JP2004248031A - スピーカユニット及びスピーカ装置 - Google Patents
スピーカユニット及びスピーカ装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004248031A JP2004248031A JP2003036646A JP2003036646A JP2004248031A JP 2004248031 A JP2004248031 A JP 2004248031A JP 2003036646 A JP2003036646 A JP 2003036646A JP 2003036646 A JP2003036646 A JP 2003036646A JP 2004248031 A JP2004248031 A JP 2004248031A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speaker
- vibration
- speaker unit
- coupling member
- speaker device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Abandoned
Links
Images
Landscapes
- Audible-Bandwidth Dynamoelectric Transducers Other Than Pickups (AREA)
- Details Of Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
Abstract
【課題】スピーカユニットやスピーカ装置の振動を絶縁または減衰して、音に関する歪感や不安定感を与えないスピーカユニットやスピーカ装置を提供する。
【解決手段】車両用スピーカ1は、結合部11を介してスピーカフレーム13に取り付けられた取付用フランジ12を有し、結合部11はスピーカの振動を減衰する。
【選択図】 図2
【解決手段】車両用スピーカ1は、結合部11を介してスピーカフレーム13に取り付けられた取付用フランジ12を有し、結合部11はスピーカの振動を減衰する。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピーカユニット及びスピーカ装置の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
従来のスピーカ装置では、フランジ部分がクッション材を介して取付パネルに取り付けられることにより、スピーカ装置を取付パネルに取り付けている(例えば、特許文献1、実用新案文献1、特許文献2参照。)。
【特許文献1】
特開平9−74593号公報(図3、密閉用クッション3)
【実用新案文献1】
実開平6−3746号公報(図2、クッション12)
【特許文献2】
特開平9−109789号公報(図3、図4、クッション材5)
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記技術のいずれもクッション材を配しているものの、図1に示すごとく、取付パネルとフランジ部分とをネジやフック等の鋲螺を用いて堅固に固定しているので、クッション材は振動を絶縁することができず、スピーカの振動は鋲螺を通してパネルへ伝播していた。特に、例えば車両用スピーカ装置の場合、軽量化の要請から充分な剛性を有するパネルを採用することができず、伝播した振動によってパネル自体が振動し音を発生し、聴取者に音に関する歪感や不安定感を与えるという問題があった。
【0004】
本発明が解決しようとする課題は、スピーカユニットやスピーカ装置の振動を絶縁または減衰して、音に関する歪感や不安定感を与えないスピーカユニットやスピーカ装置を提供することが一例として挙げられる。
【0005】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【0006】
上記課題を解決するために、請求項1にかかるスピーカユニット(1)は、結合部材(11)を介してスピーカフレーム(13)に取り付けられた取付用フランジ部(12)を有するスピーカユニット(1)において、結合部材(11)は、スピーカの振動を減衰する、ことを特徴とする。
【0007】
上記課題を解決するために、請求項13にかかるスピーカ装置(SP)は、結合部材(11)を介してスピーカフレーム(13)に取り付けられた取付用フランジ部(12)を有するスピーカユニット(1)が、スピーカの振動を減衰する状態で取付パネル(51)に取り付けられたスピーカ装置(SP)において、取付パネル(51)は、スピーカユニット(1)が取り付けられる開口部(52)と、開口部(52)からスピーカユニット(1)を格納する容積部(53)と、を備えていることを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるスピーカユニット及びスピーカ装置の実施の形態を、車両用スピーカユニット及び車両用スピーカ装置を例として図面を用いて説明する。
【0009】
(第1の実施の形態)
図2は、本発明の第1の実施の形態にかかる車両用スピーカ1の構造を示す側断面図である。第1の実施の形態に係る車両用スピーカ1は外磁形の磁気回路を有するコーン型のスピーカである。
【0010】
車両用スピーカ1は、結合部11を介して、スピーカフレーム13に取り付けられた取付用フランジ12を有している。
【0011】
スピーカフレーム13は、例えばプラスチック等の剛性を有する素材で構成されている。スピーカフレーム13には磁気回路2が固定されている。ここで、磁気回路2は、プレート21と、磁石22と、ポールピース24を有するヨーク23と、ボイスコイル25とで構成される。
【0012】
磁気回路2の前面には振動部3が配設されている。振動部3の中心には円錐形状のコーン31が配置され、振動板としての役割を果たしている。コーン31は外周をエッジ32により支持され、スピーカフレーム13に取り付けられている。コーン31の中心部はダンパ33を介してスピーカフレーム13に取り付けられている。コーン31の中心部にはセンタキャップ34が配置されている。
