JP6032984B2 - イヤホン用電磁型音響変換装置 - Google Patents

Description

本発明は、イヤホン用電磁型音響変換装置に関するものであり、更に詳しくは、良好な全高調波歪特性を有するイヤホン用電磁型音響変換装置に関するものである。

近年、技術的進歩により、ポケットに入るようなサイズの音楽プレーヤーが、誰もが購入できる価格で一般的に販売されるようになると共に、携帯電話やスマートフォンにもこのような音楽プレーヤーとしての機能が付加されるようになった結果、これらの音楽プレーヤーや携帯電話等に各人の好みの音楽等を録音し、イヤホンを利用して通勤、通学途中や休憩中に楽しんでいる光景に接することが非常に多くなってきている。

又、イヤホンについて近年では、オープンエアー型のヘッドホーンでは音漏れが発生してしまうため、公共の場（電車内、バス車内等）で使用した場合はこの音漏れで他人に迷惑を掛けてしまい、一方、大型のヘッドホーンは、音質に優れ、且つ、音漏れはしないが、大型で完全に耳を覆ってしまうため、いずれも混雑している公共の場では使用勝手の悪さから敬遠され、結果的に密閉型の耳道挿入型イヤホンが主流になっている。

耳道挿入型イヤホンの音響変換装置の構造の一例として、電磁型の音響変換装置を挙げることができ、この音響変換装置は、磁気回路中で機械系（可動鉄片付き振動板）の運動バランスを取ることができるため、良好な変換効率（電気→機械運動への変換効率）を得ることができ、そのために消費電流が少なく、音楽プレーヤーの電池寿命を伸ばすことができるという効果があり、しかも、他の音響変換装置では、音質を調整する上で基本構造的に無理が生じてしまう、完全密閉構造を採ることを可能にするという効果もある。

特許文献１には、図１に示したような、電磁型の音響変換装置の一例が開示されていて、これは、可動鉄片１を、復元力のある振動板２に固定して磁石３と対向させ、磁石３、コイル４及びポールピース５から構成される磁気回路において、可動鉄片１を取り付けた振動板２を、これを貫く磁束による吸引力と、振動板の復元力との相反する力で均衡させることにより、磁気回路中のわずかな磁束の変化（電気信号の変化）でも、可動鉄片１の機械運動に変換することを可能にしたものである。

特開２００２−５５６８３号公報

一般に耳道挿入型イヤホンは、男女や使用する年齢層を問わず、万人にフィットさせる必要があり、大きい耳の持ち主には大きい耳用の耳栓を用意することにより対応することができるが、小さい耳の持ち主にもフィットさせるためには、必然的に振動板の外径を例えばφ１３以下に小型化せざるを得ない。

しかしながら、図１のような従来の電磁型の音響変換装置には、単純な部品構成で作ることができるという利点はあるものの、その単純な構造ゆえに、高効率を維持して小型化すると、大型のものに比較して振動板が大きく湾曲することになり、全高調波歪が増加するという難点がある。

そこで、本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、小型化しても高効率を維持することができ、しかも良好な全高調波歪特性を有するイヤホン用の電磁型音響変換装置を提供するものである。

即ち、本発明は、筒状のヨークと、該ヨーク一端の開口面に固定された振動板と、該振動板上に固定された可動鉄片と、前記ヨーク他端に設けられた基体からその一部を振動板に向けて柱状に突出させたポールピースと、該ポールピースの柱状部分に巻回されたコイルと、該コイルを取り囲むように配設された磁石とからなる電磁型音響変換装置であって、
振動板をヨーク一端の開口面に対し、その形状がヨークの一端におけるエッジの全体形状に対応する円板状の樹脂シートを介して固定したことを特徴とするイヤホン用電磁型音響変換装置である。

又、本発明のイヤホン用電磁型音響変換装置において、振動板の外径をφ１３以下とすることが好ましい。

更に、樹脂シートは、それがヨーク一端の開口面の大きさや形状に対応していれば、差支えがない。

更に又、樹脂シートは熱成型されたものであることも好ましい。

本発明によれば、小型化しても高効率を維持することができ、しかも、大型のものと比較して振動板が大きく湾曲しているにもかかわらず、良好な全高調波歪特性を有するイヤホン用の電磁型音響変換装置を提供することができる。

従来の電磁型音響変換装置の一例を示す断面図である。 従来の電磁型音響変換装置の一例における振動板の取付状態を示す一部拡大断面図である。 本発明の参考例に係る電磁型音響変換装置における振動板の取付状態を示す一部拡大断面図である。 本発明の実施の形態１に係る電磁型音響変換装置の構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る電磁型音響変換装置の周波数特性を示すグラフである。 本発明の実施の形態１に係る電磁型音響変換装置の全高調波歪特性を示すグラフである。

