JP2022151070A - 電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成でスピーカとケースとの接触に起因するノイズの発生を抑制することができる電子装置を提供する。
【解決手段】車両用計器１０では、スピーカ１３のカバー部１７は、ケース１１の開口部１１ｄの外周部分１１ｃに、ねじ１９によって固定される。そしてカバー部１７と開口部１１ｄの外周部分１１ｃとが対向する部分は、ねじ１９による固定箇所を除いた残余の部分に隙間３０がある。隙間３０の間隔Ｔは、スピーカ１３が吹鳴時に発生するスピーカ１３の振動幅よりも大きいので、スピーカ１３が振動しても開口部１１ｄの外周部分１１ｃと接触することを抑制することができる。
【選択図】図３

Description

この明細書における開示は、スピーカを備えた電子装置に関する。

スピードメータ等の車両用計器には、リバース時の音やウインカ作動時の音を出力するためのスピーカが設けられている。この種のスピーカは、回路基板に実装される小さなものが一般的であり、出力される音は高音となる。低音の出力を増強する等、音質を向上させるために、スピーカを大きくすることが考えられるが、その場合、スピーカを回路基板に実装しようとすると、回路基板におけるスピーカの実装面積の割合が大きくなってしまう等の問題がある。

そこで、車両用計器におけるケースにスピーカ設置用の開口部を形成し、スピーカとケース内に設置される回路基板とをリード線で接続し、スピーカがケースの開口部を閉じる蓋となるようにスピーカをケースに設置する構成が考えられる（たとえば特許文献１参照）。

また設置されるスピーカは小型が望まれるが、小型のスピーカで出力を大きくするとスピーカを構成するボイスコイルの振動幅が大きくなるという問題がある。そこで、大出力に耐えられるようボイスコイルに振動を吸収するサスペンション構造を設けたスピーカが開示されている（たとえば特許文献２参照）。

特開２００５－１６７３２８号公報 特開２００２－３４５０８６号公報

特許文献１に記載のスピーカをケースの開口部に設ける構成では、数本のねじでスピーカがケースに締結固定されるが、スピーカとケースとの取り付け面は音漏れによる音圧低下を抑制するため、全域で隙間なく接触させることが好ましい。

しかしスピーカおよびケースの寸法公差に起因して、ねじの締結箇所以外は数μｍの微少隙間が発生してしまうおそれがある。微少隙間が発生すると、スピーカが吹鳴時に発生する振幅によって、ケースとスピーカとが隙間間でたたき合うビビリ音などのノイズが発生するおそれがある。

この対策としてスピーカとケースとの間にゴムシート等の弾性部品を追加して、全域で隙間なく接触させる構成もあるが、部品点数が増加するという問題がある。また別の対策として、隙間に特許文献２に記載のサスペンション構造を追加して、振動を抑制させる構成もあるが、同様に部品点数が増加するという問題がある。

そこで、開示される目的は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、簡単な構成でスピーカとケースとの接触に起因するノイズの発生を抑制することができる電子装置を提供することを目的とする。

本開示は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。

ここに開示された電子装置は、内部空間（１１ａ）を有し、内部空間と外部とを連通する開口部（１１ｄ）が形成されているケース（１１）と、内部空間に配置される電子部品（１５）と、開口部を塞ぎ、少なくとも一部が内部空間に配置されるスピーカ（１３）と、を含み、スピーカは、開口部の外周部分（１１ｃ）と対向するカバー部（１７）を有し、複数の締結部材（１９）によってカバー部が開口部の外周部分に固定され、カバー部と開口部の外周部分とが対向する部分は、締結部材による固定箇所を除いた残余の部分に隙間（３０）があり、隙間の間隔は、スピーカが吹鳴時に発生するスピーカの振動幅よりも大きい電子装置である。

このような電子装置に従えば、スピーカのカバー部は、ケースの開口部の外周部分に、締結部材によって固定される。そしてカバー部と開口部の外周部分とが対向する部分は、締結部材による固定箇所を除いた残余の部分に隙間がある。隙間の間隔は、スピーカが吹鳴時に発生するスピーカの振動幅よりも大きいので、スピーカが振動しても開口部の外周部分と接触することを抑制することができる。これによって隙間を設けるという簡単な構成で、スピーカとケースとの接触に起因するノイズの発生を抑制することができる。

