スピーカ装置
【課題】 車両の天井部の内装板に取り付けた時に、内装板からエキサイタまでの高さを低減できる内装板を振動板としたスピーカ装置を提供する。
【解決手段】 車両の車室に面する表皮の裏面側に形成された、発泡部材からなる内装板１と、筒状体の外側の表面にねじが形成されたねじ部３２と、この筒状体の一方の端部に設けられたフランジ部３１とを備えたブラケット３と、このブラケット３のねじ部３２に連結されるカプラ部材４６を備えたエキサイタ１０とから構成され、カプラ部材４６は
エキサイタ１０の振動発生部に接続する振動入力部４６Ｂと、ブラケット３のねじ部３２に取り付けられる振動出力部４６Ｃ、及び振動入力部４６Ｂと前記振動出力部とを結ぶアーム部とから構成され、このカプラ部材４６により、エキサイタ１０の直下の内装板１とは離れた位置の内装板１を振動させる内装板を振動板としたスピーカ装置である。
【解決手段】 車両の車室に面する表皮の裏面側に形成された、発泡部材からなる内装板１と、筒状体の外側の表面にねじが形成されたねじ部３２と、この筒状体の一方の端部に設けられたフランジ部３１とを備えたブラケット３と、このブラケット３のねじ部３２に連結されるカプラ部材４６を備えたエキサイタ１０とから構成され、カプラ部材４６は
エキサイタ１０の振動発生部に接続する振動入力部４６Ｂと、ブラケット３のねじ部３２に取り付けられる振動出力部４６Ｃ、及び振動入力部４６Ｂと前記振動出力部とを結ぶアーム部とから構成され、このカプラ部材４６により、エキサイタ１０の直下の内装板１とは離れた位置の内装板１を振動させる内装板を振動板としたスピーカ装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスピーカ装置に関し、特に、車両の天井部分の内装板である天井基材を振動板として、これに振動板駆動ユニットを取り付けて構成される車両の内装板を振動板としたスピーカ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スピーカは、振動板とこの振動板を駆動する振動板駆動ユニット（以後この振動板駆動ユニットをエキサイタと称する）とから構成されており、エキサイタに入力される電気信号でエキサイタが振動板を駆動させ、電気信号を音に変換するものである。通常の動電型のエキサイタは、電気信号が入力されるボイスコイル、及びボイスコイルの周囲に磁界を発生させる永久磁石とヨークからなる磁気回路を備えている。そして、最も一般的なコーン型のスピーカは、コーン状の振動板の大径部がエッジによって支持され、その反対側にある小径部がエキサイタで駆動されるので、エッジ（スピーカの取付面）から磁気回路の背面まである程度の厚さが必要であった。
【０００３】
このような構造のスピーカは、屋外や家庭内で音楽聴取用にスピーカボックス内に収納されて設置される他、車両、例えば、乗用車の車室内に設置され、ラジオやカーステレオ装置から出力される音楽や音声の音響再生を行うために使用されている。
【０００４】
ところが、コーン型スピーカを乗用車の車室内に設置する場合は、振動板のエッジからエキサイタの背面の間に所定の距離が必要であるために、スピーカの設置場所に所定の厚さが必要であった。例えば、スピーカをドア内や天井部に設置する場合は、ドアや天井部の厚さが厚くなったり、また、ドアや天井部の厚さをそのままにした場合は、スピーカの設置部に車室内側に突出する膨らみが生じてしまうという問題点があった。
【０００５】
この問題点を解消するために、振動板の形状をコーン状から円板状にしてスピーカの厚さを小さくした薄型スピーカが特許文献１に記載されている。しかしながら、この薄型スピーカにしても、振動板を金属製フレームに取り付けて使用しているために、スピーカの薄型化に対しては不十分であった。
【０００６】
そこで、乗用車の車室内に設置するスピーカとして、コーン状の振動板を省き、車室内の内装板を振動板として使用する構造の、エキサイタを使用した薄型スピーカが提案されている。
【０００７】
図１は、従来のエキサイタ１０の構造を示すものであり、（ａ）には自動車の内装板１に接着剤で固着されたエキサイタ１０の側面を、その中心から半分が縦断面にて示してあり、（ｂ）には（ａ）のエキサイタ１０を裏面側から見た状態を示してある。
【０００８】
図１（ａ）に示すように、エキサイタ１０は、側壁部と底部とが連続して形成された凹部を有する丸い皿形状の外側ヨーク１１と、この外側ヨーク１１の底部の上に取り付けられた円板形状の永久磁石１２と、この永久磁石１２の上に載置され、直径が永久磁石１２の直径より若干大きい円板形状の内側ヨーク１３とから成る磁気回路部を備えている。
【０００９】
この磁気回路部の外側ヨーク１１の側壁部内面と、内側ヨーク１３の外周面との間には間隙が設けられており、この間隙部に円筒状のボビン１４の周囲に巻き付けられたボイスコイル１５が位置している。ボビン１４は自動車の内装板１に取り付けられるカプラ部材１６に固着されており、このカプラ部材１６の外周部には磁気回路部側に突出するレッグ部１６ａが設けられている。カプラ部材１６はボビン１４と反対側の面が、接着剤によって自動車の内装板１に固着される。また、レッグ部１６ａの数は、この例では図１（ｂ）に示すように３個であり、カプラ部材１６の外周部に等間隔に設けられている。そして、レッグ部１６ａは板ばね１７を介して外側ヨーク１１の外周部に接続されている。
【００１０】
板ばね１７は、図１（ｂ）に示すように環状のベース部１７ｂと、このベース部１７ｂからベース部１７ｂに同心円状に延出されたアーム部１７ａを備えている。そして、このアーム部１７ａの先端部がねじ１８によってレッグ部１６ａに取り付けられている。この例では３個のアーム部１７ａの長さは皆同じである。
【００１１】
以上のように構成されたエキサイタ１０のボイスコイル１５に交流駆動信号が供給されると、磁気回路部の作用によって交流駆動信号の周波数に応じてボビン１４が振動する。この振動がカプラ部材１６を介して内装板１に伝達される。そして、この内装板１自体が振動板の役割を果たし、内装板１の振動によって車室内側に音が放射される。
【００１２】
このように、内装板１を振動板とすることによって、車室内に良好な音場形成が可能になると共に、振動板を使用しない分だけエキサイタ１０の厚さを薄くすることができ、厚さを薄くしたスピーカを実現することができる。ところが、この構造では、エキサイタ１０が自動車の内装板１に接着剤で固着されているために、エキサイタ１０に異常が生じても、エキサイタ１０を内装板１から取り外すことができないという問題がある。
【００１３】
そこで、図２（ａ），（ｂ）に示すように、内装板１に固着したブラケット３にエキサイタ１０を螺合させることにより、内装板１から取り外すことができる構成の車両の内装板を振動板としたスピーカが提案されている。この構造のスピーカでは、エキサイタ１０のカプラ部材１６の内装板１側の中央に孔部２０が設けられており、この孔部２０の内周面に内ねじ部（雌ねじ）１９が設けられている。エキサイタ１０のその他の構成は図１（ａ）で説明したエキサイタ１０と同じであるので、同じ構成部材には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００１４】
一方、ブラケット３は、一方の面が内装板１に接着剤等で固定されるフランジ部３１とこのフランジ部３１の他方の面に突設されたねじ部３２とから構成される。ねじ部３２は、カプラ部材１６の内ねじ部１９に螺合する。ねじ部３２の中央には貫通孔３４が設けられている。更に、フランジ部３１のねじ部３２の周囲の面には、リング状のクッションラバー３３が固着されている。
【００１５】
図３はブラケット３によってエキサイタ１０が天井基材である内装板１に取り付けられた状態を示すものである。エキサイタ１０は、内装板１と金属板である屋根板８との間の空間に、ブラケット３を介して取り付けられる。４は内装板１の車室側に貼り付けられている表皮である。
【００１６】
【特許文献１】特開平９−１３０８９２号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、以上のように構成された従来のエキサイタ１０は、内装板１の上に固着されたブラケット３の上に取り付けられているので、エキサイタ１０を直接内装板１に接着剤で固着した場合に比べて、ブラケット３のフランジ部３１の高さと、クッションラバー３３の高さを合計した高さＨだけ高い。このため、エキサイタ１０を車両の中央部の内装板１の上に取り付ける場合は問題がないが、エキサイタ１０を車両の左右位置に取り付ける場合は、内装板１と屋根板８との間隔が二点鎖線で示すように小さいので、エキサイタ１０の頂面が屋根板８に当接することになり、取り付けることができないという問題が生じていた。また、この位置に無理にエキサイタ１０を設置する場合は、内装板１を車室内側に突出させる必要があり、ヘッドクリアランスの減少を招くという問題が生じる。また、エキサイタを振動板に取り付けるタイプのスピーカ装置においても、エキサイタとエキサイタによって振動する振動板の場所を離したいという要望があった。
