(57)【要約】【課題】振動板の振動によって生じる音の音圧レベルを高くすることができるスピーカ装置、及び、上記スピーカ装置を用い排気音を効果的に低減することができる排気音抑制装置を得る。【解決手段】スピーカ装置１０は、ケース１２と、平板状に形成されケース１２に対し板厚方向に相対変位可能に設けられた振動板２０と、ケース１２内に設けられ該ケース１２に対し振動板２０を板厚方向に振動させる加振手段３８と、ケース１２と振動板２０との間に該振動板２０の板厚方向に弾性変形可能に設けられた共振ばね３０とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、
平板状に形成され、前記ケースに対し板厚方向に相対変位可能に設けられた振動板と、
前記ケース内に設けられ、該ケースに対し前記振動板を板厚方向に振動させる加振手段と、
前記ケースと振動板との間に設けられ、該振動板の板厚方向に弾性変形可能な弾性支持手段と、
を備えたスピーカ装置。
【請求項２】
前記弾性支持手段は、それぞれ前記ケースと振動板との間に設けられた複数の弾性部材を含んで構成されている請求項１記載のスピーカ装置。
【請求項３】
前記振動板の周縁部と、前記ケースの開口縁部との間をシールするシール部材をさらに備えた請求項１又は請求項２記載のスピーカ装置。
【請求項４】
軸線方向に弾性的に伸縮可能な筒状に形成され蛇腹体を含んで構成され、軸線方向の一端側が底壁によって閉止されたケースと、
平板状に形成され、板厚方向が前記蛇腹体の伸縮方向に一致されると共に該蛇腹体の他端側の開口部を閉止するように該蛇腹体に設けられた振動板と、
前記ケース内に設けられ、該ケースに対し前記振動板を前記蛇腹体の軸線方向に振動させる加振手段と、
を備えたスピーカ装置。
【請求項５】
前記加振手段は、前記ケースに対する相対変位を生じる変位発生装置と、該変位発生装置が発生した変位を増幅して前記振動板に伝達する変位増幅機構とを含んで構成されている請求項１乃至請求項４の何れか１項記載のスピーカ装置。
【請求項６】
ケースと、
平板状に形成され、前記ケースに対し板厚方向に相対変位可能に設けられた振動板と、
前記ケース内に設けられ、前記ケースに対する相対変位を生じる変位発生装置と、該変位発生装置が発生した変位を前記振動板の板厚方向に増幅して該振動板に伝達する変位増幅機構とを含んで構成された加振手段と、
を備えたスピーカ装置。
【請求項７】
前記変位増幅機構は、てこ部材と、該てこ部材の変位出力部に対する前記振動板の姿勢変化を許容するリンク機構とを含んで構成されている請求項５又は請求項６記載のスピーカ装置。
【請求項８】
前記変位発生装置は、付与される磁界が周期的に変化されることで、前記ケースに対する相対変位を発生する磁歪素子を含んで構成されている請求項５乃至請求項７の何れか１項記載のスピーカ装置。
【請求項９】
前記加振手段は、前記振動板に固定された本体部と、付与される磁界が周期的に変化されることで出力部を本体部に対し振動させる磁歪素子と、前記出力部に設けられた錘とを含んで構成されている請求項１乃至請求項４の何れか１項記載のスピーカ装置。
【請求項１０】
前記加振手段は、ボイスコイルを含んで構成されている請求項１乃至請求項４の何れか１項記載のスピーカ装置。
【請求項１１】
前記振動板に設けられた断熱材をさらに備えた請求項１乃至請求項１０の何れか１項記載のスピーカ装置。
【請求項１２】
自動車用エンジンの排ガスを排出するための排気系を構成する排気系部品に、請求項１乃至請求項１１の何れか１項記載のスピーカ装置を設けて構成された排気音抑制装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカ装置及び排気音抑制装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
平板状の振動板をボイスコイルにて加振して生じた圧力波によって、排気脈動音を消音する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−３２３１２２号公報
【特許文献２】特開平５−６６７８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の如き従来の技術では、振動板は単にボイスコイルにて駆動される構成であるため、振動板の振動によって生じる音圧レベルを上げることが困難であった。
【０００４】
本発明は、上記事実を考慮して、振動板の振動によって生じる音の音圧レベルを高くすることができるスピーカ装置を得ることが目的である。また、本発明は、上記スピーカ装置を用い、排気音を効果的に低減することができる排気音抑制装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明に係るスピーカ装置は、ケースと、平板状に形成され、前記ケースに対し板厚方向に相対変位可能に設けられた振動板と、前記ケース内に設けられ、該ケースに対し前記振動板を板厚方向に振動させる加振手段と、前記ケースと振動板との間に設けられ、該振動板の板厚方向に弾性変形可能な弾性支持手段と、を備えている。
【０００６】
請求項１記載のスピーカ装置では、加振手段が作動して振動板をケースに対し該振動板の板厚方向に振動させる。ここで、振動板の板厚方向に弾性変形可能な弾性支持手段がケースと振動板との間に配設されているため、本スピーカ装置では、振動板を質量要素、弾性支持手段をばね要素とする振動系が構成されており、その共振周波数を含む特定の周波数帯域では、振動板の板厚方向の振幅が増幅される。これにより、本スピーカ装置が出力する音の音圧レベルを高くすることができる。
【０００７】
このように、請求項１記載のスピーカ装置では、振動板の振動によって生じる音の音圧レベルを高くすることができる。また、弾性支持手段の変形方向とケースに対する振動板の振動方向とが略一致しているため、振動板は、ケース（例えば振動板の案内部分）に対する姿勢を維持しつつ安定した音圧レベルを確保することができる。
【０００８】
請求項２記載の発明に係るスピーカ装置は、請求項１記載のスピーカ装置において、それぞれ前記ケースと振動板との間に設けられた複数の弾性部材を含んで構成されている。
【０００９】
請求項２記載のスピーカ装置では、複数の弾性部材がそれぞれケースと振動板との間に配設されて並列ばねを構成しているので、弾性支持手段の変形方向を板厚方向に確実に設定することができる。なお、複数の弾性部材は、例えば平行に配置されたコイルばねのように、それぞれの弾性変形方向が同じ（振動板の板厚方向）ものの組み合わせであって良く、また例えば非平行（放射状等）に配置された板ばねのように、それぞれの弾性変形（曲げ）方向が異なるものの、全体として振動板の板厚方向に弾性変形するように配置されたものの組み合わせであっても良い。
【００１０】
請求項３記載の発明に係るスピーカ装置は、請求項１又は請求項２記載のスピーカ装置において、前記振動板の周縁部と、前記ケースの開口縁部との間をシールするシール部材をさらに備えた。
【００１１】
請求項３記載のスピーカ装置では、ケースの開口縁部（例えば振動板の案内部分）と振動板の周縁部とがシールされているので、振動板の振動に伴ってケース内にて発生する音のケース外への音漏れが抑制される。特に、ケース内に発生する音は、振動板の振動によってケース外に向けて発生する音とは逆位相であり、該ケース外に向け音を干渉によって弱める原因となり得るが、シール部材による音漏れが抑制されているので、音圧レベルの低下が抑制される。なお、本発明におけるケースの開口縁部には、ケース自体の開口（孔）縁の他、例えば、ケースに設けられて振動板の振動方向を板厚方向に規制（案内）する案内部材の案内面等を含む。
【００１２】
請求項４記載の発明に係るスピーカ装置は、軸線方向に弾性的に伸縮可能な筒状に形成され蛇腹体を含んで構成され、軸線方向の一端側が底壁によって閉止されたケースと、平板状に形成され、板厚方向が前記蛇腹体の伸縮方向に一致されると共に該蛇腹体の他端側の開口部を閉止するように該蛇腹体に設けられた振動板と、前記ケース内に設けられ、該ケースに対し前記振動板を前記蛇腹体の軸線方向に振動させる加振手段と、を備えている。
【００１３】
請求項４記載のスピーカ装置では、加振手段が作動して振動板をケースに対し蛇腹体の軸線方向に略一致する該振動体の板厚方向に振動させる。ここで、ケースは、底壁と振動板との間で、該振動板の板厚方向（自らの軸線方向）に弾性変形可能な蛇腹体を含んで構成されているため、本スピーカ装置では、振動板を質量要素、蛇腹体をばね要素とする振動系が構成されており、その共振周波数を含む特定の周波数帯域では、振動板の板厚方向の振幅が増幅される。これにより、本スピーカ装置が出力する音の音圧レベルを高くすることができる。
【００１４】
このように、請求項４記載のスピーカ装置では、振動板の振動によって生じる音の音圧レベルを高くすることができる。また、蛇腹体は減衰要素としても機能するため、スピーカにおける音を減衰させるためのダンパの機能を果たすことができ、部品点数の削減に寄与する。なお、ケースは、例えば蛇腹体と箱体とで構成しても良く、また例えば蛇腹体と該蛇腹体に一方側の開口端を閉止する底壁とで構成され、蛇腹体の他端側開口端が振動板にて閉止される構成としても良い。
