CN118200804A - 扁平电动致动器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及扁平电动致动器。公开了一种电动致动器，其包括第一铁体(2)、至少一个音圈(3a，3b，4a..4c，14a，14b)和多个永磁体(5a..5c，6a..6c)，其中，装置(8)由第一铁体(2)和至少一个音圈(3a，3b，4a..4c，14a，14b)形成，并且其中，至少一个音圈(3a，3b，4a..4c，14a，14b)固定或嵌入在第一铁体(2)中。电动致动器(1a..1e)包括多个臂(7a..7f)，臂将装置(8)连接到永磁体(5a..5c，6a..6c)上并且允许在平行于线圈轴线(C，C1..C3)的偏移方向(D)上装置(8)与永磁体(5a..5c，6a..6c)之间的相对移动。永磁体(5a..5c，6a..6c)均在横向于线圈轴线(C，C1..C3)的磁化方向(M1、M2)上被磁化。此外，公开了一种电动换能器(16)、输出装置和具有电动致动器(1a..1e)的扬声器(19)。

Description

扁平电动致动器

技术领域

本发明涉及一种电动致动器，该电动致动器具体被设计成连接到板状结构或振膜上，并且该电动致动器包括第一铁体、至少一个音圈，该音圈具有在环区段中围绕线圈轴线延伸的呈环形的电导体以及多个永磁体，每个永磁体被设计成产生在该环区段中横向于电导体的磁场。此外，本发明涉及一种电动换能器，其包括板状结构和连接到该板状结构的上述类型的电动致动器。本发明还涉及一种输出装置，其中，上述板状结构实施为显示器，并且其中，电动致动器连接到显示器的背面。最后，本发明涉及一种具有上述类型的电动致动器和连接到其上的振膜的扬声器。

背景技术

上述类型的电动致动器、电动换能器、输出装置和扬声器在现有技术中是公知的。例如，US2005/0031152 A1公开了一种电动致动器，其类似于前述类型的电动致动器。

通常，上述部件经常用在具有非常硬的空间限制或局限的装置中，例如用在移动装置中，特别是在装置高度方面具有限制或局限。不幸的是，所述部件的普通设计不能充分满足所有现有的应用要求。

发明内容

因此，本发明的目的是克服现有技术的缺点并提供改进的电动致动器、改进的电动换能器、改进的输出装置和改进的扬声器。特别地，将提出允许使所述部件非常扁平的可能性。

本发明的问题通过如开篇段落中所限定的电动致动器来解决，其中，

-由第一铁体和至少一个音圈形成装置，其中，至少一个音圈被固定到或嵌入在第一铁体中，

-电动致动器包括将装置(特别是其第一铁体)连接到所述永磁体上的多个臂，

-所述臂允许所述装置与所述永磁体之间在平行于线圈轴线的偏移方向上的相对移动，以及

-所述永磁体各自在横向于线圈轴线的磁化方向上(具体地垂直于线圈轴线和/或具体地在相反或相反的方向上)被磁化。

本发明的问题还通过电动换能器来解决，电动换能器包括板状结构和上述类型的电动致动器，电动致动器连接到板状结构(特别是连接到板状结构的与板状结构的声音发出表面相反的背面，其中，所述背面垂直于线圈轴线定向)。

在此情况下，有利的是，电动致动器的至少一个音圈、第一铁体或磁体***包括扁平安装表面，安装表面旨在连接到板状结构上。

此外，本发明的问题通过一种输出装置来解决，其中，上述板状结构实施为显示器，并且其中，电动致动器连接到显示器的背面。

最后，本发明的问题通过具有上述类型的电动致动器和连接到其上的振膜的扬声器来解决。特别地，振膜固定到由第一铁体和至少一个音圈形成的装置上，并固定到永磁体上。

通过使用所提出的措施，考虑到由永磁体产生的磁场的强度，电动致动器可以制造得相当扁平。因此，这种电动致动器尤其可以用在扁平消费装置中，例如用在移动电话、计算机输入板、个人数字助理、移动计算机等中。

通常，除了永磁体的横向固定之外，“臂”可以具有不同的附加功能。一方面，它们可以主要用作弹簧，并且与永磁体的质量一起形成振荡***。另一方面，它们可以(替代地或附加地)用作振荡***的阻尼器。因此，所述臂也可以被看作“弹簧臂”、“阻尼臂”或“组合的弹簧和阻尼臂”。通常，不同的功能可以通过使臂具有不同的形状和/或通过用特定制成来影响不同的功能。臂不必是直杆，而是可以在其松弛状态下是弯曲的。臂也可以是例如互连多个臂的上级杆装置的一部分。臂可以布置在永磁体的顶侧和/或底侧。

通常，“电动致动器”将电力转换成运动和力。电动致动器与振膜一起形成“扬声器”。电动致动器与板一起形成“电动(声学)换能器”。板的特定实施方式是显示器。在这种情况下，电动致动器与显示器一起形成“输出装置”(用于音频和视频数据)。通常，扬声器，电动换能器和输出装置将电功率转换为声音。通常，上述装置也可用于产生触觉反馈的振动。

