WO2013099790A1 - ヘッドホン及びヘッドホンドライバー - Google Patents

ヘッドホン及びヘッドホンドライバー Download PDF

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欣尚 福島
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株式会社ディーアンドエムホールディングス
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Definitions

  • the present invention relates to a headphone and a headphone driver.
  • a headphone driver that outputs an audio signal in headphones includes a diaphragm, a magnetic circuit including a voice coil, a yoke, and a magnet, and a frame.
  • a diaphragm for a headphone driver is made of a polyester material because the diaphragm can be easily produced and the diaphragm can be formed in a small size for a headphone driver.
  • a material of the diaphragm there are materials such as polyetherimide and metal in addition to polyester, and a paper material is used as a material of a large diaphragm for a speaker.
  • Diaphragms made of polyester are advantageous in that they can be downsized and manufactured easily, but the internal loss is inferior to diaphragms made of paper and has a peak dip in sound pressure frequency characteristics. Therefore, there is a drawback that high sound quality cannot be obtained.
  • FIG. 5 is a diagram showing a vibration region of a diaphragm made of polyester in a conventional headphone driver.
  • the dark portion in the circle indicates the center position of vibration.
  • the diaphragm made of polyester has a low frequency, as shown in FIG. 5 (a)
  • the diaphragm makes the same movement across the diaphragm and vibrates without distortion.
  • two different vibration surfaces are generated on the diaphragm surface as shown in FIG. 5B.
  • a plurality of vibration surfaces are further formed on the diaphragm surface as shown in FIG. 5C.
  • the vibration part is generated.
  • the occurrence of different vibration surfaces on the vibration surface at such a high frequency causes a peak-dip distortion in the frequency characteristics of the diaphragm, which adversely affects the sound quality of the audio signal to be reproduced.
  • diaphragms that use paper as a material are widely used for diaphragms because they are easy to handle, and because of their high internal loss, there is little peak dip due to resonance frequency, and sound quality is good.
  • the headphone driver uses a paper diaphragm, when the diaphragm is fixed directly to the frame, the compliance of the diaphragm will be low, the lowest resonance frequency will be high, and the reproduction capability at low frequencies will be reduced. There is.
  • FIG. 6 is a diagram showing frequency characteristics in a conventional headphone driver.
  • the frequency characteristic since the lowest resonance frequency is located around 60 Hz, the signal level gradually decreases from around 60 Hz. This leads to a reduction in sound quality in the low sound range in the audio signal because the signal level decreases as the frequency decreases.
  • a diaphragm is formed using a material mixed with carbon fiber in Patent Document 1, and the diaphragm and the frame And a technique for fixing them with edges.
  • the equipment to be used needs to be highly accurate, and maintenance is expensive.
  • the carbon fiber is also expensive, the price of the diaphragm itself is improved.
  • the present invention provides a headphone driver and a headphone that output an audio signal, so that a diaphragm can be manufactured at low cost without requiring a high manufacturing process in manufacturing the diaphragm, and a resonance frequency at a high frequency can be obtained. It is an object of the present invention to provide a headphone and a headphone driver having a diaphragm that can reproduce an audio signal in a wide band without deterioration of sound quality and without sound quality degradation.
  • a headphone of the present invention connects two headphone driver units that output an acoustic signal based on an audio signal, an ear pad provided in the headphone driver unit, and the two headphone driver units.
  • the headphone driver unit includes a diaphragm, a voice coil fixed to the diaphragm, a magnet installed adjacent to the voice coil, and the magnet via the voice coil.
  • a headphone driver including a frame on which the magnet and the yoke are installed and an outer peripheral portion of the diaphragm is fixed.
  • the diaphragm includes a nanofiber material as a paper material. It is characterized by mixing and molding.
  • the headphone of the present invention includes two headphone driver units that output an acoustic signal based on an audio signal, an ear pad provided in the headphone driver unit, and a headphone band that connects the two headphone driver units.
  • the headphone driver unit is installed on the opposite side of the magnet via the voice coil, a voice coil fixed to the diaphragm, a magnet installed adjacent to the voice coil, and And a headphone driver comprising a frame for installing the magnet and the yoke, and an edge for fixing the diaphragm to the frame.
  • the diaphragm comprises a paper material mixed with a nanofiber material. It is characterized by molding.
  • the headphones of the present invention are characterized in that the edge is made of a material different from that of the diaphragm and made of an elastomer material.
