專利名稱：帶擋片的耳塞的制作方法
背景技術(shù)：
一種耳塞，其主要由彈性材料形成并且具有容納氣體(空氣)的開孔(pocket)，該開孔使得耳塞在插入耳朵期間能夠較容易地被壓縮并且在耳朵內(nèi)保持被壓縮狀態(tài)。這就使得更容易插入人的耳道內(nèi)并減小耳道壁上的壓力，從而增加舒適度。一種用于形成耳塞的方法，所述耳塞具有諸如帶凸緣的理想的模制外部形狀，并具有內(nèi)部開孔結(jié)構(gòu)，該內(nèi)部開孔結(jié)構(gòu)具有有價值的、增強(qiáng)的噪聲衰減特性。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供一種耳塞，該耳塞可以被構(gòu)造成具有模制外表面和內(nèi)部開孔，其中所述耳塞具有增強(qiáng)的噪聲阻擋或衰減特性并且還能夠以低成本構(gòu)造。耳塞主體形成有開孔和多個內(nèi)部肋片(fins)或擋片(baffles)，所述多個內(nèi)部擋片還分割所述開孔的光滑壁。所述擋片沿耳塞的軸線隔開。所述擋片各自阻擋開孔的沿耳塞軸線看去的橫截面的至少一半。可供選擇的擋片從開孔的相對側(cè)面突出并且部分地橫過所述開孔。當(dāng)耳塞在耳內(nèi)被壓縮時，擋片各自可以阻擋所述開孔的幾乎整個橫截面。
通過在模具中放置芯銷而形成所述耳塞，所述模具形成耳塞外表面，以便在模具和芯銷之間存在的空腔中形成耳塞。所述芯銷沿耳塞的軸線伸長，并且具有多個沿所述軸線隔開的槽口，在注塑期間模制材料填充所述槽口以形成所述擋片。芯銷的槽口沿所述軸線逐漸隔開并位于芯銷軸線的相對側(cè)面上，以讓擋片從開孔的交替的側(cè)面伸進(jìn)開孔中。申請人發(fā)現(xiàn)，由于注塑材料的彈性，具有形成擋片的槽口的芯銷可以在模制操作之后從耳塞的后部被拉出。然后，開孔的后部被部分地或完全地密封抵靠在其中的聲音的自由通道。
本發(fā)明的新穎特征在所附的權(quán)利要求中予以闡述。當(dāng)接合附圖閱讀下面的描述時，將會更好地理解本發(fā)明。


圖1是本發(fā)明的耳塞的側(cè)視圖，示出耳塞主體，并且示出用于阻擋進(jìn)入耳塞主體后端聲音的自由通道的裝置。
圖2是圖1的耳塞主體的剖視立體圖。
圖3是在圖2的線3-3上截取的剖視圖。
圖4是圖1的耳塞主體的前面部分的剖視圖。
圖5是在圖1的耳塞構(gòu)造中使用的芯銷的局部立體圖。
圖6是示出本發(fā)明的模制過程的剖視圖。
圖7是類似圖4的剖視圖，但是耳塞的前面部分壓縮地位于人的耳道內(nèi)。
圖8是耳塞的局部剖視圖，其中開孔的后部由保持一個繩索端部的套圈阻擋。
具體實施例方式
圖1示出了耳塞10，該耳塞具有帶桿部14的耳塞主體12。所述耳塞具有沿前面方向F和后面方向R延伸的軸線20。通過握著桿部并將其向前推進(jìn)人的耳道內(nèi)而將主體的前面部分22插入耳道內(nèi)。當(dāng)插入耳塞時，主體外部的凸緣24向后并沿徑向向內(nèi)偏斜，并且密封抵靠耳道壁。如圖2中所示，耳塞主體具有開孔30，該開孔在耳塞的外殼32內(nèi)形成。所述開孔允許外殼壁在耳塞插入人的耳道內(nèi)時被容易地沿徑向向內(nèi)(朝向軸線20)壓縮，以方便插入并給人提供較高的舒適度。所述開孔具有位于主體的前面部分內(nèi)的前面部分35，并且所述開孔具有形成通道或開孔后面部分36的后部。所述耳塞由實心(非泡沫)彈性材料模制而成。
