JP2016057585A - ホーン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイヤフラムの振動時における空気の流れをスムーズにして、音響特性のばらつきを抑制する。
【解決手段】空気流路５０を形成するワッシャ３７の傾斜面３７ｃを、可動鉄心３６の軸方向にダイヤフラム３５から離れるにつれて、徐々に直径寸法が小さくなる傾斜面としたので、従前の垂直面を有する階段形状の空気流路に比して、空気流路５０を流れる空気の流れをスムーズにできる。したがって、空気流路５０を流れる空気の流れに乱れが生じ難くなり、ホーン装置１０の音響特性のばらつきを抑制できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ダイヤフラムの振動により発生した音を共鳴器により共鳴させるホーン装置に関する。

自動車等の車両の前方側には、電磁式のホーン装置が搭載されている。電磁式のホーン装置には、ダイヤフラムの振動により発生した音を共鳴器により共鳴させるものがある。このような共鳴器を備えたホーン装置が、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されたホーン装置は、有底筒状のケースと、ケース内に設けられた電磁石（コイルおよび固定鉄心）と、ケースの開口部を塞ぐように設けられたダイヤフラムと、ダイヤフラムを振動させる可動鉄心と、ダイヤフラムの外面に設けられ、ケース内に空気振動室を形成するカバーとを備えている。そして、カバーの中央部分には出音口が設けられ、この出音口には共鳴器が対向配置されている。これにより、ダイヤフラムの振動により発生した音が共鳴器内を通って共鳴し、その後、共鳴器の外部に発音される。

特許第５０５８９１２号公報（図１）

しかしながら、上述の特許文献１に記載されたホーン装置によれば、図１１の従来技術のホーン装置の部分拡大図に示すように、可動鉄心ａの組付部ｂに、大径の第１ワッシャｃおよび小径の第２ワッシャｄを介して、ダイヤフラムｅの組付孔ｆがかしめ固定されている。したがって、出音口ｇと各ワッシャｃ，ｄとの間に形成される環状の空気流路ｈの断面形状が、垂直面ｋを有する階段形状となり、これにより空気振動室ｍと共鳴器ｎとの間でのスムーズな空気の流れが阻害される。よって、ホーン装置の作動時において空気の流れに乱れが生じ易く、ホーン装置の音響特性にばらつきが生じ易いという問題があった。

本発明の目的は、ダイヤフラムの振動時における空気の流れをスムーズにして、音響特性のばらつきを抑制できるホーン装置を提供することにある。

本発明の一態様では、ダイヤフラムの振動により発生した音を、渦巻き状に形成された音道を有する本体部を備えた共鳴器により共鳴させるホーン装置であって、前記共鳴器に取り付けられたケースと、前記ケース内に設けられたコイルと、前記コイルの中心に配置され、前記ケースに固定された固定鉄心と、前記固定鉄心と対向して配置されるとともに、前記ダイヤフラムに固定され、前記コイルが通電されると前記固定鉄心に吸引されて前記ダイヤフラムを振動させる可動鉄心と、前記ダイヤフラムと前記共鳴器の本体部との間に設けられる隔壁部材と、前記隔壁部材に設けられ、前記可動鉄心と同軸の貫通穴と、前記可動鉄心の外周部および前記貫通穴の内周部により環状に形成され、前記ダイヤフラムの振動により空気が流通する空気流路と、を有し、前記可動鉄心の外周部および前記貫通穴の内周部のうちの少なくともいずれか一方を、前記可動鉄心の軸方向に前記ダイヤフラムから離れるにつれて、徐々に直径寸法が小さくなる傾斜面とした。

本発明の他の態様では、前記可動鉄心は、前記ダイヤフラムを前記可動鉄心に固定するワッシャを備え、前記ワッシャの外周部を前記傾斜面とした。

本発明の他の態様では、前記隔壁部材が、前記ケースおよび前記共鳴器に気密状態で固定されるカバーであり、前記カバーの前記貫通穴の内周部を前記傾斜面とした。

本発明の他の態様では、前記隔壁部材が、前記本体部とともに前記共鳴器の音道を形成し、前記ケースに装着されるベース部材であり、前記ベース部材の前記貫通穴の内周部を前記傾斜面とした。

本発明によれば、空気流路を形成する外周部および内周部のうちの少なくともいずれか一方を、可動鉄心の軸方向にダイヤフラムから離れるにつれて、徐々に直径寸法が小さくなる傾斜面としたので、従前の垂直面を有する階段形状の空気流路に比して、空気流路を流れる空気の流れをスムーズにできる。したがって、空気流路を流れる空気の流れに乱れが生じ難くなり、ホーン装置の音響特性のばらつきを抑制できる。

