Cic式助听器的制造方法
【专利摘要】一种助听器，其配置成通过为助听器芯体选择特定几何尺寸而适配在耳道的骨部内。
【专利说明】CIC式助听器
【技术领域】
[0001] 本发明总体涉及助听器，并且涉及例如长期完全佩戴在耳道的骨区中而无需每天 塞入和移除的助听器。
【背景技术】
[0002] 外听道（耳道）10大体是狭窄的且定型成如在图1中示出的冠状图所示。成人耳 道10从耳道入口 12到鼓膜或耳膜14的轴向长度大约为25毫米。耳道10的外侧部分、即 远离鼓膜的部分是软骨区16。软骨区16由于下层软骨组织而是相对柔软的，并且响应于 在说话、打哈欠、吃东西等期间发生的下颌或颌骨运动而变形和移动。耳道10的内部、即朝 向鼓膜14的部分是骨区18 (或"骨性耳道"）。靠近鼓膜14的骨区18是坚硬的、长大致为 15毫米并且占据了大约60%的耳道长度。骨区18中的皮肤相对于软骨区中的皮肤更薄， 并且通常对触碰或压力更为敏感。大约会在骨-软骨结合部20形成将软骨区16与骨区18 分开的特征性弯曲部（characteristic bend)，通常称为耳道的第二弯曲部。
[0003] 耳道中的碎屑22和毛发24主要存在于软骨区16中。生理碎屑包括耳垢或耳耵、 汗渍、腐烂的毛发和皮肤、以及由软骨区中的皮下腺生成的皮脂分泌物。非生理碎屑也存在 并且可以由环境颗粒构成，所述环境颗粒包括可能已经进入耳道的卫生用品和化妆用品。 耳道的骨部不包含毛囊、皮脂、汗渍、或耵聍腺。耳道碎屑通过外侧上皮细胞的迁移过程而 自然地排出到耳朵外，从而为耳朵提供天然的自清理机制。
[0004] 耳道10在内侧终止于鼓膜14。耳道的外侧和耳道之外是耳甲腔26和软骨性质的 耳廓28。在入口 12处耳甲腔26和耳道的软骨区16之间的结合部也由已知为耳道的第一 弯曲部的特征性弯曲部30限定。不同个体之间的耳道形状和尺寸可以显著变化。
[0005] 长期佩戴型助听器配置成从数周到数月地持续佩戴在耳道内。这种设备在大小上 可以微小化以完全装配在耳道内，并且配置成使得接收器（或"扬声器"）靠近鼓膜14地深 入装配在耳道中。为此，高度缩微化、但充分尺寸化为产生可接受的声音品质的接收器和麦 克风可用于助听器中。耳内式接收器大体为长方体形状，并且具有5至7毫米的长度范围以 及在最窄尺寸处为2至3毫米的周长。也可以制造尺寸更小的接收器，但输出效率将更低且 通常对微制造技术而言、尤其是在电磁换能机构的线圈中挑战性。输出效率的降低在长期 佩戴型助听器设备中会是不可接受的，因为输出效率的降低必然使得显著增大功率消耗， 以产生听力受损个人所需的放大级。缩微助听接收器的示例包括由Knowles Electronics 制造的FH和FK系列听筒和由Sonion (丹麦）制造的2600系列。就麦克风而言，在耳道式 助听器中应用的麦克风大体为长方体或圆柱形状，并且具有2. 5至5. 0毫米的长度范围以 及在最窄尺寸处为1. 3到2. 6毫米。缩微麦克风的示例包括由Knowles Electronics制造 的FG和TO系列、由Sonion制造的6000系列、以及由Tibbetts Industries制造的151系 列。其它合适的麦克风包括娃麦克风（娃麦克风由于它们每单位面积次优的噪音性能还没 有广泛用于助听器中）。
[0006] 最近推出的长期佩戴型助听器配置成位于耳道10的软骨区16和骨区18两 者中。存在旨在完全搁置在骨区18内的长期佩戴型助听器的设计，并且这种设计被 Shennib( "Shennib"）的美国专利公开文献No. 2009/0074220公开。就将助听器完全放置 在耳道骨区18内而言，有多种优点。例如，在耳道骨区18内并且完全越过骨-软骨结合部 20的放置避免了软骨区16的动态机制，在该动态机制中，下颌运动、诸如睡觉期间轴面位 置改变、以及其它运动引起能导致不舒适性、磨损和/或助听器迁移的显著耳道运动。放置 在耳道骨区18内的另一益处与下述事实有关：汗渍和耳垢在骨-软骨结合部20的外侧产 生。因此，放置在骨区18内降低助听器污染的可能性。声音品质因为由软骨区16中的声 音回授导致的"阻塞"被消除而提高。声音品质也因为下述原因提高：麦克风相对接近鼓膜 地放置，获得了由耳朵的外部分提供的方向性和频率成形性（frequency shaping)的优点， 以使得呈现给助听器的麦克风的声音更加接近地匹配患者习惯于它们的鼓膜接收的声音。
[0007] 虽然配置成完全放置在骨区18内的传统助听器在本领域中是先进的，但是本发 明人已经确定易于改进这些助听器。例如，在Shennib中公开的助听器具有芯体，所述芯体 包括位于壳体内的电源、麦克风以及接收器；并且所述助听器还具有一对防声密封件，所述 防声密封件接合芯体壳体的外表面并且在耳内支承芯体。虽然Shennib教导适于这种助听 器的期望长度（沿外-内方向）是12毫米或更小，但是本发明人已经确定有其它必须解决 的尺寸和声学问题，并且传统助听器的构型不会以如下方式解决这些尺寸和声学问题，即， 允许助听器既在成年人群的大部分（即，至少75% )中装配在骨区内并且提供可接受的声 首品质。
[0008] 被本发明人发现的其它问题与给耳道式助听器供电的电池相关。例如，传统助听 器电池的构型防止具有充足功率容积（例如，以毫安小时（mAh)为单位测量）的电池如此 成形，即，使得整个助听器构型在成年人群的大部分中能够允许助听器装配在耳道骨区内。
[0009] 锌-空气电池（以及其它金属-空气电池）由于它们的容积比能效在助听器中频 繁使用。锌-空气电池对设计和制造而言具有挑战性，原因在于阴极组件必须可触及氧气 (即，空气）和电解质溶液，通常非常滑的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液必须在不泄漏的情 况下包含在电池包壳内。将电解质包含在电池内的传统方法涉及围绕阳极包壳压接阴极组 件，其中密封环位于阳极包壳和阴极组件两者之间。由于与批量生产相关的挑战性，最常见 的压接电池是钮扣电池，所述钮扣电池包括能够被冲压（或拉拔）并且均匀压接的短的柱 形阳极和阴极包壳。然而，如同在Baker( "Baker"）等人的美国专利No. 6, 567, 527中提 到的，钮扣电池不能充分容积比有效到提供用于长期佩戴型深入耳道式（DIC)助听器的容 量。Baker公开了具有子弹形状的阳极包壳的锌-空气电池，所述阳极包壳具有椭圆横截 面，由不锈钢包覆材料（双重包覆铜-钢或三重包覆铜-钢-镍）形成。钢是结构材料，即， 所述材料为阳极包壳提供结构性支承，并且内表面是无氧铜。隐含将钢用于结构材料的原 因是阳极包壳由冲压或拉拔过程形成。就将阴极组件和阳极包壳固定到彼此并且在密封环 处形成密封的压接过程而言，Baker公开了在阳极包壳的内表面上的内保持突缘的形成，所 述内保持突缘抵抗压接力。内保持突缘通过将保持环焊接、或钎焊到在阳极包壳的内表面 上的阶梯部中形成。保持突缘支承密封环，通过使阳极包壳围绕阴极基体弯曲，阴极组件和 阴极基体抵靠密封环压接。可替换地，Baker教导了利用弯曲（或"卷边"）和压接过程通 过向内弯折包壳的一部分而形成的保持突缘。
[0010] 虽然Baker阳极包壳出于各种原因是有利的，但是本发明人已经确定它们易于改 进。例如，可以被采用将阳极包壳与阴极组件结合并且形成密封的压接力的量被内边缘能 够在不裂缝或弯折的情况下经受住的力的量所限制。子弹形状的Baker阳极包壳在压接 过程期间也必须从下方被支承，并且因此压接力必须不超过子弹形状的包壳的抗弯强度。 Baker公开了这样一种电池（图13的Baker)，其中，通过围绕凹陷的阳极部分压接阴极而 将凹陷的阳极包壳结合到阴极，这个过程也需要被拉拔和卷边的阳极包壳在阴极压接期间 被阳极包壳的本体支承。结构的经受压接力的能力将被限制。本发明人已经确定，在一些 示例中，在密封环处压接阳极包壳并且实现合适的密封所需要的压接力大于在包壳内的内 保持突缘能够经受的力和/或形成阳极包壳的抗弯强度。本发明人也已经确定，与传统阳 极包壳制造技术相关的拉拔和冲压过程将阳极包壳非期望地限制为具有相对对称的光滑 表面并且相对更短的折边（throws)。
【发明内容】