外殼32具有基本為套筒形的部分或者套筒34，該套筒具有前端40、側(cè)壁42和后面部分44。所述外殼形成多個各自從套筒的內(nèi)側(cè)延伸并且至少部分地延伸橫過開孔的擋片50，在圖2中所示的耳塞中具有五個擋片51-55。所述擋片用于更加完全地阻擋聲音向前穿過耳塞。每個擋片均主要地垂直于軸線20突出并且至少部分地橫過開孔。在圖2的線3-3上截取的圖3示出擋片55從開孔30的一個橫向L側(cè)面74朝向橫向相對側(cè)面76延伸。
所述擋片具有結(jié)合部分70，在所述結(jié)合部分處，耳塞的擋片沿角度A與套筒34結(jié)合。所述結(jié)合部分在開孔側(cè)面74處具有中部72。擋片具有自由邊緣77，其與結(jié)合部分的中部72相對地布置。所述自由邊緣在開孔的位于擋片位置處的在縱向M上相對的側(cè)面部分60、62之間延伸橫過開孔的直徑D的大部分，并留出間隙79。開孔的前面部分具有大致為圓形的橫截面(帶錐度)，如圖3中可以看到的，并且擋片延伸橫過所述橫截面的一部分。圖3還示出擋片55形成聲音阻擋部分78，該聲音阻擋部分延伸橫過并且遮蓋開孔的正好朝向擋片的前方和后方的橫截面面積的至少一半(至少45％)，并且優(yōu)選遮蓋開孔的沿軸線20看去的橫截面面積的一半以上。所有擋片的阻擋部分阻擋平均至少一半的開孔橫截面。
圖4示出擋片51-55各自從其結(jié)合部分的中部，如72延伸至耳塞的至少軸線20，并且優(yōu)選超過所述軸線。另外，擋片與阻擋開孔橫截面的相對側(cè)面的相鄰擋片的阻擋部分交錯。這樣，擋片54阻擋開孔的從開孔側(cè)面76朝向相對的開孔側(cè)面74延伸的部分，而相鄰的擋片53和55各自阻擋開孔的從開孔的相對側(cè)面74延伸的部分。
圖7示出當(dāng)耳塞插入平均直徑(0.3英寸或8mm)的耳道E中并且通過可以由耳道舒適地施加的力而被壓縮。當(dāng)耳塞的前面部分被壓縮時，一些擋片的自由邊緣77可以接觸相對的壁，形成一個獨立的部分密封的腔室。任何穿過耳塞中央的聲能與一系列吸聲擋片相遇并且導(dǎo)致凈衰減量的改進(jìn)。同時，相互配合的擋片保持柔韌性，以便適應(yīng)復(fù)雜的耳道的尺寸、形狀和曲率，并且保持足夠的硬度，以便在沒有圓柱塌縮的情況下容易地插入。
所述擋片阻擋的聲音比具有相同尺寸、形狀和構(gòu)造但是在開孔中沒有擋片的耳塞阻擋的聲音多。開孔30充滿空氣，該空氣的密度小于擋片50的彈性材料的密度，因此向前進(jìn)入開孔的聲音遇到許多高密度彈性材料和開孔中空氣之間的接合部(interface)，并且一些聲音在這些接合部處被反射。所反射的聲音在到達(dá)耳塞的前端并進(jìn)入耳道之前進(jìn)一步穿過所述空氣和彈性材料，所吸收的聲音比直線穿過不帶擋片的開孔的聲音多。
所述耳塞通過使用圖5中在80處所示的構(gòu)造的芯銷而制造，所述芯銷具有將形成擋片的槽口81。在圖6中82處所示的模具中形成所述耳塞，所述模具具有模制空間83。芯銷的后端84被固定在適當(dāng)位置上，并且芯銷的其余部分被懸臂。所述芯銷和模具的壁在它們之間形成空腔86?？闪鲃拥膹椥圆牧辖?jīng)由模具中的直澆口和門90而流入模具中。這些適于達(dá)到耳塞的組合特性的彈性材料是硅橡膠和各種熱塑性彈性體，包括TPE、PVC、TPU和TPR。彈性材料是一種楊氏彈性模量不超過50,000磅/平方英寸(psi)的材料。最適合的材料是熱塑性彈性體，加熱熱塑性彈性體，以使得該材料可以流動，然后冷卻以便所述材料變成固態(tài)但仍然柔韌。
