(57)【要約】【課題】スピーカユニットの取り付けに際して、ドアパネル（４５）の交換作業をなくし、コスト負担を極力抑えた車載用スピーカ（１）を提供する。【解決手段】磁気回路（２）とフレーム（４１）の間に弾性体（４６）を配して粘性摩擦式ダンパ（４）を構成する車載用スピーカ（１）において、車載用スピーカ（１）がドアパネル（４５）に取り付けられた状態で、粘性摩擦式ダンパ（４）の固有角振動数ωｎｓが所定の範囲内にある、ことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気回路とフレームの間に弾性部材を配して動吸振器を構成する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、前記動吸振器の固有角振動数は、
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】
磁気回路とフレームの間に弾性部材を配して動吸振器を構成する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、前記動吸振器の固有角振動数は、
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】
スピーカ取付部分に弾性部材を有する車載用スピーカであって、
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とき、前記弾性部材と前記スピーカ取付パネルとで構成される動吸振器の固有角振動数は、
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４】
スピーカ取付部分に弾性部材を有する車載用スピーカであって、
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とき、前記弾性部材と前記スピーカ取付パネルとで構成される動吸振器の固有角振動数は、
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５】
請求項３または４の車載用スピーカにおいて、
前記弾性部材は、前記スピーカ取付パネル及び前記車載用スピーカのフレームの材料のいずれよりもヤング率が低い材料からなる
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。
【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、スピーカユニットの振動の反作用により生じる振動がキャビネットへ伝播するのを抑えるのに、バッフル板のスピーカユニットを取り付ける部分を囲んでバッフル板の厚さより薄い板厚の溝を設けている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】
特開２００２−１７６６９０号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記技術をそのまま車載用スピーカに適用すると、スピーカを取り付ける部分（バッフルボード）の交換が必要になることがある。即ち、バッフルボードに予め溝が設けてある場合は上記従来技術がそのまま適用できるが、バッフルボードに溝が設けてない場合、或いは、予め溝は設けられているが（取り付けようとする）スピーカユニットの大きさと合わない場合には、バッフルボードの交換が必要になる。かかる状況では、スピーカユニットの取り付けに際して、バッフルボードの交換作業とコストという負担が生じることになる。
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、スピーカユニットの取り付けに際して、バッフルボードの交換作業をなくし、コスト負担を極力抑えた車載用スピーカの提供が一例として挙げられる。
【０００５】
【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。
【０００６】
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）は、磁気回路（２）とフレーム（４１）の間に弾性部材（４６）を配して動吸振器（４）を構成する車載用スピーカにおいて、前記車載用スピーカ（１）がスピーカ取付パネル（４５）に取り付けられた状態で、前記動吸振器（４）の固有角振動数は、
前記車載用スピーカ（１）の振動の反作用によって発生する振動のうち前記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。
【０００７】
かかる課題を解決するために、請求項２にかかる車載用スピーカ（１）は、磁気回路（２）とフレーム（４１）の間に弾性部材（４６）を配して動吸振器（４）を構成する車載用スピーカにおいて、前記車載用スピーカ（１）がスピーカ取付パネル（４５）に取り付けられた状態で、前記動吸振器（４）の固有角振動数は、
前記車載用スピーカ（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前記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】
かかる課題を解決するために、請求項３にかかる車載用スピーカ（５１）は、スピーカ取付部分に弾性部材（７６）を有する車載用スピーカ（５１）であって、前記車載用スピーカ（５１）がスピーカ取付パネル（４５）に取り付けられたとき、前記弾性部材（７６）と前記スピーカ取付パネル（４５）とで構成される動吸振器（５４）の固有角振動数は、
前記車載用スピーカ（５１）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（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】
かかる課題を解決するために、請求項４にかかる車載用スピーカ（５１）は、スピーカ取付部分に弾性部材（７６）を有する車載用スピーカ（５１）であって、前記車載用スピーカ（５１）がスピーカ取付パネル（４５）に取り付けられたとき、前記弾性部材（７６）と前記スピーカ取付パネル（４５）とで構成される動吸振器（５４）の固有角振動数は、
前記車載用スピーカ（５１）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（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。
【００１０】
【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。
【００１１】
（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。
【００１２】
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。
【００１３】
プレート２１と、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。
【００１４】
磁気回路２の前面には弾性体４６を介して振動部３が配設されている。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を介してフレーム４１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。
【００１５】
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、弾性体４６を介してフレーム４１に固着している。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
弾性体４６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、磁気回路２のプレート２１とフレーム４１とを固着している。
