(57)【要約】【課題】ドアパネルという限られた空間で、ドアパネルのバネ性を考慮して吸振性を確保することで振動防止を実現した車載用スピーカを提供する。【解決手段】車載用スピーカ（１，５１）には重錘（４３，７３）と弾性体（４４，７４）とで構成される粘性摩擦式ダンパ（４，５４）が磁気回路（２，５２）に取り付けられ、車載用スピーカ（１，５１）がスピーカ取付パネル（４５）に取り付けられた状態で、粘性摩擦式ダンパ（４，５４）の固有角振動数ωｎｓを所定の範囲内にして騒音を抑える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気回路に、重錘と弾性部材とで構成される粘性摩擦式ダンパが取り付けられた車載用スピーカにおいて、
前記車載用スピーカがスピーカ取付パネルに取り付けられた状態で、前記粘性摩擦式ダンパの固有角振動数は、
前記車載用スピーカの振動の反作用によって発生する振動のうち前記スピーカ取付パネルの振動において、５０Ｈｚから３０００Ｈｚの間の一番大きい振動加速度を呈する周波数又は音質改善に必要な周波数を中心にして上下１オクターブの範囲内にある
ことを特徴とする車載用スピーカ。
【請求項２】
磁気回路に、重錘と弾性部材とで構成される粘性摩擦式ダンパが取り付けられた車載用スピーカにおいて、
前記車載用スピーカがスピーカ取付パネルに取り付けられた状態で、前記粘性摩擦式ダンパの固有角振動数は、
前記車載用スピーカの振動板から放出される音圧によって発生する振動のうち前記スピーカ取付パネルの振動において、５０Ｈｚから３０００Ｈｚの間の一番大きい振動加速度を呈する周波数又は音質改善に必要な周波数を中心にして上下１オクターブの範囲内にある
ことを特徴とする車載用スピーカ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の車載用スピーカにおいて、
前記弾性部材は、前記車載用スピーカのフレーム又は前記スピーカ取付パネルに比べて損失正接（Ｔａｎδ）の大きい材料を用いた
ことを特徴とする車載用スピーカ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の車載用スピーカにおいて、
前記磁気回路は外磁形の磁気回路であり、
前記粘性摩擦式ダンパは前記磁気回路の背面に取り付けられている
ことを特徴とする車載用スピーカ。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３の車載用スピーカにおいて、
前記磁気回路は内磁形の磁気回路であり、
前記粘性摩擦式ダンパは前記磁気回路の前面に取り付けられている
ことを特徴とする車載用スピーカ。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５に記載の車載用スピーカにおいて、
前記重錘は第２の磁石である
ことを特徴とする車載用スピーカ。
【請求項７】
請求項４に記載の車載用スピーカにおいて、
前記重錘は第２の磁石であり、
前記第２の磁石に第２の磁路を設けた
ことを特徴とする車載用スピーカ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載用スピーカの技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスピーカに関する技術では、スピーカとスピーカボックスに可動体とウエイトで構成された振動体を配設して、スピーカの音放射力の反作用力を相殺又は減衰して、スピーカボックスの振動を防止している（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】
特開２０００−５９８７９号公報（段落番号［００１６］）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記スピーカ技術では、スピーカを取り付ける部分（バッフルボード）のバネ性が考慮されていない。即ち、スピーカ取付部分は充分に剛性がある、或いは、スピーカ取付部分の振動がスピーカボックスの振動に与える影響は無視し得るほどに小さい、との前提のもとに、上記スピーカ技術の発明がなされたものである。
【０００４】
ところが、車載用スピーカの場合、スピーカはドアパネル又はリアパネル等のスピーカ取付パネルに取り付けられる。このパネル部分は充分な剛性を有していないので、剛性不足により振動が生じる場合には、充分な剛性を有するパネルに交換せざるを得なかった。発明者は、かかる状況に鑑み、スピーカを取り付けるパネル部分のバネ性を考慮し、パネル交換を必要としない振動対策を検討した。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、スピーカ取付部分であるパネルのバネ性を考慮した吸振性確保を実現した車載用スピーカの提供が一例として挙げられる。
【０００６】
【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。
【０００７】
