JP2023042413A - 密閉型音響出力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 使用者の外耳道の形状および大きさの差異に拘わらず、良好な装着感および音質が得られ、長時間使用しても接触部に痛みを生じない密閉型音響出力装置を提供すること。【解決手段】 耳孔に装着された状態で音響を出力する密閉型音響出力装置であって、電気信号を音響に変換する音源部を内蔵し、軟化温度の低い第１樹脂から成るシェル３部と、シェル部３に連なり、使用時に耳孔に嵌め込まれ、音源部２の音響を放出する、第１樹脂から成るカナル部４と、シェル部３およびカナル部４の内部に配設され、第１樹脂よりも軟質の第２樹脂から成る内層部５と、シェル部３のカナル部４とは反対側の表面３ａ上に配設され、第１樹脂および第２樹脂よりも硬質の第３樹脂から成るフェイスプレート部６と、を備える構成とする。【選択図】 図１

Description

本発明は、ユーザの耳形状に合致した形状のカスタムイヤホンおよび補聴器等の密閉型音響出力装置に関する。

従来技術の密閉型音響出力装置は、例えば特許文献１にイヤホンとして記載されている。この従来技術では、第１方向に組み合わされて内部に空間を有する筐体を構成する第１ハウジング及び第２ハウジングと、前記空間に収容されたスピーカユニットと、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとの間に挟まれて保持されると共に前記第１ハウジング及び前記第２ハウジングよりも柔軟なサポータと、前記サポータの前記第１方向の幅の縮小を規制するインナーフレームと、を備えた構成によって、耳介に当接する柔軟なサポータを備えながらも生産性に優れたイヤホンが提案されている。このイヤホンは、大略的に半球状の外表面を有するイヤピースを外耳道内に挿入して使用されるカナル型（耳栓型）とも呼ばれる密閉型イヤホンである。

特開２０２１－ ８２８８１号公報

上記特許文献１に記載される従来技術では、半球状の外表面を有するイヤピースを外耳道内に挿入して使用するので、人によって外耳道の形状および大きさが異なる場合、快適な装着感および音質が得られず、長時間の使用によって耳の接触部に痛みを生じるという問題が生じる。このような問題は、イヤホンだけでなく、耳孔に装着して使用される補聴器などの他の密閉型音響出力装置においても同様に生じ得る。

本発明の目的は、使用者の外耳道の形状および大きさの差異に拘わらず、良好な装着感および音質が得られ、長時間使用しても接触部に痛みを生じない密閉型音響出力装置を提供することである。

本発明は、耳孔に装着された状態で音響を出力する密閉型音響出力装置であって、
電気信号を音響に変換する音源部を内蔵し、軟化温度の低い第１樹脂から成るシェル部と、
前記シェル部に連なり、使用時に耳孔に嵌め込まれるカナル部であって、前記音源部で生じた音響を放出する、前記第１樹脂から成るカナル部と、
前記シェル部および前記カナル部の内部に配設され、前記第１樹脂よりも軟質の第２樹脂から成る内層部と、
前記シェル部の前記カナル部とは反対側の表面上に配設され、前記第１樹脂および前記第２樹脂よりも硬質の第３樹脂から成るフェイスプレート部と、を備えることを特徴とする密閉型音響出力装置である。

また本発明は、前記カナル部が、前記第３樹脂から成る先端部分を有することを特徴とする。

また本発明は、前記第１樹脂が、１０～２５重量％のメタクリル酸メチルと、１０～２５重量％のアクリル酸２メチルヘキシルと、２．５重量％のジメタクリル酸ジウレタンと、を含むことを特徴とする。

また本発明は、前記第３樹脂が、硬質アクリル系樹脂であることを特徴とする。

また本発明は、前記第２樹脂が、軟質ポリウレタン樹脂であることを特徴とする。

また本発明は、ＪＩＳ ６２５３－３、２０１２の規定に準拠した硬さ試験において、前記第１樹脂から成る、直径４０ｍｍ、厚さ１２ｍｍの円板状の供試体を３６℃に加熱して測定したときのデュロメータ硬さが、Ａ３０以上Ａ４０以下であることを特徴とする。

また本発明は、ＪＩＳ ６２５３－３、２０１２の規定に準拠した硬さ試験において、前記第１樹脂に前記第２樹脂を内蔵した、直径４０ｍｍ、厚さ１２ｍｍの円板状の供試体を３６℃に加熱して測定したときのデュロメータ硬さが、Ａ１０以上Ａ１５以下であることを特徴とする。

