CN112243183B - 磁势扬声器及其电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁势扬声器及其电子设备，包括：运动发声装置，运动发声装置上设置有导磁材料；导磁材料的至少一部分置于交变磁场和静磁场交叠的区域；静磁场与交变磁场相互作用产生的磁场力作用在导磁材料上；运动发声装置还包括振膜，以及设置在振膜的至少一个表面上的刚性调整部；至少一个悬挂装置，包括弹性回复装置；弹性回复装置的内固定部固定在振膜上，外固定部固定在磁势扬声器内部；刚性调整部与导磁材料以及弹性回复装置的内固定部交错排布。本发明的磁势扬声器，电‑机转化效率高，且能够对运动发声装置的整体刚度进行灵活调整。

Description

磁势扬声器及其电子设备

技术领域

本发明涉及换能器领域，具体的涉及一种磁势扬声器及应用其的电子设备。

背景技术

手机、平板电脑、手提电脑等各种小型便携式的消费类电子产品普遍使用切割磁力线提供驱动力的线圈电机作为换能器的驱动器，比如微型动圈扬声器。且随着小型化、轻薄化的趋势，此类换能器也向着更小、更薄的方向发展。

动圈换能器通常包括线圈4’、振膜2’组成的振动***以及提供磁场力的磁路***(包括永磁铁5’)，当线圈4’接入电信号时，能够在磁路***的磁场力作用下带动振膜2’振动。由于动圈换能器中含有接入电信号的线圈4’(铜基合金，密度>8.9)，或者使用含铝的铜线，虽然降低了密度，但其引线强度受到影响，通常需要设计特殊的信号引出机构如平衡FPC进行优化。

动铁换能器通常包括线圈4’、传动机构9、顶针8等，运动部件(振动***)的驱动部件和悬挂部件采用相同材质设计，并且振膜2’只能采取形变的运动方式，动铁换能器运动部件形变的定义是运动部件的一端连接在固定部分或者自身固定，另一侧则产生较大位移的运动，并非整体平动。

申请人在此之前尝试提供一种磁势换能器，磁势换能器整体平动，平动的定义是运动部分的四周固定于悬挂***，并且以相同的方式进行整体运动，因此磁势换能器在运动部件设计上，具有更大的推动力，并且实现了更大的体积推动量。

但这种磁势换能器，驱动部件改用体积更小的导磁材料(铁基合金，密度<8)作为驱动元件，因此振动质量更轻。其运动部件采用平动的运动方式，当其作为发声器件的时候，会受限于运动部件的强度和密封性，需要有创新的设计方案，在确保有足够大的整***移基础上，加大其强度，改善其密封性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种磁势扬声器，包括：运动发声装置，所述运动发声装置上设置有导磁材料；

所述导磁材料的至少一部分置于交变磁场和静磁场交叠的区域，使所述静磁场和所述交变磁场汇聚；所述静磁场与所述交变磁场相互作用产生的磁场力作用在导磁材料上，驱动所述运动发声装置运动；

