振动发声装置、振动发声模组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振动发声模组和电子设备。


背景技术：

2.智能电子设备尤其是手机类产品，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、振动发声模组和电子设备，旨在提供一种将发声功能和振动功能集成于一体的振动发声装置，该振动发声装置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，所述发声单元包括第一振动系统和磁路系统，所述磁路系统包括中心磁部和边磁部，所述中心磁部和所述边磁部之间形成磁间隙，所述第一振动系统包括振膜组件和驱动所述振膜组件振动的音圈，所述音圈悬设于所述磁间隙且驱动所述振膜组件沿第一方向振动；
6.第一外壳，所述第一外壳具有收容空间，所述第一外壳包括不导磁材质的顶板，所述中心磁部和所述边磁部支撑于所述顶板背离所述收容空间的一侧；
7.第二振动系统，所述第二振动系统设于所述收容空间，所述第二振动系统包括振子组件和连接所述振子组件和所述第一外壳的弹性连接件，所述振子组件包括配重块和设于所述配重块的驱动线圈，所述驱动线圈包括相对设置的两个长边，沿所述第一方向，两个长边分别与所述中心磁部和所述边磁部相对设置，所述驱动线圈在所述磁路系统驱动下带动所述振子组件沿第二方向振动，所述第二方向与所述第一方向垂直；其中，
8.所述顶板上设有通孔，沿所述第一方向，所述驱动线圈的投影位于所述通孔内，所述驱动线圈经所述通孔与所述磁路系统相对设置。
9.在一实施例中，沿所述第一方向，所述驱动线圈的部分伸入至所述通孔内。
10.在一实施例中，沿所述第一方向，所述驱动线圈靠近所述磁路系统的表面至所述磁路系统靠近所述驱动线圈的表面的距离小于1mm。
11.在一实施例中，沿所述第一方向的投影中，所述第一外壳的外部轮廓不超出所述发声单元的外部轮廓。
12.在一实施例中，沿所述第一方向的投影中，所述第一外壳的外部轮廓面积不超出所述发声单元的外部轮廓面积的5％。
13.在一实施例中，所述第一外壳包括所述顶板以及连接所述顶板的侧板，所述顶板
和所述侧板围成所述收容空间，所述顶板和所述侧板一体成型或者分体成型，所述顶板和所述侧板均为不导磁材质。
14.在一实施例中，所述第一外壳包括底板、所述顶板以及连接所述顶板和所述底板的侧板，所述底板、所述顶板和所述侧板围成所述收容空间，所述顶板和所述侧板一体成型或者分体成型，所述底板、所述顶板和所述侧板均为不导磁材质，或者，所述顶板和所述侧板均为不导磁材质，所述底板为导磁材质。
15.在一实施例中，所述中心磁部和所述边磁部的沿第三方向的两端支撑于所述通孔周边的所述顶板上，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。
16.在一实施例中，在第二方向上，所述通孔延伸至所述侧板。
17.在一实施例中，所述磁路系统包括中心磁部和沿所述第二方向相间隔设置于所述中心磁部两侧的边磁部，所述中心磁部和所述边磁部之间形成所述磁间隙。
18.在一实施例中，所述边磁部靠近所述中心磁部的一侧与所述通孔相对，所述边磁部远离所述中心磁部的一侧支撑固定于所述顶板上。
19.在一实施例中，所述中心磁部和所述边磁部均沿所述第一方向充磁，所述中心磁部和所述边磁部的充磁方向相反，两个所述边磁部的充磁方向相同。
20.在一实施例中，所述驱动线圈包括两个，两个所述驱动线圈沿所述第二方向排布，每一所述驱动线圈包括相对设置的两个长边，沿所述第一方向，两个长边分别与所述中心磁部和所述边磁部相对设置。
21.在一实施例中，所述弹性连接件为两个，两个所述弹性连接件沿所述第二方向分别设置于所述振子组件的两侧，所述弹性连接件包括两端的连接部以及中间的形变部，一所述连接部与所述振子组件固定，另一所述连接部与所述第一外壳固定，所述形变部由一个所述连接部向另一个所述连接部延伸。
22.在一实施例中，所述第一外壳为金属材质，所述配重块为金属材质，所述弹性连接件为金属材质，所述弹性连接件与所述配重块之间焊接固定或者所述弹性连接件与所述第一外壳之间焊接固定。
23.在一实施例中，所述发声单元还包括与所述磁路系统固定连接的第二外壳，所述第二外壳包括位于所述磁路系统背离所述第一外壳一侧的环形框架，所述振膜组件结合于所述第二外壳上。
24.在一实施例中，所述振膜组件与所述第二外壳一体注塑成型或热压成型。
25.在一实施例中，所述振膜组件设有透气孔，所述透气孔上覆盖有防水透气件。
26.在一实施例中，所述透气孔设于所述振膜组件的中间区域和/或边缘区域。
27.在一实施例中，所述透气孔为一个或者所述透气孔为多个阵列微孔。
28.在一实施例中，所述防水透气件为采用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，或者所述防水透气件为防水透气网。
29.在一实施例中，所述防水透气件上设有疏水层和/或疏油层。
30.在一实施例中，所述振膜组件包括振膜和振动板，所述振动板设于所述振膜的中央位置，
31.所述振膜为多孔结构层，和/或，所述振动板为多孔结构层。
