CN101208184B - 助听器可变形长构件的成型方法及工具 - Google Patents

Abstract

助听器(1)的可变形长构件的成型工具(20)和方法。使用快速成型工艺制造工具(20)。工具包括固定长构件第一端的第一固定装置(21)、固定长构件第二端的第二固定装置(31)以及以固定的所需形状定位并固定所述长构件的中间部分于所述第一端和所述第二端之间的定位装置(26、28)。可变形长构件的成型包括如下步骤，将长构件的第一端置于预定位置、将所述长构件的所述中间部分定位于预定位置、将长构件的第二端置于预定位置、加热所述长构件并冷却所述长构件。

Description

助听器可变形长构件的成型方法及工具

技术领域

本发明涉及助听器可变形长构件的成型方法和工具，以及制造该工具的方法。

背景技术

耳背式助听器一般具有助听器外壳，该外壳包括容纳助听器所有电子组件包括输入和输出传感器的硬壳。硬壳戴于耳背，因此简称为耳背式(BTE)。如果输出传感器位于助听器外壳内，助听器的输出声音经声管传至位于助听器佩戴人耳中的耳塞。声管和耳塞均为可以且通常定期更换的可更换部分。声管一般没有耳塞更换频繁，因为其不易被例如耳垢污染。

声管必须具有三维弯曲以允许声管第一端配合助听器，而允许连有耳塞的另一端和耳塞一起指向耳道方向。

为分别相应地连接声管的第一和第二端至助听器和耳塞，两端均具有连接装置。这些连接装置通常通过绕一段声管相应端的注塑件(insert moulding)被提供。管通常在如挤压的连续工艺中被预制成长段，并从长段上截取所需长度的管。管的所需段的实际长度取决于使用最后所得声管的用户。尽管管所需段的实际长度取决于用户，但是通常仅使用几种标准长度，如三种。这是足够的，因为个人需要的差异可通过声管弯曲的适当选择来弥补。

特别地，使用软耳塞时，声管必须具有稳定形式，自身保持从助听器至耳塞大约为预定弯曲，从而有助于耳塞的定位。

连接装置通过注塑件被置于管段上，因为管段是从更长的管上截取的，它本身不具有适合用户的正确的三维弯曲。更确切地，对于不直的管段，一般具有二维弯曲，因管在运输中盘绕为圈。

发明内容

在此背景下，本发明的目的是要提供长构件比如或包括助听器声管的成型方法和工具。

根据本发明的第一方面，该目的是通过首段中的工具实现的，其特征在于工具是使用快速成型工艺(rapid prototyping process)制造的。

通过使用快速成型工艺，可实现，长构件可按照与例如BTE助听器一起使用长构件的实际用户的耳朵的独有特点单独成型。通过这样的单独成型，长构件可更接近耳朵，因而更不显眼。另外，除了单独成型长构件使其更不明显外，使用快速成型工艺允许工具单独成型以使长构件具有不占用过多不需要长度的弯曲。因此仅需要库存几种特定标准长度的长构件，如三种。

根据本发明的第二方面，该目的是通过助听器的可变形长构件的成型方法被实现的，其特征在于如下步骤：在预定位置放置长构件的第一端、在预定位置定位所述长构件的所述中间部分、在预定位置放置长构件的第二端、加热所述长构件以及冷却所述长构件。

因而，可以实现的是，声管可以以所需弯曲固定在一定位置足够长的时间以使其固定成相应该弯曲的所需形状并在冷却后保持该形状。

根据本发明第一方面的优选实施例，工具由塑料材料制成。塑料价格便宜，且因为本发明不涉及任何高温，因此它有充分的耐用性。另外，优选地使用塑料材料是因为它允许使用立体光刻成型(stereolithography)或选择性激光烧结(selective laser sintering)等快速成型工艺。

因此，根据进一步的优选实施例，快速成型工艺为立体光刻成型工艺。立体光刻成型工艺自身有利于在工具的制造中实现高精确度。用于此的优选材料是从包括丙烯醛基和环氧树脂的组中选择的塑料材料，但原则上可使用该工艺通常使用的任何材料。如果工具的细节需要精细，则优选使用环氧树脂。

