JP5662254B2 - 音声出力装置 - Google Patents

Description

この発明は、イヤホンやヘッドホンとして用いられる音声出力装置に関する。

電気信号に基づいて音を発生させるスピーカーユニットと、外耳道に臨むように耳介側に装着される装着部とを備え、スピーカーユニットからの音が外耳道から鼓膜側に伝えるイヤホンやヘッドホン等の音声出力装置が従来公知である。このような音声出力装置は、スピーカーユニットの耳介側と反対側である背面側を、防音のためにカバー部で覆って密閉した密閉型と呼ばれるものと、スピーカーユニットの背面側を開口させたオープンエア型と呼ばれるものとに区別される。

オープンエア型のイヤホンやヘッドホンは、音が外耳道側でこもらないので、伸びのよい爽やかな音が出るという利点を有する一方で、音漏れが大きくなるという欠点を有する。これに対して、密閉型のイヤホンやヘッドホンは、低音域の特性が良好であるという利点を有する一方で、外部の音が遮断されるため、注意が散漫になる他、鼓膜への負担も大きいという欠点を有する。

このように２つのタイプの音声出力装置は、それぞれ利点及び欠点を有するため、オープンエア型と密閉型とを切換可能に構成し、状況に応じてそれぞれを使分けることができるイヤホンやヘッドホン等の音声出力装置が開発され、公知になっている（例えば、特許文献１，２）。

特開２００８−６６９７６号公報 特開２００８−２８３３９８号公報

しかし、上記文献の音声出力装置は、オープンエア型と密閉型とを切換える操作や作業が必要である他、音漏れというオープンエア型の欠点と、外部音が聞こえなくなり且つ鼓膜への負担が高いという密閉型の欠点とを同時に改善にすることはできず、改善の余地が残るものである。
本発明は、イヤホンやヘッドホンとして用いられる音声出力装置において、音漏れというオープンエア型の欠点と、外部音が聞こえなくなり且つ鼓膜への負担が高いという密閉型の欠点とを同時に改善可能な音声出力装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、第１に、電気信号に基づいて音を発生させるスピーカーユニット３と、外耳道Ｅ１に臨むように耳介Ｅ２側に装着される装着部とを備え、スピーカーユニット３からの音が外耳道Ｅ１から鼓膜側に伝わる音声出力装置であって、Ｃ形又は環状のリング状に成形されたハウジング４の内部にスピーカーユニット３を収容する収容部１１を形成し、該ハウジング４によって前記装着部を構成し、収容部１１の外耳道Ｅ１側端部を音が伝導可能に構成するとともに、収容部１１の外耳道Ｅ１と反対側の端部をカバー部１２によって密閉して防音し、耳介Ｅ２側に装着されたハウジング４の空洞状の中心側に外耳道Ｅ１を露出させる露出部７を構成し、該露出部７と収容部１１とがハウジング４の内周壁９によって仕切られてなることを特徴とする。

第２に、収容部１１をハウジング４の全体形状に沿ってＣ形又は環状に形成し、該収容部１１に沿って環状又は円弧状にスピーカーユニット３を設けたことを特徴とする。

第３に、スピーカーユニット３の振動体１４を収容部１１に沿って円弧状又は環状に設けたことを特徴とする。

第４に、スピーカーユニット３の振動体１４以外の部分を収容部１１に沿って円弧状又は環状に設けたことを特徴とする。

第５に、ハウジング４の外周壁８側が耳珠Ｅ２ａ、対耳珠Ｅ２ｂ、対耳輪下脚Ｅ２ｄ及び対耳輪Ｅ２ｃの少なくとも４箇所で係止されるようにハウジング４を成形したことを特徴とする。

第６に、ハウジング４の外周壁８に径を拡大させる着脱体６を着脱可能に設けたことを特徴とする。

第７に、着脱体６が、ハウジング４に沿ってＣ形又は環状に形成されたことを特徴とする。

第８に、着脱体６が、弾性変形可能に構成されたことを特徴とする。

上記構成によれば、スピーカーユニットが収容された収容部の外耳道と反対側の端部がカバー部によって密閉されているため、低音域の特性が良好になるとともに音漏れが防止される一方で、外耳道を露出させる露出部によって、外部音が聞こえ易くなり且つ鼓膜への負担が低減される。

また、収容部をハウジングの全体形状に沿ってＣ形又は環状に形成し、該収容部に沿って環状又は円弧状にスピーカーユニットを設ければ、収容部内において効率的に音を発生させることが可能になる。

さらに、ハウジングの外周壁に径を拡大させる着脱体を着脱可能に設ければ、着脱体の着脱によって、サイズや形状の異なる複数人の耳介側に円滑に音声出力装置のハウジングを装着させることが可能になり、汎用性が向上する。

