JP5886126B2

JP5886126B2 - イヤホンとそれを用いた聴取装置

Info

Publication number: JP5886126B2
Application number: JP2012105033A
Authority: JP
Inventors: 行志岩倉; 裕司細井
Original assignee: Rion Co Ltd; Public University Corp Nara Medical University
Current assignee: Rion Co Ltd; Public University Corp Nara Medical University
Priority date: 2012-05-02
Filing date: 2012-05-02
Publication date: 2016-03-16
Anticipated expiration: 2032-05-02
Also published as: JP2013232860A

Description

本発明は、気導音と骨導音の聴取が可能なバランスト・アーマチュア型（以下バランス型と記す）電磁式構造のイヤホンとそれを用いた聴取装置に関する。

従来の気導音と骨導音の聴取が可能なイヤホンには、圧電式、電磁式のトランスデューサが使用されている。また、特許文献１には、骨伝導スピーカユニットとそれを収容して振動部となるケースとから成り、骨伝導スピーカユニットを固定するケースの振動面の周縁部に沿って、コンプライアンス増大手段を配置した骨伝導スピーカが開示されている。

特開２００４−２７４５９３号公報

しかし、上記のようなトランスデューサを用いる従来のイヤホンでは、補聴器などに使用することができる小型で高出力なものがなく、特に会話にとって重要な２０００Ｈｚ以下の周波数帯域で高出力を得ることが難しい。また、特許文献１に記載の骨伝導スピーカでは、外耳道に挿入することができる大きさにすると出力が小さくなり使い物にならない。

本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、小型・高出力・低消費電力の気導音と骨導音の聴取が可能なイヤホンとそれを用いた聴取装置を提供しようとするものである。

上記課題を解決すべく請求項１に係る発明は、一対のコイルを夫々取り付けた一対のプレートをアーマチュアの両面に夫々固定したアーマチュア部と、このアーマチュア部を取り付けるケースと、前記一対のプレートに対向する前記ケースの内側面に取り付けられた一対のマグネットからなり、前記一対のプレート、前記一対のコイル、前記一対のマグネットが前記アーマチュアに対して対称で、且つ前記アーマチュア及び前記プレートの中心が前記マグネットの中心軸上に配置されるバランス型電磁式構造としたものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のイヤホンにおいて、前記プレートの前記アーマチュアとの接合部を前記プレートの前記マグネットに対向する面より小さくした。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のイヤホンにおいて、前記ケース、前記マグネット、前記プレート、前記アーマチュアを夫々貫通する貫通孔を中央に設けた。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のイヤホンの外周部を保持すると共に、外耳道内に当該イヤホンを保持する耳せんを装着した。

請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のイヤホンを、補聴器またはオーディオ機器に使用して聴取装置を構成したものである。

請求項１に係る発明によれば、アンバランス型よりも大きな変位量を得ることができると共に、小型・高出力・低消費電力のイヤホンを実現することができる。耳甲介腔や外耳道に装着することができるので、使い勝手がよい。また、音口が無いため、耳垢詰まりの虞がなく、更に洗浄することができるので、いつも清潔に使用することができる。

請求項２に係る発明によれば、プレートのマグネットに対向する面の面積を保ちながらアーマチュアとの接合部を小さくすることで、駆動力をほぼ損なわずにアーマチュアの弾性変位範囲をより大きくすることができる。

請求項３に係る発明によれば、貫通孔が通気孔として作用するので、快適に装用することができる。

請求項４に係る発明によれば、イヤホンに耳せんを装着することにより、外耳道に安定して保持することができ、外耳道への保持具合による振動出力の変動を抑制することができる。また、イヤホンが外耳道より大きい場合でも、イヤホンに耳せんを装着することにより、耳甲介腔にイヤホンを安定して装着することができる。

請求項５に係る発明によれば、音口が無いため、耳垢詰まりの虞がなく、更に洗浄することができるので、いつも清潔に補聴器またはオーディオ機器のイヤホンとして使用することができる。また、防水補聴器または防水オーディオ機器のイヤホンとして使用することができる。

本発明に係るイヤホンの第１実施の形態の説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図アーマチュアの平面図プレートのアーマチュアとの接合部を小さくした場合の断面図本発明に係るイヤホンの第２実施の形態の説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図耳せんをイヤホンに装着した耳かけ型補聴器の説明図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は作用図密閉型耳せんの斜視図外耳道が小さい装用者用の耳せんの説明図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は作用図オーディオ機器に適用した場合の斜視図通気手段を施した耳せんの斜視図

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。本発明の第１実施の形態であるバランス型電磁式構造のイヤホン１は、図１に示すように、アーマチュア２、上下プレート３，４、上下コイル５，６、上下マグネット７，８、上下ヨークとして働く上下ケース９，１０からなり、端子板１１やリード線１２なども設けている。

イヤホン１は、アーマチュア２に対して、上下対称に上下プレート３，４、上下コイル５，６、上下マグネット７，８、上下ケース９，１０を配置している。イヤホン１の外形形状は限定されないが、本発明の実施の形態では略円柱形状としている。

