JP6445171B2 - 移動体用スピーカシステム及び移動体 - Google Patents

Description

本発明は、移動体用スピーカシステム及び移動体に関するものである。

従来、スピーカが車両のインストルメントパネル内に配置されるとともに、背面側から放射される音を利用した車載用スピーカ装置（移動体用スピーカシステム）が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載された従来の車載用スピーカ装置では、インストルメントパネルの上面を前面側としてスピーカが設置され、スピーカが筒状の音響管（管部材）に収容されている。また、スピーカの背面側において生じた音のうち低音域の成分が音響管内で共鳴し、インストルメントパネルの下面から放射されるように構成されている。

実開平１−１４３５９５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の車載用スピーカ装置では、音響管から放射された音が車室内の空間で反響しにくく、低音域の音響特性を充分に向上させることができなかった。

本発明は、このような問題点に対処することを課題の一例とするものである。即ち、低音域の音響特性を向上させることができる移動体用スピーカシステムを提供することを目的としている。

前述した課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の移動体用スピーカシステムは、車両ボディと、該車両ボディに取り付けられたドアを有する移動体が形成する箱状の空間に向けて前面から音を放射するスピーカユニットと、前記スピーカユニットの背面を収容する収容部と、前記収容部の内部空間に一端がつながる管部材と、を備え、前記管部材の他端が、前記ドアの下端部と当該ドアの下端部に対向する前記車両ボディの一部との間の間隙に向けて開口していることを特徴としている。

本発明の移動体用スピーカシステムが設けられた移動体を示す側面図である。 図１に示された移動体の一部を示す側面図である。 図２中のＩ−Ｉ線に沿う断面を模式的に示す図である。

以下、本発明の実施形態を説明する。本発明の一実施の形態に係る移動体用スピーカシステムは、車両ボディと、該車両ボディに取り付けられたドアを有する移動体が形成する箱状の空間に向けて前面から音を放射するスピーカユニットと、スピーカユニットの背面を収容する収容部と、収容部の内部空間に一端がつながる管部材と、を備え、管部材の他端が、ドアの下端部と当該ドアの下端部に対向する車両ボディの一部との間の間隙に向けて開口している。

収容部の内部空間（スピーカユニットを収容する空間）に管部材の一端がつながっていることで、スピーカユニットの背面側で生じた音のうち、管部材の長さに応じた低音域の成分が管部材内で共鳴し、他端から放射される。尚、収容部と管部材とが一体に形成されていてもよい。さらに、管部材の他端が、ドアの下面と車両ボディの一部との間隙に向けて開口していることで、当該他端から放射された低音域の成分が、間隙を形成するドアの下面と車両ボディの一部との２つの面で反射される。よって移動体の空間内で反響しやすく、移動体用スピーカシステムにおける低音域の音圧等の音響特性を向上させることができる。

また、管部材の他端は、間隙を形成する車両ボディの一部を向いて開口していることが好ましい。これにより、他端から放射された低音域の成分が、間隙を形成するドアの下面と車両ボディの一部との２つの面で反射される。よって移動体の空間内で反響しやすく、移動体用スピーカシステムにおける低音域の音圧等の音響特性を向上させることができる。

さらに、ドアの上下方向における間隙の長さは、箱状の空間の内側（例えば座席がある位置）に向かって大きくなるように形成されていることが好ましい。このように箱状の空間の内側に向かって、ドアの上下方向における間隙の長さが広がっているので、フレア効果により、風切音を生じにくくすること、或いは空気の乱れを生じにくくすることができる。さらに、管部材の他端から放射された低音域の成分が、間隙を形成するドアの下面と車両ボディの一部との２つの面で反射されて移動体の空間内で反響しやすく、移動体用スピーカシステムにおける低音域の音圧等の音響特性を向上させることができる。

また、スピーカユニットは、前面側から空間に向けて音を放射するように当該ドアに設けられているとともに、移動体に搭載された座席の座面よりも上方に設けられ、管部材は、ドアの内部にあるとともに、ドアの上下方向に延在していることが好ましい。移動体に搭載された座席の座面よりも上方側に位置するように、スピーカユニットが設けられているので、放射された音（特に、中高音域）を搭乗者に届きやすくすることができる。また、管部材の他端が、ドアの内部にあり、ドアの下方に向かって延在していることとなり、よって、低音域の音圧等の音響特性を向上させることができる。

