JP5488499B2 - カナル型イヤホン - Google Patents

Description

本発明は、外耳道にフィットするイヤーピースを備えたカナル型イヤホンに関する。

この種の技術として、特許文献１は、スピーカユニット側の筒状の放音部と、この放音部が挿着されるイヤーピースとを備えたカナル型イヤホンを開示している。

実用新案登録第３１６１０１１号公報

昨今、この種のイヤホンで、イヤーピースの取り付けや交換に伴い、要求される音量が出力されなくなったなどの不具合を生じる場合があった。

そこで、本願発明者らは、鋭意研究の末、要求される音量が出力されない不具合のメカニズムを以下の通り突き止めた。即ち、一般に、イヤーピースをハウジングの外側に取り付けるには、イヤーピースをハウジングの外側に僅かに引っ掛けた状態で指の腹を使って押し込んでいく。このとき、イヤーピースは、イヤーピースの内鍔部の内周端部とハウジングの外周面が密に接触した状態を維持しながら、ハウジングの外周面上を摺動することになる。従って、イヤーピースの内鍔部と、イヤーピースの内周面と、指と、振動板と、で区画される空間内の気圧は一時的にではあるが上昇し、この気圧上昇が振動板に作用して振動板に変形を来す。そして、この気圧上昇幅の如何によっては、振動板の変形が、イヤーピースの取り付け後であっても残存する場合がある。この場合、振動板の電気信号に応じた振動は阻害され、これこそが、要求される音量が出力されない不具合の原因となっていたのである。

本願発明の目的は、要求される音量が出力されない不具合を改善することにある。

本願発明の観点によれば、カナル型イヤホンは、電気信号に応じて振動して音波を放射する振動板を有するスピーカユニットと、前記スピーカユニットを保持すると共に外周面を有するハウジングと、筒状に形成されると共に、その内周面が前記ハウジングの前記外周面に対して対向するように前記ハウジングの外側に取り付けられるイヤーピースと、を備える。前記イヤーピースの前記内周面には、前記内周面の径方向内方に向かって突出する内鍔部が形成されている。前記ハウジングの前記外周面には、前記イヤーピースの前記内鍔部を収容する内鍔部収容溝が形成されている。前記ハウジングの前記外周面、又は、前記イヤーピースの前記内鍔部の内周端部のうち少なくとも何れか一方には、前記イヤーピースを前記ハウジングの外側に取り付ける際に前記ハウジング又は前記イヤーピース内の空気を外部へ排出するための空気流通路が形成されている。
好ましくは、前記空気流通路は、前記ハウジングの前記外周面、又は、前記イヤーピースの前記内鍔部の前記内周端部のうち少なくとも何れか一方に溝状に形成されている。
好ましくは、前記空気流通路は、前記ハウジングの前記外周面のうち前記音波の放射方向における先端側の領域としての先端側領域を避けるように形成されている。前記イヤーピースを前記ハウジングの外側に取り付けた状態で、前記イヤーピースの前記内周面は、前記先端側領域に対して環状に密着している。
好ましくは、前記空気流通路は、前記イヤーピースの前記ハウジングに対する取り付け方向に沿って略直線状に形成されている。
好ましくは、前記空気流通路は、複数形成されている。

本願発明の観点によれば、前記イヤーピースを前記ハウジングの外側に取り付ける際に、前記ハウジングの前記外周面と前記イヤーピースの前記内鍔部の前記内周端部の間を通して、前記ハウジング又は前記イヤーピース内の空気を外部へ排出することができるので、前述した気圧上昇が抑制され、もって、要求される音量が出力されない不具合が根本的に改善される。

