JPH05207579A - イヤースピーカ - Google Patents

イヤースピーカ

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JPH05207579A
JPH05207579A JP4110150A JP11015092A JPH05207579A JP H05207579 A JPH05207579 A JP H05207579A JP 4110150 A JP4110150 A JP 4110150A JP 11015092 A JP11015092 A JP 11015092A JP H05207579 A JPH05207579 A JP H05207579A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高騒音下において確実に遮音するとともに、
送信内容を明瞭に伝達しうるイヤースピーカを提供す
る。 【構成】 耳栓４は遮音材料からなり、耳１の外耳道２
内に挿入されるので、外部の騒音の外耳道２内への侵入
を確実に阻止することができる。その結果、送信内容の
音波も遮音されることになるが、本発明では当該外耳道
２内に挿入された耳栓４自体を音声の伝達媒体とし、こ
の耳栓４に弾性振動発生源５による弾性波ＶE を与える
ことにより音を伝達するものであるから、確実かつ明瞭
に送信内容を鼓膜３に導くことができる。このように、
騒音伝播路中に弾性振動系４を介在させることにより、
騒音の遮音効率を向上させるとともに送信内容の伝達効
率の向上の双方を同時に果すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、イヤースピーカに係
り、特に、自動車レース場や工事現場等の騒音レベルの
極めて高い環境下において用いられる無線送受信器の受
話器に好適なイヤースピーカに関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車レースにおいては、走行中にドラ
イバとピットマンあるいはディレクタとの間で会話交信
を行うためにトランシーバ等が用いられる。この場合、
ドライバは頭部保護のために着用されるヘルメット内に
予め取付けられた小型スピーカ、ヘッドホンあるいは耳
介内に装着するイヤーホン等により送信内容を聞くこと
になる。しかしながら、走行中のレーシングカーが発生
する騒音は想像以上に高く、およそ１００〜１２０ｄＢ
に達する。ヘルメットは耳を覆うことになるので騒音効
果がありそうであるが、この程度の騒音レベルになると
その効果はあまり期待できない。また、従来の一般的な
イヤースピーカはオーディオ用あるいは低騒音下での使
用を前提とした構成であるため、高騒音下では送信内容
が外部騒音にマスクされて聴き取りが困難となり、採用
することができない。
【０００３】このようなことから、遮音効果をもたせた
イヤースピーカが開発されている（例えば、実開平２−
２１８９１号公報、実開平２−７５８９０号公報参
照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実開平
２−２１８９１号に開示されたイヤーホーンは、遮音効
果をもたせてはあるものの、その構造上、音響変換器か
ら外耳道に亘って空気振動系からなる音響路が連通して
おり、音の伝達メカニズムは音の伝達媒体として空気を
用いる空気振動によるものであるため、外部騒音が音響
変換器の振動板を通じて外耳道内にリークする可能性が
ある。
【０００５】一方、実開平２−７５８９０号に開示され
たヘッドセットは制振材を用いて遮音効果を付与したも
のであるが、パッドにより耳を覆う構造であるため装着
状態によっては外部騒音が外耳道内にリークする可能性
がある。
【０００６】このように、従来のイヤーホーンにおいて
は、送信内容を専ら音波のみによる伝達メカニズムを採
用しているため、高騒音下での遮音効果が不充分である
場合が多い。
【０００７】以上の事情は、自動車のレース場のみなら
ず、騒音レベルの高い工事現場、船舶内のエンジンルー
ム等においても同様である。本発明の目的は、高騒音下
において確実に遮音するとともに、送信内容を明瞭に伝
達しうるイヤースピーカを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、図１に示すように、外耳道
２内に挿入可能な遮音材料からなる耳栓４と、前記耳栓
４の反挿入側端部に入力電気信号ＶINに対応した弾性波
ＶE を伝達する弾性振動発生源５と、を備えて構成され
る。
【０００９】請求項２記載の発明は、図１に示すよう
に、外耳道２内に挿入可能な遮音材料からなる耳栓４
と、前記耳栓４の反挿入側端部に接触して入力電気信号
ＶINに対応した弾性波ＶE を直接的に伝達する弾性振動
発生源５と、を備えて構成される。
【００１０】請求項１６記載の発明は、図２８に示すよ
うに、外耳道２内に挿入可能な遮音材料からなる耳栓４
と、前記耳栓４の反挿入側端部に入力電気信号ＶINに対
応した弾性波ＶE を非接触で間接的に伝達する弾性振動
