CN114257893A - 发声装置和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种发声装置和电子设备,该发声装置包括壳体及收容于壳体的磁路系统、振动系统、线圈和弹性支撑件,磁路系统包括间隔设置形成磁间隙的第一磁体部分和第二磁体部分;振动系统包括振膜和驱动振膜振动的扁平音圈,振膜与壳体连接,扁平音圈位于磁间隙,扁平音圈的轴向垂直于振膜的振动方向,扁平音圈位于磁间隙中;弹性支撑件支撑磁路系统而形成振子,弹性支撑件具有沿第一方向的弹性形变,第一方向垂直扁平音圈的轴向和振动方向;线圈相对壳体固定,线圈通电后能与磁路系统的磁场相互作用而产生第一方向的驱动力,以使振子沿第一方向运动。本发明技术方案能够实现发声功能以及线性振动马达的功能,同时提升发声性能以及马达性能。
Description
技术领域
本发明涉及声能转换技术领域,特别涉及一种发声装置和电子设备。
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。
由于考虑到便携性与舒适性、美观性,电子设备,例如手机或可穿戴类智能终端等对尺寸要求比较严格,大小和厚度越来越趋于小型化。因此除去芯片、电池、主板等各种主要部件后,留给其内置扬声器和马达的空间很小,导致扬声器和马达的性能提升较困难。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种发声装置,旨在实现发声功能以及线性振动马达的功能,同时提升发声性能以及马达性能。
为实现上述目的,本发明提出的发声装置,包括壳体及收容于所述壳体的磁路系统、振动系统、线圈和弹性支撑件,其中,
所述磁路系统包括间隔设置形成磁间隙的第一磁体部分和第二磁体部分,所述第一磁体部分和所述第二磁体部分上部相对的两个异性磁极之间形成第一磁间隙、下部相对的两个异性磁极之间形成第二磁间隙,且所述上部相对的两个异性磁极和所述下部相对的两个异性磁极的磁极分布方向相反;
所述振动系统包括振膜和驱动所述振膜振动的扁平音圈,所述振膜与所述壳体连接,所述扁平音圈位于所述磁间隙,所述扁平音圈的轴向垂直于所述振膜的振动方向,所述扁平音圈具有沿所述振动方向间隔分布的两个第一导线段,所述两个第一导线段分别位于所述第一磁间隙和所述第二磁间隙中;
所述弹性支撑件的一端连接所述壳体,另一端支撑所述磁路系统,以形成振子,所述弹性支撑件具有沿第一方向的弹性形变,所述第一方向分别垂直于所述扁平音圈的轴向和所述振动方向;
所述线圈相对所述壳体固定,所述线圈通电后能够与所述磁路系统的磁场相互作用而产生所述第一方向的驱动力,以使所述振子沿所述第一方向运动。
可选地,所述壳体具有相对的两个侧壁,所述第一磁体部分和所述第二磁体部分沿两个所述侧壁的排布方向分布,两个所述侧壁均设有所述线圈。
可选地,所述发声装置包括多个所述线圈,多个所述线圈沿所述振动方向呈多排设置;和/或,所述发声装置的多个所述线圈沿所述第一方向呈多列设置。
可选地,所述第一磁体部分和所述第二磁体部分均包括沿所述第一方向间隔分布的多个第一磁铁,在所述第一方向上相邻的两个所述第一磁铁之间形成第一间隙;所述线圈包括沿所述第一方向分布的第二导线段和第三导线段,所述第二导线段对应所述第一磁铁设置,所述第三导线段对应所述第一间隙设置。
可选地,所述发声装置具有两个所述弹性支撑件,两个所述弹性支撑件沿所述第一方向分设于所述振子的两相对侧。
可选地,所述发声装置还包括支架,所述支架分别连接所述振膜和所述扁平音圈。
可选地,所述发声装置还包括两个所述支架,两个所述支架沿所述第一方向分布,并分设于所述磁路系统的两相对侧,其中一个所述支架连接于所述扁平音圈面向所述第一磁体部分的侧面,另一个所述支架连接于所述扁平音圈面向所述第二磁体部分的侧面。
可选地,所述发声装置还包括定心支片,所述定心支片设于所述壳体,并与所述振膜沿所述振动方向间隔设置,所述支架远离所述振膜的一端与所述定心支片连接。
可选地,所述磁路系统还包括支撑架,所述第一磁体部分和所述第二磁体部分均设于所述支撑架面向所述振膜的一侧,所述弹性支撑件连接所述支撑架。
可选地,所述第一磁体部分和所述第二磁体部分均包括一个驱动磁体;
所述驱动磁体在垂直于所述振动方向上双向充磁,以使所述驱动磁体具有沿所述振动方向排布的第一磁极取向和第二磁极取向,所述第一磁极取向与所述第二磁极取向相反;
两个所述驱动磁体的第一磁极取向对应,两个所述驱动磁体的第二磁极取向对应。