図１は、カナル型イヤホンの断面図である。（第１実施形態） 図２は、カナル型イヤホンの分解断面図である。（第１実施形態） 図３は、ハウジングの斜視図である。（第１実施形態） 図４は、イヤーピースの取り付け作業を示す第1断面図である。（第１実施形態） 図５は、イヤーピースの取り付け作業を示す第２断面図である。（第１実施形態） 図６は、比較例であって、イヤーピースの取り付け作業を示す断面図である。 図７は、比較例であって、振動板とイヤーピースと指によって形成される密閉空間を太線枠とハッチングでイメージした断面図である。 図８は、空気の流れを太線矢印でイメージした図である。（第１実施形態） 図９は、イヤーピースの取り付け作業を示す第３断面図である。（第１実施形態） 図１０は、音響空間を太線枠とハッチングでイメージした断面図である。（第１実施形態） 図１１は、カナル型イヤホンの断面図である。（第２実施形態） 図１２は、カナル型イヤホンの分解断面図である。（第２実施形態） 図１３は、フィルターの一部切り欠き斜視図である。（第２実施形態） 図１４は、図１１のA部拡大図である。（第２実施形態）

（第１実施形態）
以下、図１〜１０を参照しつつ、本願発明の第１実施形態を説明する。

図１に示すように、カナル型イヤホン１は、スピーカユニット２と、ハウジング３と、イヤーピース４とを主たる構成として備えている。

（スピーカユニット２）
スピーカユニット２は、振動板５と、振動板５を電気信号に応じて振動させる駆動部６とによって構成されている。この構成により、振動板５は、電気信号に応じて振動して所望の音波を放射する。ここで、スピーカユニット２によって生成された音波の放射の方向を放射方向D（放音方向）として定義する。

（ハウジング３）
ハウジング３は、スピーカユニット２を収容して保持するものである。ハウジング３は、放射方向Dに向かって順に配置された後ハウジング７及び前ハウジング８を備えている。

図２に示すように、後ハウジング７は、被嵌合部９と、フランジ部１０と、ブッシング保持部１１とによって構成されている。被嵌合部９は、大径のリング状に構成されており、ブッシング保持部１１は小径のリング状に構成されている。そして、フランジ部１０は、被嵌合部９とブッシング保持部１１とを連結している。ブッシング保持部１１には、電気信号伝送用コード１２の端部が固定されるコードブッシング１３が保持されている。

前ハウジング８は、音筒部１４と、フランジ部１５と、嵌合部１６とによって構成されている。音筒部１４は、断面円形であって小径の筒体として形成されており、音筒外周面１４ａ（ハウジングの外周面）を有する。嵌合部１６は、大径のリング状に構成されている。そして、フランジ部１５は、音筒部１４の放射方向Dにおける後端と嵌合部１６とを連結している。

この構成で、リング状のスピーカユニット保持部材１７の内周側にスピーカユニット２を嵌めた上で、スピーカユニット保持部材１７を嵌合部１６の内周側に挿入し、嵌合部１６を被嵌合部９に対して嵌合させることで、スピーカユニット２はスピーカユニット保持部材１７を介してハウジング３に保持される。

本実施形態においてハウジング３は、ステンレスなどの金属、樹脂、木材、セラミック等によって形成されている。

（ハウジング３：音筒部１４）
音筒部１４の音筒外周面１４ａには、溝１８（空気流通路）と、環状の内鍔部収容溝１９が形成されている。溝１８は音筒部１４の音筒外周面１４ａの放射方向Dにおける先端側に形成されており、内鍔部収容溝１９は音筒部１４の音筒外周面１４ａの放射方向Dにおける後端側に形成されている。

