喇叭的音源装置的制作方法

本发明涉及装载于车辆的喇叭的音源装置。

背景技术：

车辆上装载有使振动板通过可动铁芯振动，将振动板发出的声音通过共鸣管向外部输出的喇叭。因共鸣管为旋涡形状，故存在当水等异物侵入并积存于共鸣管内时无法除去的问题。因此，专利文献1公开了在共鸣管的声波出口开口部安装异物侵入防止构件，防止从车辆前方飞来的异物侵入共鸣管内的车辆用电喇叭。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开2011-76018号公报。

技术实现要素：

发明要解决的问题：

然而，当喇叭输出的声音是和弦时，对搭乘者而言愉快的声音被输出，被认为增加了驾驶的乐趣。作为实现和弦的输出的手法，例如考虑设置多个输出不同频率的声音的喇叭的手法。

但是，该手法因有多个喇叭，故存在成本以及重量增大的问题。又，因车辆的喇叭设置空间有限，故设置多个喇叭并非优选。

又，专利文献1为防止异物的侵入的发明，因此无法利用一个喇叭输出和弦。

本发明的目的在于提供一种由一个振动板输出和弦的喇叭的音源装置。

解决问题的手段：

根据本发明一形态的音源装置为装载于车辆的喇叭的音源装置；

具备：

振动板；

与所述振动板通过支点连接的可动铁芯；以及

被输入驱动信号而驱动所述可动铁芯的线圈；该驱动信号包括与所述振动板共振的第一频率的第一信号成分和与所述可动铁芯共振且与所述第一频率拥有和弦的关系的第二频率的第二信号成分；

所述支点设置于从振动板的中心偏离的位置；

所述可动铁芯以相比于所述支点，重心向所述支点的偏心方向偏离的形式构成。

根据本形态，振动板以第一频率共振，输出第一声音。又，可动铁芯以第二频率共振，以重心以支点为中心摇动的形式振动。在此，因支点从振动板的中心偏离，故在振动板上，相对于支点的、偏心方向侧的区域（第一区域）的振幅比相对于支点的、与偏心方向相反侧的区域（第二区域）的振幅大。其结果为，在振动板上，第一区域与第二区域的第二频率的振动非对称且无法抵消，第二声音被输出。

但是，仅以此，由于第一区域的面积较小，是无法得到具有充分声压的第二声音的。因此，本形态中，使可动铁芯的重心与偏心方向错开。由此，摇动时可动铁芯能使第二区域拉伸力增大，第二区域的第二频率的振动的振幅增大，输出具有充分声压的第二声音。此外，第一频率与第二频率为和弦的关系。因此，从一个喇叭输出包含第一、第二声音的和弦。

