・，２ＦＦを収容したエンクロージャ３ＣＣ，・・・，３ＦＦと別部材となった音導管４ＣＣ，・・・，４ＦＦが例示されている。しかしながら、本発明にいう音導管はこれに限るものではなく、例えばエンクロージャと一体に形成されたもの等であってもよい。このような音導管の一例としては、例えばエンクロージャ自体が筒状に形成されており、音導管を兼ねているもの等が挙げられる。
また、前記実施例１では、共振素子としての弾性部材８Ａが発生する共振音の１／４波長が耳珠間幅の２倍よりも長いものとしたが、共振音の１／４波長を、耳珠間幅よりも長く設定してもよい。また、例えば音発生装置がユーザーの正面又は背面に配置され、ユーザーの左右の耳に到達する音波同士に経路差が生じにくい場合等、左右の耳に到達する音波同士の位相差が生じにくい場合には、共振音の１／４波長が耳珠間幅以下であってもよい。
［実施例２４］
図６７は、本発明の実施例２４にかかる移動体用音発生装置１ＧＧを示す斜視図であり、図６８は、移動体用音発生装置１ＧＧの概略構成を示す断面図であり、図６９は、移動体用音発生装置１ＧＧの機械要素を回路要素に置換した等価回路図であり、図７０は、移動体用音発生装置１ＧＧにおける等価回路のインピーダンス及び発生音の周波数特性を示すグラフであり、図７１は、移動体用音発生装置１ＧＧにおける入力信号と発生音との位相差の周波数依存性を示すグラフである。
移動体用音発生装置１ＧＧは、図６７に示すように、移動体としての車両に備えられた椅子７００に収容されている。図６７中の符号７０１は座部であり、符号７０２は背もたれであり、符号７０３はヘッドレストである。移動体用音発生装置１ＧＧは、図６８に示すように、車両が形成する箱状の空間、すなわち車室に向けて音を放射するスピーカユニット２と、スピーカユニット２を収容する収容部としてのエンクロージャ３ＧＧと、エンクロージャ３ＧＧ内に連通した管部材４ＧＧと、を備えている。また、移動体用音発生装置１ＧＧは、ノイズを集音する集音部と、スピーカユニット２に入力信号を送信する送信部と、を備えた外部装置とともに車両に設けられ、この外部装置とともにノイズキャンセル装置を構成する。
スピーカユニット２は、フレームと、フレームに接続される振動板と、振動板をフレームに接続するエッジと、振動板に接続される筒状のボイスコイルと、ボイスコイルをフレームに接続するダンパと、ボイスコイルの内側に挿入される磁気回路と、を備えた一般的なコーン型のスピーカユニットである。尚、スピーカユニットとして、例えば薄型スピーカ等の他の構成のものを用いてもよい。
エンクロージャ３ＧＧは、スピーカユニット２の後方側（音放射側の反対側）を囲んで後方空間Ｓ３０を形成するエンクロージャ本体３１ＧＧと、スピーカユニット２の前方側（音放射側）を囲んで前方空間Ｓ３１を形成する前方収容部３２ＧＧと、前方空間Ｓ３１をスピーカユニット２寄りの第１前方空間Ｓ３１１とスピーカユニット２から離れた第２前方空間Ｓ３１２とに区画した内側区画壁３３ＧＧと、を有する。エンクロージャ３ＧＧは、図６７に示すように、椅子７００の背もたれ７０２の下部に収容されている。
内側区画壁３３ＧＧのスピーカユニット２と対向する部分には、振動部材５が設けられている。振動部材５は、重量部５１と、弾性支持部５２と、を有する。重量部５１は、例えば金属部材によって平板状に形成されたおもりである。弾性支持部５２は、例えばゴム等の弾性部材によって形成され、重量部５１の周縁部に設けられる。内側区画壁３３ＧＧのうち振動部材５が設けられる部分には開口が形成されており、振動部材５によってこの開口が塞がれる。即ち、弾性支持部５２によって、重量部５１の外周縁と、内側区画壁３３ＧＧの開口の内周縁と、が接続され、重量部５１が内側区画壁３３ＧＧに対して振動可能に支持される。
スピーカユニット２の振動板が振幅することで生じる前方収容部３２ＧＧの空気の疎密波（音波）により重量部５１が振動しようとする。振動部材５は、重量部５１および弾性支持部５２の機械抵抗やコンプライアンス、振動質量に応じた共振周波数を有する。このとき、振動部材５の共振周波数は、スピーカユニット２の最低共振周波数とは異なる値に設定されている。従って、スピーカユニット２が放射した音により、振動部材５は、スピーカユニット２の最低共振周波数とは異なる周波数の共振音を発生させ、共振素子として機能する。
管部材４ＧＧは、図６７に示すように、金属製の中空パイプであり、背もたれ７０２の骨組みの一部から成る。図６７において骨組みの他の部分は図示を省略している。管部材４ＧＧの一端Ｅ１は、エンクロージャ３ＧＧの第２前方空間Ｓ３１２に連通している。管部材４ＧＧの他端Ｅ２は開口しており、スピーカユニット２で発生した音がこの他端Ｅ２から放射され、背もたれ７０２を通過して車室に放射される。また、管部材４ＧＧの他端Ｅ２は、背もたれ７０２の上部に配置されているとともに、ヘッドレスト７０３側に開口している。
このように、従来から椅子７００に用いられている骨組みを管部材４ＧＧとして兼用することにより、椅子７００の容積や重量の増加を最小限にすることができる。また、放音する部分である管部材４ＧＧの他端Ｅ２を椅子７００に着座した者の耳の近傍に位置させているので、着座した者にノイズのキャンセル音を確実に伝えることができる。
以上のような移動体用音発生装置１ＧＧでは、共振素子としての振動部材５が設けられていることから、スピーカユニット２の前方側から放射されるとともに前方空間Ｓ３１を通過して管部材４から外部空間に放射される音は、スピーカユニット２の最低共振周波数だけでなく、振動部材５の共振周波数においても音圧が強められる。
以下、移動体用音発生装置１ＧＧが放射する音に関し、音圧の周波数依存性（音圧特性）、及び、スピーカユニット２のボイスコイルへの入力信号と発生音との位相差の周波数依存性（位相特性）について説明する。
まず、移動体用音発生装置１ＧＧの機械要素を回路要素に置換した等価回路図を図６９に示す。前方収容部３２ＧＧによる部分Ｐ３０と、振動部材５による部分Ｐ３１と、が並列に接続されており、並列に接続された部分全体を、前方要素による部分Ｐ３２とする。スピーカユニット２による部分Ｐ３３と、エンクロージャ本体３１ＧＧによる部分Ｐ３４と、前方要素による部分Ｐ３２と、が直列に接続されている。
前方収容部３２ＧＧは、その容積によって定まるコンプライアンスと、振動時の機械抵抗と、を有しており、前方収容部３２ＧＧによる部分Ｐ３０においては、コンプライアンスによるコンデンサＣｂ２と、機械抵抗による抵抗Ｒｂ２と、が直列に接続されている。
