JP4662508B1 - イヤホン - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な構成とすることなく低音周波数特性においても良好な効果が得られる構成を備えたイヤホンを提供する。
【解決手段】
ドライバユニット８を収容するハウジング２とハウジング２におけるドライバユニット８の背面側空間２０に連通する空洞部を有する筐体部４とを備え、筐体部４は仕切り部９によりドライバユニット背面側空間２０と連通する空間４Ｃと外部に連通する放音部４Ｄ１を備えた空間４Ｄとを構成され、各空間４Ｃ、４Ｄは、仕切り部９に設けられてドライバユニット背面側空間２０に連通する空間に向け突出するダクト部９Ｂを介して連通している。
【選択図】 図２

Description

本発明は、音響機器として使用されるイヤホンに関し、特に、カナル型イヤホンの音響特性改善機構に関する。

従来、音響機器として使用されるイヤホンにおいて、音響特性の改善の方法、特に、ドライバユニット側の振動板が振動した際に発生する背圧によってその振動が妨げられてしまうのを防止する方法として、上記イヤホンのハウジングの一部に孔を設け、さらにこの孔に音響抵抗材を設けて音響特性を調整するものがあった。例えば、従来の上記イヤホンは、一般的に図３に示すように構成されている。

図３において、ハウジング１０２は、椀状の形状をしており、この内部にドライバユニット１０３が備えられ、前面に放音をするための開口部１１０が形成されている。ドライバユニット１０３は、一般的にヨーク１０４を有し、その内部に円状のマグネット１０５を介して円盤状のポールピース１０６が装着されている。

ポールピース１０６との対向面側に振動板１０７が取り付けられ、振動板１０７にはボイスコイル１０８が装着されている。ボイスコイル１０８は、ヨーク１０４とポールピース１０６の間に形成されている磁気ギャップ内に位置している。ハウジング１０２の背面には、孔１０９が設けられ、孔１０９のハウジング１０２内面側には、音響抵抗材１１１が設けられている。

また、低域限界周波数を拡張するための手段として、図４に示すように、低音補償用パイプ１１２を付加したイヤホンが知られている。その基本構成は、図３に示す例と同様であり、所定長及び所定径を有した低音補償用パイプ１１２を、ドライバユニット１０３を有したハウジング１０２の内部空間と連通させてハウジング１０２と一体に設けたものである。このようにすることで、低音補償用パイプ１１２の空間の作用によって、上記振動板における低域限界周波数を拡張することができる。

しかしながら、このような構成では、振動板の厚みや、上記低音補償用パイプの形状、内部容積が制限され、音響特性の改善には限界があった。

そこで、図５に示すようなイヤホンが特許文献１によって提案されている。図５に示すイヤホンは、第１のハウジング２０１と、第２のハウジング２０２が連結路２０３を介して連通した構成を用いている。第１のハウジング２０１には、図３、図４に記載したものと同様のドライバユニット１０３が設けられている。さらに上記第２のハウジング２０２の内部空間に低音補償手段として機能する低音補償用振動板２０４が配置されている。このように構成することにより、イヤホンは中高音域の特性に影響を及ぼすことなく低域特性を改善することを目論んでいる。
また、上記発明に係るイヤホンは、使用時に第一のハウジング２０１を耳孔に挿入できるようにしてある。

特許２６４３９５６号公報

しかしながら、特許文献１に記載されている図５に示すようなイヤホンによれば、低音補償に用いられる第２のハウジング２０２内には、低音限界周波数を下げるに足る慣性質量を持つ低音補償用振動板２０４を特別に設けることが必要となる。このような低音補償用振動板２０４は、自身の慣性質量が低音域の聴取範囲に影響するが、質量による感度変化、つまり再生音の聴取が困難となるという理由によりむやみに大きくすることができない。したがって、低音の再生域に限界があるだけでなく、低音域の再生を良好なものとするための特別な構成を要することから構成が複雑化する。

