JP3222536U - 密閉型イヤホン - Google Patents

Abstract

【課題】遮音性が優れ、音響感度を容易に調整できる密閉型イヤホンを提供する。【解決手段】密閉型イヤホン（例えば、カナル型イヤホン）２０は、ドライバユニット２１の背面側が、インナーリアハウジング３３及びリアハウジング３４の２重構造によって覆われている。ドライバユニット２１の正面側のフロントスペースＣ０と、リアハウジング３４内のバックスペースＣ３とが、内部に音響抵抗材Ｒ１が挿入された連通孔３２ａによって連通している。更に、ドライバユニット２１の背面側のインナースペースＣ２と、バックスペースＣ３とが、内部に音響抵抗材Ｒ２が挿入された連通孔３３ａによって連通している。【選択図】図１

Description

本考案は、放音部を外耳道に挿入して使用する遮音性の優れた密閉型イヤホン、特に、電気音響変換器（以下「ドライバユニット」という。）を２つのハウジング（筐体）で覆った２重構造の密閉型イヤホンに関するものである。

図３は、例えば、特許文献１に記載された従来の密閉型イヤホンの縦断面を示す構成図である。
この密閉型イヤホン１では、音声信号を音波に変換するドライバユニット２を、以下のような２つのハウジング（１２，１３）で覆う２重構造にすることにより、遮音性を向上させている。

図３の密閉型イヤホン１は、内部にドライバユニット２が収容されたハウジング１０を備えている。ドライバユニット２は、例えば、ダイナミック型やバランスドアーマチュア型の場合、永久磁石であるマグネット、振動板であるダイアフラム、及びボイスコイル等で構成され、音声信号がボイスコイルに加えられると、ダイアフラムが振動して音波が発生するようになっている。ハウジング１０は、正面側に音導管３が突設された前部のフロントハウジング１１と、このフロントハウジング１１の背面側に装着された中間のインナーハウジング１２と、このインナーハウジング１２の背面側に装着された後部のリアハウジング１３と、により構成されている。

フロントハウジング１１の正面側に突設された音導管３には、外耳道挿入用のイヤーピース４が装着されている。フロントハウジング１１内の背面側には、ドライバユニット２が固定されている。音導管３とドライバユニット２の正面側との間には、前部空間であるフロントスペースＣ０が形成されている。インナーハウジング１２は、ドライバユニット１の背面側に形成される内部空間であるインナースペースＣ２を覆う部材である。フロントハウジング１１の背面側には、フロントスペースＣ０とインナースペースＣ２とを連通するための連通孔５が形成されている。連通孔５内には、第１音響抵抗材Ｒ１が挿入されている。

ドライバユニット２中のダイアフラム２ａの背面側には、連通孔６と導管であるダクト７とが連結して形成されている。この連通孔６及びダクト７により、ダイアフラム２ａの背面側のリアスペースＣ１と、インナースペースＣ２と、が連通している。インナースペースＣ２を覆うインナーハウジング１２には、小さな連通孔８が形成され、この連通孔８に、第２音響抵抗材Ｒ２が設けられている。リアハウジング１３には、ケーブル引出口９が設けられ、ドライバユニット２に接続された図示しないケーブルが、外部に引き出される。

このような密閉型イヤホン１では、ハウジング１０内を、フロントスペースＣ０とインナースペースＣ２とバックスペースＣ３との３つの独立した空間に分離し、音響抵抗材Ｒ１が挿入された連通孔５により、フロントスペースＣ０とインナースペースＣ２とを連通し、音響抵抗材Ｒ２が挿入された連通孔８により、インナースペースＣ２とバックスペースＣ３とを連通している。そして、連通孔５，８の内径及び長さを調整して所望の周波数特性を持たせている。又、第１、第２音響抵抗材Ｒ１，Ｒ２の質量と音響抵抗とを調整して所望の周波数特性を持たせている。

図３中には、音波の流れが矢印（１）〜（５）で示されている。なお、音波の流れは、交流であるが、説明を簡単にするために、一方向の流れが例示されている。又、ダイアフラム２ａの正面と背面では、音波の流れが逆位相になるが、これも図示されていない。