かかる課題を解決するために、請求項１にかかる車載用スピーカ（１，５１）は、重錘（４３，７３）と弾性部材（４４，７４）とで構成される粘性摩擦式ダンパ（４，５４）が磁気回路（２，５２）に取り付けられた車載用スピーカ（１，５１）において、車載用スピーカ（１，５１）がスピーカ取付パネル（４５）に取り付けられた状態で、粘性摩擦式ダンパ（４，５４）の固有角振動数は、車載用スピーカ（１，５１）の振動の反作用によって発生する振動のうちスピーカ取付パネル（４５）の振動において、５０Ｈｚから３０００Ｈｚの間の一番大きい振動加速度を呈する周波数又は音質改善に必要な周波数を中心にして上下１オクターブの範囲内にある、ことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２にかかる車載用スピーカ（１，５１）は、重錘（４３，７３）と弾性部材（４４，７４）とで構成される粘性摩擦式ダンパ（４，５４）が磁気回路（２，５２）に取り付けられた車載用スピーカ（１，５１）において、車載用スピーカ（１，５１）がスピーカ取付パネル（４５）に取り付けられた状態で、粘性摩擦式ダンパ（４，５４）の固有角振動数は、車載用スピーカ（１，５１）の振動板（３１）から放出される音圧によって発生する振動のうちスピーカ取付パネル（４５）の振動において、５０Ｈｚから３０００Ｈｚの間の一番大きい振動加速度を呈する周波数又は音質改善に必要な周波数を中心にして上下１オクターブの範囲内にある、ことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる車載用スピーカの一実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１０】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる車載用スピーカの構造を示す側断面図である。
【００１１】
本第１の実施の形態に係る車載用スピーカは外磁形の磁気回路を有するコーン型の車載用スピーカ１である。
【００１２】
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、プレート２１とで磁気回路２が構成されている。プレート２１の内径面とポールピース２４の外径面との間に磁気ギャップが形成され、コーン３１に接着されたコイルボビン（図示省略）にボイスコイル２５が配設されている。
【００１３】
磁気回路２の前面には振動部３が構成されている。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、ガスケット４２を介してドアパネル４５に固着されている。中心部はダンパ３３を介してプレート２１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。
【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ている。外磁形である車載用スピーカ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・コイル用銅線で構成され、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。
【００１７】
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、フレーム４１に固着している。
【００１８】
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。
【００１９】
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する。
【００２０】
ダンパ３３は、例えば樹脂含浸布等種々の材料が用いられ、振動系を支持すると共に、磁気ギャップに対する防塵の働きも有している。
【００２１】
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。
【００２２】
ガスケット４２は、例えばゴム等で構成され、車載用スピーカ１の振動をドアパネル４５と遮断する。
【００２３】
磁気回路２の背面には、重錘４３が弾性体４４を介してヨーク２３に取り付けられている。
【００２４】
弾性体４４は、例えば合成樹脂又は合成ゴム等の非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、ヨーク２３に固着している。
【００２５】
重錘４３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、弾性体４４を介してヨーク２３に固着している。
【００２６】
この弾性体４４と重錘４３が粘性摩擦式ダンパ４を構成している。
【００２７】
ここで、例えば、本実施の形態における車載用スピーカ１は本発明に係る車載用スピーカを、磁気回路２は本発明に係る磁気回路を、粘性摩擦式ダンパ４は本発明に係る粘性摩擦式ダンパを、重錘４３は本発明に係る重錘を、弾性体４４は本発明に係る弾性部材を、ドアパネル４５は本発明に係るスピーカ取付パネルを、それぞれ構成する。
【００２８】
以上の構成を有する磁気回路２と振動部３等がフレーム４１によってその位置関係を保ちつつ、ドアパネル４５に固着されている。
【００２９】
次に、車載用スピーカ１の現象を以下に説明する。
【００３０】
音声電流がリード線（図示省略）を介してボイスコイル２５に入力されると、ボイスコイル２５が振動しその振動がコーン３１に伝わり、空気を振動させて音を発生する。
【００３１】
ドアパネル４５は車両の軽量化のために射出成型された樹脂系薄板で作られ、充分な剛性を有していないので、車載用スピーカ１の振動の反作用によりドアパネル４５が振動する。一般に、ドアパネル４５に取り付けられる重量物は車載用スピーカ１が主であるから、ドアパネル４５は車載用スピーカ１を振動の腹として振動する。
【００３２】
このとき、車載用スピーカ１には粘性摩擦式ダンパ４が付加されているので、この粘性摩擦式ダンパ４の吸振効果により効率よく振動を抑えることが可能となる。
