特開 2024-142684 振動子及び聴取装置

(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】P2024142684

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】振動子及び聴取装置

(51)【国際特許分類】

   H04R 1/00 20060101AFI20241003BHJP

   H04R 9/00 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

H04R1/00 317

H04R9/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023054931

(22)【出願日】2023-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】514211644

【氏名又は名称】株式会社ファインウェル

(74)【代理人】

【識別番号】110002848

【氏名又は名称】弁理士法人ＮＩＰ＆ＳＢＰＪ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】細井 裕司

(72)【発明者】

【氏名】岡部 司

(72)【発明者】

【氏名】河野 猛

【テーマコード（参考）】

5D012

5D017

【Ｆターム（参考）】

5D012BA08

5D012CA07

5D012GA01

5D017AB11

(57)【要約】

【課題】より有用な振動子及び聴取装置を提供する。
【解決手段】振動子は、内部に空間を有するケースと、前記空間において振動可能に支持されたマグネットと、を備える。前記マグネットは、互いに同じ磁極が対向するように配置された第１のマグネット及び第２のマグネットを含む。前記第１のマグネットの体積は、前記第２のマグネットの体積よりも小さい。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に空間を有するケースと、
前記空間において振動可能に支持されたマグネットと、を備え、
前記マグネットは、互いに同じ磁極が対向するように配置された第１のマグネット及び第２のマグネットを含み、
前記第１のマグネットの体積は、前記第２のマグネットの体積よりも小さい、
振動子。

【請求項2】

前記第１のマグネットに対する前記第２のマグネットの体積比は、１を超え、且つ１２１以下である、
請求項１に記載の振動子。

【請求項3】

前記第１のマグネットに対する前記第２のマグネットの表面磁束比は、１を超え、且つ３以下である、
請求項１に記載の振動子。

【請求項4】

前記第１のマグネットと前記第２のマグネットとは、強磁性体からなるトッププレートの両面に固定されている、
請求項１に記載の振動子。

【請求項5】

上端側が開口し、底面部と周壁部を有するヨークと、
少なくとも一部が前記ヨークの内側に配置されたコイルボビンと、
前記コイルボビンの外側に巻きまわされたコイルと、
前記ヨークを支持するダンパーと、
前記ダンパーを前記ヨークに固定するフレームと、を備え、
前記マグネットの少なくとも一部は、前記コイルボビンの内側に配置され、
前記ケースは、前記ヨーク、前記コイルボビン、前記コイル、前記マグネット、前記ダンパー及び前記フレームが組付けられたアセンブリを収容し、
前記アセンブリは、前記空間において前記マグネットと一体に振動する、
請求項１に記載の振動子。

【請求項6】

前記ケースにおいて前記空間を取り囲む内面は、前記ヨークと近接して対向する対向部を含む、
請求項５に記載の振動子。

【請求項7】

耳軟骨に音信号を伝達するための軟骨伝導振動子として、請求項１～請求項６のいずれか一項に記載の振動子を有する、聴取装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、振動子及び聴取装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、振動を対象物に伝達して、音を認識できるようにした機器、例えば、骨伝導デバイス、骨伝導スピーカ、又は、骨伝導振動子が様々提案されている（特許文献１から特許文献５）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３－１５０５４２号公報

【特許文献2】特許６６１８２３０号公報

【特許文献3】特開２０１５－１８６１０２号公報

【特許文献4】特開２０１６－１１６１７７号公報

【特許文献5】特開２０１８－１１７２０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながらこれらの機器に関しては、さらに検討すべき課題が多い。

【0005】

本開示の一態様は、より有用な振動子及び聴取装置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】

【0006】

本開示の一態様に係る振動子は、内部に空間を有するケースと、前記空間において振動可能に支持されたマグネットと、を備え、前記マグネットは、互いに同じ磁極が対向するように配置された第１のマグネット及び第２のマグネットを含み、前記第１のマグネットの体積は、前記第２のマグネットの体積よりも小さい。

