JP5623766B2 - 自動車の警告音発生器 - Google Patents

Description

本発明は、走行音の音量が小さい自動車、例えばモータを駆動源とする電気自動車に取り付け、歩行者に対して自動車が接近していることを警告する警告音発生器に関するものである。

歩行者や自転車に乗る人は、ガソリン・エンジンやディーゼル・エンジンのような内燃機関を駆動源とする自動車は走行音が大きいので、歩行者はその接近に気付き易いに比し、モータを駆動源とする電気自動車は走行音が小さく、特に低速で走行している場合には、歩行者は電気自動車の接近に気付かず接触事故を起こし易いとの声が近年大きくなっている。

これに対処するために、車両の走行状態に応じて、または常時、走行の擬似音または警告音を発生させる装置・機器が以下に示すようにに種々提案されている。

特許文献１には、電気自動車に積載した光量検出器によって昼間走行か夜間走行か、および繁華街か閑静な住宅街かを判定し、車速検出器によって低速走行か高速走行かを判定して、低速走行時には低音、高速走行時には高音を発生させ、かつ昼間走行時・繁華街走行時には音量を大にし、夜間走行時、住宅地走行時には音量を小にして、発音器から音を出して、歩行者に電気自動車の接近を認識させる電気自動車用警報装置が示されている。
特許文献２には、加速度センサによって自動車が走行中であると判断されると、警告音発生器によって擬似音を発生させて歩行者へ警告する機器を備えた電気自動車が示されている。特許文献３には、地図上の位置検出手段によって自動車が歩行者の多い所定地域にあることを検知すると、信号発生器によって擬似音信号を発生し、同信号に基づいて警報手段が発する警報音によって歩行者に電気自動車の接近を知らせる電気電気自動車用警報装置が示されている。

特許文献４には、自動車が発進すると警報音を発生させ、最初の５秒間は警報音の音圧を大にし、その後は小さくするようにし、車速が１０ｋｍ／hを超えると警報音を停止し、１０ｋｍ／h以下になると警報音を復活させる低騒音車両用警報装置が示されている。
特許文献５の図２には、運転者が運転用スイッチによって電気自動車を駆動させると、その作動音（モータや機構部の音等）をマイクによって集音し、その作動音をデジタル・シグナル・プロセサ（ＤＳＰ）でエフェクト加工し、増幅して、スピーカーから走行音を発するようにした装置、すなわち、電気自動車の作動音は小さくても、歩行者に電気自動車が接近する状況を直感的にイメージすることができるようにした車載用発音装置が示されている。

特開平７−２０５７５３号公報 特開平１１−２７８１０号公報 特開２００５−２５３２３６号公報 特開２００５−３４３３６０号公報 特開２００７−２６９０４４号公報

上記特許文献に記載の警報装置や警告音発生装置は何れも音を電子的に発生させるものであり、それら装置の製造や既存の自動車への後付けは必ずしも容易ではない。本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、警告音発生のための電源を必要とせず、既存の自動車への後付けが比較的容易であり、かつ低速走行時には警告音を発生するが、高速走行時には警告音を発生しない警告音発生のための専用の電源を必要とせず、かつ自動車への取り付けが比較的容易である警告音報発生器、または装飾用発光部を備えた警告音発生
器を提供することを目的とする。

上記の警告音発生器において、空洞の外周壁の中間部で容器の中心からの距離が最も大である箇所を含むスポット部を設けることにより、自動車の低速走行時には、空洞内でボールまたは円板は自在に移動し空洞の内壁に衝突して歩行者への警告音を発生するが、自動車の高速走行時には、ボールまたは円板はホイールの高速回転による遠心力を受けてスポット部へ押圧保持され、警告音を発生しないようにすることができる。

