(57)【要約】【課題】本発明は、１つの振動板から和音を出力させるホーンの音源装置を提供することを目的とする。【解決手段】車両に搭載されるホーン１の音源装置１０である。音源装置１０は、振動板１１と、振動板１１と支点１２１ａを介して接続される支持部１２１を含む可動鉄心１２と、振動板１１と共振する第１周波数の第１信号成分と、可動鉄心１２と共振し、且つ第１周波数と和音の関係を持つ第２周波数の第２信号成分とを含む駆動信号が入力され、可動鉄心１２を駆動させるコイルと、を備える。支点１２１ａは、振動板１１の中心から偏心した位置に設けられる。可動鉄心１２は、支持部１２１に接続され、支点１２１ａよりも支点１２１ａの偏心方向に重心がずれている重心偏心部１２２を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されるホーンの音源装置であって、
振動板と、
前記振動板と支点を介して接続される支持部を含む可動鉄心と、
前記振動板と共振する第１周波数の第１信号成分と、前記可動鉄心と共振し、且つ前記第１周波数と和音の関係を持つ第２周波数の第２信号成分とを含む駆動信号が入力され、前記可動鉄心を駆動させるコイルとを備え、
前記支点は、前記振動板の中心から偏心した位置に設けられ、
前記可動鉄心は、前記支持部に接続され、前記支点よりも前記支点の偏心方向に重心がずれている重心偏心部を有するホーンの音源装置。
【請求項２】
前記可動鉄心は、前記振動板の直交方向に対して傾斜して配置されている請求項１に記載のホーンの音源装置。
【請求項３】
前記重心偏心部は、前記偏心方向に向かって大きくなるように形成されている請求項１又は２に記載のホーンの音源装置。
【請求項４】
前記コイルが巻かれるボビンを備え、
前記可動鉄心は、前記重心偏心部に接続され、前記ボビンに挿通される挿通部を有し、
前記重心偏心部の前記重心は、前記可動鉄心の重心よりも前記挿通部側に位置する請求項１から３のいずれかに記載のホーンの音源装置。
【請求項５】
前記重心偏心部は、前記挿通部に向かって大きくなるように形成されている請求項４に記載のホーンの音源装置。
【請求項６】
前記挿通部は、前記支持部と前記重心偏心部のうち少なくとも一方よりも短い請求項４又は５に記載のホーンの音源装置。
【請求項７】
前記コイルが巻かれるボビンを備え、
前記ボビンは、前記可動鉄心と対向する対向面を有し、
前記可動鉄心は、前記ボビンと対向する対向面を有し、
前記可動鉄心の前記対向面と前記ボビンの前記対向面との間に、前記ボビンの軸方向に延びる隙間が形成されている請求項１から３のいずれかに記載のホーンの音源装置。
【請求項８】
請求項１から７に記載の音源装置と、
前記第１周波数を基本周波数とする第１音と、前記第１周波数と和音の関係を持つ第２周波数を基本周波数とする第２音とを含む和音が前記音源装置から入力され、前記第１音と前記第２音とをそれぞれ共鳴させる共鳴管と、を備えるホーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されるホーンの音源装置、およびこれを備えたホーンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両には、振動板を可動鉄心で振動させ、振動板で発生した音を共鳴管を通じて外部に出力させるホーンが搭載されている。ここで、共鳴管が設けられているのは、振動板で発生した音をそのまま出力すると、警笛に必要となる十分な音圧が得られないからである。共鳴管は渦巻き形状を持っているので、水等の異物が侵入して共鳴管内に溜まってしまうと、除去できなくなるという問題がある。そこで、特許文献１は、共鳴管の音波出口開口部に異物の侵入を防止する異物侵入防止部材を装着し、車両前方から飛来する異物が共鳴管内に侵入することを防止する車両用電気式ホーンを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−７６０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ホーンから出力される音を和音にすると、搭乗者にとって心地の良い音が出力され、運転の楽しみが増すと考えられる。和音の出力を実現する手法としては、例えば、周波数の異なる音を出力するホーンを複数設ける手法が考えられる。
【０００５】
しかし、この手法ではホーンが複数あるので、コスト及び重量が増大するという問題がある。また、車両においてホーンの設置スペースには限りがあるので、複数のホーンを設けることは好ましくない。
【０００６】
また、特許文献１は、異物の侵入を防止する発明であるので、１つのホーンを用いて和音を出力することはできない。
【０００７】
