CN109246558B - 一种孔保护结构及设备 - Google Patents

Abstract

一种孔保护结构及设备，所述孔保护结构包括带有孔的外壳，还包括至少一组配向磁铁，该组配向磁铁包括第一磁铁和第二磁铁，所述第一磁铁和第二磁铁分别设置在所述孔的两侧，且至少使得所述孔外部的周边存在第一区域，所述第一区域的磁感线比所述孔外部的磁感线更为密集。所述设备包括所述孔保护结构。本申请可以有效防护磁性颗粒进入孔。

Description

一种孔保护结构及设备

技术领域

本发明涉及设备防护，更具体地，涉及一种孔保护结构及设备。

背景技术

手机等音频设备会碰到大量铁粉钻到出音孔里的情况，影响扬音器的音频效果，在更多磁性颗粒存在的情况下，就会堵塞音频通道，使扬音器的声音变得十分小。富铁矿地区手机进铁粉等问题就是对手机的严重危害，为了对磁性颗粒进行防护，一般方案都是被动的不让磁性颗粒进去，但无论怎样加厚防尘网，都会有更小的颗粒会进去，随着时间的累计音效就会变差，而加密防尘网的同时牺牲的是响度和音质，这是难以承受的。

相关技术中，为了进行更有效的防护，有的方案在扬音器的出音孔和音圈之间设置过滤磁体，隔膜运动引起的气流通过该过滤磁体，磁性颗粒被吸附到过滤磁铁上。这种直接吸附方式存在缺陷，因为扬音器本身就有磁铁，磁铁就会造成磁性颗粒的吸附，过滤磁铁会造成扬音器位置磁力的加强，进而吸附更多的磁性颗粒进入音频通道。而且一般扬音器都是安装在产品内部，过滤磁铁上吸附的磁性颗粒无法清除，在磁性颗粒很多的使用条件下，该方案的最终结果就是大量磁性颗粒吸附在过滤磁铁处堵塞音频通道，扬音器的声音变得很小(其实扬音器本身的声音不小，只是传不出来了)。

除了手机之外，有磁性颗粒防护要求的其他带孔设备也存在类似的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种孔保护结构，包括带有孔的外壳，其中，所述孔保护结构还包括至少一组配向磁铁，该组配向磁铁包括第一磁铁和第二磁铁，所述第一磁铁和第二磁铁分别设置在所述孔的两侧，且至少使得所述孔外部的周边存在第一区域，所述第一区域的磁感线比所述孔外部的磁感线更为密集。

有鉴于此，本发明实施例还提供了一种设备，包括如上所述的孔保护结构。

上述方案可以有效地防护磁性颗粒通过孔进行设备内部。

附图说明

图1A是本发明实施例一孔保护结构的示意图。

图1B是本发明实施例一孔保护结构的立体示意图。

图2A、图2B和图2C是本发明实施例一的3种示例性的孔保护结构的示意图。

图3A是本发明实施例一作为示例的配向磁铁安装在外壳内的示意图。

图3B是本发明实施例一作为示例的配向磁铁嵌入在外壳中的示意图。

图4A和图4B是本发明实施例一作为示例的表示配向磁铁中第一磁铁和第二磁铁的N-S极方向相同的两个示意图。

图5A是本发明实施例二扬声器的出音孔保护结构的示意图。

图5B是将图5A中的配向磁铁的极性反向后的示意图。

图6A是本发明实施例二作为示例的配向磁铁与扬声器磁铁的N-S极方向相同时的示意图。

图6B是本发明实施例二作为示例的配向磁铁与扬声器磁铁的N-S极方向相反时的示意图。

图7是本发明实施例三手机孔保护结构的示意图。

图8是本发明实施例三手机孔保护结构的一个变例的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

实施例一

本实施例提供一种可以防护磁性粉的孔保护结构。

相关技术将过滤磁体设置在音频通道里，随着磁性颗粒的增多，会把音频通道堵上。如果把吸附点放在出音孔外面，又无法保证气流中磁性颗粒的吸附，而且因为磁性颗粒会沿着磁感线分布堆积并相互磁化，磁感线从N到S分布在磁铁四周，只要离孔近了穿过出音孔就会造成孔内堵塞，无法长期保证音频可靠性。本实施例提出一种孔保护结构，采用主动防御的方法，把粉尘引导到孔外的其它地方，在孔外部周边区域进行颗粒收集。

