电磁致动器及输出设备的制作方法

[0001]
本发明涉及一种电磁致动器，该电磁致动器被设计成连接至板状结构的背面，所述板状结构的背面与该板状结构的声发出(emanate)面相反，并且该电磁致动器包括环形音圈装置以及磁路系统，所述磁路系统被设计成产生横向于环形音圈装置的绕致动器轴线缠绕的导线的纵向方向的磁场，其中，环形音圈装置与磁路系统通过多个弹簧彼此连接。此外，本发明涉及一种输出设备，该输出设备包括板状结构和上述类型的电磁致动器，该板状结构具有声发出面以及与声发出面相反的背面，该电磁致动器连接至板状结构的背面。特别地，所述板状结构可以被具体实施为显示器。以此方式，电磁致动器与显示器一起形成(用于音频数据和视频数据两者的)输出设备。


背景技术：

[0002]
已知一种上述类型的电磁致动器和输出设备。当将输入信号施加到环形音圈装置 (arrangement)时，磁路系统(严格地说是其可移动部件)被沿着致动器轴线的方向推动。由于磁路系统的惯性，引起反作用力，该反作用力沿相反的方向推动音圈装置。这就是板状结构/显示器发生偏转并且根据输入信号产生声音的原因。
[0003]
已知解决方案的一个缺点是电磁致动器的可移动部件(特别是弹簧)的脆弱性。为了支持电磁致动器的效率，所述弹簧非常软，并且因此非常易损。通常，声功率与电输入功率之比应尽可能高。考虑到电磁致动器的寿命，弹簧因其尺寸而成为电磁致动器的关键部件，并且容易断裂，从而使得电磁致动器和内置有该电磁致动器的设备无法使用。


技术实现要素：

[0004]
因此，本发明的目的是克服现有技术的缺点，并且提供更好的电磁致动器和更好的输出设备。特别是，应在不增加或不增加大量额外成本的情况下延长电磁致动器的使用寿命。
[0005]
本发明的问题通过在开头段落中限定的一种电磁致动器来解决，其中，多个弹簧被布置在环形音圈装置的内侧，特别是仅(exclusively)布置在环形音圈装置的内侧。
[0006]
此外，本发明的问题通过一种输出设备来解决，该输出设备包括板状结构和上述类型的电磁致动器，该板状结构具有声发出面以及与所述声发出面相反的背面，该电磁致动器连接至所述板状结构的背面。特别地，板状结构可以被具体实施为显示器。以此方式，电磁致动器与显示器一起形成(用于音频数据和视频数据两者的)输出设备。
[0007]
通过所提出的措施，将电磁致动器的弹簧布置在电磁致动器的内部，由此保护其免受来自外部的负面影响。因此，可以由软而易损的弹簧来支持电磁致动器的高效率，而不会冒因外部的不良影响而导致这些弹簧断裂的风险。由此，可以在不增加或不增加大量额外成本的情况下，延长电磁致动器及内置有该电磁致动器的设备的使用寿命。
[0008]
通常，内置有电磁致动器的设备可以是具有板状结构/显示器的任何设备，该设备还应输出声音。具体地，本发明涉及诸如移动电话等移动设备。
[0009]
术语“导线”必须作广泛解释，并且不限于圆形横截面。替代地，术语“导线”也包括扁平导电结构(如金属箔)，这些扁平导电结构相互连接以形成音圈或音圈装置。
[0010]
通常，弹簧可以包括金属或由金属(尤其是钢、黄铜、青铜、钼或钨)组成。如果弹簧由不锈钢制成，则是有利的；并且如果弹簧由疲劳强度在370至670n/mm
2
范围内或极限抗拉强度在1100至2000n/mm
2
范围内的冷轧不锈钢制成，则是非常有利的。有益的是，奥氏体不锈钢可以用于弹簧，尤其是不锈钢1.4404。奥氏体不锈钢的奥氏体含量很高，并且因此是非铁磁性或低铁磁性的。因此，当这些弹簧在磁路系统的磁间隙(air gap)中的磁场中移动时，没有或仅有很小的(不需要的)力被引入弹簧。这些力会改变电磁致动器的(动态的)空闲位置(idle position)，并且使电磁致动器的特性恶化。此外，奥氏体不锈钢不会或基本上不会磁性桥接磁路系统的磁间隙。换句话说，弹簧不会在磁路系统中形成磁短路。此外，除了之前呈现的特性以外，不锈钢还具有抗氧化的优点。原则上，弹簧也可以涂覆有另一种金属或聚合物(例如，热塑性塑料、热固性塑料、弹性体、硅胶或橡胶)。
[0011]“疲劳强度”(或耐久极限或疲劳极限)通常是指应力水平，在该应力水平以下，可以对材料施加无限次的载荷循环而不会导致疲劳破坏或不可接受的变形。高于此应力水平，在某个时间点就会发生疲劳破坏或不可接受的变形。
[0012]“极限抗拉强度”是指材料在断裂前被拉伸或拉动时所能承受的最大应力(在单一载荷的情况下)。根据经验，对于金属，极限抗拉强度大约是疲劳强度的三倍。
[0013]
在以下描述和附图中，所公开类型的电磁致动器的进一步细节和优点将变得显而易见。
[0014]
在一个有利的实施方式中，一个(或各个)弹簧装置包括：
[0015]
环形外保持部(holder)，
[0016]
环形外保持部内侧的中心保持部，以及
[0017]
布置在环形外保持部与中心保持部之间的多个弹簧。
[0018]
换言之，弹簧是弹簧装置的一部分，弹簧装置还包括环形外保持部和中心保持部，其中，各个弹簧的一端连接至环形外保持部，并且其中，各个弹簧的另一端连接至中心保持部。以此方式，弹簧就可以保持在适当位置，并且确保了弹簧的正常功能。
[0019]
在另一个有利的实施方式中，一个(或各个)弹簧装置包括：
[0020]
具有环形部分和附加的中心部分的组合保持部，以及
[0021]
多个弹簧，所述多个弹簧从中心部分延伸，并且在环形部分的内侧的多个弹簧的延伸端处具有连接部分。
[0022]
这是另一个实施方式，其中弹簧是弹簧装置的一部分。各个弹簧的一端连接至组合保持部的中心部分，并且各个弹簧的另一端包括(单独的)连接部分，例如连接垫。以此方式，弹簧就可以保持在适当位置，并且也确保了弹簧的正常功能。
