JP5316480B2 - 屋外端末装置 - Google Patents

Description

本発明は、屋外に設置される屋外端末装置に関する。

例えばセキュリティ装置の端末装置のように屋外に設置される端末装置は、多くの場合、本体の大部分が家屋の壁に埋め込まれ、端末装置の一面のみが家屋の壁から外部へ露出している。そのため、端末装置は、常に風雨に晒される。そこで、従来の屋外端末装置は、高い水密性を確保するために、密閉に近い構造が採用されている。一方、近年では、音声による案内や警告を行うために、発音素子を備える屋外端末装置が普及している。このような発音素子を備える屋外端末装置の場合、水密性を確保するために密閉構造を採用すると、発音素子から発せられた音声が外部へ放出されにくく、外部から聞き取りにくくなる。そこで、外部へ放出される音声を聞き取りに十分な程度まで大きくするためには、壁面から露出する端末装置の天板部に音抜き用の穴を形成したり、この天板部の近傍に発音素子を配置することなどが考えられる。
ところが、端末装置は上述のように風雨に晒されるため、天板部に音抜き用の穴を形成すると、この穴を通して電子機器が収容された端末装置の内側に水が浸入し、端末装置の信頼性を損なうおそれがある。そこで、天板部に形成された音抜き用の穴を防水フィルムで覆うことが提案されている（特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１の場合、水の浸入を確実に防止するためには、音抜き用の穴を防水フィルムで適切に覆う必要がある。そのため、防水フィルムの貼り付けには、高い精度および熟練の技術が要求される。また、防水フィルムは、経年による劣化によって、貼り付き力の低下が生じる。このように、音抜き用の穴を塞ぐ防水フィルムの利用は、常に水の浸入を招くおそれがあるという問題がある。
一方、セキュリティ装置の屋外端末装置は、操作部分を含む天板部について、機器の仕様ごとに多様な形状が設定されている。すなわち、屋外端末装置は、機器の仕様ごとに操作部分の配置などが異なっている。そのため、天板部の近傍に発音素子を配置する場合、天板部の多様な形状に応じて発音装置が搭載されている回路基板などを専用に設計する必要があり、部品の共通化が困難であるという問題がある。

特許第２８９６５５７号明細書

そこで、本発明の目的は、高い防水性が確保されるとともに、天板部から離れた位置に発音素子を配置することにより回路基板の共通化が図られ、外部において十分な音量が確保される屋外端末装置を提供することにある。

請求項１記載の発明では、ケーシングの内側に発音素子から天板部へ筒状に延びる筒部を備えている。筒部は、第一領域および第二領域を有している。この第一領域は、投影面の内側に発音素子の発音孔とともに発音素子の端面の一部を含んでいる。一方、第二領域は、投影面の内側に発音素子の端面を含んでいない。そのため、発音素子の発音孔から発せられた音声は、筒部に案内されて天板部側へ伝搬するとともに、天板部ならびに第一領域および第二領域を形成する側壁で反射する。第二領域は投影面の内側に発音素子の端面を含んでおらず、かつ筒部と端面との間に隙間が形成されているため、天板部および側壁で反射した音声は第二領域の発音素子側の端部からケーシングの内側へ放出される。このように、発音素子の発音孔から発せられた音声は、筒部の側壁および天板部で反射を繰り返すことによりその伝搬距離が増加する。その結果、いわゆるメガホンの原理によって第二領域の発音素子側の端部から放出される音声の音量は大きくなる。さらに、第二領域の端部から放出された音声は、ケーシングの内側で共鳴し、天板部の全体を振動体として振動させる。これにより、発音素子の発音孔から発せられた音声は、増幅されて外部へ放出される。請求項１記載の発明では、この構成により、音を抜くための音抜き用の穴を必要とせず、高い防水性を確保することができる。また、発音素子は天板部に近づけて配置する必要がないため、回路基板の形状は天板部における操作部分の形状などに制約を受けず、共通化が図られる。これとともに、発音素子を天板部から遠隔に配置することにより、筒部を伝搬する音声の伝搬距離が増加し、いわゆるメガホンの原理による音声の音量の増大作用も大きくなる。したがって、天板部から離れた位置に発音素子を配置することにより回路基板の共通化を図ることができるとともに、外部において十分な音量を確保することができる。