本发明还提出一种电子设备,该电子设备包括上述发声装置。
本发明技术方案中,通过弹性支撑件支撑磁路系统形成振子,并在壳体对应振子设有线圈,还将振动系统的扁平音圈设置在磁路系统的磁间隙中。如此使得发声装置既具有发声系统,也具有马达系统,而通过采用扁平音圈,可以减小第一磁体部分和第二磁体部分之间的磁间隙,使得壳体内部具有更大的空间容置第一磁体部分和第二磁体部分,从而可以增大磁场力,提升了对扁平音圈的作用效果,使得振膜的振动幅度更大,保证振膜具有较好的振动效果,能够提升声学性能。而且将马达系统和发声系统共用磁路系统(即第一磁体部分和第二磁体部分),如此还增大了马达的磁体部分的尺寸,有利于提升马达系统的性能。而且发声系统和马达系统分别由单独的扁平音圈和单独的线圈驱动,因而可以做到发声系统和马达系统互不干扰,从而使得发声系统获得更好的音质效果。
因此,通过将马达系统和发声系统共用磁路系统以及扁平音圈的配合作用,可以共同实现发声功能以及线性振动马达的功能,并能提升发声性能以及马达性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明发声装置一实施例中线圈处的剖切示意图;
图2为图1中扁平音圈处的剖切示意图;
图3为图1中发声装置另一方向的剖切示意图;
图4为图1中发声装置的内部结构示意图;
图5为图4中弹性支撑件的结构示意图。
附图标号说明:
标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
10 | 壳体 | 322 | 折环部 |
11 | 第一侧壁 | 323 | 边缘部 |
12 | 第二侧壁 | 33 | 定心支片 |
13 | 底壁 | 40 | 支撑架 |
21 | 第一磁体部分 | 50 | 线圈 |
22 | 第二磁体部分 | 51 | 第二导线段 |
23 | 驱动磁体 | 52 | 第三导线段 |
24 | 第一磁铁 | 60 | 振子 |
25 | 质量块 | 70 | 弹性支撑件 |
26 | 磁间隙 | 71 | 连接臂 |
27 | 第一磁间隙 | 72 | 弹性臂 |
28 | 第二磁间隙 | 73 | 连接部 |
31 | 扁平音圈 | 74 | 弹性部 |
311 | 第一导线段 | 80 | 支架 |
32 | 振膜 | 81 | 第一连接段 |
321 | 中心部 | 82 | 第二连接段 |
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明,若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……),则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,全文中出现的“和/或”的含义为,包括三个并列的方案,以“A和/或B为例”,包括A方案,或B方案,或A和B同时满足的方案。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种发声装置,该发声装置可用于可穿戴式电子设备,例如手表、耳机、手机、笔记本电脑、VR设备、AR设备、电视机等设备中。需要说明的是,本发明实施例中的上下方向指的是振动系统的振动方向,横向则指的是与振动方向垂直的方向。
在本发明实施例中,发声装置包括发声系统和马达系统,发声系统作为发声单元,马达系统则作为振动单元,可分别输入不同的电信号,实现各自工作或同步工作互不影响。
以下详细介绍发声装置的具体结构,请结合参考图1至图4,该发声装置包括壳体10及收容于壳体10的磁路系统和振动系统。本实施例中,壳体10包括底壁13和多个侧壁,多个侧壁沿底壁13的周向依次连接呈环形,并设于底壁13的周缘。其中,底壁13与多个侧壁可以一体成型,或者底壁13与侧壁分体成型,或者多个侧壁之间、以及侧壁与底壁13之间均分体成型,多个侧壁与底壁13拼接组合形成壳体10等。另外,发声装置可为方形结构、圆形结构、椭圆形结构等。在其它实施例中,壳体10也可以仅具有侧壁,而不设置底壁13。
磁路系统包括间隔设置形成磁间隙26的第一磁体部分21和第二磁体部分22,第一磁体部分21和第二磁体部分22上部相对的两个异性磁极之间形成第一磁间隙27、下部相对的两个异性磁极之间形成第二磁间隙28,且上部相对的两个异性磁极和下部相对的两个异性磁极的磁极分布方向相反。
