JPH05201287A - 自動車用音響再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車用音響再生装置に関し、音色の非対称
性、ステレオ感が得られにくい、さらには、イメージ音
像が下方に定位するなどの課題を解決し、自動車内の居
住空間を狭めることなく、平坦な再生周波数特性を得る
ことが可能な自動車用音響再生装置を提供することを目
的とする。 【構成】 スピーカ１の振動板前面部に音響管７を接続
し、この音響管７内部に吸音材８でホーン壁を構成し、
ホーン壁の開口部をスリット形とした構造のスピーカ装
置を自動車の天井に装着し、音響管７の開口部を同乗者
の前方上方とすることにより、イメージ音像の上方定位
と、ステレオ感が得られ、かつ、定在波の影響がないた
め平坦な再生音圧周波数特性を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車に用いられる自動
車用音響再生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車の室内は、各種メーター類やドア
のハンドル、空調器のダクト等が数多く取り付けられて
おり、かつ、これらは見やすい場所、使いやすい場所に
装着されており、このため面積を必要とするスピーカは
隅の方や下の方などにしか取り付けられていなかった。

【０００３】代表的な自動車内におけるスピーカの配置
について以下に図面を参照しながら説明を行う。

【０００４】図９（ａ），（ｂ）は従来の自動車用音響
再生装置のスピーカの配置図であり、図９（ａ）におい
て１５はフロントドアの下方に取り付けられたスピー
カ、１６はリアパーセルトレイに取り付けられたスピー
カをそれぞれ示すものである。図９（ｂ）において１７
はフロントインストールパネルの下方に取り付けられた
スピーカ、１８はリアパーセルトレイに取り付けられた
スピーカをそれぞれ示すものである。

【０００５】無響室での測定では再生音圧周波数特性が
比較的平坦なスピーカをそれぞれの場所に装着した時の
車室内音圧周波数特性を図１０（ａ），（ｂ）に示す。
図１０（ａ）は図９（ａ）のスピーカ配置の場合を、図
１０（ｂ）は図９（ｂ）のスピーカ配置の場合をそれぞ
れ示している。１９ａ，２０ａはフロントのみのスピー
カを鳴らした場合、１９ｂ，２０ｂはリアのスピーカの
みを鳴らした場合、１９ｃ，２０ｃはフロント、リアの
スピーカを共に鳴らした場合の音圧周波数特性を示して
いる。

【０００６】これらの場所は音響的には非常に悪条件の
場所であり、このため音圧周波数特性は非常に大きなピ
ーク、ディップを有しており、快適に音楽を楽しめる状
況とはなっていない。従って、電気回路により周波数特
性を大幅に補正したり、また極端に高域の再生音圧レベ
ルを高くしたスピーカを装着するなどの技術を投入し
て、音響補正を行っているのが現状である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、再生音圧周波数特性を平坦に近づけること
はできても、その他の課題、即ち運転者または同乗者の
位置から左右のスピーカまでの距離と角度が異なること
による音色の非対称性と、ステレオ感が得られにくいと
いった課題、また、特に後席ではほとんどの音が同乗者
の後方から聞こえてくる不自然感、不安定感、さらに前
席ではスピーカが足元の近傍に位置するため音が下の方
から聞こえてくる不自然感、空間で合成されるイメージ
音像が下の方に定位している不快感といった課題は解決
されないものであった。

【０００８】本発明は以上のような従来の欠点を除去
し、ステレオ感に優れ、音像の定位もよく、平坦な特性
をもった自動車用音響再生装置を提供することを目的と
するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の自動車用音響再生装置は、自動車に装着した
スピーカの前面に外部に音波を導く音響管を接続し、こ
の音響管の内部に上記スピーカの振動板の前面部では面
積が小さく、開口部では面積が大きくなるような傾斜を
有するように形成された吸音材を結合することによりホ
ーン壁を構成し、かつ、その開口部の幅を狭いスリット
状あるいは長方形とした構造のものを運転者、または、
同乗者の前方上方に配置した構成としたものである。

