JP2014524219A - イヤーピースパッシブノイズ減衰 - Google Patents

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Abstract

イヤーピースを位置決めすると共に保持するための構造体を備え、かつ、パッシブノイズ減衰を実現するために外耳道への入口を密封するための構造体を備えたイヤーピース。位置決め・保持構造体は耳の側面の特徴部と係合する。耳への入口を密封するための構造体は円錐構造体を含んでいる。

Description

本発明は、耳内イヤーピースによってパッシブノイズ減衰を実現するための、そして耳内でイヤーピースを位置決めしかつ保持するための構造を開示する。
ある態様において、耳内イヤーピースは、音響ドライバーと、ユーザーの外耳道へと音響ドライバーによって放射される音波を導くための音響通路と、イヤーピースの外部の構造体を伴わずにイヤーピースを位置決めしかつイヤーピースを適所にて保持するためにユーザーの耳の側面の特徴部と係合するための位置決め・保持構造体と、略円錐構造体であって、この円錐構造体の小端部はユーザーの外耳道への入口よりも小さくかつ円錐構造体の大端部はユーザーの外耳道への入口よりも大きいように構成され、外耳道を密閉するために外耳道への入口に適合する素材から形成された略円錐構造体とを備える。素材は30ショアA以下の硬さを有することができる。素材は2gf/mm以下の弾性率を有することができる。素材はシリコーンゴムであってもよい。素材は熱可塑性エラストマーであってもよい。素材は熱可塑性ポリウレタンであってもよい。位置決め・保持構造体は、チップを形成するためにアタッチメント端部において互いに取り付けられかつ他方の端部においてイヤーピースの本体に対して取り付けられた第1の脚部および第2の脚部を含むことができる。位置決め・保持構造体は、回転ポジションを通過するイヤーピースの時計回りの回転を阻止するための少なくとも三つのモードを提供し得る。このモードは、チップの末端が耳輪の底に当接すること、チップの末端が耳甲介舟領域における対耳輪の下で押し込まれた状態となること、そして内側脚部が耳輪の底に当接することを含み得る。位置決め・保持構造体は内側脚部と外側脚部とを含むことができる。内側脚部および外側脚部は、本体に対して取り付け端部において取り付けられ、かつ、互いに接合端部において取り付けられてもよい。その意図されたポジションに存在するイヤーピースによって、外側脚部は耳殻の後方において対耳輪に対して押しやられてもよく、本体は外耳道と係合し、そしてチップの少なくとも一つは対耳輪の下に存在し、あるいは本体および外側脚部の少なくとも一方の一部は対耳珠の下方に存在する。位置決め・保持構造体は、互いに取り付け端部においてかつイヤーピース本体に対して第2の端部において取り付けられた内側脚部および外側脚部を含むことができる。内側脚部および外側脚部は、イヤーピースの時計回りの回転を阻止するための少なくとも三つのモードを提供するように配置されてもよい。当該モードは、チップが耳輪の底に接触すること、チップが対耳輪の下方に押し込まれた状態となること、そして内側脚部が耳輪の底に接触することを含み得る。内側脚部および外側脚部は、さらに、その意図されたポジションに存在するイヤーピースによって、外側脚部が耳殻の後方において対耳輪に対して押しやられ、本体が外耳道と係合し、そしてチップの少なくとも一つが対耳輪の下に存在し、あるいは本体および外側脚部の少なくとも一方の一部が対耳珠の下方に存在するように配置されてもよい。略円錐構造体は、外耳道に対して音響ドライバーからの音波を導くために、それを貫通する開口を含んでいてもよい。開口は断面に関して略楕円形であってもよい。略円錐構造体は大端部から小端部へと略直線的に先細となっていてもよい。略円錐構造体は略均一な厚みを有していてもよい。ユーザーの位置決め・保持構造体の素材は、略円錐構造体とは異なる硬さを有していてもよい。ユーザーの外耳道へと音響ドライバーによって放射される音波を導くための構造体の素材は、ユーザーの位置決め・保持構造体の素材とは、そして略円錐構造体の素材とは異なる硬さを有していてもよい。
