JP6339990B2

JP6339990B2 - 車両用ホーン

Info

Publication number: JP6339990B2
Application number: JP2015197713A
Authority: JP
Inventors: 耕三大土井; 和裕植村
Original assignee: 丸子警報器株式会社
Priority date: 2015-10-05
Filing date: 2015-10-05
Publication date: 2018-06-06
Anticipated expiration: 2035-10-05
Also published as: JP2017072650A

Description

本発明は自動車等の車両に警報器として装着される車両用ホーンに関する。

電磁石の作用でシャフトを鉄心に断続的に接離動させ、振動板を振動させることによって警報音を発生する車両用ホーンの構成は、例示するまでもなく広く知られている。一般に、車両用ホーンは、自車周辺の歩行者および他車の運転者に警報を発するものであるため、車両用ホーンは十分な音圧で警報音を発することが必要とされている。このためには車両用ホーンに強力な電磁石や大きな振動板を適用すればよいが、このような方法においては、車両重量の増加につながるため、強力な電磁石や大きな振動板は実質的には採用することができない。

近年においては、電磁石や振動板の大きさを変えることなく、必要にして十分な音圧を有する警報音を発することを可能にする車両用ホーンが特許文献１において提案されている。この車両用ホーンは、振動板が生じた警報音を積極的に警報器の前方に誘導させるため、ボディ（ハウジング）の外周縁部に一端が固定され振動板と共振板の外周を囲む筒状部材を備えている。

特開２０１３−２５０７８号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている車両用ホーンの構成は、音の拡散を防ぐための筒状部材を有する点が特徴であり、その他の構成については従来の車両用ホーンの構成と同様の構成が採用されている。すなわち特許文献１で採用されている電磁石を構成するコイルは、強度を確保するために所定の厚さ寸法に形成された円筒状の胴部（ボビン）に巻装されているため、胴部の中心孔に挿入されている固定コアとコイルとの間には胴部の肉厚が存在することになる。このため、コイルと固定コアとは離反することになり、磁束密度が低下してしまう。このような磁束密度の低下を補うためには胴部へのコイルの巻き数を増加させなければならず、電磁石は重量増や製造コストが高くなるという課題がある。

そこで本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、コイルと固定コアとの距離を近づけることで電磁石の磁束密度を高め、低コストでの製造と音圧レベルを向上させることが可能な車両用ホーンを提供することにある。

上記課題を解決するため発明者が鋭意研究した結果、以下の構成に想到した。
すなわち、本発明は、ボディと、前記ボディに固定された電磁石と、前記電磁石の固定コアと前記固定コアと対向配置された可動コアと共に前記ボディに取り付けられた振動板と、を有する車両用ホーンであって、前記電磁石は、コイルと、前記コイルが巻装される胴部および前記胴部の両端部に形成されたフランジを有するボビンと、前記胴部に形成された中心孔の一方側から挿入される前記固定コアと、を有し、前記フランジのうち少なくとも一方には、周方向においてフランジ欠損部が所要間隔をあけて形成されていると共に、前記胴部には前記固定コアが挿入される側における前記フランジ欠損部の位置に位置合わせして切欠部が形成され、前記固定コアの外周面には、前記切欠部に進入可能な周方向突部が形成されていることを特徴とする。

このように警報音を発生させる振動板の駆動源である電磁石の構成を小型化すると共に磁束密度を高めることができるので、従来技術と同程度の大きさに形成された電磁石であっても、警報音の音圧レベルを向上させることができる。

また、前記周方向突部は、前記胴部に前記固定コアが挿入されている状態で前記周方向突部の外周面高さと前記胴部の外周面との径方向における高さ位置が等しくなる寸法に形成されていることが好ましい。

これにより、固定コアとコイルとのギャップ（固定コアとコイルとの距離）がゼロになる部分を作り出すことができるため、磁束密度を向上させることができる。また、胴部にコイルを巻装する際に、胴部と固定コアの突部との密着性を高めることもできる。さらに、胴部を薄肉化しても必要にして十分な強度を持たせることができ、ギャップがゼロでない部分であってもギャップを小さくすることができるから、電磁石の出力向上および軽量化が可能になる。

また、前記切欠部と前記周方向突部とは、嵌合可能に形成されていることが好ましい。

これにより、胴部と固定コアの周方向突部との密着性を高めることができるため、胴部を薄肉化しても固定コアによる強度を胴部の強度として利用することができるから、電磁石の軽量化が可能になる。

