高声音衰减效果的听力保护装置的制作方法

专利名称：高声音衰减效果的听力保护装置的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及听力保护装置，更加具体地，涉及一种提供高声音衰减效果的、 可插入到耳道内的耳塞。
背景技术：
听力保护装置，比如耳塞，易于用来提供声音衰减作用。耳塞包括设计成插入在使 用者耳道中、并佩戴在其身上，以防止声音进入的各种各样装置中的任一种。按入式耳塞一般包括一衰减部分和一通常从所述衰减部分上延伸而出或者嵌置 其中的刚性或半刚性部分。声音衰减部分通常为柔软的可压缩材料；而刚性和半刚性部分 则按要求通常可由具有适当刚度的任何材料构成，比如塑料或橡胶。为了插入按入式耳塞，使用者抓住刚性/半刚性部分(或耳塞挨近刚性/半刚性 部分的端部)，将耳塞定位在挨近耳道开口之处，并且通过推压刚性/半刚性部分而将声音 衰减部分插入到耳道内。当进入到耳道内时，声音衰减部分按要求受压收缩，并且通过摩擦 配合而被保持在耳道中，阻塞耳道并提供声音衰减作用。例如，这样的按入式耳塞可在分别授予Falco和Gardner Jr.的美国专利第 4，867，149号和第5，188，123号中找到，所述专利通过引用而全部结合在本申请中。已发现这些公知的按入式耳塞在衰减声音方面有效，从而为佩戴者提供适当的听 力保护。例如，在插入适当时，这些耳塞表现出可提供大概为25dB的噪音降低率(以下称 “NRR”)。然而，通常情况则为要求更高的声音衰减度。例如，在特别的高音环境下，耳塞佩 戴者会需要大概为30dB或更高的NRR。已知该增强的声音衰减效果可由泡沫压缩(roll-down)式耳塞提供，如授予给 Knauer的美国专利第6，105，715号所披露的耳塞，该专利通过引用全部结合在本申请中。 然而，这些压缩式耳塞的高性能直接取决于适当插入及其配接情况，参见“耳套和耳塞单独 的禾口■☆的胃iM，，( "Laboratory Attenuation of Earmuffs and Earplugs Both Singly and in Combination”)一文，其出处为Am. hid. Hyg. J. 44 (5)，321-329 (1983)。对于按入式耳塞，压缩式塞子通过在耳道深处形成阻塞作用、从而阻挡声音穿过 耳道传递而使声音得以衰减。然而，所要求的插入方式稍微较为复杂，要求耳塞压缩精确以 及要求在耳道插入期间对耳朵的耳廓部分进行操纵。参见2003年12月17日申请的美国 专利申请第10/740，180号，该申请通过引用而全部结合在本申请中。在压缩式耳塞插入期间，出现差错则会导致在耳道内形成不适当配接，进而不能 获得完全阻塞作用。例如，耳塞适当压缩，但只是局部插入到耳道内。因而塞子与耳道壁接 触的表面积减小，不能获得完全的阻塞作用，从而衰减效果降低。此外，在插入前的压缩准 备工作中，会出现错误的耳塞操纵。例如，在插入之前塞子有可能卷绕不当和/或受压收缩不当，使得在塞子的表面上形成皱褶。这些皱褶起到声音通道的作用，使声音泄漏到耳道 内，从而降低阻塞作用以及所形成的衰减效果。许多人认为按入式耳塞比其他类型的塞子能够更加容易地插入。如上所述，佩戴 者简单地抓住刚性或半刚性部分(或者耳塞挨近所述刚性或半刚性部分的端部)，将位于 相对端部的声音衰减部分插入到耳道内，使耳塞嵌入在其中，从而阻塞住耳道。然而，尽管能够进行简单插入，但是按入式耳塞通常不会产生压缩式耳塞经常所 提供的较高的衰减效果。这有可能是由于插入在耳道中时按入式塞子与耳道接触的表面积 通常较小，或也许是由于按入式塞子在插入期间起皱或折叠从而形成泄漏，或者还由于按 入式塞子在使用期间不能稳固停留在位、而从耳道中稍微回退的缘故。因此，需求这么一种听力保护装置，其插入简单而有效，插入后在使用期间可在耳 道中稳固地停留在位，可为使用者提供舒适性，以及可提供相对较高的声音衰减效果。

发明内容
现有技术中的上述以及其他问题和缺点，可通过提供一种具有新颖性和非显而易 见性的听力保护装置的发明而得以克服或减轻。如文中所提及，提供了一种可插入到耳道内的听力保护装置，该装置大体上包括 一杆部；一附接到杆部上、并且至少在所述杆部之上局部延伸的声音衰减部分；以及一布 置在声音衰减部分和杆部之间、并且由所述声音衰减部分和杆部界定的空间体积(volume of space)，其中，至少声音衰减部分的其中一部分可在听力保护装置插入到耳道内期间坍 缩到空间体积中。另外，如文中所提及，还特别提供一种用在该类装置中的声音衰减部分。附图简述现参看附图，其中同样的元件在各幅幅图中标号一致，所述附图包括

