CN117501715A - 振动器 - Google Patents
振动器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117501715A CN117501715A CN202280042704.8A CN202280042704A CN117501715A CN 117501715 A CN117501715 A CN 117501715A CN 202280042704 A CN202280042704 A CN 202280042704A CN 117501715 A CN117501715 A CN 117501715A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- suspension
- vibrator
- voice coil
- frame
- magnet unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 241
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 38
- 239000004753 textile Substances 0.000 claims description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 10
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 5
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 5
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 3
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
- H04R9/06—Loudspeakers
- H04R9/066—Loudspeakers using the principle of inertia
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
- B06B1/04—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with electromagnetism
- B06B1/045—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with electromagnetism using vibrating magnet, armature or coil system
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R2440/00—Bending wave transducers covered by H04R, not provided for in its groups
- H04R2440/05—Aspects relating to the positioning and way or means of mounting of exciters to resonant bending wave panels
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R2499/00—Aspects covered by H04R or H04S not otherwise provided for in their subgroups
- H04R2499/10—General applications
- H04R2499/13—Acoustic transducers and sound field adaptation in vehicles
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R5/00—Stereophonic arrangements
- H04R5/02—Spatial or constructional arrangements of loudspeakers
- H04R5/023—Spatial or constructional arrangements of loudspeakers in a chair, pillow
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Audible-Bandwidth Dynamoelectric Transducers Other Than Pickups (AREA)
Abstract
一种用于将振动传递到应用物的振动器，该振动器包括：框架，包括用于将振动器附接到应用物的应用物附接面；磁体单元，构造为在气隙中提供磁场；线圈组件，包括安装到音圈架的音圈。音圈架在框架上的音圈架附接面处附接到框架，其中，音圈架构造为，当振动器处于休止时，将音圈定位在气隙中；其中，磁体单元构造为，当通过向音圈供应电流来激活振动器时，沿着振动器的运动轴线相对于音圈移动；其中，磁体单元通过悬挂装置从框架悬挂，该悬挂装置包括将框架与磁体单元互连的近端悬架和将框架与磁体单元互连的远端悬架，其中，当振动器处于休止时，近端悬架比远端悬架更靠近框架上的音圈架附接面。近端悬架和远端悬架中的一者刚度为K1，且近端悬架和远端悬架中的另一者的刚度为K2，其中K2>K1，且比率K1/K2小于或等于0.4。
Description
本申请要求2021年6月22日递交的GB2108925.5的优先权。
技术领域
