SE505203C2 - Förfarande för att förändra ljuddämpningen hos en öronkåpa samt öronkåpa enligt förfarandet - Google Patents

Description

I [lgh -I - rrgrfl: u' " 505 203 2 dess ljuddämpningskarakteristik.

Ett ytterligare syfte med föreliggande uppfinning är att anvisa hur sådan förändring kan ske selektivt.

Sammanfattning av uppfinningen Ovannämnda syften uppnås enligt uppfinningen genom ett förfarande och en öronkåpa som uppvisar de i bifogade patentkrav definierade särdragen.

Till grund för uppfinningen ligger sålunda en insikt om att öronkåpans ljuddämpningskarakteristik kan påverkas genom manipulering av den inverkan som tätningsringens inre luftfjäder har. Sådan påverkan kan uppnås genom att ringhöljet förses med luftningsöppningar eller -passager, varigenom tätningsringens inre, efter applicering av öron- kåpan, står i förbindelse med omgivningen utan att ha för- bindelse med koppens inre. Det är härvid fråga om luft- ningsöppningar med väsentligt större sammanlagd area än de inledningsvis nämnda, tidigare kända tryckutjämningshålen i tätningsringhöljet.

Det är att föredraga att förse tätningsringens ring- hölje med i omkretsled, företrädesvis jämnt fördelade luftningsöppningar, som lämpligen kan utgöras av luft- ningshål, ehuru det vore möjligt att ha någon annan struk- tur på ringhöljet för att ge önskade luftningsöppningar.

Det har befunnits lämpligt att luftningsöppningar eller -hål som vardera har en area av minst ca 1 mmz, 2 mm*. En sammanlagd öppnings- ca 20 mm* är att föredraga, mera företrädesvis minst ca 30 mmz. Speciellt kan en area av mer än 100 mm' utnyttjas med mycket gott resultat. Vad gäller fördelningen utmed tätningsringen bör luftningsöpp- ningarna eller -hålen lämpligen ha en area av minst ca 1 mm' per längdcentimeter, företrädesvis minst ca 5 mm* per företrädesvis minst ca eller hålarea av minst längdcentimeter.

Det har befunnits vara lämpligt att bringa luftnings- öppningarna i förbindelse med omgivningen genom speciella luftningskanaler, vilka med fördel kan vara anordnade i 'HW v fi-J-rfl., I! ^' 1505 203 3 koppen och/eller ringhöljedelar. Dessa kanaler innebär dels en möjlighet till skydd mot inträngning av smuts etc. in i tätningsringen från omgivningen, dels en extra möjlighet till selektiv påverkan av ljuddämpningskarak- teristiken, såsom kommer att redovisas närmare senare.

Luftningsöppningarna anordnas i tätningsringens ring- hölje företrädesvis i en undre eller bakre ringhöljedel, varmed tätningsringen är fäst med eller anligger mot kopp- en, varvid luftningskanaler med fördel kan vara anordnade i koppens tätningsringanslutningsdelar och/eller i nämnda undre eller bakre ringhöljedel, vilken på i och för sig förut känt sätt kan vara utförd kraftigare och styvare än det övriga ringhöljet.

Enligt en aspekt på uppfinningen anordnas luftnings- öppningar och dessas kommunikation med omgivningen så att luften framförallt vid låga frekvenser kan strömma väsent- ligen ohindrat ut ur det inre av tätningsringen till om- givningen och omvänt, varvid tätningsringens luftfjäders- verkan åtminstone i väsentlig grad minskas, vilket ger en markant ökning av lågfrekvensljuddämpningen, samtidigt som en viss minskning av ljuddämpningen vid högre frekvenser erhålls.

Det är att föredraga att anordna luftningsöppningar så att dämpningen inom ett frekvensområde av från ca 125 Hz till åtminstone ca 500 Hz, helst åtminstone till ca 1000 Hz, ligger inom ett intervall med en bredd av högst ca 20 dB, speciellt högst ca 15 dB.

Enligt en annan aspekt på uppfinningen anordnar man luftningsöppningar och dessas kommunikation med omgivning- en så att selektiv ljudtransmission blir möjlig in i tät- ningsringen i syfte att påverka öronkåpans ljuddämpnings- karakteristik. För detta kan med fördel utnyttjas speci- ella luftningskanaler av ovan nämnt slag. Ehuru sådana luftningskanaler kan utföras så att de ger ringa påverkan på ljuddämpningen, är det också lätt att dimensionera alla eller utvalda luftningskanaler, så att de ger selektivt ökad ljudtransmission in i tätningsringen vid ett eller 'rm' .q¶,w 505 203 4 flera frekvensområden med en resulterande inverkan på ljuddämpningskarakteristiken. “ Aktuella frekvensområden för sådan selektiv ljud- transmission är främst där öronkåpans opåverkade ljuddämp- ning är hög, varigenom en utjämnad ljuddämpningskarakteri- stik erhålls.

