JP2012114841A - 発音装置及び車両存在報知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車種毎の個別のカスタマイズが不要であり、高い信頼性を実現でき、音波の打ち消し合いに起因する音圧の低下を回避することが可能な、発音装置を得る。
【解決手段】発音装置６は、車両１に搭載され、車両１の存在を報知するための報知音を発生する発音装置であって、開口面を有する箱体２０と、開口面に取り付けられることにより箱体２０と一体的に構成された振動板２１と、箱体２０内に配置され、磁歪素子の伸縮によって振動板２１を振動させることにより報知音を発生させる超磁歪アクチュエータ３０と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、発音装置及びそれを備えた車両存在報知装置に関する。

電気自動車又はハイブリッド自動車等の静粛車両の接近報知音を出力するためのものではないが、磁歪素子を有する磁歪アクチュエータを用いた車両用発音体システムが、例えば下記特許文献１に開示されている。当該システムにおいては、車両の外殻金属板（乗降用ドア、ボンネットドア、又はトランクドア等）に磁歪アクチュエータが取り付けられている。そして、磁歪アクチュエータの駆動によって外殻金属板を振動させることにより、車両の後進や右左折等を報知するための所定の音声ガイダンスが外殻金属板から出力される。

特許第４４１８４１５号公報

上記特許文献１に開示された車両用発音体システムによると、車種によって外殻金属板の材質や構造等が異なるため、同じ音源を用いた場合であっても、外殻金属板から出力される音声メッセージの音質、音程、音量等が車種毎に変動する。従って、適切な音質等の音声メッセージが出力されるようにするためには、車種毎に個別のカスタマイズが必要となり、その調整作業が繁雑であるという問題がある。

また、乗降用ドア、ボンネットドア、又はトランクドア等の外殻金属板は、車両を使用するに際して頻繁に開閉される。そのため、ドアの開閉を繰り返しているうちに、外殻金属板への磁歪アクチュエータの固定状態が緩んで動作不良を生じやすいため、信頼性が低いという問題もある。

さらに、外殻金属板の表面側から出力される音波と裏面側から出力される音波とが、同一周波数かつ逆位相となった場合に、両音波が互いに打ち消し合って音圧が低下するという問題もある。

本発明はかかる問題を解決するために成されたものであり、車種毎の個別のカスタマイズが不要であり、高い信頼性を実現でき、音波の打ち消し合いに起因する音圧の低下を回避することが可能な、発音装置及びそれを備えた車両存在報知装置を得ることを目的とするものである。

本発明の第１の態様に係る発音装置は、車両に搭載され、当該車両の存在を報知するための報知音を発生する発音装置であって、開口面を有する箱体と、前記開口面に取り付けられることにより前記箱体と一体的に構成された振動板と、前記箱体内に配置され、磁歪素子の伸縮によって前記振動板を振動させることにより報知音を発生させる磁歪アクチュエータと、を備えることを特徴とするものである。

第１の態様に係る発音装置によれば、振動板は、箱体の開口面に取り付けられることにより、箱体と一体的に構成されている。従って、乗降用ドア等の車両の外殻金属板を振動板として用いる場合とは異なり、外殻金属板の材質や形状等の相違に起因する音質等の変動が生じないため、車種毎の個別のカスタマイズが不要となる。

また、頻繁に開閉される乗降用ドア等に磁歪アクチュエータを取り付ける必要はなく、ラジエータグリルの内側等の非可動部分に発音装置を取り付けることができる。従って、固定状態の緩みが生じる可能性は低いため、高い信頼性を実現することができる。

さらに、磁歪アクチュエータは、振動板と箱体とによって規定される閉空間内に収容されている。従って、振動板の裏面側から出力される音波の伝搬は箱体によって妨げられるため、振動板の表面側から出力される音波と裏面側から出力される音波との打ち消し合いに起因して音圧が低下するという事態を、効果的に回避することが可能となる。

本発明の第２の態様に係る発音装置は、第１の態様に係る発音装置において特に、前記振動板から発生された報知音に含まれる所定の周波数成分を共鳴によって増幅する共鳴管をさらに備えることを特徴とするものである。

第２の態様に係る発音装置によれば、共鳴管は、振動板から発生された報知音に含まれる所定の周波数成分を共鳴によって増幅する。従って、より音圧の大きい報知音を出力することが可能となる。