また本発明は、ＪＩＳ ６２５３－３、２０１２の規定に準拠した硬さ試験において、前記第３樹脂から成る、直径４０ｍｍ、厚さ１２ｍｍの円板状の供試体を３６℃に加熱して測定したときのデュロメータ硬さが、Ａ１００以上であることを特徴とする。

本発明によれば、軟化温度の低い第１樹脂によってシェル部が構成され、このシェル部には音源部が内蔵される。シェル部には、第１樹脂から成るカナル部がシェル部から突出して設けられ、このカナル部には放音孔が設けられる。シェル部およびカナル部の内部には、第１樹脂よりも軟質の第２樹脂から成る内層部が設けられ、シェル部のカナル部とは反対側の表面上には、第１樹脂および第２樹脂よりも硬質の第３樹脂から成るフェイスプレート部が設けられる。カナル部は使用時に使用者の耳孔に嵌め込まれ、音源部で発生した音響が放音孔を経て耳孔内へ放出され、使用者は音響を聴取することができる。

耳孔のサイズおよび形状が使用者によって異なっても、カナル部は軟化温度の低い第１樹脂から成り、内層部が内蔵されるので、耳孔を取り巻く皮膚に局部的に大きな力で接触することが防がれ、耳にぴったりと接触した状態を維持することができる。したがって隙間が生じることが防がれ、音漏れおよび痛みの発生を回避することができる。また、顎の関節の動きによって、耳孔の外耳道入口の形状が変化しても、内層部の第２樹脂がその外側に位置する第１樹脂よりも大きく変形して、外耳道入口の形状変化を吸収することができるので、強い圧迫力を生じることが回避され、これによって痛みおよび隙間発生による音質低下を回避することができる。また、シェル部のカナル部とは反対側の表面上には、第１樹脂および第２樹脂よりも硬質の第３樹脂から成るフェイスプレート部が設けられるので、第１樹脂および第２樹脂が軟質であっても、シェル部およびカナル部の形状は、耳型通りに維持され、歪み等の経年変化による不所望な形状変化を生じることが防がれ、隙間の発生および強い圧迫感の発生を回避することができる。

また本発明によれば、カナル部が第３樹脂から成る先端部分を有するので、第３樹脂よりも軟質の第２樹脂が露出している場合に比べて、使用時にカナル部を耳孔へ挿入し易く、カナル部の先端部分の損傷を抑制することができる。

また本発明によれば、第１樹脂は、１０～２５重量％のメタクリル酸メチルと、１０～２５重量％のアクリル酸２メチルヘキシルと、２．５重量％のジメタクリル酸ジウレタンとを含むので、体温程度の温度で軟化する第１樹脂を実現することができ、これによって使用時の隙間の発生および強い圧迫感の発生をより確実に回避することができる。

また本発明によれば、第３樹脂として硬質アクリル系樹脂、例えばアクリル酸エステル、メタクリル酸エステルに重合体またはポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）等の透明性の高い非晶質の合成樹脂が用いられる。

第３樹脂に硬質アクリル系樹脂を使用する理由は、カナル部の先端については、劣化しやすい個所であるため、強度が必要である。また外耳道に挿入する際に、先端部が柔らかいと外耳道の第一カーブと呼ばれる部位で引っかかりやすく、挿入しづらい点がある。挿入を導くガイドとして、先端部は摩擦係数の低い硬質タイプが良い。また、フェイスプレート部を硬質樹脂である第３樹脂を使用する理由は、完成後の２次的な加工としてロゴマークなどレーザーマーキングをしたり、デザインアートなどの装飾を施すことが可能となる。また完成品を外耳道に挿入する際、フェイスプレート部の外周部を手で持つことになり、この部分が柔らかいと挿入しづらく、出来るだけ硬い方が良い。さらにケーブルの脱着の際に、非常に強い力でケーブルを差し込んだり、引き抜いたりする場合もあり、イヤホンを指先で持つ時に、フェイスプレート部の外周部は硬い素材である方が望ましい。

また本発明によれば、第２樹脂として軟質ポリウレタン樹脂が用いられる。第２樹脂に軟質ポリウレタン樹脂を使用する理由は、人肌に近い軟性があり、耳への装着時に耳穴の形状変化に伴う圧力を分散して痛み発生のリスクを少なくすることができる。空洞であれば軟性は向上するが、柔らかすぎて外耳道に挿入する際に容易に変形をしてしまい装着の際に空洞部が折れ曲がってしまい挿入が困難となる。また内部に配置する音源部の位置がずれないように固定状態にしなければならず、空洞にするとスピーカーの位置が移動し、配線などが切れてしまう可能性もある。また第１樹脂約１ｍｍ程の肉厚のみとなると物理的な強度についても、破れ、破損のリスクが高くなるため空洞にすることには多くの問題があると考えられるため、第２樹脂から成る内層部が設けられる。