溝１８は、本実施形態において１つ、形成されている。溝１８は、放射方向Dに沿って略直線状に延びて形成されている。溝１８の幅は、略一定である。溝１８は、音筒部１４の音筒外周面１４ａのうち放射方向Dにおける先端側の領域としての先端側領域２０（図３において先端側領域２０の境界を二点鎖線でイメージしている。）を避けるように形成されている。図２の断面視において、放射方向Dにおける先端側領域２０（符号ｄ１参照）と溝１８（符号ｄ２参照）の存在割合は、イヤーピース４の内鍔部２５が内鍔部収容溝１９に収容された状態で、イヤーピース４の内皮２１の内周面２１ａが音筒部１４の先端に密着できるようであればよく、図２に示すような、先端側からｄ１+ｄ２の範囲において、ｄ１：ｄ２＝２：８であってもよいし、ｄ１：ｄ２＝３：７でもよい。実施例では、ｄ１+ｄ２が音筒部１４の先端から内鍔部収容溝１９の音筒部１４先端側端までとしている。

（イヤーピース４）
図１に示すように、イヤーピース４は、筒状であって、ハウジング３の音筒部１４の外側に取り付けられるものである。イヤーピース４は、内皮２１と、外皮２２、狭窄皮２３とによって構成されている。内皮２１は、薄肉の円筒状に形成されている。外皮２２は、内皮２１の径方向外側に配置されており、薄肉の中空砲弾型に形成されている。図２に示すように、狭窄皮２３は、スピーカユニット２によって放射された音波の通り道となる小径の開口２４を有する円盤状に形成されている。そして、内皮２１の放射方向Dにおける先端と、外皮２２の放射方向Dにおける先端と、狭窄皮２３の外周部と、が図２の断面視で相互に接続されることで、内皮２１や外皮２２、狭窄皮２３は一体成形されている。

内皮２１は、内周面２１ａを有する。この内周面２１ａは、イヤーピース４がハウジング３の音筒部１４の外側に取り付けられた状態（図１を併せて参照）で、ハウジング３の音筒部１４の音筒外周面１４ａに対して対向する。内皮２１の内周面２１ａの内径は、音筒部１４の音筒外周面１４ａの外径よりも若干小さくなるように設定されている。内皮２１の内周面２１ａの放射方向Dにおける後端には、内周面２１ａの径方向内方に向かって突出する内鍔部２５が形成されている。内鍔部２５は、図９に示すようにイヤーピース４がハウジング３の音筒部１４の外側に取り付けられた状態で、内鍔部収容溝１９内に収容される。図２に示すように本実施形態において内鍔部２５の断面形状は矩形である。以上の構成のイヤーピース４は、外耳道に対するフィット感を確保すべく、シリコーンゴムやウレタンフォームによって形成されている。

また、本実施形態において、ハウジング３の音筒部１４の放射方向Dにおける先端の開口には、図３に示すように不織布２６が設けられている。なお、図３を除く他の図面では、この不織布２６を描くことを省略している。

（製造方法）
次に、図４〜１０を参照しつつ、カナル型イヤホン１の製造方法を説明する。ここでは、図４に示すように、電気信号伝送用コード１２とスピーカユニット２の配線作業が完了しており、スピーカユニット２が既にハウジング３内に収容されているものとする。ここで、図４において、ハウジング３に対するイヤーピース４の取り付けの方向を取り付け方向Eと定義する。本実施形態において取り付け方向Eは、放射方向Dのちょうど反対方向である。

先ず、左手の指でイヤーピース４を掴み、右手の指でハウジング３を把持しておく。そして、イヤーピース４の内皮２１の内鍔部２５を強引に押し広げるようにして、イヤーピース４の内皮２１の内周側に音筒部１４を押し込む。図４の状態では、内鍔部２５が径方向に拡大するように弾性変形しており、内鍔部２５は自己弾性復元力によって音筒部１４の音筒外周面１４ａの先端側領域２０に対して環状に密着している。

次に、図５に示すように、イヤーピース４の狭窄皮２３を左手の人差し指Iの腹Ｉａで押さえて、イヤーピース４をハウジング３の音筒部１４に対して取り付け方向Eに強く押し込む。音筒部１４の音筒外周面１４ａに形成された溝１８の技術的意義がこのとき初めて発揮されるが、この技術的意義を説明するために、先ずは溝１８が形成されていない比較例を図６及び図７に示しておく。

