JP6289008B2 - 車載用音響装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の構造部材を利用してスピーカユニットが取付けられており、且つ振動板の発音側の音圧と逆側の音圧との干渉を防止することができる車載用音響装置に関する。

車載用音響装置は、自動車の限られたスペース内にスピーカユニットを配置しなくてはならず、しかも振動板から車室内に送る発音側の音波と、振動板の逆側から発せられる逆位相の音波との干渉を防止するためのバッフル構造を形成することが必要である。

以下の特許文献１に記載された車載用音響装置は、車体にスピーカブラケットが固定されて、スピーカブラケットにスピーカユニットのフレームが固定されている。スピーカユニットの発音側にラゲッジサイドトリムが配置されており、このラゲッジサイドトリムにスピーカユニットの発音側を覆うスピーカグリルが固定されている。

また、互いに逆位相となる音圧どうしの干渉を防止するために、スピーカユニットとラゲッジサイドトリムとの間に音抜け防止用スペーサを挟んで、スピーカユニットとスピーカグリルとの間での音圧の干渉を防止する構造も示されている。

特開昭６２−１３７２４７号公報

特許文献１に記載されているように、従来の車載用音響装置では、車体の内部にスピーカユニットを支持する大型のスピーカブラケットを固定することが必要であり、さらに音圧の干渉を防止するためのバッフル構造を形成するためにスペーサなどの部材を取付けることが必要である。そのため、車載用音響装置を構成するための部品数が多くなり、また限られたスペース内において、車載用音響装置の配置のためのスペースも広く必要になる。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、車両の構造部材を利用してスピーカユニットを取付けることができ、且つ振動板の発音側の音圧と逆側の音圧との干渉を防止することができる車載用音響装置を提供することを目的としている。

本発明は、振動板と前記振動板を駆動する磁気回路とがフレームに支持されたスピーカユニットを備えた車載用音響装置において、
車両の外装板の内側に配置された車両構造の一部である支持板の表面に、内部空間を有する隔壁部材を介して、前記フレームの外周部が固定されており、
前記振動板の一方の側が前記内部空間に向けられ、前記振動板の他方の側から車室内に音波振動が与えられ、
前記車両構造の一部である前記支持板には、前記隔壁部材の内径寸法以下の開口部が形成され、前記開口部に連結され前記内部空間を車外へ連通させるダクトが配置され、
前記隔壁部材は、前記フレームの外周部と前記支持板との間に挟まれるリング状スペーサであり、
前記車両構造の一部である前記支持板と前記振動板と前記リング状スペーサとで囲まれた共鳴空間が形成されていることを特徴とするものである。

例えば、本発明の車載用音響装置は、前記フレームの外周部にコーン形状の前記振動板が支持されており、前記振動板の凹側が前記内部空間に向けられ、前記振動板の凸側から車室内へ音波振動が与えられるものである。
また、本発明は、前記ダクト内の連通路も共鳴空間として使用されている。

本発明の車載用音響装置は、車両構造の一部である支持板にスピーカユニットが支持されるため、スピーカユニットを固定するための部材としてスピーカブラケットを取付ける必要がない。しかも、支持板の表面とスピーカユニットの間に隔壁部材が配置され、この隔壁部材の内部空間と車体の外部に通じる連通路とが共鳴空間として使用されるため、振動板の両側から出る互いに逆位相の音波どうしの干渉を防止できるのみならず、車室内に十分な強度の音圧を与えることができる。

また、車両の構造の一部である外装板と支持板との間に連通路が形成されているため、バッフル構造を形成する部材を車室内に配置することが不要になり、車室内のスペースを有効利用できる。

本発明は、前記支持板の内側に、スペアタイヤが設置されており、スペアタイヤを支持するホイールで前記スピーカユニットが覆われているものとすることができる。

上記構成では、スペアタイヤの配置スペースに車載用音響装置を配置でき、車室内のスペースをさらに有効利用できるようになる。

本発明では、前記スピーカユニットとして、前記振動板がサブウーハー帯域の周波数で振動するものを使用する場合に好適である。

本発明の車載用音響装置は、車両構造の一部を使用してスピーカユニットが支持されているので、スピーカユニットを設置するためのブラケットなどが不要になり、構成部材を削減できる。また、支持板とスピーカユニットとの間の空間と、外に延びる連通路とを、共鳴空間として使用しているため、振動板の両側の音波の干渉を防止でき、車室内に十分な音圧を与えることができる。

本発明の実施の形態の車載用音響装置が搭載されている車両の一例を示す側面図、 図１のＩＩ−ＩＩ線の断面図であり、車両構造の一部と第１の実施の形態の車載用音響装置の構造を示す断面図、 図２の一部拡大図、 第１の実施の形態の車載用音響装置を示す分解斜視図、 本発明の第２の実施の形態の車載用音響装置を示す断面図、 本発明の第３の実施の形態の車載用音響装置を示す断面図、 本発明の第４の実施の形態の車載用音響装置を示す断面図。