発生源５Ｍと、を備えて構成される。
【００１１】
【作用】請求項１に記載の発明によれば、図１に示すよ
うに、耳栓４は遮音材料からなり、耳１の外耳道２内に
挿入されるので、外部の騒音の外耳道２内への侵入を確
実に阻止することができる。その結果、送信内容の音波
も遮音されることになるが、本発明では当該外耳道２内
に挿入された耳栓４自体を音声の伝達媒体とし、この耳
栓４に弾性振動発生源５による弾性波ＶE を与えること
により音を伝達するものであるから、確実かつ明瞭に送
信内容を鼓膜３に導くことができる。このように、騒音
伝播路中に弾性振動系４を介在させることにより、騒音
の遮音効率を向上させるとともに送信内容の伝達効率の
向上の双方を同時に果すことができ、本発明所期の目的
を達成する。
【００１２】請求項２記載の発明によれば、音響伝播路
中に弾性振動系４を介在させ、騒音の遮音効率の向上な
らびに送信内容の伝達効率の向上を達成するものである
が、弾性振動発生源５は耳栓４の反挿入側端部に接触し
て弾性波を直接的に伝達するため、弾性振動発生源５か
らの振動をより効率的に伝えることが可能となる。な
お、弾性振動発生源５と耳栓４との接触の態様は、種々
考えられ、それらの詳細は後述する説明から明らかとな
る。
【００１３】請求項１６記載の発明によれば、図２８に
示すように、音響伝播路中に弾性振動系４を介在させ、
騒音の効率的な遮音と送信内容の効率的な伝達作用を行
うものであるが、弾性振動発生源５Ｍと耳栓４とが非接
触状態で送信内容を耳栓４に対して弾性波ＶE として伝
えることができる。その結果、弾性振動発生源５Ｍと耳
栓４とを互に独立した存在とすることができるので、使
用時の自由度が向上する。特に、レースドライバのよう
に、ヘルメットの着用下において、煩雑な作業が不要と
なり、使い勝手が向上する。
【００１４】
【実施例】次に、本発明に係る各実施例を図面に基づい
て説明する。 （ｉ）第１実施例 図１〜図５に本発明の第１実施例を示す。図２に示すよ
うに、イヤースピーカは、円柱状もしくは棒状に形成さ
れて耳１の外耳道２内に挿入可能な耳栓４と、この耳栓
４に直接的に弾性波ＶE を加える円柱状のエキサイタ
（弾性振動発生源）５とから成る。
【００１５】耳栓４は外耳道２の内径よりもやや大きめ
の外径を有しており、ウレタンフォーム等を用いた弾性
を有する独立発泡ポリマー等の遮音材料を用いて形成さ
れている。耳栓４は人体の耳下垂（耳たぶ）程度の硬さ
を有しており、内部損失が非常に高い材料のものが好ま
しく、また、使用に際して人体の指で圧力を加えてつぶ
し、その状態で外耳道２内に挿入したのち適当な時間で
元の形状に復元する程度の弾性を有している。このこと
により、耳栓４は、外耳道２内に挿入された後に復元し
たとき外周が外耳道２の内壁面に適当な圧力で密着する
ため、外部と外耳道２との間を遮断し、音波の伝播を断
つことができる。なお、耳栓４の材料としては上述のウ
レタンフォーム等の他にシリコン樹脂、粘土などを用い
ることが可能である。
【００１６】エキサイタ５は一般的な音響放射型のスピ
ーカとは異なり、振動面８に弾性振動を発生させる加振
装置である。図４にダイナミック型のエキサイタ５の例
を示し、図５にマグネチック型のエキサイタ５の例を示
す。
【００１７】図４に示すエキサイタ５は、合成樹脂材料
からなるケーシング１０の軸方向一端面に円形状の金属
製振動面８が設けられて密閉されている。ケーシング１
０の内部には、ダンパ１２により適当なスティフネスで
支持された有底筒体状（軸方向断面コの字状）のヨーク
１１が設けられている。ヨーク１１の内部中心部には軸
方向に延在するマグネット１４が設けられ、さらにその
先端側にセンタポール１３が取付けられている。ヨーク
１１の内周面とセンタポール１３およびマグネット１４
の外周面との間にはリング状のギャップが形成され、こ
のギャップ内に一端が振動面８に固定されたリング状の
ボイスコイル１５が周囲と接触しないように挿入されて
いる。リード線７を通じてボイスコイル１５に入力電気
信号ＶINを与えると、ヨーク１１、センタポール１３お
よびマグネット１４の磁気回路によって形成されるギャ
ップ内の磁界とボイスコイル１５によって誘起される交
流磁界との相互作用により、ヨーク１１が入力電気信号
ＶINの周波数に応じた振動数で振動する。この振動は弾
性振動であり、振動面８に現われる。したがって、この
振動面８に耳栓４の反挿入側端面を機械的に接触させる
ことにより、弾性波ＶE は耳栓４内を伝播し、振動面８
の挿入側の端面を振動させる。
【００１８】図５に示すエキサイタ５は、有底筒体状の
合成樹脂製のケーシング１６の開口端のリング溝２３に
嵌合して取付けられた振動体２１を有している。ケーシ
ング１６の内部には、ケーシング１６の内底面に固着さ
れ、ケーシング１６の開口端と同じ向きに開口された有
底筒体状のヨーク１７が設けられている。ヨーク１７の
内底面にはマグネット１８およびセンターポール１９が
ヨーク１７の軸方向に延在して設けられており、センタ
ーポール１９の外周には非接触状態を保持してセンター
ポール１９と同軸に配置されたリング状のボイスコイル