【００１５】
請求項５記載の発明に係るスピーカ装置は、請求項１乃至請求項４の何れか１項記載のスピーカ装置において、前記加振手段は、前記ケースに対する相対変位を生じる変位発生装置と、該変位発生装置が発生した変位を増幅して前記振動板に伝達する変位増幅機構とを含んで構成されている。
【００１６】
請求項５記載のスピーカ装置では、加振手段は、変位発生機構が発生した変位を変位族副機構が増幅して振動板に伝達される。これにより、ケースに対する振動板の振動振幅が大きくなり、本スピーカ装置が出力する音の音圧レベルを一層高くすることができる。
【００１７】
請求項６記載の発明に係るスピーカ装置は、ケースと、平板状に形成され、前記ケースに対し板厚方向に相対変位可能に設けられた振動板と、前記ケース内に設けられ、前記ケースに対する相対変位を生じる変位発生装置と、該変位発生装置が発生した変位を前記振動板の板厚方向に増幅して該振動板に伝達する変位増幅機構とを含んで構成された加振手段と、を備えている。
【００１８】
請求項６記載のスピーカ装置では、加振手段の変位発生装置が作動すると、この変位（振幅）が変位増幅機構によって増幅されて振動板に伝えられ、振動板はその板厚方向に振動する。このように加振装置が変位増幅機構を備えるため、本スピーカ装置では、ケースに対する振動板の振動振幅が大きくなり、本スピーカ装置が出力する音の音圧レベルを一層高くすることができる。
【００１９】
このように、請求項６記載のスピーカ装置では、振動板の振動によって生じる音の音圧レベルを高くすることができる。
【００２０】
請求項７記載の発明に係るスピーカ装置は、請求項５又は請求項６記載の排気音抑制装置において、前記変位増幅機構は、てこ部材と、該てこ部材の変位出力部に対する前記振動板の姿勢変化を許容するリンク機構とを含んで構成されている。
【００２１】
請求項７記載のスピーカ装置では、変位増幅機構は、てこ部材の支点から変位発生機構による強制変位入力部（力点）までの距離が、上記支点から変位出力部までの距離よりも短く設定して構成されており、てこ部材は、変位発生手段の作動によって変位出力部が支点周りに揺動する。この揺動方向とケースに対する振動板の振動方向（板厚方向）との相違は、リンク機構によって吸収され、加振手段の作動によって振動板は板厚方向に確実に振動する。
【００２２】
請求項８記載の発明に係るスピーカ装置は、請求項５乃至請求項７の何れか１項記載のスピーカ装置において、前記変位発生装置は、付与される磁界が周期的に変化されることで、前記ケースに対する相対変位を発生する磁歪素子を含んで構成されている。
【００２３】
請求項８記載のスピーカ装置では、加振手段の変位発生機構は、付与磁界の変化に伴う磁歪素子の伸縮によって変位増幅機構の変位入力部を強制的に変位させる（加振する）。磁歪素子は、磁界変化に対する発生応力が大きいので、変位増幅機構との組み合わせで効果的に高い音圧レベルを実現することができる。また、磁歪素子は、磁界変化に対する発生応力が大きいので、弾性支持手段や蛇腹体のばね定数を大きくすることが可能であり、換言すれば、ばね定数の設定可能範囲が広く、音波の発生周波数に応じた適切なチューニングが可能になる。また、スピーカ装置の小型化に寄与する。
【００２４】
請求項９記載の発明に係るスピーカ装置は、請求項１乃至請求項４の何れか１項記載のスピーカ装置において、前記加振手段は、前記振動板に固定された本体部と、付与される磁界が周期的に変化されることで出力部を本体部に対し振動させる磁歪素子と、前記出力部に設けられた錘とを含んで構成されている。
【００２５】
請求項９記載のスピーカ装置では、加振手段は、付与磁界の変化に伴う磁歪素子の伸縮によって錘を加振する。このため、加振手段の本体部が固定された振動板には、錘の振動に伴う反力が加振力（強制力）として入力される。すなわち、加振対象の振動は、力による強制振動とされる。この加振力は、錘の加速度に比例して大きくすることができるので、振動板の振動周波数が低周波であっても大きな加振力すなわち高い音圧レベルを得ることが可能である。特に、磁歪素子は磁界変化に対する発生応力が大きいので、質量の比較的大きい錘を高速で振動させることができ、該錘の振動に伴って加振対象に作用する大きな加振力を得ることができる。
【００２６】
請求項１０記載の発明に係るスピーカ装置は、請求項１乃至請求項４記載の何れか１項のスピーカ装置において、前記加振手段は、ボイスコイルを含んで構成されている。
【００２７】
請求項１０記載のスピーカ装置では、加振手段は、ボイスコイルに付与する電流の向きに応じて変化する駆動力によって、振動板をケースに対し振動させる。ボイスコイルを用いるので、簡単な構造で加振手段を得ることができる。
【００２８】
請求項１１記載の発明に係るスピーカ装置は、請求項１乃至請求項１０の何れか１項記載のスピーカ装置において、前記振動板に設けられた断熱材をさらに備えた。
【００２９】
請求項１１記載のスピーカ装置では、ケース外から振動板を経由したケース内への伝熱や輻射が断熱材にて抑制され、ケース内の温度上昇が抑制される。これにより、加振手段の発熱量に対する制約が小さくなるので（自己発熱に余裕ができる）ので、該加振手段の出力を増して（例えば、供給電流を増大して）音圧レベルを向上することが可能になる。
【００３０】
請求項１２記載の発明に係る排気音抑制装置は、自動車用エンジンの排ガスを排出するための排気系を構成する排気系部品に、請求項１乃至請求項１１の何れか１項記載のスピーカ装置を設けて構成されている。
【００３１】
請求項１２記載の排気音抑制装置では、スピーカ装置を排気系部品に設けているため、例えば排気騒音と逆位相の音波を出力して、排気系部品からの排気音を低減することができる。請求項１乃至請求項１１の何れか１項記載のスピーカ装置は、音圧レベルが高いので、排気音を効果的に低減することができる。
【発明の効果】
【００３２】
以上説明したように本発明に係るスピーカ装置は、振動板の振動によって生じる音の音圧レベルを高くすることができるという優れた効果を有する。また、本発明に係る排気音抑制装置は上記スピーカ装置を用い、排気音を効果的に低減することができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
（スピーカ装置）
本発明の第１の実施形態に係るスピーカ装置１０について、図１乃至図５に基づいて説明する。
【００３４】
図１（Ａ）には、スピーカ装置１０が正面図にて示されており、図１（Ｂ）には、図１（Ａ）の１Ｂ−１Ｂ線に沿った側断面図が示されている。これらの図に示される如く、スピーカ装置１０は、ケース１２を備えている。ケース１２は、略矩形平板状の底壁（底板）１４と、底壁１４の周縁から全周に亘り立設された矩形枠状の周壁１６と、略全面に亘り底壁１４と対向する矩形平板状に形成されると共に中央部に貫通孔１８Ａが形成された天壁１８とを主要部として構成されている。この実施形態では、底壁１４、天壁１８の周縁は、略正方形状に形成されており、周壁１６は、正方形枠状に形成されている。
【００３５】
このケース１２の開口部である貫通孔１８Ａ内には、略平板状に形成された振動板２０が板厚方向（底壁１４との接離方向）に相対変位可能に配設されている。具体的には、天壁１８の平面視で円形状に形成された貫通孔１８Ａには、略端円筒状に形成された振動板ガイド２２が気密に装着されており、振動板ガイド２２の軸線方向は、底壁１４との直交方向（接離方向）に略一致している。振動板２０は、外径が振動板ガイド２２の内径よりも小である略円形平板状に形成されており、振動板ガイド２２によって、ケース１２（底壁１４）に対する径方向の相対変位や姿勢変化（傾斜）が規制され、底壁１４に対する平行な姿勢を保ったまま該底壁１４に対する接離方向の相対変位が許容されるように、ガイドされる構成である。ケース１２、振動板２０、及び振動板ガイド２２は、例えば耐熱性・耐腐食性の良好なステンレス鋼の金属材にて構成される。
【００３６】
この実施形態では、振動板２０の外周縁部に径方向外向きに開口したシールガイド２４が固定的に設けられると共に、シールガイド２４内には、シール部材としてのリップシール２６が配設されている。これにより、振動板２０は、リップシール２６を介して振動板ガイド２２にガイドされると共に、該振動板ガイド２２との隙間が振動板ガイド２２によってシールされている。図１（Ｂ）に示す１Ｃ部を拡大した図１（Ｃ）に示される如く、リップシール２６は、振動板２０の径方向外向きに開口する断面形状を有し、この開口縁に形成された一対のリップ部２６Ａが振動板ガイド２２の内周面２２Ａに軸線方向に摺動可能に接触している。
【００３７】
また、振動板ガイド２２における底壁１４とは反対側の開口端２２Ｂには、円環状に形成されたストッパリング２８が固定的に設けられている。ストッパリング２８は、その内周縁が振動板ガイド２２の内周面２２Ａよりも径方向内側に張り出して位置しており、該開口端２２Ｂから振動板２０が脱落することを防止する構成とされている。
