JP2016225809A - イヤーパッドおよびヘッドホン - Google Patents

Abstract

【課題】装着感をより良くしつつ、音響空間を十分に確保して音響性能を高め、意匠性にも優れたヘッドホンを実現できるイヤーパッドを提供する。【解決手段】スピーカーユニット３０が固定される基体に装着されるイヤーパッド１であって、反発係数の異なる複数の弾性部材をスピーカーユニット３０の放音方向において積層した弾性体１０と、弾性体１０の外面を覆う表皮材１３と、を有する。弾性体１０は、基体側に配置される第１弾性部材１１と第１弾性部材１１に積層されて固定される第２弾性部材１２は外径が同一のドーナツ型である。第２弾性部材１２は、その内径が第１弾性部材１１の内径と異なる寸法であり、かつ、第１弾性部材１１の内径よりも大きい内径部分を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、イヤーパッド、同イヤーパッドを用いるヘッドホンに関するものである。

左右一対のヘッドホンユニットをヘッドバンドあるいはネックバンドで連結してなるヘッドホンは、ヘッドバンドなどの弾力によって、ユーザーの側頭部あるいは耳介にヘッドホンユニットを押し当てて装着するものである。ヘッドホンユニットには、ユーザーによるヘッドホンの装着感を高めるためのイヤーパッドが取り付けられる。

イヤーパッドは、ヘッドホンの装着感を決定する部材として重要であり、音質を向上させる部材としても重要である。イヤーパッドの主体は、低反発で柔らかいクッション材をリング状に形成したものであって、その外表面は肌触りのよい素材からなる表皮で覆われている。ヘッドホンの装着感を高めるには、イヤーパッドの主体となっているクッション材の柔軟性を高めればよい。しかし、反発弾性係数の小さいクッション材（低反発、柔らかいクッション）は、装着状態でヘッドホンに外力が加わったときに変形が大きく、ヘッドホンの装着状態を不安定にする。これによって、ヘッドホンの位置ずれなどが生じて、装着感が損なわれる。

そこで、イヤーパッドの変形を抑えて装着状態を維持しやすくするために、側圧が加わることで弾性変形する第２クッション材と、より大きな側圧が加わると第２クッション材が弾性変形したままでさらに弾性変形する第１クッション材とを層状に重ねたイヤーパッドを有するヘッドホンが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１２−１６９８２５号公報

特許文献１に記載のイヤーパッドは、２層にしたクッション材のうち、反発弾性係数の小さい柔軟性に富んだクッション材の厚みを増せば、装着感を向上させることができる。しかし、この構造をポータブル用の小型ヘッドホンのイヤーパッドに用いる場合は、クッション材の寸法が制限されてクッション材の厚みにも限界がある。また、小型ヘッドホンの場合、イヤーパッド全体のサイズにも制限があるので、耳の大きいユーザーが使用すると、イヤーパッドが耳を覆いきることができずに耳を圧迫したり、イヤーパッドと側頭部との間に隙間ができて密閉度が低下したりする。

イヤーパッドが耳を覆い切れずに耳を圧迫すると、装着感が損なわれる。また、小型のヘッドホンのイヤーパッドのサイズを、耳を覆いきるサイズにすると、イヤーパッドが大きく厚くなるので、意匠性が損なわれる。

また、ヘッドホンの音質を決定する要素としてバッフル板の前方空間、すなわち、イヤーパッドとバッフル板と耳介で囲まれた空間の容積は、音響性能を維持するために重要な要素である。この前方空間の容積は、イヤーパッドによって維持される。したがって、装着感を重視してイヤーパッドを柔らかく潰れやすくすると、音響空間への悪影響を与えることになる。一方では、イヤーパッドが硬すぎると、側圧による密閉度は低下するので、音響性能を低下させる要因になる。

本発明は、装着感をより良くしつつ、音響空間を十分に確保して音響性能を高め、意匠性にも優れたヘッドホンを実現できるイヤーパッドを提供することを目的とする。

本発明は、スピーカーユニットが固定される基体に装着されるイヤーパッドであって、反発係数の異なる複数の弾性部材を前記スピーカーユニットの放音方向において積層した弾性体と、前記弾性体の外面を覆う表皮材と、を有し、前記弾性体のうち、前記基体側に配置される第１弾性部材と前記第１弾性部材に積層されて固定される第２弾性部材は外径が同一のドーナツ型であり、前記第２弾性部材は、その内径が前記第１弾性部材の内径と異なる寸法であり、かつ、前記第１弾性部材の内径よりも大きい内径部分を有する、ことを最も主な特徴とする。

