(57)【要約】【課題】優れた遮音性能を維持し、弾性変形による破損を防ぎつつ、長時間の装着による不快感を低減することが可能な耳栓を提供する。【解決手段】砲弾形状を有する耳栓１は、弾性発泡プラスチック材料からなる耳栓本体１１と、耳栓本体１１の外周面にラセン状に設けられた３本の溝１２，１３，１４とを備えている。【選択図】図１
2017213203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
砲弾形状を有する耳栓において、
弾性発泡プラスチック材料からなる耳栓本体と、前記耳栓本体の外周面にラセン状に設けられた溝とを備え、
前記耳栓本体の前記外周面に設けられた前記溝の本数は、１本から４本の何れかであることを特徴とする耳栓。
【請求項２】
請求項１に記載の耳栓において、
前記耳栓本体の前記外周面に設けられた前記溝が、前記耳栓本体の前記外周面全体に占める面積は、１０％〜６０％であることを特徴とする耳栓。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の耳栓において、
前記耳栓本体の前記外周面に設けられた前記溝は、当該耳栓の挿入方向に直交する断面縁に対して３°〜２８°傾斜していることを特徴とする耳栓。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の耳栓において、
前記耳栓本体の前記外周面に設けられた前記溝の深さは、０．４ｍｍ〜２．２ｍｍであることを特徴とする耳栓。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の耳栓において、
前記耳栓本体の前記外周面に設けられた前記溝の幅は、０．４ｍｍ〜３．１ｍｍであることを特徴とする耳栓。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強烈な騒音を発する事業場において、作業者の聴覚障害（例えば作業性難聴）を防止するために使用する耳栓に関する。中でも、使用者の外耳道に合わせるために形が変わるもの（主に筒状のものを丸めて使用する）で、砲弾型のスポンジタイプの耳栓に関する。この耳栓は、使い捨てが可能であり、低音から高音まで遮蔽するもの（ＥＰ−１）である（ＪＩＳ  Ｔ  ８１６１）。
【背景技術】
【０００２】
作業者の作業性難聴等の聴覚障害を防止するための耳栓で代表的なものは、スリーエム社製の「１１００」（以下「スポンジ型耳栓」という）がある。図１９は、従来例のスポンジ型耳栓を外耳道内に挿入した状態を模式的に示した図である。図示するように、耳の穴（外耳道ＥＣ）の形状は、耳の穴の入り口（外耳道入口ＥＣＯ）から入って、まず後頭部に向かうところで第一カーブＣ１を切り、後頭部に向かって進んだところで、また脳に向かって第二カーブＣ２を切り、鼓膜Ｅに達する。ただし、外耳道ＥＣの形状は、人種や各個人によって様々に異なっており、東洋人は特に曲がりが大きいといわれている。スポンジ型耳栓１００は、通常手で潰して第一カーブＣ１を過ぎて第二カーブＣ２に達しないところまで挿入され、それが復元されて外耳道ＥＣが塞がれることで遮音できるようになっている。特にスポンジ型耳栓１００は、各カーブＣ１，Ｃ２のところで折れ曲がるが、どうしても各カーブＣ１，Ｃ２のところで反発する力が働き、装用中に痛みを感じるというような現象が生じる。このため、スポンジ型耳栓１００の装用時の違和感を軽減するために、材料、硬度、復元性等につき、様々な検討が行われてきた。しかしながら、スポンジ型耳栓１００の引張強度及び遮音性の確保と、装用時における違和感の軽減を両立するための努力には限界があった。
【０００３】
例えば、特許文献１には、第一セグメントと、第二セグメントと、第一セグメントと第二セグメントとの間に配置された折れ曲がり得る領域とを含み、約１０ｇ以下の低い平衡曲げ力を呈する発泡体耳栓について記載されており、外耳道の湾曲部への不快感の低減について記載されている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１の発泡体耳栓は、折れ曲がり得る領域が限られているため、全ての人の外耳道の第一カーブに適合することができず、且つ当該耳栓を取り出す時、折れ曲がり得る領域で当該耳栓の一部がちぎれて残留する危険性もあり、製品化には至っていない。上述した通り、人の外耳道は個人差が大きく、その内径、内径の扁平や屈曲の有無、屈曲角度等は個人によって異なり、また、同一人の左右の耳であっても異なる。即ち、発泡体耳栓は、当該耳栓に折れ曲がり得る領域を持たせて外耳道の屈曲に対応することで不快感の低減を詠っているが、その屈曲の個人差は大きく、曲がり得る箇所が数カ所に限られてしまい、全ての人の外耳道にフィットさせることは不可能である。また、この曲がり得る箇所が構造的に脆弱となり、発泡体耳栓を引き抜く際にその応力が集中して破断し、上述の通り当該耳栓の先端部が耳道内に残ってしまうという不具合につながる可能性がある。
【０００５】
特許文献２には、柔軟な材料を、軸木様の硬直材料の周りに先端から基端に向かい漸次太くなるように螺旋状に巻回して耳孔によく適合して使用感に優れ、着脱時に回転させることで、着脱が容易で、過剰に深部まで挿入される危険性を回避できる耳栓について記載されている。
【０００６】
しかしながら、特許文献２の耳栓は、硬直な軸木様部材に柔軟な紐状材料を螺旋状に巻回することで耳孔への適合を詠っているが、芯に硬直な軸木様部材を用いるため、外耳道の屈曲が大きい場合（特に第１カーブ）、その屈曲への適合は難しいと思われる。即ち、この耳栓の螺旋構造は、耳栓の挿入及び引き抜き時に旋回させることで着脱を容易にすることが主目的であり、上述した外耳道の形状における個人差への対応は困難であると思われる。
【０００７】
