一种声学开关及入耳式扬声器的制作方法

1.本发明涉及一种声学装置，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.相关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，同时在入耳式扬声器内设置声学开关，声学开关能够视情况打开和关闭，从而打开或关闭通道。例如在听音乐时关闭声学开关，使得耳道相对封闭；在佩戴者讲话时打开声学开关，使耳道与外界连通，从而消除堵耳效应。
4.相关技术中的声学开关常包括外壳以及均设于外壳内的阀芯、线圈和弹片等，阀芯通过弹片连接在外壳内壁上。线圈通电后产生的磁力能够驱动阀芯运动，打开或者封闭阀座，实现声学开关的通断，弹片能够引导阀芯运动。
5.由于弹片具有疲劳极限，在使用一定时间或者位移过大时容易出现变形甚至断裂等不良现象，将影响声学开关的正常工作，不利于保证声学开关的可靠性和使用寿命。
6.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：

7.本发明的目的在于提供一种声学开关及入耳式扬声器，该声学开关无需设置弹片即可实现通断。
8.为实现上述发明目的，一方面，本发明提出了一种声学开关，包括：
9.外壳，设有内腔以及均与所述内腔相通的第一通孔和第二通孔，所述外壳采用导磁材料制成；
10.第一导磁块，设于所述内腔内；
11.第二导磁块，设于所述内腔内，所述第一导磁块和所述第二导磁块相对设置，两者之间具有间隔空间，所述第一导磁块、所述外壳和所述第二导磁块之间形成导磁回路；
12.运动组件，活动设置于所述内腔内，所述运动组件包括设于所述第一导磁块外侧的磁体以及设置于所述磁体一端的第一导磁板，所述磁体的磁极沿着所述运动组件的运动方向分布，所述第一导磁板至少部分位于所述间隔空间内；以及，
13.线圈，套设于所述第一导磁块外部，所述线圈通电后驱动所述运动组件在第一位置和第二位置之间切换；
14.在所述第一位置时，所述第一导磁板与所述第一导磁块吸合，所述运动组件封住所述第一通孔；在所述第二位置时，所述第一导磁板与所述第二导磁块吸合，所述运动组件打开所述第一通孔。
15.进一步地，所述磁体设置有第三通孔，其套设于所述第一导磁块外部；或者，
16.所述磁体的数量为两个或多个，且两个或多个所述磁体环绕于所述第一导磁块外周。
17.进一步地，所述运动组件与所述外壳内侧壁滑动连接和/或所述运动组件与所述第一导磁块滑动连接。
18.进一步地，所述运动组件还包括套设于所述第一导磁块外部的第二导磁板，所述第一导磁板和所述第二导磁板分别设于所述磁体两端，所述第二导磁板的外边缘超出所述磁体的外边缘，且其与所述外壳内侧壁之间的距离小于所述第一导磁板与所述外壳内侧壁之间的距离。
19.进一步地，所述第二导磁板的第一中心孔与所述第一导磁块的第二外周面间隙配合；和/或，
20.所述第二导磁板的第一外周面与所述外壳的内侧壁间隙配合，所述第二导磁板开设有第一通气孔或者所述第二导磁板的第一外周面设置有内凹的第一通气槽。
21.进一步地，所述运动组件还包括套设于所述第一导磁块外部的密封件，所述密封件采用非导磁材料制成，在所述第一位置时，所述密封件与所述外壳接触并封住所述第一通孔。
22.进一步地，所述密封件采用硬质材料制成；
23.所述第二密封件的第二中心孔与所述第一导磁块的第二外周面间隙配合；和/或，
24.所述密封件的第三外周面与所述外壳的内侧壁间隙配合，所述密封件开设有第二通气孔或者所述密封件的第三外周面设置有内凹的第二通气槽。
25.进一步地，所述密封件采用弹性材料制成。
26.进一步地，所述运动组件包括设于所述磁性件外周的外导向套，所述外导向套与所述外壳内侧壁滑动连接；和/或，
27.所述运动组件包括设于所述磁性件内的内导向套，所述内导向套与所述第一导磁块滑动连接。
28.进一步地，所述第一导磁块和/或所述第一导磁板上设置有第一缓冲垫，且所述第一缓冲垫隔开所述第一导磁块和所述第一导磁板；
29.所述第二导磁块和/或所述第一导磁板上设置有第二缓冲垫，且所述第二缓冲垫隔开所述第二导磁块和所述第一导磁板。
30.进一步地，通过对所述线圈施加不同方向的电压驱动所述运动组件在第一位置和第二位置之间切换；或者，
