JP6274658B2 - ダイナミックヘッドホン - Google Patents

Description

本発明は、ボイスコイルの振動によって振動板が駆動されるダイナミックヘッドホンに関し、特に、過度の振幅によるボイスコイルの飛び出しや振動板の破損を防止することのできるダイナミックヘッドホンに関する。

例えば、特許文献１、２にも開示されるように、ダイナミックヘッドホンの基本構造は、図３のように構成される。
図示するようにダイナミックヘッドホンは、ヘッドホンユニット２００を備える。ヘッドホンユニット２００は、電気音響変換器であり、振動板１０、磁気回路部２０、及びユニットフレーム３０から構成される。
振動板１０は、センタードーム１１とサブドーム１２とを備える。サブドーム１２は、弾性支持部であり、センタードーム１１の周りに一体的に連設される。センタードーム１１とサブドーム１２との境界部分の裏面には、ボイスコイル１３が取り付けられている。尚、この振動板１０を保護するため、振動板１０の前方に網状のプロテクタ４０が設けられている。

磁気回路部２０は、永久磁石２１と、ヨーク２２とを備える。永久磁石２１は円盤状に形成されている。ヨーク２２はカップ状に形成されている。永久磁石２１は厚さ方向に着磁され、ヨーク２２内に配置される。永久磁石２１上にはポールピース２３が設けられる。ポールピース２３とヨーク２２との間に磁気ギャップＧが形成される。

ユニットフレーム３０は円盤状に形成されている。ユニットフレーム３０の中央部分は、磁気回路部２０を支持する。振動板１０においては、ボイスコイル１３が磁気ギャップＧ内で前後に振動し得るように、サブドーム１２の周縁がユニットフレーム３０に対して気密的に支持される。
ユニットフレーム３０の周囲には円環状のバッフル板３５が設けられる。バッフル板３５の後面側（反振動板側）には、ヘッドホンハウジング４１が取り付け可能となっている。また、バッフル板３５の前面側（振動板側）の周囲には、イヤーパッド４２が取り付けられている。

また、ヘッドホンハウジング４１により、ユニットフレーム３０の背面側に第１後部空気室Ａ１が形成される。第１後部空気室Ａ１は、所定容積を有する。また、サブドーム１２の周縁がユニットフレーム３０に対して気密的に支持される。そのため、振動板１０とユニットフレーム３０との間にも第２後部空気室Ａ２が形成される。
また、ユニットフレーム３０には、複数の開口部３１が穿設される。その各開口部３１には、音響抵抗材３２が設けられている。第１後部空気室Ａ１と第２後部空気室Ａ２は、複数の開口部３１を介して、互いに連通する。
この構成において、図示しない音声再生機器からボイスコイル１３に音声信号を電流として通電することにより、振動板１０が振動する。そして、ヘッドホンユニット２０がスピーカとして動作し、音声がヘッドホンユニット２０から放音される。

特開２０１０−１７８００６号公報 特開２０１１−１５５３３１号公報

ところで、振動版１０においては、その振動により磁気回路部２０に当接したり、磁気キャップＧから飛び出さないように設計する必要がある。そのため、サブドーム１２の弾性等を考慮してヘッドホンの設計がされる。
しかしながら、ヘッドホン非装着時における落下等の強い衝撃により、振動板１０には過大な振幅が発生することがある。そのように振動板１０に大きな振幅が生じた場合、図４（ａ）に示す状態から、図４（ｂ）に示すように振動板１０が前方に大きく移動する。その結果、ボイスコイル１３が磁気ギャップＧから飛び出し、ボイスコイル１３がそのまま元に戻らない不具合が生じることがあった。
また、磁気ギャップＧからのボイスコイル１３の飛び出しを防止するため、図５（ａ）に示すようにプロテクタ４０を後方に移動することも提案されている。しかし、プロテクタ４０と振動板１０との距離を短くすると、振動板１０に大きな振幅が生じた場合に、図５（ｂ）に示すように振動板１０がプロテクタ４０の裏面に強く衝突する。その結果、この衝突によって、振動板が変形、または破損するという課題があった。

