JPH11202871A - 打撃音発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で音圧レベルが高く、組立てが容易で、
しかも耐久性に優れた打撃音発生装置を提供する。 【解決手段】 打撃音発生装置２０は、磁性材料で形成
され、底部を有する中空状のヨーク２４と、ヨーク２４
の底部に立設した鉄心２１と、鉄心２１に磁界を供給す
るための電磁コイル２２と、鉄心２１の先端部２１ａか
ら所定距離隔てて配置された音響板２５と、鉄心２１と
音響板２５との間に介在し、磁性材料から成る打撃子３
０と、打撃子３０を鉄心２１の軸方向に沿って変位自在
に弾性支持するための板ばね３３などで構成され、電磁
コイル２２を通電することによって、打撃子３０が鉄心
２１または音響板２５を打撃し、打撃音を発生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電流駆動によって
打撃音を発生する打撃音発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車、自動二輪車や原動機付二輪車な
ど道路走行車両には、右折や左折、車線変更、警報等を
ランプの点滅で周囲に知らせるためのフラッシャ（ウイ
ンカ）が取り付けられる。フラッシャの操作スイッチ
は、通常、運転席のハンドル近くに設けられ、ランプの
通電をオンオフするスイッチング素子として接点式リレ
ーや半導体スイッチング素子が使用されている。

【０００３】リレーを使用した場合は、アマチュアが鉄
心に吸引されたり離れたりすることによって接点の開閉
が行われ、この動作に合わせてアマチュアの打撃音が発
生する。運転手や同乗者は打撃音によってフラッシャ動
作を聴覚的にも確認できるという利点があるため、こう
したリレー動作音を積極的に発生させている。

【０００４】半導体スイッチング素子を使用した場合、
接点開閉に伴う動作音が発生しない。そのため、フラッ
シャ動作を聴覚的に確認したい場合は、半導体スイッチ
ング素子とは別にブザーやスピーカ等の音源回路を設け
る必要がある。

【０００５】図８は、従来の打撃音発生装置の一例を示
す構成図である。この装置は、リレー型構造を成し、柱
状の鉄心１と、鉄心１の周囲にボビン３を介して巻回さ
れた電磁コイル２と、鉄心１の後端と接触したＬ字状の
ヨーク４と、ヨーク４の先端に接触し、鉄心１の先端か
ら離反するように支持された可動片５と、可動片５およ
びヨーク４に固定され、可動片５を揺動自在に支持する
板ばね６と、可動片５の上面に形成された突起７と、突
起７が当接して打撃音を発生するコ字状の発音体８など
で構成される。

【０００６】電磁コイル２が非通電の状態では、可動片
５は板ばね６によって上方に付勢され、突起７は発音体
８に接触している。電磁コイル２を通電すると可動片５
が吸引されて、鉄心１との接触による打撃音を発生す
る。こうした吸引状態で電磁コイル２の通電を停止する
と、板ばね６の復元力によって可動片５が復帰し、発音
体８との接触による打撃音を発生する。

【０００７】図９は、従来の打撃音発生装置の他の例を
示す構成図である。この装置は、電磁プランジャ型構造
を成し、コイルボビン１と、コイルボビン１の周囲に巻
回された電磁コイル２と、コイルボビン１の両端と接触
したヨーク４と、コイルボビン１の中心貫通孔に摺動自
在に挿入されたプランジャ９と、プランジャ９を弾性支
持するためのコイルばね１０と、プランジャ９の先端お
よび後端に形成された突起１１、１２と、突起１１、１
２が当接して打撃音を発生するコ字状の発音体８などで
構成される。

【０００８】電磁コイル２が非通電の状態では、プラン
ジャ９は発音体８に接触しないようにコイルばね１０に
よって支持されている。電磁コイル２を通電するとプラ
ンジャ９がコイルボビン１の内部に吸引され、その勢い
で突起１２が発音体８に当接して打撃音を発生する。次
に電磁コイル２の通電を停止すると、コイルばね１０の
復元力によってプランジャ９が復帰し、戻る勢いで突起
１１が発音体８に当接して打撃音を発生する。

