JP2008195115A - 自動車のスピーカ付きアッパーバック構造 - Google Patents

Abstract

【課題】アッパーバックのみで共振を抑制し、異音の発生，スピーカ音質の劣化を排除すると共にこもり音を低減する自動車のスピーカ付きアッパーバック構造を提供する。
【解決手段】アッパーバックの車幅方向におけるスピーカ逆相の共振モードに対して共振モードの腹位置にマスダンパー１３を設け、アッパーバックの前後方向におけるスピーカ同相の共振モードに対してスピーカの周囲に第１の補強部材１４を設け、アッパーバックの前後方向におけるスピーカ逆相の共振モードに対して共振モードの腹位置に第一の折れきっかけ部１５を設け、アッパーバックの車幅方向におけるスピーカ逆相の共振モードに対して共振モードの腹位置に第二の折れきっかけ部１６を設け、アッパーバックの前後方向におけるスピーカ同相の共振モードに対してアッパーバックの車幅方向におけるスピーカ逆相の共振モードの節位置に第２の補強部材１７を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のリヤシート後側に設けられたスピーカ付きのアッパーバック構造に関するものである。

図９に示す従来のアッパーバック構造１は、板状部材から成るアッパーバック２を備え、このアッパーバック２は、自動車のリヤシート（図示せず）の後側のトランク又は荷室内にて車室内のほぼ全幅に亘って水平に保持され、その中央に設けられたスピーカ取付孔にスピーカ３が上向きで取り付けられると共に、その前縁が下方に向かって延びている。このような構成によれば、スピーカ３がリヤシートの後方にて上向きに支持されることにより、トランクまたは荷室のフロアから音が発せられる。なお、図中の矢印Ｆｒは車両前方、Ｕｐは車両上方、Ｗは車幅方向を示す。

特許文献１には、スピーカ本体に付設した取付金具を取付板の背面側に対向させると共に、スピーカ本体を取り巻く環状に形成されて空気を封入したエアダンパを取付板と取付金具またはフランジの間に介設した、車載用スピーカの取付装置が開示されている。このような構成の車載用スピーカの取付装置によれば、エアダンパの反作用によりスピーカ本体が取付板に固定されると共に、取付作業が容易となり、且つ音響効果を損なうおそれがなくなる。

特許文献２には、ドアスピーカとドアアウタパネルに近接配置されたブラケットとが互いに高剛性のネジ棒を介して連結されることにより、ドアスピーカの支持剛性を高めて、動作によるドアスピーカ自体の振動を防止するようにしたドアスピーカの取付構造が開示されている。このような構成のドアスピーカの取付構造によれば、ドアインナパネルの板を増加させることなく、ドアスピーカの音響エネルギーの損失を防止することができると共に、スピーカ性能を向上させることができる。
実開平０４−１０１７５３号公報 特開平１１−１５１９８９号公報

アッパーバック構造１においては、スピーカ３の動作によりアッパーバック２が共振モードで振動することで、以下のような問題が生ずる。
先ず、アッパーバック２の前後方向に関しては、図１０（Ａ）において矢印Ａで示すように、スピーカの振動板の位相と同相（以下、スピーカ同相と言う）の共振が発生すると、この共振は異音（ビビリ音）やスピーカ音質の劣化の原因となる。また、図１０（Ｂ）において矢印Ｂで示すように、スピーカの振動板の位相と逆相（以下、スピーカ逆相と言う）の共振が発生すると、この共振は低周波こもり音の原因となる。

ここで、スピーカ同相の共振Ａを抑制するためには、アッパーバック２の前後方向に関する共振周波数を高くする必要があり、その対策は前後方向の曲げ剛性を高めることである。また、スピーカ逆相の共振Ｂを抑制するためには、アッパーバック２の前後方向に関する共振周波数を低くする必要があり、その対策は前後方向の曲げ剛性を低くすることである。

次に、アッパーバック２の車幅方向に関しては、図１１（Ａ）において矢印Ｃで示すように、スピーカ同相の共振が発生すると、中周波こもり音の原因となる。また、図１１（Ｂ）にて矢印Ｄで示すように、スピーカ逆相の共振が発生すると、高周波こもり音の原因となる。

ここで、スピーカ同相の共振Ｃを抑制するためには、アッパーバック２の左右方向に関する共振周波数を低くする必要があり、その対策は左右方向の曲げ剛性を低くすることである。また、スピーカ逆相の共振Ｄを抑制するためには、アッパーバック２の左右方向に関する共振周波数を高くする必要があり、その対策は左右方向の曲げ剛性を高めることである。

