KR100279702B1 - 표면실장형 초소형 음향 변환기_ - Google Patents

Abstract

본 발명은 탄성 단자 터미널과 하우징 결합용 스냅 결합돌기를 하우징에 일체로 구비하여 거의 360도 전방향으로 전극의 접속과 스냅결합방식으로 세트에 대한 자동실장이 가능한 전방향 실장이 가능한 표면실장형(SMD Type) 초소형 음향 변환기에 관한 것이다.

본 발명은 영구자석, 영구자석을 내장한 컵 형상의 요크 및 영구자석의 상부에 설치된 원형 요크 플레이트로 이루어진 자기회로부와; 요크와 요크 플레이트 사이의 자기갭 사이에 삽입된 보이스 코일과 보이스 코일이 감겨진 보빈이 고정된 진동판으로 이루어진 진동부와; 요크의 하부면에 배치되며 상기 보이스 코일의 리드선과 연결되는 제1 및 제2 전극단자가 인쇄된 판 터미널과; 다단 요홈구조를 갖고 상단 요홈에 진동판의 외주부가 지지되고 하단 요홈에 요크의 측면부와 판터미널의 외곽부를 지지하는 하우징과; 판 터미널의 각 전극단자에 일단이 탄성적으로 지지되는 제1 및 제2 탄성 단자 터미널과; 각각 하우징의 외곽에 하방향으로 탄성력을 갖고 연장되어 세트에 내장되는 인쇄회로기판의 결합구멍에 스냅결합되는 다수의 스냅결합돌기로 구성되어, 제1 및 제2 탄성단자 터미널과 인쇄회로기판에 구비된 제1 및 제2 전극패드를 전기적/탄성적으로 연결하는 것을 특징으로 한다.

Description

표면실장형 초소형 음향 변환기

본 발명은 표면실장형 초소형 음향 변환기에 관한 것으로, 특히 탄성 단자 터미널과 하우징 결합용 스냅 결합돌기를 하우징에 일체로 구비하여 거의 360도 전방향으로 전극의 접속과 스냅결합방식으로 세트에 대한 자동실장이 가능한 전방향 실장이 가능한 표면실장형(SMD Type) 초소형 음향 변환기에 관한 것이다.

음향 재생기는 혼스피커와, 콤퍼넌트 시스템과 같은 하이파이 오디오 시스템에 사용되며 일정한 주파수 대역을 커버하는 우퍼, 미드레인지 및 트위터 등으로 이루어지는 시스템 스피커와, 하나의 유닛으로 전 주파수 대역을 커버하는 일반 스피커와, 초소형 캠코더, 워크맨 등과 같이 초경량·초슬림형 구조를 갖는 마이크로스피커와, 이동통신용 단말기에 사용되는 리시버와, 일부가 귀속에 삽입되는 구조를 갖는 이어폰과, 특정 대역의 주파수만을 수신하는 부저로 분류된다.

종래의 일반 스피커는 마그넷이 요크의 내부에 설치되고, 마그넷의 상부에는 톱플레이트가 설치된 자기회로의 자기갭(G)에 보이스 코일이 권취된 보빈이 위치해 있다. 또한 보빈의 상부는 각각 외주부가 프레임의 상부와 하부에 고정되고 중심부가 원형으로 천공된 진동판과 댐퍼에 고정되고, 진동판의 중앙부에 보빈의 구멍을 막기 위한 센터캡(다른 말로 더스트캡)이 결합된 구조를 갖고 있다.

그러나 휴대폰, 캠코더, 노트북 PC, 초소형 카세트 등에 사용되는 마이크로스피커(이하 "스피커"라 함) 등은 세트의 소형화에 대응하여 초소형이면서 극박형 구조를 이룰 수 있도록 댐퍼를 생략함과 동시에 프레임 부분의 높이를 낮춘 동전형 구조를 채용하고 있다.

이 경우 상기한 소형 스피커를 세트의 케이스 또는 인쇄회로기판(PCB)에 실장하는 방법을 살펴보면 도 1a에 도시된 동전형 스피커(1)를 세트의 케이스에 접착제를 사용하여 고정하거나, 도 1b에 도시된 바와같이 세트의 케이스(2)에 미리 형성된 고정돌기(3)를 이용하여 삽입 고정하거나 또는 볼트와 와셔를 이용하여 세트의 케이스에 고정하는 방법이 주류를 이루고 있다.