なお、前述の各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

車両用計器の裏側を示す正面図。 図１の一部を拡大して示す正面図。 図２の切断面線ＩＩＩ－ＩＩＩから見て示す断面図。 スピーカ取付前の状態を示す斜視図。 車両用計器の裏側の一部を拡大して示す斜視図。 図２の一部を拡大して示す断面図。 隙間と音圧低下との関係の一部を示すグラフ。

（第１実施形態）
本開示の第１実施形態に関して、図１～図７を用いて説明する。本実施形態の電子装置は、車両用計器１０によって実現される。車両用計器１０は、車両に搭載され、車速を表示する。車両用計器１０は、図１および図２に示すように、ケース１１およびスピーカ１３を備える。ケース１１は、平面視が略台形状の箱体であり、ケース１１の表面及び裏面が略台形状の面である。ケース１１は、車両用計器１０の外殻の一部を構成する。ケース１１の表面側には、車速を表示するための表示部が設けられる。表示部は、たとえば車速を表示する指針、または車速を表示する指針を画像表示する液晶ディプレイなどによって実現される。図１では、ケース１１の裏面を示している。

ケース１１は、図３に示すように、車両用計器１０の構成要素を内部に収容する内部空間１１ａを有する。ケース１１は、たとえばバスタブ状の２つのロアケース部およびアッパケース部を組み合わせることで、内部空間１１ａを形成する。ケース１１は、図３に示すように、裏面に内側に向かって凹となる凹部１１ｂを有する。凹部１１ｂは、図１に示すように、本実施形態では左下に位置する。凹部１１ｂの底部分の一部には、図３に示すように、内部空間１１ａと外部とを連通する開口部１１ｄが形成されている。凹部１１ｂおよび開口部１１ｄには、図２および図３に示すように、スピーカ１３が嵌め込まれる部分となる。

回路基板１２は、図３に示すように、内部空間１１ａに配置される。回路基板１２は、平板状であり、厚み方向の両面が実装面となる。回路基板１２は、各部を制御するための電子部品１４が実装面に実装される。回路基板１２は、実装面の一部が開口部１１ｄから露出するように配置される。換言すると、回路基板１２は、実装の一部が開口部１１ｄに対向する。回路基板１２の露出した部分には、スピーカ１３と接続するための電子部品１４として第２コネクタ１５が実装される。

スピーカ１３は、本体部１６とカバー部１７とを有する。スピーカ１３の外形は、図２に示すように、２段柱状に構成され、１段目がカバー部１７となり、２段目が本体部１６となる。１段目のカバー部１７は、２段目の本体部１６よりも大きい。本体部１６の直径は、たとえば４０ｍｍである。本体部１６は、カバー部１７に機械的に固定され、一体に構成される。または本体部１６とカバー部１７とは、同じ樹脂によって一体に成形されるか、２色成形によって一体に成形される。

本体部１６は、音を出力する共鳴板やコイル等の構成部品が内蔵されており、リバース時の音やウインカ作動時等の音を出力する。本体部１６は、図３に示すように、開口部１１ｄを介して回路基板１２と対向して内部空間１１ａ内に配置される。本体部１６には、図４に示すように、回路基板１２と接続するためのリード線１８が設けられる。図４では、リード線１８のみ示し、本体部１６とカバー部１７とを省略している。

カバー部１７は、本体部１６の少なくとも一面を覆う保護カバーであり、本体部１６よりも外寸が大きく形成される。カバー部１７は、平板状であり、ケース１１の凹部１１ｂを塞ぐ蓋となるようにケース１１に設置される。カバー部１７には、図５に示すように、ねじ１９が挿入されるねじ穴２０が３箇所、周方向に間隔をあけて形成されている。ねじ１９は、カバー部１７をケース１１に固定する締結部材として機能する。