32.在一实施例中，所述振膜为采用聚酰亚胺、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。
33.在一实施例中，所述振动板为有机气凝胶层，所述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的具有多孔结构的材料层。
34.在一实施例中，所述振动发声装置具有沿第二方向的宽度和沿第三方向的长度，所述第二方向和所述第三方向相互垂直且均垂直于所述第一方向，所述长度大于所述宽度，且所述长度≥1.3*所述宽度。
35.在一实施例中，所述振动发声装置佩戴于使用者时，所述第二方向垂直于使用者的佩戴部位；
36.或者，所述振动发声装置放置于固定台面时，所述第二方向垂直于所述固定台面。
37.本发明还提出一种振动发声模组，所述振动发声模组包括模组壳体和上述的振动发声装置，所述振动发声装置设于所述模组壳体内，所述振动发声装置的设有所述第一振动系统的一端与所述模组壳体的内壁连接。
38.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设于所述设备壳体内的上述所述的振动发声装置。
39.在一实施例中，所述第二方向为所述电子设备的厚度方向；
40.所述电子设备佩戴于使用者时，所述第二方向垂直于使用者的佩戴部位；
41.或者，所述电子设备放置于固定台面时，所述第二方向垂直于所述固定台面。
42.本发明技术方案的振动发声装置将将磁路系统与第一振动系统和第二振动系统集成到一起，相比于传统发声单元和振动单元分别独立的装置，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。第一振动系统和第二振动系统共用磁路系统，解决了传统结构的不同磁路系统之间的静磁力问题，同时可以减少零器件的使用，降低生产成本；第二振动系统采用线性振动结构，相比于转子马达结构，具有更短的启停时间、更强的振感。
附图说明
43.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。
44.图1为本发明的振动发声装置的结构示意图；
45.图2为本发明的振动发声装置的另一角度的结构示意图；
46.图3为本发明振动发声装置的剖面示意图；
47.图4(a)为本发明振动发声装置的第一振动系统和部分固定组件的组合示意图；
48.图4(b)为图4(a)中的结构的剖面示意图；
49.图5为图4(a)中的结构的分离示意图；
50.图6为图5中的结构的进一步分离示意图；
51.图7(a)为本发明一实施例的振动发声装置的第一外壳、第二振动系统和fpcb的组合示意图；
52.图7(b)为图7(a)中的结构的剖面示意图；
53.图8为图7(a)中结构的分离示意图；
54.图9为图8中的结构的进一步分离示意图；
55.图10为图4(a)和图7(a)组合的振动发声装置的剖面示意图；
56.图11(a)为本发明又一实施例的振动发声装置的第一外壳、第二振动系统和fpcb的组合示意图；
57.图11(b)为图11(a)中的结构的剖面示意图；
58.图12为图11(a)中的结构的分离示意图；
59.图13为图4(a)和图11(a)组合的振动发声装置的剖面示意图；
60.图14(a)为本发明再一实施例的振动发声装置的第一外壳、第二振动系统和fpcb的组合示意图；
61.图14(b)为图14(a)中的结构的剖面示意图；
62.图15为图14(a)中的结构的分离示意图；
63.图16为图4(a)和图14(a)组合的振动发声装置的剖面示意图；
64.图17为本发明一实施例的振动发声装置的fpcb的结构示意图；
65.图18(a)为图17中的fpcb的一个角度的安装示意图；
66.图18(b)为图17中的fpcb的另一个角度的安装示意图；
67.图19为本发明又一实施例的振动发声装置的fpcb的结构示意图；
68.图20(a)为图19中的fpcb的一个角度的安装示意图；
69.图20(b)为图19中的fpcb的另一个角度的安装示意图；
70.图21为图19中的fpcb的第二连接部的结构示意图；
71.图22为图21中的fpcb的第二连接部的多种结构示意图；
72.图23为本发明一实施例的振动发声装置的第一振动系统和第二外壳的分解示意图；
73.图24为本发明又一实施例的振动发声装置的第一振动系统和第二外壳的分解示意图；
74.图25为本发明一实施例中振动发声模组的剖面示意图；
75.图26为本发明中电子设备的透视图。
76.附图标号说明：
[0077][0078][0079]
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
[0080]
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。
[0081]
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。
[0082]
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。
[0083]
