JP5013903B2 - ヘッドホン - Google Patents

Description

本発明は、ヘッドホンに関するもので、特に、振動板の周縁部に応力がかからないような構造にしたことを特徴とするものである。

ヘッドホンは、一般的に、バッフル板にヘッドホンユニットを取り付けた構造になっている。ヘッドホンユニットはスピーカユニットということもでき、振動板と、この振動板に固着されたボイスコイルと、このボイスコイルの周囲に磁界を形成する磁気回路を備えている。この磁気回路は、永久磁石、ヨークなどの磁気回路構成部材からなる。ヘッドホンユニットをバッフル板に取り付けるには、一般的にはねじが用いられ、あるいは固定爪を用いた例もある。

図２は、ヘッドホンユニットをバッフル板にねじで取り付けた従来のヘッドホンの例を示す。まず、ヘッドホンユニットの構成を説明する。図２において、符号４はユニットフレームを示している。ユニットフレーム４は正面から見た形がドーナツ形になっていて、中心孔の周縁部に円筒部４１が下側に突出させて一体に形成され、ユニットフレーム４の外周縁部には突堤４６が上側に突出させて一体に形成されている。また、ユニットフレーム４には、突堤４６よりも内方において、突堤４６よりも低い突堤４８が上側に突出させて一体に形成されている。ユニットフレーム４の上記円筒部４１には有底円筒形のヨーク５が嵌められ、ヨーク５の上端面とユニットフレーム４の上端面を同一面にしてヨーク５がユニットフレーム４に固着されている。ヨーク５の内底面には円盤状でヨーク５の内周面より小径の永久磁石６が固着され、永久磁石６の上には円板状の磁極板７が固着されている。磁極板７の上面はユニットフレーム４の上面と同一面になっており、また、磁極板７の外周面とヨーク５の内周面との間に円筒形状の隙間が形成されている。永久磁石６、磁極板７、ヨーク５によって磁気回路が構成され、上記円筒形状の隙間に磁界が形成されている。

上記ユニットフレーム４の突堤４８の上には振動板８の平坦なエッジが載せられ、この振動板８のエッジの上にはさらにプロテクタ９の平坦なエッジ９３が載せられ、これら振動板８とプロテクタ９のエッジが接着によってユニットフレーム４に固着されている。振動板８はドーム状の中心振動部とこの中心振動部を囲み中心振動部に連続して形成された断面ドーム形の周辺部を有し、中心振動部と周辺部との境界に沿ってボイスコイル１０の一端が片持ち的に固着されている。ボイスコイル１０は上記磁極板７の外周面とヨーク５の内周面との間の隙間に、磁極板７とヨーク５に接触しないように配置されている。
以上の構成によってヘッドホンユニットが成り立っていて、ボイスコイル１０に音声信号が入力されることにより、ボイスコイル１０に流れる電流と上記磁束との作用によってボイスコイル１０が駆動され、振動板８が音声信号に従い振動して音声が発せられる。

上記ヘッドホンユニットは、そのユニットフレーム４の外周部がバッフル板３と押さえ板２で挟み込まれることによりバッフル板３に取り付けられている。バッフル板３はリング状の部材で、内周面の一部が半径方向外側に向かって全周にわたり切除されて窪み３１が形成されることにより、窪み３１の上に顎部３２が全周にわたり形成されている。上記押さえ板２もリング状になっていて、バッフル板３の下面側に配置され、適宜数のねじ１３によって押さえ板２がバッフル板３に固定されている。押さえ板２がバッフル板３にねじ１３で固定されるに際して、ユニットフレーム４の外周部上面がバッフル板３の顎部３２に当たり、ユニットフレーム４の外周部下面が押さえ板２に当たり、ユニットフレーム４の外周部がバッフル板３と押さえ板２で挟み込まれている。このようにして、ヘッドホンユニットがバッフル板３に取り付けられている。

バッフル板３の背面側（図２において下面側）には、扁平な有底円筒状の本体カバー１の開放端が固着され、本体カバー１でバッフル板３の下側が覆われている。本体カバー１にはヘッドバンドの一端側を連結し、ヘッドバンドの他端側を、他のヘッドホンユニットが取り付けられた本体カバーに連結することにより、ステレオヘッドホンを構成することができる。上記バッフル板３の前面側にはヘッドパッド１２が取り付けられている。ヘッドパッド１２の内周側には、プロテクタ９を覆ってスポンジカバー１１が取り付けられている。

