KR100592930B1 - 전기 음향 변환기 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

전기 음향 변환기에서는, 하우징은 진동판의 외주가 결합되는 제1 하우징과, 서스펜션의 타단과 레이저 용접에 의해 결합되고, 또한 제1 하우징과 결합되는 금속 박판으로 이루어지는 제2 하우징으로 구성된다. 서스펜션과 제2 하우징은 레이저 조사에 의한 용접에 의해 접합되고, 그 전기 음향 변환기는 생산성이 뛰어나고, 안정된 품질로 서스펜션과 제2 하우징이 접합된다.

Description

전기 음향 변환기 및 그 제조 방법{ELECTROACOUSTIC TRANSDUCER AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME}

본 발명은 휴대전화 등 휴대 통신기기에 사용되는, 호출음과 호출용 진동을 발생하는 전기 음향 변환기 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

도 4는 일본국 특개 2000-153231호 공보에 개시된 종래의 전기-기계/음향 변환기의 단면도이고, 도 5는 그 분해 사시도이다. 진동판(1)은 외주가 수지 성형에 의해 형성된 프레임(2)에 결합되어 있다. 보이스 코일(3)은 진동판(1)에 일단이 접착 결합되어 있다. 요크(4) 상에 접착 결합된 마그넷(5) 상에는 상부 플레이트(6)가 접착 결합되어 있다. 요크(4), 마그넷(5), 상부 플레이트(6)는 자기 회로(7)를 형성하고, 요크(4)와 상부 플레이트(6) 사이의 자기 갭(8)에는 보이스 코일(3)의 타단이 접촉하지 않고 위치하고 있다. 요크(4)의 상하에 각각 결합된 서스펜션(9a, 9b)의 각각의 일단은 프레임(2)에 결합 지지되어 있다. 서스펜션(9a, 9b)의 선단에 수지 성형품(9c)이 아웃서트 성형에 의해 서스펜션(9a, 9b)과 일체로 설치되어 있다. 수지 성형품(9c)과 프레임(2)이 접착 결합되고, 프레임(2)과 서스펜션(9a, 9b)이 결합된다. 요크(4)와 서스펜션(9a, 9b)은 레이저 용접에 의해 접합된다. 커버(2a)는 프레임(2)에 접합되어, 요크(4)의 외주를 덮는다.

다음에 상기 종래의 전기-기계/음향 변환기의 동작에 관해 설명한다. 보이스 코일(3)에 신호가 입력된다. 이 입력 신호의 주파수가 서스펜션(9a, 9b)과 자기 회로(7)를 포함하는 진동부의 기계적인 공진 주파수와 일치했을 때, 자기 회로(7)는 공진하여 크게 상하로 진동하고, 전기-기계/음향 변환기를 장착한 휴대 통신기기의 사용자는 그 진동을 촉지(觸知)한다. 또, 이 입력 신호의 주파수와 진동판(1) 및 보이스 코일(3)로 이루어지는 발음부의 공진 주파수가 일치했을 때는, 진동판(1)이 크게 상하로 진동하여, 사용자는 소리로서 그 진동을 감지한다.

또한, 자기 회로(7)의 공진 주파수는 약 100Hz로 설정되고, 발음부의 공진 주파수는 약 1kHz로 설정된다. 이에 의해, 입력 신호의 주파수를 전환함으로써 사용자는 전기-기계/음향 변환기로 진동을 촉지하고, 또한 소리를 감지하는 것이 가능해진다.

입력 신호의 주파수가 자기 회로(7)의 공진 주파수와 일치하는 경우는, 자기 회로(7)는 공진에 의해 크게 진동한다. 그러나, 자기 회로(7)의 진동의 반작용으로서 발생하는 진동판(1)의 진동의 주파수가 낮기 때문에 사용자는 소리로서 그 진동을 감지할 수 없다.