图1为本发明一个实施方式中的耳塞的侧视正面图；图2为图1所示的耳塞的另一侧视正面图；图3为图1所示的耳塞的后视立体图；图4为图1所示的耳塞的主视图；图5为图1所示的耳塞的后视图；图6为图1所示的耳塞的声音衰减部分的后视立体图；图7为图6所示的声音衰减部分的后视图；图8为本发明一个实施方式中的耳塞杆件的立体图；图9为图8所示的杆件的侧视图；图10为图8所示的杆件的另一侧视图；图11为图8所示的杆件的主视图；图12为图12所示的杆件的后视图；图13为图2所示的耳塞沿图2中A-A方向的剖视图；图14为依据图1的由一绳索接附在一起的一对耳塞的立体图；图15为本发明另一实施方式中的耳塞的后视立体图；图16为依据图15的由一绳索接附在一起的一对耳塞的立体图；图17-28为本发明其他实施方式中的耳塞的剖视图29为本发明另一实施方式中的一对耳塞的立体图；图30为图29中所示耳塞的剖视图。
具体实施例方式图1-5所示为本发明的一个示例性实施方式中的耳塞10的各幅不同视图。耳塞 10 一般包括一声音衰减部分12和一杆部14，所述杆部14接附到声音衰减部分12、并从其 上向后延伸。声音衰减部分12由足够柔软的材料构成，并且一般将其构形以及设置成易于 插入到耳道内、舒适地保持在耳道中、以及提供加强的声音衰减度，所有上述特征将进一步 在文中进行论述。杆部14由刚性或半刚性材料制成，另外，一般将其设置成便于对耳塞10 进行操作、便于进行简单的耳道插入以及从所述耳道中拔出(removal)，所有上述特征将进 一步在文中进行论述。文中术语“前”和“向前”用以表明这样的位置，即该位置位于所述耳塞上或在其 附近、接近当耳塞被适当插入时首先进入耳道的耳塞端部。文中“后”和“向后”则表明这 样的位置，即该位置位于所述耳塞上或在其附近、相对于由“前”和“向前”所表明的位置。首先转到声音衰减部分12，一球状部分16设置在耳塞10的前插入端部上。在一 优选实施方式中，在形状上球状部分16大体为半球形。然而可供选择地，球状部分16可 以是局部半球形、局部球形、圆筒形、直线形，或者可以是一由抛物线或双曲线形成的实体 (solid)，或者更一般地，球状部分16可以是适合于使耳塞10便于插入到耳道内的任何符 合要求的形状。声音衰减部分12包括一其位置与球状部分16相对的喇叭状部分18。喇叭状部 分18实质上包括一位于声音衰减元件12的后端部之处的缘边(rim)，该缘边从耳塞10的 纵向轴线A-A向外延伸。优选地，喇叭状部分18顺着一始于耳塞10的主体部分20的平滑 曲线轨迹延伸(follows)，从轴线A-A向外延伸到声音衰减部分12的最靠后的端部、即喇 叭状部分18终止之处。在本发明可供选择的实施方式中，喇叭状部分18可包括一直线轨 迹，该直线轨迹起始于主体部分20、并且按远离轴线A-A的方向、从主体部分20向外倾斜 延伸(angling outward)到终止点。当然，喇叭状部分18也可按要求包括一这样的轮廓， 即该轮廓本质上呈局部曲线以及局部直线。更一般地，喇叭状部分包括一位于声音衰减部 分12的后端部之处的缘边，其中该缘边具有任何需要的(desirable)形状，使得所述缘边 至少部分地从耳塞10的纵向轴线A-A向外延伸且至少部分地相对于耳塞10向后延伸。主体部分20在声音衰减部分12的球状部分16和喇叭状部分18之间延伸。主体 部分20大体从喇叭状部分18朝向球状部分16逐渐变细，并且包括一大体为圆形的横截 面，使得所述主体部分20挨近喇叭状部分18之处的直径大于其挨近球状部分16之处的直 径。亦即主体部分20在形状上大体为截头圆锥形(frustoconical)，具有一与球状部分16 接合的狭窄端部以及一终止于喇叭状部分18的较宽的底端。在一优选实施方式中，主体部分20的外表面包括多个并排(side-by-side)布置 的、从球状部分16延伸到喇叭状部分18的环体22，所述环体22具有连续增大的直径。环 体22实质上为多个形成于主体20的外表面上的、具有不同直径的、纵向延伸的圆筒形带环 (bands)。环体22横向沿着(across)主体部分20的表面的布置形成多个相应的台阶24。 亦即环体22为主体部分20提供一台阶状轮廓(见图1)。每一台阶24包括一形成于各个环体22的前边缘上的缘边或凸脊(ridge)，所述缘边环绕着主体部分20横越(traversing)， 并且自布置在前面的下一个环体22向外延伸(相对于轴线A-A)。图3和5所给出的耳塞10的后视图示出了声音衰减元件12包括一由主体部分20 和喇叭状部分18界定的中空的内腔26。亦即主体部分20包括形成其如上所述的外部截头 圆锥形状的、以及界定中空的内腔26的薄壁。如所显示，喇叭状部分18的形状为环形，并 且在声音衰减元件12的后部之处形成内腔26的开口。在一优选实施方式中，中空的内腔 26的形状为局部截头圆锥形，这一点在图13所给出的剖视图中可最清楚地看出。当然，形 成主体部分20的壁部的内表面可具有任何形状或者呈现任何轮廓(contoured)，从而形成 期望的内腔26形状。例如，主体部分20的壁部可以设置成使内腔大体为圆筒形、或者局部 圆筒形、局部球形或者大体为直线形或曲线形、或者上述这些形状或其他形状的任意组合。