上述形态中，也可以是，所述可动铁芯配置为相对于所述振动板的正交方向倾斜。

根据本形态，可动铁芯在斜方向上倾斜，所以振动板上，由可动铁芯在纵成分的振动中加入横成分的振动。因此，能使第二声音的声压更高。

上述形态中，也可以是，所述可动铁芯具备：

比所述重心配置于更靠近所述振动板侧，在所述支点上支持所述可动铁芯的支持部；

以及与在所述支点相反侧的所述支持部的端部连接，相对于所述支持部的中心轴，中心轴向所述偏心方向偏离配置的主体部。

根据本形态，相对于支持部的中心轴，错开中心轴配置主体部，由此可动铁芯的重心从支点向偏心方向错开。

上述形态中，也可以是，所述支点与所述重心的长度设定为能得到目标的所述第二频率的长度。

根据本形态，支点与可动铁芯的长度设定为能得到目标的第二频率的长度，因此能从振动板输出拥有成为目标的第二频率的第二声音。

发明效果：

根据本发明，能从一个喇叭输出和弦。

附图说明

图1是具有本发明实施形态的音源装置的喇叭的内部结构图；

图2是图1所示音源装置的外观结构图；

图3是图2所示音源装置的内部结构图；

图4是在图3的内部结构图上示出绕线筒的剖面的图；

图5是比较本实施形态的音源装置与比较例的音源装置的图；

图6是示出可动铁芯的重心与支点的长度和共振的关系的图；

图7是说明使支点从振动板的中心偏离时的作用的图；

图8是示出与可动铁芯的形状相应的声压分布的图；

图9是特写示出图8的区段（a）所示可动铁芯的图；

图10是特写示出图8的区段（b）所示可动铁芯的图；

图11是比较根据可动铁芯的倾斜方向的不同的第二振动的声压分布的图。

具体实施方式

图1是具有本发明实施形态的音源装置10的喇叭1的内部结构图。图2是图1所示音源装置10的外观结构图。图3是图2所示音源装置10的内部结构图。图4是在图3的内部结构图上示出绕线筒的剖面的图。以下，适当参照图1~图4说明喇叭1。图1~图4中，面对纸面，将上侧方向称为上方，下侧方向称为下方，总称上方以及下方的方向称为上下方向。又，面对纸面，将左侧方向称为左方，右侧方向称为右方，总称左方以及右方的方向称为左右方向。此外，将与上下方向以及左右方向正交的方向称为前后方向，前后方向上面向眼前的方向称为前方，面向里侧的方向称为后方。

如图1所示，喇叭1具备发出声音的音源装置10和设置于音源装置10的上方、与音源装置10输出的声音共鸣的共鸣管20。

音源装置10具备：振动板11，与振动板11通过支点区域1211连接的可动铁芯12，设置于可动铁芯12的下方的固定铁芯13，构成线圈的绕线筒14以及绕组15，容纳可动铁芯12、固定铁芯13、绕线筒14以及绕组15的容器16，将振动板11的外缘安装于容器16的外缘的外框17，覆盖绕线筒14的上方以及侧方的线圈容器18以及安装于容器16的底面的下方的支架30。

参照图2，振动板11例如由具有可挠性的圆盘状的金属构成，因可动铁芯12的振动而振动，输出声音。振动板11载置于在容器16的最上方设置的圆形的边缘之上，由外框17铆接，以此固定于容器16。参照图1，振动板11设置有围绕支持部121的固定的区域朝向下方并圆锥状倾斜的斜坡11a，使之易于振动。

可动铁芯12由磁性体构成，具备通过支点区域1211与振动板11连接的支持部121和设置于支持部121的下侧的主体部122。

支持部121为圆柱状，从上下方向的两侧夹持支点区域1211。支持部121设置于支点区域1211的中心（以下记述为“支点121a”。）比振动板11的中心o更向右方偏离的位置。在此，将支点121a偏离的方向（此处为右方）记述为偏心方向d1。

主体部122从整体来看，是比支持部121更长的圆柱状，中心轴c2的上方的端部相对于支持部121的中心轴c1向偏心方向d1偏离。另，中心轴c1为上下方向，即朝向与振动板11正交的方向且通过支点121a。图1的示例中，中心轴c2相对于上下方向而向左斜下方倾斜。由此，可动铁芯12的重心g相比于支点121a向偏心方向d1错开。具体而言，主体部122具备以中心轴c2为长度方向的圆柱状的圆柱部1222和设置于圆柱部1222的上方、向支持部121弯曲的弯曲部1221。

图1的示例中，重心g相比于支点121a向偏心方向d1错开，所以弯曲部1221向偏心方向d1突出。因此，弯曲部1221的上表面1221u露出。

固定铁芯13具备台座部132、从台座部132的上表面的中心向中心轴c2的方向突出的凸部131和从台座部132的下表面向下方突出的嵌合部133。参照图4，台座部132具有与中心轴c2正交的上表面132a，载置绕线筒14。凸部131侵入沿着绕线筒14的中心轴设置的孔141内，嵌入绕线筒14。参照图1，嵌合部133嵌入设置于容器16的底面的孔。由此，固定铁芯13在容器16的内部固定。

绕线筒14由卷回绕组15的鼓状的构件构成。参照图3，可动铁芯12从上方对着孔141插入绕线筒14。孔141的直径稍微比可动铁芯12的圆柱部1222的直径大。由此，可动铁芯12不仅沿着中心轴c2振动，还能以支点121a为中心摇动。参照图4，可动铁芯12的圆柱部1222的下表面与凸部131的上表面抵接。绕组15与图略的信号生成装置连接，输入包含与振动板11共振的第一频率的第一信号成分和与可动铁芯12共振的第二频率的第二信号成分的驱动信号。

参照图1，线圈容器18以覆盖绕线筒14的上方以及绕组15的外周面的形式设置于台座部132的上侧。线圈容器18的上表面的中央形成用于将可动铁芯12插入绕线筒14的孔。又，在线圈容器18的孔的内周安装有使与可动铁芯12的空间闭塞、支持可动铁芯12的衬垫181。

参照图2，容器16具备圆盘状的上部161和设置于上部161的下方的下部162。上部161具有与振动板11呈同心圆状的剖面。下部162具有与支点121a呈同心圆状的剖面，为相比于上部161，上下方向的长度更长的圆柱形状。

