BRPI0908668B1 - Protetor auditivo com alto-falantes - Google Patents

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Henrik Sjöman
Johan Häkansson
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Abstract

protetor auditivo com alto-falantes a presente invenção refere-se a um protetor auditivo que tem dois amortecedores de som fechados (2) que estão em contato próximo com a cabeça do usuário, de modo que há a formação de um espaço fechado em cada amortecedor de som (2) e ao redor da orelha do usuário. um alto-falante (4) está disposto interiormente no amortecedor de som e tem uma membrana (5) cujo um lado está voltado para orelha do usuário, e cujo lado oposto está voltado para o volume fechado que é definido pela membrana e um invólucro. a fim de se otimizar a reprodução de graves durante a audição de música, o interior do invólucro está, através de pelo menos um orifício ou um duto, em comunicação com o ambiente circundante fora do espaço fechado do amortecedor de som (2). em uma modalidade preferencial, o invólucro compreende uma cápsula (7) que é parte integrada do alto-falante (4).

Description

“PROTETOR AUDITIVO COM ALTO-FALANTES”
Campo da invenção [001] A presente invenção refere-se a um protetor auditivo com alto-falantes e que compreende um amortecedor de som fechado disposto em cada orelha de um usuário, o amortecedor de som estando em contato próximo com a cabeça do usuário, de modo que há a formação de um espaço fechado no amortecedor de som e ao redor da orelha do usuário, um alto-falante disposto em pelo menos um dos amortecedores de som e apresentando uma membrana cujo um lado é voltado para a orelha do usuário e cujo lado oposto é voltado voltado para um volume fechado que é definido pela membrana e um invólucro, e uma unidade de acionamento para acionar o alto-falante.
Antecedentes Da invenção [002] Os protetores auditivos do tipo mencionado são anteriormente conhecidos na técnica em uma multiplicidade de variações diferentes, e são empregados em ambientes ruidosos a fim de se proteger a audição do usuário. O protetor auditivo é, como regra, dotado de um absorvente de ruído passivo dentro dos amortecedores de som, que são incluídos no protetor auditivo. O volume dos amortecedores de som e a natureza do absorvente de ruído podem ser adaptados em resposta a natureza do ruído a partir do qual o usuário será protegido.
[003] Os alto-falantes dispostos nos protetores auditivos podem ser uma parte de um sistema de comunicações, podem ser conectados a uma instalação para reprodução de música, mas também podem ser conectados a um microfone situado fora dos protetores auditivos, a fim de se transmitir um som ao ambiente do usuário como fala, instruções de uma pessoa próxima, e também sinais de aviso.
[004] Em relação a compreensão oral, os protetores auditivos deste tipo de estado da técnica são frequentemente auto suficientes, uma vez
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2/9 que a trajetória de frequência dentro da faixa que abrange a maior parte da fala do ser humano é suficientemente boa.
[005] O elemento de alto-falante apresentado na introdução que é tradicionalmente empregado nestas aplicações práticas pode ter um diâmetro da ordem de magnitude de 20 a 30 mm. A fim de se evitar uma redução acústica do elemento de alto-falante, é necessário vedar o lado posterior do elemento de alto-falante em uma cápsula que evita equalização de pressão entre ambos lados da membrana. Entretanto, o volume nesta cápsula é tão pequeno que a trajetória de frequência, ou curva de pressão do som, na faixa de graves, isto é, frequências abaixo de aproximadamente 300 H, é negativamente afetada. Durante a audição de música, isto é uma grande falha, que particularmente se manifesta durante a audição de música popular, uma vez que um aumento dos graves é frequentemente desejado em tais circunstâncias.
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO [006] A presente invenção tem como objetivo projetar o protetor auditivo apresentado na introdução de tal forma que ele terá uma trajetória de frequência aprimorada na faixa de graves e, em particular em relação à tecnologia do estado da técnica, um aumento da faixa de frequências de 20 a 300 Hz. A presente invenção tem, também, como seu objetivo, projetar o protetor auditivo de modo que os aprimoramentos desejados possam ser realizados a um baixo custo e com uma deterioração marginal do amortecimento.
