JP5219282B2 - 車両用ホーンおよび車両用ホーンにおける可動コンタクトプレートの選定方法 - Google Patents

Description

本発明は、乗用車等の車両に取り付けられる車両用ホーンおよび車両用ホーンにおける可動コンタクトプレートの選定方法の技術分野に属するものである。

一般に、車両には外部に警告をするため車両用ホーン（警音器）の取り付けが義務付けられているが、このような車両用ホーンは、固定側接点と可動側接点とを備え、両接点同士が接触状態で通電されることに基づきコイルが励磁されると、可動鉄心が可動し、この可動に基づき可動接点が固定接点から離間することで非通電状態になってコイルが非励磁となり、これによって可動接点が固定接点に接触して前記と同じ通電状態になるということを繰り返し、この繰り返しに基づいてダイアフラムが振動し、発音するようになっている（特許文献１参照）。このような車両用ホーンにおいて、両接点同士の接触、離間の繰り返しをする際に、接点間にアーク放電によるスパーク（火花）が繰り返し発生し、このため発熱する。この際の発熱量は、近時、ホーン特性として要求されている音圧の向上、バッテリ電源の高電圧化に伴い上昇する一方であり、そのため接点周辺での放熱性の向上が求められている。

特開２００３−２４３２２３号公報

ところで、可動接点、固定接点は、可動コンタクトプレート、固定コンタクトプレートに設けた台座に、銀蝋を用いてそれぞれ固定されているのが一般であり、前記接点に発生した熱は、これらコンタクトプレートを介してそれぞれ放熱することになる。この場合において、可動コンタクトプレートは接点同士の離接移動を円滑にするため肉薄のバネ鋼が用いられる。これに対し、固定コンタクトプレートは、可動コンタクトプレートの繰り返し移動を受け止めるため剛性のある肉厚な鋼材が用いられており、通常、可動コンタクトプレートに対して２〜３倍程度の板厚を有している。
このような車両用ホーンにおいて、従来は可動、固定の何れのコンタクトプレートも鉄系材質の鋼材を用いて構成していたため、熱経路（断面積）が小さくなって可動コンタクトプレートの温度が上昇し、接点の転移磨耗の促進や銀蝋の融解による脱落の惧れが想定され、これを回避することが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、可動コンタクトプレートに設けた可動接点と、固定コンタクトプレートに設けた固定接点とがＯＮ−ＯＦＦ切換えを繰返すことで発音するように構成した車両用ホーンにおいて、前記可動コンタクトプレートと固定コンタクトプレートとは、式「コンタクトプレートの断面積×熱伝導率」で求められる数値が、
「２．５×可動コンタクトプレート側数値≧固定コンタクトプレート数値」
になるように設定されていることを特徴とする車両用ホーンである。
請求項２の発明は、式「コンタクトプレートの断面積×熱伝導率」で求められる数値が、
「可動コンタクトプレート≧固定コンタクトプレート」
になるように設定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である。
請求項３の発明は、可動コンタクトプレートは、材質がベリリウム銅であ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である。
請求項４の発明は、可動コンタクトプレートに設けた可動接点と、固定コンタクトプレートに設けた固定接点とがＯＮ−ＯＦＦ切換えを繰返すことで発音するように構成した車両用ホーンにおいて、前記可動コンタクトプレートを選定するにあたり、式「コンタクトプレートの断面積×熱伝導率」で求められる数値が、
「２．５×可動コンタクトプレート側数値≧固定コンタクトプレート数値」
になるようにして選定することを特徴とする車両用ホーンにおける可動コンタクトプレートの選定方法である。
請求項５の発明は、式「コンタクトプレートの断面積×熱伝導率」で求められる数値が、
「可動コンタクトプレート≧固定コンタクトプレート」
になるようにして選定することを特徴とする請求項４記載の車両用ホーンにおける可動コンタクトプレートの選定方法である。

請求項１または４の発明とすることにより、接点部において熱に強い車両用ホーンとすることができると共に、熱に強い可動コンタクトプレートを迅速に選定することができる。
請求項２、５の発明とすることで、より一層、熱に強い車両用ホーンとすることができると共に、より一層、熱に強い可動コンタクトプレートを迅速に選定することができる。
請求項３の発明とすることで、より一層、熱に強い車両用ホーンを簡単に提供できることになる。