また、前記フランジ欠損部は前記胴部の一方のフランジおよび他方のフランジにそれぞれ形成されていて、前記一方のフランジにおける前記フランジ欠損部の配設位置と、前記他方のフランジにおける前記フランジ欠損部の配設位置とは、前記胴部の周方向において互い違いの位置関係となるように形成されていることが好ましい。

これにより、電磁石のさらなる軽量化が可能になる。

本発明における車両用ホーンの構成を採用することにより、製造コストや質量および容積を増加させることなく、警報音の音圧レベルを向上させることが可能な車両用ホーンを提供することができる。

本実施形態における車両用ホーンの正面図である。本実施形態における車両用ホーンの正面側からの斜視図である。本実施形態における車両用ホーンの右側面図である。図１内のＡ−Ａ線における断面図である。本実施形態におけるボビンと鉄芯の構成を示す斜視図である。図５のボビンと鉄芯とを分離させた状態を示す斜視図である。ボビンの巻線部における断面図である鉄芯とシャフトとの当接面どうしの離間距離と互いの吸引力の強さの関係を示すグラフである。図４内のＢ部分の拡大図である。図４内のＣ部分の拡大図である。折り曲げ部の変形例を示す説明図である。

以下、本発明における車両用ホーンの実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１〜図４に示すように、本実施形態における車両用ホーン１００は、一端が開口し、他端が有底に形成された有底筒体をなすボディ１０と、ボディ１０の底部側内部空間に収容された電磁石２０と、ボディ１０の開口部を覆って配設された振動板３０と、振動板３０の前方位置に配設された共振板４０と、を有している。
車両用ホーン１００はこれら以外にも各種の構成を具備しているが、本明細書において説明しない他の構成については、公知の車両用ホーンと同様の構成を採用することができるため、ここでの詳細な説明は省略している。

ボディ１０は、車両用ホーン１００の背面側となる底部に縮径された内底部１２が設けられた変形有底筒体に形成されている。ボディ１０の内底部１２には貫通孔１２Ａが穿設されている。貫通孔１２Ａには後述する電磁石２０の固定コアとしての鉄芯２２を貫通させ、鉄芯２２を内底部１２にかしめることにより、電磁石２０が内底部１２に組み付けられている。貫通孔１２Ａより内底部１２の背面側に露出する鉄芯２２には、車両用ホーン１００を図示しない車両に装着するためのブラケット６０が取り付けられている。

ボディ１０の内部空間には電磁石２０が収容されている。本実施形態では一般的な電磁石２０と同様に、固定コアとしての鉄芯２２とボビン２５に巻かれたコイル２４（巻線）と可動コアとしてのシャフト２６とを有している。電磁石２０（コイル２４）への通電によりシャフト２６が鉄芯２２に吸引され、シャフト２６が接点板５０を押すことにより接点板５０と接点７０との接続が解除され通電が停止し、シャフト２６が鉄芯２２から離れる。シャフト２６が鉄芯２２から離れると接点板５０と接点７０とによる通電が再開し、シャフト２６が鉄芯２２に再び吸引されることになる。この動作を繰り返すことによりシャフト２６に取り付けられた振動板３０と、振動板３０に共振する共振板４０が振動することで警報音（空気の振動）が生成される。

電磁石２０の構成について図４〜図７を参照しながら説明を行う。図４に示すように、鉄芯２２は大径部２２Ａと小径部２２Ｂとを有し、大径部２２Ａの高さ方向における端部（鉄芯２２の上端部）には円柱状の突部２２Ｃが形成されている。また図６に示すように、大径部２２Ａの側周面には、周方向に沿って所要間隔をあけて周方向突部２２Ｄが形成されている。周方向突部２２Ｄは、大径部２２Ａの側周面から径外方向に突出する突部に形成されている。また、大径部２２Ａと小径部２２Ｂとの間には中径部２２Ｅが形成されている（図４参照）。

また、図６に示すように、コイル２４が巻装されるボビン２５は、コイル２４が巻き付けられる胴部として円筒形に形成された巻線部２５Ａと、巻線部２５Ａの両端部に形成されたフランジ２５Ｂとを有している。ここでは、巻線部２５Ａである円筒形部分の中心孔を固定コアとしての鉄芯２２およびこれに対向配置されたシャフト２６の挿入孔として用いている。また、フランジ２５Ｂは、図５および図６に示すように、巻線部２５Ａの全周にわたっては配設されておらず、巻線部２５Ａの周方向に沿って所要間隔をあけてフランジ欠損部２５Ｃが形成されている。