【0007】

前記第１のマグネットに対する前記第２のマグネットの体積比は、１を超え、且つ１２１以下である。

【0008】

前記第１のマグネットに対する前記第２のマグネットの表面磁束比は、１を超え、且つ３以下である。

【0009】

前記第１のマグネットと前記第２のマグネットとは、強磁性体からなるトッププレートの両面に固定されている。

【0010】

前記振動子は、上端側が開口し、底面部と周壁部を有するヨークと、少なくとも一部が前記ヨークの内側に配置されたコイルボビンと、前記コイルボビンの外側に巻きまわされたコイルと、前記ヨークを支持するダンパーと、前記ダンパーを前記ヨークに固定するフレームと、を備え、前記マグネットの少なくとも一部は、前記コイルボビンの内側に配置され、前記ケースは、前記ヨーク、前記コイルボビン、前記コイル、前記マグネット、前記ダンパー及び前記フレームが組付けられたアセンブリを収容し、前記アセンブリは、前記空間において前記マグネットと一体に振動する。

【0011】

前記ケースにおいて前記空間を取り囲む内面は、前記ヨークと近接して対向する対向部を含む。

【0012】

本開示の一態様に係る聴取装置は、耳軟骨に音信号を伝達するための軟骨伝導振動子として、前記振動子を有する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態に係る聴取装置の振動子を示す斜視図である。

【図2】実施形態に係る聴取装置の振動子を示す側面図である。

【図3】実施形態に係る聴取装置の振動子を示す底面図である。

【図4】実施形態に係る聴取装置の振動子を示す背面図である。

【図5】実施形態に係る聴取装置の振動子の内部構造を示す図である。

【図6】実施形態に係る聴取装置の振動子の分解斜視図である。

【図7】実施形態に係るダンパーの平面図である。

【図8】実施形態に係る聴取装置の振動子にケーブルが接続された状態を示す側面図である。

【図9】実施形態に係るアセンブリの縦断面図である。

【図10A】実施例１に係る聴取装置の振動子に基づく実測データの一例である。

【図10B】実施例２に係る聴取装置の振動子に基づく実測データの一例である。

【図10C】実施例３に係る聴取装置の振動子に基づく実測データの一例である。

【図11】比較例に係る聴取装置の振動子に基づく実測データの一例である。

【図12】第一変形例に係る聴取装置の振動子を示す斜視図である。

【図13】第二変形例に係る聴取装置の振動子を示す斜視図である。

【図14】第三変形例に係る聴取装置の振動子の内部構造を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

［振動子の全体構造］
図１は、実施形態に係る聴取装置の振動子１を示す斜視図である。図２は、実施形態に係る聴取装置の振動子１を示す側面図である。図３は、実施形態に係る聴取装置の振動子１を示す底面図である。図４は、実施形態に係る聴取装置の振動子１を示す背面図である。

【0015】

振動子１のケース２は、上側ケース２ａと下側ケース２ｂで構成されている。上側ケース２ａと下側ケース２ｂは接着剤等で互いに固定される。上側ケース２ａには突出部２ｃが形成されている。ケース２は、内部に空間を有する。ケース２は樹脂（例えばＡＢＳ樹脂）などで形成されている。本実施形態では、ケース２の外径は１２．０～１３．００ｍｍ程度である。

【0016】

上側ケース２ａの突出部２ｃは、ケーブル１２を通すための配線孔２ｄを有する。図８は、実施形態に係る聴取装置の振動子１にケーブル１２が接続された状態を示す側面図である。

【0017】

ケース２の突出部２ｃを除いた部分の表面は曲面である。図示に即して述べると、ケース２の突出部２ｃを除いいた部分は、球形又は球形に近い形状を有する。「球形」とは、完全な球形だけでなく、一定の誤差範囲内の実質的な球形も含む。振動子１が使用者の耳に装着されるとき、ケース２の下端から突出部２ｃまでの間隔Ｗ１の部分が耳に引っ掛けられる。振動子１を耳に安定的に装着するため、間隔Ｗ１が大きいことが好ましい。例えば、突出部２ｃの上下方向の間隔Ｗ２は、上側ケース２ａの下端から上端までの間隔Ｗ３の１／２以下とすることが考えられる。また、突出部２ｃは、例えば、上側ケース２ａの接線方向に延びているとの好ましい。

【0018】

図５は、実施形態に係る聴取装置の振動子１の内部構造を示す図（振動子１の一部を切り欠いた部分断面図）である。図６は、実施形態に係る聴取装置の振動子１の分解斜視図である。