従って、アッパーバック２の前後方向及び車幅方向の何れに関しても、スピーカ同相とスピーカ逆相の共振を抑制するための対策は互いに背反するため、アッパーバック２の共振コントロールをスピーカ同相とスピーカ逆相とで両立することは困難であった。このため、従来は、低周波の共振のみをアッパーバック２側で抑制し、中周波及び高周波の共振は、他の部材等への対策により抑制するようにしていた。

しかしながら、このような対策では、異音（ビビリ音）の発生やスピーカ音質の劣化を抑制することはできず、またアッパーバック２の共振に対する対策を他の部材等に対して施すことになって作業効率が低下し、コストが嵩むことになる。

これに対して、特許文献１による車載用スピーカの取付装置は、スピーカを取付板に対して確実に固定するためのものであり、取付板の共振を抑制するものではなく、本発明とは目的，構成及び効果が異なる。
また、特許文献２によるドアスピーカの取付構造は、自動車のドアのインナーパネルに対してスピーカを取り付けて、スピーカ自体の振動を防止するためのものであり、取付部分であるインナーパネルの共振を抑制するものではなく、本発明とは目的，構成及び効果が異なる。

本発明は、以上の点に鑑みて創作されたものであり、簡単な構成によりアッパーバックのみで共振を抑制して、異音（ビビリ音）の発生，スピーカ音質の劣化を排除すると共にこもり音を低減するようにした、自動車のスピーカ付きアッパーバック構造を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は、自動車のリヤシート後側で水平に保持されたアッパーバックと、このアッパーバックに設けたスピーカ取付孔に上向きで取り付けたスピーカとを備えた自動車のスピーカ付きアッパーバック構造において、アッパーバックの車幅方向におけるスピーカ逆相の共振モードに対して共振モードの腹位置にマスダンパーを設け、アッパーバックの前後方向におけるスピーカ同相の共振モードに対してスピーカの周囲に第１の補強部材を設け、アッパーバックの前後方向におけるスピーカ逆相の共振モードに対して共振モードの腹位置に第一の折れきっかけ部を設け、アッパーバックの車幅方向におけるスピーカ逆相の共振モードに対して共振モードの腹位置に第二の折れきっかけ部を設け、アッパーバックの前後方向におけるスピーカ同相の共振モードに対してアッパーバックの車幅方向におけるスピーカ逆相の共振モードの節位置に第２の補強部材を設けたことを特徴としている。
本発明において、第一の折れきっかけ部及び第二の折れきっかけ部はアッパーバックに溝状に形成されているもののほか、切り込みや点線などのティアラインとして形成されている。

本発明によれば、アッパーバックの車幅方向（左右方向）のスピーカ逆相の共振モードがその腹位置に設けたマスダンパーにより抑制されるので、左右方向のスピーカ逆相の共振周波数が低減されて、低周波こもり音の発生が抑止される。
また、アッパーバックの前後方向のスピーカ同相の共振モードがスピーカ周囲に設けたビードなどの第１の補強部材により抑制されるので、前後方向のスピーカ同相の共振周波数が高められて、異音（ビビリ音）の発生そしてスピーカ音質の劣化が抑制される共に、この第１の補強部材がスピーカの後方まで延びていることより、スピーカ逆相の共振モードも抑制される。

さらに、アッパーバックの前後方向のスピーカ逆相の共振モードがその腹位置に設けられた第一の折れきっかけ部により抑制されるので、前後方向のスピーカ逆相の共振周波数が低くされて、低周波こもり音の発生が抑止される。
また、アッパーバックの車幅方向（左右方向）のスピーカ逆相の共振モードがその腹位置に設けた第二の折れきっかけ部により抑制されるので、左右方向のスピーカ逆相の共振周波数が低くされて、高周波こもり音の発生が抑制される。

第２の補強部材は、アッパーバックの前後方向のスピーカ同相の共振モードに対して、前後方向の曲げ剛性を補強する。よって、異音（ビビリ音）の発生そしてスピーカ音質の劣化が抑制される。

以上のように、本発明によれば、異音（ビビリ音）の発生，スピーカ音質の劣化が排除されると共に、低周波から高周波までのこもり音が低減されて、スピーカの音響特性が向上する。従って、アッパーバック以外の部材等に対してアッパーバックの共振抑制のための対策を施す必要がなく、アッパーバックのみによりその共振コントロールを行なうことが可能になり、簡単にそして低コストでアッパーバック構造を構成することができる。

