[發明專利]用于表面致動的扁平形換能器

有效

• 申請號: 202010434045.5
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111988709B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: O·I·艾考熱;M·J·紐曼;B·W·湯姆;C·維爾克
• 申請（專利權）人: 蘋果公司
• 主分類號: H04R9/02
• 分類號: H04R9/02;H04R9/06
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 鄒丹

本公開涉及用于表面致動的扁平形換能器，具體提供了一種換能器組件，該換能器組件包括：具有第一側面和第二側面的加強板；耦接到加強板的第二側面的音圈；沿加強板的第二側面定位的磁體組件，該磁體組件能夠操作以產生使得該磁體組件相對于音圈移動的磁場；和彈簧，該彈簧從加強板懸置磁體組件，使得磁體組件的移動驅動加強板的移動。

技術領域

本發明的一個方面涉及用于表面致動的扁平形換能器，更具體地，涉及一種具有結合到磁體組件內以減小總體厚度的懸置系統的扁平形換能器。也描述了其他方面并要求對其他方面進行保護。

背景技術

在現代消費電子產品中，隨著數字音頻信號處理和音頻內容傳送的不斷改進，音頻功能正在發揮越來越大的作用。在這方面，范圍廣泛的消費電子設備可以從音頻性能的改進中受益。例如，智能電話包括例如電聲換能器(諸如揚聲器)，其可以從音頻性能的改進中受益。然而，智能電話沒有足夠的空間來容納具有相對較大z高度或厚度的換能器或其它致動器。這對于某些便攜式個人計算機諸如膝上型電腦、筆記本電腦和平板電腦，并且在較小程度上，對于內置換能器的臺式個人計算機也是如此。然而，此類尺寸限制可帶來挑戰，因為結合到這些設備內的換能器或致動器可包括由各種部件的層疊組成的動圈式馬達。例如，動圈式馬達可包括位于框架內的隔膜、音圈和磁體組件，所有這些都增加了組件的總體z高度。

發明內容

本公開的一個方面涉及一種薄換能器，該薄換能器用作其所連接的表面的致動器。此類換能器在本文中也可稱為電動換能器或振動器。振動器(或表面致動器)可用于致動(例如，振動)其所連接的表面并且使用該結構作為其輻射表面。振動器的性能可取決于磁體馬達系統的慣量。由磁體馬達生成的慣量和力越大，它們在應用中變得越有效。然而，在不同的工作取向下，重的磁體質量由于設備的重力或加速度而在懸置件之上產生靜態載荷，并且可能迫使懸置件在平行于換能器的對稱軸之外的軸線上彎曲。任何懸置件都應約束磁體馬達的移動僅在對稱軸方向上，并且不應允許在磁體之上的任何兩點之間發生相對運動。為實現這一點，可使用具有高剛度的用以防止磁體馬達在平行于對稱軸之外的方向上移動的懸置件。然而，此類懸置件被定位在移動質量(例如，磁體)和致動表面之間的偏移空間中，這可增加懸置件的非線性行為，因為其必須完全塌縮以允許最大偏移。此外，剛性懸置構件導致給定質量的高共振頻率，這可能不利地影響組件的性能。

本文所公開的換能器組件通過將懸置組件結合在磁體組件層疊內部并且以使其不增加整體組件的z高度的方式來解決先前所論述的一些挑戰。例如，懸置組件可包括多個懸置元件或構件諸如彈簧(例如，片簧)，這些懸置元件或構件圍繞磁體組件的周邊布置，而不是從磁體組件的頂側或底側延伸，使得它們不增加z高度。除了減小z高度之外，還可通過將懸置元件(例如，片簧)添加至磁體組件的中心開口來實現防搖晃模式。中心開口中的懸置元件可以與磁體組件的對角線成大約90(±15)度的角度取向。如前所述相對于外部懸置元件旋轉內部懸置元件的一個優點是懸置系統在平行于輻射表面的平面中的剛度增加。此外，懸置元件可具有也有助于實現防搖晃模式的寬度尺寸。例如，懸置元件可具有覆蓋其所附接的磁體組件的側面的最多至1/12的寬度尺寸。此外，本發明所提出的懸置組件使得磁體馬達組件厚度能夠被懸置組件使用，從而為懸置幾何結構提供更大的空間。另外，本文所公開的懸置組件不必完全塌縮以允許磁體馬達組件的最大偏移。這繼而改善了懸置組件的線性操作范圍。此外，懸置構件(例如，彈簧)可制成大于偏移空間(例如，較大的z高度)，從而使得懸置件能夠更具柔性并且在給定的固定厚度下與移動質量(例如，磁體組件)達到較低的共振頻率。此外，在片簧懸置構件的情況下，片簧在與輻射表面平行的表面內提供高剛度，并且保護音圈不與磁體的金屬部件接觸。此外，組合的兩個懸置系統可提供附加優點，包括但不限于在設備被保持在豎直取向時使磁體組件的彎曲最小化，并且可對可能由跌落引起的高加速度值有效應。