【0019】

コイルボビン４、コイル５、マグネット２０（第１のマグネット６及び第２のマグネット８）、トッププレート７、フレーム９、ダンパー１０、ヨーク１１、基板３が、ケース２内の空間に収容されている。本実施形態では、ケース２は、後述のようにコイルボビン４、コイル５、マグネット２０、フレーム９、ダンパー１０、及びヨーク１１が組付けられたアセンブリ３０を収容する。

【0020】

コイルボビン４の外側にはコイル５が巻きまわされている。コイルボビン４は上下方向に長く、コイルボビン４の上端は、ケース２（上側ケース２ａ）の内面に当接している。コイル５には電気信号（音信号等）が入力される。コイルボビン４はクラフト紙などで形成され、コイル５は銅などで形成されている。

【0021】

また、基板３が、ケース２（上側ケース２ａ）の内面に取り付けられている。基板３には、ケーブル１２（図８参照）が接続するとともに、コイル５の末端側（不図示）、あるいはコイル５に接続した配線（不図示）が接続される。

【0022】

基板３は配線孔２ｄに近いので、ケーブル１２を基板３に容易に接続することができる。また、コイルボビン４は、その上端が基板３とケース２（上側ケース２ａ）の内面に当接するように縦長に形成されているので、コイル５の末端側（不図示）、あるいはコイル５に接続した配線（不図示）を基板３に容易に接続できる。本実施形態では、コイルボビン４の表面に銅箔が付けられており、基板３に接続する配線をコイルボビン４の表面にはんだ付け（ブリッジ接続）している。

【0023】

マグネット２０は、ケース２内の空間において振動可能に支持される。マグネット２０の少なくとも一部は、コイルボビン４の内側に配置されている。マグネット２０は、互いに同じ磁極が対向するように配置された第１のマグネット６及び第２のマグネット８を含む。第１のマグネット６と第２のマグネット８には、例えばネオジウム磁石が使用される。本実施形態では、第１のマグネット６と第２のマグネット８とは、互いに同じ品質及び材質で構成され、中心軸が上下に延びる円柱状に構成されている。第１のマグネット６と第２のマグネット８とは、互いに同軸となるように上下に並んでいる。マグネット２０の詳細構造は、別途後述する。

【0024】

トッププレート７は、コイルボビン４の内側に配置されている。第１のマグネット６と第２のマグネット８とは、強磁性体からなるトッププレート７の両面に固定されている。本実施形態では、第１のマグネット６の下端面が、トッププレート７の上面に接着剤で固定されている。第２のマグネット８の上端面が、トッププレート７の下面に接着剤で固定されている。トッププレート７は、強磁性体として例えば鉄（ＳＰＣＣなど）で形成されている。なお、第１のマグネット６と第２のマグネット８とは、トッププレート７を介さずに、互いに直接接触するように接着剤等で固定されてもよい。

【0025】

ヨーク１１は、上端側が開口し、底面部と周壁部を有する。第２のマグネット８の下端側をヨーク１１の内側で固定するように、ヨーク１１の内側の下部の形状は、第２のマグネット８の下端側の形状に対応している。よって、第２のマグネット８の位置決めが容易になる。ヨーク１１は、軟磁性材料（ＳＰＣＣなど）により形成されている。

【0026】

コイルボビン４の少なくとも一部は、ヨーク１１の内側に配置されている。本実施形態では、コイルボビン４の下部がヨーク１１の内側に配置されている。

【0027】

ダンパー１０はヨーク１１を支持する。フレーム９は、ダンパー１０をヨーク１１に固定する。本実施形態では、ダンパー１０の外縁部が上側ケース２ａと下側ケース２ｂとで上下に挟まれることで、ダンパー１０がケース２に固定されている。すなわち、ダンパー１０の外縁部は、上側ケース２ａと下側ケース２ｂとの間に挟持されている。ダンパー１０の内縁部の下面は、ヨーク１１の周壁部の上端に当接している。ダンパー１０は、例えばステンレスで形成されている。

【0028】

フレーム９は、ダンパー１０の内縁部の上面と、ヨーク１１の周壁部の内面にそれぞれ当接するように、ダンパー１０とヨーク１１とに固定されている。本実施形態では、フレーム９はダンパー１０とヨーク１１とに接着剤で固定されているが、かしめ固定等の手法で固定されてもよい。フレーム９は、軟磁性材料（ＳＰＣＣ［steel plate cold commercial］など）により形成されている。このようにフレーム９を用いてダンパー１０をヨーク１１に固定することで、ダンパー１０とヨーク１１とを固定しやすくなり、振動子１の量産に適している。

