JP6111944B2 - イヤーピース及びそれを備えたイヤホン - Google Patents
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Description
このイヤホンは、いわゆるカナル型と称され、イヤーピースを外耳道内に挿入し本体部を耳介の内側に装着して使用するものである。この使用状態で、スピーカユニットの出力音声は、音筒部内を通りイヤーピース先端の音孔から外耳道内に放出される。
そのため、イヤーピースは、外耳道の内壁に良好に接触して密閉性を確保するため、先端側を起点に後方側に海月の傘状に広がる薄肉の傘状部を備えて柔軟性を有する材料で形成されている。
従来のイヤーピースは、高い柔軟性を有しているため、挿入される外耳道の通路形状及び断面形状によっては、イヤーピースの先端部分が過剰に変形して音孔の開口形状が著しく変形する場合があった。また、その過剰な変形とともに圧縮が生じ、音孔の開口面積が減少する場合もあった。
このような、音孔の正規形状(例えば円形)に対する著しい変形や開口面積の減少が生じると、再生音質が低下する虞がある。また、外部騒音が再生音に混入したり、外部へ漏出する音声が大きくなる、という不具合が生じる虞もある。
そのため、イヤーピースに対しては、外耳道内の密閉性を確保しつつ音孔の著しい変形や開口面積の減少が抑制されて、再生音質の低下が生じないことが望まれていた。
1) 貫通孔を有する筒状の基部と、
前記基部の一端側に接続され他端側に向け前記基部を覆うよう傘状に延出した傘状部と、
前記貫通孔の他端側に設けられてイヤホンの音筒部と係合する係合部と、を備え、
前記基部は、前記貫通孔の前記一端側の内面において、前記内面から前記貫通孔の径方向の外方に向け抉られ前記基部の軸線方向に延在する凹部を、周方向に離隔して複数有しているイヤーピースである。
2) スピーカユニットと、前記スピーカユニットを収容した本体部と、前記本体部から突出する音筒部と、前記音筒部に着脱自在に装着されたイヤーピースと、を備え、
前記イヤーピースは、1)に記載のイヤーピースであり、前記音筒部に、前記係合部が係合して装着されていることを特徴とするイヤホンである。
以下の説明において、前後の各方向を図2の矢印の方向に規定している。この方向は、使用状態の姿勢における方向等とは関係がなく、理解容易のため便宜的に規定したものである。
まず、図1及び図2を参照して、実施例のイヤホン51の構成を説明する。図1は、イヤホン51の外観斜視図であり、図2は図1におけるS1−S1位置での部分断面図である。
本体部1の内部において、スピーカユニットSPの音放出面SP1の前方側には、空隙としてフロントキャビティV1が形成されている。
音筒部2は、例えば円筒状に形成されている。音筒部2の横断面の外形形状は、円形に限定されず、楕円や角形であってもよい。
音筒部2には、フロントキャビティV1と外部空間とを連通する貫通孔2aが形成されている。貫通孔2aの横断面形状は限定されないが、円形であることが望ましい。
音筒部2の先端側には、外方に張り出したフランジ部2cが設けられている。フランジ部2cにおける本体部1側の面は、音筒部2の軸線CL2に直交する段面2c1とされている。
このイヤーピース3について、図2〜図5を参照して詳述する。
図3は、図2に示されたイヤーピース3の単体の縦断面図であり、図4は、イヤーピース3の前面図であり、図5は、斜め前方から見た斜視図である。
具体的には、軸線CL3を軸とする略管状の基部3aと、基部3aの一端部である前端部3a1に連結し、基部3aの他端部である後端部3a2側に向かって基部3aを外方から覆うように海月の傘状に延出した傘状部3bと、を有する。傘状部3bにおける最大径となる位置は、前端部3a1と後端部3a2との間にある。
傘状部3bの肉厚よりも基部3aの肉厚の方が、より厚く形成されている。
すなわち、基部3aよりも傘状部3bの方が、基本的に低剛性とされている。
基部3aには、前後に貫通する貫通孔3a3を有している。貫通孔3a3は、前端部3a1が音孔3eとして開口している。ここでは、貫通孔3a3における音筒部2よりも前方側の部分を音孔3eとして規定する。
イヤーピース3は、柔軟性を有する材料で形成されている。例えば、エラストマやゴムである。ゴムの場合の例はシリコーンゴムとすることができる。
具体的には、後端部3a2側から、フランジ部3fが形成された係合フランジ領域AR1,音筒部2のフランジ部2cと係合する係合領域AR2,内径が徐々に小さくなる傾斜領域AR3,及び音筒部2の貫通孔2aから放出された音声を外耳道内に誘導し過度の変形が自己規制される抑制領域AR4である。抑制領域AR4における過度の変形の自己規制については後述する。
