JP2015095667A - ダイナミックヘッドホンユニット及びダイナミックヘッドホン - Google Patents

Abstract

【課題】 音響抵抗に応力を加えることで、音響抵抗の振動や共振を抑止し、周波数応答と歪率の劣化を防ぐダイナミックヘッドホンユニットを提供する。【解決手段】 ボイスコイル１３３を有する振動板１３と、ボイスコイル１３３が配置される磁気ギャップを有する磁気回路１７と、磁気回路１７と振動板１３を支持すると共に、上記振動板１３と対向して形成された音孔（１５、１６）に音響抵抗（１１、１２）が配置されるユニットフレーム１４と、を有し、音響抵抗（１１、１２）には、弾性部材（２１、２２）による応力が加えられる。【選択図】図１

Description

本発明は、ダイナミックヘッドホンユニット及びダイナミックヘッドホンに関するものである。

ダイナミックヘッドホンユニットは、永久磁石と、永久磁石の一方の極側に設けられたポールピースと、永久磁石の他方の極側に設けられたヨークにより磁気回路が形成される。この磁気回路中に形成される磁気ギャップに、振動板を介して振動可能に支持されたボイスコイルが配置されている。音声信号に応じた電流をボイスコイルに流すと、この電流によって生じる磁界と磁気ギャップ中の磁界との作用により、電流に応じてボイスコイルが振動し、これに応じて振動板が振動するので、音が出力される。このようなダイナミックヘッドホンユニットには、入力信号に対する周波数応答を平坦にするため、音響抵抗が用いられる（例えば、特許文献１参照）。

従来から知られているダイナミックヘッドホンユニットについて、図３を用いて説明する。図３は、従来のダイナミックヘッドホンユニット１００の構造の例を示す断面図である。ダイナミックヘッドホンユニット１００は、基本的な構成として、振動板１３と、ユニットフレーム１４と、磁気回路１７と、を有してなる。

振動板１３は、センタードーム１３１と、その周りに連設されたサブドーム１３２と、を有し、センタードーム１３１とサブドーム１３２との境界部分には、ボイスコイル１３３が接着材等により一体的に取り付けられている。

磁気回路１７は、永久磁石１７１と、センターポールピース１７２と、ヨーク１７３と、を有してなる。永久磁石１７１は、円盤状の金属に板厚方向の着磁を施した磁石である。センターポールピース１７２と、ヨーク１７３は、それぞれ別体の磁性体であって、永久磁石１７１の一方の極側に配置されたセンターポールピース１７２と、永久磁石１７１の他方の極側に配置された皿状のヨーク１７３との間には、磁気ギャップが形成されている。

ユニットフレーム１４は、合成樹脂製の円盤体からなり、その中央部分に形成された孔において磁気回路１７を支持している。また、ユニットフレーム１４の周縁部は、ボイスコイル１３３が磁気ギャップ内で振動可能な状態になるように、振動板１３のサブドーム１３２の外端部を支持している。

ダイナミックヘッドホンユニット１００を備えるダイナミックヘッドホンは、図示しないバッフル板と、ヘッドホン筐体（イヤーカップ）と、イヤーパッドと、ヘッドバンドと、を有してなる。バッフル板は、ダイナミックヘッドホンユニット１００を固定する円板状の板材である。ヘッドホン筐体は、ダイナミックヘッドホンユニット１００の背面側（図３における右側）において、バッフル板の背面側に取り付けられる。バッフル板とダイナミックヘッドホンユニット１００と筐体とによって形成される空間が、背部気室になる。イヤーパッドは、バッフル板の前面側に配置されていて、利用者の側頭部に当接される。

ユニットフレーム１４の周縁部には、振動板１３のサブドーム１３２の背面側と図示しない背部気室を音響的に接続するため、第１音孔１５が形成されている。第１音孔１５は、ユニットフレーム１４の周縁部において、同心上に複数形成されている。磁気回路１７の中央部分には、振動板１３のセンタードーム１３１の背面側と図示しない背部気室を音響的に接続するため、第２音孔１６が形成されている。

第１音孔１５の背面側には、第１音響抵抗１１が取り付けられている。この第１音響抵抗１１によって、第１音孔１５は覆われている。また、第２音孔１６の背面側には、第２音響抵抗１２が取り付けられている。この第２音響抵抗１２によって、第２音孔１６は覆われている。このように音響抵抗材を用いることで、ダイナミックヘッドホンユニット１００における、入力信号に対する周波数応答を平坦にすることができる。