本发明涉及一种用于将振动传递到应用物的振动器。
背景技术
已知用于将振动传递到应用物的振动器。这类装置有时被称为电动振动器或机电振动器。
如果振动器附接到汽车座椅(例如经由汽车座椅的框架、经由汽车座椅的泡沫或经由汽车座椅的其他耦接特征)，则其可以用于将振动传递到坐在汽车座椅上的人员。这种振动可以用于向坐在座椅上的人员提供触觉警告、向坐在座椅上的人员提供按摩和/或增强坐在座椅上的人员的聆听体验(例如，通过帮助他们更强烈地“感觉”到低音声)。
使用两个悬架来提供抵抗晃动的稳定性的振动器是已知的，例如参见US4354067(Yamada)、US4675907(Itagaki)。
使用仅一个(金属)悬架的振动器也是已知的，例如参见US6377145B1(Kumagai)和US7372968B2(Buos)。在Buos中，建议将单个悬架构造为在大致穿过磁体单元的质量中心的平面中起作用，以减少晃动。
然而，如下面更详细地讨论的，本发明人已发现，现有的具有两个悬架的振动器的设计可能制造起来困难而又昂贵。尽管如果在振动器中仅使用一个金属悬架，这些问题会变得没那么严重，但本发明人已发现，即使单个悬架如Buos中所述安装，包括仅一个金属悬架的振动器仍易受到晃动的影响。
本发明是基于上述考虑而设计的。
发明内容
在第一方面中，本发明可以提供：一种用于将振动传递到应用物的振动器，该振动器具有：
框架，包括用于将振动器附接到应用物的应用物附接面；
磁体单元，配置为在气隙中提供磁场；
线圈组件，包括安装到音圈架的音圈，其中，音圈架在框架上的音圈架附接面处附接到框架，其中，音圈架构造为，当振动器处于休止时，将音圈定位在气隙中；
其中，磁体单元构造为，当通过向音圈供应电流来激活振动器时，沿着振动器的运动轴线相对于音圈移动；
其中，磁体单元通过悬挂装置从框架悬挂，该悬挂装置包括将框架与磁体单元互连的近端悬架和将框架与磁体单元互连的远端悬架，其中，当振动器处于休止时，近端悬架比远端悬架更靠近框架上的音圈架附接面；
其中，近端悬架和远端悬架中的一者的刚度为K1，且另一者的刚度为K2，其中，K2>K1，且比率K1/K2小于或等于0.4。
本发明人已发现，与使用单个悬架相比，使用处于沿着运动轴线的不同位置处的两个悬架有助于减少晃动。由于有两个悬架，因此不需要将悬架安装为在大致穿过磁体单元的质量中心的平面中起作用以减少晃动(与上述背景技术部分中描述的Buos不同)。
此外，与使用两个同等刚度的悬架相比，通过使得悬架(刚度为K2)与刚度较低的悬架(刚度为K1)相比在提供悬架装置的刚度方面中占主导，占主导的悬架可以提高悬架装置的耐久性，同时刚度较低的悬架能够以较低的成本提高抗晃动的稳定性。
当未将电流供应到音圈时，振动器可被视为处于休止。
应用物可以是，振动器能够经由框架上的应用物附接面附接到其上的任何物体或装置。在一些实施例中，应用物可以是汽车座椅。
刚度是悬架的公知参数，其可以通过向悬架元件施加受控的递增力和递减力，并测量所施加的任何外力时的位移来测量。用于测量刚度的技术是公知的。在本发明的上下文中，刚度可以关于磁体单元从其休止位置(当振动器处于休止时磁体单元所处的位置)起的位移来进行测量，如图5中所示，刚度随着从休止位置起的位移而增加。同样，谐振频率Fs也可以基于磁体单元处于其休止位置来进行测量/计算。
刚度K1可以为0.1N/mm或更高，更优选地为0.2N/mm或更高，更优选地为0.4N/mm或更高。
刚度K1可以为20N/mm或更低，更优选地为10N/mm或更低。
在一些实施例中，K1可以在0.4N/mm至10N/mm的范围内。
刚度K2可以为1N/mm或更高，更优选地为2N/mm或更高。
刚度K2可以为100N/mm或更低，更优选地为50N/mm或更低。
在一些实施例中，K1可以在2N/mm至50N/mm的范围内。
Fs可以为30Hz或更高，更优选地为40Hz或更高。
Fs可以为200Hz或更低，更优选地为100Hz或更低，更优地为70Hz或更低。
在一些实施例中，Fs可以在30Hz至200Hz的范围内，例如在30Hz至70Hz的范围内。
优选地，刚度为K2的悬架为金属悬架，即，其由金属制成。金属悬架可以通过赋予其合适的几何形状而将其制成在悬架装置的整体刚度中占主导，特别是当刚度为K1的悬架由诸如纺织物(例如薄的聚酯棉片)的廉价材料形成时。
金属悬架可以由金属片形成。金属片的厚度可以为1mm或更少。
金属悬架中可以形成有一个或多个切口，以促进合适的行为。一个或多个切口可呈螺旋状。
刚度为K2的悬架优选地为环形，且定位成使得刚度为K2的悬架围绕磁体单元周向地延伸。
因此，刚度为K2的悬架可以在其外周边上包括有一个或多个(优选地多于一个，优选地至少三个)附接片，其中，该一个或多个附接片促进将远端悬架机械附接到框架。优选地，框架包括一个或多个槽，每个槽与刚度为K2的悬架的外周边上的相应附接片相对应，其中，该一个或多个附接片促进经由卡口配合将远端悬架机械附接到框架，在该卡口配合中，各附接片与框架中的相应槽卡合。这有助于促进当将刚度为K2的悬架附接到框架时使该悬架精确对准。
优选地，刚度为K1的悬架为纺织物悬架，即，其由纺织物制成。
优选地，纺织物悬架包括波纹部，因为这能有助于增强纺织物悬架的刚度。
当然，本领域技术人员将理解，每个悬架的刚度部分地由悬架的材料、悬架的几何形状以及悬架和框架之间的附接而决定。
刚度为K1的悬架可以是旋转对称的。它可以构造为在周边上以任何方向使用。刚度为K1的悬架也可以以其他方式对称。
刚度为K1的悬架优选地为环形，且定位成使得刚度为K1的悬架围绕磁体单元周向地延伸。如果刚度为K1的悬架是包括有波纹部的纺织物悬架，则波纹部优选地围绕磁体单元周向地延伸。
本发明人已发现，结合使用金属悬架(刚度为K2的悬架)和纺织物悬架(刚度为K1的悬架)在提供上述有益效果方面特别有利，因为这种组合能够提供能够稳定地抵抗晃动且易于制造的振动器。
