Apple获得一项可调控磁性系统专利,有望为未来MacBook带来更智能的机盖开合机构。
这套方案会取代传统的永磁体卡扣,使用磁体阵列实现三种状态切换:磁吸吸附、磁斥推开、近乎无磁力的中性状态。
这项授权专利所保护的可切换磁性架构,能够降低多余的杂散磁通量;仅在切换磁体状态时消耗电能;既可以主动吸附锁定笔记本机盖,也能够依靠斥力辅助用户翻开机盖。
传统笔记本的磁吸卡扣,在机身底座与屏幕盖板内部都布置永磁体,无需供电就可以保持吸附力,但无论笔记本处于开合状态,磁场始终持续存在。
Apple认为这是一个缺陷,当不需要磁吸作用时,较强的磁场依旧可能干扰周边物件与电子设备。
Apple的替代方案采用电永磁体(EPM),和需要持续通电才能维持磁性的普通电磁铁不同,电永磁体只需要短暂的电流脉冲,就可以切换磁极状态,断电之后依旧保持当前磁性状态,只有改变磁体极化方向的时候,才会消耗电力。
整套系统在设备一侧布置可控电永磁体阵列,另一侧搭配固定永磁体阵列,根据可切换磁体的极化方向,两组阵列可以互相吸引、互相排斥,或是几乎不产生对外作用力。
笔记本的应用场景是这份专利最受关注的实现方式,Apple设计将可控磁体阵列安置在MacBook底座,固定磁体阵列放在屏幕盖板。
电脑正常打开使用时,可控磁体可以关闭,减少杂散磁场,当机盖向底座靠近,吸附区域启动,把盖板吸合到位,并且在不持续耗电的情况下保持闭合状态。
开启的逻辑则不一样,当传感器检测到用户抬起机盖,可关闭吸附磁体,同时启动斥力区域,斥力将屏幕和底座推开,形成一道缝隙,帮助用户轻松翻开笔记本。
这个设计能够解决轻薄笔记本的一个现实矛盾:既要保证运输过程中机盖牢牢闭合,又不能让机盖开启阻力过大。
专利还提出,可以把吸附、斥力区域布置在距离转轴不同的位置,独立调校两者的机械力矩。
专利权利要求明确,这并不只是一个通电开关式磁吸卡扣,保护独立可控的电永磁体,能够通过只激活阵列内部分磁体,实现吸附力、排斥力,以及不同强度的磁力输出。
专利还专门覆盖笔记本完整结构:带键盘的底座、带显示屏的盖板、转轴,以及按顺序独立控制的吸附、斥力分区,收到闭合信号时,先关闭斥力系统,再开启吸附;当机盖被释放,先关闭吸附,再激活斥力。
磁体状态切换耗时可以控制在一毫秒以内,用户完全感知不到延迟,系统也可以只激活部分电永磁体,实现部分吸附或者部分排斥,磁力大小可以通过电子方式调节。
电永磁体进入关闭状态后,磁通量大部分被约束在磁体组件内部,不会向外扩散,当机盖打开到足够角度,系统就会关闭斥力区域,进一步降低对外磁场,这套架构适合设计师需要仅在特定时刻产生强磁力的场景,不局限于保护银行卡这类卡片设备。
这项专利的核心价值,是把MacBook原本被动的机械特性改造为电子可控系统,未来搭载这套技术的MacBook,可以主动吸合机盖,无需持续供电就牢牢锁闭机盖,电子解除卡扣,并且短暂产生斥力辅助开盖,屏幕完全打开之后,整套磁性系统可以进入中性状态,几乎不向外释放磁场,等待下一次动作。
Apple表示这套设计不止可以用在笔记本,还可以应用于房门、机械开关、可拆卸设备配件以及支架。
放到MacBook的场景,吸附‑斥力组合是最亮眼的构想,未来的机盖不再只依靠转轴和被动磁铁,而是可以主动参与机身开合的物理动作。
