KR100623566B1 - 고정 보이스 코일을 이용한 진동형 골전도 음전달 체감 진동 마이크로 리시버 - Google Patents
고정 보이스 코일을 이용한 진동형 골전도 음전달 체감 진동 마이크로 리시버 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 외부 음향 전기 신호를 보이스 코일에 전가하여 보이스 코일에서 발생하는 자장에 의해 진동추를 진동 시킴으로써 발생된 진동이 돌기로부터 뼈를 통해 내이까지 전달되어 소리를 들을 수 있는 골 전도 스피커에 있어서, 하우징(33) 하단에 골 전도 돌기(85)가 형성되고, 하우징(33) 상단은 판스프링(43)의 안착을 위한 안착 단이 형성되고, 하우징(33) 상단 안착단에(39)는 판스프링(43)이 안착 고정되고, 판스프링(43)을 중심으로 판스프링(43)의 상단에는 요크(22)와 판스프링(43)을 고정하기 위한 요크 클램프(51)가 요크(22)의 상단 돌출부에 고정되며, 판스프링의 중앙 홀(42)의 중앙 홀에 U자형 요크(22)가 아래 방향을 향하여 장착되며, U자 요크(22)의 내부에는 원형의 마그네트(77)가 보이스코일(25)이 삽입되는 소정의 공간을 확보한 뒤 요크(22)에 장착 고정되며, 자기장의 자기 유도를 돕기 위해 요크(22)와 마그네트(77)의 접촉면 반대쪽의 면에는 탑 플레이트(8)가 장착되고, 하우징(33) 내부 하단 면에는 외부 음향신호를 이용 자장을 발생시키기 위한 보이스코일(25)이 위쪽 방향으로 하우징(33) 바닥면과 연장 접착 고정되어있는 구조로 이루어진 체감진동형 골 전도 스피커 장치에 관한 것이다. 더 상세하게는 상기 보이스코일이 하우징 내부의 바닥에 접착 고정되고, 상기 하우징의 하부가 반구형의 돌기가 형성되어 있으며, 상기 요크, 마그네트, 탑 플레이트가 연속적으로 접착되어 일체로써 상기 골전도 스피커의 진동추의 역할을 하는 구조로 된것임을 특징으로 하는 체감진동형 골 전도 스피커에 대한 것이다. 이와 같은 본 발명은 골 전도 스피커에 있어서, 그 적용범위가 넓고, 높은 신뢰성의 소리전달 효과를 주는 체감 진동형 골전도 스피커이다.
요크, 판스프링, 헤드셋, 진동자, 골전도, 리시버, 보이스 코일
Description
도 1은 종래의 골 전도 스피커에 대한 단면도를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 골 전도 스피커에 대한 단면도를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 4는 고정된 보이스코일을 통해 요크에 생성되는 자기장 형성을 도식적으로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 골 전도 스피커 내부에서 서스펜션 작용을 주는 판스프링을 도식적으로 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명을 헤드셋에 적용한 실시예를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 전체 부품별 사시도를 나타낸 것이다.
(도면의 주요 부분에 대한 설명)
8:탑 플레이트 22:요크 25:보이스코일 33:하우징 41:프로텍터
43:판스프링 51:클램프 77:마그네트 85:골 전도용 돌기
101:조립용 나사홀
도 2 및 도 3은 본 발명의 골 전도 스피커에 대한 단면도를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 4는 고정된 보이스코일을 통해 요크에 생성되는 자기장 형성을 도식적으로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 골 전도 스피커 내부에서 서스펜션 작용을 주는 판스프링을 도식적으로 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명을 헤드셋에 적용한 실시예를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 전체 부품별 사시도를 나타낸 것이다.
