JPH04505375A - 固体駆動装置を有する電気警笛 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 固体駆動装置を有する電気警笛 発明の分野 この発明は固体駆動装置を有する電気警笛に関しかつ特定的には電気的および機 械的なシステムの間での共振周波発明の背景 一般に自動車の車輌において使用される電気警笛は電磁装置によって駆動される 振動ダイヤフラムを使用してきた。電流パルスは、スイッチが、それは通常は閉 じられているが、そのばねバイアスに対しである一方向においてダイヤフラム運 動を引起こすために磁気コイルを付勢しかつ運動が他の方向においてダイヤフラ ムの復帰を許容するスイッチを開き、そうしてスイッチを閉じかつサイクルが繰 返すことを引起こすようなダイヤフラム運動に応答する機械的スイッチによって 発生される。そのような警笛の寿命は警笛において使用される機械的スイッチの 寿命によって制限される。それゆえ、機械的スイッチの代替の方法を考案するこ とが所望とされるが、しかしながら高電力の要求、誘導負荷を切換えることによ って引起こされる高電圧スパイクに対する免疫性、および機械的耐久性は成功裡 に使われるであろう技術に厳しい制限を課する。

ハイ（Ｈａｉｇｈ）に対する米国特許箪３．８４６．７９２号において電気音響 −発生装置に対して短い電流バルスを供給するために電子駆動装置を使用するこ とが提案されてきた。その駆動装置において、発振器は一連のパルスを強磁性ダ イヤフラムを引付ける電磁気に対して与えるために使用される。パルスはダイヤ フラムの自然の周波数（３０００Ｈｚ）よりも実質的に少ない繰返し速度を有す る。各々のパルスに対して、電磁気はダイヤフラムを引付けかつその後で開放し 、別のパルスに印加するまえにそれが多数のサイクルを介して振動することを可 能にする。ダイヤフラム位置に応答するフィードバック回路は、効率的な結合を 確実にするためにダイヤフラム周波数でパルスタイミングが作動するように取り 付ける。この配置は高周波警笛に適合させられ、それは小さなダイヤフラム運動 を有しかつ入力パルスが除去されるとき容易に振動を継続させ、かつ低周波（４ ００−５００Ｈｚ）警笛に適合しない。低周波警笛のダイヤフラムは入力パルス が除去された後長い間リンギングを持続させはしない。さらに、ハイのフィード バック回路は低周波でのダイヤフラム運動に対してパルスを正確に時間法めする のに効果的ではない。

警笛の動作の効率を得るために、電気エネルギをダイヤフラムアセンブリに既に 与えられているそのエネルギを最大に利用する態様においてシステムの機械的部 分内に結合させることが必要である。低周波警笛の場合において、入力パルスお よびダイヤフラム運動の同期は、所与の電力入力のための最も高い音響エネルギ 出力を得ることにおいて最高の重要性を持つものである。先行の提案はその目的 を達成するための解決法を与えない。

発明の要約 それゆえ、この発明の目的は、エネルギを警笛ダイヤフラムの自然な運動との時 間法めされた関係における各々のサイクルにおいて警笛内に入力するための電子 駆動装置を有する警笛を提供することである。

この発明は、その上に設けられたダイヤフラムを有する閉じられたハウジング、 ハウジング内に設けられた駆動コイル、ダイヤフラムの中心に取付けられかつダ イヤフラムに対して振動をコイル付勢上に転送するためにコイル内に延在する強 磁性プランジャ、共振周波数を有するプランジャおよびダイヤフラム、ならびに 四角形の波パルス列をコイルに出力するためのタイマ、タイマを実質上共振周波 数に調整するための手段、タイマ出力に結合された第一の段階駆動装置、および タイマ周波数で警笛を駆動するためにコイルに結合された電力半導体スイッチ装 置を含む第二の段階駆動装置を有する固体回路を含むコイルを付勢するための手 段とを含む電気警笛によって実行される。

図面の説明 この発明の上記のおよび他の利点は同じ参照が同じ部分を示す添付の図面と関連 してなされる以下の説明からさらに明らかになるであろう。

図１はこの発明に従う電気警笛の横断面図であり、かつ図２はこの発明に従う固 体警笛駆動装置回路の概略図である。

この発明を実行するための最良のモード図１を参照すると、電気警笛はプラスチ ックプロジェクタ１２に固定されたシート金属ハウジング１０を有する。

ばね鋼ダイヤフラム１４はハウジング１０とプロジェクタ１２との間のそのマー ジンで補足されかつ強磁性プランジャ１６に対してその中心で装着される。ハウ ジング１０の端部の壁２０におけるアパーチャ１８は磁極片２２を保持し、それ はプランジャ１６に向かって延在する。磁極片２２の端部面２４は小さなギャッ プによってプランジャ１６の端部面２６から間隔を開けられる。磁極片２２の反 対側の端部２５は装着ブラケット２７および固定ナツト２９を受取るために捩切 られる。

