Слухозащитное противошумовое устройство, имеющее крепящиеся трением чаши для ушей - RU2382627C2
Код документа: RU2382627C2
Чертежи
Описание
Уровень техники
Изобретение относится к поддержанию чаш для уха в головной дужке за счет крепления трением.
Слухозащитные устройства в виде наушников широко используются в промышленности, чтобы защитить работающих от окружающего шума. Традиционно слухозащитные наушники включают в себя пару чашеобразных жестких кожухов, которые прикреплены к головной дужке. Головная дужка обычно проектируется для постоянного прикрепления к чашам для уха. Для этих конструкций попытки удаления чаши для уха с головной дужки могут повредить или свести и разрушить чашу для уха, головную дужку или и то, и другое.
Некоторые конфигурации наушников спроектированы так, чтобы можно было удалить чашу для уха с головной дужки. В этих конструкциях могут использоваться механические механизмы, такие как штеккерно-гнездового соединения, зубцы, винты, гайки и болты для скрепления и разделения головной дужки и чаш для уха. Эти механизмы включают в себя относительно сложные манипуляции соединительных механизмов или могут требовать дополнительных инструментов для отделения чаши для уха от головной дужки.
Сущность изобретения
Данное изобретение демонстрирует слухозащитное противошумовое устройство, которое включает в себя первую чашу для уха, вторую чашу для уха и головную деталь. Головная деталь имеет первый и второй концы, выходящие из нее. Первая чаша для уха удерживается в фиксированном положении на первом конце за счет крепления трением. Вторая чаша для уха также удерживается в фиксированном положении на втором конце за счет крепления трением.
Изобретение демонстрирует слухозащитное устройство, в котором головная дужка оканчивается на концах, которые способны удерживать чаши для уха за счет крепления трением между чашей для уха и концом. В некоторых вариантах осуществления природа этих концов позволяет носить наушники во множестве положений по отношению к голове, в том числе, к примеру, позади шеи, сохраняя наушники в надлежащей позиции на ушах.
Изобретение также демонстрирует слухозащитное устройство, в котором сцепление силами трения, которое существует между чашей для уха и головной дужкой, позволяет пользователю вставлять и удалять чашу для уха из головной дужки по желанию без повреждения чаши для уха или головной дужки. Способность головной дужки удерживать чаши для уха с возможностью освобождения облегчает удаление и замену чаш для уха в разнообразных ситуациях, в том числе, к примеру, когда наушники повреждаются или загрязняются или когда уровень ослабления звука не соответствует окружающей среде, в которой будет использоваться слухозащитное устройство. Наушники могут заменяться вторым набором наушников, которые обеспечивают требуемое ослабление звука.
Изобретение также удобно в том, что чаши для уха могут удерживаться на головной дужке без использования дополнительных механизмов крепления, таких как клеи, винты, болты и защелки, хотя такие механизмы могут необязательно использоваться.
Другие признаки и преимущества изобретения будут очевидны из нижеследующего описания чертежей, предпочтительных вариантов осуществления и из формулы изобретения.
Глоссарий
Выражение «сцепление силами трения» означает, что существует сопротивление перемещению и что это сопротивление таково, что требуется внешнее усилие для достижения перемещения.
Термин «головная дужка» означает устройство, которое сконструировано, чтобы удерживать наушники и помогать в прижатии наушников к голове пользователя.
Выражение «чаша для уха» означает компонент, который имеет размеры, чтобы принимать ухо пользователя, и сконструирован для обеспечения звукового ослабления.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой вид сверху головной дужки, включающей в себя концы, которые завершаются С-образным крючком.
Фиг.2 представляет собой плоский вид сбоку головной дужки в виде закругленного крючка.
Фиг.3 представляет собой плоский вид сбоку головной дужки в виде квадратного крючка.
Фиг.4 представляет собой плоский вид сбоку головной дужки в виде прямоугольного крючка.
Фиг.5 представляет собой плоский вид сбоку головной дужки в виде шестиугольного крючка.
Фиг.6 представляет собой плоский вид сбоку головной дужки в виде двух параллельных отростков.
Фиг.7 представляет собой плоский вид сбоку головной дужки в виде прямоугольного крючка и части чаши для уха, размещенной в отверстии, образованном этим крючком.