  • the headphone of the present invention is characterized in that the diaphragm is mixed with a nanofiber material in a ratio of 20 to 30% with respect to a paper material.
  • a headphone driver according to the present invention is installed on the opposite side of the magnet via the voice coil, a voice coil fixed to the diaphragm, a magnet installed adjacent to the voice coil, and the voice coil.
  • the diaphragm is formed by mixing a nanofiber material with a paper material.
  • the headphone driver of the present invention includes a diaphragm, a voice coil fixed to the diaphragm, a magnet installed adjacent to the voice coil, and installed on the opposite side of the magnet via the voice coil.
  • the diaphragm is formed by mixing a nanofiber material with a paper material It is characterized by doing.
  • the headphone driver according to the present invention is characterized in that the edge is made of a material different from that of the diaphragm and made of an elastomer material.
  • the headphone driver of the present invention is characterized in that the diaphragm is mixed with a nanofiber material in a ratio of 20 to 30% with respect to a paper material.
  • the present invention can manufacture a diaphragm at a low cost without requiring a process of high manufacturing technology in manufacturing the diaphragm, and suppresses a resonance frequency at a high frequency, thereby achieving a wide band.
  • a headphone and a headphone driver that can reproduce an audio signal without deterioration in sound quality can be provided.
  • the figure which shows schematic structure of the headphones and headphone driver of this embodiment The figure explaining the material of the diaphragm of the headphone driver of this embodiment.
  • the figure explaining the distortion characteristic of the diaphragm of the headphone driver of this embodiment The figure explaining the frequency characteristic of the headphone driver of this embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a headphone and a headphone driver according to the present embodiment.
  • FIG. 1A is a schematic diagram of the headphones of the present embodiment
  • FIG. 1B is a schematic cross-sectional view showing the headphone driver of the present embodiment.
  • a headphone 10 shown in FIG. 1A includes two headphone driver units 20, ear pads 30 provided in each headphone driver unit 20, and a headphone band 40 that connects the two headphone driver units.
  • the headphone band 40 is in contact with the head
  • the two ear pads 30 are in contact with the ears
  • the headphones 10 are attached to the head.
  • the headphone driver unit 20 includes a headphone driver 21 inside. As shown in FIG. 1B, the headphone driver 21 includes a diaphragm 50, a voice coil 60, a frame 70, a magnet 80, a yoke 90, and an edge 100.
  • the diaphragm 50 has a substantially conical shape and has a diaphragm central portion 51 at the center.
  • the diaphragm 50 has a diaphragm cylindrical portion 52 for installing a voice coil 60 described later on the opposite side of the diaphragm center portion 51.
  • the diaphragm 50 is made of paper as a main material, and nanofibers are mixed with the paper, and are integrally molded.
  • the voice coil 60 is fixed to the diaphragm cylindrical portion 52.
  • a magnet 80 is installed on the frame 70 inside the diaphragm cylindrical portion 52 so as to sandwich the voice coil 60 installed on the diaphragm cylindrical portion 52, and a yoke 90 is placed on the frame 70 outside the diaphragm cylindrical portion 52. Installed. The arrangement of the magnet 80 and the yoke 90 with respect to the diaphragm cylindrical portion 52 may be reversed.
  • the diaphragm 50 and the frame 70 are connected by an edge 100 formed of an elastomer material such as polyurethane or silicon rubber.
  • the edge 100 has an annular shape, and its cross section has an inverted U shape. One end of the edge 100 is connected to the diaphragm 50 and the other end is connected to the frame 70.
  • the edge 100 may have another shape such as a U-shaped or wavy cross section.
  • the edge 100 is formed to have a U-shaped cross section, the headphone driver 21 can be thinned because there is no protrusion of the headphone driver 21 in the upward direction of the diaphragm 50.
  • the wave portion increases the rigidity of the vibration with respect to the vibration of the diaphragm 50, and the diaphragm 50 vibrates softer. That is, the frequency characteristics in the low sound range are further improved.
  • a magnetic circuit is constituted by the magnet 80 and the yoke 90 fixed to the frame 70, and an electric signal based on the audio signal flows through the voice coil 60 disposed between the magnet 80 and the yoke 90.
  • the installed diaphragm 50 vibrates. This vibration generates sound waves and outputs an audio signal.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the material of the diaphragm of the headphone driver of the present embodiment.