또, 입력 신호의 주파수가 진동판(1)과 보이스 코일(3)로 이루어지는 발음부의 공진 주파수와 일치하는 경우는, 진동판(1)은 공진에 의해 크게 진동하여 사용자는 진동을 소리로서 감지한다. 그러나, 자기 회로(7)의 질량이 크고 또한 입력 진동의 주파수가 높기 때문에, 자기 회로(7)는 그 높은 주파수에 추종할 수 없어, 진동판(1)의 진동의 반작용으로서 발생하는 자기 회로(7)의 진동은 큰 진폭은 되지 않는다.

상기 종래의 전기-기계/음향 변환기에 있어서는, 진동 부분의 결합 강도를 확보하기 위해, 요크(4)는 그 표면에 니켈 도금과 주석 도금이 행해진다. 서스펜션(9a, 9b)은 레이저 조사에 의해 요크(4)에 용접되어 접합된다. 도금 두께의 격차나 레이저 조사의 격차에 의해 접합 강도에 격차가 발생할 가능성이 있어, 격차를 억제하기 위한 공정의 관리가 번잡하다.

전기 음향 변환기는 발음부와 진동부와 하우징을 구비한다. 발음부는, 진동판과, 진동판에 결합된 보이스 코일을 포함한다. 진동부는, 보이스 코일이 위치하는 자기 갭을 갖는 자기 회로와, 제1단이 자기 회로에 결합되고, 자기 회로를 진동 가능하게 지지하는 금속으로 이루어지는 서스펜션을 포함한다. 하우징은 진동판의 외주가 결합되고, 또한 서스펜션의 제2단과 결합된 금속판을 포함한다. 금속판과 서스펜션은 안정적으로 접합할 수 있어, 따라서 이 전기 음향 변환기는 안정적으로 생산할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 전기 음향 변환기의 단면도,

도 2는 실시형태에 의한 전기 음향 변환기의 분해 상면도,

도 3a는 도 2에 도시한 전기 음향 변환기의 선 3-3선에 있어서의 단면도,

도 3b는 실시형태에 의한 다른 전기 음향 변환기의 3-3선에 있어서의 단면 도,

도 4는 종래의 전기-기계/음향 변환기의 단면도,

도 5는 종래의 전기-기계/음향 변환기의 분해 사시도이다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 전기 음향 변환기의 단면도이고, 도 2는 그 분해 상면도이다. 도 3a는 도 2에 도시한 전기 음향 변환기의 3-3선에서의 단면도이다. 진동판(11)은 외주가 수지 성형에 의해 형성된 제1 하우징(12a)에 결합되어 있다. 보이스 코일(13)은 진동판(11)에 일단이 접착 결합되어 있다. 요크(14) 상에 접착 결합된 마그넷(15) 상에 플레이트(16)가 접착 결합되어 있다. 요크(14), 마그넷(15), 플레이트(16)는 자기 회로(17)를 형성한다. 요크(14)와 플레이트(16) 사이의 자기 갭(18)에는 보이스 코일(13)의 타단이 접촉하지 않고 위치한다. 요크(14)는 자성재로 이루어지는 요크 본체(14a)와 이 외주에 설치된 텅스텐 분말을 혼입한 수지 성형에 의해 형성되는 고비중의 웨이트부(14b)로 구성된다. 웨이트부(14b)에는 수지 성형시에 스테인레스 강판의 박판으로 이루어지는 서스펜션(19)의 일단이 아웃서트 성형에 의해 일체화되어, 요크(14)와 서스펜션(19)으로 진동부(20)를 형성하고 있다.

서스펜션(19)의 타단은 스테인레스강의 박판으로 이루어지는 제2 하우징(12b)과 맞춰져 YAG 레이저에 의한 레이저 용접으로 접합되어, 진동부(20)를 하우징(12b)에 상하 이동 가능하게 지지하고 있다.

