JP5545662B2 - 車載用のスピーカ装置 - Google Patents

Description

本発明は、車内空間に向けられてスピーカが設置され、スピーカの背部から発せられる逆位相の音圧が、車体の隔壁に形成された排気口を通して車外空間に導かれる車載用のスピーカ装置に関する。

自動車に設置されるスピーカは、車内空間を仕切っているドアパネルや車両後部の車室パネルなどに取り付けられる。

以下の特許文献１に記載された車載用スピーカ装置は、車両ドアにスピーカが取り付けられている。スピーカは、車両ドアのインナーパネルに形成された開口部に固定されている。また、車両ドアのアウターパネルに開口部が形成され、車両ドアの内部に、インナーパネルの開口部とアウターパネルの開口部とを連通させるダクトが収納されており、前記スピーカはダクトの内部に配置されている。

この車載用スピーカ装置は、スピーカの背部に発生する逆位相の音圧をダクトを通して車外空間に逃がすことで、スピーカが動作したときの車両ドアの内部の振動音の発生を抑制するというものである。

以下の特許文献２に記載された自動車のスピーカ取付装置は、バン型車またはワゴン車の車室後部に設けられた車体内板の内側に筐体が設置される。筐体の内部に網状の筒体が内蔵され、この筒体によって、車室内板に形成された換気口に設けられた外側ダクトと筐体に開口する内側ダクトとが連通されている。そして、筐体の蓋部材にスピーカが取り付けられている。

このスピーカ取付装置は、スピーカの背部が筐体の内部空間に向けられ、筐体に開口する内側ダクトが車室内に向けられることで、バスレフ型のスピーカボックスと同等の音響効果が得られるというものである。

特開昭６３−２８７２９６号公報 実願昭６１−２５２８３号（実開昭６２−１３７１５２号）のマイクロフィルム

特許文献１に記載された車載用スピーカ装置は、車両ドアのアウターパネルに開口部を形成し、車両ドアの内部にダクトを収納しなくてはならず、車両ドアを改造することが必要になる。そのため、車両に対して後からスピーカを取り付ける場合にこの構造を採用することは難しい。

特許文献２に記載されたスピーカ取付装置は、車両の車室内板に形成された換気口に予め設けられている車両用ダクトを外して、前記換気口と筐体の内部空間を連通させる外側ダクトを取り付けることが必要である。当初から備えられている車両用ダクトを外す改良が必要になるため、取り付け作業が煩雑である。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、車両の構造を改変することなくスピーカを設置でき、良好な音質を得ることができ、且つ車内空間から車外空間への排気も効果的に行うことができる車載用のスピーカ装置を提供することを目的としている。

本発明は、自動車の排気口を有する隔壁の内側に取付けられるハウジングと、前記ハウジングに取り付けられたスピーカとを有するスピーカ装置において、
前記ハウジングは内部空間を有し、前記スピーカは発音側が車内空間に向けられた状態で前記ハウジングに開口する取付け穴に取り付けられ、
前記ハウジングには、前記排気口に設けられた蓋体を開放方向へ押圧して前記内部空間を車外空間に通じさせる押圧部と、前記車内空間と前記内部空間とを連通させる連通路が設けられており、
前記連通路に、前記スピーカが動作したときに前記内部空間の音圧が車内空間に及ぶのを規制し、且つ車内空間の風圧を前記内部空間に通過させる通気規制部が設けられていることを特徴とするものである。

本発明の車載用のスピーカ装置は、スピーカが取り付けられたハウジングを自動車の隔壁の内側に設置すると、ハウジングに設けられた押圧部で隔壁に設けられた蓋体が押され、隔壁に形成された排気口が解放させられて、ハウジングの内部空間が排気口を通じて車外空間に連通される。したがって、自動車の隔壁に予め取り付けられているダクトや蓋体を取り外す必要がなく、車両の改造を最少限に抑えることができる。

スピーカの背部から発せられる音圧は、筐体の内部空間から排気口を通じて車外空間に伝搬するため、スピーカの発音側である前部の音圧と、これと逆位相の背部の音圧とが連通路を介して干渉するのを防止でき、音圧を高めて音質を良好にできる。また、ハウジングに設けられた連通路によって、車内空間の圧力を車外空間に排気させることができる。

