説明

分割振動発生方法及び装置

【課題】複雑な形状の板部材に、容易に分割振動を発生させることができる分割振動発生方法及び装置の提供を課題とする。
【解決手段】パネル(板部材)11における複数の駆動点(振動発生点)11a,11bにエキサイタ(振動発生手段)12によって振動を発生させ、複数の駆動点11a,11bから発生した振動を干渉させて、パネル11に分割振動を発生させる。本発明によれば、駆動点の位置をそれ程正確に設定することなく、分割振動を容易に発生させることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両の内装材などに適用して好適な分割振動発生方法及び装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、図8に示すように、振動板として機能する板部材50に分割振動を発生させる場合、板部材50の中心50aから外れた駆動点(振動発生点)50bにエキサイタ51によって振動を発生させることによって、分割振動(ディストリビューテッドモード)を発生させていた。
【0003】
例えば、板部材50の長さがL、幅がWの場合、分割振動を良好に発生できる駆動点50bの位置は、板部材50の一頂点50cから幅方向に(3/7)W、長さ方向に(4/
9)Lだけ変位した点となる。
【0004】
なお、分割振動とは、弾性体である振動板が振動する際に、ある特定の固有周波数において、振動板の各部が節で区切られた領域に分割され、それぞれが不均一な位相で振動する現象である。この分割振動によって、振動板の複数の位置から音を発生させることができる。
【0005】
この分割振動の現象は、比較的広い面積を有する振動板が再生帯域より高い周波数領域で振動する際に特によく見られることから、分割振動が生じる周波数を再生帯域で現れる通常の共振周波数と区別して「高域共振周波数」と呼ぶことがある。
【0006】
例えば、スピーカーは振動板がピストン運動をすることによって音を出すが、信号の周波数が振動板の限界を越えて高くなると、振動板自体が分割振動を始める。この分割振動を利用して帯域を広げることができる。
【特許文献1】特開2003−125475号公報
【特許文献2】特開2005−198342号公報
【特許文献3】特許第3200937号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、従来の分割振動発生技術では、板部材50が長方形など単純な形状の場合には、良好な分割振動を得るためたの駆動点50bを比較的容易に求めることができるが、例えば車両の天井材などのように複雑な形状の板部材に対しては、駆動点50bの位置を求めることが困難であった。このため、複雑な形状の板部材に分割振動を発生させるのが困難であった。
【0008】
本発明は、このような問題に鑑みなされたもので、複雑な形状の板部材でも容易に分割振動をさせることができる分割振動発生方法及び装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、前記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
すなわち、本発明は、
一枚の板部材における複数の振動発生点に振動発生手段によって振動を発生させ、
前記複数の振動発生点に発生した振動を干渉させて、前記板部材に分割振動を発生させることを特徴とする。
【0010】
本発明によれば、複数の振動発生点を振動発生手段で駆動し、複数の振動発生点に発生した振動を干渉させることにより分割振動を発生させるので、振動発生点の位置をそれ程正確に設定する必要がない。従って、複雑な形状の板部材(振動板)であっても、分割振動を容易に発生させることができる。なお、振動発生手段は、エキサイタを例示できる。
【0011】
ここで、前記振動発生手段を複数設け、前記複数の振動発生手段を同一の信号によって制御することができる。また、前記複数の振動発生手段を、同位相によって制御することができる。
【0012】
また、前記振動発生点の間隔は、前記振動発生点に発生する所定周波数の振動における波長の1/8から1/2に設定するのが好ましい。振動発生点の間隔が広すぎると、分割振動の振幅が弱くなるおそれがある。
【0013】
また、前記各振動発生点の間隔は、前記波長の1/4以下であることが更に好ましい。
【0014】
また、前記板部材として、車両の内装材を例示できる。また、内装材として、天井材、ドアトリム、パッケージトレイ、ピラー、インストルメントパネルを例示でき、これらのうち一つ又は2つ以上に本発明を適用できる。
【0015】
また、本発明は、
振動を発生する振動発生手段と、
前記振動発生手段に接続され、前記振動発生手段が発生する振動を被振動体に伝達する当接部とを備え、
前記当接部は前記被振動体と接触する複数の接触部を有し、
前記複数の接触部の間隔は分割振動を発生させる間隔であることを特徴とする。
【0016】
また、本発明は、
板部材と、
振動を発生する振動発生手段と、