上記のような構成を備える従来のダイナミックヘッドホンユニット１００に、１ｍＷの入力信号を加えると、この入力信号による振動板１３の振動により、振動板１３の前方空間と後方空間に、概ね１００ｄＢ（２Ｐａ）の音圧が生じる。

ダイナミックヘッドホンユニット１００を備えるダイナミックヘッドホンの利用状態を想定すると、振動板１３の前方には利用者の耳がある。この耳とイヤーパッドと振動板１３とにより形成される空間の容積は、振動板１３の後方空間の容積よりも、約１０倍大きい。言い換えると、振動板１３と第１音響抵抗１１及び第２音響抵抗１２により形成される空間の容積は、振動板１３の前方空間の容積の約１／１０程度の容積である。

振動板１３は前方にも後方にも同じように動く。ダイナミックヘッドホンユニット１００に対する１ｍＷの入力信号により生ずる振動板１３の後方空間の音圧は、約１２０ｄＢ（２０Ｐａ）以上にもなる。

上記のような音圧は、ダイナミックヘッドホンユニット１００への入力信号のレベルに応じて大きくなる。例えば、入力信号のレベルが３２ｍＷを超えるようなとき、振動板１３の後方空間における音圧は、１５０ｄＢを超える。このような大きな音圧が、第１音響抵抗１１と第２音響抵抗１２に加わることになる。

第１音響抵抗１１は、サブドーム１３２全体に抵抗負荷を加えるためのものである。したがって、第１音響抵抗１１の有効面積は、サブドーム１３２の面積に近づける必要がある。つまり、第１音孔１５の開口面積を大きくする必要がある。また、第２音響抵抗１２は、センタードーム１３１全体に抵抗負荷を加えるものである。したがって、第２音響抵抗１２の有効面積もセンタードーム１３１の面積に近づける必要がある。つまり、第２音孔１６の開口面積を大きくする必要がある。しかし、第１音響抵抗１１や第２音響抵抗１２の有効面積を大きくした場合、そこに大きな音圧が加わることで、第１音響抵抗１１や第２音響抵抗１２は、振動しやすくなる。

特開２０１１−０８７０９８号公報

音響抵抗材料は、網や不織布等が用いられるので、上記にて説明したように、大きな音圧によって、容易に振動し、音響抵抗材料の質量とスチフネスによって決定される特定の周波数において、共振する。このような音響抵抗材の振動や共振は、ダイナミックヘッドホンユニット１００における周波数応答と歪率を劣化させる要因になり、ダイナミックヘッドホンユニット１００の出力の音質を低下させる原因となる。

そこで本発明は、音響抵抗の振動や共振を抑止し、周波数応答と歪率の劣化を防ぐダイナミックヘッドホンユニットを提供することを目的とする。

本発明は、ボイスコイルを有する振動板と、上記ボイスコイルが配置される磁気ギャップを有する磁気回路と、上記磁気回路と振動板を支持すると共に、上記振動板と対向して形成された音孔に音響抵抗が配置されるユニットフレームと、を有するダイナミックヘッドホンユニットであって、上記音響抵抗には、弾性部材による応力が加えられる、ことを最も主な特徴とする。

本発明によれば、音響抵抗の振動や共振を抑止し、周波数応答と歪率の劣化を防ぐことができる。

本発明に係るダイナミックヘッドホンユニットの実施形態の例を示す断面図である。 上記ダイナミックヘッドホンユニットの特徴部分を拡大した拡大断面図である。 従来のダイナミックヘッドホンユニットの例を示す断面図である。

以下、本発明に係るダイナミックヘッドホンユニットの実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係るダイナミックヘッドホンユニット１０の例を示す断面図である。ダイナミックヘッドホンユニット１０は、基本的な構成として、従来例と共通する構成を含んでいる。本実施形態の説明において、従来例と同じ構成には同じ符号を付すこととする。

図１に示すように、ダイナミックヘッドホンユニット１０は、振動板１３と、ユニットフレーム１４と、磁気回路１７と、を有してなる。

振動板１３は、センタードーム１３１と、その周りに連設されたサブドーム１３２と、を有し、センタードーム１３１とサブドーム１３２との境界部分にはボイスコイル１３３が接着材等により一体的に取り付けられている。

