KR100295572B1 - 다목적 부저 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마그네트의 자기장과 코일에 흐르는 전류에 의해 상하로 진동하는 요크의 진동폭을 향상시킬 수 있도록 하는 다목적 부저에 관한 것이다.

즉, 본 발명은 스프링에 탄설된 요크의 상하로 진동시 마그네트의 자기장과 코일에 흐르는 전류에 의해 생성되는 힘을 최소한으로 소모하면서도 요크의 진동폭을 향상할 수 있도록 구조가 개선된 스프링을 요크의 아래 위에 각각 결합하고, 이 스프링의 외곽을 케이스 내면에 고정 설치하여 이루어진다.

본 발명에 의하면, 외부로부터 공급되는 구동전원 즉, 마그네트의 자기장과 코일에 흐르는 전류에 의해 생성되는 힘을 최대한으로 활용할 수 있는 것이다.

Description

다목적 부저{The multi-functional buzzer}

본 발명은 휴대폰이나 PCS폰 등의 전자제품에 장착되는 다목적 부저에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 요크를 지지하면서 탄발력을 제공하는 스프링의 구조를 개선하여 마그네트의 자기장과 코일에 흐르는 전류에 의해 상하로 진동하는 요크의 진동폭을 향상시킬 수 있도록 하는 다목적 부저에 관한 것이다.

통상적으로 휴대폰이나 PCS폰(personal communication service phone), 무선 호출기 등에는 기지국을 매개로 하여 상대방으로부터의 착신상태를 표시하기 위한 스피커(speaker)나 부저(buzzer) 및 진동기 등이 내장되어 있는 데, 위와 같은 통신기기를 비롯한 각종 전자제품의 부피가 작아지는 추세에 따라 그 내부에 내장되는 이들 부품들의 부피 역시 극소형으로 작아지는 추세에 있다.

이에 따라 서로 다른 계층의 사용자에게 다양한 서비스를 제공하면서도 각종 통신기기의 부피를 최소화하기 위한 방안의 하나로 진동기능과 부저기능을 모두 갖춘 다목적 부저가 등장하였는 데, 이는 도1에 도시한 바와 같다.

도1은 종래의 다목적 부저를 도시한 단면도로서, 원통형의 케이스(109)의 아래 위에는 원판형의 진동판(101)과 베이스(110)가 각각 결합되고, 이 케이스(109)와 진동판(101) 사이로는 코일(102)에 연결된 터미널(103)이 외부로 인출되며, 이 케이스(109)의 옆면에는 케이스(109) 내부와 관통된 부저음 출력구(107)가 천공되어 있다.

하부로부터 압입되는 베이스(110)에 의해 케이스(109) 내에 설치되는 스프링(108)의 중앙에는 요크(106)의 연장단부(111)가 접합되어 일체형으로 결합되고, 이 요크(106)의 상부에는 마그네트(105)와 요크 패드(104)가 순차적으로 결합되며, 이 요크(106)의 중앙에는 소정높이를 갖는 철심(112)이 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 다목적 부저는 외부로부터 터미널(103)을 통해 소정 주파수를 갖는 특정파형의 구동전원이 공급되면서 코일(102)에 전류가 흐르게 된다.

그리고, 마그네트(105)의 S극에서 출발한 자기력선이 마그네트(105)의 N극을 거쳐 요크 패드(104)와 코일(102)을 통해서 철심(112)으로 들어가면서 자기회로의 폐회로를 구성하기 때문에 마그네트(105)와 철심(112) 사이에 형성된 자기장에 의해 코일(102), 즉 진동판(101)이 상하로 진동하게 된다.

즉, 진동, 부저, 스피커 및 이어폰 등의 기능에 따라 소정 주파수를 가지고 코일(102)에 흐르는 구동전원의 파형변화에 따라 마그네트(105)에 의해 형성되어 코일(102)에 가해지는 자기장의 세기가 변화하면서 코일(102)과 진동판(101)이 상하로 진동하게 된다.

물론, 마그네트(105)와 코일(102)에 의해 형성되는 자기장에 의해 코일(102)과 진동판(101)이 상하방향으로 진동하기도 하지만, 스프링(108)에 안착된 요크(106)와 마그네트(105) 및 요크 패드(104) 역시 상하방향으로 진동하게 된다.

