KR20120068767A - Inflatable ear device - Google Patents
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Abstract
합성 제트의 원리를 이용하는 다이아포닉 밸브가 개시된다. 다이아포닉 밸브 펌프는 인-이어 벌룬의 팽창을 위해 제공된다. 본 발명의 더 복잡한 실시예는 진동의 얇은 폴리머 막 및 다중 합성 제트 생성 오리피스의 적층을 포함한다. 본 발명의 하나 이상의 실시예에서, 새로운 출원은 팽창 가능 부재(벌룬)를 팽창 또는 수축시키기 위해 정적 압력의 생성을 위해 제공된다. 더욱이, 사운드는 사운드를 청취하기 위해 사람의 귀에서 팽창 가능 부재를 팽창 또는 수축하도록 이용될 수 있다.Diaphonic valves utilizing the principle of synthetic jets are disclosed. Diaphonic valve pumps are provided for inflation of the in-ear balloon. More complex embodiments of the invention include lamination of vibrating thin polymer films and multiple synthetic jet generating orifices. In one or more embodiments of the present invention, a new application is provided for the creation of static pressure to inflate or deflate an inflatable member (balloon). Moreover, the sound can be used to inflate or deflate the inflatable member in the human ear to hear the sound.
Description
본 출원은 2009년 1월 29일에 공보 번호 2009/0028356 A1에 공개되고 2008년 7월 23일에 출원된 Ambrose 등의 미국 출원 12/178,236과 다음의 가특허출원 각각, 즉 2009년 5월 9일에 출원된 미국 출원 61/176,886과, 2009년 9월 12일에 출원된 61/233,465와, 2009년 9월 14일에 출원된 61/242,315와, 2009년 10월 21일에 출원된 61/253,843과, 2010년 1월 25일에 출원된 61/297,976의 우선권의 이익을 주장한다. 전술한 출원 각각의 완전한 내용은 참고용으로 병합된다.This application is incorporated by reference in U.S. Application No. 12 / 178,236 to Ambrose et al., Filed July 29, 2009, filed July 23, 2008 and filed July 23, 2008, respectively, ie, May 9, 2009. US
본 디바이스 및 방법은 사용자의 귀를 위한 삽입가능 사운드 전달 기기에서와 같은 출력의 이용 및 유체 펌프의 구조, 동작 및 제조에 관한 것이다. 특히, 디바이스 및 방법은 보청기, MP3 플레이어, 불루투스(등록상표) 디바이스, 등과 같은 임의의 수의 전자 사운드 디바이스와 결합될 수 있으며, 개선된 안락함 및 제어를 사용자에게 제공한다.The device and method relate to the use of an output as in an insertable sound delivery device for a user's ear and to the structure, operation and manufacture of a fluid pump. In particular, the devices and methods may be combined with any number of electronic sound devices, such as hearing aids, MP3 players, Bluetooth® devices, and the like, providing users with improved comfort and control.
전화, 전신과 같은 오디오 디바이스의 개인적인 청취를 위한 헤드폰의 사용은 1900년대 초기에서 시작된다. 원래 디바이스는 매우 불량한 음질 및 적은 안락함을 사용자에게 제공했다. 그러한 디바이스는 최근 20년에 잡음-감소, 사운드 제어, 피드백 제어 및 안락함 특징에 있어서 오랫동안 이어졌다. 그러나, 종래 기술은 일반적으로 기능 및 안락함에 대한 "하나로 모든 것에 맞는" 접근법을 취하고, 특정 사용자에게 개별적으로 상업화되는 인-이어 디바이스를 제공할 수 없었다. 본 디바이스는 완전히 풍부한 음질을 제공하면서, 각 사용자에 안락하게 맞춰지도록 조정되는 인-이어 디바이스를 제공함으로써 종래 기술의 이러한 단점을 해결한다.The use of headphones for personal listening of audio devices such as telephones and telegraphs began in the early 1900s. The original device provided the user with very poor sound quality and less comfort. Such devices have been around for a long time in recent 20 years in terms of noise-reduction, sound control, feedback control and comfort features. However, the prior art generally takes a "one-to-all" approach to functionality and comfort, and could not provide an in-ear device that is commercially available to a particular user. The device solves this drawback of the prior art by providing an in-ear device that is adjusted to fit comfortably to each user while providing a completely rich sound quality.
2009년 1월 29일에 공개된 미국 특허 출원 2009/0028356 A1('356 출원)은 사운드를 귀에 결합하기 위한 인-이어, 팽창 가능, 다이아포닉 부재(기포)를 개시하고, 정적 및 활성 압력의 소스는 기포를 팽창시키고 이를 팽창 상태로 유지하도록 이용된다. 본 개시의 부분으로서, 다이아포닉 밸브는 사용자의 귀에서 기포를 팽창시키기 위해 진동 사운드 압력을 정적 압력으로 변환할 수 있게 개시된다. 이것은 밸브의 프로그램 자료(음악, 음성 등)의 사운드를 기포, 이에 따라 귀로 통과시키면서, 최소의 감쇄 또는 왜곡으로 달성된다. 따라서, 이어 모니터에서 보청기, mp3 플레이어 귀 버드, 또는 프로에 사용된 유형의 스피커 또는 음향 구동기는 프로그램 자료를 플레이하는 것 외에 다이아포닉 부재(기포)를 팽창시키기 위해 정적 압력을 생성하는데 사용될 수 있다. '356 출원의 다이아포닉 밸브는, 진동 음파가 얇은 탄성 막에서 진동을 일으켜, 포트를 개방 및 폐쇄하여, 양의 압력을 수집하고, 스피커의 사이클을 푸싱하고, 음의 압력 동안 외부 공기로 배출하고, 스피커의 사이클을 풀링한다. 본 발명의 실시예는 사용자의 귀에서 다이아포닉 기포를 활동적으로 팽창 및 수축하도록 사운드 에너지를 이용하는 본 발명의 펌핑 방법을 보충한다.U.S. Patent Application 2009/0028356 A1 (filed '356), published on January 29, 2009, discloses in-ear, expandable, diaphonic members (bubbles) for coupling sound to the ear, The source is used to inflate the bubble and keep it in the expanded state. As part of this disclosure, a diaphonic valve is disclosed capable of converting vibrational sound pressure into static pressure to inflate bubbles in a user's ear. This is accomplished with minimal attenuation or distortion, while passing the sound of the valve's program material (music, voice, etc.) into the air bubbles, thus the ears. Thus, a loudspeaker or sound driver of the type used in hearing aids, mp3 player ear buds, or pros in a monitor can then be used to generate static pressure to inflate a diaphonic member (bubble) in addition to playing program material. The diaphonic valve of the '356 application causes vibration sound waves to vibrate in a thin elastic membrane, opening and closing ports, collecting positive pressure, pushing the cycle of the speaker, and venting to outside air during negative pressure. Pull the speaker cycle. Embodiments of the present invention supplement the pumping method of the present invention using sound energy to actively inflate and deflate diaphonic bubbles in a user's ear.
음파는 사운드 압력 레벨을 생성하고, 기계 에너지를 전달한다. 그러나, 음파의 진동 특성으로 인해 사운드 압력의 주기적 역전은 P△V 작업(P는 인가된 압력이고, △V는 부피의 변화이다)을 하는데 필요한 정적 압력의 유형의 형태로 사운드 압력을 채우는데 어렵게 한다. P△V 작업의 예는 벌룬의 팽창이고, 공교롭게도, 사운드 압력 파는 파 사이클마다 푸싱할 정도로 충분히 풀링되어, 벌룬 팽창에 대한 순 압력이 없어진다.Sound waves create sound pressure levels and deliver mechanical energy. However, due to the vibrational nature of the sound waves, the periodic reversal of the sound pressure makes it difficult to fill the sound pressure in the form of the type of static pressure required for the PΔV operation (P is the applied pressure and ΔV is the change in volume). do. An example of a PΔV operation is balloon inflation, and unfortunately, the sound pressure waves are pulled sufficiently to push every wave cycle, so there is no net pressure for balloon inflation.
따라서, 교류(AC와 유사) 사운드 압력 파로부터 정적(DC와 유사) 압력을 채우는 다이아포닉 밸브에서의 설계 개선을 달성하는 것이 바람직하다. 다이아포닉 밸브는 에너지 소스로서 사운드를 이용하는 유체 펌프로서 생각되거나, 대안적으로 교류 전류(AC)를 직류 전류(DC)로 변환하는 전자 정류기와 유사하다. 본 디바이스에서, 다이아포닉 밸브는 이동 부분의 수에서의 감소로서 그러한 변화를 포함하여, 설계 및 제조의 증가된 간략함 및 더 큰 압력 생성 용량을 포함한다.Thus, it is desirable to achieve a design improvement in a diaphonic valve that fills a static (similar to DC) pressure from an alternating (similar to AC) sound pressure wave. Diaphonic valves are thought of as fluid pumps that use sound as an energy source, or alternatively are similar to electronic rectifiers that convert alternating current (AC) into direct current (DC). In the present device, the diaphonic valve includes such changes as reduction in the number of moving parts, including increased simplicity of design and manufacture and greater pressure generating capacity.
합성 제트는 본 디바이스의 다른 특징적인 개선이다. 합성 제트는, 유체(액체 또는 가스)가 대안적으로 작은 오리피스를 통해 푸시되고 풀링될 때 발생한다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 유체가 오리피스를 통해 푸시될 때, 좁게 향하는 제트로서 배출되고, 이것은 오리피스를 포함하는 표면으로부터 직접적으로 멀리 배출된다. 도 1b에 도시된 풀링 스트로크 상에서, 유체가 동일한 오리피스를 통해 풀링될 때, 유체 필드는 매우 상이하다: 주로 측면으로부터 오리피스에 들어가는 드레인으로 이어지는 유체와 같이. 각 교대 사이클 상에서의 오리피스를 통해 푸싱되고 풀링되는 유체의 양이 동일할 때(이에 따라 오리피스를 통한 재료의 순 흐름이 없음), 푸쉬 사이클(도 1a) 및 풀 사이클(도 1b)에 의해 야기된 흐름 필드는 오리피스를 포함하는 표면의 면으로부터 유체의 순 흐름이 멀어지게 된다. 다수의 오리피스 직경과 동일한 표면을 지나는 거리에서, 합성 제트는 근접학-연속적인 제트 또는 유체의 운동을 생성하는데, 이것은 압력 구동력 하에서 호스 배출 유체 또는 가스와 같은 종래의 제트와 구별하기에 어렵다.Synthetic jets are another characteristic improvement of the present device. Synthetic jets occur when a fluid (liquid or gas) is alternatively pushed and pulled through a small orifice. As shown in FIG. 1A, when the fluid is pushed through the orifice, it is discharged as a narrowly directed jet, which is discharged directly away from the surface containing the orifice. On the pulling stroke shown in FIG. 1B, when the fluid is pulled through the same orifice, the fluid field is very different: like a fluid mainly leading from the side to the drain entering the orifice. When the amount of fluid pushed and pulled through the orifices on each alternating cycle is the same (there is no net flow of material through the orifices), caused by the push cycle (FIG. 1A) and the pull cycle (FIG. 1B) The flow field causes the net flow of fluid away from the face of the surface containing the orifice. At a distance past the same surface as multiple orifice diameters, the synthetic jet produces a proximity-continuous jet or motion of the fluid, which is difficult to distinguish from conventional jets such as hose discharge fluid or gas under pressure driving forces.
Luo 및 Xia는 "valve-less synthetic-jet-based micro-pump"[Z. Luo 및 Z. Xia sensors and Actuators A 122(2005) 131-140]의 설계를 최근에 설명하였다. 그 논문에서 재현된 디바이스의 개략도는 도 2a 및 도 2b에 도시된다. Luo 및 Xia 펌프 설계는 본 인-이어 출원에 비해 복잡하지 않고, 구조에 의해 본 발명에서 이용되지 않는다.Luo and Xia describe a "valve-less synthetic-jet-based micro-pump" [Z. Luo and Z. Xia sensors and Actuators A 122 (2005) 131-140 have recently been described. A schematic diagram of the device reproduced in the paper is shown in FIGS. 2A and 2B. Luo and Xia pump designs are not complicated compared to the present in-ear application and are not used in the present invention by construction.
본 발명은 유체 펌프 및 그 출력의 이용에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 다수의 문제를 다루고 해결하며, 이어폰 디바이스 및 이 제조 방법의 분야에서의 편리한 개선을 제공한다. 의도된 사용이 보청기, MP3 플레이어, 모바일 폰 또는 다른 유사한 디바이스와 연계되더라도, 종래의 이어폰 디바이스와 연관된 다른 문제에 대한 해법은 본 디바이스에 의해 달성될 수 있다.The present invention relates to the use of a fluid pump and its output. In addition, the present invention addresses and solves a number of problems and provides convenient improvements in the field of earphone devices and their manufacturing methods. Although the intended use is associated with hearing aids, MP3 players, mobile phones or other similar devices, solutions to other problems associated with conventional earphone devices can be achieved by the device.
추가 구조 및 동작 장점을 제공하면서 종래 디바이스의 단점을 피하는 사용자의 인-이어 배치를 위한 오디오 수신기 디바이스와 같이 개선된 유체 펌프 및 출력의 이용이 개시된다.The use of improved fluid pumps and outputs is disclosed, such as audio receiver devices for in-ear deployment of users that provide additional structure and operational advantages while avoiding the disadvantages of conventional devices.
일반적으로, 본 발명은 사운드와 같은 음향 진동을 정적 압력으로 변환하는 것을 제공한다. 이것은, 공기 또는 다른 유체를 전달하고 전원과 같은 음향 진동을 이용하여 공기 또는 다른 유체를 가압하는 본 발명의 펌프에 의해 달성될 수 있다. 가압된 유체는 많은 다른 유용한 응용에 또는 귀 내에 기포를 팽창시키는데 사용될 수 있다. 더욱이, 여기에 개시된 다이아포닉 밸브는 칩 기반의 의료용 진단 테스트 또는 디바이스와 같은 미세 유체 및 mems 디바이스를 위한 사운드 구동 마이크로펌프를 포함할 수 있다.In general, the present invention provides for the conversion of acoustic vibrations, such as sound, into static pressure. This can be accomplished by the pump of the present invention to deliver air or other fluid and pressurize the air or other fluid using acoustic vibrations such as power. Pressurized fluids can be used for many other useful applications or to inflate bubbles in the ear. Moreover, the diaphonic valves disclosed herein may include sound driven micropumps for microfluidic and mems devices, such as chip based medical diagnostic tests or devices.
또한, 일반적으로, 폐쇄된 시스템은 유체의 제트를 합성 제트가 배출하는 오리피스 주위에 또는 그 위에 제공된다. 오리피스의 타 측면 상의 폐쇄된 공간(예를들어 트랜스듀서 하우징) 및 오리피스의 일측면 상의 기포와 같은 이러한 폐쇄된 시스템은 디바이스에 의해 펌핑된 유체를 포함할 수 있고, 또한 디바이스가 생성하는 정적 압력을 포함할 수 있다. 디바이스에 의해 펌핑된 유체를 제공할 때, 입구 튜브 또는 입구 포트는 합성 제트 오리피스의 에지에 또는 그 근처에 합성 제트에 소스 유체를 공급할 수 있다. 입구 튜브의 타단부는, 합성 제트가 유체 제트를 배출하는 폐쇄된 시스템 외부에 위치될 수 있다.Also, generally, a closed system is provided around or above an orifice from which the jet of fluid discharges the synthetic jet. Such a closed system, such as a closed space on the other side of the orifice (eg transducer housing) and air bubbles on one side of the orifice, may contain fluid pumped by the device and may also contain the static pressure generated by the device. It may include. When providing the fluid pumped by the device, the inlet tube or inlet port can supply the source fluid to the composite jet at or near the edge of the composite jet orifice. The other end of the inlet tube can be located outside the closed system from which the synthetic jet discharges the fluid jet.
추가로, 일반적으로, 무한한 구성요소의 조합으로 다수로 구현된 본 발명은 전자 신호 생성기, 음향 구동기, 사운드 동작 펌프, 및 팽창 가능 부재로 구성된다.Further, in general, the invention, which is implemented in large numbers in combinations of infinite components, consists of an electronic signal generator, an acoustic driver, a sound motion pump, and an inflatable member.
본 발명의 양상은, 사용자의 귀에서 밀봉 디바이스의 팽창, 가능하면 수축을 위한 공기 압력을 생성하기 위해 음향 에너지(사운드)를 이용하는 펌핑 디바이스를 위한 설계 및 구조를 제공하는 것이다.An aspect of the present invention is to provide a design and structure for a pumping device that uses acoustic energy (sound) to generate air pressure for expansion, possibly contraction, of the sealing device in the user's ear.
일실시예에서, 다이아포닉 밸브에 대한 개선된 설계는 합성 제트의 원리를 이용한다. 합성 제트는, 유체가 대안적으로 푸싱되고 작은 오리피스를 통해 다시 풀링될 때 생성된다. 이것은 종종 사운드의 형태인 대안적인 압력 파를 이용하여 이루어진다. 오리피스를 통한 순 질량 전달이 없지만, 풀링 스트로크 상의 유체 흡입의 흐름 패턴에 대해 푸싱 스트로크 상에서 생성된 유체의 바깥쪽 제트 사이에 비대칭은 오리피스의 외부의 에지로부터 오리피스의 전면에 지속된 유체 제트로 유체의 순 전달을 생성한다. 다수의 실험 및 이론적 작업은 합성 제트의 동작을 이해 및 모델링하는데 있어 이루어진다. 논문 1회 참조. 논문은 합성 제트를 이용하는 공개되고 특허 허여된 커버 디바이스이며, 인용 2 내지 9 참조.In one embodiment, the improved design for diaphragm valves uses the principle of synthetic jets. The synthetic jet is generated when the fluid is alternatively pushed and pulled back through the small orifice. This is often done using alternative pressure waves in the form of sound. There is no net mass transfer through the orifice, but the asymmetry between the outer jets of the fluid created on the pushing stroke relative to the flow pattern of fluid intake on the pulling stroke is that of the fluid from the outer edge of the orifice to the fluid jet sustained in front of the orifice. Generate a forward delivery. Many experimental and theoretical tasks are involved in understanding and modeling the behavior of synthetic jets. See 1 paper. The paper is a published and patented cover device using synthetic jets, see references 2-9.
본 발명의 실시예에서, 다이아포닉 밸브 펌프는 인-이어 벌룬의 팽창을 위해 제공된다. 본 발명의 더 복잡한 실시예는 다중 합성 제트 생성 오리피스 및 진동의 얇은 폴리머 막의 스택을 포함한다. 본 발명의 하나 이상의 실시예에서, 새로운 응용은 팽창 가능 부재(벌룬)를 팽창 또는 수축하는데 정적 압력의 생성을 위해 제공된다. 더욱이, 사운드는 사운드를 청취하기 위해 사람의 귀에서의 팽창 가능 부재를 수축 또는 팽창하는데 이용될 수 있다.In an embodiment of the invention, a diaphonic valve pump is provided for inflation of the in-ear balloon. More complex embodiments of the present invention include multiple synthetic jet generating orifices and a stack of vibrating thin polymer membranes. In one or more embodiments of the present invention, a new application is provided for the creation of static pressure to inflate or deflate an inflatable member (balloon). Moreover, the sound can be used to contract or inflate the inflatable member in the human ear to hear the sound.
본 발명의 일실시예에서, 다이아포닉(사운드 구동)의 설계, 제조 및 작업 메커니즘이 또한 개시된다. 이러한 디바이스는 보청기 및 하이엔드 오디오 이어 부품에 현재 사용된 유형의 기존의 균형된 아마추어 사운드 트랜스듀서와 연계하여 작용한다. 대안적으로, 이러한 디바이스는 또한 헤드폰, 헤드섹, 및 이어 버드에 현재 사용된 유형의 기존의 이동 코일 스피커와 연계하여 작용한다. 본 발명의 디바이스는 청취자의 귀에서 팽창 가능 부재를 팽창하기 위해 공기 펌프로서 작용하고, 또한 트래스듀서가 오디오 자료를 플레이하는 종래의 기능을 수행하도록 한다. 본 발명의 다이아포닉 펌프에 의해 팽창될 때 팽창 가능 부재(기포 또는 벌룬)는 편안하고, 조정가능하고, 가변적인 귀 밀봉을 생성하고, 오디오의 안전한, 안락한, 풍부한 음향 및 높은 실현도 재생을 위해 가변적인 공진 챔버를 생성하기 위해 귀 도관과 함께 작용한다.In one embodiment of the present invention, the design, manufacture and working mechanism of diaphonic (sound drive) is also disclosed. These devices work in conjunction with existing balanced amateur sound transducers of the type currently used in hearing aids and high-end audio ear components. Alternatively, such devices also work in conjunction with existing moving coil speakers of the type currently used in headphones, headsec, and earbuds. The device of the present invention acts as an air pump to inflate the inflatable member in the listener's ear and also allows the transducer to perform the conventional function of playing audio material. When inflated by the diaphonic pump of the present invention, the inflatable member (bubble or balloon) produces a comfortable, adjustable, variable ear seal, for safe, comfortable, rich sound and high realization reproduction of audio. It works with the ear conduit to create a variable resonant chamber.
본 발명의 이들 및 다른 양상은 첨부 도면 및 다음 설명으로부터 쉽게 이해될 것이다.These and other aspects of the invention will be readily understood from the accompanying drawings and the following description.
보호될 주제의 이해를 용이하게 하기 위해, 다음 설명과 연계하여 고려될 때, 보호될 주제가 구성, 동작, 및 많은 장점이 쉽게 이해되고 인식되어야 한다는 점에서 첨부 도면의 실시예에 예시된다. 도면의 구성요소는 본 발명의 원리를 예시하는 것 대신에 스케일링되고, 강조될 필요가 없다. 다음 설명 및 다수의 도면에서, 참조 번호는 대응하는 부분을 나타내는데 사용된다.In order to facilitate understanding of the subject matter to be protected, when considered in connection with the following description, the subject matter to be protected is illustrated in the embodiments of the accompanying drawings in that the construction, operation, and many advantages are readily understood and appreciated. The components in the figures are to be scaled and not emphasized, instead of illustrating the principles of the invention. In the following description and in the drawings, reference numerals are used to indicate corresponding parts.
도 1a 및 도 1b는 합성 제트의 동작 원리를 도시하는 도면.
도 2a 및 도 2b는 알려진 합성 제트에 기초한 펌프 디자인을 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 귀내 디바이스의 일 실시예의 압력 생성 요소의 개략도.
도 4는 주파수 범위를 따라 소니온 44A0300 트랜스듀서에 의해 발생된 펌프 압력을 도시하는 라인 그래프.
도 5는 도 4의 것과 동일한 주파수 범위를 따라 소니온 44A0300 트랜스듀서의 효율을 도시하는 라인 그래프.
도 6은 도 4의 것과 동일한 주파수 범위를 따라 소니온 44A0300 트랜스듀서의 효율을 도시하는 라인 그래프.
도 7은 동작 전압 곡선을 포함하는 듀라셀 아연 공기 배터리(10)의 동작 파라미터의 생성을 도시하는 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예의 프로토타입의 사진.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 기판의 사운드로 작동되는 펌프의 개략도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 단일 기판의 사운드로 작동되는 펌프의 개략도.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 기판의 사운드로 작동되는 펌프의 개략도.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 기판의 사운드로 작동되는 펌프의 개략도.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 이중 기판의 사운드로 작동되는 펌프의 개략도.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 기판의 사운드로 작동되는 펌프의 개략도.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 팽창 모드에 있는 공기 흐름 매니폴드의 비스케일링된 도면.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 수축 모드에 있는 공기 흐름 매니폴드의 비스케일링된 도면.
도 17은 요소 부품들의 라벨링된 개략도 뿐아니라 분해된 다이아폰 밸브(diaphonic valve)의 사진(스케일링을 위하여 U.S. 다임(dime)의 일부분이 또한 도시됨).
도 18은 도 17에 도시된 다이아폰 밸브의 조립된 요소 부품의 측면 개략도.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 분해된 6개층으로 된 다이아폰 밸브의 개략도.
도 20은 도 19에 도시된 다이아폰 밸브의 조립된 요소 부품의 측면 개략도.
도 21은 도 20에 도시된 실시예와 유사한 다이아폰 밸브의 조립된 요소 부품의 측면 개략도.
도 22는 도 20에 도시된 실시예와 유사한 다이아폰 밸브의 조립된 요소 부품의 측면 개략도.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따라 버블에 의해 부분적으로 둘러싸인 트랜스듀서를 가지는 구동 버블 시스템의 측면 개략도.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따라 버블에 의해 부분적으로 둘러싸인 트랜스듀서와 완전히 둘러싸인 사운드 튜브를 가지는 구동 버블 시스템의 측면 개략도.
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따라 버블에 의해 완전히 둘러싸인 트랜스듀서를 가지는 구동 버블 시스템의 측면 개략도.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따라 버블에 의해 완전히 둘러싸인 트랜스듀서와 사운드 튜브를 가지는 구동 버블 시스템의 측면 개략도.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따라 버블의 외부에 있는 트랜스듀서를 가지는 구동 버블 시스템의 측면 개략도.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따라 버블의 외부에 트랜스듀서와 완전히 둘러싸인 사운드 튜브를 가지는 구동 버블 시스템의 측면 개략도.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따라 도 26의 실시예와 유사한 버블에 의해 완전히 둘러싸인 트랜스듀서와 사운드 튜브를 가지는 구동 버블 시스템의 측면 개략도.
도 30은 본 발명의 일 실시예에 따라 단일 트랜스듀서에 부착된 2개의 평평판 다이아폰 밸브를 도시하는 측면 개략도.
도 31은 본 발명의 일 실시예에 따라 평평한 다이아폰 밸브와 2개의 트랜스듀서의 적층을 도시하는 측면 개략도.
도 32는 본 발명의 일 실시예에 따라 트랜스듀서와 교번하는 복수의 다이아폰 밸브를 도시하는 측면 개략도.
도 33은 고도(altitude)의 범위를 따라 압력과 볼륨의 변화를 도시하는 그래프.
도 34는 귀 도관(ear canal) 내에 삽입되는 본 발명의 일 실시예를 도시하는 도면.
도 35는 도 34와 유사한 도면.
도 36은 수신기와 버블 사이에 연결 튜브의 사용을 도시하는 본 발명의 일 실시예의 개략도.
도 37은 수신기 조립체의 분리를 도시하는 도 36에 도시된 실시예의 개략도.
도 38은 본 발명에 따라 팽창가능한 부재의 도넛 형상의 실시예의 2개의 사진.
도 39는 사운드 튜브를 가지는 도 38의 도넛 형상의 실시예의 연결 공정을 도시하는 일련의 사진.
도 40은 압력 튜브의 연결 공정을 도시하는 일련의 사진.
도 41은 팽창가능한 도넛 형상의 버블 내에 완전히 또는 부분적으로 포함된 음향 드라이버를 가지는 도넛 구성의 다른 실시예를 도시하는 개략도.
도 42는 귀 도관 안으로 도넛 형상의 버블의 실시예를 삽입한 것을 도시하는 도면.
도 43은 2개의 팽창 압력에서 팽창가능한 멤브레인을 도시하는 본 발명의 일 실시예의 도면.
도 44는 본 발명의 일 실시예에 따라 외주 주위 라인을 따라 배열된 포트의 패턴을 가지며 버블 내에 둘러싸인 사운드 튜브와 트랜스듀서를 도시하는 도면.
도 45는 본 발명의 일 실시예에 따라 사운드 튜브의 일부 주위에 폴리머 슬리브를 포함하는 도 44에 도시된 것과 유사한 디바이스를 도시하는 도면.
도 46은 진입 튜브를 포함하는 도 45에 도시된 것과 유사한 실시예를 도시하는 도면.
도 47은 에어 링 매니폴드를 포함하는 도 46에 도시된 것과 유사한 실시예를 도시하는 도면.
도 48은 도 47에 도시된 것과 유사한 실시예를 도시하는 도면.
도 49는 도 48에 도시된 것과 유사한 실시예를 도시하는 도면.
도 50은 버블 내에 사운드 튜브만이 둘러싸인 도 46에 도시된 것과 유사한 실시예를 도시하는 도면.
도 51은 버블 내에 부분적으로 둘러싸인 트랜스듀서를 가지는 도 50에 도시된 것과 유사한 실시예를 도시하는 도면.
도 52는 도 50에 도시된 것과 유사한 실시예를 도시하는 도면.
도 53은 도 49에 도시된 것과 유사한 실시예를 도시하는 도면.
도 54는 도 50에 도시된 것과 유사한 실시예를 도시하는 도면.
도 55는 복수의 에어 갭 그루브를 가지는 도 54에 도시된 것과 유사한 실시예를 도시하는 도면.
도 56은 사운드 튜브의 베이스에 에어 링 매니폴드를 가지는 도 55에 도시된 것과 유사한 실시예를 도시하는 도면.
도 57은 스파이럴 그루브를 가지는 도 55에 도시된 것과 유사한 실시예를 도시하는 도면.
도 58은 교차하는 스파이럴 그루브를 가지는 도 57에 도시된 것과 유사한 실시예를 도시하는 도면.
도 59는 본 발명에 따라 짧은 사운드 튜브를 가지는 실시예를 도시하는 도면.
도 60은 압력 생성에 효율적인 파형을 도시하는 그래프.
도 61은 도시된 동반 파형의 결과 발란싱된 합성 제트를 가지는 가동 다이아프램을 그래픽으로 도시하는 도면.
도 62는 도시된 동반 파형의 결과 언발란싱된 합성 제트를 가지는 가동 다이아프램을 그래픽으로 도시하는 도면.
도 63은 원추형 오리피스와 상승된 퍼널을 각각 도시하는 저면 및 측면 개략도.
도 64는 본 발명의 일 실시예에 따라 원추형 가동 다이아프램을 도시하는 측면 개략도.
도 65는 본 발명의 일 실시예의 개략도.
도 66은 체크 밸브를 포함하는 도 65의 것과 유사한 실시예의 개략도.
도 67은 본 발명의 일 실시예에 따라 듀얼 트랜스듀서 디바이스의 개략도.
도 68은 본 발명의 일 실시예에 따라 동축 다이아폰 밸브를 가지는 디바이스의 개략도.
도 69는 본 발명의 일 실시예에 따라 동축 다이아폰 밸브를 가지는 디바이스의 다른 개략도.
도 70은 본 발명의 일 실시예를 위한 자동 삽입 메커니즘의 개략도.
도 71은 도 70에 도시된 자동 삽입 메커니즘의 일부 개략도.
도 72는 본 발명에 따라 2개의 트랜스듀서 디바이스의 일실시예의 개략도.
도 73은 트랜스듀서들 중 하나의 극성이 다른 것에 대해 스위칭될 수 있게 와이어 연결된 소니온 44A0300 듀얼 트랜스듀서의 사진.
도 74본 발명의 일 실시예에 따라 180도 위상이 다른 2개의 트랜스듀서에 대응하는 유저(user)의 귀 드럼에서 신호를 근접하는 지브스로키 커플러(Zwislocki Coupler)에서 측정된 사운드 압력 레벨(SPL)의 차이를 도시하는 그래프.
도 75는 본 발명의 일 실시예에 따라 사운드 튜브를 위한 분리가능한 커플링을 가지는 디바이스의 개략도.
도 76은 도 75의 것과 유사한 개략도.
도 77은 짧은 사운드 튜브를 가지는 도 75의 것과 유사한 개략도.
도 78은 도 75 내지 도 77에 도시된 커플링의 가능한 실시예의 도면.
도 79 내지 도 83은 도 75 내지 도 77에 도시된 커플링의 추가적인 가능한 실시예의 도면.
도 84는 본 발명의 일 실시예에 따라 이중 벽을 가지는 팽창 가능한 부재의 측면 및 횡단면 개략도.
도 85는 본 발명의 일 실시예에 따라 멀티 튜브 팽창가능한 부재의 측면 및 횡단면 개략도.
도 86은 본 발명의 일 실시예에 따라 멀티 튜브 팽창가능한 부재의 다른 측면 및 횡단면 개략도.
도 87은 본 발명의 일 실시예에 따라 도관 내 수신기(RIC : receiver-in-canal) 조립체에 연결하기 위한 버블 조립체를 도시하는 개략도.
도 88은 본 발명의 일 실시예에 따라 도관 내 수신기(RIC) 조립체에 버블 조립체를 연결하기 위한 커넥터를 위한 버블 조립체를 도시하는 개략도.
도 89는 도 87 및 도 88의 조립체에 연결하는 도관 내 수신기(RIC) 디바이스의 개략도.
도 90은 도 87 내지 도 89의 조립체에 연결하는 도관 내 수신기(RIC) 디바이스의 개략도.
도 91은 본 발명의 일 실시예에 따라 발란싱된 아마추어 트랜스듀서의 횡단면 개략도.
도 92는 압력 등화 포트를 구비하는 도 91에 도시된 것과 유사한 실시예를 도시하는 도면.
도 93은 다이아프램에 포트를 포함하는 도 92에 도시된 것과 유사한 실시예를 도시하는 도면.
도 94는 비대칭 파형을 도시하는 그래프.
도 95는 도 94에 도시된 것과 유사하나 역전된 비대칭 파형을 도시하는 그래프.
도 96은 플랩 밸브를 포함하는 도 93에 도시된 것과 유사한 디바이스의 횡단면 개략도.
도 97은 본 발명의 일 실시예에 따라 트랜스듀서 백 볼륨에 동축 다이아폰 밸브를 포함하는 디바이스의 횡단면 개략도.
도 98은 도 97에 도시된 것과 유사한 디바이스를 도시하는 도면.
도 99는 팽창 충진 튜브를 포함하는 도 98에 도시된 것과 유사한 디바이스를 도시하는 도면.
도 100은 본 발명의 일 실시예에 따라 트랜스듀서 백 볼륨에 공간 충진 물질을 포함하는 디바이스의 횡단면 개략도.
도 101은 본 발명의 일 실시예에 따라 백 볼륨 파티션의 사용을 도시하는 횡단면 개략도.
도 102는 본 발명의 일 실시예에 따라 2개의 부분의 사운드 튜브를 가지는 디바이스의 측면 및 횡단면 개략도.
도 103은 폴리머 슬리브를 포함하는 도 102에 도시된 것과 유사한 디바이스를 도시하는 도면.
도 104는 공기 진입 튜브를 포함하는 도 103에 도시된 것과 유사한 디바이스를 도시하는 도면.
도 105는 버블 내에 사운드 튜브 만이 둘러싸인 도 104에 도시된 것과 유사한 디바이스를 도시하는 도면.
도 106은 트랜스듀서에 연결하는 사운드 튜브를 포함하는 도 105에 도시된 것과 유사한 디바이스를 도시하는 도면.
도 107은 본 발명의 일 실시예에 따라 다이아폰 밸브의 8개의 층을 도시하는 개략도.
도 108은 도 107에 도시된 조립된 층의 측면 횡단면 개략도.
도 109는 밸브 층을 통과하는 공기 및 사운드를 도시하는 도 107의 개략도.
도 110은 단일 시트의 500 기판의 어레이를 도시하는 도면.
도 111은 도 110에 도시된 시트 어레이 형태로 배열된 도 107의 다이아폰 밸브의 8개의 층을 도시하는 도면.
도 112는 서로 결합된 도 111의 정렬된 시트를 도시하는 도면.
도 113은 결합된 시트를 개별 다이아폰 밸브로 절단한 것을 도시하는 도면.
도 114는 본 발명의 일 실시예에 따라 8개 층으로 적층된 밸브 배열을 도시하는 도면.
도 115는 본 발명의 일 실시예에 따라 8개 층으로 적층된 밸브 배열을 도시하는 도면.
도 116은 본 발명의 일 실시예에 따라 9개의 층으로 적층된 밸브 배열을 도시하는 도면.
도 117은 도 114에서 매립된 밸브에서 음향 압력 흐름을 도시하는 도면.
도 118은 도 114에서 매립된 밸브에서 공기 흐름을 도시하는 도면.
도 119는 도 115에서 매립된 밸브에서 음향 압력 흐름을 도시하는 도면.
도 120은 도 115에서 매립된 밸브에서 공기 흐름을 도시하는 도면.
도 121은 사운드 튜브와 전방 볼륨에서 포지티브 압력을 생성하는 전방 볼륨으로 공기를 펌핑하게 역으로 동작하는 다이아폰 밸브를 가지는 발란싱된 아마추어 트랜스듀서를 도시하는 도면.
도 122는 발란싱된 아마추어 트랜스듀서의 백 볼륨으로 공기를 펌핑하게 역으로 동작하는 다이아폰 밸브를 도시하는 도면.
도 123은 본 발명의 일 실시예에 따라 음향 펌핑 에너지를 사용하여 진입 튜브로부터 다이아폰 밸브를 거쳐 출구 튜브(38)를 거쳐 사운드 튜브 안으로 공기를 이동시켜 포지티브 압력을 생성하여 귀지 증기의 침투를 방지하는 발란싱된 아마추어 트랜스듀서의 백 볼륨에 부착된 다이아폰 밸브를 도시하는 도면.
도 124는 사운드 튜브에 연결된 출구를 가지는 백 볼륨에 있는 다른 다이아폰 밸브와 전방 볼륨에 있는 역전된 다이아폰 밸브를 가지는 트랜스듀서를 도시하는 도면.
도 125는 다이아폰 밸브의 동작에 의해 가압된 사운드 튜브가 다공성 물질의 폐쇄된 폴리머 버블 안으로 진입하는 실시예를 도시하는 도면. 1A and 1B illustrate the principle of operation of a synthetic jet.
2A and 2B illustrate a pump design based on known synthetic jets.
3 is a schematic representation of a pressure generating element of one embodiment of an in-ear device of the present invention.
4 is a line graph showing the pump pressure generated by the Sonyon 44A0300 transducer along the frequency range.
FIG. 5 is a line graph showing the efficiency of a Sonyon 44A0300 transducer along the same frequency range as that of FIG. 4.
FIG. 6 is a line graph illustrating the efficiency of a Sonyon 44A0300 transducer along the same frequency range as that of FIG. 4.
7 shows the generation of operating parameters of a Duracell
8 is a photograph of a prototype of one embodiment of the present invention.
9 is a schematic diagram of a pump operated with the sound of a single substrate according to an embodiment of the present invention.
10 is a schematic diagram of a pump operated with the sound of a single substrate in accordance with one embodiment of the present invention.
11 is a schematic illustration of a sound operated pump of a dual substrate in accordance with an embodiment of the present invention.
12 is a schematic diagram of a pump operated by the sound of a dual substrate according to an embodiment of the present invention.
13 is a schematic representation of a pump operated with the sound of a dual substrate in accordance with an embodiment of the present invention.
