JP5714315B2 - 車両の歩行者用認識音発生装置 - Google Patents

Description

この発明は、電気自動車やハイブリッド自動車等の低騒音の車両において、歩行者に車両の接近ないし存在を認識させるための音を生成する歩行者用認識音発生装置に関する。

電気自動車やハイブリッド自動車（特にモータでの走行中）にあっては、一般的な内燃機関型自動車に比べて静かな走行が可能であることから、例えば、歩行者が背後から接近してきた車両に気付きにくい、などの問題が指摘されている。このような問題に対処するために、従来から、何らかの音を走行中に発して歩行者に車両を認識させるようにした認識音発生装置を電気自動車等に搭載することが検討されており、例えば特許文献１，２のように車両前部に配置したスピーカから歩行者へ向けて電子音を発する認識音発生装置が提案されている。

特開２００４−１３６８３１号公報 特開平７−３２９４８号公報

これらの特許文献１，２では、一般的な内燃機関型自動車が発する走行時の騒音を模した疑似音を、実際の音のサンプリングや車速に応じた周波数の設定などに基づいて電子的に生成し、アンプを介してスピーカから出力している。しかしながら、いずれにせよ不自然な疑似音に過ぎず、携帯電話の呼出音など多量の電子音ないし疑似音が氾濫している昨今の状況の下では、歩行者の関心を惹くことがあっても、車両の接近とは直感的に気付きにくい。

また、スピーカや音響信号生成ユニットなどのコストが比較的に高く、安価な車両での採用が困難、という問題もある。

この発明に係る車両の歩行者用認識音発生装置は、一端部に空気入口を有し、かつ気柱振動が生じうる長さを有する管状のダクトと、このダクトを通して上記空気入口から空気を吸い込むブロアと、このブロアと上記空気入口との間に位置し、ダクト内を流れる空気流を断続するシャッタ機構と、この空気流の断続による上記シャッタ機構の上流側での空気脈動に応答して振動するように上記ダクトの一部に配置された振動体と、を備え、５０〜１００Ｈｚの脈動音を生成するように構成されている。

すなわち、上記ブロアは基本的に連続的に動作し、ダクトを通して空気を吸引するので、ダクト内を連続的に空気流が流れようとするが、このダクト内の空気流を断続するようにシャッタ機構が動作することで、該シャッタ機構よりも上流側の部分に空気脈動が生じる。そして、この空気脈動に応答して、可撓性の膜部材などからなる振動体が振動し、これによって歩行者用認識音となる脈動音が外部へ発せられる。

このようにして生成される脈動音は、一般的な内燃機関型自動車から生じる吸気脈動音や排気脈動音と同様に、スピーカを介した電子的疑似音とは異なる機械的に生成された自然な騒音となる。

上記シャッタ機構としては、例えば、周壁に開口部を有し、かつ上記ダクトと交差するように配置された円筒状のシャッタ部材と、このシャッタ部材を連続的に回転駆動するモータと、を備えて構成される。このような構成では、連続的に回転するモータによって流れを断続することができ、例えば往復動作するアクチュエータを用いる場合に比較してシャッタ機構の構成が単純となる。しかも、その回転速度を変化させることで、所望の周波数の脈動音が容易に得られる。

また、好ましい一つの態様では、上記振動体は、上記ダクトの先端に、該ダクトの長手方向に振動するように配置されており、上記空気入口は、上記ダクトの側面に開口している。このような構成では、シャッタ機構により断続的に流動しようとする空気塊によって生じる脈動がダクトの長手方向に沿って振動体に直線的に伝達され、該振動体から効率良く音が生じる。

この発明によれば、スピーカを介さずに機械的な脈動音を直接に生成することができ、内燃機関の吸気脈動音や排気脈動音に近い自然な騒音として歩行者に車両の接近を認識させることができる。また、スピーカや音響信号生成ユニットなどの高価な電子部品が不要であり、比較的安価に提供することができる。

この発明に係る歩行者用認識音発生装置の一実施例を示す構成説明図。 ダクト内の空気脈動を示す波形図。 この発明に係る歩行者用認識音発生装置の異なる実施例を示す構成説明図。 振動体として蛇腹構造体を用いた実施例の要部を示す構成説明図。 シャッタ機構を変更した他の実施例を示す構成説明図。 この実施例のシャッタ機構のシャッタプレートを示す平面図。

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、この発明に係る歩行者用認識音発生装置の一実施例を示している。この歩行者用認識音発生装置は、例えば電気自動車やモータのみでの走行が可能なハイブリッド自動車などの車両の適宜位置、例えば車両前部のエンジンルーム内などに搭載されるものであって、硬質剛性樹脂や金属等からなる管状のダクト１と、このダクト１の一端に連結されたブロア２と、上記ダクト１の中間位置に介在するシャッタ機構３と、から大略構成されている。

