JPS5831646A - 通話装置筐体内への発音体の装着方法 - 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】 本発明はインターホン、電話機などの通話装置の筐体内
への発音体の装着方法に関する。

従来から、インターホンなどの通話装置において、スピ
ーカなどの発音体を筐体内Ｃ千装着して呼出し音を鳴動
させる場合、音響工学的な検討を加えず、徒らに発音体
への印加電力を増大させることにより音圧レベルの４保
に努めてきた０この、ような技法ｇ二よれば、発音体と
、それを取り巻く音響条件を同一次元でとらえ、電気−
音！＃変遺効率な調めようとする音響工学本来の狙いが
失われてエネルギーを浪費するという欠点があった。

本発明者は、かかる従前の欠点を解消Ｔべく鋭意研究を
進めたところ、電気−廿＃に換幼率の屑入化は、発音体
躯＠時に、その音波の、筐体内に作られる屍仕彼の腹、
即ち内部音圧が最大ζ二なる位置に発音体を装置下るこ
とによって達成されるとの矧見？得た〇 本発明はかかる知見に基づいてなされたもので。

所定の周波数の外部音源Ｃ二よる通話装置筐体内部の音
圧分布を調査して定在波の状況をｍｌす定し、音圧レベ
ルの定在波の腹の位置に発音体を装着することを特徴と
する通話装置筐体内への発音体の装着方法を提供せんと
するものである。

以下１本発明の好ましい実施例を図面に基づき詳述する
。

発音体として圧電彫電気音Ｉ＃変換素子（圧電ブザーあ
るいはバイモルフという）を用いた例につき述べる０こ
のような素子は、従来のスピーカーニルべて小型、軽量
、低消費電流、安価という利点から、各種分野に応用さ
れているが、その共振周波数は素子の形状、材質ζ二よ
って定まり、大略１〜３　Ｋ　（Ｈｚ　）のものが多い
０そして、音響インピーダンスは高いという特性をもっ
ている０この種の共振周波数を有する発音体をインター
ホン等の筐体に装着し、駆動する場合、その波長が筺体
寸法に比較して充分大きいとは云えず、ｆＸ体内に足任
波が形成されるＯその状況を第１図５二示Ｔ。同図１−
おいて、筐体１はモデルとして閉止廿４管であるものと
する０ 開放端工＝０から任意の距離工での音圧レベルＰ１粒子
速度番は、それぞれ次のように表わされる。

−ここに、に＝−、ｃは音速、Ｐは空気の誓度。

ｌは管長である０ そして、インピーダンスＺは。

（ で定義され、第１図の足任波に対応して、集中定数でイ
ンピーダンスな表わ丁と第２図のよう（二なる。図から
明らかなように、音圧レベルとの凋いところでは、イン
ピーダンスは韮列共振状態下Ｃ二ある。

筐体１の音圧レベルのだ在波の腹の位置に圧電素子２を
装着した場合の等価回路を第３図（ａｌ　（ｂｌ−二示
す０同図（二おいて、Ｚａは放射抵抗ｒａ、開ロ端に現
われる添加質量％ａから成る放射インピーダンス、ｚｂ
は開口端から内部を見たインピーダンスで。

分布足載回路としての分布定数ｍｏ　、電ｔ　、　Ｃｏ
、Ｃ１で構成されるｏ　Ｚｇ　−Ｖｇそれぞれは圧電素
子２の出力インピーダンス、駆動電圧を示す。第２．〜
３図から明らかなように音圧レベルの匣在仮′の履の位
置ではＣｏ　ｓ　ｍｌ　ｓ　０１による並列共振回路が
形成され、インピーダンスはＡｎｔ上は無限大となるＯ
従って、この位１［（二出カイ／ピーダンスＺｇなる圧
電形電気音響変換素子を装着７れば、駆動電圧Ｖｇにて
駆動した場合、　ｒａへの供給量は最大となり、蛾も能
率よく音圧レベルを確保できることとなる。

次のような実験を行った。

第４図に示Ｔようなインターホンの送受話器〕１ンドセ
ット３を載置する型式の筐体ｌを用意したＯ筺体ｌの奥
行き、高さ、長手方向寸法は、それぞれ、９．０．５．
０．２３．　Ｏａｎである。その長手方向の測定位置を
図のように１〜６と足めた０先ず。

