專利名稱：用作聽力保護(hù)裝置的耳罩及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種被設(shè)計(jì)用作聽力保護(hù)裝置并適于封閉使用者的外耳的耳罩(cap)。本發(fā)明還涉及一種生產(chǎn)這種耳罩的方法以及這種耳罩的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
普通類型的聽力保護(hù)裝置包括通過頭帶連接的兩個(gè)耳罩。頭帶適于放置在使用者的頭上，而兩個(gè)耳罩適于分別設(shè)置在使用者頭部的一側(cè)以便封閉使用者的兩個(gè)外耳。耳罩依次包括通常由塑料制成的耳罩殼體、適于配合使用者頭部的密封環(huán)以及設(shè)置在耳罩內(nèi)的某種吸聲材料。通常還設(shè)置所謂的底板，密封環(huán)連接到該底板并且該底板繼而連接到耳罩殼體。這樣底板定位在耳罩殼體和密封環(huán)之間。底板通常還用于將吸聲材料保持在耳罩內(nèi)的適當(dāng)位置處。通常，密封環(huán)和底板相互成一體，即它們制成為一個(gè)部件。
聽力保護(hù)裝置的作用是吸收來自環(huán)境中的噪聲源的噪聲，使得噪聲在沒有首先被抑制到可接受程度的情況下不會(huì)到達(dá)使用者的耳朵。但是，一定頻率的或一定頻率范圍內(nèi)的噪聲會(huì)在聽力保護(hù)裝置的耳罩內(nèi)產(chǎn)生諧振現(xiàn)象，這大大損害了對(duì)這類噪聲的抑制。
已知較大的耳罩重量可使尤其是在低頻噪聲范圍內(nèi)即低于大約1kHz的輸入噪聲更好地衰減。為了增加耳罩的重量，可增加材料的厚度即耳罩殼體的厚度。“向外”增加厚度具有使聽力保護(hù)裝置變得更大且更笨重的缺點(diǎn)。“向內(nèi)”增加厚度具有使噪聲衰減變差的缺點(diǎn)，這是因?yàn)閮?nèi)部體積變小，而高度的吸收不僅需要重量而且需要大的耳罩內(nèi)部體積——耳罩內(nèi)的空氣壓力的相對(duì)變化在空氣體積變大時(shí)將變小。
US6,353,938 B1公開了一種帶有由剛性塑料制成的外部耳罩殼體的聽力保護(hù)器，所述外部耳罩殼體中添加了其形式為金屬粉末的填充物以便增加耳罩的重量。但是，以這種方式增加重量是有限的，這是因?yàn)榭紤]到工具磨損、強(qiáng)度特性等可與塑料混合的金屬的量存在上限。此外，耳罩殼體的重量的增加對(duì)低頻噪聲的影響最大。因此，仍存在抑制較高頻率即高于大約1kHz的頻率的諧振的問題。
US4,658,931公開了一種具有兩個(gè)耳罩的聽力保護(hù)器，所述耳罩各包括一外部耳罩殼體和一內(nèi)部耳罩殼體，并且在所述外部和內(nèi)部耳罩殼體之間設(shè)置有用于使噪聲衰減的被抽空的空腔，該空腔內(nèi)不存在傳輸介質(zhì)。該文獻(xiàn)提到，通過增加一個(gè)耳罩殼體的重量例如在封閉的空腔內(nèi)添加額外重量，可使這一個(gè)耳罩殼體的諧振頻率與另一個(gè)耳罩殼體的諧振頻率分隔開。這樣，這一個(gè)耳罩殼體的諧振頻率減小，由此兩個(gè)殼體的諧振頻率被分隔開。因此如US6,353,938 B1中一樣，這示出通過耳罩殼體重量的增加如何來改善噪聲衰減，這對(duì)低頻噪聲的影響最大，但是仍沒有提供對(duì)改善較高頻率范圍內(nèi)的噪聲衰減的問題的解決方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種被設(shè)計(jì)用作聽力保護(hù)裝置的耳罩，該耳罩與現(xiàn)有技術(shù)的聽力保護(hù)耳罩相比具有改善的噪聲衰減。
本發(fā)明的具體目的是改善聽力保護(hù)耳罩在可聽聲范圍內(nèi)的高頻率下即在大約1kHz至20kHz之間的噪聲衰減。