前記振動発生手段に接続され、前記振動発生手段が発生する振動を前記板部材に伝達する前記板部材への当接部とを備え、
前記当接部は、前記板部材と接触する複数の接触部を有し、
前記複数の接触部の間隔は、分割振動を発生させる間隔であることを特徴とする。
前記板部材は、車両の内装材を例示できる。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、板部材の複数の振動発生点に振動発生手段によって振動を発生させ、複数の振動発生点で発生した振動を干渉させることによって、分割振動を発生させる。このため、板部材が複雑な形状であっても、容易に分割振動を発生させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
以下、本発明に係る分割振動発生方法及び装置の実施の形態を、添付した図面に基づいて詳細に説明する。
【0019】
《第1実施形態》
図1は、本発明に係る第1実施形態の分割振動発生方法を説明する図である。この分割振動発生方法は、振動板として機能する一枚のパネル(板部材)11における複数の駆動点(振動発生点)11a,11bをエキサイタ(振動発生手段)12a,12bによって駆動し、複数の駆動点11a,11bに振動を発生させる。
【0020】
なお、本実施形態では、駆動点11a,11bが2個の場合について説明するが、駆動点が3個以上の場合も同様である。
【0021】
各駆動点11a,11bで発生した振動は、パネル11内をあたかも波紋のように同心円状に伝搬し、互いに干渉することにより分割振動が発生する。なお、図1中の符号13は、振動の干渉による節(凸又は凹ポイント)を示す。
【0022】
また、本実施形態では、各エキサイタ12a,12bに同一の信号が同位相で入力される。なお、エキサイタ12a,12bは、公知のエキサイタを使用できる(例えば、特開2002−27588号公報参照)。
【0023】
特開2002ー27588号公報に記載のエキサイタは、ボビン部に巻装したボイスコイルと、このボイスコイルとの間で磁気ギャップを形成する磁気回路とを備えている。このエキサイタは、ボイスコイルに音響再生信号が流れると、その強さに応じてボイスコイルと共にボビンがピストン運動する。これにより、ボビンの出力部に当接する振動板が振動して音を再生する。
【0024】
なお、エキサイタ12a,12bは、上記エキサイタ以外に各種のエキサイタを使用できる。
【0025】
パネル11は、長方形や正方形ではなく異形状の板部材を使用できる。本実施形態では、略8角形のパネル11を使用したが、これ以外の各種の複雑な形状(異形状)の板部材を使用できる。
【0026】
図1のエキサイタ12a,12b、すなわち、駆動点11a,11bは、互いに所定の間隔Bをあけて配置されている。
【0027】
駆動点11a,11b間の間隔Bは、各駆動点11a,11bに所定周波数の振動が発生した際に、駆動点11a,11bがこの振動の振幅における腹に位置する位置関係となるように設定するのが好ましい。
【0028】
本実施形態では、駆動点11a,11bの間隔Bが、駆動点11a,11bに発生する所定周波数の振動(音)における波長の1/4に設定されている。
【0029】
また、本実施形態では、駆動点11a,11bの間隔Bが、駆動点11a,11bに発生する低域再生周波数(400Hz〜800Hz)の振動における波長の1/4に設定されている。
【0030】
特に、高域再生を主目的とする場合、駆動点11a,11bの間隔Bは、低域再生周波数の振動における波長の1/4より短く設定してもよい。
【0031】
駆動点11a,11b間の間隔Bを、所定周波数の振動における波長の1/2にすると、駆動点11a,11bから発生した振動が互いに逆位相となり、この所定周波数においては振動の振幅が弱められてしまうおそれがある。
【0032】
また、駆動点11a,11b間の間隔Bが広すぎると、エネルギの小さい高域の周波数において分割振動の効果が低下するおそれがある。
【0033】
図2は2個の駆動点11a,11bの間隔Bが、駆動点11a,11bに発生する低域再生周波数の振動における1/4波長の場合に、駆動点11a,11bに発生する振動の
振幅を示し、図3は2個の駆動点11a,11bの間隔Bが、上記と同一の低域再生周波数の振動における1/2波長の場合に、駆動点11a,11bに発生する振動の振幅を示す。
【0034】
なお、図2,3中の符号20は一方の駆動点11aに発生する振動の振幅、21は他方の駆動点11bに発生する振動の振幅、22は2個の駆動点11a,11bに発生した振動が合成された合成振動における振幅を示す。
【0035】
図2,3から、駆動点の間隔Bが、駆動点11a,11bに発生する低域再生周波数の振動における波長の1/4の場合は、合成振動の振幅22が大きく、間隔Bが上記振動における波長の1/2の場合は、合成振動の振幅22が殆ど0になることが分かる。
【0036】
このことから、駆動点11a,11b間の間隔Bは、駆動点11a,11bに発生する所定周波数の振動における波長の1/2以下、好ましくは1/4以下とするのが望ましい。