[0011] 根据本发明的至少一个方面的助听器芯体包括电池和声学组件，所述声学组件具 有限定内端和外端的麦克风和限定内端和外端的接收器。麦克风和接收器可以定位成使得 接收器的外端大体抵接麦克风的内端，并且电池和声学组件可以设置成使得电池和声学组 件中的一个高于电池和声学组件中的另一个。本发明还包括助听器，所述助听器包括这种 助听器芯体，所述芯体与在芯体上的密封装置相结合。
[0012] 根据本发明的助听器芯体和助听器也包括在前一段落列出的助听器芯体和助听 器，此外还包括其中一个下述附加创造性方面、所有的下述附加创造性方面、以及两个或多 个下述附加创造性方面的任何或所有组合：（1)声学组件高于电池；（2)粘合剂将接收器的 外端固定到麦克风的内端；（3)声学组件包括具有柔性基底和至少一个器件的柔性电路， 并且柔性基底由麦克风和接收器中的至少一个承载；(4)附加创造性方面（3)的柔性电路 包括与麦克风的内端电连接的第一电连接器和与接收器的外端电连接的第二电连接器； (5)麦克风的外端限定麦克风端口，接收器的内端限定接收器端口，并且封装体封装除了 麦克风端口和接收器端口之外的声学组件，并且封装电池的至少一部分；（6)电池包括限 定空气端口的外端，并且封装体封装除了该外端之外的电池；(7)接收器的内端大体对齐 电池的内端,并且麦克风的外端大体对齐电池的外端；(8)接收器的内端些许外侧于电池 的内端，并且麦克风的外端大体对齐电池的外端；(9)电池限定凹进的支承表面，并且声学 组件的至少一部分安装在凹进的支承表面中；（10)没有从接收器的内端向内延伸的声管； (11)短声管从接收器的内端向内延伸；（12)污染物防护罩安装到助听器芯体的外端；并且 (13) 密封装置包括一对相容性密封件。
[0013] 根据本发明的至少其中一个的助听器芯体包括封装体和电池、以及位于封装体内 的麦克风、接收器以及电路。封装体和至少一部分电池在助听器芯体的内端和外端之间限 定助听器芯体的外表面。本发明也包括含有这种助听器芯体助听器，所述助听器芯体与在 芯体上的密封装置相结合。
[0014] 根据本发明的助听器芯体和助听器也包括在前一段落列出的助听器芯体和助听 器，并且此外还包括其中一个下述附加创造性方面、所有下述附加创造性方面、以及两个或 多个下述附加创造性方面的任何或所有组合：（1)封装体包括环氧树脂；（2)污染物防护罩 安装到助听器芯体的外端；（3)麦克风和接收器定位成使得接收器的外端大体抵接麦克风 的内端；(4)助听器芯体包括外表面，所述外表面的横截面具有从由椭圆、椭球形、泪滴形、 以及卵形构成的组中选定的形状，并且封装体和电池各自限定助听器芯体的外表面的一部 分；并且（5)密封装置包括一对相容性密封件。
[0015] 根据本发明的至少其中一个的助听器芯体包括封装体和位于封装体内的麦克风、 接收器、电路以及电池。封装体在助听器芯体的内端和外端之间限定助听器芯体的外表面。 本发明也包括含有这种助听器芯体的助听器，所述助听器芯体与在芯体上的密封装置结 合。
[0016] 根据本发明的助听器芯体和助听器也包括在前一段落列出的助听器芯体和助听 器，并且此外还包括其中一个下述附加创造性方面、所有下述附加创造性方面、以及两个或 多个下述附加创造性方面的任何或所有组合：（1)封装体包括环氧树脂；（2)污染物防护罩 安装到助听器芯体的外端；（3)麦克风和接收器定位成使得接收器的外端大体抵接麦克风 的内端；(4)助听器芯体包括外表面，所述外表面的横截面具有从由椭圆、椭球形、泪滴形、 以及卵形构成的组中选定的形状，封装体限定助听器芯体的外表面，并且电池位于封装体 内；以及（5)密封装置包括一对相容性密封件。
[0017] 根据本发明的至少其中一个的助听器芯体包括麦克风、接收器、电路、以及电池， 并且限定大约10至12毫米的内-外轴线长度、3. 75毫米或更小的次要轴线长度、以及6. 35 毫米或更小的主要轴线尺寸。本发明也包括含有这种助听器芯体助听器，所述助听器芯体 与在芯体上的密封装置结合。
[0018] 根据本发明的助听器芯体和助听器也包括在前一段落列出的助听器芯体和助听 器，并且此外还包括其中一个下述附加创造性方面、所有下述附加创造性方面、以及两个或 多个下述附加创造性方面的任何或所有组合：（1)助听器芯体的横截面限定为从由椭圆、 椭球形、泪滴形、以及卵形构成的组中选定的形状；（2)麦克风和接收器定位成使得接收 器的外端大体抵接麦克风的内端，并且电池定位成使得电池与麦克风和接收器之间具有 上-下关系；和（3)麦克风的外端限定麦克风端口，而接收器的内端限定接收器端口，并且 封装体封装除了麦克风端口和接收器端口之外的麦克风和接收器，并且封装电池的至少一 部分。
[0019] 根据本发明的至少其中一个的助听器包括具有声学组件的助听器芯体，所述声学 组件具有麦克风和具有声音端口的接收器，所述助听器还包括电池和在助听器芯体上的柔 性密封装置。助听器芯体的大小、形状以及构型和密封件的柔性为使得助听器能够定位在 耳道骨区内，其中在骨-软骨结合部内侧的整个麦克风和接收器声音端口与助听器和鼓膜 之间的空气体积直接连通或通过短声管与所述空气体积连通。
[0020] 根据本发明的助听器芯体和助听器也包括在前一段落列出的助听器芯体和助听 器，并且此外还包括其中一个下述附加创造性方面、所有下述附加创造性方面、以及两个或 多个下述附加创造性方面的任何或所有组合：（1)麦克风和接收器定位成使得接收器的外 端大体抵接麦克风的内端；并且（2)鼓膜限定斜面，并且助听器包括具有外表面的内端，所 述外表面限定至少大体类似于鼓膜斜面的斜面。
[0021] 根据本发明的至少其中一个的助听器芯体包括电池、具有麦克风和接收器的声学 组件、与声学组件关联的磁致动式开关，在电池和磁致动式开关之间定位的磁屏蔽件。本发 明也包括含有这种助听器芯体助听器，所述助听器芯体与在芯体上的密封装置结合。
[0022] 根据本发明的助听器芯体和助听器也包括在前一段落列出的助听器芯体和助听 器，并且此外还包括其中一个下述附加创造性方面、所有下述附加创造性方面、以及两个或 多个下述附加创造性方面的任何或所有组合：（1)磁屏蔽件邻近于芯体的外端；（2)磁屏蔽 件邻近于电池的外端；（3)磁屏蔽件包括箔片；(4)麦克风和接收器定位成使得接收器的外 端大体抵接麦克风的内端，并且磁致动式开关抵接麦克风；并且（5)声学组件包括具有柔 性基底、放大器以及磁致动式开关的柔性电路，并且柔性基底由麦克风和接收器中的至少 一个承载。
[0023] 根据本发明的至少其中一个的助听器芯体包括麦克风、接收器、电路、以及电池， 并且限定内-外轴线尺寸（DJ、上-下尺寸（D SI)、以及前-后尺寸（DAP)，其中，在Da = 10至12毫米的情况下，DAP/tV彡0. 38且DSI/tV彡0. 64。本发明也包括含有这种助听 器芯体的助听器，所述助听器芯体与在芯体上的密封装置结合。在至少一个实施方式中， DAP/Da彡0. 31、DSI/1V彡0. 53并且= 12毫米；并且在至少一个其它实施方式中，Dap/ ?彡 0· 38、Dsi/Dml 彡 0· 64 并且 EV = 10 毫米。
[0024] 根据本发明的至少其中一个的电池包壳包括阴极部分和阳极部分，所述阳极部分 具有限定外侧保持突缘的向内定型区域。
[0025] 根据本发明的电池包壳也包括在前一段落列出的电池包壳，并且此外还包括其中 一个下述附加创造性方面、所有下述附加创造性方面、以及两个或多个下述附加创造性方 面的任何或所有组合：（1)外侧保持突缘是阴极部分的一部分；（2)根据附加创造性方面 (1)的阴极部分限定第一和第二纵向端，外侧保持突缘位于第一纵向端，并且第二纵向端被 压接；（3)外侧保持突缘大体垂直于电池包壳的纵向轴线；(4)电池包壳关于电池包壳的纵 向轴线是非对称的；（5)阳极部分和/或阴极部分包括大体平坦表面和相反于该大体平坦 表面的弯曲表面；并且（6)电池包壳的最长尺寸与电池包壳的垂直于最长尺寸的最大尺寸 的比率至少为2.0。
[0026] 根据本发明的至少其中一个的电池包括电池包壳阳极部分，所述电池包壳阳极部 分包括限定外侧保持突缘的向内定型区域，在电池包壳阳极部分内的阳极材料，电池包壳 阴极部分，和在电池包壳阴极部分内的阴极组件。
