(57)【要約】【課題】耳障りな音が低減されたインナーイヤー型イヤホン用スピーカの提供【解決手段】人の外耳道に挿入される筒状の挿入部１１３の内方に配置され、振動板１２１を有するスピーカ本体部１２０と、振動板１２１の前側に配置され、振動板１２１が発する音を通過させる音道１３１に向かって開口する開口部１３３を有する共振空間１３２を形成し、振動板１２１を保護する環状の保護部材１３０とを備えるイヤホン１００用スピーカ。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人の外耳道に挿入される筒状の挿入部の内方に配置され、振動板を有したスピーカ本体部と、
前記振動板の前側に配置され、前記振動板が発する音を通過させる音道に向かって開口する開口部を有する共振空間を形成し、前記振動板を保護する環状の保護部材と、
を備えるイヤホン用スピーカ。
【請求項２】
前記保護部材が形成する前記共振空間は、前記開口部以外は封鎖された環状であり前記音道を取り囲むように配置される
請求項１に記載のイヤホン用スピーカ。
【請求項３】
前記保護部材は、前記共振空間の環状の連通を遮断する遮断壁を有する
請求項２に記載のイヤホン用スピーカ。
【請求項４】
前記保護部材は、前記共振空間を形成する溝を備えた基体部と、前記溝を覆うように配置され、片面に付与された粘着剤により前記基体部に貼り付けられる平板環状のカバー部とからなる
請求項１から３のいずれか一項に記載のイヤホン用スピーカ。
【請求項５】
前記保護部材は、前記音道を形成する貫通孔を備え
前記開口部は、前記貫通孔に向って開口する、
請求項１から４のいずれか一項に記載のイヤホン用スピーカ。
【請求項６】
前記開口部は、前記保護部材の前側の前記音道に向って開口した、
請求項１から４のいずれか一項に記載のイヤホン用スピーカ。
【請求項７】
前記開口部は、前記振動板と前記保護部材との間の前記音道に向って開口した、
請求項１から４のいずれか一項に記載のイヤホン用スピーカ。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載のスピーカと、
前記挿入部を有する筐体と、
を備えたイヤホン。
【請求項９】
前記挿入部に装着され、内部に音道を有したイヤーピースを、
備えた請求項８に記載のイヤホン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、外耳道に挿入するタイプのイヤホンに用いるスピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載されるようなイヤホンは、小型のスピーカを収容する筐体に円筒状のポートが設けられ、前記ポートの外周にイヤーピースが取り付けられる構造となっている。また、音声信号はケーブルを介して外部からスピーカに供給され、スピーカから発生した音はポートおよびイヤーピースで形成される音道を通過して外耳内に伝えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１５７７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
昨今では、イヤホンに用いられるスピーカを外耳道に挿入するポート内に配置する試みが成されている。ところが、このようなイヤホンを外耳道に装着した場合、スピーカの振動板と鼓膜との距離が短いため、聴感音質上耳障りな音の発生を抑制することが困難であるとの課題が発生する。
【０００５】
そこで、本発明は、スピーカを鼓膜に近い位置に配置された場合でも、耳障りな音の発生を抑制しうるイヤホン用のスピーカの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の１つであるイヤホン用のスピーカは、人の外耳道に挿入される筒状の挿入部の内方に配置され、振動板を有したスピーカ本体部と、前記振動板の前側に配置され、前記振動板が発する音を通過させる音道に向かって開口する開口部を有する共振空間を形成し、かつ前記前記音を通過させる貫通孔を有し、前記振動板を保護する環状の保護部材とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るイヤホン用スピーカは、保護部材によりヘルムホルツの共振作用を利用することができ、耳障りな音の発生を抑制することができる。また、保護部材により露出状態に近い位置に配置される振動板が指などにより触れられることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態に係るイヤホンの外観示す斜視図である。
【図２】実施の形態に係るイヤホンを分解して示す斜視図である。
【図３】実施の形態に係るイヤホンのスピーカ部分を分解して示す斜視図である。
【図４】実施の形態に係るイヤホンの断面を示す図である。
【図５】本実施の形態の保護部材を分解して背面から示す斜視図である。
【図６】本実施の形態の保護部材のカバー部を省略して基体部を示す平面図である。
【図７】保護部材の別例をカバー部を省略して示す平面図である。
