JP2002315098A - 電気音響変換器 - Google Patents
電気音響変換器Info
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Abstract
耳等の損傷を回避し、耐久性を高めることが可能な電気
音響変換器を提供すること。 【解決手段】 電気音響変換器1は、駆動部11、振動
伝達部21、音響放射部31、第1支持部41、及び第
2支持部51を有する。駆動部11は、電気信号を機械
振動に変換する。振動伝達部21は、一端が駆動部11
の振動板16に接合され、他端が音響放射部31に接合
されており、駆動部11にて変換された機械振動を音響
放射部31に伝達する。音響放射部31は、駆動部11
に入力された電気信号に応答して振動し、音響放射部3
1、外耳道61、及び鼓膜63で画成される小空間65
内に音響振動を放射する。第1支持部41は、駆動部1
1を外耳道61の内壁に支持し、ケース12の開口部の
全周にわたって設けられる。第2支持部51は、音響放
射部31を外耳道61の内壁に支持し、一つの部材によ
り音響放射部31と一体形成される。
Description
関するものである。
ば特開2000−69596号公報に開示されたような
電気音響変換器が知られている。この特開2000−6
9596号公報に開示された電気音響変換器は、柔軟性
を有する耳栓部材と電気エネルギーを振動エネルギーに
変換する電気振動変換系(圧電振動子)とを有してお
り、電気振動変換系により得られる振動エネルギーを振
動伝達用のレバーを介して耳栓部材へ伝導し、耳栓部材
を振動させることにより、耳栓部材と外耳道と鼓膜とで
画成された耳内の小気室に発生させた音響信号を感知せ
しめるものである。
たような構成の電気音響変換器においては、以下のよう
な問題点を有していることが新たに判明した。 電気振動変換系は、耳栓部材によりレバーを介して中
空支持されていることから、電気振動変換系からレバ
ー、耳栓部材へと作用する力(電気振動変換系の駆動
力)と等しい力が電気振動変換系の質量に反作用力とし
て加わる。また、電気振動変換系、レバー、及び耳栓部
材の質量による機械共振が起こる。これらのことから、
耳栓部材と外耳道と鼓膜とで画成された耳内の小気室に
発生する気導音の特定周波数以下の伝達効率が低下し、
特に低周波音響感度(音圧)が低くなる。 柔軟性が高い耳栓部材を用いており、耳栓部材内部に
おける振動伝達の効率が悪い。 電気音響変換器を装着した状態で電気振動変換系に対
して押し込み方向に外力(押し込み外力)が加わると、
耳栓部材そのものも押し込まれてしまい、外耳道内、中
耳等が損傷する惧れがある。 電気振動変換系に応力が加わると、電気振動変換系と
レバーとの接合部に応力が集中して破損する惧れがあ
る。
で、音響特性を向上できると共に、外耳道内、中耳等の
損傷を回避し、耐久性を高めることが可能な電気音響変
換器を提供することを目的とする。
換器は、電気信号を機械振動に変換する駆動部と、駆動
部にて変換された機械振動を伝達する振動伝達部と、振
動伝達部により伝達された機械振動を音響振動として放
射する音響放射部と、駆動部を外耳道内壁に支持する第
1支持部と、音響放射部を外耳道内壁に支持する第2支
持部と、を有することを特徴としている。
持部により、電気信号を機械振動に変換する駆動部が外
耳道内壁に支持され、第2支持部により、駆動部から振
動伝達部により伝達された機械振動を音響振動として放
射する音響放射部が外耳道内壁に支持される。これによ
り、音響放射部と鼓膜との間に形成される小空間に発生
する気導音における特定周波数以下の伝達効率の低下が
抑制され、低周波音響感度(音圧)が改善される。
駆動部が第1支持部により外耳道内壁に支持されている
ので、駆動部にて発生する機械振動の一部が第1支持部
を介して骨伝導により内耳に達することになる。これに
より、聴感上の低周波音量、高周波音質等を改善するこ
とができる。