所述运动发声装置还包括振膜，以及设置在所述振膜的至少一个表面上的刚性调整部；

至少一个悬挂装置，包括弹性回复装置，提供所述运动发声装置往复振动的回复力；弹性回复装置的内固定部固定在所述振膜上，外固定部固定在所述磁势扬声器内部；

所述刚性调整部与所述导磁材料以及所述弹性回复装置的内固定部交错排布。。

作为一种改进，所述导磁材料结合在所述振膜的至少一个表面上。

作为一种改进，所述刚性调整部的厚度≤500μm。

作为一种改进，所述刚性调整部由密度小于或等于2.7g/cm³的单种材料制备而成，或者为至少包括所述单种材料的多层复合结构。

作为一种改进，所述刚性调整部覆盖了所述振膜未被导磁材料和弹性回复装置内固定部分覆盖的部分。

作为一种改进，所述交变磁场为线圈通过交变电流在导磁材料中聚集形成的磁场，所述线圈和导磁材料沿水平方向设置。

作为一种改进，所述静磁场为永磁铁形成的磁场，所述静磁场方向沿竖直方向设置在导磁材料的至少一侧，所述静磁场和所述交变磁场正交或者部分正交。

作为一种改进，所述导磁材料为平面结构，并且两两设置在所述振膜的两个表面上，相对的两个所述导磁材料在垂直于振动方向上错开设置。

作为一种改进，所述导磁材料为两组，所述扬声器上对应设置有两个交变磁场和两个静磁场。

作为一种改进，所述振膜四周密封，隔绝所述扬声器的前、后腔体。

作为一种改进，所述弹性回复装置整体为环状结构，所述外固定部呈闭合环状，所述内固定部呈闭合环状，在所述外固定部与所述内固定部之间设置有能够弹性形变的弹性部。

作为一种改进，所述振膜包括中心部、围绕所述中心部设置的柔性形变部和围绕所述柔性形变部设置并与支架连接的连接部，所述导磁材料固定在所述中心部，所述柔性形变部的厚度小于或等于50μm，杨氏模量小于或等于5800MPa。

作为一种改进，所述导磁材料的相对磁导率μ＞1000。

作为一种改进，所述导磁材料由多片膜材料复合而成。

根据本发明的另一个方面，还提供一种换能器，其包括上述的磁势扬声器。

本发明提出的磁势扬声器，在性能等方面具有明显的技术优势：

首先，本发明的磁势扬声器，其在振膜上设置有刚性调整部，其可以调整运动发声装置整体的结构刚度，有效改善高频部分的性能。

其次，本发明的磁势扬声器，其核心部件是一组可被包围在其外部的线圈交变极化的导磁材料，该导磁材料整体作为运动部件的一部分，并且该导磁材料所聚焦的交变磁极位于一个与交变磁场正交或者部分正交的静态磁场中，该静态磁场会对这个交变磁场产生作用力，从而促使该导磁材料整体和其他的交变运动部件产生交变运动，实现交变电学信号到交变机械运动的转换。这种设计改善了传统换能器的驱动力不足的问题，提高全频带的换能器的电-机转换效率。

再者，在本发明的磁势扬声器中，相较于现有技术而言，其用于形成磁场的磁路结构设计简单，且能够充分利用永磁铁的磁能积，并且导磁材料不需要同时考虑其作为结构件和导磁件的性能需求，因而选材上可以更为灵活、自由。

另外，应用本发明的磁势扬声器，其主要是由导磁材料、两个相互作用的磁场以及悬挂装置构成，各部件彼此间的装配工艺简单，且有利于提高结合后的牢固程度，产品可靠性好。

另外，本发明的磁势扬声器刚性调整部与导磁材料以及弹性回复装置的内固定部交错排布，这使得运动发声装置的整体强度显著提高。

根据本发明的又一个方面，还提供一种电子设备，该电子设备包含上述的磁势扬声器。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。其中，

图1为现有技术中动圈式扬声器的振动***的剖面示意图；

图2为现有技术中动圈式扬声器的整体结构示意图；

图3为现有技术中动铁式扬声器的振动***的剖面示意图；

图4为现有技术中动圈式扬声器的整体结构示意图；

图5为本发明实施例的运动发声装置的剖面示意图；

图6为本发明实施例的运动发声装置与磁路***的剖面示意图；

图7为本发明实施例的磁势扬声器的一部分的剖面示意图；

图8为本发明实施例的磁势扬声器的整体结构的剖面示意图；

图9为本发明实施例的另一种运动发声装置的剖面示意图；

图10-11为本发明实施例的另一种运动发声装置的立体图。

部分附图标记说明：

1、导磁材料，11、第一导磁材料组，12、第二导磁材料组；2、振膜；2’、振膜；3、刚性调整部；4、线圈，4’、线圈，41、第一线圈，42、第二线圈，5、永磁铁，5’、永磁铁，51、第一永磁铁，52、第二永磁铁，6、悬挂装置，7、支架，8、顶针，9、传动机构，A、静磁场，B、交变磁场。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明提供一种磁势扬声器，包括：运动发声装置，所述运动发声装置上设置有导磁材料；所述导磁材料的至少一部分置于交变磁场和静磁场交叠的区域，使所述静磁场和所述交变磁场汇聚；所述静磁场与所述交变磁场相互作用产生的磁场力作用在导磁材料上，驱动所述运动发声装置运动；所述运动发声装置还包括振膜，以及设置在所述振膜的至少一个表面上的刚性调整部；至少一个悬挂装置，包括弹性回复装置，提供所述运动发声装置往复振动的回复力；弹性回复装置的内固定部固定在所述振膜上，外固定部固定在所述磁势扬声器内部；所述刚性调整部与所述导磁材料以及所述弹性回复装置的内固定部交错排布。

