JP2016158131A - 骨伝導イヤホンおよびその組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数が少なく、組立容易で、大幅にコストを低減し、通気孔により装着時に圧迫感をなくし、外耳道にフィットして装着できる骨伝導イヤホン及びその組立方法を提供する。【解決手段】弾性部材からなる袋状ケース２内の底部から上方の開口部２ａ’に向って振動子６、ダンパー７、コイル８及び袋状ケース２の開口部を塞ぐケース４を設ける。通気孔５は、袋状ケース２の先端にかけて貫設される。ケース４からコイル通電用のリード３が引き出され、通電による振動子６の振動は袋状ケース２を介し外部へ伝達される。【選択図】図３

Description

この発明は、組立が極めて容易で、かつコストダウンを実現できる骨伝導イヤホンに関する。

イヤホンとしては、一般的に外耳道内に挿入して耳を塞ぐタイプの従来からあるイヤホンと、骨伝導タイプで同じく耳を塞ぐタイプのものと、これとは別に外耳道内に挿入しなくとも使用可能な骨伝導イヤホンとに大別される。

前者のイヤホンとしては、例えば文献１（マグネチックイヤホンタイプ）、文献２（圧電型）のようなものがある。

また、後者のイヤホンとしては、例えば文献３（いわゆる外椀型）のようなものがある。

従来の前者のイヤホンにおいては、使用時に、外耳道内に挿入する。したがって、外耳道が塞がれてしまうため、外耳道が圧迫され、長時間使用していると違和感を感じ疲れる、通気性がないため、発汗して不快感を感じる、外界と遮断されるので、孤立感など精神的、肉体的負担を感じる、危険時の警報音が聞こえ辛く、安全面に欠ける、といった課題がある。

一方、後者のタイプのものとしては、外耳道に挿入することなく、頭部に当接させたり、耳の周囲に当てたりして使用する。したがって、前者のタイプのもののように、外耳道を圧迫することはない。

しかしながら、後者のタイプのものは、弾性部材からなるヘッドバンドのハンガー部分の両端部にイヤホンが設けられ、ヘッドバンドを頭部に装着して使用する構造となっているため、部品点数が多く、組立が煩雑であり、費用も大幅にかかる。装着装置が大掛かりで重量もあるため、体力を必要とし、また、装着にあたっては頭部が圧迫されるので、重圧感があり、長時間装着すると疲れ易い。収納時に場所をとる、などといった数々の課題があった。

かかる課題を解決したものとしては、文献４に示されるように、ヘッドバンドをなくし、外耳道挿入式のコンパクトな簡易構成のタイプとしつつ、外界と連通させて、通気性をもたせ、かつ装着時の圧迫感をなくした開孔型の骨伝導イヤホンがある。

特開昭５０−１５１１３４号公報 特開２００９−１１１８２０号公報 特開２００９−０４９８４４号公報 特開２０１２−０４４２４５公報

文献４のものは、通気孔により外部と鼓膜側とを連通させ、装着時に外耳道を塞ぐことはないため、外耳道の圧迫を軽減でき、かつ発汗してもその水分を外気に逃がすことができ、また、外界と遮断されないので、孤立感、肉体的負担を軽減でき、しかも危険時の警報音も感じ取ることができ、身の危険を回避し得る、といった効果を有する。さらに老人、難聴者等にも使用でき、補聴器として使用する場合にも、マイクとスピーカとの関連はないため、ハウリングは起こらないという効果がある。また、組立時に、容易にダンパーをコイルボビンの胴部内に収納でき、組立性が良好である。さらにまた、防水型として使用できるため、豪雨や水中での使用も可能となる。また、マグネットを含むムーブメントが質量（マスコントロール）を持っているので、振動を直接骨に伝え易い利点を持つといった優れた利点を有するものの、部品点数がやや多く、よってその分、若干コスト高となるとともに、組立も煩雑であるという課題があった。

