JP4017962B2 - 直流モータ内蔵型スピーカ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は直流モータ内蔵型スピーカに係り、より詳しくは振動を必要とする携帯電話などのような携帯用機器に内蔵され、音響及び/又は振動を選択的に出力する事ができるスピーカに関する。
【0002】
【従来の技術】
図1は従来のマイクロスピーカ1及びコイン型振動モータ2内蔵の携帯電話3の部分切欠図である。
【0003】
最近、消費者の購買傾向は、最小16和音または40和音以上の音響出力及びカラーディスプレイ機能を有する携帯電話が好まれ、このため、マイクロスピーカとしても17φ以上のスピーカが求められている。しかしながら、従来はマイクロスピーカと振動モータが別の部品として存在しているため、携帯電話内部にマイクロスピーカと振動モータをそれぞれ設置する必要があった。図1に示すように、従来の白黒LCD及び16和音以下の音響出力を基本仕様とする携帯電話3の場合、振動モータ2とマイクロスピーカ1がかなりの空間を占めており、さらに17φ以上のスピーカ及びカラーディスプレイ機能を追加するためにはより多くの空間が求められた。
【0004】
上述した空間問題を解決するために、最近日本や韓国などで一体的に振動機能を持つマイクロスピーカが提案された。
【0005】
図2は従来の振動スピーカを示す断面図であり、同図を参照して振動スピーカの構成を説明する。
【0006】
下部プレート10の中央に音が響き渡るエアホール11が形成され、下部プレート10の上部に、第1弾性支持部14を介して振動可能な状態で、下部プレート10から一定距離離れたところに振動板12が設けられる。また、振動板12の上部に互いに対応する一対のコイル13が備えられる。各コイル13は半円弧形をしており、下部プレート10の上部を覆う上部ケース15が備えられる。コイル13に対応するマグネット16が下面に設けられた上部ケース15は、コイル13を覆う形状を成しており、多数の第2弾性支持部17を介して振動可能な状態で下部プレート10の上部に配置される。
【0007】
18は下部プレート10と上部ケース15の外郭とを連結し、伸縮自在の素材からなるカバー18であり、下部プレート10と上部ケース15との間への異物の流入を遮断する役割をする。
【0008】
次に上記構成の振動スピーカの動作を説明する。
【0009】
コイル13に低周波の交流電流が印加されると、コイル13と上部ケース15の下面のマグネット16との極性が交互に互いに逆になり、上部ケース15はマグネット16とともに、両極性が隣接するマグネット16の中心を軸としてシーソ運動(図面で左右が上下に運動)を行ない、この過程で振動が発生する。
【0010】
しかし、上述した従来の振動スピーカは、第1弾性支持部14及び第2弾性支持部17の共振周波数に相応する低周波数の交流電流を印加する必要があるという問題点があり、且つ第1弾性支持部14及び第2弾性支持部17の弾性係数が時間経過につれて変化するので、印加する交流電源の周波数を変化させる必要があるという問題点がある。即ち、初めには約147Hz程度の交流が印加されると振動する弾性支持部は、一定時間が立つと弾性係数の変化のために振動できなくなる。従って、上述した振動スピーカを利用するには、使用時間による弾性係数の変化を予め考慮し、対応の周波数の交流電流に変換する駆動装置が必要とされる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
従って、かかる従来の問題点を解決するための本発明の目的は、マイクロスピーカに振動発生のためのコイン型振動モータを内蔵することにより、音響及び振動を選択的に発生させることができる直流モータ内蔵型スピーカを提供することにある。
【0012】
本発明の他の目的は、携帯電話などのような携帯用機器における従来マイクロスピーカ及びコイン型振動モータの占める空間を減少させることにより、マイクロスピーカ搭載の携帯用機器のサイズを小型にすることができる直流モータ内蔵型スピーカを提供することにある。
【0013】
本発明のまた他の目的は、従来の振動スピーカとは異なり、別の駆動装置を備える事なく振動スピーカの性能を長期間維持することができる振動スピーカを提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る直流モータ内蔵型スピーカは、音響及び振動を選択的に発生させるスピーカにおいて、中心にホールが形成されたヨークと、中心が前記ヨークの中心と同一軸上にあり、前記ヨークの外径上部に装着されるリング状の第1マグネットと、中心が前記ヨークの中心と同一軸上にあり、前記ヨークの折曲部との間に磁気ギャップを形成して磁束発生の磁気回路を形成できるように、前記第1マグネットの上部に装着されるリング状の上部プレートと、中心が前記ヨークの中心と同一軸上にあり、前記上部プレートの上部に外周面が固定される振動板と、前記振動板の下面に結合され、前記磁気ギャップに挿入される円筒状のボイスコイルとを含むスピーカ部;前記ヨークの外径部の下部に結合された第1下部プレートと、
