JP2000510024A

JP2000510024A - イヤーマフラ

Info

Publication number: JP2000510024A
Application number: JP10520695A
Authority: JP
Inventors: ジョセフ・ジェイ・ツウィスロキ
Original assignee: シラキューズユニバーシティ
Priority date: 1996-10-29
Filing date: 1997-10-28
Publication date: 2000-08-08
Also published as: EP0933007A1; PL333108A1; CA2270078A1; US5824967A; WO1998019498A1

Abstract

(57)【要約】人の耳道の入口に対して、耳道において環境雑音のレベルを低減するよう結合するのに適したイヤーマフラ装置。該装置は、耳道を環境雑音から隔離するのに十分な、適切な寸法のもので、可聴音響周波数の広範囲にわたって耳道の入口における音響インピーダンスを実質的に減少させるように、少なくともほぼ1.15cm²の内部断面領域を有するマフラチューブを備えるものである。耳道への取付けのための接続チューブは、該イヤーマフラチューブに結合されている。接続チューブを耳道に対して密閉するのに適した弾力性のある密閉手段は、接続チューブの開放端に取り付けられている。該装置はさらに、耳にこれを固定するための手段を備える。周囲の空気から隔離された音源は、マフラチューブの一端の近くに取り付けることができる。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の名称］イヤーマフラ［発明の背景］本発明は、耳をダメージから保護し、望ましくない雑音の疲労効果を減少させ、かつイヤホン及び関連装置による伝達を改善するための、耳道内の環境雑音の低減に関するものである。詳しく言うと、本発明は、各耳に適した直径の、“マフラチューブ(消音チューブ)”と呼ばれるチューブを備えたセミインサート（半挿入）タイプの耳防御器に向けられるもので、上記チューブは、耳道と空気でつながり、適切な密閉装置の助けを借りて耳道に対して音響的にしっかりと結合されている。イヤーマフラがイヤホン又は他の音を出す装置と組合せて使用される場合、会話等の有用な信号に対する望ましくない環境雑音のマスク効果を低減し、このようにして聴覚の伝達を改善する。耳を過度の雑音から保護する又は防御する従来の装置は、３つのクラスに分けられる：すなわち耳栓、イヤーマフ、及びセミインサートである。耳栓は耳道の中に挿入され、イヤーマフは外耳全体を覆い、ヘッドバンド等の適切な支持手段によって適所に保持され、セミインサートはイヤーマフに用いられるのと同様の手段によって耳道の入口に対して保持される。各クラスの装置は、利点及び欠点を有する。耳栓は、音の可聴周波数域に論理的に均等に分布した実質的な雑音低減（減衰）を提供することができる。これらは小型で安価である。しかしながら耳栓は、耳道に不快感を生じさせることがある。また、耳垢に起因する衛生上の問題、及び耳道の壁の炎症及びかぶれを引き起こし得る有害な物質を敏感な耳道に入れる可能性をもたらす。さらに、大きさ及び形状が広範囲に異なる個々の耳道に適合させなければならないという課題がある。イヤーマフは、1,000Hzを超える音響周波数で最高の雑音減衰を提供することができるが、低周波数では一般的に耳栓に劣る。これらの低周波数は、耳にあまりダメージを与えないと思われるが、これは会話等の有用な信号の比較的強力なマスキングをもたらし、疲労効果を有することがある。その大きさのために、従来のイヤーマフは邪魔で、長時間着用すると不快になってくる。イヤーマフは頭の両側を圧迫し、頭に対する煩わしい加温効果を有する。また、イヤーマフは残りの２つのクラスの耳防御器より高価である。利用可能なセミインサートは、個々の適合及び耳栓に固有の衛生上の問題を低減し、イヤーマフに比べて邪魔でなく安価であるが、イヤーマフより少ない雑音減衰を提供する傾向がある。過去に行われたセミインサートの有効性を向上させる試みは、耳道の外面に対する圧力を増加させ、その結果不快感をもたらした。 “共鳴耳栓”という名称の、注目すべき耳栓の変形例が過去に公知になった。これらの耳栓は、耳道と空気でつながる小さな外部の囲いを備えた貫通孔のあいた耳挿入物からなるものであった。貫通孔と囲いとの間の音響相互作用は、共鳴周波数の広い近傍において音響減衰を増加させる共鳴効果をもたらした。実際には、上記の耳栓は、突出する囲いの壁、及び必要な耳挿入貫通孔を可能な限り短くするよう、耳栓を外耳の形状に適合させる必要性のために、満足すべきものではなかった。そうでなければ、共鳴は、非常に低い周波数で生じ、高周波数では減少した音響減衰をもたらすものであった。同じ理由により、囲いの大きさは、その結果生じる低音響周波数での達成可能な音響減衰に対する制限により、比較的小さくされるべきであった。［発明の目的および要旨］従って、本発明の目的は、耳道の入口の周囲にある軟らかい薄い織物に対する必要な圧力を増加させることなく、かつ装置の大きさ及びコストをかなり増加させることなく達成される増加した雑音減衰を備えた、イヤーマフラと呼ばれるセミインサート耳防御器を提供することである。本発明の他の目的は、一端が開いていて他端が閉じている適切な直径のマフラチューブにより達成される増加した雑音減衰を備えた、セミインサート耳防御器を提供することである。本発明の他の目的は、広い周波数域にわたって、耳道の音響入力インピーダンスより、その開放端における音響インピーダンスが実質的に低いマフラチューブにより達成される、雑音減衰の増加したセミインサート耳防御器を提供することである。本発明のさらに他の目的は、チューブの内部断面領域を耳道の断面領域より実質的に大きくすることにより、マフラチューブの開放端において、耳道の入口における音響入力インピーダンスに比べて低い音響インピーダンスを達成することである。本発明のさらに他の目的は、チューブの長さを所望の周波数における音の４分の１波長に等しくして４分の１波長共鳴を生成することにより、マフラチューブの開放端において、耳道の入口における音響入力インピーダンスに比べて低い音響インピーダンスを達成することである。本発明のさらに他の目的は、少なくとも部分的に軽度の吸音材を充填したマフラチューブを提供することによって、４分の１波長共鳴の鋭さを制御することである。本発明のさらに他の目的は、チューブと耳道との間のしっかりとした音響結合を提供し、かつマフラチューブの作用を破壊的に変化させることのない接続チューブにより、マフラチューブを耳道に接続することである。本発明のさらに他の目的は、所定の雑音環境及び伝達の要求に適合できる雑音減衰の向上したイヤーマフラを提供することである。本発明のさらに他の目的は、会話、音楽、および他の有用な信号に対する伝達能力を含む、雑音減衰の増加したイヤーマフラを提供することである。本発明によれば、開放端と閉鎖端とを有する適切な直径のマフラチューブにより達成される、利用可能なセミインサート装置と比べて増加した雑音減衰を示し、上記開放端は、弾力性のある密閉カフ（cuff）の助けを借りて耳道に対して音響的にしっかりと結合されるセミインサート耳防御器が提供される。上記マフラチューブは、広範囲の可聴音響周波数にわたり、開放端において、耳道の入口における音響インピーダンスより実質的に低い音響インピーダンスを有するのに適した直径のものでなければならない。ある好ましい実施形態では、上記チューブは、満足できる周波数域にわたって、耳道入口における音響インピーダンスを十分に減少させ、耳における音響減衰を有益に増加させるよう、少なくともおよそ1.15cm²の、好ましくはより大きい内部断面領域、及び４ないし25cmの長さを有するものでなければならない。ある実施形態では、上記チューブは、少なくとも部分的に軽度の吸音材を充填される。［図面の簡単な説明］本発明の性質及び目的をより十分に理解するために、添付の図面とともに本発明の好ましい様式に関する以下の詳細な説明を参照するものとする。図１は、本発明のイヤーマフラ装置の前面部分断面図である。図１aは、図１の線１a−１aに沿った図である。図２は、頭の適所にある状態を示した、図１の装置の左側面の部分側断面図である。図３は、本発明のイヤーマフラ装置の第２の実施形態の前面部分断面図である。