車両の内装板を振動板としたスピーカ装置
【課題】 車両の天井基材に取り付けた時に、天井基材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、発泡部材からなる天井基材１に、筒状体の外側の表面にネジが形成されたネジ部３２と、このネジ部３２の一方の端部に設けられたフランジ部３２とを備えたブラケット３を、フランジ部３２を天井基材１に面一になるように埋め込み、ブラケット３のネジ部３１にカプラ部材１６のネジ部１９を螺合させてブラケット３にエキサイタ１０を取り付け、エキサイタ１０に電気信号を入力することにより天井基材１を振動させるようにした車両の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、発泡部材からなる天井基材１に、筒状体の外側の表面にネジが形成されたネジ部３２と、このネジ部３２の一方の端部に設けられたフランジ部３２とを備えたブラケット３を、フランジ部３２を天井基材１に面一になるように埋め込み、ブラケット３のネジ部３１にカプラ部材１６のネジ部１９を螺合させてブラケット３にエキサイタ１０を取り付け、エキサイタ１０に電気信号を入力することにより天井基材１を振動させるようにした車両の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】
本発明は車両の内装板を振動板とした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側がエッジによって支持され、その反対側がエキサイタで駆動されるので、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の先端部がネジ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合わせてボビン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。内装板１はウレタンや発泡樹脂（例えば発泡ポリプロピレン）、或いは樹脂繊維系の材料等で形成されているので、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の内周面に内ネジ部（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とこのフランジ部の他方の面に突設されたネジ部３２とから構成される。ネジ部３２は、カプラ部材１６の内ネジ部１９に螺合する。ネジ部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のネジ部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が内装板である天井基材１に取り付けられた状態を示すものである（天井基材には内装板と同じ符号を付す）。エキサイタ１０は、天井基材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は天井基材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、天井基材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を直接天井基材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を車両の中央部の天井基材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、天井基材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、天井基材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。
【００１８】
そこで、本発明は、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、エキサイタを天井基材のような内装板の上に取り付ける場合に、天井基材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基材の上にも取り付けが可能な車両の内装板を振動板とした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内装板を振動板としたスピーカ装置は、以下の第１から第３の形態をとることができる。
【００２０】
第１の形態は、車両の車室に形成された内装板と、筒状体の外側の表面にネジが形成されたネジ部と、このネジ部の一方の端部に設けられた取付部とを備え、この取付部が内装板に埋め込まれたブラケットと、ブラケットのネジ部に螺合するネジ部を有するカプラ部材を備えたエキサイタとから構成され、エキサイタが、カプラ部材を介してブラケットのネジ部に取り付けられ、エキサイタに電気信号を入力することにより内装板を振動させることを特徴とする車両の内装板を振動板としたスピーカ装置である。このブラケットの取付部にはフランジ部を形成することができる。この場合、フランジ部を内装板に略面一、又は内装板の上面以下になるように内装板に埋め込むことができる。
【００２１】
第２の形態は、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ことを特徴とする車両の内装板を振動板としたスピーカ装置である。
【００２２】