具体的，结合本发明的具体实施例进行详细阐述。

实施例：

如图5所示,其示出了本实施方式磁势扬声器运动发声装置的运动装置，该运动装置具体包括导磁材料1，导磁材料1本身具备聚磁功能。运动装置还包括与导磁材料1连接固定在一起的振膜2。例如导磁材料1结合在振膜2的至少一个表面上。振膜2可在导磁材料1的带动下发生往复运动，即运动装置作为一个整体运动。

其中，导磁材料1设置有两组，每组导磁材料分别有两个片状的导磁材料，标记为第一导磁材料组11和第二导磁材料组12，该两组导磁材料均具有聚磁效应。从分布上看，第一导磁材料组11和第二导磁材料组12平行分布，并且各自分别包括两个对称排布在振膜2的上、下侧表面的导磁件。需要说明的是，导磁材料1的具体形式及分布方式不受该实施例的限制。例如，导磁材料1可以仅设置有一个或者一组，或者更多组，其形式可以为独立的导磁金属件，也可以是采用在振膜的表面上通过涂覆等形式结合的导磁性材料或其他形式的导磁结构。当导磁材料1设置有多组时，考虑到运动的平衡性以及驱动力等因素，优选为在振膜2的两个相对的表面上对称分布，当然也可以采取交错分布等方式。导磁材料1可以呈片状结构，也可以呈块状或者其他不规则的结构等等。上述对导磁材料1的数量、结构、分布形式等均不受本实施例所示出结构的限制。

对于运动装置中的振膜2而言，其应当是具有一定柔性的材料，其中心部分与导磁材料1结合在一起，围绕中心部分可以设置如图所示的向上凸起的弧形结构，也可以设置为向下凹陷的弧形结构，另外，还包括有设置在弧形结构外侧的边缘部分。振膜2与导磁材料1作为一个整体运动。在这一过程中，为了改善分割振动的现象，优选为在振膜的中心部分设置刚性调整部3，刚性调整部3一般为刚性较大的材料。如图5所示，刚性调整部3可以设置在中心部分靠近弧形结构的边缘，当然也可以设置在其他的位置，均不影响本技术方案的实施。

下面参照图6对运动装置的工作原理进行说明。应当理解的是，在磁势扬声器的整个工作过程中，运动过程的发生必然需要依赖驱动模块，而本实施方式中的驱动模块包括外部磁场及导磁材料1。此处所说的外部磁场，具体包括静磁场A和交变磁场B，当然，外部磁场中的“外部”是相对于运动发声装置而言的，是产生于运动发声装置外部的磁场，并不是指磁势扬声器装置外部的磁场。

优选的，静磁场A为永磁铁5形成的静磁场，静磁场的方向沿竖直方向设置；而交变磁场B是由交变磁场产生装置线圈4通过通入交变电流在导磁材料中聚集形成的交变磁场，其磁场方向沿水平方向设置，与静磁场A相互正交(当然，在具体实施时，也可以是部分正交)。导磁材料1沿水平方向设置，且其本身位于静磁场A和交变磁场B相互交叠的区域，可以这样理解，导磁材料1的至少一部分需要同时位于两个磁场的交叠区域，并在该区域内发挥聚磁功能。

当交变磁场产生装置线圈4未通电时，即交变磁场还未产生时，在理想状态下，导磁材料1本身会受到静磁场A的静磁力的作用，而静磁力在导磁材料1的两侧表现为大小相等、方向相反，因此静磁力的整体表现为合力为0，导磁材料1因此可保持在平衡位置。在另外的一些情况下，静磁场A施加在导磁材料1上的静磁力合力≠0，此时导磁材料1本身具有偏离平衡位置的倾向，但由于弹性回复装置的存在，可以提供弹性回复力使导磁材料1仍然保持在原来的平衡位置。(涉及到弹性回复装置的内容，将在下面结合图7时进行具体说明，此处主要结合图6对磁场以及导磁材料1之间的作用进行阐释)。