하우징(12b)은 하우징(12a)에 장착되어 실시형태에 의한 전기 음향 변환기는 형성되어 있다.

다음에 실시형태에 의한 전기 음향 변환기의 동작에 관해 설명한다. 보이스 코일(13)에 신호가 입력된다. 이 입력 신호의 주파수가 서스펜션(19)과 자기 회로(17)를 포함하는 진동부(20)의 기계적인 공진 주파수와 일치했을 때, 자기 회로(17)는 크게 상하로 진동하여, 전기 음향 변환기를 장착한 휴대 통신기기의 사용자는 그 진동(예를 들면 130Hz)을 촉지한다. 또, 이 입력 신호의 주파수가 500Hz∼10kHz 정도의 음성 주파수인 경우, 진동판(11)은 입력 신호에 따라 진동하고, 사용자는 소리로서 그 진동을 감지한다.

또한, 자기 회로(17)를 포함하는 진동부(20)의 공진 주파수는 약 100Hz로 설정되고, 발음부(21)의 공진 주파수는 약 1kHz로 설정된다. 이에 의해, 입력 신호의 주파수를 전환함으로써 사용자는 전기 음향 변환기로 진동을 촉지하고, 또한 소리를 감지하는 것이 가능해진다.

입력 신호의 주파수가 진동부(20)의 공진 주파수와 일치하는 경우는, 자기 회로(17)는 공진에 의해 크게 진동한다. 그러나, 자기 회로(17)의 진동의 반작용으로서 발생하는 진동판(11)의 진동의 주파수가 낮기 때문에 사용자는 소리로서 그 진동을 감지할 수 없다.

또, 입력 신호의 주파수가 진동판(11)과 보이스 코일(13)로 이루어지는 발음부(21)의 공진 주파수와 일치하는 경우는, 진동판(11)은 공진에 의해 크게 진동하여 사용자는 그 진동을 소리로서 감지한다. 그 소리는 일반적으로 링거음으로서 호출음에 사용된다. 그러나, 자기 회로(17)의 질량이 크고 또한 입력 진동의 주파수가 높기 때문에, 자기 회로(17)는 그 높은 주파수에 추종할 수 없어, 진동판(11)의 진동의 반작용으로서 발생하는 자기 회로(17)의 진동은 큰 진폭은 되지 않는다.

또한, 실시형태에 의한 전기 음향 변환기에서는, 발음부(21)는 약 1kHz의 공진 주파수를 갖고, 그 주파수의 링거음이 호출음으로서 사용된다. 호출음으로서 링거음이 아닌 멜로디음이 사용되는 경우는, 멜로디음에 대응하는 신호가 보이스 코일(13)에 입력되어, 진동판(11)이 멜로디음을 발생시킨다. 이 경우는 발음부(21)는, 예를 들면 500Hz∼10kHz의 가청 주파수 영역에서 플랫한 진동 특성(음압 주파수 특성)을 가져, 공진 주파수의 포인트가 강조되지 않도록 설정되어 있다.

제2 하우징(12b)과 서스펜션(19)의 YAG 레이저에 의한 용접에 관해 상세히 설명한다. 도 3a에 도시하는 바와 같이, 하우징(12b)에는 드로잉 가공에 의해 단부(段部)가 형성되어 있고, 단부(12c)의 평면부(12f)에 서스펜션(19)의 타단이 겹쳐져 상측으로부터의 레이저 조사에 의해 용접된다. 단부(12c)의 평면부(12f)와 제2 하우징(12b)의 측벽은 연결부(12g)를 통해 접속되어 있다. 단부(12c)가 용접용 부분으로서 충분한 면적을 갖지 않은 경우는, 도 3b에 도시하는 바와 같이, 적어도 서스펜션(19)과의 접합 부분 근방만을 더욱 드로잉 가공을 행함으로써 시트부(12e)를 형성해도 된다. 이에 의해 용접용 부분과 서스펜션(19)을 용이하게 위치 결정할 수 있다. 레이저 조사의 양은 그 용접 흔적이 제2 하우징(12b)의 반대측에서 시인할 수 있을 정도로 하고, 이 용접 흔적의 상태로 접합 상태의 양·불량이 판정된다. 드로잉 가공에 의해 형성된 시트부(12e)는 그 위치와 크기를 임의로 설정할 수 있고, 즉 용접 가능 부분을 용이하게 설정할 수 있다.

