JP2011066586A

JP2011066586A - ヘッドホン

Info

Publication number: JP2011066586A
Application number: JP2009214104A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Akino; 裕秋野
Original assignee: Audio Technica KK
Current assignee: Audio Technica KK
Priority date: 2009-09-16
Filing date: 2009-09-16
Publication date: 2011-03-31
Anticipated expiration: 2029-09-16
Also published as: JP5297957B2

Abstract

【課題】ヘッドホン装着時に前部キャビテイー内の圧力が急激に変化しないようにする。
【解決手段】バッフル板２０のほぼ中央に装着された電気音響変換器１０と、バッフル板２０の背面側に所定容積の後部キャビティーＲＣを形成するヘッドホン筐体３０と、バッフル板２０の前面側の周縁部全周にわたって取り付けられ、人体の側頭部ＨＳとバッフル板２０との間に前部キャビティーＦＣを形成するイヤーパッド４０とを備え、イヤーパッド４０が非通気性の外皮４２で被覆されている連続気泡を有する弾性体４１からなるヘッドホン１において、イヤーパッド４０の自由空間側の外側面４０ｃに所定の薄空気層抵抗Ｒを有する空気流通口４３を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヘッドホンに関し、さらに詳しく言えば、前部キャビティーの急激な圧力変化を防止し得るイヤーパッドを備えたヘッドホンに関するものである。

耳を覆うようにして人体の側頭部に装着されるヘッドホンには、その耳当て側に弾性体を有するイヤーパッドが設けられている。

イヤーパッドは、人体の側頭部にあてがわれたとき、ヘッドホンの放音面側に気密的な空間（前部キャビティー）を形成する。特に、ノイズキャンセル機能を有するヘッドホンでは、低音域での遮音性を高めるため、前部キャビティーの気密性がより高く設計される。

ヘッドホンを人体の頭部に装着した際、イヤーパッドは、ヘッドバンドによりかけられる側圧により側頭部に押しつけられるため、その体積が減少し、内部の弾性体の反発力で側頭部に密着する。

その際、イヤーパッドの体積の減少が急激であると、前部キャビティー内での単位時間あたりの圧力変動が大きくなり、使用者に不快感を与えることがある。

このような急激な圧力変動を緩和する方法の一つとして、弾性体の弾性を硬くしてイヤーパッドの体積が急激に減少しないようにすることが考えられるが、これによると、人体に対する感触が悪くなるので好ましくない。

そこで、特許文献１に記載された発明では、ノイズキャンセル機能を有するヘッドホンにおいて、イヤーパッドにスポンジ材等の連続気泡を有する弾性体を合成皮革等からなる非通気性の外皮で被覆してなるパッド材を用い、その外皮に空気流通孔を設けて、ヘッドホンの着脱時における前部キャビティー内の気圧変動が緩やかになるようにしている。

特開２００１−６９５９０号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたヘッドホンでは、空気流通孔をイヤーパッドの内側面側（前部キャビティーを形成する面側）に配置しているため、次のような問題が指摘されている。

すなわち、ヘッドホンの装着時、ヘッドバンドによりかけられる側圧によってイヤーパッドが圧縮されることにより、イヤーパッド内の圧搾された空気が前部キャビティー内に入り込み、前部キャビティー内の圧力が高められる。

この圧力変化が、前部キャビティー内に配置されているマイクロホンユニットで拾われると、ノイズキャンセル能動回路から、その圧力変化を打ち消す信号がヘッドホンユニット（電気音響変換器）に出力され、これが雑音として聴取されることがある。

また、ノイズキャンセル機能を有するヘッドホンにおいて、上記マイクロホンユニットには、通常、特に成極電圧を必要としない小型のエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットが用いられる。

上記したように、前部キャビティー内の圧力が高められると、エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットの振動板と固定極との間隔が、その圧力に応じてオフセットされるため、ノイズキャンセルの感度が変化してしまうことがある。

そうすると、ノイズキャンセル能動回路の安定性が損なわれ、ノイズキャンセル能動回路が帰還型であることから、場合によっては、自己発振を起こすことがある。

この自己発振は状況にもよるが、イヤーパッドに対する押圧力（もしくは引っ張り力）に起因する前部キャビティー内の圧力上昇（もしくは圧力低下）が緩和されると停止する。

しかしながら、短時間ではあるが、ヘッドホンを装着した状態で、大きな発振音が使用者に聴取されることは好ましいことではない。

したがって、本発明の課題は、ヘッドホン装着時に前部キャビテイー内の圧力が急激には変化しないようにしたヘッドホンを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、バッフル板のほぼ中央に装着された電気音響変換器と、上記バッフル板の背面側に所定容積の後部キャビティーを形成するヘッドホン筐体と、上記バッフル板の前面側の周縁部全周にわたって取り付けられ、人体側頭部と上記バッフル板との間に前部キャビティーを形成するイヤーパッドとを備え、上記イヤーパッドが非通気性の外皮で被覆されている連続気泡を有する弾性体からなるヘッドホンにおいて、上記イヤーパッドの自由空間側の外側面に所定の薄空気層抵抗を有する空気流通口が設けられていることを特徴としている。

