JP7508872B2 - スピーカシステムおよび車両ドア - Google Patents

Description

本開示は、スピーカシステムおよび車両ドアに関する。

外部に接するアウタパネルと、車室側に設けられるドアトリムと、アウタパネルとドアトリムとの間に設けられるインナパネルとにより構成される車両ドアが知られている。例えば特許文献１には、このような車両ドアのインナパネルにスピーカが取り付けられたスピーカシステムが開示されている。

特許４９８９７６３号公報

従来のスピーカシステムにおいては、ドアトリムの剛性を向上させるために、ドアトリムの剛性が低い部分にリブが設けられることが一般的である。しかし、従来のスピーカシステムでは、ドアトリムにリブが設けられることでドアトリムの剛性は向上するが、特定の共振周波数でドアトリムが振動し、副次的な鳴動が発生する場合がある。このため、スピーカから放音される音響の品質が低下するおそれがある。

本開示は、上記した事情に鑑みてなされたものであって、スピーカから放音される音響の品質が低下することが抑制されたスピーカシステムと当該スピーカシステムを備える車両ドアを提供することを解決課題の一つとする。

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係るスピーカシステムは、車両ドアにおいて外部と接する第１パネルと、開口部を有し、前記車両ドアにおいて車室側に設けられた第２パネルと、前記第１パネルと前記第２パネルとの間に設けられた第３パネルと、前記開口部から前記車室側に向けて放音するスピーカと、前記第２パネルにおいて、前記第３パネル側の表面に設けられたリブと、前記リブと前記第３パネルとに間に設けられ、振動を減衰させる減衰材とを具備する。

第１実施形態に係るスピーカシステムの断面図である。 上記スピーカシステムにおける音圧レベルと音響周波数の関係を示すグラフである。 第１実施形態に係る第２パネルの平面図である。 第２実施形態に係る第２パネルの平面図である。

Ａ：第１実施形態
本開示の好適な形態について図面を参照しながら以下に説明する。以降の説明では、相互に直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を想定する。Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、以降の説明で図示される全図において共通である。図１に例示されるとおり、任意の地点からみてＸ軸に沿う一方向をＸ１方向と表記し、Ｘ１方向と反対の方向をＸ２方向と表記する。Ｘ軸方向は、Ｘ１方向およびＸ２方向の両方向を含む方向である。同様に、任意の地点からＹ軸に沿って相互に反対の方向をＹ１方向およびＹ２方向と表記する。Ｙ軸方向は、Ｙ１方向およびＹ２方向の両方向を含む方向である。Ｚ軸方向は、Ｚ１方向およびＺ２方向の両方向を含む方向である。さらに、Ｘ軸とＹ軸とを含むＸ－Ｙ平面は水平面に相当する。Ｚ軸は鉛直方向に沿う軸線である。

図１は、第１実施形態に係るスピーカシステム１００の断面図であり、スピーカシステム１００の構成例を模式的に示す図である。スピーカシステム１００は、自動者などの車両ドアに取り付けられる。つまり、当該車両ドアは、スピーカシステム１００を有する。スピーカシステム１００は、図１に示すように、第１パネル１０と、第２パネル２０と、第３パネル３０と、スピーカ４０と、リブ６０と、減衰材７０とを有する。

第１パネル１０は、外部（車室外）に接するアウタパネルである。第１パネル１０を構成する材料は、例えばアルミニウム合金または炭素材などであるが、当該材料は特に限定されない。第１パネル１０のＸ１方向に位置する表面には、図１に示すように、吸音部材１８が設けられる。吸音部材１８は、スピーカ４０のＸ２方向の位置する背面に対向し、当該背面から放音される音を吸収する機能を有する。なお、吸音部材１８は、必要に応じて省略されてもよい。

第２パネル２０は、ドアトリムであり、スピーカシステム１００において車室側（車内側）に設けられた内装材である。第２パネル２０を構成する材料は、例えば合成樹脂であるが、当該材料は特に限定されない。

第３パネル３０は、図１に示すように、第１パネル１０と第２パネル２０との間に設けられたインナパネルである。第３パネル３０は、貫通孔３０ａを有する。貫通孔３０ａは、図１に示すように、スピーカ４０を収容する。第３パネル３０のＸ２方向に位置するＸ軸回りの外縁は、図１に示すように、第１パネル１０のＸ１方向に位置するＸ軸回りの外縁に結合する。これにより、空間１２が形成される。空間１２は、第１パネル１０と第３パネル３０とにより画定される空間である。第３パネル３０を構成する材料は、例えばアルミニウム合金または炭素材であるが、当該材料は特に限定されない。

