JP4508827B2

JP4508827B2 - 板体直接駆動振動装置

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Publication number: JP4508827B2
Application number: JP2004314088A
Authority: JP
Inventors: 裕一中島; 清司大谷; 彰西川; 昇日高
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2004-10-28
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2024-10-28
Also published as: JP2005160051A

Description

本発明は、板体に直接取り付けられ、該板体を振動させる板体直接駆動振動装置に関し、特に、該振動装置が板体に取り付けられてスピーカ装置として駆動され、駆動によって発生する熱が効率的に放熱され、しかも、防塵対策が施された板体直接駆動振動装置に関する。

従来から、ステレオ再生装置、パソコン、携帯電話器などの電子機器においては、各種のメディアによる音情報を音出力するために、スピーカ装置が用いられている。このスピーカ装置では、音出力する駆動信号が供給される振動装置に、音を放出する振動板が取り付けられている。この振動板は、通常、当該スピーカ装置のために特別に設計されたホーン形状を有するものであり、例えば、この振動板に振動装置のボイスコイルが固着され、このボイスコイルが磁気回路で振動することによって音が出力される。

この様なスピーカ装置が、車両、例えば、乗用車の車室内において、音楽や音声の音響再生を行うためにも、使用されている。そのスピーカ装置は、例えば、前部座席用のドア内に埋め込まれるか、さらには、リアトレイ上に載置されており、複数のスピーカ装置が、前部座席と後部座席との少なくともいずれか一方に対応して取り付けられ、配置されることが普通である。

しかし、音響再生に関わるスピーカ装置を前部座席用のドア内又はリアトレイ上に配置する以外に、車室内の天井板にも、スピーカ装置を配置することが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

図１０に、乗用車の一部縦断面図により、提案された車載用スピーカ装置が乗用車に組み込まれた状態を示した。乗用車１の車室内には、運転席を含む前部座席３と、後部座席４とが設けられている。前部座席３に対するドア内には、フロントスピーカ６が埋め込まれており、後部座席４のリアトレイ上には、リアスピーカ７が載置されている。乗用車１の天井部は、外板２と天井板５とから成り、天井板５の中央付近に、後述する振動装置８が取り付けられ、スピーカ装置が構成されている。また、振動装置８は、外板２と天井板５との間に取り付けられてもよいが、図１０において破線で示すように、天井板５の車室内側に取り付けられても、同様の効果が得られる。

通常のスピーカ装置を車室内に取り付ける場合に、そのスピーカ装置の取付け位置に制約などがあり、あまり大きな口径を有するスピーカ装置を使用することができないことに対処するために、上記の振動装置による車載用スピーカ装置では、大きな口径を有する上述した従来のスピーカ装置の代りに、振動装置を天井板に直接取り付けて、天井板を振動板とするスピーカを形成するというものである。

この様に、車載用スピーカ装置として採用することができる板体直接駆動振動装置が種々提案されている（例えば、特許文献２を参照）。その提案されている振動装置の具体的構成例について、図１１及び図１２を参照して説明する。

図１１では、振動装置８が、例えば、自動車の内装板５に直接取り付けられた状態が示されており、中心から左半分について、縦断面で示している。振動装置８において、側壁部と底部とが連続して形成された凹部を有する皿形状の外側ヨーク８１と、該底部に取り付けられた円板形状の永久磁石８２と、該永久磁石８２の上に載置され、永久磁石８２より若干大きい円板形状の内側ヨークとを備え、外側ヨーク８１の側壁部内面と内側ヨーク８３の外周面との間に間隙が置かれており、磁気回路が形成されている。

振動装置８は、内装板５の面に取り付けるためのカプラ部材８５を備えており、このカプラ部材８５には、外側ヨーク８１、永久磁石８２及び内側ヨーク８３からなる磁気回路構成体をカプラ部材８５に対して振動自在に支持するために、カプラ部材８５に一体的に形成された複数の弾性体支持部材８６−１乃至８６−３が備えられている。

そこで、図１２に、振動装置８について、外側ヨーク８１の側から見た平面図を示した。ここで示されたＸ−Ｘ線における断面が、図１１に示された縦断面に対応している。図１２に示された振動装置８では、３つの弾性体支持部材８６−１乃至８６−３が設けられているが、その数は、この３つに限られない。図１１には、外側ヨーク８１とカプラ部材８５とを弾性的に支持するための弾性体８８−１乃至８８−３が示されており、この弾性体８８−１乃至８８−３は、外側ヨーク８１の側壁部の端部に固定される弾性体取付部材８７と一体的に形成された弾性片であり、夫々の先端部が、対応する弾性体支持部材８６−１乃至８６−３にネジ止めされている。

図１１に示されているように、コイルが巻回された円筒形状のボビン８４が、カプラ部材８５に固定される。なお、ボビン８４に巻回されたコイルは、図中において、黒色部分で示されている。そして、このコイルが、外側ヨーク８１の側壁部内面と、内側ヨーク８３の外周面との間に形成された間隙に挿入される。このコイルに駆動信号が供給されると、形成された磁気回路の作用によって、駆動信号の周波数に合わせて、振動が発生する。この振動が、カプラ部材８５を介して内装板５に伝達される。

