ES2301469T3 - Filtro de amortiguacion acustica para un protector de oido. - Google Patents
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Abstract
Un filtro (6) de amortiguación acústica para un protector (1) de oído situable en el conducto auditivo de una persona, que comprende un canal (7) de amortiguación acústica con un paso que se extiende desde una abertura (8) de entrada de sonido hasta una abertura (9) de salida de sonido, estando cerrado el paso de dicho canal (7) de amortiguación acústica por medio de una membrana (10) permeable al aire, estando fabricada la membrana de un material sustancialmente hermético al aire, en cuya membrana (10) está prevista al menos una perforación (11) que se extiende sustancialmente de manera transversal a la superficie de la membrana, de tal manera que es posible el transporte de aire a través del filtro (6), que se caracteriza porque la membrana (10) es elástica y está fabricada de una lámina de material flexible.
Description
Filtro de amortiguación acústica para un
protector de oído.
Este invento se refiere a un filtro de
amortiguación acústica para un protector de oído situable en el
conducto auditivo de una persona, que comprende un canal de
amortiguación acústica con un paso que se extiende desde una
abertura de entrada de sonido hasta una abertura de salida de
sonido.
Dicho filtro es conocido en la práctica y es
utilizado en un alojamiento situable en el conducto auditivo de una
persona para amortiguar la intensidad del sonido a ser proporcionado
al tímpano de la persona. Variando la sección transversal y la
longitud del canal de amortiguación acústica, puede influirse en el
nivel de amortiguación, y un filtro de amortiguación acústica puede
ser fabricado de manera que se ajuste a una aplicación
particular.
Una desventaja del filtro conocido es que la
acción de amortiguación del canal de amortiguación es siempre mayor
para las frecuencias de sonido más altas que para frecuencias más
bajas. Consecuentemente, el filtro conocido tiene una
característica de amortiguación que asciende, por ejemplo, de 20 dB
a 125 Hz hasta 40 dB a 8.000 Hz. Una persona que lleve protecciones
auditivas en sus oídos que estén sintonizadas para amortiguar el
ruido de una máquina de una frecuencia de unos 50 - 500 Hz percibirá
el sonido de una frecuencia más alta, por ejemplo, las frecuencias
de conversación más altas entre 1 kHz y 3 kHz, sólo con una
intensidad relativamente débil. Esto no sólo crea la sensación en
una persona de estar aislada del medio ambiente, sino que también
pueden presentarse situaciones peligrosas en las que la persona
perciba indebidamente amortiguadas las frecuencias más elevadas,
por ejemplo, señales de advertencia.
Se conocen también filtros para protectores de
oído en los que el paso del canal de amortiguación está cerrado por
medio de una membrana, de tal manera que cuando estén puestos, se
bloquee una cantidad de aire entre la membrana y el tímpano de la
persona. Aunque un protector de oído con dicho filtro permite un
nivel de amortiguación que permanece sustancialmente igual a lo
largo del intervalo de audiofrecuencias, existen también desventajas
asociadas con este tipo de protector de oído. En particular, el
volumen del aire bloqueado tiene como consecuencia que un usuario,
debido a la conducción de los huesos de alrededor del oído, tenga
una percepción mayor de los sonidos hechos al tragar y al masticar,
debido al llamado efecto de oclusión. Además, el cierre puede hacer
que aumente la transpiración en el conducto auditivo.
El objetivo del invento es proporcionar un
filtro de amortiguación acústica del tipo mencionado en el primer
párrafo del documento presente que no posea las desventajas
mencionadas anteriormente. Con esa finalidad, un filtro de
amortiguación acústica de acuerdo con el invento comprende un canal
de amortiguación acústica, cuyo paso está cerrado por medio de una
membrana similar a una lámina, permeable al aire, tal que sea
posible el transporte de aire a través del filtro. De esta manera
se consigue que un filtro pueda ser realizado teniendo una
característica de amortiguación más plana, mientras que por medio
del transporte de aire pueda evitarse la aparición del efecto de
oclusión y transpiración.
Se puede elegir entonces el canal de
amortiguación de manera que tenga un diámetro tan grande y/o una
longitud tan corta que el aumento de amortiguación de las altas
frecuencias sea relativamente pequeño, mientras que la membrana se
ocupa de una amortiguación suficiente de las bajas frecuencias.
