JP2017170965A - 車両接近通報器 - Google Patents

Abstract

【課題】圧電素子発音体を使用して広い周波数帯域でフラットな周波数特性を有する車両接近通報音を得ることが可能な車両接近通報器を提供する。【解決手段】所定周波数に共振周波数を持つ周波数特性を有する圧電素子発音体３と、前記圧電素子発音体３の周波数特性を相殺するような逆周波数特性を有し、上記共振周波数を含む周波数帯域の車両接近通報信号１ａを入力して当該車両接近通報信号１ａを上記逆周波数特性でフィルタリングするフィルタ回路１１と、当該フィルタ回路１１の出力信号１１aを圧電素子発音体３に出力するアンプ回路１３および昇圧駆動回路１４とを備える。【選択図】 図１

Description

本発明は車両接近通報器に関し、特に、圧電素子発音体を使用してフラットな周波数特性の車両接近通報音を発音することができる車両接近通報器に関するものである。

環境面への考慮からハイブリッド車や電気自動車の普及が進んでいるが、これらの車両は低速走行時にはその静粛性ゆえに歩行者等が接近に気付き難いという問題があった。そこで、特許文献１に記載の装置では、車両周囲の環境音と、車両の走行音を取得して周波数解析を行い、環境音と走行音との目標音量比が適正になるようにフィルタ係数と増幅率を調整して、環境音に対して走行音が適度な大きさに維持できるようにした車両接近通報器が提案されている。

特開２０１２−１６６６６２

ところで、車両接近通報器の小型化・長寿命化を図るために発音体として圧電素子を使用する試みがあるが、圧電素子は所定周波数に共振周波数を有することが多い。これは特定の周波数域の警報音を発する場合には比較的小さな入力で大きな出力音を得ることができる点で好ましいが、モータ疑似音等の車両接近通報音は比較的広い周波数帯域に亘ってフラットな音圧で出力されることが好ましい。

そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、圧電素子発音体を使用して広い周波数帯域でフラットな周波数特性を有する車両接近通報音を得ることが可能な車両接近通報器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本第１発明では、所定周波数に共振周波数を持つ周波数特性を有する圧電素子発音体（３）と、前記圧電素子発音体（３）の前記周波数特性を相殺するような逆周波数特性を有し、前記共振周波数を含む周波数帯域の車両接近通報信号を入力して当該車両接近通報信号を前記逆周波数特性でフィルタリングするフィルタ手段（１１）と、当該フィルタ手段（１１）の出力信号(１１a)を前記圧電素子発音体（３）に出力する出力手段（１３，１４）とを備える。

本第１発明によれば、共振周波数で極大となる圧電素子発音体の周波数特性がフィルタ手段の逆周波数特性で相殺されるから、圧電素子発音体から出力される車両接近通報音の音圧は広い周波数帯に亘ってフラットなものとなり、車両接近通報音として自然なモータ疑似音やエンジン疑似音が出力される。

本第２発明では、前記フィルタ手段（１１）の逆周波数特性は、前記圧電素子発音体（３）の周波数特性を反転させた形状を有する。

本第２発明によれば、振周波数で極大となる圧電素子発音体の周波数特性が相殺されて、圧電素子発音体から出力される車両接近通報音の音圧は広い周波数帯に亘ってほぼ一定のフラットなものとなり、車両接近通報音として自然なモータ疑似音やエンジン疑似音が出力される。

本第３発明では、前記フィルタ手段（１１）の逆周波数特性は、前記圧電素子発音体（３）の周波数特性のうち共振周波数を含む所定の帯域のみを反転させ、残る帯域は一定とした形状を有する。

本第３発明によれば、共振周波数で極大となる圧電素子発音体の周波数特性が相殺されて、圧電素子発音体から出力される車両接近通報音の音圧は極大極小部の無いものとなり、車両接近通報音として十分に自然なモータ疑似音やエンジン疑似音を出力することができるとともに、フィルタ手段の構成を簡素化することができる。

本第４発明では、警報手段（１５）が操作された際に警報信号（１２a）を発生する警報信号発生手段（１２）をさらに備え、前記出力手段（１３，１４）は前記車両接近通報信号に加えて前記警報信号を前記圧電素子発音体に出力するように設定されている。

本第４発明においては、単一の圧電素子発音体によって車両接近通報音と警報音を出力することができるから警音器としても利用できる車両接近通報器がよりコンパクトに実現される。

上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を参考的に示すものである。

以上のように、本発明の車両接近通報器によれば、圧電素子発音体を使用して小型かつ長寿命化が図られるとともに、広い周波数帯域で一定のフラットな周波数特性を有する車両接近通報音を得ることができる。

