CN101252899B - 包括多孔耳罩的听力保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种听力保护装置，所述听力保护装置包括头部部件、固定在头带上的第一耳罩和固定在头带上的第二耳罩，每个耳罩具有包括多孔材料的耳杯，所述耳杯具有包括裸露的多孔材料的远侧外表面、以及近侧外表面。

Description

包括多孔耳罩的听力保护装置

背景技术

本发明涉及多孔耳罩。

耳罩式听力保护装置广泛用于工业领域，以保护工人免受环境噪音危害。传统的听力保护耳罩包括一对杯状刚性外壳，这些外壳与一个兼具弹性和刚性的头带相连。耳罩的刚性外壳通常由塑料、金属或它们的组合制成，并用开孔泡沫材料填充。刚性外壳通常大大增加了耳罩的重量，使得听力保护装置偏重，从而随着佩戴时间推移而导致不适。

在耳罩与头接触的部分装有衬垫，衬垫设计为形成密封并减小装置对使用者施加的压力。衬垫呈环形，并且限定了容纳使用者耳部的中心开口。由于佩戴装置时衬垫与使用者接触，所以使用者所带的水分、油脂和污渍会转移到衬垫上。为了方便清洁和避免泡沫材料劣化，衬垫通常包括塑料薄膜形式的覆盖物。通常采用单独的工序步骤施加塑料薄膜。

对于许多听力保护耳罩，头带与耳罩是永久相连的，并设计为不能从头带上取下。对于这样的构造，如果试图从头带上取下耳罩，就会对听力保护装置的效用造成损害或破坏。

另外，传统的听力保护耳罩由多个部件构成，这些部件增加了产品的复杂性和整体重量。因此，传统的听力保护耳罩的制造通常涉及许多生产步骤和昂贵的工艺。

发明内容

一方面，本发明提供一种听力保护装置，该听力保护装置包括其上固定有第一耳罩的头部部件(例如，头带或头盔)。第一耳罩包括第一耳杯，该耳杯由多孔材料构成，并且具有包括裸露的多孔材料的远侧外表面和近侧外表面。第二耳罩也固定在头部部件上，并且包括第二耳杯，该耳杯由多孔材料构成，并且具有远侧外表面和近侧外表面。与第一耳杯类似，第二耳杯具有包括裸露的多孔材料的远侧外表面。

本发明提供一种听力保护装置，其包括裸露的泡沫材料耳罩，该耳罩可以容易地与头带连接和从头带上取下。本发明还提供轻质的泡沫材料耳罩，相对于带刚性塑料外壳的现有听力保护耳罩来说，本发明的耳罩可由更少的部件来构造。该泡沫材料耳罩可以是一体式构件，这有助于降低制造成本。在一些构造中，耳罩的耳杯和衬垫可由单个步骤制成。与传统的听力保护耳罩相比，该听力保护耳罩更易于组装和制造。

听力保护耳罩可制造成没有刚性部件，因为刚性部件有可能破裂并降低佩戴舒适程度。由于不需要刚性塑料外罩(例如，外壳)，所以在其它物体接触(例如，用物体敲打或撞击)耳罩外部时，耳罩传递给使用者的噪音更少，即，相对于带有硬塑料外罩的耳罩来说，该耳罩传递至使用者耳部的噪音更少。

泡沫材料耳罩还可以用多种有色泡沫材料制成，这样就可以既满足功能性(例如，标识、所有权和声音衰减水平)需要，也可以达到美观的目的。

从以下对附图和优选实施例的描述以及从权利要求中，将更清楚地看出本发明的其它特征和优点。

术语表

在本发明中，术语具有如下所列的含义：

短语“裸露的多孔材料”是指多孔材料的表面可(例如由使用者)接触，该表面具有如下构造，即：在多孔材料的表面上存在一体的薄膜。

短语“听力保护装置”是指一种装置，当根据EN13819-2：2002的第4.2部分进行测试时，该装置在1000赫兹、2000赫兹、4000赫兹和8000赫兹下均可提供至少3分贝的平均(中值)实际听觉衰减。

