JP7192486B2 - 耳栓 - Google Patents

Description

本発明は、耳栓に関する。

特許文献１に、音調整回転板を回転させて通気孔の開閉数を増減することにより、外気と通ずる面積を増減して音量を調整できる耳栓が記載されている。

特開平６－３４３６５９号公報

特許文献１に記載された耳栓は、音量の調整を、音調整回転板を回転させることで行うため、操作が難しく調整が容易ではない。また、音調整回転板を回転させることで通気孔の開閉数に対応する外気と通ずる面積を増減し、音量の微調整を行えるものであるが、調整幅を大きくしにくく操作は容易ではない。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、音量の調整が容易な耳栓を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は次の１）の構成を有する。
１）貫通孔を有し外耳道に挿着可能な本体部と、
前記貫通孔に一端側から移動可能に螺合により挿着された調整部と、を備え、
前記調整部は、
前記貫通孔に挿着される側の先端面から切り込まれ、前記貫通孔に対する第１の挿着位置において前記貫通孔の前記一端側の空間と外部空間とを接続する通気部を有し、
前記螺合による進入位置に応じて前記通気部における前記外部空間と連通する開口部の面積が変わる耳栓である。

本発明によれば、多様な用途に使用できる、という効果が得られる。

図１は、本発明の実施の形態に係る耳栓の実施例である耳栓５１を示す外観の斜視図である。 図２は、耳栓５１の構成を説明するための縦断面図である。 図３は、耳栓５１が有する調整部２を螺合部２２の先端側から見た平面図である。 図４は、耳栓５１を第１調整状態として外耳道Ｅａへ挿入した場合の縦断面図である。 図５は、耳栓５１の第１調整状態を示す外観側面図である。 図６は、耳栓５１を第２調整状態として外耳道Ｅａへ挿入した場合の縦断面図である。 図７は、耳栓５１の第２調整状態を示す外観側面図である。 図８は、耳栓５１の音圧低減特性の例を示すグラフである。 図９は、耳栓５１の周波数別の音圧低減調整を説明するためのグラフである。 図１０は、吸音材３１，３２を配置した耳栓５１を示す縦断面図である。 図１１は、吸音材付加特性ＣＡ１，ＣＡ２を示すグラフである。 図１２は、調整部２の変形例である調整部２Ａを示す図であり、（ａ）は螺合部２２Ａの先端側から見た平面図、（ｂ）は縦断面図である。

本発明の実施の形態に係る耳栓を、実施例の耳栓５１により説明する。
図１は、耳栓５１の外観を示す斜視図である。耳栓５１は、本体部１及び本体部１に螺着した調整部２を有する。
図２は、本体部１への調整部２の螺着前の状態を示した縦断面図による組立図である。

図１及び図２に示されるように、本体部１は、基部１２及びクッション部１１を有する。
基部１２は、貫通孔１２１を有する円筒状に形成されている。貫通孔１２１は、内周面の少なくとも一端側の部分に、雌ねじが形成された雌ねじ部１２２を有する。

基部１２は、樹脂又は金属で形成される。樹脂例はＰＣ（ポリカーボネート）である。金属例はアルミニウムである。

クッション部１１は、柔軟性を有する材料で形成されている。材料例は、クロロプレンゴムなどによるスポンジ、又は熱可塑性エラストマである。
クッション部１１は、スポンジで形成する場合は、基部１２に対して嵌め合いで一体化し、熱可塑性エラストマで形成する場合は、基部１２を樹脂として一体成形によって形成する。