本発明は、例えば、前記通気規制部は、前記連通路を塞ぐ可動弁を有しており、前記可動弁は、弾性力によって前記連通路を閉鎖する姿勢に設定されたものとして構成できる。

この場合に、前記可動弁は、通気性素材で形成されているものが好ましい。
可動弁を通気性素材で形成することで、可動弁が閉鎖しているときでも、自動車の内部の空気を車外空間へ向けて排気しやすくなる。

または、本発明は、前記通気規制部は、前記連通路の内部に区画された複数の区画空間と、前記区画空間どうしを連通する通路とで構成されている。

本発明は、車両の改造を最少限にしてスピーカを取り付けることができ、取付け後は、発音の音圧が大きく音質が良好であり、また車内空間から車外空間への排気も効果的に行うことが可能になる。

スピーカ装置が搭載された自動車の側面図、 本発明の第１の実施の形態の車載用のスピーカ装置の構造を示す図１におけるＩＩ−ＩＩ線の断面図、 図２に示すスピーカ装置に設けられた連通路と通気規制部を示す拡大断面図、 図２に示すスピーカ装置に設けられた連通路と通気規制部を示す分解斜視図、 第２の実施の形態の車載用のスピーカ装置に設けられた連通路と通気規制部を示す拡大断面図、 第３の実施の形態の車載用のスピーカ装置に設けられた連通路と通気規制部を示す拡大断面図、 本発明の第４の実施の形態の車載用のスピーカ装置の構造を示す断面図、

図１は、ワンボックスタイプの自動車１の外観を示している。この自動車１の後部に第１の実施の形態のスピーカ装置２０が搭載されている。

図２には、自動車１の外装板２と後部バンパー３の一部と底板４の一部が示されている。外装板２の内側に車内空間を区画する隔壁である内側パネル５が設けられている。内側パネル５の内側が車内空間６であり、外装板２と内側パネル５との間の空間が中間空間７である。外装板２の外側が車外空間８である。

内側パネル５に、車内空間６と中間空間７とを連通させる開口部５ａが形成され、外装板２に、中間空間７と車外空間８とを連通させる開口部２ａが形成されている。

内側パネル５の開口部５ａに、車両ダクト１０が取り付けられている。車両ダクト１０は、金属製または合成樹脂製である。車両ダクト１０は、内側パネル５の内面に設置される支持部１１と、内側パネル５の開口部５ａに嵌合する嵌合部１２を有している。支持部１１が取付ねじ１４またはその他の手段で内側パネル５に固定されている。

車両ダクト１０の嵌合部１２に、排気口１３が貫通して形成されている。嵌合部１２の中間空間７に露出する端部には、上部に軸部１５を介して回動自在に支持された蓋体１６が設けられている。

外装板２の開口部２ａと内側パネル５の開口部５ａは、車両製造時に開口しているものである。また、車両ダクト１０および蓋体１６も、車両製造時に予め取り付けられている。

スピーカ装置２０が取り付けられる前は、蓋体１６が自重と自らの弾性力で垂直姿勢となり、蓋体１６によって排気口１３が塞がれている。車両のドアが閉められたときのように車内空間６の圧力が上昇すると、この圧力で蓋体１６が開放させられ、車内空間６の空気圧を中間空間７から車外空間８に逃がすことができるようになっている。

スピーカ装置２０は、車両ダクト１０と蓋体１６を取り外すことなく設置することができる。したがって、スピーカ装置２０を取り付けるために必要な車両の改造作業は、配線工程などの最少限の作業で済ませることができる。

スピーカ装置２０は、合成樹脂製または金属製のハウジング２１を有している。ハウジング２１は所定の容積の内部空間２２を有している。ハウジング２１に、連結部２３が形成され、連結部２３に連結穴２４が開口している。連結部２３が車両ダクト１０に連結され、連結穴２４と排気口１３とが連通した状態で、ハウジング２１が車内空間６に設置される。ハウジング２１は、内側パネル５などに予め開口している取付け穴を利用するなどして、車内空間６に固定される。