第３パネル３０のＸ１方向に位置するＸ軸回りの外縁は、図１に示すように、パッキン５０を介して、第２パネル２０のＸ２方向に位置するＸ軸回りの外縁に固定される。第２パネル２０は、第３パネル３０に対して着脱可能である。パッキン５０は、当該外縁に沿う環状の弾性体であり、取付部２１ａに嵌め込まれる。

取付部２１ａは、第２パネル２０のＸ２方向に位置するＸ軸回りの外縁に設けられ、当該外縁に沿う環状の溝である。第１実施形態では、第２パネル２０と第３パネル３０との間にパッキン５０が設けられることによって、空間１１の気密性が確保される。空間１１は、第２パネル２０と第３パネル３０とにより画定される空間である。空間１１は、貫通孔３０ａを介して、空間１２に連通する。第１パネル１０および第２パネル２０は、スピーカ４０を収容するエンクロージャーとして機能する。以降の説明では、空間１１および空間１２を画定する第１パネル１０および第２パネル２０を、「エンクロージャー」と記述する。

スピーカ４０は、車室（車内）に向けて放音する音響装置である。スピーカ４０は、円環状の取付部材１４を介して第２パネル２０に取り付けられる。取付部材１４は、図１に示すように、複数のねじ孔１４ａと、複数のねじ孔１４ｂとを有する。第１実施形態では、ねじ１６がスピーカ４０のフランジ部４０ｃを挿通し、ねじ１６がねじ孔１４ａに螺合することによって、スピーカ４０に取付部材１４が取り付けられる。また、ねじ１５がねじ孔１４ｂを挿通し、ねじ１５が第２パネル２０に設けられた貫通孔２０ｂに螺合することによって、第２パネル２０のＸ２方向に位置する表面にスピーカ４０が取り付けられる。

第２パネル２０は、図１に示すように、第１開口部２０ｃを有する。第１開口部２０ｃは、Ｘ２方向にスピーカ４０と対向する。スピーカ４０は、第１開口部２０ｃを介して、車室（車内）に向けて放音する。第１開口部２０ｃは、「開口部」の一例である。

リブ６０は、図１に示すように、第２パネル２０と減衰材７０との間に設けられる。リブ６０は、第２パネル２０の第３パネル３０側の表面からＸ２方向に突出する複数の連結部材の各々が相互に連結されることにより構成される。リブ６０は、当該表面に一体的に形成されてもよい。

第２パネル２０のＸ２方向に位置する表面と、リブ６０のＸ１方向に位置する表面は、例えば、接着剤（図示略）により相互に固定される。これにより、リブ６０は、第２パネル２０の第３パネル側（Ｘ２方向側）の表面に設けられる。従って、第２パネル２０の剛性が向上する。当該接着剤は、例えば、弾性を有するゴム系接着剤である。リブ６０と第２パネル２０とが、弾性を有するゴム系接着剤により相互に固定されることで、第２パネル２０の振動が当該接着剤により吸収される。従って、第２パネル２０の振動が低減される。リブ６０を構成する材料は、例えば合成樹脂であるが、当該材料は特に限定されない。また、リブ６０は、第２パネル２０を構成する材料と同種の材料から構成されてもよく、異なる材料から構成されてもよい。

減衰材７０は、図１に示すように、リブ６０と第３パネル３０との間に設けられ、第２パネル２０の振動を減衰させる機能を有する。減衰材７０は、典型的にはスポンジであるが、第２パネル２０の振動を減衰させる機能を奏するものであれば、スポンジに限定されない。

減衰材７０を構成する材料は、典型的にはポリウレタンであるがこれに限られず、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタンまたは熱硬化性ポリイミドなどから構成されてもよい。

図２は、スピーカシステム１００における音圧レベルと音響周波数の関係を示すグラフである。図２に示すＰ、Ｆは、それぞれ、音圧レベル、音響周波数を示す。また、図２に示す点線Ａは、リブ６０および減衰材７０が設けられない場合のスピーカシステム１００における音圧レベルと音響周波数の関係を示す曲線である。さらに、図２に示す一点鎖線Ｂは、リブ６０が設けられ、減衰材７０が設けられない場合のスピーカシステム１００における音圧レベルと音響周波数の関係を示す曲線である。加えて、図２に示す二点鎖線Ｃは、リブ６０および減衰材７０が設けられる場合のスピーカシステム１００における音圧レベルと音響周波数の関係を示す曲線である。

