JP2007194766A

JP2007194766A - ヘッドホン

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Publication number: JP2007194766A
Application number: JP2006009421A
Authority: JP
Inventors: Koji Furuya; 興二古屋; Yosuke Sato; 陽介佐藤; Mitsuo Miyata; 光雄宮田
Original assignee: Audio Technica KK
Current assignee: Audio Technica KK
Priority date: 2006-01-18
Filing date: 2006-01-18
Publication date: 2007-08-02
Anticipated expiration: 2026-01-18
Also published as: EP1811806A2; US20070165900A1; JP4560488B2; EP1811806A3; CN101026898A; US8098873B2

Abstract

【課題】ヘッドホンユニットを所定の付勢力を有するヘッドバンドを介して頭部に装着するヘッドホンにおいて、使用者の頭部幅や形状の差異に影響されることなく、常にほぼ一定の付勢力が得られるようにする。
【解決手段】ハウジング２１０内に電気音響変換器が内蔵されたヘッドホンユニット２００と、ヘッドホンユニット２００をハンガー部材を介して支持する頭部装着手段（例えばヘッドバンド１１０）とを含み、ヘッドホンユニット２００が頭部装着手段により付勢された状態で頭部の耳部分の位置に保持されるヘッドホン１００において、上記ハンガー部材を、ヘッドホンユニット２００のハウジング２１０の周りに配置される支持フレーム１２０とし、ヘッドホンユニット２００を複数の定荷重ぜんまい１３０を介して支持フレーム１２０に支持する。
【選択図】図１

Description

本発明はヘッドホンに関し、さらに詳しく言えば、使用者の頭部幅や形状の差異に拘わらず、ヘッドホンユニットをほぼ一定の付勢力で装着し得るようにしたヘッドホンに関するものである。

まず図１５に、典型的な従来例としてのヘッドホン１０を示す（（ａ）は正面図，（ｂ）は側面図）。通常、ヘッドホン１０は、使用者の頭頂部に沿って配置されるほぼＣ字状に形成されたヘッドバンド１１を備え、ヘッドバンド１１の両端にハンガー部材１２，１２を介してヘッドホンユニット１３，１３が左右一対として支持されている。

各ヘッドホンユニット１３は、図示しない電気音響変換器を内蔵するハウジング１３ａを有し、ハウジング１３ａの放音面側には、弾性材からなるイヤーパッド１３ｂが設けられている。各ハンガー部材１２は、例えば特許文献１に記載されているように、逆Ｙ字の二股状に形成されたアーム１２ａ，１２ａを備えている。

図１６の拡大断面図に示すように、各アーム１２ａの端部には、連結ピン１４，１４が同軸的に設けられており、この連結ピン１４，１４をハウジング１３ａ側の係合穴内に挿入することにより、ハンガー部材１２に対してヘッドホンユニット１３が連結ピン１４の回転軸Ｌを中心として回動可能に保持される。

ヘッドバンド１１には、例えば金属の弾性を有する帯板が用いられ、その両端間の幅が一般成人の平均的な頭部幅よりも小さくなるように所定の曲率をもってほぼＣ字状に形成される。ヘッドホン１０を使用する際、使用者はヘッドバンド１１を図１５（ａ）において左右方向に押し広げ、各ヘッドホンユニット１３，１３を耳に当てて装着する。

このようにして、ヘッドホン１０を装着する際、ヘッドバンド１１は曲率半径が大きくなるように湾曲変形されるため、ヘッドバンド１１には当初の曲率半径を回復する方向（曲率半径が小さくなる方向）に付勢力（復元力）が発生する。

このヘッドバンド１１の付勢力は、当初の曲率半径とヘッドホン装着時の曲率半径との差、およびヘッドバンドの形状や材質などの物理的性質により決められる。そのため、平均的な頭部幅を有する使用者に良好な装着感を与えるように、ヘッドバンド１１の設計がなされている。