振動部材５は、重量部５１および弾性支持部５２の振動質量と、弾性支持部５２のコンプライアンスと、振動時の機械抵抗と、を有しており、振動部材５による部分Ｐ３１においては、振動質量によるコイルｍ２と、コンプライアンスによるコンデンサＣ２と、機械抵抗による抵抗Ｒｍ２と、が直列に接続されている。
スピーカユニット２は、ダンパおよびエッジの機械抵抗と、ダンパおよびエッジのコンプライアンスと、振動板、ダンパおよびエッジの振動質量と、を有しており、スピーカユニット２による部分Ｐ３３においては、機械抵抗による抵抗Ｒｍと、コンプライアンスによるコンデンサＣと、振動質量によるコイルｍ０と、が直列に接続されている。
エンクロージャ本体３１ＧＧは、その容積によって定まるコンプライアンスと、振動時の機械抵抗と、を有しており、エンクロージャ本体３１ＧＧによる部分Ｐ３４においては、コンプライアンスによるコンデンサＣｂ１と、機械抵抗による抵抗Ｒｂ１と、が直列に接続されている。
このように機械要素を回路要素に置換することにより、回路全体の合成インピーダンスを求めることができる。このようなインピーダンスに基づき、移動体用音発生装置１ＧＧの音圧特性を求めることができ、さらに音圧特性に基づいて位相特性も求めることができる。
上記のような等価回路に基づいて求めた移動体用音発生装置１ＧＧのインピーダンスの周波数特性、及び、音圧特性のシミュレーション結果を図７０に示す。尚、図７０では、左側の縦軸が音圧特性に対応し、右側の縦軸がインピーダンスに対応している。また、周波数を示す横軸は対数表示されている。
移動体用音発生装置１ＧＧにおける音圧特性は、スピーカユニット２の最低共振周波数に応じたピーク（約１１０Ｈｚ）と、他の回路要素によるサブピーク（約４０Ｈｚ）と、を有する。サブピークの周波数は、主に振動部材５の共振周波数（素子共振周波数）によって定まる。
移動体用音発生装置１ＧＧの位相特性のシミュレーション結果を図７１に示す。図７１では、位相が−１８０°以下の値については、３６０°を加算した値で表示し直し、位相が１８０°よりも大きい値については、３６０°を減算した値で表示し直している。スピーカユニット２の最低共振周波数（約１１０Ｈｚ）近傍において、位相差の変化率が高くグラフが急峻な形状を有し、周波数が高くなるに従って、位相差が小さくなる傾向があるが、このグラフは、約４０〜５０Ｈｚ近傍において下向きに凸に変形しようとする。この下向きに凸に変形しようとする部分は、上記のサブピークによるものである。これにより、約６０〜１００Ｈｚの周波数帯域において、位相差が約−１２０〜−９０°の範囲に収まっている。即ち、位相特性のグラフには、位相差の変化が緩やかな平坦領域（約６０〜１００Ｈｚ）が形成されている。
１００Ｈｚのサブピークに対応する波長は０．８５ｍ（１／４波長は０．２１ｍ）である。従って、共振素子としての振動部材５が発生する共振音の１／４波長は、耳珠間幅（例えば０．１５ｍ）よりも充分に長い。
以上のような移動体用音発生装置１ＧＧによってノイズキャンセルしようとした場合、ノイズ信号と、移動体用音発生装置１ＧＧが放射するキャンセル信号と、の間に位相差が生じてしまうと、キャンセル効果が低下したり、逆にノイズが増大したりしてしまうことがある。例えば、ノイズ信号とキャンセル信号との位相差が６０°の場合について、ノイズ信号、ノイズ信号と振幅の等しいキャンセル信号及びこれらの合成信号の波を図１１に示す。ノイズ信号及びキャンセル信号が放射された空間において実際に発生する音の音圧は、合成信号の振幅となる。図１１の例では、ノイズ信号とキャンセル信号とで振幅が等しい場合には、ノイズ信号の振幅と合成信号の振幅とが等しくなり、ノイズ信号とキャンセル信号との位相差が６０°を超えるとキャンセル効果が得られなくなる。
従って、移動体用音発生装置１ＧＧの位相特性を予めシミュレーションによって算出したり実際に測定したりしておき、放射音がノイズの逆位相となるように入力信号を制御すればよい。
上記の構成により、エンクロージャ３ＧＧが共振素子としての振動部材５を備え、位相特性のグラフに平坦領域が形成されていることで、平坦領域の周波数においては、移動体用音発生装置１ＧＧによる発生音をノイズの逆位相としやすく、ノイズを低減しやすい。このとき、振動部材５の素子共振周波数を適宜に設定することにより、平坦領域を調節することができ、ノイズを低減しやすい周波数帯域を調節することができる。
また、共振素子としての振動部材５の機械抵抗やコンプライアンス、振動質量を調節したりすることにより、素子共振周波数を調節することができ、適宜な周波数帯域に平坦領域を形成することができる。
また、共振素子としての振動部材５が発生する共振音の１／４波長が耳珠間幅（例えば０．１５ｍ）よりも長いことで、ユーザー（移動体の搭乗者）の頭部に共振音の音波が到達した際、左右の耳における音圧の絶対値の差を小さくすることができる。即ち、ユーザーの左右の耳に到達する音波同士には、最大で耳珠間幅だけ経路差が生じ得る。このとき、共振音の１／４波長が耳珠間幅よりも長いことで、左右の耳に到達する音波同士の位相差が小さくなり、音圧の絶対値の差が小さくなる。従って、上記のような平坦領域を形成することによる効果の左右差を低減することができる。また、移動体用音発生装置とユーザーの頭部との位置関係が変化した場合（例えば搭乗者が座席において頭部を動かした場合）でも、同様に左右差を低減することができる。
［実施例２５］
図７２は、本発明の実施例２５にかかる移動体用音発生装置１Ｂを示す斜視図であり、図７３は、図７２の管部材４ＨＨの他端Ｅ２に設けられた振動部材５の断面図であり、図７４は、移動体用音発生装置１ＨＨの概略構成を示す断面図である。
移動体用音発生装置１ＨＨは、図７２に示すように、移動体としての車両に備えられた椅子７００に収容されている。移動体用音発生装置１ＨＨは、図７２，７４に示すように、スピーカユニット２と、エンクロージャ３ＨＨと、管部材４ＨＨと、を備えており、実施例２４の移動体用音発生装置１ＧＧと同様にノイズキャンセル装置を構成する。
エンクロージャ３ＨＨは、エンクロージャ本体３１ＨＨと、前方収容部３２ＨＨと、を有する。エンクロージャ３ＨＨは、実施例２４のエンクロージャ３ＧＧと異なり、内側区画壁３３ＧＧを有しておらず、振動部材５が設けられていない。
管部材４ＨＨは、実施例２４の管部材４ＧＧの他端Ｅ２に、振動部材５を取り付けるための拡開部４３が設けられている。拡開部４３は、管部材４ＨＨのその他の部分よりも内径及び外径が大きい円筒状に形成されており、他端Ｅ２に連通しているとともにヘッドレスト７０３側に開口している。
