CN106658315A - 动磁式扬声器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动磁式扬声器，涉及电声产品技术领域，包括壳体，所述壳体内收容有振膜以及与所述振膜平行设置的振子；所述振子包括音圈；所述振膜靠近所述振子的一侧固定有驱动磁铁，所述音圈通电后形成电磁铁，与所述驱动磁铁产生相互作用力驱动所述振膜振动发声；所述振膜靠近所述振子的一侧还固定有马达磁铁；所述音圈固定于盆架上，所述盆架的两端分别固定有弹性支撑件；所述弹性支撑件具有沿水平方向的弹性形变空间；所述马达磁铁的磁感线切割所述音圈，推动所述振子沿水平方向振动。本发明动磁式扬声器的高频瞬态响应好，同时厚度小，稳定性和可靠性高，能够满足高保真设备的性能要求。

Description

动磁式扬声器

技术领域

本发明涉及电声产品技术领域，特别涉及一种能够实现扬声器与线性振动马达功能的动磁式扬声器。

背景技术

扬声器是便携式电子设备的重要声学部件，用于完成电信号与声音信号之间的转换，是一种能量转换器件；线性振动马达是马达中的一种，也是便携式电子设备的一个重要部件，用于实现振动提醒的功能。目前用于便携式电子设备中的扬声器多为动圈式扬声器，动圈式扬声器由于其原理的问题高频瞬态响应较差，高频性能低，难以满足现在Hi-Fi(高保真)设备的性能要求。同时随着便携式电子设备体积的不断小巧化，通常会将扬声器与振动马达封装到一个壳体内，形成二合一的产品，以减少占用空间，但是使用动圈式扬声器制作二合一产品时只能做Z向马达，即振动马达的振动方向为竖向，这样会使得产品的厚度较大，不能够满足超薄型便携式电子设备的要求。

发明内容

针对以上缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种动磁式扬声器，此动磁式扬声器高频瞬态响应好，同时能够实现线性振动马达的功能，且厚度小，占用空间小。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种动磁式扬声器，包括壳体，所述壳体内收容有振膜以及与所述振膜平行设置的振子；所述振子包括音圈；所述振膜靠近所述振子的一侧固定有驱动磁铁，所述音圈通电后形成电磁铁，与所述驱动磁铁产生相互作用力驱动所述振膜振动发声；所述振膜靠近所述振子的一侧还固定有马达磁铁；所述音圈固定于盆架上，所述盆架的两端分别固定有弹性支撑件；所述弹性支撑件具有沿水平方向的弹性形变空间；所述马达磁铁的磁感线切割所述音圈，推动所述振子沿水平方向振动。

其中，所述驱动磁铁设有两块，所述马达磁铁位于两所述驱动磁铁之间；所述音圈设有两个，分别与两所述驱动磁铁相对应设置；两所述驱动磁铁的磁化方向相反，两所述音圈的通电电流方向相反。

其中，所述振子还包括设置在两所述音圈之间与所述马达磁铁相对设置的对磁磁铁，所述对磁磁铁的磁化方向为竖向，且所述对磁磁铁的磁化方向与所述马达磁铁的磁化方向相反。

其中，所述振膜包括位于边缘的折环及固定在所述折环中部的振动板，所述驱动磁铁和所述马达磁铁均固定在所述振动板上。

其中，两所述音圈相远离的一侧各罩设有一导磁部件，两所述导磁部件结构相同且相对设置，所述导磁部件的结构与所述音圈的结构相适配。

其中，两所述音圈的中心各设置有一块衔铁，两所述衔铁分别与两所述驱动磁铁相对设置，所述衔铁根据通过所述音圈的电流方向的变化而改变自身的磁化方向；所述衔铁与所述音圈共同形成所述电磁铁。

其中，所述音圈、所述衔铁和所述对磁磁铁均固定在所述盆架上，共同构成所述振子。

其中，所述壳体包括上下结合在一起的前盖和外壳；所述振膜固定于所述前盖上，所述前盖的中部设有出声孔；所述振子通过所述弹性支撑件安装在所述外壳上。

其中，所述外壳的底部向所述外壳的两端各伸出一固定部，用于电连接所述音圈与外部电路的FPCB的一端贴合在所述固定部上，所述FPCB位于所述外壳外侧的部位贴合在所述固定部上。