但是，根据另一优选实施例，快速成型工艺是选择性激光烧结工艺。与立体光刻成型相比，选择性激光烧结允许工具更加耐用。目前优选使用聚酰胺等塑料材料，但也可使用铝等金属，或者甚至使用陶瓷。

根据本发明的特别优选实施例，工具是基于有关个人耳朵的记录数据制造的。一旦已记录有关个人耳朵的数据，根据本发明的方法允许制造任意数量的工具，无论是在本地听觉专家处、遥远的制造厂内或在任何其它适当场所，而无需发送任何实体模型。代替地，数据可以仅通过计算机网络被传输。

在另一实施例中，工具可用于成型具有预定长度的长物体。该使用可通过使用快速成型工艺辅助，并允许库存有限数量的长元件。

因此，根据进一步的实施例，工具可用于成型有从一定数量预定长度中选择的长度的长物体，所述数量大于一且优选地小于四。因此，长元件的数量非常有限，如限于三，考虑到长元件可以被成型成既适合右耳又适合左耳。

根据另一实施例，提供了助听器可变形长构件的成型工具，所述工具包括固定长构件第一端的第一固定装置、固定长构件第二端的第二固定装置，其中工具包括以固定的所需形状定位并固定所述长构件的中间部分在所述第一端和所述第二端之间的定位装置。这样的工具便于成型长构件，但可能有相当复杂的形状。然而，尽管工具的最大尺寸仅为几厘米，如4至7厘米，且有复杂的几何形状，这就需要较高的精密度，但是发明人已意识到该工具适合使用快速成型工艺制造。因此，尽管尺寸较小，但本发明仍可使用快速成型方法制造。

根据优选实施例，所述第一固定装置包括固定所述长构件的所述第一端以避免其沿长构件的纵轴朝第二端的方向运动的装置。这是有利的，因为在将长构件置于工具中时，将在长构件上施加一个拉力以获得所需形状。

根据工具的进一步优选实施例，第一固定装置包括固定所述长构件的所述第一端以避免其绕长构件的纵轴进行不需要的旋转的装置。这允许长构件的一端被固定在工具中的适当位置，而长构件的其它部分被扭曲为整体三维形状。

根据又进一步的实施例，所述第二固定装置包括固定所述长构件的所述第二端以避免其沿长构件的纵轴朝第一端方向运动的装置。因此可以实现的是，长构件的两端固定于必要位置以便连接助听器时一端匹配助听器外壳，而另一端处于相对耳道的正确位置。

根据本发明的另一实施例，所述工具还包括固定所述长构件的辅助部分于预定位置的第三固定装置。这允许通常的直的辅助部分具有预定形状可以指示用户之后如何使之形成环。特别地，第三固定装置可包括弯槽，直的辅助部分可置于该弯槽中。

在其中优选实施例中，工具还包括固定所述辅助部分于所述槽内的装置，特别地，固定所述辅助部分的所述装置可包括从其侧壁横向伸入所述槽的突起。

根据进一步的优选实施例，所述定位装置包括至少一突起。这允许长构件绕在突起上在长构件两端的固定装置间形成所需形状。

特别地，所述突起被底部切割以提供接收所述长构件的槽。这横向固定了扭曲且弯曲的长构件，从而有助于固定长构件以所需形状在所需位置。

在根据本发明的方法的优选实施例中，所述快速成型工艺为立体光刻成型工艺。如已经提及的，立体光刻成型工艺精确且依靠便宜的材料，特别是从包括丙烯醛基和环氧树脂的组中选择的塑料材料。

在可选择的但也是优选的实施例中，所述快速成型工艺为选择性激光烧结工艺。与立体光刻成型相比，选择性激光烧结允许工具更耐用。目前优选使用聚酰胺等塑料材料，但也可使用铝等金属，或者甚至使用陶瓷。

在根据本发明的特别优选的实施例中，所述快速成型工艺包括使用有关个人耳朵的预记录数据。这允许单独成型的工具可以为佩戴者制造单独成型的长构件，尤其是包括声管的长构件。