Denna senare aspekt på uppfinningen kan ses som en möjlighet att skapa selektiva "akustiska kanaler" in i tätningsringen från omgivningen. Ljudtransmissionen genom respektive akustisk kanal och därmed inverkan på ljuddämp- ningskarakteristiken kommer att vara kopplad till den re- sonansfrekvens som gäller för kanalen ifråga, vilken reso- nansfrekvens kommer att bestämmas av ett fjäder-massa-sy- stem, där fjädern ges av en tillhörande luftfjäder inne i tätningsringen och massan ges av kanalens dimensioner, främst dess längd och dess area. En smal och hög resonans- topp innebär en smalare påverkan på ljudämpningskarakteri- stiken, under det att en bred och låg resonanstopp innebär en bredare påverkan av ljuddämpningskarakteristiken. Reso- nanstoppens utseende kan påverkas genom införande av lämp- lig akustisk resistans i kanalen.

Det torde utan vidare inses att man i en föredragen utföringsform av uppfinningen, vari en "akustisk kanal" inbegriper en eller flera luftningsöppningar i kombination med en luftningskanal av ovannämnt slag, kan genom att välja lämpligt antal luftningskanaler med lämpliga dimen- sioner och lagom mycket resistans, i kombination med lämp- ligt utformade luftningsöppningar, på ett effektivt sätt styra öronkåpans ljuddämpningskarakteristik.

Det inses vidare att ovan nämnda båda aspekter på uppfinningen kan på lämpligt sätt kombineras på en och samma öronkåpa.

Uppfinningen kommer i fortsättningen att beskrivas ytterligare genom ett utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritning. n | f' I fff-qnflfli” sbš §U3å u.

Kort beskrivning av ritningen Fig. 1 är en schematiskt perspektivvy av en första utföringsform av en öronkåpa enligt uppfinningen, varvid en del av öronkåpans tätningsring är bortskuren i syfte att tydliggöra luftströmningsmöjligheten mellan tätnings- ringens inre och omgivningen.

Fig. 2 är en schematisk partiell tvärsektionsvy genom tätningsringen och anslutande koppdelar hos en öronkåpa enligt fig 1.

Fig. 3 är teristiken för respektive med Fig. 4 är som i fig. 2 men av en tätningsring och anslutande kopp- ett diagram som visar ljuddämpningskarak- en öronkåpa av i fig. 1 visat slag utan luftningsarrangemang enligt uppfinningen. en schematisk tvärsektionsvy av samma slag delar hos en öronkåpa enligt en andra utföringsform av uppfinningen.

Fig. 5 är ett diagram av samma slag som i fig. 3 illustrerande den förändring av ljuddämpningskarakteri- stiken som erhålls hos öronkåpan enligt fig. 4.

Beskrivning/av utföringsformer I fig. l och 2 illustreras en första utföringsform av en öronkåpa i enlighet med uppfinningen. Öronkåpan inne- fattar på känt sätt en kopp l med bygelfäste 2 och en runtom koppens randområde anordnad tätningsring 3. Tät- ningsringen 3 består av ett ringhölje 5, 6 och däri inne- slutet skummaterial 4 med öppen cellstruktur. Skummet är av polyestertyp och har typiskt en densitet av ca 25kg/m°.

Ringhöljet har en styvare undre eller bakre del (botten) 5 i form av en ringplatta och därmed förbundna utåtriktade elastiska höljedelar 6. Tätningsringen 3 är anordnad på en plan ringfläns 7, som är fäst på koppskalet 8 och sträcker sig inåt från koppens 1 omkrets och sålunda avgränsar en öppning 19 till koppens 1 inre. Tätningsringen 3 kan snäppas fast i det visade läget, varvid ringplattans 5 yttre ringkant är i ingrepp med företrädesvis något under- 505 k) . w v y itu-rn: .I " 03 6 skurna utsprång 9 på koppens omkretsrand 10, där ring- flänsen 7 övergår i randen 10. Utsprången 9 är fördelat anordnade runt om koppen 1. ' I ringhöljets 5, 6 bottenplatta 5 är ett stort antal hål 11 anordnade jämnt fördelade utmed bottenplattans yttre randområde. I fig. 1 är endast ett fåtal hål 11 il- lustrerade i förtydligande syfte. Hålen 11 är här cirkulä- ra, men de skulle kunna ha godtyckligt lämpligt utförande.

