CN117296336A - 振子以及听音装置 - Google Patents

Abstract

振子(1)具有：上端侧开口，且具有底面部和周壁部的磁轭(11)；至少一部分配置于磁轭(11)的内侧的线圈架(4)；卷绕于线圈架(4)的外侧的线圈(5)；配置于线圈架(4)的内侧的磁铁(6、8)；支撑磁轭(11)的阻尼器(10)；将阻尼器(10)固定于磁轭(11)的框架(9)；以及收纳磁轭(9)、线圈架(4)、线圈(5)、磁铁(6、8)、阻尼器(10)以及框架(9)的壳体(2)。阻尼器(10)的外缘部固定于壳体(2)。阻尼器(10)的内缘部的下表面抵接于磁轭(11)的周壁部的上端。框架(9)以与阻尼器(10)的内缘部的上表面和磁轭(11)的周壁部的内表面分别抵接的方式铆接固定于阻尼器(10)和磁轭(11)。

Description

振子以及听音装置

技术领域

本发明涉及一种振子以及听音装置。

背景技术

以往，提出了各种将振动传递到对象物并能够识别声音的设备，例如骨传导设备、骨传导扬声器或者骨传导振子(专利文献1至专利文献5)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-150542号公报

专利文献2：日本专利6618230号公报

专利文献3：日本特开2015-186102号公报

专利文献4：日本特开2016-116177号公报

专利文献5：日本特开2018-117203号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，关于这些设备，应进一步研究的课题较多。

鉴于上述情况，本发明的课题在于提供一种更有用的振子以及听音装置。

用于解决课题的方案

为了实现上述课题，本发明的振子具有：磁轭，其上端侧开口，且具有底面部和周壁部；线圈架，其至少一部分配置于所述磁轭的内侧；线圈，其卷绕于所述线圈架的外侧；磁铁，其至少一部分配置于所述线圈架的内侧；阻尼器，其支撑所述磁轭；框架，其将所述阻尼器固定于所述磁轭；以及壳体，其收纳所述磁轭、所述线圈架、所述线圈、所述磁铁、所述阻尼器以及所述框架，所述阻尼器的外缘部固定于所述壳体，所述阻尼器的内缘部的下表面抵接于所述磁轭的所述周壁部的上端，所述框架以与所述阻尼器的所述内缘部的上表面和所述磁轭的所述周壁部的内表面分别抵接的方式铆接固定于所述阻尼器和所述磁轭。

另外，在本发明中，所述线圈架的上端抵接于所述壳体的内表面。

另外，在本发明中，还具有配置于所述线圈架的内侧的顶板，所述磁铁包括第一磁铁和第二磁铁，所述第一磁铁配置于所述顶板上，所述第二磁铁配置于所述顶板下。

另外，在本发明中，所述磁轭的内侧的下部的形状与所述第二磁铁的下端侧的形状对应，以将所述第二磁铁的下端侧固定在所述磁轭的内侧。

另外，在本发明中，所述框架及所述磁轭由软磁性材料形成。

另外，在本发明中，所述框架及所述磁轭的所述周壁部的至少一部分与所述线圈对置。

另外，在本发明中，所述阻尼器具有沿上下方向贯通的贯通孔。

另外，在本发明中，所述壳体包括上侧壳体和下侧壳体，所述阻尼器的所述外缘部夹持于所述上侧壳体与所述下侧壳体之间。

另外，在本发明中，所述上侧壳体具有用于使线缆通过的布线孔。

另外，在本发明中，具备堵塞所述布线孔的堵塞部件，所述壳体被密闭。

本发明的听音装置具有上述任一个振子作为用于向耳软骨传递声音信号的软骨传导振子。

发明效果

如上所述，根据本发明，提供一种更有用的振子以及听音装置。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的听音装置的振子的立体图。

