JP2017005441A - ダイナミックヘッドホン - Google Patents

Abstract

【課題】周囲の騒音に応じて最適な知覚環境を得ることができるダイナミックヘッドホンを提供すること。【解決手段】振動板を前面側に配置したドライバユニット３と、振動板を囲むようにして人体の側頭部に当接されるイヤパット２と、サスペンションによって支持されて前記振動板の前面に対峙して配置されたイヤピース７とが備えられる。前記イヤパット２を介して側頭部に前記ヘッドホンを装着した第一状態においては、イヤピース７はサスペンションに支持されたまま、振動板と人体の耳孔Ｅｈ付近との間に非接触状態で位置する。また前記ヘッドホンを側頭部に押し付けてイヤパット２を圧縮させた第二状態においては、イヤピース７は人体の耳孔Ｅｈに接して塞ぐと共に、イヤピース７は振動板に当接して、振動板の振幅動作を耳孔付近に伝達する動作がなされる。【選択図】図１

Description

この発明は、振動板を備えたドライバユニットを、例えばヘッドバンドを用いて利用者の側頭部に装着する密閉型のダイナミックヘッドホンに関する。

密閉型ヘッドホンは、一般に利用者の頭の上を跨ぐヘッドバンドの各端部に、それぞれヘッドホンケースが取り付けられ、各ヘッドホンケース内に振動板を備えたドライバユニットを収容した構成が採用されている。そして、ヘッドバンドの弾力性を利用して、ヘッドホンケースに取り付けられた密閉性の高いイヤパッドにより、利用者の左右の耳を囲むようにして装着される。

図４は、片方のチャンネルに対応する従来の密閉型ダイナミックヘッドホンの一例について、利用者の側頭部に装着した状態の断面図で示したものである。
この密閉型ダイナミックヘッドホンは中央部にバッフル１を備え、このバッフル１の前面における周縁には、利用者Ｈの外耳を覆うリング状のイヤパッド２が取り付けられている。これにより、前記バッフル１の前面とイヤパッド２および利用者Ｈの側頭部との間においてフロントキャビティＦＣが形成される。

前記バッフル１の中央部に形成された開口には、ドライバユニット３が嵌め込まれて取り付けられ、ドライバユニット３に備えられた振動板による再生音が利用者Ｈの耳に向かって放射されるように作用する。
また前記ドライバユニット３の背面を覆うように、前記バッフル１にヘッドホンケース４が取り付けられ、このヘッドホンケース４によってドライバユニット３の背面側にバックキャビティＢＣが形成されている。

このドライバユニット３の単体構成は、図３（Ｂ）に示したこの発明に係るダイナミックヘッドホンに用いられるドライバユニット３の構成と同一である。
すなわちドライバユニット３は、図３（Ｂ）に示すように、有底筒状のヨーク３ａと、このヨーク３ａ内に配置されたマグネット３ｂとポールピース３ｃとにより磁気回路を構成しており、この磁気回路を構成するヨーク３ａの外周面には、環状に形成されたフランジ部材３ｄが取り付けられている。このフランジ部材３ｄによって、前記磁気回路が中央部に支持され、前記フランジ部材３ｄの前面側には、振動板が取り付けられている。

前記振動板は、センタードーム３ｅとサブドーム３ｆから構成されており、センタードーム３ｅとサブドーム３ｆの境界部分に、環状の凹部３ｇが形成されている。そして、環状の凹部３ｇの背面側には、ボイスコイル３ｈが取り付けられ、このボイスコイル３ｈは前記したヨーク３ａとポールピース３ｃとの間に形成された磁気ギャップ内に配置されている。
加えて、前記フランジ部材３ｄには、サブドーム３ｆの背面に連通する複数個の貫通孔３ｉが穿設されており、これらの貫通孔３ｉには選択的に不織布等により形成された音響抵抗体３ｊが装着されている。この音響抵抗体３ｊにより、動電型ドライバユニット３の単体における周波数特性等の調整が図られている。

また、図４に示すようにバッフル１には、前記したフロントキャビティＦＣと、バックキャビティＢＣとを音響的に接続する音響通路１ａが、円周方向に複数個配列されている。そして図４に示す例においては、音響通路１ａのバックキャビティＢＣ側に、不織布等による音響抵抗体５が取り付けられている。

前記バッフル１に形成された音響通路１ａは、ヘッドホンを利用した際に音が頭の中心にこもるような感覚を受けるいわゆる頭内定位を軽減させるように作用し、また音響通路１ａを塞ぐ音響抵抗体５は、音質と周波数応答等を改善するのに寄与するものとなる。

