JP2010062888A - ヘッドホン及び振動板の変形防止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】振動板の変形により発生する異音を低減することができるヘッドホン及び振動板の変形防止方法を提供すること。
【解決手段】このヘッドホンは、少なくとも一部が一側に突出するように湾曲した形状を有し、第１磁界を発生させる第１磁界発生部Ｃが取り付けられた振動板１３０と、上記振動板１３０の他側に配置され、上記振動板１３０を振動させるために上記第１磁界に対して第２磁界を発生させる第２磁界発生部Ｍを有するフレーム１２０と、上記フレーム１２０から上記振動板方向に突出するように設けられ、上記振動板１３０の他側面を支持可能な支持部材２００と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ヘッドホン及び振動板の変形防止方法に関する。

近年携帯機器などの普及により、様々な場面で音楽を楽しむことが可能になっている。また、ユーザのニーズは、単に音楽を楽しむことに留まらず、更に質の高い音や趣向に合う音質を望む傾向にある。

このようなニーズに応えて、ユーザをより満足させるためには、低域の音圧感度を高めることが重要になる場合が多い。音楽を楽しむ際に使用される音声出力装置として、例えばヘッドホンが挙げられ、ヘッドホンは、インナーイヤー型・アウターイヤー型・カナル型・ヘッドバンド型・ネックバンド型・耳掛け型など様々な種類に分類される。これらのヘッドホンにおいて、低域の音圧感度を高めるには、音を発する振動板と、耳（鼓膜）との間の空間の密閉度を高めることが効果的である。そして、厚めのイヤパッドを使用したり、そのイヤパッド内の空間の体積を大きくすることも効果的である。

一方、ヘッドホンの携帯性を高めるために、小型なヘッドホンが開発されている。小型のヘッドホンでは、例えば、下記特許文献１などのように振動板も小さくなるため振動板の固定機構に工夫がされている。

特開２００５−２０４２１５号公報

しかし、小型なヘッドホンであれ大型なヘッドホンであれ、低域の音圧感度を高めるために音を発する振動板と、耳（鼓膜）との間の空間の密閉度を高めた場合、振動板の変形が異音を発生させることがある。つまり、例えば、アウターイヤー型でイヤパッドが備えられる場合、ヘッドホンが装着されると、イヤパッドは圧縮され、イヤパッド内の空間の体積は小さくなる。一方、低域の音圧感度を高めるために密閉性が高められているので、イヤパッド内の空気の漏れは極力排除される。よって、イヤパッド内の空間の容量変化分の空気圧力が、振動板に加えられる。その結果、振動板が変形してしまい、その変形の際に異音が発生される場合がある。このような振動板の変形や異音の発生は、アウターイヤー型のヘッドホンに固有のものではなく、様々な種類のヘッドホンで起こりうる。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、振動板の変形により発生する異音を低減することが可能な、新規かつ改良されたヘッドホン及び振動板の変形防止方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、少なくとも一部が一側に突出するように湾曲した形状を有し、第１磁界を発生させる第１磁界発生部が取り付けられた振動板と、上記振動板の他側に配置され、上記振動板を振動させるために上記第１磁界に対して第２磁界を発生させる第２磁界発生部を有するフレームと、上記フレームから上記振動板方向に突出するように設けられ、上記振動板の他側面を支持可能な支持部材と、を有する、ヘッドホンが提供される。

この構成によれば、振動板に過度な圧力が加えられたとしても、その圧力による振動板のフレーム方向への変形は、フレームに形成された支持部材が振動板を支持することにより、抑制される。従って、振動板が過度に変形することが防がれる。

また、上記支持部材は、上記第１磁界及び上記第２磁界により上記振動板が上記フレーム方向に最大振幅で振動した際に、上記振動板の他側面を支持してもよい。

また、上記振動板は、中心が上記一側に突出するように湾曲したドーム形状の中央板と、上記中央部の周囲に設けられ、上記中央板と上記振動板の端部との間のリング状の部位が上記一側に突出するように湾曲した周辺板と、
を有し、
上記支持部材は、上記フレームにおける上記中央板に対応する位置に設けられて、該中央板のドーム形状の少なくとも一部に沿ったドーム状の外形を有する第１支持部材を少なくとも有してもよい。

また、上記支持部材は、上記フレームにおける上記周辺板に対応する位置に設けられて、上記周辺板の上記リング状の部位を支持可能な第２支持部材を更に有してもよい。

また、上記第１支持部材及び上記第２支持部材は、上記第１磁界及び上記第２磁界により上記振動板が上記フレーム方向に最大振幅で振動した際に、ほぼ同時に上記振動板の裏面と接触する突出量に対応して、上記フレームから突出して設けられてもよい。

また、上記第１支持部材には、上記フレームと上記振動板と間の空間と、上記フレームの上記振動板と異なる側の外部とを連通させる１又は２以上の通気孔が形成されてもよい。

また、上記フレームの中心には、上記フレームと上記振動板と間の空間と、上記フレームの上記振動板と異なる側の外部との間を貫通する貫通孔が形成され、上記貫通孔には、上記第２磁界発生部を上記フレームに固定する締結部材が配置され、上記第１支持部材は、上記締結部材と一体形成されてもよい。

また、上記支持部材は、当該支持部材と振動板とが当接する際の衝撃を緩衝する弾性材料により形成されてもよい。

また、上記振動板は、中心が上記一側に突出したドーム形状の中央板と、上記中央部の周囲において、上記中央部と上記振動板の端部との間のリング状の部位が上記一側に突出するように湾曲した周辺板と、を有し、上記支持部材は、上記フレームにおける上記周辺板に対応する位置に設けられて、上記周辺板の上記リング状の部位を支持可能なリング支持部材を少なくとも有してもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、少なくとも一部が一側に突出するように湾曲した形状を有し第１磁界を発生させる第１磁界発生部が取り付けられた振動板の他側に配置され、上記振動板を振動させるために上記第１磁界に対して第２磁界を発生させる第２磁界発生部を有するフレームに、当該フレームから上記振動板方向に突出するように、上記振動板の他側面を支持可能な支持部材を設ける、振動板の変形防止方法が提供される。