振動部材５は、実施例２４の振動部材５と同様に、重量部５１と、弾性支持部５２と、を有する。拡開部４３の開口は、振動部材５によって塞がれる。即ち、弾性支持部５２によって、重量部５１の外周縁と、拡開部４３の開口の内周縁と、が接続され、重量部５１が拡開部４３に対して振動可能に支持される。振動部材５の共振周波数は、スピーカユニット２の最低共振周波数とは異なる値に設定されている。振動部材５は、実施例２４の振動部材５と同様にスピーカユニット２の最低共振周波数とは異なる周波数の共振音を発生させ、共振素子として機能する。
上記の構成の移動体用音発生装置１ＨＨは、実施例２４の移動体用音発生装置１ＧＧと同様に、振動部材５によって音圧特性のグラフにサブピークを有し、それにより位相特性のグラフに平坦領域を形成する。従って、平坦領域の周波数においては、移動体用音発生装置１ＨＨによる発生音をノイズの逆位相としやすく、ノイズを低減しやすい。このとき、振動部材５の素子共振周波数を適宜に設定することにより、平坦領域を調節することができ、ノイズを低減しやすい周波数帯域を調節することができる。
［実施例２６］
図７５は、本発明の実施例２６にかかる移動体用音発生装置１ＩＩを示す斜視図であり、図７６は、移動体用音発生装置１ＩＩの概略構成を示す断面図である。
移動体用音発生装置１ＩＩは、図７５に示すように、移動体としての車両に備えられた椅子７００に収容されている。移動体用音発生装置１ＩＩは、図７５，７６に示すように、スピーカユニット２と、エンクロージャ３ＨＨと、管部材４ＧＧと、を備えており、実施例２４の移動体用音発生装置１ＧＧと同様にノイズキャンセル装置を構成する。
スピーカユニット２は、図７６に示すように、実施例１で説明した図５に示すスピーカユニット２１Ａ、２２Ａと同等の構成をし、共振素子としての弾性部材８Ａを備えている。
エンクロージャ３ＨＨは、実施例２５のエンクロージャ３ＨＨと同様に、内側区画壁３３ＧＧを有しておらず、振動部材５が設けられていない。
上記の構成の移動体用音発生装置１ＩＩは、実施例２４の移動体用音発生装置１ＧＧと同様に、弾性部材８Ａによって音圧特性のグラフにサブピークを有し、それにより位相特性のグラフに平坦領域を形成する。従って、平坦領域の周波数においては、移動体用音発生装置１ＩＩによる発生音をノイズの逆位相としやすく、ノイズを低減しやすい。このとき、弾性部材８Ａの素子共振周波数を適宜に設定することにより、平坦領域を調節することができ、ノイズを低減しやすい周波数帯域を調節することができる。
なお、本発明は、前記実施例２４〜２５に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記実施例２４〜２５では、エンクロージャ３ＧＧ，３ＨＨ、管部材４ＧＧ，４ＨＨ、スピーカユニット２の何れかの箇所に共振素子が配されていたものが挙げられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらの複数個所に配されたり、１箇所あるいは複数個所に複数個配されたりしていてもよい。また、管部材の形状・構造を適宜設計することにより、管部材自体に共振素子の機能を併せ持たせてもよい。この場合も「管部材に共振素子が配され」た状態の一態様であると解釈するものとする。
また、前記実施例２３〜２５では、共振素子として振動部材５，弾性部材８Ａを例示したが、共振素子は、共振周波数を有して振動することで移動体用音発生装置の音圧特性にサブピークを形成するようなものであればよい。例えば、重量部を備えずに弾性部材のみによって構成された振動部材を共振素子として用いてもよい。このとき、弾性部材自体の重量が振動質量となる。
また、前記実施例２４では、共振素子としての振動部材５が発生する共振音の１／４波長が耳珠間幅よりも長く耳珠間幅の２倍よりも短いものとしたが、共振音の１／４波長を、耳珠間幅の２倍よりも長く設定してもよい。また、例えば、ユーザーの左右の耳に到達する音波同士に経路差が生じにくい場合等、左右の耳に到達する音波同士の位相差が生じにくい場合には、共振音の１／４波長が耳珠間幅以下であってもよい。
尚、本発明の実施例にかかる移動体用音発生装置は、移動体の室内におけるノイズ音（例えば移動体が移動する際に発生する音等）をキャンセル可能なノイズキャンセル装置としても用いることができる。
［実施例２７］
まず、実施例２７に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステムについて説明する。
図７７は、本発明の実施例２７に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＪＪが設けられた車両Ｃを示す側面図であり、図７８は、アクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＪＪが設けられた車両Ｃを示す平面図である。図４は、アクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＪＪの管部材４の要部を示す正面図であり、図８０は、管部材４を示す斜視図である。そして、図８１は、アクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＪＪにおける後方側のスピーカ装置１０Ｃ、１０Ｄを示す背面図である。
本実施例のアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＪＪは、図７７、７８に示すように、移動体としての車両Ｃに設けられ、４つのスピーカ装置１０ＪＪＡ〜１０ＪＪＤを備える。このアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＪＪは、不図示の集音部で集音されたノイズと略逆位相の音を、ノイズ打消し用のキャンセル音として各スピーカ装置１０ＪＪＡ〜１０ＪＪＤから発する。
車両Ｃは、ウインドシールド（フロントガラス）Ｗの内面と、車両ボディの上面（天面）Ｓ１と、下面（底面）Ｓ２と、車両Ｃの進行方向（前後方向）における前面Ｓ３と、幅方向に対向する一対の側面Ｓ４（車両の扉体を含む）と、車両Ｃの進行方向における後面Ｓ５と、によって囲まれた箱状の車内空間Ａ３を形成している。また、前面Ｓ３にインストルメントパネルＩが設けられ、インストルメントパネルＩの後方側に対向するように前方座席としての運転席ＳＨ１及び助手席ＳＨ２が設けられている。また、運転席ＳＨ１及び助手席ＳＨ２の後方側に三人掛けのベンチ状の後方座席ＳＨ３が設けられている。運転席ＳＨ１及び助手席ＳＨ２に搭乗者が着座した際の頭部の位置をそれぞれ頭部位置Ｈ１及びＨ２とし、後方座席ＳＨ３の各着座位置に搭乗者が着座した際の頭部の位置を、運転席ＳＨ１側から順に頭部位置Ｈ３〜Ｈ５とする。