本発明の第３の態様に係る発音装置は、第２の態様に係る発音装置において特に、前記共鳴管は渦巻き状の音道を有することを特徴とするものである。

第３の態様に係る発音装置によれば、共鳴管は渦巻き状の音道を有する。従って、直線状の音道を有する共鳴管を用いる場合と比較して装置を小型化できるため、車両への取り付け箇所の制約を軽減することが可能となる。

本発明の第４の態様に係る車両存在報知装置は、車両に搭載され、当該車両の存在を報知するための報知音を発生する車両存在報知装置であって、報知音に関する音声信号を出力する音源を有する信号処理部と、前記音源から出力された音声信号に基づいて報知音を発生する発音部と、車両の走行状態に基づいて前記信号処理部及び前記発音部を制御する制御部と、を備え、前記発音部は、開口面を有する箱体と、前記開口面に取り付けられることにより前記箱体と一体的に構成された振動板と、前記箱体内に配置され、磁歪素子の伸縮によって前記振動板を振動させることにより報知音を発生させる磁歪アクチュエータと、を有することを特徴とするものである。

第４の態様に係る車両存在報知装置によれば、振動板は、箱体の開口面に取り付けられることにより、箱体と一体的に構成されている。従って、乗降用ドア等の車両の外殻金属板を振動板として用いる場合とは異なり、外殻金属板の材質や形状等の相違に起因する音質等の変動が生じないため、車種毎の個別のカスタマイズが不要となる。

また、頻繁に開閉される乗降用ドア等に磁歪アクチュエータを取り付ける必要はなく、ラジエータグリルの内側等の非可動部分に発音装置を取り付けることができる。従って、固定状態の緩みが生じる可能性は低いため、高い信頼性を実現することができる。

さらに、磁歪アクチュエータは、振動板と箱体とによって規定される閉空間内に収容されている。従って、振動板の裏面側から出力される音波の伝搬は箱体によって妨げられるため、振動板の表面側から出力される音波と裏面側から出力される音波との打ち消し合いに起因して音圧が低下するという事態を、効果的に回避することが可能となる。

本発明によれば、車種毎の個別のカスタマイズが不要であり、高い信頼性を実現でき、音波の打ち消し合いに起因する音圧の低下を回避することが可能な、発音装置及びそれを備えた車両存在報知装置を得ることができる。

本発明の実施の形態に係る車両存在報知装置が搭載された車両を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態に係る車両存在報知装置の全体構成を概略的に示すブロック図である。 発音装置の外観構成を模式的に示す斜視図である。 発音装置の内部構造を模式的に示す断面図である。 超磁歪アクチュエータの内部構造を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の形態の変形例に係る発音装置の構成を模式的に示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一又は相応する要素を示すものとする。

図１は、本実施の形態に係る車両存在報知装置２が搭載された車両１を模式的に示す図である。車両１は、電気自動車又はハイブリッド自動車等の、低速走行時に無音又は微量音となる自動車である。車両１には、一定速度（例えば時速２０ｋｍ）以下の低速走行時に所定の報知音を発生する発音装置６が、例えばラジエータグリルの内側に取り付けられている。報知音は、例えば、疑似的なエンジン音、擬似的なタイヤノイズ音、又は所定の電子音等、車両１の存在を歩行者等の報知対象に報知し得る任意の警告音である。

なお、発音装置６は、車両１の前方のみならず後方に取り付けられていてもよい。この場合、車両１の前進時には前方の発音装置から報知音が出力され、車両１の後進時には後方の発音装置から報知音が出力される。

あるいは、発音装置６は、車両１の四隅（右前方、左前方、右後方、左後方）に取り付けられていてもよい。この場合、車両１の進行方向に応じて、対応する発音装置から報知音が出力される。例えば、車両１が直進する場合には、右前方及び左前方の発音装置から報知音が出力され、車両１が右後方に進行する場合には、右後方の発音装置から報知音が出力される。

図２は、本実施の形態に係る車両存在報知装置２の全体構成を概略的に示すブロック図である。図２の接続関係で示すように、車両存在報知装置２は、車速センサ３と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）等の制御装置４（制御部）と、音源１０及びアンプ１１を有する信号処理装置５（信号処理部）と、発音装置６（発音部）とを備えて構成されている。