図６に示すように音筒部１４の音筒外周面１４ａに溝１８が形成されていないと、イヤーピース４は、イヤーピース４の内鍔部２５の内周端部２５ａと音筒部１４の音筒外周面１４ａが環状に密に接触した状態を維持しながら、音筒部１４の音筒外周面１４ａ上を摺動することになる。従って、図７において太線とハッチングで示すように、人差し指Iの腹Ｉａと、狭窄皮２３と、内皮２１と、内鍔部２５と、音筒部１４と、振動板５とによって区画される空間S１内の気圧は一時的にではあるが上昇し、この気圧上昇が振動板５に作用して振動板５に変形を来す。そして、この気圧上昇幅の如何によっては、振動板５の変形が、イヤーピース４の取り付け後であっても残存する場合がある。この場合、振動板５の電気信号に応じた振動は阻害され、この結果、要求される音量が出力されない不具合が発生する。

これに対し、本実施形態では、図５に示すように音筒部１４の音筒外周面１４ａに溝１８が形成されているので、図８において太線矢印で示すように、イヤーピース４を音筒部１４の外側に取り付ける際に、溝１８を介して、空間S１内の空気を外部へ排出することができる。従って、前述した気圧上昇が抑制され、もって、要求される音量が出力されない不具合が根本的に改善される。

そして、図５の状態でイヤーピース４をハウジング３に対して更に押し込んでいくと、やがて、図９に示すように、イヤーピース４の内皮２１の内鍔部２５は、ハウジング３の音筒部１４の内鍔部収容溝１９に到達し、自己弾性復元力によって内鍔部収容溝１９に嵌り、内鍔部収容溝１９に収容される。そして、図９に示すようにイヤーピース４を音筒部１４の外側に取り付けた状態において、イヤーピース４の内皮２１の内周面２１ａは、音筒部１４の音筒外周面１４ａに対して、内皮２１の径方向内周側への自己弾性復元力によって密着する関係にある。特には、イヤーピース４の内皮２１の内周面２１ａは、先端側領域２０に対して環状に満遍なく密着することになる。

（まとめ）
以上に本願発明の好適な第１実施形態を説明したが、第１実施形態は、要するに、以下の特長を有している。

カナル型イヤホン１は、振動板５を有するスピーカユニット２と、ハウジング３と、イヤーピース４とを備えている。イヤーピース４の内周面２１ａには、内鍔部２５が形成されている。ハウジング３の音筒部１４の音筒外周面１４ａには、イヤーピース４の内鍔部２５を収容する内鍔部収容溝１９が形成されている。そして、ハウジング３の音筒部１４の音筒外周面１４ａには、イヤーピース４をハウジング３の音筒部１４の外側に取り付ける際にハウジング３及びイヤーピース４内の空気を外部へ排出するための空気流通路（溝１８）が形成されている。以上の構成によれば、イヤーピース４をハウジング３の外側に取り付ける際に、溝１８を介して、ハウジング３及びイヤーピース４内の空気を外部へ排出することができるので、前述した気圧上昇が抑制され、もって、要求される音量が出力されない不具合が根本的に改善される。また、付随的な効果として、前述の気圧上昇はイヤーピース４を押し戻す機能を有するから、この意味で、気圧上昇が押えられることにより軽い力でもイヤーピース４をハウジング３の外側に取り付けることができるようになる。

なお、仮に、仮に狭窄皮２３を指で塞いでイヤーピース４を抜いた場合でも、音筒部１４先端側に吸い上げられる挿入時とは逆方向の圧力が振動板５に加わらず振動板５の変形を防ぐことができる。

なお、上記第１実施形態では、溝１８をハウジング３の音筒部１４の音筒外周面１４ａに形成することとしたが、これに代えて、イヤーピース４の内皮２１の内鍔部２５の内周端部２５ａに形成することとしてもよい。この場合でも、前述した気圧上昇抑制効果は問題なく発揮される。勿論、溝１８をハウジング３の音筒部１４の音筒外周面１４ａと、イヤーピース４の内皮２１の内鍔部２５の内周端部２５ａと、の両方に形成することとしてもよい。

