JP4880059B1 - ヘルメット用ヘッドホン及び該ヘッドホンを有するヘルメット - Google Patents

Abstract

【課題】骨伝導を利用して音声信号を伝達するヘルメット用ヘッドホンにおいて、骨伝導を利用しないときも音声信号を伝達できるようにする。
【解決手段】ヘルメット用ヘッドホン２は、ヘルメット１を着用したユーザＵに音声信号を伝達するためのものであり、音声信号を受けて音声振動を発生する骨伝導振動子４と、骨伝導振動子４を先端側に有するアーム部５と、アーム部５の基端側をヘルメット１の帽体１１の外側に回転可能に取り付ける取付部６とを備える。骨伝導振動子４は、アーム部５の回転角αに応じてユーザＵの頭部又は帽体１１の外側に当接される。これにより、骨伝導を利用しないとき、帽体１１が発生する音を利用して音声信号がユーザＵに伝達される。
【選択図】図１

Description

本発明は、骨伝導を利用して音声信号を伝達するヘルメット用ヘッドホン及びこのヘッドホンを有するヘルメットに関する。

従来から、骨伝導振動子が知られている（例えば、特許文献１参照）。骨伝導振動子は、骨伝導スピーカとも呼ばれ、ユーザの頭部に当接され、音声信号を受けて音声振動を発生する。その音声振動は、鼓膜を介さずに骨伝導により頭蓋骨から内耳に伝えられ、ユーザに認識される。

また、骨伝導振動子を帽体の内面に設けたヘルメットが知られている（例えば、特許文献２参照）。このようなヘルメットは、帽体に加わった衝撃が骨伝導振動子を介してユーザの頭部に加わる虞があり、安全上好ましいとはいえない。

また、骨伝導振動子を帽体の内面に設けず、アーム部を介してヘルメットに支持した骨伝導ヘッドホンが知られている（例えば、特許文献３参照）。この骨伝導ヘッドホンは、ユーザの頭部に骨伝導振動子が当接し続けることに起因する痛覚を解消するため、ユーザがヘルメットを着用したまま、頭部から離れた邪魔にならない位置に骨伝導振動子が退避される。しかし、このような骨伝導ヘッドホンは、骨伝導振動子が退避されたときに音声信号がユーザに伝達されないので、警報等の常時伝達可能にすべき音声信号を伝達する用途には適さない。

特開２００７−７４６９３号公報 特開２００８−１７６４５７号公報 特開２００４−３２３４０号公報

本発明は、上記問題を解決するものであり、骨伝導を利用して音声信号を伝達するヘルメット用ヘッドホンにおいて、骨伝導を利用しないときも音声信号を伝達できるようにすることを目的とする。

本発明のヘルメット用ヘッドホンは、ヘルメットを着用したユーザに音声信号を伝達するためのものであって、音声信号を受けて音声振動を発生する骨伝導振動子と、前記骨伝導振動子を先端側に有するアーム部と、前記アーム部の基端側をヘルメットの帽体の外側に回転可能に取り付ける取付部とを備え、前記アーム部の回転角に応じて、前記骨伝導振動子がユーザの頭部に当接した状態と前記帽体の外側に当接した状態とが切り替えられることを特徴とする。

このヘルメット用ヘッドホンにおいて、前記取付部は、前記アーム部の基端側を回転可能に支持する支持部と、前記帽体に固定される固定部とを有し、前記支持部は、前記固定部に着脱自在に取り付けられることが好ましい。

本発明のヘルメットは、このヘルメット用ヘッドホンを有する。

本発明のヘルメット用ヘッドホン及びこのヘッドホンを有するヘルメットによれば、骨伝導振動子がユーザの頭部に当接されたとき、骨伝導を利用して音声信号がユーザに伝達され、骨伝導振動子が帽体の外側に当接されたとき、帽体が発生する音を利用して音声信号がユーザに伝達されるので、骨伝導を利用しないときも音声信号が伝達される。