本発明の目的は、１つの振動板から和音を出力させるホーンの音源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るホーンの音源装置は、車両に搭載され、振動板と、前記振動板と支点を介して接続された可動鉄心と、前記振動板と共振する第１周波数の第１信号成分と、前記可動鉄心と共振し、且つ前記第１周波数と和音の関係を持つ第２周波数の第２信号成分とを含む駆動信号が入力され、前記可動鉄心を駆動させるコイルと、を備える。前記支点は、振動板の中心から偏心した位置に設けられる。前記可動鉄心は、前記振動板と前記支点を介して接続される支持部と、前記支持部に接続され、前記支点よりも前記支点の偏心方向に重心がずれている重心偏心部と、を有する。
【０００９】
この構成によれば、第１周波数によって振動板が共振し、第１音が出力される。また、可動鉄心は、第２周波数によって共振し、支点を中心に重心が揺動するように振動する。ここで、支点は振動板の中心から偏心しているので、振動板において、支点に対して偏心方向側の領域（第１領域）の振幅が、支点に対して偏心方向とは反対側の領域（第２領域）の振幅よりも大きくなる。その結果、振動板において、第１領域と第２領域とにおける第２周波数の振動が非対称になって打ち消し合わなくなり、第２音が出力される。
【００１０】
但し、これだけでは、第１領域の面積が小さいので、十分な音圧の第２音が得られない。そこで、本構成によれば、前記可動鉄心は、前記支持部に接続され、前記支点よりも前記支点の偏心方向に重心がずれている重心偏心部を有する。そのため、揺動時において可動鉄心が第２領域を引っ張る力が増大し、第２領域における第２周波数の振動の振幅が増大し、十分な音圧を持つ第２音が出力できる。更に、第１周波数と第２周波数とは和音の関係を持っている。よって、１つの振動板から第１、第２音を含む和音が出力される。
【００１１】
上記構成において、前記可動鉄心は、前記振動板の直交方向に対して傾斜して配置されていてもよい。
【００１２】
この構成によれば、前記可動鉄心は傾斜しているので、振動板には、可動鉄心から縦成分の振動に加えて横成分の振動が加えられる。そのため、第２音の音圧をより高くすることができる。
【００１３】
上記構成において、前記重心偏心部は、前記偏心方向に向かって大きくなるように形成されてもよい。
【００１４】
この構成によれば、前記重心偏心部は、前記偏心方向に向かって大きくなるように形成されているので、前記重心偏心部の重心位置は、前記偏心方向に偏った位置になる。そのため、前記可動鉄心の前記重心は前記支点よりも前記偏心方向にずらされる。
【００１５】
上記構成において、前記コイルが巻かれるボビンを備えてもよい。前記可動鉄心は、前記重心偏心部に接続され、前記ボビンに挿通される挿通部を有してもよい。前記重心偏心部の前記重心は、前記可動鉄心の重心よりも前記挿通部側に位置してもよい。
【００１６】
この構成によれば、前記重心偏心部の前記重心は、前記可動鉄心の重心よりも前記挿通部側に位置するので、前記可動鉄心の重心位置は、前記挿通部に近くなる。そのため、前記可動鉄心の前記重心の前記支点からの距離は長くなる。ここで、可動鉄心の揺動運動は、可動鉄心の重心の振り子の揺動運動と考えられる。そのため、前記可動鉄心の前記重心の前記支点からの距離が長くなると、前記可動鉄心の揺動運動の周期が長くなり、前記可動鉄心と共振する第２周波数が低くなる。したがって、前記振動板から発生する第１音と第２音との間の音の高さの差が大きくなる。
【００１７】
上記構成において、前記重心偏心部は、前記挿通部に向かって大きくなるように形成されてもよい。
【００１８】
この構成によれば、前記重心偏心部は、前記挿通部に向かって大きくなるように形成されるので、前記重心偏心部の重心位置は、前記挿通部に偏った位置になる。そのため、前記可動鉄心の重心位置は前記挿通部に近くなり、前記可動鉄心の前記重心の前記支点からの距離は長くなる。その結果、前記可動鉄心と共振する第２周波数が低くなり、前記振動板から発生する第１音と第２音との間の音の高さの差が大きくなる。
【００１９】
上記構成において、前記挿通部は、前記支持部と前記重心偏心部のうち少なくとも一方よりも短くてもよい。
【００２０】
ここで、可動鉄心は、第２周波数によって共振し、前記支点を中心に重心が揺動するように振動するので、前記挿通部が前記ボビンに接触しやすいという問題がある。しかしながら、上記構成によれば、前記挿通部は、前記支持部と前記重心偏心部のうち少なくとも一方よりも短いので、前記挿通部の前記ボビンに対向する面積が小さくなる。そのため、前記挿通部が前記ボビンに接触しにくくなる。
【００２１】
上記構成において、前記コイルが巻かれるボビンを備えてもよい。前記ボビンは、前記可動鉄心と対向する対向面を有してもよい。前記可動鉄心は、前記ボビンと対向する対向面を有してもよい。前記可動鉄心の前記対向面と前記ボビンの前記対向面との間に、前記ボビンの軸方向に延びる隙間が形成されていてもよい。
【００２２】
この構成によれば、前記可動鉄心の前記対向面と前記ボビンの対向面との間に、前記ボビンの軸方向に延びる隙間が形成されているので、前記可動鉄心の振動時に前記可動鉄心が前記ボビンに接触することが防止される。
【００２３】