여기서, 상하로 진동하는 요크(106)에 복원력(탄발력)을 제공하는 스프링(108)은 도2a 혹은 도2b에서와 같이, 안착면(113)과 절개홈(114) 및 고정면(115)으로 구성되거나 혹은 안착면(113a)과 탄성부분(116) 및 고정면(115a)으로 구성되어 요크(106)를 포함하는 구성을 케이스(109) 내에 고정하면서요크(106)에 탄발력을 제공하는 것이다.

하지만, 스프링의 고정면과 안착면을 연결하여 주는 절개홈을 제외한 부분이나 탄성부분의 탄성계수가 너무 커서 코일에 센 전류를 흘려보내야 스프링에 안착된 요크가 충분히 진동하는 결점이 있다.

다시 말하면, 약한 구동전원으로는 다목적 부저를 구동시킬 수 없어 높은 구동전원을 사용해야 하기 때문에 불필요한 전력소비를 가져오는 결점이 있는 것이다.

상기한 바와 같은 결점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 요크를 지지하는 스프링의 구조를 개선하여 약한 구동전원에도 스프링에 안착된 요크가 충분히 진동할 수 있도록 하여 다목적 부저의 효율을 향상시킴과 아울러 낮은 구동전원에서도 작동되도록 하여 소비전력을 줄일 수 있도록 하는 다목적 부저를 제공함에 있다.

또한, 본 발명은 요크를 지지하는 스프링과 케이스와의 결합상태를 개선하여 다목적 부저의 제작공정을 줄일 수 있도록 하는 데 다른 목적이 있다.

도1은 종래의 다목적 부저를 나타내는 단면도이다.

도2a, b는 다목적 부저에 채용된 스프링의 여러 실시예를 나타내는 평면도이다.

도3은 본 발명에 따른 다목적 부저의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.

도4는 본 발명에 따른 다목적 부저의 일 실시예를 나타내는 분리 사시도이다.

도5a, b는 본 발명에 따른 다목적 부저에 장착되는 두 개의 스프링을 나타내는 평면도이다.

도6a, b는 본 발명에 따른 다목적 부저에서 두 개의 스프링과 케이스와의 결합상태를 나타낸 단면도이다.

도7은 본 발명에 따른 다목적 부저의 다른 실시예를 나타내는 분리 사시도이다.

도8은 도7에서 케이스와 일체형으로 성형된 스프링의 결합상태를 보인 단면도이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※

1 : 진동판 2 : 코일

3 : 커버 4 : 요크 패드

5 : 마그네트 6 : 요크

7 : 상부 환형턱 8a, 8b : 스프링

9 : 케이스 10 : 베이스

11 : 하부 환형턱 12a, 12b, 13a, 13b : 가이드

14a, 14b, 15a, 15b : 돌기 16a, 16b : 안착면

17a, 17b : 탄성부분 18a, 18b : 고정면

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다목적 부저는, 베이스와 커버가 아래 위에 각각 결합되어 있는 원통형의 케이스; 상기 케이스의 상부에 안착된 진동판의 저면 중앙에 링 형상으로 감겨져 아래를 향하도록 부착되어 있으며 외부로부터 입력되는 소정 주파수의 구동전원에 의해 여자되는 코일; 마그네트와 요크 패드가 순차적으로 적층되어 있으며 스프링에 의해 상기 케이스 내면에 설치되어 있는 요크; 를 갖는 다목적 부저에 있어서, 상기 요크는 아래 위로 결합되는 두 개의 스프링에 의해 케이스의 내면에 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 케이스에 스프링을 고정하는 일예로서는 상기 요크의 아래 위에 직교되게 결합된 스프링의 고정면이 향하는 방향의 케이스 내면에 각 스프링의 간격과 같은 높이차이를 가지고 형성되어 있는 가이드와, 상기 스프링의 고정면과 결합되도록 상기 각 가이드의 바닥면에 형성되어 있는 돌기와, 상기 돌기에 스프링의 고정면이 삽입된 후 돌기의 끝에 고열이 가해지면서 돌기에 스프링이 융접될 수 있다.

상기 케이스의 내면에 두 개의 스프링을 고정하는 다른 예로서는 상기 마그네트와 요크패드가 요크의 중앙에 내설되고, 상기 요크의 아래위에 한 쌍의 스프링이 결합된 상태에서 상기 스프링의 고정면이 케이스 내면에 매설되어 스프링과 케이스가 일체형으로 성형되어진다.