以上説明したように本発明によれば、振動板の変形により発生する異音を低減することができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

なお、以下では、本発明の各実施形態の理解が容易になるように、まず、第１実施形態に係るヘッドホンの構成について説明した後、関連技術に係るヘッドホンにおける異音発生のメカニズムについて説明して、第１実施形態による効果の例について説明する。そして、第１実施形態に係るヘッドホンの変更の一例として、第２実施形態及び第３実施形態について説明する。つまり、以下では、次の順序で説明する。

＜１．第１実施形態＞
［１−１．ヘッドホンの構成］ 図１〜図３
［１−２．振動板の変形］ 図４，図７及び図８
［１−３．効果の例］
＜２．第２実施形態＞ 図５
＜３．第３実施形態＞ 図６

なお、本発明の各実施形態では、作用・効果等の理解が容易になるように、ヘッドホンとして、イヤパッドが備えられるアウターイヤー型のヘッドホンを例に挙げて説明する。しかしながら、本発明の各実施形態は、例えばインナーイヤー型等のイヤパッドを備えないヘッドホンに対しても、同様に作用・効果等を発揮することが可能である。

また、以下で説明する各実施形態に係るヘッドホンが有する構成は、振動板の変形を抑えて異音の発生を抑制する。振動板を備える点では、マイクロホンも同様の構成を有するため、同様の構成を採用することによりマイクロホンにおける振動板の変形をも防止することも可能である。つまり本発明の各実施形態は、ヘッドホンだけでなく、マイクロホンにも同様に適用可能である。以下では、説明の便宜上、各実施形態に係るヘッドホンについて説明する。

＜１．第１実施形態＞
［１−１．ヘッドホンの構成］
まず、図１〜図３を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係るヘッドホンの構成について説明する。図１は、本実施形態に係るヘッドホンの構成について説明する説明図である。図２及び図３は、本実施形態に係るドライバユニットの構成について説明する説明図である。なお、図２は、図３に記載のドライバユニットをＡ−Ａ線で切断した断面図を示している。

図１には、ユーザがヘッドホン１を装着した際に、ユーザの耳と当接する部位の断面図を示してる。つまり、図１には、ヘッドホン１の駆動回路等が内蔵される音声出力部の断面図が示されている。このヘッドホン１の音声出力部には、大きく分けて、ハウジング１０と、前面板１１と、イヤパッド２０と、ドライバユニット１００とが配置される。このヘッドホン１の音声出力部の構成についてより具体的に説明する。

音声を出力するためのドライバユニット１００は、前面板１１と共にハウジング１０に収納される。そして、ドライバユニット１００が音を発する方向（ｘ軸正の方向）のハウジング１０の周囲には、イヤパッド２０が配置される。

ドライバユニット１００と前面板１１とは、例えば両面接着紙・接写剤・螺子・係止機構・クリップ・溶接等で相互に固定される。一方、ハウジング１０は、ドライバユニット１００及び前面板１１を収容しつつ、前面板１１に同様に固定される。そして、イヤパッド２０も、前面板１１（ハウジング１０でもよい）に同様に固定される。

ドライバユニット１００は、音声を出力するための構成を有し、音声信号が入力されることにより、音声を出力する。
ハウジング１０は、ドライバユニット１００及び前面板１１等の内部機構を収容してこれらの内部機構が外部に露出することを防止する。
前面板１１は、音声出力部全体の構造部材であり、他の電気回路等が露出することを防止すると共に、ユーザの頭部とイヤパッド２０と前面板１１とドライバユニット１００とにより囲まれた空間（以下、「前室Ｒ」ともいう。）の密閉性を高めることができる。
イヤパッド２０は、ヘッドホン１の装着感を高めると共に、ユーザの頭部に沿って変形して前室Ｒの密閉性を高めることができる。そのために、イヤパッド２０は、例えばウレタン・綿・ゴム・合皮などの弾性部材と、その弾性部材を覆うカバーとを有する。

このように構成されるヘッドホン１は、イヤパッド２０がユーザの頭部との間の前室Ｒの密閉性を高めるため、低音域の音圧感度を高めることが可能である。また、更に、イヤパッド２０の厚み（特にｘ軸方向の厚み）を厚くすることにより、前室Ｒの容積を大きくして、中音域の音圧感度を低減し、相対的に低音域の音圧感度を高めることも可能である。

なお、図１には、図示していないが、ヘッドホン１は、更に、例えば、他方の耳用の音声出力部、音声出力部間を繋ぐヘッドバンド・ネックバンド等、ユーザの耳に係止されるクリップ等、外部の入力を受ける接続線や無線通信回路、ボイスコイルを作動させる回路やノイズキャンセリング回路等の電子回路等を有してもよいことは、言うまでもない。

ヘッドホン１装着時の異音は、ドライバユニット１００内に配置される振動板の変形に起因する。そして、振動板を変形させる原因の一つが、ドライバユニット１００に加えられる空気圧である。そこでこのような空気圧が加わる様子が判りやすいように、ここでは厚めのイヤパッド２０を有するアウターイヤー型のヘッドホン１について説明している。しかし、上述の通り、本発明の各実施形態に係るヘッドホン１の形状・形式等は、特に限定されるものではない。以下では、振動板が備えられるドライバユニット１００の構成について説明する。

