(57)【要約】【課題】取り付けパネルの音響的な欠点を補うことで、容易に適切な音響特性を得ることができるスピーカ装置を提供する。【解決手段】振動板６を含む振動系と、フレーム１および磁気回路２と、を具備するスピーカユニット１０と、スピーカユニット１０の磁気回路２およびスピーカユニット１０のフレーム１が取り付けられる取り付けパネル２０を互いに結合する結合部材３０と、を備える。取り付けパネル２０の振動加速度レベルが最も大きくなる周波数について、振動加速度レベルが最大の部位と比較して３ｄＢ以上減衰する取り付けパネル２０の部位２０ａと、磁気回路２との間を結合部材３０で結合する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動系と、フレームおよび磁気回路と、を具備するスピーカユニットと、
前記スピーカユニットの前記フレーム及び／又は前記磁気回路、および前記スピーカユニットの前記フレーム及び／又は前記磁気回路が取り付けられる取り付けパネルを互いに結合する結合部材と、
を備え、
前記取り付けパネルの振動加速度レベルが最も大きくなる周波数について、振動加速度レベルが最大の部位と比較して３ｄＢ以上減衰する前記取り付けパネルの部位と、前記フレーム及び／又は前記磁気回路との間を前記結合部材で結合することを特徴とするスピーカ装置。
【請求項２】
前記取り付けパネルの振動加速度レベルが最も大きくなる前記周波数に次いで前記取り付けパネルの振動加速度レベルが大きい周波数について、振動加速度レベルが最大の部位と比較して３ｄＢ以上減衰する前記取り付けパネルの部位と、前記フレーム及び／又は前記磁気回路との間を結合部材で結合することを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
【請求項３】
振動系と、フレームおよび磁気回路と、を具備するスピーカユニットと、
前記スピーカユニットの前記フレーム及び／又は前記磁気回路、および前記スピーカユニットの前記フレーム及び／又は前記磁気回路が取り付けられる取り付けパネルを互いに結合する結合部材と、
を備え、
５０Ｈｚ〜３０００Ｈｚの間の振動加速度レベルが最も小さくなる前記取り付けパネルの部位と、前記フレーム及び／又は前記磁気回路との間を前記結合部材で結合することを特徴とするスピーカ装置。
【請求項４】
５０Ｈｚ〜３０００Ｈｚの間の振動加速度レベルが最も小さくなる前記取り付けパネルの部位に次いで５０Ｈｚ〜３０００Ｈｚの間の振動加速度レベルが小さくなる前記取り付けパネルの部位と、前記フレーム及び／又は前記磁気回路との間を結合部材で結合することを特徴とする請求項３に記載のスピーカ装置。
【請求項５】
振動系と、フレームおよび磁気回路と、を具備するスピーカユニットと、
前記スピーカユニットの前記フレーム及び／又は前記磁気回路、および前記スピーカユニットの前記フレーム及び／又は前記磁気回路が取り付けられる取り付けパネルを互いに結合する結合部材と、
を備え、
振動の抑制が必要な周波数について、振動加速度レベルが最大の部位と比較して３ｄＢ以上減衰する前記取り付けパネルの部位と、前記フレーム及び／又は前記磁気回路との間を前記結合部材で結合することを特徴とするスピーカ装置。
【請求項６】
前記取り付けパネルの前記部位と前記フレーム及び／又は前記磁気回路の前記結合部分とは前記振動系の振動方向に対して互いにずれた位置にあることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のスピーカ装置。
【請求項７】
前記結合部材のヤング率の値が、前記フレーム及び／又は前記磁気回路、または前記取り付けパネルのヤング率の値と同等あるいは前記フレーム及び／又は前記磁気回路、または前記取り付けパネルのヤング率の値以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のスピーカ装置。
【請求項８】
前記結合部材の損失正接の値が前記フレーム及び／又は前記磁気回路または前記取り付けパネルの損失正接の値よりも大きいことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のスピーカ装置。