以下に、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）について図面を参照しながら説明する。

本発明のイヤホン用電磁型音響変換装置の基本的な構造は、従来技術のものと同様である。

即ち、本発明装置の基本的構造は、図１に示すように、円筒状で樹脂又は金属製のヨーク６と、該ヨーク６一端の開口面におけるエッジ７に固定された振動板２と、該振動板２上に固定された可動鉄片１と、前記ヨーク６の他端に設けられた基体８からその一部を振動板２に向けて柱状に突出させたポールピース５と、該ポールピース５の柱状部分に巻回されたコイル４と、該コイル４を取り囲むように配設された磁石３とからなるものである。

そして、従来技術における電磁型音響変換装置にあっては、図２に示すように、ヨーク６一端の開口面におけるエッジ７に、振動板２を直接に固定していた。

一方、本発明の発明者らは、さまざまな実験を繰り返し、まず、図３に示すように、ヨーク６一端の開口面におけるエッジ７に、外径を概ねφ１３以下とした振動板２を、樹脂シート９を介して固定した。

前記樹脂シート９を形成するための素材としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂を挙げることができるが、厚みを細かく調整することができれば、これに限定されない。尚、一般的に振動板２は高硬度の素材により形成されているので、樹脂シート９にも高硬度のものを使用すると、共振現象が発生する可能性があるので、樹脂シート９を形成するための樹脂としては、あまり硬度の高いものは好ましくない。

又、前記樹脂シート９の厚みとしては、振動板の外径にもよるが、例えば振動板の外径がφ１３以下の場合で９μｍ〜１６μｍという範囲を挙げることができ、厚みがこの範囲を外れる場合は、所望の効果を得ることができない。

一方、前記樹脂シート９の形状としては、図３に明らかなように、ヨーク６の一端におけるエッジ７の平面形状に対応したワッシャー状となっている。

尚、可動鉄片１が固定されている振動板２は、磁石３からの吸引力により磁石３やポールピース５側へ引っ張られると共に、エッジ７に支持されているので、樹脂シート９の固定には特に接着剤等は必要ではない。

実施の形態１（参考例）
次いで本発明の発明者らは、前記樹脂シート９の形状としては、エッジ７の形状に対応するワッシャー状ではなく、図４に示すように、ヨーク６の一端におけるエッジ７の全体形状に対応する円板状のものとした。

本発明のイヤホン用電磁型音響変換装置は、上記の通り、従来技術の難点を解消して、優れた特性を発揮するものであることが判明した。

即ち、上記実施の形態１にかかる音響変換装置（以下、実施例及び図面では単に「実施の形態１」とする。）と、振動板の外径を概ねφ１３以下とすることによって単に小型化した従来技術における音響変換装置（以下、実施例及び図面では単に「従来品」とする。）とについて、国際規格（ＩＥＣ）に従った人口耳を使用し、これにイヤホンを装着してから当該イヤホンに２０Ｈｚ〜２０ＫＨｚ、１ｍＷの信号を入力し、発された信号を人口耳に備え付けられたマイクロホンで電気信号に変換することにより特性を測定したのである。得られた周波数特性を図５に、全高調波歪特性を図６に示す。

図５に明らかなように、実施の形態１の周波数特性は、従来品の周波数特性と比較して特に遜色はなく、双方共にフラットなものであった。

又、図６に明らかなように、従来品の全高調波歪特性は、低域から中音域に至るまで歪の多いことが分かるが、実施の形態１では、ほぼ全域に亘って良好な全高調波歪特性を有することが分かった。

１：可動鉄片、２：振動板、３：磁石、４：コイル、５：ポールピース、６：ヨーク、７：エッジ、９：樹脂シート

Claims (3)

1. 筒状のヨークと、該ヨーク一端の開口面に固定された振動板と、該振動板上に固定された可動鉄片と、前記ヨーク他端に設けられた基体からその一部を振動板に向けて柱状に突出させたポールピースと、該ポールピースの柱状部分に巻回されたコイルと、該コイルを取り囲むように配設された磁石とからなる電磁型音響変換装置であって、
   振動板をヨーク一端の開口面に対し、その形状がヨークの一端におけるエッジの全体形状に対応する円板状の樹脂シートを介して固定したことを特徴とするイヤホン用電磁型音響変換装置。
2. 振動板の外径をφ１３以下とした請求項１に記載のイヤホン用電磁型音響変換装置。
3. 樹脂シートが熱成型されたものである請求項１に記載のイヤホン用電磁型音響変換装置。
   

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