また開口部１１ｄの外周部分１１ｃには、図４に示すように、ボス部２１が回路基板１２側に突出して設けられる。ボス部２１もねじ穴２０に対向するように、周方向に間隔をあけて３箇所、形成されている。カバー部１７のねじ穴２０にねじ１９を挿入して、ボス部２１にねじ締めすることで、スピーカ１３がケース１１に固定される。

カバー部１７は、たとえば透光性を有する素材で構成される。具体的には、例えば、ポリカーボネート、アクリル等の透光性を有する合成樹脂を用いることができる。本実施形態では、機械的強度が高く、アクリルと比較してねじ締めの際に破損しにくいこと等の理由から、ポリカーボネートが用いられている。

ケース１１の裏面側から見て、凹部１１ｂはカバー部１７の外形よりも小さく、開口部１１ｄの外周部分１１ｃには、カバー部１７が載置される。開口部１１ｄの外周部分１１ｃは、凹部１１ｂの底部分とも言うことができる。ケース１１の裏面とカバー部１７の外面とが面一となるように、ケース１１の裏面において、凹部１１ｂは凹んでいる。

カバー部１７は、開口部１１ｄの外周部分１１ｃに載置されてケース１１と面で重なる部分であるオーバーラップ部２２を有する。本実施形態では、図５に示すように、カバー部１７は凹部１１ｂの全周においてオーバーラップ部２２を有するように構成される。オーバーラップ部２２は、図３に示すように、隙間３０を有する部分と、隙間３０を有さない部分とがある。図３の左側は、隙間３０を有する部分であり、図３の右側は隙間３０を有さない部分である。

図３の右側のように、カバー部１７と開口部１１ｄの外周部分１１ｃとがねじ１９によって締め付けられている固定箇所は、カバー部１７と開口部１１ｄの外周部分１１ｃとが接触している。そしてオーバーラップ部２２のうち、固定箇所を除いた残余の部分は、図３の左側のように隙間３０を有する。換言すると、図４に示すように、開口部１１ｄの外周部分１１ｃにおいて固定箇所の部分と残余の部分とでは、段差３１がある。固定箇所の部分は、段差３１によって残余の部分よりも高くなっている。

カバー部１７のオーバーラップ部２２には、ケース１１との位置合わせのための係合部２３が設けられる。係合部２３は、図２に示すように、内側に凹となる窪みによって実現される。係合部２３は、図２の上側に１つ、下側に１つ、上下に対抗するように配置されている。

また開口部１１ｄの外周部分１１ｃには、突起部２４および爪部２５が設けられており、突起部２４および爪部２５が２つの係合部２３のそれぞれと係合する。突起部２４および爪部２５は、共に円柱状であり、位置決め用のピンとして機能する。突起部２４は、図２の上側に、図４では右側に位置する。突起部２４は、図４に示すように、開口部１１ｄの外周部分１１ｃから図４に上側に突出している。

爪部２５は、図２の下側に、図４では左側に位置する。爪部２５は、リード線１８を保持する保持部である。爪部２５は、図４に示すように、凹部１１ｂの内壁部分１１ｅに設けられる。爪部２５は、内壁部分１１ｅとは間隔がある。間隔の幅は、リード線１８が保持する幅に設定される。図４に示すように、爪部２５と内壁部分１１ｅとの間には、リード線１８が取り回され、リード線１８を保持している。換言すると、爪部２５にリード線１８を引っ掛けることで、リード線１８の移動を規制する。したがって爪部２５は、リード線１８の移動を抑制する引っ掛け構造として機能する。

図４はスピーカ１３の組み付け前の斜視図であり、図５は組み付け後の斜視図である。図４および図５に示すように、スピーカ１３の本体部１６にはリード線１８が接続されている。リード線１８は、先端部に第１コネクタ２７を有する。第１コネクタ２７は、回路基板１２の実装面に備えられた第２コネクタ１５に着脱可能に接続される。第１コネクタ２７と第２コネクタ１５とが電気的に接続されることで、回路基板１２から出力される信号によりスピーカ１３を吹鳴させることができる。

