イヤーマフ
聴覚を保護するイヤーマフを着用している人

イヤーマフは、保温または聴覚保護のために耳を覆うように設計されたアクセサリーです。どちらのタイプのイヤーマフも、頭頂部または後頭部にフィットする熱可塑性または金属製のヘッドバンドと、両端にクッションまたはカップが付いており、通常は両耳を覆います。聴覚保護イヤーマフは、個人用保護具の一種です。

寒い天気

防寒用の耳あてを着用した女性

歴史

保温用イヤーマフは、メイン州ファーミントンのチェスター・グリーンウッドが1873年、当時15歳のときに発明しました。 [ 1 ]彼はアイススケート中にこのアイデアを思いつき、祖母に毛皮の房をワイヤーの輪の間に縫い付けるように頼んだと言われています。[ 2 ]彼の特許は改良された耳当てに関するもので、彼と地元の従業員はファーミントン地域で60年近くにわたってこの耳当てを製造しました。[ 1 ]

耳当て vs. 帽子

首の後ろで耳当てをしている2人

保温用のイヤーマフは、寒さから身を守るために着用されます。耳は頭の側面から伸びて音波を集めるため、皮膚の表面積と体積の比率が高く、筋肉組織がほとんどないため、気温が下がると最初に不快なほど冷たくなる体の部位の1つになります。[ 3 ] [ 4 ]特に激しい運動をしているときなど、体の大部分が快適に温かい場合でも、この不快感を感じる人もいます。風によって耳が頭の他の部分よりもはるかに冷たくなることがよくあります。耳が不快なほど冷たく、体の他の部分がはるかに暖かい場合、冬用の帽子やジャケットのフードで耳を覆うと、頭や体が不快なほど熱くなり、寒冷時には危険な状態である頭部の発汗を誘発する可能性があります。イヤーマフは耳だけを温めるために使用することができ、体の他の部分が過熱するのを防いだり、激しい運動による排気熱を閉じ込めたりすることができます。

保温用イヤーマフの種類

保温用イヤーマフには主に2つの種類があります。1つは大型のヘッドフォンのような構造で、バンドが頭の上を覆うタイプです。もう1つは、発熱素材で作られた2つの円形のイヤーピースが、頭の後ろを囲む厚いヘッドバンドに接続されているタイプです。耳栓は通常、断熱性を高めるためにフォームや繊維などの断熱材で満たされています。耳栓はファッションアクセサリーとしても使用され、様々なスタイルがあります。[ 5 ] [ 6 ]ヘッドバンドの中には、耳を温めるのに十分な厚みと幅があり、このように使用される場合は「イヤーマフ」と呼ばれます。

聴覚保護

Husqvarna の音響用イヤーマフ1 組。
フェイスシールドと耳栓が付属したヘルメット。

歴史

音響イヤーマフ（イヤーディフェンダーとも呼ばれる）は、第二次世界大戦中に誕生したと考えられています。[ 7 ] 軍用機のパイロットは、エンジン騒音による騒音性難聴を防ぐために、耳に革製のフラップを装着していました。[ 7 ]その後すぐに、ヘッドバンドと外耳にフィットするカフスからなるイヤーマフの試作品が開発されました。これらの初期のバージョンは、ヘッドバンドが頭にきつく固定されることで不快感が生じるため、実用的ではありませんでした。[ 7 ] 1954年には、より快適なクッションデザインのイヤーマフが開発されました。[ 7 ]

概要

米国の職場における聴覚保護は、労働安全衛生局（OSHA）、鉱山安全衛生局（MSHA）、国立労働安全衛生研究所（NIOSH）などの組織によって規制されています。騒音が一定基準を超える場合、聴覚保護具は聴覚保護プログラムに含めることができます。OSHAは、8時間勤務で平均85 dBAの騒音強度にさらされる雇用主に聴覚保護具（HPD）の使用を推奨しています。また、8時間勤務で平均90 dBA以上の騒音強度にさらされる雇用主には、HPDの使用が義務付けられています。[ 8 ] MSHAの要件はOSHAと同様です。OSHAとMSHAは、基準聴力検査を受けていない労働者、または標準閾値シフトと呼ばれる聴力閾値のシフトがあった労働者に聴覚保護具の使用を義務付けています。[ 8 ] [ 9 ] しかし、これはOSHAがHPDを効果的であると考えていることを意味するものではありません。[ 10 ]