這些以及其他目的可通過提供根據(jù)權(quán)利要求1的耳罩以及根據(jù)權(quán)利要求7的生產(chǎn)這種耳罩的方法來實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的耳罩是作為本文導(dǎo)言部分所述的類型，并且其特征在于，該耳罩包括支承至少一個(gè)減振重量元件的耳罩殼體，所述重量元件設(shè)置成至少部分地抑制在沒有所述重量元件時(shí)會(huì)存在于耳罩內(nèi)的音頻振動(dòng)模式。
根據(jù)上文所述的背景技術(shù)，“耳罩”是指適于罩住使用者的耳朵并成對(duì)地連接到頭帶的整個(gè)“單元”，該頭帶因此接合兩個(gè)這樣的單元/耳罩。通常，耳罩包括耳罩殼體、密封環(huán)以及設(shè)置在耳罩內(nèi)的某種吸聲材料。通常在耳罩殼體和密封環(huán)之間還設(shè)置有底板，該底板通常將吸聲材料保持在耳罩內(nèi)的適當(dāng)位置。如上所述，底板和密封環(huán)可結(jié)合成一體而成為一個(gè)單元。
“音頻振動(dòng)模式”在此被定義為聲音頻譜內(nèi)的“諧振峰”，在此情況下即為耳罩的一種狀態(tài)，其中由于耳罩具有與輸入聲波的頻率相同的固有頻率，耳罩與輸入聲波諧振地振蕩或振動(dòng)。耳罩通常沿頻譜具有多個(gè)這種振動(dòng)模式或諧振峰。在低于大約250Hz的頻率下，耳罩的密封環(huán)通常能夠通過該密封環(huán)用作諧振彈簧而產(chǎn)生一種振動(dòng)模式。僅在高于大約1kHz的較高頻率下，在耳罩殼體內(nèi)才開始出現(xiàn)振動(dòng)模式而不是剛體運(yùn)動(dòng)。在高于大約1kHz的各種振動(dòng)模式中，耳罩殼體在其表面上分布有一些振動(dòng)節(jié)點(diǎn)和波腹(antinode)。振動(dòng)節(jié)點(diǎn)被定義為振蕩系統(tǒng)內(nèi)的振動(dòng)并不明顯的點(diǎn)、線或面，而波腹則相反，是指相對(duì)于相鄰的點(diǎn)、線或面其振動(dòng)為最大值的點(diǎn)、線或面。
抑制音頻振動(dòng)模式是指改變諧振特性，從而減小或消除聲音頻譜內(nèi)的諧振峰。
與現(xiàn)有技術(shù)的聽力保護(hù)耳罩相比，本發(fā)明的耳罩具有若干優(yōu)點(diǎn)。
首先，本發(fā)明的耳罩使得在高頻率即高于大約1kHz處的噪聲衰減有所改善。根據(jù)本發(fā)明，通過將重量元件細(xì)致地安放/定位在耳罩內(nèi)或耳罩上，由此選擇性地抑制耳罩的一種或多種振動(dòng)模式，可顯著改善耳罩在高頻率下的噪聲衰減。至少對(duì)頻譜內(nèi)的最強(qiáng)的諧振峰的專門抑制可以在整個(gè)頻譜上實(shí)現(xiàn)良好的噪聲衰減。通過在耳罩內(nèi)或耳罩上設(shè)置多個(gè)重量元件，可在整個(gè)可聽聲頻率范圍內(nèi)優(yōu)化衰減。在高頻率下，就衰減效果而言，重量元件的位置比它們的重量更重要。
其次，可避免出現(xiàn)上述的工具磨損以及強(qiáng)度降低的問題，否則在向制成耳罩殼體的塑料中添加金屬時(shí)會(huì)出現(xiàn)該問題。
再次，使用重量元件具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即在耳罩尤其是耳罩殼體的尺寸/體積保持不變或甚至減小的情況下可增加噪聲衰減。因此，不會(huì)帶來上述的耳罩的材料的厚度增加的問題。由此通過本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)的較薄的耳罩殼體不僅使材料的成本更低，而且還大大縮短了注射模制過程中的冷卻時(shí)間。冷卻時(shí)間是生產(chǎn)時(shí)間中占主要部分的時(shí)間，通過縮短冷卻時(shí)間，機(jī)器成本也可被更多的耳罩分擔(dān)。機(jī)器成本正是注射模制中的很大成本。因此本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)更低的材料成本、更短的輸送時(shí)間以及更低的機(jī)器成本。
