Устанавливаемая нажатием ушная заглушка, содержащая множество полостей
PUSH-TO-FIT EARPLUG HAVING ARRAY OF CAVITIES

Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству защиты органов слуха, в частности, к устанавливаемой нажатием ушной заглушке, имеющей концевую область и набор полостей, расположенных в концевой области и разнесенных друг от друга вокруг продольной оси, который образует складывающийся объем.
Уровень техники
Устройства для защиты органов слуха и понижения уровня шума хорошо известны, и предложено множество типов таких устройств. Такие устройства включают ушные заглушки и наушники, частично или полностью выполненные из вспененного материала или резины, и пользователи соответственно вставляют их в ушной канал или накладывают поверх ушного канала, чтобы создать физический барьер прохождению звуковых волн во внутреннее ухо.
Сжимаемые, или «скатываемые» ушные заглушки, как правило, содержат сжимаемую и упругую корпусную часть, и могут быть изготовлены из подходящих вспененных материалов, медленно восстанавливающих форму. Чтобы вставить ушную заглушку в ушной канал, пользователю необходимо сначала скатать между пальцами ее корпусную часть, чтобы сжать ее, затем втолкнуть корпусную часть в ушной канал, и затем дать возможность корпусной части расшириться, чтобы она заполнила ушной канал.
Предложены также устанавливаемые нажатием ушные заглушки, которые могут включать сжимаемую шумопонижающую часть и жесткую часть, протяженную от шумопонижающей части. Чтобы вставить такого типа ушную заглушку, пользователю необходимо взяться за ее жесткую часть и втолкнуть шумопонижающую часть в ушной канал, прилагая соответствующее усилие. Шумопонижающая часть сжимается по мере того, как она занимает свое место в ушном канале. Устанавливаемые нажатием ушные заглушки могут быть быстро и легко введены в ушной канал и достаточно гигиеничны благодаря тому, что сводится к минимуму контакт пользователя с шумопонижающей частью ушной заглушки до введения ее в ушной канал.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение относится к ушным заглушкам, в частности, предлагается устанавливаемая нажатием ушная заглушка. В одном из воплощений изобретения ушная заглушка включает ножку и шумопонижающую корпусную часть, прикрепленную к ножке. Шумопонижающая корпусная часть включает передний конец, конец основания, концевую область, расположенную сзади по отношению к переднему концу, и продольную ось, протяженную между передним концом и концом основания. В концевой области расположен набор полостей, разнесенных друг от друга вокруг продольной оси, и данный набор полостей образует складывающийся объем. В одном из воплощений концевая область в сечении плоскостью, проходящей через набор полостей и перпендикулярной продольной оси, содержит площадь (Ас) полостей, площадь (Am) материала и отношение площадей (Ас/Am), и при этом 0,10<(Ac/Am)<0,35.
Еще в одной группе воплощений настоящего изобретения предлагается ушная заглушка, включающая ножку и шумопонижающую корпусную часть, прикрепленную к ножке. Шумопонижающая корпусная часть включает передний конец, конец основания, концевую область, расположенную сзади по отношению к переднему концу, буртик, протяженный по меньшей мере частично вокруг ножки и содержащий наружную поверхность буртика и внутреннюю поверхность буртика, имеющую множество выступов и/или углублений, и продольную ось, протяженную между передним концом и концом основания. Ушная заглушка дополнительно включает набор полостей, расположенных в концевой области и разнесенных друг от друга вокруг продольной оси, при этом набор полостей образует складывающийся объем; и полость буртика, включающую непрерывный объем, протяженный вокруг периметра ножки между внутренней поверхностью буртика и ножкой. Концевая область в сечении плоскостью, проходящей через набор полостей и перпендикулярной продольной оси, содержит площадь (Ас) полостей, площадь (Am) материала и отношение площадей (Ас/Am), и при этом 0,10<(Ac/Am)<0,35.
В приведенном выше изложении сущности изобретения не подразумевалось подробно описать каждое из упомянутых воплощений и все из возможных их исполнений. Приведенное ниже подробное описание изобретения и прилагаемые чертежи более детально раскрывают типичные его воплощения.
Краткое описание чертежей
Ниже приводится более подробное описание настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых аналогичные элементы конструкции обозначены аналогичными номерами позиций.
Фиг. 1. Аксонометрическое изображение (вид спереди) воплощения ушной заглушки в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 2. Вид в разрезе воплощения ушной заглушки в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 3. Сечение воплощения ушной заглушки в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 4а и 4b. Сечения воплощений ушных заглушек в соответствии с настоящим изобретением, содержащих наборы полостей с различной формой.
Фиг. 5. Вид сбоку воплощения ушной заглушки в соответствии с настоящим изобретением, отображающий возможный профиль шумопонижающей корпусной части.
Фиг. 6а. Аксонометрическое изображение (вид спереди) воплощения ушной заглушки в соответствии с настоящим изобретением, имеющей шумопонижающую корпусную часть, включающую концевую полость и геометрические элементы на внутренней поверхности буртика.
Фиг. 6b. Вид в разрезе воплощения ушной заглушки в соответствии с настоящим изобретением, включающей концевую полость и геометрические элементы на внутренней поверхности буртика.