図３aは、図３の線３a−３aに沿った図である。図４は、本発明のイヤーマフラ装置の第３の実施形態の前面部分断面図である。図５は、本発明の変形マフラチューブの他の実施形態の側面図である。図６は、本発明の変形マフラチューブの他の実施形態の斜視図である。図７は、マフラチューブの端に配置された電気音響変換器または同等の構成要素を有する変形マフラチューブ構造を模式的に示す。図８は、内部音響ネットワークを含むマフラチューブを示す。図９は、図１のイヤーマフラ装置の斜視図である。［発明の詳細な説明］本発明の目的は、耳道における環境雑音のレベルを低減するにおいて、セミインサート耳防御器の有効性を向上させることである。当業者によって理解されるように、セミインサート装置によって提供される雑音低減（音響減衰）は、Peが耳道の入口における音圧、Paが周囲の空気における音圧、Asが音響減衰、Zeが耳道の入口における音響インピーダンス、Zsがそこを通って音が耳道に入らなければならないセミインサートによって提供される密閉の音響インピーダンスであるとした場合、式Pa/Pe＝As＝(Ze＋Zs)/Zeによって論理的に説明される。有効な装置ではそうであるように、ZsがZeよりはるかに大きい場合、上記の式は、音響（雑音）減衰が密閉の音響インピーダンスに正比例し、耳道の入口における音響インピーダンスに反比例することを示すAs＝Zs/Zeに近似することができる。本発明によれば、雑音減衰は、比較的小さな音響インピーダンスZmを、耳道のインピーダンスZeと並列に置くことによって増加される。Zmが十分に小さい場合、音響減衰はAsm＝Zs/Zmに近づき、音響減衰の改善度は、(Asm/As)＝(Ze/Zm)となる。極限では、上記改善度は耳道と分路インピーダンスとの比率に比例する。実際にはその効果は幾分小さいものであるが、それでもやはり非常に大きなものとなることができる。構造的に、音響減衰の改善は、セミインサートに貫通孔をあけ、これを、適切な直径を有し、耳道に結合するために一端が開いていて、他端が閉じているマフラチューブと呼ばれるチューブに取り付けることによって達成される。そのようなチューブは、適切に設計された場合、開放端において、耳道の入口における音響入力インピーダンスよりも実質的に低い音響インピーダンスを有することができる。上記マフラチューブの開放端における音響インピーダンスが、耳道の入口における音響インピーダンスと比べて小さくされることができる、２つの基本的な方法がある。１つは、チューブの内部断面領域を耳道よりも実質的に大きく、かつチューブを、チューブの空気体積が耳道の空気体積を実質的に超えるのに十分な長さにすることで、もう１つは、チューブの長さを、所望の音響周波数における音の４分の１波長にほぼ等しくすることである。効果は、両方の方法が組み合わされたとき、最大となる。耳道の入口の近くにおける音響インピーダンスが過去に測定された。これらの測定によれば、それは、平均して軽量減衰材で充填された1.7cm³の体積の空気の音響インピーダンスにほぼ等しいものである。個々の値のうちで最低は、2.5cm³ の体積の空気の音響インピーダンスに達することができる。（音響インピーダンスは体積に反比例する。） 1.15cm²の断面領域及び４cmの長さを有するチューブは、耳道の平均等価体積のほぼ３倍で、最大等価体積の２倍を幾分下回る、4.6cm³の体積の空気を有する。従って、セミインサート耳防御器によって提供される音響減衰を、約２ないし３倍に増加させるであろう。これは、より通常の対数測定に換算すると約６ないし10dBに相当する。ここで、デシベルでの音響減衰は、式(Pa/Pe)dB＝20log(Pa/ Pe)によって定められる。この音響減衰の増分は、増加したコスト及び大きさに鑑みて価値があると思われる最小である。一端が閉じた４cmの長さのチューブは、2,000Hz周辺における４分の１波長共鳴を有する。この周波数領域において、該チューブの開放端における音響インピーダンスは、チューブ内の空気の体積によって決定される音響インピーダンスより十分に低く減少し、音響減衰はさらに向上し、その量はチューブ内の吸音に依存する。同じ周波数領域において、聴覚の感度は最大値に近く、環境雑音の強度の減衰は非常に有益である。