(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音波を受けて電気信号に変換するマイクロホンと、
このマイクロホンからの電気信号を導入して検波し、その検波出力電圧を導出する検波器と、
この検波器による検波出力電圧の正側または負側のうちのいずれか一方の側の出力端子に接続され、前記音波を受けて振動可能に配置された導電性振動板と、
前記導電性振動板と間隙を有して対向し、前記検波出力電圧の正側または負側のうちの残された側の出力端子に接続され、前記導電性振動板における電圧との電位差が予め設定された基準値を超えたときに前記導電性振動板を吸着可能に配置され、音連通孔を有する板状の固定電極と、
を具備することを特徴とする聴力保護具。
【請求項２】
前記導電性振動板は、前記固定電極の裏面側に対向配置されていることを特徴とする請求項１に記載の聴力保護具。
【請求項３】
前記マイクロホンと前記検波器との間に、可変利得増幅器が接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の聴力保護具。
【請求項４】
固定電極の表面側にはその周縁を取り囲むようにドーナツ状のパッドが取り付けられている請求項１、２または３記載の聴力保護具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、利用者の耳を覆いつつ、大きな衝撃音から耳を保護するための聴力保護具の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
射撃場や工事現場などで瞬間的に大きな衝撃音を耳にしたとき、聴器障害を受けることがある。聴器障害をもたらすような音から耳を守るために、多孔質のスポンジを用いた耳栓が多く用いられる。
耳栓は、大音響の音を減衰させて耳を保護するが、同時に通常の会話音をも減衰させるため、通常の会話が聞き取りにくくなる。
そこで、減音度を選択的に切り替えることで、人と人との間の通常の会話音を聞き取りつつ、それ以外の大きな衝撃音を遮断して耳を保護することができるようにした耳栓が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００３】
耳栓は耳に差し込む形をなしているが、これとは異なって、パッド（ヘッドパッド）を、耳を囲むようにして耳に密着させ、耳を覆う聴力保護具（イヤープロテクタ）も知られている。このタイプの張力保護具も、耳栓と同様に、中央部に減音材料としてのスポンジなどを詰め込んでいる。
【０００４】
【特許文献１】特表２００２−５０９４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、従来の耳栓や聴力保護具では、スポンジ等の減音材料を用いて、射撃音等の大きな衝撃音から耳を保護するように構成されている。
スポンジ等の減音材料は同時に通常の会話音をも減音ないしは遮断させてしまうので、衝撃音の発生が予め予測されるような状態のもとで、通常の会話音を聞き取ろうとすると、利用者（装着者）はその都度、選択的に減音の程度を切替えるほかはなく、予測できないような突発的な衝撃音が発せられる環境のもとで、通常の会話音を聞き取りつつ衝撃音から聴力を保護することは困難であり、改善が要望されていた。
【０００６】
そこで本発明は、簡単な構成により、通常の会話音は自由に聞き取ることができるようにするとともに、不意の大きな衝撃音に対しては、的確に減音可能な聴力保護具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の聴力保護具は、音波を受けて電気信号に変換するマイクロホンと、このマイクロホンからの電気信号を導入して検波し、その検波出力電圧を導出する検波器と、この検波器から出力された検波出力電圧の正側または負側のうちのいずれか一方の側の出力端子に接続され、前記音波を受けて振動可能に配置された導電性振動板と、この導電性振動板と間隙を有して対向し、検波出力電圧の正側または負側のうちの残された側の出力端子に接続され、導電性振動板における電圧との電位差が予め設定された基準値を超えたときに導電性振動板を吸着可能に配置され、音連通孔を有する板状の固定電極とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上記のように、本発明に係る聴力保護具は、導電性振動板と固定電極との対向配置により、いわゆる平行平板コンデンサを形成し、マイクロホンで受信された音波の検波出力電圧を固定電極と導電性振動板との間に印加するように構成したので、検波器で得られる検波出力電圧（直流電圧）が予め設定された基準値を超えるような大きな衝撃音がマイクロホンで受信されたときには、導電性振動板は固定電極に吸着されて振動できなくなるので、大きな衝撃音が利用者の耳に入るのを阻止できる。
