CN118124482A - 一种车载发声装置、车载行人警示器及车载警示系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载发声装置、车载行人警示器及车载警示系统。该车载发声装置包括壳体、安装于壳体中的扬声器及罩在扬声器外侧的保护罩，扬声器具有振动轴线，扬声器的振膜沿振动轴线振动发声；保护罩包括主体部及环绕主体部的悬边，主体部上设有将其自内至外贯通的透音孔；主体部具有和振膜相对的内侧表面，主体部包括自内侧表面向外延伸的相位锥；在保护罩的沿振动轴线的截面中，相位锥的外侧表面的轮廓包括中部向外拱起的曲线，相位锥的宽度沿振动轴线自内至外逐渐减小；保护罩具有由相位锥的外侧表面和悬边限定的声音扩散空间。本发明的车载发声装置提高了中频灵敏度，能够兼做车辆的行人警示器和鸣笛喇叭。

Description

一种车载发声装置、车载行人警示器及车载警示系统

技术领域

本发明涉及一种车载发声装置及车载行人警示器。

背景技术

对于新能源汽车来说，如电动汽车，由于不使用内燃机，汽车低速行驶时相当安静。当车在行人背后行驶时，行人常常无法注意到车的存在，增加了发生车祸的概率。因此，车外行人警示器是新能源汽车不可或缺的一部分，而且由于车外行人警示器是直接暴露在车外的，故很容易受外界环境因素干扰。如申请人的专利CN208585167U就披露了一种带网罩的行人警示器，既能保护行人警示器内部零部件，又能不影响行人警示器的性能。然而，已有的行人警示器在中高频段内的声音重放效果仍然存在提升空间，性能有待优化。

发明内容

本发明提供一种车载发声装置，提高了中频灵敏度，能够兼做车辆的行人警示器和鸣笛喇叭。本发明还提供一种车载行人警示器及车载警示系统。

本发明的第一个方面涉及一种车载发声装置，包括壳体、安装于所述壳体中的扬声器及罩在所述扬声器外侧的保护罩，所述扬声器具有振动轴线，所述扬声器的振膜沿所述振动轴线振动发声；所述保护罩包括主体部及环绕所述主体部的悬边，所述主体部上设有将其自内至外贯通的透音孔；

所述主体部具有和所述振膜相对的内侧表面，所述主体部包括自所述内侧表面向外延伸的相位锥；在所述保护罩的沿所述振动轴线的截面中，所述相位锥的外侧表面的轮廓包括中部向外拱起的曲线，所述相位锥的宽度沿所述振动轴线自内至外逐渐减小；

所述保护罩具有由所述相位锥的外侧表面和所述悬边限定的声音扩散空间。

在一优选的实施例中，在所述截面中，所述相位锥具有距所述振膜最远的顶点和距所述振膜最近的底点，所述顶点和所述底点的连线与所述振动轴线之间形成半锥角，所述半锥角为30~70度。

在一更优选的实施例中，所述相位锥包括位于所述振膜的中心部位外侧的中心相位锥，所述中心相位锥的外侧表面的轮廓的形状包括正弦波形。

在一更优选的实施例中，所述中心相位锥的半锥角为35~70度。更优选地，所述中心相位锥的半锥角为35~50度。进一步地，所述中心相位锥的半锥角为38~45度。

在一更优选的实施例中，所述相位锥还包括环绕所述中心相位锥设置的环形相位锥，所述环形相位锥和所述中心相位锥间隔设置，所述透音孔包括位于所述中心相位锥和所述环形相位锥之间的透音通道。

在一更优选的实施例中，所述环形相位锥的半锥角小于所述中心相位锥的半锥角。

在一更优选的实施例中，所述环形相位锥的半锥角为30~42度。更优选地，所述环形相位锥的半锥角为30~40度。进一步地，所述环形相位锥的半锥角为30~37度。

在一更优选的实施例中，所述环形相位锥的数量为多个，在俯视视角下，多个所述环形相位锥为同心环状并沿所述主体部的径向自内至外间隔设置，所述透音孔还包括位于相邻的所述环形相位锥之间的透音通道。

