振动发声装置和电子设备的制作方法

1.本发明涉及电声转换技术领域，特别涉及一种振动发声装置和应用该振动发声装置的电子设备。


背景技术：

2.智能电子设备尤其是手机类、手表类产品，通常需要兼具音频体验和震动触觉体验功能，音频体验来自于扬声器装置，触觉震动体验来自于马达装置，在提高用户音频和震动触觉体验过程中，相关技术中通常将扬声器装置和马达装置分别单独设置，导致在智能电子设备中占用空间大，布局效果不理想等问题，从而影响了智能终端的用户体验。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提供一种振动发声装置和电子设备，该振动发声装置将发声单元和振动单元集成于一体，可以有效减少对电子设备内部空间的占用，提升电子设备内部空间利用率。
4.为实现上述目的，本发明提出一种振动发声装置，所述振动发声装置包括：
5.发声单元，所述发声单元包括辅助壳、固定于所述辅助壳的振动系统和磁路系统，所述磁路系统包括沿第一方向排布并间隔设置形成磁间隙的两个磁组件，所述振动系统包括振膜和驱动所述振膜振动的音圈，所述音圈为扁平状，所述音圈设于所述磁间隙中，所述音圈的轴向平行于所述第一方向，所述振膜的振动方向垂直于所述音圈的轴向；及
6.振动单元，所述振动单元包括外壳、设于外壳内的定子、振子及连接所述振子和所述外壳的弹性件，所述辅助壳和所述外壳沿所述振膜的振动方向堆叠连接；
7.所述振动发声装置具有沿第一方向的宽度和沿第二方向的长度，所述第二方向垂直于所述振膜的振动方向和所述第一方向，所述长度≥1.5*所述宽度，所述振子沿所述第一方向振动。
8.在一实施例中，所述外壳包括底板以及与所述底板的周缘相连接的侧板，所述侧板包括相对设置的两个第一侧板以及连接两个所述第一侧板的第二侧板，所述第一侧板朝向所述外壳内弯折形成支撑板，所述发声单元支撑于所述支撑板。
9.在一实施例中，两个所述支撑板之间具有避让所述音圈的避让通孔。
10.在一实施例中，所述外壳为金属材质，所述辅助壳包括环形支架以及嵌设于所述环形支架的金属嵌件，所述金属嵌件与所述第二侧板和/或所述第一侧板焊接固定。
11.在一实施例中，所述振动系统还包括骨架，所述骨架连接所述振膜和所述音圈，所述音圈包括沿所述振膜的振动方向间隔的两个长轴边和连接两个所述长轴边的短轴边，所述骨架为两个且沿所述长轴边的延伸方向分布于所述音圈的两端。
12.在一实施例中，所述振动系统还包括导电支片，所述导电支片为两个且对应所述骨架分布于所述音圈的两端，所述导电支片包括依次连接的第一固定部、悬臂和第二固定部，所述第一固定部与所述骨架远离所述振膜的一端连接，所述第二固定部与所述辅助壳
连接；
13.所述辅助壳上设有导电端子，所述第一固定部上设有第一焊盘，所述第二固定部上设有第二焊盘，所述音圈的引线与所述第一焊盘连接，所述第二焊盘与所述导电端子连接。
14.在一实施例中，所述定子为设于外壳内的线圈，所述振子包括质量块和嵌设于所述质量块的永磁体组件，所述线圈固定于所述外壳且设于所述振子远离所述发声单元的一侧。
15.在一实施例中，所述永磁体组件具有第一磁化区和第二磁化区，沿所述振膜的振动方向，所述永磁体组件的第一磁化区和第二磁化区分别与所述外壳之间形成沿所述第一方向分布的第一磁隙和第二磁隙，所述第一磁隙和所述第二磁隙的磁场方向相反，所述线圈具有对应第一磁隙的第一线圈段和对应所述第二磁隙的第二线圈段，所述第一线圈段和所述第二线圈段的电流方向相反。
16.在一实施例中，所述振动发声装置还包括fpcb，所述fpcb包括第一导电端、第二导电端以及第三导电端，第一导电端向所述振动单元提供电信号，第二导电端向所述发声单元提供电信号，第三导电端分别电连接所述第一导电端和所述第二导电端并用于与外部电路电连接。
17.在一实施例中，所述fpcb包括设于所述外壳内且固定于所述线圈和所述外壳之间的第一部分以及延伸至所述外壳外的第二部分，所述第一部分设有所述第一导电端，所述第一导电端与所述线圈相连接，所述第二部分设有所述第二导电端和所述第三导电端；
18.所述辅助壳上设有导电端子，所述导电端子与所述音圈电连接，所述第二导电端延伸至所述辅助壳且和所述导电端子电连接。
19.在一实施例中，每个所述磁组件包括第二导磁板以及依次设于所述第二导磁板远离所述振膜一侧的第一磁体和第二磁体，所述第一磁体沿所述振膜的振动方向充磁，所述第二磁体的充磁方向与所述振膜的振动方向垂直，所述第二磁体靠近所述磁间隙的一端的磁极与所述第一磁体靠近所述第二导磁板的一端的磁极相反；
20.两个所述磁组件的相对的两个第一磁体的充磁方向相反，相对的两个第二磁体充磁方向相同。
21.在一实施例中，所述振动发声装置佩戴于使用者时，所述第一方向垂直于使用者的佩戴部位；
22.或者，所述振动发声装置放置于固定台面时，所述第一方向垂直于所述固定台面。
23.本发明还提出一种电子设备，所述电子设备包括设备壳体和上述所述的振动发声装置，所述振动发声装置设于所述设备壳体内。
24.在一实施例中，所述第一方向为所述电子设备的厚度方向；
25.所述电子设备佩戴于使用者时，所述第一方向垂直于使用者的佩戴部位；
26.或者，所述电子设备放置于固定台面时，所述第一方向垂直于所述固定台面。
27.本发明技术方案的振动发声装置的发声单元采用扁平音圈，形成磁间隙的两个磁组件分别位于音圈的两侧，相比于现有技术的环形音圈及形成环形磁间隙的磁路结构，具有更高的磁路利用率，使得音圈能够获得更大驱动力。同时，本发明创新地将发声单元与振动单元集成到一起，相比于传统发声单元和振动单元分别独立的器件，可以有效减少对电
子设备内部空间的占用，提升电子设备内部空间利用率。
附图说明