一方、検波器で得られる検波出力電圧（直流電圧）が予め設定された基準値に到達しないような比較的音圧の低い会話音等では、導電性振動板は固定電極に吸着されないので、導電性振動板は受けた音波に応答して振動し、その音波は固定電極の音連通孔を介して利用者の耳に伝えられる。
【０００９】
このように、本発明の聴力保護具によれば、導電性振動板は、通常の会話音に対して適正に応答し振動して音波を伝達し、基準を超えた瞬時的な大音響音に対してのみ固定電極に吸着されて振動を停止し、音波の伝達を遮断するので、簡単な構成により、通常の会話音を自由に聞き取ることができるようにする一方、瞬時的な大音響による利用者の聴力障害を未然に防止して、利用者の耳を的確に保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る聴力保護具の一実施例を、図１ないし図３を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明に係る聴力保護具の一実施例を示した要部断面図、図２は図１に示した電気回路部の回路構成図、図３は図１に示した聴力保護具が大音響を受けたときの要部断面図である。なお、図１に示した聴力保護具は、いわゆるヘッドバンドとヘッドパッドを有し、ヘッドバンドの両端に設けられたヘッドホンで左右の両耳を同時に覆うタイプのものであるが、左右は対称形をなしたものであるので、説明の便宜上、一方の耳側についてのみ記載して、他方の説明は省略する。
【００１２】
図１に示したようにこの実施例に係る聴力保護具は、ヘッドバンド１に連結され表側（利用者の耳Ａ側）にリング状のパッド（ヘッドパッド）２を取り付け、中央部に多数の音連通孔３ａを設けた絶縁材料からなる円盤状のベース部材３と、ベース部材３の裏面側に貼り付け固定され、ベース部材３の音連通孔３ａに共通した音連通孔４ａを有する導電体からなる板状の固定電極４と、この固定電極４に対し、ベース部材３に取り付けられたリング状の絶縁性スペーサ５により間隙ｄを有して対向するように固定された導電性振動板６と、導電性振動板６の背面側を覆うように形成され、貫通孔７ａを多数有するとともに、底部中央にコンデンサーマイクロホン等の小型のマイクロホン８を図示矢印Ｘで示した音源（裏面）方向に向けて取り付けたドーム状のカバー部材７と、一端部がリード線８ａを介してマイクロホン８に接続され、他端部が２本の出力リード線４ｂ，６ａにより固定電極４および導電性振動板６にそれぞれ対応して接続された電気回路部９とを具備している。この実施例のマイクロホン８は、導電性振動板６との間で前後方向（図１において左右方向）に間隔Ｄをなして取り付けられている。符号１０は利用者の頭部を示す。
【００１３】
導電性振動板６は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などの高分子フィルム６１の裏面（音源側）に金属蒸着膜を形成して構成されている。導電性振動板６は、リング状のホルダ６２に張力を有して貼り付けられ、間隙ｄを介して対向配置された固定電極６との間で、いわゆる平行平板コンデンサを形成している。
【００１４】
また、電気回路部９は、図２に示したように、マイクロホン８に接続された利得可変増幅器９１と検波器９２とで構成されている。利得可変増幅器９１は、音波を受けて電気信号に変換するマイクロホン８からの電気音響変換出力を導入して増幅し、検波器９２に供給する。
検波器９２は、検波ダイオード９２１と、負荷抵抗９２２と、平滑コンデンサ９３３とからなり、利得可変増幅器９１で増幅された電気信号を検波整流し、その検波出力電圧は出力端子９ａから出力リード線６ａにより導電性振動板６に供給される。また、検波器９２における接地側の端子９ｂは、出力リード線４ｂを介して固定電極４に接続されている。このように、検波器９２の検波出力直流電圧信号は、平行平板コンデンサを形成した導電性振動板６と固定電極４との間に供給印加される。
【００１５】
なお、検波器９２は、利得可変増幅器９１で増幅された電気信号を検波整流して出力しているが、その検波電圧の正側および負側の信号は、平行平板コンデンサを形成する固定電極４と導電性振動板６との間に供給されれば良いので、逆に、出力端子９ａが固定電極４に接続され、接地側の端子９ｂが導電性振動板６に接続されていてもよい。もっとも、図１に示したように、固定電極４側を接地側とした状態では、固定電極４をベース部材３とともに銅などの金属材料で一体化構成してもよい。コンデンサ９２３、あるいはコンデンサ９２３と抵抗９２２からなる平滑回路は省略してもよい。
【００１６】
間隙ｄを有して対向して配置され、平行平板コンデンサを形成する固定電極４と導電性振動板６は、検波器９２から両者間へ直流電圧が供給印加されることから、マクスウェルの応力により両者間に引力が誘起される。その結果、リング状のホルダ６２に張り渡されたフィルム状の導電性振動板６は撓（たわ）み、固定電極４側に引き付けられる。