本实施例中,第一磁体部分21的上部以及第二磁体部分22的上部指的是靠近振膜32的一端,第一磁体部分21的下部以及第二磁体部分22的下部则指的是远离振膜32的一端,即靠近壳体10底壁13的一端。
第一磁间隙27和第二磁间隙28沿振动系统的振动方向分布,该第一磁间隙27和第二磁间隙28共同构成磁路系统的磁间隙26。
相对的两个异性磁极指的是,第一磁体部分21和第二磁体部分22(指的是上部或下部)相互靠近的一端分别为N极和S极,例如相对的第一磁体部分21和第二磁体部分22相互靠近的一端分别为N极和S极。
第一磁体部分21和第二磁体部分22之间的距离是较近的,如此,形成的磁间隙26的宽度较窄,其形状大体为狭长形。
振动系统包括振膜32和驱动振膜32振动的扁平音圈31,振膜32与壳体10连接,扁平音圈31位于磁间隙26,扁平音圈31的轴向垂直于振膜32的振动方向(以下所述的“振动方向”均指振膜32的振动方向),扁平音圈31具有沿振动方向间隔分布的两个第一导线段311,两个第一导线段311分别位于第一磁间隙27和第二磁间隙28中。
本实施例中,振膜32连接与侧壁远离底壁13的一侧,扁平音圈31位于振膜32面向底壁13的一侧,扁平音圈31在磁路系统的作用下带动振膜32上下振动,该扁平音圈31可以与振膜32直接连接,或者,扁平音圈31与振膜32之间通过其它部件,例如支架80实现连接。
扁平音圈31的轴向与振膜32的振动方向垂直,例如,一些实施例中,扁平音圈31的轴向沿横向,该扁平音圈31在磁间隙26中沿上下方向运动;振膜32大体沿横向延伸,同时,振膜32的振动方向沿上下方向。本实施例中,振膜32具有中心部321、环设于中心部321外边缘的折环部322、以及环设于折环部322外边缘的边缘部323,边缘部323与壳体10连接。其中,折环部322和边缘部323均呈环状。
扁平音圈31中的扁平结构,指的是扁平音圈31在自身轴向上呈扁平状。具体地,扁平音圈31内周面和外周面之间的宽度大于扁平音圈31轴向上的厚度。
扁平音圈31的其中一个第一导线段311位于第一磁间隙27,另一个第一导线段311位于第二磁间隙28。该扁平音圈31(其中一个第一导线段311)在第一磁极取向处受到的磁场力的方向,与扁平音圈31(其中另外一个第一导线段311)在第二磁极取向处所受到的磁场力的方向是相同的,两个磁场力相互叠加,使得扁平音圈31受到的磁场力更大,进而使得振膜32的振动幅度更大,从而可以提升声学性能。
扁平音圈31是通过导电线材绕设形成的,扁平音圈31轴向上的导电线材层数小于扁平音圈31径向上的导电线材圈数。本实施例中,扁平音圈31的导电线材沿其径向分布,即在径向方向上绕设。该扁平音圈31沿自身轴向上的高度较小,例如,沿自身轴向上,扁平音圈31的导电线材所绕设形成的层数可以是一层或是较小数量的层数,从而使得扁平音圈31轴向上的厚度较小;而沿自身径向方向上,扁平音圈31的导电线材所绕设形成的圈数较多,使得多圈导电线材共同形成的宽度较大,从而使得扁平音圈31形成轴向厚度小,径向宽度大的扁平结构。
例如,扁平音圈31的轴向沿磁间隙26的宽度方向,这样能够使得形成磁间隙26的第一磁体部分21和第二磁体部分22之间的距离较小,整个发声装置的结构在磁间隙26宽度方向上可以呈扁平状。本实施例中磁间隙26的宽度方向指的是第一磁体部分21和第二磁体部分22的分布方向。
采用扁平音圈31,并且扁平音圈31的轴向沿磁间隙26的宽度方向,可以减小磁间隙26的宽度,即磁间隙26占用的空间变小,从而对应的节省了发声装置的内部空间,使得发声装置内部具有更大的空间容置磁路系统,如此可以通过增大磁路系统尺寸来改善其声学性能,即在不增加发声装置外形尺寸的前提下,磁路系统的体积可以更大,对扁平音圈31的作用效果更好,使得振膜32的振动幅度更大。特别是在发声装置宽度尺寸受限制的情况下,磁路系统尺寸增大可以保持发声装置的良好声学性能。
发声装置还包括弹性支撑件70,弹性支撑件70收容于壳体10,弹性支撑件70的一端连接壳体10,另一端支撑磁路系统,以使磁路系统形成振子60,弹性支撑件70具有沿第一方向的弹性形变,第一方向分别垂直于扁平音圈31的轴向和振动方向,即横向包括第一方向和扁平音圈31的轴向。磁路系统的至少部分通过弹性支撑件70进行支撑形成振子60,该弹性支撑件70可以将振子60支撑起来,以使其悬空在底壁13的上方,即第一磁铁24部分和第二磁铁部分均悬空在底壁13的上方,如此发声系统和马达系统共用磁路系统。且弹性支撑件70具有沿第一方向的弹性形变,从而确保振子60可以沿第一方向运动,扁平音圈31的第一导线段311沿第一方向延伸,以保证扁平音圈31的振动和振子60的运动互不干涉,即能保证扁平音圈31和振子60同时振动。弹性支撑件70可以固定在壳体10的侧壁或底壁13,或者固定在其它一些连接结构上,从而避免其本身沿第一方向移动,而是仅发生第一方向的形变。
