JP4805390B2 - 平面内スピーカ - Google Patents

Description

本発明は、車両内のオーディオシステムに関する。

より詳しくは、本発明は、厳しい空間的制約下での電気音響ドライバのエンクロージャおよび向き（orientations）に関する。

バッフルの振動を低減させるために、電気音響変換器は、その変換器軸が、電気音響変換器に連結されたバッフルの平面と平行になり、かつバッフルの平面内にくるように向きを定められる。
本発明の一実施形態は、バッフルと、変換器軸によって特徴付けられる電気音響変換器と、変換器軸が、バッフルを特徴付けている平面と平行になるような向きで電気音響変換器を支持しているハウジングとを備えている装置を目指している。一態様では、バッフルは、車両のドアパネル、車両後部のパッケージ棚、車両の計器板、部屋（room）の天井、または部屋の壁から成るグループの中から選択される。一態様では、バッフルは、車両の内側ドアパネルである。一態様では、変換器軸は、バッフルを特徴付けている平面内にある。一態様では、ハウジングはエンクロージャである。一態様では、エンクロージャは密閉されている。一態様では、エンクロージャは、内部ドアパネルに取り付けられている。一態様では、エンクロージャは、車両のドアフレームに取り付けられている。一態様では、エンクロージャは、エンクロージャの体積（volume）をリスニングエリアに音響的に連結している音響エレメントを有している。一態様では、音響エレメントはポートである。一態様では、電気音響変換器は、変換器軸が、バッフルを特徴付けている平面から、ある距離だけずれるように向きを定められている。一態様では、この距離は、バッフルに与えられる振動を減らすように選択される。一態様では、この距離は、電気音響変換器のサイズを特徴付けている半径より小さい。

本発明は、以下の図に関連して、その好適な実施形態および他の実施形態を参照することで記載されている。

本発明の一実施形態を示している図である。 本発明の他の実施形態を示している図である。 本発明の他の実施形態を示している図である。 本発明の他の実施形態を示している図である。 内側のドアパネルを取り外した車両のドアを示していて、本発明の他の実施形態を示している。 図５に示した実施形態を他の方向から見た図である。 電気音響変換器のグリルを取り外した車両のドアを示していて、本発明の他の実施形態を示している。

図１は、本発明の一実施形態を示している図である。図１において、電気音響変換器１１０は、リスニングエリア（listening area）１２０に対して垂直に向けられている。電気音響変換器１１０は、この電気音響変換器１１０に印加される図示していない電気信号に応じて、好ましくは３００Ｈｚ未満の低周波音響信号を生成する。電気音響変換器１１０は、変換器軸１１５によって特徴付けられる。変換器軸１１５は、低周波音響信号を生成する間の、電気音響変換器１１０の振動板の変位を示している。

電気音響変換器１１０は、ハウジング１７０に取り付けられている。図示していないカバーグリルが、電気音響変換器１１０をリスニングエリア１２０から隠すために配置され得る。ハウジング１７０は、バッフル１８０に連結している。図１において、ハウジング１７０およびバッフル１８０は、リスニングエリア１２０をキャビティ１３０から離隔している。バッフル１８０は、車両または部屋の内面、例えば、車両の計器板、車両後部のパッケージ棚、車両ドアの内装パネル、部屋の壁、または部屋の天井であってもよい。バッフルは、一般にバッフルの平面内では動かない（stiff）が、バッフル平面と垂直の振動に影響されやすい。

電気音響変換器が、変換器軸がバッフル平面と垂直に向けられるように、バッフルに取り付けられる時、振動板の動きによって発生する反動力（reaction force）が、バッフル上の垂直な力として加えられ、バッフルを振動させる。バッフルの面外（out-of-plane）振動は、音響信号を損なう騒音（buzzing）または他の可聴ノイズを発生させる可能性がある。バッフルの振動が、変換器軸をバッフルに対して垂直に向けることによって生じるのにもかかわらず、電気音響変換器は、依然としてこのやり方で取り付けられている。音響信号は、周波数が上がるにつれて、より指向性が強くなる。そして、リスニングエリアに高周波音響信号を伝達させる能力は、特に他のバッフル振動低減方法に照らして、車両のオーディオシステムの設計において、より高い優先度を持つ。このようなバッフル振動低減方法の例は、２００６年１月１０日に発行された米国特許第６,９８５,５９３号の中で開示されている。しかし、周波数が下がるにつれて、より低周波の音響信号は、より無指向性になる。これにより、リスニングエリアに対する電気音響変換器の向きは、より著しく自由になる。