本発明に係るホーンは、前記音源装置と、前記第１周波数を基本周波数とする第１音と、前記第１周波数と和音の関係を持つ第２周波数を基本周波数とする第２音とを含む和音が前記音源装置から入力され、前記第１音と前記第２音とをそれぞれ共鳴させる共鳴管と、を備える。
【００２４】
この構成によれば、前記ホーンは、前記音源装置と前記共鳴管とを備えるので、１つのホーンを用いて和音を出力することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る音源装置は、１つの振動板から和音を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る音源装置を備えるホーンの内部構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る音源装置の外観構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る音源装置の可動鉄心の斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る音源装置の可動鉄心の正面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るホーンの共鳴管の外観図である。
【図６】本実施の形態の音源装置と比較例の音源装置とを比較した図である。
【図７】可動鉄心の重心と支点との長さと共振との関係を示した図である。
【図８】支点を振動板の中心から偏心させた場合の作用を説明する図である。
【図９】可動鉄心の形状に応じた音圧分布を示した図である。
【図１０】図９のセクション（ａ）に示す可動鉄心をクローズアップして示した図である。
【図１１】図９のセクション（ｂ）に示す可動鉄心をクローズアップして示した図である。
【図１２】可動鉄心の傾斜方向の違いによる第２振動の音圧分布を比較した図である。
【図１３】本発明の変形例に係る音源装置を備えるホーンの内部構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、例示的な音源装置１０を備えるホーン１の内部構成図である。図２は、例示的な音源装置１０の外観構成図である。以下、図１、２が適宜参照され、ホーン１が説明される。図１、２において、紙面に対し、上側の方向を上方、下側の方向を下方、上方及び下方を総称した方向を上下方向と呼ぶ。また、紙面に対し、左側の方向を左方、右側の方向を右方、左方及び右方を総称した方向を左右方向と呼ぶ。更に、上下方向及び左右方向と直交する方向を前後方向と呼び、前後方向において手前に向かう方向を前方、奥側に向かう方向を後方と呼ぶ。
【００２８】
ホーン１は、音を発生させる音源装置１０と、音源装置１０の上方に設けられ、音源装置１０から出力された音と共鳴する共鳴管２０とを備える。
【００２９】
音源装置１０は、振動板１１と、振動板１１と支点領域１２１１を介して接続された可動鉄心１２と、可動鉄心１２の下方に設けられた固定鉄心１３と、コイルを構成する巻き線１５と、巻き線１５が巻回されるボビン１４と、を備える。さらに、音源装置１０は、可動鉄心１２、固定鉄心１３、ボビン１４、及び巻き線１５を収容するケース１６と、振動板１１の外縁をケース１６の外縁に取り付ける外枠１７と、ケース１６の底面の下方に取り付けられたブラケット３０と、を備える。
【００３０】
図２を参照し、振動板１１は、例えば、可撓性を有する円盤状の金属で構成され、可動鉄心１２の振動により振動し、音を出力する。振動板１１は、ケース１６の最上方に設けられた円形の縁の上に載置され、外枠１７によりかしめられることで、ケース１６に固定されている。図１を参照し、振動板１１は、可動鉄心１２の支持部１２１を取り囲む一定の領域が下方に向けて円錐状に傾斜した斜面を有するテーパ１１ａが設けられ、振動し易くされている。
【００３１】
図３は、例示的な音源装置１０の可動鉄心１２の斜視図である。図４は、例示的な音源装置１０の可動鉄心１２の正面図である。以下、図１、図３、４が適宜参照され、可動鉄心１２が説明される。図３、４における上下方向、左右方向、前後方向は、図１、２に対応している。可動鉄心１２は、磁性体で構成され、支点領域１２１１を介して振動板１１と接続された支持部１２１と、支持部１２１の下側に接続された重心偏心部１２２と、重心偏心部１２２の下側に接続され、ボビン１４に挿通される挿通部１２３と、を備える。
【００３２】
支持部１２１は、円柱状であり、上下方向の両側から支点領域１２１１を挟持する。支持部１２１は、図１、４に示すように、支点領域１２１１の中心（以下、「支点１２１ａ」と記述する。）が振動板１１の中心Ｏよりも右方に偏心した位置に設けられている。ここで、支点１２１ａが偏心した方向（ここでは、右方）を偏心方向Ｄ１と記述する。
【００３３】