本発明によれば、装着感をより良くしつつ、音響空間を十分に確保して音響性能を高め、意匠性にも優れたヘッドホンを実現できる。

本発明に係るヘッドホンユニットの例を示す断面図である。 上記ヘッドホンユニットの使用状態の例を示す断面図である。 本発明に係るイヤーパッドの例を示す断面図である。 上記イヤーパッドの別の各種例を示す端面図である。

以下、本発明の実施形態について、図を用いながら説明する。図１は、本実施形態に係るヘッドホンユニット１００の例を示す断面図である。図１において、ヘッドホンユニット１００は、イヤーパッド１と、バッフル板２０と、スピーカーユニット３０と、ハウジング４０と、を有してなる。

バッフル板２０は、ヘッドホンユニット１００の基体であって、外形が円板状であり、中心部には孔が形成され、外周部分にはフランジが形成されている。バッフル板２０の中心部の孔にはスピーカーユニット３０が孔を貫通する状態で固定されている。バッフル板２０の前面側（図１において左面側）には、バッフル板２０のフランジの外周縁に沿ってリング状のイヤーパッド１が取り付けられている。なお、イヤーパッド１のバッフル板２０への固定は、適宜の固定手段が選択される。バッフル板２０の後面側（図１において右面側）には、スピーカーユニット３０の背面側を覆うようにハウジング４０が取り付けられている。

ハウジング４０の背面側（図１において右面側）には、図示しないヘッドバンドまたはネックバンドが固定されて、このヘッドバンド等の他端において対をなすヘッドホンユニット１００が固定される。ヘッドバンド等の両端にヘッドホンユニット１００が固定されて、イヤーパッド１を備えるヘッドホンは構成される。

バッフル板２０は、スピーカーユニット３０の前面側である放音面側と背面側とを分ける機能を有する。バッフル板２０とハウジング４０によって囲まれた空間である背部気室と、バッフル板２０とイヤーパッド１とユーザーの側頭部によって囲まれる音響空間３００とは、バッフル板２０のフランジに形成された孔によって連通している。

音響空間３００は、ヘッドホンユニット１００によって楽音が作成されたときの音質に影響を与える。すなわち、音響空間３００の容積は、音質を維持するために、ユーザーがヘッドホンユニット１００を装着したときも一定であることが望ましい。音響空間３００に関する詳細な説明は後述する。

イヤーパッド１の詳細な構成について説明する。図１に示すように、イヤーパッド１は、第１の素材からなる第１弾性部材１１と、第２の素材からなる第２弾性部材１２と、表皮材であるカバー１３と、を有してなる。イヤーパッド１の主体は、第１弾性部材１１と第２弾性部材１２を積層して形成したドーナツ型の弾性体１０である。第１弾性部材１１と第２弾性部材１２はいずれもクッション材からなり、互いの弾性係数は異なるものである。すなわち、弾性体１０は、弾性係数が異なる素材を複数積層して形成したドーナツ型の部材である。第１弾性部材１１は、バッフル板２０の外周縁部であるフランジ側に固着されている。第１弾性部材１１に重ねて第２弾性部材１２が固着されている。すなわち、弾性体１０は、基体側に配置される第１弾性部材１１と、この第１弾性部材１１に積層されて固着される第２弾性部材１２とを有し、外形がドーナツ型の部材である。

第１弾性部材１１に用いる第１の素材の弾性係数は、第２弾性部材１２に用いる第２の素材の弾性係数よりも小さい。言い換えると第１弾性部材１１は第２弾性部材１２よりも硬く、第２弾性部材１２は第１弾性部材１１よりも柔らかい。さらに言い換えると、第１弾性部材１１は反発係数が小さい高反発素材によって形成されていて、外部から加えられた圧力に応じて変形する度合いが小さく、いわゆるコシのあるスポンジである。一方、第２弾性部材１２は、反発係数が大きい低反発素材を用いて形成されていて、柔らかく、外部から加えられた圧力を吸収するように変形しやすいスポンジである。したがって、ヘッドホンユニット１００においてヘッドバンド等による側圧が加わると、イヤーパッド１はユーザーの側頭部に押し付けられて第２弾性部材１２は潰れて密着度を増し、第１弾性部材１１は潰れずに音響空間３００の容積を維持する。