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。
[0084]
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。
[0085]
基于上述问题，本方案提供一种振动发声装置100，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200内部空间的占用，提升电子设备200内部空间利用率。本方案电子设备200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。
[0086]
请结合参照图1至图25所示，在本发明实施例中，振动发声装置100包括发声单元1、第一外壳11和第二振动系统4，第一外壳11具有收容空间，发声单元1包括第一振动系统3和磁路系统2，磁路系统2支撑于第一外壳11背离收容空间的一侧，磁路系统2具有磁间隙；第一振动系统3设于磁路系统2背离第一外壳11的一侧，第一振动系统3包括振膜组件31和驱动振膜组件31振动的音圈32，音圈32悬设于磁间隙且驱动振膜组件31沿第一方向振动；第二振动系统4设于收容空间，第二振动系统4包括振子组件41和连接振子组件41和第一外壳11的弹性连接件42，振子组件41包括配重块412和设于配重块412的驱动线圈411，驱动线圈411与磁路系统2相对设置并且带动振子组件41沿第二方向振动，第二方向与第一方向垂直。
[0087]
具体的，磁路系统2包括中心磁部21和边磁部22，中心磁部21和边磁部22之间形成磁间隙，第一外壳11包括不导磁材质的顶板111，中心磁部21和边磁部22支撑于顶板111背离收容空间的一侧，驱动线圈411包括相对设置的两个长边，沿第一方向，两个长边分别与中心磁部21和边磁部22相对设置。如此设置，振动发声装置100的结构更为紧凑，且音圈32和驱动线圈411可以同时利用到磁路系统2的磁感线，在磁路系统2的磁场中受力振动。
[0088]
本实施例中，第一外壳11可以是金属材质，金属材质硬度高，可以更好地对磁路系统2进行支撑，相比于塑胶材质的外壳，金属材质的外壳可以更薄，进一步减小振动发声装置100的尺寸，减小对电子设备的空间的占用。配重块412可以是金属材质，例如钨钢，能够提升振子组件41的质量，提升振感。驱动线圈411设于配重块412靠近磁路系统2的一侧，与磁路系统2相对设置，以便更多的磁感线穿过驱动线圈411。
[0089]
本发明的振动发声装置100，创新地将发声单元1和第二振动系统4集成到一起，相比于传统发声单元和振动单元分别独立的装置，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。第一振动系统3和第二振动系统4共用磁路系统2，解决了传统结构的在发声单元和振动单元各自包含磁路系统时的不同磁路系统之间的静磁力问题，同时可以减少零器件的使用，降低生产成本，且进一步减小振动发声装置100的尺寸，便于振动发声装置100微型化设计。
[0090]
本实施例中，振子组件41沿第二方向振动，即第二振动系统4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、更易控制的优势，能够提升用户的使用体验。
[0091]
一实施例中，振动发声装置100具有沿第二方向的宽度和沿第三方向的长度，第二方向和第三方向相互垂直且均垂直于第一方向，振动发声装置100的长度大于宽度。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。
[0092]
可选地，在振动发声装置100佩戴于使用者时，第二方向垂直于使用者的佩戴部位，振子组件41沿第二方向振动可以提升佩戴者的佩戴体验。或者，在振动发声装置100放置于固定台面时，第二方向垂直于固定台面。可以理解地，在本实施例中，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。
[0093]
可选地，振动发声装置100的长度和宽度的比值大于等于1.3:1，即长度/宽度的值可以是5、4、3、2.5、2、1.5、1.3等，灵活匹配不同的电子设备的空间。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。
[0094]
为进一步减小振动发声装置100的尺寸，提升振动发声装置100的紧凑型，以便在振动发声装置100用于振动发声装置模组300或者电子设备200中时，减小对振动发声装置模组300或者电子设备200的空间的占用，可选地，沿第一方向的投影中，第一外壳11的外部轮廓不超出发声单元1的外部轮廓；或者，沿第一方向的投影中，第一外壳11的外部轮廓面积不超出发声单元的外部轮廓面积的5％。
[0095]
本实施例中，第一外壳11可以是框体、箱体等具有收容空间的结构，可以是一体成型或者由多个板体组合形成。作为其中一种实施方式，如图7至图16所示，第一外壳11包括底板112、顶板111以及连接底板112和顶板111的侧板113，底板112、顶板111、侧板113围成收容空间，磁路系统2设于顶板111。顶板111对磁路系统2进行支撑，提高产品结构整体的稳定性。
