CN101282700A - 具有整合柄的低衰减推入耳塞 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种耳塞及其形成方法，其中该耳塞包括：具有相对的顶侧和底侧的插入部分；连接到插入部分的底部并且从该底部向后伸展的柄部分；以及从插入部分的顶部伸展到柄部分的后部分，其中插入部分被配置为部分插入佩带者的耳道中，其中柄部分保持至少部分地从耳道伸展以供操控该耳塞使用，并且其中插入部分和柄部分由弹性可压缩材料整合形成。

Description

具有整合柄的低衰减推入耳塞

对相关申请的交叉引用

本申请涉及提交于2005年10月10日的美国临时申请第60/725,586号并且要求该临时申请的优先权，该临时申请的整体内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及听力保护装置，更具体而言，涉及一种提供降低的衰减的、具有整合柄的推入或最小滚压型耳塞。

背景技术

听力保护装置如耳塞容易用来提供声音衰减。耳塞包括设计成插入用户耳道中并佩戴于耳道中以防止声音进入的许多种装置中的任何装置。一般而言，存在两种类型的耳塞：推入耳塞和滚压耳塞。

推入型耳塞一般包括衰减部分和通常从衰减部分伸展或嵌入其中的刚性或半刚性部分。声音衰减部分通常具有软的可压缩材料；刚性或半刚性部分可以由具有所需足够刚度的任何材料如塑料或橡胶构成。

为了插入推入型耳塞，用户抓持刚性/半刚性部分(或与其接近的耳塞一端)，使耳塞处于接近耳道口的位置，并通过用刚性/半刚性部分推送来将声音衰减部分插入耳道中。声音衰减部分在进入耳道时按需压缩并通过摩擦配合保持于其中，从而堵塞耳道并提供声音衰减。这样的推入型耳塞可以例如分别在Falco和小Gardner的美国专利第4,867,149号和5,188,123号中找到，这两个美国专利通过引用整体合并于此。

已发现这些公知推入型耳塞有效地衰减声音并因此为佩带者提供足够的听力保护。例如，已表明这样的耳塞在被恰当地插入时提供常常大于25的单个数字等级(Single Number Rating)(下文称为“SNR”)。然而，有时期望相对较低水平的声音衰减。例如，低噪声环境中的耳塞佩带者可能期望约20或更低的SNR。这样的降低的SNR将为佩带者提供足够的衰减，同时允许某些声音如附近的谈话透入耳朵。推入耳塞可能提供过大的衰减从而不允许可听到这样的期望声音。而且，由于刚性或半刚性杆部分的存在，某些不舒适通常与此类型的推入耳塞相关联。此外，由于衰减部分和刚性或半刚性部分可能需要分离地形成然后附接在一起，所以推入耳塞的制造可能是复杂的和相对昂贵的。

滚压型耳塞包括与推入耳塞的衰减部分相似的衰减部分但是不包括刚性或半刚性部分。代之以通过将耳塞滚压至压缩状态以便于插入，该压缩状态的耳塞具有使耳塞能够进入到耳道中的减小的直径，耳塞在耳道中膨胀以堵塞耳道。典型滚压耳塞可以在Knauer的美国专利第6,105,715号中找到，该美国专利通过引用整体合并于此。

与推入型耳塞一样，滚压耳塞通过造成耳道内深处的堵塞由此阻塞声音经过的通道来衰减声音。然而，所需插入方法略微复杂，需要精密地滚压耳塞并且在耳道插入过程中操纵耳廓。参见提交于2003年12月17日的美国专利申请第10/740,180号，该美国专利申请通过引用整体合并于此。

插入滚压耳塞过程中的错误导致耳道内不恰当的配合，因此可能没有达到完全堵塞。例如，耳塞可能被恰当地滚压但是仅部分地插入耳道中。因此，与耳道壁接触的耳塞表面积减小，没有达到完全堵塞，且衰减降级。此外，可能在预插入滚压准备过程中误操控耳塞。例如，耳塞可能在插入之前被不恰当地滚压和/或压缩，使得在耳塞的表面上形成皱折。这些皱折充当声音通道并允许声音泄漏进入耳道，从而使堵塞降级并影响衰减。