[0023]
在又一个有利的实施方式中，环形外保持部和中心保持部或组合保持部的环形部分和弹簧的连接部分在电磁致动器的可移动部件的空闲位置处被布置在不同平面内。特别地，中心保持部或弹簧的连接部分比环形外保持部或组合保持部的环形部分更靠近磁路系统的可移动部件。出于这个原因，基本上，环形外保持部与中心保持部或组合保持部的环形部分与弹簧的连接部分之间的完全自由空间可以用于磁路系统的可移动部件的移动。如果使用两个弹簧装置来悬挂磁路系统的可移动部件，则此实施方式尤其有用。
[0024]
此外，如果所述多个弹簧在所述电磁致动器的可移动部件的空闲位置处被预加载，则是有利的。以这种方式，由于在装配电磁致动器之前不需要弯曲弹簧，可以使电磁致动器的制造更容易。相反，当装配电磁致动器时，这些弹簧被移出环形外保持部或组合保持部的环形部分的平面之外，并在最终确定的电磁致动器的可移动部件的空闲位置处保持其预加载状态。
[0025]
有益的是，在圆形音圈装置的情况下，弹簧仅绕致动器轴线对称成形。通过这些措施，可以在相对较小的径向空间中获得相当大的弹簧长度。
[0026]
有益的是，在非圆形音圈装置的情况下，弹簧绕垂直于致动器轴线的轴线对称成形。通过这些措施，阻止了环形音圈装置与磁路系统之间的旋转，从而在电磁致动器偏移时它们不会发生碰撞。
[0027]
有益的是，弹簧呈螺旋形和/或弧形。以此方式，弹簧可以是在相对小的径向空间内很长并且因此是软的。因此，电磁致动器的偏移不会受到太大的阻碍。
[0028]
有益的是，弹簧是弯曲形的。以此方式，弹簧可能很长并且因此很软，这也基本上不会阻碍电磁致动器的偏移。
[0029]
有益的是，弹簧装置是一体式。因此，简化了电磁致动器的装配。
[0030]
有益的是，环形音圈装置相对于板状结构固定地布置，并且磁路系统的至少可移动部件相对于板状结构可移动地布置。以此方式，由于磁路系统相对重，并且允许较大的反作用力，因此可以获得板状结构的相对较高的偏移或偏转。虽然这种实施方式是有利的，但是环形音圈装置也可以相对于板状结构可移动地布置，并且磁路系统可以相对于板状结构固定地布置。通常，磁路系统可以整体移动，也可以部分移动。
[0031]
有益的是，弹簧装置的环形外保持部相对于所述板状结构固定地布置，并且弹簧装置的中心保持部相对于磁路系统的可移动部件固定地布置。在另一有益实施方式中，组合保持部的环形部分相对于板状结构固定地布置，并且弹簧的连接部分相对于磁路系统的可移动部件固定地布置。特别地，弹簧装置的环形外保持部或弹簧装置的组合保持部的环形部分可以例如通过粘合片或胶层直接连接至板状结构。通过所提出的措施，与板状结构的连接面积相对较大。
[0032]
有益的是，弹簧装置的中心保持部也可以相对于板状结构固定地布置，并且环形外保持部相对于磁路系统的可移动部件固定地布置。在另一有益实施方式中，弹簧的连接部分相对于板状结构固定地布置，并且组合保持部的环形部分相对于磁路系统的可移动部件固定地布置。特别地，弹簧装置的环形外保持部或弹簧装置的组合保持部的环形部分可以例如通过粘合片或胶层直接连接至磁路系统的可移动部件。通过所提出的措施，与磁路系统的可移动部件的连接面积相对较大。
[0033]
有益的是，磁路系统的可移动部件包括：
[0034]
软铁制成的顶板
[0035]
软铁制成的底板，以及
[0036]
安装至顶板和底板的中心磁体。
[0037]
以此方式，磁路系统使用了一种经验证的常用的装置(means)。
[0038]
在音圈装置仅包括单个音圈的情况下，顶板有益地为盘形，并且底板为盆形，其中，盆形底板的环形部件布置在环形音圈装置的外侧。因此，上述磁路系统可以与单个音圈
组合使用。
[0039]
在电磁致动器的有利的实施方式中，
[0040]
第一弹簧配置的中心保持部安装至顶板，并且第二弹簧装置的中心保持部安装至底板，或
[0041]
第一弹簧装置的弹簧的连接部分安装至顶板，并且第二弹簧装置的弹簧的连接部分安装至底板。
[0042]
通过这些措施，由于磁路系统的可移动部件的安装点位于一定轴向距离处，因此避免了磁路系统的可移动部件的摇摆运动或至少使磁路系统的可移动部件的摇摆运动保持在较低的水平。
[0043]
这是有利的，如果：
[0044]
音圈装置包括一个布置在另一个之上的第一音圈和第二音圈，以及
[0045]
磁场从环形音圈装置的内侧穿过第一音圈到达环形音圈装置的外侧，并且磁场从环形音圈装置的外侧穿过第二音圈到达环形音圈装置的内侧。
[0046]
因此，以有利的方式引导由磁路系统产生的磁通量。第一音圈和第二音圈可以相距一定距离布置或者可以堆叠在一起，即通过例如粘合剂彼此连接。
[0047]
在音圈装置包括一个布置在另一个之上的第一音圈和第二音圈的情况下，这是特别有利的，如果：
[0048]
顶板和底板两者均呈盘形，其中，顶板与第一音圈相对布置，并且底板与第二音圈相对布置，并且
[0049]
磁路系统的固定部件包括软铁制成的外环，该外环围绕环形音圈装置、与第一音圈和第二音圈两者相对布置。
[0050]
因此，在具有第一音圈和第二音圈的音圈装置的上下文中，可以将常用的装置用于磁路系统。同样地，第一音圈和第二音圈可以相距一定距离布置或者可以堆叠在一起，即通过例如粘合剂彼此连接。
[0051]
这也是有利的，如果：
[0052]
中心连接部相对于板状结构固定地布置，
[0053]
弹簧装置的中心保持部安装至中心连接部，并且
[0054]
磁路系统的可移动部件的顶板或底板安装至弹簧装置的环形外保持部。
[0055]
