JP2011502456A

JP2011502456A - 多機能スピーカ

Info

Publication number: JP2011502456A
Application number: JP2010533975A
Authority: JP
Inventors: ド、スン−ファン; リー、サン−ホ; クウォン、チョル−ユン
Original assignee: ビーエスイーカンパニーリミテッド
Priority date: 2008-10-15
Filing date: 2009-03-04
Publication date: 2011-01-20
Anticipated expiration: 2029-03-04
Also published as: EP2268060A1; CN101729960A; TWI437894B; JP5086441B2; EP2268060A4; CN201422146Y; TWM383884U; EP2268060B1; TW201016039A; CN101729960B; WO2010044519A1; KR100902120B1

Abstract

本発明は振動機能と音響機能を同時に提供できる多機能スピーカに関する。本発明の多機能スピーカは、ボイスコイルが付着された振動板を支持する内部フレームと、内側の剛性と外側の剛性が互いに異なって振動子が付着された内側は振動が行われ、外側は振動子の振動を安定化させる第１サスペンションと、前記第１サスペンションの外側を支持し内部空間に前記外部フレームを収容する外部フレームと、前記内部フレームと前記外部フレームを弾性結合して前記内部フレームの動きを緩衝する第２サスペンションと、を含み、前記振動子が振動する場合は前記第１サスペンションが異常振動を防止するとともに前記第２サスペンションが前記内部フレームの動きを緩衝して二重で動作を安定化させるようになっている。

Description

本発明はスピーカに関し、さらに詳しくは振動機能と音響機能を同時に提供できる多機能スピーカに関する。

一般に、スピーカは電気信号がボイスコイルに流れ込んで磁気回路で運動エネルギーに変わって空気中に縦波を発生させて音波を発生させる音響機器の一種であり、携帯電話や種々の携帯用電子製品に広く用いられている。

一方、携帯電話のような携帯用電子製品は着信信号を知らせるか、骨伝導機能などの為に振動モジュールを備えるが、製品の小型化とコスト低減などのためにスピーカに振動機能を具現する多機能スピーカの開発が行われて広く使用される傾向にある。

従来の多機能スピーカ１０は、図１に示すように、ボイスコイル１２が付着された振動板１１と振動板１１を支持するフレーム１３、プレート１５と磁石１４及びヨーク１６からなる振動子が一つのサスペンション１７によってフレーム１３に支持された構造を有する。このような従来の多機能スピーカ１０は音声信号がボイスコイル１２に入力されると振動板１１を振動させて音響を発生させ、振動信号が入力されると振動モジュールが上下に振動する。

ところが、このような従来の多機能スピーカ１０は一つのサスペンションによる不安定な振動（例えば、ジャンピング現象、素材疲労、ローリング現象など）と、振動子と振動板が同時に振動する場合には磁界の干渉現象によって異常音又は雑音（Ｎｏｉｓｅ）が発生する問題点がある。

本発明は上記のような問題点を解決するために提案されたものであり、本発明の目的は、剛性（Ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）が異なる二重剛性のサスペンションによって異常振動を防止できる多機能スピーカのサスペンションを提供することにある。

本発明の他の目的は、内部フレームと外部フレームに区分した後、振動子を外部フレームに支持する第１サスペンションと内部フレームを外部フレームに支持する第２サスペンションとを用いて異常振動を防止する多機能スピーカを提供することにある。

本発明の他の目的は、ボイスコイルと振動コイルを区分し刺激の方向を調整することで振動を安定化させることができる多機能スピーカを提供することにある。

本発明の他の目的は、ボイスコイルと振動コイルの結線方式を自在にして所望のインピーダンス特性を容易に具現できる多機能スピーカを提供することにある。

上記のような目的を達成するために本発明のサスペンションは、内側の剛性と外側の剛性が互いに異なって振動子が付着された内側は振動が行われ、フレームに固定された外側は振動子の振動を安定化させることで異常振動を防止できるようになっていることを特徴とする。

上記のような目的を達成するために本発明の多機能スピーカは、ボイスコイルが付着された振動板を支持する内部フレームと、内側の剛性と外側の剛性とが互いに異なって振動子が付着された内側は振動が行われ、外側は振動子の振動を安定化させる第１サスペンションと、前記第１サスペンションの外側を支持し内部の空間に前記内部フレームを収容する外部フレームと、前記内部フレームと前記外部フレームを弾性結合して前記内部フレームの動きを緩衝する第２サスペンションと、を含み、前記振動子が振動する場合に前記第１サスペンションが異常振動を防止するとともに前記第２サスペンションが前記内部フレームの動きを緩衝することで二重で動作を安定化させるようになっていることを特徴とする。

