(57)【要約】  本発明は、聴覚保護用として使用するための、またユーザの外耳を封入するようにされたキャップ（１１）に関し、錘（１８、３８ａ、３８ｂ）がないときには、キャップ中に存在しているはずの振動のオーディオ・モードを少なくとも部分的に遮断するように配置された、キャップ（１１）の少なくとも１つの制振錘（１８、３８ａ、３８ｂ）を特徴とする。本発明はまた、このようなキャップを作成する方法、及びその使用に関する。
2008502418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
聴覚保護用として使用するための、またユーザの外耳を封入するようにされたキャップにおいて、
少なくとも１つの制振錘（１８、３８ａ、３８ｂ）を支持するキャップ・シェル（１５、３５）を備え、前記錘（１８、３８ａ、３８ｂ）がないときには前記キャップ（１１）中に存在しているはずの振動のオーディオ・モードを少なくとも部分的に遮断するように、前記錘を配置することを特徴とするキャップ。
【請求項２】
前記錘（１８、３８ａ、３８ｂ）がないときには、前記振動モードで前記キャップ中に存在しているはずの前記キャップ（１１）の波腹上に、前記少なくとも１つの制振錘（１８、３８ａ、３８ｂ）が配置されている、請求項１に記載のキャップ。
【請求項３】
前記錘（１８、３８ａ、３８ｂ）の少なくとも１つが第１の密度を有し、また前記キャップ・シェル（１５、３５）が第２の密度を有しており、前記第１の密度が前記第２の密度より高密度である、請求項１に記載のキャップ。
【請求項４】
前記錘（１８、３８ａ、３８ｂ）の少なくとも１つが、前記キャップ・シェル（１５、３５）中に少なくとも部分的に成型されることによって、前記キャップ・シェル（１５、３５）に取り付けられている、請求項１又は３に記載のキャップ。
【請求項５】
前記キャップ（１１）が、前記錘（１８、３８ａ、３８ｂ）の少なくとも１つを担持する底部プレート（１６）をさらに備えている、請求項１から４までのいずれか一項に記載のキャップ。
【請求項６】
前記錘（１８、３８ａ、３８ｂ）の少なくとも１つが、前記底部プレート（１６）より高い密度を有している、請求項５に記載のキャップ。
【請求項７】
聴覚保護用として使用するためのキャップを作成する方法において、
ユーザの外耳を封入するように設計されたキャップ（１１）を供給する工程と、
錘（１８、３８ａ、３８ｂ）がないときには、前記キャップ（１１）中に存在しているはずの振動のオーディオ・モードを少なくとも部分的に遮断するように、少なくとも１つの制振用の前記錘（１８、３８ａ、３８ｂ）を前記キャップ（１１）中又はその上に配置する工程とを含み、
前記錘（１８、３８ａ、３８ｂ）を前記キャップ（１１）中又はその上に配置する前記工程が、前記錘（１８、３８ａ、３８ｂ）を前記キャップ（１１）のキャップ・シェル（１５、３５）中又はその上に配置する工程を含むことを特徴とする、方法。
【請求項８】
前記錘（１８、３８ａ、３８ｂ）を前記キャップ（１１）中又はその上に配置する工程が、前記錘（１８、３８ａ、３８ｂ）がないときには、前記振動モードで前記キャップ（１１）中に存在しているはずの前記キャップ（１１）の波腹上に、前記錘（１８、３８ａ、３８ｂ）を配置する工程を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記錘（１８、３８ａ、３８ｂ）の少なくとも１つに第１の密度を与え、前記キャップ・シェル（１５、３５）に第２の密度を与える工程であって、前記第１の密度が、前記第２の密度より高密度である工程をさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記錘（１８、３８ａ、３８ｂ）を、前記キャップ（１１）中又はその上に配置する前記工程がさらに、前記錘（１８、３８ａ、３８ｂ）を前記キャップ・シェル（１５、３５）中に少なくとも部分的に成型することにより、前記錘（１８、３８ａ、３８ｂ）の少なくとも１つを前記キャップ・シェル（１５、３５）に固定する工程を