通過根據(jù)本發(fā)明的包括支承至少一個(gè)所述重量元件的耳罩殼體的耳罩，還可獲得另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。尤其是在從大約1kHz往上的較高頻率下，由于來自環(huán)境的噪聲，在耳罩的耳罩殼體中產(chǎn)生振動(dòng)。通過將重量元件設(shè)置在耳罩殼體內(nèi)或耳罩殼體上，可防止耳罩殼體內(nèi)發(fā)生諧振。因此，諧振可以說是“被扼殺于萌芽狀態(tài)”而不是必須被耳罩殼體內(nèi)的吸聲材料吸收。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例被限定在從屬權(quán)利要求中。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，通過將重量元件設(shè)置在耳罩的波腹上，可有效地抑制振動(dòng)模式，所述波腹在沒有所述重量元件時(shí)在所述振動(dòng)模式下會(huì)存在于耳罩內(nèi)。
根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，至少一個(gè)所述重量元件具有第一密度而所述耳罩殼體具有第二密度，所述第一密度高于所述第二密度。通過使重量元件的密度高于耳罩殼體的密度，可使用小體積的重量元件來實(shí)現(xiàn)有效的諧振衰減。因此，吸收所需的耳罩的內(nèi)部體積無需很大。
在又一個(gè)實(shí)施例中，通過將至少一個(gè)所述重量元件至少部分地模制在耳罩殼體內(nèi)來將所述重量元件附裝在耳罩殼體上。通過模制來附裝重量元件可實(shí)現(xiàn)重量元件的精確定位和可靠固定。
在另一個(gè)實(shí)施例中，耳罩包括承載至少一個(gè)所述重量元件的底板。在某些情況下，通過將重量元件設(shè)置在耳罩的底板之上或之內(nèi)來抑制諧振振動(dòng)是有利的。例如當(dāng)?shù)装灞旧戆l(fā)生諧振振動(dòng)時(shí)，或者由于耳罩各部分相互連接，當(dāng)通過將重量元件設(shè)置在耳罩殼體上難以抑制耳罩的特定振動(dòng)模式，但是可通過將重量元件設(shè)置在底板之上或之內(nèi)來抑制該振動(dòng)模式時(shí)，會(huì)存在這種情況。
在又一個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)所述重量元件的密度高于底板的密度。與上述關(guān)于耳罩殼體的方式一樣，重量元件的密度高于在其之上或之內(nèi)設(shè)置有該重量元件的底板的密度使得可通過小體積的重量元件來實(shí)現(xiàn)有效的諧振衰減。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種生產(chǎn)用作聽力保護(hù)裝置的耳罩的方法的特征在于包括以下步驟提供被設(shè)計(jì)成封閉使用者外耳的耳罩，并將至少一個(gè)減振重量元件如此設(shè)置在耳罩之內(nèi)或之上，使得所述重量元件至少部分地抑制在沒有所述重量元件時(shí)會(huì)存在于耳罩內(nèi)的音頻振動(dòng)模式，將所述重量元件設(shè)置在耳罩之內(nèi)或之上的步驟包括將所述重量元件設(shè)置在耳罩的耳罩殼體之內(nèi)或之上的步驟。與上述的本發(fā)明的耳罩一樣，生產(chǎn)用于聽力保護(hù)的耳罩的本發(fā)明方法與現(xiàn)有技術(shù)的生產(chǎn)聽力保護(hù)耳罩的方法相比具有很多優(yōu)點(diǎn)。如上所述，使用重量元件具有可增加噪聲衰減而不改變耳罩體積的優(yōu)點(diǎn)，這意味著不會(huì)帶來耳罩的材料的厚度增加的問題?？杀苊夤ぞ吣p和強(qiáng)度減小的問題，否則在向制成耳罩殼體的塑料中添加金屬時(shí)會(huì)出現(xiàn)該問題。此外，本發(fā)明的生產(chǎn)耳罩的方法使得通過將重量元件以抑制音頻振動(dòng)模式的方式設(shè)置在耳罩內(nèi)，可改善在高頻率下即高于大約1kHz的噪聲衰減。
