数字脉冲产生器及其制造方法

申请号 CN200480043651.3 申请日 2004-07-23 公开(公告)号 CN1993788A 公开(公告)日 2007-07-04
申请人 美商楼氏电子有限公司; 发明人 约翰·P·麦克斯维戈恩;
摘要 本 发明 提供了数字脉冲产生器及其制造方法。该数字脉冲产生器包括具有罩(106)和 基座 (124)的圆形 外壳 。该基座包括固定在其中的至少一个 接触 端子 。该数字脉冲产生器还包括 编码器 盘(118),编码器盘(118)固定在罩内并可相对于基座旋转。编码器包括形成在编码器盘的第一面上的多个突起,从而所述多个突起中的每一个限定了脊和谷。球(120)与编码器的第一面相邻地 定位 ,并且适于在所述脊和谷之间滚动。球连接到弹性接触器(122)并适于在所述球与所述脊相邻时交替地与所述至少一个端子触点接合。
权利要求

1、一种数字脉冲产生器,其包括外壳,所述外壳具有基座和位于所 述基座内的至少一个电触点,所述数字脉冲产生器包括:
编码器,其具有形成在第一面上的多个突起,所述编码器固定在所 述外壳内;
辊,其与所述编码器的所述第一面相邻地定位,并且适于相对于所 述多个突起在接触位置和非接触位置之间转移;和
弹性接触器,其适于与所述辊协作,并在所述多个突起将所述辊转 移到所述接触位置时与所述至少一个电触点接合。
2、根据权利要求1所述的数字脉冲产生器,所述数字脉冲产生器还 包括弹簧,所述弹簧与所述编码器的第二面接合以使所述编码器偏向所 述基座。
3、根据权利要求2所述的数字脉冲产生器,其中,所述弹簧是片簧。
4、根据权利要求1所述的数字脉冲产生器,其中,所述多个突起具 有大致为三形的截面。
5、根据权利要求4所述的数字脉冲产生器,其中,所述多个突起进 行协作以沿着基本线性的路径相对于所述基座转移所述辊。
6、根据权利要求1所述的数字脉冲产生器,其中,所述编码器是编 码器盘。
7、根据权利要求6所述的数字脉冲产生器,其中,所述编码器盘的 材料选自于包括以下材料的组:不锈钢、钢合金、缩均聚物。
8、根据权利要求1所述的数字脉冲产生器,其中,所述辊是大致为 球形的球。
9、根据权利要求8所述的数字脉冲产生器,其中,所述球形球的材 料选自于包括以下材料的组:刚玉、导电材料、不导电材料。
10、根据权利要求1所述的数字脉冲产生器,其中,所述弹性接触 器选自于包括以下的组:卷簧、锥形弹簧和O环弹簧。
11、一种数字脉冲产生器,该数字脉冲产生器包括:
圆形外壳,其具有罩和基座;
固定在所述基座内的至少一个接触端子
编码器盘,其固定在所述罩内并且可相对于所述基座旋转;
形成在所述编码器盘的第一面上的多个突起,所述多个突起中的每 一个限定了脊和谷;
球,其与所述编码器的所述第一面相邻地定位,并且适于在由所述 多个突起限定的各个脊和所述谷之间滚动;和
弹性接触器,其适于与所述球协作,并交替地在所述球与所述脊相 邻时与所述至少一个端子接触器接合。
12、根据权利要求11所述的数字脉冲产生器,所述数字脉冲产生器 还包括弹簧,所述弹簧与所述编码器的第二面接合并适于使所述编码器 偏向所述基座。
13、根据权利要求12所述的数字脉冲产生器,其中,所述弹簧是片 簧。
14、根据权利要求11所述的数字脉冲产生器,其中,所述弹性接触 器选自于包括以下的组:卷簧、锥形弹簧和O环弹簧。
15、根据权利要求11所述的数字脉冲产生器,其中,所述多个突起 具有大致为三角形的截面。
16、根据权利要求15所述的数字脉冲产生器,其中,所述多个突起 进行协作以使所述辊相对于所述基座沿着基本线性的路径转移。
17、根据权利要求11所述的数字脉冲产生器,其中,所述弹性接触 器是大致为T形的接触器。
18、根据权利要求11所述的数字脉冲产生器,其中,所述弹性接触 器由选自于包括以下材料的组的材料形成:钯合金和铍合金。
19、根据权利要求11所述的数字脉冲产生器,其中,所述弹性接触 器被固定附接到第一端,并且在第二端弹性连接到所述球。
20、根据权利要求11所述的数字脉冲产生器,其中,所述罩是适于 转动所述编码器盘的旋钮。