또한 세트로부터 스피커(1)에 대한 전기신호를 인가하기 위한 전극의 접속방법은 도 1a 및 도 1b와 같이 스피커(1)의 전극단자(4)에 전선(5)의 일측을 납땜하여 연결하고 타측단을 세트의 PCB(6)에 인쇄된 출력전극패드에 납땜하거나, 도 1c에 도시된 바와같이 스피커(1)의 전극단자(4)에 미리 연결된 콘넥터의 터미널(7)을 세트의 PCB(6)에 미리 설치된 콘넥터에 체결하는 방식이 주로 사용되고 있다.

그러나, 이러한 종래의 스피커를 세트에 실장하는 실장방법과 전극을 접속하는 전극접속방법은 전극 접속을 위한 전선의 비 정형성과 전극위치를 항상 일정한 방향으로 유지하여야 하는 난이성 때문에 스피커의 실장과 전극접속 공정의 자동화가 어렵고 수작업에 의존하여 스피커를 고정시켜야만 되었다. 따라서 이러한 이유로 근본적인 스피커의 실장에 대한 성력화를 이룰수 없으며 또한 스피커를 세트에 조립하기 위한 손실시간이 많아지게 되어 결과적으로 세트 메이커는 단위 시간당의 생산량이 저하되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 음향 변환기의 세트에 대한 실장과 전극접속을 납땜없이 스냅결합에 의한 완전자동으로 처리하여 조립 인건비 절감과 생산성 향상을 도모할 수 있는 표면실장형 초소형 음향 변환기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 거의 360도 전방향으로 전극의 접속이 가능하여 전극패드의 설계에 자유도가 증가되는 전방향 실장이 가능한 표면실장형 초소형 음향 변환기를 제공하는데 있다.

도 1a 내지 도 1c는 종래의 초소형 음향 변환기의 접속예를 보여주는 예시도,

도 2는 본 발명에 따른 전방향 실장이 가능한 표면실장형 초소형 음향 변환기의 평면도,

도 3은 도 2의 저면도,

도 4는 도 2의 A-A선 단면도,

도 5a 및 도 5b는 스프링 터미널의 평면도 및 정면도,

도 6은 판 터미널의 평면도,

도 7은 터미널 가이드의 평면도,

도 8은 스프링 터미널이 조립된 상태의 평면도,

도 9는 본 발명의 음향 변환기를 세트에 실장한 상태의 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

20 ; 하우징 21-23 ; 결합돌기

21a-23a ; 다리 24 ; 누설공

30,35 ; 스프링 터미널 31 ; 상부

32 ; 하부 40 ; 터미널 가이드

41,42 ; 구멍 43 ; 가이드홈

44 ; 터미널 가이드 지지돌기 45 ; 터미널 가이드 받침턱

50 ; 판 터미널 51,52 ; 전극단자

53,54 ; 전극패드 55 ; 기판

60 ; 요크 61 ; 영구자석

62 ; 요크 플레이트 63 ; 자기회로부

64 ; 보이스 코일 65 ; 진동판

66 ; 진동부 67 ; 프로텍터

68 ; 음향 임피던스 조절용 포 69 ; 누설공

70 ; 케이스 71 ; 인쇄회로기판

72 ; 지지돌기 73 ; 스크류

74 ; 쿠션부재 100 ; 음향 변환기

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 영구자석, 상기 영구자석을 내장한 컵 형상의 요크 및 영구자석의 상부에 설치된 원형 요크 플레이트로 이루어진 자기회로부와; 상기 요크와 요크 플레이트 사이의 자기갭 사이에 삽입된 보이스 코일과 보이스 코일이 감겨진 보빈이 고정된 진동판으로 이루어진 진동부와; 상기 요크의 하부면에 배치되며 상기 보이스 코일의 리드선과 연결되는 제1 및 제2 전극단자가 인쇄된 판 터미널과; 다단 요홈구조를 갖고 상단 요홈에 진동판의 외주부가 지지되고 하단 요홈에 요크의 측면부와 판터미널의 외곽부를 지지하는 하우징과; 상기 판 터미널의 각 전극단자에 일단이 탄성적으로 지지되는 제1 및 제2 탄성 단자 터미널과; 각각 상기 하우징의 외곽에 하방향으로 탄성력을 갖고 연장되어 세트에 내장되는 인쇄회로기판의 결합구멍에 스냅결합되는 다수의 스냅결합돌기로 구성되어, 상기 제1 및 제2 탄성단자 터미널과 인쇄회로기판에 구비된 제1 및 제2 전극패드를 전기적/탄성적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 표면실장형 음향 변환기를 제공한다.

상기한 바와같이 본 발명에서는 탄성 단자 터미널과 하우징 결합용 스냅 결합돌기를 하우징에 일체로 구비하여 음향 변환기의 결합돌기를 세트의 PCB 등에 형성된 결합구멍에 단순히 밀어 넣음에 의해 실장이 완료됨과 동시에 전극 접속이 탄성 단자 터미널에 의해 자동으로 연결되므로 세트 메이커는 조립생산성을 높일 수 있다. 또한 거의 360도 전방향으로 전극의 접속이 가능하여 전극패드의 설계와 조립이 용이하다.

(실시예)

이하에 상기한 본 발명을 바람직한 실시예가 도시된 첨부도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.

첨부된 도 2는 본 발명에 따른 전방향 실장이 가능한 표면실장형 초소형 음향 변환기의 평면도, 도 3은 도 2의 저면도, 도 4는 도 2의 A-A선 단면도이다.

먼저 본 발명의 음향 변환기(100)는 세트의 PCB(71) 등에 실장될 때 상하가 반전된 상태로 도 9에 도시된 바와같이 스냅결합된다. 이하의 설명에서는 반전된 상태를 기준으로 음향 변환기를 설명한다.

도 4에 도시된 바와같이 본 발명의 음향 변환기는 내부에 원형 영구자석(61), 컵 형상의 요크(60) 및 원형 요크 플레이트(62)로 이루어진 자기회로부(63)와, 요크(60)와 요크 플레이트(62) 사이의 자기갭(G) 사이에 삽입된 보이스 코일(64)과 보이스 코일(64)이 감겨진 보빈이 고정된 진동판(65)으로 이루어진 진동부(66)가 다단 요홈구조를 갖는 하우징(또는 프레임)(20)의 하부 요홈에 결합되어 있다.

하우징(20)의 외곽에는 120도 간격으로 배치되며 수직으로 연장되어 상단에 외향으로 뻗은 탄성력을 갖는 3개의 결합돌기(21-23)가 일체로 형성되어 있고, 하단면에는 자기회로부(63)와 진동부(69)를 보호함과 동시에 다수의 누설공(69)을 구비한프로텍터(67)가 결합되어 있다.

또한 요크(60)의 상측에는 요크와 함께 하우징(20)에 인서트 몰딩방법으로 일부가 매입 형성되는 판 터미널(50)이 배치되어 있고, 판 터미널(50)의 개방된 상측에는 2개의 스프링 터미널(30,35)이 결합된 터미널 가이드(40)가 하우징(20)의 개방된 내주면에 형성된 터미널 가이드 받침턱(45) 위에 설치되면서 다수의 터미널 가이드 지지돌기(44)와 결합되어 있다.

상기 하우징(20)은 자기회로부(63)의 외곽에 공기의 출입을 위한 다수의 누설공(24)이 수직으로 형성되어 있고, 누설공(24)을 포함하는 하우징의 상부면에는 음향 임피던스 조절용 포(68)가 부착되어 있다.

상기 하우징(20)은 ABS, 폴리카보네이트(PC), 나일론, 페놀류와 같은 열가소성 또는 열경화성 고분자 소재를 이용한 사출성형방법으로 성형되며, 스프링 터미널(30,35)은 경강선, 베릴륨 동선 또는 인청 동선 등의 전도성과 납땜성 및 접촉저항이 우수한 재질을 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와같이 직경이 서로 차이가 있는 2단구조의 원형 스프링으로 이루어진다.

