JP7118896B2 - 車両用スピーカの配置 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１６年５月１０日に出願された米国仮出願第６２／３３４，１５４号の利益を主張するものであり、その開示内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

本開示は、概して、少なくとも１つの低音域、低周波スピーカを有するラウドスピーカシステムに関する。より詳細には、本開示は、低音域スピーカを有する車両に関する。

低音域、低周波音を生成するためのラウドスピーカが、車両用オーディオシステムに利用されている。その一例は、Ｈａｒｍａｎ Ｂｅｃｋｅｒ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ ＧｍｂＨによる欧州特許第ＥＰ１４０７９３４号である。

少なくとも１つの実施形態によれば、車両キャビティに取り付けられた低音域スピーカを有する車両用オーディオシステムが提供される。スピーカは、車両の乗員室内に音響出力を生成するための前側を有する。車両キャビティは、スピーカの裏側を取り囲む。第１の端部を有するダクトは、車両キャビティと流体連通し、第２の端部は、車両外部の大気と流体連通している。

さらなる実施形態によれば、車両キャビティは車両ドア内に形成される。

別の実施形態によれば、ダクトは、車両ドアの前側から車両ドアと車両の車体構造との間のヒンジ領域を横切って延在する。

さらに別の実施形態によれば、ダクトの第２の端部は、車両のホイールウェルに形成された開口に隣接して配置される。

別の実施形態によれば、ダクトの第２の端部は、車両のエンジンコンパートメント内に配置される。

さらなる実施形態によれば、ダクトの第２の端部は、車両のＢピラーと流体連通している。Ｂピラーは、車両外部の大気と流体連通する開口を有する。

別の実施形態によれば、ダクトの少なくとも一部は、ヒンジ領域に沿ってグロメットに収容され、グロメットはまた電気配線を収容する。

さらに別の実施形態によれば、ダクトは、スピーカのコーンの面積の少なくとも２５％の断面積を有する。

別の実施形態によれば、スピーカは、第１の端部と第２の端部との間で流体密封される。

さらなる実施形態によれば、ダクトの少なくとも一部は可撓性である。

少なくとも１つの実施形態によれば、車両に取り付けられたスピーカハウジングを有する車両用オーディオシステムが提供される。スピーカの前側から乗員室内への低周波音響出力を生成するために、低音域スピーカがハウジング内に取り付けられている。ハウジングはスピーカの裏側を取り囲んでいる。近位端を有するダクトがハウジングに流体密封されている。ダクトは、車両外部の大気と流体連通する遠位端まで延在する。

別の実施形態によれば、スピーカハウジングは、密閉された共鳴容積ではなく、ダクトは車両外部の大気に無限のバッフルを設ける。

さらに別の実施形態によれば、スピーカは車両のドアに取り付けられる。ダクトは、ドアの前側から車両ドアと前方車体構造との間のヒンジ領域を横切って延在している。遠位端は、大気に開口した車両の前方車体構造の開口に流体接続される。

別の実施形態によれば、ダクトの近位端及び遠位端の少なくとも１つは、音響抵抗材料で覆われており、車両の乗員室内における大気からの騒音を最小化する。

さらなる実施形態によれば、ダクトは、スピーカのコーンの面積の少なくとも２５パーセントの断面積を有する。

別の実施形態によれば、ダクトは、ダクトの第１の端部と第２の端部との間で流体密封される。

少なくとも１つの実施形態によれば、車両のキャビティ内にスピーカを取り付けることを含む方法が提供される。キャビティと流体連通する第１の端部と、車両外部の大気と流体連通する第２の端部とを有するダクトが提供される。

別の実施形態によれば、ダクトは、車両ドアと車体構造との間のヒンジ領域を横切って延在するように引き回される。

さらなる実施形態によれば、ダクトの少なくとも一部は、ヒンジ領域に沿ってグロメットを通って引き回される。電気配線は、ダクトの一部に隣接するグロメットを通って引き回される。

