CN1172423A - 耳罩 - Google Patents

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Abstract

一种耳罩及一种用于改变耳罩声音衰减特性的方法。这种改变是通过,在耳罩的泡沫添充密封环(3)的环套(5、6)上设置大量的沿密封环均匀分布的通风孔(11)从而使密封环的气垫作用改变而获得的。这些通风孔只与外界相通而不与耳罩内部相通。通过很大程度上减小空气垫的作用,使低频衰减得到改善。为了使通风孔与外界相通,设置了一些“声学管道”,特别是利用特殊的通风管(12)可以向密封圈传入由管的共振确定的选择性声音,从而有选择地改变声音衰减特性。

Description

耳罩
本发明总得来说涉及一种带有一盖的耳罩，沿该盖的开口边设置有一弹性密封圈。所述的密封圈包括一环套及环套内添装的弹性材料，最好是泡沫材料。更具体地说，本发明涉及一种改变此种耳罩声音衰减特性的方法，及由此方法所得到的耳罩。
在大多数情况下，上述型式的耳罩具有一种十分令人满意的声音衰减特性。但是，通常低频衰减大都低于高频衰减，这在某些应用中可能不利。同时声音衰减特性在大多数情况下是很不均匀的，这在某些埸合也是不利的一面。
为了使声音衰减令人满意，很重要的是耳罩密封圈必须能够有效地密封使用者的头部。为了使密封圈适合使用者的头部同时极具舒适性能及保持一种良好的声音衰减能力，密封圈的套上通常设置有一个或数个小孔，以便在密封圈被压缩到一定程度时，允许向使用者的头部耳朵附近补偿压力。此后，基本上再也不会有声音穿过此密封圈了。
本发明的主要目的是想说明怎样利用密封圈来改变耳罩的声音衰减特性，尤其是怎样增加低频衰减量及/或使声音衰减特性更平均。
本发明的另一个目的是想说明怎样使这样的一个改变有选择地产生。
根据本发明，上述目的是通过具有后附权利要求限定特征的一种方法及一种耳罩现实的。
本发明基于以下知识，改变耳罩密封圈内部气垫的效果可以影响耳罩的声音衰减特性。这种影响可以通过在环形套上设置通风孔或管来达到，此密封圈内部，当耳罩带在头上时，只与外界环境相通而不与盖的内部相通。注意，密封圈套上的这些通风孔其总面积一般要比现有技术压力补偿孔的总面积大，通过介绍，将进一步对此做出说明。
最好在密封圈的环套上设置一些最好是沿其周边均匀分布，并且适合作为通风孔的通风孔，尽管可能还可想出不同的结构设置所要的通风孔。
已经发现，每个通风孔或洞的面积至少应约为1mm2最好是至少2mm2比较合适。总的通风孔/洞的面积为至少20mm2比较好，至少30mm2则更好。尤其是使用超过100mm2面积时，可以取得一个极好的效果。关于通风孔或洞沿密封圈的分布方面，每1cm长度上，应至少有约1mm2面积，最好是每1cm长度上有约5mm2面积。
已经发现，让通风孔通过一些特殊通风管与外界相通比较合适，这些管子可以比较方便地被安置在盖或环套部件内。这些管子可以阻止灰尘等从外界进入密封圈，正如以下要更详细描述的，同时也提供了一种选择性影响声音衰减特性的附加可能性。
通风孔最好设置在密封圈环套的底面或背面部件上，通过此部件将密封圈连接在盖上或紧靠盖，通风管设置在盖与密封圈的连接部分上和/或所述环套底面或背面部件上比较有利，具常理来讲，该环套可以做得比现有环套更结实、更紧固。
根据本发明的另一方面，以此种方式布置通风孔及其与外界的联系后，首先对于低频，空气基本上是不受阻碍地由密封圈内部流出进入外界，反之亦然，此时密封圈的气垫作用被很大程度地削弱了，从而导致低频声音衰减量显著增加，同时使高频声音衰减量也有一定程度的减小。
通风孔应设置成如此方式，要使声音衰减量在125Hz到至少500Hz，最好至少到1000Hz范围内保持在一至多20dB尤其是至多15dB宽的区段内。
