JP2005117588A - 二輪車用音響システム - Google Patents

Abstract

【課題】 周囲に漏れる音を低減しつつ必要な音を搭乗者に提供することができる二輪車用音響システムを提供すること。
【解決手段】 シート１６の下方に第１スピーカユニットとしてのコントロールボックス１５を設け、搭乗者Ｐに向けて音を発する。コントロールボックス１５の内部には、走行方向前方に向かって２つのスピーカ４１ａ、４１ｂが設けられている。このスピーカ４１ａ、４１ｂは、その中心部分が偏心しており（非対称性）、各スピーカ４１ａ、４１ｂは、低音発生部４３ａ、４３ｂがシート１６に近くなるように配置されている。ハンドル２２に第２スピーカユニットとしてのスピーカアレイ（スピーカ６１ａ〜６１ｈ）を設けて、指向性のある音を搭乗者Ｐに向けて発する。ハンドル２２には、ハンドル２２本体の搭乗者Ｐに向かう面に、ハンドル２２に沿って複数（ここでは８つ）のスピーカ６１ａ〜６１ｈが列状に配設されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、二輪車に搭載する二輪車用音響システムに関する。

従来の二輪車用音響システムとして、例えば、特許文献１に示すオーディオ装置が知られている。このオーディオ装置は、低音用、中音用及び高音用のスピーカを備え、ハンドルカバーに高音用スピーカを、前側車体カバーに中音用スピーカを、リヤボックス内に低音用スピーカをそれぞれ装着することにより、オーディオ装置を車体内に一体的に配設して、走行ごとにオーディオ装置の積み込みなどの手間を伴うことなく、走行する楽しみに加えて、音楽などを聞く楽しみを得ることができるようにしている。
特開２００２−１４５１５４号公報

しかしながら、従来の二輪車用音響システムにおいては、搭乗者は走行中に音楽などを楽しむことができるものの、その音は広く周囲に発散するため、つまり、周囲に漏れる音が大きいため、搭乗者以外の者にとっては騒音となる場合がある。周囲への騒音を低減するためには、音量を小さくすればよいが、走行中は、搭乗者に対してエンジンの吸排気音やメカニカルノイズ、風きり音などが直接聞こえるため、音楽などの音が聞き取りにくくなり、音量を比較的大きく設定するからである。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、周囲に漏れる音を低減しつつ必要な音を搭乗者に提供することができる二輪車用音響システムを提供することを目的とする。

本発明の二輪車用音響システムは、二輪車の座部の下方に設けられ、搭乗者に向けて音を発する第１スピーカユニットと、搭乗者の前方に設けられ、搭乗者に向けて指向性を有する音を発する第２スピーカユニットと、を具備する構成を採る。

この構成によれば、搭乗者に向けて音を発する第１スピーカユニットを二輪車の座部の下方に設け、搭乗者に向けて指向性を有する音を発する第２スピーカユニットを搭乗者の前方に設けたため、搭乗者を取り囲む領域に音響空間を形成することができ、周囲に漏れる音を低減しつつ必要な音を搭乗者に提供することができる。

本発明の二輪車用音響システムは、上記の構成において、前記第１スピーカユニットは、縦方向のスリットを有し、左右への音拡散を低減する構成を採る。

この構成によれば、第１スピーカユニットは、縦方向のスリットを有し、左右への音拡散を低減するため、発する音に指向性を持たせることができ、搭乗者に向けて音を発することができる。

本発明の二輪車用音響システムは、上記の構成において、前記第２スピーカユニットは、ハンドルに沿って列状に配設された複数のスピーカを有し、左右への音拡散を低減する構成を採る。

この構成によれば、第２スピーカユニットは、ハンドルに沿って列状に配設された複数のスピーカを有し、左右への音拡散を低減するため、いわゆるラインアレイ効果により、搭乗者に向けて指向性を有する音を発することができる。

本発明の二輪車用音響システムは、上記の構成において、前記複数のスピーカは、ハンドル本体に列状に複数設けられた取付穴に各々取り付けられている構成を採る。

この構成によれば、第２スピーカユニットは、ハンドル本体に列状に複数設けられた取付穴にスピーカを各々取り付けているため、ハンドルに音響性能を持たせることができる。

本発明の二輪車用音響システムは、上記の構成において、前記第１スピーカユニットは、スピーカと、前記スピーカの音発生面の前方に設けられ、前記スピーカが発した音を調整する音調整部と、前記音調整部の前方に設けられた開口部と、を具備する構成を採る。

