TWI705714B - 電音響變換器及音響聲阻構材 - Google Patents

電音響變換器及音響聲阻構材 Download PDF

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Abstract

本發明之電音響變換器，具備：振動板13，藉由驅動部所驅動而振動以輸出聲音；檔板22，用以保持驅動部與振動板13；第1開口部25，使檔板22之表背面貫通；音響聲阻構材23，配置於檔板22之背面；及第2開口部26，使音響聲阻構材23之表背面貫通；其中，檔板22係設置於相當於振動板13之背面的位置，第1開口部25係設於檔板22，第2開口部26係設於音響聲阻構材23之相當於第1開口部25的位置。依據本發明之電音響變換器，即使是無法充分確保振動板13之背面方向的容積的情況，也能獲得優異的頻率特性。

Description

電音響變換器及音響聲阻構材
本發明係有關電音響變換器及音響聲阻構材者。
目前已知有將電信號轉換成聲音的頭戴式耳機(head phone)或揚聲器(speaker)等的電音響變換器。電音響變換器具有藉由驅動部及振動板所構成的驅動器單元。為了使驅動器單元的動作穩定，在與由振動板進行輸出聲音之方向相反的相反側必須確保有充足的容積。該容積係藉由用以包覆驅動器單元之框體所形成。此外，與由振動板進行輸出聲音之方向相反的相反側亦稱為「背面」。再者，背面之框體的容積亦稱為「背面容積」。
然而，特別是將電音響變換器應用作為頭戴式耳機時，因應設計及小型化等的要求，會有無法將背面容積作成充分大小的問題。若是電音響變換器之背面容積的大小不充足，則對空氣的剛性(stiffness)或質量成分的音響性設計就會產生限制。由於該音響性設計的限制，電音響變換器的驅動器單元的銳度(Q值)就會變高。一旦驅 動器單元的銳度變高，則頭戴式耳機及耳機(earphone)、或桌上型揚聲器等小型的電音響變換器就難以獲得滑順的頻率特性。
作為用以解決上述那樣的問題的方法，已知有在從背面固定振動板的檔板(baffle)設置孔部，並在該孔部的位置安裝毛氈(felt)等音響聲阻構材的方法。藉由音響聲阻構材而獲得音響濾聲器效果。
已知已有揭示於頭戴式耳機中，在以相對於位於振動板之背面側之凸緣構件(flange)的背面並隔著預定的距離之方式所配置的音響聲阻構材與凸緣構件之間形成有音道空隙的技術(參考例如專利文獻1)。
但是，即使是如上所述於振動板背面的檔板具有獲得音響濾聲器效果之構造的電音響變換器，其可獲得頻率特性之改善效果的音響頻帶較窄，而難以在較寬的聲音頻帶獲得效果。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：日本特開2013-251660號公報
本發明之目的在於提供一種即使是無法於振動板之背面方向確保充足的容積時，亦能獲得優異的頻率特性的電音響變換器。
本發明係關於電音響變換器的發明，該電音響變換器係具備：振動板，藉由驅動部所驅動而振動以輸出聲音；檔板，用以保持前述驅動部與前述振動板；第1開口部，使前述檔板之表背面貫通；音響聲阻構材，配置於前述檔板之背面；及第2開口部，使前述音響聲阻構材之表背面貫通；其中，前述檔板係設置於相當於前述振動板之背面的位置，前述第1開口部係設於前述檔板，前述第2開口部係設於前述音響聲阻構材之相當於前述第1開口部的位置。
依據本發明，即使是無法於振動板之背面方向確保充足的容積時，亦能將聲響阻抗(acoustic impedance)設成可變更，而能獲得優異的頻率特性。
1:頭戴式耳機
10:驅動器單元
11:磁鐵
12:音圈
13:振動板
14:保護器
20:檔板組裝體
21:第1檔板
22:第2檔板
23、43:音響濾聲器
24:驅動器單元安裝部
25:第1開口部
26、36、46:第2開口部
27:螺栓
30:殼體
33:音響阻構材
40:頭帶
50:支撐構件
60:耳墊
231:內壁
第1圖係顯示本發明之電音響變換器之實施形態之頭戴式耳機的立體圖。
