JPWO2019058523A1 - スピーカ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 スピーカ装置において、使用者の耳への装着性を良好にする。【解決手段】スピーカ部４９は、振動膜４１、ヨーク２９、ボイスコイル４３およびこのボイスコイル４３の駆動部４７とを内部に有する。ケース本体５７はスピーカ部４９を収納支持する。ケース本体５７は、スピーカ部４９の外縁近傍に、音を外部に伝搬させるための音通孔５５ｂを有し、振動膜４１に面する外面を使用者に対する耳珠当接面５５ｃとしている。ケース本体５７は、ヨーク２９の背面側にあって外部へ扇状に立設されるとともに半円筒状に屈曲して突設された突設部５３ｂを有する。突設部５３ｂは、使用者に対する対珠当接面５３ｃとなっている。【選択図】 図１

Description

本発明はスピーカ装置に係り、特に使用者の耳に装着するイヤホンに利用されるイントラコンカ型のスピーカ装置の改良に関する。

従来、イントラコンカ型のスピーカ装置としては、例えば図７に示すように、ケース本体１内に配置したカップ状ヨーク３内に円柱状駆動マグネット５の一方の端面を固定し、駆動マグネット５の他方の端面との間で間隔を置いて対面する振動膜７をヨーク３の開放先端に固定し、振動膜７に固定した円筒状のボイスコイル９を駆動マグネット５の外周に僅かな間隔を置いて挿入した構成が良く知られている。

図７において、ケース本体１はロート状のケース基部１１ａとこの先端（図中右側）を覆う前面カバー１１ｂからなり、ヨーク３の開口部先端が前面カバー１１ｂ内に固定されている。

図７中の符号１３は振動膜７の前面にあって前面カバー１１ｂに貫通形成された複数の音通孔、符号１５は外部へ導出されたケーブルである。

このイヤホン装置では、振動膜７を振動させる駆動部１７をマグネット５およびボイスコイル９によって形成し、外部からケーブル１５を介してボイスコイル９に音声信号を印加することによって振動膜７を振動させて発音させ、発音された音が振動膜７前面の音通孔１３から外部へ伝搬される。

実際の製品としてのスピーカ装置は、使用者の耳の耳珠１９、対珠２１、耳甲介２３で囲まれた耳甲介腔２５内に、振動膜７を耳甲介２３に接近させるようにしてケース本体１を挿入、位置させて使用される。すなわち、上述したスピーカ装置は、耳珠１９および対珠２１間でケース本体１を弾性的に支持させて使用される。

なお、図７ではイヤホン装置を左耳に装着した状態が示されている。

ところで、イントラコンカ型イヤホンの公知例としては特開平８−１７２６９１号公報（特許文献１）および特開平１０−６６１８１号公報（特許文献２）がある。

特開平８−１７２６９１号公報 特開平１０−６６１８１号公報

しかしながら、上述したスピーカ装置は、ケース本体（スピーカ部）１が耳甲介腔２５に入り込む形状のため、スピーカの口径が制限され易い難点がある。

すなわち、耳甲介腔２５を含めた耳のサイズの小さな使用者にあっては、ケース本体１によって耳珠１９、対珠２１が強く圧接され、耳が痛くなり易い問題がある。

逆に、耳の大きな使用者にあっては、外耳道２７とケース本体１間の隙間が大きくなり、低音の再生が不十分になるとか、ケース本体１の左側面部（図７中では上部）が外耳道２７に入り込むことにより、スピーカ本体１の振動膜７が耳甲介２３側に対向し、振動膜７が外耳道２７から離れることにより、再生音が外耳道２７へ十分に伝わらない等の欠点がある。

以上のように、上述したスピーカ装置は、装着性が振動膜７やケース本体１の形状寸法に依存し易い難点がある。

しかも、図７において図示はしないが、従来のスピーカ装置では、音質を調整して所望の周波数特性を得る観点から、ケース本体１の内外を連通する所定長の音響管や、振動膜７の振動変位に制動を加える制動孔をケース本体１に形成する構成も知られている。

そのような音響管や制動孔をケース本体１に形成する場合、使用者の耳への装着態様に起因してスピーカ装置の寸法に制約があるので、それら音響管や制動孔の形状や形成位置に特別の工夫が必要となり、装着性の向上を図るとともに高品質の再生音を得るには改善の余地がある。