[007] Os objetivos que formam a base da presente invenção serão atendidos se o protetor auditivo apresentado na introdução for caracterizado pelo fato de que o interior do invólucro está, através de pelo menos um orifício ou duto, em comunicação com o ambiente que circunda o exterior do espaço fechado do amortecedor de som.
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3/9
Breve Descrição Dos Desenhos [008] A presente invenção será agora descrita em maiores detalhes mais adiante neste documento, com referência aos desenhos e diagramas em anexo. Nos desenhos em anexo:
[009] A figura 1 é uma seção transversal simplificada através de uma primeira realização de um amortecedor de som incluído em um protetor de acordo com a presente invenção, [010] A figura 2 mostra uma realização modificada da presente invenção, e [011] A tabela 1 mostra a trajetória de frequência em um amortecedor de som relativamente pequeno, por um lado de acordo com a tecnologia do estado da técnica e por outro lado de acordo com inúmeras realizações da presente invenção, e [012] A tabela 2 mostra a trajetória de frequência em um amortecedor de som relativamente amplo, em analogia com a trajetória de frequência de acordo com a tabela 1.
Descrição de realizações da invenção [013] Referindo-se aos desenhos, a figura 1 é uma seção transversal vertical através de um amortecedor de som 1 incluído no protetor auditivo de acordo com a presente invenção. Normalmente, usa-se dois amortecedores de som, um para cada orelha do usuário, os amortecedores de som sendo interconectados por meio de uma faixa de conexão resiliente ou flexível, ou por outros meios, de modo que os amortecedores de som permaneçam em posição e são impulsionados por uma força adequada contra a cabeça do usuário. Os amortecedores de som também podem ser possivelmente integrados a um capacete de segurança. O amortecedor de som 1 inclui uma seção de amortecimento 2 e uma seção de cobertura 3. A seção de amortecimento 2 tem, ao longo de sua periferia, um anel vedante (não
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4/9 mostrado nos desenhos), que é projetado para entrar em contato resilientemente e em proximidade com a cabeça do usuário, ao redor das orelhas. Isto implica que a seção de amortecimento 2, o anel vedante e a cabeça do usuário definem um volume fechado onde as orelhas do usuário estão situadas.
[014] A seção de cobertura 3 não precisa ser vedada firmemente em relação ao ambiente que a circunda, mas é meramente projetado para acomodar componentes eletrônicos, um receptor de rádio, uma fonte de corrente e similares, que são necessários para ativar o elemento de alto-falante 4 disposto interiormente no volume fechado na seção de amortecimento 2. O elemento de alto-falante para uso no protetor auditivo do tipo em consideração aqui pode ter um diâmetro da ordem de magnitude de 2 a 3 cm.
[015] Ao mesmo tempo em que não é aparente a partir da figura 1, está disposto, interiormente na seção de amortecimento 2, e dentro do volume fechado, um absorvente de ruído para amortecimento passivo de ruído externo, o absorvente de ruído consistindo em, de preferência, material espumado que apresenta uma estrutura de espuma aberta. Na região entre o elemento de alto-falante 4 e as orelhas do usuário, há entretanto uma área aberta sem material de amortecimento, de modo que som direto a partir do elemento de alto-falante 4 pode impactar as orelhas do usuário, o que oferece ótima reprodução sonora. Entretanto, também é possível dispor uma pequena quantidade de material de amortecimento, ou um material de amortecimento que apresenta menos amortecimento, entre o elemento de alto-falante 4 e a orelha do usuário. O absorvente de ruído também tem fornecido um efeito favorável na trajetória de frequência a aproximadamente 2.000 Hz, onde uma queda iria, de outro modo, ocorrer.
[016] A quantidade de material de amortecimento fornecido na seção de amortecimento 2 e também o dimensionamento da seção de
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5/9 amortecimento 2, isto é, o volume encerrado, podem variar de um caso para outro, dependendo de quais características de amortecimento são pretendidas para amortecimento passivo de ruído.
