JPH07273850A

JPH07273850A - 電話機・インターホン用スピーカ構造

Info

Publication number: JPH07273850A
Application number: JP6149794A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Suzuki; 政春鈴木
Original assignee: Aiphone Co Ltd
Current assignee: Aiphone Co Ltd
Priority date: 1994-03-30
Filing date: 1994-03-30
Publication date: 1995-10-20
Also published as: TW278294B

Abstract

(57)【要約】【構成】電話機・インターホン５の筐体２に、電気信号
を音響信号に変換する圧電素子１をスピーカとして内設
し、圧電素子からの音響信号を筐体の外表面に設けた開
口部３に導くホーン４を形成し、圧電素子の対抗する面
の一つ１ａは、筐体の外表面に設けた複数個の開口部の
一つ３ａにホーンを介して通じ、圧電素子の対抗する面
の他１ｂは、他の開口部３ｂに通じている。【効果】筐体と一体成型されるホーンおよび圧電素子の
採用により音響性能も向上し、コストダウン等が計ら
れ、駆動用増幅器も電圧駆動で省エネルギー型となり、
電話機・インターホン用スピーカとして筐体内での省ス
ペース化が計られ、従って筐体デザインの自由度が拡大
され、インターホンでは子機と親機の配線長を長く構成
することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電話機・インターホン用
スピーカ構造に係わり、特に圧電素子とホーンとで構成
される電話機・インターホン用スピーカ構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電話機・インターホン用スピーカ
構造は、例えばインターホン子機においては、図５に示
すように、子機筐体２０内に、音の電気信号を空気の疎
密波である音に変換するため、磁気回路の導体（ボイス
コイル）１０および振動板であるコーン１１を有するス
ピーカユニット９が設置され、コーン１１は筐体２０の
開口部３０にスピーカの開口端１２が配設されていた。

【０００３】上述のような従来の電話機・インターホン
用スピーカ構造では、スピーカユニット９の音響効果
を高めるため、筐体２０の開口部３０の開口率を一定値
以上にすると共に、筐体２０の開口部３０を通してコ
ーン１１の開口端１２から雨水や塵埃が侵入するのを防
ぐため、コーン１１の開口端１２の外周にポリシート２
１等を取付けていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、施工上
の制限から限られた小さな筐体２０で構成されるインタ
ーホン子機にとって、形状が決っていて大きなスペース
を必要とするスピーカユニット９の配設位置および開口
部３０の配置は限定されてしまうため、インターホン子
機のデザイン自由度は非常に制限され、防雨シートの取
付けスペースの確保も必要であり、インターホン機能と
して重視したい音響面で格別の音響設計を取入れること
は困難な場合が多かった。

【０００５】更に、スピーカのインピーダンスは、数Ω
〜２０Ω程度であるため、配線長の影響を考慮する必要
があり、インターホン子機と親機の距離は１００ｍ程度
に制限されていた。また、スピーカユニット９が高価で
あるという難点もあった。

【０００６】

【目的】本発明は上記従来の難点を解決するためになさ
れたもので、電話機・インターホンのスピーカとして省
スペース、音響面の性能向上、コストダウン等が計ら
れ、インターホンでは子機と親機の配線長に制限されな
い電話機・インターホン用スピーカ構造を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による電話機・イ
ンターホン用スピーカ構造は、電話機・インターホンの
筐体に、電気信号を音響信号に変換する圧電素子をスピ
ーカとして内設し、圧電素子からの音響信号を筐体の外
表面に設けた開口部に導くホーンを形成したものであ
る。

【０００８】また、圧電素子の対抗する面の一つは、筐
体の外表面に設けた複数個の開口部の一つにホーンを介
して連通し、圧電素子の対抗する面の他は、複数個の開
口部の他に連通している。更に、圧電素子の対抗する面
の一つは、筐体の外表面に設けた一つの開口部にホーン
を介して連通し、圧電素子の対抗する面の他は、筐体に
より封止されているものである。

【０００９】

【作用】本発明による電話機・インターホン用スピーカ
構造は、電話機・インターホンの筐体に、電気信号を音
響信号に変換する圧電素子をスピーカとして内設し、圧
電素子からの音響信号を筐体の外表面に設けた開口部に
導くホーンを形成したので、ホーンの空洞共振および音
響質量により、低域周波数特性、音響放射効率が改善さ
れ、音響面の性能向上、電話機・インターホン用スピー
カとして省スペース化、コストダウン等が計られ、イン
ターホンでは子機と親機の配線長に制限されずに長く構
成することが可能となる。

