KR101308178B1 - 내구성이 향상된 자동차용 경음기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 경음기의 고정접점대의 조립 및 조정 방법에 관한 것이다.
기존의 경음기에서는 고정접점대의 조정스크류부 하단부에 위치한 절연체가 경음기의 작동조건하에서 열전달로 발생하는 변형으로 오프갭이 변하여 경음기의 기능을 상실하는 문제가 있다.
이러한 단점을 해소하기 위하여 고정접점대와 바디사이에 탄성부재를 구비하고, 수축 조립된 탄성 부재의 탄성력에 의해 절연체가 변화되는 초기 시점에서 탄성부재가 생산시 세팅된 오프갭을 유지하도록 능동적으로 보상해 줌으로써 경음기의 기능이 상실되는 단점을 개선하여 내구성을 향상 시킨 것이다.
또한 조정스크류의 조립 및 조정을 커링전 바디 내측에서 체결되어 조립성을 높이며, 커링된 이후에는 외측에서도 조정이 가능하여 오프갭 조정방법에 대한 조정 다양성을 높였다.

Description

내구성이 향상된 자동차용 경음기 { Improved endurance for Automobile Horn}

본 발명은 자동차용 경음기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 철제로 구성된 바디의 내부에 여자코일을 구비하고, 여자코일에 전류가 공급됨으로 보빈의 중심부에 있는 고정철심이 자화, 비자화됨에 따라 아마추어(Armature)가 상·하로 움직이면서 아마추어의 일단의 턱에 의해 가동접점대의 선단을 눌러 상·하 접점이 개리(開離)되어 전원이 차단되고, 전원이 차단되게 되면 진동판의 복원력에 위해 초기의 위치로 이동됨에 따라 다시 전류가 흐르고, 흐르지 않음을 반복함으로써 진동판의 왕복운동에 의해서 경음을 발생시기는 자동차용 경음기에 관한 것이다.

기존 경음기의 오프갭(OG:off gap) 조정 및 고정방법은 도 1에 예시되어 있다. 바디에 조정스크류가 삽입 되는 구멍을 내측으로 버링(48)한 후 별도의 공정에서 나사 산을 가공하여, 여기에 조정스크류(50)를 회전 삽입하여 고정접점대의 선단부(31)를 상·하로 조정하게 된다. 이때 고정접점대 선단부(31)의 상·하 위치변화로 이와 연동되는 가동접점대 선단(231)과 아마추어의턱(60)과의 간격인 오프갭(OG)을 조정 후 외부에서 고정하고 있으나 다음과 같은 제조 및 내구성에 문제가 있다.

기존의 고정접점대(30)는 구조상 조정스크류의 상승,하강에 따라서 항시 아래방향 (D방향)으로 힘이 주어지도록 강성이 큰 기계구조용 탄소강인 SK5소재를 사용하고 있다. 고정접점대(30)는 프레스성형 후 열처리를 하여 강도를 더욱 높히고, 표면에 도금처리를 한다. 열처리후 도금을 함으로 생기는 금속내부로 침투한 수소 분자를 제거하기 위해 다시 수소취성 제거를 함으로 원가 상승 및 공정이 복잡한 문제가 있다. 특히 수소취성 제거처리 여부는 육안상 판별이 어려워 취성제거가 이루어 지지 않거나, 불완전한 경우 조정스크류가 삽입하여 고정접점대가 위로 올라가면 응력이 집중되는 고정접점대의 변곡점(도1의 A지점)에서 파손이 발생되는 문제가 있다.

다음으로, 내구성에 관한 단점에 관한 것으로 여자코일에 흐르는 전류를 단속하는 경음기는 일반적으로 1초에 300~500회 접점이 개폐되고, 불가피하게 상·하 접점의 개폐시 스파크가 발생 되는데, 이때 접점의 온도는 순간적으로 약1000℃에 이르게 된다. 이런 고온은 접점이 결합한 고정접점대 중심부에서 시작되어 고정접점대 하단(31)의 보빈과 일체된 열가소성 수지의 절연체로 열전도 이루어 지게 된다. 절연체는 열변형 온도가 210~250℃에서 형성되는 것이 사용되고 있으나, 접점부에서 발생한 고온이 연속적으로 전해지는 경우에는 사용상 한계가 있다.