本实施例的一个示例性的孔保护结构如图1A所示(为清楚表示磁感线，略去外壳和配向磁铁上的剖面线)，包括带有孔1的外壳3，还包括一组配向磁铁，该组配向磁铁包括第一磁铁21和第二磁铁22，所述第一磁铁21和第二磁铁22分别设置在所述孔1的两侧，且使得所述孔外部的周边存在第一区域5，所述第一区域5的磁感线4相对所述孔1外部(本申请指孔外正对孔的区域，图中孔1的上方)的磁感线4更为密集。图1B是孔保护结构的立体图，孔1开设在外壳3上，第一磁铁21和第二磁铁22设置在外壳内。图1B作为示例的孔的横截面是狭长的矩形，第一区域5分布在孔外部的两侧(本申请并不要求孔外部的周边全都是磁感线密集的第一区域，可以是在孔外部周边的部分区域存在磁感线密集的第一区域)。因而到达孔1附近的磁性颗粒将被排斥到孔1外边缘两侧的外壳表面区域(如虚线所示)，便于清除。本申请中，孔、外壳的外部即设备外部。

本实施例的孔是为话筒或扬声器设计的出音孔，相应的通道称为音频通道，但对本申请来说，孔保护结构中的孔可以实现出音、透气、散热等等功能中的一种或多种，本申请对此不做局限。事实上，在外壳上开设的出音孔也可以具有散热、过滤等其他功能。本申请对孔保护结构中的孔的形状和数量不做局限，孔的横截面可以是矩形，也可以是圆形或其他形状；可以是单个孔，也可以有多个孔。例如，图2A所示的孔保护结构中的孔1包括呈阵列方式排列的多个孔，该多个孔用于实现共同的功能。此时可以将第一磁铁21和第二磁铁22设置在该多个孔的两侧。图2中仅示出了孔的形式以及孔与配向磁铁的相对位置，孔保护结构中的其他特征可参见图1A。图2B所示的孔1的横截面为椭圆形，第一磁铁21和第二磁铁22设置在其两侧。

孔保护结构中的外壳可以是各种形状和材料的。孔保护结构中的配向磁铁可以为永磁铁，也可以为电磁铁。

孔保护结构中的第一磁铁可以是一块磁铁，也可以包括分布在同侧的多块磁铁，第二磁铁也是如此。如果孔比较狭长，孔保护结构也可以设置多组配向磁铁，本申请对此不做局限。孔的结构不同时，可以通过选择不同大小和形状的配向磁铁，来取得需要的防护效果。

图1A中的第一磁铁21和第二磁铁22是两个独立的元件，但是，在其他实施例中，第一磁铁和第二磁铁也可以是一体成形，即为整块磁铁的两个部分。也就是说，配向磁铁为该整块磁铁，如可以为围绕在孔周边的环形磁铁。如图2C所示的孔1的横截面为圆形，而第一磁铁和第二磁铁21、22一体成形，构成了围绕在孔1周边的环形磁铁。该环形磁铁在对应于孔的位置也应开有一个孔作为气体进出的通道如音频通道。该环形磁铁可以是完整的，也可以带有缺口例如为U形磁铁。该整块磁铁也可以嵌入于外壳的方式安装，或安装在外壳外侧或内侧，可以紧贴外壳安装，也可以留有间隔。本申请第一磁铁和第二磁铁分别设置在孔的两侧，并不表示第一磁铁和第二磁铁一定是分隔的，在孔之外的其他位置，第一磁铁和第二磁铁可以是分隔的，也可以连接在一起如一体成形。如果配向磁铁是环形的整块磁铁，而孔的横截面为圆形或椭圆形，则相应的磁感线密集的第一区域将呈现为孔外部周边的环形区域。

