JP2009218686A - ヘッドホンユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 空間内での圧力変動による部品の破損や適正な楽音再生ができなくなるのを防止する構成を備えたヘッドホンユニットを提供する。
【解決手段】 耳介Ｅを覆うイヤパッド２が開口３Ａ外周部に設けられたバッフル板３を有し、耳介周辺を覆う空間を構成可能なヘッドホンハウジング４と、バッフル板３の中央部に設けられた振動板９およびこれを振動させる磁極７を主要部とする備えた電気音響部ＳＹを備えたヘッドホンユニット１。電気音響部ＳＹは、バッフル板３の開口内に位置してバッフル板３に一体化されたフレーム部材５により支持され、フレーム部材５には、耳介周辺の空間Ｌ１内とこれと反対側の空間Ｌ２との圧力差を解消する弁部１２が設けられていることを特徴としている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ヘッドホンユニットに関し、さらに詳しくは、密閉型ヘッドホンにおける圧力制御機構に関する。

周知のように、密閉型ヘッドホンは耳介を覆う状態で頭部に装着されて使用されるパーソナルなスピーカとして知られている。
密閉型ヘッドホンの構成には、例えば、特許文献１あるいは特許文献２に開示された構成がある。

図６は、特許文献１に開示された構成を示す図である。図６において、ヘッドホンは、ベース部材Ａに設けられたヨークＢおよびマグネットＣそしてポールピースＤとドーム状の振動板Ｅ側に設けたボイスコイルＥ１とを組み合わせた電気音響変換器とが、エンクロージャ構造のヘッドホンハウジングＦの中央部に装備されている。
ヘッドホンハウジングＦには、耳立てパッドＨが取り付けられているバッフル板Ｇが一体化されている。バッフル板ＧはボイスコイルＥ１の前方に対向していて、バッフル板Ｇには複数の開口部Ｇ１が形成されている。

一方、図７は特許文献２に示す構成を示す図である。この構成では、振動板としてドーム構造とする代わりに、多数の透孔を備えたバッフル板Ｋをドライバユニット（電気音響変換機）Ｐの前方に配置したものである。この構成には、ドライバユニットＰの後方、つまり、ヘッドホンハウジングＦにより構成される空間部側にサブハウジングＬが設けられており、サブハウジングＬに形成された開口部Ｌ１に緩衝材からなる音響抵抗部材Ｍが取り付けられている。
このような構成のヘッドホンは、遮音性を得るために耳に対しての密着性を高めるようになっている。

遮音性という観点からいうと、図示しないが、例えば、ヘッドホン内部にマイクロフォンを配置し、外部からの騒音を検知してその騒音を打ち消す周波数の逆位相信号音を発するようにしたノイズキャンセル型ヘッドホンも知られている。

特開２００３−３２７６８号公報 特開２００３−１７９９０号公報

密閉型のヘッドホンは、耳側とヘッドホンハウジング側との空間が電気音響変換器を介して遮蔽されている。このため、空間内の圧力変化によって電気音響変換器に用いられる部品の破損や適正な位置関係が崩れることがあり、これによって適正な楽音再生ができなくなる虞がある。また、前述したノイズキャンセル型ヘッドホンの場合には、圧力がマイクロフォンに作用することで不用意な発音が生じて不快な感じをユーザに与えてしまう虞がある。

つまり、ヘッドホンは、耳に押し付けて密着性を確保した後、押しつけを解除することになるが、押し付けた場合にはパッドの収縮変形により耳側の空間容積が小さくなって内部圧力が上昇し、押しつけを解除した場合にはパッドの形状復元を介して空間容積が大きくなることで空間内が負圧化傾向となる。
このため、圧力上昇した場合には、ボイスコイルがマグネットに接触して破損することがあり、また、負圧化傾向となった場合にはボイスコイルがマグネットとの対向位置から飛び出して外れてしまうことがある。これにより、ボイスコイルとマグネットとの対向関係が不適正となり、適正な楽音再生が不可能となる。

一方、特許文献２に開示されているような構成、つまり、音響抵抗材を介して空間同士を連通させている構成では、空間内での圧力変化を迅速に抑えることができない場合があり、これによっても、不快な楽音再生が生じる虞がある。