14 is a schematic representation of a pump operated by sound of a dual substrate in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 15 is an unscaled view of an air flow manifold in an expansion mode in accordance with one embodiment of the present invention. FIG.
16 is an unscaled view of an air flow manifold in a retracted mode in accordance with one embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a photograph of the disassembled diaphonic valve as well as a labeled schematic diagram of the component parts (a portion of the US dime is also shown for scaling).
FIG. 18 is a side schematic view of the assembled element component of the diaphragm valve shown in FIG. 17; FIG.
19 is a schematic diagram of an exploded six-layer diaphragm valve in accordance with an embodiment of the present invention.
20 is a side schematic view of the assembled element component of the diaphragm valve shown in FIG. 19;
FIG. 21 is a side schematic view of the assembled element component of a diaphragm valve similar to the embodiment shown in FIG. 20; FIG.
FIG. 22 is a side schematic view of the assembled element component of a diaphragm valve similar to the embodiment shown in FIG. 20; FIG.
23 is a side schematic view of a drive bubble system having a transducer partially surrounded by bubbles in accordance with one embodiment of the present invention.
24 is a side schematic view of a drive bubble system having a transducer that is partially enclosed by bubbles and a sound tube fully enclosed in accordance with one embodiment of the present invention.
25 is a side schematic view of a drive bubble system having a transducer completely surrounded by bubbles in accordance with one embodiment of the present invention.
Figure 26 is a side schematic view of a drive bubble system having a transducer and a sound tube completely surrounded by bubbles in accordance with one embodiment of the present invention.
Figure 27 is a side schematic view of a drive bubble system having a transducer external to the bubble in accordance with one embodiment of the present invention.
28 is a side schematic view of a drive bubble system having a sound tube completely surrounded by a transducer on the outside of the bubble in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 29 is a side schematic view of a drive bubble system having a transducer and sound tube completely surrounded by bubbles similar to the embodiment of FIG. 26 in accordance with an embodiment of the present invention. FIG.
30 is a side schematic view showing two flat plate diaphragm valves attached to a single transducer in accordance with one embodiment of the present invention.
FIG. 31 is a side schematic view showing a stack of flat diaphragm valves and two transducers in accordance with an embodiment of the present invention. FIG.
32 is a schematic side view illustrating a plurality of diaphragm valves alternating with a transducer in accordance with an embodiment of the present invention.
33 is a graph showing changes in pressure and volume along a range of altitudes.
FIG. 34 illustrates one embodiment of the present invention inserted into an ear canal. FIG.
35 is a view similar to FIG. 34;
36 is a schematic diagram of one embodiment of the present invention showing the use of a connection tube between a receiver and a bubble;
FIG. 37 is a schematic representation of the embodiment shown in FIG. 36 showing separation of the receiver assembly. FIG.
38 is two photographs of a donut shaped embodiment of an inflatable member in accordance with the present invention.
FIG. 39 is a series of photographs illustrating a connection process of the donut shaped embodiment of FIG. 38 with a sound tube. FIG.
40 is a series of photographs illustrating a process of connecting a pressure tube.
FIG. 41 is a schematic diagram illustrating another embodiment of a donut configuration with an acoustic driver fully or partially contained within an inflatable donut shaped bubble.
FIG. 42 illustrates insertion of an embodiment of a donut shaped bubble into an ear conduit. FIG.
Figure 43 is a diagram of one embodiment of the present invention showing an expandable membrane at two inflation pressures.
FIG. 44 illustrates a sound tube and transducer enclosed in a bubble with a pattern of ports arranged along a line around the periphery, in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 45 illustrates a device similar to that shown in FIG. 44 including a polymer sleeve around a portion of the sound tube in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 46 illustrates an embodiment similar to that shown in FIG. 45 including an entry tube.
FIG. 47 illustrates an embodiment similar to that shown in FIG. 46 including an air ring manifold.
FIG. 48 shows an embodiment similar to that shown in FIG. 47.
FIG. 49 shows an embodiment similar to that shown in FIG. 48; FIG.
FIG. 50 illustrates an embodiment similar to that shown in FIG. 46 with only the sound tube enclosed in a bubble;
FIG. 51 illustrates an embodiment similar to that shown in FIG. 50 with a transducer partially surrounded in a bubble.
FIG. 52 illustrates an embodiment similar to that shown in FIG. 50;
FIG. 53 shows an embodiment similar to that shown in FIG. 49; FIG.
FIG. 54 shows an embodiment similar to that shown in FIG. 50;
FIG. 55 illustrates an embodiment similar to that shown in FIG. 54 with a plurality of air gap grooves. FIG.
FIG. 56 illustrates an embodiment similar to that shown in FIG. 55 with an air ring manifold at the base of the sound tube.
FIG. 57 shows an embodiment similar to that shown in FIG. 55 with spiral grooves. FIG.
FIG. 58 illustrates an embodiment similar to that shown in FIG. 57 with intersecting spiral grooves.
FIG. 59 illustrates an embodiment having a short sound tube in accordance with the present invention. FIG.
60 is a graph showing waveforms efficient for pressure generation.
FIG. 61 is a graphical depiction of a movable diaphragm having a composite jet balanced as a result of the accompanying waveform shown; FIG.
FIG. 62 graphically illustrates a movable diaphragm having an unbalanced composite jet resulting from the accompanying waveform shown. FIG.
FIG. 63 is a bottom and side schematic view illustrating the conical orifice and the raised funnel respectively; FIG.
64 is a side schematic view showing a conical movable diaphragm in accordance with an embodiment of the present invention.
65 is a schematic diagram of one embodiment of the present invention.
FIG. 66 is a schematic representation of an embodiment similar to that of FIG. 65 including a check valve.
67 is a schematic diagram of a dual transducer device in accordance with an embodiment of the present invention.
68 is a schematic representation of a device having a coaxial diaphragm valve in accordance with an embodiment of the present invention.
69 is another schematic diagram of a device having a coaxial diaphragm valve in accordance with an embodiment of the present invention.
70 is a schematic diagram of an automatic insertion mechanism for one embodiment of the present invention.
FIG. 71 is a partial schematic view of the automatic insertion mechanism shown in FIG. 70. FIG.
72 is a schematic representation of one embodiment of two transducer devices in accordance with the present invention.
73 is a photograph of a Sonyon 44A0300 dual transducer wired so that the polarity of one of the transducers can be switched to the other.
74 is a sound pressure level (SPL) measured by a Zwislocki Coupler approaching a signal from an ear drum of a user corresponding to two transducers having 180 degrees out of phase according to one embodiment of the present invention. A graph showing the difference of).
75 is a schematic diagram of a device having a detachable coupling for a sound tube in accordance with an embodiment of the present invention.
76 is a schematic view similar to that of FIG. 75;
77 is a schematic similar to that of FIG. 75 with a short sound tube;
78 is an illustration of a possible embodiment of the coupling shown in FIGS. 75-77.
79-83 illustrate an additional possible embodiment of the coupling shown in FIGS. 75-77.
84 is a side and cross-sectional schematic view of an inflatable member having a double wall in accordance with an embodiment of the present invention.
85 is a side and cross-sectional schematic view of a multi-tube expandable member in accordance with an embodiment of the present invention.
86 is another side and cross-sectional schematic view of a multi-tube expandable member in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 87 is a schematic diagram illustrating a bubble assembly for connecting to a receiver-in-canal (RIC) assembly in accordance with an embodiment of the present invention. FIG.
88 is a schematic diagram illustrating a bubble assembly for a connector for connecting the bubble assembly to an in-conduit receiver (RIC) assembly in accordance with one embodiment of the present invention.
FIG. 89 is a schematic of an in-conduit receiver (RIC) device connecting to the assemblies of FIGS. 87 and 88.
90 is a schematic of an in-conduit receiver (RIC) device connecting to the assembly of FIGS. 87-89.
91 is a cross sectional schematic view of a balanced armature transducer in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 92 illustrates an embodiment similar to that shown in FIG. 91 with a pressure equalization port.
FIG. 93 illustrates an embodiment similar to that shown in FIG. 92 including a port in the diaphragm.
94 is a graph showing an asymmetric waveform.
FIG. 95 is a graph showing an inverted asymmetric waveform similar to that shown in FIG. 94.
FIG. 96 is a cross sectional schematic view of a device similar to that shown in FIG. 93 including a flap valve;
97 is a cross sectional schematic view of a device including a coaxial diaphragm valve in a transducer bag volume in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 98 shows a device similar to that shown in FIG. 97;
FIG. 99 illustrates a device similar to that shown in FIG. 98 including an expansion fill tube.
100 is a cross-sectional schematic view of a device including a space filled material in a transducer bag volume in accordance with one embodiment of the present invention.
FIG. 101 is a cross sectional schematic diagram illustrating use of a back volume partition in accordance with an embodiment of the present invention. FIG.
102 is a side and cross-sectional schematic view of a device having a two part sound tube in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 103 illustrates a device similar to that shown in FIG. 102 including a polymer sleeve.
FIG. 104 illustrates a device similar to that shown in FIG. 103 including an air inlet tube.
FIG. 105 illustrates a device similar to that shown in FIG. 104 with only a sound tube surrounded in a bubble;
FIG. 106 illustrates a device similar to that shown in FIG. 105 including a sound tube connecting to a transducer.
107 is a schematic diagram illustrating eight layers of a diaphragm valve in accordance with an embodiment of the present invention.
108 is a side cross-sectional schematic view of the assembled layer shown in FIG. 107;
FIG. 109 is a schematic diagram of FIG. 107 showing air and sound passing through the valve layer.
110 illustrates an array of 500 substrates of a single sheet.
FIG. 111 shows eight layers of the diaphragm valve of FIG. 107 arranged in the form of a sheet array shown in FIG. 110;
FIG. 112 shows the aligned sheets of FIG. 111 combined with each other.
FIG. 113 illustrates cutting of the combined seats into individual diaphragm valves. FIG.
FIG. 114 illustrates a valve arrangement stacked in eight layers in accordance with one embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 115 illustrates a valve arrangement stacked in eight layers in accordance with one embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 116 illustrates a valve arrangement stacked in nine layers in accordance with one embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 117 illustrates acoustic pressure flow in the valve embedded in FIG. 114;
FIG. 118 illustrates air flow in the buried valve in FIG. 114.
FIG. 119 illustrates acoustic pressure flow in the valve embedded in FIG. 115. FIG.
FIG. 120 illustrates air flow in the buried valve in FIG. 115.
FIG. 121 shows a balanced armature transducer having a sound tube and a diaphragm valve that operates reversely to pump air into the front volume creating positive pressure in the front volume.
FIG. 122 illustrates a diaphragm valve operating in reverse to pump air into the back volume of a balanced armature transducer. FIG.
FIG. 123 illustrates the use of acoustic pumping energy to move air from the entry tube through the diaphragm valve, through the
FIG. 124 shows a transducer having another diaphragm valve in the back volume with an outlet connected to a sound tube and an inverted diaphragm valve in the front volume.
FIG. 125 illustrates an embodiment in which a pressurized sound tube enters a closed polymer bubble of porous material by operation of a diaphragm valve.
본 발명이 많은 상이한 형태의 실시예로 허용가능하지만, 도면에 도시되고, 본 발명의 다양한 구성의 실시예를 포함하는 본 발명의 바람직한 실시예가 구체적으로 설명될 것이고, 본 개시가 본 발명의 원리의 예시로서 간주되고, 본 발명의 넓은 양상을 예시된 실시예에 한정하도록 의도되지 않는다는 것이 이해된다.While the invention is acceptable in many different forms of embodiment, preferred embodiments of the invention will be described in detail, which are shown in the drawings and which include embodiments of various configurations of the invention, and the disclosure is directed to the principles of the invention. It is to be considered as illustrative and not to be construed as limiting the broad aspects of the invention to the illustrated embodiments.
도 3 내지 도 125를 참조하면, 사운드와 같은 음향 진동을 정적 압력으로 변환하기 위한 다수의 실시예가 도시된다. 이것은, 전원으로서, 공기 또는 다른 유체를 전달하고 음향 진동을 이용하여 공기 또는 다른 유체를 가압하는 본 발명의 펌프에 의해 달성될 수 있다. 가압된 유체는 일반적으로 참조 번호(10)로 표시된 인-이어(in-ear) 디바이스, 및 인-이어 디바이스의 다양한 구성요소를 통해 기포를 팽창시키는데 사용될 수 있다. 디바이스(10)는 대부분의 임의의 크기 및 전력 치수를 갖는 외부 오디오 소스, 예를 들어 보청기, MP3 플레이어 등과 조합하여 사용하도록 설계된다. "디바이스"라는 용어는 본 발명의 모든 실시예를 언급하기 위해 다음의 설명 전체에 사용되며, 유사한 구성요소에 대한 참조 번호도 또한 모든 실시예에 걸쳐 일치한다. 그러한 구성요소가 주의된 곳을 제외하고, 상이한 실시예들 사이에서 상호 교환가능하다는 것이 명백히 의도된다.3 to 125, a number of embodiments are shown for converting acoustic vibrations, such as sound, into static pressure. This can be accomplished by the pump of the present invention, which delivers air or other fluid as a power source and pressurizes the air or other fluid using acoustic vibrations. Pressurized fluid may be used to inflate bubbles through the in-ear device, generally indicated at 10, and various components of the in-ear device. The
본 발명은 일반적으로 트랜스듀서, 다이아포닉 밸브(diaphonic valve), 팽창가능 부재, 및 사운드 튜브를 포함하는 4개의 구성요소로 구성된다. 트랜스듀서(20)는 다이아포닉 밸브를 이용하여 몇몇 경우에 가역적인 유체 흐름을 생성시키기 위해 AC 또는 DC의 전기 소스에 의해 전력을 공급받는다. 유체는 사용자의 귀 도관(ear canal) 내에 맞는 팽창가능 부재(30)(소위 기포)를 팽창시키는데 사용된다. 사운드 튜브(40)는 사운드, 유체, 또는 이둘 모두를 귀 도관, 팽창가능 부재(30), 또는 이둘 모두로 전하는데(channel) 사용된다.The present invention generally consists of four components including a transducer, a diaphonic valve, an inflatable member, and a sound tube.
다음의 상세한 설명은 예시 목적을 위해 예시되고 설명된 특정한 조합을 통해, 다양한 변형에서의 이들 일반적인 구성요소 각각과, 추가 및 대안적인 구성요소를 커버하도록 구성된다. 그러나, 다양한 구성요소의 다수의 실시예로 인해, 본 명세서에 특히 논의되지 않지만, 본 개시 내에서 명백하고 첨부된 청구항에 의해 수용되도록 고려되어야 하는 그러한 구성요소의 조합이 있다.The following detailed description is configured to cover each of these general components in various variations, as well as additional and alternative components, through specific combinations illustrated and described for illustrative purposes. However, due to the numerous embodiments of the various components, there are combinations of such components that are not specifically discussed herein, but which should be considered within the present disclosure to be embraced by the appended claims.
본 명세서에서 더 구체적으로 설명되는 도 3은 본 디바이스(10)의 기본 실시예에 대한 하나의 특정한 레이아웃을 도시한다.3, which is described in more detail herein, shows one specific layout for the basic embodiment of the
일반적으로, 코드(50)를 통해 공급된 전기 신호에 응답하여 사운드를 생성하는 트랜스듀서(20)는 팽창가능 부재(30){예를 들어, 기포(31)} 밖에 있거나 그 안에 수용될 수 있다. 기포(31) 내에서, 코드(26)가 기포(31)의 일단부를 통과하고 트랜스듀서 사운드 출력이 사운드 튜브(40)를 통해 기포(31)의 타단부를 통해 밖으로 향하게 되면, 사용시, 디바이스(10)는 코드(26)를 통해 사용자의 귀에 삽입되며, 상기 코드(26)는 귀로부터 나오고, 디바이스를 보청기, 셀 폰, 블루투스(등록상표) 디바이스, 디지털 뮤직 플레이어, 또는 다른 통신 디바이스와 같은 오디오 신호 생성 디바이스(60)에 연결한다. 트랜스듀서(20)로부터 폴리머 기포(31)의 외부로의 폴리어 기포(31)에 의해 중단되지 않은 직접 경로를 제공하는, 사운드 튜브(40)의 개구부는 공통적으로 고막(ear drum)으로 지칭된 사용자의 고막의 막쪽으로 사용자의 귀 도관 아래로 향하게 된다.In general, the
전력 요건Power requirements
본 다바이스의 작용 실시예에 기초한 실험적인 연구는 트랜스듀서 주파수에 대한 기포 팽창 압력의 평가와, 트랜스듀서 주파수에 대한 기포 팽창의 전력 효율을 허용하였다. 예를 들어, 이들 측정은 덴마크 소재의 Sonion에 의해 제조되고 판매된 이중 트랜스듀서(44A0300)의 하나의 절반부의 후방 부피에 설치된 다이아포닉 밸브에 의해 생성된 압력으로 펌핑된 디바이스 상에서 수행되었다. 도 4는 주파수 함수로서 디바이스 펌프에 의해 전개된 압력의 그래프이며, 디바이스의 이러한 특정한 예에 대해, 가장 높은 압력이 약 4000Hz에서 생성될 수 있다는 것을 도시한다.Experimental studies based on the working example of this device allowed for the evaluation of bubble expansion pressure against the transducer frequency and the power efficiency of bubble expansion over the transducer frequency. For example, these measurements were performed on a device pumped to a pressure generated by a diaphonic valve installed in the rear volume of one half of a dual transducer 44AO300 manufactured and sold by Sonion, Denmark. 4 is a graph of the pressure developed by the device pump as a function of frequency, showing that for this particular example of the device, the highest pressure can be generated at about 4000 Hz.
그러나, 또한 도 4에 도시된 바와 같이 피크 압력 생성의 조건은 디바이스 동작에 대한 최적의 주파수일 필요는 없는데, 이는 트랜스듀서가 일반적으로 상이한 주파수에서 동작될 때 상이한 양의 전력을 흐르게 하기 때문이다.However, as also shown in FIG. 4, the conditions of peak pressure generation need not be optimal frequencies for device operation because the transducers generally flow different amounts of power when operated at different frequencies.
도 5는 주파수 함수로서 이러한 특정한 디바이스를 구동하는데 필요한 전력을 도시한다.5 shows the power required to drive this particular device as a function of frequency.
디바이스가 약 4000Hz(도 4)에서 가장 높은 압력을 생성할 수 있지만, 도 5는, 이러한 주파수가 전력 요건에서 국부적인 최대치에 대응한다는 것을 도시한다. 펌핑이 보청기 또는 MP3 플레이어와 같은 배터리 구동 응용에서 제한된 전력의 최적화된 사용을 이용가능하게 하도록 에너지를 가장 효율적이게 하는 주파수에서 디바이스를 동작시키는 것이 바람직하다. 이러한 주파수는 필요한 전력(도 5)에 대한 생성된 압력(도 4)의 비율의 최대치에서 발견된다. 주파수에 대한 이러한 비율의 플롯은 도 6에 도시된다.Although the device may generate the highest pressure at about 4000 Hz (FIG. 4), FIG. 5 shows that this frequency corresponds to a local maximum in power requirements. It is desirable to operate the device at a frequency that makes energy most efficient so that pumping enables optimized use of limited power in battery powered applications such as hearing aids or MP3 players. This frequency is found at the maximum of the ratio of the generated pressure (FIG. 4) to the required power (FIG. 5). A plot of this ratio with respect to frequency is shown in FIG.
도 6은, 디바이스의 이러한 특정한 실시예를 약 3000Hz에서 동작시키는 것이 가장 큰 에너지 효율, 즉 소비된 전력의 mW당 생성된 압력의 파스칼을 제공하는 것을 도시한다. 이러한 결론은, 대부분의 에너지 효율 주파수에서, 디바이스가 의도된 응용을 충족하는데 충분히 높은 압력을 실제로 생성시킬 수 있는 경우에만 유용하다. 응용이 사용자의 귀에서 기포를 밀봉할 때, 1 kPa의 압력이 매우 적당하다. 따라서, 3000Hz는 디바이스의 인용된 실시예를 위한 양호한 동작 주파수인 것으로 발견된다.FIG. 6 shows that operating this particular embodiment of the device at about 3000 Hz provides the greatest energy efficiency, ie, the Pascal of the pressure generated per mW of power consumed. This conclusion is only useful if at most energy efficient frequencies the device can actually create a pressure high enough to meet the intended application. When the application seals bubbles in the user's ear, a pressure of 1 kPa is very suitable. Thus, 3000 Hz is found to be a good operating frequency for the cited embodiment of the device.
비교에 의해, 도 6은, 높은 에너지 효율이 또한 측정된 가장 높은 주파수, 즉 8000Hz에서 달성되는 것을 도시한다. 데이터의 트렌드는 또한 심지어 더 높은 주파수가 됨으로써 펌핑 효율을 계속 증가시키는 것이 가능할 수 있거나, 적어도 유사한 높은 효율이 더 높은 주파수에서 유지될 수 있다는 것을 제안한다. 이러한 관찰은 매우 높은 주파수, 즉 청취가능한 범위를 벗어나는 주파수에서 동작함으로써 사용자의 귀에서 벌룬(balloon)을 팽창시키는 디바이스의 매력적인 가능성을 증가시킨다. 그러나, 도 4는, 이것이 적어도 평가된 특정 실시예에 대해 실용적이지 않을 수 있다는 것을 보여준다. 디바이스에 의해 생성된 압력은 고주파수에서 강하되고, 그 트렌드는, 청취가능한 범위보다 높은 주파수에서, 디바이스가 응용에 대해 불충분한 압력을 생성할 수 있다는 것을 보여준다. 따라서, 이러한 특정 디바이스는 성능과 효율의 조합을 제공하기 위해 3000Hz에서 동작되어야 한다.By comparison, FIG. 6 shows that high energy efficiency is also achieved at the highest frequency measured, ie 8000 Hz. The trend of data also suggests that it may be possible to continue to increase pumping efficiency by going even higher frequencies, or at least similar high efficiencies may be maintained at higher frequencies. This observation increases the attractive potential of the device to inflate balloons in the user's ears by operating at very high frequencies, ie frequencies outside the audible range. However, FIG. 4 shows that this may not be practical at least for the particular embodiment evaluated. The pressure generated by the device drops at high frequencies, and the trend shows that at frequencies above the audible range, the device may generate insufficient pressure for the application. Thus, this particular device must be operated at 3000 Hz to provide a combination of performance and efficiency.
마지막으로, 도 4 및 도 6은, 작용가능한 압력 및 적당한 전력 효율이 Sonion 트랜스듀서를 통해 100Hz 미만에서 최대 8000Hz의 매우 넓은 범위의 주파수에 걸쳐 달성되는 것을 도시한다. 다른 트랜스듀서는 더 넓은 유용한 범위를 가질 수 있다. 데이터는, 보청기에 의해 수집된 환경적인 사운드, 대화, 음악 등을 포함하는 넓은 범위의 사운드를 이용하여 효율적인 디바이스 펌핑을 발생시킬 수 있다는 것을 제안한다. 원형의 보청기 디바이스에 대한 테스트는, 정상적인 대화 또는 정상 레벨에서 플레이되는 리코딩된 음악이 기포를 팽창시키고 효율적인 귀 도관을 생성하는데 충분한 압력을 생성한다는 것을 보여주었다.Finally, FIGS. 4 and 6 show that the operable pressure and moderate power efficiency are achieved over a very wide range of frequencies from less than 100 Hz up to 8000 Hz via Sonion transducers. Other transducers may have a wider useful range. The data suggest that a wide range of sounds, including environmental sounds, dialogues, music, etc., collected by hearing aids can be used to generate efficient device pumping. Tests on circular hearing aid devices have shown that recorded music played at normal conversation or normal levels creates sufficient pressure to inflate bubbles and create an efficient ear canal.
배터리 수명 고려사항Battery Life Considerations
디바이스 자체(아래에 설명됨)에 의해 생성된 사운드를 이용하여 귀에서 기포를 팽창시키는 본 디바이스(10)에 대해, 기포를 팽창시키고 기포를 팽창된 상태로 유지하는데 필요한 전력이 디바이스 성능에 악영향을 주지 않도록 이용가능한 충분히 작은 백분율의 배터리 전력이라는 것이 중요하다. 일반적으로, 청취에 도움을 주는 응용을 위해, 기포 팽창 및 기포 압력은 이용가능한 배터리 에너지의 약 5%를 초과하여 소비되지 않아야 한다.For the
예 : BTE(Behind the Ear) 상의 귀 디바이스에 전력을 공급하는 아연 공기 배터리, RIC(Receiver In Canal) 보청기.Example: Zinc air battery, Receiver In Canal (RIC) hearing aids that power ear devices on the behind the ear.
도 7에 도시된 데이터 시트는 소형 BTE 스타일의 RIC 유형의 제품(5.7mm 직경 x 3.5mm 두께)에 사용된 일반적인 크기의 보청기 배터리{듀라셀에 의해 제조된 DURACELL(등록상표) 넘버 10 아연 공기 배터리}에 대한 것이다.The data sheet shown in FIG. 7 shows a typical sized hearing aid battery used in a small BTE style RIC type product (5.7 mm diameter x 3.5 mm thickness) {DURACELL® No. 10 zinc air battery manufactured by Duracell} It is about.
도 7에 도시된 "일반적인 방전 곡선"은 12시간의 기간 동안 인가된 3000오옴의 부하 임피던스를 고려하며, 그 사이에 12시간의 휴지 기간이 있다. 이것은 보청기 사용자가 하루당 12시간 동안 디바이스를 사용하는 것을 제안한다. 그래프는 약 180시간 동안 유지된 약 1.3볼트의 배터리 전압을 보여준다. 단부점의 전압은 200시간을 약간 초과한 후에 0.9볼트인 것으로 나타난다. 이것은, 180시간 동안 소실된 전력이 0.00056 W, 즉 0.56 mW와 같은 1.3 x 1.3/3000이라는 것을 암시한다. 이것은, 180 시간 기간에 걸쳐 배터리로부터 확장된 에너지가 약 0.00056W x 180시간, 또는 약 0.101 W/h라는 것을 추가로 암시한다.The “general discharge curve” shown in FIG. 7 takes into account a 3000 ohm load impedance applied over a 12 hour period, with a 12 hour rest period in between. This suggests that hearing aid users use the device for 12 hours per day. The graph shows about 1.3 volts of battery voltage maintained for about 180 hours. The voltage at the end point appears to be 0.9 volts after slightly exceeding 200 hours. This suggests that the power lost for 180 hours is 0.00056 W, i.e. 1.3 x 1.3 / 3000, such as 0.56 mW. This further suggests that the energy extended from the battery over a 180 hour period is about 0.00056 W x 180 hours, or about 0.101 W / h.
본 팽창 펌프가 이용가능한 배터리 에너지의 최대 5%를 소비할 수 있다는 것을 가이드라인에 적용하면, 이것은 약 0.005 W/h, 또는 5mW/h이다. 배터리가 하루당 12시간 동안 보청기에 전력을 공급하고, 180시간 동안 그러한 서비스를 제공하면, 이것은 대략 15일의 배터리 수명으로 추정한다. 따라서, 디바이스는 기포 팽창 및 기포 압력 유지를 위해 약 0.3 mW h/day를 소비할 수 있다. 약 0.9mW의 전력 소비를 갖는 1 kPa을 약간 초과하여 생성할 수 있는 3.15kHz(전술한 바와 같이, 대부분의 에너지 효율)에서 동작하는 하나의 원형 펌프(즉, 전술한 바와 같이, Sonion 이중 트랜스듀서 44A0300의 하나의 절반부의 후방 부피에 맞는 다이아포닉 밸브에 의해 생성된 압력으로 펌핑된 디바이스) 상에서 이루어진 측정에 기초하여, 이것은 1시간의 약 1/3, 즉 20분/day의 최대 팽창 시간을 나타낸다.Applying to the guidelines that the expansion pump can consume up to 5% of the available battery energy, this is about 0.005 W / h, or 5 mW / h. If the battery powers the hearing aid for 12 hours per day and provides such service for 180 hours, this assumes approximately 15 days of battery life. Thus, the device may consume about 0.3 mW h / day for bubble expansion and bubble pressure maintenance. One round pump operating at 3.15 kHz (most energy efficiency as described above), which can produce slightly over 1 kPa with a power consumption of about 0.9 mW (ie, Sonion dual transducer as described above). Based on measurements made on a device pumped with a pressure generated by a diaphonic valve that fits the rear volume of one half of the 44A0300, this represents about one third of an hour, or a maximum inflation time of 20 minutes / day. .
하루에 12시간당 20분간의 펌핑(5%의 배터리 에너지의 한계에 의해 허용된 이론적인 최대치)은, 아래에 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 기포가 정적으로 팽창된(낮은 침투도) 기포이고, 다이아포닉 밸브가 체크 밸브의 추가를 통해 누출되는 것이 방지된다면, 본 발명의 기포를 팽창하고 유지시키는데 필요한 펌핑의 양을 크게 초과한다.20 minutes of pumping per 12 hours per day (theoretical maximum allowed by the limit of 5% battery energy) is a bubble in which the bubble is statically expanded (low penetration), as described in more detail below, If the diaphonic valve is prevented from leaking through the addition of a check valve, it greatly exceeds the amount of pumping required to inflate and maintain the bubbles of the present invention.
1. One. 트랜스듀서Transducer
본 디바이스(10)의 실시예는 보청기 및 하이 엔드급 오디오 귀 부품에 현재 사용된 유형의 기존의 균형된 아마추어 사운드 트랜스듀서(도 91에 도시됨)와 연계하여 실시된다. 본 디바이스의 실시예는 또한 이동 코일 스피커와 연계하여 실시될 수 있다. 본 트랜스듀서(20)는 청취자의 귀에서 팽창가능 부재를 팽창하도록 공기 펌프로서 작용하고, 또한 트랜스듀서(20)가 오디오 자료를 플레이하는 종래의 기능을 수행하도록 한다. 본 발명의 다이아포닉 펌프에 의해 팽창될 때, 팽창가능 부재(기포 또는 벌룬)는 안락하고, 조정가능하고 가변적인 귀 밀봉을 생성하고, 오디오의 안전하고, 안락하고, 풍부한 사운드 및 높은 충실도의 재생을 위해 가변적인 부피의 공진 챔버를 생성하기 위해 귀 도관과 함께 작용한다.Embodiments of the
그러한 균형된 아마추어 트랜스듀서의 작용은 당업자에게 잘 알려져 있다. 상이한 제조업자로부터의 균형된 아마추어 트랜스듀서(20)의 상이한 설계 및 상이한 물리적 실시예는 구성요소의 상이한 물리적 레이아웃을 가질 수 있다. 그러나, 모든 가능한 균형된 아마추어 트랜스듀서는 특정한 기본 구성요소를 가질 것이다. 이들은 균형된 아마추어(21)에 기계적으로 연결되는, 사운드의 생성을 위한 격막(28)을 포함한다. 전기를 전기 코일(29)을 통과시킴으로써 생성된 영구 자기장 및 전자석의 상호 작용을 이용하면, 아마추어는 격막(28)의 진동을 생성하도록 전자적으로 작동된다. 균형된 아마추어(21) 및 전기 코일(29)은 격막(28) 뒤의 후방 부피 공간에 놓인다. 격막(28)의 대항 측부 상의 전면 부피는, 오디오가 트랜스듀서(20)를 빠져나가는 사운드 튜브로 계속된다. 본 명세서에 기재된 본 발명은, 특정한 균형된 아마추어 트랜스듀서 실시예에서 이들 구성요소의 레이아웃 또는 장치에 대한 세부사항에 상관없이, 이들 기본 구성요소를 포함하는 임의의 균형된 아마추어 트랜스듀서를 이용하여 생성될 수 있다. 추가로, 본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예는 균형된 아마추어 트랜스듀서가 아닌 오디오로서 이동 코일 스피커와 사운드 에너지 소스를 이용할 수 있다. 그러한 디바이스의 기본 레이아웃은, 사운드 소스가 균형된 아마추어 또는 이동 코일에 상관없이 유사하다. 본 명세서에 보여준 예시는 일반적으로 균형된 아마추어 사운드 소스를 이용한다.The action of such balanced armature transducers is well known to those skilled in the art. Different designs and different physical embodiments of
도 92에 도시된 것과 같이, 종래 기술의 트랜스듀서에서, 내부 하우징(44)에서 작은 구멍 또는 포트(56)를 갖는 것은 일반적이다. 내부 하우징(44)은 격막 전면 부피로부터 격막 후방 부피를 분리시킨다. 포트(56)는 후방 부피와 전면 부피 사이에 기압상 압력의 균일화를 허용한다. 격막(28)의 타 측부보다 일 측부 상의 과도한 압력은 진동을 편향시키고, 사운드 생성 특징을 변형(방해)할 것이다. 압력 균일화 포트(56)는, 공기가 전면 부피와 후방 부피 사이에서 이동할 수 있는 작은 물리적 경로를 제공하여, 이들 사이에서 압력을 균일화한다. 압력 균일화 포트(56)는 내부 하우징(44)으로 격막을 밀봉하는 유연한 막을 포함하여, 내부 하우징(44)의 어디에서든지 위치될 수 있다.As shown in FIG. 92, in the prior art transducer, it is common to have a small hole or
합성 제트Synthetic jet
이러한 개시를 연구한 후에 인식되는 바와 같이, 차단된 시스템은, 하나 이상의 실시예에서 합성 제트가 유체의 제트를 배출하는 오리피스(orifice) 주위에 또는 그 위에 제공된다. 합성 제트 오리피스의 일측부 상의 기포와, 오리피스의 타측부 상의 수용된 공간(예를 들어, 트랜스듀서 하우징)과 같은 이러한 차단된 시스템은 기포에서와 같이 디바이스에 의해 펌핑된 유체를 포함할 수 있고, 또한 디바이스가 생성하는 정적 압력을 포함할 수 있다. 디바이스에 의해 펌핑된 유체를 제공할 때, 입구(ingress) 튜브 또는 입구 포트는 합성 제트 오리피스의 에지에 또는 그 근처에서, 소스 유체를 합성 제트에 공급할 수 있다. 입구 튜브의 타단부는, 합성 제트가 유체의 제트를 배출하는 차단된 시스템 외부에 위치될 수 있다.As will be appreciated after studying this disclosure, a blocked system is provided around or above an orifice in which, in one or more embodiments, the synthetic jet discharges a jet of fluid. Such blocked systems, such as air bubbles on one side of the synthetic jet orifice and housed space (eg transducer housing) on the other side of the orifice, may include fluid pumped by the device as in the air bubble, and It may include a static pressure generated by the device. When providing the fluid pumped by the device, an ingress tube or inlet port can supply the source fluid to the synthetic jet at or near the edge of the synthetic jet orifice. The other end of the inlet tube may be located outside the blocked system where the synthetic jet discharges the jet of fluid.
디바이스의 이용을 통해, 제트에서의 양(positive)의 압력 및 합성 제트 오리피스의 측면에서의 음(negative)의 압력 모두는 차단된 시스템으로 향하거나 이에 저장될 수 있으므로, 서로 격리된다. 따라서, 축적된 압력 및 또는 진공은 작업하도록 향하게 될 수 있다.Through the use of the device, both the positive pressure in the jet and the negative pressure on the side of the synthetic jet orifice can be directed to or stored in the isolated system and are isolated from each other. Thus, the accumulated pressure and / or vacuum can be directed to work.
몇몇 실시예에서 존재하는 기본 디바이스에 대한 다른 추가는, 합성 제트 펌프가 동작하지 않을 때 역류를 방지하기 위해 합성 제트 오리피스 및 체크 밸브를 커버하는 플랩을 포함하지만, 이에 반드시 제한될 필요는 없다. 합성 제트 오리피스에 걸친 플랩 또는 막의 이용은 다이아포닉 밸브에 의해 생성된 양의 압력 및 음의 압력의 분리를 향상시켜, 이들이 더 큰 효율로 개별적인 차단된 시스템에 포함되도록 한다.Another addition to the base device present in some embodiments includes, but need not be limited to, a flap covering the synthetic jet orifice and check valve to prevent backflow when the synthetic jet pump is not operating. The use of flaps or membranes across the synthetic jet orifices enhances the separation of the positive and negative pressures produced by the diaphonic valves, allowing them to be included in separate blocked systems with greater efficiency.