本発明は、前記した点に着目してなされたものであり、ボイスコイルの振動によって振動板が駆動されるダイナミックヘッドホンにおいて、非装着時に落下等により強い衝撃等を受けても振動板に過度の振幅を生じさせず、不具合発生や破損を防止することのできるダイナミックヘッドホンを提供することを目的とする。

前記した課題を解決するために、本発明に係るダイナミックヘッドホンは、 ボイスコイルが取り付けられた振動板と、前記ボイスコイルに対する磁気ギャップを形成する磁気回路部とが設けられたヘッドホンユニットを有し、前記ヘッドホンユニットにおいて前記ボイスコイルが前記磁気ギャップ内で振動可能に設けられたダイナミックヘッドホンであって、前記ボイスコイルの両端側に電気的に接続され、オン動作により該ボイスコイルを短絡させる短絡スイッチと、前記短絡スイッチのオンオフ動作を切り換えるスイッチ切換手段とを備え、
前記スイッチ切換手段は、前記短絡スイッチのオンオフ動作を聴者の装脱着に連動して切り換え、聴者の装着により前記短絡スイッチがオフとなり、取り外しにより前記短絡スイッチがオンとなることに特徴を有する。
また、前記スイッチ切換手段は、前記ヘッドホンユニットを支持する環状のバッフル板と、前記バッフル板上に設けられ、装着の際に聴者の耳部に宛がわれるイヤーパッドと、前記イヤーパッドに一端部が固定され、該イヤーパッドの圧縮復元に連動して前記バッフル板に対して他端部が一方向に進退するスイッチ押圧部材とを有し、前記短絡スイッチは前記バッフル板に設けられ、前記イヤーパッドが圧縮されることにより前記スイッチ押圧部材の他端部が前記バッフル板から離間して前記短絡スイッチをオフとし、前記イヤーパッドが圧縮された状態から復元することにより前記スイッチ押圧部材の他端部が前記バッフル板に近接して前記短絡スイッチを押圧しオンとすることが望ましい。

このように構成されたダイナミックヘッドホンによれば、非装着時にはボイスコイルが短絡して磁気ギャップＧ内に収められる。そのため、ボイスコイルが短絡して閉回路を形成することで、磁気ギャップ内の磁界中においてボイスコイルの振動を妨げるように制動力が働く。これにより振動板の振動が抑制された状態となり、ヘッドホンが強い衝撃等を受けても、振動板に過度の振幅を生じさせない。したがって、ボイスコイルが磁気ギャップから飛び出すなどの不具合の発生や振動板の破損等を防止することができる。
さらに、前記短絡スイッチのオンオフ動作を聴者の装脱着に連動して切り換える前記スイッチ切換手段を備えたダイナミックヘッドホンによれば、聴者が装着すると、イヤーパッドが圧縮されて短絡スイッチがオフ動作をする。そのため、ダイナミックヘッドホンは、通常の動作としてボイスコイルの振動により振動板が駆動し、音声を出力可能な状態となる。
一方、ダイナミックヘッドホンを聴者が取り外すと、イヤーパッドは圧縮状態から復元し、押圧部材の他端部が短絡スイッチに近接して押圧する。その結果、前記短絡スイッチをオン状態とする。
これにより、ボイスコイルが短絡するため、振動板の振動が抑制された状態となる。
このように簡便な構造により、故障に強いヘッドホンを得ることができるため、軍用、高所作業用など、衝撃を受けやすい状況下においても、壊れずに確実な音声通信を提供することができる。

ボイスコイルの振動によって振動板が駆動されるダイナミックヘッドホンにおいて、非装着時に落下等により強い衝撃等を受けても振動板に過度の振幅を生じさせず、不具合発生や破損を防止することができる。