聴覚保護用イヤーマフは、防音材で裏打ちされたカップを備え、見た目は保温イヤーマフやヘッドフォンに似ており、聴覚保護具として着用されます。建設現場での使用では、ヘッドバンドに装着したり、ヘルメットの側面にクリップで留めたりすることができます。メーカーによっては、ヘッドフォンと耳栓を組み合わせて、音楽、通信、その他のオーディオソースを聴きながら、周囲の騒音からの保護または遮断も実現しているものもあります。さらに音を減衰させるために、耳栓をイヤーマフと併用することもできます。[ 11 ]ヘッドバンドと外側のカバーは通常、硬質熱可塑性プラスチックまたは金属で作られています。保護は通常、音響フォームによって行われます。これは空気抵抗を増やすことで音波を吸収し、波の振幅を減らします。エネルギーは熱に変換されます。イヤーマフは職場で使用したり、コンサート、銃の射撃、重機、芝刈りなどの騒音の大きい活動のレクリエーションに使用できます。

人が過度に騒がしい環境（85 dB以上）にさらされる場合、騒音性難聴を防ぐために聴覚保護装置の使用が推奨される。[ 12 ] [ 13 ]電動工具、騒音の出る庭用機器、または銃器を使用するときは常に聴覚保護具を着用する必要がある。140 dBを超える騒音は、永久的な難聴を引き起こす可能性がある。銃器の騒音レベルは、銃器の種類に応じて140 dBから175 dBの範囲である。銃器を使用するときは、二重の聴覚保護具（イヤーマフと耳栓の併用）を使用することをお勧めします。[ 14 ]大きな騒音にさらされると、音を知覚するために脳に神経インパルスを送るために不可欠な内耳の有毛細胞が損傷します。これらの有毛細胞が失われると、会話や音がこもったり歪んだりする聴覚障害につながる可能性があります。耳鳴りは難聴を伴うことが多く、耳鳴りを治す方法はありません。[ 15 ]職場において、OSHAは8時間勤務中に平均90dBA以上の騒音に曝露される場合には、聴覚保護具の使用を義務付けています。環境が騒がしいほど、聴覚障害のリスクなしに過ごせる時間は短くなります。NIOSHも聴覚保護に関する基準を策定しています。[ 16 ] OSHAと比較して、NIOSHの基準は安全な騒音曝露時間の推定においてより保守的です。以下の表は、様々な騒音レベルにおける1日の最大曝露時間に関するNIOSHの基準です。[ 17 ]

騒音レベル（dB A）1日の最大露出時間
858時間
912時間
9730分
1037分

聴覚システムは周波数に応じて音に対する感度が異なるため、保護具を着用せずに中周波から高周波の騒音に曝露すると、低周波の音よりも聴覚へのリスクが高くなります。この周波数依存性は、曝露のデシベルレベル（dB A）を表すA特性曲線の使用に反映されています。[ 18 ] A特性曲線は、500～4000Hzの中周波成分を、それ以外の周波数成分よりも重視します。より低く、損傷を及ぼさない音量では、聴覚保護具を着用することで、頻繁な音曝露による疲労を軽減できます。