I syfte att skapa luftströmningsförbindelse mellan hålen 11 (och därmed tätningsringens inre) och omgivningen är ett antal luftningskanaler 12 anordnade i koppens 1 till ringhöljets 5, 6 anslutande delar. Kanalerna 12 är jämnt fördelade runt koppen och varje kanal 12 är i det visade utförandet avsedd att ge luftningsförbindelse till två hål 11 i tätningsringens bottenplatta 5. Den luft- strömning som härigenom möjliggörs illustreras med pilar 13 och 14 i fig. 1 respektive fig. 2.

Varje kanal 12 bildas av en rektangulär urtagning 15 i ringflänsens 7 uppåt- eller framåtvända yta och det ut- rymme 16, som bildas mellan ringhöljets yttre runtomgående sidodel 17 och koppens kantområde 10 ovanför ringflänsens 7 anslutning, mellan två på varandra följande utsprång 9.

Kanalerna 12 utmynnar sålunda framåt, vid sidan av och ut- vändigt om tätningsringen 3, varigenom bra skydd mot in- trängning av exempelvis föroreningar i kanalerna 12 er- hålls. Såsom utan vidare inses innebär "framåt" här i riktning inåt mot en användares huvud, då öronkåpan är an- bringad över ett öra. I det visade exemplet har sålunda varje kanal 12 en väsentligen rektangulär tvärsektion med en väsentligen konstant area. Kanalernas 12 krökta kon- figuration innebär att kanallängden ökar. Det inses att det är möjligt att på ett enkelt sätt påverka kanallängden och kanalarean genom att variera kanalkonfigurationen i koppväggen och/eller ringflänsen 7, varigenom ljudtrans- missionen från omgivningen in i tätningsringen kan på- verkas.

'Hg vflçrfl., Ü" 505 203 7 Det visade utförandet av kanalerna 12 som innebär att kanalerna delvis avgränsas av tätningsringen och att kanalerna blir helt öppna och åtkomliga då tätningsringen är avlägsnad, gör det synnerligen enkelt att hålla kanal- erna rena. Vidare blir det möjligt att, om så önskas, kunna enkelt förändra konfigurationen eller dimensionerna för någon eller några kanaler genom placering av lämpligt utformade insatser i en eller flera kanaler.

En ytterligare möjlighet att enkelt förändra en öron- kåpas ljudkarakteristik i enlighet med uppfinningen ligger i att själva tätningsringen lätt kan bytas ut mot en annan tätningsring med annan hålkonfiguration i bottenplattan 5.

I fig. 4 illustreras schematiskt en andra utförings- form av en öronkåpa enligt uppfinningen. Denna skiljer sig från öronkåpan enligt fig. 1 och 2 endast i det att luft- ningsöppningar 31 är anordnade i ringhöljets 5, 6 yttre - runtomgående sidodel 17. Bottenplattan 5 saknar sålunda luftningsöppningar och ringflänsen 7 saknar också luft- ningskanaler.

Luftningsöppningarna 31 utgörs av ett stort antal genomgående hål i ringhöljesidan 17. Hålen, som lämpligen är cirkulära, är jämnt fördelade runtom tätningsringen 3.

Hàlen är här placerade i samma höjdläge på ringhöljesidan, ungefär vid halva dess höjd. Hálen_skulle placerade olika högt upp på ringen i ett syfte att säkerställa önskad avluftning av närmare bestämt dock kunna vara visst mönster i tätningsringens inre. Såsom i Fig. 1 och 2 illustreras luftströmningen in i och ut ur tätningsringen 3 medelst pilar 32.

Exempel I fig. 3 illustreras medelst ett ljuddämpningsdiagram ett exempel på förändring av en öronkàpas ljuddämpnings- karakteristik med utnyttjande av föreliggande uppfinning.

I diagrammet, som redovisar "insättningsdämpning" mätt enligt ISO 4869-3, visas med heldragen linje 21 ljud- dämpningskurvan för en öronkápa av i fig. 1 och 2 visat I ß -| . frmfl: ,¿ .. sos 2os 8 slag, ehuru i avsaknad av hål ll och kanaler 12. Såsom framgår är kurvan mycket ojämn med låg lågfrekvensdämpning och en markerad dämpningstopp vid ungefär 1000 Hz.