31.所述声学开关包括两个线圈，两个所述线圈其中之一在通电后驱动所述运动组件从第一位置切换至第二位置，另一在通电后驱动所述运动组件从第二位置切换至第一位置。
32.进一步地，所述外壳包括相连的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体包括第一端板，所述第一端板开设有所述第一通孔，所述第二壳体包括与所述第一端板平行设置的第二端板，所述第一导磁块和所述第二导磁块分别设于所述第一端板和所述第二端板上。
33.另一方面，本发明提出了一种入耳式扬声器，包括如上任一项所述的声学开关。
34.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
35.1.本发明中，运动组件活动设置于外壳的内腔内，能够在线圈通电后切换位置，从而打开或者封闭第一通孔，实现声学开关的打开与关闭。本发明的声学开关无需设置弹片，不易因为弹片的疲劳变形或者断裂影响使用的可靠性和使用寿命。同时，其无需在外壳内装配弹片，安装更为方便，生产效率更高。另外，线圈只需在需要切换位置的时候通电，能够减少能量的消耗，降低发热量。
36.2.作为改进，通过将运动组件设置成与外壳内侧壁滑动连接和/或将运动组件设置成与第一导磁块滑动连接的形式，能够引导运动组件的运动，提高其位置精度。
37.3.作为改进，运动组件包括第二导磁板，且第二导磁板被设置成外边缘超出磁体的外边缘，且第二导磁板与外壳内侧壁之间的距离小于第一导磁板与外壳内侧壁之间的距离，能够减小第二导磁板与外壳之间的气隙，提高导磁效率。
附图说明
38.图1是本发明中一种实施方式的声学开关的结构示意图。
39.图2是图1所示的声学开关的爆炸图。
40.图3是图1所示的声学开关的立体剖面图。
41.图4是图1所示的声学开关的剖视图，且图中未示出运动组件。
42.图5是本发明中一种实施方式的运动组件的结构示意图，图中磁体呈块状。
43.图6是图1所示的声学开关处于第一位置时的剖视图。
44.图7是图1所示的声学开关处于第二位置时的剖视图。
45.图8是本发明中一种实施方式的声学开关的剖视图，其中第一导磁板呈环状。
46.图9是本发明中一种实施方式的运动组件的结构示意图。
47.图10是本发明中一种实施方式的第二导磁板的结构示意图。
48.图11是图10所示的第二导磁板与外壳内侧壁配接的示意图。
49.图12是本发明中一种实施方式的第二导磁板与外壳内侧壁配接的示意图，图中，第二导磁板设置有第一通气孔。
50.图13是本发明中第二导磁板的第一中心孔与第一导磁块的第二外周面间隙配合的示意图。
51.图14是本发明中密封件的第三外周面与外壳内侧壁间隙配合的示意图。
52.图15是本发明中密封件的第二中心孔与第一导磁块的第二外周面间隙配合的示意图。
53.图16是本发明中运动组件通过外导向套与外壳内侧壁滑动连接的示意图。
54.图17是本发明中运动组件通过内导向套第一导磁块滑动连接的示意图。
55.图18是本发明中一种实施方式的声学开关设置有两个线圈的示意图。
56.图19是本发明中一种实施方式的入耳式扬声器位于耳道内的示意图。
具体实施方式
57.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。
58.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。
59.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。
60.如图1至图3所示，对应于本发明一种较佳实施例的声学开关，其包括外壳1、第一导磁块2、第二导磁块3、运动组件4和线圈5。
61.外壳1采用导磁材料制成，其设有内腔10、第一通孔11和第二通孔12，第一通孔11和第二通孔12均连通内腔10和外界，以使得第一通孔11、内腔10和第二通孔12之间形成气流通道。
62.第一导磁块2和第二导磁块3均设于内腔10内且与外壳1相连，且第一导磁块2和第二导磁块3均采用导磁材料制成，以使得第一导磁块2、第二导磁块3和外壳1之间能够形成导磁回路。如图4所示，第一导磁块2和第二导磁块3相对设置，两者之间具有间隔空间20。