ハウジング２１の連結部２３に押圧部２５が一体に形成されている。ハウジング２１の連結部２３が車両ダクト１０に連結されるときに、押圧部２５が車両ダクト１０の排気口１３に挿入され、押圧部２５の先部によって蓋体１６の基部が中間空間７に押し開かれて、ハウジング２１の内部空間２２が、内側パネル５の外側の中間空間７および外装板２の外側の車外空間８と連通される。

ハウジング２１には、取付け穴２６が開口しており、この取付け穴２６にスピーカ３０が取付けられている。スピーカ３０は低音用または中音用である。

スピーカ３０は、円形や楕円形のフレーム３１を有している。フレーム３１が取付け穴２６に設置され、フレーム３１の外周部分の複数箇所が、取付けねじ３２によってハウジング２１に固定されている。フレーム３１にコーン形状の振動板３３が支持されており、フレーム３１の後部に、振動板３３を振動させる磁気駆動部３４が設けられている。

スピーカ３０は発音側である前部３０ａが自動車１の車内空間６に向けられ、発音側と逆側の背部３０ｂが、ハウジング２１の内部空間２２に向けられている。スピーカ３０の背部３０ｂは、前部３０ａに与えられる音波と逆位相となる音圧を発生するが、この音圧は、ハウジング２１の内部空間２２から排気口１３の内部を経て、中間空間７および車外空間８に逃げることができる。

ハウジング２１には、連通穴２７が開口している。ハウジング２１は、前記連結穴２４と前記取付け穴２６および連通穴２７の３箇所が開口し、それ以外に開口部が形成されてない。

前記連通穴２７に連通管４０が固定され、連通管４０の内部に連通路４１が形成されている。連通路４１の内部開口端４１ａは車内空間６に向けて開口し、外部開口端４１ｂは、ハウジング２１の内部空間２２に向けて開口している。

連通路４１の外部開口端４１ｂに通気規制部４５が設けられている。図３と図４に示すように、外部開口端４１ｂでは連通管４０にフランジ部４２が一体に形成されている。フランジ部４２の外面４２ａに、通気規制部４５を構成する可動弁４６が取付けられている。

可動弁４６は、支持部４６ａと、支持部４６ａから延びるシート部４６ｂとを有している。支持部４６ａが、フランジ部４２の外面４２ａに固定され、シート部４６ｂが、連通路４１の外部開口端４１ｂに対向している。

シート部４６ｂは、弾性と剛性を有し且つ通気性を有する素材で形成されている。例えば、シート部４６ｂは、表裏に連通する通気孔が多数形成された発泡樹脂や発泡ゴム、不織布、多孔性の樹脂シートなどで形成されている。図４に示すように、シート部４６ｂを薄い素材で形成するときは、凹凸加工（コルゲート加工）して弾性力と剛性を強化しておくことも可能である。

シート部４６ｂは、弾性と剛性を有しているために、スピーカ３０の振動板３３の振動で発生する比較的周波数の高い音圧では動きにくいが、自動車１のドアが閉められたときのような、周波数がきわめて低い空気の流れには追従して動きやすい。したがって、ドアが閉められたときのように、車内空間６の空気の圧力が一時的に高まったときは、シート部４６ｂがα方向へ開いて、車内空間６の空気を、連通路４１を介して内部空間２２からさらに中間空間７および車外空間８へ逃がしやすくなる。一方で、スピーカ３０の振動板３３の振動による音圧は連通路４１を通過しにくい。特に、スピーカ３０の背部３０ｂから発生せられる音圧は、その空気圧によってシート部４６ｂをフランジ部４２に押し付けるように機能するために、連通路４１の内部に移行しにくくなる。

したがって、スピーカ３０の前部３０ａから車内空間６に向けて発せられる音圧が、背部３０ｂから発せられる逆位相の音圧で相殺されにくくなる。

また、シート部４６ｂが通気性の素材で形成されていると、可動弁４６が閉じている状態であっても、車内空間６の汚れた空気が、連通路４１を通り、シート部４６ｂを透過して内部空間２２から車外空間８へ排気されやすくなる。