根据本发明的另一方面，设置通风管及其与外界联系时，应尽可能地使输入密封圈的声音具有可选择性，以影响耳罩的声音衰减特性。为此，使用上述型式的特殊通风管比较合适。尽管，这些通风管可以设计的对声音衰减影响很小，但是，也可以很容易地确定所有或某些被选择通风管的尺寸，使其产生出一种在某一或多个频率范围内有选择地增加传入密封圈的声音量的效果，其结果是声音的衰减特性受到影响。
这种选择性声音传输所感兴趣的首先是耳罩的那些未受影响声音衰减量较高的频率范围，以此来获得一种更加平坦的声音衰减特性。
本发明的最后一方面可以被认为是一种设置从外界进入密封圈的选择性“声学管道”的可能性。声音传过各声学管，其对声音衰减特性的影响与管具有的有待研究的共振频率相关，所述共振频率由一弹性质量系统决定，弹性由密封圈内对应的空气垫决定，而质量则由管的尺寸，首先是其长度和面积决定。一个窄的高共振峰值将产生一个比较窄的声音衰减特性影响面，同时一个宽的低共振峰值会产生一个比较宽的声音衰减特性影响面。将一合适的声学阻力引入管内可影响共振峰值的外特性。
马上可以想到，在本发明一最佳实施例中，其内的声学管包括一个或多个与一上述型式管道相通的通风孔，因此可以通过选择合适数量的，具有合适尺寸，及合适阻值的通风管，结合恰当设计通风孔，就可以以一种有效的方式控制耳罩的声音衰减特性。
也可以理解到，本发明的上述两方面可以以适当方式合并到同一耳罩中。
下面将结合附图通过几个实施例对本发明做更详细的描述。
图1是本发明耳罩第一实施例的示意性透视图，图中，耳罩密封圈的一部分被切去以示出密封圈内部与外界间可能存在的空气流。
图2是图1所示耳罩的密封圈及盖连接部分的示意性局剖图。
图3是示出图1所示耳罩带与不带本发明通风装置时的声音衰减特性图。
图4是与图2形式相同的示意性局剖图，只是耳罩的密封圈与盖连接部分按照本发明第二实施例制做。
图5是与图3形式相同的图表，用于示出图4耳罩所获得的声音衰减特性的改变。
图1与图2示出了本发明耳罩的第一实施例。该耳罩通常包括一个带有一耳机头环安装架2的盖1和一个沿该盖1边缘布置的密封圈3。该密封圈3包括一环套5、6及封在环套5、6内的敞开式蜂窝(open cell)结构的泡沫材料4。该泡沫4是一类聚脂材料，通常其密度约为25Kg/m3。环套有一比较硬的底面或背面部分(底部)5形如一个环形盘，及与该部分5相连的，朝外的弹性覆盖部分6。密封圈3设置在一个平面环形凸缘7上，该凸缘7与盖罩8相连，并由盖1的周边向内延伸，从而形成一通向盖1内部的开口19。密封圈3可被卡在图示位置上，环盘5的外环边与盖周边10上的底部最好略微切去一些的凸块9接合，此处凸缘7进入环边10。该凸块9沿盖1周边分布。
在环套5、6的底盘5上，沿其外边缘均匀地分布有大量的孔11。图1为了清楚地说明只画出了其中一个孔11。图中的孔11是圆形的，但它也可被设计为任意形状。
为了使孔11(也即密封圈内部)与外界之间有空气流联系，盖1与环套5、6相连的部分上设置有一定数量的通风管12。这些通风管12沿盖周边均匀分布，每个管道12，如图所示，可以向密封圈底盘5上的两个孔11提供流通空气。因此可以产生如图1和图2中箭头13、14所示的空气流。
各管12做成一个矩形凹槽15状，在前后两凸块9间的该凹槽15，向上或向前方向分别与环状凸缘7的表面及环套外周边部分17与环状凸缘7连接部分上的盖边部分10之间形成的空腔16的表面相面对。因此管12只向密封圈3的前部、侧部及外部敞开，从而可以成功地防止不洁物质等进入管12内。立刻可以想到，“向前”在这里是指相对于使用者头部的向内(罩被带在使用者头部时)。在所述实施例中，各管道12具有基本为矩形的剖面，这些剖面面积恒定。管12的弯曲结构意味着管长的增加。可以想到，通过改变盖壁上和/或环状凸缘7上的管的结构，即可以一种简单的方式改变管的长度及面积，从而改变外界进入密封圈内的声音传输量。