  • FIG. 2A is an enlarged view of a paper material
  • FIG. 2B is an enlarged view of a nanofiber material.
  • the diaphragm 50 of the present invention is based on the paper material shown in FIG. 2A, and the nanofiber shown in FIG. 2B is mixed, and the diaphragm 50 is manufactured by integral molding.
  • the paper material is a fiber material having a width of 10 to 50 ⁇ m.
  • the nanofiber is a fiber material having a width of 30 to 90 nm. These are mixed and the integral diaphragm 50 is manufactured.
  • the mixing ratio of the nanofiber material to the paper material is increased from the paper material alone (nanofiber 0%) to the nanofiber material mixture ratio, and the diaphragm 50 is mixed with the nanofiber material only (nanofiber 100%).
  • the diaphragm 50 in which the nanofiber material is mixed with the paper material at a ratio of 20 to 30% has other mixing ratios. Compared with the diaphragm 50, there was no deterioration in sound quality at a high audible frequency, and an audio signal with good sound quality was reproduced over a high frequency from a low frequency.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the distortion characteristics of the diaphragm of the headphone driver of this embodiment.
  • FIG. 3A is a diagram showing the distortion characteristics of a diaphragm made of a conventional polyester material
  • FIG. 3B is the distortion characteristics of a diaphragm in which the paper material and the nanofiber material of this embodiment are mixed.
  • FIG. 3 In the case of a diaphragm manufactured using only a polyester material, the distortion characteristic of the diaphragm has a peak in the distortion characteristic around 3 kHz as shown in FIG. 3A, and this peak leads to deterioration of sound quality.
  • the frequency characteristics of the diaphragm 50 are flat without generating a peak around 3 kHz as shown in FIG.
  • an audio signal can be reproduced from a low frequency to a high frequency without deterioration in sound quality without deterioration in sound quality.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the frequency characteristics of the headphone driver of this embodiment.
  • FIG. 4A is a diagram illustrating frequency characteristics of a headphone driver in which an edge is not provided between a conventional diaphragm and a frame
  • FIG. 4B is a headphone having an edge according to the present embodiment. It is a figure which shows the frequency characteristic of a driver.
  • FIG. 4A shows a frequency characteristic when a diaphragm without an edge is directly connected to the frame. In this frequency characteristic, the lowest resonance frequency is located around 95 Hz.
  • FIG. 4B shows a frequency characteristic when the diaphragm 50 and the frame 70 are connected by an edge 100 formed of an elastomer material. In this frequency characteristic, the lowest resonance frequency is located around 18 Hz. .
  • the diaphragm 50 and the frame 70 are connected by the edge 100 formed of the elastomer material, so that the lowest resonance frequency of the headphone driver 21 moves to a lower frequency, thereby lowering the signal level at a lower frequency. Is suppressed. As a result, the reproduction capability of the audio signal in the low sound range is improved, and the audio signal can be reproduced in a wide band without deterioration in sound quality.
  • the paper material is a main material, and the nanofiber material is mixed with the paper material.
  • the resonance frequency can be suppressed. This can reduce degradation caused by the resonance frequency at a high frequency.
  • nanofiber materials mixed with paper materials are easy to obtain and cost less than special materials such as carbon.
  • the diaphragm 50 can be manufactured without any problems. That is, in the process of manufacturing the diaphragm 50, the two materials can be easily mixed by mixing the paper material and the nanofiber material. By making a paper of the mixed material, it is possible to generate a material that is the basis of the diaphragm 50. By integrally molding the material into the shape of the diaphragm 50, the diaphragm 50 can be manufactured. Thus, it can manufacture with the manufacturing process of the diaphragm 50 by a normal pulp, without adding a complicated process. Since there is no need to add a manufacturing process, the manufacturing cost can be reduced.
  • the invention of the present application can manufacture a diaphragm at low cost without requiring a high manufacturing process to manufacture the diaphragm, and suppresses the resonance frequency at a high frequency, thereby reducing the sound quality in a wide band.
  • a headphone and a headphone driver that can reproduce an audio signal without deterioration can be provided.
  • the headphone driver 21 of the present embodiment is configured to include the diaphragm 50 in which the nanofiber material is mixed with the paper material and the edge 100. However, when the headphone driver 21 is further downsized, the paper is not provided with the edge. It is good also as a structure provided only with the diaphragm 50 which mixed the nanofiber raw material into the raw material.
  • the present invention can be usefully used for headphones.