在一更优选的实施例中，所述主体部包括多列沿所述主体部的圆周方向间隔设置的筋条，所述环形相位锥和所述中心相位锥通过所述筋条连接，相邻的所述环形相位锥通过所述筋条连接，所述筋条位于所述透音通道中。

在一更优选的实施例中，所述筋条的厚度小于所述相位锥的高度。

在一更优选的实施例中，任一所述环形相位锥的所述半锥角小于其外侧的环形相位锥的所述半锥角。

在一优选的实施例中，所述保护罩位于所述扬声器的上方，所述相位锥的顶点低于所述悬边的上边缘。

在一优选的实施例中，所述保护罩的所述内侧表面具有自外至内逐渐向下倾斜的锥面及被所述锥面环绕的与所述振膜的中部相互配合的平面或向上拱起的球面。

在一优选的实施例中，所述壳体内设置有限位柱，所述限位柱位于所述振膜的内侧并能够在所述振膜受压后和所述振膜相互接触。

本发明的第二个方面涉及一种车载行人警示器，包括所述的车载发声装置。

本发明的第三个方面涉及一种车载警示系统，包括用于向车厢外播放声音的行人警示器和鸣笛喇叭，所述行人警示器和所述鸣笛喇叭共用所述的车载发声装置。

本发明采用以上方案，相比现有技术具有如下优点：

本发明的发声装置，采用具有相位锥的保护罩，其尖峰状的凸起结构改变了气流的走向，减小了振膜各处达到声音出口处的路径差，使整个声场发生改变，在声音扩散腔中产生声波谐振；从而能够修正声波的相位和反射角度，缩短声波在保护罩中传播的时间，扩宽中高频信号的扩散角度，使得中高频声波能够在较为宽阔的空间内进行；此外，减少了气流干涉，有效的提高灵敏度，在特定的中高频率处的灵敏度能够提升约10dB。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明实施例的一种车载发声装置的结构图。

图2为根据本发明实施例的一种车载发声装置的分解图。

图3为根据本发明实施例的一种车载发声装置的俯视图。

图4为图3中A-A向的剖视图。

图5为根据本发明实施例的一种保护罩的立体图。

图6为根据本发明实施例的一种保护罩的侧视图。

图7为图6中B处的局部放大图。

图8为根据本发明实施例的一种保护罩的俯视图。

图9为图8中C-C向的剖视图。

图10为根据本发明实施例的保护罩的一半结构的示意图。

图11为根据本发明实施例的发声装置和对比例的行人警示器的频响曲线图。

图12为根据本发明实施例的三种发声装置的频响曲线图。

以上附图中，

100、车载发声装置；

1、壳体；11、上壳；12、下壳；13、限位柱；14、通孔；15、台阶孔；101、音腔；102、安装槽；

2、扬声器；21、振膜；211、锥体；212、球顶；22、音圈；23、磁路组件；231、前片；2311、孔；24、定位支片；

3、保护罩；31、悬边；32、主体部；321、内侧表面；321a、锥面；321b、球面；33、相位锥；330、外侧表面；331、中心相位锥；332、环形相位锥；34、透音通道；35、筋条；36、声音扩散空间。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。

本文中，“内”、“外”是以扬声器为参照定义的，以距扬声器较近的方位为内，反之为外。方位词“上”“下”“水平”旨在便于本领域人员理解车载发声装置的结构，不用于限定车载发声装置安装到使用场景中后的状态。例如，车载发声装置可以安装到车辆的水平表面、倾斜表面或竖直表面上。

本实施例提供一种发声装置，特别是一种车载发声装置，用于向车辆外发出警示音。具体地，该车载发声装置安装在车辆上，具体设置在车厢外侧，用于向车外辐射声音。车辆典型地为由电池驱动的新能源车，包括电动汽车等。

参照图1至图4所示，该车载发声装置100主要包括壳体1、扬声器2和保护罩3。壳体1，扬声器2安装于壳体1中，保护罩3固定在壳体1上并罩在扬声器2的外侧，用以对扬声器2提供保护。以附图所示方位为例，壳体1包括相互连接的上壳11和下壳12，上壳11和下壳12之间形成音腔101，上壳11的中部向下凹陷形成大体为锥形的安装槽102。扬声器2设置在该安装槽102中，且该扬声器2不需要另外配置盆架或支架等支撑结构，扬声器2的振膜21、磁路组件23和定位支片24等直接固定在上壳11上，由上壳11支撑。保护罩3固定在上壳11上，扬声器2被夹在保护罩3和上壳11之间。