このように、特許文献１，２に記載のそれぞれの耳栓には様々な工夫がなされているが、全ての人に適合し得る耳栓を作製することは非常に困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２００４−５０１７１７号公報
【特許文献２】実開昭５０−６９４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した通り、従来の耳栓においては、挿入して長時間経過すると使用者の耳に馴染まず、耳に痛みが生じるだけでなく、異物感、違和感、圧迫感、ムレ等の著しい不快感が生じることがある。この原因は、人の外耳道がカーブしていることや、外耳道の形状に個人差があること等の理由により、折れ曲がった耳栓の復元力、反発力等により外耳道内に圧力がかかることにあると考えられる。そのため、本発明者らは、耳栓の反発力をできるだけ小さくし、耳に優しい使い捨て耳栓を作ることを考えた。その場合に、耳栓本来の目的である遮音性を維持することは当然の必要条件である。また、使い捨てタイプの耳栓は、通常潰されて外耳道に挿入され、それが膨らむことで遮音効果が発揮され、使用後に抜き取られて破棄される。耳栓の抜き取りの際に、千切れた耳栓の一部が外耳道内に残留することを防止するため、耳栓に所定の引張強度と千切れ難い構造を持たせることも必要条件である。
【００１０】
本発明は、上記実情に鑑みて提案されたものであり、優れた遮音性能を維持し、弾性変形による破損を防ぎつつ、長時間の装着による不快感を低減することが可能な耳栓を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明者らは、使用者の外耳道に合わせて変形する使い捨てタイプのスポンジ型耳栓について、快適な耳栓の提供を目指して鋭意検討を重ねた結果、耳栓の外周面にラセン状の溝を形成することの有用性を見出した。そして、耳栓に形成するラセン状の溝の形態につき種々試行錯誤し、本発明を完成させるに至った。
【００１２】
即ち、本発明に係る耳栓の第１の態様は、砲弾形状を有する耳栓において、弾性発泡プラスチック材料からなる耳栓本体と、前記耳栓本体の外周面にラセン状に設けられた溝とを備え、前記耳栓本体の前記外周面に設けられた前記溝の本数は、１本から４本の何れかであることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る耳栓の第２の態様は、第１の態様の耳栓において、前記耳栓本体の前記外周面に設けられた前記溝が、前記耳栓本体の前記外周面全体に占める面積は、１０％〜６０％であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る耳栓の第３の態様は、第１の態様又は第２の態様の耳栓において、前記耳栓本体の前記外周面に設けられた前記溝は、当該耳栓の挿入方向に直交する断面縁に対して３°〜２８°傾斜していることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る耳栓の第４の態様は、第１の態様乃至第３の態様の何れかの態様の耳栓において、前記耳栓本体の前記外周面に設けられた前記溝の深さは、０．４ｍｍ〜２．２ｍｍであることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る耳栓の第５の態様は、第１の態様乃至第４の態様の何れかの態様の耳栓において、前記耳栓本体の前記外周面に設けられた前記溝の幅は、０．４ｍｍ〜３．１ｍｍであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、優れた遮音性能を維持し、弾性変形による破損を防ぎつつ、長時間の装着による不快感を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態１にかかる耳栓の一例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図である。
【図２】実施形態１にかかる耳栓を外耳道内に挿入した状態を模式的に示した図である。
【図３】１本の溝を形成した耳栓の一例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図である。
【図４】２本の溝を形成した耳栓の一例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図である。
【図５】４本の溝を形成した耳栓の一例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図である。
【図６】実施形態１にかかる耳栓の一例を示す図であり、（ａ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ′線断面図であり、（ｂ）は（ａ）の丸で囲ったＢ部分の部分拡大図である。
【図７】耳栓の装着方法を示す図であり、（ａ）は耳栓を挿入する人の外耳道を模式的に示した図であり、（ｂ）は耳栓を挿入する前の準備について説明するための図であり、（ｃ）は耳栓を挿入する様子を模式的に示した図であり、（ｄ）は耳栓を装着した様子を模式的に示した図である。
【図８】反発力評価試験の方法を説明するための図であり、（ａ）は評価前の状態を示した図であり、（ｂ）は評価時の状態を示した図である。
【図９】引張強度評価試験の方法を説明するための図である。
【図１０】各サンプルにおける遮音性能とラセン溝の深さの関係を示したグラフである。
【図１１】各サンプルの反発力に与えるラセン溝の溝面積率の効果を示したグラフである。
【図１２】各サンプルの反発力に与えるラセン溝の深さの効果を示したグラフである。
【図１３】各サンプルの破断強度に与えるラセン溝の本数の効果を示したグラフである。
【図１４】各サンプルの破断強度に与えるラセン溝の深さの効果を示したグラフである。
【図１５】各サンプルの破断強度に与えるラセン溝の溝面積率の効果を示したグラフである。
