JPH01101794A - インナーイヤー型ヘッドホン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、低音特性を改善したインナーイヤー型ヘッ
ドホンに関する。

［従来の技術］ 各種音響機器において使用されているインナーイヤー型
ヘッドホンは一般に第３図に示すような構成となされて
いる。

同図において、２は筒状のケースを示し、その上方開放
端はお椀状の径大開口部として構成され、ここにドライ
バーユニット３が収納される。

ドライバーユニット３は周知のように円形の凹部を有し
たヨーク４を有すると共に、その内部に円形マグネット
５を介して円盤状のポールピース（ボールプレート）６
が装着される。そして、その対向面側にボイスコイル８
が装着された振動板７が取り付けられる。

・　なお、１１は音響抵抗体であり、１２は網状をなす
保護板、１４はゴムリングである。

ケース２の上端部にこのようなドライバーユニット３を
装着することにより、磁気回路を構成するヨーク４とケ
ース２との間にはハウジング１３が形成されたことにな
る。

このように構成されたインナーイヤー型のヘッドホン１
の音響等価回路は第４図に示すようになる。この等価回
路において、 ｍｏ　：振動板の等画質量 ｓｏ　：振動板の等価スティフネス ｍ旦：インナーイヤー型ヘッドホンと耳孔との漏れによ
る等画質量 ｒＪｌ　：インナーイヤー型ヘッドホンと耳孔との痛れ
による等価音響抵抗 ｓｃ　：インナーイヤー型ヘッドホンと耳孔によって形
成される容積の等価スティフネス ｓ１　：ハウジング容積の等価スティフネスｒ１　：ハ
ウジングと外気とを連結する音響抵抗Ｆ：信号電流によ
るボイスコイルの駆動力第５図の点線Ｌａにてこのイン
ナーイヤー型ヘッドホン１のカップラー音圧周波数特性
を示す。

ここで、インナーイヤー型ヘッドホン１を実際に、耳孔
に挿入した場合、耳孔とハウジング１３の外周面との隙
間より音波が蒲れるために低音域が低下する。

これは、第４図に示す等価回路において、ｍ立及びｒＪ
ｌによる漏れインピーダンスが耳孔容積ＳＣのインピー
ダンスより低く、特に低音域ではこれらインピーダンス
ｒｒ＋Ｊｌ、ｒＪｌ、ｓｃで構成される並列回路のイン
ピーダンスが殆どｒＪｌのみの値となるためである。

すなわち、この等価回路において低音限界は、振動板７
の共振周波数ｆ。

ｆｏ＝１／２１ｔ「璽シ］四− とｍｏ、　Ｓｏｌ　ｒｌ、　ｒｆｌによる直列共振によ
る尖鋭度Ｑとによって決まってくる。

従って、低域特性を改善すべく低音限界周波数を下げる
には、振動板７の共振周波数ｆｏを下げればよい。これ
には、振動板７の等画質量ｍｏを犬、？！（するか、等
価スティフネスＳＯを小ざくすればよい。ｍｏを大きく
する方法は振動板７を重くすればよい。

それには、重いボイスコイル８を使うとか、鉛板を付加
すればよい。しかし、このような手段を採用すると、却
って全体の感度が下がるとか、高音限界周波数が低くな
るなど欠点が派生する。

一方、Ｓｏを小ざくする方法としては、振動板７の厚み
を薄＜シたり、その形状を工夫するなどすればよく、こ
れによって感度、高音限界を損なうことなくＳＯを小ざ
くできる。

しかし、この手段としても振動板７の厚みが６μ程度が
限界であり、ボイスコイル８の質量との組合せで、共振
周波数ｆｏは３００　Ｈｚ程度までしか改善することが
できない（第５図参照）。

このような問題を解決し、低音限界周波数を拡張できる
一手段として、低音補償パイプを付加したインナーイヤ
ー型ヘッドホン１が知られている。

これは第６図に示すようにケース２の代りに、所定長及
び所定径を有した低音補償パイプ２０が使用されたもの
である。

第７図にその音響等価回路を、第５図に一点鎖線Ｌｂで
そのカップラー音圧周波数特性を示す。

第７図の音響等価回路において、ｍｍ、ｍ、ｌは以下の
通りである。

ｍｍ　：低音補償パイプの等画質量 ｒｆｆｉ　：低音補償パイプの等価抵抗第７図の等価回
路かられかるように、この低音補償パイプ２０の等画質
量ｍｍ及びｒｍが振動板７のｍｏ及びＳＯに直列に接続
された形になっている。

従って、振動板７の最低共振周波数ｆｏ’はｆｏ’＝１
／２ｙｘ６下；Ｔ となり、ｍ１１を大きくすることにより低音限界周波数
を低くすることが容易に可能となる。

高音域においてはｍｍ、ｒｍによるインピーダンスがｓ
ｌ、ｒｌのインピーダンスに比べ充分大きくなるため、
高音域では感度、高音域限界とも低音補償パイプ乏Ｏの
影響は受けない。