図１～図３に示されるように、調整部２は、円盤状の摘み部２１及び摘み部２１からその軸線上に突出した円柱状の螺合部２２を有する。
調整部２は、樹脂又は金属で形成される。樹脂例はＰＣ（ポリカーボネート）である。金属例はアルミニウムである。
摘み部２１は指で摘む部位であり、外周面には、すべり止めのためのローレット２１ａが形成されている。
螺合部２２は、外周面に雄ねじが形成された雄ねじ部２２１を有する。
雄ねじ部２２１は、本体部１における基部１２の雌ねじ部１２２に螺合可能である。
調整部２の螺合部２２は、先端面２２ａから、螺合部２２の直径方向に延び軸線方向に幅ｄａ、深さＬ２３で切り込まれた通気部としてのスリット部２３を有する。螺合部２２においてスリット部２３の切り込まれる最奥の位置は、摘み部２１の螺合部２２側の面２１ｂよりも螺合部２２の先端面２２ａ側にある。すなわち、図２に示されるように、スリット部２３の深さＬ２３は、先端面２２ａから面２１ｂまでの距離Ｌ２１よりも短い。この例では、さらに、深さＬ２３は、螺合部２２の長さＬ２２よりも短い。

調整部２は、図２の矢印ＤＲａの方向に、本体部１における貫通孔１２１に、一端側から挿着される。詳しくは、調整部２は、本体部１における基部１２の雌ねじ部１２２に螺着して挿着される。図１において、耳栓５１は、調整部２の雄ねじ部２２１が、本体部１の雌ねじ部１２２に対し途中まで螺進してスリット部２３が外部に露出した状態が示されている。
また、図２において、貫通孔１２１における雌ねじ部１２２両端部には、不完全ねじ部を除去するため、ねじが形成されてなく貫通孔１２１よりも内径が大きい逃げ部が示されている。

本体部１に対し調整部２を、図２の矢印ＤＲａの方向に螺進させていくと、摘み部２１の螺合部２２側の面２１ｂが、本体部１の基部１２に当接してその螺進が規制される。このように、本体部１に対し調整部２を最も奥まで螺進させた状態は、後述する第１調整状態に含まれる。調整部２が第１調整状態にあるとき、調整部２は、貫通孔１２１に対し第１の挿着位置にある。
図４は、第１調整状態の耳栓５１を外耳道Ｅａに装着した状態を示す縦断面図であり、図５は、第１調整状態の耳栓５１を示す外観側面図である。

スリット部２３の深さＬ２３が、先端面２２ａから摘み部２１の面２１ｂまでの距離Ｌ２１よりも短いことから、第１調整状態において、スリット部２３は基部１２に隠れ、外部に露出しない。
そのため、本体部１に調整部２が螺合して第１調整状態となっているとき、貫通孔１２１は、一端側が調整部２の螺合部２２によって塞がれ、通気路が形成されない状態となっている。
従って、耳栓５１の遮音は、第１調整状態で最大となる。

耳栓５１において、調整部２を、スリット部２３が外部に露出していない第１調整状態から図２の矢印ＤＲａとは逆の方向に螺退させて、スリット部２３を外部に露出させた状態を第２調整状態と称する。調整部２が第２調整状態にあるとき、調整部２は、貫通孔１２１に対し第２の挿着位置にある。
図６は、第２調整状態の耳栓５１を外耳道Ｅａに装着した状態を示す縦断面図であり、図７は、第２調整状態の耳栓５１を示す外観側面図である。

図６及び図７に示されるように、耳栓５１は、第２調整状態で、スリット部２３の一部が、幅ｄａ、長さＬの開口部２３ｗとして、図７における表裏方向で外部に開口する。
すなわち、図６に示されるように、外耳道Ｅａに装着された耳栓５１は、第２調整状態において、基部１２の貫通孔１２１及び貫通孔１２１に繋がった通気部として形成されたスリット部２３によって、外部空間Ｖｇと外耳道Ｅａ内の空間である外耳道内空間Ｖｅとを連通する通気路Ｄが形成されている。

通気路Ｄにおける外耳道内空間Ｖｅへの開口面積は、貫通孔１２１の開口面積であり一定である。
一方、通気路Ｄにおける外部空間Ｖｇへの開口部２３ｗの開口面積Ｓは、開口部２３ｗが図７の紙面の表側と裏側の２ヶ所になることを考慮して、幅ｄａ×長さＬ×２として示される。