図１において、変換器軸１１５は、バッフルの平面内にある。本発明がこれに限定されるわけではないが、振動板の動きによって発生する反動力が、バッフル上の平面内（in-plane）の力として加えられると考えられる。これにより、バッフルにおける垂直の（平面外（out-of-plane）の）振動を減少させる。さらに、反動力によって発生するトルクが、ハウジングおよび構造リブおよび／またはカバーグリルを介してバッフル１８０に伝達され得る。カバーグリルは、電気音響変換器１１０の一部をハウジング１７０に機械的に連結している。

図２は、本発明の他の実施形態を示している図である。図２において、電気音響変換器２１０は、変換器軸２１５によって特徴付けられる。変換器軸２１５は、音響信号を生成する間の、電気音響変換器２１０の振動板の動きを示している。電気音響変換器２１０は、ハウジング２７０に取り付けられている。ハウジング２７０は、バッフル２８０に取り付けられていてもよい。バッフル２８０は、内面、例えば、車両の計器板、車両後部のパッケージ棚、車両ドアのパネル、部屋の壁、または部屋の天井であってもよい。他の実施態様において、ハウジング２７０は、支持構造、例えば、車両ドアのフレーム、車両ドアの外側パネル、車両ドアの内装パネル、または車両ドアの内側パネルに取り付けられ得る。

ハウジング２７０およびバッフル２８０は、リスニングエリア２２０をキャビティ２３０から離隔している。キャビティ２３０は、リスニングエリアから離隔された体積、例えば、車両のトランク、車両ドアの内部体積、計器板の内部体積、天井の内部体積、または壁の内部体積であり得る。

図２において、変換器軸２１５は、バッフル２８０を定めている平面２８５と平行ではあるが、この平面２８５からずれている。バッフル平面２８５からの変換器軸２１５のずれは、図２の中では線２１７によって示されている。図２はバッフル平面２８５から下方へずれた変換器軸２１５を示しているが、バッフル平面２８５より上へのずれも、本発明の範囲内であると理解され、利用可能なキャビティ空間が電気音響変換器２１０を収容することができない時に望まれ得る。

図２に示した位置がずれた軸は、等しくないレバーアームに加えられる振動板の反動力から、アンバランスなトルクを発生させる可能性がある。それは、バッフル２８０の面外振動を発生させ得る。しかし、バッフルの振動は、変換器軸がバッフル平面に対して垂直に向けられている時に発生する振動と比較して、減少すると思われる。変換器軸のずれが電気音響変換器２１０のサイズを特徴付けている半径より小さい時、バッフルの振動は更に減少すると思われる。

図３は、本発明の他の実施形態を示している図である。図３において、電気音響変換器３１０は、変換器軸３１５が、バッフル３８０を特徴付けている平面内にあるように、向きを定められている。バッフル３８０は、車両または部屋の内面、例えば、車両の計器板、車両後部のパッケージ棚、車両ドアのパネル、部屋の天井、または部屋の壁であってもよい。電気音響変換器３１０は、エンクロージャ３３０内に取り付けられている。エンクロージャ３３０は、バッフル３８０に取り付けられていてもよいし、バッフル３８０の背後の支持構造、例えば、車両ドアのフレーム、車両の外側パネル、車両の内側パネル、車両ドアの内装パネル、天井の鋲、または壁の鋲に取り付けられていてもよい。

図４は、本発明の他の実施形態を示している図である。図４において、電気音響変換器４１０は、変換器軸４１５が、バッフル４８０を特徴付けている平面内にあるように、向きを定められている。バッフル４８０は、車両または部屋の内面、例えば、車両の計器板、車両後部のパッケージ棚、車両ドアのパネル、部屋の天井、または部屋の壁であってもよい。電気音響変換器４１０は、エンクロージャ４３０内に取り付けられている。エンクロージャ４３０は、バッフル４８０に取り付けられていてもよいし、バッフル４８０の背後の支持構造に取り付けられていてもよい。エンクロージャ４３０は、リスニングエリア４２０に伝達される音響信号にフィルタをかけるための１つ以上の音響エレメントを有していてもよい。音響エレメントは、例えば、ポート、受動的放射器（passive radiator）、導波管、または当業者に知られた他の構成であってもよい。例えば、図４において、ポート４３５は、エンクロージャ４３０内で電気音響変換器４１０によって生成された音響信号をリスニングエリア４２０に連結する。第２のポート４５０は、電気音響変換器４１０によって生成された音響信号にフィルタをかけるために用いられ得る。

図５は、内側の内装パネルを取り外した車両のドアを示していて、本発明の他の実施形態を示している。図５において、電気音響変換器５１０を支持しているエンクロージャ５３０は、車両の内側ドアパネル５９０の開口部５６０に嵌まるように、大きさを設定されている。電気音響変換器５１０は、変換器軸が、内側の内装パネルに対して平行になり、かつ実質的に内側の内装パネルの平面内にくるように、向きを定められている。