この発明は上記のことに鑑み提案されたもので、その目的とするところは、部品点数が少なく、組立も容易で、トータル的に大幅にコストを低減し得、しかも外耳道にフィットして装着できる骨伝導イヤホン、およびその組立方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、弾性部材からなる袋状ケース２内の底部から上方の開口部２ａ’に向って振動子６、ダンパー７、コイル８、袋状ケース２の開口部２ａ’を塞ぐケース４が設けられ、かつ前記ケース４から前記コイル通電用のリード３が引き出され、通電による前記振動子６の振動は前記袋状ケース２を介し外部へ伝達されることを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１記載の骨伝導イヤホンにおいて、前記袋状ケース２、振動子６、コイル８、ケース４の中央部にそれぞれ連通する通気孔５が形成されていることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１記載の骨伝導イヤホンにおいて、前記袋状ケース２の先端部２ｅは袋状ケース２の長さ方向に対し屈曲されていることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項１記載の骨伝導イヤホンにおいて、前記袋状ケース２の外周部には少なくとも一以上の弾性を有する椀状突出部２Ａが形成されていることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、骨伝導イヤホンの組立方法において、弾性部材からなる袋状ケース２内に、一方向から、振動子６およびダンパー７を詰め込み、かつコイル８を有し、リード３が導出された第１、第２のケース９、１０からなる２分割構造のケース４からなる組立体を詰め込んで組立ることを特徴とする。
請求項６に係る発明は、請求項５記載の骨伝導イヤホンの組立方法において、前記コイル８のコイル線８ｄ、８ｅは前記ケース４を構成する第１のケース９の上面においてコンタクトピン１１を介し前記リード３のリード線３ａ、３ｂと接続され、かつ前記コイル８は前記第１のケース９の筒部９ａ’に保持され、この第１のケース９に対し前記第２のケース１０を被せ、超音波溶着により一体化することを特徴とする。

請求項１記載の本発明によれば、主要部品点数は袋状ケース２、振動子６、ダンパー７、コイル８、ケース４と少ないため、コストダウンを実現でき、また、袋状ケース２は弾性を有し伸縮自在のため、中の振動子６は自由に動くことができ、振動子６の振動を袋状ケース２を介し効率良く外部に伝達することができる。
また、請求項２記載の本発明によれば、上記効果に加え、通気孔５を有するため、外耳道に装着した場合、外部と鼓膜側とを連通させることができ、外部情報が遮断されることはなく、かつ装着した場合、圧迫感もない。
さらに、請求項３の本発明によれば、先端部を外耳道の形状に沿って屈曲させているため、振動を効率良く伝達させることができ、通信を行うことができる。
請求項４記載の本発明によれば、外耳道の形状が個人差によって異なり、外耳道が広い場合であっても弾性材からなる突出部２Ａによって外耳道との密着度を高めることができる。
請求項５、６記載の本発明によれば、部品を一方向から袋状のケース２に詰め込むので、組立が極めて容易で生産性に優れ、かつ部品点数も少ないことからトータル的にコストダウンを図り得る。

本発明の一実施例の斜視図を示す。 （ａ）は同上の平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図を示す。 図２（ａ）中Ａ−Ａ線断面図。 図２（ａ）中Ｂ−Ｂ線断面図。 本発明で用いられる第１、第２のケースの分解斜視図。 本発明のリード線とコイル線との接続を示す説明図。 組立工程を示す説明図。 次位の組立工程を示す説明図。 本発明の他の実施例の斜視図。 （ａ）は同上の平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図を示す。 図１０（ａ）中Ａ−Ａ線断面図。 図１０（ｂ）中Ｂ−Ｂ線断面図を示す。

図１において、１は本発明にかかる骨伝導イヤホンで、この骨伝導イヤホン１は、シリコンゴム、エラストマーなどの弾性部材からなり、ソックスの形のような細長い形状をした袋状のケース２を備え、この袋状ケース２内には骨伝導装置が収納されている。３は外部に引き出された周知のように屈曲自在なリードであり、このリード３は、袋状ケース２の上方開口部２ａ’内に設けられた蓋として機能するケース４のリード導出部４ａから外部に引き出されている。リード３は後述するコイルの巻始め、巻終わりのコイル線８ｄ、８ｅが接続されている。５はケース４の中央部に貫設された通気孔である。なお、骨伝導装置の構成については後述する。

図２（ａ）は骨伝導イヤホン１の平面図で、ケース４の通気孔５は、図２（ｃ）に示すように、袋状ケース２の先端にかけて貫設され、この骨伝導イヤホンは開孔型となっている。