【0013】
プレート21は、例えば純鉄等の磁性材料で構成され、中心部に透孔部を有した概ねリング形状で、スピーカフレーム13に固着している。
【0014】
磁石22は、例えばフェライト等の強磁性材料が着磁された材料で構成され、概ねリング形状をなし、プレート21に取り付けられている。外磁形である車両用スピーカ1では、磁石22はバリウム・フェライト磁石が適している。
【0015】
ヨーク23は、例えば純鉄等の磁性材料で構成され、円盤状の形状をしており、同じ材料でできた円柱状のポールピース24を中心位置に有し、一体として形成され、磁石22に取り付けられている。
【0016】
ボイスコイル25は、例えば銅線、アルミ線、銅クラッド・アルミ線等のボイス・コイル用導線で構成され、コーン31に取り付けられたコイルボビン(図示省略)に丸線2層巻あるいはエッジワイズ巻等によって巻かれている。プレート21の内周面とポールピース24の外周面の間に形成される磁気ギャップに、ボイスコイル25はいずれにも接触することなく配置されている。
【0017】
コーン31は、例えば天然繊維系、人造繊維系、プラスチックス、金属等の種々の材料が使われ、直円錐形、朝顔形、おわん形等の種々の形状が採用されている。
【0018】
エッジ32は、例えば樹脂含浸布、ゴム等種々の材料が用いられ、コーン31の周辺を支持すると共に、コーン31前後の空気の流れを遮断している。
【0019】
ダンパ33は、例えば樹脂含浸布等種々の材料が用いられ、振動部3を支持すると共に、磁気ギャップに対する防塵の働きも有している。
【0020】
センタキャップ34は、例えばジュラルミン箔等で構成され、防塵の役割、振動板の一部としての高音域再生あるいは高音域カットの役割を果たしている。
【0021】
結合部11は、例えば合成ゴム等のエラストマーで構成され、スピーカフレーム13と取付用フランジ12とを結合している。結合部11は、断面がU字形状或いはS字形状の湾曲部を有し、この湾曲部の粘弾性により、粘性摩擦式ダンパとして働く。
【0022】
取付用フランジ12は、例えばプラスチック等の剛性を有する素材で構成され、車両用スピーカ1をスピーカ取付パネル(図示省略)に固着する。
【0023】
ここで、例えば、本実施の形態における車両用スピーカ1は本発明に係るスピーカユニットを、結合部11は本発明に係る結合部材を、取付用フランジ12は本発明に係る取付用フランジ部を、スピーカフレーム13は本発明に係るスピーカフレームを、それぞれ構成する。
【0024】
次に、以上の構成を有する車両用スピーカ1の働きを以下に説明する。
【0025】
振動部3の振動の反作用により、車両用スピーカ1が振動するとき、結合部11は粘性摩擦式ダンパとして振動絶縁効果を発揮し、振動を減衰させて取付用フランジ12へ伝播する。
【0026】
この結合部11の振動絶縁効果を図3に示すモデルを用いて説明する。図3は、第1の実施の形態にかかる車両用スピーカ1の振動モデルを示す。
【0027】
車両用スピーカ1を剛体であるスピーカ取付パネル(図示省略)に固定した場合を考えるとき、図3に示す、良く知られた1自由度振動の振動モデルとなる。ここで、結合部11のばね係数と粘性減衰係数が振動モデルのばね係数kと粘性減衰係数cに相当し、磁気回路2と振動部3とスピーカフレーム13の質量の総和が振動モデルの質量mに相当する。車両用スピーカ1の振動による力をF0cos(tとするとき、運動方程式は以下で表される。
【0028】
【数1】
この振動モデルにおいて、車両用スピーカ1の振動による力の振幅F0とスピーカ取付パネル(図示省略)に伝わる力
【0029】
【数2】
の比(力の伝達率)τは、
【0030】
【数3】
で表される。ここで、ζは減衰比であり、
【0031】
【数4】
である。また、ωnはこの振動モデルの固有角振動数であり、
【0032】
【数5】
である。即ち、この振動モデルの固有角振動数ωnは磁気回路2と振動部3とスピーカフレーム13の質量の総和mと結合部11のばね係数kによって定まる。
【0033】
この力の伝達率τと振動数比ω/ωnとの関係は図4の通りである。
【0034】
結合部11が振動を絶縁するには、τ<1とする必要があり、そのためには、図5からも判るとおり、
【0035】
【数6】
とすればよい。
【0036】
ところで、運転者が不快に感じる騒音は100Hz以上の振動であることが実験を通じて判っている。よって、この振動モデルの固有角振動数ωnが上式を満たすようにすれば、即ち、
【0037】
【数7】
を満たせば、車両用スピーカ1の100Hz以上の振動に対して結合部11は振動減衰効果を発揮し、振動を減衰させ、運転者の感じる不快は軽減される。
【0038】
また、この振動モデルの固有角振動数ωnが上式を満たすとき、減衰比ζが小さいほうが振動絶縁効果は大きいが、共振時の振幅を抑えるために減衰比ζを小さくはできない。よって、耳障りな周波数帯や音質改善に寄与する周波数帯の全体にわたって、特に、振動モデルにおける固有角振動数付近の振動数の騒音に対して、音に関する歪感や不安定感を運転者が感じないように、結合部11の粘性減衰係数cを操作する。
【0039】
なお、操作すべき磁気回路2と振動部3とスピーカフレーム13の質量の総和m及び結合部11のばね係数k、粘性減衰係数cは実験によって求める。
【0040】
上記第1の実施の形態は以下の効果を有する。
● 結合部11の材質、形状を変化させることで、結合部11のばね係数kを所定の値の範囲内に操作することが可能となる。このばね係数kの操作により、車両用スピーカ1の振動に対して結合部11は振動減衰効果を発揮し、振動を減衰できる。よって、車両用スピーカ1の振動の反作用によって発生する振動のうち、人に耳障りな周波数帯や音質改善に寄与する周波数帯であるとされる100Hz以上の振動を減衰する値に結合部11のばね係数kを設定することで、人に耳障りな周波数帯の騒音を抑えることができる。
