JP4772716B2 - カーリングホーン - Google Patents

Description

本発明は、カーリングホーンに関するものである。

従来から、乗用車などの車両に搭載されるホーンのなかに、音源となる振動発生ユニットと、渦巻き状の音道が形成された共鳴器ユニットとで構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、共鳴器ユニットは音道底面が開口したフレームと、音道底面を覆うと共に振動発生ユニットからの音の入音口が形成されたベースとを備えており、フレームとベースとを固着して構成されている。
特開平１１−１４３４７５号公報

ところで、上述の特許文献１のカーリングホーンにおける共鳴器ユニットは、フレームとベースとを超音波溶着により一体的に固着されているが、フレームとベースとの接合箇所は、外周部のみでなく、製品の内部になる音道壁の底面にも存在する。このように接合箇所が製品の入り組んだ箇所にも存在すると、超音波溶着する際に大きな出力を要するため、発生騒音が大きくなり、作業環境が悪化するという問題があった。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、作業環境を改善することができる固着方法を採用した共鳴器ユニットを備えたカーリングホーンを提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、振動発生ユニットと、渦巻状の音道を形成するための音道壁を有し、かつ音道底面が開口したフレームと、該フレームの開口を塞ぐように固着されるベースとで構成され、前記振動発生ユニットにより発生した振動音を共鳴させ、前記音道を介して外部に発音させる共鳴器ユニットとを備えたカーリングホーンにおいて、前記ベースにおける前記音道壁の底面に対応した位置に凹部が形成されると共に、前記ベースにおける前記音道壁の底面に対応した位置に前記凹部に貫通する貫通孔が形成され、前記フレームと前記ベースとが突き当てられた後に、前記凹部に樹脂材を射出することで一体成形されていることを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、前記音道壁の底面に、前記凹部に嵌合される凸部が形成され、前記フレームと前記ベースとが突き当てられた後に、前記凹部と前記凸部との間に樹脂材を射出することで一体成形されていることを特徴とする。

請求項３に記載した発明は、前記凹部周縁に、前記音道壁を受容する縦壁が形成されていることを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、フレームとベースとを射出成形にて一体化することができ、射出成形時の発生騒音を低く抑えることができるため、作業環境を改善することができる効果がある。
また、樹脂材を供給する際に、凹部に確実に供給することができるため、フレームとベースとを確実に一体成形することができる効果がある。
さらに、フレームとベースとを一体成形する際に、樹脂材を供給する領域がベース底面の略全面となるため、樹脂材の供給箇所の自由度を増すことができる効果がある。

請求項２に記載した発明によれば、樹脂材を供給する際に、凹部と凸部との間には空間部が確実に形成されるため、フレームとベースとをより確実に一体成形することができる効果がある。

請求項３に記載した発明によれば、縦壁により樹脂材が凹部からオーバーフローすることがなくなるため、フレームとベースとの接合面の仕上がりが確実に統一されるという効果がある。

請求項５に記載した発明によれば、フレームとベースとを一体成形する際に、樹脂材を供給する領域がベース底面の略全面となるため、樹脂材の供給箇所の自由度を増すことができる効果がある。

（第一実施形態）
次に、本発明の第一実施形態を図１〜図１０に基づいて説明する。なお、本実施形態においては、成形装置を用いて車両のカーリングホーンの共鳴器ユニットを製造する場合の説明を行う。
図１に示すように、車両などに搭載されるカーリングホーン１は、振動発生ユニット２と、振動発生ユニット２により発生した振動音を共鳴させ外部に発音させる共鳴器ユニット３とを備えている。

振動発生ユニット２は、有底筒状に形成されたケース体４の内部に振動発生部５が内装されている。振動発生部５は、コイル６、ムービングプレート７、ポイント８などの部材により構成されるが、これらの構成は従来と略同一のものが用いられている。また、ケース体４の開口を塞ぐようにダイヤフラム９が設けられている。ダイヤフラム９は、振動発生部５のムービングプレート７が連結され、振動発生部５が振動することに伴い振動するように設定されている。さらに、ダイヤフラム９の外面にはカバー体１０が設けられ、ケース体４内に空気振動室が形成されるように設定されており、これにより振動発生ユニット２が構成されるようになっている。