図１に示す車両１はＳＵＶ（Sport Utility Vehicle）である。図２と図３には、図１の車両１をＩＩ−ＩＩ線で切断した後部トランク領域１ａの右側方部分の構造が示されている。

図２と図３に示すように、後部トランク領域１ａでは、車両１の金属製の外装板２の内側に金属製の支持板３が設けられ、さらに支持板３の内側に金属製の内装板４が設けられている。そして、後部トランク領域１ａの右側方に、本発明の第１の実施の形態の車載用音響装置１０が装備されている。

車載用音響装置１０にスピーカユニット２０が設けられている。図３に拡大して示すように、スピーカユニット２０はフレーム２１を有している。コーン形状の振動板２２の外周縁はエッジ部材２３を介してフレーム２１の外周部２１ａに支持されている。振動板２２の凸側の中心部には、円筒形状のコイルボビン２４が接合されており、コイルボビン２４はダンパー部材２５を介してフレーム２１に支持されている。

フレーム２１には、振動板２２の凸側に対向する磁気回路２６が固定されている。磁気回路２６は、コイルボビン２４に固定されたボイスコイル２７と、磁石２８と、磁石２８の磁界をボイスコイル２７に与える磁性体ヨーク２９とを有している。

図２と図３に示すように、スピーカユニット２０は、フレーム２１の外周部２１ａとコーン形状の振動板２２の凹側とが向けられる第１サイド２０Ａと、振動板２２の凸側と磁気回路２６とが向けられる第２サイド２０Ｂを有している。スピーカユニット２０は、第１サイド２０Ａが支持板３に向けられ、第２サイド２０Ｂが車室内に向くように設置される。

スピーカユニット２０と支持板３との間に隔壁部材１１が介在している。隔壁部材１１は遮音スペーサであり、図４に示すようにリング形状で、円形の内部空間１１ａを有している。

図４に示すように、隔壁部材１１には複数の取付け穴１１ｂが貫通して形成されている。スピーカユニット２０のフレーム２１の外周部２１ａには複数の取付け穴２１ｂが形成され、車両１の構造の一部である支持板３に複数の雌ねじ穴３ａが形成されている。隔壁部材１１は、支持板３とフレーム２１の外周部２１ａとの間に挟まれ、取付けねじ１２が、外周部２１ａの取付け穴２１ｂと隔壁部材１１の取付け穴１１ｂに挿通されて、ねじの先部が支持板３の雌ねじ穴３ａに螺着される。

図２と図３に示すように、スピーカユニット２０は第１サイド２０Ａが支持板３の内面３ｂに向けられ、フレーム２１の外周部２１ａが前記内面３ｂから離れた位置で固定される。フレーム２１の外周部２１ａと支持板３の内面３ｂとの間に隔壁部材１１が介在しているため、振動板２２の凹側と内面３ｂとの間の空間が隔壁部材１１で囲まれて外気から遮蔽されている。

図２と図３に示すように、支持板３に開口部３ｃが形成されている。開口部３ｃの直径または開口面積は、隔壁部材１１の内径寸法以下または開口面積以下であればどのような寸法であってもよい。車両１の外装板２と支持板３との間の空間内にダクト１４が配置されている。ダクト１４の上端部１４ａは、支持板３の開口部３ｃに連結されている。車両１の車体を構成している底板５に下向きの外部開口部５ａが開口しており、ダクト１４の下端部１４ｂが外部開口部５ａに連結されている。

ダクト１４の内部に連通路１５が形成されている。この連通路１５は、支持板３の開口部３ｃを介して隔壁部材１１の内部空間１１ａに通じているとともに、外部開口部５ａを経て車両１の外側の外気に通じている。

スピーカユニット２０の第１サイド２０Ａでは、隔壁部材１１の内部空間１１ａによって第１の共鳴空間１３ａが形成されている。詳しくは、振動板２２の凹側面と支持板３の内面３ｂならびに隔壁部材１１とで囲まれた第１の共鳴空間１３ａが形成されている。さらに、ダクト１４の内部の連通路１５によって第２の共鳴空間１３ｂが形成されている。

スピーカユニット２０はサブウーハーであり、主に５０〜１５０Ｈｚの音域の低音を発音するものである。第２の共鳴空間１３ｂの容積は第１の共鳴空間１３ａの容積よりも広く、第１の共鳴空間１３ａと第２の共鳴空間１３ｂとでヘルムホルツ共鳴またはそれに近い共鳴を発生できるようにしている。