图2是表示本发明的实施方式的听音装置的振子的侧视图。

图3是表示本发明的实施方式的听音装置的振子的仰视图。

图4是表示本发明的实施方式的听音装置的振子的后视图。

图5是表示本发明的实施方式的听音装置的振子的内部的构造的图。

图6是本发明的实施方式的听音装置的振子的分解立体图。

图7是本发明的实施方式的听音装置的振子的阻尼器的平面图。

图8是表示在本发明的实施方式的听音装置的振子连接有线缆的状态的侧视图。

图9是表示本发明的实施方式的听音装置的振子的另一形状的例的立体图。

图10是表示本发明的实施方式的听音装置的振子的再另一形状的例的立体图。

图11是耳朵的解剖图。

图12是表示软骨传导的效果的实测数据的一例的曲线图。

图13是表示听音装置的使用方式的图。

具体实施方式

<振子>

图1是表示本发明的实施方式的听音装置的振子1的立体图。图2是表示振子1的侧视图，图3是表示振子1的仰视图，图4是表示振子1的后视图。

振子1的壳体2由上侧壳体2a和下侧壳体2b构成。上侧壳体2a和下侧壳体2b通过粘接剂等互相固定。在上侧壳体2a形成有突出部2c。壳体2由树脂(例如ABS树脂)等形成。

上侧壳体2a的突出部2c具有用于使线缆12通过的布线孔2d。图8是表在振子1连接有线缆12的状态的侧视图。

壳体2的除了突出部2c的部分的表面是曲面。若根据图示叙述，则壳体2的除了突出部2c的部分具有球形或接近球形的形状。“球形”不仅包括完全的球形，也包括一定误差范围内的大致球形。在振子1佩戴于使用者的耳朵时，壳体2的从下端到突出部2c的间隔W1的部分钩挂于耳朵。为了将振子1稳定地佩戴于耳朵，优选间隔W1较大。例如，突出部2c的上下方向的间隔W2考虑为上侧壳体2a的从下端到上端的间隔W3的1/2以下。另外，例如，突出部2c优选沿上侧壳体2的切线方向延伸。

图5是表示本发明的实施方式的听音装置的振子1的内部的构造的图(切除了振子1的一部分的局部剖视图)。图6是本发明的实施方式的听音装置的振子1的分解立体图。

线圈架4、线圈5、磁铁(第一磁铁6、第二磁铁8)、顶板7、框架9、阻尼器10、磁轭11、基板3收纳于壳体2中。

在线圈架4的外侧卷绕有线圈5。线圈架4在上下方向上较长，线圈架4的上端与壳体2(上侧壳体2a)的内表面抵接。向线圈5输入电信号(声音信号等)。线圈架4由牛皮纸等形成，线圈5由铜等形成。

另外，基板3安装于壳体2(上侧壳体2a)的内表面。在基板3连接有线缆12(图8)，并且连接有线圈5的末端侧(未图示)或连接于线圈5的布线(未图示)。

基板3靠近布线孔2d，因此能够容易地将线缆12连接于基板3。另外，线圈架4以其上端与基板3和壳体2(上侧壳体2a)的内表面抵接的方式形成为纵长，因此能够容易地将线圈5的末端侧(未图示)或与线圈5连接的布线(未图示)连接于基板3。

磁铁(第一磁铁6、第二磁铁8)的至少一部分配置于线圈架4的内侧。磁铁包括第一磁铁6和第二磁铁8。第一磁铁6和第二磁铁8例如使用钕磁铁。

顶板7配置于线圈架4的内侧。第一磁铁6配置于顶板7上。第二磁铁8配置于顶板7下。顶板7例如使用铁(SPCC等)。

磁轭11的上端侧开口，且具有底面部和周壁部。磁轭11的内侧的下部的形状与第二磁铁8的下端侧的形状对应，以将第二磁铁8的下端侧固定于磁轭11的内侧。因此，第二磁铁8的定位变得容易。磁轭11由软磁性材料(SPCC等)形成。