耳栓５１において、開口面積Ｓは、調整部２の進退に伴い長さＬが変化するので調整可能である。
具体的には、開口面積Ｓは、調整部２を螺進させることで小さくなり、開口部２３ｗが基部１２に隠れた第１調整状態において最小値０（ゼロ）となる。
また、開口面積Ｓは、第２調整状態において、調整部２を螺退させることで大きくなる。
開口面積Ｓは、調整部２の螺退を規制する螺退規制構造を設けることで上限となる開口部２３ｗの最大の長さＬｍａｘ及び開口面積Ｓの最大の開口面積Ｓｍａｘを設定できる。
螺退規制構造は、例えば基部１２を２分割構造とすることで形成できる。
例えば、基部１２を軸線を含む平面で２分割される構造にすると共に、２分割した基部を合わせて一体化したときに、調整部２を収容する収容部が袋状に形成されるものとする。そして、２分割した基部を、調整部２を収容部に収めるように合わせて一体化する。この場合、袋状の収容部が、調整部２の軸線方向の移動を規制する。

上述のように、耳栓５１は、外耳道Ｅａに挿着した状態で、貫通孔１２１の外部空間Ｖｇとの非連通及び連通と、貫通孔１２１に挿着された調整部２の挿着位置に応じて選択的に制御するようになっている。
詳しくは、調整部２が、スリット部２３の一部が開口部２３ｗとして外部空間Ｖｇに露出している状態で、スリット部２３が貫通孔１２１に接続することにより、貫通孔１２１が外部空間Ｖｇに連通するように制御される。
また、調整部２を、螺合部２２が貫通孔１２１における奥側の領域にあるように挿着することで、スリット部２３は貫通孔１２１と連通するも外部空間Ｖｇとは非連通となり、貫通孔１２１が外部空間Ｖｇに非連通となるように制御される。
ここで奥側の領域とは、調整部２のスリット部２３が外部空間Ｖｇと非連通で維持される領域を意味する。

耳栓５１は、本体部１に対し軸方向に移動可能な調整部２を有し、調整部２の軸方向位置に応じて通気路Ｄの開口面積Ｓを変化させることができる。
開口面積Ｓが０（ゼロ）で音圧低減効果が最大となり、本体部１に対し、調整部２を軸方向における図２に示される矢印ＤＲａとは逆の方向に退行させて開口面積Ｓを徐々に増加させて音圧の低減度合いを徐々に少なくする音量調整が可能である。

このように、開口面積Ｓは、調整部２の軸方向移動で増減する。そのため、調整部２の移動ストロークが長く得られ、開口面積Ｓの変化幅を大きくすることが容易である。すなわち、使用者が耳栓５１を耳に装着した場合、使用者が聴取する外部音の音圧低減調整範囲を、より大きくすることができる。

本体部１に対する調整部２の軸方向移動を可能にする構造は限定されるものではなく、螺旋カム機構或いは内筒と外筒との摺動係合構造などの周知の構造を適用することができる。
また、上述例のように、本体部１に対し調整部２を螺着させる構造とすることにより、調整部２の軸方向移動による開口面積Ｓの増減変化を、調整部２の螺進及び螺退で行うことができる。
そのため、調整部２の微少角度の回動による開口面積Ｓの微増減が可能であり、使用者が耳栓５１を耳に装着した場合、使用者が聴取する外部音は、遮音された音圧低減状態において、さらに音量調整の微調整が容易である。

次に、図８及び図９を参照して、耳栓５１の遮音作用である音圧低減作用を説明する。
図８は、耳栓５１の音圧低減特性の例を示すグラフであり、図９は、いくつかの周波数における音圧低減調整を説明するグラフである。

図８に示される耳栓５１の音圧低減特性である耳栓特性Ｃは、次のようにして取得する。
まず、外耳道Ｅａに相当する模型としてモデル外耳道を作成し、モデル外耳道内にマイクロフォンを設置する。また、モデル外耳道に対向する外部位置にスピーカを配置し、スピーカ及びモデル外耳道を遮音箱で覆って音響的に外部と遮断する。この状態で、スピーカから可聴周波数帯域の音をスイープ出力してマイクロフォンで収音し、周波数－音圧特性を得る。