여기서, 두께와 폭 및 재질(예를 들면 베륨동)에 의해 탄성계수가 결정되는 상기 스프링은 요크의 밑면 혹은 위면에 안착되는 안착면과, 상기 안착면의 외곽으로부터 분기된 후 안착면의 외곽과 등간격으로 연장되어 안착면을 지지하게 되는 두 개 이상의 탄성부분과, 상기 각 탄성부분의 끝부분에서 외곽을 향하도록 연장되어 케이스 내면에 고정되게 되는 고정면으로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 스프링의 안착면의 일점으로부터 분기되어 외곽면을 따라 등간격으로 연장되는 스프링의 탄성부분의 각도(A1)(A2)를 90。∼180。로 설정할 수 있다.

또한, 상기 요크의 위 아래에는 두 개의 스프링이 결합될 수 있도록 환형턱이 각각 형성될 수 있다.

이하, 첨부된 도면들에 의거하여 본 발명에 따른 다목적 부저에 대한 동작을 상세히 서술한다.

도3은 본 발명에 따른 다목적 부저를 나타내는 사시도로서, 다목적 부저를 이루는 원통형의 케이스(9)의 위와 아래에는 다수개의 관통공이 형성된 원판형의 커버(3)와 베이스가 각각 결합되어 있고, 이 케이스(9)의 위에 형성된 인출홈을 통해 케이스(9) 내에 구성된 코일에 연결되어 외부의 구동전원에 접속되는 터미널이 외부로 인출되어 있다.

도4는 본 발명에 따른 다목적 부저의 일 실시예를 나타내는 분리 사시도로서, 케이스(9) 밑면의 고정턱에는 다수개의 관통공이 천공된 베이스(10)가 고정되어 있고, 이 케이스(10)의 내면에는 도6a, b에서와 같이 서로 직교되게 요크(6)의 아래 위에 결합되는 스프링(8a)(8b)의 고정면(18a)(18b)에 대향되는 방향에 다수개의 가이드(12a)(12b)(13a)(13b)가 두 개의 스프링(8a)(8b) 사이의 높이차이만큼 다른 높이를 가지고 형성되어 있으며, 각 가이드(12a) (12b)(13a)(13b)의 위면에는 케이스(9)에 스프링(8a)(8b)을 융접할 수 있도록 고정면(18a)(18b)의 관통공에 삽입되는 돌기(14a)(14b)(15a)(15b)가 각각 거꾸로 입설되어 있다.

중앙에 마그네트(5)와 요크 패드(4)가 순차적으로 적층되어 있는 요크(6)의 상부 환형턱(7)과 하부 환형턱(11)에는 요크(6)를 케이스(9)에 고정하기 위한 스프링(8a)(8b)이 각각 결합되어 있다.

이 때 요크(6)의 하부 환형턱(11)과 스프링(8b)은 스폿용접 혹은 접착제를 이용하여 접합할 수 있으며, 스프링(8a)과 상부 환형턱(7)은 별도의 접합방식을 이용하여 접합할 수도 있지만 서로 밀착되게 배치하는 것으로 대신할 수 있다.

소정의 탄성을 갖는 베륨동과 같은 재질로 이루어지는 스프링(8a)은 도5a에 도시한 것처럼, 중앙에 소정의 직경을 갖는 관통공이 천공되어 있으며, 이 관통공의 둘레에 요크(6)의 상부 환형턱(7)에 밀착되게 설치되는 안착면(16a)이 형성되어 있으며, 이 안착면(16a)의 소정부위로부터 분기되는 탄성부분(17a)의 연장각도(A1)는 안착면(16a)의 외곽과 등간격을 유지하면서 분기점으로부터 90。∼180。까지 선택적으로 설정될 수 있으며, 이 탄성부분(17a)의 끝부분에는 아래 위로 뚫린 구멍을 갖는 고정면(18a)이 외곽을 향하도록 형성되어 있다.

여기서, 스프링(18a), 즉 탄성부분(17a)의 탄성계수는 재질과 두께, 폭 그리고 길이 등에 의해 결정될 수 있으며, 다목적 부저의 특성에 따라 재질과 두께, 폭 그리고 길이 등을 선택하여 결정할 수 있다.

다음으로 도5b에 도시한 소정의 탄성을 갖는 베륨동과 같은 재질로 이루어지는 스프링(8b)은 중앙에 소정의 직경을 갖는 관통공이 천공되어 있으며, 이 관통공의 둘레에 요크(6)의 하부 환형턱(11)에 밀착되게 설치되는 안착면(16b)이 형성되어 있으며, 이 안착면(16b)의 소정부위로부터 분기되는 탄성부분(17b)의 연장각도(A2)는 안착면(16b)의 외곽과 등간격을 유지하면서 분기점으로부터 90。∼180。까지 선택적으로 설정될 수 있으며, 이 탄성부분(17b)의 끝부분에는 아래 위로 뚫린 구멍을 갖는 고정면(18b)이 외곽을 향하도록 형성되어 있다.

