JP6402383B2 - バッテリー内蔵ヘッドホン - Google Patents

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Description

本発明は、バッテリー内蔵ヘッドホンに関する。
ヘッドホンの筐体内部にバッテリー(充電池)や回路基板が収納されているバッテリー内蔵ヘッドホンが知られている。このようなヘッドホンには、例えばノイズキャンセル回路を備えたノイズキャンセルヘッドホンやBlueTooth(登録商標)に代表されるワイヤレス通信回路を備えたヘッドホン(ワイヤレスヘッドホン)がある。外出先でも手軽に音楽が楽しめるようになった現在において、このようなヘッドホンの需要は大きくなっている。また、持ち運びを容易にするため、小型で薄いヘッドホンが求められている。
ノイズキャンセルヘッドホンは、周囲の騒音環境に左右されず、音楽を楽しむことを使用者に提供できる。さらに、飛行機内や電車などの騒音環境が搭乗者等に与えるストレスを軽減するために用いられることもある。
ワイヤレスヘッドホンは、従来のヘッドホンにおいて必須であった再生機など(例えば、オーディオプレーヤーやオーディオアンプなど)との接続コードを必要としない。そのため、コードが使用者の動きを妨げたり、コードが人や物に引っ掛かることでコードが断線したりという、従来のヘッドホンにおける課題をワイヤレスヘッドホンは解決した。
図6(a)および(b)に上記ノイズキャンセルヘッドホンなどのバッテリーを内蔵したヘッドホンの一例を示す。ヘッドホン101の筐体111は、カバー112、内部筐体113、ケース114、ドライバユニット117およびバッテリー119を備える。
カバー112(バッフルとも言う)は、放音部115および図7に示すイヤーパッド110を有する円盤状の部材である。カバー112と内部筐体113の間には、ドライバユニット117がある。ドライバユニット117は、ヘッドホン101に入力された電気信号を音声信号に変換する。放音部115は、上記音声信号を放音する複数の孔である。
内部筐体113とドライバユニット117との間の空間は空気室118である。ドライバユニット117が有する振動板が電気信号に基づいて十分に振動するように、空気室118の容積や形状は設計される。また、内部筐体113は、筐体111の外部と空気室118とを連通する貫通孔116を備える。貫通孔116は、内部筐体113の側面上部(ヘッドホン101の使用状態において上側)にある。振動板が十分に振動するように貫通孔116の位置や大きさは設計される。
したがって、貫通孔116および空気室118は、振動板の性能が最大限発揮できるように、又はヘッドホンの仕様に基づいて設けられることが望ましい。
図7に示すように、バッテリー内蔵ヘッドホンの筐体111は、内部筐体113とケース114との間にバッテリー119を有する。バッテリーの小型化・大容量化は進められている。しかし、ノイズキャンセルヘッドホン等に利用されるバッテリーの放電容量を満足させるには、一定の容積のバッテリーが必要である。そのため、バッテリーの選択や配置は、バッテリー内蔵ヘッドホンにおいて、設計上の重要な要素であった。例えば、空気室118とバッテリー119とがドライバユニット117の放音軸方向に並べられた場合、筐体111の厚さが大きくなる。また、空気室118の大きさにはバッテリー119の大きさに応じた制限があった。貫通孔116はバッテリー119の無い位置に設ける必要があるため、貫通孔116の位置もバッテリー119の位置に応じた制限があった。すなわち、バッテリー119が筐体111内で比較的容積を確保しやすい上記放音軸上にある場合、貫通孔116を上記放音軸上に設けることができなかった。貫通孔116の配置制限は、空気室118の音響スチフネスのバランスが部分的に崩れる要因であった。このようにバッテリーの大きさや配置による設計上の制限は、ヘッドホンの音質にも影響を及ぼしていた。
そこで、小型で薄い筐体においても、バッテリーの大きさに制限されない大きな容積の空気室を設けることができるバッテリー内蔵ヘッドホンが必要とされている。
