JP2024149923A - 音響制御部材及び音響制御部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スピーカからの放音における音質を更に向上させることが可能な音響制御部材及び当該音響制御部材の製造方法を提供する。【解決手段】スピーカの背面側に且つ当該背面から間隔を空けて配置される音響制御マットＳであって、スピーカからの放音に起因してアウターパネルに発生する振動を抑制する制振層２と、制振層２のスピーカ側の面に積層され且つ吸音材料を含む吸音層１と、を備え、吸音層１のスピーカ側の面に、スピーカ側から見て凹形状の凹領域１Ｂと、スピーカ側から見て凸形状の凸領域１Ａと、が形成されており、凹領域１Ｂにおける吸音材料の密度と、凸領域１Ａにおける吸音材料の密度と、が異なっている。【選択図】図３

Description

本願は、音響制御部材及び音響制御部材の製造方法の技術分野に属する。より詳細には、スピーカの背面側に且つ当該背面から間隔を空けて配置される音響制御部材及び当該音響制御部材の製造方法の技術分野に属する。
背景技術

従来、車両に搭載されるスピーカに対する音質の向上が求められている。この要望に関連する従来技術の一例として、下記特許文献１に記載された技術がある。この特許文献１に記載されている技術では、スピーカからの放音に起因した振動を抑制する制振部材の製造方法として、ウレタン材料の表面にポリウレタン膜を被膜形成する構成とされている。

特開平４－２３２７３５号公報

しかしながら、スピーカ自体における近年の性能の向上を鑑みたとき、これを車両等の狭い空間に配置するに当たっては、当該空間の形状や大きさに起因した音質の低下を防止することで、聴感上の音質の更なる向上が求められている。

そこで本願は、上記の要請に鑑みて為されたもので、その課題の一例は、車内におけるスピーカの音質の低下を防止することが可能な音響制御部材及び当該音響制御部材の製造方法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、スピーカの背面側に且つ当該背面から間隔を空けて配置される音響制御部材において、前記スピーカからの放音に起因して、前記音響制御部材が取り付けられる被取付部材に発生する振動を抑制する制振層と、当該制振層の前記スピーカ側の面に積層され且つ吸音材料を含む吸音層と、を備え、前記吸音層の前記スピーカ側の面に、当該スピーカ側から見て凹形状の凹領域と、当該スピーカ側から見て凸形状の凸領域と、が形成されており、当該凹領域における前記吸音材料の密度と、当該凸領域における前記吸音材料の密度と、が異なっており、前記凹領域と前記凸領域との間に位置する斜面部の表層部における前記吸音材料の密度が、当該斜面部の内部における前記吸音材料の密度より高くなっているように構成される。

上記の課題を解決するために、請求項７に記載の発明は、スピーカの背面側に且つ当該背面に対して間隔を空けて配置される音響制御部材を製造する音響制御部材の製造方法において、吸音材料を含む基材に対して加熱プレス加工を施し、表面に凹領域と凸領域とを有する吸音層を形成する吸音層形成工程と、前記凸領域及び前記凹領域が形成された前記吸音層の前記表面と反対の表面に、弾性部材を含む制振層であって前記スピーカからの放音により前記音響制御部材が取り付けられる被取付部材に発生する振動を抑制する制振層を形成する制振層形成工程と、前記凸領域及び前記凹領域が形成された前記吸音層の前記表面に表面層を形成する表面層形成工程と、を含み、前記凹領域における前記吸音材料の密度と、当該凸領域における前記吸音材料の密度と、が異なっており、前記凹領域と前記凸領域との間に位置する斜面部の表層部における前記吸音材料の密度が、当該斜面部の内部における前記吸音材料の密度より高くなっており、前記表面層が形成されている前記音響制御部材の側が前記スピーカ側に配置されるように構成される。

実施形態の音響制御部材の構成を示す拡大部分正面図である。 実施例の音響制御マットの使用状態を示す側視概念図である。 実施例の音響制御マットの構造を示す平面図等であり、（ａ）は当該平面図であり、（ｂ）は当該構造を示す正面図である。 実施例の音響制御マットの構造を示す、図３（ａ）のＡ－Ａ’部断面図である。 実施例の音響制御マットの構造を示す拡大部分正面図等であり、（ａ）は図３（ｂ）におけるα部の拡大部分正面図であり、（ｂ）は当該音響制御マットの構造を示す外観斜視図であり、（ｃ）は当該音響制御マットの構造による効果の一例を示す拡大部分正面図である。 実施例の音響制御マットの製造工程等を示す図であり、（ａ）は当該製造工程を示すフローチャートであり、（ｂ）は当該音響制御マットの製造装置の構成を示す側視概念図である。 第１変形例の音響制御マットの構造を示す平面図等であり、（ａ）は当該平面図であり、（ｂ）は当該構造を示す正面図である。 第２変形例の音響制御マットの構造を示す平面図等であり、（ａ）は当該平面図であり、（ｂ）は当該構造を示す正面図である。 第３変形例の音響制御マットの構造を示す平面図等であり、（ａ）は当該平面図であり、（ｂ）は当該構造を示す正面図である。 第４変形例の音響制御マットの構造を示す平面図等であり、（ａ）は当該平面図であり、（ｂ）は当該構造を示す正面図である。