近年、スピーカ装置、特にイヤホン装置においては、ハイレゾリューション等音質向上に対する市場要求の高まりにより、より高性能化が求められるようになっている。

そこで、本発明者は、従来あまり着目されていなかった装着性について鋭意研究を重ねた結果、新規の構成を見い出して本発明を完成させた。

本発明はそのような課題を解決するためになされたもので、装着性の向上を図るとともに高品質の再生音を得ることも容易なスピーカ装置の提供を目的とする。

そのような課題を解決するために本発明のスピーカ装置に係る構成は、円板状の振動膜と、これを支持する磁性体性ヨークと、その振動膜のヨーク側に固定されたボイスコイルと、そのヨークに配置され印加された音声信号によってそのボイスコイルを変位させて振動膜を振動駆動させる駆動部とを有するスピーカ部と、このスピーカ部を収納支持するケース本体とを具備している。

しかも、上記ケース本体は、そのスピーカ部の外縁近傍に貫通形成された音通孔であって、そのスピーカ部によって発音された音を使用者の外耳道に伝搬させるための音通孔と、その振動膜近傍でこれに面する外面にあって使用者の耳甲介腔に面する耳珠に当接するための耳珠当接面と、そのヨークの背面側にあってそのケース本体から外部へ扇状に立設されるとともに半円筒状に屈曲して突設された突設部であって、その耳甲介腔に面する対珠に当接するための対珠当接面を形成する突設部とを有することを特徴としている。

本発明のスピーカ装置は、上記ケース本体にあって、その突設部のうちその音通孔から最も遠い位置と当該音通孔との間を１４ｍｍ〜２４ｍｍに選定する構成も可能である。

本発明のスピーカ装置は、上記突設部の突出先端内部には、扇状の一方の端側でそのケース本体内に連通するとともに扇状の他方の端部で外部へ通じる音響管を形成する構成も可能である。

本発明のスピーカ装置は、上記ケース本体においてその突設部に囲まれた位置には、そのケース本体内と外部を連通する音響制動用の制動孔を形成する構成も可能である。

このような本発明のスピーカ装置に係る構成においては、上記ケース本体が、そのスピーカ部の外縁近傍に貫通形成され発音された音を外耳道に伝搬させるための音通孔と、その振動膜近傍でこれに面する外面にあって耳珠に当接するための耳珠当接面と、そのヨークの背面側にてそのケース本体から外部へ扇状に立設されるとともに半円筒状に屈曲して突設された突設部であって、面する対珠に当接するための対珠当接面を形成する突設部とを有するから、スピーカ部を収納するケース本体の寸法形状に関わりなく、装着性の向上を図ることが容易である。

従来のイントラコンカ型のイヤホン装置では、スピーカ部を収納するケース本体全体を耳甲介腔に収める構造であるため、スピーカ部の口径に制約があり、スピーカ部口径を大きくすることが困難で、性能の向上が難しかったが、本発明ではケース本体の音通孔が外耳道に接する形態であるから、ケース本体の略半分が外側に突出されるので、スピーカ部口径の制約は少なくなる。

本発明のスピーカ装置において、上記ケース本体にあって、その突設部のうちその音通孔から最も遠い位置と当該音通孔との間を１４ｍｍ〜２４ｍｍに選定する構成では、イヤホン装置の構成にあっても上述した効果の確保が可能である。

しかも、上記寸法については、スピーカ本体口径と無関係に、装着性を重視して設定することが可能である。

また、音通孔は、長く形成して外耳道により挿入するような構成にすることが可能であり、隙間からの音漏れを抑えて低音再生を有利にすることも可能である。

本発明のスピーカ装置において、上記突設部の突出先端内部には、扇状の一方の端側でそのケース本体内に連通するとともに扇状の他方の端部で外部へ通じる音響管を形成する構成では、音響管の形成が容易であり、音響管の調整を介して高品質の再生音の調整が可能である。