図２に示すように、内装板４にはスペアタイヤを保持する円形の保持凹部４ａが一体に形成されており、保持凹部４ａの底部に円形の穴４ｂが形成されている。前記スピーカユニット２０と隔壁部材１１は、前記穴４ｂの内部に取付けられている。

スペアタイヤ３１はその内径部がフランジ３２に保持されており、フランジ３２はホイール（センターディスク）３３の外周に固定されている。スペアタイヤ３１を車両１に固定するための固定具３５は、押さえ板３６とこれに挿通された固定ねじ軸３７とで構成されている。支持板３には、固定ナット３８が溶接手段などで固定されており、固定ナット３８に雌ねじ穴３８ａが形成されている。

スペアタイヤ３１を保持凹部４ａに設置するときは、固定ねじ軸３７をホイール３３の中心穴３３ａに挿通し、固定ねじ軸３７の先部を固定ナット３８の雌ねじ穴３８ａに螺着させて、固定ねじ軸３７を締め付ける。この締め付けによって、押さえ板３６がホイール３３の中央部分を支持板３に向けて押し付け、これにより、スペアタイヤ３１が内装板４の保持凹部４ａに保持される。

スペアタイヤ３１が内装板４の保持凹部４ａに保持された状態で、スピーカユニット２０は、ホイール（センターディスク）３３の、スペアタイヤ３１の内周側に位置する膨らみ部３３ｂで覆われる。

図２ないし図４に示す車載用音響装置１０は、スピーカユニット２０の第２サイド２０Ｂが車室内に向けられて、振動板２２の凸側から発せられた音波が車室内に向けられる。一方、第１サイド２０Ａは、隔壁部材１１の内部空間１１ａとダクト１４で形成された連通路１５を介して車外に通じている。

スピーカユニット２０の第１サイド２０Ａが、隔壁部材１１とダクト１４とで遮蔽されて車外に通じることでバッフル構造が形成されており、振動板２２の振動によって第２サイド２０Ｂから車室内に向けて発せられる音波と、第１サイド２０Ａから発せられる逆位相の音波とが干渉して打ち消しあう現象を防止できるようになる。

スピーカユニット２０の第１サイド２０Ａでは、フレーム２１と支持板３の内面３ｂとの間に隔壁部材１１が介在してその内部空間１１ａによって第１の共鳴空間１３ａが形成され、内部空間１１ａに連通するダクト１４の内部の連通路１５によって第２の共鳴空間１３ｂが形成されている。

隔壁部材１１を設けることで、支持板３に形成された開口部３ｃの開口径（開口面積）が、振動板２２の直径（面積）よりも十分に小さくても、振動板２２と支持板３の内面３ｂとの間に第１の共鳴空間１３ａを形成することができる。しかも、ダクト１４の内部の連通路１５で外気に通じる第２の共鳴空間１３ｂを形成されているため、第１の共鳴空間１３ａと第２の共鳴空間１３ｂとで、ヘルムホルツ共鳴またはそれに近い共鳴を発生させることができる。この共振により、振動板２２を大きな振幅で駆動することができ、良好な低音を大きな音圧レベルで車室内に向けて発することが可能になる。

車載用音響装置１０では、車両１の構成部材である支持板３にスピーカユニット２０が固定されているため、従来のようなスピーカブラケットが不要となる。隔壁部材１１と取付けねじ１２だけでスピーカユニット２０を取り付けることができるため、スピーカユニット２０を車両１に取付けるための部品を少なくできる。また、スピーカユニット２０は、フレーム２１の外周部２１ａが支持板３の内面３ｂと平行に対面するように取り付けられるため、内面３ｂからのスピーカユニット２０の突出寸法を小さくできる。

図２に示すように、スピーカユニット２０が、スペアタイヤ３１を支持するホイール３３に覆われる場所に設置されると、スピーカユニット２０が車室内に現れず、車室内のスペースをさらに有効に利用できるようになる。

前記車載用音響装置１０は、隔壁部材１１を設けることで、スピーカユニット２０と支持板３の内面３ｂとの間に第１の共鳴空間１３ａを形成して、ヘルムホルツ共鳴またはそれに近い共鳴を発生させることができるため、支持板３の開口部３ｃの開口面積を、スピーカユニット２０の第１サイド２０Ａの口径に合わせる必要がない。そのため、開口部３ｃとして車両１に存在している既存の穴を使用することができ、また後加工で開口する場合も、開口面積を小さくでき、これに合わせてダクト１４も小径のものを使用することができる。

図５に、本発明の第２の実施の形態の車載用音響装置１１０が示されている。
この車載用音響装置１１０は、車両１を構成する部材のうちの最も車室内側に位置する内装板４の一部が支持板４ｃとして使用されている。支持板４ｃの車室内に向く内面に隔壁部材１１を介して、スピーカユニット２０のフレーム２１の外周部２１ａが固定されている。