弾性体１０は、第１弾性部材１１と第２弾性部材１２をスピーカーユニット３０の振動板による放音方向（図１における左面方向）に積層してなる。弾性体１０の接合面には接着剤が用いられていて、相互に固定されている。また、弾性体１０の外周面は、表皮材であるカバー１３で覆われている。以上の構成によるイヤーパッド１は、全体としてドーナツ型をなしている。

図１に示すように、第１弾性部材１１の断面形状は矩形であって、第２弾性部材１２の断面形状は台形である。スピーカーユニット３０の放音方向に直交するイヤーパッド１の径方向の寸法に着目すると、第１弾性部材１１と第２弾性部材１２の外径は同じであるが、第１弾性部材１１の内径は第２弾性部材１２の内径よりも小さい。イヤーパッド１の主たる構成をなす弾性体１０は、第１弾性部材１１と第２弾性部材１２の積層が、第１弾性部材１１の外周側のみであって、第１弾性部材１１の内径側には第２弾性部材１２との内径差に応じた空間が形成されている。この内径差による空間は、イヤーパッド１の変形許容空間である。上記のような寸法関係にある第１弾性部材１１と第２弾性部材１２とを積層してなる弾性体１０の外周をカバー１３で包むと、図１に示すようにイヤーパッド１がユーザーの側頭部に接する面において、内径側に向かう下り傾斜面が形成される。

ここで、上に示したイヤーパッド１を備えるヘッドホンユニット１００をユーザーが装着した状態について、図２を用いて説明する。すでに説明のとおり、イヤーパッド１の内周側には弾性体１０の断面形状によって形成される空間があり、この空間はカバー１３によって覆われている。ヘッドホンユニット１００をユーザーが装着すると、ヘッドバンドの側圧によってイヤーパッド１がユーザーの側頭部に押し当てられる。このとき、ユーザーの耳２００の一部は、点線円２０１で示すイヤーパッド１の内径の一部分を構成するカバー１３に押し当てられる。

すでに説明したとおり、第２弾性部材１２は低反発性のスポンジ材であるから、カバー１３がユーザーの耳２００に押し当てられることで第２弾性部材１２はヘッドホンユニット１００の内径側に倒れこむように変位する。この変位によって、イヤーパッド１がユーザーの側頭部に、より密着した状態で押し当てられる。

ヘッドホンユニット１００の音響空間３００は、イヤーパッド１のうち、第１弾性部材１１の内径部分と、スピーカーユニット３０の振動板の前面と、第２弾性部材１２の内径に当たってイヤーパッド１に接する耳２００によって囲まれた空間である。すでに説明のとおり、第２弾性部材１２は、耳２００に押し当てられることで潰れるが、第１弾性部材１１は高反発性素材であるから、側圧による潰れはなく所定の厚さを保持する。すなわち、音響空間３００の容積は、第１弾性部材１１の厚みと内径の寸法によって規定することができ、装着時にこの空間が狭められないように設計することができる。また、第２弾性部材１２の内径は大きくとってあるので、イヤーパッド１が耳２００の上に乗って、イヤーパッド１と耳２００またはユーザーの側頭部との間に隙間ができることなく、音響空間３００の密閉度が下がることを防止することができる。

音響空間３００は、ヘッドホンの音響設計上、非常に重要な要素であって、所定の音響特性を得るために必要な容積を確保しなければならない。ユーザーがヘッドホンを装着してヘッドホンユニット１００に側圧が加えられると、イヤーパッド１は、バッフル板２０とユーザーの側頭部との間で圧縮される。この場合、弾性係数の大きい第２弾性部材１２が潰れて側圧を吸収しつつ、側頭部との密着度を確保する。一方、第１弾性部材１１は、側圧によって潰れることなく、所定の厚さを維持する。この第１弾性部材１１の厚さによって維持される第１弾性部材１１の内径空間を音響空間３００として設定すれば、音響空間３００の容積を維持することができ、音響特性を維持しやすくなる。