[017] O elemento de alto-falante 4 tem uma membrana 5 que é acionável sob a ação de um sistema de imãs 6 ou outros meio de acionamento, como meios de acionamento piezoelétricos. Em tal instância, a membrana 5 irá se mover em uma direção da esquerda para a direita na figura 1, isto é, em direção a e para longe da orelha do usuário. O lado da membrana 5 voltado para a orelha do usuário pode ser considerado como o lado frontal da membrana, enquanto o lado oposto da membrana pode ser considerado como seu lado posterior. A fim de se evitar redução acústica do elemento de altofalante 4, o lado posterior da membrana trabalha em direção a um volume fechado que é, deste modo, distinto e separado da região na frente do lado frontal da membrana 5. Este volume fechado é definido, por um lado, pela membrana e, por outro lado, pelo invólucro. O invólucro pode ser uma cápsula 7 integrada ao alto-falante 4, mas também pode ser uma unidade separada, ou ser totalmente ou parcialmente integrado ao protetor auditivo, principalmente sua seção de amortecimento 2.
[018] As realizações do elemento de alto-falante 4 mostradas nos desenhos são de um tipo comercialmente disponível. Neste alto-falante, ambos a membrana e o sistema de imãs são montados em uma cápsula 7, com uma parede anterior 8 voltada para orelha do usuário, a parede sendo esburacada ou perfurada a fim de se permitir que som gerado pelo membrana alcance a orelha do usuário. A parede anterior 8 também pode, em certas realizações, ser substituída por uma treliça mais ou menos densa ou, possivelmente, por um pedaço de material protetor permeável a sons.
[019] A porção posterior (isto é, à direita na figura 1) da cápsula 7 encerra um volume de ar que precisa ser separado e distinto da região
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6/9 imediatamente na frente da membrana 5, a fim de se evitar redução acústica do elemento de alto-falante 4. Devido às pequenas dimensões do elemento de alto-falante 4 e da cápsula, este volume de ar encerrado será pequeno, o que afeta negativamente a reprodução de graves.
[020] De acordo com a presente invenção, a cápsula 7 tem uma parede periférica circunferencial, que interconecta a porção posterior 13 da cápsula 7 com a parede anterior 8, e que tem um sulco circunferencial 9. A seção de amortecimento 2 tem uma parede posterior 10 com um anel tubular 11 direcionado em direção às orelhas do usuário, e que tem, em sua extremidade livre, uma microesfera circunferencial direcionada para dentro 12 que está acomodada no ou fechada no sulco 9 da cápsula 7. A conexão entre a parede periférica circunferencial da cápsula 7 e o anel 11 ou a microesfera 12, respectivamente, é apertada de modo que nenhum fluxo de ar possa ocorrer entre o interior da seção de amortecimento 2 e seu ambiente circunda.
[021] De acordo com a presente invenção, o volume de ar encerrado atrás da membrana 5 interiormente na cápsula 7, ou no invólucro mencionado, acima está comunicação fluída com o ambiente fora do espaço fechado da seção de amortecimento 2. Isto é realizado uma vez que é fornecido, na parede posterior 13 da cápsula ou na parede definindo o invólucro, um ou mais orifícios ou aberturas que descarregam interiormente na seção de cobertura 3, cujo volume encerrado está em comunicação fluída com o ambiente circundante fora do amortecedor de som 1. Dutos ou canaletas tubulares mais longos ou mais curtos também podem ser levados em consideração aqui.
[022] O número de orifícios na parede posterior da cápsula 13, bem como o tamanho de cada um deles pode variar, mas também deve ser observado que um único orifício pequeno de um diâmetro de 0,3 mm não afeta a trajetória de frequência a tal extensão que qualquer diferença será
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7/9 claramente tangível mediante medição. Por outro lado, um orifício com um diâmetro de 0,5 mm mais um orifício com um diâmetro de 0,3 mm fará com que seja possível se alcançar um aumento considerável do nível de baixas frequências. Isto se aplica independente do fato de que se medição é executada em um amortecedor de som com um volume pequeno ou em um amortecedor de som com um volume amplo (portanto o volume encerrado na seção de amortecimento 2 é separado e distinto do ambiente circundante). Consulte adicionalmente as tabelas 1 e 2.