含む、請求項７又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記錘（１８、３８ａ、３８ｂ）を、前記キャップ（１１）中又はその上に配置する前記工程が、前記錘（１８、３８ａ、３８ｂ）を、前記キャップ（１１）の底部プレート（１６）中又はその上に配置する工程を含む、請求項１から１０までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記錘（１８、３８ａ、３８ｂ）の少なくとも１つに前記底部プレート（１６）よりも高い密度を与える工程をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
聴覚保護用としてのキャップの使用であって、前記キャップ（１１）が、錘（１８、３８ａ、３８ｂ）がないときには、前記キャップ（１１）中に存在しているはずの振動のオーディオ・モードを少なくとも部分的に遮断するように配置された少なくとも１つの前記制振錘（１８、３８ａ、３８ｂ）を支持するキャップ・シェル（１５、３５）を備える使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、聴覚保護用として使用することが意図された、またユーザの外耳を封入するようにされたキャップに関する。本発明はまた、このようなキャップを作成する方法、及びこのようなキャップの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
聴覚保護の一般的なタイプは、ヘッドバンドにより接続された２つのキャップを備えている。ヘッドバンドは、ユーザの頭の上に置くようにされており、２つのキャップは共に、ユーザの外耳を封入するように、ユーザ頭部の各側部上に１つ配置されるようにされている。キャップは、普通、プラスチックから作られるキャップ・シェル、ユーザの頭部に合うようにされる密封リング、及びキャップの内側に配置されるある種の吸音材を備える。さらに、いわゆる底部プレートを配置するのが一般的であり、その底部プレートに密封リングが取り付けられ、その底部プレートはキャップ・シェルに取り付けられる。従って、底部プレートは、キャップ・シェルと密封リングの間に配置される。底部プレートはまた、吸音材をキャップ中の定位置に保つように働くのが普通である。一般に、密封リング及び底部プレートは互いに一体化される、即ち、１つのユニットとして作られる。
【０００３】
聴覚保護機能とは、周囲の雑音源からの雑音を吸収することであり、従って、雑音は、始めに許容可能レベルまで減衰させなくてもユーザの耳に達しない。しかし、特定の周波数又は特定の周波数範囲における雑音が、聴覚保護のキャップ中で共振現象を生成し、このような雑音の減衰を大幅に損なうことがある。
【０００４】
キャップの重量が大きければ大きいほど、特に、低周波数の音の範囲、即ち、約１ｋＨｚ未満の到来雑音をよく減衰させることが知られている。キャップの重量を増すために、材料の厚さ、即ち、キャップ・シェルの厚さを増すことが可能である。厚さを「外方向に」増すと、聴覚保護具のサイズが大きくなり、より扱いにくくなるという欠点が生ずる。厚さを「内方向に」増すと、音の減衰がやはり損なわれるという欠点が生ずる。それは、内容積が小さくなるからであり、吸収の度合いを高めるには重量だけではなく、キャップの内容積が大きいことが必要であって、空気容積が大きくなるとキャップ内側の空気圧の相対変動が小さくなるからである。
【０００５】
米国特許第６３５３９３８号は、キャップの重量を増すために金属粉末の形の充填材を加えた、剛性のあるプラスチック材料の外側キャップ・シェルを有する聴覚保護具を開示する。しかし、工具摩耗、強度特性などの点からプラスチックに混合できる金属量には上限があるので、この方法で重量を増加させる可能性には限りがある。さらに、キャップ・シェルの重量を増加させた場合は、低周波数の音に最も影響する。従って、高周波数、即ち、約１ｋＨｚを超える周波数における共振を減衰させる課題が残る。
【０００６】