第３の形態は、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ことを特徴とする車両の内装板を振動板としたスピーカ装置である。
【００２３】
なお、以上の形態において、内装板は、車室に面する表皮の裏面側に形成された発泡部材から構成することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の車両の内装板を振動板としたスピーカ装置によれば、車両の内装板からエキサイタの自由端までの高さを抑えることができるので、エキサイタを車両の天井部の車両の側面に近い部位に設置することができ、スピーカを最適な位置に配置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、本発明の車両の内装板を振動板とした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、この実施例では、内装板として、自動車の天井部に設けられる天井基材１を例にとって説明する。
【００２６】
図４（ａ）は本発明の自動車の天井基材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。天井基材１の車室側（図の下側）には表皮４が貼り付けられている。また、天井基材１から所定距離離れた位置に自動車の屋根板８がある。この図は自動車の中央部分の天井部を示している。
【００２７】
図４（ａ）において、３はブラケットを示している。このブラケット３は、ブラケット３の取付部であるフランジ部３１と円筒状のネジ部３２、及びフランジ部３１の上に貼り付けられたクッションラバー３３とから構成される。また、エキサイタ１０は、外側ヨーク１１とカプラ部材１６と板ばね１７とを備えており、外側ヨーク１１の内部にある永久磁石を備えた磁気回路に対して、外側ヨーク１１に板ばね１７で支持されたカプラ部材１６に設けられた図示しないボイスコイルに電気信号を入力すると、カプラ部材１６が電気信号に応じて振動する動電型のものである。このエキサイタ１０には、図２（ａ）で説明した従来のエキサイタ１０と同じ構造のエキサイタ１０を使用することがでできる。また、カプラ部材１６の中央部には、貫通孔２０と内ネジ部１９とがある。
【００２８】
この実施例では、エキサイタ１０を天井基材１に取り付けるブラケット３が、フランジ部３１の表面が、天井基材１の表面と略面一になるように、天井基材１に埋め込まれている。即ち、ブラケット３のフランジ部３１の上面は、天井基材１の表面と面一、或いは低ければ好ましいが、天井基材１の表面より僅かに突出しても良い。従って、エキサイタ１０の内ネジ部１９を、ブラケット３のネジ部３２に螺合させると、図３で説明した従来のエキサイタ１０の取り付け状態に比べて、エキサイタ１０の自由端部の天井基材１からの距離が、略ブラケット３のフランジ部３１の厚さだけ薄くなる。この結果、図４（ｂ）に示すように、エキサイタ１０を、ブラケット３を使用して車両の側面に近い天井部分に取り付けることができる。
【００２９】
ところで、天井基材１は、その製造会社において製造された後、表皮４が貼り付けられた状態で納入される。従って、予め天井基材１にエキサイタ１０を取り付けるためのブラケット３を埋め込んでおくことは困難である。そこで、ブラケット３は後付けで天井基材１の中に埋め込むことが必要となる。ブラケット３を天井基材１への埋め込む方法としては、ブラケット３を埋め込む天井基材１の部位を後から切り欠く、ブラケット３を埋め込む天井基材１の部位を後から加熱しながら圧縮する、或いは金型を使用してブラケット３を直接天井基材１に埋め込む等がある。このうち、金型を使用してブラケット３を直接天井基材１に埋め込む方法について図５〜図７を用いて説明する。
【００３０】
図５（ａ）は、図２（ｂ）に示したブラケット３のフランジ部３１を、図４（ａ）、（ｂ）に示した天井基材１に埋め込むために使用する金型５の一実施例を示すものであり、（ｂ）は（ａ）に示した金型５の動作を示すものである。この実施例の金型５は、固定部５Ｂと可動部５Ａとから構成されており、固定部５Ｂに対して可動部５Ａが移動できるようになっている。図５（ａ）は可動部５Ａを移動させる前の金型５の状態を示すものであり、この状態の金型５には、ネジ部形成用キャビティ３６とフランジ部形成用キャビティ３７があり、ネジ部形成用キャビティ３６には樹脂を注入するための樹脂注入路３５が接続している。そして、可動部５Ａは固定部５Ｂに対して、図５（ｂ）に示すように、可動部５Ａの底面３８が、固定部５Ｂの底面３９に一致して面一になるまで移動することができるようになっている。
【００３１】
以上のように構成された金型５を用いて天井基材１の上にブラケット３を形成する工程を図６（ａ）から（ｃ）に示す。図６（ａ）は、天井基材１のブラケット３の形成位置に金型５を取り付けた状態を示すものである。この状態では金型５の固定部５Ｂの底面３９が天井基材１に密着しており、この状態で樹脂注入路３５に外部から樹脂Ｐを注入する。樹脂Ｐは金型５のネジ部形成用キャビティ３６とフランジ部形成用キャビティ３７に充填させる。
【００３２】