２０が配されている。ボイスコイル２０の軸方向一端は
リング溝２３に固着されている。リード線７を通じてボ
イスコイル２０に入力電気信号ＶINを与えると、マグネ
ット１８、センターポール１９、ヨーク１７の磁気回路
によって形成されるギャップ内の磁界と、ボイスコイル
２０によって誘起される交流磁界との相互作用で振動体
２１が入力電気信号ＶINの周波数に応じた振動数で振動
する。この振動もやはり弾性振動である。同様に、振動
体２１に耳栓４の反挿入側端面を機械的に接触させるこ
とにより、弾性波ＶE は耳栓４内を伝播し振動面８の挿
入側端面を振動させる。
【００１９】なお、エキサイタ５は上記の例には限定さ
れない。駆動形式を問わず、弾性振動を発生させるもの
であればよい。以上の耳栓４とエキサイタ５は振動面８
と振動受面９において接合される。この接合は、予め一
体化するよう固定してもよいが、使い勝手の面からは着
脱可能にしておき、使用に際して容易に接合できるもの
であることが好ましい。それらの詳細例は後述の実施例
において開示する。
【００２０】次に、図１を参照して、入力電気信号ＶIN
の鼓膜３への伝達経路について説明する。与えられた入
力電気信号ＶINはエキサイタ５において機械的振動に変
換され、弾性波ＶE となる。発生した弾性波ＶE は振動
面８→振動受面９を通じて耳栓４内に伝達される。弾性
波ＶE は耳栓４内において弾性振動（固体振動）しなが
ら耳栓４の外耳道２への挿入側端面に向かう。耳栓４の
挿入側端面は入力電気信号ＶINの周波数と同じ周波数で
振動し、外耳道２内の空間に音波ＶA を放射する。この
とき外耳道２は耳栓４によって外部空間から遮断されて
おり、外部の騒音の侵入が低減されている。したがっ
て、鼓膜３に達するのはほとんどが耳栓４の端面から放
射された入力電気信号ＶINに対応する音波であるため、
このイヤースピーカの装着者は低雑音で送信内容を明瞭
に聴きとることが可能となる。
【００２１】（ii）第２実施例 図６は本発明に係る第２実施例を示す。この第２実施例
は、エキサイタ５の装着感に関する改良を開示する。
【００２２】すなわち、エキサイタ５は耳２４の耳甲介
腔２６内に納まり、耳介２５に引っかかって脱落しない
大きさ（外周）を有し、エキサイタ５の外表面を適当な
弾性力、表面摩擦力等を有する材料により覆うことによ
り、総合的な作用によって脱落しにくい構造としたもの
である。その他、耳栓４の構成、エキサイタ５の内部構
成については第１実施と同様である。
【００２３】(iii) 第３実施例 図７に本発明の第３実施例を示す。この第３実施例は、
耳栓とエキサイタを着脱自在に接合しうる構造例を開示
する。
【００２４】図７に示すように、エキサイタ５Ａの振動
面８に突起２７を突設し、この突起２７に対応して耳栓
４Ａの振動受面９に凹部２８を形成したものである。突
起２７の外径に対し、凹部２８の内径をやや小さめに形
成し、あるいは、突起２７を先太り状に形成するととも
に凹部２８の開口側が小径になるような形状とすること
により離脱が困難となる。
【００２５】このように、耳栓４Ａとエキサイタ５Ａと
を着脱自在に接合可能とすることにより、イヤースピー
カの使い勝手がよくなる。つまり、まず先に耳栓４Ａを
外耳道２内に挿入し、次いでエキサイタ５Ａを装着すれ
ばよく、耳栓４Ａ、エキサイタ５Ａをそれぞれ単独に扱
うことができるので、特に耳のような複雑な部分に装着
する場合の煩雑さが解消される。
【００２６】なお、耳栓４の材質、エキサイタ５Ａの内
部構成は第１実施例と同様である。 （iv）第４実施例 図８に本発明の第４実施例を示す。この第４実施例は、
第３実施例と同様に、耳栓とエキサイタを着脱自在に接
合可能とする構造例を開示する。
【００２７】図８に示すように、エキサイタ５の振動面
８には、耳栓４の振動受面９が接触する位置に粘着テー
プ２９が貼付されている。粘着テープ２９は多数回の接
着と剥離をくり返しても適当な接着力を保持するものが
好ましい。
【００２８】このように、粘着テープ２９により耳栓４
とエキサイタ５を着脱可能とすることにより、第３実施
例と同様イヤースピーカの使い勝手が向上する。なお、
耳栓４の形状、構造、材質ならびにエキサイタ５の内部
構成は第１実施例と同様である。
【００２９】（ｖ）第５実施例 図９に本発明の第５実施例を示す。この第５実施例は、
耳栓４の外耳道２への密着度を向上させる構造例を開示
する。
【００３０】図９に示すように、エキサイタ５Ｂの振動
面８には突起３０が突設されており、この突起３０に対
応して耳栓４Ｂには凹部４８が形成されている。突起３
０はやや大きめの外径を有しており、凹部４８への嵌合
時に凹部４８を外方に押し広げる作用をなす。その結
果、耳栓４Ｂの反挿入端部が外方に膨出し、その膨出部
３１が外耳道２の入口付近に密着するため、より遮音効
果を向上させることができる。
【００３１】なお、耳栓４Ｂの材質、エキサイタ５Ｂの
内部構成については第１実施例と同様である。 （vi）第６実施例 図１０に本発明の第６実施例を示す。この第６実施例
は、これまでに述べた棒もしくは円柱状の耳栓４とは異