【００１０】また、音響管の開口部分と音響管長の３分
の１の部分にそれぞれスリットがある仕切板にてホーン
壁を構成し、前記仕切板と音導管壁の空間に吸音材を充
填した構成としたものである。

【００１１】

【作用】この構成により、スピーカの振動板で発生した
音波はホーン壁や音響管によって開口部まで導かれホー
ン壁を形成する吸音材の効果により、上記開口部まで導
かれた音波が開口部での音響インピーダンスの変化が大
きいために発生する反射波による定在波を吸収し平坦な
再生音圧周波数特性を得ることができるものである。

【００１２】また、音響管の開口部分と音響管長の３分
の１の部分にそれぞれスリットがある仕切板にてホーン
壁を構成し前記仕切板と音響管壁の空間に吸音材を充填
した構成の場合、音響管内部の粒子速度が小さくなり、
第２番目のピークを取ることができ、また、最大粒子速
度を開口部に持つ第１番目のピークも同時に取ることが
できる。

【００１３】また、第３番目の以降のピークも開口部の
スリットにより同様に取ることができる。さらに、振動
板前面に発生した音波は、振動板前面から開口部まで導
いている仕切板により開口部まで通過できるため、高域
まで再生が可能となる。

【００１４】開口部の形状をスリット状、または、長方
形とすることで短径方向の指向特性を格段に向上させ、
ほぼ１８０°の角度にわたり軸上の再生音圧周波数特性
と同等とすることができる。

【００１５】この開口部を運転者、または、同乗者の前
方上方に配置することにより左右同一の音色を得ること
ができ、かつ、大きな劇場の舞台上方に配置されている
プロセニアムスピーカと同様に音が前方上方から降って
くる自然な感じを有することができるものである。

【００１６】

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。

【００１７】（実施例１）図１（ａ），（ｂ）は本発明
の一実施例における自動車用音響再生装置の構造を示す
平面断面図と側面断面図である。図１（ａ），（ｂ）に
おいて、１はスピーカ、７はスピーカ１の振動板前面に
発生した音波を導くための音響管、８は音響管７の内部
に配置結合され中央部に音が通るスロート９を設けた吸
音材、９は上記吸音材８に設けたスロート、１３はスピ
ーカ１のバックキャビティを形成するカバーである。な
お、上記音響管７は開口部の形状をスリット状とし、開
口部の幅を可能な範囲で狭くすることにより開口部の短
径側の指向特性を向上させた構造としている。実験結果
ではスリットの幅を２０mm以下にした場合指向特性は１
８０°に近い範囲で軸上の音圧周波数特性とほぼ同一の
特性が得られることが判明した。また、吸音材８はスピ
ーカ１の振動板前面部では面積が小さく、開口部では面
積が大きくなるような傾斜を有するように形成され、ホ
ーン壁を構成するようにしている。

【００１８】このように構成された自動車用音響再生装
置について、その動作を以下に説明する。

【００１９】スピーカ１の振動板前面に放射された音波
はスロート９を介して開口部まで導かれ放射される。し
かし、開口部で生じる急激な音響インピーダンスの変化
により、開口部まで導かれた音波の一部は反射波となっ
て戻ってこようとする。この反射波を音響管７の内部に
配置結合した吸音材８によって吸収し、音響管７の内部
に発生する定在波を防ぐことができるようにしたもので
ある。

【００２０】一般に、ホーンや音響管を接続したスピー
カ装置においてはその開口部で生じる急激な音響インピ
ーダンスの変化により反射波が発生し、この反射波はホ
ーンや音響管７の長さでほぼ決定される周波数で共振と
なり定在波が発生するために再生音圧周波数特性はピー
ク、ディップのある山谷の大きい特性となる。