第2圖係顯示第1圖之頭戴式耳機之檔板組裝體的立體圖。
第3圖係顯示第2圖之檔板組裝體的剖面立體圖。
第4圖係顯示從第2圖之檔板組裝體拆除掉音響濾聲器後的狀態的立體圖。
第5圖係放大第2圖之檔板組裝體之音響濾聲器之第 2開口附近的立體圖。
第6圖係將第2開口部之內壁面積與開口面積進行比較而得的示意圖。
第7圖係顯示本發明之電音響變換器之另一實施形態之頭戴式耳機之檔板組裝體的立體圖。
第8圖係顯示本發明之電音響變換器之又另一實施形態之頭戴式耳機之檔板組裝體的立體圖。
以下，參考圖式來詳細說明本發明之電音響變換器的實施形態。
●頭戴式耳機(1)●
如第1圖至第3圖所示，本發明之電音響變換器之實施形態的頭戴式耳機1，係具有：藉由電信號而被驅動而輸出聲音的驅動器單元10、以及安裝有驅動器單元10的檔板組裝體20。再者，頭戴式耳機1具有：藉由與檔板組裝體20組合而形成頭戴式耳機單元的殼體30、以及使頭戴式耳機1保持於使用者之頭部的頭帶(head band)40。再者，頭戴式耳機1具有：與頭帶接觸且保持殼體30的支撐構件50、以及接觸使用者耳周邊的耳墊(ear pad)60。載式耳機單元係以能包覆使用者之耳的周圍的方式具有大致長圓筒狀的形狀。
第2圖係從背面方向所觀看到檔板組裝體20的立體圖。以下的說明中，將驅動器單元10之聲音輸 出方向設為檔板組裝體20的表面方向，而將與該表面方向相反的方向設為背面方向。於驅動器單元10之背面方向設置有第1圖所示的殼體30。在頭戴式耳機1中，形成有檔板組裝體20與殼體30用以確保振動板13之背面容積的後部空氣室。檔板組裝體20係將第2檔板22等安裝於第1檔板而構成。第2檔板22係用以保持驅動器單元10。
如第3圖所示，驅動器單元10具有：作為驅動部而產生磁場的磁鐵11、以及配置於藉由磁鐵11產生的磁場內且藉由電信號而被驅動的音圈(voice coil)12。再者，驅動器單元10具有安裝有音圈12的振動板13。振動板13與音圈12一起振動而輸出聲音。驅動器單元10之表面方向配置有保護器(protecter)14。保護器14係設置有複數個保護振動板13而使聲音通過的孔部。
第1檔板21具有與頭戴式耳機單元的形狀配合的形狀。由於頭戴式耳機單元的形狀為大致長圓筒狀，因此第1檔板21的形狀為大致長圓板狀。第1檔板21於安裝驅動器單元10的部分具有與驅動器單元10的形狀對應而開口呈大致圓形狀的驅動器單元安裝部24。
如第4圖所示，第2檔板22的形狀係與驅動器單元10的形狀及驅動器單元安裝部24的開口形狀對應而呈大致圓形狀。第2檔板22相當於本發明的檔板，係保持驅動器單元10的背面。第2檔板22與驅動器單元10藉由螺栓27等固定構件而一起安裝於第1檔板21之驅動器單元安裝部24內。第2檔板22係設置於相當於振動板 13之背面的位置，具有貫通表背面的第1開口部25。第2檔板22的背面之設置有第1開口部25的位置設置有音響濾聲器23。
音響濾聲器23係以覆蓋第1開口部25的方式設置，且係用以在振動板13所輸出的聲音中，使通過第1開口部25之聲音衰減的音響聲阻構材。音響濾聲器23具有使聲音衰減之同時使之通過的效果。因此，音響濾聲器23係藉由毛氈(felt)等具有預定的空氣透過率(音響聲阻值，acoustic resistance value)的材料所形成。毛氈係其剖面的纖維相互糾纏而構成。因此，毛氈的表面及剖面係呈凹凸，且對於通過之空氣的動摩擦係數較高的素材。音響濾聲器23係藉由毛氈那種與空氣的動摩擦係數較高的材料所形成。再者，音響濾聲器23具有預定的厚度。
音響濾聲器23係具有複數個構件例如分為兩個，且係以複數個構件被收納於第2檔板22之內周的壁面之內側的空間的方式具有大致半圓狀的形狀。一個音響濾聲器23的兩端與另一個音響濾聲器23的兩端係隔著間隙而相互對向。兩個音響濾聲器23之間產生的間隙貫通音響濾聲器23的表背面，而構成第2開口部26。相對於振動板13所輸出之音聲之中通過第2開口部26之音聲，第2開口部26係成為聲響阻抗(acoustic impedance)。
