JP2020088435A - Bone conduction speaker - Google Patents

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Abstract

To provide a bone conduction speaker to be in planar contact with a front surface of skin, capable of improving reproducibility of a sound.SOLUTION: A bone conduction speaker 1 includes a cylinder case 4, a lid part 2, a metal plate spring 5, a magnetic unit 6, and a coil 8. The cylinder case 4 includes an opening part. The lid part 2 includes a flat contact surface 2a closing the opening part of the cylinder case 4 and contacted to a front surface of skin. At the neighborhood of the opening part of the cylinder case 4, the plate spring 5 is opposite to the contact surface 2a of the lid part with an interval, and the circumference is supported by the cylinder case 4. The magnetic unit 6 is housed in the cylinder case 4 and is attached to the plate spring 5. The coil 8 vibrates the magnetic unit 6 by an electromagnetic induction.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、皮膚の表面と接触する骨伝導スピーカーに関する。
The present invention relates to a bone conduction speaker in contact with the surface of skin.

従来、音声信号を振動に変換して、骨導として視聴者に伝達する骨伝導スピーカーが知られている。例えば、特許文献１には、皮膚の表面と面状に接触する骨導振動子が開示されている。この骨導振動子５０は、図７に示すように、円筒状のフレーム５１と、ヨーク５７と、磁石５８と、振動板５６ｂと、クッション部材６０ａとを有する。フレーム５１の内部には、磁束を集中させるためのヨーク５７が収容されている。ヨーク５７の内部には、磁石５８が装着されており、磁石５８の上面はヨーク５７の底面に当接している。振動板５６ｂは、フレーム５１の上端に嵌挿され、その中心にはヨーク５７が取り付けられている。振動子５６ｂは、クッション部材６０ａを介して皮膚の表面と接触し、これによって、振動子５６ｂの振動が頭部に伝達される。 Conventionally, a bone conduction speaker that converts a sound signal into vibration and transmits it to a viewer as bone conduction is known. For example, Patent Document 1 discloses a bone-conducting oscillator that comes into planar contact with the surface of the skin. As shown in FIG. 7, the bone-conduction oscillator 50 includes a cylindrical frame 51, a yoke 57, a magnet 58, a diaphragm 56b, and a cushion member 60a. A yoke 57 for concentrating the magnetic flux is housed inside the frame 51. A magnet 58 is mounted inside the yoke 57, and the upper surface of the magnet 58 is in contact with the bottom surface of the yoke 57. The diaphragm 56b is fitted into the upper end of the frame 51, and the yoke 57 is attached to the center thereof. The vibrator 56b comes into contact with the surface of the skin via the cushion member 60a, whereby the vibration of the vibrator 56b is transmitted to the head.

特表２００４−５０７９５１号公報Japanese Patent Publication No. 2004-507951

しかしながら、上述した特許文献１では、面状の振動板がクッション部材を介して皮膚の表面と接触するため、皮膚に押し当てる圧力が大きくなると、振動板の振動が規制される。その結果、音の再現性に課題がある。 However, in the above-mentioned Patent Document 1, since the planar diaphragm contacts the surface of the skin via the cushion member, when the pressure applied to the skin becomes large, the vibration of the diaphragm is restricted. As a result, there is a problem in sound reproducibility.

そこで、本発明の目的は、皮膚の表面と面状に接触する骨伝導スピーカーにおいて、音の再現性の向上を図ることである。 Therefore, an object of the present invention is to improve the reproducibility of sound in a bone conduction speaker that comes into planar contact with the surface of the skin.

かかる課題を解決すべく、本発明は、筒状ケースと、蓋部と、金属製の板バネと、磁気ユニットと、コイルとを有し、皮膚の表面と面状に接触する骨伝導スピーカーを提供する。筒状ケースは、開口部を有する。蓋部は、筒状ケースの開口部を閉塞し、皮膚の表面と接触する平坦な接触面を有する。金属製の板バネは、筒状ケースの開口部の近傍において、蓋部の接触面と間隔を空けて対向し、かつ、筒状ケースによって周囲が支持されている。磁気ユニットは、筒状ケース内に収容され、板バネに取り付けられている。コイルは、磁気ユニットを電磁誘導によって振動させる。 In order to solve such a problem, the present invention provides a bone conduction speaker that has a cylindrical case, a lid, a metal leaf spring, a magnetic unit, and a coil, and that comes into planar contact with the surface of the skin. provide. The tubular case has an opening. The lid has a flat contact surface that closes the opening of the tubular case and contacts the surface of the skin. The metal leaf spring opposes the contact surface of the lid portion with a space in the vicinity of the opening of the tubular case, and the periphery is supported by the tubular case. The magnetic unit is housed in a cylindrical case and attached to the leaf spring. The coil vibrates the magnetic unit by electromagnetic induction.

