JP7346935B2 - 車載用スピーカ、スピーカシステム、および車両 - Google Patents

車載用スピーカ、スピーカシステム、および車両 Download PDF

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Description

本発明は、車載用スピーカ、スピーカシステム、および車両に関する。
自動車等の車両に取り付けられる車載用スピーカが知られている。特許文献1には、車室内の補強フレームにネジにより固定されたスピーカが記載される。
特開2013-95312号公報
特許文献1に記載のスピーカは、車両への固定がネジによる。しかし、ネジによるスピーカの車両への取り付けは、長時間を要し、容易であるとはいえない。
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、車両のパネルに容易に取り付けることができるスピーカを提供することを解決課題の一つとする。
本発明に係わる車載用スピーカの一態様は、放音する放音面を有する振動板と、前記振動板を振動可能に支持するフレームと、前記フレームに取り付けられ、前記振動板を振動させる駆動部と、を備え、車両のパネルの孔に取り付けられる車載用スピーカであって、
前記駆動部の背面から後方に突出する第1部分と、可撓性を持って前記第1部分から突出する第2部分とを有する取付部材を備え、前記第1部分は、前記孔に嵌め合され、前記第1部分が嵌め合された状態で、前記第2部分と前記背面とは前記パネルを挟み、前記駆動部は、電磁回路およびボイスコイルを含み、前記第1部分の中心軸と前記車載用スピーカの中心軸とが重なり、前記第1部分は、前記駆動部の背面の幅より小さい。
好適な実施形態におけるスピーカ5を備えたスピーカシステム100を示す分解斜視図である。 スピーカシステム100の縦断面図である。 スピーカ5が有する取付部材6の斜視図である。 スピーカ5が有する取付部材6の平面図である。 取付部材6の開口部13aへの取り付けを説明するための図である。 取付部材6の開口部13aへの取り付けを説明するための図である。 取付部材6の開口部13aへの取り付けを説明するための図である。 変形例における取付部材6Aを示す斜視図である。 第1参考例の取付部材6Bを示す斜視図である。 第3パネル13Bに形成された開口部13aBの平面図である。 取付部材6Bの開口部13aBへの取り付けを説明するための図である。 第2参考例の取付部材6Cを示す斜視図である。 取付部材6Cの開口部13aへの取り付けを説明するための図である。 取付部材6Cの開口部13aへの取り付けを説明するための図である。
1.実施形態
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。なお、図面において各部の寸法および縮尺は、実際のものと適宜異なる部分もある。また、以下に記載する本実施形態は、本発明の好適な具体例である。このため、本実施形態には、技術的に好ましい種々の限定が付されている。しかし、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
図1は、好適な実施形態におけるスピーカ5を備えたスピーカシステム100を示す分解斜視図である。図2は、スピーカシステム100の縦断面図である。以下では、説明の便宜上、x軸、y軸およびz軸が図示される。x軸、y軸およびz軸は互いに直交する。
図1に示すように、スピーカシステム100は、スピーカ5と、車両ドア1と、を備える。車両ドア1は、エンクロージャーとして機能する。スピーカ5は、車両に取り付けられる「車載用スピーカ」の一例である。「車両」は、スピーカシステム100を備える。車両の具体的な例示は、自動車である。
車両ドア1は、アウターパネルと称される第1パネル11と、ドアトリムと称される第2パネル12と、インナーパネルと称される第3パネル13と、を備える。第1パネル11は、車両の外側に位置する外板である。第2パネル12は、車両ドア1において車室側に内装材として設けられる。第3パネル13は、第1パネル11と第2パネル12との間に設けられる。第3パネル13は、「車両のパネル」の例示である。第3パネル13には、スピーカ5が取り付けられる。第1パネル11および第3パネル13の上部には、窓ガラス15を上下動可能に収容する枠体16が設けられる。