次に、オーバーラップ部２２の隙間３０に関して図６および図７を用いて説明する。図６に示すように、カバー部１７と開口部１１ｄの外周部分１１ｃとが対向する部分は、固定箇所を除いた残余と部分に隙間３０がある。換言すると、固定箇所ではねじ１９によって締め上げられ接触しているが、隣接するねじ１９同士の間では、隙間３０を設けている。隙間３０の間隔Ｔは、スピーカ１３が吹鳴時に発生するスピーカ１３の振動幅よりも大きくなるように設定される。

スピーカ１３の作動音および警告音の周波数は、たとえば５００～２０００Ｈｚである。車両用計器１０が車両に搭載された状態で、運転者に十分聞こえる音圧は、６０～７０ｄＢである。前述の周波数で、この音圧を達成する音を出力したとき、本体部１６が振動し、本体部１６の振動は、本体部１６と一体であるカバー部１７も同様に振動する。そしてスピーカ１３のカバー部１７は、振動によって、数μｍ程度振幅することを本件発明者が見出した。この振幅によるケース１１とスピーカ１３との接触を抑制するためには、数μｍの振幅より大きい隙間３０を設けることが好ましい。

スピーカ１３とケース１１とが対向する部分は、それぞれ製造公差が発生する。したがって製造公差を踏まえて、隙間３０を設ける必要がある。また隙間３０があると、音圧が低下するので、隙間３０が大きすぎると隙間３０に起因して音圧の低下が大きくなる。音圧の低下は、スピーカ１３が音圧７０ｄＢで吹鳴時に、音圧低下が３ｄＢ以下であると、スピーカ１３の定格内の出力アップで補正することができる。逆に、スピーカ１３が音圧７０ｄＢで吹鳴時に、音圧低下が３ｄＢより大きく、たとえば５ｄＢの音圧低下であると、スピーカ１３の定格内の出力アップでの補正が困難である。したがって隙間３０に起因する音圧低下は、３ｄＢ以下が好ましい。

図７では、スピーカ１３が音圧７０ｄＢで吹鳴時の音圧低下と隙間３０との関係の一例を示している。図７に示すように、隙間３０が０．１ｍｍの場合の音圧低下は、約１ｄＢであり、隙間３０が０．４ｍｍの場合の音圧低下は、約３ｄＢである。したがって音圧低下を３ｄＢ以下にするためには、隙間３０は０．４ｍｍ以下が好ましい。

また隙間３０は、前述のように数μｍの振幅より大きいことが好ましいので、たとえば０．１ｍｍ以上が好ましい。この寸法の隙間３０を実現するために、たとえば隙間３０の中心値を０．２５ｍｍに設定し、製造公差をプラス０．１５ｍｍからマイナス０．１５ｍｍに設定する。製造公差は、スピーカ１３のカバー部１７と、開口部１１ｄの外周部分１１ｃとの平行度、および外周部分１１ｃの段差３１の高さによって設定される。外周部分１１ｃの段差３１の高さは、たとえば０．２５ｍｍに設定される。平行度は、たとえば０．１５ｍｍに設定される。これによって製造公差を踏まえて、０．１ｍｍから０．４ｍｍの範囲内に隙間３０を設定することができる。

以上説明したように本実施形態の車両用計器１０では、スピーカ１３のカバー部１７は、ケース１１の開口部１１ｄの外周部分１１ｃに、ねじ１９によって固定される。そしてカバー部１７と開口部１１ｄの外周部分１１ｃとが対向する部分は、ねじ１９による固定箇所を除いた残余の部分に隙間３０がある。隙間３０の間隔Ｔは、スピーカ１３が吹鳴時に発生するスピーカ１３の振動幅よりも大きいので、スピーカ１３が振動しても開口部１１ｄの外周部分１１ｃと接触することを抑制することができる。これによって隙間３０を設けるという簡単な構成で、スピーカ１３とケース１１との接触に起因するノイズの発生を抑制することができる。

また本実施形態では、隙間３０の間隔Ｔは、スピーカ１３が音圧７０ｄＢで吹鳴時に、隙間３０のない構成に比べてスピーカ１３の音圧低下がスピーカ１３の定格内の出力アップで補正できる間隔である。具体的には、隙間３０に起因するスピーカ１３の音圧低下が３ｄＢ以下であることが好ましい。隙間３０が設けると、隙間３０から音が漏れて音圧が低下するが、音圧の低下幅を補正範囲内の３ｄＢ以下となるように隙間３０を設けることで、音圧低下をスピーカ１３の出力アップによって補うことができる。したがって規定の音圧を実現することができる。