図４は、図３の音響等価回路を示す回路図である。
ドライバユニット２は、ダイアフラム正面Ａとダイアフラム背面Ｂとの間において、ボイスコイル駆動力ｖ２、ダイアフラム質量ｍ２、ダイアフラムスティフネスｓ２、及びダイアフラム機械抵抗ｒ２の直列回路により構成されている。ダイアフラム正面Ａには、フロントスペースＣ０のスティフネスが分岐接続され、更に、ダイアフラム背面Ｂにも、リアスペースＣ１のスティフネスが接続されている。これらのドライバユニット２、フロントスペースＣ０及びリアスペースＣ１により、直列共振回路が構成されている。フロントスペースＣ０のスティフネスには、音導管３の質量ｍ３、及び外耳道１４の容量によるスティフネスからなる直列回路が、並列に接続されている。

リアスペースＣ１のスティフネスには、連通孔６の質量、ダクト７の質量、及びインナースペースＣ２のスティフネスの直列回路が、並列に接続されている。ドライバユニット２、連通孔６及びダクト７の直列回路は、音響抵抗材Ｒ１の質量により、バイパスされている。インナースペースＣ２のスティフネスには、連通孔８の質量、音響抵抗材Ｒ２の質量、及びバックスペースＣ３のスティフネスの直列回路が、並列に接続されている。バックスペースＣ３のスティフネスには、リアハウジング１３の音響抵抗ｒ１３及び質量ｍ１３で表される間隙（スリット）が並列に接続されている。
図４中にも、図３と同様に、音波の流れが矢印（１）〜（５）で示されている。

次に、図３及び図４の密閉型イヤホン１が動作する時の音波の流れを説明する。
図示しないケーブルからドライバユニット２へ音声信号が入力されると、そのドライバユニット２内のボイルコイルに音声信号が流れ、ダイアフラム２ａが振動する。ダイアフラム２ａの正面Ａに発生した音波は、矢印（１）で示すように、大部分が音導管３及びイヤーピース４を通って、外耳道１４へ放出される。ダイアフラム２ａの正面Ａに発生した音波の一部は、矢印（２）で示すように、連通孔５内の音響抵抗材Ｒ１を通って、インナースペースＣ２に至る。

一方、ダイアフラム２ａの背面Ｂに発生した音波は、矢印（３）で示すように、連通孔６及びダクト７を通って、インナースペースＣ２に至る。インナースペースＣ２に到達した矢印（２）及び（３）の音波は、矢印（４）で示すように、連通孔８の音響抵抗材Ｒ２を通って、バックスペースＣ３に至る。バックスペースＣ３に到達した音波の一部は、矢印（５）で示すように、音響抵抗ｒ１３及び質量ｍ１３で表されるリアハウジング１３のスリットを通って、外気へ漏れる。

特許第５８４９２９６号公報

しかしながら、従来の図３の密閉型イヤホン１では、以下の理由により、周波数特性の感度調整が難しく、更に、製造コストが高くなって不利不便である、という課題があった。

図３の密閉型イヤホン１の製造（組立）と周波数の感度調整の手順（ａ）〜（ｆ）について、考察する。
（ａ） 先ず、フロントハウジング１１に、イコライザ等を装着（セット）し、連通孔６及びダクト７が形成された専用のドライバユニット２をセットする。
（ｂ） 図示しないケーブルの芯線をインナーハウジング１２に通し、その芯線をドライバユニット２に半田接続する。
（ｃ） 連通孔５に挿入した音響抵抗材Ｒ１により、低周波領域（例えば、２０Ｈｚ付近）の感度を調整する。この状態では、インナースペースＣ２がないため、音響抵抗材Ｒ１を通った矢印（２）の音波は、そのまま外気へ流れる。
（ｄ） フロントハウジング１１の背面に、インナーハウジング１２を嵌合する。図示しないケーブルの芯線出口を密閉する。そして、インナースペースＣ２からの音波の出口を、連通孔８だけにする。