Фиг. 6с. Вид снизу воплощения ушной заглушки в соответствии с настоящим изобретением, включающей концевую полость и геометрические элементы на внутренней поверхности буртика.
Фиг. 7 и 8. Виды снизу воплощений ушных заглушек в соответствии с настоящим изобретением.
И хотя на перечисленных выше чертежах представлены различные возможные воплощения настоящего изобретения, предвидятся также и другие воплощения. В любых случаях воплощения, представленные в настоящем описании, следует рассматривать как типичные, но не ограничивающие предмет настоящего изобретения. Подразумевается, что сведущими в данной области техники могут быть разработаны многие другие воплощения настоящего изобретения и их модификации, входящие в объем и соответствующие принципам настоящего изобретения.
Подробное описание изобретения
В настоящем изобретении предлагается ушная заглушка, обеспечивающая защиту органов слуха пользователя. Ушная заглушка в соответствии с настоящим изобретением включает ножку и шумопонижающую корпусную часть, имеющую буртик. При ее введении в ушной канал пользователя шумопонижающая корпусная часть может сжиматься и по меньшей мере частично складываться в объем, образуемый набором полостей в концевой области. Набор полостей обеспечивает дополнительный объем, в который может складываться часть шумопонижающей корпусной части, благодаря чему уменьшается сила, требующаяся для введения ушной заглушки и ее расположения в ушном канале, и соответственно уменьшается сила противодействия, вырабатываемая ушной заглушкой и воздействующая на ушной канал пользователя после установки в нем ушной заглушки. Ушная заглушка, имеющая набор полостей в концевой области в соответствии с настоящим изобретением, отличается легкостью ее введения в ушной канал и удобна в ношении.
На фиг. 1-3 показана устанавливаемая нажатием ушная заглушка 100, включающая ножку 110 и шумопонижающую корпусную часть 120, и имеющая первый и второй концы 101 и 102. Шумопонижающая корпусная часть 120 имеет конфигурацию, при которой она может быть по меньшей мере частично вставлена в ушной канал пользователя для ослабления звука, проходящего в ушной канал. При введении ушной заглушки 100 в ушной канал ножка 110 может служить ручкой, за которую может взяться пользователь. Чтобы воспользоваться ушной заглушкой 100, пользователь подносит ушную заглушку, а именно, шумопонижающую корпусную часть 120, в непосредственную близость к уху и по меньшей мере частично вставляет ее в ушной канал. По мере ее введения шумопонижающая корпусная часть 120 сжимается и/или складывается, а ножка 110 обеспечивает достаточную жесткость для ее введения. При пользовании ушной заглушкой шумопонижающая корпусная часть 120 расположена в сущности внутри ушного канала пользователя и препятствует прохождению звука в ушной канал, а ножка 110 является протяженной наружу из ушного канала, и может служить ручкой для извлечения ушной заглушки.
В одном из воплощений шумопонижающая корпусная часть 120 включает передний конец 121, конец 122 основания, концевую область 123 и буртик 124, протяженный по меньшей мере частично вокруг ножки 110. Концевая область 123 расположена сзади по отношению к переднему концу 121, а буртик 124 расположен между концевой областью 123 и концом 122 основания. В некоторых воплощениях шумопонижающая корпусная часть 120 образует полость 130 буртика, расположенную между ножкой 110 и шумопонижающей корпусной частью 120. В одном из воплощений полость 130 буртика образована, по меньшей мере частично, ножкой 110, шумопонижающей корпусной частью 120 и дном 131 полости буртика. Дно 131 полости буртика может быть образовано частью концевой области 123, в которой, например, смыкаются ножка 110 и шумопонижающая корпусная часть 120.
Некоторые отличительные особенности настоящего изобретения удобно описывать по отношению к базисным плоскостям, определяемым для ушной заглушки 100 и показанным на фиг. 2. Продольная ось 10 является протяженной между передним концом 121 и концом 122 основания шумопонижающей корпусной части 120. Плоскость 11 переднего конца проходит через крайнюю точку переднего конца 121, и/или через первый конец 101 ушной заглушки 100, перпендикулярно продольной оси, а плоскость 15 конца буртика пересекает ушную заглушку 100, проходя через конец 122 основания буртика 124 перпендикулярно продольной оси 10. В различных воплощениях плоскость 13 полости пересекает ушную заглушку 100 в самой передней части полости 130 буртика.
В одном из воплощений буртик 124 не прикреплен к ножке в пределах полости 130 буртика, то есть, между плоскостью 13 полости и концом основания 122, и прикреплен к ножке только в плоскости 13 полости и/или выше данной плоскости. Буртик 124 может быть определен, как часть шумопонижающей корпусной части 120, расположенная ниже плоскости 13 полости. Поскольку буртик 124 связан с остальной частью шумопонижающей корпусной части 120 и/или ножки 110 только на одном конце ножки, полость 130 буртика включает непрерывный объем, расположенный вокруг ножки 110. То есть, в одном из воплощений внутренняя поверхность 126 буртика 124 не касается ножки 110 в исходном, то есть не сжатом состоянии, то есть, когда она не расположена в ушном канале. В одном из воплощений полость буртика включает сплошной, то есть, не имеющий разрывов объем вокруг периметра по меньшей мере части ножки 110. По мере продвижения ушной заглушки 100 вовнутрь ушного канала и/или по мере того, как она занимает свое место в ушном канале, буртик 124 может изгибаться вовнутрь, то есть, в сторону продольной оси, и в некоторых воплощениях внутренняя поверхность 126 может по меньшей мере частично вступать в контакт с ножкой 110. В различных воплощениях выгиб и/или сжатие буртика 124 могут способствовать легкости введения ушной заглушки в ушной канал, комфорту ее ношения, более эффективному понижению шума, и могут быть обеспечены за счет выбора материала, геометрии и конструкции ушной заглушки 100.