これまでにも、例えば、スピーカ部において、電池を収容しない左スピーカ部においても右スピーカ部と同じ形状の電池収容部を設けるとともに左右のキャビティを同形状にしているヘッドホンが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
また、左右のケースの片方の側面に電池収納部と、電池収納部を開閉する電池蓋と、を有し、ケース側面と交差する方向に電池蓋を押し込むことによって互いに係合する係合部を有しているノイズキャンセルヘッドホンの電池収納機構が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
特開2009−17175号公報 特開2011−124886号公報
本発明は、薄い筐体においても、バッテリーの大きさに制限されない大きな容積の空気室を設けることができるバッテリー内蔵ヘッドホンを提供することを目的とする。
本発明にかかるバッテリー内蔵ヘッドホンは、放音部を備えるカバーと、カバーとの間に空気室を構成する内部筐体と、内部筐体に設けられた凹部と、内部筐体のカバーと反対側において収容物を収容する収容部と、内部筐体のカバーと反対側に取り付けられているケースと、ケースに設けられたケース孔と、を備え、収容物が収容部に収容されたときに、収容物と凹部とは対向して配置され、内部筐体は、ケースに向かって突出してケース孔に挿入されている突出部を備え、突出部の内部は前記空気室と連通している
本発明によれば、薄い筐体においても、バッテリーの大きさに制限されない大きな容積の空気室を設けることができる。
本発明にかかるバッテリー内蔵ヘッドホンの実施の形態を示す分解斜視図であって、(a)ケース側から見た分解斜視図、(b)カバー側から見た分解斜視図である。 上記バッテリー内蔵ヘッドホンが備える右側筐体の端面図である。 上記バッテリー内蔵ヘッドホンが備える左側筐体の端面図である。 本発明にかかるバッテリー内蔵ヘッドホンの別の実施の形態を示す(a)内部筐体の平面図、(b)右側筐体の端面図である。 本発明にかかるバッテリー内蔵ヘッドホンのさらに別の実施の形態を示す(a)内部筐体の平面図、(b)右側筐体の端面図である。 従来のバッテリー内蔵ヘッドホンの実施の形態を示す分解斜視図であって、(a)ケース側から見た分解斜視図、(b)カバー側から見た分解斜視図である。 上記バッテリー内蔵ヘッドホンが備える筐体の端面図である。
以下、本発明にかかるバッテリー内蔵ヘッドホン(以下、「本ヘッドホン」という。)の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
●本ヘッドホン(1)●
図1から図3に示すように、本ヘッドホン1は、右側筐体11としてカバー12、内部筐体13、ケース14、ドライバユニット17およびバッテリー収容部19を備える。
図1(a)および(b)に示すように、カバー12(バッフルという)は、放音部15およびイヤーパッド10を有する円盤状の部材である。カバー12は、内部筐体13に取り付けられている。カバー12と内部筐体13の間には、ドライバユニット17がある。ドライバユニット17は、本ヘッドホン1に入力される電気信号を音声信号に変換する。放音部15は、上記音声信号を放音する複数の孔である。再生機等から本ヘッドホン1への電気信号の入力手段は、有線であっても無線であってもよい。
内部筐体13とドライバユニット17との間の空間は空気室18である。空気室18は音響スチフネスとして作用し、ドライバユニット17が有する振動板の共振周波数などの特性(周波数応答)に影響を与える。内部筐体13は、中央部がケース14に向かって略円形に突出した突出部13aを備える。突出部13aの内側も、空気室18の一部である。
突出部13aは、中心軸線に平行な面に沿って切断された形状の凹部13bおよび凹部13cを備える。凹部13bと凹部13cとは正反対の位置にある。
内部筐体13は、凹部13bおよび凹部13cにそれぞれ貫通孔16aおよび貫通孔16bを備える。貫通孔16aおよび貫通孔16bは、突出部13aの側面から突出部13aの根元部分にまたがって設けられている。貫通孔16aおよび貫通孔16bは、ケース14の外部と空気室18とを連通する。
貫通孔は、1箇所でも複数箇所であってもよい。貫通孔は、凹部以外に設けられていてもよい。貫通孔16aおよび貫通孔16bには、音響抵抗材が貼付されていてもよい。貫通孔の数や音響抵抗材の有無を調整することにより、ドライバユニット17の音響抵抗を調整することができる。音響抵抗材は、例えばスポンジやフェルトなどである。