この構成によれば、スピーカの音発生面の前方に音調整部を設け、この音調整部の前方に開口部を設けたため、音調整部により調整を施した後の音を開口部より外に出すことができる。

本発明の二輪車用音響システムは、上記の構成において、前記スピーカは、低音を発生する低音発生部と、高音を発生する高音発生部と、を有し、前記低音発生部が前記座部に近くなるように配置されている構成を採る。

この構成によれば、低音発生部が座部の近くになるようにスピーカを配置するため、低音が搭乗者の下半身に伝わりやすくすることができる。

本発明の二輪車用音響システムは、上記の構成において、前記第１スピーカユニットは、低音を発生する低音発生用スピーカと、高音を発生する高音発生用スピーカと、を有し、前記低音発生用スピーカは、前記座部に近い位置に配置されている構成を採る。

この構成によれば、低音発生用スピーカを座部の近くに配置するため、低音が搭乗者の下半身に伝わりやすくすることができる。

本発明の電動車両は、上記いずれかの二輪車用音響システムを具備する構成を採る。

この構成によれば、搭乗者を取り囲む領域に音響空間を形成することができるため、駆動音が小さい電動車両においても、周囲に漏れる音を低減しつつ必要な音を搭乗者に提供することができる。

本発明によれば、周囲に漏れる音を低減しつつ必要な音を搭乗者に提供することができる。

本発明の骨子は、二輪車の座部の下方に設けられた第１のスピーカユニットと、搭乗者の前方に設けられた第２のスピーカユニットとにより、搭乗者を取り囲む領域に音響空間を形成することである。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る二輪車用音響システムを搭載した電動車両を示す全体図である。

図１に示す電動車両１０は、バッテリによって駆動されるモータによって運転される二輪車（電動二輪車）であって、前輪１１、フロントフォーク１２、フロントフェンダ１３、ステップ部１４、コントロールボックス１５、シート（座部）１６、バッテリ１７、モータ１８、後輪１９、リヤフェンダ２０、ハンドルポスト２１及びハンドル２２を有する。フロントフェンダ１３は、泥除けとしての機能に加えて、ステップ部１４から延びるフレームとしての機能も有している。コントロールボックス１５には、後で詳述するように、本実施の形態に係る二輪車用音響システム（以下単に「音響システム」という）の一部（第１スピーカユニット）が内蔵されている。コントロールボックス１５は、シート１６の下方に設けられている。動力源であるバッテリ１７は、例えば、リチウムイオンバッテリである。モータ１８は、バッテリ１７の後方に設けられている。モータ１８の駆動力は、図示しないシャフトドライブ機構により後輪１９に伝達される。リヤフェンダ２０は、シート１６の後方の、後輪１９と挟まれる位置に設けられている。ハンドルポスト２１は、フロントフォーク１２の上方に設けられ、さらにハンドル２２がやや後方に向かって伸びている。ハンドル２２には、後で詳述するように、本実施の形態に係る音響システムの他の一部（第２スピーカユニット）が内蔵されている。

本実施の形態の音響システムは、コントロールボックス１５及びハンドル２２に設けられたスピーカアレイ（図示せず）で構成されている。例えば、後述するように、コントロールボックス１５には２つのスピーカが内蔵され、ハンドル２２には８つのスピーカがスピーカアレイとして取り付けられている。コントロールボックス１５で発生した音は、直接搭乗者に向けて伝達され、又は、フロントフェンダ１３若しくはハンドルポスト２１で反射された後、搭乗者に向けて伝達されるようになっている。また、ハンドル２２のスピーカアレイで発生した音は、指向性を持って搭乗者に向けて伝達されるようになっている。以下、各要部の構成について、詳細に説明する。

図２は、コントロールボックス１５の内部の構成を示す模式図、図３は、図２中のＡ−Ａ断面図、図４は、コントロールボックス１５の外観を示す斜視図である。なお、図２は、コントロールボックス１５で発生した音の伝わり方をも示している。

コントロールボックス１５は、図２に示すように、搭乗者（特に運転者Ｐ）が着座するシート１６の下方に設けられている。コントロールボックス１５の内部には、走行方向前方に向かって２つのスピーカ４１ａ、４１ｂが設けられている。ここでは、例えば、２つのスピーカ４１ａ、４１ｂは、同一タイプのスピーカである。このスピーカ４１ａ、４１ｂは、その中心部分が偏心しており（非対称性）、コーン４２ａ、４２ｂが広くなる部分（低音発生部）４３ａ、４３ｂでは主に低音が発生され、コーン４２ａ、４２ｂが狭くなる部分（高音発生部）４４ａ、４４ｂでは主に高音が発生されるようになっている。各スピーカ４１ａ、４１ｂは、低音発生部４３ａ、４３ｂがシート１６に近くなるように配置されている。この結果、低音が搭乗者の下半身に伝わりやすい構成が実現されている。