ここで、本発明において、上記板バネの周囲は、筒状ケースと、蓋部とによって、挟持されていることが好ましい。また、上記板バネは、例えばＳ字バネの如く、所定の形状にくり抜かれていることが好ましい。 Here, in the present invention, it is preferable that the periphery of the leaf spring is sandwiched by the tubular case and the lid portion. Further, it is preferable that the leaf spring is hollowed out into a predetermined shape like an S-shaped spring.

本発明において、上記磁気ユニットは、ヨークと、ヨークの内部に収容された磁石とを有していてもよい。この場合、磁気ユニットは、磁石の外周側と、ヨークの内周側との間のギャップに配置されたコイルの電磁誘導によって振動する。また、これに代えて、上記磁気ユニットは、ヨークと、第１の磁石と、第２の磁石とを有していてもよい。第１および第２の磁石は、ヨークの内部に収容され、第２の磁石は、第１の磁石の外周側に配置されている。この場合、磁気ユニットは、第１の磁石の外周側と、第２の磁石の内周側との間のギャップに配置されたコイルの電磁誘導によって振動する。 In the present invention, the magnetic unit may include a yoke and a magnet housed inside the yoke. In this case, the magnetic unit vibrates by electromagnetic induction of the coil arranged in the gap between the outer peripheral side of the magnet and the inner peripheral side of the yoke. Alternatively, the magnetic unit may include a yoke, a first magnet, and a second magnet instead. The first and second magnets are housed inside the yoke, and the second magnet is arranged on the outer peripheral side of the first magnet. In this case, the magnetic unit vibrates by electromagnetic induction of the coil arranged in the gap between the outer peripheral side of the first magnet and the inner peripheral side of the second magnet.

本発明によれば、皮膚の表面と面状に接触する部材として、板バネとは別に、平坦な接触面を有する蓋部を設け、板バネと接触部との間に隙間を設けることで、接触面を皮膚に押し当てる圧力の如何を問わず、板バネの振動が規制されることがなくなり、音の再現性の向上を図ることができる。 According to the present invention, as a member that comes into planar contact with the surface of the skin, apart from the leaf spring, a lid portion having a flat contact surface is provided, and a gap is provided between the leaf spring and the contact portion. The vibration of the leaf spring is not restricted regardless of the pressure with which the contact surface is pressed against the skin, and the reproducibility of sound can be improved.

骨伝導スピーカーの外観斜視図External perspective view of bone conduction speaker 骨伝導スピーカーの展開斜視図Development perspective view of bone conduction speaker １コア構造の磁気ユニットの展開斜視図Exploded perspective view of a magnetic unit having a one-core structure 骨伝導スピーカーの断面図Cross section of bone conduction speaker ２コア構造の磁気ユニットを用いた骨伝導スピーカーの断面図Cross-sectional view of a bone conduction speaker using a magnetic unit with a two-core structure 骨伝導スピーカーの出力特性の比較図Comparison diagram of output characteristics of bone conduction speaker 従来技術の説明図Illustration of conventional technology

図１は、本実施形態に係る骨伝導スピーカーの外観斜視図である。この骨伝導スピーカー１は、例えば直径１２ｍｍ程度の円柱形状を有し、その上部には、視聴者の皮膚の表面と面状に接触する平坦な接触面２ａが設けられている。また、骨伝導スピーカー１の下部には、一対の信号線３が接続されている。信号線４に音声信号を供給すると、骨伝導スピーカー１の内部において発生した電磁力によって接触面２ａが振動し、この接触面２ａを介して視聴者の骨に振動が伝達される。 FIG. 1 is an external perspective view of a bone conduction speaker according to this embodiment. This bone conduction speaker 1 has, for example, a cylindrical shape with a diameter of about 12 mm, and a flat contact surface 2a that comes into planar contact with the surface of the viewer's skin is provided on the upper portion thereof. A pair of signal lines 3 is connected to the lower portion of the bone conduction speaker 1. When an audio signal is supplied to the signal line 4, the contact surface 2a vibrates due to the electromagnetic force generated inside the bone conduction speaker 1, and the vibration is transmitted to the bone of the viewer via the contact surface 2a.

