JP2009063860A - 電気式ホーン - Google Patents

Abstract

【課題】電気式ホーンを、高い使用頻度でも音色が変化したり、不作動になるような不具合がないように構成する。
【解決手段】 底部２ａに段差部２ｃが設けられた有底筒状の金属製のケーシング２の小径筒部２ｂに、開口端に設けたダイアフラム１２を振動するための励磁コイルＣと固定鉄心３とが収容された電気式のホーン１において、励磁コイルＣのコイルボビン４を、樹脂製のボビン本体部５と非磁性材からなる金属製の放熱体６とが一体化されたものに構成し、ボビン本体部５に形成された取り付け片部５ｄをケーシング段差部２ｃにリベット８止着する構成とし、取り付け片部５ｄに積層した放熱体６の延出プレート部６ｃがリベット８に接触するように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、乗用車等の車両に搭載される電気式ホーンの技術分野に属するものである。

一般に、この種電気式ホーンのなかには、有底筒状の底片に段差部を設けて、小径筒部の開口側に大径筒部が形成された金属製のケーシングの小径筒部に、開口端に設けたダイヤフラムを振動するための励磁コイルと固定鉄心とを収容するように構成したものがある。

このようなものとしては、ケーシングの小径筒部の底片に固定鉄心を同芯状に支持する一方、励磁コイルを、筒部と、該筒部両端部から外径方向に延出するフランジ部とを備えたコイルボビンの筒部に巻線を巻装して構成し、前記筒部を固定鉄心に外嵌させ、ケーシング開口側のフランジ部をケーシングの段差部にリベット止着して固定することが提唱されている。
特開２００１−２８７５８８号公報

ところで、前記従来のものにおいて、励磁コイルに通電がなされると励磁コイルが発熱するが、使用頻度が高まって、連続して、あるいは、長いあいだ繰り返し警音を発音させるような場合では、励磁コイルに頻繁に通電が繰り返されて高温になることがある。このように励磁位コイルが高温になると、コイル抵抗値が変化して励磁コイルに流れる電流値が変わることがあり、この場合では、固定鉄心が化可動鉄心を振動させる吸引力が変化してダイヤフラムの振幅を変化させてしまうため、警音の音色が変わってしまうという問題がある。さらに、従来の励磁コイルのコイルボビンは樹脂材で形成されているため、励磁コイルが高温になるとコイルボビンが変形することがあり、このようになると、変形したコイルボビンにより可動鉄心の振動が阻害されて、警音が発生しなくなる惧れもあって問題があり、ここに本発明の解決すべき課題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、有底筒状の金属製のケーシングの筒部に、ケーシングの開口端に設けたダイヤフラムを振動するための励磁コイルと固定鉄心とを収容してなる電気式ホーンにおいて、ケーシングの底部に固定鉄心を同芯状に支持する一方、励磁コイルを、円筒部と、該円筒部両端部から外径方向に延出するフランジ部とを備えたコイルボビンの円筒部に巻線を巻装して構成し、前記コイルボビンの円筒部を固定鉄心に外嵌させ、ケーシング開口側のフランジ部をケーシングにリベット止着して励磁コイルを固定するにあたり、コイルボビンは、熱伝導性の高い材料で形成された放熱部を有するものとし、該放熱部を、リベットおよび／または固定鉄心に接触させる構成とした電気式ホーンである。
請求項２の発明は、コイルボビンは、一部に放熱部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気式ホーンである。
請求項３の発明は、コイルボビンは、樹脂材に金属材で構成される放熱部をインサートモールドして成形されている請求項１または２に記載の電気式ホーンである。
請求項４の発明は、放熱部は、コイルボビンの円筒部内周面を構成するリング状部を備えて構成されている請求項２または３に記載の電気式ホーンである。
請求項５の発明は、金属材は、非磁性材であることを特徴とする請求項３または４に記載の電気式ホーンである。
請求項６の発明は、放熱部は、熱伝導性の高い樹脂材で構成されている請求項１または２に記載の電気式ホーンである。
請求項７の発明は、コイルボビンは、熱伝導性の高い樹脂材で構成されている請求項１に記載の電気式ホーンである。