[0096]
本实施例中，底板112、顶板111和侧板113均为不导磁材质，或者，侧板113、顶板111为不导磁材质，底板112为导磁材质。底板112为导磁材质可以吸引更多的磁感线穿过驱动线圈411，提升驱动线圈411的驱动力，进一步提升第二振动系统4的振动性能。
[0097]
当然，在其他实施例中，第一外壳11包括顶板111以及连接顶板111的侧板113，顶板111和侧板113围成收容空间，顶板111和侧板113均为不导磁材质。
[0098]
上述实施例中，顶板111和侧板113可以一体成型，也可以通过粘接或者焊接方式固定连接。
[0099]
一实施例中，如图5、图10、图13和图16所示，磁路系统2包括中心磁部21和沿第二方向相间隔设置于中心磁部21两侧的边磁部22，中心磁部21和边磁部22之间形成磁间隙。中心磁部21包括中心磁铁211和设于中心磁铁211远离第二振动系统4一侧的中心导磁板
212，边磁部22包括边磁铁221和设于边磁铁221远离第二振动系统4一侧的边导磁板222。
[0100]
中心磁部21和边磁部22均沿第一方向充磁，中心磁部21和边磁部22的充磁方向相反，两个边磁部22的充磁方向相同，如此设置，音圈32在磁场中受到沿第一方向的驱动力，驱动振膜组件31沿第一方向振动发声。
[0101]
可选地，驱动线圈411包括两个，两个驱动线圈411沿第二方向排布，每一驱动线圈411包括相对设置的两个长边，沿第一方向，两个长边分别与中心磁部21和边磁部22相对设置。如此设置，驱动线圈411通电后在磁场中受力振动，带动振子组件41沿第二方向振动。本实施例中，两个驱动线圈411的电流方向相反。
[0102]
需要说明的是，在本发明的振动发声装置100中，磁路系统2和第二振动系统4之间不设置导磁板，第一外壳11的顶板111也同样为不导磁材质，如此，磁路系统2的磁感线能够穿过驱动线圈411，从而当驱动线圈411通电时，受到电磁力激励振子组件41振动。
[0103]
在一实施例中，如图11至图13所示，第一外壳11的顶板111上设有与收容空间连通的通孔1111，驱动线圈411的长边经通孔1111与中心磁部21和/或边磁部22相对设置，中心磁部21和边磁部22的沿第三方向的两端支撑于通孔1111周边的顶板111上，第三方向垂直于第一方向和第二方向，中心磁部21和/或边磁部22具有朝向通孔1111内延伸的延伸部。
[0104]
本实施例中，延伸部和驱动线圈411之间的距离经由通孔1111进一步减小，使得磁路系统2的磁感线更多地穿过驱动线圈411，提升穿过驱动线圈411的磁场强度，提升对驱动线圈411的驱动力。
[0105]
具体的，磁路系统2包括中心磁部21和沿第二方向相间隔设置于中心磁部21两侧的边磁部22，中心磁部21具有向通孔1111内延伸的第一延伸部2111，边磁部22具有向通孔1111内延伸的第二延伸部2211。
[0106]
更确切的，中心磁部21包括中心磁铁211和设于中心磁铁211远离第二振动系统4一侧的中心导磁板212，边磁部22包括边磁铁221和设于边磁铁221远离第二振动系统4一侧的边导磁板222。中心磁铁211具有第一延伸部2111，边磁铁221具有第二延伸部2211。驱动线圈411的两个长边分别与第一延伸部2111和第二延伸部2211相对设置。
[0107]
本实施例中，边磁部22靠近中心磁部21的一侧与通孔1111相对并且凸出设有第二延伸部2211，边磁部22远离中心磁部21的一侧支撑固定于顶板111上。也即，第二延伸部2211只由部分边磁部22延伸形成，如此可以降低生产成本。同时，边磁部22的沿第三方向的两端和外侧仍由顶板111支撑，提升磁路系统2的安装稳定性。
[0108]
本实施例中，驱动线圈411的长边包括直线段和两端的弯折段，沿第一方向，通孔1111与直线段相对设置。驱动线圈411的直线段在磁场中的利用率高于弯折段，通孔1111与直线段相对设置，进一步使得延伸部与直线段相对设置，提升磁路系统2对驱动线圈411的驱动力。
[0109]
在另一实施例中，如图14至图16所示，第一外壳11的顶板111设有与收容空间连通的通孔1111，沿第一方向，驱动线圈411的投影位于通孔1111内，驱动线圈411经通孔1111与磁路系统2相对设置。如此，在不改变磁路系统2的情况下，驱动线圈411可进一步靠近磁路系统2设置，同样可以减小驱动线圈411和磁路系统2之间的距离，增强磁路系统2对驱动线圈411的驱动力。
[0110]
可选地，沿第一方向，驱动线圈411的部分伸入至通孔1111内，使得驱动线圈411进
一步靠近磁路系统2设置。
[0111]
或者，沿第一方向，驱动线圈411靠近磁路系统2的表面至磁路系统2靠近驱动线圈411的表面的距离小于1mm。
[0112]
本实施例中，中心磁部21和边磁部22的沿第三方向的两端支撑于通孔1111周边的顶板111上，第三方向垂直于第一方向和第二方向。保证磁路系统2的安装可靠性。
[0113]
进一步地，通孔1111设于顶板111且在第二方向上延伸至侧板113，如此，在驱动线圈411和磁路系统2之间的距离小于顶板111的厚度时，可以减少振子组件41与顶板111或者侧板113之间的干涉.
