JP4966201B2 - 音響再生用のイヤホン - Google Patents

Description

本発明は、音響再生の分野に関し、より具体的にはイヤホンを使用した音響再生の分野に関する。

本願は、２００４年１１月９日に出願された仮出願第６０／６２６２１９号、および２００５年１１月８日に出願された対応する正規の米国出願に対する優先権を主張するものであり、これらの出願は参照によりそのすべてが本明細書に組み込まれる。

音響再生にヘッドホンを使用することは知られている。通常、高忠実度のヘッドホンは、第１のスピーカエンクロージャと、第２のスピーカエンクロージャと、２つのスピーカエンクロージャを連結し、且つ使用者の耳に対してエンクロージャを保持する「Ｃ字」形状のバンドとを有する大きくて扱いにくい装置である。これらの装置は、実用的ではあるが、重くかつ不快感を与え、また、使用者が活発に動いている場合には、使用者の耳を過度に暖めがちである。さらに、ヘッドホンの大きさおよびヘッドホンの格納に要するスペースにより、これらの装置と共に移動することは困難になることがある。

スピーカエンクロージャは個人の耳に対して保持されるため、また耳は通常、エンクロージャで容易に密封できる平滑な表面ではないため、ヘッドホンには、望ましくない外部の音声によって、リスナーが音声の再生を楽しむことが妨げられるという難点がある。この問題を解決する試みでは、使用者の耳とエンクロージャとの間の密封を改善するために、またはアクティブ消音技法を用いて外部ノイズを相殺するために、圧縮可能な密封要素が使用されてきた。

扱いにくさおよび重さを軽減するために、挿耳形スピーカすなわちイヤホンが、ヘッドホンに換わるべく設計されてきた。ヘッドホンに優るイヤホンの利点には、寸法および重量が相当に減じられること、使用者の熱の溜め込みが少ないこと、ならびに、いくつかのヘッドホンモデルに見られるようなアクティブノイズ消音の必要なく、望ましくない外部ノイズを相当に低減できる可能性があることが挙げられる。

イヤホンはしかしながら、ある設計上の問題を有している。利用可能な空間が狭いことから、より小さい駆動体を使用し、内部を綿密に音響的に密封して、音声が使用者の耳に向かうようにすることが必要となる。加えて、所望の遮音を実現したい場合には、イヤホンの外面もまた、イヤホンの外面を使用者の耳と密封するのに適したものでなければならない。さらに、駆動体の寸法が小さいために、低周波数の再生がより困難となる。Ｓｈｕｒｅ（登録商標）Ｅ５ｃイヤホンで用いられているような全域の音響再生を実現する１つの方法は、より小さい駆動体とより大きい駆動体とを組み合わせて使用することである。そのような設計は、高度な忠実度で音声を再生するのには十分に適しているが、２つの駆動体を使用することにより、イヤホンは寸法が幾分かより大きくなり、かつ製作によりコストを要しがちとなる。したがって、イヤホンを製造するコストを削減できるように、２つの駆動体を使用する必要なく所望の範囲の周波数応答をもたらしうるイヤホンを提供することが望ましい。

加えて、イヤホンは通常、使用者の耳に挿入されるノズルを有しているため、耳脂または耳垢の蓄積が問題となりうる。この問題は、使用者が、例えば、イヤホンをモニタとしてワイヤレスモードのＳｈｕｒｅ（登録商標）ＰＳＭ ６００と共に使用する演奏者である場合、特に重大となりうる。ワイヤがないことにより、演奏者はより自然にかつ力強く動き回ることが可能になる。したがって、演奏者は従来のモニタの前方で演奏することに制限されず、このことによって演奏者はより大きな動きの自由度を得ることができる。しかしながら、演奏者が活発に動くことにより体熱が生じることがあり、その体熱が元で、演奏者の耳の中の耳垢が液化し、その結果、その液化した耳垢がイヤホンのノズルに入ることがある。液化した耳垢はしたがって、ノズル内部のフィルタ上に付着物を残すことがある。時間の経過と共に、これらの付着物は、音声出力レベルを低下させることによって、もしくは再生される音声の音質を変化させることによって、またはこれらの双方によって、イヤホンが意図したとおりに機能するのを妨げることがある。複雑なまたは困難なイヤホンの分解および再組立てをすることなく、使用者が容易にこの問題を解決する方法を提供することが望ましい。

もう１つの問題は、再生されるとき音楽がどの程度明るいべきかまたは暖かいべきかに関する好みが、個人によって異なることである。その相違の一部は、個人の聴覚の相違によるものと説明することができる。しかしながら、相違のある部分は、再生音がどのように聴こえるかに対する個人の知覚、および／またはその個人が典型的に再生する音楽の種類によるものである。このようにして、ある個人は暖かい音声を好み、ある個人は明るい音声を好むことが理解される。音響再生が使用者の音楽の好みおよび聴力に適合するように、使用者が容易にイヤホンをカスタマイズする手段を提供することが望ましい。

留意されたいこととして、知られているとおり、明るさおよび暖かさは一般に、再生音声の知覚を指し、明るさは、約４ｋＨｚと１０ｋＨｚの間の帯域などの高周波に関連し、暖かさは、約１５０Ｈｚと５００Ｈｚの間の帯域などの低周波に関連する。したがって、本明細書で使用するとき、再生音声の明るさおよび暖かさは、周波数応答の異なる部分を増幅または減衰することに対応する。

（発明の開示）
ある実施形態において、イヤホンは、所望の向きでノズルを含んでおり、そのノズルはイヤホンのハウジングに装着されている。ノズルは、ねじ付きナットによって所定位置に保持されており、そのねじ付きナットは手で取り外すことができる。ノズルは、イヤホン内の戻り止めと一致する位置決めピンを含んでおり、その結果、ノズルは所望の方向でのみ取り付けることができる。したがって、耳垢の付着物が蓄積することによって音響再生が影響を受けるようになると、ノズルを容易に取り外し交換することができる。