但し、中音域においては、低音補償パイプ２０の等画質
量の影響を受け、感度がある程度低下す、る（第５図参
照）。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、上述した低音補償パイプ２０の音響インピー
ダンスＺｍは次のように表ねされる。

Ｚｍ＝＝ｊ　ωｍｍ＋ｒｍ ＝ｊω（４ρ旦／３πｒ２）＋ ８μ止／πｒ４ ここに、 ρ：空気の密度 μ：空気の粘性係数 ａ：パイプの長ざ ｒ：パイプの半径 ω：音波の角周波数速度 従って、低音限界周波数を下げるためには、低音補償バ
イブ２０の径を細くしたり、または、パイプ長を長くす
ることによって充分大きな等価質量ｍｍを得ることがで
きる。

パイプ長をあまり長くすることなく、パイプ径を細くす
ると、前式より抵抗成分子ｉ＋が急激に増加し、尖鋭度
Ｑが低下して補償効果がなくなる。

また、パイプ径を太い状態で長ざを長くすることによっ
ても等価質量ｍｍを大きくすることができるが実用的で
ない長きどなる。

従って、一般的には低音補償バイブ２０によるインナー
イヤー型ヘッドホン１の最低共振周波数は、第５図鎖Ｐ
ＡＬｂに示すように１５０Ｈｚ程度が限界となる。

従って、これ以上の低域特性の改善は望めない。

そこで、この発明ではこのような従来の問題点を解決し
たものであって、低域特性を一層改善したインナーイヤ
ー型ヘッドホンを提案するものである。

［問題点を解決するための技術的手段］上述の問題点を
解決するため、この発明においては、ボイスコイルが装
着された振動板及びポールピース、マグネットで構成さ
れた磁気回路よりなるドライバーユニットがハウジング
内に収納されると共に、 このハウジングと空気的に連通ずる部所に、低音補償用
として作用する受動形振動板が取り付け″られてなるこ
とを特徴とするものである。

［作　用Ｊ この構成において、ハウジング４４と４５とが空気的に
連通した状態となる。ハウジング４５には、低音補償手
段４０として機能する低音補償用振動板４１が配置され
ている。

第２図の音響等価回路において、最低共振周波数ｆｏ’
は振動板７及び低音補償用振動板４１の等価質量ｍ　ｄ
　ｒ　ｍ　Ｏによって変化する。

等価質量ｍｄが加わるため、従来よりもその最低共振周
波数をざらに下げることができる。

一方、中音域においては低音補償用振動板４１の回路は
開放状態となるので、中音域の感度並びに高音限界周波
数には影響されない。

これによって、中高域特性に影響を及ぼすことなく低域
特性を改善できる。

［実　施　例］ 続いて、この発明に係るインナーイヤー型ヘッドホンの
一例を第１図以下を参照して詳細に説明する。

第１図において３０は、成形プラスチック等のヘッドホ
ン筐体を示し、これは中央部に筒状の連結管３０Ａを有
すると共に、左右の両開口端にはいずれもお椀状の径大
部３０Ｂ、３０Ｃが設けられている。

そして、一方この例では耳孔に挿入する側の径大部３０
Ｂがドライバーユニット３の収納部（ハウジング）とな
され、耳孔の外部に位置する右側の径大部３０Ｃが低音
補償用振動板の収納部となされる。

従って、左側のハウジング４４が従来のインナーイヤー
型ヘッドホンに対応スる。

ドライバーユニット３は従来と同じくヨーク４上に固定
された、この例ではリング状のマグネット５及びポール
ピース６、そして、ボイスコイル８が取り付けられた振
動板７によって得られる磁気回路で構成される。

他方の径大部３０Ｃには、低音補償手段４０が設けられ
る。

低音補償手段４０は、受動形振動板である低音補償用振
動板４１で構成され、この振動板４１が径大部３０Ｃｔ
＃覆うように取り付けられている。

その一部の板面には金属板４２が貼着きれ、振動板４１
自体の等価質量を高めている。

４３は一部に透孔を有する保護部材（カバー）である。

この保護部材４３の開口端と径大部３０Ｃの端面で振動
板４１の両端が挟持固定される。

４６はリング状のバッキングである。

このように構成した場合、ドライバーユニット３を収納
したハウジング４４と振動板４１を収納したハウジング
４５とは、連結管３０Ａによって互いに空気的に連通し
た状態となきれる。

このようにインナーイヤー型ヘッドホン１を構成すると
、後述するように低音限界周波数が充分低く、低音共振
での尖鋭度Ｑが高く、しかも感度、高音とも劣化しない
低音補償効果の優れたヘッドホンを実現できる。