（ｅ） 連通孔８に音響抵抗材Ｒ２を貼り付ける。この状態で、音響抵抗材Ｒ１を通った矢印（２）方向の音波は、インナースペースＣ２に溜まり、一部は、矢印（４）方向に、連通孔８及び音響抵抗材Ｒ２を通ってバックスペースＣ３に至る。つまり、音響抵抗材Ｒ１を通る矢印（２）方向の音波は、インナースペースＣ２と音響抵抗材Ｒ２とによって流れが変化し、前記（ｃ）の調整条件とは違ってくる。図４から分かるように、音響抵抗材Ｒ２により、音響抵抗材Ｒ１を通る矢印（２）方向の音波の流れと、連通孔６及びダクト７を通る矢印（３）方向の音波の流れと、の両方を調整することになる。そのため、仮に低周波領域の感度を再調整しようとしても、インナーハウジング１２が嵌合されているので、再調整ができない。
（ｆ） 最後に、リアハウジング１３をインナーハウジング１２の背面に嵌合すれば、密閉型イヤホンの製造（組立）が完了する。

このように、従来の密閉型イヤホン１では、前記手順（ｅ）で説明したように、音響抵抗材Ｒ１を用いた低周波領域の感度を再調整できないので、製造後の製品に、音響感度のばらつきが生じる。更に、ドライバユニット２に連通孔６及びダクト７を追加する等、専用のドライバユニットが必要になるので、製造コストが高くなって不利不便である。

本考案の密閉型イヤホンは、音声信号を音波に変換するドライバユニットと、正面側に放音部が突設され、内部に前記ドライバユニットが収容され、前記放音部と前記ドライバユニットの正面側との間に形成されるフロントスペースを有する第１ハウジング（例えば、フロントハウジング及びインナーフロントハウジング）と、前記第１ハウジングの背面側に装着され、前記ドライバユニットの背面側に形成されるインナースペースを覆う第２ハウジング（例えば、インナーリアハウジング）と、前記第２ハウジングの背面側に装着され、前記第２ハウジングの背面側に形成されるバックスペースを覆う第３ハウジング（例えば、リアハウジング）と、前記第フロントスペースと前記バックスペースとを連通し、内部に第１音響抵抗材が挿入された第１連通孔と、前記インナースペースと前記第バックスペースとを連通し、内部に第２音響抵抗材が挿入された第２連通孔と、を備えている。
そして、前記ドライバユニットの等価回路に対して、前記第２音響抵抗材の等価回路が直列に接続され、前記直列に接続されたドライバユニットの等価回路及び第２音響抵抗材の等価回路に対して、前記第１音響抵抗材の等価回路が並列に接続されている、ことを特徴とする。

本考案の密閉型イヤホンによれば、第１連通孔と第２連通孔とを備え、ドライバユニットの等価回路に対して、第２音響抵抗材の等価回路が直列に接続され、その直列に接続されたドライバユニットの等価回路及び第２音響抵抗材の等価回路に対して、第１音響抵抗材の等価回路が並列に接続されている。そのため、第１音響抵抗材を用いた低周波領域の感度を容易に再調整でき、音響感度のばらつきの少ない製品を提供できる。しかも、汎用のドライバユニットを用いて製造（組立）できるので、製造コストを低減できる。

本考案の実施例１における密閉型イヤホン（例えば、カナル型イヤホン）の縦断面を示す構成図 図１の音響等価回路を示す回路図 従来の密閉型イヤホンの縦断面を示す構成図 図３の音響等価回路を示す回路図

本考案を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本考案の範囲を限定するものではない。

（実施例１の構成）
図１は、本考案の実施例１における密閉型イヤホン（例えば、カナル型イヤホン）の縦断面を示す構成図である。
このカナル型イヤホン２０は、ドライバユニット２１が、２重構造のハウジング３０内に収容されている。

ドライバユニット２１は、例えば、ダイナミック型やバランスドアーマチュア型の場合、マグネット２１ａ、ダイアフラム２１ｂ、及びボイスコイル２１ｃ等がフレーム２１ｄに取り付けられ、音声信号がボイスコイル２１ｃに加えられると、ダイアフラム２１ｂが振動して音波が発生するようになっている。フレーム２１ｄには、ダイアフラム２１ｂの背面側のリアスペースＣ１の一部を開放させるための開口部２１ｅが形成されている。

