CN115769598A - 用于耳用扬声器的适配器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适配器(2)，该适配器能够可松脱地与耳用扬声器(1)相连接并且用于在不损害耳用扬声器的声音输出的情况下支持耳用扬声器(1)在人耳上的固定。为了固定在耳用扬声器(1)上，适配器(2)以壳状部分(5)环绕耳用扬声器(1)的空间区域，该壳状部分在压力下面状地贴靠耳用扬声器(1)，其中该压力主要由壳状部分(5)由于贴靠耳用扬声器(1)而产生的弹性弯曲变形引起。

Description

用于耳用扬声器的适配器

本发明涉及一种用于耳用扬声器的适配器以及一种由耳用扬声器和适配器构成的组合。

在本文件的意义上，耳用扬声器是一种电驱动的设备，该设备按照预期能够直接紧固在人的耳朵的外部处，其方式为使得该设备至少伸入到耳廓中，并且该设备可以受控地产生声音，按照预期该设备在必要时紧固在其上的那只耳朵很好地感知到该声音。通常，耳用扬声器通过线缆或无线电(即，以无线的方式)与其他设备(如电话机或用于播放音乐的设备)相连接并且从这些设备接收以声学方式再现的信息。包括耳用扬声器的设备例如还可以是助听器，即用于补偿耳朵听力损伤的辅助设备，其方式为使该设备直接在耳道处放大地再现当前从周围环境中传入的、在相关频率范围内的声响。然而，耳用扬声器例如还可以是所谓的“头戴式耳机”的一部分，头戴式耳机是这样的一种设备，即，其除了扬声器之外还包含麦克风并且通过线缆或者以无线的方式与相隔一定距离布置的设备交换呈电磁信号形式的信息(即，声音)。

包括耳用扬声器的设备的主要功能方面涉及其在人耳上的紧固。为此，介绍了相关的现有技术：

EP 1 355 508 B1示出了一种耳用扬声器和紧固在其上的适配器，该适配器具有狭窄的通道，该狭窄的通道按照预期将远离耳用扬声器的声音传播仅限制于从耳用扬声器到外耳道l。适配器由橡胶弹性材料构成。通过将该适配器套在耳用扬声器上而将其紧固在耳用扬声器上，其中适配器弹性地拉伸。由于围绕耳用扬声器的弹性拉伸，适配器在压力下贴靠耳用扬声器并且通过摩擦配合被保持以防止相对于耳用扬声器进行相对移位。任选地，适配器具有伸出的延伸部，该延伸部在使用时伸出到耳廓的区域处并改善在耳朵上的保持效果。通过弹性拉伸将适配器保持在耳用扬声器上的效果是不利的，因为这种保持效果不能强制精确固位，并且因为当安上和拆下适配器时，由于适配器的相当不确定的额外的弹性变形，适配器的材料会迅速疲劳、膨胀和撕裂。此外，将适配器精确地安装在耳用扬声器上尤其令人厌烦地需要大量的技巧、时间和注意力。

EP 2 566 187 A2示出了一种用于耳用扬声器的适配器，其中该适配器具有延伸部，在按照预期的使用过程中，该延伸部突出到耳廓的远离耳道的入口的部位并贴靠在该处，从而由此改善在耳廓上的锚固。适配器具有壳形区域，该壳形区域可以在轻微的弹性弯曲下被放置在耳用扬声器的区域上并且可以借助于两个卡锁凸起与耳用扬声器上的互补的卡锁凹槽接合。由此可以实现适配器在耳用扬声器上的形状配合的保持，这种形状配合的保持被限定在耳用扬声器与适配器之间可设想的相对运动的所有六个自由度中。不利的是，在耳用扬声器上需要单独的凹槽，并且在安上和拆下时(由于高表面压力和高摩擦力的结合)会很快发生严重磨损。

文献US 2018310089 A1、US 2014119589 A1和US 2019261079 A1分别示出了用于耳用扬声器的一种适配器，该适配器和根据EP 2 566 187 A2的适配器一样具有延伸部，该延伸部在按照预期的使用过程中突出到耳廓的一处部位并贴靠在该处。与根据EP 1 355508 B1的适配器一样，该适配器在此由橡胶弹性材料构成，该材料在已装配状态下围绕耳用扬声器拉伸并且在此主要因为弹性拉伸而变形。

