(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動回転軸にサイレンの回転子の回転軸を直接または伝達機構を介して連結し、当該サイレンの固定子を前記車両の固定部分に固定してなり、前記車両の駆動回転軸の回転により前記サイレンの回転子を回転させて当該サイレンから音を発生させてなる低騒音車両用音源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気推進車両（電気自動車）その他の低騒音車両において周囲に対する注意喚起あるいは車両運転時の臨場感を醸し出すための低騒音車両用音源装置に関し、簡単な構成でかつ少ないエネルギで発音できるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車等の低騒音車両においては、内燃機関を動力とする車両に比べて騒音レベルが低いため、周囲にいる人や他の車両が車両の接近に気がつかず、衝突事故を起こすおそれがある。また、運転時の車内の騒音レベルが低いため、スピードを出し気味になる傾向がある。そこで、このような問題を解消するため、車両に音源装置を搭載して、音を外部に向けて発しながら走行することにより、周囲の人または他の車両に車両の接近を気がつかせ、また運転者に対し運転時の臨場感を与えてスピードの出し過ぎを防止することが考えられている。この種の音源装置として、従来は、電気的に音データを用意し、車両走行中にそれをスピーカから車両外部に向けて発音することが考えられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記スピーカから音を発音するものでは、スピーカの電気音響変換効率が一般的に低いため、十分な音量を出すには大きな電気エネルギが必要であり、例えば連続して１２０ｄＢの音量を得るには通常のオーディオシステムでは数百ワットもの電気エネルギが必要となることを考えれば、この種のスピーカ利用の手法では、電気自動車の場合に一充電走行距離を著しく低下させる問題があった。
【０００４】
また、大型のスピーカおよび大型のパワーアンプが必要であり、設置スペース、車両重量の増大、コストの増大等の問題があった。また、車両の走行、停止に応じて音を発生させあるいは音の発生を停止させるための制御や車両の速度に応じて音量や周波数を変化させるための制御が必要であった。
【０００５】
この発明は、前記従来の技術における問題点を解決して、簡単な構成でかつ少ないエネルギで車両の接近を気づかせあるいは車両運転時の臨場感を醸し出すための音を発生することができる低騒音車両用音源装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、車両の駆動回転軸にサイレンの回転子の回転軸を直接または伝達機構を介して連結し、当該サイレンの固定子を前記車両の固定部分に固定してなり、前記車両の駆動回転軸の回転により前記サイレンの回転子を回転させて当該サイレンから音を発生させたものである。
【０００７】
これによれば、サイレン（流体力学的音源）はスピーカに比べてエネルギ効率が高いので、少ないエネルギで発音することができ（回転立上り時（走行開始時）に多少エネルギが必要なだけで、一定速になれば、ほとんどエネルギ消費はない。）、電気自動車の場合一充電走行距離を延ばすことができる。また、サイレンは小型でも大音量を発することができ、しかもアンプ等の電気機器を必要としないので、コンパクトに構成することができ、これにより、設置スペースが狭くてすみ、車両重量の増大が少なく、コストを安くすることができる。また、車両が停止すれば発音も自動的に停止し、また車両の速度に応じて音の周波数や音量も自動的に変わるので、特別の制御は不要である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を以下説明する。図１はこの発明による発音メカニズムを模式的に示したものである。駆動源１０は電気自動車の場合はモータおよび変速機に相当し、車両に搭載されたバッテリーの電力を用いて駆動される。駆動源１０の動力はその駆動回転軸１２および駆動回転軸１４（車軸）を介して車両タイヤ（車輪）１６，１８に伝達される。
【０００９】
サイレン２０は、車両のボンネット内あるいは車両外側底部等に配設され、回転子の回転軸３２が車両の駆動回転軸１２または１４に直接または変速機等の伝達機構を介して連結され、駆動回転軸１２または１４の回転に応じて回転駆動される。サイレン２０の固定子は車両の固定部分（ボデー、フレーム等）に固定配設されている。サイレン２０は、車両の駆動回転軸１２または１４の回転に応じて回転子が回転駆動されることにより、サイレン２０の内部空間に蓄積されている圧力あるいは粒子速度のエネルギが大気へ周期的に開放されて音波を発生させる。
【００１０】
サイレン２０の内部には、外部のコンプレッサ２２から強制的に圧縮空気を送り込む。この場合、コンプレッサ２２は、車両の駆動回転軸１２，１４の駆動力を利用して駆動しあるいは別途モータを用意して駆動することができる。なお、コンプレッサ２２の代わりに、後述する他の具体例のようにサイレン２０自身に回転羽根等の外気吸込構成を設けることもできる。また、サイレン２０の出力には、圧力あるいは粒子速度のエネルギを大気に開放するポートに音響管またはホーンまたは共鳴器２４等のフィルタ要素を設けることにより、ポートから発生する音圧波形を制御して、任意の音圧波形を得ることができる。
【００１１】