[0027] 根据本发明的电池也包括在前一段落列出的电池，并且此外还包括其中一个下述 附加创造性方面、所有下述附加创造性方面、以及两个或多个下述附加创造性方面的任何 或所有组合：（1)外侧保持突缘是电池包壳阴极部分的一部分；(2)根据创造性方面（1)的 电池包壳阴极部分限定第一和第二纵向端，外侧保持突缘位于第一纵向端，并且第二纵向 端被压接；（3)阴极组件包括阴极基体和阴极催化部，绝缘体位于阴极基体和电池包壳阴 极部分之间，并且电池包壳阴极部分的一部分被压接附于阴极基体和绝缘体上；（4)外侧 保持突缘大体垂直于电池包壳阳极部分的纵向轴线；（5)电池包壳阳极部分关于电池包壳 阳极部分的纵向轴线为非对称的；（6)电池包壳阳极部分和/或电池包壳阴极部分包括大 体平坦表面和相反于该大体平坦表面的弯曲表面；并且（7)电池包壳的最长尺寸与电池包 壳的垂直于该最长尺寸的最大尺寸的比率至少为2. 0。
[0028] 根据本发明的至少其中一个的组装电池的方法包括以下步骤：通过将支承件放 置在外侧保持突缘下方而支承未压接的阳极包壳连同阳极部分、阴极部分以及外侧保持突 缘；并且压接阴极部分。
[0029] 根据本发明的方法也包括在前一段落列出的方法，并且此外还包括其中一个下述 附加创造性方面、所有下述附加创造性方面、以及两个或多个下述附加创造性方面的任何 或所有组合：（1)在压接之前将阳极材料插入阳极包壳阳极部分中的步骤；（2)在将阳极 材料插入阳极包壳阳极部分之后且在压接之前，将阴极组件插入阳极包壳阴极部分中的步 骤；（3)结合根据附加创造性方面（2)的步骤，在将阴极组件插入阳极包壳阴极部分中之 前，将绝缘体插入阳极包壳阴极部分中；(4)外侧保持突缘被电池包壳阳极部分的向内定 型部分限定，并且外侧保持突缘是阳极包壳阴极部分的一部分；以及（5)支承未压接的阳 极包壳的步骤包括通过将支承件放置在外侧保持突缘下方而支承包括阳极部分、阴极部分 以及外侧保持突缘的未压接的阳极包壳，以使得阳极部分与压接力脱离关联。
[0030] 根据本发明的至少其中一个的制造电池包壳的方法包括利用电池包壳材料涂覆 为电池包壳内部形状的牺牲芯棒的步骤。
[0031] 根据本发明的方法也包括在前一段落列出的方法，并且此外还包括其中一个下述 附加创造性方面、所有下述附加创造性方面、以及两个或多个下述附加创造性方面的任何 或所有组合：（1)涂覆牺牲芯棒的步骤包括利用第一金属层和与第一金属层不同的第二金 属层涂覆电池包壳形状的牺牲芯棒；（2)涂覆牺牲芯棒的步骤包括将电池包壳材料电镀到 电池包壳形状的牺牲芯棒上；（3)涂覆牺牲芯棒的步骤包括利用电池包壳材料涂覆具有阳 极部分、阴极部分、向内定型区域的牺牲芯棒；以及（4)从电池包壳移除牺牲芯棒的步骤。
[0032] 根据本发明的至少其中一个的电池包壳包括限定第一横截面积的阴极部分、限定 第二横截面积的阳极部分、以及限定比第一和第二横截面积小的第三横截面积的颈部部 分，并且所述颈部部分在阴极部分和阳极部分之间的交叉处限定纵向延伸的外部间隙。
[0033] 根据本发明的电池包壳也包括在前一段落列出的电池包壳，并且此外还包括其中 一个下述附加创造性方面、所有下述附加创造性方面、以及两个或多个下述附加创造性方 面的任何或所有组合：（1)阴极部分的横截面积不超过7毫米 2 ; (2)颈部部分的横截面积 在其最窄部分不超过2. 5毫米2 ; (3)颈部部分是阳极部分的一部分；(4)阳极部分包括限 定不同横截面形状的多个纵向分隔区；（5)阳极部分包括限定不同的横截面大小的多个纵 向分隔区；以及￠)阳极部分包括限定不同的横截面形状和不同的横截面大小的多个纵向 分隔区。
[0034] 随着本发明在结合附图考虑参照下述详细说明时变得更好理解，本发明的以上描 述和许多其它特征将变得明显。
【专利附图】
【附图说明】
[0035] 将参考附图详细说明示例性实施方式。
[0036] 图1是示出耳朵和耳道的解剖学特征的剖视图。
[0037] 图2是示例性助听器的透视图。
[0038] 图3是图2中示出的助听器的另一透视图。
[0039] 图4是图2中示出的助听器的分解透视图。
[0040] 图5是图2中示出的助听器的一部分的分解透视图。
[0041] 图5A是示例性电池的透视图。
[0042] 图6是图2中示出的助听器的一部分的侧视图。
[0043] 图7是图2中示出的助听器的一部分的内侧端视图。
[0044] 图8是示出图2中示出的助听器在耳道内的局部剖视图。
[0045] 图8A是示出图2中示出的助听器在耳道内的端视图。
[0046] 图9是图2中示出的助听器的一部分的透视图。
[0047] 图10是图2中示出的助听器的一部分的分解透视图。
[0048] 图10A是替换性助听器芯体的一部分的侧视图。
[0049] 图11是图2中示出的助听器的一部分的平面图。
[0050] 图12是图2中示出的助听器的一部分的平面图。
[0051] 图13是图2中示出的助听器的一部分的端视图。
[0052] 图14是图2中示出的助听器的一部分的端视图。
[0053] 图15是图2中示出的助听器的一部分的透视图。
[0054] 图16是图2中示出的助听器的一部分的简化剖视图。
[0055] 图17是图2中示出的助听器的一部分的简化剖视图。
[0056] 图17A是另一示例性助听器的一部分的简化剖视图。
[0057] 图18是图2中示出的助听器的一部分的端视图。
[0058] 图19是图2中示出的助听器的一部分的分解透视图。
[0059] 图20是图2中示出的助听器的一部分的透视图。
[0060] 图21是图2中示出的助听器的透视图。
[0061] 图22是图2中示出的助听器的一部分的透视图。
[0062] 图23是图2中示出的助听器的一部分的透视图。
[0063] 图24是示例性电池的透视图。
[0064] 图25是图24中示出的电池的分解透视图。
[0065] 图26是图24中示出的电池的一部分的剖视图。
[0066] 图27是示例性牺牲芯棒的正视图。
[0067] 图28和29是在图27中示出的牺牲芯棒之上形成的部分完成的示例性阳极包壳 的正视图和俯视图。
[0068] 图30是在图28和29中示出的部分完成的阳极包壳的俯视图，其中牺牲芯棒被移 除。
[0069] 图31是示例性部分完成的电池的分解透视图。
[0070] 图32是压接装置和在图31中示出的部分完成的电池的简图。
[0071] 图33是示例性压接套件的平面图。
[0072] 图34是在图31中示出的部分完成的电池位于在图33中示出的压接套件中的剖 视图。
[0073] 图35是表示出与压接过程相关的力的视图。
[0074] 图36是示出示例性电池制造过程的流程图。
【具体实施方式】
[0075] 下文是实施本发明的当前知道的最佳模式的详细说明。该说明内容并非旨在用作 限定意义，而是仅为了示出本发明的一般原理。参照图1，也应该注意到如同在这里使用的， 术语"外"指代背离鼓膜的助听器的方向和部分，术语"内"指代面向鼓膜的助听器的方向 和部分，术语"上"指代面向头顶的助听器的方向和部分，术语"下"指代面向脚部的助听器 的方向和部分，术语"前"指代面向身前的助听器的方向和部分，并且"后"指代面向身后的 助听器的方向和部分。
[0076] 如图2至4所示，示例性助听器50包括芯体60和密封装置70。污染物防护罩80 可以安装在芯体60的外端上。可以被用于从耳道移除助听器50的手柄90也可以在一些实 施方式中设置。总体而言，芯体60包括电池和声学器件，密封装置70是将芯体固定在耳道 的骨区中并且提供消声以缓和回馈发生的相容性装置，以及污染物防护罩80防止芯体不 受诸如碎屑、耳垢、凝结的湿气、以及油的污染。在以下将参考图5至18详细讨论芯体60、 在以下将参考图21至23详细讨论密封装置70、并且在以下将参考图19至20详细讨论污 染物防护罩80。
