一种声学开关及入耳式扬声器的制作方法

1.本实用新型涉及一种声学装置，尤其涉及一种声学开关及入耳式扬声器。


背景技术：

2.入耳式扬声器是一种在使用时塞入于人体耳道内的声学装置，例如入耳式耳机和助听器等。入耳式扬声器能够隔断耳道和外界，使耳道形成较为密闭的空间，因此其隔噪效果和声学表现优异。然而，密闭的耳道会产生堵耳效应，造成佩戴者耳部闷胀、感觉自己说话的声音空洞不适或者响度过大，不利于提高入耳式扬声器的使用舒适性。
3.现有技术中，为了消除堵耳效应，常在入耳式扬声器上开设连通耳道和外界的通道，但是这种方式会降低入耳式扬声器的降噪效果和音质表现。现有技术还有在入耳式扬声器内设置声学开关的方案，声学开关能够视情况打开和关闭，例如在听音乐时关闭，使得耳道相对封闭，在佩戴者讲话时打开，使耳道与外界连通，从而消除堵耳效应。
4.然而，现有的声学开关存在较多的缺点，例如，其在打开和关闭通道的状态下需要持续通电，耗电量大的同时容易发热，在打开和关闭通道时噪音较大，而且结构相对复杂，不利于实现微型化。
5.因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的所述缺陷。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种声学开关及入耳式扬声器，该声学开关能够实现对气体流道的通断控制，且耗电低，发热量小。
7.为实现上述实用新型目的，一方面，本实用新型提出了一种声学开关，包括：
8.外壳，设有连通所述外壳内部和外部的气体流道；
9.磁环，与所述外壳相对固定，所述气体流道通过所述磁环；
10.密封件，包括运动部以及连接于所述运动部和所述外壳之间的弹性部；
11.磁体，与所述外壳相对固定，所述磁体与所述磁环分别位于所述运动部两侧，所述磁环和所述磁体相对设置的两个磁极的极性相反；以及，
12.线圈，用于通电产生极化所述运动部的磁场；
13.所述运动部具有与磁环磁性吸合以关闭所述气体流道的第一位置以及与所述磁体磁性吸合以打开所述气体流道的第二位置，所述线圈通过其通电产生的磁场极化所述运动部，以驱使所述运动部在所述第一位置和所述第二位置之间切换。
14.进一步地，所述线圈的数量为至少一个，通过对所述线圈施加不同方向的电压产生极性方向相反的磁场改变所述密封件的极性，以驱动所述运动部在所述第一位置和所述第二位置之间切换。
15.进一步地，所述外壳和所述磁体之间设置有连接件，所述线圈设于所述连接件外周，所述外壳、连接件、磁体和所述密封件之间形成导磁回路；或者，
16.所述外壳和所述磁环之间设置有连接环，所述气体流道通过所述连接环，所述线
圈设于所述连接环外周，所述外壳、连接环、磁环和所述密封件之间形成导磁回路。
17.进一步地，所述声学开关包括两个产生的磁场极性方向相反的线圈，且两个所述线圈位于所述运动部同一侧。
18.进一步地，所述外壳和所述磁体之间设置有连接件，两个所述线圈均设于所述连接件外周，所述外壳、连接件、磁体和所述密封件之间形成导磁回路；或者，
19.所述外壳和所述磁环之间设置有连接环，所述气体流道通过所述连接环，两个所述线圈均设于所述连接环外周，所述外壳、连接环、磁环和所述密封件之间形成导磁回路。
20.进一步地，所述声学开关包括两个产生的磁场的极性方向相反的线圈，且两个所述线圈分别位于所述运动部两侧。
21.进一步地，所述外壳和所述磁体之间设置有连接件，所述外壳和所述磁环之间设置有连接环，所述气体流道通过所述连接环，两个所述线圈分别设于所述连接件和所述连接环外周，所述外壳、连接件、磁体和所述密封件之间形成导磁回路，所述外壳、连接环、磁环和所述密封件之间形成导磁回路。
22.进一步地，所述外壳包括相对设置的第一端板和第二端板，所述第一端板和所述第二端板分别开设有第一通孔和第二通孔，所述气流通道通过所述第一通孔和所述第二通孔与所述外壳外部连通。
23.进一步地，所述密封件还包括环绕于所述运动部外周的固定部，所述固定部与所述外壳相连，所述弹性部连接于所述运动部和所述固定部之间，所述固定部、所述弹性部和所述运动部之间形成镂空孔。
24.进一步地，所述运动部和/或所述磁环上设置有第一缓冲垫，在所述运动部位于所述第一位置时，所述运动部和/或所述磁环之间通过所述第一缓冲垫隔开；
