JP5685771B2 - 健常者用のイヤフォンとしても使用できる耳穴式骨伝導レシーバ - Google Patents

Description

本発明は、耳穴式骨伝導レシーバ、すなわち人体の耳穴（外耳道のうち耳介に近いあたり）に挿入して用いる骨伝導レシーバに関し、とりわけ、健常者のイヤフォンとしても使用できるそれに関する。

特許文献１には、耳穴装着に適した骨伝導レシーバが開示されている。圧電振動子と、それを覆うベース、ウェイトカバーと、制振ダンパーと、ベースの中央部に設けられ垂直に延びるロッドと、その先端に設けられたイヤーピースとからなる。圧電振動子の中心をベースに当接せしめる。ベースの周辺部を薄くしてエッジ部を設ける。ロッドに音波誘導孔を設ける。音波誘導孔に開閉チューブを設ける。ウェイトカバーは、所定の重量を持つ。接着又は圧接により、圧電振動子の中心をベースに当接せしめる。圧電振動子は円板状又は長方形の形状の電極板の表面にＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛重合体）の薄膜を形成してなる。

特許文献２には、軟骨伝導スピーカが開示されている。電極板の表裏両面にＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛重合体）の薄膜を形成してなる２枚の圧電振動子と、該２枚の圧電振動子を互いに平行に所定の間隔を保ちつつその周辺を連結するスペーサと、前記２枚の圧電振動子に互いに逆動作させるべく、二つの極性を持つ電気信号のうち、一方を前記圧電振動子の電極板に、もう一方を前記圧電振動子のＰＺＴ薄膜部分に伝える導線と、前記２枚の圧電振動子のうち、一方を弾性部材を介して使用者の耳近傍の軟骨に接触させる接触パッドからなるものである。

特開２０１０−０８７８１０号公報 特開２００８−１４８０８６号公報

本発明の発明者は、２年前に特許文献１の発明を行った。耳穴装着に適した骨伝導レシーバである。耳穴近傍の軟骨に音を伝導させることを実現したものであった。
その後、本発明の発明者は、耳穴に装着することが、本来健常者用のイヤフォン、すなわち、気道を通じて空気振動により鼓膜に音を伝達させるイヤフォンに適した構造であることに鑑み、骨伝導と健常者用のイヤフォンとを兼用する構造を提供できないかと、思案をめぐらした。その結果、一つの解決策を見出したものである。
本発明の目的は、健常者のイヤフォンとしても使用できる耳穴式骨伝導レシーバを提供することにある。

本発明に係る耳穴式骨伝導レシーバは、板状の圧電振動子と、該圧電振動子に電気信号を伝える信号線と、前記圧電振動子の振動を伝える側の筐体であり、前記圧電振動子を覆う形状をしたフロントケースと、該フロントケースと前記圧電振動子とにより仕切られ、密閉されてなる圧力部屋と、前記圧電振動子の振動を伝える側とは反対側の筐体であり、前記圧電振動子を覆う形状をしたリアカバーと、前記フロントケースの中央部に設けられ、前記圧電振動子の面に対して垂直に伸び、中心部に小穴を有し、先端部の外部が耳穴挿入に適した形状を有する円筒状のパイプと、からなる。
前記圧電振動子の周縁部を前記フロントケース内側に当接せしめ、密封することにより前記圧力部屋を形成する。
前記圧電振動子のリヤカバーに近い側の中央部分に音調ウエイトを設ける。
前記圧電振動子のリヤカバーに近い側の面全体に制振塗料を塗った面を設ける。
前記パイプの中心部に設けた小穴は、直径が０．５ミリ以上１．０ミリ以下であり、長さが１０ミリ以上１５ミリ以下である。
前記圧電振動子は、電極版の表面にＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛重合体）の薄膜を形成してなるものである。