[0077] 就芯体60而言，并且首先参照图5和5A，示例性实施方式中的芯体包括声学组件 100、电池200、以及包封声学组件和电池中的一些或所有的封装体300。示例性声学组件 1〇〇具有麦克风102、接收器104和柔性电路106,所述柔性电路具有在柔性基底112上承 载的集成电路或放大器108和其它离散器件110 (例如，电容器）。以下将参考图24至36 更加详细讨论的示例性电池200具有保持阳极材料和阴极组件的阳极包壳202 (或"电池包 壳"）。具体地，阳极包壳202包括用于阳极材料204的阳极部分202a和用于阴极组件208 的阴极部分202b。示例性阳极包壳202还设有向内定型区域202c (或"颈部"），所述向内 定型区域在阳极/阴极结合部处限定外侧保持突缘202d、即从阳极包壳的外部可触及的保 持突缘。阴极部分202b包括如以下参考图26讨论的压接区域206。向内定型区域202c 和保持突缘202d与以下将参考图32至36讨论的电池组装过程相关。为此，向内定型区域 202c限定了大小被设置成足以接收压接工具的纵向延伸间隙。向内定型区域202c也形成 用于封装体300的锚固区域，并且外侧保持突缘202d用作连接点，以用于在所示实施方式 中由一对柔性线绳92构成的手柄90。
[0078] 声学组件100可以安装到电池200,并且在所示实施方式中阳极包壳202设有声学 组件支承表面210,所述声学组件支承表面具有与声学组件100的邻近部分（本文中，接收 器104)的形状对应的形状。支承表面210在包括所示实施方式的一些示例中为在侧边突 起212和外端突起214之间限定的相对平坦的凹进区域。突起212和214使声学组件100 相对于电池对齐，并且也将一些电池体积转移到更加容积比有效的位置。在其它实施方式 中，可以省略突起212和214。电池200通过阳极和阴极线材216和218连接到柔性电路 106。电池在其它实施方式中可以经由柔性电路的附接到电池的突片（未示出）连接到类 似的柔性电路。
[0079] 示例性阳极包壳202的横截面也具有在某种程度上与被截取的椭圆（或D-形状） 对应的形状，所述形状促成芯体60的整个形状。为此并且参照图17,阳极部分202a具有相 反于平坦支承表面210的弯曲表面211。类似地并且参照图16,阴极部分202b具有平坦表 面213和相反于该平坦表面的弯曲表面215。阳极包壳202也可以在自由端（S卩，图5和 5A中的左端）缩窄。
[0080] 在此应该注意到，声学组件100的器件相互之间的空间关系以及声学组件与电池 200的空间关系如以下在所示实施方式中的那样。麦克风102和接收器104各自沿芯体60 的长轴线、即沿"内-外"方向延伸，其中接收器的外端紧邻于麦克风的内端。换言之，麦克 风102和接收器104沿内-外方向接近彼此地以共线方式设置（例如，两者之间大约0. 1 到0. 5毫米），其中接收器的内端位于助听器的上部内端而麦克风的外端位于助听器芯体 60的外端。污染物防护罩80如果存在则可以从芯体60向外地延伸。这种结构导致了与 接收器和麦克风并排设置的助听器相比更薄的芯体。所述芯体60不具有并且也不需要如 同在一些传统助听器（诸如在Shennib中公开的助听器）中发现的从接收器向内延伸的声 管。通过短喷口或端口在接收器和鼓膜之间的空气腔的直接驱动提供比会引起显著失真的 声管更高的声音传输保真度。柔性电路106可以在麦克风102和接收器104中的一个或两 者之上挂置，并且在所示实施方式中，柔性电路在接收器之上挂置，其中薄的部分位于麦克 风和接收器之间。这种设置减小助听器芯体60的长度而没有显著增加助听器芯体的周长， 艮P，沿着垂直于内-外方向的前-后和上-下方向的尺寸没有显著增加。
[0081] 就声学组件100和电池200的空间关系而言，声学组件和电池一个在另一个上地、 即一个高于另一个地安装，并且声学组件和电池彼此抵接。声学组件1〇〇和电池200的纵 向轴线也彼此平行。电池200相对是长的，S卩，与声学组件100 -起从芯体60的内端大致 共同延伸到芯体的外端，这允许电池的周长最小化而又不牺牲电池体积和容量。也参照图 8,外形在所示实施方式中设置成匹配（或至少大体匹配）鼓膜14沿上-下方向的典型角 度，以使得电池200的最外梢端比接收器的最外梢端更向外地延伸（注意以下将讨论的封 装体声音孔口 302的位置）。因此，声学组件100和电池200在结合时有助于构造相对高和 薄的刚性芯体，本发明人已经确定这样对耳道骨部最好。在垂直于沿芯体60长度的内-外 轴线（即，纵向轴线）的平面中的截面横纵比率相对是高的，即，至少大约1.6。
[0082] 封装体300在所示实施方式中包封声学组件100,除了声音进入麦克风102和离开 接收器104的位置和声学组件的直接固定到电池200的部分之外。封装体300也包封阳极 包壳202的阴极部分202b，除了空气进入的外端和阳极部分202a的定型区域202c。在其它 实施方式中，例如，在以下参考图17A讨论的实施方式中，封装体的薄层也可以包封阳极包 壳202的阳极部分202a。因此，封装体300的外表面以及（至少在一些示例中）电池200 的一部分的外表面限定芯体60的外部。不存在声学组件100和电池200被插入的壳体，并 且如同在本文中使用的，术语"封装体"并非代表声学组件100和电池200被插入的分离壳 体。实际上，声学组件100 (例如在操控期间）通过封装体300和电池200被防止免受污染 和物理力影响。与所不实施方式相反，如果壳体存在，则声学组件100和电池200的组合体 积的大致全部都会位于壳体内，并且因此壳体壁的厚度将增加芯体的长度和周长。因此，利 用封装体300代替壳体导致与采用分离壳体的情况相比具有更小长度和周长的芯体。也如 同使用阳极包壳202的情况，封装体300可以具有圆滑的外表面。这可以通过简单地采用 具有这种表面的封装体模具而完成。总结而言，由于芯体60的构型（例如，声学组件100 的器件和电池200的相对位置，以及利用封装体300代替壳体），芯体是被紧密包装的一体 结构，其能够在以下描述的尺寸和比率内以非常适于耳道的骨区的椭圆形状、或其它形状 (例如，椭球形、泪滴形、卵形）制造。与利用封装体相关的其它益处包括由于并非必须构造 壳体（非常小的装置）以及在其中定位各种结构而易于制造、麦克风和接收器的声学隔离、 以及优越的抗污染性。
[0083] 本发明人已经确定，对于包括刚性芯体和相容性密封装置的助听器（例如，示例 性助听器50)，如果期望将助听器适配于大部分预期用户人群，除内-外长度和特定比率之 外的尺寸也极为重要。为此并且参照图6和7,示例性芯体60的横截面大体为椭圆形状 (即，在周长平面上的椭圆形状），所述椭圆形状对应于耳道到骨部的横截面形状的叠置投 影并且对耳道呈现圆滑表面。示例性芯体60具有沿内-外轴线的尺寸（D a)、沿前-后（或 次要）轴线的尺寸（DAP)、以及沿上-下（或主要）轴线的尺寸（D SI)。就大小而言，本发明 人已经确定，芯体应该具有3. 75毫米或更小的前-后尺寸（DAP < 3. 75毫米）、以及6. 35 毫米或更小的上-下尺寸（DSI < 6. 35毫米）。利用适合更小耳道所需的更小尺寸，这些尺 寸选定为适合大约75%的成年人群。换言之，在那些内-外尺寸为大约12毫米（D a?12 毫米）、比率DAP/1V彡0. 31且比率DSI/Da彡0. 53的示例中。内-外尺寸的范围为从大约 10-12毫米，其中其它尺寸维持相同，并且比率将相应变化。因此，在那些内-外尺寸为大约 10毫米（D ML ~ 10毫米）、比率DAP/DML彡0· 38且比率DSI/tV彡0· 64的示例中。本发明人 已经确定，当具有这种尺寸和比率的芯体与密封装置结合使用时（例如，具有密封装置70 的芯体60)，形成的助听器将具有大约75%的成人形体适配率。换言之，对于大约75%的人 群，助听器芯体和密封件将完全适配在耳道内的骨部中，并且由助听器施加在耳道骨部上 的最大压力将小于耳道的上皮层的静脉毛细血管回压。
