一种声学阀及入耳式扬声器的制作方法

1.本发明涉及一种声学装置，尤其涉及一种声学阀及入耳式扬声器。


背景技术：

2.入耳式扬声器，例如入耳式耳机或者助听器等，在使用时，需要塞入于人的耳道内，使耳道形成密闭的空间。入耳式扬声器能够降低外界噪音对音乐的干扰，提供的一个封闭的环境，大大减少了漏音，因而具有优异的声学表现效果。
3.然而，封闭的耳道会产生堵耳效应，在使用者说话时，会感觉自己说话的声音变大、有回声，严重的堵耳感甚至可能引起头晕，影响了入耳式扬声器使用的舒适性及声学质量。
4.为了解决上述问题，现有技术通常会将入耳式扬声器设置成不与耳道形成密闭空间，例如设置连通外界与耳道的通道，从而来减轻或者消除堵耳效应，然而，由于耳道和外界空气流通，低频声学通道一直存在，扬声器的anc效果会减弱或者需要依靠发声单元大大提高低频的灵敏度来增强anc，降低了扬声器的音质表现，且对扬声器发声单元的要求高，不利于降低成本。
5.现有技术中还存在在入耳式扬声器内设置声学阀以提高声学效果的技术，入耳式扬声器设有连通耳道和外界的通道，声学阀设置在通道内，其能够在需要的时候打开或者关闭通道，在通道打开时，能够连通耳道和外界，消除堵耳效应，在通道关闭时，能够使耳道形成封闭的空间，声学效果更好。然而，现有的声学阀结构复杂，体积较大，在通道打开和关闭的状态需要持续通电，且在切换时常会产生较大的噪音。
6.因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的所述缺陷。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种声学阀及入耳式扬声器，该声学阀能够方便的控制气流通道的通断。
8.为实现上述发明目的，一方面，本发明提出了一种声学阀，包括：
9.外壳，设有连通其内部和外部的气流通道；
10.阀座，与所述外壳相对固定，所述气流通道通过所述阀座；
11.阀芯组件，包括活动设于所述外壳内的磁体以及连接于所述外壳和所述磁体之间的弹性件；
12.限位件，与所述外壳相对固定，且与所述阀座分别位于所述磁体两侧；以及，
13.线圈，所述线圈被配置成在通电时产生磁场；
14.所述磁体具有与所述阀座磁性吸合以关闭所述气流通道的第一位置以及与所述限位件磁性吸合以打开所述气流通道的第二位置，所述线圈通过其产生的磁场驱动所述磁体在所述第一位置和所述第二位置之间切换。
15.进一步地，所述外壳开设有分别位于所述磁体两侧的第一通孔和第二通孔，所述
气流通道通过所述第一通孔和第二通孔，在所述第一位置时，所述磁体通过封住所述第一通孔关闭所述气流通道。
16.进一步地，所述阀座为所述外壳的一部分，所述第一通孔开设于所述阀座上。
17.进一步地，所述限位件外周设有至少一个所述线圈。
18.进一步地，所述阀座设于所述外壳内，且与所述外壳相连，所述阀座开设有与所述第一通孔相通的第三通孔，在所述第一位置时，所述磁体与所述阀座吸合且封住所述第三通孔。
19.进一步地，所述阀座和/或所述限位件外周设有至少一个所述线圈。
20.进一步地，所述弹性件包括与所述外壳相对固定的外支架、位于所述外支架中心的内支架以及连接于所述外支架和所述内支架之间的弹臂，所述弹臂和所述外支架、内支架之间形成有镂空孔，所述磁体与所述内支架相连。
21.进一步地，所述内支架包括朝向所述阀座的第一面以及朝向所述限位件的第二面；所述磁体连接于所述第一面；或者，
22.所述磁体连接于所述第二面：或者，
23.所述磁体嵌设于所述内支架。
24.进一步地，所述阀座和/或所述阀芯组件上设有第一缓冲垫，在所述第一位置时，所述阀芯组件和所述阀座之间通过所述第一缓冲垫隔开；
25.所述限位件和/或所述阀芯组件上设有第二缓冲垫，在所述第二位置时，所述限位件和所述阀芯组件之间通过第二缓冲垫隔开。
26.进一步地，通过对所述线圈施加不同方向的电压产生相反方向的磁场驱动所述磁体在所述第一位置和所述第二位置之间切换；或者，
27.所述线圈的数量为两个，两个所述线圈其中之一用于产生驱动所述磁体自所述第一位置切换至所述第二位置的磁场，另一用于产生驱动所述磁体自所述第二位置切换至所述第一位置的磁场。