さらに本実施形態では、隙間３０の間隔Ｔは、０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下である。隙間３０が０．１ｍｍ以上であり、スピーカ１３の振幅よりも大きいので、スピーカ１３の振動に起因する接触を抑制することができる。また隙間３０が０．４ｍｍ以下であるので、隙間３０に起因する音圧低下幅を小さくすることができる。

（その他の実施形態）
以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示は前述した実施形態に何ら制限されることなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

前述の実施形態の構造は、あくまで例示であって、本開示の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本開示の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。

前述の第１実施形態では、スピーカ１３の本体部１６とカバー部１７とは一体であり、カバー部１７が凹部１１ｂを閉じる蓋となるようにケース１１に設置される。しかし本体部１６とカバー部１７とは、別体であってもよい。別体の場合には、本体部１６を先に凹部１１ｂに取付け、その後、カバー部１７と本体部１６とをねじ締めなどによってケース１１に取り付けてもよい。

前述の第１実施形態では、締結部材はねじ１９によって実現されているが、ねじ１９に限るものではない。開口部１１ｄの外周部分１１ｃにカバー部１７を接触させて固定する部材であれば、接着部材であってもよく、ボルトとナットとの組み合わせであってもよい。

前述の第１実施形態では、車両用計器１０は車両で用いられているが、車両に搭載された状態に限定されるものではない。また前述の第１実施形態では、電子装置は車両用計器１０によって実現されているが、車両用計器１０に限るものではない。電子装置は、スピーカ１３を備える電子装置であれば、たとえば携帯電話およびスマートフォンなどの情報携帯端末、車両に搭載されるナビゲーション装置などの他の車両用電子装置、家庭に設置されるスマートスピーカなどであってもよい。

前述の第１実施形態では、スピーカ１３はカバー部１７が凹部１１ｂを塞ぐ構成であったが、このような構成に限るものではない。たとえば凹部１１ｂを有さずに、単に開口部１１ｄをスピーカ１３の一部が塞ぐ構成であってもよい。また車両用計器１０は、回路基板１２を有する構成であったが、回路基板１２を有さずに、単にケース１１内の電子部品とリード線１８とを接続する構成であってもよい。

１０…車両用計器（電子装置） １１…ケース １１ａ…内部空間 １１ｂ…凹部
１１ｃ…外周部分 １１ｄ…開口部 １１ｅ…内壁部分 １２…回路基板
１３…スピーカ １４…電子部品 １５…第２コネクタ １６…本体部
１７…カバー部 １８…リード線 １９…ねじ（締結部材） ２０…ねじ穴
２１…ボス部 ２２…オーバーラップ部 ２３…係合部 ２４…突起部
２５…爪部 ２７…第１コネクタ ３０…隙間 ３１…段差

Claims (3)

1. 内部空間（１１ａ）を有し、前記内部空間と外部とを連通する開口部（１１ｄ）が形成されているケース（１１）と、
   前記内部空間に配置される電子部品（１４）と、
   前記開口部を塞ぎ、少なくとも一部が前記内部空間に配置されるスピーカ（１３）と、を含み、
   前記スピーカは、前記開口部の外周部分（１１ｃ）と対向するカバー部（１７）を有し、複数の締結部材（１９）によって前記カバー部が前記開口部の外周部分に固定され、
   前記カバー部と前記開口部の外周部分とが対向する部分は、前記締結部材による固定箇所を除いた残余の部分に隙間（３０）があり、
   前記隙間の間隔は、前記スピーカが吹鳴時に発生する前記スピーカの振動幅よりも大きい電子装置。
2. 前記隙間の間隔は、前記スピーカが音圧７０ｄＢで吹鳴時に、前記隙間のない構成に比べて前記スピーカの音圧低下が前記スピーカの定格内の出力アップで補正できる間隔である請求項１に記載の電子装置。
3. 前記隙間の間隔は、０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下である請求項１または２に記載の電子装置。

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