具体地，如图2和图4所示，上壳11具有多个向上延伸的限位柱13。发声装置100在初始或正常工作状态下，振膜21位于限位柱13的上方一段距离处，二者不相互接触。而在振膜21所受的压力大于设定阈值后，振膜21向下变形而和限位柱13接触，通过限位柱13防止振膜21受压后过渡变形导致振膜21及与其相连的音圈22发生损坏。在实际使用时，特别是在暴雨天气过多雨水进入到振膜21上，振膜21承受的压力增大，通过限位柱13可以防止振膜21过渡变形而导致扬声器2的零部件损坏。

进一步地，如图2所示，振膜21的外边缘固定在上壳11的边缘上，并被夹在上壳11和保护罩3的边缘之间。上壳11上开设有多个通孔14，以将壳体1内外的空间连通，具体为将音腔101和安装槽102连通。上壳11的中部开设有台阶孔15，磁路组件23安装在该台阶孔中。该台阶孔15具有多个水平的台阶面。定位支片24的外边缘固定在其中一个台阶面上。

如图4所示，扬声器2具有振动轴线Z0，扬声器2的振膜21沿振动轴线Z0振动发声。该振动轴线Z0和音圈22的中心线相互重合。磁路组件23、音圈22及振膜21沿该振动轴线Z0自内至外依次排布，定位支片24套在音圈22上。磁路组件23的前片的中部开设一贯通孔，用于在磁路组件23粘接时方便溢胶。本实施例中，振膜21具有锥体211和位于锥体211中部的球顶212，球顶212为振膜21的中心部位，锥体211环绕球顶212设置。振膜21及其锥体211和球顶212均为以上述的振动轴线Z0为回转中心的回转体。在其他一些实施例中，振膜21的中心部位可以为中心通孔或平板状。

继续参照图5至图10所示，保护罩3包括主体部32及环绕主体部32的悬边31，主体部32上设有将其自内至外贯通的透音孔。悬边31和上壳11的边缘以及振膜21的外边缘固定。主体部32对应振膜21的发声部位设置，对其提供保护作用，还提供辅助声音扩散的作用。

主体部32具有和振膜21相对的内侧表面321。该内侧表面321的形状与振膜21的上表面一致，二者沿振动轴线Z0的间距基本处处相等。保护罩3的内侧表面321具有一个锥面321a，锥面321a自外至内逐渐向下倾斜，锥面321a围合的中间部分与振膜21的中心部位相对应配合。在本实施例中，被锥面321a环绕的中间部分为与振膜21的球顶212相互配合的向上拱起的球面321b。在另一些实施例中，为锥面321a环绕的中间部分为平面。

主体部32包括自内侧表面321向外延伸的一个或多个相位锥33。在保护罩3的沿振动轴线Z0的截面中，相位锥33的外侧表面330的轮廓包括中部向外拱起的曲线，相位锥33的宽度沿振动轴线Z0自内至外逐渐减小。保护罩3具有由相位锥33的外侧表面330和悬边31限定的声音扩散空间36。

相位锥33包括中心相位锥331，中心相位锥331对应设置在振膜21的中心部位的外侧。上述截面中，中心相位锥331为以上述振动轴线Z0为对称轴的轴对称图形。优选地，中心相位锥331的外侧表面330的轮廓的形状包括正弦波形。相位锥33还包括环形相位锥332，环形相位锥332为环形。还需要说明的是，参照图9和图10。在上述截面中，每个环形相位锥332的为由各自的外侧表面330（图10中的上表面）的轮廓（为正弦波形的一部分）和内侧表面321（图10中的下表面）的轮廓（斜线）围合形成。在上述截面中，相位锥33具有距振膜21最远的顶点P1和距振膜21最近的底点P2，顶点P1和底点P2的连线与振动轴线Z0之间形成半锥角，半锥角为30~70度。