從從屬權(quán)利要求中可清楚地看到本發(fā)明的生產(chǎn)耳罩的方法的優(yōu)選實(shí)施例。本發(fā)明的生產(chǎn)耳罩的方法的這些實(shí)施例與本發(fā)明的耳罩的相應(yīng)實(shí)施例具有相同的優(yōu)點(diǎn)。


現(xiàn)在將參考所附的示意圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明，在附圖中圖1是帶有根據(jù)本發(fā)明的耳罩的一實(shí)施例的聽力保護(hù)器的俯視圖，其中該聽力保護(hù)器的左半部分以截面圖形式示出；圖2和3是根據(jù)圖1的耳罩的耳罩殼體的兩個(gè)不同的透視圖；圖4是根據(jù)圖2和3的耳罩殼體的透視截面視圖；圖5是用于同時(shí)生產(chǎn)根據(jù)圖1至4的兩個(gè)耳罩殼體的注射模具的截面視圖；
圖6是根據(jù)本發(fā)明的耳罩的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖7示出根據(jù)圖6的耳罩的衰減頻譜；圖8是根據(jù)本發(fā)明的耳罩的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖；以及圖9示出根據(jù)圖8的耳罩的衰減頻譜。
具體實(shí)施例方式
圖1示出一聽力保護(hù)器10，該聽力保護(hù)器包括緊靠使用者頭頂?shù)念^帶12和根據(jù)本發(fā)明的要安裝在頭帶各端從而封閉使用者外耳的耳罩11的一實(shí)施例。每個(gè)耳罩11包括耳罩殼體15、中間底板16和密封在使用者頭部的密封環(huán)17。吸聲材料(未示出)優(yōu)選設(shè)置在耳罩外殼15和底板16之間，例如取泡沫塑料墊的形式。每個(gè)耳罩11通過位于耳罩殼體15的相對(duì)側(cè)面上的懸掛銷14安裝在頭帶12的一端，所述銷插入位于頭帶12各端的保持件13的對(duì)應(yīng)孔內(nèi)，從而耳罩11從頭帶12可樞轉(zhuǎn)地懸掛。
根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)耳罩11還包括減振重量元件18，該重量元件設(shè)置成至少部分地抑制在不存在所述重量元件時(shí)會(huì)存在于耳罩內(nèi)的音頻振動(dòng)模式。根據(jù)上文中的定義，音頻振動(dòng)模式是聲音頻譜中的諧振峰，即耳罩的一種狀態(tài)，其中耳罩與輸入聲波諧振地振蕩或振動(dòng)。如上所述，抑制音頻振動(dòng)模式是指減小或消除聲音頻譜內(nèi)的諧振峰。
在圖1所示的實(shí)施例中，重量元件18通過部分地模制在耳罩殼體15內(nèi)而被設(shè)置。尤其是在從1kHz往上的較高頻率下，由于環(huán)境噪聲，在耳罩的耳罩殼體內(nèi)正好產(chǎn)生振動(dòng)。通過將重量元件18設(shè)置在耳罩殼體15內(nèi)，可防止耳罩殼體15內(nèi)發(fā)生在輸入聲音的特定頻率下的諧振。
重量元件18的密度優(yōu)選高于耳罩殼體15本身的密度。結(jié)果，可通過較小體積的重量元件18實(shí)現(xiàn)有效的諧振吸收?？蛇@樣提供密度差，即重量元件18由重材料例如金屬，優(yōu)選為鋅或鋅合金制成，而耳罩殼體15以常規(guī)方式由塑料制成。鋅像許多其他金屬例如鐵一樣，其密度遠(yuǎn)高于塑料的密度(大約高7倍)。另外，鋅比較容易形成所期望的形狀。
重量元件18形成為適合耳罩殼體15。重量元件18通過例如壓鑄、沖孔、鍛造、車削、銑削、鉆孔或沖壓形成，其中可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀的連續(xù)生產(chǎn)。
圖2和3沿不同方向僅示出帶有懸掛銷14和重量元件18的耳罩殼體15。從圖2可清楚地看到，重量元件18從耳罩殼體15的外部是不可見的。
