特開 2024-11560 イヤーピース型電極

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024011560

(43)【公開日】2024-01-25

(54)【発明の名称】イヤーピース型電極

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/256 20210101AFI20240118BHJP

   H04R 1/10 20060101ALI20240118BHJP

   A61B 5/265 20210101ALI20240118BHJP

   A61B 5/263 20210101ALI20240118BHJP

【ＦＩ】

A61B5/256 130

H04R1/10 104Z

A61B5/265

A61B5/263

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022113652

(22)【出願日】2022-07-15

(71)【出願人】

【識別番号】000004385

【氏名又は名称】ＮＯＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109380

【弁理士】

【氏名又は名称】小西 恵

(74)【代理人】

【識別番号】100109036

【弁理士】

【氏名又は名称】永岡 重幸

(74)【代理人】

【識別番号】100125335

【弁理士】

【氏名又は名称】矢代 仁

(72)【発明者】

【氏名】久保 真之

(72)【発明者】

【氏名】黒子 剛規

(72)【発明者】

【氏名】林 泰成

(72)【発明者】

【氏名】林 隆浩

【テーマコード（参考）】

4C127

5D005

【Ｆターム（参考）】

4C127AA03

4C127LL13

4C127LL22

5D005BA14

(57)【要約】

【課題】生体に与える不快感を低減し、しかも外耳道の内面に広い面積にわたって、ある程度の接触圧で安定的に接触するイヤーピース型電極を提供する。
【解決手段】導電性ゴムから形成され、外耳道に挿入されるイヤーピース型電極は、外耳道の内面に接触させられる外周壁と、外周壁の内側に配置された内周壁と、外周壁と内周壁を隙間なく接続する先端壁とを備える。外周壁の外周面および内周面、ならびに内周壁の外周面および内周面の少なくとも１つには、イヤーピース型電極の中心軸線に沿って延び、壁を貫通しない複数のスリットが形成されている。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

導電性ゴムから形成され、外耳道に挿入されるイヤーピース型電極であって、
外耳道の内面に接触させられる外周壁と、
前記外周壁の内側に配置された内周壁と、
前記外周壁と前記内周壁を隙間なく接続する先端壁とを備え、
前記外周壁の外周面および内周面、ならびに前記内周壁の外周面および内周面の少なくとも１つには、イヤーピース型電極の中心軸線に沿って延び、壁を貫通しない複数のスリットが形成されている
イヤーピース型電極。

【請求項2】

前記外周壁部の外周面は、イヤーピース型電極の中心軸線を中心とするほぼ円錐台形状を有する
請求項１に記載のイヤーピース型電極。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、人を含む哺乳類または鳥類の外耳道に挿入されるイヤーピース型電極に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、カナル型イヤホンのイヤーピースに類似するほぼ円筒形状を有する電極を開示する。この電極は、人間の外耳道に挿入され、頭蓋に電流を供給するため、または脳波を計測するために使用される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－２１７９８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

音楽を聴くために使用されるイヤホンのイヤーピースの材料は軟らかく、JIS K 6253（2012）に規定されたデュロメータ・タイプＡで測定されたゴム硬度は一般的に３０°以下である。したがって、イヤホンのイヤーピースは、個人差がある外耳道の形状および大きさに容易に追従することができる。

【0005】

他方、イヤーピース型電極の材料は、導電性を高める多量の導電性フィラーが配合されているために硬く、デュロメータ・タイプＡで測定されたゴム硬度は一般的に６０～７０°である。その結果、イヤーピース型電極を長時間装着した場合、人によっては圧迫感または痛みといった不快感を持つことがありうる。

【0006】

生体との電気的接続を確保するため、イヤーピース型電極は、外耳道の内面に広い面積にわたって、ある程度の接触圧で安定的に接触することが好ましい。イヤーピース型電極の硬度を低下させると、外耳道に装着する際、イヤーピース型電極が座屈し、接触面積が低下したり、部分的に接触圧が低下したりするおそれがある。