[023] A diferença na trajetória de frequência entre um amortecedor de som de amplo volume em relação a um amortecedor de som com um volume pequeno é muito pouca, mas o aumento de graves em frequências menores é levemente menor em um amortecedor de som maior. Em ambos amortecedores de som grandes e pequenos, um orifício muito amplo (diâmetro > 2,5 mm) não oferece muito mais aumento de graves em frequências realmente muito baixas (20-40 Hz) do que três ou quatro orifícios de um diâmetro de 0,5 mm. Por outro lado, o aumento no volume é maior na faixa de frequências de 50 a 300 Hz.
[024] No que foi anteriormente mencionado, mencionou-se que o número e tamanho dos orifícios ou das aberturas afetam a trajetória de frequência. Após medições e testes de audição, estabeleceu-se que áreas totais de orifício excessivamente amplas A (mm2) devem ser evitadas, uma vez que o aumento de nível se estende muito acima de seu frequência, a uma ordem que subsequentemente gera uma queda na faixa imediatamente abaixo de 1.000 Hz, isto é, na parte inferior da faixa de frequências de fala. Além disso, os graves predominam e o amortecimento se deteriora. Um limite superior de aproximadamente 5,5 mm2 não deve ser ultrapassado. Entretanto, resultados extremamente bons têm sido obtidos a aproximadamente 0,2 mm2.
[025] Conforme foi mencionado acima, um orifício muito pequeno
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8/9 não oferecerá nenhum efeito ou um efeito excessivamente pobre, onde aproximadamente 0,1 mm2 é um mínimo absoluto mas, mais adequadamente, não menos que aproximadamente 0,2 mm2.
[026] Testes de audição mostraram que a maioria das pessoas incluídas em um painel de teste acreditam que um aumento moderadamente amplo dos graves é alcançado empregando-se um orifício com um diâmetro de 0,3 mm junto com um orifício com um diâmetro de 0,5 mm. Isto implica uma área de orifício total A de aproximadamente 0,27 mm2.
[027] Com os limites acima apresentados para a área de orifício total, a conclusão será que, em alto-falantes de tamanhos diferentes com diâmetros na região entre 20 e 30 mm, a área de orifício total deve ser menor que aproximadamente 2% da área da membrana, mas de preferência também menor que aproximadamente 1% da mesma.
[028] A figura 2 mostra uma realização levemente modificada do protetor auditivo de acordo com a presente invenção. Nesta realização, a parede posterior 10 da seção de amortecimento 2 tem uma abertura menor 14, a qual um retentor 15 de um material semelhante a borracha resiliente, e possivelmente elástico, é preso. O retentor 15 circunda pelo menos parcialmente e se veda contra o exterior da cápsula do elemento de alto-falante
4. Também nesta realização, a parede anterior 8 da cápsula é esburacada, perfurada ou, de outro modo, aberta para o som que é gerado pela membrana 5 do elemento de alto-falante 4.
[029] Como na realização acima descrita, a cápsula de acordo com a figura 2 tem uma parede de cápsula posterior 13 que está situada a uma distância de uma parede posterior correspondente 16 no retentor 15, de modo que há a formação de uma cavidade 17 entre ambas paredes em que as aberturas, orifícios ou dutos mencionados acima passam através da parede posterior 13 da descarga de cavidades. A cavidade 17 está, através de uma
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9/9 abertura na porção de fixação 18 do retentor 15, em comunicação fluída com o interior da seção de cobertura 3 que, por sua vez, está em comunicação fluída com o ambiente circundante fora do espaço fechado da seção de amortecimento 2. A abertura mencionada acima na porção de fixação 18 pode, de acordo com a presente invenção, também ser empregada para guiar as linhas ou condutores que são necessários para acionar o sistema de imãs 6 do elemento de alto-falante.