本発明において、上記空気流通口が上記薄空気層抵抗となる所定の空隙を挟んで対向的に配置された一対のガイド板からなることが好ましい。

また、本発明は、上記前部キャビティー内にノイズキャンセル用のマイクロホンユニットが収納されているノイズキャンセル機能を有するヘッドホンであることが好ましい。

本発明によれば、バッフル板のほぼ中央に装着された電気音響変換器と、バッフル板の背面側に所定容積の後部キャビティーを形成するヘッドホン筐体と、バッフル板の前面側の周縁部全周にわたって取り付けられ、人体側頭部と上記バッフル板との間に前部キャビティーを形成するイヤーパッドとを備え、イヤーパッドが非通気性の外皮で被覆されている連続気泡を有する弾性体からなるヘッドホンにおいて、イヤーパッドの自由空間側の外側面に所定の薄空気層抵抗を有する空気流通口が設けられていることにより、ヘッドホン装着時におけるイヤーパッドの側圧による変形が緩やかなものになるとともに、イヤーパッド内の空気が自由空間に放出され、前部キャビティー内に入り込まないため、前部キャビテイー内の圧力の急激な変化を防止することができる。

したがって、特に前部キャビティー内にノイズキャンセル用のマイクロホンユニットが収納されているノイズキャンセル機能を有するヘッドホンにおいては、そのマイクロホンユニットの感度を良好に維持できるとともに、ノイズキャンセル能動回路を安定して動作させることができる。

本発明の実施形態に係るヘッドホンを示す模式的な断面図。（ａ）上記ヘッドホンのイヤーパッドに設けられる空気流通口の構成を示す分解斜視図，（ｂ）そのＡ−Ａ線断面図。（ａ）上記空気流通口の等価回路図，（ｂ）前部キャビティーの圧力減衰曲線を示すグラフ。

次に、図１ないし図３を参照して、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１に示すように、この実施形態に係るヘッドホン１は、基本的な構成として、電気音響変換器としてのスピーカユニット１０と、スピーカユニット１０を中央部分で支持するバッフル板２０と、バッフル板２０の背面側に所定容積の後部キャビティーＲＣを形成するヘッドホン筐体３０と、人体側頭部ＨＳとバッフル板２０との間に前部キャビティーＦＣを形成するイヤーパッド４０とを備える。

この実施形態において、スピーカユニット１０には、ボイスコイル１２を有する振動板１１と、永久磁石１４を有しボイスコイル１２に磁気ギャップを提供する磁気回路１３とを含むダイナミック型のスピーカユニットが用いられているが、場合によっては、静電型のスピーカユニットが用いられてもよい。

ヘッドホン筐体３０は、合成樹脂材もしくは木材等により椀形状に形成され、ヘッドホン１は、その一対が、ヘッドホン筐体３０の部分で自在継ぎ手状のハンガーを介してヘッドバンド（ともに図示しない）の両端に支持される。

イヤーパッド４０は、バッフル板２０の前面側の周縁部全周にわたって取り付けられており、人体の耳Ｅの周りの側頭部ＨＳに当接する頂面４０ａと、側頭部ＨＳとバッフル板２０との間に前部キャビティーＦＣを形成する内側面４０ｂと、自由空間側に面する外側面４０ｃとを備えている。なお、バッフル板２０の前面側とは、スピーカユニット１０の放音面側である。

イヤーパッド４０は、スポンジ等の連続気泡を有する弾性体４１をコア材として備えるが、イヤーパッド４０は、その全体が殆ど通気性を有しない合成皮革等の外皮４２にて被覆されている。

この実施形態に係るヘッドホン１は、前部キャビティーＦＣ内にノイズキャンセル用のマイクロホンユニット５０を備えている。このマイクロホンユニット５０に関連して、このヘッドホン１には、図示しない帰還型能動ノイズキャンセル回路が搭載されている。なお、マイクロホンユニット５０には、小型で成極電源が不要なエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットが好ましく採用される。