磁気回路１７は、永久磁石１７１と、センターポールピース１７２と、ヨーク１７３と、を有してなる。永久磁石１７１は、円盤状の金属に板厚方向の着磁を施した磁石である。センターポールピース１７２と、ヨーク１７３は、それぞれ別体の磁性体である。永久磁石１７１の一方の極側に配置されたセンターポールピース１７２と、永久磁石１７１の他方の極側に配置された皿状のヨーク１７３との間には、磁気ギャップが形成されている。

ユニットフレーム１４は、合成樹脂製の円板体からなり、その中央部分に形成された孔において磁気回路１７を支持している。また、ユニットフレーム１４の周縁部は、ボイスコイル１３３が上記に磁気ギャップ内で振動可能な状態になるように、振動板１３のサブドーム１３２の外端部を支持している。

ダイナミックヘッドホンユニット１０を備えるダイナミックヘッドホンは、図示しないバッフル板と、ヘッドホン筐体（イヤーカップ）と、イヤーパッドと、ヘッドバンドと、を有してなる。バッフル板は、ダイナミックヘッドホンユニット１０を固定する円板状の板材である。ヘッドホン筐体は、ダイナミックヘッドホンユニット１０の背面側（図１における右側）において、バッフル板の背面側に取り付けられる。バッフル板と、ダイナミックヘッドホンユニット１０と、筐体によって形成される空間が背部気室になる。イヤーパッドはバッフル板の前面側に配置されていて、利用者の側頭部に当接する。

ユニットフレーム１４の周縁部には、第１音孔１５が形成されている。第１音孔１５は、ユニットフレーム１４の周縁部において、同心上に複数形成されていて、振動板１３のサブドーム１３２と対向し、サブドーム１３２の背面側と図示しない背部気室を、音響的に接続している。磁気回路１７の中央部分には、第２音孔１６が形成されている。第２音孔１６は、振動板１３のセンタードーム１３１と対向して、センタードーム１３１の背面側と図示しない背部気室とを、音響的に接続している。

第１音孔１５の背面側（図１における右側）には、第１音響抵抗１１が配置されている。また、第２音孔１６の背面側には、第２音響抵抗１２が配置されている。第１音響抵抗１１及び第２音響抵抗１２のいずれも、音を透過する素材であって、例えば網や不織布である。

第１音響抵抗１１の背面側（図１における右側）には、第１弾性部材２１と、第１弾性部材２１を第１音響抵抗１１に押し当てるための第１押え部材２３が配置されている。第１弾性部材２１は、例えばスポンジであって、音を透過させ、かつ、弾性を有する素材からなる。第１弾性部材２１は、ユニットフレーム１４の外縁部形状（周縁部形状）と同様の形状を有している。

ここで、第１弾性部材２１と第１押え部材２３について詳細に説明する。図２は、図１における領域Ａを拡大した拡大断面図である。図２に示すように、第１音響抵抗１１の背面側には第１弾性部材２１が配置されていて、第１弾性部材２１の背面側には第１押え部材２３が配置されている。

第１音響抵抗１１の背面側に第１弾性部材２１を当接させて、第１押え部材２３をユニットフレーム１４側に押し付けると、第１弾性部材２１が振動板１３側（サブドーム１３２方向）に潰されていく。第１弾性部材２１は、スポンジのような素材からなるので、第１押え部材２３によって一旦潰された後に、元の状態に戻ろうとして膨らむ。

第１押え部材２３は、例えば、ユニットフレーム１４の外縁部形状（周縁部形状）と同様の形状であって、図示しない締結部材（ネジ）などによってユニットフレーム１４に固定される。第１押え部材２３には孔が形成されていて、この孔は、ユニットフレーム１４と第１押え部材２３を固定した状態において、第１音孔１５に対向する位置に配置される。すなわち、サブドーム１３２の背面側の空間は、第１音響抵抗１１、第１弾性部材２１、第１押え部材２３を介して、図示しない背部気室と連通している。

第１押え部材２３によってユニットフレーム１４側に押し付けられた第１弾性部材２１が膨らむと、第１音響抵抗１１は、サブドーム１３２側に押し出された状態になる。すなわち、第１音響抵抗１１は、第１弾性部材２１によってユニットフレーム１４に押し付けられた状態になり、第１音孔１５に相当する部分の第１音響抵抗１１が振動板１３側に膨らんで変形する。この変形による応力により、第１音響抵抗１１は、サブドーム１３２の振動による大きな圧力が加えられても共振しづらくなり、振動することを抑止することができる。