【0029】

このように、フレーム９がダンパー１０をヨーク１１に固定することによって、ダンパー１０はヨーク１１を支持する。ヨーク１１は、ダンパー１０とフレーム９により、ケース２の内部で宙吊りになっている。すなわち、ヨーク１１はケース２の内面から離れている。

【0030】

上記の構成により、コイルボビン４、コイル５、マグネット２０、フレーム９、ダンパー１０、及びヨーク１１が組付けられたアセンブリ３０が、ケース２内の空間に配置される。アセンブリ３０（図９参照）は、ケース２とヨーク１１とを連結する弾性のダンパー１０によって、ケース２内の空間で上下に変位可能に支持される。アセンブリ３０は、以下の原理により、ケース２内の空間においてマグネット２０と一体に振動する。

【0031】

コイル５は電気信号（音信号等）が入力されると、コイル５が発生する磁界によって、コイルボビン４内に配置されたマグネット２０が振動する。マグネット２０の振動に連動して、マグネット２０が固定されたヨーク１１も振動する。ヨーク１１の振動に連動して、ヨーク１１を支持するダンパー１０が振動することで、ケース２が振動する。ケース２が使用者に当接すると、使用者にケース２の振動が伝わり、使用者が音を認識するようになる。

【0032】

ヨークをケースの内面に接着剤等で固定すると、振動が全帯域で感じられず、高域（例えば５ｋＨｚ以降）しか聞こえない問題が発生する可能性がある。本実施形態では、ヨーク１１がケース２の内面から離れているため、そのような問題が発生する可能性を低減できる。

【0033】

また、フレーム９及びヨーク１１の周壁部は、少なくとも一部がコイル５に対向する。この構成では、コイル５に磁束を集めやすい。特に、フレーム９及びヨーク１１が、軟磁性材料（ＳＰＣＣなど）で形成されることにより、コイル５に磁束を集めやすくなる。磁束が集まる（磁束密度が高くなる）と、振動の駆動力が大きくなり、振動を発生させやすくなる。

【0034】

なお、ケースに孔が設けられている場合、振動子が振動するときにケースの孔から音が漏れる。音漏れを防止することが好ましい場合には、ケースを密閉することが考えられる。そこで、ケース２は密閉されてもよい。ケース２が密閉される場合には、配線孔２ｄを塞ぐ閉塞部材（不図示）が使用されてもよい。

【0035】

しかし、ケースが密閉され、ケース内の振動板（ダンパー等）が孔の無い形状に形成されていると、振動を発生させにくい。特にケースが小さい場合、振動板は、ケース内の空気圧により、動きにくくなる。また、ケース内の空間は、振動板により、上の空間と、下の空間に分けられる。例えば、振動板が下に移動しようとしても、下の空間内の空気は上の空間に移動できない。それゆえ、振動板は振動することができないか、振動板の振動幅が小さくなる。

【0036】

図７は、実施形態に係るダンパー１０の平面図である。ダンパー１０は、上下方向に貫通する貫通孔１０ａが形成されている。ダンパー１０の上側にある空気は、貫通孔１０ａを通って、ダンパー１０の下側に移動することができる。また、ダンパー１０の下側にある空気は、貫通孔１０ａを通って、ダンパー１０の上側に移動することができる。ケース２内の空気の移動は制限されていない。ケース２が密閉されていない場合だけでなく、ケース２内が密閉空間の場合でも、ダンパー１０は大きく振動することができる。よって、ケース２が小さく、且つ、密閉された場合でも、ダンパー１０は大きく振動することができる。

【0037】

ケース２が密閉されていない場合だけでなく、ケース２が密閉された場合でも、ダンパー１０が大きく振動できるので、ケース２は十分に振動することができる。よって、振動子１の使用者に十分な振動を伝えることができる。

【0038】

ところで、上記のようにケースが振動すると、ケースの周囲の空気を振動させ、気導音が生じる可能性がある。本実施形態では、ケース２の表面積が小さいため、気導音を抑制することができる。よって、使用者に振動を伝えつつ、使用者の周囲に気導音が漏れることを抑制することができる。