イヤーパッド４０は、その頂面部４０ａが側頭部ＨＳに密着し、外皮４２が非通気性であることから、前部キャビテイーＦＣは気密性が高い。

したがって、ヘッドホン装着時には、上記ヘッドバンドによりかけられる側圧によって前部キャビテイーＦＣ内の圧力が急激に上昇する。これは、使用者に不快感を与えるばかりでなく、上記帰還型能動ノイズキャンセル回路の動作を不安定にする原因ともなる。

そこで、本発明では、イヤーパッド４０の外側面４０ｃ側に、所定の薄空気層抵抗Ｒを有する空気流通口４３を設けている。

図２（ａ），（ｂ）に示すように、この実施形態においては、空気流通口４３を形成するため、バッフル板２０に沿って添設される第１ガイド板４３１と、所定の間隔をもって配置される左右一対の両面粘着（もしくは接着）テープ４３３，４３３を介して第１ガイド板４３１に貼着される第２ガイド板４３２とを備え、これらの間のスリット状の開口によりを空気流通口４３を形成している。

一例として、第１および第２のガイド板４３１，４３２には、０．５ｍｍ厚のＰＥＴフィルムを用いることができ、また、両面粘着テープ４３３，４３３の厚さは０．３ｍｍであり、これにより、両面粘着テープ４３３，４３３間の距離をＬとして、Ｌ×０．３ｍｍの薄空気層抵抗を有する空気流通口４３が得られる。

これによれば、ヘッドホン装着時、上記ヘッドバンドによりかけられる側圧によってイヤーパッド４０が側頭部ＨＳに押し付けられ弾性体４１が圧縮されるが、イヤーパッド４０内の空気が薄空気層抵抗Ｒを有する空気流通口４３を介して自由空間に徐々に放出されるため、イヤーパッド４０が緩やかに変形し、これに伴って前部キャビティーＦＣ内の圧力も緩やかに減少していく。

したがって、ヘッドホン装着時における使用者の不快感が軽減されるとともに、ノイズキャンセル機能を有するヘッドホンにおいては、上記帰還型能動ノイズキャンセル回路を安定に動作させることができる。

参考までに、図３（ａ）のグラフにヘッドホン装着時における前部キャビティーＦＣ内の時間−圧力の関係を示す。また、図３（ｂ）に空気流通口４３の等価回路図を示す。

この等価回路図において、Ｉはイヤーパッド４０の圧縮時に発生する電流源，ｓは弾性体４１の容積によるスチフネスと弾性体４１自体のスチフネスとを合わせたスチフネス，Ｒは薄空気層抵抗である。

なお、ヘッドホン１を外す際には、ヘッドホン１を側頭部ＨＳから離れる方向に動かすことに伴って、大気が薄空気層抵抗Ｒを有する空気流通口４３を介してイヤーパッド４０内に徐々に吸い込まれるため、前部キャビティーＦＣ内の圧力が急激に変化しない。

以上、本発明を上記実施形態により説明したが、空気流通口４３は、イヤーパッド４０内の空気が前部キャビティーＦＣ内に漏れ込まないことを条件として、イヤーパッド４０の外側面４０ｃの全周にわたって設けられてもよいし、部分的に設けられてもよい。

また、ガイド板４３１，４３２の材質は任意に選択されてもよい。同様に、ガイド板４３１，４３２間の間隔を保持するスペーサは、上記両面粘着テープ４３３に限定されるものでもない。スペーサの配置間隔および厚さによって、所望とする薄空気層抵抗Ｒを得ることができる。

１ヘッドホン
１０スピーカユニット（電気音響変換器）
２０バッフル板
３０ヘッドホン筐体
４０イヤーパッド
４０ａ頂面部
４０ｂ内側面
４０ｃ外側面
４１弾性体
４２外皮
４３空気流通口
４３１，４３２ガイド板
４３３両面粘着テープ（スペーサ）
５０マイクロホンユニット
ＦＣ前部キャビティー
ＲＣ後部キャビティー

Claims

バッフル板のほぼ中央に装着された電気音響変換器と、上記バッフル板の背面側に所定容積の後部キャビティーを形成するヘッドホン筐体と、上記バッフル板の前面側の周縁部全周にわたって取り付けられ、人体側頭部と上記バッフル板との間に前部キャビティーを形成するイヤーパッドとを備え、上記イヤーパッドが非通気性の外皮で被覆されている連続気泡を有する弾性体からなるヘッドホンにおいて、
上記イヤーパッドの自由空間側の外側面に所定の薄空気層抵抗を有する空気流通口が設けられていることを特徴とするヘッドホン。
上記空気流通口が上記薄空気層抵抗となる所定の空隙を挟んで対向的に配置された一対のガイド板からなることを特徴とする請求項１に記載のヘッドホン。
上記前部キャビティー内にノイズキャンセル用のマイクロホンユニットが収納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。