【００１０】圧電素子の対抗する面の一つは、筐体の外
表面に設けた複数個の開口部の一つにホーンを介して連
通し、圧電素子の対抗する面の他は、複数個の開口部の
他に連通していることにより、音響伝送効率が向上し、
音響レベルが増大する。または圧電素子の対抗する面の
一つは、筐体の外表面に設けた一つの開口部にホーンを
介して連通し、圧電素子の対抗する面の他は、筐体によ
り封止されているので、音響面の性能向上とスピーカ構
造の小型化が可能となる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明による電話機・インターホン用
スピーカ構造の実施例を図面を参照して詳述する。図１
（ｂ）、（ｃ）に示すように、本発明による電話機・イ
ンターホン用スピーカ構造は、電話機・インターホン５
の筐体２に内設され、電話機またはインターホンの子機
・親機に採用される。図１（ａ）に示すように、本発明
による電話機・インターホン用スピーカ構造は、例えば
インターホン子機においては、子機筐体２内に、電気信
号を音響信号に変換する圧電素子１と、電気信号（交流
電流）による圧電素子１が生成する振動を筐体２の外部
に導くホーン４とを備え、圧電素子１の対抗する面の一
つ、後面１ａは、ホーン４を介して、電話機・インター
ホンの筐体２の外表面に設けた複数個の開口部の一つ、
開口部３ａに連通し、圧電素子１の対抗する面の他、表
面１ｂは、筐体２の複数個の開口部の他、開口部３ｂに
対峙している。

【００１２】使用される圧電素子１は、公知のロッシェ
ル塩、チタン酸バリウムのような低分子圧電材料、ポリ
フッ化ビニリデン等の高低分子圧電材料からなる結晶体
が好適に採用され、圧電素子１を２枚積層して使用する
とより好適である。ホーン４の形状としては、電話機・
インターホン用スピーカとしての使用周波数範囲（２０
０〜５００Ｈｚ）に適合させて、ホーンの広がり係数と
ホーンの開口端４０の寸法が決定され、図２（ａ）に示
すような折れ曲り形状、或いは図２（ｂ）に示すような
螺旋形状をはじめとする各種形状が採用され、電話機・
インターホンの筐体２と一体成型される。

【００１３】以下に本発明による電話機・インターホン
用スピーカ構造の動作を説明する。入力した電気信号に
よって引起こされる圧電素子１が生成する振動は、圧電
素子１の後面１ａよりホーン４に導かれて開口部３ａか
ら筐体２の外部に送出される。また、圧電素子１が生成
する振動は、圧電素子１の前面１ｂより直接筐体２の他
の開口部３ｂからも筐体２の外部に送出され、開口部３
ａおよび開口部３ｂから筐体２の外部に送出された振動
は、自由空間で合成されて十分大きな音量が得られる。

【００１４】即ち、圧電素子１の前後両面１ｂ、１ａを
振動板として利用し、前面１ｂから直接放射し、後面１
ａはホーン４に導くことで、駆動源である圧電素子１に
適当な音響抵抗を与えて電気音響変換効率を高めると、
圧電素子１の前後両面１ｂ、１ａから放射された音を筐
体２の前面で合成することにより、スピーカ駆動時と同
等以上の音圧レベルが確保される。

【００１５】本発明による電話機・インターホン用スピ
ーカ構造における振動系の等価回路は、図４（ａ）に示
すように、圧電素子１の発生電圧をＦとして、圧電素子
１の音響抵抗ｒ、音響質量ｍ、音響コンプライアンス
ｃ、ホーン４の音響インピーダンスＺHの空洞音響コン
プライアンスｃc、音響抵抗ｒc、音響質量ｍc、開口部
３ａにおける音響質量ｍa、音響抵抗ｒa、開口部３ｂに
おける音響質量ｍa’、音響抵抗ｒa’として表わされ
る。

【００１６】一般に、圧電素子１の電気音響変換周波数
特性は、図４（ｂ）に示すように、遮断周波数ｆ₀が約
１ＫＨｚ程度に位置し高域のレベルが良好である（同図
）が、本発明による電話機・インターホン用スピーカ
構造では、ホーン４の音響インピーダンスＺHにおいて
空洞音響コンプライアンスｃcの空洞共振により遮断周
波数ｆ₀’が約５００Ｈｚ程度に移行し、かつホーン４
の音響インピーダンスＺHにおいて音響質量ｍcにより周
波数に依存しないフラットな音響伝達特性を呈し音響放
射効率が向上し、低域周波数特性のレベルが同図で示
すように改善される。