しかも、この構成では、耳甲介腔の対珠側に当接する部分に音響管が形成されるから、構造的な無駄が少ない。

本発明のスピーカ装置において、上記ケース本体においてその突設部に囲まれた位置には、そのケース本体内と外部を連通する音響制動用の制動孔を形成する構成では、制動孔の形成が容易であり、制動孔の調整を介して高品質の再生音の調整が可能である。

また、この構成では、制動孔が耳甲介腔側に対向するから、従来のスピーカ装置に比べてより制動孔からの音漏れ少なくすることが可能である。

本発明のスピーカ装置に係る横断面図（図２中のＩ−Ｉ間断面）である。 図１に示すスピーカ装置の正面図である。 図１に示すスピーカ装置の概略斜視図である。 図１に示すスピーカ装置の使用例を示す概略図である。 図２に示すスピーカ装置の概略縦断面図（図２中のＶ−Ｖ間断面）である。 図１に示すスピーカ装置に係る周波数特性図である。 従来のスピーカ装置をその使用例とともに示す概略断面図である。

以下、本発明に係るスピーカ装置の実施の形態を例えばイヤホン装置を例にし、図面を参照して説明する。

図１〜図３は本発明のスピーカ装置に係る構成を示す横断面図（図２中のＩ−Ｉ間断面）、正面図および概略斜視図である。

図１〜図３において、ヨーク２９は、磁性体板材料からカップ状に成形加工されてなり、その筒形部２９ａの開放端側（図１中上側）には、磁性体からなるリング板状のフランジ３１が固定されており、ヨーク２９の底部２９ｂ中央部には貫通孔が形成されている。

ヨーク２９内には、円筒状の駆動マグネット３３が、この中空部を底部２９ｂの貫通孔に揃えるようにして一方の端面（図１中下側）を底部２９ｂに重ね、ヨーク２９内に固定、収納されている。

駆動マグネット３３の他方の端面（図１中上側）には、駆動マグネット３３の外径と同径又はこれより若干大径の外径を有するリング状のポールピース３５が重ねられている。ポールピース３５は、駆動マグネット３３の中空部に揃う中空部を有している。

ヨーク２９の底部２９ｂ外面には、中央部に貫通孔を有する回路基板３７が、それら回路基板３７の貫通孔と底部２９ｂの貫通孔を揃えるようにして重ねられている。

それらヨーク２９、駆動マグネット３３、ポールピース３５および回路基板３７は、ポールピース３５又は回路基板３７側からそれらの中空部および貫通孔を介して貫通させた管状のはとめ３９の両端をかしめることによって共軸的に一体化され、それらがヨーク２９の底部２９ｂに固定されている。

ヨーク２９、駆動マグネット３３、ポールピース３５および回路基板３７は、図示しない接着剤等によって共軸的に固定されていてもよい。

ポールピース３５は、高音質を得るための磁束集中用の磁性体材料で形成されており、その外周がヨーク２９の筒形部２９ａ先端部やフランジ３１内周部とほぼ同じレベル位置で周対面している。

ポールピース３５の外周とこれと僅かの間隔を置いて対向するヨーク２９の筒形部２９ａ先端部やフランジ３１内周部との間には、ヨーク２９からの磁束によって磁気回路が形成されている。

振動膜４１は、従来公知の薄く半透明の絶縁性フィルム材料から円板状に形成されており、比較的広い中央部を若干ドーム状に膨らませてなる中央領域４１ａと、この中央領域４１ａを同心円状かつ環状に囲んだ外周領域４１ｂとを有している。

振動膜４１は、フランジ３１およびポールピース３５に対して空間を持ってそれらを覆うとともに、外周領域４１ｂの外縁全周をフランジ３１の外周部に接着剤等で固定され、これに支持されている。

振動膜４１の一方の面側（図１中下面側）において、中央領域４１ａと外周領域４１ｂとの環状の境目には、絶縁被覆された細い絶縁導線を円筒状に巻いてなるボイスコイル４３の一方の端面側が中央領域４１ａを囲むように固定されている。

ボイスコイル４３は、ヨーク２９の筒形部２９ａ内壁やフランジ３１内周部と、駆動マグネット３３やポールピース３５の外周との間の環状空隙に対し、ヨーク２９と、駆動マグネット３３やポールピース３５との間に僅かな間隔を置いて挿入され、フランジ３１、ヨーク２９および駆動マグネット３３に対してそれぞれ環状に対面している。