而当交变磁场B产生时，导磁材料1自身位于静磁场A和交变磁场B的交叠的区域，该导磁材料1使该区域内的磁场汇聚，而交变磁场B与静磁场A之间必然会产生相互的作用力，这部分作用力作用在导磁材料上，使导磁材料1驱动运动部件C运动。

具体的，在本实施方式中，线圈4设置有两个，分别为第一线圈41和第二线圈42。永磁铁5也对应设置有两个，即第一永磁铁51和第二永磁铁52，并且第一永磁铁51和第二永磁铁52相对设置在导磁材料1的两侧，即第一永磁铁51可设置在导磁材料1的上侧位置，而第二永磁铁52则对应设置在导磁材料1的下侧位置。

为了能够使得导磁材料1作为驱动源驱动振动装置振动，本实施方式中，从各个部件的分布上看，第一导磁材料组11的端部位于第一线圈41产生的静磁场A中，并且第一导磁材料组11的至少一部分同时位于第一永磁铁51和第二永磁铁52所产生的交变磁场B中。同样的，第二导磁材料组12的端部位于第二线圈42产生的静磁场A中，并且第二导磁材料组12的至少一部分同时位于第一永磁铁51和第二永磁铁52产生的交变磁场B中。

结合图6所示，第一永磁铁51与第二永磁铁52的相对端的磁极相反，在本实施方式中，可以假设第一永磁铁51和第二永磁铁52的相对端的磁极分别为S极、N极，相远离的两个端部的磁极分别为N极、S极。同样的，第一线圈41和第二线圈中通入方向相反的交流电信号，其中，“⊕”表示电流方向垂直纸面向里，用“⊙”表示电流方向垂直纸面向外，第一导磁材料组11在第一线圈41产生的交变磁场中被极化，第二导磁材料组12在第二线圈42产生的交变磁场B中被极化，根据右手定则可以判定，第一导磁材料组11、第二导磁材料组12的相邻端的磁极均为N极，且第一导磁材料组11、第二导磁材料组12的相远离的两个端部的磁极均为S极。图6中的箭头分别示出了导磁材料1极化后内部的磁感线方向以及交变磁场B的磁感线方向。以第一导磁材料组11为例，其一端为N极，而第一永磁铁51的一端为S极并且靠近第一导磁材料组11的N极，第二永磁铁52的一端为N极也靠近第一导磁材料组11的N极，因此第一导磁材料组11会分别受到第一永磁铁51、第二永磁铁52之间静磁场的吸引力和排斥力，两个力的方向相同。同样的，第二导磁材料组12也同样会受到相同的第一永磁铁51、第二永磁铁52之间静磁场的吸引力和排斥力。同时在悬挂装置6(后面结合图7进行详细说明)的共同作用下，导磁材料1在交变磁场B和静磁场A的相互作用下可做往复运动。

也就是说，在这种运动发声装置中，导磁材料1基于本身的聚磁效应以及对应设置的两个外部磁场的相互作用力，其本身就作为一个整体参与了振动，既可以看作是驱动运动发声装置运动的驱动源，也同时作为运动装置的一部分而存在。

如前面所述，在导磁材料1偏离平衡位置而运动时，必然带动与之连接的振膜2一同振动。

当然，本实施方式示出的仅仅是一种可能的实现形式，其中，交变磁场B和静磁场A的磁感线方向并不限于图示中的方向，例如，第一永磁铁51和第二永磁铁52的相对端的磁极可以设置为与图示中相反，另外，第一线圈41和第二线圈42的电流通入方向也可以与图示中相反，对应的，其中两个导磁材料组极化后的相邻端以及相互远离端的极性也会相反，但仍然会产生相应的吸引力和排斥力，仍然能够在交变磁场和静磁场的作用下往复运动。

这种运动发声装置的设计，其核心部件是一组可被包围在其外部的线圈交变极化的导磁材料，该导磁材料整体作为运动部件的一部分，并且该导磁材料所聚焦的交变磁极位于一个与交变磁场正交或者部分正交的静态磁场中，该静态磁场会对这个交变磁场产生作用力，从而促使该导磁材料整体和其他的交变运动部件产生交变运动，实现交变电学信号到交变机械运动的转换。这种设计改善了传统磁势扬声器的驱动力不足的问题，提高全频带的磁势扬声器的电-机转换效率。并且这种运动发声装置结构牢固，装配工艺简单。