发声装置还包括线圈50,线圈50收容于壳体10,线圈50相对壳体10固定,线圈50通电后能够与磁路系统的磁场相互作用而产生第一方向的驱动力,以使振子60沿第一方向运动。
线圈50作为马达系统的组成部分,能够驱动振子60实现振动。该线圈50相对壳体10固定,例如本实施例中,线圈50设于壳体10的侧壁,线圈50相对壳体10的侧壁固定,线圈50通电后能够与振子60相互作用而产生第一方向的驱动力,以使振子60沿第一方向移动。本实施例中,线圈50相对壳体10固定指的是线圈50本身是不发生移动的,例如,线圈50本身可以直接与壳体10侧壁固定,或者,可以额外设置其它连接结构或支撑结构来连接线圈50与壳体10。当然,在其它实施例中,线圈50也可以设于底壁13。
本发明发声装置的工作原理如下:
线圈50的导线与振子60的磁极相对,当线圈50通电后,根据左手定则,以第一方向为左右方向为例(参考图1),线圈50受到朝左的作用力,而由于力的作用是相互的,故同样地,振子60也受到线圈50反方向的作用力,如朝右的作用力。由于线圈50是相对壳体10固定的,故而,此时整个振子60在线圈50作用下朝右侧移动。当线圈50上通过的电流换向时,振子60将朝左运动,从而实现线性的第一方向的振动。而当扁平音圈31通电后,扁平线圈50受到上下方向的作用力,进而能够驱动振膜32沿上下方向振动。
上述中,振子60作为发声系统与马达系统的共用部分,即发声系统与马达系统共用第一磁体部分21和第二磁体部分22,通电后的扁平音圈31在磁间隙26中受到横向的磁场作用进而产生上下方向的驱动力,带动振膜32发声。同时,该第一磁体部分21和第二磁体部分22也可以作为马达系统的一部分(即振子60),通过与线圈50共同作用而实现横向移动,以产生振动。
本发明技术方案中,通过弹性支撑件70支撑磁路系统形成振子60,并在壳体10对应振子60设有线圈50,以在给线圈50通电后,能够使振子60振动。还将振动系统的扁平音圈31设置在磁路系统的磁间隙26中,给扁平音圈31通电时,扁平音圈31在磁路系统的作用下能够驱动振膜32振动。如此使得发声装置既具有发声系统,也具有马达系统,而通过采用扁平音圈31,可以减小第一磁体部分21和第二磁体部分22之间的磁间隙26,使得壳体10内部具有更大的空间容置第一磁体部分21和第二磁体部分22,即在不增加发声装置外形尺寸的前提下,第一磁体部分21和第二磁体部分22的体积可以更大,从而可以增大磁场力,提升了对扁平音圈31的作用效果,使得振膜32的振动幅度更大,保证振膜32具有较好的振动效果,能够提升声学性能。而且将马达系统和发声系统共用磁路系统(即第一磁体部分21和第二磁体部分22),如此还增大了马达的磁体部分的尺寸,有利于提升马达系统的性能。
同时,由于发声系统具有单独的扁平音圈31,而马达系统具有单独的线圈50,扁平音圈31和线圈50可分别输入不同的电信号,实现各自工作或同步工作而互不影响,从而可同时实现发声装置的发声功能以及线性振动马达的功能,获得更好的音质效果。相较于发声系统和马达系统共用扁平音圈31或线圈50而言,本发明中发声系统与马达系统的电信号输入是各自独立的,因而可以做到互不干扰,从而使得发声系统获得更好的音质效果。
因此,通过将马达系统和发声系统共用磁路系统以及扁平音圈31的配合作用,可以共同实现发声功能以及线性振动马达的功能,并能提升发声性能以及马达性能。
而且在将发声装置安装于电子设备时,不需要在电子设备中另外设置马达,从而减少了电子设备内马达的占用空间,有利于减小电子设备的整机尺寸和减轻电子设备的整机重量。也减少了马达这一物料,以及马达在电子设备的装配工序,从而能够降低组装成本。
一实施例中,壳体10具有相对的两个侧壁,第一磁体部分21和第二磁体部分22沿两个侧壁的排布方向分布,两个侧壁均设有线圈50。为便于说明,以下分别将该两个侧壁分别定义为第一侧壁11和第二侧壁12(参考图3),第一侧壁11位于第一磁体部分21背向第二磁体部分22的一侧,第二侧壁12位于第二磁体部分22背向第一磁体部分21的一侧,第一侧壁11和第二侧壁12分别设有线圈50。如此相当于在振子60的两相对侧分别设有线圈50,如此当第一侧壁11和第二侧壁12上的线圈50通电时,能够同时驱动振子60运动,而且能够保证振子60两相对侧的驱动作用力大致相当,从而能够更好地实现线性的第一方向的振动,提升了马达系统的振动性能。当然,在其它实施例中,也可以仅在其中一个侧壁设置线圈50。