【請求項９】
前記結合部材を損失正接の値が前記フレーム及び／又は前記磁気回路または前記取り付けパネルの損失正接の値よりも大きい材料でダンピングしたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のスピーカ装置。
【請求項１０】
前記結合部材は前記磁気回路に取り付けられることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のスピーカ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピーカユニットを取り付けパネルに取り付けて構成されたスピーカ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、スピーカ装置はスピーカユニットをスピーカボックス等に取り付けて構成される。この場合には、スピーカボックス等の構造や材質に対して、スピーカ装置の音響特性を考慮した設計を施すことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、例えば、車載用オーディオシステムでは、車両の構成部材を取り付けパネルとして用いるため、その構造や材質を自由に選択することができず、例えば、音響的に考慮された充分な強度を取り付けパネルに付与できない場合などがある。このため、スピーカユニットの振動系以外の部分が振動し、このような振動に基づく不要な音響が付加されるおそれがある。
【０００４】
本発明は、取り付けパネルの音響的な欠点を補うことで、容易に適切な音響特性を得ることができるスピーカ装置を提供すること等を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のスピーカ装置は、振動系と、フレームおよび磁気回路と、を具備するスピーカユニットと、前記スピーカユニットの前記フレーム及び／又は前記磁気回路、および前記スピーカユニットの前記フレーム及び／又は前記磁気回路が取り付けられる取り付けパネルを互いに結合する結合部材と、を備え、前記取り付けパネルの振動加速度レベルが最も大きくなる周波数について、振動加速度レベルが最大の部位と比較して３ｄＢ以上減衰する前記取り付けパネルの部位と、前記フレーム及び／又は前記磁気回路との間を前記結合部材で結合することを特徴とする。
【０００６】
請求項３に記載のスピーカ装置は、振動系と、フレームおよび磁気回路と、を具備するスピーカユニットと、前記スピーカユニットの前記フレーム及び／又は前記磁気回路、および前記スピーカユニットの前記フレーム及び／又は前記磁気回路が取り付けられる取り付けパネルを互いに結合する結合部材と、を備え、５０Ｈｚ〜３０００Ｈｚの間の振動加速度レベルが最も小さくなる前記取り付けパネルの部位と、前記フレーム及び／又は前記磁気回路との間を前記結合部材で結合することを特徴とする。
【０００７】
請求項５に記載のスピーカ装置は、振動系と、フレームおよび磁気回路と、を具備するスピーカユニットと、前記スピーカユニットの前記フレーム及び／又は前記磁気回路、および前記スピーカユニットの前記フレーム及び／又は前記磁気回路が取り付けられる取り付けパネルを互いに結合する結合部材と、を備え、振動の抑制が必要な周波数について、振動加速度レベルが最大の部位と比較して３ｄＢ以上減衰する前記取り付けパネルの部位と、前記フレーム及び／又は前記磁気回路との間を前記結合部材で結合することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
−第１の実施形態−
以下、図１〜図４を参照して、本発明によるスピーカ装置を車載用スピーカ装置に適用した第１の実施形態について説明する。図１は第１の実施形態のスピーカ装置を示す断面図である。
【０００９】
図１に示すように、第１の実施形態のスピーカ装置１００を構成するダイナミック型スピーカユニット１０は、外周部において取り付けパネル２０に締結されたフレーム１と、フレーム１に取り付けられた磁気回路２と、磁気回路２の磁気ギャップ内に収容されたボイスコイル３と、ボイスコイル３とフレーム１との間に設けられ、ボイスコイル３を振動可能に支持するダンパー５と、ボイスコイル３に接続された振動板６と、振動板６の外周部とフレーム１との間に設けられ、振動板６を振動可能に支持するエッジ７とを備える。