● 結合部11の材質、形状を変化させることで、結合部11の粘性減衰係数cを所定の値の範囲内に操作することが可能となる。この粘性減衰係数cの操作により、耳障りな周波数帯や音質改善に寄与する周波数帯の全体にわたって、特に、振動モデルにおける固有角振動数付近の振動数の騒音に対して、音に関する歪感や不安定感を運転者が感じないようにすることができる。
【0041】
なお、実施の形態は、上記に限定されるものではなく、例えば以下のように変形してもよい。
○ 上記第1の実施の形態では、結合部11は、スピーカフレーム13、取付用フランジ12のいずれとも別個の部品であるとしていたが、結合部11は、スピーカフレーム13、取付用フランジ12のうち少なくともいずれか一方と一体の部品であるとしてもよい。例えば、結合部11と取付用フランジ12とを一体成型してもよい。この場合、結合部11の湾曲部の厚さを操作することで、結合部11のばね係数kと粘性減衰係数cが所定の値の範囲内にすることが可能となる。更に、結合部11はエッジ32と一体成型してもよい。結合部11の変形例を図5に示す。(a)は結合部11の断面がS字形状の湾曲部11aを有する例を、(b)はU字形状或いはS字形状等の湾曲部を有さずゴム等の粘弾性体で結合部11bを構成する例を、(c)は結合部と取付用フランジとエッジとが一体の部品14として粘弾性素材で形成された例を示している。
○ 結合部11は振動減衰効果を発揮し車両用スピーカ1の振動を減衰できるのであれば、取付用フランジ12の全周にわたって設置する必要はない。車両用スピーカ1の振動の減衰に必要な箇所に配されることで、結合部11の形状、大きさを変化させることが可能となり、結合部11のばね係数kと粘性減衰係数cをより広い範囲で操作することが可能になる。
○ 上述の第1の実施の形態では、外磁形の磁気回路を有するコーン型の車両用スピーカ1を説明したが、外磁形に限定されるわけでなく、例えば、内磁形の磁気回路を有する車両用スピーカにも適用できる。内磁形の場合、磁石はアルニコ磁石が適している。また、ドーム型、ホーン型の車両用スピーカにも適用できる。
【0042】
(第2の実施の形態)
図6は、上記第1の実施の形態にかかる車両用スピーカ1をドアパネル51に固着した第2の実施の形態にかかる車両用スピーカ装置を示す側断面図である。
【0043】
上述の第1の実施の形態では車両用スピーカ1を説明したが、第2の実施の形態では、上記第1の実施の形態にかかる車両用スピーカ1をドアパネル51に固着した車両用スピーカ装置SPを説明する。尚、上記第1の実施の形態と共通する部分には同一符号を付し、それらの説明は以下において省略する。
【0044】
ドアパネル51は、車両の軽量化のために、例えば、射出成型された樹脂系薄板で作られる。ドアパネル51には、車両用スピーカ1が取り付けられる開口部52があり、開口部52後方には車両用スピーカ1を格納する格納部53が備わっている。
【0045】
格納部53は、車両用スピーカ1が振動するときの抵抗を減じる目的で、後面が開放されている。よって、ドア内に浸入する水滴が格納部53へ流れ込むのを防ぐ防水部54を有している。
【0046】
ここで、例えば、本実施の形態におけるスピーカ装置SPは本発明に係るスピーカ装置を、ドアパネル51は本発明に係る取付パネルを、開口部52は本発明に係る開口部を、格納部53は本発明に係る容積部を、防水部54は本発明に係る防水部を、それぞれ構成する。
【0047】
上記第2の実施の形態は、上述した第1の実施の形態が有する効果の他に、以下の効果を有する。
● 車両用スピーカ1は格納部53に格納されているので、車両用スピーカ1は発する音がドア空間内に反響するのを抑えることが可能となる。
● 格納部53に格納されているので車両用スピーカ1の防塵が期待できる。
【0048】
なお、実施の形態は、上記に限定されるものではなく、例えば以下のように変形してもよい。
○ 格納部53は、後面を開放せず、密閉構造としてもよい。この場合、水滴の浸入の恐れがないので、防水部54は不要となる。
○ 上記第2の実施の形態では、格納部53と防水部54とを別の部品としていたが、格納部を形成する壁面で防水部の機能を兼用する構成としても良い。部品数を減らすことで、製造コストを低減が図れる。
○ 取付用フランジ12はクッション材を介してドアパネル51に取り付けられる構造としてもよい。クッション材が追加されることで振動減衰効果を確保しつつ、固有角振動数付近の振動数の騒音を抑えることが可能となり、耳障りな周波数帯や音質改善に寄与する周波数帯の全体にわたって、音に関する歪感や不安定感を更に減じることが可能となる。
○ 上記第2の実施の形態では、ドアパネル51に適用した例を用いて説明したが、これに限定されるわけではない。例えばリアパネル等であって取付パネルの部分が充分な剛性を有しておらず、スピーカ装置SPの発する振動が問題となる箇所に本発明は適用できる。
○ 本発明にかかるスピーカユニット及びスピーカ装置の実施の形態を、車両用スピーカユニット及び車両用スピーカ装置を例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。充分な剛性を有しておらず、スピーカの発する振動が問題となる取付パネルであれば適用可能である。例えば、オートバイのパネルや、船舶のドアパネルなど移動体のドアパネルに適用可能である。
【0049】
前記実施の形態から把握できる請求項記載以外の技術思想(発明)について、以下にその効果とともに記載する。
■ 請求項5乃至請求項7のいずれかに記載の発明において、或いは、請求項17乃至請求項19のいずれかに記載の発明において、スピーカユニットの質量を操作することでスピーカユニットが形成する振動モデルの固有角振動数を操作する構成としても良い。スピーカユニットの発する振動を減衰することが可能となる。
■ 請求項26に記載の発明において、容積部を形成する壁面で防水部の機能を兼用する構成としても良い。