図２は、骨伝導スピーカー１の展開斜視図である。骨伝導スピーカー１は、蓋部２と、筒状ケース４と、板バネ５と、磁気ユニット６と、基板７と、コイル８とを主体に構成されている。筒状ケース４は、樹脂材で形成されており、上下が開口した円筒形状を有する。筒状ケース４の上開口部は、金属製の蓋部２によって閉塞されている。この蓋部２は、金属によって形成されており、円形の蓋形状を有する。また、蓋部２は、視聴者の皮膚の表面と接触する平坦な接触面２ａを有する。 FIG. 2 is an exploded perspective view of the bone conduction speaker 1. The bone conduction speaker 1 mainly includes a lid portion 2, a tubular case 4, a leaf spring 5, a magnetic unit 6, a substrate 7, and a coil 8. The tubular case 4 is made of a resin material and has a cylindrical shape with an opening at the top and bottom. The upper opening of the tubular case 4 is closed by the metallic lid 2. The lid 2 is made of metal and has a circular lid shape. Further, the lid portion 2 has a flat contact surface 2a that comes into contact with the surface of the viewer's skin.

筒状ケース４の内部には、ハトメ９によって一体化された、板バネ５および磁気ユニット６が収容されている。板バネ５は、金属製の薄板状の円形部材である。板バネ５は、その弾性力を高めるべく、一部が所定の形状にくり抜かれており、本実施形態ではステンレス製のＳ字バネを用いている。磁気ユニット６は、電磁誘導によって振動する振動源であり、その内部には磁石が設けられている。板バネ５および磁気ユニット６の双方の中心には、ハトメ９を挿通するための貫通孔が設けられている。板バネ５、ワッシャー１０および磁気ユニット６が上から順に並んだ状態で上方からハトメ８を挿入し、ハトメ８の下端をかしめることで、これらが一体化される。板バネ５の周囲は、筒状ケース４によって支持されており、磁気ユニット４は、ハトメ９を介して、板バネ５の中央に取り付けられている。 Inside the cylindrical case 4, a leaf spring 5 and a magnetic unit 6 which are integrated by an eyelet 9 are housed. The leaf spring 5 is a thin plate-shaped circular member made of metal. A part of the leaf spring 5 is hollowed out in order to increase its elastic force. In this embodiment, an S-shaped spring made of stainless steel is used. The magnetic unit 6 is a vibration source that vibrates by electromagnetic induction, and a magnet is provided inside thereof. A through hole for inserting the eyelet 9 is provided at the center of both the leaf spring 5 and the magnetic unit 6. When the leaf spring 5, the washer 10, and the magnetic unit 6 are arranged in order from the top, the eyelet 8 is inserted from above, and the lower end of the eyelet 8 is caulked to integrate them. The periphery of the leaf spring 5 is supported by the tubular case 4, and the magnetic unit 4 is attached to the center of the leaf spring 5 via an eyelet 9.

筒状ケース４の下開口部は、基板７によって閉塞されている。この基板７の下面には、上述した一対の信号線３が外部に引き出されている。また、基板７の上面には、金属細線を多重に巻回したコイル８が取り付けられている。このコイル８は、電磁誘導によって磁気ユニット６を振動させる。 The lower opening of the cylindrical case 4 is closed by the substrate 7. The above-mentioned pair of signal lines 3 are drawn to the outside on the lower surface of the substrate 7. Further, a coil 8 in which a thin metal wire is multiply wound is attached to the upper surface of the substrate 7. The coil 8 vibrates the magnetic unit 6 by electromagnetic induction.

図３は、１コア構造の磁気ユニット６の展開斜視図である。この磁気ユニット６は、ヨーク６ａと、磁石６ｂと、ポールピース６ｃとを有する。ヨーク６ａは、円の周囲が軸方向に突出した形状を有しており、その内部には円筒状の磁石６ｂが収容されている。この磁石６ｂは、ヨーク６ａと、ポールピース６ｃとによって挟持されており、これらはハトメ９によって一体化されている。 FIG. 3 is an exploded perspective view of the magnetic unit 6 having a one-core structure. The magnetic unit 6 has a yoke 6a, a magnet 6b, and a pole piece 6c. The yoke 6a has a shape in which the circumference of a circle protrudes in the axial direction, and a cylindrical magnet 6b is housed inside the yoke 6a. The magnet 6b is sandwiched by a yoke 6a and a pole piece 6c, and these are integrated by an eyelet 9.