【0039】

ケース２が密閉されている場合、水又は汗がケース２に入らない。密閉されたケースの使用は、防水の振動子に応用することができる。

【0040】

ダンパー１０はリキッドメタルで形成されてもよい。ダンパー１０は、振動の繰り返しによって破損する可能性がある。リキッドメタルは、金属ではあるものの、弾力を有し、疲労破損がしにくい。ダンパー１０がリキッドメタルで形成されると、ダンパー１０は長期間使用できる。

【0041】

本実施形態では、ダンパー１０がケース２の上下方向の中央に配置される。ケース２のサイズを大きくしないで、ケース２を球形または球形に近い形にできる。なお、「中央」は、完全な中央だけでなく、一定の誤差範囲内の実質的な中央も含む。

【0042】

振動子１は軟骨伝導振動子として使用されてもよい。よって、本発明の聴取装置は、耳軟骨に音信号を伝達するための軟骨伝導振動子として、上記の振動子１を有するのが好ましい。

【0043】

［マグネットの詳細構造］
図９は、実施形態に係るアセンブリ３０の縦断面図である。先述のように、コイル５の磁束密度が大きいほど、マグネット２０を振動させる駆動力が大きくなる。本実施形態の振動子１では、コイル５に磁束を集中させるために、トッププレート７の外径をマグネット２０の外径よりも大きくして、コイル５に磁束が集中しやすい磁界の流れを形成している。更に、コイル５の磁束をより強くするために、互いに同極が向き合う二つのマグネット（第１のマグネット６及び第２のマグネット８）によって、マグネット２０を構成している。

【0044】

仮に二つのマグネットを互いに同極が向き合わないように配置した場合は、互いに異なる磁極同士が向かい合うため、コイル５での磁界が互いに打ち消し合う方向に作用し、コイル５の磁束が弱くなる場合がある。更に、互いに同極が向き合わない二つのマグネットでは、二つのマグネットのうち一つだけを用いた場合よりも、コイル５の磁束が弱くなりやすい。これに対して本実施形態では、互いに同極が向き合う二つのマグネットによってマグネット２０が構成されているため、コイル５の磁束密度を効率的に向上できる。

【0045】

一方、互いに同極が向き合う二つのマグネットを用いた場合、二つのマグネットの少なくとも一つが、互いの反発力によってトッププレートから外れる可能性がある。詳細には、二つのマグネットのうち、第１のマグネットはヨークに固定されておらず、且つコイルボビン内にあるので固定することが難しい。従って、第１のマグネットが上記の反発力によってトッププレートから外れる可能性がある。

【0046】

第１のマグネット６及び第２のマグネット８の表面磁束密度が大きいほど、第１のマグネット６と第２のマグネット８との反発力が大きくなる。第１のマグネット６と第２のマグネット８とが互いに同じ品質及び材質である場合、第１のマグネット６及び第２のマグネット８の体積が大きいほど、第１のマグネット６及び第２のマグネット８の表面磁束密度が大きくなる。

【0047】

本実施形態では、第１のマグネット６の体積は、第２のマグネット８の体積よりも小さい。これにより、第１のマグネット６の表面磁束密度が第２のマグネット８の表面磁束密度よりも小さくなるため、第１のマグネット６と第２のマグネット８との反発力も小さくなる。従ってマグネット２０では、第１のマグネット６が上記の反発力によってトッププレート７から外れることが抑制される。

【0048】

本願の発明者は、上記の構成が振動子１の音響特性に与える影響を検証するテストを行った。このテストでは、可聴領域の周波数帯（数十Ｈｚ～２万Ｈｚ）のスイープ音を振動子１に出力させ、その音圧レベルを１／２インチコンデンサマイクロフォンで計測した。第１のマグネット６の外径の大きさのみを変えて、その他の計測条件は同じにして、複数回のテストを行った。なお、第１のマグネット６及び第２のマグネット８の高さ（上下方向長さ）は互いに等しく、例えば２．０ｍｍである。スイープ音の電気信号の印加電圧は２．０Ｖとし、ダンパー１０の厚み（上下方向長さ）は０．２ｍｍとする。