比率K1/K2可以为0.35或更小。比率K1/K2可以为0.3或更小，或甚至是0.25或更小。比率K1/K2越低，则刚度为K2的悬架在为悬架装置提供刚度方面就越占主导。
近端悬架的刚度可以为K1，远端悬架的刚度可以为K2。这能有助于从组成成分上简化形成振动器的制造，特别是当框架包括主框架和副框架时(见下文)。此外，远端悬架是在保护件缺失时可能外露的悬架，因此，将刚度较高的悬架(可能更耐用，例如可以由金属制成-见上文)外露，而不是刚度较低的悬架(可能由柔软的纺织材料制成，可能更容易受损坏)外露，是有利的。但也可以替代地使近端悬架的刚度为K2，而远端悬架的刚度为K1。
磁体单元可以包括U形磁轭，该U形磁轭当从横截面看时具有U形，其中U形磁轭具有与U形的底部相对应的底端和与U形的开口端相对应的开口端。优选地，U形磁轭以U形磁轭的底端比U形磁轭的开口端更远离音圈附接面的方式安装在振动器中。
优选地，U形磁轭包括位于U形磁轭的开口端处的开口端附接面，其中，将框架与磁体单元互连的近端悬架的内周边在磁体单元的开口端附接面处附接到磁体单元。
U形磁轭可以包括位于其开口端处的肩部以提供开口端附接面。该肩部可以采用在U形磁轭的开口端中形成的环形凹槽的形式。
优选地，U形磁轭包括位于U形磁轭的底端处的底端附接面，其中，将框架与磁体单元互连的远端悬架的内周边在磁体单元的底端附接面处附接到磁体单元。
U形磁轭可以包括位于其底端处的肩部以提供底端附接面。该肩部可以采用在U形磁轭的底端中形成的环形凹槽的形式。
振动器可以由中平面划分为近端侧和远端侧，该中平面垂直于运动轴线且在振动器处于休止时穿过音圈，其中，振动器的近端侧位于中平面的包括音圈架附接面的一侧，振动器的远端侧位于中平面的距远端侧的另一侧。
为避免任何疑问，中平面可以位于沿着运动轴线的任何位置处，只要它穿过音圈且不位于振动器的两端处即可。
优选地，近端悬架位于振动器的近端侧，且远端悬架位于振动器的远端侧。这有助于抑制振动器在使用期间的晃动。U形磁轭的底端附接面可以位于振动器的远端侧，且U形磁轭的开口端附接面可以位于振动器的近端侧。然而，其他布置也是可能的。
因为应用物附接面通常会取决于应用物而变化，因此应用物附接面可以位于中平面的近端侧或位于中平面的远端侧，或甚至可以位于中平面上。
框架可以包括附接在一起的主框架和副框架，其中，主框架包括应用物附接面。
主框架可以包括用于将远端悬架附接到其上的至少一个远端悬架附接面。该至少一个远端悬架附接面可由主框架中的一个或多个槽提供，每个槽与远端悬架的外周边上的相应附接片相对应，其中，当悬架附接到框架时，该一个或多个附接片促进经由卡口配合将远端悬架机械附接到主框架，在该卡口配合中，各附接片与框架中的相应槽卡合。在这种布置中，远端悬架优选地刚度为K2。
副框架可以包括音圈架附接面。
主框架和/或副框架可以包括用于将近端悬架的外周边附接到其上的至少一个近端悬架附接面。在一些实施例中，主框架和副框架均可以包括用于将近端悬架的外周边附接到其上的至少一个近端悬架附接面，其中，近端悬架的外周边夹在主框架的至少一个近端悬架附接面和副框架的至少一个近端悬架附接面之间。
防尘罩可以是副框架的一部分，例如，防尘罩通过附接到另一个框架元件以形成副框架。该防尘罩可以构造为抑制灰尘进入磁体单元的U形磁轭中。
音圈可以包括至少两层，优选地为四层(即，形成音圈的线可以围绕音圈架缠绕，从而其形成至少两层线圈)，因为这能有助于振动器的性能。
气隙可以围绕运动轴线延伸。
框架(优选地为副框架)可以包括一个或多个通道，其中，每个通道用于将来自音圈中的相应的线引出振动器。
在第二方面中，本发明可以提供一种装置，该装置包括：
根据第一方面的振动器；
应用物，其中，振动器经由应用物附接面附接到应用物。
该应用物可以是座椅，例如汽车座椅。在示例中，振动器可以经由汽车座椅的框架、经由座椅中的泡沫或经由座椅中的刚性面板附接到座椅(例如汽车座椅)，其中，刚性面板可以形成用于振动器的音板。
该应用物可以是一种声学面板，该声学面板构造为当通过向音圈供应电流来激活振动器时产生声音。如本领域中所公知的，声学面板通常具有高的刚度，且具有适当的阻尼，以便在以声音频率振动时发出声音。
在第三方面中，本发明可以提供一种形成根据第一方面的振动器的方法。
在一个优选示例中，该方法可以包括：
在副框架上的音圈架附接面处将音圈架附接到副框架，其中，音圈安装到音圈架；
将磁体单元的U形磁轭的开口端附接到近端悬架的内周边，其中，磁体单元构造为在气隙中提供磁场；
将近端悬架的外周边附接到副框架(例如，副框架的至少一个近端附接面)；
将主框架附接到副框架以形成框架(可选地，同时使近端悬架的外周边夹在主框架(例如，主框架的至少一个近端附接面)和副框架(例如，副框架的至少一个近端附接面)之间)；
将远端悬架的外周边附接到主框架(可选地经由机械附接，例如经由如上所述的卡口配合)；以及
将磁体单元的U形磁轭的底端附接到远端悬架的内周边(例如经由胶粘剂)；
其中，近端悬架和远端悬架中的一者刚度为K1，近端悬架和远端悬架中的另一者的刚度为K2，其中K2>K1，且比率K1/K2小于或等于0.4。
该方法提供了一种特别简单的途径来制造振动器，这种振动器制造成本低，且抗晃动的稳定，特别是当远端悬架的刚度为K2，近端悬架的刚度为K1时，而当使用金属悬架作为刚度为K2的远端悬架，且使用纺织物悬架作为刚度为K1的近端悬架时，更是如此。
本发明包括所述各个方面和优选特征的组合，除非这种组合明显不允许或明确避免的。
附图说明
现在将参照附图讨论说明本发明原理的实施例和实验，其中：
图1A示出了振动器的剖视图；
图1B示出了振动器的透视剖视图；
图1C示出了振动器的透视图；
图1D示出了振动器的分解图；
图1E示出了振动器的自底向上视图；
图1F示出了振动器的自顶向下视图；
图2示出了振动器的简化模型；
图3示出了指示使用的振动器中的谐振频率的结果；