说明书全文

技术领域

发明总体上涉及开关,更具体地说,涉及在通信装置、音频装置、 诸如助听器的收听装置等中使用的数字脉冲产生器。

背景技术

迄今为止,已经提出了用于各种音频装置的种类繁多的传统数字脉 冲产生器。随着这些装置的性能的不断提高,对改进通信装置、音频装 置和诸如助听器的收听装置的性能、制造和小型化的需求不断增长。随 着收听装置和通信装置的尺寸的减小,同样也减小了传统数字脉冲产生 器的尺寸以适用于这些装置。
为了使空间有限的较小装置可以容纳数字脉冲产生器的需要得到满 足,产生器的部件尺寸也变小了。除了寻求小型化之外,还需要使部件 最小化以提供成本效率高的容易组装的产品。
附图说明
为了更全面地理解本发明,以下将参照在下面的详细描述以及附图 中公开的示例性实施例,在附图中:
图1是示出了体现本公开的教导的数字脉冲产生器的分解图;
图2是示出了图1所示的数字脉冲产生器的可旋转部的放大分解图;
图3至图7是图2所示的数字脉冲产生器的可旋转部的截面图;
图8是示出了图1所示的数字脉冲产生器的基座部的放大分解图;
图9至10是图7所示的数字脉冲产生器的基座部的截面图;
图11是图1所示的数字脉冲产生器的截面图;以及
图12是包括本公开的示例性数字脉冲产生器的助听系统的框图