本発明の目的は、上記従来のヘッドホンにおける問題に鑑み、空間内での圧力変動による部品の破損や適正な楽音再生ができなくなるのを防止する構成を備えたヘッドホンユニットを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は次の構成よりなる。
（１）使用者の耳介を覆うためのイヤパッドが開口外周部に設けられたバッフル板を有し、耳介周辺を覆う空間を構成可能なヘッドホンハウジングと、前記バッフル板の中央部に設けられた振動板およびこれを振動させる磁極を主要部とする電気音響変換部を備えたヘッドホンユニットにおいて、
前記電気音響変換部は、前記バッフル板の開口内に位置して該バッフル板に一体化されたフレーム部材により支持され、該フレーム部材には、前記耳介周辺の空間内とこれと反対側の空間との圧力差を解消する弁部が設けられていることを特徴とするヘッドホンユニット。

（２）前記弁部は、前記フレーム部材の厚さ方向に貫通する連通穴を、圧力が作用する方向に撓むことで開放する可撓性片部で構成されていることを特徴とする（１）に記載のヘッドホンユニット。

（３）前記連通穴は、前記フレーム部材に設けられている音響抵抗部材取り付け部とは異なる位置に設けられていることを特徴とする（１）または（２）に記載のヘッドホンユニット。

（４）前記弁部は、前記連通穴を常時閉鎖若しくは前記開口面と僅かな間隙を設けた状態を初期状態として設定されていることを特徴とする請求項３に記載のヘッドホンユニット。

本発明によれば、耳介周辺の空間内とこれと反対側の空間との圧力差を解消する弁部を備えることにより、各空間内での圧力上昇や負圧化傾向が弁部の開閉により解消される。特に、弁部は圧力が作用する方向に撓むことができる可撓片で構成されることにより、急激な圧力変化に対応することができるので、圧力上昇や負圧化傾向による部品の破損や不快な楽音再生を効果的に防止することができる。

以下、図面により本発明を実施するための最良の形態について実施例を挙げて説明する。
図１は、本発明によるヘッドホンユニットの第１実施形態を示すヘッドホンユニットの断面図である。

図１においてヘッドホンユニット１は、耳介Ｅを覆うリング状のイヤパッド２がバッフル板として機能するバッフル板３の一面側に適宜の手段で一体化されている。バッフル板３は中央部に開口３Ａが設けられたドーナツ状の部材で、開口３Ａの外周側に、また、イヤパッド２の外周面とバッフル板３の外周面がほぼ同一面になるように両者が一体化されている。バッフル板３は、耳介周辺を覆う空間を構成可能な有底筒状のヘッドホンハウジング４に一体化されている。
バッフル板３の開口３Ａには、電気音響変換部ＳＹが設けられている。

電気音響変換部ＳＹはいわゆるドライバユニットで、中央部に開口５Ａを有するベースフレーム５と、ベースフレーム５の開口５Ａ内に嵌め込まれてベースフレーム５より小径で扁平なシャーレ状のヨーク６と、ヨーク６の内底部中心に固着された扁平なマグネット７と、マグネット７の端面に固着された板状のポールピース８と、ドーム状の振動板９に一体化されて円筒状に巻き回されたボイスコイル１０とを備えて構成されている。

ベースフレーム５には、複数箇所に周知構造のフェルトなどを用いた音響抵抗部材１１の取り付け部である貫通穴５Ｂが形成され、音響抵抗部材１１による吸音部として用いられるようになっている。
ベースフレーム５には、本発明の特徴部である空間内の圧力差を解消する弁部１２が設けられている。

図２はベースフレーム５の拡大図である。同図において弁部１２は、ベースフレーム５における音響抵抗部材１１の取り付け用貫通穴５Ｂとは別の位置に設けられた複数の連通穴１２Ａと、連通穴を開閉する可撓片１２Ｂとで構成されている。
ヘッドホンをユーザーが使用するとき、ユーザーの顔の側面にイヤパッド２が圧接し、イヤパッド２で囲まれかつユーザーの顔の側面、バッフル板３の一部及び電気音響変換部ＳＹとで密閉される空間Ｌ１が生じるようになっている。上記連通穴１２Ａは、ベースフレーム５をその厚さ方向にはさんで、上記空間Ｌ１と、ヘッドホンハウジング４（図１参照）側で構成される空間Ｌ２との間を貫通して双方の空間を連通することができる構造になっている。上記連通穴１２Ａの貫通方向における一方、図２に示す例では、イヤパッド２が位置する側の開口端に可撓片１２Ｂが設けられている。

