CN107072819A - 具有一系列腔的推入贴合型耳塞 - Google Patents

具有一系列腔的推入贴合型耳塞 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种耳塞。本发明描述包括杆(110)和附接至所述杆的消音主体(120)的示例性耳塞(100)。该消音主体包括前端(121)、基部端部(102)、设置在所述前端后面的顶部区域(123)、以及在所述前端与所述基部端部之间延伸的纵向轴线(10)。一系列腔(60)位于所述顶部区域内并围绕所述纵向轴线间隔，并且提供可塌缩体积。

Description

具有一系列腔的推入贴合型耳塞
技术领域
本公开涉及听力保护装置，具体地具有顶部区域和一系列腔的推入贴合型耳塞，其中一系列腔定位于顶部区域并围绕纵向轴线间隔开，腔提供可塌缩体积。
背景技术
听力保护装置和噪音衰减装置的使用为人们所熟知，并且已考虑到各种类型的装置。此类装置包括部分或完全由泡沫或橡胶材料构造成的耳塞和半听觉装置，所述耳塞和半听觉装置被插入使用者的耳道中或放置在其上以物理方式阻塞声波进入内耳中的通道。
可压缩的或“下卷”型耳塞通常包括可压缩的、有回弹力的主体部分并且可由合适的缓慢恢复泡沫材料制成。耳塞可通过以下步骤插入使用者的耳道中：首先将其碾压在手指之间以压缩主体部分，然后将主体部分推入耳道中，并且随后允许主体部分膨胀以填充耳道。
推入贴合型耳塞也已被考虑到，并且可包括可压缩的减小部分和从减小部分延伸的刚性部分。为了插入推入贴合型耳塞，使用者抓持刚性部分并且利用适当水平的力将减小部分推入耳道中。当将耳塞容纳在耳道中时，减小部分压缩。推入贴合型耳塞能够快速轻松地将耳塞插入耳道中，并且可通过在插入之前使与耳塞消音部分的接触最小化而提升卫生程度。
发明内容
本说明书涉及耳塞，诸如推入贴合型耳塞。在示例性实施方案中，耳塞包括杆和附接至杆的消音主体。消音主体包括前端、基部端部、设置在前端后面的顶部区域、以及在前端与基部端部之间延伸的纵向轴线。一系列腔位于顶部区域内并围绕纵向轴线间隔，并且该一系列腔提供可塌缩体积。在示例性实施方案中，顶部区域在与横交于纵向轴线的一系列腔相交 的平面处包括腔面积(Ac)、材料面积(Am)和面积纵横比(Ac/Am)，并且0.10<(Ac/Am)<0.35。
在另一个示例性实施方案中，本说明书还提供包括杆和附接至杆的消音主体的耳塞。消音主体包括前端、基部端部、设置在前端后面的顶部区域、和凸缘以及纵向轴线，该凸缘至少部分地在杆上方延伸并且包括外部凸缘表面以及具有多个突出部或凹陷部中的一者或两者的内部凸缘表面，该纵向轴线在前端与基部端部之间延伸。耳塞还包括位于顶部区域内并围绕纵向轴线间隔的一系列腔，该一系列腔包括可塌缩体积；以及凸缘腔，凸缘腔包括围绕内部凸缘表面与杆之间的杆的周边的连续体积。顶部区域在与横交于纵向轴线的一系列腔相交的平面处包括腔面积(Ac)、材料面积(Am)和面积纵横比(Ac/Am)，并且0.10<(Ac/Am)<0.35。
上述发明内容并非旨在描述每个公开的实施方案或每种实施方式。以下附图和具体实施方式更具体地举例说明了例示性实施方案。
附图说明
可参照附图对本公开作进一步的解释，其中若干视图中的类似结构由类似的数字来指代，并且其中：
图1是根据本说明书的示例性耳塞的前透视图。
图2是根据本说明书的示例性耳塞的剖视图。
图3是根据本说明书的示例性耳塞的剖视图。
图4a和4b是根据本说明书的示例性耳塞的剖视图，示出了具有各种腔形状的一系列腔。
图5是根据本说明书的示例性耳塞的侧视图，示出了示例性消音主体外形。
图6a是根据本说明书的具有消音主体的示例性耳塞的前透视图，消音主体包括顶部腔以及内部凸缘表面上的几何形特征结构。
图6b是根据本说明书的具有顶部腔以及内部凸缘表面上几何形特征结构的示例性耳塞的剖视图。
图6c是根据本说明书的具有顶部腔以及内部凸缘表面上几何形特征结构的示例性耳塞的底视图。