重心偏心部１２２は、図３、４に示すように、上方に突出する略凸状に形成されている。重心偏心部１２２は、図１、３に示すように、支持部１２１から右方向、すなわち、偏心方向Ｄ１へ突出している。これにより、重心偏心部１２２の重心Ｇ１は、支点１２１ａよりも支点１２１ａの偏心方向Ｄ１にずらされている。そのため、重心偏心部１２２の上面１２２１ｕは支持部１２１から露出している。可動鉄心１２の重心Ｇは、重心偏心部１２２の重心Ｇ１が偏心方向Ｄ１にずらされることによって支点１２１ａよりも偏心方向Ｄ１にずらされている。重心偏心部１２２は、支持部１２１に接続されている第１接続部１２２ａと、挿通部１２３に接続されている第２接続部１２２ｂと、を有する。
【００３４】
第１接続部１２２ａは、図１、３に示すように、上下方向の長さが左右方向および前後方向の長さよりも短い直方体状に形成されている。第１接続部１２２ａの前後方向の長さは、図４に示すように、支持部１２１の直径と等しくなっている。第１接続部１２２ａの左右方向の長さは、図１に示すように、支持部１２１の直径よりも若干短くなっている。第１接続部１２２ａの上下方向の長さは、支持部１２１の上下方向の長さよりも短くなっている。
【００３５】
第２接続部１２２ｂは、図１、３に示すように、前後方向に延びる直角三角柱状に形成されている。第２接続部１２２ｂの前後方向の長さは、第１接続部１２２ａの前後方向の長さよりも長くなっている。これにより、重心偏心部１２２は、挿通部１２３に向かって大きくなるように形成されている。この結果、重心偏心部１２２の重心Ｇ１は、図４に示すように、挿通部１２３側に偏った位置になり、可動鉄心１２の重心Ｇよりも挿通部１２３側に位置する。したがって、可動鉄心１２の重心Ｇの位置は挿通部１２３に近くなり、可動鉄心１２の重心Ｇの支点１２１ａからの距離は長くなる。第２接続部１２２ｂは、図１、３に示すように、右方向、すなわち、偏心方向Ｄ１に向かって上下方向における長さが徐々に長くなるように形成された傾斜面１２２ｂａを有する。これにより、重心偏心部１２２の重心Ｇ１は支点１２１ａよりも偏心方向Ｄ１に大きくずらされている。この結果、可動鉄心１２の重心Ｇは、支点１２１ａよりも偏心方向Ｄ１に大きくずらされる。
【００３６】
挿通部１２３は、図３、４に示すように、円柱状に形成されている。挿通部１２３は、第２接続部１２２ｂの傾斜面１２２ｂａに接続されている。挿通部１２３の中心軸Ｃ２は、上下方向に対して左斜め下方に傾斜している。これにより、可動鉄心１２の重心Ｇは、支点１２１ａよりも偏心方向Ｄ１にずらされる。挿通部１２３の中心軸Ｃ２が延びる方向の長さは、図１に示すように、支持部１２１の中心軸Ｃ１が延びる方向の長さ及び重心偏心部１２２の中心軸Ｃ１が延びる方向の長さよりも短くなっている。尚、挿通部１２３の中心軸Ｃ２が延びる方向の長さは、支持部１２１の中心軸Ｃ１が延びる方向の長さ及び重心偏心部１２２の中心軸Ｃ１が延びる方向の長さのうち少なくとも一方よりも短ければ足りる。
【００３７】
固定鉄心１３は、円柱状に形成されている。固定鉄心１３は、ケース１６の底面に設けられた穴に嵌め込まれる。これにより、固定鉄心１３がケース１６の内部で固定される。
【００３８】
ボビン１４は、巻き線１５が巻回されたドラム状の部材で構成されている。ボビン１４は、両端から外径方向に突出する一対のフランジ部を有する。一対のフランジ部のうちの一方は、可動鉄心１２と対向する対向面１４ａとなっている。ボビン１４は、穴１４１に対して上方から可動鉄心１２の挿通部１２３によって挿入されている。穴１４１の直径は、挿通部１２３の直径よりも多少大きくされている。これにより、可動鉄心１２は、中心軸Ｃ２に沿った振動に加えて、支点１２１ａを中心とする揺動が可能とされている。巻き線１５には、図略の信号生成装置が接続されており、振動板１１と共振する第１周波数の第１信号成分と、可動鉄心１２と共振する第２周波数の第２信号成分とを含む駆動信号が入力される。
【００３９】
ケース１６は、図１、２に示すように、円錐筒状の上部１６１と、上部１６１の下方に設けられた略円筒状の下部１６２と、を備える。上部１６１は、振動板１１の外縁が載置される載置部１６１ａと、載置部１６１ａから径が下方に向かって徐々に小さくなる縮径部１６１ｂと、を有する。縮径部１６１ｂは、その内径方向における中心が振動板１１の中心Ｏから下方に向かって徐々に偏心方向Ｄ１にずれるように形成されている。下部１６２は、縮径部１６１ｂの下端に接続され、支点１２１ａの中心軸Ｃ１に対して平行に延びる円筒状部１６２ａと、中心軸Ｃ２に対して平行に延びる円錐状部１６２ｂと、を有する。円筒状部１６２ａの中心軸Ｃ１が延びる方向の長さは、円錐状部１６２ｂの中心軸Ｃ２が延びる方向の長さよりも短くなっている。ケース１６の底面は、中心軸Ｃ２に対して垂直になっている。ケース１６は、振動板１１に対して全体的に振動板１１の中心Ｏから偏心方向Ｄ１にずれた位置に配置されている。
【００４０】
ブラケット３０は、略Ｌ字状に形成されており、ケース１６の底面に接触する接触面３０ａと、ケース１６の底面から右方に延び、ホーン１を車両の内部に取り付けるための穴３０ｃが設けられた取付部３０ｂと、を有する。