其中，所述振膜的边缘部的上侧固定有垫环，所述垫环固定在所述前盖顶部的内侧。

其中，两所述弹性支撑件结构相同且相对于所述振子的对角线对称设置；所述弹性支撑件包括一端连接为一体的两条弹性臂，所述弹性臂由扁平结构的线材制成，且所述线材在竖向上的宽度均大于其在横向上的宽度；两条所述弹性臂未相连接的一端分别与位于所述振子的横向中心线同侧的所述盆架和所述外壳固定连接。

其中，所述盆架包括矩形板状的底部，所述盆架底部的四个角部各设有一与所述盆架底部相垂直的安装部，所述弹性臂的端部贴合固定在所述安装部上。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

由于本发明动磁式扬声器包括壳体，壳体内收容有振膜和振子，振子包括音圈；振膜靠近振子的一侧固定有驱动磁铁和马达磁铁；音圈通电形成电磁铁，与驱动磁铁产生相互作用力驱动振膜发声；音圈固定在盆架上，盆架的两端分别固定有弹性支撑件；弹性支撑件具有沿水平方向的弹性形变空间；马达磁铁的磁感线切割音圈，推动振子沿水平方向振动。本发明的扬声器为动磁式扬声器，当音圈通过交变的音频电流时，音圈会形成电磁铁并与驱动磁铁相互作用，由于音圈在竖直方向上是固定的，因此驱动磁铁会上下振动，振膜随着驱动磁铁一同上下振动，从而策动空气发声，实现扬声器的功能，将原有音圈切割磁感线产生的安培力变成了电磁铁与永磁铁之间的相互作用力，从原理上改善了动圈式扬声器高频瞬态响应不佳的情况，提升了高频性能；当音圈通过交变的马达电流时，马达磁铁的磁感线切割通电的音圈，音圈受到洛伦兹力的作用而产生X向的运动，从而实现振子的水平方向振动，即实现了马达的振动功能。可见，本发明动磁式扬声器高频瞬态响应好，能够满足高保真设备的声学性能要求，同时能够实现线性振动马达的功能，且厚度小，占用的空间小。

由于驱动磁铁设有两块，马达磁铁位于两驱动磁铁之间；音圈设有两个，分别与两驱动磁铁相对应设置；两驱动磁铁的磁化方向相反，两音圈的通电电流方向相反。设置两块驱动磁铁和两个音圈，可使得振膜受力更均匀，提高了振膜的振动稳定性和平衡性，防止振膜偏振。

由于振子还包括设置在两音圈之间与马达磁铁相对设置的对磁磁铁，对磁磁铁的磁化方向为竖向，且对磁磁铁的磁化方向与马达磁铁的磁化方向相反。对磁磁铁能够将马达磁铁的磁感线向两侧偏移，使其更多的通过两个音圈，提升了振动马达的工作效率，同时对磁磁铁与马达磁铁相互排斥，能够有效的防止驱动磁铁与振子相吸附，起到了平衡振膜振动位置和振动空间的作用，提高了产品的稳定性和可靠性。

由于两音圈的中心各设置有一块衔铁，两衔铁分别与两驱动磁铁相对设置，衔铁根据通过音圈的电流方向的变化而改变自身的磁化方向。音圈通电时能够将衔铁磁化，音圈与衔铁共同构成电磁铁，增加了音圈产生的磁场强度，增强了与驱动磁铁之间的作用力，能够提高扬声器的灵敏度。

由于两音圈相远离的一侧各罩设有一导磁部件，导磁部件能够将音圈产生的磁场向内聚拢，减少漏磁，能够有效的提高磁场强度，能够进一步的提高扬声器的灵敏度。

由于两弹性支撑件结构相同且相对于振子的对角线对称设置；弹性支撑件包括一端连接为一体的两条弹性臂，弹性臂由扁平结构的线材制成，且线材在竖向上的宽度均大于其在横向上的宽度，此种结构的弹性支撑件占用的振动空间小，且能够增加弹性支撑件在竖向上的强度，可以更好的承担振子的重量，提高振子振动的稳定性和平衡性，能够防止振子在振动时发生偏振及产生噪音。