は、電気音響変換器を装着した状態で駆動部に対して押
し込み方向に外力(押し込み外力)が加わったとして
も、駆動部は第1支持部により外耳道内壁に支持されて
いるので、音響放射部が過度に押し込まれることはな
く、外耳道内、中耳等の損傷を回避することができる。
また、電気音響変換器は第1支持部及び第2支持部によ
り支持されるので、駆動部に応力が加わったとしても、
駆動部と振動伝達部との接続部分における応力集中が緩
和されることになり、耐久性を改善することができる。
による電気音響変換器の好適な実施形態について詳細に
説明する。
の構成について説明する。図1は、本発明の実施形態に
係る電気音響変換器の構造を示す概略断面図である。
伝達部21と、音響放射部31と、第1支持部41と、
第2支持部51とを有している。
するものであり、電磁型変換器が用いられている。駆動
部11は、ケース12と、ポールピース13と、コイル
14、マグネット15、振動板16等を含んでいる。
られる底面部12aを有すると共に、他端が開口した円
筒状の金属製(たとえば、パーマロイ等)の部材からな
る。ケース12の底面部12aの外面側には、ゴム材料
等からなる把持部17が固定されている。
12a内面の中心位置に載置、固定されている。このポ
ールピース13は、略円柱形状の金属製(たとえば、パ
ーマロイ等)の部材からなる。
り構成されており、ポールピース13の外周側に配設さ
れている。コイル14は、ケース12の底面部12aに
接着剤等により固定されている。
チックマグネットからなり、コイル14の外周側にコイ
ル14との間に所定の間隙を存した状態で配置されてい
る。マグネット15は、ケース12の底面部12aに当
接して載置されている。
う)は、ケース12の開口部側に配設されている。本実
施形態においては、ケース12(円筒部)が振動板16
を支持する支持部材としても機能する。振動板16の中
央部には、付加質量としての磁片18が備えられてい
る。振動板16は、マグネット15の静磁界の作用によ
り吸引状態にあり、マグネット15側に引き付けられて
固定状態となる。
いては、ケース12の底面部12a、ポールピース1
3、振動板16及びマグネット15が磁気回路を構成
し、マグネット15による静磁界が振動板16に作用
し、着磁した振動板16が鉄心側に引き付けられてい
る。マグネット15は、振動板16に対してバイアス磁
界として作用している。
し、駆動部11(コイル14)に交流やパルス等の電気
信号が加えられると、その信号電流がコイル14に流
れ、ポールピース13には電気信号に応じた振動磁界が
発生する。この振動磁界の方向がマグネット15の静磁
界と反対方向になる区間で振動板16はポールピース1
3より離れる方向に振れ、静磁界と同一方向になる区間
でポールピース13側に引き付けられる。このような機
械的な運動は、電気信号の周波数に依存し、その結果、
振動板16が振動し、機械振動が発生する。
れた機械振動を音響放射部31に伝達するものであっ
て、略円柱状の金属製(たとえば、鉄等)又は樹脂製の
部材からなる。振動伝達部21は、一端が振動板16
(磁片18)に接着等により接合されており、他端が音
響放射部31に接着等により接合されている。
伝達された機械振動を音響振動として放射するものであ
って、クッションフォーム等の材料からなる。音響放射
部31は、駆動部11に入力された電気信号に応答して
振動し、音響放射部31と、人間の外耳道61及び鼓膜
63とで画成される小空間65内に音響振動を放射す
る。この音響振動が鼓膜63を励振することにより、人
間が音として感知することになる。音響放射部31は、
外耳道61及び鼓膜63とで小空間65を画成する隔壁
としても機能する。
1の内壁に支持するためのものであって、外耳道61を
損傷しない程度の硬度を有する合成樹脂(たとえば、シ
リコーン樹脂等)からなる。第1支持部41は、ケース
12の開口部の全周にわたって設けられている。なお、
第1支持部41は、ケース12の開口部の全周にわたっ