【０００９】その他の先行技術は、実開昭６３−１１９
１８７（自動二輪車のウインカー用電磁継電器）、実公
昭５７−３１３４５（ベル装置）、実開昭５５−１６５
５６（電磁吸引式ブザー）、特公昭３６−１４２２７
（電磁警報装置）等がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図８の
打撃音発生装置は、可動片５が板ばね６によって片持ち
支持されているため、可動片５の運動による応力変化が
板ばね６の一部に集中して、摩耗や亀裂が生じ易く、耐
久性に難がある。また、可動片５およびヨーク４の磁路
断面積が小さいため、可動片５の磁気吸引力を大きくで
きない。さらに、板ばね６や可動片５の取付け構造が複
雑であり、製造コストの低減が難しい。

【００１１】一方、図９の打撃音発生装置は、プランジ
ャ９のストロークおよび吸引力を確保するために全体形
状を細長くする必要があり、しかも２つの打点位置が遠
いために発音体８が大型になり、全体として小型化が難
しい。また、プランジャ９の往復運動によってプランジ
ャ９とコイルボビン１との摺動部分が摩耗するため、耐
久性に問題がある。さらに、プランジャ９やコイルばね
１０の取付け構造が複雑であり、製造コストの低減が難
しい。

【００１２】本発明の目的は、小型で音圧レベルが高
く、組立てが容易で、しかも耐久性に優れた打撃音発生
装置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、磁性材料で形
成され、底部を有する中空状のヨーク部材と、ヨーク部
材の底部に立設した鉄心と、鉄心に磁界を供給するため
の電磁コイルと、鉄心の先端から所定距離隔てて配置さ
れた音響部材と、鉄心と音響部材との間に介在し、磁性
材料から成る打撃子と、打撃子を鉄心の軸方向に沿って
変位自在に弾性支持するための支持部材とを備え、電磁
コイルを通電することによって、打撃子が鉄心または音
響部材を打撃し、打撃音を発生することを特徴とする打
撃音発生装置である。

【００１４】本発明に従えば、鉄心と音響部材との間に
打撃子を介在させ、打撃子を鉄心の軸方向に沿って変位
自在に弾性支持することによって、打撃子が他の部材と
摺動したり接触する部分を大幅に減らすことができるた
め、耐久性を格段に向上できる。さらに、打撃子の支持
構造が簡単になるため、部品加工や装置組立てが容易に
なる。

【００１５】また、ヨーク部材の内部に打撃子、鉄心、
電磁コイル等の主要部品を収容しているため、水密性や
気密性に優れた構造を容易に実現できる。また、ヨーク
部材の内部空間が音響的な共鳴空間となり得るため、音
圧レベルの向上に寄与する。しかも、装置全体の形状が
ヨーク部材の外形で規定されるため、電子部品としての
取扱いが容易になり、磁束漏洩も少なくなる。

【００１６】また本発明は、打撃子の周縁部がヨーク部
材の内側面に近接して、打撃子、鉄心およびヨーク部材
から成る磁気回路が形成されていることを特徴とする。

【００１７】本発明に従えば、打撃子やヨーク部材の磁
路断面積を大きく確保できるため、打撃子に作用する磁
力を高く維持できる。その結果、磁気効率が向上して、
小型であっても発音効率および音圧レベルを向上でき
る。

【００１８】また本発明は、打撃子の鉄心および音響部
材に対向する両面に突起部がそれぞれ形成されているこ
とを特徴とする。

【００１９】本発明に従えば、打撃子の両面に突起部を
形成することによって、鉄心および音響部材を打撃する
際に衝撃力が強くなるため、音圧ピークの鋭い打撃音を
得ることができる。