상기 요인으로 경음기 작동시 고정접점대 하단에 위치한 절연체(보빈과 일체된)(20)가 열변형시(도1의 초기조정 위치 t에서 △t만큼 줄어 들을 경우) 고정접점대가 하강함으로 가동접점대의 선단부도 같이 하강되어 생산/출하시 조정된 오프갭(OG)이 증가한다. 오프갭(OG)이 증가하면 상·하 접점이 온(on)되어 있는 시간의 증가로 소비전류 값이 상승하고, 자기흡인력이 증가하여 불안정한 음색을 형성하게 되고, 오프갭(OG)이 더더욱 증가하면 전류가 과도하게 흘러 보빈의 중심부(28)가 녹아 아마추어선단(201)와 고정철심선단(111)사이로 유입되어 경음기로의 기능을 상실하는 내구성에 결함이 있다.

이런 발생빈도는 경음기의 공명형태와 소비전류에 따라 다소 차이가 있는데 12V의 경우 디스크 공명을 하는 평형 경음기는 약 2.3~3.2A 이고, 외부에 플라스틱의 덕트(Duct)구조로 공명 되는 트럼펫형은 약3.5~4.0A 흐르게 되어 상기 내구성 문제의 발생빈도는 트럼펫형 경음기에서 높게 나타난다. 또한, 경음기의 사용조건 면에서는 짧은 시간내 경음기의 사용 빈도가 높은 동남아시아 지역 등에서 특히 문제가 되고 있다.

발명자는 상기 단점이 조정스크류와 고정접점대의 조립 구조에서 기인하고 있음을 파악하였다. 즉 상측에서는 고정접점대가 절연체가 누르고 있는 힘이 작용하고, 하측에서는 절연체를 조정스크류가 밀고 있는 힘(도1의 U방향)이 항시 작용하는 구조 형태이기에 접점 온,오프시 발생하는 열이 절연체로 전달시 열변형이 쉽게 일어나게 되고, 이로 인하여 초기 변형이 일어나게 되면 제조시 형성된 오프갭을 보상시켜줄 수 없게 된다는 것이다.

본 발명은 경음기가 짧은 시간에 많게 사용하는 작동조건 또는 연속적으로 작동하는 조건에서도 상·하 접점이 on-off됨에 따라 발생하는 열로 절연체에 열누적이 생겨도 제조시 형성된 오프갭의 변화 방지로 내구성을 향상하고, 오프갭의 변화로 기인하는 음색의 변화를 방지하며, 오프갭 조정의 가변 방법의 다양성, 고정 접점대 자체의 제조 공정을 단순화하는데 목적이 있다.

고정접점대(30)와 바디(40) 사이에 탄성부재(80)를 구비하여 탄성부재(80)가 조정스크류(50)와 너트(70) 또는 바디에 형성된 나사 산에 의해 체결되어 수축된 상태로 오프갭(OG)의 조정이 완료된다. 수축 조립된 탄성부재(80)의 역활로 고정접점대(30)는 바디(40) 외측에 위치한 너트(70) 또는 바디에 형성된 나사산에 의해 상승이 방지되고, 외측의 너트(70)는 안쪽으로 당기는 구조로 절연체(90)가 열변형으로 초기 치수가 변화하려는 시점에서 탄성부재(80)가 고정접점대(30)의 위치를 능동적으로 보상 해줘 제조시에 설정된 오프갭(OG)의 변화를 방지하는 특징이 있다.

또한, 고정접점대(30)를 연성이 있는 일반 냉연강판 또는 아연도 강판(GI) 등의 범용소재를 사용하여 고정접점대(30)의 제조공정을 축소하였으며, 고정 접점대의 위치를 변동하여 오프갭(OG)을 조정하는 조정스크류의 머리부홈(54)와 선단홈(51) 양측에서 드라이버 또는 렌치에 의해 조정이 가능토록 구비하여 커링 전에는 고정접점대의 상측면(32)에서 바디측으로 용이하게 조립되어 오프갭 조정이 되도록 하고, 커링이 된 이후 즉 다이아프램과 일체로 음원을 방출하는 바이브레이터가 조립된 후 오프갭(OG)이 소정의 관리범위를 벗어날시 바디(40)의 외측에서도 조정스크류(50)을 피봇(Pivot)하여 조정이 가능하도록 하는데 특징이 있다.

