一种振动发声装置和发声系统的制作方法

1.本实用新型涉及电声设备技术领域，具体涉及一种振动发声装置和发声系统。


背景技术：

2.随着互联网和移动通信的普及，人们在日常办公、生产和生活中普遍使用手机、平板电脑、笔记本电脑、电视等电子消费品。这些产品近些年来都采用较大的屏幕和薄型化设计，其有限的空间只能容纳更薄更小的扬声器模组。较小的扬声器模组使得整体设备的音频重放带宽相比传统音响类产品要差很多，尤其是低频表现不足。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种振动发声装置和发声系统，该振动发声装置通过设置具有非对称镂空结构的弹片，有效地将振动发声装置低频段的本征振动与其他振动模态分开，避免由于模态简并导致的强共振，提升整体结构的低频表现。
4.第一方面，本实用新型实施例提供了一种振动发声装置，所述振动发声装置包括：
5.线圈，设置在所述振动发声装置内部；
6.磁路系统，包括设置在所述线圈内侧的磁性结构和包裹所述线圈与所述磁性结构的导磁结构，所述导磁结构靠近所述线圈开口的两侧具有支撑部；
7.两个弹片，分别设置在所述线圈开口两端，所述弹片包括与所述支撑部抵接的第一连接部、套设在所述第一连接部外侧的第二连接部和设置在所述第一连接部与所述第二连接部之间的弹性部，所述弹性部为非对称设置的镂空结构。
8.进一步地，所述弹性部包括多个分别连接所述第一连接部和所述第二连接部的弹性件，所述弹性件具有至少一个弯折结构。
9.进一步地，所述弹性件与所述第一连接部连接的第一段和与所述第二连接部连接的第二段的横截面面积不相等。
10.进一步地，所述弹片包括至少两层金属材料和至少一层高分子材料，所述弹片的最外层均为所述金属材料。
11.进一步地，所述振动发声装置包括：
12.两个所述线圈，两个所述线圈相互间隔设置，两个所述线圈的引出电极相互独立；
13.两个线路板，分别设置在两个所述线圈之间，两个所述线路板与两个所述线圈的所述引出电极一一对应连接。
14.进一步地，所述导磁结构还包括围绕所述线圈外侧设置的筒状外导磁框架，所述外导磁框架包括包裹所述线圈外侧的外框和凸设在两个所述线圈之间的支撑端，所述外框开设定位所述线路板的定位口，所述定位口设置在所述外框靠近所述支撑端一侧。
15.进一步地，所述外框包括第一框架和第二框架，所述第一框架和/或所述第二框架靠近所述支撑端设置有构成所述定位口的台阶结构，所述第一框架和所述第二框架通过相互配合的连接结构连接。
16.进一步地，所述导磁结构包括内导磁框架和导磁板，所述导磁板配合所述内导磁框架包裹所述磁性结构和所述线圈，所述内导磁框架远离所述线圈一侧设置至少一个配重块。
17.进一步地，所述振动发声装置还包括设置在所述配重块一侧的缓冲结构。
18.第二方面，本实用新型实施例还提供了一种发声系统，所述发声系统包括：
19.如第一方面所述的振动发声装置；
20.导振片，分别连接所述振动发声装置和待激励物。
21.本实用新型实施例提供了一种振动发声装置和发声系统，该振动发声装置包括线圈、磁路系统和两个弹片，磁路系统部分和线圈因变化的电流产生的磁场相互作用，从而产生振动，两个弹片分别设置在磁路系统两端控制其振动幅度。具体地，弹片具有非对称设置的镂空结构，从而有效避免振动过程中由于模态简并导致的强共振，提升振动发声装置的低频表现。此外，具有非对称的镂空结构的弹片可以有效抑制各模态的振动幅度，将由于反相振动导致的频率响应曲线上的起伏降低，获得更为平坦的频率响应和高频带宽，提升振动发声装置的中高频表现。
附图说明
22.通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
23.图1是本实用新型实施例提供的振动发声装置的爆炸示意图；
24.图2是本实用新型实施例提供的发声系统工作状态下弹片位移示意图；
25.图3是本实用新型实施例提供的发声系统的立体结构示意图；
26.图4是本实用新型实施例一提供的弹片的俯视图；
27.图5是本实用新型实施例二提供的弹片的俯视图；
28.图6是本实用新型实施例三提供的弹片的俯视图；
29.图7是本实用新型实施例提供的振动发声装置的剖视图；
30.图8是本实用新型实施例提供的设置线圈的外导磁框架的剖视图；
31.图9是本实用新型实施例提供的外导磁框架的俯视图；
32.图10是本实用新型实施例提供的第一框架的立体结构示意图；
33.图11是本实用新型实施例提供的第二框架的立体结构示意图；
34.图12是本实用新型实施例提供的外导磁框架与线路板的俯视图；
35.图13是本实用新型实施例提供的线路板的俯视图；
36.图14是本实用新型实施例提供的线路板与线圈的俯视图；
37.图15是本实用新型实施例一提供的磁路系统的剖视图；
38.图16是本实用新型实施例二提供的磁路系统的剖视图；
39.图17是本实用新型实施例三提供的磁路系统的剖视图；
40.图18是本实用新型实施例提供的导振片的俯视图；
41.图19是本实用新型实施例一提供的发声系统的侧视图；