【００２０】また本発明は、車両のフラッシャ点滅と同
期して、電磁コイルを通電するための駆動回路を備える
ことを特徴とする。

【００２１】本発明に従えば、車両のフラッシャ点滅と
同期して打撃音が発生するようになるため、運転手や同
乗者にフラッシャ点滅を聴覚的に確実に告知できる。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１（ａ）は本発明の第１実施形
態の構成を示す断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）
中のＡ−Ａ矢視図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）中の
二点鎖線円の部分拡大図である。打撃音発生装置２０
は、柱状の鉄心２１と、鉄心２１の周囲にボビン２３を
介して巻回された電磁コイル２２と、底部および円筒部
から成る中空状のヨーク２４と、鉄心２１の先端部２１
ａから所定距離隔てて配置された音響板２５と、鉄心２
１と音響板２５との間に介在する打撃子３０と、打撃子
３０を鉄心２１の軸方向に沿って変位自在に弾性支持す
るための板ばね３３などで構成される。

【００２３】鉄心２１は、磁性材料で形成され、ヨーク
２４の中心軸に沿ってヨーク２４の底部から立設してい
る。電磁コイル２２は、駆動回路（不図示）から電流が
供給されると磁界を発生し、鉄心２１を励磁する。

【００２４】ヨーク２４は、磁性材料で形成され、中空
状の内部空間が音響的な共鳴空間ととして機能するとと
もに、水密性や気密性を保つ密閉構造および磁束漏洩を
低減する磁気シールドとしても機能する。音響板２５
は、円板状のダイアフラムとして形成され、ヨーク２４
の上端部に円筒状のスペーサ２６を介して固定されてい
る。

【００２５】打撃子３０は、磁性材料で形成され、周縁
部より中心が厚い円盤状を成し、鉄心および音響部材に
対向する両面の中央には突起部３１、３２がそれぞれ形
成されている。こうした突起部３１、３２を形成するこ
とによって、鉄心２１および音響板２５への衝撃力が強
くなるため、音圧ピークの鋭い打撃音が得られる。

【００２６】鉄心２１の先端部２１ａがＮ極となる場合
は、先端部２１ａから出た磁束φは、打撃子３０の突起
部３１および周縁部、ヨーク２４の上端部、円筒部およ
び底部を通って、再び鉄心２１に戻る磁気回路を形成す
る。先端部２１ａがＳ極となる場合は、磁束φは逆の経
路に沿って通過する。こうした閉じた磁気回路を形成す
ることによって、打撃子３０やヨーク２４の磁路断面積
を大きく確保できるため、磁気効率、発音効率および音
圧レベルを向上できる。

【００２７】音響板２５は、強度や耐久性、音色の点
で、真鍮等で形成することが好ましい。

【００２８】図１（ｂ）は、スペーサ２６、打撃子３０
および音響板２５を取り外して上方から見た平面図であ
る。板ばね３３は、同軸配置の大小２つのリング３３
ａ、３３ｄの間を３本の橋渡し部３３ｃで連結した形状
であり、中央のリング３３ａには突起部３１の位置決め
孔３３ｂが形成される。

【００２９】リング３３ｄは、図１（ｃ）に示すよう
に、ヨーク２４の上端部に形成された段差部の内側に略
勘合し、スペーサ２６が装着された状態でヨーク２４と
スペーサ２６との間にリング３３ｄの厚さより僅かに大
きな隙間が形成され、この隙間によってリング３３ｄが
上下動可能なように緩く支持される。こうした揺動支持
機構によって、板ばね３３に作用する応力を分散できる
ため、板ばね３３の耐久性が向上する。

【００３０】また、打撃子３０の周縁部がヨーク２４の
上端部内側面に近接することによって、磁束φが打撃子
３０とヨーク２４との隙間を通過し易くなるため、打撃
子３０の低摩擦運動を確保しつつ、磁気損失を可及的に
抑制している。

【００３１】次に動作を説明する。電磁コイル２２に電
流が流れない非通電状態では、打撃子３０は板ばね３３
によって上方に付勢されており、上側の突起部３２が音
響板２５に当接した状態となり、下側の突起部３１と鉄
心２１の先端部２１ａとの間には０．６ｍｍ程度の隙間
が生ずる。