继续参照图7所示，运动发声装置还包括悬挂装置6，悬挂装置6的主要功能是在运动装置运动时，对其提供弹性回复力。

如背景技术中所言，在消费类电子领域的微型磁势扬声器中，为提高驱动力或降低第一阶谐振频率以提升低频性能，在磁路设计时会产生逆刚度。为了便于阐述，此处对第一阶谐振频率以及逆刚度的概念进行解释：第一阶谐振频率是指在第一阶模态时的谐振频率。逆刚度也称为磁刚度，即导磁材料(包括软磁和硬磁材料)在靠近磁通量密度较高的区域时出现对其作用力逐渐增大，并与其移动的方向一致。该作用力对其位移的变化率称为该导磁材料的逆刚度。

对于微型磁势扬声器而言，一般的设计原则是优先满足驱动力的要求，而可能导致的逆刚度过大。本发明为了解决该技术问题，进一步提出单独设置悬挂装置6用以和过大的逆刚度相互平衡。在本实施方式中，悬挂装置6具体包括弹性回复装置。其一端固定在运动发声装置上，另一端固定在磁势扬声器中。当运动发声装置往复运动时，装置可以提供使其回复到平衡位置的弹性作用力。具体的，悬挂装置6可以选择具有弹臂的弹片、弹簧或者其他的具有弹性的部件，其可以设置为环形的一个独立部件，也可以设置为一组或者多组分立的部件，只要其能够保证使用具有弹性的材料制成，并且一端固定在运动发声装置上，一端固定在磁势扬声器中即可。

在本实施方式中，例如图7中所述，弹片具有连接在磁势扬声器上的第一固定端和连接在导磁材料1上的第二固定端，并且第一固定端与第二固定端之间在运动发声装置的运动方向上存在高度差，便于其在振动方向上发生弹性形变以提供弹性回复力。

综合上述说明，本实施方式中，弹片作为主要的悬挂装置6，为运动部件的运动提供弹性回复力，除此之外，振膜2的边缘部分实际也作为弹性回复装置的一部分而工作。

图9为本发明实施例的另一种运动发声装置的剖面示意图。图10-11为本发明实施例的另一种运动发声装置的立体图。磁势扬声器运动发声装置磁势扬声器运动发声装置。其中，图11为背面角度视图。

在该实施例中，导磁材料为平面结构。导磁材料为多个并且两两设置在振膜2的两个表面上。例如，垂直于振动方向的两个表面上。振动方向如图9中箭头所示。相对的两个导磁材料在垂直于振动方向上错开设置。如图9所示，相对的两个导磁材料11a,11b以及两个导磁材料12a,12b，在垂直于振动方向上部分是重叠的，部分是不重叠的，以形成错开设置。在该例子中，导磁材料能依靠其自身的强度加强运动装置的整体强度。

例如，导磁材料的相对磁导率μ＞1000。在该范围内，导磁材料以被线圈4磁化。

例如，导磁材料由多片膜材料复合而成。复合材料具有结构强度高，可靠性高的优点。

在一个例子中，如图9-10所示，振膜包括中心部2a、围绕中心部2a设置的柔性形变部2b和围绕柔性形变部2b设置并与支架7连接的连接部2c。导磁材料11a,11b,12a,12b固定在中心部。柔性形变部的厚度小于或等于50μm，杨氏模量小于或等于5800MPa。在该范围内，振膜的发声效果良好。

刚性调整部与导磁材料以及弹性回复装置的内固定部交错排布。如图9所示，刚性调整部3贴合在振膜的一个表面上。例如，刚性调整部3位于振膜的与悬挂装置6相对的表面上。刚性调整部3具有设定的刚性，一方面能够提高运动装置的结构强度，以降低运动装置的分割振动；另一方面能够调整运动装置的刚度，以提高振动效果。

