JPS62272700A - 電子スピ−カシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野コ 本発明は一般に車輌その他の運輸手段用の電子スピーカ
システムに係り特に騒音公害を減少し、安全走行に寄与
し得る長寿命、多機能形の電子スピーカシステムに関す
る。

［従来の技術］ 既存の運輸手段に使用される安全走行用警報装置は一般
に合金膜、タングステン接点、電磁コイル、ヨーク、鋼
製エコープレートから成る電磁膜振動式音響装置の一種
である。ところがこの種のスピーカは音響レベルが非常
に高い上に調整が利かず、前貴金属接点の信頼性も低い
。しかもこの種のスピーカの音は非常に雑音、が多くて
利き辛いものである。従ってこのようなスピーカには騒
音公害と有効寿命の短かさという欠点があると言える。

前記の種類の電磁スピーカには上に挙げたような欠点が
あることから、多くの分野で新しい種類の電子スピーカ
がこれに代わって用いられている。

現時点では３種類の電子スピーカがある。その１つは発
振器、電子増幅回路、電磁コイル、ヨーク、鋼製エコー
プレートを含んで成るものであり、第２は特殊目的用車
輛に用いられる警報用メガホンであり１発振器、増幅器
、高音拡声器から成る（例えばシャンホン・マシーナリ
・ワークス（Ｃｈａｎｇｈｏｎｇ　Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ
　１１ｏｒｋｓ）社製の製品等に示されている。）第３
の種類のスピーカは１つの発振器に計数回路を接続して
成る大型の二部分音式スピーカである（例えばベルギー
特許出願第８４８゜３１５号に開示されている）。

［発明か解決しようとする問題点］ 従来の技術における上記第１の種類の電子スピーカには
、音響レベルの調整ができない、音色が甲高い電力消費
量が多い、単機能しかないと言った欠点があった。また
上記第２の種類のスピーカはパトロールカーや救急車の
警報用としてのみ使用できるものであり、一般の運輸機
関には適さない」二、嵩ぼる、コストが高いと言った欠
点があった。さらに第３の種類のスピーカは交互に２種
類の周波数でしか音を出さず、音質も警報の音質に類似
しているため、自動車用の警笛としては適さないなどの
欠点があった。

従って本発明の目的は上に挙げたような欠点を克服する
ために、周波数と音波の振幅の包絡の形状を使用するこ
とにより、豊で調和のとれた音色を有する電子スピーカ
を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は音の品質を決定するのはその周波数と音波の振
幅の包絡曲線の形状であるという基本原理に基いている
。これにより本発明は安全走行用電子スピーカが豊かで
調和のと、ｌｔた音色を有し、音響レベルを多段階調整
できることを可能とする。

［作用］ 上記手段により本発明はまた電子技術を応用した多機能
形の電子スピーカも提供する。即ち、本発明によるスピ
ーカは車輌の後退時には断続的な警報を発し、車輌の右
折または左折時には周波数を変えて進行方向を知らせる
低レベルの音を出すことができる。また、本発明のスピ
ーカは特殊車輛（パトロールカー等）用の警報装置や拡
声器用としても使用することができる。本発明のスピー
カの回路に変更を加えることによって、走行中、人の音
声に類似の音でいろいろな指示を与えることも可能とな
る。

［実施例］ 添付図面を参照しながら次に行なう本発明の好適実施態
様に関する詳細な説明から、上記のものも含めて本発明
の目的、特長および利点について、十分に理解できるも
のと考えられる。

第１図を参照すると、本発明のシステムは特性波形生成
器（１）と、源衰器（２）と、増幅器（３）と、スピー
カ（４）と制御器（５）とを含んで成る。前記特性波形
生成器（１）を用いて、車輌の走行状態およびその運転
者の状態を基にいろいろな合成周波数と各種の形状の包
絡曲線を有する、つまりいろいろな特性を有する規則的
周期の信号を生成し、これによって一定の音質の音また
は弦楽器の音楽や人の音声を模した音を生成する。