支架30为从下部162的下表面向右方延伸的长条形状，右端设置有用于将喇叭1安装于车辆的内部的孔。

参照图1，共鸣管20具备在振动板11的中心o的上侧具有开口部的主共鸣管和从主共鸣管分岔的分岔共鸣管。主共鸣管以及分岔共鸣管为旋涡状。向主共鸣管输入包含第一声音和第二声音的和弦。主共鸣管与第一声音以及第二声音中的任一方的声音共鸣，从开口部21输出一方的声音。分岔共鸣管与第一声音以及第二声音中的任另一方的声音共鸣，从开口部22输出另一方的声音。

简单说明图1所示音源装置10的动作。来自图略的信号生成装置的驱动信号施加于绕组15时，可动铁芯12接收来自绕组15的电磁力并被驱动。在此，驱动信号所包含的第一信号成分具有与振动板11共振的第一频率，因而振动板11通过可动铁芯12在上下方向上振动，以第一频率为基本频率产生第一声音。又，驱动信号所包含的第二信号成分具有与可动铁芯12共振的第二频率，因而可动铁芯12以支点121a为中心摇动。由此，振动板11以第二频率为基本频率产生第二声音。

作为第一频率和第二频率，可以采用不完全协和音程，也可以采用完全协和音程。在此，作为第一、第二声音采用了具有频率比为1.25的关系的不完全协和音程，但不限于此。

图5是比较本实施形态的音源装置10与比较例的音源装置10j的图。图5的坐标图中，特性g51示出音源装置10的频率特性，特性g52示出比较例的音源装置10j的频率特性。另，图5的坐标图中，纵轴表示声压，横轴表示频率。

音源装置10j的可动铁芯12j安装于振动板11j的中心。因此，特性g52仅具有在500hz附近观测到的一个共振频率。另一方面，音源装置10的可动铁芯12从振动板11的中心o偏离并安装于振动板11，而且，可动铁芯12的重心g向偏心方向d1偏离。因此，特性g51具有在500hz附近观测到的、振动板11的共振带来的共振频率和在400hz附近观测到的、可动铁芯12的共振带来的共振频率。由此，振动板11产生除具有振动板11的共振带来的第一声音（b声音）之外，还具有可动铁芯12的共振带来的第二声音（a声音）的和弦。

图6是示出可动铁芯12的重心g与支点121a的长度l和共振的关系的图。第一行所示的区段（a）示出长度l为l1的情况，第二行所示的区段（b）示出长度l为0的情况，第三行所示的区段（c）示出长度l为2・l1的情况。又，区段（a）~区段（c）中，中央所示的圆示出振动板11上产生的振动的声压分布611、612、621、622、631、632，随着从同心圆的中心远离而声压变低。声压分布611、621、631示出因振动板11的共振而在振动板11上产生的振动（以下称为“第一振动”）的声压分布，声压分布612、622、632示出因可动铁芯12的共振而在振动板11上产生的振动（以下称为“第二振动”）的声压分布。

方框651是示出可动铁芯12的摇动运动的图。方框651的示例中，中央的图示出可动铁芯12朝向上下方向的状态s1（中立状态），左侧的图示出可动铁芯12在最右方摇动的状态s2，右侧的图示出可动铁芯12在最左方摇动的状态s3。如状态s1~s3所示可知，可动铁芯12因共振而左右对称地摇动。

详细而言，振动板11随着从状态s1转向状态s2，比支点121a更左侧的区域向下方的挠曲增大且比支点121a更右侧的区域向上方的挠曲增大。又，随着从状态s1转向状态s3，振动板11的支点121a左侧的区域向上方的挠曲增大且支点121a右侧的区域向下方的挠曲增大。由此，如声压分布612、632所示，第二振动具有相对于通过支点121a的前后方向的线l6对称地拥有两个高峰的声压分布。

可动铁芯12以支点121a为中心在左右方向上摇动，因此能将可动铁芯12的摇动运动考虑为以支点121a为中心的重心g的钟摆的摇动运动。其由图6的左列所示的三个图示出。

区段（a）的示例中，长度l=l1的钟摆的摇动运动带来的第二振动的共振频率如声压分布612所示，为255hz。另一方面，区段（c）的示例中，因长度为区段（a）的两倍，所以第二振动的共振频率如声压分布632所示，为区段（a）的1/2的共振频率（=128hz）。又，区段（b）的示例中，因重心g与支点121a一致，可动铁芯12未摇动，所以如声压分布622所示，未产生第二振动。