ボイスコイル４３からの２本の両端リード線（図示省略）は、当該ボイスコイル４３の付け根から内側に導出され、はとめ３９の中空部３９ａを介して外部へ導出され、回路基板３７に接続されている。

ヨーク２９の底部２９ｂに重ねられた回路基板３７には、後述するケーブル４５によって電子機器（図示せず。）から音声信号が供給される。回路基板３７から両端リード線を介した音声信号のボイスコイル４３への印加によってボイスコイル４３が変位し、振動膜４１が駆動されて振動変位する。

すなわち、ヨーク２９、駆動マグネット３３およびボイスコイル４３により、振動膜４１を駆動させる駆動部４７が形成され、いわゆる内磁型のスピーカ部４９が形成されている。

なお、図１中の符号５１は、はとめ３９の中空部３９ａを図中下端面で塞ぐ音響インピーダンス調整用の音響制動部材であり、通気性に富んでいる。

このスピーカ部４９は、図２、図３に示すように、第１のケース部材としての合成樹脂製のケース基部５３と、第２のケース部材としての合成樹脂製の前面カバー５５とを互いに重ね合わせ、内部収納空間を形成したケース本体５７内に収納、支持されている。

すなわち、ケース基部５３は、外縁が円形にして全体扁平な半球状に形成され、前面カバー５５は外縁がケース基部５３とほぼ同じ円形に形成されるとともにして全体扁平に形成されている。

ケース基部５３は、図１に示すように、開放先端がスピーカ部４９のフランジ３１を前面カバー５５とともに挟持するようにして、前面カバー５５の開放先端内側に嵌って一体化されている。

前面カバー５５におけるスピーカ部４９の外縁近傍には、外側かつ図１中で若干斜め上方へ突出する音通筒体５５ａが形成され、これによってケース本体５７の内外を連通する音通孔５５ｂが形成されている。この音通孔５５ｂから振動膜４１による音が、図４に示すように、使用者の耳における外耳道５９へ伝搬される。

前面カバー５５において、振動膜４１近傍でこれに面する外面は、使用者の耳甲介腔６１に面する耳珠６３に当接するための耳珠当接面５５ｃを形成している。

図１に戻って、ケース基部５３において、音通筒体５５ａとは反対側すなわち音通筒体５５ａから遠い位置には円筒状の支持柱５３ａが突設されている（図２、図３参照）。支持柱５３ａは、この仮想中心線が図１紙面を突き抜けて直交するような位置関係で形成され、ケース基部５３に支持されている。

この支持柱５３ａ中へ外部から挿通された上述ケーブル４５は、支持柱５３ａ途中からケース基部５３内に導入され、回路基板３７に接続されている。

ケース基部５３には、図３に示すように、ヨーク２９の背面側にあって外部へ扇状に立設されるとともに半円筒状に屈曲して突設された突設部５３ｂが形成されている。

突設部５３ｂは、この先端の外面が、使用者の耳甲介腔６１に面する対珠６５に当接するための対珠当接面５３ｃとなっている。

ケース本体５７において、図４に示すように、突設部５３ｂのうち上記音通孔５５ｂ（音通筒体５５ａ）先端から最も遠い位置と当該音通孔５５ｂとの間の間隔Ａが、例えば１４ｍｍ〜２４ｍｍに選定され、イヤホン装置が使用者の耳に適した寸法になっている。

図７に示した従来のイントラコンカ型スピーカ装置では、ケース本体１の外径を最大でもφ１７ｍｍ程度にすることが一般的である。

これに対して、本発明のスピーカ装置は、図４に示すように、耳珠６３と対珠６５の間で対珠当接部５３ｃおよび耳珠当接面５５ｃを固定するので、例えば間隔Ａの寸法を１９ｍｍと設定しても装着性・音質ともに問題はない。

しかも、音通筒体５５ａを象の鼻のような形状にして外耳道５９に向けて延伸するか、逆に短く構成するかにより、装着性と音質を良好に保つことが可能である。そのため、上述した構成では間隔Ａの値を±５ｍｍに設定することが好ましい。