■ 請求項13乃至請求項26のいずれかに記載の発明において、結合部材は、スピーカユニットが取付パネルに取り付けられた状態で、スピーカユニットの発する振動のうち特定の周波数帯の振動を減衰する構成としても良い。実際にスピーカが使用される状態で生じる振動を減衰することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、フランジ部分がクッション材を介して取付パネルに取り付けられることにより、スピーカ装置を取付パネルに取り付けていることを示す、従来技術の説明図である(実開平6−3746号公報の図2から該当箇所を取り出した拡大した。符号は適宜変更した)。
【図2】図2は、本発明の第1の実施の形態にかかる車両用スピーカ1の構造を示す側断面図である。
【図3】図3は、第1の実施の形態において、車両用スピーカ1を剛体であるスピーカ取付パネル(図示省略)に固定した場合の1自由度振動の振動モデルを示す図である。
【図4】図4は、力の伝達率τと振動数比ω/ωnとの関係を示す図である(機械工学便覧新版2刷、日本機械学会昭和63年5月15日発行、A3−55頁、図110から引用)。
【図5】図5は、第1の実施の形態において、結合部11の変形例を示す図である。
【図6】図6は、車両用スピーカ1をドアパネル51に固着した第2の実施の形態にかかる車両用スピーカ装置を示す側断面図である。
【符号の説明】
SP:車両用スピーカ装置
1:車両用スピーカ
11,11a,11b:結合部
12:取付用フランジ
13:スピーカフレーム
51:ドアパネル
52:開口部
53:格納部
54:防水部
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピーカユニット及びスピーカ装置の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
従来のスピーカ装置では、フランジ部分がクッション材を介して取付パネルに取り付けられることにより、スピーカ装置を取付パネルに取り付けている(例えば、特許文献1、実用新案文献1、特許文献2参照。)。
【特許文献1】
特開平9−74593号公報(図3、密閉用クッション3)
【実用新案文献1】
実開平6−3746号公報(図2、クッション12)
【特許文献2】
特開平9−109789号公報(図3、図4、クッション材5)
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記技術のいずれもクッション材を配しているものの、図1に示すごとく、取付パネルとフランジ部分とをネジやフック等の鋲螺を用いて堅固に固定しているので、クッション材は振動を絶縁することができず、スピーカの振動は鋲螺を通してパネルへ伝播していた。特に、例えば車両用スピーカ装置の場合、軽量化の要請から充分な剛性を有するパネルを採用することができず、伝播した振動によってパネル自体が振動し音を発生し、聴取者に音に関する歪感や不安定感を与えるという問題があった。
【0004】
本発明が解決しようとする課題は、スピーカユニットやスピーカ装置の振動を絶縁または減衰して、音に関する歪感や不安定感を与えないスピーカユニットやスピーカ装置を提供することが一例として挙げられる。
【0005】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【0006】
上記課題を解決するために、請求項1にかかるスピーカユニット(1)は、結合部材(11)を介してスピーカフレーム(13)に取り付けられた取付用フランジ部(12)を有するスピーカユニット(1)において、結合部材(11)は、スピーカの振動を減衰する、ことを特徴とする。
【0007】
上記課題を解決するために、請求項13にかかるスピーカ装置(SP)は、結合部材(11)を介してスピーカフレーム(13)に取り付けられた取付用フランジ部(12)を有するスピーカユニット(1)が、スピーカの振動を減衰する状態で取付パネル(51)に取り付けられたスピーカ装置(SP)において、取付パネル(51)は、スピーカユニット(1)が取り付けられる開口部(52)と、開口部(52)からスピーカユニット(1)を格納する容積部(53)と、を備えていることを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるスピーカユニット及びスピーカ装置の実施の形態を、車両用スピーカユニット及び車両用スピーカ装置を例として図面を用いて説明する。
【0009】
(第1の実施の形態)
図2は、本発明の第1の実施の形態にかかる車両用スピーカ1の構造を示す側断面図である。第1の実施の形態に係る車両用スピーカ1は外磁形の磁気回路を有するコーン型のスピーカである。
【0010】
車両用スピーカ1は、結合部11を介して、スピーカフレーム13に取り付けられた取付用フランジ12を有している。
【0011】
スピーカフレーム13は、例えばプラスチック等の剛性を有する素材で構成されている。スピーカフレーム13には磁気回路2が固定されている。ここで、磁気回路2は、プレート21と、磁石22と、ポールピース24を有するヨーク23と、ボイスコイル25とで構成される。
【0012】
磁気回路2の前面には振動部3が配設されている。振動部3の中心には円錐形状のコーン31が配置され、振動板としての役割を果たしている。コーン31は外周をエッジ32により支持され、スピーカフレーム13に取り付けられている。コーン31の中心部はダンパ33を介してスピーカフレーム13に取り付けられている。コーン31の中心部にはセンタキャップ34が配置されている。
【0013】
プレート21は、例えば純鉄等の磁性材料で構成され、中心部に透孔部を有した概ねリング形状で、スピーカフレーム13に固着している。
【0014】
磁石22は、例えばフェライト等の強磁性材料が着磁された材料で構成され、概ねリング形状をなし、プレート21に取り付けられている。外磁形である車両用スピーカ1では、磁石22はバリウム・フェライト磁石が適している。
【0015】