【００４１】
図５は、例示的なホーン１の共鳴管２０の外観図である。共鳴管２０は、図１、５に示すように、振動板１１の中心Ｏの上側に開口部を持つ主共鳴管２０ａと、主共鳴管２０ａから分岐した分岐共鳴管２０ｂとを備える。主共鳴管２０ａ及び分岐共鳴管２０ｂは渦巻き状である。主共鳴管２０ａには、第１音と第２音とを含む和音が入力される。主共鳴管２０ａは、第１音及び第２音のいずれか一方の音と共鳴して、開口部２１から一方の音を出力する。分岐共鳴管２０ｂは、第１音及び第２音のいずれか他方の音と共鳴して、開口部２２から他方の音を出力する。
【００４２】
図１に示すホーン１の動作が簡単に説明される。図略の信号生成装置からの駆動信号が巻き線１５に印加されると、可動鉄心１２は巻き線１５からの電磁気力を受けて駆動される。ここで、駆動信号に含まれる第１信号成分は、振動板１１と共振する第１周波数を持っているので、振動板１１は可動鉄心１２によって上下方向に振動し、第１周波数を基本周波数とする第１音を発生する。また、駆動信号に含まれる第２信号成分は、可動鉄心１２と共振する第２周波数を持っているので、可動鉄心１２は、支点１２１ａを中心に揺動する。これにより、振動板１１は第２周波数を基本周波数とする第２音を発生する。
【００４３】
ここで、上記のホーン１によれば、可動鉄心１２は、第２周波数によって共振し、支点１２１ａを中心に重心Ｇが揺動するように振動するので、挿通部１２３がボビン１４に接触してしまう可能性がある。挿通部１２３の中心軸Ｃ２が延びる方向の長さは、図１に示すように、支持部１２１の中心軸Ｃ１が延びる方向の長さ及び重心偏心部１２２の中心軸Ｃ１が延びる方向の長さよりも短くなっている。そのため、挿通部１２３のボビン１４と半径方向に対向する面積が小さく、挿通部１２３がボビン１４に接触しにくい。
【００４４】
第１周波数と第２周波数としては、不完全協和音が採用されてもよいし、完全協和音が採用されてもよい。ここでは、第１、第２音として、周波数比が１．２５の関係を持つ不完全協和音が採用されるが、これに限定されない。
【００４５】
図６は、本実施の形態の音源装置１０と比較例の音源装置１０Ｊとを比較した図である。図６のグラフにおいて、特性Ｇ５１は音源装置１０の周波数特性を示し、特性Ｇ５２は比較例の音源装置１０Ｊの周波数特性を示している。なお、図６のグラフにおいて、縦軸は音圧を示し、横軸は周波数を示している。
【００４６】
音源装置１０Ｊにおいて、可動鉄心１２Ｊが振動板１１Ｊの中心に取り付けられている。そのため、特性Ｇ５２は５００Ｈｚ付近で観測される１つの共振周波数しか持っていない。一方、音源装置１０において、可動鉄心１２が振動板１１の中心Ｏから偏心して振動板１１に取り付けられ、かつ、可動鉄心１２の重心Ｇが偏心方向Ｄ１にずれている。そのため、特性Ｇ５１は、５００Ｈｚ付近で観測される振動板１１の共振による共振周波数と、４００Ｈｚ付近で観測される可動鉄心１２の共振による共振周波数とを持つ。これにより、振動板１１は振動板１１の共振による第１音（Ｂ音）に加えて、可動鉄心１２の共振による第２音（Ａ音）を持つ和音を発生する。
【００４７】
図７は、可動鉄心１２の重心Ｇと支点１２１ａとの長さＬと、共振との関係を示した図である。１行目に示すセクション（ａ）は、長さＬをＬ１にした場合を示し、２行目に示すセクション（ｂ）は、長さＬを０にした場合を示し、３行目に示すセクション（ｃ）は長さＬを２・Ｌ１にした場合を示している。また、セクション（ａ）〜セクション（ｃ）において、中央に示す円は振動板１１で発生する振動の音圧分布６１１，６１２，６２１，６２２，６３１，６３２を示している。音圧分布６１１，６１２，６２１，６２２，６３１，６３２は、同心円の中心から離れるにつれて、音圧が低くなっている。音圧分布６１１，６２１，６３１は、振動板１１の共振により振動板１１で発生する振動（以下、「第１振動」と呼ぶ。）の音圧分布を示す。音圧分布６１２，６２２，６３２は、可動鉄心１２の共振により振動板１１で発生する振動（以下、「第２振動」と呼ぶ。）の音圧分布を示している。
【００４８】
枠６５１は、可動鉄心１２の揺動運動を示した図である。枠６５１の例では、中央の図は、可動鉄心１２が上下方向を向いた状態Ｓ１（中立状態）を示し、左側の図は、可動鉄心１２が最も右方に揺動した状態Ｓ２を示し、右側の図は、可動鉄心１２が最も左方に揺動した状態Ｓ３を示している。状態Ｓ１〜Ｓ３に示すように、可動鉄心１２は、共振により、左右対称に揺動していることが分かる。
【００４９】
詳細には、振動板１１は、状態Ｓ１から状態Ｓ２に向かうにつれて、支点１２１ａよりも左側の領域における下方への撓みが増大していくと共に、支点１２１ａよりも右側の領域における上方への撓みが増大していく。また、状態Ｓ１から状態Ｓ３に向かうにつれて、振動板１１は、支点１２１ａよりも左側の領域における上方への撓みが増大していくと共に、支点１２１ａよりも右側の領域における下方への撓みが増大していく。これにより、音圧分布６１２，６３２に示すように、第２振動は、支点１２１ａを通過する前後方向の線Ｌ６に対して対称に２つのピークを持つ音圧分布を持つことになる。