請求項１、２、６の発明とすることにより、励磁コイルの励磁に伴う発熱を、コイルボビンの放熱部を用いてリベットおよび／またはケーシングを介して外部に放出できて、信頼性の高い電気式ホーンにすることができる。
請求項３の発明とすることにより、放熱部が強固に一体化されたコイルボビンを容易に成形することができる。
請求項４、５の発明とすることにより、電気式ホーンの性能を落とすことなく効果的に外部に放熱することができ、さらに、励磁コイルＣが励磁状態から非励磁状態に切り換えられるときに誘導起電力が発生して、サージを低減できて、ノイズ発生を防止できる。
請求項７の発明とすることにより、励磁コイルの励磁に伴う発熱を、熱伝導性の高い樹脂で構成されたコイルボビン全体を介して外部に放出できるため、耐熱性のよい信頼性の高い電気式ホーンにすることができる。

つぎに、本発明の第一の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図面において、１は電気式のホーンであって、該ホーン１は、振動発生手段が収容される振動発生ユニットＨと、該振動発生ユニットＨにより発生した振動音を共鳴させて警音として発音する共鳴ユニットＲとを突き合わせ状として一体的に固定することにより構成されている。そして、本実施の形態におけるホーン１は、共鳴ユニットＲが下方に位置し、振動発生ユニットＨが上方に位置する状態で車両に組み込まれるように構成されている。
前記振動発生ユニットＨを構成するケーシング２は下方が開口する有底筒状に形成されており、底部２ａに位置する小径筒部２ｂと、小径筒部２ｂとは段差部２ｃを介して開口端側に形成される大径筒部２ｄとは同芯状に一体成形されており、開口端には外径側に拡開するフランジ部２ｅが一体形成されている。そして、小径筒部２ｂの軸芯部には、底部２ａを貫通する状態で固定鉄心３が配置されている。さらに、固定鉄心３の基端部には固定ナット３ａが一体に形成されている。これにより固定鉄心３はケーシング２に対して軸芯方向（上下方向）への位置調整自在に貫通支持されている。

図面において、４は本発明が実施されたコイルボビンであって、該コイルボビン４は、樹脂材で構成されるボビン本体部５と、本発明の放熱部に相当する放熱体６とを備えて構成されている。前記ボビン本体部５は、上下方向を向く筒孔を備えた筒部（本発明の円筒部に相当する）５ａと、筒部５ａの上下両端部から筒孔の外径方向に延出する一対のフランジ部５ｂ、５ｃとが形成されたものに構成されている。ここで、上側フランジ部５ｂの外径は、ケーシング２の小径筒部２ｂに内装可能な大きさに形成され、下側フランジ部５ｃの外径は、上側フランジ部５ｂよりも大径に形成され、下側フランジ部５ｃの外径側縁部には外径方向に突出する取り付け片部５ｄと、端子固定片部５ｅとが形成されている。そして、取り付け片部５ｄ近傍の外周縁部には、下方に向けて突出するリブ５ｆが形成されている。

また、放熱体６は、熱伝導性の高い金属材であって、本実施の形態では、アルミニウムや銅等の非磁性材により構成されている。そして、放熱体６は、円環状に形成されたリング状プレート部６ａと、該リング状プレート部６ａの内径側縁部から上方に延出して折り曲げられた筒状部６ｂと、リング状プレート部６ａの外径縁部から外径側に延出する延出プレート部６ｃとを備えて構成されている。そして、ボビン本体部５をモールド成型する際に放熱体６をインサートすることにより、放熱体６の筒状部６ｂがボビン本体部５の筒部５ａの下方部位に内嵌され、リング状プレート部６ａが下側フランジ部５ｃ下面の内径側部位と当接され、延出プレート部６ｃは取り付け片部５ｄ下面のリブ５ｆの内側と当接される状態で一体成型され、これによって、コイルボビン４は、下側フランジ部５ｃ、取り付け片部５ｄの下面部位、および、コイルボビン４の筒孔の下側部位に放熱体６が露出するように設定されている。尚、延出プレート部６ｃの基端側部位には、リブ５ｆ同士を連結する状態で支持片部５ｇが形成されており、延出プレート部６ｃの基端部がボビン本体部５に埋設された状態となって、ボビン本体部５と放熱体６との一体化が一層強固になされるように構成されている。