サイレン２０の具体例を図２に縦断面図で示す。サイレン２０は固定子２６と回転子２８で構成される。回転子２８は円板状の部材で構成され、その外周部近くに、表裏面に貫通する単一または周方向に等間隔に配置した複数の孔（可動側ポート）３０が形成されている。回転子２８にはその中心軸上に回転軸３２が固定連結されている。回転軸３２は車両の駆動回転軸１２または１４に直結または変速機等の伝達機構を介して連結されている。
【００１２】
固定子２６は、回転子２８を収容する大きさの円筒状のケースで構成され、車両の固定部分に固定されている。回転子２８は固定子２６の内部空間（圧力室）３４内で固定子２６の一面２６ａに近接した位置に配置されている。固定子２６の一面２６ａには回転子２８の可動側ポート３０と対面する位置に、表裏面に貫通する単一または可動側ポート３０と同じピッチで周方向に等間隔に配置された複数の孔（固定側ポート）３６が形成されている。また、固定子２６の他面２６ｂには、表裏面に貫通する単一または複数の孔３８が形成されている。この孔３８にはコンプレッサ３２（図１）から圧縮空気が一定圧力で送り込まれる。
【００１３】
以上の構成によれば、駆動源１０（図１）が駆動されると、駆動回転軸１２，１４が回転駆動されて、車両タイヤ１６，１８が回転して、車両が走行する。このとき、駆動回転軸１２または１４の駆動力によりサイレン２０の回転軸３２が回転して回転子２８が回転する。回転子２８が回転すると、可動側ポート３０と固定側ポート３６とが一致していない回転角度では孔３８から供給される圧縮空気が圧力室３４に蓄積される。可動側ポート３０と固定側ポート３６とが一致した回転角度では、圧力室３４に蓄積された圧縮空気が固定側ポート３６から外部空間に放出される。このようにして、可動側ポート３０と固定側ポート３６の周期的な重なり具合（断面積変化）により、圧力室３４に蓄積されている圧力あるいは粒子速度のエネルギを大気へ周期的に開放してやることにより音波を外部に放出する。車両の速度が変わると音波の周期や音量が自動的に変化する。
【００１４】
なお、可動側、固定側両ポート３０，３６の開口部形状の調整により瞬間的なポート断面積変化率を変えたり、あるいは固定側ポート３６の外側に当該ポート３６に連通して音響管、ホーン、共鳴器等を設ける等により、音圧波形を制御して任意の音圧波形（音色）を得ることができる。また、ポート個数や駆動回転軸１２または１４と回転軸３２との間に配置する変速機の変速比を変えることにより、音波の周波数を任意に調整することができる。また、ポート径の調整により、音圧レベルを調整することができる。
【００１５】
サイレン２０の他の具体例を図３に縦断面図で示す。サイレン２０は固定子４０と回転子４２で構成される。回転子４２は複数枚の羽根４６を一定ピッチで配設して構成されている。回転子４２はその中心軸上に回転軸３２が固定連結されている。回転軸３２は車両の駆動回転軸１２または１４に直結または変速機等の伝達機構を介して連結されている。
【００１６】
固定子４０は、回転子４２を収容する大きさの円筒状のケースで構成され、車両の固定部分に固定されている。固定子４０の外周面４０ａには回転子４２の羽根４６の先端部と対面する位置に、羽根４６と同数の孔（固定側ポート）４８が同一ピッチで形成されている。また、固定子４０の一面４０ｂの中心部には、開口部５０が形成されている。開口部５０は大気に開放されあるいは必要に応じてコンプレッサ２２（図１）から圧縮空気が一定圧力で送り込まれる。
【００１７】
以上の構成によれば、駆動源１０（図１）が駆動されると、駆動回転軸１２，１４が回転駆動されて、車両タイヤ１６，１８が回転して、車両が走行する。このとき、駆動回転軸１２または１４の駆動力によりサイレン２０の回転軸３２が回転して回転子４２が回転する。回転子４２が回転すると、開口部５０から外気が取り込まれて固定側ポート４８から排出される。このとき、回転子４２の羽根４６の作用により固定側ポート４８から圧力あるいは粒子速度のエネルギが周期的に開放されて、音波が外部に放出される。車両の速度が変わると音波の周期や音量が自動的に変化する。
【００１８】
なお、固定側ポート４８の開口部形状の調整により瞬間的なポート断面積変化率を変えたり、あるいは固定側ポート４８の外側に当該ポート４８に連通して音響管、ホーン、共鳴器等を設ける等により、音圧波形を制御して任意の音圧波形（音色）を得ることができる。また、ポート個数や駆動回転軸１２または１４と回転軸３２との間に配置する変速機の変速比を調整することにより、音波の周波数を任意に調整することができる。また、ポート径の調整により、音圧レベルを調整することができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、簡単な構成でかつ少ないエネルギで音を発生して、車両の周囲に対する注意喚起あるいは車両運転時の臨場感を醸し出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態を示す図で、この発明による発音メカニズムを模式的に示した図である。
【図２】  図１のサイレン２０の具体的構成を示す縦断面図である。
【図３】  図１のサイレン２０の他の具体的構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１２，１４  車両の駆動回転軸
２０  サイレン
２６，４０  固定子
２８，４２  回転子
３２  回転子の回転軸
【図１】
0003687164.tif 000002
【図２】
0003687164.tif 000003
【図３】
0003687164.tif 000004