図１ないし図４に示すスピーカ装置２０の動作を説明する。
自動車１に予め取り付けられている車両ダクト１０および蓋体１６を外すことなく、車両の改造を最少限にして、内側パネル５の内側にスピーカ装置２０を取り付けることができる。スピーカ装置２０のハウジング２１の連結部２３を車両ダクト１０に連結した時点で、押圧部２５によって蓋体１６が外側に押され、ハウジング２１の内部空間２２が、中間空間７および車外空間８に通じる。スピーカ装置２０を取り外さない限り、蓋体１６は開いたままである。

ハウジング２１の内部空間２２と車内空間６を連通している連通路４１は、通常は可動弁４６で閉じられているため、車外空間８の汚れた空気が、不用意に車内空間６に入り込むことがない。

スピーカ３０の振動板３３が振動すると、発音側であるスピーカ３０の前部３０ａから車内空間６に向けて、空気の粗密が連続する音圧が与えられ、スピーカ３０の背部３０ｂから内部空間２２に向けて、前部３０ａから発せられる音圧と位相が逆の音圧が与えられる。

通気規制部４５を構成している可動弁４６のシート部４６ｂは、弾性と剛性を有し、所定の質量を有しているため、前記音圧のような比較的周波数の高い空気の流れには反応しにくい。また、内部空間２２が正となる音圧は、シート部４６ｂに対して連通路４１を閉じる方向に作用する。これにより、スピーカ３０の前後の互いに逆位相の音圧が互いに干渉しにくくなる。また、ハウジング２１の内部空間２２は排気口１３から車外空間８に連通しているため、内部空間２２の音圧が車外空間８に逃げやすく、内部空間２２において、スピーカ３０の振動板３３の振動を抑制するエアーダンパーが発生しにくい。そのため、スピーカ３０から車内空間６に向けて大きい音圧で音質の良好な音波が与えられる。

一方で、自動車１のドアが閉められるなどして、車内空間６の空気圧が一時的に高まると、シート部４６ｂがこの圧力の増加に反応してα方向へ開かれる。よって、車内空間６の空気圧が連通路４１を通過し、内部空間２２から中間空間７を経て車外空間８に逃がされ、ドアが閉じられたときに、車内空間６の内部圧力が異常に高まるなどの不都合を防止できるようになる。

図５に示す第２の実施の形態のスピーカ装置２０Ａは、ハウジング２１に固定された連通管４０の内部に通気規制部４５Ａが設けられている。

この通気規制部４５Ａは、連通路４１を内部で遮断する複数の可動弁４７が設けられている。連通路４１の断面が四角形の場合には、連通路４１の対向する内面に固定された一対の可動弁４７が連通路４１の中心部に向けて延びている。連通路４１の断面が円形の場合には、連通路４１の内周面に固定された複数の可動弁４７が、連通路４１の断面の中心に向けて延びている。

可動弁４７は、弾性と剛性を有する通規性の素材で形成されている。例えば、可動弁４７は、連続する気泡を含む発泡樹脂や発泡ゴムなどで形成されている。可動弁４７は、車内空間６からハウジング２１の内部空間２２に向かう方向（α方向）および、内部空間２２から車内空間６に向かう方向（β方向）の両方向に向けて変形可能である。

連通路４１に空気の流れが無いときは、可動弁４７は自らの弾性力によって、連通路４１を閉鎖する姿勢を維持している。

スピーカ３０の振動板３３が振動すると、車内空間６と内部空間２２とで、位相が逆となる音圧が発生するが、この音圧の周波数すなわち空気の粗密の周波数は比較的高いため、弾性力を有し剛性を有する可動弁４７が動きにくく、連通路４１が閉鎖された状態に維持されやすい。したがって、位相が逆の音圧によって、車内空間６に与えられる音圧が抑制されるのを防止しやすくなる。

自動車１のドアを閉めると、車内空間６の内圧が一時的に高くなるが、その圧力変化の周波数は、スピーカが発生する音圧に比較して十分に低い。この場合、可動弁４７は、図５において破線で示すようにα方向へ変形し、車内空間６の内圧が連通管４１を経て内部空間２２および車外空間８に排出される。また、可動弁４７は通気性の素材で形成されているため、車内空間６と内部空間２２との間での通気性を保つことができる。