【００３２】次に、電磁コイル２２に直流電流を流す
と、鉄心２１が励磁され、打撃子３０を吸引する。この
とき打撃子３０は板ばね３３の付勢力に抗して、突起部
３１が鉄心２１の先端部２１ａに勢い良く衝突する。す
ると、突起部３１および先端部２１ａで鋭い打撃音が発
生して、打撃音は鉄心２１を伝わってヨーク２４全体を
振動させるとともに、ヨーク２４の内部空間でも共鳴し
て音響板２５を振動させ、さらにヨーク２４および音響
板２５の振動は外部に放出される。

【００３３】次に、電磁コイル２２の通電を停止する
と、打撃子３０の吸引力が無くなるため、板ばね３３の
復元力によって突起部３２が音響板２５に勢い良く衝突
する。すると、突起部３２および音響板２５で鋭い打撃
音が発生して、打撃音は音響板２５だけでなくヨーク２
４全体を振動させるとともに、ヨーク２４の内部空間で
も共鳴し、最終的に外部に放出される。

【００３４】こうして電磁コイル２２に流れるパルス電
流の立上り時および立下り時に、僅かに音色の異なる打
撃音が発生することになる。このパルス電流を車両のフ
ラッシャ点滅と同期させることによって、従来のリレー
式と同様に、運転手や同乗者にフラッシャ点滅を聴覚的
に確実に告知できる。

【００３５】なお、音響板２５やヨーク２４の一部に開
口を設けることによって、ヨーク２４の内部空間におけ
る共鳴特性を調整することが可能になる。

【００３６】また、上記構成では、鉄心２１と打撃子３
０との間の磁気吸引力だけを利用していたが、打撃子３
０自体を鉄心２１の軸方向に磁化された磁石で形成する
ことによって、鉄心２１と打撃子３０との間の磁気吸引
力および磁気反発力を利用した構成が可能になる。

【００３７】図２は、本発明の第２実施形態の構成を示
す断面図である。この打撃音発生装置２０は、全体の構
成部品は図１のものと同様であるが、板ばね３３が打撃
子３０の上側に固定され、打撃子３０を吊下げて弾性支
持する点が相違する。

【００３８】動作を説明すると、非通電状態において、
打撃子３０は板ばね３３によって上方に付勢され、突起
部３２が音響板２５に当接し、突起部３１と鉄心２１の
先端部２１ａとの間には隙間が存在する。電磁コイル２
２の通電を開始すると、打撃子３０が鉄心２１に勢い良
く衝突して、打撃音を発生する。電磁コイル２２の通電
を再び停止すると、板ばね３３の復元力によって打撃子
３０が音響板２５に勢い良く衝突して、打撃音を発生す
る。こうして電磁コイル２２に流れるパルス電流の立上
り時および立下り時にそれぞれ打撃音が発生する。

【００３９】図３は、本発明の第３実施形態の構成を示
す断面図である。この打撃音発生装置２０は、全体の構
成部品は図１のものと同様であるが、板ばね３３の代わ
りにコイルばね３４で打撃子３０を弾性支持する点が相
違する。そのため、板ばね３３を押えるためのスペーサ
２６が省略可能になり、密閉性がより向上する。

【００４０】コイルばね３４は、鉄心２１と同軸になる
ようにボビン２３の上に載置され、打撃子３０を上方に
付勢している。

【００４１】動作を説明すると、非通電状態において、
打撃子３０はコイルばね３４によって上方に付勢され、
突起部３２が音響板２５に当接し、突起部３１と鉄心２
１の先端部２１ａとの間には隙間が存在する。電磁コイ
ル２２の通電を開始すると、打撃子３０が鉄心２１に勢
い良く衝突して、打撃音を発生する。電磁コイル２２の
通電を再び停止すると、コイルばね３４の復元力によっ
て打撃子３０が音響板２５に勢い良く衝突して、打撃音
を発生する。こうして電磁コイル２２に流れるパルス電
流の立上り時および立下り時にそれぞれ打撃音が発生す
る。

