具有声音后腔室通风口的耳机的制作方法

1.本发明涉及一种耳机(earphone)，该耳机被配置为向佩戴者的耳朵提供声音输出，并且进一步被配置为在操作位置布置在佩戴者的头部上，使得在头部与耳机之间的前腔室与环境空间(ambient space，周围空间)隔开，该耳机包括：
2.外壳，该外壳具有将后腔室与环境空间隔开的外壳壁，该外壳壁包括将后腔室与所述前腔室隔开的分隔壁，
3.隔膜，该隔膜悬挂穿过分隔壁中的开口并且被配置为被主动驱动以提供声音输出，
4.通风口结构，该通风口结构流体地连接后腔室和通过外壳壁的环境空间。


背景技术：

5.在本领域中，各种耳机是已知的，这些耳机采用被动降噪(pnr)以减少到达佩戴者耳朵的声音噪声的量。pnr通常是通过结构部件(诸如耳机外壳和耳垫)中的声音阻尼来实现的。将pnr与主动抵消接近佩戴者耳朵的声音噪声的主动噪声消除(anc)相结合也是已知的，从而试图抵消并且由此从到达耳朵的声音中移除噪声。anc通常是通过控制耳机中的驱动器的输出来实现的，使得anc抵消pnr中逸出的残余噪声。
6.pnr通常在约1khz以上的频率是有效的，同时朝向较低频率的影响降低，并且pnr在约100hz以下的频率实际上是不存在的。反之，anc通常在约1khz以下的频率范围内是有效的，同时对于较高频率难以实现良好的效果。由此，使用pnr和anc组合的降噪原则上能够在整个音频范围内有效。
7.对于一些耳机来说，期望环境噪声的被动衰减，同时获得适当的低频音频再现。
8.通常，提供被动降噪和音频的耳机是具有前腔室和后腔室的两腔室的耳机，并且包括扬声器，即悬挂在两个腔体之间的壁中的主动驱动隔膜。
9.为了获得低频音频的良好再现，应该避免或限制背离耳朵的隔膜的一侧上的流动限制。这可以例如通过具有足够大的后腔室或通过在后腔室中具有开口来获得。
10.另一方面，为了提供良好的被动噪声衰减，后腔室应该是关闭的并且相对较小，然而这限制背离耳朵的隔膜的一侧上的流动。
11.由此，在被动噪声衰减与良好的低频音频再现之间存在权衡。
12.已经建议通过在后腔室中提供所谓的通风口来解决这种权衡，即，在后腔室中覆盖有声音阻隔材料的孔。通过提供低的通风口阻力，可以获得相当好的低频再现，同时高的通风口阻力提供较高的被动衰减，但提供较低的低频再现。
13.us 6,831,984 b2公开了一种耳机，该耳机包括通过端口连接到环境空间的后腔室和平行于该端口的阻隔开口。端口的声音质量和后腔室的声顺被调谐到大约300hz的谐振频率。这导致后腔室在300hz以上声学上关闭，在300hz以下声学上打开。
14.us 2017/0195776 a1公开了一种耳机，其中，后腔室通过端口结构连接到环境空间，端口结构具有包括可声音渗透的区段的端口壁。在us 2017/019577中详细解释了如何
通过开口、管以及阻隔网来提供耳机的声音调谐的解释，通过参考将其结合于本文。
15.将现有技术的通风口和端口结构装配到尺寸受到限制的耳机中能够是有问题的，尤其是因为端口经常需要具有特定长度。由于这些耳机外壳经常是通过注射成型制造的，端口和通风口结构需要具有可移动核心部分的复杂模具，以及在注射成型工艺之后增加工具和/或组装步骤的成本。
16.本发明的目的是提供一种新的并且改进的耳机以及制造诸如这种耳机的方法。