このような機能は次の方法の何れか１つを使って達成す
ることができる。１つの方法として複数の独立した発振
器とミキサと波振幅重畳回路を設け、前記発振器のいく
つかを音質制御発振回路とし、その振動周波数と波形を
トレモロ発振器または各種警報装置の音質の変化によっ
て決定する。それと共にいくつかの発振器を基準周波数
発振回路とし、その周波数を前記音質制御発振回路の出
力波の調整によって変調とする。前記基準周波数振動波
を前記ミキサと波振幅重畳回路に与えて合成する。こう
して制御器（５）の制御下で特性の異なる各種信号波を
生成する。別の方法ではクロック発振器を設けてクロッ
ク信号を生成し、遅延素子、周波数分割器、ミキサ、変
調器をそれぞれ複数個ずつ設けて位相シフト、周波数の
分割、周波数のミクシング、および前記クロック信号の
波振幅の変調をそれぞれ行なわせる。制御器（５）によ
る運転者操作スイッチと走行状態スイッチの制御下で、
特性の異なる各種信号波を生成する。もう１つの方法で
は、合成音楽／音声集積回路を設けて運転者操作スイッ
チおよび走行状態スイッチの制御下で特性波を生成する
。警報装置の特性波の場合、周波数ミクシング信号の単
一周波数１つ１つを安定させる必要がある。その」二に
音楽理論と和音の法則にも従わせる必要があるため、単
一周波数を選択する際、各１１１−周波数の信号の各種
のうなり周波数和音の法則に一致させることに注意を要
する。音の品質を決定する包絡曲線の形状を所望の和音
に従って選択する。音声の内容は機能の要件によって決
まるものであり、要件に応じて女性または子供の声の周
波数を適用する。減衰器（２）の機能は次の方法で調整
可能な多重音響レベル達成することである。１一つの方
法として、前記特性波形生成器から出される前記各種特
性信号波出力を複数の電圧分割抵抗器を介して増幅器（
３）に印加する。この時、前記電圧分割抵抗器の抵抗に
より減衰器の減衰率が決定される。警報の減衰率を運転
者操作スイッチによって制御して音響レベルを調整でき
る。またその他の機能の減衰率は国の標準規格に応じて
調整することができる。別の方法では、増幅器（３）と
スピーカ（４）の間に複数の電圧分割抵抗器を接続する
。さらに別の方法では、増幅器からの帰還信号を制御し
、増幅器の帰還回路の中に減衰を組入れるこの時増幅器
は個別回路または集積回路とする。スピーカ（４）のボ
イスコイルのインピーダンスは２〜８ｎ、標準出力は５
〜１２．５Ｗである。前記データの選択は電源電圧とス
ピーカの最高音響レベルに応じて行なう。騒音レベルの
高い（約１００〜１１０ｄＢ）環境では、高周波数のホ
ーンスピーカを使用する必要があり、またその構造につ
いても下記のような措置をとって改良する必要がある。

すなわち、ホーンスピーカの長さは市販の５Ｗホーンス
ピーカの２分の１から４分の１に縮小すべきである。磁
性材料および磁極片は従来から使用されている強力接着
剤により相互に接着した後、非磁性金属またはプラスチ
ック製補強締付環を用いて相互に取付ける。また、これ
らを非磁性金属製固定具により支持して振動強度を高く
することもできる。騒音レベルが９５〜１００ｄＢ以下
の通常の環境に限って使用するスピーカの場合、ホーン
スピーカでも、あるいは改良形コーンスピーカの何れで
も良い。後者の改良形コーンスピーカを採用する場合、
スピーカを反射空洞の中に設置する必要がある（反射空
洞の構造を示した第２図を参照され度い）。第２図を参
照すると、スピーカのコーンの支持部材（７）と反射空
洞（６）との間の距離が６〜１０ｍｍ、前記支持部材の
リムと前記空洞側壁との間の距離が１０〜１５画、前記
空洞の深さがその中のスピーカの軸方向の長さと同じ程
度になっている。前記コーンの前記支持部材の直径が６
０〜１００ｍｍ、ボイスコイルのインピーダンスが２〜
８ｎ、コーンスピーカの標準出力が３〜ＩＯＷである。