さらに別の実施形態によれば、ダクトは、スピーカのコーンの面積の少なくとも２５％の断面積を有する。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
車両キャビティに取り付けられた低音域スピーカであって、車両の乗員室内で音響出力を生成する前側を有し、前記車両キャビティが前記低音域スピーカの裏側を取り囲む前記低音域スピーカと、
第１の端部と第２の端部を有するダクトであって、前記第１の端部が前記車両キャビティと接続しており、前記第２の端部が前記車両の外部の大気と流体連通している前記ダクトと、
を含む車両用オーディオシステム。
（項目２）
前記車両キャビティが車両ドアに形成されている、項目１に記載のオーディオシステム。
（項目３）
前記ダクトが前記車両ドアの前側から前記車両ドアと前記車両の車体構造との間のヒンジ領域を横切って延在している、項目２に記載のオーディオシステム。
（項目４）
前記ダクトの前記第２の端部が前記車両のホイールウェル内に形成された開口に隣接して配置されている、項目１に記載のオーディオシステム。
（項目５）
前記ダクトの前記第２の端部が前記車両のエンジンコンパートメント内に配置されている、項目１に記載のオーディオシステム。
（項目６）
前記ダクトの第２の端部が前記車両のＢピラーと流体連通しており、前記Ｂピラーが前記車両の外部の大気と流体連通している開口を有する、項目１に記載のオーディオシステム。
（項目７）
前記ダクトの少なくとも一部が前記ヒンジ領域に沿ってグロメット内に収容されており、前記グロメットが電気配線を収容する、項目３に記載のオーディオシステム。
（項目８）
前記ダクトが前記スピーカのコーンの面積の少なくとも２５％の断面積を有する、項目１に記載のオーディオシステム。
（項目９）
前記低音域スピーカが前記第１の端部と前記第２の端部との間で流体密封されている、項目１に記載のオーディオシステム。
（項目１０）
前記ダクトの少なくとも一部が可撓性である、項目１に記載のオーディオシステム。
（項目１１）
前記車両内に取り付けられたスピーカハウジングと、
低音域スピーカの前側から前記車両の乗員室への低周波音響出力を生成するための前記スピーカハウジング内に取り付けられた前記低音域スピーカであって、前記スピーカハウジングが裏側を取り囲む前記低音域スピーカと、
遠位端へと延在する近位端を有するダクトであって、前記近位端が前記スピーカハウジング内で流体密封されており、前記遠位端が前記車両の外部の大気と流体連通している前記ダクトと、
を含む車両用オーディオシステム。
（項目１２）
前記スピーカハウジングが密閉された共鳴容積ではない、項目１１に記載のオーディオシステム。
（項目１３）
前記低音域スピーカが前記車両のドア内に取り付けられており、前記ダクトが、前記ドアの前側から前記車両ドアと前方車体構造との間のヒンジ領域を横切って延在しており、前記遠位端が大気に開放された前記車両の前記前方車体構造と流体連通している、項目１１に記載のオーディオシステム。
（項目１４）
前記ダクトの前記近位端及び前記遠位端のうち少なくとも１つが、前記車両の前記乗員室内の大気からの騒音を最小化するために音響抵抗材料で覆われている、項目１３に記載のオーディオシステム。
（項目１５）
前記ダクトが前記スピーカのコーンの面積の少なくとも２５％の断面積を有する、項目１１に記載のオーディオシステム。
（項目１６）
前記ダクトが前記近位端と前記遠位端との間で流体密封されている、項目１１に記載のオーディオシステム。
（項目１７）
車両内のキャビティ内にスピーカを取り付けることと、
前記キャビティと流体連通する第１の端部と、前記車両の外部の大気と流体連通する第２の端部とを有するダクトを設けることと、
を含む、車両内にオーディオシステムを配置するための方法。
（項目１８）
車両ドアと車体構造との間のヒンジ領域を横切って延在するように前記ダクトを引き回すことをさらに含む、項目１７に記載の方法。
（項目１９）
グロメットを通して前記ダクトの少なくとも一部を前記ヒンジ領域に沿って引き回すことと、
電気配線を前記ダクトの前記一部に隣接する前記グロメットを通して引き回すことと、をさらに含む、項目１８に記載の方法。
（項目２０）
前記ダクトが前記スピーカのコーンの面積の少なくとも２５％の断面積を有する、項目１７に記載の方法。