図２に示す構成においては、連通穴１２Ａが、ベースフレーム５の厚さ方向に大径部と小径部とを連続させた構造で形成されている。
これは、図３を用いて後述する可撓片１２Ｂが、圧力の上昇時、負圧化時のいずれの作用方向にも可撓片１２Ｂ設置部で干渉することなく揺動できるようにするためであり、これによって、圧力変化を解消するための部品点数を少なくすることができる。

可撓片１２Ｂは、図３に示すように、基端が、ベースフレーム５の端部に開口する連通穴１２Ａの口縁内周側に一体化され、他端が連通穴１２Ａの開口面の大径部内で連通穴１２Ａを開閉する方向に揺動できる構造になっており、圧力が作用する方向になびくことができるようになっている。

可撓片１２Ｂは、空間Ｌ１，Ｌ２同士の圧力差で揺動する。つまり、空間Ｌ１，Ｌ２間での圧力差が生じていない場合には、図３（Ｂ）に示すように、連通穴１２Ａの開口面を塞ぎ、これが初期状態として設定されており、圧力が作用した場合には、図３（Ａ）あるいは（Ｃ）に示すように、圧力の作用方向になびくことで連通穴１２Ａを開放する。

図３（Ｂ）に示す初期状態においては、イヤパッド２側の空間Ｌ１は連通穴１２Ａを持たない構造と同様に閉鎖空間を構成することになり、音響抵抗部材１１が有効に機能して所定の音響特性を得ることができる。
可撓片１２Ｂは、僅かな圧力差が生じた場合でも迅速に連通穴１２Ａを開放できる撓み剛性を備えたマイラーフィルムや不織布などの薄片が用いられている。

以上のような構成の実施形態においては、ヘッドホンユニット１を耳に押し付けて装着する際にイヤパッド２側の空間Ｌ１での圧力が上昇した場合、あるいは、押しつけを解除した場合やヘッドホンユニット１を耳から外すような場合に生じる、イヤパッド２側の空間での負圧化傾向によってイヤパッド２側の空間Ｌ１の圧力が低下する場合がある。このような場合に、その圧力の作用方向に応じて弁部１２の可撓片１２Ｂがなびいて連通穴１２Ａを開放する。これにより、空間Ｌ１，Ｌ２間での空気の流通が促進されて圧力変化を迅速に解消することができる。

この結果として、圧力の上昇によるヨーク７とボイスコイル１０との衝突を避けることができるばかりでなく、ボイスコイル１０が飛び出してしまうような事態をなくして部品の破損や適正な楽音再生ができなくなるのを確実に防止することができる。

なお、以上説明した第１実施例では、可撓片１２Ｂの撓み剛性を選択するようにしてもよく、この選択によって連通穴１２Ａの開放量や開放開始時期を種々選択できるようにして、音圧や音域への影響を最小限に止めるようにすることも可能である。

次に本発明の第２実施例について説明する。
図４は、第２実施例によるヘッドホンユニットの断面図である。同図に示された実施例の特徴は、弁部（便宜上、図４において符号１２０で示す）に設けられている連通孔１２０Ａを開閉する可撓片１２０Ｂの初期状態および設置位置にある。

つまり、可撓片１２０Ｂは、図３に示した構成と同様に、基端がベースフレーム５に一体化されて揺動可能とされているが、基端側で連通穴１２０Ａの開口面との間に配置されたスペーサ１２１によって僅かな間隙Ｓが設けてある。従って、可撓片１２０Ｂが初期状態にある時には、空間Ｌ１，Ｌ２同士が間隙Ｓを介して連通している。