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Abstract

【課題】振動板を製造する上で高い製造技術の工程を必要とせずに、安価に製造することができ、高い周波数での共振周波数を抑え、広い帯域で音質劣化なく、オーディオ信号を再生することができるヘッドホンを提供する。 【解決手段】２つのヘッドホンドライバーユニットと、ヘッドホンドライバーユニットに備えられたイヤーパッドと、２つのヘッドホンドライバーユニットを接続するヘッドホンバンドとを備えるヘッドホンにおいて、ヘッドホンドライバーユニットは、振動板と、振動板に固定されたボイスコイルと、ボイスコイルに隣接して設置される磁石と、ボイスコイルを介して磁石の反対側に設置されるヨークと、磁石と前記ヨークとを設置すると共に振動板の外周部が固定されるフレームとを備えるヘッドホンドライバーを備え、振動板は、紙素材にナノファイバー素材を混合して成型する。

Description

ヘッドホン及びヘッドホンドライバー
　本発明は、ヘッドホン及びヘッドホンドライバーに関する。
　ヘッドホンにおけるオーディオ信号を出力するベッドホンドライバーは、振動板と、ボイスコイル、ヨーク、磁石とからなる磁気回路、フレームを備える。一般的に、ヘッドホンドライバー用の振動板は、振動板の生産のしやすさ、ヘッドホンドライバー用に振動板を小型に成形することができることから、ポリエステルの材料で作られている。振動板の材料としては、ポリエステルの他に、ポリエーテルイミドや金属などの材料もあり、また、スピーカ用の大型の振動板の材料としては紙の材料などが用いられる。
　ポリエステルなどを材料とした振動板は、小型化ができ、製造が容易であるという利点があるが、内部損失が紙を材料とした振動板より劣り、音圧周波数特性にピーク・ディップを持ってしまい、高音質が得られない、という欠点がある。
　図５は、従来のヘッドホンドライバーにおけるポリエステルを材料とした振動板の振動領域を示す図である。
　図５において、円内の色の濃い部分が振動の中心位置を示す。ポリエステルを材料とする振動板は、低い周波数の場合、振動板は、図５（ａ）に示すように、振動板一面が同じ動きをし、ひずみがなく振動する。周波数が高くなると、図５（ｂ）のように、振動板面上に2つの異なる振動面が発生し、さらに周波数が高くなると、図５（ｃ）のように、さらに振動板面上に複数の振動部分が発生する。このような高い周波数における振動面上の異なる振動面の発生が、振動板の周波数特性にピーク・ディップの歪を生じさせる原因になり、再生するオーディオ信号の音質に悪影響を及ぼす。
　また、ポリエステルなどの材料を高分子フィルムに蒸着させる等の方法が考えられているが、それほど顕著に特性の改善につながらない、蒸着工程の増加により製造工程が複雑になる、振動板の価格増加にもつながり、ポリエステルは、振動板の材料として適していない。
　一方、紙を材料に用いた振動板は、材料の扱いやすさ、また、内部損失の高さから共振周波数によるピーク・ディップが少なく音質がよいなどの点から、広く振動板に利用されている。しかし、紙の振動板を利用したヘッドホンドライバーは、振動板がフレームに直接固定されている場合、振動板のコンプライアンスが低くなり、最低共振周波数が高くなり、低い周波数での再生能力が低下することがある。
　図６は、従来のヘッドホンドライバーにおける周波数特性を示す図である。
　図６において、当該周波数特性では、最低共振周波数が６０Ｈｚ周辺に位置していることから、信号レベルは、６０Ｈｚ周辺から徐々に低下している。このことは、周波数が低くなるにしたがって信号レベルが小さくなるため、オーディオ信号においては、低音域での音質の低下につながる。
　このような振動板全体における最低共振周波数が高くなるのを改善する方法として、振動板とフレームとの間に、振動板と別の素材を用いたエッジ部を設けること方法がある。
　前述したような振動板の性能、また、振動板の低音域の周波数特性を向上させる技術として、特許文献１にカーボン繊維を混入した材料を用いて振動板を形成し、また、振動板とフレームとをエッジにより固定する技術が開示されている。
特開平１０－５１８９２