图7和图8是根据本说明书的示例性耳塞的底视图。
虽然上述附图阐述了本发明所公开主题的各种实施方案，但还可以设想其他实施方案。在所有情况下，本公开通过示例性而非限制性的方式呈现本发明所公开的主题。应当理解，本领域的技术人员可以设计出许多其他修改和实施方案，这些修改和实施方案也落入本公开原理的范围和实质内层。
具体实施方式
在本文提供了一种为使用者提供听力保护的耳塞。根据本公开的耳塞包括杆和具有凸缘的消音主体。消音主体在插入使用者耳道后，能够压缩并至少部分塌缩到顶部区域中一系列腔提供的可塌缩体积中。一系列腔提供额外的体积，在该额外体积中消音主体的一部分可塌缩，从而减小将耳塞定位在耳道中所需的插入力，并且减小由耳塞施加的平衡力，并在耳塞已定位供使用时作用于使用者的耳道。如本文所述在顶部区域具有一系列腔的耳塞有利于耳塞轻松插入并舒适佩戴。
图1至图3示出了示例性推入贴合型耳塞100，该耳塞包括杆110以及具有第一端部101和第二端部102的消音主体120。消音主体120被构造成能够至少部分地插入使用者的耳道中，以减少耳道中声音的传入。在插入耳塞100期间，杆110可以充当使用者可抓持的柄部。耳塞100，并且具体地，消音主体120被带至邻近使用者的耳朵并且至少部分插入耳道中。消音主体120在其进行定位时压缩和/或塌缩，并且杆110提供足够的刚度以促进插入。使用时，消音主体120基本上位于耳道内以阻塞声音的通道，并且杆110从耳道向外延伸以提供用于移除耳塞的柄部。
在示例性实施方案中，消音主体120包括前端121、基部端部122、顶部区域123以及至少部分在杆110上延伸的凸缘124。顶部区域123位于前端121的后面，并且凸缘124位于顶部区域123与基部端部122之间。在一些示例性实施方案中，消音主体120限定杆110和消音主体120之间的凸缘腔130。在示例性实施方案中，凸缘腔130至少部分由杆110、消音主体120以及凸缘腔底部131限定。凸缘腔底部131可由顶部区域123的一部分形成，例如，杆110和消音主体120在该顶部区域相交。
可从相对于耳塞100定义的以及图2所示的各个参考平面的角度来理解根据本说明书的耳塞的某些特征。纵向轴线10在消音主体120的前端 121与基部端部122之间延伸。前端平面11穿过横交于纵向轴线的耳塞100的前端121和/或第一端部101的最外侧顶部，并且凸缘端部平面15在凸缘124的基部端部122处与横交于纵向轴线10的耳塞100相交。在各个示例性实施方案中，腔平面13在凸缘腔130的最靠前部分处与耳塞100相交。
在示例性实施方案中，凸缘124未附接至凸缘腔130内或腔平面13与基部端部122之间的杆110，仅在腔平面13处和/或上方附接至杆。凸缘124可被限定为位于腔平面13下方的消音主体120的部分。因为凸缘124仅靠近一端连接至消音主体120和/或杆110的其余部分，因此凸缘腔130包括围绕杆110的连续体积。即在示例性实施方案中，凸缘124的内部凸缘表面126在处于无变化、未压缩的构造时(诸如未定位在耳道中时)不会接触杆110。在示例性实施方案中，凸缘腔包括围绕至少一部分杆110的周边的连续不间断体积。凸缘124可在耳塞100推进到耳道中和/或位于其中时向内挠曲，并且在一些实施方案中，内部凸缘表面126可至少部分接触杆110。在各个示例性实施方案中，凸缘124的挠曲和/或压缩可改善插入、舒适度和消音效果，并且可通过耳塞100的材料、几何形状和构造来控制。
耳塞100包括位于顶部区域123内并围绕纵向轴线10间隔的一系列腔160。腔160提供可塌缩体积，让消音主体120的至少一部分可在耳塞100推入使用者耳道中时塌缩。腔160提供的可塌缩体积即提供耳塞100，该耳塞可舒适地由使用者插入和佩戴，并且提供所需的消音级别。可按本文所述的方式选择腔160的几何结构和构造，从而为具有各种耳道形状和大小的大量使用者提供期望的贴合平衡。
