(57)【要約】【課題】使用者に大きなストレスを与えることなく、気圧変化により生じる耳痛を軽減しうる装置を提供する。【解決手段】耳当て装置１は、使用者の頭部又は頸部に係止されるアーム３と、アーム３の両端に設けられ、使用者の耳介２７の少なくとも一部を覆うとともに、各々が使用者の耳内を温める発熱体を有する一対の本体部５と、気圧情報、高度情報、又は前記高度情報を含む位置情報に基づいて発熱体の動作を制御する制御部１９とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の頭部又は頸部に係止されるアームと、
前記アームの両端に設けられ、使用者の耳介の少なくとも一部を覆うとともに、各々が前記使用者の耳内を温める発熱体を有する一対の本体部と、
気圧情報、高度情報、又は前記高度情報を含む位置情報に基づいて前記発熱体の動作を制御する制御部とを備えている耳当て装置。
【請求項２】
請求項１に記載の耳当て装置において、
前記制御部は、前記気圧情報に基づいて、前記外部の気圧上昇が所定の範囲を超えた場合、又は前記高度情報に基づいて、高度の減少が所定の範囲を超えた場合に前記発熱体の少なくとも前記耳介に面した部分を発熱動作させて前記耳介を温めさせることを特徴とする耳当て装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の耳当て装置において、
前記発熱体は、第１の主面が前記耳介に向けて配置されたペルチェ素子であり、
前記制御部は前記ペルチェ素子に対する通電極性を切り替えることによって、前記第１の主面を発熱面又は吸熱面に変化させることを特徴とする耳当て装置。
【請求項４】
請求項３に記載の耳当て装置において、
前記制御部は、前記気圧情報に基づいて、前記外部の気圧減少が所定の範囲を超えた場合、又は前記高度情報に基づいて、高度の上昇が所定の範囲を超えた場合に、前記ペルチェ素子に通電を開始させ、前記耳介に向いた前記第１の主面を吸熱面にさせることを特徴とする耳当て装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の耳当て装置において、
前記ペルチェ素子は、前記耳介側から見た中心部に開口部が形成されており、
前記開口部内には、断熱材を間に挟んで音声を出力する音響部品が設けられていることを特徴とする耳当て装置。
【請求項６】
請求項３又は４に記載の耳当て装置において、
前記一対の本体部の各々は、
少なくとも前記ペルチェ素子を内側に収納し、吸気口及び排気口が形成されたケースと、
前記排気口内であって、前記ペルチェ素子の前記第１の主面に対向する第２の主面側に設けられ、前記吸気口から流入した空気を前記排気口から排出させるファンと、
前記ケースの前記耳介に面する部分に接合され、前記耳介に当接されるイヤーパッドとをさらに有することを特徴とする耳当て装置。
【請求項７】
請求項６に記載の耳当て装置において、
前記ケースは、前記ペルチェ素子から見て前記第２の主面側に位置する円筒部分を有しており、
前記排気口は、前記円筒部分に連設されるとともに前記第２の主面から見て鉛直方向に設けられ、
前記ファンは、前記排気口に収納され、
前記吸気口は、前記円筒部分の側壁に設けられ、前記ペルチェ素子の側方に位置することを特徴とする耳当て装置。
【請求項８】
請求項１〜７のうちいずれか１つに記載の耳当て装置において、
前記一対の本体部の各々は、前記ケース内に収納され、前記発熱体の前記耳介に面する側に配置された送風機をさらに有していることを特徴とする耳当て装置。
【請求項９】
請求項１〜８のうちいずれか１つに記載の耳当て装置において、
前記位置情報は高度情報であり、
少なくとも外部の気圧を検知し、検知結果から得られた前記気圧情報又は前記高度情報を前記制御部に送信する第１のセンサをさらに備えていることを特徴とする耳当て装置。
【請求項１０】
請求項１〜８のうちいずれか１つに記載の耳当て装置において、
人工衛星から電波を受信して位置情報を算出し、算出された前記位置情報を前記制御部に出力する位置情報出力手段をさらに備えていることを特徴とする耳当て装置。
【請求項１１】
請求項４に記載の耳当て装置において、
前記制御部は、前記気圧情報に基づいて、外部の気圧が安定したと判断した場合、又は前記位置情報に基づいて、高度が安定したと判断した場合に、前記ペルチェ素子の前記第１の主面を吸熱面とする動作を停止させることを特徴とする耳当て装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の耳当て装置において、
前記本体部内の、前記発熱体から見て前記耳介に向かう位置に、少なくとも温度を検知する第２のセンサをさらに備えており、
前記制御部は、前記第２のセンサによって検知された温度が所定の下限値を下回った場合に前記ペルチェ素子の前記第１の主面を発熱面にさせることを特徴とする耳当て装置。
【請求項１３】
請求項１〜１１のうちいずれか１つに記載の耳当て装置において、
前記制御部は、前記アームに設けられていることを特徴とする耳当て装置。
【請求項１４】
請求項９に記載の耳当て装置において、
前記第１のセンサは前記アームに設けられていることを特徴とする耳当て装置。
【請求項１５】
請求項１〜１１、１３、１４のうちいずれか１つに記載の耳当て装置において、
前記本体部内の、前記発熱体から見て前記耳介に向かう位置に、少なくとも温度を検知する第２のセンサをさらに備えていることを特徴とする耳当て装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の耳当て装置において、
前記制御部は、前記第２のセンサによる検知結果を受信し、検知された温度が所定の範囲を外れた場合に前記発熱体への通電を停止させることを特徴とする耳当て装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のうちいずれか１つに記載の耳当て装置において、
入力された指示に従って、前記制御部に停止信号又は動作信号を出力する指示入力部をさらに備え、
前記制御部は、前記停止信号を受信した場合には前記発熱体の動作を停止させ、前記動作信号を受けた場合には前記発熱体を動作させることを特徴とする耳当て装置。