这些滚压耳塞为佩带者提供一定程度的舒适，但是常常被认为难以恰当插入耳道中。另外，这样的滚压耳塞在被插入后通常提供高SNR(例如30或更高)。因此，这些滚压耳塞在期望降低的SNR的低噪声情形下可能不是有效的。

推入型或滚压型耳塞的部分插入可以提供比这样的耳塞在被完全和恰当地插入时提供的SNR小的SNR。然而，将非常难以以此方式达到一致的降低的SNR，因为部分插入一个耳塞相对于部分插入另一个耳塞的最轻微偏差将增大或减小由此提供的衰减。而且，无法使用户可以精确地知道被部分插入的传统推入或滚压耳塞所提供的保护。因此，在尝试这样的部分插入时，佩带者可能不经意地过大程度降低SNR，从而使内耳暴露于破坏性噪声。

因而，期望这样一种耳塞，该耳塞被简单和有效地插入、令佩带者感觉舒适、并且提供与传统推入和滚压耳塞相比一致相对较低的声音衰减。

发明内容

本发明提供了一种新颖的和非显而易见的听力保护装置，通过本发明，现有技术的上述问题和其它问题及不足得以克服或缓解。

本发明提供了一种耳塞，该耳塞包括：具有相对的顶侧和底侧的基本上半球形插入部分；连接到插入部分的底部并且从该底部向后伸展的柄部分；以及从插入部分的顶部伸展到柄部分的后部分，其中插入部分被配置为部分插入佩带者的耳道中，并且其中插入部分和柄部分由弹性可压缩材料整合形成。

在另一个实施例中，本发明提供了一种耳塞，该耳塞包括：前插入部分；从前插入部分的外围朝远离前插入部分的方向伸展的单个后凸缘；由前插入部分和单个后凸缘的相交部所界定的推入部分，其中前插入部分被配置为部分插入佩带者的耳道中，并且其中前插入部分和单个后凸缘由弹性可压缩材料整合形成。

本发明亦提供了一种制造耳塞的方法，该方法包括：形成具有大致圆柱形状的耳塞坯；并以相对于耳塞坯的纵轴的一角度切断耳塞坯以形成具有圆柱形插入部分和截圆柱形柄部分的至少一个耳塞。

本发明还提供了一种制造多个耳塞的方法，该方法包括：形成具有大致细长圆柱形状的耳塞坯；并交替地以相对于耳塞坯的纵轴的约45°和以相对于纵轴的约90°切断耳塞坯以形成多个耳塞，每个耳塞具有圆柱形插入部分和截圆柱形柄部分。

根据以下附图和详细描述，本领域技术人员将认识到并理解本发明的设备和方法的上述和其它特征及优点。

附图说明

现在参照附图，其中在各图中相似元件被相似地编号：

图1是本发明一个实施例中的耳塞的透视图；

图2是该耳塞的俯视图；

图3是该耳塞的侧视图；

图4是该耳塞的前视图；

图5是该耳塞的底视图；

图6是该耳塞的后视图；

图7是本发明另一个实施例中的耳塞的透视图；

图8是该耳塞的侧视图；

图9是用来制造图7中的耳塞的坯的透视图；

图10是本发明另一个实施例中的坯的纵剖图；以及

图11和图12示出了附着有绳的图1和图7中的耳塞。

具体实施方式

图1-6示出了本发明一个示例实施例中的耳塞10。该耳塞包括插入部分12和柄部分14。插入部分12的形状和尺寸被设置为便于耳塞10进入和保持于佩带者的耳道内。也就是说，插入部分12的形状大致为半球形且插入部分12的尺寸被设置为具有略微大于平均耳道的直径，使得插入部分12在插入耳道中时被略微压缩为摩擦配合于耳道内。插入部分12包括朝着柄部分14向后伸展的顶部分16。在图2中可最好地看出，插入部分12的顶部16延伸大约耳塞10纵向长度的一半。插入部分16还包括与顶部16相对设置的底部18。插入部分12的底部18朝着柄部分14向后伸展。事实上，插入部分的底部如附图中所示与柄部分14会合。