본 발명에 의한 내부에 상·하 접점이 구성되어 오프갭을 형성하는 자동차용 경음기에 있어서 생산시 조정된 오프갭의 치수를 유지하기 위해 탄성부재가 구비됨으로 경음기가 연속작동시 또는 짧은 시간 사용빈도가 높은 조건에서 접점이 on-off 되면서 발생하는 열로 절연체의 물성이 변해도 고정접점대의 위치 변화를 변형이 개시되려는 초기시점에 능동적으로 공장 제조시 설정된 세팅위치로 보상해 줌으로써 경음기의 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 고정 접점대를 범용 금속소재로 사용함으로 부품의 생산 공정축소가 이루어져 원가절감이 가능하게 된다.

청구항 2, 3, 5에 있어서는 바디에 나사산 가공 공정의 삭제가 가능하고, 청구항 4,6 에서는 전기회로 상의 절연방식이 보다 간단히 이루어져 조립공수가 적어지는 효과가 있게 된다.

도1은 기존경음기의 단면도
도2는 본 발명의 실시예1의 경음기 단면도
도3은 도2의 'F'부를 확대한 단면도
도4는 본 발명의 실시예1~5 사이에 적용되는 탄성부재의 사시도
도5는 본 발명의 실시예2의 부분 확대 단면도
도6은 본 발명의 실시예3의 부분 확대 단면도
도7은 본 발명에 실시예4의 부분 확대 단면도
도8은 본 발명에 실시예5의 부분 확대 단면도
도9은 본 발명의 실시예5의 바디 평면도
도10는 본 발명의 실시예5의 바디홀에 삽입되는 절연체의 입체도

이하 첨부 도면을 참조한 예시적인 실시예에 따라 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 청구항1,2에 해당되는 실시예 1은 도2에 예시되어 있고, 해당부를 확대한 부분 단면도는 도3에 예시되어 있다.

상,하 접점(150,140)과 결합된 고정접점대(30) 및 가동접점대(230)를 소정의 위치에 리베팅하여 단자(220)와 통전 되도록 구성한다. 조정스크류(50)가 삽입되는 부위의 하단에 절연체(90)를 구비하는데 전기회로상 조정스크류(50)와 고정접점대(30)가 직접 접촉하지 않도록 절연체의 내경(91)은 작고 고정접점대의 내경(31)은 크게 구비한다. 이것은 설명을 위한 예시이고 절연체가 고정접점대의 상측면(32)에 위치하여 조정스크류(50)가 직접 고정접점대(30)와 맞닿지 않는 구조이면 동등한 효과를 얻을 수 있다. (예를 들면 절연체가 사출재로 고정접점대에 삽입되는 형태) 사용되는 고정접점대(30)는 열처리가 필요 없는 일반 냉연강판에 도금처리 또는 아연도강판(GI)의 소재를 사용한다. 이런 범용재료는 연성이 높아 고정접점대(30)를 도2의 'U'방향으로 탄성부재(80)를 삽입하기 위해 탄성부재 높이 이상(도4의 압축전 높이이상) 올려도 'A'부위가 파손되지 않으므로 탄성부재(80)를 삽입하기에 용이한 역활을 하게 된다.

탄성부재(80)를 고정접점대(30)과 바디(40)사이에 구비한 후 조정스크류(50)를 일련의 구멍으로 삽입한다. 조정스크류의 머리부 홈(54)에 드라이버가 위치하고, 바디(40) 외측으로 돌출된 조정스크류(50)에 너트(70)를 삽입하여 탄성부재(80)가 무부하 상태 대비 약 1/2정도(요구되는 오프갭 위치까지)되는 높이가 되도록 체결한다.

여기서 탄성부재(80)의 역활은 탄성부재(80) 기준으로 상측에 위치한 고정접점대(30)와 하측에 위치한 바디(40) 사이에서 조정스크류(50)가 체결되면서 상, 하측을 서로 당기는 역활을 수행하고 경음기 작동시 발생하는 큰 진동에서도 너트(70)의 풀림이 방지된다. 특히 고정접점대(30)의 상측 또는 하측에 수지재의 절연체(90)가 위치하여도 경음기 외,내부에서 발생되는 열적요인에 고정접점대(30)의 위치가 변화하지 않토록 하게 된다.