（ドライバユニット１００）
図２に示すように、本実施形態に係るドライバユニット１００は、大きく分けて、カバー１１０と、フレーム１２０と、振動板１３０と、支持部材２００と、を有する。これらの構成の概略について説明すれば以下の通りである。

フレーム１２０は、ドライバユニット１００全体の構造を支持する構造部材の役割を担う。そのフレーム１２０の表面（ｘ軸正の方向の面）には、カバー１１０が配置される。そして、カバー１１０とフレーム１２０との間には、振動板１３０が、少なくとも中心部が前後（ｘ軸方向）に振動可能に配置される。一方、支持部材２００は、振動板１３０と面してフレーム１２０に設けられる。ドライバユニット１００は、図３に示すように略円盤状の形状を有する。したがって、カバー１１０・フレーム１２０・振動板１３０・支持部材２００等の各構成も、略円形に形成されるか、略点対称な形状を有することが望ましい。

振動板１３０の後面（振動板１３０を基準にｘ軸の負の方向の面、他側面の一例）には、ボイスコイルＣ（第１磁界発生部及び磁界検出部の一例）が配置される。そして、ボイスコイルＣに対応したフレーム１２０の位置に、磁石Ｍ（第２磁界発生部及び磁界発生部の一例）が配置される。ボイスコイルＣは、接続線（図示せず）を介して電流が流されることにより第１磁界を発生させる。一方、磁石Ｍは、この第１磁界に対応した第２磁界を発生させている。従って、両磁界の相互作用により、ボイスコイルＣは、磁石Ｍに対して引力又は斥力を受けて振動する。その結果、振動するボイスコイルＣが取り付けられた振動板１３０も振動することになる。なお、このドライバユニット１００がマイクロホンに使用される場合には、入力する音声により振動板１３０が振動して、振動板１３０に取付られたボイスコイルＣが磁石Ｍの磁界中を移動する。その結果、ボイスコイルＣでは誘導起電力が発生し、その誘導起電力が音声信号に変換されることなる。

以下、各構成毎により詳細に説明する。
振動板１３０は、図２に示すように、少なくとも一部が前面側（振動板１３０を基準にｘ軸の正の方向。一側の一例）に突出するように湾曲した形状を有する。図２に例示した振動板１３０は、大きく分けて、一体形成された中央板１３１と周辺板１３２とにわけることができる。中央板１３１は、振動板１３０の中心が前面側に突出するように湾曲したドーム形状を有する。一方、周辺板１３２は、中央板１３１の周囲に一体に形成される。そして、周辺板１３２は、中央板１３１に対する接続部位（「節部」ともいう。）と、振動板１３０の端部（つまり周辺板１３２の端部）との間のリング状の部位（「腹部」ともいう。）が、前面側に突出するように湾曲した形状を有する。つまり、周辺板１３２は、リング状の形状を有し、リングの厚み方向の中間（中心である必要はない）部分が前面側に突出したドーム形状で形成される。この振動板１３０の形状について換言すれば、振動板１３０は、リング状の節部が後面側に突出し、かつ、節部と端部との間の腹部と、節部の中央とが前面側に突出するように湾曲した二重のドーム形状を有するとも言える。

振動板１３０の節部の後面に、ボイスコイルＣが取り付けられる。そして、この振動板１３０の周囲端部は、カバー１１０又はフレーム１２０に固定される。従って、振動板１３０は、周辺板１３２の端部が固定された状態で、節部のボイスコイルＣに加えられる、磁石Ｍとの間の引力又は斥力により、中央板１３１及び周辺板１３２の湾曲した各ドーム形状の概略を維持しつつ前後方向に振動して音を発する。

なお、このように振動により音を発生させるために、振動板１３０は、例えば、プラスチックフィルムなどの材料により形成され、ボイスコイルＣは、例えば、銅線・ＣＣＡＷ線（銅クラッドアルミ線）などのような導電性材料により形成される。

カバー１１０は、プロテクタとも言われ、振動板１３０等が前室Ｒ内に露出しないように、ドライバユニット１００の前面（ｘ軸正の方向の面）を覆う。そして、振動板１３０で発せられた音が前室Ｒそしてユーザの耳の鼓膜へと伝達されるように、このカバー１１０には貫通孔Ｈ１が形成される。但し、このカバー１１０は、貫通孔Ｈ１を形成する代わりに、メッシュなどのように音を通過させる形状で形成されることも可能である。また、図４では、このカバー１１０が振動板１３０の前面形状に対応した形状で形成されている場合を示しているが、カバー１１０の形状は特に限定されるものではない。

なお、振動板１３０が発した音を吸収することがないように、カバー１１０は、音を吸収しにくい所定の硬度を有する材質で形成されることが望ましい。カバー１１０の材質としては、例えば、プラスチック材料・金属材料などが挙げられる。

フレーム１２０は、ドライバユニット１００の後面（ｘ軸負の方向の面）全体を覆うように形成されて、ドライバユニット１００全体を支持する構造部材の役割を担う。本実施形態に係るフレーム１２０は、３つのリング状のフレーム１２１，１２２，１２３で形成される。フレーム１２１は、フレーム１２０全体の外周部分に配置され、前後方向（ｘ軸方向）に貫通孔Ｈ２が形成される。フレーム１２２は、そのフレーム１２１の内側端部に係合して結合される。このフレーム１２２の前面（ｘ軸正の方向の面）には、やはりリング状の磁石Ｍが配置され、その磁石Ｍの前面には、フレーム１２３が配置される。つまり、磁石Ｍは、フレーム１２２とフレーム１２３とで把持される。一方、フレーム１２２とフレーム１２３とは、両内円に挿入された締結部材１２４により、磁石Ｍを把持した状態で強固に固定される。この締結部材１２４も、中心部の前後方向に貫通孔Ｈ３を有し、例えば、リベットのようにフレーム１２２，１２３をかしめて固定することができる。このような締結部材１２４を、歯止め部材ともいう。また、フレーム１２２を、ヨークともいい、フレーム１２３を、ポールピースともいう。