このように構成されたコイルボビン４は、ボビン本体部５の筒部５ａ外周に巻線７を巻装することにより励磁コイルＣに構成されるが、該励磁コイルＣは、筒部５ａの筒内に固定鉄心３を内嵌状に挿通することにより、樹脂製の筒部５ａ内周面と固定鉄心３とが近接対向する状態となるとともに、上側フランジ部５ｂがケーシング２の底部２ａに当接し、かつ、樹脂材からなる取り付け片部５ｄ上面がケーシング２の段差部２ｃに突き当たる状態で小径筒部２ｂに収容されるように設定されている。そして、下面に延出プレート部６ｃが露出する状態でボビン本体部５に一体化された取り付け片部５ｄには、両者を貫通する取り付け孔６ｄ、５ｈが開設されており、これら取り付け孔６ｄ、５ｈをケーシング２の段差部２ｃに開設された貫通孔２ｆに連通させ、各孔６ｄ、５ｈ、２ｆに金属製のリベット８を挿通して止着することにより、励磁コイルＣがケーシング２に固定されるように設定されている。このとき、リベット８は、下側の頭部８ａが下面に露出する延出プレート部６ｃに直接接触し、上側の頭部８ｂが金属製のケーシング２の段差部２ｃに直接接触する状態で固定されるように設定されている。
これによって、励磁コイルＣは、樹脂製の上側フランジ部５ｂはケーシング底部２ａに当接し、樹脂製の筒部５ａ部位は固定鉄心３に近接対向し、これらケーシング２や固定鉄心３に接触または近接対向することのない下側フランジ部５ｃと筒部５ａの下側部位は、リベット８を介してケーシング２に接触する放熱体６が接触する状態でケーシング２の小径筒部２ｂに収用されるように設定され、後述するように、励磁コイルＣの励磁に伴う熱でコイルボビン４が加熱された場合に、コイルボビン４に当接された固定鉄心３および放熱体６を介してケーシング２へ熱が伝達され、すなわち、外部に放熱できるように設定されている。

一方、ケーシング２の小径筒部２ｂに収容されたコイルボビン４の樹脂材からなる端子固定片部５ｅは、導電性部材で構成された第一、第二ピン２ｇ、２ｈにより、ケーシング２の段差部２ｃに一体化されるように構成されている。そして、第一ピン２ｇには、前記励磁コイルＣを構成する巻線７の一端部が電気的に接続され、第二ピン２ｈには、それぞれ導電性板材で構成され、励磁コイルＣへの通電をＯＮ−ＯＦＦ切り換えするための固定接点９ａと可動接点１０ａとがそれぞれ電気的に接続された固定プレート９と可動プレート１０との基端部が設けられるが、固定プレート９は第二ピン２ｈと電気的な接続がなされた状態で設けられ、可動プレート７は第二ピン２ｈに絶縁され、かつ、巻線７の他端部が電気的に接続される状態で設けられ、固定、可動接点９ａ、１０ａ同士が当接することにより第二ピン２ｈと巻線７の他端部とが導通されるように設定されている。尚、固定接点９ａと可動接点１０ａとは自然状態で当接するように構成されている。
また、１１は、外部電源が接続される外部カプラであって、該外部カプラ１１は、該外部カプラ１１内に収容される第一、第二端子プレート１１ａ、１１ｂと第一、第二ピン２ｇ、２ｈとが電気的な接続がなされる状態で、第一、第二ピン２ｇ、２ｈのケーシング２外部（上方）に突出する部位によりケーシング段差部２ｃの外面に固定されている。これによって、電源供給用の第一、第二端子プレート１１ａ、１１ｂと励磁コイルＣとのあいだに形成される回路（励磁コイルの電源供給回路）に、固定接点９ａと可動接点１０ａとによる断続切り換え部が形成されるように設定されている。