在已經(jīng)模制好耳塞主體并且耳塞主體材料凝固之后，打開模具，則耳塞可以展開。然后將芯銷從耳塞中向后拉出。申請人發(fā)現(xiàn)即使是小的桿部出入口，具有圖示形狀的芯銷仍然可以被拉出到耳塞之外，并且留下?lián)跗Y(jié)構(gòu)的開孔。
在模制好圖2中所示的耳塞之后，開孔的形成用于拔出芯銷的通道的后面部分36必須被部分地或全部地阻擋，以防止聲音的自由流動(足夠聲音的通道用于明顯降低耳塞的噪聲阻擋能力，例如至少1dB或者1/2dB)。當(dāng)圖1的耳塞被設(shè)計成不通過繩索與另一耳塞相系時，阻擋部分90設(shè)置用來阻擋開孔后面部分36的全部或者幾乎全部。可以設(shè)置一個孔92，該孔具有小的橫截面以允許空氣流出和流回，但這不是必須的。
可以在通道的后面部分中留出一個小孔或者銷孔，以便當(dāng)耳塞在耳道內(nèi)被壓縮時允許空氣流出，并且在移除耳塞時允許空氣返回到開孔中。上述銷孔優(yōu)選具有不超過0.5mm的直徑和不超過0.25平方毫米的橫截面面積，以便阻止足夠的聲音進(jìn)入開孔。但是，申請人發(fā)現(xiàn)，通道的后面部分可以被完全密封，而耳塞仍然可以容易地插入耳道內(nèi)，盡管銷孔有助于上述插入。
在圖1和2中圖示的耳塞中，申請人已經(jīng)制造并成功地進(jìn)行了試驗，耳塞的最大凸緣25具有11.8mm的直徑，通道后面部分36的大部分具有1.5mm的直徑。擋片沿軸向隔開(中心距中心)1.5mm(優(yōu)選1.0-2.0mm)。阻擋部分90通過熱打樁(heat staking)耳塞桿部而形成，用于防止聲音向前自由流入開孔中。開孔50具有約30mm3的容積，當(dāng)耳塞在插入耳道期間被壓縮時，該容積被減小。
申請人已經(jīng)構(gòu)造出15種具有稍微不同設(shè)計的芯銷，以便生產(chǎn)15種圖1-6中圖示的不同耳塞。申請人發(fā)現(xiàn)圖1-6的設(shè)計導(dǎo)致高的聲音阻擋，并且芯銷可以在模制之后容易地從耳塞中移除并且在芯銷的槽口之一處沒有斷開。根據(jù)內(nèi)部擋片的精確結(jié)構(gòu)，可以調(diào)整耳塞的低傳導(dǎo)和高頻率衰減效果。通過圖2-6的構(gòu)造可以實現(xiàn)一種非常均勻(flat)的衰減性能。以一定范圍的頻率，噪聲減少比同樣的具有相同形狀和尺寸但沒有擋片的開孔的耳塞提高2至5dB。
圖8示出耳塞108，該耳塞具有由位于套圈112中的繩索110形成的聲音阻擋部分，并且套圈位于開孔后面部分中并阻塞開孔后面部分的全部或大部分。所述繩索將兩個具有相同構(gòu)造的耳塞系在一起。所述繩索可以通過彎曲或者附著到套圈上而被結(jié)合，并且套圈通過附著到開孔后面部分的通道壁上而被結(jié)合。
擋片的數(shù)量、厚度、錐度、長度和定向角度均可以變化，以便在以特別是最喜歡的頻率提供最大的聲音阻塞時，確保佩戴耳塞的人的舒適度。盡管申請人優(yōu)選使用空氣填充開孔，但是可以給開孔填充非常軟的泡沫、過濾元件、凝膠或纖維緩沖層(matt)或其它適合的柔軟材料。還可以將耳塞模制成具有不帶擋片的開孔，然后將一個元件插入形成內(nèi)部擋片的開孔中。示出耳塞的外部形狀具有凸緣，但是可以采用其它外部形狀。