Tabela 1 (amortecedor de som pequeno)
Área + número de orifícios (0 mm)
Frequência de medição (Hz) 0 1 x 0,3 1 x 0,5 + 1 x 0,3 2 x 0,5 + 1 x 0,3 3 x 0,5 + 1 x 0,3 4 x 0,5 + 1 x 0,3 1 x 2,5 + 4 x 0,5 + 1 x 0,3
30 56 57 67 68 70 71 72
60 57 57 63 65 68 71 72
100 57 57 60 62 65 66 70
200 58 58 58 58 60 62 66
Tabela 2 (amortecedor de som grande)
Área + número de orifícios (0 mm)
Frequência de medição (Hz) 0 1 x 0,3 1 x 0,5 + 1 x 0,3 2 x 0,5 + 1 x 0,3 3 x 0,5 + 1 x 0,3 4 x 0,5 + 1 x 0,3 1 x 2,5 + 4 x 0,5 + 1 x 0,3
30 54 54 64 67 68 69 72
60 55 55 60 65 67 68 71
100 55 55 57 61 64 66 72
200 56 56 56 57 58 60 68
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Claims (10)

  1. Reivindicações
    1. PROTETOR AUDITIVO COM ALTO-FALANTES (1), que compreende um amortecedor de som fechado (2) disposto em cada orelha de um usuário, o amortecedor de som (2) disposto em contato próximo com a cabeça do usuário, de modo que há a formação de um espaço fechado no amortecedor de som (2) e ao redor da orelha do usuário, um alto-falante (4) disposto em pelo menos um dos amortecedores de som (2) e apresentando uma membrana (5) cujo um lado é voltado para a orelha do usuário e cujo lado oposto é voltado para um volume fechado que é definido pela membrana (5) e um invólucro, e uma unidade de acionamento para acionar o alto-falante (4), caracterizado pelo fato de que o interior do invólucro está através de pelo menos um orifício ou duto em uma parede de definição do invólucro, em comunicação com o ambiente circundante fora do espaço fechado do amortecedor de som (2), sendo que a área total (A) dos orifício/orifícios ou duto/dutos situa-se na faixa de 5,5>A>0,1mm2.
  2. 2. PROTETOR AUDITIVO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o invólucro compreende uma cápsula (7) que é uma parte integrada do alto-falante (4).
  3. 3. PROTETOR AUDITIVO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o invólucro é pelo menos parcialmente uma parte do amortecedor de som (2).
  4. 4. PROTETOR AUDITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que é disposto, no interior de um espaço fechado do amortecedor de som (2), um absorvente de ruído, e que, na região entre o alto-falante (4) e a orelha do usuário, há uma região sem absorvente de ruído ou uma região com um absorvente de ruído com um amortecimento menor.
  5. 5. PROTETOR AUDITIVO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a área (A) situa-se na faixa de 0,5>A>0,1mm2.
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    2/2
  6. 6. PROTETOR AUDITIVO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a área (A) é menor que 2% da área da membrana do alto-falante (4), de preferência menor que 1 % da mesma.
  7. 7. PROTETOR AUDITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2, 4 a 6, caracterizado pelo fato de que o amortecedor de som (2) tem uma parede externa (10) voltada para o lado oposto da orelha do usuário, e que possui uma abertura em que a cápsula (7) do alto-falante é acomodada de forma vedada.
  8. 8. PROTETOR AUDITIVO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que é disposto ao redor da abertura um anel (11) que se estende na direção da orelha do usuário e que tem uma microesfera direcionada radialmente para dentro (12) ao longo da extremidade livre, a microesfera sendo acomodada ou presa a um sulco circunferencial correspondente (9) ao longo da periferia da cápsula (7).
  9. 9. PROTETOR AUDITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 6, caracterizado pelo fato de que o amortecedor de som (2) possui uma parede externa (10) voltada para o lado oposto da orelha do usuário, e que possui uma abertura (14) na qual uma porção de fixação (18) é inserida de modo vedado em um retentor (15), no qual a cápsula (7) do alto-falante (4) é acomodada de modo vedado, nela estando disposta, interiormente no retentor (15), uma cavidade (17) na qual a abertura ou duto da cápsula se descarrega, e a cavidade estão em comunicação com o ambiente circundante fora do espaço fechado do amortecedor de som (2) por intermédio de uma abertura ou duto na porção de fixação.
  10. 10. PROTETOR AUDITIVO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o retentor (15) tem uma porção em formato de luva que circunda e está em contato próximo com a região circunferencial periférica da cápsula (7).
BRPI0908668-4A 2008-05-12 2009-04-27 Protetor auditivo com alto-falantes BRPI0908668B1 (pt)

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PCT/SE2009/000214 WO2009139682A1 (en) 2008-05-12 2009-04-27 Hearing protector

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BRPI0908668A2 BRPI0908668A2 (pt) 2015-12-01
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