前記第1下部プレートの上部に位置し、中央にホールが形成され、駆動信号を伝達するブラシ付きのフレキシブル回路と、中心が前記ヨークの中心と同一軸上にあり、前記第1下部プレートの上部に装着されるリング状の第2マグネットと、前記ヨークのホールに一側が位置し、前記フレキシブル回路の中央のホールに他側が位置する回転軸と、前記ブラシから受信した駆動信号によって回転できるように前記回転軸に装着される回転子を有し、この回転子自体の中心を基準として左右側の質量が異なる偏心回転子と、前記偏心回転子は、両面に銅箔が形成されたプリント回路基板の上部にコイルの束を、回転軸を中心に非対称に配置して作成され、プリント回路基板の下面には、前記コイルに駆動信号を伝達する前記ブラシと接触する銅箔からなる整流子とを含む直流モータ部;及び、前記スピーカ部及び前記直流モータ部を支持するフレーム;を含むことを特徴とする。
【0015】
前記フレームの一側には、前記ボイスコイルと前記回転子に接続されるブラシとにそれぞれ電気的に連結され、前記ボイスコイルには音響信号を生成するための駆動信号を、前記ブラシには回転子の回転による振動を生成するための駆動信号をそれぞれ選択的に供給するための給電端子を有するフレキシブル回路が形成されることが望ましい。
【0016】
前記直流モータ部は、内面中央にホールが形成され、前記ホールに一側端部が挿入される回転軸、この回転軸に装着される回転子を有し、この回転子自体の中心を基準として左右側の質量が異なる偏心回転子及び第2マグネットを収納するモータ上部ケース;及び、前記上部ケースの下部に結合され、上部に前記第2マグネットが装着されるモータ下部ケース;を更に備えることができ、前記直流モータ部は前記ヨーク内径部の下面と前記下部プレートとの間の空間に装着されることが望ましい。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【0018】
図3は本発明の好適な実施例に係る直流モータ内蔵型スピーカの断面図であり、図4は本発明の好適な実施例に係る直流モータ内蔵型スピーカの分解斜視図である。
【0019】
図3及び図4に示すように、本発明に係る直流モータ内蔵型スピーカはスピーカ部と直流モータ部とから構成される。
【0020】
まず、スピーカ部の構成を説明する。
【0021】
ヨーク外径部150a上部にリング状の第1マグネット140が装着され、第1マグネット140の上部にリング状の上部プレート130が設置され、ヨーク150の折曲部位と上部プレート130との間に磁気ギャップが形成される。ここで、第1マグネット140及び上部プレート130を異なるタイプのボンディング材を希釈してそれぞれ接合することにより、ヨーク150−第1マグネット140−上部プレート130の積層構造を形成する。ここで、前記ヨーク150の下面中央には回転軸210の一側を収容するためのホールが形成される。
【0022】
ヨーク150の高さと、第1マグネット140上の上部プレート130の高さとを同一にし、磁気ギャップを効果的に形成することが望ましい。ヨーク150と第1マグネット140との間の磁気ギャップには、外周面が上部プレート130上に固定された振動板110の下面に付着されているボイスコイル120が挿入される。さらに詳細に説明すると、上部プレート130、第1マグネット140及びヨーク150は磁気回路を構成し、この磁気回路内に形成された磁気ギャップにボイスコイル120が挿入される。
【0023】
また、図には示されていないが、振動板110を保護し、振動板110の上下振動により発生する音響を外部に出力するための複数の音響孔が形成された上部ケースが、上部プレート130またはフレーム160の外周面に固定される。
【0024】
携帯用機器からの駆動信号が送られたボイスコイル120は交流性回転磁場を形成する。これにより、ボイスコイル120と磁気回路との間に上下に作用する力が発生し、このため、ボイスコイル120の一側に固定された振動板110が上下に振動しながら疏密波を生成し、その結果音響が発生する。
【0025】
次に直流モータ部を説明する。
【0026】
ヨーク内径部150bの下部空間、即ち、凹溝の中央部に回転軸210が位置し、回転軸210の一側はヨーク150の中央のホールに固定され、他側は下部プレート240上部に装置されたフレキシブル回路250のホールに機械的に固定される。ここで、第2マグネット230及び下部プレート240はボンディング材を希釈して互いに接合することができるばかりでなく、ボルトのような結合部材で接合することもできる。