本開示の一実施形態によるオーディオシステムの概略図を示す。 図１のオーディオシステムの一部を示し、スピーカを有するサイドドアの内部を示す。 図１のオーディオシステムの一部を示し、スピーカが取り外されたサイドドアの内部をより詳細に示す。 図１のオーディオシステムの一部を示し、サイドドアの内部及びスピーカをより詳細に示す。 図１のオーディオシステムの一部を示し、サイドドアの正面図を示す。 図１のオーディオシステムの一部を示し、スピーカハウジング及び通気チューブがサイドドアから分離されているサイドドアの内部を示す。

必要に応じて、本発明の詳細な実施形態を本明細書に開示するが、開示された実施形態は、様々な代替的な形態で実施され得る本発明の単なる例示であることが理解されるべきである。図は必ずしも縮尺通りではなく、いくつかの機能は、特定の構成要素の詳細を示すために誇張され、最小化され得る。従って、本明細書で開示される特定の構造的及び機能的詳細は、限定するものとして解釈されるべきではなく、単に本発明を多様に使用するために当業者に教示するための代表的な原則として解釈されるべきである。

図１は、前方側面１６に沿ってヒンジによって車両１０のＡピラー１４に接続された前部ドア１２を有する車両１０を示す。さらに、ドア１２は、ルーフ支持部１８、Ｂピラー２０及び下枠２２によって囲まれている。ドア１２が閉じると、ドアの上側２４がルーフ支持部１８を密閉し、ドアの後側２８がＢピラー２０を密閉及びラッチ掛けし、下側３０が下枠２２を密閉する。前部ドア１２のキャビティには、ラウドスピーカ３４が設置されている。

車両１０はまた、車両のＢピラー２０に接続された後部ドア４２を有することができる。後部ドア４２は、Ｂピラー２０に沿ってヒンジで連結されてもよく、もしくはＢピラー２０に沿ってラッチ掛けされ長手方向に摺動してもよく、または別の方向に開いてもよい。さらに、後部ドア４２は、ルーフ支持部１８、Ｃピラー４４及び下枠２２によって囲まれている。ドア１２が閉じられると、上側４６がルーフ支持部１８を密閉し、後側４８がＣピラー４４と密閉し、及び／またはラッチ掛けされ、底側５０が下枠２２を密閉する。ラウドスピーカ３４は、後部ドア４２のキャビティ内に同様に設置され得る。

車両は、ドア１２、４２に設置された低音対応スピーカ３４を有するオーディオシステムを含む。スピーカ３４は、窓３６の下方のキャビティ５４内に設置される。低音対応スピーカ３４は、低音域外の周波を発することに加えて、低音域の一部で少なくとも音を発するように設計されている。ウィンドウリフティング機構、配線、サイドエアバッグ、ロック装置及び他の車両構成要素などの構成要素がこの領域に配置されているので、窓の下にあるドアによって囲まれたキャビティ内に十分な大きさの共鳴容積を有することは困難である。従って、適切な共鳴容積のキャビティがないドアに設けられたスピーカは、不十分な低周波出力、過度の機械的振動及び／またはバズ音、スクイーク音、及びラトル音などの他の望ましくない現象を生成する可能性がある。これは、大きな共鳴容積を必要とする低音対応のスピーカなど、低周波音を供給するラウドスピーカにとっては特定の問題となり得る。

低音対応スピーカには、サブウーファ、従来式ウーファ、または低音域で動作する他の低音スピーカを含んでもよい。一般に、低音域は、約２０ヘルツ（Ｈｚ）～４００Ｈｚであり得る低周波領域である。低音域では、サブウーファは、一般に２０Ｈｚ～２００Ｈｚの音を発し、従来のウーファは一般に４０Ｈｚ～４００Ｈｚの音を発する。