【００２１】図２は音響管で長さが短い場合に生じる再
生音圧周波数特性を示しており、反射波によるピークが
発生していることがわかる。

【００２２】なお、この反射波による共振は再生しよう
とする周波数帯域の波長よりもホーンや音響管７の長さ
が十分に長ければ影響なく平坦な特性が得られるが、本
発明のように自動車の室内にスピーカを装着するような
場合には十分な長さを有するホーンや音響管７を実用化
することは困難であるとされていた。しかしながら、本
発明による自動車用音響再生装置では上述の説明のよう
にこれらの課題を解決し、小型でありながら高耐入力と
平坦な再生音圧周波数特性を容易に得ることができるも
のである。

【００２３】（実施例２）図３は本発明の実施例２にお
ける自動車用音響再生装置の構造を示す側面断面図であ
り、ホーン壁を剛体とすることにより、高域まで再生す
るための構造を示している。図３で、１０は音響管７の
開口部分と音響管長の３分の１の部分にそれぞれスリッ
ト１０ａを設けた仕切板、１１は仕切板１０と音響管７
との空間に充填した吸音材である。

【００２４】この場合、音響管長の３分の１の部分に設
けたスリット１０ａと吸音材１１により音響管内部の粒
子速度を小さくすることができ、図２における第２番目
のピークを取ることができる。最大粒子速度を開口部に
持つ第１番目のピークも同様の効果により取ることがで
きる。また、第３番目以降のピークも開口部分と音響管
長の３分の１の部分とに設けたスリット１０ａと吸音材
１１により同様の効果により取ることができる。

【００２５】さらに、振動板前面に発生した音波は、振
動板前面から開口部まで導いている仕切板１０により開
口部まで通過できるため高域まで再生することができ
る。

【００２６】（実施例３）図４（ａ），（ｂ）は本発明
の実施例３における自動車用音響再生装置の構造を示す
平面断面図と側面断面図である。

【００２７】図４（ａ），（ｂ）で、上記実施例１，実
施例２の音響管７の開口部に、開口部の断面積と同一の
断面積または開口部より小さい断面積を有し適当な長さ
の音導管３を接続した構造であり、音の出口をより遠く
へ延長させるようにしたものである。音響管７の開口部
にさらに筒を取り付けた場合、再生音圧周波数特性が乱
れがちであるが、音響管７の開口部を幅２０mm以下の非
常に細長いスリット状にした場合、音響管７の開口部の
断面積と同一か、もしくは開口部の一部分を閉鎖し開口
部より小さい断面積を有する音導管３を取り付けても、
再生音圧周波数特性がほとんど変化しないことが実験の
結果により判明した。さらに、音導管３を曲げた場合も
再生音圧周波数特性が変化しない。

【００２８】（実施例４）図５（ａ），（ｂ）は本発明
の実施例の中で天井にスピーカおよび音響管、音導管を
装着した自動車用音響再生装置を採用した自動車の構造
を示す平面図と側面断面図である。図５（ａ），（ｂ）
において、１ａ，１ｂはフロント用スピーカ、１ｃ，１
ｄはリア用スピーカ、７ａ，７ｂはフロント用スピーカ
の前面に接続された音響管、７ｃ，７ｄはリア用スピー
カの前面に接続された音響管、３ａ，３ｂはフロントの
音響管７ａ，７ｂの開口部に接続された音導管、４ａ，
４ｂは音導管３ａ，３ｂの音の出口、４ｃ，４ｄはリア
の音響管７ｃ，７ｄの開口部、５は日除け（サンバイ
ザ）である。