通过这些措施，弹簧装置可以延伸到音圈装置，并且提供了环形外保持部的相对较大的连接面积。
[0056]
在电磁致动器的另一个有利的实施方式中，
[0057]
中心连接部相对于板状结构固定地布置，
[0058]
第一弹簧装置的中心保持部安装至中心连接部，
[0059]
第二弹簧装置的中心保持部在距所述第一弹簧装置的所述中心保持部一定距离处安装至中心连接部，并且
[0060]
磁路系统的可移动部件布置在第一弹簧装置的环形外保持部与第二弹簧装置的环形外保持部之间，其中，顶板安装至第一弹簧装置的环形外保持部，并且底板安装至第二弹簧装置的环形外保持部。
[0061]
通过这些措施，由于磁路系统的可移动部件的安装点位于一定轴向距离处，因此，
避免了磁路系统的可移动部件的摇摆运动或至少将磁路系统的可移动部件的摇摆运动保持在较低的水平。
[0062]
有益的是，磁路系统的固定部件安装至中心连接部(尤其是在第一弹簧装置和第二弹簧装置的外侧)。以此方式，中心连接部提供了多种使用方式。
[0063]
这也是有利的，如果：
[0064]
中心连接部相对于板状结构可移动地布置，
[0065]
弹簧装置的中心保持部安装至中心连接部，并且
[0066]
磁路系统的可移动部件的顶板和底板以及中心磁体安装至中心连接部。
[0067]
通过这些措施，中心连接部形成了磁路系统的可移动部件的公共安装部件。
[0068]
在电磁致动器的另一个有利的实施方式中，
[0069]
中心连接部相对于板状结构可移动地布置，
[0070]
第一弹簧装置的中心保持部安装至中心连接部，
[0071]
第二弹簧装置的中心保持部在距所述第一弹簧装置的中心保持部一定距离处安装至中心连接部，并且
[0072]
磁路系统的可移动部件的顶板、底板和中心磁体安装至中心连接部。
[0073]
通过这些措施，由于磁路系统的中心保持部的安装点位于一定轴向距离处，再次避免了(磁路系统的可移动部件连接至的)中心保持部的摆动运动或至少将该中心保持部的摆动运动保持在较低的水平。
[0074]
有益的是，磁路系统的固定部件安装至环形外保持部。以此方式，环形外保持部提供了多种使用方式。
[0075]
在非常有利的实施方式中，第一弹簧装置和第二弹簧装置具有相同的形状，但是绕致动器轴线彼此转动90
°
。以此方式，可以避免磁路系统的可移动部件的倾斜运动或者至少可以将磁路系统的可移动部件的倾斜运动保持在较低的水平。
[0076]
在电磁致动器的非常有利的实施方式中，磁路系统的可移动部件与中心连接部之间或磁路系统的可移动部件与磁路系统的固定部件之间的磁间隙小于磁路系统的可移动部件与环形音圈装置之间的磁间隙，上述两个磁间隙均是在垂直于致动器轴线的方向上测量的。特别地，磁路系统的可移动部件与中心连接部之间或磁路系统的可移动部件与磁路系统的固定部件之间的最小磁间隙小于磁路系统的可移动部件与环形音圈装置之间的最小磁间隙，上述两个最小磁间隙均是在垂直于致动器轴线的方向上测量的。通过上述措施，电磁致动器的横向加速度(即横向于致动器轴线的方向)不会导致相对较重的磁路系统与相对易损的音圈装置的碰撞，进而也不会导致音圈装置的损坏。替代地，磁路系统只会与相对较稳定的中心连接部或磁路系统中相对较稳定的固定部件发生碰撞。例如，当具有电磁致动器的设备(例如移动电话)掉落并撞击地板时，可能会产生这种横向加速度。
[0077]
在电磁致动器的另一个非常有利的实施方式中，磁路系统的固定部件包括软铁制成的外环，所述外环围绕环形音圈装置布置，并且音圈装置接触外环或连接至外环。这是在电磁致动器的横向加速度(即横向于致动器轴线方向)的情况下避免损坏音圈装置的另一种可能性。然而，相对较重的磁路系统与相对易损的音圈装置之间的碰撞不一定能够避免，但它不会对音圈造成实质性的损坏，该音圈是由磁路系统的相对稳定的外环在横向方向上支撑的。同样地，例如，当具有电磁致动器的设备(例如移动电话)掉落并撞击地板时，可能
会产生这种横向加速度。如果音圈装置接触到外环以实现上述支撑功能或者如果在音圈装置与外环之间仅存在一个小的(且不可以避免的)间隙，则就足够了。然而，为了避免音圈装置与外环之间的任何磁间隙，音圈装置可以通过粘合剂等方式连接至外环。本实施方式的另一优点是音圈装置与外环之间的磁间隙为零或几乎为零。因此，总的来说，音圈与磁路系统之间只有单个磁间隙。在这方面，电磁致动器是非常有效的。将音圈装置连接至所述外环的另一个优点是改进了散热和温度平均化。由流过音圈装置的电流在音圈装置中产生的热量可以流到外环中，从而一方面由于扩大了(外)表面而改善了散热，另一方面由于更高的热质量，也使音圈装置内的温度平均化。
[0078]
有利的是，在距离声发出面10cm的正交距离内测量的输出设备的平均声压级在 100hz到15khz的频率范围内至少为50db_spl。“平均声压级spl
avg”通常指特定频率范围内的声压级spl的积分除以所述频率范围。在上述上下文中，详细地说就是在f＝100hz到f＝15khz的频率范围内积分的声压级spl与在f＝100hz到f＝ 15khz的频率范围之间的比值。特别是，以上平均声压级是在1w电功率(尤其是在标称阻抗)下测量的。单位“db_spl”通常表示相对于可听阈值(即20mpa)的声压级。
[0079]
应当注意的是，在不在环形音圈装置内侧布置弹簧的情况下，使用具有第一音圈和第二音圈的音圈装置也可能是有用的，并且这种电磁致动器可以形成分案申请的基础。这种电磁致动器可为如下所述的电磁致动器：
[0080]
一种电磁致动器，所述电磁致动器被设计为连接至板状结构的背面，所述电磁致动器包括环形音圈装置和磁路系统，所述磁路系统被设计为产生横向于环形音圈装置的绕致动器轴线缠绕的导线的纵向方向的磁场，
[0081]
其中，
[0082]
音圈装置包括一个布置在另一个之上的第一音圈和第二音圈，以及
[0083]
磁场从环形音圈装置的内侧穿过第一音圈到达环形音圈装置的外侧，并且磁场从环形音圈装置的外侧穿过第二音圈传送到达环形音圈装置的内侧。
[0084]
第一音圈和第二音圈可以相距一定轴向距离布置或者可以堆叠在一起，即通过例如粘合剂彼此连接。这使得在磁路系统的高度相对于音圈的高度方面提供了更多的设计自由度。
[0085]
当然，环形音圈装置和磁路系统可以通过多个弹簧彼此连接。此外，如果多个弹簧布置在环形音圈装置内侧(尤其是仅布置在环形音圈装置内侧)，至少上述有利的实施方式中的特征可以应用于上述电磁致动器。
附图说明
[0086]
根据下面的具体实施方式、所附权利要求书和附图，本发明的这些方面以及其他方面、特征、细节、实用性和优点将变得更加显而易见，其中附图例示了根据本发明的示例性实施方式的特征，并且其中：
[0087]
图1在分解图中示出了具有两个弹簧装置的电磁致动器的第一实施方式，以及位于两个弹簧装置之间的磁路系统的可移动部件；
[0088]
图2在截面图中示出了图1的电磁致动器；
[0089]
图3在截面图中示出了具有单个弹簧装置的电磁致动器的第二实施方式；
[0090]
图4在截面图中示出了具有单个音圈的电磁致动器的第三实施方式；
[0091]
图5在截面图中示出了具有可移动中心连接部的电磁致动器的第四实施方式；
[0092]
图6在截面图中示出了具有不同弹簧装置的电磁致动器的实施方式；
[0093]
图7示出了在图1的实施方式中使用的具有螺旋弹簧的弹簧装置的俯视图；
[0094]
图8示出了具有螺旋弹簧的另一弹簧装置的俯视图；
[0095]
图9示出了具有弯曲形状弹簧的弹簧装置的俯视图；
[0096]
图10示出了具有弯曲形状弹簧的弹簧装置的俯视图，所述弯曲形状弹簧关于垂直于致动器轴线的轴线对称；
[0097]
图11示出了具有弯曲形状弹簧的另一弹簧装置的俯视图，所述弯曲形状弹簧关于垂直于致动器轴线的轴线对称；
[0098]
图12示出了具有不同的外保持部的弹簧装置的俯视图；
[0099]
图13示出了具有组合保持部的弹簧装置的俯视图，所述组合保持部具有环形部分和附加的中心部分，以及
[0100]
图14示出将图13的弹簧装置旋转90
°
。
[0101]
在若干视图中，相同的附图标记表示相同或等同的部件。
具体实施方式
[0102]
本文针对各种装置描述了各种实施方式。阐述了许多具体细节以提供对在说明书中描述并在附图中例示的实施方式的整体结构、功能、制造和使用的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解，可以在没有这种具体细节的情况下实践所述实施方式。在其他情况下，公知的操作、组件和元件未被详细描述，以免使说明书中描述的实施方式不清楚。本领域普通技术人员将理解，本文描述和例示的实施方式是非限制性示例，因此可以理解，本文所公开的具体结构和功能细节可以是代表性的，并且不一定要对实施方式的范围进行限制，实施方式的范围仅由所附权利要求书限定。
[0103]
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”等的引用是指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，在整个说明书中的各处出现的短语“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”等不一定都指同一实施方式。此外，在一个或更多个实施方式中，可以以任何合适的方式组合特定的特征、结构或特性。因此，结合一个实施方式例示或描述的特定特征、结构或特性可以全部或部分地与一个或更多个其他实施方式的特征、结构或特性组合而不受限制，只要这种组合不是不合逻辑的或无功能的。
[0104]
必须注意的是，如本说明书和所附权利要求书中所使用的，除非另有明确规定，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数指示物。
[0105]
说明书以及权利要求中的术语“第一”、“第二”等(如果有的话)用于在相似的元素之间进行区分，而不一定用于描述特定顺序或时间顺序。应该理解的是，这样使用的术语在适当的情况下是可以互换的，以使得本文描述的本发明的实施方式例如能够以不同于本文所例示或以其他方式描述的顺序操作。此外，术语“包括”、“具有”以及其任何变型旨在涵盖非排他性包括，以使包括一系列要素的过程、方法、物品或装置并非一定要限于这些要素，而是可以包括未明确列出或该过程、方法、物品或装置固有的其他要素。
[0106]
所有方向性参考(例如，“加”、“减”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“左”、“右”、“向左”、“向右”、“前”、“后”、“顶部”、“底部”、“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，并不产生限制，特别是关于在本公开的任何方面的位置、定向(orientation)或用途上的限制。应该理解的是，如此使用的术语在适当的情况下是可以互换的，以使得本文所述的本发明的实施方式例如能够以不同于本文所例示或以其他方式描述的其他定向来操作。
[0107]
如本文所使用的，短语“被配置为”、“被配置用于”以及类似短语表示题述设备、装置或系统是(例如，通过适当的硬件、软件和/或组件)被设计和/或构造以实现一个或更多个特定对象目的，而并非题述设备、装置或系统仅能够执行该对象目的。
[0108]
连接(joinder)引用(例如，“附接”、“联接”、“连接”等)应被广义地解释，并且可以包括元件的连接之间的中间构件以及元件之间的相对运动。因此，连接引用不一定推断出两个元素是直接连接的并且相互之间是固定关系。旨在将以上描述中所包含的或附图中所示出的所有内容解释为仅是示例性的，而不是限制性的。在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神的情况下，可以进行细节或结构上的改变。
[0109]
在说明书和权利要求书中使用的所有表示量度等的数字在任何情况下都应被理解为被术语“约”或“基本上”修饰，这尤其意味着与参考值具有
±
10％的偏差。
[0110]
利用图1、图2和图7公开了电磁致动器1a的第一示例。图1示出了电磁致动器1a的分解图，图2示出了电磁致动器1a的横截面图，并且图7示出了电磁致动器 1a中使用的弹簧装置的俯视图。
[0111]
电磁致动器1a被设计成连接至板状结构的背面，在本示例中，假设该板状结构被具体实施为显示器2(参见图2)。然而，原则上，板状结构可以是在受到激励时能够输出声音的任何板状结构。电磁致动器1a具有环形音圈装置3a，在该示例中，环形音圈装置3a包括彼此叠置并通过例如胶层5彼此连接的第一音圈4a和第二音圈 4b。
[0112]
此外，电磁致动器1a还具有磁路系统6a，在该示例中，磁路系统6a包括软铁制成的顶板7a、软铁制成的底板8a、安装至顶板7a和底板8a的中心磁体9a以及软铁制成的外环10a。顶板7a、底板8a和中心磁体9a由磁路系统6a的可移动部件11a 构成，或者这些部件甚至可以形成磁路系统6a的可移动部件11a。外环10a由磁路系统6a的固定部件构成，或者外环10a甚至可以形成磁路系统6a的固定部件。因此，磁路系统6a的固定部件可以根据具体情况使用外环10a的附图标记来表示。顶板7a 和底板8a两者均为盘状，其中，顶板7a与第一音圈4a相对(vis-a-vis)布置，而底板8a与第二音圈4b相对布置。磁路系统6a的固定部件(即在本示例中为外环10a) 布置成围绕环形音圈装置3a、与第一音圈4a和第二音圈4b两者相对。
[0113]
磁路系统6a通常被设计为产生横向于环形音圈装置3a的绕致动器轴线a缠绕的导线的纵向方向的磁场b1、b2。具体地，磁场b1从环形音圈装置3a的内侧通过第一音圈4a到达环形音圈装置3a的外侧，并且磁场b2从环形音圈装置3a的外侧通过第二音圈4b到达环形音圈装置3a的内侧。
[0114]
环形音圈装置3a与磁路系统6a的可移动部件11a通过多个弹簧12a彼此连接，所述多个弹簧12a布置在环形音圈装置3a的内侧。具体地，多个弹簧12a是弹簧装置13a、13a
’
、13a”的一部分，所述弹簧装置13a、13a
’
、13a”还包括环形外保持部14a和环形外保持部14a
内侧的中心保持部15a。多个弹簧12a布置在环形外保持部14a与中心保持部15a之间并固定到环形外保持部14a和中心保持部15a(各个弹簧12a的一端连接至环形外保持部14a，并且各个弹簧12a的另一端连接至中心保持部15)。特别地，弹簧装置13a、13a
’
、13a”是一体式，就像图7的示例中的情况一样。通过上述措施，可以将弹簧12a保持在适当位置，并且简化了电磁致动器1a的装配。
[0115]
该示例的电磁致动器1a还包括相对于显示器2固定地布置的中心连接部16a。更详细地说，第一弹簧装置13a
’
的中心保持部15a安装至中心连接部16a，并且第二弹簧装置13a”的中心保持部15a在距第一弹簧装置13a
’
的中心保持部15a一定距离处安装至中心连接部16a。
[0116]
磁路系统6a的可移动部件11a布置在第一弹簧装置13a
’
的环形外保持部14a 与第二弹簧装置13a”的环形外保持部14a之间，其中，顶板7a安装至第一弹簧装置 13a
’
的环形外保持部14a，而底板8a安装至第二弹簧装置13a”的环形外保持部14a。此外，磁路系统6a的固定部件10a安装到中心连接部16a，尤其是在第一弹簧装置 13a
’
和第二弹簧装置13a”的外侧。通过这些措施，由于磁路系统6a的可移动部件 11a的安装点位于一定轴向距离处，因此避免了磁路系统6a的可移动部件11a的摆动运动或至少将磁路系统6a的可移动部件11a的摆动运动保持在较低的水平。
[0117]
最后，电磁致动器1a包括位于中心连接部16a上端的顶部安装板17和位于中心连接部16a下端的底部安装板18。顶部安装板17连接中心连接部16a和环形音圈装置3a，并且底部安装板18连接中心连接部16a和磁路系统6a的外环10a。此外，在顶部安装板17的上侧布置有粘合片19，通过该粘合片将电磁致动器1a安装到显示器2的背面。但是，出于这种原因，也可以使用胶层。有益的是，在本实施方式中，显示器2与环形外保持部14a之间的连接面积相对较大。
[0118]
有利地，在本示例中，磁路系统6a的可移动部件11a与中心连接部16a之间的磁间隙a小于磁路系统6a的可移动部件11a与环形音圈装置3a之间的磁间隙b，其中，磁间隙a和磁间隙b均是在垂直于致动器轴线a的方向上测量的。特别是，出于上述考虑，采用最小磁间隙a和最小磁间隙b。通过所提出的措施，电磁致动器1a 横向于致动器轴线a方向的横向加速度不会导致磁路系统6a的可移动部件11a与音圈装置3a发生碰撞，并且进而也不会导致音圈装置3a的损坏。替代地，磁路系统 6a的可移动部件11a只会与中心连接部16a发生碰撞。通常，当具有电磁致动器1a 的设备(例如，移动电话)掉落并撞击地板时，可能会引起上述类型的横向横向加速度。
[0119]
电磁致动器1a与显示器2一起形成用于音频数据和视频数据两者的输出设备 20a。
[0120]
当向音圈装置3a的音圈4a、4b施加输入信号时，磁路系统6a的可移动部件11a 被沿着致动器轴线a的方向(即，向上或向下)推动。由于所述可移动部件11a的惯性，产生反作用力，从而将音圈装置3a推向相反的方向。这就是显示器2偏转并且根据输入信号产生声音的原因。应注意的是，电流以相反的方向流过音圈4a、4b，从而将音圈4a、4b产生的电磁力相加。有益的是，音圈4a、4b以并联或串联的方式布线，从而通过音圈4a、4b两者的感应磁场的相反方向来减小电感。
[0121]
在图1和图2所示的示例中，弹簧装置13a
’
、13a”的中心保持部15a相对于显示器2
固定地布置，并且弹簧装置13a
’
、13a”的环形外保持部14a相对于磁路系统 6a的可移动部件11a固定地布置。虽然这是有利的，但这不是唯一的可能性。还可以想象，弹簧装置13a的环形外保持部14a相对于显示器2固定地布置，并且弹簧装置 13a的中心保持部15a相对于磁路系统6b的可移动部件11b固定地布置，如图3所示的电磁致动器1b的情况。通过这些措施，弹簧装置13a可以延伸到音圈装置3a之外，并且在环形外保持部14b与显示器2之间提供了相对大的连接面积。
[0122]
电磁致动器1b与电磁致动器1a类似，但电磁致动器1b是在没有中心连接部16a 的情况下构建的。替代地，磁路系统6b(在这种情况下可以整体移动，并且包括顶板7b、底板8b和中心磁体9b)直接连接至弹簧装置13a。具体而言，环形外保持部 14a通过粘合片19或胶层连接至显示器2，并且中间保持部15a连接至顶板7b。电磁致动器1b与显示器2一起形成用于音频数据和视频数据两者的输出设备20b。
[0123]
图4示出了电磁致动器1c的另一示例，电磁致动器1c具有音圈装置3b，该音圈装置3b具有单个音圈4。磁路系统6c的可移动部件11c还包括：软铁制成的顶板 7c、软铁制成的底板8c和安装至顶板7c和底板8c的中心磁体9c。顶板7c呈盘形，并且底板8c呈盆(pot)形，其中，盆形底板8c的环形部分布置在环形音圈装置3b 的外侧。同样地，中心连接部16b相对于显示器2固定地布置。弹簧装置13a的中心保持部15a安装至中心连接部16b，并且磁路系统6c的可移动部件11c的底板8c安装至弹簧装置13a的环形外保持部14a。有益的是，在本实施方式中，由于环形外保持部14a延伸到音圈装置3b之外，底板8c与环形外保持部14a之间的连接面积相对较大。
[0124]
最后，电磁致动器1c包括保护电磁致动器1c的内部部件的环盖21。同样地，磁路系统6c的可移动部件11c与中心连接部16b之间的磁间隙a
’
小于磁路系统6c 的可移动部件11c与环形音圈装置3b之间的磁间隙b
’
，其中磁间隙a
’
和磁间隙b
’
均是在垂直于致动器轴线a的方向上测量的。在电磁致动器1a的上下文中公开的优点同样适用。
[0125]
电磁致动器1c与显示器2一起再次形成用于音频数据和视频数据两者的输出设备20c。
[0126]
虽然这是有利的，即如果环形音圈装置3a、3b相对于显示器2固定地布置，并且磁路系统6a..6c相对于显示器2部分或整体地可移动地布置，但是也可以想象，磁路系统6a..6c相对于显示器2固定地布置，并且音圈装置3a、3b相对于显示器2可移动地布置。
[0127]
图5示出了电磁致动器1d的另一示例，电磁致动器1d类似于图2的电磁致动器 1a。相较而言，形成磁路系统6d的可移动部件11d的顶板7d、底板8d和中心磁体 9d连接至中心连接部16b。具体而言，第一弹簧配置13a
’
的中心保持部15a在第一位置处安装至中心连接部16b，并且第二弹簧装置13a”的中心保持部15a在距第一弹簧装置13a
’
的中心保持部15a有一定距离的第二位置处安装至中心连接部16b。因此，中心连接部16b相对于显示器2可移动地布置。电磁致动器1d与显示器2再次一起形成用于音频数据和视频数据两者的输出设备20d。
[0128]
在本示例中，磁路系统6d的固定部件(此处是外环10d)连接至第一弹簧装置13a
’
的环形外保持部14a和第二弹簧装置13a”的环形外保持部14a。
[0129]
尽管使用第一弹簧装置13a
’
和第二弹簧装置13a”是有益的，但是中心连接部16b也可以只连接至单个弹簧装置13a
’
、13a”。在这种情况下，第一弹簧装置13a
’
或第二弹簧装
置13a”可以用于悬挂中心连接部16b。这对于环形外保持部14a是相同的。在仅使用单个弹簧装置13a
’
、13a”的情况下，外环10d连接至第一弹簧装置 13a
’
或第二弹簧装置13a”。
[0130]
在图5的实施方式中，音圈装置3c接触外环10d或连接至外环10d。以此方式，磁路系统6d的可移动部件11d的碰撞不会对音圈装置3c造成实质性损坏，音圈装置 3c在横向方向上由外环10d支撑。原则上，对于上述支撑功能，只要音圈装置3c接触到外环10d就足够了。此外，音圈装置3c与外环10d之间的小(并且不可避免的) 间隙基本上不会恶化所述支撑功能。然而，为了避免音圈装置3c与外环10d之间的任何磁间隙，音圈装置3c可以例如通过粘合剂连接至外环10d。本实施方式的另一优点是，音圈装置3c与外环10d之间的磁间隙为零或几乎为零。因此，在音圈4a、 4b与磁路系统6d之间总共只有单个磁间隙。在这方面，电磁致动器1d非常有效。将音圈装置3c连接至所述外环10d的另一个优点是改善了散热和温度平均化。流过音圈装置3c的电流在音圈装置3c内产生的热量可以流到外环10d中，因此，一方面由于扩大的(外)表面而改善了散热，另一方面由于较高的热质量，还可以使音圈装置3c内的温度平均化。图5的实施方式还得益于音圈4a、4b彼此间隔开，因为与连接的音圈4a、4b相比，音圈装置3c的扩大的表面也改善了散热。
[0131]
还应注意，音圈装置3c的音圈4a和音圈4b被定位成彼此相距一定的轴向距离，这在顶板7d、底板8d和中心磁体9d的高度相对于音圈4a和音圈4b的高度方面，提供了更多的设计自由度。然而，也可以在图5所示的电磁致动器1d中使用堆叠(互连)的音圈4a和音圈4b。
[0132]
图6示出了电磁致动器1e的另一实施方式，电磁致动器1e类似于图5的电磁致动器1d。相较而言，没有使用中心连接部16b。替代地，第一弹簧装置13g的弹簧 12g的连接部分26安装至顶板7e，并且第二弹簧装置13g
’
的弹簧12g的连接部分 26安装至底板8e。同样地，顶板7e、底板8e和中心磁体9e形成磁路系统6e的可移动部件11e，并且外环10e形成磁路系统6e的固定部件。电磁致动器1e与显示器2 一起再次形成用于音频数据和视频数据两者的输出设备20e。
[0133]
与图4的电磁致动器1c类似，电磁致动器1e的音圈装置3b仅包括单个音圈4，出于与图5的电磁致动器1d中所述相同的原因，单个音圈4接触外环10e或连接至外环10e。为了提高安全性，磁路系统6e的可移动部件11e与磁路系统6e的固定部件(此处是外环10e)之间的磁间隙a”小于磁路系统6e的可移动部件11e与环形音圈装置3b之间的磁间隙b”，磁间隙a”和磁间隙b”均是在垂直于致动器轴线a的方向上测量的。因此，磁路系统6e的可移动部件11e通常不会与音圈装置3b发生碰撞。但是即使发生碰撞，音圈装置3b也由外环10e支撑。
[0134]
这两种措施的使用都是有益的。然而，仅使用外环10e的支撑功能或上述针对磁间隙a”和b”的条件也是可以的。
[0135]
现在转到图7的示例，弹簧12a绕致动器轴线a对称成形，并且弹簧12a在该处呈螺旋形和弧形。特别地，图7的示例中的弹簧12a仅绕致动器轴线a(而不是关于垂直于致动器轴线a的轴线)对称地成形。通过这些措施，可以在相对较小的径向空间中获得相对较大的弹簧长度。
[0136]
图8示出了具有弹簧12b的另一弹簧装置13b，弹簧12b布置在环形外保持部14b 与中心保持部15b之间。弹簧12b仅绕致动器轴线a对称成形，并且也呈螺旋形。
[0137]
图9示出了具有弹簧12c的弹簧装置13c的另选实施方式，弹簧12c布置在环形外保
持部14c与中心保持部15c之间。弹簧12c也仅绕致动器轴线a对称成形，但是呈弯曲形，并且因此也可以在小的径向空间内制成非常长且非常软。
[0138]
图10至图11示出了具有弹簧12d..12f的弹簧装置13d..13f，弹簧12d..12f呈弯曲形，但围绕垂直于致动器轴线a的轴线对称成形。具体而言，弹簧12d..12f围绕垂直轴线和横穿致动器轴线a的水平轴线对称。通过这些措施，环形音圈装置3a..3c 和磁路系统6a..6e之间的旋转受到阻碍，以便在电磁致动器1a..1e偏移时环形音圈装置3a..3c和磁路系统6a..6e不会发生碰撞。
[0139]
图10和图11示出了具有中心保持部15d、15e和环形外保持部14d、14e的实施方式，而图12示出了具有中心保持部15f以及在弹簧12f末端处的不同的(distinct) 外保持部22的实施方式。
[0140]
图13和图14示出了弹簧装置13g和13g
’
的实施方式，弹簧装置13g和13g
’
与用于其他示例的弹簧装置稍有不同。具体而言，弹簧装置13g和13g
’
中的每一个包括：
[0141]
具有环形部分24和附加的中心部分25的组合保持部23，以及
[0142]
多个弹簧12g，所述多个弹簧12g从中心部分25延伸，并且多个弹簧12g具有在环形部分24的内侧的在多个弹簧12g的延伸端处的连接部分26。
[0143]
更具体地说，组合保持部23的环形部分24和弹簧12g的连接部分26在磁路系统6e的可移动部件11e的空闲位置处布置在不同平面内(参见图6)。特别地，弹簧 12g的连接部分26连接至磁路系统6e的可移动部件11e，而组合保持部23的环形部分24位于更外侧。出于这个原因，基本上，组合保持部23的环形部分24与弹簧12g 的连接部分26之间的完全自由空间可以用于磁路系统6e的可移动部件11e的移动。
[0144]
所述多个弹簧12g也可以在电磁致动器1e的可移动部件的空闲位置处被预加载。以此方式，由于在电磁致动器1e的装配之前不需要弯曲弹簧12g，因此可以更容易地制造电磁致动器1e。替代地，当装配电磁致动器1e时，多个弹簧12g被移出组合保持部23的环形部分24的平面，并且多个弹簧12g保持他们在最终的电磁致动器 1e的可移动部件的空闲位置处的预加载状态。
[0145]
在本示例中，第一弹簧装置13g和第二弹簧装置13g
’
具有相同的形状，但绕致动器轴线a彼此转动90
°
。以此方式，可以避免磁路系统6e的可移动部件11e的倾斜运动或者至少可以将磁路系统6e的可移动部件11e的倾斜运动保持在低的水平。然而，也可以对第一弹簧装置13g和第二弹簧装置13g
’
使用不同的设计，或者可以对第一弹簧装置13g和第二弹簧装置13g
’
使用相同方向的相同设计。
[0146]