車両用ホーンの断面図である。 可動コンタクトプレートの材質を変化させた場合に測定した最高温度を示す表図である。

次ぎに、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図中、１は車両用のホーンであって、該ホーン１を構成するケーシング２は有底筒状となっているが、筒奥側に小径部２ａ、開口側に大径部２ｂが形成されている。そして、小径部２ａにコイルボビン３が収納固定されるが、該コイルボビン３は、中央部に貫通孔３ａが開設され、外周にコイル３ｂが巻装される構成となっている。そして、コイルボビン３は、外径側に突出形成された取付け片部３ｃが、ケーシング小径部２ａと大径部２ｂとのあいだの段差面部２ｃにピン（リベット）４を介して固定されることになるが、該ピン４には、後述する可動接点５ａが先端部（内端部）に台座５ｂを介して設けられた可動コンタクトプレート５の基端部（外端部）がピン４とは電気的に絶縁され、前記コイル３ｂには電気的に接続されるようにして取付け片部３ｃ側に組み付けられ、また先端部に後述する固定接点６ａが台座６ｂを介して設けられた固定コンタクトプレート６の基端部が可動コンタクトプレート５とは電気的に絶縁され、ピン４とは電気的に接続するようにしてケーシング２の開口側に位置して組み付けられている。さらにピン４には、ケーシング２の外面側に位置してソケット７が組み付けられ、該ソケット７に、ピンとは電気的に接続される状態で端子７ａが設けられている。因みに、可動コンタクトプレート５は肉薄のバネ鋼で形成され、固定コンタクトプレート６は可動コンタクトプレート５よりも肉厚の鋼材によって構成されている。
さらに、ケーシング筒底面２ｄの中央部には、固定鉄心８が筒底面２ｄの内外を貫通する状態で固定されているが、該固定鉄心８は、コイルボビン貫通孔３ａを挿通し、内側端部が貫通孔３ａの中間位置にまで嵌入する状態で配されている。尚、９はコイルボビン３をケーシング２にピン９ａを介して抜止め状に固定するためのプレートである。

一方、１０はケーシング２の開口を覆蓋する状態で取付けられ、弾性を有した振動発生用部材であるダイアフラムであって、該ダイアフラム１０の中央部には前記固定鉄心８に対向する可動鉄心１１が貫通状に固定されているが、該可動鉄心１１は、ダイアフラム１０が自然状態になっているとき可動鉄心１１の先端部と固定鉄心８とのあいだに所定寸法の間隙が存する状態で設けられている。
そして自然状態で可動接点５ａと固定接点６ａとは当接していて電気的に接続されており、この状態で前記コイル３ｂへの通電がなされて固定鉄心８が励磁状態になると、可動鉄心１１は、ダイアフラム１０の弾性力に抗して固定鉄心８側に吸引される（移動する）ように設定されている。
また、可動鉄心１１には太径になった絶縁材からなる係止部１１ａが設けられている。そして可動鉄心１１が前述したように固定鉄心８側に移動したとき、可動コンタクトプレート５の先端部に係止部１１ａが係止して可動コンタクトプレート５を固定鉄心８側に強制移動することになり、これによって可動接点５ａ、固定接点６ａとの当接（接続）が断たれるようになっている。

そうして、前記ホーン１において、図示しない操作具を操作することでホーン１への電源供給がなされた場合、互いに接続する可動接点５ａと固定接点６ａとを介してコイル３ｂに通電がなされ、前述したように可動鉄心１１が固定鉄心８側に吸引移動することになるが、この移動により、可動鉄心１１とともに可動コンタクトプレート５が固定鉄心８側に移動するため、可動接点５ａと固定接点６ａとが離間して電気的な接続が断たれ、これによってコイル３ｂへの通電が断たれる。このコイル３ｂへの通電が断たれると、固定鉄心８が消磁されて可動鉄心１１が自然状態の位置に復帰する一方で、可動コンタクトプレート５も自然状態位置に復帰して可動接点５ａと固定接点６ａとが再度接続状態（当接状態）となってコイル３ｂへの通電が開始し、励磁状態となった固定鉄心８が可動鉄心１１を吸引して前述したように可動接点５ａと固定接点６ａとの接続を断つ。このように、ホーン１は、可動接点５ａと固定接点６ａとのＯＮ−ＯＦＦ切換え（断続切換え）が繰り返しなされることで、コイル３ｂの励磁−消磁を繰り返してダイアフラム１０を振動せしめ、これによって警報音が発音するように構成されており、該発音した警報音は、可動鉄心１１の外側に設けられた渦巻き状の共鳴部１２において共鳴した状態で外部に放出されるように構成されている。尚、１３はダイアフラム１０と共鳴部１２とのあいだに位置する状態でケーシング２の開口部に組み付けられるカバーである。

次に、可動接点５ａが設けられる可動コンタクトプレート５と、固定接点６ａが設けられる固定コンタクトプレート６との関係について検討する。ここにおいて、可動接点５ａ、固定接点６ａについては材質をタングステンとし、台座５ｂ、６ｂについては熱伝導率が４３Ｗ／ｍＫの鋼材として固定側、可動側で共通のものとし、固定コンタクトプレート６については、断面積９ｍｍ^２（厚さ１ｍｍ、幅９ｍｍ）であって、熱伝導率が５１Ｗ／ｍＫ（ワット毎メートル毎ケルビン）の鋼板を用い、変化させることがなかった。
これに対し、可動コンタクトプレート５については、断面積３．６ｍｍ^２（厚さ０．４ｍｍ、幅９ｍｍ）と統一したが、材質について、熱伝導率１７Ｗ／ｍＫのステンレスＡ、熱伝導率２５Ｗ／ｍＫのステンレスＢ、熱伝導率５２Ｗ／ｍＫの鋼材、そして熱伝導率１２１Ｗ／ｍＫのベリリウム銅を用いてホーン１を製造し、これらについて外気温２０℃、８０℃としたものについて、電流条件としてコイル３ｂが９Ｗ（ワット）、接点間が２３Ｗとなる（これらは通常条件の略２倍）ように設定してホーン１を連続吹鳴させ、最高となったときの接点部位の温度を測定した。