内装板５は、通常、ウレタンや発砲ＰＰなどの材料で形成されているので、この内装板５自体が振動板の役割を果たすことができる。従って、コイルに駆動信号を与えると、該コイルが巻回されたボビン８４に連結されたカプラ部材８５を介して内装板５が振動させられ、該信号の周波数に応じた音響を発生することができる。このように内装板５を振動板とすることによって、良好な音場形成が可能となる。また、図１１に示した振動装置８は、内装板５の下面に取り付けられているが、振動装置８が、図１０に示すように、自動車の天井板２と内装板５との間において、内装板５の上側面に取り付けられても、板体直接駆動振動装置によるスピーカ装置として同様の効果が得られる。

実開平６−４５８６５号公報特開２００３−１４３６９０号公報

以上に説明した板体直接駆動振動装置では、図１１に示されているように、振動装置が内装板５に取り付けられた状態であっても、弾性体支部材８６−１乃至８６−３にある程度の高さが設けられているため、外側ヨーク８１とカプラ部材８５とは離れて配置され、振動装置８の側方からは、ボビン８４に係る円筒形状の側壁の一部が見える状態になっている。そこで、ボビン８４の内側に形成される空間領域は、内側ヨーク８３の外周面とボビン８４の内面との間の間隙、さらに、ボビン８４の外周面と外側ヨークの側壁部内周面との間の間隙を介して、外空間と連通している。

この様な構成の板体直接駆動振動装置をスピーカ装置として動作させるために、駆動信号をコイルに供給すると、コイルが発熱する。通常のボイスコイル型スピーカ装置にあっても、板体直接駆動振動装置の場合と同様に、ボイスコイルの内側に空間領域が存在し、ボイスコイルの発熱によって、該空間領域に熱が篭る可能性がある。しかし、このボイスコイル型スピーカ装置の場合には、ボイスコイルの振動幅が大きいため、空間領域に篭る熱を空気対流によって排出することが可能であり、ボイスコイルを含む部品が高温にならない。

ところが、板体直接駆動振動装置の場合には、ボビン内の空間領域が外空間と連通しており、振動駆動の構成上、振動幅が比較的小さいことから、その振動によっては、前述の空間領域内で発生される空気対流が弱く、篭った熱を排出しきれないものとなっている。そのため、装置自体が高温になるという問題が発生し、カプラ部材の熱による変形防止対策や、内装板に係る耐熱性材料の採用などの対策が必要となり、コストが嵩む問題があった。

また、図１１に示されたような板体直接駆動振動装置を、例えば、自動車の内装板に直接取り付けてスピーカ装置を構成する場合にあっては、前述したように、ボビン８４に係る円筒形状の側壁の一部が見える状態にあり、該ボビンの内側に形成される空間領域が、外空間と連通している。そのため、外空間から該空間領域に、塵、埃などが、侵入する問題がある。さらには、内側ヨーク８３の外周面とボビン８４の内面との間の間隙、又は、ボビン８４の外周面と外側ヨークの側壁部内周面との間の間隙に、塵、埃などが堆積してしまう。これらの間隙が、塵、埃などにより詰る結果、コイル駆動時に発生する振動による空気対流が弱められ、或いは阻止されるため、発生する熱の放出を阻害したり、ボイスコイルのこすれによる異音発生、及び断線にいたるという問題がある。

そこで、これらの問題点に鑑み、本発明は、装置内の空間領域に対する振動による空気圧縮率を改善して、空気対流を促すことにより、発生する熱を放出し易くすると共に、装置内部に塵、埃などの侵入を阻止する防塵対策を施した板体直接駆動振動装置を提供することを目的とする。

以上の目的を達成するため、本発明では、コイルに駆動信号が供給されることにより板体を直接振動させる板体直接駆動振動装置において、側壁部と底部とからなる外側ヨークと、前記底部に取り付けられた永久磁石と、前記永久磁石に載置され、前記側壁部と間隙を置いて設けられる内側ヨークと、円筒形状のボビンに巻回され、前記間隙に挿入されるコイルと、前記ボビンを固定するとともに、板体に取り付けられ、前記コイルに駆動信号が供給されることにより振動して前記板体を振動させるカプラ部材と、前記外側ヨークと前記カプラ部材とを弾性的に支持する弾性体と、前記外側ヨークと前記コイルの外周との間隙を取り込んだ閉塞空間を形成する閉塞部材と、少なくとも前記閉塞空間と外空間とを連通する通路とを備えた。

また、本発明では、コイルに駆動信号が供給されることにより板体を直接振動させる板体直接駆動振動装置において、側壁部と底部とからなる外側ヨークと、前記底部に取り付けられた永久磁石と、前記永久磁石に載置され、前記側壁部と間隙を置いて設けられる内側ヨークと、円筒形状のボビンに巻回され、前記間隙に挿入されるコイルと、前記ボビンを固定するとともに、前記コイルに駆動信号が供給されることにより振動するカプラ部材と、前記カプラ部材と係合し、前記カプラ部材の振動により振動する前記板体に固定されるブラケット部材と、前記外側ヨークと前記カプラ部材とを弾性的に支持する弾性体と、前記外側ヨークと前記コイルの外周との間隙を取り込んだ閉塞空間を形成する閉塞部材と、少なくとも前記閉塞空間と外空間とを連通する通路とを備えた。

そして、前記閉塞部材は、一方端部が前記外側ヨーク又は前記弾性体に固定され、他方端部が前記ボビンの外周に固定され、或いは、一方端部が前記外側ヨーク又は前記弾性体に固定され、他方端部が前記カプラ部材に固定されることとした。

また、前記閉塞部材は、リング形状を有する可撓性の本体を有し、前記本体には、前記外側ヨーク又は前記弾性体と接合する端面部と、前記カプラ部材と接合する他端面部とが一体的に形成されている。