如此，可动铁芯12的摇动运动可考虑为重心g的钟摆的摇动运动，因此可知长度l变长时，摇动运动带来的产生于振动板11的第二振动的共振频率变低。

另一方面，因第一振动来自振动板11的共振，不依存于可动铁芯12的摇动运动，所以区段（a）~（c）也得到与227hz相同的共振频率。

如此，将重心g设置于支点121a的下方，以此能使第二振动产生于振动板11。但是，若将重心g设置于支点121a的正下方，则如状态s2、s3所示，第二振动会以支点121a为中心点对称地产生振幅。因此，如模式图640所示，第二振动正振幅与负振幅抵消，第二振动带来的声音，即第二声音并未由振动板11产生。

因此，音源装置10如图7所示，使支点121a从振动板11的中心o向偏心方向d1偏离。图7是说明使支点121a从振动板11的中心o偏离时的作用的图。区段（a）示出使支点121a从振动板11的中心o偏离时的第二振动的情况。区段（a）的示例中，支点121a从中心o向偏心方向d1（此处为左方）错开。这种情况下，第二振动的振幅如模式图730以及声压分布711所示，相对于支点121a，左侧的一方比右侧大而形成非对称，因此未抵消第二振动，从振动板11产生第二声音。但是，由于第二声音的声压由振动面积×振幅决定，所以仅以支点121a左侧的小区域，振动板11无法大幅振动，无法得到有充分声压的第二声音。

因此，音源装置10将可动铁芯12的重心g向偏心方向d1侧错开。图7的区段（b）是示出可动铁芯12的重心g的偏离样本m1、m2、m3与声压分布721、722、723的关系的图。偏离样本m1是相对于支点121a，使重心g向偏心方向d1错开的样本，是本实施形态的结构。偏离样本m2是将重心g配置于支点121a的正下方的样本，与区段（a）为同一样本。偏离样本m3是相对于支点121a，使重心g向与偏心方向d1相反的方向错开的样本。

偏离样本m2的声压分布722与区段（a）的声压分布711相同。偏离样本m3中，如声压分布721所示，在通过支点121a的前后方向的线l7左侧的区域，振动板11与偏离样本m2同样大幅振动，而在线l7右侧的区域，振动板11的振动比偏离样本m2小。从而，偏离样本m2、m3无法得到具有充分声压的第二声音。

对此，偏离样本m1中，重心g向偏心方向d1侧错开，因此可动铁芯12摇动时，振动板11在线l7右侧的区域因可动铁芯12而被大幅拉伸。由此，线l7右侧的区域中，振动板11的振动比偏离样本m2大。由此，偏离样本m1得到有充分声压的第二声音。

图8是示出与可动铁芯12的形状相应的声压分布的图。区段（a）、（b）均是重心g向偏心方向d1错开，但可动铁芯12的形状不同。区段（a）中，可动铁芯12的形状与图1~图4所示形状几乎相同，而区段（b）与图1~图4所示形状不同。又，图7中，可动铁芯12在中立状态下，长度方向朝向振动板11的正交方向，而图8的区段（a）、（b）均是可动铁芯12在中立状态下，长度方向相对于振动板11的正交方向倾斜。

图9是特写示出图8的区段（a）所示可动铁芯12的图。图10是特写示出图8的区段（b）所示可动铁芯12的图。以下，将图9所示可动铁芯12作为第一例的可动铁芯12，将图10所示可动铁芯12作为第二例的可动铁芯12进行说明。

第一例的可动铁芯12在图1~图4中与上述可动铁芯12同样，相对于支持部121的中心轴c1使主体部122的中心轴c2的支持部121侧的端部向偏心方向d1错开，以此使重心g相对于支点121a向偏心方向d1错开。但是，图9所示可动铁芯12的弯曲部1221的支点121a侧的面朝向与中心轴c2平行的方向，而与此相对，图1所示可动铁芯12的弯曲部1221的支点121a侧的面朝向上下方向，在这一点上稍许不同。除此之外，图9所示可动铁芯12与图1所示可动铁芯12没有本质上的不同，故省略详细说明。

第二例的可动铁芯12使主体部122的中心轴c2向偏心方向d1侧倾斜，以此使重心g向偏心方向d1错开。详细地，可动铁芯12为圆柱状，中心轴c1朝向上下方向，具备通过支点121a的支持部121，这几点与第一例相同。