【００１８】
そこで、本発明は、スピーカ装置、特に車両の内装板を振動板としたスピーカを構成するために、エキサイタを車両の天井部に設けられている天井基材のような内装板の上に取り付ける場合に、天井部の内装板からエキサイタの頂面までの高さをできるだけ抑えることにより、車両の側面側の天井部分の内装板の上にも取り付けが可能なスピーカ装置を提供することを目的としている。また、エキサイタを振動板に取り付けるタイプのスピーカ装置においても、エキサイタとエキサイタによって振動する振動板の場所を離すことができるスピーカ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記目的を達成する本発明の車両のスピーカ装置は、以下の第１から第９の形態をとることができる。
【００２０】
第１の形態は、電気信号の入力によって振動を発生するエキサイタと、エキサイタの振動を振動板に伝達するカプラ部材とから構成され、カプラ部材は、エキサイタの振動発生部に接続する振動入力部と、振動を振動板に伝達する振動出力部と、振動入力部と振動出力部とを結ぶアーム部とから構成され、エキサイタに電気信号を入力することにより、エキサイタの振動出力部から離れた位置の前記振動板を振動させることを特徴とするスピーカ装置である。
【００２１】
第２の形態は、車両の車室に形成された内装板と、内装板に設けられたブラケットと、ブラケットに連結されるカプラ部材を備えたエキサイタとから構成され、カプラ部材は、電気信号の入力によって振動を発生するエキサイタの振動発生部に接続する振動入力部と、ブラケットに取り付けられる振動出力部、及び振動入力部と振動出力部とを結ぶアーム部とから構成され、エキサイタに電気信号を入力することにより、エキサイタの直下の内装板とは離れた位置の内装板を振動させることを特徴とするスピーカ装置である。
【００２２】
第３の形態は、第２の形態におけるカプラ部材の振動入力部が、ダンパによって内装板の上に支持されているスピーカ装置である。
【００２３】
第４の形態は、車両の車室に形成された内装板と、内装板よりも薄い板厚と所定面積を備え、一方の面上にブラケットが取り付けられる振動板と、ブラケットに連結されるカプラ部材を備えたエキサイタとから構成され、内装板は、ブラケットからの振動伝達部位が、少なくとも車両の車室に面する表皮を残して振動板を受入可能な大きさに切り取られ、切り取られた部位に振動板が挿入されて固着され、エキサイタに電気信号を入力することにより、振動板を振動させることを特徴とするスピーカ装置である。
【００２４】
第５の形態は、第１から第４の何れかの形態のエキサイタが、永久磁石とヨークプレートとからなる磁気回路と、カプラ部材を磁気回路に対して支持するばね部材と、電気信号を入力することによりカプラ部材を振動させるボイスコイルとからなる動電型エキサイタであるスピーカ装置である。
【００２５】
第６の形態は、第１から第４の何れかの形態のエキサイタが、圧電素子と、電気信号を入力することにより圧電素子を振動させるリード線と、圧電素子に取り付けられたカプラ部材とからなる圧電型エキサイタであるスピーカ装置である。
【００２６】
第７の形態は、第１から第４の何れかの形態のエキサイタが、ヨークプレートと、このヨークプレートの上に、隣接する永久磁石と極性が互いに反対になるように並べられた複数個の永久磁石と、ヨークプレートに対向する位置に、永久磁石の頂面とは所定距離を隔てて配置され、ヨークプレートと反対側の面に振動板を取り付け可能なカプラ部材と、ヨークプレートの周囲に設けられ、カプラ部材を弾性支持する弾性体、及びカプラ部材の、永久磁石の各個に対応する位置にそれぞれ設けられ、永久磁石間の磁力線に垂直な方向の辺を持つように、一平面内で巻回されたコイルとを備え、各コイルは、隣接するコイルの辺同士に同じ向きの電流が流れるように接続されている構成のエキサイタであるスピーカ装置である。
【００２７】
第８の形態は、第１から第４の何れかの形態のエキサイタが、ヨークプレートと、このヨークプレート上に極性を揃えて並べられた複数個の永久磁石、及びこの永久磁石を囲むようにヨークプレートの永久磁石の周囲の部分に、永久磁石と同程度の高さまで膨出された膨出部とを備えた磁気回路と、ヨークプレートに対向する位置に、永久磁石の頂面とは所定距離を隔てて配置され、ヨークプレートと反対側の面に振動板を取り付け可能なカプラ部材と、ヨークプレートの周囲に設けられ、カプラ部材を弾性支持する弾性体、及びカプラ部材の、永久磁石の各個に対応する位置にそれぞれ設けられ、永久磁石間の磁力線に垂直な方向の辺を持つように、一平面内で巻回されたコイルとを備え、各コイルは、隣接するコイルの辺同士に異なる向きの電流が流れるように接続されている構成のエキサイタであるスピーカ装置である。
【００２８】
第９の形態は、第２から第４の何れかの形態の内装板が発泡部材から構成されるスピーカ装置である。
【発明の効果】
【００２９】
第１の形態のスピーカ装置によれば、カプラ部材の形状によりエキサイタの振動をエキサイタから離れた部位に伝えることができるので、エキサイタの配置の制限を緩和することができる。また、第２と第３の形態のスピーカ装置によれば、カプラ部材の形状により、エキサイタの振動をエキサイタの直下に位置する内装板の部位から離れた部位に伝えることができるので、スピーカとしての内装板の駆動ポイントは最適のまま、エキサイタの設置位置を空間に余裕のある部位に移動できるので、車両の内装板におけるスピーカの配置の制限を緩和することができる。
【００３０】
第４の形態のスピーカ装置によれば、スピーカの薄型化を図ることができると共に、振動板の選択により、車室内にスピーカから放射する音の音質を向上させることができる。
【００３１】
また、第５から第８の形態に示すように、本発明のスピーカ装置によれば、種々の形態のエキサイタを採用することができる。更に、第９の形態に示すように、内装板は発泡部材から形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
次に、本発明のスピーカ装置に係る実施の形態について、添付図面に示す具体的な実施例を参照しながら説明する。なお、この実施の形態では、車両の内装板を振動板としたスピーカ装置の構成について説明し、内装板としては、自動車の天井部に設けられる内装板１を例にとって説明する。
【００３３】
図４（ａ）は本発明の自動車の内装板１を振動板とするスピーカ装置の一実施例を示すものである。図３で説明した従来のスピーカ装置では、カプラ部材１６によりエキサイタ１０の振動が直下の内装板１に伝達されていたが、この実施例のカプラ部材４６は、エキサイタ１０の振動発生部に接続する振動入力部４６Ｂと、ブラケット３のねじ部３２に取り付けられる振動出力部４６Ｃ、及び振動入力部４６Ｂと振動出力部４６Ｃとを結ぶ所定の長さを備えたアーム部４６Ａとから構成されている。振動出力部４６Ｃには取付孔４６Ｈが形成されている。カプラ部材４６をブラケット３に取り付ける場合は、カプラ部材４６の振動出力部４６Ｃに設けられた取付孔４６Ｈをブラケット３のねじ部３２に挿通し、取付ねじ７で固定する。取付ねじ７は、フランジ部７１と筒状対の内周面にねじが形成されたねじ部７２とを備えており、ねじ部７２の外周がカプラ部材４６の取付孔４６Ｈに摺動可能に嵌め込まれるようになっている。なお、この図には図２（ｂ）に示したクッションラバー３３の図示は省略してある。
【００３４】
図４（ｂ）は図４（ａ）に示したカプラ部材４６と取付ねじ７を用いて、エキサイタ１０を車両の内装板１の上に設置した状態を示すものである。この図に示されるように、エキサイタ１０に入力された電気信号によってエキサイタ１０が振動すると、この振動がカプラ部材４６によってエキサイタ１０の直下の内装板１とは離れた位置の内装板１に伝えられる。ブラケット３とカプラ部材４６の振動出力部４６Ｃと取付ねじ７の高さを合わせたものは、エキサイタ１０の高さよりも小さいので、この実施例では、エキサイタ１０によって振動する内装板１の部位を、内装板１と屋根板８との距離が短い自動車の側面に近い部位とすることが可能となる。