ハウジング１０はダイヤフラムを支持するために半径フランジ３２で終端となる より大きな部分３０および端部の壁２０を含む小さな端部分２８を規定するよう に階段構造にされる。一般的に中間の平面環状部分３４は小さな端部分２８とよ り大きな部分３０とを相互接続する。電磁コイル３６は小さな端部分２８内に取 付けられかつプランジャ１６および磁極片２２の隣接する端部を囲む。リベット ３８によって中間部分３４に固定された環状装着プレート３６は端部分２８にお いてコイルを保持する。プレート３６はそこにおける自由な運動のためにプラン ジャ１６を適応させるように開き口を開けられる。

ダイヤフラムの装着に関して、ダイヤフラムマージンに適合する環状ガスケット ４０はダイヤフラムの片方の側に置かれる。プロジェクタはフランジ３２に対し てガスケット４０およびダイヤフラム１４を押圧しかつファスナー４２はアセン ブリを固定する。プランジャ１６はその中心でダイヤフラムを介してかつダイヤ フラムの各々の側止のワッシャー４６を介して突出す小さな直径のステム４４を 有する。ステムは一方のワッシャーを噛合わせるようにプランジャ上でのショル ダー４８を規定しかつステム４４の端部は他方のワッシャー４６を噛合わせるよ うにひつくり返り、それによって単位としての運動のためにダイヤフラムおよび プランジャを固定する。ダイヤフラムのばね速度を伴うダイヤフラム１４および プランジャ１６の結合された塊はダイヤフラムアセンブリの共振周波数を決定す る。結果として生じる音響はプロジェクタ１２によって拡大され、それはプラン ジャ／ダイヤフラムアセンブリの共振周波数に同調される。

警笛の機械的な局面はジエームズ・ニーズ（Ｊ　ａｍｅ　５Ｎｅｅｓｅ）に発行 された米国特許第４．３６１．９５２号においてさらに詳しく説明され、それは ここにおいて引用により援用される。その特許と提示された開示との間の主な差 異はダイヤフラムをその共振周波数で駆動するために電気パルスをコイルに印加 するための配置である。特許第４．３６１．９５２号において、プランジャの運 動によって動作される警笛ハウジング内での機械的接触は回路をコイルに対して 開いたり閉じたりする。この発明において、固体切換回路はパルスされた電流を コイルに供給する図２を参照すると、警笛５０はその端子５２．５２′がコイル に接続されている。電池または他の電力源５４はスイッチ５６および駆動装置回 路５８を介して警笛端子５２．５２′に結合される。スイッチ５６は、閉じられ たとき、電池５４を圧線６０へと接続し、それは直接的に警笛端子５２のうちの １つに結合する。他の端子５２−は駆動装置回路５８を介して接地に断続して接 続される。

駆動装置回路５８はＥＭＩおよびＲＦＩ過渡スパイクを抑圧するように線６０お よび接地の間で１組のコンデンサ６２を有する。電流制限抵抗器６６を介して線 ６０に結合される電圧調整器６４は適当な電圧を発振器回路６８に供給し、それ は５５５タイマ７０を使用する。タイマはそのいくつかの端子が周知の発振器構 成において調整器６４にかつ様々な抵抗器およびコンデンサを介して接地に接続 される。特に、調整可能な抵抗器７２は衝撃係数と同様にタイマ出力周波数を調 整するように使用される。固定された抵抗器７３および調整可能な抵抗器７２の 値は抵抗器７２によって参酌されたいくつかの微調整を伴う基本周波数および衝 撃係数を決定するように選択される。発振器回路６８の出力は抵抗器７４を介し て電力駆動装置の第１の段階として役に立つトランジスタ７６のベースへと結合 される。トランジスタ７６エミツタは接地に接続されかつコレクタは電流制限抵 抗器７８を介して圧線６０に接続される。

エミッタはまた電力ＭＯ３ＦＥＴ　８０のゲートに接続され、それは駆動装置出 力段階としての働きをする。ＭＯＳＦＥＴ　８０のソースおよびドレインを横切 る内部ダイオード８２は過渡保護を提供する。加えて、ダイオード８８と並列す る抵抗器８６を含むコンデンサ８４と直列のベルト回路およびコンデンサ８４は 警笛コイルが初めに充電するときに発生された過渡スパイクを抑圧する。ＭＯＳ ＦＥＴ　８０のソースは警笛端子５２゛に接続され、駆動装置回路５８がスイッ チを入れるときコイル３６を介してパルスされた電流の流れを参酌する。