筐体ｌに周波数ｆ＝　１６１０．１６５６．１７４０．
１８００．１９７８．２１６５（Ｈｚ）を順次与えた場
合の位置１〜６における筐体内部の音圧分布を調査し。

足任波の状況を測定した（１ｉ８５図（ａ））。なお、
同図（二おいて、横軸は９ｐＪ４図（＝おける筐体内の
音圧測定位置を示す〇 次に、音圧レベルの足栓波の腹の位置Ｃ二圧電形電気音
Ｖ変換累子２（■村田製作所製、ＰＫＭ２８−２ＡＤ）
を装着し、これをＩＶｒ、ｍ、ｔの、前記周波数で駆動
し、ｑ！ｒ位置１〜６での筐体内部の音圧分布を測だし
た０その結果を、！５．図（ｂｌ　、　（ｃｌに示Ｔｏ
なお、（ｂ）図は腹部として位置１〜２（マウント２）
に、（Ｃ）は腹部として位置３〜４（マウント１）に素
子を装着したものである〇 一方、音圧の節の位置に同一素子を装着し、８Ｖ　ｒ、
ｍ、ｓ、　＋７）　、同一周波数で駆動した場合、その
出力音圧レスポンス特性を第６図に示Ｔｏ実編はマウン
ト１　、　＃Ｍはマウン）２Ｃ襞看した場合のデータで
ある。なお、測定にあたっては、筐体上方５０ｃＩＩＬ
に測定器を設置して計測した０これらの結果から、４５
図（ａｌ図と同図（ｂｌ　、　（Ｃ１図とは特性が一致
していることが判明Ｔる。このことは、筐体の共鳴状態
を形成するには、音圧の腹で発音体を駆動すればよく、
その際当該周波数で共鳴している筐体による発生音圧レ
ベルも最も大きくなることを意味する〇 ′４６図から明らかなように、背圧の腹で駆動した方が
、音圧の節で駆動した場合に比べてＰｆｆｌＡＫで約８
　（ｄＢ　）　Ｓ、Ｐ、Ｌ、上昇していることが判る。