Ушная заглушка 100 включает набор полостей 160, расположенных в концевой области 123 и разнесенных друг от друга вокруг продольной оси 10. Полости 160 образуют «складывающийся» объем, в который может складываться по меньшей мере часть шумопонижающей корпусной части 120 при введении ее в ушной канал пользователя. Благодаря наличию складывающегося объема, образуемого полостями 160, обеспечивается ушная заглушка 100, которая может быть удобно введена пользователем в ушной канал, комфортна в ношении и обеспечивает требуемый уровень понижения шума. Геометрия и расположение полостей 160 могут быть подобраны таким образом, чтобы ушная заглушка оптимально подходила для достаточно широкого диапазона пользователей с различными размерами и формами ушного канала.
Полости 160 могут быть расположены вокруг продольной оси 10 и являются протяженными в пределах концевой области 123 ушной заглушки 100. В одном из воплощений ушная заглушка 100 включает полость 130 буртика, расположенную между ножкой 110 и шумопонижающей корпусной частью 120 и имеющую дно 131 полости буртика. Полости 160 расположены между дном 131 полости буртика и передним концом 121 шумопонижающей корпусной части 120 (то есть, между плоскостью 13 полости и плоскостью 11 переднего конца).
В одном из воплощений образующие набор полости 160 являются протяженными между первым и вторым концами 161 и 162 полостей и имеют в целом удлиненную форму. При этом под первым концом 161 полости подразумевается самая передняя часть полости 160, то есть, расположенная ближе всего к переднему концу 121, а под вторым концом 162 полости подразумевается самая задняя часть полости 160, то есть, расположенная дальше всего от переднего конца 121. В различных воплощениях полости 160 имеют длину (Lc), измеряемую, как расстояние между первым и вторым концами 161 и 162 полости, составляющую примерно от 1,0 мм до 6,0 мм, от 2,0 мм до 5,0 мм, или примерно 4,0 мм.
В различных воплощениях первый конец 161 полости расположен на расстоянии, составляющем от 3,5 мм до 8,0 мм, от 4,5 мм до 7,3 мм, или примерно 5,5 мм от переднего конца 121 шумопонижающей корпусной части 120. Такое расстояние обеспечивает достаточную жесткость шумопонижающей корпусной части, благодаря которой передний конец 121 может быть легко введен в ушной канал пользователя.
. Второй конец 162 полости по меньшей мере частично открыт и сообщается с полостью 130 буртика, и второй конец 162 полости может быть расположен в непосредственной близости к плоскости 13 полости.
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Образующие набор полости 160 имеют размеры, обеспечивающие требуемый объем для сложения шумопонижающей корпусной части, что снижает усилие, требующееся для сжатия шумопонижающей корпусной части 120, когда ушная заглушка 100 по меньшей мере частично введена в ушной канал пользователя. В различных воплощениях, как, например, в воплощении, показанном на фиг. 3, концевая область 123 шумопонижающей корпусной части 120 может характеризоваться площадью (Ас) полостей и площадью (Am) материала в сечении плоскостью, проходящей через полости 160 и перпендикулярной продольной оси; примером такой плоскости является плоскость 12. При этом под площадью (Ас) полостей подразумевается площадь открытого пространства, образованного всеми полостями 160, а под площадью (Am) материала подразумевается площадь остальной части концевой области 123 ушной заглушки 100, занятая материалом, например, вспененным материалом, включая площадь ячеек, которые могут присутствовать в материале. В различных воплощениях площадь (Ас) полостей может составлять от 4 мм до 36 мм, от 6 мм до 24 мм, или примерно 12 мм, а площадь (Am) материала может составлять от 45 мм до 65 мм, от 50 мм до 60 мм, или примерно 55 мм.
Набор полостей 160 характеризуется пропорцией (Ас/Am), рассчитываемой, как отношение площади (Ас) полостей к площади (Am) материала. В различных воплощениях отношение (Ас/Am) может составлять от 0,04 до 0,35, от 0,10 до 0,30, или примерно 0,22, и в некоторых воплощениях отношение (Ас/Am) площадей в указанных диапазонах может иметь место для плоскости 12, проходящей через набор полостей на расстоянии от 4,5 мм до 8,0 мм от переднего конца 121. В сечении некоторой плоскостью, проходящей через набор полостей и перпендикулярной продольной оси 10, отношение площадей (Ас/Am) принимает максимальное значение. В различных воплощениях максимальное отношение площадей (Ас/Am) в сечении плоскостью 12, проходящей через набор полостей 160 на расстоянии от 7,0 мм до 10,0 мм от переднего конца 121, составляет от 0,10 до 0,35, от 0,16 до 0,28, или примерно 0,22. В некоторых воплощениях максимальное отношение площадей (Ac/Am) может достигаться на втором конце 162, например, в сечении плоскостью 13 полости, то есть, полости являются сужающимися, и отношение (Ас/Am) уменьшается по мере приближения плоскости сечения к первому концу 161 набора полостей 160.