【００１０】
図１に示すように、磁気回路２はリング状の磁石２ａを備え、外磁型の磁気回路を構成している。ボイスコイル３の巻線３ａに電流を流すことにより、振動板６を含む振動系を図１において左右方向に振動させて音響出力を発生させることができる。
【００１１】
磁気回路２の背面（図１において右端面）には結合部材３０が取り付けられており、結合部材３０の先端部分３０ａ、３０ｂは取り付けパネル２０の所定部位に接合されている。この結合部材３０は磁気回路２の背面と取り付けパネル２０の所定部位とを互いに結合することにより、磁気回路２の振動を制御して音響特性を向上させる機能を有する。
【００１２】
取り付けパネル２０は車両のドアを構成する部材であり、とくに音響的な性能を考慮して設計されたものではない。したがって、取り付けパネル２０は比較的振動しやすく、磁気回路２が強固に固定されにくい。このため本実施形態では、結合部材３０によって磁気回路２の振動を抑制し、スピーカ装置１００全体として良好な音響特性を得るようにしている。
【００１３】
図２〜図４には、結合部材３０を取り付けない場合における取り付けパネル２０の振動加速度レベルが示されている。図２は取り付けパネル２０を示す図、図３は図２に示すＡ点における取り付けパネル表面の振動加速度レベルを示す図、図４は図２に示すＢ点における取り付けパネル表面の振動加速度レベルを示す図である。
【００１４】
図３および図４は、取り付けパネル２０にスピーカユニット１０を取り付けた状態で、加速度ピックアップをＡ点あるいはＢ点に取り付け、Ａ点およびＢ点の振動加速度レベルを測定した結果をそれぞれ示している。このような振動特性は、スピーカユニット１０の振動板６から放射されて空気を伝わった音圧により取り付けパネル２０を振動させるものと、振動板６の振動の反作用が磁気回路２に発生し、これがフレーム１を介して取り付けパネル２０に伝播したものとの両者が合成されたものと考えられる。
【００１５】
図３および図４に示すように、取り付けパネル２０表面は、広い周波数帯域にわたって振動し、振動加速度レベルは１ｋＨｚ前後で最大値をとる特性を示している。なお、振動加速度レベルは音圧に対応する（比例する）パラメータであるが、車両にドアを取り付けたときの車内の音圧レベルとしては、図３および図４に示す特性よりも低域のレベルが上昇した特性を示す。
【００１６】
本実施形態では、結合部材３０を取り付けることにより磁気回路２の振動を低減し、取り付けパネル２０の振動加速度レベルを大幅に抑制することができる。結合部材３０の先端部分３０ａ、３０ｂは、取り付けパネル２０上の振動が小さな部位に取り付けられる。具体的には、結合部材３０の先端部分３０ａ、３０ｂは、取り付けパネル２０の振動加速度レベルが最も大きくなる周波数（例えば、１ｋＨｚ前後）において、振動加速度レベルが最大の部位と比較して３ｄＢ以上減衰する部位２０ａと、取り付けパネル２０の振動加速度レベルが２番目に大きくなる周波数において、振動加速度レベルが最大の部位と比較して３ｄＢ以上減衰する部位２０ｂとに取り付けられる。結合部材３０を取り付ける部位２０ａ、２０ｂの振動加速度レベルが小さいほど、振動を抑制する効果が大きくなる。なお、振動加速度レベルが最大となる部位は、通常、スピーカユニット１０の取り付け位置に近い部位である。
【００１７】
図１に示すように、磁気回路２の背面と取り付けパネル２０上の部位２０ａ、２０ｂとは、スピーカユニット１０の振動系の振動方向（図１において左右方向）に対して互いにずれた位置にある。このため、図１において点線で示すように、スピーカユニット１０、取り付けパネル２０および結合部材３０によって一種のトラスが形成され、磁気回路２０の振動を有効に抑制することができる。結合部材３０の取り付け部位に応じて点線で示す三角形の形状が変化するため、結合部材３０をスピーカユニット１０に接近した部位に取り付けられた場合のほうが振動抑制の効果の点で有利である。したがって、結合部材３０を、振動加速度レベルが小さく、かつスピーカユニット１０に接近した部位に取り付けた場合に、振動を抑制する効果を最大にできる。