また本発明によれば、前記第１樹脂から成る供試体の３６℃におけるデュロメータ硬さがＡ３５であるので、密閉型音響出力装置を耳に装着した状態で変形に柔軟に対応できる適切な硬さのシェル部およびカナル部を得ることができる。

また本発明によれば、前記第１樹脂に前記第２樹脂を内蔵した供試体の３６℃におけるデュロメータ硬さがＡ１１程度であるので、密閉型音響出力装置を耳に装着した状態で変形に柔軟に対応できる適切な硬さの内層部を得ることができる。

また本発明によれば、前記第３樹脂が体温程度の３６℃におけるデュロメータ硬さがＡ１００以上であるので、密閉型音響出力装置を耳に装着した状態でフェイスプレート部によって、シェル部およびカナル部の形状を維持し、耳への適切な接触状態を得ることができる。

本発明の一実施形態の密閉型音響出力装置１の内部構造を示す断面図である。 密閉型音響出力装置１をコネクタ９が含まれる位置で切断した断面図である。 密閉型音響出力装置１を音導管７が含まれる位置で切断した断面図である。 密閉型音響出力装置１の外耳道２０への装着状態を示す断面図である。 密閉型音響出力装置１の製造手順を示すフローチャートである。 密閉型音響出力装置１の外観を示す斜視図である。 密閉型音響出力装置１の正面図である。 密閉型音響出力装置１の平面図である。 密閉型音響出力装置１の底面図である。 密閉型音響出力装置１の右側面図である。 密閉型音響出力装置１の背面図である。 硬度測定試験に用いた供試体Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３を示す斜視図である。 硬度測定試験に用いたＡ型デュロメータによる硬さ測定状態を示す図である。

まず、本発明の密閉型音響出力装置が基礎とする技術について述べる。密閉型音響出力装置であるカスタムイヤホン（Custom In Ear Monitor；ＩＥＭ）は、イヤホン使用者の耳型を専用のシリコン剤を使用して外耳道を含む部分を型取りし、その形状に基づいてイヤホン使用者に応じた個々の形状のイヤホンのハウジングシェルを樹脂素材などで製作し、内部にスピーカを組み込んだ構成とされる。

歴史的には、音楽活動を行うアーティストの演奏の際、会場の大規模化に伴い、大出力の大型スピーカが設置され、演奏時間中にたえず大音量に曝されることで、突発性難聴などの耳への障害を負うことがあった。それを防ぐために耳栓などをして耳を保護することが手段として考えられたが、他の演奏者の音がきこえづらくなり、それでは演奏に支障が出てしまうことになる。

大音量による耳への負担を軽減し、他の演奏者の音が確実に聞こえるようモニターするために、演奏中にイヤホンを装着することが恒常的となった。また演奏者によって聞きたい音域が異なるため、イヤホン内部に設置するスピーカの周波数特性を考慮して、演奏者の希望する音域を強くするなど内部に組み込むスピーカのカスタマイズが可能である。

このように市販のイヤホンではなく、演奏者が臨む音を自分専用のハウジングシェルで製作できる優位性により、カスタムイヤホンはプロのミュージシャンに広く利用される存在となった。近年では、一般消費者においてもプロが使うものだからということで、音質にこだわりのあるイヤホンの愛好家にも利用されている。

このような経緯の中、カスタムイヤホンの市場規模が大きくなる一方で、本来自分の耳型から製作したのだから、耳にぴったりとフィットする考えとは異なり、隙間があって音が漏れたり、左右で音圧が違い、不自然な音の聞こえ方になったり、１時間程度の装着であっても耳への圧迫感が強く、痛みを感じるなどの様々な問題が表面化している。

このような問題点について、カスタムイヤホンの製造業者の多くは、アフターサービスのなかで、フィット調整と言われる対応により、痛みが発生する部位に対応する部分の切削、隙間のある部分は樹脂を盛り付けるなど、事後的に加工調整を行うことで、この問題を解決している。

外耳道入口付近の耳穴の形状が変化する主たる要因は、耳穴前方部に顎の関節があり、口の動き、すなわち顎の関節が動くことで、隣接する外耳道入口の形状は変化する。これは、耳穴に指先を入れて口を開け閉めすることで、形状が変化していることを容易に確認することができる。採取された耳型通りにイヤホンのハウジングシェルを製作したとしても、耳穴の形状が口の動きによってたえず変化するので、硬質プラスチック素材の場合、隙間ができたり、強く圧迫感を感じたりするような箇所ができることは避けることができない。