【００２９】日除け（サンバイザ）５の部分は天井１２
との隙間がほとんどなく、この部分にスピーカ１を装着
することは不可能であり、さらに、日除け（サンバイ
ザ）５は開閉する構造であるため音導管３を日除け（サ
ンバイザ）５の上方部を通るように接続している。この
ような構造とすることにより、音導管３ａ，３ｂの音の
出口４ａ，４ｂをフロントガラス２と日除け（サンバイ
ザ）５との隙間に設けることができ、運転者、助手席の
同乗者から音の出口までの距離を遠ざけることができ
る。日除け（サンバイザ）５の手前に音の出口を設けた
場合、音はほとんど頭の上から降ってくる感じとなり好
ましい音場ではない。

【００３０】本発明の構造により、前席では大きな劇場
で採用されているプロセニアムスピーカ方式（舞台上方
に配置され、音が前方上方から降ってくる方式）と同様
の効果を出すことができる。さらに、音の出口の形状を
スリット状にし、短径側を運転者、助手席の同乗者の方
に向けることにより左右の音色の差を除去しバランスの
良好なステレオ再生を提供することができる。

【００３１】一方、後席では前席のような音導管３ａ，
３ｂを用いなくても自動車の構造上問題はなく前席と同
一の効果を得ることができる。

【００３２】実施例４における再生音圧周波数特性を図
６に示す。測定点は運転者の耳の位置である。図６と従
来例における車室内音圧周波数特性（図１０）を比較す
ると、従来例で発生している車室内の定在波によるピー
ク、ディップや、左右のスピーカの干渉によるディッ
プ、さらにはスピーカの指向特性の影響による高域の音
圧レベルの低下等の課題がほとんど発生していない。

【００３３】（実施例５）図７（ａ），（ｂ）は本発明
の実施例の中でドアの下方でドアの内部にスピーカ、音
響管および音導管を装着した構造を示す内装材を除去し
た状態のドアの正面断面図と側面断面図である。

【００３４】図７（ａ），（ｂ）において、１はスピー
カ、７はスピーカ１の前面に接続された音響管、３は音
響管７の開口部に接続された音導管、４は音導管３の音
の出口、６は音の出口４の閉じられている部分である。

【００３５】自動車のドアは自動車内の居住空間を広く
したいとの点で内装材は薄く作られている場合がほとん
どであり、スピーカ１を振動板を上にして取り付けるこ
とはできない。本発明はスピーカ１を楕円形、トラック
形または長方形等の扁平の形状とし、このスピーカ１を
ドア下方の作業穴などに入れた状態で装着し、スリット
状の音響管７、音導管３をドアの内側のシャーシの外側
と内装材との間に設置した構造のため内装材の車室内へ
の飛び出しが従来例と比べてほとんどない。さらに、ス
リット状の音の出口の長径方向の一部を閉鎖し長径方向
の指向特性を改良している。

【００３６】音の出口を内装材の上端部に設けると音波
はドアのガラス面に沿って上昇し、車室内の上方で左右
の音が合成されるためイメージ音像が高い位置にくる。
また、従来例のドアスピーカ１５ａ，１５ｂのように左
右のスピーカが向かい合っているために生じる干渉がな
く、再生音圧周波数特性が平坦になる。

【００３７】（実施例６）図８（ａ），（ｂ）は本発明
の実施例の中でリアコーナの下方でシャーシと内装材と
の間にスピーカ、音響管および音導管を装着した構造を
示すリアパーセルトレイの平面図と側面断面図である。

【００３８】図８（ａ），（ｂ）において、１はスピー
カ、７はスピーカ１の前面に接続された音響管、３は音
響管７の開口部に接続された音導管、４は音導管３の音
の出口である。

【００３９】自動車のリアパーセルトレイにスピーカを
装着した場合後席の同乗者は後方からだけしか音が聞こ
えてこないという不自然さがあった。しかも、モノラル
再生に近い音場であった。