すなわち、ダイナミックヘッドホンユニット１０は、第１弾性部材２１を第１音響抵抗１１の背面側に配置して第１音響抵抗１１に応力を加えるようにすることで、周波数応答と歪率の劣化を防ぐことができる。

図１に戻る。磁気回路１７の中央部分に設けられている第２音孔１６には、第２弾性部材２２が配置されている。第２音孔１６のセンタードーム１３１側の開口には、第２弾性部材２２を第２音孔１６内に留めるための第２押え部材２４が取り付けられている。

第２弾性部材２２は、例えばスポンジであって、音を透過させ、かつ、弾性を有する素材からなる。第２弾性部材２２は、第２音孔１６と同様の形状を有している。

第２弾性部材２２を第２音孔１６に挿入して押し込むと、第２弾性部材２２は一旦潰される。その後、第２弾性部材２２が復元する前に第２押え部材２４によって第２弾性部材２２の挿入口を塞ぐ。そうすると、第２弾性部材２２の復元力よって、第２押え部材２４と第２音響抵抗１２は、それぞれ磁気回路１７の外側に向けて膨らむ。すなわち、第２弾性部材２２によって第２音響抵抗１２には応力が加えられる。第２押え部材２４は、第１音響抵抗１１や第２音響抵抗１２と同様の音を通過する素材であって、例えば、網や不織布である。なお、第２音響抵抗１２及び第２押え部材２４は、磁気回路１７の外面に両面テープなどの接着剤を用いて固定するとよい。

この応力により、第２音響抵抗１２は、センタードーム１３１の振動による大きな圧力が加えられても共振しづらくなり、振動することを抑止することができる。すなわち、ダイナミックヘッドホンユニット１０は、第２弾性部材２２を第２音響抵抗１２の前面側に配置して第２音響抵抗１２に応力を加えるようにすることで、周波数応答と歪率の劣化を防ぐことができる。また、センタードーム１３１の背面側の空間は、第２押え部材２４、第２弾性部材２２、第２音響抵抗１２を介して、図示しない背部気室と連通している。

以上説明したダイナミックヘッドホンユニット１０によれば、音響抵抗材に応力を加えることによって、音響抵抗材の振動や共振を抑止し、周波数応答と歪率の劣化と音質の低下を防止することができる。

１０ ダイナミックヘッドホンユニット
１１ 第１音響抵抗
１２ 第２音響抵抗
１３ 振動板
１４ ユニットフレーム
１５ 第１音孔
１６ 第２音孔
２１ 第１弾性部材
２２ 第２弾性部材
２３ 第１押え部材
２４ 第２押え部材

Claims (7)

1. ボイスコイルを有する振動板と、
   上記ボイスコイルが配置される磁気ギャップを有する磁気回路と、
   上記磁気回路と振動板を支持すると共に、上記振動板と対向して形成された音孔に音響抵抗が配置されるユニットフレームと、
   を有するダイナミックヘッドホンユニットであって、
   上記音響抵抗には、弾性部材による応力が加えられる、
   ことを特徴とするダイナミックヘッドホンユニット。
2. 上記音響抵抗は、上記弾性部材により上記ユニットフレームに押し付けられる、
   請求項１記載のダイナミックヘッドホンユニット。
3. 上記ユニットフレームは、上記磁気回路を中央部分で支持し、周縁部で上記振動板の外端部を支持し、上記音孔は上記外端部に形成される、
   請求項１または２記載のダイナミックヘッドホンユニット。
4. 上記弾性部材は、上記ユニットフレームの外縁部形状と同様の形状を有する押え部材により、上記ユニットフレームに押し付けられる、
   請求項３記載のダイナミックヘッドホンユニット。
5. 上記押え部材は、上記音孔に対向する位置に孔が形成されている、
   請求項４記載のダイナミックヘッドホンユニット。
6. 上記弾性部材は、スポンジである、
   請求項１乃至５のいずれかに記載のダイナミックヘッドホンユニット。
7. ヘッドホン筐体にヘッドホンユニットを備えるダイナミックヘッドホンであって、
   上記ヘッドホンユニットは、請求項１乃至６のいずれかに記載のダイナミックヘッドホンユニットであることを特徴とするダイナミックヘッドホン。

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