なり、外耳道２への挿入部分が円錐形に形成された耳栓
４Ｃを用いて密着性を向上させうるようにした例を開示
する。
【００３２】図１０に示すように、耳栓４Ｃは外耳道２
への挿入部分に向かって先細り状となる円錐形を有し、
反挿入側端部には凹部４９が形成されている。この凹部
４９に対応し、凹部４９の内径よりも大きめの外径を有
する突起３０がエキサイタ５Ｃの振動面８に突設されて
いる。使用に際して突起３０を凹部４９に嵌合してエキ
サイタ５Ｃと耳栓４Ｃを接合させることにより、凹部４
９およびその周辺の耳栓４Ｃは押し広げられ、その膨出
部３２が外耳道２の入口に押圧されて密着度が向上し、
したがって遮音性が向上する。なお、耳栓４Ｃの材料は
上述した耳栓４と同様のものを用いることができる。
【００３３】(vii) 第７実施例 図１１に本発明の第７実施例を示す。この第７実施例
は、耳栓およびエキサイタを着脱自在ではなく、両者を
予め一体化した例を開示する。
【００３４】すなわち、耳栓４Ｄは耳栓４と同様な材質
を有し、外耳道２への挿入部分に向かって先細り状とな
る円錐形に形成されており、その底面部分（耳栓４の反
挿入側部分に相当する部分）が予めエキサイタ５Ｄの振
動面８に接着されている。接着方法は離脱を防止しうる
適当な手段、例えば接着剤の塗布等により行う。
【００３５】この第７実施例の場合、耳栓４Ｄとエキサ
イタ５Ｄとが予め一体化されているので、耳栓４Ｄを先
に装着し、次いでエキサイタ５Ｄを装着するといった２
段の手間が省かれ、一度に装着できる利点を有する。一
方、耳栓４Ｄが円錐形を有するため、円柱状の耳栓４の
ように外耳道２内に深く挿入されないので、円柱形に比
べて遮音効果はやや落ちるが、中騒音レベルの環境下で
は従来のイヤースピーカに比べて騒音性能ならびに送信
内容の明瞭度の点ではるかに秀れている。また、オーデ
ィオ用として用いた場合に、イヤースピーカから外部へ
の音漏れが少なく、携帯用のカセットレコーダに用いる
ことができる。
【００３６】(viii)第８実施例 図１２に本発明の第８実施例を示す。この第８実施例
は、耳１の構造を考慮し、エキサイタの駆動力の向上お
よび装着性を向上させた例を開示する。
【００３７】図１２に示すように、この実施例における
イヤースピーカは、エキサイタ５Ｆの中心軸Ｘ0 に対
し、耳栓４Ｆの中心軸Ｘ1 を偏心させて耳栓４Ｆとエキ
サイタ５Ｆを一体化した点に特徴を有する。すなわち、
耳の構造上、外耳道２の中心軸と耳介のくぼみの中心軸
とは必ずしも一致せず、偏心しているのが普通である。
そこで、この平均的偏心度合を考慮して耳栓４Ｆとエキ
サイタ５Ｆを偏心させることにより、装着性が向上す
る。また、偏心分だけエキサイタ５Ｆを大型化すること
ができるので、その分だけエキサイタ５Ｆの駆動力を向
上させることが可能となる。
【００３８】（ix）第９実施例 図１３に本発明の第９実施例を示す。この第９実施例
は、第８実施例（図１２）と同様に、耳１の構造を考慮
し、エキサイタの駆動力の向上および装着性を向上させ
た例を開示する。
【００３９】図１３に示すように、この実施例によるイ
ヤースピーカは、エキサイタ５Ｇの中心軸Ｘ0 に対し、
耳栓４Ｇの中心軸Ｘ1 を所定角度傾斜させて耳栓４Ｇを
接合した点に特徴を有する。すなわち、図１４に示すよ
うに耳の構造上、耳栓４Ｇをエキサイタ５Ｇに対して傾
けることにより耳介のくぼみに嵌合しやすく、かつ、離
脱しにくくすることができる。さらに、装着時にエキサ
イタ５Ｇが傾くようにすることにより、耳の突部に突当
る部分が少なくなるのでその分だけエキサイタ５Ｇを大
型化でき、駆動力を増すことが可能となる。
【００４０】以上の各実施例において、耳栓４は円柱形
状のもの、あるいは円錐形状のものを用いることとした
が、この態様には限定されない。その他の態様例を図１
５〜図２６に示す。これらの耳栓は耳栓内において硬
度、密度、材質を部分的に異ならせるようにしたもので
ある。
【００４１】図１５に示す耳栓４Ｈは、エキサイタ５に
接触する側の端部、すなわち反挿入側端部を重く、か
つ、硬質とし、挿入部端部に向かうにつれて徐々にある
いは段階的に軽く、かつ軟質となるように形成されてい
る。これは、耳栓４Ｈとエキサイタ５を比較した場合、
エキサイタ５の質量がはるかに高くかつ硬いのに対し、
耳栓４Ｈが軟かく軽いので、エキサイタ５で発生した弾
性波の接触面での伝達ロスが生じる。そこで伝達ロスを
減少させたものである。耳栓４Ｈとエキサイタ５の接触
面の質量および高度を極力近ずけるようにすることで弾
性波の伝達効率が向上し、よって音量を上げることが可
能となる。このような複合的な性状の耳栓４Ｈは、同一
材料の密度を異ならせることにより製造するか、あるい
は硬度、密度、重量の異なる素材を積層させて作成する
ことができる。
【００４２】図１６に示す耳栓４Ｉは、上記同様の目的
で、耳栓４Ｉの反挿入側端部に円錐状の硬質部材３６を
嵌め込んだものである。図１７に示す耳栓４Ｊも上記同
様の目的で耳栓４Ｊの反挿入側端部に局部的に、硬度、
密度、重量の異なる硬質部材３７を付着したものであ