米国特許第４６５８９３１号は、それぞれが、外側及び内側のキャップ・シェルを備える２つのキャップを有する聴覚保護具を開示しており、その間に、伝送媒体のない、音を減衰させるための排気された空洞が配置されている。該特許では、一方のキャップ・シェルの共振周波数を、例えば、閉じた空洞の内側に別の重量を追加することにより、一方のキャップ・シェルの重量を増加させて、他方のキャップ・シェルの共振周波数と分離することができると述べられている。このようにして、その一方のキャップ・シェルの共振周波数を下げ、それにより、２つのシェルの共振周波数を分離する。従って、米国特許第６３５３９３８号と同様に、低周波数の音に対して最大の効果を有する、キャップ・シェルの重量を増加させることにより、音の減衰を改善できる方法が示されているが、高周波数の範囲における音の減衰を改善する課題に対して何も解決策が提供されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の一目的は、従来技術の聴覚保護キャップと比べて改善された音の減衰が得られる、聴覚保護用として使用するためのキャップを提供することである。
【０００８】
本発明の具体的な目的は、可聴範囲における高周波数で、即ち、約１ｋＨｚと２０ｋＨｚの間で、聴覚保護キャップの音の減衰を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
それらの及び他の目的は、請求項１によるキャップを、また請求項７によるこのようなキャップを作成する方法を提供することにより達成される。
【００１０】
本発明のキャップは、導入のために説明したタイプのものであり、さらに、そのキャップは、少なくとも１つの制振錘を支持するキャップ・シェルを備えており、前記錘がないときにはキャップ中に存在しているはずの振動のオーディオ・モードを少なくとも部分的に遮断するように、前記錘を配置することを特徴とする。
【００１１】
上記の背景説明によると、「キャップ」は、ユーザの耳を覆うようにされた、また、対でヘッドバンドに接続された「ユニット」全体を意味しており、従って、ヘッドバンドは、このような２つのユニット／キャップを結合している。一般に、キャップは、キャップ・シェル、密封リング、及びキャップの内側に配置されたある種の吸音材を備える。通常はさらに、キャップ・シェルと密封リングの間に位置する底部プレートがあり、そのプレートは、通常、キャップの内側の定位置に吸音材料を保持する。上記のように、底部プレートと密封リングは１つのユニットとして一体化することができる。
【００１２】
「振動のオーディオ・モード」とは、音の周波数スペクトルにおける「共振ピーク」として本明細書で定義し、それは、この場合、到来する音波のある周波数にキャップが固有振動数を有しているため、到来する音波と共振して振動する又は揺れるキャップの状態である。キャップは、通常、周波数スペクトルに沿って複数のこのような振動モード、又は共振ピークを有する。約２５０Ｈｚ未満の周波数では、キャップの密封リングは、通常、共振ばねとして働くことにより振動モードを生成することができる。約１ｋＨｚを超える高い周波数でのみ、キャップ・シェル中で、剛体運動ではなく振動モードが開始される。約１ｋＨｚを超える振動モードのそれぞれでは、キャップ・シェルは、その表面にわたって分布されたいくつかの振動の波節及び波腹を有する。振動の波節は、振動が顕著ではない振動システムにおける点、線、又は表面として定義され、一方、波腹はその反対の、点、線、又は表面を含み、そこでは、隣接する点、線、又は表面に対して、振動が最大である。
【００１３】
振動のオーディオ・モードを遮断することは、音の周波数スペクトル中の共振ピークを減らす、又はなくすために、共振特性を変更することを意味する。
【００１４】
本発明のキャップは、従来技術の聴覚保護キャップに対していくつかの利点を有する。
【００１５】