【0049】

図１０Ａは、実施例１に係る聴取装置の振動子１に基づく実測データの一例である。この実測データのグラフにおいて、縦軸は音圧（ｄＢＳＰＬ）を示し、横軸は対数目盛の周波数（Ｈｚ）を示す。実施例１の振動子１では、第１のマグネット６の外径が４．０ｍｍであり、第２のマグネット８の外径が５．２ｍｍである。この場合、第１のマグネット６と第２のマグネット８との体積比は、１：１．６９となる。

【0050】

図１０Ａに示すように、実施例１の振動子１では、音声の主要な周波数帯域（５００Ｈｚ～２３００Ｈｚ）において、概ね４５ｄＢ以上の良好な音圧が実現されている。例えば振動子１を外耳道入口部周辺の耳軟骨の少なくとも一部に接触させた場合に、振動子１の振動を耳軟骨に伝達するのに必要な音圧が確実に得られる。つまり、実施例１の振動子１は、軟骨伝導振動子として十分に機能できることが確認された。これにより、本願の発明者が発見した軟骨伝導のメカニズムによって、人間は外耳道を塞ぐことなく振動子１からの音を聞くと同時に、外界の音を聞くことができる。

【0051】

図１１は、比較例に係る聴取装置の振動子に基づく実測データの一例である。比較例の振動子では、従来の振動子と同様に、第１のマグネット及び第２のマグネットの外径が等しく、何れも外径が５．２ｍｍである。従って、第１のマグネットと第２のマグネットとの体積比は等しく、１：１である。

【0052】

図１１に示すように、比較例の振動子では、実施例１の振動子１（図１０Ａ参照）と同様に、音声の主要な周波数帯域（５００Ｈｚ～２３００Ｈｚ）において、概ね４５ｄＢ以上の良好な音圧が実現されている。但し、比較例の振動子では、第１のマグネット及び第２のマグネットの容積が等しいため、先述のように第１のマグネットがトッププレートから反発力で外れる可能性がある。これに対し、実施例１の振動子１は、第１のマグネット６がトッププレート７から外れることを抑制しつつ、比較例の振動子と同等の音質で音声出力できる。

【0053】

図１０Ｂは、実施例２に係る聴取装置の振動子１に基づく実測データの一例である。実施例２の振動子１は、実施例１の振動子１と同様に、第１のマグネット６の外径が第２のマグネット８の外径よりも小さい。実施例２の振動子１では、第１のマグネット６の外径が１．０ｍｍであり、第２のマグネット８の外径が５．２ｍｍである。この場合、第１のマグネット６と第２のマグネット８の体積比は、１：２７である。つまり、実施例２は実施例１と比較して、振動子１の体積が小さい。

【0054】

図１０Ｂに示すように、実施例２の振動子１では、音声の主要な周波数帯域のうち、音声の主要な周波数帯域（５００Ｈｚ～２３００Ｈｚ）において、概ね３５～４５ｄＢの音質となる。従って、実施例２の振動子１は、実施例１の振動子１よりも音質が劣化するものの、軟骨伝導振動子として有効に機能できることが確認された。

【0055】

上記の実施例１、２に用いられた複数の振動子１は、互いに異なる外径を有することで、互いの体積が異なっている。しかし複数の振動子１は、互いに異なる外径及び高さの組合せを有することで、互いの体積が異なってもよい。本願の発明者は、互いに外径及び高さの組合せが異なる複数の振動子１について、上記と同様のテストを行った。これにより、振動子１を構成する各部品の寸法及び特性が以下であるときに、振動子１が軟骨伝導振動子として有効に機能できることが確認された。

【0056】

第１のマグネット６は、その外径が１．０～５．５ｍｍであり、その高さが１．０～４．０ｍｍである。この条件を満たす最小サイズ（外径が１．０ｍｍ、高さが１．０ｍｍ）であるとき、第１のマグネット６の体積は０．７８ｍｍ^３であり、このときの表面磁束密度は１５０ｍＴである。この条件を満たす最大サイズ（外径が５．５ｍｍ、高さが４．０ｍｍ）であるとき、第１のマグネット６の体積は９５ｍｍ^３であり、このときの表面磁束密度は４５０ｍＴである。

【0057】

第２のマグネット８は、その外径が３．０～５．５ｍｍであり、その高さが１．０～４．０ｍｍである。この条件を満たす最小サイズ（外径が３．０ｍｍ、高さが１．０ｍｍ）であるとき、第２のマグネット８の体積は７．０６ｍｍ^３であり、このときの表面磁束密度は２３０ｍＴである。この条件を満たす最大サイズ（外径が５．５ｍｍ、高さが４．０ｍｍ）であるとき、第２のマグネット８の体積は９５ｍｍ^３であり、このときの表面磁束密度は４５０ｍＴである。