上記マフラチューブを25cmに延長することによって、空気の体積は約29cm³に増加し、低音響周波数でセミインサート装置によって提供される音響減衰の20dB 以上の論理的向上がこれに付随して得られる。この向上は、350Hz周辺における４分の１波長共鳴によってさらに増加する。そのような低周波数領域における強度の音響減衰は、強力な低周波数成分を有する雑音環境では望ましいものであろう。マフラチューブが、延長される代わりに、その断面領域が1.5cm²になり、その空気体積が平均的な耳道の入口における等価体積より約3.5倍大きくなるように太さが拡大される場合、これにより音響減衰は、名目上は平均して約13dB、最大の耳道の場合は10dB、向上する。４分の１波長共鳴の周波数は変化しないままなので、マフラチューブは依然として耳道に対して2,000Hzの周波数領域における最低音響インピーダンスを提示する。しかしながら多くの条件の下では、10dBの最少雑音低減向上は十分なものなので、４分の１波長共鳴は省くことができる。そのような条件では、マフラチューブは、マフラチューブの端にある源、または延長チューブによりマフラチューブに取り付けられた遠隔源からのより良好な音伝達のために、その開放端からの距離が増加するにつれて先を細くすることができる。マフラチューブの先を細くすることにより、源の音響インピーダンスをチューブのインピーダンスに、より正確に一致させることが可能になり、源がより効率的に作用するようにする。約４cm²に達する断面領域及び約７cmの長さを有するマフラチューブが、適切であると見なされた。このマフラチューブは、広い周波数域において40dBを超す音響減衰を可能にし、これは商業的に入手可能な耳防御器によって今のところ可能な音響減衰より実質的に多い。一端が閉じられる代わりに、一方の耳のマフラチューブは、この端において対側の耳に属するマフラチューブの対応する端に接続されることができる。そのような条件では、半波長共鳴が達成され、各チューブの長さは４分の１波長に等しい。そのような構造は、各チューブ個々において、チューブの開放端における音響インピーダンスに対して４分の１波長共鳴と本質的に同様の作用を有する。所望の雑音低減を達成するのに十分なほど太いマフラチューブは、耳道の入口で、外耳に常に快適に取り付けられるものではない。しばしば、より狭いチューブによってマフラチューブを耳道に接続することが必要である。そのようなチューブがマフラチューブの所望の音響効果に干渉するのを可能な限り少なくするために、上記チューブは、耳道入口周辺における外耳の構造と適合できるような短さかつ広さのものでなければならない。実際には、0.8cm²の断面領域にほぼ等価な、長さが２cmで内部直径が１cmの接続チューブが達成された。そのようなチューブの音響インピーダンスは、４分の１波長共鳴の効果が無視された場合、約1,000Hzにおいて、10cm³の体積の空気を備えた中型サイズのマフラチューブの音響インピーダンスに数値的には等しいものである。共鳴は、この周波数を幾分下方に移動させる。インピーダンスは、低周波数においてより低く、高周波数においてより高い。これは、接続チューブが1,000Hz以下ではマフラチューブにほとんど干渉せず、1,000Hz以上では限定的な作用を有することを意味する。それにもかかわらず、このような接続チューブの音響インピーダンスは、会話の伝達や音楽に対して有効な周波数域にわたって、耳道の入口のインピーダンスより低く、接続チューブは、この周波数域において、仮にその効果が1,000Hz以下よりも小さいとしても、環境雑音の減衰を向上させることが可能である。マフラチューブなしでも、セミインサート耳防御器は、1,000Hz以上で容認できる雑音低減をもたらす傾向があるので、減少した向上効果は問題となるものではない。上記マフラチューブは、可聴音響周波数のうちの実際的に有用な範囲にわたって環境雑音のほぼ均一の総合的低減を導くので、実際に多くの条件の下で望ましいものとなることができるであろう。これは、会話や音楽等の有用な信号の歪みを防止する。マフラチューブ及び接続チューブの音響インピーダンスが数値的に等しい周波数域では、これらは反対の符号を持つものなので、互いに相殺する傾向があり、残留インピーダンスは非常に小さくなる。