在一可選實(shí)施例中，耳罩殼體可全部或部分地由透明材料例如透明塑料制成，這樣可示出例如附著在耳罩殼體內(nèi)并由此被保護(hù)不會(huì)受到耳罩殼體上的外部磨損的裝飾、標(biāo)志、公司標(biāo)識(shí)、彩色編碼或一些其他信息。根據(jù)本發(fā)明的重量元件可構(gòu)成例如其形式為公司標(biāo)識(shí)的這種標(biāo)志，并因此通過耳罩殼體可見。在這種情況下，透明耳罩殼體對(duì)于使用者而言還意味著附加的安全性，這是因?yàn)槭褂谜呖蓹z查減振重量元件是否正確地附裝在耳罩殼體內(nèi)。
圖3還示出銷29，該銷是來自于包括重量元件18的耳罩殼體15的生產(chǎn)的支持部(rest)。銷29還在圖4中以截面形式示出，從圖4還可清楚地看到重量元件18如何以這樣的方式部分地模制在耳罩殼體15內(nèi)，即重量元件18的突出的邊緣部被與耳罩殼體15本身一體模制成的疊置邊緣28所圍繞。通過利用模制將重量元件18附裝在耳罩殼體15上，可實(shí)現(xiàn)重量元件18的精確定位和可靠固定。
圖5示出用于生產(chǎn)附裝有金屬制重量元件18的塑料制耳罩殼體15的注射模具的截面視圖。注射模具包括限定了兩個(gè)模腔21a-b的模具20，在所述模腔中適于供給塑料以形成兩個(gè)耳罩殼體15。模腔21a-b的邊界表面由外模具22a-b和內(nèi)模具23a-b形成。塑料通過澆道24供給到模具20內(nèi)部以及兩個(gè)模腔21a-b。為了使塑料完全填充模腔21a-b，塑料在壓力下以受熱、可模制的狀態(tài)供給。壓力和溫度的選擇尤其取決于所使用的聚合材料的類型以及要注射成型的物體形狀的復(fù)雜性。此外，形狀和必要的壓力將控制是否便于將外模具和/或內(nèi)模具分成多個(gè)部分，以及控制在那種情況下沿什么方向和沿什么分型線便于將外模具和/或內(nèi)模具分成多個(gè)部分。聚合材料的注射成型是市場(chǎng)上的公知技術(shù)，并且由于上述決定方式對(duì)本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員而言是顯而易見的，所以僅以理解本發(fā)明所必需的詳細(xì)程度來說明一個(gè)可選實(shí)施例。
圖5示出如何調(diào)整內(nèi)模具23a-b以使它們各包括專門設(shè)計(jì)的內(nèi)部部分25a-b，所述內(nèi)部部分繼而包括保持器26a-b。保持器26a-b設(shè)置成將重量元件18保持在模腔21a-b的正確位置處，以便在塑料通過所述澆道24供給至模腔21a-b時(shí)重量元件18部分地模制在耳罩殼體4a-b內(nèi)。內(nèi)模具23a-b還形成有圍繞每個(gè)所述重量元件18延伸的環(huán)形凹部27a-b。凹部27a-b將充滿塑料，由此耳罩殼體15將形成有圍繞每個(gè)所述重量元件18延伸的邊緣28。重量元件18具有銷29，所述保持器26a-b被設(shè)置成接合該銷以將重量元件18保持在模腔21a-b內(nèi)的適當(dāng)位置處。
下面對(duì)除精密注射成型之外的其他一些用于將重量元件固定在耳罩上的方法進(jìn)行說明。
粘接或使用膠帶重量元件可使用不同類型的膠粘物或粘合劑被粘接在耳罩的一部分例如耳罩殼體上，該膠粘物或粘合劑是根據(jù)制成該耳罩部分和重量元件的材料的特性選擇的。所述部件還可通過膠帶相接合。
通過加熱進(jìn)行接合例如由金屬制成的熱重量元件可被壓進(jìn)由塑料制成的耳罩部分中。
鉚接或螺紋連接耳罩部分可被鉚接或螺紋連接到重量元件上，反之亦然。
圖1至5示出如何將重量元件設(shè)置在耳罩的耳罩殼體的內(nèi)部。但是，重量元件也可設(shè)置在耳罩殼體的外部，或者設(shè)置在可與密封環(huán)17成一體的底板16之內(nèi)或之上(見圖1)。如上所述，在某些情況下，例如當(dāng)?shù)装灞旧戆l(fā)生諧振時(shí)，或者當(dāng)將重量元件設(shè)置在耳罩殼體上難以抑制耳罩殼體的特定振動(dòng)模式，但是通過將重量元件設(shè)置在底板內(nèi)/上可抑制此振動(dòng)模式時(shí)，通過將重量元件設(shè)置在底板之內(nèi)或之上來抑制諧振振動(dòng)是有利的。