第1パネル11および第3パネル13の各々は、例えば鋼板で構成される。第1パネル11および第3パネル13の各々は、例えばアルミニウム合金、樹脂または炭素材等を用いて形成されてもよい。第2パネル12は、例えば樹脂を用いて構成される。
第1パネル11と第3パネル13とは、例えば溶接等により接合される。第1パネル11と第3パネル13との間には、図2に示すように空間S1が形成される。空間S1内には、例えば、図1に示す窓ガラス15を上下方向に昇降させる昇降機構、およびドアロック機構等が配置される。図2に示すように、空間S1内には、スピーカ5で発生する音を吸収して定在波を抑制する吸音部材19が設けられる。吸音部材19は、第1パネル11に取り付けられる。
第3パネル13には、図1に示すように開口部13aおよび複数の開口部13bが設けられる。開口部13aは、「車両のパネルの孔」の例示である。開口部13aは、スピーカ5を第3パネル13に固定するために用いられる。開口部13bは、例えば、前述の昇降機構およびドアロック機構等を空間S1に配置する作業において用いられる。
図1および図2に示すように、第2パネル12は、第3パネル13に対し、複数の連結機構14により固定される。連結機構14は、例えば第3パネル13に設けられる棒状部材141と、第2パネル12に設けられる筒状部材142とを有する。図2に示すように筒状部材142に棒状部材141が挿入されることで、第2パネル12が第3パネル13に対して固定される。棒状部材141が弾性部材で形成されることで、第3パネル13および第2パネル12の振動を抑制することができるので、スピーカ5から発生する音の品質を高めることができる。なお、連結機構14は、第2パネル12を第3パネル13に対して固定することができればいかなる構成でもよい。
図1に示すように、第2パネル12には複数の開口部12aが設けられる。複数の開口部12aの各々は、スピーカ5で発生する音を車室内に放音するための孔である。
図2に示すように、第2パネル12と第3パネル13との間には、空間S2が形成される。第2パネル12と第3パネル13との間には、第2パネル12の外周に沿ってゴム等で構成されるパッキン17が配置される。パッキン17が第2パネル12と第3パネル13との間に配置されることにより空間S2の気密性が保持される。また、空間S1と空間S2とは、開口部13bを通して連通する。なお、複数の開口部13bのうちの一部は、図示しない各種の部品によって塞がれてもよい。
空間S2には、スピーカ5が配置される。スピーカ5は、振動板51とフレーム52と駆動部53とを有する。振動板51は、車室に向けて放音する放音面51aを有する。図示の例では振動板51の形状は円錐台状であるが、振動板51の形状はこれに限定されず例えばドーム状等であってもよい。振動板51はフレーム52の内部に配置される。振動板51の外周部分はフレーム52に接続される。フレーム52は、振動板51を振動可能に支持する。フレーム52における放音面51aと反対の面には、駆動部53が設けられる。駆動部53は、例えば、磁石およびヨークを含む電磁回路と、振動板51に接続されるボイスコイルとを含む。駆動部53は、例えば、永久磁石で発生する磁束をヨークによりボイスコイルに導き、ボイスコイルに流れる電流により振動板51を振動させる。駆動部53は、図示しない回路基板から出力された音声信号に応じて振動板51を振動させる。なお、駆動部53の構成は、振動板51を振動させることができれば如何なる構成でもよい。
スピーカ5の前面、すなわち放音面51a側の面には、リング状の弾性体18が取り付けられる。弾性体18は、スピーカ5と第2パネル12との間に位置し、これに接触する。弾性体18には、伸縮可能なゴム等の弾性材や、伸縮可能な合成樹脂製発泡材等を用いることができる。弾性体18は、例えば、スピーカ5の放音面51aの周辺部分に接着剤により取り付けられている。第2パネル12が第3パネル13に固定された状態において、弾性体18はスピーカ5と第2パネル12とに挟まれる。挟まれることにより、スピーカ5と第2パネル12との間の隙間が塞がれる。また、前述の第2パネル12に設けられた図1に示す放音用の開口部12aは、スピーカ5の中心軸A1に沿った方向から見た平面視において、弾性体18で囲まれた領域に位置する。