本発明のホーン装置を示す斜視図である。 図１のホーン装置の内部構造を示す断面図である。 図２の破線円Ａ部を拡大した拡大断面図である。 図２の共鳴器の内部構造を示す断面図である。 （ａ）は吸い込み時の圧力分布を示すシミュレーション図，（ｂ）は吐き出し時の圧力分布を示すシミュレーション図，（ｃ）は空気振動室から共鳴器に吐き出される空気の流速を示すシミュレーション図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は、従来技術の図５に対応したシミュレーション図である。 （ａ）は音圧レベル［dB(A)］のばらつき改善を説明する比較グラフ，（ｂ）は電圧幅［Vt］のばらつき改善を説明する比較グラフである。 実施の形態２のホーン装置の部分拡大図である。 実施の形態３のホーン装置の部分拡大図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は、実施の形態２，３の図５に対応したシミュレーション図である。 従来技術のホーン装置の部分拡大図である。

以下、本発明の実施の形態１について図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明のホーン装置を示す斜視図を、図２は図１のホーン装置の内部構造を示す断面図を、図３は図２の破線円Ａ部を拡大した拡大断面図を、図４は図２の共鳴器の内部構造を示す断面図を、図５（ａ）は吸い込み時の圧力分布を示すシミュレーション図，（ｂ）は吐き出し時の圧力分布を示すシミュレーション図，（ｃ）は空気振動室から共鳴器に吐き出される空気の流速を示すシミュレーション図を、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）は従来技術の図５に対応したシミュレーション図を、図７（ａ）は音圧レベル［dB(A)］のばらつき改善を説明する比較グラフ，（ｂ）は電圧幅［Vt］のばらつき改善を説明する比較グラフをそれぞれ示している。

図１に示すように、ホーン装置１０は、自動車等の車両の前方側に搭載され、警報音を発生するものである。ホーン装置１０には取り付けステー１１の基端側が固定されており、取り付けステー１１の先端側は、車両の前方側の骨格を形成するクロスメンバー等に固定ボルトにより固定されるようになっている。ここで、ホーン装置１０は電磁式の渦巻き形ホーンであって、ステアリング等に設けられたホーンスイッチを操作することで作動し、警報音を発生するようになっている。

ホーン装置１０は、ホーン本体２０と共鳴器４０とを備えている。共鳴器４０はホーン本体２０に取り付けられ、当該ホーン本体２０が発生する音を共鳴させて、外部に発音するものである。ここで、仕様の異なるホーン本体２０および共鳴器４０を複数準備し、それぞれを任意に組み合わせることで、周波数が異なる音を発生させることができる。ここで、普通乗用車等においては、490Hzの高音用（High）のホーン装置１０と、410Hzの低音用（Low）のホーン装置１０との２つが組み合わせて搭載される。

図２に示すように、ホーン本体２０はケース２１を備えており、当該ケース２１は、金属板（導電板）をプレス加工等することで段付きの有底筒状に形成されている。ケース２１の底部側には円形底部２１ａを有する小径収容部２１ｂが設けられ、ケース２１の開口側には環状底部２１ｃを有する大径収容部２１ｄが設けられている。大径収容部２１ｄは、小径収容部２１ｂよりも大径となっており、その直径寸法は小径収容部２１ｂの略２倍の大きさに設定されている。

ケース２１の小径収容部２１ｂ内には、固定鉄心としてのポール２２が設けられている。ポール２２は、磁性材料よりなる丸棒を切削加工等することで段付きに形成され、大径の本体部２２ａと当該本体部２２ａよりも小径の雄ねじ部２２ｂとを備えている。本体部２２ａは円形底部２１ａの内側に接着剤等によって固定され、雄ねじ部２２ｂは円形底部２１ａを貫通してケース２１の外部に延出されている。そして、雄ねじ部２２ｂには、取り付けステー１１の基端側が固定ナット１２により固定されている。

小径収容部２１ｂ内で、かつポール２２を形成する本体部２２ａの周囲には、環状のコイルボビン２３が設けられている。このコイルボビン２３は、プラスチック等の絶縁材料により所定形状に形成され、断面が略Ｕ字形状に形成されたその内側には、導電材料よりなるコイル２４が所定の巻数で巻装されている。これにより、コイル２４に電流を流すことで、当該コイル２４の中心に配置されたポール２２が電磁石となって磁力を発生する。ここで、コイル２４およびポール２２は電磁石を形成している。コイルボビン２３は、環状固定部２３ａを備え、当該環状固定部２３ａは、金属製の第１リベット２５および第２リベット２６により、環状底部２１ｃにがたつかないように強固に固定されている。