ケース14は、内部筐体13のカバー12側とは反対側の面を覆うように取り付けられている。ケース14は、使用者の操作用のボタンを有してもよい。
ケース14は、略中央部に円形のケース孔14aと、ケース孔14aの円周上に形成されたリブ14bを有する。ケース孔14aの内周は、内部筐体13の突出部13aの外周よりも大きい。突出部13aは、組み立てた状態においてケース孔14aに挿入されている。ケース孔14aは、貫通孔16aおよび貫通孔16bと連通している。
リブ14bは、ケース孔14aの端部に円形に設けられた壁である。リブ14bは、空気室18の側壁の一部を構成する。
図2に示すように、貫通孔16aは、突出部13aの外周面とリブ14bの内周面の間の空間、すなわち連通路160aを通じて右側筐体11の外部と連通している。
リブ14bは、一部の壁が切り欠かれた切欠部14cを有する。ケース孔14aの端部はリブ14bに囲まれているが、切欠部14cにおいては開放されている。切欠部14cは、内部筐体13側から見てリブ14bをその中心軸線に平行な面に沿って切断された形状になっている。
バッテリー収容部19は、バッテリー190を収容して固定する空間である。バッテリー収容部19は、内部筐体13とケース14との間のリング状の空間に設けられている。バッテリー収容部19には、例えば内部筐体13に樹脂製の爪が設けられていて、この爪がバッテリー190を固定する。なお、バッテリー190および後述する回路基板290は、収容物の例である。
バッテリー収容部19は、バッテリー190が収容されたときにバッテリー190と電気的に接続される端子を備える。バッテリー収容部19に固定されたバッテリー190は、端子を通じて後述する回路基板290と電気的に接続される。
バッテリー190は、例えばバッテリー収容部19に収容される平坦な直方体の部材である。バッテリー190の平坦な面が内部筐体13に取り付けられている。バッテリー190は、その側面の1面である外壁19aが切欠部14cに当接して、切欠部14cにおいてリブ14bの代わりにケース孔14aを囲っている。
バッテリー190の平坦な面は、ケース14に取り付けられていてもよい。
バッテリー190の外壁19aは、空気室18の側壁の一部を構成する。バッテリー190がバッテリー収容部19に収容されたとき、バッテリー190の外壁19aは、凹部13bと隙間を空けて対向する。貫通孔16aは、バッテリー190の外壁19aとケース孔14aの間の空間を通じて右側筐体11の外部と連通している。換言すれば、凹部13bとバッテリー190の外壁19aとの間の隙間、および貫通孔16aにより、空気室18とケース14の外部とを連通する連通路160aが規定されている。
外壁19aと凹部13bの間の隙間は、音響抵抗として機能する。この隙間の間隔が適宜の間隔に設定されることで、連通路160aの音響抵抗値が決定される。本構成により、部品点数を削減することができる。
バッテリー190が空気室18の側壁の一部を構成することにより、内部筐体13又はケース14で空気室18の側壁の全てを構成する場合に比べて大きなバッテリー190を配置することができる。また、筐体の大きさを変えずに空気室18を大きくするなど、設計の自由度が向上する。
空気室18とバッテリー190とがずれて配置されているため、内部筐体13に突出部13aを設けることができる。この構成により、右側筐体11を厚くすることなく空気室18の体積を確保することができる。すなわち、設計における右側筐体11の厚さの自由度を増すことができる。
また、本ヘッドホン1は、空気室18や連通路160aおよび160bを放音軸について対称な位置に配置可能である。そのため、ドライバユニットが偏ることなく動作し、音質の良いヘッドホンが実現できる。
空気室18とバッテリー190の大きさは、それぞれ振動板の機能やヘッドホンの仕様に基づいて設計すればよい。例えば、空気室18の大きさが自由に設計できることにより、音質の良いヘッドホンが実現できる。また、バッテリー190を大きくすることにより、より容量の大きいバッテリーを配置することができ、長時間の使用に耐えうるノイズキャンセルヘッドホンやワイヤレスヘッドホンが実現できる。すなわち、本構成は内部筐体13およびケース14の設計、回路等の仕様について自由度の高いヘッドホンを提供することに寄与する。
