JP2008160651A - 分割振動発生方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【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。
【選択図】図１

Description

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。

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。

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。

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。

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。

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。
特開２００３−１２５４７５号公報 特開２００５−１９８３４２号公報 特許第３２００９３７号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

《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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

《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。

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。

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。

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。

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。

《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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。 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。 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。 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（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（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（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。 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

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

Claims (10)

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。

Images