【００５０】
可動鉄心１２は、支点１２１ａを中心に左右方向に揺動するので、可動鉄心１２の揺動運動は、支点１２１ａを中心とする重心Ｇの振り子の揺動運動と考えることができる。それを示したのが図７の左列に示した３つの図である。
【００５１】
セクション（ａ）の例では、長さＬ＝Ｌ１の振り子の揺動運動により第２振動の共振周波数は、音圧分布６１２に示すように、２５５Ｈｚであった。一方、セクション（ｃ）の例では、長さがセクション（ａ）の２倍なので、第２振動の共振周波数は、音圧分布６３２に示すように、セクション（ａ）の１／２の共振周波数（＝１２８Ｈｚ）になった。また、セクション（ｂ）の例では、重心Ｇが支点１２１ａと一致しており、可動鉄心１２は揺動しないので、音圧分布６２２に示すように、第２振動は発生しなかった。
【００５２】
このように、可動鉄心１２の揺動運動は重心Ｇの振り子の揺動運動と考えられるので、長さＬを長くすると、揺動運動により振動板１１に発生する第２振動の共振周波数が低くなることが分かる。
【００５３】
一方、第１振動は、振動板１１の共振によるものであり、可動鉄心１２の揺動運動に依存しないので、セクション（ａ）〜（ｃ）とも、２２７Ｈｚの同じ共振周波数が得られている。
【００５４】
このように、重心Ｇを支点１２１ａの下方に設けることで、第２振動を振動板１１に発生させることができる。しかし、重心Ｇを支点１２１ａの真下に設けると、状態Ｓ２，Ｓ３に示すように、第２振動は、支点１２１ａを中心に点対称に振幅が発生する。そのため、模式図６４０に示すように、第２振動は、プラスの振幅とマイナスの振幅とが打ち消し合い、振動板１１からは第２振動による音、すなわち、第２音は発生しなくなってしまう。
【００５５】
そこで、音源装置１０は、図８に示すように、支点１２１ａを振動板１１の中心Ｏから偏心方向Ｄ１に偏心させている。図８は、支点１２１ａを振動板１１の中心Ｏから偏心させた場合の作用を説明する図である。セクション（ａ）は、支点１２１ａを振動板１１の中心Ｏから偏心させた場合の第２振動の様子を示している。セクション（ａ）の例では、支点１２１ａが、中心Ｏから偏心方向Ｄ１（ここでは、左方）にずらされている。この場合、第２振動の振幅は、模式図７３０及び音圧分布７１１に示すように、支点１２１ａに対して左側の方が右側よりも大きくなって、非対称になるので、第２振動は打ち消し合わず、振動板１１から第２音が発生する。但し、第２音の音圧は振動面積×振幅で決まるので、支点１２１ａよりも左側の小さい領域でしか振動板１１は大きく振動しておらず、十分な音圧の第２音が得られない。
【００５６】
そこで、音源装置１０は、可動鉄心１２の重心Ｇを偏心方向Ｄ１側にずらしている。図８のセクション（ｂ）は、可動鉄心１２の重心Ｇの偏心パターンＭ１，Ｍ２，Ｍ３と音圧分布７２１，７２２，７２３との関係を示す図である。偏心パターンＭ１は、支点１２１ａに対して、重心Ｇを偏心方向Ｄ１にずらしたパターンであり、本実施の形態の構成である。偏心パターンＭ２は、重心Ｇを支点１２１ａの真下に配置したパターンであり、セクション（ａ）と同じパターンである。偏心パターンＭ３は、支点１２１ａに対して、重心Ｇを偏心方向Ｄ１とは反対の方向にずらしたパターンである。
【００５７】
偏心パターンＭ２における音圧分布７２２は、セクション（ａ）の音圧分布７１１と同じである。偏心パターンＭ３では、音圧分布７２１に示すように、支点１２１ａを通る前後方向の線Ｌ７よりも左側の領域において、振動板１１は、偏心パターンＭ２と同様に、大きく振動しているが、線Ｌ７よりも右側の領域において、振動板１１の振動は偏心パターンＭ２よりも小さくなっている。したがって、偏心パターンＭ２，Ｍ３では、十分な音圧を持つ第２音が得られない。
【００５８】
これに対し、偏心パターンＭ１では、重心Ｇが偏心方向Ｄ１側にずらされているので、可動鉄心１２の揺動時に、振動板１１は、線Ｌ７よりも右側の領域が可動鉄心１２により大きく引っ張られる。これにより、線Ｌ７よりも右側の領域において、振動板１１の振動は偏心パターンＭ２よりも大きくなっている。これにより、偏心パターンＭ１では、十分な音圧の第２音が得られる。
【００５９】
図９は、可動鉄心１２の形状に応じた音圧分布を示した図である。セクション（ａ）、（ｂ）とも、重心Ｇは、偏心方向Ｄ１にずらされているが、可動鉄心１２の形状が異なっている。セクション（ａ）では、可動鉄心１２の形状は、図１〜図４で示した形状とほぼ同一であるが、セクション（ｂ）は、図１〜図４で示した形状と異なっている。また、図８では、可動鉄心１２は、中立状態において、長手方向が振動板１１の直交方向を向いているが、図９は、セクション（ａ）、（ｂ）とも、可動鉄心１２は、中立状態において、長手方向が振動板１１の直交方向に対して傾斜している。
【００６０】