28.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。
29.图1(a)为本发明中的振动发声装置的结构示意图；
30.图1(b)为本发明中的振动发声装置的另一角度的结构示意图；
31.图2为本发明中振动发声装置的发声单元和振动单元的分离示意图；
32.图3为本发明中振动发声装置的剖面示意图；
33.图4为本发明中振动发声装置的发声单元的剖面示意图；
34.图5为本发明中振动发声装置的发声单元的分解示意图；
35.图6为本发明中振动发声装置的发声单元和振动单元的充磁方向示意图；
36.图7为图6中的发声单元和振动单元的磁场分布图；
37.图8为图6中的发声单元和振动单元的磁场分布图；
38.图9为图6中的静磁力和弹性件的弹性回复力及二者的合力示意图；
39.图10为图6中的发声单元的bl曲线和独立的发声单元的bl曲线的对比示意图；
40.图11为本发明又一实施例中振动发声装置的发声单元和振动单元的充磁方向示意图；
41.图12为图11中的静磁力和弹性件的弹性回复力及二者的合力示意图；
42.图13为本发明中振动发声装置的发声单元的部分结构分解图；
43.图14(a)为本发明中振动发声装置的发声单元的部分结构分解图；
44.图14(b)为图14(a)中的结构组合示意图；
45.图15为本发明中振动发声装置的发声单元的部分结构分解图；
46.图16为本发明中振动发声装置的发声单元的骨架的结构示意图；
47.图17为本发明中振动发声装置的发声单元的振膜的剖面示意图；
48.图18为本发明中振动发声装置的发声单元的塑胶部和磁组件的结构示意图；
49.图19为本发明中振动发声装置的发声单元的塑胶部和第二导磁板的分离示意图；
50.图20(a)为本发明中振动发声装置的发声单元的部分结构示意图；
51.图20(b)为图20(a)中的结构分解图；
52.图21(a)为本发明中振动发声装置振动单元和fpcb的组合示意图；
53.图21(b)为图21(a)的剖面示意图；
54.图22为图21(a)的分解示意图；
55.图23为本发明一实施例中振动发声装置的振动单元的分解示意图；
56.图24(a)为图23中振动发声装置的振动单元的俯视图；
57.图24(b)为沿图24(a)的b-b线的剖面示意图；
58.图25为本发明又一实施例振动发声装置的振动单元的分解示意图；
59.图26(a)为图25中振动发声装置的振动单元的俯视图；
60.图26(b)为沿图26(a)的b-b线的剖面示意图；
61.图27为本发明又一实施例振动发声装置的振动单元的分解示意图；
62.图28(a)为图27中振动发声装置的振动单元的俯视图；
63.图28(b)为沿图28(a)的b-b线的剖面示意图；
64.图29为本发明又一实施例振动发声装置的振动单元的分解示意图；
65.图30(a)为图29中振动发声装置的振动单元的俯视图；
66.图30(b)为沿图30(a)的b-b线的剖面示意图；
67.图31为本发明又一实施例振动发声装置的振动单元的分解示意图；
68.图32(a)为图31中振动发声装置的振动单元的俯视图；
69.图32(b)为沿图32(a)的b-b线的剖面示意图；
70.图33为本发明中振动发声装置的fpcb的结构示意图；
71.图34为本发明中电子设备的透视图。
72.附图标号说明：
73.[0074][0075][0076]
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
[0077]
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。
[0078]
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)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。
[0079]
同时，全文中出现的“和/或”或“且/或”的含义为，包括三个方案，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。
[0080]
另外，在本发明中如涉及“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，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。
[0081]
电子设备通常需要具有音频体验和振动触觉体验功能，音频体验来自于扬声器装置，触觉振动体验来自于马达装置，相关技术通常将扬声器装置和马达装置分别单独设置，导致在电子设备中占用空间大，特别是对电池体积造成比较大的影响，最终影响电子设备的使用时间，进而影响用户体验。
[0082]
基于上述问题，本方案提供一种振动发声装置，创新地将扬声器与马达集成到一起，相比于传统扬声器和马达分别独立的器件，可以有效减少对电子设备内部空间的占用，提升电子设备内部空间利用率。本方案电子设备可以是手机、ipad等便携式移动电子产品或手表、vr、ar等可穿戴设备等，在此不做限定。
[0083]
请结合参照图1至图33所示，在本发明实施例中，振动发声装置100包括发声单元1和振动单元2，发声单元1包括振动系统11、磁路系统12，磁路系统12包括沿第一方向排布并间隔设置形成磁间隙的两个磁组件，振动系统11包括振膜111、音圈112，音圈112设于磁间隙中并且驱动振膜111振动，音圈112为扁平状，音圈112的轴向平行于第一方向，振膜111的振动方向垂直于音圈112的轴向，音圈112具有沿振膜111的振动方向靠近振膜111的第一导线段和远离振膜111的第二导线段，两个磁组件形成的磁回路沿第一方向分别穿过第一导线段和第二导线段；振动单元2包括外壳21、设于外壳21内的定子、振子23及连接振子23和外壳21的弹性件24，振动单元2和发声单元1相连接。
