JP2010060774A - ホーン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】片当たりを防止し、吸引力を全体に均一に作用させる。
【解決手段】有底円筒形状のケース１１に固定された円筒形状のコイル１２と、コイル１２内に固定された固定鉄心１３と、ケース１１に開口を閉塞するように組み付けられたダイヤフラム１６と、ダイヤフラム１６に締結され固定鉄心１３に接近かつ離反可能に対向される可動鉄心１７とを備えたホーン装置１０において、固定鉄心１３と可動鉄心１７との対向端面を凹曲面１３ｃと凸曲面１７ｅとに形成し、凸曲面１７ｅの曲率半径を凹曲面１３ｃの曲率半径よりも小さく設定する。互いに対向する端面が凸曲面および凹曲面であるので、片当たりを防止でき、固定鉄心から発生する磁束の向きが内側となるので、可動鉄心で受ける磁束が多くなり、吸引力を増強できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ホーン装置に関し、例えば、自動車に搭載して有効なものに関する。

一般に、自動車には可動鉄心と固定鉄心とが衝突することによって音を発生するホーン装置が搭載されている。
従来のこの種のホーン装置においては、可動鉄心および固定鉄心の端面はいずれも平坦面に形成されている。例えば、特許文献１参照。
また、可動鉄心の端面を凸曲面に形成するものがある。例えば、特許文献２参照。
特開２００３−２４３２２３号公報 特開昭５８−２１５６９５号公報

可動鉄心および固定鉄心の端面が平坦面に形成されているホーン装置においては、ダイヤフラムが瞬間的に撓んだりすると、可動鉄心の端面が固定鉄心の端面に水平に当たらずに片当たりするために、音色が損なわれたり、異音が発生したりするという問題点がある。
また、可動鉄心の端面を凸曲面に形成するホーン装置においては、可動鉄心の端面と固定鉄心の端面との垂直方向の間隔が端面の中心から外周に向かうにつれて異なることにより、端面の各位置によって作用する吸引力が異なってくるために、一定のホーン音圧を得ることができなくなるという問題点がある。

本発明の目的は、片当たりを防止することができるとともに、全体にわたって均一の吸引力を作用させることができるホーン装置を提供することにある。

前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
（１）一端が円形に開口された有底筒形状のケースと、
前記ケースに配置され、中空円筒形状に形成されたコイルと、
前記コイルの筒中空部内に配置されるように前記ケースに固定された固定鉄心と、
前記ケースの前記開口を塞ぐように配置された薄板状のダイヤフラムと、
前記固定鉄心に対向するように前記ダイヤフラムに組みつけられた可動鉄心とを有し、
前記コイルに通電されると、前記可動鉄心と前記固定鉄心とが衝突することによって音を発生するホーン装置において、
前記可動鉄心および前記固定鉄心のいずれか一方の端面が凸曲面に形成されており、
前記可動鉄心および前記固定鉄心のいずれか他方の端面が凹曲面に形成されている、
ことを特徴とするホーン装置。
（２）前記可動鉄心の端面が凸曲面に形成されており、
前記固定鉄心の端面が凹曲面に形成されている、
ことを特徴とする前記（１）に記載のホーン装置。
（３）前記凸曲面の曲率半径が、前記凹曲面の曲率半径よりも小さい、
ことを特徴とする前記（１）または（２）に記載のホーン装置。

前記（１）のホーン装置によれば、互いに対向する端面が凸曲面および凹曲面であるので、片当たりを防止することができる。また、クリアランスが略均等になることにより、全体にわたって略均一の吸引力を作用させることができるので、一定の音圧で吹鳴させることができる。
前記（２）のホーン装置によれば、片当たりを防止することができるばかりでなく、固定鉄心から発生する磁束の向きが内側となるので、可動鉄心の端面で受ける磁束を多くすることができ、磁束密度を増加することができる。その結果、吸引力を増強することができるので、音圧を増大することができる。
前記（３）のホーン装置によれば、可動鉄心を固定鉄心に点で衝突することができるので、片当たりの発生を確実に防止することができる。