減衰特性

8人の参加者が耳あてを使用した場合の有効性の変動[ 19 ]（REAT法）

一般的なイヤーマフは、厳密に管理された実験室環境でテストされた場合、騒音レベルを約 23 dB 減衰（低減）します。[ 20 ] EPA では、イヤーマフ製造業者が各デバイスの性能をテストし、製品のラベルに特定の騒音低減機能を記載することを義務付けています。[ 21 ]この単一の数字は、騒音低減定格、または NRR と呼ばれます。減衰は、現場で着用されるか、実際の環境で測定された場合よりも実験室でのテストで測定された場合の方が高くなります。ただし、イヤーマフは耳栓に比べて変動が最も少なかったです。現場と実験室の結果の不一致は、デバイスの着用方法のトレーニングが適切でないことが原因である可能性があります。[ 22 ]実験によると、一般的なイヤーマフ使用者によって達成される実際の減衰は、表示されている NRR の 33% ～ 74% にすぎません。[ 22 ] 不適切なフィット、デバイスの劣化、頭部との密着不良はすべて、デバイスの性能低下の一因となります。これらの欠点にもかかわらず、研究によると、耳栓よりもイヤーマフの実際の性能はメーカーのラベルとより一致することが示されています。[ 22 ]これは、イヤーマフの方がユーザーにとって正しく装着しやすく、場合によっては聴覚保護のより適切な選択肢となる可能性があることを示唆しています。

イヤーマフと耳栓のどちらを選ぶかを決める際には、異なる音の周波数における騒音低減レベルも考慮することが重要です。一般的に、イヤーマフは耳栓よりも低周波（<500 Hz）の音に対する減衰効果が低いです。[ 23 ]そのため、騒音が低周波エネルギーに支配されている状況では、耳栓の方が効果的である可能性が高くなります。また、イヤーマフは超低周波（<20 Hz）の騒音を低減できません。[ 24 ]超低周波は人間の聴覚感度の範囲を下回るため、聞こえないエネルギーです。一方、耳栓は超低周波音をある程度減衰させることができます。[ 24 ]

受動的 vs. 能動的

大きな音からユーザーを保護するために使用されるイヤーマフには、音響特性とイヤーマフを生成するために使用される材料に基づいて、パッシブ減衰イヤーマフとアクティブ減衰イヤーマフ の 2 種類があります。

パッシブイヤーマフの信号減衰能力は、使用されている素材によって決まります。イヤーマフの素材と構造は、外耳道を通って伝わる音のレベルを下げるために使用されます。硬質プラスチックでコーティングされたカップ状のフォームなどの素材は、フォームの厚みと減衰特性により音を遮断します。[ 25 ]

アクティブイヤーマフには電子部品とマイクが搭載されており、ユーザーは背景ノイズを減衰させながら、コミュニケーションへのアクセスを制御できます。騒音が多く危険な環境下では、機械の作動音、上司の指示、同僚との会話など、外部の音源を聞き取らなければならない場合があります。イヤーマフの素材と設計により、適度な減衰（約22 dB NRR）が実現されていますが、ユーザーは業務に必要な音をある程度取り込むことができます。これらのイヤーマフには、減衰量を調節するための音量コントロールが組み込まれています。

アクティブノイズリダクションイヤーマフは、電子ノイズキャンセリングまたはアクティブノイズキャンセリングを組み込んでおり、低周波ノイズ（NRR [ 25 ]約26 dB）を減衰させます。 [ 26 ]イヤーマフ内部のマイク、回路、スピーカーがノイズをアクティブにキャンセルします。信号がマイクに入ると、イヤーマフ内の電子機器が信号と180°位相がずれた信号を反射し、信号を「キャンセル」します。[ 27 ]この逆位相の信号によって波形の振幅が低減され、信号も減衰します。これらのイヤーマフは、ディーゼル機関車、大型トラクター、飛行場などの低周波音など、連続的な信号から耳を保護するように設計されています。[ 26 ]

耳栓による二重保護

ほとんどのイヤーマフは、103 dBCまでの騒音レベルに対して適切な減衰効果を発揮すると期待できます。[ 20 ]この強度を超えるレベルでは、聴覚障害から適切に保護するために、ユーザーは耳栓の上にイヤーマフを着用する必要があります。2種類の聴覚保護具を同時に使用する方法は、二重聴覚保護具と呼ばれます。MSHA規制では、8時間の平均曝露量が105 dBA以上の場合、労働者は二重聴覚保護具を使用しなければならないと規定されています。[ 21 ] 米国国防総省は、108～118 dBAの騒音に曝露される場合は二重保護具の使用を推奨しています。[ 28 ]銃器を射撃する場合も、非常に高レベルの衝撃（140 dB以上）が発生するため、二重保護具の使用が推奨されています。[ 29 ]