本発明に係る警告音発生器はホイールの外面側の回転中心部にどのような方法で取り付けてもよいが、上記回転中心部の外面端部に埋め込むことは好ましい取り付け方である。

また、上記目的を達成するための本発明に係る発光部付き警告音発生器は、狭幅、有底の横向き円筒状の本体とホイール側から取り付けられる蓋板とによって密閉されるケーシング内に発光部と警告音発生部とが収容されており、発光部の一つの要素である発電機はケーシングの外面側である本体の底面側に収容され、ホイールの回転によって発電するように構成されており、他の要素であり発電機と接続されている発光体は、ケーシングの外周縁部において車体外へ向けて発光するように設置されており、警告音発生部は円環体とされてケーシングのホイール側に収容され、円環体の内部には複数個の扇面形状の空洞が対称位置に設けられ、それぞれの空洞の外周壁の中間部にはケーシングの中心からの距離が最も大である箇所を含むスポット部が形成され、かつ空洞内には自動車の低速走行時にスポット部から転がり出ることが可能なサイズの１個のボールまたは同等に作用する円板が封入されており、自動車が走行を開始すると発光体が発光し、自動車の低速走行時には、ホイールの回転と共に円周方向に回転する空洞内でボールまたは円板はスポット部へ至っても自在に移動し空洞の内壁に衝突して歩行者への警告音を発生するが、自動車の高速走行時には、ボールまたは円板はホイールの高速回転による遠心力を受けてスポット部に押圧固定され、警告音を発生しないようになっているものである。

上記の発光部付き警告音発生部において、空洞の外周壁の中間部でケーシングの中心からの距離が最も大である箇所を含むスポット部が形成されており、自動車の低速走行時には、空洞内でボールまたは円板は自在に移動し空洞の内壁に衝突して歩行者への警告音を発生するが、自動車の高速走行時には、ボールまたは円板はホイールの高速回転による遠心力を受けてスポット部へ押圧保持され、警告音を発生しないようになる。

また、本発明に係る発光部付き警告音発生器は、発光部の発光体として低電力で高輝度、長寿命の発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用することが好ましい。また、本発明に係る発光部を備えた警告音発生器は、ホイールの外面側の回転中心部にどのような方法で取り付けてもよいが、ケーシングの外周縁部にフランジを設け、そのフランジを介して上記回転中心部の外周側へボルトで取り付けることは好ましい取り付け方である。

本発明の請求項１に係る警告音発生器は、自動車のホイールの外面側の回転中心部に取り付ける円板状容器内の外周壁に沿って複数個の扇面形状の空洞を対称位置に設け、その空洞の外周壁の中間部にスポット部を設けて、そのスポット部へ自在に至り、転がり出ることが可能なサイズの１個のボールまたは円板を空洞内に封入したものであるから、自動車の低速走行時にはボールまたは円板が空洞の内壁にランダムに衝突し、その衝突音によって警告音を発生するので、警告音の発生に電子回路、スピーカー、専用の電源等を必要としない。また既存の自動車への後付けが比較的容易である。そして、自動車の高速走行時には、歩行者に対して警告音を発生しないが、例えば人通りの多い場所での低速走行時には、歩行者に対して警告音を発生し自動車が接近しつつあることを気付かせることができる。

また本発明の請求項３に係る発光部付き警告音発生器は、自動車のホイールの外面側の回転中心部に取り付けるケーシング内に発電機と発光体からなる発光部と、警告音発生部とが収容されており、ホイールの回転によって発電する発電機は自動車が走行を開始すると発電してケーシングの外周縁部に設置された発光体を車体外へ向けて発光させ、警告音発生部はその円環体内に複数個の扇面形状の空洞を対称位置に設け、各空洞の外周壁の中間部にスポット部を設けて、 自動車の低速走行時にはスポット部へ至っても空洞内を自在に移動することが可能なサイズの1個のボールまたは円板を空洞内に封入したものであるから、自動車の低速走行時にはボールまたは円板が空洞の内壁にランダムに衝突し、その衝突音による警告音を発生するので、警告音の発生に専用の電子回路、スピーカー、電源等を必要としない。また既存の自動車への後付けが比較的容易である。そして自動車の高速走行時には警告音を発生しないが、例えば人通りの多い街路での低速走行時には、警告音を発生すると共に発光体の回転を伴うので、歩行者に自動車が接近しつつあることを一層容易に気付かせることができる。