以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。

本実施の形態において、本発明に係るホーン装置は、自動車に搭載されるものとして構成されている。
図１に示されているように、ホーン装置１０は有底筒形状に形成されたケース１１を備えており、ケース１１の一端開口は円形に形成されている。ケース１１の底壁１１ａの底面上には円筒形状に形成されたコイル１２が同心円に設置されている。コイル１２の筒中空部内には磁性材料によって円柱形状に形成された固定鉄心１３が嵌入されている。
固定鉄心１３は小径部１３ａと大径部１３ｂとを有する二段円柱形状に形成されており、小径部１３ａがコイル１２およびケース１１の外部に突出されている。固定鉄心１３の小径部１３ａはナット１４によってステー１５と一緒にケース１１の底壁１１ａに締結固定されている。固定鉄心１３の大径部１３ｂ側端面は凹曲面１３ｃに形成されている。
なお、ステー１５が自動車の車体側のブラケット（図示せず）にボルトおよびナット等の締結手段により締結されることにより、ホーン装置１０は車体に設置される。

ケース１１の開口部にはダイヤフラム１６がケース１１の開口を塞ぐように設けられている。ダイヤフラム１６は薄板が使用されて円形の皿形状に形成されており、ケース１１の開口部に被せられて、周縁部に形成された巻かしめ部１６ａによって固定されている。ダイヤフラム１６の中心には組付孔１６ｂが開設されており、組付孔１６ｂには可動鉄心１７がかしめ加工により組み付けられている。

可動鉄心１７は組付孔１６ｂの内径よりも大径の外径を有する本体部１７ａを備えている。本体部１７ａの固定鉄心１３と反対側端部には、組付部１７ｂが本体部１７ａと同芯に開設されている。組付部１７ｂの外径は組付孔１６ｂの内径以下すなわち本体部１７ａの外径以下に設定されており、組付部１７ｂは本体部１７ａから本体部１７ａと同芯上に突出して形成されている。
可動鉄心１７の組付部１７ｂはダイヤフラム１６の組付孔１６ｂに固定鉄心１３側から挿入されるとともに、第一ワッシャ１８、共鳴板１９および第二ワッシャ２０が順に嵌合され、組付部１７ｂが突出端部をかしめ加工される。この加工により形成されたかしめ部１７ｃと本体部１７ａとの間で、第一ワッシャ１８、共鳴板１９および第二ワッシャ２０を挟み込むことにより、かしめ部１７ｃにより可動鉄心１７はダイヤフラム１６に締結される。共鳴板１９は可動鉄心１７が進退作動することで固定鉄心１３と衝突し、この衝突によって発生したダイヤフラム１６の振動による音を共鳴板１９によって共鳴し、吹鳴する。
可動鉄心１７の本体部１７ａの組付部１７ｂと反対側には被吸引部１７ｄが突設されている。被吸引部１７ｄは本体部１７ａよりも小径で組付部１７ｂよりも大径の円柱形状に形成されており、被吸引部１７ｄの固定鉄心１３側の端面は凸曲面１７ｅに形成されている。可動鉄心１７の凸曲面１７ｅの曲率半径は、固定鉄心１３の凹曲面１３ｃの曲率半径よりも小さく設定されている。