この領域では、雑音減衰の向上は最大である。耳道入口における雑音減衰は、マフラチューブの音響特性のみでなく、耳道の入口に対するマフラチューブの密閉にも依存することも理解されなければならないであろう。容認できない不快感を引き起こすことなく密閉を最大にするために、マフラチューブは、適切な形状をした、好ましくは軟らかく、貫通孔のあいた栓（セミインサート）を介して耳道に接続されなければならない。セミインサート耳防御器と接続するために現在使用されている栓は、貫通孔がないか、または貫通孔が非常に小さいか、のいずれかの理由により適切なものではない。耳道の大きさ以上の広い貫通孔を備え、ソフトプラスチック、ゴム、または発泡プラスチックのいずれかからなる栓が特に適切であることが分かった。そのような栓は、スリーブまたはカフの形状を有するものである。チューブは、遠隔の源から耳道への音伝達のために、すでに19世紀、さらに恐らくそれ以前に用いられていた。現在、チューブは商用航空機における乗客通信システム、及び医療における聴診器などの適用において普及している。チューブはまた、いくつかの補聴器にも使用されている。補聴器を除くと、チューブはかなり長く、およそ60cm以上でなければならない。それらはかなり細く作られ、断面が平均的耳道にほぼ等しいか、それより幾分細いものである。これは、主に２つの理由からなされている。第１に、太いチューブは、特にそれが長い時には邪魔になる。第２に、耳道への音伝達は、チューブが耳道と同一の断面領域を有する時に最大となる。さもなければ、音響エネルギーの一部はチューブ内に反射される。これに基づいて、音響システムは、チューブと耳道との接続点、チューブの端、またはチューブ内のいずれにおいても音響反射を伴うことなく、チューブを通って耳道へ音を送るという明確な目的を持って考案されてきた。従って、チューブは、本質的に耳道と同一の直径を持つように作られ、耳道に結合するために一端は開いており、波の反射を避けるように自由端で終わっている。これは複数の方法のいずれかで達成される。ある方法では、チューブは、開いたままでも閉じていてもよい自由端に音が到達するのを防ぐために、十分な長さにわたって適切な吸音材で充填される。音響エネルギーは、該端に到達すると想定されないので、これは重要でない。別の方法では、チューブは、吸音材による吸音をより有効にするよう、自由端に向かって先を細くされる。さらに別の方法では、チューブは、該チューブの音響インピーダンスをオープンな空気の音響インピーダンスに適合させるよう、自由端に向かって広げられる。音をチューブに送る電気音響変換器における波の反射を避けるために、変換器は、チューブの自由端の近くではなく、耳道の近くで、周縁的に配置される。説明から、本システムは、耳道における環境雑音の容認できる受動的な低減には不十分であることは明らかである。そのような低減を達成するためには、チューブは実質的により太いものにしなければならないであろう。これにより、耳道における波の反射が起こり、本システムの目的を無効にするであろう。このため、能動的雑音低減が適用される。イヤマフラー装置が音源からの音伝達のために用いられる場合、送信は、マフラチューブの比較的大きな内部断面領域、およびチューブと耳道との接続点における音響反射によって低減される。しかしながら、その低減は、音源がチューブの閉鎖端の近傍に配置される場合は、わずかなものである。この配置では、マフラチューブの比較的低い音響インピーダンスは、耳道の入口における比較的高いインピーダンスと直列になっており、音源によって生成される音響エネルギーの損失をほとんど引き起こさない。同時に環境雑音の低減が高いので、会話や音楽または他の有用な信号を聞き取る際の重要なパラメータである、雑音に対する信号の割合もまた高い。ここで図面を参照すると、図１及び図１aは、キャップ14により一端が閉じられ、その延長部16、及び外耳により良好に適合するための縮小した直径を有する接続チューブ18により耳道に接続される、円筒中空マフラチューブ12を備えた、本発明のイヤーマフラ10の一実施形態を図示するものである。チューブ18の端は、外耳との通信を提供するための開口28を定める。