【００３３】
次に、この粘性摩擦式ダンパ４の吸振効果を図２に示すモデルを用いて説明する。図２は、本第１の実施の形態にかかる車載用スピーカ１の振動モデルである。
【００３４】
ドアパネル４５のバネ性に比してフレーム４１のバネ性は無視し得るほど小さいので、ドアパネル４５が振動系の主系のバネＫを形成する。そして、プレート２１、磁石２２、ポールピース２４を有するヨーク２３からなる磁気回路２の質量が振動系の主系の質量Ｍに相当する。重錘４３の質量と弾性体４４の質量及び弾性体４４の弾性が振動系の補助系の質量ｍ及びバネ係数ｋと弾性係数ｃに相当する。
【００３５】
粘性摩擦式ダンパ４を有する振動系は図２に示す構成で表され、モデル化した粘性摩擦式ダンパ４を有する振動系全体の運動方程式は次のようになる。
【００３６】
【数１】
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このモデルにおいて、主系であるドアパネル４５及び磁気回路２の制振効果を高めるには、振動系のエネルギを補助系が負担するようにすれば良く、効率よく負担させるには加振振動数ωと補助系の固有角振動数ωｎｓを同じにすれば良いことが知られている。即ち、補助系のバネ係数を変化させて、固有角振動数比を１に近づくように操作すれば良い。
【００３７】
補助系の固有角振動数ωｎｓは以下の式となる。
【００３８】
【数２】
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ところで、運転者が不快に感じる騒音はドアパネル４５の振動のうち周波数が５０Ｈｚから３０００Ｈｚの範囲の音であることが実験を通じて判っている。よって、重錘４３及び弾性体４４の質量又は弾性体４４のバネ係数ｋを操作して、ドアパネル４５の振動からこの周波数の範囲のうち一番大きい振動加速度を呈する周波数を中心にして上下１オクターブの範囲内にある騒音を抑えると、運転者の感じる不快は軽減される。
【００３９】
ドアパネル４５の素材、厚さ、形状等、或いは、スピーカの取付位置は車両の種類によって異なっているので、ドアパネル４５のバネ定数Ｋや加振振動数ωも車両の種類によって異なっている。従って、バネ係数Ｋと加振振動数ωは実験によって求める。
【００４０】
上記実施の形態は以下の効果を有する。
●  車載用スピーカ１の振動の反作用によってドアパネル４５及び車載用スピーカ１が振動したとき、ドアパネル４５は車載用スピーカ１を振動の腹として振動する。この振動の腹に相当する箇所に粘性摩擦式ダンパ４が配設されているので、粘性摩擦式ダンパ４は効率よく振動を抑えることが可能となる。
●  式（２）から判るように、車載用スピーカ１に粘性摩擦式ダンパ４として付加される重錘４３及び弾性体４４の質量を操作することで粘性摩擦式ダンパ４の固有角振動数ωｎｓを操作することが可能となる。
●  粘性摩擦式ダンパ４の固有角振動数ωｎｓを操作して加振振動数ωと同じにすれば、主系であるドアパネル４５及び車載用スピーカ１の制振効果を高めることが可能となる。よって、車載用スピーカ１の振動の反作用によって発生する振動のうちドアパネル４５の振動において、人に最も耳障りな周波数帯であるとされる５０Ｈｚから３０００Ｈｚの間の一番大きい振動加速度を呈する周波数を中心にして上下１オクターブの範囲内の振動を効率よく抑えることが可能となり、人に最も耳障りな周波数帯の騒音を抑えることができる。
【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。
○  粘性摩擦式ダンパ４の固有角振動数ωｎｓを操作して、車載用スピーカ１の振動の反作用によって発生する振動のうちドアパネル４５の振動において、５０Ｈｚから３０００Ｈｚの間の音質改善に必要な周波数を中心にして上下１オクターブの範囲内にしてもよい。人に最も耳障りな周波数帯であるとされる一番大きい振動加速度を呈する周波数以外にも音質改善に寄与する周波数帯に共振周波数を合わせることで、振動を効率よく抑えることが可能となる。音質改善に必要な周波数は実験により決定する。
○  上記第１の実施の形態は、車載用スピーカ１の振動の反作用によって発生する振動を対象としていたが、車載用スピーカ１の振動板から放出される音圧によって発生する振動のうちのドアパネル４５の振動を対象にしてもよい。この場合において、５０Ｈｚから３０００Ｈｚの間の一番大きい振動加速度を呈する周波数、或いは、音質改善に必要な周波数を中心にして上下１オクターブの範囲内にしてもよい。
○  弾性体４４は、車載用スピーカ１のフレーム４１又はドアパネル４５に比べて損失正接（Ｔａｎδ）の大きい材料を用いることも可能である。このように、弾性体４４を損失正接が大きな材質で形成することにより、特定周波数における弾性体４４の共振を防止できるとともに、フレーム４１や磁気回路２、５２の振動を抑制できる。
○  上記第１の実施の形態において、重錘４３を磁石（第２の磁石）としても良い。第２の磁石の有する質量が重錘としての役割を果たすとともに、第２の磁石が磁気回路２の磁気ギャップにおける磁束密度を増加させると同時に、磁気回路２の外部への漏洩磁束を低減せしめる。
○  上記第１の実施の形態において、重錘４３の代わりに第２の磁石を配したとき、図３に示すように、第２の磁石に第２の磁路２６を設けてもよい。外磁形の磁気回路２は外部への漏洩磁束が大きいが、第２の磁路２６により外部への漏洩磁束を低減せしめる。