前記通路は、前記側壁部又は前記底部の少なくとも一方に設けられ、前記ボビンに設けられ、又は、前記内側ヨーク、前記永久磁石及び前記外側ヨークを貫通して設けられ、或いは、前記閉塞部材に設けられる。

また、前記通路は、前記カプラ部材の板体に取り付けられる位置以外に設けられ、或いは、前記ブラケット部材が備えられている場合には、該部材の板体に取り付けられる位置以外に設けられる。

前記通路は、前記空間側の開口が前記外空間側の開口より広いこととした。

前記カプラ部材は、前記ブラケット部材の係合部と係合する前記空間に開口する係合受部を有し、前記ブラケット部材の係合部は、前記空間内にまで突出して前記係合受部に係合されることとした。

本発明の板体直接駆動振動装置は、前記コイルに前記駆動信号が供給されることにより、前記板体が振動板となって音を放出するスピーカ装置を形成する。

本発明の板体直接駆動振動装置では、前記板体として車両の内装板に取り付けられる。

以上のように、本発明によれば、板体を振動板として利用する板体直接駆動振動装置において、振動装置を構成する外側ヨークとカプラ部材との間に閉塞空間を形成する閉塞部材を設け、さらに、該閉塞空間と外空間との間で、振動装置の振動に合わせて空気対流が発生する通路を形成したので、その閉塞部材が、装置内部に塵、埃などの侵入を阻止する防塵対策となるとともに、閉塞部材によって形成された閉塞空間に外空間との通路が設けられることによって、形成される閉塞空間の振動による空気圧縮率が向上され、空気対流を効率よく発生させて強制空冷を実現でき、装置が高温となることを防止できる。そのため、板体直接駆動振動装置の低コスト化を図ることができる。

また、本発明では、振動装置内に閉塞空間を形成するため、閉塞部材が、外側ヨークの側壁部の端部全周と、カプラ部材の外周との間に接合され、該閉塞部材が、リング形状を有する可撓性の本体を有し、該本体には、側壁部の端部全周と接合する端面部と、カプラ部材の外周と接合する他端面部とが、該本体と一体的に形成されているので、振動装置の組み立て時には、振動装置を構成する各部品を順次に組み込むことができるようになり、作業性を向上でき、しかも、形成される閉塞空間の密閉性も向上する。

次に、本発明による板体直接駆動振動装置の実施形態について、図１乃至図９を参照しながら、詳細に説明する。

先ず、図１に示された本実施形態による板体直接駆動振動装置の構成例を参照して、駆動された振動によって、装置内の空気対流を効率よく発生できる原理について、説明する。図１に示された板体直接駆動振動装置の構成は、図１１及び図１２に示された従来提案による板体直接駆動振動装置と同様の構成を基本としている。図１では、図１１及び図１２に示された板体直接駆動振動装置と同じ部分に同じ符号が付されている。

従来提案の板体直接駆動振動装置では、板体直接駆動振動装置の場合には、ボビン内の空間領域が、ボビンと外側ヨーク又は内側ヨークとの間隙を介して外空間と全周にわたって連通しているため、駆動される振幅が小さい場合には、その振動によっては、有効な空気対流を発生するに至らなかった。そのため、篭った熱を排出しきれないものであった。

そこで、本実施形態の板体直接駆動振動装置では、装置内に形成されている空間領域に対する振動による空気圧縮率を向上させることで、有効な空気対流を発生させることができることに着目し、装置内に積極的に閉塞空間を形成するようにし、振動に伴う該閉塞空間からの空気の出入りを限定的なものとする通路を設けて、有効な空気対流を発生させ、装置内を強制空冷するようにした。そして、装置内に閉塞空間を形成することにより、ボビンと外側ヨーク又は内側ヨークとの間隙が、該閉塞空間内に取り込まれることになり、防塵対策にもなる。

板体直接駆動振動装置における閉塞空間の形成の仕方が、図１に示されている。従来提案の板体直接駆動振動装置では、ボビン８４の内側に形成された空間領域は、ボビンと外側ヨーク又は内側ヨークとの間隙によって外空間と連通していたので、振動装置８内に閉塞空間を形成できるように、閉塞部材９が、弾性体取付部材８７とボビン８４の外壁面との間に設けられ、該部材の端部が、夫々全周にわたって接合されている。閉塞部材９に係るボビン８４の外壁面への接合の様子が、図１において破線で示されている。

外側ヨーク８１とカプラ部材８５とは、弾性体８８−１乃至８８−３によって結合され、ボビン８４に巻回されたコイルに駆動信号が供給されると、外側ヨーク８１とカプラ部材８５とは相対的に振動することになるので、閉塞部材９は、弾性体取付部材８７とボビン８４の外壁面との間に設けられたとき、弾性体８８−１乃至８８−３による振動を阻害しない柔軟性を持たせた形状又は材料のものとする。例えば、織布に樹脂を含浸させて固化させ、図示のように断面が湾曲した形状に成形した円環状の部材を使用でき、通気性の無いものとする。

なお、振動装置８に閉塞空間を形成できれば、閉塞部材９の設け方は、図１に示された形状のものでなくてもよい。図１では、閉塞部材９が弾性体取付部材８７とボビン８４の外壁とに接合されているが、外側ヨーク８１の側壁部上端とカプラ部材８５とに接合されるようにしても、振動装置８内に閉塞空間を形成できる。この場合でも、閉塞部材９自体には、柔軟性を持たせた形状又は材料のものを使用し、且つ、通気性が無いものにする。なお、振動による空気圧縮率の向上を考慮すると、閉塞部材の配置は、形成される閉塞空間ができるだけ小さくなるようにすることが好ましい。