耳塞10的柄部分14从插入部分14的底部18伸展。柄部分14实质上是朝远离插入部分12的向后方向逐渐变细的翼状凸缘。应当指出，柄14一般仅从插入部分12的一侧伸展。也就是说，如上所述，柄14从插入部分12的底部18伸展，而插入部分12的顶部16终结于耳塞10的纵向长度的近似中点。此配置在柄14上方、耳塞10后方产生大的腔。在图1和图3中用标号20总体表示该腔。

耳塞10还包括设置于腔20中的后部分22。后部分22一般从插入部分12的顶部16伸展到柄14。在图1-3中最好地看出，后部分22基本上是半球形的并且从插入部分12向后略微突出。

耳塞10优选地由可压缩弹性缓慢恢复热塑泡沫材料构成。可以按本领域公知的模制工艺制造耳塞10。

在使用时，佩带者可以通过柄14抓持耳塞10并将插入部分放置于耳道入口。然后佩带者可以在腔20中、抵着后部分22、在后部分22与柄14会合处放置指尖。耳塞的此区域自然地接纳指尖。也就是说，在耳塞10的插入过程中，耳塞10的此部分的轮廓接纳指尖并趋向于保持指尖。在指尖如所述那样就位后，可以用指尖向耳塞10的后部分22施加压力。此压力使插入部分12轻松进入耳道中。插入部分12的形状和尺寸允许其部分插入耳道中。也就是说，插入部分12实质上覆盖耳道，其中插入部分12的一部分留在耳道中而一部分从耳道向后伸展。当耳塞10被恰当地插入时，柄部分14保持完全从耳道、邻近于耳廓伸展。因此，柄部分保持可由佩带者用来抓持耳塞10并在需要时通过向外轻轻拉耳塞来从耳道移去耳塞。

如上面提到的那样，当被恰当地插入时，耳塞10仅部分处于耳道内，从而用来覆盖耳道入口并提供期望的堵塞。此覆盖导致约SNR 15到SNR25的降低的衰减等级。更具体而言，耳塞10一般提供SNR 21的衰减等级。

另外，耳塞10易于插入。这是因为无需特定滚压过程。如上面讨论的那样，佩带者仅在耳塞10的后部分22放置指尖并将插入部分12按压入耳道中。此外，耳塞10为佩带者提供高度的舒适。这是因为耳塞10不包括推入耳塞中常见的刚性或半刚性插入。提供舒适亦因为耳塞10仅被部分插入耳道中，这有别于滚压耳塞在压缩状态下被完全插入、然后被允许在耳道中抵着耳道壁膨胀。在耳塞10的插入过程中提供舒适还因为耳塞10的后部分12被配置为响应佩带者指尖所施加的压力而略微弯屈。这样，可以最小化对耳朵的突然压力(即捅戳等)。代之以耳塞10非常轻松自然地进入耳道中。

至此已描述了通过简单的推入方法来插入耳塞10。然而，耳道直径小于平均耳道直径的佩带者可以选择略微滚压耳塞10以减小其直径，从而便于耳塞10插入耳道中。例如，耳塞10可以在拇指和食指之间轻轻滚动以略微压缩耳塞10。类似地，耳塞10可以在手掌之间或在一只手和平坦表面如桌之间滚动。任何这些简单技术都暂时减小耳塞10的、特别是插入部分12的横截面直径。在此滚压状态下，佩带者如上所述那样插入耳塞10。也就是说，插入部分12被放置于耳道入口，指尖被按压于耳塞的后部分22，使得插入部分12部分滑入耳道中。不久，插入部分12的可压缩弹性材料在耳道内恢复到其原始的、未经压缩的直径，从而将耳塞10轻轻稳固于耳道中。

应当指出，耳塞10的柄部分14与插入部分12整合形成。无需单独制造柄，也不必将插入部分12和柄部分14组装。插入部分12和柄部分14由同一材料、优选为泡沫热塑材料同时和整合地形成。