腔160可围绕纵向轴线10定位并在耳塞100的顶部区域123内延伸。在示例性实施方案中，耳塞100包括杆110与消音主体120之间的凸缘腔130，并具有凸缘腔底部131。腔160位于凸缘腔底部131与消音主体120的前端121之间(例如腔平面13与前端平面11之间)。
在示例性实施方案中，一系列腔160在第一腔端部161与第二腔端部162之间延伸，具有大致细长的形状。第一腔端部161可为最靠近前端121的一系列腔160的最靠前部分，并且第二腔端部162可为最远离前端121的一系列腔160的最靠后部分。在各种示例性实施方案中，腔160在第一 腔端部161与第二腔端部162之间具有长度(Lc)，该长度介于约1.0mm和6.0mm之间、介于2.0mm和5.0mm之间，或为约4.0mm。
在示例性实施方案中，第一腔端部161到消音主体120的前端121的距离介于3.5mm和8.0mm之间、介于4.5mm和7.3mm之间，或为约5.5mm。这样的距离可得到足够的刚度，使得前端121容易插入使用者的耳朵中。第二腔端部162至少部分开放并与凸缘腔130连通，并且第二腔末端162可靠近腔平面13。
一系列腔160的尺寸设定成可提供所需的可塌缩空间，以减小当耳塞100至少部分插入使用者的耳道时压缩消音主体120所需的力。在各个示例性实施方案中，如图3中所示，消音主体120的顶部区域123可被表征为在与横交于纵向轴线的一系列腔160相交的平面(诸如平面12)处具有腔面积(Ac)和材料面积(Am)。腔面积(Ac)是每个腔160内的开放空间，材料面积(Am)是耳塞100的顶部区域123的剩余面积，耳塞包括材料，诸如泡沫材料和可能存在于材料中的单元。在各种示例性实施方案中，腔面积(Ac)可介于4mm2和36mm2之间、介于6mm2和24mm2之间或为约12mm2，材料面积(Am)可为45mm2至65mm2、50mm2至60mm2或为约55mm2。
在示例性实施方案中，一系列腔160表现出腔面积(Ac)对材料面积(Am)的面积纵横比(Ac/Am)。在各种示例性实施方案中，(Ac/Am)介于0.04和0.35之间、介于0.10和0.30之间，或为约0.22，在一些示例性实施方案中，当平面12以距前端121 4.5mm至8.0mm的距离穿过一系列腔时，可能表现出在该范围内的面积纵横比(Ac/Am)。在(Ac/Am)最大的位置处穿过横交于纵向轴线10的一系列腔的平面上，存在最大面积纵横比(Ac/Am)。在示例性实施方案中，在7.0mm和10.0mm之间的距离处与一系列腔160相交的平面12上的最大面积纵横比(Ac/Am)介于0.10和0.35之间、介于0.16和0.28之间，或为约0.22。在各种示例性实施方案中，最大面积纵横比(Ac/Am)出现在第二端部162处，例如在腔平面13上，并且腔渐缩，使得(Ac/Am)在更靠近一系列腔160的前端161的位置处减小。
一系列腔160导致腔160的内部表面164与顶部区域123的外部表面128之间得到较小的壁厚(Tw)。可选择较小的壁厚(Tw)以提供所需的耐用性级别，使得耳塞不易撕裂或断裂，同时也不会太厚而不当增大平衡力。在 各种示例性实施方案中，较小的壁厚介于1.0mm和2.5mm之间、介于1.1mm和1.7mm之间，或为约1.25mm。
由于顶部区域123定位并驻留在使用者的耳道中，因此具有在上述范围内的尺寸和腔面积(Ac)的示例性耳塞100为顶部区域123的材料提供额外的可塌缩空间以压入。在示例性实施方案中，当驻留在使用者的耳道中时，这样的范围可导致顶部区域123施加所需的平衡力。平衡力是由耳塞100施加的力，用以恢复到初始未压缩状态，并且与耳塞100已定位供使用时施加在使用者耳道上的力相关。因此，具有在该范围内的腔面积(Ac)的一系列腔160提供较小的平衡力以最大化舒适度，同时确保可将耳塞100在使用者的耳道中保持到位的足够力。在各种示例性实施方案中，与具有相同材料和几何结构但没有一系列腔的耳塞相比，一系列腔160可减小的平衡力介于5％和50％之间、介于10％和40％之间，或为约25％。