また上記のような目的を達成するために本発明の他の多機能スピーカは、ボイスコイルが付着された振動板と、前記振動板を支持する内部フレームと、前記内部フレームの内側に付着された外部上側プレートと外部マグネットと外部下側プレートとからなる外部マグネットアッセイと、内部上側プレートと内部マグネットと内部下側プレートとからなる内部マグネットアッセイと、前記外部マグネットアッセイと前記内部マグネットアッセイとの間のギャップに前記ボイスコイルと上下に配置される振動コイルと、前記振動コイルが付着された位置を基準に内側と外側に区分されて内側と外側が互いに異なる剛性を持つようになっており内側の中央に前記内部マグネットアッセイが付着された第１サスペンションと、前記第１サスペンションを支持し前記内部フレームを内部空間に収容する外部フレームと、前記内部フレームと前記外部フレームを弾性結合する第２サスペンションと、を含み、前記内部マグネットアッセイと前記外部マグネットアッセイによって形成された磁気回路の間に前記ボイスコイルと前記振動コイルが位置して前記ボイスコイルに電流が流れると前記振動板が振動して音響機能を提供し、前記振動コイルに電流が流れると前記内部マグネットアッセイが振動して振動機能を提供することができる。

前記外部マグネットアッセイの外部上側プレートの高さが前記内部マグネットアッセイの内部上側プレートの高さより高いのでギャップの面積が増加するようになっており、前記第１サスペンションは外側の剛性が内側の剛性より大きく、外側の長さと内側の長さの比率を変更することで振動特性を調整するようになっている。

また、前記内部マグネットアッセイと前記外部マグネットアッセイは互いに同じ極で結合する場合に反発力によって内部マグネットアッセイが中心位置に整列されることができるようになっている。

本発明による多機能スピーカは内側の剛性と外側の剛性が互いに異なる第１サスペンションによって内側は振動が円滑に行われるようにするとともに、フレームに固定された外側は振動子の振動を安定化させて異常振動を防止することができ、内部フレームと外部フレームを弾性結合する第２サスペンションが内部フレームの動きを緩衝して二重で動作を安定化させることができる。

また、本発明によれば、外部マグネットアッセイの外部上側プレートの高さが内部マグネットアッセイの内部上側プレートの高さより高いのでギャップの面積が増加して磁気回路の磁気力線が振動状態でも安定化できるようになっており、ボイスコイルと振動コイルが別個に区分されて安定的に動作することができる。

さらに、本発明によれば、第１サスペンションの外側の長さと内側の長さの比率を変更するか、振動コイルとボイスコイルの結線方式、内部マグネットアッセイと外部マグネットアッセイの結合特性などを調整することによって所望の多様な特性を得ることができる。

図１は、従来の多機能スピーカを概略的に示す図である。図２は、本発明による多機能スピーカの分離斜視図である。図３は、本発明による多機能スピーカの組立て断面斜視図である。図４は、本発明による多機能スピーカの組立て断面図である。図５は、本発明による多機能スピーカ製品の組立て過程を示す斜視図である。図６は、本発明による多機能スピーカ製品の組立体を示す斜視図である。図７は、本発明による多機能スピーカ製品の組立体を示す断面斜視図である。図８は、本発明による多機能スピーカの動作を説明するための部分断面図である。図９は、本発明による多機能スピーカの動作を説明するための部分断面図である。

本発明と本発明の実施によって達成される技術的課題は次に説明する本発明の好ましい実施例によってより明確になるであろう。次の実施例は本発明を説明するために例として示したものに過ぎず、本発明の範囲を制限するためのものではない。

図２は本発明による多機能スピーカの分離斜視図であり、（ａ）は上側から見た分離斜視図で、（ｂ）は下側から見た分離斜視図である。図３は本発明による多機能スピーカの立体断面図であり、図４は本発明による多機能スピーカの組み立て断面図である。

