專利名稱：聽力保護器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有揚聲器的聽力保護器，該保護器包括封閉的耳罩，耳罩設(shè)置 在使用者的雙耳處，并且密封地鄰接使用者的頭部，從而在耳罩內(nèi)圍繞所述使用者的耳 朵形成封閉空間；至少一個揚聲器，揚聲器設(shè)置在至少其中一個耳罩內(nèi)，并且顯示具有 隔膜，隔膜的一側(cè)面向使用者的耳朵，其相反側(cè)面向隔膜與外罩限定的封閉空間；以及 用于驅(qū)動揚聲器的驅(qū)動器。
背景技術(shù)：
介紹中所述類型的聽力保護器是本領(lǐng)域此前已知的并且具有多種不同的變型， 其在噪音環(huán)境中用來保護使用者的聽力。聽力保護器通常在其所包括的耳罩內(nèi)設(shè)置有被 動吸音材料。耳罩的體積和吸音材料的性質(zhì)可進行調(diào)整，以適應(yīng)使用者所處噪音環(huán)境的 性質(zhì)。設(shè)置在聽力保護器內(nèi)的揚聲器可以是通信系統(tǒng)的一部分，可以連接到音樂再現(xiàn) 裝置，但也可以連接到聽力保護器外的麥克風(fēng)，以向使用者傳送環(huán)境聲音(例如演講)和 來自附近某人的指示或警告信號。就發(fā)聲能力而言，現(xiàn)有技術(shù)聽力保護器通常已足夠用，因為在涵蓋大部分人語 音的范圍內(nèi)的頻率路徑足夠好。這些實際應(yīng)用中慣用的揚聲器元件可以具有約20至30mm的直徑。為了避免 揚聲器元件出現(xiàn)聲短路，必須將揚聲器元件背面包封在用來防止隔膜兩側(cè)壓力平衡的膜 盒內(nèi)。然而，該膜盒內(nèi)的空間太小，以至于低音范圍(即低于約300Hz的頻率)內(nèi)的頻 率路徑或聲壓曲線受到負(fù)面影響。聽音樂時這是一大缺點，聽流行音樂時該缺點尤其明 顯，因為在這種情況下往往希望提升低音。問題結(jié)構(gòu)本發(fā)明的目的是設(shè)計以介紹方式公開的聽力保護器，使得該保護器在低音范圍 內(nèi)具有改善的頻率路徑，尤其相比現(xiàn)有技術(shù)，在20至300Hz的頻率范圍內(nèi)具有提升效 果。本發(fā)明的另一個目的是設(shè)計這樣的聽力保護器，使得可以較低成本實現(xiàn)所追求的改 善，并且具有最低限度的阻尼損耗。解決方案如果通過介紹方式公開的聽力保護器的特征在于，外罩的內(nèi)部通過至少一個洞 或管道與耳罩封閉空間外的周圍的環(huán)境連通，則可以實現(xiàn)構(gòu)成本發(fā)明基礎(chǔ)的目標(biāo)。


下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。在附圖中圖1為根據(jù)本發(fā)明的保護器中包括的耳罩的第一實施例的簡化剖視圖；圖2示出了本發(fā)明的改進實施例；以及表1示出了一方面根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)、另一方面根據(jù)本發(fā)明多種變型的相對較小耳罩內(nèi)的頻率路徑；以及表2示出了相對 較大耳罩內(nèi)的頻率路徑，其類似于根據(jù)表1的頻率路徑。
具體實施例方式參見附圖，圖1為根據(jù)本發(fā)明的保護器中包括的耳罩的垂直剖視圖。通常，保 護器由兩個耳罩組成，使用者的每只耳朵一個，耳罩之間通過彈性或柔性頭頂連接帶或 其他方式互連，使得耳罩保持在合適位置并且通過適當(dāng)?shù)牧N緊使用者頭部。耳罩也可 以一體化到安全帽內(nèi)。耳罩1包括耳罩段2和覆蓋段3。耳罩段2沿其周邊具有密封環(huán) (圖中未示出)，旨在用于彈性和密封地圍繞耳朵鄰接使用者的頭部。這意味著耳罩段 2、密封環(huán)和使用者頭部限定了一個封閉空間，使用者的耳朵就位于該封閉空間內(nèi)。