[0114]
或者，边磁部22靠近中心磁部21的一侧与通孔1111相对，边磁部22远离中心磁部21的一侧支撑固定于顶板111上，提升磁路系统2的安装稳定性。
[0115]
可选地，顶板111包括两个，两个顶板111沿磁间隙的延伸方向间隔设置，两个顶板111之间形成通孔1111。进一步地，顶板111和侧板113一体成型或者分体成型。
[0116]
在上述各实施例中，磁间隙沿第三方向延伸，驱动线圈411呈长条状，其长度方向沿第三方向。如此磁路系统2和驱动线圈411都能匹配振动发声装置100的外形最大化设置，使得振子组件41在第二方向上受到最大的驱动力，提升第二振动系统4的振动性能。
[0117]
在一实施例中，如图7至图16所示，第二振动系统4设有两个弹性连接件42，两个弹性连接件42沿第一方向分别设于振子组件41的两侧，弹性连接件42包括两端的连接部以及中间的形变部，一连接部与振子组件41固定，另一连接部与和外壳固定，形变部由一个连接部向另一个连接部延伸。具体的，形变部由一个连接部沿第三方向向另一个连接部延伸。
[0118]
本实施例中，弹性连接件42可以是金属材质，例如不锈钢材质等。弹性连接件42大体为一字型结构，减少在第二方向上的空间的占用，有利于第二振动系统4的薄型化设计。本实施方式中，两个弹性连接件42分别设置在振子组件41的两侧，可以更好的支撑振子组件41，同时提升振子组件41的振动稳定性。需要说明的是，弹性连接件42也可以有其他的设置形式，例如弹性连接件42为多个，多个弹性连接件42设于振子组件41沿第三方向的两端或者振子组件41的端部区域等。
[0119]
作为其中一种实施方式，第一外壳11、配重块412、弹性连接件42均为金属材质，弹性连接件42与配重块412之间焊接固定，或者，弹性连接件42与外壳之间焊接固定，提升弹性连接件42的连接稳定性。
[0120]
为了进一步提升弹性连接件42与第一外壳11和配重块412之间的连接稳定性，第二振动系统4还包括夹紧件44，夹紧件44与弹性连接件42的两个连接部连接，一连接部设于夹紧件44和第一外壳11之间，一连接部设于夹紧件44和配重块412之间。具体的，夹紧件44为块状结构，夹紧件44用于提升连接部与配重块412或者连接部与第一外壳11之间的连接牢固度。
[0121]
作为一种具体的实施方式，第一外壳11、配重块412、弹性连接件42、夹紧件44均为金属材质，夹紧件44、弹性连接件42、配重块412同时焊接固定，即夹紧件44夹紧其中一连接部于配重块412上；夹紧件44、弹性连接件42、外壳同时焊接固定，即夹紧件44夹紧另一连接部于第一外壳11上。如此设置，可以使弹性连接件42和配重块412之间或者弹性连接件42和第一外壳11之间连接更牢固，进一步提升第二振动系统4的可靠性。
[0122]
为进一步优化第二振动系统4的振动性能，第二振动系统4还包括缓冲件43，缓冲
件43沿第二方向分布于振子组件41的两侧。可选地，缓冲件43的材质为泡棉或硅胶。缓冲件43可以缓冲振子组件41和第一外壳11碰撞时的冲击，提升第二振动系统4的振动性能。
[0123]
可选地，缓冲件43为四个，四个缓冲件43分别固定于两个弹性连接件42沿第三方向的两端。具体可以设置在连接部上。
[0124]
在一实施例中，发声单元1还包括第二外壳12，第二外壳12与磁路系统连接，第二外壳12包括位于磁路系统2背离第一外壳11一侧的环形框架121，振膜组件31结合于环形框架121的内周壁，振膜组件31与环形框架121一体注塑成型或热压成型。
[0125]
作为其中一种实施方式，环形框架121为塑胶材质，振膜组件31包括振膜311和振动板312，振动板312设于振膜311的中心区域。振膜311可以采用液体硅橡胶通过注塑工艺与环形框架121一体成型，具体的，环形框架121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311，在注入液体硅橡胶的过程中，液体硅橡胶与环形框架121结合，从而实现两者连接。
[0126]
或者，振膜311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框架121一体成型。
[0127]
本实施例中，振膜组件31和环形框架121一体成型，可以提高二者的连接稳定性，振膜组件31和环形框架121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。
[0128]
可选地，环形框架121的外周壁还结合有防水密封圈15，环形框架121、防水密封圈15为一体成型结构。具体的，防水密封圈15可以采用液体硅橡胶通过注塑工艺与环形框架121一体成型；或者，防水密封圈15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框架121一体成型。进一步地，在防水密封圈15与环形框架121一体成型之后，振膜311通过热压工艺与环形框架121结合到一起，即振膜组件31、环形框架121、防水密封圈15为一体成型结构，组合后的环形框架121具有更高的防水等级。
[0129]
一实施例中，第二外壳12还包括两个塑胶部13，两个塑胶部13相间隔设于第二外壳12的两端，两个塑胶部13用于限位安装边磁部22。
[0130]
具体地，两个边磁部22的边导磁板222与塑胶部13一体注塑成型，两个塑胶部13之间形成限位槽131，边磁铁221设于限位槽131内。需要说明的是，两个边导磁板222的两端均与塑胶部13注塑，两个第二导磁板可以是一体结构，也可以是分体结构。利用塑胶部13注塑边导磁板222以及形成磁铁限位结构，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。