이 원리는 절연체(90)가 열 누적으로 변형이 개시되려는 초기에(도1의 초기 절연체의 두께 t에서 절연체가 △t만큼 감소 되려 할 경우) 자연상태 대비하여 1/2정도 압축 된 탄성부재(80)가 절연체(90)가 감소하려는 만큼 동조되어 상승함으로 오프갭(OG)의 증가를 방지할 수가 있다. 또한, 고정접점대(30)가 바디측으로 내려오려는 것은 탄성부재(80)의 반발력으로 방지하는 역활을 하게 된다.

이러한 기능으로 조정스크류(50)를 열가소성 수지를 사용하여도 동일한 효과를 갖게 되고, 절연체(90)가 고정접점대의 상측(32)에 위치하여도 동등한 효과를 보인다. 탄성부재(80)는 합성고무,실리콘등으로 적정한 경도로 탄성력을 가지는 사양이 호적(好適))하다.

구비되는 절연체(90)는 열경화성 수지 중에서는 에폭시수지,페놀수지 그리고 열가소성 수지 중 에서는 내열성이 다소 높은 PBT,PA66,PPS 등이 적당하다.

계속해서 아마추어(200)에 다이아프램(180) 및 디스크(250)가 일체된 바이브레이터를 커버(260)을 이용하여 바디(40)와 커링(Curling) 조립한다. 커링이 된 후 부품간의 조립 공차로 의도된 오프갭(OG)이 관리치를 벗어난 경우에는 미세하게 조정할 필요가 있다.

이를 위해 본 발명에서는 가변의 다양성을 높이기 위하여 조정스크류의 선단홈(51)에 드라이버 비트 또는 렌치 등으로 2차 조정이 가능하도록 홈을 구비한 후 해당부에 공구를 거치한 후 1차 조립된 너트(70)를 시계방향 또는 반시계 방향으로 조정하여 오프갭(OG)을 경음기마다 세밀한 조정이 가능하도록 하였다. 오프갭(OG)이 관리치 이내로 형성되면 커링 작업후 별도의 조정이 필요하지 않게 된다.

여기서 조정스크류의 선단홈(51)은 육각홈을 예시하고 있으나 십자,일자 또는 돌출된 육각,사각 형상을 적용해도 동등한 역활을 할 수 있게 된다.

도4에 예시된 사항은 실시예1~5에 적용되는 탄성부재(80)의 사시도로 조립전 즉 무부하 상태와 조립 후 초기대비 약 1/2로 압축되어 있는 상태를 비교 표시한 형태이다.

본 발명의 청구항3에 관한 실시예2는 도5에 예시되어 있다. 차이점은 고정접점대의 상측면(32)에 절연체(90)를 구비하고, 조정스크류(50)가 삽입 될 수 있도록 바디의 일부를 외측으로 버링하여 형성한다. 이 버링부(47)에 조정스크류(50)를 탭 타이트 스크류(Tap tighted screw;나사산이 형성되지 않은 구멍에 나사를 내면서 고정되게 되는 스크류)를 사용하여 삽입하여 조립함으로 외부의 너트(70)가 불필요하게 되며,커링이 된 이후에는 조정스크류의 선단홈(51)에 드라이버(Driver)비트 또는 렌치(Wrench)만으로 피봇 조정함으로 더욱 간단하게 조정이 되며, 너트 체결의 공수감소 및 너트(70)가 불필요한 장점이 있다.

본 발명의 청구항4에 관한 실시예3는 도6에 예시되어 있다. 해당 실시예에 사용되는 조정스크류(50)는 열가소성 수지인 PBT,PA66,PPS 등의 소재로 구비되어 사용한다.바디(40)를 외측으로 버링하여 내경부에 나사산(42)을 가공하여 조정하게 된다.본 실시 예에서는 고정접점대(30)에 절연체와 체결 너트가 불필요하게 된다.

본 발명의 청구항5에 관한 실시예4는 도7에 예시되어 있다. 사용되는 조정스크류(50)는 열가소성 수지인 PBT,PA66,PPS 등의 소재이며,바디의 구멍(41)에 나사산을 조립전에 가공하지 않으며,외부의 너트(70)이 체결되면서 오프갭 조정이 되게된다. 너트가 체결되면서 조립되는 상세한 방법은 실시예1에 명기되어 있다.

본 발명의 청구항6에 관한 실시예5는 도8에 예시되어 있다. 도9은 사출재가 삽입되는 부위의 바디(40) 자체만의 평면도, 도10는 바디의 구멍(41)에 삽입 되는 보빈과 일체로 된 사출재의 부분 입체도 이다.