また、従来例では、バッテリーをドライバユニットの放音軸上に配置せざるを得ない場合があった。しかし、本発明の上記実施の形態によれば、バッテリー190が空気室18の側壁の一部を構成することにより、空気室18の中心をドライバユニット17の放音軸に配置できる。この構成により、本ヘッドホン1をより高音質にすることができる。
貫通孔16aおよび貫通孔16bが右側筐体11の外部と連通していることにより、貫通孔16aおよび貫通孔16bをドライバユニット17の放音軸に対して対称に配置できる。この構成により、本ヘッドホン1をより高音質にすることができる。
次に、上記右側筐体11と組み合わせて用いられる左側筐体の例について説明する。
図3に示すように、左側筐体21は、カバー22、内部筐体23、ケース24、ドライバユニット27および基板収容部29を備える。カバー22は、放音部25およびイヤーパッド20を有する円盤状の部材である。カバー22は、内部筐体23に取り付けられている。カバー22と内部筐体23の間には、ドライバユニット27がある。ドライバユニット27は、本ヘッドホン1に入力される電気信号を音声信号に変換する。音声信号は、複数の孔である放音部25から放音される。
内部筐体23とドライバユニット27との間の空間は空気室28である。空気室28は音響スチフネスとして作用し、ドライバユニット17が有する振動板の共振周波数などの特性(周波数応答)に影響を与える。内部筐体23は、中央部がケース24に向かって略円形に突出した突出部23aを備える。突出部23aの内側も、空気室28の一部を構成している。
突出部23aは、中心軸線に平行な面に沿って切断された形状の凹部23bおよび凹部23cを備える。凹部23bと凹部23cとは正反対の位置にある。
内部筐体23は、凹部23bおよび凹部23cにそれぞれ貫通孔26aおよび貫通孔26bを備える。貫通孔26aおよび貫通孔26bは、突出部23aの側面から突出部23aの根元部分にまたがって設けられている。貫通孔26aおよび貫通孔26bは、左側筐体21の外部と空気室28とを連通する。
基板収容部29は、内部筐体23とケース24との間にあるリング状の空間に設けられている。基板収容部29は、回路基板290を収容する。回路基板290は、例えばBlueTooth(登録商標)を用いたワイヤレス通信機能やノイズキャンセリング機能などを有した電子回路が実装された基板である。回路基板290は、その実装面がケース24に対向するように、スペーサ29aによって固定されている。スペーサ29aは、プラスティックやゴム材、スポンジなど適宜の素材によって構成される。
回路基板290の実装面は、内部筐体23に対向するように固定されていてもよい。また、内部筐体23側およびケース24側の両方が実装面であってもよい。
回路基板290の側面およびスペーサ29aは、空気室28の側壁の一部を構成する。回路基板290が基板収容部29に収容されたとき、回路基板290の側面およびスペーサ29aは、凹部23bと隙間を空けて対向する。貫通孔26aは、回路基板290の側面およびスペーサ29aとケース孔24aの間の空間を通じて左側筐体21の外部と連通している。換言すれば、凹部23bと回路基板290の側面およびスペーサ29aとの間の隙間、および貫通孔26aにより、空気室28とケース24の外部とを連通する連通路260aが形成されている。
ケース24、リブ24bおよび切欠部24cの形状は、右側筐体11のケース14、リブ14bおよび切欠部14cの形状と同一である。回路基板290の側面とスペーサ29aは、切欠部24cに当接して空気室28の側壁の一部を構成する。回路基板290およびスペーサ29aの側面と凹部23bによって構成された隙間は、連通路260bにおける音響抵抗として機能する。
回路基板290の端部およびスペーサ29aは、貫通孔26aと共に空気室28とケース24の外部とを連通する連通路260aを形成する。
また、回路基板290にマウントされた電子部品が貫通孔26aと共に連通路260aを形成していてもよい。