【図１６】各サンプルの破断強度に与えるラセン溝の幅の効果を示したグラフである。
【図１７】各サンプルの反発力評価試験の結果を示したグラフである。
【図１８】３Ｄプリンタの型を使用して作製した各サンプルを撮影した写真である。
【図１９】従来例のスポンジ型耳栓を外耳道内に挿入した状態を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、各図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、以下の説明は、本発明の一態様を示すものであって、本発明の範囲内で任意に変更可能である。各図面において同じ符号を付したものは、同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。また、各図において、Ｘ，Ｙ及びＺは、互いに直交する３つの空間軸を表している。本明細書では、これらの軸に沿った方向を、それぞれ第１の方向Ｘ（Ｘ方向）、第２の方向Ｙ（Ｙ方向）及び第３の方向Ｚ（Ｚ方向）とし、各図面の矢印の向かう方向を正（＋）方向、矢印の反対方向を負（−）方向として説明する。Ｘ方向及びＹ方向は、各部材の面内方向を表し、Ｚ方向は、各部材の厚み方向又は高さ方向を表す。
【００２０】
（実施形態１）
＜耳栓＞
図１は、本発明の実施形態１にかかる耳栓の一例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図である。図示するように、耳栓１は、砲弾形状の耳栓本体１１と、耳栓本体１１の外周面に三重ラセン状に形成された３本の溝１２，１３，１４とを備えている。
【００２１】
耳栓本体１１は、底端部１１１から先端部１１２に向かって先細りに形成され、先端部１１２側が球面状に成型加工された砲弾形状を有している。本実施形態では、耳栓本体１１の高さｈ１を２４ｍｍ、底面の直径ｒ１を１３ｍｍとした。また、先細りの角度（テーパ角度α１）を３°とし、球面状の先端部の直径ｒ２を１１ｍｍとし、先端部１１２の高さｈ２を４ｍｍとし、先端部１１２以外の高さｈ３を２０ｍｍとした。なお、耳栓本体１１の外周面に三重ラセン状に形成された３本の溝１２，１３，１４については後述する。
【００２２】
図２は、本実施形態にかかる耳栓を外耳道内に挿入した状態を模式的に示した図である。図示するように、人の外耳道ＥＣは、外耳道入口ＥＣＯから鼓膜Ｅに続く屈曲した通路であり、内径、内径の扁平、屈曲の有無、屈曲角度等が個人及び左右耳によって異なる。従って、外耳道ＥＣは個人差が非常に大きいため、万人に適合し得る耳栓を作製することは困難である。例えば、図１９に示す従来例のスポンジ型耳栓１００は、詳細は後述するが、弾性変形された形状が緩やかに元の形状に回復する緩回復性を有している。このため、スポンジ型耳栓１００は、外耳道ＥＣの内径における個人差を吸収する能力を有しているが、第一カーブＣ１及び第二カーブＣ２に対しては、弾性変形により折れ曲がったスポンジ型耳栓１００が復元しようとする力（復元力ＲＰ１，ＲＰ２）に対して反発する力（反発力）が外耳道ＥＣに働くことから、長時間の装着により痛みや痒み等の不快感が顕著になるという問題がある。
【００２３】
一方、図２に示す本実施形態の耳栓１は、スポンジ型耳栓１００と同様にして緩回復性を有しているため、外耳道ＥＣの内径における個人差を吸収することができる。更に、耳栓１は、耳栓本体１１にラセン状に形成された溝が、挿入方向に直交する断面縁に対して所定の角度で傾斜していることにより、全方位に対して均等に屈曲させることができる。これにより、個人差が非常に大きい外耳道ＥＣの屈曲部位である各カーブＣ１，Ｃ２に対応することができる。また、溝により、耳栓１全体の反発力を減少させることができるので、各カーブＣ１，Ｃ２に対する復元力ＲＰ１，ＲＰ２に対する反発力も減少させることができる。これらの結果として、耳栓の長時間の装着による不快感を軽減することができる。更に、耳栓１は、全方位に対して均等に屈曲させることができるため、脆弱な箇所が無くなり、破損や破断等が起こり難いという利点もある。
【００２４】
本発明者らは、本実施形態を確定するにあたって、種々の試行錯誤を重ねた。従来の砲弾型使い捨て耳栓（スポンジ型耳栓１００）を耳に装着するために潰して入れると外耳道に適合して復元するが、そのまま装着し続けると、特に個人差が大きい外耳道のカーブの位置において、当該耳栓の反発力から不快感を生じる。そこで、この不快感を軽減するために、耳栓の外周面にラセン状の溝を切ることを考案し、そのラセンの数、角度、溝の形状、幅、深さ、切った溝全体の面積が外周面に占める面積率（以下、「溝面積率」という）等の様々なパラメータを組合せた際の遮音性、反発力及び引張強度を測定し、最適な実施形態及び好適な形態を検討した。その理由は、耳栓の反発力が小さい程その不快感が減少される一方で、一定の引張強度を有していない場合には、耳栓を耳から出す時に千切れてその破片が残留する危険が生じるからであると共に、遮音性は耳栓の本来的な必要条件だからである。また、本発明者らは、同様に施工性についても検討した。なお、検討当初は耳栓の横断面積が小さいほど反発力が弱まると考えたが、検討を重ねる中で、溝面積率の方がパラメータに適していることを見出し、耳栓の横断面積の代用指標として用いた。以下、それぞれのパラメータ毎に最適値や好適値について説明すると共に、各種特性評価に関する実験結果等の詳細を説明する。
【００２５】
＜ラセン状に形成された溝＞