根据该方法的进一步的优选实施例，有关个人耳朵的预记录数据是通过激光扫描耳朵获得的。这允许快速清楚地建立数据，而无需包括耳朵的铸模。

根据又一优选实施例，通过激光扫描获得的数据被在线地传输至远离扫描位置的制造厂。这允许成型工具被集中制造。之后它们也可被运输给听觉专家以便在用户需要新的长构件时听觉专家使用它们来成型长构件。或者，长构件也可根据用户个人需要在中心工厂被成型，之后运输给听觉专家或甚至直接运输给用户。

根据本发明的优选实施例，该方法进一步包括提供如下步骤：提供一种工具，该工具具有固定长构件第一端的第一固定装置和固定长构件第二端的第二固定装置以及以固定的所需形状定位并固定所述长构件的中间部分于所述第一端和所述第二端之间的装置；将长构件的第一端置于第一固定装置中；将所述长构件的中间部分置于固定所述长构件的中间部分的所述定位装置中；将管的第二端置于第二固定装置；加热所述长构件；冷却所述长构件；以及从工具中移除所述长构件。使用该工具不仅简化了长构件以正确弯曲和在正确位置的放置，也允许这在个人基础上进行，因为工具可为具体个人需要被轻松地制造。

根据进一步优选实施例，所述长构件在它的所述第一端已置于所述第一固定装置后而所述第二端置于所述第二固定装置前被扭曲一定角度。这允许使用注塑成型技术以简单方式制造长构件。

根据另一优选实施例，所述定位装置包括突起，且通过至少部分将所述长构件绕于所述突起而将所述长构件的中间部分置于其中。这有利于长构件在工具中的定位，同时允许根据由一个整体制成，无需铰链或其它可移动部分。这又有助于使用快速成型方法制造。

根据本发明又进一步的实施例，该方法进一步包括将所述长构件的辅助部分置于所述工具中的第三固定装置内的步骤。这样，辅助部分可具有指示用户如何使用的预定弯曲。

在根据本发明方法的更进一步的优选实施例中，长构件加热至约90℃和120℃之间的温度。据发现这是允许可变形长构件被固定于预定形状而无需等待太长时间的适当温度。

在特别优选的实施例中，长构件在大气压力下在沸水中加热。使用沸水是在正常大气压力下控制温度以确保处于上述温度范围内的容易方法。

根据本发明方法的特别优选的实施例，所述可变形长构件包括管。

附图说明

现在将基于附图所示本发明的非限制性示例性实施例更详细地说明本发明。在附图中，

图1示出了有长构件的BTE助听器，该长构件包括根据本发明成型的声管，

图2a和2b分别示出了成型前后的长构件，以及

图3a至3f示出了根据本发明用于成型助听器长构件的工具。

具体实施方式

图1示出了有置于用户的耳朵2后的助听器外壳1的BTE助听器。包括声管4的长构件3从助听器外壳1的输出传感器传导声音至连于长构件3远端并插入用户耳道6内的耳塞5。耳塞5通过带8形式的辅助部分形成的可调环固定在耳屏7后。

在图2a中，示出了初始直状态的长构件3。长构件3可稍有弯曲(未示出)，因通常为单腔声管4的长构件的该部分是在挤压(extrusion)等独立工艺中被制造并被截为适当长度。一般声管4由聚酰胺型塑料等透明塑料材料制成以使其不太显眼。由于声管4被制造成较长长度，通常盘绕成圈运输，因而经过一段时间在运输温度下可能稍有弯曲。

在以下说明中，假定长元件包括单腔声管4，但所有考虑也同样适用于多腔声管或包括导电体的长元件。

在制造工艺中，从运输的较长段上截取适当长度的声管4。一般仅使用三种不同长度，因其中一种可适用于多数人的耳朵。目前成年人优选使用三种长度的管，即约52毫米、56毫米和59毫米。该段声管4具有分别连接最后所得的具有声管4的长构件3至耳塞6和助听器1的适当连接装置9、13。

因此，在所示实施例中，声管4的一端具有包括圆周槽10的圆柱形耳塞连接装置9。耳塞连接装置9还可以包括带8和通过带8中的多个凹槽12接收并固定带8的孔眼11。带8两侧具有凹槽12，使其可根据长构件3将用于左耳或右耳而从任一侧插入并固定于孔眼11内。因此，耳塞连接装置9及它所包括部分的结构一般相对平面(未指出)对称。声管4的另一端具有助听器连接装置13。助听器连接装置13包括与声管4的腔不相交的通道14。助听器连接装置13的横截面稍为椭圆以匹配助听器外壳1并平滑美观的过渡至声管4。椭圆横截面的形状使其基本沿上述平面的方向内延伸，并相对该平面对称。