このコーンスピーカに施した改良としては、コーン部分
にこれまでの材料の代わりに軽質組織で耐熱性の高い（
約１２０℃まで）半硬質プラスチック膜（ポリプロピレ
ン等）を使用し、折曲げ材料としてゴム被覆した織物を
使用している。複数の論理回路と信号分配用電子スイッ
チとを含んで成る制御器（５）を運転者操作スイッチま
たは走行状態スイッチによって制御する。制御器は各種
機能の要件に応じて、前記特性波形生成器（１）からの
特性信号波を選択し、それを増幅器（３）に送る。マイ
クロホンと前置増幅器を前記増幅器の入力に接続すると
、本発明のシステムは前記制御器（５）の制御下で拡声
装置としても使用することができる。スピーカの音響レ
ベルが高くなり過ぎると運転者操作スイッチ（音響レベ
ル制御スイッチ）に接続された指示灯が点灯する。前記
指示灯はスピーカ正面に装着して、警官が車輛スピーカ
の音響レベルを監視できるようにすることも可能であり
、こうすると騒音の抑制を容易に行なうことができる。

本発明のスピーカは先行技術のスピーカと比較すると２
００万回以上多く動作することができ、電力消費が少な
く寿命が長い上、音響レベルの調整可能であり、音質の
調和がとれており、人の音声も出すことができるため、
騒音公害を有効に低減することができる。

現在使用されている周知の電磁振動式スピーカに比較し
て本発明のスピーカは材料も少なくて済み、安全走行に
役立つ多くの機能を有しており、空気状態の悪い所でも
動作できるため、各種運輸手段の安全走行用警報装置ま
たは警報指示器として使用するのに適する他、その他の
場合の警報指示器としても使用できる。

第３図に示したのは本発明の好適実施態様である。第３
図を参照すると、インバータＦ１、Ｆ２と抵抗器Ｒ１，
Ｒ２とコンデンサＣ１とで振動周波数８〜９１ｆｚのト
レモロ発振器を構成している。

抵抗器Ｒ３とコンデンサｃ２とによって構成される集積
回路を介して、ピーク電圧が０．５〜２Ｖののこぎり書
出力が生成される。アイソレーション抵抗器Ｒ４（約１
．Ｍｆｌ）を経て、前記のこぎり書出力はインバータＦ
３．Ｆ４と抵抗器Ｒ５，Ｒ６とコンデンサＣ４とによっ
て構成される主発振における振動波の変調を行なう。イ
ンバータＦ４からの振動波出力は第１集積回路（インバ
ータＴｉ”５、抵抗器Ｒ７、コンデンサｃ３によって構
成される）および第２集積回路（インバータＦ６、抵抗
器Ｒ８、コンデンサｃ５によって構成される）を介して
２つの周波数分割器をそれぞれ駆動する。