I diagramet visas också med streckad linje 22 ljud- dämpningskurvan för öronkåpan efter modifiering i enlighet med uppfinningen. Tätningsringen har härvid 40 lika stora cirkulära hål jämnt fördelade utmed tätningsringen, varvid den sammanlagda hålarean är ca 500 mm”. Antalet kanaler 12 är 20 och kanallängden är ca 5 - 10 mm och kanalarean är ca 25 mm*.

Såsom framgår erhålls en mycket bättre lågfrekvens- dämpning på bekostnad av en viss minskning av högfrekvens- dämpningen, varjämte ljuddämpningskurvans dämpningstopp vid ca 1000 Hz tillplattats kraftigt. Detta senare indi- kerar att ljudtransmissionen genom kanalerna 12 in i tät- ningsringen är koncentrerad till området kring 1000 Hz till följd av resonans därikring.

Det skall framhållas att ändringar i högfrekvensdämp- ningen som blir ett resultat av utnyttjandet av föreligg- ande uppfinning lätt kan kompenseras eller åtgärdas, t.ex. medelst i koppen anordnad absorbent, så att önskat totalt ljuddämpningsförlopp erhålls.

V I fig. 5 illustreras på samma sätt som i fig. 3 den förändring av ljuddämpningskarakteristiken som erhålls för en öronkåpa enligt fig. 4 vid utnyttjande av föreliggande uppfinning. Med heldragen linje 33 visas ljuddämpnings- kurvan för öronkåpan före modifiering enligt uppfinningen.

Med streckad linje 35 visas ljuddämpningskurvan efter modifiering innebärande att tätningsringens ringhölje 6 försetts med 30 lika stora och jämnt fördelade hål med en total hålarea av ca 30 mm*. Ringhöljets 6 tjocklek ("akustisk kanallängd") var ca 1 mm. Såsom framgår erhålls en väsentligt förbättrad jämnhet hos ljuddämpningskurvan tillsammans med en förbättrad lågfrekvensdämpning.

Claims (19)

10 15 20 25 30 35 'rwf | Ü " 505 203 9 PATENTKRAV

1. Förfarande för att förändra ljuddämpningen hos en öronkåpa av det slag som har en kopp med en utmed koppens öppningsomkrets anordnad elastisk tätningsring, vilken tätningsring inbegriper ett ringhölje och däri anordnat elastiskt material, företrädesvis ett skummaterial, k ä n n e t e c k n a t av att man förser ringhöljet med i omkretsled utmed tätningsringen fördelade luftningsöpp- ningar eller -passager, som efter öronkåpans applicering står i förbindelse med omgivningen men saknar förbindelse med koppens inre, så att tätningsringens luftfjäderverkan och därmed öronkåpans ljuddämpningskarakteristik påverkas.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att man fördelar luftningsöppningarna och/eller ger luftningsöppningarna sådan öppningsarea eller olika öppningsareor och/eller sådan akustisk kanallängd att öronkåpans ljuddämpningskarakteristik påverkas selektivt.

3. Förfarande enligt krav l eller 2, k ä n n e - t e c k n a t av att man förser ringhöljet med åtminstone i huvudsak jämnt i omkretsled fördelade luftningsöppning- ar, varigenom luften kan framförallt vid låga frekvenser strömma väsentligen ohindrat ut ur det inre av tätnings- ringen till omgivningen och omvänt, så att tätningsringens luftfjäderverkan åtminstone i väsentlig grad minskas och ljuddämpningen vid låga frekvenser ökar.

4. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att man anordnar luftnings- öppningar i form av ett stort antal utmed tätningsringen företrädesvis jämnt fördelade luftningshål i ringhöljet, varvid luftningshålen företrädesvis har en sammanlagd hålarea av minst ca 20 mm', mera företrädesvis minst ca 30 speciellt mer än ca 100 mm*.

5. S. Förfarande enligt något av föregående krav, mm', k ä n n e t e c k n a t av att man anordnar luftnings- öppningar så att ljuddämpningen inom ett frekvensområde av från ca 125 Hz till ca 500 Hz, företrädesvis till ca 1000 Hz, ligger inom ett intervall med en bredd av högst ca 20 W H r J " 505 203 10 15 20 25 30 35 10 dB, företrädesvis högst ca 15 dB.

6. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att luftningsöppningar bringas i förbindelse med omgivningen genom luftningskanaler, vilka företrädesvis utformas för att ge selektiv ljud- transmission in i tätningsringen i syfte att påverka öron- kåpans ljuddämpningskarakteristik.

7. Förfarande enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t av att luftningskanaler utformas för att ge ökad ljud- transmission in i tätningsringen vid ett eller flera frekvensområden där öronkåpans opåverkade ljuddämpning är hög, varigenom en utjämnad ljuddämpningskarakteristik erhålls.