本発明を適用した左右のイヤホンの斜視図である。 イヤーパットの斜視図である。 イヤーパットを装着したイヤホンの説明図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 （Ａ）は耳の側面図であり、（Ｂ）はイヤホン装着時の耳の正面図である。

図１は、本発明を適用した左右のイヤホンの斜視図であり、図２は、イヤーパットの斜視図であり、図３は、イヤーパットを装着したイヤホンの説明図であり、図４は、図３のＡ−Ａ断面図であり、図５（Ａ）は耳の側面図であり、（Ｂ）はイヤホン装着時の耳の正面図である。

音声出力装置の一種であるイヤホン１は、オーディオ機器側又は音声再生機能を有する携帯端末或いはコンピュータ側からケーブル２を介して送信されてくる電気信号を音声に変換するスピーカーユニット３と、スピーカーユニット３を内装するケースであるハウジング４と、ハウジング４に着脱自在に装着される着脱体であるイヤーパット６とを備えている。

上記ハウジング４は、左右の耳Ｅにそれぞれ装着されるように左右一対で設けられており、ステレオ再生に対応している。各ハウジング４は、中心側が空洞部７となる円形リング状に形成されており、具体的には、同一中心となる円形リング状断面を有する外周壁８及び内周壁９を備え、中空状に成形されている。

言換えると、この大径の外周壁８と、小径の内周壁９との間において、周方向全体に亘り形成された円形ドーナツ状の空間が、ハウジング４の内部スペースになり、該内部スペースによって、スピーカーユニット３を収容する収容スペース（収容部）１１を構成している。

このハウジング４の中心を垂直に貫く軸（言換えると、外周壁８及び内周壁９の幅方向に対して平行な方向の延びて空洞部７の中心を貫く軸）である音声出力軸Ｓが、外耳道Ｅ１の形成方向に沿って該外耳道Ｅ１の奥側に延びるようにして、ハウジング４の外周壁８側が耳介Ｅ２に係合支持された状態で装着される。具体的には、ハウジング４の外周壁８（イヤーパット６を装着している場合には該イヤーパット６の外周面）が、耳介Ｅ２における耳珠Ｅ２ａ、対耳珠Ｅ２ｂ、対耳輪Ｅ２ｃ及び対耳輪下脚Ｅ２ｄの少なくとも４箇所に引掛けられて係合されることにより、ハウジング４が着脱自在に装着される。

この耳介Ｅ２への装着時、ハウジング４の空洞部７は、音声出力軸Ｓ方向視で、外耳道Ｅ１とラップし、該外耳道Ｅ１を露出させる。言換えると、外周壁８が前後及び上下を向くようにして、ハウジング４が耳介Ｅ２側に装着される。

すなわち、ハウジング４自体が耳介Ｅ２側に着脱自在に装着される装着部になるとともに、ハウジング４の空洞部７が装着時に外耳道Ｅ１を露出させる露出部になる。この露出部７は、上述した内周壁９によって、収容スペース１１と仕切られており、収容スペース１１内の音が直接的に露出部７に伝わることを防止している他、該露出部７によって外耳道Ｅ１が外部に対して一部で開放されるため、外耳道Ｅ１側で音がこもることが防止されるとともに、外耳道Ｅ１側に向かって外部の音を取入れることが容易になる。

また、収容スペース１１の音声出力軸Ｓ方向一端は、開放された開放端になる一方で、他端は、背面カバー部（カバー部）１２によって密閉されてカバーされた密閉端になる。ハウジング４の耳介Ｅ２側への装着時、開放端が外耳道Ｅ２側に臨む一方で、密閉端が外側を向いた状態になる。

この収容スペース１１の密閉端側を密閉する背面カバー部１２は、収容スペース１１内でスピーカーユニット３から発生させた音が該密閉端から外側に向かって漏れないように防音している。一方、収容スペース１１の開放端は、収容スペース１１内でスピーカーユニット３から発生させた音が外耳道Ｅ１の奥側に向かって効率的に伝えられるように開放されている。

ちなみに、背面カバー部１２は、内周壁８及び外周壁９とともに、一体的に成形されている。言換えると、音声出力軸Ｓ方向視円形リング状をなす背面カバー部１２と、背面カバー部１２の内径側縁から外耳道Ｅ１側に一体的に延出された円筒状の内周壁９と、背面カバー部１２の外径側縁から外耳道Ｅ１側に一体的に延出された円筒状の外周壁８とによって、円形リング状のハウジング４が構成されている。

また、ハウジング４を構成する部材は、硬質性の合成樹脂製としてもよいし、或いは金属製としてもよいが、その部材自体を伝わって音が伝わることを防止するため、ハウジング４を構成する部材には、防音性に優れた材質のものを採用することが好ましい。