金型５のネジ部形成用キャビティ３６とフランジ部形成用キャビティ３７に注入された樹脂Ｐは高温であるので、発泡部材で構成された天井基材１の表面は樹脂Ｐの熱で溶け始め、樹脂Ｐが天井基材１に浸透を始める。この状態で金型５の可動部５Ａを固定部５Ｂに対して移動させ、図６（ｂ）に示すように可動部５Ａの底面３８を固定部５Ｂの底面３９に一致させる。この動作で、フランジ部形成用キャビティ３７に注入された樹脂Ｐが溶けて柔らかくなっている天井基材１の中に移動する。この状態で樹脂Ｐを硬化させ、樹脂Ｐが硬化した後に金型５を、分割して天井基材１の上から取り外せば、図６（ｃ）に示すように、フランジ部３１が取付部として埋め込まれた状態のブラケット３が、天井基材１に形成される。この製法では、フランジ部３１の上面が天井基材１の上面と面一になる。
【００３３】
なお、天井基材１にフランジ部３１を形成することなく、別の形態の取付部を形成してブラケット３を形成することもできる。この場合は、図５（ｃ）に示すような金型６を使用する。金型６は金型５の可動部５Ａと構成が同じであり、ネジ部形成用キャビティ３６と樹脂注入路３５のみが設けられている。図５（ｃ）に示した金型６を用いて天井基材１の上にブラケット３を形成する工程を図７（ａ）から（ｃ）に示す。図７（ａ）は、天井基材１のブラケット３の形成位置に金型６を取り付けた状態を示すものである。この状態では金型６の底面６Ｂが天井基材１に密着しており、この状態で樹脂注入路３５に外部から樹脂Ｐを注入する。樹脂Ｐは金型６のネジ部形成用キャビティ３６に充填させる。
【００３４】
金型６のネジ部形成用キャビティ３６に注入された樹脂Ｐは高温であるので、発泡部材で構成された天井基材１の表面は樹脂Ｐの熱で溶け始め、樹脂Ｐが天井基材１に浸透を始める。この状態で金型６のネジ部形成用キャビティ３６に注入する樹脂Ｐの量を増やす。すると、増えた樹脂Ｐは図７（ｂ）に示すように天井基材１と融合しながら天井基材１の中に浸透して広がって取付部３１Ａとなる。この状態で樹脂Ｐを硬化させ、樹脂Ｐが硬化した後に金型６を、分割して天井基材１の上から取り外せば、図７（ｃ）に示すように、取付部３１Ａによってネジ部３２が固定された状態のブラケット３が、天井基材１に形成される。
【００３５】
図８は、図４から図７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、中央部にネジ部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のネジ部３２に取り付ければ良い。ネジ部５１には、ブラケット３のネジ部３２に螺合するネジが内周部に形成されている。
【００３６】
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】
【００３７】
【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キエ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一実施例を示す断面図、（ｂ）は本発明のエキサイタのブラケットを介した天井の端部への取り付けを示す断面図である。
【図５】（ａ）は本発明のエキサイタを天井部に取り付けるブラケットを天井基材に埋め込むのに使用される金型の一例の断面図、（ｂ）は（ａ）に示した金型の動作を示す断面図、（ｃ）は本発明のエキサイタを天井部に取り付けるブラケットを天井基材に埋め込むのに使用される金型の別の例の断面図である。
【図６】（ａ）から（ｃ）は図５（ａ），（ｂ）に示した金型を用いて天井基材にブラケットを埋め込む構成を示す工程図である。
【図７】（ａ）から（ｃ）は図５（ｃ）に示した金型を用いて天井基材にブラケットを埋め込む構成を示す工程図である。
【図８】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。
【符号の説明】
【００３８】
１ 内装板（天井基材）
３ ブラケット
４ 表皮
５，６ 金型
８ 屋根板
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 ネジ
１９ 内ネジ部
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 ネジ部
４０ 圧電素子
４６，５０ カプラ部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両の内装板を振動板とした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側がエッジによって支持され、その反対側がエキサイタで駆動されるので、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の先端部がネジ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合わせてボビン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。内装板１はウレタンや発泡樹脂（例えば発泡ポリプロピレン）、或いは樹脂繊維系の材料等で形成されているので、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の内周面に内ネジ部（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とこのフランジ部の他方の面に突設されたネジ部３２とから構成される。ネジ部３２は、カプラ部材１６の内ネジ部１９に螺合する。ネジ部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のネジ部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が内装板である天井基材１に取り付けられた状態を示すものである（天井基材には内装板と同じ符号を付す）。