優(yōu)選地，設(shè)置在底板之內(nèi)或之上的重量元件的密度也高于底板——任選地加上密封環(huán)——的剩余部分的密度。與上述有關(guān)耳罩殼體的方式一樣，重量元件的密度高于底板的密度使得通過小體積的重量元件可實(shí)現(xiàn)有效的諧振吸收。
為了找出要將重量元件設(shè)置在耳罩之內(nèi)或之上的什么位置以便抑制一種或多種振動(dòng)模式，可使用兩種根本不同的方法，下面將舉例說明這兩種方法●測(cè)試要將重量元件設(shè)置在什么位置，或者●首先分析對(duì)于一種或多種振動(dòng)模式耳罩波腹會(huì)在哪里出現(xiàn)，然后將重量元件設(shè)置在這些波腹處。
在兩種方法中都必須用某種方式測(cè)量當(dāng)重量元件設(shè)置在耳罩內(nèi)/上時(shí)相對(duì)于沒有重量元件時(shí)所獲得的噪聲衰減效果。這可通過不同方式來完成。一種方式是使用設(shè)置在人耳中或人造頭部上的麥克風(fēng)測(cè)量來自附近的擴(kuò)音器的在沿可聽聲頻譜的不同頻率處的音量，首先在完全沒有聽力保護(hù)器的情況下測(cè)量作為參考，然后測(cè)量具有在麥克風(fēng)之上設(shè)置在頭部上的聽力保護(hù)器的情況。在第一輪測(cè)量中，聽力保護(hù)器沒有重量元件。然后通過針對(duì)不同頻率將沒有聽力保護(hù)器時(shí)測(cè)得的音量與具有聽力保護(hù)器時(shí)測(cè)得的音量進(jìn)行比較，利用計(jì)算機(jī)程序計(jì)算出具有聽力保護(hù)器時(shí)相對(duì)于沒有聽力保護(hù)器時(shí)的衰減。通過對(duì)衰減的頻率分析，可獲得衰減頻譜，其中可看出在哪些頻率處的衰減不夠充分，這最有可能是因?yàn)樵谶@些頻率處在聽力保護(hù)器的耳罩內(nèi)會(huì)產(chǎn)生諧振或振動(dòng)模式。隨后，在具有或沒有聽力保護(hù)器的情況下重復(fù)測(cè)量過程，但這次聽力保護(hù)器的耳罩配備有重量元件。通過比較聽力保護(hù)器在具有和沒有重量元件時(shí)的衰減頻譜，可看出是否能夠利用重量元件來抑制一種或多種振動(dòng)模式。
測(cè)試要將重量元件設(shè)置在哪里可按以下方式進(jìn)行1.測(cè)量沒有重量元件的耳罩的衰減頻譜；2.將重量元件設(shè)置在耳罩之內(nèi)或之上；3.測(cè)量安裝有重量元件的耳罩的衰減頻譜。是否已抑制了足夠多的振動(dòng)模式？如果沒有，重復(fù)步驟1至3，將重量元件設(shè)置在其他位置或?qū)⒍鄠€(gè)重量元件設(shè)置在耳罩之內(nèi)或之上。
圖6示出耳罩，其中重量大約為10g的重量元件38設(shè)置在耳罩殼體35的中心。圖7示出根據(jù)上文所述而測(cè)量出的衰減頻譜，從中可看到重量元件38的布置的結(jié)果。在該頻譜內(nèi)，實(shí)曲線表示沒有重量元件38的耳罩內(nèi)的衰減，而虛線表示安裝有重量元件38的衰減。從頻譜中可見，振動(dòng)模式A在大約3kHz處被重量元件38抑制。從衰減頻譜可清楚地看到，耳罩沿頻率范圍具有多個(gè)振動(dòng)模式，并且在高于大約1kHz處這些模式的位置相互之間基本上更加緊密。這是因?yàn)槎謿んw本身的振動(dòng)模式——指耳罩殼體不會(huì)作為剛體運(yùn)動(dòng)而是以內(nèi)部波動(dòng)的形式振動(dòng)——在大多數(shù)情況下正好從大約1kHz處開始。
圖8示出類似于圖6的耳罩，但是在耳罩殼體35上設(shè)有多個(gè)重量元件38a和38b。設(shè)置在耳罩殼體35的中心的重量元件38a重約10g，而另一種重量元件38b重約5g。
圖9示出根據(jù)圖8的布置的衰減頻譜的結(jié)果。從圖中可見，不僅振動(dòng)模式A被抑制，而且還抑制了另外的振動(dòng)模式B、C、D和E。