管12如图所示的设计，意味着，管的部分由密封圈构成，拆下密封圈后，这些通道就完全敞开，可以接近，这就使得保持管道干净成为一件十分简单的事。另外，如果需要可通过在一个或多个管道内恰当地设置插入点即可很容易地改变一个或多个管道的结构与尺寸。
改变本发明耳罩的声音特性是比较容易的，因为实际密封圈可以自如地更换为另一个其底盘5上的孔具有不同结构的密封圈。
图4示意性地示出了本发明耳罩的第二实施例。该耳罩与图1和图2所示的耳罩不同之处仅在于通风孔31是设置在环套5、6外周边部分17上的。因此底盘5上没有通风孔，同样环状凸缘7上也没有通风管。
通风孔31由很多处于环套侧壁17上的通孔组成。这些孔沿密封圈3均匀分布，其合适的形状为圆形。在此这些孔被设置在环套侧壁的同一水平面上，更精确地说在其一半高度上。这些孔可以，也能够，以一定形式设置在密封圈的不同水平面上，以保证密封圈内所需的通风量。如图1和2所示，箭头32示出了流入和流出密封圈3的空气流。
图3用一幅声音衰减图示出了本发明耳罩声音衰减特性改变的一个例子。此图给出了根据ISO 4869-3所测出的“插入衰减量(insertionattenuation)”，实线21示出了图1和2所示型式耳罩的声音衰减曲线，此时没有孔11和管12。很明显，曲线是非常不平坦的，其低频率衰减量很低及显著的声音衰减峰值约在1000Hz。
此图还用虚线22示出了按本发明改造后的耳罩的声音衰减曲线。该耳罩的密封圈上有40个平均大小的圆孔，这些孔绕密封圈均匀分布，总面积约为500mm2。管12的数目为20，管长约5-10mm，管面积约25mm2。
如图所示，本发明以一定程度地减小高频衰减量为代价而获得了一个比较好的低频衰减量，声音衰减曲线约在1000Hz的衰减峰值被很大程度地消平了。后一情况显示，经管12进入密封圈内的声音传输量由于此范围内的共振被集中到1000Hz两侧的范围内。
需要强调的是，由于本发明的使用面引起的高频衰减量的改变可以很容易地得到补偿或控制，如通过在盖内安置一个吸附剂，从而获得理想的总的声音衰减过程。
图5用同图3一样的方式示出了本发明图4耳罩所获得的声音衰减特性的改变。实线33示出了按本发明修改之前的耳罩的声音衰减曲线。虚线35则示出了按本发明改造后的耳罩的声音衰减曲线，修改后的耳罩上，密封圈环套6上设置有30个大小相等、均匀分布的孔，这些孔其总面积约为30mm2。环套6的厚度(声学通道的长度)约为1mm。如图所示，声音衰减曲线取得一显著改善的平均度，同时使低频衰减量也得到改善。

Claims (19)

1.一种用于改变一种有一盖、沿盖开口周边布置有一弹性密封圈型式的耳罩的声音衰减量的方法，所述密封圈包括一环套及添装在环套内的弹性材料，这些弹性材料最好是泡沫材料，其特征在于：所述环套上设置有沿所述密封圈周边分布的通风孔或管，当带上耳罩后这些通风孔或管与外界环境相通，但不与所述盖相通，从而影响所述密封圈的气垫作用，进而影响所述耳罩的声音衰减特性。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：通过分布所述通风孔和/或给定通风孔一个开口面积或不同面积和/或给定一声学通道长度，使耳罩的声音衰减特性被有选择地施以影响。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述环套上沿其周边设置有至少是大体均匀分布的通风孔，因此空气，尤其是在低频时，可以基本上不受阻碍地从密封圈内部流出进入外部环境，也可以基本上不受阻碍地从外部环境进入密封圈内部，从而至少在一定程度上减小了密封圈的空气垫作用同时增加了低频声音衰减量。
4.如前面任一权利要求所述的方法，其特征在于：所述环套上设置的所述通风孔是很多的通风洞，这些通风洞最好沿密封圈均匀分布，这些通风洞的总面积较好地应为至少20mm2，最好应为约30mm2，特殊地也可超过100mm2。