る。硬質部材３７の材質は上記条件を満たすものであれ
ば必ずしも耳栓４Ｊと同一である必要はない。
【００４３】図１８に示す耳栓４Ｋも上記と同様の目的
で、耳栓４Ｋの軸芯部を貫通する円柱状の硬質コア部材
３８を挿通させたものである。ここで、図１９に、独立
発泡ポリマー等の比較的軟らかい単一材料のみで構成さ
れた耳栓の音響スペクトルを示す。耳栓が単一の構成物
より成る場合、耳穴内に放射される音波のスペクトルの
上限は、エキサイタの振動面の振動板等価質量と耳栓の
ヤング率によってほぼ決定され、耳栓は一次のローパス
フィルタと考えられる。発泡ポリマー等の軟質の耳栓で
は、耳穴内に挿入されてもなお軟性を保持するために、
所定の加速度によって加振しても、図１９に示すよう
に、約２００Ｈｚを上限としてそれ以上の周波数帯で
は、例えば６ｄＢ／ｏｃｔの傾斜で減衰する特性が観察
される。この２００Ｈｚ以上の周波数帯は、人の声では
「子音」に相当する帯域であり、したがって人声が不明
瞭になることが起こる。このようなことから、図１８に
示すように、耳栓の内部伝播ロスを極力抑制するべく軸
芯部にコア材３８を挿通させたのである。
【００４４】そして、その各種の変形態様を図２１〜図
２５に示してある。図２１の耳栓４Ｌはコア材３８ａ
（例えば、５ｍｍφ）の先端を露出させず、耳穴内に挿
入するとき痛くないようにした例である。図２２の耳栓
４Ｍは、コア材３８をその軸方向両端に亘って配すると
ともに、先端側を先細状にして装着を容易にした例であ
る。図２３の耳栓４Ｎは、装着感の向上を目的として、
外側の発泡材を先細状とするとともに、コア材３８ａを
露出させないようにした例である。図２４の耳栓４ｏ
は、可撓性をもたせるために、コア材３８ｂを複数の細
いコアを束状にしたものである。図２５の耳栓４Ｐも同
様に、可撓性をもたせるために、コア材３８ｃの外周の
複数個所に切込みを入れたものである。
【００４５】以上のコア材３８，３８ａ，３８ｂ，３８
ｃとして、塩化ビニールポリマー等のヤング率５〜２０
倍程度の範囲の硬さを有する可撓性を有する発泡ゴムス
ポンジ等を用いることができる。それ以外にも、ウレタ
ンフォーム、塩化ビニールフォーム、ポリプロピレンフ
ォーム等が適用可能であり、密度、硬度に関して自由に
制御可能な物であればよい。
【００４６】以上の構成の結果、図２０に示すように、
周波数伝播特性の改善がみられる。以上の各構成によれ
ば、エキサイタ５からの弾性波は主として硬質コア部材
３８を通じて伝達され、遮音はその周囲の軟質部分が受
けもつことになるため、再生音量の増大が可能となる。
【００４７】図２６に示す耳栓４Ｌは、上記図１８の耳
栓４Ｋの具体例ないしは変形例に相当し、硬質コア部材
３８に代えてゾル体３９を用いたものである。ゾル体３
９内に充填される物質としては、例えばシリコンオイル
等のゾル体を用いることができる。なお、ゾル体の封入
構造は可撓性を有する高強度プラスチックによって被覆
するようにする。
【００４８】（ｘ）第１０実施例 図２７に本発明の第１０実施例を示す。この第１０実施
例は、エキサイタ５と耳栓４Ｍ間の音響インピーダンス
のマッチングを改善する例を開示する。
【００４９】図２７に示すように、エキサイタ５の振動
面８には大径弾性体４０が貼着されている。大径弾性体
４０は耳栓４Ｍと同材質であり、外形寸法（面積）が広
くとられている。その結果、大径弾性体４０と耳栓４Ｍ
とは等価な音響特性となり、音響インピーダンスのマッ
チングが図られるので、弾性波の伝達効率が改善され
る。また、大径弾性体４０が広面積とされたので、耳栓
４Ｍとエキサイタ５との当接位置に関する制限が減少
し、両者を接合する際の厳密さが要求されず取扱いが容
易となる。
【００５０】（xi）第１１実施例 図２８〜図３０に本発明に係る第１１実施例を示す。こ
の第１１実施例は、これまで述べた第１〜第１０実施例
がエキサイタ５により耳栓４を直接駆動する例を開示し
たのに対し、エキサイタ５と耳栓４とを非接触に保ち、
エキサイタ５により間接的に（より詳しくは磁気的に）
耳栓４に弾性波を伝えて駆動するようにした例を開示す
る。
【００５１】図２８、図２９に示すように、この実施例
によるイヤースピーカは、基本的には耳栓４とエキサイ
タ５Ｍとからなる。耳栓４は、第１実施例の耳栓４と同
様に、棒状もしくは円柱状を有し、弾性を有する独立発
泡ポリマー等の遮音材からなり、適度な復元特性を有す
る。この耳栓４の反挿入側端面には耳栓４と同径または
小径の金属（磁性材料、例えば鉄）または分極した磁石
板からなる振動体６が貼付されている。
【００５２】エキサイタ５Ｍは、図３０に示すように、
磁気発生器である。エキサイタ５Ｍは、中突筒体状の樹
脂製ケーシング４２と、その内部に配された断面コの字
状のヨーク５０と、ヨーク５０の中心部にケーシング４
２の軸方向に配置されたマグネット４３およびセンター
ポール４４と、ヨーク５０の開口部とマグネット４３の
外周部との間に形成されるギャップ内に挿入されたリン
グ状のボイスコイル４５とを有している。マグネット４
３、センターポール４４およびヨーク５０で構成される
