SE531656C2 - Hörselskydd - Google Patents

Description

20 25 30 53? EEE 2 Det högtalarelement, som traditionellt används i dessa applikationer kan ha en dia- meter i storleksordningen 20 - 30 mm. För undvikande av akustisk kortslutning av högtalarelementet är det nödvändigt att innesluta högtalarelementets baksida i en kapsel som hindrar tryckutj ämning mellan membranets båda sidor. Emellertid är volymen i denna kapsel så liten att frekvensgången i basområdet, dvs frekvens under ca 300 Hz, negativt påverkas. Vid musiklyssning utgör detta en stor brist, vilket är speciellt påtagligt vid lyssning till popmusik, eftersom man där ofta önskar ett baslyft.

PROBLEMSTÅLLNING Den föreliggande uppfinningen har till ändamål att så utforma det inledningsvis an- givna hörselskyddet att detta får förbättrad frekvensgång i basornrådet och speciellt i förhållande till äldre, känd teknik ett lyft i frekvensområdet 20 - 300 Hz. Upp- ñnningen har också till ändamål att så utforma hörselskyddet att de eftersträvade förbättringarna kan åstadkommas till låga kostnader och med marginellt försärnrad dämpning.

PROBLEMLÖSNING Den till grund för uppfinningen liggande målsättningen uppnås om det inlednings- vis angivna hörselskyddet kännetecknas därav, att inneslutningens inre via åtmin- stone ett hål eller en kanal står i förbindelse med omgivningen utanför kåpans slutna utrymme.

SAMMANSTÄLLNING ÖVER RITNINGSFIGURER Uppfinningen skall nu beskrivas närmare under hänvisning till bifogade ritningar.

På dessa visar: 10 15 20 25 30 ET! B55 3 fig 1 ett förenklat tvärsnitt genom en första utföringsforrn av en i ett hörsel- skydd enligt uppfinningen ingående kåpa; fig 2 en modifierad utföringsforrn; och tabell 1 frekvensgången i en förhållandevis liten kåpa dels enligt tidigare känd teknik och dels i ett antal varianter av uppfinningen och tabell 2 frekvensgången i en förhållandevis stor kåpa i analogi med frekvens- gången enligt tabellen l.

FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM I fig 1 visas ett vertikalt tvärsnitt genom en i hörselskyddet enligt uppfinningen in- gående kåpa 1. Vanligtvis används två kåpor, en för vartdera örat på en användare, varvid kåporna är sammankopplade medelst en fjädrande hjässbygel eller på annat sätt, så att kåporna sitter kvar på och med lämplig kraft anpressas mot bärarens huvud. Kåporna kan eventuellt också vara integrerade i en skyddshj älm. Kåpan l innefattar en kåpdel 2, och en täckdel 3. Kåpdelen 2 har längs sin periferi en på rit- ningen inte visad tätningsring, vilken är avsedd att fjädrande och tätande anligga mot användarens huvud, omkring öronen. Detta innebär att kåpdelen 2, tätnings- ringen och användarens huvud begränsar en sluten volym, vari användarens öron befinner sig.

Täckdelen 3 behöver inte vara tät mot omgivningen utan är endast avsedd för upp- tagning av elektronik, radiomottagare, strömkälla och liknande som krävs för driv- ning av det invändigt i den slutna volymen i kåpdelen 2 anordnade högtalarelemen- tet 4. Högtalarelement för användning i hörselskydd av här aktuell typ kan ha en diameter i storleksordningen 2-3 cm. 10 15 20 25 30 531 655 Även om det inte framgår av tig l är det invändigt i kåpdelen 2, inne i dennas slutna volym, anordnat en bullerabsorbent för passiv dämpning av utifrån kommande buller, vilken bullerabsorbent företrädesvis består av skummaterial med öppen skumstruktur. I området mellan högtalarelernentet 4 och användarens öron finns dock ett öppet område utan dämpmaterial, så att direktljud från högtalaren 4 kan falla in mot användarens öron, vilket ger optimal ljudåtergivning. Det är emellertid också möjligt att ha en mindre mängd dåmpmaterial eller ett dämpmaterial med mindre dämpning mellan högtalaren 4 och användarens öra. Bullerabsorbenten har också visat sig ge en gynnsam inverkan på frekvensgången vid ca 2000 Hz där det annars skulle uppstå en markerad dip.