【００３８】
以上説明した振動板２０は、弾性部材としての共振ばね３０を介してケース１２（底壁１４）に対し弾性的すなわちケース１２に対し相対変位（振動）可能に支持されている。この実施形態では、共振ばね３０は、互いに並列して複数設けられ、それぞれが振動板ガイド２２による振動板２０のケース１２に対する案内方向である該振動板ガイド２２の軸線方向に沿って弾性的に伸縮可能なコイルばねとされている。共振ばね３０のばね定数（複数の並列ばねのばね定数の和）は、振動板２０（質量要素）と各共振ばね３０（ばね要素）とで構成する振動系の共振周波数が、スピーカ装置１０が発生する音波の周波数帯域の中央付近の周波数に一致するように設定されている。
【００３９】
また、スピーカ装置１０は、図１（Ｂ）に示される如く、振動板２０に設けられた断熱材３２を備えている（図１（Ｃ）では図示省略）。断熱材３２は、振動板２０における底壁１４との対向面とは反対向きの外向き面２０Ａに、例えば接着等により設けられている。また、断熱材３２の周縁部は、振動板２０（シールガイド２４）とストッパリング２８との間に挟み込まれて保持されている。これにより、スピーカ装置１０では、外部からの熱によりケース１２内の温度が高くなることが抑制される構成とされている。また、スピーカ装置１０では、断熱材３２がシールガイド２４をも覆うことにより、該シールガイド２４に保持されたリップシール２６への伝熱が抑制される構成とされている。なお、断熱材３２の周縁部を振動板２０とストッパリング２８との間に保持する荷重として、共振ばね３０の付勢力を利用する構成としても良い。
【００４０】
一方、底壁１４における振動板２０との対向面とは反対向きの外向き面１４Ａからは、複数（図示省略）の冷却フィン３４が立設されている。さらに、ケース１２を構成する底壁１４、周壁１６の内面は、吸音材３６にて覆われている。吸音材３６は、例えばグラスウールなどにて構成され、振動板２０の振動に伴ってケース１２に生じる空気振動すなわち音を吸収する（減衰させる）ようになっている。
【００４１】
そして、スピーカ装置１０は、ケース１２に対し振動板２０を振動させるための加振手段としての加振装置３８を備えている。加振装置３８は、変位発生機構としてのアクチュエータ４０と、変位増幅機構としての振幅増幅リンク機構４２とを含んで構成されている。アクチュエータ４０は、作動することで、ブラケット４４を介して底壁１４に固定された本体４０Ａに対し、出力軸４０Ｂが振動板ガイド２２の軸線方向に沿って伸縮（相対変位）するようになっている。
【００４２】
具体的には、図２に示される如く、アクチュエータ４０は、本体４０Ａの外郭を成すヨーク４６を備えている。ヨーク４６は、略円筒状に形成された円筒壁部４６Ａと、円筒壁部４６Ａの軸方向一端を閉止して底壁１４に対向する底板４６Ｂと、円筒壁部４６Ａの軸方向他端を閉止する天板４６Ｃとを有する。天板４６Ｃの軸心部には、透孔４６Ｄが形成されている。ヨーク４６の円筒壁部４６Ａ内における底板４６Ｂ上には、後述する磁気バイアス設定用の円板状のマグネット４８が配設されている。
【００４３】
そして、マグネット４８上には、磁歪素子（超磁歪素子）５０が配設されている。磁歪素子５０は、円筒壁部４６Ａの内径よりも十分小径の円柱状に形成されており、ヨーク４６の軸心部に同軸的に配置されている。磁歪素子５０は、図３に示される如く、作用する磁界の強さに応じて長手方向の寸法が伸縮するようになっている。図３に示す線図の縦軸は、磁歪素子５０の一端（底板４６Ｂ側）５０Ａに対する他端５０Ｂの変位量として把握することができる。なお、磁歪素子５０とマグネット４８との間には、必要に応じてスペーサ５２が介在される。
【００４４】
磁歪素子５０は、励磁装置としてのコイル５４に外周側（径方向外側）から覆われている。コイル５４は、ヨーク４６に保持されたボビン５６に巻き回されて構成されており、通電されて発生する磁界を磁歪素子５０に作用させるようになっている。すなわち、このコイル５４から付与された磁界の大きさによって、磁歪素子５０の他端５０Ｂが一端５０Ａに対し変位する構成である。アクチュエータ４０では、この磁歪素子５０の他端５０Ｂに、出力軸４０Ｂが固定されている。
【００４５】
また、出力軸４０Ｂにおけるヨーク４６内に位置する部分からは、フランジ５８が径方向外側に張り出して形成されている。フランジ５８とヨーク４６の天板４６Ｃとの間には、プレロード設定スプリング６０が圧縮状態で配設されている。このプレロード設定スプリング６０は、その付勢力によって磁歪素子５０に初期圧縮変位を付与している。これにより、アクチュエータ４０では、コイル５４からの磁界を付与された磁歪素子５０を主に圧縮変形の範囲で伸縮させる構成とされている。
【００４６】
さらに、アクチュエータ４０は、コイル５４に通電（給電）するための制御部６２を備えている。この実施形態では、制御部６２は、アクチュエータ４０が振幅増幅リンク機構４２を介して振動板２０を所定の周波数、位相で振動させるように、コイル５４への給電（電圧印加）の周波数及び位相を制御する構成とされている。すなわちアクチュエータ４０は、コイル５４により所定周期で通電を受けた磁歪素子５０は、出力軸４０Ｂをヨーク４６すなわち底壁１４に対し振動変位させるようになっている。
【００４７】
図３について補足すると、磁界の強さに対する磁歪素子５０の変位特性は、磁界の方向が正の場合も負の場合も同じ（対称）であり、磁界のスカラー量に応じて変位を生じ、かつ磁界の変化方向に応じたヒステリシスを有する。この実施形態では、磁歪素子５０の変位が比較的リニアな特性を示す図３の磁界領域Ｂで使用されるように、上記したマグネット４８によって磁気バイアスを設定している。このため、図３に示すサイン波状の入力磁界Ｍに対し、出力軸４０Ｂのサイン波状の変位ｙを得ることができる。
【００４８】
図４（Ａ）に示される如く、振幅増幅リンク機構４２は、一端６４Ａが底壁１４に固定された支持台６４と、一端６８Ａが支持台６４の他端６４Ｂに対し第１接合ピン６６によって回動自在に連結された「てこ部材」としての振幅拡大アーム（レバー）６８とを備えている。この振幅拡大アーム６８の長手方向中間部（この実施形態で歯、他端６８Ｂよりも一端６８Ａ側に位置する部分）には、第２リンクピン７０が設けられており、図４（Ｃ）にも示される如く、第２リンクピン７０は、第１リンク７２の長孔７２Ａに相対変位可能に入り込んでいる。第１リンク７２は、アクチュエータ４０の出力軸４０Ｂに固定されている。
【００４９】
これにより、加振装置３８では、アクチュエータ４０が作動すると、振幅拡大アーム６８が第２リンクピン７０において加振され、第１リンク７２の長孔７２Ａと第２リンクピン７０との相対変位によってアクチュエータ４０に対する姿勢変化が許容されている振幅拡大アーム６８の他端６８Ｂが第１接合ピン６６廻りの矢印Ａ方向に揺動する構成とされている。
【００５０】
そして、振幅増幅リンク機構４２では、第１接合ピン６６から第２リンクピン７０（第１リンク７２の長孔７２Ａの長手方向中央部）までの距離Ｌ１が、第２リンクピン７０から振幅拡大アーム６８の他端６８Ｂ（後述する第３接合ピン７６）までの距離Ｌ２よりも短いため、振幅拡大アーム６８の他端６８Ｂの矢印Ａ方向の揺動範囲における振動板ガイド２２の軸線方向に沿う変位量は、出力軸４０Ｂの変位に対し、増幅比ｚ＝（Ｌ２＋Ｌ１）／Ｌ１だけ増幅される構成である。
【００５１】
また、リンク機構４２は、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示される如く、振幅拡大アーム６８の振動板２０に対する姿勢変化を許容するためのリンク機構としての姿勢変化許容リンク機構７５を備えている。姿勢変化許容リンク機構７５では、第２リンク７４の一端７４Ａが、第３接合ピン７６を介して振幅拡大アーム６８の他端６８Ｂに回動自在に連結されると共に、この第２リンク７４の他端７４Ｂが、振動板２０の軸心部に固定された第３リンク７８に対し第４接合ピン８０を介して回動自在に連結されることで構成されている。これにより、振幅増幅リンク機構４２は、振幅拡大アーム６８の振動板２０に対する姿勢変化が許容されるようになっており、振動板２０は、振幅拡大アーム６８の他端６８Ｂの矢印Ａ方向の揺動によって、振動板ガイド２２にガイドされつつケース１２に対して自らの板厚方向に振動する構成とされている。
【００５２】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００５３】
上記構成のスピーカ装置１０では、アクチュエータ４０のコイル５４に給電されると、アクチュエータ４０は、給電周波数に応じた周波数で、出力軸４０Ｂを振動板ガイド２２の軸線方向に振動させる。この振動の振幅は、振幅増幅リンク機構４２の振幅拡大アーム６８における第２リンクピン７０に入力され、該振幅拡大アーム６８の他端６８Ｂの矢印Ａ方向の揺動に変換されつつ振動板２０の板厚方向に沿った変位（成分）が増幅される。