图4示出了指示使用的振动器中的谐振频率偏移的值的表；
图5示出了悬架元件的刚度随位移变化的曲线图；
图6示出了音圈组件；
图7示出了副框架；
图8A示出了磁体单元的自顶向下视图；
图8B示出了磁体单元的自底向上视图；
图8C示出了磁体单元的剖视图；
图9示出了纺织物悬架；
图10A示出了一系列示例性的金属悬架；以及
图10B示出了一种示例性的金属悬架。
具体实施方式
现在将参照附图讨论本发明的各个方面和各实施例。对于本领域技术人员而言，进一步的各个方面和各实施例将是显而易见的。在此文本中所涉及的所有文件均通过引用而并入本文。
图1A至图1F中示出了振动器100的示例。
图1A至图1F分别示出了振动器100的剖视图、振动器100的透视剖视图、振动器100的透视图、振动器100的分解图、振动器100的自底向上视图和振动器100的自顶向下视图(自底向上和自顶向下参考图1A至图1B中所示振动器100的取向，注意振动器100可以实际上不同地安装)。
如图1A至图1B和图1D中可见的，振动器100包括由主框架112和副框架114形成的框架110。
在本示例中，副框架114由框架元件115和防尘罩116组成，防尘罩116附接到框架元件115。在其他示例中，框架元件116和防尘罩116可以一起形成为一个整体，或者可以省略防尘罩116。
音圈组件120包括安装到音圈架124上的音圈122，音圈架124通过在副框架114上的音圈架附接面处附接到副框架114上。在本示例中，音圈架124夹在框架元件115和防尘罩116之间，且因此音圈架附接面115a(在该处音圈架124附接到副框架114)可由框架元件115和/或由防尘罩116提供。
音圈架124构造为将音圈122定位在由振动器100的磁体单元130提供的气隙132内(见下文)。主框架112和/或副框架114可以包括用于将振动器100附接到应用物的应用物附接面。
在本实施例中，应用物是指汽车座椅的座椅框架，并且应用物附接面112a是由主框架112上的环形凸起提供的环形面。可以提供多个应用物附接面。
振动器100的磁体单元130包括U形磁轭134、磁体136和垫圈138。磁体单元130的形状提供了环形气隙132，在该环形气隙132中磁体单元130提供磁场。
在使用中，向音圈122供应电流，以使音圈122产生磁场，该磁场与磁体单元130(在气隙中)提供的磁场相互作用，这使得磁体单元130沿着振动器100的运动轴线102相对于音圈122移动。当然，磁体单元130沿着运动轴线102相对于音圈122的移动也可以被视为是音圈122相对于磁体单元130的移动。
磁体单元130经由悬挂装置从框架110悬挂，该悬挂装置包括将主框架112与磁体单元130互连的近端悬架140和将主框架112与磁体单元130互连的远端悬架142。近端悬架140比远端悬架142更接近音圈架附接面115a。
在本示例中，近端悬架140和远端悬架附接到磁体单元130的U形磁轭134。当从横截面看时，U形磁轭134呈U形，且其包括位于U形磁轭134开口端处的用于近端悬架140的环形近端附接面和位于U形磁轭的底端处的用于远端悬架142的环形远端附接面。
如图1B中可见的，U形磁轭134包括位于其开口端处的肩部，以提供用于近端悬架140的开口端附接面。这有助于粘合。
如图1B中可见的，U形磁轭134包括位于其底端处的肩部，以提供用于远端悬架142的底端附接面。这有助于粘合。
在本示例中，近端悬架140通过被夹在主框架112和副框架114之间并与两者粘合，从而与框架110连接。
在本示例中，远端悬架142通过卡口配合连接到主框架112，远端悬架142的附接片144与主框架112的槽113卡合。当与槽完全卡合时，远端悬架142的附接片144会被粘合到主框架122的槽113，以确保附接并还增加一些阻尼。
振动器100可以通过以下步骤制成：
在副框架114上的音圈架附接面处将音圈架124附接到副框架114(例如，通过将音圈架124粘合到框架元件115和防尘罩116两者)，其中，音圈122被安装到音圈架124；
将磁体单元130的U形磁轭134的开口端(开口端处的开口端附接面)附接到近端悬架140的内周边；
将近端悬架140的外周边附接到副框架114(副框架114的框架元件115)；
将主框架112附接到副框架114(副框架114的框架元件115)以形成框架110，同时将近端悬架140的外周边夹在主框架112和副框架114(副框架114的框架元件115)之间；
将远端悬架142的外周边附接到主框架112(经由上述卡口配合)；以及
将磁体单元130的U形磁轭134的底端(底端处的底端附接面)附接到远端悬架142的内周边。
由于远端悬架142是经由卡口配合而适装的，因此远端悬架142可以相对于振动器100的运动轴线102与振动器100的其余部件精准对齐，并且实际上可以通过在振动器100内定位磁体单元130和近端悬架140来起到对准振动器的其余部件的作用。
近端悬架140和远端悬架142各自被构造成具有不同的刚度。在本示例中，远端悬架142的刚度为K2，近端悬架140的刚度为K1，且K1<K2。例如，比率K1/K2可以小于或等于0.4。因此，在本示例中，悬架装置的大部分刚度由远端悬架142提供。例如，这可以通过由纺织物形成近端悬架140和由金属形成远端悬架142来实现。
例如，K2可以从3N/mm(例如K1＝1N/mm，总刚度(K1+K2)＝4N/mm，K1/K2＝0.25，谐振频率Fs＝35Hz，移动质量为86g)至28N/mm(例如K1＝10N/mm，总刚度(K1+K2)＝38N/mm，K1/K2＝0.35，Fs＝100Hz，移动质量为86g)，以K1/K2比率为0.2来计算。
振动器200的简化模型如图2中所示，该模型可用于理解图1中的振动器100。在本公开全文中，相同的特征被赋予了相同的参考编号。