スピーカ装置１０ＪＪＡは、車内空間Ａ３において、前後方向の前方側且つ幅方向の運転席ＳＨ１側（図示例では、前方側を向いた際に右側）の隅部ＣＲ１１に設けられている。スピーカ装置１０ＪＪＢは、車内空間Ａ３において、前方側且つ幅方向の助手席ＳＨ２側（図示例では、前方側を向いた際に左側）の隅部ＣＲ２に設けられている。スピーカ装置１０Ｃは、車内空間Ａ３において、前後方向の後方側且つ運転席ＳＨ１側の隅部ＣＲ３に設けられている。スピーカ装置１０Ｄは、車内空間Ａ３において、後方側且つ助手席ＳＨ２側の隅部ＣＲ４に設けられている。即ち、４つのスピーカ装置１０ＪＪＡ〜１０ＪＪＤは、互いに異なる隅部ＣＲ１１〜ＣＲ１４に配置されている。
４つのスピーカ装置１０ＪＪＡ〜１０ＪＪＤを車内空間Ａ３内に配置することで、車両Ｃの前後方向及び幅方向にキャンセル音の定在波を発生させ、車内空間Ａ３におけるキャンセル音の音響特性を向上させることができる。また、運転席ＳＨ１、助手席ＳＨ２、後方座席ＳＨ３に着座する搭乗者に向けてスピーカ装置１０ＪＪＡ〜１０ＪＪＤから音波が放射されるので、車内空間Ａ３の各所において十分な音圧のキャンセル音を届けることができる。これにより、車内空間Ａ３のノイズを万遍なく打ち消すことができる。
スピーカ装置１０ＪＪＡ〜１０ＪＪＤは、それぞれ、スピーカユニット２ＪＪＡ〜２ＪＪＤと、スピーカユニット２ＪＪＡ〜２ＪＪＤを収容する収容部としてのエンクロージャ３ＪＪＡ〜３ＪＪＤと、エンクロージャ３ＪＪＡ〜３ＪＪＤに接続された管部材４ＪＪＡ〜４ＪＪＤと、を備える。幅方向に対向する前方側のスピーカ装置１０ＪＪＡとスピーカ装置１０ＪＪＢとは、幅方向に略直交する面を対称面として略面対称に構成されている。また、後方側のスピーカ装置１０ＪＪＣ及びスピーカ装置１０Ｄも同様の対称性を有している。従って、以下においてスピーカ装置１０ＪＪＡ、１０ＪＪＢのうち一方についてのみ説明する場合は他方も同様の構成を有し、スピーカ装置１０ＪＪＣ、１０ＪＪＤのうち一方についてのみ説明する場合は他方も同様の構成を有するものとする。
上記スピーカユニット２ＪＪＡ〜２ＪＪＤは、実施例１で既に説明した図８０に示すスピーカユニット２１Ａ、２２Ａと同等であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
そして、本実施例のアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＪＪでは、上述したようにノイズの逆位相としやすいキャンセル音を発生するスピーカ装置１０ＪＪＡ〜１０ＪＪＤが上述した４箇所の位置に配置されている。
各スピーカ装置１０ＪＪＡ〜１０ＪＪＤのスピーカユニット２ＪＪＡ〜２ＪＪＤは、中高音域（例えば１０００〜１００００Ｈｚ）の音圧が低音域（例えば１０〜１０００Ｈｚ）の音圧よりも高くなるように音波を放射するものであっても構わない。また、振動板３００は、スピーカユニット２ＪＪＡ〜２ＪＪＤが音波を放射する側（前面側）を車両Ｃの上方に向けるとともに、磁気回路側（背面側）を車両Ｃの下方に向けるように設置されている。また、前方側のスピーカユニット２ＪＪＡ、２ＪＪＢの振動板３００の振動方向（音放射方向）が、インストルメントパネルＩの上面に対して所定の角度（例えば３０°）だけ傾斜するように、インストルメントパネルＩにスピーカユニット２ＪＪＡ、２ＪＪＢを設けてもよい。また、後方側のスピーカユニット２ＪＪＣ、２ＪＪＤは、その振動板３００の振動方向（又は音放射方向）が、上面Ｓ１に略直交するように設けられていてもよい。尚、インストルメントパネルＩの上面に対して振動板３００が傾斜した状態でスピーカユニット２ＪＪＡ、２ＪＪＢがインストルメントパネルに取り付けられている場合には、インストルメントパネルＩの上面に対する各振動板３００の傾斜角度は、ウインドシールドＷの角度や、スピーカユニット２ＪＪＡ〜２ＪＪＤと座席ＳＨとの距離等に応じて、必要に応じて適宜に設定されていればよく、スピーカユニット２ＪＪＡ〜２ＪＪＤの中心軸又は振動板３００を傾斜させなくてもよい。スピーカユニット２の中心軸又は振動板３００を傾斜させない場合には、インストルメントパネルＩの上面に沿って振動板３００が配置されるように、スピーカユニット２を取り付けても構わない。また、スピーカユニット２ＪＪＡ〜２ＪＪＤの中心軸又は振動板３００が各座席ＳＨ１、ＳＨ２（後方座席ＳＨ３においては各着座位置）に向けられていてもよい。
エンクロージャ３ＪＪＡ〜３ＪＪＤは、箱状に形成されるとともに、底面及び４つの側面によって形成された内部空間にスピーカユニット２ＪＪＡ〜２ＪＪＤを配置して、スピーカユニット２ＪＪＡ〜２ＪＪＤの背面側にある一部分がエンクロージャ３ＪＪＡ〜３ＪＪＤに収容される。前方側のエンクロージャ３ＪＪＡ、３ＪＪＢは、例えばインストルメントパネルＩ内に設けられ、後方側のエンクロージャ３ＪＪＣ、３ＪＪＤは、例えばトランクルームの上方に設けられている。また、エンクロージャ３ＪＪＡ〜３ＪＪＤは、振動板３００から放射された音波がエンクロージャ３ＪＪＡ〜３ＪＪＤの一部において反射することを抑止しつつ、この音波が車内空間Ａ３に放射されるように、天面に傾斜面を有して設けても構わない。また、エンクロージャ３ＪＪＡ〜３ＪＪＤは、幅方向において、側面Ｓ４近傍に配置されており、それぞれ隅部ＣＲ１１〜ＣＲ１４に配置されている。
前方側のスピーカユニット２ＪＪＡ、２ＪＪＢは、上記のようなエンクロージャ３ＪＪＡ、３ＪＪＢに収容されることで、インストルメントパネルＩの上面において前面から音波を放射するように、インストルメントパネルＩ内に設けられる。また、後方側のスピーカユニット２ＪＪＡ、２ＪＪＢは、上面Ｓ１に向けて前面から音波を放射するように、トランクルームの上方に設けられる。また、スピーカユニット２ＪＪＡ〜２ＪＪＤの背面側で生じた音波は、エンクロージャ３ＪＪＡ〜３ＪＪＤの内部空間に向けて放射される。