【００５４】
このように振幅が増幅された振動は、第２リンク７４、第３リンク７８を介して振動板２０に伝達され、振動板２０は、振動板ガイド２２にガイドされつつ自らの板厚方向に振動し（底壁１４に接離し）、この振動板２０の板厚方向の振動によってケース１２の外向きに音波が生じる。すなわち、スピーカ装置１０では、平板状の振動板２０を振動させることで音波を発生するため、図５（Ａ）に示される如く音波の伝達方向の指向性が高く距離に対する減衰が少ない平面波が出力され易い。
【００５５】
ここで、スピーカ装置１０では、振動板２０とケース１２とを連結する共振ばね３０を備えているため、該スピーカ装置１０の発生する音波の周波数帯域（の少なくとも一部）では振動板２０の振動振幅が増幅され、発生音波の音圧レベルが高くなる。しかも、共振ばね３０（ばね定数）の設定により、所望の周波数帯域で振動板２０の振幅すなわち音圧レベルを高めることができる。
【００５６】
また、スピーカ装置１０では、共振ばね３０の変形方向（各共振ばね３０が許容する振動板２０の変位方向）が振動板ガイド２２によるガイド方向と一致するため、ケース１２に対する振動板２０の姿勢が維持され、ケース１２と振動板２０との間に部分的に隙間が大きくなる部分が生じることが防止される。これにより、振動板２０の振動によってケース１２内に発生した音波がケース１２外に漏れることが抑制される。
【００５７】
特に、スピーカ装置１０では、振動板２０と振動板ガイド２２との間にリップシール２６を配設しているため、ケース１２からの音漏れが効果的に抑制される。そして、平板である振動板２０がケース１２内に発生する音は、振動板２０がケース１２外に発生する音とは逆位相音であり、音漏れが生じるとケース１２外の音が弱められる原因となるが、上記の如くスピーカ装置１０ではケース１２内からの音漏れが抑制されるので、十分な音圧レベルを確保することができる。特に、振動板２０がケース１２の内外で発生する低周波音の干渉による音圧レベルの低下が効果的に抑制される。
【００５８】
また、スピーカ装置１０では、ケース１２内で発生した音は、吸音材３６によって少なくとも一部が吸収され、ケース１２外への透過が防止又は抑制される。また、リップシール２６は、振動板２０の振動に伴って振動板ガイド２２との間に生じる摩擦力によって、該振動板２０の振動を減衰する減衰部材としても機能するので、別途減衰部材を設ける構成と比較して部品点数の削減を図ることができる。
【００５９】
さらに、スピーカ装置１０では、加振装置３８がアクチュエータ４０の出力振幅を増大するための振幅増幅リンク機構４２を備えるため、これによっても振動板２０の振幅を増大して音圧レベルの向上に寄与する。特に、アクチュエータ４０は、発生応力が大きい磁歪素子５０を用いているので、振幅を増幅しつつ振動板２０の十分なく動力（加振力）を確保することができる。
【００６０】
また、このように発生応力の大きい磁歪素子を用いることで、振動板２０として耐熱性・耐腐食性が良好でかつ質量（比重）が大きい金属等の材料を用いることができ、また振動板２０の質量増加これに伴ってばね定数の大きい共振ばね３０を用いることができるため、ケース１２内の空気のばね定数（振動板２０がケース１２内の空気を圧縮するのに伴い生じる抵抗のうち変位に比例する成分）の影響が相対的に小さくなる。より具体的には、スピーカ装置１０におけるケース１２内の空気のばね定数は、ケース１２の容積に反比例することが知られており、ケース１２すなわちスピーカ装置１０を小型化（小容量化）するほど空気のばね定数の影響が大きくなり易いが、上記の通り空気ばねとの並列ばねとして把握される共振ばね３０のばね定数を大きくすることで、上記した通り、ケース１２内の空気のばね定数の影響を相対的に小さくすることができる。
【００６１】
これにより、例えばケース１２の容積を小さくしても相対的に空気のばね定数の影響を小さくすることができ、低周波音を出力する構成においても、ケース１２の容積すなわちスピーカ装置１０を小型化することが可能になる。換言すれば、スピーカ装置１０では、小型でありながら十分な音圧の低周波音を発生することができ、また上記の通り平面波は音圧の距離に対する減衰が少ないため、低周波から高周波まで音圧（エネルギ）の大きい音波を得ることができる。したがって、スピーカ装置１０は、例えば図５（Ｂ）に示される如く拡散波Ｗｄを発生するコーン型のスピーカ５００と比較して、小型化を図ることができる。
【００６２】
またさらに、スピーカ装置１０では、振動板２０に断熱材３２が設けられているため、ケース１２外からの伝熱や輻射によるケース１２内の温度上昇が抑制される。また、底壁１４に冷却フィン３４が設けられているため、ケース１２内からの排熱が可能になり、ケース１２内の温度上昇が一層抑制される。これにより、スピーカ装置１０では、これらケース１２内の温度上昇抑制構造を有しない構成と比較して、アクチュエータ４０のコイル５４に供給する電流（磁歪素子５０に付加する磁界）を増大させることができ、音圧レベルをさらに向上することが可能である。
【００６３】
（排気音アクティブ消音装置）
次に、上記したスピーカ装置１０が適用された排気音抑制装置としての排気音アクティブ消音装置８２について、図６乃至図８に基づいて説明する。なお、各図に適宜示す矢印ＦＲは、排気音アクティブ消音装置８２が適用された自動車の車体前後方向の前側を、矢印ＵＰは車体上下方向の上側を、矢印Ｗは車幅方向をそれぞれ示すものとする。
【００６４】
図８には、スピーカ装置１０が適用された排気音アクティブ消音装置８２を備えた内燃機関であるエンジン８４の排気システム８６が、模式的な平面図にて示されている。この図に示される如く、排気システム８６は、エンジン８４が排出する排気ガスを系外に導く排気管８８を備えており、排気管８８の上流端８８Ａは、エンジン８４の排気マニホルド８４Ａに接続されている。一方、排気管８８の下流端は、大気開放部８８Ｂとされている。この排気管８８（が形成する排気系路）の上流端８８Ａと大気開放部８８Ｂとの間には、上流側から順に、排気ガスを浄化するための触媒コンバータ９０、排気音を低減するためのサブマフラ９２、メインマフラ９４が配設されている。そして、この実施形態では、スピーカ装置１０は、メインマフラ９４に適用されている。すなわち、メインマフラ９４が本発明における排気系部品に相当する。
【００６５】
図６（Ａ）乃至図６（Ｃ）に示される如く、メインマフラ９４は、車体上下方向に一対設けられたスピーカ装置１０の各天壁１８及び振動板２０と、互いに対向する上下の天壁１８の周縁部１８Ｂに全周に亘って気密に溶接接合された平面視略矩形枠状のマフラ側面部材９６とで、閉空間である消音室（拡張室又は共鳴室）９８を形成している。平面視略矩形枠状のマフラ側面部材９６には、上流側の排気管８８に接続されるインレットパイプ９６Ａ、末端が排気管８８の大気開放部８８Ｂとされたアウトレットパイプ９６Ｂがそれぞれ接続されている。
【００６６】
以上により、メインマフラ９４は、その外壁の一部がスピーカ装置１０の振動板２０にて構成されており、その内部を流通する（拡散して排出される）排気ガスに対し振動板２０が直接的に音波を放出するようになっている。また、図６（Ａ）乃至図６（Ｃ）に示される如く、マフラ側面部材９６は、車体前後方向及び車幅方向に対し、車体上下方向の寸法が小さい扁平状のメインマフラ９４を上下のスピーカ装置１０間に形成するように寸法が決められている。
【００６７】
上下の振動板２０を駆動する各加振装置３８のアクチュエータ４０は、共通の制御部６２（又は各制御部６２の上位のメインコントローラ）によって、コイル５４への給電（電流地、周波数及び位相等）が制御されるようになっている。制御装置は、例えばメインマフラ９４に設けたマイクやエンジン８４の回転速度に応じた信号を出力するエンジン回転計等の出力に基づいて、図７（Ａ）に示される如く、該排気音Ｓｅと逆位相で略等音圧の音波Ｓａが出力されるように（Ａｃｔｉｖｅ−Ｎｏｉｚｅ−Ｃｏｎｔｒｏｌが行われるように）、各アクチュエータ４０のコイル５４への給電を制御する構成とされている。
【００６８】
上記構成の排気音アクティブ消音装置８２では、エンジン８４の排気ガスが排気システム８６を流動するのに伴って、例えば排気ガスの脈動に起因して生じる排気音に対し、振動板２０が逆位相で略等音圧の音波を発生するようにアクチュエータ４０が駆動される。このため、図７（Ｂ）に示される如く、排気音Ｓｅと振動板２０が発生する音波Ｓａとが打ち消しあって、排気騒音が低減される。なお、アクチュエータ４０は、エンジン８４が放射する排気音のうち少なくとも１つの周波数成分（排気音Ｓｅ）を打ち消すように駆動されるが、複数の周波数成分を含む排気音Ｓｅを打ち消すように、振動板２０が複数の周波数成分を有する音波Ｓａを発生するように駆動されても良い。
【００６９】
ここで、排気音アクティブ消音装置８２は、上記した如く振動板２０が発生する音波Ｓａの音圧レベルが高いスピーカ装置１０を備えるため、エンジン８４が放射する排気音Ｓｅを効果的に打ち消すことができる。すなわち、排気音アクティブ消音装置８２は、小型でありながら低周波数でも高い音圧を発生することができるスピーカ装置１０を適用することで、十分な消音性能を全体として小型な構成で実現することができる。