また、低音補償用振動板２０４は、第１のハウジング２０１側のドライバユニット１０３から伝搬する音波を確実に受け止めて、いわゆる、堰き止めることにより自身が振動することにより、ドライバユニット１０３の振動板の最低共振周波数よりも低い周波数の音を得るようになっていることから、質量もそれなりに大きくする必要がある。このため、支持構造も強固にする必要があり、大型化する難点がある。振動板１０３は一般的にポリエチレンテレフタレートなどからなる有機系の薄膜であって、低音補償用振動板２０４は金属となっていることから、両者の質量の違いが大きい。したがって、低音補償用振動板２０４は、実際に振動する時に、振動板１０３の背圧を受けるため、設計において計算通りに低音補償用振動板２０４を振動させるのは極めて困難である。実際には、低音補償用振動板２０４は、単なる音響抵抗になると窺える。さらに振動板１０３と、低音補償用振動板２０４を共存させて音響特性を調整するのも困難である。

図５に示すような特許文献１記載のイヤホンは、ドロンコーン型スピーカの技術思想を採り入れたものと思われる。ドロンコーン型スピーカは、スピーカユニットを取り付けたエンクロージャに、上記スピーカユニットの振動板とほぼ同じ径の振動板を有し、しかし磁気回路やボイスコイルを持たないいわばダミーのユニットを取り付けたものである。ダミーのユニットの振動板は、スピーカユニットの振動板が振動することによって生じる背圧を受けて振動し、この振動によって生じる音波が放射されることにより、低音域の音圧レベルが高まるという効果を狙ったものである。ドロンコーン型スピーカは、スピーカユニットからの音波とともにダミーのユニットから音波が外部に放射されるから効果があるものであって、イヤホンにおいて、図５に示すようなダミーの振動板を設けても、ダミーの振動板からの音波はユーザーの耳には入らず、ドロンコーン型スピーカのような効果は期待できない。

本発明は、以上説明した従来のイヤホンの技術的課題を解決すること、すなわち、複雑な構成とすることなく低音周波数特性においても良好な効果が得られる構成を備えたイヤホンを提供することを目的としている。

本発明にかかるイヤホンは、ドライバユニットを収容するハウジングと、上記ハウジングにおけるドライバユニットの背面側空間に連通する空洞部を有する筐体部と、を備え、上記筐体部の空洞部は、仕切り部により、上記ドライバユニット背面側空間と連通する第１の空間と、外部に連通する孔を備えた第２の空間に仕切られ、上記筐体部の上記第１の空間と上記第２の空間は、上記仕切り部に設けられているダクト部によって連通し、上記ダクト部は、上記第１の空間に向けて上記ドライバユニット背面側空間からの放音方向と直角な方向に突出していて、その先端が、上記ハウジングと上記第１の空間との連通部を横断した位置に張り出し、上記ドライバユニット背面側空間からの背圧は、上記筐体部の上記第１の空間から上記ダクト部を通過して第２の空間に達し、上記外部に連通する孔を介して上記第２の空間から外部に逃げることを最も主要な特徴とする。

本発明にかかるイヤホンよれば、ドライバユニットを収容しているハウジングにおけるドライバユニット背面側空間と連通する空洞部を有する筐体部が設けられ、この筐体部内が仕切られている位置にダクト部が設けられているので、ドライバユニット背面側からの音波は、放音方向から迂回した状態でダクト部内を通過して外部に至る。
これにより、ドライバユニットの振動板の背面側で生じる背圧が筐体部内の空間に達し、筐体空間が中空であり、その容量が大きいため、背圧が軽減される。さらに、外部と連通する孔で空気を逃すので、より背圧の軽減が可能である。背圧が軽減されて振動板の振動が容易になり、低音補償が可能となる。また、上記振動板の背面側で生じた音波が筐体内を通り外部に至るまでの間にダクト部の存在により音響的な抵抗を受け、音響抵抗に対応した音響特性を得ることができる。
この結果、特別な慣性質量部材などを用いることなく低音域のレスポンスが改善されて音のこもりなどを生じることなく低音域の充実した再生音を得ることができるとともに、ダクト部の設計仕様によって比較的容易に音響特性を調整することができるという効果を得ることができる。