次に、本願を実施するための形態について、図１を用いて説明する。なお図１は、実施形態の音響制御部材の構成を示す拡大部分正面図である。

図１に示すように、実施形態に係る音響制御部材Ｓは、スピーカの背面側に且つ当該背面から間隔を空けて配置される音響制御部材であり、制振層２と、吸音層１と、を備える。なお図１において、実施形態の音響制御部材Ｓからみたスピーカの方向は、白抜き矢印で示されている。

以上の実施形態の音響制御部材Ｓにおいて、制振層２は、スピーカからの放音に起因して、音響制御部材Ｓが取り付けられる被取付部材に発生する振動を抑制する。

一方、吸音層１は、制振層２のスピーカ側の面に積層され且つ吸音材料を含む。

そして、吸音層１のスピーカ側の面に、当該スピーカ側から見て凹形状の凹領域１Ｂと、当該スピーカ側から見て凸形状の凸領域１Ａと、が形成されており、当該凹領域１Ｂにおける吸音材料の密度である凹領域密度と、当該凸領域１Ａにおける吸音材料の密度である凸領域密度と、が異なっており、凹領域１Ｂと凸領域１Ａとの間に位置する斜面部の表層部における吸音材料の密度が、当該斜面部の内部における吸音材料の密度より高くなっている。

以上説明したように、実施形態の音響制御部材Ｓの構成によれば、制振層２と、吸音層１と、を備え、吸音層１のスピーカ側の面に凹領域１Ｂと凸領域１Ａとが形成されており、凹領域１Ｂと凸領域１Ａとで吸音材料の密度が異なっているので、当該密度の違いによる吸音効果の違いにより音響制御部材Ｓ全体としての吸音効果の向上が可能となり、スピーカが設置されている環境内の音質劣化要因が取り除かれる（即ち、音質の低下が防止される）ことで、スピーカからの放音を聴取する際の音質の向上が図られる。

次に、上述した実施形態に対応する具体的な実施例について、図２乃至図６を用いて説明する。なお以下に説明する実施例は、例えば車両のドアの内部に取り付けられる音響制御マットであって、車内に取り付けられるスピーカの音質劣化の原因となる事象（例えば、当該スピーカが取り付けられるドアの不要な共振）の影響を抑制するためにドアの内部に取り付けられる音響制御マットに対して本願を適用した場合の実施例である。

また、図２は実施例の音響制御マットの使用状態を示す側視概念図であり、図３は当該音響制御マットの構造を示す平面図等であり、図４は当該音響制御マットの構造を示す、図３（ａ）のＡ－Ａ’部断面図である。更に、図５は当該音響制御マットの構造を示す拡大部分正面図等であり、図６は当該音響制御マットの製造工程等を示す図である。このとき図２乃至図５では、図１に示した実施形態の音響制御部材Ｓにおける各構成部材に対応する実施例の構成部材それぞれについて、当該音響制御部材Ｓにおける各構成部材と同一の部材番号を用いている。

初めに、実施例の音響制御マットＳの具体的な構造等について説明する前に、当該音響制御マットＳの使用状態について、図２を用いて説明する。図２に示すように、実施例の音響制御マットＳは、例えば車両用のドアＤのインナーパネルＩＰに車室内に向けて取り付けられるスピーカＳＰの背面側に且つ当該背面から間隔を空けてドアＤのアウターパネルＯＰの内側に例えば貼り付けられて配置される。実施例の音響制御部材Ｓは、スピーカＳとの上記位置関係において、図２に示すように、（ｉ）スピーカＳの放音により上記背面に放出される音波の吸音機能、（ii）当該音波の反射／拡散機能、及び（iii）当該音波によりアウターパネルＯＰに発生する不要な振動の抑制機能、の三つの機能を有している。

そして、上記の各機能を実現すべく、実施例の音響制御マットＳは、図３乃至図５に示すように、制振層２と、音響制御マットＳにおいて制振層２のスピーカＳＰ側の面に積層され且つ吸音材料を含む吸音層１と、当該吸音層１のスピーカＳＰ側の面に積層された表面層３と、を備えている。