スピーカ5は、取付部材6をさらに有する。取付部材6は、スピーカ5を第3パネル13に取り付けるための部材である。取付部材6は、駆動部53の背面531に接続される。背面531は、駆動部53における放音面51aとは反対に位置する面である。駆動部53が例えばヨークを有し、当該ヨークがバックプレートとして機能する場合、当該ヨークにおける放音面51aと反対に位置する外表面が背面531に相当する。
取付部材6は、第1部分61と、複数の第2部分62とを有する。第1部分61は、筒状の部材である。第1部分61は、駆動部53の背面531から後方に突出する。すなわち、第1部分61は、背面531から、放音面51aとは反対に向かう方向に突出する。第1部分61の突出する方向は中心軸A1と平行な方向である。
図3は、スピーカ5が有する取付部材6の斜視図である。図4は、スピーカ5が有する取付部材6の平面図である。図3および図4に示すように、第1部分61は、貫通孔61aを有する円筒の部材である。貫通孔61aには、駆動部53に電気的に接続された各種配線等が引き回される。図4に示すように、第1部分61は、スピーカ5の中心軸A1に沿った方向から見た平面視において駆動部53と重なる。本実施形態では、第1部分61の中心軸A1はスピーカ5の重心A0とほぼ一致する。
第1部分61の幅D10は一定である。幅D10は、第1部分61の突出方向と直交するx-y面における最大長さである。本実施形態では、幅D10は、第1部分61の外径である。幅D10は、駆動部53の背面531の幅D5よりも小さい。背面531の幅D5は、背面531における最大長さである。図示の例では背面531の形状は円形であるので、幅D5は背面531の外径である。
図3に示すように、第1部分61の側面611には複数の貫通孔61bが設けられる。複数の貫通孔61bの各々に対応して第2部分62が設けられる。第2部分62は、第1部分61の側面611から外側に向かって突出し、第1部分61と一体で形成される。第2部分62は、例えば、可撓性を持つ板バネである。第2部分62の一端621は、第1部分61に接続される固定端である。第2部分62の他端622は、第1部分61に接続されない自由端である。他端622は一端621よりも駆動部53に近い。また、第2部分62は、一端621から他端622に向かうにつれて中心軸A1から離れる方向に広がる。
第2部分62は、側面611から中心軸A1に向かう方向に変形可能である。前述の第1部分61に形成された貫通孔61bは、対応する第2部分62の変形を許容する空間である。また、第2部分62は、他端622から一端621に向かう方向に沿って変形可能である。
図4に示すように、複数の第2部分62は、中心軸A1に沿った方向からみた平面視で第1部分61の両側に配置される。第2部分62が平面視で第1部分61の両側に位置することで、複数の第2部分62が第1部分61の一カ所に片寄って配置される場合に比べ、第3パネル13にスピーカ5を安定して固定することができる。
取付部材6の幅D1は、第1部分61の幅D10よりも大きい。幅D1は、第1部分61の突出方向と直交するx-y面における最大長さである。また、幅D1は、第1部分61の両側に配置される第2部分62同士の間の距離でもある。本実施形態では、取付部材6の幅D1は、駆動部53の背面531の幅D5と略等しい。
取付部材6は、樹脂材料で構成されることが好ましい。樹脂材料で構成されることで、所望の形状の取付部材6を形成し易い。特に、可撓性を持った第2部分62を所望の形状に形成し易い。
図5、図6および図7の各々は、スピーカ5の取り付けを説明するための図である。取付部材6が開口部13aに挿入されて取り付けられることにより、スピーカ5は第3パネル13に取り付けられる。
図5に示すように、取付部材6が開口部13aに取り付けられていない状態において、取付部材6の幅D1は、開口部13aの幅D0以上である。また、第1部分61の幅D10は、開口部13aの幅D0と略等しい。また、第1部分61の平面視での形状は、開口部13aの形状に対応する。本実施形態では、第1部分61の平面視での形状、および開口部13aの形状の各々は、円形である。ただし、これらの形状は、円形に限定されず、四角形等の多角形、または星の形状等の異形であってもよい。円形よりも多角形の方が取付部材6を開口部13aに安定して取り付けることができる。