【0007】

そこで、本発明は、生体に与える不快感を低減し、しかも外耳道の内面に広い面積にわたって、ある程度の接触圧で安定的に接触するイヤーピース型電極を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のある態様は、導電性ゴムから形成され、外耳道に挿入されるイヤーピース型電極を提供する。イヤーピース型電極は、外耳道の内面に接触させられる外周壁と、前記外周壁の内側に配置された内周壁と、前記外周壁と前記内周壁を隙間なく接続する先端壁とを備える。前記外周壁の外周面および内周面、ならびに前記内周壁の外周面および内周面の少なくとも１つには、イヤーピース型電極の中心軸線に沿って延び、壁を貫通しない複数のスリットが形成されている。

【0009】

この態様においては、外周壁の外周面および内周面、ならびに内周壁の外周面および内周面の少なくとも１つには、イヤーピース型電極の中心軸線に沿って延びる複数のスリットが形成されている。したがって、外周壁および／または内周壁の剛性が部分的に弱められ、壁が弾性変形しやすくなる。外周壁にスリットが形成されている場合には、外周壁の剛性が部分的に弱められ、外周壁が弾性変形しやすくなる。内周壁にスリットが形成されている場合には、内周壁の剛性が部分的に弱められ、内周壁が弾性変形しやすくなり、内周壁に接続された外周壁も内周壁に引かれて大きく弾性変形する。こうして、外周壁は、イヤーピース型電極の径方向内側に向けて弾性変形して、外耳道の内面にフィットすることが可能である。スリットは、スリットが形成された壁を貫通しないので、壁が座屈しにくい。したがって、イヤーピース型電極は、外耳道の内面に広い面積にわたって、ある程度の接触圧で安定的に接触する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態に係るイヤーピース型電極の使用例を示す断面図である。

【図2】本発明の実施形態に係るイヤーピース型電極の正面図である。

【図3】図２のイヤーピース型電極の斜視図である。

【図4】図２のイヤーピース型電極の正面断面図である。

【図5】図２のイヤーピース型電極の側面断面図である。

【図6】図２のイヤーピース型電極の平面図である。

【図7】実施形態の変形例に係るイヤーピース型電極の断面図である。

【図8】実施形態の他の変形例に係るイヤーピース型電極の断面図である。

【図9】実施形態の他の変形例に係るイヤーピース型電極の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る実施形態を説明する。図面の縮尺は必ずしも正確ではなく、一部の特徴は誇張または省略されることもある。

【0012】

図１に示すように、本発明の実施形態に係るイヤーピース型電極１は、人間、他の哺乳類または鳥類の外耳道２に挿入される。イヤーピース型電極１は、導電性ゴムから形成されており、使用において、脳波または血流を測定する測定装置（図示せず）に電気的に接続される。

【0013】

図１に示す使用例では、イヤーピース型電極１は、連結部品３に機械的および電気的に接続されており、連結部品３は測定装置に機械的および電気的に接続されている。連結部品３は、金属製の円筒部品４を有し、円筒部品４はゴム製の保護チューブ５の先端に嵌め入れられている。

【0014】

円筒部品４の内部にはスピーカー６が固定されており、スピーカー６で音を発生させるための配線６ａが保護チューブ５の内部を通じて延び、測定装置に電気的に接続されている。

【0015】

円筒部品４は小径円筒部４ａを有しており、小径円筒部４ａの端部には、径方向外側に向けて広がる円環状のフランジであるフック４ｂが形成されている。

【0016】

後述するように、イヤーピース型電極１は、内周壁８、先端壁９および外周壁１０を有する。円筒部品４の小径円筒部４ａは内周壁８に嵌め入れられている。先端壁９と反対側の内周壁８の端部には、径方向内側に向けて延びる円環状のフック８ａが形成されており、フック８ａは小径円筒部４ａのフック４ｂに引っ掛けられている。したがって、イヤーピース型電極１は、円筒部品４に固定され、円筒部品４に電気的に接続されている。円筒部品４は、保護チューブ５の内部を通じて延びる導線４ｃを介して、測定装置に電気的に接続されている。フック４ｂ，８ａの引っ掛かりを解除すれば、イヤーピース型電極１は円筒部品４から取り外すことができる。