本発明の一実施形態に係るヘルメット用ヘッドホンの斜視図。 同ヘッドホンにおいてアーム部の回転角を変えた斜視図。 同ヘッドホンにおいてアーム部の回転角をさらに変えた斜視図。 同ヘッドホンにおいて支持部を固定部に差し込む前の斜視図。 同ヘッドホンのアーム部及び支持部の側面図。 同ヘッドホンのアーム部及び支持部の正面図。 同ヘッドホンの固定部の断面図。 同ヘッドホンの固定部の変形例の断面図。

本発明の一実施形態に係るヘルメット用ヘッドホン（以下、ヘッドホンという）を図１乃至図７を参照して説明する。図１乃至図３に示されるように、ヘルメット１は、ヘッドホン２を有する。ヘッドホン２は、ヘルメット１を着用したユーザＵに音声信号を伝達するためのものであり、コード３と、骨伝導振動子４と、アーム部５と、取付部６とを備える。音声信号は、コード３を介して外部から骨伝導振動子４に入力される。骨伝導振動子４は、音声信号を受けて音声振動を発生する。アーム部５は、その先端側に骨伝導振動子４を有する。取付部６は、アーム部５の基端側をヘルメット１の帽体１１の外側に回転可能に取り付ける。骨伝導振動子４は、アーム部５の回転角αに応じてユーザＵの頭部又は帽体１１の外側に当接される。

ヘルメット１は、例えば作業用ヘルメットであり、作業をするユーザＵ、すなわち作業員の頭部を保護するために着用される。なお、ヘルメット１のあご紐は、図示を省略している。

音声信号は、可聴音の情報を有する信号であり、例えば、ユーザＵへの作業指示、退避指示、又は警報等の情報を伝えるものであり、無線によってユーザＵに送信され、ユーザＵが携行するトランシーバ（図示せず）によって受信される。ヘッドホン２は、コード３によってトランシーバと電気的に接続され、トランシーバから骨伝導振動子４に音声信号が入力される。

骨伝導振動子４は、振動板と、振動板を磁力で加振するボイスコイル等を有し、ボイスコイルに音声信号が入力され、振動板が音声振動を発生する。音声振動は、可聴音域の骨伝導可能な振動である。骨伝導振動子４は、圧電素子によって音声振動を発生するものであってもよい。

アーム部５は、弓状に湾曲した腕状部材であり、基端側が取付部６によって帽体１１の外側側部に取り付けられる。アーム部５は、ばね丁番構造によって取付部６と結合され、ばね力によって骨伝導振動子４をユーザＵの頭部又は帽体１１の外側に当接する。湾曲した形状の板バネをアーム部５内に設け、その板バネの弾性によって骨伝導振動子４をユーザＵの頭部又は帽体１１の外側に当接するように構成してもよい。

アーム部５の回転角αは、取付部６又は帽体１１の前後方向に対する傾き角であり、アーム部５の回転によって変化する。骨伝導振動子４は、アーム部５の回転角αに応じて位置が変化する。図１に示されるように、アーム部５の先端側が略下向きにされているとき、骨伝導振動子４は、ユーザＵの頭部に当接される。このとき、骨伝導振動子４は、こめかみ近くの頬骨上に当接されることが好ましい。図２に示されるように、アーム部５の先端側を上方に回転すると、骨伝導振動子４は、帽体１１の外側頂部近傍に当接される。図３に示されるように、アーム部５の先端側を後方に回転すると、骨伝導振動子４は、帽体１１の外側後部に当接される。アーム部５の先端側を下方に回転すると、再び図１に示されるように、骨伝導振動子４は、ユーザＵの頭部に当接される。このように、ユーザＵは、アーム部５を回転することによって、骨伝導振動子４の当接箇所をユーザＵの頭部又は帽体１１の外側に切り替えることができる。