特開平９−１８２１８３号公報

しかしながら、人間の頭部幅には、実際にかなりのばらつきが存在する。ここで、図１７（ａ）が頭部幅が狭い人，図１７（ｂ）が平均的な頭部幅の人，図１７（ｃ）が頭部幅が大きい人であるとすると、平均的な頭部幅に対して、ほぼ±２ｃｍ程度の差があることが実測により判明している。

先に説明したように、ヘッドホン１０は、図１７（ｂ）に示す平均的な頭部幅を持った人を基準として、良好な装着感が得られるように設計されている。この場合、ヘッドバンド１１の付勢力を決めるための設計基準面は、平均的な頭部幅の頭部に対するヘッドホンユニット１３の当接面１５である。

一方、図１７（ａ）に示すように、平均よりも狭い頭部幅の人に対するヘッドホンユニット１３の当接面１６は、図１７（ｂ）に示す当接面１５よりも狭くなるため、ヘッドホン装着時におけるヘッドバンド１１の付勢力が設計値より弱くなる。

また、図１７（ｃ）に示すように、平均よりも広い頭部幅の人に対するヘッドホンユニット１３の当接面１７は、図１７（ｂ）に示す当接面１５よりも広くなるため、ヘッドホン装着時におけるヘッドバンド１１の付勢力が設計値より大きくなる。

いずれの場合も、設計値とは異なった付勢力のため良好な装着感が得られない。そればかりでなく、付勢力が弱い場合には、耳部に対してヘッドホンユニット１３が十分に圧着されないため、音漏れなどが生じヘッドホンユニット１３から耳への音圧伝播が不十分となる、という問題がある。

また、付勢力が強い場合には、音漏れなどがなくヘッドホンユニット１３から耳への音圧伝播は十分であるが、他方において、長時間にわたる装着時に使用者に物理的な苦痛を与えることがある。

したがって、本発明の課題は、使用者の頭部幅や形状の差異に影響されることなく、常にほぼ一定の付勢力が得られるようにしたヘッドホンを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、ハウジング内に電気音響変換器が内蔵されたヘッドホンユニットと、上記ヘッドホンユニットをハンガー部材を介して支持する頭部装着手段とを含み、上記ヘッドホンユニットが上記頭部装着手段により付勢された状態で頭部の耳部分の位置に保持されるヘッドホンにおいて、上記ハンガー部材が、上記ヘッドホンユニットのハウジングの周りに配置される支持フレームからなり、上記ヘッドホンユニットが複数の定荷重ぜんまいを介して上記支持フレームに支持されていることを特徴としている。

本発明の好ましい態様によれば、上記複数の定荷重ぜんまいは等間隔に配置される。また、上記定荷重ぜんまいの巻き基端側が、ラジアルベアリングを介して上記支持フレームに取り付けられる。また、上記各定荷重ぜんまいは、両端に上記支持フレームに取り付けられる巻き基端を備え、その中間部分が上記ハウジングの直径線に沿って配置される。

別の態様として、上記各定荷重ぜんまいは、その巻き基端部が上記支持フレーム側に取り付けられ、引き出し側の端部が上記ハウジング側に固定されてもよいし、これとは反対に、その巻き基端部が上記ハウジング側に取り付けられ、引き出し側の端部が上記支持フレーム側に固定されてもよい。また、上記各定荷重ぜんまいの特性を良好に発揮させるうえで、上記支持フレームは、上記ハウジングに対して同心的に配置される支持リングからなることが好ましい。

定荷重ぜんまいは、ストリップ状のバネ板材を渦巻き状にきつく巻回してなる薄板バネの一種で、中心軸となる円筒軸に巻き基端部を回転可能に取り付けた状態で、自由端側を引き出すと、その引き出し量がある一定の初期値を超えた時点から引き出し量に関係なく一定の引き出し荷重（定荷重）を示す特性を有している。本発明では、このような特性を有する複数個の定荷重ぜんまいでヘッドホンユニットが支持されるため、使用者の頭部幅の広狭に拘わることなく、また、耳部や頭部の角度に差異があっても、良好な装着感を与える付勢力を得ることができる。

次に、図１ないし図１４より、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図１は本発明によるヘッドホンの１例を示す斜視図，図２はその側面図，図３は一方のヘッドホンユニットの部分を示す拡大斜視図，図４は図３の分解斜視図である。