警告音発生器を示す図であり、図1（Ａ）はその部分破断平面図、 図1（Ｂ）は図1（Ａ）における（Ｂ）−（Ｂ）線方向の部分断面図である。 警告音発生器をホイールの外面側の回転中心部へ埋め込んだ状態を示す図である。 発光部付き警告音発生器を示す図であり、図３（Ａ）はホイールの外面側の回転中心部に取り付けた発光部付き警告音発生器１１０の正面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）における（Ｂ）−（Ｂ）線方向の断面図である。 発光部付き警告音発生器１１０の拡大図であり、図４（Ａ）は正面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）における（Ｂ）−（Ｂ）線方向の断面図である。 発光部付き警告音発生器内の発電機の構成を示す断面図である。 発光部付き警告音発生器内の警告音発生部を示す図であり、図６（Ａ）は警告音発生部の正面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）における（Ｂ）−（Ｂ）線方向の断面図である。 （出願当初の図３を削除したことにより、図番号を順に記載するために、この段落［００１６］のみ、出願当初の図４〜図７の図番を繰り上げて図３〜図６としています。）

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

＜第1の実施形態＞
図１は自動車のホイールの回転中心部に取り付けて使用される警告音発生器１０を示す図であり、図1（Ａ）はその部分破断平面図、図1（Ｂ）は図1（Ａ）における（Ｂ）−（Ｂ）線方向の部分断面図である。図1（Ａ）に示すように、本実施形態の警告音発生器１０は外観的には円板形状の容器であり、図1（Ｂ）に示すように、横向きの有底円筒状の本体２と蓋３とに密閉構造とされている。図1（Ａ）に示すように、容器１の内部には、その外周円に沿って4個の扇面形状の空洞５が対称位置に設けられており、それらの中央には円形状の空洞６が形成されている。そして、扇面形状の各空洞５の外周壁の中間部にはスポット部４が形成されており、各空洞５内には、上記のスポット部４へ自在に至り、転がり出ることが可能なサイズである1個のボール８が封入されている。

図２は上記の警告音発生器１０を自動車のホイールの外面側の回転中心部へ埋め込んだ状態の一例を示す断面図である。なおハブ軸１３およびハブ１４は断面として示されていない。タイヤ９を取り付けるホイール１８は、ハブ１４の周縁部に立てられた複数本のスタッド１５と締め付け用ナット１６によってハブ１４に固定されるが、警告音発生器１０はそのホイール１８の回転中心部の外面側に設けた凹部１９に埋め込まれている。その埋め込みには、例えば警告音発生器１０が金属製の場合には機械的に固定してもよく、プラスチックス製の場合にはビスや接着剤を用いて固定してもよい。

次に警告音発生器１０の作用を説明する。自動車が駆動されると、図２を参照し、ハブ軸１３が回転されてハブ１４を回転させ、それと共にホイール１８が回転され、ホイール１８の凹部１９に埋め込まれている警告音発生器１０も円周方向へ回転される。そして自動車が例えば歩行者が多い街路を低速走行する場合には、図１（Ａ）を参照し、円周方向に回転される警告音発生器１０の扇面形状の各空洞５内において、ボール８は持ち上げられ落下することを繰り返すが、スポット部４へ至ったボール８は容易に転がり出る。従って、その間、ボール８は空洞５を囲む内周壁へランダムに衝突し、その衝突音によって車外へ警告音を発生して、歩行者に自動車の接近を気付かせることができる。当然であるが、上記の警告音にはボール８の衝突音が中央の円形状の空洞６で共鳴して生ずる共鳴音も含まれる。

他方、歩行者を見かけないような道路を自動車が高速走行する場合には、図１（Ａ）を参照し、ボール８はランダムに持ち上げられ落下するが、この間に、一旦、ポケット７へ入ったボール８はハブ１４の高速回転による遠心力を受けるのでポケット７から脱出することができず、警告音発生器１０は各空洞５のポケット７にボール８が入ったままの状態でホイール１８と共に回転されるようになる。このような状態では、ボール８は空洞５を囲む周壁へ衝突しないので衝突音を発生せず、自動車は警告音を発生せずに走行する。その後にブレーキをかけて自動車が低速走行になると、警告音発生器１０が警告音を発生することは言うまでもない。