声音衰减元件12包括一形成于内腔26中的套筒28，该套筒28以向后的方向、沿 着耳塞10的轴线A-A从元件12延伸，如在图6和13中所最清楚地显示。在一优选实施方 式中，套筒28采用中空的圆筒形式，具有一设置在后面的开口端部。套筒28至少局部地界 定一空腔30，该空腔30沿着声音衰减元件12的轴线A-A、朝向声音衰减元件12的球状部 分14延伸。套筒28和相应的空腔30为特别设置成用于容纳及保持杆部14。亦即杆部14安 装在套筒28之内、位于空腔30中，并且在所述空腔中固定到声音衰减部分12上。由于声 音衰减部分12与套筒28 —体成形，所述套筒28优选为由相同材料构成。空腔30穿过套 筒延伸，并且可朝向球状部分16而延伸超过套筒28。亦即在一实施方式中，空腔30延伸而 进入到主体部分20中，超过声音衰减元件12的内腔26的前界限，并且大概终止于球状部 分14的后端部。在形状方面空腔30大体为圆筒形，并且可朝向球状部分12稍微逐渐变细，使得空 腔30挨近球状部分12之处的横截面小于位于套筒28之处的截面。更一般地，套筒28和 空腔30可包括适合于容纳杆部14并且便于保持所述杆部14的任何形状和/或构形。声音衰减元件12进一步包括多个形成在主体部分20上的、位于内腔之中的凸肋 32。优选地，凸肋32各自沿着主体部分20的内表面延伸，大体从喇叭状部分18朝向球状部 分16向前延伸。凸肋32向前终止于内腔26中套筒28与主体部分20接合的区域处。朝 着(Towards)该区域，凸肋32同时接附到主体部分20的内表面和套筒28上。在一示例性实施方式中，大体将凸肋32的形状各自构造成朝向耳塞10的前部倾 斜的斜面，如图所见。亦即凸肋32包括一直线形横截面，其中沿着朝向耳塞10的前部的方 向，该直线形横截面的横截面积逐渐增大，例如使得凸肋32挨近套筒之处的横截面积大于 挨近喇叭状部分18之处的横截面积。然而类似地，凸肋32可包括曲线形横截面，或同时具 有曲线和直线特征的横截面。尽管优选为凸肋32的横截面积逐渐增大，但是本发明也会按 要求而将具有均勻或可变横截面的凸肋考虑在内。如所提到的，声音衰减部分12包括多个凸肋32。优选地，在主体部分20上布置四 个位于内腔26中的凸肋32，并且使凸肋32在其上等距间隔开，也就是使凸肋32位置挨近 喇叭状部分18之处的后端大体按90度间隔开。当然，声音衰减部分18可按要求包括更多 或更少的凸肋32。一般而言，本发明的杆部14包括一接附到声音衰减部分12上或者布置在其之内的刚性或半刚性元件，以便于对耳塞10进行操纵以及便于耳塞10相对于耳道进行插入和 拔出。例如，杆部14可包括如在美国专利申请第10/236，595号中所述的杆件，其中所述专 利申请为Taylor于2002年9月6日提交，并将其转让给本申请的受让人，该申请通过引用 而全部结合在本申请中。然而，本申请中的杆部14可包括一如图15-16所示的更加一般化 的元件。如图8-12所最清楚显示，杆部14的优选实施方式包括一前杆端部42和一相对的 后杆端部44。一插入部分46形成于前杆端部42上，而一抓握部分48则形成于后杆端部 44上。插入部分46将插入在声音衰减部分20的套筒28中，由所述套筒28容纳并且被保 持在所述套筒28之内。抓握部分48则被布置成至少部分地从声音衰减部分20上延伸而 出，以便于抓握耳塞10以及便于耳塞10相对于耳道进行插入和拔出。插入部分46 —般为圆柱形元件，而在一实施方式中，其包括一沿着朝向前杆端部 42的方向逐渐变小的、大体为圆形的横截面，也就是挨近后杆端部44之处的圆形横截面积 较大，而所述圆形横截面积则在朝向前杆端部42的方向上沿着插入部分46的长度逐渐变 小。一般地，本发明预期适用于这样的插入部分，即插入部分具有适于容纳在套筒28之内 并保持在其中而固定到耳塞10的声音衰减部分20上的、任何期望的横截面(如圆形、椭圆 形、大体曲线形、方形、矩形、大体直线形、或上述形状的任意组合或修改形式)。在如图8-12所示的一优选实施方式中，抓握部分48以朝向前杆部分42的方向、 从后杆端部44上延伸，并且与插入部分46在一位置相遇，其中所述位置大概位于前杆端部 42与后杆端部44之间的中部位置。抓握部分48包括一位于挨近插入部分46之处的套环 62。该套环62 —般为圆柱形的元件，其横截面积大于插入部分46和抓握部分48的横截面 积，也就是该套环周向地(circumferentially)延伸而超过抓握部分48的其余部分以及超 过插入部分46，使得杆件14在套环62之处具有最大的横截面积。抓握部分48的横截面大体为圆柱形，如图所示，但也可包括任何期望的横截面形 状，包括曲线或直线形状或其任意组合和/或修改形式。在该示例性实施方式中，抓握部分 进一步包括形成于其外表面上的特征部分72。该特征部分72可包括形成于抓握部分48外 表面上的凹处或突出部或其组合，以便于操纵杆件14和/或用于提供一布置上诸如图形、 商标、图标等标识的区域。杆件14的抓握部分48进一步包括一形成于抓握部分48的内部的空腔80，见图8 和13。