Ajustando la geometría del canal de
amortiguación, se puede ajustar la amortiguación de las altas
frecuencias, sin que la amortiguación de las bajas frecuencias sea
por ello materialmente afectada. Ajustando la geometría de la
membrana y la permeabilidad al aire de la membrana puede
establecerse la amortiguación de las bajas frecuencias sin que la
amortiguación de las altas frecuencias sea por ello materialmente
afectada.
Aunque la permeabilidad al aire de la membrana
puede ser conseguida ya mediante el uso de un material poroso
permeable al aire que esté provisto de microporos, en la fabricación
de la membrana con material sustancialmente hermético al aire de
acuerdo con el invento presente se proporciona a ésta al menos una
perforación. Aumentando el número de perforaciones y/o el diámetro
de las mismas, puede ser reducida la amortiguación de las bajas
frecuencias mediante la membrana. Proporcionando perforaciones
sustancialmente de igual diámetro, la amortiguación de tonos bajos
puede ser influida sencilla y reproduciblemente en pasos sucesivos.
Lo que se consigue eligiendo el diámetro de las perforaciones para
que sean sustancialmente iguales al espesor de la membrana, es que
en la práctica la amortiguación de tonos bajos pueda ser ajustada
de una manera sencilla. Lo que se consigue mediante el uso de una
membrana flexible es que, en particular para frecuencias más altas,
se consiga una amortiguación menor.
Es de destacar que la publicación de la patente
FR 2 676 642 describe un protector de oído que tiene un paso en el
que está dispuesto un disco rígido.
Es de destacar además que cuando en este
contexto se hace referencia a las bajas frecuencias, se entiende
que incluyen en cualquier caso frecuencias inferiores a 1.000 Hz,
mientras que se entiende que las frecuencias más altas comprenden
frecuencias superiores a 1.000 Hz al menos.
Es de destacar adicionalmente, que en este
contexto se entiende que una membrana en forma de lámina significa
al menos una membrana con una estructura no tejida.
Se describen realizaciones ventajosas
adicionales del invento en las reivindicaciones dependientes.
Se describirá ahora el invento de acuerdo con
una realización ejemplar representada en un dibujo. En el
dibujo:
la Figura 1 muestra una vista en alzado lateral
en sección de un protector de oído con un filtro de amortiguación
acústica de acuerdo con el invento;
la Figura 2 muestra una vista en planta desde
arriba del filtro de amortiguación acústica de la Figura 1, tomada
a lo largo de la línea II-II; y
la Figura 3 muestra un gráfico en el que la
amortiguación está presentada en función de la frecuencia.
Es de destacar que las Figuras son solamente
representaciones esquemáticas de realizaciones preferidas del
invento. En las Figuras, las partes iguales o similares han sido
indicadas por los mismos números de referencia.
La Figura 1 muestra un protector 1 de oído que
tiene un alojamiento 2 situable en el conducto auditivo de una
persona. Dicho alojamiento 2, que cierra sustancialmente el conducto
auditivo, es generalmente conocido y es designado generalmente con
el nombre de otoplast por personas expertas en la técnica. El
alojamiento 2 comprende un canal 3 que se extiende desde un lado 4
del alojamiento 2 que en uso está situado en el lado del pabellón
auditivo de la oreja, hasta el lado 5 del conducto auditivo, que en
uso está situado en el lado del tímpano del oído. Aplicado en el
canal 3 hay filtro 6 de amortiguación acústica que está representado
en la Figura 2 mediante una vista en planta desde arriba. El filtro
6 de amortiguación acústica comprende un canal 7 de amortiguación
acústica con un paso que se extiende desde una abertura 8 de entrada
de sonido hasta una abertura 9 de salida de sonido.
El paso del canal 7 de amortiguación acústica
está cerrado por medio de una membrana 10 con forma de lámina,
permeable al aire. La membrana 10 tiene un espesor de unos 30 \mum
en una dirección transversal a la superficie, y está fabricada con
un material plástico, flexible, similar a una lámina,
sustancialmente hermético al aire. El material es elástico. Un
material adecuado es, por ejemplo, LSR u otro material de silicona.
El espesor de la membrana es de preferencia menor que 0,1 mm y se
encuentra ventajosamente dentro de un margen de unos 10 \mum
hasta unos 50 \mum. En la membrana 10 hay practicadas un número de
perforaciones 11 que se extienden sustancialmente en la dirección
transversal de la superficie de la membrana, preferentemente
perforaciones de un diámetro de unos 0,1 mm. Para mayor claridad,
en la Figura 2 las perforaciones están representadas a una escala
agrandada.