ここで、第１リベット２５の長さ寸法は、第２リベット２６の長さ寸法よりも短い長さ寸法に設定され、第１リベット２５は、環状固定部２３ａを環状底部２１ｃに固定する機能のみを有している。一方、第２リベット２６は、環状固定部２３ａを環状底部２１ｃに固定する機能に加えて、コネクタ接続部２７および給電機構２８を環状底部２１ｃに固定する機能を有している。なお、コネクタ接続部２７はプラスチック等の絶縁材料により略箱形状に形成され、当該コネクタ接続部２７には、車両側の給電コネクタ（図示せず）が接続されるようになっている。

大径収容部２１ｄ内には、コイル２４に電流を流すための給電機構２８が設けられている。給電機構２８は、金属板により段付き形状に形成された固定給電部材２９を備えており、当該固定給電部材２９の長手方向一側（図中右側）は、第２リベット２６の軸方向一端側（図中上側）に電気的に接続されている。一方、固定給電部材２９の長手方向他側（図中左側）には、略円柱形状に形成された固定接点３０が固定されている。ここで、第２リベット２６の軸方向他端側（図中下側）には、コネクタ接続部２７にインサートされたプラス側オス型端子３１が電気的に接続されている。これにより、固定接点３０には、プラス側オス型端子３１，第２リベット２６および固定給電部材２９を介して電流が流れるようになっている。

第２リベット２６の軸方向に沿う固定給電部材２９の対向部分には、可撓性を有する金属板よりなる可動給電部材３２が設けられている。可動給電部材３２は、固定給電部材２９よりも薄肉となっており、これにより外力を加えることで第２リベット２６の軸方向に向けて撓むことができる。

可動給電部材３２の長手方向一側は、環状固定部２３ａに一体成形された筒状の絶縁固定部２３ｂに固定されている。これにより、可動給電部材３２と第２リベット２６とは絶縁された状態となっている。また、可動給電部材３２と固定給電部材２９との間には、プラスチック等よりなる環状の絶縁シート３３が設けられている。これにより、可動給電部材３２および固定給電部材２９についても、絶縁された状態となっている。なお、可動給電部材３２の長手方向一側には、コイル２４の一端側が電気的に接続されている（詳細図示せず）。

可動給電部材３２の長手方向他側には、略円柱形状に形成された可動接点３４が固定されている。可動接点３４は固定接点３０に対向され、可動給電部材３２が第２リベット２６の軸方向に撓むことで、可動接点３４は固定接点３０に対して、接触状態（通電状態）および非接触状態（非通電状態）となる。ここで、コイル２４の他端側は、導電体であるケース２１に電気的に接続されている（詳細図示せず）。これにより、コイル２４の他端側は、ケース２１および取り付けステー１１を介して、車体にアース接続（マイナス接続）されている。

すなわち、可動接点３４と固定接点３０とが接触した状態で、かつホーンスイッチが操作された通電状態になると、車両側の給電コネクタからの電流が、プラス側オス型端子３１，第２リベット２６，固定給電部材２９，固定接点３０，可動接点３４，可動給電部材３２，コイル２４，ケース２１および取り付けステー１１を介して車体に流れる。これにより、ポール２２に磁力が発生する。ここで、給電機構２８は、固定給電部材２９および固定接点３０と、可動給電部材３２および可動接点３４とから形成されている。

ケース２１の軸方向に沿う小径収容部２１ｂ側とは反対側（図中上側）には、開口部２１ｅが形成されており、当該開口部２１ｅは、ダイヤフラム３５によって覆われている。ダイヤフラム３５は、薄い鋼板をプレス加工等することで略円盤形状に形成され、ダイヤフラム３５の中心部分には可動鉄心３６が設けられている。

ここで、ダイヤフラム３５は、可動鉄心３６を図２に示す基準位置に位置させるための板ばねとしての機能を有している。つまり、ダイヤフラム３５に外力が加えられていない所謂ばねの自由状態においては、当該ダイヤフラム３５は、可動鉄心３６をポール２２から引き離した状態で保持する。なお、このときの給電機構２８の固定接点３０および可動接点３４は、図２に示すように互いに接触状態となっている。

ケース２１内には、ポール２２と対向するようにして可動鉄心３６が設けられている。図３に示すように、可動鉄心３６は、磁性材料により段付きの円柱形状に形成された本体部３６ａを備えている。本体部３６ａの軸方向に沿うポール２２側（図中下側）には、給電機構２８（図２参照）を操作する環状の操作リング３６ｂが装着されている。本体部３６ａの軸方向に沿うポール２２側とは反対側（図中上側）には、ダイヤフラム３５の組付孔３５ａが組み付けられる組付部３６ｃが一体に設けられている。組付部３６ｃと本体部３６ａとの間には段差面ＳＴが設けられ、当該段差面ＳＴにダイヤフラム３５の中心部分が載置されるようになっている。