Фиг.8 представляет собой плоский вид сбоку головной дужки в виде квадратного крючка и части чаши для уха, размещенной в отверстии, образованном этим крючком.
Фиг.9 представляет собой вид сбоку крючкообразного конца головной дужки и круглой части чаши для уха, размещенной в отверстии, образованном этим крючком.
Фиг.10 представляет собой вид сбоку крючкообразного конца головной дужки и восьмиугольной части чаши для уха, размещенной в отверстии, образованном этим крючком.
Фиг.11 является видом в перспективе варианта осуществления головной дужки, включающей в себя концы, которые завершаются двумя параллельными отростками.
Фиг.12 является видом спереди головной дужки по фиг.11.
Фиг.13 является видом спереди слухозащитного устройства, которое включает в себя головную дужку по фиг.1.
Фиг.14 является видом сбоку конца головной дужки и чаши для уха, расположенной на этом конце, согласно другому варианту осуществления.
Фиг.15 является видом в перспективе слухозащитного устройства согласно другому варианту осуществления.
Одинаковые ссылочные позиции на различных чертежах указывают на аналогичные элементы. Элементы на чертежах изображены не в масштабе.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления
Фиг.1 иллюстрирует слухозащитное устройство 10, которое включает в себя головную деталь 8 и наушники 15а, 15b, которые включают в себя чаши 16а, 16b для уха и прокладки 17а, 17b. Головная деталь может быть в виде головной дужки, которая включает в себя в общем U-образную полосу, которая завершается на двух концах 14а, 14b, каждый из которых способен удерживать чаши 16а, 16b для уха, размещенные в них за счет крепления трением. Это сцепление силами трения между чашами 16а, 16b для уха и концами 14а, 14b позволяет поддерживать чаши для уха в фиксированном положении на головной дужке без содействия от другого источника. Сцепление силами трения может быть достигнуто различными путями, в том числе, например, за счет того, что часть чаши для уха, которую принимает головная дужка, достаточно крупнее, чем отверстие в принимающем чашу для уха конце головной дужки. Сопротивление, проявляемое сцеплением силами трения, может быть увеличено путем увеличения размера чаши для уха или путем уменьшения размера принимающей чашу для уха части головной дужки (по отношению друг к другу). По меньшей мере, одно из чаши для уха и конца может частично деформироваться для размещения другого и для достижения крепления трением.
Концы головной дужки U-образной формы имеют форму и размеры для приема чаши для уха и удержания чаши для уха в фиксированном положении на головной дужке за счет крепления трением с чашей для уха. Концы могут также необязательно иметь форму и размеры для удержания в них с возможностью освобождения чаши для уха и для обеспечения вставления и удаления чаши для уха без повреждения как чаши для уха, так и конца. Чаши 16а, 16b для уха остаются в фиксированном положении в концах 14а, 14b, пока пользователь не переместит или не удалит их.
Слухозащитное устройство 10 может быть собрано путем скольжения концов 14а, 14b головной дужки 8 вокруг чаш 16а, 16b для уха для крепления трением чаш 16а, 16b или вставления чаш 16а, 16b в концы 14а, 14b. Головная дужка может быть выполнена с возможностью допускать множество положений, в том числе, к примеру, располагаться под подбородком пользователя, позади шеи пользователя и их комбинации. В некоторых вариантах осуществления положение головной дужки можно изменять за счет конструирования головной дужки и чаши для уха так, чтобы головная дужка могла поворачиваться вокруг чаши для уха из первого положения во второе положение. В таких вариантах осуществления пользователь может поворачивать концы 14а, 14b вокруг чаш для уха 16а, 16b, чтобы достигнуть желательных ориентации и положения головной дужки.