一系列腔160可包括任何适用的腔数目和形状。在各种示例性实施方案中，一系列腔160包括介于4和24之间、介于6和18之间，或为约8个的腔160。腔160可具有任何所需的横截面形状并且可沿着腔的长度变化，例如介于第一腔端部161与第二腔端部162之间。在图1至图3的示例性实施方案中，腔160具有大致呈梯形的形状，并且仅为本文所述腔的许多适用形状的一个示例。其他示例性形状包括但不限于图4a和4b的形状。图4a和4b示出了具有一系列腔261和262的耳塞201和202，这些腔表现为椭圆形，或者弧形和四边形腔。
本文所述的示例性耳塞可具有任何合适的形状或轮廓以提供期望的贴合，或者适合特定应用。图1至图3中所示出的示例性实施方案的消音主体120的特定形状仅为本文所述耳塞可能合适的形状的一个示例。可用于本文所述的耳塞的许多替代形状中一个的示例在图5中示出，该图示出了具有消音主体521的示例性耳塞500。
在一些示例性实施方案中，通道113延伸通过第一端部101与第二端部102之间的耳塞100。可制造如本文所述的包括通过自身的通道的耳塞，使得接收器的部件或通信系统的部件可附接至耳塞。另选地或此外，通道113可容纳一种或多种滤波器或其他无源听觉元件以提供具有期望的形状的衰减曲线。例如，定位在通道113中的滤波器可引起由爆炸、炮击等产生的高电平脉冲的非线性衰减。在本文所述的耳塞的一个或多个实施方案中 提供的通道还可提供可附接绳索的凹陷部，使得第一耳塞和第二耳塞可接合，或者使得头带的端部可附接到半听觉听力保护器中。
如本文所述的耳塞可以任何适合的方式制造。在示例性实施方案中，耳塞100包括用于提供基底的芯140，可在基底上提供材料外层，并且在一个或多个实施方案中基底可能有利于插入使用者的耳道中。芯140由第一材料制成，第一材料表现出比第二材料更大的硬度或刚度，第二材料形成消音主体120，但第一材料足够柔软，从而对使用者舒适而安全。在示例性实施方案中，芯140的第一材料不同于用于形成消音主体120和/或杆110的外层115的第二材料。在其他示例性实施方案中，第一材料和第二材料具有相似或相同的化学性质，但是可以例如由于密度、孔结构、硬度等不同导致第一材料和第二材料具有不同刚度的方式形成或提供。
在一个或多个示例性实施方案中，在杆110中包括芯140，该芯比消音主体120和/或杆110的外层115的材料刚度更大，得到具有足够刚度的杆110，使得通过使用适当的力将消音主体120推入耳道内可对本文所述的耳塞进行定位以至少部分地用于使用者的耳中。即，可通过芯140以及用于形成消音主体120的材料的外层115提供有足够刚度的杆110，使得无需先压缩或“下卷”消音主体120便可对耳塞100进行定位以至少部分地用于使用者的耳中。在不需要首先压缩或“下卷”消音主体120的情况下直接插入，可以例如通过在放置于耳中之前限制与消音主体120的接触而提升卫生程度。在一个或多个实施方案中，芯140还可表现出适当的柔韧性水平，使得其被定位进行应用时可轻微变形以顺从耳道的轮廓。
在一个或多个示例性实施方案中，芯140可由适合粘结至或相容于用于形成消音主体120和/或杆110的外层115(若存在)的一种或多种材料材料制成。在一个或多个实施方案中，芯140可由聚丙烯和苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)的共混物制成，诸如可购自马萨诸塞州卢嫩堡的S&E特种聚合物公司(S&E Specialty Polymers,LLC.,Lunenburg,Massachusetts)的TUFPRENE，或可购自宾夕法尼亚州华盛顿的华盛顿宾夕法尼亚塑料公司(Washington Penn Plastic Co.,Inc.,Washington,Pennsylvania)的PPC1TF2。其他可能合适的材料包括购自埃克森美孚公司(Exxon Mobile Corporation)的SANTOPRENE 101-90，以及其他表现出适当刚度使得耳塞100的消音主体120可轻松插入使用者耳道中的材料。