术语“头带”是指构造成能保持耳罩并将耳罩压在使用者的头部上的装置。

术语“耳杯”是指其尺寸做成能容纳使用者的耳部并构造成提供声音衰减功能的部件。

附图说明

图1是听力保护装置的平面图。

图2是耳罩的透视图，该耳罩与图1中的听力保护装置的头带的一部分连接。

图3是图1中的听力保护装置的耳罩的侧视图。

图4是图1中的耳杯的透视图。

图5是图2中的耳罩的衬垫的透视图。

图6是图1中的头带的端部的侧视图

图7是根据另一个实施例的听力保护装置的平面图。

图8是图7中的耳杯的透视图。

图9是耳罩的另一个实施例的侧视图。

图10是根据另一个实施例的耳罩的侧视图。

图11是根据另一个实施例的耳罩的侧视图。

图12是沿图4中的线12-12截取的剖视图。

图13是根据另一实施例的耳杯的透视图。

图14示出听力保护装置的另一个实施例。

在各幅附图中，相似的附图标记用来表示类似的元件。附图中的元件未按比例绘制。

具体实施方式

如图1-6和图12所示，听力保护装置10包括：头带12形式的头部部件；固定到头带12的端部32上的两个耳罩14a、14b。头带12将耳罩14a、14b弹性地保持在使用者的耳部上。耳罩14a、14b包括耳杯16和连接在耳杯16上的环形衬垫18。

耳杯16由充气的多孔材料制成，可以吸收声音和衰减噪音，例如，抑制并优选地阻止声波到达使用者的耳道。耳杯16大致呈杯状，使得远侧外表面20大致呈弓形，而近侧外表面22(即最靠近耳部的表面)大致为凹面并提供可容纳使用者耳部的开口区域26。耳杯16的远侧外表面20暴露在环境中，使得使用者可以与其接触。耳杯16没有诸如塑料或金属外壳之类的刚性外壳。耳杯16包括用于容纳头带12的端部32的沟槽8。

耳杯16包括用于衰减声音的任何合适的充气多孔材料。可用的声音衰减材料包括呈现出声音衰减、机械硬度和可成形性特性(例如，呈现出可以例如通过切割、成形、模制等手段或它们的组合来改变材料的特性)的充气多孔材料。可用的充气多孔材料的例子包括例如泡沫材料(例如，闭孔泡沫材料、开孔泡沫材料、慢回弹泡沫材料(如压力成型的慢回弹泡沫材料)和瞬时回弹泡沫材料)、粘合纤维结构、气凝胶、声学复合材料(包括例如合成树脂粘合剂基质中的空心陶瓷颗粒)、多层声学复合材料及它们的组合。适用的多孔粘合纤维结构实例在美国专利5,841,081中有所描述，该专利并入本文。气凝胶实例在美国专利4,954,327和6,598,358中有所描述，这些专利均并入本文。适用的声学复合材料实例在美国专利5,813,180和5,688,860中有所描述，这些专利均并入本文。多孔材料优选是开孔泡沫材料。泡沫材料可以是硬质泡沫材料、半刚性泡沫材料或软质泡沫材料。

泡沫材料内部的孔优选具有相对较大的平均横截面面积，而泡沫外表面处的孔优选具有相对较小的平均横截面面积。在耳杯的外表面上设置更小的孔提供了比内部泡沫材料更具刚性、更刚硬的外层。在一些实施例中，耳杯外表面处及其附近区域的密集小孔在耳杯的表面上形成耳杯的整体外皮，例如，通过模制工艺得到的薄膜层。该整体外皮主要包括闭孔，也可包括某些开孔以释放气体(例如空气)。可以通过改变生产工艺中的各项参数来改变整体外皮的厚度。例如，模具温度可以影响整体外皮的存在和性质。在一些泡沫材料模制工艺中，温度越高，形成的外皮相对越薄。反之，温度较低时形成的外皮更厚、相对更致密。可用于形成整体外皮的模具温度范围的一个实例为约35℃至约70℃。整体外皮可以具有任何所需的厚度。外皮厚度的可用范围的一个实例为约1mm至约5mm。

可用于形成泡沫材料的组合物包括例如聚氨酯、聚氯乙稀以及它们的组合。可用分子量低于800的多元醇制成合适的硬质聚氨酯泡沫材料。可用分子量为约800至2000的多元醇制成合适的半刚性聚氨酯泡沫材料，用分子量大于2000的多元醇制成合适的软质聚氨酯泡沫材料。可用的聚氨酯泡沫材料可具有任何所需的密度，包括例如从约200kg/m³至约1100kg/m³的密度，甚至从约200kg/m³至约800kg/m³的密度。合适的泡沫材料及其制造方法也在例如美国专利5,979,451中有描述，该专利并入本文。