Наличие набора полостей 160 обеспечивает уменьшенную толщину (Tw) стенки шумопонижающей корпусной части 120, измеряемую, как расстояние между поверхностью 164 полости 160 и наружной поверхностью 128 концевой области 123. Толщина стенки должна быть достаточной, чтобы обеспечить требуемый уровень прочности ушной заглушки, в частности, чтобы она легко не разрывалась и не разламывалась при ее использовании, и в то же время, целесообразно максимально уменьшить толщину (Tw) стенки, чтобы чрезмерно не повышать силу противодействия. В различных воплощениях толщина стенки может составлять от 1,0 мм до 2,5 мм, от 1,1 мм до 1,7 мм, или примерно 1,25 мм.
Ушная заглушка 100, имеющая размеры и площадь (Ас) полостей в указанных диапазонах, обеспечивает дополнительный объем для сложения материала концевой области 123 при ее введении в ушной канал пользователя и по мере занятия ей своего места в ушном канале. Значения размеров и площади в указанных диапазонах могут обеспечивать требуемое значение силы противодействия, развиваемой концевой областью 123 ушной заглушки, установленной в ушном канале пользователя. При этом под силой противодействия подразумевается сила, развиваемая ушной заглушкой 100 и стремящаяся вернуть ее в исходное, не сжатое состояние, и определяющая силу, с которой ушная заглушка 100 воздействует на ушной канал пользователя в ее рабочем положении. А именно, набор полостей 160, имеющий значение (Ас) площади полостей в указанных диапазонах, обеспечивает уменьшенную силу противодействия, что повышает комфорт ношения ушной заглушки, и в то же время обеспечивается достаточная сила упругости для удержания ушной заглушки 100 на своем месте в ушном канале пользователя. В различных воплощениях наличие набора полостей 160 может уменьшать силу противодействия на величину, составляющую от 5% до 50%, от 10% до 40%, или примерно 25%, по сравнению с ушной заглушкой, изготовленной из того же материала и имеющей ту же геометрию, но не имеющей набора полостей.
Набор полостей 160 может включать любое подходящее количество полостей любой подходящей формы. В различных воплощениях набор полостей 160 включает от 4 до 24, от 6 до 18, или примерно 8 полостей 160. Полости 160 могут иметь любую подходящую форму поперечного сечения, и она может изменяться вдоль дины полостей, то есть, между первым и вторым концами 161, 162 полостей. В воплощении, показанном на фиг. 1-3, полости 160 имеют в целом трапециевидную форму поперечного сечения, и это является лишь одним примером из множества подходящих форм полостей в соответствии с настоящим изобретением. Другие возможные формы полостей включают, но не ограничены ими, формы, показанные на фиг. 4а и 4b. На фиг. 4а и 4b показаны ушные заглушки 201 и 202, имеющие наборы полостей 261 и 262, имеющие в поперечном сечении форму овала (или иную скругленную форму) и форму четырехугольника соответственно. Ушная заглушка в соответствии с настоящим изобретением может иметь любую подходящую форму или любой подходящий профиль, при условии, что она хорошо садится в ушной канал пользователя и/или соответствует потребностям того или иного приложения. Форма шумопонижающей корпусной части 120 воплощения, показанного на фиг. 1-3, является лишь одним примером возможных форм ушной заглушки в соответствии с настоящим изобретением. Общий вид великого множества альтернативных форм, которые могут иметь ушные заглушки в соответствии с настоящим изобретением, показан на фиг. 5 на примере ушной заглушки 500, имеющей шумопонижающую корпусную часть 521.
В некоторых воплощениях через ушную заглушку 100, между ее первым концом 101 и вторым концом 102, проходит канал 113. К ушным заглушкам в соответствии с настоящим изобретением, включающим проходящий через них канал, могут быть прикреплены компоненты системы связи. В качестве альтернативы, или в дополнение к этому, в канале 113 могут быть размещены один или более фильтров или иных пассивных элементов защиты органов слуха, обеспечивающих требуемую форму кривой ослабления звука. Так, например, фильтры, расположенные в канале 113, могут обеспечивать нелинейное ослабление шумов высокой громкости, но короткой длительности, например, вызываемых взрывами, стрельбой из огнестрельного оружия и им подобных. Каналы в ушных заглушках в соответствии с одним или более воплощениями настоящего изобретения могут также обеспечивать углубления для крепления соединительного шнура, которым могут быть связаны друг с другом первая и вторая ушные заглушки, и/или для крепления ушных заглушек к концам дужки устройства защиты органов слуха в виде наушников.