図１に示すように、３本の溝１２，１３，１４は、共に耳栓本体１１の先端部１１２から底端部１１１に向かって外周面にラセン状に形成された溝（以下、「ラセン溝」ともいう）である。ここで、溝がラセン状に形成された状態とは、耳栓１の径方向の軸に交差する側方から見た際に、同一方向に傾斜した溝（ラセン溝）が複数本見える状態をいい、複数本見える状態とは、実質的に平行で且つ等間隔にラセン溝が見える状態であることが好ましい。このように、ラセン溝は１本〜４本の溝から形成され、図１に示した本実施形態では、３本の溝から形成されている。即ち、耳栓本体１１の外周面の３本のラセン溝である第一の溝１２、第二の溝１３及び第三の溝１４について、耳栓１を使用者の外耳道に挿入する方向に直交する断面縁に対し、それぞれ１２．５°の傾斜を成し（傾斜角度α２）、各溝１２，１３，１４の幅を１ｍｍとし、深さを１ｍｍとし、各溝１２，１３，１４の底部の形成方向断面を円弧状とした。また、それらの溝１２，１３，１４が占める外周面の面積の比率である溝面積率を４０％とした。
【００２６】
第一の溝１２は、耳栓本体１１の先端から底端部１１１に向かって４ｍｍの外周面の位置を起点とし、そこから軸方向時計回りに外周面に沿って、耳栓本体１１の底面の縁部まで連続して形成されている。また、第二の溝１３は、耳栓本体１１の第１の溝の起点から時計回りに１２０°ずれた点を起点とし、第一の溝１２と同様にして形成されており、第三の溝１４は、第二の溝１３の起点から時計回りに１２０°ずれた点を起点とし、第一の溝１２や第二の溝１３と同様にして形成されている。これらの溝１２，１３，１４は、互いに交差しない三重ラセン構造をとっており、例えば、耳栓本体１１の正面側（＋Ｙ方向からみた面側）の外周面には、８本の溝と１本の溝の終点（この場合は第三の溝１４の終点）が見られる。即ち、耳栓本体１１には、その高さ方向（Ｚ方向）に対して先端部１１２に一番近い最上段に第一の溝１２、その次に第二の溝１３、更にその次に第三の溝１４という順番で、各溝１２，１３，１４が交互に形成され、最下段に第二の溝１３が形成されている。耳栓本体１１の外周面において、３本の溝１２，１３，１４が交差して形成されると、その交差部分の強度が低下する。これにより、耳栓１の脱着時に破損や破断が生じて、運用面で重大な問題が発生する可能性がある。
【００２７】
図３は、１本の溝を形成した耳栓の一例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図であり、図４は、２本の溝を形成した耳栓の一例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図であり、図５は、４本の溝を形成した耳栓の一例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図である。本実施形態では、図１に示すように、耳栓本体１１の外周面に３本の溝１２，１３，１４を形成したが、ラセン状に溝を形成することができれば３本以上であっても３本以下であってもよい。例えば、図３に示す耳栓２ように、耳栓本体２１の外周面に１本の溝（第一の溝２２）を形成してもよいし、図４に示す耳栓３のように、耳栓本体３１の外周面に２本の溝（第一の溝３２及び第二の溝３３）を形成してもよいし、図５に示す耳栓４のように、耳栓本体４１の外周面に４本の溝（第一の溝４２、第二の溝４３、第三の溝４４及び第四の溝４５）を形成してもよい。図３に示す耳栓２ように、耳栓本体２１の外周面に第一の溝２２を形成した場合において、外耳道の屈曲部（第一カーブ及び第二カーブ）に対応して耳栓２を屈曲しやすくするためには、第一の溝２２の間隔（中心線を含む縦断面の縁線に沿っての間隔）を狭くすることが必要となる。ここでいう「溝の間隔」とは、形成された溝が１本であれば隣り合う溝（自分）との間隔であり、形成された溝が複数であれば、他の溝との間隔である。即ち、耳栓２の挿入方向（Ｚ方向）に直交する断面縁に対して第一の溝２２の傾斜をより小さくする必要がある。これは、耳栓２の屈曲を容易にするために、その横断面の面積を小さくする必要があるからであり、複数の溝が形成された耳栓１，３，４についても同様に考えることができる。
【００２８】
本実施形態では、図１に示すように、各溝１２，１３，１４の幅方向の断面形状を半円形としたが、耳栓の機能や強度を低下させることがなければ特に限定されず、例えば、台形、三角形、四角形等であってもよい。なお、角がない形状の方が破断の可能性が低いと考え、本実施形態では各溝１２，１３，１４の幅方向の断面形状を半円形とした。
【００２９】
＜ラセン状に形成された溝の深さ＞
図６は、本実施形態１にかかる耳栓の一例を示す図であり、（ａ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ′線断面図であり、（ｂ）は（ａ）の丸で囲ったＢ部分の部分拡大図である。図示するように、耳栓１の耳栓本体１１の外周面には、所定の深さｄを有する各溝１２，１３，１４が形成されている。本実施形態では、各溝１２，１３，１４の深さｄを、後述する実験計画法に基づき決定した。かかる深さｄは、後述する他のパラメータとの関連性と、耳栓自体の性能を考慮すると、概ね１ｍｍ〜２ｍｍの範囲が最適であるが、その範囲を概ね０．４ｍｍ〜２．２ｍｍにしても大きく特性が変化しないと考えられる。各溝１２，１３，１４の深さｄが０．４ｍｍ未満では、溝がない従来の耳栓（例えば図１９に示す従来例のスポンジ型耳栓１００）と差別化ができず、長時間装着による不快感の低減が不可能となる。一方、各溝１２，１３，１４の深さｄが２．２ｍｍを越えると、強度の低下が破断や破損の原因となり、且つ施工性も悪化する。なお、本実施形態においては、各溝１２，１３，１４の深さｄを１ｍｍとした。
【００３０】
＜ラセン状に形成された溝の幅＞
耳栓１の耳栓本体１１の外周面に形成された各溝１２，１３，１４は、所定の幅ｗを有している。本実施形態では、各溝１２，１３，１４の幅ｗを、後述する実験計画法に基づき決定した。かかる幅ｗは、上記パラメータや後述する他のパラメータとの関連性と、耳栓自体の性能を考慮すると、概ね１ｍｍ〜２ｍｍの範囲が最適であるが、その範囲を概ね０．４ｍｍ〜３．１ｍｍにしても大きく特性が変化しないと考えられる。各溝１２，１３，１４の幅ｗが０．４ｍｍ未満では、従来の耳栓（スポンジ型耳栓１００）と差別化ができず、長時間装着による不快感の低減が不可能となる。一方、各溝１２，１３，１４の幅ｗが３．１ｍｍを超えると、遮音性能が低下し、従来の耳栓の遮音値（４０ｄＢ）を下回る。なお、本実施形態においては、各溝１２，１３，１４の幅ｗを１ｍｍとした。