図４は、骨伝導スピーカー１の断面図である。コイル８は、基板７の上面から上方に向かって突出しており、磁気ユニット６内のギャップ、具体的には、磁石６ｂの外周側と、ヨーク６ａの内周側との間に形成された隙間に配置されている。板バネ５は、筒状ケース４の上開口部の近傍において、蓋部２が備える接触面２ａと対向して配置されている。板バネ５および接触面２ａは、接触面２ａを皮膚に押し当てる圧力の影響や、ハトメ９と接触面２ａとの干渉を防ぐために、所定の間隔を空けて配置されている。 FIG. 4 is a cross-sectional view of the bone conduction speaker 1. The coil 8 projects upward from the upper surface of the substrate 7, and is a gap formed inside the magnetic unit 6, specifically, a gap formed between the outer peripheral side of the magnet 6b and the inner peripheral side of the yoke 6a. It is located in. The leaf spring 5 is arranged in the vicinity of the upper opening of the tubular case 4 so as to face the contact surface 2 a of the lid 2. The leaf spring 5 and the contact surface 2a are arranged at a predetermined interval in order to prevent the influence of the pressure of pressing the contact surface 2a against the skin and the interference between the eyelet 9 and the contact surface 2a.

また、板バネ５の周囲は、筒状ケース４と蓋部２とによって挟持されている。具体的には、筒状ケース４の上開口部には、先端側に向かって内周径がＲ１に拡径するように、段差部４ａが全周に亘って設けられている。一方、ほぼＲ１の外径を有する蓋部２には、平坦な接触面２ａから下方に屈曲した屈曲部２ｂが全周に亘って設けられている。ほぼＲ１の外径を有する板バネ５は、段差部４ａに配置された状態で、屈曲部２ｂの先端によって押さえられ、これによって、安定して支持される。 Further, the periphery of the leaf spring 5 is sandwiched between the tubular case 4 and the lid portion 2. Specifically, in the upper opening of the cylindrical case 4, a stepped portion 4a is provided over the entire circumference so that the inner circumferential diameter increases to R1 toward the front end side. On the other hand, a lid portion 2 having an outer diameter of approximately R1 is provided with a bent portion 2b bent downward from a flat contact surface 2a over the entire circumference. The leaf spring 5 having an outer diameter of about R1 is pressed by the tip of the bent portion 2b while being arranged in the step portion 4a, and thereby stably supported.

磁気ユニット６としては、上述した１コア構造に代えて、２コア構造を用いてもよい。図５は、２コア構造の磁気ユニット６を用いた骨伝導スピーカー１の断面図である。なお、図４と同一の部材については同一の符号を付して、ここでの説明を省略する。 As the magnetic unit 6, a 2-core structure may be used instead of the 1-core structure described above. FIG. 5 is a cross-sectional view of the bone conduction speaker 1 using the magnetic unit 6 having a two-core structure. The same members as those in FIG. 4 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted here.

この磁気ユニット６は、ヨーク６ｄと、内外の磁石６ｅ，６ｆと、ポールピース６ｇとを有する。外磁石６ｆは、内磁石６ｅの外周側に配置されている。ヨーク６ｄおよびポールピース６ｇは、円板形状を有し、これらによって、内外の磁石６ｅ，６ｆが挟持されている。基板７から突出したコイル８は、磁気ユニット６内のギャップ、具体的には、内磁石６ｅの外周側と、外磁石６ｆの内周側との間に形成された隙間に配置されている。 The magnetic unit 6 has a yoke 6d, inner and outer magnets 6e and 6f, and a pole piece 6g. The outer magnet 6f is arranged on the outer peripheral side of the inner magnet 6e. The yoke 6d and the pole piece 6g have a disc shape, and the inner and outer magnets 6e and 6f are sandwiched between them. The coil 8 protruding from the substrate 7 is arranged in a gap in the magnetic unit 6, specifically, in a gap formed between the outer peripheral side of the inner magnet 6e and the inner peripheral side of the outer magnet 6f.

図６は、２コア構造の磁気ユニット６を用いた骨伝導スピーカー１の出力特性に関する他社製品との比較図である。他社製の骨伝導スピーカーとして、ＢｏＣｏ、ＡｆｔｅｒＳｈｏｋｚ、Ｐａｎａｓｏｎｉｃの３社の製品を用いた。この比較図から、本実施形態に係る骨伝導スピーカー１は、低音域の出力に優れ、高音域も業界最高レベルを実現していることが分かる。 FIG. 6 is a comparison diagram of the output characteristics of the bone conduction speaker 1 using the magnetic unit 6 having a two-core structure with products of other companies. As a bone conduction speaker made by another company, products of three companies, BoCo, AfterShokz and Panasonic were used. From this comparison diagram, it is understood that the bone conduction speaker 1 according to the present embodiment is excellent in output in the low frequency range and achieves the highest level in the high frequency range in the industry.