図６は、図５に示した実施形態を他の方向から見た図である。図６において、電気音響変換器５１０の平面内の向きを収容するために、エンクロージャ５３０は車両の乗員室内に広がっている。しかし、乗員室内への広がりは、乗員席の所または乗員席の下であり、たぶん車両の内部スペースの減少として乗客に気付かれることはない。

図７は、電気音響変換器のグリルを取り外した車両のドアを示していて、本発明の他の実施形態を示している。図７において、エンクロージャ７３０は、内側の内装パネル７８５によって部分的に覆われている。エンクロージャ７３０は、電気音響変換器７１０を、その変換器軸がパネル平面と平行に向き、しかしパネル平面からずれるように支持する。ポート７５０は、エンクロージャ７３０の内部体積をリスニングエリアに音響的に連結する。他の実施形態において、ポート７５０は、受動的放射器と置き換えることができる。受動的放射器は、受動的放射器の動きの軸を特徴付けている放射器軸が変換器軸と平行になる向きに取り付けられ得る。放射器軸は、パネル平面内にあってもよいし、パネル平面からオフセットされていてもよい。

以上のように、本発明の少なくとも例示のための実施形態を記載してきたが、様々な変更および改良は、当業者によって容易に可能であり、本発明の範囲内であることが意図されている。従って、前述の説明は、例示のみのためであり、本発明を限定することを意図していない。本発明は、以下の請求項における定義およびそれに対する等価物によってのみ限定される。

１８０，２８０ バッフル
１１５，２１５，３１５，４１５ 変換器軸
１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，７１０ 電気音響変換器
１７０，２７０ ハウジング

Claims (14)

1. バッフル（１８０，２８０）と、
   変換器軸（１１５，２１５，３１５，４１５）によって特徴付けられる電気音響変換器（１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，７１０）と、
   前記変換器軸が、バッフルを特徴付けている平面と平行になるような向きで、電気音響変換器（１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，７１０）を支持しているハウジング（１７０，２７０，３３０，４３０，５３０，７３０）とを備えていて、前記ハウジングおよびバッフルは、リスニングエリアをキャビティから離隔していて、
   前記変換器軸は、電気音響変換器のサイズを特徴付けている半径より小さい距離だけバッフル平面からずらしてあることを特徴とする装置（１２０，２２０，３２０，４２０）。
2. 前記バッフル（１８０，２８０，３８０，４８０）は、部屋の壁、部屋の天井、車両のドアパネル、車両後部のパッケージ棚、または車両の計器板から成るグループの中から選択されることを特徴とする請求項１に記載の装置（１２０，２２０，３２０，４２０）。
3. 前記バッフル（１８０，２８０，３８０，４８０）は、車両の内部ドアパネルであることを特徴とする請求項１に記載の装置（１２０，２２０，３２０，４２０）。
4. 前記変換器軸（１１５，２１５，３１５，４１５）は、バッフルを特徴付けている平面内にあることを特徴とする請求項１に記載の装置（１２０，２２０，３２０，４２０）。
5. 前記ハウジングは、エンクロージャ（３３０，４３０，５３０，７３０）であることを特徴とする請求項１に記載の装置（１２０，２２０，３２０，４２０）。
6. 前記エンクロージャ（３３０，４３０，５３０，７３０）は密閉されていることを特徴とする請求項５に記載の装置（１２０，２２０，３２０，４２０）。
7. 前記エンクロージャ（５３０，７３０）は、内側ドアパネル（５９０）に取り付けられていることを特徴とする請求項５に記載の装置（１２０，２２０，３２０，４２０）。
8. 前記エンクロージャ（５３０，７３０）は、車両ドアフレームに取り付けられていることを特徴とする請求項５に記載の装置（１２０，２２０，３２０，４２０）。
9. 前記エンクロージャ（５３０，７３０）は、車両ドアの内装パネルに取り付けられていることを特徴とする請求項５に記載の装置（１２０，２２０，３２０，４２０）。
10. 前記エンクロージャ（３３０，４３０）は、壁の鋲に取り付けられていることを特徴とする請求項５に記載の装置（１２０，２２０，３２０，４２０）。
11. 前記エンクロージャ（４３０，７３０）は、エンクロージャの体積をリスニングエリア（４２０）に音響的に連結している音響エレメント（４３５，７５０）を有していることを特徴とする請求項１に記載の装置（１２０，２２０，３２０，４２０）。
12. 前記音響エレメント（４３５，７５０）はポートであることを特徴とする請求項１１に記載の装置（１２０，２２０，３２０，４２０）。
13. 前記音響エレメント（４３５，７５０）は受動的放射器であることを特徴とする請求項１１に記載の装置（１２０，２２０，３２０，４２０）。
14. 前記受動的放射器の動きを特徴付けている放射器軸は、変換器軸（４１５）と平行であることを特徴とする請求項１３に記載の装置（１２０，２２０，３２０，４２０）。

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