第１実施形態に係るスピーカシステム１００では、上述したように、第２パネル２０の第３パネル側（Ｘ２方向側）の表面にリブ６０が設けられる。これにより、リブ６０および減衰材７０がスピーカシステム１００に設けらない場合と比較して、第２パネル２０の剛性が向上する。従って、スピーカシステム１００の共振周波数、即ち、スピーカ４０の振動が伝搬する第２パネル２０を共振させる特定の共振周波数Ｆ１が、リブ６０および減衰材７０がスピーカシステム１００に設けられない場合と比較して、高域の共振周波数Ｆ２にシフトする（図２参照）。さらに、第１実施形態では、リブ６０に加えて、第３パネル３０とリブ６０との間に減衰材７０が設けられることから、スピーカ４０から第２パネル２０を共振させる特定の共振周波数Ｆ２を有する音が第２パネル２０に伝播し、第２パネル２０が共振したとしても、この振動が減衰材７０により減衰される。よって、特定の共振周波数Ｆ２で第２パネル２０が共振することに伴ってスピーカシステム１００から副次的な鳴動が発生することが抑制され、当該共振周波数Ｆ２におけるスピーカシステム１００の音圧レベルが抑えられる（図２参照）。従って、スピーカ４０から放音される音響の品質が低下することが抑制される。なお、前述の「鳴動」とは、第２パネル２０が特定の共振周波数Ｆ２で共振することによって、スピーカシステム１００から箱鳴りが発生することを意味する。

図３は、第１実施形態に係る第２パネル２０の平面図であり、第２パネル２０をＸ１方向に見た場合の一例を示す図である。図３では、パッキン５０、取付部２１ａ、減衰材７０およびスピーカ４０の図示を省略する。第２パネル２０は、平坦領域Ｅ１と、凹凸領域とを有する。平坦領域Ｅ１は、第２パネル２０のうち、凹凸領域よりもＸ軸方向の厚みが薄く、ＹＺ平面に沿って平坦な領域である。ここで、リブ６０は、図３に示すように、平坦領域Ｅ１に設けられる。これにより、平坦領域Ｅ１の剛性が向上し、スピーカ４０の振動に伴って平坦領域Ｅ１が振動することが抑制される。従って、スピーカ４０が振動することによって平坦領域Ｅ１が振動する、所謂箱鳴り音が抑制され、スピーカシステム１００の音質が向上する。

特に、第１実施形態では、リブ６０の構造が、図３に示すように、ハニカム構造であることから、リブ６０の軽量化が図られる。従って、リブ６０の構造をハニカム構造とすることによって、スピーカシステム１００の軽量化を実現しつつ、第２パネル２０（平坦領域Ｅ１）の剛性を向上させることができる。即ち、スピーカシステム１００の軽量化と音質向上の両立が実現される。なお、前述の「ハニカム構造」とは、第２パネル２０の第３パネル側の表面からＸ２方向に突出する正六角形が当該表面に隙間なく並べられた、リブ６０の構造を意味する。

凹凸領域は、第２パネル２０のうち、平坦領域Ｅ１以外の領域である。凹凸領域の第３パネル３０側（Ｘ２方向側）の表面はＸ２方向に隆起する。あるいは、当該表面には、各種部品が設置される。また、凹凸領域は、図３に示すように、領域Ｅ２を有する。領域Ｅ２には、第２開口部２０ｄが設けられる。第２開口部２０ｄは、ドアノブに挿通される。第１開口部２０ｃの面積は、図３に示すように、平坦領域Ｅ１の面積よりも小さい。

Ｂ：第２実施形態
図４は、第２実施形態に係る第２パネル２０の平面図であり、第２パネル２０をＸ１方向に見た場合の一例を示す図である。第２実施形態の説明では、第１実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、その説明を省略する。なお、図４では、パッキン５０、取付部２１ａ、減衰材７０およびスピーカ４０の図示を省略する。

第２実施形態では、第２パネル２０に設けられるリブの構成が第１実施形態と異なる。具体的には、第２実施形態に係るリブ６１は、複数の第１連結部材６１ａと、複数の第２連結部材６１ｂとを有し、これらが連結されることにより構成される。第１連結部材６１ａは、第２パネル２０の第３パネル３０側の表面からＸ２方向に突出し、Ｙ軸方向に延在する平板材である。第２連結部材６１ｂは、当該表面からＸ２方向に突出し、Ｚ軸方向に延在する平板材である。リブ６１を構成する材料は、例えば合成樹脂であるが、当該材料は特に限定されない。また、リブ６１は、第２パネル２０を構成する材料と同種の材料から構成されてもよく、異なる材料から構成されてもよい。