应当注意，声音也可以从板状结构和振膜的背面发出。然而，背面通常面对扬声器或输出装置内置的装置(例如移动电话)的内部空间。因此，板状结构或振膜可被认为具有主声音发出表面和次声音发出表面(即所述背侧)。由主声音发出表面发出的声波直接到达用户的耳朵，而由次声音发出表面发出的声波不直接到达用户的耳朵，而是仅间接地经由扬声器或输出装置内置的装置壳体的其它表面的反射或激励。

电动声学换能器可以包括框架和/或壳体。

“框架”可以将振膜、由第一铁体和至少一个音圈形成的装置以及永磁体保持在一起。框架可以(例如通过粘合剂)直接连接到振膜和装置，而永磁体仅连接到振膜(和臂)。因此，框架相对于装置固定地布置。然而，它也可以是其他方式。框架与振膜、装置和永磁体一起可以形成子***，这是生产过程中的中间步骤的结果。

“壳体”可以安装到框架和/或振膜上，并包围换能器的后部容积，即振膜后面的空气或气体室。因此，壳体可以相对于装置或永磁体固定地布置。在通常的设计中，壳体可以分别气密地密封。然而，根据具体情况，它也可以包括小开口或低音管。特别地，通过在壳体中分别设置开口来改变后部容积，可以影响换能器的声学性能。

应当注意的是，与专利权利要求中限定的给定数字的偏差，由于技术公差而在实际中不可避免，通常无论如何都应当被那些专利权利要求所覆盖。特别地，这意味着考虑到基值，专利权利要求中限定的数字被认为包括+/-10％的范围。

在权利要求书和说明书以及附图中公开了另外的有利实施方式。

在一个有利的实施方式中，电动致动器可以包括：

-多个音圈，每个音圈具有环形的电导体，电导体围绕环区段中的公共线圈轴线或围绕彼此平行定向的单独的线圈轴线延伸，

-其中，所述永磁体各自被设计成产生在所述环区段中横向于电导体的磁场，

-其中，由第一铁体和所述音圈形成装置，所述音圈被固定到或嵌入在第一铁体中，

-其中，所述臂允许所述装置与所述永磁体之间在平行于公共线圈轴线或平行于所述单独的线圈轴线的偏移方向上的相对移动，并且

-其中，所述永磁体各自在横向于公共线圈轴线或横向于所述单独的线圈轴线的磁化方向上被磁化(特别是与其垂直和/或特别是在相反或相反的方向上)。

通过所述措施，考虑到仅具有一个音圈的解决方案，可以增加布置在由永磁体产生的磁场中的电导体的有效长度。因此，与仅具有一个音圈的解决方案相比，当电流流过音圈的电导体时施加在装置上的力更高。应当注意，音圈可以在电气上并联，串联或单独驱动。

在电动致动器的有利实施方式中，当在平行于偏移方向的方向上观看时，音圈是嵌套的，并且当在垂直于偏移方向的方向上观看时，音圈至少重叠。换句话说，第二音圈设置在第一音圈内。这样，特别是在沿相反磁化方向磁化的永磁体的情况下，可以提供上述优点。例如，可以设置两个嵌套音圈，然而，也可以在第一音圈内设置第二音圈，在第二音圈内设置第三音圈，等等。

有利地，所述永磁体中的至少两个可以被实施为单独的部件，所述单独的部件具体地可以在偏移方向上彼此可移动。通过使用所述措施，可以使布置在由永磁体产生的磁场中的电导体的有效长度非常长，因为在所述永磁体之间存在很多自由空间。

在电动致动器的一个非常有利的实施方式中，

-所述永磁体中的第一永磁体以及所述臂的第一部分形成了具有第一谐振频率fres₁的第一振荡***，并且

-所述永磁体中的第二永磁体以及所述臂的第二部分，第一部分将由第一铁体和至少一个音圈形成的装置连接到所述第一永磁体上，将由第一铁体和至少一个音圈形成的装置连接到所述第二永磁体上形成了具有第二谐振频率fres₂的第二振荡***，第二谐振频率不同于第一谐振频率fres₁。

通过使用所述措施，可以获得频率响应中的分布式谐振上升，从而给予电动换能器的设计者更多的设计自由度。特别地，可以避免单个尖锐的谐振。如果第二谐振频率fres₂与第一谐振频率fres₁的比在以下范围内，则尤其如此：

0.5≤fres₂/fres₁<1.0或者1.0<fres₂/fres₁≤2.0。

在给定的上下文中，“臂的一部分”可以表示臂的子集(这里臂的总数被分成更多的子集)或臂的一个或更多个部分(这里臂本身被分成更多的部分)。

有利地，电动致动器可具有嵌套音圈的外音圈和嵌套音圈的多个内音圈，其中，内音圈被布置成彼此相邻且之间具有空间。实施方式提供了机械连接永磁体的可能性。因此，当振荡***的谐振频率保持恒定时，同步移动的质量可以增加，这提供了使用更硬或更刚性的臂的可能性。有利地，当进行机械应力测试，特别是跌落测试时，更硬或更硬的臂更耐用。