本発明の第１実施形態における車両接近通報器の電気回路のブロック構成図である。 警報信号の一例を示す波形図である。 車両接近通報器本体の断面図である。 圧電素子発音体の出力音圧の周波数特性を示す図である。 フィルタ回路のゲインの周波数特性を示す図である。 フィルタ回路の出力信号を入力させた場合の、圧電素子発音体の出力音圧の周波数特性を示す図である。 本発明の第２実施形態における、フィルタ回路のゲインの周波数特性を示す図である。 フィルタ回路の出力信号を入力させた場合の、圧電素子発音体の出力音圧の周波数特性を示す図である。

なお、以下に説明する実施形態はあくまで一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が行う種々の設計的改良も本発明の範囲に含まれる。

（第1実施形態）
図１には、本発明の車両接近通報器の電気回路（警音回路）のブロック構成図を示す。警音回路１は、フィルタ手段としてのフィルタ回路１１、警報信号発生回路１２、これら回路１１，１２の出力信号１１ａ,１２ａがそれぞれ入力するアンプ回路１３、アンプ回路１３の出力信号が入力する昇圧駆動回路１４より構成されている。なお、アンプ回路１３および昇圧駆動回路１４は出力手段を構成している。

フィルタ回路１１には、外部コンピュータから車両接近通報信号１ａが入力している。車両接近通報信号１ａは広い周波数帯域の例えばモータ疑似音やエンジン疑似音の信号で、車両が静粛な低速モータ走行をしている等の条件で外部コンピュータからフィルタ回路１１へ入力する。フィルタ回路１１の周波数特性については後述する。

警報信号発生回路１２には警報手段たるホーンスイッチ１５が入力接続されており、ホーンスイッチ１５を操作すると当該警報信号発生回路１２で警報信号１２ａが発生させられて出力される。警報信号１２ａの一例を図２（１）に示す。この警報信号１２ａは、例えば図２（２）に示す高音用変調波１２ａhと図２（３）に示す低音用変調波１２ａlを加算した信号である。ここで、信号１２ａhの波形は矩形波で、第１基本矩形波の周波数３２００Ｈｚを中心にこれより４００Ｈｚだけ上下した３６００Ｈｚの領域Ｘ１と２８００Ｈｚの領域Ｙ２を２．５ｍｓ（＝１／４００（Ｈｚ））の周期で交互に繰り返すものである。また、信号１２ａlの波形は矩形波で、第２基本矩形波の周波数２８００Ｈｚを中心にこれより４００Ｈｚだけ上下した３２００Ｈｚの領域Ｘ２と２４００Ｈｚの領域Ｙ２を２．９ｍｓ（＝１／３５０（Ｈｚ））の周期で交互に繰り返すものである。

図１において、フィルタ回路１１の出力信号１１ａ、および警報信号発生回路１２で発生させられた警報信号１２ａはアンプ回路１３に入力して所定レベルに増幅されて昇圧駆動回路１４に入力する。昇圧駆動回路１４では上記各信号１１ａ，１２ａを、当該回路１４に接続された、構造を以下に説明する圧電素子発音体３を駆動するのに必要な電圧へ昇圧して、それぞれ車両接近通報用駆動信号および警報用駆動信号として圧電素子発音体３へ出力する。

圧電素子発音体３を備えた警音器（車両接近通報器）本体の構造を図３に示す。警音器本体は円形開放容器状の金属板ハウジング４を備えており、ハウジング４の底壁中心には取付用のステー４１がボルト結合されている。ハウジング４内にはこれに沿って開放容器状の樹脂製ホルダ４２が挿置してあり、ホルダ４２の底壁上にはこれと平行に、上記警音回路１を設けた回路基板５が配設されている。回路基板５はホルダ４２の底壁に立設されたピン部４２１に嵌装支持されている。なお、警音回路１の回路部品等は図示を省略してある。

ホルダ４２の開口を閉鎖して上記回路基板５と平行に、以下に述べる圧電体３２と共に圧電素子発音体３を構成する金属製ダイヤフラム板３１が張設されており、ダイヤフラム板３１はその外周縁が、ホルダ４２の開口縁とホルダ４２の開口に覆着された樹脂製共鳴器４３の外周縁との間に挟持されている。共鳴器４３には外周部の複数個所（本実施形態では周方向等間隔で４箇所）に音出力口４３１が設けられている。