第２実施形態では、第１連結部材６１ａのＹ軸方向の寸法を当該第１連結部材６１ａに連結する第２連結部材６１ｂのＺ軸方向の寸法に対して整数倍とならないようにし、且つ、第２連結部材６１ｂのＺ軸方向の寸法を当該第２連結部材６１ｂに連結する第１連結部材６１ａのＹ軸方向の寸法に対して整数倍とならないようにする。

一般に、構造物の共振周波数は、その形状に応じて定まる。本実施形態のように、複数の第１連結部材６１ａと複数の第２連結部材６１ｂとが設けられる第２パネル２０において、複数の第１連結部材６１ａおよび複数の第２連結部材６１ｂは、第２パネル２０の共振周波数に影響を及ぼす。

ここで、第１連結部材６１ａのＹ軸方向の寸法と当該第１連結部材６１ａに連結する第２連結部材６１ｂのＺ軸方向の寸法とが等しい場合、第１連結部材６１ａに起因する振動の周波数成分と、第２連結部材６１ｂに起因する振動の周波数成分とが強めあう。さらに第１連結部材６１ａのＹ軸方向の寸法と、当該第１連結部材６１ａに連結する第２連結部材６１ｂのＺ軸方向の寸法とが整数倍の関係にある場合、第１連結部材６１ａおよび第２連結部材６１ｂのうち、一方の連結部材に起因する２次高調波成分と他方の連結部材の基本波成分とが振動を強めあう。そこで、本実施形態では、第１連結部材６１ａのＹ軸方向の寸法と当該第１連結部材６１ａに連結する第２連結部材６１ｂのＺ軸方向の寸法とが整数倍にならないように設定する。この結果、第１連結部材６１ａおよび第２連結部材６１ｂのうち、一方の連結部材に起因する２次高調波成分と他方の連結部材の基本波成分とが振動を強めあうことが抑制される。従って、リブ６１の振動（共振）に追随して、第２パネル２０が振動することが抑制される。

仮に、第１連結部材６１ａのＹ軸方向の寸法が、当該第１連結部材６１ａに連結する第２連結部材６１ｂのＺ軸方向の寸法に対して例えばｎ倍であると、当該Ｙ軸方向の寸法に対応する第１連結部材６１ａの共振周波数がｆａ／ｎであり、当該Ｚ軸方向の寸法に対応する第２連結部材６１ｂの共振周波数がｆａである場合に、第１連結部材６１ａに起因する２次高調波成分と、第２連結部材６１ｂの基本波成分とが振動を強めあうため、好ましくない。同様に、第２連結部材６１ｂのＺ軸方向の寸法が、当該第２連結部材６１ｂに連結する第１連結部材６１ａのＹ軸方向の寸法に対して例えばｎ倍であると、当該Ｚ軸方向の寸法に対応する第２連結部材６１ｂの共振周波数がｆａ／ｎであり、当該Ｙ軸方向の寸法に対応する第１連結部材６１ａの共振周波数がｆａである場合に、第２連結部材６１ｂに起因する２次高調波成分と、第１連結部材６１ａの基本波成分とが振動を強めあうため、好ましくない。なお、前述した「ｎ」は、正の整数である。

Ｃ：補足
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加え得る。例えば、前述の態様では、平坦領域Ｅ１のＸ軸方向の厚みが凹凸領域のＸ軸方向の厚みよりも薄いが、平坦領域Ｅ１は必ずしも凹凸領域よりも厚みが薄い必要はなく、同程度の厚さであってもよい。また、前述の態様では、リブ６０およびリブ６１を接着剤により第２パネル２０に固定する方法を例示したが、接着以外のいかなる方法でもよく、例えば、第２パネル２０と一体成型にてリブ６０およびリブ６１を設けてもよい。

また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本発明は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。

さらに、前述の態様では、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

Ｄ：付記
以上に例示した形態から、例えば以下の構成が把握される。

本開示のひとつの態様（態様１）に係るスピーカシステム１００は、車両ドアにおいて外部と接する第１パネル１０と、開口部（第１開口部２０ｃ）を有し、前記車両ドアにおいて車室側に設けられた第２パネル２０と、第１パネル１０と第２パネル２０との間に設けられた第３パネル３０と、前記開口部から前記車室側に向けて放音するスピーカ４０と、第２パネル２０において、第３パネル３０側の表面に設けられたリブ６０と、リブ６０と第３パネル３０との間に設けられ、振動を減衰させる減衰材７０とを具備する。
この態様によれば、特定の共振周波数で第２パネル２０が共振することに伴ってスピーカシステム１００から副次的な鳴動が発生することが抑制され、当該共振周波数におけるスピーカシステム１００の音圧レベルが抑えられる。従って、スピーカ４０から放音される音響の品質が低下することが抑制される。