在一个有利的实施方式中，电动致动器可包括：

-连接至少两个永磁体的第二铁体，或

-连接至少两个永磁体的非铁体。

通过使用所述措施，通常可迫使所述永磁体同步移动。当使用第二铁体时，可以引导永磁体之间的磁通量，而通过使用非铁体，永磁体可以机械地互连而不影响磁场。如果永磁体沿相反方向磁化，则使用可由塑料制成的非铁体是有用的。非铁体还可以具有不同的弹性和阻尼特性，以允许永磁体之间的预定运动。

在电动致动器的另一个实施方式中，当在垂直于偏移方向的方向上观看时，音圈可以具有圆形、矩形或椭圆形轮廓(特别是具有圆角的矩形轮廓)。这样，可以通过已证实的技术手段来制造音圈。此外，矩形或椭圆形音圈非常好地适合普通移动装置的形状因数。

有利地，当在垂直于偏移方向的方向上观看时，嵌套音圈的外音圈可以具有圆形轮廓或具有圆角的矩形轮廓，并且嵌套音圈的内音圈可以具有椭圆形轮廓或具有圆角的矩形轮廓(特别地，椭圆形包括在长边上的平行直线部分)。通过使用所述措施，磁路的磁阻相当低。

如果音圈在其矩形或椭圆形轮廓的短边处被第一铁体完全包围并且在其矩形或椭圆形轮廓的长边处并排地延伸到第一铁体，则是非常有利的。通过使用所述措施，可以获得有利的圆形磁通量。在长边，磁场垂直地或几乎垂直地通过音圈。在短边上，磁通量以非常低的损耗被引导通过铁主体。

在电动致动器的另一个实施方式中，每个音圈可以具有矩形横截面。通过使用所述措施，音圈可以提供非常好的功率密度。

有利地，音圈：

-可以在其矩形或椭圆形轮廓的短边处在其矩形横截面的两边、三边或四边上被第一铁体包围，并且

-可以并排地延伸到第一铁体并与第一铁体间隔开，或者在其矩形或椭圆形轮廓的长边处仅在其矩形横截面的一个边上接触第一铁体。

通过使用这些措施，可以再次获得有利的圆磁通。在长边上，磁场垂直地或几乎垂直地穿过音圈。在短边上，磁通量以非常低的损耗被引导穿过铁主体。

有利地，永磁体在垂直于其移动方向的方向上保持不受力。进而，连接到永磁体的臂可以制造得比较脆弱，这减小了它们在移动方向上的阻力，并因此支持电动致动器的高输出功率和效率。为了实现这种情况，可以使永磁体之间的气隙具有不同的宽度。有利地，音圈的横截面可以适应于不同的气隙，并且可以不同地制造以保持电动致动器的高输出功率和效率。

有利地，第一铁体在平行于偏移方向的方向上的延伸大于音圈和永磁体在平行于偏移方向的所述方向上的延伸。以此方式，一方面，音圈可以在所述音圈的短边上嵌入在第一铁体内，并且另一方面，永磁体可以在它们伸出时保持在第一铁体内。

有利地，第一铁体(以及铁体)可以由软铁制成。这样，可以以有用的方式引导磁通量，并且可以保持小的磁阻。

有利地，在从100Hz到15kHz的频率范围内，在离声音发出表面10cm的正交距离内测量的电动换能器或输出装置的平均声压级至少为50dB。“平均声压级SPLAVG”通常是指特定频率范围上的声压级SPL除以所述频率范围的积分。在以上上下文中，详细地，意指在从f＝100Hz到f＝15kHz的频率范围上积分的声压级SPL与从f＝100Hz到f＝15kHz的频率范围之间的比。用更数学的语言，这表示：

在这一点上应当注意，考虑到制造音圈的方法而提出的实施方式及其获得的优点同样适用于这样的音圈，反之亦然。

附图说明

本发明的所述和其他方面、特征、细节、效用和优点将从以下详细描述，所附权利要求书和附图中变得更加完全显而易见，其中，所述附图示出了根据本发明的示例性实施方式的特征，并且其中：

图1示出了电动致动器的第一示例的倾斜底视图；

图2示出了图1的电动致动器的倾斜顶视图；

图3示出了图1的电动致动器的第一倾斜横截面视图；

图4示出了图1的电动致动器的第二倾斜横截面视图；

图5只示出了图1的电动致动器的音圈和永磁体的顶视图；

图6示出了图1的电动力学的俯视图；

图7示出了图1的电动力学的横截面俯视图；

图8示出了具有间隔开的内音圈的电动致动器的第二示例的倾斜顶视图；

图9只示出了图8的电动致动器的音圈和永磁体的顶视图；

图10示出了具有间隔开的内音圈和互连的永磁体的电动致动器的第三示例的倾斜顶视图；

图11示出了图10的电动致动器的仅音圈、永磁体和第二铁体的顶视图；

图12示出了具有三个嵌套音圈的电动致动器的示例的俯视图；

图13示出了电动换能器的示例的横截面视图；以及

图14示出了扬声器的示例的横截面视图。

在几个视图中，相同的附图标记表示相同或等同的部件。

具体实施方式

本文针对各种设备描述了各种实施方式。阐述了许多具体细节以提供对如说明书中所描述和附图中所说明的实施方式的总体结构、功能、制造和使用的透彻理解。然而，所属领域的技术人员将了解，可在没有所述特定细节的情况下实践所述实施方式。在其它情况下，没有详细描述公知的操作、组件和元件，以免模糊本说明书中描述的实施方式。所属领域的技术人员将了解，本文所描述和说明的实施方式是非限制性示例，且因此可了解，本文所揭示的特定结构和功能细节可为代表性的且未必限制实施方式的范围，所述实施方式的范围仅由所附权利要求书界定。