42.图20是本实用新型实施例二提供的发声系统的侧视图；
43.图21是本实用新型实施例三提供的发声系统的侧视图；
44.图22是本实用新型实施例四提供的发声系统的侧视图；
45.图23是本实用新型实施例提供的发声系统的示意图；
46.图24是本实用新型实施例提供的发声系统的第一种应用示意图；
47.图25是本实用新型实施例提供的发声系统的第二种应用示意图。
48.附图标记说明：
49.1-线圈；
50.2-磁路系统；21-磁性结构；21a-中心磁性结构；21b-环形磁性结构；22-导磁结构；23-支撑部；
51.3-弹片；31-第一连接部；32-第二连接部；33-弹性部；331a-第一弹性件；331b-第二弹性件；331c-第三弹性件；331d-第四弹性件；331e-第五弹性件；331f-第六弹性件；331g-第七弹性件；331h-第八弹性件；331i-第九弹性件；331j-第十弹性件；332-弯折结构；34-盖板；
52.4-线路板；4a-外引出部；4b-内引出部；41-第一电极；42-第二电极；43-第三电极；44-第四电极；45-第五电极；46-第六电极；47-第七电极；48-第八电极；
53.5-外导磁框架；51-外框；511-定位口；512-第一框架；513-第二框架；513a-第一支撑板；513b-第二支撑板；513c-第三支撑板；514-台阶结构；515a-第一连接结构；515b-第二连接结构；52-支撑端；
54.61-导磁板；62-内导磁框架；71-配重块；72-缓冲结构；
55.8-导振片；81-绝缘段；82-导体段；83-连接段；84-内环；85-导振端；86-卡接结构；
56.9-待激励物；10-发声系统；101-振动发声装置；11-电路；12-反馈线圈。
具体实施方式
57.以下基于实施例对本实用新型进行描述，但是本实用新型并不仅仅限于这些实施例。在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。为了避免混淆本实用新型的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
58.此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
59.除非上下文明确要求，否则在说明书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
60.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
61.除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在实用新型中的具体含义。
62.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
63.图1是本实用新型实施例提供的振动发声装置的爆炸示意图，振动发声装置101包括线圈1、磁路系统2和两个弹片3。磁路系统2部分设置在所述线圈1内侧，两个弹片3分别设置在磁路系统2未被线圈1遮盖的两端上。弹片3另一侧通过盖板34、导振片8连接待激励物9，当磁路系统2发生相对于线圈1的运动时，弹片3随之运动并激励待激励物9产生机械振动，从而待激励物9振动发声。
64.进一步地，磁路系统2包括活动设置在线圈1内侧的磁性结构21。在本实施例中，磁性结构21为永磁铁，例如钕铁硼材料。永磁铁分别产生靠近线圈1方向和远离线圈1方向的磁力线。磁路系统2还包括包裹线圈1与磁性结构21的导磁结构22。
65.导磁结构22由设置在线圈1外侧的筒状外导磁框架5和设置在外导磁框架5两侧开口处的导磁板61构成。导磁板61贴合设置在磁性结构21靠近弹片3的两端，导磁板61用于封闭向导磁板61方向延伸并远离线圈1方向的磁力线，从而增强磁路系统2内部的磁场强度，并降低周围其他器件受到的磁场干扰。两块导磁板61和磁性结构21构成中心磁路结构，该中心磁路结构周侧的线圈1由于内部通电产生磁场。中心磁路结构在磁场作用力驱动下进行上下运动。在本实施例中，导磁板61为spcc材料(steel plate cold common，冷轧碳钢薄板及钢带)，导磁板61与导磁结构22通过胶水粘接构成磁路系统2的中央部分。外导磁框架5用于封闭向外导磁框架5方向延伸并远离线圈1方向的磁力线，使得集中在所述线圈1上的磁通量达到最大，并为线圈1提供均匀的磁场。在本实施例中，外导磁框架5为中空的棱柱，该棱柱各个侧面之间的夹角为圆角。导磁板61和磁性结构21为侧边具有圆角的立方体。外导磁框架5和导磁板61之间构成了容置磁性结构21的磁间隙。由于当间隙越接近圆环形时，所形成的磁间隙区域越均匀，产生的磁场力更加稳定，在一些实施例中，外导磁框架5为圆筒结构，导磁板61和磁性结构21为厚度不同的圆柱体。
