(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記弁体は、分割された前記通気路の一方側の内圧と他方側の内圧との圧力差が所定値以上の場合に、前記一方側と前記他方側との間の通気を許容するよう形成されており、
前記所定値は、前記通気路を備えていない場合に前記ヘッドホンを使用するため前記イヤーピースを外耳道内に挿入した際に上昇する外耳道内圧の最大値より小さく、かつ、前記ヘッドホンの使用状態における前記スピーカユニットの最大出力時の前記外耳道内圧の最大値を超える範囲にあることを特徴とする請求項5記載のヘッドホン。
前記通気路における前記外部空間側の部分には、前記通気路における他の部分よりも、前記音筒部の径方向に広い空間の空気室が形成されていることを特徴とする請求項5〜8のいずれか1項に記載のヘッドホン。
【背景技術】
【0002】
カナル型(あるいは耳栓型,挿入型など)と称され、着脱可能なイヤーピースを備えたインナーイヤータイプのヘッドホンが知られている。
カナル型のヘッドホンは、そのハウジングに筒状に突出した音筒部が形成されており、ゴムなどで形成された柔軟なイヤーピースがその音筒部に被されるように着脱自在に嵌着されるようになっている。
また、スピーカユニットは、ハウジング内に収容されているか又は音筒部の先端に配接されている。
このようなカナル型のヘッドホンは、使用状態において、音筒部がそれに嵌着させたイヤーピースと共に外耳道内に挿入され、ハウジングが耳介内に良好に保持され得るように全体の形状が決められている。
【0003】
イヤーピースの先端部には、放音孔として開口部が形成されており、使用時にスピーカユニットから出力された音声は、スピーカユニットがハウジング内に収容されている場合は音筒部とイヤーピースの開口部とを介して、また、スピーカユニットが音筒部の先端に配設されている場合は、イヤーピースの開口部を介して、外耳道の内部に放出される。
イヤーピースは、外耳道内に挿入された状態でその内壁に沿ってほぼ密着する傘状部を有している。また、音筒部に対しても隙間なく嵌着するようになっている。
そのため、このヘッドホンの使用状態で外耳道内は概ね密閉状態になっており、遮音性が高く、外部からの騒音の進入及びスピーカユニットからの音声の外部への漏出が良好に低減される。
従って、カナル型のヘッドホンのユーザは、外部騒音の影響を受けることなく高品位の音声を聞くことができ、さらには、漏出音が周囲の人々に不快感を与える虞が少なくなっている。
【0004】
一方、カナル型のヘッドホンは、上述のように遮音性が高いことから、外部の音が聴取できた方がよい場合にその音が聞こえ難いという不具合が生じ得る。
この不具合を解消するため、イヤーキャップ(イヤーピースに相当)に、使用状態で外部の音を外耳道内へ導くための通気孔を設けることが特許文献1により提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、カナル型のヘッドホンでは、イヤーピースを外耳道内に挿入する過程で、イヤーピースが外耳道内の所定位置に達する前の、傘状部が外耳道の入口に入り込んだ時点で、すでに傘状部と外耳道内内壁とが密着して外耳道内の空間がほぼ密閉状態となる。
従って、その位置からさらに所定位置まで押し込むと、外耳道内の空間の空気は逃げ場がなく圧縮されて圧力が高くなる。
スピーカユニットが一般的なダイナミック式の場合、この高い圧力によって振動板が駆動軸方向に大きく移動する、或いは部分的に変形する(例えば潰れる。潰れた際には多くの場合異音が発生する)などの現象が引き起こされる。
前者は、音量低下やボイスコイルの断線、後者は音質劣化や異音の発生という不具合の原因となる。
【0007】
特許文献1に記載されたヘッドホンでは、イヤーピースが外耳道内に挿入された使用状態において、そのイヤーピースに外耳道内と外部とを連通する通気孔が設けられているので外耳道内の空間が密閉されることはない。従って、上述の不具合は発生しない。