イヤーパッド１についてより詳細に説明する。図３は、イヤーパッド１のみを取り出した拡大断面図である。図３に示すようにイヤーパッド１は、第１弾性部材１１と第２弾性部材１２とを層状にして一体にしてある。イヤーパッド１の製造工程について説明する。まず、第１弾性部材１１と第２弾性部材１２の間に接着剤を塗布しておき、第１弾性部材１１と第２弾性部材１２を固定する。続いて、第１弾性部材１１と第２弾性部材１２からなる弾性体１０の外面を覆うようにカバー１３で包む。カバー１３は、例えば合成皮革やベロア素材からなる布状の部材である。

カバー１３で弾性体１０を包んだ後に、内周側で縫合して縫合部分１３１を形成する。縫合部分１３１においてカバー１３の開口を合わせて固定するときに、カバー１３の上方部分（図面左側）から縫合部分１３１に向けてカバー１３を引っ張ることになる。このときにカバー１３に与えられる張力によって、弾性体１０の一部である第２弾性部材１２の上部は下方に向けて押されて潰れる。この変形によって、第２弾性部材１２の上方部分は、カバー１３の引張方向、すなわち、バッフル板２０の中心方向に向けて押されて傾斜し、外形的には傾斜面を形成する。

このカバー１３に与えられる張力によって第２弾性部材１２は変形して、イヤーパッド１の断面形状は台形になる。イヤーパッド１の内径は、ユーザーの側頭部側が大きくバッフル板２０側が小さくなる。この内径差によって形成される空間にユーザーの耳２００が入り、
イヤーパッド１に側圧が加わる。

ユーザーが装着したときにイヤーパッド１に加わる側圧と、カバー１３による付勢力がイヤーパッド１をバッフル板２０側に向けて押しつぶすように加わる。この押圧によって第２弾性部材１２は第１弾性部材側に圧縮されて潰れながら、変形許容空間側に変形し、イヤーパッド１が中央方向に向けて倒れこむように変位する。図３に示す矢印Ｂは、上に示した変位の方向を示している。この変位によって、イヤーパッド１は側頭部との密着度を増すことができ、合わせて、音響空間３００の密閉度を増すことができる。すなわち、上に示したようなイヤーパッド１の構造と形状、及び材質の組み合わせによって、より音質の高いヘッドホンユニット１００を得ることができる。

次に、イヤーパッド１の形状の別の例について説明する。図４に示すイヤーパッド１の断面形状は、カバー１３やバッフル板２０を省略して、弾性体１０の形状のみを示している。

図４（ａ）は、すでに説明したイヤーパッド１の断面形状の例と同様のものである。すなわち、第１弾性部材１１の断面形状が長方形であって、第２弾性部材１２の断面形状は、第１弾性部材１１に比べて内径が大きく、かつ、断面形状が矩形である。図４（ｂ）乃至（ｆ）に示す各形状において、第１弾性部材１１の断面形状は同様である。

図４（ａ）に示すように、イヤーパッド１の外径ｏｄは、第１弾性部材１１の外径ｏｄ１と第２弾性部材１２の外径ｏｄ２により決定される。第１弾性部材１１の外径ｏｄ１の長さと第２弾性部材１２の外径ｏｄ２の長さは同一である。一方、第１弾性部材１１の内径ｉｄ１の長さと第２弾性部材１２の内径ｉｄ２の長さは異なる長さになっている。第２弾性部材１２の内径ｉｄ２の方が、第１弾性部材１１の内径ｉｄ１に比べて大きい（長い）。

また図４（ｂ）は、第２弾性部材１２ａの断面の形状が台形である場合を例示している。図４（ｂ）に示すように、例えば、第２弾性部材１２ａの下底の長さは、第１弾性部材１１の長辺と同じ長さである。一方、第２弾性部材１２ａの上底の長さは、第１弾性部材１１の長辺よりも短い。このような場合、第１弾性部材１１と接する面を含む第２弾性部材１２ａの内径ｉｄ２１は、第１弾性部材１１の内径ｉｄ１と同じ寸法である。しかし、ユーザーの側頭部に接する側である第２弾性部材１２ａの内径ｉｄ２２は、第１弾性部材１１の内径ｉｄ１よりも大きくなる。