図２（ｂ）は側面図で、図示の状態において、袋状ケース２のほぼ中央部から上方部に向って、段階的に外形が外側に向って広がる段状になっている。段状をなすのは内部に収められる各部品の形状に対応させたためである。すなわち、上部が一番径が大きな第１径部２ａをなし、先端部に向って順次径が小さくなる第２径部２ｂ、第３径部２ｃ、第４径部２ｄとなっている。

そして、第４径部２ｄの先端部２ｅは、直線状をなす第１径部２ａ〜第４径部２ｄの中央部までの直線状に延びる長手軸方向Ｏに対する角度αはほぼ３０度の角度の範囲内でもって屈曲されている。外耳道はその形状に個差がある。外耳道の長手方向に対して２〜３ｍｍの長さで横方向に自由度を作れば形状に対応度が上がるため、先端部を屈曲させ、効率良く振動を伝達させ、通信を行うことができるようにした。なお、屈曲させずほぼ直線状に形成しても良い。

図２（ｃ）は骨伝導イヤホン１の底面図で、底面から開口する通気孔５は、袋状ケース２の先端部２ｅを屈曲させたため、上部の通気孔５（破線で示す）に対し偏位していることが分かる。なお、先端部２ｅは、図２（ｃ）に示すように、先端に向って先細になっている。これは外耳道に挿入しやすくしたためである。

図３は骨伝導イヤホン１の内部構造を示す断面図を示す。袋状ケース２の傾斜した先端部２ｅの内側の部分は通気孔５を除きハッチングで示すように弾性部材が充填され肉厚部２ｅ’となっている。そして、この肉厚部２ｅ’の上面、換言すると袋状ケース２内の底部にはマグネットからなる振動子６が設けられている。

振動子６の上部には、好ましくはリング状のダンパー７が配設されている。このダンパー７は袋状ケース２と同様にシリコンゴムのような弾性部材からなっている。

８はダンパー７を介し振動子６上に設けられたコイルで、第２、第３径部２ｂ、２ｃ内にかけて設けられている。このコイル８は、両端にフランジ８ｂが形成されたボビンの胴部８ｃに巻線８ａが巻回されて構成されている。８ｄは巻線８ａの巻始め、または巻終わりのコイル線であり、このコイル線８ｄはリード３内のリード線３ａ、３ｂと接続される（後述する図６参照）。これについては、追って、再び説明する。なお、袋状ケース２の上方開口部２ａ’はケース４によって塞がれる。このケース４は第１、第２のケース９、１０の２分割構造をなし、コイル８の上部にコイル径よりやや大径の第１のケース９が設けられる。第１のケース９はコイル８の上部のフランジ８ｂに当接し、フランジ８ｂの外側に位置し、かつコイル８の外周部に当接する筒部９ａ’を有し、筒部９ａ’によってコイル８を保持している。

この第１のケース９の上に、第１のケース９と同径の第２のケース１０が設けられる。これら第１、第２のケース９、１０は袋状ケース２の上方の第１径部２ａ内に設けられている。

第１のケース９の上面には、詳しくは図４に示すように、外周部にリング状の凹部９ａが形成されている。第２のケース１０には第１のケース９の凹部９ａと嵌合する凸部１０ａが形成され、かつ第２のケース１０に形成されたリード導出部４ａからコイル線８ｄ等と接続されたリード３が引出される（図１、図３参照）。なお、第１、第２のケース９、１０は各凹部と凸部とを嵌合させて両者をつき合わせ、超音波溶着により一体化される。これによりコイル線とリード線が接続される。なお、図４中、１１は図３に示したコイル線８ｄとリード３とを電気的に接続するコンタクトピンである。

図５は、リード３の先端部がセットされる第１のケース９、この第１のケース９の所定位置に収納される短丸ピン状のコンタクトピン１１、第１のケース９上に被せられる第２のケース１０の分解斜視図を示す。

図５に示すように、第１のケース上面の外周部に形成された凹部９ａの内側の一部にコイル線引出孔ａが形成され、その反対側の直線状の位置にリード先端収納部９ｂが形成されている。そして、それらの両側位置に細長い矩形状の凹部からなるコンタクトピン収納部９ｃが形成されている。そこに導電性材料からなるコンタクトピン１１が収納されている。

