(57)【要約】【課題】  小型のスピーカーユニットを使用して容易に良質な音を再生できる車両用スピーカーシステムを提供する。【解決手段】  車両用スピーカーシステムは、小型のエンクロージャー２にスピーカー３を取り付けたスピーカーユニット１０を車両の内部に虚音源を考慮して複数設置するとともに、スピーカーユニット１０の最低共振周波数を低く設定した。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
小型のエンクロージャーにスピーカーを取り付けたスピーカーユニットを車両の内部に虚音源を考慮して複数設置するとともに、前記スピーカーユニットの最低共振周波数を低く設定したことを特徴とする車両用スピーカーシステム。
【請求項２】
前記スピーカーユニットは、最低共振周波数を２００Ｈｚ以下に設定して前記車両の内部の床面から２０ｃｍ以下の高さに設置し、
前記エンクロージャーの内容積が１０００ｃｃ以下であることを特徴とする請求項１に記載の車両用スピーカーシステム。
【請求項３】
前記スピーカーの全てに所定周波数以下の信号を入力することを特徴とする請求項１、又は２に記載の車内用スピーカーシステム。
【請求項４】
前記スピーカーユニットは機械的に所定周波数以下を再生することを特徴とする請求項１、又は２に記載の車内用スピーカーシステム。
【請求項５】
前記エンクロージャーは、
密閉式、多少の空気漏れも含む密閉式、ポートに吸音材が組み込まれたダンプドバスレフ方式、バンドパス式のいずれか１つであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車内用スピーカーシステム。
【請求項６】
前記全てのスピーカーには、聴取者に対する各スピーカーからの音の到達時間が合致するように調整した信号が入力されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の車内用スピーカーシステム。
【請求項７】
前記聴取者に対する各スピーカーからの到達時間を電気的に調整するための到達時間調整手段を備えていることを特徴とする請求項１〜５に記載の車内用スピーカーシステム。
【請求項８】
前記全てのスピーカーには、５．１ｃｈサラウンドシステムにおけるサブウーファーの信号が入力されることを特徴とする請求項１〜７に記載の車内用スピーカーシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、乗用自動車等の車両の内部に設置される車両用スピーカーシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に乗用自動車等の車両の内部に設置される車両用スピーカーは、乗降用ドアに取り付けられている。
【０００３】
また、良質な音を再生するためには、音響空間の形状や構造等の影響を受け易く、特に、車両は、車内空間が狭く、スピーカーの設置自由度も少なく、良好な音響空間とは言えない。また、車両において、本来意図する音を正確に再生するには、スピーカーから発生する振動を効果的に防振する工夫が必要である。
【０００４】
また、通常、乗用自動車に取り付けられているスピーカーはフルレンジスピーカーが用いられ、フルレンジスピーカーのみでは、低音域を充分な音圧で再生できない。
【０００５】
一般に低音域を充分な音圧で再生するためには振動板の直径は大きく、振動板の質量は重いことが必要とされている。また、高音域の再生には、音圧の点では大口径である必要はなく、むしろ指向性の点で小口径であることが必要である。
【０００６】
従来の車内用スピーカーシステムとして、フルレンジスピーカーとは別体で低音域を再生するためのスピーカーを備えた車内用スピーカーシステムは存在する。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１７５２８２号公報
【特許文献２】特開平９−３２８０４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、スピーカーを車両の乗降用ドアに取り付けた場合には、乗降用ドアの取り付けパネルが内圧または振動系の反作用により磁気回路が振動し、フレームを通って取付けパネルを振動させるとともに音を輻射させ、その歪んだ音や、時間的に遅れた音が出て過度なエコー感を出すなどの不具合がある。この不具合を解消するには、防振材をパネルの内部に貼り付けるなどする必要があり、スピーカーの設置にかかる手間、コストがかかるなどの問題がある。