＜第２の実施形態＞
図４は自動車のホイールの外面側の回転中心部に取り付けて使用される一例の発光部付き警告音発生器１１０を示す図である。すなわち、図４（Ａ）はタイヤ１０９を取り付けるホイール１１８の回転中心部に取り付けた発光部付き警告音発生器１１０を示す正面図である。図４（Ｂ）は図４（Ａ）における（Ｂ）−（Ｂ）線方向の断面図であり、図中のサスペンション・コイル１１１、軸受１１２、ハブ軸１１３、ハブ１１４は概念的に示すものであり断面ではない。図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、タイヤ１０９を取り付けるためのスポーク１１７を備えたホイール１１８はハブ１１４に立てられた５本のスタッドボルト１１５とそのナット１１６によってハブ１１４に固定されるが、そのホイール１１８の外面側の回転中心部に形成されている凹部１１９に蓋をするように発光部付き警告音発生器１１０が取り付けられている。詳細は後述するが、発光部付き警告音発生器１１０はそのケーシング１２０に設けたフランジ１２２のネジ孔１３２を挿通するネジによって図４（Ｂ）に示す凹部１１９の外周側に固定されている。

図５は図４に示した発光部付き警告音発生器１１０の拡大図であり、図５（Ａ）は発光部付き警告音発生器１１０の正面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）における（Ｂ）−（Ｂ）線方向の断面図である。発光部付き警告音発生器１１０は、図４（Ｂ）、図５（Ｂ）に示すように、外側に面している皿状部１２３と、ハブ１１４側の円筒状部１２４と、それらの外周側に設けられたフランジ１２２とからなる本体１２１と、ハブ１１４側の蓋板１２７とによって形成されるケーシング１２０内に発光部１４０と警告音発生部１６０とを収容したものである。上記蓋板１２７は本体１２１の皿状部１２３の内面側に立設されたビス受１２５に長ビス１２６で固定されている。

発光部１４０は図５（Ｂ）に示す発電機１４２と、その発電機１４２で発電された電気によって発光する発光体としての発光ダイオード（ＬＥＤ）１５０とからなり、発電機１４２は本体１２１の皿状部１２３の底面に固定されている。ＬＥＤ１５０は、本体１２１の皿状部１２３の丸孔部１２９において、円筒状部１２４内から発光先端部１５１をケーシング１２０の外側へ突き出して取り付けられている。また図５（Ａ）を参照し、ケーシング１２０の周縁部において、５個のＬＥＤ１５０は発光先端部１５１を露出させており、隣り合う２個の発光先端部１５１の中心角が等角度であるように配置されている。後述の図６に示すように、発電機１４２はケーシング１２０と共に回転する外装ケース１４１
内に配置された回転子コイル１４３と、そのコイル１４３の中心部で回転しないように設けられた固定子マグネット円板１４４とからなる。なお、発電機１４２とＬＥＤ１５０とを接続する配線は図示を省略している。

図６は発電機１４２の断面図である。ケーシング１２０と共に回転する外装ケース１４１の右半の大径部内では外周壁に沿って回転子コイル１４３が円環状に設置されており、該回転子コイル１４３に囲われるように固定子マグネット円板１４４が配置されている。固定子マグネット円板１４４は円板の円周面に磁石のＮ極とＳ極とが交互に配置されたものである。この固定子マグネット円板１４４は外装ケース１４１の左右の壁に設けた軸受１４５に回転自在に支持されている取付け軸１４６に取付け固定されている。また外装ケース１４１の左半の小径部内では取付け軸１４６に軸方向から見て中心角が約６０度の扇形の重錘１４７が取り付けられており、外装ケース１４１が回転しても、固定子マグネット円板１４４は回転されないようにしている。従って、自動車が駆動されてホイール１１８が回転し、発光部付き警告音発生器１１０のケーシング１２０と共に外装ケース１４１が回転をすることによって、回転子コイル１４３は回転されるが、固定子マグネット円板１４４は実質的に回転されないので、回転子コイル１４３に電流が生じてＬＥＤ１５０を発光させる。