5.如前面任一权利要求所述的方法，其特征在于：所述通风孔如此设置，可使声音衰减量从约125Hz到约500Hz，最好是到约1000Hz频率范围内保持在一至多约20dB，最好是至多约15dB宽的区段内。
6.如前面任一权利要求所述的方法，其特征在于：所述通风孔通过一些通风管与外界相通，这些通风管最好设计成可以产生一种向密封圈内选择性传输声音的方式，以影响耳罩的声音衰减特性。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述通风管被设计成在一段或多段所述耳罩的未受影响声音衰减量较大的频率范围内，使进入所述密封圈的声音传输量增加，从而获得一种更加平均的声音衰减特性。
8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于：所述通风管及对应的通风孔设计为可以在一所选的频率范围内产生一声音传输共振峰值，此峰值最好与耳罩未受影响声音衰减特性内的衰减峰值相对应。
9.一种带有一盖的耳罩，沿所述盖外周边设置有一弹性密封圈，所述密封圈包括一环套及添装在该环套内的弹性材料，这些弹性材料最好是泡沫材料，其特征在于：所述环套上设置有一些通风孔或管，因此该耳罩被带上后所述密封圈内部与外部环境相通，但不与所述盖的内部相通，所述通风孔沿密封圈周边分布，并且有一个或数个的面积，该面积可使空气可从密封圈内流出进入外部环境，也可使空气从外部环境流入密封圈内，从而在很大程度上影响密封圈的空气垫作用。
10.如权利要求9所述的耳罩，其特征在于：所述密封圈通风孔的面积每厘米长度方向上至少约为1mm2，最好是至少约5mm2。
11.如权利要求9至10中任一权利要求所述的耳罩，其特征在于：所述通风孔至少是大体均匀地分布在所述密封圈上，且其开口面积要保证，空气，首先在低频时，可以基本上不受影响地流出及流入密封圈，从而增加低频声音衰减量。
12.如权利要求9至11中任一权利要求所述的耳罩，其特征在于：所述通风孔是一些沿所述密封圈的所述环套周边均匀分布的通风洞，各通风孔比较好地有一至少约1mm2的面积，最好是至少2mm2的面积。
13.如权利要求9至11中任一权利要求所述的耳罩，其特征在于：所述耳罩带上后，所述密封圈的环状覆盖部件朝向外部环境，所述覆盖部件由一种空气可渗透性材料，如一种多孔材料，一种网状材料等制成。
14.如权利要求9至12中任一权利要求所述的耳罩，其特征在于：所述通风孔设置在一底面或背面环套部件上，通过该环套部件所述密封圈被连接在所述盖上或紧靠所述盖，通风管设置在盖与密封圈相连的部分上及/或所述环套底面或背面部件上，通过这些通风管，所述通风孔与外部环境相通。
15.如权利要求14所述的耳罩，其特征在于：围绕所述盖的开口部，分布有大量的通风管用于对应所述密封圈构件的通风。
16.如权利要求14或15所述的耳罩，其特征在于：所述盖内的所述通风管向所述密封圈内部及外部敞开，所述管的开口最好由盖向前。
17.如权利要求14至16中任一权利要求所述的耳罩，其特征在于：所述通风管被做成在某一或某些被选择频率区段上，最好是在耳罩未受影响声音衰减量较高的频率范围内，可以产生一声音传输量的增加，从面影响耳罩总的衰减特性。
18.如权利要求14至17中任一权利要求所述的耳罩，其特征在于：所述通风管以一弯曲方式延伸。
19.如权利要求9至18中任一权利要求所述的耳罩，其特征在于：所述弹性材料是具有一种敞开式蜂窝(open cell)结构的一种泡沫材料，最好是一种多孔型材料，其密度最好在10到约100Kg/mm3范围内，通常约为25Kg/mm3。
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