技术实现要素：

17.根据本发明的耳机的通风口结构包括：
[0018]-外壳壁中的纵向凹部，该凹部由底壁以及连接底壁和外壳壁的凹部壁限定，
[0019]-凹部中的凹部开口，该凹部开口连接凹部和后腔室，
[0020]-布置成与底壁平行的网状设备，由此纵向凹部设置在底壁与网状结构之间。
[0021]
这是一种简单并且紧凑的结构，该结构容易并且便宜制造，并且适合紧凑的耳机构造。
[0022]
根据一个实施方式，耳垫被布置并且被配置为当耳机在操作位置中时，衰减从环境空间进入前腔室的声音信号。
[0023]
根据一个实施方式，凹部具有5-30mm的长度。
[0024]
根据一个实施方式，凹部具有1-10mm的宽度。
[0025]
根据一个实施方式，凹部具有1-10mm的深度。
[0026]
根据一个实施方式，凹部具有2-20mm2的截面。
[0027]
根据一个实施方式，凹部是弯曲的。
[0028]
根据一个实施方式，凹部腔体被调谐以提供在以下范围之一中的谐振频率：50-1000hz、100-500hz、150-400hz、200-300hz。
[0029]
根据一个实施方式，耳机包括整体式耳机元件，该整体式耳机元件包括端壁和周向侧壁，并且其中，凹部设置在端壁中，并且其中，耳机元件成形为使得其能够在注射模具中被制造为不具有悬突部。
[0030]
本发明还涉及一种制造耳机的方法，其中，耳机元件以注射工艺制造，之后网状设备附接到耳机元件。
[0031]
根据一个实施方式，在耳机元件注射成型之后，分隔壁附接到周向侧壁。
[0032]
本发明能够与包围耳朵的环耳式耳机、压靠耳朵的耳挂式耳机以及入耳式耳机一起被使用。
附图说明
[0033]
下文参考示出本发明优选实施方式的示意图，详细解释本发明，并且在附图中：
[0034]
图1是根据本发明的包括耳机的耳麦的前视图，
[0035]
图2是根据本发明第一实施方式的通过耳机的截面图，
[0036]
图3是根据第一实施方式的耳机的端视图，
[0037]
图4是根据本发明的用于制造耳机的耳机元件和耳机的透视图，
[0038]
图5是根据本发明用于耳机的用于制造网状设备的三个不同的网状部分，
[0039]
图6是通过用于制造耳机元件的注射模具的截面图，
[0040]
图7是通过在打开位置中的注射模具的截面图，
[0041]
图8是根据本发明第二实施方式的耳机的端视图，
[0042]
图9是根据本发明第三实施方式的耳机的端视图，
[0043]
图10是根据第一实施方式的通风口结构的截面图，
[0044]
图11是根据第二实施方式的通风口结构的截面图，
[0045]
图12是根据第三实施方式的通风口结构的截面图，以及
[0046]
图13是本发明的第四实施方式的端视图。
具体实施方式
[0047]
图1是耳麦(headset)17的前视图，该耳麦包括头带16、耳机1、第二耳机1’、具有麦克风20的麦克风臂19以及将耳麦与未示出的电信设备(诸如智能手机或笔记本电脑)连接的线缆21。每个耳机1和1’包括耳垫4。本发明涉及该耳机1并且将在下面进一步描述。
[0048]
图2是根据本发明第一实施方式的通过耳机1的示意性截面图。用于本发明的头带16等其他无关部分被省略。图示出在使用状态中的耳机1，其中，耳垫4包围用户的耳朵4并且贴合用户的头部2。耳机1包括外壳壁9，该外壳壁9包括端壁23、相对的分隔壁27以及连接端壁23和分隔壁27的侧壁26。具有隔膜11的扬声器22布置在靠近分隔壁27的耳机外壳9内部。音孔7设置在分隔壁27中以使扬声器22的音频传到前腔室5，前腔室5由分隔壁27、耳垫4以及用户的头部2包围。外壳壁9由耳机元件29和分隔壁27组成。包括端壁23和侧壁26的耳机元件29是将分隔壁27连同焊缝28焊接在一起的模制塑料部分。在端壁23中设置有通风口结构15，这将在下面进一步解释。
[0049]
图3是根据第一实施方式的耳机1的端视图。端壁23包括通风口结构15，该通风口结构包括凹部开口14和网状设备18。网状设备包括三层网状部分18a、18b以及18c。
[0050]
图4是根据本发明的用于制造的耳机元件29和耳机1的透视图。耳机元件29有些成形为杯形，该耳机元件包括端壁(“杯底”)23和侧壁26。在端壁23中设置有凹部8。凹部8由底壁12和连接底壁12和端壁23的凹部壁13限定。由凹部8提供的凹部腔体24是长方形的(oblong)，其长度lr大于wr。在凹部8的第一端30处存在有凹部开口14，该凹部开口提供后腔室与环境空间6之间的流体连接。侧壁26一直围绕端壁23延伸。与端壁23相对的一端是打开的。侧壁26和凹部壁13被设计为没有“悬突部”并且略微倾斜，使得耳机元件29可以被注射模制并且从相对简单并且便宜的模具中弹出。不需要垂直于拉制方向移动到模具腔中以形成悬突部分特征的滑道。在凹部8的周边，设置有肩部31用于附接到网状设备18，这将在下面解释。