以上説明したように、ヘッドホンユニットは、そのユニットフレーム４の外周部が、ねじ１３で締め付けられたバッフル板３と押さえ板２で挟み込まれてバッフル板３に取り付けられている。この取り付け位置は、振動板８のエッジを接着している部分に近い。したがって、ねじ１３の締め付けによってユニットフレーム４に加わる応力が、ユニットフレーム４に固着されている振動板８に伝わりやすい。特に、ねじ１３の締め付けによって振動板８のエッジに不均一な応力がかかると、振動板８が微視的に変形し、振動板８が特定の周波数で異常共振し、ビリ音といわれる異音を発生する。ビリ音は、振動板８がピストンのような平行移動を行うことができず、ローリングし、あるいは部分的に振動することなどが要因となって発生するもので、１ｋＨｚ以下の正弦波で駆動すると聴音によって検出することができる。

上記のような締め付け力などによる応力が振動板に伝わらない構造のヘッドホンとして、特許文献１記載の発明を挙げることができる。特許文献１記載の発明は、外形が円錐台形状のフレームの軸線方向後端部において永久磁石やヨークなどからなる磁気回路構成部材を支持し、上記フレームの軸線方向前端部の内周側で振動板のエッジを支持し、さらに振動板のエッジ部の上に重ねるようにして配置したプロテクタの外周部を支持している。

特開昭５６−１５６０９９号公報

特許文献１記載の発明は、図２に示す従来例と異なって、磁気回路構成部材と振動板を支持するユニットフレーム４に相当する部材がない。強いていえば、フレームが磁気回路構成部材と振動板を支持しているので、上記フレームが図２に示す従来例のユニットフレームに相当するものということができる。しかし、特許文献１記載の発明は、もともと磁気回路構成部材と振動板とを一体的に組み立ててドライバユニット化ないしはヘッドホンユニット化するという発想がない。したがって、ヘッドホンの筐体である上記フレームに磁気回路構成部材、振動板、その他プロテクタ、カバーなどを順次組み込んでいく構成になっている。このような構成になっていることもあって、フレームによる磁気回路構成部材の支持位置と振動板の支持位置とが軸線方向に離れていて、ヘッドホン全体が嵩張る構成になっている。

本発明は、ユニットフレームをヘッドホンユニットのベースとし、これに磁気回路、振動板が組み立てられてヘッドホンユニットが構成されているものにおいて、このヘッドホンユニットをバッフル板に取り付けることにより生じる応力が、振動板に及ぶことのないように構造を工夫し、ビリ音といわれる異音の発生を防止することができるヘッドホンを提供することを目的とする。

本発明は、磁気回路構成部材、この磁気回路構成部材によって形成されているギャップに配置されているボイスコイル、このボイスコイルが固着された振動板、この振動板を覆うプロテクタ、上記振動板の周縁部および上記プロテクタが固定されるととともに上記磁気回路構成部材が固定されているユニットフレームを具備しているヘッドホンユニットと、上記ヘッドホンユニットを固定したバッフル板と、を備えたヘッドホンであって、上記プロテクタは外周に円筒部を有していてこの円筒部に上記ユニットフレームの外周が嵌められて固定され、上記バッフル板の内周面の一部が半径方向外側に向かって全周にわたり切除されて窪みとこの窪みに続く顎部が形成され、上記プロテクタの外周の上記円筒部が上記顎部と押さえ板に挟みこまれて上記プロテクタが上記バッフル板に固定されていることを最も主要な特徴とする。

プロテクタの外周の円筒部がバッフル板に固定されることにより上記円筒部に応力がかかるが、ユニットフレームには応力は及ばない。したがって、ユニットフレームに周縁部（エッジ部）が固定されている振動板にも応力は及ばず、振動板が異音を発することもなくなる。