第１に、本発明のキャップは、高周波数、即ち、１ｋＨｚを超える周波数で、改善された音の減衰を可能にする。本発明に従って、キャップ中又はその上に錘を注意深く配置し／位置決めすることにより、キャップの１つ又は複数の振動モードを選択的に遮断することができ、高周波数におけるキャップの音の減衰を大幅に改善することができる。周波数スペクトルにおける、少なくとも最も強い共振ピークを具体的に遮断することにより、周波数スペクトル全体にわたり、良好な音の減衰を提供することができる。キャップ中又はその上に複数の錘を配置することにより、可聴周波数範囲全体にわたり、減衰を最適化することができる。高周波数では、錘の位置は、その重量よりもその減衰効果に対してより重要である。
【００１６】
第２に、キャップ・シェルが作られるプラスチックに金属を加えたとき、普通なら発生するはずの工具摩耗及び低減された強度に関する上記の問題が回避される。
【００１７】
第３に、錘を使用することにより、キャップ、特に、キャップ・シェルのサイズ／容積が同じ、又は低減されていても音の減衰を増加し得るという利点が得られる。従って、キャップ材料の増加した厚さに関する上記問題を考慮する必要はない。このように本発明で可能になった薄いキャップ・シェルは、材料のコストを下げるだけではなく、射出成形工程における冷却時間を大きく短縮する。冷却時間は、生産時間を支配する時間であり、それを短縮化することにより、機械費もまた、より多くのキャップで分担することができる。正確には、機械費は射出成形で最大のコストである。本発明はこのように、材料コストを下げ、製造時間を短くし、機械費を下げることができる。
【００１８】
前記錘の少なくとも１つを支持するキャップ・シェルを備える本発明によるキャップによってさらなる利点が得られる。約１ｋＨｚから上の高周波数では特に、キャップのキャップ・シェル中の振動は環境からの雑音によって生ずる。錘をキャップ・シェル中又はその上に配置することにより、キャップ・シェル中に共振が起きるのを遮断することができる。従って、キャップ・シェルの内側に配置された吸音材により吸収する必要がなく、共振を「つぼみのうちに摘む」ようにすると言うことができる。
【００１９】
本発明の好ましい諸実施例は従属請求項で定義される。
【００２０】
本発明の一実施例によれば、振動モードを有効に遮断することは、前記錘がないときには前記振動モードでキャップ上に存在しているはずのキャップの波腹上に、錘を配置することにより提供することができる。
【００２１】
他の実施例によれば、前記錘の少なくとも１つが第１の密度を有し、また前記キャップ・シェルが第２の密度を有し、第１の密度が第２の密度より高密度である。キャップ・シェルより高い密度を有する錘により、小容積の錘を用いて、有効な共振減衰を提供することができる。従って、吸収に必要なキャップの内部容積はほとんど使用されない。
【００２２】
さらに他の実施例では、前記錘の少なくとも１つは、キャップ・シェル中に少なくとも部分的に成型されることによってキャップ・シェルに取り付けられる。成型で錘を取り付けることにより、錘の正確な位置決め、及びその安定した固定化が可能になる。
【００２３】
本発明の他の実施例では、キャップは、前記錘の少なくとも１つを担持する底部プレートを備える。いくつかの場合では、キャップの底部プレート上又はその中に錘を配置することにより共振振動を遮断するのが有利である。例えば、底部プレートそれ自体が共振振動する場合、又はキャップ部分が互いに接続されているので、キャップ・シェル上に錘を配置することによりキャップ・シェルの振動の特定のモードを遮断することが困難であるが、底部プレート上又はその中に錘を配置することによりその振動モードを遮断できる場合に、そのような事例が存在し得る。
【００２４】
さらに他の実施例では、前記錘の少なくとも１つが、底部プレートの密度より高い密度を有する。キャップ・シェルに関して前に述べた方法と同様に、錘が、その上又はその中に配置される底部プレートの密度よりも高い密度を用いることにより、小容積の錘を用いて有効な共振の減衰が提供される。
【００２５】