この突設部５３ｂの先端内部には、扇状の一方の端側でケース本体５７内と連通し、扇状の他方の端部で外部へ通じる細長い音響管６７が形成されている。図３および図４中の符号６７ａは音響管６７から外部へ通じる開口である。

その音響管６７を形成するには、図１に示すように、ケース基部５３において、狭い凸状の内部空間５３ｄを形成するように扇状の突設部５３ｂを形成する一方、図２および図５に示すように、ケース基部５３とは別個に形成されるとともに突設部５３ｂの円弧に沿った円弧条片６９を、ケース基部５３内部にて、凸状の内部空間５３ｄに当てて塞いで形成することが可能である。

図５は、図２中のＶ−Ｖ間断面を示すものであり、分かり易くするために、円弧条片６９を直線状にして図示しているが、図２からも理解可能なように、実際には円弧状に湾曲しており、ケース基部５３内に収納、固定されている。なお、図５ではスピーカ部４９を概略的に示した。

その音響管６７自体は、突設部５３ｂの先端内部に先端に沿って湾曲して形成されている。

また、ケース基部５３において、突設部５３ｂに囲まれた位置には、ケース本体５７と外部を連通する音響制動用の制動孔７１が貫通、形成されている。制動孔７１には、必要とされる性能に応じて通気性を調整する音響制動部材７３で塞がれている。

このようなスピーカ装置では、ケーブル４５から回路基板３７を介して音声信号を供給するとともにボイスコイル４３へ音声信号を印加することにより、駆動部３１が振動膜４１を振動発音させ、音通孔５５ｂから振動音が外部へ伝搬される。

そして、本発明に係るスピーカ装置は、図４に示すように、耳珠当接面５５ｃを使用者の耳珠６３に当接させ、突設部５３ｂ（対珠当接部５３ｃ）を対珠６５に当接させるとともに、音通孔５５ｂを外耳道５９に若干差し込むようにして、ケース本体５７の音通孔５５ｂ側半分を耳珠６３、対珠６５および耳甲介７５で囲まれた耳甲介腔６１に差込み装着して使用される。

ケース本体５７にあって、音通孔５５ｂから遠い方の片半分は耳甲介腔６１から外部へはみ出ることになる。

なお、ケース本体５７の着脱は、支持柱５３ａ等を摘んで行うと、作業が容易になると考えられる。

図６は上述した本発明のスピーカ装置および例えば図７の従来のスピーカ装置が示す周波数特性図である。

本発明のスピーカ装置に係る構成では、図６の実線ａで示す周波数特性のように、特に低い音域まで良好な音圧特性を示し、広い周波数帯域で高品質の音再生が可能であり、従来のスピーカ装置以上の音圧特性を示すことが分かる。また、図６中の破線ｂは図１の構成において音響管６７を塞いだ場合の同特性である。この図では音響管６７の低域再生能力について表している。

このような本発明のスピーカ装置に係る構成では、ケース本体５７の音通孔５５ｂ（音通筒体５５ａ）を使用者の外耳道５９の入り口に嵌め、ケース本体５７の耳珠当接面５５ｃを使用者の耳珠６３に当接させ、ケース本体５７の突設部５３ｂを対珠当接面５３ｃとして使用者の対珠６５に当接させ、ケース本体５７の耳珠当接面５５ｃと対珠当接面５３ｃが耳珠６３と対珠６５で挟持される構成であるから、ケース本体５７の形状寸法が装着性に依存難い利点があり、スピーカ部を収納するケース本体５７の寸法形状に関わりなく、装着性の向上を図ることが容易である。

すなわち、振動膜４１の外径寸法が小さくても大きくても、ケース本体５７の耳珠当接面５５ｃと対珠当接面５３ｃ間の寸法をある一定の狭い範囲に抑えることが可能であり、ケース本体５７の安定した保持を確保し易い。

また、本発明のスピーカ装置において、上記ケース本体５７にあって、その突設部５３ｂのうち音通孔５５ｂから最も遠い位置と当該音通孔５５ｂとの間を１４ｍｍ〜２４ｍｍに選定する構成では、イヤホン装置の構成にあっても上述した効果の確保が可能である。