【請求項１８】
請求項６〜８のうちいずれか１つに記載の耳当て装置において、
前記イヤーパッドは、前記ケースに対して取り外し可能に接合されていることを特徴とする耳当て装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示された技術は、耳当て装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
飛行機の上昇時又は下降時に、急激な気圧変化によって耳内に痛みを生じることがある。この症状は航空性中耳炎と呼ばれ、症状が一過性で済む場合が多いものの、着陸後も長期間痛みが続く場合や、鼓膜の破裂が生じる場合もある。
【０００３】
鼓膜の内側にある中耳には少量の空気が入っており、耳管と呼ばれる管で咽頭部につながっている。耳管は通常閉じているが、外部の気圧が変化した場合に開き、中耳と咽頭部とを導通させる。これにより、鼓膜を挟んで中耳側と外耳側の圧力が等しくなる。
【０００４】
しかし、生まれつき耳管が細い場合や、鼻炎等で耳管が狭窄している場合には、耳管を通して通気することができない。その結果、機体の上昇時には鼓膜の内側（中耳）の気圧が外耳側の気圧より高くなり、機体の下降時には中耳の気圧が外耳側の気圧より低くなることで、それぞれ鼓膜が引っ張られる。このことが、航空性中耳炎の原因と考えられている。中耳内の気圧が外部の気圧より高い場合は比較的耳管が開きやすいが、中耳内の気圧が外部の気圧より低い場合は耳管が開きにくいので、機体の上昇時よりも下降時の方が症状が重篤になりやすい。
【０００５】
特許文献１には、カップハウジング内の空室に温水等の熱源を入れた状態で当該カップハウジングを耳に当てることで航空性中耳炎の症状を軽減する装置が記載されている。また、特許文献２には、航空性中耳炎の解消を目的とする耳栓が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表平０３−５０４９２９号公報
【特許文献２】特表平１１−５１３２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、航空性中耳炎が生じる際の鼓膜の中耳側と外耳側の気圧の関係は、機体の上昇時と下降時とでは逆になる。これに対し、特許文献１に記載された装置では、耳を温めることしかできないので、適切に使用しない場合、かえって中耳と外耳との気圧差を大きくする可能性がある。また、近年は飛行機内への液体の持ち込み制限が厳しくなっており、特許文献１に記載された装置を機内に持ち込むことができないおそれがある。
【０００８】
一方、特許文献２に記載された耳栓（以下、「従来の耳栓」と称する）を用いた場合、中耳と外耳との間の気圧変化の速度は当該耳栓を用いない場合に比べて緩やかになっている。しかし、従来の耳栓を用いた場合でも外耳道の気圧はボア（孔）を介して最終的には外部の気圧と等しくなる。このため、耳管が完全に閉塞している場合には耳痛が生じてしまうことになる。また、特許文献１に記載の装置も従来の耳栓も、使用中に外部の音や音楽等を聴くことができないので、使用者は大きなストレスを感じることになる。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、使用者に大きなストレスを与えることなく、気圧変化により生じる耳痛を軽減しうる装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の一例に係る耳当て装置は、使用者の頭部又は頸部に係止されるアームと、前記アームの両端に設けられ、使用者の耳介の少なくとも一部を覆うとともに、各々が前記使用者の耳内を温める発熱体を有する一対の本体部と、気圧情報、高度情報、又は前記高度情報を含む位置情報に基づいて前記発熱体の動作を制御する制御部とを備えている。
【発明の効果】
【００１１】
本開示の一例に係る耳当て装置によれば、使用者に大きなストレスを与えることなく、気圧変化により生じる耳痛を軽減しうる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１（ａ）は、本開示の一実施形態に係るヘッドホンの外観を示す斜視図であり、（ｂ）は、当該ヘッドホンのうち本体部を拡大して示す斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、一実施形態に係るヘッドホンの本体部を装着時の耳介側から見た平面図であり、（ｂ）は、本体部を耳介側とは逆側から見た平面図であり、（ｃ）は、本体部の吸気口を通る断面を示す図である。
【図３】図３は、本体部の具体構成を示す分解斜視図である。
【図４】図４は、航空機の離陸から着陸までの間の飛行時間と飛行高度との関係の一例、及び飛行時間と機内の気圧との関係の一例とを併せて示す図である。
【図５】図５は、航空機の離陸から着陸までの間での制御部によるペルチェ素子の制御の一例を示すフローチャートである。
【図６】図６（ａ）は、一実施形態に係るヘッドホンの第１の変形例における指示入力部を概略的に示す平面図であり、（ｂ）は、当該ヘッドホンの第２の変形例における本体部の構成を示す断面図である。
【図７】図７（ａ）は、一実施形態に係るヘッドホンの第３の変形例での本体部において、ケースとイヤーパッドとの接合様式を示す斜視図であり、（ｂ）は、当該変形例におけるケースとイヤーパッドとの接合部分を拡大して示す断面図である。
【図８】図８（ａ）〜（ｅ）は、一実施形態に係るヘッドホンの第４の変形例におけるイヤーパッドとケースとの接続構造を示す図である。
【図９】図９（ａ）は、一実施形態に係るヘッドホンの第５の変形例における本体部を示す斜視図であり、（ｂ）は、当該ヘッドホンの第６の変形例を示す図である。