66.如图1所示，导磁板61向弹片3方向凸设支撑部23，弹片3具有与支撑部23抵接的第一连接部31。支撑部23为与第一连接部31形状相匹配的空心结构，从而在增大与第一连接部31接触面积的同时降低导磁板61的重量。在本实施例中，支撑部23与第一连接部31均为具有圆角的矩形环，第一连接部31与支撑部23胶水粘接或激光焊接。弹片3和中心磁路结构连接构成振动系统，中心磁路结构在线圈1提供的磁场中产生运动趋势，弹片3通过自身弹性来辅助中心磁路结构进行上下运动。支撑部23增加了弹片3与中心磁路结构的间距，即，使得弹片3与导磁板61贴合磁性结构21部分的间距增大，从而增大了弹片3的变形空间和位移距离。图2是本实用新型实施例提供的发声系统工作状态下弹片位移示意图，图中阴影为当振动系统移动至靠近待激励物9一侧时弹片3的变形位移(弹片3包括非对称设置的镂空结构，镂空部分在该剖面图中无法被剖到，因而图中阴影不连续)。如图2所示，此时中心磁路结构向待激励物9靠近，弹片3发生形变并控制中心磁路结构的振动幅度，确保整体设备发声的同时中心磁路结构不会与待激励物9发声碰撞并损坏。
67.图3是本实用新型实施例提供的发声系统的立体结构示意图，弹片3包括与支撑部23抵接的第一连接部31、套设在第一连接部31外侧的第二连接部32和设置在第一连接部31与第二连接部32之间的弹性部33。在本实施例中，第一连接部31和第二连接部32为同心设置的具有相同形状的结构，具体地，第一连接部31和第二连接部32均为具有圆角的空心矩形。在一些实施例中，第一连接部31和第二连接部32为不同形状的结构，例如，第一连接部31为实心矩形，第二连接部32为圆环。
68.进一步地，弹性部33为非对称设置的镂空结构，弹性部33包括多个分别连接所述第一连接部31和所述第二连接部32的弹性件331。在本实施例中，弹性件331a，331b，331c，331d，331e，331f，331g，331h，331i，331j均具有至少一个弯折结构332，从而具有更好的力学特性以改善中心磁路结构的振动模态。弹性部33中的弹性件331为非对称或非等宽结构，从而有效地将整体振动发声装置101的低频段中的本征振动模态分开，避免由于模态简并导致的强共振。此外，由于弹性部33的非对称结构，可以有效抑制中高频段中各模态的振动幅度，将由于反相振动导致的声压频率响应曲线上的起伏降低，获得更为平坦的声压频率响应和高频带宽。
69.图4是本实用新型实施例一提供的弹片的俯视图，本实用新型实施例一提供的弹片3具有三个不同且均不对称的弹性件，三个弹性件的各处横截面积处处相等。第一弹性件331a具有三个弯折结构332，相邻弯折结构332的弯折方向相反。第一弹性件331a从中部分别向第一连接部31和第二连接部32倾斜延伸并向相反的方向弯折，靠近第二连接部32一侧在弯折后与第二连接部32连接，靠近第一连接部31一侧在弯折后再沿第一次弯折方向的相反方向弯折并连接第一连接部31。第一侧连接点，第二侧连接点和中点近似位于同一直线。第二弹性件331b的中部分别与第一连接部31的邻边和第二连接部32的邻边平行，所述中部的两端分别向相反方向朝向第一连接部31和第二连接部32弯折。朝向第一连接部31一侧的弯折结构332为圆弧状弯折，朝向第二连接部32一侧的弯折结构332为折角，且折角为锐角，即，该弯折结构332相对于中部具有大于90
°
的转角。第三弹性件331c中部为圆弧，圆弧的弦分别与第一连接部31的邻边和第二连接部32的邻边近似平行，中部两端分别具有两个弯折方向相反的弯折结构332。朝向第二连接部32的弯折结构332的相对于中部的弯折角度为锐角，该弯折结构332的端部连接在第二连接部32的圆角处。朝向第一连接部31一侧的弯折结构332具有相对于中部大于90
°
的弯折，随后进行相反方向的弯折，最终端部与第一连接部31的邻边垂直并与之连接。第一弹性件331a、第二弹性件331b和第三弹性件331c的两端分别连接在第一连接部31和第二连接部32相邻的三条侧边上。
70.图5是本实用新型实施例二提供的弹片的俯视图，本实用新型实施例二提供的弹片3的弹性部33具有三个不同的弹性件，三个弹性件由靠近第二连接部32一侧至靠近第一连接部31处的横截面积逐渐减小。第四弹性件331d与第一弹性件331a的弯折结构332分布相同，二者仅局部横截面积不同。第五弹性件331e与第二弹性件331b的形状近似相同，仅局部横截面积不同。第六弹性件331f和第三弹性件331c相互对应，仅局部横截面积不同。在一些实施例中，弹性件由靠近第二连接部32一侧至靠近第一连接部31处的横截面积逐渐增大，或者弹性件中部处的横截面面积大于或小于弹性件端部的横截面面积。
71.图6是本实用新型实施例三提供的弹片的俯视图，实施例三提供的弹性部33具有四个不同的弹性件，四个弹性件由靠近第二连接部32一侧至靠近第一连接部31处的横截面积逐渐减小。第七弹性件331g具有四个弯折结构332，相邻弯折结构332具有相反的弯折方向。第七弹性件331g随与第一连接部31间距的减小，其横截面积逐渐减小。第八弹性件331h具有三个弯折结构332，且相邻的弯折结构332的弯折方向相反。第八弹性件331h一端连接在第一连接部31的圆角处，随距离该连接点距离的增加，第八弹性件331h的横截面宽度增大。第九弹性件331i与第五弹性件331e结构相同，第十弹性件331j与第六弹性件331f的结构相同。