Ушные заглушки в соответствии с настоящим изобретением могут быть изготовлены любым подходящим способом. В одном из воплощений ушная заглушка 100 включает сердцевину 140, которая образует основу, на которую может быть нанесен материал наружного слоя, и которая, в одном или более воплощениях, может облегчать введение ушной заглушки в ушной канал пользователя. Сердцевина 140 изготовлена из первого материала, который имеет повышенную жесткость по сравнению со вторым материалом, из которого сформирована шумопонижающая корпусная часть 120, но при этом первый материал является достаточно мягким, чтобы ушная заглушка в целом была удобной и безопасной для пользователя. В одном из воплощений первый материал сердцевины 140 отличен от второго материала, используемого для формирования шумопонижающей корпусной части 120 и/или наружного слоя 115 ножки 110. В других воплощениях первый и второй материалы имеют аналогичный или в точности одинаковый химический состав, но изготовлены или обработаны такими способами, что они имеют различную жесткость, например, из-за различной плотности, структуры ячеек, твердости и так далее.
В одном или более воплощениях включение в ножку 110 сердцевины 140, более жесткой, чем материал шумопонижающей корпусной части 120 и/или наружного слоя 115 ножки 110, позволяет получить ножку 110, имеющую достаточную жесткость для того, чтобы пользователь мог по меньшей мере частично ввести ушную заглушку в соответствии с настоящим изобретением в ухо, толкнув шумопонижающую корпусную часть 120 в ушной канал с подходящим усилием. То есть, благодаря наличию сердцевины 140 и наружного слоя 115 из материала, используемого для формирования шумопонижающей корпусной части 120, может быть изготовлена достаточно жесткая ножка 110, с помощью которой пользователь может по меньшей мере частично расположить ушную заглушку 100 в ухе без необходимости предварительного сжатия или «скатывания» шумопонижающей корпусной части 120. Непосредственное введение шумопонижающей корпусной части 120 без необходимости ее предварительного сжатия или «скатывания» повышает также гигиеничность использования ушной заглушки за счет того, что сводится к минимуму контакт пользователя с шумопонижающей корпусной частью 120 до введения ее в ухо. В одном или более воплощениях сердцевина 140 может также обладать достаточной гибкостью, так, чтобы она могла немного деформироваться в соответствии с профилем ушного канала при введении ее в ухо.
В одном или более воплощениях сердцевина 140 может быть изготовлена из одного или более материалов, которые допускают их надежное крепление, или иным образом совместимы с материалом, используемым для формирования шумопонижающей корпусной части 120 и/или (если таковой имеется) наружного слоя 115 ножки 110. В одном или более воплощениях сердцевина 140 может быть изготовлена из смеси полипропилена и стирол-этилен-бутилен-стирола, подходящими примерами которой являются материалы TUFPRENE от S&E Specialty Polymers, LLC. (Луненбург, штат Массачусетс) и PPC1TF2 от Washington Penn Plastic Co., Inc. (Вашингтон, штат Пенсильвания). Прочие потенциально подходящие материалы включают SANTOPRENE 101-90 от Exxon Mobile Corporation, а также другие материалы, имеющие достаточную жесткость, так, чтобы шумопонижающая корпусная часть 120 ушной заглушки 100 могла быть легко введена в ушной канал пользователя.
Второй материал, используемый для формирования шумопонижающей корпусной части и, в одном или более воплощениях, наружного слоя ножки ушной заглушки в соответствии с настоящим изобретением, может быть мягкой и податливой пеной, резиной, полимером или любым другим подходящим материалом, который может быть удобно расположен в ушном канале пользователя. В одном или более воплощениях вторым материалом является стирол-этилен-бутилен-стирол, в частности, MONPRENE MP1900 от Teknor Apex (Потакет, штат Род-Айленд, США) или смесь высоко- и низкомолекулярных стирол-этилен-бутилен-стирольных смол от Kraton Polymers LLC (Хьюстон, штат Техас, США), из которой может быть получена пена с ячеистой структурой и с твердостью 32 по шкале Шора «А». Прочие подходящие материалы включают пластифицированный поливинилхлорид, каучук из этилен пропилен диенового мономера, стирол-бутадиеновый каучук, бутиловый каучук, натуральные каучуки, прочие термопластические материалы, термоотверждаемые полимеры и другие материалы, известные в данной области техники, состав и процесс изготовления которых могут быть подобраны так, чтобы их твердость находилась в требуемом диапазоне.
В одном или более воплощениях материалы, используемые для изготовления сердцевины и шумопонижающей корпусной части, могут быть подобраны таким образом, чтобы основным механизмом скрепления (прямого или косвенного) между сердцевиной и материалом шумопонижающей корпусной части было термическое скрепление. В одном или более воплощениях для скрепления сердцевины с шумопонижающей корпусной частью не требуется дополнительный адгезив, и, в результате этого, между сердцевиной и шумопонижающей корпусной частью отсутствует адгезив. И хотя шумопонижающая корпусная часть ушной заглушки в соответствии с настоящим изобретением может быть описана, как изготовленная из второго материала, в одном или более воплощениях шумопонижающая корпусная часть может быть сформирована из множества слоев одного и того же материала или различных материалов (например, расположенных концентричным образом). Так, например, первый слой может использоваться для обеспечения требуемых характеристик контакта с ушным каналом пользователя, а второй слой может использоваться для обеспечения надежного скрепления с сердцевиной, и кроме того, один или более дополнительных слоев могут использоваться для придания ушной заглушке прочих требуемых свойств.