前記周波数分割器の１つはＮＡＮＤゲートＹ１とインバ
ータＦ７と抵抗器Ｒ９とコンデンサｃ６とによって構成
され、入力信号の周波数を２で割る。

もう１つの周波数分割器はＮＡＮＤゲートＹ２とインバ
ータＦ８と抵抗器Ｒ］、　Ｏとコンデンサｃ７とによっ
て構成され、入力信号の周波数を３で割る。インバータ
Ｆ７、Ｒ８の出方において、それぞれ周波数６００　Ｈ
ｚと４００１（ｚの振動波出力が生成される。抵抗器Ｒ
１１，Ｒ１２，Ｒ１３とコンデンサＣ８と抵抗器Ｒ１４
，Ｒ，１，５，Ｒ１６とトランジスタＧＢとを介して前
記出力が混合、増幅され、周波数差２００　Ｈｚの周波
数混合波が生成される。前記周波数混合波の包絡曲線の
形状は、Ｒ７、Ｒ８，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｃ３，Ｃ５の値
を調整することによって適宜調整することがで、それに
よっているいろな音質を獲得できる。振動周波数０．５
Ｈｚの発振器がＮＡＮＤゲートＹ３とインバータＦ９と
抵抗器Ｒ２２，Ｒ２３とコンデンサＣ１ｌとによって構
成され、端子■）から制御を受ける。前記発振器のイン
バータＦ９からの出力が電子スイッチＳ４を制御して、
車輌の後退を警報する断続信号波が獲得される。マイク
ロホンＷＩ）の動作点は抵抗器Ｒ２６によって決定され
る。警報の駆動、右折指示、左折指示、拡声の４つの機
能の選択スイッチに接続されている入力制御端子Ａ、Ｆ
、Ｅ、Ｇによって、二方向性電子スイッチＳｌ、Ｓ２．
Ｓ３．Ｓ４をそれぞれ制御する。前記５つの端子の何れ
か１つを外部のハイレベル（ＶＤＤ）に接続すると、対
応する電子スイッチのインピーダンスが直ちにハイから
ローの状態になる。関数の値と音響レベル調整抵抗器Ｒ
］７゜Ｒ１８，Ｒ２０，Ｒ２］、、Ｒ２４−、Ｒ２５を
適当に調整すると、電力増幅器Ｔ−’　Ｄの入力端子に
おいているいろなレベルを獲得できる。この時前記抵抗
器Ｒ１７とＲ１８も外部の端子Ｂ、Ｃ，Ｄに接続される
。前記３つの端子の短絡の組合せによって４種類の減衰
が得られるため、音響レベルの調整を行なうことができ
る。抵抗器Ｒ１９と出力電圧ＶＤＤの定電圧放電管Ｄ６
とを含んで成る電圧調整器が電力増幅器ＦＤを除く全て
の分岐回路に対して電力を供給する。電力増幅器ＦＤへ
の給電は対応するダイオードＤ１〜Ｄ５によって分離さ
れている外部スイッチによって行なわれる。電力増幅器
ＦＤは市販の電力増幅器集積回路の一種である。第３図
に示すように、Ｃ９はブロックコンデンサ、ＣＩＯは電
力増幅器ＦＤが自励するのを防止するバイパスコンテン
サ、Ｃ１４，、Ｃ１５゜Ｃ１６，Ｃ１７が帰還コンデン
サである。抵抗器Ｒ３０，Ｒ３１，Ｒ３２，Ｒ，２８と
コンデンサＣ１２、Ｃ１３を用いて回路の動作点を安定
させる。

抵抗器Ｒ６の値を調整することによって、前記主発振を
思い通りの周波数として調和のとれた音響効果をあげる
ことができる。本発明では小型ホーンスピーカＬＤを１
つまたはそれ以上使用することができる。

明確に理解されるように、本発明においては以上に説明
した以外にも多くの実施態様、変形、変更を本発明の精
神および範囲から逸脱することなく実行できる。従って
このような変形、変更について上記の説明的実施態様に
関連して特に記載されているか否かには関わりなく、こ
れらの変形および変更を本発明の真の範囲の中に該当す
るものとして包含することが特許請求の範囲に含まれる
思想である。