以下、図面に示した実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。図中の矢印Ｆｒは車両前方、Ｕｐは車両上方、Ｗは車幅方向を示す。
図１は本発明の一実施形態に係る自動車のアッパーバック構造１０を示す図であり、自動車のアッパーバック構造１０は、板状部材から成るアッパーバック１１を備えており、自動車のリヤシート（図示せず）の後側のトランク又は荷室内にて、車室内のほぼ全幅に亘って水平に保持され、その中央に設けたスピーカ取付孔にスピーカ１２が上向きで取り付けられると共に、その前縁から下方に向かって延びている。

本発明による自動車のアッパーバック構造１０は、以下のように構成されている点で、図９に示した従来の自動車のアッパーバック構造１と異なる。
先ず、アッパーバック１１の車幅方向のスピーカ逆相の共振モードに対して、この共振モードの腹位置に、マスダンパー１３が設けられている。ここで、マスダンパー１３は、図１及び図２に示すように、スピーカ１２の中心を通る車幅方向に延びる直線上に設けられており、この車幅方向のスピーカ逆相の共振モードを抑制して、その共振周波数を低くする。これにより、高周波こもり音の発生が低減される。

次に、アッパーバック１１の前後方向のスピーカ同相の共振モードに対して、スピーカ１２の取付位置の周囲に第１の補強部材１４が配設されている。例えば、図１及び図３に示すように、第１の補強部材１４としての板状のパネルがアッパーバック１１の中央に開設したスピーカ取付孔の周りに重ね合わせて接合されていて、スピーカ周辺が肉厚化される。また、板状のパネルの代わりに、断面半円形状のビードがスピーカを取り囲むようにアッパーバック１１に筋状に配設されていてもよい。これにより、アッパーバック１１の前後方向の曲げ剛性が高められるので、共振周波数が高められ、前後方向のスピーカ同相の共振モードが抑制されると共に、第１の補強部材１４でスピーカ１２の後方まで補強することにより、前後方向のスピーカ逆相の共振モードも抑制される。従って、異音（ビビリ音）の発生やスピーカ音質の劣化が抑止される。

さらに、アッパーバック１２の前後方向のスピーカ逆相の共振モードに対して、この共振モードの腹位置に、アッパーバック１２に折れ曲がりが発生する契機となる第一の折れきっかけ部１５が設けられている。この第一の折れきっかけ部１５は、図１に示すようにスピーカ１２の前後方向に関してスピーカ後側で横方向に延びるように設けられている。例えば、第一の折れきっかけ部１５はアッパーバック１２に筋状の溝として形成されている。これにより、前後方向のスピーカ逆相の共振モードに対して、この第一の折れきっかけ部１５が、図４に示すように折れ１５ａを生ずることにより、この共振モードが抑制され、低周波こもり音の発生が低減される。

次に、アッパーバック１２の車幅方向のスピーカ逆相の共振モードに対しては、この共振モードの腹位置に、アッパーバック１２に折れ曲がりが発生する契機となる第二の折れきっかけ部１６が設けられている。この第二の折れきっかけ部１６は、図１及び図５（Ａ）に示すように、スピーカ１２の車幅方向に関してスピーカ１２の両側の位置で前後方向に延びるように設けられている。例えば、第二の折れきっかけ部１６はアッパーバック１２に筋状の溝として形成されている。これにより、左右方向のスピーカ逆相の共振モードに対して、この第二の折れきっかけ部１６が、図５（Ｂ）に示すように、折れ１６ａを生ずることにより、この共振モードが抑制され、高周波こもり音の発生が低減される。

さらに、アッパーバック１１の前後方向のスピーカ同相の共振モードに対して、第２の補強部材１７が設けられている。この第２の補強部材１７は、アッパーバック１２の車幅方向のスピーカ逆相の共振モードに影響しないように、アッパーバック１２の車幅方向のスピーカ逆相の共振モードの節位置に設けられている。この第２の補強部材１７としてのリインフォースメントは、図１及び図６に示すように、スピーカ１２の車幅方向に関してスピーカ１２の両側の位置で、第二の折れきっかけ部１６の外側で前後方向に延びるように設けられている。これにより、アッパーバック１１の前後方向のスピーカ同相の共振モードに対して、このリインフォースメント１７が前後方向の曲げ剛性を補強する。

本発明の実施形態による自動車のアッパーバック構造１０は、以上のように構成されており、アッパーバック１１が自動車の車室後方に取り付けられた状態にて、スピーカ１２が駆動し、音声，音楽等の音を発生すると、スピーカ１２の振動がアッパーバック１１に伝達され、アッパーバック１１がその固有の共振周波数で共振しようとする。このとき、アッパーバック１１の前後方向に関して、スピーカ同相及びスピーカ逆相の共振モードと左右方向に関して、スピーカ同相及びスピーカ逆相の共振モードが発生する。