覆蓋段3不需要與周圍環(huán)境之間緊密密封，而是僅用來容納電子器件、無線電 接收器、電流源等，這些元件是驅(qū)動設(shè)置在耳罩段2的封閉空間內(nèi)的揚聲器元件4所必需 的。用于本文所考慮類型的聽力保護器的揚聲器元件可以具有約2至3cm的直徑。雖然圖1未明顯示出，但在耳罩段2的封閉空間內(nèi)部設(shè)置有用于被動降低外部噪 音的吸音材料，吸音材料優(yōu)選地由表現(xiàn)出開放泡沫結(jié)構(gòu)的泡沫材料組成。然而，在揚聲 器元件4與使用者的耳朵之間的區(qū)域存在沒有吸音材料的開放區(qū)域，使得直接來自揚聲 器元件4的聲音可以進入使用者的耳朵，從而提供了最佳的聲音再現(xiàn)。然而，也可以在 揚聲器元件4與使用者的耳朵之間設(shè)置少量吸音材料或顯示具有較低阻尼的吸音材料。 吸音材料還表現(xiàn)出對大約2000Hz的頻率路徑(該路徑處本來會出現(xiàn)明顯的下降)具有有 利的影響。耳罩段2內(nèi)設(shè)置的吸音材料數(shù)量和耳罩段2的尺寸(即封閉空間)可以從一種情 況向另一種情況變化，具體取決于旨在實現(xiàn)的被動降噪的阻尼特性。揚聲器元件4具有隔膜5，隔膜可以在磁鐵系統(tǒng)6或其他驅(qū)動裝置(例如壓電驅(qū) 動裝置)的作用下驅(qū)動。在這種情況下，隔膜5將在圖1中以從左至右的方向(即朝向 和離開使用者的耳朵)移動。隔膜5面向使用者的耳朵的一側(cè)可以被視為隔膜的正面， 而隔膜的相對側(cè)可以被視為隔膜的背面。為了防止揚聲器元件4出現(xiàn)聲短路，隔膜背面 朝向封閉空間，從而與隔膜5正面前方的區(qū)域隔開。該封閉空間一方面由隔膜限定，另 一方面由外罩限定。外罩可以為一體化到揚聲器4的膜盒7，但也可以是單獨的單元或者 全部或部分地一體化到聽力保護器，主要在其耳罩段2內(nèi)。附圖所示揚聲器元件4的實施例是市售類型。在該揚聲器中，隔膜和磁鐵系統(tǒng) 均安裝在膜盒7內(nèi)，前壁8面向使用者的耳朵，前壁上有小孔或洞，因而隔膜產(chǎn)生的聲音 可到達使用者的耳朵。在一些實施例中，前壁8也可以用或疏或密的格子代替，或者用 可透音的保護材料片代替。膜盒7的后部(即圖1右方)封閉了一個空間，該空間必須與緊靠隔膜5前方的 區(qū)域隔開，以免揚聲器元件4出現(xiàn)聲短路。由于揚聲器元件4和膜盒尺寸較小，該封閉 空間會較小，因而對低音再現(xiàn)的負(fù)面影響也較小。根據(jù)本發(fā)明，膜盒7具有環(huán)向周壁，該部分將膜盒7的后部13與前壁8互連并 且具有周向凹槽9。耳罩段2具有后壁10，后壁具有朝向使用者的耳朵的管狀箍11，并 且在其自由端具有容納在或按扣到膜盒7的凹槽9內(nèi)的向內(nèi)周邊珠12。膜盒7的環(huán)向周壁分別與箍11或珠12之間的連接較為緊密，以使得耳罩段2內(nèi)部與其周邊環(huán)境之間沒有氣流。
根據(jù)本發(fā)明，封閉在膜盒7或上述外罩的內(nèi)部的隔膜5后面的空間與耳罩段2的 封閉空間外的環(huán)境流體連通。由于在膜盒的后膜盒壁13內(nèi)或外罩的邊界壁內(nèi)設(shè)置有一個 或多個洞或小孔，用于在覆蓋段3(其封閉空間與耳罩1外部的周圍環(huán)境流體連通)內(nèi)部 釋放聲音，因而可以實現(xiàn)這個目的。此處也可以考慮或長或短的管狀管道或通道。后膜盒壁13上的洞的數(shù)目以及每個洞的尺寸可以變化，但應(yīng)當(dāng)注意，僅僅直 徑0.3mm的單個小洞不會對頻率路徑產(chǎn)生太大影響，使得測量時可以明顯察覺到任何差 另O。另一方面，直徑0.5mm的小洞加上直徑0.3mm的小洞就已經(jīng)可以在低頻率下實現(xiàn)相 當(dāng)大的頻率路徑增加。不論測量是在具有小空間的耳罩上還是在具有大空間的耳罩(從 而使耳罩段2內(nèi)封閉的空間與周圍環(huán)境隔開)上進行，情況都是如此。