図３に示すように、コントロールボックス１５は、スピーカ４１ａの音発生面の前方（つまり、コーン４２ａ側）に、前方に行くに従って狭くなった空間（以下「前面空間」という）５１ａが、隔壁５２によって形成されている。前面空間５１ａは、音調整部として機能する部分であって、スピーカ４１ａで発生した低音を共鳴（具体的には、ヘルムホルツ共鳴）によって増幅するとともに、スピーカ４１ａで発生した音（低音と高音）に指向性を持たせる機能を有している。前面空間５１ａの前方には、縦方向のスリット（開口部）５３ａが設けられている。このスリット５３ａによっても音に指向性が付与される。すなわち、左右への音拡散が低減される。このような構造は、図示しないが、スピーカ４１ｂについても同様である。ここでは、図４に示すように、スリット５３ａは、コントロールボックス１５の前面に形成され、スリット５３ｂは、コントロールボックス１５の上面に形成されている。なお、スピーカ４１ａ、４１ｂの背面には音増幅用の別の空間（以下「背面空間」という）５４ａ、５４ｂが形成され、また、隔壁５２と外壁５５との間は振動を発生・増幅させるため空洞５６になっている。

この場合、各スピーカ４１ａ、４１ｂで発生した音のうち、低音については、前面空間５１ａ、５１ｂで共鳴によって増幅され、一部は振動となって搭乗者Ｐの下半身に伝達され、一部はスリット５３ａ、５３ｂを通過して外部に出る。また、高音については、前面空間５１ａ、５１ｂで変化することは少なく、ほとんどそのままスリットを通過して前方に直進する。各スピーカ４１ａ、４１ｂで発生した音は搭乗者Ｐに向けて伝達され、その結果、搭乗者Ｐを取り囲む領域に鉛直面方向の音響空間が形成される。具体的な音の伝わり方については、後で詳述する。

なお、コントロールボックス１５の音響性能は、スピーカ４１ａ、４１ｂの種類や性能に加えて、前面空間５１ａ、５１ｂ、背面空間５４ａ、５４ｂ及び空洞５６の形状や大きさ、並びにコントロールボックス１５の材質などによって、総合的に決定される。

また、本実施の形態では、コントロールボックス１５に２つのスピーカ４１ａ、４１ｂを設けたが、コントロールボックス１５に設けるスピーカの個数は、もちろん、これに限定されない。

また、本実施の形態では、各スピーカ４１ａ、４１ｂに低音発生部４３ａ、４３ｂと高音発生部４４ａ、４４ｂが設けられているが、これに限定されるわけではない。例えば、スピーカとして、低音を発生する低音発生用スピーカと、高音を発生する高音発生用スピーカとに分けて、低音発生用スピーカをシート１６に近い位置に配置するようにしてもよい。これによっても、低音が搭乗者の下半身に伝わりやすい構成を実現することができる。

次に、ハンドル２２の構成について説明する。

図５は、ハンドル２２の構成を示す斜視図、図６は、図５中のＢ−Ｂ断面図である。

ハンドル２２には、図５に示すように、ハンドル２２本体の搭乗者Ｐに向かう面に、ハンドル２２に沿って複数（ここでは８つ）のスピーカ６１ａ〜６１ｈが列状に配設されている。このスピーカ群は、第２スピーカユニットして機能するスピーカアレイを構成し、周知のラインアレイ効果によって、横方向に発散しにくい指向性の強い音を搭乗者Ｐに向けて発生する。すなわち、第２スピーカユニットは、ハンドル２２本体に列状に複数（ここでは８つ）設けられた取付穴にスピーカ６１ａ〜６１ｈを各々取り付けて構成されている。この結果、左右への音拡散が低減され、また、ハンドル２２に音響性能を持たせることができる。なお、ラインアレイ効果の原理については後述する。

ハンドル２２の断面は、図６に示すように、楕円形状をしており、内部が空洞６２になっている。この空洞６２は、各スピーカ６１ａ〜６１ｈの背面に存在するため、以下、「背面空間」と呼ぶことにする。この背面空間６２によって音が増幅される。ハンドル２２は、音響性能を発揮するため、好ましくは、例えば、アルミニウムや木材などで構成されている。