空腔80在形成于后杆端部44的开口 80之处接通(exposed)到杆件14的外部。空 腔80沿着抓握部分48的长度在朝向前杆端部44的方向上轴向延伸。在一实施方式中，空 腔80终止于一大概位于后杆端部44与套环44之间的中部的位置。空腔80具有大体为圆 形的横截面，在一实施方式中，该横截面沿着朝向套环62的方向稍微逐渐变小，也就是空 腔80的横截面积沿着空腔的长度、在从后杆端部44朝向套环62的方向上逐渐减小。空腔 80和开口 82特别设计成用以容纳和保持一耳塞绳索84，如图14中所示。如所提到，详细显示在图8-12中的杆件仅(mere)代表一优选实施方式。可供选 择地，杆件14可包括一如图15-16所示的简单的圆筒形元件，分别包括如上论述的前后杆 端部44和46、插入部分46和抓握部分48等。然而，在该杆件14中，抓握部分48为简单的 圆筒形状，并且如期望地可以额外地包括逐渐变细的轮廓(tapering our contouring)，以 便于操作耳塞10以及便于使杆件14容纳和保持在套筒28中等。
总而言之，本发明的杆部14为刚性或半刚性元件，该元件附接到声音衰减部分20 上并从其延伸，以便于操作耳塞10，其中，所述杆件包括任何期望的形状或者附加的握持特 征部分、逐渐变细特征和/或期望的轮廓。图14所示为通过一绳索10接附在一起的一对如图1所示的耳塞10。该绳索穿过 开口 82并且容纳在每一个耳塞10的杆部14的空腔80中，见图8-12及相关描述。图16 所示为类似地接附到一对如图15所示的耳塞10上的绳索100。在两个实施例中，绳索100 均通过任何适当的(sufficient)的保持装置而被保持在各自的杆部14内，其中所述夹持 装置例如摩擦配合、粘结结合、化学或机械结合、热焊接、模塑工艺等等。在所述实施例中， 将耳塞10如上所述地插入，另外，可任选地使绳索100佩戴(worn)在颈部后面或者下巴下 面，从而使绳索100成为(presents)用于携带(handling)和悬挂耳塞和用于大体将两个 耳塞保持在一起和使其彼此相连的便利装置。一般地，可按要求将本申请所披露的耳塞10的尺寸构造成能够使所述耳塞10舒 适及可靠地佩戴到佩戴者上，并可产生高的声音衰减效果。现在应当特别参照图13，对耳塞 10的一个优选实施方式的尺寸加以论述。球状部分16的横截面直径B大概为0. 250-0. 500 英寸，优选为大概0.312英寸。喇叭状部分18的横截面直径大概为0.500-0. 750英寸， 优选为大概0. 653英寸。声音衰减部分20的纵向长度D大概为0. 750-1. 250英寸，优选 为大概0. 882英寸。杆件14的向后延伸超过喇叭状部分18的部分的纵向长度E大概为 0. 250-0. 500英寸，优选为大概0. 375英寸。因此，耳塞10总的纵向长度F大概为1. 0-1. 75 英寸，优选为大概1.275英寸。主体部分20自由延伸的壁部的厚度G大概为0.05-0. 07英 寸，并且该厚度G可以沿着壁部的长度H保持一致或者发生变化。长度H为主体部分20从 耳塞10上自由延伸而出的长度，也就是延伸在内腔26上的长度。长度H大概为0. 70-1. 00 英寸，更加优选为大概0. 89英寸。应当理解，上述尺寸仅为示例性，本发明的耳塞可包括适于使耳塞10便于插入到 耳道中以及提供加强的声音衰减效果的任何期望的尺寸。例如，界定主体部分20长度的尺寸H可以设置成界定一更深或更浅的内腔26，所 述主体部分20从耳塞10自由延伸并位于内腔26的上方。如图13所示的在上面进行论 述的示例性实施方式，显示出的内腔26长度H大概为声音衰减部分20的纵向长度D的一 半。图20示出了在内腔26的长度相对于声音衰减部分12的纵向长度方面类似于图13的 构形。相比之下，图17-19和22-25示出了一按比例大概大于声音衰减部分12的纵向长度 的一半的内腔26长度，从而界定形成一个更长或更深的内腔26。另一方面，如图21、29和 30所示的示例性实施方式则显示出一个其长度按比例大概小于声音衰减部分12的纵向长 度的一半的内腔26，从而界定形成一更短或更浅的内腔26。优选地，耳塞10的声音衰减部分12由可压缩的弹性材料制成，例如，可压缩的 弹性塑料或橡胶材料或者组合物。优选地，声音衰减部分12由类似泡沫的(foam-like) 材料构成，其中所述类似泡沫的材料由具有较慢恢复特性的柔软的易弯的自膨胀 (self-rising)泡沫构成，比如聚氨酯或丙烯酸混合物泡沫。除了别的以外，其他合适的泡 沫包括PVC、硅树脂和腈。例如，在授予给GardnerJr.等人的美国专利第5，792，998号中 描述了一种合适的泡沫，该专利通过引用而结合于本申请中。该专利中所描述的耳塞由具 有低的静态刚度以及高的动态刚度的动态刚性(dynamically stiff)泡沫材料组成。又例如，在授予给Wood的美国专利第4，158，087号中描述了另一合适的泡沫，该专利通过引用 而全部结合在本申请中。