JP5028479B2 - 車両の支持構造内のバンドパスボックス - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前段による、自動車の支持構造内のスピーカボックスに関する。

自動車は、通常、標準としてあるいはオプション装備として、音響システムを搭載している。このシステムとして、例えば、ラジオ、カセットプレーヤ及びＣＤプレーヤがある。さらに、良い音響システムは、ツィータ及びウーハを有するボックスシステムを含む。

スピーカはその音を車両室内に放射するので、そのスピーカを、この室内には接続されない共鳴容積に結合することによって、干渉の問題を回避する。このため、周知のように、スピーカボックスとして知られる特別な空洞容積を車両の適切な位置に組み込むことが実際に行われるが、これは、通常、自動車の有効な収納容積を縮減する結果をもたらし、ドアライニングの容積を占有してしまう。

特許文献１は、スピーカに付随する共鳴容積の大きさを増すために、運転者シートの下に取り付けられる小さい共鳴容積を有する小さいスピーカボックスを、自動車にすでに存在する大きな空洞容積（シルによる容積）に連結することを開示する。この場合、小さいスピーカボックスと空洞容積の壁面とは、両者共１つの開口を有し、その開口は互いに音響的に調整されている。２つの共鳴区画室に対して音響的な連結を達成するために、壁面及びスピーカボックスの開口が音の通路として互いの上に位置するように、スピーカボックスを、空洞容積の壁面に正確に固定して装着する必要がある。

特に１５０Ｈｚ以下の周波数の出力用としては、バンドパスボックスが特に適している。これは、高度の整ったパルスを呈すると同時に、低いひずみのパルス動特性と高い効率とを備える。作動原理は、すでに特許文献２に記載されており、スピーカの振動板のそれぞれの側面に専用のチャンバが設けられるという点に基づいている。低周波数の音は、１つのチャンバに配置される反射開口を通してのみ外部に達する。これは、振動板の両側に等しい効果を有するスプリング作用を生じさせ、その結果非線形ひずみが減少する。

特許文献３は、ボックスを自動車の支持構造の中に組み込む可能性を記述している。この文献は、自動車のサイド部材の内部に、その長手方向の伸張に沿って平行に隔壁を固定して、支持構造を２つの空洞に分離することを提案している。スピーカはこの隔壁に取り付けられ、振動板の両側がそれぞれ空洞の１つに隣接することになる。筒状ポート状の２つの偏向ダクトが、スピーカによって支持構造内に生成される音波を支持構造から車両の室内に導き、音波が、車両の長手方向に対して基本的に横方向に、車両室内に放射されることになる。この場合、２つの低音放射開口は互いにある距離をおいて配置され、その距離は、一種の伝搬路ボックスが得られるように、空洞内に伝播する音波に対して調整される。

独国特許出願公開第１９７３５０８２Ａ１号明細書 仏国特許出願公開第１５８７７６１Ａ１号明細書 独国特許出願公開第１９９０９１４３Ａ１号明細書

本発明の目的は、車両の支持構造と組み合わせたスピーカボックスで、良好な音響特性を有し、かつ高度に複雑な機械的な設計を要することなく製造可能なスピーカボックスを提供することにある。

この目的は、第一に、請求項１の特徴を備えたバンドパスボックスによって解決される。本発明の有利な発展形態及び改良形態が従属請求項に記載される。

本発明によれば、アクティブな音響変換器がスピーカボックスの中に差し込まれ、その振動板の両側がそれぞれ互いに分離された小区画室に隣接するように配置される。この場合、これらの２つの小区画室は、車両の支持構造の少なくとも１つの要素における空洞容積によって形成される。少なくとも１つのその要素の壁面に筒状ポートが設けられ、音響変換器が小区画室内に発生する音波の少なくとも一部を車両室内に導入するのに用いられる。

本発明では、スピーカボックス内の２つの小区画室を、車両の支持構造の少なくとも２つの要素によって形成する。この場合、音響変換器は、支持構造の２つの要素が相互に接続される領域に組み込まれる。

スピーカボックスの全容積が支持構造の複数の要素の組合せによって形成される点から、低周波数の音（低音）の高品質の再生が有利に可能になる。さらに、音響変換器の搭載位置を支持構造の２つの要素が相互に接続される領域に選定することによって、設計及びコストの点で好ましい位置決めが可能になる。すなわち、ともかくも車両の設計時に個別に設計する必要がある要素の接続領域を、音響変換器の搭載に適するように省略することが考えられる。又、接続領域を、音響変換器取り付けのためにアクセス可能にすることも考えられる。

支持構造の要素は、その要素の寸法に応じて、この寸法に適合しかつ音響変換器が組み込まれるスピーカフレームによってのみ、音響変換器の振動板の両側に接するスピーカボックスの小区画室に分割することができる。しかし、小区画室を、構造的に、音響変換器が取り付けられる壁体によって分割することも十分に考えられる。

互いに連結され、かつ車両内に通常の方法で配置された支持構造の要素を示す。 支持構造の相互連結された３つの要素の容積を利用する本発明によるスピーカボックスを示す。 限定された容積範囲と、閉じられた小区画室内に充填材料を有する、図２のスピーカボックスの別の改良形態を示す。