一方、前記ケーシング２の開口端縁部には、バネ特性を備えたダイヤフラム１２の外周縁部が一体的に止着されるが、該ダイヤフラム１２の軸芯部には可動鉄心１３の基端部が一体的に設けられ、これによって、可動鉄心１３と固定鉄心３とが軸芯方向に並設された状態となり、可動鉄心１３の上方の端面である先端面１３ａと、前記固定鉄心３のケーシング２内側（下方）に突出する先端面（内側先端面、下端面）３ｂとのあいだには、電源供給がなされない自然状態において、所定のギャップＧが形成された状態で互いに近接対向するように設定されている。尚、可動鉄心１３は、先端部がコイルボビン４の筒孔内の下方側部位に嵌入し、放熱体６の筒状部６ｂに対して遊嵌状態で配置されている。すなわち、可動鉄心１３はコイルボビン４および放熱体６に対して軸芯方向に移動自在となるように構成されている。
そして、電源供給（通電）がなされて励磁コイルＣが励磁することにより固定鉄心３が磁化されると、可動鉄心１３がダイヤフラム１２のバネ特性（可撓性）に基づいて固定鉄心３側に吸引されて、可動鉄心１３と固定鉄心３との先端面１３ａ、３ｂ同士が近接する吸引位置に変位するように構成されいる。さらに、可動鉄心１３の外周面には段差部１３ｂが形成されており、該段差部１３ｂは、可動鉄心１３が吸引されて固定鉄心３側に変位することに基づいて、可動プレート１０を固定プレート９から離間させる方向に強制的に変位させ、固定接点９ａと可動接点１０ａとの当接を解除させるように設定されている。そして、この状態になると、励磁コイルＣへの通電が断たれて固定鉄心３が消磁し、可動鉄心１３が固定鉄心３から離間する方向の吸引解除位置に変位することで、固定接点９ａと可動接点１０ａとが再び当接し、励磁コイルＣが通電するように構成され、該作動の繰り返しにより励磁コイルＣが間欠的に励磁され、固定鉄心３を繰り返し磁化することで、可動鉄心１３がダイヤフラム１２とともに軸芯方向所定の振幅Ｗで振動して警音を発音するように構成されている。

そして、前記ダイヤフラム１２の外方（下方）をカバー体１４で覆うことにより振動発生ユニットＨが構成されるが、前記カバー体１４は、外周縁部に形成されたカシメ片１４ａをケーシング２のフランジ部２ｅに対向させ、カシメ片１４ａとフランジ部２ｅとのあいだにダイヤフラム１２の外周縁部を挟み込み、カシメ片１４ａをフランジ部２ｅにカシメ付けることにより、ダイヤフラム１２とカバー体１４とがケーシング２に封止状に固定されるように設定されている。
また、振動発生ユニットＨの下方には共鳴ユニットＲが設けられるが、該共鳴ユニットＲは、ベース体１５と渦巻き状の音道１６ａが形成されたフレーム体１６とで構成されており、振動発生ユニットＨにより発生したダイヤフラム１２の振動音は、カバー体１４に形成された出音口１４ｂから出音し、音道１６ａを経由してフレーム体１６の外径側に形成された放音部１６ｂから警音として放音されるように設定されている。