[0084] 图8和8A示出示例性助听器50,所述助听器的大小和形状以前一段落描述的方式 设置，所述助听器定位在耳道内的骨部18,以使得芯体60完全在骨部内并且密封装置70压 靠着骨部。芯体60也完全越过耳道的第二弯曲部和骨-软骨结合部20。位于芯体60的内 端和接收器声音端口的封装体声音孔口 302 (下文讨论）面向且紧靠鼓膜14 ( S卩，自鼓膜的 鼓膜凸起大约4毫米）。在以上【背景技术】部分中讨论了这种放置方式的益处。例如，由于接 收器与鼓膜14和密封装置70的内侧表面之间的空气腔AC (图8)直接声学接触而实现声 音高保真度。污染物防护罩80的外部是如下文讨论的柔性结构，可以位于完全在耳道骨区 18内或部分地在骨区和软骨区16两者内。考虑到75%的适配率，本发明人已经确定，对于 75%的成年人群，耳道骨区18沿上-下方向具有至少4. 2毫米的最小尺寸和沿前-后方向 至少6. 8毫米的最小尺寸。
[0085] 在此应该注意到，所述芯体并非限于很大程度上在前-后尺寸和上-下尺寸上大 小大体恒定的椭圆形状。例如，其它合适的横截面形状包括椭球形、泪滴形、以及卵形形状。 可替换地或补充地，芯体大小可以在前-后尺寸和/或上-下尺寸上从在外端的更大尺寸 到在内端的更小尺寸地向下成缩窄到更小尺寸，或可以以一些其它恒定或非恒定方式至少 在内端和外端之间的某些位置改变大小。
[0086] 参照图9和10并且如上所示，示例性声学组件100具有麦克风102、接收器104和 柔性电路106,所述柔性电路具有在柔性基底112上的集成电路或放大器108和其它分离器 件110。麦克风102可以具有：壳体114,所述壳体具有在一端的声音端口 116和在另一端 的闭合端壁118 ;在壳体内的隔膜120 ;以及在端壁118上的多个电触头122,所述电触头可 以通过下文描述的方式连接到柔性电路106。在示例性实施方式中使用的合适的麦克风可 以是但不限于来自Sonion的6000系列麦克风。附加地，虽然示例性麦克风壳体114的形 状是筒形的，但可以采用其它形状。接收器104可以具有：壳体124,该壳体具有多个细长 侧壁126、端壁128和130 ;从壳体突伸的声音端口 132 ;隔膜134 ;以及可以通过下文描述 的方式连接到柔性电路106的多个电触头136 (也参见图14)。在示例性实施方式中使用的 合适的接收器可以是但不限于来自Knowles Electronics的FK系列接收器。示例性接收器 壳体124的形状是矩形的，并且侧壁126的形状是平坦的。因此，电池支承表面210也是平 坦的。其它实施方式可以采用具有其它壳体形状的接收器，并且至少在一些示例中电池支 承表面将具有相应的形状。
[0087] 在所示实施方式中，接收器声音端口 132的内端的上部延伸穿过声音孔口 302,由 此避免对声管的需要。在其它实施方式中，例如在接收器声音端口并非从壳体突伸的情况 下的植入，可以有延伸穿过封装体或由封装体简单限定的短的声管。如同在本文中使用的， "短声管"是长度在2毫米以下的声管。由于这个最小长度，短声管将不会以更长的声管可 能起作用的方式负面地影响声学传输。包括短声管的芯体的一个示例在图10A中大体以附 图标记60'代表。本文中，接收器104'的声音端口只不过是接收器壳体中的开口，并且短 声管105延伸到封装体300的内端。短声管可以简单的是穿过封装体的通道、或可以是延 伸穿过封装体的短管。
[0088] 就示例性柔性电路106而言并且也参照图11至14,柔性基底112包括主体部分 138和从主体部分的外端延伸的多个分别可弯曲的突片140至144。柔性基底主体部分138 可以配置成部分地或完全地覆盖接收器壳体122的一个或多个侧壁126,并且在所示实施 方式中，柔性基底主体部分覆盖三个侧壁的大体所有（即，大约90%)表面区域。另一侧 壁126抵接电池200。因此，主体部分130大体是U-形的。也承载集成电路108和大部分 其它分离器件110的主体部分130可以利用粘合剂固定到接收器104。合适的柔性基底材 料包括但不限于聚酰亚胺和液晶聚合物（LCP)。突片140和142承载触头146和148 (图 11和12)，所述触头可以焊接地或以其它方式连接到在麦克风102和接收器104上的触头 122和136。示例性触头146和148完全地延伸穿过柔性基底112。突片144承载（依据开 关的类型）被断开或接通以控制一个或多个方面的芯体60操作（例如，容积设定）的开关 150。开关150位于芯体60的外端。
[0089] 在所示实施方式中，开关150是磁致动式开关。用户简单地将磁体放置成紧靠芯 体60以致动开关150。这种开关的一个示例是簧片开关。磁屏蔽件152(图16)可以如以 下更加详细讨论地位于磁致动式开关150和电池200之间。也可以采用其它类型的用户致 动型开关代替磁致动式开关或与磁致动式开关结合。这种开关包括但不限于光启动型开关 (例如，可见或红外光启动）和RF启动型开关。
[0090] 在麦克风102和接收器104已经以上述方式连接到柔性电路106之后，麦克风、接 收器以及柔性电路可以以在图9中示出的方位定位并且利用粘合剂154固定到彼此以完成 声学组件100。粘合剂154封装在麦克风102和接收器104之间的相对较小的区域并且将 麦克风直接粘接到接收器，柔性电路突片140和142位于该相对较小的区域中。在一些示 例中，粘合剂154可以是具有消声特性的粘合剂。可替换地或补充地利用具有消声特性的 粘合剂，消声材料层可以与粘合剂154 -起位于麦克风102和接收器104之间。
[0091] 如此配置，声学组件100是可以安装到电池200上的一体结构，并且在所示实施方 式中声学组件和电池的内端至少大体对齐，并且声学组件和电池的外端至少大体对齐。在 最内侧端点可以有些许不同（注意图15)以适应鼓膜的斜面（即，倾斜）。例如，声学组件 100和电池200的最内侧端点可以彼此偏离大约0. 5到1. 5毫米。如图6和8中示出的结果 是形成向外成斜面的外表面CS的能力，所述外表面CS以可以相同或至少大体类似于鼓膜 14的外表面的角度倾斜。附加地，虽然声学组件100的内端在所示实施方式中些许外侧于 电池200的内端，但这可以在那些助听器旨在不同方位地定位在骨区内的示例中颠倒。声 学组件100和电池200的内端和/或外端也可以彼此相平（即，在误差0. 1毫米内对齐）。
[0092] 参照图15和17,声学组件100可以利用例如位于接收器104和支承表面210之间 的粘合剂层156固定到电池200。在声学组件100已经固定到电池200之后，阳极和阴极线 材216和218可以利用例如焊料连接到柔性电路106,以完成子组件55。可替换地，挠曲突 片（未示出）能够连接到电池。
[0093] 例如在图16中所示，位于磁致动式开关150和电池200之间的磁屏蔽件152利用 粘合剂158固定到磁致动式开关。磁屏蔽件152保护开关150免受阳极包壳202的残余磁 化影响。磁屏蔽件152可以是由镍合金形成的薄箔、或可以是具有适当高磁导率或顺磁特 性的任何其它合适的结构。磁屏蔽件152应该至少与开关150的磁致动式部分面向电池 200的部分共同延伸。在所示实施方式中，磁屏蔽件152以0. 25毫米或更大沿前和后方向 延伸超过开关150,以0. 1毫米或更大向内延伸越过开关，并且从开关的外端开始向内0. 2 毫米到0. 4毫米。屏蔽件152由于其位置处于电池60的外侧压接端而位于由常规操作引 起最大残余磁场强度的区域中。
[0094] 封装体300然后被添加到由声学组件100和电池200构成的子组件55,以形成芯 体60。虽然本发明并非限于任何具体的封装过程，但是封装体300可以通过注射成型过程 添加到子组件。简言之，筒形杆（未示出）可以放置于接收器声音端口 132中，并且子组件 55然后可以插入到模具中（未不出）。模具内表面的形状将对应于封装体300的外表面的 形状。附加地，电池200的没有被封装体300覆盖的那些部分将接触模具的内表面。示例 性实施方式中的封装体300将从声学组件100和电池200的相关部分的内端（即从接收器 104的内端和阳极包壳202的向内定型区域202c的内端）延伸到邻近于但不超过声学组 件和电池的外端的点（即达到但不超过麦克风102的外端表面和阳极包壳202的阴极部分 202b的点），以使得空气和声音可以进入麦克风102和电池200。