本発明の耳穴式骨伝導レシーバは、以上のように構成されているから、圧力部屋の働きにより音質の改善がなされた。圧電振動子を音響周波数の信号電圧を加えて振動させたとき、周波数と振幅の大小に応じ圧力部屋において圧力の変化が生ずる。その圧力は振動子に振動と逆方向に力を与えクッションの働きを生ずる。したがって、圧電振動子にダンパー作用と寄生振動防止用の制振作用が期待できる。
さらに圧電振動子に音調ウエイトを取り付けることにより、周波数の低減のレベルアップすることができる。
圧力部屋正面に小穴をもつパイプを設けて、圧力変化の音響出力を通常イヤフォン（気道を通じて空気振動により鼓膜をふるわすイヤフォン）に取り出せる。
そして、圧力部屋正面の振動をパイプを通じて取り出し、骨伝導イヤフォンとしても機能する。

図１は、耳穴式骨伝導レシーバの構造を示す図である。図１（ａ）は、背面外観（リカーカバー側から見た外観）を示す図である。図１（ｂ）は、振動伝達方向で切った断面図である（実施形態）。 図２は、耳穴式骨伝導レシーバの構造を実施例について示す図である。図２（ａ）は、振動伝達方向の断面図である。図２（ｂ）は、背面外観である。（実施例１）。

本発明に係る耳穴式骨伝導レシーバの形状及び構造に関する。板状の圧電振動子（電気信号を音声信号に変換する圧電セラミックス振動子）を用いて骨伝導レシーバを提供できることは、特許文献１及び２に開示されている。耳穴式骨伝導レシーバについては、特許文献１にて開示した。本発明では、骨伝導のみならず、気道を介した鼓膜振動をも実現し、従来の音響イヤフォンの機能をも併せ持つ骨伝導レシーバについて開示するものである。

図１は、耳穴式骨伝導レシーバの構造を示す図である。図１（ａ）は、背面外観（リカーカバー側から見た外観）を示す図である。図１（ｂ）は、振動伝達方向で切った断面図である。本発明では、板状の圧電振動子１０をフロントケース２０とリアカバー３０とで挟みこむ。このとき、圧電振動子１０とフロントケース２０とはその周囲をすべて密封し、それらの間に圧力部屋１５を形成する。さらに、フロントケース２０の中央部に垂直にパイプを立てて、そのパイプを介して耳穴（さらにいうと、耳穴周辺の軟骨）に振動を伝える。フロントケース２０とパイプ２５とは一体的に成型することができる。

パイプ２５の先端部には、その外形の周囲にくぼみを設けて、耳穴への挿入の際に落ちにくくしてある。パイプ２５は、その中心部に小穴２６を有する。小穴２６は、内径が０．５ミリメートルから１．０ミリメートル、望ましくは０．８ミリメートルであって、長さが１０ミリメートルから１５ミリメートル程度のものである。したがって、このパイプ２５は、円筒状というよりはむしろ円柱状のものの真ん中に細い穴が開いているというイメージに近いものである。

この骨伝導レシーバを組み立てるには、まず圧電振動子に信号線を取り付けたもの（必要に応じて、背面に制振塗料を塗った面を設け、また、音調ウエイトを背面中央部に取り付けたもの）を、パイプ付きフロントケース（パイプとフロントケースとを一体的に成型したもの、以下、単にフロントケース２０という）の内側に取り付け、周囲を密封する。信号線取り出し口から信号線を取り出すことに注意しつつ、リアカバー３０を嵌める。フロントケース２０及びリアカバー３０は、ＡＢＳ樹脂などにより成型することができる。

以下、図２を参照しつつ、実施例１について説明する。圧電振動子１０は、円板状の金属板である電極板の表裏、両面にＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛重合体）の薄膜を形成せしめたものであり、圧電振動子１０に電気信号を伝える信号線１２がつながれる。ここで、電極板は、直径１８ミリメートル、厚さが２５マイクロメートルの４２Ｎを一枚用いている。ＰＺＴは、直径１５ミリメートル、厚さ５０マイクロメートルのものを合計２枚とし、電極板の両面にそれぞれ設けてある。