另請參見表1和 表2。大空間耳罩與小空間耳罩之間的頻率路徑差別非常小，但對于大耳罩來說，最 低頻率下的低音提升略小。在大耳罩和小耳罩中，相比三至四個直徑0.5mm的洞，在真 正低頻(20-40HZ)下一個非常大的洞(直徑> 2.5mm)不會將低音提升很多。另一方面， 在50至300Hz的范圍內(nèi)的頻率內(nèi)，音量提升較大。上文指出，洞或小孔的數(shù)目和尺寸會影響頻率路徑。通過測量和聽力測試發(fā) 現(xiàn)，應(yīng)避免過大的洞總面積A(mm2)，因為音量提升在頻率方面增加得太高，以便隨后在 剛低于1000Hz的范圍內(nèi)(即在講話頻率范圍的下半部內(nèi))下降。此外，低音占主導(dǎo)地 位，并且阻尼減少。不應(yīng)超過約5.5mm2的上限。然而，在約0.2mm2處已經(jīng)獲得極好的結(jié)果。如上所述，太小的洞沒有效果或效果很差，其中約0.1mm2為絕對最小值，但更 合適地不小于約0.2mm2。聽力測試表明，聽力測試組的大多數(shù)人認(rèn)為，直徑0.3mm的洞和直徑0.5mm的 洞一起可以實現(xiàn)“適當(dāng)大的低音提升”。這意味著洞總面積為約0.27mm2。當(dāng)采用上述公開的洞總面積極限時，可以得出這樣的結(jié)論對于直徑在20至 30mm范圍內(nèi)的不同尺寸的揚聲器，洞總面積應(yīng)小于隔膜面積的約2%，但還優(yōu)選地小于 隔膜面積的約1%。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的聽力保護器的略微改進的實施例。在該實施例中，耳 罩段2的后壁10具有更小的孔14，孔中固定著由有回彈力的、可能有彈性的橡膠狀材料 制成的保持器15。保持器15至少部分地圍繞揚聲器元件4的膜盒并且緊貼膜盒外部密 封。此外在該實施例中，膜盒的前壁8以穿孔、打洞或其他方式開放，以便揚聲器元件 4的隔膜5產(chǎn)生的聲音進入。如上述實施例中那樣，根據(jù)圖2的膜盒具有后膜盒壁13，后膜盒壁與保持器15 內(nèi)的對應(yīng)后壁16之間具有一定距離，以使得在兩壁之間形成腔體17，穿過腔體的后壁13 的上述小孔、洞或管道可以在該腔體內(nèi)釋放聲音。腔體17通過保持器15的固定部分18 內(nèi)的小孔與覆蓋段3內(nèi)部流體連通，覆蓋段3內(nèi)部又與耳罩段2的封閉空間外的周圍環(huán)境 流體連通。根據(jù)本發(fā)明，也可以采用固定部分18內(nèi)的上述小孔導(dǎo)入驅(qū)動揚聲器元件的磁 鐵系統(tǒng)6所需的線路或?qū)w。
表1 (小耳罩)
權(quán)利要求
1.一種具有揚聲器的聽力保護器，所述聽力保護器包括封閉的耳罩(2)，所述封 閉耳罩設(shè)置在使用者的每只耳朵處，所述耳罩密封地鄰接所述使用者的頭部，從而在所 述耳罩內(nèi)圍繞所述使用者的耳朵形成封閉空間；一個揚聲器(4)，所述揚聲器設(shè)置在至 少一個所述耳罩內(nèi)，并且顯示具有隔膜(5)，所述隔膜的一側(cè)面向所述使用者的耳朵， 所述隔膜的相反側(cè)面向所述隔膜與外罩限定的封閉空間；以及用于驅(qū)動所述揚聲器的驅(qū) 動器；所述聽力保護器的特征在于，所述外罩的內(nèi)部通過至少一個洞或管道與所述耳罩 (2)的所述封閉空間外的周圍環(huán)境連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聽力保護器，其特征在于，所述外罩包括作為所述揚聲器 (4)的一體化部分的膜盒(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聽力保護器，其特征在于，所述外罩至少部分地為所述耳罩 (2)的一部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的聽力保護器，其特征在于，在所述耳罩(2)的 