(도면의 주요 부분에 대한 설명)
8:탑 플레이트 22:요크 25:보이스코일 33:하우징 41:프로텍터
43:판스프링 51:클램프 77:마그네트 85:골 전도용 돌기
101:조립용 나사홀
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본 발명은 외부 음향 신호를 자기장을 이용하여 진동으로 전환하고 이 진동이 세개의 이소골에 전달되고 내이가 소리를 감지하는 골 전도 스피커에 있어서, 하우징 하단에 골 전도 돌기가 형성되고, 하우징 상단은 판스프링의 안착을 위한 안착 단이 형성되고, 하우징 상단 안착단에는 판스프링이 안착 고정되고, 판스프링을 중심으로 판스프링의 상단에는 요크와 판스프링을 고정하기 위한 요크 클램프가 요크의 상단 돌출부에 고정되며, 판스프링의 중앙 홀에 U자형 요크가 아래 방향을 향하여 장착되며, U자형 요크의 내부에는 원형의 마그네트가 보이스코일이 삽입되는 소정의 공간을 확보한 뒤 요크에 장착 고정되며, 자기장의 자기 유도를 돕기 위해 요크와 마그네트의 접촉면 반대쪽의 면에는 탑 플레이트가 장착되고, 하우징 내부 하단 면에는 외부 음향신호를 이용 자장을 발생시키기 위한 보이스코일이 위쪽 방향으로 하우징(33) 바닥면과 연장 접착 고정되어있는 구조로 이루어진 체감진동형 골 전도 스피커에 관한 것이다.
본 발명은 체감진동형 골 전도를 이용하여 음 전달 특성을 가진 스피커 기능을 구현하는 소자로써, 일반음향 신호를 진동으로 변환하여 공기를 통하는 소리전달이 아닌 뼈를 진동시켜 고막으로 소리를 전달하는 방식의 골 전도 스피커로써 음향 전기 신호를 진동으로 바꿔 음향신호에 따라 발생되는 미세한 진동을 이용하여 체감진동으로 활용 할 수 있는 체감진동형 골 전도 스피커에 관한 것이다. 상기 미세한 체감진동으로 사용자는 보다 실감나는 음질을 느낄수 있게 된다.
상기에서 설명한 바와 같이 사람이 소리를 듣는 방식은 공기전도 및 골 전도로 나뉠 수 있는데 공기 중의 음파가 고막과 고실소골을 통해 내이로 전달되는 방식이 공기전도이다. 일반적으로 소리를 듣는다는 건 대부분이 이 공기전도 방식을 의미할 정도로 우리가 외부에서 듣는 소리는 고막에서 좌우하고 있다. 반면에 골 전도 방식은 두개골이 진동을 하면서 세 개의 이소골에 전달되고 결국 내이가 소리를 느끼게 되는 방식을 말한다.
이와 같이 사람이 소리를 들을 수 있는 방법은 두 가지가 있지만, 현재까진 공기전도 방식이 일반적이다. 하지만, 공기전도 방식을 이용한 헤드셋은 난청자의 장시간 사용으로 인해 청력 감퇴를 가져올 수 있고, 볼륨을 크게 하여 사용하는 경우 주위의 사람들에게 원하지 않는 소음을 주는 소음 공해의 원인이 되기도 하였다. 이러한 이유로, 본 발명에서 선택된 소리 전달방식인 골 전도 방식의 발전이 절실히 요구되어 당업계의 많은 기술자들이 연구하고 발전시키고 있다. 골 전도 방식으로 소리를 전달함으로써, 청각장애우도 일반인과 마찬가지로 소리를 들을 수 있는 기회가 주어졌고, 공공장소에서의 비밀스러운 통화나 타인이 원치 않는 소음을 발생하지 않을 수 있고, 장시간 사용에 의한 청력 감퇴의 우려도 없어졌다.
종래의 골 전도 스피커는 도 1에 도시된 바와 같이, 외곽 하우징(108)을 중심으로 내부 바닥 면에 요크(106)가 배치되며 그 주위로 마그네트(105)와 탑플레이트(104)가 배치되어 자기장을 형성하고 하우징(108)은 상부에 고정 단이 형성되어 판스프링(109)을 고정 배치 할 수 있도록 되어 있으며, 판스프링(109)의 중앙 홀을 중심으로 골 전도 음을 외부로 전달해 주는 돌기(110)가 판스프링(109)의 상부로 위치하며, 판스프링(109)의 하부에는 보이스코일(107)을 지지해 주는 클램프(102)가 장착 되어 판스프링(109)과 돌기(110)의 이탈을 방지하며, 클램프(102)의 하부 외곽으로 보이스코일(107)이 접착 고정되어 있어 음향 신호의 인가에 따라 보이스코일(107)이 상하 운동으로 진동이 발생하게 되고, 이 진동은 판스프링(109)과 연결된 돌기(110)와 같이 진동하게 되어 돌기(110)가 뼈 또는 피부에 밀착 시 골 전도 음을 전달하게 되는 것이다.