一方、カバー１１０は、フレーム１２０との間には間隙が形成されるようにフレーム１２１の外側端部に固定される。そして、この間隙に、振動板１３０が配置されることになる。また、振動板１３０の後面に取り付けられたボイスコイルＣは、フレーム１２２とフレーム１２３との間の間隙に挿入可能に設けられる。従って、磁石Ｍの磁界は、ボイスコイルＣにまで伝達されて、ボイスコイルＣがこの間隙を前後方向に振動することにより、振動板１３０は、カバー１１０とフレーム１２０との間の間隙で振動する。そして、この振動により振動板１３０の前面から発せられる音は、カバー１１０の貫通孔Ｈ１を通過して前室Ｒへと伝達される。一方、振動板１３０の後面方向（ｘ軸負の方向）の空間、つまりフレーム１２０と振動板１３０と間の空間は、貫通孔Ｈ２，Ｈ３を介して外部と連通しており、その空間には、振動板１３０の振動に伴い貫通孔Ｈ２，Ｈ３を介して空気が出入りする。つまり、貫通孔Ｈ１は、音を伝達する役割を担う一方、貫通孔Ｈ２，Ｈ３は、振動板１３０の後面の空気を外部に逃がす通気の役割を担う。

なお、この貫通孔Ｈ２，Ｈ３又は、それらの近傍等には、音声を吸収するような弾力性があり、好ましくは、通気性を有する材料（例えば、スポンジ・綿・発泡ウレタン・紙・不織布等）で形成された吸音部材（図示せず）が配置され、後方への音漏れを防止することが望ましい。一方、フレーム１２１は、カバー１１０と同様に例えばプラスチック材料、又は、鉄などの金属材料などで形成される。本実施形態では、このフレーム１２１は、後述の支持部材２２０の周辺リブ２２０が一体形成されるため、プラスチック材料で形成されることが望ましい。他方、フレーム１２２，１２３及び締結部材１２４は、磁石Ｍを固定する際に強度等を確保することが望ましいため、例えば、鉄などの金属材料で形成される。

このフレーム１２０と振動板１３０等だけで、ドライバユニット１００は、ヘッドホン１の音声出力部として音声を出力することが可能であるが、本実施形態に係るヘッドホン１は、更にドライバユニット１００内に支持部材２００を有する。以下、この支持部材２００について、図２及び図３を参照しつつ説明する。

支持部材２００は、図２に示すように、フレーム１２０から振動板１３０の方向に突出するように設けられる。一方、振動板１３０は、通常、図２に示すように通常位置Ｌ０に位置する。そして、ボイスコイルＣと磁石Ｍとの間に引力が働いて、振動板１３０が設計上許容可能な最大振幅でフレーム１２０方向に振動（移動）した場合、振動板１３０は、図２に示すように最大振幅位置Ｌ１に位置することになる。支持部材２００は、このように振動する振動板１３０の後面（他側面の一例）を支持可能に形成される。より具体的には、支持部材２００は、振動板１３０が最大振幅位置Ｌ１に位置する際に、振動板１３０の後面を支持する形状で形成される。つまり、この支持部材２００は、フレーム１２０から振動板１３０の最大振幅位置Ｌ１まで突出して形成され、最大振幅位置Ｌ１における振動板１３０の湾曲した形状の少なくとも一部に沿った外形で形成されることが好ましい。その結果、支持部材２００は、振動板１３０が振動して最大振幅位置Ｌ１に位置する場合に、振動板１３０の後面に接触して、振動板１３０を支持することが可能である。

一方、振動板１３０は、上述の通り、中央板１３１と、周辺板１３２とを有するが、支持部材２００は、中央板１３１及び周辺板１３２に対応するような形状・個数・形態で形成されることが好ましい。図２では、支持部材２００が、中央板１３１に対応する中央リブ２１０と、周辺板１３２に対応する周辺リブ２２０とを有する場合について例示している。以下、この中央リブ２１０と周辺リブ２２０とについて説明する。

中央リブ２１０は、第１支持部材の一例であって、振動板１３０の中央板１３１に対応する位置のフレーム１２０に設けられる。本実施形態では、中央リブ２１０が、振動板１３０側から締結部材１２４の貫通孔Ｈ３に挿入されて固定される場合を示している。この中央リブ２１０は、振動板１３０の中央板１３１を後面から支持することができるが、この際、中央リブ２１０には、振動板１３０からフレーム１２０の方向（ｘ軸負の方向）に力が加えられる。従って、このように中央リブ２１０を振動板１３０側からフレーム１２０に固定することにより、中央リブ２１０は、振動板１３０を支持した場合でも、フレーム１２０に付勢されて、フレーム１２０から離脱する恐れが低減される。

この中央リブ２１０は、上述の通り、図２に示す中央板１３１の最大振幅位置Ｌ１に到達する前後の突出量で形成されることが望ましい。また、中央リブ２１０は、中央板１３１の中央が突出して湾曲したドーム形状の少なくとも一部に沿ったドーム状の外形で形成されることが望ましい。本実施形態に係る中央板１３１は、周辺板１３２に比べてドーム形状の径（例えばｙ軸方向の幅）が大きい。よって、中央リブ２１０を、上記のような外形で形成することにより、中央板１３１を適切に支持することが可能となる。