用于形成消音主体的第二材料(在一个或多个实施方案中，还包括本文所述耳塞的杆的外层)可为柔软且柔韧的泡沫、橡胶、聚合物或其他可舒适定位在使用者耳道中的适用材料。在一个或多个实施方案中，第二材料为SEBS，诸如购自罗德岛州波塔基特的特诺尔爱佩斯公司(Teknor Apex,Pawtucket,Rhode Island)的MONPRENE MP1900，或者对高分子量和低分子量Kraton SEBS树脂进行共混以得到肖氏硬度A为32的共混物，该共混物购自德克萨斯州休斯顿的科腾聚合物有限责任公司(Kraton Polymers LLC,Houston,Texas)，用于提供多孔状泡沫。其他合适的材料包括增塑聚氯乙烯、三元乙丙橡胶(EPDM)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁基橡胶、天然橡胶、其它热塑性聚合物、热固性聚合物，以及本领域已知的可被配制成表现出适当硬度范围的其他合适的材料。
在一个或多个实施方案中，可选择用于构造芯和消音主体的材料，使得芯和消音主体所用材料之间粘结(直接或间接)的主要源为热粘结。在一个或多个实施方案中，将芯粘结至消音主体无需额外粘合剂，因此，在芯和消音主体之间不存在粘合剂。尽管本文所述耳塞的消音主体可描述为由第二材料构造而成，但在一个或多个实施方案中，消音主体可由多个相同或不同材料层构造而成(这些层可例如同心布置)。例如，第一层可用于提供接触使用者耳道所需的特性，第二层可用于促进与芯的牢固粘结，同时一个或多个额外的层可用于提供其他所需的特性。
可选择在本文所述耳塞的消音主体中使用的材料以控制消音主体外表面的脆碎度，使得消音主体不容易在使用期间断裂或破裂。可通过选择具有适当分子量的材料来部分地控制耳塞的脆碎度，其中较高分子量通常导致较不易碎的耳塞。在示例性实施方案中，消音主体120包括分子量为介于100,000道尔顿和200,000道尔顿之间的SEBS，分子量例如根据ASTM D6474-99通过本领域已知的凝胶渗透色谱分析法来测量。
在一个或多个实施方案中，可在制造期间控制在本文所述的耳塞中所用消音主体中使用的第二材料外层的密度，以根据需要为特定应用提供指定的密度。在一个或多个实施方案中，第二材料可表现出随厚度变化的密度，例如，使得消音主体中使用的第二材料具有自成外皮，该外皮的密度大于位置更靠近芯的第二材料。此类外皮可存在于消音主体和杆中的一者或两者上(在杆包括例如消音主体中使用的第二材料层的实施方案中)。 另选地，用于构造消音主体和/或杆外层的第二材料可具有基本上均匀的密度。在各种示例性实施方案中，例如，包括泡沫化SEBS的消音部分的平均密度例如介于100kg/m3和180kg/m3之间，或介于110kg/m3和160kg/m3之间，或可为约125kg/m3。
标题为Method of Making an Earplug(制备耳塞的方法)的美国专利申请序列号13/547,189论及制备个人防护装备诸如推入贴合型耳塞的方法，标题为Push-In Earplug(推入式耳塞)的美国专利申请序列号13/547,177论及推入贴合型耳塞的结构和构造，标题为Foamable Article(发泡制品)的美国专利申请序列号13/547,294论及用于形成装置或部件的制品，上述专利申请以引用方式并入本文。
在一些示例性实施方案中，耳塞100可由单一材料或化学性质相似或相同的第一材料和第二材料形成，但是以例如由于密度、孔结构、硬度等的不同而导致第一材料和第二材料具体不同刚度的方式形成或提供。例如，可通过控制模塑过程中的通风形成具有不同属性的杆和消音主体，并且可不包括芯140。U.S.Application Ser.Molded Foam Push-To-Fit Earplug,Method,and Devices(模塑泡沫推入贴合型耳塞、方法和设备)的美国专利申请序列号61/925,770，描述了用于制备具有消音主体以及由相同或相似材料形成的刚度更高的杆的耳塞的技术。