一实施例中,发声装置还包括电路板(FPCB板),电路板将线圈50和外部电路接通。其中,线圈50可以粘接于电路板,并将电路板粘接于壳体10的侧壁。或者也可以将线圈50粘接于壳体10的侧壁。
本实施例中,第一磁体部分21和第二磁体部分22均包括一个驱动磁体23(具体参考图1和图4);驱动磁体23在垂直于振动方向上双向充磁,以使驱动磁体23具有沿振动方向排布的第一磁极取向和第二磁极取向,第一磁极取向与第二磁极取向相反;两个驱动磁体23的第一磁极取向对应,两个驱动磁体23的第二磁极取向对应。
其中,第一磁极取向的两个磁极是垂直于振动方向分布的,第二磁极取向的两个磁极也垂直于振动方向分布,第一磁极取向的两个磁极是沿扁平音圈31的轴向,第二磁极取向的两个磁极是沿扁平音圈31的轴向。例如,振动方向为上下方向,第一磁极取向的S极和N极从左到右的方向分布,第二磁极取向的S极和N极从右到左的方向分布。
本实施例中,两个驱动磁体23的第一磁极取向对应,两个驱动磁体23的第二磁极取向对应。本实施例中的对应指的是,第一磁极取向均靠近同一侧,第二磁极取向靠近另外一侧,例如,第一磁极取向靠近振膜32,第二磁极取向靠近壳体10底壁13。两个驱动磁体23的第一磁极取向之间形成第一磁间隙27,两个驱动磁体23的第二磁极取向之间则形成第二磁间隙28。
以下通过一个实施例进行具体说明:
第一磁极取向分布在驱动磁体23靠近振膜32的一端,第一磁极取向的S极和N极从左到右的方向分布(参考图3),如此,两个驱动磁体23上的第一磁极取向中,其相互靠近侧为N极和S极,并且N极在磁间隙26的左侧,S极在磁间隙26的右侧,即两个第一磁极取向中两者的磁极异性相对。
第二磁极取向分布在驱动磁体23远离振膜32的一端,第二磁极取向的S极和N极从右到左的方向分布,如此,两个驱动磁体23上的第二磁极取向中,其相互靠近侧为S极和N极,并且S极在磁间隙26的左侧,N极在磁间隙26的右侧,即两个第二磁极取向中两者的磁极异性相对。
扁平音圈31的其中一个第一导线段311位于第一磁间隙27,另一个第一导线段311位于第二磁间隙28。该扁平音圈31(其中一个第一导线段311)在第一磁极取向处受到的磁场力的方向,与扁平音圈31(其中另外一个第一导线段311)在第二磁极取向处所受到的磁场力的方向是相同的,两个磁场力相互叠加,使得扁平音圈31受到的磁场力更大,进而使得振膜32的振动幅度更大,从而可以提升声学性能。当然,在其它实施例中,第一磁体部分21可以由上下方向分布的两个磁铁组成,第二磁体部分22也由上下方向分布的两个磁铁组成。
一实施例中,第一磁体部分21和第二磁体部分22均包括多个第一磁铁24(每一驱动磁体23均包括多个第一磁铁24),每一个驱动磁体23的多个第一磁铁24均沿第一方向间隔分布(两个驱动磁体23即为第一磁体部分21和第二磁体部分22),以在第一方向上相邻的两个第一磁铁24之间形成第一间隙。两个驱动磁体23的第一磁铁24数量相同,两个驱动磁体23的第一磁铁24一一相对设置。同一个驱动磁极的多个第一磁铁24的磁极分布方向相同,且两个驱动磁体23的第一磁铁24异性磁极相对。其中,一实施例中,每一个驱动磁体23均包括两个、三个或四个第一磁铁24等等。另外,其它实施例中,驱动磁体23也可以仅具有一个第一磁铁24,即驱动磁体23为一个整体的磁铁。
本实施例中,每一个第一磁铁24在垂直于振动方向上均双向充磁,以使每一个第一磁铁24均具有沿振动方向排布的第一磁极取向和第二磁极取向;两个驱动磁体23中,相对设置的两个第一磁铁24之间的第一磁极取向对应,相对设置的两个第一磁铁24之间的第二磁极取向也对应。
线圈50包括沿第一方向分布的第二导线段51和第三导线段52,即第二导线段51和第三导线段52均沿上下方向延伸,第二导线段51对应第一磁铁24,以使第一磁铁24的磁力线经过第二导线段51,从而为第一磁铁24提供第一方向的驱动力。第三导线段52对应第一间隙,以使第三导线段52无磁力线经过,该第三导线段52基本上不提供第一方向的驱动力。