线圈架4的至少一部分配置于磁轭11的内侧。

阻尼器10的外缘部固定于壳体2，且被上侧壳体2a和下侧壳体2b夹着。即，阻尼器10的外缘部夹持在上侧壳体2a与下侧壳体2b之间。阻尼器10的内缘部的下表面与磁轭11的周壁部的上端抵接。阻尼器10例如由不锈钢形成。如图7所示，阻尼器10形成有沿上下方向贯通的贯通孔10a。在阻尼器10的周部形成有多个切口10b。在上侧壳体2a形成有多个凹部2e，在下侧壳体2b形成有多个凸部2f。凹部2e和凸部2f在切口10b处组合。其结果，阻尼器10安装于上侧壳体2a与下侧壳体2b之间。

框架9将阻尼器10固定于磁轭11。具体而言，框架9以与阻尼器10的内缘部的上表面和磁轭11的周壁部的内表面分别抵接的方式铆接固定于阻尼器10和磁轭11。框架9由软磁性材料(SPCC[steel plate cold commercial]等)形成。

如果(不使用框架9)利用粘接剂等将阻尼器10固定于磁轭11，则阻尼器10与磁轭11的固定不稳定。但是，由于使用框架9将阻尼器10固定于磁轭11，因此容易固定阻尼器10和磁轭11。即，这样的使用了框架9的阻尼器10与磁轭11的固定适于量产。

另外，框架9将阻尼器10固定于磁轭11，由此阻尼器10支撑磁轭11。磁轭11通过阻尼器10和框架9悬吊在壳体2的内部。即，磁轭11从壳体2的内表面离开。

若利用粘接剂等将磁轭固定于壳体的内表面，则有时无法在整个频带感觉到振动，产生只能听到高频(例如5kHz以后)的问题。在本实施方式中，磁轭11从壳体2的内表面离开，能够避免这样的问题。

另外，框架9以及磁轭11的周壁部的至少一部分与线圈5对置。在该结构中，容易将磁通汇集于线圈5。特别是，框架9及磁轭11由软磁性材料(SPCC等)形成，由此容易将磁通汇集于线圈5。当磁通汇集(磁通密度变高)时，振动的驱动力变大，容易产生振动。

此外，在壳体设置有孔的情况下，在振子振动时，声音从壳体的孔泄漏。在优选防止漏音的情况下，考虑将壳体密闭。

因此，壳体2也可以被密闭。在壳体2被密闭的情况下，也可以使用堵塞布线孔2d的堵塞部件(未图示)。

但是，当壳体被密闭，壳体内的振动板(阻尼器等)形成为没有孔的形状时，难以产生振动。特别是，在壳体小的情况下，振动板难以通过壳体内的气压运动。另外，壳体内的空间被振动板分成上方的空间和下方的空间。例如，即使振动板想要向下移动，下方的空间内的空气也无法向上方的空间移动。因此，振动板无法振动，或者振动板的振动幅度变小。

在本实施方式中，在阻尼器10形成有贯通孔10a。处于阻尼器10的上侧的空气能够通过贯通孔10a向阻尼器10的下侧移动。另外，处于阻尼器10的下侧的空气能够通过贯通孔10a向阻尼器10的上侧移动。壳体2内的空气的移动不受限制。不仅在壳体2未被密闭的情况下，在壳体2内为密闭空间的情况下，阻尼器10也能够大幅振动。因此，即使在壳体2小且被密闭的情况下，阻尼器10也能够大幅振动。

不仅在壳体2未被密闭的情况下，在壳体2被密闭的情况下，阻尼器10也能够大幅振动，因此壳体2能够充分地振动。因此，能够向振子1的使用者传递充分的振动。

另外，通过阻尼器或磁轭振动，使壳体振动。通过振动的壳体抵接于使用者，振动传递至使用者，使用者识别声音。另一方面，当壳体振动时，使壳体周围的空气振动，产生空气传导音。在壳体2的情况下，表面积小，能够抑制空气传导音。因此，能够一边向使用者传递振动，一边抑制空气传导音泄漏到使用者的周围。