車速センサ３は、車両１の走行速度を検出し、その走行速度を示す検出信号Ｓ１を出力する。音源１０は、予め準備された報知音に関する音声信号Ｓ３を出力する。アンプ１１は、音源１０から入力された音声信号Ｓ３を増幅して出力する。発音装置６は、信号処理装置５から入力された音声信号Ｓ３に基づいて報知音を出力する。

制御装置４は、車両１の走行状態に基づいて信号処理装置５を制御する。例えば、検出信号Ｓ１で与えられる走行速度が時速２０ｋｍ以下である場合に、音源１０から音声信号Ｓ３を出力させる。また、車両１に複数の発音装置が搭載されている場合には、制御装置４は、車両１の操舵角センサ（図示しない）から入力される信号に基づいて、複数の発音装置の中から報知音を出力すべき発音装置を選択する。

図３は、発音装置６の外観構成を模式的に示す斜視図である。図３に示すように発音装置６は、箱体２０と振動板２１とが一体的に構成された箱形の外観形状を有している。具体的には、箱体２０は前面が開口しており、箱体２０の開口前面に振動板２１がネジ止め等によって取り付けられることにより、全体として一体の箱形の外観を成している。つまり、箱体２０は、六面体の六面のうちの一面（前面）が開口した形状を有しており、振動板２１は、箱体２０の開口面の形状に一致する形状（換言すれば、箱体２０の開口面を過不足無く塞ぐ形状）を有している。そして、箱体２０の開口面に振動板２１が取り付けられることにより、箱体２０と振動板２１とによって六面体が構成される。箱体２０と振動板２１とが互いに固定された状態においては、図３に示すように、振動板２１の四辺は箱体２０の開口面の四辺に接触している。また、箱体２０の背面には、発音装置６と信号処理装置５とを接続するためのワイヤーハーネス２２が接続されている。

図４は、発音装置６の内部構造を模式的に示す断面図である。図４に示すように、箱体２０と振動板２１とによって規定される発音装置６の閉空間の内部には、超磁歪アクチュエータ３０が収容されている。ネジ止め等によって振動板２１の裏面（閉空間側の面）にブラケット３１が固定されており、超磁歪アクチュエータ３０は、ブラケット３１によって振動板２１の裏面に押し付けられた状態で固定されている。つまり、振動板２１と箱体２０とによって規定される中空六面体の内部空間に、超磁歪アクチュエータ３０及びブラケット３１が収容されている。また、ワイヤーハーネス２２は、閉空間の内部に引き込まれて、超磁歪アクチュエータ３０に接続されている。

図５は、超磁歪アクチュエータ３０の内部構造を模式的に示す断面図である。図５に示すように超磁歪アクチュエータ３０は、上面中央部に貫通穴が形成された中空円柱状のケース４０と、印加される磁界の強さに応じて軸方向に伸縮する超磁歪素子４１と、超磁歪素子４１の周囲に配置されて磁界を印加する駆動コイル４２と、超磁歪素子４１の上下端に配置されてバイアス磁界を印加する磁石４３，４４と、磁石４３を介して超磁歪素子４１に固定され、ケース４０の貫通穴から頂部が突出するヘッド４５と、ヘッド４５に予加重を付与するコイルばね４６とを備えて構成されている。なお、超磁歪アクチュエータ３０の構成は図５に示した例に限定されるものではなく、任意の構成の超磁歪アクチュエータを使用することができる。

図２を参照して、車両１が一定速度以下で走行している場合には、その一定速度以下の走行速度を示す検出信号Ｓ１が車速センサ３から制御装置４に入力され、制御装置４は、制御信号Ｓ２によって、報知音に関する音声信号Ｓ３を音源１０から出力させる。音声信号Ｓ３はアンプ１１によって増幅された後、ワイヤーハーネス２２を介して発音装置６に入力される。図５を参照して、駆動コイル４２は、音声信号Ｓ３に応じた磁界を発生し、その磁界が超磁歪素子４１に印加されることによって、超磁歪素子４１は軸方向に伸縮する。超磁歪素子４１の伸縮に伴ってヘッド４５は上下方向に振動し、図３，４に示した振動板２１を振動させることにより、振動板２１から所定の報知音が出力（発音）される。

このように本実施の形態に係る発音装置６によれば、振動板２１は、箱体２０の開口面に取り付けられることにより、箱体２０と一体的に構成されている。従って、乗降用ドア等の車両の外殻金属板を振動板として用いる場合とは異なり、外殻金属板の材質や形状等の相違に起因する音質等の変動が生じないため、車種毎の個別のカスタマイズが不要となる。