【００３５】
図５（ａ）は図４（ａ），（ｂ）に示したカプラ部材４６の変形例を示す天井部分の断面図である。この実施例のカプラ部材４６は、振動入力部４６Ｂと振動出力部４６Ｃとを結ぶアーム部４６Ａが斜めに形成されている点が図４（ａ）、（ｂ）に示したカプラ部材４６と異なる。このようにアーム部４６を斜めに形成すると、振動入力部４６Ｂと内装板１との間にスペースが生じるので、エキサイタ１０の設置位置に自由度が増す。また、この実施例では、ブラケット３のフランジ部３１を内装板１に埋め込むことも可能である。
【００３６】
なお、図５（ａ）に示した実施例の構成では、振動入力部４６Ｂと内装板１との間にスペースが生じるので、図５（ｂ）に示すように、カプラ部材４６の振動入力部４６Ｂの下部をダンパ９で支持することが可能である。このように、カプラ部材４６の振動入力部４６Ｂの下部をダンパ９で支持することにより、アーム部４６Ａの長さを長くすることが可能である。
【００３７】
図６（ａ）は本発明の自動車の内装板１を振動板とするスピーカ装置の別の実施例を示すものである。この実施例では、内装板１の厚さよりも薄い板厚と所定面積を備えた振動板３０を用意し、この振動板３０の一方の面上にブラケット３のフランジ部３１を取り付け、このブラケット３のねじ部３２に、エキサイタ１０を取り付けている。この実施例に使用する振動板３０は、エキサイタ１０の振動を忠実に再現することができる最適振動板とすることができる。
【００３８】
一方、この実施例では内装板１のエキサイタ１０を取り付ける位置を図示のように、表皮４を残して切り取り、切り取り部２９を形成する。この切り取り部２９の面積は振動板３０と同等以上の大きさである。そして、この切り取り部２９に、エキサイタ１０が取り付けられた振動板３０を図６（ｂ）に示すように挿入して固着する。この構成では、電気信号の入力によりエキサイタ１０が振動すると、その振動が振動板３０を通じて車室内に放射されるので、車室内で聞く音の音質が向上する。また、振動板３０の厚さを内装板１より薄くしたことにより、エキサイタ１０の自動車の天井部における設置位置の自由度が増す。
【００３９】
なお、この実施例では、切り取り部２９を、表皮４のみを残して内装板１を全て切り取っているが、内装板１は多少残して切り取っても良い。
【００４０】
図７は、図４から図６で説明した実施例における動電型のエキサイタ１０を、圧電素子４０で構成する例を示すものである。圧電素子４０は、これに接続する２本のリード線４２に電気信号を印加することにより、電気信号に応じて振動するように構成されている。この実施例ではこの圧電素子４０の一方の面に、中央部にねじ部５１が設けられたカプラ部材５０を取り付け、このカプラ部材５０を前述のブラケット３のねじ部３２に取り付ければ良い。ねじ部５１には、ブラケット３のねじ部３２に螺合するねじが内周部に形成されている。
【００４１】
図８は、図４から図６で説明した実施例における動電型のエキサイタ１０を、本発明者らが既に提案した薄型のエキサイタ４１で構成する例を示すものである。図８はこのエキサイタ４１を分解してその構造を示す組立図である。この実施例のエキサイタ４１は、平板状のヨークプレート２１、このヨークプレート２１の上に配置された複数個の永久磁石２２、ヨークプレート２１の周囲に設けられた弾性体である板ばね２３、及び、この板ばね２３に弾性支持される平板状のカプラ部材２４とから構成される。
【００４２】
ヨークプレート２１は磁性体で矩形状（この実施例では正方形）をしており、その上に複数個の永久磁石２２が所定の同じ間隔を隔てて、且つ隣接する永久磁石２２と極性が互いに反対になるように並べられている。即ち、この実施例の１つの永久磁石２２は、頂面側がＮ極でヨークプレート側がＳ極であり、これに隣接する永久磁石は頂面側がＳ極でヨークプレート側がＮ極である。この永久磁石２２は、その磁化の向きに垂直な方向の断面が矩形、この実施例では正方形をしており、隣接する永久磁石２２の側面同士は平行である。このため、永久磁石のＮ極から出た磁力線は、隣接する永久磁石２２のＳ極に向かうので、２つの永久磁石２２の間には平行磁界が発生している。この実施例の永久磁石２２は縦方向に３個、横方向に３個規則正しく並べられているが、永久磁石２２の個数は特に限定されるものではなく、必要に応じて個数を増減させることができる。
【００４３】
ヨークプレート２１の周囲の二点鎖線で示す位置に取り付けられる板ばね２３は、ヨークプレート２１に固着される枠状の基部２３ｂと、この基部２３ｂからヨークプレート２１の周囲に沿って延伸されたアーム部２３ａとから構成される。この実施例では、アーム部２３ａは基部２３ｂの四隅から基部２３ｂに略平行に隣接する四隅の方向に延ばされている。そして、アーム部２３ａの先端部にはねじ孔２３ｃが設けられている。
【００４４】
一方、平板状のカプラ部材２４は樹脂プレートから構成される。そして、このアーム部２３ａのねじ孔２３ｃに対応するカプラ部材２４の四隅の部分にはねじ孔２４ｃが設けられている。よって、カプラ部材２４は、アーム部２３ａのねじ孔２３ｃにヨークプレート２１側から挿通されるねじ２５と、このねじ２５を挿通する中空のスリーブ２６を介して板ばね２３に取り付けられる。また、カプラ部材２４にはその中央部に取付穴２４Ｈを備えた取付突起２４Ｔが設けられており、この取付穴２４Ｈの内周部にはブラケット３のねじ部３２に螺合する雌ねじが設けられている。この取付穴２４Ｈは貫通孔ではない。
【００４５】
カプラ部材２４の裏面側には、図９（ａ）に示すように、各永久磁石２２に対向する位置にコイルが配置されている。各コイル２７は、内側の捲線開始点が他のコイル２７の、外側の捲線終了点に接続されるように直列に接続される。そして、最初のコイル２７ｓの捲線開始点は、端子板２８の＋端子に接続され、最後のコイル２７ｅの捲線終了点は、端子板２８の−端子に接続される。このようにすると、最初のコイル２７ｓの捲線開始点から最後のコイル２７ｅの捲線終了点に向けて電流が流れた時に、隣接するコイル２７の辺同士には同じ向きの電流が流れるようになる。図９のコイル２７の接続は一例であり、コイル２７同士の接続はこの例に限定されるものではない。また、端子板２８は一般にヨークプレート２１の底面側に設けられており、錦糸線を用いてカプラ部材２４のコイル２７の両端部に接続されている。
【００４６】
図９（ｂ）は、図８のように構成されたヨークプレート２１の上に板ばね２３を介してカプラ部材２４が取り付けられた状態を示すものである。この状態では、中空のスリーブ２６により、カプラ部材２４と永久磁石２２の頂面との間には所定距離が設けられている。永久磁石２２が隣接する永久磁石２２の極性が逆になるようにヨークプレート２１の上に配置されると、頂面側がＮ極の磁石２２から頂面側がＳ極の磁石２２に対して横方向に磁界が発生する。コイル２７はこの横方向の磁界の中に、磁界に垂直な方向に配置される。
【００４７】
カプラ部材２４の裏面に、永久磁石２２の各個に対応する位置にそれぞれ設けられたコイル２７は、永久磁石２２の間の磁力線に垂直な方向の辺を持つように、矩形の渦巻き状をしている。そして、隣接するコイルの隣接する辺には、同じ方向の電流が流れるようになっているので、コイル２７に電気信号が流れると、隣接するコイル２７には同じ方向の力が発生し、カプラ部材２４が振動する。
【００４８】
図１０（ａ）は図８に示されるヨークプレート２１と永久磁石２２の別の構成を示すものであり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のヨークプレート２１を用いたエキサイタ４４の組立後の部分断面図である。この実施例のエキサイタ４４が図８，図９（ａ），（ｂ）に示した実施例のエキサイタ４１と異なる点はヨークプレート２１の構造とカプラ部材２４の裏面に配置されるコイルの接続のみである。従って、この実施例のエキサイタ４４における、前述の実施例のエキサイタ４１と同じ構成部材には同じ符号を付して説明する。
【００４９】
この実施例のエキサイタ４４では、ヨークプレート２１の上の永久磁石２２が全て同じ方向、この実施例では全ての永久磁石２２のＳ極がヨークプレート方向、に向けて配置されている。そして、永久磁石２２の周囲の部分が、永久磁石２２と略同じ高さだけ永久磁石２２側に膨出されて膨出部２１ａが形成されている。この膨出部２１ａは格子状であり、各永久磁石２２は、膨出部２１ａで囲まれている。
【００５０】