在各个示例性实施方案中，可单独形成杆110和消音主体120，并且随后连接在一起。例如，消音主体120可由柔软而柔韧的泡沫、橡胶、聚合物或其他合适材料中的任一种适用材料形成，如上所述，并且杆110可由刚度更大的材料形成。然后将杆110和消音主体120以永久性或可移除的方式接合，例如通过粘合剂、摩擦或其他接合方式。
如本文所述的耳塞可包括各种其他几何形特征结构以增强舒适度或提供改善的消音效果。图6a至6c示出了示例性推入贴合型耳塞600，该耳塞包括杆610以及具有第一端部601和第二端部602的消音主体620。消音主体620包括前端621、基部端部622、顶部区域623和凸缘624。顶部区域623位于前端621的后面，并且凸缘624位于顶部区域623与基部端部622之间。类似于示例性耳塞100，消音主体620包括位于顶部区域623内并且围绕纵向轴线10间隔的一系列腔660。腔660提供可塌缩体积，让消音主体620的至少一部分可在耳塞100推入使用者耳道中时塌缩。
示例性耳塞600包括从耳塞600的第一端部601朝向位置更靠近耳塞600第二端部602的底部671延伸的顶部腔670。顶部腔670包括耳塞600的第一端部601处的开口。在一个或多个示例性实施方案中，顶部腔670可提供体积，在该体积中消音主体620的围绕材料，具体地讲是顶部区域621，可在耳塞600推进到耳道中和/或驻留在其中时塌缩。U.S.Application Ser.Earplug with Tip Cavity and Methods of Manufacturing theSame(具有顶部腔的耳塞及其制造方法)的美国专利申请序列号13/768,214论及具有顶部腔的耳塞，并以引用方式并入本文。
在示例性实施方案中，顶部腔670的底部671可与腔660的第一末端661间隔开。例如，顶部腔670的底部671可与腔660的一部分(诸如腔660的第一端部661)间隔一段距离(dmin)。在各种示例性实施方案中，顶部腔670以及一个或多个腔660之间的最小距离(dmin)介于至少0.3mm和3.0mm之间、介于1mm和2.5mm之间，或为约1.5mm。该范围内的最小距离(dmin)导致足够的刚度，使得耳塞600的前端621可插入使用者的耳朵，并改善承受反复使用的强度和耐久性。
在示例性实施方案中，耳塞600还包括内部凸缘表面626的各种几何特征结构650，由此使得外部凸缘表面625与内部凸缘表面626之间的距离发生变化，并且凸缘624在与横交于纵向轴线的凸缘相交的平面处围绕凸缘的周边表现出不同的厚度。例如，凸缘624可通过外部凸缘表面625与内部凸缘表面626之间的最小凸缘厚度(Fmin)和最大凸缘厚度(Fmax)来表征。在示例性实施方案中，凸缘624包括多个齿条650形式的几何形特征结构，这些齿条围绕凸缘624间隔并且至少部分地朝向凸缘腔630的底部631从凸缘624的基部端部622延伸。齿条650在两个邻近最小凸缘厚度(Fmin)位置之间表现出宽度(w)。几何形特征结构，诸如突出部、凹陷部或齿条650，影响凸缘624的塌缩和/或压缩，使得凸缘624不可取的褶皱或屈曲最小化。具有此类几何形凸缘特征结构的耳塞有利于耳塞的佩戴舒适，并通过限制凸缘的褶皱或屈曲最大化地减少噪声过度泄露到耳道中。U.S.ApplicationSer.Push-To-Fit Earplug Having Geometric Flange Features(具有几何形凸缘特征结构的推入贴合型耳塞)的美国专利申请序列号14/282,252论及具有多个向内突出的几何形特征结构的耳塞，并以引用方式并入本文。