72.在本实施例中，振动发声装置101具有两个弹片3，两个弹片3可以为相同图案或不同图案，例如，靠近待激励物9一侧的弹片3为实施例一的弹片3，远离待激励物9一侧的弹片3为实施例二的弹片3。两弹片3具有不同的形状可以确保二者具有不同的共振频率，从而调整整体振动发声装置101的模态，减少由于对称结构导致的模态简并，从而避共振模态集中、共振加剧。当系统需要更优的稳定性时，优选使用具有不同横截面宽度的弹性件，可以有效改善振动系统的稳定性，减少共振模态简并。当采用具有不同的图案/结构的弹片3时，可以对振动的不稳定模态(通常表现为晃动/摇摆/滚振)进行抑制。同一弹片3中的弹性件331可以具有不同位置以及大小的弯折结构332，并且可以具有相同或不同的横截面面积以及横截面面积变化趋势。
73.进一步地，弹片3为复合材料制成，具有内阻尼特性，可以有效的抑制共振点附近的振动幅度，当振动发声装置101驱动的待激励物9最终的共振点附近的发声频带带宽可以有效拓展。此外，当整体结构受到外界冲击(跌落撞击)时，具有复合材料构成的弹片3可以更有效的吸收和抑制受冲击产生的振幅，减小结构的应力损伤风险。
74.在本实施例中，弹片3为金属材料和高分子材料相互叠加制作，且弹片3两侧的最外层均为金属材料，从而使得整体结构具有更好的阻尼特性。金属材料可以为不锈钢、铜片或其他金属，高分子材料可以为环氧树脂、塑料、聚氨酯树脂、硅橡胶等材料，弹片3的层数和每层厚度根据振动发声装置101的具体需求进行调整。具体地，弹片3为两层金属材料中间设置一层高分子材料制成的三明治型夹层复合材料。两侧的金属材料为30μm厚度的sus304不锈钢，中间层为40μm厚度的环氧树脂构成的胶层。中间胶层使得整体结构具备较大的内阻尼，可以有效降低振动系统的共振q值(即品质因子，q值越低表示振子能量损失的速率越快，振动持续时间越短)。中间的胶层吸收由弹片3弯曲变形时产生的应力，改善材料的耐疲劳特性，延长振动发声装置101的寿命。制作此种弹片3时，先将中间层的环氧树脂涂敷到底层不锈钢的卷料上，再将上层的不锈钢料带展开后与中间层环氧树脂粘合起来，3层材料通过一组间隙为100μm的轧辊复合起来，再进入后续的材料冲切环节。
75.在一些实施例中，弹片3为共混复合材料制成，例如环氧树脂增强的玻璃纤维板，环氧树脂增强碳纤维板。弹片3还可以为高分子塑胶制成，例如abs(acrylonitrile butadiene styrene copolymers，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)，pet(polyethylene glycol terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)，peek(poly(ether-ether-ketone)，聚醚醚酮)，pe(polyethylene，聚乙烯)，pc(polycarbonate，聚碳酸酯)，pom(polycarbonate，聚甲醛)，pbt(polybutylene terephthalate，聚对苯二甲酸丁二酯)，ppa(polyphthalamide，聚邻苯二甲酰胺)，lcp(liquid crystal polymer，液晶高分子聚合物)，pu(polyurethane，聚氨酯)，硅橡胶等。
76.振动发声装置101还包括连接外导磁框架5和弹片3的盖板34，盖板34为中空的环状结构，其外侧形状与导磁框架5相配合，其内侧形状与第二连接部32相匹配。图7是本实用新型实施例提供的振动发声装置的剖视图，如图所示，弹片3位于外导磁框架5靠近线圈1一侧，盖板34的内侧连接弹片3的第二连接部32，盖板34的边缘与外导磁框架5连接。由于外导磁框架5的端部与待激励物9距离较近，为保证弹片3具有较大的振动空间，盖板34包括向弹片3内部凸设的凸台，凸台与第二连接部32形状相匹配，从而弹片3可以与盖板34紧密连接并设置在外导磁框架5靠内侧的位置。在本实施例中，盖板34与外导磁框架5通过胶粘剂、激
光焊接或部分焊接部分胶粘的方式粘接。盖板34与第二连接部32通过胶粘剂的方式连接。
77.盖板34为金属材料或高分子塑料，具体地，可以为不锈钢、铜合金、pbt(polybutylene terephthalate，聚对苯二甲酸丁二酯)、ppa(polyphthalamide，聚邻苯二甲酰胺)、lcp(liquid crystal polymer，液晶高分子聚合物)等材料构成。在一些实施例中，盖板34与弹片3一体注塑形成，有效减少部件数量、简化组装流程，并且可以增加结构的强度。