[0084]
在本发明振动发声装置100的发声单元1采用扁平状的音圈112，形成磁间隙的两个磁组件分别位于音圈112的两侧，相比于现有技术的环形音圈112及形成环形磁间隙的磁路结构，本方案发声单元1的音圈112绝大部分都处于磁间隙内，具有更高的磁路利用率，使得音圈112能够获得更大驱动力。
[0085]
本方案的振动发声装置100，创新地将发声单元1与振动单元2集成到一起，相比于传统发声单元1和振动单元2分别独立的器件，可以有效减少对电子设备内部空间的占用，提升电子设备内部空间利用率。
[0086]
本发明实施例中，振动发声装置100具有沿第一方向的宽度和沿第二方向的长度，且长度大于宽度。即振动发声装置100具有窄长型结构，应用于电子设备时，可以更好地匹配电子设备的空间。可选地，本振动发声装置100应用于电子设备时，其宽度方向与电子设备的厚度方向平行，在振动发声装置100佩戴于使用者时，第一方向垂直于使用者的佩戴部位，或者，在振动发声装置100放置于固定台面时，第一方向垂直于固定台面。
[0087]
进一步地，振子23沿第一方向振动，第一方向垂直于振膜111的振动方向和第二方向，即振动单元2采用线性振动结构，相比于转子马达结构，具有更短的启停时间、更强的振感、更容易控制的优势，能够提升用户的使用体验。且应用于电子设备时，第一方向为电子设备的厚度方向，垂直于佩戴者的佩戴部位，可以提升佩戴者的使用体验。
[0088]
优选地，振动发声装置100的长度和宽度的比值大于等于1.5：1，即长度/宽度的值可以是5、4、3、2.5、2、1.5等，可以匹配不同的电子设备的厚度空间。可以理解地，振动发声装置100的长度和宽度的比值也可以是1.2:1等，实际应用中，根据电子设备的预留空间灵活调整振动发声装置100的尺寸，在此不作限制。
[0089]
作为其中一种实施方式，如图1和图3所示，振动单元2和发声单元1沿振膜111的振动方向堆叠设置，振动单元2沿振膜111的振动方向堆叠于发声单元1的下方。如此可以分别组装发声单元1和振动单元2的零部件，后续再将二者集成，提升生产效率。在一个实施例中，振动单元2的外壳21还可以对发声单元1的磁组件进行支撑，提供产品结构整体的稳定性。
[0090]
本实施方式中，外壳21可以是框体、箱体等具有收容空间的结构，定子、振子23及弹性件24收容于收容空间内。外壳21可以是一体成型结构，也可以包括多个部分组合形成，例如，外壳21包括底板211、与底板211相对的支撑板213以及连接所述底板211和所述支撑板213的侧板212，底板211、支撑板213、侧板212围成收容空间，发声单元1设于支撑板213。支撑板213还可以对发声单元1的磁组件进行支撑，提供产品结构整体的稳定性。
[0091]
在一实施例中，如图21至图32所示，定子为设于外壳21内的线圈22，振子23包括质量块232和设于质量块232的永磁体组件231，线圈22固定于外壳21且设于振子23远离发声单元1的一侧，振子23沿第一方向振动，第一方向垂直于振动方向和第二方向。具体的，线圈22设于底板211。
[0092]
作为一种具体的实施方式，外壳21是金属材质，可以更好地对发声单元1进行支撑，同时相比于塑胶材质的外壳21，金属外壳21可以减小振动单元2的尺寸，进一步减小对电子设备的空间的占用。质量块232可以是金属材质，例如钨钢，能够提升振子23的质量，进一步提升震感。同时，本方案的振子23沿与音圈112的振动方向相垂直的方向振动，即振动单元2采用线性振动结构，相比于转子马达结构，具有更短的启停时间、更强的振感、更容易控制的优势，能够提升用户的使用体验。
[0093]
在本发明实施例中，如图5所示，音圈112为长条状，音圈112的长度方向沿第二方向。本方案中，第二方向为振动单元2的长轴方向，即发声单元1的长轴和振动单元2的长轴对应设置，有利于发声单元1和振动单元2的集成设置。
[0094]
本实施例中，如图23至图32所示，永磁体组件231具有第一磁化区和第二磁化区，沿振膜111的振动方向，永磁体组件231的第一磁化区和第二磁化区分别与外壳21之间形成沿第一方向分布的第一磁隙和第二磁隙，第一磁隙和第二磁隙的磁场方向相反，线圈22具
有对应第一磁隙的第一线圈段2211和对应第二磁隙的第二线圈段222，第一线圈段221和第二线圈段222的电流方向相反。如此设置，永磁体组件231和线圈22配合产生第一方向的驱动力，驱动振子23沿第一方向振动。
[0095]
永磁体组件231的设置方式具有多种选择性，如图23和图24所示，永磁体组件231包括一个永磁体，永磁体包括沿第一方向分布的第一充磁区和第二充磁区，第一充磁区和第二充磁区均沿振膜111的振动方向充磁且充磁方向相反，第一充磁区和第二充磁区分别作为第一磁化区和第二磁化区，第一充磁区和第二充磁区分别和外壳21之间形成第一磁隙和第二磁隙。或者，如图25和图26所示，永磁体组件231包括两个永磁体，两个永磁体沿第一方向排布，两个永磁体均沿振膜111的振动方向充磁且充磁方向相反，两个永磁体分别作为第一磁化区和第二磁化区，两个永磁体和外壳21之间分别形成第一磁隙和第二磁隙。如此设置，零器件少，便于制造和组装。
[0096]