上記ダクト１は、断面円形あるいは断面矩形等の適宜な断面形状の管状をなし、基本的には全長に亘って一定の断面形状を有しているが、必ずしもこれに限定されず、例えば車両搭載時の車体側部品との干渉回避などのために部分的に異なる断面形状であってもよい。また図示例では、単純化した形状としてダクト１が１本の直線状をなしているが、やはりレイアウト上の制約等に対応して、Ｌ字形や湾曲形状等の任意の形状に変更することが可能である。このダクト１は、実質的には上記シャッタ機構３によって上流側部分１Ａと下流側部分１Ｂとに区分されており、下流側部分１Ｂの下流端に上記ブロア２の吸入ポート２ａが接続されている。

上流側部分１Ａの上流端は、音放出口４として外部に向かって開口しており、その直前位置（つまり開口端から僅かに下流側の位置）に、振動体として膜部材５が取り付けられている。上記音放出口４の開口縁は、音の円滑な放出のためにホーン形状に形成されている。また、上記膜部材５よりも僅かに下流側の位置において、ダクト１の側面に空気入口６が開口している。この空気入口６は、基本的にダクト１の通路断面積と等しい開口面積を有し、ダクト１の長手方向に対し直交した非常に短い筒状に構成され、かつその開口縁は、空気の流入を円滑とするために、ホーン形状に形成されている。なお、上記ダクト１の上流側部分１Ａは、膜部材５とシャッタ機構３との間で気柱振動が生じうるようにある程度の長さが必要であり、これに対し、下流側部分１Ｂは、必ずしも長さは必要ではなく、例えばシャッタ機構３とブロア２とを直結させることができれば、その省略も可能である。

上記ブロア２は、小型のモータおよびファン（いずれも図示せず）を内蔵した電動式ブロアであり、ダクト１に接続された上記の吸入ポート２ａから外部へ開口した吐出ポート２ｂへ向かって空気を送出する。従って、ダクト１に接続された状態では、このブロア２の作用によって、空気入口６から空気（外気）が吸い込まれ、ダクト１内を通って、上記吐出ポート２ｂから排出される。つまり、ダクト１内に連続した空気の流れが生成される。

シャッタ機構３は、このようにダクト１内を連続的に流れようとする空気流をダクト１の中間部で断続するものであり、例えば往復動作するアクチュエータを用いて実現することもできるが、この実施例では、ハウジング１１内にダクト１と交差するように配置された円筒状のシャッタ部材１２と、このシャッタ部材１２を連続的に回転駆動するモータ１３と、を備えた構成となっており、上記円筒状シャッタ部材１２の周壁に、ダクト１の通路を横切る１つあるいは複数個の開口部１４が開口している。この開口部１４は、ダクト１の通路断面形状に対応した円形等であってもよく、あるいは、シャッタ部材１２の中心線に平行な開口縁を備えた帯状の形状であってもよい。一つの実施例では、帯状をなす４つの開口部１４を備えており、各開口部１４の間がダクト１内の通路を遮断する仕切壁１５となるが、これらの開口部１４や仕切壁１５の大きさは任意であり、必ずしもダクト１の通路断面の全体を開放したり全体を遮蔽したりするだけの大きさとする必要はない。また、図示例では、偶数個（４つ）の開口部１４が対称に位置するので、ダクト１の上流側部分１Ａと下流側部分１Ｂとが円筒状シャッタ部材１２の図右側部分と図左側部分とで同時に開もしくは閉となるが、このような関係も必須ではなく、例えば一方が開いているときに他方が閉じている関係であっても足りる。なお、図示例では、ダクト１の上流側部分１Ａと下流側部分１Ｂとが円筒状シャッタ部材１２の内部空間を介して連通する形となる。

上記モータ１３は、適当な回転速度のものであればシャッタ部材１２の回転軸に直結としてもよく、あるいは、必要に応じて、公知の減速機構あるいは増速機構を介してシャッタ部材１２に接続するようにしてもよい。また、発生する音の周波数を可変制御する場合には、回転速度の可変制御が可能なモータ１３およびその制御回路が用いられる。

一方、上記膜部材５は、弾性を有する、ゴム、合成樹脂、エラストマ、等の薄膜からなり、ダクト１内の通路断面の全体を覆うように取り付けられている。特にこの実施例では、ダクト１の長手方向と直交する方向に沿って膜部材５が張られており、該ダクト１の長手方向に膜部材５が振動する。