【００４２】図４は、本発明の第４実施形態の構成を示
す平面図であり、理解容易のためにスペーサ２６、打撃
子３０および音響板２５を取り外して上方から見た状態
を示している。この打撃音発生装置２０は、全体の構成
部品は図１のものと同様であるが、板ばね３３、ヨーク
２４、ボビン２３および音響板２５が四角形状に形成さ
れている点が相違する。

【００４３】板ばね３３は、同軸配置の大小２つの四角
状のリング３３ａ、３３ｄの間を４本の橋渡し部３３ｃ
で連結した形状であり、中央のリング３３ａには突起部
３１の位置決め孔３３ｂが形成される。

【００４４】リング３３ｄは、図１（ｃ）と同様に、ヨ
ーク２４の上端部に形成された段差部の内側に略勘合
し、スペーサ２６が装着された状態でヨーク２４とスペ
ーサ２６との間にリング３３ｄの厚さより僅かに大きな
隙間が形成され、この隙間によってリング３３ｄが上下
動可能なように緩く支持される。動作は図１のものと同
様であるため、重複説明を省く。

【００４５】図５は動作を示すタイミング図であり、図
５（ａ）は電磁コイル２２に流れる電流、図５（ｂ）は
打撃子３０の変位、図５（ｃ）は打撃音の音圧レベルで
ある。時刻ｔ１の直前では、打撃子３０は板ばね３３や
コイルばね３４等の弾性支持部材によって上方に付勢さ
れ、音響板２５に当接している。時刻ｔ１で電流が流れ
ると、打撃子３０は吸引されて鉄心２１に衝突し、イン
パルス状の打撃音を発生する。次に時刻ｔ２で電流がゼ
ロになると、弾性支持部材によって打撃子３０が上方に
変位し、音響板２５に衝突し、インパルス状の打撃音を
発生する。

【００４６】こうして電流のパルス波形の立上りおよび
立下りのタイミングで打撃音を発生する。なお、車両の
フラッシャ点滅と同期する電流のパルス周期Ｔは０．５
〜１秒の範囲で設定される。

【００４７】図６は、打撃音発生装置２０の駆動回路の
一例を示すブロック図である。この例は、ランプ等のフ
ラッシャ４６を駆動する系統とは別個に打撃音発生装置
２０に駆動系統を設けている。

【００４８】車両のハンドル付近に設けられた方向指示
レバー等のスイッチ４１によって、右側フラッシャおよ
び左側フラッシャの一方または両方の点滅が指示される
と、ＣＰＵ（中央処理装置）４２は周期０．５〜１秒の
範囲で設定されるパルス信号Ｓａ、Ｓｂをドライバ回路
４４、４５に出力する。ドライバ回路４４は、パルス信
号Ｓａのオン時間に従って、バッテリ４３から供給され
る直流電圧Ｖｃを打撃音発生装置２０に供給し、図５に
示すように打撃音を発生する。ドライバ回路４５は、パ
ルス信号Ｓｂのオン時間に従って、バッテリ４３から供
給される直流電圧Ｖｃをフラッシャ４６に供給し、ラン
プ点滅を行う。

【００４９】こうしてＣＰＵ（中央処理装置）４２がパ
ルス発生器としてパルス信号Ｓａ、Ｓｂを個別に発生す
ることによって、打撃音発生装置２０およびフラッシャ
４６を独立に制御することができ、パルス信号Ｓａ、Ｓ
ｂを同期させることによってリレー式と同様なフラッシ
ャ点滅を実現できる。

【００５０】図７は、打撃音発生装置２０の駆動回路の
他の例を示すブロック図である。この例は、ランプ等の
フラッシャ４６を駆動する系統と打撃音発生装置２０の
駆動系統を共通化していて、打撃音発生装置２０、ドラ
イバ回路４７および発振回路４８が一体化され、従来の
リレーと代替可能なように構成されている。

【００５１】方向指示レバー等のスイッチ４１が、バッ
テリ４３からの電源供給を直接制御しており、ドライバ
回路４７および発振回路４８が通電されると、発振回路
４８は周期０．５〜１秒の範囲で設定されるパルス信号
を出力し、ドライバ回路４７はこのパルス信号のオン時
間に従って、バッテリ４３から供給される直流電圧Ｖｃ
をフラッシャ４６および打撃音発生装置２０に供給し、
ランプ点滅および打撃音発生を行う。