アーマチュア２は無垢の円形平板で良いが、例えば図２に示すような形状としても良い。上下プレート３，４及び上下マグネット７，８は、夫々円形形状で、アーマチュア２及び上下プレート３，４の中心がマグネット７，８の中心を通る中心軸Ｃ上に設けられている。

また、上下ケース９，１０で円板形状のアーマチュア２を挟んで全周にわたって溶接または接着剤で固定する。全周にわたって溶接または接着することにより、上下ケース９，１０とアーマチュア２との接合部がシールされるため、イヤホン１を水で洗うことができるようになる。

アーマチュア２に円柱形状の上下プレート３，４をスポット溶接などで固定する。空芯コイルである上下コイル５，６が上下プレート３，４に夫々接着剤で取り付けられる。アーマチュア２と上下プレート３，４と上下コイル５，６によりアーマチュア部が構成される。上下コイル５，６はリード線１２につながり（不図示）、端子板１１に接続されている。上下コイル５，６は並列または直列のどちらで接続しても構成することができる。

アーマチュア２の材料としては磁性材がもちいられる。例えば４５−パーマロイなどが用いられ、上下プレート３，４及び上下ケース９，１０の材料としても、４５−パーマロイなどが用いられる。

上下マグネット７，８は、所定の保持力・磁束密度を有するもので、小型化にはネオジウム系やサマリウムコバルト系などの希土類磁石で、シート状で円形状のものが用いられる。上下マグネット７，８は、上下ケース９，１０の内面に固着されている。

上プレート３と上マグネット７との上ギャップ１３と、下プレート４と下マグネット８との下ギャップ１４は、同寸法とする。上下マグネット７，８はどちらも同じ向き、例えば上向き方向に着磁した場合、上下ギャップ１３，１４にはどちらも上向きの磁力線が発生する。

上プレート３と上マグネット７及び下プレート４と下マグネット８間にはどちらも磁気的な吸引力が働く。コイル５，６に電流が流れていないときに上プレート３と上マグネット７間に働く静的磁気力と下プレート４と下マグネット８間に働く静的磁気力とがほとんど釣り合うように上下の磁気力またはギャップ長を調整して、イヤホン１のバランス型磁気回路は構成される。

上下コイル５，６は、並列または直列のどちらで接続しても良いが、一定の向きの電流を流した時にコイル電流によってギャップ１３，１４内に発生する磁力線の向きが上下のギャップ内で互いに逆方向になるように接続する。

このように構成されたイヤホン１の上下コイル５，６に駆動電流を流すと、電流の向きに応じて、上下プレート３，４と上下コイル５，６を取り付けたアーマチュア２は上向きまたは下向きの力を受け、ケース側はその逆向きの反作用力を受け、振動する。すると、上下ケース９，１０が振動することで、空気及びイヤホン１と接触した耳軟骨部を振動させ、気導音及び骨導音が生じる。

また、図３に示すように、上下プレート３，４の上下マグネット７，８に対向する面の面積を変えずにアーマチュア２との接合部３ａ，４ａの接合面を小さくすれば、駆動力をほとんど損なわずにアーマチュア２の弾性変位範囲を更に大きくすることができる。

アーマチュア２の外周部は上下ケース９，１０で固定され、中央部は上下プレート３，４で固定されるので、イヤホン１が振動する場合、アーマチュア２の上記２つの固定部に挟まれた中間部が変位することになる。同じ厚さのアーマチュアを仮定すると、該アーマチュア２の中間部を長くすることにより、弾性変位範囲をより大きくすることができる。アーマチュア２の弾性変位範囲を大きくすることは、特に１０００Ｈｚ以下の周波数で高出力を得るためには数１０μｍ程度の変位を必要とするため、有効である。

次に、本発明の第２実施の形態であるイヤホン２１は、図４に示すように、上下ケース９，１０、上下マグネット７，８、上下プレート３，４、アーマチュア２を夫々貫通する貫通孔２２を中央の中心軸Ｃに設けて、非磁性体のチューブ２３を配置させた構成をしている。チューブ２３は、上下ケース９，１０に接着して固定させるが、アーマチュア２及び上下プレート３，４に対しては隙間１９を設けて固定しない。他の構成は、第１実施の形態と同様である。

このような貫通孔２２をイヤホン２１の中央に設けることにより、貫通孔２２が外気と外耳道を通じる通気孔の役目を果たし、快適にイヤホン２１を装用することができる。外耳道を塞ぐと、自声の音のこもりや耳漏がある場合にはそれを悪化させる。貫通孔２２は、音のこもりや耳漏の悪化を低減させ、有効である。