形状为椭圆以及带8基本在相同平面内延伸的原因是因为连接装置9、13通常均通过单个注塑成型工艺绕声管4的末端被提供。在此注塑成型工艺中，沿分隔两个半模的平面放置较长的尺寸是较为方便的。在这个注塑成型工艺中的连接装置9、13一般也可由与制成声管4不同的聚酰胺型塑料制成。

可变形长物体3必须由图2a所示基本为直的二维状态变为三维形状，例如图2b所示的形状。图2b所示长构件3的形状适用于右耳，如图1所示。但由于图2a所示长构件在初始状态下对称，它也可成型以适用于左耳。另外，图1和2b所示形状仅为示例，实际形状可取决于个人用户，以允许部分长构件尽可能接近用户的头部，并尽可能隐藏在耳壳后。

为此，制造了根据本发明的工具20。在图3a至3f中，示出了相应图2b所示长构件3形状的示例性工具20。发明人已意识到为成型助听器的长构件3这一具体目的，在快速成型工艺中制造的工具20具有足够的强度和耐用性，即使立体光刻成型或选择性激光烧结等快速成型工艺等使用了塑料材料。因而使用快速成型工艺制造工具20。除以上所述，存在可制造根据本发明的工具20的多种不同快速成型工艺。但目前优选使用立体光刻成型，因其精度较高，但也可使用选择性激光烧结。本文中可用于立体光刻成型的一般材料为丙烯醛基和环氧树脂。对于选择性激光烧结，可使用聚酰胺。

使用上述快速成型工艺允许工具20被特别地制造以成型长构件3，以便长构件3能准确匹配个人耳朵2的具体尺寸和形状。因此，长构件3可以被成型成当被置于用户耳朵2中时外表尽可能是不连续。

为此记录了有关用户耳朵的必要数据。这可通过激光扫描用户耳朵2被直接完成，或可基于用户耳朵2铸模然后再扫描从而被间接完成。

激光扫描可直接在听觉专家处被执行或在制造厂被远程执行。如果在听觉专家处完成，则有关用户耳朵2的结果所得数据可传输至远程制造厂，在该远程制造厂内基于所述数据通过所述快速成型工艺制造工具20。工具20或其几种副本可运回听觉专家处以允许他根据用户的要求为用户成型长构件3。或者，听觉专家可从供应商处定购多个成型的长构件3，该供货商可以使用远程制造厂制造的工具20来成型长构件。

不考虑长构件3的所述成型地点，长构件3可置于工具20中，被加热并冷却以获得所需预定形状，之后从可重复使用的工具20中被移除。为获得所需形状，长构件3通常可在炉子中被加热至90℃和120℃之间的温度一段时间，如4分钟或更少，取决于使用的炉子类型，之后在从成型工具20移除前冷却至正常室温或更低。如果该工艺由听觉专家执行，可通过在沸水中加热且之后在冷的自来水中冷却而被方便地执行。在此情况下，加热时间可更短，如少于30秒。

这些温度值和时间也适用于使用可变形金属丝形式的成型工具。金属丝被插入长构件的腔内。之后金属丝和长构件在再次取出可变形金属丝前被适当变形、加热并冷却。

现在将基于从不同角度示出工具20的图3a至3f说明根据本发明的成型可变形长物体的示例性工具20的细节。

如图3a、3b、3e和3f最佳所示，工具包括接收包括是基本圆柱形孔21形式的第一固定装置，所述基本圆柱形孔21用于接收包括基本圆柱形耳塞连接装置9的长构件3的第一端。圆柱形孔21具有由边22限定的纵向切口，允许长构件3的狭窄部分即声管4横向插入圆柱形孔21。当管已被插入圆柱形孔21中时，圆柱形耳塞连接装置9可沿圆柱形孔的轴被拉入圆柱形孔内，直至与形成了向较狭窄圆柱形部分24过渡的肩部23邻接，该较狭窄圆柱形部分24的直径基本等于声管4的外直径。肩部23因而以沿其纵轴方向固定长构件3的位置。如图3e最佳所示，凹槽25形成于圆柱形孔21的侧壁。当耳塞连接装置9被拉入圆柱形孔21内时，凹槽25将接收提供孔眼11并固定耳塞连接装置9以阻止其旋转的部分。