【0027】
そして、回転子220の中心に回転子220の回転を可能にする回転軸210が垂直に位置する。ここで、回転子220はそれ自体の中心を基準として左右側の質量が異なる偏心回転子であり、偏心により回転時に振動が発生する。偏心回転子は、両面に銅箔が形成されたプリント回路基板の上部に複数のコイルの束を回転軸を中心に非対称に配置することで作られる。プリント回路基板の下面に形成された銅箔は整流子の役割を果たし、ブラシ255から駆動電流が供給される。
【0028】
下部プレート240の上部には、回転軸210と同一の中心を持つリング状の第2マグネット230が回転子220から一定距離離れたところに設置される。また、下部プレート240には、携帯用機器から受信した駆動電流を回転子220のコイルに供給するためのフレキシブル回路250が設置される。また、フレキシブル回路250の上部には、回転子220下部の整流子と接触し、回転子220上部のコイルに駆動電流を供給するブラシ255が結合される。
【0029】
上部プレート130、第1マグネット140、ヨーク150及び下部プレート240の外周面に、非磁性体のプラスチック樹脂からなる射出物を用いてフレーム160を形成する。フレーム160は下部プレート240上部の外周面に形成されるが、好ましくはフレーム160の上部及び下部に垂直突起を形成し、上部プレート130の上部及び下部プレート240の下部をそれぞれ支持できるようにする。非磁性体のプラスチック樹脂は成形温度220℃乃至240℃、圧力65kg/cm2乃至75kg/cm2で射出されフレーム160を形成する。
【0030】
そして、フレーム160の一側には、ボイスコイル120及びブラシ255と電気的に連結できるようにボイスコイル120及びブラシ255の端部が半田付けされ、ボイスコイル120及び回転子220を駆動するための駆動信号が印加されるPCBからなるフレキシブル回路250aが結合されている。さらに詳細に説明すると、フレキシブル回路250a上部にはボイスコイル120と電気的に連結される給電端子が形成され、その下部には回転子220、即ちブラシ255と電気的に接続される給電端子が形成されており、ボイスコイル120と回転子220に駆動信号を供給することができる。
【0031】
上述したフレキシブル250aの給電端子を介してボイスコイル120に印加される駆動信号はユーザに呼び出しを通知するためのベル音のような音響信号であり、フレキシブル回路250aの給電端子を介して回転子220に印加される駆動信号は振動発生のための直流電流である。一方、折り畳み型携帯用機器の場合、本発明に係る直流モータ内蔵型スピーカを折り畳み部分に内蔵してレシーバとして使用することもできる。直流モータ内蔵型スピーカをレシーバとして使用する場合、ボイスコイルの給電端子に印加される駆動信号は呼び出し者の音声信号である。
【0032】
上記構成の本発明の好適な実施例に係る直流モータ内蔵型スピーカは、外部直径17φ以上の外磁型スピーカにはない空間である凹溝の内部に直流モータを設置することにより、全体的には空間の増加をもたらさない。
【0033】
図5は本発明の好適な他の実施例に係る直流モータ内蔵型スピーカの断面図である。
【0034】
同図に示すように、本発明に係る直流モータ内蔵型スピーカは外磁型スピーカに直流モータが搭載されている。特に、前記直流モータが外磁型スピーカの無効空間である凹溝内部にセットされるだけで、スピーカの容積を増加させる事なく通常のスピーカ機能はもとより振動機能までも提供することができる。
【0035】
まず、外磁型スピーカの構成を説明する。
【0036】
ヨーク外径部155aの上部にリング状の第1マグネット145と上部プレート135が逐次設置され、ヨーク155の折曲部位と上部プレート135との間に磁気ギャップが形成される。ここで、第1マグネット145及び上部プレート135は異なるタイプのボンディング材を希釈してそれぞれ接合することにより、ヨーク155−第1マグネット145−上部プレート135の積層構造を形成する。
【0037】
前記ヨーク155の高さと、前記第1マグネット145上の上部プレート135の高さとを同一にし、磁気ギャップを効果的に形成することが望ましい。前記ヨーク155と第1マグネット145との間の磁気ギャップには、外周面が上部プレート135に固定された振動板115と結合されたボイスコイル125が挿入される。さらに詳細に説明すると、上部プレート135、第1マグネット145及びヨーク155によって一つの磁気回路が形成され、この磁気回路内に形成された磁気ギャップにボイスコイル125が挿入される。
【0038】
また、図には示されていないが、振動板115を保護し、振動板115の上下振動により発生する音響を外部に出力するための複数の音響孔が形成された上部ケースが、上部プレート135またはフレーム165の外周面に固定される。