ヨーク23は、例えば純鉄等の磁性材料で構成され、円盤状の形状をしており、同じ材料でできた円柱状のポールピース24を中心位置に有し、一体として形成され、磁石22に取り付けられている。
【0016】
ボイスコイル25は、例えば銅線、アルミ線、銅クラッド・アルミ線等のボイス・コイル用導線で構成され、コーン31に取り付けられたコイルボビン(図示省略)に丸線2層巻あるいはエッジワイズ巻等によって巻かれている。プレート21の内周面とポールピース24の外周面の間に形成される磁気ギャップに、ボイスコイル25はいずれにも接触することなく配置されている。
【0017】
コーン31は、例えば天然繊維系、人造繊維系、プラスチックス、金属等の種々の材料が使われ、直円錐形、朝顔形、おわん形等の種々の形状が採用されている。
【0018】
エッジ32は、例えば樹脂含浸布、ゴム等種々の材料が用いられ、コーン31の周辺を支持すると共に、コーン31前後の空気の流れを遮断している。
【0019】
ダンパ33は、例えば樹脂含浸布等種々の材料が用いられ、振動部3を支持すると共に、磁気ギャップに対する防塵の働きも有している。
【0020】
センタキャップ34は、例えばジュラルミン箔等で構成され、防塵の役割、振動板の一部としての高音域再生あるいは高音域カットの役割を果たしている。
【0021】
結合部11は、例えば合成ゴム等のエラストマーで構成され、スピーカフレーム13と取付用フランジ12とを結合している。結合部11は、断面がU字形状或いはS字形状の湾曲部を有し、この湾曲部の粘弾性により、粘性摩擦式ダンパとして働く。
【0022】
取付用フランジ12は、例えばプラスチック等の剛性を有する素材で構成され、車両用スピーカ1をスピーカ取付パネル(図示省略)に固着する。
【0023】
ここで、例えば、本実施の形態における車両用スピーカ1は本発明に係るスピーカユニットを、結合部11は本発明に係る結合部材を、取付用フランジ12は本発明に係る取付用フランジ部を、スピーカフレーム13は本発明に係るスピーカフレームを、それぞれ構成する。
【0024】
次に、以上の構成を有する車両用スピーカ1の働きを以下に説明する。
【0025】
振動部3の振動の反作用により、車両用スピーカ1が振動するとき、結合部11は粘性摩擦式ダンパとして振動絶縁効果を発揮し、振動を減衰させて取付用フランジ12へ伝播する。
【0026】
この結合部11の振動絶縁効果を図3に示すモデルを用いて説明する。図3は、第1の実施の形態にかかる車両用スピーカ1の振動モデルを示す。
【0027】
車両用スピーカ1を剛体であるスピーカ取付パネル(図示省略)に固定した場合を考えるとき、図3に示す、良く知られた1自由度振動の振動モデルとなる。ここで、結合部11のばね係数と粘性減衰係数が振動モデルのばね係数kと粘性減衰係数cに相当し、磁気回路2と振動部3とスピーカフレーム13の質量の総和が振動モデルの質量mに相当する。車両用スピーカ1の振動による力をF0cos(tとするとき、運動方程式は以下で表される。
【0028】
【数1】
この振動モデルにおいて、車両用スピーカ1の振動による力の振幅F0とスピーカ取付パネル(図示省略)に伝わる力
【0029】
【数2】
の比(力の伝達率)τは、
【0030】
【数3】
で表される。ここで、ζは減衰比であり、
【0031】
【数4】
である。また、ωnはこの振動モデルの固有角振動数であり、
【0032】
【数5】
である。即ち、この振動モデルの固有角振動数ωnは磁気回路2と振動部3とスピーカフレーム13の質量の総和mと結合部11のばね係数kによって定まる。
【0033】
この力の伝達率τと振動数比ω/ωnとの関係は図4の通りである。
【0034】
結合部11が振動を絶縁するには、τ<1とする必要があり、そのためには、図5からも判るとおり、
【0035】
【数6】
とすればよい。
【0036】
ところで、運転者が不快に感じる騒音は100Hz以上の振動であることが実験を通じて判っている。よって、この振動モデルの固有角振動数ωnが上式を満たすようにすれば、即ち、
【0037】
【数7】
を満たせば、車両用スピーカ1の100Hz以上の振動に対して結合部11は振動減衰効果を発揮し、振動を減衰させ、運転者の感じる不快は軽減される。
【0038】
また、この振動モデルの固有角振動数ωnが上式を満たすとき、減衰比ζが小さいほうが振動絶縁効果は大きいが、共振時の振幅を抑えるために減衰比ζを小さくはできない。よって、耳障りな周波数帯や音質改善に寄与する周波数帯の全体にわたって、特に、振動モデルにおける固有角振動数付近の振動数の騒音に対して、音に関する歪感や不安定感を運転者が感じないように、結合部11の粘性減衰係数cを操作する。
【0039】
なお、操作すべき磁気回路2と振動部3とスピーカフレーム13の質量の総和m及び結合部11のばね係数k、粘性減衰係数cは実験によって求める。
【0040】
上記第1の実施の形態は以下の効果を有する。
● 結合部11の材質、形状を変化させることで、結合部11のばね係数kを所定の値の範囲内に操作することが可能となる。このばね係数kの操作により、車両用スピーカ1の振動に対して結合部11は振動減衰効果を発揮し、振動を減衰できる。よって、車両用スピーカ1の振動の反作用によって発生する振動のうち、人に耳障りな周波数帯や音質改善に寄与する周波数帯であるとされる100Hz以上の振動を減衰する値に結合部11のばね係数kを設定することで、人に耳障りな周波数帯の騒音を抑えることができる。
● 結合部11の材質、形状を変化させることで、結合部11の粘性減衰係数cを所定の値の範囲内に操作することが可能となる。この粘性減衰係数cの操作により、耳障りな周波数帯や音質改善に寄与する周波数帯の全体にわたって、特に、振動モデルにおける固有角振動数付近の振動数の騒音に対して、音に関する歪感や不安定感を運転者が感じないようにすることができる。
【0041】
なお、実施の形態は、上記に限定されるものではなく、例えば以下のように変形してもよい。