图2的振动器200包括移动质量体230。移动质量体230的质量为Mm。移动质量体230通过近端悬架240和远端悬架242而从框架210悬挂，并安装在音圈组件220周围。近端悬架240具有刚度K1，远端悬架242具有刚度K2。悬架的组合刚度为Kt＝K1+K2，系统的谐振频率Fs可以计算为(Fs单位为Hz，Kt单位为N/m，质量单位为kg)。近端悬架240和远端悬架242的刚度可能会随时间或使用而变化，而这因此会影响系统的谐振频率Fs。有些材料比其他材料更容易受到这种变化的影响。例如，由纺织物形成的悬架的刚度随时间的变化可能比由金属形成的悬架的刚度随时间的变化更大。
图3中所示的实验结果说明了这种变化。在加速老化测试之前和之后测量其中每个近端悬架240和每个远端悬架242均由纺织物形成的质量体的谐振频率Fs。在这种情况下，谐振频率Fs从约67Hz偏移到约40Hz，下降了约40％。
使用刚度不易变化的材料可以缩小或减轻此偏移。例如，近端悬架240和远端悬架242可以由诸如金属的材料形成。金属是用于形成悬架的耐用材料。然而，由这种金属材料形成的悬架会导致装置成本显著增加。因此，虽然包括金属近端悬架240和金属近端悬架242的振动器可以提供更高的耐用性，但材料成本的增加和制造复杂性的增加抵消了这一优势。
本发明人已意识到，由于Fs取决于悬架的整体刚度(即各个部件的刚度之和Kt＝K1+K2)，提供一种带有由较耐用材料形成的主悬架(即占总刚度的多于一半的悬架)和由较不耐用材料形成的次级悬架(即占总刚度的少于一半的悬架)的装置，可以在降低制造复杂性或材料成本的增加的同时提高耐久性。同时还能通过具有两个悬架而获得提高的抗晃动的稳定性。提高的耐久性，被认为至少部分原因是主悬架有助于保护次级悬架免受老化，还因为悬架有助于限制次级悬架中的任何老化的影响(因为次级悬架的刚度变化在整个刚度中所占比例较小，因此整体变化减小)。
例如，次级悬架的刚度K1可以提供小于总刚度Kt的29％(K1/K2为0.4或更低)，小于总刚度Kt的26％(K1/K2为0.35或更低)，小于总刚度Kt的23％(K1/K2为0.3或更低)，或小于总刚度Kt的20％(K1/K2为0.25或更低)。比率K1/K2越低，刚度为K2的悬架在为悬架结构提供刚度方面就越占主导，且因此刚度K1的任何变化对整体刚度Kt的影响就越小。
来自对比实验的结果如图4中所示。表中的值指示的是在用于产生图3中所示的结果的相同的加速老化测试期间，以特定时间间隔测得的谐振频率(注意：不同行中显示的步骤是单个测试的一部分)。这种测试在行业中是众所周知的，尽管所使用的测试细节可能因制造商而异。
在主要的金属/纺织物设置中，金属悬架刚度K2占总悬架刚度的82％，而织纺物悬架刚度K1占总悬架刚度的18％(K1/K2＝0.22)。显然，这种布置显著提高了单元的耐用性。特别是，在老化测试完成时，谐振频率的偏移从降低40％减少到降低11％(见图4最后一行)，说明了悬挂装置提供的技术改进。
图5是图1中所示振动器100刚度分布的示意图。特别的，图5示出了纺织物悬架140和金属悬架142的刚度是如何随每个悬架从休止位置起的位移而变化。在每种情况下，悬架的刚度随着位移的增加而增加，提供朝向休止位置的强大的恢复力。如在此所示的，每个悬架的随着位移增加而有的刚度增加是连续和渐进的，因为位移没有大到使悬架断裂的程度。两个悬架元件的组合刚度符合前面所述Kt＝K1+K2的关系，从而验证了第一悬架元件和第二悬架元件对悬架整体刚度的占比的这一理解。
在本发明的背景下，可以测量关于磁体单元处于其休止位置(位移＝0mm，图5)的刚度和谐振频率Fs。
下面的说明和相关联的图6至图10提供了座椅振动器300的实施方式的进一步具体细节，其实施与座椅振动器100基本相同的设计，以帮助理解本发明。
图6示出了音圈组件320，该音圈组件320包括音圈322和音圈架324。音圈322形成为围绕音圈架的四层厚的线圈，并以两根引出线326为终端。音圈322也可采用其他构造，例如具有不同层数，但至少有三层，优选地是四层，这被认为有助于优化性能。音圈322在音圈架上的高度(尺寸3201)，引出线326的出口点的高度(尺寸3202)以及引出线326之间的间隔(尺寸3203)可以根据在振动器中安装的需求而变化。
图7示出了副框架的框架元件315，其上附接有音圈组件320。框架元件315包括通道317，用以将音圈组件320的引出线326经由孔317a引导到连接片328(虽然图7中可以看到连接片328，但引出线326实际上连接到框架元件315的与图7中所示相反一侧的连接片328)。所述连接片328可以用于将音圈组件320连接到电源，例如通过将电源焊接到连接片328。使用通道317可以减少对音圈组件320严格制造公差的要求，例如通过使通道317足够宽。使用通道317还有助于将引出线引导至出口孔317a，以使其适当地降落在连接片328上。
图8A、图8B和图8C示出了用于振动器中的磁体单元330的顶视图、底视图和剖视图。图8A示出了从U形磁轭334的底端观察到的磁体单元330，而图8B示出了从U形磁轭334的开口端观察到的磁体单元330，这使得垫圈338和气隙332可见。图8C示出了经由近端悬架340安装到框架312的磁体单元330的剖视图。图8C中所示的振动器当与例如图1的例示相比，取向是上下颠倒的(其中音圈架附接面(未示出)会位于图像的顶部而不是底部)。在磁体单元330中，U形磁轭334提供磁体单元330的大部分移动质量Mm，并且U形磁轭334的质量可以通过改变例如U形磁轭334的壁厚来改变。磁体单元330还包括垫圈338、磁体336(图8A至图8B中未示出)，并在气隙332中提供磁场。
在U形磁轭334的底端处，肩部提供远端悬架附接面3341，用于将远端悬架342附接(通过胶粘剂)到U形磁轭334的底端。
在U形磁轭334的开口端处，另一肩部提供近端悬架附接面3342，用于将近端悬架340附接到U形磁轭334的开口端。