【0017】

この使用例では、イヤーピース型電極１はスピーカー６と共に使用される。すなわち、イヤーピース型電極１はカナル型イヤホンのイヤーピースとして使用される。スピーカー６は音を発生し、音は円筒部品４の小径円筒部４ａの内部空間とイヤーピース型電極１の内周壁８の内部空間と外耳道２を通じて、中耳および内耳に届けられる。イヤーピース型電極１は、イヤーピース型電極１が接触する外耳道２の内面に電流を供給するとともに、外耳道２から得られる電気的性質の変化（例えば電位の変化、電流の変化）を測定するために使用される。測定装置は、外耳道２から得られる電気的性質の変化に基づいて、脳波または血流の変化を診断する。したがって、特定の音を聴いた時の被験者の精神状態を推定することが可能である。

【0018】

この使用例では、スピーカー６は配線６ａを介して測定装置に接続されているが、スピーカー６は無線で測定装置に接続されていてもよい。

【0019】

スピーカー６は絶対必要というわけではない。イヤーピース型電極１は、音を発生させることなく、前庭電気刺激のために頭蓋に電流を供給するために使用してもよい。あるいは、イヤーピース型電極１は、音を発生させることなく、脳波または血流を計測するために使用してもよい。

【0020】

イヤーピース型電極１の材料である導電性ゴムは、導電性材料の粒子および／またはフレークを含有する。マトリックス材料であるゴムは、例えばシリコーンゴムである。導電性材料は、例えば、カーボンブラック、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）、ステンレス鋼、鉄（Ｆｅ）、銀－塩化銀（Ａｇ／ＡｇＣｌ）のいずれかであってよく、これらの混合物であってもよい。

【0021】

図２から図６に示すように、本発明の実施形態に係るイヤーピース型電極１は、中心軸線Ａｘを中心にして回転対称な三次元形状を有する。図４は、図２、図５および図６のIV-IV線矢視断面図であり、図５は、図４のIV-IV線矢視断面図である。

【0022】

イヤーピース型電極１は、内周壁８、先端壁９および外周壁１０を有する。図１に示すように、イヤーピース型電極１を生体に装着するとき、先端壁９は外耳道２の奥に向けられる。

【0023】

外周壁１０は、外耳道２の内面に接触する部分であり、ほぼ円錐台形状を有する円錐台形壁部１１と、ほぼ中空円筒形状を有する円筒形壁部１２を有する。「ほぼ円錐台形状」とは、完全な円錐台形状を含み、図示の円錐台形壁部１１のように、不正確な円錐台形状であっても、一見して円錐台と認識され、外耳道２への挿入に適した形状を含む意味である。すなわち、「ほぼ円錐台形状」は、径方向中央部分がない傘またはボウルの形状を含み、わずかな凹部および／または凸部を有していてもよい。

【0024】

「ほぼ中空円筒形状」とは、完全な中空円筒形状を含み、不正確な中空円筒形状であっても、一見して中空円筒形状と認識される形状を含む意味である。すなわち、円筒形壁部１２の外周面と内周面は、中心軸線Ａｘに対してわずかに傾斜していてもよいし、わずかな凹部および／または凸部を有していてもよい。

【0025】

円錐台形壁部１１は、第１の軸線方向端部１１ａと、第１の軸線方向端部１１ａより大きい直径を有する第２の軸線方向端部１１ｂを有する。第１の軸線方向端部１１ａは先端壁９に隙間なく滑らかに接続されている。第２の軸線方向端部１１ｂは円筒形壁部１２に隙間なく滑らかに接続されている。