また、頻繁に開閉される乗降用ドア等に超磁歪アクチュエータ３０を取り付ける必要はなく、ラジエータグリルの内側等の非可動部分に発音装置６を取り付けることができる。従って、固定状態の緩みが生じる可能性は低いため、高い信頼性を実現することができる。

さらに、超磁歪アクチュエータ３０は、振動板２１と箱体２０とによって規定される閉空間内に収容されている。従って、振動板２１の裏面側から出力される音波の伝搬は箱体２０によって妨げられるため、振動板２１の表面側から出力される音波と裏面側から出力される音波との打ち消し合いに起因して音圧が低下するという事態を、効果的に回避することが可能となる。また、超磁歪アクチュエータ３０が閉空間内に収容されていることにより、雨、風、砂、小石等から超磁歪アクチュエータ３０を効果的に保護することが可能となる。

＜変形例＞
図６は、本実施の形態の変形例に係る発音装置６Ａの構成を模式的に示す図である。音道が渦巻き状に規定された共鳴管５０の中心部に、振動板２１が配置されている。振動板２１の裏面には、図４と同様に、ブラケット３１を用いて超磁歪アクチュエータ３０が固定されている。

振動板２１の表面から発生された報知音を基本振動での共鳴によって増幅させるべく、閉管である共鳴管５０の長さＬは、報知音の音波の波長λの１／４に設定される。例えば、増幅したい報知音の周波数が２００Ｈｚである場合には、室温２５℃での報知音の波長λは、
λ＝（３３１．５＋０．６×２５）／２００≒１．７３ｍ
となるため、共鳴管５０の長さＬは、
Ｌ＝１７３／４≒４３ｃｍ
に設定される。

同様に、増幅したい報知音の周波数が３００Ｈｚ、４００Ｈｚ、５００Ｈｚ、７００Ｈｚ、１０００Ｈｚである場合には、共鳴管５０の長さＬは、それぞれ２８．９ｃｍ、２１．７ｃｍ、１７．３ｃｍ、１２．４ｃｍ、８．７ｃｍに設定される。このように、振動板２１から発生される報知音のうち共鳴によって増幅したい周波数成分に応じて、共鳴管５０の音道の長さが設定される。

本変形例に係る発音装置６Ａによれば、共鳴管５０は、振動板２１から発生された報知音に含まれる所定の周波数成分を共鳴によって増幅する。従って、より音圧の大きい報知音を出力することが可能となる。

また、共鳴管５０は渦巻き状の音道を有する。従って、直線状の音道を有する共鳴管を用いる場合と比較して装置を小型化できるため、車両１への取り付け箇所の制約を軽減することが可能となる。

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ 車両
２ 車両存在報知装置
４ 制御装置
５ 信号処理装置
６，６Ａ 発音装置
１０ 音源
２０ 箱体
２１ 振動板
３０ 超磁歪アクチュエータ
５０ 共鳴管

Claims (4)

1. 車両に搭載され、当該車両の存在を報知するための報知音を発生する発音装置であって、
   開口面を有する箱体と、
   前記開口面に取り付けられることにより前記箱体と一体的に構成された振動板と、
   前記箱体内に配置され、磁歪素子の伸縮によって前記振動板を振動させることにより報知音を発生させる磁歪アクチュエータと、
   を備える、発音装置。
2. 前記振動板から発生された報知音に含まれる所定の周波数成分を共鳴によって増幅する共鳴管をさらに備える、請求項１に記載の発音装置。
3. 前記共鳴管は渦巻き状の音道を有する、請求項２に記載の発音装置。
4. 車両に搭載され、当該車両の存在を報知するための報知音を発生する車両存在報知装置であって、
   報知音に関する音声信号を出力する音源を有する信号処理部と、
   前記音源から出力された音声信号に基づいて報知音を発生する発音部と、
   車両の走行状態に基づいて前記信号処理部を制御する制御部と、
   を備え、
   前記発音部は、
   開口面を有する箱体と、
   前記開口面に取り付けられることにより前記箱体と一体的に構成された振動板と、
   前記箱体内に配置され、磁歪素子の伸縮によって前記振動板を振動させることにより報知音を発生させる磁歪アクチュエータと、
   を有する、車両存在報知装置。

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