U形磁轭中的各肩部有助于促进各悬架340、342与U形磁轭附接，例如，通过有助于防止或减少胶粘剂进入例如气隙332。肩部的宽度可以改变，以确保近端悬架和远端悬架的最佳粘附。例如，如果面3341或面3342的宽度太小，那么附接将非常困难。
图9示出了纺织物悬架340的一部分，其可以形成振动器中的近端悬架。该悬架包括具有波纹部3402的波纹部分。波纹部3402增加了纺织物悬架340的刚度。通过将粘合面3404a和3404b置于同一平面上，以及通过使无论纺织物悬架340以哪一方向为上地安装都具有相同的刚度特征，纺织物悬架340被构造为允许纺织物悬架340以任一方向为上地安装在振动器中。这有助于简化振动器的制造。
用于将纺织物悬架附接到振动器的框架和磁体单元的粘合面3404a、3404b因此在纺织物悬架内位于同一水平处。换句话说，纺织物悬架340的顶表面和底表面中的每一者以及纺织物悬架340的内侧表面和外侧表面中的每一者的高度尺寸3408是相同的。此外，纺织物悬架340被构造为具有对称的刚度，使得纺织物悬架340的性能不受其在振动器中的取向的影响。因此，波纹部3402的间距相等，使得每个波纹部3402的尺寸3406相等。波纹部3402和纺织物悬架340的长度可以设置为使得在正常操作期间纺织物悬架340不会被完全拉伸，以防止刚度的非线性变化和因此带来的可预测性的操作降低，并且还可以防止纺织物悬架340承受过大的应力而可能随着时间的推移损坏纺织物悬架340。
图10A和图10B示出了金属悬架342a、342b、342c的不同构造，它们可以形成振动器中的远端悬架。金属悬架342a、342b、342c可以由钢形成，诸如回火不锈钢，例如AISI 301。所示的金属悬架342具有平面(即片状)构造，并且可以包括切口346，但也可根据所使用的材料采用其他构造。金属悬架342a、342b、342c的平面形状可有助于附接(例如粘合)到振动器的磁体单元。切口346是可配置的，以控制金属悬架342a、342b、342c的机械性能(例如强度、刚度、抗疲劳性)。金属悬架342b、342c包括用于附接到振动器的框架的附接片344，例如经由如上所述的卡口配合。
金属悬架342a、342b、342c可以通过例如从诸如不锈钢的金属片切割而形成。例如，金属片的合适厚度可以是0.5毫米。这可以为约60g的移动质量Mm提供约50Hz的谐振频率Fs。为了便于操作，优选地，金属悬架342a、342b、342c上没有毛刺或锋利的边缘，以避免对部件造成局部应力、对振动器其他部件造成摩擦和/或对操作部件的人员造成伤害。
金属悬架342a、342b、342c可以构造为提供特定的刚度K2，从而使振动器达到期望的谐振频率Fs。例如，设计参数包括金属片的厚度和类型、切口的长度和宽度、切口的数量和切口的半径。切口之间的金属区域可称为臂348。越长和越薄的臂趋于提供越低的整体刚度K2，对于臂348端部的增大的半径348也是如此。较低刚度的材料和所设计的悬架342a、342b、342c可以导致降低金属悬架342a、342b、342c的臂348上的应力，从而提高抗疲劳性能。当金属悬架342受到振动时，会产生疲劳，并可能导致金属悬架342a、342b、342c出现裂纹或失效。
在以上描述、以下权利要求书或者附图中所公开的特征(以它们特定的形式或者以用于执行所公开的功能的装置或者用于获得所公开的结果的方法或过程来表达)在适当的情况下可以单独地或者以这些特征的任意组合的形式来用于以其不同的形式实现本发明。
尽管已经结合上述示例性实施方案描述了本发明，但是当给出本公开时，许多等效的修改和变化对于本领域的技术人员来说将是显而易见的。因此，本发明的上述示例性实施例被认为是说明性的而非限制性的。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对所述实施例进行各种改变。
为了避免任何疑问，本文提供的任何理论解释都是为了提高读者的理解而提供的。本发明人不希望被任何这些理论解释所约束。
本文中所使用的任何章节标题仅用于组织目的，而不应被解释为限制所描述的主题。
在整个说明书(包括以下权利要求书)中，除非上下文另有要求，否则词语“包括”、“包含”以及诸如“包括了”、“包括有”和“包含有”的变体应被理解为隐含地包括所陈述的整体或步骤或者整体或步骤组合，但是并不排除任何其他整体或步骤或者整体或步骤组合。
必须注意的是，除非上下文另有明确指示，否则在本说明书和所附权利要求书中使用的单数形式“一个”、“一种”和“所述”都包括复数指代物。范围在本文中可以表示为从“大约”一个特定值和/或到“大约”另一个特定值。当表达这种范围时，另一个实施例包括从一个特定值和/或到另一个特定值。类似地，当通过使用先行词“大约”来将值表示为近似值时，应当理解的是，该特定值形成了另一个实施例。与数值相关的术语“大约”是任选的，并且意思是例如+/-10％。
参考文献
上面引用了一些出版文献，以便更充分地描述和公开本发明以及本发明所属领域的现状。下面提供了这些参考文献的完整引文。这些参考文献中每一者的全部内容均并入本文。
·US4354067(Yamada)
·US4675907(Itagaki)。
·US6377145B1(Kumagai)
·US7372968B2(Buos)。
Claims (15)
1.一种用于将振动传递到应用物的振动器，所述振动器具有：
框架，包括用于将所述振动器附接到所述应用物的应用物附接面；
磁体单元，构造为在气隙中提供磁场；
线圈组件，包括安装到音圈架的音圈，其中，所述音圈架在框架上的音圈架附接面处附接到框架，其中，所述音圈架构造为，当所述振动器处于休止时，将所述音圈定位在所述气隙中；
其中，所述磁体单元构造为，当通过向所述音圈供应电流来激活所述振动器时，沿着所述振动器的运动轴线相对于所述音圈移动；