二重聴覚保護具による騒音低減量は、2つの機器の騒音低減率の合計ではありません。[ 30 ]例えば、NRRが25dBの耳栓とNRRが20dBのイヤーマフを併用した場合、合計の保護量は45dBにはなりません。代わりに、2つのNRRのうち高い方に5dBを加算する必要があります。[ 30 ]上記の例では、イヤーマフと耳栓を合わせたNRRは30dB（25dB＋5dB）と推定されます。

効果を阻む障壁

フィット

耳あてが頭に正しくフィットすることは、適切な聴覚保護を提供するために不可欠です。[ 31 ] [ 32 ]個人によって必要な耳あてのサイズは異なります。[ 33 ]これは特に子供用の耳あてを検討する場合に留意すべき重要な点です。耳あては頭部にしっかりと密着し、耳を圧迫することなく外耳を完全に覆う必要があります。さらに、ヘッドバンドはクッションが耳の上にしっかりと固定される適切な長さである必要があります。[ 33 ]そうでない場合、音が耳あての下から漏れ、使用者の耳に届く可能性があります。着用者の中には、髪の毛が耳にかかっているときや眼鏡をかけているときに耳あてを使用する人もいます。頭に装着する前に、髪の毛を注意深く後ろにまとめ、クッションから離してください。邪魔になる髪の毛や厚いフレームの安全眼鏡の上に耳あてを配置すると、耳あての減衰が 5～10 dB 減少することがあります。[ 34 ]フレームの薄い眼鏡でも、聴覚保護の有効性が 3～7 dB 減少することがあります。[ 33 ]

「標準」カップのサイズは65×41mmです。[ 35 ]人体計測学的調査中に、2436人のパイロットの耳のサイズが取得され、最大寸法は79.7mmと53.8mmでした[ 36 ]（右画像）。

イヤーマフのフィット感を確認する簡単な方法の一つは、騒音環境下で片方または両方のイヤーマフを頭から離してみることです。調整後に騒音がかなり大きくなる場合は、イヤーマフが少なくともある程度の騒音低減効果を発揮していることになります。[ 33 ]

イヤーマフの不適切な装着は不快感を引き起こし、その結果、聴覚保護装置の装着を避け、その効果を低下させる可能性があります。快適なイヤーマフの特徴としては、軽量素材、柔らかく取り外し可能な耳覆い型クッション、熱や湿気の蓄積が少ない、メンテナンスが簡単、低周波ノイズの低減、イヤーカップ内での音の共鳴がない、幅広のヘッドバンド、外耳を完全に覆うのに十分な大きさのイヤーカップなどが挙げられます。聴覚保護装置が不快に感じる場合は、異なるタイプのイヤーマフや耳栓など、他の聴覚保護の選択肢を検討する必要があります。[ 37 ]

スタイル

HPDユーザー向けには、様々なスタイルのイヤーマフが用意されています。ヘルメットに装着するキャップマウントタイプ、溶接ヘルメットやフェイスシールドに装着するネックバンドタイプ、持ち運びや収納に便利な折りたたみ式イヤーマフ、そして様々な位置に装着できるマルチポジションイヤーマフなどがあり、イヤーマフとメガネやマスクなどの他の安全器具の両方を装着できる汎用性を備えています。[ 25 ]

構造伝達

イヤーマフの素材を通して音が透過し、機器の効果が低下する可能性があります。この透過は主に1000 Hz以上の周波数で発生します。[ 37 ]

イヤーマフの振動

高レベルの騒音（190 dB SPL）にさらされると、イヤーマフが外耳から振動して漏れが生じ、危険なレベルの騒音にさらされる可能性があります。[ 38 ]騒音レベルが高い環境では、外耳道が振動し、イヤーカップ内の空気も振動する可能性があります。これは通常、低周波の騒音でのみ発生しますが、聴覚保護装置の有効性を低下させる可能性があります。[ 37 ]イヤーマフの技術は発展しており、イヤーマフ内の気流振動の影響を軽減する効果が期待されています。[ 25 ]