これによると、この実施形態で説明するヘッドホン１００は、頭部装着手段として、使用者の頭頂部に沿って配置されるように所定の曲率をもってほぼＣ字状に形成されたヘッドバンド１１０を備える。ヘッドバンド１１０の両端には、左右一対のヘッドホンユニット２００，２００を支持するハンガー部材としての支持フレーム１２０，１２０が設けられている。

この例において、ヘッドバンド１１０と支持フレーム１２０は１本の金属製丸棒材により一体に形成されているが、それらを分離した構成とし、支持フレーム１２０を例えば自在継ぎ手を介してヘッドバンド１１０に回動可能に連結してもよい。また、ヘッドバンド１１０に金属や合成樹脂の弾性を有する帯板を用いてもよい。なお、場合によっては、ヘッドバンド１１０を弾性をもたないリジットな構成としてもよい。

いずれにしても、ヘッドバンド１１０は、平均的な頭部幅を基準として良好な付勢力が発揮されるように、その曲率半径や材質，さらには構造などを考慮して設計される。なお、ヘッドバンド１１０を使用者の後頭部に配置されるように設計することもできる。

ヘッドホンユニット２００は、図示しない電気音響変換器を内蔵する有底円筒状のハウジング２１０を有し、ハウジング２１０の放音面側には例えばスポンジ材からなるイヤーパッド２２０が設けられている。

支持フレーム１２０は、ヘッドホンユニット２００のハウジング２１０の周りに配置される。この例では、ハウジング２１０が円筒状であることから、支持フレーム１２０も円形のリング状に形成されるが、必ずしも全周がつながっている完全な環状体である必要はない。支持フレーム１２０は、例えば四角形や六角形などの多角形状のリング状であってもよいが、ハウジング２１０に対して同心状に配置されることが好ましい。

本発明によると、ヘッドホンユニット２００は、定荷重ぜんまい１３０を介して支持フレーム１２０に支持される。この例での定荷重ぜんまい１３０は、図４に示すように、両端に巻き基端部１３１，１３１を備える定荷重ぜんまいで、この例では２つの定荷重ぜんまい１３０，１３０が用いられる。

２つの定荷重ぜんまい１３０，１３０の各巻き基端部１３１，１３１は、支持フレーム１２０に回転可能に取り付けられる。その際、定荷重ぜんまい１３０，１３０の各中間部分１３２，１３２を好ましくは十文字状に交差させ、その交差部分がハウジング２１０の背面２１１の中心位置Ｏに重なるようにして、接着材もしくはビスなどによりハウジング２１０の背面２１１に固定される。

このように、ハウジング２１０に対する定荷重ぜんまい１３０の固定部分を背面２１１だけとすることにより、ヘッドホンユニット２００は自由に揺動しながら、ヘッドバンド１１０および／または定荷重ぜんまい１３０の付勢力に応じて支持フレーム１２０の内側を移動することができる。ただし、ヘッドホンユニット２００を均等に支持するうえで、定荷重ぜんまい１３０は等間隔に配置されることが好ましい。

上記したように、各巻き基端部１３１，１３１は、支持フレーム１２０に回転可能に取り付けられるが、この例では、巻き基端部１３１の回転を円滑にするため、巻き基端部１３１と支持フレーム１２０との間に、ベアリング（ラジアルベアリング）１４０を介装している。

次に、図５ないし図７により、定荷重ぜんまいの基本的な形態と、その特性について説明する。図５（ａ）に示すように、定荷重ぜんまい３０は、バネ板材を渦巻き状にきつく巻回し、焼き入れなどを施して形成した薄板バネの一種である。

図５（ｂ）に示すように、定荷重ぜんまい３０の中心孔に中心軸となる円筒軸４０（これは上記支持フレーム１２０に相当する。）を挿通し、定荷重ぜんまい３０を回転させながら自由端３１側を図６（ａ）〜（ｅ）のように引き出すと、そのときの引き出し量Ｘと引き出し荷重Ｆとの間には、図７のグラフに示すような関係が存在する。