また圧迫感が強い場合は、痛み発生の原因となる。痛みの発生を抑制する方法としては、実際よりも小さくハウジングシェルを製作する方法もある。これにより皮膚への圧迫が少なくなり、痛みの発生を少なくできる。しかしながら、オーディオ用のイヤホンとして使用する場合、ハウジングシェルを少し小さめに製作すると、外部への音漏れが発生し、鼓膜が受ける刺激音圧が低下して、音質の低下につながってしまうことになる。それゆえに、むしろ実際には、ハウジングシェルの製作においては、密閉性を高め音質の低下を防ぐために、部分的にやや大きめにハウジングシェルを製作することとなる。これにより、音質の低下は避けることができるが、一方で耳への圧迫が強くなり、痛み発生の原因を作ってしまうことにつながる。

人間の耳は、軟骨と表皮の皮膚で形成されているが、耳の皮膚は薄く弾力性が低いため、プラスチックなどの堅い素材の場合、そのプラスチックと軟骨との間に挟まれた皮膚が圧迫を受け続けていると、やがて痛みを感じるようになる。皮膚が厚く弾力性があれば、硬質プラスチック素材からの圧力を緩和、緩衝する役目を負うことができるが、多くの人の場合十分な皮膚の厚さがないために連続的、局部的に圧力を受けていると、その部分に痛みを感じることとなる。皮膚側の弾力性が低いのであるならば、耳の皮膚に接する硬質プラスチック素材を弾力性のある柔らかい素材にすることで、痛みの原因となる圧力を緩和して痛みの発生頻度やその度合いを軽減できる。柔らかい素材にして、外耳道入口周辺の部位は特に変形しやすい素材、構造を持つことで、耳への圧迫感を和らげ、音質の低下を招かないで、長時間の使用が可能な快適な装着感を得ることができ、プロのミュージシャンなどの演奏時でのカスタムイヤホンの使用時においても、快適な装着感を得ることができる密閉型音響出力装置が臨まれている。

以下、添付図面を参照して、本開示の密閉型音響出力装置の実施形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態の密閉型音響出力装置１の内部構造を示す断面図である。図２は、密閉型音響出力装置１をコネクタ９が含まれる位置で切断した断面図である。図３は、密閉型音響出力装置１を音導管７が含まれる位置で切断した断面図である。図４は、密閉型音響出力装置１の外耳道２０への装着状態を示す断面図である。なお、図１は、後述の図７の切断面線Ｉ－Ｉから見た断面を示す。図２は、図７の切断面線ＩＩ－ＩＩから見た断面を示す。図３は、図７の切断面線ＩＩＩ－ＩＩＩから見た断面を示す。

本実施形態の密閉型音響出力装置１は、耳孔に装着された状態で音響を出力するカナル型イヤホンである密閉型音響出力装置であって、電気信号を音響に変換する電気音響変換器またはドライバユニットとも呼ばれる音源部２を内蔵し、軟化温度の低い第１樹脂から成るシェル部３と、前記シェル部３に連なり、使用時に耳孔である外耳道２０に嵌め込まれるカナル部４であって、音源部２で生じた音響を放出する、前記第１樹脂から成るカナル部４と、シェル部３およびカナル部４の内部に配設され、第１樹脂よりも軟質の第２樹脂から成る内層部５と、シェル部３のカナル部４とは反対側の表面３ａ上に配設され、第１樹脂および第２樹脂よりも硬質の第３樹脂から成るフェイスプレート部６と、を備える。このように第１樹脂、第２樹脂および第３樹脂の硬さは、詳細は後述するが、硬い順に述べると、第３樹脂＞第１樹脂＞第２樹脂を満たすように選択される。