図２乃至図４に示すように、本発明による多機能スピーカはフロントカバー１０２と、リアカバー１０４、ボイスコイル１３２が付着された振動板１１０、内側に外部マグネットアッセイ１５０が付着され外側に第２サスペンション１７０が付着された内部フレーム１２２と、振動コイル１３４と、内部マグネットアッセイ１４０と、内部に第１サスペンション１６０が付着された外部フレーム１２４が一体に組み立てられた結合体からなる。このような本発明の多機能スピーカは、ボイスコイル１３２を流れる電気的な信号によって振動板１１０が振動する音響機能と振動コイル１３４に流れる電気的な信号によって内部マグネットアッセイ１４０が振動する振動機能をそれぞれ又は同時に提供することができるが、内部マグネットアッセイ１４０は振動機能を提供するので「振動子」ともいう。

このような本発明の多機能スピーカ組立体で第１サスペンション１６０は図３及び図４に示すように、振動コイル１３４が付着される第１突出部１６２を中心に内側部分と外側部分に区分されて外部フレーム１２４から第１突出部１６２までの外側の剛性Ｋｏｕｔと第１突出部１６２から第２突出部１６４までの内側の剛性Ｋｉｎが互いに異なるが、好ましくは外側の剛性が内側の剛性より高く（Ｋｏｕｔ＞Ｋｉｎ）なっている。したがって、剛性の低い第１サスペンション１６０の内側は中心部にある第２突出部１６４に付着された振動子１４０を非常に円滑に上下に振動させる機能を提供し、第１サスペンション１６０の外側は振動子の周りを均一に支持する機能を提供して振動が左右にずれるかねじれるなどの異常振動を防止する。

また、本発明の多機能スピーカ組立体は内部フレーム１２２と外部フレーム１２４が第２サスペンション１７０によって弾性的に結合されて内部フレーム１２２の全体的な振動を第２サスペンション１７０がもう一度吸収する役割を行うのでより安定的な振動を行うことができるようになっている。

また、図２乃至図４に示すように、フロントカバー１０２は外部１２０ａがプラスチック材質からなり内部１０２ｂが金属材質からなる翼部を有するリング状であって外部フレーム１２４の全面と結合されており、リアカバー１０４は大小の穴が形成された円板状であって外部フレーム１２４の後面と結合されて内部の部品を保護する機能を行う。

振動板１１０は外周面がドーム状になっている複合材質の円板状であって外周面のドーム部１１０ａが内部フレーム１２２の引っ掛かり部によって支持され振動板１１０の底面にリング状のボイスコイル１３２が付着されている。

内部フレーム１２２の外側は第２サスペンション１７０によって外部フレーム１２４と弾性結合されており、内側には外部上側プレート１５２、外部マグネット１５４及び外部下側プレート１５６からなる外部マグネットアッセイ１５０が密着固定されている。内部フレーム１２２によって形成された空間の中央には内部上側プレート１４２、内部マグネット１４４及び内部下側プレート１４６からなる内部マグネットアッセイ１４０が第１サスペンション１６０の第２突出部１６４によって支持されており、内部マグネットアッセイ１４０と外部マグネットアッセイ１５０との間にギャップ（Ｇａｐ）が形成されており、このギャップにボイスコイル１３２と振動コイル１３４が上下に別々に配置されている。この時、ボイスコイル１３２は振動板１１０に付着されており、振動コイル１３４は第１サスペンション１６０の第１突出部１６２に付着されている。

外部フレーム１２４の引っ掛かり部には内部フレーム１２２の外側に挿まれた第２サスペンション１７０が置かれており、外部フレーム１２４の内側面の下方には二重剛性を持つ第１サスペンション１６０が結合されている。

このような本発明の多機能スピーカは、ボイスコイル１３２と振動コイル１３４を直列または並列に連結して外部から印加される電気信号に応じて磁気回路内で電界を生成するが、外部から電気を連結するために実際の製品は図５乃至図７に示すように円筒状であって直方体型の接続部１８０を有する構造に製作される。

このような本発明による多機能スピーカの製作過程を簡単に見てみると、内側に外部マグネットアッセイ１５０が付着され外側に第２サスペンション１７０が付着された内部フレーム１２２はインサート射出成形（ＩｎｓｅｒｔｅｄＩｎｊｅｃｔｉｏｎＭｏｌｄｉｎｇ）で一体に製作され、内部フレーム１２２上にボイスコイル１３２が付着された振動板１１０が紫外線ボンディング（ＵＶｂｏｎｄｉｎｇ）で接合されて第１サブアッセイを構成する。また、外部フレーム１２４は第１サスペンション１６０とともにインサート査出成形で一体に製作され、第１サスペンション１６０上に振動コイル１３４と内部マグネットアッセイ１４０が付着されて第２サブアッセイを構成する。