第2部分62と背面531との間には、空隙D7が設けられる。第2部分62と背面531とは接触していない。取付部材6が開口部13aに取り付けられていない状態では、空隙D7の長さは、第3パネル13の厚さ以下である。
図6に示すように取付部材6が開口部13aに挿入される際、第1部分61は開口部13aに挿入される。この際、第2部分62は圧入される。第2部分62は、開口部13aを通過する際に開口部13aに押し込まれて弾性変形する。よって、図6に示すように第2部分62が開口部13aを通過している状態における幅D1は、図5に示すように第2部分62が開口部13aを通過する前の状態における幅D1よりも小さくなる。
図7に示すように、第2部分62が開口部13aを通過した後、第1部分61は開口部13aに嵌め合される。第2部分62は、開口部13aを通過した後に元の状態に戻る。第2部分62が元の状態に戻ることにより、第2部分62と背面531との間の空隙D7に第3パネル13が位置する。前述のように、第2部分62はz軸に沿った変形が可能であり、空隙D7の長さは第3パネル13の厚さ以下である。そのため、図6に示すように取付部材6が開口部13aに取り付けられている状態では、第3パネル13は第2部分62と背面531とに挟まれる。
このように、第1部分61が開口部13aに嵌め合され、当該嵌め合された状態で第3パネル13が第2部分62と背面531とに挟まれることで、スピーカ5は第3パネル13に固定される。かかる取付部材6を備えることで、スピーカ5は、第3パネル13に固定するためのねじ等の固定具を要することなく、第3パネル13に容易にかつ安定して固定される。
また、前述のように、第2部分62は、開口部13aに圧入されることで弾性変形し、開口部13aを通過した後に元の形状に戻る。そのため、取付部材6が開口部13aに押し込まれるようにスピーカ5を開口部52aに向かって押圧することで、固定具を要することなくスピーカ5を第3パネル13に容易に取り付けることができる。
図7に示すように第1部分61が開口部13aに嵌め合された状態において、第2部分62は、第1部分61の突出する方向における第3パネル13に対する取付部材6の移動を規制する。すなわち、取付部材6は、第3パネル13にスピーカ5を固定するロック機構として機能する。そのため、第3パネル13にスピーカ5を安定して固定することができる。
さらに、図3に示すように、第2部分62は一端621から他端622に向かうについて中心軸A1から離れる方向に広がる。そのため、取付部材6を開口部13aに挿入し易く、かつ取付部材6を開口部13aから抜き難くすることができる。そのため、第3パネル13にスピーカ5を安定して固定することができる。
また、前述のように、取付部材6は駆動部53に取り付けられている。駆動部53はスピーカ5のうち最も重い部分であるため、駆動部53に取付部材6が取り付けられていることで、第3パネル13にスピーカ5を安定して固定することができる。そのため、スピーカ5の振動を抑制することができるので、スピーカ5から発生する音の音質を向上することができる。さらに、第1部分61が嵌め合された状態において、第1部分61は、図4に示すように中心軸A1に沿った方向から見て駆動部53と重なる。そのため、第3パネル13にスピーカ5をより安定して固定することができる。特に、第1部分61は、中心軸A1に沿った方向から見た平面視でスピーカ5の重心A0と重なる。さらには、第1部分61の中心軸A1は、平面視でスピーカ5の重心A0と重なる。それゆえ、スピーカ5の振動をより効果的に抑制することができるので、第1部分61とスピーカ5の重心A0とが重なっていない場合に比べ、スピーカ5から発生する音の音質を向上できる。
なお、中心軸A1は、平面視で重心A0と重なっていなくてもよい。また、第1部分61の一部は、平面視で駆動部53と重なっていなくてもよい。
図6に示すように、第1部分61が開口部13aに嵌め合される。すなわち、第1部分61と開口部13aとの間に隙間が生じないようスピーカ5は第3パネル13に取り付けられている。そのため、第1部分61と開口部13aとの間に隙間が生じている場合に比べ、スピーカ5の振動を抑制することができる。それゆえ、スピーカ5から発生する音の音質を向上することができる。