図４（ｂ）に示す例のように、第２弾性部材１２ａの内周面の位置は、厚さ方向において、内径ｉｄ２１に相当する位置から内径ｉｄ２２に相当する位置まで変化する。すなわち、第２弾性部材１２ａの内径ｉｄ２２は第１弾性部材１１の内径ｉｄ１よりも大きい部分であって、第２弾性部材１２ａの最小の内径ｉｄ２１は第１弾性部材１１の内径ｉｄ１と同じである。

また、図４（ｃ）に示す例は、第２弾性部材１２ｂの断面形状が変形した５角形の場合である。図４（ｃ）に示す例では、第２弾性部材１２ｂにおける第１弾性部材１１に近い側の内径ｉｄ２１は、第１弾性部材１１の内径ｉｄ１と同じである。しかし、第２弾性部材１２ｂにおける第１弾性部材１１から遠い側の内径ｉｄ２２は、第１弾性部材１１の内径ｉｄ１よりも大きい。

図４（ｄ）に示す例は、第２弾性部材１２ｃの断面形状が図４（ｂ）に示したものと同じ台形であるが、上底と下底の寸法関係が異なっている。すなわち、図４（ｄ）に示す第２弾性部材１２ｃは、図４（ｂ）に示す第２弾性部材１２ａと上下が逆になっている。このような断面形状であっても、第２弾性部材１２ｃにおける第１弾性部材１１に近い側の内径ｉｄ２１と、第１弾性部材１１から遠い側の内径ｉｄ２２との差によって、第２弾性部材１２ｃは側圧による変形をしやすくなる。すなわち、ユーザーがイヤーパッド１を装着したときには、第２弾性部材１２ｃは側頭部に押し当てられて変形し、上述したものと同じ効果を得ることができる。

その他、イヤーパッド１は、図４（ｅ）に示すように、断面形状が三角形の第２弾性部材１２ｄを用いてもよい。また、図４（ｆ）に示すように、イヤーパッド１は、第２弾性部材１２ｅの断面形状を変形した５角形にし、第２弾性部材１２ｅの内径の最大部分を、第１弾性部材１１の内径よりも大きいものにしてもよい。

１ イヤーパッド
１０ 弾性体
１１ 第１弾性部材
１２ 第２弾性部材
１３ カバー（表皮材）
２０ バッフル板
３０ スピーカーユニット
４０ ハウジング
１００ ヘッドホンユニット

Claims (7)

1. スピーカーユニットが固定される基体に装着されるイヤーパッドであって、
   反発係数の異なる複数の弾性部材を前記スピーカーユニットの放音方向において積層した弾性体と、
   前記弾性体の外面を覆う表皮材と、
   を有し、
   前記弾性体のうち、前記基体側に配置される第１弾性部材と前記第１弾性部材に積層されて固定される第２弾性部材は外径が同一のドーナツ型であり、
   前記第２弾性部材は、その内径が前記第１弾性部材の内径と異なる寸法であり、かつ、前記第１弾性部材の内径よりも大きい内径部分を有する、
   ことを特徴とするイヤーパッド。
2. 前記第２弾性部材の内径は、厚み方向において内径が変化する部分を有する、
   請求項１記載のイヤーパッド。
3. 前記第２弾性部材の内径の変化は、前記第１弾性部材から離れる厚み方向において大きくなる、
   請求項２記載のイヤーパッド。
4. 前記第２弾性部材の内径は、前記第１弾性部材の内径よりも大きい、
   請求項１記載のイヤーパッド。
5. 前記表皮材は、前記弾性体の内周側において縫合されていて、
   前記縫合されている部分に向かって前記弾性体のうち前記第２弾性部材に圧力が加わり、
   前記圧力によって前記第２弾性部材の一部は内周面において傾斜する部分を形成する、
   請求項１乃至４のいずれかに記載のイヤーパッド。
6. 前記第２弾性部材の反発係数は、前記第１弾性部材の反発係数よりも小さく、
   前記第２弾性部材は、前記放音方向の圧力が加わると、前記第１弾性部材側に圧縮され、かつ、前記第１弾性部材との内径の差により形成されている変形許容空間側に変形する、
   請求項１乃至５のいずれかに記載のイヤーパッド。
7. ヘッドバンドの両端にヘッドホンユニットを固定したヘッドホンであって、
   前記ヘッドホンユニットに固定されるイヤーパッドは、請求項１乃至６記載のいずれかに記載のイヤーパッドである、
   ことを特徴とするヘッドホン。

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