在本实施例中，相位锥33包括一个中心相位锥331和多个环形相位锥332。中心相位锥331的半锥角为35~70度，优选为35~50度。环形相位锥332的半锥角小于中心相位锥331的半锥角。环形相位锥332的半锥角为30~42度。环形相位锥332的数量为多个，在俯视视角下，多个环形相位锥332为同心环状并沿主体部32的径向自内至外间隔设置。任一环形相位锥332的半锥角小于其外侧的环形相位锥332的半锥角。

具体到附图所示的实施例中，三个环形相位锥332围绕中间的中心相位锥331间隔设置。参见图10所示，Z0表示扬声器2的振动轴线，Z1、Z2和Z3依次为三个环形相位锥332的中心线，Z1、Z2和Z3均平行于Z0。中心相位锥331相对振动轴线Z0轴对称，中心相位锥331具有落于振动轴线Z0上的顶点P1，具有落在保护罩3的内侧表面321上的两个底点P2，P1和P2的连线与振动轴线Z0的夹角α0，即为中心相位锥331的半锥角，该半锥角约为47度。每个环形相位锥332位于最上方的顶点，还具有落于保护罩3的内侧表面321上的底点P2；P1和P2相对于轴心线Z1、Z2或Z3的夹角α1、α2、α3依次为自内至外的三个环形相位锥332的半锥角，自内至外的三个环形相位锥332的半锥角依次为30度、35度和39度。

中心相位锥331与环形相位锥332、各环形相位锥332间隔设置，相互之间具有间隔。上述的透音孔即包括位于中心相位锥331和环形相位锥332之间的透音通道34、及位于相邻的环形相位锥332之间的透音通道。如图7所示，透音通道34为环形的狭缝状通道。除上述各透音通道34外，保护罩3的内侧表面321的锥面321a为连续的表面。

主体部32包括多列沿主体部32的圆周方向间隔设置的筋条35，环形相位锥332和中心相位锥331通过筋条35连接，相邻的环形相位锥332通过筋条35连接，筋条35位于透音通道34中。筋条35的厚度小于相位锥33的高度。进一步地，筋条35的厚度优选小于中心相位锥331的高度1/4。

保护罩3位于扬声器2的上方，结合图6和图9所示，相位锥33的顶点低于悬边31的上边缘。如图9所示，声音扩散空间36为相邻的相位锥33之间的空间及最外围的环形相位锥332和悬边31之间的空间。

本实施例还提供一种车载行人警示装置，采用上述的发声装置100。该车载行人警示装置能够根据车辆当前的车速、档位等信息模拟类似传统车辆发动机的声音，并向车外的行人投放，从而提醒行人车辆的当前状态。

本实施例还提供一种车载警示系统，具体是一种车外警示系统。该车载警示系统既能够用于向行人播放行人警示音，还能够播放鸣笛喇叭的声音。该车载警示系统包括用于向车厢外播放声音的行人警示器和鸣笛喇叭，行人警示器和鸣笛喇叭共用一个上述的车载发声装置100。

性能测试

对比例：专利CN208585167U披露的行人警示器。

对附图1至10所示的发声装置100和对比例的行人警示器在同等规格和测试条件下进行音效测试，二者的频响曲线对比如图11所示。由图11可知，1KHz~4KHz频段，实施例的频响曲线的平均灵敏度高出对比例的平均灵敏度约10dB左右。

本实施例的发声装置100的原理为：利用喉塞式的网罩结构，中间喉塞的结构，尖峰凸起的相位锥33结构嵌入在整个网罩的中间结构中，会改变了气流的走向，使得整个声场也发生了改变。相位锥33的作用：1.修正相位和反射角度，能够缩短时间，同时还能够扩宽中高频信号的扩散角度，使得中高频声波能在更宽阔的空间内进行。 2.减少气流干涉且能有效的提高灵敏度。

半锥角对发声性能的影响

相位锥33特别是中心相位锥331的锥度对发声装置100的发声性能有较大影响。发明人对比进行了平行实验，其中三个发声装置100仅中心相位锥331的半锥角不同，其他结构完全一致，三者的频响曲线对比如图12。图12中，曲线1、2、3分别代表发声装置100的试样1、试样2、及试样3的频响曲线。试样1、试样2及试样3的中心相位锥331的半锥角依次为40度、45度、和35度。由图12可知，试样1在1000~4000Hz 频段的频响曲线明显高于试样2和试样3的曲线。同时，这三个试样均满足法规要求。法规要求：1800~3550Hz 的范围内要大于87dB。在实际应用中，兼顾外形的美观性、频响曲线以及车辆中预留的警示器空气，选择合适的半锥角。