在一优选的示例性实施方式，使用一种聚氨酯泡沫来形成声音衰 减元件14，其中该泡沫的肖氏00级硬度(Shore 00 durometer)测量值大概为20到40，优 选为大概30。然而，如所提到，声音衰减部分12可由任何合适的可压缩的弹性材料制成，例 如包括热塑性弹性体的塑料等。耳塞10的杆部14如所期望地由任何合适的易弯的半刚性或刚性材料制成。特别 地，杆件14可由塑料或橡胶构成，并且优选为可通过喷射模塑制成。形成杆部14的材料包 括肖氏A级硬度(Shore A durometer)大概为60-100，更加优选为大约80。在一实施方式中，通过首先成形声音衰减部分12和杆部14，接着再将杆部14的插 入部分46在套筒28之处附着粘合到声音衰减部分20上，而制造出耳塞10。可供选择地， 可绕着杆部14成形声音衰减部分12，使得套筒28能够机械或化学结合到插入部分46上。 例如，形成衰减部分12的泡沫材料可绕着杆件的端部成形，从而由于两种材料之间的化学 亲合性(chemical affinity)而使泡沫能够直接粘合到杆件上。当然，本发明也将能够适 合地生产出耳塞10的其他传统制造方法考虑在内。在使用中，可以通过杆部14在抓握部46处抓握耳塞10，并可将其插入而使其挨 近使用者耳朵。接着，将声音衰减元件12的球状部分16插入到耳道开口内，并且通过在杆 部14的后端44之处进行推压而将其插入到耳道(canal)内。声音衰减元件12在耳道之 内受压收缩，并且嵌在(lodges)其中，从而衰减声音从外部环境传递到内耳。当耳塞完全 插入时，杆件14的抓握部46保持处于耳道中或者从所述耳道延伸。要拔出耳塞10时，使 用者抓住露出的杆部14并将耳塞20从耳道中拉出即可。插入期间当耳塞进入到耳道时，形成声音衰减部分12的材料受压收缩，如上所 提。特别地，球状部分16以及主体部分20挨近所述球状部分16的部分朝向轴线A-A向内 受压收缩以及稍微向后受压收缩。另外，在耳道插入期间施加在耳塞10上的力造成主体20 自由延伸部分稍微坍缩到中空的内部空间26中。由于耳塞10具有上文所述的特征，因此耳塞10 —般针对这些插入力产生反抗作 用(reacts oppositely)。例如，当在插入期间受压收缩时，用来形成声音衰减部分12的材 料产生方向相反的回弹力，该回弹力倾向于使声音衰减部分12膨胀到其非受压收缩状态。 声音衰减主体20的延伸部分的悬壁式构造(cantilevered construction)也反抗所述压 缩插入力，另外，凸肋32进一步加强声音衰减部分12的回弹力。声音衰减部分12同时具有极好柔软性和可压缩性、以及回弹性的事实，促使耳塞 10对耳道的阻塞作用及其所形成的高衰减效果得到加强。亦即当插入耳塞10时，声音衰减 部分12受压收缩，并且形成耳道的形状。中空的内腔26使得延伸的主体部分20能按要求 在其中坍缩，以完全与耳道的形状和轮廓相符。而且，声音衰减部分12的回弹特征使声音 衰减部分12的外表面与形成耳道的皮肤保持完全接触，使得在使用期间耳道能够形成完 全的阻塞作用、并且使耳塞10能够紧贴地嵌入在其中。该完全阻塞作用进而产生相对较高 的声音衰减效果。声音衰减部分20的喇叭状部分18进一步促进耳塞10的效果。喇叭状部分18从 耳塞10的纵向轴线A-A向外延伸，以使耳塞10的后部密封住耳道内表面。亦即喇叭状部 分的延伸部与耳道皮肤连续接触，从而即便主体部分20起皱或者由于某种原因而不能与耳道形成完全接触时，仍能提供针对耳道的完全阻塞作用。杆部14也同样促进耳塞10的阻塞效果。杆部14所具备的半刚性使得使用者能够 快速以及容易地将耳塞10插入到优选的耳道内深度，从而确保声音衰减部分12的整个外 表面与形成耳道的皮肤得以完全接触，进而提供最大的阻塞作用。而且，杆部14还具有足 于在耳塞10的插入和使用期间能够稍微弯曲的易弯性，以大体与耳道的形状和轮廓相符， 因而，即便在激烈使用期间仍能为使用者提供舒适性，以及便于使耳塞10得以夹持在耳道 之内。另外应注意到，杆部14为耳塞10提供一芯件(core)，其中该芯件的材料类型不同于 形成声音衰减部分12的材料，且其密度更高。形成耳塞10的所述这些复合材料及其变化 的密度进一步起到加强耳塞10所提供的声音衰减效果的作用。最后，如图8-12所示的杆 部14的轮廓和握持特征便于使用者操纵耳塞10以及有助于耳塞10得以容易地进行耳道 插入。形成于声音衰减部分12的外表面上的环体22及由此而形成的台阶24进一步促 进用作声音衰减器的耳塞10的总效果。首先，环体22实质上形成凸脊，其中在使用期间所 述凸脊被轻缓地挤压到耳道皮肤上，以防止处于插入状态的耳塞10进行不利的滑动或移 动。另外，环体22向前逐渐变小的直径为耳塞10的主体部分20提供逐渐变细的轮廓，所 述轮廓使耳塞10的插入变得容易并且确保声音衰减部分12与耳道皮肤得以形成最大的表 面接触。