図１（ａ）、（ｂ）は、本発明に係るダイナミックヘッドホンの断面図である。 図２（ａ）、（ｂ）は、図１のダイナミックヘッドホンの機械的構成を示す回路図である。 図３は、従来のダイナミックヘッドホンの断面図である。 図４（ａ）、（ｂ）は、従来のダイナミックヘッドホンの不具合を説明するための断面図である。 図５（ａ）、（ｂ）は、従来のダイナミックヘッドホンの他の不具合を説明するための断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明に係るダイナミックヘッドホンの断面図である。尚、本発明は、ボイスコイルの振動により振動板を駆動させるダイナミックヘッドホンに適用することができる。また、ヘッドホンユニットに係る部分は、図３に示した構成と同様の構成を用いることができる。そのため、図１（ａ）、（ｂ）においては、図３の構成と共通にできる部材は同じ符号で示し、その詳細な説明は省略する。
また、図１（ａ）、（ｂ）において、図３に示したヘッドホンハウジング４１は図示を省略しているが、実際には同様に設けられるものとする。

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、ダイナミックヘッドホン１は、電気音響変換器としてのヘッドホンユニット２００を備える。ヘッドホンユニット２００は、図３に示した構成と略同様に、振動板１０、磁気回路部２０、及びユニットフレーム３０を含む。ヘッドホンユニット２００は、図示しない音声再生機器からボイスコイル１３に音声信号を電流として通電される。そして、ヘッドホンユニット２００の振動板１０が振動してスピーカとして動作する。その結果、ヘッドホンユニット２００は、音声を放音する。

ダイナミックヘッドホン１は、環状のバッフル板を有する。このバッフル材は、ヘッドホンユニット２００を支持する。前記バッフル板の一方の面側に、イヤーパッド４２が設けられている。イヤーパッド４２は、ヘッドホン装着の際に聴者の耳部に宛がわれる部分である。また、バッフル板３５には貫通孔３５ａが形成される。この貫通孔３５ａには、棒状の押圧部材２（スイッチ押圧部材）が挿通されている。押圧部材２の両端はそれぞれフランジ部２ａ、２ｂが形成される。一方のフランジ部２ｂが足となって、イヤーパッド４２の表皮４２ａ裏側に固定されている。
尚、イヤーパッド４２において、表皮４２ａの内側には、スポンジ素材の詰め部材４２ｂが設けられている。しかし、詰め物部材４２ｂによって押圧部材２は保持されない。そのため、図１（ｂ）に示すようにイヤーパッド４２が圧縮されると、他方のフランジ部２ａ側が、バッフル板３５に対して後方に突出するようになっている。即ち、フランジ部２ａは、イヤーパッド４２の圧縮復元動作に連動して、バッフル板３５に対して一方向に進退するように構成されている。

また、図示するように、バッフル板３５には、ピン状の短絡スイッチ３が設けられる。押圧部材２のフランジ部２ａが進退動作により短絡スイッチ３に当接し、押圧可能となっている。
具体的には図１（ａ）のように、短絡スイッチ３は、イヤーパッド４２が圧縮されていないと、押圧部材２のフランジ部２ａによって押された状態となる。また、図１（ｂ）に示すように、イヤーパッド４２が圧縮されると、押圧部材２のフランジ部２ａから離間し、押されていない状態となる。
尚、この実施の形態においては、前記バッフル板３５とイヤーパッド４２と押圧部材２とにより、スイッチ切換手段が構成される。

図２（ａ）、（ｂ）に模式的な回路図を示す。短絡スイッチ３は、ボイスコイル１３の両端側を電気的に接続する。図１（ａ）のように、短絡スイッチ３が押されると、図２（ａ）に示すようにボイスコイル１３が短絡状態となる（オン動作）ようになっている。
一方、図１（ｂ）のように短絡スイッチ３が押されないと、図２（ｂ）に示すようにボイスコイル１３が通常動作（オフ動作）するようになっている。