別の態様では、耳内イヤーピース用のイヤーチップは、イヤーピースの外部の構造体を伴わずに、イヤーピースを位置決めしかつイヤーピースを適所にて保持するために、耳の側面の特徴部と係合するための位置決め・保持構造体と、略円錐構造体であって、この円錐構造体の小端部はユーザーの外耳道への入口よりも小さくかつ円錐構造体の大端部はユーザーの外耳道への入口よりも大きいように構成され、外耳道を密閉するために外耳道への入口に適合する素材から形成された略円錐構造体とを含む。位置決め・保持構造体および略円錐形構造体は同じ素材を含んでいてもよい。位置決め・保持構造および略円錐形構造体は単一構造体であってもよい。
その他の特徴、目的および利点は、添付図面と共に以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。
ヒトの耳の側面図である。 ヒトの耳の例示的な断面図である。 ヒトの耳の例示的な断面図である。 イヤーピースの斜視図である。 イヤーピースとヒトの耳の側面図である。 二つの典型的なヒトの耳の断面図である。 イヤーピースを示す図である。 イヤーピースを示す図である。 イヤーピースを示す図である。 イヤーピースを示す図である。 二つの典型的なヒトの耳の断面図である。 図2および図5A〜5Dのイヤーピースの一部を示す図である。 図2および図5A〜5Dのイヤーピースの一部を示す図である。 図2および図5A〜5Dのイヤーピースの一部を示す図である。 図7A〜7Cのイヤーピース部分の断面図である。 図7A〜7Cのイヤーピース部分の断面図である。 イヤーピースの代替実施形態を示す図である。 イヤーピースの代替実施形態を示す図である。 イヤーピースの代替実施形態を示す図である。
本明細書では、右耳にフィットするように設計された耳内イヤーピースについて説明する。左耳にフィットするように設計されるイヤーピースは、以下で説明するイヤーピースのミラーイメージであり、同じ原理に基づいて機能するので、本明細書では説明しない。
図1Aは、特定された、いくつかの特徴部と共に、ヒトの右耳の側面を示している。多くの異なる耳のサイズおよび形状がある。いくつかの耳は、図1Aに示されていない付加的な特徴部を有する。いくつかの耳は、図1Aに示されている特徴部のいくつかを欠いている。いくつかの特徴部は、図1に示されるよりも、多かれ少なかれ、顕著であってもよい。図1Bおよび1Cは、特定された、いくつかの特徴部と共に、ヒトの耳の二つの代表的な断面を示している。外耳道は、不規則な形状の円筒であり、変化する断面積と直線ではない中心線を備えている。これら特徴部のなかでも、外耳道への入口および外耳道の主要部が特定されている。本明細書では、外耳道への入口とは、外耳道の壁が外耳道の中心線に対して実質的に非平行である耳殻付近の外耳道の一部を指す。ヒトの耳の正確な構造は、個人個人で大きく異なる。例えば、図1Bの断面においては、外耳道の中心線30−1Bに対して実質的に非平行な外耳道壁から、外耳道の中心線に対して実質的に平行な壁に至る比較的鋭い移行部が存在し、それゆえ外耳道への入口32−1Bは相対的に短い。図1Cの断面においては、外耳道の中心線に対して非平行な壁から、外耳道の中心線30−1Cに対して実質的に平行な壁に至る、より緩やかな移行部が存在し、それゆえ外耳道への入口32−1Cは相対的に長い。
図2はイヤーピース10を示している。イヤーピース10は、位置決め配線などのためのステム52と、音響ドライバーモジュール14と、チップ60とを含むことができる(図5A〜5Dにより分かりやすく示されている)。いくつかのイヤーピースはステム52を欠いていてもよく、だが、外部装置との無線通信のための(図示しない)電子モジュールを含んでいてもよい。別なイヤーピースはステムおよび音響ドライバーモジュールを欠いていてもよく、そしてパッシブイヤープラグとして機能してもよい。チップ60は位置決め・保持構造体20を含み、これは、この例では、外側脚部22と内側脚部24とを含む。チップはまたシーリング構造体48を含む。