[0095] 就用于封装体300的材料而言，合适的封装材料包括但不限于环氧树脂和聚氨 酯，并且优选为医疗级别。在环氧树脂或其它封装材料硬化之后，当前被封装的子组件55 可以从模具移除。环氧树脂可以例如通过UV固化方式硬化。能够以展现了与接收器声音 端口 132对齐的声音孔口 302(图4和5)的方式从接收器声音端口 132移除管以完成芯体 60 〇
[0096] 如图16和17所示，示例性封装体300具有外表面304和封装材料306的内体积， 所述封装材料占用器件之间的空间，并且在一些情况下占用器件和封装体的外表面之间的 空间。封装体300还具有外端308 (图19)，该外端在麦克风102的外端和阳极包壳阴极部 分202b的些许内侧（例如大约0. 3毫米），以使得麦克风端口 116和阴极空气端口 234 (图 18,下文讨论）不被堵塞。例如并且参照图16,封装体300围绕声学组件100的一部分（例 如，麦克风102)和电池200的一部分（例如，阳极包壳阴极部分202b)。换言之，封装体外 表面304在芯体的外侧区域中限定芯体60的外表面，并且麦克风102和阳极包壳阴极部分 202b在这个区域中定位成向内于封装体外表面304。参照图17,在阳极包壳202限定芯体 60的外表面部分的那些区域中，封装体300仅围绕声学组件100的一部分（例如，接收器 104和挠曲电路106)。换言之，封装体外表面304和阳极包壳表面222各自限定芯体60的 外表面在芯体的内侧区域中的一部分。
[0097] 在其它实施方式中，整个声学组件100和整个电池200可以被包封在封装材料中， 除了接收器声音端口 132、以及麦克风102和阴极组件208的外端表面之外。因此，如图17A 所示，封装体300'也在阳极包壳202的阳极部分202a中遍及阳极包壳外表面222地延伸。
[0098] 如上所示，防止芯体60被污染物（诸如碎屑、湿气、以及油）影响的污染物防护罩 80在示例性实施方式中可以安装在芯体的外端上。这种污染物可能偶尔存在，即便助听器 50的位置在耳道骨部18内。可以采用多种多样的污染物防护罩，并且在一些实施方式中附 加的污染物防护罩可以放置在芯体的内端上以保护接收器端口。参照图19至20,由封装体 300保持就位的示例性污染物防护罩80包括壳体400、屏障402和柔性管404。
[0099] 示例性壳体400具有凸出的大致椭圆的壁406,所述壁的尺寸和形状被设置成用 于附接到封装体外端308 (图18)。壁406包括声音端口 408和允许手柄90通过的一对槽 410。壁406的一侧具有用于屏障402的凹部412,而另一侧包括用于柔性管404的支承表 面414。一个或多个突片416 (例如，在声音端口 408每侧上的一个突片）可以设置成协助 将助听器50插入耳道中和从耳道移除助听器。
[0100] 在所示实施方式中的屏障402的形式是薄金属或聚合物膜418,其具有一系列穿 孔420且具备疏水和疏油/耐冷特性的表面纹理或表面处理。穿孔420的大小/间隔和材 料厚度使得屏障402对在可听频率范围内引入的声波充分透明、又维持排斥液体水和耳垢 的能力。这防止液体水和耳垢穿过污染物防护罩80并且阻塞麦克风端口 116和电池阴极 端口 234 (图18)。在一个实施方式中，穿孔420可以具有范围从大约50微米到大约200微 米（例如，大约100微米）的直径和大约150微米的间距，并且屏障402的厚度范围可以从 10至100微米。
[0101] 示例性柔性管404具有椭圆壁422和斜切表面424,所述斜切表面的角度对应于 壳体支承表面414的角度。柔性管404阻止厚的和/或固体耳垢、以及其它固体碎屑在屏 障402上沉积并且阻塞穿孔420。用于柔性管404的合适的材料包括但不限于硅树脂、聚氨 酯、热塑弹性体以及其它弹性体。附加地，如上所示，管404的柔性允许管部分地或完全地 定位在软骨区16中，因为管将在接触耳道壁时按需弯曲。
[0102] 有关示例性污染物防护罩的详情的附加信息可以在美国专利公开文献 No. 2010/0322452中找到，其通过引用结合于此。
[0103] 如图21至23所示并且虽然本助听器并非限于任何具体密封装置，但是示例性密 封装置70包括外密封件500和内密封件500a (有时称为"密封保持件"）。将芯体60在耳 道骨部18内（图8和8A)支承的密封件500和500a配置成大体顺应耳道壁的形状，维持 密封表面和耳道之间的声学密封，并且将助听器50固定地维持在耳道内。密封装置70也 可以被用于提供生物相容性组织接触层和防止液体渗入的屏障。外密封件500和内密封件 500a除形状上的次要变化之外大体类似，并且为了简明起见密封件将参考外密封件500描 述。有关示例性密封装置的详情的附加信息可以在美国专利No. 7, 580, 537中找到，其通过 引用结合于此。
[0104] 更具体地参照图22和23,外密封件500包括外壳502,所述外壳具有开口 504以 及壁506,所述壁限定腔508以用于保持助听器芯体60。开口 504可以相对于外壳502居 中地设置或偏离地设置，并且配置成装配芯体60。开口 504的形状可以为椭圆（如所示）、 或大体圆形或方形。在所示实施方式中，壁506的内部包括多个扇形部510,所述扇形部可 以被用于对壁赋予期望级别的硬度和顺应性。密封件500和500a可以利用粘合剂附接。
[0105] 就材料而言，密封装置70 (例如，密封件500和500a)可以由配置成顺应耳道形状 的相容性材料形成。合适的材料包括具有顺应特性（以及尺寸）的弹性泡沫，所述弹性泡 沫配置成顺应耳道的预期部分（例如，骨部）的形状，并且对耳道施加弹性力以便将密封装 置70保持就位在耳道中。与刚性芯体60相结合，施加到耳道骨部的最大压力将小于耳道 的上皮层的静脉毛细血管回压。开孔式和闭孔式的示例性泡沫都包括但不限于由聚氨酯、 硅树脂、聚乙烯、含氟聚合物以及它们的共聚物形成的泡沫。在至少一些实施方式中，所有 或一部分密封装置70能够包括疏水材料，所述疏水材料包括至少在一些示例中对水蒸汽 传输也可渗透的疏水层或涂层。这种材料的示例包括但不限于硅树脂和含氟聚合物，诸如 膨胀聚四氟乙烯（PTFE)。密封装置70也可以由亲水泡沫或亲水和疏水材料的组合形成、或 简单地包括这些材料。
[0106] 外壳502的未压缩的主要和次要尺寸将取决于穿戴者，并且范围可以从大约9. 7 到13. 5毫米和8. 1到11. 1毫米。开口 504的主要和次要尺寸将些许小于芯体60的主要 和次要尺寸。
[0107] 在一些实施方式中，纵向延伸气孔（未不出）可以设置在芯体60的外表面和密封 装置70的接合芯体的部分的内表面之间。这种气孔大到足以提供大气压力释放（例如，在 助听器的插入和移除期间），又小到足以防止引起回馈的接收器到麦克风的声音泄漏。气孔 可以如此形成，即，在将密封装置70附接到芯体之前，将小的Teflon纤维放置在芯体60的 外表面上，而后在密封装置被附接之后移除纤维。
[0108] 参照图24至26并且如上所示，示例性电池200具有阳极包壳202,所述阳极包壳 具有用于阳极材料204的阳极部分202a和用于阴极组件208的阴极部分202b。阳极包壳 202的一部分，S卩，阴极部分202b在压接部206处附在概括而言的阴极组件208并且具体而 言的阴极基体226 (下文讨论）之上并且围绕它们压接。绝缘密封环224通过压接部206 挤压阴极基体226以形成密封。
[0109] 示例性电池200是金属-空气电池，因此，阳极材料204是金属的。该金属在所示 实施方式中为锌。更具体地，阳极材料204可以是汞锌粉，所述汞锌粉具有包括粘结剂和阻 蚀剂的有机和无机化合物。阳极材料204也包括电解质，通常为氢氧化钾（Κ0Η)或氢氧化 钠（NaOH)的水溶液。其它合适的金属包括但不限于将锂、镁、铝、铁和钙作为用于金属-空 气电池的阳极材料。其它电池化学成分也可以被用作能源，诸如锂原、锂离子、银锌、镍-金 属-氢化物，镍锌、镍钙。