【0026】

図２に示すように、中心軸線Ａｘに対する円錐台形壁部１１の第１の軸線方向端部１１ａ側の部分１１ｃの傾斜角（円錐台でいうところの頂角）θ１は、中心軸線Ａｘに対する第２の軸線方向端部１１ｂ側の部分１１ｄの傾斜角（円錐台でいうところの頂角）θ２より大きい。また、部分１１ｃの傾斜角θ１は、第１の軸線方向端部１１ａに近いほど、大きくなる。このように、円錐台形壁部１１は、第１の軸線方向端部１１ａに近いほど、中心軸線Ａｘに対する傾斜角が大きくなる。したがって、外耳道２にイヤーピース型電極１を挿入する際、被験者に円錐台形壁部１１が与える刺激が少ない。

【0027】

図４に示すように、内周壁８は、先端壁９側（図の上側）の断面積が反対側（図の下側）の断面積より大きいほぼ円錐台形状を有する。内周壁８は、外周壁１０の内側に、外周壁１０と同軸に配置されている。先端壁９と反対側の内周壁８の端部には、径方向内側に向けて延びる円環状の上記フック８ａが形成されている。

【0028】

先端壁９は、中心軸線Ａｘを含む断面においてほぼ円弧形状を有しており、内周壁８と外周壁１０を滑らかに隙間なく接続する。

【0029】

内周壁８の内周面には、複数の（実施形態では６つの）スリット８ｓが形成されている。スリット８ｓは、先端壁９から中心軸線Ａｘに沿ってフック８ａに向けて延びているが、フック８ａには到達しない。各スリット８ｓは、内周壁８を厚さ方向に貫通しない。

【0030】

スリット８ｓが形成されているため、内周壁８は、スリット８ｓに対応する複数の薄肉部分と、周方向において薄肉部分の間にある複数の厚肉部分８ｔを有する。

【0031】

複数のスリット８ｓは、互いに同形同大であり、中心軸線Ａｘを中心とする周方向に間隔をおいて並べられている。絶対必要ではないが、好ましくは、スリット８ｓは、中心軸線Ａｘを中心として等しい角間隔をおいて配置されている。

【0032】

スリット８ｓの数は２以上であればよい。但し、イヤーピース型電極１の弾性変形を促進するため、スリット８ｓの数は３以上であることが好ましい。

【0033】

図４を参照し、イヤーピース型電極１の寸法を説明する。イヤーピース型電極１の高さＨ１（先端壁９の反対側の円筒形壁部１２の端部と先端壁９の先端面９ａとの間の軸線方向に沿った距離）は、例えば６～１１ｍｍである。円筒形壁部１２の高さＨ２（円筒形壁部１２の両端部の間の軸線方向に沿った距離）は、例えば１～５ｍｍである。

【0034】

イヤーピース型電極１の外径Ｄ１（円筒形壁部１２の外径）は、例えば１０～１４ｍｍである。

【0035】

内周壁８のフック８ａの内径Ｄｈは、例えば３～５ｍｍである。フック８ａの軸線方向長さＬは、例えば１～３ｍｍである。

【0036】

外周壁１０の厚さｔ１は、例えば０．３～０．６ｍｍである。内周壁８の厚さｔ２は、例えば０．５～０．８ｍｍである。厚さｔ１は厚さｔ２より小さいことが好ましい。この場合、剛性が高い内周壁８がイヤーピース型電極１の座屈を防止し、剛性が低い外周壁１０が外耳道２の形状および大きさに追従して変形し、被験者に与えられる刺激を低減する。