在整个说明书中对“各种实施方式”、“一些实施方式”、“一个实施方式”或“实施方式”等的引用意味着结合该实施方式描述的特定特征，结构或特性被包括在至少一个实施方式中。因此，短语“在各种实施方式中”、“在一些实施方式中”、“在一个实施方式中”或“在实施方式中”等在整个说明书中的地方的出现不一定都指同一实施方式。此外，特定特征，结构或特性可以以任何合适的方式组合在一个或更多个实施方式中。因此，结合一个实施方式示出或描述的特定特征、结构或特性可以全部或部分地与一个或更多个其它实施方式的特征、结构或特性组合，而没有限制，只要这种组合不是不合逻辑的或非功能性的。

必须注意的是，如本说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数指示物，除非内容另外清楚地指明。

说明书和权利要求中的术语“第一”、“第二”等，如果有的话，用于区分相似的元件，而不一定用于描述特定的顺序或时间顺序。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，使得在此描述的本发明的实施方式例如能够以与在此示出或以其他方式描述的顺序不同的顺序操作。此外，术语“包括”、“具有”及其任何变型旨在涵盖非排他性的包含，使得包括一系列元素的过程、方法、物品或设备不必限于所述元素，而是可以包括未明确列出的或此类过程、方法、物品或设备所固有的其他元素。

所有方向参考(例如，“正”、“负”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“左”、“右”、“向左”、“向右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“之上”、“之下”、“上方”、“下方”、“垂直”、“水平”、“顺时针”和“逆时针”)仅用于标识目的以帮助读者理解本公开，并且不产生限制，特别是关于本公开的任何方面的位置，取向或使用。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，使得在此描述的本发明的实施方式例如能够在除了在此示出或以其他方式描述的那些取向之外的其他取向上操作。

如本文所使用的，短语“被配置为”、“被配置为用于”和类似短语表示本装置、设备或***被设计和/或构造(例如，通过适当的硬件、软件和/或组件)为满足一个或更多个特定目的，而不是本装置、设备或***仅能够执行该目的。

连接参考(例如，“附接”、“联接”、“连接”等)应被广义地解释，并且可包括元件的连接之间的中间构件和元件之间的相对移动。同样地，连接参考不一定意味着两个元件直接连接并且彼此成固定关系。包含在以上描述中或在附图中示出的所有内容应被解释为仅是说明性的而非限制性的。在不脱离所附权利要求所限定的本发明的精神的情况下，可以对细节或结构进行改变。然而，本公开中的术语“连接”尤其可以指“直接连接”(没有中间部件)，并且本公开中的术语“联接”尤其可以指“直接或间接连接”(具有或不具有中间部件)。

在说明书和权利要求书中使用的表示测量值等的所有数字应理解为在所有情况下由术语“约”或“基本上”修饰，其特别是指偏离参考值10％。

图1至图4示出了电动致动器1a的第一示例的不同视图。详细地，图1示出了电动致动器1a的倾斜底视图，图2示出了电动致动器1a的倾斜顶视图，并且图3和图4示出了电动致动器1a的倾斜的横截面视图。

电动致动器1a包括可由软铁制成的第一铁体2、两个音圈3a、4a和两个永磁体5a、6a，音圈3a、4a中的每一个都具有在环区段中围绕线圈轴线C延伸的环形电导体，永磁体5a、6a中的每一个都被设计成产生在环区段中横向于电导体的磁场。在该示例中，永磁体5a、6a被实施为单独的部件，这通常允许使布置在磁场中的电导体的有效长度很长，因为在永磁体5a、6a之间存在很多自由空间。

装置8由第一铁体2和两个音圈3a、4a形成，其中，两个音圈3a、4a固定到或嵌入在第一铁体2中。此外，电动致动器1a包括多个臂7a、7b，所述臂将装置8(特别是装置8的第一铁体2)连接到永磁体5a、6a。臂7a、7b允许所述装置8和永磁体5a、6a之间在平行于线圈轴线C的偏移方向D上相对移动。永磁体5a、6a各自在横向于线圈轴线C的磁化方向M1、M2上被磁化。这样，考虑到由永磁体5a、6a产生的磁场的强度，电动致动器1a可以制造得比较扁平。因此，这种电动致动器1a尤其可以用在扁平消费装置中，例如用在移动电话、计算机输入板、个人数字助理、移动计算机等中。在该示例中，永磁体5a、6a在相反或相反的磁化方向M1、M2上被磁化，然而，原则上其他取向也是可能的。

在该示例中，永磁体5a、6a和第一铁体2形成磁体***9，其中，永磁体5a、6a形成磁体***9的可移动部分10。

磁体***9或磁体***9的可移动部分10分别包括多个磁体子***(第一磁体子***11a和第二磁体子***11b)，其在图1的示例中可在偏移方向D上彼此移动。第一磁体子***11a和将装置8机械地联接到第一磁体子***11a的臂7a、7b的第一部分12a形成具有第一谐振频率fres₁的第一振荡***13a。第二磁体子***11b和臂7a、7b的第二部分12b形成具有第二谐振频率fres₂的第二振荡***13b，第二谐振频率fres₂不同于第一谐振频率fres₁，臂将装置8机械地联接到第二磁体子***11b。