ある実施形態において、イヤホンは、使用者の耳内に突き出る音声ポートを有する駆動体を含んでいる。駆動体は開口部をさらに含んでおり、その開口部により、イヤホンの内容積は、低周波の再生を向上させるために、密封されたエンクロージャとして機能することができる。このようにして、中域および高域の周波数を正確に生成できる一方で、その寸法の駆動体では実現が困難であるレベルで低域の周波数を依然として生成できるより小さい駆動体を利用できる。

ある実施形態において、イヤホンは、フィルタを備えたノズルを含み、そのフィルタはノズル内部に位置している。そのフィルタは、イヤホンの内部構成要素を保護し、また、再生音声の音響特性を変化させることもできる。フィルタの特性を変更することによって、使用者が得る再生音声を、より明るい音声からより暖かい音声へと変化させることができる。したがって、イヤホンの性能を、使用者の聴覚能力に従って、またさらに使用者の音楽の好みに従って、使用者がカスタマイズすることができる。

イヤホンは、ヘッドホンに優るイヤホンの軽量さと携帯の容易さを好む個人によって、かねてより使用されてきた。音響再生のあらゆる方面で当てはまるように、あるイヤホンは、決して望ましい忠実度ではなく、また外部の音声をわずかしか遮断しない。これらのイヤホンは、音楽の再生をあまり重視しない個人には適することがあるが、そのようなイヤホンは、より際立った音楽の好みまたは要望を有する個人には望ましくない。さらに、イヤホンをモニタの代わりとして利用する演奏者は、より高度な性能を必要とする。したがって、本発明の実施形態は、専門職の演奏者と、音楽の再生の忠実度に関してより高度な期待と要望を有する個人との双方の要求を満たすことができるイヤホンに関する。

ここで図１を参照すると、図示のように、ワイヤ１が、ハウジング６を含むイヤホン５に連結されている。図示のように、イヤホン５は、個人の右耳において使用するように構成されている。ある実施形態において、イヤホン５は、以下で述べる方式でイヤホンの構成要素の向きを変更することによって、右耳または左耳のいずれにおける使用に対しても構成することができる。

ここで図２を参照すると、図１のイヤホン５が分解立面図で示されている。ワイヤ１の一部が示されており、導線２および３がワイヤ１から延びている。作動中、ワイヤ１は、イヤホン５が音声を再生するために、信号を生成できる電源（不図示）まで延びなければならない。

図示のように、イヤホン５のハウジング６は、カバー２０と結合してイヤホン５のエンクロージャとなるように構成されたケース１０を含んでいる。ある実施形態において、ケース１０およびカバー２０は、ＡＢＳプラスチックまたは他の好ましくはプラスチックである適切な材料でできていてもよい。ケース１０は、周囲肩部１６を含んでおり、その周囲肩部１６は、ケース１０の合わせ面の実質的に大部分の周りに設けられるものとして示されている。カバー２０は、対応する肩部２１（図３）を含んでおり、その肩部２１は、図４に関してさらに述べる方式で肩部１６と結合する。

図示のように、ケース１０は、ケース１０の外側部分の周りで延びる段部１７を含んでおり、ケース１０はさらに摩擦縁部１１を含んでいる。摩擦縁部１１と段部１７との間に、リング面１４がある。また、溝１３が、ケース１０の内側の側部に設けられている。さらに、支柱１２ａおよび支柱１２ｂが設けられている。ケース１０はさらに切欠き１５を含んでいる。ポケット１８の一部が図２に示されている。これらの特徴の使用については、以下でさらに詳細に述べることにする。

図示のように、カバー２０は、リング面２２と、摩擦縁部２３と、段部２４とを含んでおり、その段部２４はケース１０に設けられた形体と一致する。図示のように、カバー２０は、ケース１０と密封可能に結合して、イヤホン５の構成要素を囲む密封室を設けるように構成されている。ある実施形態において、カバー２０の外面は、イヤホン５が望ましい触感を有するように、ゴム引きしたコーティングを含んでもよい。

ケース１０とカバー２０との接合によって形成されたエンクロージャの内部には、駆動体３０が装着されている。駆動体の使用および設計は知られており、駆動体３０は、例えばＫｎｏｗｌｅｓモデル＃ＥＤ ６８０５であってもよい。駆動体３０は、駆動体本体３１を有しており、駆動体本体３１から延びる音声ポート３５を含んでいる。図示のように、駆動体本体３１は、駆動体本体３１の後部に２つのはんだパッド３７を含んでいる。他の駆動体が、異なって構成されてもよい。開口部または音響ポート３８（図１５）がまた、設けられてもよい。ある実施形態において、音響ポート３８の位置は、２つのはんだパッド３７の間である。他の駆動体がまた使用されてもよく、使用される場合は、音響ポートに対する異なる位置が設けられてもよい。

以下でさらに詳細に述べる方式では、駆動体３０から発せられる音声は、音声ポート３５を介してノズル４０内へ向けられる。音声は、シリンダ４１を通過することによって、ノズル４０を出る。ノズル４０が、ケース１０およびカバー２０に対して正しい向きに取り付けられるようにするために、ノズル４０は、リップ４２によって所定位置に保持し、ピン４３によって方向付けることができる。ピン４３は方向付け機能の一例であり、円筒形であるものとして示されているが、他のさまざまな形状で設けられてもよい。ノズル４０は、密封面４８をさらに含んでもよい。ノズル４０が１８０度回転され、次いで取り付けられると（ピン４３と連結する機構もまた回転したと仮定）、イヤホン５は左耳で使用するように構成される。

上記のように、駆動体３０は、動作中、音声を発生させるために信号および電力を必要とする。駆動体３０に電力および信号を供給するために、導線２および３を２つのはんだパッド３７において駆動体３０の背部に接続することができる。駆動体３０は比較的小さいため、導線を直接はんだパッド３７にはんだ付けすることは、不必要に複雑な製造手順となりうる。したがって、フレックス回路５０を使用して製造工程を改善することができる。フレックス回路５０は、フレキシブルプリント回路基板でできていてもよく、このフレックス回路５０は、２つの羽根部５５を含んでもよい。導線２および３は、はんだ付けによってなど、既知の方式で各羽根部５５に固定することができ、その結果、信号発生器（不図示）と駆動体３０との間の電気回路を形成することができる。フレックス回路５０は、フレックス回路のはんだポイント５７をはんだパッド３７にはんだ付けすることによって、駆動体３０に電気的に接続することができる。したがって、導線２および３は、フレックス回路５０を介して駆動体３０の背部に電気的に接続することができる。言い換えれば、フレックス回路５０は、導線２および３と駆動体３０との間の電気的接続をもたらし、このことによって、必須ではないが、イヤホン５の製造容易性を改善することができる。