虽然图1A的第一磁铁21和第二磁铁22位于外壳3内，但对于本申请来说，第一磁铁和第二磁铁与外壳的相对位置有多种，也可以位于外壳外，或者嵌入在外壳中。嵌入在外壳中时，配向磁铁可以凸出于外壳表面，也可以与外壳表面平齐或凹入于外壳表面之内。例如，对于以玻璃盖板为外壳的在玻璃上开孔的触摸屏手机，适合将配向磁铁设置在外壳内，但对于工矿对讲机之类的终端，完全可以安装在外壳外或者嵌入在外壳中。图3A是将配向磁铁设置在外壳内的一个示例，外壳3的左侧开有孔1，孔内上、下各有一个安装槽，第一磁铁21和第二磁铁22通过支架6固定在安装槽内。图3B是配向磁铁嵌入在外壳中的一个示例，塑料外壳3上开有个孔1，孔两侧设有两个向外开口的安装槽，第一磁铁21和第二磁铁22以粘接或卡接方式固定在安装槽内。配向磁铁可以采用的安装方式很多，这里不再赘述。

图4A和图4B用于表示第一磁铁和第二磁铁的排列方式。图4A中，第一磁铁21和第二磁铁22的北极到南极(简写为N-S极)方向相同，且与气体从设备外部垂直穿过孔的外边缘(在外壳外表面上形成的边缘)所在平面而进入设备内部的方向一致。在图4B中，第一磁铁21和第二磁铁22的N-S极方向相同，且与气体从设备内部垂直穿过孔的外边缘所在平面而来到设备外部的方向一致。本申请中，磁铁的N-S极方向指从磁铁北极到南极(即N极到S极)的内部磁感线的方向，图4A和图4B中用箭头方向来指示。

单个磁铁的磁感线密集区在磁极的边缘，而按照本实施例将两个磁铁以N-S极方向相同的方式排列时，请参见图1A，第一磁铁和第二磁铁的相同极性靠在一起，由于同极相斥的作用，磁感线向两块磁铁的外侧偏移，同时因为第一磁体和第二磁体相互接近，两块磁块内侧区域的磁感线大部分被排斥到外侧，从而在孔外部形成磁感线稀疏区域，在孔外部周边的部分或全部区域形成磁感线密集区域。磁性颗粒有着向磁感线密集区靠近的特性，因此低速向孔移动的外来磁性颗粒在磁感线的作用下会迅速移动到孔外部周边聚集，不会通过孔进行设备内部。即使遇到可以淹没孔甚至设备的大量磁性颗粒，也会因为排斥作用在孔处形成一个无磁性颗粒的通道。不会出现孔堵塞的情况。而由于磁性颗粒集中在设备表面，便于用户手工清除。

虽然本实施例是以两个磁铁的N-S极方向相同为示例，但是两个磁铁的N-S极方向之间存在一定夹角也是允许的。只要能够在孔外部的周边形成相对孔外部的磁感线密集区域，就可以达到防护磁性颗粒的效果。本申请通过第一磁铁和第二磁铁的N-S极方向相互配合来达到这一效果，因而将第一磁铁和第二磁铁称为一组配向磁铁。

在图4A、4B及图1中，第一磁铁21和第二磁铁22的N-S极方向均垂直于所述孔的外边缘所在的平面(图中用粗线表示)，使得配向磁铁形成的磁感线稀疏区域与孔及其正上方的区域重合得很好，相应的防护性能也更好，但第一磁铁21和第二磁铁22的N-S极方向与孔的外边缘所在平面的垂线有一定夹角也是允许的。

本实施例的孔保护结构可以有效防护磁性颗粒，即使在铁矿地区、金属加工制造冶炼行业的音频设备在使用过程中，也不会出现大量磁性颗粒吸附造成的声音减小问题，也可以解决其他设备特别是音频设备因为磁性颗粒吸附造成的设备故障等问题。