　特許文献１に開示されているエッジを介して振動板とフレームが固定されるヘッドホンドライバーにおいて、紙にカーボン繊維を混入する振動板は、製造工程においてカーボン繊維を精度よく計量し、紙と混合する必要がある。カーボン繊維の混合量が適正値から外れると、振動板の特性に悪影響を与え、音質の劣化に繋がる。このため、紙に混合するカーボン繊維の混合利用の精密な管理が必要になる。特に、振動板の周波数特性には、エッジの素材の特性、エッジと振動板を組み合わせた状態での特性が最良となるように振動板を製造するする必要があるため、カーボン繊維の計量が重要となる。
　また、紙とカーボン繊維を混合する工程においても、紙とカーボン繊維とが均一に混ざるように十分な注意が必要になる。したがって、振動板の製造工程において、高い製造技術を必要とする。
　また、高い製造技術を有する製造工程において、使用する装置等も精度の高いものが必要になり整備に費用がかかる。また、カーボン繊維も高価であることから、振動板自体の価格の向上につながる。
　本発明は、オーディオ信号を出力するヘッドホンドライバー及びヘッドホンにおいて、振動板を製造する上で高い製造技術の工程を必要とせずに、安価に振動板を製造することができ、高い周波数での共振周波数を抑え、広い帯域で音質劣化なく、オーディオ信号を再生することができる振動板を有するヘッドホン及びヘッドホンドライバーを提供することを目的とする。
　前記課題を解決するため、本願発明のヘッドホンは、オーディオ信号に基づいて音響信号を出力する２つのヘッドホンドライバーユニットと、前記ヘッドホンドライバーユニットに備えられたイヤーパッドと、２つの前記ヘッドホンドライバーユニットを接続するヘッドホンバンドとを備えるヘッドホンにおいて、前記ヘッドホンドライバーユニットは、振動板と、前記振動板に固定されたボイスコイルと、前記ボイスコイルに隣接して設置される磁石と、前記ボイスコイルを介して前記磁石の反対側に設置されるヨークと、前記磁石と前記ヨークとを設置すると共に前記振動板の外周部が固定されるフレームとを備えるヘッドホンドライバーを備え、前記振動板は、紙素材にナノファイバー素材を混合して成型することを特徴とする。
　また、本願発明のヘッドホンは、オーディオ信号に基づいて音響信号を出力する２つのヘッドホンドライバーユニットと、前記ヘッドホンドライバーユニットに備えられたイヤーパッドと、２つの前記ヘッドホンドライバーユニットを接続するヘッドホンバンドとを備えるヘッドホンにおいて、前記ヘッドホンドライバーユニットは、振動板と、前記振動板に固定されたボイスコイルと、前記ボイスコイルに隣接して設置される磁石と、前記ボイスコイルを介して前記磁石の反対側に設置されるヨークと、前記磁石と前記ヨークとを設置するフレームと、前記振動板を前記フレームに固定するエッジとを備えるヘッドホンドライバーを備え、前記振動板は、紙素材にナノファイバー素材を混合して成型することを特徴とする。
　また、本願発明のヘッドホンは、前記エッジは、前記振動板と異なる材料であり、且つ、エストラマー素材で形成されることを特徴とする。
　また、本願発明のヘッドホンは、前記振動板は、紙素材に対してナノファイバー素材が２０～３０％の割合で混合されることを特徴とする。
　本願発明のヘッドホンドライバーは、振動板と、前記振動板に固定されたボイスコイルと、前記ボイスコイルに隣接して設置される磁石と、前記ボイスコイルを介して前記磁石の反対側に設置されるヨークと、前記磁石と前記ヨークとを設置すると共に前記振動板の外周部が固定されるフレームとを備えるヘッドホンドライバーにおいて、前記振動板は、紙素材にナノファイバー素材を混合して成型することを特徴とする。
また、本願発明のヘッドホンドライバーは、振動板と、前記振動板に固定されたボイスコイルと、前記ボイスコイルに隣接して設置される磁石と、前記ボイスコイルを介して前記磁石の反対側に設置されるヨークと、前記磁石と前記ヨークとを設置するフレームと、前記振動板を前記フレームに固定するエッジとを備えるヘッドホンドライバーにおいて、前記振動板は、紙素材にナノファイバー素材を混合して成型することを特徴とする。
また、本願発明のヘッドホンドライバーは、前記エッジは、前記振動板と異なる材料であり、且つ、エストラマー素材で形成されることを特徴とする。
また、本願発明のヘッドホンドライバーは、前記振動板は、紙素材に対してナノファイバー素材が２０～３０％の割合で混合されることを特徴とする。