また、フランジ部3fの前端部3a1側の面は、軸線CL3に直交する段面3f1とされている。
このような内径D1及び内径D2の設定により、イヤーピース3は、音筒部2に係合した際に、クリアランスがなく、設定により僅かに強嵌合となる。
また、このような内径D1及び内径D2の設定により、音筒部2の外周面2bと、イヤーピース3の基部3aの内周面とが密着し、両者間を介した空気の流通が遮断される。
係合フランジ領域AR1及び係合領域AR2は、音筒部2と係合する係合部である。
イヤーピース3は、柔軟性を有するので、係合フランジ領域AR1及び係合領域AR2が音筒部2に着脱自在に係合する。イヤーピース3が音筒部2に装着された状態で、軸線CL2と軸線CL3とは、通常、一致するように設定される。
スリット3dの深さは、例えば、(D2−D3)/2とされる。すなわち、スリット3dの最底部位置の直径は、内径D2と等しくなっている。
換言するならば、抑制領域AR4は、内半径(D3)/2の周面の一部を内面3c1として有する内壁部3cと、内壁部3cから深さ(D2−D3)/2で抉られた軸線CL3方向に延在するスリット3dと、が周方向に交互に形成されている。
スリット3dが形成されている角度ピッチθaは、例えば図4に示されるようにθa=30°である。従って、イヤーピース3では、スリット3dが12箇所形成されている。
図6は、図3におけるS3−S3位置での、一つの内壁部3cと、それに隣接する二つのスリット3dとを示す部分断面図である。
図6に示されるように、スリット3dにおける互いに対向する一対の内側面3d1は、軸線CL3を含む平面内に形成されている。従って、一対の内側面3d1の対向距離はスリット3dの開口出口で最小値となる。以下、スリット3dの開口出口での幅を、スリット3dの開口幅Mと称する。
角度θbは、イヤーピース3の前方に向かうに従って大きくなっている。すなわち、スリット3dは、その幅がイヤーピース3の前方側端部で最大の角度θb1となるよう、前方に向かうに従って徐々に広がるように形成されている。
角度θbは、抑制領域AR4の最後方側(傾斜領域AR3との境界)の位置P1(図3参照)で最小の角度θb2となる
具体的には、傾斜領域AR3において、後方から前方に向かうに従って、内壁部3cに対応する部分が内径D2から徐々に縮径して内径D3となる。
傾斜領域AR3及び抑制領域AR4は、音筒部2が係合していない部分(非係合部)である。すなわち、音筒部2よりも前方の部位である。
次に、この変形抑制について、図7〜図10を参照して詳述する。
イヤーピース3が、例えば音孔3eの左右方向が狭く潰れるように変形する場合、内壁部3cの内面3c1の左右側の部位の曲率半径raは、内半径rよりも大きく、上下側の部位の曲率半径rbは内半径rよりも小さくなる。すなわち、左右側の部位の曲率は、左右側の部位で小さくなり、上下側の部位で大きくなる。
横軸はイヤーピース3の外耳道Eへの挿入距離dであり、距離d0は、実質的にイヤホン51のイヤーピース3が、外耳道内に挿入し始めた位置である。
第1の縦軸(左)は、開口幅Mであり、第2の縦軸(右)は、曲率変化比NPである。
図8に示された関係は、例えば図7のA部の変形を説明できる事例である。
図9は、外耳道E1に、イヤホン51のイヤーピース3が挿入される過程を示した模式図である。
図9(a)は、挿入開始状態(距離d0)、図9(b)は、挿入途中の状態、図9(c)は、所定の位置まで挿入された状態(距離d2)が示されている。
例えば、外耳道が縦長形状の場合、傘状部3bは図7(b)に示されるように、横(左右)方向が縦(上下)方向よりも狭くすぼまるように変形する。
これにより、A部におけるスリット3dの開口幅Mは、距離d0の自然状態の最大値M1から、挿入が進行するに従い小さくなる。
開口幅Mの減小と共に、音孔3eが縦長形状に変形することから、A部における内壁部3cの内面3c1の曲率も増加するように変化する。すなわち、曲率変化比NPは、自然状態の初期値1から挿入が進行するに従い徐々に増加する。
すなわち、内壁部3c及びスリット3dに、周方向に圧縮する変形が生じ、変形が所定量に達すると、一対の内側面3d1の少なくとも一部(例えば開口端3d2)が当接する。図10では隣接する二つのスリット3dのそれぞれ位置P2及び位置P3において当接した状態が示されている。
従って、距離d1以降の挿入で、開口幅Mは0(ゼロ)を維持すると共に、曲率変化比NPは、増加が著しく鈍り、過度の変形が抑制される。