【００３１】
＜ラセン状に形成された溝の角度＞
耳栓１の耳栓本体１１の外周面に形成された各溝１２，１３，１４は、所定の角度α２を有している（図１参照）。各溝１２，１３，１４の角度α２は、その本数、幅ｗ、溝面積率により変動するが、それらのパラメータの範囲から概ね３°〜５０°が設定可能範囲と言える。例えば、後述する溝面積率を４０％に固定した場合における溝の角度の最大値は２８°である。溝の角度が２８°を超えると外周面を１周できず、耳栓を全方位に対して均等に屈曲させることができなくなり、ラセン溝とは呼べない。一方、溝の角度が３°未満の場合には、水平状態も含め引張応力がかかった際に力が集中しやすく、破断等の原因になる。そして、装着状態での耳栓の破断は破断片の残存につながり、運用面で重大な問題となる。なお、本実施形態では、各溝１２，１３，１４の角度α２を１２．５°とした。また、図３に示した耳栓２、図４に示した耳栓３及び図５に示した耳栓４では、溝面積率を４０％に固定した場合における各溝の角度α３〜α５を、それぞれ４°、８°、１５°とした。
【００３２】
＜ラセン状に形成された溝の面積率＞
耳栓１の耳栓本体１１の外周面に形成された各溝１２，１３，１４は、所定の溝面積率を有している。本実施形態では、かかる溝面積率１０％〜８０％について、反発力に影響が大きい横断面積との相関があると考えて検討を行った。その結果、かかる溝面積率は、上記パラメータとの関連性と、耳栓自体の性能を考慮すると、概ね２０％〜５０％の範囲が最適であるが、その範囲を概ね１０％〜６０％にしても大きく特性が変化しないと考えられる。各溝１２，１３，１４の溝面積率が１０％未満では、従来の耳栓（スポンジ型耳栓１００）と差別化ができず、長時間装着による不快感の低減が不可能となる。一方、各溝１２，１３，１４の溝面積率が６０％を越えると、強度の低下が破断や破損の原因となり、且つ施工性も悪化する。なお、本実施形態においては、各溝１２，１３，１４の溝面積率を４０％とした。
【００３３】
また、本実施形態の耳栓１は、上述のラセン状に形成された３本の溝１２，１３，１４が、耳栓１の挿入方向（Ｚ方向）に略均等に形成され、且つ上述の通り溝面積率が概ね１０％〜６０％となるように形成されている。これにより、耳栓１を外耳道ＥＣに装着する際に（図２参照）、３本の溝１２，１３，１４に沿って潰すことができるので、容易に弾性変形して外耳道ＥＣに挿入可能なサイズに調節することができる。ラセン溝の全外周面に対する形成領域が１０％未満になると、各カーブＣ１，Ｃ２に対する復元力ＲＰ１，ＲＰ２に対する反発力を低下させることができなくなり、６０％を超過すると、施工性に問題が生じるので好ましくない。
【００３４】
＜耳栓の製造方法＞
図１に示す耳栓１は、耳栓本体１１が弾性発泡プラスチック材料を用いて成形されることから、上述した通り、弾性変形された形状が緩やかに元の形状に回復する緩回復性を有している。かかる弾性発泡プラスチック材料としては、ウレタンフォーム、塩化ビニルフォーム、ポリエチレンフォーム、メラミンフォーム等が挙げられ、これらの中では、ウレタンフォームが好適である。ただし、耳栓１に緩回復性を付与することができ、外耳道への挿入によって人体に悪影響を及ぼすものでなければ、上記材料に限定されない。また、耳栓１は、外耳道内を保護するために低反発性の材料を用いており、適度な物性を有している。ウレタンフォームの好適なスペックとしては、例えば、下記表１に示すものが挙げられる。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
例えば、弾性発泡プラスチック材料としてウレタンフォームを用いる場合には、ポリオールとポリイソシアネートを主成分として、発泡剤、整泡剤、触媒、着色剤等を混合して得られたウレタン樹脂材料を、各溝１２，１３，１４が形成された耳栓本体１１の形状の空洞部が形成された金型内に投入し、所定条件で発泡させる。次に、得られたウレタン発泡体（ウレタンフォーム）を金型から取り出して耳栓１を得る。この際、用いる金型は特に限定されず、例えば、金属型や樹脂型等の材質のものを用いてもよいし、割型や非割型等の型形式のものを用いてもよい。ただし、所望の耳栓１を得ることができれば、その製法は上記に限定されず、例えば、切削、研削、放電加工、電気鋳造等の作製方法を適用してもよい。
【００３７】
＜耳栓の装着方法＞
図７は、本実施形態１にかかる耳栓の装着方法を示す図であり、（ａ）は耳栓を挿入する人の外耳道を模式的に示した図であり、（ｂ）は耳栓を挿入する前の準備について説明するための図であり、（ｃ）は耳栓を挿入する様子を模式的に示した図であり、（ｄ）は耳栓を装着した様子を模式的に示した図である。図７（ａ）に示すように、人の外耳道ＥＣは屈曲した通路であり個人差が非常に大きいため、正しい方法で耳栓１を装着しないと効果を発揮することなく、不快感だけが残ってしまう。そこで、図７（ｂ）に示すように、耳栓１を右耳に装着する場合には、まず、使用者は耳栓１を右手に取り、左手で外耳の上方に引き上げ、指でラセンと同じ方向に捻って丸めた耳栓１を外耳道ＥＣ内に差し込む。次に、図７（ｃ）に示すように、左手で外耳の上方に引き上げながら、外耳道ＥＣ内に耳栓１をねじ込むように差し込んだ後、そのまま数秒から数分間待つと、図７（ｄ）に示すように、丸めた耳栓１が緩やかに膨張し、使用者の外耳道ＥＣの壁部に当接して膨張が停止する。このとき、外耳道ＥＣの第一カーブＣ１では、耳栓１の外周面に三重ラセン状に形成された溝が、第一カーブＣ１に対する耳栓１の反発力を低減させた状態で、耳栓１が使用者の外耳道ＥＣに対応した形状となり、外耳道入口ＥＣＯを完全に閉塞する。従って、使用者は、強烈な騒音が遮音された状態で作業ができると共に、耳栓１を長時間装着しても、痛みや痒み等の不快感が低減できる。また、使用者は、耳栓１の着脱時に破損や破断等が生じることなく、安全に使用することができる。