以上の実施例からも明らかなよう−二１本発明５二よれ
ば１通話装置筐体１ｎ、、ｆ圧レベルの、定住波の腹の
部分に発音体を装着するようにしたので。

発音体、特に圧電形電気音響変換素子に全く同一の駆動
電圧を印加しても、従来の装着の仕方に比べて大幅な音
圧レベルの増加が達成され、インターホン、電話機等の
筐体内に、呼び出し、１Ｆ報などの目的で発音体を装着
する場合に有効となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は通話装置筐体として閉止音響管を用いた場合の
定在波を示す図、第２因は第１図に対応して集中屋敷で
表わしたインピーダンスを示す図。 第３図ｆａｌ、（ｂ）、は定在波の腹の位置に圧電形電
気音響素子を装着した場合の等価回路図、第４図は実際
に用いたインターホン筐体の説明図、第５図（ａ）は該
筐体に外部音源を与えた場合の音圧レベル分布図、第５
図（ｂｌ　、　（ｃｌは該筐体に素子を０足任波の腹の
位置に装着した場合の音圧レベル分布図、第６図は節の
位置に素子を装着した場合の出力音圧レスポンス特性を
示す図である。 １・・・・筐体 ２・・・発音体（圧電形電気祈＃ｆ＠累子）代理人　升
理士　　守谷−雄 第　ｌ　図 ｊＪＩ３　　図 ４４　図 ｖ７０　　図 （副　　　　　　　　　　（〕）　　　　　　　　　（
Ｃ）弗　６［２１ 周液数（Ｈｚ） 十Ｆｃ袖正膏 昭和５６年１１月１９日 ％軒灯長官　　島　　１）　春　　樹　駅１、事件の表
示 鉤願昭５６−１２９５３８号 ２、発明の名称 通話装置筺体内への発音体の装着方法 ｊ、惰正をする省 事件との関係　　特許出願人 アイホン株式会社 ４、代理人〒１０３ 束冨都中央区日本積本町３−９−５共同ビル（軒本町逼
り）（１）明細蕾の特許請求の範囲、発明の詳細な説明
、凶ｌの簡単な説明の％掴 （２）図　圓 全文訂正明細着 発明の名称 通詰鉄を筺悼内への発音体の装層方法 符計−求の範囲 置体に音Ｇ放出開口部を持つ通詰装置を欣寛の１６号音
に等しい周Ｖ畝の音場に置いた時、−口部に関連して鉱
体内に生じた定住波のはソ坤の位置を、匣体内での発音
体のｍｓ位置とすることを前章とするＳ詰装置ｔ筺体内
への発酋捧の鉄屑方法。 発明の詳細な説明 本発明は、インターホン、電話機、Ｖ締装置等の）ｆｆ
ｌ詰鉄直装置体円への光音体の鉄屑方法に関するもので
ろる、 使米、インターホン寺の通詰装置においては。 光音体として、汎用の小、型スピーカ等を直体内へ鋏膚
して、吐出音源とすることが通常でめった、この場合、
しはしば紹められる音重不建を＃Ｉなうため、特に首書
土字的配慮による曽参出力の効率化を図ったものはなく
、単にせ諒への供頗電刀の積大に慎存することが晋遥で
ろり、このような方法はエネルギーの波賀に他ならない
。 本発明はかかる入点を解消し、幼犀艮く１ｇｇ音を放出
すると共に、黴体内へ音源の設置韮ひに電気都市の鉄層
に設計の自田度を高めるべく茶員ちれたもので、必然的
に侍られる直体内の仝間の曽場をオ（３用し、音響イン
ピーダンスの変成によって％ｉｔ体との間に可及的にイ
ンピーダンスの擬曾が艮くなるよう構成し、′区気廿書
変換の効率を尚めることを目的とする。 これを連凧すべく檀々恢肘の結果、共振現尿のオリ用の
ため、用足の信号音を単廿肛４以とし、光音体には、可
及的小型のものを辿ふとすれば、直体内に生ずる定住波
のオリ用が可能でめるとの知見を伶た。 本発明はかかる知見の下になされたもので、欣建のｖｉ
　−ｑ　を彼に依って生する黴体内の足仕匝のはソ節の
位置を駆動世直とすることを待涼とする通ａ１５装置′
匡体内への発音体の鉄屑方法を提供するものでろるＣ 以下、本発明の好ましい央厖例を区間に丞つさ呼述する
、 所定の信ｗｉｔを１ＫｃＨｚ）　〜３Ｋ（［ｚ）に選べ
ば、そのλ／４の寸法は８．５〔ａ〕〜２．８〔儒〕で
るるから一体に開口部がろりそこから刈壁迄の窒間艮が
１０〔α３以上あれは内部に定在波の仔在はＣＩＪ症で
ろる０ 加えて発音体が光分に小さく剛体であれば建仕阪の生起
を妨げない装眉法も考えられる、これらをモテルとして
閉止音書声を例に抹れば第１図のごとく、Ｓ及びｌはそ
れぞれ閉止営の１１′ｒ向槓と開口よりの長さを示し、
共振時の音圧ｐと速度の分布Ｖも又、図示の如くである
、 一般に閉止音響管の開口端から中を眺めた廿書インピー
ダンス？１は、官の符江インピーダンスをＺｏ　　とし
、Ｋを波長定式（２π／スフとすれば、夛、＝　−ｊ　
ＺｏｃｏｔＫｌとなり、とはｋＬｌに関し第２凶の如く
、−口端の低インピーダンスに対しＫｌ−ダンスは憾人
となる。 即ち、開口端とＫｌ＝（２ｎ−ＩＪ−の点との間には、
インピーダンスの変成が行なわれることを意味し、開口
端にすａなるインピーダンスを接続す２２　　は、　ｉ
ｔ　＝　ＺＱ／７ａとして現われる。 依って、本！棒の如き′開口部では、ここからの首の放
射インピーダンス７ａはＺｏ　に比してかな　　、り小
でめるから７２はかなり大きく変成される。 この間の等価回路な　／４単位の集合として示せば＄３
図の如くになり％ｌ！１図の音響管の等価回路は第４図
となり、更に小型６発電体を管の１ｌｌｌ壁に装着した
とすれば、開口端から、λ／４の位置では第５図の等価
回路で示される。 ここに、Ｆｏは音源のＶ、　Ｍ、　Ｆ、　（ｖｉｂｒｏ