巻線部２５Ａの一方（鉄芯２２の挿入側）の端部におけるフランジ欠損部２５Ｃと巻線部２５Ａの他方（シャフト２６の挿入側）の端部におけるフランジ欠損部２５Ｃとの位置は、巻線部２５Ａの周方向において互い違いとなる配置（千鳥状配置）で設けられている。巻線部２５Ａの一方の端部においては、フランジ欠損部２５Ｃの位置に合わせて切欠部２５Ｄが形成されている。このように巻線部２５Ａおよびフランジ２５Ｂの一部を切り欠くことにより、ボビン２５を軽量化することが可能になる。

また、巻線部２５Ａに形成された切欠部２５Ｄは、鉄芯２２の周方向突部２２Ｄの配設位置および配設範囲に対応している（図６参照）。鉄芯２２の周方向突部２２Ｄを切欠部２５Ｄに進入させて凹凸嵌合させることにより、鉄芯２２とボビン２５とを一体に組み立てすることができる。また、巻線部２５Ａの肉厚寸法と、鉄芯２２の周方向突部２２Ｄの突出高さ寸法とを等しく形成すれば、図７に示すように巻線部２５Ａの外周面に鉄芯２２の周方向突部２２Ｄを径方向において同一の高さ位置となるように露出させることができる。

なお、図７は巻線部２５Ａの切欠部２５Ｄが形成されている部分において、巻線部２５Ａの長手方向直交方向における断面図である。このような外周面の一部に鉄芯２２を露出させた巻線部２５Ａにコイル２４を巻装することにより、コイル２４の一部を鉄芯２２の周方向突部２２Ｄに接触させることができ、電磁石２０の磁束密度を高めることが可能になる。すなわち、ボビン２５へのコイル２４の巻き回数を削減することができるから、電磁石２０の軽量化と製造コストの低減が可能になる。

また、ボビン２５の強度は中央に挿通される鉄芯２２により確保されることに加え、巻線部２５Ａにコイル２４を巻き付け（巻装）することにより切欠部２５Ｄを弾性変形させ、周方向突部２２Ｄを切欠部２５Ｄにより挟圧させることで、鉄芯２２とボビン２５とを略一体化する（固定する）ことができる。また、この状態（巻線部２５Ａにコイルが巻装された状態）において、巻線部２５Ａの外表面と周方向突部２２Ｄの外表面の径方向高さ位置が同一高さ位置（同一周面）になるように周方向突部２２Ｄの高さ寸法を調整しておけば好都合である。このようなボビン２５によれば、胴部２５Ａの肉厚寸法を薄肉化することができ、コイル２４全体と鉄芯２２との距離を縮めることができる点においても、電磁石２０の磁束密度向上が期待できる点において好都合である。

このようにして形成された電磁石２０は、ボディ１０の内底部１２の貫通孔１２Ａに鉄芯２２の小径部２２Ｂおよび中径部２２Ｅを挿通させた後、図示しないかしめ部材を用いて中径部２２Ｅの部分でボディ１０の内底部１２に固定されることになる。小径部２２Ｂの先端部分はボルト形状に形成されていて、ブラケット６０を取り付けすることができる。

また、電磁石２０の構成の一部である可動コアとしてのシャフト２６は、図４および図９に示すように、鉄芯２２との当接面が鉄芯２２の大径部２２Ａの上端部（上端面）に形成された突部２２Ｃと凹凸嵌合可能な凹部２６Ａに形成されている。

鉄芯２２とシャフト２６との当接面どうしの離間距離と互いの吸引力の強さとの間には、吸引力が離間距離の２乗に反比例することが知られている。図８は、鉄芯２２とシャフト２６との当接面どうしの離間距離（コアギャップ）と互いの吸引力の強さの関係を示したグラフである。破線であらわしたグラフが従来技術（鉄芯２２とシャフト２６の当接面が互いに平坦面である）におけるグラフである。したがって、車両用ホーン１００を組み立てる際および／または組立後の接点板５０の位置の調整を行う際においては、鉄芯２２とシャフト２６との当接面どうしの離間距離の調整を高い精度で行わなければならなかった。