刚性调整部3与位于该表面的多个导磁材料交错排布。例如，如图10所示，该装置包括两个导磁材料11b,12b。两个导磁材料11b,12b相对于振膜的中心呈中心对称。刚性调整部3为整体结构。刚性调整部3在与两个导磁材料11b,12b对应的部位形成镂空区，两个镂空区的开口朝向相反。刚性调整部3的整体呈S形，从而与两个导磁材料11b,12b形成交错排布。通过这种方式，运动装置的结构强度得到显著提高。

可选地，刚性调整部3的厚度≤500μm。在该范围内，运动装置的厚度小，振动更灵敏。

可选地，刚性调整部3由密度小于或等于2.7g/cm³的单种材料制备而成。例如，刚性调整部3为金属材料，例如铝。

或者，刚性调整部3为为至少包括单种材料的的多层复合材料。单种材料的密度小于或等于2.7g/cm³。例如，刚性调整部3包括金属材料的芯层和覆盖在芯层的表面的塑料层。金属材料例如是铝。

在通常情况下，运动装置的中部，尤其是长边的中部容易形成应力集中，造成振膜在该部位容易发生变形。

如图10-11所示，弹性回复装置包括内固定部6a、外固定部6c以及位于内固定部6a和外固定部6c之间的弹性部6b内固定部6a固定在振膜上。外固定部固定在磁势扬声器内部。内固定部6a与位于该表面的导磁材料、刚性调整部交错排布。例如，悬挂装置采用杨氏模量大于200GPa的弹性金属材料，以使得悬挂装置具有足够的弹性回复力。该运动装置包括两个导磁材料11a，12a。两个导磁材料11a，12a相对于振膜的中心呈中心对称。悬挂装置6为中心对称结构，在于两个导磁材料11a，12a对应的部位形成两个镂空区。两个镂空区的开口朝向反，弹性回复装置的整体呈S形，从而与两个导磁材料11a，12a形成交错排布。通过这种方式，运动装置的结构强度得到显著提高。

此外，由于运动装置的整体形成中心对称结构，这使得运动装置的振动更均衡，降低了偏振的发生。

在一个例子中，如图10-11所示，悬挂装置的整体呈为环状结构，所述外固定部呈闭合环状，所述内固定部呈闭合环状。环状结构的各部分的弹力均衡，能有效地降低偏振的发生。

此外，外固定部和内固定部均呈闭合环状，这使得悬挂装置与振膜、磁势扬声器的内部的连接强度高。

例如，悬挂装置的整体呈矩形环状结构。矩形环状结构包括两条长边和两条短边。长边的长度大于短边的长度。弹性部包括分布在矩形结构的四条边上的弹臂6b。在矩形结构的两条长边上形成有用于容纳弹臂6b的凸起部6c1。例如，在边缘部6c形成凸起部6c1。弹臂6b位于凸起部6c1内，通过设置凸起部能有效地提高弹臂6b的长度，从而提高了悬挂***的振幅。

在一个例子中，刚性调整部3覆盖了所述振膜未被导磁材料和弹性回复装置内固定部分覆盖的部分3b。这使得振膜2至少中心部被全部覆盖，能显著提高振膜运动发声装置的整体强度。

需要说明的是，上述的中心部、导磁材料、刚性调整部3和悬挂装置进行复合时，应确保导磁材料、刚性调整部3等完整、无漏气现象；振膜的柔性形变部应具有足够的弹性形变量，并且完整、无漏气现象，从而使得振膜的发声效果良好。

在本实施方式的结构中，力平衡装置是由逆刚度平衡装置以及运动装置(例如，包括振膜2和导磁材料1)共同构成，具体设计时可以参照以下因素；

1)通过仿真或试验测量微型磁势扬声器内逆刚度的大小，如果存在非线性，必须仿真或测量得到运动装置受到的静磁场力随其位移变化的曲线；

2)根据第一阶谐振频率的设计要求并结合逆刚度的测量结果，得到力平衡装置的刚度要求。根据该要求并结合微型磁势扬声器内部空间结构，设计至少一个逆刚度平衡装置，该结构可以有多种形式，如前述的弹片、弹簧、磁弹簧等；

除上述因素以外，该逆刚度平衡装置的设计应遵循其自身的设计准则：如弹片或弹簧结构，就必须满足拉伸或压缩至极限位移时产生的应力小于该构件的屈服强度；如磁弹簧结构，就必须满足拉伸或压缩至极限位移时没有超出其磁场力的作用域等。

