JP6560585B2 - 車両用ホーン - Google Patents

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振動板とは別途製作する必要があり、車両用ホーンのボディに筒状部材の一端部を径外方向に弾性変形させて取り付けをしなければならない。このため、車両用ホーンの製造コストがかさむうえに可動鉄芯の軸線方向の高さが高くなり質量も増大する課題がある。また、筒状部材を別途ボディに取り付けしているため、筒状部材とボディとの取り付け部分（弾性変形部分）が経年劣化して筒状部材がボディから意図せずして外れてしまい、音圧を高めることができなくなってしまうといったおそれもある。

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、製造コストや質量が増加することなく、簡易な構成でありながら、音圧レベルを向上させると共に、長期間にわたって当初性能を維持す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、内底部を有する筒体に形成されたボディと、前記ボディに固定された電磁石と、前記ボディの開口部を覆う配置で前記電磁石のシャフトを介して前記ボディに取り付けられた振動板と、前記振動板よりも前方位置で前記シャフトに固定された共振板と、を有する車両用ホーンであって、前記振動板の外周縁位置は前記共振板の外周縁位置よりも径方向外側まで延設され、前記振動板の延設部に前記共振板に向けて折り曲げられた折り曲げ部が形成されていることを特徴とする車両用ホーンである。

このように振動板に折り曲げ部を形成することにより、振動板と共振板との間で発生した警報音を共振板より前方に反射させることで、車両の前方位置（音圧計測基準位置）における警報音の音圧レベルを向上させることができる。

また、前記折り曲げ部は、前記振動板から前記共振板に向って拡径する形状に形成されていることが好ましい。

これにより、警報音を車両の前方の限られた範囲だけではなく、車両の前方の広範囲にわたって警報音を発することができる。

また、前記振動板は、前記ボディの開口部より内方へ凹んだ状態で装着されていて、前記折り曲げ部は、前記ボディの内壁面に沿って前記ボディの開口部に向って折り曲げられていると共に、前記ボディの開口部側の端部に重ね合わせられていることが好ましい。

これにより、振動板と共振板との間で生成された警報音は、振動板よりも後方側（すなわち、車両用ホーンの背面側）に入り込むことがないため、折り曲げ部に沿って振動板の前方側にむけて確実に警報音を反射させることができる。これにより、振動板を大きくする必要がなくなるので、振動板を振動させるための電磁石の大型化も回避することができ、車両用ホーンの小型化を促進させることができる。

本発明にかかる車両用ホーンの構成を採用することにより、製造コストや質量を増加させることなく、簡易な構成であって、警報音の音圧レベルを向上させると共に、長期間にわたって当初性能を維持することが可能な車両用ホーンを提供することができる。

本実施形態にかかる車両用ホーンの正面図である。 本実施形態にかかる車両用ホーンの正面側からの斜視図である。 本実施形態にかか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。 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、本発明にかか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、本実施形態にかかる車両用ホーン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６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が巻かれるボビン２５は、円筒形の巻線部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。本実施形態のフランジ２５Ｂは、図５および図６に示すように、巻線部２５Ａの全周方向に配設されておらず、巻線部２５Ａの周方向に沿って所要間隔をあけて欠損部２５Ｃが形成されている。巻線部２５Ａの一方の端部における欠損部２５Ｃと巻線部２５Ａの他方の端部における欠損部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に設けられている。巻線部２５Ａの一方の端部においては、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の一部を切り欠きすることにより、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、巻線部２５Ａの外周面に鉄芯２２の周方向突部２２Ｄを露出させることができる。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に巻線を巻回することにより、巻線の一部を鉄芯２２の周方向突部２２Ｄに接触させることができ、電磁石２０の磁力を向上させ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、ボビン強度は中央に挿通される鉄芯２２により確保され、巻線部２５Ａにコイル２４を巻き付けする際の力により切欠部２５Ｄが弾性変形することで周方向突部２２Ｄを挟圧するように巻線部２５Ａが周方向に圧縮された状態になる。これによりボビン２５と鉄芯２２とを一体化させた状態で固定することができる。

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、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に電磁石２０を固定している。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８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７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い。

この点、本実施形態にかかる鉄芯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８（Ａ）および図８（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７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で好都合である。また、図７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９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の構成を採用により、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かかる車両用ホーン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、本実施形態で説明した電磁石２０の鉄芯２２とボビン２５の形状は従来技術にあるような公知の形状の鉄芯２２およびボビン２５を採用してもよい。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１０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。要は、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が形成されていればよい。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 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 (3)

1. 内底部を有する筒体に形成されたボディと、前記ボディに固定された電磁石と、前記ボディの開口部を覆う配置で前記電磁石のシャフトを介して前記ボディに取り付けられた振動板と、前記振動板よりも前方位置で前記シャフトに固定された共振板と、を有する車両用ホーンであって、
   前記振動板の外周縁位置は前記共振板の外周縁位置よりも径方向外側まで延設され、前記振動板の延設部に前記共振板に向けて折り曲げられた折り曲げ部が形成されていることを特徴とする車両用ホーン。
2. 前記折り曲げ部は、前記振動板から前記共振板に向って拡径する形状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。
3. 前記振動板は、前記ボディの開口部より内方へ凹んだ状態で装着されていて、前記折り曲げ部は、前記ボディの内壁面に沿って前記ボディの開口部に向って折り曲げられていると共に、前記ボディの開口部側の端部に重ね合わせら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。

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