如第5圖所示，兩個音響濾聲器23配置在第2檔板22的狀態下，從表背面方向觀看到第2開口部26的開口形狀呈細縫(slit)狀。第2開口部26係音響濾聲 器23之寬度w與第2開口部26之間隙的距離d之比不包含1：1之長方形狀的細縫。第2開口部26設置於相當於第1開口部25的位置，為了貫通音響濾聲器23之表背面，而成為從振動板13輸出的聲音通過第2檔板22之背面方向時之空氣的流路。
因此，藉由第2開口部26所構成的流路，係限定開口形狀之音響濾聲器23的寬度w與第2開口部26彼此之間之距離d的尺寸之比(縱橫比)不包含1：1之長方形狀的細縫。再者，音響濾聲器23係具有預定的厚度t的音響聲阻構材。
如第6圖所示，第2開口部26之開口形狀的面積(開口面積m1)係：m1=w×d…(1)。
再者，第2開口部26之內壁231的表面積m2係：M2=w×t…(2)。
依據上述的式(1)及式(2)，若是第2開口部26之間隙的寬度w遠比音響濾聲器23之厚度t還小(w<<t)，則第2開口部26之開口面積m1就遠比第2開口部26之內壁231的表面積m2還小(m1<<m2)。而且，由於第2開口部26之音響濾聲器23形成的內壁為2面，所以流通於第2開口部26的空氣變得容易接觸到第2開口部26之內壁231。換言之，空氣流通的通路(第2開口部26之開口面積m1)變窄的狀態下，接觸表面積m2之內壁231的空氣的量會增加而使摩擦損失實質地變高，因受與內壁231的摩擦而 使空氣的移動容易度下降。因此，第2開口部26與例如以往的開口面積較大的開口部的方式使空氣不會接觸開口部的側面就通過的情形相比較，第2開口部26可使聲響阻抗(acoustic impedance)增加，且容易達到聲響阻抗的設定。由於具有這種第2開口部26，振動板13可進行線性失真(linear distortion)較少的運動，而可改善振動平衡。
結果，頭戴式耳機1可使驅動器單元10的銳度(Q值)降低。基於此效果，頭戴式耳機(head phone)1可獲得滑順的頻率特性。再者，依據頭戴式耳機1，可縮小後部空氣室的容積並且可獲得滑順的頻率特性。基於此效果，可提高頭戴式耳機1之設計的自由度，可提升設計性。此外，上述的各種尺寸係可配合後部空氣室的大小或所希望的電音響變換器的特性來決定。
●頭戴式耳機(2)●
對於本發明之電音響變換器之另一實施形態，僅說明與上述所說明之實施形態的不同點。
音響濾聲器23的形狀並不被限定於上述那般地組合複數個構件而構成者。因此，如第7圖所示，例如也可使用在1片音響聲阻構材33設置有第2開口部36的構成來取代音響濾聲器23。
此外，第2開口部36的形狀也不被限定於第2開口部26那樣的長方形狀的細縫。第2開口部36只要是開口面積遠小於內壁之表面積而能確保空氣與第2開 口部36之內壁的接觸面積即可。因此，第2開口部36的形狀也可為例如橢圓形狀或長圓形狀等。
●頭戴式耳機(3)●
對於本發明之電音響變換器之又另一實施形態，僅說明與上述所說明之實施形態的不同點。
如第8圖所示，第2開口部46之開口形狀可為真圓。此情形下，音響濾聲器43只要是具備複數個第2開口部46，而如上述之細縫狀的第2開口部26的方式將第2開口部46朝向半徑方向外側排列配置即可。
以上所說明的實施形態係：於驅動器單元10作為振動板13之驅動部的驅動方式採用了具有磁鐵11與音圈12之動力(dynamic)型的例子。使用於本發明之電音響變換器的驅動部只要是具有振動板與該驅動部者，就不限定於動力型而可為任意的型式。例如，可使用電容器型來作為本發明之電音響變換器的驅動部。
以上所說明的本實施形態中，說明了本發明應用於頭戴式耳機的例子，然而，本發明並不被限定於該例子，而也可應用於例如揚聲器等其他的電音響變換器。
依據以上說明的各實施形態，即使是無法充分確保振動板13之背面方向的容積的情況，也能獲得優異的頻率特性的頭戴式耳機1。
20‧‧‧檔板組裝體
21‧‧‧第1檔板
22‧‧‧第2檔板
23‧‧‧音響濾聲器
24‧‧‧驅動器單元安裝部
26‧‧‧第2開口部
27‧‧‧螺栓