CN 206922980 U也示出了一种用于耳用扬声器的适配器，该适配器用于更好地固定在耳廓上。该适配器可围绕轴线枢转地紧固在耳用扬声器上，为此，适配器的部分圆形弯曲的两个延伸部以间隙配合环绕耳用扬声器的缩窄区域。只有在安装适配器以及将其从耳用扬声器上拆下的过程中，这两个延伸部才会弹性弯曲。

US 4965838示出了一种用于聚焦声音传播的环形外壳，该外壳用于耳用扬声器的圆形声音输出表面。该外壳具有多个钩状弯曲的舌片，在将耳用扬声器装配在适配器上时，必须迫使耳用扬声器穿过舌片之间的环形连接区域到达舌片，从而使耳用扬声器首先到达舌片的底部并且随后才到达舌片的顶端；对于拆卸，情况恰好相反。在装配和拆卸过程中，环形连接区域必须弹性拉伸。这导致装配过程相对困难以及适配器过早出现故障。

US 2005147269 A1示出了一种耳用扬声器和紧固在其上的适配器，该适配器具有狭窄的通道，该狭窄的通道按照预期将远离耳用扬声器的声音传播仅限制于从耳用扬声器到外耳道l。适配器具有数个环形闭合的、短而宽的凸起，这些凸起在已装配状态下一起环绕耳用扬声器的区域并且在弹性弯曲应力下贴靠耳用扬声器的被环绕的区域。这些凸起朝向所环绕的区域弯曲并且以线接触最大程度地贴靠耳用扬声器。这种线接触导致耳用扬声器的接触面上的表面压力非常高，并且因此很快导致可见的磨损痕迹和损坏。

GB 2220819 A示出了一种耳用扬声器以及紧固在其上的适配器。在彼此紧固的状态下，耳用扬声器的圆盘状区域被适配器的环形区域环绕，其中适配器以较短的弹性弯曲的弹簧舌片选择性地放置在耳用扬声器中的为此专门设置的槽中。由于触及点处的高表面压力，在紧固以及松开时这两个部件会立即受损，因此该结构方式仅非常有限地适用于耳用扬声器与适配器的彼此间的重复紧固和松开。

本发明所基于的目的在于，提供一种用于耳用扬声器的适配器，该适配器能够可松脱地与耳用扬声器相连接并且有助于将耳用扬声器固定在耳朵上。相较于已知的适配器，新型适配器应该更好，因为它具有以下优点的全部组合：

-远离耳用扬声器的声音传播不(显著)受适配器的影响。

-适配器可以通过简单的移动被装配在耳用扬声器上并且在此以简单的方式到达与耳用扬声器的准确限定的相对位置并随后保持在该相对位置。

-适配器可以通过简单的移动从耳用扬声器上被拆下。

-不需要在耳用扬声器上设置任何特殊的几何形状来改善适配器的保持。(即：在耳用扬声器上不需要卡锁凹口、卡锁凸起、插接连接件的一半等。)

-无论是适配器还是耳用扬声器，多次安装和拆下循环都不会造成任何损坏。

为了实现该目的，应用了这样的适配器结构方式，其具有从EP 2 566187A2已知的以下特征：

-适配器具有壳状部分，该壳状部分在已装配状态下局部地环绕耳用扬声器的表面，使得耳用扬声器由此被形状配合地保持在适配器上并且在所有六个自由度上形状配合地阻止这两者相对于彼此进行相对运动。

-在适配器与耳用扬声器之间存在多个触及面区域，在这些触及面区域上，适配器与耳用扬声器在相互压力下相互贴靠，其中该压力是适配器由于贴靠耳用扬声器而弹性变形的结果。

-适配器的任何部分都没有突出到耳用扬声器外的空间区域中，可以设想从该空间区域到耳用扬声器的发声面的连线，该连线在空气中且笔直地延伸并且以直角与发声面相交。

为了使适配器实现将耳用扬声器更好地保持在耳朵上的目的，适配器具有支撑延伸部和/或在按照预期的使用过程中贴靠人耳的表面区域上被实施成由如下材料制成，该材料对人体皮肤具有较高的摩擦系数，通常为硅胶。

在必要时，当该组件被装配在耳朵上时，支撑延伸部在耳用扬声器的附近区域与耳廓凹侧的、与耳朵的外耳道间隔开的区域之间延伸并且在压力下通过弹性变形贴靠在该处。

作为根据本发明的改进方案，提出以下附加特征：

a适配器的壳状部分包括至少两个(也被称为“保持延伸部”的)延伸部以及保持延伸部的共用的连接区域，其中保持延伸部从连接区域以半岛的形式伸出并且在已装配状态下面状地贴靠耳用扬声器。

b在已装配状态下，保持延伸部及其连接区域从不同侧面包夹耳用扬声器的空间区域，并且与在此与弹性松弛状态下的取向相比主要由于弯曲应力而背离所包夹的空间区域的中心被弹性地预加载。

c为了安上和拆下适配器，保持延伸部由于贴靠待包夹的空间区域而暂时更有弹性地朝背离所包夹的空间区域的中心的方向弯曲。

本发明连同有利的附加特征借助于示例性实施方式的附图进行展示和详细阐述：

图1：在左侧部分示出由彼此处于分离状态的耳用扬声器和本发明适配器构成的根据本发明的第一组合，并且在右侧部分示出处于已组装状态的该组合。

图2：在左侧部分示出由彼此处于分离状态的耳用扬声器和本发明适配器构成的根据本发明的第二组合，并且在右侧部分示出处于已组装状态的该组合。

图3：在上侧部分示出由彼此处于分离状态的耳用扬声器和本发明适配器构成的根据本发明的第三组合，并且在下侧部分示出处于已组装状态的该组合。

图4：示出仅用于根据本发明的第四组合的本发明适配器。

图5：以分解图(上方)以及其已组装状态(下方)示出图1的本发明适配器的由能够可松脱地彼此连接的两个零件实施而成的变体。

在不同的示例中，具有相似功能的部分设有相同的位置编号。

所绘制的、根据图1的本发明组合分别由耳用扬声器1和适配器2构成。耳用扬声器1具有发声面3和多个传感器面4。

适配器2具有壳状部分5，支撑延伸部6从该壳状部分的外侧伸出。壳状部分5包括多个保持延伸部7以及将这些保持延伸部相连接的连接区域8，其中保持延伸部7与连接区域8之间的过渡部通常是平滑的。

在已装配状态下，适配器2的壳状部分5从不同侧面环绕耳用扬声器1的空间区域，使得耳用扬声器1由此形状配合地被保持。在此，保持延伸部7面状地贴靠耳用扬声器1，尤其贴靠向外凸状隆起的表面。壳状部分5在此不是弹性松弛的，而是相对于其松弛位置略微弯曲，尤其使得保持臂相对于壳状部分5松弛下的该位置被挤压得略微远离所环绕的空间的中心。即，保持延伸部7通过贴靠耳用扬声器1而大致朝背离所环绕的区域的方向弯曲。由此引起的弹性复位力使保持延伸部7在压力下且因此无间隙地在准确的预定位置贴靠耳用扬声器1。耳用扬声器1与适配器2之间从该预定位置出发的相对运动在第一区域上引起壳状部分5的增加的弹性变形并且因此引起复位力，通过该复位力，在没有其他作用参与的情况下，耳用扬声器1和适配器2相对于彼此再次滑回到预定的理想位置。

理想情况下，保持延伸部7被成形成使得：当保持延伸部在已装配状态下贴靠耳用扬声器1并且由于耳用扬声器略微弯曲时，保持延伸部充分地贴靠耳用扬声器1。即，保持延伸部的朝向耳用扬声器1的表面的至少大部分的形状和尺寸与耳用扬声器1的朝向这些保持延伸部的表面区域相同。通过由此实现的保持延伸部7在适配器2上的“大面积”贴靠，保持延伸部7与适配器2的表面之间的接触面上的表面压力(即，每单位面积上的压力)相对较小。因此，不存在损坏的风险。有利的是，由于较大的接触面，仍然存在较大的静摩擦。

为了将适配器2装配在耳用扬声器1上，使这两者朝向彼此移动，其方式为使保持延伸部的背离连接区域8的端部首先碰到耳用扬声器1的待环绕的空间区域上、随后在该区域的表面上滑下，这些端部在此略微分开并且最后在该区域上再次闭合，使得其充分地贴靠适配器2的待环绕的区域的表面。

通过使保持延伸部7贴靠适配器1的凸状(即，向外隆起的)表面区域，能够简单地实现的是，在为了连接适配器2与耳用扬声器1以及将其松开而所需的适配器2与耳用扬声器1之间的相对运动的过程中，这些保持延伸部相较于其在已装配状态下仅须稍微更多地从其松弛位置弯曲。因此，可以在不消耗较多力的情况下完成装配和拆卸过程并且降低了由于这些过程而引起的损坏的风险。

通过贴靠耳用扬声器1，适配器2的壳状部分5获得了弹性变形。在此，壳状部分5的尺寸被设计成使得，这种变形到目前为止主要是弯曲而不是如在由硅胶类材料构成的已知适配器那样主要是拉伸。通过将壳状部分5所需的弹性变形设计为弯曲，能够非常准确地限定在哪个方向上进行弹性变形，具体是指保持延伸部7的弯曲。由此能够很好地实现的是，在组装适配器2和耳用扬声器1时，这两个部分相对于彼此滑动到恰好唯一的、准确限定的、稳定的相对位置并且保持在该处。

由此同样能够很好地实现的是，耳用扬声器1的表面区域在任何情况下都不会被适配器2的任何部分遮盖，这对于这些表面区域来说是期望的。这尤其可以是发声面3以及可能存在的传感器面4和/或附加的发声开口以及在其上方或下方具有天线的表面区域。

任选地存在的、在必要时改善在耳朵上的保持效果的支撑延伸部6可以按照根据现有技术的结构方式来设计和发挥作用。通常，支撑延伸部由与人体皮肤具有高摩擦力的软质弹性材料(例如硅胶)构成。在按照预期的使用过程中，该支撑延伸部以其自由端部端突出到耳廓的凹状区域中，该凹状区域与耳道明显间隔开。

优选地，壳状部分5和支撑延伸部6由彼此不同的材料构成，其中支撑延伸部6的材料具有比壳状部分5的材料更低的弹性模量。

根据有利的改进方案，壳状部分5在其外侧具有表面层，该表面层的材料具有比壳状部分5的位于其下方的材料更低的弹性模量。进一步优选地，该表面层的材料对人体皮肤的摩擦系数高于壳状部分5的位于其下方的材料。

根据有利的改进方案，壳状部分5在其按照预期与耳用扬声器1的触及面上至少局部地具有表面涂层，与壳状部分5的被该涂层遮盖的材料相比，该表面涂层在弹性上更软和/或对于耳用扬声器1的表面具有更高的摩擦因数。

根据有利的改进方案，支撑延伸部6和壳状部分5的外部涂层由彼此相同的材料构成，并且支撑延伸部6和上述涂层在共同的制造过程中制成。

根据有利的改进方案，支撑延伸部6的材料局部地延伸到壳状部分5的按照预期贴靠耳用扬声器1的那侧，使得该材料也直接贴靠耳用扬声器1。为此，壳状部分5例如可以配备有穿通开口，并且材料支撑延伸部6延伸穿过该开口。在此，支撑延伸部6和延伸到壳状部分5内侧的材料可以在共同的制造步骤中被施加和成形。通过这种结构方式可以改善适配器2在耳用扬声器1上的保持的稳定性，但由此不会使所期望的安上和拆下变得困难。

优选地，这些保持延伸部7中的至少一个保持延伸部的长度大于其宽度。进一步优选地，所有保持延伸部7都是这种情况。即，保持延伸部7与连接区域8之间的(假想的)边界线的长度短于该边界线到保持延伸部的自由端部的距离。与保持延伸部7的不太细长的实施方式相比，由此可以更好地实现期望的弹性变形能力范围，因为由此能够在材料中的弹性应力相同的情况下实现更高的变形路径。