ハウジング３０は、正面側に放音部が突設された第１ハウジング（例えば、フロントハウジング３１及びインナーフロントハウジング３２）と、このインナーフロントハウジング３２の背面側に装着された第２ハウジング（例えば、インナーリアハウジング３３）と、このインナーリアハウジング３３の背面側に装着された第３ハウジング（例えば、リアハウジング３４）と、により構成されている。

フロントハウジング３１は、円錐筒形状をしており、この正面側に、放音部が突設されている。放音部は、フロントハウジング３１の正面側に突設された音導管３１ａと、この音導管３１ａに対して着脱自在に装着された外耳道挿入用のイヤーピース３５と、により構成されている。イヤーピース３５は、傘形状をしており、シリコーンゴム等の弾力性部材で形成されている。

フロントハウジング３２の背面側には、筒状のインナーフロントハウジング３２が装着されている。インナーフロントハウジング３２は、内部の略中央付近に形成された段差部３２ａを有している。段差部３２ａには、ドライバユニット２１が装着されている。音導管３１ａとドライバユニット２１の正面側との間には、フロントスペースＣ０が形成されている。段差部３２ａの背面側の一部には、第１連通孔３２ａが形成されている。第１連通孔３２ａは、フロントスペースＣ０と、リアハウジング３４内に形成されるバックスペースＣ３と、を連通するものである。第１連通孔３２ａ内には、第１音響抵抗材Ｒ１が挿入されている。第１音響抵抗材Ｒ１は、発泡プラスチック、不織布等で形成され、音波の低周波領域（例えば、２０Ｈｚ付近）の感度を調整するものである。

インナーフロントハウジング３２の背面側には、板状のインナーリアハウジング３３が装着されている。インナーリアハウジング３３は、ドライバユニット２１の背面側に形成されるインナースペースＣ２を覆うものであり、このインナーリアハウジング３３の一部に、第２連通孔３３ａが形成されている。第２連通孔３３ａは、インナースペースＣ２と、リアハウジング３４内に形成されるバックスペースＣ３と、を連通するものである。第２連通孔３３ａ内には、第２音響抵抗材Ｒ２が挿入されている。第２音響抵抗材Ｒ２は、第１音響抵抗材Ｒ１と同様に、発泡プラスチック、不織布等で形成され、音波の設計周波数（例えば、２００Ｈｚ）の感度を調整するものである。

フロントハウジング３１の背面側には、インナーフロントハウジング３２及びインナーリアハウジング３３を覆う形で、背面が閉塞された筒状のリアハウジング３４が装着されている。リアハウジング３４は、インナーリアハウジング３３の背面側に形成されるバックスペースＣ３を覆うものであり、このリアハウジング３３の背面の一部に、外気への通気孔３４ａが形成されている。

リアハウジング３４内には、ドライバユニット２１に接続されたコネクタ（例えば、ジャック）３６が装着されている。ジャック３６は、音声信号入力用のケーブルに接続されたコネクタ（例えば、超小形プラグ）３７を挿脱自在に受け入れるものである。

図１中には、音波の流れが矢印（１）〜（５）で示されている。なお、音波の流れは、交流であるが、説明を簡単にするために、一方向の流れが例示されている。又、ダイアフラム２１ｂの正面と背面では、音波の流れが逆位相になるが、これも図示されていない。

図２は、図１の音響等価回路を示す回路図である。
ドライバユニット２１は、ダイアフラム正面Ａとダイアフラム背面Ｂとの間において、ボイスコイル駆動力ｖ２１、ダイアフラム質量ｍ２１、ダイアフラムスティフネスｓ２１、及びダイアフラム機械抵抗ｒ２１の直列回路により構成されている。ダイアフラム正面Ａには、フロントスペースＣ０のスティフネスが分岐接続され、更に、ダイアフラム背面Ｂにも、リアスペースＣ１のスティフネスが接続されている。これらのドライバユニット２１、フロントスペースＣ０及びリアスペースＣ１により、直列共振回路が構成されている。フロントスペースＣ０のスティフネスには、音導管３１ａの質量ｍ３１ａ、及び外耳道３８の容量によるスティフネスからなる直列回路が、並列に接続されている。