【図１０】図１０（ａ）、（ｂ）は、一実施形態に係るヘッドホンの第７の変形例における本体部を示す側面図であり、（ｃ）は、アームの接続部と本体部との接合構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本願発明者は、航空性中耳炎の解消を目指して種々の検討を重ねたところ、機体降下時に耳を温めることで航空性中耳炎の症状を効果的に緩和できることが分かった。当該処置で症状を緩和できる理由は、耳を温めることで外耳及び中耳の組織が温められて中耳内の空気が膨張し、鼓膜の中耳側と内耳側との気圧差が小さくなるためと推定された。なお、外耳道内の空気も中耳内の空気と同様に熱によって膨張するが、外耳道は外部（機内）と連絡しているため、外耳道内の気圧は外部の気圧とほぼ同じになると考えられる。
【００１４】
また、本願発明者は、機体上昇時の耳痛を緩和するためには降下時とは逆に耳を冷やすのが有効であることも見出した。当該処置で症状を緩和できる理由は、耳を冷やすことで外耳及び中耳の組織が冷やされて中耳内の空気が収縮し、鼓膜の中耳側と内耳側との気圧差が小さくなるためと推定された。
【００１５】
本願発明者は、機体の上昇時と下降時で航空性中耳炎に対する措置が異なることから、機内の圧力又は高度に応じて加温又は冷却を適切に制御できる耳当て装置によって航空性中耳炎を効果的に予防若しくは緩和することができることに想到した。
【００１６】
また、中耳に炎症を生じていなくても、鼓膜内外の圧力差によって鼓膜が引っ張られると耳に痛みや不快感を感じることがあるが、上記耳当て装置によればこのような痛みや不快感も効果的に予防若しくは緩和できると考えられる。以下、本開示に係る耳当て装置の一例であるヘッドホンについて説明する。
【００１７】
（実施形態）
−ヘッドホンの構成−
図１（ａ）は、本開示の一実施形態に係るヘッドホン１の外観を示す斜視図であり、（ｂ）は、当該ヘッドホン１のうち本体部５を拡大して示す斜視図である。
【００１８】
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態に係るヘッドホン１は、使用者の頭部又は頸部に係止されるアーム３と、アーム３の両端に設けられ、使用者の耳介２７の少なくとも一部を覆うとともに、各々が使用者の耳内を温める発熱体（図示せず）を有する一対の本体部５と、気圧情報、高度情報、又は高度情報を含む位置情報に基づいて発熱体の動作を制御する制御部１９とを備えている。
【００１９】
アーム３の任意の位置には、少なくとも外部（例えば航空機内）の気圧を検知し、検知結果から得られた気圧情報又は航空機等の高度情報を制御部１９に送信する第１のセンサが設けられている。図１（ａ）に示す例では、第１のセンサとして気圧情報を送信する気圧センサ１５が設けられているが、これに代えて検知した気圧情報に基づいて高度情報を算出及び送信する高度センサが設けられていてもよい。また、気圧センサ１５が高度センサを兼ねていてもよい。
【００２０】
なお、第１のセンサと併せて、あるいは第１のセンサに代えて、global positioning system(ＧＰＳ)のように、人工衛星から電波を受信し、当該電波を用いて算出した位置情報（高度情報を含む）を制御部１９に出力する位置情報出力手段が設けられていてもよい。この場合、例えば、位置情報出力手段は、電波を受信する受信部と、受信した電波を基に三次元上の位置を算出する演算部と、制御部１９に高度情報を含む位置情報を出力する出力部とを有する。ＧＰＳでは、受信部が複数の人工衛星からの電波を受信することで、航空機の三次元上の位置を算出することができる。
【００２１】
航空機内においては、高度が高くなって気圧が所定値（概ね０．８〜０．９気圧（８１０．６〜９１１．９ｈＰａ））を下回るとそれ以上気圧が低下しないように調整されるが、それまでは高度が上昇するに従って気圧が低下するので、気圧の測定値に基づいて高度を概算することができる。外部（すなわち機内）の気温が得られる場合、高度センサは気圧情報と温度情報の両方を用いてより正確な高度を算出することが可能となる。
【００２２】
なお、第１のセンサは本体部５に設けられていてもよいが、アーム３等、本体部５以外の場所に設けられていれば、発熱体の熱による影響を抑えることができるので、好ましい。一例としては、第１のセンサはアーム３の両端部近くの位置に設けられていてもよいし、円弧状のアーム３の頂点部分外側に設けられていてもよい。
【００２３】
アーム３の任意の位置には、外部の温度又は本体部５（発熱体）の温度を検知する温度センサ１７が設けられていてもよい。発熱体の温度を検知する場合、温度センサ１７としては、例えば赤外線を検知する非接触型の温度センサを採用することができる。温度センサ１７は本体部５内に設けられていてもよい。しかし、温度センサ１７が外部の気温を検知する場合には、発熱体で生じる熱の干渉を抑え、正確に温度を測定するために温度センサ１７はアーム３等、本体部５以外の場所に設けられることが好ましい。
【００２４】
また、制御部１９も気圧センサ１５と同様に、設けられる位置に制限はないが、アーム３等、本体部５以外の場所に設けられていれば、発熱体の熱による影響を抑えることができるので、好ましい。
【００２５】
略円弧状のアーム３の両端は、それぞれ本体部５の側面に沿って二股に分かれ、本体部５を挟持するための接続部２１となっている。本体部５の両側の側面部が接続部２１に固定部材により接合されていることにより、各本体部５は、両側の接合部分を軸として回転自在に支持される。
【００２６】
また、本体部５には、イヤホン用のプラグ１３に接続されたコード９（コード用接続部材）が取り外し可能な状態で取り付けられている。航空機においては、機体の差し込み口にプラグ１３を差し込むことで、コード９を介してヘッドホン１に音声データや駆動電力が供給される。なお、コード９を本体部５から取り外した場合は、ヘッドホン１に内蔵される電池によって駆動されてもよい。
【００２７】
図２（ａ）は、本実施形態に係るヘッドホン１の本体部５を装着時の耳介側から見た平面図であり、（ｂ）は、本体部５を耳介側とは逆側から見た平面図であり、（ｃ）は、本体部５の吸気口２５を通る断面を示す図である。図３は、本体部５の具体構成を示す分解斜視図である。本体部５は上述のように回転可能な状態でアーム３に支持されているので本体部５の向きは変わりうるが、以下の説明では装着時における本体部５及びその構成部材の耳介に向かう面を便宜的に「前面」と称し、本体部５及びその構成部材の前面とは逆の面を「背面」と称するものとする。
