JP7350428B2 - 音響用の加振装置および前記加振装置を使用した車載音響装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁気回路部とコイルとの電磁力で振動伝達部を振動させる音響用の加振装置、および前記加振装置によって車両の内装材が振動させられる車載音響装置に関する。

車載音響装置では、車両の内装材に振動を与えて発音するエキサイタと称される加振装置が使用される。特許文献１に内装材を駆動するスピーカに使用されるエキサイタに関する発明が記載されている。

特許文献１に記載されているエキサイタは、ヨークとマグネットとプレートとが重ねられ、ヨークとプレートとの間にギャップ部が形成された磁気回路が設けられている。車両の内装材に結合されるカプラーに、ボイスコイルを保持するボイスコイルボビンが支持されており、ボイスコイルが前記ギャップ部の内部に位置している。カプラーは板バネによって磁気回路に振動自在に支持されている。このエキサイタは、磁気回路とカプラーとの間に発生する振動が、カプラーから内装材に伝達され、内装材が音圧を発生する。

特開２００５－１３０１８６号公報

車載用の加振装置（エキサイタ）では、カプラー側に端子を設け、ボイスコイルの導線端末を端子に接続し、外部からの配線を端子部に接続することが必要である。しかし、ボイスコイルが磁気回路のギャップ部内で振動するため、導線端末が振動により損傷したりあるいは端子との接続部で断線するおそれがある。特許文献１の図２と図４には、カプラー側に端子部が固定されている構造が記載されているが、この端子部の用途が不明となっており、また配線がどのようにして端子部に接続されているのか記載されてはいない。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、振動伝達部に設けられた端子部を質量部と当たらないように配置して、薄型化を可能とし、さらにコイルの導線端末を空間に浮かせることなく端子部に接続できるようにして、配線部の損傷や断線を防止できる音響用の加振装置および前記加振装置を使用した車載音響装置を提供することを目的としている。

本発明は、後方に位置する質量部と、前記質量部に設けられた磁気回路部と、前方に位置する振動伝達部と、前記質量部と前記振動伝達部とを連結するダンパーと、前記振動伝達部から後方に延びるボビンと、前記ボビンに支持されて前記磁気回路部の磁気ギャップ内に位置するコイルと、を備えた音響用の加振装置において、
前記ダンパーは、前記コイルの巻き中心線と交差する方向に広がって、内周端が前記ボビンに固定され、外周端が前記質量部に固定されており、
前記振動伝達部には、前記コイルに導通する端子部が固定されて、前記端子部が、前記質量部と前後方向に重ならない位置に設けられ、
前記コイルの導線端末が、前記ボビンと前記ダンパーの内周端との間を通過して前記ボビンの表面および前記振動伝達部の後方に向く表面に沿って延び、前記端子部に接続されていることを特徴とするものである。

本発明の音響用の加振装置では、前記導線端末は、その少なくとも一部が、前記ボビンの表面および前記振動伝達部の前記表面に接着されていることが好ましい。

本発明の音響用の加振装置は、前記端子部が、前記巻き中心線を挟む両側に配置されていることが好ましい。

次に本発明の車載音響装置は、前記いずれかの振動用の加振装置を備え、
前記振動伝達部が、車両の内装材に固定されていることを特徴とするものである。

本発明は、振動伝達部に設けられた端子部が質量部と前後方向で重ならない位置に設けられているため、質量部と振動伝達部とが相対的に振動するときに、端子部が質量部と当たることがない。そのため、質量部と振動伝達部とをできるだけ接近させることができ、装置全体の薄型を実現できる。

また、磁気ギャップ内に位置するコイルから延びる導線端末が、ボビンの表面および振動伝達部の後方に向く表面に沿って配線されているため、導線端末が空間で浮くことが少なくなり、また振動の影響も受けにくくなって、配線部の損傷や断線が生じにくくなる。

本発明の音響用の加振装置が車両の内装材に固定された車載音響装置を示す斜視図、 図１に示す加振装置の分解斜視図、 図１に示す車載音響装置の縦断面図、

図１と図３に示すように、本発明の実施形態の車載音響装置（車載スピーカ）１は、音響用の加振装置２と、この加振装置２が取り付けられる車両の内装材３、とを有している。内装材３は、例えばルーフ内装材である。ルーフ内装材は軟質なシートであり、発泡ウレタン樹脂などの発泡樹脂シートで形成されている。なお、内装材３は、ルーフ内装材以外の例えば自動車のドアの内装材やその他の内装材であってもよい。

音響用の加振装置２および車載音響装置１は、図示下方向（Ｙ１方向）が前方であり、図示上方向（Ｙ２方向）が後方である。内装材３よりも前方（Ｙ１方向）は車室内である。車載音響装置１は、車両の内装材３が主振動体として機能し、内装材３が振動することで音圧が発生し、車室内に向けて発音される。