ここで、前後方向のスピーカ同相及びスピーカ逆相の共振モードは、第１の補強部材１４及び第一の折れきっかけ部１５そして第２の補強部材１７により抑制される。また、車幅方向のスピーカ逆相の共振モードは、マスダンパー１３及び第二の折れきっかけ部１６により抑制されるので、低周波から高周波までのアッパーバックの共振が抑制される。

これにより、アッパーバック１１の共振による異音（ビビリ音）の発生，スピーカ音質の劣化が排除されると共に、低周波から高周波までのこもり音が低減され、スピーカの音響特性が向上する。

図７及び図８は、上述した自動車のアッパーバック構造１０におけるスピーカ駆動時のシミュレーションにおける共振周波数特性を示すグラフであり、実線は上記アッパーバック構造１０の共振周波数特性、点線は従来のアッパーバック構造の共振周波数特性を示している。図７には、低周波の共振周波数特性が示されており、特に７０Ｈｚ付近にて、音圧レベルが約５ｄＢ改善していることが分かる。また、図８には、高周波の共振周波数特性が示されており、特に１００Ｈｚ付近及び１７０Ｈｚ付近にて、音圧レベルがそれぞれ約６ｄＢ以上改善していることが分かる。

本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施をすることができる。例えば、本発明は、アッパーバックの中央領域に複数個のスピーカが取り付けられている場合にも適用できることは明白である。第一の折れきっかけ部及び第二の折れきっかけ部は、切り込みや点線などのティアラインとして形成されていてもよい。

本発明による自動車のスピーカ付きアッパーバック構造の一実施形態の構成を示す概略斜視図である。 図１のアッパーバック構造におけるマスダンパーの配置を示す左右方向の概略断面図である。 図１のアッパーバック構造における第１の補強部材の配置を示す前後方向の概略断面図である。 図１のアッパーバック構造における第一の折れきっかけ部の配置を示す前後方向の概略断面図である。 （Ａ）は図１のアッパーバック構造における第二の折れきっかけ部の配置を、（Ｂ）は共振による変形を、それぞれ示す左右方向の概略断面図である。 図１のアッパーバック構造における第２の補強部材の配置を示す左右方向の概略断面図である。 図１のアッパーバック構造における低周波の共振周波数特性を示すグラフである。 図１のアッパーバック構造における高周波の共振周波数特性を示すグラフである。 従来のアッパーバック構造の一例の構成を示す概略斜視図である。 図９のアッパーバック構造において、（Ａ）は前後方向のスピーカ同相を、（Ｂ）はスピーカ逆相の共振モードをそれぞれ示す前後方向の概略断面図である。 図９のアッパーバック構造にいて、（Ａ）は左右方向のスピーカ同相を、（Ｂ）はスピーカ逆相の共振モードをそれぞれ示す左右方向の概略断面図である。

符号の説明

１０ スピーカ付きアッパーバック構造
１１ アッパーバック
１２ スピーカ
１３ マスダンパー
１４ ビード
１５ 第一の折れきっかけ部
１６ 第二の折れきっかけ部
１７ リインフォースメント

Claims (3)

1. 自動車のリヤシート後側で水平に保持されたアッパーバックと、このアッパーバックに設けたスピーカ取付孔に上向きで取り付けたスピーカとを備えた、自動車のスピーカ付きアッパーバック構造において、
   上記アッパーバックの車幅方向におけるスピーカ逆相の共振モードに対して、該共振モードの腹位置にマスダンパーが設けられ、
   上記アッパーバックの前後方向におけるスピーカ同相の共振モードに対して、スピーカの周囲に第１の補強部材が設けられ、
   上記アッパーバックの前後方向におけるスピーカ逆相の共振モードに対して、該共振モードの腹位置に第一の折れきっかけ部が設けられ、
   上記アッパーバックの車幅方向におけるスピーカ逆相の共振モードに対して、該共振モードの腹位置に第二の折れきっかけ部が設けられ、
   上記アッパーバックの前後方向におけるスピーカ同相の共振モードに対して、上記アッパーバックの車幅方向におけるスピーカ逆相の共振モードの節位置に第２の補強部材が設けられていることを特徴とする、自動車のスピーカ付きアッパーバック構造。
2. 前記第一の折れきっかけ部及び第二の折れきっかけ部が、前記アッパーバックに形成された溝であることを特徴とする、請求項１に記載の自動車のスピーカ付きアッパーバック構造。
3. 前記第１の補強部材がビードであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の自動車のスピーカ付きアッパーバック構造。

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