ｍｏｔ　１ｖｅｆｏｒｃｅ　Ｊ　、７０は音源の機械イ
ン、ビーダンス、ｍａ。 ｒａはそれぞれ放射質重と放射抵抗でめる。 このように開口端から／４の位置に発電体を管と並列に
装着し九時はその点の音響インピーダンスは前記の如く
大きいが、７ｏが大でろれば音響回路に異状は現われず
、史にＦｏからの出力は音豐糸との整合が良いので効率
よく音律糸に伝達され、従ってｉａへは光分な速度が与
えられる。もし、Ｋ／＝π　の点に接続すれば、音響管
内部のｆ替インビーダ、ンスは極小であり？ａに比して
基だ小でめるからｆ源よりの出力は！絡嘔れた形となっ
て曽譬糸への伝達は悪くなり、開目端からの出刃ははる
かに小さくなることが判る。 以上の如く、筐体内に光分類く定在波を生ぜしめ、その
はｙ節の位置に定在波氷動を１ｓ１１害しないような大
きさの機械インピーダンスを有し、且つ寸法も２／８以
下の発音体を鉄層・駆動すれば発音体の電気音響に撲機
構の如何に拘らず開口端に関し、蛾も効率の良い１党音
響変換を実現することができる。 くれに関し、以下に示すような実験を竹なった。 即ち、第６図に示すようなインターホンの込受砧器ハン
ドセット３を載置する型式の筐体１を用意した。筐体の
央行き、尚さ、投手方向寸法はそｎぞれ９．０〔儂〕、
５．０〔偉〕、２３．０（α〕である。 その黄手方回の測定位置を−のように１．２．３．４．
５．６と定めた◎ 先ず、ｖ捧１に周波′Ｗｌｆ　＝　１６１０、ｔａ５ｓ
：、１７４０．１８００、１９７８．２１６５（’ｌ１
ｚ）をＩＩＮ次外ｓｆ源により与えた場合の位ｆｔｌ〜
６における筺体内部の音圧分布を調食し、定在波の状況
を測足し庭（第７図（ａ））ｅ なお、同図にお、いて横軸はｉ＠６図における筐体内の
音圧測定位置を示す、 仄に筐体内音圧レベルの極大位置、即ち定在波の節の位
置に発音体として、圧′１形′鑞気音響ｆ換本子２を装
着し、これをｌ［Ｖ）ｒｍｓの前記周波数で駆動し、各
位置１〜６での筺体内部の音圧分布を測定した結果、第
７図（ｂｌ、（Ｃ）を得た。 なお、（ｂ）図は位置１〜２（マウント２）に、（Ｃ１
図は位置３〜４（マウント１〕に素子を装着したもので
ろるＣ −万、音圧の極大位置に同一素子を装着し、８（Ｖ　）
　ｒｔｎｓ　の同一周波数でＩＩｊＩｈ＃シた場合、筐
体上方５０〔儂〕の位置における出力酋圧しスポンス臀
′性を第８図に示す。 笑＠ｔｉマウント１、破融はマウントｌに装着しπ場合
のデータでるる、 これらの結果の内、第７図（ａ）、（ｂ）、および（Ｃ
１は特性が一致していることが判る。 このことは、現象が子想逼り口ｊ逆回でろることを下し
ており、庚望周波畝での筐体内に生ずる定住波の抑、即
ち音圧レベルの慣大の位置に発音体を装着し、駆動すれ
ばその除当該周Ｖ数で筺体外に発生する音圧レベルも極
太に為し侍ることを意味している。 丈に、第８図から明らかなように、定在波の節、即ち音
圧レベルの他人位置で駆動した方が、定住波の腹、即ち
音圧レベルの悌小位置で駆動した場合より、目的の周波
数で約８　（ｄＢ）　ＳＰｉ、上昇していることが判る
。 以上の実施例からも明らかなように、不発明によれば通
話装置を筺体に定在波の蜀を駆動位置とすることによっ
て、発音体には全＜　ｒＷｔ−の駆ｗＪ１１Ｌ圧を印加
するにも拘らず従来の装漸方法に比して、大物な音圧レ
ベルの増加が達成されインターホン、電話機等の筐体内
に、呼出し、ｔ＠などの目的でｆｔ体を鉄層する場合に
憔めて有効なものである。 なお、発音体の電気音書変侯憬構が如何ガるものであっ
ても、ｍ件さえ整えば、全く同様の効果を期待すること
ができる。 図面の簡単な説明 第１図は通詰装置１！を体として閉ＩＥｔ響管を用いｆ
ｃ場合の定在波を示す図。 第２図はＫｌに対する開口端から中を眺めた入力インピ
ーダンス１１の特性図、 第３図は閉止音替管が共鳴している状態で！＊シ４の管
の集合と考えた場合のインピーダンス等価回路図、 第４図は第１図に対応したインピーダンスの等愉回路図
、 第５図は第１図に示す管の開口端からシ４の位置に発音
体を装着し、駆動する除の等１１１１ｉ回路図、第６図
は実際に用いたインターホン筐体の睨明図、 第７図（ａｌは当該筺体に外鄭曾源により廿を与えた場
合の筐体内における音圧レベルの分布図、第７図（ｂ）
、（Ｃ１は当該寵俸内の定住波に対応する位置に装着し
た場合の音圧レベル分布図。 第８図は足任波の節の位置に発を杯を！！看しｔ場合の
吐出偏Ｍ音の出力背圧ｔｆ！ｆ性を示す図である。 １・・・・・・菖俸 ２・・・・・・屍晋俸 ３・・・・・・ハンドセット 代理人　弁理士　　守　谷　−庫 第　Ｉ　図 第　２　図 半　３　図 砦　４　図 暑 第　５　図 ■ 第　６　図 第　７　図 （α）　　　　　　　　（８）　　　　　　　　ＩＣ）
第　８　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　庖矩の周波数の外部音源による通話装ｆＩｔ筐体
   内部の音圧分布を調査して足任波の状況を測定し、音圧
   レベルの足任波の腹の位置に発音体を装置することを特
   徴とする通話装置Ｉｉ筐体内への発音体の装置方法０ ２、発行体は圧電形電気音響変１１！Ｘ子である特許請
   求の範囲第１項記載の通話装置筐体内への発音体の装着
   方法。