また、上記第１実施形態において、溝１８は１つ形成することとしたが、これに代えて、溝１８は複数形成してもよい。

また、上記の空気流通路は、ハウジング３の音筒部１４の音筒外周面１４ａに溝状に形成されている。以上の構成によれば、空気流通路を簡素な構成で実現することができる。

なお、上記の空気流通路は、音筒部１４の表面に入口と出口の孔をあけて、経路が埋没しているトンネル状の空気流通路であっても良く、この場合、例えば音筒部１４に溝を設けて経路分を開けて溝にはまり込むような別パーツと組み合わせて製造することができる。

また、溝１８は、ハウジング３の音筒部１４の音筒外周面１４ａのうち放射方向Dにおける先端側の領域としての先端側領域２０を避けるように形成されている。イヤーピース４をハウジング３の外側に取り付けた状態で、イヤーピース４の内皮２１の内周面２１ａは、先端側領域２０に対して環状に密着している。より詳しくは、周方向に完全に密着して空気の流通がない。以上の構成によれば、イヤーピース４の内皮２１の内周面２１ａが先端側領域２０に対して環状に密着することで、使用時における音漏れが抑えられる。また、図１０において太線とハッチングで示すカナル型イヤホン１内の音響空間S2から、イヤーピース４の内皮２１の内周面２１ａとハウジング３の音筒部１４の音筒外周面１４ａとの間に存在し得る僅かな隙間空間が排除されるので、音響空間S2をシンプルな形状にすることができる。このように、音響空間S2をシンプルな形状とすることは、音響空間S2内における音響設計に極めて有利である。

また、溝１８は、図５に示すように、イヤーピース４のハウジング３に対する取り付け方向Eに沿って略直線状に形成されている（図３も併せて参照）。以上の構成によれば、溝１８を設けたことによる、イヤーピース４のハウジング３に対する摺動抵抗の望まない上昇を抑えることができる。

以下に、第１実施形態のその他の変形例を説明する。

溝１８の幅は一定としたが、これに限ることはない。

溝１８は、取り付け方向Eに沿って略直線状に形成することとしたが、これに代えて、螺旋状に形成してもよい。

音筒部１４は、断面円形の筒体としたが、これに代えて、断面楕円形の筒体としてもよいし、断面矩形の筒体としてもよい。

図４に示すようにイヤーピース４の内皮２１の内周面２１ａに形成した内鍔部２５の断面形状は矩形であるとしたが、これに代えて、内鍔部２５の断面形状はV字状を呈する三角形状や半円形状であってもよい。

図１に示すようにスピーカユニット２は１つ設けることに代えて、複数設けてもよい。

スピーカユニット２の小型化に伴い、スピーカユニット２自体が振動板５を保持するハウジングを有し、このハウジングの外側にイヤーピース４を直接取り付ける構成も考えられる。

以上の本願発明の第１実施形態の要点をまとめて説明したが、上述した各種のアイデアを着想するに至るまでの若干の経緯を紹介する。

先に、振動板の変形に関する不具合を説明したが、実際のところではそれでも従来のカナル型イヤホンでは、スピーカユニットをしばらく駆動させてやれば、振動板の振動そのものをきっかけとして、その変形がいつのまにか消失する場合が多々あった。しかしながら、音筒の筒長さが従来よりも長いタイプのカナル型イヤホンでは、音筒の筒長さが大きいため、イヤピースを音筒の外側に嵌める際の音筒内の気圧の上昇幅が以前よりも大きくなっていた。また、イヤピースの耳の奥への挿入し易さを追求すべく、昨今のイヤピースは耳の奥へ向かって先細るようになっており、それに伴い、イヤピースの鼓膜側の開口の面積も小さくなる傾向にあり、開口が指で一層確実に塞がれるようになってきていた。これらの結果として、振動板の損傷が以前にも増して激しくなっていたと考えられる。このせいで、昨今のカナル型イヤホンは、購入直後やイヤピース交換直後、スピーカユニットをいくら駆動させても振動板の変形が消失することがなく、要求される音量を出力するに至らなかったのだろう。