【0039】
携帯用機器からの駆動信号が送られたボイスコイル125は交流性回転磁場を形成する。これにより、ボイスコイル125と磁気回路との間に上下に作用する力が発生し、このため、ボイスコイル125の一側に固定された振動板115が上下に振動しながら疏密波を生成し、その結果音響が発生する。
【0040】
次に凹溝にセットしたコイン型直流モータ300を説明する。
【0041】
ヨーク内径部155bの下部空間に位置し、好ましくはヨーク155の中心と同一軸上にコイン型直流モータ300の中心が位置する。前記コイン型直流モータ300の回転子は中心を基準として左右側の質量が異なる偏心回転子であり、回転時に振動が発生する。偏心回転子は、銅箔が両面に形成されたプリント回路基板の上部に複数のコイルの束を回転軸を中心に非対称に配置することで作られる。
【0042】
図5に示す本発明に係る他の実施例は、図3及び図4に示す部品形態のスピーカ部と一体に組み立てられるモータ部とは異なり、コイン型直流モータ300自体が一つの完成品であるので、コイン型直流モータ300を取り囲む別の上部ケース310及び下部ケース320を含む。従って、(1)モータの上部ケース310に回転軸の一側が固定され、(2)モータの下部ケース320に回転軸の他側が固定され、(3)モータの下部ケース320が下部プレート245に固定される。また、(4)下部プレート245には、コイン型直流モータ300のブラシと電気的に連結された給電端子を外部へ露出させるためのホールが形成される。
【0043】
しかし、コイン型直流モータ300の給電端子を、結合されたスピーカのボイスコイル125の給電端子と同一の側面へ延ばし、携帯用機器との連結を容易にすることが望ましい。従って、(1)ボイスコイル125の給電端子とコイン型直流モータ300の給電端子をいずれも下部プレート245の下部に設置するか、(2)コイン型直流モータ300の給電端子を、外部に形成されるフレーム165の外部面へ延ばすために、下部プレート245にPCB回路または導線などの延長部材を配設するか、或いは(3)コイン型直流モータ300の給電端子をヨーク外径部155aの幅より十分長くしてフレーム165の外部へ露出させる。本明細書は(2)及び(3)の場合のように、コイン型直流モータ300の給電端子がフレーム165の外部への延長した場合を中心として説明する。
【0044】
ボイスコイル125の給電端子に印加される駆動信号はユーザに呼び出しを通知するためのベル音のような音響信号であり、コイン型直流モータ300の給電端子に印加される駆動信号は振動発生のための直流電流である。一方、折り畳み型携帯用機器の場合、本発明に係る直流モータ内蔵型スピーカを折り畳み部分に内蔵してレシーバとして使用することもできる。直流モータ内蔵型スピーカをレシーバとして使用する場合、ボイルコイルの給電端子に印加される駆動信号は呼び出し者の音声信号である。
【0045】
上部プレート135、第1マグネット145、ヨーク155及び下部プレート245の外部面に、非磁性体のプラスチック樹脂からなる射出物を用いてフレーム165を形成する。フレーム165は下部プレート245の上部の外周面に形成することができるが、好ましくはフレーム165の上部及び下部に垂直突起を形成し、上部プレート135の上部及び下部プレート245の下部をそれぞれ支持できるようにする。非磁性体のプレスチック樹脂は成形温度220℃乃至240℃、圧力65kg/cm2乃至75kg/cm2で射出されフレーム160を形成する。
【0046】
上記構成の本発明の好適な実施例に係る直流モータ内蔵型スピーカは、外部直径が17φ以上の外磁型スピーカにはない空間である凹溝の内部に直流モータを設置することにより、全体的には空間の増加をもたらさない。
【0047】
図には示されていないが、本発明に係る直流モータ内蔵型スピーカは楕円形にすることも可能である。楕円形スピーカは携帯用機器に気軽に設置やすく、現在はやっている。直流モータ内蔵型スピーカを楕円形にする場合は次のように分けられる。即ち、(1)外磁型ヨークの内径部及び外径部のいずれをも楕円形にするか、(2)外磁型ヨーク自体は円形にするが、外部ハウジング自体は楕円形にする。ここで、(1)の場合、外磁型ヨークに結合される第1マグネット、上部プレート、振動板、ボイスコイル及び下部プレートのいずれをもこれに対応する楕円形にする。従って、本明細書は特許請求の範囲におけるリング状というのは、円形リングと楕円形リングをいずれも含むと解釈される。また、外磁型ヨークの場合も、円形ヨークと楕円形ヨークをいずれも含むと解釈される。
【0048】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、マイクロスピーカに振動発生用コイン型直流モータを内蔵することにより、音響及び振動を選択的に発生させることのできる直流モータ内蔵型スピーカが提供される。