Hur mycket dämpmaterial som finns i kåpdelen 2 och även dimensioneringen av kåpdelen 2, dvs den inneslutna volymen, kan variera från fall till fall, beroende på vilken dämpningskarakteristik man åsyftar för passiv bullerdämpning.

Högtalarelementet 4 har ett membran 5, som är drivbart under inverkan av ett magnetsystem 6 eller annan drivanordning, såsom en piezoelektrisk sådan. Härvid kommer membranet 5 att röra sig i riktning vänster-höger i fig 1, dvs mot och från användarens öra. Membranets 5 mot användarens öra vända sida kan betraktas som membranets framsida, medan mernbranets motsatta sida kan betraktas som dess baksida. För att hindra akustisk kortslutning av högtalaren 4 arbetar membranets baksida mot en sluten volym som alltså är skild från området framför membranets 5 framsida. Denna slutna volym är begränsad dels av membranet och dels av en inneslutning. Inneslutningen kan vara en i högtalaren 4 integrerad kapsel 7 men kan också vara en separat enhet eller vara helt eller delvis integrerad i hörselskyddet, främst dess kåpdel 2.

I de på ritningarna visade utforingsforrnerna är högtalaren 4 av en kommersiellt tillgänglig typ. I denna högtalare är såväl membranet som magnetsystemet 10 15 20 25 30 53% SEB 5 monterade i en kapsel 7, med en främre, mot användarens öra vänd vägg 8, som är genombruten eller perforerad for att tillåta att av membranet 5 genererat ljud når användarens öron. Den främre väggen 8 kan också i vissa utfóringsfonner vara ersatt med ett mer eller mindre tätt gallerverk, eller eventuellt av ett ljudgenom- släppligt stycke, skyddande material.

Kapselns 7 bakre (dvs till höger i fig l) belägna parti innesluter en luftvolym som måste vara skild från området omedelbart framför membranet 5 för att undvika akustisk kortslutning av högtalarelementet. På grund av högtalarens och kapselns små dimensioner blir denna inneslutna luftvolyrn liten, vilket negativt påverkar bas- återgivningen.

Kapseln 7 har enligt uppfinningen en omkringgående, perifer vägg, vilken förbinder kapselns 7 bakre del l3 med den främre väggen 8 och vilken har ett omkringgående spår 9. Kåpdelen 2 har en bakre vägg 10 med en rörfonnad, mot användarens öron riktad krage ll, vilken vid sin fria ände har en inåtriktad, omkringgående vulst 12, som år upptagen i eller insnäppt i kapselns 7 spår 9. Anslutningen mellan kapselns 7 perifera, ornkringgående vägg och kragen ll respektive vulsten 12 är tät, så att någon luftströmning inte kan ske mellan kåpdelens 2 inre och omgivningen.

Enligt uppfinningen står den bakom membranet 5 invändigt i kapseln 7 eller i den . ovan nämnda inneslumingen inneslutna luftvolymen i strömningsförbindelse med omgivningen utanför kåpdelens 2 slutna utrymme. Detta är åstadkommet genom att det i kapselns 7 bakre kapselvägg 13 eller i inneslutningens begränsningsvägg är upptaget ett eller flera hål eller öppningar, vilka mynnar invändigt i täckdelen 3, vars inneslutna volym står i strömningsförbindelse med omgivningen utanför kåpan l. Även längre eller kortare, rörformade kanaler kan komma ifråga.