这样固定后，长构件可扭曲一定角度并置于定位装置中。实际角度将取决于实际用户需要，但一般约为90°。定位装置包括具有底部切口27的第一突起26和具有底部切口29的第二突起28。长构件3通过稍绕在第一突起26和第二突起28上而被置于定位装置中，在任一情况下均横向固定于相应底部切口27或29内。定位装置可还包括位于较狭窄圆柱形部分24和第一突起26下的底部切口27之间过渡内的槽30。

之后，助听器连接装置13被置于第二固定装置内。第二固定装置包括符合助听器连接装置13各侧形状的浅槽31。另外，浅槽31具有升高部分和突起32，可啮合助听器连接装置13内的通道14。突起32和通道14的啮合有助于横向和纵向固定助听器连接装置13于浅槽31内。

工具20还包括固定带8的第三固定装置。第三固定装置包括弯曲的槽33。当耳塞连接装置9被置于圆柱形孔21内且包括孔眼11的突起固定于凹槽25内适当位置时，带8将沿与槽33相切的方向延伸。现在可将带置于槽33内以便靠着其外壁被张紧并从开口34伸出。带当被置于槽34内时滑过突起35下方，并通过突起35被固定于槽34内适当位置。

因而带8也可在暴露于本发明的加热和冷却处理时获得预定形状。该预定形状可指示用户带8将从哪个方向被引入孔眼11，以形成图1所示适当环。

应注意的是，已作为示例给出了本发明的上述说明。技术人员应理解权利要求的范围内存在多种可能变化。因此，技术人员应知道例如所提温度范围取决于制造长构件3的实际材料以及这材料固定成所需形状所需要的时间。同样，选择用于工具20的材料仅为优选材料。技术人员应理解快速成型工艺中可使用足以经受住快速成型工艺中使用温度的任何材料。

Claims (15)

1.成型助听器的声管的工具，所述声管具有第一端和第二端，所述第一端包括第一连接装置且所述第二端包括第二连接装置，所述第一连接装置适用于连接至所述助听器且所述第二连接装置适用于连接至耳塞，其中该工具是使用快速成型工艺制造的。

2.根据权利要求1所述的工具，其中所述工具由塑料材料制成。

3.根据权利要求1或2任一项所述的工具，其中所述快速成型工艺是立体光刻成型工艺。

4.根据前述任一权利要求所述的工具，其中所述工具由从包括丙烯醛基、环氧树脂和聚酰胺的组中选择的材料制成。

5.根据权利要求1所述的工具，其中所述快速成型工艺是选择性激光烧结工艺。

6.根据前述任一权利要求所述的工具，其中所述工具是基于有关个人耳朵的记录数据而被制造的。

7.根据前述任一权利要求所述的工具，其中所述工具可用于成型具有预定长度的声管。

8.根据前述任一权利要求所述的工具，其中所述工具可用于成型长度选于一定数量预定长度的声管，所述数量大于一，且优选小于四。

9.提供成型助听器的可变形声管的工具的方法，所述声管具有第一端和第二端，所述第一端包括第一连接装置且所述第二端包括第二连接装置，所述第一连接装置适用于连接至所述助听器且所述第二连接装置适用于连接至耳塞，其中所述方法包括通过快速成型工艺制造该工具。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述快速成型工艺为立体光刻成型工艺。

11.根据权利要求9或10任一项所述的方法，其中所述工具由从包括丙烯醛基、环氧树脂和聚酰胺的组中选择的塑料材料制成。

12.根据权利要求9所述的方法，其中所述快速成型工艺为选择性激光烧结工艺。

13.根据权利要求10至12任一项所述的方法，其中所述快速成型工艺包括使用有关个人耳朵的预记录数据。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述有关个人耳朵的预记录数据是通过激光扫描耳朵获得的。

15.根据权利要求14所述的方法，其中通过激光扫描获得的数据被在线地传输至远离扫描位置的制造厂。

Images