【００７０】
特に、排気音アクティブ消音装置８２に適用されたスピーカ装置１０は、振動板２０における排気音アクティブ消音装置８２の消音室９８側に断熱材３２が設けられているため、排気ガスからの熱がケース１２内に伝わることが効果的に抑制され、アクチュエータ４０の過熱が防止される。また、排気音アクティブ消音装置８２に適用されたスピーカ装置１０は、冷却フィン３４を備えるため、排気ガスからケース１２に伝達された熱を、冷却フィン３４廻りに生じる車両の走行風による強制対流熱伝達によって冷却フィン３４からの放熱することができ、ケース１２内の温度上昇を一層抑制することができる。これらにより、アクチュエータ４０のコイル５４へ供給する電流値を大きくして音圧レベルを高めることが可能になる。
【００７１】
さらに、これらケース１２内の温度上昇を抑制する構成によって、高温の排気ガスが流通する消音室９８内の排気ガスを振動板２０にて直接的に加振する構成が実現され、排気音Ｓｅの消音効果が向上する。すなわち、排気音アクティブ消音装置８２では、スピーカ装置１０の振動板２０がメインマフラ９４の外壁（隔体）を構成し、該振動板２０がメインマフラ９４内の排気ガスすなわち起振源に対し直接的に音波を出力するため、すなわち大きな音響エネルギを有する排気ガスの排気音を直接的に打ち消すので、例えば大気開放されて相対的に低エネルギの排気ガスに向けて音波を出力する構成と比較して、排気騒音の抑制効果が大きい。また、閉空間であるメインマフラ９４（消音室９８）内に音波を出力するので、大気開放された排気ガスに向けて音波を出力する構成と比較して、スピーカ装置１０が発生した音波の伝達ロスが少なく、排気音を一層効果的に打ち消すことができ、排気騒音の抑制効果を向上することができる。
【００７２】
そして、排気音アクティブ消音装置８２を構成するスピーカ装置１０は、平板状の振動板２０を振動させて平面波を発生させるので、発生音波の距離に対する減衰が少なく、効率的に排気音を打ち消すことができる。特に、スピーカ装置１０は、振動板２０がケース１２とは別体とされると共に、振動板ガイド２２によって振動板２０のケース１２に対する相対変位方向が振動板ガイド２２の軸線方向に規制されているので、加振装置３８の作動によって振動板２０は、エンジン８４の回転２次成分の排気音の周波数帯域（アイドル回転〜最高回転数）まで平面波を発生し、排気音を一層効率的に打ち消すことができる。
【００７３】
またここで、上下の天壁１８の周縁部１８Ｂ間がマフラ側面部材９６にて気密に接合された排気音アクティブ消音装置８２では、車体フロア下にスピーカ装置１０を配置しても、雨水や路面からの跳ね上げによる被水や塵埃等のケース１２内への侵入が防止され、アクチュエータ４０（電気系統）が保護される。さらに、金属製のケース１２は所要の機械的強度を有するので、スピーカ装置１０が飛び石等によって破損されることが防止される。さらに、金属製のケース１２は所要の耐食性を有するので、例えば排気ガスが冷却されて凝縮した凝縮水による腐食が防止される。
【００７４】
さらに、ケース１２と振動板２０との間をリップシール２６にてシールしたスピーカ装置１０では、振動板２０がメインマフラ９４の外向き（ケース１２内）に発する音を外部に漏らすことが抑制される。特に、ケース１２（主に底壁１４の）の剛性に応じて決まる曲げ振動（屈曲振動）の限界周波数よりも低周波成分は、リップシール２６によってケース１２外への透過が抑制され、該限界周波数よりも高周波の成分は、吸音材３６にて吸収するので、振動板２０の振動に伴う騒音発生が効果的に抑制される。また、スピーカ装置１０では、冷却フィン３４によって底壁１４の剛性が高められており、ケース１２の限界周波数が高いので振動板２０の振動に伴う騒音発生が一層効果的に抑制される。
【００７５】
また、メインマフラ９４は、上下方向に扁平した扁平形状に形成されているため、その上下にスピーカ装置１０を配置しても車体上下方向の高さが低く保たれる。その一方、上下の振動板２０がメインマフラ９４の扁平面すなわち排気ガスとの接触面積が大きい壁部を構成するため、振動板２０の音波出力によって排気ガスの排気音をより一層効果的に抑制することができる。
【００７６】
なお、上記実施形態では、排気音アクティブ消音装置８２が上下一対のスピーカ装置１０を備える例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、上下何れか一方のスピーカ装置１０を備えるようにしても良い。
【００７７】
また、上記実施形態では、排気音アクティブ消音装置８２が上下一対のスピーカ装置１０を備える例を示したが、メインマフラ９４の車幅方向側面や車体前後方向端面にスピーカ装置１０を配置しても良い。さらに、例えばスピーカ装置１０の振動板２０を巻きマフラの長手方向端面に対応した楕円形状に形成し、該巻きマフラの長手方向端面を楕円平板状の振動板２０にて構成するようにしても良い。この場合、既存のマフラに排気音アクティブ消音装置８２を容易に適用することができる。
【００７８】
（スピーカ装置の他の実施形態）
次に、本発明の他の実施形態を説明する。なお、上記第１の実施形態又は前出の構成と基本的に同一の部品・部分については、上記第１の実施形態又は前出の構成と同一の符号を付して説明を省略し、また図示を省略する場合がある。
【００７９】
（第２の実施形態）
図９には、第２の実施形態に係るスピーカ装置１００の要部が図１（Ｃ）に対応する拡大断面図にて示されている。この図に示される如く、スピーカ装置１００は、振動板ガイド２２及びストッパリング２８に代えて、振動板２０を底壁１４との接離方向（振動板２０の軸線方向）にガイドする振動板ガイド部１０４に、振動板２０のケース１２からの脱落を防止するストッパリング部１０６が一体に設けられた振動板ガイド１０２を備える点で、第１の実施形態に係るスピーカ装置１０とは異なる。
【００８０】
振動板ガイド１０２を構成する振動板ガイド部１０４は、振動板ガイド２２に相当する端円筒状に形成され、天壁１８の貫通孔１８Ａに装着されている。ストッパリング部１０６は、振動板ガイド部１０４の軸線方向におけるケース１２の外側の端部から径方向内向きに延設されたリング状に形成されており、振動板２０の外周縁部に設けられたシールガイド２４と振動板２０の径方向にオーバラップするように位置している。これにより、振動板ガイド１０２のストッパリング部１０６は、ケース１２から振動板２０が脱落することを防止するようになっている。図示は省略するが、ストッパリング部１０６とシールガイド２４との間には、振動板２０を覆う断熱材３２の周縁部が挟み込まれている。
【００８１】
また、スピーカ装置１００は、リップシール２６に代えて、シール部材としてのＯリング１０８を備えている。Ｏリング１０８は、シールガイド２４と振動板ガイド部１０４の内周面１０４Ａとの間で振動板２０の径方向に圧縮されたシール状態で、該振動板ガイド部１０４の内周面１０４Ａに軸線方向に摺動可能とされている。スピーカ装置１００の他の構成は、スピーカ装置１０の対応する構成と同じである。
【００８２】
したがって、第２の実施形態に係るスピーカ装置１００では、第１の実施形態に係るスピーカ装置１０と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。また、スピーカ装置１０に代えてスピーカ装置１００を適用した排気音アクティブ消音装置では、排気音アクティブ消音装置８２と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。さらに、スピーカ装置１００では、振動板ガイド部１０４とストッパリング部１０６とが一体化された振動板ガイド１０２を備えるため、スピーカ装置１０と比較して部品点数の削減が図られる。
【００８３】
なお、第２の実施形態では、リップシール２６に代えてＯリング１０８を備えた例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、Ｏリング１０８に代えてリップシール２６を備えた構成としても良い。逆に、第１の実施形態において、リップシール２６に代えてＯリング１０８を備えた構成としても良い。
【００８４】
（第３の実施形態）
図１０には、第３の実施形態に係るスピーカ装置１１０の要部が図１（Ｃ）に対応する拡大断面図にて示されている。この図に示される如く、スピーカ装置１１０は、振動板２０と振動板ガイド２２との間にシール構造を採らない点で、第１の実施形態に係るスピーカ装置１０とは異なる。
【００８５】
具体的には、スピーカ装置１１０は、シールガイド２４、リップシール２６に代えて、振動板２０の外周縁部に固定的に装着された円筒部材１１２を備えている。円筒部材１１２は、振動板２０の外周に外嵌すると共に振動板ガイド２２の内周面２２Ａと所定間隔の隙間（微小ギャップ）ｇで対向する円筒部１１４と、円筒部１１４における底壁１４側とは反対側の軸線方向端部から径方向内向きに張り出したフランジ部１１６とを主要部として構成されている。フランジ部１１６は、円筒部１１４の振動板２０に対する脱落を防止するようになっている。この実施形態では、円筒部材１１２は、例えば耐熱性の良好なステンレス鋼の金属材にて構成されている。