使用時、イヤーピース10は耳の中に配置され、そして、位置決め・保持構造体20およびイヤーピースのその他の部分によって適所において方向付けられかつ保持される。チップ60は、外耳道へと音響ドライバーモジュール14の音響ドライバーにより放射される音波を導く通路を含む。チップ60から延びているのが位置決め・保持構造体20であり、これは、外耳道と係合するイヤーチップの一部からの顕著な寄与を伴わずに、かつ、イヤーチップの外部の構造体を伴わずに、イヤーピースを適所で保持する。位置決め・保持構造体20は少なくとも外側脚部22および内側脚部24を含み、これらは、一端においてイヤーチップの他の部分に結合され、かつ、他端において互いに結合されている。外側脚部は、耳殻の後方において、対耳輪および/または耳甲介舟の湾曲に概ね従うように湾曲している。概して、位置決め・保持構造体全体のコンプライアンス/剛性は、位置決め・保持構造体が作られる素材のコンプライアンス/剛性あるいは位置決め・保持構造体の、あるコンポーネントのコンプライアンス/剛性よりもさらに重要である。外側脚部22および内側脚部24は平面内に存在してもよい。
ここで図3を参照すると、イヤーピースチップは耳内に配置され、内部にやさしく押し込まれ、そして好ましくは矢印43で示すように反時計回りに回転させられている。耳内に本体を押し込むことで、外側脚部22は対耳輪の下方で適所に着座させられ、そしてチップ48の出口セクション(簡便のために図示していない)は、外耳道への入口の寸法および形状に依存して、僅かな量だけ外耳道内に進入させられる。
本体は続いて、この本体がそれ以上回転させることができなくなる状況が生じるまで、矢印41で示すように時計回りに回転させられる。この状況としては以下が挙げられる。チップの末端35が耳輪の底に接触し得る;内側脚部24が耳輪の底に接触し得る;あるいは末端35が耳甲介舟領域における対耳輪の背後で押し込まれた状態となり得る。位置決め・保持構造体は全ての三つの状況(以下、「モード」と呼ぶ)を実現するが、全ての 三つの条件が全てのユーザーに関して生じることはなく、このモードの少なくとも一つが、ほとんどのユーザーに関して生じる。どの状況が生じるかは、ユーザーの耳の大きさおよび形状に依存する。
イヤーピースを時計回りに回転させることによってまた、上記末端および外側脚部は耳甲介舟領域と係合し、かつ、対耳輪の下方に着座する。本体および位置決め・保持構造体20が適所に存在する場合、この位置決め・保持構造体および/または本体は、さまざまな様式(外側脚部22の長さ40が耳殻の後方において対耳輪に接触する;位置決め・保持構造体20の末端35が対耳輪の下方に存在する;外側脚部22の一部あるいは(先の図の)チップ60あるいは両方が対耳珠の下方に存在する;チップ60は耳珠の下方で外耳道への入口に接触する)の少なくとも二つ(そして多くの人々に関してはさらに多く)で、ほとんどの人々の耳に接触する。二つ以上の接触ポイントはイヤーピースを適所で保持し、より優れた安定性を実現する。力の分散、および耳に接触する本体の一部と外側脚部とのコンプライアンスは耳への圧力を軽減し、より快適なフィット感を実現する。
それが適切に方向付けられるように、それが安定する(すなわち耳内に留まる)ように、それが快適であるように、そしてある用途に関しては、それが周囲ノイズの著しいパッシブ減衰を実現するように、イヤーピースを耳内に配置することが望ましい。安定性および適切な配置を実現する一つの手法は上述した通りであり、(この引用によってその全体が本明細書に組み込まれる)米国特許出願第12/860,531号明細書において、より完全に説明されている。
顕著なパッシブ減衰を実現するための一つの装置は、外耳道の主要部内にフィットし、かつ、図4の矢印70,72および74で示すように、外耳道の主要部の壁に半径方向圧力を加えることによって外耳道それ自体に対して密着する構造体(例えば、米国特許出願第2004/0163653号明細書に開示された「クリスマスツリー」構造体、米国特許第5,957,136号明細書に開示された「マッシュルーム」構造体、あるいは米国特許第6,129,175号明細書に開示されたようなディスク状フランジ、あるいは類似の構造体)である。半径方向圧力は、内向きクランプ圧力から生じてもよく、あるいはそれによって補足されてもよい。この装置は、シール不良、不快感、あるいは痛みといった、いくつかの望ましくない副作用を有するであろう。