通过使用所述措施，可以获得频率响应中的分布式谐振上升，从而给予电动致动器1a的设计者更多的设计自由度。特别地，可以避免单个尖锐的谐振。如果第二谐振频率fres₂与第一谐振频率fres₁的比在以下范围内，则尤其如此：

0.5≤fres₂/fres₁<1.0或者1.0<fres₂/fres₁≤2.0。

在这一点上应当注意，永磁体5a、6a的独立移动以及不同的谐振频率fres₁和fres₂是有利的，但仍然是可选的特征。永磁体5a、6a也可以通过设计被强制同步移动，或者振荡***(例如，第一振荡***13a和第二振荡***13b)可以具有相同的谐振频率fres₁和fres₂，视情况而定。

还应当注意，所公开的原理不限于两个振荡***(例如，第一振荡***13a和第二振荡***13b)，电动致动器1a也可以具有更多数量的振荡***，从而具有更多数量的谐振频率fres₁和fres₂。

为了进一步理解电动致动器1a，图5现在只示出了音圈3a、4a和永磁体5a、6a的顶视图，图6示出了电动致动器1a的顶视图，图7示出了电动致动器1a的横截面顶视图。

在图1至图7所示的示例中，当在平行于偏移方向D的方向上观看时，音圈3a、4a是嵌套的，而当在垂直于偏移方向D的方向上观看时，音圈3a、4a是重叠的。换言之，第二音圈(例如，音圈4a)布置在第一音圈(例如，音圈3a)中。以此方式，电动致动器1a具体可以与永磁体5a、6a一起运行，所述永磁体像在图1至图7中示出的那样在相反的磁化方向M1、M2上被磁化。

通过提供多个音圈3a、4a，考虑到仅具有一个音圈3a的解决方案，通常增加了布置在由永磁体5a、6a产生的磁场中的电导体的有效长度。因此，当电流具有一个音圈3a的解决方案相比，当电流流过音圈3a、4a的电导体时施加在装置8上的力也较高。

如图1至图7所示，当在垂直于偏移方向D的方向上观看时，音圈3a、4a具有矩形或椭圆形轮廓。这样，音圈3a、4a可以通过已证实的技术手段制造。此外，矩形或椭圆形音圈3a、4a非常好地适合普通移动装置的形状因数。然而，也可以使用圆形音圈3a、4a。

此外，音圈3a、4a每个都具有矩形横截面。通过使用所述措施，音圈3a、4a可以提供非常好的功率密度。

更详细地，图1至图7的示例中的外音圈3a具有带圆角的矩形轮廓，并且当在垂直于偏移方向D的方向上观看时，内音圈4a具有椭圆形轮廓。特别地，椭圆形轮廓包括在长边上的平行直线部分。然而，根据具体情况，内音圈4a也可以具有带圆角的矩形轮廓。通过使用所提出的措施，磁路的磁阻相对较低。

在该示例中，音圈3a、4a(至少在一个横截面上)在其矩形或椭圆形轮廓的短边处被第一铁体2完全包围，并且在其矩形或椭圆形轮廓的长边处并排地延伸到第一铁体2。更详细地，音圈3a、4a在它们的矩形或椭圆形轮廓的短边处在它们的矩形横截面的三边或四边被第一铁体2包围(见图3和图7)，而音圈3a、4a在它们的矩形或椭圆形轮廓的长边处在它们的矩形横截面的仅一边并排延伸并接触第一铁体2(见图4和图7)。通过使用所述措施，可以获得有利的圆形磁通量。在长边，磁场垂直地或几乎垂直地通过音圈3a、4a。在短边上，磁通量以非常低的损耗被引导通过第一铁体2。应该注意的是，在电动致动器1a的另一个实施方式中，音圈3a、4a可以在它们的矩形或椭圆形轮廓的短边处在它们的矩形横截面的两边上被第一铁体2包围。在又一个实施方式中，音圈3a、4a可以并排地延伸到第一铁体2并且可以在它们的矩形或椭圆形轮廓的长边与第一铁体2间隔开。

有利地，永磁体5a、6a在垂直于它们的偏移方向D的方向上保持不受力。进而，连接到永磁体5a、6a的臂7a、7b可以制造得比较脆弱，这减小了它们在偏移方向D上的阻力，并因此支持电动致动器1a的高输出功率和效率。为了实现这种情况，永磁体5a、6a之间或磁体***9内的气隙可以制成具有不同的宽度。有利地，音圈3a、4a的横截面可以适应于不同的空气间隙，并且可以具有不同的横截面，以保持电动致动器1a的高输出功率和效率，这在该示例中是这种情况，并且可以在图4中最佳地看到。

有利地，第一铁体2在平行于偏移方向D的方向上的延伸大于音圈3a、4a和永磁体5a、6a在平行于偏移方向D的所述方向上的延伸。以此方式，一方面，音圈3a、4a可以在音圈3a、4a的短边上嵌入第一铁体2中，并且另一方面，永磁体5a、6a在它们伸出时保持在第一铁体2内(见图4)。