ケース１１内の周辺部には固定接点片２２の一端部がリベット２１によって締結されており、固定接点片２２の他端部には固定接点２３が固定されている。リベット２１には可動接点片２４の一端部が共に締結されており、固定接点片２２のリベット２１による固定端部と、可動接点片２４のリベット２１による固定端部とは、互いに絶縁されている。図示しないが、可動接点片２４はケース１１にアースされている。
可動接点片２４の他端部には可動接点２５が固定されている。可動接点片２４の可動接点２５側の端部は、可動鉄心１７の本体部１７ａの肩部に固定されたインシュレータ２６に係合するように構成されており、可動接点片２４がインシュレータ２６に係合したり係合を解除したりすることにより、可動接点２５と固定接点２３とが接続したり解除したりする。
リベット２１はケース１１外においてカプラ部２７およびターミナル片２８の一端部を共に締結している。カプラ部２７に相手側カプラ（図示せず）が結合されることにより、電気駆動回路が構成されるようになっている。

以上の構成に係るホーン装置１０の作動を説明する。
コイル１２に通電されると、コイル１２が励磁することにより、固定鉄心１３が可動鉄心１７を吸引するので、図２に示されているように、ダイヤフラム１６はケース１１側に移動する。可動鉄心１７が固定鉄心１３によって吸引されると、可動接点片２４の可動接点２５側の端部がインシュレータ２６と衝突し、可動接点２５が固定接点２３から離れ、コイル１２が消磁するので、可動鉄心１７は固定鉄心１３から離反し、ダイヤフラム１６は図１に示された元の状態に戻る。
ダイヤフラム１６が元の状態に戻ると、可動接点２５が固定接点２３に接触することにより、コイル１２が再び励磁するので、固定鉄心１３は可動鉄心１７を再び吸引する。
以上の作動を繰り返すことにより、ダイヤフラム１６が所定の周期をもって振動するので、ダイヤフラム１６は音を発生する。ダイヤフラム１６の振動による音は共鳴板１９によって共鳴するので、ホーン装置１０は所定音量でかつ所定周波数の音を発生する。

次に、固定鉄心の凸曲面と可動鉄心の凹曲面の作用を図３によって説明する。
図３において、（ａ）は対向する端面がいずれも平坦面である固定鉄心１３Ａおよび可動鉄心１７Ａの試料（以下、第一試料という）を示しており、（ｂ）は対向する端面が固定鉄心１３Ｂは凸曲面で、可動鉄心１７Ｂは平坦面である試料（以下、第二試料という）を示しており、（ｃ）は対向する端面が固定鉄心１３は凹曲面１３ｃで、可動鉄心１７が凸曲面１７ｅである試料（以下、本実施形態試料という）を示している。
通常、コイルによって固定鉄心に形成される磁束は、固定鉄心の端面から垂直方向に発生し、端面から離れるに従って拡散するように徐々に曲がって行く。
図３（ａ）に示されているように、第一試料の場合には、平坦面付近の磁束Φは垂直方向に発生し、可動鉄心１７Ａの平坦面に垂直に入射している。このため、可動鉄心１７Ａが極僅かでも傾くと、磁束の入射分布が大幅に変動してしまう。
図３（ｂ）に示されているように、第二試料の場合には、凸曲面付近の時点で磁束Φは外側に広がるように発生するために、磁束Φが外側領域において可動鉄心１７Ｂの平坦面に入射しない状態になる。その分、可動鉄心１７Ｂに伝わる磁束密度は少なくなる。
図３（ｃ）に示されているように、本実施形態試料の場合には、固定鉄心１３の端面が凹曲面１３ｃに形成されていることにより、凹曲面１３ｃ付近に発生する磁束Φは内側を向くように発生するために、磁束Φは外側領域においても可動鉄心１７の凸曲面１７ｅに全て入射する状態になる。したがって、固定鉄心と可動鉄心との間隔（エアギャップ）次第では、固定鉄心１３から可動鉄心１７に伝わる磁束Φは、第一試料および第二試料よりも本実施形態試料の方が大きくなるために、大きい吸引力を発生することができる。

図３（ｄ）はコイル電流と吸引力との関係を示すグラフである。
図３（ｄ）において、破線直線は第一試料の場合を示しており、鎖線直線は第二試料の場合を示しており、実線直線は本実施形態試料の場合を示している。
なお、固定鉄心と可動鉄心の間隔（エアギャップ）は、１．０ｍｍとし、コイルに８、１０、１２アンペア（Ａ）を流した。
図３（ｄ）から明らかな通り、本実施形態試料は第一試料および第二試料よりも、大きい吸引力を発生している。