如提到的那样，耳塞10优选地由可压缩弹性缓慢恢复泡沫形成。具体而言，耳塞可以由热固材料或基于高聚物的聚氨酯(polyurethane)材料形成。具体而言，以商品名“EARform”销售的泡沫可以用于形成耳塞10。然而，耳塞10可以由具有耳道的插入和堵塞所需的可压缩弹性特性的任何材料形成。

仅通过举例在图1-6中示出耳塞10的形状和相对尺度。耳塞10及其各部分的尺度和/或形状可以按需更改。例如，柄部分14可以以直线式形状形成或者可以从插入部分12的顶部16而不是从底部分伸出，等等。

就此而言，图7-9示出了本发明另一个实施例中的耳塞100。耳塞100包括许多与耳塞10的特征和益处相同的特征和益处。耳塞10和100相一致的元件这里用一致的标号表示，为求简洁不再详细介绍或讨论。

耳塞100实质上包括截圆柱形状并且包括设置于耳塞100的相对端的插入部分12和柄部分14。插入部分12包括耳塞100的大致圆柱形部分，而柄部分包括耳塞100的被截部分。这里，插入部分12的顶部16朝着柄部分14向后伸展。如图中所示，插入部分12的底部18向后伸展并与柄部分14会合。耳塞100的后部分22从插入部分12的顶部16以一角度向下伸展至柄部分14。这里，后部分22实质上是界定耳塞100的截圆柱形状的平坦表面。

耳塞100由于其独特形状而包括邻近于后部分22的空间120。当将耳塞100插入耳道中时，此空间22能接纳佩带者的手指。也就是说，当佩带者操纵耳塞并将其定位于耳道中时，柄部分14充当柄。在耳塞100被大致定位于耳道口后，佩带者于是可以在空间20中、在后部分22放置指尖并在那里施压以将耳塞100的插入部分12推入耳道中。

类似于先前讨论的实施例，耳塞100被配置用于部分插入耳道内。也就是说，当被恰当地插入时，插入部分12的至少一部分处于耳道内，且柄部分14的至少一部分从耳道伸展。这样，提供了约SNR 15到SNR 15、优选为约SNR 21的降低的衰减。而且，当这样插入耳塞100时，柄部分14的至少一部分保持从耳道伸展，并因此可用作可以由佩带者用以抓持、操纵耳塞100和/或从耳道移去耳塞100的柄。

耳塞100可以如上面关于耳塞100讨论的那样来设置尺寸以便略微大于耳道的横截面面积从而允许推入摩擦配合和/或略微滚压插入配合。耳塞100亦可以按与上面关于耳塞10讨论的可压缩弹性缓慢恢复材料相同的材料的模制工艺形成。当然，耳塞100的大致形状可以通过这样的模制工艺按需变化。例如，耳塞100的插入端12可以如耳塞10中所见那样模制成略微圆化，或者它可以制成圆锥形，等等。

在一种可替选制造方法中，耳塞100可以如图9中所示由坯150形成。坯150包括诸如通过引用整体合并于此的、授权日为1977年12月6日的小Gardner的美国重颁专利第29,487号中公开的那样的任何期望可压缩弹性材料的圆柱。耳塞坯150可以通过包括但不限于铸造和冲切工艺、模制工艺、挤压工艺等的任何常规方法形成。该圆柱包括与耳塞100的横截面面积相同的横截面面积并且还包括优选为耳塞100纵向长度的倍数的纵向长度L。这里，“纵向长度”意指沿着相应耳塞坯150和耳塞100的纵轴测得的长度。如图8中所示，耳塞100的纵轴用线条B-B表示。在图9-10中，耳塞坯150的纵轴用线A-A表示。在图9的本示例实施例中，耳塞坯150的纵向长度L是耳塞100的纵向长度的两倍。也就是说，如图8中所示，耳塞100包括纵向长度1/2L。以一角度沿着图9的线条X切断坯150。线条X优选地以相对于坯150纵轴的45°角伸展。坯150可以通过包括但不限于机械切割、激光切割、水喷射切割等的任何足够切割技术来切断。沿着线条X切断坯150产生两个耳塞100。