综上所述，本发明动磁式扬声器解决了现有技术中扬声器和马达二合一产品高频瞬态响应差，厚度大等技术问题，本发明动磁式扬声器的高频瞬态响应好，同时厚度小，性能高，稳定性和可靠性高，能够满足高保真设备的性能要求。

附图说明

图1是本发明动磁式扬声器的分解结构示意图；

图2是本发明动磁式扬声器的剖视结构示意图；

图3是本发明动磁式扬声器的扬声器工作原理示意图；

图4是本发明动磁式扬声器的马达工作原理示意图；

图中：10、外壳，100、固定部，102、避让孔，12、前盖，120、出声孔，20、振动板，22、折环，24、驱动磁铁，26、马达磁铁，28、垫环，30、盆架，300、安装部，32、导磁部件，34、音圈，36、衔铁，38、对磁磁铁，39、弹性支撑件，40、FPCB，50～58、箭头，60～68、箭头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。

本说明书中涉及到的方位上均指发声单元所处的方位，方位下均指振子所处的方位。本说明书中涉及到的内侧指靠近动磁式扬声器中心的一侧，外侧指远离动磁式扬声器中心的一侧，本说明书中所涉及的X向是指水平方向，Z向是指竖直方向。

如图1和图2共同所示，一种动磁式扬声器，为长方体结构，包括壳体及收容在壳体内的振膜和振子，振膜与振子平行设置。壳体包括上下结合在一起的前盖12和外壳10，前盖12为下端敞口的盒状结构，外壳10为上端敞口的盒状结构，前盖12的敞口端扣合在外壳10的敞口端上。振膜水平固定安装在前盖12上，前盖12的中部设有出声孔120；振子通过两弹性支撑件39悬置在前盖12和外壳10围成的空间内，两弹性支撑件39与外壳10固定连接。

如图1和图2共同所示，振膜靠近振子的一侧的中部固定有驱动磁铁24和马达磁铁26，驱动磁铁24和马达磁铁26的磁化方向均为竖向。本实施方式中振膜包括位于边缘的折环22及固定在折环22中部的振动板20，驱动磁铁24和马达磁铁26均固定在振动板20上，折环22的边缘部的上侧固定有垫环28，垫环28固定在前盖12顶部的内侧，从而将发声单元固定在前盖12上。振子包括音圈34，音圈34为扁平结构，水平固定在一盆架30上，两弹性支撑件39分别固定连接在盆架30的两端，弹性支撑件39的一端与盆架30固定连接，弹性支撑件39的另一端与外壳10固定连接，从而将振子悬置在前盖12和外壳10围成的空间内。音圈34通电后形成电磁铁，与驱动磁铁产生相互作用力驱动振膜振动发声，马达磁铁26的磁感线切割音圈34，推动振子沿水平方向振动。

如图1和图2共同所示，本实施方式优选驱动磁铁24设有两块，马达磁铁26位于两驱动磁铁24之间，同时音圈34也设有两个，分别与两个驱动磁铁24相对应设置，两驱动磁铁24的磁化方向相反，两音圈34的通电电流方向也相反，如图3所示。两驱动磁铁24分别与两音圈34的中心相对应，马达磁铁26同时与两音圈34相靠近的一侧相对应。

如图1和图2共同所示，本实施方式进一步的优选两音圈34的中心位置各设有一块衔铁36，两块衔铁36分别与两块驱动磁铁24相对设置，两衔铁36分别根据通过相应音圈34的电流方向的变化而改变自身的磁化方向，两衔铁36分别与相应的音圈34构成了两块电磁铁。两音圈34相远离的一侧各罩设有一导磁部件32，两导磁部件32结构相同且相对设置。导磁部件32的结构与音圈34位于中心线一侧的结构相适配，即导磁部件32与半个音圈34的结构相适配，其仅罩设住音圈34的一半侧表面和一半上表面，能够将磁场向中心聚拢，减少漏磁。