또, 서스펜션(19)이 진동할 때의 지점이 되는 코너를 곡률반경이 작은 각부(角部)(12d)로 해도 된다. 이 각부에 의해 서스펜션의 상하 진동이 안정되고, 진동 특성이나 기계 진동의 공진 주파수가 안정된다.

YAG 레이저의 조사에 의한 용접은 용접 개소를 대단히 국소로 한정할 수 있고, 그 근방으로의 열의 영향을 한정할 수 있다. 따라서, 소형의 전자 부품의 용접에 적합하다.

또, 레이저 조사에 의한 다른 용접 방법으로도 그 접합 부분만을 용접할 수 있다. 서스펜션(19) 및 제2 하우징(12b)은 스테인레스강의 박판이다. 레이저를 조사하는 면의 반대 면에 그 용접 흔적을 시인할 수 있을 정도의 양만큼 레이저가 조사되고, 상술한 바와 같이 그 용접 흔적으로 용접의 양·불량을 판정할 수 있다. 이 용접 흔적에 의한 용접의 판정은 금속 박판을 갖는 다른 부품의 용접의 확인에도 적용할 수 있고, 이에 의해 금속 박판이 확실히 용접되어, 그 부품을 구비한 디바이스를 안정적으로 제조할 수 있다.

단부(12c)의 상기 코너의 내주의 형상은 드로잉 가공 때문에 원호가 되기 쉽다. 원호의 곡률반경을 작게 하여 각부(12d)가 형성되어 있다. 서스펜션(19)의 상하 구동시에 각부(12d)의 곡률반경이 1.0mm 이상 변화하면 기계적 공진 주파수가 변화한다. 따라서, 소정의 공진 주파수를 얻기 위한 용접 위치의 설정이 곤란해진다.

각부(12d)의 곡률반경은 1.0mm 미만이 바람직하고, 0.8mm 이하가 보다 안정된 진동 특성이 얻어져 보다 바람직하다. 드로잉 가공에 의한 단부(12c)에서, 제2 하우징(12b)의 재질에 따라 소정의 곡률반경을 갖는 각부(12d)를 형성할 수 없는 경우가 있다. 이 경우는, 하우징(12b)과 서스펜션(19)의 사이에 하우징(12b)과 서스펜션(19)과 공통의 재질에 의한 박판을 개재시켜 용접해도 된다. 이에 의해, 소정의 곡률반경을 갖는 각부(12d)를 형성하지 않아도 된다.

실시형태에 있어서는 YAG 레이저를 사용하여 용접을 행한다. 레이저 조사에 의해 접합 부분의 반대측에 용접 흔적을 남기는 것이 가능하면, 반도체 레이저 등의 다른 레이저를 사용해도 용접의 상태를 시인할 수 있다.

본 실시형태에 의한 전기 음향 변환기는 1종류의 서스펜션(19)을 구비하지만, 도 5에 도시한 종래의 전기-기계/음향 변환기와 동일하게, 요크(14)와의 접합 높이가 다른 2종류의 서스펜션을 사용해도 된다. 이 경우, 상기 2종류의 서스펜션이 각각 접합되는 2개의 단부(12c)는 높이가 다르다.

본 발명의 전기 음향 변환기는, 서스펜션과 금속 박판으로 이루어지는 하우징이 접합되므로, 대단히 생산성이 뛰어나고, 서스펜션과 하우징이 안정적으로 접합된다.