具体实施方式

尽管本发明允许各种改进和替换形式,但是在此将通过附图中的示 例示出特定实施例并详细描述这些实施例。然而,应该理解,本公开不 是要将本发明限制为所描述的具体形式,相反,本发明旨在覆盖落入由 所附权利要求定义的本发明的精神和范围内的所有改进、替换和等同物。
还应该理解的是,除非在本专利中使用句子“如在此使用的,术语 “_”在此被定义为表示...”或类似的句子来明确定义术语,否则无意 将该术语的意思明确或隐含地限制为超越其平常或普通意思,并且不应 将这种术语解释为限于以本专利的(除了权利要求书中的语言之外的) 任何部分中做出的任何陈述为基础的范围。在这个意义上,在本专利的 末尾处的权利要求书中陈述的任何术语在本专利中以与单个意思相一致 的方式进行引用,这样做仅仅是由于清楚从而不使读者迷惑的缘故,而 不是要通过暗示或其它方式而使这种提出的术语限制到该单个意思。除 非通过陈述词语“意味着”以及由没有对任何结构进行描述的功能对权 利要求元素进行了限定,否则不是要将任何权利要求元素的范围解释为 适用于35 U.S.C.§112的第六段。
图1示出了可以在实际上任何类型的通信装置(诸如音频装置、收 听装置和/或助听器、蜂窝电话、支持web的蜂窝电话、个人数字助理 (PDA)、手持式计算机、膝上型计算机、以及能够通过公共或私有通信 网络进行通信的其它装置)中使用的示例性数字脉冲产生器100的分解 图。在助听器产业中存在几种不同的众所周知的助听器类型:后式 (BTE)、入耳式或全入耳式(ITE)、耳道式(ITC)、以及完全耳道式(CIC)。
数字脉冲产生器100产生数字脉冲信号并且包括可旋转部102和基 座部104。可旋转部102可包括诸如旋钮(knob)106的用户可操作构件、 塞108、旋钮基座110、外壳112、转子114、弹性片116和编码器盘118。 当编码器盘118、弹性片116和转子114位于外壳112内时,将编码器盘 118和弹性片116保持为与转子114接触。用塞108将旋钮基座110固定 在旋钮106与转子114及外壳112之间,塞108进而与转子114接合。 如图所示,旋钮106通过搭扣(snap-on)接合系统固定接合于旋钮基座 110。然而,应该理解,可以通过机械紧固、折边、焊接、粘接或任何其 它适合的连接方法将旋钮106和旋钮基座110接合在一起。
基座部104包括诸如可移动球120的可移动构件、接触构件122、 基座构件124和多个端子126。球120(其可以为圆柱辊)被压得与设置 在基座构件124内的接触构件122相接触。如在图1所示的示例性实施 例中所示的,将接触构件122可通信地连接到绕基座构件124的圆周固 定附接的多个端子126。因此,当将包括在可旋转部102和基座部104中 的部件固定或放置在最终或闭合位置时,旋钮106与端子126机械连接。
图2示出了图1所示的可旋转部102的放大分解图。将旋钮106定 义为大致为圆柱的形状,并且包括顶部130和底部132。在另选实施例中, 基于预计的应用、操作条件、所需部件等,旋钮106可呈各种形状并且 可具有多种不同的大小。旋钮106通常由电绝缘材料(诸如模制热塑性 材料)制成,但是应该理解,可对旋钮106进行涂覆或别的处理以赋予 期望的绝缘性质。
冲压出多个向上延伸的凸缘128并将其附接在顶部130上或铸模 在顶部130上,以便于旋转旋钮106。在旋钮106的顶部130上引入多个 孔134。在旋钮106的底部132限定的开口138适于容纳旋钮基座110。 与旋钮106的底部132相邻地设置多个导136。例如可通过搭扣接合系 统,将导块136固定附接于旋钮基座110。然而,应该理解,诸如机械紧 固、折边、焊接、或粘接的任何已知接合方法都是满足要求的。
可旋转部102还可与包括导杆140的塞108协作。示例性的塞108 具有第一表面142和第二表面144,并被设计为与旋钮基座110、外壳112 和转子114接合。具体地说,塞108的第二表面144包括导块构件146, 使该导块构件146的大小适于与形成在转子114内的互补特征接合。旋 钮基座110通常形成有适于在装配期间定向和对齐基座的中空部148、以 及的第一表面150和第二表面152。
可冲压出环形突起154并将其附接在形成在旋转基座110中的中空 部148的内缘部或铸模在该内缘部,以与旋钮108的互补特征接合并对 齐。旋钮基座110还可包括多个凹进构件156,这些凹进构件156形成在 旋钮基座110的外表面上并适于与形成为相邻于旋钮106的底部132的 导块136接合。凹进构件156和导块136可通过用于使旋钮106与旋钮 基座110固定接合的搭扣接合机构而接合。然而,应该理解,诸如机械 紧固、折边、焊接或粘接的任何形式的接合都会满足要求。
旋钮基座110的形状通常与旋钮106和外壳112相对应,但是在不 同的实施例中可以采用各种形状和大小的形式。旋钮基座110由电绝缘 材料(诸如模制热塑性材料)制成,但是应该理解,可对旋钮基座110 进行涂覆或其它的处理以赋予期望的绝缘性质。