この点、本実施形態における鉄芯２２とシャフト２６のように、互いの当接面（突部２２Ｃと凹部２６Ａ）が凹凸嵌合する形状に形成されていることで、図９（Ａ）および図９（Ｂ）に示すように鉄芯２２およびシャフト２６の当接面どうし（突部２２Ｃと凹部２６Ａ）を接離動させた際に、接離動方向に直交する平面部分における離間距離ｄ１と、接離動方向に平行な平面部分における離間距離ｄ２とを異ならせることができる。これにより図８の実線であらわされているグラフのように、鉄芯２２とシャフト２６とを接離動させた際における互いの吸引力の急激な変化を大幅に軽減することができ、接点板５０がオンになっている範囲の調整（チューニング）を容易に行うことができる点において好都合である。また、図８のグラフからも明らかであるとおり従来技術に比較して、接点板５０がオンになっている際における吸引力を高めることもできる。

また、接離動方向に直交する平面部分における離間距離ｄ１と、接離動方向に平行な平面部分における離間距離ｄ２とを異ならせることができる範囲を広げることにより、接点板５０のチューニングをより容易に行うことができる。本実施形態以外の形態例としては、鉄芯２２とシャフト２６の接離動方向に平行な平面部分における離間距離ｄ２を構成する箇所を増加させる形態の他、鉄芯２２の突部２２Ｃの突出高さｈ１とシャフト２６の凹部２６Ａの深さｈ２を可及的に増やす形態を採用することが好ましい。

このような電磁石２０の動作により振動する振動板３０は、シャフト２６を挿通させることによりシャフト２６を介してボディ１０に取り付けられている。振動板３０と共振する共振板４０は、振動板３０の径寸法（ボディ１０の開口面の径寸法）よりも小径寸法に形成されていて、振動板３０と同様にシャフト２６を挿通させることにより保持されている。共振板４０と振動板３０との間にはスペーサ４２が配設されており、共振板４０は振動板３０と所要間隔をあけた状態で振動板３０よりも前方側位置でボディ１０の開口部（振動板３０の前方部分）を覆うようにしてボディ１０に取り付けられている。

車両用ホーン１００の警報音は、電磁石２０の作用によりシャフト２６を鉄芯２２に接離動させ、振動板３０を振動させると共に、共振板４０を振動板３０に共振させることで振動板３０と共振板４０との間の空気を振動させることにより生成されている。このようにして生成された警報音（振動させた空気）をいかに効率的に車両用ホーン１００の前方に向けて放出させるかが重要になる。

この点、本実施形態においては、振動板３０の外周縁の径方向における所要幅範囲を共振板４０の外周縁よりも径方向外側部分でボディ１０の形状に倣って曲折させた折り曲げ部３２に形成している。そして振動板３０は、図４および図１０に示すように、折り曲げ部３２が形成されている部分よりも径方向内側における平面部分である主平面３３の位置がボディ１０の開口端面位置よりもボディ１０の内底部側の位置に位置した状態でボディ１０の開口部を覆うように配設されている。

折り曲げ部３２は、折り曲げ部３２の曲折開始位置から共振板４０の配設位置側（車両用ホーン１００の前方側）に離反するに伴って径寸法が徐々に拡径する拡径形状に形成されている。折り曲げ部３２の外周縁部分３２Ａは、ボディ１０の外周縁部分１４の外表面に沿ってボディ１０の後方側に向かうように曲折されている。なお、ボディ１０と振動板３０とは互いに近接または密着してはいるものの一体化はされていない。

本実施形態で示すような振動板３０の形状を採用することにより、振動板３０と共振板４０との間の空間（警報音生成空間）に車両用ホーン１００の正面側に開口する隙間Ｓが形成されることになる。このようにボディ１０と振動板３０との間には音の進入部分を設けずに、振動板３０と共振板４０との間の警報音生成空間に、車両用ホーン１００の正面側に開口する隙間Ｓを設けることで、振動板３０と共振板４０とにより生成された空気の振動波の全てを隙間Ｓから車両用ホーン１００の前方に向けて警報音として放出させることができる。

このような振動板３０の構成を採用することによって、電磁石２０や振動板３０を大型化させなくても必要にして十分な音圧を有する警報音を発することができるのである。出願人による実験の結果、本実施形態の車両用ホーン１００の警報音は、出願人の従来製品における警報音に比較して同等以上音圧を有していることを確認することができた。