図２に示すように、耳道の周囲の耳表面29に対する接続チューブのしっかりとした適合は、接続チューブ18に取り付けられたソフトカフ20によって達成される。マフラチューブ12は、コットン、フェルト、又はナイロン繊維等の軽量吸音材22で充填され、チューブ12にしっかりと取り付けられたホルダ26の助けを借りてチューブ12上に調節可能に設置された弾力性のあるヘッドバンド24により、適所に保持される。耳道入口の周囲のしっかりとした密閉を達成するために、弾力性のあるヘッドバンドは、カフ20を幾分圧縮するように、接続チューブ部18を耳に対して緩やかに押し付けるようにされる。イヤーマフの半分のみが図２に示されているが、他の半分は頭の他側に対称に配置されている。イヤーマフの構成要素は、当該技術において容易に入手できるプラスチック、ゴム、および軽量金属または合金等の、任意の適切な材料で形成されることができる。代表的なプラスチックは、ポリ塩化ビニル(ＰＶＣ)、ポリエチレン、およびポリプロピレンを含む。シリコンゴムも使用することができる。適切な金属は、アルミニウム、アルミニウム合金、およびステンレス合金を含む。ある実施形態では、マフラチューブ12と延長部16を合わせると約13cmの長さになり、650Hz周辺で４分の１波長共鳴を生成し、これによってこの周波数の広い近傍において環境雑音の低減をさらに増大する。全体の長さを減少または増加させることは、最大の雑音低減の音響周波数を上方または下方にシフトさせるであろう。吸音材22の量を減少または増加させることは、最大値を幾分明白にするであろう。チューブは1.4cmの直径を有し、約1.5cm²の断面領域に相当する。これを増加または減少させることによって、音響低減の量がそれそれ増加または減少するであろう。しかしながら非常に太いチューブは邪魔になり、非常に細いチューブは雑音低減の量をなくしてしまうであろう。約1.15cm²の断面領域に相当する約1.2cm以下の直径を持つチューブは、もはや雑音低減の目的に有効にかなうものでないと推定される。本発明の上述した実施形態の変形例が、図１に破線で示されている。直立の位置に保持される代わりに、上記マフラチューブは、聴音器のチューブのような態様で耳道からぶら下がっている。この位置は、構成に何らかの変更を伴うことなく、単に耳道を回転軸として用いてイヤーマフラを下方向に回転させることによって得られる。しかしながら、聴診器タイプの形状に特に適した、幾分異なる構成がこの実施形態に用いられることもできることは、当業者にとって理解されることであろう。図１のイヤーマフラ装置の斜視図が図９に示される。図３及び図３aを参照すると、イヤーマフラ30は、装置を図１及び図２の真っ直ぐなチューブ12を備えた装置よりも突出しないものにするために、頭の形状に概ね一致するように34で折り曲げられたマフラチューブ32を用いたものである。図４に示されたさらなる実施形態では、イヤーマフラ装置40は、さらに突出しないようにするために、マフラチューブ42がＵ字形状を有するよう設計されている。図５は、ぶら下がった位置における先の細くなったマフラチューブ50を示している。このような先の細くなったチューブは、チューブの音響インピーダンスをイヤホンまたは補聴器末端部等の音源の音響インピーダンスに一致させるために形成されることができ、上記音源は、音源からの音の送信を改善するための拡大部52によって示される位置に配置される。さらに一般に、上記マフラチューブは、所定の雑音及び信号の条件における最適な音響性能のために様々な形状をとることができる。さらなる実施形態が図６に示されているが、ここでは図１及び図２の単一のマフラチューブが、１本の太いチューブによって得られるのと同じ低音響インピーダンスを達成するために音響的に並列に接続された比較的細いチューブ60のセットによって置き換えられている。並列に接続されたチューブの利点は、突出しないこと及びイヤーマフラの形状がより柔軟になることである。該チューブは、各々が異なる音響周波数に共鳴し、この周波数の近傍において音響減衰を増加させるように、異なる長さのものとすることができる。図７に示されるさらなる実施形態では、電気音響変換器72が、マフラチューブ 70の一端に配置されている。