В некоторых вариантах осуществления чаша 16 для уха включает в себя каналы 44а, 44b для приема концов 14 головной дужки. Канал 45 образован двумя боковыми стенками 43а, 43b и донной стенкой, проходящей от первой боковой стенки 43а ко второй боковой стенке 43b. Форма, определенная поперечным сечением чаши для уха, взятым на донной стенке 45 канала 44а, и ее размер соответствуют отверстию, образованному концом головной дужки, чтобы, когда чаша для уха размещена в отверстии, образованном концом головной дужки, чаша для уха оставалась на месте за счет пригонки трением. Форма, образованная донной стенкой канала, может соответствовать или отличаться от формы отверстия, образованного внутренней(-ими) стенкой(-ами) принимающего чашу для уха конца головной дужки. Форма, образованная или частично образованная внутренней(-ими) принимающей(-ими) чашу стенкой(-ами) конца головной дужки, может отличаться от формы, определенной поперечным сечением чаши для уха, взятым на донной стенке канала. Донная стенка канала может определять любую из множества форму, в том числе, к примеру, круг, овал, эллипс и многоугольник, в том числе, к примеру, треугольник, квадрат, пятиугольник, шестиугольник, семиугольник, восьмиугольник, девятиугольник и десятиугольник.
Чаша для уха имеет размеры для приема уха пользователя. Чаша для уха имеет в общем чашеобразную форму, так что дистальная внешняя поверхность является в общем дугообразной по форме, а проксимальная внешняя поверхность, т.е. ближайшая к уху поверхность является в общем вогнутой и обеспечивает открытую область, в которой может находиться ухо пользователя. Чаша для уха может быть сделана из любого подходящего материала, существующего в настоящее время или разработанного в будущем. Чаша для уха может включать в себя материал, способный ослаблять звук. Полезные ослабляющие звук материалы включают в себя заполненные газом пористые материалы, которые проявляют акустическое ослабление, механическую прочность, формуемость (например, способность изменять материал, например, путем разрезания, формования, отливки или их сочетания). Примеры полезных заполненных газом пористых материалов включают в себя, например, пенопласты (например, пенопласты с закрытыми порами, пенопласты с открытыми порами, медленно восстанавливающиеся упругие пенопласты (к примеру, отлитые под давлением медленно восстанавливающиеся упругие пенопласты), мгновенно восстанавливающиеся упругие пенопласты), нетканые структуры, аэрогели, акустические композитные материалы, включающие в себя, например, полые керамические частицы в матрице связующего из синтетической смолы, многослойные акустические композитные материалы, и их комбинации. Примеры подходящих пористых нетканых структур описаны в патенте США №5.841.081 и включены сюда. Примеры аэрогелей описаны в патентах США №№4.954.327 и 6.598.358 и включены сюда. Примеры подходящих акустических композитных материалов описаны в патентах США №№5.813.180 и 5.688.860 и включены сюда. Пористый материал предпочтительно является пенопластом с открытыми порами. Пенопласт может быть твердым пенопластом, полужестким пенопластом или гибким пенопластом.
Поры пенопласта предпочтительно имеют относительно более крупные средние площади поперечного сечения внутри пенопласта и относительно меньшие средние площади поперечного сечения на внешней поверхности пенопласта. Наличие меньших пор на внешней поверхности чаши для уха обеспечивает более жесткий, неупругий внешний слой относительно внутреннего пенопласта. В некоторых вариантах осуществления уплотненные меньшие поры на или около внешней поверхности чаши для уха формируют неотделимую оболочку на чаше для уха, например пленочный слой, который возникает в процессе отливки на поверхности чаши для уха. Неотделимая оболочка, по существу, включает в себя закрытые поры и может включать в себя некоторые открытые поры, чтобы обеспечить выпуск газа, к примеру воздуха. Изменение различных параметров процесса изготовления может изменять толщину неотделимой оболочки. Температура отливки, например, может влиять на наличие и природу неотделимой оболочки. В некотором процессе формирования пенопласта относительно более тонкая неотделимая оболочка образуется при увеличенных температурах, тогда как более толстая, относительно более плотная оболочка формируется при более низких температурах. Один пример полезного температурного диапазона отливки для формирования неотделимой оболочки составляет от примерно 35°С до примерно 70°С. Неотделимая оболочка может иметь любую желательную толщину. Один пример полезного диапазона толщины неотделимой оболочки составляет от примерно 1 мм до примерно 5 мм.
Полезные составы, из которых может быть сформирован пенопласт, включают в себя, к примеру, полиуретаны, поливинил хлорид и их комбинации. Подходящие жесткие полиуретановые пенопласты могут быть из полиолей с молекулярной массой меньше чем 800. Подходящие полужесткие полиуретановые пенопласты могут быть сформированы из полиолей с молекулярной массой примерно 800-2000, а подходящие гибкие полиуретановые пенопласты могут быть сформированы из полиолей с молекулярной массой больше чем 2000. Полезные полиуретановые пенопласты имеют любую желательную плотность, в том числе, к примеру, плотность в пределах от примерно 200 кг/м3 до примерно 1100 кг/м3 или даже от примерно 200 кг/м3 до примерно 800 кг/м3. Подходящие пенопласты и способы их создания описаны, к примеру, в патенте США №5.979.451 и включены сюда.