当然，坯150可以包括更长纵向长度，使得对其进行额外切割产生额外耳塞100。例如，如图10中所示，坯150可以包括等于2L的纵向长度。这样的坯可以如图中所示沿着两个线条X和沿着线条Y切割以产生四个耳塞100。线条Y大致垂直于纵轴A-A。沿着线条Y切断坯150界定了两个相应相邻耳塞100的圆柱形插入部分12。沿着线条X切断坯150界定了相应相邻耳塞100的柄部分14。当然，坯150可以包括4L、10L、20L等长度，并因此产生对应的额外耳塞100。实质上，耳塞坯150可以具有连续长度，由此，于是按需切断坯150以产生多个耳塞100。这在通过挤压形成坯150的实施例中是尤其相关的，但是当然亦对于其它制造方法适用。因而，此制造方法提供了一种用于形成多个耳塞100的低成本简单工艺。

耳塞10和100还可以按需包括表面处理。例如，耳塞10和100可以包括期望的文本、符号、着色、表面纹理、表面轮廓、表面涂层等。

耳塞10和100还可以包括附着到它们的绳。也就是说，在本发明另一个实施例中，一对耳塞10或一对耳塞100可以通过绳彼此连接。绳在各单独耳塞10和100的相应柄部分14或后部分22、以不干扰柄部分14的操控功能也不干扰后部分22的推入插入功能的方式附接到这些耳塞10和100，上文中讨论了所述功能。这样的绳可以通过包括但不限于粘合剂接合、机械接合等的任何适当手段附着到耳塞10、100。绳本身在性质上可以是弹性的或非弹性的，并且可以类似于通过引用整体合并于此的任何如下专利中描述的绳：Grozil的美国专利第5,074,375号、Jordan-Ross的美国专利第4,916,758号、Westerdal的美国专利第4,314,553号、Powers等人的美国专利第4,253,452号、小Draper的美国专利第4,219,018号、Wacker的美国专利第4,193,396号和Bivins的美国专利第3,871,372号。通常，绳是固定到耳塞10、100并且在耳塞10、100之间伸展的相对长的、连续的和挠性的材料。绳具有大致在21英寸到27英寸之间的足够长度以从佩带者的一只耳朵伸展到另一只耳朵，同时还提供足够的松弛以将绳稳固到佩带者衣物的某个方便部分例如衣领或者在不使用时悬绕佩带者脖颈。用于这样的绳的适当材料在性质上是常规的，包括自然材料和合成材料，例如棉、毛、塑料如聚氯乙烯，并且可以采取连续实心股或编织的/扭绞的多股构造的形式。

图11是耳塞10的示例透视图，耳塞10包括附着于耳塞10的后部分22的绳160。图12是耳塞100的透视图，耳塞100的绳162附着到耳塞100的后部分22。绳160、162如上面刚描述的那样组成和附着。绳160和162中的每一个远离耳塞10和100而伸展并且附着到第二相应耳塞10和100(未示出)，以由此形成带有绳的成对耳塞10和带有绳的成对耳塞100。举例来说，绳160、162被示出为固定于相应耳塞10、100的后部分22。当然，绳160、162可以在任何期望位置附接到耳塞10、100。例如，绳160可以附着到耳塞10的柄部分14。具体而言，绳160可以附着于柄部分14的与插入部分相对的最后端。附着到相应耳塞10和100的绳160和162的端可以按需仅接触耳塞外表面或者可以伸展到耳塞内部中。

因此，如这里所述，本发明提供了一种产生降低的声音衰减并且易于操控、易于插入耳道中且佩戴舒适的耳塞。

对于本领域技术人员而言明显的是，尽管已示出和描述了示例实施例，但是可以在不脱离本发明的精神或范围情况下对这里公开的本发明设备和方法作出各种修改和变化。因而，应理解，各种实施例是通过例示而非通过限制来描述的。

Claims (24)