[0131]
可选地，塑胶部13上注塑有导电端子，导电端子的内焊盘与音圈32的引线导电连接，导电端子的外焊盘露设于塑胶部13的外侧壁，便于与fpcb5(柔性线路板)导电连接，进而与外部电路实现导电连接。
[0132]
本实施例中，环形框架121和塑胶部13的二者之一设有第一定位凸起，另一者设有第一定位凹陷，环形框架121和塑胶部13通过第一定位凸起与第一定位凹陷的配合实现定位连接。第一定位凹陷可以是孔或者凹槽等结构，在此不作限制。
[0133]
可选地，塑胶部13和第一外壳11之中的一者设有第二定位凸起，另一者设有第二定位凹陷，塑胶部13和第一外壳11通过第二定位凸起与第二定位凹陷的配合实现定位连接。第二定位凹陷可以是孔或者凹槽等结构，在此不作限制。
[0134]
在一实施例中，发声单元1还包括设于振膜组件31远离磁路系统2一侧的前盖14，前盖14与振膜组件31的周缘连接，前盖14为金属材质，前盖14设有正对振膜组件31的中心区域的通孔1111。在振动发声装置100的搬运安装过程中，前盖14可以有效避免振膜组件31受到外力损伤的风险，前盖14设有通孔1111，便于振膜组件31的声音向外辐射。
[0135]
本发明振动发声装置100还包括fpcb5，fpcb5包括第一导电端5111、第二导电端521以及第三导电端522，第一导电端5111向驱动线圈411提供电信号，第二导电端521向音圈32提供电信号，第三导电端522分别电连接第一导电端5111和第二导电端521并与外部电路电连接。本方案中，fpcb5同时向驱动线圈411和音圈32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。
[0136]
如图1至图3、图7至图16所示，fpcb5包括设于第一外壳11内的第一部分51以及延伸至第一外壳11外的第二部分52，第一部分51设有第一导电端5111，第二部分52设有第二导电端521和第三导电端522。第一导电端5111与驱动线圈411连接，第二导电端521延伸至发声单元1的外侧并与发声单元1的的导电端子连接，第三导电端522与外部电路连接。本实施方式中，导电端子与音圈32的引线焊接，以实现音圈32与第二导电端521的电连接。具体的，第二导电端521延伸至发声单元1的塑胶部13并与塑胶部13中的导电端子连接。
[0137]
为便于fpcb5跟随振子组件41一起振动，提升第二振动系统4的振动可靠性，第一部分51包括相连接的第一连接部511、第二连接部512和第三连接部513，第一连接部511设于配重块412且和驱动线圈411位于配重块412的同一侧，第一连接部511设有第一导电端5111，第三连接部513设于第一外壳11，第二连接部512连接第一连接部511和第三连接部513，第二连接部512具有可形变结构。具体的，第三连接部513设于底板112，第二连接部512由第一连接部511弯折延伸至配重块412远离驱动线圈411的一侧并与第三连接部513连接。
[0138]
如图17所示，第二连接部512至少部分为波浪状，波浪的延伸方向为第二方向，或者，如图19所示，第二连接部512包括弹性悬臂，悬臂的延伸方向与第二方向呈夹角设置，提升fpcb5的抗形变性能。
[0139]
需要说明的是，如图21和图22所示，悬臂的延伸方向大体上沿第三方向，悬臂具有多种设计。在整体沿着第三方向延伸的情况下，悬臂可以具有弯折结构、弧形结构或者波浪形结构等。
[0140]
可选地，配重块412具有避让第二连接部512的避让空间4121，减小fpcb5对收容空间的体积的占用。避让空间4121可以是凹槽，也可以是镂空孔等结构，在此不做限制。
[0141]
一实施方式中，fpcb5的第一部分51还包括第四连接部514，第四连接部514和第一连接部511分别设于振子组件41的两端，第四连接部514具有第四导电端5141，第四导电端5141用于串联连接两个驱动线圈411。
[0142]
更具体地，为了更好的对fpcb5进行支撑及提升fpcb5电连接的稳定性，第二部分至少部分贴合于外壳的表面。
[0143]
在本发明的振动发声装置100中，振膜组件31还可以具有防水透气结构，在第一振动系统3的工作过程中，可以均衡振膜组件31两侧的气压，保证振膜组件31的振动稳定性，同时可以提升第一振动系统3的散热性能。防水透气结构设置于振膜组件31上，可以节省物料和生产、组装成本，同时使得振动发声装置100的设计更灵活、不受限制。
[0144]
防水透气结构具有多种设置方式，如图23和图24所示，振膜组件31设有透气孔
313，透气孔313上覆盖有防水透气件314。具体的，透气孔313可以设置在振膜组件31的中间区域或者边缘区域，或者透气孔313设置于中间区域和边缘区域，技术人员根据振膜组件31的结构灵活选择。
[0145]
可选地，透气孔313可以是一个通孔1111，也可以是多个阵列微孔。防水透气件314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。
[0146]
进一步地，防水透气件314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314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314具有一定的阻尼特性，满足发声单元的声学性能需求。
[0147]
