JP2017213243A - 振動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】振動及び音の報知を一つの振動ユニットで行うことができる振動制御装置及び座席装置を提供する。【解決手段】振動制御装置３０は、座席１０に内蔵された振動ユニット２０を駆動させる信号を出力する。制御部３２０は、振動ユニット２０の振動により着座者に報知を行うための振動用信号と、振動ユニット２０から発生する音により着座者に報知を行うために、振動用信号よりも小振幅かつ高周波の音用信号と、を一つの振動ユニット２０に出力する。【選択図】図１

Description

本発明は、振動制御装置及び振動制御装置を備えた座席装置に関するものである。

座席に内蔵された振動ユニットの振動により、着座者に報知を行う座席装置が考えられている。例えば、特許文献１には、白線を乗り越えたことを座席に内蔵された振動体(振動ユニット)の振動により着座者に報知する車両用警報システムが記載されている。

また、着座者に振動だけでなく、音でも報知を行いたい場合がある。しかしながら、従来は、振動ユニットとは別に設けられたスピーカを用いて報知音を発生させていた。このため、コストが高くなり、さらに設置場所の確保、という問題が一例として挙げられる。そこで、例えば、車内であれば、車内に設けたオーディオ用のスピーカを流用して報知音を発生させることも考えられる。しかしながら、この場合、スピーカから流れている音と報知音とが混ざるため、報知音が聞き取りにくい、という問題が一例として挙げられる。

特開２００８−１２９７１６号公報

本発明は、このような問題点に対処することを課題の一例とするものである。即ち、本発明は、例えば、振動及び音の報知を低コストかつ省スペースで行うことができる振動制御装置及び座席装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の振動制御装置は、座席に内蔵された振動ユニットを駆動させる信号を出力する振動制御装置であって、前記振動ユニットの振動により着座者に報知を行うための第１信号と、前記振動ユニットから発生する音により前記着座者に報知を行うために、前記第１信号よりも小振幅かつ高周波の第２信号と、を一つの前記振動ユニットに出力する出力手段を備えたことを特徴とする。

本発明の一実施例に係る座席装置のブロック図である。 図１に示す座席装置を構成する座席の斜視図である。 図１に示されている振動ユニットを示す斜視図である。 図３（Ａ）中のＶ１−Ｖ１切断線に沿った断面を示す断面図である。 振動ユニットが背凭れ部及び着座部に内蔵されている様子を示す模式図である。 図１に示されている制御部の機能ブロック図である。

以下、本発明の一実施形態にかかる振動制御装置及び座席装置を説明する。本発明の一実施形態にかかる振動制御装置は、座席に内蔵された振動ユニットを駆動させる信号を出力する振動制御装置であって、振動ユニットの振動により着座者に報知を行うための第１信号と、振動ユニットから発生する音により着座者に報知を行うために、第１信号よりも小振幅かつ高周波の第２信号と、を一つの振動ユニットに出力する出力手段を備える。第２信号は、振動を着座者に感じさせないようにするため、前記第1信号よりも小振幅とするが、振動ユニットから発生する音により着座者に報知を行うために、所定値以上の振幅は必要となる。これにより、振動及び音の報知を一つの振動ユニットで行うことができ、振動及び音の報知を低コストかつ省スペースで行うことができる。

また、出力手段は、第１信号と、第２信号と、を独立して信号処理する信号処理手段を有していてもよい。これにより、振動と音とをはっきりと区別できるように各信号を信号処理できる。

また、信号処理手段は、第１信号の高域及び第２信号の低域の少なくとも一方を減衰させるフィルタ手段から構成されている。これにより、振動と音とをはっきりと区別できる。

また、信号処理手段は、第２信号の低域を減衰させるフィルタ手段から構成され、第１信号は帯域制限されないようにしてもよい。第２信号の低域を低減させることにより、振動と音とをはっきり区別できる。しかも、第１信号は帯域制限されないため、振動のアタックが弱められることがない。

また、出力手段は、第１信号及び第２信号をミキシングするミキシング手段をさらに有していてもよいこれにより、振動及び音の報知を同時に一つの振動ユニットで行うことができる。

本発明の一実施形態にかかる座席装置は、上述した振動制御装置と、振動制御装置から出力される信号により駆動される振動ユニットと、振動ユニットが内蔵された座席と、を備えている。これにより、振動及び音の報知を一つの振動ユニットで行うことができる。