【００１８】
結合部材３０の材質としては種々のものを用いることができるが、ヤング率がフレーム１、磁気回路２あるいは取り付けパネル２０のヤング率と同等かまたはそれ以上の材質であることが望ましい。結合部材３０の材質のヤング率が大きければ、磁気回路２を振動の小さな部位２０ａ、２０ｂに対して強固に固定できるため、磁気回路２の振動を効果的に抑制できる。
【００１９】
また、結合部材３０の損失正接（Ｔａｎδ）の値がフレーム１、磁気回路２あるいは取り付けパネル２０の損失正接の値よりも大きいことが望ましい。結合部材３０の損失正接の値が大きければ、結合部材３０の特定周波数における共振を防止できるとともに、磁気回路２や取り付けパネル２０の振動を減衰させる効果を得ることができる。結合部材３０に損失正接の値が大きな材料を塗布、充填し、あるいは貼り付けることで結合部材３０をダンピング（制動）してもよい。この場合、結合部材３０をダンピングするための材料の損失正接の値がフレーム１、磁気回路２あるいは取り付けパネル２０の損失正接の値よりも大きいことが望ましい。
【００２０】
なお、スピーカ装置１００は車両内で実際に再生した場合の特性が問題となるため、車両にドアを実装した状態での取り付けパネル２０の振動加速度レベルに基づいて、結合部材３０を取り付ける部位等を選択することが好ましい。
【００２１】
以上のように、本実施形態では、取り付けパネル２０の振動加速度レベルが最も大きくなる周波数について、振動加速度レベルが最大の部位と比較して３ｄＢ以上減衰する取り付けパネル２０の部位と、磁気回路２との間を結合部材３０で結合するので、磁気回路２の振動を、結合部材３０を介して抑制することができる。このため、磁気回路２の振動に起因する周波数特性の乱れ等を抑えることが可能となり、スピーカ装置１００の音響特性を向上させることができる。
【００２２】
上記実施形態では、取り付けパネル２０の振動加速度レベルが大きい周波数を選択しているが、振動加速度レベルが最大になる周波数以外の音質上振動を減衰させたい周波数（振動の抑制が必要な周波数）を選択し、その周波数において、振動加速度レベルが最大の部位と比較して３ｄＢ以上減衰する部位に結合部材３０を取り付けるようにしてもよい。この場合には、その周波数について磁気回路２の振動を効果的に抑制できる。
【００２３】
−第２の実施形態−
以下、図５および図６を参照して、本発明によるスピーカ装置を車載用スピーカ装置に適用した第２の実施形態について説明する。図５は第２の実施形態のスピーカ装置を示す断面図（図６のＶ−Ｖ線断面図）、図６は第２の実施形態のスピーカ装置の平面図である。なお、図５および図６において、第１の実施形態と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００２４】
図５に示すように、第２の実施形態のスピーカ装置２００を構成するダイナミック型スピーカユニット１０は、フレーム１の外周部を介してパネル２１に締結されている。
【００２５】
磁気回路２の背面（図５において右端面）には結合部材４０が取り付けられており、結合部材４０の先端部分４０ａ、４０ｂ、４０ｃは取り付けパネル２１の所定部位に接合されている。この結合部材４０は磁気回路２の背面と取り付けパネル２１の所定部位とを互いに結合することにより、磁気回路２の振動を制御して音響特性を向上させる機能を有する。
【００２６】
取り付けパネル２１は車両のドアを構成する部材であり、とくに音響的な性能を考慮して設計されたものではない。したがって、取り付けパネル２１は比較的振動しやすく、磁気回路２が強固に固定されにくい。このため本実施形態では、結合部材４０によって磁気回路２の振動を抑制し、スピーカ装置２００全体として良好な音響特性を得るようにしている。
【００２７】