請求項２記載の発明では、筒部は天板部側の端部が天板部に接している。そのため、筒部は十分に全長が確保される。ケーシングは、家屋の壁などに埋め込まれるため、小型化が要求される。筒部を天板部に接する位置まで形成することにより、容積が限定されるケーシングの内側においても十分な音声の伝搬距離が確保される。したがって、回路基板の共通化を図りつつ、外部へ放出される音量を十分に確保することができる。

請求項３記載の発明では、第二領域は第一領域よりも投影面積が大きい。そのため、発音素子の発音孔から発せられた音声は、投影面積の小さな第一領域から第二領域へと伝搬する。これにより、いわゆるメガホンの原理により、第二領域の発音素子側の端部から放出される音声の音量はより大きくなる。したがって、外部へ放出される音声の音量を十分に確保することができる。

一実施形態による屋外端末装置の概略を示す断面図 図１の矢印ＩＩ方向から見た矢視図であって、底部を除いた概略図 一実施形態による屋外端末装置の筒部を示す概略斜視図 一実施形態による屋外端末装置の筒部と発音素子との位置関係を示す天板部から見た模式図 比較例による屋外端末装置の要部を示す図１に相当する断面図

以下、屋外端末装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
一実施形態による屋外端末装置を図１に示す。屋外端末装置１０は、例えばセキュリティ装置あるいは空調機器などへ制御を入力するための装置であり、家屋１１の外部すなわち屋外に設置される。なお、図１をはじめとして本明細書の説明中において、重力方向および水平方向とは、図１に示すように屋外端末装置１０を家屋１１に設置した状態を基準とする。また、本明細書中における重力方向および水平方向とは、重力方向および水平方向と完全に一致する場合に限らず、許容できる程度の誤差を含むものである。

屋外端末装置１０は、ケーシング１４を備えている。ケーシング１４は、壁部１５および天板部１６を有している。壁部１５は、筒状に形成されており、図１に示す本実施形態の場合、四角筒状に形成されている。なお、壁部１５は、四角筒状に限らず、円筒状や多角筒状など任意に設定することができる。壁部１５は、その一方の端部が天板部１６によって覆われている。壁部１５は、天板部１６と反対側の端部が底部１７によって塞がれている。なお、壁部１５、天板部１６および底部１７は、互いに一体に成形、または任意の位置で分割した別体に成形してもよい。本実施形態の場合、壁部１５と天板部１６とは一体に成形されているとともに、底部１７は壁部１５らと別体に成形されている。底部１７は、壁部１５の内側にはめ込まれている。また、壁部１５の天板部１６と反対側の端部は、底部１７を設けることなく開放されていてもよい。

ケーシング１４は、この壁部１５と天板部１６との間に容器状の収容室２１を形成している。この収容室２１には、発音素子２２をはじめとする各種電子素子が実装された回路基板２３が収容されている。天板部１６は、この収容室２１と反対側の面に機能領域部２４を有している。機能領域部２４は、詳しくは図示しないが、例えば操作ボタンなどの入力部を有している。なお、ケーシング１４は、機能領域部２４を覆う図示しないカバーを有していてもよい。なお、図１では、発音素子２２以外の電子素子の図示を省略している。

屋外端末装置１０は、家屋１１や塀などの建造物に取り付けられている。具体的には、屋外端末装置１０は、壁部１５および底部１７に対応する部分が家屋１１などの建造物に埋め込まれ、天板部１６が家屋１１などの建造物の外側に露出している。これにより、収容室２１に収容されている発音素子２２を含む回路基板２３は、家屋１１などの建造物の内側に位置する。このとき、天板部１６は、家屋１１などの建造物の外壁に沿って、すなわち重力方向の上下へ延びて取り付けられる。このように、屋外端末装置１０は、ユーザによって操作されるため、天板部１６の収容室２１とは反対側の面である機能領域部２４が家屋１１などの建造物の外部のユーザと正対する。すなわち、屋外端末装置１０の天板部１６は、家屋１１などの建造物の壁と平行に設けられる。したがって、本明細書中では、図１に示すように屋外端末装置１０を家屋１１の壁に取り付けた状態において、重力方向の上下を定義している。