というのは、外耳道の形状およびサイズは個人個人で大きく異なり、しかも当該装置は、ある個人に関して望まれるよりも外耳道内にさらに遠くへと進入することがあるからである。特に中耳に近い外耳道の主要部は非常に敏感なので、構造体が耳内で遠くに延びれば延びるほど、ますます不快になりがちである。顕著なパッシブ減衰を実現するためのその他の装置は、イヤーピースそれ自体とは別の、頭の側方あるいは耳の側方に適合する構造体を押し付ける内向きクランプ圧力を提供する構造体である。例としては、従来型ヘッドホンのヘッドバンド、および、例えば米国特許第4,055,233号明細書に記載された聴診器のヨークが挙げられる。だが、耳内イヤーピースに関して、軽量および小型サイズは望ましい特徴であり、ヘッドバンドおよびヨークは重量および構造物を付加する。
図2のイヤーピースは、過大な半径方向圧力を伴わずに、かつ、イヤーピースに含まれないソースによってもたらされる内向きクランプ力を伴わずに、定位置、安定性、および外耳道への入口に対する、そして外耳道の外側の耳構造体に対する良好なシーリングを実現するチップを含む。
図5A〜5Dはチップ60をさまざまな方向から見て示している。チップ60の全ての要素は、図の全てにおいて特定されていない。チップ60は、位置決め・保持構造体20と、本体23と、通路21と、シーリング構造体48とを含む。本体は、ドライバーモジュール14につながるための係合面25を含む。通路21は、本体およびシーリング構造体を介し、そして外耳道内へとドライバーモジュールからの音を導く。シーリング構造体48は円錐台形の構造体を含む。円錐台形の構造体は、(図7B,8Aおよび8Bにおいて下方を見たときに)実質的に直線状に先細になる壁と共に、(図7Aにおいて下方を見たときに)楕円形または長円形の断面を有していてもよい。ある実施形態では、シーリング構造体の構造ならびにそれを形成する素材によって、弾性率は、図5Bの矢印34の方向に測定したとき0.2ないし2gf/mmの範囲のものとなる。適切な素材の例としては、シリコーン、TPU(熱可塑性ポリウレタン)およびTPE(熱可塑性エラストマー)が挙げられる。
チップの小端部62は、それが僅かな量だけ、ほとんどのユーザーの外耳道の内側にフィットし、かつ、シーリング構造体48が外耳道への入口と接触するが外耳道の内側とは接触しないような寸法とされている。チップの大端部64は、それが、ほとんどのユーザーの外耳道への入口よりも大きなものであるような寸法とされている。
位置決め・保持構造体20およびシーリング構造体48は、30ショアA以下の硬さを備えた、同じ素材、例えば非常に柔らかいシリコーンゴムからなる単一部材であってもよい。シーリング構造体48の壁は均一な厚みであってもよく、これは非常に薄くても、例えば壁の最も厚い部分で1mm未満であってもよく、そして、壁が容易に撓むように円錐台形構造体の側へと先細になっていてもよく、これによって、耳の輪郭に容易に適合し、かつ、外耳道に大きな半径方向圧力を加えることなく良好なシールおよび良好なパッシブ減衰が実現される。イヤーピースの異なる部分は異なる役割を果たすので、イヤーピースの異なる部分は異なる素材、あるいは異なる硬さあるいは弾性率を備えた素材から形成されるのが望ましいであろう。例えば、保持構造体20の硬さ(デュロメータ)は快適性のために選択でき(例えば12ショアA)、チップ48の硬さは、より良好なフィット感およびシールのために僅かに高くてもよく(例えば20ショアA)、そして音響モジュール14に対して機械的にイヤーチップを結合するイヤーチップの一部の硬さは、より良好な保持ならびに音響モジュール14に対して機械的にイヤーチップを結合するイヤーチップの一部に対するシールのために、そしてある場合には、音波が移動する通路がより調和した形状および寸法を有するように、より高くてもよい(例えば70ショアA)。
図5A〜5Dに記載されたイヤーチップは、パッシブ減衰を提供するために外耳道の入口を密封し、そして外耳道の主要部に対しては僅かな半径方向圧力しか加えないか、あるいは図6に示すように外耳道の主要部には全く接触しない。