リアスペースＣ１のスティフネスには、開口部２１ｅの質量、及びインナースペースＣ２のスティフネスの直列回路が、並列に接続されている。インナースペースＣ２のスティフネスには、音響抵抗材Ｒ２の質量、及びバックスペースＣ３のスティフネスの直列回路が、並列に接続されている。ドライバユニット２１の等価回路、開口部２１ｅの質量、及び音響部材Ｒ２の質量の直列回路は、音響抵抗材Ｒ１の質量により、バイパスされている。バックスペースＣ３のスティフネスには、通気孔３４ａの音響抵抗ｒ３４ａ及び質量ｍ３４ａの直列回路が、並列に接続されている。
図２中にも、図１と同様に、音波の流れが矢印（１）〜（５）で示されている。

（実施例１の製造（組立）例）
本実施例１のカナル型イヤホン２０の製造（組立）と周波数の感度調整の手順（ａ）〜（ｄ）について、説明する。
（ａ） 先ず、インナーフロントハウジング３２の背面側から、ドライバユニット２１を挿着し、そのインナーフロントハウジング３２の背面側に、インナーリアハウジング３３を嵌合する。インナーフロントハウジング３２に形成された連通孔３２ａに、音響抵抗材Ｒ１を挿入する。挿入した音響抵抗材Ｒ１により、低周波領域（例えば、２０Ｈｚ付近）の感度を調整する。
（ｂ） フロントハウジング３１の背面から、前記（ａ）のインナーフロントハウジング３２を嵌入する。

（ｃ） インナーリアハウジング３３の連通孔３３ａに、音響抵抗材Ｒ２を挿入する。音響抵抗材Ｒ１及び音響抵抗材Ｒ２を数回調整し、規定の感度に設定する。図２から分かるように、音響抵抗材Ｒ１を通る矢印（２）方向の音波と、音響抵抗材Ｒ２を通る矢印（４）方向の音波と、はそれぞれ独立して調整できる。そのため、製品を、設計感度に容易に調整できる。
（ｄ） 内部にジャック３６が収容されたリアハウジング３４を、フロントハウジング３１の背面に嵌合すれば、カナル型イヤホン２０の製造（組立）が完了する。

（実施例１の動作）
図１及び図２のカナル型イヤホン２０が動作する時の音波の流れを説明する。
ジャック３６に挿着されたプラグ３７から、ドライバユニット２１へ音声信号が入力されると、そのドライバユニット２１内のボイスコイル２１ｃに音声信号が流れ、ダイアフラム２１ｂが振動する。ダイアフラム２１ｂの正面Ａに発生した音波は、矢印（１）方向に、大部分が音導管３１ａ及びイヤーピース３５を通って、外耳道３８へ放出される。

ダイアフラム２ａの正面Ａに発生した音波の一部は、矢印（２）方向に、連通孔３２ａ内の音響抵抗材Ｒ１を通って、バックスペースＣ３に至る。
一方、ダイアフラム２１ｂの背面Ｂに発生した音波は、矢印（３）方向に、ドライバユニット２１の開口部２１ｅを通って、インナースペースＣ２に至る。インナースペースＣ２に到達した音波は、矢印（４）方向に、連通孔３３ａ内の音響抵抗材Ｒ２を通って、バックスペースＣ３に至る。バックスペースＣ３に到達した音波の一部は、矢印（５）方向に、音響抵抗ｒ３４ａ及び質量ｍ３４ａで表されるリアハウジング３４の通気孔３４ａを通って、外気へ漏れる。

（実施例１の効果）
本実施例１のカナル型イヤホン２０によれば、次の（ｉ）及び（ｉｉ）のような効果がある。
（ｉ） 開口部２１ｅ、連通孔３２ａ，３３ａ、及び通気孔３４ａを設けているので、放音空間における音の「こもり」の発生を防止できる。更に、ドライバユニット２１の背面側を、インナーリアハウジング３３及びリアハウジング３４の２重構造によって覆っているので、音漏れが少ないカナル型イヤホン２０を実現できる。
（ｉｉ） カナル型イヤホン２０では、連通孔３２ａ及び連通孔３３ａを備え、ドライバユニット２１の等価回路に対して、音響抵抗材Ｒ２の等価回路が直列に接続され、その直列に接続されたドライバユニット２１の等価回路及び音響抵抗材Ｒ２の等価回路に対して、音響抵抗材Ｒ１の等価回路が並列に接続されている。そのため、音響抵抗材Ｒ１を用いた低周波領域の感度を容易に再調整でき、音響感度のばらつきの少ない製品を提供できる。しかも、汎用のドライバユニット２１を用いて製造（組立）できるので、製造コストを低減できる。