又，第二例的可动铁芯12的中心轴c2在支点121a与中心轴c1交叉，且具备向偏心方向d1侧倾斜的大致圆柱状的主体部122。由此，第二例的可动铁芯12的重心g位于支点121a的下方的中心轴c2上，相对于支点121a向偏心方向d1侧偏离。更详细地，主体部122具备设置于支持部121侧的上圆柱部1221a和设置于上圆柱部1221a的下方的下圆柱部1222a。

在此，由于上圆柱部1221a比下圆柱部1222a直径更大，所以比下圆柱部1222a更重。由此防止重心g的位置过于位于下方。

如图8的第一行所示，得知第一、第二例的可动铁芯12在线l7右侧的广阔区域观测到大幅的第二振动（此处为400hz），并观测到几乎相同的声压分布。又，如图8的第二行所示，得知第一、第二例的可动铁芯12以中心o为中心在广阔区域观测到第一振动（此处为500hz），并观测到几乎相同的声压分布。

比较图8的区段（a）、（b）可知，即便可动铁芯12的形状不同，若重心g比支点121a更向偏心方向d1偏离，则能得到较高声压的第一、第二振动，产生第一声音、第二声音。

图11是根据可动铁芯12的倾斜方向的不同比较第二振动的声压分布的图。区段（a）示出使可动铁芯12向偏心方向d1侧倾斜的情况，区段（b）示出使可动铁芯12向与偏心方向d1相反侧倾斜的情况。以下，将区段（a）的倾斜样本称为第一倾斜样本，区段（b）的倾斜样本称为第二倾斜样本。另，图11中，第二行示出两倾斜样本的中立状态，第三行示出两倾斜样本在左的最大摇动状态。又，第一、第二倾斜样本均通过采用上述第一例的可动铁芯12而使重心g向偏心方向d1错开。

比较区段（a）、（b）的声压分布1101、1102可知，第一倾斜样本的线l7右侧的区域的声压稍微比第二倾斜样本高，而线l7左侧的区域的声压稍微比第二倾斜样本低。产生这样的差的原因被认为是，第一、第二倾斜样本中重心g相对于支点121a向偏心方向d1的偏离量的不同。无论如何，得知两倾斜样本均是从总计来看得到了具有充分声压的第二振动。

但是，如区段（a）所示，第一倾斜样本中，可动铁芯12向偏心方向d1侧偏离，因而固定铁芯13以及绕组15等驱动构件可能从振动板11的左端超出。另一方面，如区段（b）所示，第二倾斜样本中，可动铁芯12向与偏心方向d1相反侧偏离，因而固定铁芯13以及绕组15等驱动构件能向振动板11的中心o侧集中。因此，第二倾斜样本拥有能将音源装置10紧凑地集中起来的优点。

如第一、第二倾斜样本所示，使可动铁芯12倾斜的情况下，施加于振动板11的左右方向的力的成分与使可动铁芯12朝向上下方向的情况下的相比更大。因此，能使寄与第二振动的力增大，产生更大的第二声音。

根据以上说明的音源装置10，振动板11以第一频率共振，输出第一声音。又，支点121a从振动板11的中心o偏离，且可动铁芯12的重心g相比于支点121a向偏心方向d1偏离。因此，能使可动铁芯12以第二频率摇动，从振动板11输出具有充分声压的第二声音。此外，第一频率与第二频率拥有和弦的关系。因此，音源装置10能输出包含第一、第二声音的和弦。

＜补充＞

（1）图1的示例中，可动铁芯12倾斜，但未必一定需要可动铁芯12倾斜。例如，也可以如图7的偏离样本m1所示，可动铁芯12在中立时朝向上下方向。该结构也如图7的声压分布723说明的那样，能得到具有充分声压的第二振动。

（2）振动板11的直径设计为与目标的第一频率共振的长度即可。又，可动铁芯12以支点121a以及重心g间的长度l为与目标的第二频率共振的长度的形式设计全长以及形状即可。

符号说明：

c1　中心轴；

c2　中心轴；

d1　偏心方向；

g　　重心；

o　中心；

1　喇叭；

10　音源装置；

11　振动板；

12　可动铁芯；

13　固定铁芯；

14　绕线筒；

15　绕组；

16　容器；

17　外框；

18　线圈容器；

20　共鸣管；

30　支架；

121　支持部；

121a　支点；

122　主体部；

1211　支点区域；

1221　弯曲部；

1221a　上圆柱部；

1222　圆柱部；

1222a　下圆柱部。