図7A〜7C、そして図8Aおよび8Bは、典型的な実施形態からの寸法と共に、チップ60の外観、ならびにその断面を示している。図7A〜7Cおよび図8A,8Bの実施形態において、シーリング構造体48は楕円形であり、小端部において7.69mmの長軸と5.83mmの短軸とを有し、かつ、大端部において16.1mmの長軸と14.2mmの短軸とを有する。こうした寸法を有するシーリング構造体は、小端部が少ない量だけ外耳道内に突出しかつ外耳道の壁と接触せず、大端部が外耳道内にフィットせず、そしてシーリング構造体48が外耳道へと入口と係合するように、多くのユーザーの外耳道内にフィットする。より小さいか、より大きなバージョンを、子供を含む、平均サイズ以下あるいは以上の耳を持つユーザーのために使用することができる。類似の全体サイズを有するが長軸と短軸との間でアスペクト比が異なるバージョンが、平均よりもさらに円形であるかあるいはほとんど円形ではない外耳道入口を持つユーザーのために提供されてもよい。
ある例では、シーリング構造体48および本体23は全体として、保持構造体20を含むことを必要とせずに、ユーザーの耳内でイヤーピースを位置決めしかつ保持するのに十分である。このような設計60’は図9A〜9Cに示されている。本体23と耳殻との間の摩擦および干渉がイヤーピースを保持する。位置決めは、本体23とシーリング構造体48との間の幾何学的関係によって補助され、本体は、シーリング構造体が外耳道への入口に正確に配置されかつそれに密着ときに耳殻内に嵌合する。シーリング構造体48に本体23または(例えば図2から)保持構造体20の少なくとも一つを追加することによって、シーリング構造体は、イヤーピースそれ自体を保持する必要がなくなり、これによってシーリング構造体をより従順かつ変形可能なものとすることが可能となるが、これは、それがまたイヤーピースの保持についての任を負っている場合に必要となるものである。
その薄い壁および楕円形断面と組み合わせた、シーリング構造体の略円錐台形状、すなわち、その実質的に直線状の斜面によって、シーリング構造体を、丸みを帯びた、すなわち円錐ではなくマッシュルーム形状の壁を持とうとする従来型のシーリング構造体よりも、さらに変形しやすいものとすることができる。丸みを帯びた壁は、より大きなフープ強度を有し、それが一つの横軸(すなわち構造体の長さを通る軸に対して垂直な軸)に沿って圧縮される場合、構造体は直交する横軸に沿って外向きに膨らむ。第1の横軸に関する変形へ応答によって、壁は他の横軸に沿ったコンプライアンスが低下し、複数の半径方向からの圧縮が壁の曲線に沿ったバックリングを引き起こし、シーリング構造体と耳との間のシールにおけるギャップ、あるいは側壁が全ての方向に圧縮できない圧力ポイントを生じることがある。対照的に、シーリング構造体60の薄い円錐形壁は、バックリングやその他の場所での圧力の増大を伴わずに、同時に複数の方向に圧縮することができる。
本明細書に開示された特定の装置および技術の多様な利用およびそこからの展開は、本発明の概念から逸脱することなくなし得る。したがって、本発明は、本明細書に開示された各および全ての新規な特徴ならびに当該特徴の新規な組み合わせを包含するものと解釈すべきであり、特許請求の範囲に記載された趣旨および範囲によってのみ限定される。
10 イヤーピース
14 音響ドライバーモジュール
20 位置決め・保持構造体
21 通路
22 外側脚部
23 本体
24 内側脚部
25 係合面
32−1B 入口
32−1C 入口
35 末端
48 シーリング構造体(チップ)
52 ステム
60 シーリング構造体体(チップ)
62 小端部
64 大端部

Claims (24)

  1. 耳内イヤーピースのためのイヤーチップであって、
    前記イヤーピースの外部の構造体を伴わずに、前記イヤーピースを位置決めしかつ前記イヤーピースを適所にて保持するためにユーザーの耳の底面の特徴部と係合するための位置決め・保持構造体と、
    略円錐構造体であって、この円錐構造体の小端部は典型的なヒトの外耳道への入口よりも小さくかつ前記円錐構造体の大端部は典型的なヒトの前記外耳道への入口よりも大きいように構成され、前記外耳道を密閉するために前記外耳道への前記入口に適合する素材から形成された、略円錐構造体と、
    を備えることを特徴とするイヤーチップ。
  2. さらにラウンド体を備え、このラウンド体は、前記円錐構造体に対して結合され、前記円錐体の前記大端部付近に配置され、ユーザーの耳の耳殻内に留まるよう構成されることを特徴とする請求項1に記載のイヤーチップ。