其中，所述磁体单元通过悬挂装置从所述框架悬挂，所述悬挂装置包括将所述框架与所述磁体单元互连的近端悬架和将所述框架与所述磁体单元互连的远端悬架，其中，当所述振动器处于休止时，所述近端悬架比所述远端悬架更靠近所述框架上的所述音圈架附接面；
其中，所述近端悬架和所述远端悬架中的一者的刚度为K1，且另一者的刚度为K2，其中K2>K1，且比率K1/K2小于或等于0.4。
2.根据权利要求1所述的振动器，其中，K1在0.4N/mm至10N/mm的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的振动器，其中，K2在2N/mm至50N/mm的范围内。
4.根据前述任一权利要求所述的振动器，其中，所述刚度为K2的悬架是金属悬架。
5.根据前述任一权利要求所述的振动器，其中，所述刚度为K1的悬架是纺织物悬架。
6.根据前述任一权利要求所述的振动器，其中，近端悬架的刚度为K1，且远端悬架的刚度为K2。
7.根据前述任一权利要求所述的振动器，其中，所述刚度为K2的悬架包括位于其外周边上的一个或多个附接片，其中，所述框架包括一个或多个槽，每个槽与所述刚度为K2的悬架的外周边上的相应附接片相对应；其中，所述一个或多个附接片促进经由卡口配合将所述远端悬架机械附接到所述框架，在所述卡口配合中，所述附接片与所述框架中的相应槽卡合。
8.根据前述任一权利要求所述的振动器，其中，所述比率K1/K2小于或等于0.25。
9.根据前述任一权利要求所述的振动器，其中，所述磁体单元包括U形磁轭，所述U形磁轭当从横截面看时具有U形，其中，所述U形磁轭具有与所述U形的底部相对应的底端和与所述U形的开口端相对应的开口端，其中，所述U形磁轭以所述U形磁轭的所述底端比所述U形磁轭的所述开口端更远离所述音圈附接面的方式安装在所述振动器中。
10.根据权利要求9所述的振动器，其中，所述U形磁轭包括位于所述U形磁轭的所述开口端处的开口端附接面，其中，将所述框架与所述磁体单元互连的所述近端悬架的内周边在所述磁体单元的所述开口端附接面处附接到所述磁体单元，并且其中，所述U形磁轭包括位于所述U形磁轭的所述底端处的底端附接面，其中，将所述框架与所述磁体单元互连的所述远端悬架的内周边在所述磁体单元的所述底端附接面处附接到所述磁体单元。
11.根据权利要求10所述的振动器，其中，所述U形磁轭包括位于其开口端处的肩部以提供所述开口端附接面，以及位于其底端的肩部以提供所述底端附接面。
12.根据前述任一权利要求所述的振动器，其中，所述振动器由中平面划分为近端侧和远端侧，所述中平面垂直于所述运动轴线并且在所述振动器处于休止时穿过所述音圈，其中，所述振动器的所述近端侧位于所述中平面的包括所述音圈架附接面的一侧，所述振动器的所述远端侧位于所述中平面的距所述远端侧的另一侧，其中，所述近端悬架位于所述振动器的所述近端侧，且所述远端悬架位于所述振动器的所述远端侧。
13.一种装置，包括：
根据前述任一权利要求所述的振动器；
应用物，其中，所述振动器经由所述应用物附接面附接到所述应用物。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述应用物是汽车座椅或声学面板。
15.形成根据前述任一权利要求所述的振动器的方法，其中，所述方法包括：
在副框架上的音圈架附接面处将音圈架附接到所述副框架，其中，音圈安装到所述音圈架；
将磁体单元的U形磁轭的开口端附接到近端悬架的内周边，其中，所述磁体单元构造为在气隙中提供磁场；
将近端悬架的外周边附接到所述副框架；
将主框架附接到所述副框架以形成框架；
将远端悬架的外周边附接到所述主框架；以及
将所述磁体单元的所述U形磁轭的底端附接到所述远端悬架的内周边。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GBGB2108925.5A GB202108925D0 (en) | 2021-06-22 | 2021-06-22 | Shaker |
| GB2108925.5 | 2021-06-22 | ||
| PCT/EP2022/064746 WO2022268451A1 (en) | 2021-06-22 | 2022-05-31 | Shaker |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117501715A true CN117501715A (zh) | 2024-02-02 |
Family
ID=77050644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202280042704.8A Pending CN117501715A (zh) | 2021-06-22 | 2022-05-31 | 振动器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4360331A1 (zh) |
| CN (1) | CN117501715A (zh) |
| GB (1) | GB202108925D0 (zh) |
| WO (1) | WO2022268451A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB202218833D0 (en) * | 2022-12-14 | 2023-01-25 | Pss Belgium Nv | Shaker |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4354067A (en) | 1978-05-17 | 1982-10-12 | Bodysonic Kabushiki Kaisha | Audio-band electromechanical vibration converter |