25.所述运动部和/或所述磁体上设置有第二缓冲垫，在所述运动部位于所述第二位置时，所述运动部和/或所述磁体之间通过所述第二缓冲垫隔开。
26.进一步地，在所述运动部位于所述第一位置时，所述运动部和所述磁环之间具有第一吸合力，所述弹性部对所述运动部施加方向与所述第一吸合力相反的第一弹力，所述第一弹力小于所述第一吸合力；
27.在所述运动部位于所述第二位置时，所述运动部和所述磁体之间具有第二吸合力，所述弹性部对所述运动部施加与所述第二吸合力方向相反的第二弹力，所述第二弹力小于所述第二吸合力。
28.另一方面，本实用新型还提出一种入耳式扬声器，包括如上任一项所述的声学开关。
29.与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
30.1.通过线圈极化运动部来驱动运动部与磁环或者磁体吸合，其原理简单，需要的零件少，能够简化结构，利于实现声学开关的微型化，同时，运动部在第一位置和第二位置时，与磁环或者磁体通过磁力吸合，线圈无需持续通电来保持状态，因此，声学开关的使用更为节能，发热量也更小。使用该声学开关的入耳式扬声器能够方便的根据需要连通耳道内外或者封闭耳道，能够在保证声学效果的同时消除堵耳效应，使用更为舒适。
31.2.通过将磁体和磁环设置成相对设置的两个磁极的极性相反的形式，能够使得磁环和磁体对极化后的运动部的作用力方向相同，使得运动部在切换位置时动作更为灵敏可
靠，且对线圈产生的磁场的要求小，更利于节省电能，降低发热。
32.3.通过设置第一缓冲垫和第二缓冲垫，使得运动部在切换位置时能够通过缓冲垫缓冲，能够起到缓冲和降噪的效果，防止因为撞击而产生较大的噪音，影响使用的舒适性。
附图说明
33.图1是本实用新型中一种实施方式的声学开关的结构示意图。
34.图2是图1所示的声学开关的爆炸图。
35.图3是图1所示的声学开关的立体剖视图。
36.图4是图1所示的声学开关的剖视图，图中，运动部处于第一位置。
37.图5是图1所示的声学开关的剖视图，图中，运动部处于第二位置。
38.图6是本实用新型中密封件的结构示意图。
39.图7是本实用新型中一种实施方式的声学开关的结构示意图。
40.图8是图7所示的声学开关的爆炸图。
41.图9是图7所示的声学开关的立体剖视图。
42.图10是图7所示的声学开关的剖视图，图中，运动部处于第一位置。
43.图11是图7所示的声学开关的剖视图，图中，运动部处于第二位置。
44.图12是本实用新型中位于密封件下方的线圈通电后产生的一种磁感线的路径示意图。
45.图13是本实用新型中位于密封件上方的线圈通电后产生的一种磁感线的路径示意图。
46.图14是本实用新型中运动部位于磁环和磁体之间的示意图，图中运动部被极化成n极。
47.图15是本实用新型中运动部位于磁环和磁体之间的示意图，图中运动部被极化成s极。
48.图16是本实用新型中一种实施方式的声学开关的结构示意图，图中，磁环上设有两个线圈。
49.图17是本实用新型中一种实施方式的声学开关的结构示意图，图中，第一缓冲垫和第二缓冲垫分别设置在磁环和磁体上。
50.图18是本实用新型一种实施方式的声学开关的结构示意图，图中，连接件上设有单个线圈，且未设置连接环。
51.图19是本实用新型中入耳式扬声器塞入于耳道内的示意图。
具体实施方式
52.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图，对本技术的具体实施方式做详细的说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
53.本技术中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包
含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
54.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
55.如图1至图17所示，对应于本实用新型一种较佳实施例的声学开关，其包括外壳1、磁环2、密封件3、磁体4以及线圈5。