しかも、そのような寸法については、ケース本体５７口径と無関係に、装着性を重視して設定することが可能である。

そして、ケース本体５７の音通孔５５ｂは、長く形成して外耳道５９へより挿入するような構成にすることが可能であり、隙間からの音漏れを抑えて低音再生を良好に保つことが可能である。

また、制動孔７１が耳甲介腔６１側に対向するから、従来のスピーカ装置に比べてより制動孔７１からの音漏れ少なくすることが可能であり、構造的に無駄が少ない。

しかも、本発明のスピーカ装置では、突設部５３ｂを利用して所定長の音質調整用音響管６７を当該突設部５３ｂ内部に形成することが容易で、振動膜４１の振動変位に制動を加える制動孔７１もケース本体５７に形成することも容易である。

このように、本発明のスピーカ装置では、寸法が装着性に影響し難いうえ、音響管６７や制動孔７１の配置スペースの確保が容易であり、それら音響管６７の内径や長さを適当に選定し、制動孔７１の内径も適当に選定すれば、装着性の向上を図るとともに高品質の再生音を得ることが容易である。

また、本発明のスピーカ装置では、上述したスピーカ部４９の構成に限らず、円板状の振動膜と、これを支持する磁性体性ヨークと、その振動膜のヨーク側に固定されたボイスコイルと、そのヨークに配置され印加された音声信号によってボイスコイルを変位させて振動膜を振動駆動させる駆動部とを有する構成で実施可能である。

１、５７ ケース本体
３、２９ ヨーク
５、３３ 駆動マグネット
７、４１ 振動膜
９、４３ ボイスコイル
１１ａ ケース基部
１１ｂ 前面カバー
１３、５５ｂ 音通孔
１５、４５ ケーブル
１７、４７ 駆動部
１９、６３ 耳珠
２１、６５ 対珠
２３、７５ 耳甲介
２５、６１ 耳甲介腔
２７、５９ 外耳道
２９ａ 筒形部
２９ｂ 底部
３１ フランジ
３５ ポールピース
３７ 回路基板
３９ はとめ
３９ａ 中空部
４１ａ 中央領域
４１ｂ 外周領域
４９ スピーカ部
５１、７１、７３ 音響制動部材
５３ ケース基部（第１のケース部材：ケース本体）
５３ａ 支持柱
５３ｂ 突設部
５３ｃ 対珠当接面
５３ｄ 内部空間
５５ 前面カバー（第２のケース部材：ケース本体）
５５ａ 音通筒体
５５ｃ 耳珠当接面
６７ 音響管
６７ａ 開口
６９ 円弧条片
７１ 制動孔

Claims (4)

1. 円板状の振動膜と、これを支持する磁性体性ヨークと、前記振動膜の前記ヨーク側に固定されたボイスコイルと、前記ヨークに配置され印加された音声信号によって前記ボイスコイルを変位させて前記振動膜を振動駆動させる駆動部とを有するスピーカ部と、
   このスピーカ部を収納支持するケース本体と、
   を具備し、
   前記ケース本体は、前記スピーカ部の外縁近傍に貫通形成された音通孔であって、前記スピーカ部によって発音された音を使用者の耳における外耳道に伝搬させるための音通孔と、前記振動膜近傍でこれに面する外面にあって前記使用者の耳甲介腔に面する耳珠に当接するための耳珠当接面と、前記ヨークの背面側にあって前記ケース本体から外部へ扇状に立設されるとともに半円筒状に屈曲して突設された突設部であって、前記耳甲介腔に面する対珠に当接するための対珠当接面を形成する突設部と、を有することを特徴とする電気音響変換装置。
2. 前記ケース本体にあって、前記突設部のうち前記音通孔から最も遠い位置と当該音通孔との間が１４ｍｍ〜２４ｍｍに選定された請求項２記載の電気音響変換装置。
3. 前記突設部の突出先端内部には、扇状の一方の端側で前記ケース本体内に連通するとともに扇状の他方の端部で外部へ通じる音響管が形成された請求項１又は２記載の電気音響変換装置。
4. 前記ケース本体において前記突設部に囲まれた位置には、前記ケース本体内と外部を連通する音響制動用の制動孔が形成された請求項１〜３いずれか１記載の電気音響変換装置。

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