이동 합성 제트 Moving synthetic jet 오리피스에On the orifice 기초한 Based 펌핑Pumping
다이아포닉 펌핑 디바이스의 하나의 특정한 실시예는 균형된 아마추어 트랜스듀서의 이동 격막 또는 이동 코일 스피커의 격막의 표면에 위치한 오리피스를 이용한다. 격막(28)이 앞뒤로 진동할 때, 격막(28)에서의 오리피스(61){도 93의 트랜스듀서(20)를 참조}는 도 61에 도시된 바와 같이, 하나가 이러한 오리피스(61)의 어느 한 측면 상에 있는, 한 쌍의 합성 제트를 생성한다. 주어진 방향으로의 오리피스(61)의 이동은 반대 방향으로 합성 제트를 생성한다. 격막(28), 및 이에 따라 오리피스의 위쪽으로의 왕복 운동(excursion)은 트랜스듀서(20)의 후면 부피로 아래쪽으로의 합성 제트를 생성한다. 마찬가지로, 격막(28) 및 오리피스의 아래쪽의 왕복 운동은 트랜스듀서(20)의 전면 부피로의 위쪽의 합성 제트를 생성한다.One particular embodiment of a diaphonic pumping device utilizes an orifice located on the surface of the diaphragm of the moving armature of the balanced armature transducer or the diaphragm of the moving coil speaker. When the
격막(28)을 구동하는 파형이 대칭적이면, 2개의 합성 제트(전면 부피로 위쪽, 및 후면 부피로 아래쪽)는 도 61에 도시된 바와 같이 세기가 동일할 것이다. 질량 이동 및/또는 압력 이동에 대한 순수한 효과는 서로 상쇄될 것이고, 어떠한 순수한 펌핑 작용도 달성되지 않을 것이다. 도 62에 도시된 바와 같이, 비대칭 파형은 비대칭 합성 제트를 생성하여, 이동 오리피스의 더 빠르거나 강력한 운동에 반대 방향으로 순 흐름 또는 펌핑이 초래된다.If the waveform driving the
도 94에 도시된 바와 같이, 상승파가 격막(28)의 바깥쪽(위쪽) 쓰러스트를 나타내도록 배선된 트랜스듀서(20)를 통해, 전면 부피로부터 후면 부피로의 펌핑 작용이 생성될 것이다. 도 94는 더 느린 위쪽 쓰러스트가 후속하는 강력한 아래쪽 흐름을 갖는 대항 파형을 도시한다. 이러한 파형은 후면 부피로부터 전면 부피로의 순 펌핑 작용을 생성할 것이다.As shown in FIG. 94, a pumping action from the front volume to the back volume will be generated through the
도 93은 또한 후면 부피를 주변 공기로 직접 연결하는 입구 포트(52)를 도시한다. 포트(52)는, 디바이스가 외부로부터 디바이스를 통해 사용자의 귀에 있는 팽창가능 부재(30)로의 순 전달을 위한 펌프로서 동작되는 경우 바람직하다. 포트(52)는 또한, 디바이스(10)가 디바이스를 통해 기포로부터 공기를 흐르게 하고 이를 외부로 배출함으로써 귀에서의 팽창 가능 부재(30)를 활동적으로 수축시키도록 {격막(28)을 구동하는 파형을 역전시킴으로써} 사용되는 경우 바람직하다.93 also shows an
입구 포트(52)의 크기 및 위치와 격막(28)의 오리피스(61)의 크기 및 위치 모두는, 존재시, 음향 임피던스 및 공기 흐름 임피던스에 영향을 주고, 이들 각각은 디바이스(10)에 기여한다. 이들 임피던스를 튜닝함으로써, 디바이스(10)를 통과하는 사운드 및 공기(압력) 흐름 모두를 제어하는 것이 가능하다. 예를 들어, 격막(28)에 의해 생성된 오디오 프로그램 사운드가 격막(28)의 전면 부피를 통해 사운드 튜브(40) 아래쪽으로 팽창 가능 부재(30)쪽으로(즉, 고막쪽으로) 전적으로 또는 적어도 주로 전파하는 것이 바람직하다. 따라서, 격막(28)에서의 오리피스(61) 및 입구 포트(52)는 청취가능한 주파수 범위에서 높은 음향 임피던스를 갖는다. 이러한 높은 음향 임피던스가 달성되는 한 가지 방식은 이들 포트{52 및 오리피스(61)}를 매우 작게 만드는 것이다. 음향 임피던스에 관한 동일한 고려사항은 존재시 압력 균일화 포트(56)에 적용된다. 반대로, 사운드 튜브(40)는 더 낮은 음향 임피던스를 갖는다.Both the size and location of the
공기 흐름에 대한 임피던스의 균일은 펌프로서 디바이스의 작용에 영향을 준다. 격막에서의 오리피스(61) 및 입구 포트(52)의 공기 흐름 임피던스가 균형을 이루거나 거의 균형을 이루는 경우, 도 95에서와 같이, 격막(28)을 구동하는 파형을 변화시킴으로써 전체적인 공기 흐름 방향을 반전시킬 수 있다.The uniformity of the impedance to the air flow affects the behavior of the device as a pump. When the air flow impedances of the
도 96은, 입구 포트(52)의 내부(격막 후면 부피 내의 측면)가 플랩 밸브(54)에 의해 커버되는 이전 실시예의 변형을 도시한다. 플랩 밸브(54)는, 공기가 외부로부터 후면 부피로 흐르도록 하지만, 후면 부피로부터 외부로의 공기 흐름의 역전을 방지한다. 플랩 밸브(54)는 공기 흐름의 임피던스에서의 말단 임피던스를 생성하여, 순방향(디바이스를 통해 외부로부터 팽창 가능 부재로)으로의 펌핑 효율은 펌핑 작용을 역전시킬 수 없게 하는 것 없이 개선된다. 적소의 플랩 밸브(54)를 통해, 파형을 역전시키고, 기포(31)를 활동적으로 펌핑하거나 수축시키는 것이 가능하지 않다.FIG. 96 shows a variation of the previous embodiment where the interior (side in diaphragm backside volume) of the
동축의Coaxial 다이아포닉Diaphonic 밸브 valve
도 97은 바람직하게 직경이 수 mm인 튜브(23)로 구성된 동축의 다이아포닉 밸브(22)를 도시한다. 작은 포트 또는 구멍(24)의 링(일반적으로 1 내지 6개의 구멍)은 튜브(23)의 원주 주위에 뚫려진다. 타이트하게 맞춰진 폴리머 슬리브(25)는 구멍(24)의 링을 커버하는 튜브(23)의 외부에 위치된다. 폴리머 슬리브(25)는 일단부(A)에서 그 원주 주위에서 튜브(23)에 고정되고, 타단부(B)에서 개방된다. 고정된 및 개방된 단부(A 및 B)는 디바이스의 성능을 절충하지 않고도 스위칭될 수 있다.FIG. 97 shows a coaxial
트랜스듀서(20)의 외부로부터 주변 공기로 확장하는 동축 다이아포닉 밸브 튜브(23)의 단부가 개방된다. 트랜스듀서(20)의 후면 부피 내에서, 튜브(23)의 타단부는 차단된다.The end of the coaxial
도 97의 실시예가 격막(28)에서 포트를 갖지 않는다는 것이 주지된다. 그러나, 내부 하우징(44)에서 압력 균일화 포트(56)를 가져, 트랜스듀서(20)의 전면 부피 및 후면 부피의 압력 균일화를 허용한다. 이 실시예에서, 펌핑 작용은 격막(28)의 후면에 의해 후면 부피에 제공된 음향 작동에 응답하여 다이아포닉 밸브(22)에 의해 제공된다. 동축 다이아포닉 밸브(22)는 공기를 후면 부피로 펌핑하고, 그 압력을 증가시킨다. 공기는 압력 균일화 포트(56)를 통해 누출하여, 전면 부피에서의 압력을 균일화한다. 전면 부피가 사운드 튜브(40)를 통해 팽창 가능 부재(30)에 연결되기 때문에, 기포는 또한 전면 부피가 가압될 때 팽창된다. 이 실시예는, 후면 부피와 전면 부피 사이의 압력 균일화가 격막(28) 상의 순 압력이 없게 하여, 오디오 왜곡도 없게 한다는 장점을 갖는다.It is noted that the embodiment of FIG. 97 does not have a port in the
도 98은, 튜브(79)가 다이이포닉 밸브(22)를 유지하기 위해 트랜스듀서 하우징(44)의 뒤로 연장되는 이전 실시예의 약간의 변형을 도시한다. 이것은 동축 다이아포닉 밸브(22)를 수용하기 위해 상업용 균형된 아마추어 트랜스듀서(20)의 컴팩트하게 구축된 하우징 내에 충분한 공간이 없을 수 있다는 간단한 이유로 인해 이루어진다. 도 98에서, 동축 다이아포닉 밸브(22)의 개방 단부는 튜브(23)에서 포트(24)의 링 및 주변 공기에 액세스하고, 폴리머 슬리브(25)는 연장 튜브의 부피 내에 있고, 이러한 부피는 트랜스듀서(20)의 후면 부피와 연속적이다.FIG. 98 shows a slight modification of the previous embodiment in which the
다시 도 3을 참조하면, 사운드 작동 펌프(27)(실제로 2개의 펌프)의 더 큰 총 디바이스와의 병합이 도시된다. 펌프(27)는 사용자의 귀에서 기포를 팽창하는데 사용되고, 오디오 프로그램 자료를 기포에 공급하는데 사용된다. 이것은 공동 계류중인 '356 출원에 기재된 디바이스의 유형과 유사하다.Referring again to FIG. 3, the merging of the sound actuating pump 27 (actually two pumps) with the larger total device is shown. The
전자 신호는 컴퓨터 칩(64)으로서 개략적으로 도시된 종래 기술의 전자 디바이스에 의해 생성된다. 이러한 신호는 도시된 압력 생성 수신기(65)에서의 기계적 진동을 생성한다. 도면에 도시된 수신기(65)의 2 세트와 다른 구성요소가 있으며, 이중 하나는 사용자의 각 귀를 위한 것이다. 수신기(65)는 종래 기술의 보청기, 헤드셋 등에서 오디오 신호를 생성하는데 사용된 일반적인 유형의 전자 구동 음향 구동기(균형된 아마추어 또는 이동 코일)이다. 그러나, 개시된 음향 구동기{수신기(65)}는 진동 사운드-압력을 압력 구동 펌핑 디바이스(27)에 공급한다. '356 출원에서, 압력을 인-이어 기포에 공급하고 사운드를 전달하는 사운드 구동 다이아포닉 밸브에 대한 설계가 개시된다. 이러한 디바이스는 평평한 막 밸브를 진동하는 시퀀스를 이용한다. 본 발명에 따른 실시예에서, 사운드 구동 펌프(27)는 부분적으로 또는 전체적으로 합성 제트(본 명세서에 추가로 설명됨)의 원리로 작용한다. 예를 들어 밸브 시트와 협력하여 동작하는 막을 포함할 수 있는 펌프(27)의 다양한 실시예가 이용가능하다. 그러한 실시예에서, 사운드 펌프(27)는 인-이어 기포 뿐 아니라 오디오 프로그램 자료에 대응하는 사운드에 정적 압력을 통과시킨다. 다른 실시예에서, 펌프(27)는 정적 압력을 통과시키지만, 펌프(27)를 구동하는 진동 구동기(수신기(65)에 의해 이루어진 잡음에 대응하는 사운드의 전달을 방지하고, 이러한 사운드가 사용자의 귀에 도달하지 못하게 한다. 이들 실시예에서, 음향 프로그램 자료는 다른 세트의 음향 구동기(미도시)를 통해 개별적으로 공급된다. 이들 다른 음향 구동기로의 전기 신호는 도 3에서 라인(14 및 16)에 의해 표시된다.The electronic signal is generated by a prior art electronic device schematically shown as
사운드 작동 펌프 설계Sound operated pump design
사운드 작동 펌프(27)는 짧거나 긴 튜브를 통해 압력 생성 수신기(음향 구동기)(65)에 연결된다. 추가로, 입구 포트(52)는 튜브 임피던스를 갖고, 공기를 사운드 작동 펌프(27)에 공급하고, 출구 튜브(41)는 인-이어 디바이스(10)의 기포를 팽창시키기 위해 생성된 정적 압력을 전달한다. 몇몇 실시예에서, 사운드 작동 펌프(27)로부터 기포로 압력을 전달하는 튜브(41)는 압력 생성 수신기(음향 구동기)(65)에 의해 생성된 사운드를 죽이기 위해 이너턴스(inertance) 필터(42)와 병합한다. 도 8은 도 3의 압력 생성 요소의 특정한 실시예를 수반하는 원형 디바이스의 사진이다.The
도 9 내지 도 14는 합성 제트 생성 오리피스에 기초하여 사운드 작동 펌프(27)의 설계를 도시한다. 이들은 아마 본 발명에 따라 사운드 작동 펌프(27)의 가장 간단한 실시예이다. 더 복잡한 설계는 개선된 펌핑 효율을 제공하려는 경향이 있다. 그러나, 이들 도면의 실시예는 본 발명의 하나 이상의 기본 원리를 보여주기 때문에 연구하는데 중요하다.9-14 show the design of the
도 9에서, 보청기 수신기와 같은 오디오 신호 디바이스(60)(음향 구동기)는 원형 기판(34)에 근접하게 밀봉되고, 상기 원형 기판의 중심에는 원뿔형 오목부(35)가 밀링되고, 그 베이스에는 작은 오리피스(36)가 존재한다. 신호 디바이스(60)로부터의 진동은 기판(34)에서의 오리피스(36)를 통해 원뿔(35)로의 진동 흐름을 생성한다. 이것은 합성 제트 효과를 제공하고, 배출구(egress) 튜브(38) 및 가압 시스템(예를 들어, 기포)에 연결된 출구 튜브(41)에서 순 압력을 생성한다. 이러한 펌핑 시스템에 대한 구성(make-up) 공기는 입구 튜브(37)를 통해 공급되고, 이러한 입구 튜브(37)는 기판(34)를 통과하고, 원뿔(35)의 측면을 통해 들어간다.In Fig. 9, an audio signal device 60 (acoustic driver), such as a hearing aid receiver, is sealed close to the
도 10의 디바이스는, 즉, 도 10의 디바이스가 도 2의 Luo 및 Xia 디바이스에 존재하지 않는 원뿔 기하학적 구조(geometry) 내에 오리피스(36)에 바로 근접한 구성 공기를 공급한다는 점에서 도 9에서의 설계와 상이하다. 추가로, 도 2에서의 설계는 박스의 상부를 따라 실제로 좁은 슬릿인 오리피스를 갖는 직사각형 박스-형태 디바이스인 것으로 나타난다. 이에 반해, 본 펌프(27)의 하나 이상의 실시예는 원형 오리피스 기하학적 구조로 원통형으로 형태를 갖는다. 추가로, 도 2의 디바이스는, 공기 입구가 합성 제트가 형성되는 유체로부터 물리적으로 분리되거나 격리되기 때문에 차단된 시스템이 아니다. 도 2의 디바이스가 엑추에이터(actuator)로서 사용하기 위해 유체 제트를 생성할 수 있지만, 예를 들어 벌룬을 팽창시키는데 필요한 유형의 정적 압력을 생성할 수 없다.The device of FIG. 10 is designed in FIG. 9 in that the device of FIG. 10 supplies construction air directly adjacent to the
도 10은, 입구 튜브(37)가 기판(34)에 근접한 디바이스에 들어가는 음향 작동 펌프(27)의 상이한 실시예이다. 도 11은, 입구 튜브(37)가 기판(34)에 말단의 디바이스에 들어가고 오리피스(36)를 바로 지나 측면으로부터 구성 공기를 공급하는 디바이스의 다른 실시예이다. 도 9 내지 도 11에 도시된 3가지 모든 기하학적 구조를 갖는 디바이스는 사운드로 작동될 때 공기를 효과적으로 펌핑하도록 구성되고 발견되었다. 추가로 하나 이상의 입구 튜브가 있을 수 있고, 이들 다중 입구 튜브가 기술된 위치의 임의의 조합에 위치될 수 있으며, 기판(34)을 통해 지나가는 다중 튜브와 같이 주어진 위치에서의 다중 튜브를 포함한다.10 is a different embodiment of the acoustically actuated
도 12는 2개의 기판(34a 및 34b)을 갖는 사운드 작동 펌프(27)를 도시하며, 각 기판은 자체 원뿔(35) 및 오리피스(36)를 갖는다. 근접 기판(34)의 측면을 통해 들어가는 입구 튜브(37)가 도시된다. 다른 펌프는 3개 이상의 기판 및 오리피스를 포함하도록 구성되었다. 도 9 내지 도 11에서와 같이 하나로부터 도 12에서와 같이 2개, 또는 3개로 기판의 수가 증가하는 것이 펌핑 효율을 증가시킨다는 것을 알 수 있다. 그러나, 3을 넘어가게 기판의 수를 증가시키는 것은 펌프 성능에서 추가 성능을 초래하는 것으로 나타나지 않는다. 다중 기판 설계에서, 입구 튜브(37)는 제 1 기판(34a)에 근접하게, 제 1 기판(34a)의 원뿔(35)에, 제 1 및 제 2 기판(34a, 34b) 사이에, 제 2 기판(34b)의 오리피스(36)를 지나 제 2 기판(34b)의 원뿔(35)에, 그리고 그러한 다른 위치에 들어갈 수 있다. 입구 튜브(37)는 제 1 기판(34a) 앞에서부터 마지막 기판(34(z))의 오리피스(36)를 바로 지나 사실상 임의의 위치에 들어갈 수 있다. 추가로, 하나 이상의 입구 튜브가 있을 수 있고, 이들 다중 입구 튜브는 동일한 기판을 통해 지나가는 다중 튜브와 같이, 주어진 위치에서의 다중 튜브를 포함하여 방금 기재된 위치의 임의의 조합에 위치될 수 있다.12 shows a
펌핑 효율은 또한 기판들 사이의 얇은 막(39)의 병합에 의해 개선될 수 있다. 이러한 막(39)은 가장 근접한 기판(34)의 오리피스(36)의 위치로부터 오프셋된 기공(pore)(43)(또는 기공들)을 포함한다. 막 재료 자체는 공기에 불침투성일 수 있거나, 팽창된 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE)과 같은 반-침투성 물질일 수 있다. 도 13 및 도 14는, 오프셋된 기공(43)을 갖는 ePTFE 막(43)이 근접한(또는 제 1의) 기판(34a)과 말단(또는 마지막) 기판(34b) 사이에 위치되는 음향 작동 펌프(27)의 2가지 버전을 도시한다. 도 13 및 도 14의 실시예는 입구 튜브(37)의 위치에서만 상이하다. 막 밸브를 갖는 디바이스(10)의 모든 버전은 바람직하게 막(43)에 근접한 입구 튜브를 갖는다. 도 13 및 도 14에서의 모든 실시예는 유사한 효율로 펌핑한다.Pumping efficiency can also be improved by incorporation of the
라우팅 Routing 매니폴드Manifold
사용자의 귀로부터 기포(31)의 삽입 및 제거를 용이하게 하기 위해, 음향 작동 펌프(27)의 입구 및 압력 출구를 스위칭하는 수단을 갖는 것이 바람직하다. 이것은 펌프(27)가 귀로의 삽입시 기포(31)를 활동적으로 불어내도록 하고, 또한 귀로부터의 제거시 기포(31)로부터 공기를 활동적으로 수축하거나 펌핑하도록 한다. 이러한 기능은 상이한 방식으로 달성될 수 있다. 예를 들어, 사운드 에너지를 음향 작동 펌프(27)에 제공하는 음향 구동기에 송신된 전자 파형 신호의 조절에 의해 달성될 수 있다. 펌핑 방향을 역전시키는 다른 방법은 도 15 및 도 16에 도시된 일반적인 유형의 라우팅 매니폴드(46)이다.In order to facilitate the insertion and removal of
압력 구동된 가스 흐름을 역정시키기 위한 매니폴드(46) 또는 밸브가 새롭지 않지만, 인-이어 기포의 팽창 및 수축을 위한 도 15 및 도 16에 도시된 응용은 완전히 새롭다. 토글 메커니즘(47)의 작동에 의해, 라우팅 매니폴드(46)는 팽창 모드(도 15) 및 수축 모드(도 16)에서의 동작 사이에서 스위칭될 수 있다.Although the manifold 46 or valve for reversing the pressure driven gas flow is not new, the application shown in FIGS. 15 and 16 for expansion and contraction of in-ear bubbles is completely new. By operation of the
트랜스듀서Transducer 케이스 상에 장착된 평평한 Flat mounted on the case 다이아포닉Diaphonic 밸브 valve
귀 도관에 삽입하기 위한 가장 컴팩트한 설계를 생성하기 위해, 평평한 다이아포닉 밸브(50)가 구성되고, 트랜스듀서 케이스의 측면에 장착되고, 전체 디바이스 폭에 0.4 mm 미만을 추가한다. 평평한 다이아포닉 밸브(50)의 작동 원리 및 실질적인 동작은 전술한 것과 다르지 않다. 그러나, 본 명세서에 기재된 디바이스는 균형된 아마추어 트랜스듀서(24)의 측면 상의 컴팩트한 설계 맞춤의 장점을 갖는다. 트랜스듀서 및 다이아포닉 밸브(50)를 포함하는 전체 디바이스는 사용자의 귀에 맞을 정도로 충분히 작고, 기포(31) 내에 부분적으로 또는 완전히 포함될 정도로 충분히 작다.To create the most compact design for insertion into the ear conduit, a flat
도 17은 분해된 작용 다이아포닉 밸브(50) 및 구성요소 부분의 라벨링된 개략도의 사진을 도시한다. 축척을 위해, 미국 10센트 은화(U.S. dime)가 이미지에 제공된다. 도 18은 조립된 다층형 밸브(50)의 단면도를 도시한다. 밸브(50)는 균형된 아마추어 트랜스듀서(24)의 측면 상에 구축되고, 이러한 트랜스듀서는 외부 케이스(45)의 중간에 있는 구멍(57)을 갖는다. 구멍(57)은 이러한 특정한 트랜스듀서(20)의 제조의 부산물이고, 트랜스듀서(20)의 후면 부피에 직접 안내된다. 이러한 유형의 다이아포닉 밸브에 맞도록 특정한 트랜스듀서 상에 어떠한 그러한 구멍도 존재하지 않는 경우, 뚫려질 필요가 있다.FIG. 17 shows a photograph of a labeled schematic diagram of the disassembled acting
밸브 구조의 층(1)은, 층이 겹치게 적층될 때 마지막 밸브에서의 공기 입구 채널이 될 그루브 또는 슬롯(51)을 포함하는 플레이트이다. 슬롯(51)의 차단된 단부에는 원형 종점(terminus)(55)이 있다. 층(2)은 단일의 작은 구멍(53)을 갖는 플레이트이다. 조립될 때, 구멍(53)은 트랜스듀서 하우징(45)에서의 구멍(57)과, 공기 입구 채널의 원형 종점(55)과 정렬된다. 층(2)에서의 구멍(53)은 다이아포닉 밸브(50)의 중심부인 합성 제트의 오리피스이다. 이러한 오리피스는 트랜스듀서 하우징(45)에서의 구멍(57)보다 더 작고, 공기 입구 채널의 원형 종점(55)보다 더 작다.The
평평한 다이아포닉 밸브의 층(3)은 얇고 유연한 폴리머 막 또는 필름(58)에 의해 회전된 중심 영역을 갖는 단단한 프레임이다. 이러한 특정 디바이스에서, 막(58)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 구성된다. 막(58)은, 평평한 다이아포닉 밸브에서의 막으로서 사용하는데 적합한, 본 명세서에 참고용으로 병합된 '356 출원에 기재된 임의의 폴리머 재료로 구성될 수 있다. 막(58)은 또한 얇은 금속 포일과 같은 비-폴리머 필름 또는 포일일 수 있다. 막(58)은 층(3)의 단단한 프레임의 밑면에 장착되어, 조립된 디바이스에서, 이러한 유연한 필름은 층(2)의 플레이트의 상부 바로 위에 놓인다. 막(58) 위에는 좁은 갭(gap)이 있고, 이러한 좁은 갭은 층(4)의 바닥 아래의 유연한 필름(58)이 위로 구부러지게 한다. 플랩(54)은 층(3)의 막(58)의 중심에서 절단된다. 조립된 디바이스에서, 플랩(54)은 층(2)에서 합성 제트 포트(53) 바로 위에 있다. 층(4)은 다이아포닉 밸브(50)를 위한 상부 플레이트 또는 커버이다. 이러한 커버는 배출 포트(59)를 포함하고, 이러한 배출 포트(59)에 의해 다이아포닉 밸브에 의해 펌핑된 공기는 디바이스를 빠져나간다. 특정한 도시된 실시예에서, 이러한 배출 포트(59)는 배출 공기 튜브(38)에 연결되고, 이러한 배출 공기 튜브(38)는 공기를 팽창을 위한 기포로 라우팅하는데 사용될 수 있다.The
원형 디바이스에 대한 실험은, 다이아포닉 밸브가 펌핑되지 않는 시간 기간 동안, 하지만 그 동안 기포가 정적으로 팽창된 상태로 남아있을 필요가 있는 동안, 다이아포닉 밸브를 통해 역 누출에 의해 팽창된 기포로부터 공기가 빠져나가는 것을 방지하는 것이 종종 바람직하다는 것을 보여주었다. 다이아포닉 밸브를 통해 공기의 역 누출을 방지하기 우히ㅐ, 다이아포닉 밸브 자체는 누출을 최소화하도록 설계될 수 있거나, 체크 밸브는 도 19에 도시된 바와 같이, 도 17 및 도 18의 구조에 2개 이상의 층을 추가함으로써 다이아포닉 밸브에 추가될 수 있다.Experiments with circular devices have shown that air from bubbles expanded by reverse leakage through diaphragm valves during a period of time when the diaphragm valve is not pumped, but during which the bubbles need to remain statically inflated. It has often been shown that it is desirable to prevent the escape of the. To prevent reverse leakage of air through the diaphragm valve, the diaphragm valve itself may be designed to minimize leakage, or the check valve may be two in the structure of FIGS. 17 and 18, as shown in FIG. 19. It can be added to the diaphonic valve by adding the above layer.
추가된 체크 밸브(62)를 갖는 다이아포닉 밸브(50)의 분해된 층은 도 19에 개략적으로 도시된다. 도 20은 조립된 6-층의 구조를 도시한다.An exploded layer of
층(1 내지 3)은 전술한 평평한 다이아포닉 밸브(50)에서 처음 3개의 층과 동일하다. 층(4)은 단일의 작은 구멍(63)을 갖는 플레이트이다. 구멍(63)은 플레이트의 중심에 없지만, 긴 축을 따라 플레이트의 단부들 중 하나에 더 가깝다. 층(5)은 층(3)과 유사하게, 하부 측 상의 유연한 막(58)을 갖는 단단한 프레임이다. 그러나, 층(5)에서, 플랩이 없지만, 층(4)의 플레이트에서의 구멍으로부터 구조의 대항 단부에 위치된, 막(58)에서의 다른 작은 구멍(66)도 없다. 층(4 및 5)은 체크 밸브(62)를 포함한다. 층(4)에서의 구멍(63)과 층(5)의 유연한 필름(58)에서의 구멍(66) 사이에서, 층(4)의 플레이트의 상부 및 층(5)의 필름의 하부의 접촉 영역은 체크 밸브(62)의 밀봉 기능을 포함한다. 구조의 대항 단부에서 구멍(63, 66)을 층(4 및 5)에 위치시키는 것은 체크 밸브(62)를 위한 가장 큰 가능한 밸브 시트를 생성하여, 밀봉을 개선시킨다. 마지막으로, 층(6)은 공기 배출 포트(59)을 갖는 동일한 커버 플레이트이다.
도 21에 도시된 바와 같이, 층(2 및 4)에서의 포트(53 및 63) 주위의 림(67)을 상승시키는 것은 이들 포트에 걸쳐 유연한 막(58)의 밀봉을 개선시킨다. 이것은 다이아포닉 밸브(50)의 펌핑 효율을 증가시키고, 체크 밸브(62)를 위한 더 타이트한 밀봉을 생성한다. 도 21은 이것이 포트(53 및 63) 주위의 림(67)을 얇게 함으로써 달성될 수 있는 것을 도시한다. 도 22는 이것이 또한 포트(53 및 63) 아래의 플레이트를 위로 밀어내거나 돌출시킴으로써 달성될 수 있는 것을 도시한다. 이것은 또한 포트(53 및 63)의 림(67)을 상승시키고, 성능에서의 원하는 개선을 생성한다.As shown in FIG. 21, raising the
도 23 내지 도 28은, 트랜스듀서의 측면 상에 장착된 평평한 다이아포닉 밸브(50)가 기포(31)와 병합될 수 있는 다양한 방식을 도시한다. 이들 도면은 추가 체크 밸브 없이 평평한 다이아포닉 밸브(50)를 도시한다. 그러나, 동일한 구성은 전술한 바와 같이 체크 밸브(62)를 포함하는 평평한 다이아포닉 밸브(50)와 함께 가능하다. 도 23은 기포(31)에 의해 부분적으로 수용된 트랜스듀서(20)를 갖는 디바이스(10)를 도시한다. 도 24는 기포(31)에 부분적으로 수용된 사운드 튜브(40) 및 트랜스듀서(20)를 갖는 도넛-형태의 기포(32)를 도시한다. 도 25는 기포(31)에 의해 완전히 수용된 트랜스듀서(20)를 갖는 디바이스(10)를 도시한다. 도 26은 기포(31)에 의해 완전히 수용된 트랜스듀서(20)를 갖는 도넛-형태의 기포(32)를 도시한다. 도 27은 기포(31)의 완전히 외부에 있는 트랜스듀서(20)를 갖는 디바이스(10)를 도시한다. 도 28은 기포(31)의 완전히 외부에 있는 트랜스듀서(20)를 갖는 도넛-형태의 기포(32)를 도시한다.23-28 illustrate various ways in which a flat
도 29는, 공기 입구 채널이 없는 평평한 다이아포닉 밸브(50)를 갖는 디바이스(10)의 실시예를 도시한다. 이것은 기포(31) 내에 완전히 수용된 트랜스듀서(20)를 가지고 도시되지만, 공기 입구 포트가 없는 다른 실시예는 또한 기포(31)에 의해 부분적으로 수용되거나 기포(31)의 완전히 외부에 있을 수 있다.29 shows an embodiment of a
공기 입구 채널이 없는 디바이스에서, 기포(31)를 팽창시킬 공기는 귀 도관으로부터, 사운드 튜브(40) 아래로, 트랜스듀서(20)의 전면 부피쪽으로, 압력 보상 포트(56)를 통해 트랜스듀서(20)의 후면 부피쪽으로, 펌핑 다이아포닉 밸브(50)를 통해 마지막으로 기포(31)쪽으로 흐른다. 이 실시예는 기포(31)를 사용자의 귀로 잡아당기도록 공기 압력을 사용하여, 양호한 음향 밀봉을 생성하는 장점을 갖는다.In a device without an air inlet channel, the air to inflate the
압력 출력을 Pressure output 부스팅하는Boosting 다중 multiple 다이아포닉Diaphonic 밸브 valve
도 30은, 2개의 평평한 다이아포닉 밸브(50)가 단일 트랜스듀서(20)에 부착되는 실시예를 도시한다.30 illustrates an embodiment in which two flat
전면 부피 상의 다이아포닉 밸브(50a)는 외부로부터 전면 부피로 펌핑하도록 회전되어, 전면 부피를 가압한다. 이러한 압력은 보상 포트(56)를 통해 후면 부피로 누출되어, 후면 부피의 압력을 증가시킨다. 후면 부피 상의 다른 다이아포닉 밸브(50b)는 압력을 추가로 증가시키고, 배출 포트(59)를 통해 디바이스로부터 공기를 펌핑한다. 이러한 디바이스는 후면 부피 상의 단일 다이아포닉 밸브보다 더 높은 압력을 생성할 수 있다. 2개의 다이아포닉 밸브(50)를 통해, 제 1 밸브는 트랜스듀서(20) 내부의 압력을 증가시키고, 제 2 밸브는 배출 이전에 압력을 더 많이 부스팅한다. 도 30에서의 디바이스는 평평한 다이아포닉 밸브(50)를 이용하여 도시된다. 그러나, 이러한 동일한 장치는 또한 전술한 임의의 다이아포닉 밸브 설계{예를 들어, 동축 다아이포닉 밸브(22)}와 함께 작용할 것이다.The
도 31은, 이들 사이의 다이아포닉 밸브(50a)와, 제 1 트랜스듀서(20a)의 전면 부피 및 제 2 트랜스듀서(20b)의 후면 부피 상의 추가 다이아포닉 밸브(50b, 50c)와 함께 2개의 트랜스듀서(20)를 적층시킬 수 있는 것을 도시한다.FIG. 31 shows two
이것은 계단식(cascade) 압력 증가를 생성한다. 각 트랜스듀서 및 다이아포닉 밸브 조합은 압력을 너무 많이(최대 약 1 kPa) 증가시킬 수 있다. 그러나, 도시된 바와 같이 디바이스를 적층시킴으로써, 제 2 트랜스듀서/다이아포닉 밸브 조합은 이미 가압된 공기에서 시작한다. 이에 따라 압력을 더 높이 부스팅할 수 있다. 도 31에 도시된 것과 같은 디바이스를 동작시킬 때, 다이아포닉 밸브(50) 모두가 동일한 방향으로 작용하는 것을 보장하기 위해 2개의 트랜스듀서(20) 사이에 팽창 톤(tone)의 위상을 조정하는 것이 필요하다. 추가로, 제 1 트랜스듀서(20a)와 제 2 트랜스듀서(20b) 사이에 놓인 다이아포닉 밸브(50a)는, 2개의 트랜스듀서가 서로 동위상으로 팽창 톤을 갖는 것을 필요로 한다.This creates a cascade pressure increase. Each transducer and diaphonic valve combination can increase the pressure too much (up to about 1 kPa). However, by stacking the devices as shown, the second transducer / diaphonic valve combination starts with already pressurized air. This can boost the pressure even higher. When operating a device such as that shown in FIG. 31, it is advisable to adjust the phase of the expansion tone between the two
도 32는 트랜스듀서 및 다이아포닉 밸브의 적층의 개념을 추가로 보여준다. 더 높은 압력을 생성하기 위해 임의의 수의 대안적인 트랜스듀서 및 다이아포닉 밸브의 적층을 구축할 수 있다. 달성가능한 압력은 실제로 증가하는 압력에 저항하기 위해 구성요소의 기계적인 세기에 의해 한정될 것이다.32 further illustrates the concept of lamination of the transducer and diaphonic valve. Any number of alternative transducers and diaphonic valve stacks can be built to create higher pressures. The achievable pressure will be limited by the mechanical strength of the component to actually resist increasing pressure.
도 31 및 도 32에 도시된 디바이스는 개방된 사운드 포트를 가져, 일부 압력이 트랜스듀서 및 다이아포닉 밸브의 적층으로부터 빠져나가도록 하는 경향이 있다. 다른 실시예는 더 큰 압력을 생성하기 위해 차단된 이들 사운드 포트의 일부 또는 전부를 가질 수 있다. 도 31 및 도 32에서의 디바이스의 실시예는, 공기가 트랜스듀서의 적층을 위로 진행할 때 보상 포트의 흐름 및 사운드 임피던스에서의 변동(예를 들어 포트의 크기를 변화시킴으로써)을 가질 수 있다. 이것은 디바이스(10)에서의 압력의 역 흐름을 방지하는데 도움을 줄 수 있다. 도 31 및 도 32와 같은 적층에서의 트랜스듀서(20)는 디바이스와 상이한 압력 및 사운드 출력을 생성하기 위해 위상 및 진폭 차의 다른 복잡한 조합, 또는 동위상으로 이어질 수 있다.The devices shown in FIGS. 31 and 32 have open sound ports and tend to cause some pressure to escape from the stack of transducers and diaphragm valves. Other embodiments may have some or all of these sound ports blocked to produce greater pressure. The embodiment of the device in FIGS. 31 and 32 may have fluctuations in the flow and sound impedance of the compensation port (eg, by changing the size of the port) as air proceeds up the stack of transducers. This may help to prevent back flow of pressure in
도 31 및 도 32의 디바이스는 인터리빙된(interleaved) 균형된 아마추어 트랜스듀서(20) 및 다이아포닉 밸브(50)를 예시한다. 압력 생성, 펌핑 및 사운드 생성을 위한 유사한 적층된 디바이스는 압전 격막, 또는 이동 코일 스피커와 같은 다른 사운드 생성 디바이스(미도시)와 다이아포닉 밸브를 인터리빙함으로써 생성될 수 있다. 이들 경우에, 압전 격막 또는 스피커는 압력이 전면 부피로부터 후면 부피로, 또는 후면 부피로부터 전면 부피로 이동하도록 하기 위해 이들 또는 그 주변에서 작은 보상 포트를 가질 수 있다.31 and 32 illustrate an interleaved
2. 팽창 가능 부재2. inflatable member
팽창 가능 부재(30), 또는 예시된 실시예에서 더 구체적으로, 기포(31)는 본 발명의 핵심적인 구성요소이다. 아래에 구체적으로 모두 설명되는, 거의 무한한 수의 형태, 크기, 칼라 및 재료로 구성될 수 있는 기포(31)는 유지(retention), 안락함, 조정 능력, 및 호환성을 제공하는 것을 포함하는 다양한 기능을 제공한다.The
기포 조성Bubble composition
팽창된 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 또는 PTFE는, 세기, 가벼움(낮은 밀도), 적응가능한 공기 침투도(제어된 다공성을 통해), 표면 촉감의 매끄러움, 및 낮은 표면 에너지를 포함하는 특성의 조합으로 인해 기포의 생성을 위한 선호하는 재료이며, 이것은 이들 재료가 오물 및 먼지 축적에 내성이 있게 한다. 기포 생성에 적합한 ePTFE 및 PTFE는 다양한 두께 및 특성의 시트 및 필름 형태로 상업적으로 이용가능하다. 일반적으로, ePTFE 또는 PTFE 시트의 더 얇은 등급은 더 두꺼운 등급보다 기포 생성에 있어서 더 양호하다. 적응된 기포 설계 및 사용된 제조 공정의 세부사항에 따라, 개시 필름 재료의 두께는 일반적으로 10 밀 미만, 바람직하게 3 밀 미만, 더 바람직하게 1 밀 이하이다.Expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE) or PTFE is a combination of properties including strength, lightness (low density), adaptive air penetration (through controlled porosity), smoothness of surface feel, and low surface energy This is the preferred material for the production of bubbles, which makes these materials resistant to dirt and dust accumulation. Suitable ePTFE and PTFE for bubble generation are commercially available in sheet and film forms of various thicknesses and properties. In general, thinner grades of ePTFE or PTFE sheets are better at bubble generation than thicker grades. Depending on the adapted bubble design and the details of the manufacturing process used, the thickness of the starting film material is generally less than 10 mils, preferably less than 3 mils, more preferably 1 mil or less.
이러한 충진 시간에, ePTFE 및 PTFE 필름으로부터의 기포 생성은 낮거나 무시가능한 공기 침투도를 갖는 폴리머 필름의 등급을 이용하여 최상의 결과를 산출하였다. 이것은, 사용시, 더 많은 다공성 기포보다 음향 펌프의 작동에 의해 팽창된 침투성 기포를 낮거나 무시가능하게 유지시키는 것이 더 쉽기 때문이다. 그러나, 더 많은 다공성, 이에 따라 더 많은 흡기가능 기포에 의해 가능하게 된 귀의 안락함 및 귀의 건강을 위한 음향 특성 및 장점이 있다. 이것은 아래에 설명되는 바와 같이 귀지 형성의 완화를 포함한다. 따라서, 기포에서의 ePTFE 또는 PTFE 필름의 더 많은 공기 침투가능 등급을 이용하는 것은 본 발명에서 배제되지 않는다.At these fill times, bubble formation from ePTFE and PTFE films yielded the best results using a grade of polymer film with low or negligible air permeability. This is because, in use, it is easier to keep the permeable bubbles expanded by the operation of the acoustic pump lower or negligible than more porous bubbles. However, there are acoustic properties and advantages for ear comfort and ear health enabled by more porosity, thus more intakeable bubbles. This includes alleviation of ear wax formation as described below. Thus, using more air permeable grades of ePTFE or PTFE film in the bubbles is not excluded from the present invention.
폴리우레탄 필름, 열가소성 폴리우레탄 필름, 방향족 폴리우레탄 필름 및 알리패틱 폴리우레탄 필름을 포함하는 다른 얇은 유연한 폴리머 필름은 또한 세기, 팽창성, 처리 능력, 및 낮은 공기 침투도로 인해 기포 생성에 선호되는 재료이다. 폴리우레탄은 특히 정적으로 팽창되고 비-흡기가능한 기포가 바람직할 때 유용하다. 적응된 기포 설계의 세부사항 및 사용된 제조 공정에 따라, 개시 폴리우레탄 필름 재료의 두께는 일반적으로 10 밀 미만, 바람직하게 3 밀 미만, 더 바람직하게 1 밀 이하이다.Other thin flexible polymer films, including polyurethane films, thermoplastic polyurethane films, aromatic polyurethane films, and aliphatic polyurethane films are also preferred materials for bubble generation due to their strength, expandability, processing capacity, and low air penetration. Polyurethanes are particularly useful when statically expanded and non-intakeable bubbles are desired. Depending on the details of the adapted bubble design and the manufacturing process used, the thickness of the starting polyurethane film material is generally less than 10 mils, preferably less than 3 mils, more preferably 1 mil or less.