フレックス回路５０に取り付けられる導線２および３は、ワイヤ１の単一の撚線を形成するように構成される。ワイヤ１は、ストレインリリーフ６０、ケース１０およびフレックスリリーフ７０を通過する。予想されるとおり、ワイヤ１は０．０７０インチ（０．１７７８ｃｍ）の外径を有する２本の導電体ケーブルであってもよいが、このワイヤ１は、時折使用者によって力が加えられる。予想されることであるが、その力によって、導線２、３と駆動体３０との間の電気的接続部が場合によっては切断され、また駆動体３０が場合によっては損傷を受けることがあるため、その力は望ましくないものである。したがって、電気的接続部および駆動体３０をワイヤ１に加えられる力から保護できる機構を設けると有益である。ストレインリリーフ６０は、ワイヤに加えられる力によって導線と駆動体３０との間の電気的接続が切断されるのを防止する。ストレインリリーフ６０は、２つの一体ヒンジ６５を含むものとして図示されているが、このストレインリリーフ６０については以下でより詳細に述べることにする。

フレックスリリーフ７０は、適切な柔軟なプラスチックまたはゴム材料でできていてもよく、そのフレックスリリーフ７０は、フレックスリリーフ７０内に設けられた通路と一直線上にない力がワイヤ１に及ぼされると曲がる。ある実施形態において、フレックスリリーフ７０は、ケース１０に覆い成形（オーバーモールド）される。成形工程によって、溶融材料が、ケース１０内に設けられたポケット１８内に挿入され、その結果、フィンガ７２が形成される（ポケット１８については、図３に関連してさらに説明することにする）。フレックスリリーフ７０が冷えると、フィンガ７２は硬化し、フレックスリリーフ７０がケース１０から取り外されるのを防止する。フレックスリリーフ７０をケース１０に固定するこの方法は、したがって、締結具を排除するまたは接着剤の必要性がなくなるという利点を有している。当然ながら、フレックスリリーフ７０の全体的な設計は、選択した材料に幾分か依存するが、それは、より適合性の低い材料はより柔軟性の高い構造を必要とし、より適合性の高い材料はより柔軟性の低い構造を必要とするからである。ワイヤのためのフレックスリリーフの使用は当技術分野で知られているため、材料および構造についてさらに述べる必要はない。

ストレインリリーフ６０およびフレックスリリーフ７０は、ワイヤ１に及ぼされる力が、導線２、３の駆動体３０への電気的接続に影響を与えるのを防止するが、駆動体３０は依然として、ケース１０およびカバー２０によって設けられたエンクロージャ内で支持されなければならない。他の方法も可能であるが、支持体８０が駆動体を所望の位置に保持するために設けられている。支持体８０は、ＡＢＳプラスチックなどの適度に強度のあるプラスチックでできているのが好ましいが、製造を促進させるために、ＧＥ Ｎｏｒｙｌ ＧＴＸ８１０などの高温プラスチックであってもよい。図示のように、支持体８０は腕部８２ａおよび８２ｂを含んでおり、その腕部８２ａおよび８２ｂは、構成要素が取り付けられるとき、駆動体３０を所定の位置に保持するように構成されている。

イヤホン５が例えば落下された場合に駆動体３０に及ぼされる力を吸収するために、防振材が設けられてもよく、ブーツ９０はそのような防振材の実施形態である。図示のように、ブーツ９０は、駆動体３０の頂部および底部に沿って延びるように構成された羽根部９３ａおよび９３ｂを含んでいる。ブーツ９３はシリコーン樹脂などのしなやかな材料でできており、羽根部９３ａ、９３ｂは支持体８０と駆動体３０との間に配置され、その結果、ブーツ９０は振動を吸収し、駆動体３０を保護することができる。したがって、図示のように、腕部８２ａおよび８２ｂは、羽根部９３ａおよび９３ｂの上に取り付けられ、その結果、腕部８２ａおよび８２ｂは、衝撃を緩和する方式で駆動体３０を支持する。

ブーツ９０は密封面９１とリップ９２とを含んでいる。密封面９２は、ノズル４０上の密封面４８と連結して、ブーツ９０とノズル４０との間に音響的な密封をもたらす。したがって、駆動体３０、ブーツ９０およびノズル４０が取り付けられるとき、ブーツ９０は、音声ポート３５とノズル４０の間の音響的な密封を確実にするために、圧縮する方式でノズル４０と駆動体３０の間に配置される。駆動体３０とノズル４０の間の連結をどのようにして構成することができるかに関するさらなる詳細について、以下により詳しく述べることにする。

駆動体３０とノズル４０との間の連結を支援するために、ねじ付き保持器１００が設けられる。ねじ付き保持器１００は、ステンレス鋼でできていてもよく、また他の適切な金属またはプラスチックでできていてもよい。ねじ付き保持器１００は、ねじ山１０３と、戻り止め１０５と、リップ１０６とを含んでいる。リップ１０６は、取り付けの際にケース１０の溝１３に挿入されるように構成されている。リップ１０６は、頂部の切欠き１０７と、底部の切欠き１０８とを含んでいる。これらの切欠き１０７、１０８は、支持体８０の腕部８２ａ、８２ｂと連結するように構成されている。

キー溝とも呼ばれる戻り止め１０５は、ノズル４０のピン４３を受け止めるように構成されており、したがって、戻り止め１０５は、ノズル４０が間違った向きに取り付けられるのを防止する方向付け部材の一例となるものである。ねじ付き保持器１００を１８０度回転させることによって、イヤホンは、右耳または左耳のいずれに対しても構成することができる。したがって、いずれの耳にもはまるように設計されたイヤホンを提供すると、イヤホンを両方の耳にはまるようにするための別個の部品が必要でなくなるため、より費用効果的となる。