なお、本実施の形態では、ハンドル２２に８つのスピーカ６１ａ〜６１ｈを設けたが、ハンドル２２に設けるスピーカの個数は、もちろん、これに限定されない。ラインアレイ効果を発揮できる個数であれば、どのような個数でよい。

また、フロントフェンダ１３及びハンドルポスト２１も、本実施の形態の音響システムの構成要素であって、図２に示すように、反射部として機能し、コントロールボックス１５で発生した指向性のある音を、搭乗者Ｐに向けて反射する機能を有している。

次いで、上記構成を有する音響システムの作用について説明する。

まず、コントロールボックス１５の作用について、図２を用いて説明する。コントロールボックス１５においては、各スピーカ４１ａ、４１ｂで発生した音のうち、低音については、前面空間５１ａ、５１ｂでヘルムホルツ共鳴によって増幅され、一部は振動となって搭乗者Ｐの下半身に伝達され、一部はスリット５３ａ、５３ｂを通過して外部に出る。また、高音については、前面空間５１ａ、５１ｂで変化することは少なく、ほとんどそのままスリットを通過して前方に直進する。このとき、スリット５３ａ、５３ｂから出る音は、コントロールボックス１５の内部形状（特に、前面空間５１ａ、５１ｂ及びスリット５３ａ、５３ｂの形状）に応じた指向性を有することになる。

このとき、各スピーカ４１ａ、４１ｂは、上記のように、低音発生部４３ａ、４３ｂがシート１６に近くなるように配置され（したがって、特に、スピーカ４１ｂについては、低音発生部４３ｂがコントロールボックス１５の上面に向けて配置され）、一方、高音発生部４４ａ、４４ｂがコントロールボックス１５の底面に近くなるように配置されるため、各スピーカ４１ａ、４１ｂで発生した音のうち、高音の大部分は、コントロールボックス１５の前面方向に進み、低音の一部は、振動として搭乗者Ｐに伝わり、低音の他の一部は、コントロールボックス１５の上面のスリット５３ｂを通って直接搭乗者Ｐの方に伝達される。

そして、主としてコントロールボックス１５の前面のスリット５３ａから出た音が、フロントフェンダ１３及びハンドルポスト２１により、搭乗者Ｐに向けて反射される。このとき、フロントフェンダ１３及びハンドルポスト２１は、スリット５３ａを通過して来た指向性を有する音を、指向性を維持したまま搭乗者Ｐの方向へ反射する。このような指向性を音に持たせることで、車両側方への音の漏れが少なくなり、騒音を小さくすることができる。

次に、ハンドル２２に設けられたスピーカアレイ（スピーカ６１ａ〜６１ｈ）の作用について説明する。上記のように、８つのスピーカ６１ａ〜６１ｈは、それぞれ、ハンドル２２の搭乗者Ｐに向かう面に列状に配設されている。すなわち８つのスピーカ６１ａ〜６１ｈは、それぞれ搭乗者Ｐの方向に音発生面を向けて配置され、かつ、ラインアレイ効果を発揮するような位置関係に配設されている。

ここで、ラインアレイ効果とは、各スピーカから同位相の音が出る場合には、それぞれの音が干渉して、あたかも線状の音源であるかのような音の放射状態が形成されるという音響上の効果である。すなわち、１個のスピーカでは、半球状に音波が伝搬するのに対し、ラインアレイスピーカでは、半円筒状に音波が伝搬するため、音源から離れたところでも、音の減衰が小さくなる。したがって、本実施の形態のように、搭乗者Ｐの前方にあるハンドル２２にラインアレイ効果を発揮する８つのスピーカ６１ａ〜６１ｈを配置することにより、各スピーカ６１ａ〜６１ｈの音量を小さくしても、搭乗者Ｐに音を伝えることができる。

なお、本実施の形態では、各スピーカ６１ａ〜６１ｈをハンドル２２に配置したが、これに限定されるわけではなく、同様の効果が得られる限り、横木を渡してそこにスピーカを配置するなど、他の構成を採ることも当然に可能である。

また、ハンドル２２の軸線方向（つまり、電動二輪車１０の側面方向）においては、ラインアレイ効果により、各スピーカ６１ａ〜６１ｈで発生する音が干渉して打ち消し合うため、電動二輪車１０の側面方向への音の放射が弱くなる。すなわち、８つのスピーカ６１ａ〜６１ｈで発生する音は、電動二輪車１０の前部から後部に向かう指向性を有することになる。このような指向性を音に持たせることで、側方への音の漏れが少なくなり、騒音を小さくすることができる。