78.在本实施例中，振动发声装置101包括两个线圈1和与线圈1一一对应设置的两个线路板4。如图7所示，两个线圈1间隔设置在振动发声装置101内，线圈1一侧贴合外导磁框架5，振动系统设置在线圈1内部。两个线圈1的引出电极相互独立并分别焊接到对应的线路板4上，从而实现两个线圈1的独立控制，使得振动发声装置101控制更加灵活。并且，线路板4的设置减少线圈1引出段暴露在容易腐蚀或受冲击断裂导致开路的风险，提升器件的可靠性。
79.图8是本实用新型实施例提供的设置线圈的外导磁框架的剖视图，外导磁框架5包括包裹所述线圈1外侧的外框51和凸设在两个所述线圈1之间的支撑端52。外框51和支撑端52用过冲压工艺制成，外框51端部至支撑端52支撑面的距离与线圈1的高度相等。线圈1与外框51和/或支撑端52使用胶水粘接。当线圈发生移动时，外导磁框架5通过粘接力对线圈1进行限位，支撑端52通过自身结构阻碍上侧线圈1向下运动以及下侧线圈1向上运动，从而对线圈1进行限位。支撑端52在结构上可以看作横筋，从而有效增强外框51的强度。由此，当外导磁框架5强度不变的情况下，外框51的厚度可以进行减薄，从而有效增加线圈1排列的窗口面积(线圈1的有效容纳区间)以增加线圈1的匝数。以50μm直径的铜线线圈1为例，能够安全流过0.5a的瞬时电流。在原设计磁间隙为0.3mm(即300μm的)的情况下，由于需要预留0.1mm的安全间隙，线圈1只能设置4层(0.2mm/50μm＝4层)。而当对外框51金属制作0.1mm的压痕后，可以增加0.1mm/0.05mm＝2层的排线，使得线圈1总长度增加50％。从而在仍保障0.5a的驱动电流的情况下，由于线圈1长度l的增加而提升线圈1的对磁性结构21的驱动力(依据f＝b*il，f为安培力，b表示磁感应强度，i表示通过直导线的电流强度，l表示磁场中直导线的长度)。并且，更长的线圈1使得振动发声装置101的电-力转换效率(与线圈1的长度值成正比)提升，增大振动发声装置101的振动输出。
80.进一步地，支撑端52具有间隙，从而在实现支撑作用的同时减少外导磁框架5的整体重量。图9是本实用新型实施例提供的外导磁框架的俯视图，图9中的上侧线圈1以及移除，仅剩设置在支撑端52下侧的下侧线圈1。如图所示，支撑端52只设置在线圈1相对的两侧，且每侧支撑端52的中部设置空隙。并且，支撑端52的长度s小于等于线圈1的厚度w，从而在保证支撑作用的同时进一步降低外导磁框架5的重量。
81.如图1所示，所述外框51上开设定位线路板4的定位口511，线路板4端部从定位口511伸出并与其他设备连接。在本实施例中，线路板4设置在支撑端52和线圈1之间，定位口511靠近支撑端52设置.从而便于线路板4端部从定位口511中伸出。
82.进一步地，外导磁框架5由第一外导磁框架和第二外导磁框架贯通拼合制成，导磁框架端部设置支撑端52或依靠自身结构对线路板4进行支撑。在加工时，将下侧的线圈1粘接设置在第二外导磁框架侧壁，再将与下侧线圈1电连接的线路板4设置在第二外导磁框架端部，将第一外导磁框架与上侧的线圈1进行同上的操作，最后将两外导磁框架设置线路板
4的两侧相对贴合，组合形成外导磁框架5。
83.在本实施例中，外导磁框架5由第一框架512和第二框架513组成。图10是本实用新型实施例提供的第一框架的立体结构示意图，第一框架512端部开设用于构成定位口511的台阶结构514。在本实施例中，第一框架512两侧对称设置台阶结构514，从而两侧均可以构成定位口511以固定线路板4。台阶结构514相对一侧设置第一连接结构515a，第一连接结构515a包括第一凸出部与第一凹陷部，二者并排设置在第一框架512端部。图11是本实用新型实施例提供的第二框架的立体结构示意图，第二框架513包括依次连接的第一支撑板513a、第二支撑板513b和第三支撑板513c。第一支撑板513a和第三支撑板513c具有相同的结构，一端均设置与第一连接结构515a形状匹配的第二连接结构515b，另一端连接在第二支撑板513b一端。第一支撑板513a与第二支撑板513b、第三支撑板513c和第二支撑板513b均垂直连接。第二连接结构515b具有与第一支撑板513a第一凸出部对应的第二凹陷部和与第一凹陷部对应的第二凸出部，第二凸出部与第二凹陷部对应并排设置在第一支撑板513a和第三支撑板513的端部。当第一框架512和第二框架513通过第一连接结构515a和第二连接结构515b连接时，二者构成外导磁框架5。在本实施例中，第一连接结构515a和第二连接结构515b通过胶黏剂、激光焊接或者两种结合技术的组合来进行粘接。图12是本实用新型实施例提供的外导磁框架与线路板的俯视图，线路板4的端部对齐台阶结构514设置。在一些实施例中，台阶结构514设置在第二支撑板513b的两端。
