JP4952211B2 - 骨伝導イヤホン - Google Patents

Description

本発明は骨伝導イヤホンに係わり、より詳しくは、微弱な電流変化に対して迅速かつ正確に骨伝導振動として反映させることのできる骨伝導イヤホンに関する。

通常、空気で伝えられる音の振動は耳の中にある鼓膜へ伝達される。鼓膜の中にある三つの骨（耳小骨）があるが、鼓膜の振動はこの骨を通じてネジのような蝸牛に伝達される。蝸牛にはリンバ液があり、このリンパ液の振動が電気信号に変わりながら聴覚神経に伝達され、脳が音を認識する。これに対して、骨伝導とは、上記メカニズムにおける振動が鼓膜と耳小骨を経由する過程を省略したものである。すなわち、音の振動が頭蓋骨を通じて直接蝸牛に送られ、鼓膜や耳小骨に異常がある難聴者等であっても、蝸牛や聴覚神経が正常であればこの骨伝導により確実に音を聞くことができる。この原理を応用したイヤホンが骨伝導イヤホンである。

従来の骨伝導イヤホンは、多様な種類及び形態が開発されているが、ほとんどはフレーム、ボイスコイル、マグネット及び振動板などから構成され、ボイスコイルの内側領域または外側領域の何れかにマグネットを配した構造とされている（たとえば、特許文献１参照。）。しかし、これら従来の骨伝導イヤホンは発生する磁力に限界があり、ボイスコイルに対してある程度の大きな電流量を供給しなければ迅速・正確な反応が望めず、高音質化、並びにオーディオ装置の消費電力の低減化には限界があった。

特開２００６−１７４４３２号公報 特開２００６−３３７８７号公報

そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、発生する磁力を大きなものとすることができ、高音質化および消費電力の低減化を実現できる骨伝導イヤホンを提供する点にある。

本発明は、前述の課題解決のために、下部が開放された円筒状のフレームの上壁内面にボイスコイルを同軸状に固定し、前記ボイスコイルの内側領域および外側領域に位置される第１のマグネット及び第２のマグネットと、これら第１のマグネット及び第２のマグネットを前記フレームに連結する振動板とを有する振動部を設け、前記フレームの下部に、前記ボイスコイル及び振動部の振動を人体に伝達するための振動伝達クッションを設けてなることを特徴とする骨伝導イヤホンを構成した。

ここで、前記振動部が、前記振動板の中心側に取付けられるヨークとしての基板上面に、前記第１のマグネットおよび第２のマグネットを配設し、該第１のマグネットの上面に第１のプレートを設けるとともに、前記第２のマグネットの上面に第２のプレートを設け、これら第１、第２のプレート間のギャップに前記ボイスコイルを位置させて構成したものが好ましい。

特に、前記振動板、基板、第１のマグネットおよび第１のプレートの各中心位置に互いに連通する通孔を設け、該通孔を貫通する固定ピンにより前記各部材を一体的に連結したものが好ましい。

また、前記振動板は、前記基板に取り付けられる中心部と、前記フレームに取り付けられる周縁部と、前記中心部から周縁部にわたり放射状に設けられる複数の連結部とより構成され、前記連結部に波状または皺状に屈曲した屈曲部を形成したものが好ましい。

更には、前記フレームに連結される前記振動板に当接した状態で、該フレームの下部を塞ぐキャップを設け、該キャップの下面に前記振動伝達クッションを設けたものが好ましい。

以上にしてなる本願発明の骨伝導イヤホンによれば、ボイスコイルの内側および外側の両領域にマグネットをそれぞれ配置させたので、磁力を格段に強化でき、ボイスコイルに供給される微弱な電流変化にも瞬時に反応し、これにより高音質化、電流消耗率の低減化を図ることが可能となる。

また、具体的には、振動部が、前記振動板の中心側に取付けられるヨークとしての基板上面に、前記第１のマグネットおよび第２のマグネットを配設し、該第１のマグネットの上面に第１のプレートを設けるとともに、前記第２のマグネットの上面に第２のプレートを設け、これら第１、第２のプレート間のギャップに前記ボイスコイルを位置させて構成したので、両方のマグネットにより効率的な磁気回路を形成できる。

また、前記振動板、基板、第１のマグネットおよび第１のプレートの各中心位置に互いに連通する通孔を設け、該通孔を貫通する固定ピンにより前記各部材を一体的に連結したので、構造がシンプルとなり、製造コストの低減を図ることができる。

また、前記振動板は、前記基板に取り付けられる中心部と、前記フレームに取り付けられる周縁部と、前記中心部から周縁部にわたり放射状に設けられる複数の連結部とより構成され、前記連結部に波状または皺状に屈曲した屈曲部を形成したので、マグネットに生じる相対的な振動が円滑にフレームに伝達されるとともに、前記屈曲部の存在により振動に寄与する表面積が増大し、振動が円滑に伝達され、振動効率が向上する。