Antalet hål i den bakre kapselväggen 13 samt även storleken på vart och ett av dessa kan variera, men noteras skall, att endast ett enda litet hål med diameter 0,3 mm inte 10 15 20 25 30 531 B55 6 påverkar frekvensgången i sådan omfattning att någon skillnad blir klart märkbar vid mätning. Däremot kommer redan vid ett hål med diameter 0,5 mm plus ett hål med diameter 0,3 mm en betydande höjning av nivån vid låga frekvenser att uppnås.

Detta gäller oavsett om mätning göres i en kåpa med liten volym eller i en kåpa med stor volym (alltså den i kåpdelen 2 inneslutna, från omgivningen avskilda volymen).

Se vidare tabellerna l och 2.

Skillnaden i frekvensgång mellan en kåpa med stor volym mot en med liten volym är ganska liten men baslyftet vid de lägsta frekvenserna är något mindre på den stora kåpan. På såväl stora som små kåpor ger ett mycket stort hål (diameter > 2,5 mm) inte mycket mer baslyft på de riktigt låga frekvenserna (20-40 Hz) än vad 3-4 stycken hål med diameter 0,5 mm gör. Däremot är lyftet i volym större i frekvens- området 50-300 Hz.

Ovan har nämnts att antalet och storleken på hålen eller öppningarna påverkar frekvensgången. Efter mätningar och lyssningstest har fastställts att alltför stora, sammanlagda hålareor A (mmz) bör undvikas eftersom då nivåökningen sträcker sig för långt upp i frekvens, för att sedan ge en dip i området strax under 1000 Hz, dvs i den undre delen av det talfrekventa ornrådet. Därutöver överstyr basen och dämp- ningen försämras. En övre gräns på ca 5,5 mmz bör inte överskridas. Dock har mycket goda resultat uppnåtts vid ca 0,2 mmz.

Såsom nämnts ovan ger ett alltför litet hål ingen eller alltför dålig verkan, där ca 0,1 mmz är ett absolut minimum men mera lämpligt ej mindre än ca 0,2 mmz.

Lyssningstest har visat att de flesta i en lyssningspanel ingående personer tycker att ett ”lagom stort baslyft” uppnås vid ett hål med diameter 0,3 mm tillsammans med ett hål med diameter 0,5 mm. Detta innebär en sammanlagd hålarea A på ca 0,27 ITIIIIZ . 10 15 20 5331 E55 7 Med de ovan givna gränserna för den sammanlagda hålarean får man vid olika stora högtalare med diametrar i området 20-30 mm fram att den sammanlagda hålarean bör vara mindre än ca 2% av membranarean men företrädesvis också mindre än ca 1% av denna.

I fig 2 visas en något modifierad utföringsfonn av hörselskyddet enligt upp- finningen. I denna utföringsfonn har käpdelens 2 bakre vägg 10 en mindre öppning 14, i vilken en hållare 15 av eftergivligt, eventuellt elastiskt gummiliknande mate- rial är fäst. Hållaren 15 omsluter åtminstone delvis och tätar mot utsidan på hög- talarelementets kapsel. Även i denna utföringsforin är kapselns främre vägg 8 genombruten, perforerad eller på annat sätt öppen för det ljud, som genereras av högtalerelementets 4 membran 5.

I likhet med den ovan beskrivna utföringsformen har kapseln enligt fig 2 en bakre kapselvägg 13, vilken befinner sig på något avstånd från en motsvarande bakre vägg 16 i hållaren 15, så att det mellan dessa båda väggar bildas ett hålrum 17, i vilket de ovan nämnda öppningama, hålen eller kanalerna genom kapselns bakre vägg 13 mynnar. Hålrummet 17 står via en öppning i hållarens 15 fästdel 18 i strömnings- förbindelse med det inre av täckdelen 3, vilken i sin tur ståri strömningsförbindelse med omgivningen utanför kåpdelens 2 slutna utrymme. Den nämnda öppningen i fästdelen 18 kan enligt uppfinningen också användas för att leda in de ledningar, som krävs för drivning av högtalarelementets magnetsystem 6.