磁気回路によりギャップには直流磁界が発生し、その磁
界中にボイスコイル４５が置かれているので、ボイスコ
イル４５に入力電気信号ＶINを与えると、エキサイタ５
Ｍの振動面８には直流磁界によってバイアスされ入力電
気信号Ｖ INに対応する交流磁界が発生する。
【００５３】さて、本実施例によるイヤースピーカの使
用に際しては、耳栓４とエキサイタ５Ｍとを機械的に接
触させることなく、エキサイタ５Ｍの振動を耳栓４に伝
達することができる。まず、耳栓４をその振動体６が外
に向くように外耳道２内に挿入する。次いで、振動体６
にエキサイタ５Ｍの振動面８を近接配置する。エキサイ
タ５Ｍに入力電気信号ＶINを与えると、図２８に示すよ
うに、エキサイタ５Ｍからは入力電気信号ＶINに応じた
振動数の交流磁界ＶM が発生する。この交流磁界ＶM は
耳栓４の振動体６は交流磁界ＶM の振動数に対応してエ
キサイタ５Ｍ側に吸引され、あるいは反発されて振動す
る。この振動体６の振動は弾性波ＶE として耳栓４内を
伝播し、耳栓４の挿入部端面を振動させ、次いで音波Ｖ
A が鼓膜３に伝達される。
【００５４】このように、エキサイタ５Ｍと振動体６と
は磁気的に結合され、この磁気結合を介して弾性波ＶE
が伝達されるので、耳栓４をエキサイタ５Ｍに接合する
ことなく、遮音性を維持し、かつ、明瞭に音声を伝達す
ることができる。また、耳栓４とエキサイタ５Ｍとが互
に離れてよいことから、両者の取扱いに自由度が生じ、
厳密な位置関係の調整が不要となる。このことは、特
に、たとえば、イヤースピーカをヘルメット内に装置す
る場合に有利となる。
【００５５】(xii) 第１２実施例 図３１に、本発明の第１２実施例を示す。この第１２実
施例は、第１１実施例に係るイヤースピーカをヘルメッ
ト内に組込んだ例を開示する。
【００５６】図３１に示すように、ヘルメットシェル４
６内における外耳道２に対応する位置にエキサイタ５Ｍ
が取付けられている。使用者は、ヘルメット着用前に予
め振動体６が外側に出るように耳栓４を外耳道２内に挿
入し、次いでヘルメットシェル４６をかぶることによ
り、自動的に耳栓４の振動体６がエキサイタ５Ｍの近傍
に位置する。この状態で、耳栓４の振動体６とエキサイ
タ５Ｍとは非接触ながら磁気的に結合され、上述のよう
に音声を伝えることができる。耳栓４による高遮音状態
にあって明瞭に音声を伝達できることはいうまでもな
い。
【００５７】(xiii)第１３実施例 図３２に本発明の第１３実施例を示す。この第１３実施
例は、第１２実施例に係るイヤースピーカをヘッドバン
ド式のイヤースピーカに適用した例を開示する。
【００５８】図３２に示すように、内側面にスペーサ５
１を有するヘッドバンド５２の両下端（もしくは一方の
端部のみ）にエキサイタ５Ｍが取付けられている。エキ
サイタ５Ｍと振動体６との間隔保持はスペーサ５１によ
り行われる。この状態でエキサイタ５Ｍと耳栓４の振動
体６は磁気的に結合され、第１１実施例および第１２実
施例と同様の効果を発揮しうる。なお、このイヤースピ
ーカは、例えば、ピットマンが使用するのに適してい
る。
【００５９】(xiv) 第１４実施例 図３３、図３４に、本発明の第１４実施例を示す。この
第１４実施例は、耳栓とエキサイタとの接触に自由度を
もたせた例を開示する。
【００６０】図３３に示すように、略円柱状もしくは棒
状の耳栓４Ｎを全体として軸方向に長く、かつ、反挿入
側端部に拡大部５２が形成されている。長くする程度
は、当該耳栓４Ｎのうち、外耳道２の入口から出る部分
が、前記耳栓４（通常の場合）よりも約５ｍｍ程度長く
する。これは、装着時にエキサイタ５Ｎに接触しやすく
するためである。また、拡大部５２の拡大の程度は任意
であるが、装着感、取扱いの容易さ等を考慮し、厳密な
位置を気にせず装着した場合にも確実かつ最も接触面積
が大きくなるようにすることが好ましい。なお、フォイ
スマスク等の保護マスクを介してもエキサイタと耳栓間
の伝達は損われるものではない。耳栓４Ｎの材質は、前
述の耳栓４（図１等）のものと同様である。
【００６１】一方、図３４に示すように、エキサイタ５
Ｎはヘルメットシェル４６の耳の外耳道に対応する部位
に予め取付けられている。エキサイタ５Ｎはヘルメット
シェル４６の耳位置に対応する部分に振動吸収材からな
るクッションパッド５３を介して接着等の方法で取付け
られている。このクッションパッド５３はヘルメットシ
ェル４６とエキサイタ５Ｎ間を音響的に絶縁し、ヘルメ
ットシェル４６を通じて侵入する不要振動成分を遮断す
るためのものである。また、これにより、質量の点で重
いヘルメットシェル４６の影響を受けずに、耳栓４Ｎへ
の加振効率を高めることができる。
【００６２】さて、使用に際しては、ヘルメット装着前
に耳栓４Ｎを外耳道２内に挿入する。このとき、耳栓４
Ｎの反挿入側端部は外耳道２の入口より５ｍｍ程度突出
する。次にヘルメットを装着すると、拡大部５２がエキ
サイタ５Ｎに接触する。このとき、拡大部５２は面積が
大きいので、耳栓４Ｎの挿入状態がある程度ラフでも、
エキサイタ５Ｎの弾性振動を伝達するに必要かあるいは
それ以上の接触面積が確保される。このように耳栓４Ｎ