しかしながら、使用状態において外部騒音が外耳道内に進入し得るので、本来の音声に騒音が混ざり、ユーザが高品位の音声を聴取することが難しい場合がある、という問題があった。
【0008】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、耳への装着に伴う振動板起因の不具合発生を防止しつつ、遮音性が高くユーザが高品位の再生音を聴取できるイヤーピース及びヘッドホンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記の課題を解決するために、本発明は次の1)〜9)のいずれかの構成を有する。
1) ヘッドホン(51)の音筒部(1a)に着脱自在に外嵌される筒状の基部(5a)と、
前記ヘッドホン(51)の使用時に外耳道内壁に接触する傘状部(5b)と、
を備えたイヤーピースであって、
前記基部(5a)の内周面に一端部側から他端部側にかけて形成された溝部(5g)と、
前記溝部(5g)を塞ぐ位置に可撓性を有して形成され前記溝部(5g)を分割する弁体(5h)と、
を備え、
前記基部(5g)が前記音筒部(1a)に外嵌して、前記溝部(5g)と前記音筒部(1a)とにより前記弁体(5h)で分割された前記一端部側の第1の空間(A)と前記他端部側の第2の空間(B)とが形成された状態で、
前記弁体(5h)は、前記第1の空間(A)と前記第2の空間(B)との圧力差(PS1)によって撓んで前記第1の空間(A)と前記第2の空間(B)との間の通気を許容することを特徴とするイヤーピース(5)である。
2) 前記溝部(5g)と前記弁体(5h)との組は、周方向に離隔して複数形成されていることを特徴とする1)に記載のイヤーピース(5)である。
3) 前記溝部(5g)の周方向の位置に応じた外観上視認可能なマーク(5m)を有することを特徴とする1)又は2)に記載のイヤーピース(5)である。
4) 前記第1の空間(A)又は前記第2の空間(B)のうちの一方は、前記ヘッドホン(51)の使用時に外部空間と連通する空間であり、
前記外部空間と連通する空間における前記外部空間側の部分には、前記外部空間と連通する空間における他の部分よりも、前記筒状の基部(5a)の径方向に広い空間の空気室(5j)が形成されていることを特徴とする1)〜3)のいずれか一つに記載のイヤーピース(51)である。
5) ハウジング(1H)と、
前記ハウジング(1H)から筒状に突出した音筒部(1a)と、
前記ハウジング(1H)又は前記音筒部(1a)に取り付けられたスピーカユニット(7)と、
前記音筒部(1a)に着脱自在に嵌着され先端に前記スピーカユニット(7)からの音声を放出するための開口部(5c)を有するイヤーピース(5)と、
を備えたヘッドホンであって、
前記イヤーピース(5)と前記音筒部(1a)とに囲まれて形成され前記開口部(5c)側の外部空間(V1)と前記ハウジング(1H)側の外部空間(V2)とを繋ぐ通気路(TK)と、
前記通気路(TK)を塞ぐ位置に可撓性を有して形成されて前記通気路(TK)を分割すると共に、分割された前記通気路(TK)の一方側の内圧と他方側の内圧との圧力差によって撓んで前記一方側と前記他方側との間の通気を許容する弁体(5h)と、
を備えたことを特徴とするヘッドホン(51)である。
6) 前記弁体(5h)は、分割された前記通気路の一方側の内圧と他方側の内圧との圧力差が所定値(PS1)以上の場合に、前記一方側と前記他方側との間の通気を許容するよう形成されており、前記所定値(PS1)は、前記通気路(TK)を備えていない場合に前記ヘッドホン(51)を使用するため前記イヤーピース(5)を外耳道内に挿入した際に上昇する外耳道内圧の最大値(P1)より小さく、かつ、前記ヘッドホン(51)の使用状態における前記スピーカユニット(7)の最大出力時の前記外耳道内圧の最大値(P3)を超える範囲にあることを特徴とする5)に記載のヘッドホン(51)である。