本発明の一実施の形態に係る移動体は、上記移動体用スピーカシステムを備えているので、収容部の内部空間（スピーカユニットを収容する空間）に管部材の一端がつながっていることで、スピーカユニットの背面側で生じた音のうち、管部材の長さに応じた低音域の成分が管部材内で共鳴し、他端から放射される。尚、収容部と管部材とが一体に形成されていてもよい。さらに、管部材の他端が、ドアの下面と車両ボディの一部との間隙に向けて開口していることで、当該他端から放射された低音域の成分が、間隙を形成するドアの下面と車両ボディの一部との２つの面で反射される。よって移動体の空間内で反響しやすく、移動体用スピーカシステムにおける低音域の音圧等の音響特性を向上させることができる。

図１は、本発明の移動体用スピーカシステムが設けられた移動体を示す側面図である。図２は、図１に示された移動体の一部を示す側面図である。図３は、図２中のＩ−Ｉ線に沿う断面を模式的に示す図である。

移動体用スピーカシステム１は、図１、２に示すように、車両Ｃ（移動体）に設けられたスピーカユニット２と、スピーカユニット２を収容するエンクロージャ３（収容部）と、エンクロージャ３に接続された管部材４と、を備える。

車両Ｃは、図示しないウインドシールド（フロントガラス）の内面と、車両ボディＢの上面（天面）Ｓ１と、下面（底面）Ｓ２と、車両Ｃの進行方向の前方側における前面Ｓ３と、幅方向（左右方向）に対向する一対の側面Ｓ４（車両ドアＤ等の扉体を含む）と、車両Ｃの進行方向の後方側における後面（不図示）と、によって囲まれた箱状の車内空間Ａ１（空間）を形成している。また、前面Ｓ３にインストルメントパネルＩが設けられ、インストルメントパネルＩの後方側に対向するように前方側座席（運転席及び助手席）、前方側座席の後方側に後方側座席が設けられている。なお、図２では、助手席側の座席は省略しているので、運転席側の座席に符号「ＳＨ」を付す。本実施例では、図１、２に示すように、移動体用スピーカシステム１が、運転席の幅方向側に位置する車両ドアＤ、Ｄ１（図２に示す）に設けられているものとするが、助手席側の車両ドアＤ、Ｄ２（図１に示す）に設けられていてもよいし、その両方に設けられていてもよい。また、移動体用スピーカシステム１が、後方側座席の車両ドアＤ、Ｄ３（図１に示す）に設けられていてもよく、前面Ｓ３に対向するバックドアＤ、Ｄ４（図１に示す）に設けられていてもよい。即ち、本発明は、車両Ｃの何れの車両ドアＤにも適用することができる。

車両Ｃは、骨格を成す車両ボディＢと、この車両ボディＢの一部であるフレームに取り付けられる車両ドアＤと、を有して構成されている。なお、車両ボディＢは、パネル、フレーム（中空体）を有していてもよく、例えばモノコックボディなどが挙げられる。車両ドアＤは、車両外装部材である金属製のアウタパネルＰ１と、該アウタパネルＰ１と対向する車内内装部品である合成樹脂製のインナパネルＰ２と、を有して構成されている。アウタパネルＰ１には、窓枠Ｆが設けられ、窓枠Ｆの開口は昇降ガラスＧによって開閉される。インナパネルＰ２は、上端がアウタパネルＰ１の窓枠Ｆの下端部に合わさるようにアウタパネルＰ１に重ねて設けられている。フレームは、車両ドアＤを囲むように上端部、下端部（サイドシルＳＳ）、前端部、後端部から成る枠状に形成されている。フレームにおいて、下端部を形成する部分をサイドシルＳＳと記す。

ここで、車両ドアＤが閉じた状態（車両ドアＤがフレームの開口を覆った状態）で、車両ドアＤのインナパネルＰ２の下面Ｄａ（車両ドアＤの下端部）とサイドシルＳＳとの間には、車室空間Ａ１の一部である間隙Ｋがある。この間隙Ｋから車内空間Ａ１に向けて音波が放射される。即ち、後述する管部材４の他端４Ｂが間隙Ｋに向けて開口している。なお、本実施例では、管部材４の他端４Ｂは、インナパネルＰ２の下面Ｄａに開口しているが、本発明はこれに限定されるものではない。管部材の他端は、アウタパネルＰ１の下面に開口していてもよい。