該装置は、装置の音響特性に破壊的に影響を与えないように十分な量の空気76によって装置から離されているキャップ74によって、環境雑音から遮断されている。該装置は、環境雑音を中に入れないように密閉された開口を抜けてキャップを貫通するケーブル78を介して、外部の電源によって電気的に供給されることができる。マフラチューブの外側の端に変換器を取り付けることは、その時チューブの伝達インピーダンスが耳のインピーダンスと直列になり、信号出力の損失が最小にされるので、特に有益である。これは、チューブのインピーダンスが雑音低減のために耳のインピーダンスより小さいものでなければならないためである。損失は、先の細くなったチューブが使用される時にさらに減少し、その自由端におけるチューブの特性インピーダンスは変換器のインピーダンスと一致する。もちろん、変換器は環境雑音に対して適切に密閉されなければならない。同様の原理が、聴診器のチューブがマフラチューブに取り付けられるときに、聴診器に対して使用されることができる。このためには、適切な貫通孔が、聴診器のチューブを受けるようにマフラチューブの閉鎖端に作られる。もちろん、他の音生成装置を同様に取り付けることができる。一般に、聴診器または同様のチューブの内部断面領域は、マフラチューブの音響特性を十分に保存するために、ほぼ0.3c m²を超えるものであってはならないであろう。別の実施形態が図８に図示され、マフラチューブ80は、耳道入口における雑音低減をスペクトル状に形成するために、チューブの音響特性、特にその入力インピーダンスに対して影響を与える目的で、貫通孔84を有し、マフラチューブ内に配置され、かつ垂直ロッド86上において支持されたプレート82からなる音響ネットワークを含むものである。同様の効果が、強固なプレートと内部のチューブの壁との間に空気のスペースを残すか、または適切な長さの間隔でマフラチューブに狭窄部を導入するか、のいずれかによって得られることができる。そのような狭窄部は、該チューブに波形チューブの外観を与える。本発明は、図面に示されるような好ましい方法を参照して、特に示され、説明されたが、その詳細における種々の変更は、クレームによって定義される本発明の精神及び範囲を逸脱することなく実行できることは、当業者によって理解されるであろう。

Claims

【特許請求の範囲】［請求項１］耳道における環境雑音のレベルを低減させるように設計されたセミインサートタイプの受動的耳防御器であって、一端が軟らかい密閉カフにより耳道に結合するために開いており、他端が約2, 000Hzの音響周波数以下において４分の１波長共鳴を生成するのに十分な、かなりの波の反射を提供するよう閉じている、マフラチューブと呼ばれるチューブを備え、上記マフラチューブは、約４ないし25cmの長さ、および耳道より実質的に大きい、少なくともほぼ1.15cm²の内部断面領域を有することを特徴とする受動的耳防御器。［請求項２］請求項１記載の装置において、上記マフラチューブと上記密閉カフは短い接続チューブによって隔てられていて、上記接続チューブは、マフラチューブへの有益な音響効果に対する干渉を低減するよう、外耳の構造と一致するような短さ及び太さのものであることを特徴とする装置。［請求項３］請求項１記載の装置において、上記マフラチューブと上記接続チューブの両方の断面は円筒形で、該マフラチューブは、少なくとも、約1.15cm²の断面領域に等価な、ほぼ1.2cmの内側直径を有するものであることを特徴とする装置。［請求項４］請求項１記載の装置において、上記接続チューブは、少なくとも一部が弾力性のある材料からなることを特徴とした装置。［請求項５］請求項１記載の装置において、上記マフラチューブは、４分の１波長共鳴の強度を、それを削減することなく調整するために、軽量吸音材を含むことを特徴とした装置。［請求項６］請求項１記載の装置において、上記マフラチューブは、環境雑音の低減をスペクトル的に調整するために、貫通孔のあいたプレートによってその長さを内部で分割されていることを特徴とした装置。［請求項７］請求項１記載の装置において、上記マフラチューブは、環境雑音の低減をスペクトル的に調整するために、プレートの周囲とチューブの内壁との間に空気のスペースを残して、プレートによってその長さを内部で分割されていることを特徴とした装置。