Ослабляющий звук материал может необязательно включать в себя красящее вещество, например краситель, пигмент и их комбинации. Красящее вещество может обеспечить идентификацию, желательное эстетическое свойство, видимую индикацию свойств звукового ослабления чаши для уха и их комбинации. Чаши для уха могут также необязательно включать в себя другие признаки уровня звукового ослабления, предусмотренные при этом, в том числе, к примеру, маркировки, окраски и их комбинации.
Альтернативно или в дополнение, чаши для уха могут включать в себя маркировки в различных видах, в том числе, к примеру, логотипы, цвета, узоры, отпечатки, рельеф и их комбинации.
Прокладки 17а, 17b присутствуют на наушниках 15а, 15b на фиг.13. Прокладка уплотняет наушник вокруг уха пользователя и снижает давление, оказываемое слухозащитным устройством на голову пользователя. Прокладка предпочтительно является кольцевой, так что она образует отверстие, которое адаптируется под ухо пользователя. Полезные прокладки образуют в общем прямоугольную форму с четырьмя вогнутыми угловыми сегментами и четырьмя соединяющимися сегментами, образующими отверстие. Альтернативно, прокладка может иметь любую подходящую форму, в том числе, к примеру, овальную, круглую, квадратную и прямоугольную, и может образовывать отверстие с любой подходящей формой, в том числе, к примеру, овальной, круглой, квадратной и прямоугольной. Прокладка может быть нераздельной деталью наушника, к примеру, сформированной одновременно с чашей для уха, или она может быть отдельным компонентом.
Полезные прокладки включают в себя пористый материал, примеры которого изложены выше и включены сюда. Пенопласты, пригодные для прокладки, включают в себя, к примеру, пенопласты, изложенные выше, в том числе, к примеру, пенопласты с закрытыми порами, пенопласты с открытыми порами и их комбинации. Пенопласты для прокладки предпочтительно проявляют вязкоэластичность, высокую упругость и их комбинации. Полезные пенопластовые составы включают в себя, к примеру, полиуретаны, поливинил хлорид и их комбинации. Предпочтительно прокладка проявляет мгновенное восстановление.
Прокладка может необязательно включать в себя неотделимую оболочку, как описано выше относительно пенопластовой чаши для уха.
Альтернативно или в дополнение, прокладка может включать в себя изоляцию, например покров, слой, пленку, покрытие и их комбинации. Изоляция может защищать целостность пенопласта, препятствовать загрязнению пенопласта и увеличивать свойства очистки прокладки. Изоляция может также обеспечивать эстетическую привлекательность прокладки, в том числе, к примеру, текстуру, цвет и их комбинации. Изоляция может быть непрерывной или прерывистой. Предпочтительно изоляция присутствует на пенопласте так, что позволяет воздуху выходить из пористого материала. Чтобы облегчать выпуск воздуха, изоляция может включать в себя микроотверстия (например, проколы) или трещины достаточного размера, чтобы позволить выпускать воздух из пористого материала. Альтернативно изоляция может включать в себя единственное отверстие достаточного размера, чтобы позволить выпускать воздух согласования прокладки с поверхностью уха пользователя, с которым она находится в контакте. Изоляция может быть в виде пленки (к примеру, непровисающая пленка), тканая (например, из ткани) или нетканая сеть и состоящей из любого подходящего состава, к примеру синтетического полимера, природного полимера и их комбинаций.
Головная дужка имеет в общем U-образную форму и достаточно эластична, чтобы позволить открытому концу «U» отклоняться, чтобы подгонять устройство к голове пользователя. Когда устройство находится на голове пользователя, возвращающие усилия, создаваемые в напряженной головной дужке, смещают наушники внутрь к голове пользователя и способствуют безопасному креплению и хорошему акустическому уплотнению наушников к голове пользователя. Пригодны различные конфигурации головной дужки. Головная дужка может быть относительно тонкой и включать в себя, по меньшей мере, одну полоску, пример чего иллюстрируется на фиг.1 и 13.