次に、図５に示すように、耳かけ型補聴器２４のイヤホン２１に耳せん２５を装着することができる。耳せん２５はシリコン製である。イヤホン２１の外周部を耳せん２５の外周部２５ｂで保持する。そして、耳せん２５を外耳道２６に装着すると、耳せん２５の傘部２５ａで外耳道２６を密閉すると共に、傘部２５ａがつぶれ、イヤホン２１を収納する耳せん２５の外周部２５ｂの少なくとも一部が外耳道２６に当接し、イヤホン２１を外耳道２６内に保持する。外耳道内への挿入具合が安定することで、挿入具合によるイヤホン２１の振動出力の変化を抑制する。イヤホン２１で生じた振動は耳せん２５の外周部２５ｂを通して耳軟骨へ伝わる。

耳せん２５を介してイヤホン２１を外耳道２６内に保持することにより、外耳道２６へのイヤホン２１の保持具合による振動出力の変動を抑制することができる。また、イヤホン２１の貫通孔２２に連通する耳せん２５の中央の貫通孔２５ｃで外耳道２６が外気に通じる。

耳かけ型補聴器２４の本体２４ａには、マイクロホン、信号処理装置（ＤＳＰ）、電池などが収納されているが、イヤホンは収納されていない。耳かけ型補聴器２４は、マイクロホンで周囲音を電気信号に変換した音信号を出力し、この音信号を信号処理装置（ＤＳＰ）で装用者の聞こえに合わせて補聴処理し、この補聴処理した音信号を出力する。

本体２４ａとイヤホン２１は、端子板１１を介して電気的に接続されている。イヤホン２１の上下コイル５，６に本体２４ａから出力された音信号を流すと、上下のギャップ１３，１４にそれぞれ同じ向きの駆動力が発生し、音信号に応じて振動する。

上下ケース９，１０が振動することで、空気を振動させ、気導音が生じると共に、イヤホン２１と接触した軟骨部にも上下ケース９，１０による振動が伝わる。なお、耳せん２５の貫通孔２５ｃにより、低周波数領域の音圧が低減されることが問題になる場合には、図６に示す貫通孔が無い密閉タイプのイヤホン２９を使用するか、貫通孔２２を塞いだり、孔径を小さくするためにチューブを挿入して調整することもできる。

また、図７に示すように、イヤホン２１が外耳道２６より大きい場合でも安定して装用できるように、耳せん３０が形成されている。このような耳せん３０をイヤホン２１に取り付けて外耳道２６に装着すると、先端部３０ａが外耳道２６内に保持され、イヤホン２１は耳甲介腔２７に装着される。

また、図８に示すように、イヤホン２１に開放型の耳せん２５を装着してオーディオやラジオなどを聴取するための汎用のイヤホン３１としても使用することができる。

更に、図９に示すように、通気手段としての溝３２を傘部３３ａと外周部３３ｂに複数設けた耳せん３３を使用して外耳道２６を密閉しない構造にすれば、貫通孔２２を中央に設けたイヤホン２１でなくても外耳道２６を外気と通気させることができる。

本発明によれば、小型・高出力・低消費電力で、しかも音口が無いため、耳垢詰まりの虞がなく、更に洗浄することができるので、いつも清潔に補聴器またはオーディオ機器に使用することができるイヤホンを提供することができる。

１，２１，３１…イヤホン、２…アーマチュア、３…上プレート、３ａ…接合部、４…下プレート、４ａ…接合部、５…上コイル、６…下コイル、７…上マグネット、８…下マグネット、９…上ケース、１０…下ケース、１３…上ギャップ、１４…下ギャップ、１９…隙間、２２…貫通孔、２３…チューブ、２４…耳かけ型補聴器、２４ａ…本体、２５，２９，３０，３３…耳せん、２５ａ，３３ａ…傘部、２５ｂ，３３ｂ…外周部、２５ｃ…貫通孔、２６…外耳道、２７…耳甲介腔、３０ａ…先端部、３２…溝、中心軸…Ｃ。

Claims

一対のコイルを夫々取り付けた一対のプレートをアーマチュアの両面に夫々固定したアーマチュア部と、このアーマチュア部を取り付けるケースと、前記一対のプレートに対向する前記ケースの内側面に取り付けられた一対のマグネットからなり、前記一対のプレート、前記一対のコイル、前記一対のマグネットが前記アーマチュアに対して対称で、且つ前記アーマチュア及び前記プレートの中心が前記マグネットの中心軸上に配置されるバランス型電磁式構造としたことを特徴とするイヤホン。
請求項１に記載のイヤホンにおいて、前記プレートの前記アーマチュアとの接合部を前記プレートの前記マグネットに対向する面より小さくしたことを特徴とするイヤホン。
請求項１又は２に記載のイヤホンにおいて、前記ケース、前記マグネット、前記プレート、前記アーマチュアを夫々貫通する貫通孔を中央に設けたことを特徴とするイヤホン。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のイヤホンの外周部を保持すると共に外耳道内に当該イヤホンを保持する耳せんを装着したことを特徴とするイヤホン。
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のイヤホンを、補聴器またはオーディオ機器に使用して構成したことを特徴とする聴取装置。