多孔材料可以可选地包括着色剂，例如染料、颜料以及它们的组合。着色剂可提供标识、所需的美观特性、耳杯的声音衰减特性的可视指示以及它们的组合。耳杯也可以可选地包括指示其提供的声音衰减水平的其它标记，包括例如标志、颜色以及它们的组合。

作为另外一种选择或除此之外，耳杯可以包括不同形式的标志，包括例如徽标、颜色、图案、印记、浮雕以及它们的组合。

衬垫18围绕使用者的耳部密封耳罩14，并且减少听力保护装置10对使用者头部施加的压力。环形衬垫18限定了容纳使用者耳部的孔28。衬垫18大致呈矩形，带有限定孔28的四个凹陷的角部和四个连接部分。作为另外一种选择，衬垫18可以是任何合适的形状，包括例如椭圆形、圆形、正方形和矩形，并可限定具有任何合适形状的孔，包括例如椭圆形、圆形、正方形和矩形。

衬垫可以包括任何合适的多孔材料。可用的多孔材料包括上面提到的材料，包括例如闭孔泡沫材料、开孔泡沫材料及它们的组合，并且可呈现出多种特性，包括例如粘弹性、高回弹性及它们的组合。衬垫优选为泡沫衬垫。衬垫的泡沫材料的硬度优选低于耳杯16的泡沫材料的硬度。可用的泡沫材料组合物包括例如聚氨酯、聚氯乙烯以及它们的组合。衬垫优选呈现瞬时恢复特性。

衬垫18可以可选地包括上面关于泡沫材料耳杯所述的整体外皮。

作为另外一种选择或除此之外，衬垫18可包括覆盖物，例如盖、层、薄膜、涂层以及它们的组合。覆盖物可以保护泡沫材料的完整性，抑制泡沫材料变脏和增强衬垫的清洁性能。覆盖物还可为衬垫提供美观的表面，包括例如纹理、色彩以及它们的组合。覆盖物可以是连续的或不连续的。优选地，覆盖物存在于多孔材料上，以允许空气可以从多孔材料中释放出来。为利于释放空气，覆盖物可以包括其大小足以让空气从多孔材料中释放出来的微孔(如刺孔)或裂缝。作为另外一种选择，覆盖物可以包括单个孔，该孔的大小足以允许释放出空气，以使衬垫与其所接触的使用者皮肤贴合在一起。覆盖物可以是薄膜(例如，自支撑薄膜)、织物(例如，纤维)或非织造纤维网等形式，并且由任何合适的组合物(包括例如合成聚合物、天然聚合物及它们的组合)组成。

衬垫18可以通过任何适当的机构(包括，例如，机械装置、粘合剂组合物及它们的组合)固定到耳杯16的近侧外表面22上。在一个实施例中，衬垫18的泡沫材料和耳杯16的泡沫材料至少是部分未反应的，从而可在两个部件相互接触后完成聚合反应。现场聚合使得两个部件相互粘合。在另一个实施例中，其中部件之一(即，第一部件)的泡沫材料完全反应(例如，聚合)，而另一个部件(即，第二部件)形成(例如通过发泡形成)在第一部件的顶部，通过这一过程将第一部件固定在第二部件上。在其它实施例中，使衬垫18和耳杯16在仍然发粘时相互接触，从而粘合在一起。作为另外一种选择或除此之外，使泡沫材料完全反应，并利用适当的机构将衬垫固定在耳杯上，所述机构包括例如粘合剂组合物、机械机构(例如凸-凹连接、摩擦接合)以及它们的组合。

头带12大致呈U形，并具有足够的弹性以允许U形的开口端张开，从而将装置配合在使用者的头上。当装置10佩戴于使用者头部上时，在张紧的头带12中产生的恢复力向内偏压耳罩14a、14b以使耳罩靠在使用者的头部上，并且促使耳罩14a、14b牢固地贴在并良好地声学密封在使用者的头部上。U形头带12的端部32呈钩状，用于可脱开地保持耳罩14a、14b，使得使用者可以根据需要将耳罩14a、14b(例如，用过的耳罩)从头带12上取下、将耳罩14a、14b(例如，新的耳罩)固定到头带12上，以及这些动作的组合。钩32围绕耳杯16滑动并将耳杯16保持在合适的位置，直到被使用者取下为止。