本实施例中,第二导线段51对应第一磁铁24指的是,第二导线段51和第一磁铁24在壳体10侧壁上的正投影至少部分重合。同理,第三导线段52位于相邻两个第一磁铁24在侧壁正投影的间隙中。
线圈50的数量同样可以是多个,多个线圈50沿第一方向分布,即多个线圈50沿第一方向呈多列设置,例如多个线圈50沿第一方向呈两列设置。每一个线圈50均包括沿第一方向分布的第二导线段51和第三导线段52,如此能提升对振子60的驱动力。进一步地,为提升对振子60的驱动力,一实施例中,多个线圈50沿振膜32的振动方向呈多排设置,具体地,多个线圈50沿振膜32的振动方向呈上下两排设置,上排线圈50对应第一磁极取向设置,下排线圈50对应第二磁极取向设置。当然,在其它实施例中,线圈50的数量也可以为一个。
当然,在其它实施例中,第一磁体部分21的第一磁铁24数量也可以多于或少于第二磁体部分22的第一磁铁24数量。另外,在其它实施例中,驱动磁体23也可以仅包括一个第一磁体,可以将第二导线段51对应第一磁铁24,第三导线段52位于第一磁铁24外侧,以使第三导线段52无磁力线经过。
一实施例中,第一磁体部分21和第二磁体部分22均包括一个驱动磁体23;驱动磁体23包括多个第一磁铁24和至少一个质量块25,第一磁铁24和质量块25沿第一方向交替分布,多个第一磁铁24的磁极分布方向相同;发声装置包括沿第一方向分布的多个线圈50,每一个线圈50均包括沿第一方向分布的第二导线段51和第三导线段52,第二导线段51对应第一磁铁24,第三导线段52对应质量块25。
一实施例中,驱动磁体23还包括至少一个质量块25,第一磁铁24与质量块25沿第一方向交替排布。此处中交替排布指的是:相邻两个第一磁铁24之间至少设置一个质量块25,或者,质量块25的数量为多个时,相邻两个质量块25之间至少设置一个第一磁铁24。一具体实施例中,相邻两个第一磁铁24之间设置一个质量块25。以两个第一磁铁24形成一个第一间隙为例,本实施例中的驱动磁体23包括一个质量块25,质量块25设于第一间隙,即第三导线段52对应质量块25设置。本实施例中,质量块25为非磁体,不作为磁铁,因此其上无磁力线穿过,不会对线圈50起作用,该质量块25还可以起到增大振子60重量的目的。此种组合方案既能够为发声系统和马达系统都提供强大的磁场又能够保证马达系统的振子60有足够的质量,兼顾发声系统和马达系统的性能。
质量块25的密度可以大于第一磁铁24的密度,从而能够使得振子60具有足够的质量。第一磁铁24可以采用Nd-Fe-B等高性能磁体,质量块25可以是诸如钨钢等导磁性差但密度大的材料。质量块25的两相对侧可分别对应与相邻的两个第一磁铁24抵接固定,从而形成相互夹持的结构,避免相互之间晃动。另外,质量块25与第一磁铁24之间可以采用粘接固定。
为提高振子60运动的平稳性,一实施例中,发声装置具有两个弹性支撑件70,两个弹性支撑件70沿第一方向分设于振子60的两相对侧。两个弹性支撑件70的设置,可以使得振子60的两相对侧均受力,振子60受力更加平衡,从而实现振子60运动时的平稳性,减小振子60在上下方向上的晃动。并且,两个弹性支撑件70可以共同将振子60支撑起来,避免振子60的底面与壳体10底壁13接触。
以左右向为例,当振子60朝左侧横向移动时,振子60挤压左侧弹性支撑件70,使得与之连接的弹性臂72朝另一弹性臂72所在的一侧运动,左侧的弹性支撑件70被压缩。同时,对于右侧的弹性支撑件70,与振子60相邻的弹性臂72被振子60朝左侧拉动,而远离另一个弹性臂72,如此右侧的弹性支撑件70被拉伸。反之,当振子60朝右侧横向移动时,右侧的弹性支撑件70被压缩,而左侧的弹性支撑件70则被拉伸。这样,振子60在左右两个弹性支撑件70之间来回移动,左右两个弹性支撑件70一方面实现振子60悬空在壳体10底壁13的上方,另一方面给予振子60反向的作用力,可以实现振子60的复位。当然,在其它实施例中,也可以仅设置一个弹性支撑件70。
一实施例中,弹性支撑件70包括弯折状的连接臂71以及与连接臂71连接的两个弹性臂72,连接臂71是沿垂直于振子60运动方向的折痕进行弯折形成,即折痕是沿第一磁体部分21和第二磁体部分22分布方向的(即扁平音圈31的轴向),两个弹性臂72沿第一方向间隔分布,其中一个弹性臂72与振子60连接,具体可以采用焊接的方式或其它方式固定,另一个弹性臂72相对壳体10固定。该另一个弹性臂72相对壳体10固定指的是,其与壳体10固定在一起,或者,通过其它结构件与壳体10固定,或者,该弹性臂72固定到其它的连接结构上,而该连接结构与壳体10之间是相对固定的。此外,弹性支撑件70还可以是弹簧。连接臂71的折痕也可以沿振膜32的振动方向。
一实施例中,弹性支撑件70包括两个连接部73和两个弹性部74,两个弹性部74的部端之间均通过连接部73连接,相当于两个连接部73和两个弹性部74依次交替连接呈环状,两个弹性部74沿扁平音圈31的轴向间隔分布,并分设于磁间隙26的两侧,即两个弹性部74之间的间隙对应磁间隙26设置。本实施例中,每一弹性部74均包括一个连接臂71和两个弹性臂72,弹性臂72与连接部73连接,连接臂71的折痕是沿扁平音圈31轴向的。如此使得两个弹性部74分设于磁间隙26的两侧进行支撑振子60,有利于提高振子60的平衡性,从而实现振子60运动时的平稳性。而且能够避让扁平音圈31,从而可以避免弹性支撑件70与扁平音圈31干涉。如此设置时,还能使得弹性臂72的长度更长,有利于增大弹性支撑件70的整体弹性。当然,在其它实施例中,也可以在磁间隙26的两侧各设有一个弹性支撑件70。
一实施例中,磁路系统还包括支撑架40,第一磁体部分21和第二磁体部分22均设于支撑架40面向振膜32的一侧,弹性支撑件70连接支撑架40。如此通过支撑件固定第一磁体部分21和第二磁体部分22,从而可使第一磁体部分21和第二磁体部分22形成振子60,还能便于弹性支撑件70与振子60连接。其中,支撑架40可以为导磁材料制成,即可以将支撑架40作为导磁板。支撑架40也可以为非导磁材料制成。另外,在其它实施例中,也可以将支撑架40设置第一磁体部分21和第二磁体部分22沿第一方向的端部,或者设置在磁间隙26。
请结合参考图2至图5,为提高更好地将扁平音圈31设于磁间隙26中,一实施例中,发声装置还包括支架80,支架80分别连接振膜32和扁平音圈31。具体地,支架80包括第一连接段81和连接第一连接段81的第二连接段82,第一连接段81与振膜32的中心部321连接,第二连接段82与扁平音圈31连接。如此通过支架80连接扁平音圈31,可以使得扁平音圈31整体位于磁间隙26中,以确保扁平音圈31能够更好地处于磁场中,从而有利于提升扁平音圈31的驱动效果。
一实施例中,发声装置还包括两个支架80,两个支架80沿第一方向分布,并分设于磁路系统的两相对侧,两个支架80分别连接扁平音圈31沿第一方向的两端。具体地,每一个支架80均包括第一连接段81和连接第一连接段81的第二连接段82,如此,扁平音圈31的两端分别连接两个支架80,通过两个支架80进行支撑,可以大大提高扁平音圈31上下运动时的平稳性。当然,在其它实施例中,也可以仅设置一个支架80,或者设置三个或四个支架80等等。
进一步地,为了提升扁平音圈31的平稳性,一实施实例中,其中一个支架80连接于扁平音圈31面向第一磁体部分21的侧面,另一个支架80连接于扁平音圈31面向第二磁体部分22的侧面。即其中一个支架80的第二连接段82连接于扁平音圈31面向第一磁体部分21的侧面,另一个支架80的第二连接段82连接于扁平音圈31面向第二磁体部分22的侧面。如此使得扁平音圈31在轴向的两相对侧受力均匀,能够进一步提升扁平音圈31上下运动时的平稳性。当然,在其它实施例中,两个支架80也可以连接在扁平音圈31面向振膜32的上侧面,或者两个支架80连接在扁平音圈31沿第一方向分布的两侧面。
本实施例中,为提升支架80与扁平音圈31的连接稳定性,第二连接段82呈片状,并贴设于扁平音圈31的侧面,如此能增大支架80与扁平音圈31的接触面积,从而能提升支架80与扁平音圈31的连接稳定性。其中,扁平音圈31可以粘接或卡接于第二连接段82。
一实施例中,发声装置还包括定心支片33,定心支片33设于壳体10,并与振膜32沿振动方向间隔设置,支架80远离振膜32的一端与定心支片33连接。具体地,第一连接段81朝远离振膜32的方向延伸而与定心支片33连接,第二连接段82位于定心支片33和振膜32之间。如此使支架80的下侧被定心支片33所支撑,连接强度高,从而使得支架80的运动更加平稳,定心作用强,即使得扁平音圈31的稳定性更好,振膜32的振动幅度更加均匀,可以避免振膜32产生偏振,能够有效减少杂音,有助于改善发声装置的音质。