［発明の効果］ 以上の実施例からも明らかなように本発明によれば豊で
調和のとれた音色を有し、音響レベルを多段調整できる
電子スピーカや、多機能形の電子スピーカも提供するこ
とが出来る。また、本発明は特殊車輛（パトロールカー
等）用の警報装置や拡声器用としても使用することがで
き、この場合は回路に変更を加えることによって、走行
中、人の音声に類似の音でいろいろな指示を与えること
なども可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を示すブロック図、第２図は本発
明による改良形スピーカを示す概略図、第３図は本発明
の好適な実施態様を示す回路図である。 １・・特性波形生成器、２・・・減衰器（アッテネータ
）３・・増幅器、４・・スピーカ、５・・・制御器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、運輸手段に安全走行用に装備される電子スピーカシ
   ステムであって、特性波形生成器（１）と、増幅器（３
   ）と、減衰器（２）と、スピーカ（４）と、制御器（５
   ）とを含んで成り、前記特性波形生成器（１）が増幅器
   （３）に接続されており、前記制御器（５）の制御下で
   前記減衰器（２）が前記スピーカ（４）を駆動し、前記
   スピーカが多機能を有すると共に調和のとれた音を出し
   、かつその音響レベルが調整可能であることを特徴とす
   る電子スピーカシステム。 ２、前記特性波形生成器（１）が複数の独立した発振器
   と、ミクサと、波振幅重畳回路とを含んで成り、前記発
   振器のいくつかが音質制御発振回路を構成し、その他の
   発振器が基準周波数発振回路を構成しており、前記音質
   制御発振回路が基準周波数発振回路の周波数を変調し、
   前記ミクサおよび波形幅重畳回路による合成を介して、
   制御器（５）の制御下で各種の特性信号波を生成するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の電子スピ
   ーカシステム。 ３、前記特性波形生成器（１）がクロック発振器および
   複数の遅延回路と、周波数分割器と、ミクサと変調器と
   を含んで成り、前記クロック発振器からのクロック振動
   波の位相シフト、周波数の分割、周波数のミクシング、
   波振幅の変調をそれぞれ行ない、前記制御器（５）によ
   る運転者操作スイッチおよび走行状態スイッチの制御下
   でそれぞれ各種の特性信号波を生成することを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項に記載の電子スピーカ。 ４、前記特性波形生成器（１）が合成音楽／言語用集積
   回路を含んで成り、運転者操作スイッチおよび走行状態
   スイッチの制御下で各種の特性信号波を生成する、特許
   請求の範囲第１項に記載の電子スピーカシステム。 ５、前記特性波形生成器（１）によって生成される各種
   特性信号波が複数の電圧分割抵抗器を介して増幅器（３
   ）の入力に印加され、前記電圧分割抵抗器の特定値によ
   って減衰率が決定されることを特徴とする、特許請求の
   範囲第１項に記載の電子スピーカシステム。 ６、前記増幅器（３）と前記スピーカ（４）との間に複
   数の電圧分割抵抗器が接続されていることを特徴とする
   、特許請求の範囲第１項に記載の電子スピーカ。 ７、前記増幅器（３）の帰還が制御されており、前記減
   衰器（２）が帰還回路の中に組み込まれていることを特
   徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の電子スピーカ
   。 ８、前記スピーカ（４）がホーンスピーカであることを
   特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の電子スピー
   カ。 ９、前記スピーカ（４）のボイスコイルのインピーダン
   スが２〜８Ωであり、標準出力が５〜１２．５Ｗであり
   、該ホーンスピーカの長さが市販の５Ｗホーンスピーカ
   の約２分の１〜４分の１であり、磁性材料と磁極片とが
   従来から使用されている強力接着剤により相互に接着さ
   れた後に非磁性金属またはプラスチック製補強締付環に
   より相互に取付けられていることを特徴とする、特許請
   求の範囲第８項に記載の電子スピーカ。 １０、前記スピーカ（４）が改良形コーンスピーカであ
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の電
   子スピーカ。 １１、コーン部分に従来の材料の代わりに軽質組織の耐
   熱性（約１２０℃まで）プラスチック膜を使用すると共
   に折曲材料としてゴム被覆織物を使用し、ボイスコイル
   のインピーダンスが２〜８Ωであり、該スピーカのコー
   ンの支持部材の直径が６０〜１００ｍｍであり、該スピ
   ーカの標準出力が３〜１０Ｗであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１０項に記載の電子スピーカ。 １２、前記改良形コーンスピーカが反射空調（６）の中
   に設置されており、該コーンスピーカの前記コーン支持
   部材（７）と反射空洞底部との間の距離が６〜１０ｍｍ
   であり、前記支持部材のリムと前記空洞の側壁との間の
   距離が１０〜１５ｍｍであり、前記空調の深さとその中
   のスピーカの軸方向長さが同程度であることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１１項に記載の電子スピーカ。 １３、前記運転者操作スイッチ（音響レベル制御スイッ
   チ）に指示灯が接続されており、前記指示灯が該スピー
   カの正面に装着されて該スピーカの音響レベルが高くな
   り過ぎると点灯するように構成されていることを特徴と
   する、特許請求の範囲第１項に記載の電子スピーカ。