【００３８】
なお、上述した通り、人の外耳道ＥＣには屈曲部位である第一カーブＣ１が存在するため、本実施形態の耳栓１の装着時には、第一カーブＣ１で溝の何れかの部分が閉塞される。このため、溝と外部とが連通されて遮音性能が低下することはなく、耳栓１の遮音性能は維持される。また、上述したように、人の外耳道は、内径、内径の扁平、屈曲の有無、屈曲角度等が個人及び左右耳によって異なるが、説明を簡略化するため屈曲部位は第一カーブＣ１のみとした。
【００３９】
＜実験計画法によるラセン状の溝の形態の把握＞
次にラセンの本数、角度、幅、深さ、溝面積率を実験計画法で割付けを行い、構成パラメータについて、耳栓の遮音性能、反発力、引張強度の各評価試験を行い、構成パラメータの影響を把握した。なお、構成パラメータは下記表２に示した通りである。また、各評価試験で用いた耳栓のサンプルは下記表３に示した通りである。
【００４０】
【表２】
2017213203.tif 000004
【００４１】
【表３】
2017213203.tif 000005
【００４２】
［遮音性能測定試験］
サンプルの遮音性能の測定試験は、下記表４に示した条件で行った。なお、かかる評価試験の目的は、サンプル間の差を明確にすることであって、遮音性能を確定させる目的ではなく被験者間で誤差が無いため、被験者は１名のみとした。
【００４３】
【表４】
2017213203.tif 000006
【００４４】
［反発力評価試験］
図８は、反発力評価試験の方法を説明するための図であり、（ａ）は評価前の状態を示した図であり、（ｂ）は評価時の状態を示した図である。図８に示した通り、まず、固定台２０１に粘着テープ２０２で内径１０ｍｍ及び高さ８ｍｍのアルミ管２０３を固定し、アルミ管２０３内に各サンプルを固定（図中のサンプル２０４の位置にそれぞれ固定）した。次に、サンプル２０４の先端２０５から底端２０６の方向に向かって８ｍｍの範囲（加圧部２０７）に、加圧子（プッシュプルゲージ２０８）が当接するように位置を調整した。次に、加圧前のアルミ管２０３に挿入したサンプル２０４の底面側の根元部２０９を含む水平面２１０を基準（０°）としたとき、加圧後に所定の曲げ角度α６（α６＝３０°，４０°，５０°）だけ傾けて傾斜面２１１となるように、プッシュプルゲージ２０８を加圧方向Ｐに移動させた。このときの曲げ角度α６に応じた移動距離を加圧幅とした。そして、加圧後３０秒経過後のサンプル２０４の反発力Ｒを測定した。
【００４５】
［引張強度評価試験］
図９は、引張強度評価試験の方法を説明するための図である。図示するように、サンプル３００の上下５ｍｍを掴み代ｔ１，ｔ２として引張冶具３０１，３０２をそれぞれ設置して、矢印３０３，３０４の方向に５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で引っ張った際の、引っ張り強さが最大値を取る際の破断時の引張強度である破断強度（Ｎ）を測定した。
【００４６】
［各試験結果と考察］
上述した各試験の結果について、下記表５に示した。以下、表３及び表５を参照して各性能の傾向について説明する。
【００４７】
【表５】
2017213203.tif 000007
【００４８】
図１０は、表３及び表５に基づいてサンプル１〜サンプル１６における遮音性能とラセン溝の深さの関係を示したグラフである。図示するように、各サンプル１〜１６に形成したラセン溝が深い程、各サンプル１〜１６の遮音性能は低下し、当該溝の深さが３ｍｍ以上になると目標性能（４０ｄＢ、ラセン加工無し、１０００Ｈｚ）を維持することができない。一方、各サンプル１〜１６に形成したラセン溝の深さが２ｍｍ以下であれば、目標性能は達成できると思われる。
【００４９】
図１１は、表３及び表５に基づいたサンプル１〜サンプル１６の反発力に与えるラセン溝の溝面積率の効果を示したグラフであり、図１２は、表３及び表５に基づいたサンプル１〜サンプル１６の反発力に与えるラセン溝の深さの効果を示したグラフである。図１１に示した通り、各サンプル１〜１６に形成したラセン溝の溝面積率が大きい程、各サンプル１〜１６の反発力は小さくなる傾向が見られる。また、図１２に示した通り、各サンプル１〜１６に形成したラセン溝の深さが深い程、各サンプル１〜１６の反発力は小さくなる。
【００５０】
図１３は、表３及び表５に基づいたサンプル１〜サンプル１６の破断強度に与えるラセン溝の本数の効果を示したグラフであり、図１４は、表３及び表５に基づいたサンプル１〜サンプル１６の破断強度に与えるラセン溝の深さの効果を示したグラフであり、図１５は、表３及び表５に基づいたサンプル１〜サンプル１６の破断強度に与えるラセン溝の溝面積率の効果を示したグラフであり、図１６は、表３及び表５に基づいたサンプル１〜サンプル１６の破断強度に与えるラセン溝の幅の効果を示したグラフである。図１３に示した通り、各サンプル１〜１６に形成したラセン溝の本数が多い程、破断強度は大きくなり、図１４に示した通り、各サンプル１〜１６に形成したラセン溝が深い程、破断強度は低下する。また、図１５に示した通り、各サンプル１〜１６に形成したラセン溝の溝面積率が６０％以下では破断強度が低下する傾向を示す。また、図１６に示した通り、各サンプル１〜１６に形成したラセン溝の幅が３ｍｍ以下では破断強度は増加する傾向を示すが、幅が３ｍｍを超えて４ｍｍになると、破断強度が低下する。
【００５１】
＜実験計画法によるラセン状の溝の形態と施工性＞
表３に示したサンプル１〜サンプル１６にそれぞれ形成したラセン溝の本数は、遮音性能及び破断強度の各面では４本が最適であるが、４本では泡溜りが出る不安があり施工性に難点がある。従って、ラセン溝の本数を４本にする場合には、他のパラメータを最適値に設定する必要がある。
【００５２】