［請求項８］請求項１記載の装置において、上記マフラチューブは、環境雑音の低減をスペクトル的に調整するために、内部断面領域に変化をもたらし、その可変領域の平均がほぼ1.15cm²よりも大きい、波形状の壁を有することを特徴とした装置。［請求項９］請求項１記載の装置において、上記マフラチューブは、断面が長円形であることを特徴とした装置。［請求項10］請求項１記載の装置において、上記マフラチューブは、断面が矩形であることを特徴とした装置。［請求項11］請求項１記載の装置において、上記マフラチューブは、並列に接続され、単一のマフラチューブと同じ総音響入力インピーダンスを有するチューブのセットによって置き換えられていることを特徴とした装置。［請求項12］請求項１記載の装置において、上記マフラチューブは、頭の形状に概ね一致するように折り曲げられていることを特徴とした装置。［請求項13］請求項１記載の装置において、上記マフラチューブは、Ｕ字形状に従って折り曲げられていることを特徴とした装置。［請求項14］請求項１記載の装置において、一方の耳に属する上記マフラチューブは、該チューブを耳にしっかりと留めるために、他方の耳に属するマフラチューブに対してバネで接続されていることを特徴とした装置。［請求項15］請求項１記載の装置において、各々一方の耳に属する上記マフラチューブは、調節可能なヘッドバンドによって頭の適所に保持されていることを特徴とした装置。［請求項16］請求項１記載の装置において、イヤホンは、マフラチューブ内において、その閉鎖端の近くに配置され、周囲の空気から隔離されていることを特徴とした装置。［請求項17］請求項１記載の装置において、上記マフラチューブの閉鎖端は、離れた音源からの音伝達のために、ほぼ0.3c m²以下の内部断面領域のチューブを受けるように設計された比較的小さな貫通孔を有することを特徴とした装置。［請求項18］請求項17記載の装置において、上記離れた音源は聴診器からなることを特徴とした装置。［請求項19］耳道における環境雑音のレベルを低減するよう設計されたセミインサートタイプの受動的耳防御器であって、短い接続チューブ及び軟らかい密閉カフにより耳道に結合するための一端が開いていて、他端において周囲の空気から隔離された音源に接続される、マフラチューブと呼ばれるチューブを備え、上記マフラチューブは、少なくともほぼ1.5cm²の内部断面領域を有し、上記接続チューブは、マフラチューブの有益な音響効果に対する干渉を低減するよう、外耳の構造と一致するような短さ及び太さであることを特徴とした受動的耳防御器。［請求項20］請求項19記載の装置において、上記マフラチューブの断面領域は、開放端では少なくともほぼ1.5cm²であるが、上記端からの距離が増加するにつれて減少することを特徴とした装置。［請求項21］耳道における環境雑音のレベルを低減するよう設計されたセミインサートタイプの受動的耳防御器であって、短い接続チューブ及び軟らかい密閉カフにより耳道に結合されるための一端が開いている、マフラチューブと呼ばれるチューブを備え、上記マフラチューブは、1,500Hz以下において半波長共鳴を生成するために、少なくともほぼ1.15cm²の内部断面領域を有し、内部断面領域におけるかなりの変更を伴うことなく、その他端において対側の耳に属する同一のマフラチューブに接続され、上記接続チューブは、マフラチューブの有益な音響効果に対する干渉を低減するよう、外耳の構造と一致するような短さ及び太さであることを特徴とした受動的耳防御器。［請求項22］耳の中において環境雑音を低減する方法であって、（ａ）一端は閉じているが、他端は開いていて、開放端において、広範囲の音響周波数にわたって耳道の入口における音響インピーダンスより実質的に小さい音響入力インピーダンスを有する、細長い空気の充填されたマフラチューブであって、該チューブの開放端は、該チューブを耳道にしっかりと結合するために、その開放端において該チューブに設置された弾力性のある密閉カフを備えて、耳道に結合するための形状をしたマフラチューブを提供し、（ｂ）上記密閉カフにより上記チューブを耳内で固定し、これにより耳の中において環境雑音が十分に低減される、ことを特徴とした方法。