头带12的长度可以是可以调节的。使弹性头带长度可调的机构在本领域中是公知的，并包括例如：一对重叠的滑动构件，其带有保持构件对齐的机构和在所需长度处固定重叠部分的机构；一对伸缩式套装构件，其具有在所需长度处固定套装部分的机构；固定长度的中央头带，其包括例如配合的齿条齿轮、锯齿螺纹、间歇式螺纹或它们的组合等机构，借助这些机构，可以相对于中央头带分别调节头带的每一端，并在所调整好的长度处固定头带的每一端。可用的可调节头带的一个实例是得自3MCompany(St.Paul，Minnesota)的产品编号为1440的产品。

头带可以构造为能占据多种位置，包括例如佩戴于头上、使用者的颈后、使用者的颌下、以及它们的组合。在一些实施例中，可以通过将头带和耳杯构造成使头带可以围绕耳杯从第一位置旋转至第二位置而改变头带的位置。

可用的头带材料包括例如塑料和金属(例如，弹簧钢、铜铍合金、复合材料及它们的组合)。可用的塑性材料包括例如热塑性聚合物(例如，聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺，如尼龙、聚酯及它们的组合)、热塑性弹性体、热固性聚合物及它们的混合物。可用的复合材料包括聚合物基质和填料(包括例如纤维、颗粒及它们的组合)。

其它实施例也包括在权利要求的范围内。除了头带外，听力保护装置还可以包括带子。优选的是，带子的长度可以例如通过摩擦配合来调节，使得带子协助将耳罩保持在使用者身上的适当位置。例如，当头带位于使用者的头部后方(例如在使用者颈部附近)时，带子可有助于将耳罩保持在使用者身上的适当位置。当头带位于颈后时，带子可被布置在头部上方，以帮助将耳罩保持在覆盖耳部的位置上。优选的是，带子相对较细，以使得使用者可以在佩戴耳罩的同时在带子上方戴上头罩(例如安全帽)。图7和8示出听力保护装置40的实施例，该听力保护装置包括头带12、带子42、第一耳罩50a和第二耳罩50b。小圈46从环绕耳杯48的刚性塑性环52伸出。带子42的每一端穿过由每个耳杯48上的小圈46限定的孔44。隆起部54在带子42的端部附近从带子42伸出，以防止带子的端部穿过孔44滑回去。带子42保持固定在适当的位置上，并且可以通过沿适当的方向强行移动隆起部54穿过孔44来对其进行调节。所述带子可使用任何合适的材料，包括例如弹性材料、薄膜(例如塑料薄膜，即聚合物薄膜)及它们的组合。尽管元件52被描述成一个刚性塑性环形式的独立部件，但包括小圈46的元件52可在用于形成耳罩或耳杯的模具中同时形成，并且可以由与耳罩或耳杯相同的材料制成。

图9示出耳罩66的实施例，其中，耳杯68的沟槽72的一个侧壁64的一部分背离沟槽72的中心向耳杯68的远侧外表面70延伸，从而在用头带(未示出)将耳杯68保持在使用者身上时，为耳杯68提供更大的运动自由度。侧壁的切除部分64使杯状体66可以枢转，从而为杯状体提供更大的活动(例如移动)范围。在其它实施例中，沟槽的底壁限定圆形，这允许圆形钩围绕耳罩的沟槽旋转，继而允许头带可从不同位置(包括例如第一位置(例如头部上方的位置))旋转到第二位置(例如颈后位置)。

图10示出耳罩90的实施例，其中，沟槽94的侧壁92的一部分背离沟槽94的中心向耳杯98的近侧表面96延伸。

图11示出耳罩80的实施例，其中，耳杯86的沟槽84的两个侧壁82a、82b的一部分都背离沟槽84的中心延伸。

图13示出耳杯106的实施例，其中，凸缘24背离耳杯16的近侧外表面22延伸。在使用时，固定到耳杯106上的衬垫18(未示出)倚靠在近侧外表面22的一部分上，并通过与凸缘24的摩擦配合可脱开地保持在耳杯106上的适当位置。