本実施の形態においてはスペーサ29aとリブ24bとは別部材であったが、リブ24bの一部に回路基板290を当接して、リブ24bがスペーサの役割をしてもよい。本構成により、スペーサを別に配置する必要がないため、部品点数を減らすことができる。
本実施の形態においては、右側筐体11にバッテリー190があり、左側筐体21に回路基板290があるが、右側筐体11に回路基板290があり、左側筐体21にバッテリー190があってもよい。
以上説明した実施の形態によれば、回路基板290が空気室28の側壁の一部を構成することにより、側壁を内部筐体23又はケース24が構成する場合に比べて大きな回路基板290を配置することができる。また、空気室28を大きくすることができる。
空気室28と回路基板290の大きさは、それぞれ振動板の機能やヘッドホンの仕様に基づいて設計されればよい。例えば、回路基板290を大きくすることにより、回路基板290上にマウントされた電子部品同士の配置間隔を大きくしたり、接地パターンの面積を大きくしたりすることができる。そのため、本ヘッドホンに内蔵される電子回路は、雑音に強い設計を容易に実現できる。この構成により、内部筐体23、ケース24および回路基板290の設計の自由度を増すことができる。
右側筐体11と左側筐体21とは、空気室の側壁の一部をバッテリー190が構成するか、回路基板290が構成するかの点で相違し、その他の構成については同一である。本構成により、左右の音響抵抗のバランスが取れる。また、バッテリー190および回路基板290の切欠部14cおよび切欠部24cに当接するそれぞれの部分は、例えばゴム材などの側壁補助部材が設けられてもよい。バッテリー190および回路基板290の一部と側壁補助部材が切欠部14cおよび切欠部24cを密閉することで、空気室18および空気室28の設計自由度がさらに向上する。この場合、密閉型のバッテリー内蔵ヘッドホンが実現できる。
●本ヘッドホン(2)●
次に、図4に示す本ヘッドホンの他の実施の形態について、先に説明した実施の形態と異なる部分を中心に説明する。本実施の形態は、貫通孔が4箇所ある点において、先に説明した実施の形態と異なる。
図4(a)および(b)は、本ヘッドホン4の右側筐体41のみを示している。右側筐体41は、カバー42、内部筐体43、ケース44、ドライバユニット47およびバッテリー収容部49を備える。図4(a)においては、ケース44の図示を省略している。
カバー42は、放音部45およびイヤーパッド40を有している。カバー42は、内部筐体43に取り付けられている。カバー42と内部筐体43の間には、ドライバユニット47がある。内部筐体43とドライバユニット47との間の空間は空気室48である。
内部筐体43は、突出部43aを備える。突出部43aは、中心軸線に平行な面に沿って切断された形状の凹部43bおよび凹部43cを備える。凹部43bと凹部43cとは正反対の位置にある。
内部筐体43は、右側筐体41の外部と空気室48とを連通する貫通孔46a〜46dを備える。貫通孔46a〜46dは、突出部43aの側面から突出部43aの根元部分にまたがって設けられている。貫通孔46aは凹部43bに重なるように設けられている。貫通孔46cは、凹部43cに重なるように設けられている。
バッテリー490の外壁49aと凹部43bによって構成される隙間は、連通路460aの音響抵抗として機能する。
バッテリー490の形状およびバッテリー収容部49への収容姿勢については、先に説明した実施の形態と同一である。
凹部43cは、貫通孔46cの音響抵抗が貫通孔46aの音響抵抗と同一となるように設けられている。凹部43cの貫通孔46cは、音響抵抗を調整するために適宜の部材で塞がれていてもよい。
図5(a)および(b)は、空気室を大きくした場合の本ヘッドホン6の右側筐体61を示している。右側筐体61は、カバー62、内部筐体63、ケース64、ドライバユニット67およびバッテリー収容部69を備える。図5(a)については、ケース64の図示を省略している。
カバー62は、放音部65およびイヤーパッド60を有している。カバー62は、内部筐体63に取り付けられている。カバー62と内部筐体63の間には、ドライバユニット67がある。内部筐体63とドライバユニット67との間の空間は空気室68である。