発音素子２２は、回路基板２３の天板部１６側の面に実装されている。発音素子２２は、円筒状に形成され、円形状の端面２５に発音孔２６を有している。発音孔２６が設けられている端面２５は、発音素子２２の天板部１６側の端部に位置している。発音素子２２は、通電することによりブザー音や合成音などの任意の音声を発する。通電によって発生した音声は、発音孔２６から発音素子２２の外部へ放出される。

ケーシング１４は、図１から図３に示すように天板部１６から回路基板２３側へ延びる筒部３０を有している。筒部３０は、周囲を側壁３１によって囲まれた筒状に形成されている。筒部３０は、図１に示すように一方の端部が天板部１６の回路基板２３側の内壁面３２に接続している。すなわち、筒部３０は、天板部１６と一体にケーシング１４を形成している。また、筒部３０は、一方の端部が天板部１６に接続するとともに、他方の端部３３が発音素子２２の天板部１６側の端面２５に面している。すなわち、筒部３０は、天板部１６から底部１７側へ筒状に延びている。そして、この筒部３０の発音素子２２側の端部３３は、発音素子２２の端面２５との間に微少な隙間を形成している。この隙間は、例えば数分の１ｍｍから数ｍｍ程度に設定されている。側壁３１は、図２に示すように断面形状の一部に湾曲部３４を有していてもよい。このように側壁３１の一部に湾曲部３４を設けることにより、ケーシング１４の成形時における金型の抜けが向上し、金型の損傷も低減される。

筒部３０は、図４に示すように第一領域４１と第二領域４２とを有している。なお、図４では、説明の簡単のため、第一領域４１を網掛けで示している。第一領域４１は、この筒部３０の投影面の内側に発音素子２２の発音孔２６とともに発音素子２２の端面２５の一部を含んでいる。これに対し、第二領域４２は、この筒部３０の投影面の内側に発音素子２２の端面２５を含んでいない。言い換えると、筒部３０の第一領域４１の延長線上には、発音素子２２の発音孔２６を含む端面２５が面しているのに対し、第二領域４２の延長線上には発音素子２２が面していない。本実施形態の場合、この第一領域４１の投影面積と第二領域４２の投影面積とを比較すると、第二領域４２の投影面積は第一領域４１よりも大きい。

次に、上記の構成による屋外端末装置１０の作用について説明する。
発音素子２２は、通電することにより、発音孔２６から音声を発する。筒部３０の端部３３と発音素子２２の端面２５との間に形成される隙間は微少であるため、発音孔２６から発せられた音声つまり音波は、筒部３０の第一領域４１の内側を伝搬する。第一領域４１を伝搬する音波は、筒部３０を形成する側壁３１および天板部１６で反射しつつ、第二領域４２へ伝搬する。そして、第二領域４２へ伝搬した音波は、投影面の内側に発音素子２２を含まない、つまり発音素子２２側が開放されている筒部３０の第二領域４２側の端部３３から外部へ放出される。第二領域４２の端部３３から外部へ放出された音波は、収容室２１を経由して収容室２１側から天板部１６の全体を振動させる。

このとき、発音素子２２の発音孔２６から放出された音波は、第一領域４１を伝搬し、天板部１６で反射した後、第二領域４２の発音素子２２側の端部３３から収容室２１へ放出される。また、発音素子２２の端面２５と筒部３０の端部３３との間に微少な隙間が形成されているため、音波はいわゆるメガホンの原理により増幅される。その結果、本実施形態の場合、第二領域４２の発音素子２２側の端部３３から収容室２１へ放出される音声の音量は増大する。

さらに、本実施形態の場合、第一領域４１の投影面積すなわち第一領域４１の断面積は、第二領域４２の投影面積すなわち第二領域４２の断面積よりも小さい。そのため、音波の伝搬経路における筒部３０の断面積は、音波が入射される第一領域４１の発音素子２２側の端部３３よりも音波が放出される第二領域４２の発音素子２２側の端部３３の方が大きくなる。その結果、本実施形態の場合、上述のメガホンの原理により、筒部３０の第二領域４２側の端部３３から放出される音声の音量が増大する。

このように、本実施形態の場合、筒部３０から収容室２１へ放出される音声は、天板部１６で折り返された筒部３０を利用することにより、メガホンの原理によって音量が増大する。そして、収容室２１へ放出された音声つまり音波は、ケーシング１４の天板部１６の全体を振動させる。そのため、発音素子２２の出力が一定であっても、天板部１６から外部へ放出される音声の音量は大きくなる。

これに対し、例えば図５に示す比較例のように、発音孔２６を含む発音素子２２の全体を筒部３０で覆う場合、発音素子２２の発音孔２６から放出された音声つまり音波は、筒部３０に沿って直進し、天板部１６に当たる。そのため、天板部１６は、筒部３０を伝搬した音波によって筒部３０と接する近傍の限られた範囲のみが振動する。その結果、比較例の場合、音波によって振動する天板部１６の面積が本実施形態よりも小さく、天板部１６を通して外部へ放出される音声の音量も本実施形態よりも小さくなる。これに対し、本実施形態の場合、天板部１６の全体が振動するため、発音素子２２の出力が同一であっても、比較例に比較して外部へ放出される音声の音量が増大する。

以上説明したように、一実施形態による屋外端末装置１０は、ケーシング１４の内側に発音素子２２から天板部１６へ筒状に延びる筒部３０を備えている。発音素子２２の発音孔２６から発せられた音声は、筒部３０に案内されて天板部１６側へ伝搬するとともに、天板部１６ならびに第一領域４１および第二領域４２を形成する側壁３１で反射する。第二領域４２は投影面の内側に発音素子２２の端面２５を含んでおらず、かつ筒部３０と端面２５との間に隙間が形成されているため、天板部１６および側壁３１で反射した音声は第二領域４２の発音素子２２側の端部３３からケーシング１４の内側へ放出される。このように、発音素子２２の発音孔２６から発せられた音声は、筒部３０の側壁３１および天板部１６で反射を繰り返すことによりその伝搬距離が増加する。その結果、いわゆるメガホンの原理によって第二領域４２の発音素子２２側の端部３３から放出される音声の音量は大きくなる。さらに、第二領域４２の下端から放出された音声は、ケーシング１４の内側で共鳴し、天板部１６の全体を振動体として振動させる。これにより、発音素子２２の発音孔２６から発せられた音声は、増幅されて外部へ放出される。これにより、一実施形態による屋外端末装置１０は、音を抜くための音抜き用の穴を必要としないため、高い防水性を確保することができるとともに、外部へ放出する音声の音量を大きくすることができる。

また、一実施形態では、発音素子２２は天板部１６に近づけて配置する必要がない。そのため、回路基板２３の形状は天板部１６における機能領域部２４の形状などに制約を受けず、天板部１６の形状に関わらず共通化が図られる。これとともに、発音素子２２を天板部１６から遠隔に配置することにより、筒部３０を伝搬する音声の伝搬距離が増加し、いわゆるメガホンの原理による音量の増大作用も大きくなる。したがって、天板部１６から離れた位置に発音素子２２を配置することにより回路基板２３の共通化を図ることができるとともに、外部において十分な音量を確保することができる。特に、筒部３０の端部３３を発音素子２２に近づけて設けることにより、発音素子２２から発せられた音の伝搬距離はさらに拡大する。その結果、筒部３０の端部３３から放出される音が大きくなり、外部において十分な音量を確保することができる。