【図８】開口部の位置が異なる保護部材の別例を分解して示す斜視図である。
【図９】別例の保護部材を装着したスピーカ本体部の断面図である
【図１０】開口部の位置が異なる保護部材を別例を分解して示す斜視図である。
【図１１】別例の保護部材を装着したスピーカ本体部の断面図である
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一態様に係るイヤホンについて、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、処理、処理の順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１０】
図１は、実施の形態に係るイヤホンの外観示す斜視図である。図２は、実施の形態に係るイヤホンを分解して示す斜視図である。図３は、実施の形態に係るイヤホンのスピーカ部分を分解して示す斜視図である。図４は、実施の形態に係るイヤホンの断面を示す図である。これらの図に示すように、イヤホン１００は、人の外耳道に挿入して保持されるタイプのイヤホンであって、筐体１１０と、スピーカ１２９と、イヤーピース１４０とを備えている。また本実施の形態の場合、イヤホン１００は、左右の耳に配置されるスピーカ１２９もワイヤーで接続されていないワイヤレスのイヤホンであり、通信機能を備えた回路基板１５１と、バッテリー１５２とを備えている。
【００１１】
筐体１１０は、スピーカ１２９、回路基板１５１、およびバッテリー１５２などを収容する構造部材であり、筐体本体１１１と蓋体１１２とを備えている。筐体１１０は、人の外耳道に挿入される筒状の挿入部１１３を備えている。挿入部１１３の先端にはイヤーピース１４０と係合するために外方に突出したフランジ部１１４を備えている。なお、挿入部１１３は、人の外耳道内に完全に挿入されるものでなくても良く、挿入部１１３の一部のみ挿入されるものでも構わない。また、挿入部１１３は、イヤーピース１４０を介して外耳道に保持されるものでもかまわない。
【００１２】
イヤーピース１４０は、挿入部１１３に着脱可能に装着されて保持され部材であり、人の外耳道に直接挿入されて、イヤホン１２０を外耳道内に保持する。また、イヤーピース１４０は、スピーカ本体部１２０が発する音を外耳道内に導く音道１３９を備えている。音道１３９とは、図４に示すように、スピーカ１２９の振動板１２１（後述）からイヤーピース１４０が保持された耳の鼓膜までの空間であって、振動板１２１から発生した音が鼓膜まで通過する空間を示している。イヤーピース１４０は、人の外耳道の相違をカバーすることができる柔軟性と復元性を備えた樹脂などで形成されている。
【００１３】
スピーカ１２９は、電気的な音響信号を人が聞こえる音に変換する電気音響変換器であって、本実施の形態の場合、スピーカ本体部１２０と、保護部材１３０を備えている。
【００１４】
スピーカ本体部１２０は、筒状の挿入部１１３の内方に配置可能な小型のスピーカである。スピーカ本体部１２０の大きさは詳細に限定されるものではないが、例えば、人の外耳道に挿入される程度の大きさの挿入部１１３の内方に配置するためには直径が６ｍｍ程度の大きさである。本実施の形態の場合、スピーカ本体部１２０は、回路基板１５１からの音声信号に基づき音を発生する装置であり、図４に示すように、振動板１２１と、フレーム１２３と、ボイスコイル１２４と、磁気回路１２５とを備える。なお、イヤホン１００において、イヤホン１００から音が放出される側を前面側とし、その反対方向を背面側とする。
【００１５】
振動板１２１は、固定されたボイスコイル１２４の振動により振動し、ボイスコイル１２４に入力された音声信号を音に変換する部材である。本実施の形態の場合、振動板１２１は、前面側から見た場合の中央付近が外周縁よりも前面側に膨出した形状を有する。
【００１６】
振動板１２１の外周には、振動板１２１よりも柔軟なエッジが取り付けられている。エッジにより振動板１２１の振動を許容し、ボイスコイル１２４に信号が入力されていない場合、エッジにより振動板１２１を中立に維持している。
【００１７】
エッジの外周縁には外周リングが設けられている。外周リングがフレーム１２３に固定されることで、エッジを介して振動板１２１がフレーム１２３に支持されている。なお、本明細書において、振動板とは筐体に保持された環状の部分より内側の部分を指すものとしている。従って本実施の形態の場合、振動板１２１にはエッジも含まれる
フレーム１２３は、スピーカ本体部１２０の構造的基礎となる部材であり、形状は筒状である。フレーム１２３は、前面側の端部で振動板１２１を支持し、内部に、ボイスコイル１２４、磁気回路１２５を収容する。
【００１８】
磁気回路１２５は、磁気ギャップに定常的な磁束を発生させる回路であり、ボイスコイル１２４の管軸と同軸の貫通孔状の孔が設けられている。磁気回路１２５は、図４に示すように、プレート１２６、マグネット１２７、および、ヨーク１２８を備えている。なお、本実施の形態の場合、磁気回路１２５は、外磁型を示しているが、磁気回路１２５は、内磁型であってもよい。
【００１９】