ダイヤフラム板３１には裏面（図３の下面）中心部に円形の圧電体３２が貼り合わせてあり、圧電素子発音体の周波数特性の一例は、図４に示すように、５００Ｈｚ〜８００Ｈｚの低周波側帯域に第１の共振周波数ｆ1を有するとともに、２ＫＨｚ〜５ＫＨｚの高周波側帯域に第２の共振周波数ｆ2を有している。回路基板５からは圧電体３２の一方の電極（図示略）と、圧電体３２の他方の電極（図示略）へ通じるダイヤフラム板３１とへ、それぞれ出力線３３，３４が延びている。また、回路基板５の一端には、ハウジング４外へ延びる給電コネクタ５１の一端が接続されている。なお、共鳴器４３の外方は、長穴状の放音口６１を形成した金属製カバー体６で覆われている。

ここで、上記フィルタ回路の周波数特性の一例を図５に示す。図５から明らかなように、フィルタ回路１１の周波数特性は、圧電素子発音体３の周波数特性を全周波数帯域でそのまま反転させた形状の逆周波数特性となっている。すなわち、上記発音体３の出力音圧が極大となる共振周波数ｆ1,ｆ2でフィルタ回路のゲインは極小となり、残る周波数領域ではゲインは高周波側へ緩やかに小さくなっている。このような逆周波数特性のフィルタ回路１１を経た出力信号１１ａがアンプ回路１３および昇圧駆動回路１４を経て車両接近通報用駆動信号として圧電素子発音体３に入力されると、共振周波数ｆ1,ｆ2で極大となる圧電素子発音体３の周波数特性は相殺され、圧電素子発音体３から出力される車両接近通報音の音圧の周波数特性は図６に示すように、広い周波数帯に亘ってほぼ一定のフラットなものとなる。これにより、車両接近通報音として自然なモータ疑似音やエンジン疑似音が出力される。

なお、ホーンスイッチ１５を操作した場合には警報信号１２ａ（図２（１））と同波形の警報用駆動信号が圧電素子発音体３へ出力される。警報用駆動信号が入力すると圧電素子発音体３は、従来の高音用電磁式平型警音器から出力される警報音の周波数スペクトラムと低音用電磁式警音器から出力される警報音の周波数スぺクトラムを加算した周波数スペクトラムを有する、音色が大きく改善された警報音を発する。

（第2実施形態）
上記第1実施形態ではフィルタ回路１１の逆周波数特性を、圧電素子発音体３の周波数特性をそのまま反転させたものとしたが、図７に示すように、圧電素子発音体３の出力音圧が極大となる共振周波数ｆ1,ｆ2を含む所定帯域でのみ当該圧電素子発音体３の周波数特性を反転させた形状としてゲインを極小とし、残る周波数領域ではゲインをフラットとする。このような逆周波数特性のフィルタ回路１１を経た出力信号１１ａに基づく車両接近通報用駆動信号で圧電素子発音体３を駆動すると、図８に示すように、圧電素子発音体３から出力される車両接近通報音の出力音圧の周波数特性は、全体として高周波側へ緩やかに大きくはなるものの、共振周波数ｆ1,ｆ2で極大となる圧電素子発音体の周波数特性は相殺されて極大極小部の無いものとなる。したがって、車両接近通報音として十分に自然なモータ疑似音やエンジン疑似音を出力することができるとともに、第1実施形態に比してフィルタ回路１１の構成を簡素化することができる。

１…警音回路、１１…フィルタ回路（フィルタ手段）、１１ａ…車両接近通報信号、１２…警報信号発生回路（警報信号発生手段）、１２ａ…警報信号、１３…アンプ回路（出力手段）、１４…昇圧駆動回路（出力手段）、１５…ホーンスイッチ（警報手段）、３…圧電素子発音体、ｆ1…第１の共振振動数、ｆ2…第２の共振振動数。

Claims (4)

1. 所定周波数に共振周波数を持つ周波数特性を有する圧電素子発音体と、前記圧電素子発音体の前記周波数特性を相殺するような逆周波数特性を有し、前記共振周波数を含む周波数帯域の車両接近通報信号を入力して当該車両接近通報信号を前記逆周波数特性でフィルタリングするフィルタ手段と、当該フィルタ手段の出力信号を前記圧電素子発音体に出力する出力手段とを備える車両接近通報器。
2. 前記フィルタ手段の逆周波数特性は、前記圧電素子発音体の周波数特性を反転させた形状を有する請求項１に記載の車両接近通報器。
3. 前記フィルタ手段の逆周波数特性は、前記圧電素子発音体の周波数特性のうち共振周波数を含む所定の帯域のみを反転させ、残る帯域は一定とした形状を有する請求項１に記載の車両接近通報器。
4. 警報手段が操作された際に警報信号を発生する警報信号発生手段をさらに備え、前記出力手段は前記車両接近通報信号に加えて前記警報信号を前記圧電素子発音体に出力するように設定されている請求項１ないし３のいずれかに記載の車両接近通報器。

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