また、振動ユニットは、座席の背凭れ部に内蔵されていてもよい。これにより、振動ユニットから発生する音が聞き取りやすい。

また、振動ユニットは、座席の左右方向中央を挟んだ左右にそれぞれ配置されていてもよい。これにより、着座者の中央に音を定位させることができる。

以下、本発明の一実施例に係る座席装置について説明する。

図１は、本発明の一実施例に係る座席装置のブロック図である。図２は、図１に示す座席装置を構成する座席の斜視図である。この図１及び図２に示されている座席装置１は、車両の運転席等に用いられる座席装置であり、座席１０と、この座席１０の４箇所に内蔵された振動ユニット２０と、振動ユニット２０を制御する振動制御装置３０と、を備えている。座席１０は、着座部１１及び背凭れ部１２を有している。着座部１１には、左右方向中央を挟んだ左右それぞれ１箇所ずつ振動ユニット２０が内蔵されている。背凭れ部１２にも、左右方向中央を挟んだ左右にそれぞれ１箇所ずつ振動ユニット２０が内蔵されている。

図３は、図１に示されている振動ユニットを示す斜視図であり、図４は、図３（Ａ）中のＶ１−Ｖ１切断線に沿った断面を示す断面図である。

振動ユニット２０は、ケース２１０内に磁気回路２２０が収容されたものである。ケース２１０は、背の低い円筒フレーム２１１の一端側の開口が、中央部に複数の貫通孔２１２が設けられた円形の第１板壁２１３で塞がれ、他端側の開口が円形の第２板壁２１４で塞がれたものである。図３（Ａ）には貫通孔２１２が設けられた第１板壁２１３側から見た振動ユニット２０が示されており、図３（Ｂ）にはその反対側から見た振動ユニット２０が示されている。

第１板壁２１３の略中央からは、複数の貫通孔２１２を囲むように円筒状のボビン２１５が第２板壁２１４に向かって立設されており、そのボビン２１５の外周にボイスコイル２１６が設けられている。このように、ボイスコイル２１６は、ボビン２１５を介して第１板壁２１３に固定されている。また、複数の貫通孔２１２は、第１板壁２１３と交差する方向から見たときの平面視でボイスコイル２１６の内側に相当する領域２１３ａに設けられている。

磁気回路２２０は、各々がリング状のプレート２２１及びマグネット２２２と円盤状のヨーク２２３とを備えている。プレート２２１及びマグネット２２２が、ボイスコイル２１６に対してギャップを開けて同軸に配置されている。プレート２２１、即ち磁気回路２２０は、ダンパ２３０を介して円筒フレーム２１１の内壁面に、第１板壁２１３に対する接離方向Ｄ１に振動可能に支持されている。

ボイスコイル２１６に交流信号が通電されると、磁気回路２２０が、第１板壁２１３に対する接離方向Ｄ１に振動する。また、その振動のダンパ２３０を介した反作用でケース２１０も振動する。このように、振動ユニット２０では、ボイスコイル２１６への通電によりケース２１０と磁気回路２２０との間に相対振動が生じる。この相対振動により、振動ユニット２０は、ケース２１０ごと振動する。また、ケース２１０においては、磁気回路２２０からの反作用を受けるボイスコイル２１６が固定されている第１板壁２１３が局部的に振動する。この第１板壁２１３の振動により音が発生する。このように、振動ユニット２０は、ケース２１０と磁気回路２２０との、ボイスコイル２１６への通電による相対振動によりケース２１０ごと振動して放音する。

本実施例では、このような振動ユニット２０が、背凭れ部１２及び着座部１１に次のように内蔵されている。

図５は、振動ユニット２０が背凭れ部１２及び着座部１１に内蔵されている様子を示す模式図である。図５（Ａ）には、振動ユニット２０が背凭れ部１２に内蔵されている様子が示され、図５（Ｂ）には、振動ユニット２０が着座部１１に内蔵されている様子が示されている。

図５（Ａ）に示されているように、振動ユニット２０は、背凭れ部１２に、ケース２１０の第１板壁２１３が着座者側を向くように内蔵されている。つまり、上記のように音を発する第１板壁２１３が着座者側を向いている。他方、着座部１１には、ケース２１０の第２板壁２１４が着座者側を向くように、即ち、音を発する第１板壁２１３が着座者側とは反対側を向くように振動ユニット２０が内蔵されている。