【００８６】
また、円筒部１１４は、その軸線方向に高さｈが振動板２０の厚みよりも十分に大とされており、該軸線方向の全高に亘って又はほぼ全高に亘って、かつ全周に亘って、振動板ガイド２２の内周面２２Ａと隙間ｇを介して対向している。円筒部１１４の高さｈ（すなわち振動板ガイド２２との軸線方向のオーバラップ量）は、隙間ｇ内の空気（排気ガス）が振動板２０の振動を減衰するエアダンパとして機能し得る長さに設定されている。また、この高さｈの設定によりスピーカ装置１１０では、振動板２０の振動に伴ってケース１２内で発生する、ケース１２外に発した音波とは逆位相の音波のケース１２外への回り込み（音漏れ）を防止（抑制）し得る構成とされている。
【００８７】
さらに、スピーカ装置１１０では、図示は省略するが、ストッパリング２８とフランジ部１１６との間に、振動板２０を覆う断熱材３２の周縁部を挟み込んで保持している。スピーカ装置１１０の他の構成は、スピーカ装置１０の対応する構成と同じである。
【００８８】
したがって、第３の実施形態に係るスピーカ装置１１０では、第１の実施形態に係るスピーカ装置１０と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。また、スピーカ装置１０に代えてスピーカ装置１１０を適用した排気音アクティブ消音装置では、排気音アクティブ消音装置８２と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。さらに、スピーカ装置１１０では、リップシール２６、Ｏリング１０８等の非金属（樹脂やゴム等）より成る部品を備えないため、装置全体としての耐熱性が向上し、使用環境に対する制約が少ない。このため、スピーカ装置１１０は、高温の排気ガスを直接的に加振する排気音アクティブ消音装置（排気システム８６の消音）に一層好適に適用される。
【００８９】
なお、第３の実施形態では、スピーカ装置１１０が振動板ガイド２２とストッパリング２８とを有する例を備えたが、本発明はこれに限定されず、例えば、第２の実施形態に係る振動板ガイド１０２を備えて構成しても良い。
【００９０】
（第４の実施形態）
図１１には、第４の実施形態に係るスピーカ装置１２０が図１（Ｂ）に対応する断面図にて示されている。この図に示される如く、スピーカ装置１２０は、振幅増幅リンク機構４２を有する加振装置３８に代えて、加振装置１２２を備える点で、第１の実施形態に係るスピーカ装置１０とは異なる。
【００９１】
加振装置１２２は、アクチュエータ４０と、該アクチュエータ４０により加振される錘としてのウエイト１２４とを主要構成要素として構成されている。より具体的には、加振装置１２２では、アクチュエータ４０の本体４０Ａすなわちヨーク４６がブラケット４４を介して振動板２０の中央部に固定されており、出力軸４０Ｂにウエイト１２４が固定的に取り付けられている。
【００９２】
これにより、加振装置１２２は、アクチュエータ４０を作動するとウエイト１２４がヨーク４６に対し振動変位され、このウエイト１２４の振動に伴う反力がヨーク４６、ブラケット４４を介して強制力すなわち加振力として振動板２０に伝達されることで、該振動板２０は加振力の周波数で振動する構成とされている。すなわち、加振装置１２２は、振動板２０に変位（例えばケース１２に対する変位）を入力する装置ではなく、加振力Ｆを入力することで力による強制振動を生じさせる装置として構成されている。
【００９３】
この加振装置１２２が生じ得る加振力（変動荷重）Ｆは、ウエイト１２４の質量をｍ［ｋｇ］、アクチュエータ４０によるウエイト１２４の加速度をα［ｍ／ｓ２］とすると、Ｆ＝ｍ×α［Ｎ］であり、ウエイト１２４が正弦波状に振動する場合には、振幅をＡ［ｍ］、周波数（コイル５４による磁歪素子５０への入力磁界の周波数）をｆ［Ｈｚ］とすると、αｍａｘ＝Ａ×（２πｆ）２であるから、加振力Ｆの最大値（瞬時値）Ｆｍａｘ＝ｍ×Ａ×（２πｆ）２となる。一方、磁歪素子５０が発生し得る力Ｆｍは、磁歪素子５０の断面積をＳ［ｍ２］、磁歪素子５０の発生応力をσ［Ｐａ］とするとＦｍ＝Ｓ×σであるから、Ｆｍａｘ＜Ｆｍ＝Ｓ×σとなる。
【００９４】
したがって、加振装置１２２では、磁歪素子５０の発生し得る力Ｆｍの範囲で、ウエイト１２４の質量ｍ、加振振幅Ａ、加振周波数ｆに応じて加振力Ｆ（Ｆｍａｘ）を得ることができる。すなわち、加振装置１２２では、磁歪素子５０に変動率の高い磁界を付与して伸縮加速度を大きくしウエイト１２４を大きな加速度で駆動することで、大きな加振力Ｆを得ることができる。このため、加振装置１２２の制御部は、加振対象である振動板２０を加振する周波数ｆ２０よりも高い周波数ｆ５０で磁歪素子５０を駆動する動作を、振動板２０の加振周波数ｆ２０で繰り返すようにコイル５４に通電（電圧印加）を行なうように構成されている。より具体的には、加振装置１２２の制御部は、例えば図１２（Ａ）に示される如く、振動板２０の加振周波数ｆ２０の周期Ｔ２０（＝１／ｆ２９）の間に、周期Ｔ２０よりも短い一周期Ｔ５０分だけ、周波数ｆ２０よりも高い周波数ｆ５０（＝１／Ｔ５０）の変動磁界をコイル５４に発生をさせるように構成されている。
【００９５】
例えば、スピーカ装置１２０に要求される周波数範囲が略２０［Ｈｚ］〜５００［Ｈｚ］であること、すなわち振動板２０の振動（発音）の最小周期Ｔ２０ｍｉｎが２［ｍｓ］であることを考慮して、磁歪素子５０の駆動周波数ｆ５０をｆ５０＝１［ｋＨｚ］とすることができる。この場合、例えばウエイト１２４の質量ｍ＝０．１［ｋｇ］、加振振幅Ａ＝０．０００１［ｍ］、加振周波数ｆ＝ｆ５０＝１［ｋＨｚ］とすると、Ｆｍａｘ≒３９５［Ｎ］となり、加振振幅Ａを増すことなく、十分な加振力Ｆが得られることがわかる。なお、磁歪素子５０は、１００［ｋＨｚ］以上の応答性を有し、磁場変化の限界周波数に追従し得る。このため、ウエイト１２４をより大きな加速度（高周波）で加振することでより大きな加振力を得ることができると共に、例えば後述する音波の位相制御に用いるのに十分な性能を有する。
【００９６】
ウエイト１２４の質量ｍは、振動板２０の寸法形状（円形状の振動板２０では、直径）や発生すべき音圧に応じて決められている。例えば排気音アクティブ消音装置（メインマフラ９４）を構成する例では、各周波数の排気音と略同等の音圧を生じ得るように、ウエイト１２４の質量ｍ、該ウエイト１２４を駆動する磁歪素子５０の寸法形状が決められている。
【００９７】
なお、加振装置１２２の制御部は、図１２（Ａ）に示される如く周波数ｆ５０のサイン波状の電圧印加を行なう構成に代えて、図１２（Ｂ）に示される如く、周波数ｆ２０でパルス幅Ｔ５０の（上記の例では１［ｍｓ］）のパルス波を入力するようにしても良い。このパルス波を入力する構成においても、上記したサイン波を入力する場合と同様に、大きな加振力Ｆを得ることができる。スピーカ装置１２０の他の構成は、スピーカ装置１０の対応する構成と同じである。
【００９８】
したがって、第４の実施形態に係るスピーカ装置１２０によっても、振幅増幅リンク機構４２による振幅増幅効果を除き（特に、共振ばね３０によってスピーカ装置１０が発生する音波の周波数範囲において、音圧レベルが向上する点ついて）、第１の実施形態に係るスピーカ装置１０と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。また、スピーカ装置１０に代えてスピーカ装置１２０を適用した排気音アクティブ消音装置では、振幅増幅リンク機構４２による振幅増幅効果を除き、排気音アクティブ消音装置８２と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。
【００９９】
また、スピーカ装置１２０では、磁歪素子５０を用いたアクチュエータ４０でウエイト１２４を加振することで該アクチュエータ４０を取り付けた振動板２０に加振力Ｆを作用する構成であるため、大きな加振力Ｆを得ることができ、これによってもスピーカ装置１２０が発生する音波の音圧レベルを向上することに寄与する。特に、加振装置１２２の制御部が図１２（Ａ）又は図１２（Ｂ）に示す如く、振動板２０の加振周波数の周期よりも短い周期で磁歪素子５０の変位加速度を増す構成としているため、一層大きな加振力Ｆによってスピーカ装置１２０が発生する音波の音圧レベルを一層向上することができる。
【０１００】
さらに、スピーカ装置１２０では、振幅増幅リンク機構４２に代えてウエイト１２４を設ければ足り、スピーカ装置１０と比較して部品点数の削減が図られる。
【０１０１】
なお、第４の実施形態では、振動板２０と振動板ガイド２２との間にリップシール２６を配置し、第１の実施形態に係るスピーカ装置１０と同様のシール構造を有する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、振動板２０の外周縁部について、第２又は第３の実施形態に係る構造を採った構成としても良い。