| JPS6121699A (ja) | 1984-07-10 | 1986-01-30 | Pioneer Electronic Corp | 体感音響振動装置 |
| KR100446156B1 (ko) | 1999-03-03 | 2004-08-30 | 엔이씨 도낀 가부시끼가이샤 | 증가된 컴플라이언스를 가지며 나선형 댐퍼에 의해탄성적으로 지지되는 마그네틱 회로를 가지는 진동액추에이터 |
| EP1045613B1 (en) * | 1999-04-14 | 2005-06-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Driving circuit, electro-mechanical-acoustic transducer, and portable terminal apparatus |
| US7372968B2 (en) | 2000-11-08 | 2008-05-13 | New Transducers Limited | Loudspeaker driver |
| JP2002361174A (ja) * | 2001-06-11 | 2002-12-17 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | 振動アクチュエータ装置 |
| US7538463B2 (en) * | 2006-01-10 | 2009-05-26 | Citizen Electronics Co., Ltd. | Vibrator |
| US9621994B1 (en) * | 2015-11-16 | 2017-04-11 | Bongiovi Acoustics Llc | Surface acoustic transducer |
-
2021
- 2021-06-22 GB GBGB2108925.5A patent/GB202108925D0/en not_active Ceased
-
2022
- 2022-05-31 WO PCT/EP2022/064746 patent/WO2022268451A1/en active Application Filing
- 2022-05-31 CN CN202280042704.8A patent/CN117501715A/zh active Pending
- 2022-05-31 EP EP22732079.3A patent/EP4360331A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4360331A1 (en) | 2024-05-01 |
| GB202108925D0 (en) | 2021-08-04 |
| WO2022268451A1 (en) | 2022-12-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2020168632A (ja) | 振動アクチュエータ及び電子機器 | |
| KR100824436B1 (ko) | 전자음향변환기의 진동판 및 그 진동판을 갖는전자음향변환기 | |
| WO2015012303A1 (ja) | 発電装置、発電装置セットおよび発電システム | |
| US20050254682A1 (en) | Damper for speaker device, speaker device using the damper and manufacturing method therefor | |
| CN117501715A (zh) | 振动器 | |
| US9426578B2 (en) | Electromagnetic transducer | |
| WO2013073234A1 (ja) | 加振装置 | |
| EP3748823B1 (en) | Vibration actuator and electronic device | |
| CN103843361A (zh) | 电动式励磁器 | |
| CN211830531U (zh) | 线性振动马达和电子设备 | |
| JP7088604B2 (ja) | 振動アクチュエータ及び電子機器 | |
| JP6858088B2 (ja) | アクチュエータ | |
| CN110799273B (zh) | 致动器 | |
| US20230140711A1 (en) | Actuator | |
| WO2021145209A1 (ja) | アクチュエータ | |
| JP7290445B2 (ja) | アクチュエータ | |
| JP5549315B2 (ja) | 連結装置、及びリニアアクチュエータ | |
| WO2016076382A1 (ja) | 発電装置および発電システム | |
| KR20140128575A (ko) | 스피커의 서스펜션 | |
| WO2023032837A1 (ja) | アクチュエータ | |
| WO2024143034A1 (ja) | アクチュエータ | |
| US12027934B2 (en) | Vibration actuator and electronic device with vent hole | |
| JP7266852B2 (ja) | アクチュエータ | |
| JP4182698B2 (ja) | 振動パーツフィーダ | |
| WO2024126244A1 (en) | Shaker |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |