CN216721538U - 一种声学开关及一种发声装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种声学开关及一种发声装置，其中声学开关包括外壳，配置有容置腔；承接件，设置于容置腔内并与外壳相连，承接件将容置腔划分成第一容置腔和第二容置腔，第一容置腔和第二容置腔分别与外界相连通；执行组件，活动设置于第一容置腔内，以具有靠近承接件方向移动至密封隔离第一容置腔和第二容置腔的关闭位置、及远离承接件方向移动至连通第一容置腔和第二容置腔的打开位置；以及，驱动组件，设置于第二容置腔内并与执行组件相连接，以带动执行组件往复移动至关闭位置或打开位置。本实用新型公开的一种声学开关及一种发声装置，实现对声学通道的开关切换，结构简单、便于实现及操作。

Description

一种声学开关及一种发声装置

技术领域

本实用新型涉及声电转化领域，特别涉及一种声学开关及一种发声装置。

背景技术

随着生活水平的不断提高，人们对声音的需求也越来越高。近年来，为了满足用户的声音需求，市面上的发声装置，特别是耳机、助听器、可发声的穿戴设备、可发声的电子产品等都在不断的提升自身性能。

目前，市场上存在有两类入耳式耳机，一类是耳机和耳道不形成密闭，佩戴时，耳道和外界依旧空气流通，不会引入堵耳效应，但是由于耳道和外界空气流通，低频声学通道一直存在，耳机的主动降噪效果会减弱或者依靠发声单元大大提高低频的灵敏度来增强主动降噪，这会对用户的耳膜造成极大的压力。

另一类是耳机和耳道形成密闭，佩戴时，会产生堵耳效应，通常为了减缓堵耳效应，耳机内会设置一个连接耳道内外的声学通路，但由于声学通路始终处于打开状态，这会对主动降噪的效果造成极大的影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种声学开关及一种发声装置，对声学通道实现开关切换。

为了解决上述技术问题，一方面本实用新型提供了一种声学开关，包括：

外壳，配置有容置腔；

承接件，设置于所述容置腔内并与所述外壳相连，所述承接件将所述容置腔划分成第一容置腔和第二容置腔，所述第一容置腔和第二容置腔分别与外界相连通；

执行组件，活动设置于所述第一容置腔内，以具有靠近所述承接件方向移动至密封隔离所述第一容置腔和第二容置腔的关闭位置、及远离所述承接件方向移动至连通所述第一容置腔和第二容置腔的打开位置；以及，

驱动组件，设置于所述第二容置腔内并与所述执行组件相连接，以带动所述执行组件往复移动至关闭位置或打开位置。

作为优选的，所述驱动组件包括驱动源和相对所述驱动源可做往复运动的驱动件。

作为优选的，所述驱动源包括第一磁体以及一个或多个环设于所述第一磁体外周的导磁件；

所述驱动件包括套设在所述第一磁体外的线圈和连接在线圈和外壳之间的弹性件，所述第一磁体的磁力线穿过所述线圈。

作为优选的，所述导磁件包括导磁块和导磁碗，所述第一磁体设置于所述导磁碗内，所述导磁块设置于所述第一磁体上，所述导磁碗与所述第一磁体和导磁块之间形成有供所述线圈嵌设的间隙。

作为优选的，所述弹性件包括内环部、外环部以及连接在所述内环部和外环部之间的弹臂部，所述内环部与所述线圈相连，所述外环部与所述外壳相连接。

作为优选的，所述执行组件包括与所述驱动件相连的开关件，所述开关件的径向宽度大于所述承接件的镂空部的径向宽度，所述执行组件移动至关闭位置时，所述开关件与所述承接件相抵接。

作为优选的，所述执行组件还包括第二磁体，所述第二磁体与所述开关件相连，所述执行组件移动至打开位置，所述开关件通过所述第二磁体与所述外壳相吸合；或者

所述第二磁体与所述外壳相连，所述执行组件移动至打开位置，所述开关件与所述外壳上的第二磁体相吸合。

作为优选的，所述开关件靠近所述承接件的一端面设置有第一缓冲垫，所述第二磁体与开关件和/或外壳之间设置有第二缓冲垫。

作为优选的，所述执行组件移动至打开位置，所述执行组件与所述外壳之间的吸力大于所述执行组件受到的弹簧力；

所述执行组件移动至关闭位置，所述执行组件与所述外壳之间的吸力小于所述执行组件受到的弹簧力。

另一方面，本实用新型还提供一种发声装置，包括上述的声学开关。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型的声学开关，通过驱动组件控制执行组件往复移动至关闭位置或打开位置，从而密封隔离或连通第一容置腔和第二容置腔，实现对声学通道的开关切换，结构简单、便于实现及操作；

2、驱动组件采用动圈原理设计，通电触发改变状态后可稳定保持至下一次触发改变状态，实现双稳态结构，耗能低；在状态切换时振动小、噪音低，提升用户体验。

3、本实用新型的发声装置，通过上述声学开关，根据需求打开或关闭声学通路，有效改善了主动降噪的效果，同时改善或消除了堵耳效应，大大提升了通话质量和佩戴使用感。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。在附图中：

图1是本实用新型一种声学开关的结构示意图；

图2是本实用新型一种实施方式中声学开关的爆炸图；

图3是图2所示声学开关中执行组件处于关闭位置的剖视图；

图4是图2所示声学开关中执行组件处于打开位置的剖视图；

图5是本实用新型另一种实施方式中声学开关的爆炸图；

图6是图5所示声学开关中执行组件处于关闭位置的剖视图；

图7是图5所示声学开关中执行组件处于打开位置的剖视图；

图中所示：

11、第一壳体；111、第一端面；112、第一通孔；12、第二壳体；121、第二端面；122、第二通孔；21、第一容置腔；22、第二容置腔；3、承接件；31、镂空部；41、开关件；42、第二磁体；43、第一缓冲垫；44、第二缓冲垫；51、第一磁体；521、导磁块；522、导磁碗；53、间隙；54、线圈；541、线圈部；542、推动部；55、弹性件；551、内环部；552、外环部；553、弹臂部。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施例。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图7所示，对应于本实用新型的一种较佳实施例的声学开关，包括配置有容置腔的外壳、设置于所述容置腔内并与所述外壳相连的承接件3、以及设置于所述承接件3两侧且相互连接的执行组件和驱动组件。

如图1所示，外壳结构不限，可以是一体成型的，也可以是由多个壳体拼接而成；其形状也不限，截面可以是圆形、矩形、椭圆形、三角形等其他规则或不规则的封闭图形，可以根据实际需求选择，在本实施例中，优选采用两个壳体拼接形成完整的圆柱体外壳。具体的，外壳包括第一壳体11和第二壳体12，两者均为圆柱状壳体，相互盖合后形成容置腔。

承接件3优选设置于第一壳体11和第二壳体12之间，并向容置腔内延伸以形成环形凸台。承接件3将容置腔划分成第一容置腔21和第二容置腔22，承接件3中心具有连通第一容置腔21和第二容置腔22的镂空部31。为了更清楚的阐述本实用新型的结构，在此定义承接件3与第一壳体11之间为第一容置腔21，承接件3与第二壳体12之间为第二容置腔22，当然在实际使用中，可以根据需求、功能互换第一容置腔21和第二容置腔22。

第一容置腔21和第二容置腔22分别与外界相连通。可以理解的是，第一壳体11和第二壳体12上均开设有一个或多个供气体流通的通孔，以连通外界与第一容置腔21和第二容置腔22，从而形成声学通路。通孔可以开设在第一壳体11和第二壳体12任意位置，优选的，第一壳体11具有第一端面111，第二壳体12具有与第一端面111相对设置的第二端面121，第一端面111上开设有多个第一通孔112，第二端面121上开设有多个第二通孔122，第一通孔112、第一容置腔21、第二容置腔22及第二通孔122连通形成声学通路。

执行组件活动设置于第一容置腔21内，以具有靠近承接件3方向移动至密封隔离第一容置腔21和第二容置腔22的关闭位置、及远离承接件3方向移动至连通第一容置腔21和第二容置腔22的打开位置。

具体的，执行组件包括开关件41和第二磁体42。其中开关件41的形状不限，可以为板状、块状等，其截面形状与承接件3的镂空部31相对应设计。开关件41的径向宽度大于承接件3的镂空部31的径向宽度，开关件41靠近承接件3方向移动，当开关件41的下表面移动至承接件3的上表面时，由于径向尺寸原因，开关件41将抵接在承接件3上，覆盖整个镂空部31，从而密封隔离第一容置腔21和第二容置腔22，即关闭了声学通路，此时执行组件位于关闭位置。进一步的，为了减小开关件41移动至关闭位置时的振动和噪音，开关件41靠近承接件3的一端面设置有第一缓冲垫43，当开关件41位于关闭位置时，第一缓冲垫43将开关件41和承接件3隔开，从而减小振动和噪音，第一缓冲垫43采用软性材料制成，通常采用软橡胶、海绵或其他质地柔软可以吸收振动和降低噪音的材料。

如图2所示，在一种实施方式中，第二磁体42与开关件41相连，第一壳体11采用导磁材料制成，开关件41远离承接件3方向移动，第二磁体42与第一壳体11之间产生吸力，将开关件41吸合至外壳的第一壳体11，从而使第一容置腔21和第二容置腔22重新连通，即打开了声学通路，此时执行组件位于打开位置。在该实施方式中，开关件41可以采用导磁材料制成，第二磁体42直接通过磁吸或粘接的方式与开关件41相连；也可以采用非导磁材料制成，第二磁体42通过粘接的方式与开关件41相连。当然可以理解的，第二磁体42有多种设置方式，比如第二磁体42设置于远离承接件3一端的端面上，当执行组件位于打开位置时，第二磁体42直接吸合至第一壳体11图中示出的即为此种情况；或者第二磁体42嵌设于开关件41内部，当执行组件位于打开位置时，第二磁体42和开关件41直接吸合至第一壳体11，可有效减小声学开关的体积；或者第二磁体42设置于靠近承接件3一端的端面上，当执行组件位于打开位置时，第二磁体42通过开关件41吸合至第一壳体11。

如图5所示，在另一种实施方式中，第二磁体42与第一壳体11相连，开关件41采用导磁材料制成，开关件41远离承接件3方向移动，第二磁体42与开关件41之间产生吸力，将开关件41吸合至外壳的第一壳体11，从而使第一容置腔21和第二容置腔22重新连通，即打开了声学通路，此时执行组件位于打开位置。在该实施方式中，第一壳体11可以采用导磁材料制成，第二磁体42直接通过焊接或粘接的方式与第一壳体11相连；也可以采用非导磁材料制成，第二磁体42通过焊接或粘接的方式与第一壳体11相连。与上述实施方式相同的，在该实施方式中第二磁体42也有多种设置方式，比如第二磁体42设置于第一壳体11内、或者嵌设于第一壳体11内、或者设置于第一壳体11外，图中示出的即为第二磁体42设置在第一壳体11内的情况，在此不做过多赘述。

同样的，为了减小开关件41移动至打开位置时的振动和噪音，第二磁体42与开关件41和/或外壳之间设置有第二缓冲垫44。优选的，当第二磁体42设置于远离承接件3一端的端面上时，第二缓冲垫44连接在第二磁体42远离开关件41一端的端面上，或者第二缓冲垫44连接在与第二磁体42设置位置相对应的第一壳体11上，当开关件41位于打开位置时，第二缓冲垫44将第二磁体42和第一壳体11隔开，从而减小振动和噪音；或者，当第二磁体42设置在在第一壳体11内时，第二缓冲垫44连接在第二磁体42远离第一壳体11一端的端面上，或者第二缓冲垫44连接在与第二磁体42设置位置相对应的开关件41上，当开关件41位于打开位置时，第二缓冲垫44将第二磁体42和开关件41隔开，从而减小振动和噪音。同样的，第二缓冲垫44与第一缓冲垫43一样，也采用软性材料制成，通常采用软橡胶、海绵或其他质地柔软可以吸收振动和降低噪音的材料。