○ 上記第1の実施の形態では、結合部11は、スピーカフレーム13、取付用フランジ12のいずれとも別個の部品であるとしていたが、結合部11は、スピーカフレーム13、取付用フランジ12のうち少なくともいずれか一方と一体の部品であるとしてもよい。例えば、結合部11と取付用フランジ12とを一体成型してもよい。この場合、結合部11の湾曲部の厚さを操作することで、結合部11のばね係数kと粘性減衰係数cが所定の値の範囲内にすることが可能となる。更に、結合部11はエッジ32と一体成型してもよい。結合部11の変形例を図5に示す。(a)は結合部11の断面がS字形状の湾曲部11aを有する例を、(b)はU字形状或いはS字形状等の湾曲部を有さずゴム等の粘弾性体で結合部11bを構成する例を、(c)は結合部と取付用フランジとエッジとが一体の部品14として粘弾性素材で形成された例を示している。
○ 結合部11は振動減衰効果を発揮し車両用スピーカ1の振動を減衰できるのであれば、取付用フランジ12の全周にわたって設置する必要はない。車両用スピーカ1の振動の減衰に必要な箇所に配されることで、結合部11の形状、大きさを変化させることが可能となり、結合部11のばね係数kと粘性減衰係数cをより広い範囲で操作することが可能になる。
○ 上述の第1の実施の形態では、外磁形の磁気回路を有するコーン型の車両用スピーカ1を説明したが、外磁形に限定されるわけでなく、例えば、内磁形の磁気回路を有する車両用スピーカにも適用できる。内磁形の場合、磁石はアルニコ磁石が適している。また、ドーム型、ホーン型の車両用スピーカにも適用できる。
【0042】
(第2の実施の形態)
図6は、上記第1の実施の形態にかかる車両用スピーカ1をドアパネル51に固着した第2の実施の形態にかかる車両用スピーカ装置を示す側断面図である。
【0043】
上述の第1の実施の形態では車両用スピーカ1を説明したが、第2の実施の形態では、上記第1の実施の形態にかかる車両用スピーカ1をドアパネル51に固着した車両用スピーカ装置SPを説明する。尚、上記第1の実施の形態と共通する部分には同一符号を付し、それらの説明は以下において省略する。
【0044】
ドアパネル51は、車両の軽量化のために、例えば、射出成型された樹脂系薄板で作られる。ドアパネル51には、車両用スピーカ1が取り付けられる開口部52があり、開口部52後方には車両用スピーカ1を格納する格納部53が備わっている。
【0045】
格納部53は、車両用スピーカ1が振動するときの抵抗を減じる目的で、後面が開放されている。よって、ドア内に浸入する水滴が格納部53へ流れ込むのを防ぐ防水部54を有している。
【0046】
ここで、例えば、本実施の形態におけるスピーカ装置SPは本発明に係るスピーカ装置を、ドアパネル51は本発明に係る取付パネルを、開口部52は本発明に係る開口部を、格納部53は本発明に係る容積部を、防水部54は本発明に係る防水部を、それぞれ構成する。
【0047】
上記第2の実施の形態は、上述した第1の実施の形態が有する効果の他に、以下の効果を有する。
● 車両用スピーカ1は格納部53に格納されているので、車両用スピーカ1は発する音がドア空間内に反響するのを抑えることが可能となる。
● 格納部53に格納されているので車両用スピーカ1の防塵が期待できる。
【0048】
なお、実施の形態は、上記に限定されるものではなく、例えば以下のように変形してもよい。
○ 格納部53は、後面を開放せず、密閉構造としてもよい。この場合、水滴の浸入の恐れがないので、防水部54は不要となる。
○ 上記第2の実施の形態では、格納部53と防水部54とを別の部品としていたが、格納部を形成する壁面で防水部の機能を兼用する構成としても良い。部品数を減らすことで、製造コストを低減が図れる。
○ 取付用フランジ12はクッション材を介してドアパネル51に取り付けられる構造としてもよい。クッション材が追加されることで振動減衰効果を確保しつつ、固有角振動数付近の振動数の騒音を抑えることが可能となり、耳障りな周波数帯や音質改善に寄与する周波数帯の全体にわたって、音に関する歪感や不安定感を更に減じることが可能となる。
○ 上記第2の実施の形態では、ドアパネル51に適用した例を用いて説明したが、これに限定されるわけではない。例えばリアパネル等であって取付パネルの部分が充分な剛性を有しておらず、スピーカ装置SPの発する振動が問題となる箇所に本発明は適用できる。
○ 本発明にかかるスピーカユニット及びスピーカ装置の実施の形態を、車両用スピーカユニット及び車両用スピーカ装置を例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。充分な剛性を有しておらず、スピーカの発する振動が問題となる取付パネルであれば適用可能である。例えば、オートバイのパネルや、船舶のドアパネルなど移動体のドアパネルに適用可能である。
【0049】
前記実施の形態から把握できる請求項記載以外の技術思想(発明)について、以下にその効果とともに記載する。
■ 請求項5乃至請求項7のいずれかに記載の発明において、或いは、請求項17乃至請求項19のいずれかに記載の発明において、スピーカユニットの質量を操作することでスピーカユニットが形成する振動モデルの固有角振動数を操作する構成としても良い。スピーカユニットの発する振動を減衰することが可能となる。
■ 請求項26に記載の発明において、容積部を形成する壁面で防水部の機能を兼用する構成としても良い。
■ 請求項13乃至請求項26のいずれかに記載の発明において、結合部材は、スピーカユニットが取付パネルに取り付けられた状態で、スピーカユニットの発する振動のうち特定の周波数帯の振動を減衰する構成としても良い。実際にスピーカが使用される状態で生じる振動を減衰することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、フランジ部分がクッション材を介して取付パネルに取り付けられることにより、スピーカ装置を取付パネルに取り付けていることを示す、従来技術の説明図である(実開平6−3746号公報の図2から該当箇所を取り出した拡大した。符号は適宜変更した)。
【図2】図2は、本発明の第1の実施の形態にかかる車両用スピーカ1の構造を示す側断面図である。