63.为便于将零部件安装至内腔10内，外壳1可以采用多个零件连接而成。在一种优选的实施方式中，参考图1至图3，外壳1包括第一壳体14和第二壳体15，第一壳体14包括第一端板140以及自第一端板140外缘沿着垂直于第一端板140的方向凸出的第一环壁141，第二壳体15包括第二端板150以及自第二端板150外缘沿着垂直于第二端板150的方向凸出的第二环壁151。第一环壁141和第二环壁151的端面之间通过例如胶粘或者焊接等方式相连。第一端板140和第二端板150相平行设置，第一导磁块2和第二导磁块3分别设于所述第一端板140和所述第二端板150上。第二通孔12设置在第二端板150上或者设置在第二环壁151上或者同时设置在第二端板150和第二环壁151(参考图3)。
64.可以理解的是，第一导磁块2可以是与第一壳体14独立的零部件，两者通过焊接或者粘接相连；第一导磁块2也可以是与第一壳体14一体成型的，即第一导磁块2为第一壳体14的一部分。同样的，第二导磁块2与第二壳体15也可以是两个独立的零件或者一体成型的单个零件。
65.运动组件4活动设置在内腔10内，其能够在内腔10内做往复直线运动。运动组件4包括设于第一导磁块2外侧的磁体40和设置于磁体40一端的第一导磁板41，参考图3，第一导磁板41连接于磁体40朝向第二导磁块3的端面上。第一导磁板41至少部分位于间隔空间20内。
66.磁体40具有磁性，其例如是磁铁或者磁钢等。磁体40的两个磁极沿着运动组件4的运动轴线布置，其可以是n极在上s极在下，或者s极在上n极在下。由于第一导磁板41与磁体40相连，因此，第一导磁板41将被磁化，第一导磁板41位于间隔空间20内的部分将具有极性。例如，图6中，磁体40的n极在上，s极在下，此时，第一导磁板41位于间隔空间20内的部分的极性为s极。
67.在一种优选的实施方式中，如图2和图3，磁体40呈环状，其设有第三通孔400并套设于第一导磁块2外部。在另一种优选的实施方式中，磁体40呈块状，其数量为一个以上，磁体40设置在第一导磁块2外侧，与第一导磁块2的外周面相对设置，在磁体40的数量为两个或多个时，其环绕于第一导磁块2外周。优选两个或多个磁体40分布于以第一导磁块2中心为圆心的圆上，如图5所示，图5示出了四个分布于第一导磁块2外周的磁体40。相邻的磁体40之间可以相连也可以不相连。下文以磁体40呈环状为例进行描述。
68.第一导磁板41可以是环状的(参考图8)也可以是实心(未开孔)的板状的(参考图6)，图6中，第一导磁板41是实心的板状的，其与第一导磁块2和第二导磁块3之间的磁吸力更大。
69.线圈5为空心线圈，其套设在第二导磁块3外部，并与外壳1相固定，例如采用粘结剂与外壳1粘接。运动组件4包括第一位置和第二位置，在第一位置时，参考图6，第一导磁板41与第一导磁块2吸合，运动组件4封住第一通孔11，此时，气流通道被封闭。在第二位置时，参考图7，第一导磁板41和第二导磁块3吸合，运动组件4打开所述第一通孔11，使得气流通道导通。
70.线圈5通电后能够驱动运动组件4在第一位置和第二位置之间切换。具体而言，当线圈5通电后，外壳1、第一导磁块2和第二导磁块3之间形成磁回路(图6和图7中以带箭头的虚线示意出了磁回路)，第一导磁块2和第二导磁块3被极化，第一导磁块2和第二导磁块3相靠近的端部的极性不同，例如，当第一导磁块2为n极时，第二导磁块3即为s极；当第一导磁块2为s极时，第二导磁块3即为n极。如此，可以通过第一导磁块2、第二导磁块3与第一导磁板41之间的吸力或者斥力驱动运动组件4在第一位置和第二位置之间切换。
71.例如，在图6所示的情形中，磁体40的n极在上，s极在下，第一导磁板41位于间隔空间20内的部分的极性为s极。运动组件4处于第一位置，当需要改变运动组件4的位置时，只需要对线圈5通电，使得第一导磁块2和第二导磁块3分别极化成s极和n极，此时，第一导磁块2对第一导磁板41施加斥力，第二导磁块3对第一导磁板41施加吸力，第一导磁板41将被吸合至第二导磁块3上，运动组件4的上端面与第一端板140脱离接触进而打开第一通孔11，运动组件4被切换至第二位置。显然的，参考图7，在第二位置时，只需改变线圈5通电产生的磁场方向，使得第一导磁块2和第二导磁块3分别极化成n极和s极，此时，第一导磁块2将对第一导磁板41施加吸力，第二导磁块3对第一导磁板41施加斥力，第一导磁板41将被吸合至第一导磁块2上，运动组件4的上端面与第一端板140接触进而封闭第一通孔11，运动组件4被切换至第一位置。
