JP6032792B2 - 車両用警音器のディスク - Google Patents

Description

本発明は、車両用警音器のディスクに係り、より詳しくは、単一ディスクタイプの警音器で様々な周波数の音を発生させ、警音器の音色を柔らかいものに改善できる車両用警音器のディスクに関する。

通常の自動車には、緊急状況や、歩行者及び他の車両に対して警告が必要な場合に運転者の操作により警報音を発生させる警音器（Ｈｏｒｎ）が装着されている。
車両用警音器としては、ディスクタイプまたはシェルタイプの警音器が広く使われており、ディスクタイプはダイヤフラム及びディスク、そしてこれらを振動させるための電磁石を主要構成とし、ダイヤフラムの振動に連動して電磁石コイルへの電流を断続するための接点を有する。

ディスクタイプの警音器は、主にディスクの振動により音を発生させるものであり、単一ディスクを用いる単一ディスクタイプ、または複数のディスクを用いる多重ディスクタイプの構成がある。
単一ディスクタイプの警音器については特許文献１〜３に開示されており、多重ディスクタイプの警音器については特許文献４，５に開示されている。
シェルタイプの警音器は、メンブレインにシェル状のホーンを被せて音の低周波成分を補強することで、メンブレインの振動とシェルの音響増幅により音を発生させる。

図１は従来のディスクタイプの警音器を示す構成図である。
図１に示したとおり、本体１１の中心に凹込み溝１１ａが形成され、凹込み溝１１ａ内にはポール（Ｐｏｌｅ）１２が突出形成され、ポール１２にはコイル１３が巻き取られる。
また、本体１１の周縁部に沿ってダイヤフラム１４が結合され、ダイヤフラム１４から上側に離隔配置されるディスク１５がアーマチュア（ａｒｍａｔｕｒｅ）１６により固定され、アーマチュア１６はポール１２の上側に離隔配置される。
また、本体１１の内部一側にはスタンド１７と板ばね１８の一端が一緒に固定され、スタンド１７と板ばね１８は他側に延びてスタンド１７と板ばね１８の間に接点１９を形成する。
このような構成でバッテリー（Ｂ）の（＋）電源はスタンド１７に電気的に接続され、接地された作動スイッチ（ＨＳ）を有する配線はコイル１３となり最終的に板ばね１８に電気的に接続される。
ディスク１５、ダイヤフラム１４、及びアーマチュア１６は、１つの振動子を構成し、この振動子が速く振動することにより音が発生する。

単一ディスクタイプの警音器は、音の主要周波数成分（共振周波数）が３ｋＨｚ付近に位置して音が鋭く、音色が劣る問題がある。
人が聞くことができる音の周波数は２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの区間である。また、人の耳が最も敏感に感じる区間は２ｋＨｚ〜５ｋＨｚの区間で、その区間の音は非常に鋭く聞こえる。
一方、多重ディスクタイプの警音器は複数のディスクを用いるため、様々な周波数成分を有する和音を発生させて単一音が与える不快感をある程度低減できるが、単一ディスクタイプの警音器に比べて複数のディスクによる重量増加とコストアップの問題がある。
また、シェルタイプの警音器は、２ｋＨｚ未満の様々な周波数成分の音を発生させて音があまり鋭くないという利点はあるが、１車両当たり１つのディスクを使用するディスクタイプとは異なり、音圧に対する規制があって音が小さくなるため、車両ごとに２つずつ装着しなければならず、それによって、ディスクタイプよりも設置費用が高くなるという問題がある。

韓国登録特許第１０−０７５７２４９号 韓国公開特許第１０−２０１０−００９３５０８号 特開平０７−０１３５７２号公報 韓国登録特許第１０−０３９１３１７号 特開平０６−１８６９８１号公報

本発明は上記の問題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、単一ディスクタイプの警音器で様々な周波数成分の音を発生させて警音器の音色を柔らかいものに改善できる車両用警音器のディスクを提供することにある。

上記の目的を達成するためになされた本発明の車両用警音器のディスクは、
車両用警音器のディスクであって、
ディスクの全領域が、振動特性が相異なる複数の領域に分割され、前記複数の領域が前記ディスクの円周方向に沿って配置された構造を有し、
前記複数の領域は、相異なる面積を有するように分割形成されたことにより、相異なる振動特性を有し、前記ディスクの外周縁から中心に向かって長く形成された切開部が形成されて分割された構造であり、
共振周波数は、各分割領域の面積によって異なることを特徴とする。

前記切開部は、ディスクの外周縁から中心に向かって半径方向に沿って長く形成され、
前記ディスクの振動により発生する音の周波数成分は、「加振力周波数成分×ディスク振動周波数成分」で表され、加振力は、ディスクの中心点に適用されることを特徴とする。