因此，本發(fā)明提供了一種具有開孔的耳塞，其可以以低成本構(gòu)造并且增強(qiáng)了聲音衰減。通過芯銷形成開孔，并且芯銷在通過注塑模制好耳塞留出開孔之后，從耳塞中移除。所述耳塞包括彈性材料的外殼，其包括環(huán)繞開孔的套管并且形成多個部分地延伸橫過開孔的擋片。所述擋片各自優(yōu)選地延伸橫過開孔直徑的至少約一半并且阻擋開孔的沿耳塞軸線看去的在擋片位置處的橫截面的平均至少一半。擋片與相鄰擋片交錯并從開孔的相對側(cè)面延伸進(jìn)開孔。開孔后面部分由一個阻擋裝置閉合，所述阻擋裝置或者完全密封開孔，或者留出銷孔以允許空氣從開孔流出和后來的空氣流入。
盡管這里已經(jīng)對本發(fā)明的具體實施例進(jìn)行了描述，但是應(yīng)該認(rèn)識到對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說可以容易地進(jìn)行修改和變化，因此，權(quán)利要求意圖解釋為覆蓋了這些修改和等效內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種耳塞，其具有彈性材料的主體(12)，所述主體具有沿前面方向和后面方向延伸的軸線(20)，并且所述主體具有主體前面部分(22)和主體后面部分(14)，所述主體前面部分具有成形用于插入人的耳道內(nèi)以便密封抵靠耳道壁的外表面，所述主體后面部分從所述主體前面部分向后延伸，其中所述主體具有開孔(30)，該開孔具有封閉所述開孔的前面和側(cè)面的開孔側(cè)壁(60，62，74，76)，所述開孔具有阻擋向前進(jìn)入所述開孔的聲音的自由通道的后端部(36)；所述主體具有開孔前面部分，該開孔前面部分具有多個軸向隔開的內(nèi)部擋片，所述擋片在耳塞沒有被壓縮時各自至少部分地延伸橫過所述開孔的橫截面面積，所述擋片除了穿過所述開孔側(cè)壁外沒有彼此連接。
2.如權(quán)利要求1所述的耳塞，其中所述開孔具有在橫向(L)上相對的側(cè)面(74，76)，并且所述擋片各自僅僅部分地延伸橫過所述開孔，其中每個擋片具有在所述開孔的縱向(M)上相對的側(cè)面部分(60，62)之間延伸的自由邊緣(77)，每個擋片在其自由邊緣和一個開孔側(cè)面(76)之間形成間隙(79)并且形成阻擋除了所述間隙處之外的開孔的聲音阻擋部分(78)；所述擋片包括沿所述軸線隔開的第一和第二擋片(51-55)，所述第一和第二擋片的阻擋部分位于所述軸線的相對側(cè)面上。
3.如權(quán)利要求1所述的耳塞，其中所述開孔前面部分(35)在垂直于所述軸線截取的截面上看去具有基本上圓形的橫截面，并且每個擋片都具有與所述開孔的壁隔開的自由邊緣(77)，所述自由邊緣離開與該自由邊緣相對的基本上圓形的開孔內(nèi)表面(76)。
4.如權(quán)利要求1所述的耳塞，其中每個所述擋片都從所述開孔壁的一個側(cè)面(74)朝向開孔的相對側(cè)面(76)在橫向(L)上延伸，并且每個所述擋片都具有自由邊緣(77)，所述自由邊緣在耳塞的前面部分沒有位于耳道內(nèi)時與開孔的一個在橫向上相對的側(cè)面(76)隔開；當(dāng)可以由人的耳道施加的力壓縮所述主體前面部分時，至少一個擋片的自由邊緣與開孔的一個在橫向上相對的側(cè)面(76)可釋放地接觸，并且當(dāng)從耳內(nèi)移除耳塞時，該擋片移動離開所述在橫向上相對的側(cè)面。
5.如權(quán)利要求1所述的耳塞，其中所述耳塞是具有由芯銷(80)中的槽口(81)形成的所述擋片(51-55)的一體模制部件，并且所述耳塞主體具有后端部分(44)，該后端部分向所述主體前面部分的后面延伸并且形成桿部(14)，所述開孔后端形成延伸到主體后端部分的開孔通道(36)，其中開孔通道的后端變形形成阻擋部分(90)，該阻擋部分阻擋進(jìn)入所述開孔的聲音的自由通道，由此使得模制耳塞主體中使用的芯銷能夠被移除。