この構成において、制振層２は、上記（iii）の機能を担うと共に、音響制御マットＳをアウターパネルＯＰの内側に固定する機能を担う。このような制振層２として具体的には、例えば、弾性材料としてのゴム系のシート材の他、金属（具体的には、アルミニウム、銅又は鉛等）系のシート材、高密度の樹脂材、又はブチル系材料のシート材等が用いられる。また、吸音層１と反対の側の制振層２の面が例えば接着テープ等を用いてアウターパネルＯＰの内側に固定されることで、音響制御マットＳが当該アウターパネルＯＰに固定される。

次に吸音層１は、上記（ｉ）の機能を担う。このため、当該吸音層１のスピーカＳＰ側の面には、いわゆる「くさび形状」として、当該スピーカ側から見て凹形状の凹領域１Ｂと、当該スピーカ側から見て凸形状の凸領域１Ａと、がそれぞれ複数形成されている。そして、各凹領域１Ｂ及び各凸領域１Ａのそれぞれにおいて、凹領域１Ｂにおける吸音材料の密度と、凸領域１Ａにおける吸音材料の密度と、が異ならされている。ここで、上記吸音材料の「密度」とは、凹領域１Ｂにおける吸音材料と、凸領域１Ａにおける吸音材料とで同じ体積の材料片（例えば一辺５ミリメートルの立方体の試験片）を用いて、例えば以下の式（１）により算出される。

密度（単位：kg/m³）＝（ｍ／Ｖ）×１０６ …（１）
但し、「ｍ」は上記材料片の質量（単位：ｇ）であり、「Ｖ」は上記材料片の体積（単位：mm³）である。

そして、凹領域１Ｂにおける吸音材料の上記密度と、凸領域１Ａにおける吸音材料の上記密度と、が異ならされている点についてより具体的には、例えば図５（ａ）に示す拡大正面図において、一の凹領域１Ｂにおける吸音材料の密度が、当該一の凹領域１Ｂと隣接する凸領域１Ａにおける吸音材料の密度よりも高くなっている。このとき、凹領域１Ｂの図５（ａ）における底部（突端部）にある、当該密度が最も高い部分の層厚は、例えば０．５ミリメートル程度である。また、当該一の凹領域１Ｂと、当該一の凹領域１Ｂと隣接する凸領域１Ａそれぞれと、の間に形成されている斜面部における表層部の吸音材料の密度が、当該斜面部の内部の吸音材料の密度よりも高くなっている。以上の吸音層１における吸音材料の密度の部分的な相違は、後述するように、吸音層１が加熱プレス工程により成形／製造されることに起因して生じるものである。そして、当該密度の相違により、吸音層１により吸音される音波の周波数が、当該密度が均一である場合よりも広くなる。即ち、一般的に、吸音材料の密度が高いほど吸音できる音波の周波数が高くなるため、当該密度の違いがある実施例の吸音層１の方が、当該密度が均一の吸音層よりも幅広い周波数の音波を吸収でき、結果的に上記（ｉ）の機能がより向上すると言える。なお、吸音層１の上記吸音材料として具体的には、例えば、発泡ウレタン材（低密度／高密度ウレタンフォーム材）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）系材料、又は発泡ポリエチレン材等が用いられる。なお、多少硬質であっても、発泡倍率の高い（即ち低密度の）材料であれば、吸音層１の吸音材料として使用可能である。

次に、表面層３は、上記（ii）の機能を担う。このため表面層３は、例えば吸音層１の吸音材料と同じ材料が、吸音層１のスピーカＳＰ側の表面に、後述するように塗料として塗布されて乾燥されることにより製造される。ここで、実施例の吸音層１が後述する加熱プレス工程により成型／製造されていることから、表面層３の材料が塗布される段階では、吸音層１の表面層３側の表面は孔の少ない密な状態となっている（即ち、いわゆるスキン層化している）。これにより、表面層３の材料を塗布してもこれが吸音層１内に染み込むことを抑制し、効果的且つ効率的に表面層３が形成される。これにより、図５（ｃ）に破線矢印で例示するように、上記（ii）の音波の反射／拡散機能が効率的に実現される。なお、表面層３の材料として具体的には、例えば、吸音層１に含まれる吸音材料と同類のウレタン塗料、植毛塗料、エマルジョン系材料、又は制振塗料等の各種機能性塗料が用いられる。また、表面層３の形成手法としては、上記塗布の他に、水圧転写法等が用いられる。