前記した密閉型のヘッドホンによると、密閉性の高いイヤパッド２により、周囲の騒音を遮蔽することができる。しかしながら騒音レベルが極端に高いときには、利用者Ｈの側頭部とイヤパッド２との隙間を介して騒音が耳に到達するために、ドライバユニット３からの再生音が聞き取りにくくなる。
そこで、前記した技術的な課題を解消するために、空気を伝わる気導音を知覚することができると共に、人体を伝わる骨導音も知覚することができるヘッドホンについての提案がなされており、これは次に示す特許文献１および２などに開示されている。

特開２０１１−１１９９１３号公報 特許第４０３２３６９号公報

ところで、前記特許文献１および２に開示されたヘッドホンによると、前記した気導音に加えて骨導音も常に再生されるように作用する。しかしながら、前記骨導音は人体の弾力によって特に高域の周波数が減衰することから、再生音の明瞭度が低下しやすい。
したがって、騒音の少ない環境下において、特許文献１および２に開示のヘッドホンを利用した場合には、明瞭度の高い気導音に加えて、骨導音も常に知覚されるために、骨導音がむしろ再生音の明瞭度を阻害して、聞きとりにくいという問題を招くことになる。

この発明は、前記した技術的な観点に基づいてなされたものであり、騒音が小さい環境下においては気導音のみで再生音を知覚することができると共に、騒音が大きい環境下においては骨導音を利用して再生音を確実に知覚できるようにすることで、周囲の騒音に応じて最適な知覚環境を得ることができるダイナミックヘッドホンを提供することを課題とするものである。

前記した課題を解決するためになされたこの発明に係るダイナミックヘッドホンは、動電型のドライバユニットによって駆動される振動板を前面側に取り付けたバッフルと、前記バッフルの前面側に前記振動板を囲むようにして配置された人体の側頭部に当接されるイヤパットと、前記ドライバユニットの背面側を覆うようにして配置されたヘッドホンケースとを備えたダイナミックヘッドホンであって、サスペンションによって支持され前記振動板の前面に対峙して配置されたイヤピースがさらに備えられ、前記イヤパットを介して側頭部に前記ダイナミックヘッドホンを装着した第一状態においては、前記イヤピースは前記サスペンションに支持されたまま、前記振動板と人体の耳孔付近との間に非接触状態で位置し、前記ダイナミックヘッドホンを側頭部に押し付けて前記イヤパットを圧縮させた第二状態においては、前記イヤピースは人体の耳孔に接して塞ぐと共に前記振動板に当接して、前記振動板の振幅動作を前記耳孔付近に伝達する動作がなされることを特徴とする。

この場合、前記イヤピースは、好ましくは人体の耳孔部分に接する一端部が閉塞され、前記振動板に当接する他端部は環状に開放されて有底筒状に形成される。
加えて、前記イヤピースは、アルミニウムにより一体に成形され、アルマイト処理が施されていることが望ましい。

また好ましい形態においては、前記振動板には、センタードームとサブドームとの境界部分に環状の凹部が形成され、前記環状の凹部に、前記イヤピースの環状に開放された前記他端部が当接して、振動板の振幅動作を前記耳孔付近に伝達するように構成される。

さらに前記イヤピースを支持するサスペンションは、前記振動板の前面に配置されてそれぞれに多数の音通孔が形成された第１と第２の可撓性素材により構成されていることが望ましく、前記第１と第２の可撓性素材の中央部に前記イヤピースが取り付けられると共に、前記第１と第２の可撓性素材が、前記イヤピースの振動方向に沿った離れた位置にそれぞれ配置された構成が採用される。

この発明に係る前記したダイナミックヘッドホンによると、振動板と人体の耳孔部分との間にイヤピースが配置され、人体の側頭部に当接されるイヤパットを介して軽くヘッドホンを装着した第一状態においては、前記イヤピースは当該イヤピースのサスペンションに支持されたまま、振動板と人体の耳孔部分との間に非接触状態で位置する。したがって、騒音が小さい環境下においては振動板の振動に基づく気導音のみで、再生音を知覚することができる。

一方、騒音が大きい環境下においては、前記ダイナミックヘッドホンを側頭部に押し付けて、前記イヤパットを圧縮させた第二状態に設定することで、前記イヤピースの一端部で耳孔部分を閉塞させると共に、イヤピースの他端部を前記振動板に当接させることができる。したがって前記イヤピースを介して、振動板の振幅を耳孔部分に機械的に伝達することができるので、利用者は骨導音として再生音を知覚することができる。
これにより、周囲の騒音に応じて最適な知覚環境を容易に選択することが可能なダイナミックヘッドホンを提供することができる。