また、図３に、図２のカバー１１０及び振動板１３０を取り外した平面図を示す。この図３に示すように、中央リブ２１０には、１又は２以上の通気孔Ｈ４が形成される。この通気孔Ｈ４は、貫通孔Ｈ２，Ｈ３同様、フレーム１２０と振動板１３０と間の空間と、フレーム１２０の振動板１３０とは異なる側の外部とを連通させ、上記の空間には、振動板１３０の振動に伴い貫通孔Ｈ２，Ｈ３及び通気孔Ｈ４を介して空気が出入りする。

周辺リブ２２０は、第２支持部材の一例であって、振動板１３０の周辺板１３２に対応する位置のフレーム１２０に設けられる。本実施形態では、周辺リブ２２０が、フレーム１２０のうち周辺のフレーム１２１と一体に形成される場合を示している。この周辺リブ２２０も、振動板１３０の周辺板１３２を後面から支持することができる。

この周辺リブ２２０も、上述の通り、図２に示す周辺板１３２の最大振幅位置Ｌ１に到達する前後の突出量で形成されることが望ましい。そして、周辺リブ２２０も、周辺板１３２の腹部が突出して湾曲したドーム形状の少なくとも一部に沿ったドーム状の外形のリング型で形成されることが望ましい。つまり、周辺リブ２２０は、周辺板１３２の突出した位置（腹部）に対応した位置の近傍において、図３に示すように略リング状に形成される。

また、図３に示すように、リング状の周辺リブ２２０の一部には、リングが一部切断された切り欠きＨ５が形成されてもよい。この切り欠きＨ５は、振動板１３０に取り付けられたボイスコイルＣの接続線（図示せず）を通過させる場合や、フレーム１２１の後面に基板（図示せず）等が形成される場合に、形成されることが望ましい。しかし、この切り欠きＨ５は、必ずしも必要ではない。なお、この切り欠きＨ５が形成される位置のフレーム１２１には、その接続線や基板を固定する意味でも、また、振動板１３０の過度な変形を防ぐためにも、貫通孔Ｈ２が形成されないことが望ましい。

中央リブ２１０及び周辺リブ２２０は、上述の通り、最大振幅位置Ｌ１にまで突出する突出量で形成される。更に言えば、この中央リブ２１０及び周辺リブ２２０は、振動板１３０が最大振幅位置Ｌ１に到達した際に、ほぼ同時に振動板１３０の後面と接触する突出量で、フレーム１２０から突出して設けられることが望ましい。つまり、中央リブ２１０及び周辺リブ２２０それぞれの突出量は、両者が振動板１３０と同時に接触するように、実験等により求められることが望ましい。このような突出量により中央リブ２１０及び周辺リブ２２０を形成することにより、振動板１３０からが当接した際に加えられる衝撃を分散させて、振動板１３０の変形、及び、それに伴い異音の発生を更に効果的に抑制することができる。このような効果については詳しく後述する。

また、上述の通り、本実施形態では、中央リブ２１０は、フレーム１２０とは別体で形成されて挿入されるのに対して、周辺リブ２２０は、フレーム１２１と一体に形成される。従って、周辺リブ２２０は、フレーム１２１と同様の材料（例えばプラスチック材料や金属材料）で形成される。一方、中央リブ２１０は、もちろん、プラスチック材料や金属材料で形成することも可能ではあるが、例えば、ゴム・ウレタン・綿などの所定の弾力性を有する弾性材料で形成されることが望ましい。このような弾性材料で形成することにより、中央リブ２１０に対して振動板１３０が当接した際の衝撃力を吸収・緩衝することが可能となり、異音発生を防ぐ効果を倍増させることが可能である。一方、このような弾性材料を用いて周辺リブ２２０を形成することも可能である。例えば、本実施形態の場合、フレーム１２１とは別体で周辺リブ２２０を形成し、フレーム１２１に固定することも可能であり、また、フレーム１２１と一体に形成したとしても、そのフレーム１２１自体も上記のような弾性材料で形成することも可能である。このような構成の例については、図５を参照しつつ、第２実施形態で説明する。

図２及び図３に示すように、本実施形態に係る支持部材２００では、中央リブ２１０が中央板１３１のうち大部分を支持する面積を有するのに対して、周辺リブ２２０は周辺板１３２の一部分を支持する面積を有する。この中央リブ２１０及び周辺リブ２２０の面積及びその面積比等は、特に限定されるものではないが、後述するように、振動板１３０の変形が抑えることが可能なような適切な面積及び面積比に設定されることが望ましい。つまり、中央リブ２１０及び周辺リブ２２０の面積及びその面積比等も、振動板１３０の過度な変形が抑えられるように、実験等により設定されることが望ましい。

［１−２．振動板の変形］
ここで、本実施形態に係るドライバユニット１００の作用・効果等の理解を容易にするために、図４，図７及び図８を参照しつつ、振動板１３０の変形について説明する。この際、図７及び図８には、本実施形態に係るドライバユニット１００が備える支持部材２００を有さないドライバユニット９００を示し、そのドライバユニット９００において振動板１３０が変形する様子、つまり異音が発生する原理について説明する。図４は、ヘッドホン装着時における前室内の空気圧力の変化について説明する説明図である。図７及び図８は、関連技術に係るヘッドホンにおける振動板の変形について説明する説明図である。

図４に示すように、ヘッドホン１がユーザの頭部Ｈの耳Ｅ周囲に、所定の外圧Ｐ１で装着されると、イヤパッド２０は、頭部Ｈの形状に対応して変形する。それに伴い、ヘッドホン１の内部の空間である前室Ｒの容量は、減少する。すると、前室Ｒ内の内圧Ｐ０は高まり、その内圧Ｐ０が、ユーザの鼓膜だけでなく、本実施形態に係るドライバユニット１００又は関連技術に係るドライバユニット９００に印加される。