如本说明书和权利要求书中所示，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

进一步可以理解的是，本公开中“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。

进一步可以理解的是，术语“第一”、“第二”等用于描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开，并不表示特定的顺序或者重要程度。实际上，“第一”、“第二”等表述完全可以互换使用。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，是一种优选的实施例，其目的在于熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限定本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种车载发声装置，包括壳体、安装于所述壳体中的扬声器及罩在所述扬声器外侧的保护罩，所述扬声器具有振动轴线，所述扬声器的振膜沿所述振动轴线振动发声；所述保护罩包括主体部及环绕所述主体部的悬边，所述主体部上设有将其自内至外贯通的透音孔；其特征在于：

所述主体部具有和所述振膜相对的内侧表面，所述主体部包括自所述内侧表面向外延伸的相位锥；在所述保护罩的沿所述振动轴线的截面中，所述相位锥的外侧表面的轮廓包括中部向外拱起的曲线，所述相位锥的宽度沿所述振动轴线自内至外逐渐减小；

所述保护罩具有由所述相位锥的外侧表面和所述悬边限定的声音扩散空间。

2.根据权利要求1所述的车载发声装置，其特征在于，在所述截面中，所述相位锥具有距所述振膜最远的顶点和距所述振膜最近的底点，所述顶点和所述底点的连线与所述振动轴线之间形成半锥角，所述半锥角为35~70度。

3.根据权利要求2所述的车载发声装置，其特征在于，所述相位锥包括位于所述振膜的中心部位外侧的中心相位锥，所述中心相位锥的外侧表面的轮廓的形状包括正弦波形。

4.根据权利要求3所述的车载发声装置，其特征在于，所述中心相位锥的半锥角为41~70度。

5.根据权利要求3所述的车载发声装置，其特征在于，所述相位锥还包括环绕所述中心相位锥设置的环形相位锥，所述环形相位锥和所述中心相位锥间隔设置，所述透音孔包括位于所述中心相位锥和所述环形相位锥之间的透音通道。

6.根据权利要求5所述的车载发声装置，其特征在于，所述环形相位锥的半锥角小于所述中心相位锥的半锥角。

7.根据权利要求6所述的车载发声装置，其特征在于，所述环形相位锥的半锥角为30~42度。

8.根据权利要求5所述的车载发声装置，其特征在于，所述环形相位锥的数量为多个，在俯视视角下，多个所述环形相位锥为同心环状并沿所述主体部的径向自内至外间隔设置，所述透音孔还包括位于相邻的所述环形相位锥之间的透音通道。

9.根据权利要求8所述的车载发声装置，其特征在于，所述主体部包括多列沿所述主体部的圆周方向间隔设置的筋条，所述环形相位锥和所述中心相位锥通过所述筋条连接，相邻的所述环形相位锥通过所述筋条连接，所述筋条位于所述透音通道中。

10.根据权利要求9所述的车载发声装置，其特征在于，所述筋条的厚度小于所述相位锥的高度。

11.根据权利要求8所述的车载发声装置，其特征在于，任一所述环形相位锥的所述半锥角小于其外侧的环形相位锥的所述半锥角。

12.根据权利要求1至11任一项所述的车载发声装置，其特征在于，所述保护罩位于所述扬声器的上方，所述相位锥的顶点低于所述悬边的上边缘。

13.根据权利要求1至11任一项所述的车载发声装置，其特征在于，所述保护罩的所述内侧表面具有自外至内逐渐向下倾斜的锥面及被所述锥面环绕的与所述振膜的中部相互配合的平面或向上拱起的球面；所述壳体内设置有限位柱，所述限位柱位于所述振膜的内侧并能够在所述振膜受压后和所述振膜相互接触。

14.一种车载行人警示器，其特征在于，包括如权利要求1至13任一项所述的车载发声装置。

15.一种车载警示系统，包括用于向车厢外播放声音的行人警示器和鸣笛喇叭，其特征在于，所述行人警示器和所述鸣笛喇叭共用如权利要求1至13任一项所述的车载发声装置。