56.外壳1设有连通其内部和外部的气体流道，该气体流道自外壳1的一侧连通至外壳1另一侧，优选气体流道连通外壳1相对的两侧。以图4所示的外壳1为例，其具有上侧、下侧、左侧和右侧，气体流道优选的连通其上侧和下侧，当然也可以连通外壳1的上侧和左侧或者上侧和右侧，当然还可以是其他的连通情形。
57.外壳1设有腔体10以及连通腔体10及外壳1外部的第一通孔11和第二通孔12，气体流道通过第一通孔11和第二通孔12与外壳1外部连通，第一通孔11和第二通孔12的所在侧即为气体流道的连通侧，优选的，第一通孔11和第二通孔12设于外壳1相对的两侧，进一步优选的，第一通孔11和第二通孔12分别位于密封件3的两侧。
58.外壳1优选包括多个壳体，多个壳体相连形成外壳1，本实施例中，参考图2和图8，外壳1包括相互连接的上壳体1a和下壳体1b。另外，外壳1的形状不限，优选的，外壳1呈圆柱状，其两端具有平板状的第一端板13和第二端板14，平板状的第一端板13和第二端板14能够便于安装其他的零部件。当然，外壳1不限于呈圆柱状，例如，其还可以设置成长方体状、三棱柱状、球状等等。作为一种优选的实施方式，第一通孔11和第二通孔12分别开设于第一端板13和第二端板14上。
59.磁环2与外壳1相对固定，在一种优选的实施方式中，参考图3至图5，磁环2通过胶粘或者焊接等方式直接连接在外壳1(具体为外壳1的第一端板13)内壁上，气体流道通过磁环2，具体的，磁环2开设有与第一通孔11相通的第三通孔20，气体流道通过第一通孔11和第三通孔20连通外壳1内部和外部。磁环2外周环绕于第一通孔11外部，以防止第一通孔11和磁环2外周出现空隙。在另一种优选的实施方式中，磁环2通过其他零件间接的连接在外壳1内壁上，参考图8至图11，磁环2和第一端板13内壁之间设置有连接环6，连接环6设有连通第一通孔11和第三通孔20的第四通孔61，以供气体流道通过。通过封闭磁环2的第三通孔20即可关闭气体流道。
60.如图6所示，密封件3包括运动部30以及连接于运动部30和外壳1之间的弹性部31，运动部30采用导磁材料制成，在其与磁环2接触时，能够被磁环2吸住，进而封闭第三通孔20，使得气体流道关闭。弹性部31使得运动部30能够向靠近或者远离磁环2的方向运动，且能够施加一定的弹力，使得运动部30具有回到密封件3的平衡位置的倾向，此处的平衡位置指的是密封件3未发生弹性形变时的位置，图3和图9示出了密封件31处于平衡位置时的状态。
61.为了便于密封件3与外壳1的连接，密封件3还包括外绕于运动部30外周的固定部32，弹性部31连接在固定部32和运动部30之间，其通过固定部32与外壳1相连。在固定部32、
运动部30以及弹性部31之间形成有镂空孔33，以便于气流通过。优选的，固定部32连接在上壳体1a和下壳体1b之间，其两侧分别与上壳体1a和下壳体1b粘接或者焊接。优选的，密封件3整体呈片状，且密封件采用导磁材料制作。
62.磁体4与外壳1相对固定，与磁环2类似的，其可以通过胶粘或者焊接等方式直接连接在外壳1内壁上，也可以通过其他零件间接的连接在外壳1上。在一种可行的实施方式中，如图3至图5所示，磁体4通过连接件60间接的连接在第二端板14的内壁上，连接件60连接在第二端板14和磁体4之间。在另一种可行的实施方式中，参考图9至图11，磁体4直接连接在第二端板14的内壁上。磁环2和磁体4相对设置的两个磁极的极性相反。
63.磁环2和磁体4分别位于密封件3两侧，密封件3的运动部30能够在磁环2和磁体4之间移动，其具有与磁环2磁性吸合以关闭气体流道的第一位置以及与磁体4磁性吸合以打开气体流道的第二位置。线圈5设于外壳1内部，用于通电产生磁场，该磁场能够极化运动部30，使得运动部30被极化成s极或者n极。这样，由于磁环2和磁体4相对设置的两个磁极的极性相反，因此，在磁环2和磁体4其中之一对运动部30施加吸引力的时候，另一将对其施加排斥力，改变运动部30的极性后，吸引力和排斥力的也将反向变化，从而使得运动部30能够被吸引至与磁环2吸合，或者吸引至与磁体4吸合，进而在第一位置和第二位置之间进行切换，实现对气体流道的打开和关闭。
64.可以理解的是，虽然图中示出的磁体4是环状的，但是磁体4也可以设置成实心的。磁体4优选设置成与磁环2相同，以使得两者具有大小基本一致的磁力。