【0037】
また、駆動点11a,11bの最小の間隔Bは、エキサイタ12a,12bの取り付けに必要な間隔によっても制限されるが、駆動点11a,11bに発生する所定周波数の振動における波長の1/8程度とする。
【0038】
すなわち、駆動点11a,11bの間隔Bは、駆動点11a,11bに発生する所定周波数、例えば低域再生周波数の振動における波長の1/8から1/2の間で設定するのが好ましい。
【0039】
このように、本発明の分割振動発発生方法によれば、複数の駆動点11a,11bにそれぞれエキサイタ12a,12bによって振動を発生させ、これらの振動を干渉させて分割振動を発生させるので、複数の駆動点11a,11bの位置を比較的自由に設定でき、複雑な形状の振動板に分割振動を容易に発生させることができる。
【0040】
これに対して、従来のように一個の駆動点をエキサイタによって駆動することにより分割振動を発生させる場合は、駆動点の位置を比較的正確に設定する必要があり、複雑な形状の振動板では駆動点の正確な位置を設定するのが困難であるから、複雑な形状の振動板に分割振動を発生させることが困難になる。
【0041】
なお、上記実施形態では駆動点を2個設けた場合について説明したが、駆動点は3個以上設けることができる。この場合、エキサイタを各駆動点に設けることができる。
【0042】
《第2実施形態》
図4は、本発明に係る第2実施形態の分割振動発生装置30を示す。この分割振動発生装置30は、一個の板部材(振動板、被振動体)であるパネル31と、このパネル31の複数の駆動点、本実施形態では2個の駆動点32a,32bに振動を発生させる一個のエキサイタ33と、複数の駆動点32a,32bと一個のエキサイタ33との間に配置され、駆動点32a,32bに別々に接触する接触部34a,34bを有するブラケット(当接部)34とを備えている。
【0043】
ブラケット34は、柱状の接触部34a,34bと、これらの接触部34a,34bを連結する連結部34cと、連結部34cに設けられたエキサイタ取付部34dを有している。
【0044】
このブラケット34は、エキサイタ33の駆動力がブラケット34の連結部34c及び
接触部34a,34bを介して駆動点32a,32bに伝達される。これにより、駆動点32a,32bに振動が発生する。この場合、駆動点32a,32bの間隔すなわち接触部34a,34bの間隔は、分割振動を発生させる間隔である。
【0045】
この分割振動発生装置30によれば、一個のエキサイタ33で、複数の駆動点32a,32bを駆動できるので、部品点数の削減及び原価低減が可能になる。
【0046】
なお、駆動点が3個以上有る場合には、一個のブラケット34に、駆動点の数に応じた複数の接触部を設けることができる。
【0047】
《第3実施形態》
本発明は、次に説明するように、車両の各部に適用できる。図5(a),(b)は、本発明を車両40の内装材における天井材41に適用した場合を示す。なお、以下の説明では、第1実施形態又は第2実施形態と同一の部分には同一の符号を付けて詳細な説明を省略する。
【0048】
車両40の左右のドアトリム42には、それぞれLch又はRchのスピーカ43が2個ずつ設けられている。
【0049】
天井材41の左右両側には、左右のスピーカ43に対応させて、それぞれ2個のエキサイタ12a,12bが設けられている。エキサイタ12a,12bは、互いに間隔Bを開けて配置されている。
【0050】
エキサイタ12a,12bには、対応する側のスピーカ43から発生する音に応じて同一の信号が入力される。これにより、天井材41に分割振動が発生し、スピーカ43から発生する音に応じた音が天井材41から発生する。
【0051】
図6(a),(b)は、本発明を車両40のドアトリム42に適用した場合を示す。ドアトリム42には、左右両側にそれぞれ2個のスピーカ43が設けられている。また、本実施形態では、ドアトリム42に設けられた前方のスピーカ43に対応させて、エキサイタ12a,12bが設けられている。
【0052】
エキサイタ12a,12bは所定の間隔Bを開けて配置されている。これにより、ドアトリム42が分割振動し、スピーカ43から発生する音に応じた音がドアトリム42から発生する。
【0053】
図7(a),(b)は、本発明を車両40のパッケージトレイ材45に適用した場合を示す。ドアトリム42には、左右両側にそれぞれ2個のスピーカ43が設けられている。また、パッケージトレイ材45には、左右のスピーカ43に対応させて、エキサイタ12a,12bが設けられている。
【0054】
これらのエキサイタ12a,12bは所定の間隔Bを開けて配置されている。これにより、スピーカ43から発生する音に応じた音がパッケージトレイ材45から発生する。
【0055】
上記のように、車両40の内装材に本発明を適用することにより、音響効果を向上させることができる。なお、上記実施形態では、本発明を天井材41、ドアトリム42、パッケージトレイ材45の何れか一つに適用したが、本発明は、これらの内装材のうち2つ以上に同時に適用できる。また、本発明は、上記以外の内装材、例えばピラー材、インストルメントパネルなどに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【0056】