管部材４ＪＪＡ〜４ＪＪＤは、公知の金属や樹脂等を用いて両端が開口した筒状に形成され、その断面形状及び断面積は一端Ｅ１側から他端Ｅ２側にかけて略一定であり、適宜な共鳴周波数（例えば３０〜１００Ｈｚ）を有するような長さに形成されている。尚、前方側の管部材４ＪＪＡ、４ＪＪＢと、後方側の管部材４ＪＪＣ、４ＪＪＤと、は略等しい長さを有しており、スピーカユニット２ＪＪＡ〜２ＪＪＤが動作（振動板３００が振動）してから後述する他端Ｅ２において音波が放射されるまでに要する時間は略等しいものとする。
前方側の管部材４ＪＪＡ、４ＪＪＢは、エンクロージャ３ＪＪＡ、３ＪＪＢにおけるスピーカユニット２ＪＪＡ、２ＪＪＢの背面側である下面に一端Ｅ１が連結されることでエンクロージャ３ＪＪＡ、３ＪＪＢの内部空間につながるとともに、他端Ｅ２が運転席ＳＨ１又は助手席ＳＨ２の足元（運転席ＳＨ１においてはアクセルペダルの近傍）に配置されている。また、他端Ｅ２は、図７９、８０にも示すように、インストルメントパネルＩの下方において、前面Ｓ３と下面Ｓ２と側面Ｓ４とが交わる角部Ｃ１１を向いて開口している。さらに、管部材４ＪＪＡ、４ＪＪＢは、一端Ｅ１側においてインストルメントパネルＩ内を通過し、他端Ｅ２側においてインストルメントパネルＩの外側に突出している。また、運転席ＳＨ１側の管部材４ＪＪＡは、幅方向において、一端Ｅ１から他端Ｅ２にかけて、運転席ＳＨ１側の側面Ｓ４から一旦離れるように延びた後、この側面Ｓ４に再び近づくように延びている。即ち、管部材４ＪＪＡを前後方向から見ると、助手席側に向かって凸に湾曲した形状となっている。また、管部材４ＪＪＡ、４ＪＪＢは、前後方向において、一端Ｅ１から他端Ｅ２に向かうにしたがって前方側に向かうように延びている。
後方側の管部材４ＪＪＣ、４ＪＪＤは、図８１に示すように、移動体の幅方向において、エンクロージャ３ＪＪＣ、３ＪＪＤにおける内側の側面に一端Ｅ１が連結されることでエンクロージャ３ＪＪＣ、３ＪＪＤの内部空間につながるとともに、外側に向かって延びている。即ち、一端Ｅ１から他端Ｅ２にかけて、運転席ＳＨ１側の管部材４ＪＪＣは、エンクロージャ３ＪＪＣから助手席ＳＨ２側に向かって延び、助手席ＳＨ２側の管部材４ＪＪＤは、エンクロージャ３ＪＪＤから運転席ＳＨ１側に向かって延びている。また、管部材４ＪＪＣ、４ＪＪＤは、車両Ｃの前後方向において、一端Ｅ１から他端Ｅ２にかけて後方側に向かって延び、管部材４ＪＪＣの他端Ｅ２がエンクロージャ３ＪＪＤの後方側に位置し、管部材４ＪＪＤの他端Ｅ２がエンクロージャ３ＪＪＣの後方側に位置している。このように、管部材４ＪＪＣ、４ＪＪＤは、互いに交差するように延びている。また、管部材４ＪＪＣ、４ＪＪＤの他端Ｅ２は、上面Ｓ１から離れているものの、上面Ｓ１と後面Ｓ５と側面Ｓ４と、が交わる角部Ｃ１２を向いて開口している。尚、角部は、３つの面が交わるものであり、少なくとも２つの面が交わる交差部に含まれるものとする。即ち、前方側の角部Ｃ１１が前方側交差部として機能し、後方側の角部Ｃ１２が後方側交差部として機能する。
以上のようなアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＪＪにおいてスピーカユニット２ＪＪＡ〜２ＪＪＤが音波を放射した際の音波の進行及び反射について説明する。まず、前方側のスピーカユニット２ＪＪＡ、２ＪＪＢの前面側から放射された音波は、例えば振動板３００がコーン上又はドーム状の形状を有する場合には、振動板３００の傾斜に応じて斜め後方に進行し、前方側の頭部位置Ｈ１、Ｈ２に向かう。尚、前面側から放射された音波は、ウインドシールドＷや上面Ｓ１において反射されて頭部位置Ｈ１、Ｈ２に向かってもよい。一方、後方側のスピーカユニット２ＪＪＣ、２ＪＪＤの前面側から放射された音波は、直接、又は、上面Ｓ１や後面Ｓ５で反射されて後方側の頭部位置Ｈ３〜Ｈ５に向かう。
スピーカユニット２ＪＪＡ〜２ＪＪＤの背面側で生じた音波は、エンクロージャ３ＪＪＡ〜３ＪＪＤの内部空間で反響するとともに、一端Ｅ１から管部材４ＪＪＡ〜４ＪＪＤ内に入り、管部材４ＪＪＡ〜４ＪＪＤ内を進行する。このとき、スピーカユニット２ＪＪＡ〜２ＪＪＤの背面側で生じた音波のうち、管部材４ＪＪＡ〜４ＪＪＤの長さに応じた低音域の成分が管部材４ＪＪＡ〜４ＪＪＤ内で共鳴する。従って、管部材４ＪＪＡ〜４ＪＪＤの他端Ｅ２からは、低音域の成分を主とする音波が放射される。即ち、開管部材４ＪＪＡ〜４ＪＪＤの他端Ｅ２から放射される音波は、中高音域の成分がカットされる。カットされるとは、具体的には中高音域の成分の音圧が、低域の成分の音圧よりも低くなることをいう。前方側の管部材４ＪＪＡ、４ＪＪＢの他端Ｅ２から放射された音波は、角部Ｃ１１及びその周囲の面Ｓ２〜Ｓ４によって反射され、角部Ｃ１１と対向する角部Ｃ１２（即ち、幅方向において角部Ｃ１１と反対側の角部Ｃ１２）に向かって進行する。一方、後方側の管部材４ＪＪＣ、４ＪＪＤの他端Ｅ２から放射された音波は、角部Ｃ１２及びその周囲の面Ｓ１、Ｓ５、Ｓ４によって反射され、反対側の角部Ｃ１１に向かって進行する。
前方側の管部材４ＪＪＡ、４ＪＪＢの他端Ｅ２から放射されて角部Ｃ１２に向かう音波と、後方側の管部材４ＪＪＣ、４ＪＪＤの他端Ｅ２から放射されて角部Ｃ１１に向かう音波と、によって、車両Ｃの前後方向及び幅方向に対向する角部Ｃ１１、Ｃ１２同士の間に定在波が形成される。この定在波は、角部Ｃ１１、Ｃ１２を固定端とし、角部Ｃ１１、Ｃ１２同士の間隔に応じた波長を有する。
このように音波が放射されることで、車内空間Ａ３には、スピーカユニット２ＪＪＡ〜２ＪＪＤの前面側から放射された中高音域の成分を主とする音波と、管部材４ＪＪＡ〜４ＪＪＤの他端Ｅ２から放射された低音域の成分を主とする音波と、が、各々の帯域のキャンセル音として反響する。
以上に説明した本実施例のアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＪＪでは、まず、４つのスピーカ装置１０ＪＪＡ〜１０ＪＪＤに共振素子としての弾性部材８Ａが配されている。これにより、各スピーカ装置１０ＪＪＡ〜１０ＪＪＤの発生音では、各スピーカユニット２ＪＪＡ〜２ＪＪＤの共振周波数に応じたピーク以外に、共振素子による共振音に応じた周波数において、サブピークを有する。スピーカ装置１０ＪＪＡ〜１０ＪＪＤにおける入力信号と発生音との位相差の周波数特性（位相特性）は、周波数が高くなるにしたがって位相差の絶対値が大きくなる傾向を示す。このとき、音圧特性がサブピークを有することにより、位相特性のグラフが、サブピークの周波数やその近傍において下向きに凸に変形しようとする。従って、位相特性のグラフには、位相差の変化が比較的緩やかな平坦領域が形成される。このような平坦領域の周波数においては、スピーカ装置１０ＪＪＡ〜１０ＪＪＤによる発生音をノイズの逆位相としやすく、ノイズを低減しやすい。弾性部材８Ａによる共振音の周波数を適宜に設定することにより、平坦領域を調節することができ、ノイズを低減しやすい周波数帯域を調節することができる。このように、本実施例に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＪＪによれば、各スピーカ装置１０ＪＪＡ〜１０ＪＪＤについて、ノイズのキャンセル音の音響特性を向上させることができる。