7) 前記通気路(TK)と前記弁体(5h)との組は、周方向に離隔して複数形成されていることを特徴とする6)に記載のヘッドホン(51)である。
8) イヤーピース(5)は、前記通気路(TK)の周方向の位置に応じた外観上視認可能なマーク(5m)を有することを特徴とする5)〜7)のいずれか一つに記載のヘッドホン(51)である。
9) 前記通気路(TK)における前記外部空間側の部分には、前記通気路(TK)における他の部分よりも、前記音筒部(1a)の径方向に広い空間の空気室(5j)が形成されていることを特徴とする5)〜8)のいずれか一つに記載のヘッドホン(51)である。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、遮音性が高くユーザが高品位の再生音を聴取できる、という効果が得られる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明の実施の形態を、好ましい実施例により
図1〜
図11を用いて説明する。
まず、
図1〜
図5を参照して実施形態のイヤーピース5及びヘッドホン51を説明する。
図1は、イヤーピース5が装着されたヘッドホン51の全体外観を示す斜視図である。
図2は、イヤーピース5の外観を示す斜視図である。
図3は、イヤーピース5の縦断面図である。
図4は、
図3に対して軸まわりに90°ずれた位置での断面を斜視的に示した図である。
図5は音筒部1aに装着された状態のイヤーピース5を説明するための音筒部1a近傍の断面図である。
図5の断面位置は、軸まわりに90°ずれて(
図4のS1−S1断面)設定されている。
【0013】
図1に示されるように、実施形態のヘッドホン51は、本体部1と、本体部1から延出するように設けられてブッシング2と、ブッシング2の先端から引き出されたコード3と、を有している。
本体部1は、例えば、樹脂,金属,木などを材料として形成された略円柱形状のハウジング1Hを有し、ハウジング1Hの一端側からは円筒状の音筒部1aが延出して設けられている。音筒部1aには、着脱自在にイヤーピース5が嵌着されている。
【0014】
図5に示されるように、音筒部1aの先端には音筒部1aよりも僅かに大径なる鍋状のユニットホルダ6が、かしめ等により固着されている。
ユニットホルダ6の内部にはスピーカユニット7が収容されている。
ユニットホルダ6の底部6aには、図示しない放音孔が設けられており、スピーカユニット7の放音面7aから
図5の右方側へ出力された音声は、放音孔を通して外部に放出される。
スピーカユニット7の放音面7aとは反対側の裏面7bには、一対の端子7cが設けられており,各端子7cに接続された単コード3a,3bは一本のコード3としてブッシング2の内部を通り外部に延出されている。
ブッシング2は柔軟性を有する材料(ゴム等)で形成され、本体部1のハウジング1Hに嵌着されている。
【0015】
イヤーピース5は、シリコーンゴム等の柔軟性を有する材料で形成されている。
イヤーピース5は、音筒部1aの外周面に嵌合する円筒状の基部5aと、基部5aの一端側(
図5の右方側)にそこを起点として連結し、基部5aを覆うように他端側に向けてクラゲのように傘状に延出する傘状部5bと、を有している。傘状部はイヤーピース5が外耳道内に挿入されたときに柔らかく変形して外耳道の内壁に密着するように接触する部位である。
基部5aの一端側には基部5aの軸線CL1方向の中央部位よりも小径の開口部5cが放音孔として設けられている。
基部5aの内周面は、音筒部1a及びユニットホルダ6の外周径に応じて形成された複数の部位を有する。
すなわち、基部5aは、開口部5c側に形成されユニットホルダ6の外径とほぼ同じ内径を有するホルダ嵌合部5dと、音筒部1aの外径とほぼ同じ内径を有する音筒嵌合部5eと、音筒部1aに設けられた周溝部1a1に対し軸方向及び径方向にガタなく嵌合する周リブ部5fと、を有している。