如图1和图2共同所示，本实施方式进一步的优选振子还包括设置在两音圈34之间的对磁磁铁38，对磁磁铁38也固定在盆架30上，对磁磁铁38的磁化方向也为竖向，且对磁磁铁38的磁化方向与马达磁铁26的磁化方向相反，如图4所示。马达磁铁26在振子振动方向上的尺寸大于对磁磁铁38在振子振动方向上的尺寸，且对磁磁铁38与马达磁铁26的中心位置相对应。

如图1和图2共同所示，盆架30包括矩形的底部，底部的四个角部各设有一与底部相垂直且向上延伸的安装部300。两音圈34、两衔铁36和对磁磁铁38均固定在盆架30的底部上，共同构成振子，弹性支撑件39的端部固定在安装部300上。

如图1和图2共同所示，两弹性支撑件39结构相同。弹性支撑件39包括两条弹性臂，两条弹性臂均由扁平结构的线材制成，且线材在竖向上的宽度均大于其在横向上的宽度，两条弹性臂位于同侧的端部连接为一体，且两条弹性臂之间夹有一定角度，本实施方式优选该角度为锐角，两条弹性臂未相连接的端部分别与盆架30的安装部300和外壳10固定连接，且与盆架30和外壳10之间的连接点均位于振子振动方向上的中心线的同侧。两弹性支撑件39相对于振子的对角线对称设置，即两个弹性支撑件39分别与位于盆架30底部的同一对角线上的两个安装部300贴合固定连接在一起。

如图1和图2共同所示，外壳10的底部向外壳10的两端各伸出一固定部100，位于该两端的外壳侧壁的下端各设有一水平延伸的避让孔102，用于分别电连接两音圈34与外部电路的两FPCB(柔性印刷线路板)40分别从两避让孔102处穿过，FPCB40与音圈34电连接的一端贴合固定在位于侧壁内侧的外壳底部上，FPCB40位于外壳10外侧的部位(与外部电路电连接的一端)贴合固定在固定部100上。

如图3和图4共同所示，本发明动磁式扬声器的工作原理如下：

图3所示的为扬声器的工作原理，发声单元的振动方向为竖直方向，图示中⊙和代表音圈34内的电流方向，⊙表示电流方向垂直于纸面向外，表示电流方向垂直于纸面向内。设定位于左侧的驱动磁铁24的上端为S极，下端为N极，位于右侧的驱动磁铁24的上端为N极，下端为S极。两个音圈34的电流方向如图所示，根据右手定则，此时位于左侧的音圈34产生的是向上的磁场，如箭头52所示，则位于该音圈34中心的衔铁36的上端为N极，与位于左侧的驱动磁铁24相排斥，位于左侧的驱动磁铁24的运动方向向上，如箭头56所示；此时位于右侧的音圈34产生向下的磁场，如箭头50所示，则位于该音圈34中心的衔铁36的上端为S极，与位于右侧的驱动磁铁24相排斥，位于右侧的驱动磁铁24也向上运动，如箭头54所示，从而振膜向上运动，如箭头58所示。当两音圈34内通过的电流换向时，振膜将向下运动，从而实现振动发声。

图4所示的为马达的工作原理，振子的振动方向为水平方向，设定马达磁铁26的上端为S极，下端为N极，则对磁磁铁38的上端为N极，下端为S极，马达磁铁26与对磁磁铁38的磁场方向分别如箭头62和60所示，对磁磁铁38将马达磁铁26的磁感线分向两侧，更多的穿过两音圈34，如箭头64和66所示，根据左手定则，此时位于左侧的音圈34受到的洛伦兹力可分解为向左和向上的两个力，位于右侧的音圈34受到的洛伦兹力可分解为向左和向下的两个力，其中向上和向下的两个力相互抵消，则整个振子会向左运动，如箭头68所示。即便向上和向下的两力不等，不能完全抵消，则振子在弹性支撑件39的固定下也不会在竖直方向上发生位移，只能够在水平方向上发生位移。当两音圈34内通过的电流换向时，振子将向右运动，从而实现线性的水平方向的振动。