【００１７】電気インピーダンスが通常数ＫΩある圧電
素子１の駆動には、電圧駆動が採用されるため、電気信
号を増幅する増幅器（図示せず）も電圧増幅器が採用さ
れ、電力駆動の従来のスピーカに比較し電力面で省力化
が計られる。また、従来のスピーカのインピーダンスが
通常数Ω〜２０Ωであるため、配線による抵抗損失を考
慮して、インターホンの子機・親機間の配線長が１００
ｍ程度と制限されていたが、圧電素子１のインピーダン
スは通常数ＫΩで、配線による抵抗損失が無視できるた
め、はるかに長く配線可能となる。

【００１８】なお、図３に示すように、圧電素子１の後
面１ｂからその振動をホーン４に導き、開口部３ａのみ
から送出させることも、開口部３ａの位置を任意に選択
して筐体デザインの自由度を増大させるために好適であ
る。実施例では、インターホンの子機を例示したが、本
発明による電話機・インターホン用スピーカ構造は、イ
ンターホンの親機および電話機等にも好適であることは
言うまでもない。

【００１９】圧電素子とホーンの採用によって、従来の
スピーカ以上の音量・音質を得つつ、スピーカ構造の小
型化が計られると共に、圧電素子および筐体と一体のホ
ーン自体は従来のスピーカに比較し安価であり、また、
駆動用増幅器も電圧駆動で省エネルギー型となるため、
コストダウンが計られる。

【００２０】

【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように、本
発明による電話機・インターホン用スピーカ構造は、電
話機スピーカまたはインターホン用スピーカとして筐体
に内設されるスピーカ構造であって、電話機・インター
ホンの筐体に、電気信号を音響信号に変換する圧電素子
をスピーカとして内設し、圧電素子からの音響信号を筐
体の外表面に設けた開口部に導くホーンを形成したの
で、ホーンの空洞共振および音響質量により、低域周波
数特性、音響放射効率が改善され、音響面の性能向上、
電話機・インターホン用スピーカとして省スペース化、
コストダウン等が計られ、インターホンでは子機と親機
の配線長に制限されずに長く構成することが可能とな
る。

【００２１】圧電素子の対抗する面の一つは、筐体の外
表面に設けた複数個の開口部の一つにホーンを介して連
通し、圧電素子の対抗する面の他は、複数個の開口部の
他に連通しているので、音響伝送効率が向上し、音響レ
ベルが増大する。また、圧電素子の対抗する面の一つ
は、筐体の外表面に設けた一つの開口部にホーンを介し
て連通し、圧電素子の対抗する面の他は、筐体により封
止されているので、音響面の性能向上とスピーカ構造の
小型化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明による電話機・インターホン
用スピーカ構造を説明する図、（ｂ）、（ｃ）は電話機
・インターホンである。

【図２】（ａ）、（ｂ）とも本発明による電話機・イン
ターホン用スピーカ構造のホーンを説明する図である。

【図３】本発明による電話機・インターホン用スピーカ
構造の他の実施例を説明する図である。

【図４】（ａ）は、本発明による電話機・インターホン
用スピーカ構造の等価回路図、（ｂ）は、ホーンおよび
圧電素子の音響特性図である。

【図５】従来の電話機・インターホン用スピーカ構造の
動作を説明する図である。

【符号の説明】

１…圧電素子１ａ…圧電素子の面（裏面）１ｂ…圧電素子の面（表面）２…筐体３（３ａ、３ｂ）…開口部４…ホーン５…電話機・インターホン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電話機・インターホン（５）の筐体（２）
に、電気信号を音響信号に変換する圧電素子（１）をス
ピーカとして内設し、前記圧電素子からの前記音響信号
を前記筐体の外表面に設けた開口部（３）に導くホーン
（４）を形成したことを特徴とする電話機・インターホ
ン用スピーカ構造。
【請求項２】前記圧電素子の対抗する面の一つ（１ａ）
は、前記筐体の外表面に設けた複数個の開口部の一つ
（３ａ）に前記ホーンを介して連通し、前記圧電素子の
対抗する面の他（１ｂ）は、前記複数個の開口部の他
（３ｂ）に連通していることを特徴とする請求項１記載
の電話機・インターホン用スピーカ構造。
【請求項３】前記圧電素子の対抗する面の一つ（１ａ）
は、前記筐体の外表面に設けた一つの開口部（３ａ）に
前記ホーンを介して連通し、前記圧電素子の対抗する面
の他（１ｂ）は、前記筐体により封止されていることを
特徴とする請求項１記載の電話機・インターホン用スピ
ーカ構造。