て設けられている必要はなく、少なくとも複数箇所に設
けられていればよい。
道61の内壁に支持するためのものであって、クッショ
ンフォーム等の材料からなる。本実施形態においては、
音響放射部31と第2支持部51は、一つの部材(クッ
ションフォーム)により一体形成されている。音響放射
部31と第2支持部51とが一体形成された部材は、図
1に示されるように、ドーム形状を呈しており、第2支
持部51はドーム形状を呈した部材の端部に位置するこ
とになる。また、振動伝達部21の他端は、ドーム形状
を呈した部材の頂部に接合されている。
41は、ケース12の開口部の全周にわたって、第2支
持部51と接触するようにシリコーン樹脂系の接着剤を
塗布、硬化することにより設けられており、駆動部11
(ケース12)と第2支持部51とは第1支持部41に
より一体化されている。このように、音響放射部31が
第2支持部51及び第1支持部41を介してケース12
に接続されることにより、振動板16のポールピース1
3から離れる方向への移動が規制される。また、第1支
持部41と第2支持部51とが略同じ位置に配設されて
おり、第1支持部41による駆動部11の支持位置と第
2支持部51による音響放射部31の支持位置とが略同
じとなっている。
換器1においては、第1支持部41により、電気信号を
機械振動に変換する駆動部11が外耳道61の内壁に支
持され、第2支持部51により、駆動部11から振動伝
達部21により伝達された機械振動を音響振動として放
射する音響放射部31が外耳道61の内壁に支持され
る。これにより、音響放射部31と鼓膜63との間に形
成される小空間65に発生する気導音における特定周波
数以下の伝達効率の低下が抑制され、電気音響変換器1
の低周波音響感度(音圧)が改善される。
いては、駆動部11が第1支持部41により外耳道61
の内壁に支持されているので、駆動部11にて発生する
機械振動の一部が第1支持部41を介して骨伝導により
内耳に達することになる。これにより、電気音響変換器
1の聴感上の低周波音量、高周波音質等を改善すること
ができる。
おいては、電気音響変換器1を装着した状態で駆動部1
1に対して押し込み方向に外力(押し込み外力)が加わ
ったとしても、駆動部11は第1支持部41により外耳
道61の内壁に支持されているので、音響放射部31が
過度に押し込まれることはなく、外耳道61内、中耳等
の損傷を回避することができる。また、電気音響変換器
1は第1支持部41及び第2支持部51により支持され
るので、駆動部11に応力が加わったとしても、駆動部
11(振動板16)と振動伝達部21との接続部分にお
ける応力集中が緩和されることになり、耐久性を改善す
ることができる。
持部で駆動部を外耳道内壁に支持することによって得ら
れる低周波音響感度改善効果を確認する試験を行った。
結果を図2及び図3に示す。図2は、本発明の電気音響
変換器による実施例の周波数特性に関する線図であり、
図3は、比較例の周波数特性に関する線図である。な
お、本発明による実施例としては、上述した実施形態の
ものを用いた。これに対して、比較例は、第1支持部を
有さない、すなわち駆動部が第2支持部により音響放射
部及び振動伝達部を介して中空支持されている構成とし
ている。
例とも、以下のとおりである。実耳における装着状態を
模擬するために、図4に示されるように、耳介のレプリ
カを用いたシリコーン製人工耳101を用い、この人工
耳101に電気音響変換器を装着して周波数特性を測定
した。外耳道103の入口部分はテーパ形状を呈してお
り、鼓膜位置には1/4インチコンデンサマイクロホン
(リオン株式会社製「UC−14」)105が取付けら
れている。外耳道103の内径aは6mmに設定されて
おり、外耳道103の全長bは28mmに設定されてい
る。外耳道103における直線状の部分の長さcは、2
0mmに設定されている。
定システム(株式会社コアテックス製「CTX101
0」)により測定している。感度は、電気音響変換器に