8. Förfarande enligt krav 6 eller 7, k ä n n e - t e c k n a t av att luftningskanaler och tillhörande luftningsöppningar utformas för att ge en ljudtransmis- sionsresonanstopp vid ett utvalt frekvensområde, före- trädesvis svarande mot en dämpningstopp i den opåverkade öronkåpans ljuddämpningskarakteristik.

9. Öronkåpa av det slag som har en kopp med en utmed koppens öppningsomkrets anordnad elastisk tätningsring, vilken tätningsring inbegriper ett ringhölje och däri an- ordnat elastiskt material, företrädesvis ett skummaterial, k ä n n e t e c k n a d av att ringhöljet är försett med luftningsöppningar eller -passager, varigenom tätnings- ringens inre, efter applicering av öronkåpan, står i förbindelse med omgivningen men saknar förbindelse med koppens inre, varvid luftningsöppningarna är fördelade i omkretsled utmed tätningsringen samt har sådan öppnings- area eller sådana öppningsareor att luft kan strömma ut ur tätningsringens inre till omgivningen och omvänt, så att tätningsringens luftfjäderverkan är i väsentlig grad påverkad därav.

10. Öronkàpa enligt krav 9, k ä n n e t e c k - n a d av att tätningsringen har luftningsöppningar med en area av minst ca 1 mm*, företrädesvis minst ca 5 mm' per längdcentimeter. 10 15 20 25 30 35 '|m~ , my, .l - S05 203 11

11. Öronkåpa enligt något av kraven 9 - 10, k ä n n e t e c k n a d av att luftningsöppningarna är åtminstone väsentligen jämnt fördelade utmed tätningsring- en och har sådan öppningsarea att luft kan framförallt vid låga frekvenser strömma väsentligen ohindrat ut ur och in i tätningsringen, varigenom ljuddämpningen vid låga fre- kvenser ökas.

12. Öronkåpa enligt något av kraven 9 - ll, k ä n n e t e c k n a d av att luftningsöppningarna ut- göres av i tätningsringens ringhölje, i omkretsled utefter detta jämnt fördelade luftningshål, vars respektive öpp- ning företrädesvis har en area av minst ca 1 mm*, mera företrädesvis minst ca 2 mm”.

13. Öronkåpa enligt något av kraven 9 - ll, k ä n n e t e c k n a d av att tätningsringens ringhölje- del, som efter applicering av öronkåpan vetter ut mot om- givningen, är av ett luftgenomsläppligt material, såsom ett perforerat material, ett gasvävsliknande material eller liknande.

14. Öronkåpa enligt något av kraven 9 - 12, k ä n n e t e c k n a d av att luftningsöppningarna är anordnade i en undre eller bakre ringhöljedel, varmed tätningsringen är fäst eller anligger mot koppen, varvid luftningskanaler är anordnade i koppens ringanslutnings- delar och/eller i nämnda undre eller bakre ringhöljedel, genom vilka luftningskanaler luftningsöppningarna står i förbindelse med omgivningen.

15. Öronkåpa enligt krav 14, n a d av att ett stort antal luftningskanaler är fördelat anordnade runt om koppöppningen för avluftning av motsvar- k ä n n e t e c k - ande tätningsringdelar.

16. Öronkåpa enligt något av kraven 14 - 15, k ä n n e t e c k n a d av att luftningskanalerna utmynn- ar utvändigt och sidledes om tätningsringen i koppen, var- vid kanalmynningarna företrädesvis är vända framåt, bort från koppen. :rpm- 'r . ,..,~1;,..- 505 205 10 15 20 25 30 35 12

17. Öronkápa enligt något av kraven 14 - 16, k ä n n e t e c k n a d av att luftningskanarer är ut- formade för att ge ökad ljudtransmission vid ett eller flera utvalda frekvensomráden, företrädesvis frekvensom- ràden där öronkápans opåverkade ljuddämpning är hög, var- igenom öronkàpans totala dämpningskarakteristik påverkas.

18. Öronkápa enligt något av kraven 14 - 17, k ä n n e t e c k n a d av att luftningskanalerna har krökt förlopp. _

19. Öronkàpa enligt något av kraven 9 - 18, k»ä n n e t e c k n a d av att det elastiska materialet är ett skummaterial med öppen cellstruktur, företrädesvis av polyestertyp och företrädesvis med en densitet inom området ca 10 till ca 100 kg/m“, typiskt ca 25 kg/m°.