関連技術に係るドライバユニット９００を例に挙げて、内圧Ｐ０による振動板１３０の変形について説明する。この関連技術に係るドライバユニット９００は、図７に示すように、支持部材２００を備えない点を除けば、本実施形態に係るドライバユニット１００と同様に形成される。このドライバユニット９００に過度な内圧Ｐ０が印加されると、図８に示すように、ドライバユニット９００の振動板１３０は、フレーム１２０方向に変形する。この際、内圧Ｐ０が振動板１３０の強度を上回ると、振動板１３０は、設計上の許容最大振幅の位置である最大振幅位置Ｌ１を越えて更にフレーム１２０に近づく。その結果、ドライバユニット９００の振動板１３０は、図８に示すような異常変形位置Ｌ２にまで変形してしまう。この異常変形位置Ｌ２では、振動板１３０は、通常位置Ｌ０における二重のドーム状の外形を維持することができず、フレーム１２０等に接触し、かつ、貫通孔Ｈ３（場合によっては貫通孔Ｈ２を含む）に入り込んでしまう。この際、振動板１３０は、音を発するために振動できるように、非常に薄く形成されることが多く、この薄い振動板１３０がフレーム１２０等に衝突する際の衝撃は、非常に大きな音又は衝撃波として、ユーザの鼓膜へと伝達されてしまう。本発明の発明者らは、このような異音等が発生するメカニズムを解明し、この異音を低減することについて鋭意研究を行った結果、上述のような第１実施形態を含む本発明を完成させた。

［１−３．効果の例］
この本発明の第１実施形態に係るドライバユニット１００を備えるヘッドホン１によれば、図２に示すように、振動板１３０の最大振幅位置Ｌ１に沿うような外形を有する支持部材２００を備える。従って、過度な内圧Ｐ０が振動板１３０に印加されたとしても、振動板１３０の変形は、最小限に抑えられて、振動板１３０は、最大振幅位置Ｌ１までしか移動しない。従って、支持部材２００に当接する際の衝撃は、弱められて、異音の発生も最小限に抑えられる。なお、このような内圧Ｐ０が振動板１３０に印加される原因は、ヘッドホン１の装着時に限定されるものではなく、例えば、ドライバユニット１００に勢いのある空気が吹きかけられるなど、様々な原因が考えられる。本実施形態に係るドライバユニット１００は、これら様々な原因に対しても効果的である。そして、例えば、ドライバユニット１００が、本実施形態に係るヘッドホン１ではなく、他の形式のヘッドホンやマイクロホンに使用された場合も、本実施形態に係るドライバユニット１００は、上記同様、振動板１３０の変形を防止することが可能である。

一方、関連技術に係るドライバユニット９００の振動板１３０のように装着時に過度は変形を繰り返すことは、振動板１３０等の損傷にも繋がる恐れがある。しかし、支持部材２００を有する本実施形態に係るドライバユニット１００では、このような損傷の恐れをも低減することが可能である。また、支持部材２００がドーム状の振動板１３０の形状に沿うような形状を有するため、本実施形態に係るヘッドホン１は、さらに損傷の恐れ及び異音発生の恐れを低減することが可能である。この際、支持部材２００の材質を、例えばゴム・ウレタン・綿などのような弾性材料で形成することにより、この衝撃による損傷の恐れ及び異音発生の恐れを更に低減することが可能である。

なお、単に振動板１３０の変形を防止するためには、例えば、振動板１３０の厚みを厚くして、振動板１３０の強度を高めることも考えられる。しかしながら、振動板１３０は、音を発生させる重要な部材であり、音を発するために適切な振動を行う必要がある。従って、振動板１３０の厚みを厚くすることは、音質等にも大きな影響を与えてしまうため、容易ではない。また、振動板１３０の強度を高めたとしても、その強度を更に上回る内圧Ｐ０が印加された場合、振動板１３０は、図８に示したように変形してしまう恐れもある。この場合、振動板１３０の強度が高いことにより、振動板１３０が元の二重のドーム状の形状に回復せずに、ヘッドホン１自体が壊れてしまい、音を発することができなくなる場合もある。これに対して、本実施形態に係るドライバユニット１００を備えたヘッドホン１によれば、音質を変更させることもなく、かつ、音を発することができなくなる危険性を伴うこともなく、振動板１３０の変形を防止することが可能である。なお、振動板１３０は、通常の駆動、つまり、ボイスコイルＣと磁石Ｍとによる駆動では、設計上の最大振幅位置Ｌ１に到達することは稀であり、そこまでの振動が起こらないように制御される。従って、支持部材２００は、最大振幅位置Ｌ１までの突出量で形成されるため、通常の駆動時に支持部材２００が、振動板１３０の振動状態に影響を与えて音質を損ねることは無い。また、仮に通常駆動時に振動板１３０が支持部材２００と接触したとしても、振動板１３０は、最大振幅位置Ｌ１よりもフレーム１２０方向に振動することは設計上無いため、両者の接触による音質への影響は非常に少ない。

なお、本実施形態に係るドライバユニット１００が有する支持部材２００の形状は、この例に限定されるものではなく、様々な変更例が考えられる。そこで、この支持部材２００の変更例の一部について、第２実施形態及び第３実施形態で説明する。なお、支持部材２００の代わりに、第２実施形態に係るドライバユニット１０１は、支持部材３００を有し、第３実施形態に係るドライバユニット１０２は、支持部材４００を有する。その他の構成及びこの支持部材３００，４００も、基本的には上記第１実施形態と同様に形成される。従って、以下では、第１実施形態の支持部材２００と異なる点を中心に説明して、同様に構成される点については説明を省略する。