スピーカ5は第3パネル13に容易に取り付けることができるので、スピーカシステム100の組み立てを容易に行うことができる。また、スピーカ5が取付部材6を備えるため、スピーカ5が振動板51とフレーム52と駆動部53とを収容する筐体を備えずとも、スピーカ5を第3パネル13に固定できる。そのため、第1パネル11と第3パネル13との間の距離を短くすることができるので、車両ドア1の厚みを薄くすることができる。
2.変形例
以上の実施形態は多様に変形され得る。以下の例示から任意に選択された2以上の態様は相矛盾しない限り適宜に併合され得る。
(1)図8は、変形例における取付部材6Aを示す斜視図である。図8に示すように、取付部材6Aが有する第2部分62Aは、第1部分61の周方向全域にわたって設けられる。周方向の全域にわたって設けられることで、取付部材6Aは前述の取付部材6に比べ、開口部13aから抜き難くなる。そのため、第3パネル13にスピーカ5をより安定して固定することができる。
(2)第2部分62の数および配置は、任意である。第2部分62の数は、3個でも5個以上でもよい。また、複数の第2部分62を有する場合、複数の第2部分62の各々は、互いに同じ構成であってもよいし、異なる構成であってもよい。
3.第1参考例
図9は、第1参考例における取付部材6Bの構成である。取付部材6Bが有する第1部分61Bは、前述の貫通孔61bを有さない。また、取付部材6Bが有する第2部分62Bは、可撓性を有さず、第1部分61Bから外に向かって突出する。
図10は、第3パネル13Bに形成された開口部13aBの平面図である。図11は、取付部材6Bの開口部13aBへの取り付けを説明するための図である。図11に示す第3パネル13Bは、図10のA-A線断面図に相当する。図10および図11に示す開口部13aBは、第1孔131aと、第2孔132aとを有する。第2孔132aは、第1孔131aよりも+z軸側に位置する。第2孔132aの幅は、第1孔131aの幅よりも大きい。また、図10に示すように、第1孔131aには、2つの溝130aが形成される。2つの溝130a同士の間の距離は、第2孔132aの幅と略等しい。
図11に示す取付部材6Bの第2部分62Bは、まず溝130aに挿入される。第2部分62Bが第2孔132aまで到達した後、取付部材6BをZ軸周りに回転される。すると、第2部分62Bは、第1孔131aと第2孔132aとの間の段差に嵌め合される。かかる取付部材6Bによっても、スピーカ5Bを第3パネル13Bに取り付けることができる。ただし、前述の実施形態および参考例に比べ、開口部13aの形状が限定される。
4.第2参考例
図12は、第2参考例における取付部材6Cの構成である。取付部材6Cの全体は、弾性を有し、中心軸A1に近づく方向に変形可能である。取付部材6cの先端部分は、+z軸側の端面に向かうにつれて中心軸A1に近づくように傾斜する。取付部材6Cの基端部分の外径は一定である。
図13および図14の各々は、取付部材6Cの開口部13aへの取り付けを説明するための図である。図13に示すように、取付部材6Cが開口部13aに取り付けられていない状態において、取付部材6Cの基端部分の幅D8は、開口部13aの幅D0よりも大きい。また、先端部分の幅D9は、開口部13aの幅D0以下である。幅D9が開口部13aの幅D0以下であることで、開口部13aへの挿入の開始をスムーズに行うことができる。そして、図14に示すように、取付部材6Cは開口部13aに押し込まれて、第1部分61Cの途中で取付部材6Cの弾性力に抗して取付部材6Cは開口部13aに取り付けられる。かかる取付部材6Cによっても、スピーカ5Cを第3パネル13に取り付けることができる。ただし、前述の実施形態および参考例に比べ、スピーカ5Cが第3パネル13に対して斜めに取り付けられ易い。
<実施形態および各変形例の少なくとも1つから把握される態様>
上述した実施形態および各変形例の少なくとも1つから以下の態様が把握される。
車載用スピーカの一態様は、放音する放音面を有する振動板と、前記振動板を振動可能に支持するフレームと、前記フレームに取り付けられ、前記振動板を振動させる駆動部と、を備え、車両のパネルの孔に取り付けられる車載用スピーカであって、前記駆動部の背面から後方に突出する第1部分と、可撓性を持って前記第1部分から突出する第2部分とを有する取付部材を備え、前記第1部分は、前記孔に嵌め合され、前記第1部分が嵌め合された状態で、前記第2部分と前記背面とは前記パネルを挟む。この態様によれば、スピーカをパネルに固定するためのねじ等の固定具を要することなく、取付部材を孔に挿入することでパネルにスピーカを容易に取り付けることができる。