在壳体2被密闭的情况下，水或汗不会进入壳体2。密闭的壳体的使用能够应用于防水的振子。

阻尼器10也可以由液态金属形成。阻尼器10有可能因反复振动而破损。液态金属虽然是金属，但具有弹力，不易疲劳破损。当阻尼器10由液态金属形成时，阻尼器10能够长期使用。

此外，阻尼器10配置于壳体2的上下方向的中央。不增大壳体2的尺寸地将壳体2形成为球形或接近球形的形状。此外，“中央”不仅包括完全的中央，也包括一定的误差范围内的实质的中央。壳体的形状也可以是其他形状，也可以不是壳体2那样的球形或接近球形的形状。图9是表示振子的另一形状的例的立体图，图10是表示振子的再另一形状的例的立体图。例如，也可以替代壳体2而使用壳体13(图9)或壳体14(图10)。在替代壳体2而使用其他形状的壳体的情况下，阻尼器或磁轭等各种部件的形状以与壳体的形状对应的方式适当变更。

振子1也可以用作软骨传导振子。因此，优选的是，本发明的听音装置具有上述的振子1作为用于向耳软骨传递声音信号的软骨传导振子。

<软骨传导>

接着，参照图11对具有振子1的听音装置的听音机制进行说明。此外，图11是耳朵的解剖图。

作为耳鼻科医生的本申请发明人迄今为止在世界范围内首次发现了如下的新的听音机制(＝既不是空气传导也不是骨传导的第三听音机制，参照图11的粗实线箭头)，并将其命名为软骨传导[cartilage conduction]，且提出了用于移动电话或助听器等，该新的听音机制是，当将振子抵碰于围绕外耳道口X1a的周围的耳廓X2的软骨组织、例如，耳屏X2a或分布于耳廓X2的背侧的耳廓软骨X2b(特别是成为外耳道口X1a的附近的部位)时，其振动传递至软骨部外耳道X1b(＝外耳道X1中的靠近外耳道口X1a的近前侧的大约一半)，从软骨部外耳道X1b的内侧表面产生的空气传导音(＝音响振动引起的空气的疏密波)经由骨部外耳道X1c(＝外耳道X1中的靠近鼓膜X3的进深侧的大约一半)到达鼓膜X3，由此能够听到声音。

如果是上述的软骨传导，则与使重的前头骨、侧头骨振动的现有的骨传导不同，能够使更轻的耳屏X2a、耳廓软骨X2b振动而听到声音，因此振子的驱动能量非常小即可。

此外，在软骨传导中，与现有的空气传导(＝通过使从外耳道口X1a的外部进入的空气传导音使鼓膜X3振动而能够听到声音的现象)不同，可以发现如下现象，即，在用手指等堵塞外耳道口X1a时，外耳道X1的内部的声能增大，能够大声地听到声音(＝外耳道堵塞效应)。因此，通过堵塞外耳道口X1a，即使在周围的噪音大的环境下，也能够清楚地听到声音。

图12是示出表示软骨传导的效果的实测数据的一例的曲线图。本曲线图是将使通过软骨传导振动源振动的振动体的外壁表面不接触耳轮地接触外耳道入口部周边的耳软骨的至少一部分时的距外耳道入口部1cm深处的外耳道内的声压以与频率的关系示出。

此外，本曲线图的纵轴是声压(dBSPL)，横轴是对数刻度的频率(Hz)。另外，本曲线图中，为了表示振动体的外壁表面与外耳道入口部周边的耳软骨的接触压对外耳道内的声压造成的影响，分别用实线示出了非接触状态(＝仅能够听到从振动体的外壁表面产生的空气传导音的状态)的声压，用虚线示出接触压10克重量时的声压，用单点划线示出接触压250克重量时的声压，用两点划线示出由于接触压的进一步增加而外耳道堵塞的状态(接触压500克重量)下的声压。