ねじ山１０３は、ナット１１０上の対応するねじ山（不図示）と結合するように構成されている。ナット１１０は、ステンレス鋼もしくは他の適切な金属またはプラスチックでできていてもよく、締め付けられると、駆動体３０とノズル４０との間の音響的な密封を確実にする圧縮力をもたらすことができる。図示のように、ノズル締結具の一例であるナット１１０は、ノズルを所定の位置に保持する。構成要素が組み立てられ、ケース１０とカバー２０の間に取り付けられると、ねじ付き保持器１００のねじ山１０３が突き出し、その結果、ナット１１０をねじ山１０３に締め付けることができる。ナット１１０が締め付けられると、その締付けは手でなされてもよいが、力がケース１０およびカバー２０の摩擦縁部１３および摩擦縁部２３それぞれに加えられる。この力は、ケース１０およびカバー２０を押して引き離す傾向を有することがある。

ケース１０とカバー２０とを一体に保持するのを容易にするために、リング１２０は、カバー２０とケース１０が一体に取り付けられたとき、カバー２０およびケース１０のリング面２２およびリング面１４それぞれに取り付けられるように構成することができる。リング１２０はステンレス鋼もしくは他の適切な金属またはプラスチックでできていてもよく、また、ケース１０およびカバー２０が使用中に分解した状態とならないようにするのを援助するために、カバー２０およびケース１０のリング面２２、１４との緩やかな締まりばめをなすように製作することができる。リング１２０はまた除去してもよく、ナット１１０またはケース１０およびカバー２０はそれに応じて修正してもよい。

留意されたいこととして、ナット１１０は以下で述べるある利点を有しており、隙間と着脱自在に係合するように構成された１つまたは複数のフィンガを有するクリップなど、他の種類の締結具を使用することもできる。

図３を参照すると、図２に示す構成要素の分解図が、さらなる詳細が分かるように異なる角度で示されている。まずケース１０を見ると、ポケット１８が示されている。図示のように、また上述のように、フレックスリリーフ７０がケース１０に覆い成形される時、成形工程においてある材料がポケット１８に押し込まれ、冷却工程において、フレックスリリーフ７０を所定の位置に保持するフィンガ７２が形成される。

フレックス回路５０を見ると、はんだ用の孔５７がより明確に示されている。ある実施形態において、フレックス回路５０は、はんだパッド３７に押し付けて配置され、熱が加えられ、その結果、はんだ用の孔５７が駆動体３０にはんだ付けされる。

次にカバー２０を参照すると、肩部２１が示されている。肩部２１は、ハウジング６内部のイヤホン５の内部構成要素と外界との間に音響的な密封をもたらすのを支援するために、ケース１０の肩部１６と連結する。保持フィンガ２６は、切欠き１５と連結することによって、カバー２０をケース１０に固定するのを支援する。支柱２７ａは、支持体８０を支持し位置決めするのを支援する。もう１つの支柱２７ｂが支柱２７ａの反対側に設けられており、支柱２７ｂもまた、支持体８０を支持し位置決めするように構成されている。したがって、支持体８０は、幾分かは、支柱１２ａ、１２ｂ、２７ａ、および２７ｂによって支持され位置決めされる。

また、溝２８がカバー２０上に設けられており、ケース１０（図２）上の溝１３と対応している。図示のように、溝２８および溝１３は、ねじ付き保持器１００のリップ１０６をはめ込ませるように構成されている。したがって、ケース１０とカバー２０が互いに連結すると、リップ１０６が保持され、ねじ付き保持器１００が所定の位置にしっかりと保持される。ねじ付き保持器１００とケース１０との間の連結に関するさらなる詳細を以下に示す。

ここで図４を参照すると、図１に示すイヤホン５の線４−４における断面図が示されている。ケース１０は、ケース１０の肩部１６とカバー２０の肩部２１との間の連結によって、カバー２０と結合される。保持フィンガ２６は、カバー２０がケース１０から分離するのを防止するために、切欠き１５内に配置されており、したがって、イヤホンの背部はしっかりと接合される。

上述のように、イヤホンの他方の端部を互いに保持するために、リング１２０をケース１０およびカバー２０のリング面に取り付けることができる。図示のように、リング１２０は、ナット１１０と、カバー２０の肩部２４およびケース１０の肩部１７との間で圧縮されている。

好ましくは、しかしながら、リング１２０は、ナット１１０が締め付けられているとき、著しい圧縮を受けることはない。ある実施形態において、ナット１１０は、締め付けられると、ケース１０およびカバー２０の摩擦縁部１１および２３それぞれに突き当たる。このようにナット１１０が摩擦縁部１１、２３に突き当たることによって、振動による緩みに対する摩擦抵抗が増加し、その結果、イヤホン５の通常の使用の間に発生する振動によって、ナット１１０が容認できない方式で緩むことがなくなる。他の実施形態において、ナット１１０は、ねじ付き保持器１００上に配置したＯリングを使用してさらに保持することができる。そのような実施形態において、Ｏリングは、ねじ付き保持器１００内に形成された溝内に配置することができ、その結果、Ｏリングは、ナット１１０が取り付けられるときに圧縮され、Ｏリングが圧縮することによって、ナット１１０の緩みの防止を支援することができる。明らかなように、振動防止の他の方法もまた用いることができる。しかしながら、ナット１１０を手で取り外す場合、ナット１１０を過度に強く締め付けないことが必要である。

図４から分かるように、ナット１１０およびねじ付き保持器１００は、ノズル４０のリップ４２を所定の位置に保持している。密封面４８はしたがって、ブーツ９０の密封面９１との締まりばめの状態に配置される。留意されたいこととして、ブーツ９０の密封面９１は、ノズル４０の密封面４８に重ねて示されている。実際には、ブーツ９０の密封面９１は、より柔らかくより圧縮性を有する材料であるため、ねじ付き保持器１００の内部フランジ１０４とノズル４０の密封面４８との間で圧縮される。したがって、音響的に緊密な密封を、ブーツ９０とノズル４０との間にもたらすことができる。駆動体３０の音声ポート３５は、ブーツ９０に挿入することができる。ある実施形態において、駆動体３０の音声ポート３５とブーツ９０との間のはめ合いは、音響的に緊密なとまりばめとすることができる。したがって、音声ポート３５を出る音声は、ノズル４０内部に、そして使用者の耳の方向へ向けることができる。