の取扱いの簡便さ、および、弾性波の伝達効率の向上を
達成しうる。
【００６３】なお、以上の第１４実施例は、ヘルメット
シェル４６との組合せのみならず、例えば図３２に示す
ように、ヘッドフォンにも適用可能である。なおまた、
以上の各実施例において、エキサイタ５とトランシーバ
との接続はリード線７により行なうものとして説明した
が、ワイヤレス、すなわち無線器を介して信号の送信を
行なうようにしてもよい。
【００６４】
【発明の効果】以上の通り、請求項１乃至２０に記載の
発明によれば、遮音材料からなる耳栓が外耳道内に挿入
された状態で高遮音性が確保されるので外部の騒音の侵
入を阻止し、その上で弾性波発生源から耳栓に弾性波に
よる音声を供給することができるため、高騒音下で音声
を明瞭に聴きとることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１記載の発明の原理説明図である。
【図２】第１実施例に係るイヤースピーカの外観斜視図
である。
【図３】第１実施例に係るイヤースピーカの装着状態を
示す図である。
【図４】ダイナミック型エキサイタ（弾性振動発生源）
の断面図である。
【図５】マグネチック型エキサイタ（弾性振動発生源）
の断面図である。
【図６】第２実施例に係るイヤースピーカの装着状態を
示す図である。
【図７】第３実施例に係るイヤースピーカを示す部分断
面図である。
【図８】第４実施例に係るイヤースピーカを示す側面図
である。
【図９】第５実施例に係るイヤースピーカの装着状態を
示す部分断面図である。
【図１０】第６実施例に係るイヤースピーカの装着状態
を示す部分断面図である。
【図１１】第７実施例に係るイヤースピーカの装着状態
を示す部分断面図である。
【図１２】第８実施例に係るイヤースピーカの側面図で
ある。
【図１３】第９実施例に係るイヤースピーカの側面図で
ある。
【図１４】第９実施例に係るイヤースピーカの装着状態
を示す部分断面図である。
【図１５】耳栓の第１の変形例を示す側面図である。
【図１６】耳栓の第２の変形例を示す部分断面図であ
る。
【図１７】耳栓の第３の変形例を示す側面図である。
【図１８】耳栓の第４の変形例を示す断面図である。
【図１９】単一材料の耳栓の音響スペクトルを示す特性
図である。
【図２０】複合材料の耳栓の音響スペクトルを示す特性
図である。
【図２１】耳栓の第５の変形例を示す断面図である。
【図２２】耳栓の第６の変形例を示す断面図である。
【図２３】耳栓の第７の変形例を示す断面図である。
【図２４】耳栓の第８の変形例を示す断面図である。
【図２５】耳栓の第９の変形例を示す断面図である。
【図２６】耳栓の第１０の変形例を示す部分断面図であ
る。
【図２７】第１０実施例に係るイヤースピーカの側面図
である。
【図２８】請求項１４記載の発明の原理説明図である。
【図２９】第１１実施例に係るイヤースピーカの側面図
である。
【図３０】第１１実施例に係るエキサイタの断面図であ
る。
【図３１】第１２実施例に係るイヤースピーカの装着状
態を示す断面図である。
【図３２】第１３実施例に係るイヤースピーカの装着状
態を示す断面図である。
【図３３】第１４実施例に係る耳栓の断面図である。
【図３４】第１４実施例に係るイヤースピーカの装着状
態を示す断面図である。
【符号の説明】
１…耳 ２…外耳道 ３…鼓膜 ４、４Ａ〜…耳栓 ５、５Ａ〜…エキサイタ ６…振動体 ７…リード線 ８…振動面 ９…振動受面 １０…ケーシング １１…ヨーク １２…ダンパ １３…センタポール １４…マグネット １５…ボイスコイル １６…ケーシング １７…ヨーク １８…マグネット １９…センターポール ２０…ボイスコイル ２１…振動体 ２２…当接板 ２３…リング溝 ２４…耳 ２５…耳介 ２６…耳甲介腔 ２７…突起 ２８…凹部 ２９…粘着テープ ３０…突起 ３１…膨出部 ３２…膨出部 ３３…耳介 ３４…硬質部 ３５…軟質部 ３６…硬質部材 ３７…硬質部材 ３８…硬質コア部材 ３９…ゾル体 ４０…大径弾性体 ４２…ケーシング ４３…マグネット ４４…センターポール ４５…ボイスコイル ４６…ヘルメットシェル ４７…クッションパッド ４８…凹部 ４９…凹部 ５０…ヨーク ５１…スペーサ ５２…ヘッドバンド ＶIN…入力電気信号 ＶE …弾性波 ＶA …音波 ＶM …磁気波 Ｍ…磁気結合

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外耳道内に挿入可能な遮音材料からなる
    耳栓と、 前記耳栓の反挿入側端部に入力電気信号に対応した弾性
    波を伝達する弾性振動発生源と、 を備えたことを特徴とするイヤースピーカ。
  2. 【請求項２】 外耳内に挿入可能な遮音材料からなる耳
    栓と、 前記耳栓の反挿入側端部に接触して入力電気信号に対応
    した弾性波を直接的に伝達する弾性振動発生源と、 を備えたことを特徴とするイヤースピーカ。
  3. 【請求項３】 請求項２記載のイヤースピーカにおい
    て、前記耳栓の反挿入側端部と前記弾性振動発生源とが
    着脱可能に接合されていることを特徴とするイヤースピ