この実施例のエキサイタ４４では、磁力線は永久磁石２２から永久磁石２２に流れるのではなく、永久磁石２２からヨークプレート２１の膨出部２１ａに向かって流れる。コイル２７はこの横方向の磁界の中に、磁界に垂直な方向に配置される。この実施例でもコイル２７は、カプラ部材２４の、永久磁石２２の各個に対応する位置にそれぞれ設けられ、永久磁石２２の間の磁力線に垂直な方向の辺を持つように、矩形の渦巻き状をしている。そして、隣接するコイル２７の隣接する辺には、異なる方向の電流が流れるようになっている。
【００５１】
このため、各コイル２７は、図１１に示すように、内側の捲線開始点が他のコイル２７の外側の捲線終了点に、巻き方向が同じになるように接続されて直列に接続される。そして、最初のコイル２７ｓの捲線開始点は、端子板２８の＋端子に接続され、最後のコイル２７ｅの捲線終了点は、端子板２８の＋端子に接続される。このようにすると、最初のコイル２７ｓの捲線開始点から最後のコイル２７ｅの捲線終了点に向けて電流が流れた時に、隣接するコイル２７の辺同士には異なる向きの電流が流れるようになる。図１１のコイル２７の接続は一例であり、コイル２７同士の接続はこの例に限定されるものではない。
【００５２】
このように、ヨークプレート２１に永久磁石２２を囲む膨出部２１ａを設けてその頂面２１ｂを永久磁石２２の高さと同じ程度に形成することにより、この実施例のエキサイタ４４は永久磁石２２によって発生する磁束密度を有効に利用することができるので、図８，図９に示した実施例のエキサイタ４１に比べて、カプラ部材２４の駆動力を増大することができる。又、本発明の車両の内装板を振動板としたスピーカ装置は、車両の天井部のみならず、車両の他の部位、例えばドアの内装板等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】振動板に直に固着する従来のエキサイタの構造を示すものであり、（ａ）は振動板に取り付けたエキサイタの一部断面を含む側面図、（ｂ）は（ａ）のエキサイタを裏面側から見た底面図である。
【図２】振動板にブラケットを介して着脱可能に固着する従来のエキサイタの構造を示すものであり、（ａ）は振動板に取り付けたエキサイタの一部断面を含む側面図、（ｂ）は（ａ）のエキサイタとブラケットの斜視図である。
【図３】図２に示した従来のエキサイタの問題点を説明する図である。
【図４】（ａ）は本発明の自動車の天井基材を振動板とするスピーカ装置の別の実施例を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）に示したブラケットによりエキサイタが天井基材に固定された状態を示す断面図である。
【図５】（ａ）は図４（ａ），（ｂ）に示したカプラ部材の変形例を示す天井部分の断面図、（ｂ）は（ａ）のカプラ部材をダンパで支持した実施例を示す天井部分の断面図である。
【図６】（ａ）は本発明のエキサイタを天井基材に取り付ける別の実施例を示すものであり、（ｂ）は（ａ）に示したエキサイタが天井基材に取り付けられた状態を示す断面図である。
【図７】本発明のエキサイタが圧電素子で構成された例を示す組立斜視図である。
【図８】本発明のエキサイタの別の構成を示す組立斜視図である。
【図９】（ａ）は図８に示されるカプラ部材の裏面に配置されるコイルの接続を示す配線図、（ｂ）は図８に示されるエキサイタの組立後の部分断面図である。
【図１０】（ａ）は図８に示されるヨークプレートと磁石の別の構成を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のヨークプレートを用いたエキサイタの組立後の部分断面図である。
【図１１】永久磁石の配置が図１０（ａ），（ｂ）に示される状態である場合の、カプラ部材の裏面に配置されるコイルの接続を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ 内装板
３ ブラケット
４ 表皮
５，６ 金型
７ 取付ねじ
８ 屋根板
９ ダンパ
１０ エキサイタ
１１ 外側ヨーク
１２ 永久磁石
１６ カプラ部材
１７ 板ばね
１８ ねじ
１９ 内ねじ部
２０ 孔部
２１ ヨークプレート
２２ 永久磁石
２３ 板ばね
２４ カプラ部材
２７ コイル
３１ フランジ部
３２ ねじ部
４０ 圧電素子
４１，４４ 本発明のエキサイタ
４６，５０ カプラ部材
【技術分野】
【０００１】
本発明はスピーカ装置に関し、特に、車両の天井部分の内装板である天井基材を振動板として、これに振動板駆動ユニットを取り付けて構成される車両の内装板を振動板としたスピーカ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スピーカは、振動板とこの振動板を駆動する振動板駆動ユニット（以後この振動板駆動ユニットをエキサイタと称する）とから構成されており、エキサイタに入力される電気信号でエキサイタが振動板を駆動させ、電気信号を音に変換するものである。通常の動電型のエキサイタは、電気信号が入力されるボイスコイル、及びボイスコイルの周囲に磁界を発生させる永久磁石とヨークからなる磁気回路を備えている。そして、最も一般的なコーン型のスピーカは、コーン状の振動板の大径部がエッジによって支持され、その反対側にある小径部がエキサイタで駆動されるので、エッジ（スピーカの取付面）から磁気回路の背面まである程度の厚さが必要であった。
【０００３】
このような構造のスピーカは、屋外や家庭内で音楽聴取用にスピーカボックス内に収納されて設置される他、車両、例えば、乗用車の車室内に設置され、ラジオやカーステレオ装置から出力される音楽や音声の音響再生を行うために使用されている。
【０００４】
ところが、コーン型スピーカを乗用車の車室内に設置する場合は、振動板のエッジからエキサイタの背面の間に所定の距離が必要であるために、スピーカの設置場所に所定の厚さが必要であった。例えば、スピーカをドア内や天井部に設置する場合は、ドアや天井部の厚さが厚くなったり、また、ドアや天井部の厚さをそのままにした場合は、スピーカの設置部に車室内側に突出する膨らみが生じてしまうという問題点があった。
【０００５】
この問題点を解消するために、振動板の形状をコーン状から円板状にしてスピーカの厚さを小さくした薄型スピーカが特許文献１に記載されている。しかしながら、この薄型スピーカにしても、振動板を金属製フレームに取り付けて使用しているために、スピーカの薄型化に対しては不十分であった。
【０００６】
そこで、乗用車の車室内に設置するスピーカとして、コーン状の振動板を省き、車室内の内装板を振動板として使用する構造の、エキサイタを使用した薄型スピーカが提案されている。
【０００７】
図１は、従来のエキサイタ１０の構造を示すものであり、（ａ）には自動車の内装板１に接着剤で固着されたエキサイタ１０の側面を、その中心から半分が縦断面にて示してあり、（ｂ）には（ａ）のエキサイタ１０を裏面側から見た状態を示してある。
【０００８】
図１（ａ）に示すように、エキサイタ１０は、側壁部と底部とが連続して形成された凹部を有する丸い皿形状の外側ヨーク１１と、この外側ヨーク１１の底部の上に取り付けられた円板形状の永久磁石１２と、この永久磁石１２の上に載置され、直径が永久磁石１２の直径より若干大きい円板形状の内側ヨーク１３とから成る磁気回路部を備えている。
【０００９】
この磁気回路部の外側ヨーク１１の側壁部内面と、内側ヨーク１３の外周面との間には間隙が設けられており、この間隙部に円筒状のボビン１４の周囲に巻き付けられたボイスコイル１５が位置している。ボビン１４は自動車の内装板１に取り付けられるカプラ部材１６に固着されており、このカプラ部材１６の外周部には磁気回路部側に突出するレッグ部１６ａが設けられている。カプラ部材１６はボビン１４と反対側の面が、接着剤によって自動車の内装板１に固着される。また、レッグ部１６ａの数は、この例では図１（ｂ）に示すように３個であり、カプラ部材１６の外周部に等間隔に設けられている。そして、レッグ部１６ａは板ばね１７を介して外側ヨーク１１の外周部に接続されている。
【００１０】
板ばね１７は、図１（ｂ）に示すように環状のベース部１７ｂと、このベース部１７ｂからベース部１７ｂに同心円状に延出されたアーム部１７ａを備えている。そして、このアーム部１７ａの先端部がねじ１８によってレッグ部１６ａに取り付けられている。この例では３個のアーム部１７ａの長さは皆同じである。
【００１１】
以上のように構成されたエキサイタ１０のボイスコイル１５に交流駆動信号が供給されると、磁気回路部の作用によって交流駆動信号の周波数に応じてボビン１４が振動する。この振動がカプラ部材１６を介して内装板１に伝達される。そして、この内装板１自体が振動板の役割を果たし、内装板１の振動によって車室内側に音が放射される。