次に、装置内に形成された閉塞空間に滞留する空気を外空間の空気と入れ換えられるようにするため、空気が装置の振動に合わせて閉塞空間と外空間とを間を出入りする通路を装置に備えることとした。コイルに駆動信号が供給され、外側ヨーク８１がカプラ部材８５の方向に振動したとき、装置内の閉塞空間がその振幅に応じて圧縮されることとなり、通路を設けることにより、その圧縮された空気が外空間に排出され易くなる。そこで、閉塞空間内に有効な空気対流が生成されて、装置内に発生した熱を放熱し易くなる。

以上のように、装置内に閉塞空間を形成し、該空間と外空間とを連結する通路が設けられることによって、従来のボイスコイル型スピーカ装置の場合と異なり、その振動幅が装置の構造上比較的小さいものであっても、装置の振動による空気圧縮率が向上されると共に、閉塞空間から外空間への空気の出口が通路によって限定されることになるので、装置の振動に伴う有効な空気対流が生成されることになり、その空気対流が閉塞空間内の強制空冷の役割を果たし、装置内で発生する熱が効率よく放熱される。さらに、外側ヨークとカプラ部材との間に閉塞空間を形成することは、装置内の防塵対策にもなる。

次に、閉塞部材によって、装置内に形成された閉塞空間と外空間との間に係る通路の形成の仕方について、図２乃至図９を参照しながら、各種具体例を説明する。図２乃至図９の各図に示された板体直接駆動振動装置は、図１に示された板体直接駆動振動装置８の左半分の縦断面に係る部分のみの拡大図で示され、同じ部分には、同じ符号が付されている。

図２には、前述の通路として、板体直接駆動振動装置を構成する外側ヨーク８１に貫通孔を設ける場合の具体例１を示した。具体例１では、外側ヨーク８１の底部であり、永久磁石８２の外周に位置する貫通孔Ｈ１を設けている。この貫通孔Ｈ１の数は、装置内の閉塞空間の大きさに対する空気圧縮率に応じて、最適な空気対流が発生するように選択され、閉塞空間が大きければ、貫通孔を少なく、例えば、一箇所にし、或いは、閉塞空間が小さく形成されれば、例えば、４箇所以上の複数箇所に設けることができる。複数箇所の貫通孔の場合には、外側ヨーク８１の底部の周辺に沿って配列することができる。

また、図２では、貫通孔Ｈ１が、外側ヨーク８１の底部に設けられた例を示したが、外側ヨーク８１の側壁部に設けられても、閉塞空間と外空間との間の通路の役割を果たすことができる。この場合でも、その貫通孔の数の決め方は、外側ヨーク８１の底部のときと同様である。

具体例１では、貫通孔Ｈ１が設けられていることにより、閉塞空間に係るボビン８４内側の空間領域の空気と、閉塞部材９とボビン８４とで囲まれた空間領域とが、装置の振動で圧縮されることによって、図２の矢印で示される空気対流が発生し、貫通孔Ｈ１から熱せられた空気が外空間へと排出される。次いで、装置の反対方向の振動で、外空間の空気が貫通孔Ｈ１から吸い込まれるので、装置内の強制空冷が実現される。

次に、図２に示された具体例１の変形例が、図３に示されている。具体例１では、外側ヨーク８１の底部の周縁に貫通孔Ｈ１が設けられていたが、ボビン８４内側の空間領域と、閉塞部材９とボビン８４の外周とによる空間領域とでは、それらにおける空気量が異なる場合があり、例えば、ボビン８４内側の空間領域の方が大きい場合に、装置の振動幅は両者に対して同じであるので、各領域への空気圧縮の程度が異なることになり、ボビン８４内側の空間領域に対する空気圧縮率が低下するものとなる。

この様な場合には、ボビン８４自体にも、ボビン８４内側の空間領域と閉塞部材９とボビン８４とで囲まれた空間領域とに通じる貫通孔Ｈ２を設けるとよい。貫通孔Ｈ２の数は、一箇所以上に適宜選択することができる。この貫通孔Ｈ２は、装置内に形成された閉塞空間において、二つに分かれた空間領域間における空気圧縮率に差異がある場合に、空気圧縮率を調整する役割を持ち、装置全体の空気圧縮率の向上を図ることができ、有効な空気対流を発生しやすくする。

なお、貫通孔Ｈ２は、閉塞空間内の二つに分かれた空間領域間に係る圧力調整のために、図３の破線で示される閉塞部材９とボビン８４との接合線より下側に設けられている。この貫通孔Ｈ２を、その接合線より上側に設けた場合には、接合線より上側部分のボビン８４が、外空間に臨んでいるため、貫通孔Ｈ２がボビン８４内側の空間領域と外空間とを連通する役割を持つことになり、この場合の貫通孔Ｈ２は、貫通孔Ｈ１と同様の効果を奏することができる。

一方、図２に示した具体例１、又は、図３に示した具体例１の変形例における外側ヨーク８１に設けられた貫通孔Ｈ１は、いずれも、閉塞空間への開口と外空間への開口とは同じ大きさであり、同一直径を有する孔である。そこで、図４に示された通路の具体例２では、この貫通孔Ｈ１の開口の大きさによっては、塵、埃などを外空間から吸い込む可能性があるので、この貫通孔Ｈ１に防塵対策を施した貫通孔Ｈ３を外側ヨーク８１に設けるようにした。