Материалы, используемые для изготовления шумопонижающей корпусной части ушных заглушек в соответствии с настоящим изобретением, могут быть подобраны таким образом, чтобы предотвратить излишнюю хрупкость наружной поверхности шумопонижающей корпусной части, так, чтобы она не претерпевала самопроизвольного разлома или иного разрушения в процессе ее использования. Чрезмерная хрупкость ушных заглушек может быть, по меньшей мере частично, предотвращена за счет выбора материала, имеющего подходящий молекулярный вес, в частности, материалы с более высоким молекулярным весом, как правило, позволяют изготовить менее хрупкую заглушку. В одном из воплощений шумопонижающая корпусная часть 120 включает стирол-этилен-бутилен-стирол, имеющий молекулярный вес от 100000 Дальтон до 200000 Дальтон, измеренный методом гель-проникающей хроматографии, известным в данной области техники, например, методом ASTM D6474 - 99.
3
3
3
3
3
Плотность второго материала, из которого формируется наружный слой шумопонижающей корпусной части ушной заглушки в соответствии с настоящим изобретением, также может регулироваться в процессе его изготовления, чтобы обеспечить плотность, требующуюся для того или иного приложения. В одном или более воплощениях второй материал имеет плотность, изменяющуюся по толщине, в результате чего второй материал, используемый для формирования шумопонижающей корпусной части, имеет структурно целую с ним оболочку («корку»), имеющую более высокую плотность, чем материал, расположенный ближе к сердцевине. Такая оболочка может иметься на шумопонижающей корпусной части и/или на ножке (например, в воплощениях, в которых ножка включает слой второго материала, используемого также для формирования шумопонижающей корпусной части). В альтернативных воплощениях второй материал, используемый для изготовления шумопонижающей корпусной части и/или наружного слоя ножки, может иметь в сущности постоянную плотность. В различных воплощениях плотность шумопонижающей корпусной части, например, содержащей вспененный стирол-этилен-бутилен-стирол, составляет от 100 кг/м до 180 кг/м, или от 110 кг/м до 160 кг/м, или примерно 125 кг/м.
В патентной заявке США 13/547,189 «Method of Making an Earplug» описан способ изготовления средства индивидуальной защиты, в частности, устанавливаемой нажатием ушной заглушки; в патентной заявке США 13/547,177 «Push-In Earplug» описаны конструкция и конфигурация устанавливаемой нажатием ушной заглушки, и в патентной заявке США 13/547,294 «Foamable Article» описан компонент из вспениваемого материала, используемый для изготовления устройства или изделия, и все упомянутые заявки включены в настоящую посредством ссылки.
В одном из воплощений ушная заглушка 100 может быть изготовлена из одного материала, или из первого и второго материалов, химически идентичных или аналогичных, но изготовленных или обработанных таким образом, что будет достигнута различная жесткость первого и второго материалов, например, из-за различий в плотности, ячеистой структуре, твердости или по другим характеристикам материала. Так, например, ножка и шумопонижающая корпусная часть, имеющие различные свойства, могут быть получены за счет регулирования выпуска газов в процессе их формования, и в таких воплощениях может отсутствовать сердцевина 140. В патентной заявке США 61/925,770 «Molded Foam Push-To-Fit Earplug, Method, and Devices», включенной в настоящую заявку посредством ссылки, описаны способы изготовления ушной заглушки, имеющей шумопонижающую корпусную часть и более жесткую ножку, которые сформированы из одного и того же материала или из аналогичных материалов.
В некоторых воплощениях ножка 110 и шумопонижающая корпусная часть 120 могут быть изготовлены отдельно и затем присоединены друг к другу. Так, например, шумопонижающая корпусная часть 120 может быть сформирована из любого подходящего мягкого и податливого материала, например, из пены, каучука, полимера или другого материала, как было описано выше, а ножка 110 может быть сформирована из более жесткого материала. После этого ножку 110 и шумопонижающую корпусную часть 120 разъемно или неразъемно присоединяют друг к другу, например, с помощью адгезива, посредством тугой посадки или иного способа зацепления.
Ушная заглушка в соответствии с настоящим изобретением может включать и другие геометрические элементы, повышающие комфорт ее ношения или обеспечивающие более эффективное ослабление шума. На фиг. 6а-6с показана устанавливаемая нажатием ушная заглушка 600, включающая ножку 610 и шумопонижающую корпусную часть 620, и имеющая первый и второй концы 601 и 602. Шумопонижающая корпусная часть 620 включает передний конец 621, конец 622 основания, концевую область 623 и буртик 624, Концевая область 623 расположена сзади по отношению к переднему концу 621, а буртик 624 расположен между концевой областью 623 и концом 622 основания. Подобно воплощению ушной заглушки 100, шумопонижающая корпусная часть 620 включает набор полостей 660, расположенных в пределах концевой области 623 и разнесенных друг от друга вокруг продольной оси 10. Полости 660 обеспечивают «складывающийся» объем, в который может складываться по меньшей мере часть шумопонижающей корпусной части 620 по мере введения ушной заглушки 600 в ушной канал пользователя.