【００１２】
このように、内装板１を振動板とすることによって、車室内に良好な音場形成が可能になると共に、振動板を使用しない分だけエキサイタ１０の厚さを薄くすることができ、厚さを薄くしたスピーカを実現することができる。ところが、この構造では、エキサイタ１０が自動車の内装板１に接着剤で固着されているために、エキサイタ１０に異常が生じても、エキサイタ１０を内装板１から取り外すことができないという問題がある。
【００１３】
そこで、図２（ａ），（ｂ）に示すように、内装板１に固着したブラケット３にエキサイタ１０を螺合させることにより、内装板１から取り外すことができる構成の車両の内装板を振動板としたスピーカが提案されている。この構造のスピーカでは、エキサイタ１０のカプラ部材１６の内装板１側の中央に孔部２０が設けられており、この孔部２０の内周面に内ねじ部（雌ねじ）１９が設けられている。エキサイタ１０のその他の構成は図１（ａ）で説明したエキサイタ１０と同じであるので、同じ構成部材には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００１４】
一方、ブラケット３は、一方の面が内装板１に接着剤等で固定されるフランジ部３１とこのフランジ部３１の他方の面に突設されたねじ部３２とから構成される。ねじ部３２は、カプラ部材１６の内ねじ部１９に螺合する。ねじ部３２の中央には貫通孔３４が設けられている。更に、フランジ部３１のねじ部３２の周囲の面には、リング状のクッションラバー３３が固着されている。
【００１５】
図３はブラケット３によってエキサイタ１０が天井基材である内装板１に取り付けられた状態を示すものである。エキサイタ１０は、内装板１と金属板である屋根板８との間の空間に、ブラケット３を介して取り付けられる。４は内装板１の車室側に貼り付けられている表皮である。
【００１６】
【特許文献１】特開平９−１３０８９２号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、以上のように構成された従来のエキサイタ１０は、内装板１の上に固着されたブラケット３の上に取り付けられているので、エキサイタ１０を直接内装板１に接着剤で固着した場合に比べて、ブラケット３のフランジ部３１の高さと、クッションラバー３３の高さを合計した高さＨだけ高い。このため、エキサイタ１０を車両の中央部の内装板１の上に取り付ける場合は問題がないが、エキサイタ１０を車両の左右位置に取り付ける場合は、内装板１と屋根板８との間隔が二点鎖線で示すように小さいので、エキサイタ１０の頂面が屋根板８に当接することになり、取り付けることができないという問題が生じていた。また、この位置に無理にエキサイタ１０を設置する場合は、内装板１を車室内側に突出させる必要があり、ヘッドクリアランスの減少を招くという問題が生じる。また、エキサイタを振動板に取り付けるタイプのスピーカ装置においても、エキサイタとエキサイタによって振動する振動板の場所を離したいという要望があった。
【００１８】
そこで、本発明は、スピーカ装置、特に車両の内装板を振動板としたスピーカを構成するために、エキサイタを車両の天井部に設けられている天井基材のような内装板の上に取り付ける場合に、天井部の内装板からエキサイタの頂面までの高さをできるだけ抑えることにより、車両の側面側の天井部分の内装板の上にも取り付けが可能なスピーカ装置を提供することを目的としている。また、エキサイタを振動板に取り付けるタイプのスピーカ装置においても、エキサイタとエキサイタによって振動する振動板の場所を離すことができるスピーカ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記目的を達成する本発明の車両のスピーカ装置は、以下の第１から第９の形態をとることができる。
【００２０】
第１の形態は、電気信号の入力によって振動を発生するエキサイタと、エキサイタの振動を振動板に伝達するカプラ部材とから構成され、カプラ部材は、エキサイタの振動発生部に接続する振動入力部と、振動を振動板に伝達する振動出力部と、振動入力部と振動出力部とを結ぶアーム部とから構成され、エキサイタに電気信号を入力することにより、エキサイタの振動出力部から離れた位置の前記振動板を振動させることを特徴とするスピーカ装置である。
【００２１】
第２の形態は、車両の車室に形成された内装板と、内装板に設けられたブラケットと、ブラケットに連結されるカプラ部材を備えたエキサイタとから構成され、カプラ部材は、電気信号の入力によって振動を発生するエキサイタの振動発生部に接続する振動入力部と、ブラケットに取り付けられる振動出力部、及び振動入力部と振動出力部とを結ぶアーム部とから構成され、エキサイタに電気信号を入力することにより、エキサイタの直下の内装板とは離れた位置の内装板を振動させることを特徴とするスピーカ装置である。
【００２２】
第３の形態は、第２の形態におけるカプラ部材の振動入力部が、ダンパによって内装板の上に支持されているスピーカ装置である。
【００２３】
第４の形態は、車両の車室に形成された内装板と、内装板よりも薄い板厚と所定面積を備え、一方の面上にブラケットが取り付けられる振動板と、ブラケットに連結されるカプラ部材を備えたエキサイタとから構成され、内装板は、ブラケットからの振動伝達部位が、少なくとも車両の車室に面する表皮を残して振動板を受入可能な大きさに切り取られ、切り取られた部位に振動板が挿入されて固着され、エキサイタに電気信号を入力することにより、振動板を振動させることを特徴とするスピーカ装置である。
【００２４】
第５の形態は、第１から第４の何れかの形態のエキサイタが、永久磁石とヨークプレートとからなる磁気回路と、カプラ部材を磁気回路に対して支持するばね部材と、電気信号を入力することによりカプラ部材を振動させるボイスコイルとからなる動電型エキサイタであるスピーカ装置である。
【００２５】
第６の形態は、第１から第４の何れかの形態のエキサイタが、圧電素子と、電気信号を入力することにより圧電素子を振動させるリード線と、圧電素子に取り付けられたカプラ部材とからなる圧電型エキサイタであるスピーカ装置である。
【００２６】
第７の形態は、第１から第４の何れかの形態のエキサイタが、ヨークプレートと、このヨークプレートの上に、隣接する永久磁石と極性が互いに反対になるように並べられた複数個の永久磁石と、ヨークプレートに対向する位置に、永久磁石の頂面とは所定距離を隔てて配置され、ヨークプレートと反対側の面に振動板を取り付け可能なカプラ部材と、ヨークプレートの周囲に設けられ、カプラ部材を弾性支持する弾性体、及びカプラ部材の、永久磁石の各個に対応する位置にそれぞれ設けられ、永久磁石間の磁力線に垂直な方向の辺を持つように、一平面内で巻回されたコイルとを備え、各コイルは、隣接するコイルの辺同士に同じ向きの電流が流れるように接続されている構成のエキサイタであるスピーカ装置である。
【００２７】
第８の形態は、第１から第４の何れかの形態のエキサイタが、ヨークプレートと、このヨークプレート上に極性を揃えて並べられた複数個の永久磁石、及びこの永久磁石を囲むようにヨークプレートの永久磁石の周囲の部分に、永久磁石と同程度の高さまで膨出された膨出部とを備えた磁気回路と、ヨークプレートに対向する位置に、永久磁石の頂面とは所定距離を隔てて配置され、ヨークプレートと反対側の面に振動板を取り付け可能なカプラ部材と、ヨークプレートの周囲に設けられ、カプラ部材を弾性支持する弾性体、及びカプラ部材の、永久磁石の各個に対応する位置にそれぞれ設けられ、永久磁石間の磁力線に垂直な方向の辺を持つように、一平面内で巻回されたコイルとを備え、各コイルは、隣接するコイルの辺同士に異なる向きの電流が流れるように接続されている構成のエキサイタであるスピーカ装置である。
【００２８】
第９の形態は、第２から第４の何れかの形態の内装板が発泡部材から構成されるスピーカ装置である。
【発明の効果】
【００２９】
第１の形態のスピーカ装置によれば、カプラ部材の形状によりエキサイタの振動をエキサイタから離れた部位に伝えることができるので、エキサイタの配置の制限を緩和することができる。また、第２と第３の形態のスピーカ装置によれば、カプラ部材の形状により、エキサイタの振動をエキサイタの直下に位置する内装板の部位から離れた部位に伝えることができるので、スピーカとしての内装板の駆動ポイントは最適のまま、エキサイタの設置位置を空間に余裕のある部位に移動できるので、車両の内装板におけるスピーカの配置の制限を緩和することができる。