上述した車載用スピーカの一態様として、前記第2部分は、前記孔に圧入されることが好ましい。この態様によれば、第2部分は、孔に圧入される際に弾性変形し、押し込まれて孔を通過した後に第2部分は元の形状に戻ることにより第2部分でスピーカを固定することができる。このように、固定具を要することなく、スピーカをパネルに容易に取り付けることができる。
上述した車載用スピーカの一態様として、前記第1部分が前記孔に嵌め合された状態において、前記第2部分は、前記第1部分の突出する方向における前記パネルに対する前記取付部材の移動を規制することが好ましい。この態様によれば、取付部材はパネルにスピーカを固定するロック機構として好適に機能する。
上述した車載用スピーカの一態様として、前記第1部分の突出する方向から見て、前記第1部分は前記駆動部と重なることが好ましい。この態様によれば、取付部材が、スピーカの重心が位置する駆動部と重なることで、パネルにスピーカを安定して固定することができる。そのため、スピーカの振動を抑制することができるので、スピーカから発生する音の音質を向上できる。
上述した車載用スピーカの一態様として、前記取付部材は、樹脂材料で構成されることが好ましい。この態様によれば、所望の形状の取付部材を形成し易い。特に、可撓性を持った第2部分を形成し易い。
上述したスピーカシステムの一態様として、上述した車載用スピーカのいずれかを備えることが好ましい。この態様によれば、パネルにスピーカを容易に取り付けることができるので、組み立てが容易なスピーカシステムを提供することができる。
1…車両ドア、5…スピーカ、5a…放音面、6…取付部材、11…第1パネル、12…第2パネル、12a…開口部、13…第3パネル、13B…第3パネル、13a…開口部、13b…開口部、14…連結機構、15…窓ガラス、16…枠体、17…パッキン、51…振動板、51a…放音面、52…フレーム、52a…開口部、53…駆動部、61…第1部分、61a…貫通孔、61b…貫通孔、62…第2部分、100…スピーカシステム、531…背面、A0…重心、A1…中心軸、S1…空間、S2…空間。

Claims (7)

  1. 放音する放音面を有する振動板と、
    前記振動板を振動可能に支持するフレームと、
    前記フレームに取り付けられ、前記振動板を振動させる駆動部と、を備え、
    車両のパネルの孔に取り付けられる車載用スピーカであって、
    前記駆動部の背面から後方に突出する第1部分と、可撓性を持って前記第1部分から突出する第2部分とを有する取付部材を備え、
    前記第1部分は、前記孔に嵌め合され、
    前記第1部分が嵌め合された状態で、前記第2部分と前記背面とは前記パネルを挟み、
    前記駆動部は、電磁回路およびボイスコイルを含み、
    前記第1部分の中心軸と前記車載用スピーカの中心軸とが重なり、
    前記第1部分は、前記駆動部の背面の幅より小さい、
    ことを特徴とする車載用スピーカ。
  2. 前記第2部分は、前記孔に圧入される請求項1に記載の車載用スピーカ。
  3. 前記第1部分が前記孔に嵌め合された状態において、前記第2部分は、前記第1部分の突出する方向における前記パネルに対する前記取付部材の移動を規制する請求項1または2に記載の車載用スピーカ。
  4. 前記第1部分の突出する方向から見て、前記第1部分は前記駆動部と重なる請求項1から3までのいずれか1項に記載の車載用スピーカ。
  5. 前記取付部材は、樹脂材料で構成される請求項1から4までのいずれか1項に記載の車載用スピーカ。
  6. 請求項1から5までのいずれか1項に記載の車載用スピーカと、
    当該車載用スピーカが取り付けられる車両ドアと、を備えることを特徴とするスピーカシステム。
  7. 請求項6に記載のスピーカシステムを備えることを特徴とする車両。
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