【００２５】
この弾性体４６と磁気回路２の質量とで粘性摩擦式ダンパ４を構成している。
【００２６】
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は本発明に係る動吸振器を、フレーム４１は本発明に係るフレームを、ドアパネル４５は本発明に係るスピーカ取付パネルを、弾性体４６は本発明に係る弾性部材を、それぞれ構成する。
【００２７】
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。
【００２８】
次に、車載用スピーカ１の現象を以下に説明する。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
このとき、車載用スピーカ１では弾性体４６と磁気回路２の質量とが粘性摩擦式ダンパ４を構成しているので、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。
【００３２】
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。
【００３３】
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、コーン３１、エッジ３２、ダンパ３３、センタキャップ３４で構成される振動部３と、フレーム４１、ガスケット４２の質量が振動系の主系の質量Ｍに相当する。弾性体４６の弾性が振動系の補助系のバネ係数ｋと弾性係数ｃに相当する。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の質量と弾性体４６の質量が振動系の補助系の質量ｍに相当する。
【００３４】
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。
【００３５】
【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、補助系の質量及び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。
【００３６】
補助系の固有角振動数ωｎｓは以下の式となる。
【００３７】
【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、磁気回路２及び弾性体４６の質量又は弾性体４６のバネ係数ｋと弾性係数ｃ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。
【００３８】
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。
【００３９】
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を構成する車載用スピーカ１が配設され、吸振器として作用するので、本第１の実施の形態にかかる車載用スピーカ１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、粘性摩擦式ダンパ４を構成する車載用スピーカ１の振動部３等の質量、磁気回路２等の質量、弾性体４６の弾性、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。
【００４０】
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４６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の振動を抑制できる。
○  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。
○  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、外磁形に限定されるわけでなく、例えば、内磁形の磁気回路を有する車載用スピーカにも適用できる。内磁形の場合、磁石はアルニコ磁石が適している。また、ドーム型、ホーン型の車載用スピーカにも適用できる。
【００４１】
（第２の実施の形態）
図３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。
【００４２】
上述の第１の実施の形態では磁気回路２が弾性体４６を介してフレーム４１に固着された車載用スピーカ１を説明したが、本第２の実施の形態では、車載用スピーカ５１が弾性体７６を介してドアパネル４５に固着された場合を説明する。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。
【００４３】
プレート２１と、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。
【００４４】
磁気回路２の前面には振動部３が配設されている。振動部３の中心には円錐形状のコーン３１が配置されている。コーン３１は外周をエッジ３２により支持され、弾性体７６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を介してフレーム４１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。
【００４５】
弾性体７６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、フレーム４１をドアパネル４５に固着している。
【００４６】
この弾性体７６の弾性と車載用スピーカ５１の質量とが粘性摩擦式ダンパ５４を構成している。
【００４７】
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、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、弾性体７６は本発明に係る弾性部材を、それぞれ構成する。
【００４８】
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は粘性摩擦式ダンパ５４として働くので、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。
【００４９】
ドアパネル４５のバネ性及び弾性体７６の弾性が振動系のバネ係数ｋと弾性係数ｃに相当する。車載用スピーカ５１の質量が振動系の質量ｍに相当する。
【００５０】
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４に示す、良く知られた１自由度振動の振動モデルとなり、運動方程式は以下で表される。
【００５１】
【数３】
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従って、弾性体７６の粘性減衰が作用するので、振動を減衰させることができる。
【００５２】
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と同様の効果を有する。
【００５３】
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。
【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２の実施の形態にかかる車載用スピーカ５１の構造を示す側断面図である。
【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５１の振動モデルを示す図である。
【符号の説明】
１，５１：車載用スピーカ
２：磁気回路
４，５４：粘性摩擦式ダンパ
４１：フレーム
４５：ドアパネル
４６，７６：弾性体
【図１】
2004153457.tif 000006
【図２】
2004153457.tif 000007
【図３】
2004153457.tif 000008
【図４】
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