図４に示された具体例２では、外側ヨーク８１に設けられた貫通孔Ｈ３において、外空間に臨む開口の面積を、閉塞空間に臨む開口より小さくした。このため、図４の矢印で示されるように、装置の振動による閉塞空間の圧縮のときには、有効な空気対流をスムースに発生することができるが、反対に、装置の振動によって閉塞空間内に空気が吸い込まれるときには、貫通孔の開口が狭められているので、塵、埃などを外空間から吸い込むことを抑制でき、防塵対策となる。

これまでの具体例１及び２では、通路としての貫通孔が、外側ヨークの周辺部に設けられるものであったが、図５には、外側ヨークの底部、つまり、外側ヨークの周辺部より内側に、通路としての貫通孔を設けるようにした。具体例１及び２の場合には、ボビン８４内側の空間領域の空気は、内側ヨーク８３とボビン８４との間の間隙を通過する空気対流となって、貫通孔Ｈ１を通って外空間に排出されるものであったが、図５に示された具体例３では、外側ヨーク８１、永久磁石８２及び内側ヨーク８３の３層を貫通し、ボビン８４内側の空間領域と外空間とを直接連通する貫通孔Ｈ４が設けられている。

具体例３の場合、閉塞部材９とボビン８４の外周とによる空間領域の空気は、図５の矢印で示されるように、装置の振動によって、外側ヨーク８１の側壁部内周面とボビン８４のコイル外周壁面との間隙と、ボビン８４のコイル内周面と内側ヨーク８３の外周面との間隙とを経由して、ボビン８４内側の空間領域に移動する。そのため、貫通孔Ｈ４の数及び太さについては、有効な空気対流が発生するように調整される。貫通孔Ｈ４を設ける位置は、太いものである場合には、中心に一本の貫通孔が設けられればよく、また、複数本を設ける場合には、図５に示されるように、中心を囲むように配置される。

これまでに説明した具体例１乃至３では、外側ヨーク８１に関連して貫通孔Ｈ１又はＨ４を設けたが、図６に示される具体例４のように、閉塞部材９自体に通路としての貫通孔を設けることもできる。閉塞部材９とボビン８４の外周面とによる空間領域と外空間とを直接連通する貫通孔Ｈ５を閉塞部材９に設ける。

具体例４の場合には、ボビン８４内側の空間領域の空気は、ボビン８４のコイル内周面と内側ヨーク８３の外周面との間隙と、外側ヨーク８１の側壁部内周面とボビン８４のコイル外周面との間隙とを経由する空気対流によって、外空間に移動することになるので、放熱の効率を向上させるため、図６に示されるように、ボビン８４の壁面にも、図３に示された貫通孔Ｈ２を設ける。

次に、上述した通路をカプラ部材８５に設けた具体例５を図７に示した。図７に示されるように、ボビン８４内側に形成される空気領域は、カプラ部材８５の内装板５と接する面と反対側の面でも規定されているので、このカプラ部材８５の外周部分において、貫通孔Ｈ６を設けることにより、貫通孔Ｈ６によって、ボビン８４内側の空気領域が、外空間と連通することとなる。貫通孔Ｈ６の数の決め方は、図５に示された具体例３の場合と同様である。

ところで、これまでに説明した本実施形態の板体直接駆動振動装置では、カプラ部材が直接内装板の表面に取り付けられることを前提としていた。しかし、実際に、カプラ部材が直接内装板に取り付けられた場合には、板体直接駆動振動装置自体が固定的に取り付けられてしまい、板体直接駆動振動装置の交換、取り外しなどのサービス性が低下するという問題がある。そこで、この問題に対処するため、板体直接駆動振動装置を着脱自在に取り付けることができ、内装板には、係合部を有するブラケット部材を固着しておき、カプラ部材にこのブラケット部材の係合部と係合できる係合受部を設けるようにしている。ブラケット部材は、通常、樹脂製であるので、本実施形態が適用されると、熱変形の防止に役立ち、好都合である。

このブラケット部材を介してカプラ部材を内装板に取り付ける本実施形態の板体直接駆動振動装置の具体例６を図８に示した。板体直接駆動振動装置の基本構成は、他の具体例と同様であり、同じ部分には、同じ符号が付されている。ただ、カプラ部材８５に、係合受部８５−１が形成されている点が異なっている。係合受部８５−１には、例えば、ブラケット部材１０に一体的に形成された係合部１０−１と螺合するネジ部が形成されている。図８では、板体直接駆動振動装置がブラケット部材１０を介して内装板５に取り付けられた状態を示している。

ここで、ブラケット部材１０を介して内装板に取り付ける形式の板体直接駆動振動装置においては、該装置内に形成されるボビン８４内側の空間領域は、ボビン８４の内周面、内側ヨーク８３の上面、カプラ部材８５の内面、そして、ブラケット部材１０の係合部１０−１の端面で規定される。そのため、ブラケット部材１０の内部に貫通孔を設ければ、ボビン８４内側の空間領域と外空間とを連結することが可能である。