態様１の具体例（態様２）であるスピーカシステム１００によれば、第２パネル２０は、凹凸領域と、平坦領域Ｅ１とを有し、リブ６０は、平坦領域Ｅ１に設けられ、平坦領域Ｅ１の厚さは、前記凹凸領域の厚さよりも薄い。
この態様によれば、平坦領域Ｅ１の剛性が向上し、スピーカ４０の振動に伴って平坦領域Ｅ１が振動することが抑制される。従って、スピーカ４０が振動することによって平坦領域Ｅ１が振動する、いわゆる箱鳴り音が抑制され、スピーカシステム１００の音質が向上する。

態様１または態様２の具体例（態様３）であるスピーカシステム１００によれば、第２パネル２０とリブ６０との間において、弾性を有する接着剤をさらに具備する。
この態様によれば、第２パネル２０の振動が当該接着剤により吸収される。従って、第２パネル２０の振動が低減される。

態様１から態様３のいずれかの具体例（態様４）であるスピーカシステム１００によれば、リブ６０の構造は、ハニカム構造である。この態様によれば、スピーカシステム１００の軽量化を実現しつつ、第２パネル２０の剛性を向上させることができる

態様１から態様３のいずれかの具体例（態様５）であるスピーカシステム１００によれば、リブ６１は、複数の連結部材が連結された構造である。

態様５の具体例（態様６）であるスピーカシステム１００によれば、前記複数の連結部材は、第１連結部材６１ａと、第２連結部材６１ｂとを有し、第１連結部材６１ａは、第１方向（Ｙ軸方向）に沿って延在し、第２連結部材６１ｂは、前記第１方向とは異なる第２方向（Ｚ軸方向）に沿って延在し、第１連結部材６１ａの前記第１方向における寸法は、第２連結部材６１ｂの前記第２方向における寸法の整数倍ではない。
この態様によれば、第１連結部材６１ａおよび第２連結部材６１ｂのうち、一方の連結部材の２次高調波成分と他方の連結部材の基本波成分とが振動を強めあうことが抑制される。従って、リブ６１の振動に追随して、第２パネル２０が振動することが抑制される。

態様１から態様６のいずれかの具体例（態様７）であるスピーカシステム１００によれば、減衰材７０は、ウレタン樹脂製のスポンジである。

本開示のひとつの態様（態様８）に係る車両ドアは、態様１から態様７のいずれかのスピーカシステム１００を具備する。

１０…第１パネル、２０…第２パネル、３０…第３パネル、４０…スピーカ、５０…パッキン、６０,６１…リブ、６１ａ…第１連結部材、６１ｂ…第２連結部材、７０…減衰材、１００…スピーカシステム。

Claims (8)

1. 車両ドアにおいて外部と接する第１パネルと、
   開口部を有し、前記車両ドアにおいて車室側に設けられた第２パネルと、
   前記第１パネルと前記第２パネルとの間に設けられた第３パネルと、
   前記開口部から前記車室側に向けて放音するスピーカと、
   前記第２パネルにおいて、前記第３パネル側の表面に設けられ、スピーカシステムの共振周波数を高域側にシフトさせるリブと、
   前記リブと前記第３パネルとの間に設けられ、前記高域側にシフトされた共振周波数の振動を減衰させる減衰材と
   を具備するスピーカシステム。
2. 前記第２パネルは、凹凸領域と、平坦領域とを有し、
   前記リブは、前記平坦領域に設けられ、
   前記平坦領域の厚さは、前記凹凸領域の厚さよりも薄い
   ことを特徴とする請求項１に記載のスピーカシステム。
3. 前記第２パネルと前記リブとの間において、弾性を有する接着剤をさらに具備する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスピーカシステム。
4. 前記リブの構造は、ハニカム構造である
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のスピーカシステム。
5. 前記リブは、複数の連結部材が連結された構造である
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のスピーカシステム。
6. 前記複数の連結部材は、第１連結部材と、第２連結部材とを有し、
   前記第１連結部材は、第１方向に沿って延在し、
   前記第２連結部材は、前記第１方向とは異なる第２方向に沿って延在し、
   前記第１連結部材の前記第１方向における寸法は、前記第２連結部材の前記第２方向における寸法の整数倍ではない
   ことを特徴とする請求項５に記載のスピーカシステム。
7. 前記減衰材は、ウレタン樹脂製のスポンジである
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のスピーカシステム。
8. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のスピーカシステムを具備する車両ドア。
   

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