エキサイタ１０は、天井基材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は天井基材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、天井基材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を直接天井基材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を車両の中央部の天井基材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、天井基材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、天井基材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。
【００１８】
そこで、本発明は、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、エキサイタを天井基材のような内装板の上に取り付ける場合に、天井基材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基材の上にも取り付けが可能な車両の内装板を振動板とした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内装板を振動板としたスピーカ装置は、以下の第１から第３の形態をとることができる。
【００２０】
第１の形態は、車両の車室に形成された内装板と、筒状体の外側の表面にネジが形成されたネジ部と、このネジ部の一方の端部に設けられた取付部とを備え、この取付部が内装板に埋め込まれたブラケットと、ブラケットのネジ部に螺合するネジ部を有するカプラ部材を備えたエキサイタとから構成され、エキサイタが、カプラ部材を介してブラケットのネジ部に取り付けられ、エキサイタに電気信号を入力することにより内装板を振動させることを特徴とする車両の内装板を振動板としたスピーカ装置である。このブラケットの取付部にはフランジ部を形成することができる。この場合、フランジ部を内装板に略面一、又は内装板の上面以下になるように内装板に埋め込むことができる。
【００２１】
第２の形態は、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ことを特徴とする車両の内装板を振動板としたスピーカ装置である。
【００２２】
第３の形態は、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ことを特徴とする車両の内装板を振動板としたスピーカ装置である。
【００２３】
なお、以上の形態において、内装板は、車室に面する表皮の裏面側に形成された発泡部材から構成することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の車両の内装板を振動板としたスピーカ装置によれば、車両の内装板からエキサイタの自由端までの高さを抑えることができるので、エキサイタを車両の天井部の車両の側面に近い部位に設置することができ、スピーカを最適な位置に配置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、本発明の車両の内装板を振動板とした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、この実施例では、内装板として、自動車の天井部に設けられる天井基材１を例にとって説明する。
【００２６】
図４（ａ）は本発明の自動車の天井基材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。天井基材１の車室側（図の下側）には表皮４が貼り付けられている。また、天井基材１から所定距離離れた位置に自動車の屋根板８がある。この図は自動車の中央部分の天井部を示している。
【００２７】
図４（ａ）において、３はブラケットを示している。このブラケット３は、ブラケット３の取付部であるフランジ部３１と円筒状のネジ部３２、及びフランジ部３１の上に貼り付けられたクッションラバー３３とから構成される。また、エキサイタ１０は、外側ヨーク１１とカプラ部材１６と板ばね１７とを備えており、外側ヨーク１１の内部にある永久磁石を備えた磁気回路に対して、外側ヨーク１１に板ばね１７で支持されたカプラ部材１６に設けられた図示しないボイスコイルに電気信号を入力すると、カプラ部材１６が電気信号に応じて振動する動電型のものである。このエキサイタ１０には、図２（ａ）で説明した従来のエキサイタ１０と同じ構造のエキサイタ１０を使用することがでできる。また、カプラ部材１６の中央部には、貫通孔２０と内ネジ部１９とがある。
【００２８】
この実施例では、エキサイタ１０を天井基材１に取り付けるブラケット３が、フランジ部３１の表面が、天井基材１の表面と略面一になるように、天井基材１に埋め込まれている。即ち、ブラケット３のフランジ部３１の上面は、天井基材１の表面と面一、或いは低ければ好ましいが、天井基材１の表面より僅かに突出しても良い。従って、エキサイタ１０の内ネジ部１９を、ブラケット３のネジ部３２に螺合させると、図３で説明した従来のエキサイタ１０の取り付け状態に比べて、エキサイタ１０の自由端部の天井基材１からの距離が、略ブラケット３のフランジ部３１の厚さだけ薄くなる。この結果、図４（ｂ）に示すように、エキサイタ１０を、ブラケット３を使用して車両の側面に近い天井部分に取り付けることができる。