驱动组件设置于第二容置腔22内并与执行组件相连接，以带动执行组件往复移动至关闭位置或打开位置。

具体的，驱动组件包括驱动源和相对驱动源可做往复运动的驱动件，驱动件连接至执行组件。驱动源51包括第一磁体51以及一个或多个环设于第一磁体51外周的导磁件，驱动件包括套设在第一磁体51外的线圈54和连接在线圈54和外壳之间的弹性件55，导磁件引导第一磁体51的磁力线集中以供线圈54穿过，如此当线圈通电后，线圈在磁场中因受到洛伦磁力从而运动。

进一步的，导磁件包括导磁块521和导磁碗522，第一磁体51设置于导磁碗522内，导磁块521设置于第一磁体51上，导磁件和第一磁体51之间都可采用焊接或粘结剂的方式固定，导磁碗522与第一磁体51和导磁块521之间形成有供线圈54嵌设的间隙53。线圈54包括线圈部541和与线圈部541轴向连接的推动部542，线圈部541嵌设于间隙内，推动部542连接至开关件41靠近承接件3一端的端面，无论线圈部541上下移动多少距离，磁力线始终穿过线圈部541以保证正常的切换。弹性件55包括内环部551、外环部552以及连接在内环部551和外环部552之间的弹臂部553，内环部551与线圈54相连，外环部552与外壳相连接。优选的，内环部551固定连接在推动部542外，外环部552连接在承接件3和第二壳体12之间。如此设计，弹性件55与开关件41分别位于承接件3两侧，当线圈54的推动部542带动开关件41向远离承接件3的方向运动时，弹性件55的弹臂部553发生形变，对开关件41产生与运动方向相反的拉力，用于后续的复位操作。优选的，为了保证执行组件在打开位置时声学通路的打开，弹性件55可配置为镂空型以供气流通过，所述弹性件55可以采用导磁性材料制成，也可以采用非导磁性材料制成，在此不做进一步限定。

如图4和图7所示，执行组件移动至打开位置，执行组件的受力情况为：执行组件与外壳之间的吸力大于执行组件受到的弹簧力，从而将执行组件维持在打开位置，即打开了声学通路。如图3和图6所示，执行组件移动至关闭位置，执行组件的受力情况为：执行组件与外壳之间的吸力小于执行组件受到的弹簧力，从而将执行组件维持在关闭位置，即关闭了声学通路。进一步的，为了提高执行组件在关闭位置的稳定性，可以采用导磁材料制成承接件3，并将第二磁体42连接在开关件41上，如此当执行组件移动至关闭位置时，弹簧力和第二磁体42对承接件3的吸力共同作用于执行组件上，使执行组件的开关件41与承接件3压紧进行密封，进一步提高了执行组件在关闭位置的稳定性。

可以理解的，如图3和图6所示，当声学开关处于关闭状态时，执行组件处于关闭位置，此时开关件41向下受到的力为：弹性件55的拉力，或者弹性件55的拉力和第二磁体42对承接件3的吸力；开关件41向上受到的力为：第二磁体42对开关件41的吸力，因此在关闭位置时，开关件41向下受到的力大于向上受到的力，使开关件41稳定的抵接在承接件3上，密封隔离第一容置腔21和第二容置腔22，从而使声学开关处于关闭状态。如图4和图7所示，当声学开关处于打开状态时，执行组件处于打开位置，此时开关件41收到的向下的力为：弹性件55形变后的拉力，或者弹性件55形变后的拉力和第二磁体42对承接件3的吸力；开关件41向上受到的力为：第二磁体42对开关件41的吸力，因此在打开位置时，开关件41向下受到的力小于向上受到的力，使开关件41稳定的吸合在第一壳体11上，连通第一容置腔21和第二容置腔22，从而使声学开关处于打开状态。