また、前記フレームに連結される前記振動板に当接した状態で、該フレームの下部を塞ぐキャップを設け、該キャップの下面に前記振動伝達クッションを設けたので、前記振動伝達クッションに対してより直接的に振動を伝達し、骨伝導効率を高めることができる。

次に、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。

図１〜５は、本発明の代表的実施形態に係る骨伝導イヤホンを示し、図中符号１は骨伝導イヤホン、２はボイスコイル、３は振動部、４はキャップ、５は振動伝達クッションをそれぞれ示している。本発明の骨伝導イヤホン１は、フレーム１０、ボイスコイル２、振動部３、キャップ４、振動伝達クッション５より構成されている。

本発明の骨伝導イヤホン１は、図３〜５に示すように、下部が開放された円筒状のフレーム１０の上壁１２の内面１２ａにボイスコイル２を同軸状に固定し、前記ボイスコイル２の内側領域および外側領域に位置される第１のマグネット３２及び第２のマグネット３４と、これら第１のマグネット３２及び第２のマグネット３４を前記フレーム１０に連結する振動板３６とを有する振動部３を設け、前記フレーム１０の下部に、前記ボイスコイル２及び振動部３の振動を人体に伝達するための振動伝達クッション５を設けてなることを特徴とする。

フレーム１０は、内部にボイスコイル２および振動部３を収納する空間を有し、下方が開放された略円筒形の部材で構成されており、ボイスコイル２および振動部３を収納した状態で下端開口がキャップ４で閉塞される。フレーム上壁１２の内面１２ａには、ボイスコイル２を取り付けるべく該ボイスコイル２に内嵌するリング状の突起部１１が突設されており、ボイスコイル２が当該内面に確実に結合され、電気信号を音響信号へ変換させる役割をする。本例では、合成樹脂材料より構成しているが、これに何ら限定されず、たとえば非磁性体の金属材料等から構成してもよい。

振動部３は、振動板３６の中心側に取付けられるヨークとしての基板３５上面に、前記第１のマグネット３２および第２のマグネット３４を配設し、該第１のマグネット３２の上面に第１のプレート３１を設けるとともに、前記第２のマグネット３４の上面に第２のプレート３３を設け、これら第１、第２のプレート３１、３３間のギャップに前記ボイスコイル２を位置させて構成されている。

ヨークとして機能する基板３５は、ボイスコイル２よりも下方に位置する鉄等の磁性金属材料よりなる円板状の部材であり、上面におけるボイスコイル２の下端に対応する位置には突起３５ａがリング状に突設されており、該突起３５ａより内側の上面に第１のマグネットを接着し、前記突起３５ａよりも外側の上面に第２のマグネットを接着することにより、両マグネットによりボイスコイル２を挟みこむように位置決めされる。この突起３５ａの高さ、とくにボイスコイル２の先端との隙間は磁気回路に影響を与えるため、バランスのよい高さに設定される。

第１のマグネット３２は、扁平な円柱形状に構成された永久磁石であり、上面には略同一形状の下面を有する第１のプレート３１が密着される。第１のプレート３１は鉄等の磁性金属材料より構成されており、ポールピースとして機能し、後述する第２のプレート３３との間のギャップに強力な磁場を発生させる。

第２のマグネット３４は、前記第１のマグネット３２と略同一高さの扁平な円柱形状（リング状）に構成されて永久磁石であり、前記第１のマグネット３２とともに磁気回路を構成する。上面には、略同一形状の下面を有する第２のプレート３３が密接状態で接着されている。第２のプレート３３は鉄等の磁性金属材料より構成されており、トッププレートとして機能し、上記第１のプレート３１との間のギャップに強力な磁場を発生させる部材である。

振動板３６、基板３５、第１のマグネット３２および第１のプレート３１の各中心位置には、それぞれ互いに連通する通孔３６ｃ、３５ｃ、３２ｃ、３１ｃが設けられており、これら通孔３６ｃ、３５ｃ、３２ｃ、３１ｃを貫通する固定ピン３７によって、前記各部材３６、３５、３２、３１が同軸状に一体的に連結されている。固定ピン３７は上記部材を上下に貫通してカシメ止めするカシメピンを用いているがボルトナットやその他の結合具を用いてもよい。

振動板３６は、前記基板３５の下面に取り付けられ、前記通孔３６ｃを備えた中心部６０と、前記フレーム１０に取り付けられる周縁部６１と、前記中心部６０から周縁部６１にわたり放射状に設けられる複数の連結部３６ａ、・・・とより構成され、各連結部３６ａには波状または皺状に屈曲した屈曲部３６ｂが形成されている。本例では、前記連結部３６ａ，・・・を９０°間隔おきに合計４つ設けているが、本数や配置関係はとくに限定されず、各連結部の幅についても勿論限定されない。前記波状及び皺状の屈曲部３６ｂは、各連結部３６ａに多数個形成されており、これにより振動板３６の振動へ関与する表面積が極大化されるように構成されている。