【００２９】
ところで、天井基材１は、その製造会社において製造された後、表皮４が貼り付けられた状態で納入される。従って、予め天井基材１にエキサイタ１０を取り付けるためのブラケット３を埋め込んでおくことは困難である。そこで、ブラケット３は後付けで天井基材１の中に埋め込むことが必要となる。ブラケット３を天井基材１への埋め込む方法としては、ブラケット３を埋め込む天井基材１の部位を後から切り欠く、ブラケット３を埋め込む天井基材１の部位を後から加熱しながら圧縮する、或いは金型を使用してブラケット３を直接天井基材１に埋め込む等がある。このうち、金型を使用してブラケット３を直接天井基材１に埋め込む方法について図５〜図７を用いて説明する。
【００３０】
図５（ａ）は、図２（ｂ）に示したブラケット３のフランジ部３１を、図４（ａ）、（ｂ）に示した天井基材１に埋め込むために使用する金型５の一実施例を示すものであり、（ｂ）は（ａ）に示した金型５の動作を示すものである。この実施例の金型５は、固定部５Ｂと可動部５Ａとから構成されており、固定部５Ｂに対して可動部５Ａが移動できるようになっている。図５（ａ）は可動部５Ａを移動させる前の金型５の状態を示すものであり、この状態の金型５には、ネジ部形成用キャビティ３６とフランジ部形成用キャビティ３７があり、ネジ部形成用キャビティ３６には樹脂を注入するための樹脂注入路３５が接続している。そして、可動部５Ａは固定部５Ｂに対して、図５（ｂ）に示すように、可動部５Ａの底面３８が、固定部５Ｂの底面３９に一致して面一になるまで移動することができるようになっている。
【００３１】
以上のように構成された金型５を用いて天井基材１の上にブラケット３を形成する工程を図６（ａ）から（ｃ）に示す。図６（ａ）は、天井基材１のブラケット３の形成位置に金型５を取り付けた状態を示すものである。この状態では金型５の固定部５Ｂの底面３９が天井基材１に密着しており、この状態で樹脂注入路３５に外部から樹脂Ｐを注入する。樹脂Ｐは金型５のネジ部形成用キャビティ３６とフランジ部形成用キャビティ３７に充填させる。
【００３２】
金型５のネジ部形成用キャビティ３６とフランジ部形成用キャビティ３７に注入された樹脂Ｐは高温であるので、発泡部材で構成された天井基材１の表面は樹脂Ｐの熱で溶け始め、樹脂Ｐが天井基材１に浸透を始める。この状態で金型５の可動部５Ａを固定部５Ｂに対して移動させ、図６（ｂ）に示すように可動部５Ａの底面３８を固定部５Ｂの底面３９に一致させる。この動作で、フランジ部形成用キャビティ３７に注入された樹脂Ｐが溶けて柔らかくなっている天井基材１の中に移動する。この状態で樹脂Ｐを硬化させ、樹脂Ｐが硬化した後に金型５を、分割して天井基材１の上から取り外せば、図６（ｃ）に示すように、フランジ部３１が取付部として埋め込まれた状態のブラケット３が、天井基材１に形成される。この製法では、フランジ部３１の上面が天井基材１の上面と面一になる。
【００３３】
なお、天井基材１にフランジ部３１を形成することなく、別の形態の取付部を形成してブラケット３を形成することもできる。この場合は、図５（ｃ）に示すような金型６を使用する。金型６は金型５の可動部５Ａと構成が同じであり、ネジ部形成用キャビティ３６と樹脂注入路３５のみが設けられている。図５（ｃ）に示した金型６を用いて天井基材１の上にブラケット３を形成する工程を図７（ａ）から（ｃ）に示す。図７（ａ）は、天井基材１のブラケット３の形成位置に金型６を取り付けた状態を示すものである。この状態では金型６の底面６Ｂが天井基材１に密着しており、この状態で樹脂注入路３５に外部から樹脂Ｐを注入する。樹脂Ｐは金型６のネジ部形成用キャビティ３６に充填させる。
【００３４】
金型６のネジ部形成用キャビティ３６に注入された樹脂Ｐは高温であるので、発泡部材で構成された天井基材１の表面は樹脂Ｐの熱で溶け始め、樹脂Ｐが天井基材１に浸透を始める。この状態で金型６のネジ部形成用キャビティ３６に注入する樹脂Ｐの量を増やす。すると、増えた樹脂Ｐは図７（ｂ）に示すように天井基材１と融合しながら天井基材１の中に浸透して広がって取付部３１Ａとなる。この状態で樹脂Ｐを硬化させ、樹脂Ｐが硬化した後に金型６を、分割して天井基材１の上から取り外せば、図７（ｃ）に示すように、取付部３１Ａによってネジ部３２が固定された状態のブラケット３が、天井基材１に形成される。
【００３５】
図８は、図４から図７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、中央部にネジ部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のネジ部３２に取り付ければ良い。ネジ部５１には、ブラケット３のネジ部３２に螺合するネジが内周部に形成されている。
【００３６】
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】
【００３７】
【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キエ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一実施例を示す断面図、（ｂ）は本発明のエキサイタのブラケットを介した天井の端部への取り付けを示す断面図である。