在其他实施例中，如图27和图28所示，永磁体组件231包括三个永磁体，三个永磁体包括中间磁体2311以及沿第一方向设于中间磁体2311两侧的外磁体2312，中间磁体2311沿第一方向充磁，两个外磁体2312沿振膜111的振动方向充磁且充磁方向相反，中间磁体2311两端的磁极分别与相邻侧的外磁体2312靠近线圈22一侧的磁极相同，两个外磁体2312分别作为第一磁化区和第二磁化区，两个外磁体2312和外壳21之间分别形成第一磁隙和第二磁隙。此种设置方式，永磁体组件231且具有磁场增强侧和磁场削弱侧，磁场增强侧面向线圈22，磁场削弱侧面向发声单元1。如此，可以在实现较强磁场的同时减少磁体的使用，降低制造成本。同时，磁场主要集中在面向线圈22的一侧，可以提升振动单元2的磁场强度，使得振动单元2产生更强的振感。
[0097]
在上述实施例中，永磁体组件231远离线圈22的一侧还可以设有第一导磁板233，第一导磁板233设于质量块232。永磁体组件231远离线圈22的一侧设置第一导磁板233，能够有效汇聚永磁体组件231远离线圈22的一侧的磁力线，可以避免磁场泄露，增强振动单元2的磁场，提升振动单元2的振动性能。
[0098]
本发明实施例中，永磁体组件231还可以有其他设置方式。例如，如图29和图30所示，永磁体组件231包括一个永磁体，永磁体沿第一方向充磁，永磁体沿第一方向的两侧均设有第一导磁件234，两个第一导磁件234分别作为第一磁化区和第二磁化区，两个第一导磁件234和外壳21之间分别形成第一磁隙和第二磁隙。本实施方式中，对永磁体水平充磁，且利用第一导磁件234对磁力线的方向进行引导，与线圈22共同作用实现振子23的振动功能。可以理解地，永磁体组件231也可以有其他的设置形式，实际使用过程中可以灵活选择。
[0099]
上述实施方式中，永磁体呈长条状，其长度方向沿第二方向，第一线圈段221和第二线圈段222为线圈22的长轴段。如此使得振子23在第一方向上受到最大的驱动力，保证振动单元2的振动性能。
[0100]
在一实施例中，如图23至图32所示，振动单元2设有两个弹性件24，两个弹性件24沿第一方向分别设于振子23的两侧，弹性件24包括两端的连接部以及中间的形变部，一连接部与振子23固定，另一连接部与和外壳21固定，形变部由一个连接部沿第二方向向另一个连接部延伸。
[0101]
本实施例中，弹性件24可以是金属材质，例如不锈钢材质等。弹性件24大体为一字型结构，减少对振动单元2在第一方向上的空间的占用，有利于振动单元2的薄型化设计。本
实施方式中，两个弹性件24分别设置在振子23的两侧，可以更好的支撑振子23，同时提升振子23的振动稳定性。需要说明的是，弹性件24也可以有其他的设置形式，例如弹性件24为多个，多个弹性件24设于振子23沿第二方向的两端或者振子23的端部区域等。
[0102]
作为其中一种实施方式，外壳21、质量块232、弹性件24均为金属材质，弹性件24与质量块232之间焊接固定，弹性件24与外壳21之间焊接固定，提升弹性件24的连接稳定性。
[0103]
在一实施例中，如图25所示，质量块232朝向线圈22的表面开设有第一凹槽23211，永磁体组件231设于第一凹槽23211。永磁体组件231设于第一凹槽23211，可以减小振子23的厚度，进一步降低振动单元2的厚度，便于振动单元2的薄型化设计，最终进一步减小振动发声装置100的厚度，减小其占用的电子设备200的体积。
[0104]
具体的，质量块232包括中间部2321和位于中间部2321两端的端部2322，两个端部2322相对于中间部2321朝向靠近线圈22的一侧凸出，中间部2321开设有第一凹槽23211，永磁体组件231嵌设于中间部2321。可选地，线圈22位于两个端部2322之间，线圈22与永磁体组件231相对设置。
[0105]
更进一步地，振动单元2还包括缓冲件25，缓冲件25沿第一方向分布于振子23的两侧。可选地，缓冲件25的材质为泡棉或硅胶。缓冲件25可以缓冲振子23和外壳21碰撞时的冲击，提升振动单元2的振动性能，提升用户的使用体验。
[0106]
可选地，缓冲件25为四个，四个缓冲件25分别固定于两个弹性件24沿第二方向的两端。具体可以设置在连接部上。
[0107]
在一实施例中，如图4至图6、图13、图15所示，发声单元1还包括辅助壳13，振动系统11和磁路系统12均固定于辅助壳13，辅助壳13与振动单元2的外壳21连接固定。本实施例中，辅助壳13包括环形支架131，振膜111结合于环形支架131的内周壁，振膜111与环形支架131一体注塑成型或热压成型。
[0108]
作为其中一种实施方式，环形支架131为塑胶材质，振膜111包括振膜本体1111和振动板1112，振动板1112设于振膜本体1111的中心区域。振膜本体1111可以采用液体硅橡胶通过注塑工艺与环形支架131一体成型，具体的，环形支架131作为嵌件置于模具内，然后再注塑液体硅橡胶到模具内形成振膜本体1111，在注入液体硅橡胶的过程中，液体硅橡胶与环形支架131结合，从而实现两者连接。
[0109]
或者，振膜本体1111采用固态的硅橡胶、aem橡胶或acm橡胶中的一种通过热压工艺与环形支架131一体成型。
[0110]
本实施例中，振膜111和环形支架131一体成型，可以提高二者的连接稳定性，振膜111和环形支架131之间无需涂胶，从而能够满足电子设备例如智能手表的高等级防水要求。
[0111]
可选地，发声单元1还包括防水密封圈115，防水密封圈115结合于环形支架131的外周壁，环形支架131、防水密封圈115为一体成型结构。具体的，防水密封圈115可以采用液体硅橡胶通过注塑工艺与所述环形支架131一体成型；或者，防水密封圈115采用固态的硅橡胶、aem橡胶或acm橡胶中的一种且通过热压工艺与环形支架131一体成型。进一步地，在防水密封圈115与环形支架131一体成型之后，振膜本体1111通过热压工艺与环形支架131结合到一起，即振膜111、环形支架131、防水密封圈115为一体成型结构，组合后的环形支架131具有更高的防水等级。