そして、このように構成された電気式のホーン１において、励磁コイルＣへの通電により励磁コイルＣが発熱するが、該熱は、ケーシング２の内外を貫通し、コイルボビン４におけるボビン本体部５の筒部５ａの上部と近接対向する金属製の固定鉄心３、および、コイルボビン４におけるボビン本体部５の上側フランジ部５ｂが当接するケーシング２の底部２ａを介してそれぞれホーン１の外部に放熱されるばかりでなく、ボビン本体部５の下側フランジ部５ｃから取り付け片部５ｄにわたって設けられた金属製の放熱体６、および、放熱体６が接触するリベット８、該リベット８に直接接触するケーシング２を経由して外部に放熱することができるように構成されている。これによって、励磁コイルＣへの通電によってコイルボビン４が高温になることを防止できて、音色が変化してしまったり発音不良を発生するような不具合を防止できて、耐熱性に優れ、使用頻度が高くても対応できる信頼性の高い電気式ホーン１にすることができるように構成されている。
さらに、このものにおいて、放熱体６にはリング状プレート部６ａの内径側縁部から上方に延出して折り曲げられた筒状部６ｂが形成され、該筒状部６ｂがコイルボビン４の巻線７が巻装される筒部５ａの内径面と接するように配置される状態となっており、これによって、励磁コイルＣが励磁状態から非励磁状態に切り換わる場合に、放熱体６の筒状部６ｂに誘導起電力が発生してサージを低減させることができて、ノイズの発生や接点摩耗を防止することができるように構成されている。

叙述の如く構成された本形態において、電気式のホーン１は、励磁コイルＣを繰り返し励磁することにより固定鉄心３が間欠的に磁化されてダイヤフラム９を振動させて警音を発生する。この場合に、励磁コイルＣが励磁を繰り返すことにより熱を発生するが、コイルボビン４は、上側部位である上側フランジ部５ｂは金属製のケーシング底部２ａに当接していて外部に放熱することができ、筒部５ａの上側部位は金属製の固定鉄心３に近接対向していて外部に放熱することができる。そのうえ、コイルボビン４の下側部位である筒部５ａの下側部位から下側フランジ部５ｃ、そして、取り付け片部５ｄに至る状態で熱伝導性が高い金属製の放熱体６が一体的に設けら、該放熱体６からリベット８、ケーシング段差部２ｃを経由して外部に放熱することができるので、従来のもののように、励磁コイルＣの励磁に伴う熱によりコイル抵抗値が変化して音色が変化してしまったり、コイルボビンが熱変形してしまうような不具合を防止することができて、高い使用頻度にも対応できる信頼性の高い電気式ホーン１とすることができる。

そのうえ、このものでは、放熱体６をインサートモールドすることでコイルボビン４を形成する構成としたので、コイルボビン４の成形を容易に行なうことができるうえ、放熱体６がボビン本体部５に強固に一体化されたものにすることができる。

しかも、本発明が実施されたものにあっては、放熱体６には、ボビン本体部筒部５ａに外嵌する状態で筒状部６ｂが形成されているので、励磁コイルＣが励磁状態から非励磁状態に切り換えられるときに誘導起電力が発生して励磁コイルＣも生じるサージを低減させることができて、ノイズの発生や接点（固定接点９ａと可動接点１０ｃ）の摩耗を防止することができる。

また、このものにおいて、放熱体６は、アルミニウムや同等の非磁性材からなる金属材で構成されているので、励磁コイルＣが励磁しても磁化されることはなく、固定鉄心３の磁化に影響を与えることがなく、効率よくコイルボビン４の熱を外部に放出することができる。