ドアに取り付けられたスピーカ３４の低域音は、通路を設けることによって改善され、スピーカの裏側が乗員室３８の外部及び／または車両外部の大気と流体連通する。スピーカの前側は、スピーカの放音側を指し、一般に車両の乗員室３８と流体連通している。

図１に概して示されるように、スピーカ３４は、ダクト６０を介して大気と流体連通している。フロントスピーカ３４は、ダクト６０及びホイールウェル６２の開口を介して大気と流体連通している。ダクト６０はまた、エンジンコンパートメントまたは他の適切な場所を介して大気と流体連通するように引き回されてもよい。別の実施形態では、スピーカの裏側は、追加のキャビティ、または乗員室３８の外側のキャビティと流体連通してもよいが、ダクト６０を介して車両内にある。

リアスピーカ３４は、ダクト６０及び車両の下面６４に沿ったＢピラー２０の開口を介して大気と流体連通している。ダクト６０はまた、後部ドアをスライドさせる用途のための下枠、または別の適切な場所を介して、大気と流体連通されるように引き回され得る。

スピーカの裏側が車両外部の大気と流体連通しているとき、スピーカは無限のバッフルを有すると考えられる。スピーカの裏側を開放した大気と流体連通させる１つの利点は、スピーカの裏側から発せられる音波が、スピーカの前側から発せられる音波と干渉しないので、スピーカ内の望ましくない共鳴が低減されることである。さらに、開放環境すなわち無限のバッフルの別の利点は、スピーカの裏側が外気に通じるため、振動板の歪みが低減されることである。結果として、車両外部の大気に開放されたスピーカは、車内に低周波域でより高い音圧レベル（ＳＰＬ）を生成する。

スピーカの裏側を開放した大気と流体連通させる別の利点は、ドア内の密閉式スピーカエンクロージャを排除できることである。密閉式スピーカエンクロージャを取り外すことで、コスト、複雑性及び重量の低減が可能となる。欧州特許ＥＰ１４０７９３４号にあるような、ドアキャビティ自体の容積が共鳴容積を提供する設計であっても、密閉された共鳴容積を証明するために必要とするドア処理を省略することができる。密閉されたキャビティを提供するドア構成要素を必要としないことによって、生産性が高まり、コスト及び構成要素の低減ももたらされる。

図２は、乗員室３８に面する前部サイドドア１２の内部７０を示す。サイドドア１２は、スピーカ取付キャビティ５４、すなわち取付位置を有する。スピーカハウジング７４及びスピーカ３４は、スピーカキャビティ５４に締結具７８でドアの内部７０に取り付けられている。図２はまた、車両ドア１２がヒンジの開位置にあるときのヒンジ領域８８を示す。

図３は、前部サイドドア１２の内部７０を、スピーカを取り外した状態でより詳細に示す。スピーカハウジング７４は、スピーカを収容するためのレセプタクル７６を有する。出口開口部８０は、ハウジングレセプタクル７６の表面に沿って画定される。出口開口部８０は、ドア１２の前側１６の近くに配置されてもよい。図３はさらに、車両ドア１２がヒンジの開位置にあるときのヒンジ領域８８をより詳細に示す。ダクト６０は、ドア３４がヒンジの開位置と閉位置との間を移動するときに、ヒンジの開口８８に沿った必要な動きを収容するように可撓性であってもよい。

図４はさらに、車両ドア１２がヒンジの開位置にあるときの、スピーカ３４及びヒンジ領域８８をより詳細に示す。ダクト６０は、第１の端部６６で開口部８０に結合され、ドア１２の前側１６に向けて引き回される。ダクト６０は、接着剤で開口部８０に封止されるか、または任意の適切な方法によって封止されてもよい。あるいは、ダクト６０は、ハウジング７４と共に単体品として形成されてもよい。ダクト６０は、スピーカの裏側からの音が乗員室に入ることを防止し、振動を引き起こすことがある、またはスピーカの性能及び／または出力を低下させることがある音漏れを伴わずに車両外部の大気とだけ流体連通するために、第１の端部６６と第２の端部６８（図１を参照）との間で流体密封される。