すなわち、引き出し量Ｘがある一定の初期値Ｘ_０を超えると、それ以降はバネが存在する限り、引き出し量Ｘに関係なく荷重Ｆ＝Ｆ_０となる関係を有している。図７のグラフを併せて参照して、図６（ｂ）は引き出し量がＸ_０で、その時点で荷重Ｆが一定値Ｆ_０に到達した状態を示している。図６（ｃ）〜（ｅ）は引き出し量が順次大きく、Ｘ_１，Ｘ_２，Ｘ_３となった状態で、この場合においても、それぞれの荷重Ｆは一定荷重値Ｆ_０になっている状態を示している。

定荷重ぜんまい３０の定荷重値Ｆ_０、また、定荷重値Ｆ_０が得られる引き出し量Ｘ_０の値は、使用する材料，形状、すなわち図５（ａ）（ｂ）に示す板厚ｔ，幅ｂ，内径Ｒ_１，外径Ｒ_２および材料の物理的性質である縦弾性係数によって定められる。

上記実施形態で使用している定荷重ぜんまい１３０は、図５に示した１個の定荷重ぜんまい３０を、図８（ａ）に示すように、２個の円筒軸４０，４０（支持フレーム１２０の直径線上にある２個所）に巻き付けた形態の定荷重ぜんまいである。

図８（ｂ）に示すように、定荷重ぜんまい１３０の中間部分１３２にある物体（ここではヘッドホンユニット２００）を押し付けたとき、その荷重Ｆａは先の図７のグラフで説明した定荷重ぜんまい３０の自由端３１を引き出す場合とほぼ同じ特性を呈する。その特性を図９のグラフに示す。

すなわち、図８（ｃ）に示す引き出し量Ｘａ_０で定荷重値Ｆａ_０に到達し、それ以降、図８（ｄ）〜（ｆ）に示すように、ヘッドホンユニット２００を押し込んで、引き出し量をそれぞれＸａ_１，Ｘａ_２，Ｘａ_３と大きくしても、図９に示すように、定荷重値Ｆａ_０が維持される。

図１０（ａ）〜（ｄ）は、上記ヘッドホン１００を正面から見た模式図で、図１０（ａ）は不使用時の状態を示している。図１０（ｃ）は平均的な頭部幅を有する使用者のヘッドホン装着例，図１０（ｂ）は平均より狭い頭部幅を有する使用者のヘッドホン装着例，図１０（ｄ）は平均より広い頭部幅を有する使用者のヘッドホン装着例である。

これによると、ヘッドバンド１１０の開き幅は頭部幅に拘わらずほぼ一定であるのに対し、定荷重ぜんまい１３０の引き出し量は頭部幅に応じて異なっていることが分かる。すなわち、定荷重ぜんまい１３０はバッファとして作用する。

この定荷重ぜんまい１３０の作用を図１１ないし図１３により説明する。図１１（ａ）に示すように、上記平均的な頭部幅の人に対して最適となるようにヘッドバンド１１０の設定付勢力が設計され、その設定付勢力をＦ_Ｄとする。

この設定付勢力Ｆ_Ｄは、定荷重ぜんまい１３０，１３０を介して使用者の側頭部に加えられるが、この例において、定荷重ぜんまい１３０，１３０には４点の力点（４個のベアリング１４０の部分，ベアリングを用いない場合は巻き基端部１３１の部分）が存在するため、図１２に示すように、この各力点を通して定荷重ぜんまい１３０，１３０からそれぞれＦ_Ｄ／４なる付勢力が使用者の側頭部に加えられることになる。

図１１（ｂ）に示すように、平均的な頭部幅を有する使用者のときの各定荷重ぜんまい１３０の引き出し量をＸｂ_２とする。これに対して、平均よりも狭い頭部幅を有する使用者のときは、図１１（ｃ）に示すように、ヘッドホンユニット２００が図１１（ｂ）のときよりも内側に位置するため、各定荷重ぜんまい１３０の引き出し量はＸｂ_２よりも小さいＸｂ_１となる。