本発明の他の態様によると、聴覚保護用として使用するためのキャップを作成する方法は、ユーザの外耳を封入するように設計されたキャップを供給する工程と、錘がないときにはキャップ中に存在しているはずの振動のオーディオ・モードを少なくとも部分的に遮断するような態様で、少なくとも１つの制振錘をキャップ中又はその上に配置する工程とを含み、前記錘をキャップ中又はその上に配置する工程が、錘を、キャップのキャップ・シェル中又はその上に配置する工程を含むことを特徴とする。
上記の本発明のキャップと同じ態様で、聴覚保護のためのキャップを作成する本発明の方法は、従来技術の聴覚保護キャップを作成する方法と比べて複数の利点が得られる。上記のように、錘の使用により、キャップの容積を変えることなく音の減衰を増加できるという利点が得られ、それはキャップ材料の厚さを増加させたことによる問題を考慮する必要のないことを意味する。キャップ・シェルを作るプラスチックに金属を加えたとき、普通なら発生するはずの工具摩耗及び低減された強度に関する問題が回避される。さらに、キャップを作成する本発明の方法は、振動のオーディオ・モードが遮断されるような態様で錘をキャップ中に配置することにより、高周波数、即ち、約１ｋＨｚを超える周波数で、音の減衰を改善することができる。
【００２６】
キャップを作成する本発明の方法の好ましい実施例は、従属請求項から明らかである。キャップを作成する方法のこれらの実施例は、本発明のキャップに対応する諸実施例と同じ利点を可能にする。
【００２７】
次に、添付された概略の図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。
【実施例】
【００２８】
図１は、ユーザの頭頂部に当接するヘッドバンド１２と、そのヘッドバンドの各端部に取付けられる本発明によるキャップ１１の一実施例とを備え、それによりユーザの外耳を封入する聴覚保護具１０を示す。各キャップ１１は、キャップ・シェル１５、中間の底部プレート１６、及びユーザの頭部に対して密封するための密封リング１７を備える。吸音材（図示せず）を、例えば、発泡プラスチックのパッドの形で、キャップ・シェル１５と底部プレート１６の間に配置することが好ましい。各キャップ１１は、キャップ・シェル１５の対向する側部上の懸架ピン１４により、ヘッドバンド１２の端部に取付けられ、そのピンは、ヘッドバンド１２の各端部のホルダ１３の対応する穴に挿入され、それにより、キャップ１１は、ヘッドバンド１２から枢動可能につり下げられる。
【００２９】
本発明によると、各キャップ１１はさらに、錘がないときには存在しているはずの振動のオーディオ・モードを、少なくとも部分的に遮断するように配置された振動を吸収する錘１８を備える。前述の定義によれば、振動のオーディオ・モードとは、到来する音波と共振して振動し、又は揺れるキャップの状態である、音の周波数スペクトルにおける共振ピークのことである。前述のように、振動のオーディオ・モードを遮断することは、音の周波数スペクトルにおける共振ピークを低減又はなくすことを意味する。
【００３０】
図１に示す実施例では、錘１８が、キャップ・シェル１５中に部分的に成型されることにより配置されている。特に約１ｋＨｚから上の高周波数では、環境からの雑音により、振動は確実にキャップのキャップ・シェル中で生じる。キャップ・シェル１５中に錘１８を配置することにより、到来する音のいくつかの周波数でキャップ・シェル１５中に共振が生じないようにする。
【００３１】
錘１８は、このようにキャップ・シェル１５の密度よりも高い密度を有することが好ましい。その結果、比較的小容積の錘１８を用いて有効な共振の吸収を行うことができる。キャップ・シェル１５は従来方法によりプラスチックで作成されるが、錘１８を、金属、好ましくは亜鉛又は亜鉛合金などの重い材料で作ることにより密度差を提供することができる。亜鉛は、鉄などいくつかの他の金属と同様に、プラスチックより大幅に（７倍のオーダーで）高い密度を有する。さらに、亜鉛は、比較的、所望の形状に成形するのが容易である。
【００３２】
錘１８は、キャップ・シェル１５に適合するように形成される。錘１８の形成は、複雑な形状を継続して生産できる、例えば、ダイカスト、パンチ、鍛造、旋削、フライス削り、穴明け、打抜きにより行うことができる。