ダクト６０は、ドア１２の前側１６から車両１０の前部車体８２まで延在している。ダクト６０は、開口して大気と流体連通している前部車体８２の開口まで延在している。例えば、ダクト６０の第２の端部は、図１に示すように、ホイールウェル６２内の開口まで延在することができる。ホイールウェル６２の開口は車両の外側から容易に見ることができないように隠されることができる。同様に、ダクト６０は、車両の前部に沿ってエンジンコンパートメントの開口へと引き回されることができる。ダクト６０の第２の端部を視覚的に隠すことによって、車両の美観及び設計上の特徴は影響を受けない。

図４～６により良く示されるように、ダクト６０は、可撓性ゴムホースまたはグロメット材料で形成されてもよい。ダクト６０は、ドア１２の開閉時に、ドア１２の前側１６と車両の前部車体８２との間でヒンジ領域８８を横切って湾曲し、伸長することができる。車両は、電気窓及びロックなどのドア機能を制御するための電気配線を収めるドアと車体の間から延在するグロメットまたはホースを有してもよい。ダクト６０は、配線を含んでもよく、または別個のホースであってもよい。

図６は、車両ドアから取り外されたスピーカハウジング７４を示す。図６に示すように、スピーカハウジング７４は密閉された共鳴容積ではない。スピーカハウジング７４は、車両の内部７０からスピーカ３４を収容するためのレセプタクル７６を有する。スピーカハウジング７４はまた、外部開口を有してもよい。

スピーカを大気に効果的に通気するために、ダクト６０及び出口開口部８０の断面積９０（図３を参照）は、概して、スピーカコーン９２の面積の少なくとも２５％である（図２を参照）。断面積９０がコーンの面積９２の少なくとも概して２５％であるとき、音響共鳴は最小化される。

騒音、振動及びハーシュネス（ＮＶＨ）ハット及び／または音響抵抗材料が、スピーカ３４と外部環境との間の流体連通を可能にする一方で外気からの遮音をもたらすために出口開口部８０またはダクト６０の第２の端部に追加されてもよい。スピーカの裏側が車両外部の開放環境と流体連通していても、望ましくない共鳴が大幅に低減され、同時に外部騒音が最小限に抑えられ、音響抵抗材料を通じて車両に入ることが防止される。従って、低音域の多方向の放出だけでなく、機械的振動の減少により、低音域の音質が改善される。

車両１０はまた、各スピーカ３４と通信する制御ユニットを含むことができる。オーディオ制御ユニットは、その開示が参照により本明細書に組み込まれるＨａｒｍａｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ， Ｉｎｃ．の国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ１６／１５３９３号に開示されているように、ダクト６０を通じて車両外部に発せられる低音及び音分布を管理することができる。例えば、制御ユニットは、スピーカ３４の音圧レベルを調整することができ、および／または車速などの車両の動作に基づいて低音域の放出を再分配することができる。

以上、例示的な実施形態について説明したが、これらの実施形態は、本発明のすべての可能な形態を説明することを意図するものではない。むしろ、本明細書で使用される用語は、限定ではなく説明のための言葉であり、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく様々な変更が行われ得ることが理解されよう。さらに、様々な実施形態の機能を組み合わせることで、本発明のさらなる実施形態を形成することができる。

Claims (16)