（第２実施形態）
次に、図１１〜１４を参照しつつ、本願発明の第２実施形態を説明する。ここでは、本実施形態が上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、重複する説明は適宜省略する。また、上記第１実施形態の各構成要素に対応する構成要素には原則として同一の符号を付すこととする。

図１１及び図１２に示すように、本実施形態においてカナル型イヤホン１は、ハウジング３の音筒部１４の放射方向Dにおける先端に被せて用いるフィルター２７を更に備えている。図１３に示すように、フィルター２７は、フィルター部２８と、環状のフィルター保持部２９とによって構成されている。フィルター部２８は、振動板５を砂塵から保護するための網である。フィルター保持部２９は、図１４に示すように先端側領域２０の一部に対して覆い被さることで、イヤーピース４の内皮２１の内周面２１ａとハウジング３の音筒部１４の音筒外周面１４ａによって挟持されると共に、フィルター部２８を保持する。以上の構成によれば、フィルター２７を備えつつも、イヤーピース４をハウジング３の音筒部１４の外側に取り付けた状態で、イヤーピース４の内周面２１ａは、図１４に示すように、先端側領域２０に対して環状且つ直接的に密着することができる。

１ カナル型イヤホン
２ スピーカユニット
３ ハウジング
４ イヤーピース
５ 振動板
１４ 音筒部
１４ａ 音筒外周面
２１ 内皮
２１ａ 内周面
１８ 溝（空気流通路）

Claims (5)

1. 電気信号に応じて振動して音波を放射する振動板を有するスピーカユニットと、
   前記スピーカユニットを保持すると共に外周面を有するハウジングと、
   筒状に形成されると共に、その内周面が前記ハウジングの前記外周面に対して対向するように前記ハウジングの外側に取り付けられるイヤーピースと、
   を備え、
   前記イヤーピースの前記内周面には、前記内周面の径方向内方に向かって突出する内鍔部が形成されており、
   前記ハウジングの前記外周面には、前記イヤーピースの前記内鍔部を収容する内鍔部収容溝が形成されており、
   前記ハウジングの前記外周面、又は、前記イヤーピースの前記内鍔部の内周端部のうち少なくとも何れか一方には、前記イヤーピースを前記ハウジングの外側に取り付ける際に前記ハウジング又は前記イヤーピース内の空気を外部へ排出するための空気流通路が形成されている、
   カナル型イヤホン。
2. 請求項１に記載のカナル型イヤホンであって、
   前記空気流通路は、前記ハウジングの前記外周面、又は、前記イヤーピースの前記内鍔部の前記内周端部のうち少なくとも何れか一方に溝状に形成されている、
   カナル型イヤホン。
3. 請求項１又は２に記載のカナル型イヤホンであって、
   前記空気流通路は、前記ハウジングの前記外周面のうち前記音波の放射方向における先端側の領域としての先端側領域を避けるように形成されており、
   前記イヤーピースを前記ハウジングの外側に取り付けた状態で、前記イヤーピースの前記内周面は、前記先端側領域に対して環状に密着している、
   カナル型イヤホン。
4. 請求項２又は３に記載のカナル型イヤホンであって、
   前記空気流通路は、前記イヤーピースの前記ハウジングに対する取り付け方向に沿って略直線状に形成されている、
   カナル型イヤホン。
5. 請求項１〜４の何れかに記載のカナル型イヤホンであって、
   前記空気流通路は、複数形成されている、
   カナル型イヤホン。

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