【0037】

スリット８ｓの幅Ｗ（図６参照）は、例えば０．６～１．５ｍｍである。スリット８ｓの深さｄは、例えば０．１５～０．４ｍｍである。

【0038】

この実施形態においては、内周壁８の内周面にイヤーピース型電極１の中心軸線Ａｘに沿って延びる複数のスリットが形成されている。したがって、内周壁８の剛性が部分的に弱められ、内周壁８が弾性変形しやすくなり、内周壁８に接続された外周壁１０も内周壁８に引かれて大きく弾性変形する。こうして、外周壁１０は、イヤーピース型電極１の径方向内側に向けて弾性変形して、外耳道２の内面にフィットすることが可能である。スリット８ｓは、スリット８ｓが形成された内周壁８を貫通しないので、内周壁８が座屈しにくい。したがって、イヤーピース型電極１は、外耳道２の内面に広い面積にわたって、ある程度の接触圧で安定的に接触する。

【0039】

複数のスリット８ｓは、互いに同形同大である。スリット８ｓが中心軸線Ａｘを中心として等しい角間隔をおいて配置されている場合には、スリット８ｓに対応する複数の薄肉部分は互いに等しい弾性変形可能量を持ち、複数の厚肉部分８ｔも互いに等しい弾性変形可能量を持つ。したがって、外耳道の軸線に対するイヤーピース型電極の各スリット８ｓの相対角度に関わらず、外周壁１０は外耳道の内面にフィットすることが可能である。つまり、イヤーピース型電極を中心軸線Ａｘの周りで回転させても、外周壁１０は外耳道の内面にフィットすることが可能である。

【0040】

図７は、実施形態の変形例に係るイヤーピース型電極２０を示す。イヤーピース型電極２０では、内周壁８の外周面に、複数のスリット８ｕが形成されている。スリット８ｕは、先端壁９から中心軸線Ａｘに沿ってフック８ａまで延びているが、フック８ａには到達しなくてもよい。各スリット８ｕは、内周壁８を厚さ方向に貫通しない。複数のスリット８ｕは、互いに同形同大であり、中心軸線Ａｘを中心とする周方向に間隔をおいて並べられている。絶対必要ではないが、好ましくは、スリット８ｕは、中心軸線Ａｘを中心として等しい角間隔をおいて配置されている。

【0041】

スリット８ｕの数は２以上であればよい。但し、イヤーピース型電極１の弾性変形を促進するため、スリット８ｕの数は３以上であることが好ましい。

【0042】

スリット８ｕによって内周壁８の剛性が部分的に弱められ、内周壁８が弾性変形しやすくなり、内周壁８に接続された外周壁１０も内周壁８に引かれて大きく弾性変形する。こうして、外周壁１０は、イヤーピース型電極１の径方向内側に向けて弾性変形して、外耳道２の内面にフィットすることが可能である。スリット８ｕは、スリット８ｕが形成された内周壁８を貫通しないので、内周壁８が座屈しにくい。したがって、イヤーピース型電極２０は、外耳道２の内面に広い面積にわたって、ある程度の接触圧で安定的に接触する。

【0043】

図８は、実施形態の他の変形例に係るイヤーピース型電極２１を示す。イヤーピース型電極２１では、外周壁１０の外周面に、複数のスリット１０ｓが形成されている。スリット１０ｓは、第１の軸線方向端部１１ａから中心軸線Ａｘに沿って円筒形壁部１２まで延びているが、スリット１０ｓの長さは図示の例に限定されず、より短くてもよい。各スリット１０ｓは、外周壁１０を厚さ方向に貫通しない。複数のスリット１０ｓは、互いに同形同大であり、中心軸線Ａｘを中心とする周方向に間隔をおいて並べられている。絶対必要ではないが、好ましくは、スリット１０ｓは、中心軸線Ａｘを中心として等しい角間隔をおいて配置されている。