図１０は、図９のセクション（ａ）に示す可動鉄心１２をクローズアップして示した図である。図１１は、図９のセクション（ｂ）に示す可動鉄心１２をクローズアップして示した図である。以下、図１０に示す可動鉄心１２を第１例の可動鉄心１２、図１１に示す可動鉄心１２を第２例の可動鉄心１２として説明する。
【００６１】
第１例の可動鉄心１２は、図１〜図４で上述した可動鉄心１２と同様のものである。具体的には、第１例の可動鉄心１２は、重心偏心部１２２が支持部１２１から右方向（図１０では左方向）、すなわち、偏心方向Ｄ１へ突出していることにより、支点１２１ａよりも偏心方向Ｄ１に重心Ｇをずらされている。
【００６２】
第２例の可動鉄心１２は、挿通部１２３の中心軸Ｃ２を偏心方向Ｄ１側に傾斜させることで重心Ｇが偏心方向Ｄ１にずらされている。第２例の可動鉄心１２は、重心偏心部１２２の上方の端部が偏心方向Ｄ１へ突出していない点、挿通部１２３の中心軸Ｃ２が中心軸Ｃ１に対して偏心方向Ｄ１に傾斜している点で第１例の可動鉄心１２と相違している。第２例の可動鉄心１２は、中心軸Ｃ１が上下方向を向いており、支点１２１ａを通過する支持部１２１を備えている点において、第１例と同じである。
【００６３】
図９の１行目に示すように、第１、第２例の可動鉄心１２は、線Ｌ７よりも右側の広い領域で大きな第２振動（ここでは、４００Ｈｚ）が観測されており、ほぼ同じ音圧分布が観測されていることが分かる。また、図９の２行目に示すように、第１、第２例の可動鉄心１２は、中心Ｏを中心に広い領域で第１振動（ここでは、５００Ｈｚ）が観測されており、ほぼ同じ音圧分布が観測されていることが分かる。
【００６４】
図９のセクション（ａ）、（ｂ）を比較すれば分かるように、可動鉄心１２の形状が異なっていても、重心Ｇが支点１２１ａよりも偏心方向Ｄ１にずれていれば、高い音圧の第１、第２振動が得られ、第１音、第２音を発生させることができる。
【００６５】
図１２は、可動鉄心１２の傾斜方向の違いによる第２振動の音圧分布を比較した図である。セクション（ａ）は、可動鉄心１２を偏心方向Ｄ１側に傾斜させた場合を示し、セクション（ｂ）は、可動鉄心１２を偏心方向Ｄ１とは反対側に傾斜させた場合を示す。以下、セクション（ａ）の傾斜パターンを第１傾斜パターンと呼び、セクション（ｂ）の傾斜パターンを第２傾斜パターンと呼ぶ。なお、図１２において、２行目は、両傾斜パターンにおける中立状態を示し、３行目は、両傾斜パターンにおける左の最大揺動状態を示している。また、第１、第２傾斜パターンとも、上述した第１例の可動鉄心１２を採用することで、重心Ｇが偏心方向Ｄ１にずらされている。
【００６６】
セクション（ａ）、（ｂ）の音圧分布１１０１，１１０２を比較すれば分かるように、第１傾斜パターンは、線Ｌ７よりも右側の領域における音圧が第２傾斜パターンよりも多少高かったが、線Ｌ７よりも左側の領域における音圧が第２傾斜パターンよりも多少低かった。これらの差は、第１、第２傾斜パターンにおける、支点１２１ａに対する偏心方向Ｄ１への重心Ｇのずれ量の相違が原因と考えられる。いずれにせよ、両傾斜パターンとも、トータルでは、十分な音圧を持つ第２振動が得られていることが分かる。
【００６７】
但し、セクション（ａ）に示すように、第１傾斜パターンでは、可動鉄心１２が偏心方向Ｄ１側にずれているので、固定鉄心１３（図１参照）及び巻き線１５（図１参照）等の駆動部材が振動板１１の左端（図１では右端）からはみ出す可能性がある。一方、セクション（ｂ）に示すように、第２傾斜パターンでは、可動鉄心１２が偏心方向Ｄ１とは反対側にずれているので、固定鉄心１３及び巻き線１５等の駆動部材が振動板１１の中心Ｏ側に集められる。そのため、第２傾斜パターンは、音源装置１０をコンパクトに纏めることができるといったメリットが得られる。
【００６８】
第１、第２傾斜パターンで示すように、可動鉄心１２を傾斜させた場合、振動板１１に加わる左右方向の力の成分が可動鉄心１２を上下方向に向けた場合に比べて大きくなる。そのため、第２振動に寄与する力が増大し、より大きな第２音を発生させることができる。
【００６９】
以上説明した音源装置１０によれば、第１周波数によって、振動板１１が共振し、第１音が出力される。また、支点１２１ａが振動板１１の中心Ｏから偏心し、且つ、可動鉄心１２の重心Ｇは、重心偏心部１２２の重心Ｇ１が偏心方向Ｄ１にずらされることによって支点１２１ａよりも偏心方向Ｄ１にずらされている。そのため、第２周波数によって可動鉄心１２が揺動し、振動板１１から十分な音圧を持つ第２音を出力できる。更に、第１周波数と第２周波数とは和音の関係を持っている。よって、音源装置１０は、第１、第２音を含む和音を出力できる。
【００７０】
＜補足＞
（１）図１の例では、可動鉄心１２は傾斜しているが、必ずしも可動鉄心１２は傾斜している必要はない。例えば、図８の偏心パターンＭ１に示すように、可動鉄心１２は、中立時に、上下方向を向いていても良い。この構成においても、図８の音圧分布７２３で説明したように十分な音圧を持つ第２振動が得られる。
【００７１】