虽然将衬垫和耳杯描述为分开的部件，但是耳杯和衬垫可作为单个部件形成(例如模制)。作为另外一种选择，衬垫可以在耳杯的近侧表面上的适当位置形成。

在一些实施例中，耳罩包括通讯部件，例如耳机或扬声器。通讯部件可以在形成耳杯的泡沫材料的过程中现场模制，或在形成耳杯后插入耳杯。

图14示出听力保护装置100的另一个实施例，其中，头部部件102是头盔形式的头罩。头部部件的端部104、104b固定在头盔102的外表面上，并从头盔102向使用者的耳部延伸。耳罩108a、108b位于端部104a、104b的开口内，并且端部104a、104b向内偏压耳罩108a、108b以使耳罩靠在使用者的头部上。端部可在第一位置和第二位置之间移动，其中，在第一位置，端部被偏压靠在使用者的头部上，在第二位置，端部被保持远离使用者的头部。将延伸部连接到头盔上并允许延伸部从第一位置向第二位置移动的机构的实例可见于美国专利5,546,610，该专利并入本文。

尽管上述的泡沫材料耳罩被描述为可脱开地保持在头带的端部内，但耳罩也可以由头带永久地保持。耳罩还可以通过任何适当的机构(包括例如机械装置、粘合剂及它们的组合)连接到头带上。

以上引用的所有专利和专利申请，包括背景技术部分提及的那些专利和专利申请，均以引用的方式全文并入本文。

在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可对本发明进行各种修改和更改。因此，本发明并不限于以上所述方案，而是受以下权利要求书及其任何等同物限定。

本发明也可在缺少未在本文中具体公开的任何一种元件的情况下适当地实施。

Claims (10)

1.一种听力保护装置，包括：

头部部件，其包括第一端部和第二端部；

固定在所述头部部件上的第一耳罩，所述第一耳罩包括由多孔材料构成的第一耳杯，该第一耳杯具有：

包括裸露的多孔材料的远侧外表面，

近侧外表面，和

沟槽，所述头部部件的第一端部至少部分位于所述沟槽内；以及

固定在所述头部部件上的第二耳罩，所述第二耳罩包括由多孔材料构成的第二耳杯，该第二耳杯具有：

包括裸露的多孔材料的远侧外表面，

近侧外表面，和

沟槽，所述头部部件的第二端部至少部分位于所述沟槽内。

2.根据权利要求1所述的听力保护装置，还包括：

固定在所述第一耳杯的近侧外表面上的第一衬垫；以及

固定在所述第二耳杯的近侧外表面上的第二衬垫。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一和第二耳杯的多孔材料包括泡沫材料，并且，至少一个耳罩的耳杯和衬垫为单一的整体结构。

4.根据权利要求2所述的装置，其中，至少一个耳杯包括第一密度的泡沫材料，而被固定的衬垫包括第二密度的泡沫材料，第一密度大于第二密度。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一耳杯的沟槽和所述第二耳杯的沟槽围绕耳杯环形延伸。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一和第二耳杯包括泡沫材料，至少一个耳杯的内部泡沫材料包括平均横截面面积相对较大的孔，而所述至少一个耳杯的外表面包括平均横截面面积相对较小的孔。

7.根据权利要求2所述的装置，其中，至少一个耳罩的衬垫和耳杯包括泡沫材料，并且所述至少一个耳罩的耳杯的泡沫材料比所述至少一个耳罩的衬垫的泡沫材料更硬。

8.根据权利要求3所述的装置，其中，至少一个耳杯的外表面包括整体外皮。

9.根据权利要求1所述的听力保护装置，其中，所述第一和第二耳罩具有用于与人体接触的近侧外表面和沿远离人体方向延伸的远侧外表面，所述第一和第二耳罩的远侧外表面没有刚性外壳。

10.一种制造耳罩的方法，包括：

将泡沫材料衬垫与泡沫材料耳杯接触，其中，所述泡沫材料衬垫包括至少部分未反应的第一泡沫材料组合物，所述泡沫材料耳杯包括至少部分未反应的第二泡沫材料组合物；以及

使所述泡沫材料衬垫与所述泡沫材料耳杯保持相互接触足够长的时间，以通过所述第一和第二泡沫材料组合物的继续聚合将所述泡沫材料衬垫粘结到所述泡沫材料耳杯上。

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