以上のように、実施例の音響制御マットＳは、スピーカＳＰ側から見て、表面層３と、それぞれを形成する吸音材料の密度が異なり且つくさび形状の凹領域１Ｂ及び凸領域１Ａを備える吸音層１と、制振層２と、を備えることで、上記（ｉ）の機能乃至（iii）の機能が効果的に実現されている。

次に、実施例の音響制御マットＳの製造工程及びその製造装置について、図６を用いて説明する。

即ち、図６（ａ）に示すように、実施例の音響制御マットＳは、上記吸音材料を含んで実施例の吸音層１となる基材を当該吸音層１としての大きさ及び厚さにカットする工程（ステップＳ１）、加熱プレス法により当該基材から実施例の吸音層１（即ち、上述したような特性／構造の凹領域１Ｂ及び凸領域１Ａを備える吸音層１）を成形／製造する工程（ステップＳ２）、成形／製造された吸音層１の表面（即ち、上記凹領域１Ｂ及び上記凸領域１Ａが形成されている表面）に表面層３となる材料を塗料として塗布して乾燥させる工程（ステップＳ３）、及び、成形／製造された吸音層１の表面層３が塗布された表面と反対の表面に制振層２を貼り合わせる工程（ステップＳ４）を経て製造される。このとき、上記ステップＳ２の加熱プレス工程では、図６（ｂ）に例示するように、吸音層１の表面の上記凹領域１Ｂ及び上記凸領域１Ａの形状に対して例えばメス型となる表面形状の成形型ＭＤを用いて、吸音層１となる基材ＭＴを加熱しつつプレスすること（図６（ｂ）白抜き矢印参照）が行われる。

以上のような加熱プレス工程（ステップＳ２）により、実施例の吸音層１としての上記吸音材料の密度差、及び、表面層３が形成される表面のスキン層化が可能となる。

以上説明したように、実施例の音響制御マットＳの構造によれば、制振層２と、吸音層１と、を備え、吸音層１のスピーカＳＰ側の面に凹領域１Ｂと凸領域１Ａとが形成されており、凹領域１Ｂと凸領域１Ａとで吸音材料の密度が異なっているので、当該密度の違いによる吸音効果の違いにより音響制御マットＳ全体としての吸音効果の向上が可能となり、これにより更なる音質の向上が図られる。即ち、スピーカＳＰが設置されているドアＤの音質劣化要因が取り除かれる（即ち、音質の低下が防止される）ことで、スピーカＳＰからの放音を聴取する際の音質の向上が図られ、上記（ｉ）の機能及び上記（iii）の機能の向上が図られる。

また、吸音層１のスピーカＳＰ側の面に表面層３を更に備えるので、スピーカＳＰからの音波の反射効果を向上させることができる。即ち、上記（ii）の機能の向上が図られる。

なお、上記の各効果について、本願の発明者らによる試聴の結果としては、以下の（ア）乃至（エ）の聴感上の効果が確認された。

（ア）スピーカＳＰから発せられる音の低域が締まり、いわゆるアタック感が出た。
（イ）上記音の中低域に厚みが出て、中高域のクリア感が向上した。
（ウ）自然な音像定位が得られた。
（エ）上記音に「艶」が出て、その質感が向上した。

更に、表面層３と吸音層１とを同類の材料から形成する場合には、音響制御マットＳとしての製造工程を簡略化することができる。なお、上述した実施例では、吸音層１の製造後に表面層３を例えば塗布により形成する構成としたが、これ以外に、上記加熱プレス工程（図６（ａ）ステップＳ２参照）における吸音層１のスピーカＳＰ側の表面の加熱温度を上げることで、当該表面の吸音材料を溶かして薄膜化させ、当該薄膜を実施例の表面層３として用いるように構成してもよい。

更にまた、制振層２を弾性材料により形成する場合は、スピーカＳＰからの放音に起因するアウターパネルＯＰの振動を効果的に抑制することができる。

また、図６に例示する製造方法によれば、スピーカＳＰの背面側に配置される音響制御マットＳの吸音層１の表面に、加熱プレス工程により凹領域１Ｂと凸領域１Ａとが形成されるので、結果的に、凹領域１Ｂにおける吸音材料の密度と凸領域１Ａにおける吸音材料の密度とが異なることとなる。よって、この密度の違いによる吸音効果の違いにより音響制御マットＳ全体としての吸音効果の向上が可能となり、上記音質劣化要因が取り除かれることで、スピーカＳＰからの放音を聴取する際の音質の向上が図られ、上記（ｉ）の機能及び上記（iii）の機能の向上が図られる。
［変形例］