図１と図３に示されるように、加振装置２は質量部１０と振動伝達部２０とを有している。図３に示されるように、質量部１０は、磁気回路部１１と、この磁気回路部１１を保持する保持部材１５とを有している。磁気回路部１１は、円盤形状の磁石１２と、磁石１２の後方（Ｙ２方向）に向く表面が固定される第１ヨーク１３と、磁石１２の前方（Ｙ１方向）に向く表面が固定される円盤形状の第２ヨーク１４とを有している。第１ヨーク１３と第２ヨーク１４は、フェライト系や鉄系の磁性材料で形成されている。第１ヨーク１３の外周部には、前方（Ｙ１方向）に向けて曲げられた部分円筒形状の側壁部１３ａが形成されており、第２ヨーク１４の外周の外面と側壁部１３ａの内面との間に磁気ギャップＧが形成されている。

保持部材１５は円筒形状であり、その内周面に第１ヨーク１３の側壁部１３ａの外周面が保持されて固定されている。保持部材１５は、合成樹脂材料や非磁性合金などの非磁性材料で形成されていることが好ましいが、磁性材料で形成されていてもよい。

振動伝達部２０は、伝達支持体２２と、前端部分が伝達支持体２２に固定されたボビン２１と、ボビン２１の後方端部に巻かれたコイル（ボイスコイル）２３とを有している。伝達支持体２２は、内装材３に固定するカプラーとして機能する。図３に示されるように、コイル２３は磁気回路部１１の磁気ギャップＧ内に位置している。伝達支持体２２は、合成樹脂材料などの非磁性材料で非導電性の材料で形成されている。

図１と図２および図３に、加振装置２の前後方向（Ｙ１－Ｙ２方向）に延びる中心線Ｏが示されている。中心線Ｏは、ボビン２１の中心でコイル２３の巻き中心を通っており、さらに質量部１０の重心を通過している。

振動伝達部２０を構成するボビン２１と、質量部１０を構成する保持部材１５との間にダンパー（サスペンション）３１が設けられている。ダンパー３１は、化学繊維の織布または不織布とフェノール樹脂との複合体などで形成されている。ダンパー３１は、全体がリング形状であり、さらにリング状の複数の突部とリング状の複数の凹部が半径方向に向けて同心円で配置されたコルゲート形状である。ダンパー３１は、中心線Ｏと直交する平面に沿って広がるように配置されており、ダンパー３１の内周端３１ａがボビン２１の外周面に接着されて固定され、ダンパー３１の外周端３１ｂが保持部材１５の下面に接着されて固定されている。

図１と図３に示されるように、振動伝達部２０の伝達支持体２２は、円盤形状のフランジ部２２ａを有し、その中心部に開口部２２ｂが形成されている。開口部２２ｂの周囲に後方（Ｙ２方向）に向けて立ち上がる***部２２ｄが形成されており、前記ボビン２１の前方（Ｙ１方向）に向く端部が、***部２２ｄの外周部に嵌着されて接着固定されて、ボビン２１が、伝達支持体２２から後方（Ｙ２方向）に向けて立ち上がっている。伝達支持体２２のフランジ部２２ａは、質量部１０の直径よりも大きな直径寸法を有している。伝達支持体２２の外周部は、質量部１０よりも外周側に延びる張出し部となっており、この張出し部に一対の端子部２５が固定されている。端子部２５は導電性の金属板で形成された接続端子であり、前方（Ｙ１方向）に向く基端部が、伝達支持体２２のフランジ部２２ａに埋設されて固定されている。

一対の端子部２５は、中心線Ｏを挟む両側で、中心線Ｏを中心とするほぼ１８０度の角度で配置されている。それぞれの端子部２５は、振動伝達部２０の伝達支持体２２に形成されたフランジ部２２ａの後方に向く表面２２ｃから後方に向けて立ち上がっている。一対の端子部２５は質量部１０よりも外周側に位置しており、一対の端子部２５と質量部１０は前後方向（Ｙ１－Ｙ２方向）に重なっておらず、前後方向に対向していない。

図２に示されるように、コイル２３から一対の導線端末２３ａ，２３ｂが延び出ている。導線端末２３ａ，２３ｂはコイル２３を巻き形成している被覆導線の両端部であり、導線端末２３ａ，２３ｂの一方がコイル２３の巻き始端であり、他方がコイル２３の巻き終端である。導線端末２３ａ，２３ｂは、コイル２３から前方（Ｙ１方向）に向けて中心線Ｏと平行に延び出て、ボビン２１の表面（外周面）２１ａに沿って延びている。さらに、振動伝達部２０の後方（Ｙ２方向）に向く表面である伝達支持体２２のフランジ部２２ａの表面２２ｃに沿って、中心線Ｏに対して半径方向に向けて直線方向に延びている。導線端末２３ａ，２３ｂのそれぞれの先端部は、被覆層が除去されて、端子部２５に巻き付けられるなどして、導線端末２３ａ，２３ｂのそれぞれと一対の端子部２５，２５のそれぞれとが半田付けされている。

導線端末２３ａ，２３ｂの少なくとも一部は、ボビン２１の表面２１ａに接着されており、またフランジ部２２ａの表面２２ｃに接着されている。好ましくは、導線端末２３ａ，２３ｂが、全長で。あるいはほぼ全長で、ボビン２１の表面２１ａとフランジ部２２ａの表面２２ｃに接着されて固定されている。図３に示すように、ダンパー３１の内周端３１ａがボビン２１の表面２１ａに接着されて固定されているので、ボビン２１の表面２１ａに沿って前方に向けて延びる導線端末２３ａ，２３ｂは、ダンパー３１の内周端３１ａとボビン２１の表面２１ａとの間の接合部を通過して、フランジ部２２ａに向けて延びている。