따라서 음향 변환기(100)가 후에 설명하는 세트의 PCB에 결합될 때 스프링 터미널(30,35)의 상부(31)가 하부(32) 속으로 인입될 수 있어 상대적 접속거리를 확장하며 밀착시에 제품전체의 높이를 최대한 줄일 수 있게 한다.

또한 스프링 가이드(40)는 도 7에 도시된 바와같은 방패형의 형상으로 음향 변환기의 중앙에 대응하는 위치와 이로부터 일정거리 떨어진 위치에 상기 스프링 터미널(30,35)의 하부(32)보다는 작고, 상부(31)보다는 큰 구멍(41,42)이 형성되어 스프링 터미널(30,35)을 도 6에 도시된 판 터미널(50)의 전극단자(51,52)로부터 연장된 전극패턴(53,54)과 전기적/탄성적으로 압착하여 접촉하도록 지지하고 있다.

상기 스프링 가이드(40)는 에폭시, 베클라이트 또는 열가소성이나 열경화성의 플라스틱 재질로 사출성형 또는 프레스 가공에 의해 제조될 수 있으며, 그의 주변부에는 하우징(20)의 지지돌기(44)에 장착하기 위한 다수의 가이드홈(43)이 형성되어 있고, 이들간에는 열이나 초음파 또는 고주파에 의한 가압융착에 의해 결합된다.

또한 판 터미널(50)은 에폭시 또는 베클라이트 재질의 기판(55)에 동박이 피막된 구조로서 일측은 하우징(20)에 인서트되는 요크(60)의 상부면과 접촉되어 있고 다른 측은 하우징의 외측 끝단까지 연장되어 있는 방패형상을 이루고 있다. 상기 전극단자(51,52)에는 보이스 코일(64)의 리드선이 납땜연결되고, 전극단자(51,52)로부터 중앙부로 연장된 전극패턴(53,54)은 상기와 같이 스프링 터미널(30,35)의 하부(32)와 전기적/탄성적으로 접촉하여 세트로부터의 전기신호가 보이스 코일(64)로 인가되게 한다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 음향 변환기는 도 9에 도시된 바와같이 세트의 각종 회로부품이 실장되는 PCB(71)에 형성된 결합구멍에 하우징(20)의 상부로 뻗어 있는 결합돌기(21-23)를 하부로부터 밀어 넣는 경우 결합돌기(21-23)를 하우징(20)의 본체로부터 연결하는 다리(21a-23a)는 탄성력을 가지므로 결합돌기는 스냅결합된다.

이 경우 음향 결합기(100)의 스프링 터미널(30,35)은 PCB(71)의 하부면 사이에서 압축되면서 음향 변환기(100)의 판 터미널(50)의 전극패턴(53,54)과 PCB(71)의 하부면에 위치한 세트의 출력전극패드와 전기적/탄성적으로 접촉하여 전기신호가 음향 변환기의 보이스 코일(64)로 인가될 수 있게 한다.

이때 음향 변환기(100)의 하부와 세트의 케이스(70) 바닥면 사이에는 쿠션부재(74)를 삽입하는 것이 바람직하다. 도 9에서 부재번호 73은 PCB(71)를 케이스(70)의 지지돌기(72)에 고정시키기 위한 스크류를 가리킨다.

따라서 음향 변환기(100)의 결합돌기(21-23)를 3개의 거의 120도 각도로 일정길이의 곡선형 결합구멍을 갖는 PCB(71)에 스냅결합시키면 음향 변환기(100)의 한쌍의 터미널 스프링(30,35)이 PCB의 한쌍의 출력전극패드와 쉽게 연결시킬 수 있다. 즉, 중심에 위치한 터미널 스프링(30)의 결합위치를 상기 출력전극패드중 어느 하나에 맞춘 경우 나머지 터미널 스프링(35)은 이로부터 일정거리 떨어진 위치에 원형태로 형성된 나머지 출력전극패드에 자동으로 쉽게 연결될 수 있다.