Claims (12)

10 15 20 25 30 55"! E55 PATENTKRAV

1. Hörselskydd med högtalare innefattande: en till vartdera örat på en an- vändare anordnad, sluten kåpa (2), vilken tätande anligger mot användarens huvud, varigenom det i kåpan och omkring användarens öra bildas ett slutet utrymme, en i åtminstone den ena kåpan anordnad högtalare (4) med ett membran (5), vars ena sida är vänd mot användarens öra och vars motsatta sida är vänd mot en sluten volym, som begränsas av mernbranet och en inneslutning, och en drivenhet för drivning av högtalaren, k ä n n e t e e k n at därav, att inneslutningens inre via åtminstone ett hål eller en kanal står i förbindelse med omgivningen utanför kåpans (2) slutna utrymme.

2. Hörselskydd enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n at därav, att inneslutningen innefattar en kapsel (7) som är en integrerad del av högtalaren (4).

3. Hörselskydd enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n at därav, att inneslutningen, åtminstone delvis, är en del av kåpan (2).

4. Hörselskydd enligt något av kraven l-3, k ä n n e t e c k n a t därav, att det invändigt i kåpans (2) slutna utrymme är anordnat en bullerabsorbent, och att det i området mellan högtalaren (4) och användarens öra finns ett område utan buller- absorbent eller ett område med en bullerabsorbent med lägre dämpning.

5. Hörselskydd enligt något av kraven 1-4, k ä n n e t e c k n a t därav, att den sammanlagda arean (A) för hålet/hålen eller kanalen/kanalerna ligger i intervallet 5,5 >A > 0,1 mm?

6. Hörselskydd enligt kravet 5, k ä n n e t e c k n at därav, att arean (A) ligger i intervallet 0,5 > A > 0,1 mmz. 10 15 20 25 53? E55 9

7. Hörselskydd enligt kravet 5 eller 6, k ä n n e t e c k n at därav, att arean (A) är mindre än 2 % av högtalarens (4) membranarea, företrädesvis mindre än 1 % av denna.

8. Hörselskydd enligt något av kraven 2 eller 4-7, k ä n n e t e c k n a t därav, att kåpan (2) har en yttre, från användarens öra vänd vägg (10) med en öppning, i vilken högtalarens kapsel (7) tätande är upptagen.

9. Hörselskydd enligt kravet 8, k ä n n e t e c k n at därav, att det omkring öppningen är anordnat en mot användarens öra sig sträckande krage (1 1) med en radiellt inåtriktad vulst (12) längs den fria änden, varvid vulsten är upptagen eller insnäppt i ett motsvarande, ornkringgående spår (9) längs kapselns (7) periferi.

10. Hörselskydd enligt något av kraven 2-7, k ä n n e t e c k n a t därav, att kåpan (2) har en yttre, från användarens öra vänd vägg (10) med en öppning (14), i vilken tätande är införd en fastdel (18) på en hållare (15), i vilken högtalarens (4) kapsel (7) är tätande upptagen, varvid det invändigt i hållaren finns ett hålrum (17), i vilket kapselns hål eller kanal mynnar och varvid hålrummet står i förbindelse med omgivningen utanför kåpans slutna utrymme via en öppning eller kanal i fästdelen.

11. Hörselskydd enligt kravet 10, k ä n n e t e c k n at därav, att hållaren (15) består av ett eftergivligt, eventuellt elastiskt gummiliknande material.

12. Hörselskydd enligt kravet 10 eller ll, k ä n n e t e c k n at därav, att hållaren (15) har ett hylsformat parti, som omsluter och tätande anligger mot ett perifert, omkringgående område på kapseln (7).