기포 형태의 제조Preparation of bubble form
개시된 임의의 실시예 또는 동축 다이아포닉 밸브(22)를 위한 폴리머 기포의 제조에서, 폐쇄된 볼록한 기포 형태를 형성할 필요가 있다. 사운드 튜브(40)가 기포의 단부를 관통하는 실시예(다양한 도면)에서, 폐쇄된 볼록한 기포를 생성함으로써 시작하는 것이 종종 편리하다. 사운드 튜브(40)는 기포 팁(tip)에 부착된 기포의 중간 아래에 나중에 삽입될 수 있고, 사운드 튜브의 단부를 커버하는 기포 재료는 절단된다. 그러므로, 대량 제조는 폐쇄된 볼록한 기포의 생성을 수반할 수 있다.In any embodiment disclosed or in the manufacture of polymer bubbles for coaxial
몇몇 폴리머 필름, ePTFE 및 PTFE 얇은 필름, 및 폴리우레탄 필름은 파손 없이 동일 평면의 신장 또는 팽창을 지원할 수 있다. 이러한 동일 평면의 팽창은, 신장력 또는 팽창력이 제거된 후에 남아있는 재료 내에서 몇몇 영구적인 설정 또는 변형을 생성할 수 있다. 따라서, 기포는, 구면, 반원통형, 반원통형 캡을 갖는 원통형, 얇은 원통형 스템(stem)의 상부상의 구면, 성형된 전구(더 좁은 원통형 스템으로 점점 좁아지는 대략 구면 상부)와 같은 다양한 형태를 갖는 볼록한 굴대축 위에서 폴리머 필름, ePTFE 또는 PTFE 필름, 또는 폴리우레탄 필름을 신장시킴으로써 형성될 수 있다. 기포는 더 큰 벌브형 상부 및 좁은 스템으로 성형되고, 예를 들어 전구 형태는 얇은 기포 스템을 신장, 변형 또는 파괴하지 않고도 얇은 기포 스템을 통해 굴대축의 더 큰 상부를 제거하는 문제를 제공한다. 이 문제는 팽창 가능 굴대축(미도시)을 이용함으로써 다루어지는 것으로 믿어진다. 상기 방법의 일실시예에서, 팽창 가능 굴대축은 폴리머 필름, ePTFE 필름, 또는 폴리우레탄 필름을 정확한 기포 형태로 형성하도록 유입되는(blown) 작은 고무 벌룬이다. 고무 벌룬은 수축되어, 형성된 폴리머, ePTFE, 또는 폴리우레탄 기포의 넥을 통해 쉽게 제거될 수 있다.Some polymer films, ePTFE and PTFE thin films, and polyurethane films can support coplanar stretching or expansion without breakage. This coplanar expansion can create some permanent setting or deformation in the material remaining after the stretching or expansion force is removed. Thus, the bubbles may have various shapes such as spherical, semi-cylindrical, spherical on top of a semi-cylindrical cap, spherical on top of a thin cylindrical stem, and shaped bulbs (approximately spherical top narrowing into narrower cylindrical stems). It can be formed by stretching a polymer film, an ePTFE or PTFE film, or a polyurethane film over the convex mandrel. Bubbles are formed into larger bulb-shaped tops and narrow stems, for example the bulb form presents the problem of removing the larger top of the mandrel through the thin bubble stems without stretching, deforming or breaking the thin bubble stems. This problem is believed to be addressed by using inflatable mandrel axes (not shown). In one embodiment of the method, the inflatable mandrel is a small rubber balloon blown to form a polymer film, an ePTFE film, or a polyurethane film in the correct bubble form. The rubber balloon can be deflated and easily removed through the neck of the formed polymer, ePTFE, or polyurethane bubble.
폴리머 필름을, 벌브형 상부 및 더 좁은 넥으로 신장하는 다른 접근법은 원하는 형태(미도시)의 오목한(암의) 몰드를 이용하는 것이다. 폴리머 필름은 진공 하에 몰드 공동으로 유입되고, 및/또는 양의 공기 또는 가스 압력 하에 몰드 공동으로 유입된다. 폴리머 필름은 좁은 몰드 넥을 통해 들어가고, 벌브형 몰드 형태로 팽창한다. 기포의 벌브형 단부는 제거 전에 기포를 수축시킴으로써 몰드의 좁은 넥을 통해 쉽게 제거될 수 있다.Another approach to stretching the polymer film into the bulbous top and narrower neck is to use a concave (female) mold of the desired shape (not shown). The polymer film is introduced into the mold cavity under vacuum and / or into the mold cavity under positive air or gas pressure. The polymer film enters through a narrow mold neck and expands in the form of a bulbous mold. The bulbous end of the bubble can be easily removed through the narrow neck of the mold by shrinking the bubble prior to removal.
기포는 또한 필름 재료의 동일 평면의 신장 없이 폴리머 필름, ePTFE 또는 PTFE 필름, 또는 폴리우레탄으로부터 생성될 수 있다. 이를 행하는 한 가지 방법은, 볼록한 굴대축(미도시)에 걸쳐 필름 재료를 접는 것이다. 필름 재료는 굴대축의 베이스 주위에 수집되거나 잡히고(cinched), 금속 또는 플라스틱 링(미도시)에 고정될 수 있는데, 이것은 기포의 베이스를 한정한다. 기포를 생성하는 이러한 방법에서, 굴대축이 팽창가능하여, 수축에 의해 기포의 내부로부터 쉽게 제거될 수 있는 경우에 또한 도움이 된다.Bubbles can also be produced from polymer films, ePTFE or PTFE films, or polyurethanes without coplanar stretching of the film material. One way to do this is to fold the film material over the convex mandrel axis (not shown). The film material may be collected or cinched around the base of the mandrel and fixed to a metal or plastic ring (not shown), which defines the base of the bubble. In this method of generating bubbles, it is also helpful if the mandrel axis is expandable and can be easily removed from the interior of the bubble by deflation.
기포 재료 변형Bubble material deformation
본 발명의 기포가 생성될 수 있는 폴리머 필름, ePTFE 또는 PTFE 필름, 또는 폴리우레탄 필름은 필름이 다공성 재료인 경우에, 필름의 표면에 부착되거나 필름의 다공성 구조에 주입된 코팅에 의해 변형될 수 있다. 코팅 및 주입제는 폴리머 라텍스 코팅, 특히 폴리우레탄 라텍스 코팅, 특히 수용성 폴리우레탄 라텍스 코팅이 바람직하다. 이들 코팅은 자체적으로 사용될 수 있거나, 다른 충진재, 변형제, 색소 등과 조합될 수 있다. 예를 들어, 채색된 폴리머 라텍스 코팅은 기포를 채색하는데 사용될 수 있다. 또는, 색소 또는 염료는 기포를 채색하기 위해 채색되지 않은 라텍스 코팅 재료에 첨가될 수 있다. 기포의 채색은 (아래에 더 구체적으로 논의되는) 기포의 상이한 등급 또는 규정을 구별하는 것을 의미한다. 추가 재료를 기포 재료 코팅, 특히 테일(tale) 및 암모니아 훈중 실리카(fumed silica)와 병합하는 것은, 기포 막을 자신에 고정시키는 것을 유지시키고 및/또는 기포 막을 사용자의 귀 도관에 고정시키는 것을 유지시키기 위해 기포 표면 특성을 변형시키는데 사용될 수 있다.The polymer film, ePTFE or PTFE film, or polyurethane film, from which the bubbles of the present invention may be produced, may be modified by a coating attached to the surface of the film or injected into the porous structure of the film, when the film is a porous material. . The coating and injection agent is preferably a polymer latex coating, in particular a polyurethane latex coating, in particular a water soluble polyurethane latex coating. These coatings can be used on their own or in combination with other fillers, modifiers, pigments and the like. For example, colored polymeric latex coatings can be used to color bubbles. Alternatively, a dye or dye may be added to the unpainted latex coating material to color the bubbles. Coloring of bubbles means to distinguish different grades or regulations of bubbles (discussed more specifically below). Incorporating additional material with a foam material coating, in particular tail and ammonia fumed silica, in order to keep the bubble membrane secured to itself and / or to secure the bubble membrane to the user's ear conduit It can be used to modify bubble surface properties.
실험적으로, 폴리우레탄 라텍스를 갖는 ePTFE와 같은 다공성 재료로부터 만들어진 코팅 기포는 매우 낮은 공기 침투도를 포함하는 우수한 기포 특성을 생성하는 것으로 밝혀졌다. 폴리우레탄 코팅은 원래 기포 재료의 대부분의 다공 구조의 크기를 제거하거나 적어도 감소시키기 위해 충진시 효율적인 것으로 보여졌다. 암모니아 훈중 실리카와 혼합된 폴리우레탄 라텍스 코팅의 이용은 또한 매우 낮은 공기 침투도를 포함하는 기포에 대한 우수한 특성을 갖는 것으로 밝혀졌다. 코팅 필름은 몇몇 기공에서 충진되고, 기포 필름에서 다른 기공의 크기를 감소시킨다. 추가로, 필름의 표면은, 전자 현미경 영상에 의해, 암모니아 훈중된 실리카의 작은 재깅되고(jagged) 내장된 입자를 갖는 것으로 보여졌다. 그러한 기포 표면 중 2개가 서로 접촉할 때, 암모니아 훈중된 실리카 입자는 가까운 표면간 접촉 방식으로 얻어져서, 2개의 표면이 함께 고정되는 것을 방지한다.Experimentally, coating bubbles made from porous materials such as ePTFE with polyurethane latex have been found to produce excellent bubble properties, including very low air penetration. Polyurethane coatings have been shown to be efficient in filling to remove or at least reduce the size of most porous structures of the foam material. The use of polyurethane latex coatings mixed with ammonia fumed silica has also been found to have excellent properties for bubbles including very low air penetration. The coating film is filled in some pores and reduces the size of other pores in the bubble film. In addition, the surface of the film was shown by electron microscopic images to have small jagged embedded particles of ammonia-fumed silica. When two of such bubble surfaces come into contact with each other, ammonia-fumed silica particles are obtained in a near-surface contact manner, preventing the two surfaces from being held together.
표면 코팅은 기포 제조 이전에 폴리머 필름, ePTFE 또는 PTFE 필름, 또는 폴리우레탄 필름에 첨가될 수 있다. 이것은 종래의 분무 또는 웹 코팅 기술을 이용하여 이루어질 수 있다. 실크 스크리닝 및 잉크젯 프린팅과 같은 코팅 기술은 다른 것이 아닌 몇몇 영역에서 기포 형성 재료에 코팅을 부착하거나, 필름의 상이한 영역에서 상이한 양으로 코팅을 부착시키는데 사용된다. 이러한 공정은, 필름이 기포로 제조될 때 기포 재료 특성에서 그레디언트(gradients) 또는 패턴을 생성한다. 예를 들어 기포 표면 상의 동심 링에서 초래되는, 기포 형성 필름 재료에 부착된 코팅은 본 디바이스에서 사운드를 집속, 반사, 굴절, 댐핑, 또는 다른 경우 변형하는데 사용될 수 있다.The surface coating may be added to the polymer film, ePTFE or PTFE film, or polyurethane film prior to bubble preparation. This can be done using conventional spray or web coating techniques. Coating techniques, such as silk screening and inkjet printing, are used to attach the coating to the bubble forming material in some areas other than others, or in different amounts in different areas of the film. This process produces gradients or patterns in the bubble material properties when the film is made into bubbles. Coatings affixed to the bubble forming film material, for example resulting in concentric rings on the bubble surface, can be used to focus, reflect, refract, damp, or otherwise modify the sound in the device.
코팅은 또한, 기포를 코팅 용액에 담그거나 기포를 코팅 용액으로 충진시킴으로서 이전에 형성된 기포의 내부 및/또는 외부 표면 상에서 생성될 수 있다. 패터닝된 또는 그레디언트 코팅 패턴은, 예를 들어 팽창된 기포의 상부 절반 또는 하부 절반이 기포의 다른 부분보다 상이한 시간 동안 코팅 용액에 담겨지는 경우 이들 기술에 의해 생성될 수 있다. 코팅 용액은 팽창된 기포의 상부 부분 또는 하부 부분 내부에 위치될 수 있어서, 기포 내부의 코팅의 패턴 또는 그레디언트를 생성한다. 코팅 용액의 농도, 및 기포 재료가 그러한 용액에 노출되는 시간은 추가 패터닝 유연성을 생성하기 위해 담금 공정 및 내부 코팅 공정시 변할 수 있다.The coating may also be produced on the inner and / or outer surface of the previously formed bubbles by dipping the bubbles in the coating solution or filling the bubbles with the coating solution. Patterned or gradient coating patterns can be produced by these techniques, for example, if the top half or bottom half of the expanded bubble is immersed in the coating solution for a different time than other portions of the bubble. The coating solution may be located inside the upper or lower portion of the expanded bubble, creating a pattern or gradient of coating inside the bubble. The concentration of the coating solution, and the time for which the foam material is exposed to such a solution, can vary during the immersion process and the internal coating process to create additional patterning flexibility.
정적으로 팽창된 기포의 공기 손실Air Loss of Statically Inflated Bubbles
다음의 계산은 정적으로 팽창된 기포로부터 이론적인 공기 손실율을 결정한다. 특정한 계산 예는 Kraton(등록상표) 폴리머(폴리스티렌 및 폴리디엔의 블록 공중합체, 또는 그 수소화된 버전)로 구성된 기포를 위한 것이다. 이들 계산은 또한 Kraton(등록상표)로 코팅된 팽창된 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 기포의 행위, 및 폴리우레탄 라텍스로 코팅된 폴리우레탄 또는 ePTFE로 구성된 기포에 대한 양호한 근사치이다. Kraton(등록상표)로 코팅된 ePTFE 기포의 경우에, Kraton(등록상표)은 ePTFE의 PTFE 발판(scaffolding)보다 훨씬 더 공기 침투성이 강하다. 가스가 총 기포 벽 두께(Kraton(등록상표) 및 ePTFE를 포함하는)와 동일한 Kraton(등록상표)의 막을 통해 누출된다는 것이 가정된다. 이것은 공기 손실의 과대 평가치를 제공하여, 최악의 경우의 시나리오이다.The following calculation determines the theoretical rate of air loss from statically expanded bubbles. A particular calculation example is for bubbles composed of Kraton® polymer (block copolymers of polystyrene and polydiene, or hydrogenated versions thereof). These calculations are also good approximations for the behavior of expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE) bubbles coated with Kraton®, and for bubbles composed of polyurethane or ePTFE coated with polyurethane latex. For ePTFE bubbles coated with Kraton®, Kraton® is much more air permeable than PTFE scaffolding of ePTFE. It is assumed that the gas leaks through a membrane of Kraton® equal to the total bubble wall thickness (including Kraton® and ePTFE). This provides an overestimate of air loss, which is the worst case scenario.
추정에 사용된 기포의 특징은 0.1 밀(0.00025 cm) 벽 두께를 갖는 1cm 직경의 구면이다. 계산은 (외부 대기 압력에 상대적으로) 100 Pa 및 1 kPa의 2개의 내부 압력에 대해 이루어졌다.The bubble characteristic used in the estimation is a 1 cm diameter spherical surface with a 0.1 mil (0.00025 cm) wall thickness. The calculation was made for two internal pressures of 100 Pa and 1 kPa (relative to the external atmospheric pressure).
일반적으로, 폴리머를 통한 가스의 전달을 위해:In general, for delivery of gas through the polymer:
J = P(dp/dx), 여기서J = P (dp / dx), where
J는 단위(가스의 cm3)/((막의 cm2)(초))를 갖는 폴리머 막을 통하는 가스 플럭스이고, P는 막의 가스 침투도이고, (dp/dx)는 막을 가로지르는 구동 압력 그레디언트이고, x-좌표는 막 두께 방향으로의 거리를 나타낸다.J is the gas flux through the polymer membrane with units (cm 3 of gas / ((cm 2 ) of the membrane) (seconds)), P is the gas permeability of the membrane, (dp / dx) is the drive pressure gradient across the membrane, The x-coordinate represents the distance in the film thickness direction.
공기에 대한 Kraton(등록상표)의 침투도는 1x10-9((공기의 cm3)(막 두께의 cm))/((cm2 막 면적)(초)(Hg의 cm 단위의 압력))이다[인용: K. S. Laverdue "Transport Phenomena within Block Copolymers: The Effect of Morphology and Grain Structure" Ph. D. Dissertation, Chemical Engineering, University of Massachusetts at Amherst, 2001.]The penetration of Kraton® into the air is 1x10 -9 ((cm 3 of air) (cm of film thickness)) / ((cm 2 membrane area) (seconds) (pressure in cm of Hg)) [ Citation: KS Laverdue "Transport Phenomena within Block Copolymers: The Effect of Morphology and Grain Structure" Ph. D. Dissertation, Chemical Engineering, University of Massachusetts at Amherst, 2001.]
내부 기포 압력이 100Pa이면 구동 압력 그레디언트(dp/dx) 는 295(cm Hg)/(cm 두께)이고, 내부 기포 압력이 1 kPa이면 2950 (cm Hg)/(cm 두께)이다.Drive pressure gradient (dp / dx) when internal bubble pressure is 100 Pa Is 295 (cm Hg) / (cm thickness) and 2950 (cm Hg) / (cm thickness) if the internal bubble pressure is 1 kPa.
막을 통하는 결과적인 공기 플럭스(J)는, 내부 기포 압력이 100 Pa일 때 3x10-7(공기의 cm3)/(막의 cm2)(초)이고, J는 내부 기포 압력이 1 Pa일 때 3x10-6(공기의 cm3)/(막의 cm2)(초)이다. 1 cm 직경의 기포의 부피 및 표면적에 기초하여, 이들 계산은, 100 Pa 내부 압력을 통해, 기포가 12시간에 가스의 약 2%를 손실하고, 1 kPa에서, 12시간에 가스의 약 20%를 손실하며, 이러한 시간 기간은 일간 마모의 고려된 정상 길이라는 것을 나타낸다. 계산은, 기포내부의 공기 압력이 공정 전체에 걸쳐 일정하게 남아있다는 것을 간주하는 측정치이다. 이것은 100 Pa에 대해 발견된 2% 손실에 대한 양호한 근사치이어서, 계산은 매우 정밀하다. 그러나, 측정치는 1 kPa에서 20% 손실에 대해 불량한데, 이는 그러한 상당한 손실이 기포 압력을 명백히 감소시켜, 추가 공기 손실에 대해 구동력을 감소시키기 때문이다. 따라서, 1 kPa에서의 20%는 최악의 경우의 측정치이다. 계산은 기포의 두께에도 민감하다. 예를 들어, 0.2 밀에 대한 벽 두께의 2배는 절반에서의 가스 손실율을 100 Pa에 대해 1%로 버릴 것이다. 벽 두께를 1 밀(본 발명에 대해 완벽히 구멍뚫린 기포 벽 두께)로 증가시키는 것은 모든 계산된 손실 백분율을 10의 인자만큼 버린다.The resulting air flux (J) through the membrane is 3 × 10 −7 (cm 3 of air) / (cm 2 of membrane) (seconds) when the internal bubble pressure is 100 Pa, and J is 3 × 10 when the internal bubble pressure is 1 Pa. -6 (cm 3 of air) / (cm 2 of membrane) (seconds). Based on the volume and surface area of a 1 cm diameter bubble, these calculations show that via a 100 Pa internal pressure, the bubble loses about 2% of the gas at 12 hours, and at 1 kPa, about 20% of the gas at 12 hours. And this time period represents the considered normal length of daily wear. The calculation is a measure that considers that the air pressure inside the bubble remains constant throughout the process. This is a good approximation to the 2% loss found for 100 Pa, so the calculation is very precise. However, the measurements are poor for 20% loss at 1 kPa, because such a significant loss obviously reduces the bubble pressure, reducing the driving force for additional air loss. Thus, 20% at 1 kPa is the worst case measurement. The calculation is also sensitive to bubble thickness. For example, twice the wall thickness for 0.2 mils would discard the gas loss rate at half to 1% for 100 Pa. Increasing the wall thickness to 1 mil (bubble wall thickness perfectly perforated for the present invention) discards all calculated percentages of loss by a factor of 10.
계산은, 다이아포닉 밸브가 기포에서의 압력을 주기적으로 증가시키는데 사용되는 경우에 대해 가장 정밀하다. 본 경우에서, 다이아포닉 밸브(본 명세서에 추가로 설명됨)의 간헐적인 이용에 의해 12시간 이상 동안 0.1 밀의 두께의 기포에서 1 kPa의 압력을 유지하기 위해, 디바이스는 12시간 기간에 기포 부피의 약 20%를 구축할 필요가 있다. 이것은 매우 적은 양의 펌핑이고, 배터리 이용의 5% 미만으로 유지하는데 필요한 펌핑의 하루당 20분의 근사적인 최대치 아래로 떨어진다.The calculation is the most accurate for the case where a diaphonic valve is used to periodically increase the pressure in the bubble. In the present case, in order to maintain a pressure of 1 kPa in a bubble of 0.1 mils thick for at least 12 hours by intermittent use of a diaphonic valve (described further herein), the device may We need to build about 20%. This is a very small amount of pumping and falls below the approximate maximum of 20 minutes per day of pumping needed to keep it below 5% of battery usage.
본 발명의 기포의 실제 실험적 검사는, 적어도 하루 동안 그리고 몇몇 경우에 최대 일주일 동안 압력의 어떠한 주목할만한 손실도 없이, 팽창될 수 있고 팽창 상태로 남아있을 수 있다는 것을 보여주었다.Actual experimental examination of the bubbles of the present invention has shown that it can expand and remain inflated without any noticeable loss of pressure for at least one day and in some cases up to a week.
기포 상의 대기 압력의 영향Effect of Atmospheric Pressure on Bubbles
본 디바이스와 같은 팽창 가능 귀 도관 밀봉 디바이스는 밀봉의 손실 없이 또는 사용자에게 불편함을 초래하지 않고도 외부 대기 압력에서의 변화를 허용할 수 있어야 한다. 예를 들어, 자신의 귀에 팽창된 기포를 갖는 사용자가 큰 빌딩의 정상에 빠르게 올라가거나 비행기에서 올라가면, 대기압에서의 결과적인 강하는 귀에서의 기포가 팽창하도록 할 것이다. 귀에서의 기포의 너무 많은 팽창은 불편함을 초래할 수 있다. 이에 반해, 자신의 귀에서의 팽창된 기포를 갖는 사용자가 큰 빌딩의 정상으로부터 빠르게 내려가거나, 항공기에서 내려가면, 대기 압력에서의 결과적인 증가는 기포 부피를 감소시킬 것이다. 기포의 너무 많은 수축은 음향 귀 밀봉의 손실을 초래할 수 있다.An inflatable ear conduit sealing device such as the present device should be able to tolerate changes in external atmospheric pressure without loss of sealing or causing inconvenience to the user. For example, if a user with air bubbles in his ear quickly climbs to the top of a large building or on an airplane, the resulting drop in atmospheric pressure will cause the air bubbles in the ear to expand. Too much expansion of bubbles in the ear can lead to discomfort. In contrast, if a user with an inflated bubble in his ear descends quickly from the top of a large building or off an aircraft, the resulting increase in atmospheric pressure will reduce the bubble volume. Too much shrinkage of the bubbles can result in a loss of acoustic ear seal.
제 1 단계에서, 팽창된 기포가 사용자의 귀에서 경험할 수 있는 최대 대기 압력의 변화를 결정할 필요가 있다. 이 때, 설명된 유형의 악영향을 겪지 않고도 이들 대기 압력의 변화를 견디기 위해 기포 및 팽창 시스템을 설계하는 것이 필요하다.In the first step, it is necessary to determine the change in the maximum atmospheric pressure that the expanded bubble can experience in the user's ear. At this time, it is necessary to design the bubble and expansion system to withstand these changes in atmospheric pressure without suffering the adverse effects of the described types.
기포에서의 공기에 대해, pV=일정하며, 여기서 p는 압력이고, V는 부피이다. 이것은 보일의 법칙이라 불리는 이상 가스의 하위부분이다. 사실상 지상에서 발견된 압력, 온도 및 습도의 범위보다 높은 공기에 대해 유효하다.For air at the bubble, pV = constant, where p is pressure and V is volume. This is the lower part of the ideal gas called Boyle's law. In fact, it is effective for air above the range of pressure, temperature and humidity found on the ground.
p가 초기 압력 값(P)으로부터 압력에서의 변화와 동일하도록 허용되고, V가 초기 부피 값(V)으로부터 기포의 부피에서의 변화와 동일하도록 허용되면, pV는 일정하고, 다음의 수학식 1을 얻는다: p is allowed to equal the change in pressure from the initial pressure value P, If V is allowed to be equal to the change in the volume of the bubble from the initial volume value (V), then pV is constant and the following equation (1) is obtained:
[수학식 1][Equation 1]
pV = (p + p)(V + V)pV = (p + p) (V + V)
이것은 다음의 수학식 2를 보여주도록 재배치될 수 있다:This can be rearranged to show the following equation (2):
[수학식 2][Equation 2]
V/V = 부피에서의 분수 변화 = (I/(I+ p/p)) - 1. V / V = fractional change in volume = (I / (I + p / p))-1.
수학식 2에서, V/V 및 p/p는 반대 부호를 가질 필요가 있다 - 즉, 압력에서의 양의 변화(증가)(p/p)는 부피에서의 음의 변화(감소)(V/V)를 초래한다. 또한, -(100%)* V/V는 압력 변화로 인해 다루어질 필요가 있는 팽창된 기포의 부피에서의 백분율 변화(양의 수로서)를 제공한다.In
도 33은 인터넷(http://hyperhysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Kintic/barfor.html) 상에서 발견된 기압상 압력 계산기를 이용하여 구성된 미터 단위로 고도에 대한 대기 압력의 플롯을 도시한다. 계산은, 큰 빌딩에서의 엘리베이터 탑승이 기포 수축 또는 팽창에 관해 많은 문제를 제기하지 않아야 한다는 것을 제안한다. 예를 들어, 세계에서 가장 높은 빌딩은 800 미터이고, 이에 따라 기포는 바닥(해수면에서)으로부터 정상까지 오를 때 약 8%만큼 부피를 증가시킨다. 세계, 미국 및 아시아에서의 다른 매우 높은 빌딩은 500m 범위에 있고, 약 5%만의 부피 증가를 나타낸다. 유럽에서 가장 높은 빌딩은 300m(에펠탑과 유사하게)이고, 이것은 약 3%의 기포 부피 변화를 제공한다.FIG. 33 shows a plot of atmospheric pressure versus altitude in meters constructed using a barometric pressure calculator found on the Internet (http://hyperhysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Kintic/barfor.html). do. The calculation suggests that elevator boarding in a large building should not pose many problems with bubble contraction or expansion. For example, the tallest building in the world is 800 meters, so bubbles rise by about 8% when they rise from the bottom (at sea level) to the top. Other very tall buildings in the world, the United States, and Asia are in the 500 m range and exhibit only a volume increase of about 5%. The tallest building in Europe is 300m (similar to the Eiffel Tower), which provides a bubble volume change of about 3%.
높은 산을 위아래로 타고 가는 상업용 비행기는 기포에서의 압력 변화에 대해 더 많이 도전하고 있다. 도 33이 도시한 바와 같이, 그러한 고도 변화는 15% 내지 25% 범위에서의 기포 부피 변화를 초래할 수 있다. 도 35 및 도 35는 외부 대기 압력에서의 상당한 변화를 겪기 때문에 귀에서 본 발명의 기포(31)를 도시한다. 기포(31)는 느슨한 팽창된 백과 같은 귀 도관에 놓이고, 귀 도관 벽의 상당한 길이와 접촉하게 됩니다. 낮은 대기 압력(도 34)에서, 기포(31)는 귀 도관을 따라 더 적게 명백히 연장할 때 특히 더 크다. 더 높은 대기 압력(도 35)에서, 기포(31)는 더 작고, 귀 도관을 따라 매우 적은 거리를 연장한다. 도 34 및 도 35 사이에서 귀 도관에서의 위치 및 기포 부피에서의 차이는 그리 충분하지 않으며, 심지어 사용자 불편함을 초래하거나, 귀에서의 음향 밀봉을 붕괴시키도록 기포 부피에서의 25% 변화(즉, 최악의 경우의 시나리오)에서도 그리 충분하지 않다.Commercial aircraft riding up and down high mountains are more challenging for pressure changes in air bubbles. As shown in FIG. 33, such elevation changes can result in bubble volume changes in the range of 15% to 25%. 35 and 35 show the
본 발명의 기포에 대한 다른 문제점은 표면 찌그러짐이다. 기포 표면에서의 찌그러짐은, 예를 들어 머리카락의 존재로 인해 거칠 수 있는 귀 도관 표면을 따라 기포의 자연적인 상주를 초래할 수 있다. 또한 기포 표면은 돌출(embossing)에 의해 다른 기계적 또는 화학적 처리 기술에 의해 계획적으로 찌그러질 수 있다. 기포 벽에서의 찌그러짐의 장점은, 외부 대기 압력에서의 약간의 또는 통상적인 변화에 응답하여 약간의 또는 통상적인 부피 변화를 수용하는데 있어서 기포에 도움을 줄 수 있다는 것이다.Another problem with the foam of the present invention is surface crushing. Deformation at the bubble surface can result in natural residence of the bubble along the ear canal surface, which may be rough, for example, due to the presence of hair. The bubble surface may also be deliberately distorted by other mechanical or chemical treatment techniques by embossing. The advantage of crushing at the bubble wall is that it can assist the bubble in accommodating slight or customary volume changes in response to slight or customary changes in external atmospheric pressure.
도넛-형태의 기포 구성Donut-shaped bubble composition
도 36 및 도 37에는 개략적으로 도시된 "팽창가능 도넛"이다. 이 실시예에서, 사용자의 귀에 삽입되는 팽창가능 도넛-형태의 기포(32)는 토로이드의 중심에서의 구멍을 통해 이어지는 튜브(40)를 갖는 토로이드형 또는 도넛-형태의 팽창가능 부재(30)로 구성된다. 도넛-형태의 기포(32)의 중심을 통과하는 구멍은 귀에서 밀봉되는 기포를 통과시키기 위해 그리고, 밀봉과 사용자의 고막 사이의 귀 도관에 들어가도록 하기 위해 음향 구동기(수신기)에 의해 생성된 사운드를 위한 직접 경로를 제공한다.36 and 37 are the "expandable donuts" schematically shown. In this embodiment, the inflatable donut-shaped
도 36 및 도 37에서의 실시예는 본 명세서에 기재된 음향 구동 펌프(27)에 의해 생성된 압력을 전달하기 위한 압력 튜브와, 케이블(48)을 통해 디바이스(10)에 들어가는 오디오 신호를 전달하기 위한 전기 와이어를 도시한다. 와이어는 음향 구동기(수신기)를 구동하는 신호를 제공한다. 케이블에서의 압력은 귀 부분(earpiece) 하우징(49)을 가압한다. 귀 부분 하우징(49)은 내부 음향 사운드 튜브(40)를 둘러싸는 외부 튜브(49)를 통해 팽창가능 도넛-형태의 기포(32)에 연결된다. 압력은 기포(32)가 귀에서 팽창되도록 하거나, 압력 라우팅 매니폴드(46)(본 명세서에 설명됨)를 이용하여 압력을 역전시킴으로써 귀로부터 제거하기 위해 활동적으로 수축되도록 한다.36 and 37 illustrate a pressure tube for transmitting the pressure generated by the
도 37은, 도넛-형태의 기포(32)가 세척 또는 교체(본 명세서에 추가로 설명됨)를 위해 귀 부분으로부터 제거될 수 있다. 이것은 귀 부분 하우징(69)을 도넛-형태의 기포(32)에 연결시키는 사운드 튜브(40)의 부분들 사이의 결합부(70)에 의해 달성된다. 물론 중앙 튜브는 사운드 튜브(40)이고, 외부-동축 튜브(69)는 도넛-형태의 기포(32)를 팽창하기 위해 압력을 전달한다.37, a donut-shaped
도 38은 도넛-형태의 기포(32)의 사진을 도시한다. 도 39는 기포(32)를 귀 부분에 부착하는 제 1 단계, 음향 사운드 튜브(40)의 연결의 사진을 도시한다. 도 40은 기포(32)를 압력 또는 팽창(외부) 튜브(69)에 부착하는 제 2 단계의 사진을 도시한다.38 shows a photograph of a donut-shaped
도 41은 팽창 가능 인-이어 디바이스(10)의 도넛 구성의 다른 실시예를 도시한다. 이 설계에서, 오디오 신호를 제공하는 음향 구동기(60)는 팽창 가능한 도넛-형태의 기포(32) 내에 완전히 또는 부분적으로 포함된다.41 shows another embodiment of a donut configuration of the inflatable in-
기포 팽창 톤Bubble expansion tone
개시된 구조의 모든 실시예는 사용자의 귀에서 폴리머 기포(31)를 팽창하거나, 팽창을 유지하도록 사운드를 이용하며, 이것은 다른 외부 수단에 의해 초기에 생성될 수 있다. 기포(31)를 팽창시키는 사운드는 프로그램 재료 자체일 수 있거나, 기포(31)를 팽창(수축)하도록 설계된 특수한 톤일 수 있다. 팽창 톤이 사용자에게 불편할 수 있을 정도로, 사운드 튜브(40)의 단부는 팽창 톤의 플레이 동안 차단될 수 있다. 그러나, 이러한 특지은 사운드 튜브(40)와 다른 공기 입구용 수단을 이용하는 실시예에 대해서만 가능하다. 예를 들어, 공기 입구 튜브(37) 또는 그루브는 사운드 튜브(40)의 외부 상에 위치될 수 있다. 공기 입구 튜브(37) 없이, 기포(31)를 팽창시키기 위한 공기의 유일한 소스는 사운드 튜브(40)를 통한다. 공기 입구 튜브가 없는 디바이스에서 사운드 튜브(40)를 차단하는 것은 기포(31)를 팽창시킬 수 없게 한다.All embodiments of the disclosed structure utilize sound to inflate or maintain the expansion of the
팽창 톤은 사용자에게 불쾌함을 줄 필요는 없다. 합성 제트에 기반한 사운드 구동 펌핑은 그러한 설계 파라미터 및 사운드 튜브 직경 및 길이, 포트 위치, 포트 크기 등을 조정함으로써 상이한 주파수로 튜닝될 수 있다. 따라서, 디바이스(10)는, 팽창 톤 또는 일련의 톤이 사용자에게 편안함을 주고, 개인용 컴퓨터, 셀 폰 등에 의해 공통적으로 플레이된 시작 튠과 유사하게, 디바이스를 위한 신호 시작 사운드가 될 수 있도록 구성될 수 있다. 더욱이, 팽창 톤은 사용자의 청취 범위 위 또는 아래의 주파수에 있을 수 있다.The expansion tone need not be offensive to the user. Sound driven pumping based on synthetic jets can be tuned to different frequencies by adjusting such design parameters and sound tube diameter and length, port location, port size, and the like. Thus, the
팽창 톤은 본 기술을 이용하도록 특히 구성된 디바이스에 프로그래밍될 수 있다. 그러나, 팽창 톤은 또한 외부 소스에 의해 공급될 수 있다. 예를 들어, 리코딩된 프로그램 자료를 포함하지만, 단지 주변 사운드를 픽업하고, 증폭하고 송신하는 보청기에서, 팽창 톤은 톤 또는 시작 사운드 시퀀스를 플레이하는 외부 디바이스에 의해 디바이스(10)에 공급될 수 있다. 이러한 외부 디바이스는 작고 핸드 헬드의 스피커 또는 사운드 생성기의 형태를 취할 수 있으며, 이것은 디바이스(10)를 개시하는 프로세스의 부분으로서 귀에 걸려진다.The inflation tone can be programmed into a device specifically configured to use the present technology. However, the expansion tone can also be supplied by an external source. For example, in a hearing aid that includes recorded program material but only picks up, amplifies and transmits ambient sound, the inflation tone can be supplied to
가변 variable 트래핑된Trapped 부피의 공진 부재로의 귀 도관의 튜닝 Tuning of Ear Conduits to Volumetric Resonators
도 42는 고막과 밀봉 도넛의 폴리머 막 사이에 귀 도관에서의 공간으로부터 가변 트래핑된 부피를 생성하는 사용자의 귀에 팽창 가능 도넛-형태의 기포(32)를 삽입하는 결과를 도시한다. 이러한 가변 트래핑된 부피는 '356 출원에 기재된 바와 같이 구동된 차단된 기포 내부에 가변 트래핑된 부피와 유사하고, 완전히 풍부한 사운드를 생성하는 동일한 이익을 갖는다. 귀에서의 도넛 형태의 기포의 구성은 또한 고막보다는 오히려 과도한 사운드 에너지가 기포에 흡수되도록 함으로써 고막의 편위에 걸쳐 감소한다. 본 명세서에 개시된 도넛 기포 팽창의 임피던스 매칭 양상은 이러한 특징에 관련된다. 특히, 도넛 기포 팽창을 튜닝하여, 고막 뒤의 공간(중간 귀)에 관련된 임피던스를 튜닝함으로써, 과도한 사운드 에너지는 고막으로부터 멀어지게 흐르게 된다. 도넛 형태의 기포에 들어가는 이러한 과도한 사운드 에너지의 일부는 뼈 구조로서 공통적으로 아려진 프로세스를 통해 달팽이관과의 직접적인 왕래를 위해 귀 도관 벽에 도입된다. 도넛 형태의 기포의 임피던스 매칭 및 사운드 에너지 흡수 양상은 또한 밀봉된 귀 도관 내의 공진으로 인해 자체 보이스의 폐색 효과 또는 부밍(booming)을 감소시킨다.FIG. 42 shows the result of inserting an inflatable donut-shaped
따라서, 이러한 구성에서, 공기의 부피는 팽창 가능 밀봉과 고막 사이의 귀 도관에 트랩된다. 사운드 튜브(40) 및 도넛-형태의 기포(32)의 중간을 통과하는 사운드 튜브는 사운드가 음향 구동기(수신기)로부터 귀 도관에서의 트랩된 부피로 직접 통과하도록 한다. 이 실시예에서, 사운드 튜브는 사운드 에너지를 고막쪽으로 전달하도록 하고, 또한 사운드 에너지를 사운드 튜브를 둘러싸는 기포 공간으로 전달하기 위한 트랜스듀서로서 작용한다.Thus, in this configuration, the volume of air is trapped in the ear conduit between the inflatable seal and the tympanic membrane. The sound tube passing in between the
이러한 구성은 '356 출원에서 구체적으로 논의되는 밀봉된 기포 구성을 효과적으로 변환시킨다. 전술한 바와 같이, 이러한 밀봉된 기포 구성에서, 사운드는 밀봉된 기포(32)로 전달되고, 이것은 귀에서 공진 공동 또는 가변 부피를 형성한다.This configuration effectively transforms the sealed bubble configuration discussed specifically in the '356 application. As described above, in this sealed bubble configuration, sound is delivered to the sealed
본 출원의 도넛 구성에서, 사운드는 귀 도관에서의 도넛-형태의 기포(32)와 고막 사이의 부피로 전달된다. 그러므로, 귀 도관에서의 공간은 가변 트랩된 부피의 공진 공동이 된다. 추가로, 도넛-형태의 기포(32)는, 고막에서의 이러한 공진 공동이 가변 트랩된 부피가 되도록 하는데, 이는 기포(32)의 위치 및 진동 컴플라이언스(compliance)가 도넛-형태의 기포(32)에서의 압력을 조정함으로써 튜닝될 수 있기 때문이다. 이것은 귀 도관에서의 공진 부피의 음향 특성 및 이에 따라 고막 상에 등록된 사운드의 정밀한 제어를 허용한다.In the donut configuration of the present application, sound is delivered in volume between the donut-shaped
고막은 내부 귀의 부피에 의해 제공된 후방 압력을 갖는 진동 막이다. 팽창 가능 도넛-형태의 기포(32)는 또한 귀 도관의 트랩된 부피로 변환된 사운드에 응답하여 진동하는 막이다. 따라서, 귀 도관의 트랩된 부피는 도넛-형태의 기포(32)의 표면, 2개의 진동 막, 귀 도관에 의해 차단된 공진 공동이다. 도넛-형태의 기포(32)에서의 압력을 조정함으로써, 기계적 컴플라이언스가 조정될 수 있다. 이것은 사운드의 어떤 부분(진폭 및 주파수)이 기포(32) 및 고막으로 전달되는지에 영향을 준다. 임피던스 매칭의 이러한 형태는 사용자에 의해 경험된 볼륨 및 음질에 대해 정밀한 제어를 허용한다.The tympanic membrane is a vibrating membrane with a back pressure provided by the volume of the inner ear. The expandable donut-shaped
대안적인 또는 상보적인 시야에서, 귀 도관에서의 공진 공동은 수신기로부터의 음향 신호를 격막/기포에 결합시키기 위한 컴플라이언스로서 작용하는 트랩된 부피로서 보여질 수 있다.In an alternative or complementary field of view, the resonant cavity in the ear conduit may be viewed as a trapped volume that acts as a compliance for coupling the acoustic signal from the receiver to the diaphragm / bubble.