【００３３】
図２及び図３は、懸架ピン１４及び錘１８を有するキャップ・シェル１５だけを、異なる方向から示している。図２から明らかなように、錘１８は、キャップ・シェル１５の外側から見ることはできない。
【００３４】
代替の実施例では、キャップ・シェルを透明なプラスチックなど、全体に、又は部分的に透明な材料で作ることも可能であり、それにより、例えば、装飾、エンブレム、会社のロゴタイプ、色標示、又は何らかの他の情報を示すことが可能になり、それらは、キャップ・シェルの内側に取り付けられて、キャップ・シェル上の外側の摩耗から保護される。本発明による錘は、このようなエンブレムを、例えば、会社のロゴタイプの形で構成することも可能であり、従って、キャップ・シェルを通して視認することができる。この場合、ユーザは、制振錘がキャップ・シェルの内側に適正に取り付けられるように制御できるので、透明なキャップ・シェルはまた、ユーザに対するさらなる安全を意味する。
【００３５】
図３はまた、錘１８を有するキャップ・シェル１５の製造からの残りであるピン２９も示している。ピン２９はまた、図４の横断面図でも示されており、図からはまた、錘１８の突き出ている縁部分を、このようにキャップ・シェル１５と一体成形された付加縁部２８で囲むようにしてキャップ・シェル１５中に錘１８が部分的に成型される様子がはっきりと分かる。このように成型し錘１８をキャップ・シェル１５に取り付けることにより、錘１８の正確な位置決め、及びその信頼性の高い固定化が可能になる。
【００３６】
図５は、金属の錘１８を取り付けた状態で、プラスチックのキャップ・シェル１５を製造する射出成型用金型を横断面図で示す。射出成型用金型は、プラスチックが供給されて２つのキャップ・シェル１５を形成するようにされた２つのキャビティ２１ａ、２１ｂを画定する金型２０を備える。キャビティ２１ａ、２１ｂの境界表面は、外側の金型２２ａ、２２ｂと内側の金型２３ａ、２３ｂとによって形成される。プラスチックは、ランナ２４を通って金型２０の内部に、さらに２つのキャビティ２１ａ、２１ｂへと供給される。プラスチックで完全にキャビティ２１ａ、２１ｂを満たすために、プラスチックは、圧力下で、加熱され成型可能な状態で供給される。圧力及び温度の選択は、特に、どのタイプのポリマー材料が使用されるか、及び射出成型される対象物がどのように複雑な形状を有するかに依存する。さらに、形状及び必要な圧力により条件が調整されるが、その場合、外側の金型及び／又は内側の金型を、どの方向で、どの分割線に沿って複数の部分に分割するのが都合がよいかが調整される。ポリマー材料の射出成型は、商業的に周知の技法であり、またここに述べる判断は当業者であれば自明であるので、１つの代替形態だけを、本発明の理解に必要な詳細レベルに限って説明する。
【００３７】
図５は、内側の金型２３ａ、２３ｂが、ホルダ２６ａ、２６ｂを備える特別に設計された内側部分２５ａ、２５ｂをそれぞれが備えるように調整されている様子を示す。プラスチックが前記ランナ２４を通ってキャビティ２１ａ、２１ｂに供給されたとき、錘１８がキャップ・シェル１５中に部分的に成形されるように、キャビティ２１ａ、２１ｂの正しい位置に錘１８を保つようにホルダ２６ａ、２６ｂは構成されている。内側の金型２３ａ、２３ｂには、さらに、前記錘１８のそれぞれの回りに伸びている環状の凹部２７ａ、２７ｂが形成されている。その凹部２７ａ、２７ｂは、プラスチックで充填され、従って、前記錘１８のそれぞれの回りに伸びる縁部２８を有するキャップ・シェル１５が形成される。前記ホルダ２６ａ、２６ｂがそれに係合するように構成され錘１８をキャビティ２１ａ、２１ｂ中の定位置に保持するためのピン２９が錘１８に設けられている。
【００３８】
キャップに対して錘を固定するための、正確に射出成型する以外のいくつかの他の方法を以下で説明する。
【００３９】