【００３０】
第４の形態のスピーカ装置によれば、スピーカの薄型化を図ることができると共に、振動板の選択により、車室内にスピーカから放射する音の音質を向上させることができる。
【００３１】
また、第５から第８の形態に示すように、本発明のスピーカ装置によれば、種々の形態のエキサイタを採用することができる。更に、第９の形態に示すように、内装板は発泡部材から形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
次に、本発明のスピーカ装置に係る実施の形態について、添付図面に示す具体的な実施例を参照しながら説明する。なお、この実施の形態では、車両の内装板を振動板としたスピーカ装置の構成について説明し、内装板としては、自動車の天井部に設けられる内装板１を例にとって説明する。
【００３３】
図４（ａ）は本発明の自動車の内装板１を振動板とするスピーカ装置の一実施例を示すものである。図３で説明した従来のスピーカ装置では、カプラ部材１６によりエキサイタ１０の振動が直下の内装板１に伝達されていたが、この実施例のカプラ部材４６は、エキサイタ１０の振動発生部に接続する振動入力部４６Ｂと、ブラケット３のねじ部３２に取り付けられる振動出力部４６Ｃ、及び振動入力部４６Ｂと振動出力部４６Ｃとを結ぶ所定の長さを備えたアーム部４６Ａとから構成されている。振動出力部４６Ｃには取付孔４６Ｈが形成されている。カプラ部材４６をブラケット３に取り付ける場合は、カプラ部材４６の振動出力部４６Ｃに設けられた取付孔４６Ｈをブラケット３のねじ部３２に挿通し、取付ねじ７で固定する。取付ねじ７は、フランジ部７１と筒状対の内周面にねじが形成されたねじ部７２とを備えており、ねじ部７２の外周がカプラ部材４６の取付孔４６Ｈに摺動可能に嵌め込まれるようになっている。なお、この図には図２（ｂ）に示したクッションラバー３３の図示は省略してある。
【００３４】
図４（ｂ）は図４（ａ）に示したカプラ部材４６と取付ねじ７を用いて、エキサイタ１０を車両の内装板１の上に設置した状態を示すものである。この図に示されるように、エキサイタ１０に入力された電気信号によってエキサイタ１０が振動すると、この振動がカプラ部材４６によってエキサイタ１０の直下の内装板１とは離れた位置の内装板１に伝えられる。ブラケット３とカプラ部材４６の振動出力部４６Ｃと取付ねじ７の高さを合わせたものは、エキサイタ１０の高さよりも小さいので、この実施例では、エキサイタ１０によって振動する内装板１の部位を、内装板１と屋根板８との距離が短い自動車の側面に近い部位とすることが可能となる。
【００３５】
図５（ａ）は図４（ａ），（ｂ）に示したカプラ部材４６の変形例を示す天井部分の断面図である。この実施例のカプラ部材４６は、振動入力部４６Ｂと振動出力部４６Ｃとを結ぶアーム部４６Ａが斜めに形成されている点が図４（ａ）、（ｂ）に示したカプラ部材４６と異なる。このようにアーム部４６を斜めに形成すると、振動入力部４６Ｂと内装板１との間にスペースが生じるので、エキサイタ１０の設置位置に自由度が増す。また、この実施例では、ブラケット３のフランジ部３１を内装板１に埋め込むことも可能である。
【００３６】
なお、図５（ａ）に示した実施例の構成では、振動入力部４６Ｂと内装板１との間にスペースが生じるので、図５（ｂ）に示すように、カプラ部材４６の振動入力部４６Ｂの下部をダンパ９で支持することが可能である。このように、カプラ部材４６の振動入力部４６Ｂの下部をダンパ９で支持することにより、アーム部４６Ａの長さを長くすることが可能である。
【００３７】
図６（ａ）は本発明の自動車の内装板１を振動板とするスピーカ装置の別の実施例を示すものである。この実施例では、内装板１の厚さよりも薄い板厚と所定面積を備えた振動板３０を用意し、この振動板３０の一方の面上にブラケット３のフランジ部３１を取り付け、このブラケット３のねじ部３２に、エキサイタ１０を取り付けている。この実施例に使用する振動板３０は、エキサイタ１０の振動を忠実に再現することができる最適振動板とすることができる。
【００３８】
一方、この実施例では内装板１のエキサイタ１０を取り付ける位置を図示のように、表皮４を残して切り取り、切り取り部２９を形成する。この切り取り部２９の面積は振動板３０と同等以上の大きさである。そして、この切り取り部２９に、エキサイタ１０が取り付けられた振動板３０を図６（ｂ）に示すように挿入して固着する。この構成では、電気信号の入力によりエキサイタ１０が振動すると、その振動が振動板３０を通じて車室内に放射されるので、車室内で聞く音の音質が向上する。また、振動板３０の厚さを内装板１より薄くしたことにより、エキサイタ１０の自動車の天井部における設置位置の自由度が増す。
【００３９】
なお、この実施例では、切り取り部２９を、表皮４のみを残して内装板１を全て切り取っているが、内装板１は多少残して切り取っても良い。
【００４０】
図７は、図４から図６で説明した実施例における動電型のエキサイタ１０を、圧電素子４０で構成する例を示すものである。圧電素子４０は、これに接続する２本のリード線４２に電気信号を印加することにより、電気信号に応じて振動するように構成されている。この実施例ではこの圧電素子４０の一方の面に、中央部にねじ部５１が設けられたカプラ部材５０を取り付け、このカプラ部材５０を前述のブラケット３のねじ部３２に取り付ければ良い。ねじ部５１には、ブラケット３のねじ部３２に螺合するねじが内周部に形成されている。
【００４１】
図８は、図４から図６で説明した実施例における動電型のエキサイタ１０を、本発明者らが既に提案した薄型のエキサイタ４１で構成する例を示すものである。図８はこのエキサイタ４１を分解してその構造を示す組立図である。この実施例のエキサイタ４１は、平板状のヨークプレート２１、このヨークプレート２１の上に配置された複数個の永久磁石２２、ヨークプレート２１の周囲に設けられた弾性体である板ばね２３、及び、この板ばね２３に弾性支持される平板状のカプラ部材２４とから構成される。
【００４２】
ヨークプレート２１は磁性体で矩形状（この実施例では正方形）をしており、その上に複数個の永久磁石２２が所定の同じ間隔を隔てて、且つ隣接する永久磁石２２と極性が互いに反対になるように並べられている。即ち、この実施例の１つの永久磁石２２は、頂面側がＮ極でヨークプレート側がＳ極であり、これに隣接する永久磁石は頂面側がＳ極でヨークプレート側がＮ極である。この永久磁石２２は、その磁化の向きに垂直な方向の断面が矩形、この実施例では正方形をしており、隣接する永久磁石２２の側面同士は平行である。このため、永久磁石のＮ極から出た磁力線は、隣接する永久磁石２２のＳ極に向かうので、２つの永久磁石２２の間には平行磁界が発生している。この実施例の永久磁石２２は縦方向に３個、横方向に３個規則正しく並べられているが、永久磁石２２の個数は特に限定されるものではなく、必要に応じて個数を増減させることができる。
【００４３】
ヨークプレート２１の周囲の二点鎖線で示す位置に取り付けられる板ばね２３は、ヨークプレート２１に固着される枠状の基部２３ｂと、この基部２３ｂからヨークプレート２１の周囲に沿って延伸されたアーム部２３ａとから構成される。この実施例では、アーム部２３ａは基部２３ｂの四隅から基部２３ｂに略平行に隣接する四隅の方向に延ばされている。そして、アーム部２３ａの先端部にはねじ孔２３ｃが設けられている。
【００４４】
一方、平板状のカプラ部材２４は樹脂プレートから構成される。そして、このアーム部２３ａのねじ孔２３ｃに対応するカプラ部材２４の四隅の部分にはねじ孔２４ｃが設けられている。よって、カプラ部材２４は、アーム部２３ａのねじ孔２３ｃにヨークプレート２１側から挿通されるねじ２５と、このねじ２５を挿通する中空のスリーブ２６を介して板ばね２３に取り付けられる。また、カプラ部材２４にはその中央部に取付穴２４Ｈを備えた取付突起２４Ｔが設けられており、この取付穴２４Ｈの内周部にはブラケット３のねじ部３２に螺合する雌ねじが設けられている。この取付穴２４Ｈは貫通孔ではない。
【００４５】
カプラ部材２４の裏面側には、図９（ａ）に示すように、各永久磁石２２に対向する位置にコイルが配置されている。各コイル２７は、内側の捲線開始点が他のコイル２７の、外側の捲線終了点に接続されるように直列に接続される。そして、最初のコイル２７ｓの捲線開始点は、端子板２８の＋端子に接続され、最後のコイル２７ｅの捲線終了点は、端子板２８の−端子に接続される。このようにすると、最初のコイル２７ｓの捲線開始点から最後のコイル２７ｅの捲線終了点に向けて電流が流れた時に、隣接するコイル２７の辺同士には同じ向きの電流が流れるようになる。図９のコイル２７の接続は一例であり、コイル２７同士の接続はこの例に限定されるものではない。また、端子板２８は一般にヨークプレート２１の底面側に設けられており、錦糸線を用いてカプラ部材２４のコイル２７の両端部に接続されている。