次に、実施形態に対応する変形例について、図７乃至図１０を用いて説明する。なお各変形例において、実施例の音響制御マットＳと同様の構成部材については、同様の部材番号を用いて、細部の説明は省略する。

（Ｉ）第１変形例
初めに、第１変形例について、図７を用いて説明する。なお図７は、第１変形例の音響制御マットの構造を示す平面図等である。

第１変形例の音響制御マットＳ１を構成する吸音層１０としては、実施例の音響制御マットＳにおける、くさび形状の凹領域１Ｂ及び凸領域１Ａが図３（ａ）に平面図を示すように４５度で交差する表面形状に代えて、図７に示すように、凹領域１０Ｂと凸領域１０Ａとが並行して形成された表面形状を備える。このとき、第１変形例の凸領域１０Ａにおける吸音材料の密度と凹領域１０Ｂにおける吸音材料の密度との間の相違は、実施例の凸領域１Ａにおける吸音材料の密度と凹領域１Ｂにおける吸音材料の密度との間の相違と同様である。

（II）第２変形例
次に、第２変形例について、図８を用いて説明する。なお図８は、第２変形例の音響制御マットの構造を示す平面図等である。

第２変形例の音響制御マットＳ２を構成する吸音層１１としては、実施例の音響制御マットＳにおける上記表面形状に代えて、図８に示すように、平面視が方形で且つ千鳥状に配置された凸領域１１Ａと、当該各凸領域１１Ａの間に（結果的に）形成される凹領域１１Ｂと、を含む表面形状を備える。このとき、第２変形例の凸領域１１Ａにおける吸音材料の密度と凹領域１１Ｂにおける吸音材料の密度との間の相違も、実施例の凸領域１Ａにおける吸音材料の密度と凹領域１Ｂにおける吸音材料の密度との間の相違と同様である。

（III）第３変形例
次に、第３変形例について、図９を用いて説明する。なお図９は、第３変形例の音響制御マットの構造を示す平面図等である。

第３変形例の音響制御マットＳ３を構成する吸音層１２としては、実施例の音響制御マットＳにおける上記表面形状に代えて、図９に示すように、断面が△形状の凸領域１２Ａと、当該凸領域１２Ａの間に形成される凹領域１２Ｂと、が、並行して形成された表面形状を備える。このとき、第３変形例の凸領域１２Ａにおける吸音材料の密度と凹領域１２Ｂにおける吸音材料の密度との間の相違も、実施例の凸領域１Ａにおける吸音材料の密度と凹領域１Ｂにおける吸音材料の密度との間の相違と同様である。

（IV）第４変形例
最後に、第４変形例について、図１０を用いて説明する。なお図１０は、第４変形例の音響制御マットの構造を示す平面図等である。

第４変形例の音響制御マットＳ４を構成する吸音層１３としては、実施例の音響制御マットＳにおける上記表面形状に代えて、図１０に示すように、全体（立体）形状がピラミッド形状（換言すれば、四角錐形状）の凸領域１３Ａと、当該凸領域１３Ａの間に形成される凹領域１３Ｂと、が、碁盤目状に並んだ表面形状を備える。このとき、第４変形例の凸領域１３Ａにおける吸音材料の密度と凹領域１３Ｂにおける吸音材料の密度との間の相違も、実施例の凸領域１Ａにおける吸音材料の密度と凹領域１Ｂにおける吸音材料の密度との間の相違と同様である。

以上説明した構造を備える第１変形例の音響制御マットＳ１乃至第４変形例の音響制御マットＳ４によっても、実施例の音響制御マットＳと同様の、上記（ｉ）の機能乃至上記（iii）の機能が実現可能である。

１、１０、１１、１２、１３ 吸音層
１Ａ、１０Ａ、１１Ａ、１２Ａ、１３Ａ 凸領域
１Ｂ、１０Ｂ、１１Ｂ、１２Ｂ、１３Ｂ 凹領域
２ 制振層
３ 表面層
Ｓ 音響制御部材（音響制御マット）
ＳＰ スピーカ

Claims (1)

1. スピーカの背面側に且つ当該背面から間隔を空けて配置される音響制御部材において、
   前記スピーカからの放音に起因して、前記音響制御部材が取り付けられる被取付部材に発生する振動を抑制する制振層と、
   当該制振層の前記スピーカ側の面に積層され且つ吸音材料を含む吸音層と、
   を備え、
   前記吸音層の前記スピーカ側の面に、当該スピーカ側から見て凹形状の凹領域と、当該スピーカ側から見て凸形状の凸領域と、が形成されており、
   当該凹領域における前記吸音材料の密度と、当該凸領域における前記吸音材料の密度と、が異なっていることを特徴とする音響制御部材。

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