84.图13是本实用新型实施例提供的线路板的俯视图，单个线路板4设置有四个电极。线路板4包括设置在外导磁框架5之间的条状内引出部4b和伸出外导磁框架5的外引出部4a，第一电极41和第二电极42分别设置在外引出部4a上，第三电极43和第四电极44分别设置在内引出部4b上。第一电极41和第三电极43为正电极，第二电极42和第四电极44为负电极。第一电极41和第三电极43电连接，外部正极引线连接第一电极41从而和线圈1的正极导通。第二电极42和第四电极44电连接，外部负极引线与第二电极42连接从而和线圈1的负极导通。由此，线圈1的引出线不需要越过线圈才能引到线圈1的外侧，提升了线圈1的空间利用率，并且通过简化了线圈1的引出电极结构，有效保护了线圈1中的电线不会发声应力集中导致的疲劳断线。线路板4为pcb(printed circuit board，印制电路板)或fpc(flexible printed circuit，柔性电路板)。在本实施例中，线圈1与线路板4通过胶水粘接，并通过焊接实现导通。
85.图14是本实用新型实施例提供的线路板与线圈的俯视图，所述线路板4的内引出部4b为与线圈1和外导磁框架5形状相匹配的环状结构，环状结构内侧设置与线圈1同心的反馈线圈12。反馈线圈12监测线圈1与磁路系统2相对运动切割磁感线感应产生的电信号，将电信号传输至电路11中从而进行反馈闭环驱动控制。内引出部4b上依次设置用于连接线圈1的引出端的第三电极43和第四电极44，还设置有连接反馈线圈12的引出端的第七电极47和第八电极48。外引出部4a上设置分别连接第三电极43和第四电极44的第一电极41和第二电极42，还设置有分别与第七电极47和第八电极48连接的第五电极45和第六电极46。外部引线分别连接不同电极以连接线圈1和反馈线圈12。在本实施例中，反馈线圈12直接印刷在线路板4上。在一些实施例中，反馈线圈12为独立绕制的多匝线圈，使用胶水粘接至线路板4上。
86.图15是本实用新型实施例一提供的磁路系统的剖视图。在本实施例中，振动发声
装置101包括两块依次设置的磁性结构21。导磁结构22还包括与导磁板61配合包裹磁性结构21的内导磁框架62。内导磁框架62相对两侧分别设置用于容置磁性结构21的容置槽，两个线圈1分别套设在两块磁性结构21外侧，两组线圈1和磁性结构21分别设置在两个容置槽内。两块导磁板61分别设置在磁性结构21未被线圈1和内导磁框架62包裹的面上。内导磁框架62和导磁板61相互配合封闭磁性结构21向远离线圈1方向延伸的磁力线，使得集中在所述线圈1上的磁通量达到最大。
87.进一步地，内导磁框架62周侧设置配重块71，配重块71具有向内导磁框架62凸设的凸部，内导磁框架62具有与所述凸部匹配的凹槽。配重块71采用密度大于8g/cm3的合金，例如密度为8.9g/cm3的铜合金或密度为16g/cm3的钨合金。从而使得整体振动系统体积变化不大的情况下增大整体总重量，由此使得振动发声装置101在相同振幅的情况下具有更大的振动反冲力的输出。
88.图16是本实用新型实施例二提供的磁路系统的剖视图，磁路系统2还包括缓冲结构72。缓冲结构72使用胶水粘接在外导磁框架5或直接嵌入外导磁框架5靠近配重块71一侧的面中。缓冲结构72为具有一定弹性或缓冲能力的塑料或橡胶块，从而当振动系统受到振动发声装置101跌落时产生的横向冲击时，可以有效避免线圈1被磁路系统2，尤其是强度较高的配重块71撞击和摩擦，从而避免线圈1破损或后续腐蚀断裂的风险。
89.图17是本实用新型实施例三提供的磁路系统的剖视图，磁性结构21包括两块依次设置的中心磁性结构21a和分别套设在两块中心磁性结构21a外侧的环形磁性结构21b。外中心磁性结构21a和环形磁性结构21b之间构成了容置线圈1的磁间隙。在一些实施例中，环形磁性结构21b为圆筒结构，中心磁性结构21a为圆柱体，从而具有更加均匀稳定的磁场。两个线圈1分别设置在中心磁性结构21a和环形磁性结构21b构成的磁间隙之间。并且，此种实施例中磁性结构21的总体积更大，可以提升同样的磁间隙下的磁感应强度(b值)，由f＝b*il(f为安培力，b表示磁感应强度，i表示通过直导线的电流强度，l表示磁场中直导线的长度)，磁感应强度的提升也能增加振动发声装置101的振动力输出。
90.如图17所示，为了保证外导磁框架5内部的结构总体积不变，内导磁框架62仅为设置在两组磁性结构21以及线圈1之间的片状结构。内导磁框架62封闭两侧磁性结构21向对方方向延伸的磁力线，使得集中在该磁性结构21周侧的线圈1上的磁通量达到最大，并为对应的线圈1提供均匀的磁场。
91.在一些实施例中，振动发声装置101包括至少两个间隔设置的磁性结构21，多个磁性结构21沿振动方向排列在振动发声装置101内，多个导磁结构22和线圈1依次包围磁性结构21，相邻的导磁结构22之间平行设置弹片3。即多个弹片3分割相邻的导磁结构22，使得每组线圈1与磁路系统2之间均设置弹片3。
92.本实用新型实施例还提供一种发声系统10，所述发声系统10包括如上所述的振动发声装置101和导振片8。导振片8连接振动发声装置101和待激励物9。待激励物9可以为oled(organiclight-emitting diode，有机电激光显示)显示屏，导振片8包括与盖板34形状相匹配的内环84和周向设置在内环84外侧的导振端85。图18是本实用新型实施例提供的导振片的俯视图，内环84为空心矩形片，中空部分可以进一步增加弹片3的运动范围，从而使得整个振动系统向待激励物9方向运动时具有更大的最大振幅。导振端85为设置在内环84四个角处的方形片。