本発明にかかるイヤホンの実施例を示す外観斜視図である。 図１中の線（２）−（２）に沿う断面図である。 従来のイヤホンの例を示す縦断面図である。 従来のイヤホンの他の例を示す縦断面図である。 従来のイヤホンのさらに他の例を示す縦断面図である。

以下、本発明にかかるイヤホンの実施例について図面を参照しながら説明する。
図１において、イヤホン１は、主要な構成部分として、ハウジング２、筐体４、ハウジング２に連通している放音管３およびイヤーピース５を備えている。なお、図１中、符号６は、リード線７の引き出し部を示している。

ハウジング２は、図２に示すように、割型で構成された周壁部２Ａ、２Ｂの対向縁を互いに嵌め込むことで内部に空間が構成される椀状の部材であり、内部の空間内には、図２に示すように、ドライバユニット８が収納されている。放音管３は、ハウジング２から使用者の外耳道（図示されず）に向けて突出した状態で連通する管状部であり、その先端近傍には、図２に示すように、突出方向に複数の環状凸部３Ａが形成されており、放音管３に嵌め込まれたイヤーピース５が抜け落ちないように保持できるようになっている。

イヤーピース５は、内部に放音管３側の環状凸部３Ａに嵌合する凹状溝（図示されず）が形成された円筒部材と、この円筒状部材の先端部から折り返された半球状で柔軟な耳穴挿入部からなる。この耳穴挿入部が外耳道内に挿入されると、外耳道内面と密着して、音漏れを軽減し、音漏れによる低域再生能力の低下を軽減するようになっている。

筐体部４は、図２に示すように、ハウジング２に対して背負われた格好でハウジング２と一体化された部材であり、ハウジング２内のドライバユニット背面側空間２０と連通する空洞を内部に有している。この筐体部４に関する構成については、後で本発明の特徴として詳細に説明する。

筐体部４には、リード引き出し部６の基部が連結されており、リード引き出し部６は、イヤホン１の使用時に使用者の耳介の珠間切痕に嵌るように筐体部１の下部外周から珠間切痕側に向けて棒状に突出して設けられている。リード引き出し部６の内部はリード線７を挿通するための空洞部となっており、空洞部に挿通されたリード線７が外部の音響装置に接続されることにより、ドライバユニット８に音声信号が入力されるようになっている。

以上のようなイヤホン１の構成に、次に説明するような本発明の特徴ある構成が付加されている。本発明の特徴は、筐体部４の構成にある。具体的には、ハウジング２のドライバユニット背面側空間２０に連通する空間の容積を拡大して、ドライバユニット背面空間２０での背圧の影響を抑制することと、ドライバユニット背面側空間２０に連通する空間を仕切って仕切られた空間同士をダクト部９Ｂにより連通する構成としたことにある。

図２において、筐体部４は、割型構造の外郭部４Ａ、４Ｂと、これら外郭部４Ａ、４Ｂにより挟み込まれて一体化された仕切り部９とで構成されている。仕切り部９は、後で詳細に説明するダクト部９Ｂを備えている。