バッテリー690の形状については、バッテリー490と同一である。
内部筐体63は、右側筐体61の外部と空気室68とを連通する貫通孔66a〜66dを備える。貫通孔66a〜66dは、突出部63aの側面から突出部63aの根元部分にまたがって設けられている。貫通孔66aは凹部63bに重なるように設けられている。貫通孔66cは、凹部63cに重なるように設けられている。
この実施の形態においては、貫通孔66a〜66dの大きさを適宜設計することで、バッテリー690の内部筐体63と接する、外壁69aと直交する外壁69bの一部が貫通孔66aと接している。したがって、バッテリー690の外壁69a、外壁69bおよび凹部63bによって構成される隙間は音響抵抗として機能する。このような構成は、空気室68の大きさを収容物の大きさに依存しない設計を実現し、音響スチフネスのバランスが取れたヘッドホンを提供する。
以上説明した実施の形態によれば、バッテリー690が空気室68の側壁の一部を構成することにより、内部筐体63又は側壁をケース64が構成する場合に比べてバッテリー収容部69を大きくすることができる。また、空気室68を大きくすることができる。すなわち、バッテリー収容部69と空気室68の設計の自由度が向上する。
バッテリー690の外壁69a、外壁69bおよび凹部63bによって構成される隙間が音響抵抗として機能するため、貫通孔が大きい場合にも貫通孔を放音軸について対称に配置することができる。
1 本ヘッドホン
11 右側筐体
12 カバー
13 内部筐体
13a 凹部
14 ケース
15 放音部
16a 貫通孔
16b 貫通孔
18 空気室
19 バッテリー収容部
19a 外壁
160b 連通路
190 バッテリー

Claims (9)

  1. 放音部を備えるカバーと、
    前記カバーとの間に空気室を構成する内部筐体と、
    前記内部筐体に設けられた凹部と、
    前記内部筐体の前記カバーと反対側において収容物を収容する収容部と、
    前記内部筐体の前記カバーと反対側に取り付けられているケースと、
    前記ケースに設けられたケース孔と、
    を備え、
    前記収容物が前記収容部に収容されたときに、前記収容物と前記凹部とは対向して配置され
    前記内部筐体は、前記ケースに向かって突出して前記ケース孔に挿入されている突出部を備え、
    前記突出部の内部は前記空気室と連通している、
    バッテリー内蔵ヘッドホン。
  2. 前記収容物は前記凹部に当接する、請求項1記載のバッテリー内蔵ヘッドホン。
  3. 前記ケース孔の周上に設けられて前記空気室の側壁の一部を構成するリブ、
    をさらに備え、
    前記リブは切欠部を有していて、
    前記収容物は前記切欠部に当接する、請求項1又は2記載のバッテリー内蔵ヘッドホン。
  4. 放音部を備えるカバーと、
    前記カバーとの間に空気室を構成する内部筐体と、
    前記内部筐体に設けられた凹部と、
    前記内部筐体の前記カバーと反対側において収容物を収容する収容部と、
    を備え、
    前記収容物が前記収容部に収容されたときに、前記収容物と前記凹部とは対向して配置され、
    前記凹部は前記空気室と連通する貫通孔を備え、
    前記収容物と前記凹部とは隙間を空けて配置され、
    前記隙間および前記貫通孔は、前記空気室と前記カバーの外部とを連通する連通路を形成する、
    バッテリー内蔵ヘッドホン。
  5. 前記連通路の大きさは、前記凹部と、前記収容物と、前記貫通孔と、によって規定される、請求項記載のバッテリー内蔵ヘッドホン。
  6. 前記貫通孔は複数設けられている、請求項4又は5記載のバッテリー内蔵ヘッドホン。
  7. 前記収容物は、バッテリーである、請求項1乃至のいずれかに記載のバッテリー内蔵ヘッドホン。
  8. 前記収容物は、回路基板である、請求項1乃至のいずれかに記載のバッテリー内蔵ヘッドホン。
  9. 前記回路基板はスペーサを備え、前記回路基板が前記収容部に収容されたときに、前記スペーサと前記凹部とは対向して配置される、請求項記載のバッテリー内蔵ヘッドホン。
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