【０１０２】
（第５の実施形態）
図１３（Ａ）には、第５の実施形態に係るスピーカ装置１３０が図１（Ｂ）に対応する断面図にて示されている。この図に示される如く、スピーカ装置１３０は、振幅増幅リンク機構４２を有する加振装置３８に代えて、加振装置１３２を備える点で、第１の実施形態に係るスピーカ装置１０とは異なる。
【０１０３】
加振装置１３２は、コーン型スピーカの駆動源として一般的に用いられるものと似た構造のボイスコイル式のアクチュエータとされており、底壁１４（ケース１２）に固定的に支持されて振動板２０を加振する（変位を入力する）構成とされている。より具体的には、加振装置１３２は、図１３（Ｂ）に示される如く、ブラケット４４を介して底壁１４に固定されたヨーク１３４（コア）と、ヨーク１３４の軸心部に配設されたマグネット１３６と、マグネット１３６の軸線方向端部に設けられヨーク１３４との間にギャップ１４０Ａを形成するポールピース１３８とを含んで構成された磁気回路１４０を備えている。
【０１０４】
また、加振装置１３２は、磁気回路１４０におけるヨーク１３４とポールピース１３８とのギャップ１４０Ａ中に配設されたボイスコイル１４２を備えている。ボイスコイル１４２は、ボイスコイルボビン１４２Ａの軸線方向一端側に巻線を設けてコイルとしたもので、ボイスコイルボビン１４２Ａの他端は、振動板２０の中央部に固定されている。加振装置１３２は、ボイスコイル１４２に通電することで、ボイスコイルボビン１４２Ａすなわち振動板２０を軸線方向に駆動する駆動力を生じる構成とされている。したがって、加振装置１３２では、ボイスコイル１４２の通電周波数に応じた周波数で振動板２０を加振する構成とされている。スピーカ装置１３０の他の構成は、スピーカ装置１０の対応する構成と同じである。
【０１０５】
したがって、第５の実施形態に係るスピーカ装置１３０によっても、振幅増幅リンク機構４２による振幅増幅効果を除き（特に、共振ばね３０によってスピーカ装置１０が発生する音波の周波数範囲において、音圧レベルが向上する点ついて）、第１の実施形態に係るスピーカ装置１０と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。また、スピーカ装置１０に代えてスピーカ装置１３０を適用した排気音アクティブ消音装置では、振幅増幅リンク機構４２による振幅増幅効果を除き、排気音アクティブ消音装置８２と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。
【０１０６】
また、スピーカ装置１３０は、ボイスコイル式のアクチュエータである加振装置１３２を用いることで、安価に構成することができ、かつ加振装置１３２を金属製のケース１２内に収容することで、例えば一般的なコーン型スピーカと比較して、耐熱性や耐腐食性を確保することができる。
【０１０７】
なお、第５の実施形態では、振動板２０と振動板ガイド２２との間にリップシール２６を配置し、第１の実施形態に係るスピーカ装置１０と同様のシール構造を有する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、振動板２０の外周縁部について、第２又は第３の実施形態に係る構造を採った構成としても良い。
【０１０８】
（第６の実施形態）
図１４（Ａ）には、第６の実施形態に係るスピーカ装置１５０が図１（Ａ）に対応する平面図にて示されており、図１４（Ｂ）には、スピーカ装置１５０が図１（Ｂ）に対応する断面図にて示されている。また、図１４（Ｃ）には、スピーカ装置１５０が側面図にて示されている。これらの図に示される如く、スピーカ装置１５０は、複数の共振ばね３０に代えて、蛇腹体としてのベローズ１５２を備える点で、第１の実施形態に係るスピーカ装置１０とは異なる。
【０１０９】
ベローズ１５２は、例えば耐熱性・耐腐食性の良好なステンレス鋼の金属材にて、軸線方向に弾性的に伸縮可能に構成されており、全体としては略短円筒状を成している。ベローズ１５２のばね定数は、複数の共振ばね３０の並列ばねとしてのばね定数と同様に、振動板２０（質量要素）とベローズ１５２（ばね要素）とで構成する振動系の共振周波数が、スピーカ装置１０が発生する音波の周波数帯域の中央付近の周波数に一致するように設定されている。
【０１１０】
また、ベローズ１５２は、大きな減衰特性を有しており、軸線方向の伸縮に伴って、スピーカ装置１５０として十分な減衰力を生じる構成とされている。このベローズ１５２は、軸線方向一方側の開口端１５２Ａが天壁１８における貫通孔１８Ａの開口縁部に全周に亘り気密に接合されると共に、軸線方向他方側の開口端１５２Ｂが振動板２０の外周縁部に全周に亘り気密に接合されている。別の見方をすると、ベローズ１５２の開口端１５２Ａは、ケース１２すなわち底壁１４にて閉止され、該ケース１２と共に本発明におけるケースを構成していると把握するができる。
【０１１１】
このスピーカ装置１５０では、振動板２０が軸線方向に伸縮可能なベローズ１５２を介してケース１２に一体的かつ板厚（軸線）方向に相対変位可能に設けられていることにより、振動板２０のケース１２に対する相対変位方向を規制する振動板ガイド２２、シールガイド２４、リップシール２６等が設けられていない点で、スピーカ装置１０とは異なる。さらに、スピーカ装置１５０は、振動板２０に断熱材３２が設けられていない点で、スピーカ装置１０とは異なる。スピーカ装置１５０の他の構成は、スピーカ装置１０の対応する構成と同じである。
【０１１２】
したがって、第５の実施形態に係るスピーカ装置１５０では、ベローズ１５２が共振ばね３０に代わる共振ばねとして機能するため、第１の実施形態に係るスピーカ装置１０と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。また、スピーカ装置１０に代えてスピーカ装置１５０を適用した排気音アクティブ消音装置では、排気音アクティブ消音装置８２と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。
【０１１３】
また、スピーカ装置１５０では、ベローズ１５２の両開口端をそれぞれケース１２、２０に全周に亘り気密に接合したので、外部に露出する部分を全体として耐熱性・耐腐食性の良好なステンレス鋼等で構成することができ、スピーカ装置１０と比較しても耐熱性・耐腐食性を向上することができる。さらに、スピーカ装置１５０では、磁歪素子５０を用いたアクチュエータ４０、振幅増幅リンク機構４２によって大きな加振力を得ることができるので、ベローズ１５２のばね定数を増大して（例えば板厚を増して）、ケース１２及びベローズ１５２内の空気のばね定数の影響を小さくすることができ、スピーカ装置１０の場合と同様にスピーカ装置１５０の小型化を図ることができる。
【０１１４】
またさらに、ベローズ１５２は、振動板２０の振動を減衰するための減衰要素としても機能するため、スピーカ装置１０の如きシール構造を有しない構成において、共振ばねの機能と、減衰要素（ダンパ）の機能とを部品点数を増すことなく得ることができる。この実施形態では、ベローズ１５２は、共振ばねとしての機能の他に、ダンパとしての機能、振動板２０をケース１２に対し支持するための通常のコーン型スピーカにおけるエッジ（スピーカ装置１０では、振動板ガイド２２及びストッパリング２８）としての機能を果たす構成である。
【０１１５】
（第７の実施形態）
図１５には、第７の実施形態に係るスピーカ装置１６０が図１（Ｂ）、図１４（Ｂ）に対応する断面図にて示されている。この図に示される如く、スピーカ装置１６０は、加振装置３８に代えて、加振装置１２２を備える点で、第６の実施形態に係るスピーカ装置１５０とは異なる。スピーカ装置１６０の他の構成は、スピーカ装置１５０の対応する構成と同じである。
【０１１６】
したがって、第７の実施形態に係る１６０によっても、振幅増幅リンク機構４２による振幅増幅効果を除き（特に、共振ばね３０によってスピーカ装置１０が発生する音波の周波数範囲において、音圧レベルが向上する点ついて）、第６の実施形態に係るスピーカ装置１５０（第１の実施形態に係るスピーカ装置１０）と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。また、スピーカ装置１０に代えてスピーカ装置１６０を適用した排気音アクティブ消音装置では、振幅増幅リンク機構４２による振幅増幅効果を除き、排気音アクティブ消音装置８２と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。
【０１１７】