如上所述，找出要將重量元件設(shè)置在耳罩之內(nèi)以及之上的哪個(gè)位置的另一種方法包括首先分析在耳罩中的什么位置會(huì)出現(xiàn)波腹，然后將重量元件設(shè)置在這些波腹處?？赏ㄟ^制備衰減頻譜以與上述相同的方式評(píng)價(jià)布置的結(jié)果。
對(duì)波腹會(huì)在哪里出現(xiàn)的這種分析可通過所謂的模態(tài)分析例如通過有限元計(jì)算或通過例如利用激光實(shí)現(xiàn)的振動(dòng)測(cè)量來進(jìn)行。這些進(jìn)行模態(tài)分析的不同方式為聲學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所公知，因此從理解本發(fā)明的角度來看，無需對(duì)用于上述目的的這種方法的使用的示例進(jìn)行說明，從而在此也沒有給出此說明。
在耳罩的在特定振動(dòng)模式下會(huì)出現(xiàn)的波腹的中心設(shè)置重量元件在大多數(shù)情況下不僅可抑制當(dāng)前的振動(dòng)模式，而且還可抑制其波腹與當(dāng)前振動(dòng)模式的波腹重合的其他振動(dòng)模式。從圖7和9可清楚地看到，耳罩通常沿頻譜具有多個(gè)振動(dòng)模式或諧振峰。在每個(gè)這種振動(dòng)模式中，耳罩在例如耳罩殼體的表面上分布有預(yù)定數(shù)量的振動(dòng)節(jié)點(diǎn)和波腹。
這種首先找出波腹位于哪里并且然后將重量元件設(shè)置在這些波腹處的方法可用于前述的測(cè)試方法失效的情況，或用于出于某種其他原因希望更容易地有效防止這類振動(dòng)模式的情況。例如，如果要將重量元件模制在耳罩殼體內(nèi)，則重量元件的位置正確尤其重要，因?yàn)橹圃煨履＞叩某杀咎摺?br> 應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可對(duì)上述系統(tǒng)和方法進(jìn)行修改而不會(huì)背離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種被設(shè)計(jì)用作聽力保護(hù)裝置并適于封閉使用者外耳的耳罩，其特征在于，該耳罩(11)包括支承至少一個(gè)減振重量元件(18；38a-b)的耳罩殼體(15；35)，所述重量元件設(shè)置成至少部分地抑制在沒有所述重量元件(18；38a-b)時(shí)會(huì)存在于所述耳罩(11)內(nèi)的音頻振動(dòng)模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耳罩，其特征在于，所述至少一個(gè)減振元件(18；38a-b)設(shè)置在耳罩(11)的波腹處，所述波腹在沒有所述重量元件(18；38a-b)時(shí)在所述振動(dòng)模式下會(huì)存在于耳罩內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耳罩，其特征在于，至少一個(gè)所述重量元件(18；38a-b)具有第一密度而所述耳罩殼體(15；35)具有第二密度，所述第一密度高于所述第二密度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的耳罩，其特征在于，通過將至少一個(gè)所述重量元件(18；38a-b)至少部分地模制在耳罩殼體(15；35)內(nèi)，將所述重量元件(18；38a-b)附裝在耳罩殼體(15；35)上。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的耳罩，其特征在于，耳罩(11)還包括承載至少一個(gè)所述重量元件(18；38a-b)的底板(16)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的耳罩，其特征在于，至少一個(gè)所述重量元件(18；38a-b)的密度高于所述底板(16)的密度。