72.通过设置线圈5通电极化第一导磁块2和第二导磁块3，能够使得活动设置于内腔10内的运动组件4在第一位置和第二位置之间切换，从而打开或者关闭气流通道，其无需设置弹片或者其他的弹性件，不易因为弹片的疲劳变形或断裂影响使用性能，且切换动作可靠性高，同时，还能够降低组装难度，提高生产效率。另外，线圈5只需在需要切换位置的时候通电，在位置切换完成后，由于第一导磁板41和第一导磁块2或者第二导磁块3之间具有磁吸力，因此，线圈5无需持续通电，能够减少能量的消耗，降低发热量，进一步提高声学开关的使用寿命和使用可靠性。
73.作为一种优选的实施方式，外壳1、第一导磁块2和第二导磁块3的外形均呈圆柱状，且外壳1、第一导磁块2和第二导磁块3同轴线设置，运动组件4沿着外壳1和第一导磁块2
的轴线往复运动。
74.为了提高导磁效率，参考图3、图9、图10和图11，运动组件4包括环状的第二导磁板42，第二导磁板42采用导磁材料制成，其套设于第一导磁块2外部，并连接在磁体40朝向第一端板140的表面上，第二导磁板42与第一导磁板41分别设于磁体40两端。第二导磁板42的外边缘超出磁体40的外边缘，且其与外壳1内侧壁13之间的距离小于第一导磁板41与外壳1内侧壁13之间的距离。这样，第二导磁板42的第一外周面420距离外壳1的内侧壁13的距离更近，气隙更小，磁感线能够更高效的引导至外壳1，导磁效率更高，位置切换的可靠性也更好。
75.作为一种优选的实施方式，参考图3和图9，运动组件4还包括环状的密封件43，密封件43采用非导磁材料制成，其套设于第一导磁块2外部，并设于运动组件4靠近第一端板140的端部。密封件43连接在第二导磁板42朝向第一端板140的表面上。在第一位置时，密封件43与外壳1的内端壁143接触并封住第一通孔11。通过设置非导磁材料制成的密封件43隔开第二导磁板42和第一端板140，能够使得运动组件4从第一位置切换到第二位置时更为灵敏。
76.密封件43可以采用硬质材料制成，例如金属、陶瓷等；也可以采用弹性材料制成，例如橡胶、弹性塑料或者硅胶等。优选的，密封件4采用弹性材料制成，能够起到缓冲、减振、降噪的作用，且其对第一通孔11的密封效果更好。
77.为使得运动组件4能够可靠的沿着其运动轴线振动，减少运动组件4在运动过程中位置的偏差，运动组件4被设置成与外壳1内侧壁13滑动连接和/或运动组件4被设置成与第一导磁块2滑动连接，这样，运动组件4能够沿着外壳1内侧壁13滑动和/或沿着第一导磁块2外周面滑动，不易发生径向的偏移。
78.具体的，在第一种实施方式中，如图3、图9至图12所示，第二导磁板42的第一外周面420与外壳1的内侧壁13间隙配合，以使得第二导磁板42与外壳1之间实现滑动连接，从而对运动组件4的运动起到导向作用。为了使得在第二位置时，气流通道能够更为畅通，第二导磁板42开设有贯穿其上下表面的第一通气孔421(参考图12)，或者第二导磁板42的第一外周面420设置有内凹的第一通气槽422(参考图10和图11)，气流可以通过第一通气孔421或者第一通气槽422通过。在该种实施方式中，第二导磁板42贴近外壳1内侧壁13，其导磁效率高。
79.在第二种实施方式中，如图13所示，第二导磁板42的第一中心孔423与第一导磁块2的第二外周面21间隙配合，以使得第二导磁板42与第一导磁块2之间实现滑动连接，从而对运动组件4的运动起到导向作用。
80.在第三种实施方式中，如图14所示，密封件43采用硬质材料制成，其第三外周面430与外壳1的内侧壁13间隙配合，以使得密封件43与外壳1之间实现滑动连接，从而对运动组件4的运动起到导向作用。同样的，为了使得在第二位置时，气流通道能够更为畅通，密封件43开设有贯穿其上下表面的第二通气孔431，或者密封件43的第三外周面430设置有内凹的第二通气槽(第二通气槽可以参考第一通气槽422的结构)，气流可以通过第一通气孔421或者第一通气槽通过。