【０００９】
また、フルレンジスピーカーとは別体に低音域を再生するためのウーファーを備えることにより良質な音を再現できるが、コストがかかるとともに、車両によっては、スピーカーの設置場所の確保が難しいなどの問題がある。
【００１０】
本願は上記各問題点の解決を課題の一例として為されたもので、容易に良質な音を再生できる車内用スピーカーシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の車内用スピーカーシステムは、小型のエンクロージャー（２）にスピーカー（３）を取り付けたスピーカーユニット（１０）を車両の内部に虚音源を考慮して複数設置するとともに、前記スピーカーユニットの最低共振周波数を低く設定したことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本願の最良の実施形態について、図１〜図３を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、一実施例として、車両の内部の運転席や助手席とドアパネルとの間、または後部座席下の車体側壁近傍に複数のスピーカーユニットを配置した場合の実施形態であるが、スピーカーユニットの設置場所は特にこの配置例に限定されるものではない。また、車両は車に限定されるものではなく、種々の乗り物等の移動体に適用できる。
【００１３】
図１はスピーカーユニットを示し、図１（ａ）は第１実施例、図１（ｂ）は第２実施例である。
【００１４】
図１に示すように、スピーカーユニット１０は、エンクロージャー２とエンクロージャー２に取り付けられたスピーカー５と、を備える。
【００１５】
エンクロージャー２は、底体２ａと、底体２ａの外周から上方に垂設された４枚の側体２ｂ、２ｂ、２ｂ、２ｂと、側体２ｂの上部を塞ぐ天体２ｃと、を備え、箱状に形成される。なお、エンクロージャー２は、内部の空気が外部に漏れないように密閉されている。
【００１６】
また、前方の側体２ｂには、開口３を有する。スピーカー５はこの開口３に密着して取り付けられる。
【００１７】
また、図示しないが、エンクロージャー２には、音声信号を入力するための入出力端子が設けられ、当該入力端子は、エンクロージャー２の内部でスピーカー５の入力端子と電気的に接続されている。
【００１８】
また、エンクロージャー２の底体２ａの左右には、車両の床面にしっかりと固定するための支持体７、７を備える。この支持体７は、ねじ等の固定具で車両に取り付けるための貫通孔７ａを有している。そして、エンクロージャー２は固定具によって車両の床面にしっかりと固定される。
【００１９】
また、図１（ｂ）に示すように、スピーカーユニット１０Ａのエンクロージャー８は、左右の側体がエンクロージャー８の後方に向かって徐々に狭まるような形状であってもよい。また、エンクロージャー８には、その形状に合わせてスピーカー３ａが取り付けられている。さらに、エンクロージャー８の底体８ａの左右に設けられている支持体９、９、またはエンクロージャー８自体には、紐状体１１が取り付けられていてもよい。この紐状体１１の先端は車体の一部に取り付けられる。紐状体１１はエンクロージャー８を吊り下げられる程度の強度をもっていればどのような材料を使用してもよく、例えば、一般に使用される紐やワイヤから適宜選択され用いられる。
【００２０】
また、エンクロージャー２、８は、図１に示すように密閉式に限られるものではなく、例えば、多少の空気漏れも含む密閉式、ポートに吸音材が組み込まれたダンプドバスレフ方式、バンドパス式から適宜選択されてもよい。
【００２１】
さらに、スピーカー３、３ａは、例えば、一般的に使用されるコーン型、ドーム型、ホーン型から適宜選択され、小径、小質量の小型のものが用いられる。
【００２２】
また、スピーカー３、３ａには、ＣＤ（compact disc）やＤＶＤ（digital versatile disc）等の記録媒体を再生するヘッドユニット（図示なし）から所定の周波数以下の再生信号が入力される。例えば、所定の周波数よりも高い周波数をカットする機能を有するローパスフィルタをヘッドユニットとスピーカー３、３ａとの間に備えるようにしてもよい。これにより、スピーカー３、３ａは所定の周波数以下で再生信号を再生できる。