La membrana 10 puede ser aplicada al filtro 6 de
amortiguación acústica, por ejemplo, construyendo el canal 7 de
amortiguación acústica en dos partes y pegando la membrana entre
ellas. Será evidente para personas expertas en la técnica que
existen otras muchas posibilidades de aplicar la membrana en el
canal de amortiguación acústica. La membrana 10 puede ser aplicada
tanto de manera tensa como floja en el canal 7 de amortiguación.
La extensión de la amortiguación de las ondas de
sonido de una frecuencia baja puede ser influida variando el
diámetro y el número de perforaciones 11, reduciéndose la
amortiguación con un número mayor de perforaciones y/o un mayor
diámetro de las perforaciones. Además, la extensión de la
amortiguación puede ser influida ajustando la rigidez de la
membrana, aumentándose la amortiguación con una membrana más rígida.
La amortiguación de las ondas de sonido de una frecuencia alta
puede ser influida, entre otras maneras, ajustando, entre otros, la
longitud y el diámetro del canal 7 de amortiguación acústica, el
espesor de la membrana 10 y opcionalmente la geometría del canal
3.
Con referencia a la Figura 3, la línea de trazos
que hay en ella representa la característica de amortiguación del
alojamiento 2 sin que el filtro 6 esté en el canal 3. La
característica de amortiguación depende entre otras cosas de la
forma del conducto auditivo del usuario y de la geometría del canal
3 seleccionada.
En la Figura 3, la línea designada por un número
de referencia I refleja la amortiguación en función de la
frecuencia para un filtro que tenga una membrana de un diámetro de 4
mm y un espesor de 30 \mum. Proporcionando una perforación 11
única a la membrana, que tenga un diámetro de 0,1 mm, se consigue la
característica de amortiguación designada por el número II de
referencia. Variando el número de perforaciones 11 de la membrana
10, la característica de baja frecuencia puede ser influida como se
representa en la Figura. Los gráficos designados respectivamente
por los números de referencia III, IV, V, VI, VII, VIII y IX
muestran respectivamente el comportamiento de cuatro, ocho,
dieciséis, veinticuatro, treinta y dos, cuarenta y sesenta y cuatro
perforaciones 11 del mismo diámetro.
De esta manera, empezando por la característica
de amortiguación demasiado pronunciada de la membrana cerrada como
se indica por el número de referencia I, el comportamiento de la
amortiguación para frecuencias bajas puede ser ajustado practicando
perforaciones 11 en la membrana 10. Ventajosamente, por ejemplo,
pueden practicarse cuatro perforaciones, teniendo cada una un
diámetro de unos 0,1 mm, para obtener en el margen de frecuencias
de hasta unos 1.000 Hz una característica de amortiguación
sustancialmente plana o una característica de amortiguación que se
ajuste de alguna manera a las condiciones de uso. Como se muestra en
la Figura 3, la amortiguación disminuye con la permeabilidad
creciente de la superficie de la membrana. De preferencia, por
tanto, como máximo el 5% de la superficie de la membrana debe ser
permeable al aire.
Mediante el ajuste de la posición de la membrana
en el canal 7 de amortiguación acústica o en el canal 3, combinado
opcionalmente con el ajuste de la geometría del canal 3, es posible
también conseguir para la parte más alta del margen de frecuencia
una característica de amortiguación sustancialmente plana o, si se
desea, una característica de amortiguación de una configuración
diferente. Dichos ajustes de la geometría para influir en el
comportamiento de amortiguación a frecuencias más altas son
conocidos per se.
Ventajosamente, por ejemplo, puede fabricarse un
canal 3 que tenga una característica de amortiguación
sustancialmente plana para frecuencias más altas. Consecuentemente,
la característica de amortiguación para frecuencias más bajas puede
ser ajustada proporcionando a la membrana 10, por ejemplo, por medio
de tratamiento de láser, perforaciones 11 hasta que se haya
conseguido la característica de amortiguación deseada para
frecuencias más bajas. Lo que puede conseguirse proporcionando
perforaciones 11 de diámetro sustancialmente igual, es que el
ajuste de la característica de amortiguación para frecuencias bajas
pueda ser conseguida no sólo de manera reproducible, sino también
de manera relativamente sencilla. Es de destacar que es también
posible practicar perforaciones 11 en la membrana 10 antes de
colocarla en el canal 7 del filtro 6 ó en el canal 3 del
alojamiento 2. Para reducir el tiempo requerido para la fabricación,
las perforaciones 11 pueden opcionalmente ser practicadas
simultáneamente.