音源部２は、直方体状の例えば金属製筐体と、筐体内に収容された永久磁石であるマグネット、振動板であるスピーカ、及びボイスコイル等とを含んで構成され、コネクタ９から入力された音響信号によって、スピーカを振動させ、音波を発生する。スピーカによって発生された音波は、音源部２からカナル部４内に延びる音導管７内の放音孔を通して先端部分４ａの開口から外部へ放出される。音導管７は、例えば軟質ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）から成る内径が１．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下、好ましくは２ｍｍ、厚さ０．４ｍｍ以上０．５ｍｍ以下程度の軟質ポリ塩化ビニルから成るチューブによって実現されてもよい。音響特性としては、音導管７の長さを変えると音質は変化する。長くすると、音導管７内を通る音のエネルギが減衰するため、こもった音になり、音量も小さくなる。また、高音域部分から中音域ｎ掛けて長さに反比例して、高音域の周波数成分が失われる。同様に音導管７が捕捉なればなるほど、音導管７内を通過する音のエネルギは、音導管７の壁面で反射を繰り返しながら通過していくので、音の劣化および減衰が強くなる。このような音導管７はカナル部４内に形成されるが、人間の耳の大きさから音導管７の長さは１５ｍｍ～２０ｍｍ前後に自然に決定される。外耳道そのものも音導管７と同様な役割を果たすので、鼓膜と音源部２内のスピーカとの間の距離が短い方が、音の劣化および減衰のリスクを最小化することができる。音導管７の長さが３０ｍｍ以下であれば、チューブの内径が１．５ｍｍ以上であれば、音の減衰および劣化が小さいことが知られており、これらの点に配慮して音導管７の寸法が決定されている。

フェイスプレート部６の厚さＴ１は、例えば０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であってもよい。またカナル部４の先端部分４ａの厚さＴ２は、例えば０．６ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であってもよい。これらのフェイスプレート部６および先端部分４ａは、殻として働き、シェル部３およびカナル部４の外力が作用しない自然状態における形態を保持することができる。ここで、参考までに、密閉型音響出力装置１の主な寸法を述べると、最大幅Ｌ１は２７ｍｍ、最大高さＬ２は２５ｍｍ、平面視においれ最大幅Ｌ１方向に対して垂直な方向の最小幅Ｌ３は２４ｍｍである。カナル部４の先端部分４ａよりフェイスプレート部６側に距離Ｌ４の距離をあけて内層部５が位置している。内層部５は、カナル部５およびシェル部３を構成する第１樹脂によって厚さＬ５で覆われている。距離Ｌ４は約５ｍｍであり、厚さＬ５は、約１．０ｍｍである。第２樹脂から成る内層部５を覆う第１樹脂の厚さをＬ５とすることによって、密閉型音響出力装置１を耳に装着した状態で、該密閉型音響出力装置１が抜け落ちない適切な圧迫感で耳の皮膚への接触圧を得ることができる。したがって、密閉型音響出力装置１をカスタムイヤホンとして実施し、プロのミュージシャン等が長時間使用しても、隙間が発生しない装着状態で耳への過度の圧迫が生じないので、接触による痛みが生じず、優れた装着感で音響を長時間にわたって聴取することができる。

カナル部４およびシェル部３の形状は、使用者の耳型を使用したインサート成形によって製造された形状であり、カナル部４を隙間が生じることなく耳孔（外耳道２０）にぴったりと嵌め込んで装着することができる。

図５は、密閉型音響出力装置１の製造手順を示すフローチャートである。第１～第３樹脂を用いた密閉型音響出力装置１の成形方法は、耳型インプレッションから制作されたメス型に第１樹脂を流し込む第１工程ｓ１と、フェイスプレート部６を除く外周部および底部に紫外線を数分間照射し、肉厚約１ｍｍ程度の硬化部を作製し、内部を空洞にする必要があるため、内層部５に対応する未硬化部分の液剤樹脂を取り除く第２工程ｓ２と、カナル部４の先端部分４ａも１ｍｍ程度の肉厚のため、再度第１樹脂を先端から約５ｍｍのところまで流し込み紫外線照射にて固める第３工程ｓ３と、カナル部４の先端部分４ａに音導管７のチューブを通すための孔をあける第４工程ｓ４と、コネクタ９を取付け、周辺に第３樹脂を塗布し、紫外線照射に硬化させて固定する第５工程ｓ５と、音源部２、音導管７を取付け、第２樹脂を音源部２の半分以上が埋もれる高さまで流し込む第６工程ｓ６と、第２樹脂硬化後、第２樹脂の上に第１樹脂をシェル部３の上端まで流し込み紫外線照射にて固める第７工程ｓ７と、フェイスプレート部６を第３樹脂で形成し、紫外線照射にて固める第８工程ｓ８と、カナル部４の先端に第３樹脂を塗布し紫外線照射にて固める第９工程ｓ９と、を含む。

前述の第１樹脂および第３樹脂は、紫外線硬化型樹脂であり、第２樹脂は、主剤と硬化剤とを用いた２液混合型樹脂であるが、これに限るものではなく、第１樹脂、第２樹脂および第３樹脂は、熱可塑性樹脂であってもよい。