カバー体１０はロート状に形成され、僅かに傾斜する底面１１の中央部には、ダイヤフラム９の振動により発生した音を共鳴器ユニット３側に排出するための出音口１２が形成されている。そしてカバー体１０の外周縁部１３は、ダイヤフラム９の外周縁部１４とケース体４の筒端部に形成された鍔部１５とを挟持する状態でカシメ加工されており、これによって、カバー体１０とケース体４との外周縁部における封止が行われるように設定されている。さらに、出音口１２の周縁部には外方に突出する縁立て部１６が形成されている。なお、ケース体４の底面１７にネジ１８を用いて固定されたクランプ１９が設けられ、このクランプ１９を図示しない車体側のブラケットに螺合などの固定手段により固定することで、カーリングホーン１を車体に取り付けられるように構成されている。

図２〜図４に示すように、共鳴器ユニット３は、渦巻状の音道４０を形成するため音道壁２０を有し、かつ音道４０の底面が開口したフレーム２１と、フレーム２１の音道壁底面４１に固着されるベース２２とで構成されている。ベース２２は、有底筒状に形成されており、表面２３がフレーム２１の開口する音道４０の底面を封止して塞ぐように構成されている。ここで、フレーム２１とベース２２とは、同質の樹脂材で成形されている。具体的には、ＡＢＳ樹脂が採用されている。

また、フレーム２１とベース２２とは、射出成形により一体的に固着されており、気密性に優れた音道４０が形成されている。なお、フレーム２１およびベース２２の材質は、ＡＢＳ樹脂に限らず、ホーンとして機能可能な共鳴しやすい樹脂、例えばある程度の硬度を有する樹脂などを採用してもよい。

さらに、ベース２２には、振動発生ユニット２側からの音を入音するための入音口２４が略中央部に形成され、ベース２２の裏面４２側で入音口２４の周縁には封止材２５を嵌合するための略環状の嵌合溝２６が形成されている。

図１に戻り、ベース２２の筒部２７には、振動発生ユニット２が回動自在に内嵌されるように構成されている。共鳴器ユニット３に振動発生ユニット２を嵌合すると、カバー体１０の出音口１２の傾斜状の周縁部とベース体２２の入音口２４の周縁部との間には、隙間が形成される。その隙間には、環状の封止材２５が介装され、隙間を塞ぐように構成されている。

ここで、図５に示すように、ベース１０の表面２３には、フレーム２１の音道壁２０の底面に対応した位置に凹部２８が形成されている。凹部２８の幅は、音道壁２０の底面の幅よりも若干小さく形成されている。また、凹部２８の底面には、略円形の貫通孔２９が複数形成されている。

次に、共鳴器ユニット３を成形するための製造装置５０について図６を用いて説明する。
図６に示すように、製造装置５０は、可動金型５１と固定金型５２とを備えて構成されている。可動金型５１には、フレーム２１およびベース２２を型形成するための成形用型面５３，５４が形成され、固定金型５２には、フレーム２１およびベース２２を型形成するための成形用型面５５，５６が設けられている。なお、成形用型面５３〜５６は、可動金型５１および固定金型５２にそれぞれ着脱自在に取り付けられたものである。

可動金型５１は、図示しないアクチュエータ（サーボモータやシリンダ）により金型同士の近接・離間方向の移動と、型表面に沿った移動とができるように構成されている。

次に、共鳴器ユニット３を成形するための成形装置６０について図７を用いて説明する。
図７に示すように、成形装置６０は、筐体６１内に製造装置５０が配置されている。製造装置５０は、可動金型５１と固定金型５２とで構成されている。また、可動金型５１と固定金型５２とを型締めするためのトグル機構を有する型締め装置６２が、製造装置５０の可動金型５１に連接されて配置されている。