この発明に係るダナミックヘッドホンを側頭部に装着した状態で示した断面図であり、（Ａ）は気導音による再生状態を示し、（Ｂ）は骨導音による再生状態を示している。 図１に示すヘッドホンの主要部を示し、（Ａ）および（Ｂ）は、図１と同様の状態を示している。 図１に示すヘッドホンの主要部を分解した状態で示し、（Ａ）はイヤピース部分を示し、（Ｂ）はドライバユニットを示す。 従来のダナミックヘッドホン一例を側頭部に装着した状態で示した断面図である。

以下、この発明に係るダイナミックヘッドホンについて、図１〜図３に示す実施の形態に基づいて説明する。
なお図１に示したバッフル１とこのバッフルの中央部に取り付けられた動電型ドライバユニット３の構成、およびバッフル１の前面側および背面側に取り付けられたイヤパッド２とヘッドホンケース４の各構成は、すでに説明した図４および図３（Ｂ）に示した構成と同一である。したがって図１においてはこれらの各部に代表的な同一の符号を付けて、その詳細な説明は省略する。

図１に示すダイナミックヘッドホンおいては、前記した基本構成に加えて、ドライバユニット３を構成する振動板の前面に、イヤピース７が配置されている。
このイヤピース７については、図３（Ａ）にその詳細な構成が示されており、イヤピース７と共に、イヤピース７を支持する第１と第２のサスペンション８，９についても示されている。
図３（Ａ）に示すように、前記イヤピース７は一端部が閉塞され他端部が環状に開放されて、有底筒状に形成しており、これはアルミニウムにより一体に成形され、全体にアルマイト処理が施されている。すなわち、イヤピース７はアルマイト処理が施されることで、表面の硬質化が促進され、後述する骨導音による再生モードにおいては、信号の忠実な伝搬作用に寄与することができる。

なお、前記イヤピース７における一端部の閉塞部７ａは、外側が球面状に突出して、中央部が肉厚状に形成されており、この閉塞部７ａは後述する骨導音による再生モードにおいては、人体の耳孔Ｅｈを閉塞するようにして当接する。
また、前記イヤピース７における他端部の環状の開放部７ｂは、図３（Ｂ）に示す振動板を構成するセンタードーム３ｅとサブドーム３ｆとの間の境界部分に形成された環状の凹部３ｇに当接して、振動板の振幅動作を前記耳孔Ｅｈ付近に機械的に伝達する機能を果たす。

一方、前記イヤピース７を支持する第１と第２のサスペンション８，９は、振動板を構成する主にサブドーム３ｆの前面に配置されて、多数の音通孔８ａ，９ａがそれぞれ形成された可撓性素材により構成されている。
このサスペンション８，９を構成する各可撓性素材は、それぞれドーナツ状に成形されて前後に離れて配置され、それぞれ同一方向にわずかに湾曲した状態に成形されている。そして中央の各開口に対して、イヤピース７の筒体部７ｃが、それぞれ接着剤により取り付けられている。

また、サスペンション８，９を構成する各可撓性素材の外周縁は、前記バッフル１の中央の開口縁に接着剤により取り付けられている。
これにより、前記イヤピース７は、筒体部７ｃの軸方向に直線運動するように、前記サスペンション８，９によって支持されている。
そして、図３（Ａ）に示すバッフル１の中央に形成された環状の開口壁１ｂに、図３（Ｂ）に示すドランバユニット３のフランジ部材３ｄを嵌め込むことで、図２に示すようにイヤピース７を前面に備えたドライバユニット３を構成することができる。

前記したダイナミックヘッドホンにおいては、利用者の頭の上を跨ぐヘッドバンド（図示せず。）の弾力性を利用して、前記イヤパット２を側頭部に軽く装着した第一状態〔図１（Ａ）〕においては、前記イヤピース７は前記サスペンション８，９に支持されたまま、振動板と人体の耳孔部分Ｅｈとの間に、非接触の状態で位置する。
この第一状態におけるイヤピース７とドライバユニット３との関係を図２（Ａ）に示している。この状態においては、イヤピース７とドライバユニット３の振動板（センタードーム３ｅ、サブドーム３ｆ）との間には隙間があり、前記振動板はドライバユニット３に加わる音声信号によって振動する。

そして、前記振動板の振動に基づく音波は、第１と第２のサスペンション８，９にそれぞれ形成された各音通孔８ａ，９ａを介して、耳孔Ｅｈに達することになり、これは気導音のみにより再生音を知覚する再生モードとなる。
すなわち、図４に示した従来のダイナミックヘッドホンと同様の再生音を知覚することができる。