1. 車両のためのオーディオシステムであって、
   車両キャビティに取り付けられた低音域スピーカであって、前記低音域スピーカが、前記車両の乗員室内で音響出力を生成する前側を有し、前記車両キャビティが、前記低音域スピーカの裏側を取り囲む、低音域スピーカと、
   第１の端部と第２の端部を有するダクトであって、前記第１の端部が、前記車両キャビティと接続しており、前記第２の端部が、前記車両の外部の大気と流体連通している、ダクトと、
   を含み、
   前記ダクトが、車両ドアの前側から前記車両ドアと前記車両の車体構造との間のヒンジ領域を横切って延在しており、
   前記ダクトの少なくとも一部が、前記ヒンジ領域に沿ってグロメット内に収容されており、前記グロメットが、電気配線を収容し、
   前記ダクトが、前記低音域スピーカのコーンの面積の少なくとも２５％の断面積を有する、オーディオシステム。
2. 前記車両キャビティが、車両ドアに形成されている、請求項１に記載のオーディオシステム。
3. 車両のためのオーディオシステムであって、
   車両キャビティに取り付けられた低音域スピーカであって、前記低音域スピーカが、前記車両の乗員室内で音響出力を生成する前側を有し、前記車両キャビティが、前記低音域スピーカの裏側を取り囲む、低音域スピーカと、
   第１の端部と第２の端部を有するダクトであって、前記第１の端部が、前記車両キャビティと接続しており、前記第２の端部が、前記車両の外部の大気と流体連通している、ダクトと、
   を含み、
   前記ダクトの前記第２の端部が、前記車両のホイールウェル内に形成された開口に隣接して配置されている、オーディオシステム。
4. 前記ダクトの前記第２の端部が、前記車両のエンジンコンパートメント内に配置されている、請求項１に記載のオーディオシステム。
5. 前記ダクトの前記第２の端部が、前記車両のＢピラーと流体連通しており、前記Ｂピラーが、前記車両の外部の大気と流体連通している開口を有する、請求項１に記載のオーディオシステム。
6. 前記ダクトが、前記第１の端部と前記第２の端部との間で流体密封されている、請求項１に記載のオーディオシステム。
7. 前記ダクトの少なくとも一部が、可撓性である、請求項１に記載のオーディオシステム。
8. 車両のためのオーディオシステムであって、
   前記車両内に取り付けられたスピーカハウジングと、
   低音域スピーカであって、前記低音域スピーカが、前記低音域スピーカの前側から前記車両の乗員室への低周波音響出力を生成するための前記スピーカハウジング内に取り付けられた低音域スピーカであり、前記スピーカハウジングが、前記低音域スピーカの裏側を取り囲む、低音域スピーカと、
   遠位端へと延在する近位端を有するダクトであって、前記近位端が、前記スピーカハウジング内で流体密封されており、前記遠位端が、前記車両の外部の大気と流体連通している、ダクトと、
   を含み、
   前記ダクトの前記近位端及び前記遠位端のうち少なくとも１つが、前記車両の前記乗員室内の大気からの騒音を最小化するために音響抵抗材料で覆われている、オーディオシステム。
9. 前記スピーカハウジングが、密閉された共鳴容積ではない、請求項８に記載のオーディオシステム。
10. 前記低音域スピーカが、前記車両のドア内に取り付けられており、前記ダクトが、前記ドアの前側から前記車両の前記ドアと前方車体構造との間のヒンジ領域を横切って延在しており、前記遠位端が、大気に開放された前記車両の前記前方車体構造と流体連通している、請求項８に記載のオーディオシステム。
11. 前記ダクトが、前記低音域スピーカのコーンの面積の少なくとも２５％の断面積を有する、請求項８に記載のオーディオシステム。
12. 前記ダクトが、前記近位端と前記遠位端との間で流体密封されている、請求項８に記載のオーディオシステム。
13. 車両内にオーディオシステムを配置するための方法であって、
    前記車両内のキャビティ内にスピーカを取り付けることと、
    前記キャビティと流体連通する第１の端部と、前記車両の外部の大気と流体連通する第２の端部とを有するダクトを設けることと、
    前記ダクトの前記第１の端部及び前記第２の端部のうち少なくとも１つを、前記車両の乗員室内の大気からの騒音を最小化するために音響抵抗材料で覆うことと、
    を含む、方法。
14. 車両ドアと車体構造との間のヒンジ領域を横切って延在するように前記ダクトを引き回すことをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
15. グロメットを通して前記ダクトの少なくとも一部を前記ヒンジ領域に沿って引き回すことと、
    電気配線を前記ダクトの前記一部に隣接する前記グロメットを通して引き回すことと、をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記ダクトが、前記スピーカのコーンの面積の少なくとも２５％の断面積を有する、請求項１３に記載の方法。

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