図７は、各スピーカユニットによって形成される音響空間の一例を示す模式図である。上記の構成・作用を有する音響システムにより、図７に示すように搭乗者Ｐを取り囲む領域に音響空間７１が形成される。特に、コントロールボックス１５、フロントフェンダ１３及びハンドルポスト２１により、搭乗者Ｐを含む鉛直面方向に第１の音響空間７２が形成され、また、ハンドル２２に設けられたスピーカアレイ（スピーカ６１ａ〜６１ｈ）により、搭乗者Ｐを含む水平面方向に第２の音響空間７３が形成される。音響空間７１は、鉛直面方向の音響空間７２と水平面方向の音響空間７３を合成することにより得られる。

このように、本実施の形態によれば、シート１６の下方に第１スピーカユニットとしてのコントロールボックス１５を設けるとともに、ハンドル２２に第２スピーカユニットとしてのスピーカアレイ（スピーカ６１ａ〜６１ｈ）を設けて、指向性のある音を搭乗者Ｐに向けて集めることにより、搭乗者Ｐを取り囲む領域に音響空間７１を形成するため、搭乗者は音を聞くことができる一方で、第１スピーカユニット及び第２スピーカユニットから車両の前後方向に指向性を有する音のみが発生されるため、車両の側方に音が漏れることを防止して騒音の軽減することができる。すなわち、周囲に漏れる音を低減しつつ必要な音を搭乗者に提供することができる。

特に、電動車両に適用した場合は、モータはエンジンに比べて駆動音が小さく搭乗者に対して運転情報などを音で伝達する必要があるため、その効果は大きい。

なお、本実施の形態では、二輪車として電動車両を例にとって説明したが、これに限定されるわけではなく、任意の二輪車に適用可能である。

本発明は、周囲に漏れる音を低減しつつ必要な音を搭乗者に提供することができる二輪車用音響システムとして有用である。

本発明の一実施の形態に係る二輪車用音響システムを搭載した電動車両を示す全体図 図１のコントロールボックスの内部の構成を示す模式図 図２中のＡ−Ａ断面図 図１のコントロールボックスの外観を示す斜視図 図１のハンドルの構成を示す斜視図 図５中のＢ−Ｂ断面図 各スピーカユニットによって形成される音響空間の一例を示す模式図

符号の説明

１０ 電動二輪車
１１ 前輪
１２ フロントフォーク
１３ フロントフェンダ
１４ ステップ部
１５ コントロールボックス
１６ シート
１７ バッテリ
１８ モータ
１９ 後輪
２０ リヤフェンダ
２１ ハンドルポスト
２２ ハンドル
４１ａ、４１ｂ、６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ、６１ｆ、６１ｇ、６１ｈ スピーカ
４２ａ、４２ｂ コーン
５１ａ、５１ｂ 空間
５３ａ、５３ｂ スリット

Claims (8)

1. 二輪車の座部の下方に設けられ、搭乗者に向けて音を発する第１スピーカユニットと、
   搭乗者の前方に設けられ、搭乗者に向けて指向性を有する音を発する第２スピーカユニットと、
   を具備することを特徴とする二輪車用音響システム。
2. 前記第１スピーカユニットは、縦方向のスリットを有し、左右への音拡散を低減することを特徴とする請求項１記載の二輪車用音響システム。
3. 前記第２スピーカユニットは、ハンドルに沿って列状に配設された複数のスピーカを有し、左右への音拡散を低減することを特徴とする請求項１記載の二輪車用音響システム。
4. 前記複数のスピーカは、ハンドル本体に列状に複数設けられた取付穴に各々取り付けられていることを特徴とする請求項３記載の二輪車用音響システム。
5. 前記第１スピーカユニットは、
   スピーカと、
   前記スピーカの音発生面の前方に設けられ、前記スピーカが発した音を調整する音調整部と、
   前記音調整部の前方に設けられた開口部と、
   を具備することを特徴とする請求項１記載の二輪車用音響システム。
6. 前記スピーカは、
   低音を発生する低音発生部と、
   高音を発生する高音発生部と、を有し、
   前記低音発生部が前記座部に近くなるように配置されている、
   ことを特徴とする請求項５記載の二輪車用音響システム。
7. 前記第１スピーカユニットは、
   低音を発生する低音発生用スピーカと、
   高音を発生する高音発生用スピーカと、を有し、
   前記低音発生用スピーカは、前記座部に近い位置に配置されている、
   ことを特徴とする請求項５記載の二輪車用音響システム。
8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の二輪車用音響システムを具備することを特徴とする電動車両。

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