接着、又は粘着テープを用いること。錘は、キャップ部分及び錘が製造される材料の特性に従って、異なるタイプの接着剤又は粘着剤を用いて、キャップ・シェルなどのキャップの部分に接着することができる。その構成要素はまた、テープにより結合することもできる。
【００４０】
熱により結合すること。例えば、高温の金属製錘を、プラスチックから作られたキャップ部分に押しつけることができる。
【００４１】
リベット留め又はねじ留め。キャップ部分を錘にリベット留め又はねじ留めすることができ、或いはその逆も同様である。
【００４２】
図１〜図５は、錘を、キャップのキャップ・シェルの内側上にどのように配置できるかを示している。しかし、錘はまた、キャップ・シェルの外側上に、或いは密封リング１７と一体化できる底部プレート１６中若しくはその上に配置することもできる（図１参照）。前述のように、例えば、底部プレートそれ自体が共振振動を生ずる場合、或いはキャップ・シェル上に錘を配置することによりキャップ振動の特定のモードを遮断することは困難であるが、錘を底部プレート中または底部プレート上に有することにより、その振動モードを遮断できる場合など、いくつかの場合に、錘をキャップの底部プレート中又はその上に配置することにより共振振動を遮断することは有利であり得る。
【００４３】
底部プレート中又はその上に配置された錘もまた、残りの底部プレート部分の密度、さらに任意選択で密封リングの密度より高い密度を有することが好ましい。キャップ・シェルに関して前述した方法と同様に、底部プレートの密度より錘の密度が高いことによって、小容積の錘を用いて有効な共振吸収が得られる。
【００４４】
振動の１つ又は複数のモードを遮断するために、錘をキャップ中又はその上のどこに配置すべきかを見出すために、基本的に異なる２つの方法を用いることが可能であり、以下にそれを例示する。
・錘をどこに配置すべきかをテストする、又は
・まず、振動の１つ又は複数のモードに対して、キャップ中のどこで波腹が生ずるか分析し、次いで、錘をそれらの波腹上に配置する。
【００４５】
両方の方法では、錘なしに達成される音の減衰効果に対して、キャップ中またはキャップ上に錘を配置した場合に達成される音の減衰効果を何らかの方法で測定することが必要である。それを実施するには様々の方法がある。一方法は、マイクロフォンを個人又は人工頭部の耳中に配置して、近くにある拡声器からの可聴周波数スペクトルに沿って異なる周波数で音量を、まず基準として全く聴覚保護具なしに測定し、次いで、人工頭部で、マイクロフォン上に配置された聴覚保護具を用いて測定することである。第１の測定では、聴覚保護具は錘なしである。コンピュータ・プログラムを用いて、様々な周波数に対して、聴覚保護具なしで測定された音量を聴覚保護具を用いて測定された音量と比較することによって、聴覚保護具なしに対して、聴覚保護具を用いる場合に提供される減衰が、次いで、計算される。減衰の周波数分析により減衰スペクトルが取得され、その中でどの周波数で減衰が不十分であるかを見ることが可能となり、それらの周波数では、共振又は振動モードが聴覚保護具のキャップ中で生ずるという事実に依存している可能性が非常に高い。続いて、測定プロセスは、聴覚保護具のあり／なしで繰り返されるが、今度は、聴覚保護具のキャップに錘が装着される。錘のあり／なしで聴覚保護具に対する減衰スペクトルを比較することにより、錘を用いて、振動の１つ又は複数のモードを遮断できるかどうかを調べることができる。
【００４６】
錘をどこに配置すべきかのテストは、以下の方法で実施することができる。
１．錘なしのキャップに対して減衰スペクトルを測定する、
２．キャップ中又はその上に錘を配置する、
３．錘を取り付けたキャップに対する減衰スペクトルを測定する。十分な数の振動モードが遮断されたか。遮断されていない場合、工程１〜３を繰り返し、錘を他のどこかに配置する、又は複数の錘をキャップ中若しくはその上に配置する。
【００４７】