表３に示したサンプル１〜サンプル１６にそれぞれ形成したラセン溝の面積率（溝面積率）は、遮音性能の面では高く且つ反発力の面では大きい方が適しているが、破断強度及び施工性の各面から見ると６０％を超えたときに難があるため、４０％が適当である。ただし、溝面積率を４０％以外の１０％〜６０％の範囲で設定しても構わない。また、溝面積率を４０％とした場合、ラセン溝の幅が３ｍｍ以上では、本数が３本や４本では耳栓を一周できず、耳栓を全方位に対して均等に屈曲させることができなくなる。従って、溝面積率を４０％とし、本数を３本や４本にする場合には、他のパラメータを最適値に設定する必要がある。
【００５３】
表３に示したサンプル１〜サンプル１６にそれぞれ形成したラセン溝の深さは、反発力の面では耳への不快感が少ないので深いほど良いが、ラセン溝を深くすると強度が著しく低下する。また、施工性の面から、ラセン溝の深さが２ｍｍを超えると脱型が悪くなるため、２ｍｍを超えた数値に設定できない。ただし、上述したように、ラセン溝の深さが２．２ｍｍ以下であれば大きく特性が変化しないと考えられるため、２ｍｍを超えた数値であっても許容される場合がある。
【実施例】
【００５４】
次に、以下の実施例を参照して、本発明を更に詳細に説明する。
【００５５】
（耳栓の作製）
まず、上記と同様に、ラセンの本数、角度、幅、深さ、溝面積率を実験計画法で割付けを行い、構成パラメータについて、耳栓の遮音性能、反発力、引張強度の各評価付け及び各評価試験を行って構成パラメータの影響を把握し、それに基づき、下記表６に示した通りの耳栓を作製し、これらをサンプルＳ１〜サンプルＳ８とした。なお、構成パラメータは上述した表２に示した通りである。
【００５６】
【表６】
2017213203.tif 000008
【００５７】
（装着感評価試験）
下記表７の試験条件に基づき、表６のサンプルＳ２（ラセン本数：２、ラセン溝面積率：２０％、ラセン溝幅：１ｍｍ、ラセン溝深さ：１ｍｍ）と、比較サンプルとしてスリーエム社製「１１００」を用いて、耳栓の被験者に対する負荷の有無を調べて装着感を比較し、その結果を下記表８に示した。
【００５８】
【表７】
2017213203.tif 000009
【００５９】
【表８】
2017213203.tif 000010
【００６０】
表８に示した通り、１３人中１１人が、サンプルＳ２の使用時の方に負荷が少ないと回答した。従って、１％有意水準で差があるといえる。
【００６１】
（遮音性能評価試験）
表４に示した遮音性能評価試験の条件に基づき、表６のサンプルＳ１〜サンプルＳ８と、比較サンプルを用いて、耳栓に対する遮音量を調べて両者を比較し、その結果を下記表９に示した。
【００６２】
【表９】
2017213203.tif 000011
【００６３】
表９に示した通り、サンプルＳ１〜サンプルＳ７の耳栓において、各溝を設けたことによる遮音性能の低下は見られなかった。また、サンプルＳ８の耳栓において、ラセン溝を深く形成した影響により、遮音性能の低下が見られた。
【００６４】
（反発力評価試験）
上述した反発力評価試験の条件に基づき、表６のサンプルＳ１〜サンプルＳ８について、図８に示した通りに反発力の測定を行い、その結果を下記表１０に示した。
【００６５】
【表１０】
2017213203.tif 000012
【００６６】
図１７は、表６のサンプルＳ１〜サンプルＳ８について、表１０に示した反発力評価試験を行った結果をグラフ化したものである。図１７に示した通り、サンプルＳ１〜サンプルＳ８の全ての耳栓にラセン溝を設けたことによって、上述した比較サンプルと比較して反発力の低下が見られた。
【００６７】
（施工性評価試験）
まず、耳栓（耳栓本体）を作製するために、その空洞部に下記表１１に示した通りの溝が耳栓本体に形成されるようにしたＡＢＳ製の型を３Ｄプリンタにより作製した。次に、得られた型に、表６のサンプルＳ１〜サンプルＳ８と同様にして得られたウレタン樹脂材料を投入し、所定条件で発泡させた。次に、得られたウレタン発泡体（ウレタンフォーム）を上記の型にから取り出し、サンプルＳ９〜サンプルＳ１８とした。次に、サンプルＳ９〜サンプルＳ１８について、施工性の評価を行い、その結果を下記表１１に示した。また、作製したサンプルＳ９〜サンプルＳ１８について撮影した写真を図１８の（ａ）〜（ｊ）に示した。
【００６８】
【表１１】
2017213203.tif 000013
【００６９】
図１８に示した通り、ラセン溝の幅及び深さの両方又は何れかが１ｍｍを超えたサンプルＳ１０〜サンプルＳ１４及びサンプルＳ１６は、サンプルＳ９及びサンプルＳ１５と比較して、不良が発生した。また、溝の本数を４本にしたサンプルＳ１７及びサンプルＳ１８は、溝の深さ及び幅の両方又は何れかを１ｍｍにしても、不良が発生した。
【００７０】
（他の実施形態）
本発明における耳栓の外観形状及びラセン状に形成された溝の形態は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では、耳栓本体を砲弾形状としたが、耳栓の一般的な使用態様に適しており、且つ本発明の耳栓の効果を享受することが可能な形状であれば、他の形状であっても構わない。また、耳栓本体の高さ、底面の直径、テーパ角度、球面状の先端部の直径、先端部の高さ、先端部以外の高さ等の各数値も限定されず、耳栓本体を砲弾形状としたが、耳栓の一般的な使用態様に適しており、且つ本発明の耳栓の効果を享受することが可能な数値範囲であれば許容され、必要に応じて適宜変更可能である。
【００７１】