イヤーピース5を音筒部1aに嵌着した際に、ホルダ嵌合部5dはユニットホルダ6の外周面に密着し、音筒嵌合部5eは音筒部1aの外周面に密着し、周リブ部5fは周溝部1a1の外周面に密着する。
【0016】
また、イヤーピース5は、周方向において少なくとも1箇所、音筒部1aに嵌着した状態で開口部5cの内側の空間V1とハウジング1Hの外側の空間V2とを連通可能とする通気路となる通気部TKを有している。
通気部TKは、具体的には、ホルダ嵌合部5d,音筒嵌合部5e,及び周リブ部5fにおいて、それぞれ所定の周方向幅で所定の深さに抉られると共に軸線CL1に沿って連続的に形成溝部5gを有して形成されている。また、通気部TKには、溝部5gの凹みを幅方向に塞ぎ溝部5gを軸線CL1方向で分割する鰭(ひれ)状の鰭部5hが形成されている。
具体的には、鰭部5hは、
図5において、溝部5gと音筒部1aとで囲まれた空間を、開口部5c側の空間Aと周リブ部5f側の空間Bとに分割している。
図3及び
図4に示された例では、溝部5gは周方向に180°離れて一対設けられ、鰭部5hはユニットホルダ6よりもハウジング1H側の音筒部1aに対応する位置に形成されている。
【0017】
次に、鰭部5hの詳細について
図6〜
図8を主に参照して説明する。
図6は、
図5におるS2−S2断面図であって、溝部5g及び鰭部5hを説明するための図である。
図7は、鰭部5hの撓みを説明するための斜視図である。
図8は、外耳道内の圧力について説明するための図である。
【0018】
図6に示されるように、溝部5gは例えば断面弧状に抉られた溝であり、鰭部5hは、周方向の中央位置において径方向に沿って形成されたスリット5h3を有している。スリット5h3により、鰭部5hは、鰭部5h1と鰭部5h2との二つの部分に分割されている。
このスリット5h3は単なる切れ込みでよく、圧力がかかっていない無負荷状態においてほとんど隙間を持たないように形成されている。
【0019】
鰭部5h1,5h2は、所定の柔軟性を有して撓めるように、厚さが比較的薄く形成されている。また、先端が音筒部1aの外周面1a2に接触又は極近接するように形成されている。
これにより、鰭部5hは、圧力がかかっていない状態で溝部5gを塞ぎ、空間Aと空間Bとの間を空気流通ができない閉状態とする。
【0020】
図7は、ヘッドホン51の使用状態で、空間V1と空間V2との間、すなわち空間Aと空間Bとの間に所定値以上の圧力差が生じた場合の、鰭部5hの変形を説明するための図である。
図7では、音筒部1aを非表示として内部側から斜視的に示されている。
例えば空間Aの圧力が空間Bよりも所定値以上高い場合、各鰭部5h1,5h2は、空間A側から空間B側に撓むように変形する。
これにより、スリット5h3及び鰭部5h1,5h2の先端と音筒部1aの外周面1a2との間には、隙間が生じて開状態となり、溝部5g内における空間A側から空間B側への空気の移動(矢印参照)が許容される。そして、空間Aが空間B(外気)に対して所定の値以上の高い圧力になることが防止される。
【0021】
すなわち、このイヤーピース5を装着したヘッドホン51は、耳に装着する際に、傘状部1bの進入に伴う外耳道内の空間圧力が所定値以上にはならないので、スピーカユニット7の振動板が、耳に装着する際の圧力によって駆動軸方向に大きく移動することはなく、振動板自体の部分的変形も生じない。
従って、ヘッドホン51は、耳への装着に伴う振動板起因の、音量低下,ボイスコイルの断線,音質劣化,及び異音の発生という不具合が生じないようになっている。
【0022】
ところで、従来のヘッドホンにおける外耳道内の圧力変化は、イヤーピース挿入時の圧力上昇と、使用時の振動板の振動に伴う往復動による圧力増減と、イヤーピース抜去時の圧力減少と、に大別される。