収音の際、モデル外耳道に耳栓５１を装着しない状態で収音した周波数－音圧特性を、裸耳特性Ｃｎと称し、図８において破線で示される。
また、モデル外耳道に耳栓５１を装着した状態で、調整部２の本体部１に対する軸方向位置を段階的に変え、各段階で収音した周波数－音圧特性を耳栓特性Ｃと称する。
図８において、耳栓特性Ｃは、開口部２３ｗが露出していない第１調整状態での特性が耳栓特性Ｃｍとして実線で示され、開口部２３ｗが、ある程度露出した第２調整状態での特性例が耳栓特性Ｃｍ１として鎖線で示されている。

収音の結果、耳栓特性Ｃｍは、破線の裸耳特性Ｃｎに対し、概ね２００Ｈｚ以下の帯域で、３ｄＢ程度のほぼ一様な音圧低減が認められる。
一方、耳栓特性Ｃｍにおいて、２００Ｈｚを超えた帯域では、周波数が高くなるほど音圧低減程度がより大きくなる。例えば、１ｋＨｚ付近では、裸耳特性Ｃｎに対し、約１６ｄＢの音圧低減が認められ、３ｋＨｚ付近では、約３５ｄＢの音圧低減が認められる。

開口部２３ｗが塞がれた第１調整状態の耳栓特性Ｃｍから、調整部２を螺退させて開口部２３ｗの開口面積Ｓを増やしていくに従い、耳栓特性Ｃｍは裸耳特性Ｃｎに近づき、音圧低減作用が抑制される。
図８において、鎖線で示される耳栓特性Ｃｍ１は、調整部２を耳栓特性Ｃｍが得られた位置から約４回転螺退させた位置での特性である。
調整部２をさらに回転して螺退させ、開口部２３ｗの開口面積Ｓを増やすことで、耳栓特性Ｃｍ１からさらに裸耳特性Ｃｎに近い特性に調整できる。

図９（ａ）～（ｃ）は、音圧低減効果が得られる異なる３つの周波数において、第１調整状態から調整部２を回転させて軸方向の図２における矢印ＤＲａとは逆の方向に退行させたときの、回転回数０（ゼロ）回から４回までの音圧変化を示したグラフである。
詳しくは、（ａ）は、４００Ｈｚにおける音圧変化特性Ｃｍａ、（ｂ）は８００Ｈｚにおける音圧変化特性Ｃｍｂ、（ｃ）は１．２５ｋＨｚにおける音圧変化Ｃｍｃである。

図９（ａ）～（ｃ）から明らかなように、どの周波数においても、第１調整状態（回転回数ゼロ）からの調整部２の回転回数が増えるに従って、音圧低減の度合いが低下し音圧が徐々に増加する。１回転での増加分は、３～５ｄＢ程度である。従って、調整部２を例えば１／４回転（９０°）させることで、約０．８～１．２ｄＢの音圧微調整が可能である。

また、図８に示されるように、例えば、１ｋＨｚの周波数において、調整部２を４回転させて軸方向に移動した状態での耳栓特性Ｃｍ１の音圧は、裸耳特性Ｃｎの音圧の約１０５ｄＢと、第１調整状態の耳栓特性Ｃｍの音圧の約８９ｄＢとの差の概ね半分の約９７ｄＢである。

図１０に示されるように、耳栓５１には、貫通孔１２１内に吸音材３１を設置してもよい。また、スリット部２３内の一部又は全体に吸音材３２を設置してもよい。
すなわち、通気路Ｄの一部に吸音材３１及び吸音材３２のいずれかを設置してもよい。吸音材３１，３２は、周知の吸音材を用いることができ、例えばグラスウールである。