Данное воплощение ушной заглушки 600 включает концевую полость 670, протяженную от первого конца 601 ушной заглушки 600 в сторону дна 671, расположенного ближе ко второму концу 602 ушной заглушки 600. Концевая полость 670 включает отверстие на первом конце 601 ушной заглушки 600. В одном или более воплощениях концевая полость 670 может обеспечивать объем, в который может складываться окружающий его материал шумопонижающей корпусной части 620, и в особенности концевой области 623, по мере введения ушной заглушки 600 в ушной канал и/или когда она уже находится в ушном канале. В патентной заявке США 13/768,214 «Earplug with Tip Cavity and Methods of Manufacturing the Same» описаны ушные заглушки, имеющие концевую полость, и данная заявка включена в настоящую заявку посредством ссылки.
В одном из воплощений дно 671 концевой полости 670 может быть отнесено от первого конца 661 полостей 660. Так, например, дно 671 концевой полости 670 может быть отнесено на некоторое расстояние (dmin) от некоторой части каждой из полостей 660, например, от первых концов 661 полостей 660. В различных воплощениях минимальное расстояние (dmin) между концевой полостью 670 и одной или более полостей 660 составляет от по меньшей мере 0,3 мм до 3,0 мм, от 1 мм до 2,5 мм, или примерно 1,5 мм. Минимальное расстояние (dmin), находящееся в указанных пределах, обеспечивает достаточную жесткость ушной заглушки 600, при которой передний ее конец 621 может быть легко введен в ушной канал пользователя, и благодаря которой обеспечиваются прочность и износостойкость, позволяющие многократно использовать ушную заглушку.
В одном из воплощений ушная заглушка 600 дополнительно включает различные геометрические элементы 650 на внутренней поверхности 626 буртика, вследствие чего расстояние между наружной и внутренней поверхностями 625, 626 буртика изменяется, и соответственно, буртик 624 имеет переменную толщину по своему периметру в сечении плоскостью, проходящей через буртик и перпендикулярной продольной оси. Так, например, буртик 624 может характеризоваться минимальной толщиной (Fmin) буртика и максимальной толщиной (Fmax) буртика, измеряемыми, как расстояние между наружной поверхностью 625 буртика и внутренней поверхностью 626 буртика. В одном из воплощений буртик 624 включает множество геометрических элементов в форме шлицов 650, разнесенных друг от друга по обхвату буртика 624 и протяженных от конца 622 основания буртика и по меньшей мере частично до дна 631 полости 630 буртика. Шлицы 650 имеют ширину (w), измеряемую, как расстояние между двумя соседними участками буртика, в которых он имеет минимальную толщину (Fmin). Геометрические элементы, такие, как выступы, углубления или шлицы 650, обеспечивают сложение и/или сжатие буртика 624 таким образом, что сводятся к минимуму нежелательные морщинки или изгибы на поверхности буртика 624. Ушная заглушка, имеющая такие геометрические элементы буртика, комфортна в ношении и сводит к минимуму нежелательное проникновение шума в ушной канал пользователя благодаря уменьшенному образованию морщин и изгибов поверхности буртика. В патентной заявке 14/282,252 «Push-To-Fit Earplug Having Geometric Flange Features)) описаны ушные заглушки, имеющие множество выступающих вовнутрь геометрических элементов, и данная заявка включена в настоящую заявку посредством ссылки.
Настоящее изобретение было описано выше на примере некоторых его воплощений. Приведенные выше подробное описание и примеры даны только для ясности понимания. Из него не следует делать необоснованных выводов о каких-либо ограничениях. Сведущим в данной области техники будет очевидно, что в описанные выше воплощения могут быть внесены многочисленные изменения без выхода за пределы объема настоящего изобретения. Поэтому следует считать, что объем настоящего изобретения ограничен не в точности конструкциями и их особенностями, приведенными в настоящем описании, а скорее конструкциями, изложенными в формуле изобретения, и эквивалентами таких конструкций. Все патентные публикации, цитируемые в настоящем описании, включены в него посредством ссылки целиком или в степени, в которой они не противоречат содержанию настоящей заявки.
Любые отличительные особенности или характеристики из описанных выше на примере любого из приведенных воплощений могут использоваться сами по себе или в комбинациях с другими отличительными особенностями или характеристиками, в любых других воплощениях, и порядок и комбинации, в которых они представлены, выбраны только для ясности понимания. Таким образом, настоящее изобретение предусматривает все возможные комбинации и варианты взаимного расположения различных элементов любого из воплощений, описанных в настоящем документе, и их компонентов, и любой компонент может комбинироваться или использоваться в совокупности с любым другим компонентом, в соответствии с потребностями конкретного приложения.
Примеры
Характеристики, функционирование и преимущества объектов настоящего изобретения будут более понятны из нижеследующего подробного описания не ограничивающих его примеров. Данные примеры приводятся, чтобы дополнительно проиллюстрировать различные предпочтительные воплощения настоящего изобретения и способы их испытаний. При этом, однако, подразумевается, что возможны многочисленные изменения и модификации настоящего изобретения без выхода за пределы его объема.