そして、アクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＪＪが上記のような４つのスピーカ装置１０ＪＪＡ〜１０ＪＪＤを備え、それぞれが車両Ｃの４つの隅部ＣＲ１１〜ＣＲ１４に配置されている。これにより、各隅部ＣＲ１１〜ＣＲ１４における空きスペースが狭小であっても、アクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＪＪ全体の放射音の音圧特性を向上させ、ノイズのキャンセル音の音響特性を向上させることができる。
また、本実施例のアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＪＪでは、上記のように、４箇所の隅部ＣＲ１１〜ＣＲ１４に音放射部の少なくとも一部が位置するように４つのスピーカ装置１０ＪＪＡ〜１０ＪＪＤが配置されている。これにより、アクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＪＪ全体の放射音の音圧特性を一層向上させ、ノイズのキャンセル音の音響特性を一層向上させることができる。
また、本実施例のアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＪＪでは、各スピーカ装置１０ＪＪＡ〜１０ＪＪＤが、スピーカユニット２ＪＪＡ〜２ＪＪＤと、エンクロージャ３ＪＪＡ〜３ＪＪＤと、管部材４ＪＪＡ〜４ＪＪＤと、を備える。これにより、各スピーカユニット２ＪＪＡ〜２ＪＪＤの背面側で生じた音のうち、管部材４ＪＪＡ〜４ＪＪＤの長さに応じた低音域の成分が管部材４ＪＪＡ〜４ＪＪＤ内で共鳴し、他端Ｅ２から放射される。隅部ＣＲ１１〜ＣＲ１４においては低音が反響しやすいことから、管部材４ＪＪＡ〜４ＪＪＤの他端から放射された低音が反響し、ノイズのキャンセル音について、低音域の音響特性を特に向上させることができる。
また、本実施例のアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＪＪは、前方側のスピーカユニット２ＪＪＡ、２ＪＪＢと、後方側のスピーカユニット２ＪＪＣ、２ＪＪＤと、が、所定の時間差をつけて動作するように構成されている。それにより、前後のスピーカユニット２ＪＪＡ〜２ＪＪＤの放射音によって車内空間Ａ３内に形成される定在波の節の位置を適宜に調節し、ノイズのキャンセル音について、良好な音響特性を得ることができる。
また、本実施例のアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＪＪでは、前方側の管部材４ＪＪＡ、４ＪＪＢの他端Ｅ２は、前面Ｓ３と下面Ｓ２と側面Ｓ４とが交わる角部Ｃ１１を向いて開口している。他方、後方側の管部材４ＪＪＣ、４ＪＪＤの他端Ｅ２は、上面Ｓ１と後面Ｓ５と側面Ｓ４と、が交わる角部Ｃ１２を向いて開口している。そして、これら前後の管部材４ＪＪＡ〜４ＪＪＤの他端Ｅ２から放射された音波によって形成される定在波の波長は、前方側の角部Ｃ１１と後方側の角部Ｃ１２との間隔に略等しい。前後の角部Ｃ１１、Ｃ１２同士の間隔に等しい波長を有する定在波が生じることで、上述のようにこの定在波の節の位置を調節し、ノイズのキャンセル音について、比較的波長の長い音（即ち、低音）における音響特性を向上させることができる。
このとき、前方側と後方側とで時間差なく管部材４ＪＪＡ〜４ＪＪＤの他端Ｅ２から音を放射した場合、このような波長の定在波の節は、角部Ｃ１１、Ｃ１２同士の中間位置に形成される。この場合には、運転席ＳＨ１や助手席ＳＨ２の頭部位置Ｈ１、Ｈ２のやや後方に節が位置することがあり、これらの頭部位置Ｈ１、Ｈ２において音圧が低下しやすい。本実施例では、所定の時間差を設けることによって節をさらに後方側にずらして、ノイズのキャンセル音について、運転席ＳＨ１や助手席ＳＨ２の搭乗者にとっての低音域の音響特性の向上が図られている。
ここで、スピーカユニット２ＪＪＡ〜２ＪＪＤとして、中高音域の音圧が低音域の音圧よりも高くなるように音波を放射する、即ち低音域の音圧が低い小型のスピーカユニットを採用した場合には、次のような利点を得ることができる。このような小型のスピーカユニット２ＪＪＡ〜２ＪＪＤによれば、その振動を小さくすることができ、車両ボディに振動が伝わって異音が発生することを抑制することができる。そして、上述したように管部材４ＪＪＡ〜４ＪＪＤを設けることで低音域の音響特性が向上するので、低音域の音圧が低い小型のスピーカユニット２ＪＪＡ〜２ＪＪＤを用いた場合でも、良好な音響特性を担保することができる。さらに、スピーカユニット２ＪＪＡ〜２ＪＪＤの前面から放射される低音の音圧が比較的低いことから、低音域において、スピーカユニット２ＪＪＡ〜２ＪＪＤの前面から放射された音波と管部材４ＪＪＡ〜４ＪＪＤの他端Ｅ２から放射された音波とが弱め合いにくい。
また、本実施例のアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＪＪでは、スピーカユニット２ＪＪＡ〜２ＪＪＤの前面から主に中高音域の音波が放射され、管部材４ＪＪＡ〜４ＪＪＤの他端Ｅ２から主に低音域の音波が放射される。中高音域と低音域とでは、最適な放射位置が異なる場合があるが、中高音域の音波が放射される位置と、低音域の音波が放射される位置と、が離れていることで、それぞれを最適な位置に配置し、キャンセル音について極めて良好な音響特性を得ることができる。
また、スピーカユニット２ＪＪＡ、２ＪＪＢ及びエンクロージャ３ＪＪＡ、３ＪＪＢがインストルメントパネルＩ内に設けられるとともに、管部材４ＪＪＡ、４ＪＪＢがインストルメントパネルＩ内を通過することで、アクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＪＪを車両Ｃに設けた場合に外観を良好に保つことができる。