[0112]
在一实施例中，如图5、图14、图16、图20所示，振动系统11还包括骨架113，骨架113连接振膜111和音圈112，音圈112包括沿振膜111的振动方向间隔的两个长轴边1121和连接两个长轴边1121的短轴边1122，骨架113为两个且沿长轴边1121的方向分布于音圈112的两端。可以理解的，两个长轴边1121分别为第一导线段和第二导线段。通过骨架113连接振膜111和音圈112，可以解放音圈112的高度设计，同时便于调节音圈112在磁间隙中的位置。骨架113可以是金属材质，例如铝或者铝镁合金等，提升骨架113强度的同时利于散热。
[0113]
在本实施例中，振动系统11还包括导电支片114，导电支片114为两个且对应骨架113分布于音圈112的两端，导电支片114包括依次连接的第一固定部1141、悬臂1142和第二固定部1143，第一固定部1141与骨架113远离振膜111的一端连接，第二固定部1143与辅助壳13连接。导电支片114可以在音圈112的振动过程中实现对音圈112进行定心的作用，防止音圈112出现斜振、偏振情况。同时，通过导电支片114电连接音圈112和外部电路，可以防止将音圈112引线引出过长，避免引线在振动过程中与其他零件相互干涉，也避免引线断线风险。
[0114]
具体的，辅助壳13上设有导电端子1332，导电支片114的第一固定部1141上设有第一焊盘11411，第二固定部1143上设有第二焊盘11431，音圈112的引线与第一焊盘11411连接，第二焊盘11431与导电端子1332连接。
[0115]
在本实施例中，骨架113包括与振膜111连接的第一连接部1131、由第一连接部1131朝向音圈112弯折延伸的第二连接部1132、由第二连接部1132向远离音圈112的方向延伸形成的第三连接部1133以及由第三连接部1133弯折延伸形成的第四连接部1134，第一固定部1141与第四连接部1134连接固定，两个第二连接部1132沿第一方向位于音圈112的两侧且分别与音圈112相背离的两个侧面连接。可以理解地，两个第二连接部1132沿第一方向位于音圈112的两侧且分别与音圈112相背离的两个侧面连接，可以均衡地支撑音圈112，提升音圈112在磁间隙中的振动稳定性。
[0116]
在本实施例中，振动单元2的外壳21为金属材质，为了提升发声单元1和振动单元2连接的稳定性，环形支架131上还嵌设有金属嵌件132，金属嵌件132与金属外壳21焊接固定。金属嵌件132为环形，金属嵌件132开设避让槽1321，发声单元1的磁组件设于避让槽1321内。
[0117]
在本实施例中，辅助壳13还包括两个塑胶部133，两个塑胶部133沿第二方向设于辅助壳13的两端，塑胶部133位于避让槽1321内，塑胶部133上注塑有导电端子1332，导电端子1332的内焊盘与导电支片114的第二焊盘11431导电连接，导电端子1332的外焊盘露设于塑胶部133的外侧壁，便于与柔性线路板导电连接，进而与外部电路实现导电连接。
[0118]
本发明实施例中，如图4至图6所示，每个磁组件包括第二导磁板121以及依次设于第二导磁板121远离振膜111一侧的第一磁体122和第二磁体123，第一磁体122沿振膜111的振动方向充磁，第二磁体123的充磁方向与振膜111的振动方向垂直，第二磁体123靠近磁间隙的一端的磁极与第一磁体122靠近第二导磁板121的一端的磁极相反，两个磁组件的相对的两个第一磁体122的充磁方向相反，相对的两个第二磁体123充磁方向相同。如此设置，两个第二导磁板121之间形成第一磁间隙，第一导线段位于第一磁间隙中，两个第二磁体123之间形成第二磁间隙，第二导线段位于第二磁间隙中，磁路系统12的利用率更高，音圈112可以获得更大的驱动力。相比于采用环形音圈的常规发声单元，磁路系统的底部需要通过
导磁板导磁以实现磁场闭合，本实施例的发声单元1采用扁平音圈112，磁路系统12的底部的第二磁体123水平充磁，可以不使用导磁板而实现磁场的闭合。提升发声单元1的声学效果的同时进一步节省成本。
[0119]
可选地，第二导磁板121与塑胶部133一体注塑成型，两个塑胶部133之间形成限位槽1331，第一磁体122和第二磁体123设于限位槽1331内。需要说明的是，两个第二导磁板121的两端均与塑胶部133注塑，两个第二导磁板121可以是一体结构，也可以是分体结构。利用塑胶部133注塑第二导磁板121以及形成磁体限位结构，有效防止产品跌落时磁组件的分离和脱落，提升磁组件的连接牢固性。
[0120]
定义发声单元1的两个磁组件为第一磁组件和第二磁组件，沿振膜111的振动方向，永磁体组件231的第一磁化区与第一磁组件对应，第二磁化区与第二磁组件对应，并且，永磁体组件231与两个第二磁体之间不设置导磁性的部件，如图6至图12所示。
[0121]
本实施例中，在振动发声装置100处于工作状态时，发声单元1的磁场和振动单元2的磁场具有耦合作用。如图6至图8所示，第一磁组件中的第二磁体123靠近磁间隙的一端磁极为n极，第二磁组件中的第二磁体123靠近磁间隙的一端磁极为s极；沿振膜111的振动方向，第一磁化区靠近第一磁组件的一端的磁极为n极，第二磁化区靠近第二磁组件的一端的磁极为s极；振子23沿第一方向振动时，永磁体组件231和磁路系统12相互作用使得振子23受到与振子23的振动方向相同的磁力。即两者之间为正耦合作用。如图9所示，当振子23沿第一方向正向移动时，振子23受到沿振动方向的正向的磁力，当振子23沿第一方向负向移动时，振子23受到沿振动方向的负向的磁力，磁力的方向与弹性件24的弹性回复力的方向相反，充当振子23的“驱动力”，使弹性件24“变软”，此时，在不减薄弹性件24厚度(提升振动单元2的可靠性)的前提下，增大振子23的振幅，降低振动单元2的f0。例如，本发明的振动单元2的f0追求在160hz到240hz之内，此时可以让电子设备的振动体验更加舒适。或者，在相同的f0及其他条件下，可以增加弹性件24的厚度，提高振动单元2的可靠性。同时，如图10所示，在与振动单元2相结合时，发声单元1的力因子bl值也得到提升，即磁路系统12对音圈112的驱动力增强，进一步提升发声单元1的声学性能。