○  上記第１の実施の形態では、ドアパネル４５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スピーカ取付パネルの部分が充分な剛性を有しておらず、振動が生じる場合には本発明は適用できる。
【００４２】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態にかかる車載用スピーカの構造を示す側断面図である。
【００４３】
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載用スピーカ１を説明したが、本第２の実施の形態では本発明を内磁形の磁気回路を有するコーン型の車載用スピーカ５１に適用した場合を説明する。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】
プレート６１と、ボイスコイル６５と、ポールピース６４と、磁石６２と、ヨーク６３とで磁気回路５２が構成されている。プレート６１の内径面とポールピース６４の外径面との間に磁気ギャップが形成され、コーン３１に接着されたコイルボビン（図示省略）を介して、ボイスコイル６５が配設されている。
【００４５】
プレート６１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、フレーム４１に固着している。
【００４６】
ボイスコイル６５は、例えば銅線、アルミ線、銅クラッド・アルミ線等のボイス・コイル用銅線で構成され、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。
【００４７】
ポールピース６４は、例えば純鉄等の磁性材料で構成され、円柱状の形状をしている。
【００４８】
磁石６２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ている。内磁形の車載用スピーカ５１には、磁石６２はアルニコ磁石が適している。
【００４９】
ヨーク６３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６４を中心位置に有し、一体として形成されている。
【００５０】
磁気回路５２の前面には重錘７３が弾性体７４を介してポールピース６４に取り付けられている。更に前面には振動部３が構成されている。コーン３１の中心部はダンパ３３を介してプレート６１に取り付けられている。
【００５１】
弾性体７４は、例えば合成樹脂又は合成ゴム等の非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、ポールピース６４に固着している。
【００５２】
重錘７３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、弾性体７４を介してポールピース６４に固着している。
【００５３】
この弾性体７４と重錘７３が粘性摩擦式ダンパ５４を構成している。
【００５４】
ここで、例えば、本実施の形態における車載用スピーカ５１は本発明に係る車載用スピーカを、磁気回路５２は本発明に係る磁気回路を、粘性摩擦式ダンパ５４は本発明に係る粘性摩擦式ダンパを、重錘７３は本発明に係る重錘を、弾性体７４は本発明に係る弾性部材を、それぞれ構成する。
【００５５】
以上の構成を有する磁気回路５２と振動部３等がフレーム４１によってその位置関係を保ちつつ、ドアパネル４５に固着されている。
【００５６】
車載用スピーカ５１の振動の反作用により、車載用スピーカ５１を振動の腹としてドアパネル４５が振動するとき、車載用スピーカ５１には粘性摩擦式ダンパ５４が付加されているので、この粘性摩擦式ダンパ５４の吸振効果により効率よく振動を抑えることが可能となる。
【００５７】
この粘性摩擦式ダンパ５４の吸振効果をモデル化すると、図２と同じモデルとなるので説明を省略する。
【００５８】
上記第２の実施の形態の効果は、上記第１の実施の形態の効果に加えて、以下の効果を有する。
●  磁石６２をヨーク６３で囲んだ形になっているので、磁石６２からの磁束は外部に漏れにくい。
【００５９】
なお、上記第２の実施の形態は、上記に限定されるものではなく、上記第１の実施の形態の説明箇所でも説明した変形例がそのまま適用できる。
【００６０】
但し、第１の実施の形態において示した図３のように、第２の磁路を設けることはできない。磁石６２はヨーク６３で囲んだ形になっているので、第２の磁路を設置できないからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる車載用スピーカの構造を示す側断面図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態にかかる車載用スピーカ１の振動モデルを示す図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態の変形例を示す図である。
【図４】図４は、本発明の第２の実施の形態にかかる車載用スピーカの構造を示す側断面図である。
【符号の説明】
１，５１：車載用スピーカ
２，５２：磁気回路
４，５４：粘性摩擦式ダンパ
２６：第２の磁路
４３，７３：重錘
４４，７４：弾性体
４５：ドアパネル
【図１】
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【図２】
2004153456.tif 000006
【図３】
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【図４】
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