図８に示した具体例６では、有効な空気対流を形成する通路を設ける考え方は、図７に示された具体例５と同様であり、カプラ部材８５に設けた貫通孔Ｈ６の代わりに、ブラケット部材１０内を貫通するＬ字型の貫通孔Ｈ７を設けることができる。なお、板体直接駆動振動装置を内装板が、ブラケット部材１０を介して内装板に取り付けられる場合、必ずしも貫通孔Ｈ７を設けることが必要であるというわけでなく、上述した他の具体例による通路を設ければ十分であるときには、貫通孔Ｈ７をブラケット部材に設ける必要はない。勿論、具体例６を、他の具体例と併用することは、有効な空気対流の発生に対して効果的である。

図８に示した具体例６では、ブラケット部材を用いて板体直接駆動振動装置を板体に取り付ける場合に、ブラケット部材に貫通孔を設け、有効な空気対流を発生できることについて説明したが、次に、ブラケット部材に貫通孔を設けることとは別の手法で、ブラケット部材の形状を工夫することによって有効な空気対流を発生することができることについて、図９を参照しながら説明する。

図９に示された板体直接駆動振動装置は、ブラケット部材１０を介して内装板５に取り付ける構成を除いて、図２に示された具体例１の板体直接駆動振動装置の構成と同様であり、同じ部分には、同じ符号が付されている。図９に示した具体例７では、カプラ部材８５には、係合受部８５−１が形成されており、ブラケット部材１０に一体的に形成された係合部１０−２が係合部８５−１に設けられた、例えば、ネジ部に係合し、カプラ部材８５がブラケット部材１０に着脱自在に取り付けられるようになっている。

ここで、ブラケット部材１０の係合部１０−２は、カプラ部材８５の係合受部８５−１に係合し、装着されたとき、係合部１０−２の先端部が、係合部８５−１を超えて、ボビン８４内側の空間領域内に突出するように、係合部１０−２を長めに設計しておく。係合部１０−２の先端部がボビン８４内側の空間領域に突出することによって、該空間領域が占める体積を小さくすることができ、装置の振幅幅に対して空気圧縮率を一層向上する効果を奏している。そのため、装置の振幅幅が小さくても、有効な空気対流を発生しやすくしている。なお、図９では、具体例１に当該ブラケット部材を用いる場合を示したが、他の具体例による貫通孔の設け方を採用することもできる。

以上のように、本実施形態による板体直接駆動振動装置では、閉塞部材を設けて装置内に閉塞空間を形成することにより、装置構造に起因して小さな振幅の振動に対しても、空気圧縮率を向上することができ、その空気圧縮率を向上したうえで、該閉塞空間と外空間とを連通する通路を設けて、装置内部で生じた熱を外空間に移動させるのに有効な空気対流を発生せしめ、もって、装置を強制空冷することを実現した。

なお、該通路の設け方について、具体例１乃至６を個別に示して説明したが、各種の具体例の２以上を組み合わせて採用することができ、また、通路となる貫通孔の開口面積も、適宜調整して設けられるものである。また、具体例１乃至７については、板体直接駆動振動装置又はブラケット部材が自動車の内装板に取り付けられる場合を示したが、本実施形態の板体直接駆動振動装置は、自動車の内装板に取り付ける場合に限られず、適当な面積を有し、振動装置の振動を伝播できる板体に取り付ける場合にも適用される。

以上に説明した第１及び第２の実施形態による具体例１乃至７においては、振動装置に取り付けられる閉塞部材９は、上述したように、弾性体取付け部材８７とボビン８４の外壁面との間に設けられたとき、弾性体８８−１乃至８８−３に支持された振動体の振動を阻害しない柔軟性を持たせた形状又は材料のものとし、例えば、織布に樹脂を含浸させて固化させ、図示のように断面が湾曲した形状に成形した円環状の部材であり、通気性の無いものとした。そして、この閉塞部材９は、接着剤が使用されて、ボビン８４の外壁と、弾性体取付け部材８７又は外側ヨーク８１の側壁部上端とに接合されて、振動装置８内に閉塞空間を形成している。

ところで、樹脂を含浸させ固化した織布による閉塞部材９が、接着剤によって、ボビン８４の外壁と、弾性体取付け部材８７又は外側ヨーク８１の側壁部上端とに接合されるため、振動装置８の組み立て作業が煩雑であった。一方では、振動装置内における閉塞空間の密閉性を維持する上で、この閉塞部材と接合対象との接着性が良くても、閉塞部材自体の耐熱性、耐久性を一層向上する必要性がある。

ここで、具体例１乃至７に示される閉塞部材９において、樹脂を含浸させ固化した織布を使用する代りに、耐熱性、耐久性に優れた弗素ゴム、シリコンゴムなどを使用することは可能である。具体例１乃至８に示される閉塞部材９は、ボビン８４と弾性体取付け部材８７又は外側ヨーク８１の側壁部上端とに接着剤によって接合される。

そこで、装置組み立ての作業性の向上を図り、耐熱性、耐久性を改善した閉塞部材を使用した振動装置が、第３の実施形態による具体例８として、図１０及び図１１に示されている。図１０（ａ）は、具体例１乃至７において使用された閉塞部材９とは異なる形状を有する閉塞部材９１が、振動装置８内に取り付けられた様子を示している。図１０（ｂ）は、振動装置８内に組み込まれる前の閉塞部材９１の鳥瞰図である。そして、図１１は、具体例１の図２と同様に、図１０（ａ）に示された振動装置８の左半分の縦断面に係る部分のみの拡大図である。ここで、図１０（ａ）と図１１には、図１乃至図９に示された振動装置８と、同じ部分には、同じ符号が付されている。