圧電振動子１０を包みこむ筐体は、フロントケース２０とリアカバー３０とにより形成される。前述したようにフロントケース２０は、パイプ２５と一体的に成型される。フロントケース２０からパイプ２５を除外した部分は、皿に似た形状であり、リアカバー３０もまた、同様に皿に似た形状をしている。フロントケース２０とリアカバー３０とは、嵌め合わせることができ、それらを嵌め合わせてできた空間に圧電振動子１０が収納され、外の衝撃から保護される。

本発明にあっては、圧電振動子１０は、フロントケース２０との間に密封空間である圧力部屋１５を形成する。圧電振動子１０を音響周波数の信号電圧を加えて振動させたとき、この圧力部屋には、周波数と振幅の大小に応じて圧力の変化が生ずる。その圧力は圧電振動子１０にダンパー作用と寄生振動防止用の制振作用を与えるものと考えられる。

圧電振動子１０は、その周辺部においてフロントケース２０に固定され、密封空間である圧力部屋１５を形成する。その固定の方法の一つとして接着がある。また、フロントケース２０とリアカバー３０とを嵌合する際に、圧着することにより密封することとする方法もある。

音調ウエイト３１は、円柱状のおもりである。ここでは直径が５ミリメートル、厚さが１．５ミリメートルの鉄の素材を用いている。この音調ウエイトの働きにより、圧電振動子１０で起こる振動は、背面ではなく、パイプ２５の向きに伝わることが担保され、周波数の低域の音質をレベルアップすることが可能となる。

図２（ａ）に示すように、音調ウエイト３１を全くの中央部ではなく、若干偏心させて取り付けることも考えられる。信号線１２を取り付ける位置からみて遠い側にずらすという意義がある。また、パイプの小穴２６との位置関係からみてずらすという意義もある。

図２（ａ）に示すように、実施例１にあっては、制振塗料１６を圧電振動子の背面全体に塗布し、制振塗料面を設けてある。これは、音調ウエイト３１とあいまって、制振作用をもたらすと期待できる。塗布して乾燥硬化後、硬度３０以下となるように塗布する。

リアカバー３０とフロントケース２０との境目に信号線取り出し口が設けられる。信号線取り出し口は、信号線１２が何らかの力で引っ張られた場合であっても、信号線１２と圧電振動子１０との電気的接続が阻害されないよう必要な強度で信号線１２を把持する。

本発明の耳穴式骨伝導レシーバは、気道を介して音響による鼓膜振動もできるので、健常者にも用いることができる。また、鼓膜による聴覚機能をある程度もっている聴覚障害者が用いることもできる。

１０ 圧電振動子
１２ 信号線
１５ 圧力部屋
１６ 制振塗料
２０ フロントケース
２５ パイプ
２６ 小穴
３０ リヤカバー
３１ 音調ウエイト
３３ イヤフォンコード

Claims (1)

1. 板状の圧電振動子と、
   該圧電振動子に電気信号を伝える信号線と、
   前記圧電振動子の振動を伝える側の筐体であり、前記圧電振動子を覆う形状をしたフロントケースと、
   該フロントケースと前記圧電振動子とに仕切られ、密閉されてなる圧力部屋と、前記圧電振動子の振動を伝える側とは反対側の筐体であり、前記圧電振動子を覆う形状をしたリアカバーと、
   前記フロントケースも中央部に設けられ、前記圧電振動子に対して垂直に伸び、中心部に小穴を有し、先端部の外部が耳穴挿入に適した形状を有する円筒状のパイプと、
   前記圧電振動子のリヤカバーに近い面の中央部分から偏心した位置に設けた音調ウェイトとからなり、
   前記圧力部屋は、前記圧電振動子の周縁部を前記フロントケース内側に当接せしめ、密封することにより形成し、
   該パイプから耳穴周辺の軟骨に骨伝導により振動を伝えるとともに、パイプ中央の小穴から気道を通じて鼓膜に空気を介した音響により振動を伝える耳穴式骨伝導レシーバ。

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