Claims (9)

1. 진동판과, 상기 진동판에 결합된 보이스 코일을 포함하는 발음부와,

   상기 보이스 코일이 위치하는 자기 갭을 갖는 자기 회로와, 제1단이 상기 자기 회로에 결합되어 상기 자기 회로를 진동 가능하게 지지하는 금속으로 이루어지는 서스펜션을 포함하는 진동부와,

   상기 진동판의 외주가 결합되고, 또한 상기 서스펜션의 제2단과 결합된 금속판을 포함하는 하우징을 구비하며,

   상기 자기 회로는, 마그넷과, 상기 마그넷에 상기 자기 갭을 사이에 두고 대향하는 요크를 가지고,

   상기 요크는, 자성체로 이루어진 요크 본체와, 상기 요크 본체의 외주에 설치된 수지로 이루어진 웨이트부를 가지며,

   상기 서스펜션의 상기 제1단은 상기 웨이트부에 매설되어 있고,

   상기 하우징의 상기 금속판은 상기 하우징의 내측을 향해 설치된 단부(段部)를 포함하며,

   상기 단부에 상기 서스펜션의 상기 제2단이 레이저로 결합되는, 전기 음향 변환기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 단부는,

   상기 서스펜션과 평행하고 또한 상기 서스펜션과 결합하는 평면부와,

   상기 평면부의 상기 서스펜션과 결합하는 부분으로부터 상기 서스펜션이 연장되는 방향에 설치된, 상기 평면부와 상기 하우징을 접속하는 연결부,

   를 갖고, 상기 평면부와 상기 연결부의 코너의 곡률반경은 0보다 크고 1mm 미만인, 전기 음향 변환기.
6. 제1항에 있어서, 상기 단부는, 상기 하우징의 내측을 향해 설치된, 상기 서스펜션의 상기 제2단과 결합하는 시트부를 갖는, 전기 음향 변환기.
7. 진동판과 보이스 코일을 결합하는 공정과,

   자기 갭을 갖는 자기 회로와 금속으로 이루어지는 서스펜션의 제1단을 결합시키는 공정과,

   하우징의 금속판과 상기 서스펜션의 제2단을 맞추는 공정과,

   상기 하우징의 상기 금속판과 상기 서스펜션의 상기 제2단 중의 한쪽에 레이저를 조사하여 상기 금속판과 상기 서스펜션의 상기 제2단을 용접하는 공정과,

   상기 금속판과 상기 서스펜션의 상기 제2단 중의 다른쪽으로부터 상기 레이저의 조사에 의한 용접 흔적을 확인하는 공정과,

   상기 확인된 용접 흔적의 상태에 기초하여, 상기 금속판과 상기 서스펜션의 상기 제2단을 용접하는 공정을 끝내는 공정과,

   상기 자기 갭에 상기 보이스 코일을 위치시켜, 상기 하우징과 상기 진동판의 외주를 결합하는 공정을 구비하며,

   상기 자기 회로는, 마그넷과, 상기 마그넷에 상기 자기 갭을 사이에 두고 대향하는 요크를 가지고,

   상기 요크는, 자성체로 이루어진 요크 본체와, 상기 요크 본체의 외주에 설치된 수지로 이루어진 웨이트부를 가지며,

   상기 자기 회로와 상기 서스펜션의 상기 제1단을 결합시키는 공정은, 상기 서스펜션의 상기 제1단을 상기 웨이트부에 매설시키는 공정을 포함하는, 전기 음향 변환기의 제조 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 하우징은, 제1 하우징과, 상기 금속판을 포함하는 제2 하우징을 구비하고,

   상기 하우징과 상기 진동판의 외주를 결합하는 공정은, 상기 제1 하우징과 상기 진동판의 외주를 결합하는 공정을 포함하며,

   상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징을 접합하는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는 전기 음향 변환기의 제조 방법.
9. 삭제

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