図４からさらに分かるように、支持体８０は、羽根部９３ａおよび９３ｂを腕部８２ａ、８２ｂで支持することによって、駆動体３０を所定の位置に保持することができる。したがって、駆動体３０は、保護する形で振動が緩和される。さらに、フレックス回路５０が、はんだパッド３７と接触している様子が示されており、支柱２７ａが支持体８０を位置決めしている様子が示されている。

ここでストレインリリーフ６０を見ると、複数の隆起線６１および６２が互いの真向かいに配置されている。ワイヤ１が、対向するリブ６１、６２によって形成された通路に挿入されると、対向するリブ６１および６２はワイヤ１を締め付け、ワイヤ１を所定の位置に堅固に保持する。この締付けは、ワイヤ１の絶縁材が圧縮可能であるため、効果的となる。また、対向するリブ６１、６２は、ワイヤ１が波打つ経路を既知の方式でたどるように、整列されてもよい。波打つ経路は、ある種類のワイヤ絶縁材に対してはより効果的となることがある。

また、一体ヒンジ６５が図４から分かる。一体ヒンジ６５は、ストレインリリーフ６０の両側を頂部で互いに保持する。ストレインリリーフ６０の底部は、ストレインリリーフ６０が取り付けられるとき、ケース１０によって互いに圧縮されるように構成されている。図示のように、ケース１０は、ワイヤ１に加えられた力によってストレインリリーフ６０がより緊密にワイヤ１を圧縮するように、ある角度を成している。したがって、ストレインリリーフ６０をケース１０に挿入すると、ストレインリリーフ６０の両側が互いに押される。明らかなように、製造されたとき、ストレインリリーフ６０の両側は幾分かさらに大きく離れている。一体ヒンジ６５によって、両側を互いに接近させることができるが、これは、動作中、一体ヒンジ６５は、両側を互いに接近させるときに曲がるからである。十分に効果的とするために、ストレインリリーフ６０の製造に使用する材料は、ワイヤ１がリブ６１、６２の間で圧縮されたときリブ６１、６２の変型を防止するのに十分に強固でなければならない。その材料はまた、一体ヒンジ６５が亀裂を生じることを防止するのに十分に柔軟でなければならず、そうでなければ、一体ヒンジとして効果的に機能しない。ある実施形態において、その材料はポリプロピレンであってもよい。一体ヒンジは既知であるため、さらなる詳細は、当業者の知識の範囲内にある。

次に図５を参照すると、図４の線５−５における断面図が示されている。一体ヒンジ６５が、ストレインリリーフ６０を貫通する通路の両側にあるのが分かるが、その通路はストレインリリーフ６０の「Ｃ字」部６６および「Ｃ字」部６７によって形成されている。ワイヤ１は、明確にするために省略されている。

音声ポート３５がブーツ９０に挿入されている様子が示されており、ブーツ９０はノズル４０に対して押し付けられている。このようにして、音声ポート３５は音響的にノズル４０と密封される。したがって、音声ポート３５を出た音声は、ノズル４０に入り、円筒部４１を通って移動し、音響フィルタ１３０を通過し、イヤホン５を出る。このように、使用者が聴くことができるのは、音声ポート３５を出た音声である。

明らかなように、ある空間が、駆動体３０の背後のイヤホン５の背部に存在する。この空間は、音声ポート３５から音響的に密封されており、したがって、この空間は、低音応答を向上させるための音響エンクロージャ１４０としての価値を場合によっては有する。したがって、ある実施形態において、音響的開口部を駆動体３０内に設けることができる。音響ポート３８とも呼ばれるこの音響開口部によって、駆動体３０は、密封された音響エンクロージャ１４０によってより低周波の応答を改善することができる。音響ポート３８は、２つのはんだパッド３７の間に配置することができる。

知られているように、音響エンクロージャの体積（すなわちエンクロージャ体積）は、ある範囲に限定すれば、低音増強に対して最大の確かな効果を有する。音響エンクロージャ１４０の体積が小さすぎる場合、最も低い周波数に対してエンクロージャが有する有益な効果は減少する。過度に大きい音響エンクロージャ１４０は、ほとんど利益をもたらさず、空間の要件を増す。したがって、音響エンクロージャ体積を駆動体３０の体積の１倍から２倍の範囲内に、より好ましくは駆動体の体積の約１．５倍に維持することが、必要ではないが好ましい。よって、好ましい体積の範囲外の音響エンクロージャ体積は、低音応答に対してはある効果を有することがあるが、より良好な結果は通常、音響エンクロージャの体積が所与の範囲に維持されたときに観察される。

ここでノズル４０を参照すると、上述のように、音声ポート３５が、ブーツ９０を介してノズル４０の密封面４８と音響的に密封されている。音声はノズル４０に入り、円筒部４１を通過する。円筒部４１は、第１の内径を有する第１の内部通路４６を有している。円筒部４１は、第２のより大きい内径を有する第２の内部通路４５を有している。肩部４７がこれら２つの通路を連結する。音響フィルタ１３０は、通路４５内部に装着されており、肩部４７に対して押し上げられている。

音響フィルター１３０は、駆動体３０に入り駆動体３０に損傷を与えうる汗、および液状の耳垢などの他の体液からイヤホン５の内部構成要素を保護する。音響フィルタ１３０はまた、駆動体３０によって再生される音楽の音質に所望の効果をもたらす。例えば、音響フィルタ１３０の音響抵抗は、再生する音声をより明るいまたはより暖かい（落ち着いた）ものにするように構成することができる。このことによって、イヤホン５が所望の暖かさおよび明るさを所与の駆動体３０にもたらすように、イヤホン５を容易に構成することができる。

音楽の好みは、より暖かいまたはより明るい音声に対する要望の一部に影響するが、より暖かいまたはより明るい音声に対する要望はまた、個人の聴覚にも依存し、これは、高周波数の音声を聴き取る能力が低下した人は、当然ながら、「通常の」音楽体験を得るためにより明るい音声を必要とするからである。さらに、ある種の音楽およびある録音音声は、より暖かい側またはより明るい側のいずれかに偏向したシステムで再生されると、より良好に聞こえる。