或者，如图6所示，振膜组件31包括振膜311和振动板312，振动板312设于振膜311的中心区域，振膜311为多孔结构层，或者，振动板312为多孔结构层，或者振膜311和振动板312均为多孔结构层。本实施例中，振动板312设于振膜311的中心区域，振膜311可以具有通孔1111，振动板312覆盖通孔1111，或者振膜311不具有通孔1111，此为振膜组件31的常规结构，在此不做过多阐述。
[0148]
进一步地，振膜311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311可以均衡振膜组件31两侧的压差，提升振膜组件31的振动性能，使用中可以灵活调整振膜311的弹性模量。
[0149]
振动板312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组件31两侧的压差，提升振膜组件31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，具体可根据球顶的使用环境进行选择。
[0150]
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312的结构强度，进而提升其刚度及阻尼性能，进一步提升发声单元的声学性能。
[0151]
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312的导热及散热性能，提升发声单元工作环境的可靠性。
[0152]
本发明还提出一种振动发声模组300(如图25所示)，该振动发声模组300包括模组壳体301和上述的振动发声装置100，模组壳体301具有收容空间3011以及与收容空间3011连通的出声孔3012，振动发声装置100设于收容空间3011内，振动发声装置100的设有第一振动系统2的一端与模组壳体的内壁连接，分隔收容空间3011为前声腔和后声腔，出声孔3012与前声腔连通，振膜组件31的声波通过前声腔和出声孔3012向外界辐射。需要说明的是，出声孔3012可以设置在模组壳体301正对振膜组件31的区域，即振动发声模组300为正
出声结构，也可以设置在模组壳体301不正对振膜组件31的位置，例如设置在模组壳体301的侧面，即振动发声模组300为侧出声结构，在此不作限制。可选地，后声腔可以设置吸音材料，例如粘贴吸音棉或者灌装吸音颗粒等，技术人员结合实际情况选择。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。
[0153]
由于本振动发声模组300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。
[0154]
本发明还提出一种电子设备200(如图26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。
[0155]
可选地，电子设备200佩戴于使用者时，第二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，第二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具有沿第二方向的厚度，振动发声装置100放置于设备壳体201时，其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。
[0156]
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。以上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，所述发声单元包括第一振动系统和磁路系统，所述磁路系统包括中心磁部和边磁部，所述中心磁部和所述边磁部之间形成磁间隙，所述第一振动系统包括振膜组件和驱动所述振膜组件振动的音圈，所述音圈悬设于所述磁间隙且驱动所述振膜组件沿第一方向振动；第一外壳，所述第一外壳具有收容空间，所述第一外壳包括不导磁材质的顶板，所述中心磁部和所述边磁部支撑于所述顶板背离所述收容空间的一侧；第二振动系统，所述第二振动系统设于所述收容空间，所述第二振动系统包括振子组件和连接所述振子组件和所述第一外壳的弹性连接件，所述振子组件包括配重块和设于所述配重块的驱动线圈，所述驱动线圈包括相对设置的两个长边，沿所述第一方向，两个长边分别与所述中心磁部和所述边磁部相对设置，所述驱动线圈在所述磁路系统驱动下带动所述振子组件沿第二方向振动，所述第二方向与所述第一方向垂直；其中，所述顶板上设有通孔，沿所述第一方向，所述驱动线圈的投影位于所述通孔内，所述驱动线圈经所述通孔与所述磁路系统相对设置。2.根据权利要求1所述的振动发声装置，其特征在于，沿所述第一方向，所述驱动线圈的部分伸入至所述通孔内；或者，沿所述第一方向，所述驱动线圈靠近所述磁路系统的表面至所述磁路系统靠近所述驱动线圈的表面的距离小于1mm。3.根据权利要求1所述的振动发声装置，其特征在于，沿所述第一方向的投影中，所述第一外壳的外部轮廓不超出所述发声单元的外部轮廓；或者，沿所述第一方向的投影中，所述第一外壳的外部轮廓面积不超出所述发声单元的外部轮廓面积的5％。4.根据权利要求1所述的振动发声装置，其特征在于，所述第一外壳包括所述顶板以及连接所述顶板的侧板，所述顶板和所述侧板围成所述收容空间，所述顶板和所述侧板一体成型或者分体成型，所述顶板和所述侧板均为不导磁材质；或者，所述第一外壳包括底板、所述顶板以及连接所述顶板和所述底板的侧板，所述底板、所述顶板和所述侧板围成所述收容空间，所述顶板和所述侧板一体成型或者分体成型，所述底板、所述顶板和所述侧板均为不导磁材质，或者，所述顶板和所述侧板均为不导磁材质，所述底板为导磁材质。5.根据权利要求4所述的振动发声装置，其特征在于，所述中心磁部和所述边磁部的沿第三方向的两端支撑于所述通孔周边的所述顶板上，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向；或者，在第二方向上，所述通孔延伸至所述侧板。6.根据权利要求1所述的振动发声装置，其特征在于，所述磁路系统包括中心磁部和沿所述第二方向相间隔设置于所述中心磁部两侧的边磁部，所述中心磁部和所述边磁部之间形成所述磁间隙。7.根据权利要求6所述的振动发声装置，其特征在于，所述边磁部靠近所述中心磁部的一侧与所述通孔相对，所述边磁部远离所述中心磁部的一侧支撑固定于所述顶板上。