図１１に示されるように、吸音材３１，３２を設置することで、第１調整状態において、図１１に示される吸音材付加特性ＣＡ１，ＣＡ２が得られる。
詳しくは、吸音材付加特性ＣＡ１は、吸音材３１のみを設置した場合であり、吸音材付加特性ＣＡ２は、吸音材３１及び吸音材３２の両方を設置した場合である。
吸音材３１を用いた場合、吸音材付加特性ＣＡ１に示されるように、裸耳特性Ｃｎに対し、２００Ｈｚ以下の低音域も含めて広い周波数帯域の音圧が約１０ｄＢ低減される。
また、吸音材３１と吸音材３２とを併用した場合、吸音材付加特性ＣＡ２に示されるように、裸耳特性Ｃｎに対し、２００Ｈｚ以下の低音域を含めて広い周波数帯域の音圧が約３３ｄＢ低減される。
吸音材３１，３２を用いた場合も、第１調整状態から、本体部１に対して調整部２を軸方向の図２における矢印ＤＲａとは逆の方向に退行させることで、裸耳特性Ｃｎに近づくように特性を調整可能である。

上述のように、耳栓５１は、音圧の低減幅が大きく、大きな遮音効果が得られる。また、耳栓５１は、音圧の低減量の微調整が容易である。
すなわち、耳栓５１の使用者にとって、聴取する外部音の音量の調整幅が大きく微調整が容易である。

以上詳述した実施例は、上述の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形した変形例としてもよい。

図１２（ａ），（ｂ）に示されるように、調整部２を、螺合部２２の通気部であるスリット部２３の替わりに、螺合部２２Ａの周面に軸方向に延びる溝部２３Ａを通気部として有する調整部２Ａとしてもよい。図１２（ａ）は、調整部２Ａの正面図であり、（ｂ）は側面図である。
スリット部２３及び溝部２３Ａの形成数及び幅や深さなどの形状は、限定されるものではなく、自由に設定してよい。異なる幅や深さの溝部２３Ａを複数形成してもよいし、スリット部２３と溝部２３Ａを並設してもよい。

本体部１に対する調整部２の軸方向位置を視認判別できるマーカ類を設けてもよい。例えば、調整部２の螺合部２２の外周面に、軸方向に延びる切り込みを設けると共に切り込みの底面に、軸方向に所定ピッチで複数のマークを形成してもよい。これにより、複数のマークのどれが本体部１の基部１２によって隠れているかで、開口部２３ｗの大きさを目視で判断するよりも高精度に、調整部２の軸方向の位置から音量低減量を把握できる。

１ 本体部
１１ クッション部
１２ 基部
１２１ 貫通孔
１２２ 雌ねじ部
２，２Ａ 調整部
２１ 摘み部
２１ａ ローレット
２１ｂ 面
２２，２２Ａ 螺合部
２２ａ 先端面
２２１ 雄ねじ部
２３ スリット部（通気部）
２３Ａ 溝部
２３ｗ 開口部
５１ 耳栓
Ｃ 耳栓特性
ＣＡ１，ＣＡ２ 吸音材付加特性
Ｃｎ 裸耳特性
ｄａ 幅
Ｅａ 外耳道
Ｄ 通気路
Ｌ２１ 距離
Ｌ，Ｌ２２，Ｌｍａｘ 長さ
Ｌ２３ 深さ
Ｓ，Ｓｍａｘ 開口面積
Ｖｅ 外耳道内空間
Ｖｇ 外部空間

Claims (3)

1. 貫通孔を有し外耳道に挿着可能な本体部と、
   前記貫通孔に一端側から移動可能に螺合により挿着された調整部と、を備え、
   前記調整部は、
   前記貫通孔に挿着される側の先端面から切り込まれ、前記貫通孔に対する第１の位置において前記貫通孔内の空間と外部空間とを接続する通気部を有し、
   前記螺合による進入位置に応じて前記通気部における前記外部空間と連通する開口部の面積が変わる耳栓。
2. 前記通気部は、前記調整部の直径方向に延び軸線方向に切り込まれたスリット部である請求項１記載の耳栓。
3. 前記通気部は、前記調整部の周面において軸方向に延びる溝部である請求項１記載の耳栓。

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