尚、本発明は前記実施の形態に限定されないことは勿論であって、図３に示す第二の実施の形態のようにすることもできる。
前記第二の実施の形態の電気式ホーン１７は、励磁コイルＣ２を構成するコイルボビン１８以外の構成は前記実施の形態と同様に構成されているので、前記第一の実施の形態と動用の符号を付すことにより説明を省略する。
第二の実施の形態において、コイルホビン１８はインサートモールド成形することにより、樹脂製のボビン本体部１９と非磁性材からなる金属製の放熱体２０とを備えて構成されている。そして、ボビン本体部１９は、筒部１９ａ、上下側フランジ部１９ｂ、１９ｃ、取り付け片部１９ｄ、端子固定片部１９ｅとを備え、放熱体２０は、下側フランジ部１９ｃ下面の内径側と当接して配置されるリング状プレート部２０ａと、該リング状プレート部２０ａの内径側縁部から上方に延出しボビン本体部筒部１９ａの内径面と当接して配置される筒状部２０ｂと、リング状プレート部２０ａの外径縁部から外径側に延出し、取り付け片１９ｄと当接して配置される延出プレート部２０ｃとを備えて構成されている。そして、このものでは、延出プレート部２０ｃにリベット８が直接接触する状態でケーシング段差部２ｃに止着される構成となっているとともに、筒状部２０ｂの上端部が、上側フランジ部１９ｂ近傍にまで長く形成され、筒状部２０ｂと固定鉄心３先端部外周面とが接触する状態となっている。
これによって、第二の実施の形態のコイルボビン１８は、放熱体２０による放熱が、リベット８とケーシング段差部２ｃとを介した放熱だけでなく、固定鉄心３を介した放熱もなされることになって、放熱効果を一層高めることが可能となる。

前記第二の実施の形態は、放熱体をリベット止着部および固定鉄心の両者に接触させて放熱効果を高める構成としているが、前記第一の実施の形態のようにリベット止着部における放熱、あるいは、固定鉄心との接触部における放熱としてもよい。
また、放熱部として金属材を用いて構成するだけでなく、熱伝導性に優れた樹脂材、例えばポリフェニレンスルフィドのような樹脂材を用いて放熱部とすることもでき、この場合では、通常の樹脂材に、リベット止着部および／または固定鉄心に接触する部位にのみ放熱体としての樹脂材を設けたコイルボビンに形成することの他に、コイルボビン全体を熱伝導性に優れた樹脂材で形成してもよく、この場合では、コイルボビン全体が放熱部となって放熱効果の一層優れたものにすることができる。

電気式ホーンの断面図である。 図２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれコイルボビンの底面図、図２（Ａ）におけるＸ−Ｘ断面図である。 第二の実施の形態における電気式ホーンの断面図である。

符号の説明

１ ホーン
２ ケーシング
２ａ 底部
２ｂ 段差部
２ｃ 小径筒部
２ｄ 大径筒部
３ 固定鉄心
４ コイルボビン
５ ボビン本体部
５ａ 筒部
５ｃ 下側フランジ部
５ｄ 取り付け片部
６、２０ 放熱体
６ａ、２０ａ リング状プレート部
６ｂ、２０ｂ 筒状部
６ｃ、２０ｃ 延出プレート部
８ リベット
９ 固定プレート
１２ ダイヤフラム
１３ 可動鉄心

Claims (7)

1. 有底筒状の金属製のケーシングの筒部に、ケーシングの開口端に設けたダイヤフラムを振動するための励磁コイルと固定鉄心とを収容してなる電気式ホーンにおいて、ケーシングの底部に固定鉄心を同芯状に支持する一方、励磁コイルを、円筒部と、該円筒部両端部から外径方向に延出するフランジ部とを備えたコイルボビンの円筒部に巻線を巻装して構成し、前記コイルボビンの円筒部を固定鉄心に外嵌させ、ケーシング開口側のフランジ部をケーシングにリベット止着して励磁コイルを固定するにあたり、コイルボビンは、熱伝導性の高い材料で形成された放熱部を有するものとし、該放熱部を、リベットおよび／または固定鉄心に接触させる構成とした電気式ホーン。
2. コイルボビンは、一部に放熱部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気式ホーン。
3. コイルボビンは、樹脂材に金属材で構成される放熱部をインサートモールドして成形されている請求項１または２に記載の電気式ホーン。
4. 放熱部は、コイルボビンの円筒部内周面を構成するリング状部を備えて構成されている請求項２または３に記載の電気式ホーン。
5. 金属材は、非磁性材であることを特徴とする請求項３または４に記載の電気式ホーン。
6. 放熱部は、熱伝導性の高い樹脂材で構成されている請求項１または２に記載の電気式ホーン。
7. コイルボビンは、熱伝導性の高い樹脂材で構成されている請求項１に記載の電気式ホーン。

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