【００２３】
また、エンクロージャー２、８は、形状や内容積をスピーカー３、３ａが取り付けられた状態の音声再生時において最低共振周波数が所定の周波数以下に（低く）なるように設計されて形成されている。また、スピーカー３、３ａ込みのエンクロージャー２、８（スピーカーユニット１０）の最低共振周波数は、２００Ｈｚ以下であることが好ましい。このように、スピーカーユニット１０、１０Ａを機械的に所定周波数以下を再生できるようにしてもよい。また、最低共振周波数が低いスピーカーユニット１０、１０Ａを用いているので中低音においても十分な音圧を得ることができる。
【００２４】
また、スピーカーユニット１０、１０Ａを、５．１ｃｈサラウンドシステムの音場を再生するためのサブウーファーとして使用する場合には、前記スピーカー３、３ａには、５．１ｃｈサラウンドシステムにおけるサブウーファーの信号が入力される。
【００２５】
次に、車両へのスピーカーユニットの設置位置について説明する。
【００２６】
本願の車両用スピーカーシステムは、小型のエンクロージャー２、８にスピーカー３、３ａを取り付けたスピーカーユニット１０、１０Ａを車両の内部に虚音源を考慮して複数設置するとともに、前記スピーカーユニット１０、１０Ａの最低共振周波数を低く設定している。このスピーカーの設置位置、及び虚音源について図２を用いて説明する。図２はスピーカーの設置場所と鏡像の生じ方および最大音圧上昇度の関係を示す。
【００２７】
スピーカーユニットの設置位置について、鏡像の原理を用いて検討すると、例えば、図２の（２）のように室内空間の壁面から離れた位置であって、床面上にスピーカーを設けた場合には、実音源と床面を介して反対方向に虚音源が存在し、見掛上の音源が２つ存在する。この二つの同じ音源が近接している場合は、その音源間の距離が波長にくらべて十分に低い周波数では、相互作用によって放射インピーダンスは２倍になり、スピーカーの能率も２倍高くなる。したがって、能率が２倍高くなった音源が自由音場に２つあることになるので、例えば、自由音場に設置されたスピーカーの音響出力を１Ｗとすると、その音響出力は４Ｗとなる。したがって、半空間に反射される音響出力は２Ｗとなる。また、図示のように、音圧レベルは６ｄＢだけ無響室よりも高くなる。
【００２８】
また、図２の（３）に示すように、床面と壁面の近くにスピーカーを設置した場合には、音圧レベルは１２ｄＢだけ無響室よりも高くなる。また、図２の（４）に示すように、室内のコーナにスピーカーを設置した場合には、音圧レベルは１８ｄＢだけ無響室よりも高くなる。
【００２９】
また、周波数が高くなって音源間の距離が無視できなくなると、放射インピーダンスは下がり、音圧レベルも低くなる。そして、音源間の距離が半波長になる周波数ではディップとなり、それ以上の高い周波数では、ピークとディップが交互に現れるようになる。実際には、このような高い周波数では、スピーカーは指向性をもち、固有振動の密度も高くなるので顕著なピーク、及びディップは生じないで、無響室の特性に近くなる。
【００３０】
これらのことから、口径の小さなスピーカーであっても、床に近いところや、床とドアのコーナ付近に当該スピーカーを設置することで、虚音源が出来て音圧を上昇させることがわかる。
【００３１】
また、一般に密閉された空気室内での音圧は、密閉型スピーカーシステムの共振周波数以下のスチフネス制御地域では音圧特性が平坦になることが知られている。
【００３２】
これらにより、小型のエンクロージャーに、小型のスピーカーが取り付けられたスピーカーユニットを複数個設けて、振動面積を確保することで、使用上十分な低音の音圧を得ることができる。また、車両の内部の空間は狭いので大きいエンクロージャーを設置することができない。そのためエンクロージャーを小型にして複数設置することにより所定の音圧を得ることができる。また、エンクロージャーを小型にすることで、車内の床や、座席の下、床面とドアや後部座席とのコーナに設置し易くなる。
【００３３】
図３はスピーカーユニットの設置例を示し、図３（ａ）は第１実施例、図３（ｂ）は第２実施例である。スピーカーユニット１０、１０Ａは、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、乗降用ドア１５付近と床面１６とのコーナや椅子１７の下、または椅子１７と床面１６と乗降用ドア１８付近のコーナに取り付けることが好ましい。