そして、第２サブアッセイ内に第１サブアッセイを挿入してコイルを結線してからはんだ付けして第３サブアッセイを構成した後、図５に示すようにフロントカバー１０２とリアカバー１０４を結合すると図６に示すような多機能スピーカ組立体が完成する。図６の（ａ）は上側から見た多機能スピーカの組立斜視図であり、（ｂ）は下側から見た多機能スピーカの組立斜視図である。図６に示すように、本発明の多機能スピーカは接続部１８０のスプリング端子などの外部接続端子１８８を介して外部装置と連結される。

このように接続部１８０を有する多機能スピーカ組立体の断面斜視図は図７に示すと同様である。図７に示すように、接続部１８０は上側延長部１８２と下側延長部１８４との間に形成された内部空間にボイスコイル１３２と振動コイル１３４を接続するための接続端子１８６が加えられているが、接続部１８０を除けば上述した図３の構成と同じであるのでこれ以上の説明は省略する。

このように組み立て完成された本発明による多機能スピーカの動作原理を図８及び図９に基づいて詳細に説明すれば次のとおりである。

先ず、本発明の第一実施例による多機能スピーカは図８に示すように、外部マグネットアッセイ１５０と内部マグネットアッセイ１４０がギャップを間に置いて互いに異なるＮ極とＳ極で結合されて内部マグネットアッセイの上側プレート１４２から外部マグネットアッセイの上側プレート１５２と外部マグネットアッセイの下側プレート１５６を経て内部マグネットアッセイの下側プレート１４６へ流れる磁気回路が形成されている。そして、ギャップには振動板１１０に付着されたボイスコイル１３２と第１サスペンション１６０に付着された振動コイル１３４が位置し、内部フレーム１２２に固定された外部マグネットアッセイの上側プレート１５２の高さが動作時に上下に振動する内部マグネットアッセイの上側プレート１４２の高さより「ｄ」だけ高いので「ギャップの面積」を増加させて磁気回路の磁気力線が振動状態でも安定的になることができるようになっている。

このような状態でボイスコイル１３２と振動コイル１３４を直列又は並列に連結して接続部１８０を介して外部から電気的な信号を印加すると、磁気回路の間にいるボイスコイル１３２に流れる電流によって電場が形成されて振動板１１０を振動させて音響を発生させ、磁気回路の間にある振動コイル１３４に流れる電流によって電界が形成されて内部マグネットアッセイ１４０である振動子が振動することになる。この時、ボイスコイル１３２と振動コイル１３４を直列に結線する場合はボイスコイル１３２が低周波フィルタの役割を行って振動コイル１３４には振動に必要な低周波数信号のみが伝えられる長所がある。すなわち、通常の音響機能を提供する振動板１１０の共振周波数が振動機能を提供する振動子１４０の共振周波数より高いので振動動作には低周波帯域の信号のみを必要とするが、直列に連結した場合にはボイスコイル１３２がこのような低周波フィルタリング機能を提供して雑音を除去することができる。

本発明による多機能スピーカで振動子の振動は二重剛性を持つ第１サスペンション１６０によって安定的に発生するが、相対的に剛性の低い第１サスペンション１６０の内側は振動子１４０が上下に円滑に振動するようにし、剛性の高い第１サスペンション１６０の外側は内側の振動子１４０で発生する振動の均衡を維持させることで左右に傾くかねじれるなどの異常振動を防止する。

また、内部フレーム１２２に固定された振動板１１０と内部フレーム１２２の動きを第２サスペンション１７０によってもう一度緩衝して二重で異常振動を防止するとともに外部マグネットアッセイの上側プレート１５２高さが内部マグネットアッセイの上側プレート１４２の高さより高いので振動子の振動に関係なく磁気回路を安定化させて安定的な振動が行われるようにする。

さらに、本発明によれば、第１サスペンション１６０の内側の長さＬ１と外側の長さＬ２の比率を適正に調整することで所望の振動特性を得ることができ、外部マグネットアッセイ１５０を除去または変更して所望の様々な特性を得ることができる。