車両ドアＤのインナパネルＰ２の下面ＤａとサイドシルＳＳとの間には、間隙Ｋがあるが、車両ドアＤの上下方向における間隙Ｋの長さは、車内空間Ａ１に近付くに従って徐々に大きくなるように形成されている。即ち、インナパネルＰ２の下面ＤａからサイドシルＳＳまでの上下の距離が、車内空間Ａ１に近付くに従って大きくなるような傾斜面から形成されている。又は、サイドシルＳＳが、車内空間Ａ１に近付くに従ってインナパネルＰ２の下面Ｄａからの上下の距離が大きくなるような傾斜面を有していてもよく、間隙Ｋを形成する両方が傾斜面を有していてもよい。このように間隙Ｋが、車内空間Ａ１に近付くに従って徐々に大きくなるように形成されている。即ち、箱状の車内空間Ａ１の内側に向かって、車両ドアＤの上下方向における間隙の長さが広がっているので、フレア効果により、風切音を生じにくくすること、或いは空気の乱れを生じにくくすることができる。さらに、管部材４の他端４Ｂから放射された低音域の成分が、間隙Ｋを形成する車両ドアＤの下面Ｄａと車両ボディＢのサイドシルＳＳとの２つの面で反射されて、車両Ｃの車内空間Ａ１内で反響しやすく、移動体用スピーカシステム１における低音域の音圧等の音響特性を向上させる。

スピーカユニット２は、インナパネルＰ２において上方側でかつ前方側に設けられている。即ち、スピーカユニット２は、車両Ｃ（移動体）に搭載された座席ＳＨの座面Ｓよりも上方側に位置するように設けられている。このスピーカユニット２は、振動板と、振動板に連結されるボイスコイルと、振動板を支持するエッジと、ボイスコイルを振動させる磁気回路と、エッジ及び磁気回路を支持するフレームと、振動板に支持されたボイスコイルを支持するダンパと、を備える。スピーカユニット２は、中高音域（例えば１０００〜１００００Ｈｚ）の音圧が低音域（例えば１０〜１０００Ｈｚ）の音圧よりも高くなるように音波を放射するものであっても構わない。また、振動板は、スピーカユニット２が音波を放射する側（前面Ｓ３）を幅方向の一方側（運転席側又は助手席側）に向けるとともに、磁気回路側（背面側）を幅方向の他方側に向けるように設置されている。また、スピーカユニット２の振動板の振動方向（音放射方向）が、車両ドアＤの内面に対して所定の角度（例えば３０度）だけ傾斜するように、車両ドアＤの内面にスピーカユニット２を設けてもよい。尚、車両ドアＤの内面に対するスピーカユニット２の振動板の振動方向（音放射方向）は、スピーカユニット２と座席ＳＨとの距離等に応じて適宜に設定されていればよく、スピーカユニット２の中心軸又は振動板が傾斜していなくてもよい。また、スピーカユニット２の中心軸又は振動板が、当該スピーカユニット２が設けられた車両ドアＤのヘッドレストを向くように設定されていてもよい。このような向きスピーカユニット２を設定することで、当該スピーカユニット２から放射された音波（特に、中高音域）を搭乗者に届きやすくしてもよい。

エンクロージャ３は、箱状に形成されているとともに車両ドアＤのインナパネルＰ２内に設けられ、エンクロージャ３の天面３０に振動板が配置され、底面３１（図３に示す）及び４つの側面３２、３３、３４、３５によって形成された内部空間にスピーカユニット２を配置して、スピーカユニット２の背面がエンクロージャ３に収容されている。このようなエンクロージャ３にスピーカユニット２が収容されていることで、スピーカユニット２は、インナパネルＰ２の車内空間Ａ１側の内面において前面から音波を放射するようにインナパネルＰ２内に設けられる。また、スピーカユニット２の背面側で生じた音波は、エンクロージャ３の内部空間に向けて放射される。

管部材４は、図３に示すように、適宜な金属や樹脂等によって両端が開口した筒状に形成され、エンクロージャ３において下方側に位置する側面３４に一端が連結されるとともに、他端４ＢがインナパネルＰ２の下面Ｄａに開口するように、インナパネルＰ２の内部において下方に延びている。管部材４の断面形状及び断面積は、一端側から他端４Ｂ側まで略一定であり、共鳴周波数（例えば３０〜１００Ｈｚ）を有するような長さに形成されている。管部材４は、エンクロージャ３において下方側に位置する側面３４に一端が連結されていることで、一端においてエンクロージャ３の内部空間につながっている。また、他端４Ｂは、サイドシルＳＳを向いて開口している。そして、管部材４は、インナパネルＰ２とサイドシルＳＳとの間隙Ｋから車内空間Ａ１に向けて音波を放射するように設けられている。

以上のような移動体用スピーカシステム１において、スピーカユニット２が音波を放射した際の音波の進行及び反射について説明する。まず、スピーカユニット２の前面側から放射された音波は、振動板の傾斜に応じて斜め後方に進行し、運転席のヘッドレスト（運転席の後部）近傍に向かう。