この状態で、さらに外耳道E1内の挿入が進み、図9(c)に示される所定の装着位置(d2)までイヤーピース3が進入して装着が完了する。
一対の内側面3d1同士が当接する所定の変形量は、イヤホン51の形状や装着仕様に応じ設計において設定してよい。
従って、イヤーピース3及びイヤホン51は、使用時に外耳道内の密閉性が確保され良好な再生音質を得ることができる。
基部3aに変形が生じると、音筒部2との係合における密着性が低下し、再生音質に影響が出ることが懸念される。
実施例のイヤーピース3には、変形抑制部HYが設けられているので、基部3aの変形が生じたとしても十分小さく抑えることができる。これにより、音筒部2の外周面2bとイヤーピース3の基部3aの内周面との密着性が低下することはなく、外耳道内の密閉性が確保されて再生音質への影響は実質的に生じない。
イヤーピース3及びそれを備えたイヤホン51は、外耳道内の密閉性が確保されることで、外部騒音の再生音への混入や、再生音声の外部への漏出が良好に抑制される。
前方に向かうに従って小さくなるもの又は前後方向で変わらないものであってもよい。
イヤーピース3における音筒部2よりも前方の部位、すなわち抑制領域AR4及び傾斜領域AR3の軸線CL3方向の長さが長い程、音孔3eの変形が大きくなり易い。そのため、音筒部2よりも前方の部位の長さが長い場合、角度θbを、イヤーピース3の前方に向かうに従って小さくするとよい。
イヤーピース3の形状や材質に起因して、或いは挿入される外耳道の形状や挿入姿勢が決められているなどの理由で、音孔3eにおいて変形抑制が始まる変形量を、周方向で異ならせたい場合には、開口幅Mをスリット3d毎に異ならせてもよい。
ある周方向部位(範囲)の変形量を他の部位(範囲)よりも少なくしたい場合は、小さい変形で抑制が開始するように、その部位(範囲)のスリット3dについて、開口幅Mを他よりも小さく設定する。すなわち、角度θbを小さく設定する。
逆に、大きな変形を許容できる周方向位置(範囲)がある場合は、その部位(範囲)のスリット3dにおいて、変形抑制が開始する変形量が大きくなるように、開口幅Mを他よりも大きく設定する。すなわち、角度θbを大きく設定する。
また、イヤーピース3が柔軟性を有しているので、鋭角の値を小さくする程、縮径変形の抑制開始初期での当接部位の潰れ量を大きくできる。これにより、縮径変形の抑制が急激ではなく緩やかに行われるので、イヤーピース3を外耳道E内に挿入する際の挿入感触が良好になる。
2 音筒部
2a 貫通孔、 2b 外周面、 2c フランジ部、 2c1 段面
3 イヤーピース
3a 基部、 3a1 前端部、 3a2 後端部、 3a3 貫通孔
3b 傘状部、 3c 内壁部、 3c1 内面、 3d スリット
3d1 内側面、 3d2 開口端、 3e 音孔
3f フランジ部、 3f1 段面
51 イヤホン
AR1 係合フランジ領域、 AR2 係合領域、 AR3 傾斜領域
AR4 抑制領域
C コード、 CL2,CL3 軸線
d,d0,d1,d2 挿入距離
D2,D3 内径
E1 外耳道
HY 変形抑制部
M 開口幅
N 曲率、 NP 曲率変化比
r 内半径、 ra,rb 曲率半径
SP スピーカユニット、 SP1 音放出面
V1 フロントキャビティ
θa 角度ピッチ、 θb 角度
θb1 最大の角度、 θb2 最小の角度
Claims (3)
- 貫通孔を有する筒状の基部と、
前記基部の一端側に接続され他端側に向け前記基部を覆うよう傘状に延出した傘状部と、
前記貫通孔の他端側に設けられてイヤホンの音筒部と係合する係合部と、を備え、
前記基部は、前記貫通孔の前記一端側の内面において、前記内面から前記貫通孔の径方向の外方に向け抉られ前記基部の軸線方向に延在する凹部を、周方向に離隔して複数有しているイヤーピース。 - 前記凹部における対向する一対の開口端は、前記一端側の内面が周方向に圧縮する変形をした際に、変形が所定の変形量に達したときに当接して前記所定の変形量を超える変形を抑制する変形抑制部とされていることを特徴とする請求項1記載のイヤーピース。
- スピーカユニットと、前記スピーカユニットを収容した本体部と、前記本体部から突出する音筒部と、前記音筒部に着脱自在に装着されたイヤーピースと、を備え、
前記イヤーピースは、請求項1又は請求項2記載のイヤーピースであり、前記音筒部に、前記係合部が係合して装着されていることを特徴とするイヤホン。
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