【００４０】本発明では音の出口４をリアパーセルトレ
イの両方の隅に設けることにより、音の出口４からでた
音波はリアピラーに沿って上昇し、車室内の上方で左右
の音が合成されるためイメージ音像が高い位置にくる。
また、フロントの音波との合成により前方へ引き寄せら
れイメージ音像は同乗者の前方上方に位置する。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明による自動車用音響
再生装置は、音響管の内部に吸音材を結合してホーン壁
を構成したスピーカ装置を自動車内に装着することによ
り、従来の自動車用スピーカ装置にみられた再生音圧周
波数特性のピーク、ディップや音色の非対称性、ステレ
オ感が得られにくい、イメージ音像が下方に定位する不
自然感、不快感等の課題を解決し、ステレオ感があり、
音像が前方上方に定位し、かつ、再生音圧周波数特性の
平坦な自動車用音響再生装置を実現することができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ），（ｂ）本発明の実施例１による自動車
用音響再生装置の構成を示す平面断面図および側面断面
図

【図２】短い音響管を用いた場合の再生音圧周波数特性
図

【図３】本発明の実施例２による自動車用音響再生装置
の構成を示す側面断面図

【図４】（ａ），（ｂ）本発明の実施例３による自動車
用音響再生装置の構成を示す平面断面図と側面断面図

【図５】（ａ），（ｂ）本発明の実施例４による自動車
用音響再生装置の構成を示す平面図および側面断面図

【図６】実施例４における再生音圧周波数特性図

【図７】（ａ），（ｂ）本発明の実施例５による自動車
用音響再生装置の構成を示す正面断面図と側面断面図

【図８】（ａ），（ｂ）本発明の実施例６による自動車
用音響再生装置の構成を示す平面図および側面断面図

【図９】（ａ），（ｂ）従来の自動車用音響再生装置の
説明図

【図１０】（ａ），（ｂ）図９のスピーカ配置時の再生
音圧周波数特性図

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ スピーカ ２ フロントガラス ３，３ａ，３ｂ 音導管 ４ａ，４ｂ 音導管の音の出口 ４ｃ，４ｄ 音響管の開口面 ５ 日除け（サンバイザ） ６ 音導管の音の出口の閉じられている部分 ７ 音響管 ８ 吸音材 ９ スロート １０ 仕切板 １１ 吸音材 １２ 自動車の天井 １３ カバー

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自動車に装着したスピーカの前面に外部に
   音波を導く音響管を配置し、この音響管の開口部形状が
   細長いスリット状とした構成の自動車用音響再生装置。
2. 【請求項２】音響管の内部にスピーカの振動板の前面部
   では面積が小さく開口部では面積が大きくなるような傾
   斜を有するように形成された吸音材を配置したホーン壁
   を構成した請求項１記載の自動車用音響再生装置。
3. 【請求項３】音響管の開口部分と音響管長の３分の１の
   部分にそれぞれスリットがある仕切板にてホーン壁を構
   成し、前記仕切板と音響管壁の空間に吸音材を充填した
   請求項１記載の自動車用音響再生装置。
4. 【請求項４】音響管の開口部に、開口部と同一または開
   口部より小さい断面積を有する音導管を装着した請求項
   １記載の自動車用音響再生装置。
5. 【請求項５】スピーカを天井に装着し音導管の音の出口
   を日除け（サンバイザ）の前方で、フロントガラスとの
   間に設置した請求項１または請求項４記載の自動車用音
   響再生装置。
6. 【請求項６】スピーカをドアの下方でドアの内部に振動
   板が上向きになるように装着し、音響管と音導管がシャ
   ーシと内装材の間を通り、音の出口をドアの内装材の上
   方部もしくは内装材の上端部に配置し、かつ、音の出口
   の一部が閉じている構成とした請求項１または請求項４
   記載の自動車用音響再生装置。
7. 【請求項７】スピーカをリアの隅の下方でシャーシと内
   装材との間に振動板が上向きになるように装着し、音響
   管と音導管を接続し、音導管の音の出口がリアのコーナ
   またはリアパーセルトレイに配置した請求項１または請
   求項４記載の自動車用音響再生装置。