（変形例）
本考案は、上記実施例１に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（ａ）〜（ｃ）のようなものがある。
（ａ） 図１中のジャック３５に代えて、リアハウジング３４の一部にケーブル引出口を設け、このケーブル引出口から引き込んだケーブルを、ドライバユニット２１に接続する構成に変形しても良い。
（ｂ） 図１の構造や形状を、他の形態に変更しても良い。例えば、フロントハウジング３１とインナーフロントハウジング３２とは、分離せずに、一体構造に変更しても良い。又、図２の等価回路に他の回路素子を付加する等の変更を加えても良い。
（ｃ） 本考案は、カナル型イヤホン２０以外の他の構造の密閉型イヤホンにも適用できる。

２０ カナル型イヤホン
２１ ドライバユニット（電気音響変換器）
２１ａ マグネット
２１ｂ ダイアフラム（振動板）
２１ｃ ボイスコイル
２１ｄ フレーム
２１ｅ 開口部
３０ ハウジング
３１ フロントハウジング
３１ａ 音導管
３２ インナーフロントハウジング
３２ａ，３３ａ 第１、第２連通孔
３３ インナーリアハウジング
３４ リアハウジング
３５ イヤーピース
３６ ジャック
３７ プラグ
Ｃ０ フロントスペース
Ｃ１ リアスペース
Ｃ２ インナースペース
Ｃ３ バックスペース
Ｒ１，Ｒ２ 第１、第２音響抵抗材

Claims (6)

1. 音声信号を音波に変換する電気音響変換器と、
   正面側に放音部が突設され、内部に前記電気音響変換器が収容され、前記放音部と前記電気音響変換器の正面側との間に形成されるフロントスペースを有する第１ハウジングと、
   前記第１ハウジングの背面側に装着され、前記電気音響変換器の背面側に形成されるインナースペースを覆う第２ハウジングと、
   前記第２ハウジングの背面側に装着され、前記第２ハウジングの背面側に形成されるバックスペースを覆う第３ハウジングと、
   前記第フロントスペースと前記バックスペースとを連通し、内部に第１音響抵抗材が挿入された第１連通孔と、
   前記インナースペースと前記バックスペースとを連通し、内部に第２音響抵抗材が挿入された第２連通孔と、
   を備え、
   前記電気音響変換器の等価回路に対して、前記第２音響抵抗材の等価回路が直列に接続され、
   前記直列に接続された電気音響変換器の等価回路及び第２音響抵抗材の等価回路に対して、前記第１音響抵抗材の等価回路が並列に接続されている、
   ことを特徴とする密閉型イヤホン。
2. 前記第１ハウジングは、
   前記正面側に放音部が突設されたフロントハウジングと、
   前記フロントハウジングの背面側に装着され、内部に、前記電気音響変換器が収容され、前記放音部と前記電気音響変換器の正面側との間に形成される前記フロントスペースを有するインナーフロントハウジングと、
   を備えることを特徴とする請求項１記載の密閉型イヤホン。
3. 前記電気音響変換器は、
   正面側が、前記フロントスペースに対向する音波発生用の振動板を有し、
   前記振動板の背面側のリアスペースと前記インナースペースとの間は、
   開口部により連通している、
   ことを特徴とする請求項２記載の密閉型イヤホン。
4. 前記放音部は、
   前記フロントハウジングの正面側に突設された音導管と、
   前記音導管に着脱自在に装着された外耳道挿入用のイヤーピースと、
   を有することを特徴とする請求項２記載の密閉型イヤホン。
5. 前記第３ハウジングには、外気と連通する通気孔が形成されている、
   ことを特徴とする請求項２記載の密閉型イヤホン。
6. 前記第３ハウジングには、前記電気音響変換器に接続され、ケーブル付きプラグを挿脱自在に挿入するためのジャックが設けられている、
   ことを特徴とする請求項２記載の密閉型イヤホン。

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