所述封閉空間內(nèi)部設(shè)置有吸音材料，并且在所述揚聲器(4)與所述使用者的耳朵之間的 區(qū)域內(nèi)存在沒有吸音材料的區(qū)域或具有較低阻尼的吸音材料的區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的聽力保護器，其特征在于，一個或多個所述洞 或一個或多個所述管道的總面積(A)在5.5 > A > 0.1mm2的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聽力保護器，其特征在于，所述面積(A)在0.5> A > 0.1mm2的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的聽力保護器，其特征在于，所述面積(A)小于所述揚聲 器(4)的所述隔膜面積的2%，優(yōu)選地小于所述隔膜面積的1%。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或4至7中任一項所述的聽力保護器，其特征在于，所述耳罩(2) 具有背向所述使用者的耳朵的外壁(10)，并且具有密封地容納所述揚聲器的所述膜盒 (7)的小孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的聽力保護器，其特征在于，在所述小孔周圍設(shè)置有箍 (11)，所述箍朝所述使用者的耳朵方向延伸，并且具有沿自由端徑向向內(nèi)的珠(12)，所 述珠容納或按扣到沿所述膜盒(7)的周邊的對應(yīng)周向凹槽(9)內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2至7中任一項所述的聽力保護器，其特征在于，所述耳罩(2)具 有背向所述使用者的耳朵的外壁(10)，并且具有小孔(14)，保持器(15)的固定部分(18) 密封地插入所述小孔(14)中，在所述保持器內(nèi)密封地容納有所述揚聲器(4)的所述膜盒 (7),在所述保持器的內(nèi)部設(shè)置有腔體(17)，所述膜盒的所述小孔或管道在所述腔體中釋 放聲音，并且所述腔體通過所述固定部分內(nèi)的小孔或管道的媒介作用與所述耳罩的所述 封閉空間外的所述周圍環(huán)境連通。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的聽力保護器，其特征在于，所述保持器(15)由有回彈力 的、可能彈性的橡膠狀材料制成。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的聽力保護器，其特征在于，所述保持器(15)具有套 管狀部分，所述套管狀部分圍繞并密封地鄰接所述膜盒(7)的外圍周邊區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種聽力保護器，所述聽力保護器具有兩個封閉的耳罩(2)，所述耳罩密封地鄰接所述佩戴者的頭部，以使得在每個耳罩(2)內(nèi)圍繞所述使用者的耳朵形成封閉空間。揚聲器(4)設(shè)置在所述耳罩內(nèi)部，并且具有隔膜(5)，所述隔膜的一側(cè)面向所述使用者的耳朵，所述隔膜的相反側(cè)面向由所述隔膜和外罩限定的封閉空間。為了改善聽音樂時的低音再現(xiàn)，所述外罩的所述內(nèi)部通過至少一個洞或一個管道與所述耳罩(2)的所述封閉空間外的周圍環(huán)境連通。在一個優(yōu)選實施例中，所述外罩包括作為所述揚聲器(4)的一體化部分的膜盒(7)。
文檔編號H04R1/10GK102027756SQ200980116922
公開日2011年4月20日 申請日期2009年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月12日
發(fā)明者亨里克·舍曼, 約翰·霍坎松 申請人:3M瑞典公司