（２）振動板１１の直径は、目標の第１周波数と共振する長さとなるように設計されればよい。また、可動鉄心１２は、支点１２１ａ及び重心Ｇ間の長さＬが、目標の第２周波数と共振する長さとなるように、全長及び形状が設計されればよい。
【００７２】
図１３は、本発明の変形例に係る音源装置１０を備えるホーン１１１の内部構成図である。変形例のホーン１１１は、可動鉄心１２とボビン１４との配置関係の点において、上記のホーン１と相違する。変形例のホーン１１１は、その他の点において上記のホーン１と同様の構成を備えるので、上記のホーン１と同様の符号を付して説明を省略する。
【００７３】
上記のホーン１では、可動鉄心１２の挿通部１２３がボビン１４に挿通されたが、変形例のホーン１１１では、図１３に示すように、可動鉄心１２がボビン１４に挿通されていない。この場合、可動鉄心１２は、重心偏心部１２２の下側にボビン１４と対向する対向面１２４ａを有するボビン対向部１２４を備える。ボビン対向部１２４の対向面１２４ａとボビン１４の対向面１４ａとの間には、中心軸Ｃ２方向に延びる隙間ｇが形成されている。そのため、可動鉄心１２の振動時に可動鉄心１２がボビン１４に接触することが防止される。隙間ｇの大きさは、コイルを構成する巻き線１５からの磁力によって可動鉄心１２が駆動される大きさであればよい。隙間ｇの大きさは、好ましくは３ｍｍ程度である。
【００７４】
尚、変形例のホーン１１１では、ボビン対向部１２４を備えていなくてもよい。この場合、隙間ｇは、重心偏心部１２２の傾斜面１２２ｂａとボビン１４の対向面１４ａとの間に形成される。
【符号の説明】
【００７５】
１          ホーン
１０        音源装置
１１        振動板
１２        可動鉄心
１４        ボビン
１４ａ      対向面
１２１      支持部
１２１ａ    支点
１２２      重心偏心部
１２３      挿通部
１２４ａ    対向面
Ｇ          重心
Ｇ１        重心
ｇ          隙間
【図１】
2018054983.tif 000003
【図２】
2018054983.tif 000004
【図３】
2018054983.tif 000005
【図４】
2018054983.tif 000006
【図５】
2018054983.tif 000007
【図６】
2018054983.tif 000008
【図７】
2018054983.tif 000009
【図８】
2018054983.tif 000010
【図９】
2018054983.tif 000011
【図１０】
2018054983.tif 000012
【図１１】
2018054983.tif 000013
【図１２】
2018054983.tif 000014
【図１３】
2018054983.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成29年11月29日(2017.11.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されるホーンの音源装置であって、
振動板と、
前記振動板と支点を介して接続される支持部を含む可動鉄心と、
前記振動板と共振する第１周波数の第１信号成分と、前記可動鉄心と共振し、且つ前記第１周波数と和音の関係を持つ第２周波数の第２信号成分とを含む駆動信号が入力され、前記可動鉄心を駆動させるコイルとを備え、
前記支点は、前記振動板の中心から偏心した位置に設けられ、
前記可動鉄心は、前記支持部に接続され、前記支点よりも前記支点の偏心方向に重心がずれている重心偏心部を有し、前記振動板の直交方向に対して傾斜して配置されている音源装置。
【請求項２】
前記重心偏心部は、前記偏心方向に向かって大きくなるように形成されている請求項１に記載の音源装置。
【請求項３】
前記コイルが巻かれるボビンを備え、
前記可動鉄心は、前記重心偏心部に接続され、前記ボビンに挿通される挿通部を有し、
前記重心偏心部の前記重心は、前記可動鉄心の重心よりも前記挿通部側に位置する請求項１又は２に記載の音源装置。
【請求項４】
前記重心偏心部は、前記挿通部に向かって大きくなるように形成されている請求項３に記載の音源装置。
【請求項５】
前記挿通部は、前記支持部と前記重心偏心部のうち少なくとも一方よりも短い請求項３又は４に記載の音源装置。
【請求項６】
前記コイルが巻かれるボビンを備え、
前記ボビンは、前記可動鉄心と対向する対向面を有し、
前記可動鉄心は、前記ボビンと対向する対向面を有し、
前記可動鉄心の前記対向面と前記ボビンの前記対向面との間に、前記ボビンの軸方向に延びる隙間が形成されている請求項１又は２に記載の音源装置。
【請求項７】
請求項１から６に記載の音源装置と、
前記第１周波数を基本周波数とする第１音と、前記第１周波数と和音の関係を持つ第２周波数を基本周波数とする第２音とを含む和音が前記音源装置から入力され、前記第１音と前記第２音とをそれぞれ共鳴させる共鳴管と、を備えるホーン。