図７は警告音発生部１６０を示す図であり、図７(A)は警告音発生部１６０の平面図、図７(B)は図７(A)における(B)−(B)線方向の断面図である。図７(A)に示すように、警告音発生部１６０は概しては中心空間を有する円環体１６１として形成されており、図５（Ｂ）に示すように、警告音発生部１６０は本体１２１の円周状部１２４内において、皿状部１２３と蓋体１２７とに挟持された状態で装着されている。そして、図７(A)に示した円環体１６１の中心空間に図６に示した発電機１４２の外装ケース１４１の小径部が挿入されている。

そして、図７(A)に示すように、警告音発生部１６０はその円環体１６１内に５個の扇面形状の空洞１６５が中心角を等角度にして形成されており、各空洞１６５内にはボール１６８が装入されている。なお各空洞１６５にはスポット部１６６が設けられている。そして各空洞１６５の間には図５（Ｂ）における丸孔部１２９に対応する切り欠き部１６９が設けられており、図５（Ｂ）に示したＬＥＤ１５０と発電機１４２との間の配線が布設される。

次に発光部付き警告音発生器１１０の作用を説明する。自動車が駆動されると、図４（Ｂ）を参照し、ハブ軸１１３が回転されてハブ１１４を回転させ、それと共にホイール１１８が回転され、ホイール１１８の凹部１１９を塞いで取り付けられている発光部付き警告音発生器１１０も円周方向へ回転され、それに伴い図５（Ｂ）、図６に示す発電機１４２が発電するので、５個のＬＥＤ１５０は回転されながら発光する。なお、この回転する発光は常時は装飾光となる。

そして自動車が例えば歩行者が多い街路を低速走行する場合には、図７（Ａ）を参照し、円周方向に回転される警告音発生部１６０の扇面形状の各空洞１６５内において、ボール１６８は持ち上げられ落下することを繰り返すが、その間、ボール１６８は空洞１６５を囲む内周壁へランダムに衝突し、その衝突音によって車外へ警告音を発生し、かつ図５に示した回転する５個のＬＥＤ１５０の発光を伴っているので、歩行者に自動車が接近しつつあることを一層容易に気付かせることができる。

他方、歩行者を見かけないような道路を自動車が高速走行する場合には、図７（Ａ）を参照し、ボール１６８はハブ１１７の高速回転による遠心力を受けるので、各空洞１６５の外周壁の中間部で円環体１６１の中心からの距離が最も大である箇所を含むスポット部１６６に遠心力で押圧されて固定され、ボール１６８は空洞１６５の内周壁に衝突しないので衝突音を発生せず、自動車は警告音を発生せずに走行する。この場合、例えば自動車は走行速度４０ｋｍ／ｈまでは警告音を発生するが、それ以上の走行速度では警告音を発生しなくなる。

第１の実施形態において、扇面形状の空洞５内にボール８を封入したが、このボール８と同等の直径を有し、厚さもボール８の直径と略同等であり、ボール８と同様に作用する円板にかえることができる。このことは第２の実施形態におけるボール１６８についても同様である。

第１の実施形態では、扇面形状の空洞部５にホケット７に換わるスポット部を説明しなかったが、第２の実施形態と同様にボール８がスポット部へ押圧固定されるようにしてもよい。