여기서, 스프링(18b), 즉 탄성부분(17b)의 탄성계수는 위에서와 마찬가지로 재질과 두께, 폭 그리고 길이 등에 의해 결정될 수 있으며, 다목적 부저의 특성을 고려하여 재질과 두께, 폭 그리고 길이 등을 선택적으로 결정할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 동작은 다음과 같다.

외부로부터 소정 주파수를 갖는 정현파 혹은 구형파의 구동전원이 공급되어 코일(2)에 전류가 흐르면서 코일(2)의 주변에는 자기장이 형성된다.

그리고, 마그네트(5)의 S극에서 출발한 자기력선이 마그네트(5)의 N극을 거쳐 요크 패드(4)와 코일(2)을 통해서 요크(6)의 상단으로 들어가면서 자기회로의 폐회로를 구성하기 때문에 마그네트(5)와 요크(6) 사이에 형성된 자기장에 의해 코일(2)이 상하로 진동하게 된다.

즉, 소정 주파수를 가지고 코일(2)에 흐르는 구동전원의 파형변화에 따라마그네트(5)에 의해 형성되어 코일(2)에 가해지는 자기장의 세기가 변화하면서 코일(2)과 진동판(1)이 상하로 진동하게 된다.

물론, 마그네트(5)와 코일(2)에 의해 형성되는 자기장에 의해 코일(2)과 진동판(1)이 상하방향으로 진동하기도 하지만, 두 개의 스프링(8a)(8b)에 의해 안착된 요크(6)와 마그네트(5) 및 요크 패드(4) 역시 상하방향으로 진동하게 된다.

이 때 재질이나 두께, 폭, 길이 등을 선택적으로 결정하여 스프링(8a)(8b), 즉 탄성부분(17a)(17b)의 탄성계수가 적절하게 설정되어 있기 때문에 외부로부터 입력되는 구동전원의 주파수 변화에 따라 요크(6)가 상하로 민감하게 반응하게 된다.

여기서, 외부로부터 입력되는 구동전원의 주파수와 파형에 따라 코일(2)에 흐르는 전류와 마그네트(5)의 자기력선에 의해 박판부저는 진동, 부저, 스피커, 이어폰(리시버) 중 하나의 기능을 선택적으로 수행한다.다시 말하면, 코일(2)에 100Hz∼150Hz의 정현과 구동전원이 입력되면, 코일(2)에 흐르는 전류에 의해 형성되는 자계와 마그네트(5)의 자기력선에 의해 형성되는 힘에 의해 박판부저는 진동을 느낄 수 있도록 진동 기능을 수행한다.다음으로, 코일(2)에 2500Hz∼3000Hz의 구형파 구동전원이 입력되면, 코일(2)에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자계와 마그네트(5)의 자기력선에 의해 형성되는 힘에 의해 박판부저는 부저음을 들을 수 있도록 부저기능을 수행한다.또한, 코일(2)에 가칭 주파수(20Hz∼20KHz)의 구동전원이 입력되면, 코일(2)에 흐르는 전류에 의해 형성되는 자계와 마그네트(5)의 자기력선에 의해 형성되는 힘에 의해 박판부저느 가칭주파수 대역의 음을 들을 수 있도록 스피커기능을 수행한다.마지막으로, 코일(2)에 300Hz∼4KHz의 구동전원이 입력되면, 코일(2)에 흐르는 전류에 의해 형성되는 자계와 마그네트(8)의 자기력선에 의해 형성되는 힘에 의해 박판부저는 이어폰을 들을 수 있도록 이어폰기능을 수행한다.도7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다목적 부저를 나타낸 것으로서, 요크(6)의 중앙에 자석과 요크 패드(4)가 장착된 상태에서 일 실시예에서와 마찬가지로 요크(6)의 상부 환형턱(7)과 하부 환형턱(11)에 각각 스프링(8a)(8b)을 결합/접합한 후 이를 케이스(9)를 성형하는 금형에 내설하여 도8에서와 같이 성형함으로써 케이스(9)와 요크(6)를 포함하는 구성요소를 별도로 결합하는 과정없이 바로 일체형으로 성형할 수 있는 것이다.