上記スピーカーユニット３の駆動方式は、バランスド・アーマチュア型、マグネチック型、ダイナミック型、静電型、圧電型またはクリスタル型等、従来公知の種々のものを採用可能であるが、ここでは、小型化が容易なバランスド・アーマチュア型のスピーカーユニット３を用いている。

バランスド・アーマチュア型のスピーカーユニット３は、コイル、鉄片、マグネット及びドライバロッド等を有する振動発生部１３と、ダイヤフラムと呼ばれる振動板（振動体）１４とを備えている。スピーカーユニット３の駆動手段を簡単に説明すると、ケーブル２を介して受信した電気信号に基づいた振動を発生させる振動発生部１３では、コイル自身は振動せずに鉄片が振動し、この振動がドライバロッドに伝えられる。この振動発生部１３のドライバロッドを介して、振動板１４に振動が伝わり、前記受信した電気信号に基づいた音が振動板１４から発せられる。

スピーカーユニット３の振動板１４は、前記円形ドーナツ状の収容スペース１１に沿って、環状又は円弧状に湾曲成形されている。具体的には、振動板１４が、外周壁８及び内周壁９との間で、周方向に延びる環状又は円弧状（図示する例では周方向全体に延びる環状）の断面を有し、振動板１４の幅方向が、外周壁８及び内周壁９の幅方向に沿った方向（さらに具体的には同一方向）に設定され、音声出力軸Ｓに沿った方向（さらに具体的には音声出力軸Ｓに平行な方向）に設定されている。

言換えると、振動板１４は、外周壁８よりは径が小さく且つ内周壁９よりは径が大きくなるとともに、外周壁８及び内周壁９と同一中心となるようにして、収容スペース１１内に配置されている。このため、収容スペース１１が振動板１４によって仕切られて分割され、外周壁８と振動板１４との間には、周方向全体に亘り、外周寄りスペース１１ａが形成されるとともに、内周壁９と振動板１４との間には、周方向全体に亘り、内周寄りスペース１１ｂが形成される。

外周寄りスペース１１ａの開放端は開放されるが、内周寄りスペース１１ｂの密閉端は正面カバー部１６によって閉塞されている。この正面カバー部１６は、内周壁９と一体的に成形され、背面カバー部１２と平行な円形リング状をなしており、この正面カバー部１６と背面カバー部１２との間に、周方向に沿って、振動板１４が嵌合状態で固定されている。

また、スピーカーユニット３の振動板１４以外の部分である振動発生部１３は、外周寄りスペース１１ａに嵌合収容された状態で固定され、具体的には、振動発生部１３を、収容スペースの外周寄りスペース１１ａに沿って円弧状に成形してもよいし、該外周寄りスペース１１ａに沿って全体に亘り環状に成形してもよいし、直方体状に成形してもよいが、図示する例では、円弧状に成形されている。

ケーブル２は、外周壁８に穿設された配線孔８ａに挿通され、外部側から収容スペース１１内の振動発生部１３側への配線が行われている。

上記イヤーパット６は、外周壁８の全体をカバーするようにハウジング４に外装されるリング状に成形され、弾性変形可能なシリコン等の合成樹脂から構成されている。このイヤーパット６の弾性変形によって、密着状態で、ハウジング４の周面に該イヤーパット６が着脱自在に外装される。この他、イヤーパット６には、ケーブル２を挿通させるケーブル孔６ａを穿設される他、ケーブル２を、その周面側から、ケーブル孔６ａに挿脱自在に挿入させる切欠き状の挿脱部６ｂが形成されている。

以上のように構成されるイヤホン１は、イヤーパット６の着脱及びイヤーパット６の弾性変形によって、個人毎にサイズや形状の異なる種々の耳Ｅに装着させることが可能になるため、汎用性が高い。そして、耳Ｅの耳介Ｅ２に装着されたイヤホン１では、ケーブル２から受信した電気信号に基づいて、収容スペース１１に配されたスピーカーユニット３の振動板１４を振動させ、該振動が、リング状の外周寄りスペース１１ａ及び内周寄りスペース１１ｂ内の空気に伝播して音が発生し、この発生した音が収容スペース１１の開放端側から外耳道Ｅ１を通って鼓膜側まで伝えられる。

この際、露出部７によって、外耳道Ｅ１は露出した状態になって音がこもらないので、伸びの良い音になるとともに鼓膜への負担が低減される他、この露出部７を介して外部の音も外耳道Ｅ１に伝えられるため、外部の音が遮断されて注意が散漫になることも防止される。一方、収容スペース１１の外耳道Ｅ１と反対側である背面側は背面カバー部１２によって密閉状態で覆われ、所定以上の防音性が確保されているので、スピーカーユニット３から発生する音の低音域の特性が良好になる他、音漏れも防止できる。