为了进一步阐述声学开关的工作原理，定义声学开关处于关闭状态，当需要打开声学开关时，给线圈54施加电压，在磁场的作用下，线圈54受到向上的推力推动开关件41向远离承接件3的方向移动至与第一壳体11吸合，并且吸合后线圈54断电依然保持打开状态；当需要关闭声学开关时，给线圈54施加反向电压，在磁场的作用下，线圈54受到向下的拉力拉动开关件41向靠近承接件3的方向移动至承接件3抵接，并且线圈54断电依然保持关闭状态。由于开关件41在打开或关闭状态都通过内部零件达到稳定状态，因此线圈只需要在切换状态的瞬间通电，在状态切换完成后保持状态无需通电。

本实用新型还提供一种发声装置，该发声装置可以是耳机、助听器、可发生的穿戴设备、可发生的电子产品等，在此不做进一步的限定。发声装置包括本体，本体可与耳道相接触形成相对密闭的空间，本体内设置有连通耳道内外的开放通道，开放通道内设置有上述声学开关以控制开放通道的关闭。当使用者有通话需求时，控制声学开关打开，使耳道与外界连通，减小回音，缓解或消除堵耳效应；当没有通话需求，想要享受音频时，控制声学开关关闭，使耳道与外界隔离，减少噪音，保持设备的原有性能，实现智能化操作。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施例和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的实用新型主题的一部分。

Claims (10)

1.一种声学开关，其特征在于，包括：

外壳，配置有容置腔；

承接件，设置于所述容置腔内并与所述外壳相连，所述承接件将所述容置腔划分成第一容置腔和第二容置腔，所述第一容置腔和第二容置腔分别与外界相连通；

执行组件，活动设置于所述第一容置腔内，以具有靠近所述承接件方向移动至密封隔离所述第一容置腔和第二容置腔的关闭位置、及远离所述承接件方向移动至连通所述第一容置腔和第二容置腔的打开位置；以及，

驱动组件，设置于所述第二容置腔内并与所述执行组件相连接，以带动所述执行组件往复移动至关闭位置或打开位置。

2.根据权利要求1所述的声学开关，其特征在于，所述驱动组件包括驱动源和相对所述驱动源可做往复运动的驱动件。

3.根据权利要求2所述的声学开关，其特征在于，所述驱动源包括第一磁体以及一个或多个环设于所述第一磁体外周的导磁件；

所述驱动件包括套设在所述第一磁体外的线圈和连接在线圈和外壳之间的弹性件，所述第一磁体的磁力线穿过所述线圈。

4.根据权利要求3所述的声学开关，其特征在于，所述导磁件包括导磁块和导磁碗，所述第一磁体设置于所述导磁碗内，所述导磁块设置于所述第一磁体上，所述导磁碗与所述第一磁体和导磁块之间形成有供所述线圈嵌设的间隙。

5.根据权利要求3所述的声学开关，其特征在于，所述弹性件包括内环部、外环部以及连接在所述内环部和外环部之间的弹臂部，所述内环部与所述线圈相连，所述外环部与所述外壳相连接。

6.根据权利要求2所述的声学开关，其特征在于，所述执行组件包括与所述驱动件相连的开关件，所述开关件的径向宽度大于所述承接件的镂空部的径向宽度，所述执行组件移动至关闭位置时，所述开关件与所述承接件相抵接。

7.根据权利要求6所述的声学开关，其特征在于，所述执行组件还包括第二磁体，所述第二磁体与所述开关件相连，所述执行组件移动至打开位置，所述开关件在所述第二磁体的作用下与所述外壳相吸合；或者

所述第二磁体与所述外壳相连，所述执行组件移动至打开位置，所述开关件与所述外壳上的第二磁体相吸合。

8.根据权利要求7所述的声学开关，其特征在于，所述开关件靠近所述承接件的一端面设置有第一缓冲垫，所述第二磁体与开关件和/或外壳之间设置有第二缓冲垫。

9.根据权利要求1-8任一项所述的声学开关，其特征在于，所述执行组件移动至打开位置，所述执行组件与所述外壳之间的吸力大于所述执行组件受到的弹簧力；

所述执行组件移动至关闭位置，所述执行组件与所述外壳之间的吸力小于所述执行组件受到的弹簧力。

10.一种发声装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的声学开关。

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