まず、このように構成されたインナーイヤー型ヘッドホ
ン１の音響等価回路を第２図に示す。同図において、ｍ
ｄ、ｓｄは以下の事項を表わす。

ｍｄ　：低音補償用振動板の等価質量 ｓｄ　：低音補償用振動板の等価スティフネスそして、
そのカップラー音圧周波数特性を第５図実線Ｌｃ、Ｌｄ
にて示す。曲線Ｌｄは曲線Ｌｃよりもｍｄが大きい場合
を示す。

第２図に示す音響等価回路において、低音補償用振動板
４１　（ｍｄ、　ｓｄ）は、低音域においては振動板？
　（ｍｏ、　ｓｏ）に直列に結合され、この回路の最低
共振周波数ｆＯ°は ｆｏ’　＝１／２π　（ｓｏ＋ｓｄ）／　（ｍｏ＋ｍｄ
）で表わされる。

従って、低音補償用振動板４１のｍｄを大きくすること
でｆｏ’は容易に下げることができる。

また、低音補償用振動板４１の振動損失による抵抗成分
は、非常に低いため、共振により尖鋭度Ｑは漏れ抵抗ｒ
立によって決まる。

従って、ｍｄを充分大きくして低音限界周波数を下げて
も充分Ｑの貰い共振特性が容易に得られる。

実施例では第５図曲線Ｌｃとして示すように、ｆｏ’＝
７０Ｈｚにおいて低音域でのピーク特性を有している。

これは耳孔の個人差によって漏れ抵抗成分がバラツキ、
低音減衰が防止されるため非常に都合がよい。

また、中音域以上の周波数においては、ｍｄは大きいた
めにそのインピーダンスが５．１＋ｒｌのインピーダン
スより非常に大きくなり、ｍｄ、ｓｄによる回路は開放
状態となる。

従って、中音域の感度ならびに高音限界周波数に影響を
及ぼすことなく、充分に低い低音限界周波数を容易に得
ることができる。

なお、実施例において、低音補償用振動板４１には、等
価質量ｍｄを増加するために金属板４２を付加質量とし
て接着しているが、これは−例にすぎない。

なお、上述においては、筐体３０として連結管３０Ａを
有する筒状体を使用した例であるが、その形状は第１図
の実施例に限定されるものではない。

例えば、この筐体３０を第３図に示すようなＬ字状をな
すような形状に選定し、その下方に低音補償手段４０を
収納するハウジング４５を構成してもよい。

もちろん、このようなハウジング４５をドライバーユニ
ット３の収納されたハウジング４４内に形成するように
構成することもできる。

［発明の効果コ 以上説明したように、この発明に係るインナーイヤー型
ヘッドホンでは、ドライバーユニットの収納されたハウ
ジングに対し、これと空気的に連通ずるハウジング内に
低音補償手段として機能する低音補償用振動板を設けた
ものである。

このように構成した場合には、中音域の感度並びに高音
限界周波数に影響を及ぼすことなく、充分に低い低音限
界周波数を容易に得ることができる。

従って、従来では得られなかった低域特性を容易に実現
できる特徴を有する。

このようなことから、この発明に係るインナーイヤー型
ヘッドホンは上述したような各種の音響機器において使
用されるヘッドホンとして使用して極めて好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るインナーイヤー型ヘッドホンの
一例を示す要部の断面図、第２図はその音響等価回路図
、第３図は従来のインナーイヤー型ヘッドホンの一例を
示す断面図、第４図はその音響等価回路図、第５図はそ
の周波数特性を示す曲線図、第６図は従来の他の例を示
すインナーイヤー型ヘッドホンの断面図、第７図はその
音響等価回路図である。 １・・・インナーイヤー型 ヘッドホン ２・・・ケース ３・・・ドライバーユニット ４・・・ヨーク ５・・・マグネット ６・拳争ポールピース ７・・・振動板 ８トポイスコイル １３．４４．４５・・・ハウジング ３０・・・筐体 ３０Ａ・・・連結管　　　　　□ ３０Ｂ、３０Ｃ・・・径大部 ４０・・・低音補償手段 ４１・・・低音補償用振動板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ボイスコイルが装着された振動板及びポールピー
   ス、マグネットで構成された磁気回路よりなるドライバ
   ーユニットがハウジング内に収納されると共に、 このハウジングと空気的に連通する部所に、低音補償用
   として作用する受動形振動板が取り付けられてなること
   を特徴とするインナーイヤー型ヘッドホン。
2. （２）上記受動形振動板は上記ハウジングに対して連結
   管によって連通されてなることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のインナーイヤー型ヘッドホン
3. （３）上記連結管に設けられたハウジング内に上記受動
   形振動板が取り付けられてなることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項及び第２項記載のインナーイヤー型ヘッ
   ドホン。