【００２８】
図１（ｂ）及び図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、本体部５は、円筒部分を有し、吸気口２５及び排気口１１が設けられたケース４７と、ケース４７の前面側に接合され、使用時に耳介２７に当接される、例えばリング状のイヤーパッド７とを有している。ケース４７は、例えば硬質プラスチック等で構成され、イヤーパッド７は、例えばウレタンやシリコンゴム、スポンジ等、柔軟性のある材料で構成される。
【００２９】
また、本実施形態の本体部５は、発熱体として、ケース４７内に収納されたペルチェ素子３９を有している。ペルチェ素子３９は第１の主面と、これに対向する第２の主面とを有する板状の素子であり、電力を供給することで一方の主面が発熱面、他方の主面が吸熱面となる。また、ペルチェ素子３９に対する通電極性を切り替えることによって、発熱面と吸熱面とを切り替えることができる。このため、例えばペルチェ素子３９の第１の主面が前面（耳介に向いた面）になるようペルチェ素子３９を配置した場合、第１の主面を発熱面とすることで耳を温めることができ、第１の主面を吸熱面とすることで耳を冷やすことができる。
【００３０】
また、ケース４７は、上述のペルチェ素子３９から見て第２の主面側に位置する円筒部分と、当該円筒部分に連設されるとともに、例えばペルチェ素子３９の第２の主面から見て背面側の鉛直方向の位置に設けられた筒状の排気口１１とを有している。排気口１１内には、ペルチェ素子３９の第２の主面側に配置され、吸気口２５から流入した空気を排出するファン３７が設けられている。また、排気口１１の背面側端部には、保護網２３が設置されている。
【００３１】
また、本体部５は、ペルチェ素子３９の第２の主面（背面）に接し、金属等、熱の良導体で構成されたヒートシンク４５と、ペルチェ素子３９の第１の主面に接する伝熱材４１と、筒状又はキャップ状の断熱材４３と、音声を出力するスピーカ等の音響部品３１と、ケース４７の前面側に設けられた保護布３５とをさらに有している。音響部品３１の背面は、断熱材４３に覆われていてもよいし、覆われていなくてもよい。また、音響部品３１に接続される配線は、例えばグラスウール等の断熱材で覆われていてもよい。
【００３２】
ヒートシンク４５の背面側には、例えば複数のフィン４５ａが設けられており、吸気口２５は、隣り合うフィン４５ａ同士の間の空間と連通するように設けられている。この配置によれば、吸気口２５から入った空気がヒートシンク４５のフィン４５ａ間を通って滞りなく排気口１１に排出される。
【００３３】
本実施形態の本体部５では、ペルチェ素子３９の中央部には開口部が形成されており、当該開口部内に断熱材４３を間に挟んで音響部品３１が設けられている。断熱材４３がキャップ状である場合、音響部品３１は、配線が通る部分を除き断熱材４３によって側面及び背面を覆われている。このような構成によれば、断熱材４３がペルチェ素子３９で生じる熱を遮断するので、熱による音響部品３１の故障を防ぐとともに、音質の低下を防ぐことができる。また、断熱材４３は、開口部を通したペルチェ素子３９の発熱面と吸熱面の熱交換を防ぐことで、加熱効率又は冷却効率が低下するのを防ぐ役割も果たしている。
【００３４】
なお、排気口１１及び吸気口２５の位置は特に限定されないが、一対の吸気口２５が円筒部分の側面であって、ペルチェ素子３９の側方に設けられるとともに、排気口１１がペルチェ素子３９から見て第２の主面の鉛直方向に配置されていれば、ペルチェ素子３９で生じた熱をヒートシンク４５を介して効果的に放散できるので、好ましい。この際、接続部２１と本体部５との接合部分同士を結ぶ線と、一対の吸気口２５の中央付近同士を結ぶ線とは、ほぼ直行するように吸気口２５は配置される。
【００３５】
ここで、ファン３７の平面サイズをヒートシンク４５の外形平面サイズよりも小さくすれば、吸気口２５から流入した空気をより確実にヒートシンク４５に触れさせることができる。なお、吸気口２５はケース４７の側面の両側に少なくとも１つずつ設けられていればよく、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、片側につき複数の吸気口２５がケース４７の円筒周面に沿って配置されていてもよい。
【００３６】
また、金属等からなる伝熱材４１は、音響部品３１及び断熱材４３を収容する開口部を有し、例えばペルチェ素子３９の第１の主面上からケース４７の内周面上に広がっている。伝熱材４１を設けることにより、加温時にはペルチェ素子３９の第１の主面に生じた熱を効果的に耳介２７（及び耳の内部）に伝えることができ、冷却時には耳介２７（及び耳の内部）の熱を第１の主面に効果的に伝えることができるようになる。
【００３７】
なお、図３に示すように、音響部品３１には、カバー３０や振動板等が取り付けられており、プラグ１３及びコード９に電気的に接続された配線が接続されている。また、イヤーパッド７は接着剤等によってケース４７に固定されていてもよいが、後述するように、ケース４７から取り外すことができる状態で固定されていてもよい。
【００３８】
また、本体部５の前面側には、第２のセンサ２９が設けられていてもよい。第２のセンサ２９として、例えば耳介２７と本体部５との間の空間の気圧（以下、「本体内気圧」と称する）を検知する気圧センサ、及び発熱体の温度又は耳の温度を検知する温度センサの一方又は両方が設けられていてもよい。外部との温度差等によって本体内気圧が外部の気圧と多少ずれる可能性があるが、本体部５内に温度センサ及び気圧センサを設け、検知結果が制御部１９に伝達されることで、制御部１９がより適切に発熱体の動作を制御することが可能となる。
【００３９】
なお、第２のセンサ２９と併せて、あるいは第２のセンサ２９に代えて本体部５の背面側に発熱体の温度を検知する温度センサが設けられていてもよい。この温度センサは接触型、非接触型のいずれのセンサであってもよい。発熱体がペルチェ素子３９である場合、この温度センサによってペルチェ素子３９の第２の主面側の温度を精度良く検知することができる。
【００４０】
−制御部１９による発熱体の制御方法−