スピーカユニット２０の第１サイド２０Ａが対向する部分で、支持板４ｃに開口部４ｄが形成されている。内装板４の一部である支持板４ｃとその外側に位置する支持板３との間にダクト１１４が設けられている。ダクト１１４内の連通路１１５は前記開口部４ｄに連結されているとともに、支持板３と外装板２との間に開口し、さらに支持板３と外装板２との間から車外の空間に連通している。

図５に示す車載用音響装置１１０は、スピーカユニット２０の第１サイド２０Ａと支持板４ｃならびに隔壁部材１１との間に第１の共鳴空間１３ａが形成され、ダクト１１４内の連通路１１５が第２の共鳴空間１３ｂとなっている。

図２ないし図５に示した実施の形態では、スピーカユニット２０の第１サイド２０Ａが支持板３，４ｃの表面に向けられている。この構造では、コーン形状の振動板２２の凹側が隔壁部材１１，２１１の内部空間１１ａ，２１１ａに向けられているため、振動板２２と支持板３，４ｃとの間に第１の共鳴空間１３ａを広い容積で確保できる。また車室内へのスピーカユニット２０の突出寸法も小さくできる。

図６に示す本発明の第３の実施の形態の車載用音響装置３１０では、図の左右寸法が大きい隔壁部材３１１が設けられ、隔壁部材３１１で支持されているスピーカユニット２０は、第１サイド２０Ａが車室内に向けられ、第２サイド２０Ｂが支持板３に向けられている。スピーカユニット２０のフレーム２１には複数の穴が開口しており、隔壁部材３１１の内部空間３１１ａでは、振動板２２の突側と支持板３との間に第１の共鳴空間１３ａが形成されている。

図７に示す本発明の第４の実施の形態の車載用音響装置４１０では、隔壁部材１１にスピーカユニット１２０のフレーム２１の外周部が固定されている。このスピーカユニット１２０は、第１サイド１２０Ａが車室内に向けられ、第２サイド１２０Ｂが支持板３に向けられている。磁気回路２６は支持板３に近い側に固定され、振動板２２は車室側に配置されている。そして振動板２２の凹側が支持板３に向けられ、振動板２２の凹側と支持板３との間に第１の共鳴空間１３ａが形成されている。

１ 車両
２ 外装板
３ 支持板
３ｂ 内面
３ｃ 開口部
４ 内装板
４ａ 保持凹部
５ 底板
５ａ 外部開口部
１０ 車載用音響装置
１１ 隔壁部材
１３ａ 第１の共鳴空間
１３ｂ 第２の共鳴空間
１４ ダクト
１５ 連通路
２０ スピーカユニット
２０Ａ 第１サイド
２０Ｂ 第２サイド
２１ フレーム
２１ａ 外周部
２２ 振動板
２６ 磁気回路
３１ スペアタイヤ
１１０，２１０，３１０，４１０ 車載用音響装置
１２０ スピーカユニット
１２０Ａ 第１サイド
１２０Ｂ 第２サイド

Claims (5)

1. 振動板と前記振動板を駆動する磁気回路とがフレームに支持されたスピーカユニットを備えた車載用音響装置において、
   車両の外装板の内側に配置された車両構造の一部である支持板の表面に、内部空間を有する隔壁部材を介して、前記フレームの外周部が固定されており、
   前記振動板の一方の側が前記内部空間に向けられ、前記振動板の他方の側から車室内に音波振動が与えられ、
   前記車両構造の一部である前記支持板には、前記隔壁部材の内径寸法以下の開口部が形成され、前記開口部に連結され前記内部空間を車外へ連通させるダクトが配置され、
   前記隔壁部材は、前記フレームの外周部と前記支持板との間に挟まれるリング状スペーサであり、
   前記車両構造の一部である前記支持板と前記振動板と前記リング状スペーサとで囲まれた共鳴空間が形成されていることを特徴とする車載用音響装置。
2. 前記フレームの外周部にコーン形状の前記振動板が支持されており、前記振動板の凹側が前記内部空間に向けられ、前記振動板の凸側から車室内へ音波振動が与えられる請求項１記載の車載用音響装置。
3. 前記ダクト内の連通路も共鳴空間として使用されている請求項１または２記載の車載用音響装置。
4. 前記支持板の内側に、スペアタイヤが設置されており、スペアタイヤを支持するホイールで前記スピーカユニットが覆われている請求項１ないし３のいずれかに記載の車載用音響装置。
5. 前記スピーカユニットは、前記振動板がサブウーハー帯域の周波数で振動するものである請求項１ないし４のいずれかに記載の車載用音響装置。

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