【0044】

スリット１０ｓの数は２以上であればよい。但し、イヤーピース型電極１の弾性変形を促進するため、スリット１０ｓの数は３以上であることが好ましい。

【0045】

スリット１０ｓによって外周壁１０の剛性が部分的に弱められ、外周壁１０が弾性変形しやすくなる。こうして、外周壁１０は、イヤーピース型電極１の径方向内側に向けて弾性変形して、外耳道２の内面にフィットすることが可能である。スリット１０ｓは、スリット１０ｓが形成された外周壁１０を貫通しないので、外周壁１０が座屈しにくい。したがって、イヤーピース型電極２１は、外耳道２の内面に広い面積にわたって、ある程度の接触圧で安定的に接触する。

【0046】

図９は、実施形態の他の変形例に係るイヤーピース型電極２２を示す。イヤーピース型電極２２では、外周壁１０の内周面に、複数のスリット１０ｕが形成されている。スリット１０ｕは、第１の軸線方向端部１１ａから中心軸線Ａｘに沿って円筒形壁部１２まで延びているが、スリット１０ｕの長さは図示の例に限定されず、より短くてもよい。各スリット１０ｕは、外周壁１０を厚さ方向に貫通しない。複数のスリット１０ｕは、互いに同形同大であり、中心軸線Ａｘを中心とする周方向に間隔をおいて並べられている。絶対必要ではないが、好ましくは、スリット１０ｕは、中心軸線Ａｘを中心として等しい角間隔をおいて配置されている。

【0047】

スリット１０ｕの数は２以上であればよい。但し、イヤーピース型電極１の弾性変形を促進するため、スリット１０ｕの数は３以上であることが好ましい。

【0048】

スリット１０ｕによって外周壁１０の剛性が部分的に弱められ、外周壁１０が弾性変形しやすくなる。こうして、外周壁１０は、イヤーピース型電極１の径方向内側に向けて弾性変形して、外耳道２の内面にフィットすることが可能である。スリット１０ｕは、スリット１０ｕが形成された外周壁１０を貫通しないので、外周壁１０が座屈しにくい。したがって、イヤーピース型電極２２は、外耳道２の内面に広い面積にわたって、ある程度の接触圧で安定的に接触する。

【0049】

上記の実施形態と変形例は組み合わせてもよい。変形例と他の変形例を組み合わせてもよい。すなわち、スリットは、外周壁１０の外周面および内周面、ならびに内周壁８の外周面および内周面の少なくとも１つに設けることができる。

【0050】

内周壁８にスリット８ｓおよび／または８ｕが形成された場合および外周壁１０の内周面にスリット１０ｕが形成された場合には、外周壁１０の外周面にスリット１０ｓが形成された場合に比べて、外周壁１０と外耳道２の内面との接触面積を広く確保することができる。外周壁１０にスリット１０ｓおよび／または１０ｕが形成された場合には、内周壁８にスリット８ｓおよび／または８ｕが形成された場合に比べて、外周壁１０の変形可能な量を大きくすることができる。

【0051】

以上、本発明の好ましい実施形態を参照しながら本発明を図示して説明したが、当業者にとって特許請求の範囲に記載された発明の範囲から逸脱することなく、形式および詳細の変更が可能であることが理解されるであろう。このような変更、改変および修正は本発明の範囲に包含されるはずである。

【0052】

内周壁８、先端壁９および外周壁１０は、同じ材料から形成されていてもよいし、異なる材料から形成されていてもよい。例えば、生体と接触する先端壁９および外周壁１０のゴム材料のマトリックス材料は、生体と接触しない内周壁８のマトリックス材料より軟らかくてもよい。この場合、剛性が高い内周壁８がイヤーピース型電極１の座屈を防止し、剛性が低い先端壁９および外周壁１０が外耳道２の形状および大きさに追従して変形し、被験者に与えられる刺激を低減する。

【符号の説明】

【0053】

Ａｘ 中心軸線
１，２０，２１，２２ イヤーピース型電極
２ 外耳道
８ 内周壁
１０ 外周壁
８ｓ，８ｕ，１０ｓ，１０ｕ スリット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】