上記で説明されたように駆動装置回路は約４００Ｈｚの周波数を有する１２ボル ト警笛を伴う使用に適合するようにされるが、その上、高周波警笛にも適用する 。警笛動作（すなわち、所与の電流入力のための最も高い音響レベル出力）にお いて最適効率を得るために、駆動装置周波数は、狭い制限内で、ダイヤフラムア センブリの共振周波数と整合するべきである。駆動装置回路５８の周波数は、レ ーザトリムされたまたはさもなければ、調整可能な抵抗器であり得るタイマ抵抗 器７２の調整によって製造の間で所望の警笛周波数に的確に調整される。ダイヤ フラムはその速度で駆動されるであろう。機械的および電気的システムの間の小 さな共振周波数の差異は音響レベルのいくらか０減少を犠牲にして許容される。

１２ボルトより高い電圧は駆動装置回路において小さな修正を必要とする。使用 のために２４．３６、または４６ボルトに値された警笛に対して、ダーリントン （Ｄａｒｌｉｎｇｔｏｎ）対は電力ＭＯ３ＦＥＴ　８０の代りに使用される。タ イミング抵抗器７２に対する異なった値は電流パルスの衝撃係数をコイルに調整 するように各々の電圧定格のために使用される。それは６０％衝撃係数電流を伴 う１２ボルト警笛を動作するために好ましいものであるが、一方で衝撃係数は漸 進的にさらに高い電圧に対してより大きくなり、４８ボルトで９０％に達する。

３６および４８ボルト警笛は抵抗器６６および調整器６４０間で余分な電圧を必 要とする。余分の調整器を伴って、電力源５４は１２５ボルトまで使用され得る 。調整器は電源電圧変動の結果としてタイマ周波数において変動を防ぐ。

動作において、スイッチ５６を閉じるとすぐに、タイマ７０は同じ周波数で電力 パルスの列をコイル３６に送るために駆動装置回路５８の第１および第２の段階 ７６および８０を活性化するダイヤフラム１４の共振周波数でパルスの列を発生 するであろう。結果として生じる磁気衝動はプランジャ１６およびダイヤフラム １４が最も調和したかつ効果的な態様においてエネルギがダイヤフラムシステム に付加されるように電力パルスとともに同期己で動くことを引起こす。たとえ電 力パルスが僅かに共振のピークを外れたとしても、適切な結合が達成され得る。

１２ボルトシステムにおいて＋または一１０Ｈｚの許容が許され、音響出力は３ または４デシベルによって減少される。２４から４８ボルトシステムにおいて、 さらに強力なパルス入力が電気的および機械的システムの間での位相不均衡を克 服することができるので、許容は＋または一２５Ｈｚである。

基本駆動装置回路５８は、上記で記された例外はあるが各々の電圧定格の警笛に 対して有用である。回路はコイルに対して四角形の波出力を与え、正の警笛作動 が各々の電流パルスの開始で首尾一貫して達成されるのでそれは特に所望とされ るが、サイン波または鋸波はそれらが前のサイクルからの結果として生じるコイ ルにおける過渡を征服するときにのみ次第に増加しかつコイル付勢に対して効果 的である。結果として生じる予想できる応答は特別の音響品質が各々の警笛の設 計に対して首尾一貫して作られることを可能にする。

それゆえに、この発明がより長い警笛の寿命、正確な較正、様々な警笛モデルへ の一般的な応用、および改良された品質の音響のための正確な切換えをもたらす 警笛切換配置を提供することが理解されるであろう。この発明は高いおよび低い 警笛周波数に適用しかつ各々のサイクルにおいて衝撃係数を調整することによっ て決定される時間の間コイルを付勢することによって最大の音響出力を可能とす る。この発明はここにおいてプロジェクタ型警笛に適用されるものとして説明さ れるが、それはまた共振器型警笛を有して有用である。

国際調査報告

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．電気警笛であって、 その上に設けられたダイヤフラムを有する閉じられたハウジングと、 ハウジング内に設けられた駆動コイルと、ダイヤフラムの中心に取付けられかつ コイル内に延在しダイヤフラムに対して振動運動をコイル付勢上に転送するため の強磁性プランジャとを含み、そのプランジャおよびダイヤフラムは共振周波数 を有し、さらに固体回路を含むコイルを付勢するための手段とを含み、前記固体 回路は四角形の波パルス列をコイルに出力するためのタイマ、タイマを実質上共 振周波数に調整するための手段、タイマ出力に結合された第一の段階駆動装置、 およびタイマ周波数で警笛を駆動するためのコイルに結合された電力半導体スイ ッチ装置を含む第二段階駆動装置を有する、電気警笛。
2. ２．電力半導体スイッチ装置が電力ＭＯＳＦＥＴ装置である、請求項１に記載の 電気警笛。
3. ３．電力半導体スイッチ装置がダーリントン対である、請求項１に記載の電気警 笛。
4. ４．タイマを調整するための手段がタイマ周波数を調整するためにタイマに結合 された可変の抵抗器を含む、請求項１に記載の電気警笛。