【００３４】
また、スピーカーの取り付け位置が高いと邪魔になるととともに、虚音源の効果が薄れるため、なるべく床面に近い方が良い。また、スピーカーの取り付け位置が床面に近いほどバッフル効果を得ることができる。この虚音源の効果、及びバッフル効果は、床面から約２０ｃｍ以下の位置であれば、効果的に得ることができる。また、コーナ付近であれば虚音源の効果、及びバッフル効果はさらに上がる。また、車両等のように小容量の室内での音圧は、上記で示したように、自由空間と比較して、低域の音圧を高く得ることができる。よって、スピーカーユニットをコーナ付近であって、スピーカーの取り付け位置が床面から約２０ｃｍ以下にあれば、中低域以下の高い音圧レベルを得ることができる。
【００３５】
さらに、小型のエンクロージャーはエンクロージャー自身からの音の輻射が少ないので、質の良い低音、中低音を得ることができる。また、スピーカーユニットが車両とは別体で内部に設けられるので、車両の外部への音漏れを少なくできる。
【００３６】
以上説明したように、上記実施形態によれば、本願に係る車内用スピーカーシステムは、小型のエンクロージャー２にスピーカー３を取り付けたスピーカーユニット１０を車両の内部に虚音源を考慮して複数設置するとともに、前記スピーカーユニット１０の最低共振周波数を低く設定している。具体的には、スピーカーユニット１０は、最低共振周波数を２００Ｈｚ以下に設定して車両の内部の床面から２０ｃｍ以下の高さに設置し、エンクロージャー２の内容積が１０００ｃｃ以下である。
【００３７】
このようにすれば、虚音源の効果、及びバッフル効果を効果的に得ることができるとともに、鏡像の原理から、スピーカーユニット１０が小型であっても、高い音圧レベルを得ることができる。また、小型のエンクロージャーを用いることにより虚音源の効果を得られやすい位置にスピーカーユニットを設置することができる。
【００３８】
また、前記スピーカー３の全てに所定周波数以下の信号を入力してもよい。また、前記スピーカーユニット１０は機械的に所定周波数以下を再生するようにしてもよい。
【００３９】
また、エンクロージャー２は、密閉式、多少の空気漏れも含む密閉式、ポートに吸音材が組み込まれたダンプドバスレフ方式、バンドパス式のいずれか１つから適宜選択すればよい。
【００４０】
また、車内用スピーカーシステムの全てのスピーカーには、聴取者に対する各スピーカーからの音の到達時間が合致するように調整した信号が入力されるようにするとよい。また、聴取者に対する各スピーカーからの音の到達時間を電気的に調整するための到達時間調整手段を備えていてもよい。
【００４１】
これにより、聴取者に対して複数のスピーカーから出力される音の到達時間が合った音を再生できる。
【００４２】
また、車内用スピーカーシステムの全てのスピーカーには、５．１ｃｈサラウンドシステムにおけるサブウーファーの信号が入力されるようにしてもよい。このようにすれば、スピーカーユニットを５．１ｃｈサラウンドシステムのサブウーファーとして使用できる。
【００４３】
また、エンクロージャー２、８は、車体に固定するための孔７ａ、９ａが設けられていてもよい。また、エンクロージャー８は、車体に固定するための紐状体１１が取り付けられていてもよい。このようにすれば、固定具によりエンクロージャー２、８をしっかりと車両に固定できる。
【００４４】
なお、本実施形態は一形態であって、この形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】スピーカーユニットの構造を示し、図１（ａ）は第１実施例、図１（ｂ）は第２実施例である。
【図２】鏡像の原理を説明するための説明図である。
【図３】スピーカーユニットの設置例を示し、図３（ａ）は第１実施例、図３（ｂ）は第２実施例である。
【符号の説明】
【００４６】
２  エンクロージャー
３  スピーカー
１０  スピーカーユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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