8.根据权利要求6所述的振动发声装置，其特征在于，所述中心磁部和所述边磁部均沿所述第一方向充磁，所述中心磁部和所述边磁部的充磁方向相反，两个所述边磁部的充磁方向相同；且/或，所述驱动线圈包括两个，两个所述驱动线圈沿所述第二方向排布，每一所述驱动线圈包括相对设置的两个长边，沿所述第一方向，两个长边分别与所述中心磁部和所述边磁部相对设置。9.根据权利要求1所述的振动发声装置，其特征在于，所述弹性连接件为两个，两个所述弹性连接件沿所述第二方向分别设置于所述振子组件的两侧，所述弹性连接件包括两端的连接部以及中间的形变部，一所述连接部与所述振子组件固定，另一所述连接部与所述第一外壳固定，所述形变部由一个所述连接部向另一个所述连接部延伸；且/或，所述第一外壳为金属材质，所述配重块为金属材质，所述弹性连接件为金属材质，所述弹性连接件与所述配重块之间焊接固定或者所述弹性连接件与所述第一外壳之间焊接固定。10.根据权利要求1所述的振动发声装置，其特征在于，所述发声单元还包括与所述磁路系统固定连接的第二外壳，所述第二外壳包括位于所述磁路系统背离所述第一外壳一侧的环形框架，所述振膜组件结合于所述第二外壳上；和/或，所述振膜组件与所述第二外壳一体注塑成型或热压成型。11.根据权利要求1所述的振动发声装置，其特征在于，所述振膜组件设有透气孔，所述透气孔上覆盖有防水透气件。12.根据权利要求11所述的振动发声装置，其特征在于，所述透气孔设于所述振膜组件的中间区域和/或边缘区域；和/或，所述透气孔为一个或者所述透气孔为多个阵列微孔；和/或，所述防水透气件为采用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，或者所述防水透气件为防水透气网；和/或，所述防水透气件上设有疏水层和/或疏油层。13.根据权利要求1所述的振动发声装置，其特征在于，所述振膜组件包括振膜和振动板，所述振动板设于所述振膜的中央位置，所述振膜为多孔结构层，和/或，所述振动板为多孔结构层。14.根据权利要求13所述的振动发声装置，其特征在于，所述振膜为采用聚酰亚胺、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；和/或，所述振动板为有机气凝胶层，所述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的具有多孔结构的材料层。15.根据权利要求1至14任意一项所述的振动发声装置，其特征在于，所述振动发声装置具有沿第二方向的宽度和沿第三方向的长度，所述第二方向和所述第三方向相互垂直且均垂直于所述第一方向，所述长度大于所述宽度，且所述长度≥1.3*所述宽度。16.根据权利要求1至14任意一项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，所述第二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，所述第二方向垂直于所述固定台面。17.一种振动发声模组，其特征在于，所述振动发声模组包括模组壳体和如权利要求1至16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模组壳体内，所述振动发声装置的设有所述第一振动系统的一端与所述模组壳体的内壁连接。18.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括设备壳体和设于所述设备壳体内的如权利要求1至17中任一项所述的振动发声装置。19.根据权利要求18所述的电子设备，其特征在于，所述第二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，所述第二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，所述第二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、振动发声模组和电子设备，该振动发声装置包括发声单元、第一外壳和第二振动系统，发声单元包括第一振动系统及磁路系统，第一外壳具有收容空间及连通收容空间的通孔，磁路系统具有磁间隙且支撑于第一外壳背离收容空间的一侧；第一振动系统包括振膜组件音圈，音圈悬设于磁间隙且驱动振膜组件沿第一方向振动；第二振动系统设于收容空间，包括振子组件和连接振子组件和第一外壳的弹性连接件，振子组件包括配重块和设于配重块的驱动线圈，驱动线圈与磁路系统相对设置且在磁路系统驱动下带动振子组件沿第二方向振动，第二方向与第一方向垂直；沿第一方向，驱动线圈的投影落在通孔内，驱动线圈经通孔与磁路系统相对设置。系统相对设置。系统相对设置。


技术研发人员：蔡晓东 刘松
受保护的技术使用者：歌尔股份有限公司
技术研发日：2023.07.28
技术公布日：2023/10/20