一方、騒音の激しい環境下においては、前記ダイナミックヘッドホンを側頭部に押し付けて、前記イヤパット２を圧縮させた第二状態〔図１（Ｂ）〕にする。
この第二状態におけるイヤピース７とドライバユニット３との関係、およびイヤピース７と人体の耳孔Ｅｈとの関係を図２（Ｂ）に示している。この状態においては、前記イヤピース７における前方の閉塞部７ａが耳孔Ｅｈを塞ぐと共に、イヤピース７の前記環状の開放部７ｂは、前記したセンタードーム３ｅとサブドーム３ｆとの間の境界部分に形成された環状の凹部３ｇに押し付けられることになる。

したがって、前記振動板の振幅動作はイヤピース７に直接伝えられ、イヤピース７を介して、耳孔Ｅｈが塞がれた状態の耳孔Ｅｈ付近に、前記振動板の振幅が機械的に伝達される。これにより、イヤピース７の前方の閉塞部７ａは、耳孔Ｅｈ内の空気を駆動すると共に、その振幅は前記耳孔Ｅｈ付近から頭部の骨格の一部を伝搬するので、骨導音により再生音を知覚する再生モードとなる。
この骨導音による再生モードによると、前記した気導音のみによる再生モードに比較して、再生音の明瞭度は低下するものの、高い騒音下においては確実に再生音を聞き取ることが可能となる。

以上のとおり、この発明に係る前記したダイナミックヘッドホンによると、側頭部への押し付け状態に応じて気導音のみにより再生音を知覚することができる再生モードと、骨導音により再生音を知覚することができる再生モードとを得ることができる。
これにより、周囲の騒音に応じて最適な知覚環境を容易に選択することが可能なダイナミックヘッドホンを提供することができるなど、前記した発明の効果の欄に記載したとおりの作用効果を得ることができる。

１ バッフル
２ イヤパッド
３ ドライバユニット
３ａ ヨーク
３ｂ マグネット
３ｃ ポールピース
３ｄ フランジ部材
３ｅ センタードーム（振動板）
３ｆ サブドーム（振動板）
３ｇ 環状凹部
３ｈ ボイスコイル
４ ヘッドホンケース
７ イヤピース
７ａ 閉塞部
７ｂ 開放部
７ｃ 筒体部
８ 第１サスペンション
８ａ 音通孔
９ 第２サスペンション
９ａ 音通孔
Ｈ 人体
Ｅｈ 耳孔

Claims (5)

1. 動電型のドライバユニットによって駆動される振動板を前面側に取り付けたバッフルと、前記バッフルの前面側に前記振動板を囲むようにして配置された人体の側頭部に当接されるイヤパットと、前記ドライバユニットの背面側を覆うようにして配置されたヘッドホンケースとを備えたダイナミックヘッドホンであって、
   サスペンションによって支持され前記振動板の前面に対峙して配置されたイヤピースがさらに備えられ、
   前記イヤパットを介して側頭部に前記ダイナミックヘッドホンを装着した第一状態においては、前記イヤピースは前記サスペンションに支持されたまま、前記振動板と人体の耳孔付近との間に非接触状態で位置し、
   前記ダイナミックヘッドホンを側頭部に押し付けて前記イヤパットを圧縮させた第二状態においては、前記イヤピースは人体の耳孔に接して塞ぐと共に前記振動板に当接して、前記振動板の振幅動作を前記耳孔付近に伝達する動作がなされること、
   を特徴とするダイナミックヘッドホン。
2. 前記イヤピースは、人体の耳孔に接する一端部が閉塞され、前記振動板に当接する他端部は環状に開放されて有底筒状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載したダイナミックヘッドホン。
3. 前記イヤピースは、アルミニウムにより一体に成形され、アルマイト処理が施されていることを特徴とする請求項２に記載したダイナミックヘッドホン。
4. 前記振動板には、センタードームとサブドームとの境界部分に環状の凹部が形成され、前記環状の凹部に、前記イヤピースの環状に開放された前記他端部が当接して、振動板の振幅動作を前記耳孔付近に伝達するように構成していることを特徴とする請求項２または請求項３に記載したダイナミックヘッドホン。
5. 前記イヤピースを支持するサスペンションは、前記振動板の前面に配置されてそれぞれに多数の音通孔が形成された第１と第２の可撓性素材により構成され、
   前記イヤピースを支持するサスペンションは、前記振動板の前面に配置されてそれぞれに多数の音通孔が形成された第１と第２の可撓性素材により構成され、前記第１と第２の可撓性素材の中央部に前記イヤピースが取り付けられると共に、前記第１と第２の可撓性素材が、前記イヤピースの振動方向に沿った離れた位置に、それぞれ配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載したダイナミックヘッドホン。

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