하이브리드hybrid 귀 ear 몰드Mold
본 디바이스(10)는 고막을 향하는 귀 몰드에서 적어도 하나의 막 윈도우(71)를 갖는 종래의 귀 몰드의 내부에 구성될 수 있으며, 이를 통해 디바이스의 진동은 사용자의 고막에 접근할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 귀 몰드에서의 적어도 하나의 다른 포트는 팽창 가능 기포(31)가 귀의 외부에 있는 주변 환경에 노출되도록 한다. 막 블래더(bladder)(72)의 가변 압력은 종래의 귀 몰드의 정황 내에서 디바이스의 오디오(가변 임피던스 매칭 및 가변 공진 볼륨) 및 폐색 성능을 제공한다. 자체적인(내부 다이아포닉 귀 렌즈을 포함하지 않고도) 종래의 귀 몰드는 가변 임피던스 매칭 및 가변 공진 볼륨 특성을 달성하지 않는다.The
도 43에서, 가변 압력 막(72)은 2개의 팽창 부피 레벨에 보여진다. 막의 부피가 컴플라이언스를 증가시키기 위해 변할 때, 이것은 사용자에 의해 경험된 폐색의 양을 최소화하면서, 동시에 사용자의 고막에 전달된 외부 사운드의 양을 증가시키도록 한다.In FIG. 43, the
규정 기포의 제조Manufacture of prescribed bubbles
전술한 바와 같이, 기포 재료의 물리적 특징은 귀에서의 기포의 성능에 영향을 준다. 관련 기포 재료 특성은 두께, 영역 밀도(필름의 단위 면적당 중량), 인장 탄성률, 세기, 탄성, 공기 침투도, 표면 소수성 또는 친수성, 저장 탄성률, 및 기계적 댐핑 계수를 포함한다. 기포 제조에 사용된, 얇은 폴리머 필름 재료의 특정한 방향 종속적 특성(인장 탄성률, 세기, 탄성, 저장 탄성률, 손실 탄성률, 복소 탄성률, 기계적 댐핑 계수)은 변하는 동일 평면 방향에 따라 변할 수 있다. 즉, 기포 구성에 대한 폴리머 필름은 특정한 특성에 관해 이방성일 수 있다. 폴리머 필름은 또한 방향 종속성의 동일 평면 특성에 대해 등방성일 수 있다. 기포 구성에 사용된 폴리머 필름은 몇몇 방향 종속성의 동일 평면 특성에 대해 이방성이고, 다른 방향 종속성의 동일 평면 특성에 대해 등방성일 수 있다.As mentioned above, the physical properties of the foam material affect the performance of the bubbles in the ear. Related bubble material properties include thickness, area density (weight per unit area of film), tensile modulus, strength, elasticity, air penetration, surface hydrophobicity or hydrophilicity, storage modulus, and mechanical damping coefficient. The particular direction dependent properties (tensile modulus, strength, elasticity, storage modulus, loss modulus, complex modulus, mechanical damping modulus) of the thin polymer film material used to produce the bubbles can vary along varying coplanar directions. That is, the polymer film for the bubble configuration may be anisotropic with respect to certain properties. The polymer film may also be isotropic with respect to the coplanar properties of the direction dependency. The polymer film used in the bubble configuration is anisotropic for coplanar properties of some direction dependencies, and may be isotropic for coplanar properties of other direction dependencies.
이들 폴리머 필름 특성의 값, 및 폴리머 기포 표면에 걸쳐 방향을 갖는 이들 특성의 변동은 기포 성능을 제어한다. 이를 통해 영향을 받는 성능 양상은 고막으로의 사운드의 음향 전달, 귀 도관의 밀봉, 귀 도관의 폐색, 착용자의 안락함, 귀 도관의 밀봉된 기포 및 밀봉된 부분의 공진 및 가변 공진, 사운드 임피던스를 포함한다.The values of these polymer film properties, and variations in these properties with orientation across the polymer bubble surface, control bubble performance. Performance aspects affected by this include acoustic transmission of sound to the eardrum, sealing of the ear conduits, occlusion of the ear conduits, wearer comfort, sealed bubbles and sealing resonances of the ear conduits, and variable resonance, sound impedance do.
다양한 기포 재료 특성은 주어진 사용자 또는 환자의 청취 문제를 다루는데 적합한 기포를 생성하기 위해 선택될 수 있다(기포 필름 재료의 다양한 유형 및 등급의 신중한 선택에 의해). 예를 들어, 사운드 전달 및 공진은, 사용자가 가장 큰 청취 손실을 갖는 주파수 범위에서 극대화될 수 있다. 상이하게 미리 결정된 규정 기포는 다양한 공통적으로 직면된 주파수 범위에서의 청취 손실과 같은 공통적인 청취 문제를 다루도록 생성된다. 이들 규정 기포는, 기포가 청취 디바이스(트랜스듀서를 포함)의 바디에 연결되는 분리가능한 결합부(couplings)에서의 칼라 코딩 또는 상이한 키 코드에 의해 구별된다. 정확하게 규정된 기포 및 사운드 튜브 조립체는 디바이스 상에 결합부를 설치할 것이다. 더 비정상적인 청취 요구에 대해, 개인의 그러한 요구에 맞는 기포를 생성할 수 있다. 개인화된 기포는 분리가능한 결합부 상에 고유 키 코드가 할당될 수 있다. 따라서, 단지 맞춤형으로 규정된 기포는 고유한 청취 또는 귀 건강 문제를 가지고 사용자의 청취 디바이스에 맞출 것이다.Various bubble material properties can be selected (by careful selection of various types and grades of bubble film materials) to create bubbles suitable for addressing the listening problems of a given user or patient. For example, sound transmission and resonance can be maximized in the frequency range where the user has the largest listening loss. Different predetermined prescribed bubbles are created to address common listening problems such as listening loss in various commonly encountered frequency ranges. These defining bubbles are distinguished by color coding or different key codes in detachable couplings where the bubbles are connected to the body of the listening device (including the transducer). A correctly defined bubble and sound tube assembly will install the coupling on the device. For more unusual listening needs, bubbles can be created to meet those needs of the individual. Personalized bubbles can be assigned a unique key code on the detachable coupling. Thus, only custom defined bubbles will adapt to the user's listening device with unique listening or ear health issues.
기포(31)의 추가로 상이한 부분은 상이한 기능을 선택적으로 개선시키도록 최적화될 수 있다. 예를 들어, 기포의 후방(귀의 외부쪽으로)은 사운드 전달을 차단하도록 최적화될 수 있어서, 격리를 개선시키고, 피드백을 피한다. 기포의 중앙부(waist)(귀 도관의 측면과 접촉하는)는 기포의 밀봉 기능을 개선시키거나, 안락함 및 귀 건강을 위한 일부 공기 침투도를 제공하도록 최적화될 수 있다. 기포의 전방(고막을 향하는)은 귀 도관 내에 트랩된 부피의 음향 특성을 개선시키도록 최적화될 수 있다. 표면에 걸친 다양한 특성(모듈, 침투도, 탄성, 댐핑 등)에서의 그레디언트를 갖는 단일 기포는 찾은 특정한 기능의 전부 또는 일부를 수행한다.Further different portions of the
맞춰진 기포 재료 특성을 생성하고, 기포 표면에 걸쳐 그러한 특성의 맞춰진 그레디언드를 생성하는 방식의 일례는 변형제를 가지고 기본 폴리머 기포 재료를 코팅하거나 주입하는 것이다. 프로세스의 특정한 예는 반-침투성 폴리머 재료로부터 형성된 기포를 취하고, 폴리머 라텍스를 반-침투성 구조에 주입하여, 밀도, 침투도, 두께, 및 기포 재료의 다양한 기계적 계수를 변경하는 것이다. 이러한 유형의 주입은 기포 표면 상의 상이한 영역에서 상이한 정도로 이루어질 수 있어서, 기포 재료 특성에서의 그레디언트를 초래한다. 마찬가지로, 코팅 프로세스는 성능 관련 특성에서의 표면 그레디언트를 생성하는 기포 재료의 표면에 걸쳐 변할 수 있다.One example of creating tailored foam material properties and creating tailored gradients of those properties across the bubble surface is to coat or inject a base polymer foam material with a modifier. A particular example of the process is to take bubbles formed from a semi-permeable polymer material and inject a polymer latex into the semi-permeable structure to change the density, penetration, thickness, and various mechanical coefficients of the bubble material. This type of injection can be made to different degrees in different areas on the bubble surface, resulting in gradients in bubble material properties. Likewise, the coating process can vary over the surface of the foam material to create surface gradients in performance related properties.
설명된 프로세스는, 기본 기포 재료가 팽창된 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE)이고 주입 라텍스가 물-기반의 폴리우레탄 라텍스일 때 기포 특성의 유용한 변형을 산출하였다. 폴리우레탄 라텍스를 ePTFE 기포로 기포의 상이한 영역에서의 상이한 정도로 주입함으로써, 성능 관련 특성에서의 그레디언트는 기포 표면 상에서 생성된다. ePTFE로의 라텍스 주입의 정도는 ePTFE를 처리하는데 사용된 용액에서의 라텍스 입자의 농도를 제어함으로써, 또는 처리 용액으로의 ePTFE의 노출 길이에 의해, 또는 이둘 모두에 의해 제어된다.The described process yielded a useful variation of bubble properties when the base foam material was expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE) and the injected latex was a water-based polyurethane latex. By injecting polyurethane latex into the ePTFE bubble at different degrees in different areas of the bubble, gradients in performance related properties are created on the bubble surface. The degree of latex injection into the ePTFE is controlled by controlling the concentration of latex particles in the solution used to treat the ePTFE, or by the length of exposure of the ePTFE into the treatment solution, or both.
3. 사운드 튜브로의 3. into sound tube 동축Coaxial 다이아포닉Diaphonic 밸브의 통합 Integration of valve
본 발명의 사운드 튜브(40)는 디바이스(10)의 원하는 특성에 기초하여 여러 형태로 구현될 수 있다.The
사운드 튜브(40)의 벽에서의 하나 이상의 작은 포트 또는 오리피스(73)는 사운드 튜브(40)의 내부와 폴리머 기포(31){또는 도넛-형태의 기포(32)} 내부의 공간 사이에 경로를 제공한다. 사운드 튜브에서의 작은 포트 또는 오리피스는 전술한 바와 같이 합성 제트 기반의 펌프를 위한 포트로서 작용하고, 기포로의 사운드를 허용한다. 이와 같이, 기포에서의 사운드 에너지는 귀 도관 벽으로 전달되어, 사운드의 풍부함을 증가시킨다.One or more small ports or
따라서, 트랜스듀서(20)가 사운드, 합성 제트의 원리(위에서 더 구체적으로 설명됨)를 생성할 때, 그리고 현재, 플랩, 폴리머 슬리브, 입구 포트 등을 포함하는 다이아포닉 밸브의 다른 작용 양상이 사운드 튜브(40)의 벽에서의 작은 오리피스(73)를 통해, 사운드 튜브(40)로부터 폴리머 기포(31)로 공기의 흐름을 안내한다. 이러한 방식으로, 트랜스듀서(20)로부터의 사운드 에너지는 사용자의 귀에서 폴리머 기포(31)를 팽창시키는데 사용될 수 있다.Thus, when the
귀로의 삽입 및 팽창의 프로세스 동안, 도 44에 도시된 디바이스는 사운드 튜브(40) 아래의 귀 도관으로부터 기포(32)로 기포(32)를 팽창하는데 필요한 공기를 유입한다. 이러한 프로세스는 디바이스를 귀 도관으로 유입하는데 도움을 주는데, 이는 다른 경우에, 귀 도관에 이미 있는 공기가 기포(32)를 위한 도관에서 공간을 만들기 위해 가압(잠재적으로 불편함을 초래)되거나 배출될 필요가 있기 때문이다.During the process of insertion and expansion into the ear, the device shown in FIG. 44 introduces the air necessary to expand the
도 44는 사운드 튜브(40)의 외주 주위의 라인을 따라 등거리로(50도의 각도마다) 배치된 6개의 포트(73)의 패턴을 도시한다. 이러한 특정한 포트 배치는 잘 작용하지만, 더 적거나 더 많은 수의 포트를 갖는 배치 및 2개 이상의 포트의 링이 사운드 튜브(40)를 따라 상이한 위치에서 사운드 튜브를 둘러싸는 배치를 포함하는 다른 포트 배치도 또한 작용한다. 포트(73)의 크기 및 사운드 튜브(40)를 따른 위치는 트랜스듀서(20)에 의해 생성된 사운드 주파수의 함수로서 펌핑 효율에 영향을 미친다. 주어진 사운드 주파수에 대해 포트(73)의 위치를 변경시킴으로써, 또는 포트(73)의 주어진 위치에 대한 사운드 주파수를 변경시킴으로써, 디바이스의 펌핑 작용을 역전시키고, 귀로부터의 제거를 위해 폴리머 기포(32)를 활동적으로 수축시키는 것이 또한 가능하다. 따라서, 포트(73)의 고정된 구성을 통해, 트랜스듀서(20)는, 기포(32)의 팽창이 바람직할 때 하나의 톤(사운드의 주파수)을 생성하고, 수축이 바람직할 때 다른 톤을 생성할 수 있다.FIG. 44 shows a pattern of six
도 44에 도시된 디바이스는 기포(32)의 팽창 및 기포 압력의 유지 및 사람이 청취하는 프로그램 자료를 위한 사운드를 생성하기 위해 단일 트랜스듀서(20)를 이용한다. 디바이스(10)는, 트랜스듀서(20)로부터 사용자의 고막으로의 방해받지 않는 경로를 허용하면서, 폴리머 기포(32)를 팽창시키기 위해 에너지를 수집하는 장점을 갖는다.The device shown in FIG. 44 utilizes a
이러한 기술의 다른 실시예는 도 44에 도시된 것과 유사하지만 2개의 개별적인 트랜스듀서(본 명세서에 구체적으로 논의됨), 즉 하나가 기포(32)(또는 32)를 팽창시키기 위해 톤을 생성하는 것이고, 다른 하나가 사용자를 위한 프로그램 자료를 생성하기 위한 것인 2개의 개별적인 트랜스듀서를 갖는 디바이스(10)를 포함한다. 본 경우에, 2개의 트랜스듀서는 모두 각각의 음향 출력을 공통 사운드 튜브(40)에 공급하는데, 이것은 기포(31)를 위한 펌핑 메커니즘 및 고막으로의 프로그램 자료를 위한 사운드 경로로서 작용한다.Another embodiment of this technique is similar to that shown in FIG. 44, but with two separate transducers (discussed specifically herein), one generating tones to inflate the bubble 32 (or 32). And a
도 45는 도 44에 도시된 동축 구조의 개정을 도시하며, 이것은 디바이스(10)의 공기 펌핑 효율을 증가시킨다. 도시된 실시예에서, 얇은 폴리머 필름의 타이트한 설치 슬리브(33)는 사운드 튜브(40)의 섹션을 커버하고, 이것은 포트(73)를 포함하는 영역을 포함한다. 슬리브(33)는 위치(A)에서 밀폐 밀봉을 갖는 사운드 튜브(40)의 외부에 부착된다. 슬리브(33)는 위치(B)에서 끝나지만, 이 지점에서 부착(밀봉)되지 않는다.FIG. 45 shows a modification of the coaxial structure shown in FIG. 44, which increases the air pumping efficiency of the
디바이스(10)는 또한 폴리머 슬리브(33)의 밀봉된 및 개방 단부가 역전되는 경우, 즉 슬리브(33)가 B에서 밀봉되고 A에서 개방되는 경우 작용할 것이다. 디바이스(10)는 또한 슬리브(33)의 양쪽 단부(A 및 B)가 개방되는 경우 작용할 것이다.The
다른 작용 실시예에서, 슬리브(33)의 양쪽 단부(A 및 B)는 밀봉된다. 이 실시예에서, 폴리머 슬리브(33)는 하나 이상의 작은 구멍 또는 포트(74)를 갖는다. 폴리머 슬리브(33)에서의 이들 구멍(74)은 사운드 튜브(40)에서의 오리피스 또는 포트(73)와 나란히 있지 않고, 임의의 공기 입구 튜브(본 명세서에 추가로 논의됨) 개구부와 나란히 있지 않다.In another working embodiment, both ends A and B of the
그러나, 본 발명의 예시를 계속하기 위해, 슬리브(33)가 A에서 밀봉되고 B에서 개방되는 실시예가 고려된다.However, to continue the illustration of the present invention, an embodiment is contemplated in which the
도 45의 단면에 도시된 바와 같이, 폴리머 슬리브(33)는 사운드 튜브(40)의 벽에서의 포트(73)를 커버한다.As shown in the cross section of FIG. 45, the
도 45의 실시예는 사운드 튜브(40)로부터 폴리머 기포(32)를 팽창시키는데 필요한 공기를 유입한다. 따라서, 귀에 삽입될 때, 이 실시예는 귀 도관으로부터 기포(32)로 공기를 유입시킨다.The embodiment of FIG. 45 introduces the air needed to inflate the polymer bubbles 32 from the
도 46은, 공기 입구 튜브(37)가 폴리머 기포(31)를 팽창시키기 위해 귀 도관의 외부로부터 공기가 유입되도록 하는데 추가되는 동축 디바이스의 다른 실시예를 도시한다.46 shows another embodiment of a coaxial device in which an
공기 입구 튜브(37)는 기포(31)의 외부 및 귀 도관의 외부에 있는 일단부를 갖는다. 공기 입구 튜브(37)는 기포(31)로 이어지고, 도중에 사운드 튜브(40)의 벽에서의 포트(73)들 중 하나의 측면에 이른다.The
공기 입구 튜브(37)의 구성에서는 가능한 많은 설계 변동이 있다. 도 47은, 공기 입구 튜브(37)가 사운드 튜브(40)의 벽에서의 6개 포트(73) 모두의 측면에 연결되는 실시예를 도시한다. 물론 포트(73)의 이러한 특정한 배치는 예시적이고, 본 발명을 위해 한정되지 않는다. 약간의 포트(73)가 있을 수 있고, 상이한 패턴으로 배치될 수 있다.There are as many design variations as possible in the configuration of the
도 47은 귀 도관의 외부 및 기포(31)의 외부를 안내하는 메인 공기 입구 튜브(37)에 각 포트(73)에 대한 개별적인 공기 입구 튜브 섹션(76)을 연결하기 위해 사운드 튜브(40)의 베이스에서 원형 매니폴드(75)를 이용하는 공기 입구 튜브(37)를 도시한다. 공기 입구 튜브(76)를 위한 다른 분기된 구성은 메인 공기 입구 튜브(37)가 다중 포트(73)에 도달하도록 하고, 이것은 본 발명의 부분으로서 청구된다. 도 46 및 도 47은, 사운드 튜브 벽에서의 포트(73)를 분리하는 지점으로 사운드 튜브(40)의 벽 내부에서 이어지는 입구 튜브(76)를 도시한다. 튜브(76)는 또한 사운드 튜브(40)의 외부 또는 내부에 부착된 작은 튜브일 수 있다.FIG. 47 shows the
공기 입구 튜브(76)는 사운드 튜브(40)의 벽에서의 포트를 분리하는데 필요하지 않다. 도 48에 도시된 바와 같이, 공기 입구 튜브(37)는 사운드 튜브(40)의 외부 표면 상의 자체 출구를 가질 수 있다. 이 경우에, 공기 입구 튜브 출구(77)는 폴리머 슬리브(33) 아래에 있으며, 이것은 사운드 튜브(40)를 둘러싸고, 사운드 튜브 벽에서의 포트(73)와 예시에서 위치(B)인 슬리브(33)의 개방 단부 사이에 위치된다.도 47에 도시된 유형 또는 다수의 다른 가능한 분기 구성 중 하나의 공기 입구 튜브 매니폴드(75)를 이용하면, 다수의 공기 입구 튜브 섹션 출구(77)는 포트(73)와 폴리머 슬리브(33)의 개방 단부 사이에 사운드 튜브(40)의 표면에 위치될 수 있다.The
도 49는, 공기 입구 튜브(37)가 포트(73)와 폴리머 슬리브(33)의 개방 단부 사이에서, 폴리머 슬리브(33) 아래에, 사운드 튜브(40)의 외부 슬리브(33)에서의 출구(77)를 갖는 동축 디바이스의 다른 실시예를 도시한다. 이 경우에, 입구 공기를 분배하는 원형 매니폴드(75)는 공기 입구 튜브 출구(77)의 위치에 위치된다. 공기 입구 튜브 출구(77)에서의 매니폴드(75)의 하나의 특정한 실시예는 사운드 튜브(40)의 원주 주위에서 이어지는 사운드 튜브(40)의 표면에서의 채널이다. 이 채널은 공기 입구 튜브(37)에 의해 공급되고, 폴리머 슬리브(33)가 이를 커버할 때 폐쇄된 원형 매니폴드를 유지한다. 그러나, 폴리머 슬리브(33)가 포트의 합성 제트 작용으로 인해 사운드 튜브(40)의 외부 표면으로부터 멀리 이동할 때, 이러한 입구 공기 매니폴드는 입구 공기를 배출한다.49 shows that the
입구 공기 튜브 시스템의 설계 특징(튜브의 길이 및 직경, 입구 공기 입구 및 출구의 크기, 위치 및 개수 등)은 입구 공기의 흐름에 대한 저항 및 임피던스의 양을 제어한다. 공기는 본 디바이스의 음향 펌핑에 의해 생성된 압력차 하에서 입구 공기 튜브 시스템을 통해 잡아당겨진다. 이러한 펌프-생성 압력은 입구 공기 튜브 시스템에서 라인-저항을 극복할 정도로 충분해야 한다. 입구 공기에 대한 흐름 저항과 디바이스(10)의 특징의 균형을 맞춤으로써, 폴리머 기포를 팽창(또는 팽창을 유지)시키는데 사용된 공기의 소스는 귀 도관{사운드 튜브(40)로부터 나오는}으로부터의 공기와 입구 공기 사이의 적절한 균형을 맞출 수 있다. 예를 들어, 기포 팽창의 부분으로서 귀 도관에서의 공기의 일부를 이용하여, 디바이스 삽입시 귀 도관에 과도하게 가압하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 그러나, 기포 팽창(또는 팽창을 유지) 동안 귀 도관에서 공기가 너무 강하게 유입되지 않도록 하는 것이 바람직한데, 이는 이것인 귀 도관에서 부분적인 진공을 초래하고, 이것이 사용자에게 불편함을 주기 때문이다. 공기 입구 튜브의 흐름 저항을 튜닝함으로써, 정확한(가장 안락한) 양의 공기가 귀 도관으로부터 취해지고 그 나머지가 공기 입구 튜브를 통해 나오는 경우 균형이 달성된다.The design features of the inlet air tube system (length and diameter of the tube, size, location and number of inlet air inlets and outlets, etc.) control the amount of resistance and impedance to the inlet air flow. The air is drawn through the inlet air tube system under the pressure difference produced by the acoustic pumping of the device. This pump-generating pressure should be sufficient to overcome the line-resistance in the inlet air tube system. By balancing the flow resistance with respect to the inlet air and the features of the
도 44 내지 도 49에 도시된 모든 설계의 실시예는 또한 기포(31)에 수용되지 않은 트랜스듀서(20)(도 50을 참조), 또는 기포(31)에 부분적으로만 수용된 트랜스듀서(20)(도 51을 참조)를 가지고 생성될 수 있다. 이들 2개의 도면은, 트랜스듀서(20)를 수용하지 않는 기포(31)와 결합되거나, 트랜스듀서(20)를 부분적으로 수용하는 기포(31)와 결합된 하나의 특정한 공기 입구 튜브 구성을 도시한다. 그러나, 모든 가능한 공기 입구 튜브 설계 및 모든 가능한 사운드 튜브 포트 설계가 트랜스듀서를 수용하지 않거나 트랜스듀서를 부분적으로 수용하는 기포와 결합될 수 있다는 것이 암시된다.All embodiments of the design shown in FIGS. 44-49 are also transducers 20 (see FIG. 50) not received in
다른 실시예에서, 도 52 내지 도 59에서, 사운드 튜브(40)의 외부를 따른 공기 유입은 사운드 튜브(40)의 외부 표면에서 그루브(들)(78)를 통해 진행한다. 그루브(78)는 사운드 튜브(40)의 외부 vyauys 상의 폴리머 슬리브(33)에 의해 커버된다. 폴리머 슬리브(33)에 의해 커버된 그루브(들)(78)는 사운드 튜브(40)의 외부를 따라 효율적인 공기 입구 튜브(37)를 형성한다.In other embodiments, in FIGS. 52-59, air inflow along the outside of the
도 52는 이전 실시예에 도시된 동일한 유형의 공기 입구 튜브(37)가 사운드 튜브(40)의 베이스로 공기를 라우팅하는 실시예를 도시한다. 공기 입구 튜브(37)를 지점(A)에서 사운드 튜브(40)의 외부에서의 그루브(78)에 연결하고, 지점(A)에서 폴리머 슬리브(33)는 사운드 튜브(40)의 외부에 고정된다. 도 52에서, 기포(31)는 트랜스듀서(20)를 수용하지 않는다.FIG. 52 shows an embodiment where the same type of
도 53은, 기포(31)가 트랜스듀서(20)를 수용하고 공기 입구 튜브(37)가 공기를 지점(A)으로 라우팅하는 실시예를 도시하며, 지점(A)에서 사운드 튜브(40)의 외부에서의 그루브(78)가 시작한다.FIG. 53 shows an embodiment in which
도 54는, 사운드 튜브(40)의 외부 상의 지점(A)에서 그루브(78)의 시작을 안내하는 공기 입구 튜브(37)가 없다는 점을 제외하고 도 52와 유사한 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 기포(31)가 사운드 튜브(40)만을 커버하기 때문에, 트랜스듀서(20) 근처의 그루브(78)의 단부가 지점(A)을 지나 돌출하도록 하는 것은 그루브(79)를 따라 공기로의 유입을 제공한다.FIG. 54 shows an embodiment similar to FIG. 52 except that there is no
도 55는, 지점(A)을 지나 공기 유입을 제공하는 사운드 튜브(40)의 외부에 6개의 그루브(78)가 있다는 점을 제외하고 도 54에 도시된 것과 유사한 실시예를 도시한다. 도 55와 유사한 다른 실시예는 더 적거나 더 많은 그러한 그루브(78)를 가질 수 있다.FIG. 55 shows an embodiment similar to that shown in FIG. 54 except that there are six
도 56은 공기 유입을 제공하는 사운드 튜브(40)의 외부에 다중 그루브(78)가 있는 실시예를 도시한다. 다중 그루브(78)는 사운드 튜브(40)의 베이스에서의 원형 매니폴드(75)로부터 공기가 공급되고, 이것은 다시 공기 입구 튜브(37)에 의해 공급된다.FIG. 56 shows an embodiment where there are
도 57은, 지점(A)을 지나 공기 유입을 제공하는 사운드 튜브(40)의 외부에서 다중 그루브(78)를 갖는, 도 56과 유사한 실시예를 도시한다. 그러나, 도 57에서, 그루브(78)는 직선이 아닌 곡선이다. 이 예에서, 그루브는 사운드 튜브(40) 주위를 나선형으로 이루어진다.FIG. 57 shows an embodiment similar to FIG. 56 with
도 58은, 사운드 튜브(40) 주위를 나선으로 이루는 나선형 그루브(78)의 2 세트가 있다는 점을 제외하고 도 57과 유사한 실시예를 도시한다. 나선형 그루브의 한 세트는 시계 방향(우측 나선)으로 회전하고, 나선형 그루브의 다른 세트는 반시계 방향(좌측 나선)으로 회전한다. 나선형 그루브의 2 세트는 서로 가로지른다.FIG. 58 illustrates an embodiment similar to FIG. 57 except that there are two sets of
도 52 내지 도 58에서의 모든 실시예에서, 사운드 튜브(40)의 외부에서의 공기 입구 그루브(78)는 사운드 튜브(40)에서의 오리피스(포트)(78)를 분리하도록 도시된다. 다른 실시예는 도 48에 도시된 실시예와 유사하게 오리피스(포트)(73)를 지나 종료하거나, 도 49에 도시된 실시예와 유사하게 사운드 튜브(40)의 외주 주위의 그루브에서 종료하는 사운드 튜브(40)의 외부에서 이들 공기 입구 그루브(78)를 갖는다.In all embodiments in FIGS. 52-58,
도 59는, 사운드 튜브(40)가 기포(31) 내의 개방 단부(지점 C)를 갖는 동축 디바이스(10)의 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 기포(31)는 사운드를 고막쪽으로 귀 도관 아래로 더 전달하도록 동작한다. 사운드 튜브(40)가 기포(31) 내의 개방 단부에서 종료하는 임의의 실시예는 공기 입구 시스템을 가져야 한다. 도 52 내지 도 58에 도시된 모든 유형의 공기 입구 시스템은 도 59에서와 같이 기포(31)에서의 개방 단부에서 종료하는 사운드 튜브(40)를 가지고 가능하다. 더욱이, 기포(31) 내의 개방 단부(지점 C)에서 종료하는 사운드 튜브(40)를 갖는 실시예는, 사운드 튜브(40)(도 50에 도시됨)를 수용하는 기포를 가질 수 있거나, 트랜스듀서(20)를 완전히 또는 부분적으로 수용하는 기포를 가질 수 있다(도 49 및 도 51을 참조).59 shows an embodiment of
대안적인 특징Alternative features
음향 작동 펌프의 파형 제어Waveform control of acoustically actuated pumps
파형은 펌핑 성능에 큰 영향으로서 음향 작동 펌핑 디바이스를 동작하도록 사운드를 제공하는 음향 구동기에 공급된다. 예를 들어, 도 60에 도시된 파형의 유형은 음향 작동 펌프(27)에서의 펌핑을 위해 특히 효율적이다. 상승 시간은 사이클의 약 5%이고, 하강 시간은 사이클의 약 95%이다. 동일한 피크간 값의 사인파에 비해, 이러한 파형은 결과적인 펌프로부터 대략 30% 더 많은 압력을 생성한다. 이것은 배출 사이클 동안 상대적으로 빠른 격막 운동을 허용하고, 흡입 사이클 동안 더 느린 운동을 허용한다. 이것은 수동 동작 화재 사이렌을 이용한다.The waveform is fed to an acoustic driver that provides sound to operate the acoustically actuated pumping device as a major influence on pumping performance. For example, the type of waveform shown in FIG. 60 is particularly efficient for pumping in the acoustically actuated
파형을 조정함으로써, 놓인 막 밸브(본 명세서에 설명됨)를 포함하지 않는 유형의 음향 작동 펌프(27)가 뒤로 작동할 수 있다. 따라서, 전자 파형 제어는 이 경우에 압력 라우팅 매니폴드를 갖는 전술한 동일한 유형의 펌핑 역전을 달성하는데 사용될 수 있다.By adjusting the waveform, an acoustically actuated
또한 상이한 크기의 입구 및 압력 출구 포트의 이용을 통해 임피던스를 조절함으로써 음향 작동 펌프(27)의 펌핑 방향을 역전시킬 수 있다. 그러나, 이 접근법은 인-이어 기포(31)를 팽창 및 수축시키는데 덜 이용되는데, 이는 물리적으로 변하는 튜브를 요구하기 때문이다. 압력 라우팅 매니폴드(46)(도 15 및 도 16) 또는 펌핑 방향의 전자 파형 제어의 이용은 아마 이 응용에 더 편리하다.It is also possible to reverse the pumping direction of the acoustically actuated
트랜스듀서Transducer 임피던스 압력 피드백 제어 회로 Impedance Pressure Feedback Control Circuit
팽창 가능 부재{팽창 가능 기포(31)와 같은}를 가압하기 위해 다이아포닉 밸브(22 또는 50)를 이용할 때, 달성된 압력 및 피드백 메커니즘을 통한 조절 펌핑을 감지할 수 있는 것이 바람직하다. 이것은 시스템의 과도 또는 저하 팽창을 방지할 수 있다. 다이아포닉 밸브(22 또는 50) 상의 후방 압력은 펌핑 시스템을 구동하는 트랜스듀서(20) 상의 압력 부하를 증가시킨다. 트랜스듀서(20) 상의 압력 부하의 정도는 트랜스듀서(20)의 전기 임피던스를 변경시킨다. 그러므로, 이러한 트랜스듀서 임피던스의 측정은 스피커 부하의 측정치를 제공하여, 시스템에서의 후방 압력의 측정치를 제공한다. 피드백 회로는 시스템 가압의 제어를 유지하기 위해 트랜스듀서 전기 임피던스에 의해 감지된 바와 같이, 트랜스듀서 동작을 모니터링 및 제어하는데 사용될 수 있다.When using the
추가로, 오디오 또는 가압 트랜스듀서 내에 또는 그 밖의 압력 감지 디바이스(미도시)의 이용은 프로그래밍가능할 수 있는 펌프/압력 조절을 달성하기 위해 적절한 피드백-서보 회로에 결합될 수 있다.In addition, the use of pressure sensing devices (not shown) in the audio or pressurized transducers (not shown) may be coupled to appropriate feedback-servo circuitry to achieve programmable pump / pressure regulation.