　以上により、本願発明は、振動板を製造する上で高い製造技術の工程を必要とせずに、安価に振動板を製造することができ、高い周波数での共振周波数を抑えることにより、広い帯域で音質劣化なく、オーディオ信号を再生することができるヘッドホン及びヘッドホンドライバーを提供することができる。
本実施形態のヘッドホン及びヘッドホンドライバーの概略構成を示す図。 本実施形態のヘッドホンドライバーの振動板の材料を説明する図。 本実施形態のヘッドホンドライバーの振動板の歪特性を説明する図 本実施形態のヘッドホンドライバーの周波数特性を説明する図。 従来のヘッドホンドライバーのポリエステルを材料とした振動板における振動状態を示す図。 従来のヘッドホンドライバーにおける周波数特性を示す図。
　図１は、本実施形態のヘッドホン及びヘッドホンドライバーの概略構成を示す図である。図１（ａ）は、本実施形態のヘッドホンの概略図であり、図１（ｂ）は、本実施形態のヘッドホンドライバーを示す概略断面図である。
　図１（ａ）に示すヘッドホン１０は、２つのヘッドホンドライバーユニット２０と、それぞれのヘッドホンドライバーユニット２０に備えられたイヤーパッド３０と、２つのヘッドホンドライバーユニットを接続するヘッドホンバンド４０とを備える。ヘッドホン１０は、頭部にヘッドホンバンド４０が当接し、また、２つのイヤーパッド３０が耳に当接し、ヘッドホン１０が頭部に装着される。
　ヘッドホンドライバーユニット２０は、内部にヘッドホンドライバー２１を備える。ヘッドホンドライバー２１は、図１（ｂ）に示すとおり、振動板５０、ボイスコイル６０、フレーム７０、磁石８０、ヨーク９０、エッジ１００を備える。
　振動板５０は、略円錐形の形状をし、中央部に振動板中央部５１を有する。また、振動板５０は、振動板中央部５１の反対側に、後述するボイスコイル６０を設置するための振動板円筒部５２を有する。振動板５０は、後述するように紙を主材料とし、紙にナノファイバーが混合され、一体成型され製造される。ボイスコイル６０は、振動板円筒部５２に固定される。
　振動板円筒部５２に設置されたボイスコイル６０を挟むように、振動板円筒部５２の内側に磁石８０がフレーム７０に設置され、また、振動板円筒部５２の外側にヨーク９０がフレーム７０に設置される。なお、振動板円筒部５２に対する磁石８０とヨーク９０の配置は、逆の配置でもあってもよい。
　振動板５０とフレーム７０は、ポリウレタン、シリコンゴム等のエストラマー素材により形成されたエッジ１００により接続される。エッジ１００は、環状であり、その断面が逆Ｕ字状の形状になる。エッジ１００の一端が振動板５０と接続し、他端がフレーム７０と接続する。
　なお、エッジ１００は、断面がＵ字状、波状など他の形状のものであってもよい。エッジ１００を断面がＵ字状になるように形成した場合、ヘッドホンドライバー２１の振動板５０の上側方向への突出部がなくなるため、ヘッドホンドライバー２１の薄型化が図れる。
また、エッジ１００を断面が波状になるように形成した場合、波部分により振動板５０の振動に対する剛性の余裕度が高まり、より柔らかく振動板５０が振動するようになる。すなわち、低音域での周波数特性が更に向上する。
　フレーム７０に固定された磁石８０とヨーク９０により磁気回路を構成し、磁石８０とヨーク９０との間に配置されたボイスコイル６０に、オーディオ信号に基づく電気信号が流れることにより、ボイスコイル６０が設置された振動板５０が振動する。この振動により音波が発生し、オーディオ信号が出力される。
　本発明の振動板５０について説明する。
　図２は、本実施形態のヘッドホンドライバーの振動板の材料を説明する図である。図２（ａ）は、紙の材料の拡大図であり、図２（ｂ）は、ナノファイバーの材料の拡大図である。
　本発明の振動板５０は、図２（ａ）に示す紙の材料を基本とし、図２（ｂ）に示すナノファイバーを混合し、一体成型により振動板５０を製造する。図２（ａ）において、紙の材料は、幅１０～５０μｍの幅の繊維素材である。図２（ｂ）において、ナノファイバーは、幅３０～９０ｎｍ幅の繊維素材である。これらを混合し、一体的な振動板５０を製造する。