  3. 前記ラウンド体は、前記イヤーピースの電気音響トランスデューサーのハウジングに対する結合のためのイヤーピース係合面を含み、前記イヤーチップがユーザーの耳の中に挿入されたとき前記円錐構造体および前記イヤーチップ本体がユーザーの耳と前記ハウジングとの間に配置されるようになっていることを特徴とする請求項2に記載のイヤーチップ。
  4. 前記イヤーチップ本体は前記円錐構造体の内部を通る通路によって前記円錐構造体に対して接合されており、前記円錐構造体の前記小端部において終端し、前記通路と前記円錐構造体の前記壁との間の空気の体積は、ユーザーの耳の中に挿入された際に前記円錐構造体が変形する余地を提供することを特徴とする請求項2に記載のイヤーチップ。
  5. 前記位置決め・保持構造体は前記ラウンド体からなることを特徴とする請求項2に記載のイヤーチップ。
  6. 前記位置決め・保持構造体および前記略円錐構造体は同じ素材を含むことを特徴とする請求項1に記載のイヤーチップ。
  7. 前記位置決め・保持構造体および前記略円錐構造体は単一構造体であることを特徴とする請求項6に記載のイヤーチップ。
  8. 前記位置決め・保持構造体は、
    チップを形成するためにアタッチメント端部において互いに取り付けられかつ前記他端部において前記イヤーピースの本体に対して取り付けられた外側脚部および内側脚部を備えることを特徴とする請求項1に記載のイヤーピース。
  9. 前記略円錐構造体は、前記大端部から前記小端部へと略直線的に先細となっていることを特徴とする請求項1に記載のイヤーチップ。
  10. 略円錐構造体は略均一な厚みを有することを特徴とする請求項1に記載のイヤーチップ。
  11. 前記略円錐構造体は断面に関して略楕円形であることを特徴とする請求項1に記載のイヤーチップ。
  12. 前記位置決め・保持構造体の素材は、前記略円錐構造体とは異なる硬度を有することを特徴とする請求項1に記載のイヤーチップ。
  13. 前記略円錐構造体は、前記壁が、バックリングを伴わずに、二つの異なる横軸線に沿って圧縮されることを可能とする、コンプライアンスおよび変形性を有することを特徴とする請求項1に記載のイヤーチップ。
  14. 前記素材は30ショアA以下の硬度を有することを特徴とする請求項1に記載のイヤーチップ。
  15. 前記素材は2gf/mm以下の剛性を有することを特徴とする請求項1に記載のイヤーチップ。
  16. 前記素材はシリコーンラバーであることを特徴とする請求項1に記載のイヤーチップ。
  17. 前記素材は熱可塑性エラストマーであることを特徴とする請求項1に記載のイヤーチップ。
  18. 前記素材は熱可塑性ポリウレタンであることを特徴とする請求項1に記載のイヤーチップ。
  19. 前記略円錐構造体は、前記外耳道に対して前記イヤーピースの音響ドライバーからの音波を導くために、それを貫通する開口を備えることを特徴とする請求項1に記載のイヤーチップ。
  20. ユーザーの外耳道へと前記音響ドライバーによって放射される音波を導くための前記開口の周囲の前記構造体の素材は、前記位置決め・保持構造体の素材とは、そして前記略円錐構造体の素材とは異なる硬さを有することを特徴とする請求項19に記載のイヤーチップ。
  21. 前記開口は断面に関して略楕円形であることを特徴とする請求項19に記載のイヤーチップ。
  22. 請求項21に記載のイヤーチップのセットであって、前記セットの少なくとも二つのイヤーチップの前記開口は異なる楕円離心率を有することを特徴とするイヤーチップのセット。
  23. 請求項22に記載のイヤーチップのセットであって、異なる離心率を持つ開口を有する前記少なくとも二つのイヤーチップの前記位置決め・保持構造体は同じ寸法を有することを特徴とするイヤーチップのセット。
  24. 請求項1ないし21のいずれか1項に記載のイヤーチップを備えた耳内イヤーピースであって、さらに、前記イヤーチップに結合された音響ドライバーを備えることを特徴とする耳内イヤーピース。
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