81.在第四种实施方式中，如图15所示，密封件43采用硬质材料制成，其第二中心孔433与第一导磁块2的第二外周面21间隙配合，以使得密封件43与第一导磁块2之间实现滑
动连接，从而对运动组件4的运动起到导向作用。
82.在第五种实施方式中，如图16所示，运动组件4还包括套设于磁性件40外周的由非导磁材料制成的外导向套44，外导向套44与外壳1内侧壁13间隙配合，从而起到导向作用，使运动组件4与外壳1内侧壁13滑动连接。同样的，外导向套44上可以设置第三通气孔441或者第三通气槽。
83.在第六种实施方式中，如图17所示，运动组件4还包括连接于磁性件40内部的由非导磁材料制成的内导向套45，内导向套45与第一导磁块2间隙配合，从而起到导向作用，使运动组件4与第一导磁块2滑动连接。
84.需要指出的是，上述的多种实施方式可以择一或者结合使用，例如，第一种实施方式和第二种实施方式可以结合使用，此时第二导磁板42的第一外周面420与外壳1内侧壁13间隙配合，同时第二导磁板42的第一中心孔423与第一导磁块2的第二外周面21间隙配合。
85.正如上文所述，线圈5通电后，第一导磁块2和第二导磁块3相对的两个端部被极化为极性相反的两极，且改变线圈5产生的磁场方向，能够改变第一导磁块2和第二导磁块3的极性。在一种实施方式中，通过对同一线圈5施加不同方向的电压，改变线圈5产生的磁场的方向，从而改变第一导磁块2和第二导磁块3的极性。在另一种实施方式中，如图18所示，第二导磁块3外部设置有两个线圈5，两个线圈5在通电后产生方向不同的磁场，可以将两个线圈5的绕线方向设置成相反的形式或者将施加在两个线圈5上的电压的方向设置成相反的形式来改变两个线圈5产生的磁场方向，这样，通过对不同的线圈5进行通电，能够改变第一导磁块2和第二导磁块3的极性。例如，在一个线圈5通电后，第一导磁块2和第二导磁块3分别被极化为n极和s极，则在该线圈5断电，另一线圈5通电后，第一导磁块2和第二导磁块3分别被极化为s极和n极。
86.为了降低在运动组件4的位置切换过程中产生的噪音，同时防止第一导磁板41跟第一导磁块2或第二导磁块3直接贴合导致吸合力过大难以脱开，声学开关还包括用于隔开第一导磁块2和第一导磁板41的第一缓冲垫6以及用于隔开第二导磁块3和第一导磁板41的第二缓冲垫60。第一缓冲垫6和第二缓冲垫60采用非导磁材料制成，且其为软性材料，例如是塑料、橡胶、海绵等，在隔离第一导磁板41和导磁块的同时能够起到缓冲、吸收振动和降低噪音的作用。
87.例如，参考图3和图6，在第一导磁块2朝向第一导磁板41的表面上设置有第一缓冲垫6，以在第一位置时，第一导磁板41与第一导磁块2之间通过第一缓冲垫6隔开，这样，在运动组件4由第二位置切换到第一位置时，第一缓冲垫6能够起到减振降噪的作用，同时也能够起到缓冲的作用，防止因为撞击损坏相应的零部件。当然，还可以在第一导磁板41朝向第一导磁块2的表面上设置第一缓冲垫6，或者同时在第一导磁块2朝向第一导磁板41的表面上和在第一导磁板41朝向第一导磁块2的表面上设置第一缓冲垫6。
88.类似的，参考图3和图7，在第二导磁块3朝向第一导磁板41的表面上设置有第二缓冲垫60，以在第二位置时，第一导磁板41与第二导磁块3之间通过第二缓冲垫60隔开，这样，在运动组件4由第一位置切换到第二位置时，第一缓冲垫60能够起到减振降噪以及缓冲的作用。当然，还可以在第一导磁板41朝向第二导磁块3的表面上设置第二缓冲垫60，或者同时在第二导磁块3朝向第一导磁板41的表面上和第一导磁板41朝向第二导磁块3的表面上设置第二缓冲垫60。
89.本发明还提出一种入耳式扬声器，如图19所示，其包括壳体8以及设置在其壳体8内的声学开关7。在使用时，入耳式扬声器设于耳道9内，壳体8包括朝向耳道9内部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7设在通道80上，通过控制声学开关7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内部和耳道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。
90.上述仅为本发明的具体实施方式，其它基于本发明构思的前提下做出的任何改进都视为本发明的保护范围。