筐体６１の上面には、筐体６１内を空調・換気するための空調機６３が取り付けられており、筐体６１に形成された開口部６４に空調機６３の下部に設けられた吹出口６５が挿通され、筐体６１内に空調空気を吹き出し可能に構成されている。また、筐体６１の側面などには、適宜点検口６６が設けられている。例えば、製造装置５０の側面に対応した位置に点検口６６が設けられており、容易に開閉可能に構成されている。ここで、点検口６６は気密性を確保することができるタイプのものを採用することが好ましい。

また、筐体６１の側面において、製造装置５０などに対応した位置近傍は透明ガラスなどで構成し、筐体６１内を視認できるようにされていることが好ましい。
また、筐体６１の側部近傍には、射出成形用の樹脂材料が収容された射出材料供給装置８１が配置されている。

型締め装置６２は、本体部７１とアーム部７２とを備えている。アーム部７２の一端に接続されている本体部７１に、制御部などが収容されており、制御部からの信号によりアーム部７２が可動するように構成されている。また、アーム部７２の他端には、可動金型５１が接続されている。そして、アーム部７２が可動することで、可動金型５１が合わせて移動し、可動金型５１と固定金型５２とを型締め可能に構成されている。

成形材料供給装置８１は、筐体６１外に配置され、材料を収容しているタンク８９、材料を金型に形成されたキャビティへ供給する供給配管９０、供給配管９０の途中に設けられ、供給経路を開閉可能に構成されたバルブ９１とを備えている。供給配管９０は、その途中で筐体６１を貫通し、筐体６１内へと導かれ、各金型内へ材料を供給可能に構成されている。タンク８９内に収容されている材料は、図示しない制御部からの指示によりバルブ９１を開状態にした後、供給配管９０を介して、金型のキャビティ内へ供給され、一次射出および二次射出可能に構成されている。なお、複数の材料を用いて射出成形する場合には、成形材料供給装置８１は、材料の種類分の装置が設けられることとなる。

次に、共鳴器ユニット３を成形する工程について、図８、図９を用いて説明する。なお、成形装置６０が稼動している間は、空調機６３も連動して稼動しており、筐体６１内がクリーンルーム化されている。

図８（Ａ）に示すように、可動金型５１の成形用型面５３，５４が固定金型５２の成形用型面５５，５６にそれぞれ対向するように配置する。

図８（Ｂ）に示すように、可動金型５１を固定金型５２方向に移動して、型締め装置６２にて金型５１，５２同士をトグル機構が機能するように型締めした後、この状態で、フレーム２１およびベース２２を構成する材料を一次射出することで成形する。一次射出する際は、射出材料供給装置８１から射出材料を、フレーム２１およびベース２２を成形するために成形用型面５３〜５６に形成されたキャビティにそれぞれ供給する。

ここで、ベース２２には二次射出の際にフレーム２１と確実に接合させるための凹部２８が形成されるように型設計されている。凹部２８は、フレーム２１の音道壁２０の底面４１に対応した位置に形成されており、音道壁２０の幅よりも若干狭い幅で形成されるように構成されている。さらに、凹部２８へ二次射出する際の射出材料を供給するための貫通孔２９が複数形成されるように型設計されている。貫通孔２９は、ベース２２の裏面から凹部２８へと貫通している。なお、貫通孔２９は複数形成してもよいし、一つのみ形成してもよい。貫通孔２９を一つのみ形成する場合には、凹部２８の一端部に形成することが好ましい。

図８（Ｃ）に示すように、一次射出完了後、可動金型５１を型開き方向に移動する。このとき、フレーム２１は固定金型５２側に残るように、また、ベース２２は可動金型５１側に位置するように型設計されている。

図９（Ｄ）に示すように、可動金型５１が型表面に沿う方向（水平方向）に移動して、フレーム２１とベース２２とが対向するように配置する。

図９（Ｅ）に示すように、可動金型５１を固定金型５２方向に移動して型締めし、この型締め状態で、フレーム２１の音道壁２０の底面とベース２２の凹部２８との間に樹脂材３０を二次射出することで一体成形する。このとき、樹脂材３０は成形材料供給装置８１より貫通孔２９を介して凹部２８へ供給される（図１０参照）。なお、樹脂材３０はフレーム２１およびベース２２と同じ材料を用いると接合力が増し、確実に一体化される。また、フレーム２１およびベース２２は、一つの型内で成形され、その型内で二次射出されるため、フレーム２１およびベース２２は高温を維持したまま二次射出されるため、より一体化成形しやすくなる。