ここで、本実施例の座席装置１では、例えば、運転者たる着座者が漫然と運転しているような場合に、振動ユニット２０を用いてその旨を報知するといった制御が図１に示す振動制御装置３０により行われる。

振動制御装置３０は、心拍センサ３１０と、振動ユニット２０を駆動する信号を出力する制御部（＝出力手段）３２０と、背凭れ部用アンプ３３０と、着座部用アンプ３４０と、を備えている。

心拍センサ３１０は、着座者に装着され、着座者の心拍を検出して、制御部３２０に対して供給する。

制御部３２０は、例えばＲＡＭ(Random Access Memory)やＲＯＭ(Read Only Memory)などの目盛を備えたＣＰＵ(Central Processing Unit)を含んで構成されている。制御部３２０は、座席装置１全体の制御を司り、心拍センサ３１０の検出結果に基づいて、漫然運転を検出すると、振動ユニット２０を駆動する信号を出力する。また、制御部３２０は、漫然運転が検出されなければ、振動ユニット２０を駆動する信号を出力しない。制御部３２０は、背凭れ部１２に内蔵された振動ユニット２０用の信号（以下、「背凭れ用信号」）と、着座部１１に内蔵された振動ユニット２０用の信号（以下、「着座部用信号」）と、を別々に出力する。

背凭れ部用アンプ３３０は、制御部３２０から出力された背凭れ部用信号を増幅して、背凭れ部１２に内蔵された振動ユニット２０のボイスコイル２１６に供給する。着座部用アンプ３４０は、制御部３２０から出力された着座部用信号を増幅して、着座部１１に内蔵された振動ユニット２０のボイスコイル２１６に供給する。

次に、図６を参照して、制御部３２０の機能ブロックについて説明する。同図に示すように、制御部３２０は、信号読取部３２１と、信号処理手段としての振動用信号処理部３２２及び音用信号処理部３２３と、ミキシング手段としてのミキシング部３２４と、を備えている。信号読取部３２１は、漫然運転が検出されると振動ユニット２０の振動により着座者に報知を行うための振動用信号（＝第１信号）と、振動ユニット２０から発生する音により着座者に報知を行うための音用信号（＝第２信号）と、を図示しないメモリから読み取る。

振動用信号は、音用信号よりも大振幅かつ低周波（例えば８０Ｈｚ〜２００Ｈｚ）の信号である。この振動用信号を振動ユニット２０に供給すると、着座者は、振動ユニットの振動を検知して、自身も振動しているように感じる。一方、音用信号は、振動用信号よりも小振幅かつ高周波（例えば１ｋＨｚ〜４ｋＨｚ）の信号である。この音信号のみを振動ユニット２０に供給すると、着座者は、振動ユニット２０の振動は検知できないが、小振幅であっても一定以上の振幅であるため、振動ユニット２０で発生する音が聞こえる。

振動用信号処理部３２２は、信号読取部３２１が読み取った振動用信号の信号処理を音用信号とは独立に行う。本実施例では、振動用信号処理として、振動用信号の増幅を行うアンプ処理が行われる。音用信号処理部３２３は、音用信号の信号処理を振動用信号とは独立に行う。本実施例では、音用信号処理として、音用信号の増幅を行うアンプ処理や、音用信号の低域を減衰するフィルタ処理が行われる。なお、振動用信号処理部３２２のアンプ処理は、振動ユニット２０を振動させたい場合は、音用信号処理部３２３のアンプ処理よりもゲインが大きく設定されている。一方、振動ユニット２０の振動を小さくし、着座者に報知音のみ知らせたい場合は、振動用信号処理部３２２のアンプ処理のゲインを音用信号処理部３２３のアンプ処理のゲインより小さく設定する。また、フィルタ処理を行うことから明らかなように、音用信号処理部３２３がフィルタ手段として機能する。

ミキシング部３２４は、振動用信号処理部３２２により信号処理された振動用信号と、音用信号処理部３２３により信号処理された音用信号と、をミキシングして、背凭れ部用出力端子Ｔ１から出力される。背凭れ部用出力端子Ｔ１から出力された信号は、背凭れ部用信号として、背凭れ部用アンプ３３０を介して背凭れ部１２に内蔵された振動ユニット２０に供給される。これにより、背凭れ部１２に内蔵された振動ユニット２０が振動し、着座者に振動を与えると共に、報知音を出力することができる。