另外应注意到，环体22及相应的台阶24为耳塞10提供握持特征，便于使用者在 插入前后对耳塞进行操纵。如文中所详细描述的，在一优选实施方式中，声音衰减部分12在形状上大体为截 头圆锥形。同样如文中所述，中空的内腔26至少在声音衰减部分12的喇叭状部分18和 主体部分20的下面延伸，从而为部分12提供一实质为细长铃钟状的形状，如见图1、3和 13。亦即耳塞10 —般包括一个在杆件14之上向后延伸的细长的凸缘元件(指声音衰减 部分12，特别是主体和喇叭状部分18、20)。该细长凸缘元件占据耳塞10纵向长度的大概 50-80%，更加优选为占据耳塞10的长度的大概70%。该细长凸缘元件可坍缩到布置在其 下面的中空的内腔26中。亦即主体部分20和喇叭状部分18的自由延伸部分可相对于耳 塞10的纵向轴线A-A枢转(pivotal)。因而，一旦进行耳道插入，不仅构成声音衰减部分 12的材料受压收缩从而与耳道的形状和尺寸相符，而且主体和喇叭状部分18、20还可按要 求完全坍缩到中空的内腔26中，以进一步使耳塞10构形成与耳塞的尺寸一致，从而提供加 强的耳道阻塞作用以及最大的声音衰减效果。尽管至此为止，已经大体对包括一截头圆锥形的“铃钟形状”的声音衰减部分12 进行了描述，但是本发明也将这样的声音衰减部分12考虑在内，其中所述声音衰减部分12 通常包括任何这样的形状，即所述声音衰减部分12的至少一部分在杆件14之上以及在中 空的内腔26之上延伸，从而形成单个的向后延伸的可坍缩的凸缘。图17-21所示为本发明 耳塞可供选择的实施方式。贯穿本文，相同零件用一致的附图标号标示。图17所示为耳塞 101的剖视图，该耳塞101具有声音衰减部12和向后延伸的杆部14。然而在该实施方式中， 声音衰减部分12的形状被构造成局部球形并且包括一方向向后的自由延伸的部分102，其 中在耳塞100插入到耳道内时，所述部分102可坍缩到中空的内腔26中。优选地，如图17 所示的凸缘12包括一大于半球体同时小于完全球体的局部球体形状。在图18中，显示出 处于剖面状态的耳塞110，所述耳塞110包括一具有一局部椭圆形或按抛物线方式成形的形状的声音衰减部分12，该声音衰减部分12在杆件14之上向后延伸，并且可坍缩到中空的 内腔26中。如图19中的剖面图所示耳塞120包括一圆筒形的声音衰减部分12，所述声音 衰减部分12又包括一在耳塞120的插入和使用期间可按要求坍缩到中空的内腔26中的、 向后延伸的部分122。如图20所示的耳塞130在形状上同样也是圆筒形，但是包括如上文 所述的球状部分16。一旦进行耳道插入，则耳塞130的声音衰减部分12可按要求坍缩到中 空的空间26中。在图21中显示了耳塞140，所述耳塞140包括一大体为圆锥形的声音衰 减部分20，所述声音衰减部分20同样也可坍缩到其中空的内腔26中。本发明的听力保护 装置的范围将把声音衰减部分的上述这些形状以及其他形状、还有其可坍缩的构形考虑在 内，同时所述形状和构形也包括在所述范围之内。至此为止，尽管已经对如图1、2、3、5和8-21所示的作为大体上直的细长元件的杆 部14进行了描述，但是本发明也将这样的杆部14考虑在内，其中所述杆部14大体上包括 按要求有利于耳塞10相对于耳道进行插入、夹持和拔出的任何形状或轮廓。亦即如图22所示，包括一沿着耳塞10的纵向轴线A-A、从声音削弱部分12向后延 伸的细长的圆柱形元件的杆部14已经大体在文中进行描述。当杆件14从削弱部分12延 伸而出时，所述杆部14位置居中、位于由喇叭状部分18所形成的圆周之内。然而，所述杆件14的布置方式的描述绝非旨在限制本发明的范围。例如，参看图 23，可将杆部14布置成相对于耳塞10的纵向轴线A-A成角度θ。该角度θ的范围大体从 0-60度。更加优选地，角度θ大概为0-30度。在该实施方式中，成角度倾斜的杆部14为 一如图23所示的挺直元件、或者可按要求包括任何弯曲或轮廓类型。图24所示为所述弯 曲的杆部14，所述弯曲杆部14大体上相对于耳塞10的纵向轴线A-A以角度θ延伸。应 注意到，在该实施方式中参照图23、24所论述的成角度倾斜的杆部14延伸自耳塞10，如图 所示，使得杆部14穿过声音衰减部分12的内腔26的位置位于纵向轴线A-A和由喇叭状部 分18所形成的衰减部分12的外圆周之间。亦即在该实施方式中，在从喇叭状部分18延伸 到耳塞10的外部时，杆部14并未居中地位于喇叭状部分18内。然而，在如图25所示的另 一实施方式中，可使声音衰减部分12偏斜到轴线A-A的一侧，使得杆部14从声音衰减部分 12的内腔26中出来时的位置大体在喇叭状部分18的中心与轴线A-A相交之处。当然，也 可按要求将如图25所示的杆件14制成弯曲或呈轮廓。本发明将适合于使耳塞10便于相 对于耳道进行插入、夹持、阻塞和拔出的杆部14的所述这些以及任何其他构形和布置方式 也考虑在内。文中所描述的耳塞10的声音衰减部分12包括任何符合要求的形状，而优选则为 “铃钟形状”，如图1所示。