制御部１９は、例えば論理回路等が集積されてなる半導体チップ等で構成される。制御部１９は、気圧センサ１５、温度センサ１７、第２のセンサ２９から外部の気圧情報、高度情報、温度情報、本体部５と耳介２７の間の気圧情報、温度情報等を有線又は無線で受信し、これら情報に基づいて発熱体の少なくとも耳介２７に面した部分（第１の主面）を航空機等の降下時に発熱動作させることで、航空性中耳炎を予防し、あるいはその症状を緩和する。
【００４１】
本実施形態のヘッドホン１では、発熱体としてペルチェ素子３９を用いているので、制御部１９は、上記センサからの情報に基づいて航空機等の上昇時にペルチェ素子３９の第１の主面が吸熱面となるようにペルチェ素子３９の動作を制御する。これにより、耳の内部が冷やされ、航空機等の上昇時においても航空性中耳炎を予防し、あるいはその症状を緩和することができる。以下、制御部１９による制御の具体例を説明する。なお、制御部１９による制御方法は当該具体例に限定されるものではない。
【００４２】
図４は、航空機の離陸から着陸までの間の飛行時間と飛行高度との関係の一例（図中の線７５）、及び飛行時間と機内の気圧との関係の一例（図中の線７７）とを併せて示す図である。同図では、離着陸時の飛行高度が０ｍ、気圧が１０１３ｈＰａである例をモデルとして示しているが、離着陸時の飛行高度は離陸若しくは着陸する場所の高度であるので実際には０ｍとは限らず、気圧も離着陸する場所の高度と状況（天候等）によってこの例と若干異なる場合がある。
【００４３】
図４に示すように、一般的に、航空機が離陸すると、飛行高度が上がるにつれて機内の気圧は１５〜３０分間程度単調に減少し、機内の気圧は概ね０．８〜０．９気圧（８１０．６〜９１１．９ｈＰａ）程度になる。その後、機内の与圧装置によって航空機の高度が上昇しても機内の気圧はほぼ一定に保たれる。次いで、所定の高度に達し、安定飛行に入ると、高度は多少変動するものの、機内の気圧は概ね変化しない。次に、航空機が降下を始め、所定の高度を下回ると、機内の気圧は着陸するまで１５〜３０分間程度単調に上昇し、約１気圧（１０１３ｈＰａ）に戻る。
【００４４】
航空性中耳炎は機体の上昇又は下降が始まってから５〜１０分程度の間に発症することが多いので、制御部１９は、少なくとも上昇又は下降の開始から１０分以内、より好ましくは５分以内に機体の上昇又は下降を認識してペルチェ素子３９を動作させる。
【００４５】
図５は、航空機の離陸から着陸までの間での制御部１９によるペルチェ素子３９の制御の一例を示すフローチャートである。
【００４６】
まず、航空機に搭乗後、本実施形態のヘッドホン１を装着すると、例えば温度センサである第２のセンサ２９が体温を感知し、これに応じて制御部１９がヘッドホン１の電源をオンにする。ここで、電源がオン状態となっても未だペルチェ素子３９に電力は供給されない。
【００４７】
離陸後、機体が上昇すると、制御部１９は、気圧センサ１５（高度センサ）、温度センサ１７、第２のセンサ２９等のセンサから送信された機内の気圧情報、高度情報、機内温度情報、本体内気圧情報、本体内温度情報等に基づいて、機体が上昇しているか否かの判断をする（ステップＳ５０１）。なお、制御部１９によるこれらのセンサからの情報受信は、原則としてヘッドホン１の電源が投入されている間は継続して行われるが、必要な期間のみ情報を受信してもよい。
【００４８】
次に、制御部１９は、機内の気圧情報に基づいて、機内の気圧減少が所定の範囲を超えた場合、又は機体の高度情報に基づいて、高度の上昇が所定の範囲を超えた場合に、ペルチェ素子３９に通電を開始させ、耳介２７に向いた第１の主面を吸熱面にさせる（ステップＳ５０２）。なお、ＧＰＳ等の位置情報を用いる場合は制御部１９が、位置情報に含まれる高度情報に基づき、高度の上昇が所定の範囲を超えているか否かを判断する。
【００４９】
具体的には、機内の気圧減少が数分程度継続した場合、離陸してからの気圧減少幅が所定値に達した場合、又は高度の上昇が数分程度継続した場合、離陸してからの高度上昇幅が所定値に達した場合等に、制御部１９はペルチェ素子３９への通電を開始させる。このようにすることで、瞬間的に機体が上下する際等、耳を冷やす必要が無い場面でペルチェ素子３９が動作するのを防ぎ、機体上昇時にのみ耳を冷やして航空性耳痛の発生を抑えることができる。なお、制御部１９は、機体の上昇の有無を判断する際に、本体内気圧情報、本体内温度情報を補足的に用いてもよい。これは、以後の制御についても同様である。
【００５０】
次に、ペルチェ素子３９の動作中、制御部１９は温度センサ１７及び第２のセンサ２９からの温度情報を受け、ペルチェ素子３９の発熱面（ここでは第２の主面）の温度が許容範囲を超えた場合、及び吸熱面（ここでは第１の主面）側の温度（例えば耳介の温度）が許容範囲を下回った場合にペルチェ素子３９への通電を停止させる（ステップＳ５０３、Ｓ５０５）。
【００５１】
このように制御することで、使用者がやけどするのを防ぐとともに、ペルチェ素子３９自体が過熱して破損するのを防ぐことができる。また、耳が必要以上に冷却されるのを防ぐことができる。さらに、第１の主面が発熱する等、ペルチェ素子３９が誤動作するのも防ぐことができる。なお、この制御は制御部１９が行ってもよいし、ペルチェ素子３９に付属するサーモスタット等の接触式検知器によって自動的に行われていてもよい。
【００５２】
一方、ペルチェ素子３９の発熱面及び吸熱面の温度が許容範囲以内である場合、制御部１９はペルチェ素子３９への通電を継続させる。
【００５３】
なお、本ステップで、第２のセンサ２９が気圧を検知する場合には、耳穴に加わる気圧が所定の許容範囲を外れた場合に制御部１９がペルチェ素子３９への通電を停止させてもよい。また、ペルチェ素子３９が過熱するまでの限界の時間が分かっている場合等では、制御部１９が、ＧＰＳ等の位置情報からペルチェ素子３９の連続運転時間を推定し、過熱する前にペルチェ素子３９への通電を停止させることもできる。
【００５４】
次いで、ペルチェ素子３９への通電を継続させた場合、制御部１９は気圧情報に基づいて機内の気圧が安定したと判断した場合、又は高度情報に基づいて機体の高度が安定したと判断した場合に、ペルチェ素子３９への通電を停止させる（ステップＳ５０４、Ｓ５０６）。