由此可见，本实施方式中，除振膜2能够兼顾弹性回复功能外，通过额外添加逆刚度平衡装置平衡过大的逆刚度。这样设计能够带来以下几点优势：

a)单独设计该力平衡装置的刚度和逆刚度平衡，那么驱动力就可以不考虑逆刚度的大小进行单独设计；

b)该力平衡装置的刚度仅受其自身结构影响，这样就可以通过调节该刚度来调整***总刚度，从而间接调整***的第一阶谐振频率。

利用逆刚度与悬挂***的正刚度相叠加合成***总刚度，这样该总刚度总是小于运动发声装置的正刚度。由于微型磁势扬声器的第一阶谐振频率与***总刚度是正相关关系，调节***逆刚度将能够充分降低第一阶谐振频率，从而有效提升微型磁势扬声器的低频性能。

进一步地，参照图8所示，磁势扬声器装置还包括支架7，支架7提供该磁势扬声器的***框架，振膜2的边缘部分固定在该支架7上。振膜2四周密封，以将磁势扬声器的前、后腔体隔绝。具体实施时，支架7的具体结构不限，其可以是一体成型且设置有开口的环状壳体，也可以是由多个独立的壳体部件相互连接固定在一起形成的壳体组件。作为扬声器而言，支架7上需要开设出声口，供振子振动产生的声波辐射至外界环境中，以实现其发声功能。

申请人进一步从磁势扬声器装配的角度对本发明实施方式的磁势扬声器进行阐述。如图7和图8共同所示，支架7提供***框架，其中，永磁铁5、第一线圈41、第二线圈42均可以在支架7提供的框架中进行定位，具体的，第一线圈41、永磁铁5以及第二线圈42沿水平方向自左向右顺序装配，即第一线圈41和第二线圈42分别固定在永磁铁5的两侧，并与永磁铁5保持一定间隙。两个永磁铁对应安装后，在磁势扬声器的振动方向上形成了振动空间，在该振动空间内，装配有振膜2以及驱动振动2振动的导磁材料1，其中，导磁材料1连接固定在振膜2的表面上，并且与第一永磁铁51、第二永磁铁52的第二端之间均存在一定距离，这样可以保证其具有在交变磁场B和静磁场A的作用下往复运动的空间。逆刚度平衡装置的第一固定部装配在支架7的壁上，并且第二固定部连接到运动发声装置上额外提供独立的弹性回复力。

如前面所述，导磁材料1可在磁势扬声器中整体运动。此处所述的整体运动，是指导磁材料1在悬挂装置6上自由设置，其边界并没有钳定在其它部件上，这与前述所描述的动铁换能器的U型或T型的衔铁结构有本质区别，本发明的这种设计，不存在动铁结构的磁势扬声器通常存在衔铁线度过长，磁场沿其路径衰减较大，其弯折区域(例如，钳定区域)也将出现较大磁泄漏，从而导致驱动性能迅速下降的问题。另外产品设计上不受尺寸的限制；本发明通过静磁场A和交变磁场B的相互作用力使导磁材料1驱动运动部件振动，通过磁动势平衡原理，即***总磁势在一定范围保持不变，磁场按电流和磁通的最小势能原则进行分布，在保持现有微型磁势扬声器轻薄化的基础上，利用磁势原理有效提高驱动力。

需要说明的是：第一、导磁材料1可以是平面的片状结构，可以设置一片，也可以也可以是两片或者更多组，且每一组导磁材料所能设置的导磁体的个数也不受限制。并且，导磁材料的构成也不一定必须由独立的导磁体形成，例如，当导磁材料连接振膜时，也可以采用在振膜的表面通过涂覆等方式覆盖一部分振膜表面的导磁性的材料所构成。第二、为了使运动装置振动更趋于平衡，导磁材料优选为在振膜的表面对称分布，当然，在设置为多组时，也可以采用交错分布的方式等。第三、本发明具体实施时，既可以应用到方形的磁势扬声器中，也可以应用到圆形或者其他形状的磁势扬声器结构中，对应的，振膜可以设置为方形或者圆形等。第四、磁势扬声器中的静磁场产生装置、交变磁场产生装置以及运动装置、悬挂装置的数量可以是一个，也可以是多个，例如当产生静磁场的永磁铁由更多个磁铁组构成时，装配在导磁材料1的上下两侧的永磁铁的个数优选为相等，且一一对应分布，这样更有利于静磁场作用力的均衡。当然，也可以根据具体的需求进行灵活设计。第五、本实施方式示出的是一种磁势扬声器结构，由导磁材料1带动振膜2振动向外界辐射声波，当然，其也可以应用在马达等结构中，当应用在马达产品中时，其在导磁材料1的带动下会进一步带动其他振动部件(如配重块等)振动。