プレート１２６は、円形板状で中央に貫通孔が形成された軟磁性体からなる部材である。プレート１２６は、その一方の面がマグネット１２７の一端面と対向した状態で接着剤などにより固定されている。
【００２０】
マグネット１２７は、円形環状で中央にヨーク１２８の一部が貫通する貫通孔が形成されている永久磁石である。マグネット１２７は、振動板１２１側の面がＮ極、および、Ｓ極の一方であり、ヨーク１２８側の面がＮ極、および、Ｓ極の他方となっている。マグネット１２７の振動板１２１側の面にはプレート１２６が固定されており、背面側には、ヨーク１２８が固定されている。具体的には、プレート１２６、マグネット１２７およびヨーク１２８は、互いに接着剤により固定されている。なお、プレート１２６、マグネット１２７およびヨーク１２８は、必ずしも接着剤で固定されていなくてもよく、ネジ、リベットなどの締結部材を用いて固定されていてもよい。
【００２１】
ヨーク１２８は、プレート１２６との間で磁気ギャップを形成する部材であり、円環形状の底部と、底部からプレート１２６まで延在し、底部の中心孔と連通する筒状のセンターポールとを備えている。センターポールの先端外周部とプレート１２６の内周部との間で磁気ギャップが形成されている。
【００２２】
ボイスコイル１２４は、金属性の線材が複数回環状（円筒形状）に巻回されることにより構成されるコイル状の部材である。ボイスコイル１２４は、回路基板１５１から音声信号が入力される入力端子を有する。ボイスコイル１２４は、一端部が磁気回路１２５の磁気ギャップに挿入され、他端部が振動板１２１と固定されている。具体的には、ボイスコイル１２４は、振動板１２１の外周縁よりも内側の部位に固定されている。
【００２３】
なお、ボイスコイル１２４は、ボビンに巻き付けられても良く、ボビンを介して振動板１２１に固定されていてもよい。そして、ボイスコイル１２４へ供給された信号に応じて振動板１２１が振動して、振動板１２１から音が放出される。なお、振動板１２１から放出された音は、音道１３９を介して鼓膜へと導かれる。
【００２４】
保護部材１３０は、スピーカ本体部１２０の前面側に配置され、スピーカ本体部１２０の振動板１２１を保護する環状の部材である。保護部材１３０の中心に設けられる貫通孔１３１は、スピーカ本体部１２０の振動板１２１が発する音をイヤーピース１４０が形成する音道１３９を介して鼓膜まで通過させる空間であり、音道１３９の一部を形成している。また、保護部材１３０の内部には、音道１３９に向かって少なくとも一箇所は開口する開口部１３３を有する共振空間１３２が設けられている。なお、本実施の形態において開口部１３３は、貫通孔１３１に向って開口している。つまり、貫通孔１３１が形成する音道１３９と共振空間１３２とは、開口部１３３を介して連通している。この構成により、開口部１３３の位置における音道１３９の開口面積と貫通孔１３１の開口面積の比を大きくできるため、より大きな効果が期待できる。
【００２５】
保護部材１３０は、振動板１２１の周縁の外周リングが取り付けられている部分を挟むようにしてスピーカ本体部１２０のフレーム１２３の前面側へ取り付けられている。そして、保護部材１３０と振動板１２１との間の空間も音道１３９を構成する。すなわち、音道１３９は、イヤーピース１４０から鼓膜までの空間、保護部材１３０の前面側のイヤーピース１４０で囲まれる空間、保護部材１３０に囲まれた貫通孔１３１、保護部材１３０と振動板１２１との間の空間を有している。この構成により、開口部１３３が前面に露出しない構造となり、異物が開口部１３３から共振空間１３２に侵入しにくくなる。
【００２６】
図５は、本実施の形態の保護部材を分解して背面から示す斜視図である。図６は、保護部材のカバー部を省略して基体部を示す平面図である。これらの図に示すように本実施の形態の保護部材１３０は、共振空間１３２を形成する溝を備えた基体部１３４と、基体部１３４に設けられた溝を覆うように配置され、片面に付与された粘着剤により基体部１３４に貼り付けられる平板環状のカバー部１３５とで形成されている。そして、保護部材１３０は、基体部１３４が前方に向いて配置されている。すなわち、基体部１３４の溝が背面側に向いて配置され、その結果カバー部１３５は、振動板１２１と対向して配置される。
【００２７】
保護部材１３０が形成する共振空間１３２は、開口部１３３以外は封鎖された環状であり音道を形成する貫通孔１３１を取り囲むように配置されている。また本実施の形態の場合、共振空間１３２は、遮断壁１３６により環状の連通が遮断された状態となっている。また、開口部１３３から共振空間１３２に突出する突出部１３７が備えられている。
【００２８】
保護部材１３０を形成する材質は、特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、保護部材１３０は、樹脂で形成されている。また、基体部１３４をカバー部１３５とは別体に形成することで、共振空間１３２を形成するための溝を容易に形成することが可能となる。従って、所望のヘルムホルツの共振作用を実現するための共振空間１３２の形状を容易に作成することが可能となる。
【００２９】