＜２．第２実施形態＞
まず、図５を参照しつつ、本発明の第２実施形態に係るヘッドホン１が有するドライバユニット１０１について説明する。図５は、本発明の第２実施形態に係るドライバユニットの構成について説明する説明図である。

上記第１実施形態に係るドライバユニット１００では、中央リブ２１０がフレーム１２２，１２３の前面（振動板１３０方向）から貫通孔Ｈ３に装着され、周辺リブ２２０がフレーム１２１の前面に一体形成される場合を説明した。しかし、中央リブ２１０は、フレーム１２２，１２３の後面（振動板１３０と逆方向）から貫通孔Ｈ３に装着されてもよく、周辺リブ２２０も、フレーム１２１と一体形成される必要は必ずしも無い。この変更例について、より具体的に第２実施形態を通じて説明する。

図５に示すように、本実施形態に係るドライバユニット１０１は、支持部材２００の代わりに、支持部材３００を有する。そして、支持部材３００は、中央リブ３１０と、周辺リブ３２０とを有する。

中央リブ３１０は、上記第１実施形態に係る中央リブ２１０とは異なり、貫通孔Ｈ３にフレーム１２０の後面側（ｘ軸負の方向）から挿入されて、最大振幅位置Ｌ１まで突出する。このように中央リブ３１０は、中央リブ２１０の場合のように振動板１３０側から貫通孔Ｈ３に装着されるだけでなく、その反対側から装着されてもよい。ただし、この場合も、中央リブ３１０には、振動板１３０によりｘ軸負の方向に衝撃が加えられるため、中央リブ３１０は、例えば接着剤・接着テープ・係止機構等によりフレーム１２０に強固に固定されることが望ましい。

一方、周辺リブ３２０は、上記第１実施形態に係る周辺リブ２２０とは異なり、フレーム１２１と別体に形成されて、貫通孔Ｈ２にフレーム１２０の後面側（ｘ軸負の方向）から挿入されて、最大振幅位置Ｌ１まで突出する。この場合、周辺リブ３２０は、貫通孔Ｈ２を完全に塞ぐのではなく、その一部を貫通するように形成されるか、貫通孔Ｈ２を塞がないための別途の貫通孔を有することが望ましい。このように、周辺リブ３２０は、フレーム１２１と一体に形成されるだけでなく、別体に形成されることも可能である。なお、上記第１実施形態の場合、周辺リブ２２０をフレーム１２１と一体に形成し、かつ、周辺リブ２２０に金属材料よりも衝撃緩衝作用のあるプラスチック材料や弾性材料を使用することが望ましいために、フレーム１２１自身も同様な材料で形成した。しかしながら、本実施形態のように周辺リブ３２０とフレーム１２１とを別体で形成する場合、フレーム１２１の材料選択の幅が広がるため、フレーム１２１を金属材料で形成し、フレーム１２２と一体で形成することも可能である。なお、上記第１実施形態の場合において、周辺リブ２２０を金属材料で形成する場合には、同様に、フレーム１２１を金属材料で形成し、フレーム１２２と一体で形成することも可能であることは言うまでもない。

なお、本実施形態に係るドライバユニット１０１を備えるヘッドホン１は、上記第１実施形態が奏する作用効果と同様な作用効果を奏することも言うまでもない。

＜３．第３実施形態＞
次に、図６を参照しつつ、本発明の第３実施形態に係るヘッドホン１が有するドライバユニット１０２について説明する。図６は、本発明の第３実施形態に係るドライバユニットの構成について説明する説明図である。

上記第１実施形態に係るドライバユニット１００では、周辺リブ２２０がフレーム１２１の上面に一体形成される一方、中央リブ２１０はフレーム１２２，１２３及び締結部材１２４と別体に形成される場合について説明した。しかし、中央リブ２１０は、フレーム１２２，１２３又は締結部材１２４等の構造部材と一体に形成されてもよい。その例として、中央リブが締結部材と一体に形成された場合について、より具体的に第３実施形態を通じて説明する。

図６に示すように、本実施形態に係るドライバユニット１０２は、支持部材２００の代わりに、支持部材４００を有する。そして、支持部材４００は、支持部材２００と同じ周辺リブ２２０と、支持部材２００とは異なる中央リブ４１０とを有する。つまり、本実施形態に係るドライバユニット１０２は、中央リブ４１０がフレーム１２０の締結部材１２４と一体に形成されること以外は、上記第１実施形態と同様に形成される。

中央リブ４１０は、上記第１実施形態の締結部材１２４と一体形成される。換言すれば、中央リブ４１０は、フレーム１２２とフレーム１２３をかしめて磁石Ｍを把持した状態で強固に固定するという締結部材１２４の機能を兼ねることになる。この場合、締結部材を兼ねる中央リブ４１０は、強度を高めるために金属材料で形成されることも可能であるが、振動板１３０の衝撃を緩衝するために、プラスチック材料や弾性材料で形成されることももちろん可能である。