93.在本实施例中，导振片8的厚度为0.02mm～1mm，比振动发声装置101更薄，从而降低整体发声系统10的厚度和体积。导振片8的等效弹性模量介于0.1gpa～200gpa，低于振动发声装置101表面使用的硬质材料，由此导振片8可以实现更好的机械阻抗匹配，减小跌落冲击时对显示组件的损伤，提供合适的机械阻尼来改善音质。
94.如图2所示，导振片8通过内环84与振动发声装置101连接，内环84与盖板34通过双面胶、热熔胶或者胶水，例如环氧树脂，uv(ultraviolet rays，紫外光线)胶粘接连接。导振片8通过导振端85与待激励物9连接，导振端85也通过双面胶、热熔胶或者胶水，例如环氧树脂uv(ultraviolet rays，紫外光线)胶与待激励物9粘接连接。在一些实施例中，导振片8与振动发声装置101和\或待激励物9之间存在卡扣结构，导振片8与振动发声装置101和\或待激励物9通过结构上的卡扣进行连接，或者同时使用胶粘配合卡扣进行连接。
95.图19是本实用新型实施例一提供的发声系统的侧视图，导振片8为平面结构，其与通过双面胶、热熔胶或者胶水，例如环氧树脂uv(ultraviolet rays，紫外光线)胶与振动发声装置101粘接连接。
96.图20是本实用新型实施例二提供的发声系统的侧视图，导振片8包括向振动发声装置101方向凸设的卡接结构86，卡接结构86与振动发声装置101外壁上对应的卡槽相匹配，从而连接导振片8与振动发声装置101。并且，此时导振片8和振动发声装置101之间可以增设使用胶水、双面胶或热熔胶的粘接结构，从而使用两种粘接结构以保证二者连接的可靠性。
97.图21是本实用新型实施例三提供的发声系统的侧视图，导振片8还包括绝缘段81和导体段82，导体段82分别与振动发声装置101内部的线圈1和待激励物9上的电路电连接，从而连接待激励物9和振动发声装置101，简化振动发声装置101的馈电以及控制。导体段82可以为导电金属构成的电线。导振片8由金属或电路板和塑胶复合材料制成采用模内注塑工艺制成，绝缘段81和导体段82复合形成复合材料，有助于调整振动的传递，从而改善待激励的物9的振动模态和优化其所辐射的声音。导体段82一般设置在导振端85中，当导体段82的体积增大，导振端85随之扩大自身体积以容纳导体段82。
98.在一些实施例中，导体段82还可以为fpc(flexible printed circuit，柔性电路板)或pcb(printed circuit board，印制电路板)。相比单纯金属片，pcb和fcb具有导电线轨，合适的刚性(机械阻抗特性)和一定的内阻尼，有助于改善振动发声装置101和待激励物9的振动耦合。
99.图22是本实用新型实施例四提供的发声系统的侧视图，导体段82还由导振端85弯折延伸至卡接结构86，卡接结构86靠近振动发声装置101一侧的端部伸出导体段82的电极焊盘，通过焊接可以连接焊盘与振动发声装置101的线路板4，便于为振动发声装置101馈电和提供控制信号。
100.图23是本实用新型实施例提供的发声系统的示意图，发声系统10包括依次连接的待激励物9、导振片8和振动发声装置101，发声系统10还包括与振动发声装置101连接的电路11。电路11为振动发声装置101提供的驱动信号(激励信号)，驱动信号(激励信号)通过并联或串联或分组独立的方式输入到线圈1中。此外，反馈线圈12感应磁性结构21运动切割线圈1感应的电信号并传输至电路11中，从而电路11进行具有反馈闭环的驱动控制。此外，电路11从任意一组线圈1中回采电信号，通过对电信号的处理获得振动发声装置101的振动强
度，实现闭环控制。
101.图24是本实用新型实施例提供的发声系统的第一种应用示意图，待激励物9为手机的oled显示屏或玻璃壳体，发声系统10安装在待激励物9一侧，发声系统10中的电路11设置在发声系统10中的其他结构外部，通过电线与其他结构连接。
102.图25是本实用新型实施例提供的发声系统的第二种应用示意图，待激励物9为智能眼镜。具体地，发声系统10安装在智能眼镜的镜腿上激励镜腿发声。
103.进一步地，应用本实用新型实施例提供发声系统10，包括但不限于利用显示屏振动发声的以下种类：手机、平板、笔记本电脑、电脑显示器与电视，汽车显示屏，安防系统显示屏；也包含但不限于利用设备外壳振动发声的以下设备：手机背壳，手机保护壳，平板电脑背壳，平板电脑保护套，智能音箱背壳，音响底座，汽车仪表板；还包括但不限于利用设备结构体振动发声的以下电子设备：智能眼镜的支架，安全头盔。