[0122]
同上，在需要提高振动单元2的f0时，可以加厚弹性件24，使弹性件24“变硬”以满足目标f0。当振子23的振动空间有限而难以加厚弹性件24时，可以采用图11所示的充磁方式，即第一磁组件中的第二磁体123靠近磁间隙的一端磁极为n极，第二磁组件中的第二磁体123靠近磁间隙的一端磁极为s极；沿振膜111的振动方向，第一磁化区靠近第一磁组件的一端的磁极为n极，第二磁化区靠近第二磁组件的一端的磁极为s极；振子23沿第一方向振动时，永磁体组件231和磁路系统12相互作用使得振子23受到与振子23的振动方向相反的磁力。即两者之间为负耦合作用。如图12所示，当振子23沿第一方向正向移动时，振子23受到沿振动方向的负向的磁力，当振子23沿第一方向负向移动时，振子23受到沿振动方向的正向的磁力，磁力的方向与弹性件24的弹性回复力的方向相同，充当振子23振动过程中的“阻力”，使弹性件24“变硬”，以提升振动单元2的f0。
[0123]
而当振动发声装置100处于非工作状态时，振子23处于静止位置，发声单元1的磁路系统12和振动单元2的永磁体组件231相互作用使得振子23在静止位置沿第一方向的两侧分别有相吸和相斥的力，永磁体组件231受力平衡，提升振动单元2的可靠性。
[0124]
可知，本发明的发声单元1的磁路系统12和振动单元2的永磁体组件231相互作用
以实现二者集成之后的振动发声装置100具有更好的振动发声性能，发声单元1的磁路系统12的充磁方式不仅仅是提升发声单元1自身的磁场驱动力，同时也具有和振动单元2的永磁体组件231的耦合作用。同时，振动单元2的永磁体组件231的充磁方式也根据需求设置，以达到和发声单元1的磁路系统12的磁场的正耦合或者负耦合。
[0125]
在一实施例中，如图13至图15、图17所示，振膜111包括振膜本体1111和振动板1112，振动板1112设于振膜本体1111的中心区域，振动板1112对应于骨架113设有第一加强筋11121，第一加强筋11121为环形且围成连接区域，骨架113与连接区域连接固定。具体的，第一加强筋11121自振膜111背离音圈112的一侧朝向面向音圈112的一侧凹陷形成。第一加强筋11121围合形成连接区域与骨架113固定，连接区域可以储存更多的胶水，增强振膜111和骨架113的连接稳定性。
[0126]
更进一步地，振动板1112还设有沿第二方向设置的第二加强筋11122，第二加强筋11122的两端与第一加强筋11121相连接。振动板1112设有第一加强筋11121和第二加强筋11122，可以提高振膜111的强度，提升发声单元1的声学性能。可以理解的，第一加强筋11121和第二加强筋11122可以一体冲压成型，也可以分体成型。
[0127]
在一实施例中，发声单元1还包括设于振膜111远离磁路系统12一侧的前盖135，前盖135与振膜111的周缘连接，前盖135为金属材质，前盖135设有正对振膜111的中心区域的通孔。在发声单元1的搬运安装过程中，前盖135可以有效避免振膜111受到外力损伤的风险，前盖135设有通孔，便于振膜111的声音向外辐射。
[0128]
在一实施例中，如图17所示，振膜111朝向远离音圈112的方向凸出，振膜111包括位于中间的中央部分1113及沿第二方向位于中央部分1113两端并且朝向靠近音圈112的方向弯折的边缘部分1114。如此可以更充分的利用电子设备的内部空间，例如圆形智能手表的内部空间，为电子设备内部其他零件预留较大的空间，例如电池等，如此可以延长电子设备的续航时间。需要说明的是，本实施例中的方案也可以应用于其它智能终端，例如vr、ar、手柄、手机等设备中。
[0129]
进一步的，中央部分1113为平面部或曲面部，边缘部分1114为平面部或曲面部。作为其中一种实施方式，如图11所示，中央部分1113为平面部，边缘部分1114为曲面部，这样设置不仅能高效利用整机空间，同时具有生产、检验更方便的优点，同时提升产品良率。
[0130]
如图1至图3、图21至图33所示，本发明振动发声装置100还包括fpcb3，fpcb3包括的第一导电端(图中未示出)、第二导电端321以及第三导电端322，第一导电端向振动单元2提供电信号，第二导电端321向发声单元1提供电信号，第三导电端322分别电连接第一导电端和第二导电端321并与外部电路电连接。本方案中，fpcb3同时向振动单元2和发声单元1提供电信号，减少振动发声装置100的零件的设置，有利于振动发声装置100的集成化设计。
[0131]
具体的，fpcb3包括设于外壳21内且固定于线圈22和外壳21之间的第一部分31以及延伸至外壳21外的第二部分32，第一部分31设有第一导电端，第二部分32设有第二导电端321和第三导电端322，第一导电端与线圈22连接，第二导电端321延伸至塑胶部133与导电端子1332连接，第三导电端322与外部电路连接。
[0132]
更具体地，为了更好的对fpcb3进行支撑及提升fpcb3电连接的稳定性，第二部分32至少部分贴合于外壳21的表面。
[0133]