図６は、密閉型音響出力装置１の外観を示す斜視図である。図７は、密閉型音響出力装置１の正面図である。図８は、密閉型音響出力装置１の平面図である。図９は、密閉型音響出力装置１の底面図である。図１０は、密閉型音響出力装置１の右側面図である。図１１は、密閉型音響出力装置１の背面図である。

本実施形態の密閉型音響出力装置１によれば、軟化温度の低い、例えば体温程度で軟質の第１樹脂によってシェル部３が構成され、このシェル部３には音源部２が内蔵される。シェル部３には、第１樹脂から成るカナル部４がシェル部３から突出して設けられ、このカナル部４には放音孔を規定する音導管７が設けられる。シェル部３およびカナル部４の内部には、第１樹脂よりも軟質の第２樹脂から成る内層部５が設けられ、シェル部３のカナル部４とは反対側の表面３ａ上には、第１樹脂および第２樹脂よりも硬質の第３樹脂から成るフェイスプレート部６が設けられる。カナル部４は使用時に使用者の耳孔に嵌め込まれ、音源部２で発生した音響が音導管７の放音孔を経て外耳道２０内へ放出され、鼓膜２１によって使用者は音響を聴取することができる。

外耳道２０のサイズおよび形状が使用者毎に異なっても、カナル部４は軟化温度の低い第１樹脂から成り、内層部５が内蔵されるので、外耳道２０を取り巻く皮膚に局部的に大きな力で接触することが防がれ、耳にぴったりと接触した状態を維持することができる。したがって隙間が生じることが防がれ、音漏れおよび痛みの発生を回避することができる。また、顎の関節の動きによって、耳孔の外耳道入口の形状が変化しても、内層部５の第２樹脂がその外側に位置する第１樹脂よりも大きく変形して、外耳道入口の形状変化を吸収することができるので、強い圧迫力を生じることが回避され、これによって痛みおよび隙間発生による音質低下を回避することができる。また、シェル部３のカナル部４とは反対側の表面３ａ上には、第１樹脂および第２樹脂よりも硬質の第３樹脂から成るフェイスプレート部６が設けられるので、第１樹脂および第２樹脂が軟質であっても、シェル部３およびカナル部４の基本形状は、耳型通りに維持され、経年変化による歪み等の不所望な形状変化を生じることが防がれ、隙間の発生および強い圧迫感の発生を回避することができる。

また本実施形態の密閉型音響出力装置１によれば、カナル部４が第３樹脂から成る先端部分４ａを有するので、第３樹脂よりも軟質の第２樹脂が露出している場合に比べて、使用時にカナル部４を耳孔へ挿入し易く、カナル部４の先端部分４ａの損傷および変形を抑制することができる。第１樹脂、第２樹脂、第３樹脂は、樹脂の硬さが第３樹脂＞第１樹脂＞第２樹脂の関係を満たすものであれば、どのような樹脂であってもよい。

第１樹脂は、例えば１０～２５重量％のメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）と、１０～２５重量％のアクリル酸２メチルヘキシルと、２．５重量％のジメタクリル酸ジウレタン（ＤＵＤＭＡ）とを含む混合物から成る。このような第１樹脂は、後述するよう例えば３６℃への温度変化で軟化し、軟化後のデュロメータ硬さは、Ａ３０～Ａ４０程度が好ましい。

第３樹脂に、例えば硬質アクリル系樹脂を使用する理由は、カナル部４の先端については、劣化しやすい個所であるため、強度が必要である。外耳道２０に挿入する際に、先端部が柔らかいと外耳道２０の第一カーブと呼ばれる部位で引っかかりやすく、挿入しづらい点がある。挿入を導くガイドとして、先端部は摩擦係数の低い硬質タイプが良いからである。また、フェイスプレート部６を硬質樹脂である第３樹脂を使用する理由は、完成後の２次的な加工としてロゴマークなどレーザーマーキングをしたり、デザインアートなどの装飾を施すことが可能となる。また完成品を外耳道２０に挿入する際、フェイスプレート部６の外周部を手で持つことになり、この部分が柔らかいと挿入しづらく、出来るだけ硬い方が良い。さらにケーブルの脱着の際に、非常に強い力でケーブルを差し込んだり、引き抜いたりする場合もあり、イヤホンを指先で持つ時に、フェイスプレート部６の外周部は硬い素材である方が望ましい。