实施例二

本实施例提供一种扬声器的出音孔的孔保护结构。

本实施例扬声器的出音孔的孔保护结构如图5A所示，其孔保护结构与图1A所示的孔保护结构相同。外壳3上开设有出音孔1，第一磁铁21和第二磁铁22设置在出音孔1的两侧，在该示例中是安装在外壳3的内侧。特别地，本实施例出音孔的孔保护结构设置在扬声器7和外壳3之间。在扬声器7中存在着扬声器磁铁71，第一磁铁21和第二磁铁22位于扬声器磁铁71的N极表面的上方(若扬声器磁铁的厚度向N极方向增大，将至少碰触部分配向磁铁)。磁感线的一个性质是更喜欢沿着铁磁体传播，图中的扬声器磁铁71被放到了一个铁框72里，使大量的磁感线集中在铁框与磁极的缝隙中，也就是线圈所在的位置。本实施例第一磁铁21和第二磁铁22安装在外壳3的内侧，在第一磁铁21远离外壳3的一面设置有一个铁磁性材料制成的隔片61，在第二磁铁22远离外壳3的一面也设置有一个铁磁性材料制成的隔片62。

在本实施例中，因为配向磁铁(包括第一磁铁和第二磁铁)安装在扬声器的正上方，因而会受到扬声器磁铁的作用。按照本实施例的配置方式，有两种相互影响的模式，一种是扬声器磁铁和配向磁铁的N-S极方向相同，如图5A所示，将图5A中扬声器磁铁和配向磁铁的N极和S极全部互换也属于这一模式，其示意图见图6A。一种是扬声器磁铁和配向磁铁的N-S极方向相反，如图5B所示，将图5B中扬声器磁铁和配向磁铁的N极和S极全部互换也属于这一模式，其示意图见图6B。但无论那种配置，只会一定程度上影响配向磁铁在出音孔外部防护区的磁感线的曲率，不会改变该区域磁感线的总体分布，出音孔外部的周边仍存在磁感线比出音孔外部密集的区域，因而不影响对磁性颗粒的防护。

本实施例铁磁性材料制成的隔片为铁片，可以降低配向磁铁对扬声器产生的影响，该铁片可以直接贴在配向磁铁朝向扬声器的表面上，即使只有0.01mm厚也能让大多数磁感线沿着铁片传播，同时这个铁片的存在还可以降低柔性结构(如塑料)的强度压力。铁片的聚拢效率很高，由于空间磁场的强度与该点到参考磁荷距离三次方成反比，如果需要进一步降低配向磁铁对扬声器的影响，只需要在配向磁铁的铁片和扬声器之间留有间隙，配向磁铁的影响就更加微小。

配向磁铁对扬声器的影响可以加以利用(此时可取消隔片)。如图5B、图6B中扬声器磁铁和配向磁铁的N-S极方向相反，在配向磁铁的作用下，扬声器磁铁铁框外侧的磁感线会在相斥作用下被压迫至铁框和磁铁之间，使扬音器音圈73处的磁感应强度增大，这可以提高扬声器的电声换能效率和灵敏度。如果维持原有的灵敏度，就可以降低磁感应线圈的长度。这就意味着可以把扬声器做的更薄。另外，高品质声音输出大致就是硬件设计加软件调节的一个过程，音频信号数模转换的时候需要通过软件进行拟合，通过实际测量配向磁铁安装后的频响曲线，调节不同频率区间的增益系数就可以获得需要的音频响应。

本实施例中，配向磁铁设置在扬声器的正上方，两者的相互作用最大，如果设置在其他地方，相互作用将变小。将本实施例的扬声器换为话筒，话筒中也带有磁铁，将得到话筒的出音孔的孔保护结构。

实施例三

本实施例涉及包括实施例一所述的孔保护结构的手机。

本实施例的手机为智能手机，其出音孔的孔保护结构如图7所示。在一玻璃盖板(或透明塑料盖板)充当的外壳3上开设有出音孔1，在该出音孔处还装有非铁磁性材料的前置装饰件31。铁磁性材料制成的两个隔片61和62嵌入在塑料壳体8处于扬声器7与外壳3之间的部分上。第一磁铁21和第二磁铁22与两个隔片61、62分别粘接(也可以靠吸力吸附固定)后安装在外壳3内孔1的两侧，孔1下方还装设有过滤网32，而扬声器7和塑料壳体8下是印制板9。