보빈과 일체로 구성된 절연체(20)를 바디의 구멍(41)에 삽입하게 되면 절연체 단차부(21)가 바디의 구멍에 걸려 바디 내측으로 빠지지 않게 된다. 이를 위해 바디의 구멍(41)에 삽입이 용이하게 하도록 삽입되는 선단부(23)을 라운드 처리한다. 절연체는 전기 회로상 절연 역활을 수행하고 이 위에 탄성부재(80)를 위치한 후 철제의 조정스크류(50)가 절연체의 구멍(22)에 삽입되면서 나사산이 형성되면서 조립 되고 상,하로 오프갭(OG)을 조정하게 된다.

20: 보빈(사출재-절연체) 26:여자코일
30: 고정접점대 31: 고정접점대 하면
40: 바디 49:바디외측
50: 조정스크류 51: 조정스크류의 선단 홈
52: 조정스크류의 나사산 54: 조정스크류의 머리부 홈
60: 바이브레이터 절연체 70: 너트
80: 탄성부재 90: 절연체
300: 씰링제 140: 가동접점
150: 고정접점

Claims (6)

1. 철제로 된 바디(40) 내부에 여자코일(26)과 고정철심(110)을 구비하고, 다이아프램(180)을 진동하기 위해 여자코일(26)에 전류를 도통하여 고정철심(110)이 자화되고, 아마추어(200)와 일체된 바이브레이터가 흡입되어 아마추어의 턱(60)이 가동접점대의 선단부(231)를 눌러 상·하 접점(140,150)이 온(on)-오프(off) 되므로 경음을 발생시키는 자동차용 경음기에 있어서,
   고정접점대(30)와 바디(40) 사이에 탄성부재(80)를 구비하여,
   조정스크류(50)가 고정접점대의 상측면(32)에서 삽입되어 바디외측(49)으로 조정스크류의 선단홈(51)이 돌출되어 조립되며,
   조정스크류의 선단홈(51)을 피봇(Pivot) 가능한 구조로 하여 오프갭 조정이 가능한 경음기.
2. 청구항 1에 있어서, 고정접점대 상측면(32)에 절연체가 위치하고, 바디(40) 외측에서 조정스크류(50)에 너트(70)가 체결되어, 너트(70)가 회전되면서 오프갭 조정이 이루어 지는 경음기.
3. 청구항 1에 있어서, 고정접점대 상측면(32)에 절연체(90)가 위치하고, 바디(40)를 외측으로 버링 되도록 구비하여, 이 버링부(47)에 조정스크류(50)가 탭타이트 구조로 삽입되면서 나사산을 형성 하는 경음기.
4. 청구항 1에 있어서, 바디(40)를 외측으로 버링하여 나사산(42)을 구비하며, 조정스크류(50)는 열가소성 수지재를 사용하는 경음기.
5. 청구항 1에 있어서, 바디에 구멍(41)을 구비하고, 조정스크류(50)는 열가소성 수지재이며,이 조정스크류(50)에 너트(70)가 체결되어 너트(70)가 회전되면서 오프갭 조정이 이루어 지는 경음기.
   
6. 철제로 된 바디(40) 내부에 여자코일(26)과 고정철심(110)을 구비하고, 다이아프램(180)을 진동하기 위해 여자코일(26)의 도통으로 고정철심(110)이 자화되어 아마추어(200)와 일체된 바이브레이터가 흡입되어 아마추어의 턱(60)이 가동접점대의 선단부(231)를 눌러 접점이 on-off 됨으로 경음을 발생시키는 자동차용 경음기에 있어서,
   보빈과 일체된 절연체(20)를 바디의 구멍(41)에 삽입하여 위치한 후,
   고정접점대(30) 하단과 절연체(20) 사이에 탄성부재(80)와 구비하여,
   조정스크류(50)가 고정접점대 상측면(32)에서 진입되어 절연체의 구멍(22)에 삽입되면서 나사산이 형성되어 고정되고,
   바디외측(49)으로 조정스크류의 선단홈(51)이 돌출되어 조립되며,
   조정스크류의 선단홈(51)을 피봇(Pivot) 가능한 구조로 하여 오프갭 조정이 가능한 경음기.

Images