音声の暖かさまたは明るさを制御するために、備え付けられたフィルタ１３０は、所定量の音響抵抗を有している。したがって、ある実施形態において、イヤホン５は、より明るい音声に偏向する第１のフィルタを有するノズルを含むことができ、その第１のフィルタは、比較的低い音響抵抗を有している。ある実施形態において、イヤホン５は、暗い音声に偏向する第２のフィルタを有するノズルを含むことができ、その第２のフィルタは、比較的高い音響抵抗を有している。ある実施形態において、異なる音響フィルタ１３０を有し、かつその異なる音響フィルタ１３０が異なる音響抵抗を有する２つのノズル４０を同時に設けることができ、その結果、使用者はいずれの偏向が好ましいか決定することができる。ある実施形態において、左耳用に構成されたノズル４０と右耳用に構成されたノズル４０を共に一式で提供することができ、その２つのノズル４０は、所定の音響抵抗をもたらすように構成されたフィルタ１３０を含んでいる。その一式は、既存のノズル４０と置き換えて使用することができ、また、イヤホン５の音声を変化させるために使用することもできる。

音響フィルタ１３０をノズル４０に取り付けるために、２つの溝４４が通路４５上に設けられている。フィルタは、米国特許第６７７２８５４号の教示に従って取り付けることができ、この米国特許第６７７２８５４号は参照によりそのすべてが本明細書に組み込まれる。

ノズル４０において使用する音響フィルタ１３０の音響抵抗にかかわらず、音響フィルタ１３０は、時間と共に汚れがちであり、それによってイヤホン５の性能が低下する。ある実施形態において、使用者は、複雑な工具を必要とすることなくノズル４０を容易に交換することができる。まず、使用者はナット１１０を取り外すことができる。取り外す際にナット１１０に傷をつけないように注意しなければならず、したがって、ナット１１０を手で取り外すことが好ましい。ナット１１０を取り外すと、ノズル４０を取り外すことができる。次いで新たなノズル４０を取り付けることができ、ナット１１０を再び取り付け、締め付けることができる。ノズル４０のピン４３とねじ付き保持器１００の対応する戻り止め１０５とによって、ノズル４０が正しい向きに取り付けられることが確実となる。したがって、新たなノズル４０が取り付けられると、ナット１１０を手で締め付けることができ、イヤホンの手入れが完了する。したがって、複雑な取り外し工程および／または専用の工具を必要とすることなく、音響フィルタ１３０を比較的迅速に交換することが可能となる。新たなノズル４０が入手可能でない場合、汚れたノズル４０は、イヤホンアセンブリ全体の洗浄には適さない方法で洗浄することができる。たとえば、ノズル４０を取り外し、約華氏１４０度（約摂氏６０度）の温水の槽に浸漬することができる。また、アルコールなど他の多数の溶液が、ノズル４０およびフィルタ１３０の浸漬に使用することができる。ノズル４０を浸漬した後、圧縮空気の吹きつけを使用して、解れた粒子を吹き飛ばすことができる。次いでノズル４０を上述のように再度取り付けることができる。

ある実施形態において、ノズル４０の向きは調整可能である。ある実施形態において、ノズル４０は、方向付けピンなしに設けることができ、代わりに視覚的な手がかりを与えて、計画した位置を使用者に理解させることができ、一方で、使用者が使用者の好みおよび耳の形状に従ってノズルの向きをカスタマイズすることを可能にする。さらに、ねじ付き保持器１００はまた、複数の戻り止めを含むこともでき、その結果、ピンは、回転角にわずかな変動を有する複数の向きで挿入することができる。他の実施形態において、使用者の解剖学的構造へのイヤホン５のフィット性を使用者がより完全にカスタマイズできるように、円筒部の角度が可変なノズル４を設けることができる。

さらに、ノズル４０は、回転可能となるように構成することができる。例えば、ノズル４０は、圧縮可能なシールを２つの部品間に有する２ピースシステムであってもよい。したがって、ナット１１０を緩めると向きを変更することができ、ナット１１０を締め付けると、ノズル４０は、駆動体３０の音声ポート３５から使用者の耳までの、音響的に密封された経路を再び実現する。

ここで図６〜１５を参照すると、さまざまな構成要素同士がどのようにして連結するかに関するさらなる詳細が示されている。加えて、構成要素は幾分かより大きい尺度で示されているので、さらなる特徴がより容易に理解される。留意されたいこととして、以下に述べる説明は、単に例示的実施形態を代表するものであり、他の設計および構成も実現可能である。

図６を見ると、駆動体３０およびブーツ９０の実施形態の拡大図が示されており、この拡大図により、ブーツ９０の特徴のいくつかがより明確に示される。ある実施形態において、本体３１は、羽根部９３ａと９３ｂとの間の空間よりもわずかに厚くてもよい。したがって、ブーツ９０は、駆動体３０に取り付けられるとき、わずかに広がることができる。明らかなように、締まりばめは、望ましくない振動および望ましくないがたを防止する上で有用である。ある実施形態において、締まりばめは０．００１インチ（０．００２５４センチメートル）とすることができる。

図６から分かるように、駆動体３０の音声ポート３５は、ブーツの円筒部９５内部に配置され、その結果、駆動体３０をブーツ９０と音響的に密封することができる。タブ９２内の切欠き９７については、以下でさらに詳細に述べることにする。

図７は、駆動体３０および支持体８０の実施形態を示す。図示のように、支持体８０は、駆動体３０の頂部および底部表面に直接接触しないが、代わりに、ブーツ９０（図６）を介して駆動体３０を支持している。支持体８０は好ましくは硬質プラスチックでできているため、ブーツ９０によってもたらしうる振動絶縁は、望ましくない振動が、駆動体３０によって生成される音声に影響を与えることを防止する上で有用である。さらに、上記のように、ブーツ９０は駆動体３０を衝撃から保護するのに役立つ。腕部８２ａ、８２ｂに加えて、支持体はまた、脚部８３ａ、８３ｂを含んでいる。穴部８４が支持体８０内に設けられており、音響ポート３８を出た音声が音響エンクロージャ１４０（図４〜５）に容易に入ることができるようになっている。ブロック８５を腕部８２ａ、８２ｂ上に設けることができ、そのブロック８５の使用については以下で述べることにする。