本発明のディスクを単一ディスクタイプの警音器に適用する場合、ディスクの非均等分割構造により、様々な周波数成分の音を発生させ、振動時に多数の共振周波数を有するため、警音器の音色を改善することができ、それによって車両の高級化を達成することができる。
また、本発明のディスクを用いた場合、従来の多重ディスクタイプの警音器及びシェルタイプの警音器に比べて重量及び費用の低減が可能となり、従来の問題を解消することができる。

従来の単一ディスクタイプの警音器を示す構成図である。 本発明の実施例による警音器用ディスクの平面図である。 本発明の実施例による警音器用ディスクの断面図である。 ディスクの振動周波数の状態を示す図面である。 （ａ）は従来の非分割ディスク、（ｂ）は本発明の非均等分割ディスクに対する振動解析用モデルの例を示す図面である。 図５に示した各ディスクが加振力を受けた時、Ｚ方向の振動エネルギーを示すグラフである。 図５に示した各ディスクの主要振動モードを示す図面である。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明する。
本発明は、単一ディスクタイプの警音器に用いられるディスクに関するものであって、様々な周波数の音を発生させることができ、警音器の音色を改善して高級感を味わうことができる車両用警音器のディスクに関する。

本発明のディスクは、振動時に多数の共振周波数を有するようにその形状を改善し、それによって、従来のディスクに比べて柔らかい音を発生させることができる。
このような本発明のディスクを使用する場合、従来の多重ディスクタイプの警音器及びシェルタイプの警音器に比べて重量及び費用の低減が可能となるため、本発明は、従来の問題が解消された単一ディスクタイプの警音器を提供することができる。

図２は本発明の実施例による警音器用ディスクの平面図であり、図３は本発明の実施例による警音器用ディスクの断面図である。
本発明のディスク２０は、平面上で見た時、円形の構造を有する従来の形状を改良して図２に示したとおり様々な領域に分割された花びら状に製作される。
具体的には、本発明のディスク２０は外周縁から中心２１に向かって長く形成された切開部２２により、全体形状が複数の領域２３ａ〜２３ｃに分割され、花びら状に分割された各領域２３ａ〜２３ｃがそれぞれ振動特性が相異なる構造を有する。

ここで、ディスク２０の中心２１は、図１に示した警音器１においてアーマチュア１６に結合される部分であり、それによって、本発明のディスク２０は各分割領域が円周方向に沿って配置される構造となる。
この時、切開部２２は、複数形成され、通常外周縁から中心方向に、半径に沿って長く形成される。複数の切開部２２により２個以上の分割領域が形成される。
また、切開部２２が形成されていない位置におけるディスク２０の断面形状は、図３に示したとおり、公知のディスク１５の断面形状とほぼ同じ形状である。
さらに、各分割領域の振動特性を異なるものにするために、本発明のディスク２０は切開部２２により分割された各領域２３ａ〜２３ｃの面積Ａ１〜Ａ３が相異なる非均等分割される。各分割領域２３ａ〜２３ｃの面積が異なる（Ａ１≠Ａ２、Ａ１≠Ａ３、Ａ２≠Ａ３）ため、分割領域ごとに共振周波数が異なることになる。
このように本発明は、ディスク２０が非均等に分割された構造に形成されたことに主な特徴がある。

上記構成において、分割領域２３ａ〜２３ｃのうちの一部または全体面積Ａ１〜Ａ３が同一である場合（Ａ１＝Ａ２、Ａ１＝Ａ３、Ａ１＝Ａ２＝Ａ３など）、すなわちディスク２０を均等に分割する場合、同一面積の分割領域が同じ周波数成分を有することになるため、警音器の音質及び音色を改善しようとする本発明の目的を達成しにくい。

上記の実施例では、ディスク２０に計３個の切開部２２を形成し、面積が異なる３個の領域２３ａ〜２３ｃに分割したが、切開部をさらに少なくまたは多く形成して２個の領域または４個、５個の領域に分割してもよい。
例えば、切開部２２を２個形成して２個の領域に分割するか、または切開部を４個形成して４個の領域に分割することができる（図５の（ｂ）参照）。
また、他の実施例として、各分割領域の面積を分割し、分割領域の面積比を１：０．５（分割領域２個）、または１：０．５：０．２５（分割領域３個）、または１：０．８：０．６：０．４：０．２（分割領域５個）にしてもよい。
このように本発明のディスクは、切開部及び分割領域の個数、分割領域の面積比、切開部の位置などを多様に変更することができる。

上記の分割構造のディスクを製造する方法は、従来のディスクを機械加工して各分割線に沿って切開する方法を用いてもよいが、多くの場合、切開のための加工手段としてはレーザ切削、水圧切削などの方法が用いられる。
このように非均等分割構造のディスクを使用すると、従来の非分割ディスクに比べてあまり鋭くない音を発生させるが、分割された領域がそれぞれ異なる共振周波数を有するため、音の周波数成分が３個以上に増加し、それによって、より柔らかい音を発生させることができる。