상기한 실시예에서는 초소형 음향 변환기 중에서 동전형 구조를 갖는 예를 도시하였으나, 본 발명은 다른 형상의 어떤 구조에도 적용 가능하며 더욱이 포터블 전자기기에 채용되는 어떤 음향 변환기에도 자동실장을 위하여 채용될 수 있다. 또한 결합돌기의 수는 반드시 3개로 제한되지 않고 음향 변환기의 형상에 따라 2개 또는 4개로 구성될 수 도 있다. 또한 결합돌기 사이에 이루는 각도는 결합돌기의 수와 음향 변환기의 형상에 따라 결정되므로 120도로 제한되지 않으며 필요에 따라 변경될 수 있다.

상기한 바와같이 본 발명에서는 탄성 단자 터미널과 하우징 결합용 스냅 결합돌기를 하우징에 일체로 구비하여 음향 변환기의 결합돌기를 세트의 PCB 등에 형성된 결합구멍에 단순히 밀어 넣음에 의해 실장이 완료됨과 동시에 전극 접속이 탄성 단자 터미널에 의해 자동으로 연결되므로 세트 메이커는 조립생산성을 높일 수 있다. 또한 거의 360도 전방향으로 전극의 접속이 가능하여 전극패드의 설계와 조립이 용이하다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (5)

1. 영구자석, 상기 영구자석을 내장한 컵 형상의 요크 및 영구자석의 상부에 설치된 원형 요크 플레이트로 이루어진 자기회로부와;

   상기 요크와 요크 플레이트 사이의 자기갭 사이에 삽입된 보이스 코일과 보이스 코일이 감겨진 보빈이 고정된 진동판으로 이루어진 진동부와;

   상기 요크의 하부면에 배치되며 상기 보이스 코일의 리드선과 연결되는 제1 및 제2 전극단자가 인쇄된 판 터미널과;

   다단 요홈구조를 갖고 상단 요홈에 진동판의 외주부가 지지되고 하단 요홈에 요크의 측면부와 판터미널의 외곽부를 지지하는 하우징과;

   상기 판 터미널의 각 전극단자에 일단이 탄성적으로 지지되는 제1 및 제2 탄성 단자 터미널과;

   각각 상기 하우징의 외곽에 하방향으로 탄성력을 갖고 연장되어 세트에 내장되는 인쇄회로기판의 결합구멍에 스냅결합되는 다수의 스냅결합돌기로 구성되어, 상기 제1 및 제2 탄성단자 터미널과 인쇄회로기판에 구비된 제1 및 제2 전극패드를 전기적/탄성적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 표면실장형 음향 변환기.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1전극단자와 제1탄성 단자 터미널은 하우징의 중앙에 위치하며, 제2전극단자와 제2탄성 단자 터미널은 중앙으로부터 일정거리 만큼 떨어진 위치에 위치설정되는 것을 특징으로 하는 표면실장형 음향 변환기.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 전극패드중 어느 하나는 상기 제1탄성 단자 터미널과 정합되도록 배치되고, 상기 제1 및 제2 탄성 단자 터미널은 각각 전도성과 납땜성 및 접촉저항이 우수한 금속재질로 이루어지며 직경이 서로 차이가 있는 2단구조의 원형 스프링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 표면실장형 음향 변환기.
4. 제3항에 있어서, 상기 하우징의 중앙에 대응하는 위치와 이로부터 일정거리 떨어진 위치에 상기 탄성 단자 터미널의 하부보다는 작고, 상부보다는 큰 구멍이 형성되어 있는 스프링 가이드를 더 포함하여,

   상기 탄성 단자 터미널을 판 터미널의 전극단자에 전기적/탄성적으로 압착하여 접촉하도록 지지하는 것을 특징으로 하는 표면실장형 음향 변환기.
5. 제1항에 있어서, 상기 자기회로부의 외곽에 공기의 출입을 위해 하우징에 수직으로 형성된 다수의 누설공과,

   상기 누설공을 포함하는 하우징의 하부면에 부착된 음향 임피던스 조절포와,

   상기 하우징의 상단면에 자기회로부와 진동부를 보호하면서 다수의 누설공이 형성된 프로텍터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면실장형 음향 변환기.