一方、本発明の他の実施例による多機能スピーカは、図９に示すように、外部マグネットアッセイ１５０と内部マグネットアッセイ１４０がギャップを間に置いて互いに同じＮ極とＮ極が対向するように結合されて内部マグネットアッセイ１４０による磁気回路と外部マグネットアッセイ１５０による磁気回路をそれぞれ形成することができる。即ち、内部マグネットアッセイ１４０による第１磁気回路は内部マグネットアッセイの上側プレート１４２からボイスコイル１３２と振動コイル１３４を経て内部マグネットアッセイの下側プレート１４６に形成され、外部マグネットアッセイ１５０による第２磁気回路は外部マグネットアッセイの上側プレート１５２から外部マグネットアッセイの下側プレート１５６に形成される。このような他の実施例の構造では内部マグネットアッセイがフレームによって形成された空間の真ん中の位置に整列されるようにすることで均衡を維持して異常振動を防止することができる。

本発明の他の実施例は磁気回路が上述した第一実施例と異なるように形成されるが、異常振動を防止する他の構成及びその動作は第一実施例と同じであるのでこれ以上の説明は省略する。

以上、本発明は図面に示した一実施例に基づいて説明されたが、本発明の属する技術分野の通常の知識を有する者であれば、これより様々な変形及び均等な他の実施例が可能であるという点を理解できるはずである。

本発明は、振動機能と音響機能を同時に提供できる多機能スピーカを提供する。

Claims

内側の剛性と外側の剛性が互いに異なって振動子が付着された内側は振動が行われ、フレームに固定された外側は振動子の振動を安定化させて異常振動を防止できる多機能スピーカのサスペンション。
ボイスコイルが付着された振動板を支持する内部フレームと、
内側の剛性と外側の剛性が互いに異なって振動子が付着された内側は振動が行われ、外側は振動子の振動を安定化させる第１サスペンションと、
前記第１サスペンションの外側を支持し内部空間に前記内部フレームを収容する外部フレームと、
前記内部フレームと前記外部フレームを弾性結合して前記内部フレームの動きを緩衝する第２サスペンションと、を含み、
前記振動子が振動する場合前記第１サスペンションが異常振動を防止するとともに前記第２サスペンションが前記内部フレームの動きを緩衝して二重で動作を安定化させる多機能スピーカ。
ボイスコイルが付着された振動板と、
前記振動板を支持する内部フレームと、
内部上側プレートと内部マグネットと内部下側プレートとからなる内部マグネットアッセイと、
前記内部フレームと前記内部マグネットアッセイとの間のギャップに前記ボイスコイルと上下に配置される振動コイルと、
前記振動コイルが付着された位置を基準に内側と外側に区分されて内側と外側が互いに異なる剛性を持つようになっており内側の中央に前記内部マグネットアッセイが付着された第１サスペンションと、
前記第１サスペンションを支持し前記内部フレームを内部空間に収容する外部フレームと、
前記内部フレームと前記外部フレームを弾性結合する第２サスペンションと、を含み、
前記内部マグネットアッセイによって形成された磁気回路に前記ボイスコイルと前記振動コイルが位置して前記ボイスコイルに電流が流れると前記振動板が振動して音響機能を提供し、前記振動コイルに電流が流れると前記内部マグネットアッセイが振動して振動機能を提供できる多機能スピーカ。
前記多機能スピーカは、
前記内部フレームの内側に付着された外部上側プレートと外部マグネットと外部下側プレートとからなる外部マグネットアッセイをさらに備え、
前記内部マグネットアッセイと前記外部マグネットアッセイの間に形成された磁気回路に前記ボイスコイルと前記振動コイルが位置して前記ボイスコイルに電流が流れると前記振動板が振動して音響機能を提供し、前記振動コイルに電流が流れると前記内部マグネットアッセイが振動して振動機能を提供できる請求項３に記載の多機能スピーカ。
前記外部マグネットアッセイの外部上側プレートの高さが前記内部マグネットアッセイの内部上側プレートの高さより高いことを特徴とする請求項４に記載の多機能スピーカ。
前記内部マグネットアッセイと前記外部マグネットアッセイは互いに同じ極で結合されて反発力によって前記内部マグネットアッセイがフレームによって形成された空間の真ん中の位置に整列されるようにすることで均衡を維持して異常振動を防止できることを特徴とする請求項５に記載の多機能スピーカ。
前記第１サスペンションは、
外側の剛性が内側の剛性より高いことを特徴とする請求項４または５に記載の多機能スピーカ。
前記ボイスコイルと前記振動コイルは直列又は並列に結線されて同じ接続端子を介して外部から電気信号を入力されるようになっていることを特徴とする請求項４または５に記載の多機能スピーカ。