【００５５】
一方、機内の気圧又は気体の高度が安定していないと制御部１９が判断した場合は、ペルチェ素子３９への通電は継続される（ステップＳ５０７）が、機内の気圧又は気体の高度が安定するまでステップＳ５０４とステップＳ５０６との間のループが繰り返される。
【００５６】
なお、本ステップでは、ペルチェ素子３９の第１の主面又は第２の主面が予め設定した温度になるようにペルチェ素子３９を制御することもできる。例えば、第２のセンサ２９によって耳の温度が検知できる場合、検知温度が所定の下限値を下回った時、すなわち機体上昇時にペルチェ素子３９によって耳が過冷却の状態となった時には、所定の期間だけ第１の主面を発熱面にして耳を温めてもよい。
【００５７】
次いで、機内の気圧又は気体の高度が安定し、所定の期間安定飛行している間はペルチェ素子３９への通電は停止されている。
【００５８】
続いて、機体が下降を開始し、機内の気圧が上昇を始めると、制御部１９は、気圧センサ１５（高度センサ）、温度センサ１７、第２のセンサ２９等のセンサから送信された機内の気圧情報、高度情報、機内温度情報、本体内気圧情報、本体内温度情報等に基づいて、機体が下降しているか否かの判断をする（ステップＳ５０８）。ここでは、ＧＰＳの位置情報に含まれる高度情報を用いて機体が下降しているか否かを判断してもよい。
【００５９】
続いて、制御部１９は、気圧情報に基づいて、機内の気圧上昇が所定の範囲を超えた場合、又は高度情報に基づいて、高度の減少が所定の範囲を超えた場合に、ペルチェ素子３９へ通電を開始させ、耳介２７に面した部分（第１の主面）を発熱動作させて耳介２７を温めさせる（ステップＳ５０９）。
【００６０】
具体的には、機内の気圧上昇が数分程度継続した場合、所定の基準値（例えば安定飛行時の機内の気圧）からの気圧上昇幅が所定値に達した場合、又は高度の減少が数分程度継続した場合、所定の基準高度からの高度減少幅が所定値に達した場合等に、制御部１９はペルチェ素子３９への通電を開始させる。このようにすることで、瞬間的に機体が上下する際等、耳を温める必要が無い場面でペルチェ素子３９が動作するのを防ぎ、機体下降時にのみ耳を温めて航空性耳痛の発生を適切に抑えることができる。
【００６１】
次に、ペルチェ素子３９の動作中、制御部１９は温度センサ１７及び第２のセンサ２９からの温度情報を受け、ペルチェ素子３９の発熱面（ここでは第１の主面）の温度が許容範囲を超えた場合にペルチェ素子３９への通電を停止させる（ステップＳ５１０、Ｓ５１２）。このように制御することで、使用者がやけどするのを防ぐとともに、ペルチェ素子３９自体が過熱して破損するのを防ぐことができる。また、ペルチェ素子３９の誤作動を防ぐこともできる。
【００６２】
一方、ペルチェ素子３９の発熱面の温度が許容範囲内である場合にはペルチェ素子３９への通電は、着陸時まで継続される（ステップＳ５１１）。以上の制御により、安全且つ適切に航空性中耳炎や耳の痛み、不快感の発生を抑えることができる。
【００６３】
なお、本実施形態のヘッドホン１では、制御部１９が気圧センサ１５、温度センサ１７、第２のセンサ２９等から気圧情報、高度情報、温度情報を受信していたが、航空機内でこれらの情報を配信している場合には、有線又は無線で受信した当該情報を用いて制御を行ってもよい。また、第２のセンサ２９が気圧を検知する場合は、耳穴に加わる気圧が所定の許容範囲を超えた際にペルチェ素子３９への通電を停止させてもよい。
【００６４】
なお、本ステップで、第２のセンサ２９が温度を検知する場合、ペルチェ素子３９の第１の主面又は第２の主面が予め設定された温度範囲になるように制御部１９がペルチェ素子３９の動作を制御してもよい。これにより、ヘッドホン１を快適に装着できるようになる。
【００６５】
次いで、航空機が着陸すると、機内の気圧変化が無くなるので、これを検知し、ペルチェ素子３９への通電が停止していない場合にはペルチェ素子３９への通電を停止する。なお、ＧＰＳ等を使用する場合には、位置情報に基づいて着陸したか否かを判断してもよい。
【００６６】
なお、気圧センサ１５とＧＰＳ用の位置情報出力手段とは、どちらか１つが設けられていればよいが、圧力センサ１５とＧＰＳ用の位置情報出力手段の両方が設けられていてもよい。この場合、両者から受信する情報に基づく上昇、安定、下降等の判断が一致した場合にのみ上記所定の制御を行うことで、圧力センサ１５又は位置情報出力手段に故障が生じても問題なくペルチェ素子３９を動作させることができる。
【００６７】
−本実施形態に係るヘッドホン１の効果−
本実施形態のヘッドホン１によれば、上述のように、制御部１９が機内の気圧情報、高度情報、又は高度情報を含む位置情報、機内及び本体内の温度情報、本体内の気圧情報などに基づいて適切な期間に耳内を温め、又は冷やすことができるので、航空性中耳炎の発症、炎症に至らない耳痛の発生や不快感等を効果的に抑えることができる。また、ペルチェ素子３９が過熱する場合や、耳が過冷却となる場合に制御部１９がペルチェ素子３９の動作を停止させることができるので、ヘッドホン１は、火傷やペルチェ素子３９の破損等を生じさせることなく、安全に使用することができる。
【００６８】
また、温度情報や圧力情報、位置情報等を適宜使用することで、ペルチェ素子３９が想定通りに動作しない場合には、速やかに当該ペルチェ素子３９を停止させてトラブルを防ぐこともできる。本実施形態のヘッドホン１では、以上の制御を制御部１９が自動的に行うので、使用者が長時間の飛行中に睡眠を取る場合でも安全に使用することが可能となっている。
【００６９】
また、本実施形態のヘッドホン１は、航空機が従来から備えているプラグ差し込み口にプラグ１３を差し込むことで使用できるので、使用者は従来のヘッドホンと同様に容易に使用することができる。
【００７０】
さらに、航空性中耳炎の発生を抑えつつ、通常のヘッドホンと同様に音楽等の視聴ができるので、飛行中に感じるストレスを大きく低減することができる。また、会話等で外部の音を聞く際には適宜ヘッドホン１を外すことができる。
【００７１】