本发明中的磁势扬声器运动发声装置，对不同尺寸产品的适应性较强，可以广泛的应用在电子设备中，本实施方式中示出的微型扬声器只是优选的实施例之一，本发明创造也可以应用在马达、大型扬声器，应用的领域包括电机、汽车电子、音箱以及手机、平板电脑等诸多领域。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (13)

1.一种磁势扬声器，其特征在于，包括：

运动发声装置，所述运动发声装置上设置有导磁材料；

所述导磁材料的至少一部分置于交变磁场和静磁场交叠的区域，使所述静磁场和所述交变磁场汇聚；所述静磁场与所述交变磁场相互作用产生的磁场力作用在导磁材料上，驱动所述运动发声装置运动；

所述运动发声装置还包括振膜，以及设置在所述振膜的至少一个表面上的刚性调整部，所述导磁材料结合在所述振膜的至少一个表面上；

至少一个悬挂装置，包括弹性回复装置，提供所述运动发声装置往复振动的回复力；弹性回复装置的内固定部固定在所述振膜上，外固定部固定在所述磁势扬声器内部；

所述刚性调整部与所述导磁材料以及所述弹性回复装置的内固定部交错排布，并且所述刚性调整部覆盖了所述振膜未被导磁材料和弹性回复装置内固定部覆盖的部分。

2.根据权利要求1所述的磁势扬声器，其特征在于，所述刚性调整部的厚度≤500μm。

3.根据权利要求1所述的磁势扬声器，其特征在于，所述刚性调整部由密度小于或等于2.7g/cm³的单种材料制备而成，或者为至少包括所述单种材料的多层复合结构。

4.根据权利要求1所述的磁势扬声器，其特征在于，所述交变磁场为线圈通过交变电流在导磁材料中聚集形成的磁场，所述线圈和导磁材料沿水平方向设置。

5.根据权利要求1所述的磁势扬声器，其特征在于，所述静磁场为永磁铁形成的磁场，所述静磁场方向沿竖直方向设置在导磁材料的至少一侧，所述静磁场和所述交变磁场正交或者部分正交。

6.根据权利要求1所述的磁势扬声器，其特征在于，所述导磁材料为平面结构，并且两两设置在所述振膜的两个表面上，相对的两个所述导磁材料在垂直于振动方向上错开设置。

7.根据权利要求6所述的磁势扬声器，其特征在于，所述导磁材料为两组，所述扬声器上对应设置有两个交变磁场和两个静磁场。

8.根据权利要求1-7任一项所述的磁势扬声器，其特征在于，所述振膜四周密封，隔绝所述磁势扬声器的前、后腔体。

9.根据权利要求1-7任一项所述的磁势扬声器，其特征在于，所述弹性回复装置整体为环状结构，所述外固定部呈闭合环状，所述内固定部呈闭合环状，在所述外固定部与所述内固定部之间设置有能够弹性形变的弹性部。

10.根据权利要求1所述的磁势扬声器，其特征在于，所述振膜包括中心部、围绕所述中心部设置的柔性形变部和围绕所述柔性形变部设置并与支架连接的连接部，所述导磁材料固定在所述中心部，所述柔性形变部的厚度小于或等于50μm，杨氏模量小于或等于5800MPa。

11.根据权利要求1所述的磁势扬声器，其特征在于，所述导磁材料的相对磁导率μ＞1000。

12.根据权利要求1所述的磁势扬声器，其特征在于，所述导磁材料由多片膜材料复合而成。

13.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-12任一项所述的磁势扬声器。