如图所示，声压从非接触状态通过接触压10克重量的接触而增加，再通过接触压增加到250克重量而增加，从该状态再使接触压增加到500克重量，从而声压进一步增加。

根据本曲线图可知，在使振动体的外壁表面不接触耳轮而接触外耳道入口部周边的耳软骨的至少一部分时，与非接触状态相比，距外耳道入口部1cm深处的外耳道内的声压在声音的主要频带(500Hz～2300Hz)中至少增加了10dB(比较参照用实线所示的非接触状态和用单点划线所示的状态)。

此外，根据本曲线图可知，在使振动体的外壁表面不接触耳轮而接触外耳道入口部周边的耳软骨的至少一部分时，根据接触压的变化，距外耳道入口部1cm深的外耳道内的声压在声音的主要频带(500Hz～2500Hz)中至少变化了5dB(比较参照用虚线所示的微小的接触状态和用单点划线所示的状态下的接触状态)。

根据以上可知，即便没有空气传导音的产生机构(例如，通常耳机的振动板)，将软骨传导振动源的振动通过接触传递到耳软骨，从而也可得到所需的声压。此外，可知，由于使振动体与外耳道入口部周边的耳软骨接触而听到，因此保持外耳道开放而不堵塞外耳道，能够在听到来自振子的声音的同时听到外界的声音，能够进行没有外耳道的堵塞感的舒适的佩戴。

而且，根据本曲线图可知，在通过使振动体的外壁表面更强力地接触耳软骨的至少一部分而堵塞外耳道(本图的实测中，从耳屏的外侧压紧振动体的外壁表面，使耳屏弯折，由此成为堵塞外耳道的状态，进行测定)时，与非接触状态相比，距外耳道入口部1cm深处的外耳道内的声压在声音的主要频带(300Hz～1800Hz)中至少增加了20dB。这表示由施加外耳道堵塞效应所产生的较大的声压增强效应(比较参照用实线所示的非接触状态和用两点划线所示的外耳道堵塞的状态)。

另外，本曲线图中的测定全部是在使软骨传导振动源的输出不变化的状态下进行的。此外，作为不接触耳轮地使振动体的外壁表面接触外耳道入口部周边的耳软骨的至少一部分的状态，本曲线图中的测定是在使振动体的外壁表面从耳屏的外侧接触的状态下进行的。另外，本曲线图中的外耳道堵塞的状态下的测定是通过如下方式进行的：如上所述地将耳屏从外侧更强力地按压，从而使耳屏折回，由此形成堵塞外耳道的状态。

另外，本曲线图只不过是一个例子，若仔细观察则存在个人差异。另外，本曲线图为了现象的简单化以及标准化，在使振动体的外壁表面仅限于耳屏的外侧以较小的面积接触的状态下进行测定。

然而，由接触而引起的声压的增加也依赖于与耳软骨的接触面积，在不接触耳轮地使振动体的外壁表面接触外耳道入口部周边的耳软骨的情况下，若接触外耳道入口部周边的更宽的耳软骨部分，则声压的增加进一步提高。若考虑以上情况，则本曲线图所示的数值具有表示利用了软骨传导的结构的一般性，且具有不被特定多数的受试者的再现性。

而且，本曲线图是在堵塞外耳道时通过从外侧按压耳屏而增加接触压，将耳屏折回，但在将振动体的外壁表面压入外耳道入口部而堵塞外耳道的情况下也可得到同样的结果。

<听音装置的使用方式>

图13是表示听音装置的使用方式的图。本图的听音装置例如被用作智能手机或便携式音乐播放器等的头戴式耳机、助听器或集音器，且具备上述的振子1作为软骨振子。

振子1生成与声音信号(＝包含声音信息的电信号)对应的振动，并传递至围绕外耳道口X1a周围的软骨组织。如本图所述，振子1形成为收纳于由耳屏X2a和对耳屏X2c夹着的耳屏间切迹X2d(＝耳甲腔的下部)的大小的球状，通过将振动传递至振子1抵接的软骨组织，使用者听取声音。