[0051]
图5公开了根据本发明用于耳机1的用于制造网状设备18的三个不同的网状部分18a、18b、18c。网状部分18a、18b、18c能够具有不同的长度和声音渗透率并且以不同的方式组合以提供通风口结构15的期望声音特性。这里示出第一网状部分18a、第二网状部分18b以及第三网状部分18c。在图3所示的第一实施方式中，网状结构18包括所有三个网状部分18a、18b、18c。
[0052]
图6是通过用于制造耳机元件29的注射模具35的示意性截面图。注射模具35包括芯体部分33和腔体部分34。在图6中，模具处于关闭位置，并且模具腔体填充有塑料以形成
耳机元件29。
[0053]
图7是通过处于打开位置的注射模具25的示意性截面图，其中，芯部33和腔体部分34在拉制方向36上彼此远离移动。完成的耳机元件29被移除。
[0054]
图8是根据本发明第二实施方式的耳机的端视图，其中，第一网状部分18a和第二网状部分18b组合成网状设备。
[0055]
图9是根据本发明第三实施方式的耳机的端视图，其中，仅第一网状部分18a被用于提供网状设备。
[0056]
图10是根据第一实施方式的通风口结构18的截面图。通风口结构18能够被认为是阻隔开口37、端口或具有可渗透管壁40的管38的组合。由凹部8提供的凹部腔体24的深度为dr。阻隔开口37具有开口尺寸so和声音阻隔率，该声音阻隔率是第一网状部分18a、第二网状部分18b以及第三网状部分18c的阻隔率之和。箭头fo代表通过阻隔开口37的气流。管38具有长度l
t
和管开口39，管开口具有尺寸s
t
。管开口39的声音阻力是第一网状部分18a的阻力。箭头f
t
代表通过管开口39的气流。第一网状部分18a和第二网状部分18b提供具有对应于第一网状部分18a和第二网状部分18b的阻力总和的声音阻力的可渗透管壁部分40。箭头f
l
代表通过可渗透管壁部分40的气流。能够选择阻隔开口37、管38以及管开口39的尺寸和网状部分的阻力以将耳机调谐到所期望的声音特性。由此，管能够被调谐到具有例如100hz与1000hz之间的谐振频率。
[0057]
图11是根据第二实施方式的通风口结构的截面图。该实施方式与第一实施方式的不同之处在于第三网状部分18c被省略。由此，阻隔端口37的声音阻力仅由第一网状部分18a和第二网状部分18b提供。
[0058]
图12是根据第三实施方式的通风口结构的截面图。这里，阻隔端口37、管端口以及可渗透管壁部分40的阻力仅由第一网状部分18a提供。
[0059]
图13是本发明第四实施方式的端视图。这里，凹部8成形作为半圆形。以这种方式能够获得相对较长的管。网状设备18以与第一实施方式的网状设备相同的方式层叠。
[0060]
网状设备18能够通过以任何组合层叠不同的网状部件来预先制造，该网状设备18能够在简单的步骤中沿着凹部8的边缘通过例如胶合或焊接附接在肩部31上。
[0061]
本发明能够与包围耳朵的环耳式耳机、压靠耳朵的耳挂式耳机以及入耳式耳机一起被使用。
[0062]
在有或没有主动噪声消除的情况下能够使用本发明。
[0063]
参考符号
[0064]
1 耳机
[0065]
2 佩戴者的头部
[0066]
3 耳朵
[0067]
4 耳垫
[0068]
5 前腔室
[0069]
6 环境空间
[0070]
7 音孔
[0071]
8 凹部
[0072]
9 外壳壁
[0073]
10 后腔室
[0074]
11 隔膜
[0075]
12 底壁
[0076]
13 凹部壁
[0077]
14 凹部开口
[0078]
15 通风口结构
[0079]
16 头带
[0080]
17 耳麦
[0081]
18 网状设备
[0082]
19 麦克风臂
[0083]
20 麦克风
[0084]
21 线缆
[0085]
22 扬声器
[0086]
23 端壁
[0087]
24 凹部腔体
[0088]
25 凹部腔体的横截面
[0089]
26 侧壁
[0090]
27 分隔壁
[0091]
28 焊缝
[0092]
29 耳机元件
[0093]
30 凹部的第一端
[0094]
31 肩部
[0095]
32 凹部的第二端
[0096]
33 芯体部分
[0097]
34 腔体部分
[0098]
35 注射模具
[0099]
36 拉制方向
[0100]
37 阻隔开口
[0101]
38 管
[0102]
39 管开口
[0103]
40 可渗透管壁部分