【００４６】
図９（ｂ）は、図８のように構成されたヨークプレート２１の上に板ばね２３を介してカプラ部材２４が取り付けられた状態を示すものである。この状態では、中空のスリーブ２６により、カプラ部材２４と永久磁石２２の頂面との間には所定距離が設けられている。永久磁石２２が隣接する永久磁石２２の極性が逆になるようにヨークプレート２１の上に配置されると、頂面側がＮ極の磁石２２から頂面側がＳ極の磁石２２に対して横方向に磁界が発生する。コイル２７はこの横方向の磁界の中に、磁界に垂直な方向に配置される。
【００４７】
カプラ部材２４の裏面に、永久磁石２２の各個に対応する位置にそれぞれ設けられたコイル２７は、永久磁石２２の間の磁力線に垂直な方向の辺を持つように、矩形の渦巻き状をしている。そして、隣接するコイルの隣接する辺には、同じ方向の電流が流れるようになっているので、コイル２７に電気信号が流れると、隣接するコイル２７には同じ方向の力が発生し、カプラ部材２４が振動する。
【００４８】
図１０（ａ）は図８に示されるヨークプレート２１と永久磁石２２の別の構成を示すものであり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のヨークプレート２１を用いたエキサイタ４４の組立後の部分断面図である。この実施例のエキサイタ４４が図８，図９（ａ），（ｂ）に示した実施例のエキサイタ４１と異なる点はヨークプレート２１の構造とカプラ部材２４の裏面に配置されるコイルの接続のみである。従って、この実施例のエキサイタ４４における、前述の実施例のエキサイタ４１と同じ構成部材には同じ符号を付して説明する。
【００４９】
この実施例のエキサイタ４４では、ヨークプレート２１の上の永久磁石２２が全て同じ方向、この実施例では全ての永久磁石２２のＳ極がヨークプレート方向、に向けて配置されている。そして、永久磁石２２の周囲の部分が、永久磁石２２と略同じ高さだけ永久磁石２２側に膨出されて膨出部２１ａが形成されている。この膨出部２１ａは格子状であり、各永久磁石２２は、膨出部２１ａで囲まれている。
【００５０】
この実施例のエキサイタ４４では、磁力線は永久磁石２２から永久磁石２２に流れるのではなく、永久磁石２２からヨークプレート２１の膨出部２１ａに向かって流れる。コイル２７はこの横方向の磁界の中に、磁界に垂直な方向に配置される。この実施例でもコイル２７は、カプラ部材２４の、永久磁石２２の各個に対応する位置にそれぞれ設けられ、永久磁石２２の間の磁力線に垂直な方向の辺を持つように、矩形の渦巻き状をしている。そして、隣接するコイル２７の隣接する辺には、異なる方向の電流が流れるようになっている。
【００５１】
このため、各コイル２７は、図１１に示すように、内側の捲線開始点が他のコイル２７の外側の捲線終了点に、巻き方向が同じになるように接続されて直列に接続される。そして、最初のコイル２７ｓの捲線開始点は、端子板２８の＋端子に接続され、最後のコイル２７ｅの捲線終了点は、端子板２８の＋端子に接続される。このようにすると、最初のコイル２７ｓの捲線開始点から最後のコイル２７ｅの捲線終了点に向けて電流が流れた時に、隣接するコイル２７の辺同士には異なる向きの電流が流れるようになる。図１１のコイル２７の接続は一例であり、コイル２７同士の接続はこの例に限定されるものではない。
【００５２】
このように、ヨークプレート２１に永久磁石２２を囲む膨出部２１ａを設けてその頂面２１ｂを永久磁石２２の高さと同じ程度に形成することにより、この実施例のエキサイタ４４は永久磁石２２によって発生する磁束密度を有効に利用することができるので、図８，図９に示した実施例のエキサイタ４１に比べて、カプラ部材２４の駆動力を増大することができる。又、本発明の車両の内装板を振動板としたスピーカ装置は、車両の天井部のみならず、車両の他の部位、例えばドアの内装板等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】振動板に直に固着する従来のエキサイタの構造を示すものであり、（ａ）は振動板に取り付けたエキサイタの一部断面を含む側面図、（ｂ）は（ａ）のエキサイタを裏面側から見た底面図である。
【図２】振動板にブラケットを介して着脱可能に固着する従来のエキサイタの構造を示すものであり、（ａ）は振動板に取り付けたエキサイタの一部断面を含む側面図、（ｂ）は（ａ）のエキサイタとブラケットの斜視図である。
【図３】図２に示した従来のエキサイタの問題点を説明する図である。
【図４】（ａ）は本発明の自動車の天井基材を振動板とするスピーカ装置の別の実施例を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）に示したブラケットによりエキサイタが天井基材に固定された状態を示す断面図である。
【図５】（ａ）は図４（ａ），（ｂ）に示したカプラ部材の変形例を示す天井部分の断面図、（ｂ）は（ａ）のカプラ部材をダンパで支持した実施例を示す天井部分の断面図である。
【図６】（ａ）は本発明のエキサイタを天井基材に取り付ける別の実施例を示すものであり、（ｂ）は（ａ）に示したエキサイタが天井基材に取り付けられた状態を示す断面図である。
【図７】本発明のエキサイタが圧電素子で構成された例を示す組立斜視図である。
【図８】本発明のエキサイタの別の構成を示す組立斜視図である。
【図９】（ａ）は図８に示されるカプラ部材の裏面に配置されるコイルの接続を示す配線図、（ｂ）は図８に示されるエキサイタの組立後の部分断面図である。
【図１０】（ａ）は図８に示されるヨークプレートと磁石の別の構成を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のヨークプレートを用いたエキサイタの組立後の部分断面図である。
【図１１】永久磁石の配置が図１０（ａ），（ｂ）に示される状態である場合の、カプラ部材の裏面に配置されるコイルの接続を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ 内装板
３ ブラケット
４ 表皮
５，６ 金型
７ 取付ねじ
８ 屋根板
９ ダンパ
１０ エキサイタ
１１ 外側ヨーク
１２ 永久磁石
１６ カプラ部材
１７ 板ばね
１８ ねじ
１９ 内ねじ部
２０ 孔部
２１ ヨークプレート
２２ 永久磁石
２３ 板ばね
２４ カプラ部材
２７ コイル
３１ フランジ部
３２ ねじ部
４０ 圧電素子
４１，４４ 本発明のエキサイタ
４６，５０ カプラ部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号の入力によって振動を発生するエキサイタと、
前記エキサイタの振動を振動板に伝達するカプラ部材とから構成され、
前記カプラ部材は、前記エキサイタの振動発生部に接続する振動入力部と、前記振動を前記振動板に伝達する振動出力部と、前記振動入力部と前記振動出力部とを結ぶアーム部とから構成され、
前記エキサイタに電気信号を入力することにより、前記エキサイタの振動出力部から離れた位置の前記振動板を振動させることを特徴とするスピーカ装置。
【請求項２】
車両の車室に形成された内装板と、
前記内装板に設けられたブラケットと、
前記ブラケットに連結されるカプラ部材を備えたエキサイタとから構成され、
前記カプラ部材は、電気信号の入力によって振動を発生する前記エキサイタの振動発生部に接続する振動入力部と、前記ブラケットに取り付けられる振動出力部、及び前記振動入力部と前記振動出力部とを結ぶアーム部とから構成され、
前記エキサイタに電気信号を入力することにより、前記エキサイタの直下の前記内装板とは離れた位置の前記内装板を振動させることを特徴とするスピーカ装置。
【請求項３】
前記カプラ部材の振動入力部が、ダンパによって前記内装板の上に支持されていることを特徴とする請求項２に記載のスピーカ装置。
【請求項４】
車両の車室に形成された内装板と、
前記内装板よりも薄い板厚と所定面積を備え、一方の面上にブラケットが取り付けられる振動板と、
前記ブラケットに連結されるカプラ部材を備えたエキサイタと、から構成され、