一方、振動用信号処理部３２２により信号処理された振動用信号は、ミキシング部３２４を介さないでそのまま着座部用出力端子Ｔ２から出力される。着座部用出力端子Ｔ２から出力された信号は、着座部用信号として、着座部用アンプ３４０を介して着座部１１に内蔵された振動ユニット２０に供給される。これにより、着座部１１に内蔵された振動ユニット２０が振動し、着座者に振動を与える。

上述した実施例によれば、制御部３２０が、振動ユニット２０の振動により着座者に報知を行うための振動用信号と、振動ユニット２０から発生する音により着座者に報知を行うために、振動用信号よりも小振幅かつ高周波の音用信号と、を一つの振動ユニット２０（背凭れ部１２に内蔵された振動ユニット２０それぞれ）に出力する。これにより、振動及び音の報知を一つの振動ユニット２０で行うことができる。このため、報知音を発生するために、車内に設置されたオーディオのスピーカを流用したり、振動ユニット２０とは別にスピーカを設ける必要がない。これにより、音及び振動による報知を低コストかつ省スペースで行うことができる。

また、上述した実施例によれば、制御部３２０は、振動用信号と、音用信号と、を独立して信号処理する信号処理部３２２、３２３を有している。これにより、振動と音とをはっきりと区別できるように各信号を信号処理できる。

また、上述した実施例によれば、音用信号処理部３２３は、音用信号の低域を減衰させるフィルタ処理を行う。これにより、振動と音とをはっきりと区別できる。

また、振動ユニット２０を振動させると、着座者は、例えばドン、ドン、ドンと間欠的に瞬間的な衝撃を持った振動（アタック感）を与えられる。このアタック感は、振動用信号に含まれるインパルス成分が寄与している。振動と音とを区別させるために、振動用信号の高周波成分をカットすると立ち上がりがゆったりしたものになってしまい切れの良いアタック感がなくなってしまう。よって、振動と音とをはっきり区別させるためには、上述した実施例のように、振動用信号の高域を低減しないで、音用信号の低域だけを低減する方が、振動ユニット２０の振動のアタック感が弱められることがなく、好ましい。

また、上述した実施例によれば、ミキシング部３２４が、振動用信号及び音用信号をミキシングする。これにより、振動及び音の報知を同時に一つの振動ユニット２０で行うことができる。

また、着座部１１に内蔵された振動ユニット２０から音を出しても着座者には聞き取りにくい。そこで本実施例では、振動用信号及び音用信号をミキシングした信号は、背凭れ部１２に内蔵された振動ユニット２０に供給され、着座部１１に内蔵された振動ユニット２０には振動用信号しか供給されていない。これにより、振動ユニット２０から発生する音が聞き取りやすくできる。

なお、振動ユニット２０としては、図４に示す構成のものを用いていたが、これに限ったものではない。振動ユニット２０としては、ボイスコイル２１６が巻かれるボビン２１５と、ボビン２１６を支持するケース２１０と、を備え、ケース２１０の少なくとも一部を構成する板壁が振動して、振動と音との両者を発生できるものであればよい。

また、上述した実施例では、振動用信号及び音用信号をミキシングしていたが、これに限ったものではない。例えば、制御部３２０が、振動用信号及び音用信号を交互に振動ユニット２０に出力するようにしてもよい。この場合、ミキシング部３２４は必要ない。

また、上述した実施例では、音用信号処理部３２３のフィルタ処理において音用信号の低域をカットしていたが、これに限ったものではない。振動用信号処理部３２２のフィルタ処理において、振動用信号の低域をカットしてもよい。

また、制御部３２０の振動ユニット２０の駆動は上記実施例に限定されるものではない。例えば、漫然運転が検出される継続時間が長いほど、振動及び報知音を大きくするようにしてもよい。具体的には、制御部３２０内の振動用信号処理部３２２及び音用信号処理部３２３で行われるアンプ処理のゲインを漫然運転が検出される継続時間が長いほど大きくすればよい。また、制御部３２０は、車内のオーディオ機器から再生されている楽曲の解析を行い、その楽曲のビートに同期した振動が与えられるように、振動ユニット２０を駆動するようにしてもよい。