組付部３６ｃには、ダイヤフラム３５を本体部３６ａに固定するための円錐台形状に形成されたワッシャ３７が装着されている。ここで、可動鉄心３６は、本体部３６ａ，操作リング３６ｂ，組付部３６ｃおよびワッシャ３７によって構成されている。ワッシャ３７は、大径の底面３７ａと小径の上面３７ｂとを備えており、底面３７ａが段差面ＳＴに向けられている。そして、ダイヤフラム３５およびワッシャ３７を組付部３６ｃに装着した状態のもとで、組付部３６ｃの先端部分（図中上側）をかしめることにより、ワッシャ３７はダイヤフラム３５を段差面ＳＴに押し付けた状態で組付部３６ｃに強固に固定される。

ここで、組付部３６ｃの先端部分をかしめて形成されるかしめ部３６ｄは、ワッシャ３７の径方向内側を、段差面ＳＴに向けて押圧することになる。つまり、ワッシャ３７の径方向内側には、ワッシャ３７の軸方向に沿う押圧荷重が集中することになる。しかしながら、ワッシャ３７の軸方向に沿う厚み寸法は、従前のワッシャ（図１１参照）の略２倍の厚み寸法となっているので、ワッシャ３７の剛性は高く、組付部３６ｃのかしめ作業によりワッシャ３７が変形するようなことは無い。したがって、従前のワッシャを２枚重ねたもの（図１１参照）に比して、ダイヤフラム３５の組付孔３５ａの周辺の変形を抑制することができ、ダイヤフラム３５を可動鉄心３６に対してばらつき無く精度良く固定できる。

ワッシャ３７の外周部分には環状の傾斜面３７ｃが設けられ、当該傾斜面３７ｃは、ワッシャ３７の軸方向に沿う底面３７ａと上面３７ｂとの間に配置されている。そして、傾斜面３７ｃは、可動鉄心３６の軸方向にダイヤフラム３５から離れるにつれて、徐々に直径寸法が小さくなっている。このように、組付部３６ｃに傾斜面３７ｃを有するワッシャ３７を固定することで、可動鉄心３６の軸方向に沿うポール２２側とは反対側が先細り形状とされている。

図２に示すように、可動鉄心３６の軸心およびポール２２の軸心はそれぞれ一致しており、可動鉄心３６およびポール２２は互いに同軸上に配置されている。本体部３６ａの軸方向に沿うポール２２側は、コイルボビン２３の径方向内側に隙間を介して所定量入り込んでいる。そして、本体部３６ａとポール２２との間の隙間Ｓ１の大きさは、操作リング３６ｂと可動給電部材３２との間の隙間Ｓ２の大きさよりも大きく設定されている（Ｓ１＞Ｓ２）。

ダイヤフラム３５のケース２１側とは反対側には、鋼板をプレス加工等することで略円盤形状に形成されたカバー３８が設けられている。カバー３８の外周部分には環状のかしめ固定部３８ａが形成され、当該かしめ固定部３８ａは、ケース２１の外周部分に設けたフランジ部２１ｆと、ダイヤフラム３５の外周部分に設けたフランジ部３５ｂとを、突き合わせた状態のもとで挟持している。これにより、ダイヤフラム３５およびカバー３８の双方が、ケース２１に対して強固に固定されている。

カバー３８は開口部２１ｅを閉塞しており、ダイヤフラム３５と共鳴器４０との間に気密状態で設けられ、本発明における隔壁部材を構成している。カバー３８の中心部分には、可動鉄心３６と同軸の出音口（貫通穴）３８ｂが設けられ、当該出音口３８ｂと可動鉄心３６との間には、環状の空気流路５０が形成されている。空気流路５０は可動鉄心３６の外周部および出音口３８ｂの内周部により形成され、空気流路５０には、ダイヤフラム３５の振動により空気が流通するようになっている。より具体的には、図３に示すように、ワッシャ３７の傾斜面３７ｃと出音口３８ｂの内周部とによって、空気流路５０が形成されている。

ダイヤフラム３５が振動することで、カバー３８とダイヤフラム３５との間に形成される環状の空気振動室（チャンバ）３９の容積が増減するようになっている。これにより、空気流路５０に空気の流れが発生する。ダイヤフラム３５は、高周波数（例えば490Hzや410Hz）で振動し、当該振動が音となって空気流路５０から発音される。そのため、空気流路５０を流れる空気の流れを良くすることが、ホーン装置１０の音響特性の安定化に繋がる。

図２に示すように、ホーン本体２０のカバー３８側には、共鳴器４０が装着されている。共鳴器４０は、ケース２１の開口部２１ｅと対向しており、ケース２１のカバー３８側の全体を覆っている。共鳴器４０は、プラスチック等の樹脂材料よりなるベース部（ベース部材）４１と本体部４２とから構成されている。ベース部４１は、有底筒状に形成され、略円盤状に形成された底壁部４１ａと、当該底壁部４１ａから垂直に立ち上げられた壁部４１ｂとを備えている。

なお、壁部４１ｂの先端部分（図中下側）には、カバー３８のかしめ固定部３８ａに係合される係合爪４１ｃが設けられている。つまり、ベース部４１はケース２１に装着されている。また、ベース部４１とカバー３８との間には、ゴム等の弾性材料により環状に形成されたクッション部材４３が設けられている。これにより、共鳴器４０をホーン本体２０にがたつくこと無く、ワンタッチで装着することができる。

ベース部４１は、ダイヤフラム３５と共鳴器４０を形成する本体部４２との間に設けられ、カバー３８と同様に、本発明における隔壁部材を構成している。図３に示すように、ベース部４１の中心部分には、可動鉄心３６と同軸の出音口（貫通穴）４１ｄが設けられ、当該出音口４１ｄの内径寸法は、カバー３８の出音口３８ｂと同じ内径寸法となっている。これにより、出音口４１ｄと出音口３８ｂとの間には段差が形成されず、空気は空気流路５０をスムーズに流れることができる。

図２に示すように、本体部４２は、ベース部４１の壁部４１ｂ側とは反対側に設けられている。本体部４２は、接着剤や超音波溶着等の固定手段によって、ベース部４１に固定されている。図４に示すように、本体部４２内には、渦巻き形状に形成された音道４２ａが設けられている。この音道４２ａは、ベース部４１と本体部４２とで形成され、ダイヤフラム３５（図２参照）の振動により発生した音が通過する通路となっている。音道４２ａの入口側、つまり渦巻きの中心部分には、ダイヤフラム３５の振動により発生した音が最初に到達する発音室４２ｂが設けられている。また、音道４２ａと発音室４２ｂとの間には、入口開口部４２ｃ（図中二点鎖線参照）が設けられている。

一方、音道４２ａの出口側、つまり渦巻きの外周寄りの部分には、出口開口部４２ｄが設けられ、当該出口開口部４２ｄから外部に向けて音が発音されるようになっている。ここで、音道４２ａは入口開口部４２ｃから出口開口部４２ｄに向けて徐々にその開口面積が大きくなっている。これにより、図４の破線矢印に示すように、ダイヤフラム３５の振動により発生した音の音圧レベルを増幅させて、所定音量の音を発音できるようにしている。なお、図４の破線矢印を、入口開口部４２ｃから出口開口部４２ｄに向かうにつれて徐々に大きく（太く）することで、音圧レベルが増幅される状態を表現している。

次に、以上のように形成されたホーン装置１０の動作について、図面を用いて詳細に説明する。ホーン装置１０は、以下に示す［電磁石吸引動作］と［ダイヤフラムばね力動作］とを極短時間で繰り返すことで、ホーンスイッチの操作中において、継続して警報音が発生するようになっている。

［電磁石吸引動作］
運転者等によりホーンスイッチが操作されると、車両側の給電コネクタから、プラス側オス型端子３１，第２リベット２６，固定給電部材２９，固定接点３０，可動接点３４，可動給電部材３２を介してコイル２４に電流が供給される。すると、コイル２４が通電されて、コイル２４およびポール２２が電磁石として機能するようになる。これにより、可動鉄心３６が、ダイヤフラム３５のばね力に抗してポール２２に吸引されて、ポール２２に向けて移動する。

すると、可動鉄心３６の操作リング３６ｂが、可動給電部材３２を押し下げて、これにより可動接点３４が固定接点３０から引き離される。したがって、コイル２４が非通電状態となり、ひいてはポール２２の吸引力がゼロになる。なお、本体部３６ａとポール２２との間の隙間Ｓ１の大きさは、操作リング３６ｂと可動給電部材３２との間の隙間Ｓ２の大きさよりも大きく設定されているので（Ｓ１＞Ｓ２）、可動鉄心３６とポール２２とが衝突することは無い。

［ダイヤフラムばね力動作］
ポール２２の吸引力がゼロになった後は、ダイヤフラム３５のばね力によって可動鉄心３６がポール２２から引き離される。その後、可動給電部材３２のばね力により可動接点３４が固定接点３０に再び当接し、これによりコイル２４に電流が再び流れる。このように、［電磁石吸引動作］と［ダイヤフラムばね力動作］とが高速で繰り返されて、可動鉄心３６の振動によりダイヤフラム３５が振動して音を発生するようになっている。

そして、ダイヤフラム３５の振動により発生した音は、空気振動室３９，空気流路５０，発音室４２ｂ，入口開口部４２ｃ，音道４２ａ，出口開口部４２ｄを介して、音圧レベルが増幅された後、共鳴器４０の外部に発音される。

ここで、本願発明のホーン装置１０における空気流路５０での空気の流れ易さと、従来技術のホーン装置（図１１参照）における空気流路ｈでの空気の流れ易さとを、コンピュータを用いてシミュレーションした。以下、図５および図６を用いて、それぞれのシミュレーション結果を比較する。

なお、今回のシミュレーションには、有限要素法（FEM解析）を用いた。また、図５および図６に示す破線の内部は空気流路５０，ｈの周辺を示している。さらに、図５（ａ），（ｂ）および図６（ａ），（ｂ）において、薄い色の網掛部は圧力（P）が低く、濃い色の網掛部は圧力（P）が高いことを示している。また、図５（ｃ）および図６（ｃ）において、薄い色の網掛部は流速（V）が遅く、濃い色の網掛部は流速（V）が高いことを示している。

図５（ａ）および図６（ａ）に示すように、空気振動室３９，ｍの容積が増加する［吸い込み時］においては、図５（ａ）に示す本願発明の方が、空気振動室３９内の圧力（P）が高くなっていることが判る。これは、従来技術の空気流路ｈよりも本願発明の空気流路５０の方が、空気が流れ易いことを示している。つまり、従来技術に比して本願発明の方が、空気振動室３９に略抵抗無く多量の空気を吸い込めるため、従来技術の空気振動室ｍに比して本願発明の空気振動室３９の方が、圧力（P）が高くなっている。

一方、図５（ｂ）および図６（ｂ）に示すように、空気振動室３９，ｍの容積が減少する［吐き出し時］においては、図６（ｂ）に示す従来技術の方が、空気振動室ｍ内の圧力（P）が高くなっていることが判る。これは、上述の［吸い込み時］と同様に、従来技術の空気流路ｈよりも本願発明の空気流路５０の方が、空気が流れ易いことを示している。つまり、従来技術に比して本願発明の方が、空気振動室３９内の空気を素早く吐き出すことができるため、本願発明の空気振動室３９に比して従来技術の空気振動室ｍの方が、圧力（P）が高くなっている。

さらに、図５（ｃ）および図６（ｃ）に示すように、空気流路５０および空気流路ｈを流れる空気の流速（V）を比較すると、従来技術に比して本願発明の方が、濃い色の網掛部の面積が大きくなっている。これにより、空気振動室３９から吐き出された空気の流速（V1）の方が、空気振動室ｍから吐き出された空気の流速（V2）よりもが速いことが判る（V1＞V2）。このように、本願発明の空気流路５０の方が、従来技術の空気流路ｈに比して、空気がよりスムーズに流れることが判る。これは、図２に示すように、コイル２４およびポール２２が電磁石として機能したときに、ダイヤフラム３５が無理なく振動できることを意味している。

図７（ａ）に示すように、音圧レベル［dB(A)］のばらつきの改善具合について、490Hzの高音用（High）および410Hzの低音用（Low）について、本願発明と従来技術とで比較した。その結果、特に490Hzの高音用のホーン装置において、本願発明の方が、従来技術に比してばらつきの発生が抑えられていることが判る。具体的には、従来技術における音圧レベルのばらつき範囲が107.5〜110.9［dB(A)］であるのに対し、本願発明における音圧レベルのばらつき範囲は109.0〜110.7［dB(A)］となった。

これは、本願発明では、円錐台形状のワッシャ３７（図３参照）を用いており、これによりダイヤフラム３５の組付孔３５ａの周辺の変形が抑制され、ダイヤフラム３５が可動鉄心３６に対してばらつき無く精度良く固定可能となったことに起因している。なお、410Hzの低音用のホーン装置においては、本願発明および従来技術の双方において、ばらつき範囲は略同様となった。図７（ａ）の破線は、音圧レベルのばらつきの平均値を示している。

さらに、図７（ｂ）に示すように、ダイヤフラム３５，ｅ（図３および図１１参照）が振動して音を発生し始める電圧幅［Vt］のばらつきの改善具合について、490Hzの高音用（High）および410Hzの低音用（Low）について、本願発明と従来技術とで比較した。その結果、特に410Hzの低音用のホーン装置において、本願発明の方が、従来技術に比してばらつきの発生が抑えられていることが判る。具体的には、従来技術における電圧幅のばらつき範囲が7.5〜9.5［Vt］であるのに対し、本願発明における電圧幅のばらつき範囲は9.0〜10.0［Vt］となった。

これは、本願発明では、円錐台形状のワッシャ３７（図３参照）を用いることにより、本願発明の空気流路５０（図５参照）の方が、従来技術の空気流路ｈ（図６参照）よりも空気が流れ易く、ダイヤフラム３５が容易に撓めることに起因している。なお、490Hzの高音用のホーン装置においては、本願発明および従来技術の双方において、ばらつき範囲は略同様となった。図７（ｂ）の破線は、電圧幅のばらつきの平均値を示している。

以上詳述したように、実施の形態１に係るホーン装置１０によれば、空気流路５０を形成するワッシャ３７の傾斜面３７ｃを、可動鉄心３６の軸方向にダイヤフラム３５から離れるにつれて、徐々に直径寸法が小さくなる傾斜面としたので、従前の垂直面ｋ（図１１参照）を有する階段形状の空気流路ｈに比して、空気流路５０を流れる空気の流れをスムーズにできる。したがって、空気流路５０を流れる空気の流れに乱れが生じ難くなり、ホーン装置１０の音響特性のばらつきを抑制できる。

また、実施の形態１に係るホーン装置１０によれば、従前の２枚の直径寸法が異なるワッシャｃ，ｄ（図１１参照）に替えて、円錐台形状の肉厚の１つのワッシャ３７（図３参照）を用いたので、ワッシャ３７の剛性を高めることができる。よって、組付部３６ｃのかしめ作業によりワッシャ３７が変形することが無い。したがって、従前に比して部品点数を削減しつつ、組み立て工程を簡素化することができる。また、従前のワッシャｃ，ｄの剛性がそれぞれ低いことに起因するダイヤフラムの組付孔の周辺の変形を確実に防止して、製品毎の音響特性のばらつきをより抑制できる。

次に、本発明の実施の形態２，３について図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態１と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。

図８は実施の形態２のホーン装置の部分拡大図を、図９は実施の形態３のホーン装置の部分拡大図を、図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）は実施の形態２，３の図５に対応したシミュレーション図をそれぞれ示している。

図８，９に示すように、実施の形態２，３のホーン装置６０，７０においては、実施の形態１のホーン装置１０（図３参照）に比して、空気流路６１，７１の形状のみが異なっている。具体的には、実施の形態２のホーン装置６０の空気流路６１においては、隔壁部材としてのカバー３８の出音口（貫通穴）６２の内周部に傾斜面６３を設けている。つまり、カバー３８の内周部が傾斜面６３とされ、当該傾斜面６３は、可動鉄心３６の軸方向にダイヤフラム３５から離れるにつれて、徐々に直径寸法が小さくなっている。

一方、可動鉄心３６には、従前と同様に大径の第１ワッシャ６４と小径の第２ワッシャ６５とが設けられている。このように、上述の実施の形態１では、空気流路５０の径方向内側、つまり可動鉄心３６の外周部に傾斜面３７ｃ（図３参照）を設けていたが、実施の形態２では、空気流路６１の径方向外側、つまり出音口６２の内周部に傾斜面６３を設けている。

また、実施の形態３のホーン装置７０の空気流路７１は、実施の形態２の空気流路６１と形状は同じであるが、隔壁部材としてのベース部４１の出音口（貫通穴）７２の内周部に傾斜面７３を設けており、この点のみが実施の形態２と異なっている。つまり、ベース部４１の内周部が傾斜面７３とされ、当該傾斜面７３は、可動鉄心３６の軸方向にダイヤフラム３５から離れるにつれて、徐々に直径寸法が小さくなっている。

ここで、ホーン装置６０の空気流路６１（実施の形態２）およびホーン装置７０の空気流路７１（実施の形態３）は形状が同じであるため、これらのシミュレーション結果は、図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す同じ結果となる。

実施の形態２，３の空気流路６１，７１においては、図１０（ａ）に示すように［吸い込み時］においては、実施の形態１の空気流路５０（図５（ａ）参照）と略同様の圧力分布が得られた。一方、図１０（ｂ）に示すように［吐き出し時］においては、従来技術の空気流路ｈ（図６（ｂ）参照）に近い圧力分布となった。これは、［吐き出し時］においては、第１ワッシャ６４および第２ワッシャ６５の垂直面６４ａ，６５ａが悪影響を与えるためと推測される。したがって、これらのシミュレーション結果から、実施の形態１の良い部分と、実施の形態２，３の良い部分とを組み合わせた形状の空気流路を形成するのが望ましいことが判った。つまり、空気流路の径方向外側および径方向内側の双方に傾斜面を設けるのが望ましいことが判った。

なお、実施の形態２，３においては、図１０（ｃ）に示すように、空気流路を流れる空気の流速（V）を高める上で有利であることが判った。つまり、空気流路の径方向外側に傾斜面を設けることで、空気振動室３９から吐き出される空気の流速（V3）を、実施の形態１よりも速くすることが可能となる（V3＞V1）。

以上のように形成した実施の形態２，３のホーン装置６０，７０においても、上述した実施の形態１のホーン装置１０と略同様の作用効果を奏することができる。

本発明は上記各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変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記各実施の形態においては、自動車等の車両に搭載されるホーン装置であるものを示したが、本発明はこれに限らず、鉄道車両や船舶，建設機械等のホーン装置にも採用することができる。

１０ ホーン装置
１１ 取り付けステー
１２ 固定ナット
２０ ホーン本体
２１ ケース
２１ａ 円形底部
２１ｂ 小径収容部
２１ｃ 環状底部
２１ｄ 大径収容部
２１ｅ 開口部
２１ｆ フランジ部
２２ ポール
２２ａ 本体部
２２ｂ 雄ねじ部
２３ コイルボビン
２３ａ 環状固定部
２３ｂ 絶縁固定部
２４ コイル
２５ 第１リベット
２６ 第２リベット
２７ コネクタ接続部
２８ 給電機構
２９ 固定給電部材
３０ 固定接点
３１ プラス側オス型端子
３２ 可動給電部材
３３ 絶縁シート
３４ 可動接点
３５ ダイヤフラム
３５ａ 組付孔
３５ｂ フランジ部
３６ 可動鉄心
３６ａ 本体部
３６ｂ 操作リング
３６ｃ 組付部
３６ｄ かしめ部
３７ ワッシャ
３７ａ 底面
３７ｂ 上面
３７ｃ 傾斜面
３８ カバー（隔壁部材）
３８ａ 固定部
３８ｂ 出音口（貫通穴）
３９ 空気振動室
４０ 共鳴器
４１ ベース部（ベース部材）
４１ａ 底壁部
４１ｂ 壁部
４１ｃ 係合爪
４１ｄ 出音口（貫通穴）
４２ 本体部
４２ａ 音道（共鳴器の通路）
４２ｂ 発音室
４２ｃ 入口開口部
４２ｄ 出口開口部
４３ クッション部材
５０ 空気流路
６０ ホーン装置
６１ 空気流路
６３ 傾斜面
６４ 第１ワッシャ
６４ａ 垂直面
６５ 第２ワッシャ
６５ａ 垂直面
７０ ホーン装置
７１ 空気流路
７３ 傾斜面
Ｓ１，Ｓ２ 隙間
ＳＴ 段差面
ａ 可動鉄心
ｂ 組付部
ｃ 第１ワッシャ
ｄ 第２ワッシャ
ｅ ダイヤフラム
ｆ 組付孔
ｇ 出音口
ｈ 空気流路
ｋ 垂直面
ｍ 空気振動室
ｎ 共鳴器

Claims (4)

1. ダイヤフラムの振動により発生した音を、渦巻き状に形成された音道を有する本体部を備えた共鳴器により共鳴させるホーン装置であって、
   前記共鳴器に取り付けられたケースと、
   前記ケース内に設けられたコイルと、
   前記コイルの中心に配置され、前記ケースに固定された固定鉄心と、
   前記固定鉄心と対向して配置されるとともに、前記ダイヤフラムに固定され、前記コイルが通電されると前記固定鉄心に吸引されて前記ダイヤフラムを振動させる可動鉄心と、
   前記ダイヤフラムと前記共鳴器の本体部との間に設けられる隔壁部材と、
   前記隔壁部材に設けられ、前記可動鉄心と同軸の貫通穴と、
   前記可動鉄心の外周部および前記貫通穴の内周部により環状に形成され、前記ダイヤフラムの振動により空気が流通する空気流路と、
   を有し、
   前記可動鉄心の外周部および前記貫通穴の内周部のうちの少なくともいずれか一方を、前記可動鉄心の軸方向に前記ダイヤフラムから離れるにつれて、徐々に直径寸法が小さくなる傾斜面とした、ホーン装置。
2. 請求項１記載のホーン装置において、
   前記可動鉄心は、前記ダイヤフラムを前記可動鉄心に固定するワッシャを備え、前記ワッシャの外周部を前記傾斜面とした、ホーン装置。
3. 請求項１または２記載のホーン装置において、
   前記隔壁部材が、前記ケースおよび前記共鳴器に気密状態で固定されるカバーであり、前記カバーの前記貫通穴の内周部を前記傾斜面とした、ホーン装置。
4. 請求項１または２記載のホーン装置において、
   前記隔壁部材が、前記本体部とともに前記共鳴器の音道を形成し、前記ケースに装着されるベース部材であり、前記ベース部材の前記貫通穴の内周部を前記傾斜面とした、ホーン装置。