Метод 1: Измерение силы противодействия
Силой противодействия называется сила, развиваемая ушной заглушкой при ее сжатии и направленная в сторону, противоположную направлению ее сжатия, и она отражает силу, которую развивает ушная заглушка, когда она расположена в ушном канале пользователя. Значение силы противодействия может давать представление об относительном уровне комфорта ношения ушной заглушки.
Для измерения силы противодействия ушную заглушку, выдержанную в течение 48 часов в комнате, в которой поддерживались температура 73°F и относительная влажность 50%, помещали между параллельными ножками, имевшими сопрягающиеся прямые края шириной 0,8 дюйма, динамометра Chatillon DGGS (0,1 г - 250 г), установленного в лабораторный штатив. Параллельные ножки сдвигали на расстояние 0,375 дюйма, проверяемое калибровочной иглой диаметром 0,375 дюйма, при этом динамометр измерял силу, требующуюся для сжатия заглушки, и показание динамометра при этом составляло от 20 до 70 г. Собранную установку с динамометром помещали в камеру, в которой поддерживалась температура 96°F±1°F. Спустя 30 минут выдержки системы в камере с температурой 96°F±1°F, в течение 10 минут проводили измерения максимальной силы сжатия с интервалами 30 секунд, и полученные показания динамометра записывали. Среднюю величину для измеренных с 30-секундными интервалами показаний динамометра считали силой противодействия.
Метод 2: Тест на усталость под действием циклических нагрузок Передний конец ушной заглушки вклеивали в углубление держателя диаметром 9,5 мм и глубиной 25 мм с помощью цианакрилатного адгезива LOCTITE 403. Держатель устанавливали в прибор Instron модели 5967 для анализа свойств растяжения материалов (производства Instron, Норвуд, штат Массачусетс, США), и ориентированную вертикально ножку заглушки зажимали в пневматический зажим испытательного прибора. Испытательный прибор программировали на раздвижение держателя и пневматического зажима друг от друга до достижения силы натяжения, равной 2,5 фунта, и на последующий их возврат в исходное положение. Исходное положение выдерживалось в течение примерно 5 с, после чего держатель и зажим вновь раздвигали друг от друга до силы натяжения, равной 2,5 фунта. Данный цикл растяжения повторяли 200 раз или до наступления разрыва образца.
Примеры 1 и 2
Образцы в примерах 1 и 2, а также в сравнительном примере А включали сердцевину, изготовленную из материала PPC1TF2 Pantone 307 С от Washington Penn Plastic Co., Inc. (Франкфорт, штат Кентукки, США, № по каталогу 02271318112), а также шумопонижающую корпусную часть и наружный слой ножки, изготовленные из стирол-этилен-бутилен-стирольных смол от Kraton Polymers LLC (Хьюстон, штат Техас, США), с добавлением пенообразователя, в результате чего полученный вспененный материал имел структуру из сферических ячеек и твердость 32 по шкале Шора «А». Сердцевину покрывали материалом шумопонижающей корпусной части и наружного слоя ножки, после чего помещали в форму и нагревали для формирования шумопонижающей части. Ушная заглушка в примере 1 включала 8 полостей, имевших трапециевидную форму поперечного сечения и равномерно расположенных вокруг продольной оси (форма и конфигурация ушной заглушки показаны на фиг. 6b и 6с). Ушная заглушка в примере 2 имела форму и конфигурацию, показанные на фиг. 6b и 7, и включала набор из 6 полостей в целом прямоугольной формы поперечного сечения, равномерно разнесенных друг от друга вокруг продольной оси. Ушная заглушка в сравнительном примере А имела форму и конфигурацию, показанные на фиг. 6b и 8, но не включала набора полостей.
Размеры ушных заглушек в примерах 1 и 2, а также в сравнительном примере А, собраны в Таблице 1. Толщину (Tw) полостей измеряли в сечении плоскостью, проходящей через набор полостей, и расположенной на расстоянии (L4) от переднего конца.
2
2
Результаты измерений силы противодействия и испытаний на усталость под действием циклической нагрузки показаны в Таблице 2 ниже. Ушные заглушки в примерах 1 и 2, включавшие набор полостей с площадью (Ас) полостей, равной 12,3 мм и 6,7 мм соответственно, в сечении плоскостью, расположенной на расстоянии L5 от переднего конца, характеризовались силой противодействия, соответственно на 38% и 14% меньшей по сравнению с силой противодействия, измеренной в сравнительном примере А, и при этом успешно выдерживали испытание на усталость. Из этого можно заключить, что ушные заглушки в примерах 1 и 2, имевшие наборы полостей, характеризовались меньшей силой противодействия, вырабатываемой заглушкой, и соответственно можно ожидать, что они будут более удобны для пользователей, особенно при их ношении в течение длительного периода времени. Кроме того, объем полостей обеспечивал снижение силы противодействия, но при этом сохранялась достаточная износостойкость заглушки, а именно, заглушка успешно проходила испытание на усталость и не разрушалась в течение 200 циклов приложения нагрузки.