在根据图4的示例性实施方式中，在适配器2的壳状部分5上安装有面状成形的永磁体9。按照预期，该永磁体与耳用扬声器1中的线圈的铁磁部分或磁场相互作用，从而由此能够实现耳用扬声器1与适配器2之间的附加的(可能甚至可切换的)保持效果。

在根据图5的本发明适配器2的示例性实施方式中，壳状部分5和支撑延伸部6能够可松脱地相连接。为此，在所展示的可松脱连接的示例中，从支撑延伸部6的表面10处伸出有缩窄设计的连接延伸部11，该表面在按照预期的已装配状态下贴靠壳状部分5的外表面，并且壳状部分5在要与支撑延伸部6接触的表面区域处具有开口12。在已连接状态下，连接延伸部11穿过开口12从外部突出到被壳状部分5环绕的空间中，并且开口12的周向表面贴靠连接延伸部11的缩窄区域。

在壳状部分5与支撑延伸部6之间建立连接的过程可以以多种方式进行，并且与此相适配地可以以优化的方式确定待连接构件的细节。这些细节可以由相关的专业人员在其专业活动的范围内容易地确定，因此在此不详细讨论。在不要求详尽无遗的情况下，给出了连接变体的示例：

-连接延伸部11的相对于缩窄区域加宽的自由端部区域在其自身同时变形的情况下被挤压穿过开口12。

-除了连接延伸部11之外，支撑延伸部6以其自由端部区域首先穿过开口12，其中支撑延伸部在位于连接延伸部11上的端部区域处暂时变形。

-连接延伸部11的自由端部区域的截面形状与圆形形状有很大不同。为此，壳状部分5中的开口12的截面具有至少近似相同的形状和尺寸。为了实现连接，连接延伸部11的自由端部区域相对于壳状部分5进行枢转，直到其可以轻易地穿过开口12而插入。该自由端部区域穿过开口12而插入，并且随后平行于其截面平面进行枢转，使得连接延伸部11与开口12的截面的纵向方向不再彼此平行；于是，它们相对于彼此优选成直角。

-开口12的周向表面不是环形封闭的，而是具有如海湾的海岸线那样的开放侧，因此该周向表面形成单侧开放的外围。为了将支撑延伸部6锚固在壳状部分5上，将连接延伸部11的缩窄区域穿过开口12的周向表面的开放侧，即平行于开口12的表面且与之不垂直地推入开口12中。

通过将支撑延伸部6以及因此还有其连接延伸部11实施成优选由软质弹性材料(例如，通常是硅胶)制成，可以容易地实现所提到的连接方法以及容易想到的、与之互补的用于松开连接的方法。

尤其借助图5所讨论的、具有可松脱的连接延伸部6的结构方式相较于之前所讨论的适配器2的结构方式具有如下优点：即，可以在彼此以不同方式实施的支撑延伸部6之间进行选择；并且当适配器2与耳用扬声器1(以如图1所示的方式)按照预期相连接时，连接延伸部11的软质弹性材料也贴靠耳用扬声器1，该软质弹性材料与壳状部分5的材料相比优选具有更高的摩擦因数。连接延伸部11的材料与耳用扬声器1的外表面之间的静摩擦改善了适配器2与耳用扬声器1之间的静摩擦。凭借这种附加的静摩擦，用保持延伸部7的较低的弹性弯曲预应力就已经足够。

Claims (12)

1.一种适配器(2)，所述适配器能够松脱地与耳用扬声器(1)相连接，并且用于支持所述耳用扬声器(1)在人耳上的固定，其方式为所述适配器具有支撑延伸部(6)，在按照预期的使用过程中，所述支撑延伸部在所述耳用扬声器(1)的附近区域与耳廓凹侧的、与耳朵的外耳道间隔开的区域之间延伸；和/或其方式为所述适配器(2)在按照预期的使用过程中贴靠人耳的表面区域上具有如下材料，所述材料对人体皮肤具有比所述耳用扬声器(1)的表面材料更高的摩擦系数，其中

-所述适配器(2)具有壳状部分(5)，在已装配状态下，所述壳状部分局部地环绕所述耳用扬声器(1)的表面并由此形状配合地保持所述适配器(2)以防止其相对于所述耳用扬声器(1)进行任何相对运动，其中