定心支片33可以采用具有悬臂结构,例如定心支片33包括弹性连接的固定段(图未示出)和支撑段(图未示出),支撑段可以相对固定段发生弹性运动,固定段相对壳体10固定,实现定心支片33的安装定位,防止定心支片33移动,不参与振膜32的振动。支撑段则与支架80连接,以能够在振膜32上下运动时,随着振膜32的中心部321相对固定段上下运动,起到稳定振动系统、防止摇摆振动的作用。或者定心支片33也可以采用具有弧形凸起的辅助支撑膜,辅助支撑膜的材料可以与振膜32的材料相同或不同;或者定心支片33采用上述两者的结合。
本发明还提出一种电子设备(图未示出),该电子设备包括外壳和发声装置,该发声装置的具体结构参照上述实施例,由于本电子设备采用了上述所有实施例的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。其中,发声装置设于外壳内。电子设备可以是手表、耳机、手机、平板电脑、笔记本、VR设备、AR设备、电视机等等。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (11)
1.一种发声装置,其特征在于,包括壳体及收容于所述壳体的磁路系统、振动系统、线圈和弹性支撑件,其中,
所述磁路系统包括间隔设置形成磁间隙的第一磁体部分和第二磁体部分,所述第一磁体部分和所述第二磁体部分上部相对的两个异性磁极之间形成第一磁间隙、下部相对的两个异性磁极之间形成第二磁间隙,且所述上部相对的两个异性磁极和所述下部相对的两个异性磁极的磁极分布方向相反;
所述振动系统包括振膜和驱动所述振膜振动的扁平音圈,所述振膜与所述壳体连接,所述扁平音圈位于所述磁间隙,所述扁平音圈的轴向垂直于所述振膜的振动方向,所述扁平音圈具有沿所述振动方向间隔分布的两个第一导线段,所述两个第一导线段分别位于所述第一磁间隙和所述第二磁间隙中;
所述弹性支撑件的一端连接所述壳体,另一端支撑所述磁路系统,以形成振子,所述弹性支撑件具有沿第一方向的弹性形变,所述第一方向分别垂直于所述扁平音圈的轴向和所述振动方向;
所述线圈相对所述壳体固定,所述线圈通电后能够与所述磁路系统的磁场相互作用而产生所述第一方向的驱动力,以使所述振子沿所述第一方向运动。
2.如权利要求1所述的发声装置,其特征在于,所述壳体具有相对的两个侧壁,所述第一磁体部分和所述第二磁体部分沿两个所述侧壁的排布方向分布,两个所述侧壁均设有所述线圈。
3.如权利要求1所述的发声装置,其特征在于,所述发声装置包括多个所述线圈,多个所述线圈沿所述振动方向呈多排设置;和/或,所述发声装置的多个所述线圈沿所述第一方向呈多列设置。
4.如权利要求3所述的发声装置,其特征在于,所述第一磁体部分和所述第二磁体部分均包括沿所述第一方向间隔分布的多个第一磁铁,在所述第一方向上相邻的两个所述第一磁铁之间形成第一间隙;
所述线圈包括沿所述第一方向分布的第二导线段和第三导线段,所述第二导线段对应所述第一磁铁设置,所述第三导线段对应所述第一间隙设置。
5.如权利要求1所述的发声装置,其特征在于,所述发声装置具有两个所述弹性支撑件,两个所述弹性支撑件沿所述第一方向分设于所述振子的两相对侧。
6.如权利要求1所述的发声装置,其特征在于,所述发声装置还包括支架,所述支架分别连接所述振膜和所述扁平音圈。
7.如权利要求6所述的发声装置,其特征在于,所述发声装置还包括两个所述支架,两个所述支架沿所述第一方向分布,并分设于所述磁路系统的两相对侧,其中一个所述支架连接于所述扁平音圈面向所述第一磁体部分的侧面,另一个所述支架连接于所述扁平音圈面向所述第二磁体部分的侧面。
8.如权利要求7所述的发声装置,其特征在于,所述发声装置还包括定心支片,所述定心支片设于所述壳体,并与所述振膜沿所述振动方向间隔设置,所述支架远离所述振膜的一端与所述定心支片连接。
9.如权利要求1所述的发声装置,其特征在于,所述磁路系统还包括支撑架,所述第一磁体部分和所述第二磁体部分均设于所述支撑架面向所述振膜的一侧,所述弹性支撑件连接所述支撑架。
10.如权利要求1至9任意一项所述的发声装置,其特征在于,所述第一磁体部分和所述第二磁体部分均包括一个驱动磁体;
所述驱动磁体在垂直于所述振动方向上双向充磁,以使所述驱动磁体具有沿所述振动方向排布的第一磁极取向和第二磁极取向,所述第一磁极取向与所述第二磁极取向相反;
两个所述驱动磁体的第一磁极取向对应,两个所述驱动磁体的第二磁极取向对应。
11.一种电子设备,其特征在于,包括如权利要求1至10任意一项所述的发声装置。
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GR01 | Patent grant |