应当注意，上述措施不限于图13和图14的实施方式，还可以应用到图7到图 12所示的弹簧装置13a..13f。因此，环形外保持部14a..14e和中心保持部15a..15f可以在电磁致动器1a..1d的可移动部件的空闲位置处布置在不同平面内。此外，多个弹簧12a..12e可以在电磁致动器1a..1d的可移动部件的空闲位置处被预加载。另外，弹簧装置13g、13g
’
可以用于图1到图5所示的实施方式，而弹簧装置13a..13f可以用于图6所示的实施方式。
[0147]
此外，应当注意，附图中所示的示例不限于电磁致动器1a..1d及其部件的特定圆形或多边形。替代地，俯视图中的电磁致动器1a..1d的形状可以互换。
[0148]
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、修改和组合也在专利权利要求书的范围内，并且由本领域技术人员从以上公开内容中掌握。因此，
本文中描述和说明的技术和结构应理解为是说明性和示例性的，而非要限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求书限定，包括在提交本申请时的已知等同物和不可以预见的等同物。尽管以上已经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多种改变。
[0149]
附图标记列表
[0150]
1a..1e
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电磁致动器
[0151]
2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
板状结构(显示器)
[0152]
3a..3c
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
环形音圈装置
[0153]
4、4a、4b
ꢀꢀꢀꢀ
音圈
[0154]
5
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
胶层
[0155]
6a..6e
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
磁路系统
[0156]
7a..7e
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
顶板
[0157]
8a..8e
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
底板
[0158]
9a..9e
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
中心磁体
[0159]
10a..10e
ꢀꢀꢀꢀꢀ
外环(磁路系统的固定部件)
[0160]
11a..11e
ꢀꢀꢀꢀꢀ
磁路系统的可移动部件
[0161]
12a..12g
ꢀꢀꢀꢀꢀ
弹簧
[0162]
13a..13g
ꢀꢀꢀꢀꢀ
弹簧装置
[0163]
14a..14e
ꢀꢀꢀꢀꢀ
环形外保持部
[0164]
15a..15f
ꢀꢀꢀꢀꢀ
中心保持部
[0165]
16a、16b
ꢀꢀꢀꢀꢀ
中心连接部
[0166]
17
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
顶部安装板
[0167]
18
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
底部安装板
[0168]
19
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
粘合片/胶层
[0169]
20a..20e
ꢀꢀꢀꢀꢀ
输出设备
[0170]
21
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
环盖
[0171]
22
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
不同的外保持部
[0172]
23
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
组合保持部
[0173]
24
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
组合保持部的环形部分
[0174]
25
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
组合保持部的中心部分
[0175]
26
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
弹簧的连接部分
[0176]
a、a
’ꢀꢀꢀꢀꢀ
磁路系统的可移动部件与中心连接部之间的磁间隙
[0177]
a
”ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
磁路系统的可移动部件与外环之间的磁间隙
[0178]
b、b
’ꢀꢀꢀꢀꢀ
磁路系统的可移动部件与环形音圈装置之间的磁间隙
[0179]
a
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
致动器轴线
[0180]
b、b1、b2
ꢀꢀ
磁场
[0181]
s
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
声发出面。