結合部材４０の先端部分４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、取り付けパネル２１上の振動が小さな部位に取り付けられる。具体的には、振動加速度レベルが５０Ｈｚ〜３０００Ｈｚの間で最も小さくなる部位、２番目に小さくなる部位、３番目に小さくなる部位（部位２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）が選択される。この周波数範囲はほぼ可聴周波数帯域に相当するため、この周波数範囲で磁気回路２の振動を抑制することにより、可聴周波数帯域でのスピーカ装置２００の音響特性を向上させることができる。結合部材４０を取り付ける部位の振動加速度レベルが小さいほど、振動を抑制する効果が大きくなる。
【００２８】
図５および図６に示すように、磁気回路２の背面と取り付けパネル２１上の部位２１ａ、２１ｂ、２１ｃとは、スピーカユニット１０の振動系の振動方向（図１において左右方向）に対して互いにずれた位置にある。このため、図５において点線で示すように、スピーカユニット１０、取り付けパネル２１および結合部材４０によって一種のトラスが形成され、磁気回路２０の振動を有効に抑制することができる。結合部材４０の取り付け部位に応じて点線で示す三角形の形状が変化するため、結合部材４０をスピーカユニット１０に接近した部位に取り付けた場合のほうが振動抑制の効果の点で有利である。したがって、結合部材４０を、振動加速度レベルが小さく、かつスピーカユニット１０に接近した部位に取り付けた場合に、振動を抑制する効果を最大にできる。
【００２９】
結合部材４０の材質としては種々のものを用いることができるが、ヤング率がフレーム１、磁気回路２あるいは取り付けパネル２１のヤング率と同等かまたはそれ以上の材質であることが望ましい。結合部材４０の材質のヤング率が大きければ、磁気回路２を強固に固定できるので、結合部材４０で連結することにより磁気回路２の振動を効果的に抑制できる。
【００３０】
また、結合部材４０の損失正接の値がフレーム１、磁気回路２あるいは取り付けパネル２１の損失正接の値よりも大きいことが望ましい。結合部材４０の損失正接の値が大きければ、結合部材４０の特定周波数における共振を防止できるとともに、磁気回路２や取り付けパネル２１の振動を減衰させる効果を得ることができる。結合部材４０に損失正接の値が大きな材料を塗布、充填し、あるいは貼り付けることで結合部材４０をダンピング（制動ないし制振）してもよい。この場合、結合部材４０をダンピングする材料の損失正接の値がフレーム１、磁気回路２あるいは取り付けパネル２１の損失正接の値よりも大きいことが望ましい。
【００３１】
本実施形態では、５０Ｈｚ〜３０００Ｈｚの間の振動加速度レベルが最も小さくなる取り付けパネル２１の部位と、磁気回路２との間を結合部材４０で結合するので、磁気回路２の振動を、結合部材４０を介して抑制することができる。このため、磁気回路２の振動に起因する周波数特性の乱れ等を抑えることが可能となり、スピーカ装置２００の音響特性を向上させることができる。
【００３２】
上記実施形態では、結合部材３０および結合部材４０をそれぞれ磁気回路２に取り付ける例を示したが、結合部材をフレーム１に取り付け、または、結合部材をフレーム１および磁気回路２の両者に取り付けてもよい。
【００３３】
上記実施形態および特許請求の範囲の記載に関し、ボイスコイル３および振動板６は「振動系」に、それぞれ対応する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態のスピーカ装置を示す断面図。
【図２】取り付けパネルを示す図。
【図３】図２に示すＡ点における取り付けパネル表面の振動加速度レベルを示す図。
【図４】図２に示すＢ点における取り付けパネル表面の振動加速度レベルを示す図。
【図５】第２の実施形態のスピーカ装置を示す断面図（図６のＶ−Ｖ線断面図）。
【図６】第２の実施形態のスピーカ装置の平面図。
【符号の説明】
１      フレーム
２      磁気回路
３      ボイスコイル  （振動系）
６      振動板（振動系）
１０    スピーカユニット
２０    取り付けパネル
２１    取り付けパネル
２０ａ、２０ｂ  部位
３０    結合部材
４０    結合部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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