Головная дужка может быть регулируемой по длине. Механизмы для изготовления упругих головных дужек, регулируемых по длине, общеизвестны в технике и включают в себя, например: пару наложенных внахлест скользящих деталей с механизмами для поддержания деталей выровненными и механизмами для скрепления наложенных внахлест частей на желательную длину; пару телескопически вложенных деталей, имеющих механизмы для скрепления вложенных частей вместе на желательную длину, и центральную головную дужку фиксированной длины, которая включает в себя механизм, например, совместно работающих зубчатой рейки и шестерни, зубчатой прерывистой резьбы или их комбинации, посредством чего каждый конец головной дужки может отдельно регулироваться относительно центральной головной дужки и закрепляться на отрегулированной длине. Один пример полезной регулируемой головной дужки представлен в продукте номер 1440 Компании 3М (St. Paul, Миннесота).
Головная дужка может быть сделана из любого подходящего материала. Полезные материалы головной дужки включают в себя, например, пластмассу и металл, к примеру пружинную сталь, сплавы меди с бериллием, композиты и их комбинации. Полезные пластмассовые материалы включают в себя, к примеру, термопластические полимеры (к примеру, полипропилен, полиэтилен, полиамид, например нейлон, полиэстер и их комбинации), термопластические эластомеры, термоусадочные полимеры и их комбинации. Полезные композиты включают в себя полимерную матрицу и наполнитель, в том числе, к примеру, волокна, частицы и их комбинации. Поверхность конца головной дужки, который сцепляется с наушником, может быть обработана для увеличения ее коэффициента трения. Полезные методы поверхностной обработки включают в себя, к примеру, текстурирование (к примеру, пескоструйная обработка поверхности), сокрытие поверхности (к примеру, составом, частицами или их сочетанием), переотливку (к примеру, с термопластичным полимером) и их комбинации. Одна полезная конструкция головной дужки включает в себя конец, который содержит эластомер (к примеру, природный каучук или синтетический эластомер), размещенный на (к примеру, переотлитый на) термопластичной или термоусадочной основе.
Чаша для уха может необязательно включать в себя жесткий внешний кожух.
Хотя концы 14а, 14b головной дужки, проиллюстрированной на фиг.1 и 13, образуют крючок С-образной формы, концы 14а, 14b головной дужки могут завершаться любой формой или формой, подходящей для удержания в них чаши для уха с возможностью освобождения за счет крепления трением с чашей для уха. Например, концы 14а, 14b могут быть образованы с любым числом боковых стенок, которые, по меньшей мере, частично определяют множество конфигураций, в том числе, к примеру, подобные буквам (к примеру, J, U, С, V, и D), петля, спираль (к примеру, завитушка), круг, овал, эллипс, многоугольник, к примеру треугольник, квадрат, пятиугольник, шестиугольник, семиугольник, восьмиугольник, девятиугольник и десятиугольник.
Фиг.2-5, 7-10 и 11 иллюстрируют разнообразие крючкообразных конфигураций. Фиг.2, например, иллюстрирует конец головной дужки в виде гладкого изогнутого назад крючка J-образной формы. Крючкобразный конец, который включает в себя три боковых стенки, частично определяющие отверстие квадратной формы, показан на фиг.3. Крючкобразный конец в виде частичного прямоугольника, образованного тремя боковыми стенками, показан на фиг.4. Крючкобразный конец, который включает в себя шесть боковых стенок, частично образующих восьмиугольное отверстие, показан на фиг.5.
Концы головной дужки могут также завершаться параллельными отростками 20а, 20b, как проиллюстрировано на фиг.6, 11 и 12. В некоторых вариантах осуществления отростки 20а, 20b проходят вниз от короны головной дужки. В других вариантах осуществления отростки 22а, 22b проходят вверх к короне 24 головной дужки 30, как показано на фиг.11 и 12.
Фиг.7 иллюстрирует вариант осуществления слухозащитного устройства, в котором прямоугольная часть 46 чаши для уха расположена в частично прямоугольном отверстии, образованном прямоугольным крючкообразным концом 48 головной дужки.