上述のとおり、人が聞くことができる音の周波数成分は２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの区間である。また、人の耳が最も敏感に感じる区間は２ｋＨｚ〜５ｋＨｚ区間で、その区間の音は非常に鋭く聞こえる。
また、一般的な音は様々な周波数成分で構成され、この時、２ｋＨｚ〜５ｋＨｚでの周波数成分が大きい場合は耳に鋭く聞こえ、それよりも低い周波数成分が混ざっている場合はより柔らかく聞こえる。

警音器は、主にディスクの振動により音が発生するが、発生する音には、図４に示したとおり、約３５０Ｈｚ（加振力の１次高調波（Ｈａｒｍｏｎｉｃ））及びその倍数の周波数成分が存在する。
この時、従来の非分割ディスク構造では、ディスクの振動モードが位置している３ｋＨｚ帯域で高い値を有し、それによって、振動時の音が鋭く聞こえる。
音の周波数成分は、「加振力周波数成分×ディスク振動周波数成分」で表すことができ、ディスク振動周波数成分はディスクの共振周波数のうち、大きい値を有する。
そのため、音の周波数成分を修正する場合、ディスクの共振周波数を修正しなければならない。

従来の非分割ディスク構造では、音が３ｋＨｚ帯域で高い値を有する。より柔らかく聞こえるためには、ディスクの共振周波数が２ｋＨｚ未満の帯域に高い値が存在しなければならない。
したがって、ディスクを分割して２ｋＨｚ未満で共振周波数をさらに発生させると、２ｋＨｚ未満で音がブースティング（Ｂｏｏｓｔｉｎｇ）してより柔らかい音を発生させることができる。

図５は従来のディスク（ａ）と本発明の非均等分割ディスク（ｂ）に対する振動解析用モデルの例を示す図面であり、図６のグラフは図５の各ディスクが中心点に水平方向の加振力を受けた時、Ｚ方向（図３の垂直方向）の振動エネルギーを示す図面である。
従来の非分割ディスクは、図６に示したとおり、２個の主要ピークが存在するが、非均等分割ディスクでは５個の主要ピークが存在するため、Ｚ方向の加振に反応する共振周波数が非分割ディスクに比べて非均等分割ディスクにさらに多く存在することを推定することができる。
実際ディスクの共振周波数は、表１に示したとおり、振動ピークよりも多い。しかし、ディスクの加振力（垂直方向）に反応する共振周波数は非分割ディスクでは２個、非均等分割ディスクでは５個であって、あまり多くない。

また、非均等分割ディスクの主要振動モードでは、非分割ディスクモードの分割を観察できるが、図７に示したとおり、非分割ディスクの１次主要モードは非均等分割ディスクの１次及び２次の主要モードに分割され、非分割ディスクの２次主要モードは非均等分割ディスクの３次、４次、５次の主要モードに分割される。
これは分割ディスクの分割領域がそれぞれ異なる振動特性を有するからであり、ディスクの非均等分割によるものである。

本発明による非均等分割構造のディスクを使用すると、従来の非分割ディスクを使用する場合に比べて、様々な周波数成分の音を発生でき、それによって、音をより柔らかいものに改善することができる。

以上、本発明に関する好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の実施形態から当該発明が属する技術分野において通常の知識を有する者によって容易に変更され、均等であると認められる範囲のすべての変更を含む。

１ 警音器
１１ 本体
１１ａ 凹込み溝
１２ ポール
１３ コイル
１４ ダイヤフラム
１５ （従来の非分割）ディスク
１６ アーマチュア
１７ スタンド
１８ 板ばね
１９ 接点
２０ （本発明の非均等分割）ディスク
２１ 中心
２２ 切開部
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ 分割領域
Ａ１，Ａ２，Ａ３ 分割領域の面積
Ｂ バッテリー
ＨＳ 作動スイッチ

Claims (3)

1. 車両用警音器のディスクであって、
   ディスクの全領域が、振動特性が相異なる複数の領域に分割され、前記複数の領域が前記ディスクの円周方向に沿って配置された構造を有し、
   前記複数の領域は、相異なる面積を有するように分割形成されたことにより、相異なる振動特性を有し、前記ディスクの外周縁から中心に向かって長く形成された切開部が形成されて分割された構造であり、
   共振周波数は、各分割領域の面積によって異なることを特徴とする車両用警音器のディスク。
2. 前記切開部は、前記ディスクの外周縁から中心に向かって半径方向に沿って長く形成さ
   れたことを特徴とする請求項１に記載の車両用警音器のディスク。
3. 前記ディスクの振動により発生する音の周波数成分は、「加振力周波数成分×ディスク振動周波数成分」で表され、加振力は、ディスクの中心点に適用されることを特徴とする請求項１に記載の車両用警音器のディスク。

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