28.进一步地，在所述第一位置时，所述磁体和所述阀座之间具有第一吸合力，所述弹性件对所述磁体施加方向与所述第一吸合力相反的第一弹力，所述第一弹力小于所述第一吸合力；
29.在所述第二位置时，所述磁体和所述限位件之间具有第二吸合力，所述弹性件对所述磁体施加与所述第二吸合力方向相反的第二弹力，所述第二弹力小于所述第二吸合力。
30.进一步地，所述弹性件采用非导磁材料制成。
31.另一方面，本发明还提出一种入耳式扬声器，包括如上任一项所述的声学阀。
32.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
33.1.通过设置阀芯组件和线圈，线圈能够通电产生磁场以驱动磁体动作打开或者关闭气体通道，其位置切换更为方便，同时在位置切换完成后，磁体能够和阀座或者限位件吸合，进而保持在第一位置或者第二位置，线圈无需持续通电，能够节省电力，减少发热；另外，本发明的声学阀结构简单，动作可靠，利于实现微型化。
34.2.通过设置连接在磁体和外壳之间的弹性件，能够在切换磁体的位置时提供弹力，以减少切换位置所需的磁力，能够进一步提高节能效果，降低发热量，且使得磁体的位
置切换更为顺畅和灵敏。
35.3.通过设置第一缓冲垫和第二缓冲垫，能够在切换位置时起到缓冲、减震和降噪的作用，防止在切换位置时因为撞击而发出较大的噪音，使用更为舒适。
附图说明
36.图1是本发明中实施例1所述的声学阀的结构示意图。
37.图2是本发明中实施例1所述的声学阀的爆炸图。
38.图3是本发明中实施例1所述的声学阀的剖视示意图。
39.图4是本发明中实施例1所述的声学阀的剖视示意图，图中磁体处于第一位置。
40.图5是本发明中实施例1所述的声学阀的剖视示意图，图中磁体处于第二位置。
41.图6是本发明中弹片的结构示意图。
42.图7是本发明中实施例2所述的声学阀的结构示意图。
43.图8是本发明中实施例2所述的声学阀的爆炸图。
44.图9是本发明中实施例2所述的声学阀的剖视示意图。
45.图10是本发明中实施例2所述的声学阀的剖视示意图，图中磁体处于第一位置。
46.图11是本发明中实施例2所述的声学阀的剖视示意图，图中磁体处于第二位置。
47.图12是本发明中实施例3所述的声学阀的剖视示意图。
48.图13是本发明中实施例4所述的声学阀的剖视示意图。
49.图14是本发明中实施例5所述的声学阀的剖视示意图。
50.图15是本发明中实施例6所述的声学阀的剖视示意图。
51.图16是本发明中实施例7所述的声学阀的剖视示意图。
52.图17是本发明中入耳式扬声器位于耳道内的结构示意图。
具体实施方式
53.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图，对本技术的具体实施方式做详细的说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
54.本技术中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
55.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
56.如图1至图16所示，对应于本发明一种较佳实施例的声学阀，其包括外壳1、阀座2、阀芯组件3、限位件4以及线圈5。
57.外壳1的形状不限，作为一种优选的实施方式，外壳1大致呈圆柱状，其具有中空的腔体10，外壳1两端为呈平板状的第一端板11和第二端板12，以便于安装其他的零部件。在其他实施方式中，外壳1还可以设置成长方体状、三棱柱状、球状等等。外壳1优选通过多个壳体连接而成，本实施例中，参考图2，外壳1包括相互连接的上壳体1a和下壳体1b。