7.一種用于生產(chǎn)用作聽力保護(hù)裝置的耳罩的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟提供被設(shè)計(jì)成封閉使用者外耳的耳罩(11)，以及將至少一個(gè)減振重量元件(18；38a-b)以如此方式設(shè)置在耳罩(11)之內(nèi)或之上，使得重量元件(18；38a-b)至少部分地抑制在沒有重量元件(18；38a-b)時(shí)會(huì)存在于耳罩(11)內(nèi)的音頻振動(dòng)模式，將所述重量元件(18；38a-b)設(shè)置在耳罩(11)之內(nèi)或之上的步驟包括將重量元件(18；38a-b)設(shè)置在耳罩(11)的耳罩殼體(15；35)之內(nèi)或之上的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，將所述重量元件(18；38a-b)設(shè)置在耳罩(11)之內(nèi)或之上的步驟包括將重量元件(18；38a-b)設(shè)置在耳罩(11)的波腹處的步驟，所述波腹在沒有重量元件(18；38a-b)時(shí)在所述振動(dòng)模式下會(huì)存在于耳罩(11)內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，該方法還包括使至少一個(gè)所述重量元件(18；38a-b)具有第一密度而使所述耳罩殼體(15；35)具有第二密度的步驟，所述第一密度高于所述第二密度。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或9所述的方法，其特征在于，將所述重量元件(18；38a-b)設(shè)置在耳罩(11)之內(nèi)或之上的步驟還包括通過將至少一個(gè)所述重量元件(18；38a-b)至少部分地模制在耳罩殼體(15；35)內(nèi)來將所述重量元件(18；38a-b)固定在耳罩殼體(15；35)上的步驟。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將所述重量元件(18；38a-b)設(shè)置在耳罩(11)之內(nèi)或之上的步驟包括將重量元件(18；38a-b)設(shè)置在耳罩(11)的底板(16)之內(nèi)或之上的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，該方法還包括使至少一個(gè)所述重量元件(18；38a-b)的密度高于所述底板(16)的密度的步驟。
13.耳罩用作聽力保護(hù)裝置的應(yīng)用，該耳罩(11)包括支承至少一個(gè)減振重量元件(18；38a-b)的耳罩殼體(15；35)，所述重量元件設(shè)置成至少部分地抑制在沒有所述重量元件(18；38a-b)時(shí)會(huì)存在于耳罩(11)內(nèi)的音頻振動(dòng)模式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種被設(shè)計(jì)用作聽力保護(hù)裝置并適于封閉使用者外耳的耳罩(11)，其特征在于，該耳罩(11)包括至少一個(gè)減振重量元件(18；38a－b)，所述重量元件設(shè)置成至少部分地抑制在沒有所述重量元件(18；38a－b)時(shí)會(huì)存在于耳罩(11)內(nèi)的音頻振動(dòng)模式。本發(fā)明還涉及一種生產(chǎn)這種耳罩的方法以及這種耳罩的應(yīng)用。
文檔編號(hào)A61FGK1968660SQ200580019600
公開日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2005年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月16日
發(fā)明者F·漢松, P·弗蘭曾, P·西塞里尤斯 申請(qǐng)人:霍華德萊特工業(yè)有限責(zé)任公司