前記内装板は、前記ブラケットからの振動伝達部位が、少なくとも車両の車室に面する表皮を残して前記振動板を受入可能な大きさに切り取られ、切り取られた部位に前記振動板が挿入されて固着され、
前記エキサイタに電気信号を入力することにより、前記振動板を振動させることを特徴とするスピーカ装置。
【請求項５】
前記エキサイタが、永久磁石とヨークプレートとからなる磁気回路と、前記カプラ部材を前記磁気回路に対して支持するばね部材と、前記電気信号を入力することにより前記カプラ部材を振動させるボイスコイルとからなる動電型エキサイタであることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のスピーカ装置。
【請求項６】
前記エキサイタが、圧電素子と、前記電気信号を入力することにより前記圧電素子を振動させるリード線と、前記圧電素子に取り付けられたカプラ部材とからなる圧電型エキサイタであることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のスピーカ装置。
【請求項７】
前記エキサイタが、ヨークプレートと、このヨークプレートの上に、隣接する永久磁石と極性が互いに反対になるように並べられた複数個の永久磁石と、前記ヨークプレートに対向する位置に、前記永久磁石の頂面とは所定距離を隔てて配置され、前記ヨークプレートと反対側の面に振動板を取り付け可能なカプラ部材と、前記ヨークプレートの周囲に設けられ、前記カプラ部材を弾性支持する弾性体、及び、前記カプラ部材の、前記永久磁石の各個に対応する位置にそれぞれ設けられ、前記永久磁石間の磁力線に垂直な方向の辺を持つように、一平面内で巻回されたコイルとを備え、前記各コイルは、隣接するコイルの辺同士に同じ向きの電流が流れるように接続されている構成のエキサイタであることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のスピーカ装置。
【請求項８】
前記エキサイタが、ヨークプレートと、このヨークプレート上に極性を揃えて並べられた複数個の永久磁石、及びこの永久磁石を囲むように前記ヨークプレートの前記永久磁石の周囲の部分に、前記永久磁石と同程度の高さまで膨出された膨出部とを備えた磁気回路と、前記ヨークプレートに対向する位置に、前記永久磁石の頂面とは所定距離を隔てて配置され、前記ヨークプレートと反対側の面に振動板を取り付け可能なカプラ部材と、前記ヨークプレートの周囲に設けられ、前記カプラ部材を弾性支持する弾性体、及び、前記カプラ部材の、前記永久磁石の各個に対応する位置にそれぞれ設けられ、前記永久磁石間の磁力線に垂直な方向の辺を持つように、一平面内で巻回されたコイルとを備え、前記各コイルは、隣接するコイルの辺同士に異なる向きの電流が流れるように接続されている構成のエキサイタであることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のスピーカ装置。
【請求項９】
前記内装板が発泡部材から構成されることを特徴とする請求項２から８の何れか１項に記載の内装板を振動板としたスピーカ装置。
【請求項１】
電気信号の入力によって振動を発生するエキサイタと、
前記エキサイタの振動を振動板に伝達するカプラ部材とから構成され、
前記カプラ部材は、前記エキサイタの振動発生部に接続する振動入力部と、前記振動を前記振動板に伝達する振動出力部と、前記振動入力部と前記振動出力部とを結ぶアーム部とから構成され、
前記エキサイタに電気信号を入力することにより、前記エキサイタの振動出力部から離れた位置の前記振動板を振動させることを特徴とするスピーカ装置。
【請求項２】
車両の車室に形成された内装板と、
前記内装板に設けられたブラケットと、
前記ブラケットに連結されるカプラ部材を備えたエキサイタとから構成され、
前記カプラ部材は、電気信号の入力によって振動を発生する前記エキサイタの振動発生部に接続する振動入力部と、前記ブラケットに取り付けられる振動出力部、及び前記振動入力部と前記振動出力部とを結ぶアーム部とから構成され、
前記エキサイタに電気信号を入力することにより、前記エキサイタの直下の前記内装板とは離れた位置の前記内装板を振動させることを特徴とするスピーカ装置。
【請求項３】
前記カプラ部材の振動入力部が、ダンパによって前記内装板の上に支持されていることを特徴とする請求項２に記載のスピーカ装置。
【請求項４】
車両の車室に形成された内装板と、
前記内装板よりも薄い板厚と所定面積を備え、一方の面上にブラケットが取り付けられる振動板と、
前記ブラケットに連結されるカプラ部材を備えたエキサイタと、から構成され、
前記内装板は、前記ブラケットからの振動伝達部位が、少なくとも車両の車室に面する表皮を残して前記振動板を受入可能な大きさに切り取られ、切り取られた部位に前記振動板が挿入されて固着され、
前記エキサイタに電気信号を入力することにより、前記振動板を振動させることを特徴とするスピーカ装置。
【請求項５】
前記エキサイタが、永久磁石とヨークプレートとからなる磁気回路と、前記カプラ部材を前記磁気回路に対して支持するばね部材と、前記電気信号を入力することにより前記カプラ部材を振動させるボイスコイルとからなる動電型エキサイタであることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のスピーカ装置。
【請求項６】
前記エキサイタが、圧電素子と、前記電気信号を入力することにより前記圧電素子を振動させるリード線と、前記圧電素子に取り付けられたカプラ部材とからなる圧電型エキサイタであることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のスピーカ装置。
【請求項７】
前記エキサイタが、ヨークプレートと、このヨークプレートの上に、隣接する永久磁石と極性が互いに反対になるように並べられた複数個の永久磁石と、前記ヨークプレートに対向する位置に、前記永久磁石の頂面とは所定距離を隔てて配置され、前記ヨークプレートと反対側の面に振動板を取り付け可能なカプラ部材と、前記ヨークプレートの周囲に設けられ、前記カプラ部材を弾性支持する弾性体、及び、前記カプラ部材の、前記永久磁石の各個に対応する位置にそれぞれ設けられ、前記永久磁石間の磁力線に垂直な方向の辺を持つように、一平面内で巻回されたコイルとを備え、前記各コイルは、隣接するコイルの辺同士に同じ向きの電流が流れるように接続されている構成のエキサイタであることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のスピーカ装置。
【請求項８】
前記エキサイタが、ヨークプレートと、このヨークプレート上に極性を揃えて並べられた複数個の永久磁石、及びこの永久磁石を囲むように前記ヨークプレートの前記永久磁石の周囲の部分に、前記永久磁石と同程度の高さまで膨出された膨出部とを備えた磁気回路と、前記ヨークプレートに対向する位置に、前記永久磁石の頂面とは所定距離を隔てて配置され、前記ヨークプレートと反対側の面に振動板を取り付け可能なカプラ部材と、前記ヨークプレートの周囲に設けられ、前記カプラ部材を弾性支持する弾性体、及び、前記カプラ部材の、前記永久磁石の各個に対応する位置にそれぞれ設けられ、前記永久磁石間の磁力線に垂直な方向の辺を持つように、一平面内で巻回されたコイルとを備え、前記各コイルは、隣接するコイルの辺同士に異なる向きの電流が流れるように接続されている構成のエキサイタであることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のスピーカ装置。
【請求項９】
前記内装板が発泡部材から構成されることを特徴とする請求項２から８の何れか１項に記載の内装板を振動板としたスピーカ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−１７３９９５（Ｐ２００６−１７３９９５Ａ）
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３６２６１４（Ｐ２００４−３６２６１４）
【出願日】平成１６年１２月１５日（２００４．１２．１５）
【出願人】（０００２３７５９２）富士通テン株式会社 (3,383)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月１５日（２００４．１２．１５）
【出願人】（０００２３７５９２）富士通テン株式会社 (3,383)
【Ｆターム（参考）】
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