由于扬声器与振动马达的F0(谐振频率)相差较大，在工作的过程中，可以通过调整音圈的输入电流信号控制产品工作在扬声器模式还是振动马达模式，甚至是扬声器与振动马达同时工作，这样将扬声器与振动马达组合在一起，在维持性能不变的情况下大大提高了便携式电子产品的空间利用率。

本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.动磁式扬声器，包括壳体，其特征在于，所述壳体内收容有振膜以及与所述振膜平行设置的振子；所述振子包括音圈；所述振膜靠近所述振子的一侧固定有驱动磁铁，所述音圈通电后形成电磁铁，与所述驱动磁铁产生相互作用力驱动所述振膜振动发声；

所述振膜靠近所述振子的一侧还固定有马达磁铁；

所述音圈固定于盆架上，所述盆架的两端分别固定有弹性支撑件；所述弹性支撑件具有沿水平方向的弹性形变空间；所述马达磁铁的磁感线切割所述音圈，推动所述振子沿水平方向振动。

2.根据权利要求1所述的动磁式扬声器，其特征在于，所述驱动磁铁设有两块，所述马达磁铁位于两所述驱动磁铁之间；所述音圈设有两个，分别与两所述驱动磁铁相对应设置；两所述驱动磁铁的磁化方向相反，两所述音圈的通电电流方向相反。

3.根据权利要求2所述的动磁式扬声器，其特征在于，所述振子还包括设置在两所述音圈之间与所述马达磁铁相对设置的对磁磁铁，所述对磁磁铁的磁化方向为竖向，且所述对磁磁铁的磁化方向与所述马达磁铁的磁化方向相反。

4.根据权利要求3所述的动磁式扬声器，其特征在于，所述振膜包括位于边缘的折环及固定在所述折环中部的振动板，所述驱动磁铁和所述马达磁铁均固定在所述振动板上。

5.根据权利要求3所述的动磁式扬声器，其特征在于，两所述音圈相远离的一侧各罩设有一导磁部件，两所述导磁部件结构相同且相对设置，所述导磁部件的结构与所述音圈的结构相适配。

6.根据权利要求3所述的动磁式扬声器，其特征在于，两所述音圈的中心各设置有一块衔铁，两所述衔铁分别与两所述驱动磁铁相对设置，所述衔铁根据通过所述音圈的电流方向的变化而改变自身的磁化方向；所述衔铁与所述音圈共同形成所述电磁铁。

7.根据权利要求6所述的动磁式扬声器，其特征在于，所述音圈、所述衔铁和所述对磁磁铁均固定在所述盆架上，共同构成所述振子。

8.根据权利要求7所述的动磁式扬声器，其特征在于，所述壳体包括上下结合在一起的前盖和外壳；所述振膜固定于所述前盖上，所述前盖的中部设有出声孔；所述振子通过所述弹性支撑件安装在所述外壳上。

9.根据权利要求8所述的动磁式扬声器，其特征在于，所述外壳的底部向所述外壳的两端各伸出一固定部，用于电连接所述音圈与外部电路的FPCB位于所述外壳外侧的部位贴合在所述固定部上。

10.根据权利要求8所述的动磁式扬声器，其特征在于，所述振膜的边缘部的上侧固定有垫环，所述垫环固定在所述前盖顶部的内侧。

11.根据权利要求8所述的动磁式扬声器，其特征在于，两所述弹性支撑件结构相同且相对于所述振子的对角线对称设置；所述弹性支撑件包括一端连接为一体的两条弹性臂，所述弹性臂由扁平结构的线材制成，且所述线材在竖向上的宽度均大于其在横向上的宽度；两条所述弹性臂未相连接的一端分别与位于所述振子的横向中心线同侧的所述盆架和所述外壳固定连接。

12.根据权利要求11所述的动磁式扬声器，其特征在于，所述盆架包括矩形板状的底部，所述盆架底部的四个角部各设有一与所述盆架底部相垂直的安装部，所述弹性臂的端部贴合固定在所述安装部上。