1.一种耳塞，包括：

具有相对的顶侧和底侧的基本上半球形插入部分；

连接到所述插入部分的底部并且从所述底部向后伸展的柄部分；以及

从所述插入部分的顶部伸展到所述柄部分的后部分；

其中所述插入部分被配置为部分插入佩带者的耳道中；并且

其中所述插入部分和所述柄部分由弹性可压缩材料整合形成。

2.根据权利要求1所述的耳塞，其中所述弹性可压缩材料是泡沫热固材料。

3.根据权利要求1所述的耳塞，其中所述后部分以及所述后部分与所述柄部分的相交部被配置为接纳和保持所述佩带者的指尖以便于所述插入部分被部分插入所述耳道中。

4.根据权利要求1所述的耳塞，其中所述后部分以与所述柄部分的伸展方向基本上垂直的方向从所述插入部分的顶部伸展到所述柄部分。

5.根据权利要求1所述的耳塞，其中所述柄部分包括远离所述插入部分的底部而自由伸展的单个凸缘。

6.根据权利要求1所述的耳塞，其中所述耳塞提供约SNR 15到SNR25的相对降低的衰减等级。

7.根据权利要求1所述的耳塞，其中所述耳塞提供约SNR 21的相对降低的衰减等级。

8.一种耳塞，包括：

前插入部分；

从所述前插入部分的外围朝远离所述前插入部分的方向伸展的单个后凸缘；

由所述前插入部分和所述单个后凸缘的相交部所界定的推入部分；

其中所述前插入部分被配置为部分插入佩带者的耳道中；并且

其中所述前插入部分和所述单个后凸缘由弹性可压缩材料整合形成。

9.根据权利要求8所述的耳塞，其中所述前插入部分基本上是半球形的，并且其中所述单个后凸缘从所述前插入部分、在所述外围的底侧伸出。

10.根据权利要求8所述的耳塞，其中所述推入部分被配置为接纳和保持所述佩带者的指尖以便于所述插入部分被部分插入所述耳道中。

11.根据权利要求8所述的耳塞，其中所述弹性可压缩材料是泡沫热固材料。

12.根据权利要求8所述的耳塞，其中所述耳塞提供约SNR 15到SNR25的相对降低的衰减等级。

13.根据权利要求8所述的耳塞，其中所述耳塞提供约SNR 21的相对降低的衰减等级。

14.根据权利要求8所述的耳塞，其中所述前插入部分包括圆柱，并且其中所述单个后凸缘和所述推入部分形成截圆柱。

15.根据权利要求14所述的耳塞，其中所述截圆柱以相对于所述耳塞的纵轴的约45°来被截。

16.根据权利要求14所述的耳塞，其中所述插入部分包括具有平坦圆形表面的前端。

17.根据权利要求14所述的耳塞，其中所述插入部分包括具有半球形表面的前端。

18.根据权利要求8所述的耳塞，其中所述推入部分包括以相对于所述耳塞的纵轴的约45°角来设置的平坦表面。

19.根据权利要求8所述的耳塞，还包括一端附着到所述单个后凸缘或附着到所述推入部分的绳。

20.一种制造耳塞的方法，包括：

形成具有大致圆柱形状的耳塞坯；并且

以相对于所述耳塞坯的纵轴的一角度切断所述耳塞坯以形成具有圆柱形插入部分和截圆柱形柄部分的至少一个耳塞。

21.根据权利要求20所述的方法，其中所述耳塞坯具有约两倍于所述耳塞的纵向长度的长度，并且其中以相对于所述纵轴的约45°角切断所述耳塞坯以形成两个所述耳塞，每个耳塞包括所述圆柱形插入部分和所述截圆柱形柄部分。

22.根据权利要求20所述的方法，其中所述耳塞坯具有比所述耳塞的纵向长度的约两倍更大的长度，所述方法还包括以近似垂直于所述纵轴的角度再次切断所述耳塞坯并且以约45°角再次切断所述耳塞坯以形成多个所述耳塞，每个所述耳塞包括所述圆柱形插入部分和所述截圆柱形柄部分。

23.根据权利要求20所述的方法，还包括将绳的一端附着到所述截圆柱形柄部分。

24.一种制造多个耳塞的方法，包括：

形成具有大致细长圆柱形状的耳塞坯；并且

交替地以相对于所述耳塞坯的纵轴的约45°和以相对于所述纵轴的约90°切断所述耳塞坯以形成所述多个耳塞，每个所述耳塞具有圆柱形插入部分和截圆柱形柄部分。

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