また、上述のように、一対の吸気口２５がケース４７の円筒部分の側面であって、ペルチェ素子３９の側方に設けられるとともに、排気口１１がペルチェ素子３９から見て第２の主面の鉛直方向に配置されていれば、ペルチェ素子３９で生じた熱をヒートシンク４５を介して効果的に放散できるので、好ましい。
【００７２】
また、本実施形態のヘッドホン１では、ペルチェ素子３９の中央部に開口部が形成され、当該開口部内に断熱材４３を挟んで音響部品３１が設けられているので、ペルチェ素子３９で発生する熱に起因する音質の劣化や故障の発生を効果的に抑えることができる。
【００７３】
なお、以上では、耳当て装置の例としてヘッドホンを挙げて説明したが、耳当て装置は、音響部品３１を設けず、気圧変化に伴う耳痛の予防、低減のみを目的としたいわゆる「耳当て」であってもよい。当該耳当て装置が使用される場所も、航空機内に限られず、気圧変化が大きい場所であれば好ましく使用できる。
【００７４】
また、本実施形態のヘッドホン１では発熱体としてペルチェ素子３９を用いたが、発熱体として冷却機能を有さない公知の抵抗発熱体を用いてもよい。この場合には、機体上昇時に生じる耳痛を解消することはできないものの、最も問題となる下降時の耳痛を解消することは可能である。また、制御部１９が図５に示すステップＳ５０８〜Ｓ５１１までの制御のみを行えばよいので、制御を簡略化することができる。
【００７５】
−本実施形態に係るヘッドホン１の変形例−
図６（ａ）は、本実施形態に係るヘッドホンの第１の変形例における指示入力部５１を概略的に示す平面図であり、（ｂ）は、本実施形態に係るヘッドホンの第２の変形例における本体部の構成を示す断面図である。なお、これらの変形例については、図１（ａ）、（ｂ）に示すヘッドホンと異なる点について特に説明する。
【００７６】
まず、図６（ａ）に示すように、ヘッドホンは、例えば本体部又はアームに配線を介して接続された指示入力部５１をさらに備えていてもよい。指示入力部５１は、例えば耳の加温機能又は冷却機能をオン又はオフにするスイッチ５３と、自動制御モードと手動モードとを切り換えるためのモード切替ボタン５６と、機内温度、機内の気圧、音量、視聴している放送のチャンネル等の情報を表示する表示部６０と、音量調節ボタンと、放送切替用のチャンネルとを有している。使用者は、モード切替ボタン５６を押して手動モードに切替えた上で、スイッチ５３に加温機能のオン又はオフ、冷却機能のオン又はオフの指示を入力する。
【００７７】
これにより、指示入力部５１から制御部１９（図１（ａ）参照）に停止信号、又は第１の主面を発熱面若しくは吸熱面にする動作信号が出力される。制御部１９は、停止信号を受けた場合にペルチェ素子（発熱体）３９の動作を停止させ、動作信号を受けた場合には、ペルチェ素子３９の第１の主面が発熱面又は吸熱面になるよう適宜制御する。以下に、指示入力部５１を用いた手動制御と制御部１９による制御とを組み合わせた制御方法の例を説明する。
【００７８】
まず、航空機に搭乗後、ヘッドホンを装着すると、指示入力部５１を介してヘッドホンの電源をオンにする。
【００７９】
次いで、離陸後に指示入力部５１によって手動モードに設定した状態で第１の主面を吸熱面にするように手動で設定する。これにより、制御部１９はペルチェ素子３９に通電を開始させ、使用者の耳が冷却される（図５のステップＳ５０２に相当）。
【００８０】
次いで、機体上昇中に耳が冷えすぎたと感じた場合や、本体部５の背面が過熱している場合、耳痛が解消できた場合等に、指示入力部５１を介してペルチェ素子３９の冷却動作を停止させる。続いて、航空機が安定飛行している間を含め、機内の気圧が安定している間は特に手動で制御する必要はない。
【００８１】
次に、航空機が下降を始めたことを認識した場合等に、使用者は、指示入力部５１を介して第１の主面を発熱面にさせ、耳を温めることができる。その後、航空機が着陸した場合、あるいは着陸前に耳痛が解消等した場合、指示入力部５１は、任意のタイミングで指示入力部５１を介してペルチェ素子３９の動作を停止させる。航空機を降りる際には、ヘッドホンの電源をオフにしてもよい。
【００８２】
航空性中耳炎の症状が出るタイミングは人によって異なる他、同じ人でも体調等によって異なってくる。そのため、制御部１９による自動制御ではペルチェ素子３９の停止、発熱動作、吸熱動作などを全ての使用者について最適なタイミングで行うのは困難である。本変形例に係るヘッドホンによれば、使用者が手動で耳の加温／冷却動作を行うことができるので、各使用者に適した任意の制御を行うことが可能となる。
【００８３】
また、図６（ｂ）に示す第２の変形例に係るヘッドホンのように、本体部におけるペルチェ素子３９の前面側に、耳介２７に風を送る送風機４９が設けられていてもよい。本変形の本体部では、例えばペルチェ素子３９及び伝熱材４１に開口部は設けられておらず、送風機４９はアルミニウム等からなる伝熱材４１の前面側に配置される。また、図２（ｃ）に示す例と同様に、ヒートシンク４５のフィン４５ａ直上にファン３７が設置されている。また、音響部品３１は、送風機４９より前面側に支持されている。なお、図６（ｂ）に示す断面では吸気口２５が現れていないが、本変形例に係る本体部は、図２（ｃ）に示す本体部５と同様の吸気口２５を有している。
【００８４】
このように、ペルチェ素子３９及び伝熱材４１の前面上に送風機４９を設けることにより、ペルチェ素子３９の第１の主面を発熱面にする際には耳内をより効果的に温めることができ、第１の主面を吸熱面にする際には耳内をより効果的に冷やすことができるようになる。このため、より迅速に航空性中耳炎の症状を解消又は緩和することができる。送風機４９によって迅速に温め／冷却を行うことができるので、本構成は、特にペルチェ素子３９の動作開始時に有効である。
【００８５】
図７（ａ）は、本実施形態に係るヘッドホンの第３の変形例での本体部において、ケース４７とイヤーパッド７との接合様式を示す斜視図であり、（ｂ）は、当該変形例におけるケース４７とイヤーパッド７との接合部分を拡大して示す断面図である。
【００８６】