以下、本発明にかかるヘッドホンの実施例について図１を参照しながら説明する。なお、図２に示す従来のヘッドホンの構成部分と同じ構成部分には同じ符号を付している。
図１において、符号４はユニットフレームを示している。ユニットフレーム４は正面から見た形がドーナツ形になっていて、中心孔の周縁部に円筒部４１が下側に突出させて一体に形成され、ユニットフレーム４の外周縁部には突堤４２が上側に突出させて一体に形成されている。また、ユニットフレーム４には、突堤４２よりも内方において、突堤４２よりも低い突堤４３が上側に突出させて一体に形成されている。ユニットフレーム４の上記円筒部４１には有底円筒形のヨーク５が嵌められ、ヨーク５の上端面とユニットフレーム４の上端面を同一面にしてヨーク５がユニットフレーム４に固着されている。ヨーク５の内底面には円盤状でヨーク５の内周面より小径の永久磁石６が固着され、永久磁石６の上には円板状の磁極板７が固着されている。磁極板７の上面はユニットフレーム４の上面と同一面になっておいる。また、磁極板７の外径はヨーク５の内径より小さく永久磁石６の外径よりも大きく、磁極板７の外周面とヨーク５の内周面との間に円筒形状の隙間が形成されている。永久磁石６、磁極板７およびヨーク５は磁気回路構成となっていて、永久磁石６から出る磁束は磁極板７、ヨーク５からなる磁気回路を通り、上記円筒形状の隙間に磁界が形成される。

上記ユニットフレーム４の突堤４３の上には振動板８の平坦なエッジ（外周縁部）が載せられ、振動板８はそのエッジ部が接着によってユニットフレーム４に固着されている。振動板８の上方には、プロテクタ９が、ユニットフレーム４を上面側から覆うようにして配置され、プロテクタ９の外周縁部の平坦面がユニットフレーム４の突堤４２の上面に当接している。プロテクタ９は、例えば金属板をプレス加工することによって形成されていて、外部から振動板８に触れることができないように振動板８をガードする。プロテクタ９は、振動板８の成形形状に倣ってドーム形の中心部と、この中心部を囲む断面ドーム形の周辺部を有し、振動板８との間に、ユニットフレーム４の突堤４２と突堤４３の高低差に相当する一定の間隔を保っている。プロテクタ９の振動板８との対向面には、振動板８の振動によって生成される音声を外部に放出するために複数の孔９１が形成されている。プロテクタ９の上記周辺部の外周部は、前述のようにユニットフレーム４の前記突堤４２に対応する部分が平坦に成形されるとともに、さらにその外周縁部が絞り加工されて円筒部９２が形成されている。この円筒部９２の内周側にユニットフレーム４が嵌められ、ユニットフレーム４の上記突堤４２の上面にプロテクタ９の上記平坦部が当接し、プロテクタ９の円筒部９２の内周面とユニットフレーム４の外周面が接着されている。プロテクタ９の円筒部９２の軸線方向の寸法は、ユニットフレーム４の上記突堤４２を含む外周部の軸線方向の寸法より長く、上記円筒部９２の開放端部の一部がユニットフレーム４の底面から突出している。

振動板８はドーム状の中心振動部とこの中心振動部を囲み中心振動部に連続して形成された断面ドーム形の周辺部を有し、中心振動部と周辺部との境界に沿ってボイスコイル１０の一端が片持ち的に固着されている。ボイスコイル１０は上記磁極板７の外周面とヨーク５の内周面との間の隙間に、磁極板７とヨーク５に接触しないように配置されている。
以上の構成によってヘッドホンユニットが成り立っていて、ボイスコイル１０に音声信号が入力されることにより、ボイスコイル１０に流れる電流と上記磁束との作用によってボイスコイル１０が駆動され、振動板８が音声信号に従い振動して音声が生成される。