入力電圧が1mWとなるように1kHzの正弦波を印加
し、小空間内(電気音響変換器、外耳道103、及びコ
ンデンサマイクロホン105で画成)の音圧レベルをコ
ンデンサマイクロホン105に接続した精密級の騒音計
(リオン株式会社製「NA−54A」)によって測定し
ている。
よる実施例の方が、低周波音響感度が改善され又電気音
響変換器の持つ共振が抑制されていることが分かる。特
に、2kHz以下での改善が著しいことも分かる。実施
例の1kHzにおける感度は、91dB(1mW入力)
であり、比較例の1kHzにおける感度は、97dB
(1mW入力)である。
ものではない。たとえば、本実施形態においては、駆動
部11として電磁型変換器を用いているが、電気信号を
機械振動に変換するものであれば、これに限られること
なく他の形式の変換器を用いてもよい。
41による駆動部11の支持位置と第2支持部51によ
る音響放射部31の支持位置とが略同じとなっているが
これに限られることなく、これらの位置が異なっていて
もよい。また、第1支持部41と第2支持部51とを一
体の部材にて形成するようにしてもよい。
31と第2支持部51とが一つの部材により一体形成さ
れているが、これに限られることなく、別体の部材によ
り構成するようにしてもよい。音響放射部31と第2支
持部51とを別体の部材により構成する場合には、音響
放射部31の硬度を第2支持部51の硬度よりも高くす
ることが好ましい。これにより、音響放射部31におけ
る振動伝達の効率の悪化を抑制することができる。
持して音響特性を向上するためには、第1支持部41の
硬度を第2支持部51の硬度よりも同じあるいは高く設
定することが好ましい。
あっては、第1支持部により、電気信号を機械振動に変
換する駆動部が外耳道内壁に支持され、第2支持部によ
り、駆動部から振動伝達部により伝達された機械振動を
音響振動として放射する音響放射部が外耳道内壁に支持
される。これにより、音響放射部と鼓膜との間に形成さ
れる小空間に発生する気導音における特定周波数以下の
伝達効率の低下が抑制され、低周波音響感度(音圧)が
改善される。また、本発明にあっては、駆動部が第1支
持部により外耳道内壁に支持されているので、駆動部に
て発生する機械振動の一部が骨伝導により内耳に達する
ことになり、聴感上の低周波音量、高周波音質等を改善
することができる。
けでなく、駆動部も外耳道内壁に支持されているので、
電気音響変換器を装着した状態で駆動部に対して押し込
み方向に外力(押し込み外力)が加わったとしても、音
響放射部が過度に押し込まれることはなく、外耳道内、
中耳等の損傷を回避することができる。また、電気音響
変換器に応力が加わったとしても、駆動部と振動伝達部
との接続部分における応力集中が緩和されることにな
り、耐久性を改善することができる。
を向上できると共に、外耳道内、中耳等の損傷を回避
し、耐久性を高めることが可能な電気音響変換器を提供
することができる。
を示す概略断面図である。
特性に関する線図であり、周波数と音圧レベルとの関係
を示している。
数と音圧レベルとの関係を示している。
2a…底面部、13…ポールピース、14…コイル、1
5…マグネット、16…振動板、17…把持部、18…
磁片、21…振動伝達部、31…音響放射部、41…第
1支持部、51…第2支持部、61…外耳道、63…鼓
膜、65…小空間、101…人工耳、103…外耳道、
105…コンデンサマイクロホン。
Claims (1)
- 【請求項1】 電気信号を機械振動に変換する駆動部
と、 前記駆動部にて変換された機械振動を伝達する振動伝達
部と、 前記振動伝達部により伝達された前記機械振動を音響振
動として放射する音響放射部と、 前記駆動部を外耳道内壁に支持する第1支持部と、 前記音響放射部を前記外耳道内壁に支持する第2支持部
と、を有することを特徴とする電気音響変換器。
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