现在已参考本发明的若干实施方案对本发明进行了描述。上述详细说明和实施例仅为了清楚地理解本发明，而不应被理解为不必要的限制。对本领域的技术人员来说将显而易见的是，可以在不脱离本发明范围的情况下对所描述的实施方案进行多种修改。因此，本发明的范围不应受限于本文所描述的确切细节和结构，而只应受权利要求中的文字所述的结构以及那些结构的等同物限制。本文所引用的任何专利文献，据此全文以引用的方式，并以不与本文提出的说明相冲突的程度并入本文。
相对于上述任何实施方案描述的任何特征或特性可被单独地结合或者与任何其他特征或特性组合，并且仅为清楚起见而按照上述次序和组合来呈现。即本公开设想本文所述的示例性实施方案和组件中的每个的各种特征结构的所有可能组合和布置方式，并且每个组件可根据特定应用的需要组合或结合其它任何组件使用。
实施例
可参照以下详细的非限制性实施例来进一步理解本发明的特性、操作和优点。提供这些实施例以进一步说明各种具体和优选的实施方案和技术。然而，应当理解，可以做出许多变型和修改而保持处于本发明的范围内。
程序1：平衡力测试
平衡力是由耳塞在受压缩时施加的回弹力，并且代表耳塞定位在使用者的耳道中时由耳塞施加的力。平衡力可提供耳塞相对舒适水平的指示。
通过在设置为73℉和50％相对湿度的环境房间将经调节的耳塞置于平行脚之间达48小时来获得平衡力，平行脚具有安装在LTS支架上的Chatillon DGGS测力仪(0.1gm–250gm)的0.8英寸匹配直边。使用置于平行脚之间的0.375英寸的校准销来调节平行脚，使得平行脚之间的间隔为0.375英寸并且得到介于20至70克之间的力读数。测力仪放置在能够控制高达96℉±1℉温度的温控柜中。在温控柜达到96℉±1℉达30分钟之后，以30秒为间隔测量的最大力记录10分钟。在每个30秒的间隔测量的最大力的平均值表示平衡力。
程序2：疲劳循环测试
使用LOCTITE 403氰基丙烯酸酯粘合剂将耳塞的前端粘合在凹陷直径为9.5mm且深度为25mm的夹具中。将夹具安装到5967型拉力试验机中， 该拉力试验机购自美国马萨诸塞州诺伍德的英斯特朗公司(Instron,Norwood,MA)，垂直取向的杆部分在拉力试验机的气动钳口中夹紧。将拉力试验机设定为拉动夹具和气动钳口，直至达到2.5lb的力，然后回到原位。原位保持约5秒，然后再次将拉力试验机拉动至2.5lb的力。将该过程重复200个循环或直到失效。
实施例1和2
实施例1、2和比较例A的样本包括由可购自肯塔基州凸缘克福的华盛顿宾夕法尼亚塑料公司(Washington Penn Plastic Co.,Inc.,Frankfort,Kentucky)的PPC1TF2Pantone 307C(序列号02271318112)制成的芯；消音部分；以及由可购自德克萨斯州休斯顿的科腾聚合物有限责任公司(Kraton Polymers LLC,Houston,Texas)的肖氏硬度A为32的Kraton SEBS树脂制成的杆外层；并且包括膨胀的球体和化学发泡剂。芯涂覆有消音部分和杆外层的材料，随后置于模具中被加热，以形成消音部分。实施例1的耳塞包括具有8个腔的一系列腔，这些腔具有梯形横截面，围绕纵向轴线均匀地间隔，具有如图6b和6c所示的形状和构造。实施例2的耳塞具有图6b和图7所述的形状和构造，并包括具有6个腔的一系列腔，这些腔具有大致呈矩形的横截面形状，均匀地围绕纵向轴线间隔。比较例A的耳塞具有图6b和图8所示的形状和构造，但不包括一系列腔。
表1中汇总了实施例1和2以及比较例A的耳塞的尺寸。腔壁厚(Tw)在距前端一段距离(L4)处与一系列腔相交的平面处测量。
表1
下表2中报告了平衡力和疲劳循环测试的结果。实施例1和2在距离前端达L5的距离处包括一系列腔(这些腔分别具有12.3mm2和6.7mm2的腔面积(Ac))，与比较例A相比表现出38％和14％的平衡力减小，同时成功完成失效循环测试。因此，实施例1和2具有可减小由耳塞施加的均衡力的一系列腔，并因此可为使用者提供舒适的贴合，尤其是在长期佩戴时。此外，该一系列腔导致平衡力减小，同时保持足够的耐久性以通过失效循环测试而不会在200次循环后失效。
表2

Claims (20)