图8和图9示出了电动致动器1b的另一实施方式，电动致动器1b与图1至图7所示的电动致动器1a非常相似。相反，存在较短的第二音圈(例如，音圈4b)，而第三音圈(例如，音圈14a)。这里，第一音圈(例如，音圈3a)、第二音圈(例如，音圈4b)和第三音圈(例如，音圈14a)具有不同的线圈轴C1..C3。图8示出了电动致动器1b的斜视图，图9示出了图8的电动致动器1b的仅音圈3a、4b、14a和永磁体5a、6a的顶视图。可以看出，内音圈4b、14a被布置彼此相邻且之间具有空间。

图10和图11示出了电动致动器1c的另一实施方式，电动致动器1c与图8和图9所示的电动致动器1b非常相似。相反，电动致动器1c包括第二铁体15，第二铁体15连接永磁体5a、6a并可由软铁制成。通常，这种可能性由内音圈4b和14a之间的空间提供。通过使用所提出的措施，可以迫使永磁体5a、6a同步移动。因此，当振荡***的谐振频率保持恒定时，同步移动质量增加，这提供了使用较硬或较刚的臂7a、7b的可能性。有利地，当进行机械应力测试，特别是跌落测试时，较硬或较刚的臂7a、7b更耐用。

可替代地，永磁体5a、6a也可以通过非铁体而不是通过第二铁体15互连。当使用第二铁体15时，可以引导永磁体5a、6a之间的磁通量，而通过使用非铁体，永磁体5a、6a可以机械地互连而不影响磁场。如果永磁体5a、6a在相反的方向M1、M2上被磁化，如图10和图11中的情况那样，使用可以由塑料制成的非铁体特别有用。非铁体还可具有不同的弹性和阻尼特性，以允许永磁体5a、6a之间的预定运动，如果永磁体5a、6a可彼此运动的话。

图12示出了三个嵌套音圈(例如，音圈3a、4c、14b)的示例。详细地，第二音圈(例如，音圈4c)布置在第一音圈(例如，音圈3a)内，并且第三音圈14b布置在第二音圈(例如，音圈4c)内。因此，永磁体5a分成两个永磁体5b、5c，永磁体6a分成两个永磁体6b、6c，其中，永磁体5b、5c沿磁化方向M1磁化，永磁体6b、6c沿磁化方向M2磁化。

应当注意，通过使用图1至图12示出的嵌套音圈3a、3b、4a..4c、14a、14b的原理不限于两个或三个音圈3a、3b、4a..4c、14a、14b，而是还可以应用于更多数量的音圈3a、3b、4a..4c、14a、14b。

图13示出了电动换能器16的示例的剖视图，该电动换能器16包括板状结构17和上述类型的电动致动器1d，其中，电动致动器1d通过胶层或粘合片18连接到板状结构17。为此，电动致动器1d有利地包括在第一铁体2上的扁平安装表面，该安装表面旨在连接至板状结构17。特别地，板状结构17具有声音发出表面S和与声音发出表面S相反的背面，其中，电动致动器1d连接到所述背面。板状结构17和电动致动器1d之间的连接不一定在第一铁体2上进行，而是也可以在音圈3a、4a或永磁体5a、6a上进行。还应当注意，在该示例中，第一铁体2和永磁体5a、6a之间的连接是通过使用单独的臂7c..7f来实现的，其中，臂7c、7d属于第一部分12a并属于第一振荡***13a，并且其中，臂7e、7f属于第二部分12b并属于第二振荡***13b。在此上下文中，应注意，“臂的一部分”可表示臂7c..7f的子集(类似于图13中的情况)或臂7a、7b的一个或更多个区段(类似于图1中的情况)。在这一点上还应当注意，振荡***(第一振荡***13a和第二振荡***13b)可以具有不同的谐振频率fres₁和fres₂，或者根据具体情况具有相同的谐振频率fres₁和fres₂。

板状结构17可以是无源结构，例如电动致动器1d内置在其中的装置的壳体的一部分。然而，板状结构17本身也可以具有特殊功能。例如，如果板状结构17实施为显示器，则电动致动器1d与显示器一起形成输出装置(用于音频和视频数据)。

施加到板状结构17以产生声音的力可由电动致动器1d的相对于板状结构17移动的部分(其为图13中的永磁体5a、6a)的惯性产生，或者因为电动致动器1d的相对于板状结构17移动的部分固定到另一部分(例如，固定到电动致动器1d内置的装置的壳体)。

图14现在示出了扬声器19的示例的横截面视图，该扬声器19包括上文公开的电动致动器1e和振膜20，该振膜20通过胶层或粘合片18固定到第一铁体2。或者，振膜20也可以连接到音圈3a、4a或永磁体5a、6a。振膜20包括柔性振膜部分21和可选的刚性振膜部分22。

刚性振膜部分22主要以活塞模式移动(即，仅在偏移方向D上上下移动)，而柔性振膜部分21弯曲。与振膜20相比，在图13所示的示例的意义上，板状结构17不具有像柔性振膜部分21那样的专用柔性部分。因此，像柔性振膜部分21(偏转)和刚性振膜部分22(活塞运动)的情况一样，没有偏转和活塞运动的极端分离。相反，在图13所示的例子的情况下，通过整个板状结构17的偏转产生声音。