上記直流電圧差が所定の電圧以下で、固定電極４と導電性振動板６とが間隔をおいて平行した状態では、カバー部材７の貫通孔７ａを通して受信される音源からの音波に応答して振動し、その振動音は固定電極４の音連通孔４ａおよびベース部材３の音連通孔３ａを介して利用者の耳Ａに到達するので、利用者は導電性振動板６で受けた音声を支障なく聞き取ることができる。
【００１７】
しかしながら、固定電極４と導電性振動板６とは、狭い間隙ｄを有して対向しているので、もしも固定電極４と導電性振動板６との間に大きな直流電圧差が生じるような信号が供給されると、図３に示したように、フィルム状の導電性振動板６は、固定電極４の裏面に張り付くように吸着される。
すなわち、高い音圧の衝撃音に基づいて高電圧の検波直流電圧が検波器９から出力され、導電性振動板６が固定電極４に張り付いた状態では、たとえその衝撃音の音波がカバー部材７を通過して導電性振動板６に到達したとしても、吸着した導電性振動板６は振動し得ないので、その大きな衝撃音が利用者の耳に伝達されることはない。
【００１８】
導電性振動板６が固定電極４の裏面に張り付くときの両者間の電位差（直流電圧差）は、フィルム状の導電性振動板６と固定電極４との間の間隙ｄの長さや形状と、導電性振動板６自体の張りの強さ等の条件に基づいて決定される。したがって、どの程度の音圧以上の音波を受けたとき導電性振動板６が固定電極４に吸着されるようにするかは、上記間隙ｄの大きさや形状や導電性振動板６自体の張りの強さ等の条件に基づいて設計上求めることができる。
【００１９】
そこで、固定電極４に導電性振動板６が吸着するときの電圧値を基準値とすると、一定の音圧以上の衝撃音を受けたときの検波器９２の出力直流電圧値がその基準値に到達するように、可変利得増幅器９１の増幅度を適宜選択できるようにするとよい。こうすることによって、利用者が通常の会話を続けるのに支障がなく、かつ、瞬間的に例えば急性音響外傷になるほどの高い音圧レベルの衝撃音を受けたとき、この衝撃音を遮断させることができる。
このように、利用者は日常的な利用環境での会話音の音圧レベルと、突発的に発生するであろう衝撃音の音圧レベルを考慮して、難聴の原因となるほどの大きな衝撃音を阻止すべく、可変利得増幅器９１による増幅度を適宜選択設定することができる。
【００２０】
上記説明のように、この実施例の聴力保護具は、基準値を超える音圧レベルの衝撃音を受信したときには導電性振動板６は固定電極４に吸着されてその衝撃音を遮断し、基準値以下の音圧に対しては、導電性振動板６は受信音圧に適正に応答して振動し、音を伝達する。
また、導電性振動板６に対し間隔Ｄをなして配置されたマイクロホン８は、衝撃音が導電性振動板６に到達するのに先立ちその衝撃音を収音し、その検波出力信号が導電性振動板６と固定電極４との間に印加供給されるので、衝撃音をマイクロホン８が受けて導電性振動板６が固定電極４に吸着されるまでの時間遅れを補完し、導電性振動板６に到達する衝撃音は的確に阻止される。それとともに、瞬時の大音響の音波は、しばしば大きな風圧を伴うものであり、その風圧は、導電性振動板６を固定電極４側に押し込み、導電性振動板６の振動を阻止するように作用するので、過渡的にも大きな衝撃音が利用者の耳に伝達されるのは抑制される。
【００２１】
上記説明のように、この実施例によれば、たとえばリミッタを設置して単にそれ以上のレベル音をカットするものでもないので、通常の会話程度のレベルの音声に対して導電性振動板６は支障なく正常に応答して振動する。一方、射撃音のような大音響を遮断して、難聴に至るような急性音響外傷を回避することができ、簡単な構成により、利用者の聴力を適切に保護可能な実用上優れた聴力保護具を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る聴力保護具の一実施例を示した一部切り欠き側面図である。
【図２】図１に示した聴力保護具の等価回路図である。
【図３】図１に示した聴力保護具で、大音響を受信したときの一部切り欠き側面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１    ヘッドバンド
２    パッド（ヘッドパッド）
３    ベース部材
３ａ  音連通孔
４    固定電極
４ａ  音連通孔
５    絶縁性スペーサ
６    導電性振動板
７    カバー部材
８    マイクロホン
９    電気回路部
９１  利得可変増幅器
９２  検波器
Ａ    耳
【図１】
0005019525.tif 000002
【図２】
0005019525.tif 000003
【図３】
0005019525.tif 000004