また、上述した実施例では、心拍センサ３１０により着座者が漫然運転しているときに、振動ユニット２０を駆動していたが、これに限ったものではない。何かを報知したいときに振動ユニット２０を駆動すればよく、例えば、他車両の接近を検知したときなどに振動ユニット２０を駆動させてもよい。また、走行ルート上で注意喚起が必要な場合（例えば、前方に渋滞が発生していたり、急カーブがある場合など）に振動ユニット２０を駆動させてもよい。

また、上述した実施例では、振動制御装置３０は、左右の振動ユニット２０を同時に駆動させていたが、これに限ったものではない。振動制御装置３０は、左右の振動ユニット２０をそれぞれ独立して駆動するようにしてもよい。これにより、例えば、他車両が右から接近してきたことを検知すると、振動制御装置３０が、右側の振動ユニット２０を振動させた後、左側の振動ユニット２０を振動させる。また、他車両が左から接近してきたことを検知すると、振動制御装置３０が、左側の振動ユニット２０を振動させた後、右側の振動ユニット２０を振動させる。これにより、振動制御装置３０は、振動ユニット２０を用いて左右の方向性も報知することができる。

また、上述した実施例では、着座部１１及び背凭れ部１２に内蔵された振動ユニット２０に与える振動用信号は同じものを用いていたが、これに限ったものではない。着座部１１及び背凭れ部１２に内蔵された振動ユニット２０に与える振動用信号としてはリズムや振幅などが異なるものであってもよい。

また、上述した実施例によれば、座席装置１としては車両に搭載されたものを一例に挙げて説明していたが、これに限ったものではない。座席装置１としては、着座者が座れるものであればよく、家庭やオフィス内に設置されるものであってもよい。また、座席１０としては、着座部１１があればよく、背凭れ部１２は必須ではない。

制御部３２０内で振動用信号及び音用信号の信号処理を行っていたが、これに限ったものではない。制御部３２０とは別に信号処理部３２２及び３２３を設けて、制御部３２０から出力された振動用信号及び音用信号の信号処理を行うようにしてもよい。この場合、制御部３２０と信号処理部３２２及び３２３が、請求項中の出力手段を構成する。勿論、ミキシング部３２４も制御部３２０とは別に設けてもよい。

また、前述した実施例は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ 座席装置
１０ 座席
１２ 背凭れ部
２０ 振動ユニット
３０ 振動制御装置
３２０ 制御部（出力手段）
３２２ 振動用信号処理部（信号処理手段）
３２３ 音用信号処理部（信号処理手段、フィルタ手段）

Claims (8)

1. 座席に内蔵された振動ユニットを駆動させる信号を出力する振動制御装置であって、
   前記振動ユニットの振動により着座者に報知を行うための第１信号と、前記振動ユニットから発生する音により前記着座者に報知を行うために、前記第１信号よりも小振幅かつ高周波の第２信号と、を一つの前記振動ユニットに出力する出力手段を備えたことを特徴とする振動制御装置。
2. 前記出力手段は、前記第１信号と、前記第２信号と、を独立して信号処理する信号処理手段を有することを特徴とする請求項１に記載の振動制御装置。
3. 前記信号処理手段は、前記第１信号の高域及び前記第２信号の低域の少なくとも一方を減衰させるフィルタ手段から構成されていることを特徴とする請求項２に記載の振動制御装置。
4. 前記信号処理手段は、前記第２信号の低域を減衰させるフィルタ手段から構成され、前記第１信号は帯域制限されないことを特徴とする請求項３に記載の振動制御装置。
5. 前記出力手段は、前記第１信号及び前記第２信号をミキシングするミキシング手段を有することを特徴とする請求項１〜４何れか１項に記載の振動制御装置。
6. 請求項１〜５何れか１項に記載の振動制御装置と、
   前記振動制御装置から出力される信号により駆動される振動ユニットと、
   前記振動ユニットが内蔵された座席と、を備えたことを特徴とする座席装置。
7. 前記振動ユニットは、前記座席の背凭れ部に内蔵されていることを特徴とする請求項６に記載の座席装置。
8. 前記振動ユニットは、座席の左右方向中央を挟んだ左右にそれぞれ配置されることを特徴とする請求項７記載の座席装置。

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