然而，在这一点上还应当注意，形成图13中的板状结构17的显示器可以弹性地连接到该装置的壳体，该显示器是该壳体的一部分。在这种情况下，显示器可以被看作振膜20的刚性振膜部分22，其中，显示器也主要以活塞模式移动。因此，在这种情况下，电动换能器16和扬声器19之间的边界会相互模糊。

通常，上述类型的扬声器19或电动换能器16(或输出装置)优选地在从100Hz到15kHz的频率范围内产生至少50dB_SPL的平均声压级，该平均声压级是在离声音发出表面S10cm的正交距离内测量的。特别地，在1W电功率下，更特别地在标称阻抗下测量上述平均声压级。

应当注意，本发明不限于上述实施方式和示例性工作示例。进一步的发展，修改和组合也在本专利权利要求的范围内，并且被本领域技术人员从上述公开内容中获知。因此，在此描述和说明的技术和结构应该被理解为是说明性的和示例性的，而不限制本发明的范围。

本发明的范围由所附权利要求限定，包括在提交本申请时已知的等同物和不可预见的等同物。尽管以上以一定程度的特殊性描述了本发明的许多实施方式，但是本领域的技术人员可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下对所公开的实施方式进行许多改变。

标号列表

1a..1e 电动致动器

2 第一铁体

3a、3b 第一音圈

4a..4c 第二音圈

5a..5c 第一永磁体

6a..6c 第二永磁体

7a..7f 臂

8 装置

9 磁体***

10 磁体***的可移动部分

11a、11b 磁体子***

12a、12b 臂的部分

13a、13b 振荡***

14a、14b 第三音圈

15 第二铁芯

16 电动换能器

17 板状结构/显示器

18 胶层/粘合片

19 扬声器

20 振膜

21 柔性振膜部分

22 刚性振膜部分

C、C1..C3 线圈轴线

D 偏移方向

M1、M2 磁化方向

S 声音发出表面

Claims (21)

1.一种电动致动器(1a..1e)，所述电动致动器具体被设计成连接到板状结构(17)或振膜(20)，并且所述电动致动器包括：

-第一铁体(2)，

-至少一个音圈(3a，3b，4a..4c，14a，14b)，所述至少一个音圈具有在环区段中围绕线圈轴线(C，C1..C3)延伸的环形的电导体，以及

-多个永磁体(5a..5c，6a..6c)，每个永磁体被设计成产生在所述环区段中横向于所述电导体的磁场，其中，

-由所述第一铁体(2)和所述至少一个音圈(3a，3b，4a..4c，14a，14b)形成装置(8)，其中，所述至少一个音圈(3a，3b，4a..4c，14a，14b)被固定到或嵌入所述第一铁体(2)中，

-所述电动致动器(1a..1e)包括将所述装置(8)连接到所述永磁体(5a..5c，6a..6c)的多个臂(7a..7f)，

-所述臂(7a..7f)允许在所述装置(8)与所述永磁体(5a..5c，6a..6c)之间在平行于所述线圈轴线(C，C1..C3)的偏移方向(D)上相对移动，并且

-所述永磁体(5a..5c，6a..6c)各自在横向于所述线圈轴线(C，C1..C3)的磁化方向(M1、M2)上被磁化。

2.根据权利要求1所述的电动致动器(1a..1e)，所述电动致动器包括：

-多个音圈(3a，3b，4a..4c，14a，14b)，每个音圈具有环形的电导体，所述电导体在环区段中围绕公共线圈轴线(C)或围绕彼此平行定向的单独的线圈轴线(C1..C3)延伸，

-其中，所述永磁体(5a..5c，6a..6c)各自被设计成产生在所述环区段中横向于所述电导体的磁场，并且

-其中，由所述第一铁体(2)和所述音圈(3a，3b，4a..4c，14a，14b)形成装置(8)，所述音圈被固定到或嵌入在所述第一铁体(2)中，

-其中，所述臂(7a..7f)允许在所述装置(8)与所述永磁体(5a..5c，6a..6c)之间在平行于所述公共线圈轴线(C1)或平行于所述单独的线圈轴线(C1..C3)的偏移方向(D)上相对移动，并且

其中，所述永磁体(5a..5c，6a..6c)各自在横向于所述公共线圈轴线(C)或横向于所述单独的线圈轴线(C1..C3)的磁化方向(M1、M2)上被磁化。

3.根据权利要求1所述的电动致动器(1a..1e)，其中，所述音圈(3a，3b，4a..4c，14a，14b)在平行于所述偏移方向(D)的方向上观看时是嵌套的并且在垂直于所述偏移方向(D)的方向上观看时是至少重叠的。

4.根据权利要求1所述的电动致动器(1a..1e)，其中，所述永磁体(5a..5c，6a..6c)中的至少两个被实施为单独的部件。

5.根据权利要求4所述的电动致动器(1a..1e)，其中，

-所述多个永磁体(5a..5c，6a..6c)中的第一永磁体(5a..5c)以及所述臂的第一部分(12a)形成了具有第一谐振频率fres₁的第一振荡***(13a)，其中，所述臂将由所述第一铁体(2)和所述至少一个音圈(3a、3b、4a、4c、14a、14b)形成的所述装置(8)连接到所述第一永磁体(5a、5c)，并且