再調整

イヤーマフを装着している間、イヤーマフは揺れ動き、最適な減衰効果が得られる適切な位置からずれてしまうことがあります。職場では、多くの人が聴覚保護具を装着している間、動き回っているため、このような状況はよく見られます。咀嚼中や会話中の顎の動き、発汗などによってイヤーマフの位置がずれ、イヤーカップと皮膚の間の密閉が破れ、音が漏れてしまうことがあります。[ 39 ]

劣化

イヤーマフの使用年数と物理的状態を考慮することも重要です。イヤーマフは定期的にひび割れや形状・硬さの変化がないか点検する必要があります。ヘッドバンドも張力が弱くなったり、頭部への適切なフィットができなくなることがあり、機器の効果が低下する可能性があります。[ 39 ]物理的な変化によって耳に開口部ができて音が透過し、減衰が減少する可能性があります。一部のメーカーによると、イヤークッションは定期的に使用する場合は6～8ヶ月ごとに交換する必要があります。イヤーマフを頻繁に使用する場合は、3～4ヶ月ごとに交換する必要があります。[ 40 ]

デメリット

イヤーマフを着用すると、会話の雑音が遮断され、会話が聞き取りにくくなったり、聞き取りにくくなったりするため、コミュニケーションが困難になります。また、音源の位置を特定するのも困難になります。[ 41 ]

難聴労働者の聴覚保護に関する特別な配慮

難聴の労働者は、職場において、警告信号や警報が聞こえない、音源の判別が困難になる、同僚とのコミュニケーションが困難になるなどの追加のリスク要因に直面します。[ 42 ]これは、聴覚保護装置（HPD）が信号/騒音を労働者が聞き取れるレベル以下に減衰させるためです。[ 35 ] OSHA規制では、難聴の程度に関わらず、重度から重度の難聴であってもHPDを着用することが義務付けられています。[ 43 ]標準的な閾値シフトを受けた労働者は、OSHAによって85 dB TWAでHPDを着用することが義務付けられています。[ 38 ]難聴の労働者にHPDを装着する際には、特別な考慮事項があります。これらの要因には、労働者の難聴の快適さ、程度と形状、職場で必要なコミュニケーションの要求（言語的 vs. 非言語的）、コミュニケーションのしやすさ、労働者の騒音曝露レベルが含まれます。[ 44 ]

労働者は、イヤーマフの下に補聴器を装着したい場合があります。OSHA（労働安全衛生局）によると、危険な騒音レベルの場所では補聴器を使用すべきではありません。しかし、OSHAは、聴覚障害保護プログラムを担当する専門家が、高騒音環境において労働者がイヤーマフの下に補聴器を装着できるかどうかをケースバイケースで判断することを認めています。労働者は、HPD（高騒音下聴覚保護装置）の代わりに補聴器（電源を切っていても）を装着することはできません。OSHAは、補聴器は「聴覚保護具」ではなく、HPDの代わりに使用できるほど音を減衰させないと規定しています。[ 38 ]イヤーマフを使用せずに補聴器のみを装着すると、騒音性難聴が悪化する可能性があります。80dBAを超える騒音レベルにさらされる労働者は、イヤーマフを使用せずに補聴器を使用しないことが推奨されています。[ 45 ]

コミュニケーション強化と聴覚保護の両方を提供するデバイスは、大きな音を減衰させ、小さなレベルの音を増幅するために使用できます。これらは、ワイヤレスと有線の両方のオプションがあります。[ 38 ] [ 44 ]これらの効果は、労働者の難聴の程度と構成によって異なります。電子/通信要素を備えた二重の聴覚保護は、難聴者が警告信号を聞き取るのを助け、コミュニケーションを支援します。高周波難聴の労働者は、音程範囲全体で音を均等に減衰させる HPD からより多くの恩恵を受ける可能性があります。これは、従来の HPD では中周波と低周波よりも高周波数 (これらの個人が難聴を抱える領域) を減衰させるため有効です。一方、音程範囲全体で音を均等に減衰させる HPD は、難聴の個人にとってより快適で、音程全体で音量のバランスが取れたデバイスです。このタイプの HPD は一般に「ミュージシャンズ プラグ」と呼ばれています。[ 44 ] NIOSHは、様々なタイプのHPDに関する情報を掲載した「聴覚保護装置概要」を提供しています。[ 46 ]

参照

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