Claims (9)

  1. 一種電音響變換器，包括：振動板，藉由驅動部所驅動而振動以輸出聲音；檔板，用以保持前述驅動部與前述振動板；第1開口部，使前述檔板之表背面貫通；音響聲阻構材，配置於前述檔板之背面，並由具有預定的空氣透過率之材料形成；及第2開口部，於前述音響聲阻構材往表背方向形成開口；其中，前述檔板係設置於相當於前述振動板之背面的位置，前述第1開口部係設於前述檔板，前述第2開口部係設於前述音響聲阻構材之相當於前述第1開口部的位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電音響變換器，其中，前述音響聲阻構材係藉由複數個構件所構成，前述第2開口部係藉由複數個構件之間隙所形成。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電音響變換器，其中，前述音響聲阻構材係具有預定的厚度，前述第2開口部之開口面積係比前述音響聲阻構材形成之內壁之表面積還小。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之電音響變換器，其中，前述第2開口部之前述表面積與前述開口面積之比，係以通過前述第2開口部之空氣的摩擦損失實質上變高的 方式來設定。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電音響變換器，其中，前述音響聲阻構材係由與空氣之摩擦係數較高的材料來形成。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電音響變換器，其中，前述第2開口部的開口形狀係長方形。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之電音響變換器，其中，前述驅動部係具有：磁鐵，使磁場產生；及音圈，配置於前述磁場內且藉由電信號而被驅動。
  8. 一種音響聲阻構材，係具有預定厚度，並由具有預定的空氣透過率之材料形成，且使用於具備檔板的電音響變換器，該檔板係具有貫通表背面之第1開口部，該音響聲阻構材包括：第2開口部，於前述音響聲阻構件往表背方向形成開口，使空氣通過；其中，前述第2開口部之內壁具有實質地提高前述空氣之摩擦損失的摩擦係數；前述音響聲阻構件係以前述第2開口部設在相當於前述檔板的前述第1開口部的位置之方式，設於前述檔板的背面。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之音響聲阻構材，其中，前述第2開口部之內壁的表面積比前述第2開口部的開口面積還大。
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