ケース４７とイヤーパッド７との接合方法としては種々の方法が考えられ、イヤーパッド７が取り外し可能なようにケース４７に接合されていてもよい。図７（ａ）、（ｂ）に示すように、例えばイヤーパッド７の内周面上に形成されたネジ溝とケース４７の上端外周に形成されたネジ山５５とで構成される多条ネジによってイヤーパッド７がケース４７に接合されていてもよい。この場合、イヤーパッド７は、プラスチック等の硬質樹脂で構成されたネジ部７ｂと柔軟な材料により構成されたパッド部７ａとで構成される。
【００８７】
耳を加温することから、イヤーパッド７には汗や垢等が付着しやすい。この構成によれば、多条ネジ構造によってイヤーパッド７とケース４７とを密閉性良く接続させることができる。また、イヤーパッド７を周方向に回転させるだけでイヤーパッド７をケース４７から容易に取り外すことができる。このため、イヤーパッド７が汚れても容易に新しいイヤーパッド７に交換することができる。
【００８８】
また、図８（ａ）〜（ｅ）は、本実施形態に係るヘッドホンの第４の変形例におけるイヤーパッド７とケース４７との接続構造を示す図である。同図に示すように、例えばイヤーパッド７の背面上に一部切り欠いた円周状の取り付けフック５７が形成されており、当該取り付けフック５７はケース４７の端部に設けられた取り付け溝６１内にはめ込まれる。取り付けフック５７の端部には、取り付け溝６１への差し込み箇所を図形及び色で示すマーク５９ａが付されており、イヤーパッド７の側面のうちマーク５９ａに対応する部分には、イヤーパッド７の側方から取り付け溝６１への差し込み箇所を視認できるようにマーク５９ｂが付されていてもよい。また、取り付けフック５７の端部が差し込まれる位置を示すマーク５９ｄがケース４７の端部に付されていてもよい。また、取り付けフック５７の先端部分は取り付け溝６１に差し込み易いようにやや尖った形状にしておいてもよい。
【００８９】
以上の構成によれば、マーク５９ａ、５９ｂ、５９ｄが付されていることにより、取り付け位置を容易に視認することができるので、短時間でイヤーパッド７の交換を行うことができる。
【００９０】
また、図９（ａ）に示す第５の変形例に係る本体部のように、取り付け溝５２ａが形成されたケース４７の端面上、及び側面上に、取り付け開始位置、取り付け時の回転方向、取り付けフック５７の挿入位置等を示すマーク５９ｄ、５９ｃをそれぞれ付してもよい。さらに、イヤーパッド７の側面上に、取り付け開始位置及び取り付け時の回転方向を示すマーク５９ｂを付してもよい。
【００９１】
また、図９（ｂ）に示す第６の変形例に係る本体部は、アーム３との接続部分を軸にして９０°回転させることで、イヤーパッド７を容易に交換することができる。また、イヤーパッド７を下に向けた状態でマーク５９ｃが指す回転方向が左右で同じになるようにマーク５９ｃをケース４７の側面に付すことにより、イヤーパッド７の取り替えがより容易になり、回転方向の誤認を防止することもできる。
【００９２】
図１０（ａ）、（ｂ）は、本実施形態に係るヘッドホンの第７の変形例における本体部５を示す側面図であり、（ｃ）は、アームの接続部２１と本体部との接合構造を示す図である。本変形例では、接続部２１との接合部を軸にして本体部５が下向き（アームを上とした場合）にする場合、公知の回転制御構造８０を用いて所定の角度まで回転させた位置で回転が止まるようになっている。例えば、装着時の位置に対して本体部５を９０°回転させた位置で回転を止めるようにすることができる。この構成によっても、イヤーパッド７の交換を容易にすることができる。
【００９３】
なお、以上の実施形態及びその変形例は、本開示の一例であって、各構成部材の形状、構成材料、サイズ、制御方法等、センサの検知方式等は本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本体部５は、図２（ａ）、（ｂ）に示す縦方向に延びる中心線を軸として回転するようにアーム３に接続されていてもよい。また、第１の変形例に係るヘッドホンでは、上述の手動制御と制御部１９による自動制御とを適宜組み合わせて行ってもよい。
【００９４】
また、実施可能な範囲で実施形態及び変形例に係るヘッドホンの構成同士を適宜組み合わせることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
以上説明したように、本開示に係る耳当て装置は、外部の気圧変化によって生じる耳痛の解消、緩和に有用である。
【符号の説明】
【００９６】
１      ヘッドホン
３      アーム
５      本体部
７      イヤーパッド
７ａ    パッド部
７ｂ    ネジ部
９      コード
１１      排気口
１３      プラグ
１５      気圧センサ
１７      温度センサ
１９      制御部
２１      接続部
２３      保護網
２５      吸気口
２７      耳介
２９      第２のセンサ
３０      カバー
３１      音響部品
３５      保護布
３７      ファン
３９      ペルチェ素子
４１      伝熱材
４３      断熱材
４５      ヒートシンク
４５ａ    フィン
４７      ケース
４９      送風機
５１      指示入力部
５２ａ    溝
５３      スイッチ
５５      ネジ山
５６      モード切替ボタン
５７      取り付けフック
５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄ      マーク
６０      表示部
６１      取り付け溝
７５、７７      線
８０      回転制御構造
【図１】
2014068831.tif 000003
【図２】
2014068831.tif 000004
【図３】
2014068831.tif 000005
【図４】
2014068831.tif 000006
【図５】
2014068831.tif 000007
【図６】
2014068831.tif 000008
【図７】
2014068831.tif 000009
【図８】
2014068831.tif 000010
【図９】
2014068831.tif 000011
【図１０】
2014068831.tif 000012