本実施形態に係るドライバユニット１０２を備えるヘッドホン１も、上記第１実施形態が奏する作用効果と同様な作用効果を奏することができる。そして更に、本実施形態に係るヘッドホン１は、このように中央リブ４１０と締結部材とを一体に形成することにより、部材点数を減らし、中央リブ４１０がフレーム１２０から離脱するなどの不具合が発生する恐れを低減することが可能である。なお、中央リブ４１０が一体形成される部材は、第１実施形態における締結部材１２４に限定されるものではなく、フレーム１２２やフレーム１２３等であってもよいことは言うまでもない。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、支持部材２００等が、中央リブ２１０等と周辺リブ２２０等とを有する場合について説明した。しかしながら、支持部材２００等は、中央リブ２１０等及び周辺リブ２２０等の少なくとも一方を有することも可能である。中央リブ２１０等と周辺リブ２２０等とのいずれを設けるかの選択は、振動板１３０の構造や他の構成等により適宜設定することが可能である。例えば、中央板１３１が比較的大きく、周辺板１３２が比較的小さい振動板１３０の場合、周辺板１３２の変形は小さく抑えられる。従って、この場合は、振動板１３０の変形を効果的に抑制するために、中央リブ２１０等をフレーム１２０に設けることも可能である。これとは逆に、例えば中央板１３１が周辺板１３２に比べて変形し難い場合には、フレーム１２０に周辺リブ２２０等を設けることももちろん可能である。

本発明の第１実施形態に係るヘッドホンの構成について説明する説明図である。 同実施形態に係るドライバユニットの構成について説明する説明図である。 同実施形態に係るドライバユニットの構成について説明する説明図である。 ヘッドホン装着時における前室内の空気圧力の変化について説明する説明図である。 本発明の第２実施形態に係るドライバユニットの構成について説明する説明図である。 本発明の第３実施形態に係るドライバユニットの構成について説明する説明図である。 関連技術に係るヘッドホンにおける振動板の変形について説明する説明図である。 関連技術に係るヘッドホンにおける振動板の変形について説明する説明図である。

符号の説明

１ ヘッドホン
１０ ハウジング
１１ 前面板
２０ イヤパッド
１００，１０１，１０２，９００ ドライバユニット
２００，３００，４００ 支持部材
２１０，３１０，４１０ 中央リブ
２２０，３２０ 周辺リブ
１１０ カバー
１２０，１２１，１２２，１２３ フレーム
１２４ 締結部材
１３０ 振動板
１３１ 中央板
１３２ 周辺板
Ｃ ボイスコイル
Ｅ 耳
Ｈ 頭部
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３ 貫通孔
Ｈ４ 通気孔
Ｈ５ 切り欠き
Ｌ０ 通常位置
Ｌ１ 最大振幅位置
Ｌ２ 異常変形位置
Ｍ 磁石
Ｒ 前室
Ｐ０ 内圧
Ｐ１ 外圧

Claims (10)

1. 少なくとも一部が一側に突出するように湾曲した形状を有し、第１磁界を発生させる第１磁界発生部が取り付けられた振動板と、
   前記振動板の他側に配置され、前記振動板を振動させるために前記第１磁界に対して第２磁界を発生させる第２磁界発生部を有するフレームと、
   前記フレームから前記振動板方向に突出するように設けられ、前記振動板の他側面を支持可能な支持部材と、
   を有する、ヘッドホン。
2. 前記支持部材は、前記第１磁界及び前記第２磁界により前記振動板が前記フレーム方向に最大振幅で振動した際に、前記振動板の他側面を支持する、請求項１に記載のヘッドホン。
3. 前記振動板は、
   中心が前記一側に突出するように湾曲したドーム形状の中央板と、
   前記中央部の周囲に設けられ、前記中央板と前記振動板の端部との間のリング状の部位が前記一側に突出するように湾曲した周辺板と、
   を有し、
   前記支持部材は、前記フレームにおける前記中央板に対応する位置に設けられて、該中央板のドーム形状の少なくとも一部に沿ったドーム状の外形を有する第１支持部材を少なくとも有する、請求項２に記載のヘッドホン。
4. 前記支持部材は、前記フレームにおける前記周辺板に対応する位置に設けられて、前記周辺板の前記リング状の部位を支持可能な第２支持部材を更に有する、請求項３に記載のヘッドホン。
5. 前記第１支持部材及び前記第２支持部材は、前記第１磁界及び前記第２磁界により前記振動板が前記フレーム方向に最大振幅で振動した際に、ほぼ同時に前記振動板の裏面と接触する突出量に対応して、前記フレームから突出して設けられる、請求項４に記載のヘッドホン。
6. 前記第１支持部材には、前記フレームと前記振動板と間の空間と、前記フレームの前記振動板と異なる側の外部とを連通させる１又は２以上の通気孔が形成される、請求項３〜５のいずれかに記載のヘッドホン。
7. 前記フレームの中心には、前記フレームと前記振動板と間の空間と、前記フレームの前記振動板と異なる側の外部との間を貫通する貫通孔が形成され、
   前記貫通孔には、前記第２磁界発生部を前記フレームに固定する締結部材が配置され、
   前記第１支持部材は、前記締結部材と一体形成される、請求項３〜５のいずれかに記載のヘッドホン。
8. 前記支持部材は、当該支持部材と前記振動板とが当接する際の衝撃を緩衝する弾性材料により形成される、請求項１に記載のヘッドホン。
9. 前記振動板は、
   中心が前記一側に突出したドーム形状の中央板と、
   前記中央部の周囲において、前記中央部と前記振動板の端部との間のリング状の部位が前記一側に突出するように湾曲した周辺板と、
   を有し、
   前記支持部材は、前記フレームにおける前記周辺板に対応する位置に設けられて、前記周辺板の前記リング状の部位を支持可能なリング支持部材を少なくとも有する、請求項２に記載のヘッドホン。
10. 少なくとも一部が一側に突出するように湾曲した形状を有し第１磁界を発生させる第１磁界発生部が取り付けられた振動板の他側に配置され、前記振動板を振動させるために前記第１磁界に対して第２磁界を発生させる第２磁界発生部を有するフレームに、当該フレームから前記振動板方向に突出するように、前記振動板の他側面を支持可能な支持部材を設ける、振動板の変形防止方法。

Images