在一实施例中，如图22所示，振动单元2的外壳21设有正对磁间隙的避让通孔210，
避让通孔210的尺寸大于音圈112沿振膜111的振动方向的投影的尺寸，避让通孔210用于增加音圈112的下振空间，进一步减小振动发声装置100的高度尺寸。
[0134]
具体的，外壳21包括底板211以及与底板211的周缘相连接的侧板212，相对设置的两个侧板212朝向外壳内弯折延伸形成支撑板213，发声单元1的磁组件设于支撑板213，两个支撑板213相间隔并且之间的间隔形成避让通孔210。
[0135]
进一步地，质量块232背离线圈22的表面设有第二凹槽(图中未标示)，第二凹槽与避让通孔210正对，第二凹槽的的尺寸大于音圈112沿振动方向的投影的尺寸，第二凹槽用于进一步增加音圈112的下振空间。如此，可进一步减小发声单元1的厚度尺寸，减小对电子设备内部空间的占用。
[0136]
在本发明的振动发声装置100中，振膜111还可以具有防水透气结构，在发声单元1的工作过程中，可以均衡振膜111两侧的气压，保证振膜111的振动稳定性，同时可以提升发声单元1的散热性能。防水透气结构设置于振膜111上，可以节省物料和生产、组装成本，同时发声单元1的设计更灵活、不受限制。
[0137]
防水透气结构具有多种设置方式，如图15所示，振膜111设有透气孔113，透气孔113上覆盖有防水透气件114。具体的，透气孔113可以设置在振膜111的中间区域或者边缘区域，或者透气孔113设置于中间区域和边缘区域，技术人员根据振膜111和发声单元1的结构灵活选择。
[0138]
可选地，透气孔113可以是一个通孔，也可以是多个阵列微孔。防水透气件114可以是采用eptfe(膨体聚四氟乙烯)材质或者ptfe(聚四氟乙烯)材质制成的防水透气膜或者是由其它织物材料与压敏胶、热敏胶、光敏胶等黏合剂结合而成的防水透气网。
[0139]
进一步地，防水透气件114表面还可以设有疏水层和/或疏油层。具体实施方式为在防水透气件114的表面涂覆疏水剂、疏油剂等材料，以达到更好的透气、防水、防尘的功能，满足不同的应用场景。可以理解地，本实施例中，防水透气件114具有一定的阻尼特性，满足发声单元1的声学性能需求。
[0140]
或者，振膜111包括振膜本体1111和振动板1112，振动板1112设于振膜本体1111的中央位置，振膜本体1111为多孔结构层，或者，振动板1112为多孔结构层，或者振膜本体1111和振动板1112均为多孔结构层。本实施例中，振动板1112设于振膜本体1111的中心区域，振膜本体1111可以具有通孔，振动板1112覆盖通孔，或者振膜本体1111不具有通孔，此为振膜111的常规结构，在此不做过多阐述。
[0141]
进一步地，振膜本体1111为采用聚酰亚胺、聚酯纤维、聚酰胺、聚四氟乙烯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚偏二氟乙烯材质中的任意一种制成的具有多孔结构的材料层或者采用几种材料的组合制成的多孔结构的材料层。多孔结构材料层的孔径大于空气分子的直径，且小于水分子的直径。上述材料制成的振膜本体1111可以均衡振膜111两侧的压差，提升振膜111的振动性能，使用中可以灵活调整振膜本体1111的弹性模量。
[0142]
振动板1112为有机气凝胶层，有机气凝胶层为采用聚酰胺类、聚酰亚胺类、聚酯类、聚氨酯类、醛类、聚烯烃类、多糖类和有机硅类中的任意一种制成或者采用几种材料组合制成，有机气凝胶层具有多孔结构，孔径大于空气分子的直径，且小于水分子的直径。采用上述材料制成的有机气凝胶层具有多孔结构，使得制成的有机气凝胶层可以均衡振膜111两侧的压差，提升振膜111的振动性能。同时，有机气凝胶层质量较轻，模量较大，不同类
型的有机气凝胶还具有不同的特性，具体可根据振动板的使用环境进行选择。
[0143]
可选地，有机气凝胶层包括有机气凝胶基体和分散于有机气凝胶基体内的增强材料，增强材料为碳纤维、织物纤维或金属粒子。增强材料可以提升振动板1112的结构强度，进而提升其刚度及阻尼性能，提升振膜的振动性能，进一步提升发声单元1的声学性能。
[0144]
可选地，有机气凝胶层包括有机气凝胶基体和分散于有机气凝胶基体内的导热材料，导热材料为铝、铜、银、镁、锡、铅、铁中的至少一种或者为氮化硼、碳化硼、碳化硅、氧化铝、石墨、碳纳米管、石墨烯及纳米碳粉中的至少一种。导热材料可以提升振动板1112的导热及散热性能，提升发声单元1工作环境的可靠性。
[0145]
本发明还提出一种电子设备200(如图34所示)，该电子设备200包括设备壳体201和上述的振动发声装置100，振动发声装置100设于设备壳体201内。该振动发声装置100的具体结构参照前述实施例的振动发声装置100的结构。
[0146]
可选地，第一方向为电子设备200的厚度方向；电子设备200佩戴于使用者时，第一方向垂直于使用者的佩戴部位；或者，电子设备200放置于固定台面时，第一方向垂直于固定台面，提升使用者的使用体验。例如，电子设备200为智能手表，其设备壳体201具有沿第一方向的厚度，振动发声装置100放置于设备壳体201时，振子23的振动方向沿手表的厚度方向，即用户的手腕皮肤感受到来自于垂直方向的振感，提升用户体验。由于本电子设备200采用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前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。
[0147]
以上所述仅为本发明的可选实施例，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。