また、スピーカ装置１６０では、磁歪素子５０を用いたアクチュエータ４０でウエイト１２４を加振することで該アクチュエータ４０を取り付けた振動板２０に加振力Ｆを作用する構成であるため、大きな加振力Ｆを得ることができ、これによってもスピーカ装置１２０が発生する音波の音圧レベルを向上することに寄与する。特に、加振装置１２２の制御部が図１２（Ａ）又は図１２（Ｂ）に示す如く、振動板２０の加振周波数の周期よりも短い周期で磁歪素子５０の変位加速度を増す構成としているため、一層大きな加振力Ｆによってスピーカ装置１２０が発生する音波の音圧レベルを一層向上することができる。さらに、スピーカ装置１２０では、振幅増幅リンク機構４２に代えてウエイト１２４を設ければ足り、スピーカ装置１０と比較して部品点数の削減が図られる。
【０１１８】
（第８の実施形態）
図１６には、第８の実施形態に係るスピーカ装置１７０が図１（Ｂ）、図１４（Ｂ）に対応する断面図にて示されている。この図に示される如く、スピーカ装置１７０は、加振装置３８に代えて、加振装置１３２を備える点で、第６の実施形態に係るスピーカ装置１５０とは異なる。スピーカ装置１７０の他の構成は、スピーカ装置１５０の対応する構成と同じである。
【０１１９】
したがって、第８の実施形態に係る１７０によっても、振幅増幅リンク機構４２による振幅増幅効果を除き（特に、共振ばね３０によってスピーカ装置１０が発生する音波の周波数範囲において、音圧レベルが向上する点ついて）、第６の実施形態に係るスピーカ装置１５０（第１の実施形態に係るスピーカ装置１０）と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。また、スピーカ装置１０に代えてスピーカ装置１７０を適用した排気音アクティブ消音装置では、振幅増幅リンク機構４２による振幅増幅効果を除き、排気音アクティブ消音装置８２と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。
【０１２０】
また、スピーカ装置１７０は、ボイスコイル式のアクチュエータである加振装置１３２を用いることで、安価に構成することができ、かつ加振装置１３２を金属製のケース１２内に収容することで、例えば一般的なコーン型スピーカと比較して、耐熱性や耐腐食性を確保することができる。
【０１２１】
なお、第６乃至第８の実施形態では、ケース１２と振動板２０との間にベローズ１５２を配設した例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ベローズ１５２の開口端１５２Ａに直接的に底壁１４を接合し、該ベローズ１５２と底壁１４（と振動板２０）とで加振装置３８、１２２、１３２を収容する空間を形成するケースを構成するようにしても良い。さらに、第６乃至第８の実施形態では、振動板２０に断熱材３２が設けられていない例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、第６乃至第８の実施形態における振動板２０に断熱材３２を設けても良い。
【０１２２】
また、上記した各実施形態では、スピーカ装置１０、１００、１１０、１２０、１３０、１５０、１６０、１７０が排気音アクティブ消音装置８２に適用される例を示したが、本発明はこれに限定されず、各種用途にスピーカ装置１０等を適用することができる。また、スピーカ装置１０等を排気音アクティブ消音装置８２等の排気系の消音用途に適用する構成において、振動板２０が排気ガスを直接的に加振する構成には限定されず、例えば、メインマフラ９４等の排気系部品の表面（外郭）に向けて該表面とは逆位相の音波を出力する構成とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るスピーカ装置を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は図１（Ａ）の１Ｂ−１Ｂ線に沿った断面図、（Ｃ）は、図１（Ｂ）に示す１Ｃ部を拡大して示す拡大断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るスピーカ装置を構成するアクチュエータの断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るスピーカ装置を構成する磁歪素子の磁界−変位特性を示す線図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るスピーカ装置を構成するリンク機構を示す図であって、（Ａ）は全体構成を示す正面図、（Ｂ）は図４（Ａ）の４Ｂ−４Ｂ線に沿った断面図、（Ｃ）は図４（Ａ）の４Ｃ−４Ｃ線に沿った断面図である。
【図５】（Ａ）は本発明の第１の実施形態に係るスピーカ装置が発生する平面波を模式的に示す説明図、（Ｂ）は比較例に係るコーン型スピーカが発生する拡散波を模式的に示す説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るスピーカ装置が適用された排気音アクティブ消音装置を示す図であって、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は背面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係るスピーカ装置が適用された排気音アクティブ消音装置による消音原理を説明するための図であって、（Ａ）は排気音と打ち消しようの音波とを分けて示す線図、（Ｂ）は排気音と打ち消し用の音波と合成した線図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係るスピーカ装置が適用された排気音アクティブ消音装置が適用された排気システムの平面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るスピーカ装置の要部を示す図１（Ｃ）に対応する拡大断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係るスピーカ装置の要部を示す図１（Ｃ）に対応する拡大断面図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係るスピーカ装置を示す図１（Ｂ）に対応する拡大断面図である。
【図１２】（Ａ）は本発明の実施形態に係るスピーカ装置を構成する制御部による磁界発生パターンを示す線図、（Ｂ）は磁界発生パターンの変形例を示す線図である。
【図１３】（Ａ）は、本発明の第５の実施形態に係るスピーカ装置を示す図１（Ｂ）に対応する拡大断面図、（Ｂ）は本発明の第５の実施形態に係るスピーカ装置を構成するか真相値を拡大して示す断面図である。
【図１４】本発明の第６の実施形態に係るスピーカ装置を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は図１（Ａ）の１４Ｂ−１４Ｂ線に沿った断面図、（Ｃ）は、側面図である。
【図１５】本発明の第７の実施形態に係るスピーカ装置を示す図１４（Ｂ）に対応する拡大断面図である。
【図１６】本発明の第８の実施形態に係るスピーカ装置を示す図１４（Ｂ）に対応する拡大断面図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１０    スピーカ装置
１２    ケース
１４    底壁
２０    振動板
２２    振動板ガイド（ケースの開口縁部）
２６    リップシール（シール部材）
３２    断熱材
３８    加振装置
４０    アクチュエータ（変位発生装置）
４０Ｂ  出力軸（出力部）
４０Ａ  本体（本体部）
４２    リンク機構（変位増幅機構）
５０    磁歪素子
６８    振幅拡大アーム（てこ部材）
７５    姿勢変化許容リンク機構
８２    排気音アクティブ消音装置（排気音抑制装置）
８４    エンジン
８６    排気システム（排気系）
９４    メインマフラ（排気系部品）
１００・１１０・１２０・１３０・１５０・１６０・１７０    スピーカ装置
１０２    振動板ガイド（ケースの開口縁部）
１０８    Ｏリング（シール部材）
１２２・１３２  加振装置
１２４    ウエイト（錘）
１４２    ボイスコイル
１５２    ベローズ（蛇腹体）
【図１】
2008092430.tif 000003
【図２】
2008092430.tif 000004
【図３】
2008092430.tif 000005
【図４】
2008092430.tif 000006
【図５】
2008092430.tif 000007
【図６】
2008092430.tif 000008
【図７】
2008092430.tif 000009
【図８】
2008092430.tif 000010
【図９】
2008092430.tif 000011
【図１０】
2008092430.tif 000012
【図１１】
2008092430.tif 000013
【図１２】
2008092430.tif 000014
【図１３】
2008092430.tif 000015
【図１４】
2008092430.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
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