펌프 동작의 기계적 역전Mechanical reversal of pump action
본 명세서에 설명된 바와 같이, 다이아포닉 밸브(22 또는 50)의 펌핑 방향을 역정시킬 수 있는 이용은 몇몇 값이다. 이것은 팽창 가능 부재(30)에서 압력 레벨의 제어를 허용하고, 또한 기포(31)(또는 32)의 활성 수축 및 활성 팽창을 허용한다. 펌핑 방향의 역전을 달성하는 2가지 방법이 개시되며, 라우팅 매니폴드(46)(도 15 및 16) 및 구동 트랜스듀서로 보내진 파형의 대안을 포함한다.As described herein, the use that can reverse the pumping direction of
다이아포닉 밸브(22 또는 50)의 펌핑 방향을 역전시키는 제 3 방법은, 밸브의 역류 동작을 달성하기 위해 입구 포트 및 튜브의 음향 및 정적 압력 임피던스를 기계적으로 변경시키는 것이다. 입구 포트 오리피스 및 튜브의 음향 임피던스를 다이아포닉 밸브(22 또는 50) 내에 사용된 오디오 주파수로 변경하거나 입구 흐름의 적절한 제약은 디바이스(10) 내의 흐름의 역전을 초래한다. 이것은 다이아포닉 밸브(22 또는 50)가 라우팅 매니폴드 또는 유사한 디바이스를 이용하지 않고도 팽창과 수축 모드 사이에서 가변적으로 스위칭되도록 한다. 그러한 접근법에 제한 없이, 흐름 제약 방법은 다이아포닉 밸브 입구 튜브(37)에 부착된 유여한 튜브의 내부 직경을 기계적으로 감소시키는 디바이스를 포함할 수 있거나, 어떠한 입구 튜브로 사용하지 않는 포트의 경우에, 원뿔 팁은 흐름 역전을 달성하기 위해 입구 포트 오리피스로 가변적으로 진행될 수 있다. 따라서, 몇몇 분류의 흐름 스포일러를 입구 포트 또는 입구 튜브에 적용하는 것은 다이아포닉 밸브(22 또는 50)의 흐름을 역전시키는데 사용될 수 있다.A third method of reversing the pumping direction of
이동 move 오리피스Orifice
도 61은 이동 격막(28)에서의 오리피스(61)를 도시한다. 격막(28)은 단단하거나 유연한 재료일 수 있다. 화살표로 표시된 바와 같이, 격막(28)은 자체 표면에 수직으로 진동한다. 진동은 대칭적이고, 톱니형 파형으로 도면에 표시된다. 대칭적인 사인파는 유사한 결과를 초래한다. 이것은 양쪽 방향으로 오리피스(61)를 통해 합성 제트 유체 흐름을 생성한다. 예를 들어, 격막(28)이 우측으로 이동하면, 유체는 오리피스(61)를 통해 좌측으로 이동하여, 좌측 상에 합성 제트를 생성한다. 격막(28)이 좌측으로 이동하면, 유체는 오리피스(61)를 통해 우측으로 이동하여, 우측 상에 합성 제트를 생성한다. 도 61은, 2개의 대항 제트의 흐름 결과가 서로 상쇄되는 대칭적인 배치를 도시한다. 따라서, 이러한 대칭적인 배치는 유체를 펌핑하는데 유용하지 않다.61 shows the
그러나, 시스템의 대칭이 깨지면, 2개의 합성 제트 중 하나는 다른 하나보다 더 강하고, 디바이스(10)는 다른 방향보다 한 방향으로 펌핑할 것이다. 도 62는 대칭을 깨뜨리는, 이에 따라 유체를 펌핑하는 한 가지 방법이 다른 경우 대칭 디바이스에 비대칭 파형을 적용하는 것을 도시한다.However, if the symmetry of the system is broken, one of the two composite jets is stronger than the other, and the
시스템의 대칭을 깨뜨리는 추가 방법은 원뿔형 오목 또는 돌출 퓨넬들 중 하나와 같은 형태를 갖는 이동 격막(28)에서 오리피스(61)를 갖는 것이며, 이들 중 각각은 다른 방향이 아닌 한 방향으로 향한다. 이들 실시예는 각각 도 63a 및 도 63b에 도시된다.A further way of breaking the symmetry of the system is to have the
도 64에서, 격막(28)의 진동을 구동하는 파형은 대칭적이지만, 오리피스(61)는 그렇지 않다. 좁고 유체 흐름을 좌측에서 우측으로 집중시키는 원뿔은 좌측보다 우측에서 더 큰 합성 제트를 생성한다. 또한 도 62 및 도 63의 방법을 경합하는 실시예를 생성할 수 있는데, 즉 펌핑 효율을 개선시키기 위해 비대칭 진동 파형 및 원뿔형 오리피스 형태를 생성한다.In FIG. 64, the waveform driving the vibration of the
여기에 설명되고 도시된 각각의 예는 하나의 입구 포트(52), 하나의 압력 균일화 포트(56) 및 격막(28)에서의 하나의 포트(61)를 갖는다. 그러나, 본 발명에 따른 다른 실시예는 다중 입구 포트, 다중 압력 균일화 포트 및 격막에서의 다중 포트를 포함할 수 있다. 더욱이, 본 발명에 따른 다른 실시예는 격막에서의 포트(들)와 압력 균일화 포트(들)를 결합할 수 있다. 격막(28)에서의 오리피스(61)의 위치는 상이한 펌핑 효과를 생성하기 위해 상이한 실시예에서 변할 수 있다. 예를 들어, 왕복 운동이 더 큰 경우, 격막(28)의 중심 근처의 포트(61)의 위치는 격막(28)의 에지 근처의 포트의 위치보다 더 큰 펌핑 효과를 생성한다.Each example described and illustrated herein has one
트랜스듀서Transducer 격막에서의 At the diaphragm 오리피스Orifice
도 65는, 이전 섹션에서 설명된 이동 오리피스(61)가 균형된 아마추어 사운드 트랜스듀서(20)를 사운드 작동 펌프(27)로 변환하는데 이용되는 일례를 도시한다. 균형된 아마추어(21)는 챔버(80)를 커버하는 격막(28)에 결합되고, 배출 포트(59)에 연결된다. 균형된 아마추어 트랜스듀서(24)의 종래의 작동 모드에서, 사운드에 대응하는 전기 신호는 균형된 아마추어(21)를 작동시키고, 이것은 격막(28)을 진동시켜, 배출 포트(59)로부터 사운드를 생성한다.FIG. 65 shows an example where the moving
도 65에 도시된 펌핑 실시예에서, 격막(28)은 작은 구멍 또는 오리피스(61)를 갖는다. 격막(28)이 균형된 아마추어(21)에 의해 작동될 때, 오리피스(61)는 이동 오리피스로서 작용하고, 합성 제트를 생성한다. 도 63(트랜스듀서에 공급된 비대칭 파형) 또는 도 64(원뿔형 오리피스) 또는 이둘 모두에 도시된 2개의 비대칭 조건 중 하나가 존재하면, 격막(28)의 진동은 비대칭 합성 제트를 생성할 것이다. 대칭이 정확한 방향으로 향하게 되면, 유체의 순 흐름은 배출 포트(59)를 빠져나간다. 디바이스의 벽에서의 입구 포트(52)는 유체가 디바이스로의 유체 흐름으로서 종래의 양을 허용하는 것이 바람직하고, 그런 후에 배출 포트(59)로부터 펌핑된다.In the pumping embodiment shown in FIG. 65, the
시스템에서의 이동 오리피스(61)의 비대칭 조건을 역전시킴으로써(180도만큼 비대칭 파형의 위상을 변화시키거나 다른 방식으로 원뿔형 기공 입구면을 만드는), 디바이스(10)는 반대로 펌핑하도록 이루어질 수 있다. 이 경우에, 입구는 출구가 되거나 그 반대로도 될 수 있다. 그러므로, 이동 오리피스(61)의 대칭을 생성하기 위해 파형을 이용하는 도 65에서의 유형의 디바이스는 트랜스듀서(20)로 보내진 신호의 파형에 따라 어느 한 방향으로 작용할 수 있는 사운드 작동 펌프(27)이다. 이것은 팽창 가능 기포(31)의 팽창 및 수축을 위한 펌핑 방향의 효과적인 역전을 생성한다.By reversing the asymmetric condition of the moving
도 65에서의 디바이스(10)의 펌핑 효율은, 오리피스(82)를 갖는 막 체크 밸브(81)를 입구 포트(52)에 추가하거나, 배출 포트(59)에 추가하거나, 이둘 모두에 의해 증가될 수 있다. 입구 포트(52) 상의 밸브(81)를 갖는 이러한 배치는 도 66에 도시된다. 밸브(81)는 오리피스(63){도 18에서의 체크 밸브(62)를 참조}를 커버하는 유연한 막을 이용하는 전술한 다이아포닉 밸브의 몇몇 실시예에 사용된 것과 설계면에서 유사하다.The pumping efficiency of the
도 66에서, 막(83)은 입구 포트(52)와 나란히 있지 않고 중심에서 벗어난 기공 또는 오리피스(82)를 갖는다. 입구 포트(52)를 통과하는 흐름은 막(83)을 구부리고, 유체가 양쪽 오리피스(82, 52)를 통해 흐르도록 한다. 후방 압력은 흐방 흐름을 차단하는 입구 포트(52)에 대해 막(83)을 밀봉한다.In FIG. 66, the membrane 83 has pores or
도 66에 도시된 실시예는 역류를 방지함으로써 펌핑 효율을 증가시키지만, 트랜스듀서(20)에 공급된 파형을 변화시킴으로써 펌핑 방향의 스위칭을 방지한다.The embodiment shown in FIG. 66 increases pumping efficiency by preventing backflow, but prevents switching in the pumping direction by changing the waveform supplied to the
이중 double 트랜스듀서Transducer
도 67은 2개의 트랜스듀서(20)를 이용하는 사운드 작동 압력 펌프(27)의 다른 실시예를 도시한다. 2개의 트랜스듀서에 의해 생성된 음파는 막(84)에서의 오리피스(85)를 통해 막(84)(단단하거나 유연할 수 있는)을 가로질러 서로 간섭한다. 2개의 트랜스듀서(20)에 의해 생성된 사운드의 개별적인 파형의 조절에 의해, 그리고 이들 파의 상대 위상의 조절에 의해, 디바이스는 포트(1)에서 포트(2)로 또는 포트(2)에서 포트(1)로 압력 차 구동 유체 흐름을 생성하도록 이루어질 수 있다. 따라서, 도 67의 디바이스(10)는 사운드 작동 펌프(27)의 흐름 방향을 역정시키기 위한 다른 수단을 나타낸다. 이 경우에, 2개의 트랜스듀서(20)에 공급된 파형을 전자적으로 변경(스위칭)함으로써 역전이 달성된다.FIG. 67 shows another embodiment of a sound actuation pressure pump 27 using two
그 효과는 또한 트랜스듀서 격막의 한 면으로부터 또는 양쪽 면으로부터, 동일한 트랜스듀서 격막으로부터 나오는 2개의 음파 사이에서 막 오리피스에서의 차이에 충돌하고 위상을 최적화하도록 구성된 사운드 전달 튜브의 이용을 이용하는 단일 트랜스듀서의 이용을 통해 달성될 수 있다.The effect is also a single transducer using the use of a sound delivery tube configured to optimize the phase and impinge the difference in the membrane orifice between two sound waves coming from the same transducer septum, from one or both sides of the transducer septum. Can be achieved through the use of
동축Coaxial 다이아포닉Diaphonic 밸브 펌프 및 이동 Pump and move valve 오리피스Orifice 펌프의 결합 Combination of pump
더 큰 순방향(기포의 팽창) 펌핑 효율은 도 68에 도시된 바와 같이, 격막(28)에서의 포트(61)와 트랜스듀서 후면 부피에서의 동축 다이아포닉 밸브(22)를 결합함으로써 생성될 수 있다. 도 69는 동일한 일반적인 실시예를 도시하지만, 트랜스듀서 후면 부피의 관형 연장부(79)를 추가하여 다이아포닉 밸브(22)를 수용한다는 점을 갖는다.Higher forward (bubble expansion) pumping efficiency can be generated by combining the
격막(28)에서 이동 오리피스(61)와 동축 다이아포닉 밸브(22)를 결합하는 도 68 및 도 69의 실시예는 이중 음향 생성 펌핑 작용을 제공한다. 동축 다이아포닉 밸브(22)는 순방향{기포(31)의 팽창}으로 항상 펌핑한다. 격막(28)에서의 오리피스(61)는 순방향으로 펌핑하도록 비대칭 파형을 요구하여, 동축 다이아포닉 밸브(22)의 펌핑 작용을 증가시킨다. 격막(28)에서의 오리피스(61)는 또한 순방향으로의 펌핑을 더 증가시키기 위해 원뿔 형태(본 명세서에 추가로 논의됨)를 가질 수 있다. 이들 모든 효과의 조합(동축 다이아포닉 밸브, 격막에서의 포트, 비대칭 파형, 격막에서의 포트의 원뿔 형태)은 가장 높은 펌핑 효율을 생성하도록 결합될 수 있다.The embodiment of FIGS. 68 and 69 that combines the moving
도 99는 트랜스듀서 후면 부피에서의 다이아포닉 밸브(22) 및 도넛-형태의 기포(32)를 팽창시키는 출력 튜브(86)를 이용하는 일실시예를 도시한다. 도 99의 실시예는 압력 균일화 포트(56), 격막(28)에서의 포트(61), 또는 이둘 모두를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다.FIG. 99 illustrates one embodiment using an
여기서 개시된 다양한 실시예에서, 트랜스듀서 후면 부피는 압력 구 탱크와 같이 작용한다. 압력이 팽창 가능 부재(30)에 전달될 수 있기 전에 가압되어야 한다. 따라서, 트랜스듀서(20)의 후면 부피를 감소시키는 접근법은 더 응답적이고 효율적인 펌핑 디바이스에 있다. 이것은 여기에 개시된 모든 실시예에 적용된다.In various embodiments disclosed herein, the transducer back volume acts like a pressure bulb tank. The pressure must be pressurized before it can be delivered to the
도 100은 공간 충진 재료(87)로 빈 공간을 채움으로써 트랜스듀서의 후면 부피가 감소되는 예를 도시한다. 물론, 이것은 트랜스듀서(20)의 작용(이동 부분, 전기 또는 자기장)과 간섭하지 않도록 이루어져야 한다.100 shows an example in which the backside volume of the transducer is reduced by filling the void space with the space filling material 87. Of course, this should be done so as not to interfere with the action of the transducer 20 (moving part, electric or magnetic field).
도 101은 트랜스듀서의 후면 부피를 감소시키는 다른 접근법, 즉 파티션(88)을 후면 부피에 추가하는 것을 도시한다. 이것은 격막(28)에서의 포트에 기초한 펌프의 비교적 간단한 경우에 대해 도시된다. 파티션(88)은 후면 부피의 더 작은 하위부를 생성하는데, 이것은 트랜스듀서(20)의 압력/펌핑 기능에 사용된다. 후면 부피의 나머지 부분은 펌핑에 수반되지 않는다. 균형된 아마추어(21)가 압력 생성에 사용된 후면 부피의 분할된 하위부의 외부에 있으면, 구동 핀은 가스킷 또는 밀봉부를 가지고 후면 부피 파티션을 통해 공급해야 하고, 이러한 가스킷 또는 밀봉부는 운동의 자유도를 허용하지만, 압력의 누출에 저항한다.101 illustrates another approach to reducing the backside volume of the transducer, ie, adding
파티션을 후면 부피에 추가하는 접근법은 이 개시에 제공된 임의의 실시예에 적용될 수 있다. 이것이 이루어질 때, 이들 밸브가 압력 생성에 사용된 후면 부피의 더 작게 분할된 부분에 연결되거나 이에 놓이는 것이 필요하다.The approach of adding a partition to the backside volume can be applied to any of the embodiments provided in this disclosure. When this is done, it is necessary for these valves to be connected to or placed in the smaller divided portion of the rear volume used for pressure generation.
자동 삽입/후퇴 메커니즘Auto Insert / Retract Mechanism
자동 구동 다이아포닉 밸브와 같은 가압 메커니즘의 이용은 팽창 가능 기포(31)의 동일한 위치에 또는 그 근처에 디바이스의 공압 동작을 제공한다. 도 70에 도시된 실시예에서, 압력은, 보호 카울(cowl)(90) 또는 커버 내로부터 팽창 가능 기포(31)를 이동시키고 귀 도관에 삽입하는 선형 엑추에이터(89)를 가압하도록 이동되고, 그 위에서 가변적으로 팽창된다. 가압 수단으로부터 압력 흐름이 역전될 때, 팽창 가능 기포(31)는 자동으로 수축되고, 보호 하우징(91)으로 후퇴된다. 추가로, 전기 기계 또는 수동 동작 수단은 이러한 이용을 달성하는데 사용될 수 있다.The use of a pressurization mechanism, such as an autonomous diaphragm valve, provides the pneumatic action of the device at or near the same location of the
도 71에 도시된 바와 같이, 엑추에이터(89)는 스테이지형 팽창 및 수축 니들 밸브(92)를 포함할 수 있다. 일실시예에서, 엑추에이터(89)는 그 안에 왕복하는 피스톤(94)을 갖는 실린더(93)를 갖는다. 더욱이, 붕괴가능하고 팽창 가능한 실린더형 스커트(95)는 작동 동안 공간을 밀봉하기 위해 실린더(93)의 바닥 및 피스톤(94)의 바닥에 부착되는 구멍이 없는 ePTFR 직물 또는 다른 폴리머 필름 재료로 만들어질 수 있다. 더욱이, 점진적인 직경의 니들(92)은 실린더(93)를 통한 유체(예를 들어 공기)의 피스톤(94)을 통해 연장하는 통로로의 통과를 제어하는 것을 제공한다. 피스톤(94)을 통과하는 통로는 니들(92)을 수용하기 위한 포트(96)를 포함하고, 니들(92)은 말단부(97) 및 근접부(98)를 갖고, 말단부(97)는 근접부(98)보다 직경이 더 작다.As shown in FIG. 71, the
동작시, 가압된 유체가 압력 전달 튜브(69)로부터 실린더(93)에 들어갈 때(도 70), 피스톤(94)은, 팽창 가능 기포(31)가 사용자의 귀 내에 삽입되도록 이동된다. 일단 피스톤(94)의 포트(96)가 니들(92)의 말단 단부(97) 주위에 있으면, 압력은 피스톤(94)에서의 통로를 통해 실린더(93)를 빠져나가도록 한다. 빠져나가는 압력은 사용자의 귀 내에 이전에 삽입된 팽창 가능 기포(31)를 팽창시키는데 사용된다.In operation, when pressurized fluid enters
팽창 가능 기포(31)가 수축되고 사용자의 귀에서 제거되면, 압력은 압력 전달 튜브(69)를 통해 실린더(93)로부터 경감된다(도 70). 이것은 팽창 가능 기포(31)가 피스톤(94)에 의해 제공된 통로 및 피스톤 포트(96)와 니들(92)의 말단부(97) 사이의 공간을 통해 수축하도록 한다. 일단 팽창 가능 기포(31)가 수축되면, 피스톤(94)은 니들(92)의 근접부(98)쪽으로 이동하고, 팽창 가능 기포(31)는 사용자의 귀로부터 후퇴된다.Once the
기포의 팽창을 조용히 하기 위해 활성 잡음 삭제의 이용Use of active noise cancellation to quiet bubble expansion
이전에, Sonion 44A0300 이중 트랜스듀서가 설치된 디바이스(10)의 특정 실시예가 약 3kHz의 주파수에서 귀에 있는 기포를 팽창시키기 위한 펌핑 공기의 최상의 에너지 효율을 갖는 것이 알려져 있다. 이러한 동작 주파수에서, 디바이스(10)는 기존의 보청기에서 이용가능한 배터리 전력의 5% 미만을 이용하여 12시간 기간에 걸쳐 귀에서 기포(31)를 팽창하고 그 팽창을 유지할 수 있다. 그러나, 이를 행하는 것은 상당한 진폭(크기)에서 약 3kHz의 팽창 톤의 초기 및 간헐적인 이용을 요구한다.Previously, it is known that certain embodiments of
다른 트랜스듀서 및 다른 다이아포닉 밸브 구성에 기초한 다른 실시예는 다소 상이한 주파수에서 가장 에너지 효율적인 펌핑을 가질 수 있다. 그러나, 그러한 모든 디바이스는, 펌핑이 가장 효율적인 주파수 또는 주파수 범위를 가지고, 이러한 톤은 종종 기포 팽창을 달성하기 위해 충분한 진폭(크기)으로 플레이될 때 사용자에게 불쾌함을 줄 잠재력이 있을 것이다.Other embodiments based on other transducers and other diaphonic valve configurations may have the most energy efficient pumping at somewhat different frequencies. However, all such devices have the frequency or frequency range where pumping is most efficient, and these tones will often have the potential to offend the user when played with sufficient amplitude (size) to achieve bubble expansion.
불쾌한 팽창 톤의 이러한 잠재적 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 바람직하게 디바이스(10)에서 2개의 트랜스듀서를 이용하는 것이 바람직하다. 기포의 팽창 동안 2개의 트랜스듀서의 음향 출력은 잡음 상쇄(진폭에서의 감소) 및/또는 청취 주파수에서의 시프트를 생성하여, 팽창 프로세스를 사용자에게 장애가 적게 하기 위해 완전히 또는 부분적으로 위상 밖에 있다.In order to solve this potential problem of unpleasant expansion tones, the present invention preferably utilizes two transducers in the
본 발명의 실시예는 제 2 트랜스듀서와 쌍을 이루는 전술한 균형된 아마추어 트랜스듀서를 포함한다. 디바이스는 트랜스듀서 중 하나의 후면 부피에서 사운드 압력 진동으로부터 압력을 생성하고, 이러한 압력은 사용자의 귀에서 기포(31)(차단된 또는 도넛-형태의)를 팽창시키는데 사용된다. 다른 트랜스듀서는 주파수 및 진폭에서 매칭(가능한 정도로)되는 사운드 출력을 생성하는데 사용되고, 제 1 트랜스듀서의 출력과 180도 위상 밖에 있다. 이러한 배치는 기포 팽창 동안 디바이스를 조용하게 한다.Embodiments of the present invention include the aforementioned balanced armature transducer paired with a second transducer. The device creates pressure from sound pressure vibrations in the rear volume of one of the transducers, which pressure is used to inflate bubbles 31 (blocked or donut-shaped) in the user's ear. The other transducer is used to produce a sound output that is matched (as far as possible) in frequency and amplitude and is 180 degrees out of phase with the output of the first transducer. This arrangement quiets the device during bubble expansion.
이러한 디바이스(10)에 대해, 정상 보청기(또는 다른 오디오) 동작 동안, 2개의 트랜스듀서 중 하나는 턴 오프될 수 있고, 다른 트랜스듀서는 사용자에게 오디오 자료를 제공할 수 있다. 이것은 기계적 또는 전자적일 수 있는 스위칭 구성을 요구하는데, 여기서 하나의 트랜스듀서는 턴 온 및 오프된다. 양쪽 트랜스듀서를 동위상으로 작동시킬 수 있어서, 정상 보청기 동작 동안 서로의 신호를 강화시킬 수 있다. 이것은 기계적 또는 전자적일 수 있는 스위칭 구성을 요구하는데, 여기서 하나의 트랜스듀서는 역전된(기포 팽창을 위해 180도 위상 밖에 있는) 및 다시 스위칭된(정상 청취 동안 동위상) 전기 입력을 갖는다.For this
다른 예는 2개의 트랜스듀서 디바이스인데, 여기서 2개의 트랜스듀서의 오디오 출력은 디바이스를 조용히 하기 위해 기포 팽창 동안 위상 밖으로 작용할 수 있지만, 양쪽의 트랜스듀서는 후면 부피로부터 작용하는 펌프에 병합된다. 기포(31)를 팽창시키기 위해 작용하는 2개의 펌프를 통해, 디바이스(10)는 기포(31)를 더 빠르게 팽창시킬 것이다. 기포 팽창 프로세스가 빠르게(20초 미만, 바람직하게 10초 미만) 또는 조용하게 하는 응용이 바람직하다.Another example is two transducer devices where the audio outputs of the two transducers can act out of phase during bubble expansion to quiet the device, but both transducers are incorporated into a pump that acts from the rear volume. Through two pumps that act to inflate the
2개의 트랜스듀서를 이용하여 활성 사운드 상쇄를 제공하는 디바이스는 사용자의 귀에서 기포(31)를 팽창시킬 수 있고, 오디오 프로그램 자료(보청기 기능, 통신, MP3 오디오 등)을 계속 플레이하는 동안 팽창을 유지시키기 위해 공기를 펌핑할 수 있다. 이것은 2개의 트랜스듀서 중 하나에서 팽창 톤 상의 오디오 자료 신호를 중첩시킴으로써 달성될 수 있다. 다른 트랜스듀서는 팽창 톤만을 플레이하지만, 180도 위상 밖에 있다. 순 효과는, 팽창 톤이 완전히 또는 부분적으로 상쇄되고, 오디오 신호가 본래대로 남아있다는 것이다.Devices that provide active sound cancellation using two transducers can inflate
대안적으로, 2개의 트랜스듀서 디바이스(전술한)에서, 양쪽 트랜스듀서는 오디오 자료를 플레이할 수 있으며, 이러한 오디오 자료는 동일하거나 상이할 수 있지만, 위상 밖에 있지 않고, 자체를 상쇄시키지 않는다. 동시에, 각 트랜스듀서에서 팽창 톤은 이러한 오디오 자료 상에 중첩된다. 그러나, 2개의 트랜스듀서는 서로 180도 위상 밖에 있는 동일한 팽창 톤을 플레이하여, 팽창 톤의 상쇄 또는 부분적인 상쇄를 생성하는 한편, 양쪽 트랜스듀서로부터의 오디오 자료는 사용자에 의해 청취된다.Alternatively, in two transducer devices (described above), both transducers can play audio material, which can be the same or different, but is out of phase and does not cancel itself out. At the same time, the expansion tone in each transducer is superimposed on this audio material. However, the two transducers play the same expansion tone that is 180 degrees out of phase with each other, producing an offset or partial cancellation of the expansion tone, while audio material from both transducers is heard by the user.
도 72는 2개의 트랜스듀서 디바이스(10)의 특정한 실시예의 개략도를 도시한다. 이 예는 단일 패키지에서의 디바이스에 필요한 개의 트랜스듀서를 제공하는 Sonion 44A0300 이중 트랜스듀서를 이용하여 구성된다. 도 72에 도시된 특정 예는 도넛-형태의 기포(32)를 팽창시키는데 디바이스를 이용하지만, 차단된(구동된) 기포에 대한 동일한 이중 트랜스듀서 접근법의 적용이 명백하다.72 shows a schematic diagram of a particular embodiment of two
도 73에 도시된 바와 같이, Sonion 44A0300 이중 트랜스듀서는 배선되어, 트랜스듀서 중 하나의 극성은 다른 극성에 대해 스위칭될 수 있다. 밀봉된 기포(31)를 팽창시키기 위해, Sonion 4400의 2개의 구성요소 수신기는 반대 극성으로 일렬로 구동된다. 이러한 작용은 사용자가 산 수신기 튜브에서 사운드를 감소시킨다. 일단 원하는 팽창 압력에 도달하면, 팽창 신호는 스위치 오프되고, 수신기 섹션은 추가 극성과 일렬로 구동된다.As shown in FIG. 73, the Sonion 44AO300 dual transducer can be wired so that the polarity of one of the transducers can be switched for the other polarity. To inflate the sealed
도 73에서의 원형은 보청기 사용자에게 제공된 사운드 압력에 대해 펌핑하기 위해 이용가능한 사운드 압력을 결정하고 확인하도록 구성되고 측정된다. 도 74는, Zwistocki 결합기에서 측정된 사운드 압력 레벨(SPL)에서의 차이(사용자의 고막에서의 신호에 근사한)가, 트랜스듀서가 동위상으로 작용하는, Series Addition에 대조되어, 180도 위상 밖으로 작용하는 트랜스듀서에 대응하는 Series Subtraction 배치에 대해 30dB 더 낮다는 것을 도시한다. 추가로, 펌핑 압력을 생성하는데 이용가능한 2개의 트랜스듀서 중 어느 하나에서 후면 부피 SPL는 팽창 톤의 활성 상쇄로 사용자에 의해 경험된 SPL보다 80dB 더 높다.The circle in FIG. 73 is configured and measured to determine and verify the sound pressure available for pumping against the sound pressure provided to the hearing aid user. FIG. 74 shows the difference in sound pressure level (SPL) measured at the Zwistocki coupler (approximate to the signal at the user's eardrum), working out of 180 degree phase, in contrast to the Series Addition, in which the transducer acts in phase. It is shown that it is 30dB lower for the Series Subtraction arrangement corresponding to the transducer. In addition, the rear volume SPL in either of the two transducers available to generate the pumping pressure is 80 dB higher than the SPL experienced by the user with active cancellation of the expansion tone.
교체가능한 기포 및 사운드 튜브 조립체Replaceable Bubble and Sound Tube Assemblies
도 75는, 기포(32) 및 사운트 튜브(40)가 결합부(100)를 통해 트랜스듀서(20)에 연결되는 디바이스(10)의 동축 실시예를 도시한다. 도 76에 도시된 바와 같이, 이러한 결합부(100)는 트랜스듀서(20)를 포함하는, 디바이스(10)의 나머지 부분으로부터 기포(31) 및 사운드 튜브(40)의 분리를 허용한다.FIG. 75 shows a coaxial embodiment of
정상 사용시, 기포(32) 및 사운드 튜브(40)는 더럽히게 되고, 세척될 필요가 있다. 분리가능한 결합부(100)는 기포(31) 및 사운드 튜브(40)가 쉬운 세척을 위해 디바이스(10)의 나머지 부분으로부터 제거되도록 한다.In normal use,
추가로, 기포(31) 및 사운드 튜브(40)는 사용으로 인해 마모될 수 있거나, 사용자에 의한 취급시 손상될 수 있다. 분리가능한 결합부(100)는 손상되고 마모되거나 더렵혀진 기포 및 사운드 튜브 조립체가 제거되어 세척 및/또는 새로운 것으로 교체되도록 한다. 사운드 튜브(40)를 커버하는 폴리머 슬리브(33) 및 기포(33)의 상대적으로 복잡한 특성으로 인해, 기포(33) 및 사운드 튜브 조립체는 디바이스(10)의 일회용 부분의 설계이다. 주기적으로 제거되고, 새로운 기포 및 사운드 튜브 조립체로 대체되도록 설계된다.In addition, the
분리가능한 기포(31) 및 사운드 튜브 조립체(40)의 이용은 또한 동축 디바이스(10) 이외에 다른 펌핑 메커니즘과 결합될 수 있다. 예를 들어, 각각 본 명세서에 기재된 바와 같이, 플레이트에서의 오리피스에 기초한 합성 제트 음향 펌핑 디바이스, 또는 다른 다이아포닉 밸브 실시예와 결합될 수 있다.The use of the
교체가능한 기포(31) 및 사운드 튜브 조립체(40)와 트랜스듀서(20) 사이의 분리가능한 결합부(100)는 공기 입구 라우트를 이용하는 실시예에서 공기 입구 라우트를 위한 연결부를 반드시 포함할 것이다. 도 75에 도시된 실시예는 공기 입구를 위한 사운드 튜브(40)의 외부 표면에서 그루브(78)를 이용한다. 이러한 그루브(78)는 분리가능한 결합부(100)와 지점(A) 사이의 간격에서 외부 공기에 접근하고, 지점(A)에서 폴리머 슬리브(33)가 시작된다. 그러므로, 이 실시예에서, 공기 유입은 분리가능한 결합부(100)를 통해 공기 입구 연결을 위한 필요 없이 달성된다.The
도 77은, 제거가능/교체가능 기포(32) 및 사운드 튜브 조립체(40)가 기포(32) 내에서, 개방 단부에소 종료하는 사운드 튜브를 포함하는 실시예를 도시한다.FIG. 77 illustrates an embodiment in which the removable /
록 및 키 메커니즘을 갖는 분리가능한 결합부Removable coupling with lock and key mechanism
기포(31)(또는 32) 및 사운드 튜브 조립체(40)는 사용자 중에서 귀 도관크기에 있어 자연적인 변형을 수용하도록 상이한 크기로 이루어질 수 있다. 추가로, 기포 재료의 특성(세기, 강성도, 탄성, 밀도, 공기 침투도)에 맞게 함으로써, 상이한 기포 유형은 예를 들어 보청기 환자를 상이한 청취 또는 귀 관련 문제에 맞도록 생성될 수 있다.Bubble 31 (or 32) and
따라서, 특히 보청기 응용에서, 기포(31) 및 사운드 튜브 조립체(40)는 눈을 위한 규정 접촉 렌즈와 유사한 규정이 고려될 수 있다.Thus, in particular in hearing aid applications, the
도 75 및 도 76에 도시된 분리가능한 결합부의 가장 간단한 실시예는 마찰 설치부, 동심 링 또는 짧은 실린더의 매끄러운 쌍이다. 제 1의 외부 실린더(101)는 결합부를 생성하는 제 2 내부 실린더(102)에 설치된다. 도 78 내지 도 83에 약간 도시된 바와 같이, 외부 실린더(101)는 제거가능한 기포(31) 및 사운드 튜브 조립체(40)에 연결될 수 있는 한편, 내부 실린더(102)는 트랜스듀서(20) 및 디바이스(10)의 바디에 연결될 수 있다. 대안적으로, 외부 실린더(101)는 트랜스듀서(20) 및 디바이스(10)의 바디에 부착될 수 있고, 내부 실린더(102)는 제거가능한 기포(31) 및 사운드 튜브 조립체(40)에 부착될 수 있다. 도면에 도시된 결합부(100)의 유형은 단단한 재료(강성 플라스틱과 같은)의 내부 실린더(102) 및 유연하거나 고무 재료(고무 플라스틱과 같은)의 외부 실린더(101)를 구성함으로써 달성될 수 있다. 대안적으로, 도시된 결합부는 또한 외부 실린더(101)가 단단한 재료로 구성되고, 내부 실린더(102)가 유연하거나 고무 재료로 구성되는 점에서 달성될 수 있다. 또한, 내부 및 외부 실린더(101, 102) 모두는 단단한 재료일 수 있거나, 모두는 유연하거나 고무 재료일 수 있다.The simplest embodiment of the detachable coupling shown in FIGS. 75 and 76 is a smooth pair of friction installations, concentric rings or short cylinders. The first
제거가능한 기포(31) 및 사운드 튜브 조립체(40)를 트랜스듀서(20) 및 디바이스(10)의 바디에 연결시키는 결합부(100)는 사용자에게 정확한 규정 기포를 선택하는데 도움을 주도록 칼라 코딩될 수 있다. 이 경우에, 디바이스를 규정할 때 청력학자는 특정한 환자에 적절한 규정 기포 상에 결합부의 칼라를 매칭하는 특정 칼라의 결합부에 디바이스(10)의 바디를 설치할 것이다.Coupling 100 that connects
도 78b는, 기포(31) 및 사운드 튜브 조립체(40)가 트랜스듀서(20)에 연결되는 분리가능한 결합부를 위한 "록 및 키" 인식 메커니즘의 예를 도시한다. 분리가능한 결합부의 짝을 이루는 표면 상의 마킹의 패턴은 만들어질 결합부에 대해 매칭해야 한다. 상이한 규정 기포 및 사운드 튜브 조립체는 분리가능한결합부의 절반에서 상이한 패턴을 가질 것이다. 이들은 트랜스듀서에 의해 디바이스의 고정된 바디 상의 결합부의 다른 절반부에서 마킹을 매칭할 필요가 있다. 디바이스 상에 고정된 결합부의 절반은 규정 의사에 의해 결정되고, 환자가 적절한 기포 및 사운드 튜브 조립체를 이용하는지를 확인할 것이다. 적절한 규정 기포 및 사운드 튜브 조립체를 사용자의 디바이스의 바디로의 록 및 키 매칭은 또한 전술한 결합부의 칼라 코딩과 결합될 수 있다. 이것은 잘못된 기포의 부착을 방지하기 위해 록 및 키 매칭에 기초하여, 안전 메커니즘과 결합된 결합부의 칼라에 기초한 정확한 기포를 사용자가 선택하도록 하는 편리한 방법을 제공한다.78B shows an example of a “lock and key” recognition mechanism for the detachable coupling where
분리가능한 결합부의 록 및 키 양상은 도 78b에 도시된 바와 같이, 동심 원통형 표면에서 그루브의 형태, 간격 및 깊이로 달성될 수 있다. 이러한 록 및 키 메커니즘을 달성하는 다른 방법은 동심 설치 부분의 크기 및 형태에서의 변동을 포함한다. 예를 들어, 결합부(100)는 직사각형, 정사각형, 삼각형, 능면체, 탄원형 또는 별모양의 단면의 동심 튜브로 구성될 수 있다. 이들 상이한 단면 형태는 도 78b에 도시된 유형의 다른 마킹 또는 그루브의 패턴과 결합될 수 있다.The lock and key aspect of the detachable coupling can be achieved with the shape, spacing and depth of the grooves on the concentric cylindrical surface, as shown in FIG. 78B. Other ways of achieving such lock and key mechanisms include variations in the size and shape of the concentric mounting parts. For example, the
록 및 키 결합부(100)는 도 78b에 도시된 마찰에 의해 함께 유지될 수 있거나, 추가 록킹 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일단 동심 튜브가 서로 통과하면, 외부 튜브는 결합부를 록킹하기 위해 내부 튜브에 대한 원주 주위에서 비틀려질 수 있다. 대안적으로, 결합부는 동심 튜브의 짝을 이루는 표면 상의 나사산과 함께 스크루잉될 수 있으며, 여기서 나사산의 배치(크기, 간격, 깊이 등)는 인식(즉, 록 및 키 메커니즘)을 제공한다.The lock and
설명된 2개 이상의 록킹 및 인식 메커니즘의 상이한 조합이 가능하다.Different combinations of the two or more locking and recognition mechanisms described are possible.
트랜스듀서의 후면 주위로부터 공기를 공급하는 공기 입구 튜브를 병합하는 실시예가 제거가능한 사운드 튜브 및 기포 조립체와 결합될 때, 분리가능한 결합부는 공기 입구 라우트를 위한 관통 구멍을 포함해야 한다.When an embodiment incorporating an air inlet tube that supplies air from around the rear of the transducer, when combined with a removable sound tube and bubble assembly, the detachable coupling should include a through hole for the air inlet route.