図６は、約１０ｇの重さの錘３８がキャップ・シェル３５の中心に配置されたキャップを示す。図７は、上記のものにより測定された減衰スペクトルを示しており、錘３８の配置結果を見ることができる。スペクトル中で、実線の曲線は、錘３８がないキャップにおける減衰を示し、一方、破線は、錘３８が取付けられた状態の減衰を示す。スペクトルから分かるように、振動モードＡは、錘３８によって約３ｋＨｚで遮断されている。キャップが、周波数範囲に沿って複数の振動モードを有していること、及びこれらのモードが、約１ｋＨｚより上で、実質的に互いにより近接して位置していることが減衰スペクトルからはっきりと分かる。それは、キャップ・シェルそれ自体の振動モードは、キャップ・シェルが剛体として運動せず、多くの場合、正確に約１ＫＨｚで始まる内部の波動で振動するという事実による。
【００４８】
図８は、図６に示すものと同様のキャップを示しているが、複数の錘３８ａ及び３８ｂをキャップ・シェル３５上に配置している。キャップ・シェル３５の中心に配置された錘３８ａは約１０ｇの重さであり、もう一方の錘３８ｂは約５ｇの重さである。
【００４９】
図９は、図８による配置の結果を減衰スペクトルで示す。図から分かるように、振動モードＡだけが遮断されるのではなく、さらに、振動モードＢ、Ｃ、Ｄ、及びＥも遮断されている。
【００５０】
キャップ中及びその上のどこに錘を配置すべきかを見出す他の方法は、前述のように、まず、キャップ中のどこで波腹が生ずるかを分析し、次いで、その波腹上に錘を配置することを含む。配置の結果は、前述した方法と同様に、減衰スペクトルを作成することにより評価することができる。
【００５１】
どこで波腹が生ずるかに関するこのような分析は、いわゆるモーダル解析、例えば、有限要素計算、又は、例えば、レーザを用いた振動測定により行うことができる。モーダル解析を行うこれらの様々の方法は、音響学分野の当業者にはよく知られており、従って、上記目的のためにこのような方法を使用する実施例の説明は、本発明の理解に必要ではなく、従って本明細書では説明しない。
【００５２】
ある振動モードで波腹が生ずるキャップの波腹の中心に錘を配置することは、現在の振動モードだけではなく、現在の振動モードの波腹とその波腹が一致する他の振動モードもほとんどの場合遮断する。図７及び図９から明らかであるが、キャップは、通常、周波数スペクトルに沿って、複数の振動モード又は共振ピークを有する。このような各振動モードでは、キャップは、例えば、キャップ・シェルの表面にわたり分布した、所定の数の振動の波節及び波腹を有する。
【００５３】
まず、どこに波腹が位置するかを見出し、次いでその上に錘を配置するこの方法は、前に説明したテスト・プロセスが失敗した場合、或いは何らかの他の理由で、このような振動モードをより簡単に実質的に遮断することが望ましい場合に使用することができる。例えば、錘をキャップ・シェル中に成型する予定の場合、新しい金型を作成するコストは大きすぎるので、錘の位置の正確さが特に重要である。
【００５４】
当業者であれば、本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく、上記のシステム及び方法の変更を実施できることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明によるキャップの実施例を有する、左半分が横断面で示された聴覚保護具の上面図である。
【図２】図１によるキャップのキャップ・シェルの斜視図である。
【図３】図１によるキャップのキャップ・シェルの異なる斜視図である。
【図４】斜視的に示した図２及び図３によるキャップ・シェルの横断面図である。
【図５】図１〜図４による２つのキャップ・シェルの同時作成を意図した射出成型用金型の横断面図である。
【図６】本発明によるキャップの他の実施例の概略図である。
【図７】図６によるキャップに対する減衰スペクトルを示す図である。
【図８】本発明によるキャップの他の実施例の概略図である。
【図９】図８によるキャップに対する減衰スペクトルを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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