挿入時については、従来のヘッドホンを耳に装着する際にイヤーピースが外耳道内に密着しつつ挿入される移動量が約5mmであることから、従来のヘッドホンでは、この5mmの分だけ容積が減少して外耳道内の空気が圧縮されることになる。また、外耳道内で高圧となった空気は、わずかな漏れ等により時間が経つにつれ減圧して最終的には外気圧と概ね同等になる。
抜去時については、逆に移動量である約5mmの分だけ容積が拡張して空気が膨張させられて負圧となる。
音声出力時の振動板の振動は、片振幅で最大で約0.1mmであり、この量に対応する容積増減で、空気は圧縮と膨張とを反復させられる。
この振動板の片振幅は、挿入(及び抜去)時の移動量に対して2%程度しかない。従って、音声出力時の外耳道内空間の圧力変化は、挿入及び抜去時の圧力変化に比べて遙かに小さい。
なお、上記の数値は、スピーカユニット7を音筒部1aの先端に配設したタイプのヘッドホンにおける数値であるが、スピーカユニット7をハウジング1H内部に収容したタイプのヘッドホンであっても、振動板の片振幅は、挿入(及び抜去)時の移動量に対して数%程度しかなく、音声出力時の外耳道内空間の圧力変化は、挿入及び抜去時の圧力変化に比べて遙かに小さい。
【0023】
従来のヘッドホンにおける外耳道内の圧力変化は、概略
図8のグラフのようになっている。この圧力変化を生じる時間域は、イヤーピース挿入動作に対応する挿入域S1と、音声出力時に対応する振動域S2と、イヤーピース抜去動作に対応する抜去域S3と、の帯域に大別される。
挿入域S1では、圧力は、挿入から所定の使用位置に到達して最大圧力である圧力P1となるまで上昇し、その後、少しずつ空気が漏れ出ることで徐々に減衰して最終的に外気圧と同等になる。
振動域S2では、最大出力時に対応する最大正圧である圧力P3と最大負圧である圧力P4の間を変動する。
抜去域S3では、圧力は徐々に最大負圧まで減少し、イヤーピースが外耳道から抜け出たときに一気に上昇して外気圧に戻る。
【0024】
ここで、実施形態のイヤーピース5は、鰭部5hが撓んで空間Aと空間Bとの間の空気流通を許容する最小の圧力として閾圧力PS1,PS2が予め設定されており、鰭部5hは、この閾圧力PS1を超えたときに開状態となる弁体として動作するように形状,厚さ,スリットの入れ方等が決められて形成されている。閾圧力PS2は閾圧力PS1に対して絶対値が同じで逆符号なる圧力である。
具体的には、閾圧力PS1は、圧力P1より小さく、圧力P3よりも大きい圧力である。また、閾圧力PS2は、圧力P2よりも大きく(絶対値が小さく)、圧力P4よりも小さい(絶対値が大きい)圧力である。
閾圧力PS1(PS2)は、圧力P3(P4)に近いほど、挿入及び抜去時に振動板が高い圧力にさらされにくいので好ましい。
【0025】
この設定により、鰭部5hは、イヤーピース5の外耳道内への挿入時及びイヤーピース5の外耳道からの抜去時において、空間Aと空間Bとの空気流通を許容すると共に、耳に装着された状態での音声出力時においては、空間Aと空間Bとの空気流通を禁止して外耳道内の空間を密閉状態で維持する。
空間Aと空間Bとの間の空気流通が許容された状態での空気の流れは、
図5において矢印で示されている。すなわち、空間V1の空気は、溝部5gの空間Aから、撓んで隙間が作られた鰭部5hを経て溝部5gの空間Bに入り、周リブ部5fを通過して外側の空間V2に抜ける。
なお、空間Bにおける周リブ部5fに隣接する部分(符号Bの引き出し線の先端付近の空間)を、空間Bにおける他の部分よりも、音筒部1aの径方向(筒状の基部5aの周方向)に広い空間にすることが好ましい。このような広い空間(空気室5j)を設けることで、ある一定量の空気がたまる構造になり、空気が周リブ部5fを通過して外側の空間V2に抜けやすくなる。
【0026】