上記実施形態におけるラセン状に形成された溝のそれぞれの形態は、本発明の耳栓の効果を享受することが可能であれば上記に限定されない。例えば、上記実施形態では、各溝が一定の間隔で形成されているが、本発明の耳栓の効果を享受することが可能であれば、これに限定されない。ただし、上述した通り、各溝の本数、外周面の面積に対する比率、幅、及び深さ（構成パラメータ）は、実験計画法で割付けを行い、耳栓の各種性能評価試験を行うことで各構成パラメータの影響を把握し、その上で数値範囲を決定しているので、各構成パラメータが好ましい範囲内となるように、各溝の間隔を変更する必要がある。また、各溝は、耳栓本体の先端部から底端部に向かって外周面にラセン状に形成されているが、これに限定されず、例えば底端部付近に溝を設けずに耳栓の挟持部としてもよい。このような狭持部を設けることにより、耳栓が摘み易くなると共に、その抜き取りの際に千切れ易い部分の脆弱性を緩和することができ、破損や破断等が起こり難くなる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、ジェットエンジンの製造や整備、航空機発着場、製材、造船，製鉄，鉱山坑内、製缶、ずい道工事等の強烈な騒音を発する事業場で作業を要する産業分野、又はいびき等の日常生活で発せられる不快な生活音を遮断したい場合等において有用である。
【符号の説明】
【００７３】
１，２，３，４    耳栓
１１，２１，３１，４１    耳栓本体
１２，２２，３２，４２    第一の溝
１３，３３，４３    第二の溝
１４，４４    第三の溝
４５    第四の溝
１００    スポンジ型耳栓
１１１    底端部
１１２    先端部
２０１    固定台
２０２    粘着テープ
２０３    アルミ管
２０４，３００    サンプル
２０５    先端
２０６    底端
２０７    加圧部
２０８    プッシュプルゲージ
２０９    根元部
２１０    水平面
２１１    傾斜面
３０１，３０２    引張冶具
３０３，３０４    矢印
Ｃ１    第一カーブ
Ｃ２    第二カーブ
Ｅ    鼓膜
ＥＣ    外耳道
ＥＣＯ    外耳道入口
【図１】
2017213203.tif 000014
【図２】
2017213203.tif 000015
【図３】
2017213203.tif 000016
【図４】
2017213203.tif 000017
【図５】
2017213203.tif 000018
【図６】
2017213203.tif 000019
【図７】
2017213203.tif 000020
【図８】
2017213203.tif 000021
【図９】
2017213203.tif 000022
【図１０】
2017213203.tif 000023
【図１１】
2017213203.tif 000024
【図１２】
2017213203.tif 000025
【図１３】
2017213203.tif 000026
【図１４】
2017213203.tif 000027
【図１５】
2017213203.tif 000028
【図１６】
2017213203.tif 000029
【図１７】
2017213203.tif 000030
【図１８】
2017213203.tif 000031
【図１９】
2017213203.tif 000032
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月7日(2016.12.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
砲弾形状を有する耳栓において、
弾性発泡プラスチック材料からなる耳栓本体と、前記耳栓本体の外周面にラセン状に設
けられた溝とを備え、
前記耳栓本体の前記外周面に設けられた前記溝の本数は、１本から４本の何れかであり、
前記耳栓本体の前記外周面に設けられた前記溝が、前記耳栓本体の前記外周面全体に占める面積は、１０％〜５０％である
ことを特徴とする耳栓。
【請求項２】
請求項１に記載の耳栓において、
前記耳栓本体の前記外周面に設けられた前記溝は、当該耳栓の挿入方向に直交する断面
縁に対して３°〜２８°傾斜していることを特徴とする耳栓。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の耳栓において、
前記耳栓本体の前記外周面に設けられた前記溝の深さは、０．４ｍｍ〜２．２ｍｍであ
ることを特徴とする耳栓。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の耳栓において、
前記耳栓本体の前記外周面に設けられた前記溝の幅は、０．４ｍｍ〜３．１ｍｍである
ことを特徴とする耳栓。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
即ち、本発明に係る耳栓の第１の態様は、砲弾形状を有する耳栓において、弾性発泡プラスチック材料からなる耳栓本体と、前記耳栓本体の外周面にラセン状に設けられた溝とを備え、前記耳栓本体の前記外周面に設けられた前記溝の本数は、１本から４本の何れかであり、前記耳栓本体の前記外周面に設けられた前記溝が、前記耳栓本体の前記外周面全体に占める面積は、１０％〜５０％であることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、本発明に係る耳栓の第２の態様は、第１の態様の耳栓において、前記耳栓本体の前記外周面に設けられた前記溝は、当該耳栓の挿入方向に直交する断面縁に対して３°〜２８°傾斜していることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、本発明に係る耳栓の第３の態様は、第１の態様又は第２の態様の耳栓において、前記耳栓本体の前記外周面に設けられた前記溝の深さは、０．４ｍｍ〜２．２ｍｍであることを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、本発明に係る耳栓の第４の態様は、第１の態様乃至第３の態様の何れかの態様の耳栓において、前記耳栓本体の前記外周面に設けられた前記溝の幅は、０．４ｍｍ〜３．１ｍｍであることを特徴とする。