次に、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、支持構造の典型的な要素（２、３、４、５、６）、この場合、シル（２）と、クロス部材（３）及びサイド部材（４）と、さらにバンパブラケット（５）及び前部クロス部材（６）とを有する車両（１）の例を示す。スピーカボックスの所要の容積を実現するため、ここでは、本発明に関わる範囲内で、これらの支持構造要素（２、３、４、５、６）の個別のもの又はすべてを互いに音響的に連結することが考えられる。

図２は、本発明によるスピーカボックスを例によって示す。この場合、スピーカボックスの全容積は、シル（２）とクロス部材（３）とサイド部材（４）とによって構成される。クロス部材（３）とサイド部材（４）との間に音響変換器（１０）が差し込まれる。ここに図示する例においては、音響変換器（１０）の寸法が、特にスピーカのフレームを適切に設計することによって、支持構造の寸法に合致しており、この音響変換器が、全容積を、互いに分離された２つの小区画室に分割するようになっている。この場合、第１の、閉じられた小区画室はサイド部材（４）によって形成され、第２の小区画室は、音響的に相互連結されたクロス部材（３）及びシル（２）の共有容積を含む。この小区画室は、筒状ポート（１１）によってシルの周囲に連結される。図１に示す要素（２、３、４）の搭載状況においては、音響変換器（１０）が発生する音は、筒状ポート（１１）を経由して車両室内に放射されるであろう。特に有利な方式においては、筒状ポート（１１）の開口の表面積は、音響変換器（１０）の振動板の有効表面積の約１／５、しかし少なくとも約１／１０とするべきである。音響変換器（１０）又はそのスピーカフレームを適切な寸法にすることによって２つの小区画室に分割するここに示した例に加えて、隔壁を用いて要素（２、３、４）が形成する全容積を２つの小区画室に分割し、音響変換器（１０）をこの隔壁に差し込むことも、ほとんど自明なものとして考えることができる。

図３は、図２のスピーカボックスの別の改良形態を示す。この場合、サイド部材が形成する閉じられた小区画室内に吸音材（１３）が挿入されている。閉じられた小区画室の少なくとも半分に、吸音材（１３）を充填挿入することが有利である。さらに、この場合クロス部材（３）及びシル（２）が形成する小区画室で、筒状ポート（１１）を介して車両室内に開放される小区画室の壁面に、少なくとも部分的に吸音材を装着することも有利である。壁面のみに吸音材を設けることは、音響エネルギーの吸収をできるだけ小さくして、低音を形成し得ることを意味する。

図３に示す例においては、スピーカボックスに利用可能なシル（２）の容積が、隔壁（１２）を差し込むことによって制限されている。このような設計手段を用いることによって、容易に、音響変換器（１０）の振動板の両側に同様の音圧が生成されるように、音響変換器（１０）の振動板の両側に隣接する２つの分割された小区画室の大きさを、確実に実質的に同じ程度とすることができる。

小区画室を形成する支持構造の要素（２、３、４、５、６）の少なくともいくつかを拡散開口によって車両（１）の周囲に接続することによって、スピーカボックスの共鳴容積を有利に増大できる。

Claims (7)

1. 車両内のスピーカボックスであって、前記スピーカボックス内に装着された少なくとも１つのアクティブな音響変換器（１０）を含み、前記音響変換器（１０）の振動板の両側がそれぞれ前記車両（１）の支持構造の少なくとも１つの要素（２、３、４）内の空洞容積によって形成される相互に絶縁された小区画室に隣接するように、前記音響変換器（１０）が配置され、前記音響変換器（１０）が前記小区画室内に発生させる音波の少なくとも一部が、少なくとも１つの筒状ポート（１１）を経由して前記車両（１）の室内に導入される、スピーカボックスにおいて、
   ２つの前記小区画室のうちの第１の小区画室が、前記車両（１）の長手方向前部にある前記支持構造の要素（４）によって構成され、また第２の小区画室が、前記車両（１）の長手方向で前記第１の小区画室の後方にある前記支持構造の要素（２，３）によって構成され、前記音響変換器（１０）が、前記第１の小区画室を構成する前記要素（４）と前記第２の小区画室を構成する前記要素（２，３）とが相互に接続される領域に組み込まれることを特徴とするスピーカボックス。
2. 前記２つの小区画室の１つからの音のみが前記車両（１）の室内に導かれることを特徴とする請求項１に記載のスピーカボックス。
3. 前記２つの小区画室が、実質的に同じ程度の大きさの容積を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のスピーカボックス。
4. 前記筒状ポート（１１）の開口の表面積が、前記音響変換器（１０）の振動板の有効表面積の約１／５、しかし少なくとも約１／１０である、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のスピーカボックス。
5. 前記第１の小区画室は少なくとも半分が吸音材（１３）で充填されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のスピーカボックス。
6. 前記筒状ポート（１１）を介して前記車両室内に開放される前記小区画室の壁面に、少なくとも部分的に吸音材が装着されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のスピーカボックス。
7. 前記小区画室を形成する前記支持構造の要素（２、３、４、５、６）の少なくともいくつかが、拡散開口を介して前記車両（１）の周囲に接続されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のスピーカボックス。

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