図９（Ｆ）に示すように、二次射出完了後、可動金型５１を型開き方向に移動し、図示しない押し出し部材により共鳴器ユニット３を取り出す。そして、再び図８（Ａ）の状態に可動金型５１を移動し、上述の一連の工程を繰り返すことで、共鳴器ユニット３を連続して製造することができる。

本実施形態によれば、振動発生ユニット２と、渦巻状の音道を形成するための音道壁２０を有し、かつ音道底面が開口したフレーム２１と、フレーム２１の底面に固着されるベース２２とで構成され、振動発生ユニット２により発生した振動音を共鳴させ、音道を介して外部に発音させる共鳴器ユニット３とを備えたカーリングホーン１において、フレーム２１とベース２２とを射出成形により一体成形したため、超音波溶着により接合した場合に比較して、射出成形時の発生騒音を低く抑えることができるため、作業環境を改善することができる。

また、ベース２２における音道壁２０の底面に対応した位置に凹部２８を形成し、フレーム２１とベース２２とを突き当てた後に、凹部２８に樹脂材３０を射出することで一体成形したため、樹脂材３０を供給する際に、凹部２８に確実に供給することができ、フレーム２１とベース２２とを確実に一体成形することができる。

さらに、一対の金型内において、フレーム２１とベース２２とをそれぞれ一次射出により成形し、その金型内でフレーム２１とベース２２とを突き合わせた後に二次射出により一体成形したため、フレーム２１およびベース２２が高温を維持したまま二次射出することができ、フレーム２１とベース２２とを確実に一体成形することができると共に、生産効率を向上することができる。
そして、クリーンルーム化された筐体６１内で製造するため、品質を向上することができ、歩留まりを向上することもできる。

（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態を図１１に基づいて説明する。なお、本実施形態においては、フレームとベースとの接合部の形状が異なるのみで、その他構成は第一実施形態と略同等のため、同一部分に同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
図１１に示すように、フレーム１２１の音道壁１２０の底面１４１には、ベース２２の凹部２８に嵌合する凸部１３１が形成されている。
そして、凹部２８と凸部１３１が嵌合するように突き合わせた後、凹部２８と凸部１３１との間に形成された空間部に樹脂材３０を二次射出してベース２２とフレーム１２１とを一体成形するように構成されている。

したがって、本実施形態によれば、第一実施形態の効果に加えて、樹脂材３０を供給する際に、凹部２８と凸部１３１との間には空間部が確実に形成されると共に、フレーム１２１とベース２２との接触面積を大きく取れるため、樹脂材３０が凹部２８から漏洩などすることなくフレーム１２１とベース２２とをより確実に一体成形することができる効果がある。

（第三実施形態）
次に、本発明の第三実施形態を図１２に基づいて説明する。なお、本実施形態においては、フレームとベースとの接合部の形状が異なるのみで、その他構成は第一実施形態と略同等のため、同一部分に同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
図１２に示すように、ベース２２２の凹部２８の周縁に立ち上がる縦壁２３１が形成されている。この縦壁２３１は、凹部２８の両側に形成されており、縦壁２３１の間にフレーム２１の音道壁２０を受容するように構成されている。なお、フレーム２１には第二実施形態に記載の凸部が形成されていないが、凸部が形成されていてもよい。
そして、音道壁２０を縦壁２３１の間に受容した後、凹部２８に樹脂時３０を二次射出することでフレーム２１とベース２２２とを一体成形するように構成されている。

したがって、本実施形態によれば、第一実施形態の効果に加えて、樹脂材３０を供給する際に、縦壁２３１により樹脂材３０が凹部２８からオーバーフローすることがなくなるため、フレーム２１とベース２２２とが確実に一体成形されると共に、フレーム２１とベース２２２との接合面の仕上がりが確実に統一される。