上記のように構成された歩行者用認識音発生装置においては、ブロア２の吸引によってダクト１内を空気が連続的に流れようとしている中で、シャッタ部材１２が回転して流れを断続する結果、ダクト１の上流側部分１Ａで、図２に示すような圧力波形つまり脈動が生じる。このダクト１の上流側部分１Ａでの脈動に応答して、ダクト１の端部を閉塞している膜部材５が振動し、図１に符号Ｓとして模式的に示すように、外部へ向かって脈動音が放出される。特に上記実施例の配置では、シャッタ機構３により断続的に流動しようとする空気塊によって生じる脈動つまり気柱振動がダクト１の長手方向に沿って膜部材５に直線的に伝達され、膜部材５から効率良く音が生じる。

生じる音の周波数は、シャッタ部材１２における開口部１４の数ならびに該シャッタ部材１２の回転速度によって定まる。一例としては、一般的な内燃機関の低速時の脈動に近い５０〜１００Ｈｚ程度の音が適当であるが、例えば車速等に応じて周波数を変化させるようにしてもよい。

このようにして本発明の歩行者用認識音発生装置から得られる音は、実際の気柱振動および膜部材５の物理的な振動を伴う機械的な騒音となり、スピーカを介して得られる擬似的な電子音とは明らかに異なる音となる。特に、一般的な内燃機関の吸気脈動音や排気脈動音を聞き慣れている歩行者にとっては、類似した音に聞こえるため、車両の接近を確実に認識することができる。

しかも上記実施例では、ブロア２およびシャッタ機構のモータ１３は、単純に連続回転する構成であり、非常に簡素な構成でもって脈動音を生成できる。従って、スピーカや電子部品を多用する従来の構成に比較して、比較的安価に実施し得る。

脈動に応答する膜部材５つまり振動体の位置は、脈動が生じているダクト１の上流側部分１Ａのいずれにあってもよい。図３は、一例として、膜部材５を音放出口４とともにダクト１の側面に配置した実施例を示している。そして、この実施例では、ダクト１の長手方向の先端が空気入口６として開口している。この実施例の構成では、空気は空気入口６からブロア２へ向かって直線状に流れ、シャッタ部材１２の回転に伴ってダクト１の上流側部分１Ａにおいて脈動が生じる。膜部材５は、ダクト１の長手方向に対し直交する方向に面しているが、やはり上流側部分１Ａの脈動に応答して振動し、符号Ｓとして模式的に示すように、外部へ向かって脈動音が放出される。従って、例えば車載上のレイアウトの制約の中で、ダクト１の長手方向とは異なる所望の方向へ向かって音を放出することが可能である。

振動体としては、上記のような薄膜からなる膜部材５に限られず、脈動に応答して振動することにより音を生じるものであれば、どのような構成であってもよい。図４は、一例として、頂面が封止された略円筒形の蛇腹構造体１７を振動体として用いた実施例を示している。この蛇腹構造体１７は、やはりゴム、合成樹脂、エラストマ、等から構成することができるが、そのほか、蛇腹状に伸縮できるものであれば、必ずしも弾性を有する材料でなくても用いることができる。

次に、図５および図６は、シャッタ機構３の異なる実施例を示している。この実施例のシャッタ機構３は、円板状のシャッタ板２１と、このシャッタ板を回転駆動するモータ２２とから構成されており、上記シャッタ板２１がダクト１の長手方向と直交する方向に配置されている。このシャッタ板２１には、ダクト１の通路を横切る１つあるいは複数の開口部２３が開口形成されており、開口部２３の間の仕切壁２４と該開口部２３とがダクト１を交互に横切ることで、前述した実施例と同様に、脈動が生成される。なお、図６は、ダクト１の通路断面形状に対応した円形の開口部２３の例を示しているが、ダクト１の通路断面形状と無関係な扇形の開口部としてもよい。

１…ダクト
２…ブロア
３…シャッタ機構
５…膜部材
６…空気入口
１２…シャッタ部材
１３…モータ
１４…開口部

Claims (3)

1. 一端部に空気入口を有し、かつ気柱振動が生じうる長さを有する管状のダクトと、
   このダクトを通して上記空気入口から空気を吸い込むブロアと、
   このブロアと上記空気入口との間に位置し、ダクト内を流れる空気流を断続するシャッタ機構と、
   この空気流の断続による上記シャッタ機構の上流側での空気脈動に応答して振動するように上記ダクトの一部に配置された振動体と、
   を備え、５０〜１００Ｈｚの脈動音を生成するようにした車両の歩行者用認識音発生装置。
2. 上記シャッタ機構は、周壁に開口部を有し、かつ上記ダクトと交差するように配置された円筒状のシャッタ部材と、このシャッタ部材を連続的に回転駆動するモータと、を備えてなる請求項１に記載の車両の歩行者用認識音発生装置。
3. 上記振動体は、上記ダクトの先端に、該ダクトの長手方向に振動するように配置されており、
   上記空気入口は、上記ダクトの側面に開口していることを特徴とする請求項１または２に記載の車両の歩行者用認識音発生装置。

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