58.外壳1设有连通其内部和外部的气流通道，该气体流道自外壳1的一侧连通至外壳1另一侧，优选气体流道连通外壳1相对的两侧。以图4所示的外壳1为例，其具有上侧、下侧、左侧和右侧，气体流道优选的连通其上侧和下侧，当然也可以连通外壳1的上侧和左侧或者上侧和右侧，当然还可以是其他的连通情形。进一步地，外壳1开设有分别位于阀芯组件3两侧的第一通孔13和第二通孔14，第一通孔13和第二通孔14均连通外界(外壳1外部)与腔体10，气流通道通过第一通孔13和第二通孔14与外壳1内部和外部相通，使得在声学阀打开时，声学阀两端的气体能够连通。作为一种优选的实施方式，第一通孔13开设于第一端板11上，第二通孔14开设于第二端板12上，可以理解的是，第一通孔13和第二通孔14的数量不限于是一个，其可以是2个、3个、4个或更多个。
59.阀座2与外壳1相对固定，气流通道通过阀座2，因此，只需封住阀座2即可关闭气流通道，使得气流无法通过声学阀。在第一种优选的实施方式中，如图1至图5所示，阀座2为外壳1的一部分(即将外壳1的一部分作为阀座2)，进一步优选的，阀座2为第一端板11(即将第一端板11作为阀座2)或者第一端板11的一部分(即将第一端板11的一部分作为阀座2)，第一通孔13开设于阀座2上。在第二种优选的实施方式中，如图7至图11所示，阀座2为独立的零件或组件，其与外壳1相连，在该实施方式中，阀座2通过粘接或者焊接等方式与外壳1固定连接，优选的，其连接于第一端板11内表面上，阀座2开设有与第一通孔13相通的第三通孔20，其外周面包围住第一通孔13，以防止阀座2和第一通孔13之间产生泄露，这样，通过封住第三通孔20即可关闭气流通道。
60.阀芯组件3包括活动设于外壳1内的磁体30以及连接在外壳1和磁体30之间的弹性件31，磁体30具有磁性，其能够吸引例如含有铁、钴、镍等材质的导磁材料，弹性件31能够在磁体30偏离其平衡位置时对磁体30施加弹力，以使得磁体30具有回到弹性件31的平衡位置的倾向，此处的平衡位置指的是弹性件31未发生弹性形变时的位置，图3和图9示出了弹性件31处于平衡位置时的状态。
61.弹性件31可以是弹簧或者弹片等，作为一种优选的实施方式，本实施例中，弹性件31为弹片，参考图6，其包括与外壳1相对固定的外支架310、位于外支架310中心的内支架311以及连接于外支架310和内支架311之间的弹臂312，弹臂312和外支架310、内支架311之间形成有镂空孔313，以供气流通过。外支架310优选为环绕于内支架311外周的环形，其与外壳1固定连接，优选的，其两侧分别与上壳体1a和下壳体1b连接，连接方式例如可以是焊接或粘接等。内支架311位于外支架310中心，其与磁体30相连，在磁体30受力后，其随着磁体30运动，弹臂312将发生弹性形变，进而产生弹性恢复力。外支架310、内支架311和弹臂312均为片状，通过将弹性件31选择为弹片的形式，能够缩小声学阀整体的体积，便于实现声学阀的微型化。
62.限位件4与外壳1相对固定，其可以通过粘接或者焊接等方式直接与外壳1相连，也可以通过其他零部件与外壳1间接的相连，限位件4还可以是外壳1的一部分，例如将外壳1的第二端板12作为限位件4。限位件4和阀座2分别位于磁体30的两侧，优选的，限位件4为与
外壳1独立的零件，其位于外壳1内，连接在第二端板12内表面上，且呈圆柱形。
63.线圈5设于外壳1内，且与外壳1相对固定。线圈5通电后将产生磁场，通过磁场对磁体30施加吸引力或者排斥力来驱动磁体30在阀座2和限位件4之间运动，从而使得磁体30能够打开或者关闭气流通道。弹性件31优选采用非导磁材料制成，例如不锈钢、铍铜、塑料等，以防止屏蔽磁体30的磁场和线圈5产生的磁场，使得切换磁体30的位置的动作更为可靠。
64.作为一种优选的实施方式，阀座2和限位件4均采用可由磁体30磁力吸附的导磁材料制成，如此，在磁体30在线圈5产生的磁场的驱动下与阀座2接触时，磁体30将与阀座2磁性吸合，此时，磁体30处于关闭气流通道的第一位置(参考图4和图10)，线圈5无需继续通电也可以保持磁体30位于第一位置；同理，在磁体30被线圈5驱动与限位件4接触时，磁体30将与限位件4磁性吸合，此时磁体30处于打开气流通道的第二位置(参考图5和图11)，线圈5无需继续通电也可以保持磁体30位于第二位置。这样，线圈5只需要在需要切换磁体30的位置时通入电流，无需持续通电来保持位置，更为省电，也可以减少热量的产生。