図６に示す第３の実施の形態のスピーカ装置２０Ｂは、連通管４０の内部の連通路４１に通気規制部４５Ｂが設けられている。

通気規制部４５Ｂは、消音構造であり、連通路４１の内部が複数の区画空間４８に分かれており、複数の区画空間４８どうしをランダムに連通する通路４９が形成されている。この通気規制部４５Ｂは、連通路４１の内部を通過する空気の経路が長くなり、さらに、それぞれの区画空間４８がエアーダンパー効果を発揮する。

そのため、スピーカ３０の振動板３３で発生する比較的高い周波数の音圧は、通気規制部４５Ｂを通過しづらく、一方において、ドアを閉めたときなどのように、車内空間６の圧力が比較的低い周波数で変化するときは、そのときの空気圧が、通気規制部４５Ｂを通過しやすい。また、車内空間６の空気を内部空間２２から車外空間８へ向けて常に排気させることも可能である。

図７は、本発明の第４の実施の形態のスピーカ装置１２０を示している。このスピーカ装置１２０は、図２に示す第１の実施の形態のスピーカ装置２０と同じ構成部分に同じ符号を付して詳しい説明を省略している。

図７に示す実施の形態の自動車は、内側パネル５の開口部５ａに車両ダクト１１０が取り付けられている。

この車両ダクト１１０は、排気口１１３に、スリット状の複数の通気孔１１４が形成され、それぞれの通気孔１１４を開閉する複数の蓋体１１６が設けられている。

スピーカ装置１２０のハウジング２１の連結部２３には、複数の押圧部１２５が設けられている。ハウジング２１が車両ダクト１１０に連結されて取り付けられると、それぞれの押圧部１２５がスリット状の通気孔１１４に挿入され、それぞれの押圧部１２５によって、複数の蓋体１１６が個別に押されて開放される。

このとき、複数の押圧部１２５によって全ての蓋体１１６が押されて開放されてもよいし、図７に示すように、一部の蓋体１１６が押圧部１２５で押されて開放され、いくつかの蓋体１１６が閉鎖状態とされたままであってもよい。

１ 自動車
２ 外装板
５ 内側パネル（隔壁）
５ａ 開口部
６ 車内空間
７ 中間空間
８ 車外空間
１０ 車両ダクト
１３ 排気口
１６ 蓋体
２０ スピーカ装置
２１ ハウジング
２２ 内部空間
２４ 連結穴
２５ 押圧部
２７ 連通穴
３０ スピーカ
３１ フレーム
３３ 振動板
４０ 連通管
４１ 連通路
４５，４５Ａ，４５Ｂ 通気規制部
４６，４７ 可動弁
４８ 区画空間
４９ 通路
１１０ 車両ダクト
１１６ 蓋体
１２５ 押圧部

Claims (4)

1. 自動車の排気口を有する隔壁の内側に取付けられるハウジングと、前記ハウジングに取り付けられたスピーカとを有するスピーカ装置において、
   前記ハウジングは内部空間を有し、前記スピーカは発音側が車内空間に向けられた状態で前記ハウジングに開口する取付け穴に取り付けられ、
   前記ハウジングには、前記排気口に設けられた蓋体を開放方向へ押圧して前記内部空間を車外空間に通じさせる押圧部と、前記車内空間と前記内部空間とを連通させる連通路が設けられており、
   前記連通路に、前記スピーカが動作したときに前記内部空間の音圧が車内空間に及ぶのを規制し、且つ車内空間の風圧を前記内部空間に通過させる通気規制部が設けられていることを特徴とする車載用のスピーカ装置。
2. 前記通気規制部は、前記連通路を塞ぐ可動弁を有しており、前記可動弁は、弾性力によって前記連通路を閉鎖する姿勢に設定されている請求項１記載の車載用のスピーカ装置。
3. 前記可動弁は、通気性素材で形成されている請求項２記載の車載用のスピーカ装置。
4. 前記通気規制部は、前記連通路の内部に区画された複数の区画空間と、前記区画空間どうしを連通する通路とで構成されている請求項１記載の車載用のスピーカ装置。

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