如果是这样的使用方式，则能够实现稳定且极其自然的听音。

<其他变形例>

此外，本说明书中公开的各种技术特征除了上述实施方式，还能够在不脱离其技术创作的主旨的范围内施加各种变更。即，应该认为，上述实施方式在所有方面都是例示而非限制，本发明的技术范围由权利要求书的记载规定，应该理解为包含属于与权利要求书等同的含义及范围内的所有变更。

生产上的可利用性

本说明书中公开的发明例如能够用于智能手机或便携式音乐播放器等的头戴式耳机、或者助听器或集音器。

符号说明

1—振子，2、13、14—壳体，3—基板，4—线圈架，5—线圈，6—磁铁(第一磁铁)，7—顶板，8—磁铁(第二磁铁)，9—框架，10—阻尼器，10a—贯通孔，11—磁轭，12—线缆，X1—外耳道，X1a—外耳道口，X1b—软骨部外耳道，X1c—骨部外耳道，X2—耳廓，X2a—耳屏，X2b—耳廓背侧的耳廓软骨，X2c—对耳屏，X2d—耳屏间切迹，X3—鼓膜。

Claims (11)

1.一种振子，其特征在于，具有：

磁轭，其上端侧开口，且具有底面部和周壁部；

线圈架，其至少一部分配置于所述磁轭的内侧；

线圈，其卷绕于所述线圈架的外侧；

磁铁，其至少一部分配置于所述线圈架的内侧；

阻尼器，其支撑所述磁轭；

框架，其将所述阻尼器固定于所述磁轭；以及

壳体，其收纳所述磁轭、所述线圈架、所述线圈、所述磁铁、所述阻尼器以及所述框架，

所述阻尼器的外缘部固定于所述壳体，

所述阻尼器的内缘部的下表面抵接于所述磁轭的所述周壁部的上端，

所述框架以与所述阻尼器的所述内缘部的上表面和所述磁轭的所述周壁部的内表面分别抵接的方式铆接固定于所述阻尼器和所述磁轭。

2.根据权利要求1所述的振子，其特征在于，

所述线圈架的上端抵接于所述壳体的内表面。

3.根据权利要求1或2所述的振子，其特征在于，

还具有配置于所述线圈架的内侧的顶板，

所述磁铁包括第一磁铁和第二磁铁，

所述第一磁铁配置于所述顶板上，

所述第二磁铁配置于所述顶板下。

4.根据权利要求3所述的振子，其特征在于，

所述磁轭的内侧的下部的形状与所述第二磁铁的下端侧的形状对应，以将所述第二磁铁的下端侧固定在所述磁轭的内侧。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的振子，其特征在于，

所述框架及所述磁轭由软磁性材料形成。

6.根据权利要求5所述的振子，其特征在于，

所述框架及所述磁轭的所述周壁部的至少一部分与所述线圈对置。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的振子，其特征在于，

所述阻尼器具有沿上下方向贯通的贯通孔。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的振子，其特征在于，

所述壳体包括上侧壳体和下侧壳体，

所述阻尼器的所述外缘部夹持于所述上侧壳体与所述下侧壳体之间。

9.根据权利要求8所述的振子，其特征在于，

所述上侧壳体具有用于使线缆通过的布线孔。

10.根据权利要求9所述的振子，其特征在于，

具备堵塞所述布线孔的堵塞部件，所述壳体被密闭。

11.一种听音装置，其特征在于，

具有权利要求1～10中任一项所述的振子作为用于向耳软骨传递声音信号的软骨传导振子。