また、平均よりも広い頭部幅を有する使用者のときは、図１１（ｄ）に示すように、ヘッドホンユニット２００が図１１（ｂ）のときよりも外側に位置するため、各定荷重ぜんまい１３０の引き出し量はＸｂ_２よりも大きいＸｂ_３となる。

本発明では、いずれの場合でも、ヘッドホンユニット２００のハウジング背面２１１に設定付勢力Ｆ_Ｄが加えられるように定荷重ぜんまいを設計する。すなわち、図１３のグラフに示すように、引き出し量Ｘｂ_１，Ｘｂ_２，Ｘｂ_３のいずれの場合でも、定荷重値Ｆ_Ｄ／２が生ずるように各定荷重ぜんまい１３０を設計する。

これによれば、図１１（ｂ）〜（ｃ）のいずれの場合でも、ヘッドホンユニット２００のハウジング背面２１１に設定付勢力Ｆ_Ｄが加えられ、したがってヘッドバンド１１０の開き幅も頭部幅に拘わらず、図１１（ａ）に示すように、ほぼ一定の平衡状態に維持される。

ところで、ヘッドホン使用者の耳や頭部の形状はまちまちであり、所期の設定付勢力をヘッドホンユニット２００に与えることができても、ヘッドホンユニット２００が使用者の耳や頭部の形状に沿って当接しなければ、良好な装着感を与えることにはならない。

本発明のヘッドホン１００によれば、上記したようにヘッドホンユニット２００を複数の定荷重ぜんまい１３０を介して支持フレーム１２０に揺動可能に支持しているため、使用者固有の耳や頭部の形状の差異をも吸収して、所期の設定付勢力をヘッドホンユニット２００に与えることができる。その一例を図１４により説明する。

図１４（ａ）〜（ｃ）は、異なる形状の頭部にヘッドホンユニット２００を当接させた状態を示す模式図である（いずれも正面図）。図１４（ｂ）は側頭部がほぼ垂直である頭部Ｈｂに対する装着例で、この場合、定荷重ぜんまい１３０は上下対称に引き出されるため、ヘッドホンユニット２００は側頭部に対してほぼ垂直に当接し、所期の設定付勢力を与えることができる。

図１４（ａ）は側頭部がほぼ逆三角形である頭部Ｈａに対する装着例で、この場合、その側頭部の傾きに対応して、定荷重ぜんまい１３０の上部側が下部側より多く引き出されるため、ヘッドホンユニット２００は逆三角形状に傾いている側頭部に対してほぼ垂直に当接することになる。

図１４（ｃ）は側頭部がほぼ三角形（いわゆるお結び形）である頭部Ｈｃに対する装着例で、この場合、その側頭部の傾きに対応して、定荷重ぜんまい１３０の下部側が上部側より多く引き出されるため、ヘッドホンユニット２００は三角形状に傾いている側頭部に対してほぼ垂直に当接することになる。

なお、図１４（ａ）（ｃ）のように、定荷重ぜんまい１３０が上下非対称に引き出されたとしても、定荷重ぜんまいの特性からして、所期の設定付勢力が発揮される。本発明のヘッドホン１００は、側頭部が前後方向に傾いている場合にも、上記と同様にして、その形状の差異を吸収することができる。

以上、図示の例により本発明を説明したが、本発明はこれに限定されない。上記の例では、両端に巻き基端部１３１，１３１を有する定荷重ぜんまい１３０を２個使用しているが、１つもしくは３個以上用いてもよい。

また、両端に巻き基端部１３１，１３１を有する定荷重ぜんまい１３０に代えて、図５に示す定荷重ぜんまい３０を支持フレーム１２０とヘッドホンユニット２００との間に配置する構成としてもよい。この場合には、上記定荷重ぜんまい３０を少なくとも２つ，好ましくは３つ以上を用い、ヘッドホンユニット２００のハウジング２１０の周りに等間隔に配置することが好ましい。