因为玻璃触摸屏的智能手机的出音孔开在玻璃上，玻璃上面很难做出复杂的结构，因而本实施例将配向磁铁设置在外壳内。如果外壳是塑料的，则可以将配向磁铁安装在外壳的内、外甚至嵌入。而智能手机在厚度方向上的空间有限，通过内嵌隔片，除了可以起到对配向磁铁和扬声器磁铁的隔离作用外，还可以补强壳体强度。图7所示的出音孔的孔保护结构与实施例二的出音孔的孔保护结构相同的部分不再重复描述。

图8是图7的一个变例，与图7不同的是，图8中的两个隔片61、62不再是简单的“—”形，也是带有两个拐角的

形，隔片61、62用于固定的一端嵌入在塑料壳体8中，通过两个拐角其另一端向内侧偏移，第一磁铁21和第二磁铁22分别固定隔片61、62上，可以是粘接，也可以依靠磁力直接吸附，或者将隔片一侧的边缘上弯形成容纳磁铁的凹槽等等。图8中的隔片形状使得第一磁铁21和第二磁铁22的安装空间增大，第一磁铁21和第二磁铁22相对图7可以做的更厚一些。在其他实施例中，如果第一磁铁21和第二磁铁22一体成形，则隔片也61、62可以是一体成形的如是一块铁片。

图7和图8也可以作为手机听筒的出音孔的孔保护结构。

从附图、公开内容和所附权利要求的研究中，为实现所请求保护的本发明的本领域技术人员可以理解和实现所公开的实施例的其他变化例。某些特征记载在不同的实施例或从属权利要求中，并不表示这些特征的组合不能使用。

Claims (10)

1.一种孔保护结构，包括带有孔的外壳，其特征在于：

所述孔保护结构还包括至少一组配向磁铁，该组配向磁铁包括第一磁铁和第二磁铁，所述第一磁铁和第二磁铁分别设置在所述孔的两侧，且至少使得所述孔外部的周边存在第一区域，所述第一区域的磁感线比所述孔外部的磁感线更为密集；

所述第一磁铁和第二磁铁的北极到南极方向相同；

所述第一磁铁和第二磁铁安装在所述外壳的内侧，所述第一磁铁和第二磁铁远离所述外壳的一面设置有至少一个铁磁性材料制成的隔片。

2.如权利要求1所述的孔保护结构，其特征在于：

所述第一磁铁和第二磁铁的北极到南极方向垂直于所述孔的外边缘所在的平面。

3.如权利要求1所述的孔保护结构，其特征在于：

所述第一磁铁和第二磁铁一体成形或为独立的元件。

4.如权利要求1所述的孔保护结构，其特征在于：

所述第一磁铁和第二磁铁均为永磁铁。

5.如权利要求1、3-4中任一所述的孔保护结构，其特征在于：

所述孔为出音孔，或为散热孔，或为透气孔，或为过滤孔。

6.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-5中任一所述的孔保护结构。

7.如权利要求6所述的设备，其特征在于：

所述设备为带有扬声器和/或话筒的音频设备，所述孔保护结构包括出音孔的孔保护结构。

8.如权利要求7所述的设备，其特征在于：

所述音频设备的至少一个出音孔的孔保护结构具有以下特点：所述孔保护结构的第一磁铁和第二磁铁位于扬声器磁铁或话筒磁铁的北极或南极表面的上方，且所述第一磁铁和第二磁铁的北极到南极方向与所述扬声器磁铁或话筒磁铁的北极到南极方向相反。

9.如权利要求7或8所述的设备，其特征在于：

所述音频设备为手机，所述孔保护结构包括手机外壳上的至少一个出音孔的孔保护结构，所述至少一个出音孔的孔保护结构中的第一磁铁和第二磁铁设置在所述手机外壳与扬声器或话筒之间，且所述第一磁铁和第二磁铁通过铁磁性材料制成的隔片与所述扬声器或话筒隔开。

10.如权利要求9所述的设备，其特征在于：

所述隔片内嵌在所述手机外壳内的塑料壳体上，呈“—”形或

形，所述第一磁铁和第二磁铁固定在所述隔片上。

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