筐体部４は、内部に、ハウジング２の背面側の周壁２Ｂにハウジング２のドライバユニット背面側空間２０に連通する空洞部を有しており、その空洞部は、仕切り部９によって、上記ドライバユニット背面側空間２０に連通する空間４Ｃと外部に連通可能な空間４Ｄとに仕切られている。これにより、後述するダクト部９Ｂは、筐体部４の外郭部４Ａ、４Ｂとは別部材である仕切り部９で形成され、ハウジング２のドライバユニット背面側空間２０に連通する空間４Ｃと外部に連通可能な空間４Ｄとの間に組み付けられていることになる。仕切り部９はハウジング２の背面側の周壁２Ｂとともに一体成形されている。外郭部４Ａ、４Ｂの一部は上記周壁２Ｂの一部に食い込んでいる。筐体部４における空間４Ｃは、仕切り部９に形成された開口９Ａを介してハウジング２側のドライバユニット背面側空間２０と連通している。このように構成することにより、筐体部４は、外郭部４Ａ、４Ｂとは別部材である仕切り部９とによって容易に組み立てることができるため、組み立て時の工数を減らすことが可能である。また、少ない部材で筐体部４を構成することができるため、本発明にかかるイヤホンは、コストダウンを図ることができ、安価に製造できるメリットがある。

筐体部４の空間４Ｃと４Ｄは、上述したように仕切り部９により仕切られているが、仕切り部９に設けられているダクト部９Ｂによって連通している。ダクト部９Ｂは、仕切り部９からハウジング２側のドライバユニット背面側空間２０に連通する空間４Ｃ側に向けて突出する中空部で構成されている。

ダクト部９Ｂの突出方向は、ハウジング２のドライバユニット背面側空間２０からの背圧の方向（図２において縦方向）と直角な方向であり、その突出方向先端は、ハウジング２のドライバユニット背面側空間２０との連通部として仕切り部９に形成されている開口９Ａを横断した位置まで張り出させてある。

ダクト部９Ｂを中空部材とするために、内部には、突出方向に沿った孔９Ｂ１が形成されている。孔９Ｂ１の横断面形状は、円形、矩形等を選択することができる。ダクト部９Ｂの突出方向に沿った断面形状は、図示の実施例では同じ内径を持つ円筒形状になっているが、ホーン形状にしてもよい。このような孔９Ｂ１の断面形状は、音響特性の設定に応じて選択される。また、孔９Ｂ１の大きさ、突出量、突出方向先端までの距離などは、求める音響特性に応じて適宜設定される。

一方、筐体部４内の空間において外部と連通可能な空間４Ｄには、ダクト部９Ｂに形成された孔９Ｂ１の貫通方向に平行する孔４Ｄ１が少なくとも一つ設けられている。孔４Ｄ１は、ドライバユニット８の駆動によってその振動板の背面側に生じる圧力すなわち背圧を外部に逃がし、背圧によって振動板の振動が抑制されることをなくす働きをする。筐体部４内の空間４Ｃは、ダクト部９Ｂが存在する空間であり、空間４Ｂは外部と連通する空間であって容積拡大空間である。

本実施例では、外部との連通部となる孔４Ｄ１を備えた空間４Ｄが容積拡大部としての形状、つまり外郭部の一方側と反対側に膨出した形状とする一方、ドライバユニット背面側空間２０と連通する空間４Ｃは、ダクト部９Ｂを用いた低域再生可能領域としている。イヤホンの使用状態において、上記空間４Ｃを構成する外郭部４Ａは、前面すなわちユーザーの顔面と略平行な面になり、この面は外表面を膨出させない平坦面に近い形状に形成されている。この外郭部４Ａの前面を意匠面として用いることができ、画像や彫刻さらには、商標などを施すことで広告効果を得ることができる。

本実施例は以上のような構成により、ハウジング２のドライバユニット背面側空間２０に連通する位置に容積拡大が可能な空間を有する筐体部４を備えており、さらに筐体部４の内部が仕切り部９によりドライバユニット背面側空間２０に連通する空間４Ｃと外部に連通可能な空間４Ｄとに仕切られるとともに、各空間４Ｃ，４Ｄ同士がダクト部９Ｂを介して連通している。