【図3】図3は、第1の実施の形態において、車両用スピーカ1を剛体であるスピーカ取付パネル(図示省略)に固定した場合の1自由度振動の振動モデルを示す図である。
【図4】図4は、力の伝達率τと振動数比ω/ωnとの関係を示す図である(機械工学便覧新版2刷、日本機械学会昭和63年5月15日発行、A3−55頁、図110から引用)。
【図5】図5は、第1の実施の形態において、結合部11の変形例を示す図である。
【図6】図6は、車両用スピーカ1をドアパネル51に固着した第2の実施の形態にかかる車両用スピーカ装置を示す側断面図である。
【符号の説明】
SP:車両用スピーカ装置
1:車両用スピーカ
11,11a,11b:結合部
12:取付用フランジ
13:スピーカフレーム
51:ドアパネル
52:開口部
53:格納部
54:防水部
Claims (27)
- 結合部材を介してスピーカフレームに取り付けられた取付用フランジ部を有するスピーカユニットにおいて、
前記結合部材は、スピーカの振動を減衰する
ことを特徴とするスピーカユニット。 - 請求項1に記載のスピーカユニットにおいて、
前記結合部材は、前記スピーカユニットの発する振動のうち特定の周波数帯の振動を減衰する
ことを特徴とするスピーカユニット。 - 請求項2に記載のスピーカユニットにおいて、
前記特定の周波数帯の振動は、100Hz以上の振動である
ことを特徴とするスピーカユニット。 - 請求項1乃至請求項3に記載のスピーカユニットにおいて、
前記スピーカユニットが形成する振動モデルにおいて、
前記振動モデルにおける変数が所定の値の範囲内となるよう、前記結合部材は操作されている
ことを特徴とするスピーカユニット。 - 請求項4に記載のスピーカユニットにおいて、
前記操作される変数は、前記結合部材のばね係数である
ことを特徴とするスピーカユニット。 - 請求項4又は請求項5に記載のスピーカユニットにおいて、
前記操作される変数は、前記スピーカユニットの発する振動のうち特定の周波数帯の振動を減衰する値に設定されている
ことを特徴とするスピーカユニット。 - 請求項6に記載のスピーカユニットにおいて、
前記特定の周波数帯の振動は、100Hz以上の振動である
ことを特徴とするスピーカユニット。 - 請求項1乃至請求項7に記載のスピーカユニットにおいて、
前記スピーカユニットが形成する振動モデルにおいて、
前記結合部材は、前記特定の周波数帯以外の周波数における振動が過大とならないよう、前記操作される変数以外の変数が所定の値の範囲内となるよう操作されている
ことを特徴とするスピーカユニット。 - 請求項8に記載のスピーカユニットにおいて、
前記特定の周波数帯以外の周波数における振動は、前記振動モデルにおける固有角振動数における振動であり、
前記操作される変数以外の変数は、前記結合部材の粘性減衰係数である
ことを特徴とするスピーカユニット。 - 請求項1乃至請求項9のいずれかに記載のスピーカユニットにおいて、
前記結合部材は、前記スピーカフレームと前記取付用フランジ部のうち少なくともいずれか一方と一体の部品であることを特徴とするスピーカユニット。 - 請求項1乃至請求項9のいずれかに記載のスピーカユニットにおいて、
前記結合部材は、前記スピーカフレームと前記取付用フランジ部のいずれとも別個の部品であることを特徴とするスピーカユニット。 - 請求項1乃至請求項11のいずれかに記載のスピーカユニットにおいて、
前記結合部材は、スピーカの振動の減衰に必要な箇所に配されている
ことを特徴とするスピーカユニット。 - 結合部材を介してスピーカフレームに取り付けられた取付用フランジ部を有するスピーカユニットが、スピーカの振動を減衰する状態で取付パネルに取り付けられたスピーカ装置において、
前記取付パネルは、
前記スピーカユニットが取り付けられる開口部と、
前記開口部から前記スピーカユニットを格納する容積部と、
を備えていることを特徴とするスピーカ装置。 - 請求項13に記載のスピーカ装置において、
前記結合部材は、前記スピーカユニットの発する振動のうち特定の周波数帯の振動を減衰する
ことを特徴とするスピーカ装置。 - 請求項14に記載のスピーカ装置において、
前記特定の周波数帯の振動は、100Hz以上の振動である
ことを特徴とするスピーカ装置。 - 請求項13乃至請求項15に記載のスピーカ装置において、
前記スピーカユニットが形成する振動モデルにおいて、
前記振動モデルにおける変数が所定の値の範囲内となるよう、前記結合部材は操作されている
ことを特徴とするスピーカ装置。 - 請求項16に記載のスピーカ装置において、
前記操作される変数は、前記結合部材のばね係数である
ことを特徴とするスピーカ装置。 - 請求項16又は請求項17に記載のスピーカ装置において、
前記操作される変数は、前記スピーカユニットの発する振動のうち特定の周波数帯の振動を減衰する値に設定されている
ことを特徴とするスピーカ装置。 - 請求項18に記載のスピーカ装置において、
前記特定の周波数帯の振動は、100Hz以上の振動である
ことを特徴とするスピーカ装置。 - 請求項13乃至請求項19のいずれかに記載のスピーカ装置において、
前記スピーカユニットが形成する振動モデルにおいて、
前記結合部材は、前記特定の周波数帯以外の周波数における振動が過大とならないよう、前記操作される変数以外の変数が所定の値の範囲内となるよう操作されている
ことを特徴とするスピーカ装置。 - 請求項20に記載のスピーカ装置において、
前記特定の周波数帯以外の周波数における振動は、前記振動モデルにおける固有角振動数における振動であり、
前記操作される変数以外の変数は、前記結合部材の粘性減衰係数である
ことを特徴とするスピーカ装置。 - 請求項13乃至請求項21のいずれかに記載のスピーカ装置において、
前記結合部材は、前記スピーカフレームと前記取付用フランジ部のうち少なくともいずれか一方と一体の部品であることを特徴とするスピーカ装置。 - 請求項13乃至請求項21のいずれかに記載のスピーカ装置において、