さらに、可撓片１２０Ｂは、図３に示した第１実施例の構造と違って、複数の連通穴１２０Ａを対象として、ベースフレーム５の表裏各面に交互に設けられている。

本実施例においては、可撓片１２０Ｂの初期状態、つまり空間Ｌ１，Ｌ２同士で圧力差が生じていない時には、図５（Ａ）に示すように、可撓片１２０Ｂが連通穴１２０Ａの開口面と僅かな間隙Ｓを持った状態で連通穴１２０Ａに対向している。

このときの間隙Ｓの大きさは、その部分での空気の流通抵抗による音響抵抗が音響抵抗部材１１と並列関係にある状態が得られることを主眼として設定されている。

以上のような実施形態においては、空間Ｌ１，Ｌ２に圧力差が生じていない場合には、弁部１２０の可撓片１２０Ｂが連通穴１２０Ａの開口面に設けた間隙Ｓを介して開口面と対向している。この間隙Ｓは空気抵抗部として機能し、音響抵抗部材１１と同様に選択された音圧制御を行うことができる。

一方、ヘッドホンユニット１におけるイヤパッド２側の空間Ｌ１で圧力が上昇した場合あるいは負圧化傾向によりイヤパッド２側の空間Ｌ１で圧力が低下した場合には、図５（Ｂ），（Ｃ）に示すように、ベースフレーム５の表裏各面に設けてある可撓片１２０Ｂの一方が撓んで開口面が開放される。
これにより、空間Ｌ１，Ｌ２同士での圧力差が迅速に解消され、図３に示した第１実施例の構成と同様に、圧力の上昇によるヨーク７とボイスコイル１０との衝突を避けることができるばかりでなく、ボイスコイル１０が飛び出してしまうような事態をなくして部品の破損や適正な楽音再生ができなくなるのを確実に防止することができる。

なお、第２実施例では、可撓片１２０Ｂが連通穴１２０Ａの外側に配置されているので、可撓片１２０Ｂの基端から揺動端までの長さを適宜設定することで音響抵抗を適宜の値に設定することも可能である。

本発明の第１実施例によるヘッドホンユニットの断面図である。 図１に示したヘッドホンユニットに用いられるベースフレームの拡大図である。 図２に示したベースフレームに設けられている弁部の構成および作用を説明するための図である。 本発明の第２実施例によるヘッドホンユニットの断面図である。 図４に示したヘッドホンユニットに用いられる弁部の構成および作用を説明するための図である。 ヘッドホンユニットの従来例の一つを示す図である。 ヘッドホンユニットの他の従来例を示す図である。

符号の説明

１ ヘッドホンユニット
２ イヤパッド
３ バッフル板
４ ヘッドホンハウジング
５ ベースフレーム
５Ａ 開口
６ ヨーク
９ 振動板
１０ ボイスコイル
１１ 音響抵抗部材
１２、１２０ 弁部
１２Ａ、１２０Ａ 連通穴
１２Ｂ，１２０Ｂ 可撓片
Ｅ 耳介
Ｌ１ 耳介周辺の密閉空間
Ｌ２ 空間Ｌ１と反対側のヘッドホンハウジング側空間
Ｓ 間隙
ＳＹ 電気音響変換部

Claims (4)

1. 使用者の耳介を覆うためのイヤパッドが開口外周部に設けられたバッフル板を有し、耳介周辺を覆う空間を構成可能なヘッドホンハウジングと、前記バッフル板の中央部に設けられた振動板およびこれを振動させる磁極を主要部とする電気音響変換部を備えたヘッドホンユニットにおいて、
   前記電気音響変換部は、前記バッフル板の開口内に位置して該バッフル板に一体化されたフレーム部材により支持され、該フレーム部材には、前記耳介周辺の空間内とこれと反対側の空間との圧力差を解消する弁部が設けられていることを特徴とするヘッドホンユニット。
2. 前記弁部は、前記フレーム部材の厚さ方向に貫通する連通穴を、圧力が作用する方向に撓むことで開放する可撓性片で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のヘッドホンユニット。
3. 前記連通穴は、前記フレーム部材に設けられている音響抵抗部材取り付け部とは異なる位置に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のヘッドホンユニット。
4. 前記弁部は、前記連通穴を常時閉鎖若しくは前記開口面と僅かな間隙を設けた状態を初期状態として設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載のヘッドホンユニット。

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