　紙素材へのナノファイバー素材の混合比は、紙素材のみ(ナノファイバー０％)から、順次ナノファイバー素材の混合比を増やし、ナノファイバー素材のみ(ナノファイバー１００％)の混合比で振動板５０を作成し、それぞれの振動板５０によりオーディオ信号を再生し、音質の劣化を確認した場合、紙素材にナノファイバー素材を２０～３０％の比率で混合した振動板５０が、他の混合比の振動板５０に比べ、聴感上の高い周波数における音質の劣化がなく、低い周波数からの高い周波数にわたって音質の良いオーディオ信号の再生ができた。
　図３は、本実施形態のヘッドホンドライバーの振動板の歪特性を説明する図である。図３（ａ）は、従来のポリエステル素材の振動板の歪特性を示す図であり、図３（ｂ）は、本実施形態の紙の素材とナノファイバーの素材を混合した振動板の歪特性を示す図である。
　ポリエステル素材のみで製造した振動板の場合、当該振動板の歪特性は、図３(ａ)の特性のとおり、３ｋＨｚ周辺の歪特性にピークが発生し、このピークが音質の劣化に繋がる。
　一方、紙素材にナノファイバー素材を混合した本実施形態の振動板５０の場合、当該振動板５０の周波数特性は、図３（ｂ）のとおり、３ｋＨｚ周辺にピークが発生せず、平坦に特性となり、音質の劣化なく、低い周波数から高い周波数まで音質の劣化なく、オーディオ信号を再生することができる。特に、ナノファイバー素材を２０～３０％の割合で混合した振動板５０は、より聴感上の音質がよく聞こえた。以上の結果から、紙素材とナノファイバー素材の混合比は、ナノファイバー素材が２０～３０％の混合比が適当である。
　図４は、本実施形態のヘッドホンドライバーの周波数特性を説明する図である。図４（ａ）は、従来の振動板とフレームとの間にエッジが備えられていないヘッドホンドライバーの周波数特性を示す図であり、図４（ｂ）は、本実施形態のエッジを備えたヘッドホンドライバーの周波数特性を示す図である。
振動板５０とフレーム７０とがエストラマー素材で形成されたエッジ１００で接続されることにより、エッジ１００を含む振動板５０全体の最低共振周波数が低くなる。図４（ａ）は、エッジが用いられていない振動板が直接フレームに接続された場合の周波数特性であり、この周波数特性においては、最低共振周波数は、約９５Ｈｚ周辺に位置する。図４（ｂ）は、振動板５０とフレーム７０とがエストラマー素材で形成されたエッジ１００で接続した場合の周波数特性であり、この周波数特性においては、最低共振周波数は、約１８Ｈｚ周辺に位置する。
　このように、エストラマー素材により形成されたエッジ１００により振動板５０とフレーム７０が接続されることにより、ヘッドホンドライバー２１の最低共振周波数が低い周波数に移動することにより、低い周波数での信号レベルの低下が抑えられる。このことにより、低音域でのオーディオ信号の再生能力が向上し、広い帯域で音質劣化なく、オーディオ信号を再生することができる。
　以上のように、本発明は、ヘッドホン１０に用いるヘッドホンドライバー２１の振動板５０において、紙素材を主材料とし、その紙素材にナノファイバー素材を混合することにより、振動板５０の高い周波数での共振周波数を抑えることができる。このことにより、高い周波数での共振周波数が原因で生じる劣化を低減することができる。
　また、紙素材に混合するナノファイバー素材は、カーボンなどの他の素材と異なり、材料の入手が容易であり、カーボン等の特殊素材に比べてコストが安くてすむ。
　さらに、振動板５０の製造工程においても、カーボン素材を使用しないために、カーボン素材の混合比率の細かな管理、或いは、2つの材料を十分に混合するための工程など、複雑な工程を追加することなく振動板５０の製造をすることができる。すなわち、振動板５０の製造する工程において、紙素材とナノファイバー素材を混合することにより、簡単に2つの材料を混ぜ合わせることができる。その混合した材料を抄紙することにより、振動板５０の元となる材料を生成することができる。その材料を用いて振動板５０の形状に一体成型することにより、振動板５０を製造できる。このように、複雑な工程を追加することなく、通常のパルプによる振動板５０の製造工程で製造することができる。製造工程を追加する必要がないため、製造コストも安くてすむ。
　したがって、本願発明は、振動板を製造する上で高い製造技術の工程を必要とせずに、安価に振動板を製造することができ、高い周波数での共振周波数を抑えることにより、広い帯域で音質劣化なく、オーディオ信号を再生することができるヘッドホン及びヘッドホンドライバーを提供することができる。