【0058】

従って、第１のマグネット６は、その体積が０．７８～９５ｍｍ^３であり、その表面磁束密度は１５０～４５０ｍＴである。第２のマグネット８は、その体積が７．０６～９５ｍｍ^３であり、その表面磁束密度は２３０～４５０ｍＴである。但し、先述のように第１のマグネット６の体積は、第２のマグネット８の体積よりも小さい。従って、第１のマグネット６の体積は９５ｍｍ^３未満であり、第１のマグネット６の表面磁束密度は４５０ｍＴ未満である。

【0059】

上述した第１のマグネット６及び第２のマグネット８の体積によれば、第１のマグネット６に対する第２のマグネット８の体積比は、１を超え、且つ１２１以下である。また、上述した第１のマグネット６及び第２のマグネット８の表面磁束密度によれば、第１のマグネット６に対する第２のマグネット８の表面磁束比は、１を超え、且つ３以下である。

【0060】

先述のように、第１のマグネット６の体積を第２のマグネット８の体積よりも小さくするために、第１のマグネット６の外径のみを小さくする態様と、第１のマグネット６の外径及び高さの両方を小さくする態様とが考えられる。前者の態様では、第１のマグネット６の表面磁束密度を相対的に高くできるため、コイル５において相対的に高い磁束密度が得られる。後者の態様では、第１のマグネット６の体積を効率的に小さくできるため、第１のマグネット６がトッププレート７から外れることをより確実に抑制できる。

【0061】

更に、第１のマグネット６と第２のマグネット８とを同軸に並ぶように配置し、且つ第１のマグネット６の外径を第２のマグネット８の外径よりも小さくすることで、以下の作用が得られる。図９に示すように、第１のマグネット６は、コイル５の周方向と中心として回転する磁界Ｍ１を発生する。第２のマグネット８は、コイル５の周方向と中心として回転する磁界Ｍ２を発生する。磁界Ｍ１と磁界Ｍ２とは、互いに反対方向に回転する。

【0062】

この場合、トッププレート７では、平面視で磁界Ｍ１が磁界Ｍ２よりも内側で発生しているため、磁界Ｍ１と磁界Ｍ２とが互いに干渉しにくい。トッププレート７の中心付近は磁界Ｍ２の影響が弱いため、第１のマグネット６が磁界Ｍ１の作用でトッププレート７に自己吸着しやすい（矢印Ｍ３を参照）。第１のマグネット６の自己吸着によって、第１のマグネット６がトッププレート７から外れることを更に抑制できる。

【0063】

自己吸着は、第１のマグネット６と第２のマグネット８とが互いに反発する方向に作用していても、第１のマグネット６が接着よりも弱い力でトッププレート７に付着する現象をいう。本願の発明者は、実施例１の振動子１（即ち、第１のマグネット６の外径４．０ｍｍ及び高さ２．０ｍｍ）において、第１のマグネット６の自己吸着が好適に発生することを確認した。

【0064】

［その他部品の寸法及び特性］
本願の発明者は、各種の実験に基づいて、振動子１の音響特性に与える影響が大きい主な要素が、マグネット２０の表面磁束密度、ダンパー１０の厚み、及びヨーク１１の重さであることを特定した。

【0065】

例えばダンパー１０が薄すぎる場合、音信号の周波数があるレベルに達すると、ダンパー１０において音信号が単なる振動に変わってしまい、ケース２に音信号を適切に伝達できない可能性がある。一方、ダンパー１０が厚すぎる場合、ダンパー１０が振動し難くなり、ケース２に音信号を適切に伝達できない可能性がある。これらを考慮して、ダンパー１０の厚みを適切な範囲に設計する必要がある。また、ダンパー１０の厚みは、ヨーク１１及びマグネット２０の重みに応じて設計する必要がある。

【0066】

図１０Ｃは、実施例３に係る聴取装置の振動子１に基づく実測データの一例である。実施例３の振動子１では、ダンパー１０の厚みが０．１５ｍｍである。つまり、実施例３は実施例１と比較して、ダンパー１０の厚みが小さい。ダンパー１０の厚み以外の条件は、実施例１と同じである。