65.磁体30和弹性件31的连接位置不限，内支架311包括朝向阀座2的第一面以及朝向限位件4的第二面，在一种优选的实施方式中，如图3至图5所示，磁体30连接在内支架311的第一面上；在另一种优选的实施方式中，如图13所示，磁体30连接在内支架311的第二面上；在又一种实施方式中，如图15所示，磁体30嵌设在内支架311上，且优选其两侧均外露于内支架，以提高与限位件4和阀座2之间的吸合力。
66.作为一种优选的实施方式，弹性件31的平衡位置被设置成位于第一位置和第二位置之间。在磁体30位于第一位置时，磁体30和阀座2之间具有第一吸合力，弹性件31对磁体30施加方向与第一吸合力相反的第一弹力，第一弹力小于第一吸合力，这样，在磁体30需要切换至第二位置时，弹性件31能够提供部分的力帮助磁体30回到第二位置，线圈5需要的电流、电压更小，更为节能，也使得位置的切换动作更为可靠；同样的，在第二位置时，磁体30和限位件4之间具有第二吸合力，弹性件31对磁体30施加与第二吸合力方向相反的第二弹力，第二弹力小于第二吸合力，在磁体30需要切换至第一位置时，弹性件31也能够提供部分的力帮助磁体30回到第一位置。
67.在一种优选的实施方式中，通过对线圈5通入不同方向的电压产生相反方向的磁场驱动磁体在第一位置和第二位置之间切换，亦即，入耳式扬声器的控制系统能够对线圈5施加相反方向的电流，以改变磁场，这样，单个线圈5即可实现磁体30位置的切换。参考图14，图14示出了在限位件4上设有单个线圈5时的情形，该线圈5能够通入相反方向的电流，进而改变其产生的磁场对磁体30的驱动力的方向，使磁体30能够在第一位置和第二位置之间切换，显然的，线圈5还可以设在阀座2上。在另一种优选的实施方式中，线圈5的数量为两个，两个线圈5优选为同轴线设置的，且两个线圈5被设置成其中之一用于产生驱动磁体30自第一位置切换至第二位置的磁场，另一用于产生驱动磁体30自所述第二位置切换至第一位置的磁场，这样，无需控制系统提供反向的电压、电流，只需改变两个线圈5的绕线方向或者接线方向，即可改变其产生的磁场的极性方向，两个线圈5可以分别位于磁体30的两侧或者位于磁体30的同侧，图3至图5示出了两个线圈5位于磁体30同侧的状态，在同侧时，两个线圈5产生的磁场极性方向相反，图9至图11示出了两个线圈5分别位于磁体30两侧的状态，在两侧时，两个线圈5产生的磁场的极性方向相同。
68.可以理解的是，线圈5的数量不限于是一个或者两个，其还可以有三个或更多个，
例如设置产生磁场极性方向相同的多个线圈5，以增大磁力。
69.线圈5优选为设于阀座2或限位件4外周，线圈5可以直接绕在阀座2或者限位件4上，也可以先绕制成空心线圈，然后将空心线圈套设在阀座2或者限位件4上，还可以先绕在线圈骨架上，然后将骨架套设在阀座2或者限位件4上。由于阀座2和限位件4采用导磁材料制成，因此能够配合线圈5增大产生的磁力，进一步减少对电流大小的需求，更为节能，动作的切换也更为可靠和灵敏。
70.线圈5通过第二通孔14走线以与外部电路电连接，由外部电路对线圈5供电。优选的，第二通孔14的数量至少为两个，且位于限位件4外部，以便于线圈5的引线50穿过(引线的标号见图3和图9)，进一步优选的，两个第二通孔14分别位于限位件4两侧，进一步优选的，第二通孔14的数量为四个。
71.作为一种优选的实施方式，阀座2和/或阀芯组件3上设有第一缓冲垫6，在磁体30处于第一位置时，所述阀芯组件3和阀座2之间通过第一缓冲垫6隔开，这样，在磁体30由第二位置切换至第一位置时，第一缓冲垫6能够起到缓冲的作用，能够减少切换时产生的撞击噪音，更为安静舒适；进一步优选的，限位件4和/或阀芯组件3上设有第二缓冲垫60，在磁体30处于第二位置时，限位件4和阀芯组件3之间通过第二缓冲垫60隔开，这样，在磁体30由第一位置切换至第二位置时，第二缓冲垫60能够起到缓冲的作用，能够减少切换时产生的撞击噪音，更为安静舒适。上述的第一缓冲垫6和第二缓冲垫60均采用软性材料制作，例如采用软橡胶、海绵或其他质地柔软可以吸收震动和降低噪音的材料。