前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。

（１）可動鉄心および固定鉄心のいずれか一方の端面が凸曲面に形成し、他方の端面が凹曲面に形成することにより、互いに対向する端面が凸曲面および凹曲面であるので、片当たりを防止することができ、クリアランスが均等になることにより、全体にわたって均一の吸引力を作用させることができ、一定の音圧で吹鳴させることができる。

（２）可動鉄心の端面を凸曲面に形成し、固定鉄心の端面を凹曲面に形成することにより、片当たりを防止することができるばかりでなく、固定鉄心から発生する磁束の向きが内側となるので、可動鉄心の端面で受ける磁束を多くすることができ、磁束密度を増加することができる。その結果、吸引力を増強することができるので、音圧をより一層増大することができる。

（３）凸曲面の曲率半径を凹曲面の曲率半径よりも小さく設定することにより、可動鉄心を固定鉄心に点で衝突することができるので、片当たりの発生を確実に防止することができる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。

例えば、可動鉄心の端面を凸曲面に形成し、固定鉄心の端面を凹曲面に形成するに限らず、可動鉄心の端面を凹曲面に形成し、固定鉄心の端面を凸曲面に形成してもよい。

前記実施の形態においては、共鳴板を備えたホーン装置について説明したが、本発明はこれに限らず、共鳴器を備えたホーン装置等にも適用することができる。

本発明の一実施の形態であるホーン装置を示す側面断面図である。 吸引時を示す側面断面図である。 固定鉄心の凸曲面と可動鉄心の凹曲面の作用を説明する図であり、（ａ）は第一試料を示しており、（ｂ）は第二試料を示しており、（ｃ）は本実施形態試料を示している。（ｄ）はコイル電流と吸引力との関係を示すグラフである。

符号の説明

１０…ホーン装置、１１…ケース、１１ａ…底壁、１２…コイル、
１３…固定鉄心、１３ａ…小径部、１３ｂ…大径部、１３ｃ…凹曲面、
１４…ナット、１５…ステー、１６…ダイヤフラム、１６ａ…巻かしめ部、１６ｂ…組付孔、
１７…可動鉄心、１７ａ…本体部、１７ｂ…組付部、１７ｃ…かしめ部、１７ｄ…被吸引部、１７ｅ…凸曲面、
１８…第一ワッシャ、１９…共鳴板、２０…第二ワッシャ２０、
２１…リベット、２２…固定接点片、２３…固定接点、２４…可動接点片、２５…可動接点、２６…インシュレータ、２７…カプラ部、２８…ターミナル片。

Claims (3)

1. 一端が円形に開口された有底筒形状のケースと、
   前記ケースに配置され、中空円筒形状に形成されたコイルと、
   前記コイルの筒中空部内に配置されるように前記ケースに固定された固定鉄心と、
   前記ケースの前記開口を塞ぐように配置された薄板状のダイヤフラムと、
   前記固定鉄心に対向するように前記ダイヤフラムに組みつけられた可動鉄心とを有し、
   前記コイルに通電されると、前記可動鉄心と前記固定鉄心とが衝突することによって音を発生するホーン装置において、
   前記可動鉄心および前記固定鉄心のいずれか一方の端面が凸曲面に形成されており、
   前記可動鉄心および前記固定鉄心のいずれか他方の端面が凹曲面に形成されている、
   ことを特徴とするホーン装置。
2. 前記可動鉄心の端面が凸曲面に形成されており、
   前記固定鉄心の端面が凹曲面に形成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のホーン装置。
3. 前記凸曲面の曲率半径が、前記凹曲面の曲率半径よりも小さい、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のホーン装置。

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