具体例８による振動装置８に取り付けられる閉塞部材９１の詳細が、図１０（ｂ）に示されている。閉塞部材９１は、耐熱性、耐久性を考慮して、可撓性を有する弗素ゴム、シリコンゴムで一体成形される。その部材本体の形状は、全体としてＯリング状とされ、部材本体の一方の端周縁には、カプラ部材８５の外周に接合される端面部９２が設けられ、該部材本体の他方の端周縁には、弾性体取付け部材８７の全周、又は、外側ヨーク８１の側壁部の端部全周と接合する端面部９３が設けられる。閉塞部材の形状をＯリング状としたことによって、振動装置の組み立て時に、振動装置を構成する部品を順次に重ね合わせるようにして、組み込むことができるようになり、振動装置の組み立て作業性が向上する。

部材本体は、端面部９２と端面部９３と一体成形された膨出部９４を備えている。この膨出部９４が存在することで、部材本体の素材による可撓性に加えて、弾性体８８−１乃至８８−３に支持された振動体の振動を阻害しない柔軟性を持たせることができる。そして、この膨出部９４の高さを適宜な大きさに調整して、端面部９２と端面部９３との間隔が、カプラ部材８５と、弾性体取付け部材８７、又は、外側ヨーク８１の側壁部の端部との間隔よりやや大きくしておく。

この様に閉塞部材９１を設計しておくと、振動装置を組み立てるとき、該閉塞部材９１の各端面部が、カプラ部材８５と、弾性体取付け部材８７、又は、外側ヨーク８１の側壁部の端部とに押圧される。振動装置の組み立て完了後において、閉塞部材９１が持つ弾力が作用し、端面部９２のカプラ部材８５の全外周に対する密着性を、また、端面部９３の弾性体取付け部材８７、又は、外側ヨーク８１の側壁部の端部全周に対する密着性を向上することができる。なお、閉塞部材９１の取り付けるにあたっては、接着剤を使用して、閉塞部材９１を振動装置８内に固定する。

図１０（ａ）及び図１１に示した具体例８の振動装置は、閉塞部材９１がカプラ部材８５と弾性体取付け部材８７との間に組み込まれた場合であり、閉塞部材９１の縦断面の形状が、太い実線で示されている。図示された具体例８の振動装置８における放熱の仕方は、具体例１の場合と同様であり、その様子は、図１１に示される。

具体例８では、前述の通路として、外側ヨーク８１の底部で、永久磁石８２の外周に位置する箇所に、貫通孔Ｈ１を設けている。この貫通孔Ｈ１の数は、装置内の閉塞空間の大きさに対する空気圧縮率に応じて、最適な空気対流が発生するように選択され、閉塞空間が大きければ、貫通孔を少なく、例えば、一箇所にし、或いは、閉塞空間が小さく形成されれば、例えば、４箇所以上の複数箇所に設けることができる。複数箇所の貫通孔の場合には、外側ヨーク８１の底部の周辺に沿って配列することができる。

閉塞部材９１によって、装置内に閉塞空間が形成され、該空間と外空間とを連結する通路として貫通孔Ｈ１が設けられることによって、その振動幅が装置の構造上比較的小さいものであっても、装置の振動による空気圧縮率が向上されると共に、閉塞空間から外空間への空気の出口が通路によって限定される。これにより、図１１に矢印で示したように、装置の振動に伴う有効な空気対流が生成され、その空気対流が閉塞空間内の強制空冷の役割を果たし、装置内で発生する熱が効率よく放熱される。さらに、外側ヨークとカプラ部材との間に閉塞空間を形成することは、装置内の防塵対策にもなる。

以上に説明した第３の実施形態に係る具体例８において使用した閉塞部材９１は、第１及び第２の実施形態に係る具体例１乃至７の振動装置８に使用された閉塞部材９の代りに、置き換えられることができ、各具体例による振動装置８の組み立て時の作業性を向上でき、しかも、振動装置としての耐熱性、耐久性をも向上できる。

本発明によるパネル直接駆動スピーカ装置の第１の実施形態を説明する図である。第１の実施形態に係るパネル直接駆動スピーカ装置の具体例１を説明する断面図である。第１の実施形態に係るパネル直接駆動スピーカ装置の具体例１の変形例を説明する断面図である。第１の実施形態に係るパネル直接駆動スピーカ装置の具体例２を説明する断面図である。第１の実施形態に係るパネル直接駆動スピーカ装置の具体例３を説明する断面図である。第１の実施形態に係るパネル直接駆動スピーカ装置の具体例４を説明する断面図である。第１の実施形態に係るパネル直接駆動スピーカ装置の具体例５を説明する断面図である。本発明によるパネル直接駆動スピーカ装置の第２の実施形態に係る具体例６を説明する断面図である。第２の実施形態に係るパネル直接駆動スピーカ装置の具体例７を説明する断面図である。本発明による板体を直接振動させる振動装置の第３の実施形態に係る具体例８を説明する図である。図１０に示された具体例８における振動装置の部分拡大断面図である。従来技術によるパネル直接駆動スピーカ装置を車両の天井内装板に取り付けた状態を説明する図である。パネル直接駆動スピーカ装置の具体的構成例を説明する図である。図１３に示したパネル直接駆動スピーカ装置を下方から見た状態を説明する図である。

符号の説明

１車両
２天井板
３前部席
４後部席
５内装板
６フロントスピーカ
７リアスピーカ
８振動装置
８１外側ヨーク
８２磁石
８３内側ヨーク
８４ボイスコイルボビン
８５カプラ部材
８６−１〜８６−３弾性体支持部材
８７弾性体取付部材
８８−１〜８８−３弾性体
９、９１閉塞部材
９２、９３端面部
９４膨出部
１０ブラケット部材
Ｈ１〜Ｈ７貫通孔