[0110] 被承载在阳极包壳202的阴极部分202b内并且通过电绝缘密封环224与阳极包 壳绝缘的示例性阴极组件208包括阴极基体226和阴极子组件228。可以由诸如镀镍不锈 钢的传导材料形成的示例性阴极基体226大体为杯形并且包括侧壁230、端壁232以及延 伸穿过端壁的空气端口 234。基体在其它实施方式中可以是平坦的。绝缘密封环224具有 位于阳极包壳202的阴极部分202b和阴极基体226之间的第一部分236和位于阴极部分 202b和阴极子组件228之间的第二部分238。密封环第二部分238将阴极子组件228压入 杯形的阴极基体226中。密封环224也包括与阳极包壳202中的相应的孔口 242对齐的孔 口 240,所述孔口 240使基壁232和空气端口 234暴露于大气。包壳孔口 242邻近于压接区 域206。用于密封环224的合适的非导电材料包括但不限于尼龙和其它化学相容性的热塑 性塑料和弹性体。
[0111] 所示的阴极子组件228宽泛地代表数层在电池领域中已知的活性和非活性材料。 为此，并且虽然本发明并非限于所示实施方式，但是空气（氧气）通过空气端口 234到达阴 极子组件228并且所述空气穿过扩散限制层244 (气体扩散屏障），所述扩散限制层限制水 分通过蒸发从电池流失，同时允许充足的氧气通入电池中，以支持电池所需的电流消耗。阴 极催化部246有助于利用产生与锌阳极反应的羟离子而在存在通过金属网提供的电子的 情况下发生氧气还原。阴极催化部246可以包含碳材料。嵌置在阴极催化部246中的是可 以由镍网构成的集电器（未示出）。阴极集电器电连接到金属阴极基体226。隔膜或"屏 障层"（未示出）通常呈现为防止锌颗粒到达催化部246,同时允许羟离子穿过所述隔膜或 "屏障层"。垫片248可以位于扩散限制层244和阴极催化部246之间。垫片248协助配布 压接力，这导致扩散限制层244和阴极基体226之间的更好的密封，并且也关闭沿基壁232 的内表面延伸到空气端口 234的可能泄漏路径。有关阴极子组件的附加细节和金属-空气 电池的其它方面可以在美国专利No. 6, 567, 527中找到。
[0112] 更具体地参照图26,阳极包壳202被壁250限定，在一些实施方式中，所述壁可以 是包括内层252和外层254的多层结构。内层252由具有强氢过电位的材料形成。例如， 内层252可以为形成表面合金的无氧铜，其抑制与阳极包壳202内侧的锌的氧化还原反应。 用于内层的其它合适的金属包括锡和钙。限定大部分壁250的厚度的结构层254为阳极包 壳202提供结构支承。结构层254应该是可充分延展的，以允许阳极包壳202的多个部分 如以下描述地被压接。用于结构层的合适的材料包括但不限于镍、镍-钴、以及镍合金。内 层252和结构层254的厚度可以依据预期应用改变。在所示实施方式中，内层252大约为 25微米，并且结构层254大约为100微米。在一些实施方式中，结构层254是外层。在其它 方面，薄的银层或金层（或"银镀"或"金镀"）256可以位于镍层254的外表面上。银层或 金层256,例如大约5微米以下的层，抑制镍从阳极包壳202释放并且协助呈现比例如镍更 易于与焊料形成电连接的表面。
[0113] 如上文提到的，示例性阳极包壳202包括向内定型区域202c，所述向内定型区域 在阳极部分202a和阴极部分202b的结合部处限定外侧保持突缘202d。如此定位后，外侧 保持突缘202d限定阴极部分202b的一部分。保持突缘202d提供阳极包壳202在阴极部 分202b的压接期间被支承的位置，如以下参考参考图32至35讨论的。外侧保持突缘202d 在所示实施方式中大体为平坦的，并且沿垂直于阳极包壳202的纵向轴线的方向从向内定 型区域202c的最窄部分向外延伸。外侧保持突缘202d也环绕该纵向轴线。在其它实施方 式中，外侧保持突缘202d可以与垂直方向成+/-30度。
[0114] 虽然并非限于任何具体的尺寸和金属，示例性锌-空气电池200的整体长度大约 为长10毫米，其中大约8. 85毫米的总长度被包壳阳极部分202a和向内定型区域202c占 用，并且大约1. 15毫米的总长度被包壳阴极部分202b占用。其它示例性长度包括在范围 10至12毫米内的长度。宽度为大约3. 75毫米，并且从支承表面210到相反表面的高度大 约为2. 60毫米。如此设置尺寸并且不同于传统的钮扣电池，示例性锌-空气电池200将提 供充足的容量（例如，至少70mAh)和充分低的内阻抗（例如2500hm以下），以在超过一个 月的时间内以相对低的功率持续给佩戴的DIC助听器提供能量。在至少一些实施方式中， 阴极部分202b的横截面积将不超过7毫米2,并且向内定型区域202c的横截面积在其最窄 部分将不超过2. 5毫米2。在本文中也应该注意到，所述电池的横纵比率，S卩，横截面的最 长尺寸（本文中，从阳极部分202a的自由端到阴极部分202b的压接端）与最大尺寸（本 文中，阴极部分202b或邻近于定型区域202c的阳极部分202a的宽度）的比率可以至少为 2. 0,并且在一些示例中依据电池的内阻抗需要，范围可以从2到5、或范围可以从2到10。
[0115] 示例性电池200是主（或"非可再充电的"）电池。然而，在其它实施方式中，可以 采用副（或"可再充电的"）电池。本文中，阴极催化部246可以由氧气还原反应催化部和 析氧反应催化部的组合、或双官能催化部替代，以有助于与充电相关的逆反应。
[0116] 以下将参考图27至36描述电池200或其它电池的一个示例性制造方法。示例性 方法涉及利用牺牲芯棒（或"芯棒")，阳极包壳形成在所述芯棒上。首先参照图27,示例性 芯棒600具有如下形状，该形状对应于阳极包壳202在压接之前和之后的内部形状（并且 在所示实施方式中为外部形状），除了阴极部分202b的被压接的区域之外。具体地，芯棒 600包括阳极部分602a、阴极部分602b、向内定型区域602c、外侧保持突缘602d、平坦表面 610、以及突起612和614。牺牲芯棒600例如可以被铸造成预期阳极包壳的形状。
[0117] 牺牲芯棒600涂覆有形成阳极包壳202的材料。可以采用各种涂覆过程（例如，物 理气相沉积，喷涂和电镀过程）。一个示例性过程是电铸（或"电镀"），并且虽然以这种方 式描述方法，本发明并非受限于此。第一，芯棒600用铜电镀以形成内层252。内铜层252 在所示实施方式中厚大约为25微米。被铜涂覆的芯棒600然后进一步用可延展的镍电镀 以形成结构层254。镍结构层254在所示实施方式中厚大约为100微米。银镀或金镀256， 例如5微米以下的银层可以施加到镍层254。芯棒600的顶部分（在所示方位中）和被电 镀的金属层在电镀过程完成之后被移除。结果得到与阳极包壳202相同的未压接的阳极包 壳202-nc，除了未压接的阴极部分202b-nc和牺牲芯棒600的剩余部分之外（图28至29)。 然后从未压接的阳极包壳202-nc移除牺牲芯棒600的剩余部分（图30)。例如，芯棒可以 被化学刻蚀掉。未压接的阳极包壳202-nc然后准备用于电池组装过程。
[0118] 存在与通过将材料涂覆到牺牲芯棒上而形成阳极包壳相关联的多个优点。例如， 相对易于以包括对称、非对称以及任意形状的各种形状准确地形成电池包壳，因为这种形 状的尺寸准确的芯棒能够由诸如精密注射成型和铸造的技术形成。在使用示例性阳极包壳 202的情况下，利用牺牲芯棒有助于形成包括向内定型区域202c和外侧保持突缘202d的再 凹进形状（reentrant shape)。在其它实施方式中，夕卜圆角部（bull nose)可以形成在阳极 包壳的内端，所述外圆角部占据（在封装之前）支承表面210和接收器声音端口 132之间 的空隙（注意图15)。可以按需采用其它再凹进形状以例如增加阳极包壳的容积比效率和 /或使得电池包壳的一部分顺应声学组件的相关部分的形状。
[0119] 除了下文讨论的外侧保持突缘的益处之外，与内保持突缘相比，现有过程利用更 少的步骤和更少的部件形成保持突缘。与由冲压和拉拔过程形成的阳极包壳相比，也能够 形成具有更长的折边（以及更大的横纵比率）的阳极包壳。
[0120] 可以按以下步骤组装电池200。在图31中以器件的预组装状态示出未压接的 阳极包壳202-nc、非偏移绝缘密封环224-nd、以及其它电池器件。首先，未压接的阳极包 壳202-nc被阳极材料（例如，锌）和电解质溶液（例如，NaOH)填充。非偏移绝缘密封环 224-nd然后可以被放置到未压接的阳极包壳202-nc中，接下来放置阴极子组件228和阴极 基体226(即，阴极组件208)。