このように、本実施形態によれば、皮膚の表面と面状に接触する部材として、板バネ５とは別に、平坦な接触面２ａを有する蓋部２を設け、板バネ５と接触面２ａとの間に隙間を設けることで、接触面２ａを皮膚に押し当てる圧力の如何を問わず、板バネ５の振動が規制されることがなくなり、骨伝導スピーカー１としての音の再現性の向上を図ることができる。 Thus, according to the present embodiment, as the member that comes into planar contact with the surface of the skin, the lid portion 2 having the flat contact surface 2a is provided separately from the leaf spring 5, and the leaf spring 5 and the contact surface 2a are provided. By providing a gap between the contact surface 2a and the skin, the vibration of the leaf spring 5 is not regulated regardless of the pressure applied to the skin, and the reproducibility of sound as the bone conduction speaker 1 is improved. Can be planned.

１ 骨伝導スピーカー
２ 蓋部
２ａ 接触面
２ｂ 屈曲部
３ 信号線
４ 筒状ケース
４ａ 段差部
５ 板バネ
６ 磁気ユニット
６ａ，６ｄ ヨーク
６ｂ，６ｅ，６ｆ 磁石
６ｃ，６ｇ ポールピース
７ 基板
８ コイル
９ ハトメ
１０ ワッシャー

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bone conduction speaker 2 Lid part 2a Contact surface 2b Bent part 3 Signal wire 4 Cylindrical case 4a Step part 5 Leaf spring 6 Magnetic unit 6a, 6d Yoke 6b, 6e, 6f Magnet 6c, 6g Pole piece 7 Substrate 8 Coil 9 Eyelet 10 washers

Claims (5)

皮膚の表面と面状に接触する骨伝導スピーカーにおいて、
開口部を有する筒状ケースと、
前記筒状ケースの開口部を閉塞し、皮膚の表面と接触する平坦な接触面を有する蓋部と、
前記筒状ケースの開口部の近傍において、前記蓋部の接触面と間隔を空けて対向し、かつ、前記筒状ケースによって周囲が支持された金属製の板バネと、
前記筒状ケース内に収容され、前記板バネに取り付けられた磁気ユニットと、
前記磁気ユニットを電磁誘導によって振動させるコイルと
を有することを特徴とする骨伝導スピーカー。 In a bone conduction speaker that comes into surface contact with the surface of the skin,
A tubular case having an opening,
A lid having a flat contact surface that closes the opening of the cylindrical case and contacts the surface of the skin,
In the vicinity of the opening of the tubular case, a metal leaf spring facing the contact surface of the lid at a distance and having a periphery supported by the tubular case,
A magnetic unit housed in the tubular case and attached to the leaf spring;
A bone conduction speaker, comprising: a coil that vibrates the magnetic unit by electromagnetic induction. 前記板バネの周囲は、前記筒状ケースと、前記蓋部とによって、挟持されていることを特徴とする請求項１に記載された骨伝導スピーカー。 The bone conduction speaker according to claim 1, wherein a periphery of the leaf spring is sandwiched between the tubular case and the lid portion. 前記板バネは、所定の形状にくり抜かれていることを特徴とする請求項１または２に記載された骨伝導スピーカー。 The bone conduction speaker according to claim 1 or 2, wherein the leaf spring is hollowed out into a predetermined shape. 前記磁気ユニットは、ヨークと、磁石とを有し、前記磁石の外周側と、前記ヨークの内周側との間のギャップに配置された前記コイルの電磁誘導によって、振動することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載された骨伝導スピーカー。 The magnetic unit has a yoke and a magnet, and vibrates by electromagnetic induction of the coil arranged in a gap between the outer peripheral side of the magnet and the inner peripheral side of the yoke. The bone conduction speaker according to claim 1. 前記磁気ユニットは、ヨークと、第１の磁石と、前記第１の磁石の外周側に配置された第２の磁石とを有し、前記第１の磁石の外周側と、前記第２の磁石の内周側との間のギャップに配置された前記コイルの電磁誘導によって、振動することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載された骨伝導スピーカー。

The magnetic unit includes a yoke, a first magnet, and a second magnet arranged on the outer peripheral side of the first magnet, and the outer peripheral side of the first magnet and the second magnet. The bone conduction speaker according to any one of claims 1 to 3, wherein the bone conduction speaker vibrates by electromagnetic induction of the coil arranged in a gap between the coil and the inner peripheral side of the.

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