各空間４Ｃ，４Ｄのうちドライバユニット背面側空間２０と連通する空間４Ｃには、ドライバユニット背面側空間２０からの背圧の進行方向と直角な方向に突出するダクト部９Ｂが設けられている。このため、ドライバユニット背面側空間２０からの背圧は、ダクト部９Ｂの外周面に突き当たり、また、ダクト部９Ｂの孔９Ｂ１内を通過し、空間４Ｄ内に達し、さらに、外部との連通部である孔４Ｄ１を介して外部に至る。

このように、ドライバユニット背面側空間２０に生じた背圧は、ダクト部９Ｂの存在により伝搬路を迂回しながら進行する。ダクト部９Ｂが背圧の伝搬路中に位置することで、図２中、一点鎖線の矢印で示すように、伝搬路にラビリンス（迷路）効果を与えることになり、背圧に対して音響的な抵抗が与えられることとなる。これにより、筐体部４内に特別な慣性質量部材や背圧の伝搬を堰き止めるような構成を備えることなく、背圧を逃がし、筐体部４側の容積拡大により低音域の音響特性を改善することができる。これに加えて、ダクト部９Ｂを用いた音響的な抵抗特性を持たせながら外部への音波の抜去りによる、籠りのない低域再生を実現することができる。

なお、外部との連通部に設けてある孔４Ｄ１内面には、音響抵抗物質を貼付して音響特性をより良好なものに改善することも可能である。また、ダクト部９Ｂの孔９Ｂ１の適宜の位置に音響抵抗物質を設けてもよい。

本発明は、以上説明した実施例に構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した技術思想を逸脱しない範囲で適宜設計変更することができる。例えば、本発明の技術思想は、補聴器、ヘッドセットなどにも適用可能である。

１ イヤホン
２ ハウジング
２０ ドライバユニット背面側空間
４ 筐体部
４Ａ、４Ｂ 外郭部
４Ｃ ドライバユニット背面側空間と連通する空間
４Ｄ 外部と連通可能な空間
４Ｄ１ 外部と連通する孔
８ ドライバユニット
９ 仕切り部
９Ａ ドライバユニット背面側空間との連通用開口
９Ｂ ダクト部
９Ｂ１ 孔

Claims (7)

1. ドライバユニットを収容するハウジングと、
   上記ハウジングにおけるドライバユニットの背面側空間に連通する空洞部を有する筐体部と、を備え、
   上記筐体部の空洞部は、仕切り部により、上記ドライバユニット背面側空間と連通する第１の空間と、外部に連通する孔を備えた第２の空間に仕切られ、
   上記筐体部の上記第１の空間と上記第２の空間は、上記仕切り部に設けられているダクト部によって連通し、
   上記ダクト部は、上記第１の空間に向けて上記ドライバユニット背面側空間からの放音方向と直角な方向に突出していて、その先端が、上記ハウジングと上記第１の空間との連通部を横断した位置に張り出し、
   上記ドライバユニット背面側空間からの背圧は、上記筐体部の上記第１の空間から上記ダクト部を通過して第２の空間に達し、上記外部に連通する孔を介して上記第２の空間から外部に逃げることを特徴とするイヤホン。
2. 上記第２の空間は容積拡大部である請求項１に記載のイヤホン。
3. 上記ダクト部は、円筒状であることを特徴とする請求項１または２に記載のイヤホン。
4. 上記ダクト部は、筐体部の仕切り部とハウジングの背面部材と一体成形されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のイヤホン。
5. 筐体は、割型構造の２つの外郭部と、これら外郭部を両側に位置させて各外郭部が嵌めこまれた仕切り部とで構成されている請求項１乃至４のいずれかに記載のイヤホン。
6. 使用時において、上記２つの外郭部の一方は外側面が前面になり、この前面は意匠面として用いることができる請求項５に記載のイヤホン。
7. 上記２つの外郭部の他方は、外側に膨出した形状に形成されるとともに、外部に連通する孔を有している請求項５に記載のイヤホン。
   

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