前記結合部材は、前記スピーカフレームと前記取付用フランジ部のいずれとも別個の部品であることを特徴とするスピーカ装置。 - 請求項13乃至請求項23のいずれかに記載のスピーカ装置において、
前記結合部材は、スピーカの振動の減衰に必要な箇所に配されている
ことを特徴とするスピーカ装置。 - 請求項13乃至請求項24のいずれかに記載のスピーカ装置において、
前記容積部は、密閉空間又は後面開放空間のいずれかを形成する
ことを特徴とするスピーカ装置。 - 請求項25に記載のスピーカ装置において、
前記容積部が後面開放空間を形成するとき、当該後面開放部分から前記容積部への水滴の浸入を防ぐ防水部を有する
ことを特徴とするスピーカ装置。 - 請求項13乃至請求項26のいずれかに記載のスピーカ装置において、
前記取付用フランジ部は、クッション材を介して前記取付パネルに取り付けられている
ことを特徴とするスピーカ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003036646A JP2004248031A (ja) | 2003-02-14 | 2003-02-14 | スピーカユニット及びスピーカ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003036646A JP2004248031A (ja) | 2003-02-14 | 2003-02-14 | スピーカユニット及びスピーカ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004248031A true JP2004248031A (ja) | 2004-09-02 |
Family
ID=33021673
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003036646A Abandoned JP2004248031A (ja) | 2003-02-14 | 2003-02-14 | スピーカユニット及びスピーカ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004248031A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009017102A (ja) * | 2007-07-03 | 2009-01-22 | Sekisui House Ltd | スピーカーの天井取付構造およびスピーカー |
JP6450899B1 (ja) * | 2017-11-01 | 2019-01-09 | 信安 牧 | スピーカーユニットの保持構造 |
-
2003
- 2003-02-14 JP JP2003036646A patent/JP2004248031A/ja not_active Abandoned
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009017102A (ja) * | 2007-07-03 | 2009-01-22 | Sekisui House Ltd | スピーカーの天井取付構造およびスピーカー |
JP6450899B1 (ja) * | 2017-11-01 | 2019-01-09 | 信安 牧 | スピーカーユニットの保持構造 |
JP2019083495A (ja) * | 2017-11-01 | 2019-05-30 | 信安 牧 | スピーカーユニットの保持構造 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3485486B2 (ja) | 蝶ダンパおよびそれを使用した電磁変換装置 | |
JP4404780B2 (ja) | スピーカ | |
US11950047B2 (en) | Loudspeaker | |
WO2011077770A1 (ja) | 複合スピーカ | |
JP2004015565A (ja) | スピーカ装置 | |
US6912290B1 (en) | Speaker unit for low frequency reproduction | |
JPS6388999A (ja) | カーステレオ用スピーカ | |
JP2005020292A (ja) | 車載用スピーカ装置 | |
JP2004248031A (ja) | スピーカユニット及びスピーカ装置 | |
JP2004015566A (ja) | 車載用スピーカ | |
JP3271075B2 (ja) | スピーカユニット | |
JP2006133639A (ja) | 室内に面する面部に設けた音響装置 | |
JP2005343362A (ja) | 減衰機構 | |
JP2005294887A (ja) | 音響システム用パーツおよび音響システム | |
JP2014075617A (ja) | 低音再生装置、及び、低音再生方法 | |
JP4140164B2 (ja) | スピーカ | |
JPS6128467Y2 (ja) | ||
JPH1155780A (ja) | スピーカ装置 | |
JPS6327512Y2 (ja) | ||
JP2004153457A (ja) | 車載用スピーカ | |
JP2004153456A (ja) | 車載用スピーカ | |
JPS6128466Y2 (ja) | ||
KR200374905Y1 (ko) | 혼을 이용한 트위터 스피커 | |
JP2022170165A (ja) | 振動発生装置 | |
JP2004274224A (ja) | スピーカ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051221 |
|
A762 | Written abandonment of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762 Effective date: 20070803 |