【0049】
従って、携帯電話などのような携帯用機器における従来のマイクロスピーカ及びコイン型振動モータの占有空間を減少させることにより、マイクロスピーカ搭載の携帯用機器のサイズを小型にすることができる。また、従来の振動スピーカは長期間使用のため別の駆動装置を必要とするが、本発明は別の駆動装置を設置する事なく半永久的に振動を発生することができる。
【0050】
以上、本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、技術思想と添付された請求範囲から外れない限度内で多様な変形及び修正が可能なのは当該分野で通常の知識を有する者には明らかなことである。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のマイクロスピーカとコイン型振動モータが内蔵された携帯電話の部分切欠図である。
【図2】従来の振動スピーカの断面図である。
【図3】本発明の好適な一実施例に係る直流モータ内蔵型スピーカの断面図である。
【図4】本発明の好適な一実施例に係る直流モータ内蔵型スピーカの分解斜視図である。
【図5】本発明の好適な他の一実施例に係る直流モータ内蔵型スピーカの断面図である。
【符号の説明】
110,115…振動板
120,125…ボイスコイル
130,135…上部プレート
140,145…第1マグネット
150,155…ヨーク
150a…ヨーク外径部
150b…ヨーク内径部
160,165…フレーム
210…回転軸
220…回転子
230…第2マグネット
240,245…下部プレート
250,250a…フレキシブル回路
255…ブラシ
300…コイン型直流モータ
310…モータ上部ケース
320…モータ下部ケース
Claims (3)
- 音響及び振動を選択的に発生させるスピーカにおいて、
下面の中心にホールが形成されたヨークと、
中心が前記ヨークの中心と同一軸上にあり、前記ヨークの外径上部に装着されるリング状の第1マグネットと、
中心が前記ヨークの中心と同一軸上にあり、前記ヨークの折曲部との間に磁気ギャップを形成して磁束発生の磁気回路を形成できるように、前記第1マグネットの上部に装着されるリング状の上部プレートと、
中心が前記ヨークの中心と同一軸上にあり、前記上部プレートの上部に外周面が固定される振動板と、
前記振動板の下面に結合され、前記磁気ギャップに挿入される円筒状のボイスコイルとを含むスピーカ部;
前記ヨークの外径部の下部に結合された第1下部プレートと、
前記第1下部プレートの上部に位置し、中央にホールが形成され、駆動信号を伝達するブラシ付きのフレキシブル回路と、
中心が前記ヨークの中心と同一軸上にあり、前記第1下部プレートの上部に装着されるリング状の第2マグネットと、
前記ヨークのホールに一側が位置し、前記フレキシブル回路の中央のホールに他側が位置する回転軸と、
前記ブラシから受信した駆動信号によって回転できるように前記回転軸に装着される回転子を有し、この回転子自体の中心を基準として左右側の質量が異なる偏心回転子と、
前記偏心回転子は、両面に銅箔が形成されたプリント回路基板の上部にコイルの束を、回転軸を中心に非対称に配置して作成され、プリント回路基板の下面には、前記コイルに駆動信号を伝達する前記ブラシと接触する銅箔からなる整流子とを含む直流モータ部;及び、
前記スピーカ部及び前記直流モータ部を支持するフレーム;を含むことを特徴とする直流モータ内蔵型スピーカ。 - 前記フレームの一側には、前記ボイスコイルと前記回転子に接続されるブラシとにそれぞれ電気的に連結され、前記ボイスコイルには音響信号を生成するための駆動信号を、前記ブラシには回転子の回転による振動を生成するための駆動信号をそれぞれ選択的に供給するための給電端子を有するフレキシブル回路が形成されることを特徴とする請求項1記載の直流モータ内蔵型スピーカ。
- 直流モータ部は、
内面中央にホールが形成され、前記ホールに一側端部が挿入される回転軸、この回転軸に装着される回転子を有し、この回転子自体の中心を基準として左右側の質量が異なる偏心回転子及び第2マグネットを収納するモータ上部ケース;及び、
前記上部ケースの下部に結合され、上部に前記第2マグネットが装着されるモータ下部ケース;を更に備え、
前記直流モータ部は前記ヨーク内径部の下面と前記第1下部プレートとの間の空間に装着されることを特徴とする請求項1記載の直流モータ内蔵型スピーカ。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20-2002-0015409 | 2002-05-21 | ||
KR2002-15409 | 2002-05-21 | ||
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