これにより、イヤーピース5を備えたヘッドホン51は、耳に対する挿抜に伴う振動板起因の、音量低下,ボイスコイルの断線,音質劣化,及び異音の発生という不具合を生じることはなく、遮音性が高く、外部騒音の影響を受けることなく高品位の音声を使用者は聴取することができる。
【0027】
本発明の実施例は、上述した構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲においてさらに別の変形例としてもよいのは言うまでもない。
【0028】
溝部5gは断面形状が弧状であるものに限らず、音筒部1aの外周面1a2と共に空間Aと空間Bとを形成し、鰭部5hを介して空間Aと空間Bとの間の空気流通が可能な形状であれば断面形状は限定されない。
また、
図9には溝部5gの変形例が示されている。
図9は
図6に対応した図である。
例えば、
図9(a)のように、断面が矩形状であってもよく、
図9(b)のように断面が三角状であってもよく、
図9(c)のように断面が台形状であってもよい。
【0029】
一方、鰭部5hは、上述の閾圧力PS1,PS2が設定され得るものであれば、形状等は限定されない。
図10には鰭部5hの変形例が示されている。
図10は
図6に対応した図である。
例えば、
図10(a)に示されるように、基部5aに対して溝部5gの底部5g1でのみ連結されていて、側部5g2,5g3とはスリット5h3により分離しているものとしてもよい。
また、
図10(b)に示されるように、鰭部5hに複数のスリット5h3を設けたものとしてもよい。この複数のスリット5h3の設け方も限定されない。例えば互いに平行としてもよく、放射状に設けてもよい。
【0030】
溝部5gは、軸線CL1に沿って設けられるものに限らない。例えば、螺旋状に形成されていてもよい。また、溝部5gが設けられる周方向位置及びその数も限定されない。
溝部5gが設けられる周方向位置については、外耳道の断面形状が一般的にやや縦長(人の起立状態で天地方向に長い)であるため、耳への装着状態で溝部5gがつぶされることなく溝部5gにより確実に空間を確保できるように、音筒部1aにおける上下方向(耳への装着状態での頭頂−首方向)に位置するようになっていると好ましい。
そのため、ヘッドホン51を耳に装着する際に、溝部5gの位置をイヤーピース5の外観上で視認できるように、外面における溝部5gに対応した位置にマーク5mを設けておくとよい。
【0031】
図11は、マーク5mを設けたイヤーピース5を示す外観斜視図である。
この例では、溝部5gを周方向に90°間隔で四箇所設けた場合のマーク5mが示されている。すなわち、マーク5mは、イヤーピース5の先端面の溝部5gに対応した位置に合計四箇所凹部として設けられている。
このマーク5mは、例えば、イヤーピース5の成形時に形成する凹部若しくは凸部、又は二次的に塗布されたインクなどである。
【0032】
そして、マーク5mが設けられているイヤーピース5は、ヘッドホン51の音筒部1aに嵌着させる際に、マーク5mのいずれかを、ヘッドホン51を耳に装着した状態で頭頂方向(天方向)、又は首方向(地方向)に位置する向きに嵌着させることで、その方向に溝部5gを配置することができる。なお、必ずしも、溝部5gがある位置にマーク5mを設ける必要はなく、溝部5gがある位置に応じた位置にマーク5mを設ければよい。例えば、溝部5gがある位置に応じて、溝部5gがある位置から周方向で90°ずらした位置に「前」や「後」等のマークを設けてもよい。
従って、外耳道の断面形状が縦長であっても、使用状態で溝部5gが潰れる虞がほとんどなく、ヘッドホン51を、遮音性が高く高品位の再生音を聴取するできる状態で使用することができる。
【0033】
ヘッドホン51における、スピーカユニット7をハウジング1H内部に収容したタイプと、音筒部1aの先端に配設したタイプと、の両方にイヤーピース5を共用する場合、前者では音筒部1aの長さが短いので、鰭部5hは、音筒部1aの長さに対応して溝部1gの内の周リブ部5fに近い部分に設けるとよい。