ただし、本実施形態における共振空間１３２の共振周波数は、一般的なヘルムホルツ共鳴体の共振周波数を求める数式によって算出される共振周波数とは異なっている。これは壁面に近い空気はその粘性によって運動速度が制限されることで開口部の壁面付近と中央付近では空気の粒子速度に差が生じ、疑似的に開口面積が縮小するためなどによって生じると推測される共振空間１３２の共振周波数を求めるための補正式にて算出している。
【００３０】
以上の様に、外耳道に挿入される挿入部１１３の内方に配置されるスピーカ本体部１２０の前面に共振空間１３２を備えた保護部材１３０を配置することにより、ヘルムホルツの共振作用を利用して、任意の共振周波数におけるピーク音圧を減衰させることが可能となる。従って、耳障りな音の発生を抑制することができる。
【００３１】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。
【００３２】
例えば、保護部材１３０は、図７に示すように、遮断壁１３６を備えず、環状に連通した共振空間１３２を形成しても構わない。また、開口部１３３の周縁に突出部１３７を設けなくても構わない。また、開口部１３３の形状も矩形に限定されるものでもない。
【００３３】
保護部材１３０に設ける開口部１３３の位置は、貫通孔１９１に向かって開口する位置に限定されない。例えば、図８、図９に示すように、保護部材１３０のカバー部１３５に開口部１３３が形成され、カバー部１３５と振動板１２１との間の音道１３９に向かって開口部１３３が開口しても構わない。
【００３４】
また、図１０、図１１に示すように、保護部材１３０の基体部１３４に貫通孔１３１に沿って開口部１３３が形成され、イヤーピース１４０が形成する音道１３９や外耳道に向かって開口部１３３が開口しても構わない。
【００３５】
これらのように、開口部１３３が開口する位置を調整することにより、挿入部１１３やイヤーピース１４０と組み合わせてより広範な共振周波数への対応が可能となる。
【００３６】
また、共振空間１３２は、スパイラル状であっても構わない。これにより長さ（深さ）の長い（深い）共振空間１３２を形成することが可能である。
【００３７】
また、保護部材１３０は、複数の開口部１３３を備え、それぞれの開口部１３３に連通する複数の共振空間１３２を備えても構わない。
【００３８】
また、イヤホン１００は、完全なワイヤレスばかりでなく、二つのスピーカ本体部１２０がワイヤーで接続されたものでもよく、また、音声信号を出力する出力装置とワイヤーで接続されるものでもかまわない。
【００３９】
また、フレーム１２３を備えるスピーカ本体部１２０を例示したが、筐体１１０をフレームとして用いても構わない。
【００４０】
また。保護部材１３０は、スピーカ本体部１２０に取り付けられるものとして説明したが、保護部材１３０は、筐体１１０の挿入部１１３の端部などに取り付けられても構わない。
【００４１】
また、保護部材１３０の前面は、挿入部１１３の前面端とほぼ同じ位置としているが、挿入部１１３の前面端は保護部材１３０の前面よりも前面側へ突出していても構わない。なおこの場合、保護部材１３０の前面側であり挿入部１１３に囲まれた空間も、音道１３９を構成する。あるいは、保護部材１３０の前面は、挿入部１１３の前面端よりも前面側へ突出していても構わない。
【００４２】
また、振動板１２１の形態は上記に限られない。振動板１２１は、たとえば中央部が外周部より凹んでいたり平坦であっても良い。
【００４３】
また、カバー１３５は、粘着剤により基体部１３４に貼り付けた構成に限られず、接着剤で固定しても良い。
【００４４】
また、プレート１２６やヨーク１２８はマグネット１２７に固定された構成に限られない。ヨーク１２８やプレート１２６は、たとえばマグネット１２７の磁力によって吸着された状態で、フレーム１２３へ収納されて支持された構成としても良い。
【００４５】
また、スピーカ本体部１２０の磁気回路は、外磁型であるが、内磁型であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、外耳道に挿入される挿入部にスピーカが配置されるインナーイヤー型のイヤホンに利用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１００  イヤホン
１１０  筐体
１１１  筐体本体
１１２  蓋体
１１３  挿入部
１１４  フランジ部
１２０  スピーカ本体部
１２１  振動板
１２３  フレーム
１２４  ボイスコイル
１２５  磁気回路
１２６  プレート
１２７  マグネット
１２８  ヨーク
１３０  保護部材
１３１  貫通孔
１３２  共振空間
１３３  開口部
１３４  基体部
１３５  カバー部
１３６  遮断壁
１３７  突出部
１４０  イヤーピース
１５１  回路基板
１５２  バッテリー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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