El invento no está limitado a las realizaciones
preferidas descritas aquí, sino que pueden ser realizadas también
de otras maneras dentro del ámbito de las reivindicaciones que se
adjuntan.
Así, la membrana puede ser aplicada también
directamente al canal 3. En tal caso, el canal amortiguador de
sonido 7 y el canal 3 coinciden. También, el filtro amortiguador de
sonido puede ser usado en combinación con un tapón para oído
confeccionado, esto es, un protector de oído que no esté adaptado al
conducto auditivo de una persona específica. Además, es posible que
estén presentes más canales 7 de amortiguación acústica, que puedan
o no puedan estar provistos de una membrana 10. Adicionalmente, la
abertura 8 de entrada de sonido y/o la abertura 9 de salida de
sonido del filtro 6 de amortiguación acústica pueden tener el mismo
diámetro que el canal 7 de amortiguación acústica, y el canal 7 de
amortiguación acústica puede incluir uno o más codos y/o tener un
paso que varíe en tamaño y/o forma. También pueden aplicarse dos o
más membranas 10 al canal de amortiguación 7, y la membrana puede
estar provista de nervaduras de refuerzo o hendiduras debilitadoras.
Además, la posición de la membrana puede variar en la dirección
longitudinal del canal de amortiguación.
Es de destacar, además, que aumentando el
diámetro de una perforación, la amortiguación decrece más
pronunciadamente que de manera lineal. Aunque es posible, para
conseguir una amortiguación deseada, practicar una perforación de
un diámetro relativamente grande, puede ser preferible, desde el
punto de vista de la técnica de fabricación, proporcionar un número
mayor de perforaciones más pequeñas.
Es de destacar también que el diámetro de la
perforación o perforaciones es de preferencia sustancialmente igual
al espesor de la membrana. En particular, el diámetro de la
perforación o perforaciones es preferentemente de unos 0,5 a 2 x el
espesor de la membrana, más preferentemente, el diámetro de la
perforación o perforaciones es de 0,8 a 1,2 x el espesor de la
membrana.
Tales variaciones serán evidentes para personas
expertas en la técnica y se entiende que se encuentran totalmente
dentro del ámbito de las reivindicaciones que se adjuntan.
Claims (7)
1. Un filtro (6) de amortiguación acústica para
un protector (1) de oído situable en el conducto auditivo de una
persona, que comprende un canal (7) de amortiguación acústica con un
paso que se extiende desde una abertura (8) de entrada de sonido
hasta una abertura (9) de salida de sonido, estando cerrado el paso
de dicho canal (7) de amortiguación acústica por medio de una
membrana (10) permeable al aire, estando fabricada la membrana de
un material sustancialmente hermético al aire, en cuya membrana (10)
está prevista al menos una perforación (11) que se extiende
sustancialmente de manera transversal a la superficie de la
membrana, de tal manera que es posible el transporte de aire a
través del filtro (6),
que se caracteriza porque la membrana
(10) es elástica y está fabricada de una lámina de material
flexible.
2. Un filtro (6) de amortiguación acústica de
acuerdo con la reivindicación 1, en el que el diámetro de la
perforación (11) es sustancialmente igual al espesor de la membrana
(10).
3. Un filtro (6) de amortiguación acústica de
acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que están dispuestas al
menos dos perforaciones (11) en la membrana (10), y en el que el
diámetro de cada una de las perforaciones (11) es al menos
sustancialmente el mismo.
4. Un filtro (6) de amortiguación acústica de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 - 3, en el que la
membrana (10) está fabricada de material elástico, en particular
material de silicona.
5. Un filtro (6) de amortiguación acústica de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el
que al menos el 5% de la superficie de la membrana es permeable al
aire.
6. Un filtro (6) de amortiguación acústica de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el
que el espesor de la membrana (10) es menor de unos 0,1 mm.
7. Un protector (1) de oído que comprende un
alojamiento (2) situable en el conducto auditivo de una persona,
comprendiendo dicho alojamiento un filtro (6) de amortiguación
acústica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones
precedentes.
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