1.一种耳塞，包括：
杆；
附接至所述杆的消音主体，所述消音主体包括前端、基部端部、设置在所述前端后面的顶部区域、以及在所述前端与所述基部端部之间延伸的纵向轴线；以及
位于所述顶部区域内并围绕所述纵向轴线间隔的一系列腔，所述一系列腔包括可塌缩体积；
其中所述顶部区域在与横交于所述纵向轴向的所述一系列腔相交的平面处包括腔面积(Ac)、材料面积(Am)和面积纵横比(Ac/Am)，并且0.10<(Ac/Am)<0.35。
2.根据权利要求1所述的耳塞，其中在距所述前端介于8mm和9mm之间的距离处与横交于所述纵向轴线的所述一系列腔相交的平面处，0.15<(Ac/Am)<0.30。
3.根据权利要求1所述的耳塞，其中在距所述前端介于8mm和9mm之间的距离处与横交于所述纵向轴线的所述一系列腔相交的平面处，0.10<(Ac/Am)<0.30。
4.根据权利要求1所述的耳塞，其中在距所述前端介于7mm和10mm之间的距离处与横交于所述纵向轴线的所述一系列腔相交的平面处的最大面积纵横比(Ac/Am)介于0.15和0.35之间。
5.根据权利要求1所述的耳塞，其中所述一系列腔的至少一部分存在于距所述前端7mm的距离处。
6.根据权利要求1所述的耳塞，其中6mm2<(Ac)<24mm2。
7.根据权利要求1所述的耳塞，其中所述顶部区域包括外部顶部区域表面并且所述腔各自包括内部腔表面，所述内部腔表面以腔壁厚(Tw)与所述外部顶部区域表面分开，并且1.0mm<(Tw)<2.5mm。
8.根据权利要求1所述的耳塞，其中所述一系列腔包括介于4和18之间的腔。
9.根据权利要求1所述的耳塞，其中所述一系列腔包括介于6和12之间的腔。
10.根据权利要求1所述的耳塞，其中所述消音主体还包括凸缘，所述凸缘介于所述顶部区域与所述基部端部之间并且至少部分地在所述杆上方延伸。
11.根据权利要求10所述的耳塞，还包括凸缘腔，所述凸缘腔包括介于所述凸缘与所述杆之间、围绕所述杆的周边的连续体积。
12.根据权利要求11所述的耳塞，其中所述凸缘包括外部凸缘表面和内部凸缘表面，所述内部凸缘表面具有多个向内突出的齿条。
13.根据权利要求1所述的耳塞，其中所述杆包括由第一材料制成的芯以及由第二材料制成的外层。
14.根据权利要求1所述的耳塞，其中所述消音主体和所述杆包括泡沫。
15.根据权利要求13所述的耳塞，其中所述芯包括选自聚丙烯和苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)的材料。
16.根据权利要求1所述的耳塞，其中所述消音主体包含苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)。
17.一种耳塞，包括：
杆；
附接至所述杆的消音主体，所述消音主体包括
前端，
基部端部，
设置在所述前端后面的顶部区域，以及
凸缘和纵向轴线，所述凸缘至少部分地在所述杆上方延伸并且包括外部凸缘表面以及具有多个突出部或凹陷部中的一者或两者的内部凸缘表面，所述纵向轴线在所述前端与所述基部端部之间延伸；
位于所述顶部区域内并围绕所述纵向轴线间隔的一系列腔，所述一系列腔包括可塌缩体积；以及
凸缘腔，所述凸缘腔围绕所述杆的周边在所述内部凸缘表面与所述杆之间具有连续体积；
其中所述顶部区域在与横交于所述纵向轴向的所述一系列腔相交的平面处包括腔面积(Ac)、材料面积(Am)和面积纵横比(Ac/Am)，并且0.10<(Ac/Am)<0.35。
18.根据权利要求17所述的耳塞，其中所述杆包括由第一材料制成的芯以及由第二材料制成的外层。
19.根据权利要求17所述的耳塞，其中所述消音主体和所述杆包括泡沫。
20.根据权利要求17所述的耳塞，其中所述消音主体包含苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)。
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