여기서, 케이스(9)의 내면에는 스프링(8a)(8b)의 고정면(18a)(18b)만이 실질적으로 매설되기 때문에 제조공정을 줄일 수 있으면서도 탄성부분(17a)(17b)의 탄성력을 충분히 발휘할 수 있도록 하는 것이다.

물론, 이하 스프링(8a)(8b)의 탄발력이나 제조과정 및 다른 부분에 대해서는 위에서 언급한 일 실시예에서와 마찬가지로 설정하거나 제조할 수 있는 것이다.

그리고, 나머지 구성이나 다목적 부저의 일반적인 동작은 위에서 언급한 일 실시예와 동일하므로 생략하기로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예로서는 일 실시예에서와 마찬가지로 요크와 마그네트, 요크패드 및 두 개의 스프링 등을 케이스와 일체형으로 성형할 때 케이스의 아랫면에 부착되는 베이스를 함께 일체형으로 성형함으로써 조립하는 과정을 단순화할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명에 의하면 상하로 결합되는 두 개의 스프링으로 요크를 지지하여 약한 구동전원에도 스프링에 안착된 요크가 충분히 진동하여 다목적 부저의 효율을 향상시킬 수 있으며, 낮은 구동전원에서도 작동하여 소비전력을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 요크를 지지하는 두 개의 스프링과 케이스가 성형과정에서 케이스와 일체형으로 성형되거나 혹은 베이스와 케이스가 일체형으로 형성되어 다목적 부저의 제작공정을 줄일 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술 사상 범위내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (8)

1. 아래 위에 베이스와 커버가 각각 결합되어 있는 원통형의 케이스; 상기 케이스의 상부에 안착된 진동판의 저면 중앙에 링 형상으로 감겨져 아래를 향하도록 부착되어 있으며 외부로부터 입력되는 소정 주파수의 구동전원에 의해 여자되는 코일; 마그네트와 요크 패드가 순차적으로 적층되어 있으며 스프링에 의해 상기 케이스 내면에 설치되어 있는 요크; 를 갖는 다목적 부저에 있어서,

   상기 요크는 아래 위로 결합되는 두 개의 스프링에 의해 케이스의 내면에 설치되는 것을 특징으로 하는 다목적 부저.
2. 제1항에 있어서,

   상기 요크의 아래 위에 직교되게 결합된 스프링의 고정면이 향하는 방향의 케이스 내면에 가이드가 각 스프링의 간격과 같은 높이차이를 가지고 형성되고, 상기 각 가이드의 바닥면에 상기 스프링의 고정면과 결합되는 돌기가 형성되며, 상기 돌기에 스프링의 고정면이 삽입된 후 돌기의 끝에 고열이 가해지면서 돌기에 스프링이 융접되어짐을 특징으로 하는 상기 다목적 부저.
3. 제1항에 있어서,

   상기 마그네트와 요크패드가 요크의 중앙에 내설되고, 상기 요크의 아래위에 한 쌍의 스프링이 결합된 상태에서 상기 스프링의 고정면이 케이스 내면에 매설되어 스프링과 케이스가 일체형으로 성형되어짐을 특징으로 하는 상기 다목적 부저.
4. 제1항에 있어서,

   상기 베이스가 상기 케이스의 밑면에 내설되도록 상기 케이스와 상기 베이스가 일체형으로 성형되어짐을 특징으로 하는 상기 다목적 부저.
5. 제1항, 제2항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 스프링은 요크의 밑면 혹은 위면에 안착되는 안착면과, 상기 안착면의 외곽으로부터 분기된 후 안착면의 외곽과 등간격으로 연장되어 안착면을 지지하게 되는 두개 이상의 탄성부분과, 상기 각 탄성부분의 끝부분에서 외곽을 향하도록 연장되어 케이스 내면에 고정되게 되는 고정면; 을 구비하는 것을 특징으로 하는 상기 다목적 부저.
6. 제1항, 제2항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 스프링의 안착면의 일점으로부터 분기되어 외곽면을 따라 등간격으로 연장되는 스프링의 탄성부분의 각도(A1)(A2)를 90。∼180。로 설정함을 특징으로 하는 다목적 부저.
7. 제1항, 제2항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 스프링의 재질이 베륨동인 것을 특징으로 하는 상기 다목적 부저.
8. 제1항에 있어서,

   상기 요크의 위 아래에는 두 개의 스프링과 결합되는 환형턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 상기 다목적 부저.