図８は、ねじ付き保持器１００およびブーツ９０の分解図を示す。図示のように、ねじ付き保持器１００およびブーツ９０が取り付けられると、タブ９２内の切欠き９７が、タブ１０６内の切欠き１０７と一直線上に並ぶ。ブーツ９０およびねじ付き保持器１００は次いで、以下で述べる方式で、イヤホン５の他の構成要素と共に組み立てることができる。

図９は、ねじ付き保持器１００およびケース１０の分解図を示す。図９から分かるように、リップ１０６は、溝１３内に挿入するように構成されている。向きを制御するために、アバットメント（当接部）１９を溝１３に設けることができる。アバットメント１９は、リップ１０内の切欠き１０８と連結するように構成することができる。同様のアバットメントをカバー２０（不図示）の溝２８に設けることができる。明らかなように、アバットメント１９は、ねじ付き保持器１００が溝１３内で回転するのを防止するものであり、また、ねじ付き保持器１００が、ケース１０に取り付けられるときに正しく方向付けされることを保証するのにも役立つ。

図１０を参照すると、支持体８０およびケース１０の分解図が示されている。組み立ての間、支持体８０はケース１０内部に配置され、支持体８０は支柱１２ａ、１２ｂによって位置決めされ支持される。明らかなように、駆動体３０およびブーツ９０（不図示）が支持体８０と共に組み立てられた後に、支持体８０がケース１０に取り付けられる。ある実施形態において、ケース１０は、支持体８０を取り付けるときに支持体８０の位置を制御するのを支援するように構成することができる。カバー２０（図３）は、支持体８０の位置をさらに制御するように構成することができる。

図１１を参照すると、支持体８０がケース１０に取り付けられた様子が示されている。明確にするため、駆動体３０などの他の構成要素は示されていない。明らかなように、支柱１２ａは、支持体８０の背後に位置するように構成されており、支持体８０を位置決めするのを支援する。留意されたいこととして、支持体８０は、イヤホン５の組立て工程を簡潔にするために使用されるものであり、したがって必要なものではない。しかしながら、組立ての容易さおよびイヤホン５の全体的な品質が、支持体８０を使用すると結果的に向上することと比較して、支持体８０のコストは小さいものとなることがあり、したがって、支持体８０を使用すると、全体的なコストを実際に削減できることが示唆される。

図１２を参照すると、支持体８０およびねじ付き保持器１００の分解図が示されている。支持体８０がねじ付き保持器１００に取り付けられる前に、駆動体３０およびブーツ９０がまず支持体８０に取り付けられる。支持体８０は次いで、ねじ付き保持器１００内に挿入される。ある実施形態において、腕部８２ａの突出部８６が、ねじ付き保持器１００内に挿入され、その結果、ブロック８５が切欠き１０７と連結する。このようにして、支持体８０とねじ付き保持器１００との相対的な向きを制御することができる。ねじ付き保持器１００は、ノズル４０（図１３）のピン４３と連結するように構成された戻り止め１０５を含んでいる。したがって、ノズル４０の向きを支持体８０に対して制御することができる。支持体８０は、特定の向きでケース１０に挿入するように構成されているため、ケース１０に対するノズル４０の向きもまた制御することができる。しかしながら、先に述べたように、ねじ付き保持器１００を１８０度回転させることによって、ノズル４０の向きを変更することができる。このようにして、ある実施形態においては、単にねじ付き保持器１００の向きを変更することによって、同じ構成要素を左耳と右耳の双方に用いることができる。

図１３は、一体に取り付けられたナット１１０とノズル４０の破断図を示す。ナット１１０はクランプ面１１１を含んでおり、このクランプ面１１１は、動作時にリップ４２に作用してノズル４０を定位置に保持するように構成されている。ノズル４０が音声ポート３５（図５）と音響的に密封されている場合、クランプ面１１１は、ナット１１０とノズル４０との間を音響的に密封しなくてもよい。しかしながら、音響エンクロージャ１４０の性能を向上させるためには、そのような密封を得ると望ましいことがある。ある実施形態において、音響的な密封は、クランプ面１１１上に密封材料を設けることによって、ナット１１０を十分に締め付けることによって、またはクランプ面１１１およびリップ４２が十分に平滑であるようにすることによって実現することができる。

図１４は、リング１２０およびケース１０の拡大した実施形態を示す。リング１２０は、ケース１０（および不図示のカバー２０）の上に取り付けてケース１０およびカバー２０を一体に保持するように構成されている。リング１２０の内径は、リング面１４の外径とおよそ同じ寸法となるように構成して、ナット１１０がねじ付き保持器１００に取り付けられるときに締まりばめがなされるようにすることができる。例えば、ある実施形態において、リング１２０は、幅が約０．０６９インチ（０．１７５３センチメートル）、内径が０．３４５インチ（０．８７６３センチメートル）とすることができ、一方で、ケース１０およびカバー２０は、幅が約０．０６９インチ（０．１７５３センチメートル）で外径が０．３４３インチ（０．８７１２センチメートル）の表面を形成することができる。そのような実施形態において、寸法公差が積み重なることにより、緩やかな締まりばめが生じることがある。

図１５を参照すると、駆動体３０の実施形態がはんだパッド３７を省略して示されている。駆動体３０は、くずフィルタ（ほこりフィルタ）３９で覆われた音響ポート３８を含んでいる。音響ポート３８が設けられている場合、くずフィルタ３９もまた設けることができ、そのくずフィルタ３９は、ごみの通過および音響エンクロージャ１４０（図４〜５）内の望ましくない材料が駆動体３０に入り、場合によっては駆動体３０に損傷を与えることを防止するために使用することができる。音響ポート３８は、他の位置に配置することもできるが、音声ポート３５と反対側に配置する利点は、エンクロージャ体積を設けることが幾分か容易になることである。ある実施形態において、くずフィルタ３９は、感知できる音響抵抗をほとんど有していない。他の実施形態において、くずフィルタ３９は、疎水性の材料であってもよいが、感知できる音響抵抗を有することがある。音響抵抗は、エンクロージャ体積を効果的に減少させる働きを有することがあり、したがって、使用者が知覚する駆動体の周波数応答を改善するのに有用となることがある。くずフィルタ３９の音響抵抗を変化させる能力はまた、駆動体３０の体積を変化させる、または音響エンクロージャ１４０の体積を変化させる上でも有益となりうる。