フレーム１０に連結される振動板３６に当接した状態で、該フレーム１０の下部を塞ぐキャップ４が設けられており、該キャップ４の下面４０に前記振動伝達クッション５が設けられている。より詳しくは、フレーム１０の下部開口端部１３の内面側に切欠溝１４が周設されており、前記振動板３６の周縁部６１が該切欠溝１４に嵌合した状態で、その下面側にさらにキャップ４の周縁に沿って設けられた突条部４１が嵌合することにより、該キャップ４の突条部４１で前記振動板３６の周縁部６１がフレーム１０の切欠溝１４内に押さえ付けられた状態に固定されるのである。

キャップ４には、図５に示すように、周方向に沿って多数の通孔４２，・・・が形成されており、該通孔４２を通じて前記フレーム１０内の空間に生じた空気振動を下面側の振動伝達クッション５に伝達できるように工夫されている。振動伝達クッション５は、キャップ４の下部に密着されており、人体にボイスコイル２及び振動部３から発生された振動が効率的に伝達されるようになっている。

以下、本発明の骨伝導イヤホン１の作動について説明する。

先ず、音響に関係された電気的な信号が図示しないリード線を通じてボイスコイル２に供給され、ボイスコイル２の内部及び外部に、伝達された電気的信号の強さに比例した磁気場が形成される。この磁気場は振動部３のうち、第１のマグネット３２及び第２のマグネット３４と相互作用する、すなわち上記第１のプレート３１および第２のプレート３３の間のギャップに生じている磁場と相互作用することにより、ボイスコイル２と振動部３とが上下方向へ所定の周波数で相対振動することとなる。

ボイスコイル２に対して上記のごとく振動部３が上下方向へ所定の周波数を持ちながら振動すると、この振動はすぐに連結部３６a及び波状及び皺状の屈曲部３６bを備えた振動板３６に伝達される。この際、上述したように振動板３６に振動効率を高める多数の屈曲部３６bが形成されているため、マグネット３２,３４による振動部３の振動が振動板３６により大きく増幅されて出力される。

そして、振動板３６から出力される振動は、キャップ４及び振動伝達クッション５を通じて人体に伝達され、人体が所定の音響信号を認識できるようになる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施例に何ら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種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明の代表的実施形態に係る骨伝導イヤホンを示す上方斜視図。 同じく下方斜視図。 同じく縦断面図。 同じく分解縦断面図。 同じく分解斜視図。

符号の説明

１ 骨伝導イヤホン
２ ボイスコイル
３ 振動部
４ キャップ
５ 振動伝達クッション
１０ フレーム
１１ 突起部
１２ 上壁
１２ａ 内面
１３ 開口端部
１４ 切欠溝
３１ 第１のプレート
３２ 第１のマグネット
３３ 第２のプレート
３４ 第２のマグネット
３５ 基板
３５ａ 突起
３６ 振動板
３６ａ 連結部
３６ｂ 屈曲部
３６ｃ 通孔
３７ 固定ピン
４０ 下面
４１ 突条部
４２ 通孔
６０ 中心部
６１ 周縁部

Claims (3)

1. 下部が開放された円筒状のフレームの上壁内面にボイスコイルを同軸状に固定し、
   前記ボイスコイルの内側領域および外側領域に位置される第１のマグネット及び第２のマグネットと、これら第１のマグネット及び第２のマグネットを前記フレームに連結する振動板とを有する振動部を設け、
   前記フレームの下部に、前記ボイスコイル及び振動部の振動を人体に伝達するための振動伝達クッションを設けてなり、
   前記振動部が、前記振動板の中心側に取付けられるヨークとしての基板上面に、前記第１のマグネットおよび第２のマグネットを配設し、該第１のマグネットの上面に第１のプレートを設けるとともに、前記第２のマグネットの上面に第２のプレートを設け、これら第１、第２のプレート間のギャップに前記ボイスコイルを位置させてなり、
   前記振動板が、前記基板に取り付けられる中心部と、前記フレームに取り付けられる周縁部と、前記中心部から周縁部にわたり放射状に９０°間隔おきに合計４つ設けられる連結部とより構成され、各連結部に波状または皺状に屈曲した複数個の屈曲部を形成してなることを特徴とする骨伝導イヤホン。
2. 前記振動板、基板、第１のマグネットおよび第１のプレートの各中心位置に互いに連通する通孔を設け、該通孔を貫通する固定ピンにより前記各部材を一体的に連結してなる請求項１記載の骨伝導イヤホン。
3. 前記フレームに連結される前記振動板に当接した状態で、該フレームの下部を塞ぐキャップを設け、該キャップの下面に前記振動伝達クッションを設けてなる請求項１又は２記載の骨伝導イヤホン。
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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