도 79는 분리가능한 결합부(100)의 외부 동심 실린더(101)의 벽에 설치된 공기 입구 튜브(37)를 도시한다. 이 예에서, 공기 입구 튜브(37)는 결합부(100)의 원통형 축에 평행하게 원통형 결합부(100)의 벽에서 이어진다. 공기 입구 튜브(37)는 또한 분리가능한 결합부(미도시)의 내부 실린더(102)의 벽에 위치될 수있고, 또한 결합부(100)의 원통형 축에 평행하게 공기를 전달한다. 도 80은, 분리가능한 결합부(100)의 외부 실린더(101)를 통과하는 공기 입구 튜브(37)가 분리가능한 결합부(100)의 동심 부분에 설치된 록 및 키 매칭과 결합될 수 있는 것을 도시한다. 분리가능한 결합부(100)의 내부 실린더에서 공기 입구 튜브 관통 구멍의 위치 지정은 마찬가지로 결합부 상의 록 및 키 매칭 코드와 결합될 수 있다.FIG. 79 shows an
도 81은 결합부의 외부 부재의 내부 표면에 의해 커버되는 결합부의 내부 부재의 외부 표면에서의 슬롯 또는 그루브에 의해 달성되는 분리가능한 결합부(100)에서의 공기 입구 관통 구멍을 도시한다. 마찬가지로, 공기 입구 관통 구멍은 결합부의 내부 부재의 외부 표면에 의해 커버된 결합부의 외부 부재의 내부 표면에서의 슬롯 또는 그루브에 의해 달성될 수 있다.FIG. 81 shows an air inlet through hole in the
도 82는 결합부의 외부 부분의 내부 표면 및 분리가능한 결합부의 내부 부분의 외부 표면에서의 매칭 그루브에 의해 달성되는 분리가능한 결합부(100)에서의 공기 입구 관통 구멍을 도시한다. 이러한 유형의 공기 입구 관통 구멍은 결합부의 2개의 부재 상의 그루브가 서로 매칭되는 것을 보장하기 위해 결합부 표면의 록 및 키 매칭과 결합될 필요가 있다.FIG. 82 shows an air inlet through hole in the
도 83은 결합부의 내부 부재에서의 튜브에 가로지르는 결합부의 외부 부재(101)의 벽에서의 튜브로 달성되는 분리가능한 결합부(100)에서의 공기 입구 관통 구멍을 도시한다. 이것은 외부 부재의 내부 표면에서 그리고 내부 부재(102)의 외부 표면에서 구멍의 매칭을 요구한다. 결합부 표면에서의 구멍의 매칭을 달성하는 것은, 이러한 유형의 결합부가, 결합부의 부재가 동일한 배향으로 항상 만나는 것을 보장하는 록 및 키 매칭과 결합될 필요가 있다. 다른 실시예는 도 83과 유사하지만, 내부 부재로부터 결합부(100)의 외부 부재(101)로 가로지르는 공기 입구 관통 구멍이다.83 shows the air inlet through hole in the detachable joining
도 77 내지 도 83에 도시된 실시예를 통한 공기 입구 튜브(37)는 원통형 단면의 분리가능한 결합부(100)로 모두 도시된다. 다른 단면 형태(직사각형, 정사각형, 삼각형, 능면체, 타원형 또는 별 모양)의 동심 결합부가 가능하다. 도 77 내지 도 83에 도시된 실시예를 통한 공기 입구 튜브(37)는 분리가능한 결합부(100)를 위한 이들 다른 단면 형태로 유사하게 확장될 수 있다.The
도 77 내지 도 83에서의 실시예를 통한 공기 입구 튜브(37)는 단일 관통 구멍 라우트(튜브 또는 채널)를 도시한다. 이러한 유형의 다수의 평행한 관통 구멍은 또한 가능하고, 이들 실시예는 특히 다른 도면에 도시된 유형의 공기 입구 시스템에 대해 유용하다.The
보충 supplement 펌핑Pumping
폴리머 기포(31)의 팽창은 디지털 음악 플레이어와 같은 외부 전자 디바이스에 디바이스(10)를 연결하는 코드 또는 귀 밖에 직접, 귀 도관 외부에 위치한 외부 디바이스에 의해 기계적으로 보충될 수 있다. 이들 외부 펌핑 디바이스는 전자적으로 또는 수동으로 전력 공급될 수 있다. 공기는 예를 들어 도 46에 도시된 공기 입구 튜브(37)를 통해, 또는 폴리머 기포(31)의 내부에 수동 펌프를 연결하는 개별적인 튜브를 통해 폴리머 기포(31)에 주입된다.The expansion of the
디바이스(10)에 대한 보충 펌핑 방법의 예는 시린지 펌프(미도시) 또는 시린지 펌프 개념의 변형을 포함한다. 로드 또는 구면일 수 있는 플런저는 그 압에서 공기를 압축시키기 위해 튜브를 통해 이동된다. 시린지 펌프의 압축 공기를 포함하는 튜브는 기포 내부에 연결되어, 시린지 펌프는 튜브에서 플런저를 밀어내거나 잡아당김으로써 기포를 팽창 또는 수축시키는데 사용될 수 있다.Examples of replenishment pumping methods for
디바이스(10)에 대한 보충 펌핑 방법의 다른 예는, 유연한 격막이 격막에 의해 수용된 챔버로부터 공기를 빼내도록 기계적으로 조여지는 격막 펌프(미도시)를 포함한다. 챔버는 2개의 체크 밸브를 갖는데, 여기서 챔버가 공기가 챔버로부터 폴리머 기포로 흐르도록 가압될 때 하나의 밸브는 개방하고, 다른 체크 밸브는 압력 하에 차단되지만, 부분적인 진공 하에 개방되어, 격막이 풀어질 때 챔버가 재충전되도록 한다.Another example of a replenishment pumping method for
디바이스(10)에 대한 보충 펌핑 방법의 다른 예는 기포를 외부 공기에 연결시키는 튜브 자체를 조이는 것을 포함한다. 적절한 체크 밸브를 포함하는 튜브는 설명된 격막 펌프에 유사한 방식으로 기능한다.Another example of a replenishment pumping method for the
보충 펌핑 방법의 다른 예는 기포를 외부 공기에 연결시키는 튜브 상의 페리스탈틱(peristaltic) 펌핑 운동을 수행하는 것이다. 이러한 페리스탈틱 작용은 수동으로 또는 전력 구동 페리스탈틱 펌프를 통해 수행될 수 있다.Another example of a supplemental pumping method is to perform a peristaltic pumping motion on a tube that connects bubbles to outside air. This peristaltic action can be performed manually or via a power driven peripheral pump.
폴리머 기포(31)의 팽창, 기포(31)의 수축, 및 디바이스(10)의 사용 동안의 압력의 유지는 설명된 외부 방법에 의해, 디바이스 펌프(27)의 펌핑 작용에 의해, 또는 외부 방법 및 디바이스 펌핑의 조합에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어, 외부 방법은 빠른 팽창 및 수축 동안 디바이스(10)의 펌핑을 보충하는데 사용되는 한편, 디바이스 펌프의 펌핑 작용이 사용 동안 기포를 가압하는 상태로 유지한다.The expansion of the
압력 조절을 통한 피드백 제어Feedback control through pressure regulation
보청기에서의 귀 도관 밀봉의 손실은 불쾌함 및 잠재적으로 위험한 피드백을 초래할 수 있는데, 이는 보청기 스피커 및 마이크가 물리적으로 가까이 있고, 서로 더 이상 격리되지 않기 때문이다. 본 디바이스(10)의 실시예는 바람직하게 하드웨어(전자기기) 또는 소프트웨어에 기반을 둔 제어 메커니즘(미도시)을 포함한다. 피드백 제어가 작동될 때, 전자 디바이스의 이득은 일시적으로 감소된다. 이러한 작용에 응답하여, 디바이스(10)는 펌핑 작용을 증가시키도록 하여, 폴리머 기포(31)에서의 팽창을 증가시키고, 귀 도관 밀봉을 향상시킨다. 이러한 압력은 피드백의 온셋(onset)에 의해 트리거링되고, 디바이스 수신기와 마이크 사이의 피드백 결합 경로를 감소시킨다.Loss of ear canal seals in hearing aids can lead to unpleasant and potentially dangerous feedback because hearing aid speakers and microphones are physically close and are no longer isolated from each other. Embodiments of the
이중 벽 Double wall 리브형Rib type 기포 bubble
도 84는 폴리머 기포(31)를 위한 대안적인 설계를 도시한다. 이 실시예에서, 기포(31)는 이중-벽이고, 내부 벽(103)과 외부 벽(104) 사이의 공간만이 사운드 작동 펌프(27), 외부 펌프 또는 이둘의 조합의 펌핑 작용에 의해 가압된다. 기포(31)의 내부 벽(103)과 내부 벽(104) 사이에 리브(105)를 연결하는 것은 이중-벽의 기포(31)가 형태를 유지하도록 한다. 도 84에서, 리브(105)는 기포(31)의 길이를 따라 수직으로 이어지도록 도시된다. 그러나, 다른 리브 배치는 기포, 리브의 나선형 패턴 등의 원주 주위에 이어지는 측면 리브를 포함하여 가능하다.84 shows an alternative design for the
리브(105)는 공기에 침투성이거나 침투성이 아닐 수 있다. 이들은 팽창될 때 기포(31)의 내부 벽(103)과 외부 벽(104) 사이의 거리를 설정하는 기능을 하고, 이를 달성하기 위해 공기에 불침투성일 필요가 없다. 리브(105)는 공기 침투성 재료로 만들어지거나, 이들에 구멍을 가질 수 있다. 리브(105)는 또한 이중-벽의 기포(31)의 내부 및 외부 표면 사이의 거리를 고정하는 이산적인 포스트의 배치로 교체될 수 있다.
디바이스(10)의 이러한 실시예는 이중-벽의 리브형 기포(31)에서 크게 감소된 팽창된 부피로 인해, 예를 들어 도 36에 도시된 실시예보다 기포를 팽창하는데 있어서의 덜 엄격한 펌핑 요건을 갖는다. 트랜스듀서(20)를 포함하는 기포(31)의 내부 공간은 가압될 필요가 없다.This embodiment of the
결합된Combined 팽창 가능 튜브로부터의 다중- Multi-from inflatable tube 챔버형Chamber type 기포 bubble
이중-벽의 기포(31)와 유사하게, 도 84의 실시예에서는 필요한 팽창 부피가 가압된 기포의 내부를 가짐으로써 최소화된다. 도 85는 팽창 가능 폴리머 튜브(106)를 함께 묶음으로써 생성된 기포 설계의 예를 도시한다. 도 85는, 더 적고, 더 큰 직경의 튜브를 사용하는 것이 더 두꺼운 기포 벽을 제공한다는 것을 도시하는 한편, 도 86은, 더 작은 직경의 많은 수의 튜브를 이용하는 것이 더 얇은 기포 벽을 생성한다는 것을 도시한다.Similar to the double-
이러한 설계는 다이아포닉 밸브에 의해 생성된 압력이 관형 기포 벽 섹션 각각에 분배되는 원형 압력 매니폴드를 요구한다. 도 85 및 도 86에 도시된 예는 트랜스듀서(20)를 수용하는 기포의 예이다. 동일한 기포는, 트랜스듀서가 기포 외부에 있거나 기포에 의해 부분적으로 수용되는 전술한 임의의 디바이스에 병합될 수 있다.This design requires a circular pressure manifold in which the pressure generated by the diaphonic valve is distributed to each of the tubular bubble wall sections. 85 and 86 are examples of bubbles that receive the
도 85 및 도 86에서 디바이스의 팽창 가능 관형 섹션은 접착성 또는 용융 또는 용액 본딩 프로세스에 의해 측면으로 함께 접착될 수 있다. 대안적으로, 관형 섹션(106)은 그 길이를 따라 측면으로 본딩되지 않은 상태로 남아있을 수 있다. 이 경우에, 튜브(106)는 2개의 단부에 또는 그 근처에 함께 결합된다. 결합되지 않은 튜브의 팽창은 구조를 단단하게 하고, 기포(31)에 그 형태를 제공한다.The inflatable tubular sections of the device in FIGS. 85 and 86 may be glued together laterally by an adhesive or melt or solution bonding process. Alternatively, the
기포(31)는 6개의 튜브(106) 및 20개 이상의 튜브(106)로부터 형성될 수 있다. 튜브(106)의 수는 압력 매니폴드를 통해 이들 모두에 공기 흐름 및 압력을 분배하는데 필요한 만큼 실제로 제한된다.
다중-톤 귀-도관 테스트Multi-tone ear-conduit test
2개의 톤 귀 도관 테스트는 폼, 실리콘, 또는 고무 삽입부를 포함하는 종래의 귀 팁에 설명된다 : http://www.sensaphonics.com/test/index.html. 이러한 접근법은 본 디바이스(10)로 얻어진 귀 밀봉을 평가하는데 적용될 수 있다. 이 접근법에서, 사용자는 디바이스를 삽입하고, 연속적으로 플레이된 저주파수 톤(일례로 50Hz) 및 고주파수 톤(일례로 500Hz)을 청취하고, 동일한 볼륨 레벨로 함께 청취한다. 2개의 톤이 함께 플레이될 때, 사용자가 대략 동일한 레벨로 이들 모두를 청취하면, 귀 밀봉은 양호하다. 2개의 톤이 동일한 레벨에 또는 그 근처에 있지 않으면, 디바이스는 더 나은 귀 밀봉을 얻기 위해 조정될 필요가 있다.Two tone ear conduit tests are described in conventional ear tips including foam, silicone, or rubber inserts: http://www.sensaphonics.com/test/index.html. This approach can be applied to evaluate the ear seal obtained with the
RICRIC -유형의 보청기를 위한 압력/전기 결합Pressure / electric coupling for types of hearing aids
도 87 내지 도 90은 전술한 Canal 또는 RIC 유형의 보청기에서의 수신기로 사용된 기포 조립체의 실시예에 대한 세부사항을 제공한다. 이 실시예에서, 보청기 바디(120)(도 89)에 위치된 펌프(109) 및 신호 처리 회로(111)의 출력은 전기 및 압력 신호 모두를 전달하는 연결 튜브(113)를 통해 수신기(122)(도 88) 및 기포(31)(도 87)에 결합된다. 수신기(122) 및 기포(31)는 모두 사용자의 귀 도관에 삽입된다.87-90 provide details of an embodiment of a bubble assembly used as a receiver in a hearing aid of the Canal or RIC type described above. In this embodiment, the output of the
동축Coaxial 다이아포닉Diaphonic 밸브 및 사운드 튜브 조합의 대안적인 설계 Alternative design of valve and sound tube combination
도 102는 이전 도면에 도시된 것의 대안적인 사운드 튜브(40)를 도시한다. 이 실시예에서, 사운드 튜브(40)는 2개의 섹션, 즉 트랜스듀서(20) 및 디바이스의 바디에 부착된 더 큰 직경의 섹션(107) 및 기포(31)의 단부로부터 고막으로 연장하는 더 작은 직경의 섹션(108)으로 분리된다. 2개의 튜브는 접합점에서 서로 중첩된다. 더 작은 직경의 튜브(108)는 외부 튜브(107)의 내부 벽과 내부 튜브(108)의 외부 벽 사이에 간격(110)을 남겨 더 큰 직경의 튜브(107) 내부에 맞춰진다. 간격(110)은 이전 사운드 튜브(40)에서 오리피스 또는 포트의 원으로서 도 102의 실시예에서의 동일한 기능을 수행한다. 간격(110)을 유지하기 위해, 필요한 작은 간격만큼 2개의 동심 튜브를 분리하여 유지시키는 스페이서(미도시)를 가질 필요가 있다.102 shows an
도 103은 도 45에 먼저 도시된 유형의 폴리머 슬리브(33)를 도 102의 실시예에 추가하는 것을 도시한다. 폴리머 슬리브(33)는 지점(A)에서 차단되고(사운드 튜브의 외부에 밀봉), 지점(B)에서 개방된다. 폴리머 슬리브(33)의 추가는 도 102에 비해 도 103에서의 디바이스의 펌핑 효율을 증가시킨다.FIG. 103 illustrates adding a
도 104는 이 실시예에 공기 입구 튜브(37)를 추가한 것을 도시한다. 일반적으로, 전술한 임의의 공기 입구 튜브 설계는 이러한 대안적인 사운드 튜브(40)로 사용될 수 있다. 예를 들어, 사운드 튜브에서 하나 이상의 공기 입구 튜브가 있을 수 있다. 사운드 튜브에서의 공기 입구 튜브의 배출점은 도 104에 도시된 위치(사운드 튜브의 외부의 더 큰 섹션의 림에서)로부터, 폴리머 슬리브{지점(A 및 B) 사이} 아래에, 사운드 튜브의 섹션의 외부 표면 또는 2개의 튜브 사이의 간격에서의 임의의 다른 위치로 변경될 수 있다.104 shows the addition of an
도 105는, 대안적인 사운드 튜브(40)가 트랜스듀서(20)를 수용하지 않는 기포(31)로 사용될 수 있다는 것을 도시한다. 대안적인 사운드 튜브(40)는 또한 트랜스듀서(미도시)를 부분적으로 수용하는 기포(31)로 사용될 수 있다.105 shows that an
도 106은, 이 대안적인 사운드 튜브(40)가 기포(31) 및 사운드 튜브 조립체(40)와 트랜스듀서(20)를 포함하는 디바이스(10)의 바디 사이에 분리가능한 결합부(100)로 사용될 수 있는 것을 도시한다. 따라서, 사운드 튜브(40)의 대안적인 실시예는 제거가능한 기포(31) 및 사운드 튜브 조립체(40)에 병합될 수 있다. 사운드 튜브(40)의 대안적인 실시예는 청취 디바이스 및 보청기를 위한 제거가능한 기포 및 사운드 튜브 조립체에 사용될 수 있다. 사운드 튜브(40)의 대안적인 실시예는 청취 디바이스 및 보청기를 위한 규정된 제거가능한 기포 및 사운드 튜브 조립체에 사용될 수 있고, 디바이스에서 잘못된 기포의 이용을 방지하기 위해 칼라 코딩되거나 키 코딩된 결합부를 가질 수 있다.106 shows that this
압력 배출 및 보호 Pressure relief and protection 디바이스device
귀에서 기포의 과도한 가압 및 잠재적인 버스팅을 방지하기 위해 안전 특징으로서 사용자에 의한 제거를 위해 느리게, 또는 빠르게(예를 들어, 파편 디스크-형 압력 배출 밸브) 기포에서의 압력을 배출하기 위한 임의의 수의 방법은 바람직하게 본 발명의 실시예에 이용된다. 다른 안전 특징은, 인-이어 오디오 디바이스로부터 분리되는 경우 귀로부터 제거되도록 하는 기포 또는 기포 및 사운드 튜브 조립체 에 테더를 포함한다. 이들 모든 전술한 방법 및 디바이스는 본 개시에 개시된 새로운 실시예에 적용될 수 있다.Any for releasing pressure from bubbles slowly or rapidly (eg, debris disc-type pressure relief valves) for removal by the user as a safety feature to prevent excessive pressurization and potential bursting of the bubbles at the ear. The number method is preferably used in the embodiment of the present invention. Another safety feature includes a tether in the bubble or bubble and sound tube assembly that is removed from the ear when separated from the in-ear audio device. All these aforementioned methods and devices can be applied to the new embodiments disclosed in the present disclosure.
개선된 제조 능력을 갖는 With improved manufacturing capabilities 다이아포닉Diaphonic 밸브 valve
이 출원의 도 17 내지 도 19에 도시된 평평한 다이아포닉 밸브(50)의 실시예는 스테인리스 스틸 층의 일부에 부착되는 플라스틱 필름 층과 스테인리스 스틸로부터 가공된 부분을 포함한다. 감소된 비용으로 다이아포닉 밸브를 많은 수로 제작하기 위해, 쉽고 빠르게 제조되고 조립되는 부분으로 만들어진 평평한 다이아포닉 밸브(50)의 실시예를 갖는 것이 바람직하다.The embodiment of the flat
도 107은, 사운드가 생성되는 챔버 또는 부피에 걸쳐 도 108에 도시된 바와 같이 적층될 때 다이아포닉 밸브(50)를 형성하는 8개 층 조립체의 층 구조를 도시한다. 이 예에서, 챔버는 균형된 아마추어 트랜스듀서(Sonion 4000 시리즈)의 후면 부피이고, 다이아포닉 밸브의 제 1 층에서의 구멍은 트랜스듀서 케이스에서의 0.25mm 조립체 구멍(도 17 및 도 18의 트랜스듀서 하우징(45)의 구멍(57))에 맞는다.FIG. 107 illustrates the layer structure of an eight layer assembly that forms a
이러한 구조의 층은 강철, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 다른 금속, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에테르 케톤(PEK), 폴리에테르 에테르케톤(PEEK), 폴리아미드(나일론), 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 고밀도의 폴리에틸렌, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 팽창된 폴리테트라플루오로틸렌(ePTFE), 플루오로폴리머, 폴리카보네이트, 아크릴리트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리페닐렌 산화물(PPO), 폴리설폰(PSU), 폴리이미드, 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리스티렌(PS), 고충격 폴리스티렌(HIPS), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리프로필렌(PP), 폴리올레핀, 플라스틱, 엔지니어링 플라스틱, 열경화성, 열경화성 탄성체, Kraton(등록상표), 공중합체 또는 블록 공중합체와 같은 넓은 범위의 재료로 만들어질 수 있다. 층은 또한 충진재, 변형제, 채색제 등이 첨가된 이들 재료의 혼합물 또는 조성물 또는 이들 재료의 버전으로 구성될 수 있다. 구조의 상이한 층은 동일한 재료 또는 상이한 재료로 구성될 수 있다.Layers of this structure are steel, stainless steel, aluminum, other metals, polyethylene terephthalate (PET), polyether ketone (PEK), polyether ether ketone (PEEK), polyamide (nylon), polyester, polyethylene, high density Polyethylene, Polytetrafluoroethylene (PTFE), Expanded Polytetrafluorostyrene (ePTFE), Fluoropolymer, Polycarbonate, Acryltrityl Butadiene Styrene (ABS), Polybutylene Terephthalate (PBT), Polyphenylene Oxide (PPO), polysulfone (PSU), polyimide, polyphenylene sulfide (PPS), polystyrene (PS), high impact polystyrene (HIPS), polyvinyl chloride (PVC), polypropylene (PP), polyolefin, plastic It can be made from a wide range of materials, such as engineering plastics, thermosets, thermoset elastomers, Kraton®, copolymers or block copolymers. The layer may also consist of a mixture or composition of these materials or a version of these materials with added fillers, modifiers, coloring agents and the like. Different layers of the structure may be composed of the same material or different materials.
일례로, 도 108에 도시된 디바이스의 버전은 PET 플라스틱으로 만들어질 수 있다. 도 107에 도시된 층의 특성은 다음과 같다:In one example, the version of the device shown in FIG. 108 may be made of PET plastic. The properties of the layers shown in FIG. 107 are as follows:
층 1 : 재료 PET: 입구 챔버/채널 커버; 전체 치수 0.04 x 2.5 x 5.0 mm ; 0.25 mm 오리피스.Layer 1: material PET: inlet chamber / channel cover; Overall dimensions 0.04 x 2.5 x 5.0 mm; 0.25 mm orifice.
층 2 : 입구 밸브 플랩 챔버를 갖는 입구 채널; 전체 치수 0.4 x 2.5 x 5.0mm 플레이트; 0.3 mm 챔버; 0.1mm 채널; 0.2 mm 오리피스.Layer 2: inlet channel with inlet valve flap chamber; Overall dimensions 0.4 x 2.5 x 5.0 mm plates; 0.3 mm chamber; 0.1 mm channel; 0.2 mm orifice.
층 3 : 재료 PET, 밸브 시트/합성 제트/입구 플랩 챔버; 전체 치수 0.4 x 2.5 x 5.0 mm; 3mm 챔버; 0.14 mm 합성 제트 오리피스.Layer 3: material PET, valve seat / synthetic jet / inlet flap chamber; Overall dimensions 0.4 x 2.5 x 5.0 mm; 3mm chamber; 0.14 mm synthetic jet orifice.
층 4 : 재료 PET; 밸브 플랩 막; 전체 치수 0.0009 x 2.5 x 5mm, 2개의 0.2 x 0.2 mm 플랩.Layer 4: material PET; Valve flap membrane; Overall dimensions 0.0009 x 2.5 x 5 mm, two 0.2 x 0.2 mm flaps.
층 5 : 재료 PET; 입구 밸브 시트/오리피스 및 부분 배출 플랩 챔버; 전체 치수 0.04 x 2.5 x 5,0 mm; 0.3 x .3mm 플랩 챔버.Layer 5: material PET; Inlet valve seat / orifice and partial discharge flap chamber; Overall dimension 0.04 x 2.5 x 5,0 mm; 0.3 x .3mm flap chamber.
층 6 : 재료 PET; 입구/배출 튜브 포트 및 메인 배출 플랩 챔버; 0.3 x 2.5 x 5.0mm; 0.4 mm 튜브 포트; 0.3 x 3mm 플랩 챔버; 0.2 mm 채널.Layer 6: material PET; Inlet / outlet tube port and main outlet flap chamber; 0.3 x 2.5 x 5.0 mm; 0.4 mm tube port; 0.3 x 3 mm flap chamber; 0.2 mm channel.
층 7 : PET; 배출 채널; 0.4 x 2.5 x 5mm ; 0.2 mm 채널.Layer 7: PET; Discharge channel; 0.4 x 2.5 x 5 mm; 0.2 mm channel.
층 8 : PET; 배출 채널 커버; 0.01 x 2.5 x 5,.0 mm.Layer 8: PET; Exhaust channel cover; 0.01 x 2.5 x 5, .0 mm.
도 109는 도 108의 다이아포닉 밸브의 다양한 층 및 채널을 통한 공기 흐름을 추적한다. 이것은 명백함을 위해 조립되지 않은 층으로 도시된다. 물론 흐름은, 층이 도 107에서와 같이 적층될 때 발생할 수 있다. 직선의 단일 머리의 화살표는 공기 흐름 방향을 나타낸다. 점선의 이중 머리의 화살표는 음향 진동(사운드)의 방향을 나타낸다. 도 108 및 도 109의 구조는 실제로 이중 다이아포닉 밸브이며, 일련의 배치에서 2개의 다이아포닉 밸브를 포함한다. 입구 튜브로부터 공기에 의해 직면한 제 1 밸브(층 3-5의 상부)는 오리피스를 통해 공기를 흡입하는 사운드 압력으로 반대로 동작한다. 제 2 밸브(층 3-5의 중간)는 오리피스를 통해 공기를 밀어내는 사운드 압력으로 정상 방식으로 동작한다. 제 1 다이아포닉 밸브의 출력은 제 2 다이아포닉 밸브에 대한 입력이 된다. 이러한 일련의 배치는 단일 다이아포닉 밸브에 걸쳐 디바이스의 압력 출력을 부스팅한다.FIG. 109 tracks air flow through the various layers and channels of the diaphonic valve of FIG. 108. This is shown in layers not assembled for clarity. Of course, flow can occur when the layers are stacked as in FIG. The single-headed arrows in the straight line indicate the direction of air flow. The double-headed arrow in the dotted line indicates the direction of the acoustic vibration (sound). 108 and 109 are actually dual diaphragm valves and comprise two diaphonic valves in a series of arrangements. The first valve (top of layers 3-5) faced by air from the inlet tube operates in reverse with sound pressure that sucks air through the orifice. The second valve (middle of layers 3-5) operates in a normal manner with sound pressure that pushes air through the orifice. The output of the first diaphonic valve becomes the input to the second diaphonic valve. This series of arrangements boosts the pressure output of the device over a single diaphonic valve.
도 108 및 도 109의 층에서의 채널의 길이 및 단면, 및 오리피스 및 플랩 크기는 디바이스의 성능을 최적화하도록 선택된다. 특히 이들 선택은 음향 임피던스, 공기 흐름에 대한 임피던스, 및 구조를 통해 상이한 경로에 뒤따르는 음파의 위상 관계를 제어한다. 이들 선택에 따라, 이러한 이중 다이아포닉 밸브는 더 높은 공기 흐름 또는 더 높은 압력 생성 또는 이들 두개 중 몇몇 조합에 대해 최적화될 수 있다. 이들 설계 파라미터는 또한 사운드 주파수의 함수로서 이중 다이아포닉 밸브가 어떻게 수행되는 지에 영향을 준다. 디바이스는 의도된 이용, 예를 들어 보청기, 또는 음악 청취에 일반적으로 직면된 사운드 주파수 범위에서 적절한 압력 및 공기 흐름을 생성하도록 최적화된다.The length and cross section of the channel and the orifice and flap size in the layers of FIGS. 108 and 109 are selected to optimize the performance of the device. In particular, these selections control the acoustic impedance, the impedance to the air flow, and the phase relationship of sound waves following different paths through the structure. Depending on these choices, these dual diaphonic valves can be optimized for higher air flow or higher pressure generation or some combination of the two. These design parameters also affect how the double diaphonic valve is performed as the number of sound frequencies. The device is optimized to generate the appropriate pressure and air flow in the sound frequency range normally encountered for its intended use, for example hearing aids or music listening.
도 108 및 도 109의 계층형 다이아포닉 밸브 구조는 높은 효율, 대규모의 제조를 허용하도록 설계된다. 도 110에 도시된 바와 같이, 2.5 x 5.0mm 직사각형 층은 예를 들어 PET 또는 PEEK 플라스틱과 같은 재료의 시트 상에 직사각형 어레이에 위치될 수 있다. 재료의 8.5 x 11 인치 시트는 최대 4730개의 그러한 기판을 유지시킬 것이다. 재료의 다른 크기의 시트는 어레이에 배치된 이들 상이한 수의 기판을 유지시킬 것이다. 도 110에 도시된 전체 기판 어레이는 높은 효율의 프로세서의 범위에 의해 생성될 수 있다. 예를 들어, 폴리머 물질은 배출 층 상의 이들 패턴을 형성하도록 실크 스크린 프린팅 또는 잉크젯 프린팅될 수 있다. 패턴은 리소그래픽 프로세스에 뒤이어, 화학 에칭에 의해 생성될 수 있다. 패턴은 또한 엑시머(자외선) 레이저 또는 다른 레이저 절단 프로세스를 통한 레이저 미세 가공에 의해 생성될 수 있다. 레이저 미세 가공은 상업적 규모에 매우 효율적으로 이루어질 수있고, 다이아포닉 밸브 층의 어레이가 플라스틱 및 금속을 포함하는 PET, PEEK 또는 다른 물질에 생성될 수 있는 베이스를 형성한다.108 and 109 are designed to allow for high efficiency, large scale manufacturing. As shown in FIG. 110, a 2.5 × 5.0 mm rectangular layer may be placed in a rectangular array on a sheet of material such as, for example, PET or PEEK plastic. The 8.5 x 11 inch sheet of material will hold up to 4730 such substrates. Different sized sheets of material will hold these different numbers of substrates disposed in the array. The entire substrate array shown in FIG. 110 can be created by a range of high efficiency processors. For example, the polymeric material can be silk screen printed or ink jet printed to form these patterns on the exit layer. The pattern can be created by lithographic process, followed by chemical etching. The pattern can also be generated by laser micromachining via an excimer (ultraviolet) laser or other laser cutting process. Laser micromachining can be done very efficiently on a commercial scale, and an array of diaphonic valve layers forms the base from which PET, PEEK or other materials can be produced, including plastics and metals.
도 108 및 도 109의 다이아포닉 밸브의 많은 조립된 복사본을 생성하기 위한 제조 프로세스의 일례는 도 111 내지 도 113에 도시된다. 계산된 플레이트에 의해 구동된 엑시머 레이저를 이용하여, 8개 층 구조(도 108)의 주어진 층이지만, 각 기판 주위에 2.5 x 5.0mm 프레임의 내부 구조는 PEEK 플라스틱의 시트(필름) 상의 직사각형 어레이에서 절단된다. 다이아포닉 밸브의 상이한 층의 시트는 필요한 층 두께에 따라 상이한 플라스틱 시트 두께상에서 생성된다. 이 프로세스에 의해 특정한 층의 구조의 많은 복사본을 포함하는 시트는 어레이에 생성된다. 어레이 패턴 및 치수는 다이아포닉 밸브 구조(도 108)의 모든 상이한 층의 시트에 대해 동일하여, 모든 8개 층의 시트가 정확한 순서로 적층되고 적절히 정렬될 때(도 111), 기능 구조는 시트 중에서 정렬된다. 기판의 적층된 시트는 열, 용매, 용접, 레이저 용접, 접착제 또는 다른 몇몇 수단에 의해 서로 접착되어, 도 112의 구조를 산출한다. 특정한 이용은 열, 방사선, 또는 베이킹 층의 제거에 의해 활성화되는 접착제로 사전 코딩된는 UV 절단 접착제 또는 플라스틱 시팅이다.An example of a fabrication process for producing many assembled copies of the diaphonic valves of FIGS. 108 and 109 is shown in FIGS. 111-113. Using an excimer laser driven by a computed plate, a given layer of 8 layer structure (FIG. 108), but the internal structure of a 2.5 x 5.0 mm frame around each substrate is in a rectangular array on a sheet (film) of PEEK plastic. Is cut. Sheets of different layers of diaphragm valves are produced on different plastic seat thicknesses depending on the required layer thickness. This process produces a sheet in the array that contains many copies of the structure of a particular layer. The array pattern and dimensions are the same for the seats of all the different layers of the diaphonic valve structure (FIG. 108), so that when all eight layers of sheets are stacked and properly aligned in the correct order (FIG. 111), the functional structure is in the seats. Aligned. The laminated sheets of substrate are adhered to each other by heat, solvent, welding, laser welding, adhesive or some other means, yielding the structure of FIG. 112. Particular use is a UV cut adhesive or plastic sheeting precoded with an adhesive that is activated by removal of heat, radiation, or baking layer.
기판을 포함하는 모든 시트가 함께 접착되면(도 112), 레이저는 각 다이아포닉 밸브 주위에 프레임을 절단하는데 사용되어, 모든 시트 층을 동시에 절단한다. 이것은 완전한 다이아포닉 밸브(도 113)를 생성한다. 대안적으로, 레이저는 각 다이아포닉 밸브를 둘러싸는 프레임을 통해 스코어(score) 또는 관통할 뿐 아니라 완전히 절단하는데 사용될 수 있어, 취급의 용이함을 위해 시트에 연결된 다이아포닉 밸브를 남긴다. 그러나, 다이아포닉 밸브의 이들 시트는 레이저 스코어 또는 관통부를 따라 차단됨으로써 개별적인 다이아포닉 밸브로 쉽게 분리될 수 있다. 이러한 프로세스는 또한 재료의 롤 상에서 이루어질 수 있으며, 이것은 방금 설명된 시트의 배치 처리보다는, 연속적인 프로세스에서 레이저 가공되고 접착된다.Once all the sheets comprising the substrate are glued together (FIG. 112), a laser is used to cut the frame around each diaphonic valve, cutting all the sheet layers simultaneously. This produces a complete diaphonic valve (FIG. 113). Alternatively, the laser can be used to completely cut as well as score or penetrate through the frame surrounding each diaphragm valve, leaving a diaphonic valve connected to the seat for ease of handling. However, these seats of the diaphragm valve can be easily separated into individual diaphragm valves by blocking along the laser score or penetration. This process can also be done on a roll of material, which is laser processed and bonded in a continuous process, rather than the batch processing of the sheet just described.
균형된 아마추어 트랜스듀서의 케이스와 같은 사운드 소스 상에 있는 이러한 다이아포닉 밸브 구조의 층(1)의 밑면은 접착 코팅으로 생성될 수 있다. 이러한 접착제는 전술한 다층 다이아포닉 밸브 구조의 제조 프로세스 전체에 비활성화로 남아있다. 층(1)의 밑면 상의 이러한 접착제는 열, 방사선, 또는 베이킹 층의 제거에 의해 활성화될 수 있고, 한번 활성화는 전체의 조립된 다이아포닉 밸브를 사운드 소스에 접착하도록 한다.The underside of
다중 다이아포닉 밸브는 동일한 계층형, 스택된 기판 배치에 제조될 수 있다. 이들은 평행한 일련의 연결부의 조합으로 평행하거나 일렬로 배치될 수 있다. 도 114는, 도 108에서와 같이 적층될 때, 2쌍으로 배치된 4개의 다이아포닉 밸브를 갖는 이중-이중 다이아포닉 밸브를 생성하는 기판의 8개 계층형 시스템을 도시한다. 이들 쌍의 각각은 도 108에서 유형의 순방향 밸브가 뒤따르는 역방향 밸브의 일련의 배치이다. 이러한 이중-이중 다이아포닉 밸브를 통한 음향 압력 및 공기 흐름은 각각 도 117 및 도 118에 도시된다. 이들 2개의 역방향-순방향 쌍은 구조에서 공기 흐름 임피던스의 튜닝에 따라 주로 일렬로 또는 주로 병렬로 있을 수 있는 방식으로 배치된다. 이것은, 도 114 및 도 117에서 역방향-순방향 밸브 쌍이 트랜스듀서 케이스에서 개별적인 구멍 위에 있어, 공통 트랜스듀서 후면 부피에 연결되기 때문이다. 공기 및 정적 압력이 2개의 역방향-순방향 밸브 쌍을 연결하는 이러한 후면 부피를 통해 흐를 수 있을 정도로, 이들 쌍의 연결은 평행한 특징을 갖는다. 그러나, 오리피스 흐름 임피던스가 트랜스듀서의 후면 부피를 통하는 공기 흐름을 최소화하도록 튜닝되면, 2개의 역방향-순방향 밸브 쌍의 연결은 제 2 밸브 쌍의 입력을 공급하는 제 1 밸브 쌍의 출력과 주로 일렬로 있다. 이것은 도 117에 도시된 경우이다. 이러한 주로 일련의 구성은 최종 출력 압력을 부스팅하기 때문에 바람직하다.Multiple diaphonic valves can be manufactured in the same hierarchical, stacked substrate arrangement. They can be arranged in parallel or in series in a combination of parallel series of connections. FIG. 114 illustrates an eight hierarchical system of substrates, when stacked as in FIG. 108, creates a dual-duplex diaphonic valve having four diaphonic valves arranged in two pairs. Each of these pairs is a series of arrangements of reverse valves followed by forward valves of the type in FIG. 108. The acoustic pressure and air flow through this double-double diaphragm valve are shown in FIGS. 117 and 118, respectively. These two reverse-forward pairs are arranged in such a way that they can be primarily in line or mainly in parallel, depending on the tuning of the air flow impedance in the structure. This is because the reverse-forward valve pairs in FIGS. 114 and 117 are above individual holes in the transducer case and are connected to a common transducer back volume. The connection of these pairs is parallel so that air and static pressure can flow through this back volume connecting the two reverse-forward valve pairs. However, if the orifice flow impedance is tuned to minimize air flow through the back volume of the transducer, the connection of the two reverse-forward valve pairs is primarily in line with the output of the first valve pair supplying the input of the second valve pair. have. This is the case shown in FIG. This predominantly series configuration is desirable because it boosts the final output pressure.
도 115는, 도 108에서와 같이 적층될 때, 일렬의 6개의 밸브를 갖는 3중-이중 다이아포닉 밸브를 생성하는 기판의 8 계층형 시스템을 도시한다. 이러한 3중-이중 다이아포닉 밸브를 통과하는 음향 압력 및 공기 흐름은 각각 도 119 및 도 120에 도시된다. 임피던스가 트랜스듀서 후면 부피를 통하는 공기 흐름에 저항하도록 조정될 때, 각 교대로 된 역방향 및 순방향 밸브의 공기 흐름 및 압력 출력은 일렬로 서로 공급한다. 도 117에서와 같이 다이아포닉 밸브를 일렬로 위치시키는 것은 시스템의 압력 출력을 부스팅한다.FIG. 115 illustrates an eight-tiered system of substrates that, when stacked as in FIG. 108, produce a triple-double diaphonic valve having six valves in a row. The acoustic pressure and air flow through this triple-double diaphonic valve are shown in FIGS. 119 and 120, respectively. When the impedance is adjusted to resist air flow through the transducer back volume, the air flow and pressure outputs of each alternate reverse and forward valve feed each other in line. Placing the diaphonic valve in line as in FIG. 117 boosts the pressure output of the system.
각 합성 제트 오리피스에 대한 하나의 플랩을 포함하는 층(4)이 흡수되고 플랩 없이 합성 제트가 동작하는 실시예가 존재한다. 또한 플랩이 역방향 합성 제트 다이아포닉 밸브를 위한 오리피스의 하류 측 상에 존재하지만, 순방향 동작 합성 제트 다이아포닉 밸브 상에 플랩지 존재하지 않는 실시예가 존재한다. 플랩이 순방향 동작 합성 제트 다이아포닉 밸브를 위한 오리피스의 하류측 상에 존재하지만, 역방향 동작 합성 제트 다이아포닉 밸브 상에 플랩이 존재하지 않는 실시예가 또한 존재한다.There is an embodiment where the
도 116은 다중 다이아포닉 밸브 시스템(이 경우에 3중-이중)이 단일 사운드 소스(균형된 아마추어 트랜스듀서의 후면 부피에서의 단일 구멍)으로부터 동작하도록 하는 실시예를 도시한다. 도 115에서의 실시예의 제 1 층은 2개 층으로 대체되어, 9개 층을 갖는 전체 구조가 된다. 이들 층의 제 1 층은 단일 사운드 소스 위에 위치된 단일 구멍을 포함한다. 제 2 층은 이러한 사운드 소스를 3개의 역방향-순방향 이중 다이아포닉 밸브에 분배하는 슬롯 매니폴드이다. 제 2 층의 슬롯 매니폴드에서의 공기 흐름에 대한 임피던스가 높은 정도로, 이 실시예는 주로 3개의 역방향-순방향 다이아포닉 밸브 쌍의 일련의 연결을 유지한다.FIG. 116 illustrates an embodiment that allows a multiple diaphonic valve system (in this case tri-duplex) to operate from a single sound source (single hole in the rear volume of a balanced armature transducer). The first layer of the embodiment in FIG. 115 is replaced by two layers, resulting in an overall structure having nine layers. The first layer of these layers includes a single hole located over a single sound source. The second layer is a slot manifold that distributes this sound source to three reverse-forward dual diaphonic valves. To the extent that the impedance to air flow in the slot manifold of the second layer is high, this embodiment mainly maintains a series of connections of three reverse-forward diaphonic valve pairs.