Claims

側壁部と底部とからなる外側ヨークと、
前記底部に取り付けられた永久磁石と、
前記永久磁石に載置され、前記側壁部と間隙を置いて設けられる内側ヨークと、
円筒形状のボビンに巻回され、前記間隙に挿入されるコイルと、
前記ボビンを固定するとともに、板体に取り付けられ、前記コイルに駆動信号が供給されることにより振動して前記板体を振動させるカプラ部材と、
前記外側ヨークと前記カプラ部材とを弾性的に支持する弾性体と、
前記外側ヨークと前記コイルの外周との間隙を取り込んだ閉塞空間を形成する閉塞部材と、
少なくとも前記閉塞空間と外空間とを連通する通路とを備えた板体直接駆動振動装置。
側壁部と底部とからなる外側ヨークと、
前記底部に取り付けられた永久磁石と、
前記永久磁石に載置され、前記側壁部と間隙を置いて設けられる内側ヨークと、
円筒形状のボビンに巻回され、前記間隙に挿入されるコイルと、
前記ボビンを固定するとともに、前記コイルに駆動信号が供給されることにより振動するカプラ部材と、
前記カプラ部材と係合し、前記カプラ部材の振動により振動する前記板体に固定されるブラケット部材と、
前記外側ヨークと前記カプラ部材とを弾性的に支持する弾性体と、
前記外側ヨークと前記コイルの外周との間隙を取り込んだ閉塞空間を形成する閉塞部材と、
少なくとも前記閉塞空間と外空間とを連通する通路とを備えた板体直接駆動振動装置。
前記閉塞部材は、一方端部が前記外側ヨーク又は前記弾性体に固定され、他方端部が前記ボビンの外周に固定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の板体直接駆動振動装置。
前記閉塞部材は、一方端部が前記外側ヨーク又は前記弾性体に固定され、他方端部が前記カプラ部材に固定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の板体直接駆動振動装置。
前記閉塞部材は、リング形状を有する可撓性の本体を有し、
前記本体には、前記外側ヨーク又は前記弾性体と接合する端面部と、前記カプラ部材と接合する他端面部とが一体的に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の板体直接駆動振動装置。
前記通路は、前記側壁部又は前記底部の少なくとも一方に設けられることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の板体直接駆動振動装置。
前記通路は、前記ボビンに設けられることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の板体直接駆動振動装置。
前記通路は、前記内側ヨーク、前記永久磁石及び前記外側ヨークを貫通して設けられることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の板体直接駆動振動装置。
前記通路は、前記閉塞部材に設けられることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の板体直接駆動振動装置。
前記通路は、前記カプラ部材の板体に取り付けられる位置以外に設けられることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の板体直接駆動振動装置。
前記通路は、前記ブラケット部材の板体に取り付けられる位置以外に設けられることを特徴とする請求項２に記載の板体直接駆動振動装置。
前記通路は、前記空間側の開口が前記外空間側の開口より広いことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の板体直接駆動振動装置。
前記カプラ部材は、前記ブラケット部材の係合部と係合する前記空間に開口する係合受部を有し、
前記ブラケット部材の係合部は、前記空間内にまで突出して前記係合受部に係合されることを特徴とする請求項２に記載の板体直接駆動振動装置。
前記コイルに前記駆動信号が供給されることにより、前記板体が振動板となって音を放出するスピーカ装置が形成されることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の板体直接駆動振動装置。
前記板体が、車両の内装板であることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の板体直接駆動振動装置。
側壁部と底部とからなる外側ヨークと、
前記底部に取り付けられた永久磁石と、
前記永久磁石に載置され、前記側壁部と間隙を置いて設けられる内側ヨークと、
円筒形状のボビンに巻回され、前記間隙に挿入されるコイルと、
前記ボビンを固定するとともに、板体に取り付けられ、前記コイルに駆動信号が供給されることにより振動して前記板体を振動させるカプラ部材と、
前記外側ヨークと前記カプラ部材とを弾性的に支持する弾性体と、
前記外側ヨークと前記コイルの外周との間隙と、外空間との間に設けられる閉塞部材と、
少なくとも前記閉塞部材により形成される空間と外空間とを連通する通路とを備え、
前記通路は、前記空間側の開口が前記外空間側の開口より広いことを特徴とする板体直接駆動振動装置。
側壁部と底部とからなる外側ヨークと、
前記底部に取り付けられた永久磁石と、
前記永久磁石に載置され、前記側壁部と間隙を置いて設けられる内側ヨークと、
円筒形状のボビンに巻回され、前記間隙に挿入されるコイルと、
前記ボビンを固定するとともに、前記コイルに駆動信号が供給されることにより振動するカプラ部材と、
前記カプラ部材と係合し、前記カプラ部材の振動により振動する前記板体に固定されるブラケット部材と、
前記外側ヨークと前記カプラ部材とを弾性的に支持する弾性体と、
前記外側ヨークと前記コイルの外周との間隙と、外空間との間に設けられる閉塞部材と、
少なくとも前記閉塞部材により形成される空間と外空間とを連通する通路とを備え、
前記カプラ部材は、前記ブラケット部材の係合部と係合する前記空間に開口する係合受部を有し、
前記ブラケット部材の係合部は、前記空間内にまで突出して前記係合受部に係合されることを特徴とする板体直接駆動振動装置。