本発明における記載において歩行者に対して警告音を発生するとしたが、歩行者は単に歩行者に限らず、自転車に乗って走行する人を含む。

本発明の警告音発生器および発光部付き警告音発生器は、電気自動車に限らず、道路を走行する走行音の小さい全ての走行車両に適用される。

１ 容器 ２ 本体
３ 蓋 ５ 扇面形状の空洞
７ ポケット ８ ボール
１０ 警告音発生器 １３ ハブ軸
１４ ハブ １５ スタッドボルト
１６ ナット １８ ホイール
１９ 凹部 １１０ 発光部付き警告音発生器
１１３ ハブ軸 １１４ ハブ
１１５ スタッドボルト １１６ ナット
１１８ ホイール １１９ 凹部
１２０ ケーシング １２１ 本体
１２２ フランジ １２３ 皿状部
１２４ 円筒状部 １２５ ビス受
１２６ 長ビス １２７ 蓋板
１２９ 丸孔部（皿状部） １３２ ネジ孔
１４０ 発光部 １４１ 外装ケース １４２ 発電機 １４３ 回転子コイル
１４４ 固定子マグネット円板 １４５ 軸受
１４６ 取付け軸 １４７ 扇形の重錘
１５０ ＬＥＤ １６０ 警告音発生部
１６１ 円環体 １６５ 扇面形状の空洞
１６６ スポット部 １６８ ボール
１６９ 切欠き部（円環体）

Claims (4)

1. 走行音が小さい自動車のホイールの回転中心部の外面側に取り付けられる警告音発生器であって、前記警告音発生器は狭幅、有底の横向き円筒状であり外面側となる本体と、前記ホイール側から取り付けられる蓋板とによって密閉される円板形状の容器内に、その外周壁に沿って複数個の扇面形状の空洞が対称位置に設けられており、
   それぞれの前記空洞の外周壁の中間部には、前記容器の中心からの距離が最も大である箇所を含むスポット部が形成されており、かつ前記空洞内には前記自動車の低速走行時には前記スポット部へ至っても自在に移動し、前記自動車の高速走行時には前記ホイールの高速回転による遠心力を受けて前記スポット部へ押圧保持される１個のボール又は同等に作用する円板が封入されており、
   前記自動車の低速走行時には、前記ボールまたは円板は前記ホイールの回転と共に円周方向に回転する前記空洞内で自在に移動し、前記空洞の内壁に衝突して歩行者への警告音を発生するが、
   前記自動車の高速走行時には、前記ボールまたは円板は前記スポット部へ押圧保持され、前記警告音を発生しないように構成されていることを特徴とする警告音発生器。
2. 請求項１に記載の警告音発生器において、前記ホイールの回転中心部の外面側の端部に埋め込まれている警告音発生器。
3. 走行音が小さい自動車のホイールの回転中心部の外面側に取り付けられる発光部付き警告音発生器であって、前記発光部付き警告音発生器は狭幅、有底の横向き円筒状であり、外面側となる本体と、前記ホイール側から取り付けられる蓋板とによって密閉されるケーシング内に、発光部と警告音発生部とが収容されており、
   前記発光部の一つの要素である発電機は、前記ケーシングの外面側である本体の底面側に収容されて前記ホイールの回転によって発電するように構成されており、他の要素であり前記発電機と接続されている発光体は、前記ケーシングの外周縁部において車体外へ向けて発光するように設置されており、
   前記警告音発生部は円環体とされて前記ケーシングの外周縁部において前記ホイール側に収容され、前記円環体の内部には複数個の扇面形状の空洞が対称位置に設けられており、それぞれの前記空洞の外周壁の中間部には前記ケーシングの中心からの距離が最も大である箇所を含むスポット部が形成されており、かつ前記空洞内には前記自動車の低速走行時に前記スポット部へ至っても自在に移動することが可能なサイズの1個のボール又は同等に作用する円板が封入されており、
   前記自動車が走行を開始すると前記発光体が発光し、前記自動車の低速走行時には、前記ボールまたは円板は前記ホイールの回転と共に円周方向に回転する前記空洞内で自在に移動し、前記空洞の内壁に衝突して衝突音による歩行者への警告音を発生するが、
   前記自動車の高速走行時には、前記ボールまたは円板は前記ホイールの高速回転による遠心力を受けて前記スポット部へ押圧保持され、前記警告音を発生しないように構成されていることを特徴とする発光部付き警告音発生器。
4. 請求項３に記載の発光部付き警告音発生器において、前記ケーシングの外周縁に取り付け用のフランジが設けられており、前記フランジを介して前記ホイールの回転中心部の外周側にボルトで取り付けられている発光部付き警告音発生器。