また、本実施例のスピーカ装置１０ＪＪＡ〜１０ＪＪＤそれぞれにおける位相特性では、スピーカユニット２ＪＪＡ〜２ＪＪＤの最低共振周波数に応じたピーク（約４５Ｈｚ）と、弾性部材８Ａによるサブピーク（約１００Ｈｚ）と、を有する。サブピークの周波数は、主に弾性部材８Ａの共振周波数（素子共振周波数）によって定まる。
１００Ｈｚのサブピークに対応する波長は３．４ｍ（１／４波長は０．８５ｍ）である。従って、共振素子としての弾性部材８Ａが発生する共振音の１／４波長は、耳珠間幅（例えば０．１５ｍ）の２倍よりも充分に長い。
［実施例２８］
次に、実施例２８に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステムについて説明する。この実施例２８は、車両Ｃの後方側に設けられたスピーカ装置１０ＪＪＣ、１０ＪＪＤにおける管部材の構造が、上述した実施例２７と異なっている。以下、実施例２８について、この実施例２７との相違点に注目して説明する。
図８２は、本発明の実施例２に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＫＫが設けられた移動体を示す平面図であり、図８３は、図８２に示されているアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＫＫにおける後方側のスピーカ装置１０ＫＫＣ、１０ＫＫＤを示す背面図である。尚、これらの図８２、８３では、図７８、８１に示されている実施例２７の構成要素と同等な構成要素については、図７８、８１と同じ符号が付されており、以下ではこれら同等な構成要素の重複説明を省略する。
図８２、８３に示されているアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＫＫでは、車両Ｃの後方側に設けられたスピーカ装置１０ＫＫＣ、１０ＫＫＤにおいて、管部材４ＫＫＣ及び管部材４ＫＫＤが車両Ｃの進行方向の後方側に向かって延び、管部材４ＫＫＣと管部材４ＫＫＤとが交差しない構成となっている。
以上に説明した実施例２８のアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＫＫでも、上述した実施例２７のアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＪＪと同様に、ノイズのキャンセル音の音響特性を向上させることができることは言うまでもない。
［実施例２９］
次に、実施例２９に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステムについて説明する。この実施例２９は、４つのスピーカ装置の構造が、上述した実施例２７と異なっている。以下、実施例２９について、この実施例２７との相違点に注目して説明する。
図８４は、本発明の実施例２９に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＬＬが設けられた車両Ｃを示す側面図であり、図８５は、図８４に示されているアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＬＬが設けられた車両Ｃを示す平面図である。尚、これらの図８４、８５でも、図７７、７８に示されている実施例２７の構成要素と同等な構成要素については、図７７、７８と同じ符号が付されており、以下ではこれら同等な構成要素の重複説明を省略する。
図７７、７８に示されているアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＬＬでは、車両Ｃの前後の隅部ＣＲ１１〜ＣＲ１４に設けられたスピーカ装置１０ＬＬＡ〜１０ＬＬＤに、実施例２７のような管部材が設けられていない。
この実施例２９のアクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＬＬでも、各スピーカユニット２ＪＪＡ〜２ＪＪＤに設けられた共振素子としての弾性部材８Ａや、スピーカ装置１０ＬＬＡ〜１０ＬＬＤの４箇所への配置によって得られる利点については上述した実施例２７と同じである。ただし、実施例２７では、各スピーカ装置１０ＪＪＡ〜１０ＪＪＤに管部材４ＪＪＡ〜４ＪＪＤを設けることで、低音域についてキャンセル音の音響特性を向上させることができることは上述したとおりである。
［実施例３０］
次に、本発明の実施例３０に係るアクティブノイズコントロール用スピーカシステムについて説明する。この実施例３０では、スピーカ装置においてスピーカユニットの最低共振周波数とは異なる周波数の共振音を発生させるための構造が実施例２７とは異なる。以下、実施例３０について、この実施例２７との相違点に注目して説明を行う。
実施例３０において、スピーカ装置１０ＪＪは、実施例７で既に説明した図２１に示す音発生装置１Ｇと同等に構成してもよい。本実施例では、後方空間Ｓ１１を形成するエンクロージャ本体３０１に、図７７や図７８に示されている管部材４ＪＪＡ〜４ＪＪＤが接続される。
以上のようなスピーカ装置１０ＪＪでは、実施例７と同等の効果を得ることができる。
尚、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記実施例では、定在波の節が前方側の頭部位置Ｈ１、Ｈ２から後方側に離れるように、前方側のスピーカユニット２ＪＪＡ、２ＪＪＢと後方側のスピーカユニット２ＪＪＣ、２ＪＪＤとが時間差を有して動作するものとしたが、この時間差は、時間差がない場合の節の位置と、頭部位置Ｈ１〜Ｈ５と、の関係に応じて適宜に設定されればよい。例えば、時間差がない場合に節が頭部位置Ｈ１、Ｈ２よりも前方側に位置する場合には、節が頭部位置Ｈ１、Ｈ２からさらに車両Ｃの前方側へ離れるような時間差としてもよい。また、時間差がない場合に節が後方側の頭部位置Ｈ３〜Ｈ５近傍に位置する場合には、節が頭部位置Ｈ３〜Ｈ５からさらに車両Ｃの前方側へ離れるような時間差としてもよい。さらに、車両が前後方向に１列又は３列以上の座席を有する場合には、時間差がない場合の節の位置と各列の頭部位置との関係に応じて時間差を設定すればよい。また、頭部位置と節の位置とが充分に離れている場合や、節による音圧の低下が小さい場合には、このような時間差を設けずに車両Ｃの前方及び後方のスピーカユニットを略同時に動作させてもよい。
また、前記実施例では、角部Ｃ１１、Ｃ１２同士の間隔に略等しい波長の定在波について節の位置を変化させるものとしたが、他の波長を有する定在波について節の位置を変化させてもよい。例えば、上記の間隔の約２／３の波長を有する定在波では、角部Ｃ１１、Ｃ１２同士の間に２つの節が形成されるが、この節が各座席の頭部位置Ｈ１〜Ｈ５のいずれかから車両Ｃの前方側又は後方側へさらに離れるように時間差を設定してもよい。