技术特征：
1.一种振动发声装置，其特征在于，包括：发声单元，所述发声单元包括辅助壳、固定于所述辅助壳的振动系统和磁路系统，所述磁路系统包括沿第一方向排布并间隔设置形成磁间隙的两个磁组件，所述振动系统包括振膜和驱动所述振膜振动的音圈，所述音圈为扁平状，所述音圈设于所述磁间隙中，所述音圈的轴向平行于所述第一方向，所述振膜的振动方向垂直于所述音圈的轴向；及振动单元，所述振动单元包括外壳、设于外壳内的定子、振子及连接所述振子和所述外壳的弹性件，所述辅助壳和所述外壳沿所述振膜的振动方向堆叠连接；所述振动发声装置具有沿第一方向的宽度和沿第二方向的长度，所述第二方向垂直于所述振膜的振动方向和所述第一方向，所述长度≥1.5*所述宽度，所述振子沿所述第一方向振动。2.根据权利要求1所述的振动发声装置，其特征在于，所述外壳包括底板以及与所述底板的周缘相连接的侧板，所述侧板包括相对设置的两个第一侧板以及连接两个所述第一侧板的第二侧板，所述第一侧板朝向所述外壳内弯折形成支撑板，所述发声单元支撑于所述支撑板。3.根据权利要求2所述的振动发声装置，其特征在于，两个所述支撑板之间具有避让所述音圈的避让通孔；和/或，所述外壳为金属材质，所述辅助壳包括环形支架以及嵌设于所述环形支架的金属嵌件，所述金属嵌件与所述第二侧板和/或所述第一侧板焊接固定。4.根据权利要求1所述的振动发声装置，其特征在于，所述振动系统还包括骨架，所述骨架连接所述振膜和所述音圈，所述音圈包括沿所述振膜的振动方向间隔的两个长轴边和连接两个所述长轴边的短轴边，所述骨架为两个且沿所述长轴边的延伸方向分布于所述音圈的两端。5.根据权利要求4所述的振动发声装置，其特征在于，所述振动系统还包括导电支片，所述导电支片为两个且对应所述骨架分布于所述音圈的两端，所述导电支片包括依次连接的第一固定部、悬臂和第二固定部，所述第一固定部与所述骨架远离所述振膜的一端连接，所述第二固定部与所述辅助壳连接；所述辅助壳上设有导电端子，所述第一固定部上设有第一焊盘，所述第二固定部上设有第二焊盘，所述音圈的引线与所述第一焊盘连接，所述第二焊盘与所述导电端子连接。6.根据权利要求1所述的振动发声装置，其特征在于，所述定子为设于外壳内的线圈，所述振子包括质量块和嵌设于所述质量块的永磁体组件，所述线圈固定于所述外壳且设于所述振子远离所述发声单元的一侧。7.根据权利要求6所述的振动发声装置，其特征在于，所述永磁体组件具有第一磁化区和第二磁化区，沿所述振膜的振动方向，所述永磁体组件的第一磁化区和第二磁化区分别与所述外壳之间形成沿所述第一方向分布的第一磁隙和第二磁隙，所述第一磁隙和所述第二磁隙的磁场方向相反，所述线圈具有对应第一磁隙的第一线圈段和对应所述第二磁隙的第二线圈段，所述第一线圈段和所述第二线圈段的电流方向相反。8.根据权利要求6所述的振动发声装置，其特征在于，所述振动发声装置还包括fpcb，所述fpcb包括第一导电端、第二导电端以及第三导电端，第一导电端向所述振动单元提供电信号，第二导电端向所述发声单元提供电信号，第三导电端分别电连接所述第一导电端
和所述第二导电端并用于与外部电路电连接。9.根据权利要求8所述的振动发声装置，其特征在于，所述fpcb包括设于所述外壳内且固定于所述线圈和所述外壳之间的第一部分以及延伸至所述外壳外的第二部分，所述第一部分设有所述第一导电端，所述第一导电端与所述线圈相连接，所述第二部分设有所述第二导电端和所述第三导电端；所述辅助壳上设有导电端子，所述导电端子与所述音圈电连接，所述第二导电端延伸至所述辅助壳且和所述导电端子电连接。10.根据权利要求1所述的振动发声装置，其特征在于，每个所述磁组件包括第二导磁板以及依次设于所述第二导磁板远离所述振膜一侧的第一磁体和第二磁体，所述第一磁体沿所述振膜的振动方向充磁，所述第二磁体沿所述第一方向充磁，所述第二磁体靠近所述磁间隙的一端的磁极与所述第一磁体靠近所述第二导磁板的一端的磁极相反；两个所述磁组件的相对的两个第一磁体的充磁方向相反，相对的两个第二磁体充磁方向相同。11.根据权利要求1所述的振动发声装置，其特征在于，所述振动发声装置佩戴于使用者时，所述第一方向垂直于使用者的佩戴部位；或者，所述振动发声装置放置于固定台面时，所述第一方向垂直于所述固定台面。12.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括设备壳体和如权利要求1至11中任一项所述的振动发声装置，所述振动发声装置设于所述设备壳体内。13.根据权利要求12所述的电子设备，其特征在于，所述第一方向为所述电子设备的厚度方向；所述电子设备佩戴于使用者时，所述第一方向垂直于使用者的佩戴部位；或者，所述电子设备放置于固定台面时，所述第一方向垂直于所述固定台面。

技术总结
本发明公开一种振动发声装置和电子设备，振动发声装置包括堆叠设置的发声单元和振动单元，发声单元的磁路系统包括沿第一方向排布并间隔设置形成磁间隙的两个磁组件，振动系统包括振膜和驱动振膜振动的音圈，音圈为扁平状，音圈设于磁间隙中，音圈的轴向平行于第一方向，振膜的振动方向垂直于音圈的轴向；振动单元包括外壳、设于外壳内的定子、振子及连接振子和外壳的弹性件；振动发声装置具有沿第一方向的宽度和沿第二方向的长度，第二方向垂直于振膜的振动方向和第一方向，长度≥1.5*宽度，振子沿第一方向振动。本发明振动发声装置将发声单元和振动单元集成于一体，可以有效减少对电子设备内部空间的占用，提升电子设备内部空间利用率。部空间利用率。部空间利用率。


技术研发人员：蔡晓东 刘松 李波波
受保护的技术使用者：歌尔股份有限公司
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/8/9