JP3558986B2

JP3558986B2 - 電磁型発音体

Info

Publication number: JP3558986B2
Application number: JP2001025663A
Authority: JP
Inventors: 克也岩渕; 義典太田; 立身井手
Original assignee: Ｎｅｃトーキン岩手株式会社
Priority date: 2001-02-01
Filing date: 2001-02-01
Publication date: 2004-08-25
Anticipated expiration: 2021-02-01
Also published as: US6674197B2; EP1229761A2; JP2002229571A; US20020109424A1

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、電磁型発音体に関し、特に、車両等の方向指示器の動作を発音表示する電磁型発音体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車等の方向指示器は、リレーにより駆動、動作する方式が採用されている。この方式では、リレーが動作するごとに駆動電流が流れ、フラッシャーランプが点灯する仕組みになっており、運転者はリレーの動作音により方向指示器の駆動、動作を認識、確認できるものである。
【０００３】
また、特開平１０−１４１９５号公報には、着信の報知、時刻の報知に使用する携帯用通信機器等の振動及び音の同時発生用の報知用振動発生装置であって、下ケース５０と上ケース５１からなるケース内に、環状の下ヨーク３２及び上ヨーク３１を磁石３０を介して結合し、前記下ヨーク３２及び上ヨーク３１の間隙に第１振動体１１を構成するコイル４０及びボビン４１を挿入し、ボビン４１を報知音を発生する円板形状の第２振動体２１と結合させた報知用振動発生装置が知られている。この振動発生装置は、通電部６０からの制御により、第１振動体１１は上ケース５１又は下ヨーク３２に衝突、又はバネ体１０の復元力によってケース５０、５１に振動を伝達して振動による報知を実現するとともに、第２振動体２１を振動させることにより音波を開口５２から外部に伝達して音による報知を実現するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで近年、コンパクトカーや、高級車等の多機能化、制御回路の小型化、自動車電圧の高電圧化等によって、占有面積を多く必要とするリレー駆動方式を自動車等の方向指示器に採用することは難しくなってきており、このような、制御回路の小型化等の要請により方向指示器の駆動回路を半導体回路に起きかえる必要性が生じている。しかしながら、半導体回路を使用した駆動回路を使用した場合、運転者は方向指示器が駆動されていることを前面の計器板でしか認識することができず、従来のように音で認識することはできないことになる。
【０００５】
そこで、方向指示器の動作を運転者が音により認識可能とするために、ブザーやスピーカーを利用することが考えられるが、ブザーは単一周波数の音しか出せないため、従来の動作音とは異なり、運転者に違和感を与えることになり、また、スピーカーの使用では複雑な音を出力することはできるものの、その駆動回路が複雑になり、またスピーカー本体も大きくなることから、コスト増になるという問題があった。
【０００６】
また、特開平１０−１４１９５号公報記載の報知用振動発生装置では、下ケース５０と上ケース５１からなるケース内に、環状の下ヨーク３２及び上ヨーク３１からなるヨーク及び永久磁石を設けるものであり、更に、振動体２１を設けて音を発生する構造を採用するものであり、構造が複雑で製造が困難であるもみならず、所望の音響効果を得ることも困難なものである。
【０００７】
（目的）
本発明の主な目的は、自動車その他に利用可能な表示音を発生するための製造が容易で安価な電磁型発音体を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、自動車の運転者に方向指示器が動作していることを認識させるための、製造が容易で安価かつ従来リレーと類似の音色の音を発生する電磁型発音体を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、方向指示器の駆動回路を電子化した場合に、方向指示器の動作を従来と変わらない発音により運転者に認識させることを可能とする電磁型発音体を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の電磁型発音体は、カップ状のヨークと、前記ヨークに内接するように実装されたコイルを巻いたスプールと、前記ヨークの縁部と縁部が固着されたばねと、下面が前記ばねの中心部と固着し、ばねの中心部と一体となって上下動可能なコアと、前記コアの下面方向への変位を抑制するバックプレートと、から構成され、前記コイルに電流を通電したときに吸引力によって前記コアが前記ヨークに衝突し、電流を遮断したときに前記コアがばねの戻る力によって前記バックプレートに衝突することにより音を発生する。また、前記コアは下面にオフセット用の突起を有し、前記ばねは前記コアの下面と固着し、前記バックプレートは縁部が前記ばねの縁部又は前記ヨークの縁部に固着し、前記コアのオフセットによって前記ばねが押し上げられ、ばねの予備曲げがなくてもプリテンションが付与されることを特徴とする。
【００１１】
本発明の電磁型発音体は、カップ状のヨークと、前記ヨークに内接するように実装されたコイルを巻いたスプールと、前記ヨークの縁部と縁部が固着され、縁部から中心部に向ってせり出した少なくとも１つ以上の突出部を有するばねと、下面が前記ばねの中心部と固着し、ばねの中心部と一体となって上下動可能であり、下面方向への変位が前記ばねの前記突出部により抑制されるコアと、から構成され、前記コイルに電流を通電したときに吸引力によって前記コアが前記ヨークに衝突し、電流を遮断したときに前記コアがばねの戻る力によって前記突出部に衝突することにより音を発生する。
【００１２】
また、前記各発明において、コイルを巻いたスプールに固定され、前記ヨークの縁部側に延在する自立用の足の役割を兼ねるコイル端子と、を有することを特徴とする。
【００１３】
更に、前記ヨークの上面部に、一直線状のスリット、交叉する複数のスリット又は中心部からの外周方向に延びる複数のスリットの何れかを設け、又は前記ヨークの上面部に、梁状の部分と、該梁状の部分から両方向に延びるリード状の部分を設けることを特徴とする。また、前記ヨークの側面部に垂直な１ないし複数のスリットを設けたことを特徴とする。
【００１４】
本発明の電磁型発音体は、ヨークに、コイル端子を圧入または接着によって一体化されたスプールを挿入し、その後、ヨークから突き出た端子に接触しないように、切り欠きまたは、穴加工されたコア、ばねが一方向で挿入され、抵抗溶接、レーザー溶接等でヨークの縁部にバックプレートが溶接されることによって製造される。
【００１５】
本発明の電磁型発音体は、より具体的には図１、２に示すように、絞り加工等で加工したカップ状のヨーク１と、ヨーク１に内接するように実装されるコイル３を巻いたスプール２と、ヨーク１の開口側の縁部と、縁部が溶接された円形ばね５と、円形ばね５の中心部と溶接し、円形ばね５の中心部と一体となって、上下動できるように溶接したコア４と、コイル３を巻いたスプール２に圧入または、インサートモールド等で固定され、自立するための支持用の足の役割を兼ねるコイル端子６と、コア４が下方向へ変位するのを抑制するバックプレート７から構成され、コイル３に通電時コア４がヨーク１に衝突し、また電流遮断時にコア４及び円形ばね５がバックプレート７に衝突し、音を発生する構造を有することを特徴とする。そして、磁気回路を形成するヨークと、吸引されたコアが開放され自由振動するのを制限するバックプレートが、筐体の一部を形成する。
（作用）
カップ状のヨークの内部にコイルを巻いたスプール、上下動可能なコア、ばね等を取り付け、コイルへの通電と遮断により、コアをヨーク自体及びばね側に衝突させ単発駆動による衝突音を発生する。駆動用磁気回路であるヨークが発音部を兼ねており、ヨークのカップ状の上面部、側面部にスリット等の開口を設けることにより、発生音の音色、音量及び発音方向等、音響効果を高める。
【００１６】
自動車のリレー方式方向指示器の類似音を発生することが可能であり、方向指示器の電子回路化に際し、従来と同様の動作確認用の方向指示器音を発生する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の電磁型発音体の一実施の形態について面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１、図２は、本発明の電磁型発音体の一実施の形態を示す構造図であり、図１（ａ）は縦端面を示す図であり、図１（ｂ）は縦端面と縦断面を示す図であり、図１（ｃ）は底端面を示す図である。また、図２は、本実施の形態の構造を示すための分解図である。
【００１９】
図２に示すように、本実施の形態は、円筒形状部分を有する磁性体でなるカップ状のヨーク１、コイル３が巻かれたスプール２、コア４、円形ばね５、２つのコイル端子６及びバックプレート７の各部品により構成される。
【００２０】
ヨーク１は、例えば絞り加工等で加工、成形されたカップ状の形状を有しており、前記コイル３が巻回されたスプール２は、コアが挿入される貫通孔を有すると共に、外周が前記ヨーク１の円筒形状部分の内壁に内接して挿入可能な寸法を有する。また、前記コイル端子６は、所定の幅を有し端部が前記スプール２に巻回したコイル３と電気的、機械的に接続可能にプレス加工等により折り曲げられた形状を有し、その反対側の端部はスプール２と共にヨーク１に挿入時、ヨーク１の外部まで延在する長さを有し、前記端部（外部側）は電磁型発音体が自立する支持用の足の役割を兼ねるように折り曲げ可能な部材でなる。
【００２１】
また、前記コア４は、スプール２の貫通孔に挿入され上下動可能なコア本体と、その端部に設けられ、前記ヨーク１の円筒状の内壁の径より小さい径を有し前記コイル端子６の端部をヨーク１の外部に貫通可能な切り欠きを有する鍔状体からなる。
【００２２】
また、前記円形バネ５は、略Ｈ型の形状、例えば２つの円弧状の部分及び前記円弧状の部分を相互に結合する部分からなるＺ形状の一体構造の弾性体でなり、前記コイル端子６の端部をヨーク１の外部に貫通可能で、中央箇所が前記コア４の鍔部の中央と溶接され、縁部が前記ヨーク１の円筒状の開口端部に溶接可能な形状を有する。また、円形ばね５には、コア４と溶接される中心部がコア４を下面方向に偏位するように予備曲げを施し予めプリテンションを与えることは振動等による雑音の発生防止に好適である。
【００２３】
更に、バックプレート７は、前記コイル端子６の端部をヨーク１の外部に貫通する切り欠きと前記コア４の鍔部及び円形ばね５が下方向へ変位するのを抑制する形状、材質の部材でなる。
【００２４】
ここで、図１に示すように、コア４本体は、スプール２の内部（貫通孔）を通り上下動可能であり、その長さはコア４の上部がヨーク１の天面に接触しても、コア４の下部の鍔状体とスプール２の下面とは接触しない長さを有している。また、コア４の下部は、前述のように端子６と接触しないように一部を切り欠いた形状を有している。さらに、コア４の下部の鍔状体の切り欠きの無い部分の端面とヨーク内の側面とは、コア４が上下動してもその間隔が一定で互いに摺動しない様に対向し、この部分の磁気抵抗が変わらないように、ばね５によって支持される形状、構造を有している。
【００２５】
前述のように円形ばね５は、コイル端子６と接触しないように、例えばＺ型の構造をしたばねが使用されるが、Ｚ型以外にもＸ型、Ｈ型、渦巻き形状、板状等が考えられる。同様にバックプレート７も端子６と接触しないようにＨ型又は２箇所を長方形に切り欠いた形状とすることが可能である。
【００２６】
更に、前記ばね５には、前述のようなプリテンションを付与する代わりに、コア４の下面にオフセット用の突起を作り、当該突起をばね５との固着部に設けた孔を貫通、突出させて、ばね５とコア４の下面とを固着し、ばね５の縁部と及びバックプレート７の縁部をヨーク１に固着したときにコア４の前記オフセット用の突起によって、ばね５が押し上げられ、ばね５に予備曲げがなくてもプリテンションが与えられるように構成することができる。このようなプリテンションを与えることによって、振動等の外乱で誤動作しないように構成することができる。ここで、ばねと突起を有するコアとの固着構成はそれぞれの形状により適宜、変更可能である。
【００２７】
本実施の形態の電磁型発音体の組立、製造方法としては、図２に示すように、ヨーク１をベースとして、ヨーク１に、スプール２、コア４、ばね５、バックプレート７等の部品を一方向から挿入することにより製造できる。
【００２８】
例えば、端子６をスプール２に圧入し、コイル３を巻いたスプール２をヨーク１内部に挿入して、ヨーク１の内壁に接着又はスナップフィット等によりヨーク１と固定し、コア４とばね５は、あらかじめ中央部で互いに抵抗溶接、レーザー溶接等により固着した後、ヨーク１内部に挿入し、ばね５の縁端部をヨーク１の縁部と数ヶ所において同様な溶接手段により固着し、バックプレート７の縁端部をばね５の上から数ヶ所において同様に固着する。このとき、端子６はスプール２から下方向にまっすぐ伸びているため、コア４、ばね５及びバックプレート７には、この端子を避けた構造として実装が容易にできるように構成する。コア４、ばね５及びバックプレート７を実装し、固着した後、端子６を水平方向に曲げて電磁型発音体の自立用の足の役割を兼ねる構造とする。なお、図２では、表面実装品を想定して説明しているが、スルーホール挿入品でも同じように製造することが可能である。
【００２９】
本発明は、以上のような簡単な製造方法が採用できるから安価に生産でき、自動化も容易である。
【００３０】
（動作の説明）
本実施の形態の電磁型発音体においては、コイル３への通電時、コイル３に生じた起磁力により、コア４、ヨーク１で構成される閉磁路に磁束が流れ、コア４がヨーク１の上部方向に吸引され、ヨーク１の上面に衝突して音を発生する。またコイル３への電流の遮断時にコア４、ヨーク１の閉磁路に磁束が無くなり、ばね５の復元力によって、コア４及びばね５がバックプレート７に衝突して音を発生する。つまり、通電時、遮断時ともに、単発で発音する。
【００３１】
従来の方向指示器の駆動時におけるリレー動作音は、アマチュアとコアという磁性金属部品の衝突又は接点同志の衝突によるものであり、本実施の形態の発音体もヨークとコアという磁性金属部品の衝突により発音するものであるから、類似の音が得られる。
【００３２】
（他の実施の形態）
前述の実施の形態では、電磁型発音体を構成するヨーク１の形状、構造として、開放側と閉塞側からなる円筒からなるコップ状のものを説明したが、ヨークの閉塞側、円筒部の側面に適宜の形状の開口や振動形状を設けることにより、音の拡散量、拡散方向及び音色を設定可能であり、所望の音響効果を実現することが可能である。
【００３３】
図３は、ヨーク１の上面部に開口等を設けた実施の形態を示す図である。図３（ａ）は、上部にスリット状の開口を設けたものであり、コア４の衝突による発生音を当該スリットを介して外部へ拡散するように構成したものである。衝突音の音色を良くするとともに、充分な拡散を可能とし、所定の方向への音圧のアップを図ることができる。更に、このようなスリットを等間隔に設けることによって、ヨーク上面にできた板ばねの振動周波数を一定にし、特定周波数の音圧増加を可能とすることもできる。
【００３４】
図３（ｂ）（ｃ）は、開口を十文字型のスリットとしたり、部分的な放射状のスリットとした形状をのものを示している。図３（ａ）（ｂ）に示す形状によれば、スリットにより形成される遊端部がコア４の衝突により振動し、音色効果を付与することが可能となる。
【００３５】
図４は、開口を振動体の構造とするために複数のリード構造を採用したものである。上部平面の開口により、梁状の部分と遊端部を有する複数の長さの異なるリード状の部分を形成させ、コアの衝突により発生する振動により、前記リードの共振を可能とし音色効果を付与することが可能である。
【００３６】
図５は、ヨーク１の円筒部に開口を設けた実施の形態を示す図である。円筒部に軸方向の開口としてスリットを形成することにより、前述と同様な音の拡散量、拡散方向及び音色効果の付加を可能としたものである。本実施の形態ではヨーク１のスリット形状とし、振動形状とすることにより内部の発生振動に振動可能としており、所望の音響効果をあげることができる。
【００３７】
以上のように、ヨーク上面部、側面部に所望数のスリットの開口を等間隔又は不等間隔に入れること、また、開口により片持ち梁、又は両持ち梁と該梁を基準としたその左右の片持ち梁でなるリードを形成することによって、数種類の周波数の音を作り出す等、音響効果を上げることが可能である。
【００３８】
更に、以上の実施の形態では、電磁型発音体を構成するヨーク１の製造方法として、平板を絞り加工で製造する構成例により説明したが、ヨークをプレス加工等により製造することも可能である。図６は、プレス加工により製造する場合の例を示す図である。同図に示すように、例えば十字状の多面体の展開形状の金属部材を成型し、この金属部材からプレス加工により多面体のカップ形状のヨークを成形する。金属部材の展開形状により円形等、他の形状のヨークを製造することが可能である。
【００３９】
図７は、さらに別の実施の形態を示す図である。本実施の形態では、ばねとバックプレートとを共用化し、構造を簡略化することを可能としたものである。Ｚ型のばねの弾性機能に干渉しない場所にストッパ８を形成して、吸引されたコアがばねの復元力によって、戻るときにストッパ８で抑制できる構造とするものである。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の電磁型発音体によれば、カップ状のヨークの内部にコイルを巻いたスプール、上下動可能なコア、ばね及び吸引されたコアが開放され自由振動するのを制限するバックプレートを取り付けて構成されるものであり、ヨーク及びバックプレートが少なくとも筐体の一部を形成する簡単な構造を有し、前記各部品の組立、製造が容易であり、安価に製造でき、自動化も容易である。
【００４１】
また、本発明の電磁型発音体は、コイルへの通電と遮断により、吸引されたコアが磁気回路を形成するヨーク自体の上面部、及び吸引されたコアが開放されてばね自体又は自由振動を制限するバックプレートに衝突させて単発駆動による衝突音を発生するものであり、最小限の部品による発音機構が実現される。
【００４２】
更に、本発明では、駆動用磁気回路であるカップ状のヨークが発音部を兼ねており、それ自体の共振特性を利用できるとともに、カップ状の上面部、側面部にスリット、リード等を形成する開口を設けることにより、発生音の音色、音量及び発音方向等、所望の音響効果を高めることが可能である。
【００４３】
自動車のリレー方式方向指示器の類似音を発生することが可能であり、方向指示器の電子回路化に際し、従来と同様の動作確認用のリレー方式の方向指示器音を発生することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電磁型発音体の一実施の形態を示す図であり、（ａ）は縦端面、（ｂ）は縦端面と縦断面、（ｃ）は底端面を示す図である。
【図２】図１の本実施の形態の構造を示すための分解図である。
【図３】ヨークの上面部に開口等を設けた実施の形態を示す図である。
【図４】ヨークの上面部の開口をリード構造とした実施の形態を示す図である。
【図５】ヨークの側面部に開口を設けた実施の形態を示す図である。
【図６】ヨークをプレス加工により製造する実施の形態を示す図である。
【図７】ばねをバックプレートと兼用する実施の形態を示す図である。
【図８】従来の報知用振動発生装置を示す図である。
【符号の説明】
１ヨーク
２スプール
３コイル
４コア
５円形ばね
６コイル端子
７バックプレート
８ストッパ

Claims

カップ状のヨークと、前記ヨークに内接するように実装されたコイルを巻いたスプールと、前記コイルを巻いたスプールに固定され、前記ヨークの縁部側に延在する自立用の足の役割を兼ねるコイル端子と、前記ヨークの縁部と縁部が固着されたばねと、下面が前記ばねの中心部と固着し、ばねの中心部と一体となって上下動可能なコアと、前記コアの下面方向への変位を抑制するバックプレートと、から構成され、前記コイルに電流を通電したときに吸引力によって前記コアが前記ヨークに衝突し、電流を遮断したときに前記コアがばねの戻る力によって前記バックプレートに衝突することにより音を発生することを特徴とする電磁型発音体。
前記コアは下面にオフセット用の突起を有し、前記ばねは前記コアの下面と固着し、前記バックプレートは縁部が前記ばねの縁部又は前記ヨークの縁部に固着し、前記コアのオフセットによって前記ばねが押し上げられ、ばねの予備曲げがなくてもプリテンションが付与されることを特徴とする請求項１記載の電磁型発音体。
カップ状のヨークと、前記ヨークに内接するように実装されたコイルを巻いたスプールと、前記ヨークの縁部と縁部が固着され、縁部から中心部に向ってせり出した少なくとも１つ以上の突出部を有するばねと、下面が前記ばねの中心部と固着し、ばねの中心部と一体となって上下動可能であり、下面方向への変位が前記ばねの前記突出部により抑制されるコアと、から構成され、前記コイルに電流を通電したときに吸引力によって前記コアが前記ヨークに衝突し、電流を遮断したときに前記コアがばねの戻る力によって前記突出部に衝突することにより音を発生することを特徴とする電磁型発音体。
コイルを巻いたスプールに固定され、前記ヨークの縁部側に延在する自立用の足の役割を兼ねるコイル端子と、を有することを特徴とする請求項３記載の電磁型発音体。
前記ヨークの上面部に、一直線状のスリット、交叉する複数のスリット又は中心部からの外周方向に延びる複数のスリットの何れかを設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか１つの請求項記載の電磁型発音体。
前記ヨークの上面部に、梁状の部分と、該梁状の部分から両方向に延びるリード状の部分を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか１つの請求項記載の電磁型発音体。
前記ヨークの側面部に垂直な１ないし複数のスリットを設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか１つの請求項記載の電磁型発音体。
前記ヨークは、平板からプレス加工又は絞り加工により製作され、側面が四角、多面体または円筒で構成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項７の何れか１つの請求項記載の電磁型発音体。
自動車のリレー方式の方向指示器の動作音発生用であることを特徴とする請求項１ないし請求項８の何れか１つに記載された電磁型発音体。
ヨークに、コイル端子を圧入または接着によって一体化されたスプールを挿入し、その後、ヨークから突き出た端子に接触しないように、切り欠きまたは、穴加工されたコア、ばねが一方向で挿入され、抵抗溶接、レーザー溶接等でヨークの縁部にバックプレートが溶接されることによって製造されることを特徴とする請求項１ないし請求項９の何れか１つの請求項記載の電磁型発音体。