65.线圈5与声学开关的控制系统电连接，其通过引线50连通至外部，以与控制系统的电路板等相连，能够由控制系统供电，并受其控制，进而根据需要产生磁场。引线50通过第二通孔12穿设至外壳1外部，优选的，第二通孔12的数量至少为两个，且位于磁体4外部，以便于线圈5的引线50穿过，进一步优选的，两个第二通孔12分别位于磁体4两侧，进一步优选的，第二通孔12的数量为四个。
66.可以理解的是，由于在第一位置时，运动部30能够被磁环2磁性吸附，在第二位置时，运动部30能够被磁体4磁性吸附，因此，线圈5无需持续通电，也能够使运动部30保持在当前位置，线圈5只需要在切换运动部30的位置时通入电流即可，更为节能，且降低了发热量。
67.线圈5通电产生磁场使密封件3极化的原理在于，线圈5通电后，其产生的磁场将在线圈5、外壳1和密封件3之间产生回路，使得密封件3成为n极或者s极，具体的，参考图12，图中设置了导磁材料制成的连接件60以提高导磁效果，线圈5设于连接件60上，其可以直接绕在连接件60上，也可以先绕制成空心线圈，然后将空心线圈套设在连接件60上，还可以先绕在线圈骨架上，然后将骨架套设在连接件60上。当线圈5通电后，连接件60、外壳1(具体为下壳体1b)、磁体4和密封件3将形成导磁回路，可以理解的是，为了形成导磁回路，连接件60、密封件3以及外壳1的下壳体1b均采用导磁材料制成，以引导磁感线通过。磁感线将以图12所示的箭头方向形成闭环，图中示出的磁感线从连接件60上端发出，经过磁体4、密封件3、外壳1侧壁之后经过第二端板14回到连接件60，磁体4在回路中作为导磁的介质，也就是说，连接件60上端被极化成n极，运动部30被极化为s极，显然的，当线圈5通入反向电流时，连接件60上端将被极化成s极，运动部30被极化成n极。
68.类似的，当设置导磁材料制成的连接环6以提高导磁效果时，线圈5可设于连接环6
上，其可以直接绕在连接环6上，也可以先绕制成空心线圈，然后将空心线圈套设在连接环6上，还可以先绕在线圈骨架上，然后将骨架套设在连接环6上，连接件60、密封件3以及上壳体1a均采用导磁材料制成，以使得外壳1、连接环6、磁环2和密封件3之间形成导磁回路，当线圈5通电后，磁感线的路径大致沿图13所示的箭头方向形成闭环，磁环2在回路中作为导磁的介质，连接环6下端和运动部30分别被极化成n极和s极。当线圈5通入反向电流时，磁感线的路径也将相反，运动部将被极化成n极。
69.参考图14，图14中，磁环2和磁体4相对设置的两个磁极的极性分别为n极和s极，当运动部30被极化成n极时，磁环2对运动部30施加排斥力，磁体4对运动部30施加吸引力，运动部30将向下运动与磁体4吸合，此时运动部30处于第二位置，气体流道被打开。进一步地，当需要切换至第一位置时，只需改变极化运动部30的磁场的方向，参考图15，使得运动部30极化成s极，此时，磁体4对运动部30施加排斥力，磁环2对运动部30施加吸引力，两者作用力方向一致，运动部30将可靠的切换至第一位置与磁环2吸合，其灵敏度高，对通入线圈5的电流大小要求小，更为节能和可靠。
70.在第一种优选的实施方式中，线圈5通过产生相反方向的磁场来改变运动部30的极性，进而使得运动部30在第一位置和第二位置之间切换，例如通过改变线圈5两端的电压方向(例如正负脉冲)来改变磁场方向。该实施方式中，线圈5的数量可以仅为一个，通过控制通入其内的电流的方向即可改变其产生的磁场方向。线圈5可以设置在运动部30的上侧或者下侧。例如，可以仅在连接件60上设置线圈5，而不设置连接环6或者设置连接环6但不在连接环6上设置线圈5，参考图18，图18示出了在连接件60上设置有单个线圈5的情形，且未设置连接环6；又例如，在另一种可行的实施方式中，可以仅在连接环6上设置线圈5，而不设置连接件60或者设置连接件60但不在连接件60上设置线圈5。显然的，线圈5的数量不限于一个，上述的连接环6和连接件60上均可以绕设一个或多个线圈5。
71.在第二种优选的实施方式中，声学开关包括两个线圈5，两个线圈5产生的磁场的极性方向相反，这样，可以通过改变线圈5的绕线方向或者反接其接线端即可改变其产生的磁场的极性方向，十分方便。在一种可行的实施方式中，两个线圈5均位于运动部30的同一侧，例如，参考图4，两个线圈5均绕设于上文所述的连接件60上，或者，参考图16，两个线圈5均绕设于上文所述的连接环6上。在另一种可行的实施方式中，两个线圈5分别位于运动部30的两侧，例如，参考图10，在上文所述的连接件60和连接环6上均绕设有一个线圈5。