上記のように構成されたヘッドホン２において、骨伝導振動子４は、音声信号を受けて音声振動を発生する。骨伝導振動子４がユーザＵの頭部に当接されたとき（図１参照）、骨伝導振動子４が発生した音声振動は、鼓膜を介さずにユーザＵの頭蓋骨を伝導する骨導音として内耳に伝えられ、ユーザＵに認識される。したがって、骨伝導を利用して音声信号がユーザＵに伝達される。

また、骨伝導振動子４が帽体１１の外側に当接されたとき（図２及び図３参照）、骨伝導振動子４が発生した音声振動は、帽体１１を振動させる。帽体１１は、その振動によって音を発生する。帽体１１が発生した音は、空気中を伝導する気導音としてユーザＵの鼓膜に達し、鼓膜から内耳に伝えられ、ユーザＵに認識される。したがって、帽体１１が発生する音を利用して音声信号がユーザＵに伝達される。

このように、本実施形態のヘッドホン２によれば、骨伝導振動子４がユーザＵの頭部に当接されたとき、骨伝導を利用して音声信号がユーザＵに伝達され、骨伝導振動子４が帽体１１の外側に当接されたとき、帽体１１が発生する音を利用して音声信号がユーザＵに伝達されるので、骨伝導を利用しないときも音声信号が伝達される。

このヘッドホン２の使用例について説明する。例えば、ユーザＵは、作業員としてヘルメット１を着用し、作業中、ヘッドホン２の骨伝導振動子４をユーザＵの頭部に当接する。ヘッドホン２は、骨伝導を利用して作業指示等の音声信号をユーザＵに伝達する。ヘッドホン２がユーザＵのいずれの耳も塞がないので、ユーザＵが周囲の音及びその音源方向を認識することができ、作業の安全性が向上する。また、骨伝導を利用して音声信号が伝達されるので、音声信号の内容をユーザＵ以外の人に聞かれることがなく、秘話性が確保される。

ユーザＵは、例えば休憩中等において、ヘルメット１を着用したまま、骨伝導振動子４を帽体１１の外側に当接することにより、骨伝導振動子４による圧迫感を解消することができる。このとき、ヘッドホン２は、帽体１１が発生する音を利用して警報等の音声信号をユーザＵに伝達するので、休憩中等における安全性が向上する。

また、ヘルメット１において、骨伝導振動子４は、アーム部５の回転角αに関わらず、帽体１１の内側とユーザＵの頭部との間には位置しない。このため、ヘルメット１は、帽体１１に外部から衝撃が加わっても、その衝撃が骨伝導振動子４を介してユーザＵの頭部に加わることがなく、衝撃に対する安全性が高い。

次に、ヘッドホン２の取付部６についてさらに詳述する。本実施形態では、図４に示されるように、取付部６は、アーム部５の基端側を回転可能に支持する支持部７と、帽体１１に固定される固定部８とを有する。支持部７は、固定部８に着脱自在に取り付けられる。

支持部７は、平板状の平板部７１と、平板部７１上に回転可能に設けられた回転部７２とを有する。アーム部５は、回転部７２に結合される。固定部８は、合成樹脂を成形したものであり、矩形扁平筒状のホルダー８１と、帽体１１の縁部を挟持する挟持部８２とを有する。挟持部８２は、帽体１１の縁部を弾力で挟持することによって固定部８を帽体１１に固定する。このとき、ホルダー８１は、帽体１１の外側に位置する。平板部７１の下部がホルダー８１に差し込まれて嵌合する。平板部７１の下部表面には、凸部７３が形成されている。平板部７１がホルダー８１と嵌合したとき、凸部７３は、ホルダー８１の内面に接触して平板部７１とホルダー８１間の嵌合抵抗を高め、支持部７が固定部８から脱落することを防止する。

図５に示されるように、支持部７の平板部７１に支持軸７４が設けられている。回転部７２は、ユーザＵの操作によって支持軸７４の周りを３６０°回転する。支持軸７４の方向は、ユーザＵがヘルメット１を着用した状態で、ユーザＵの左右方向である。アーム部５は、回転部７２と共に回転し、回転部７２の回転抵抗及び、骨伝導振動子４とユーザＵの頭部又は帽体１１との摩擦力によって回転角αが保持される。骨伝導振動子４の当接箇所をユーザＵの頭部又は帽体１１の外側に切り替え可能であれば、回転部７２及びアーム部５を３６０°よりも小さな角度範囲で回転するように構成してもよい。