인-이어 In-ear 디바이스device 상의 귀 왁스(귀지) 구축을 방지하기 위한 To prevent ear wax (ear wax) on the skin 다이아포닉Diaphonic 밸브 valve
인-이어 디바이스 상의 귀지의 구축은 저항성 문제인데, 이것은 트랜스듀서 및 다른 기계적 및 전자적 쌍의 보청기, 헤드셋 및 다른 인-이어 청취 디바이스에 장애를 일으킨다. 귀지는 왁스형 고체 및 증기 위상으로서 귀 도관에 존재한다. 이러한 귀지 증기는 귀 도관의 내부 표면과 직접 접촉하지 않는, 균형된 아마추어 트랜스듀서의 내부 구조 및 사운드 튜브의 내부와 같은 인-이어 디바이스(예를 들어 RIC, 보청기)의 부분을 침투할 수 있다. 귀지 증기는 고체로 단단할 수 있어, 인-이어 디바이스의 내부 구조에 장애를 일으킨다. 귀지 증기의 장애는 또한 귀 내에 위치한 귀지 및 다른 구조에 대한 문제이다. 이러한 귀지의 장애는 청취 기기 및 다른 인-이어 디바이스의 주요한 고장 원인이다.Building earwax on in-ear devices is a resistive problem, which causes transducers and other mechanical and electronic pairs of hearing aids, headsets, and other in-ear listening devices to fail. Earwax is present in the ear conduits as waxy solid and vapor phases. Such ear wax can penetrate parts of an in-ear device (eg, RIC, hearing aids), such as the interior of a sound tube and the internal structure of a balanced armature transducer, which are not in direct contact with the inner surface of the ear canal. Ear wax can be hard as a solid, impairing the internal structure of the in-ear device. Obstruction of earwax vapor is also a problem for earwax and other structures located within the ear. This impairment of earwax is a major cause of failure of listening devices and other in-ear devices.
본 출원에 개시된 임의의 실시예에서의 다이아포닉 밸브는 트랜스듀서의 전면 부피 및 사운드 튜브에서의 양의 압력을 생성시킴으로써 인-이어 디바이스의 귀지 장애를 감소시키거나 제거하여, 귀지 증기의 팽창을 방지하는데 사용될 수 있다. 보청기의 바디를 포함할 수 있는 인-이어 디바이스를 통해, 그리고 궁극적으로 귀를 통해 다이아포닉 밸브 또는 밸브들에 의해 펌핑된 느린 공기 흐름은 또한 귀 도관으로부터 이러한 증기를 제거하고, 인-이어 디바이스의 외부 상에 귀 도관에서의 귀지를 감소시킬 수 있다. 이러한 제거는 또한 착용자에게 불편함을 줄 수 있는 갑작스런 대기 압력 변화의 효과 및 열을 완화시킨다. 이러한 제거 프로세스는 공기 흐름의 작은 양을 빠져나가게 하는 귀 팁 또는 귀 도관의 이용을 요구한다. 본 명세서에 기재된 다양한 인-이어 기포는 솔향의 공기를 빠져나가게 하는 귀 밀봉의 일례를 제공한다. 추가로, 사운드로부터 다이아포닉 밸브 생성 압력에 기초한 이러한 양의 압력, 귀지 제거 시스템은 RIC 청취 디바이스에서 구조 수신기를 개방하도록 적용가능한데, 이는 공기 흐름이 귀 도관을 빠져나갈 수 있기 때문이다. 작은 관은 압력의 배출, 귀지 증기, 습도 및 가열된 공기에 대한 차단된 구조 귀 팁에 위치될 수 있다.The diaphonic valve in any embodiment disclosed herein reduces or eliminates earwax of the in-ear device by creating positive pressure in the sound tube and front volume of the transducer, thereby preventing the expansion of earwax vapor. It can be used to The slow air flow pumped by the diaphonic valve or valves through the in-ear device, which may include the body of the hearing aid, and ultimately through the ear, also removes this vapor from the ear conduit, Earwax in the ear canal on the outside can be reduced. This removal also mitigates the heat and effects of sudden atmospheric pressure changes that can be uncomfortable for the wearer. This removal process requires the use of an ear tip or ear conduit to escape a small amount of air flow. The various in-ear bubbles described herein provide an example of ear seals that allow air out of the scent. In addition, this amount of pressure, earwax removal system based on diaphonic valve generation pressure from the sound, is applicable to open the rescue receiver in the RIC listening device because air flow may exit the ear conduit. Small tubes may be placed in the closed structure ear tips for pressure release, wax vapors, humidity and heated air.
귀지 구축을 감소시키기 위해 양의 압력 및 느린 공기 흐름은 다이아포닉 밸브 실시예의 범위를 이용하여 달성될 수 있다. 도 121은 공기를 전면 부피로 펌핑하기 위해 반대로 동작하여, 전면 부피 및 사운드 튜브(40)에서의 양의 압력을 생성하는 다이아포닉 밸브(50)를 갖는 균형된 아마추어 트랜스듀서(20)를 도시한다. 도 122는 균형된 아마추어 트랜스듀서(20)의 후면 부피로 공기를 펌핑하기 위해 반도로 동작하는 다이아포닉 밸브(50)를 도시한다. 이러한 압력은 전면 부피로부터 후면 부피를 분리시켜, 제 1 부피 및 사운드 튜브(40)를 가압하여, 귀지 증기의 팽창을 방지하는 보상 포트(56)를 통과한다. 도 123은, 귀지 증기의 팽창을 방지하기 위해 입구 튜브(37)로부터 공기를 다이아포닉 밸브(50)를 통해, 배출 튜브(38)를 통해 양의 압력을 생성하는 사운드 튜브(40)로 공기를 이동시키기 위해 음향 펌핑 에너지를 이용하는 균형된 아마추어 트랜스듀서(20)의 후면 부피에 부착된 다이아포닉 밸브(50)를 도시한다. 도 123과 유사한 실시예가 가능하며, 여기서 다이아포닉 밸브(50)는 후면 부피보다는 전면 부피에서 작용한다. 도 124는 전면 부피 상의 역방향 다이아포닉 밸브(50)와, 사운드 튜브(40)에 연결된 배출구(59)를 갖는 후면 부피 상의 다른 다이아포닉 밸브(50)를 갖는 트랜스듀서(20)를 도시한다. 이들 다이아포닉 밸브(50) 모두는 귀지 증기의 팽창을 방지하기 위해 전면 부피 및 사운드 튜브(40)에서 양의 압력을 생성하도록 작용한다. 다수의 다른 단일 및 다수의 다이아포닉 밸브 구조는 가능하며, 이것은 양의 공기 압력을 생성하기 위해 공기를 트랜스듀서 전면 부피 및 사운드 튜브로 펌핑하도록 음향 에너지를 이용하며, 귀지 증기를 밖으로 배출하도록 유지한다. 이들 모든 실시예에서, 입구 공기의 소스는 귀 도관 외부에 있어야 하거나, 튜브 또는 다른 운반체를 통해 공기 외부에 연결되어야 한다.Positive pressure and slow air flow can be achieved using the range of diaphonic valve embodiments to reduce earwax buildup. FIG. 121 shows a
도 125는, 다이아포닉 밸브(50)의 동작에 의해 가압되는 사운드 튜브(40)가 팽창된 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE)과 같은 다공성 재료의 차단된 폴리머 기포(31)에 공급하는 실시예를 도시한다. 이것은 귀지 증기의 팽창을 방지하는 기포 표면을 통해 일정한 공기 흐름을 생성한다. 도 125는 하나의 가능한 다이아포닉 밸브(50) 장치를 도시하며; 도 121 내지 124 및 많은 다른 것에서의 임의의 배치는 귀지 증기의 팽창을 방지하기 위해 양의 압력 및 밖으로의 공기 흐름을 생성하기 위해 다공성 기포를 팽창하도록 생성될 수 있다. 도 125는 사운드 튜브(40)의 단부에 부착된 다공성 기포(31)를 도시한다. 이러한 다공성 기포는 또한 트랜스듀서(20)의 바디를 부분적으로 또는 완전히 수용할 수 있으며, 하나 이상의 다이아포닉 밸브(50)의 동작에 의해 생성된 양의 압력 및 양의 공기 흐름을 가질 수 있다. 추가로, 도 125에서의 기포는, 사운드에 투명하거나 크게 투명하고 공기 흐름에 다공성인 사운드 튜브(40)의 단부 상의 더 작은 평평한 커버로 대체될 수 있다. 이에 적합한 재료의 예는 팽창된 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE)이다.FIG. 125 shows an embodiment in which the
본 발명의 전술한 실시예, 특히 임의의 "바람직한" 실시예가 본 발명의 원리를 완전히 이해하기 위해 단지 설명된 가능한 구현 예이라는 것이 강조되어야 한다. 많은 변형 및 변경은 본 발명의 사상 및 원리에서 실질적으로 벗어나지 않고도 본 발명의 전술한 실시예(들)에 대해 이루어질 수 있다. 모든 그러한 변형은 본 개시 및 본 발명의 범주 내에 포함되고 다음 청구항에 의해 보호되도록 의도된다.It should be emphasized that the foregoing embodiments of the invention, in particular any "preferred" embodiments, are merely possible implementations just described in order to fully understand the principles of the invention. Many modifications and variations can be made to the above-described embodiment (s) of the present invention without departing substantially from the spirit and principles of the present invention. All such modifications are intended to be included within the scope of this disclosure and the present invention and protected by the following claims.
이전 설명 및 첨부 도면에 설명된 문제는 예시에 불과하고 한정되지 않는다. 특정한 실시예가 도시되고 설명되었지만, 출원인의 기여에 더 넓은 양상에서 벗어나지 않고도 변화 및 변형이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 실제 보호 범위는 종래 기술에 기초하여 적절한 인식에서 볼 때 다음 청구항에 한정되도록 의도된다.The problems described in the previous description and the accompanying drawings are exemplary only and not limiting. While particular embodiments have been shown and described, it will be apparent to those skilled in the art that changes and modifications may be made without departing from the broader aspects of the applicant's contribution. The actual scope of protection is intended to be limited to the following claims when viewed from the appropriate recognition based on the prior art.
Claims (330)
전자 신호 생성기와,
상기 신호 생성기에 전자적으로 연결된 제 1 수신기(음향 구동기)로서, 상기 수신기는 신호 생성기로부터 수신된 전기 신호에 응답하여 오디오 신호를 생성할 수 있는, 제 1 수신기와,
제 1 모드에서, 제 1 수신기에 결합된 제 1 사운드 동작 펌프로서, 상기 펌프는 상기 제 1 수신기로부터의 오디오 신호에 응답하여 배출 포트로부터 공기를 방출할 수 있는, 제 1 사운드 동작 펌프와,
상기 방출된 공기에 의해 충전되고 사용자의 귀 도관(ear canal) 내에 위치되는데 적합한, 배출 포트에 결합된 팽창 가능 부재를
포함하는, 이어 디바이스를 위한 압력 생성 시스템.A pressure generating system for an ear device,
Electronic signal generator,
A first receiver (acoustic driver) electronically coupled to the signal generator, the receiver capable of generating an audio signal in response to an electrical signal received from the signal generator;
In a first mode, a first sound operational pump coupled to a first receiver, the pump capable of releasing air from an exhaust port in response to an audio signal from the first receiver;
An expandable member coupled to the discharge port, filled by the discharged air and adapted to be located in the ear canal of the user;
And a pressure generation system for the device.
제 1 기판, 및 배출 포트와 정렬되는 원뿔형 오리피스와,
공기를 상기 오리피스로 향하게 하는 입구(ingress) 포트와,
제 1 단부에 의해 상기 원뿔형 오리피스의 좁은 단부에 유체 역학적으로 결합된 배출 튜브(38)를
포함하는, 이어 디바이스를 위한 압력 생성 시스템.The method of claim 1, wherein the first sound operation pump,
A conical orifice aligned with the first substrate and the discharge port,
An ingress port for directing air to the orifice,
A discharge tube 38 hydrodynamically coupled to the narrow end of the conical orifice by a first end
And a pressure generation system for the device.
원뿔형 오리피스로 각각 구성된 인접하게 적층된 복수의 기판으로서, 상기 오리피스는 제 1 사운드 동작 펌프의 배출 포트와 정렬되는, 복수의 기판과,
공기를 제 1 오리피스로 향하게 하는 입구 포트와,
제 1 단부에 의해 제 1 사운드 동작 펌프의 배출 포트에 유체 역학적으로 결합된 배출 튜브(38)를
포함하는, 이어 디바이스를 위한 압력 생성 시스템.The method of claim 2, wherein the first sound operation pump,
A plurality of adjacently stacked substrates each composed of conical orifices, the orifices being aligned with the discharge port of the first sound motion pump;
An inlet port for directing air to the first orifice,
A discharge tube 38 fluidically coupled to the discharge port of the first sound motion pump by the first end is provided.
And a pressure generation system for the device.
내부 공간을 한정하는 소프트한 탄성 외부 재료로 만들어진 변형가능한 하우징과,
변형가능한 하우징의 표면 상에 사운드 포트 개구부를 갖고 내부 공간 내에 위치한 사운드 수신기로서, 상기 사운드 수신기는 사운드 포트를 통해 오디오 신호를 포착할 수 있는, 사운드 수신기와,
사운드 수신기에 전자적으로 연결되고 상기 내부 공간 내에 위치한 전원과,
내부 공간 내에 위치하고 상기 수신기에 전자적으로 결합된 사운드 튜브로서, 상기 사운드 튜브는, 포트가 사용자의 귀에서 고막에 근접하게 위치되도록 변형가능한 하우징의 표면 상의 일단 개구부에 포트를 갖는, 사운드 튜브와,
내부 공간 내에 배치되고 상기 수신기에 결합된 사운드 동작 펌프로서, 상기 펌프는 제 1 수신기로부터의 오디오 신호에 응답하여 배출 포트로부터 공기를 방출할 수 있는, 사운드 동작 펌프와,
내부 공간 내에 위치하고 방출된 공기에 의해 채워질 배출 포트에 결합된 팽창 가능 부재를 포함하며,
상기 사운드 수신기에서 수신된 오디오 신호는 팽창 가능 부재를 팽창시키기 위해 사운드 동작 펌프를 구동하도록 하는 프로세서, 및 오디오 신호를 통해 향하게 되는, 개인의 귀 도관에서의 배치를 위한 삽입가능한 귀 몰드.An insertable ear mold for placement in an individual's ear conduit,
A deformable housing made of soft elastic outer material defining an interior space,
A sound receiver having a sound port opening on a surface of a deformable housing and located in an interior space, the sound receiver capable of capturing an audio signal through a sound port;
A power source electronically connected to the sound receiver and located within the interior space;
A sound tube located in an interior space and electronically coupled to the receiver, the sound tube having a port at one opening on a surface of the housing that is deformable such that the port is positioned proximate the eardrum at the user's ear;
A sound actuating pump disposed within the interior space and coupled to the receiver, the pump capable of releasing air from the exhaust port in response to an audio signal from the first receiver;
An inflatable member located within the interior space and coupled to the discharge port to be filled by the discharged air,
The audio signal received at the sound receiver is directed through a processor to drive a sound motion pump to inflate the inflatable member, and the audio signal, and the insertable ear mold for placement in the ear canal of the individual.
하우징과,
하우징 내에 위치되고 모든 측면 상에 차단된 챔버로서, 상기 챔버의 측면은 오리피스를 그 안에 갖는 격막을 포함하고, 측면은 하우징의 표면을 통해 연장하는 배출 포트를 포함하는, 챔버와,
하우징의 표면에 한정된 입구 포트와,
격막에 결합된 엑추에이터로서, 엑추에이터의 동작은 격막의 진동 이동을 야기하는, 엑추에이터를
포함하는, 사운드 동작 펌프.As a sound action pump,
A housing,
A chamber located in the housing and blocked on all sides, the side of the chamber including a diaphragm having an orifice therein, the side including a discharge port extending through the surface of the housing;
An inlet port defined on the surface of the housing,
As an actuator coupled to the diaphragm, the operation of the actuator causes the actuator to cause vibratory movement of the diaphragm.
Including, sound-operated pump.
내부 챔버를 한정하는 하우징과,
챔버를 제 1 및 제 2 서브 챔버로 분리하기 위해 내부 챔버에 걸쳐 연장하고 그 안에 오리피스를 갖는 막과,
제 1 서브 챔버에서의 벽으로부터 연장하는 제 1 흐름 포트와,
제 2 서브 챔버로부터의 벽으로부터 연장하는 제 2 흐름 포트와,
제 1 서브 챔버로 제 1 위상에서 전달된 제 1 트랜스듀서 음파와,
제 2 서브 챔버로 제 2 위상에서 전달된 제 2 트랜스듀서 음파를 포함하고,
상기 제 1 음파의 제 1 위상과 제 2 음파의 제 2 위상은 제 1 또는 제 2 흐름 포트 중 하나로부터 제 1 또는 제 2 흐름 포트 중 다른 하나로의 순 유체 흐름을 생성하도록 조절도는, 사운드 동작 펌프.As a sound action pump,
A housing defining an inner chamber,
A membrane extending over the inner chamber and having an orifice therein for separating the chamber into first and second subchambers,
A first flow port extending from the wall in the first subchamber,
A second flow port extending from the wall from the second subchamber,
A first transducer sound wave transmitted in a first phase to a first subchamber,
A second transducer sound wave delivered in a second phase to a second subchamber,
The first phase of the first sound wave and the second phase of the second sound wave are modulated to produce a net fluid flow from one of the first or second flow ports to the other of the first or second flow ports. Pump.
개방 단부 및 폐쇄 단부를 갖는 하우징과,
폐쇄 단부에서 하우징에 결합된 가압 수단으로서, 상기 가압 수단은 제 1 방향으로 유체를 전달할 수 있는, 가압 수단과,
폐쇄 단부에서 하우징에 위치되고 가압 수단에 연결되는 선형 엑추에이터로서, 상기 엑추에이터는 제 1 방향으로 유체를 전달하는 가압 수단에 응답하여 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동할 수 있는, 선형 엑추에이터와,
하우징 내에 위치하고 엑추에이터에 부착된 오디오 트랜스듀서로서, 배출 포트를 통해 방출할 수 있는 펌프를 갖는, 오디오 트랜스듀서와,
오디오 트랜스듀서의 배출 포트에 결합된 사운드 튜브와,
사운드 튜브에 결합되고 하우징 내에 위치된 수축된 부재로서, 상기 수축된 부재는 방출된 공기에 의해 팽창 가능하고, 사용자의 귀 도관 내에 위치하는데 적합하고, 상기 수축된 부재는 엑추에이터가 제 2 위치로 이동할 때 하우징으로부터 이동되는, 수축된 부재를
포함하는, 다이아포닉 귀 조립체.A diaphonic ear assembly,
A housing having an open end and a closed end,
Pressure means coupled to the housing at a closed end, the pressure means being capable of delivering fluid in a first direction;
A linear actuator located in the housing at a closed end and connected to the pressing means, the actuator being movable from the first position to the second position in response to the pressing means for delivering fluid in a first direction;
An audio transducer located within the housing and attached to the actuator, the audio transducer having a pump capable of discharging through the discharge port;
A sound tube coupled to the exhaust port of the audio transducer,
A contracted member coupled to a sound tube and located in a housing, the contracted member is expandable by the released air and is suitable for being located in the ear canal of the user, wherein the contracted member moves the actuator to the second position. When the contracted member is moved away from the housing
Comprising, a diaphonic ear assembly.
팽창 가능 부재를 사용자의 귀 도관 내에 위치시키는 단계로서, 팽창 가능 부재는 전자 신호 생성기, 전원, 및 사운드 동작 펌프를 갖는 사운드 트랜스듀서에 연결되는, 위치 단계와,
전자 신호 생성기에 의해 전자 신호를 생성하는 단계와,
전자 신호에 응답하여 사운드 트랜스듀서에 의해 오디오 신호를 생성하는 단계와,
오디오 신호에 응답하여 사이클에서 동작하도록 펌프를 작동시키는 단계로서, 상기 동작 사이클은,
펌프의 입구 포트에서 공기를 유입시키는 단계와,
펌프의 배출 포트로부터 공기를 방출하는 단계를
포함하는, 작동 단계와,
배출 포트에 결합된 팽창 가능 부재에 방출된 공기를 포착하는 단계를
포함하며,
팽창 가능 부재는 사용자의 귀 도관 내에 부재를 고정시키는 지점으로 팽창하는, 사용자의 귀 도관 내에서 귀 오디오 디바이스를 팽창시키는 방법.A method of inflating an ear audio device within a user's ear conduit, the method comprising:
Positioning the inflatable member in a user's ear conduit, the inflatable member being connected to a sound transducer having an electronic signal generator, a power source, and a sound motion pump;
Generating an electronic signal by an electronic signal generator,
Generating an audio signal by the sound transducer in response to the electronic signal;
Operating a pump to operate in a cycle in response to an audio signal, wherein the cycle of operation comprises:
Introducing air at the inlet port of the pump,
Venting air from the discharge port of the pump
Including, operating steps,
Capturing the air discharged to the inflatable member coupled to the discharge port.
≪ / RTI &
The inflatable member inflates the ear audio device within the ear conduit of the user to a point that secures the member in the ear conduit of the user.
전기 신호에 응답하여 오디오 신호(톤)를 생성할 수 있는 제 1 트랜스듀서와,
트랜스듀서에 연결된 전기 신호 입력과,
내부 공간을 한정하고 사용자의 귀 도관 내에 위치하도록 구성된 측벽을 갖는 팽창 가능 부재와,
측벽 및 대항 단부를 갖는 제 1 사운드 튜브로서, 상기 튜브는 일단부에서 트랜스듀서에 연결되고 대항 단부에서 팽창 가능 부재에 연결되고, 상기 사운드 튜브느 사운드 튜브의 내부로부터 사운드 튜브의 외부로 한정된 통로를 갖고, 사운드 튜브의 통로는 팽창 가능 부재의 내부 공간 내에 위치되는, 제 1 사운드 튜브를
포함하는, 사운드를 사용자의 귀에 전달하는 디바이스.A device that delivers sound to your ears.
A first transducer capable of generating an audio signal (tone) in response to the electrical signal;
An electrical signal input connected to the transducer,
An inflatable member having sidewalls configured to define an interior space and be located within a user's ear conduit;
A first sound tube having a side wall and an opposite end, the tube being connected to the transducer at one end and to the inflatable member at the opposite end, the sound tube defining a passageway defined from the inside of the sound tube to the outside of the sound tube. And the passageway of the sound tube is located within the inner space of the inflatable member.
A device comprising sound delivered to a user's ear.
사운드 튜브의 측벽에 한정된 복수의 포트와,
오디오 신호에 응답하여 공기 흐름을 생성하기 위해 트랜스듀서 내의 사운드 동작 펌프와,
사운드 튜브의 측벽에 한정된 복수의 포트를 커버하는 2개의 단부를 갖는 재료의 슬리브로서, 슬리브의 적어도 일단부는 밀봉을 형성하기 위해 사운드 튜브에 부착되는, 재료의 슬리브와,
팽창 가능 부재 외부로 연장하는 제 1 단부 및 팽창 가능 부재의 내부 공간 내의 제 2 단부를 갖는 공기 입구 튜브로서, 상기 공기 입구 튜브는 팽창 가능 부재와 주변 사이에 공기 흐름을 향하게 하는, 공기 입구 튜브를
더 포함하는, 사운드를 사용자의 귀에 전달하는 디바이스.161. The method of claim 150,
A plurality of ports defined on the side walls of the sound tube,
A sound motion pump in the transducer to generate air flow in response to the audio signal,
A sleeve of material having two ends covering a plurality of ports defined on a side wall of the sound tube, at least one end of the sleeve being attached to the sound tube to form a seal;
An air inlet tube having a first end extending out of the inflatable member and a second end in the interior space of the inflatable member, the air inlet tube directing air flow between the inflatable member and the periphery;
And a device for delivering sound to a user's ear.
사운드 튜브의 측벽에 한정된 복수의 포트와,
오디오 신호에 응답하여 공기 흐름을 생성하기 위해 트랜스듀서 내의 사운드 동작 펌프와,
2개의 단부를 갖고 사운드 튜브의 측벽에 한정된 복수의 포트를 커버하는 재료의 슬리브로서, 슬리브의 적어도 일단부는 밀봉을 형성하기 위해 사운드 튜브에 부착되는, 재료의 슬리브와,
팽창 가능 부재 외부로 연장하는 제 1 단부와, 팽창 가능 부재의 내부 공간 내의 제 2 단부를 갖는 공기 입구 튜브로서, 상기 공기 입구 튜브는 팽창 가능 부재와 주변 사이에 공기 흐름을 향하게 하는, 공기 입구 튜브를
포함하는, 사운드를 사용자의 귀에 전달하는 디바이스.The method of claim 153, wherein
A plurality of ports defined on the side walls of the sound tube,
A sound motion pump in the transducer to generate air flow in response to the audio signal,
A sleeve of material having two ends and covering a plurality of ports defined on the sidewall of the sound tube, at least one end of the sleeve being attached to the sound tube to form a seal;
An air inlet tube having a first end extending out of the inflatable member and a second end in the interior space of the inflatable member, the air inlet tube directing air flow between the inflatable member and the periphery To
A device comprising sound delivered to a user's ear.
팽창 가능 부재 외부로 연장하는 제 1 단부와,
팽창 가능 부재의 내부 공간 내의 제 2 단부와,
사운드 튜브의 측벽 내에 한정되고 일단부에 제 2 단부에 유체 역학적으로 결합된 적어도 하나의 그루브를
포함하는, 사운드를 사용자의 귀에 전달하는 디바이스.103. The air inlet tube of claim 102, further comprising an air inlet tube for directing air flow between the inflatable member and the periphery;
A first end extending out of the inflatable member,
A second end in the inner space of the inflatable member,
At least one groove defined in the side wall of the sound tube and fluidly coupled at one end to the second end
A device comprising sound delivered to a user's ear.
전기 신호에 응답하여 오디오 신호(톤)를 생성할 수 있는 제 1 트랜스듀서와,
트랜스듀서에 연결된 전기 신호 입력과,
내부 공간을 한정하고 사용자의 귀 도관 내에 위치하도록 구성된 측벽을 갖는 팽창 가능 부재와,
측벽 및 대항 단부를 갖는 제 1 사운드 튜브로서, 상기 튜브는 일단부에서 트랜스듀서에 연결되고 대항 단부에서 팽창 가능 부재에 연결되고, 상기 사운드 튜브느 사운드 튜브의 내부로부터 사운드 튜브의 외부로 한정된 통로를 갖고, 사운드 튜브의 통로는 팽창 가능 부재의 내부 공간 내에 위치되는, 제 1 사운드 튜브와,
팽창 가능 부재 외부로 연장하는 제 1 단부 및 팽창 가능 부재의 내부 공간 내의 제 2 단부를 갖는 공기 입구 튜브로서, 상기 공기 입구 튜브는 팽창 가능 부재의 내부 공간과 주변 사이에 공기 흐름을 향하게 하는, 공기 입구 튜브를
포함하는, 사용자의 귀에 사운드를 송신하는 디바이스.A device that transmits sound to a user's ear,
A first transducer capable of generating an audio signal (tone) in response to the electrical signal;
An electrical signal input connected to the transducer,
An inflatable member having sidewalls configured to define an interior space and be located within a user's ear conduit;
A first sound tube having a side wall and an opposite end, the tube being connected to the transducer at one end and to the inflatable member at the opposite end, the sound tube defining a passageway defined from the inside of the sound tube to the outside of the sound tube. A passage of the sound tube, the first sound tube being located in the interior space of the inflatable member,
An air inlet tube having a first end extending out of the inflatable member and a second end in the interior space of the inflatable member, the air inlet tube directing air flow between the interior space and the periphery of the inflatable member Inlet tube
A device for transmitting sound to a user's ear.
표면에 의해 한정된 내부 공간과 내부 공간 내의 표면에 부착된 페롤(ferule)을 갖는 팽창 가능 부재와,
제 1 및 제 2 단부를 갖고 내부 공간 내에 위치한 사운드 튜브로서, 일단부에 페롤에 결합되는, 사운드 튜브와,
사운드 튜브의 단부에 연결되고, 결합부를 팽창 가능 부재에 연결하는 탄성 밴드를 갖는 결합부와,
각 단부에서 개방되고, 팽창 가능 부재의 외부로부터 팽창 가능 부재의 내부 공간으로 결합부를 통해 통과하는, 가압 튜브를
포함하는, 귀 디바이스.As an ear device,
An inflatable member having an interior space defined by the surface and a ferrule attached to the surface in the interior space,
A sound tube having a first and a second end and located in the interior space, the sound tube being coupled to the ferrol at one end,
A coupling portion connected to an end of the sound tube and having an elastic band connecting the coupling portion to the inflatable member;
A pressurized tube that is open at each end and passes through the engagement portion from the outside of the inflatable member to the interior space of the inflatable member
Including the ear device.
하우징과;
하우징을 통과하고 팽창 가능 부재 외부의 가압 튜브의 일단부에 결합하는 포트를 갖는 채널과,
결합부에 착탈식으로 연결하는 사운드 포트와,
하우징에 위치하고 사운드 포트에 연결되는 수신기와,
오디오 디바이스로의 연결을 위해 하우징으로부터 연장하는 전기 및 압력 인터페이스 포트를
포함하는, 귀 디바이스.249. The apparatus of claim 249, further comprising a receiver assembly, wherein the receiver assembly comprises:
A housing;
A channel having a port passing through the housing and engaging one end of the pressure tube outside the inflatable member,
The sound port which attaches and detaches to a coupling part,
A receiver located in the housing and connected to the sound port,
Electrical and pressure interface ports extending from the housing for connection to the audio device
Including the ear device.
전면 부피를 한정하는 외부 하우징과,
외부 하우징 내에 있고 후면 부피를 수용하는 내부 하우징과,
내부 하우징 내에 위치한 균형된 아마추어와,
코일을 통과하는 전류가 아암의 진동을 초래하도록 아마추어의 하나의 아암 주위의 전기 코일과,
내부 하우징의 벽에 위치하여, 전면 및 후면 부피를 분리시키고 단일로 진동하도록 아암에 결합된 유연한 격막과,
내부 하우징의 벽 내에 한정된 균일화 포트와,
공기를 하우징 내로 유입시키기 위해 외부 하우징의 벽에 한정된 입구 포트와,
하우징으로부터 공기를 방출하기 위해 외부 하우징의 벽에 한정된 배출 포트를 포함하고,
상기 격막의 진동은 균일화 포트를 통해 배출 포트로부터 입구 포트로의 유체 흐름을 야기하는, 균형된 아마추어 트랜스듀서 펌프.As a balanced armature transducer pump,
An outer housing defining a front volume,
An inner housing within the outer housing and containing a rear volume,
Balanced armature located within the inner housing,
An electric coil around one arm of the armature so that the current through the coil causes the arm to oscillate,
Located on the wall of the inner housing, a flexible diaphragm coupled to the arm to separate the front and rear volume and vibrate singly,
A homogenization port defined within the wall of the inner housing,
An inlet port defined on the wall of the outer housing to introduce air into the housing,
A discharge port defined on the wall of the outer housing for discharging air from the housing,
The vibration of the diaphragm causes a fluid flow from the discharge port to the inlet port through the homogenization port.
그 안에 한정된 개구부를 갖는 하우징과,
하우징 내에 위치한 제 1 기판으로서, 상기 기판은 오리피스를 갖고, 상기 로이피스는 하우징에서의 개구부와 정렬되는, 제 1 기판과,
오리피스에 근접하게 위치한 제 1 단부와, 하우징을 통과하는 바디와, 주변에 개방된 제 2 단부를 갖는 입구 튜브와,
사운드 소스에 부착하기 위한 결합부와,
결합부에 부착된 사운드 소스와 기판의 오리피스 사이의 유체 왕래를 제공하는 통로를
포함하는, 사운드 동작 펌프.As a sound action pump,
A housing having an opening defined therein,
A first substrate located within the housing, the substrate having an orifice, the roypiece being aligned with an opening in the housing;
An inlet tube having a first end positioned proximate to the orifice, a body passing through the housing, and a second end open about the periphery;
A coupling for attaching to a sound source,
A passage providing fluid communication between the sound source attached to the joint and the orifice of the substrate
Including, sound-operated pump.
하우징에 유체 역학적으로 결합된 사운드 소스를 제공하는 단계로서, 상기 하우징은 개구부를 포함하고, 기판은 오리피스를 갖고, 상기 오리피스는 하우징에서 개구부와 정렬되고, 입구 튜브는 오리피스에 근접하게 위치한 제 1 단부와 주변에 개방된 제 2 단부를 갖는, 제공 단계와,
기판에서의 사운드 소스로부터 음파를 향하게 하는 단계를
포함하는, 음향 진동을 이용하여 정적 압력을 생성하는 방법.A method of generating static pressure using acoustic vibrations,
Providing a sound source fluidly coupled to the housing, the housing including an opening, the substrate having an orifice, the orifice being aligned with the opening in the housing, and the inlet tube being located proximate the orifice Providing a second end open at about the periphery;
Directing sound waves from a sound source at the substrate
Comprising, a method of generating static pressure using acoustic vibrations.
사운드 생성 소스와,
사운드 생성 소스에 결합되고, 사운드 생성 소스로부터 음향 신호에 응답하여 정적 압력을 생성할 수 있는 제 1 트랜스듀서와,
사운드 생성 소스에 결합되고, 사운드 생성 소스로부터 음향 신호에 응답하여 정적 압력을 생성할 수 있는 제 2 트랜스듀서와,
제 1 및 제 2 트랜스듀서 중 적어도 하나의 출력에 유체 역학적으로 결합된 팽창 가능 부재를
포함하는, 사운드를 사용자의 귀에 전달하기 위한 인-이어 디바이스.An in-ear device for delivering sound to a user's ear,
Sound generation source,
A first transducer coupled to the sound generating source, the first transducer capable of generating static pressure in response to the acoustic signal from the sound generating source;
A second transducer coupled to the sound generating source, the second transducer capable of generating static pressure in response to the acoustic signal from the sound generating source;
An inflatable member fluidly coupled to the output of at least one of the first and second transducers
In-ear device for delivering sound to a user's ear.
트랜스듀서의 하우징에서 개구부에 유체 역학적으로 결합된 입구 채널을 한정하는 제 1 층과,
입구 채널에 유체 역학적으로 결합된 합성 제트 포트를 한정하는 제 2 층과,
합성 제트를 커버하는 플랩 밸브를 포함하는 막을 갖는 제 3 층과,
합성 제트 포트에 유체 역학적으로 결합된 배출 포트를 한정하는 제 4 층을
포함하는, 사운드를 사용자의 귀에 전달하기 위한 인-이어 디바이스.299. The diaphonic valve of claim 299, wherein
A first layer defining an inlet channel fluidly coupled to the opening in the housing of the transducer,
A second layer defining a synthetic jet port fluidly coupled to the inlet channel,
A third layer having a membrane comprising a flap valve covering the synthetic jet;
A fourth layer defining an outlet port fluidly coupled to the synthetic jet port.
In-ear device for delivering sound to a user's ear.
상기 제 5 층은 제 3 층의 플랩 밸브로부터 오프셋되어 한정된 체크 밸브 포트를 갖고,
상기 제 6 층은 제 5 층의 체크 밸브 포트로부터 오프셋되어 한정된 체크 밸브 포트 및 유연한 막을 갖는,
사운드를 사용자의 귀에 전달하기 위한 인-이어 디바이스.299. The diaphonic valve of claim 299, further comprising a fifth and sixth layer located between the third and fourth layers,
The fifth layer has a defined check valve port offset from the flap valve of the third layer,
The sixth layer is offset from the check valve port of the fifth layer and has a defined check valve port and a flexible membrane,
In-ear device for delivering sound to the user's ear.
사운드 생성 소스와,
사운드 생성 소스에 결합되고, 사운드 생성 소스로부터 음향 신호에 응답하여 정적 압력을 생성할 수 있는 제 1 트랜스듀서와,
제 1 트랜스듀서의 출력에 유체 역학적으로 결합된 팽창 가능 부재를
포함하는, 사운드를 사용자의 귀에 전달하기 위한 인-이어 디바이스.An in-ear device for delivering sound to a user's ear,
Sound generation source,
A first transducer coupled to the sound generating source, the first transducer capable of generating static pressure in response to the acoustic signal from the sound generating source;
An inflatable member that is hydrodynamically coupled to the output of the first transducer
In-ear device for delivering sound to a user's ear.
제 1 트랜스듀서의 하우징에서 개구부에 유체 역학적으로 결합된 입구 채널을 한정하는 제 1 층과,
입구 채널에 유체 역학적으로 결합된 합성 제트 포트를 한정하는 제 2 층과,
합성 제트 포트를 커버하는 플랩 밸브를 포함하는 막을 갖는 제 3 층과,
합성 제트 포트에 유체 역학적으로 결합된 배출 포트를 한정하는 제 4 층을
포함하는, 사운드를 사용자의 귀에 전달하기 위한 인-이어 디바이스.313. The valve of claim 312, wherein the diaphonic valve is
A first layer defining an inlet channel fluidly coupled to the opening in the housing of the first transducer,
A second layer defining a synthetic jet port fluidly coupled to the inlet channel,
A third layer having a membrane comprising a flap valve covering the synthetic jet port,
A fourth layer defining an outlet port fluidly coupled to the synthetic jet port.
In-ear device for delivering sound to a user's ear.
상기 제 5 층은 제 3 층의 플랩 밸브로부터 오프셋되어 한정된 체크 밸브 포트를 갖고,
상기 제 6 층은 제 5 층의 체크 밸브로부터 오프셋되어 한정된 체크 밸브 포트 및 유연한 막을 갖는, 사운드를 사용자의 귀에 전달하기 위한 인-이어 디바이스.313. The valve of claim 313, wherein the diaphonic valve further comprises fifth and sixth layers located between third and fourth layers,
The fifth layer has a defined check valve port offset from the flap valve of the third layer,
The sixth layer having a defined check valve port and a flexible membrane offset from the check valve of the fifth layer, in-ear device for delivering sound to a user's ear.
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