上記ヘッドホンユニットは、そのプロテクタ９の外周の円筒部９２がバッフル板３と押さえ板２で挟み込まれることによりバッフル板３に取り付けられている。バッフル板３はリング状の部材で、内周面の一部が半径方向外側に向かって全周にわたり切除されて窪み３１が形成されることにより、窪み３１の上に顎部３２が全周にわたり形成されている。上記押さえ板２もリング状になっていて、バッフル板３の下面側に配置され、適宜数のねじ１３によって押さえ板２がバッフル板３に固定されている。押さえ板２は、ユニットフレーム４の円筒部４１および前記磁気回路構成部材と干渉しないように、これらに対する逃げ孔２１が形成されている。押さえ板２がバッフル板３にねじ１３で固定されるに際して、プロテクタ９の上記円筒部９２の上面がバッフル板３の顎部３２に当たり、プロテクタ９の上記円筒部９２の下面が押さえ板２に当たり、プロテクタ９の上記円筒部９２がバッフル板３と押さえ板２で挟み込まれている。このようにして、ヘッドホンユニットがバッフル板３に取り付けられている。ユニットフレーム４の下面と押さえ板２の上面との間には、前述の、プロテクタ９の円筒部９２の開放端部の一部がユニットフレーム４の底面から突出している分に相当する隙間１５が生じている。

図１に示す構成からわかるように、バッフル板３はヘッドホンのベース部材をなしていて、バッフル板３にヘッドホンユニットが取り付けられ、バッフル板３の背面側（図１において下面側）に、扁平な有底円筒状の本体カバー１の開放端が固着され、本体カバー１でバッフル板３の下側が覆われている。本体カバー１にはヘッドバンドの一端側を連結し、ヘッドバンドの他端側を、他のヘッドホンユニットが取り付けられた本体カバーに連結することにより、ステレオヘッドホンを構成することができる。上記バッフル板３の前面側にはヘッドパッド１２が取り付けられている。ヘッドパッド１２の内周側には、プロテクタ９を覆ってスポンジカバー１１が取り付けられている。

以上説明したように、ヘッドホンユニットは、そのプロテクタ９の外周側の円筒部９２が、ねじ１３で締め付けられたバッフル板３と押さえ板２で挟み込まれてバッフル板３に取り付けられ、上記円筒部９２に応力がかかっている。また、この応力はねじ１３の近くにおいて強く、上記円筒部９２にかかる応力は不均一である。
しかし、図１に示す実施例によれば、上記応力はプロテクタ９の円筒部９２にのみかかり、この円筒部９２に嵌められて接着されているユニットフレーム４には上記応力は及ばない。したがって、ユニットフレーム４の突堤４３にエッジ部が固着されている振動板８にも上記応力は及ばない。よって、振動板８が特定の周波数で異常共振することもなく、ビリ音といわれる異音の発生を防止することができる。

本発明に係るヘッドホンの実施例を示す縦断面図である。 従来のヘッドホンの例を示す縦断面図である。

符号の説明

２ 押さえ板
３ バッフル板
４ ユニットフレーム
５ ヨーク
６ 永久磁石
８ 振動板
９ プロテクタ
１０ ボイスコイル
１２ ヘッドパッド
３１ 窪み
３２ 顎部
４２ 突堤
４３ 突堤
８２ 振動板の周縁部
９２ プロテクタの円筒部

Claims (5)

1. 磁気回路構成部材、この磁気回路構成部材によって形成されているギャップに配置されているボイスコイル、このボイスコイルが固着された振動板、この振動板を覆うプロテクタ、上記振動板の周縁部および上記プロテクタが固定されるととともに上記磁気回路構成部材が固定されているユニットフレームを具備しているヘッドホンユニットと、
   上記ヘッドホンユニットを固定したバッフル板と、を備えたヘッドホンであって、
   上記プロテクタは外周に円筒部を有していてこの円筒部に上記ユニットフレームの外周が嵌められて固定され、
   上記バッフル板の内周面の一部が半径方向外側に向かって全周にわたり切除されて窪みとこの窪みに続く顎部が形成され、
   上記プロテクタの外周の上記円筒部が上記顎部と押さえ板に挟みこまれて上記プロテクタが上記バッフル板に固定されていることを特徴とするヘッドホン。
2. バッフル板はヘッドホンのベース部材をなし、バッフル板にヘッドパッドが固着されている請求項１記載のヘッドホン。
3. 押さえ板とユニットフレームとの間には隙間がある請求項１または２記載のヘッドホン。
4. 押さえ板はねじによってバッフル板に固定されている請求項１，２または３記載のヘッドホン。
5. プロテクタの円筒部内周面とユニットフレームの外周面は接着されている請求項１乃至４のいずれかに記載のヘッドホン。
   

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