また、前記実施形態では、アクティブノイズコントロール用スピーカシステム１ＪＪ、１ＫＫ、１ＬＬが、車両Ｃにおける４つの隅部ＣＲ１１〜ＣＲ１４に設けられる４つのスピーカ装置１０ＪＪＡ〜１０ＪＪＤ、１０ＫＫＣ、１０ＫＫＤ、１０ＬＬＡ〜１０ＬＬＤを備えるものとしたが、アクティブノイズコントロール用スピーカシステムは、少なくとも２つのスピーカ装置を備えていればよい。例えば、２つのスピーカ装置が車両Ｃの前後方向の前方及び後方の隅部にそれぞれ設けられていてもよいし、幅方向の一方側及び他方側の隅部にそれぞれ設けられていてもよい。
また、前記実施例では、管部材４ＪＪＡ〜４ＪＪＤ、４ＫＫＣ、４ＫＫＤの断面形状及び断面積が略一定であるものとしたが、管部材は、断面積が略一定であるとともに断面形状が変化するものであってもよい。また、前記実施例では前方側の管部材４ＪＪＡ、４ＪＪＢと後方側の管部材４ＪＪＣ、４ＪＪＤ、４ＫＫＣ、４ＫＫＤとの長さが略等しいものとしたが、これらの長さは互いに異なっていてもよい。
また、前記実施例では、収容部としてのエンクロージャ３ＪＪＡ〜３ＪＪＤと管部材４ＪＪＡ〜４ＪＪＤ、４ＫＫＣ、４ＫＫＤが別部材であるものとしたが、エンクロージャと管部材とが一体に形成された構成としてもよい。例えば、収容部が１つの管状の部材であり、この管状の部材がエンクロージャと管部材とを兼ねていることなどが挙げられる。
また、スピーカユニットが放射する音波の周波数特性は、適宜に設定されていればよい。スピーカユニットが前面側から放射する低音域の音圧が高い場合でも、管部材で共鳴して他端から放射される低音の音圧が充分に高ければ、前面側からの音波と他端からの音波とが弱め合ってしまっても低音の音圧を確保することができる。即ち、管部材における共鳴によって低音の音圧が充分に向上する場合には、低音域から中高音域まで同程度の音圧となるように音波を放射するスピーカユニットや、低音域の音圧が中高音域の音圧よりも高くなるように音波を放射するスピーカユニットを用いてもよいし、中高音域用のスピーカユニット（ツイータ）を用いてもよい。また、スピーカユニットの形状は特に限定されず、コーン型であってもよいしドーム型であってもよい。
また、前記実施例では、インストルメントパネルＩの上面において前方側のスピーカユニット２ＪＪＡ、２ＪＪＢの前面側から音波を放射するものとしたが、スピーカユニットは、例えばインストルメントパネルＩの下面（運転席と対向する面）においてスピーカユニットの前面側から音波を放射してもよい。また、スピーカユニット２ＪＪＡ、２ＪＪＢがインストルメントパネルＩ内に設けられるものとしたが、スピーカユニットがインストルメントパネルＩの外側に設けられる（例えばインストルメントパネルＩの上面に載置される）構成としてもよい。このとき、管部材はインストルメントパネルＩ内を通過せずに外側に沿うように設けられていてもよい。このような構成によれば、アクティブノイズコントロール用スピーカシステムを車両に対して後付により設置する際に、設置作業を容易に実施することができる。
また、前記実施例では、管部材４ＪＪＡ〜４ＪＪＤの他端Ｅ２が、３つの面が交わる角部Ｃ１１、Ｃ１２を向いて開口するものとしたが、他端は、車内空間Ａ３を囲む複数の面（ウインドシールドＷの内面、上面Ｓ１、下面Ｓ２、前面Ｓ３、一対の側面Ｓ４、後面Ｓ５）のうち２つが交わる交差部（図８０に示すＲ１１〜Ｒ１８）を向いて開口していてもよいし、交差部を向いていなくてもよい。また、後方側の管部材４ＪＪＣ、４ＪＪＤの他端Ｅ２が、車両Ｃの後面Ｓ５と上面Ｓ１と側面Ｓ４とが交わる角部Ｃ１３を向いて開口していてもよい。尚、交差部Ｒ１１は、車両Ｃの前面Ｓ３と下面Ｓ２とが交わる交差部であって、交差部Ｒ１２は、車両Ｃの下面Ｓ２と側面Ｓ４とが交わる交差部であって、交差部Ｒ１３は、車両Ｃの前面Ｓ３と側面Ｓ４とが交わる交差部であって、交差部Ｒ１４は、車両Ｃの後面Ｓ５と下面Ｓ２とが交わる交差部であって、交差部Ｒ１５は、車両Ｃの後面Ｓ５と側面Ｓ４とが交わる交差部であって、交差部Ｒ１６は、車両Ｃの前面Ｓ３と上面Ｓ１とが交わる交差部であって、交差部Ｒ１７は、車両Ｃの上面Ｓ１と側面Ｓ４とが交わる交差部であって、交差部Ｒ１８は、車両Ｃの後面Ｓ５と上面Ｓ１とが交わる交差部である。
また、前記実施例では、前後方向だけでなく幅方向にも（即ち斜めに）対向する角部Ｃ１１、Ｃ１２同士の間に定在波が形成されるものとしたが、他端Ｅ２が交差部を向いて開口している場合には、前後方向においてのみ対向する交差部同士の間に定在波が形成されることもある。この場合には、前後方向に対向する交差部同士の間隔に応じた波長を有する定在波について、節を移動させればよい。
その他、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。即ち、本発明は、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。上記に開示した形状、材質等を限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものである。従って、これらの記載は本発明を限定したものではないから、それらの形状、材質等の限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
１Ａ〜１Ｍ 移動体用音発生装置
１１ 車両ボディ
２１Ａ〜２１Ｆ スピーカユニット
２２Ａ〜２２Ｆ スピーカユニット
３１Ａ、３１Ｇ〜３２Ｋ エンクロージャ
３２Ａ、３２Ｇ〜３２Ｋ エンクロージャ
４１ 栓部材
４２ 栓部材
１０２ 管部材（共振素子）
１０３ 振動部材（共振素子）
Ｃ 車両（移動体）
Ｆ フレーム
Ｐ１、Ｐ２ ピラー

Claims (1)

  1. 移動体が形成する箱状の空間に向けて音を放射するスピーカユニットと、スピーカユニットを収容するエンクロージャと、を備え、
    前記エンクロージャ及び前記スピーカユニットの少なくとも何れかに、前記スピーカユニットの最低共振周波数とは異なる周波数の共振音を発生させる共振素子が配され、
    前記エンクロージャの少なくとも一部が、前記移動体のボディを兼ねていることを特徴とする移動体用音発生装置。
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