また、図５において、３ａ’、３ｂ’はリード３に収められている２本のリード線３ａ、３ｂのコンタクトピン１１と接続される部分である。絶縁被覆されたリード線３ａ、３ｂは案内溝を介しそれぞれ両サイドのコンタクトピン収納部９ｃに導かれ、かつ第１のケース９の外周にフランジ状に立設された外周壁９ｄの矩形状の切欠き９ｅから外部に引出される。

また、図６に示すように、コイル線引出孔ａから上面側又は下面側に引出されたコイル線８ｄ、８ｅも案内溝を介しコンタクトピン収納部９ｃを通り、切欠き９ｅから外部に引出される。この状態で導電性のコンタクトピン１１をリード線３ａ、３ｂおよびコイル線８ｄ、８ｅ上にセットする。

再び図５に戻り、この状態で、切欠き９ｅから導出されたリード線３ａ、３ｂおよびコイル線８ｄ、８ｅを例えば指で外側に引っ張りながら第２のケース１０を第１のケース９に被せる。この場合、第２のケース１０の外周部には切欠き９ｅと係合する位置決め用の係合片１０ｃが形成されているため、第１のケース９に対し所定位置でもって第２のケース１０を被せることができる。

しかる後、第１、第２のケース９、１０は超音波溶着する過程において一体化できる。また、リード線３ａ、３ｂの、リード線３ａ’、３ｂ’部分とコイル線８ｄ、８ｅとをコンタクトピン１１を介し接続することができる。また、切欠き９ａから露出した余分な線は切断する。

一体化された第１、第２のケース９、１０からなるケース４は、図３、図４に示したように、弾性を有する袋状ケース２の上部の第１径部２ａを、弾性に抗して外側に押し広げて内部に挿入して配置される。挿入後、押し広げた力を解除すると袋状ケース２の第１径部２ａはその復元力により収縮し、ケース２を締付ける。

また、袋状ケース２の開口内周部には第２のケース１０の上面外周部に形成された凹部１０ｂに嵌まる係止部２ａ’’が形成され、ケース４が袋状ケース２から抜け出さないように構成されている。

このようにして、袋状ケース２内の振動子６、コイル８、ケース４等は袋状ケース２の内部において袋状ケース２の内周面と密着し、その締付力によってしっかりと一体化される。

図７および図８は組立工程を示す。まず、図７に示すように、袋状ケース２の底部に、一方向から振動子６、ダンパー７を詰め込むように挿入する。

次に、図８に示すように、コイル８のコイル線８ｄ、８ｅとリード線３ａ、３ｂを上記したようにコンタクトピン１１を介し接触し、コイル８を筒部９ａ’に保持させ、第１、第２のケース９、１０等を一体化した組立体を袋状ケース２内に収納させれば極めて容易に骨伝導イヤホンを組立てることができる。この場合、前述のように、コイル８は袋状ケース２の内周面に密着される。このようにするにはコイル８の外径より袋状ケース２の第２径部２ｂの内径を若干小に形成しておけば良い。袋状ケース２は弾性を有し、伸縮自在であるため、密着させることができる。

使用に際しては、外耳道に骨伝導イヤホン１を挿入する。この場合、袋状ケース２は弾性部材からなるため、外耳道への感触は良く、フィットする。また、先端部２ｅは屈曲されているため、外耳道に沿って挿入させることができる。この状態において、リード３を介し交流の音声電流がコイル８に流れると、アンペアの右ネジの法則により、その電流の向きにしたがって、磁束が交互に変化する。アンペアの右ネジの法則とは、電流とその周りにできる磁場との関係を表す法則で、電流を流すと、電流の方向を右ネジの進む方向として、右ネジの回る向きに磁場が生じる。

また、フレミングの左手の法則により発生した力Ｆが振動子６に作用する。ダンパー７は弾性材からなるため、しかも振動子６は弾性を有する袋状ケース２内で自由に動くことができて振動し、その振動は弾性部材からなる袋状ケース２を介し外耳道に効率良く伝達され、その振動が外耳道の奥にある耳小骨から蝸牛以降の聴覚神経に速やかに伝達され脳に音として認識される。これによって音を聴くことができる。

また、骨伝導イヤホン１には鼓膜に向って通気孔５が設けられ開孔型となっているため圧迫感はなく、また、外部の気道音は空気の振動として外耳道へ入り鼓膜が振動し、蝸牛と呼ばれる聴覚器官に伝わり、その音を認識し得る。