通常であれば、外部へ放出する音量を大きくするためには、発音素子２２と天板部１６とを接近することが考えられる。しかし、発音素子２２と天板部１６とが接近すると、天板部１６における機器の配置すなわち機能領域部２４の配置によって発音素子２２を含む回路基板２３の設計は制約を受ける。そのため、回路基板２３など収容室２１の内部の部品を共通化するためには、発音素子２２と天板部１６とは遠隔に配置することが求められる。一方、単に発音素子２２と天板部１６とを遠隔に配置すると、外部へ放出される音声の音量が低下するという相反する作用を招く。本実施形態の場合、発音素子２２から天板部１６へ延びる筒部３０を設けることにより、メガホンの原理を利用して発音素子２２から発せられた音声の音量が増大する。これは、発音素子２２を含む回路基板２３の設計の共通化を図るために、天板部１６と発音素子２２とを遠隔に配置した場合でも、上記の条件を満たす筒部３０を設けることにより、結果として外部へ放出される音声の音量増大が図られる。この音量増大の作用は、筒部３０を伝搬する音声の経路が長くなるほど大きくなる。すなわち、本実施形態では、設計上の制約により天板部１６および発音素子２２の配置に制約が加わる場合、天板部１６と発音素子２２とを遠隔に配置することによって、メガホンの原理を利用することができ、音量の増大作用を得ることができる。

また、一実施形態では、筒部３０は天板部１６側の端部が天板部１６に接している。そのため、筒部３０は十分に全長が確保される。ケーシング１４は、家屋１１の壁などに埋め込まれるため、小型化が要求される。筒部３０を天板部１６に接する位置まで形成することにより、容積が限定されるケーシング１４の内側においても十分な音声の伝搬距離が確保される。したがって、回路基板２３の共通化を図りつつ、外部へ放出される音量を十分に確保することができる。

さらに、一実施形態では、筒部３０は、第二領域４２の投影面積が第一領域４１の投影面積よりも大きい。そのため、発音素子２２の発音孔２６から発せられた音声は、投影面積の小さな第一領域４１から第二領域４２へと伝搬する。これにより、いわゆるメガホンの原理により、第二領域４２の発音素子２２側の端部から放出される音声の音量はより大きくなる。したがって、外部へ放出される音声の音量を十分に確保することができる。

以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
例えば、上述の実施形態では、筒部３０をケーシング１４と一体に形成する例について説明した。しかし、筒部３０は、ケーシング１４と別体に形成してもよい。この場合、筒部３０の形状の自由度は大きくなる。そのため、筒部３０による音声の音量をより増大可能な形状など、任意の形状の筒部３０を形成することができる。また、天板部１６と発音素子２２との間に十分な距離が確保される場合、筒部３０の天板部１６側の端部は天板部１６から離れていてもよい。この場合、筒部３０と天板部１６との間に隙間を形成することにより、筒部３０の天板部１６側の端部から放出された音は、天板部１６の全体に当たる。その結果、天板部１６は全体が振動し、外部へ放出する音声の音量を大きくすることができる。

図面中、１０は屋外端末装置、１４はケーシング、１５は壁部、１６は天板部、２２は発音素子、２３は回路基板、２５は端面、２６は発音孔、３０は筒部、３１は側壁、４１は第一領域、４２は第二領域を示す。

Claims (3)

1. 筒状の壁部、および前記壁部の一方の端部を覆う天板部を有し、天板部の前記壁部と反対側が屋外に露出するケーシングと、
   前記ケーシングの内側に収容されている回路基板と、
   前記天板部に対向している端面、およびこの端面に設けられ通電により音を発する発音孔を有し、前記回路基板に搭載されている発音素子と、
   前記ケーシングの内側に設けられ、前記発音素子から前記天板部へ筒状に延びる側壁を有し、前記発音素子側の端部と前記端面との間に隙間を形成している筒部と、を備え、
   前記筒部は、投影面の内側に前記発音孔とともに前記端面の一部を含む第一領域、および投影面の内側に前記端面を含まない第二領域を有することを特徴する屋外端末装置。
2. 前記筒部は、前記天板部の前記発音素子側の端面に前記天板部と一体に接続していることを特徴とする請求項１記載の屋外端末装置。
3. 前記第二領域は、前記第一領域よりも投影面積が大きいことを特徴とする請求項１または２記載の屋外端末装置。

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