第２樹脂に、例えば軟質ポリウレタン樹脂を使用する理由は、人肌に近い軟性があり、耳への装着時に外耳道２０の形状変化に伴う圧力を分散して痛み発生のリスクを少なくすることができる。空洞であれば軟性は向上するが、柔らかすぎて外耳道２０に挿入する際に容易に変形をしてしまい装着の際に空洞部が折れ曲がってしまい挿入が困難となる。また内部に配置する音源部２の位置がずれないように固定状態にしなければならず、空洞にすると音源部２の位置が移動し、配線などが切れてしまう可能性もある。また第２樹脂が約１ｍｍ程の肉厚のみとなると物理的な強度についても、破れ、破損のリスクが高くなるため空洞にすることには多くの問題があると考えられるため、第２樹脂から成る内層部５が設けられる。

第３樹脂としては、例えば硬質アクリル系樹脂を用いることができる。硬質アクリル系樹脂としては、アクリル系光硬化樹脂であれば他でも代用は可能である。硬質アクリル系樹脂を使用する理由は、経年による樹脂の変色がほとんどなく、透明度が高く仕上がりの美しさが得られ、硬化後の強度の強さ（ひび割れ、亀裂、破損のしにくさ）に優れているためである。

第２樹脂としては、例えば軟質ポリウレタン樹脂を用いることができる。軟質ポリウレタン樹脂は、軟質であり、外力に対して柔軟な形状変化によって外力を吸収可能な内層部５を実現することができる。このような内部層５が第１樹脂から成るシェル部３およびカナル部４に内蔵されるので、装着時の外力に対して、適切に変形して外力を広範囲に分散させ、局部的な狭い範囲に外力が集中して作用することがない。したがって、口の動きに伴って顎の関節が動き、耳孔の外耳道入口の形状が変化しても、内層部５の第２樹脂が外側の第１樹脂によって覆われた状態で容易に変形し、外耳道入口の形状変化による耳への局部的な接触圧力の増加を抑制し、隙間の発生および強い圧迫感の発生を回避することができる。換言すれば、第１樹脂だけで密閉型音響出力装置１を製造した場合、厚みのある部分は硬く感じられる。このため本実施形態では、外耳道入口に接触するカナル部４の根元の周辺からシェル部３の内部に第２樹脂から成る内層部５を設けることによって、柔軟性が高くなり、フィット感が増し、さらに外耳道入口付近の形状変化にも柔軟に対応することができる。内層部５は、カナル部５の先端部分から約５ｍｍの内部に位置している。これによって、カナル部４は、柔軟性およびある程度の硬さを残すことができ、カナル部４を耳に挿入しやすくなる。また、コネクタ９の周囲は、硬質の第３樹脂によって覆われているので、コネクタ９が不所望に変位し難く、ケーブル側のコネクタプラグを挿入しやすくなる。

図１２は、硬度測定試験に用いた供試体Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３を示す斜視図である。図１３は、硬度測定試験に用いたＡ型デュロメータによる硬さ測定状態を示す図である。本件発明者は、第１～第３樹脂の硬さを確認するため、ＪＩＳ ６２５３－３、２０１２の規定に準拠した硬さ試験を実施した。この硬さ試験において、第１樹脂から成る、直径４０ｍｍ、厚さ１２ｍｍの円板状の供試体Ｍ１と、第１樹脂による被覆厚さが１ｍｍ（＝Ｌ５）となるように第１樹脂に第２樹脂を内蔵した、直径４０ｍｍ、厚さ１２ｍｍの円板状の供試体Ｍ２と、第３樹脂から成る、直径４０ｍｍ、厚さ１２ｍｍの円板状の供試体Ｍ３とを準備し、これらの供試体Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３を恒温槽内で３６℃に加熱し、各供試体Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３のそれぞれを恒温槽から出した直後に高分子計器（株）社製 アスカーゴム硬度計（デュロメータ）Ａ型を用いて、図１２のように、アスカ―ゴム硬度計を手で把持して供試体Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３のそれぞれに押し付けて硬さを測定した。測定結果を以下の表１に示す。表１中、符号「ｎ１」～「ｎ５」は、測定回数を示し、「中央値」は複数ｎ１～ｎ５の測定値の算術平均値を示す。