本発明について、本発明の好ましい例示的な実施形態に関して説明した。説明した本発明の範囲および趣旨に含まれる多数の他の実施形態、修正形態および変形形態が、当業者には、この開示を検討することにより思いつくであろう。

本発明について、一例として、また添付の図面に限定することなく説明し、その添付の図面において、同じ参照符号は類似の要素を示す。

図１は、本発明の態様によるイヤホンの実施形態の図を示す。 図２は、本発明の態様によるイヤホンの実施形態の分解立面図を示す。 図３は、本発明の態様による図２に示すイヤホンの分解立面図を、異なる角度から見た立面図で示す。 図４は、本発明の態様による図１に示すイヤホンの線４−４における断面図を示す。 図５は、本発明の態様による図４に示すイヤホンの線５−５における断面図を示す。 図６は、本発明の態様による駆動体およびブーツの実施形態の分解立面図を示す。 図７は、本発明の態様による駆動体および支持体の実施形態の分解立面図を示す。 図８は、本発明の態様によるブーツおよびねじ付き保持器の実施形態の分解立面図を示す。 図９は、本発明の態様によるケースおよびねじ付き保持器の実施形態の分解立面図を示す。 図１０は、本発明の態様による支持体およびケースの実施形態の分解立面図を示す。 図１１は、本発明の態様による、支持体がケースと組み合わされた図１０の支持体およびケースの立面図を示す。 図１２は、本発明の態様によるねじ付き保持器および支持体の実施形態の分解立面図を示す。 図１３は、本発明の態様によるナットとノズルとの間の連結の実施形態の立面破断図を示す。 図１４は、本発明の態様によるリングおよびケースの実施形態の分解立面図を示す。 図１５は、本発明の態様による駆動体の例示的実施形態の立面図を示す。

Claims (14)

1. 音響再生用のイヤホンであって、
   ハウジングと、
   前記ハウジング内に装着された駆動体であって、音声ポートを含み、ある体積を有する駆動体と、
   前記ハウジングに装着されたねじ付き保持器と、
   前記ハウジングに着脱可能に装着されたノズルであって、音響フィルタを含み、前記音声ポートと音響的に通じるノズルと、
   前記ねじ付き保持器と連結しかつ前記ノズルを所定の位置に保持するように構成された着脱可能なナットと、
   を備えるイヤホン。
2. 請求項１に記載のイヤホンであって、前記駆動体に装着されたブーツをさらに備え、前記ブーツが、前記音声ポートと前記ノズルとの間を音響的に密封するように構成されるイヤホン。
3. 請求項２に記載のイヤホンであって、音響エンクロージャをさらに備え、前記駆動体が音響ポートを備え、前記音響ポートが前記音響エンクロージャと音響的に通じ、前記音響エンクロージャが、前記駆動体の体積の約１倍から２倍の体積を有するイヤホン。
4. 請求項３に記載のイヤホンであって、前記エンクロージャ体積が、前記駆動体の体積の約１．５倍であるイヤホン。
5. 請求項１に記載のイヤホンであって、前記ねじ付き保持器が戻り止めを含み、前記ノズルがピンを含み、前記ピンが、前記戻り止めと連結するように構成され、それによって前記ノズルの向きが制御されるイヤホン。
6. 音響再生用のイヤホンであって、
   基部とカバーとを含むハウジングであって、エンクロージャを設けるハウジングと、
   前記ハウジングによって設けられた前記エンクロージャに装着された支持体と、
   前記支持体によって位置決めされる駆動体であって、音声ポートと、音響ポートと、ある体積とを有する駆動体と、
   前記音声ポートと密封式で音響的に通じるノズルと、
   前記ノズル内に装着された音響フィルタであって、音響抵抗をもたらす音響フィルタと、
   前記ノズルを前記ハウジングに装着されたねじ付き保持器に着脱可能に装着するためのナットと、
   を備えるイヤホン。
7. 請求項６に記載のイヤホンであって、前記ノズルがピンを含み、前記ピンが前記ノズルの向きを制御するイヤホン。
8. 請求項６に記載のイヤホンであって、ブーツをさらに備え、前記ブーツが前記駆動体を支持するように構成されるイヤホン。
9. 請求項６に記載のイヤホンであって、前記駆動体が、第１のはんだパッドと第２のはんだパッドとを備え、前記音響ポートが、前記第１および第２のはんだパッドの間に配置され、前記イヤホンが、フレックス回路をさらに備え、前記フレックス回路が、前記はんだパッドに装着され、かつ前記駆動体との電気的接続をもたらすように構成されるイヤホン。
10. 請求項６に記載のイヤホンであって、前記エンクロージャが、前記音響ポートと音響的に通じる音響エンクロージャを含み、前記音響エンクロージャが、前記駆動体の体積の１倍と２倍の間の体積を有するイヤホン。
11. 請求項１０に記載のイヤホンであって、前記音響エンクロージャが、前記駆動体の体積の約１．５倍であるイヤホン。
12. 請求項６に記載のイヤホンであって、ほこりフィルタをさらに備え、前記ほこりフィルタが前記音響ポートを覆うように構成されるイヤホン。
13. 請求項１２に記載のイヤホンであって、前記ほこりフィルタが、有効エンクロージャ体積を変化させるように構成された音響抵抗を有するイヤホン。
14. 請求項６に記載のイヤホンであって、
    前記ハウジングに装着され、締結具を受けるように構成されたねじ付き保持器と、
    前記駆動体を衝撃から守るように構成されたブーツであって、さらに、前記駆動体の前記音声ポートと前記ねじ付き保持器との間、および前記駆動体の前記音声ポートと前記ノズルとの間を密封するのに役立つように構成されるブーツと、
    前記基部と前記カバーを一体に保持するように構成されたリングと、
    を備えるイヤホン。

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