6.如權(quán)利要求1所述的耳塞，其中所述擋片形成阻擋部分(78)，該阻擋部分阻擋所述開孔在擋片處橫截面的平均至少一半；所述擋片包括至少第一、第二和第三擋片，這些擋片從所述開孔前端逐漸遠(yuǎn)離地布置并且沿所述軸線間隔開，如沿所述軸線截取的一個假想視圖看到的，所述擋片與占據(jù)所述開孔基本相同面積的所述第一和第三擋片以及所述的主要占據(jù)所述第一和第三擋片沒有占據(jù)的面積的第二擋片交錯布置。
7.一種耳塞，其具有彈性材料的主體(12)，所述主體具有沿前面方向和后面方向延伸的軸線(20)，并且所述主體具有主體前面部分(22)，所述主體前面部分具有成形用于插入人的耳道內(nèi)以便密封抵靠耳道壁的外表面，其中所述主體具有開孔(30)，該開孔具有封閉所述開孔的前面和側(cè)面的壁(42)，所述開孔具有阻擋向前進(jìn)入所述開孔的聲音的自由通道的后端(36)，所述開孔具有前面部分(35)，該前面部分具有基本為圓柱形的內(nèi)壁，以便具有大致為圓形的橫截面，其中所述圓形橫截面均具有直徑D；所述主體前面部分具有多個各自在橫向上延伸橫過所述開孔的橫截面主要部分的內(nèi)部擋片(51-55)，每個擋片具有自由邊緣(77)，當(dāng)耳塞沒有被壓縮時，沿所述軸線看去，所述自由邊緣與前面開孔側(cè)壁(76)隔開，所述自由邊緣的長度是所述直徑D的至少一半。
8.如權(quán)利要求7所述的耳塞，其中所述擋片包括第一和第二擋片，這些擋片沿所述軸線間隔開并且除了穿過所述開孔側(cè)壁之外彼此不連接，所述擋片具有位于所述軸線相對側(cè)面上的阻擋部分(78)；所述主體和所述擋片彼此整體地模制，所述擋片的自由邊緣與所述開孔側(cè)壁隔開，因此具有在模具內(nèi)形成所述開孔內(nèi)表面并形成所述擋片的槽口(81)的單個芯銷(80)可以從耳塞內(nèi)移除。
9.如權(quán)利要求7所述的耳塞，其中當(dāng)耳塞前面部分沒有位于耳道內(nèi)時，所述擋片的自由邊緣(77)各自與開孔的一個橫向上相對的側(cè)面(76)隔開；所述自由邊緣不朝向所述開孔的相對側(cè)面偏斜，因此當(dāng)所述主體前面部分位于人的耳道內(nèi)時，至少一個擋片的自由邊緣與開孔的在橫向上相對的側(cè)面(76)可釋放地接觸，因此當(dāng)從耳內(nèi)移除耳塞時，該擋片自動地移動離開所述相對側(cè)面。
全文摘要
一種耳塞(10)，其具有用于插入人的耳道內(nèi)的主體部分(22)，所述主體具有開孔(30)，用于增加舒適度，并且所述主體被構(gòu)造成增強(qiáng)噪聲衰減。所述開孔允許主體前面部分容易壓縮以增加舒適度，并且所述開孔具有多個擋片(50)，比不具有擋片的開孔能更好地使聲音衰減。具有擋片的開孔通過一個芯銷(80)形成，所述芯銷位于注塑模具(82)中并形成所述開孔，所述芯銷具有多個形成所述擋片的槽口(81)。所述開孔包括形成寬通道的后面部分(36)，并且所述耳塞包括部分地或全部地阻塞所述后面開孔通道的阻擋部分(90)。
文檔編號A61F11/08GK101028218SQ200710084438
公開日2007年9月5日 申請日期2007年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月3日
發(fā)明者J·蒂曼斯, D·馬爾維, R·科爾特斯 申請人:霍華德萊特實業(yè)有限責(zé)任公司