スピーカユニット２の背面側で生じた音波は、エンクロージャ３の内部空間で反響するとともに、一端４Ａから管部材４内に入り、管部材４内を他端４Ｂ側に進行する。このとき、スピーカユニット２の背面側で生じた音波のうち、管部材４の長さに応じた低音域の成分が管部材４内で共鳴する。従って、管部材４の他端４Ｂからは、低音域の成分を主とする音波が放射される。即ち、管部材４の他端４Ｂから放射される音波は、中高音域の成分がカットされている。他端４Ｂから放射された音波は、間隙Ｋを形成するインナパネルＰ２の下面Ｄａ及びサイドシルＳＳで反射されて車両Ｃの車内空間Ａ１内で反響する。

以上のように音波が放射されることで、車内空間Ａ１には、スピーカユニット２の前面側から放射された中高音域の成分を有する音波と、管部材４の他端４Ｂから放射された低音域の成分を有する音波と、が反響する。

上記の構成により、管部材４の他端４Ｂが、サイドシルＳＳを向いて開口していることで、他端４Ｂから放射された低音が、間隙Ｋを形成するインナパネルＰ２とサイドシルＳＳとの２つの面で反射されて車内空間Ａ１で反響しやすく、移動体用スピーカシステム１における低音域の音響特性を向上させることができる。

また、スピーカユニット２が、中高音域の音圧が低音域の音圧よりも高くなるように音波を放射するものである場合には、スピーカユニット２の振幅を小さくすることができ、車両ボディＢに振動が伝わって異音が発生することを抑制することができる。また、上記のように低音域の音響特性が向上することで、低音域の音圧が低い小型のスピーカユニット２を用いた場合でも、良好な音響特性を得ることができる。さらに、スピーカユニット２の前面から放射される低音の音圧が比較的低いことから、低音域において、スピーカユニット２の前面から放射された音波と管部材４の他端４Ｂから放射された音波とが弱め合いにくい。

なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。

また、スピーカユニット２が放射する音波の周波数依存性は、適宜に設定されていればよい。スピーカユニット２が前面Ｓ３側から放射する低音域の音圧が高い場合でも、管部材４で共鳴して他端４Ｂから放射される低音の音圧が充分に高ければ、前面Ｓ３側からの音波と他端４Ｂからの音波とが干渉して弱め合ってしまっても低音の音圧を確保することができる。即ち、管部材４における共鳴によって低音の音圧が充分に向上する場合には、低音域から中高音域まで同程度の音圧となるように音波を放射するスピーカユニットや、低音域の音圧が中高音域の音圧よりも高くなるように音波を放射するスピーカユニットを用いてもよいし、中高音域用のスピーカユニット（ツイータ）を用いてもよい。また、スピーカユニットの形状は特に限定されず、コーン型であってもよいしドーム型であってもよい。

その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施例に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

１ 移動体用スピーカシステム
２ スピーカユニット
３ エンクロージャ（収容部）
４ 管部材
４Ａ 一端
４Ｂ 他端
Ａ１ 車内空間（空間）
Ｂ 車両ボディ
Ｃ 車両（移動体）
Ｄ１ 車両ドア（ドア）
Ｄａ 車両ドアの下端部
Ｋ 間隙
ＳＳ サイドシル（車両ボディの一部）
ＳＨ 座席
Ｓ 座面

Claims (5)

1. 車両ボディと、該車両ボディに取り付けられたドアを有する移動体が形成する箱状の空間に向けて前面から音を放射するスピーカユニットと、
   前記スピーカユニットの背面を収容する収容部と、
   前記収容部の内部空間に一端がつながる管部材と、を備え、
   前記管部材の他端が、前記ドアの下端部と当該ドアの下端部に対向する前記車両ボディの一部との間の間隙に向けて開口していることを特徴とする移動体用スピーカシステム。
2. 前記管部材の他端は、前記間隙を形成する前記車両ボディの一部を向いて開口していることを特徴とする請求項１に記載の移動体用スピーカシステム。
3. 前記ドアの上下方向における前記間隙の長さは、前記空間の内側に向かって大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の移動体用スピーカシステム。
4. 前記スピーカユニットは、前記前面側から前記空間に向けて音を放射するように当該ドアに設けられているとともに、前記移動体に搭載された座席の座面よりも上方に設けられ、
   前記管部材は、前記ドアの内部にあることを特徴とする請求項１に記載の移動体用スピーカシステム。
5. 請求項１乃至請求項４のうち何れか一項に記載の移動体用スピーカシステムを備えることを特徴とする移動体。

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