また、収容スペース１１の開放端側から外耳道Ｅ１に出力される音の指向性や音質は、外周壁８、内周壁９又は振動板１４の音声出力軸Ｓに対する傾きを変更するか、或いは開放端の開口度合いを変更する等によって調整可能である。例えば、図４において、仮想線で示すように、外周壁８を、外耳道Ｅ１側に向かってハウジング４の中心に傾斜させた場合には、スピーカーユニット３から発せられる音が、音声出力軸Ｓの軸心側に集中するような指向性を、イヤホン１に持たせることができる。

さらに、イヤーパット６の交換や洗浄によって、ハウジング４における耳介側への装着箇所を清潔に保つことが可能になる他、イヤーパット６のカラーを変更することによって、様々なカラーバリエーションを持たせることもできる。

なお、収容スペース１１は一端が開放されているが、この開放端を、図示しないシート状のカバー体で覆ってもよい。このカバー体を、網状シート等から構成することによって、それ自体は、音を伝えさせるような構造（逆に言えば、音が遮断しない構造）とすれば、上述した技術的に有利な特性を変えること無く、このカバー体によって、収容スペース１１内に埃等が侵入することが効率的に抑制できる。

また、露出部７を塞ぐアタッチメントをハウジング４に着脱自在に装着することにより、より密閉率を高めてもよく、これによって、遮音性を向上させ、より重低音の音を鼓膜側に向かって伝えることが可能になる。

また、ハウジング４を環状に形成する例につき説明したが、これを、Ｃ形断面を有する円弧状に成形してもよく、この場合には、外周壁８及び内周壁９並びに振動板１４も、Ｃの字状に湾曲形成する必要があり、これによって、収容スペース１１もＣ形の円弧状に形成される。

さらに、本発明をイヤホンに適用する例につき、説明したが、これをヘッドホンや、その他、ネックバンド型、耳掛け型・クリップ型と呼ばれるタイプの音声出力装置に適用してもよい。

１ イヤホン（音声出力装置）
２ スピーカーユニット
４ ハウジング（装着部，ケース）
６ イヤーパット（着脱体）
７ 露出部
８ 外周壁
９ 内周壁
１１ 収容スペース（収容部）
１２ 背面カバー部（カバー部）
１４ 振動板（振動体，ダイヤフラム）
Ｅ１ 外耳道
Ｅ２ 耳介
Ｅ２ａ 耳珠
Ｅ２ｂ 対耳珠
Ｅ２ｃ 対耳輪
Ｅ２ｄ 対耳輪下脚

Claims (8)

1. 電気信号に基づいて音を発生させるスピーカーユニット（３）と、外耳道（Ｅ１）に臨むように耳介（Ｅ２）側に装着される装着部とを備え、スピーカーユニット（３）からの音が外耳道（Ｅ１）から鼓膜側に伝わる音声出力装置であって、Ｃ形又は環状のリング状に成形されたハウジング（４）の内部にスピーカーユニット（３）を収容する収容部（１１）を形成し、該ハウジング（４）によって前記装着部を構成し、収容部（１１）の外耳道（Ｅ１）側端部を音が伝導可能に構成するとともに、収容部（１１）の外耳道（Ｅ１）と反対側の端部をカバー部（１２）によって密閉して防音し、耳介（Ｅ２）側に装着されたハウジング（４）の空洞状の中心側に外耳道（Ｅ１）を露出させる露出部（７）を構成し、該露出部（７）と収容部（１１）とがハウジング（４）の内周壁（９）によって仕切られてなる音声出力装置。
2. 収容部（１１）をハウジング（４）の全体形状に沿ってＣ形又は環状に形成し、該収容部（１１）に沿って環状又は円弧状にスピーカーユニット（３）を設けた請求項１記載の音声出力装置。
3. スピーカーユニット（３）の振動体（１４）を収容部（１１）に沿って円弧状又は環状に設けた請求項２記載の音声出力装置。
4. スピーカーユニット（３）の振動体（１４）以外の部分を収容部（１１）に沿って円弧状又は環状に設けた請求項２又は３の何れかに記載の音声出力装置。
5. ハウジング（４）の外周壁（８）側が耳珠（Ｅ２ａ）、対耳珠（Ｅ２ｂ）、対耳輪下脚（Ｅ２ｄ）及び対耳輪（Ｅ２ｃ）の少なくとも４箇所で係止されるようにハウジング（４）を成形した請求項１乃至４の何れかに記載の音声出力装置。
6. ハウジング（４）の外周壁（８）に径を拡大させる着脱体（６）を着脱可能に設けた請求項１乃至５の何れかに記載の音声出力装置。
7. 着脱体（６）が、ハウジング（４）に沿ってＣ形又は環状に形成された請求項６記載の音声出力装置。
8. 着脱体（６）が、弾性変形可能に構成された請求項６又は７の何れかに記載の音声出力装置。

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