測定結果を図２に示す表図に示す。これによると、外気温が２０℃、８０℃になった何れの条件下においても、熱伝導率が高くなるほど、接点部位の最高温度が低下していることが認められ、特に、実験した中では熱伝導率が最も高いベリリウム銅としたものの最高温度が他の三者より大きく低下していることが確認される。そして銀の融点（９６０．５℃）を考慮したとき、最高温度が８００℃台までであれば持ちこたえられるものと推定され、熱伝導率が５２Ｗ／ｍＫの鋼材とベリリウム銅とが許容範囲であり、特にベリリウム銅を採用したものは可動コンタクトプレートとして優れた放熱特性を有することが確認される。

そしてこれらの結果において、コンタクトプレートの断面積はホーンによって種々変化するものであり、そこで断面積と熱伝導率との積（「断面積」×「熱伝導率」）について検討したところ、固定コンタクトプレート６については４３５．６であるが、可動コンタクトプレート５において、ステンレスＡでは６１．２、ステンレスＢでは９０．０、鋼材では１８７．２、そしてベリリウム銅では４３５．６であった。
可動コンタクトプレート５としては前述したように鋼材までが許容範囲であるとすると、断面積と熱伝導率との積について、鋼材のもの前記積の数値は固定コンタクトプレート６のものの積の数値に対して１：２．５（≒「固定コンタクトプレートの断面積×熱伝導率」：「可動コンタクトプレートの断面積×熱伝導率」）であり、さらにベリリウム銅の場合１：１（≒「固定コンタクトプレートの断面積×熱伝導率」：「可動コンタクトプレートの断面積×熱伝導率」）であり、このことから、可動コンタクトプレートのこれら積の数値が、固定コンタクトプレートの前記積の数値よりも大きいもの、つまり可動コンタクトプレートと固定コンタクトプレートとは、「コンタクトプレートの断面積×熱伝導率」で求められる数値が、前記鋼材で許容されるものとすると、
２．５×可動コンタクトプレート側の数値≧固定コンタクトプレート側の数値
になり、またベリリウム銅で許容されるものとすると、
可動コンタクトプレート側の数値≧固定コンタクトプレート側の数値
になり、このように演算することで固定コンタクトプレートに適応する可動コンタクトプレートの選定ができることになる。

このように、本発明を実施した場合に、離接する接点部位で発生すると思われる熱に対して強い車両用ホーンを提供できると共に、該車両用ホーンに用いられる可動コンタクトプレートの選定が容易にできることになる。

１ 車両用ホーン
５ 可動コンタクトプレート
５ａ 可動接点
６ 固定コンタクトプレート
６ａ 固定接点

Claims (5)

1. 可動コンタクトプレートに設けた可動接点と、固定コンタクトプレートに設けた固定接点とがＯＮ−ＯＦＦ切換えを繰返すことで発音するように構成した車両用ホーンにおいて、前記可動コンタクトプレートと固定コンタクトプレートとは、式「コンタクトプレートの断面積×熱伝導率」で求められる数値が、
   「２．５×可動コンタクトプレート側数値≧固定コンタクトプレート数値」
   になるように設定されていることを特徴とする車両用ホーン。
2. 式「コンタクトプレートの断面積×熱伝導率」で求められる数値が、
   「可動コンタクトプレート≧固定コンタクトプレート」
   になるように設定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. 可動コンタクトプレートは、材質がベリリウム銅であ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。
4. 可動コンタクトプレートに設けた可動接点と、固定コンタクトプレートに設けた固定接点とがＯＮ−ＯＦＦ切換えを繰返すことで発音するように構成した車両用ホーンにおいて、前記可動コンタクトプレートを選定するにあたり、式「コンタクトプレートの断面積×熱伝導率」で求められる数値が、
   「２．５×可動コンタクトプレート側数値≧固定コンタクトプレート数値」
   になるようにして選定することを特徴とする車両用ホーンにおける可動コンタクトプレートの選定方法。
5. 式「コンタクトプレートの断面積×熱伝導率」で求められる数値が、
   「可動コンタクトプレート≧固定コンタクトプレート」
   になるようにして選定することを特徴とする請求項４記載の車両用ホーンにおける可動コンタクトプレートの選定方法。

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