【0067】

図１０Ｃに示すように、実施例３の振動子１では、音声の主要な周波数帯域のうち、音声の主要な周波数帯域（５００Ｈｚ～２３００Ｈｚ）における音圧が、実施例１（図１０Ａ参照）と比較して５ｄＢ程度低いものの、概ね４０ｄＢ以上の音圧が実現されている。従って、実施例３の振動子１は、実施例１の振動子１よりも音質が劣化するものの、軟骨伝導振動子として有効に機能できることが確認された。

【0068】

上記のようにダンパー１０の厚みを変更した複数回のテストによれば、振動子１を軟骨伝導振動子として有効に機能させるダンパー１０の厚みは、０．１～０．３５ｍｍである。ダンパー１０の直径は、８．０～１２．０ｍｍとする。

【0069】

また、ヨーク１１の重さを変更した複数回のテストによれば、振動子１を軟骨伝導振動子として有効に機能させるヨーク１１の重さ（質量）は、０．３０～１．００ｇである。

【0070】

第１のマグネット６及び第２のマグネット８を一体に支持するトッププレート７も、振動子１の音響特性に影響を与える部材である。トッププレート７の重さ（質量）は、０．０５～０．２０ｇである。トッププレート７の厚みは、０．３～１．０ｍｍとする。

【0071】

上述した各部品の寸法及び特性を全て満たす振動子１では、コイル５の磁束密度が３００～１０００ｍＴとなる。これにより、マグネット２０を強く振動させる駆動力が得られるため、振動子１を軟骨伝導振動子として有効に機能させることができる。

【0072】

＜備考＞
本開示は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態に夫々開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の技術的範囲に含まれる。更に、各実施形態に夫々開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

【0073】

上記実施形態のケース２は、球形または球形に近い形状であるが、他の形状のケースを用いてもよい。図１２は、第一変形例に係る聴取装置の振動子１を示す斜視図である。図１３は、第二変形例に係る聴取装置の振動子１を示す斜視図である。図１２に示す第一変形例の振動子１のように、上記実施形態のケース２に代えて、箱状のケース１３が使用されてもよい。図１３に示す第二変形例の振動子１のように、上記実施形態のケース２に代えて、円筒状のケース１４が使用されてもよい。上記実施形態のケース２の代わりに、他の形状のケースが使用される場合、ダンパー又はヨーク等の各種部品の形状は、ケースの形状に対応するように適宜に変更されればよい。

【0074】

例えば振動子１が側面から衝撃を受けたとき、ヨーク１１を含むアセンブリ３０は側面方向に振動する。ヨーク１１が側面方向に大きく振動すると、ヨーク１１を支持するダンパー１０の変形や損傷を生じる可能性がある。これを抑制するために、図１４に示すように、ケース２において空間を取り囲む内面は、ヨーク１１と近接して対向する対向部２１を含んでもよい。図１４は、第三変形例に係る聴取装置の振動子１の内部構造を示す図である。

【0075】

第三変形例の振動子１では、ケース２の内面のうち、下側ケース２ｂの上部において周方向に延びる面部が、ヨーク１１の外周面と間隔を空けて対向する対向部２１である。下側ケース２ｂの上部の厚みが大きくなるように、対向部２１はケース２内の空間側に膨らんでいる。これにより、ケース２とヨーク１１との間に形成される隙間が、対向部２１が設けられない場合よりも狭くなる。例えば、ヨーク１１と対向部２１との間に形成される隙間は、０．３ｍｍ程度である。

【0076】

第三変形例では、上記のように対向部２１がケース２とヨーク１１との隙間を狭めているため、ヨーク１１の側面方向への可動範囲が制限される。振動子１が側面から衝撃を受けたときでも、ヨーク１１の側面方向への振動幅が抑制されるため、ダンパー１０の変形や損傷を生じ難い。なお、対向部２１は、ケース２の内面からヨーク１１に向かって突出する一又は複数の突起でもよい。

【符号の説明】

【0077】

１ 振動子、２ ケース、４ コイルボビン、５ コイル、６ 第１のマグネット、７ トッププレート、８ 第２のマグネット、９ フレーム、１０ ダンパー、１１ ヨーク、２０ マグネット、３０ アセンブリ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図10C】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】