その場合、上記定荷重ぜんまい３０の基端部を支持フレーム１２０に取り付け、その引き出し側である自由端３１をヘッドホンユニット２００のハウジング２１０側に固定してもよいし、これとは逆に、ヘッドホンユニット２００のハウジング２１０側に円筒軸を設け、その円筒軸に定荷重ぜんまい３０の巻き基端部を取り付け、その自由端３１側を支持フレーム１２０に固定するしてもよい。

本発明は、ヘッドホンユニットとマイクロホンとをヘッドバンドを介して頭部に装着するヘッドセットにも適用することができる。また、本発明のヘッドホンには、ヘッドバンドの片側にのみヘッドホンユニットが支持されるヘッドホンも含まれる。

本発明はヘッドホン以外の例えば射撃訓練時に使用される防音マフにも利用することができ、定荷重ぜんまいを用いた防音マフも均等物として本発明に含まれる。

本発明によるヘッドホンの１例を示す斜視図。図１の側面図。一方のヘッドホンユニットの部分を示す拡大斜視図。図３の分解斜視図。（ａ）（ｂ）定荷重ぜんまいの基本的な形態を示す斜視図。（ａ）〜（ｅ）定荷重ぜんまいの引き出し量を示す説明図。定荷重ぜんまいの特性を示すグラフ。（ａ）〜（ｆ）図１のヘッドホンが備える定荷重ぜんまいの作用説明図。図１のヘッドホンが備える定荷重ぜんまいの特性を示すグラフ。（ａ）本発明のヘッドホンの非使用状態を示す正面図，（ｂ）〜（ｄ）本発明のヘッドホンの装着例を示す正面図。（ａ）〜（ｄ）本発明の作用説明図。本発明のヘッドホンの力点を説明するための斜視図。図１２での定荷重ぜんまいの特性を示すグラフ。（ａ）〜（ｃ）本発明のヘッドホンの頭部角度が異なる使用者に対する装着例を示す模式図。（ａ）従来のヘッドホンを模式的に示す正面図，（ｂ）その側面図。従来のヘッドホンのヘッドホンユニット支持部分を示す拡大断面図。（ａ）〜（ｃ）従来のヘッドホンの頭部幅が異なる使用者に対する装着例を示す模式図。

符号の説明

１００ヘッドホン
１１０ヘッドバンド
１２０支持フレーム
１３０定荷重ぜんまい
１３１巻き基端部
１３２中間部分
１４０ベアリング
２００ヘッドホンユニット
２１０ハウジング
２２０イヤーパッド

Claims

ハウジング内に電気音響変換器が内蔵されたヘッドホンユニットと、上記ヘッドホンユニットをハンガー部材を介して支持する頭部装着手段とを含み、上記ヘッドホンユニットが上記頭部装着手段により付勢された状態で頭部の耳部分の位置に保持されるヘッドホンにおいて、
上記ハンガー部材が、上記ヘッドホンユニットのハウジングの周りに配置される支持フレームからなり、上記ヘッドホンユニットが複数の定荷重ぜんまいを介して上記支持フレームに支持されていることを特徴とするヘッドホン。
上記複数の定荷重ぜんまいが、等間隔に配置されている請求項１に記載のヘッドホン。
上記定荷重ぜんまいの巻き基端部側が、ラジアルベアリングを介して上記支持フレームに回転可能に取り付けられる請求項１または２に記載のヘッドホン。
上記各定荷重ぜんまいは、両端に上記支持フレームに回転可能に取り付けられる巻き基端部を備え、その中間部分が上記ハウジングの直径線に沿って配置される請求項１ないし３のいずれか１項に記載のヘッドホン。
上記各定荷重ぜんまいは、その巻き基端部が上記支持フレーム側に取り付けられ、引き出し側の端部が上記ハウジング側に固定される請求項１ないし３のいずれか１項に記載のヘッドホン。
上記各定荷重ぜんまいは、その巻き基端部が上記ハウジング側に取り付けられ、引き出し側の端部が上記支持フレーム側に固定される請求項１ないし３のいずれか１項に記載のヘッドホン。
上記支持フレームが、上記ハウジングに対して同心的に配置される支持リングからなる請求項１ないし６のいずれか１項に記載のヘッドホン。