なお、通気孔５内に内部への水の浸入を防ぐ防水性の蓋状の栓（図示せず）を着脱自在とし、通気孔５に栓を設ければこの骨伝導イヤホン１を耳栓としても使用でき、水中でも快適に使用し得る。

図９〜図１２は本発明の第２実施例を示す。

この実施例では袋状ケース２の外周部に、少なくとも一以上の椀状の突出部２Ａが間隔をあけて形成されたことに特徴を有している。この突出部２Ａは振動伝達の効率を上げるための手段の一つである。

この突出部２Ａはその凸状の湾曲面が袋状ケース先端部に向って設けられ、かつ袋状ケース２と同じ弾性を有する材質からなり、変形可能である。

外耳道の大きさは個人差がある。そこで、この実施例のように袋状ケース２に変形自在な突出部２Ａを形成すれば、外耳道の形状に応じて確実にフィットさせて装着することができ、振動子の振動を突出部２Ａを介し外耳道に伝達させることができる。

なお、図示の実施例では突出部２Ａが３つ形成されているが、適宜増減しても良いことは勿論である。

また、袋状ケース２の先端部２ｅを前記実施例のように傾斜させても良い。

他の構成は前述の実施例と同様である。

１ 骨伝導イヤホン
２ 袋状ケース
２ａ’ 袋状ケース開口部
２ａ’’ 係止部
２ａ 第１径部
２ｂ 第２径部
２ｃ 第３径部
２ｄ 第４径部
２ｅ 先端部
２ｅ’ 肉厚部
３ リード
３ａ、３ｂ リード線
４ ケース
４ａ リード導出部
５ 通気孔
６ 振動子
７ ダンパー
８ コイル
８ａ 巻線
８ｂ フランジ
８ｃ 胴部
８ｄ、８ｅ コイル線
９ 第１のケース
９ａ’ 筒部
９ａ 凹部
９ｂ リード先端収納部
９ｃ コンタクトピン収納部
９ｄ 外周壁
９ｅ 切欠き
１０ 第２のケース
１０ａ 凸部
１０ｃ 係合片
１１ コンタクトピン
ａ コイル線引出孔

Claims (6)

1. 弾性部材からなる袋状ケース（２）内の底部から上方の開口部（２ａ’）に向って振動子（６）、ダンパー（７）、コイル（８）、袋状ケース（２）の開口部（２ａ’）を塞ぐケース（４）が設けられ、かつ前記ケース（４）から前記コイル通電用のリード（３）が引き出され、通電による前記振動子（６）の振動は前記袋状ケース（２）を介し外部へ伝達されることを特徴とする骨伝導イヤホン。
2. 請求項１記載の骨伝導イヤホンにおいて、前記袋状ケース（２）、振動子（６）、コイル（８）、ケース（４）の中央部にそれぞれ連通する通気孔（５）が形成されていることを特徴とする骨伝導イヤホン。
3. 請求項１記載の骨伝導イヤホンにおいて、前記袋状ケース（２）の先端部（２ｅ）は袋状ケース（２）の長さ方向に対し屈曲されていることを特徴とする骨伝導イヤホン。
4. 請求項１記載の骨伝導イヤホンにおいて、前記袋状ケース（２）の外周部には少なくとも一以上の弾性を有する椀状突出部（２Ａ）が形成されていることを特徴とする骨伝導イヤホン。
5. 弾性部材からなる袋状ケース（２）内に、一方向から、振動子（６）およびダンパー（７）を詰め込み、かつコイル（８）を有し、リード（３）が導出された第１、第２のケース（９、１０）からなる２分割構造のケース（４）からなる組立体を詰め込んで組立ることを特徴とする骨伝導イヤホンの組立方法。
6. 請求項５記載の骨伝導イヤホンの組立方法において、前記コイル（８）のコイル線（８ｄ、８ｅ）は前記ケース（４）を構成する第１のケース（９）の上面においてコンタクトピン（１１）を介し前記リード（３）のリード線（３ａ、３ｂ）と接続され、かつ前記コイル（８）は前記第１のケース（９）の筒部（９ａ’）に保持され、この第１のケース（９）に対し前記第２のケース（１０）を被せ、超音波溶着により一体化することを特徴とする骨伝導イヤホンの組立方法。

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