-适配器(2)和耳用扬声器(1)在相互压力下在多个触及面区域上相互贴靠，其中所述压力是所述适配器(2)由于贴靠所述耳用扬声器(1)而弹性变形的结果，其中

-所述适配器(2)的任何部分都没有突出到所述耳用扬声器(1)外部的如下空间区域中：能够设想从所述空间区域到所述耳用扬声器的发声面的连线，所述连线在空气中且笔直地延伸并且以直角与所述发声面相交，

其特征在于，

-所述适配器(2)的壳状部分具有至少两个保持延伸部(7)以及将所述保持延伸部相连接的连接区域(8)，其中所述保持延伸部(7)从所述连接区域(8)以半岛的形式伸出并且面状地贴靠所述耳用扬声器(1)，其中

-所述保持延伸部(7)及其连接区域(8)从不同侧面包夹所述耳用扬声器(1)的空间区域，并且在此与弹性松弛状态下的取向相比主要由于弯曲应力而背离所包夹的空间区域的中心被弹性地预加载，其中

-在安上和拆下所述适配器时，所述保持延伸部(7)由于贴靠所述适配器(2)的待包夹的空间区域而暂时更有弹性地朝背离所包夹的空间区域的中心的方向弯曲。

2.根据权利要求1所述的适配器(2)，其特征在于，所述保持延伸部(7)以其朝向所述耳用扬声器(1)的表面的大于20％直接贴靠所述耳用扬声器(1)。

3.根据权利要求2所述的适配器(2)，其特征在于，保持延伸部(7)与耳用扬声器(1)之间的触及面是凸状隆起的。

4.根据权利要求1至3之一所述的适配器(2)，其特征在于，所述适配器(2)具有支撑延伸部(6)，并且所述壳状部分(5)和所述支撑延伸部(6)由彼此不同的材料构成，其中所述支撑延伸部(6)的材料具有比所述壳状部分(5)的材料更低的弹性模量。

5.根据权利要求1至4之一所述的适配器(2)，其特征在于，所述壳状部分(5)在其外侧具有表面层，所述表面层的材料具有比所述壳状部分(5)的位于所述表面层的材料下方的材料更低的弹性模量。

6.根据权利要求1至5之一所述的适配器(2)，其特征在于，所述壳状部分(5)在其外侧具有表面层，所述表面层对人体皮肤的摩擦系数高于所述壳状部分(5)的位于所述表面层下方的材料的摩擦系数。

7.根据权利要求1至6之一所述的适配器(2)，其特征在于，所述壳状部分(5)在其与所述耳用扬声器(1)的触及面上至少局部地具有表面涂层，与所述壳状部分(5)的被所述表面涂层遮盖的材料相比，所述表面涂层的材料具有更低的弹性模量和/或对所述耳用扬声器(1)的表面具有更高的摩擦因数。

8.根据权利要求1至7之一所述的适配器(2)，其特征在于，所述适配器(2)具有支撑延伸部(6)，并且所述支撑延伸部(6)和所述壳状部分(5)的外部涂层由彼此相同的材料构成，并且所述支撑延伸部(6)和所述壳状部分(5)的外部涂层在共同的制造过程中制成。

9.根据权利要求1至8之一所述的适配器(2)，其特征在于，所述保持延伸部(7)中的至少一个保持延伸部的长度大于其宽度。

10.根据权利要求1至9之一所述的适配器(2)，其特征在于，在所述适配器(2)的壳状部分(5)上安装有永磁体(9)。

11.根据除权利要求8外的权利要求1至10之一所述的适配器(2)，其特征在于，所述适配器(2)具有支撑延伸部(6)，所述支撑延伸部能够可松脱地与所述壳状部分(5)相连接，其中在已连接状态下，所述支撑延伸部(6)的缩窄地实施的连接延伸部(11)穿过所述壳状部分(5)中的开口(12)并且所述开口(12)的周向表面(12)贴靠所述连接延伸部(11)的缩窄区域。

12.一种由耳用扬声器(1)和与所述耳用扬声器可松脱地相连接的、根据权利要求1至11之一所述的适配器(2)构成的组合。

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