104.本实用新型提供了一种振动发声装置和发声系统，该振动发声装置包括线圈、磁路系统和两个弹片，磁路系统和线圈因变化的电流产生的磁场相互作用，从而产生振动，两个弹片分别设置在磁路系统两端控制其振动幅度。具体地，弹片具有非对称设置的镂空结构，从而有效避免振动过程中避免由于模态简并导致的强共振，提升振动发声装置的低频表现。此外，具有非对称的镂空结构的弹片可以有效抑制各模态的振动幅度，将由于反相振动导致的声压频率响应曲线上的起伏降低，获得更为平坦的声压频率响应和高频带宽，提升振动发声装置的中高频表现。
105.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有各种改动和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种振动发声装置，其特征在于，所述振动发声装置(101)包括：线圈(1)，设置在所述振动发声装置(101)内部；磁路系统(2)，包括设置在所述线圈(1)内侧的磁性结构(21)和包裹所述线圈(1)与所述磁性结构(21)的导磁结构(22)，所述导磁结构(22)靠近所述线圈(1)开口的两侧具有支撑部(23)；两个弹片(3)，分别设置在所述线圈(1)开口两端，所述弹片(3)包括与所述支撑部(23)抵接的第一连接部(31)、套设在所述第一连接部(31)外侧的第二连接部(32)和设置在所述第一连接部(31)与所述第二连接部(32)之间的弹性部(33)，所述弹性部(33)为非对称设置的镂空结构。2.根据权利要求1所述的振动发声装置，其特征在于，所述弹性部(33)包括多个分别连接所述第一连接部(31)和所述第二连接部(32)的弹性件(331a，331b，331c，331d，331e，331f，331g，331h，331i，331j)，所述弹性件(331a，331b，331c，331d，331e，331f，331g，331h，331i，331j)具有至少一个弯折结构(332)。3.根据权利要求2所述的振动发声装置，其特征在于，所述弹性件(331a，331b，331c，331d，331e，331f，331g，331h，331i，331j)与所述第一连接部(31)连接的第一段和与所述第二连接部(32)连接的第二段的横截面面积不相等。4.根据权利要求1所述的振动发声装置，其特征在于，所述弹片(3)包括至少两层金属材料和至少一层高分子材料，所述弹片(3)的最外层均为所述金属材料。5.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(101)包括：两个所述线圈(1)，两个所述线圈(1)相互间隔设置，两个所述线圈(1)的引出电极相互独立；两个线路板(4)，分别设置在两个所述线圈(1)之间，两个所述线路板(4)与两个所述线圈(1)的所述引出电极一一对应连接。6.根据权利要求5所述的振动发声装置，其特征在于，所述导磁结构(22)还包括围绕所述线圈(1)外侧设置的筒状外导磁框架(5)，所述外导磁框架(5)包括包裹所述线圈(1)外侧的外框(51)和凸设在两个所述线圈(1)之间的支撑端(52)，所述外框(51)开设定位所述线路板(4)的定位口(511)，所述定位口(511)设置在所述外框(51)靠近所述支撑端(52)一侧。7.根据权利要求6所述的振动发声装置，其特征在于，所述外框(51)包括第一框架(512)和第二框架(513)，所述第一框架(512)和/或所述第二框架(513)靠近所述支撑端(52)设置有构成所述定位口(511)的台阶结构(514)，所述第一框架(512)和所述第二框架(513)通过相互配合的连接结构连接。8.根据权利要求1所述的振动发声装置，其特征在于，所述导磁结构(22)包括内导磁框架(62)和导磁板(61)，所述导磁板(61)配合所述内导磁框架(62)包裹所述磁性结构(21)和所述线圈(1)，所述内导磁框架(62)远离所述线圈(1)一侧设置至少一个配重块(71)。9.根据权利要求8所述的振动发声装置，其特征在于，所述振动发声装置(101)还包括设置在所述配重块(71)一侧的缓冲结构(72)。10.一种发声系统，其特征在于，所述发声系统(10)包括：如权利要求1-9任一项所述的振动发声装置(101)；导振片(8)，分别连接所述振动发声装置(101)和待激励物(9)。

技术总结
本实用新型提供了一种振动发声装置和发声系统，该振动发声装置包括线圈、磁路系统和两个弹片，磁路系统部分和线圈因变化的电流产生的磁场相互作用，从而产生振动，两个弹片分别设置在磁路系统两端控制其振动幅度。具体地，弹片具有非对称设置的镂空结构，从而有效避免振动过程中由于模态简并导致的强共振，提升振动发声装置的低频表现。此外，具有非对称的镂空结构的弹片可以有效抑制各模态的振动幅度，将由于反相振动导致的频率响应曲线上的起伏降低，获得更为平坦的频率响应和高频带宽，提升振动发声装置的中高频表现。提升振动发声装置的中高频表现。提升振动发声装置的中高频表现。


技术研发人员：顾善勇 赵洪强
受保护的技术使用者：精拓丽音科技（北京）有限公司
技术研发日：2023.03.10
技术公布日：2023/9/13