衰减部分12的各种示例性的其他形状则显示在图17-21中、并描 述在相应的正文中。另外，应该注意到，声音衰减部分可以如期望地包括不规则体或各种不 同的轮廓。所述轮廓(contoured)的声音衰减元件12a显示在如图26-28所示的一实施方 式中。在该实施方式中，声音衰减元件12a包括包含有弯曲表面特征的轮廓，如图所示。图 26绘出了包括具有轮廓的声音衰减部分12a，以及包括从其上延伸而出的、与轴线A-A对准 的杆部14的耳塞10。图27和28所示则为带有呈轮廓的声音衰减部分12a的耳塞10，其 中所述声音衰减部分12a具有从其上相对于轴线A-A以角度θ延伸而出的杆部14。角度 θ大概在0-60度之间，优选为大概在0-30度之间。在图27中，杆部14从声音衰减部分 12的内腔26延伸穿过喇叭状部分18的中心，所述中心大体以喇叭状部分18和轴线A-A的相交点表示。在图28中，杆件14延伸穿过喇叭状部分18的位置位于其外圆周和轴线A-A 之间。同样地，杆部14当然也可按要求包括任何弯曲或轮廓体。本发明将呈轮廓的/不规 则形状的声音衰减部分12a所具有的这些以及其他构形、以及布置在声音衰减部分12a上 的杆件14的布置方式和构形考虑在内。如上文所述，本发明的耳塞的内腔26在其各个实施方式中可相对于各自的声音 衰减部分12的纵向长度具有不同的长度。换言之，可按要求将耳塞的内腔26的深度构造 成相对较深(如见图17-19和22-25)或者相对较浅(如见图21、29和30)。例如，在图29-30中显示了所述短浅的构形。图中，显示出依据本发明的、包括声 音衰减部分12的耳塞200，所述声音衰减部分12具有位于前插入端部的球状部分16、位于 后端的喇叭状部分18以及在球状部分16和喇叭状部分18之间延伸的主体部分20。耳塞 200的内腔26的深度或长度相对而言小于声音衰减部分12的总纵向长度，更加具体地，其 相对而言小于声音衰减部分12的纵向长度的一半。亦即在该实施方式中，内腔26形成一 位于耳塞200后端的短浅凹处。然而，当耳塞200插入到耳道内时，声音衰减部分12 (特别 是其绕着内腔26延伸的部分)仍然能够朝向内腔向内坍缩，从而使得舒适性、配接性和衰 减效果得以加强，这方面如同上文针对本发明各个实施方式所述的一样。图中所示的耳塞 200没有杆部。该耳塞200，连同文中所述的其他各个示例性耳塞实施方式，可按要求而采 用或不采用杆部。在如图所示的没有杆部的耳塞200的使用中，使用者简单地抓住挨近喇 叭状部分18的耳塞后端，将耳塞，首先是插入端部，插入到耳道内，如大体在文中所述。当 然，可在插入之前使耳塞200受压收缩或者使其“压缩(rolled-down)”。可供选择地，耳塞 200也可通过上文针对本发明其他各个实施方式所述的工艺和方法装配上杆部14。在本发明的一实施例中，使用传统程序、在频率范围为125-8000HZ下，对一依据 文中给出的发明描述部分的耳塞进行测试。具体地，依据ANSIS319-1974所给出的工业标 准程序对耳塞进行测试。亦即测试个体为十人，进行三次，每次均在(across)指定范围的 频率下。测试结果表明耳塞的NRR(噪音降低率)为30dB，完全超过公知的按入(push-in) 式耳塞所能提供的衰减效果。因此，本发明确切地提供了一种听力保护装置，该装置以简单及有效的方式插入 在耳道内，该装置在插入之后，即便在延伸或激烈使用期间当中也可稳固地在所述耳道内 停留在位，该装置为使用者提供加强的舒适性，另外该装置为按入式听力保护器提供相对 较高的声音衰减效果。尽管已经参照示例性实施方式对本发明进行了描述，但是所属领域的技术人员应 可理解，在不偏离本发明范围的情况下，可对本发明进行各种改变以及可用等同元件替代 本发明的元件。另外，可在不偏离本发明实质范围的情况下，按(to)本发明的教导进行多 种修改，以适应特定情形或材料。因此，本发明并非旨在受限于被披露作为最佳实施方式 的、旨在用以实施本发明的具体实施方式
，相反，本发明将包括所有落入权利要求书范围内 的实施方式。
1权利要求
一种可插入到耳道内的听力保护装置，其包括(a)一杆部；(b)一声音衰减部分，该声音衰减部分包括一单一的凸缘，所述单一的凸缘附接到所述杆部上并且延伸于听力保护装置长度的至少大约一半且小于听力保护装置的大约整个长度，所述单一的凸缘的直径从凸缘的前端到凸缘的后端连续地增大；(c)一空间体积，该空间体积布置在所述凸缘和杆部之间并且由所述凸缘和杆部界定，在听力保护装置插入到耳道内期间，所述凸缘元件可坍缩以填充直接布置在其下的空间体积。
2.一种可插入到耳道内的听力保护装置，其包括(a)一杆部，该杆部具有一前部和一相对的后部；(b)一单一的凸缘元件，该凸缘元件包括可压缩的弹性材料并附接到所述杆部的前部 上并且在杆部的至少一部分之上朝向杆部的后部延伸，所述杆部延伸于所述凸缘的长度的 至少大约一半，所述凸缘元件延伸于听力保护装置长度的至少大约一半且小于听力保护装 置的大约整个长度；以及(c)一空间体积，该空间体积由所述杆部和单一的凸缘元件界定，在听力保护装置插入 到耳道内期间，所述凸缘元件可坍缩以填充直接布置在其下的空间体积。