-所述多个永磁体(5a..5c，6a..6c)中的第二永磁体(6a..6c)以及所述臂的第二部分(12b)形成具有第二谐振频率fres₂的第二振荡***(13b)，其中，所述臂将由所述第一铁体(2)和所述至少一个音圈(3a，3b，4a..4c，14a，14b)形成的所述装置(8)连接到所述第二永磁体(6a..6c)，所述第二谐振频率不同于所述第一谐振频率fres₁。

6.根据权利要求5所述的电动致动器(1a..1e)，其中，所述第二谐振频率fres₂与所述第一谐振频率fres₁的比在0.5≤fres₂/fres₁<1.0或1.0<fres₂/fres₁≤2.0的范围内。

7.根据权利要求1所述的电动致动器(1a..1e)，所述电动致动器包括所述嵌套音圈(3a，3b，4a..4c，14a，14b)的外音圈(3a)以及所述嵌套音圈(3a，3b，4a..4c，14a，14b)的多个内音圈(4b，14)，其中，所述多个内音圈(4b，14)被布置成彼此相邻且之间具有空间。

8.根据权利要求1所述的电动致动器(1a..1e)，所述电动致动器包括：

-第二铁体(15)，所述第二铁体连接所述多个永磁体(5a..5c，6a..6c)中的至少两个永磁体；或

-非铁体，所述非铁体连接所述多个永磁体(5a..5c，6a..6c)中的至少两个永磁体。

9.根据权利要求1所述的电动致动器(1a..1e)，其中，所述音圈(3a，3b，4a..4c，14a，14b)在垂直于所述偏移方向(D)的方向上观看时具有圆形、矩形或椭圆形轮廓。

10.根据权利要求1所述的电动致动器(1a..1e)，其中，所述嵌套音圈(3a，3b，4a..4c，14a，14b)的所述外音圈(3a)具有圆形轮廓或带有圆角的矩形轮廓，并且所述嵌套音圈(3a，3b，4a..4c，14a，14b)的所述内音圈(4a，4b，14a，14b)在垂直于所述偏移方向(D)的方向上观察时具有椭圆形轮廓或带有圆角的矩形轮廓。

11.根据权利要求9或10所述的电动致动器(1a..1e)，其中，所述音圈(3a，3b，4a..4c，14a，14b)在所述音圈的矩形或椭圆形轮廓的短边处被所述第一铁体(2)完全包围，并在所述音圈的矩形或椭圆形轮廓的长边处并排地延伸到所述第一铁体(2)。

12.根据权利要求1所述的电动致动器(1a..1e)，其中，所述音圈(3a，3b，4a..4c，14a，14b)各自具有矩形横截面。

13.根据权利要求9和12或者10和12所述的电动致动器(1a..1e)，其中，所述音圈(3a，3b，4a..4c，14a，14b)：

-在所述音圈的矩形或椭圆形轮廓的短边处在所述音圈的矩形横截面的两个边、三个边或四个边上被所述第一铁体(2)包围，并且

-在所述音圈的矩形或椭圆形轮廓的长边处在所述音圈的矩形横截面的仅一个边上并排延伸到所述第一铁体(2)并与所述第一铁体(2)间隔开或者与所述第一铁体(2)接触。

14.根据权利要求1所述的电动致动器(1a..1e)，其中，所述音圈(3a，3b，4a..4c，14a，14b)的横截面是不同的。

15.根据权利要求1所述的电动致动器(1a..1e)，其中，所述第一铁体(2)在平行于所述偏移方向(D)的方向上的延伸大于所述音圈(3a，3b，4a..4c，14a，14b)和所述永磁体(5a..5c，6a..6c)在平行于所述偏移方向(D)的所述方向上的延伸。

16.根据权利要求1所述的电动致动器(1a..1e)，其中，所述第一铁体(2)是用软铁制成的。

17.根据权利要求1所述的电动致动器(1a..1e)，其中，所述至少一个音圈(3a，3b，4a..4c，14a，14b)、所述第一铁体(2)或所述永磁体(5a..5c，6a..6c)包括扁平安装表面，所述扁平安装表面旨在连接到所述板状结构(17)。

18.一种电动换能器(16)，所述电动换能器包括板状结构(17)和连接到所述板状结构(17)的电动致动器(1a..1e)，其中，所述电动致动器(1a..1e)是根据权利要求1设计的。

19.根据权利要求18所述的电动换能器(16)，其中，在从100Hz到15kHz的频率范围内，在离声音发出表面(S)10cm的正交距离上测量的所述电动换能器(16)的平均声压级至少为50dB_SPL。

20.一种输出装置，其中，根据权利要求18或19所述的板状结构(17)被实施为显示器，并且其中，所述电动致动器(1a..1e)连接到所述显示器的背面。

21.一种扬声器(19)，所述扬声器包括根据权利要求1所述的电动致动器(1a..1e)和固定到所述电动致动器的振膜(20)。