図６に示されるように、アーム部５は、その基端側が回転部７２にばね丁番構造によって回動可能に結合される。その回動の軸方向は、ユーザＵがヘルメット１を着用した状態で、ユーザＵの前後方向である。回動の角度範囲βは、例えば約４０°である。アーム部５は、骨伝導振動子４がユーザＵの頭部又は帽体１１の外側に当接するように矢示方向に付勢される。骨伝導振動子４は、ユーザＵに当接する部分にシリコーンゴム等から成る柔軟性部材４１を有する。柔軟性部材４１は、骨伝導振動子４がユーザＵの頭部に当接するときの密着性を向上するとともに、ユーザＵが受ける圧迫感を低減する。

図７及び図８に示されるように、挟持部８２は、帽体１１の縁部の形状の応じた断面形状を有する。図７に示される固定部８は、帽体１１の縁部にミゾがないヘルメット用であり、図８に示される固定部８は、帽体１１の縁部にミゾが付いたヘルメット用である。

このような取付部６を有するヘッドホン２において、通常、固定部８がヘルメット１に常時固定され、固定部８以外の部分である主要部分が必要に応じて着脱される。したがって、ヘッドホン２は、その主要部分をヘルメット１に容易に着脱することができる。また、ヘッドホン２は、固定部８を取り替えるだけで、帽体１１の縁部形状が異なるヘルメット１に取り付けることができる。

なお、本発明は、上記の実施形態の構成に限られず、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、ヘルメット１は、作業用ヘルメットに限られず、例えば、オートバイ用ヘルメット又は軍用ヘルメットであってもよい。また、音声信号は、音楽を含むものであってもよく、音声信号の入力源は、トランシーバに限られず、携帯用オーディオ装置等であってもよい。

また、アーム部５を伸縮自在としてもよい。これにより、骨伝導振動子４がユーザＵの頭部に当接されるときの動径方向の位置を調節することができる。

また、骨伝導振動子４が発生する音声振動の大きさがアーム部５の回転角αの角度範囲に応じて可変となるようにヘッドホン２を構成してもよい。これにより、ヘッドホン２は、骨伝導振動子４の当接箇所に応じた音量の設定が可能となる。

また、取付部６は、支持部７と固定部８とを一体構成し、平板部７１に連続して挟持部８２を形成してもよい。また、取付部６は、固定部８を省略し、支持部７を帽体１１の外側に接着してもよい。また、音声信号を受信して骨伝導振動子４に入力する受信機を取付部６に設け、コード３を省略してもよい。

１ ヘルメット
１１ 帽体
２ ヘルメット用ヘッドホン
４ 骨伝導振動子
５ アーム部
６ 取付部
７ 支持部
８ 固定部
α 回転角

Claims (3)

1. ヘルメットを着用したユーザに音声信号を伝達するためのヘルメット用ヘッドホンであって、
   音声信号を受けて音声振動を発生する骨伝導振動子と、
   前記骨伝導振動子を先端側に有するアーム部と、
   前記アーム部の基端側をヘルメットの帽体の外側に回転可能に取り付ける取付部とを備え、
   前記アーム部の回転角に応じて、前記骨伝導振動子がユーザの頭部に当接した状態と前記帽体の外側に当接した状態とが切り替えられることを特徴とするヘルメット用ヘッドホン。
2. 前記取付部は、前記アーム部の基端側を回転可能に支持する支持部と、前記帽体に固定される固定部とを有し、
   前記支持部は、前記固定部に着脱自在に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のヘルメット用ヘッドホン。
3. 請求項１又は請求項２に記載のヘルメット用ヘッドホンを有するヘルメット。

Images