[0121] 示例性组装过程的下一步是未压接的阳极包壳202-nc的压接。如同在本文中使 用的，术语"压接"指代通过使两个部件中的一个或两个机械变形以保持另一个而结合两个 部件的任何合适的过程，并且"压接部"是由所述过程导致的被变形金属的区域。参照图32 至34,未压接的阳极包壳202-nc (以及在其中的其它器件）可以被载入包括压接套件702 和压接压具704的压接装置700中。压接套件702包括在压接过程期间支承未压接的阳极 包壳的一对套件构件706a和706b。每个套件构件包括基体708、弯曲凹部710以及弯曲支 承构件712。弯曲支承构件712具有凹口 714。凹部710、支承构件712以及凹口 714分别 将尺寸和形状设置成使得当套件构件706a和706b被放在一起时，支承构件装配到向内定 型区域202c中。外侧保持突缘202d因此将在压接过程期间搁置在支承构件712上并且被 所述支承构件支承。换言之，阳极包壳的阴极部分202b而非阳极部分202a将在压接过程 期间经受压接力。未压接的阳极包壳202-nc的底端没有被坚直支承，S卩，未压接的阳极包 壳从保持突缘202d悬置。
[0122] 示例性压接压具704包括用于使未压接的阴极部分202b_nc变形的压接工具716 和用于在压接过程期间维持阴极组件208位置的保持器718。压接工具716包括对应于工 件的预期形状（即，被压接的阳极包壳阴极部分202b的形状）的压接表面720。在一些示 例中，可以按顺序使用多个压接工具以完成压接部206(图26)。保持器718能够相对于压 接工具716移动，并且由在压接期间保持阴极组件208又不损坏阴极组件的偏压力朝向工 件偏压（例如，通过弹簧）。示例性压接压具704也包括用于保持压接套件702的夹具（未 示出）和用于将压接工具716驱动到未压接的阴极部分202b-nc中（注意图32中的箭头） 的驱动机构（未示出），诸如伺服驱动器。
[0123] 与在压接过程期间利用外侧保持突缘202d支承阳极包壳202相关的优点有很多。 例如，和参照图35,在压接过程期间通过压接压具施加到阳极包壳的压接力（F。）仅是与由 位于向内定型区域202c内并且位于外侧保持突缘202d下方的支承构件714施加的抵抗力 (F SM)相反。在阳极包壳阳极部分202a上也没有力（FAP = 0)。因此，能够应用的压接力的 量不会被内保持突缘的强度或细长阳极包壳的抗弯极限限制，而对传统内保持突缘而言就 会这样被限制。在密封环224处形成密封所需的力的等级能够被应用而无需考虑在保持突 缘处的失效或包壳的抗弯能力。
[0124] 总结而言并且参照图36,示例性电池制造方法始于将金属涂层施加到牺牲芯棒 (步骤S01)。然后，牺牲芯棒被移除（步骤S02)，阳极材料被插入阳极包壳（S03)的阳极部 分中，并且阴极组件被插入阳极包壳的阴极部分中（步骤S04)。然后，阳极包壳仅通过在 阳极包壳的阳极和阴极部分的结合部处定位的外侧保持突缘在压接套件中被支承（步骤 S05)。压接工具然后被驱动到阳极包壳的阴极部分中以形成压接部（步骤S06)。
[0125] 在此应该注意到，以上描述的电池制造技术包括但不限于使用具有外侧保持突缘 的包壳和使用牺牲芯棒，所述电池制造技术并非限于概括而言的金属-空气电池或概括而 言的锌-空气电池。技术也并非限制具有定型的一体电形成的阳极包壳的电池的制造。例 如，可以有两个步骤过程，在其中阴极组件首先被压接，而后通过低温过程附接到被填充 的、长的并且任意形状的阳极包壳（以最大化容积容量和顺应相关装置的需要），所述低温 过程诸如利用传导环氧树脂、低温镀铜、或电镀。
[0126] 虽然在以上以优选实施方式的方式描述了本文公开的发明，但是对于本领域技术 人员而言，对以上描述的优选实施方式的各种修改和/或补充将是明显的。以示例性但非 限制性的方式，本发明包括还没有描述的来自说明书中公开的各种特征和实施方式的元素 的任何组合。本发明也包括以上描述和以下权利要求保护的助听器芯体而没有密封装置。 权利要求并非限于任何具体尺寸和/或尺寸比率，除非这种尺寸和/或尺寸比率在权利要 求中明确指出。旨在将本发明的范围延伸到所有这种修改和/或补充，并且本发明的范围 仅由以下列出的权利要求限制。
【权利要求】
1. 一种助听器，其包括： 助听器芯体，所述助听器芯体包括麦克风、接收器、电路和电池，并且限定内-外轴线 尺寸（Da)、上-下尺寸（DSI)、以及前-后尺寸（DAP)，其中，在D a= 10至12毫米的情况中， DAP/tV 彡 0· 38 并且 DSI/DML 彡 0· 64 ;以及 在所述助听器芯体上的密封装置。
2. 如权利要求1所述的助听器，其特征在于， 所述麦克风和接收器限定各自的内端和各自的外端； 所述麦克风和接收器定位成使得所述接收器的外端大体抵接所述麦克风的内端以形 成声学组件；并且 所述电池和所述声学组件设置成使得电池和声学组件中的一个高于电池和声学组件 中的另一个。
3. 如权利要求2所述的助听器，其特征在于， 所述电路包括具有柔性基底和至少一个器件的柔性电路； 所述柔性基底由所述麦克风和接收器中的至少一个承载；并且 所述柔性电路包括与所述麦克风的内端电连接的第一电连接器和与所述接收器的外 端电连接的第二电连接器。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的助听器，其特征在于，所述麦克风的外端限定麦克 风端口，并且 所述接收器的内端限定接收器端口，所述助听器还包括： 封装体，所述封装体封装除了麦克风端口之外的麦克风、除了接收器端口之外的接收 器、电路、以及电池的至少一部分。
5. 如权利要求4所述的助听器，其特征在于， 所述电池包括限定空气端口的外端；并且 所述封装体封装除了该外端之外的电池。
6. 如权利要求1至5中任一项所述的助听器，其特征在于，所述电池、麦克风以及接收 器限定各自的内端和各自的外端； 所述接收器的内端大体对齐所述电池的内端；并且 所述麦克风的外端大体对齐所述电池的外端。
7. 如权利要求2至6中任一项所述的助听器，其特征在于，所述电池限定凹进的支承表 面；并且 所述声学组件的至少一部分在所述凹进的支承表面中安装。
8. 如权利要求1至7中任一项所述的助听器，其特征在于，所述助听器芯体限定外端， 所述助听器还包括： 污染物防护罩，其安装到所述助听器芯体的外端。
9. 如权利要求1所述的助听器，其特征在于， 所述助听器在包括鼓膜、耳道骨区、耳道软骨区、以及骨-软骨结合部的耳朵中使用； 所述助听器芯体限定大小和形状； 并且所述助听器芯体的大小、形状和构型、以及密封件的柔性使得助听器能够在耳道 骨区内定位，其中骨-软骨结合部内侧的整个麦克风和接收器声音端口与助听器和鼓膜之 间的空气体积直接连通或通过短声管与所述空气体积连通。
10. 如权利要求9所述的助听器，其特征在于， 所述麦克风和接收器限定各自的内端和各自的外端，并且所述麦克风和接收器定位成 使得所述接收器的外端大体抵接所述麦克风的内端。
11. 如权利要求9至10中任一项所述的助听器，其特征在于， 所述鼓膜限定斜面；并且 所述助听器包括具有外表面的内端，所述外表面限定至少大体类似于鼓膜斜面的斜 面。
12. 如权利要求1所述的助听器，其特征在于， 所述助听器芯体限定内端和外端； 麦克风、接收器和电路位于封装体内，并且 所述封装体和所述电池的至少一部分在助听器芯体的内端和外端之间限定助听器芯 体的外表面。
13. 如权利要求12所述的助听器，还包括：安装到所述助听器芯体的外端的污染物防 护罩。
14. 如权利要求1至13中任一项所述的助听器，其特征在于， 密封装置包括一对相容性密封件。
【文档编号】H04R25/00GK104067637SQ201280067791
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2012年11月12日 优先权日:2011年11月23日
【发明者】P·瓦格纳, S·文策尔, M·奥, I·拉达鲍姆 申请人:声音医药公司