Фиг.8 иллюстрирует вариант осуществления слухозащитного устройства, в котором квадратная часть 50 чаши для уха расположена в частично квадратном отверстии, образованном квадратным крючкообразным концом 62 головной дужки.
Фиг.9 иллюстрирует вариант осуществления слухозащитного устройства, в котором круглая часть 56 чаши для уха расположена в крючкообразном конце 54 головной дужки. Стрелка А-А включает в себя направление перемещения чаши для уха, когда чаша для уха помещена в и удаляется из и крючкообразного конца головной дужки. Стрелка В-В указывает направление вращательного перемещения, которому крючок 54 может подвергнуться, когда пользователь прикладывает усилие к крючку 54, удерживая чашу 56 для уха в стационарном положении, чтобы поворачивать крючок 54 относительно чаши для уха 56. Круглая форма части чаши для уха, находящейся в отверстии, образованном крючком 54, допускает относительно гладкий поворот крючка относительно чаши для уха по отношению к более скачкообразному перемещению, которое может осуществляться, когда часть чаши для уха, удерживаемая концом, имеет линейные боковые стенки.
Фиг.10 иллюстрирует вариант осуществления слухозащитного устройства, в котором восьмиугольная часть 60 чаши для уха помещена в крючкообразный конец 62 головной дужки. Стрелки С-С указывают направление перемещения, по которому передвигается чаша для уха, когда эта чаша для уха вставлена в или удаляется из крючкообразного конца головной дужки. Чаша для уха может также перемещаться в направлении С-С для размещения чаши для уха по желанию на голове пользователя, что эффективно удлиняет или сокращает головную дужку. Стрелки D1-D1, D2-D2 указывают направление вращательного перемещения крючка вокруг чаши для уха. Восьмиугольная форма чаши для уха может привести к скачкообразному вращению крючка вокруг чаши для уха.
Фиг.14 иллюстрирует вариант слухозащитного устройства, в котором внутренние стенки конца 70 головной дужки формируют поверхность, которая включает в себя ряд округлых выступов 72, а чаша для уха 74, помещенная в этом конце, содержит комплементарные выступы 76 на своей поверхности. Эта конфигурация позволяет осуществлять скачкообразное вращение конца вокруг чаши для уха, когда усилие прикладывается к концу или чаше для уха для вращения одного из конца или чаши для уха относительно друг друга.
Фиг.15 иллюстрирует другой вариант осуществления слухозащитного устройства 100, в котором головная деталь 102 является головным убором в форме наголовника. Концы 104а, 104b головной детали прикреплены к внешней поверхности наголовника 102 и проходят от наголовника 102 к ушам пользователя. Наушники 106а, 106b помещены в отверстия на концах 104а, 104b, и концы 104а, 104b смещают наушники 106а, 106b внутрь к голове пользователя. Эти концы подвижны между первым положением, в котором они смещены к голове пользователя, и вторым положением, в котором они отведены от головы пользователя. Примеры механизмов, которые крепят расширение наголовника и обеспечивают перемещение расширения из первого положения во второе положение, могут быть найдены в патенте США №5.546.610 и включены сюда.
Хотя устройство описано как имеющее сцепление силами трения между концом и чашей для уха, сцепление силами трения может существовать с любой частью наушника, в том числе, к примеру, прокладкой.
Все патенты и заявки на патент, процитированные выше, в том числе указанные в разделе «Уровень техники», включены полностью в данную заявку на патент.
Изобретение может принимать различные модификации и изменения без отхода от его сущности и объема. Соответственно, данное изобретение не ограничено вышеописанным, но должно учитывать ограничения, изложенные в нижеследующей формуле изобретения и любых ее эквивалентах.
Данное изобретение также может быть соответственно осуществлено в отсутствие любого элемента, не раскрытого здесь конкретно.
Реферат
Изобретение относится к средствам защиты работающих от окружающего шума. Слухозащитное устройство включает первую и вторую чаши для уха и головную деталь. Чаши для уха удерживаются в фиксированном положении на выступающих концах головной дужки сцеплением силами трения первого конца и первой чашей для уха и второго конца и второй чашей для уха. Использование изобретения позволяет легко менять чашу для уха, если она повреждена или если желателен другой уровень ослабления звука, при этом пользователю не нужно покупать целое новое устройство. 10 з.п. ф-лы, 15 ил.