大致圆柱状的外壳112包括上表面158和侧壁部160。在另选实施例 中,外壳112可采用各种形状的形式并具有多种不同的大小。可冲压出 大致环形的构件162并将其附接在外壳112的内缘部或铸模在该内缘部。 可以在环形构件162内形成或制造孔164,并使孔164的大小适于容纳转 子114。可以以任何适合的方式(诸如钻、冲压或铸模)形成孔164。外 壳112的侧壁部160包括远离上表面158的限定开口168的连接表面166。 使连接表面166的大小适于容纳基座构件124(见图1),其中,基座构 件124进而提供用于外壳112中的其它部件的闭合或密封部。外壳112 由电绝缘材料(诸如模制热塑性材料)制成,但是应该理解,可对外壳 112进行涂覆或其它的处理以赋予期望的绝缘性质。
转子114可包括具有第一表面170和第二表面172的盘形间隔物 180、形成在第一表面170上的一对半圆柱形长叉174、以及形成在第二 表面172上的安装柱182。示例性的叉174包括适于容纳塞108的导杆 140的中空部176和侧槽178。在装配后,导杆140延伸穿过中空部148、 孔164并进入中空部176,从而塞108、旋钮基座110和转子114协作以 限定可旋转结构。叉174进而与环形突起154接合以防止无意识地将转 子114从旋转基座110拆开。转子114由电绝缘材料(诸如模制热塑性 材料)制成,但是应该理解,可对转子114进行涂覆或其它的处理以赋 予期望的绝缘性质。
如前面所讨论的,安装柱182一体地形成在间隔物180的第二表面 172上。为了便于将编码器盘118和弹性片116固定到旋钮106,可以使 安装柱182的大小和/或形状适于穿过形成在编码器盘118内的孔194。
可旋转部102还可包括具有中空部188以及第一表面184和第二表 面186的弹性片116,第一表面184和第二表面186分别用以使可移动球 120偏置以与编码器盘118接触。示例性的弹性片116示为具有至少一层, 但是可以通过使各种材料的层交替而制造出来。通常,示例性的弹性片 116由任何可弹性形变的材料(诸如或人造橡胶)制成。
弹性片116可具有各种形状和大小,其不是必须与外壳112的形状 和大小相对应。在一个实施例中,弹性片116为大致圆形形状,该形状 与外壳112的整体形状相对应。弹性片116的厚度和材料可以根据应用 的要求而改变。在装配后,第一表面184被保持为与转子114的第二表 面172相接触,而安装柱182延伸穿过弹性片116中的中空部188。
示例性的圆形编码器盘118包括第一表面190和第二表面192。基于 预计的应用、操作条件和所需部件,可将编码器盘118形成为不与外壳 112的形状直接对应的各种形状和大小。使孔194的大小和形状适于与转 子114的安装柱182接合,从而使得编码器盘118能够牢固地安装为与 转子114的第二表面172相邻。
在编码器盘118的第二表面192上可以形成多个突起构件196(诸如 具有三形或圆形截面的突起)通过从可移动球120(将详细描述)偏离 以便于与接触构件122(见图1)断续地接触。编码器盘118可由在E.I.du Pont de Nemours and Company(杜邦)的商标DELRIN下常用的不锈钢 (UNS S30200)、钢(AISI 1018)、加强且硬化的17-7pH合金(UNS S17700)、缩均聚物(Acetal homopolymer)制成,或者由任何类似的 材料制成。
图3至图7示出了在装配数字脉冲产生器100的可旋转部102的示 例性方法中将参考的截面图。图3示出了被插入外壳112中的转子114, 叉174延伸穿过外壳112的孔164。图4示出了被定位成与外壳112相邻 的旋钮基座110,旋钮基座110的第二表面152面向外壳112的盘面环形 构件162并与其接合。旋钮基座110的环形突起154(见图2)与转子114 的叉174对齐并接合以防止将转子114从旋钮基座110拆开。图5示出 了保持为与旋钮基座110的内缘部接触的塞108的第二表面144。塞108 的导块构件146(见图2)对齐并附接在叉174的中空部176内。图6示 出了旋钮106的通过搭扣接合而与旋钮基座110的凹进构件156固定接 合的导块136。因此,旋钮106被固定附接于外壳112。图7示出了弹性 片116的朝向插入到外壳112中的转子114的第二表面172的第一表面 184。编码器盘118与外壳112接合,从而编码器盘118的第一表面190 面对弹性片116的第二表面186。具体地说,转子114的安装柱182将弹 性片116和编码器盘118对齐并固定到旋钮106,从而协创建了用于产 生断续移动的系统。按此方式形成后,数字脉冲产生器100具有这样的 优点:可旋转部102和基座部104之间的电路径减少,从而降低了产生 器100的复杂性。根据在此公开的本发明的构思而建立的装置具有整体 大小减小和部件数量减少的优点。
图8示出了图1所示的基座部104的放大分解图。示例性的可移动球 120被示出为大致球形的球,其适于被保持为与接触构件122和编码器盘 118的突起构件196相接触。可移动球120可由诸如刚玉(corundum)(AI203) 的各种材料、导电材料、不导电材料或任何其它类似材料制成。在装配后, 可移动球120位于编码器盘118的第二表面192和接触构件122之间。