本件発明者は、第１樹脂から成る供試体Ｍ１、第１樹脂に第２樹脂を内蔵した供試体Ｍ２、第３樹脂から成る供試体Ｍ３の硬さを測定して、密閉型音響出力装置１に用いる第１～第３樹脂として有効な硬さ範囲を確認したところ、供試体Ｍ１の硬さは、Ａ３０以上Ａ４０以下が好ましく、供試体Ｍ２の硬さは、Ａ１０以上Ａ１５以下が好ましく、供試体Ｍ３の硬さは、Ａ１００又はＡ１００以上が好ましいことを確認した。供試体Ｍ１については、硬さがＡ３０未満であれば、柔らかすぎて使用しにくく、Ａ５０を超えると装着状態で痛みを生じる。供試体Ｍ２については、硬さがＡ５未満では、軟質過ぎるため、成形によって製造することが困難であり、Ａ２０を超えると、硬すぎて痛みを生じる。供試体Ｍ３については、硬さがＡ９０未満では、手指で把持し易い適切な硬さが得られず、Ａ１００またはＡ１００を超える硬さが好ましい。

内層部５は、カナル部４の付け根からシェル部３の厚み全体（図１の上下方向）の約１／４～１／３にわたって充填されているので、軟質の第２樹脂と第２樹脂よりも硬質の第１樹脂との２層構造を実現し、外耳道の形状変化を、適度の硬さを保ちながら外力を分散させて接触状態を維持することができるので、耳孔に装着時の隙間の発生をなくし、耳に対して局部的な圧迫感および痛みが生じることのない密閉型音響出力装置を提供することができる。

前述の実施形態では、第１樹脂として、体温程度の温度で柔らかくなる紫外線硬化型樹脂について述べたが、本発明の他の実施形態では、紫外線硬化型の軟質系樹脂、例えばシリコーンゴムなどを用いることができる。

前述の実施形態では、密閉型音響出力装置がイヤホンである場について説明したが、本発明の他の実施形態では、補聴器であってもよく、カスタムイヤピースであってもよい。この場合においても、隙間の発生をなくし、例えば長時間にわたって装着しても、音質を低下させずに、圧迫感および痛みが生じることのない、補聴器およびカスタムイヤピースを提供することができる。

以上、本開示の実施形態について詳細に説明したが、また、本開示は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。上記各実施形態をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。

１ 密閉型音響出力装置
２ 音源部
３ シェル部
３ａ 表面
４ カナル部
４ａ 先端部分
５ 内層部
６ フェイスプレート部
７ 音導管
９ コネクタ

Claims (8)

1. 耳孔に装着された状態で音響を出力する密閉型音響出力装置であって、
   電気信号を音響に変換する音源部を内蔵し、軟化温度の低い第１樹脂から成るシェル部と、
   前記シェル部に連なり、使用時に耳孔に嵌め込まれるカナル部であって、前記音源部で生じた音響を放出する、前記第１樹脂から成るカナル部と、
   前記シェル部および前記カナル部の内部に配設され、前記第１樹脂よりも軟質の第２樹脂から成る内層部と、
   前記シェル部の前記カナル部とは反対側の表面上に配設され、前記第１樹脂および前記第２樹脂よりも硬質の第３樹脂から成るフェイスプレート部と、を備えることを特徴とする密閉型音響出力装置。
2. 前記カナル部は、前記第３樹脂から成る先端部分を有することを特徴とする請求項１に記載の密閉型音響出力装置。
3. 前記第１樹脂は、１０～２５重量％のメタクリル酸メチルと、１０～２５重量％のアクリル酸２メチルヘキシルと、２．５重量％のジメタクリル酸ジウレタンと、を含むことを特徴とする請求項１また２に記載の密閉型音響出力装置。
4. 前記第３樹脂は、硬質アクリル系樹脂であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の密閉型音響出力装置。
5. 前記第２樹脂は、軟質ポリウレタン樹脂であることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の密閉型音響出力装置。
6. ＪＩＳ ６２５３－３，２０１２の規定に準拠した硬さ試験において、前記第１樹脂から成る、直径４０ｍｍ、厚さ１２ｍｍの円板状の供試体を３６℃に加熱して測定したときのデュロメータ硬さが、Ａ３０以上Ａ４０以下であることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載される密閉型音響出力装置。
7. ＪＩＳ ６２５３－３，２０１２の規定に準拠した硬さ試験において、前記第１樹脂に前記第２樹脂を内蔵した、直径４０ｍｍ、厚さ１２ｍｍの円板状の供試体を３６℃に加熱して測定したときのデュロメータ硬さが、Ａ１０以上Ａ１５以下であることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載される密閉型音響出力装置。
8. ＪＩＳ ６２５３－３，２０１２の規定に準拠した硬さ試験において、前記第３樹脂から成る、直径４０ｍｍ、厚さ１２ｍｍの円板状の供試体を３６℃に加熱して測定したときのデュロメータ硬さが、Ａ１００以上であることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載される密閉型音響出力装置。

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