【００５２】こうして発振回路４８の出力パルスに同期
して、打撃音発生装置２０およびフラッシャ４６を制御
しているため、リレー式と同様なフラッシャ点滅を実現
できる。

【００５３】

【発明の効果】以上詳説したように本発明によれば、鉄
心と音響部材との間に打撃子を介在させ、打撃子を鉄心
の軸方向に沿って変位自在に弾性支持することによっ
て、打撃子等の部品の耐久性を格段に向上できる。ま
た、中空状のヨーク部材を使用することによって、密閉
構造を容易に実現でき、しかも音響的な共鳴空間によっ
て音圧レベルが向上し、磁気シールドとしても機能す
る。

【００５４】また、打撃子の周縁部がヨーク部材の内側
面に近接して、打撃子、鉄心およびヨーク部材から成る
磁気回路を形成することによって、磁気効率が向上し
て、小型であっても発音効率および音圧レベルを向上で
きる。

【００５５】また、打撃子の両面に突起部を形成するこ
とによって、鉄心および音響部材を打撃する際に衝撃力
が強くなるため、音圧ピークの鋭い打撃音を得ることが
できる。

【００５６】また、車両のフラッシャ点滅と同期して、
電磁コイルを通電するための駆動回路を備えることによ
って、運転手や同乗者にフラッシャ点滅を聴覚的に確実
に告知できる。

【００５７】こうして小型で音圧レベルが高く、組立て
が容易で、しかも耐久性に優れた打撃音発生装置を実現
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本発明の第１実施形態の構成を示
す断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）中のＡ−Ａ矢
視図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）中の二点鎖線円の
部分拡大図である。

【図２】本発明の第２実施形態の構成を示す断面図であ
る。

【図３】本発明の第３実施形態の構成を示す断面図であ
る。

【図４】本発明の第４実施形態の構成を示す平面図であ
る。

【図５】動作を示すタイミング図であり、図５（ａ）は
電磁コイル２２に流れる電流、図５（ｂ）は打撃子３０
の変位、図５（ｃ）は打撃音の音圧レベルである。

【図６】打撃音発生装置２０の駆動回路の一例を示すブ
ロック図である。

【図７】打撃音発生装置２０の駆動回路の他の例を示す
ブロック図である。

【図８】従来の打撃音発生装置の一例を示す構成図であ
る。

【図９】従来の打撃音発生装置の他の例を示す構成図で
ある。

【符号の説明】

２０ 打撃音発生装置 ２１ 鉄心 ２２ 電磁コイル ２３ ボビン ２４ ヨーク ２５ 音響板 ２６ スペーサ ３０ 打撃子 ３３ 板ばね ３４ コイルばね

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性材料で形成され、底部を有する中空
   状のヨーク部材と、 ヨーク部材の底部に立設した鉄心と、 鉄心に磁界を供給するための電磁コイルと、 鉄心の先端から所定距離隔てて配置された音響部材と、 鉄心と音響部材との間に介在し、磁性材料から成る打撃
   子と、 打撃子を鉄心の軸方向に沿って変位自在に弾性支持する
   ための支持部材とを備え、 電磁コイルを通電することによって、打撃子が鉄心また
   は音響部材を打撃し、打撃音を発生することを特徴とす
   る打撃音発生装置。
2. 【請求項２】 打撃子の周縁部がヨーク部材の内側面に
   近接して、打撃子、鉄心およびヨーク部材から成る磁気
   回路が形成されていることを特徴とする請求項１記載の
   打撃音発生装置。
3. 【請求項３】 打撃子の鉄心および音響部材に対向する
   両面に突起部がそれぞれ形成されていることを特徴とす
   る請求項１または２記載の打撃音発生装置。
4. 【請求項４】 車両のフラッシャ点滅と同期して、電磁
   コイルを通電するための駆動回路を備えることを特徴と
   する請求項１記載の打撃音発生装置。