    ーカ。
  4. 【請求項４】 請求項３記載のイヤースピーカにおい
    て、前記耳栓の反挿入側端部と前記弾性振動発生源のい
    ずれか一方に凹部が形成され、他方には前記凹部に嵌合
    可能な凸部が形成されていることを特徴とするイヤース
    ピーカ。
  5. 【請求項５】 請求項３記載のイヤースピーカにおい
    て、前記耳栓は弾性材料からなり当該耳栓の反挿入側端
    面に嵌合凹部が形成され、前記弾性振動源における前記
    嵌合凹部に嵌合可能な位置に当該嵌合凹部の内径よりも
    大なる外径を有する嵌合凸部が形成されていることを特
    徴とするイヤースピーカ。
  6. 【請求項６】 請求項３記載のイヤースピーカにおい
    て、前記耳栓の反挿入側端部と前記弾性振動発生源との
    間に、接着、剥離可能な粘着材が介在されていることを
    特徴とするイヤースピーカ。
  7. 【請求項７】 請求項３記載のイヤースピーカにおい
    て、前記耳栓は弾性振動発生源に一体化され、前記耳栓
    の挿入側端部は先細り状に形成されていることを特徴と
    するイヤースピーカ。
  8. 【請求項８】 請求項１、２、３、４、５または６記載
    のイヤースピーカにおいて、前記耳栓の軸方向中心が前
    記弾性振動発生源の軸方向中心に対して外耳道の軸方向
    中心と耳甲介腔の中心との偏奇長さ分に対応する長さだ
    け偏奇された位置で、前記耳栓の反挿入側端部が前記弾
    性振動発生源に接触していることを特徴とするイヤース
    ピーカ。
  9. 【請求項９】 請求項１、２、３、４、５、６または８
    記載のイヤースピーカにおいて、前記耳栓は弾性材料に
    より棒状に形成され、反挿入側端部には硬質部が形成さ
    れていることを特徴とするイヤースピーカ。
  10. 【請求項１０】 請求項１、２、３、４、５、６または
    ８記載のイヤースピーカにおいて、前記耳栓は弾性材料
    により棒状に形成され、軸芯部に硬質体が軸方向に形成
    されていることを特徴とするイヤースピーカ。
  11. 【請求項１１】 請求項１０記載のイヤースピーカにお
    いて、前記硬質体は当該耳栓の径方向に可撓性を有する
    ことを特徴とするイヤースピーカ。
  12. 【請求項１２】 請求項１０または１１に記載のイヤー
    スピーカにおいて、前記硬質体は前記耳栓の軸方向両端
    間に亘って形成されていることを特徴とするイヤースピ
    ーカ。
  13. 【請求項１３】 請求項１、２、３、４、５、６または
    ８記載のイヤースピーカにおいて、前記耳栓は弾性材料
    により棒状に形成され、軸芯部に軸方向両端間に亘って
    ゾル体が封入されていることを特徴とするイヤースピー
    カ。
  14. 【請求項１４】 請求項１、２または３記載のイヤース
    ピーカにおいて、前記弾性振動発生システムの前記耳栓
    の反挿入側端部との接触面には、前記耳栓と同材料の薄
    片が貼付されていることを特徴とするイヤースピーカ。
  15. 【請求項１５】 請求項１２記載のイヤースピーカにお
    いて、前記薄片は前記耳栓の反挿入側端部より大径を有
    することを特徴とするイヤースピーカ。
  16. 【請求項１６】 外耳道内に挿入可能な遮音材料からな
    る耳栓と、 前記耳栓の反挿入側端部に入力電気信号に対応した弾性
    波を非接触で間接的に伝達する弾性振動発生源と、 を備えたことを特徴とするイヤースピーカ。
  17. 【請求項１７】 請求項１４記載のイヤースピーカにお
    いて、前記弾性振動発生源は入力電気信号に対応した磁
    束を発生する磁気発生器であり、前記耳栓の反対挿入側
    端部には磁性片が貼付されていることを特徴とするイヤ
    ースピーカ。
  18. 【請求項１８】 請求項３、９、１０、１１、１２、１
    ３、１４または１５記載のイヤースピーカにおいて、前
    記弾性振動発生源は、ヘルメット内における耳の外耳道
    に対応する部位に予め取付けられていることを特徴とす
    るイヤースピーカ。
  19. 【請求項１９】 請求項１、２、３または１６記載のイ
    ヤースピーカにおいて、前記弾性振動発生源は、ヘルメ
    ット内における耳の外耳道に対応する部位に振動吸収材
    を介して予め取付けられ、前記耳栓は軸方向に長く形成
    されていることを特徴とするイヤースピーカ。
  20. 【請求項２０】 請求項１、２、３または１６記載のイ
    ヤースピーカにおいて、前記弾性振動発生源は、ヘルメ
    ット内における耳の外耳道に対応する部位に振動吸収材
    を介して予め取付けられ、前記耳栓は軸方向に長く形成
    され、かつ、前記耳栓の反挿入側端部には拡大部が形成
    されていることを特徴とするイヤースピーカ。
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