（第四実施形態）
次に、本発明の第四実施形態を図１３に基づいて説明する。なお、本実施形態においては、フレームとベースとの接合部の形状が異なるのみで、その他構成は第一実施形態と略同等のため、同一部分に同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
図１３に示すように、ベース３２２には、フレーム３２１の音道壁２０に対応した位置にその形状に沿って貫通孔３３１が形成されている。貫通孔３３１の幅は、音道壁２０の幅と略同等で、音道壁２０がベース３２２の表面２３から底面（裏面）４２に向かって挿通される大きさを有している。

そして、音道壁２０を貫通孔３３１に挿通し、音道壁２０の先端部３３３がベース３２２の底面４２から若干突出した状態で、底面４２と先端部３３３とを覆うように樹脂材３０を二次射出してベース３２２とフレーム３２１とを一体成形する。このとき、ベース３２２は、成形用型面５４に設けられた図示しない押し出し部材により上方へ押し上げられ、樹脂材３０を供給するための空間を形成するように構成されている。

したがって、本実施形態によれば、第一実施形態の効果に加えて、フレーム３２１とベース３２２とを一体成形する際に、樹脂材３０を供給する領域がベース３２２の底面（裏面）４２の略全面となるため、樹脂材３０の供給箇所の自由度を増すことができる。

尚、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、フレームおよびベースを構成する部材の形状、材質などの具体的な構成については上記実施形態に限ることなく適宜変更が可能である。

また、本実施形態において、クリーンルーム化された製造装置内で成形する場合の説明をしたが、成形装置が配置されている室内がクリーンルーム化されていれば筐体内に配置しなくてもよい。また、製品の品質が確保されるのであれば、クリーンルーム内で製造することには拘らない。

本発明の実施形態におけるカーリングホーンの断面図である。 本発明の実施形態における共鳴器ユニットの斜視図である。 図２のＡ−Ａ線に沿う第一実施形態における断面図である。 本発明の第一実施形態におけるフレームの裏面からの斜視図である。 本発明の第一実施形態におけるベースの表面からの斜視図である。 本発明の実施形態における成形装置の概略構成図である。 本発明の実施形態における製造装置の概略構成図である。 本発明の第一実施形態における共鳴器ユニットの製造工程を示す説明図である。 図８に続く製造工程を示す説明図である。 本発明の第一実施形態における二次射出の要部断面図である。 本発明の第二実施形態における共鳴器ユニットの要部断面図である。 本発明の第三実施形態における共鳴器ユニットの要部断面図である。 本発明の第四実施形態における共鳴器ユニットの要部断面図である。

符号の説明

１…カーリングホーン ２…振動発生ユニット ３…共鳴器ユニット ２０…音道壁 ２１…フレーム ２２…ベース ２８…凹部 ３０…樹脂材 ４２…底面 １３１…凸部 ２３１…縦壁 ３３１…貫通孔

Claims (3)

1. 振動発生ユニットと、
   渦巻状の音道を形成するための音道壁を有し、かつ音道底面が開口したフレームと、該フレームの開口を塞ぐように固着されるベースとで構成され、前記振動発生ユニットにより発生した振動音を共鳴させ、前記音道を介して外部に発音させる共鳴器ユニットとを備えたカーリングホーンにおいて、
   前記ベースにおける前記音道壁の底面に対応した位置に凹部が形成されると共に、前記ベースにおける前記音道壁の底面に対応した位置に前記凹部に貫通する貫通孔が形成され、
   前記フレームと前記ベースとが突き当てられた後に、前記凹部に樹脂材を射出することで一体成形されていることを特徴とするカーリングホーン。
2. 前記音道壁の底面に、前記凹部に嵌合される凸部が形成され、前記フレームと前記ベースとが突き当てられた後に、前記凹部と前記凸部との間に樹脂材を射出することで一体成形されていることを特徴とする請求項１に記載のカーリングホーン。
3. 前記凹部周縁に、前記音道壁を受容する縦壁が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のカーリングホーン。

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