【図1】本発明に係る第1実施形態の分割振動発生方法を説明する図ある。
【図2】本発明に係る第1実施形態の駆動点の間隔を所定周波数の振動における波長の1/4に設定した場合に、各駆動点に発生する振動及びこれらの合成振動の振幅を説明する図である。
【図3】本発明に係る第1実施形態の駆動点の間隔を所定周波数の振動における波長の1/2に設定した場合に、各駆動点に発生する振動及びこれらの合成振動の振幅を説明する図である。
【図4】本発明に係る第2実施形態の分割振動発生装置を示す図であり、一個のエキサイタで2個の駆動点を駆動する中間駆動部材を示す斜視図である。
【図5】図5(a)は本発明に係る第3実施形態の車両の天井材に分割振動発生装置を適用した平面図、図5(b)は図5(b)のA−A断面図である。
【図6】図6(a)は本発明に係る第3実施形態の車両のドアトリムに分割振動発生装置を適用した平面図、図6(b)は図6(a)のB−B断面図である。
【図7】図7(a)は本発明に係る第3実施形態の車両のパッケージトレイに分割振動発生装置を適用した平面図、図7(b)は図7(b)のC−C断面図である。
【図8】従来例に係る分割振動発生技術を説明する図である。
【符号の説明】
【0057】
11 パネル(板部材、振動板、被振動体)
11a,11b 駆動点(振動発生点)
12a,12b エキサイタ(振動発生手段)
20 一方の駆動点に発生する振動の振幅
21 他方の駆動点に発生する振動の振幅
22 合成振動の振幅
30 分割振動発生装置
31 パネル
32a,32b 駆動点(振動発生点)
33 エキサイタ(振動発生手段)
34 ブラケット(当接部)
34a,34b 接触部
34c 連結部
34d エキサイタ取付部
40 車両
41 天井材
42 ドアトリム
43 スピーカ
45 パッケージトレイ
50 板部材
50a 板部材の中心
50b 駆動点
50c 一頂点
51 エキサイタ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
板部材における複数の振動発生点に振動発生手段によって振動を発生させ、
前記複数の振動発生点から発生した振動を干渉させて、前記板部材に分割振動を発生させることを特徴とする分割振動発生方法。
【請求項2】
前記振動発生手段を同一の信号によって制御することを特徴とする請求項1に記載の分割振動発生方法。
【請求項3】
前記振動発生手段を、同位相によって制御することを特徴とする請求項2に記載の分割振動発生方法。
【請求項4】
前記振動発生点の間隔は、前記振動発生点に発生する所定周波数の振動における波長の1/8から1/2であることを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の分割振動発生方法。
【請求項5】
前記各振動発生点の間隔は、前記波長の1/4以下であることを特徴とする請求項4に記載の分割振動発生方法。
【請求項6】
前記板部材は、車両の内装材であることを特徴とする請求項1から5の何れかに記載の分割振動発生方法。
【請求項7】
前記内装材は、天井材、ドアトリム、パッケージトレイ、ピラー、インストルメントパネルのうち少なくとも何れか一つであることを特徴とする請求項6に記載の分割振動発生方法。
【請求項8】
振動を発生する振動発生手段と、
前記振動発生手段に接続され、前記振動発生手段が発生する振動を被振動体に伝達する当接部とを備え、
前記当接部は前記被振動体と接触する複数の接触部を有し、
前記複数の接触部の間隔は分割振動を発生させる間隔であることを特徴とする分割振動発生装置。
【請求項9】
板部材と、
振動を発生する振動発生手段と、
前記振動発生手段に接続され、前記振動発生手段が発生する振動を前記板部材に伝達する前記板部材への当接部とを備え、
前記当接部は、前記板部材と接触する複数の接触部を有し、
前記複数の接触部の間隔は、分割振動を発生させる間隔であることを特徴とする分割振動発生装置。
【請求項10】
前記板部材は、車両の内装材であることを特徴とする請求項9に記載の分割振動発生装置。

【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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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2008−160651(P2008−160651A)
【公開日】平成20年7月10日(2008.7.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−349271(P2006−349271)
【出願日】平成18年12月26日(2006.12.26)
【出願人】(000237592)富士通テン株式会社 (3,383)
【Fターム(参考)】