72.显然的，线圈5的数量不限于是一个或者两个，例如，可以设置多个产生相同极性的磁场的线圈5，以增加磁感应强度。
73.作为一种优选的实施方式，运动部30和/或磁环2上设有第一缓冲垫7，在运动部30处于第一位置时，所述运动部30和磁环2之间通过第一缓冲垫7隔开，这样，在运动部30由第二位置切换至第一位置时，第一缓冲垫7能够起到缓冲的作用，能够减少切换时产生的撞击噪音，更为安静舒适；进一步优选的，磁体4和/或运动部30上设有第二缓冲垫70，在运动部30处于第二位置时，磁体4和运动部30之间通过第二缓冲垫70隔开，这样，在运动部30由第一位置切换至第二位置时，第二缓冲垫70能够起到缓冲的作用，能够减少切换时产生的撞击噪音，更为安静舒适。上述的第一缓冲垫7和第二缓冲垫70均采用软性材料制作，例如采用软橡胶、海绵或其他质地柔软可以吸收震动和降低噪音的材料。
74.第一缓冲垫7的设置，还能够降低对运动部30和磁环2之间的贴合精度的要求，进
而保证密封的可靠性，并提高密封性。
75.可以理解的是，第一缓冲垫7可以像图4所示的那样设置在运动部30朝向磁环2的表面上，或者像图17所示的那样设置在磁环2朝向运动部30的表面上，又或者在运动部30朝向磁环2的表面上以及磁环2朝向运动部30的表面上均设置第一缓冲垫7。类似的，第二缓冲垫70可以像图4所示的那样设置在运动部30朝向磁体4的表面上，或者像图17所示的那样设置在磁体4朝向运动部30的表面上，又或者在运动部30朝向磁体4的表面上以及磁体4朝向运动部等0的表面上均设置第二缓冲垫70。
76.作为一种优选的实施方式，密封件3的平衡位置被设置成位于第一位置和第二位置之间。在运动部30位于第一位置时，运动部30和磁环2之间具有第一吸合力，密封件3对运动部30施加方向与第一吸合力相反的第一弹力，第一弹力小于第一吸合力，这样，在运动部30需要切换至第二位置时，密封件3能够提供部分的力帮助运动部30回到第二位置，线圈5需要的电流、电压更小，更为节能，也使得位置的切换动作更为可靠；同样的，在第二位置时，运动部30和磁体4之间具有第二吸合力，密封件3对磁体4施加与第二吸合力方向相反的第二弹力，第二弹力小于第二吸合力，在运动部30需要切换至第一位置时，密封件3也能够提供部分的力帮助运动部30回到第一位置。
77.本实用新型还提出一种入耳式扬声器，如图19所示，其包括壳体8以及设置在壳体8内的声学开关81。在使用时，入耳式扬声器塞入于耳道9内，壳体8包括朝向耳道9的第一端和朝向外界的第二端，壳体8设有连通第一端和第二端的通道80，声学开关81设在通道80上，通过控制声学开关81的通断可以控制通道80的通断。入耳式扬声器的控制系统能够检测人是否处于说话状态，当人处于说话状态时，控制系统控制声学开关打开，此时，耳道9和耳道9外部通过通道80连通，能够消除堵耳效应；当人未处于说话状态时，控制系统控制声学开关关闭，此时，耳道9内形成密闭的空间，能够更好的隔绝外部噪音，提高入耳式扬声器的声学表现效果。
78.本实用新型至少具备如下优点：
79.1.通过线圈极化运动部来驱动运动部与磁环或者磁体吸合，其原理简单，需要的零件少，能够简化结构，利于实现声学开关的微型化，同时，运动部在第一位置和第二位置时，与磁环或者磁体通过磁力吸合，线圈无需持续通电来保持状态，因此，声学开关的使用更为节能，发热量也更小。使用该声学开关的入耳式扬声器能够方便的根据需要连通耳道内外或者封闭耳道，能够在保证声学效果的同时消除堵耳效应，使用更为舒适。
80.2.通过将磁体和磁环设置成相对设置的两个磁极的极性相反的形式，能够使得磁环和磁体对极化后的运动部的作用力方向相同，使得运动部在切换位置时动作更为灵敏可靠，且对线圈产生的磁场的要求小，更利于节省电能，降低发热。
81.3.通过设置第一缓冲垫和第二缓冲垫，使得运动部在切换位置时能够通过缓冲垫缓冲，能够起到缓冲和降噪的效果，防止因为撞击而产生较大的噪音，影响使用的舒适性。
82.上述仅为本实用新型的一个具体实施方式，其它基于本实用新型构思的前提下做出的任何改进都视为本实用新型的保护范围。