　本実施形態のヘッドホンドライバー２１は、紙素材にナノファイバー素材を混合した振動板５０とエッジ１００を備える構成としたが、ヘッドホンドライバー２１のより小型化を図る場合には、エッジを備えずに紙素材にナノファイバー素材を混合した振動板５０のみを備える構成としてもよい。
　本発明は、ヘッドホンに有用に用いることができる。
１０・・・ヘッドホン
２０・・・ヘッドホンドライバーユニット
２１・・・ヘッドホンドライバー
３０・・・イヤーパッド
４０・・・ヘッドホンバンド
５０・・・振動板、５１・・・振動板中央部、５２・・・振動板円筒部
６０・・・ボイスコイル
７０・・・フレーム
８０・・・磁石
９０・・・ヨーク
１００・・・エッジ

Claims (8)

  1. オーディオ信号に基づいて音響信号を出力する２つのヘッドホンドライバーユニットと、前記ヘッドホンドライバーユニットに備えられたイヤーパッドと、２つの前記ヘッドホンドライバーユニットを接続するヘッドホンバンドとを備えるヘッドホンにおいて、前記ヘッドホンドライバーユニットは、振動板と、前記振動板に固定されたボイスコイルと、前記ボイスコイルに隣接して設置される磁石と、前記ボイスコイルを介して前記磁石の反対側に設置されるヨークと、前記磁石と前記ヨークとを設置すると共に前記振動板の外周部が固定されるフレームとを備えるヘッドホンドライバーを備え、前記振動板は、紙素材にナノファイバー素材を混合して成型することを特徴とするヘッドホン。
  2. オーディオ信号に基づいて音響信号を出力する２つのヘッドホンドライバーユニットと、前記ヘッドホンドライバーユニットに備えられたイヤーパッドと、２つの前記ヘッドホンドライバーユニットを接続するヘッドホンバンドとを備えるヘッドホンにおいて、前記ヘッドホンドライバーユニットは、振動板と、前記振動板に固定されたボイスコイルと、前記ボイスコイルに隣接して設置される磁石と、前記ボイスコイルを介して前記磁石の反対側に設置されるヨークと、前記磁石と前記ヨークとを設置するフレームと、前記振動板を前記フレームに固定するエッジとを備えるヘッドホンドライバーを備え、前記振動板は、紙素材にナノファイバー素材を混合して成型することを特徴とするヘッドホン。
  3. 請求項２に記載のヘッドホンにおいて、前記エッジは、前記振動板と異なる材料であり、且つ、エストラマー素材で形成されることを特徴とするヘッドホン。
  4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のヘッドホンにおいて、前記振動板は、紙素材に対してナノファイバー素材が２０～３０％の割合で混合されることを特徴とするヘッドホン。
  5. 振動板と、前記振動板に固定されたボイスコイルと、前記ボイスコイルに隣接して設置される磁石と、前記ボイスコイルを介して前記磁石の反対側に設置されるヨークと、前記磁石と前記ヨークとを設置すると共に前記振動板の外周部が固定されるフレームとを備えるヘッドホンドライバーにおいて、前記振動板は、紙素材にナノファイバー素材を混合して成型することを特徴とするヘッドホンドライバー。
  6. 振動板と、前記振動板に固定されたボイスコイルと、前記ボイスコイルに隣接して設置される磁石と、前記ボイスコイルを介して前記磁石の反対側に設置されるヨークと、前記磁石と前記ヨークとを設置するフレームと、前記振動板を前記フレームに固定するエッジとを備えるヘッドホンドライバーにおいて、前記振動板は、紙素材にナノファイバー素材を混合して成型することを特徴とするヘッドホンドライバー。
  7. 請求項６に記載のヘッドホンドライバーにおいて、前記エッジは、前記振動板と異なる材料であり、且つ、エストラマー素材で形成されることを特徴とするヘッドホンドライバー。
  8. 請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載のヘッドホンドライバーにおいて、前記振動板は、紙素材に対してナノファイバー素材が２０～３０％の割合で混合されることを特徴とするヘッドホンドライバー。
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