接触构件122可以是大致T形的,并且包括摆动(flap)部198和腿 部200。在一个实施例中,摆动部198的长度比腿部200短,但宽度是腿 部200的两倍。摆动部198和腿部200由坯(未示出)一体地形成。接 触构件122可由导电抗腐蚀材料(诸如贵金属合金)制成。例如,接触 构件122可以是商标为Paliney 6或Paliney 7的常用的可经久硬化的钯 基合金、铍铜合金(BeCu)、或者是任何类似材料。接触构件122具有第 一表面202和第二表面204。在编码器盘118的影响下,摆动部198的第 一表面202保持为与球120相接触。
包括基座构件124的基座部104可具有导口(guide pocket)210,导 口210形成为大致圆形以与外壳112相对应。基座构件分别包括第一表 面206和第二表面208。在另选实施例中,基于预计的应用、操作条件和 所需部件等,基座构件124可以采用各种形状并具有多种不同的大小。
形成在第一表面206上的导口210可适于容纳接触构件122。第一 口212、第二口214和连接口216一起构成导口210,并且使其大小适于 容纳接触构件122和球120。通常使第二口214的大小和形状适于容纳接 触构件122的摆动部198。此外,第二口214适于容纳并保持球120,从 而经由接触构件122提供电接触。
在工作时,旋钮基座110的移动使转子114旋转,转子114进而使 与弹性片116压紧固定的编码器盘118旋转。编码器盘118的突起构件 196与球120可旋转地接合,使球120在第二口214内从接触构件122的 摆动部198的一端自由滑动到摆动部198的另一端,或者从摆动部198 的所述另一端自由滑动到摆动部198的所述一端。编码器盘118和突起 构件196的持续旋转推动球120使其与接触构件122接触,从而使接触 构件122与方向性触点215(见图9)之一连通。编码器盘118的旋转使 球120在两个接触位置(例如断路和闭路接触位置)之间移动以产生数 字脉冲,该数字脉冲进而可以形成对电路的输入从而影响对音量或其它 功能的控制。如图8所示,多个端子126固定附接到基座构件124。
图9至图11示出了在装配数字脉冲产生器100的基座部104的方法 的描述中要参考的截面图。图9示出了位于基座构件124的导口210内 的接触构件122。图10示出了在导口210的第二口214内偏置的可移动 球120。图11示出了装配在最终或闭合位置处从而将内部部件定在适 当位置的可旋转部102和基座部104。采用该设计,弹性片116、编码器 盘118、球120和接触构件122一起构成了引起断续移动的装置。这种布 置在转子114和基座构件124之间的断续移动机构使得球120利用编码 器盘118的旋转使接触构件122的摆动部198便于在两个接触位置之间 偏转。应该理解,接触构件122可以是卷簧、锥形弹簧、O环弹簧或者 使球120能够偏转的任何其它可形变的弹簧。编码器盘118的旋转使球 120在两个接触位置(例如断开和闭合的接触位置)之间移动以产生数字 脉冲,该数字脉冲进而可以形成对电路的输入从而影响对音量或其它功 能的控制。按此方式形成后,数字脉冲产生器100具有这样的优点:进 一步减少了可旋转部102和基座部104之间的电路径,从而降低了产生 器100的复杂性。根据在此公开的本发明的构思而建立的装置具有整体 大小减小和部件数量减少的优点。
图12示出了本发明的助听系统300的框图。该系统300包括麦克 302、压缩放大器304、线性放大器306、数字脉冲产生器100、求和器 310、输出放大器312和接收器314。麦克风302与压缩放大器304电连 接。压缩放大器304可接收通过编码器盘118、球120和接触构件122的 协作而产生的输入,以产生要提供给电子音量控制器308的数字信号作 为输入信号。如早先所述,数字脉冲产生器100被设计为产生数字脉冲 信号,该数字脉冲信号改变电子音量控制器308的电平。助听器控制器 (大体如图1所示)的用户旋转旋钮106来调节助听器的音量。作为另 一选择,可将数字脉冲产生器100通过端子连接到通信装置、音频装置 等中的印刷板来调节和控制音量。然而,可将产生器100设计成用于控 制通信装置、音频装置、诸如助听器的收听装置等的多个功能/操作。
通过引用将本文引用的包括公报、专利申请、和专利的所有参考文 献合并于此,就好像单独并专指出地通过引用而合并了每个参考文献 并在此完整对其进行了阐述一样。
除非本文中另外指出或者与上下文明显抵触,否则在对本发明进行 描述的上下文中(尤其在所附权利要求书的上下文中)使用术语“一”、“该” 和“所述”以及类似指示物应该被解释为覆盖单数和复数两者。除非本文 另外指出,否则在本文陈述的值的范围仅仅是想要用作单独提及落入该范 围内的各个单独值的速记法,并且各个单独值被并入说明书,就像在此单 独陈述一样。除非本文另外指出或者与上下文明显抵触,否则可以按任何 合适的顺序执行在此描述的所有方法。除非另外声明,否则使用本文提供 的任何和全部示例或者示例性语言(例如“诸如”)仅仅是想要更好地说 明本发明,而不是对本发明的范围施加限制。不应将说明书中的语言解释 为将任何未声称的元素指示为对于实践本发明是必要的。
在此描述了本发明的优选实施例,包括发明人所知的用于实现本发 明的最佳方式。应该理解,所例示的实施例仅仅是示例性的,不应被当 作对本发明的范围进行限制。
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