【図５】（ａ）は本発明のエキサイタを天井部に取り付けるブラケットを天井基材に埋め込むのに使用される金型の一例の断面図、（ｂ）は（ａ）に示した金型の動作を示す断面図、（ｃ）は本発明のエキサイタを天井部に取り付けるブラケットを天井基材に埋め込むのに使用される金型の別の例の断面図である。
【図６】（ａ）から（ｃ）は図５（ａ），（ｂ）に示した金型を用いて天井基材にブラケットを埋め込む構成を示す工程図である。
【図７】（ａ）から（ｃ）は図５（ｃ）に示した金型を用いて天井基材にブラケットを埋め込む構成を示す工程図である。
【図８】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。
【符号の説明】
【００３８】
１ 内装板（天井基材）
３ ブラケット
４ 表皮
５，６ 金型
８ 屋根板
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 ネジ
１９ 内ネジ部
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 ネジ部
４０ 圧電素子
４６，５０ カプラ部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車室に形成された内装板と、
筒状体の外側の表面にネジが形成されたネジ部と、このネジ部の一方の端部に設けられた取付部とを備え、前記取付部が前記内装板に埋め込まれたブラケットと、
前記ブラケットのネジ部に螺合するネジ部を有するカプラ部材を備えたエキサイタとから構成され、
前記エキサイタが、前記カプラ部材を介して前記ブラケットのネジ部に取り付けられ、前記エキサイタに電気信号を入力することにより前記内装板を振動させることを特徴とする車両の内装板を振動板としたスピーカ装置。
【請求項２】
前記ブラケットの取付部にフランジ部が形成されており、このフランジ部が前記内装板に略面一、又は前記内装板の上面以下になるように埋め込まれてい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】
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又は２に記載の車両の内装板を振動板としたスピーカ装置。
【請求項４】
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又は２に記載の車両の内装板を振動板としたスピーカ装置。
【請求項５】
前記内装板が、前記車室に面する表皮の裏面側に形成された発泡部材から構成されることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の車両の内装板を振動板としたスピーカ装置。
【請求項１】
車両の車室に形成された内装板と、
筒状体の外側の表面にネジが形成されたネジ部と、このネジ部の一方の端部に設けられた取付部とを備え、前記取付部が前記内装板に埋め込まれたブラケットと、
前記ブラケットのネジ部に螺合するネジ部を有するカプラ部材を備えたエキサイタとから構成され、
前記エキサイタが、前記カプラ部材を介して前記ブラケットのネジ部に取り付けられ、前記エキサイタに電気信号を入力することにより前記内装板を振動させることを特徴とする車両の内装板を振動板としたスピーカ装置。
【請求項２】
前記ブラケットの取付部にフランジ部が形成されており、このフランジ部が前記内装板に略面一、又は前記内装板の上面以下になるように埋め込まれてい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】
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又は２に記載の車両の内装板を振動板としたスピーカ装置。
【請求項４】
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又は２に記載の車両の内装板を振動板としたスピーカ装置。
【請求項５】
前記内装板が、前記車室に面する表皮の裏面側に形成された発泡部材から構成されることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の車両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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−１１５１６７（Ｐ２００６−１１５１６７Ａ）
【公開日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２９９９９９（Ｐ２００４−２９９９９９）
【出願日】平成１６年１０月１４日（２００４．１０．１４）
【出願人】（０００２３７５９２）富士通テン株式会社 (3,383)
【出願人】（０００２４１５００）トヨタ紡織株式会社 (2,945)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月１４日（２００４．１０．１４）
【出願人】（０００２３７５９２）富士通テン株式会社 (3,383)
【出願人】（０００２４１５００）トヨタ紡織株式会社 (2,945)
【Ｆターム（参考）】
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