次に、本発明の実施形態の加振装置２を使用した車載音響装置（スピーカ）１の発音動作を説明する。

コイル２３にボイス電流が与えられると、磁気回路部１１の磁気ギャップＧ内のコイル２３に作用する磁界と、ボイス電流とで励起される電磁力によって、質量部１０と振動伝達部２０とが、前後方向（Ｙ１－Ｙ２方向）において互いに反発する方向へ振動しようとする。このときの質量部１０の振動の反力によるエネルギーが、振動伝達部２０の伝達支持体２２から車両の内装材３に与えられ、内装材３が加振されて音圧が発生し、内装材３の前方の車室内に音が与えられる。

振動しているコイル２３からは導線端末２３ａ，２３ｂが延び出ているが、この導線端末２３ａ，２３ｂは、ダンパー３１の内周端３１ａとボビン２１の表面２１ａとの接合部を通過して、ボビン２１の表面２１ａに沿って少なくとも一部が表面２１ａに接着されている。また、導線端末２３ａ，２３ｂは、振動伝達部２０の後方（Ｙ２方向）に向く表面すなわち伝達支持体２２のフランジ部２２ａの表面２２ｃに沿って半径方向に延び、導線端末２３ａ，２３ｂは少なくとも一部がフランジ部２２ａの表面２２ｃに接着されて、端子部２５に接続されている。

コイル２３から端子部２５にかけて、導線端末２３ａ，２３ｂが空中に浮くことがなく、ボビン２１とダンパー３１との接合部も通過して延びているため、コイル２３が振動するときに、導線端末２３ａ，２３ｂが単独で動くことなく固定された状態を維持する。そのため、振動により導線端末２３ａ，２３ｂが損傷することがなく、導線端末２３ａ，２３ｂと端子部２５との接続部に大きな力が作用することがなく、断線が生じる可能性がほとんどなくなる。

図３に示すように、内装材３に固定されている伝達支持体２２のフランジ部２２ａは、質量部１０から側方に張り出す張出し部を有し、端子部２５，２５はこの張出し部に固定されている。フランジ部２２ａから後方（Ｙ２方向）に向けて突出する端子部２５，２５が、質量部１０と前後方向（Ｙ１－Ｙ２方向）に重なっておらず、前後方向に対向していないため、質量部１０と振動伝達部２０とが前後方向に相対的に振動する際に、質量部１０と端子部２５とが当たることがない。そのため、質量部１０と振動伝達部２０とを前後方向に接近させて配置することができ、加振装置２を薄型化できる。

振動伝達部２０では、一対の端子部２５が、中心線Ｏを挟む両側に配置されているため、コイル２３から延び出る一対の導線端末２３ａ，２３ｂを互いに独立した箇所に配線することができ、導線端末２３ａ，２３ｂどうしの絡みなども生じない。また振動伝達部２０において金属製の端子部２５が、中心線Ｏの両側に配置されているため、振動伝達部２０の質量の偏りも防止でき、振動伝達部２０の振動特性を良好にできる。

１ 車載音響装置
２ 加振装置
３ 内装材
１０ 質量部
１１ 磁気回路部
１２ 磁石
１５ 保持部材
２０ 振動伝達部
２１ ボビン
２１ａ 表面
２２ 伝達支持体
２２ａ フランジ部
２２ｃ 表面
２３ コイル
２３ａ，２３ｂ 導線端末
３１ ダンパー
３１ａ 内端部
３１ｂ 外端部

Claims (4)

1. 後方に位置する質量部と、前記質量部に設けられた磁気回路部と、前方に位置する振動伝達部と、前記質量部と前記振動伝達部とを連結するダンパーと、前記振動伝達部から後方に延びるボビンと、前記ボビンに支持されて前記磁気回路部の磁気ギャップ内に位置するコイルと、を備えた音響用の加振装置において、
   前記ダンパーは、前記コイルの巻き中心線と交差する方向に広がって、内周端が前記ボビンに固定され、外周端が前記質量部に固定されており、
   前記振動伝達部には、前記コイルに導通する端子部が固定されて、前記端子部が、前記質量部と前後方向に重ならない位置に設けられ、
   前記コイルの導線端末が、前記ボビンと前記ダンパーの内周端との間を通過して前記ボビンの表面および前記振動伝達部の後方に向く表面に沿って延び、前記端子部に接続されていることを特徴とする音響用の加振装置。
2. 前記導線端末は、その少なくとも一部が、前記ボビンの表面および前記振動伝達部の前記表面に接着されている請求項１記載の音響用の加振装置。
3. 前記端子部は前記巻き中心線を挟む両側に配置されている請求項１または２記載の音響用の加振装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の振動用の加振装置を備え、
   前記振動伝達部が、車両の内装材に固定されていることを特徴とする車載音響装置。

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