3.根据权利要求1所述的听力保护装置，其特征在于，所述杆部包括插入并被保持在 声音衰减部分内的前部以及从声音衰减部分延伸穿过所述空间体积的相对的后部。
4.根据权利要求2或3所述的听力保护装置，其特征在于，所述声音衰减部分包括布置 在其内腔中的、用于容纳并保持所述杆部的前部的套筒。
5.根据权利要求4所述的听力保护装置，其特征在于，所述杆部的前部通过附着剂在 套筒处附接到声音衰减部分上。
6.根据权利要求2、3、4或5所述的听力保护装置，其特征在于，所述杆部的后部从声音 衰减部分延伸穿过空间体积并且包括便于操作听力保护装置的特征部分。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的听力保护装置，其进一步包括沿着杆部的纵向 轴线形成在杆部内的、用于容纳和保持一绳索的空腔，该空腔包括一位于杆部后部的开口。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的听力保护装置，其进一步包括布置在声音衰减 部分的前部上的球状部分。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的听力保护装置，其进一步包括布置在声音衰减 部分的后部上的喇叭状部分。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的听力保护装置，其特征在于，其进一步包括绕 着所述声音衰减部分在前端与后端之间形成的多个同心的环体，以有利于听力保护装置的 操作和听力保护装置保持在耳道内。
11.根据权利要求1所述的听力保护装置，其特征在于，所述声音衰减部分由可压缩的 弹性材料制成。
12.根据权利要求2或11所述的听力保护装置，其特征在于，所述声音衰减部分由肖氏 00级硬度大概为20到40的泡沫材料构成。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的听力保护装置，其特征在于，所述杆部由肖氏 A级硬度大概为60到100的材料制成。
14.根据权利要求2或11所述的听力保护装置，其特征在于，所述可压缩的弹性材料为 泡沫。
15.根据权利要求14所述的听力保护装置，其特征在于，所述泡沫包括聚氨酯、丙烯酸 混合物、PVC、硅树脂和腈泡沫中的至少一种。
16.根据权利要求2或11所述的听力保护装置，其特征在于，所述可压缩的弹性材料为 塑料或橡胶材料或者其混合物。
17.根据权利要求2或11所述的听力保护装置，其特征在于，所述可压缩的弹性材料为 热塑性弹性体。
18.根据前述权利要求中的任一项所述的听力保护装置，其特征在于，所述声音衰减部 分包括一圆形的前端。
19.根据前述权利要求中的任一项所述的听力保护装置，其特征在于，所述声音衰减部 分包括局部球体形状。
20.根据前述权利要求中的任一项所述的听力保护装置，其特征在于，其进一步包括大 体为圆形的横截面，该横截面的面积从其前部到后部发生变化，使得听力保护装置在前端 具有最小横截面，而在后端则具有最大横截面。
21.根据前述权利要求中的任一项所述的听力保护装置，其特征在于，所述声音衰减部 分大体为铃钟形状并包括位于前端的呈局部球形的球状部分以及位于后端的喇叭状部分， 该喇叭状端部远离声音衰减部分的纵向轴线向外延伸。
22.根据前述权利要求中的任一项所述的听力保护装置，其特征在于，所述杆部以相 对于耳塞的纵向轴线大概为0-60度的角度从所述声音衰减部分延伸到听力保护装置的外 部。
23.根据权利要求22所述的听力保护装置，其特征在于，所述角度大概为0-30度。
24.根据前述权利要求中的任一项所述的听力保护装置，其特征在于，所述杆部为细长 的弯曲元件。
25.根据权利要求22所述的听力保护装置，其特征在于，所述声音衰减部分包括一连 通到听力保护装置外部的开口，所述杆部从听力保护装置延伸穿过该开口的中心。
26.根据权利要求22所述的听力保护装置，其特征在于，所述声音衰减部分包括一连 通到听力保护装置外部的开口，所述杆部从听力保护装置延伸，在该开口的中心与该开口 的外边缘之间穿过该开口。
全文摘要
本发明提供一种可插入到耳道内的听力保护装置，该装置大体上包括一杆部；一附接到杆部上并且至少部分地在杆部之上延伸的声音衰减部分；以及一布置在声音衰减部分和杆部之间并且由声音衰减部分和杆部所界定的空间体积。其中，在听力保护装置插入耳道内期间，声音衰减部分的至少一部分可坍缩到所述空间体积中。
文档编号A61F11/08GK101904783SQ20101026035
公开日2010年12月8日 申请日期2005年6月13日 优先权日2004年6月11日
发明者理查德·克瑙尔, 罗伯特·N·法尔科, 艾伦·R·塞维尔 申请人:3M创新有限公司