また、振動板３０折り曲げ部３２の外周縁部分３２Ａがボディ１０（車両用ホーン１００）の背面側に沿うように折り曲げられていることにより、ボディ１０の開口部が振動板３０により完全に覆われた状態にすることができる。これにより車両用ホーン１００の正面側に放音用の隙間Ｓが形成されていても、車両用ホーン１００の正面側から異物がボディ１０の内部空間に侵入することを確実に防止することができる。また、異物が隙間Ｓから振動板３０と共振板４０との間の警報音生成空間に進入したとしても、重力の作用により隙間Ｓのいずれかの位置から異物を車両用ホーン１００の外部に排出させることができる。

以上に実施形態に基づいて本発明における車両用ホーン１００の形態について説明をしたが、本発明における技術的範囲は以上の実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態では、巻線部２５Ａにコイル２４が巻装される前または巻装させた後の状態において、鉄芯２２の周方向突部２２Ｄの上端面高さ位置が巻線部２５Ａの外周面高さ位置と同じ高さになる形態について説明したが、周方向突部２２Ｄの高さ位置は巻線部２５Ａの部材厚さ範囲内に位置していればよい。要は、鉄芯２２の周方向突部２２Ｄがボビン２５の切欠部２５Ｄに進入した状態が維持されればよいのである。

また、鉄芯２２とシャフト２６との当接面どうしが凹凸嵌合可能な形状に形成されている形態例に基づいて説明したが、鉄芯２２とシャフト２６の当接面を互いに平坦面に形成した形態とすることももちろん可能である。

また、振動板３０の折り曲げ部３２は、振動板３０の外周端縁に接近するに伴って拡径形状に形成される形態について説明しているが、図１１に示すように折り曲げ部３２は振動板３０に対して直角方向に曲折させるようにしてもよい。このように共振板４０の外周端縁よりも外方位置に折り曲げ部３２を形成することで、振動板３０と共振板４０との間の警報音生成空間内で生成された振動空気を車両用ホーン１００の前方の所要範囲に向けて放出させるための隙間Ｓが形成されていることが好適である。振動板３０において折り曲げ部３２と主平面３３とにより形成される角度αは９０度〜１３５度程度であることが好ましい。

１０ボディ，１２内底部，１２Ａ貫通孔，１４外周縁部分，
２０電磁石，２２鉄芯，２２Ａ大径部，２２Ｂ小径部，２２Ｃ突部，
２２Ｄ周方向突部，２２Ｅ中径部，
２４コイル，２５ボビン，
２５Ａ巻線部，２５Ｂフランジ，２５Ｃフランジ欠損部，２５Ｄ切欠部，
２６シャフト，２６Ａ凹部，
３０振動板，３２折り曲げ部，３２Ａ外周縁部分，３３主平面，
４０共振板，４２スペーサ，
５０接点板，６０ブラケット，７０接点，１００車両用ホーン，
ｄ１接離動方向に直交する平面部分における離間距離，
ｄ２接離動方向に平行な平面部分における離間距離，
Ｓ隙間

Claims

ボディと、前記ボディに固定された電磁石と、前記電磁石の固定コアと前記固定コアと対向配置された可動コアと共に前記ボディに取り付けられた振動板と、を有する車両用ホーンであって、
前記電磁石は、コイルと、前記コイルが巻装される胴部および前記胴部の両端部に形成されたフランジを有するボビンと、前記胴部に形成された中心孔の一方側から挿入される前記固定コアと、を有し、
前記フランジのうち少なくとも一方には、周方向においてフランジ欠損部が所要間隔をあけて形成されていると共に、前記胴部には前記固定コアが挿入される側における前記フランジ欠損部の位置に位置合わせして切欠部が形成され、
前記固定コアの外周面には、前記切欠部に進入可能な周方向突部が形成されていることを特徴とする車両用ホーン。
前記周方向突部は、
前記胴部に前記固定コアが挿入されている状態で前記周方向突部の外周面高さと前記胴部の外周面との径方向における高さ位置が等しくなる寸法に形成されていることを特徴とする請求項１記載の車両用ホーン。
前記切欠部と前記周方向突部とは、嵌合可能に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の車両用ホーン。
前記フランジ欠損部は前記胴部の一方のフランジおよび他方のフランジにそれぞれ形成されていて、
前記一方のフランジにおける前記フランジ欠損部の配設位置と、前記他方のフランジにおける前記フランジ欠損部の配設位置とは、前記胴部の周方向において互い違いの位置関係となるように形成されていることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の車両用ホーン。