このように構成されたダイナミックヘッドホン１によれば、聴者が装着すると、図１（ｂ）のようにイヤーパッド４２が圧縮されて短絡スイッチ３がオフ動作をする。その結果、通常の動作としてボイスコイル１３が駆動可能な状態になる。ボイスコイル１３の駆動により、振動板１０が振動する。そして、ヘッドホンユニット２００は、音声を出力できる状態となる。
一方、ダイナミックヘッドホン１を聴者が取り外すと、図１（ａ）のようにイヤーパッド４２は圧縮状態から復元する。そして、押圧部材２のフランジ部２ａが短絡スイッチ３に近接して押圧する。その結果、短絡スイッチ３がオン状態になる。
これにより、ボイスコイル１３が短絡して閉回路が形成される。閉回路が形成されると、磁界中においてボイスコイル１３の振動を妨げるように制動力が働く。これにより振動板１０の振動が抑制された状態となる。そのため、ヘッドホンが強い衝撃等を受けても、ボイスコイル１３が磁気ギャップＧから飛び出すなどの不具合や振動板１０の破損等を防止することができる。
したがって、故障に強いヘッドホンをこのように簡便な構造により、実現することができる。そのため、軍用、高所作業用など、衝撃を受けやすい状況下においても、壊れずに確実な音声通信を提供することができる。

尚、前記実施の形態においては、短絡スイッチ３をバッフル板３５の後面側に設け、ヘッドホンを取り外しに応じて短絡スイッチ３をオン動作させる構成とした。しかし、本発明に係るダイナミックヘッドホンにあっては、その構成に限定されるものではない。
例えば、短絡スイッチ３をバッフル板３５の前面側に設ける。そして、ヘッドホンを取り外した際に、イヤーパッド４２の復元に対応して短絡スイッチ３を手前に引く構成にしてもよい。この構成にによっても、短絡スイッチ３をオン動作させることができる。また、短絡スイッチ３をダイナミックヘッドホンの筐体（不図示）に別途設けてもよい。

１ ダイナミックヘッドホン
２ 押圧部材
２ａ フランジ部
３ 押しピンスイッチ
１０ 振動板
１３ ボイスコイル
２０ 磁気回路部
４２ イヤーパッド
２００ ヘッドホンユニット
２２ 後部音響端子
Ｇ 磁気ギャップ

Claims (2)

1. ボイスコイルが取り付けられた振動板と、前記ボイスコイルに対する磁気ギャップを形成する磁気回路部とが設けられたヘッドホンユニットを有し、前記ヘッドホンユニットにおいて前記ボイスコイルが前記磁気ギャップ内で振動可能に設けられたダイナミックヘッドホンであって、
   前記ボイスコイルの両端側に電気的に接続され、オン動作により該ボイスコイルを短絡させる短絡スイッチと、前記短絡スイッチのオンオフ動作を切り換えるスイッチ切換手段とを備え、
   前記スイッチ切換手段は、前記短絡スイッチのオンオフ動作を聴者の装脱着に連動して切り換え、聴者の装着により前記短絡スイッチがオフとなり、取り外しにより前記短絡スイッチがオンとなることを特徴とするダイナミックヘッドホン。
2. 前記スイッチ切換手段は、
   前記ヘッドホンユニットを支持する環状のバッフル板と、前記バッフル板上に設けられ、装着の際に聴者の耳部に宛がわれるイヤーパッドと、前記イヤーパッドに一端部が固定され、該イヤーパッドの圧縮復元に連動して前記バッフル板に対して他端部が一方向に進退するスイッチ押圧部材とを有し、
   前記短絡スイッチは前記バッフル板に設けられ、
   前記イヤーパッドが圧縮されることにより前記スイッチ押圧部材の他端部が前記バッフル板から離間して前記短絡スイッチをオフとし、
   前記イヤーパッドが圧縮された状態から復元することにより前記スイッチ押圧部材の他端部が前記バッフル板に近接して前記短絡スイッチを押圧しオンとすることを特徴とする請求項１に記載されたダイナミックヘッドホン。

Images