72.第一缓冲垫6的设置，还能够降低对磁体30和阀座2之间的贴合精度的要求，进而保证密封的可靠性，并提高密封性。
73.实施例1
74.如图1至图5所示，实施例1中，阀座2为外壳1第一端板11，声学阀包括两个线圈5，两个线圈5均绕设在实心的限位件4上，两个线圈5产生的磁场的极性方向相反，通过产生极性方向相反的磁场驱动磁体30切换位置。声学阀的磁体30连接于内支架311的第一面上，第一缓冲垫6连接在磁体30朝向第一端板11的表面上，第二缓冲垫60连接在限位件4朝向磁体30的表面上。另外，外壳1的第一通孔13的数量为4个，其开设于第一端板11上。
75.实施例2
76.如图7至图11所示，实施例2中，阀座2为连接于外壳1的第一端板11上的独立的零件，声学阀包括两个线圈5，两个线圈5分别绕设在阀座2和空心的限位件4上，两个线圈5产生的磁场的极性方向相同，通过极性方向相同的磁场驱动磁体30切换位置。声学阀的磁体30连接于内支架311的第一面上，第一缓冲垫6连接在磁体30朝向阀座2的表面上，第二缓冲垫60连接在内支架311的第二面上。另外，第一通孔13的数量为一个，其开设于第一端板11上。
77.实施例3
78.如图12所示，实施例3与实施例1的区别在于，其第一缓冲垫6连接在第一端板11(阀座2)朝向磁体30所在的表面上，第二缓冲垫60连接在内支架311的第二面上。
79.实施例4
80.如图13所示，实施例4与实施例3的区别在于，其磁体30连接于内支架311的第二面上，第二缓冲垫60连接在磁体30朝向限位件4的表面上。
81.实施例5
82.如图14所示，实施例5与实施例1的区别在于，其第一端板11开设有一个第一通孔13，且其限位件4上绕设的线圈5的数量为一个，通过改变通入线圈5的电流方向来产生极性方向相反的磁场，进而驱动磁体30切换位置。
83.实施例6
84.如图15所示，实施例6与实施例2的区别在于，其磁体30嵌设于内支架311内，且两端分别外凸至内支架311的第一面和第二面外部，第一缓冲垫6连接在阀座2朝向磁体30的表面上，第二缓冲垫60连接在限位件4朝向磁体30的表面上。
85.实施例7
86.如图16所示，实施例7与实施例2的区别在于，声学阀的两个线圈5均绕设在阀座2上，限位件4上未设置线圈5，同时限位件4被设置为实心的。
87.显然的，在磁体30切换至第二位置时，第一通孔13和第二通孔14均与腔体10连通，此时，气流通道被打开，气体能够通过气流通道从外壳1一侧流动至另一侧；当磁体30切换至第一位置时，第一通孔13被封闭，此时，气流通道被关闭，外壳1两侧的气体通路被隔断。
88.本发明还提出一种入耳式扬声器，如图17所示，其包括壳体8以及设置在其壳体8内的声学阀7。在使用时，入耳式扬声器设于耳道9内，壳体8包括朝向耳道9的第一端和朝向外界的第二端，壳体8设有连通第一端和第二端的通道80，声学阀7设在通道80上，通过控制声学阀7的通断可以控制通道80的通断。入耳式扬声器的控制系统能够检测人是否处于说话状态，当人处于说话状态时，控制系统控制声学阀打开，此时，耳道9和耳道9外部通过通道80连通，能够消除堵耳效应；当人未处于说话状态时，控制系统控制声学阀关闭，此时，耳道9内形成密闭的空间，能够更好的隔绝外部噪音，提高入耳式扬声器的声学表现效果。
89.本发明至少具备如下优点：
90.1.通过设置阀芯组件和线圈，线圈能够通电产生磁场以驱动磁体动作打开或者关闭气体通道，其位置切换更为方便，同时在位置切换完成后，磁体能够和阀座或者限位件吸合，进而保持在第一位置或者第二位置，线圈无需持续通电，能够节省电力，减少发热；另外，本发明的声学阀结构简单，动作可靠，利于实现微型化。
91.2.通过设置连接在磁体和外壳之间的弹性件，能够在切换磁体的位置时提供弹力，以减少切换位置所需的磁力，能够进一步提高节能效果，降低发热量，且使得磁体的位置切换更为顺畅和灵敏。
92.3.通过设置第一缓冲垫和第二缓冲垫，能够在切换位置时起到缓冲、减震和降噪的作用，防止在切换位置时因为撞击而发出较大的噪音，使用更为舒适。
93.上述仅为本发明的一个具体实施方式，其它基于本发明构思的前提下做出的任何改进都视为本发明的保护范围。