또 다른 종래의 골전도 스피커로써 진동추의 역할을 하는 마그네트를 보이스코일로 감아서 장착한 골전도 스피커가 있다. 상기 골전도 스피커는 소형화를 할수 있다는 이점이 있지만 외부 음향 전기 신호가 인가되어 자장을 형성하는 보이스코일이 진동추에 감겨 있음으로써 보이스코일이 움직이게 되고, 이로 인해 보이스코일이 끊어지거나 입력되는 음향신호의 정확한 골전도 진동으로의 전환에 있어서 신뢰성이 부족하게 된다.
본 발명은 체감진동형 골 전도를 이용하여 음 전달 특성을 가진 스피커 기능을 구현하는 소자로써, 일반음향 신호를 진동으로 변환하여 공기를 통하는 소리전달이 아닌 뼈를 진동시켜 고막으로 소리를 전달하는 방식의 골 전도 스피커로써 음향 전기 신호를 진동으로 바꿔 음향신호에 따라 발생되는 미세한 진동을 이용하여 체감진동으로 활용 할 수 있는 체감진동형 골 전도 스피커에 관한 것이다. 상기 미세한 체감진동으로 사용자는 보다 실감나는 음질을 느낄수 있게 된다.
상기에서 설명한 바와 같이 사람이 소리를 듣는 방식은 공기전도 및 골 전도로 나뉠 수 있는데 공기 중의 음파가 고막과 고실소골을 통해 내이로 전달되는 방식이 공기전도이다. 일반적으로 소리를 듣는다는 건 대부분이 이 공기전도 방식을 의미할 정도로 우리가 외부에서 듣는 소리는 고막에서 좌우하고 있다. 반면에 골 전도 방식은 두개골이 진동을 하면서 세 개의 이소골에 전달되고 결국 내이가 소리를 느끼게 되는 방식을 말한다.
이와 같이 사람이 소리를 들을 수 있는 방법은 두 가지가 있지만, 현재까진 공기전도 방식이 일반적이다. 하지만, 공기전도 방식을 이용한 헤드셋은 난청자의 장시간 사용으로 인해 청력 감퇴를 가져올 수 있고, 볼륨을 크게 하여 사용하는 경우 주위의 사람들에게 원하지 않는 소음을 주는 소음 공해의 원인이 되기도 하였다. 이러한 이유로, 본 발명에서 선택된 소리 전달방식인 골 전도 방식의 발전이 절실히 요구되어 당업계의 많은 기술자들이 연구하고 발전시키고 있다. 골 전도 방식으로 소리를 전달함으로써, 청각장애우도 일반인과 마찬가지로 소리를 들을 수 있는 기회가 주어졌고, 공공장소에서의 비밀스러운 통화나 타인이 원치 않는 소음을 발생하지 않을 수 있고, 장시간 사용에 의한 청력 감퇴의 우려도 없어졌다.
종래의 골 전도 스피커는 도 1에 도시된 바와 같이, 외곽 하우징(108)을 중심으로 내부 바닥 면에 요크(106)가 배치되며 그 주위로 마그네트(105)와 탑플레이트(104)가 배치되어 자기장을 형성하고 하우징(108)은 상부에 고정 단이 형성되어 판스프링(109)을 고정 배치 할 수 있도록 되어 있으며, 판스프링(109)의 중앙 홀을 중심으로 골 전도 음을 외부로 전달해 주는 돌기(110)가 판스프링(109)의 상부로 위치하며, 판스프링(109)의 하부에는 보이스코일(107)을 지지해 주는 클램프(102)가 장착 되어 판스프링(109)과 돌기(110)의 이탈을 방지하며, 클램프(102)의 하부 외곽으로 보이스코일(107)이 접착 고정되어 있어 음향 신호의 인가에 따라 보이스코일(107)이 상하 운동으로 진동이 발생하게 되고, 이 진동은 판스프링(109)과 연결된 돌기(110)와 같이 진동하게 되어 돌기(110)가 뼈 또는 피부에 밀착 시 골 전도 음을 전달하게 되는 것이다.
또 다른 종래의 골전도 스피커로써 진동추의 역할을 하는 마그네트를 보이스코일로 감아서 장착한 골전도 스피커가 있다. 상기 골전도 스피커는 소형화를 할수 있다는 이점이 있지만 외부 음향 전기 신호가 인가되어 자장을 형성하는 보이스코일이 진동추에 감겨 있음으로써 보이스코일이 움직이게 되고, 이로 인해 보이스코일이 끊어지거나 입력되는 음향신호의 정확한 골전도 진동으로의 전환에 있어서 신뢰성이 부족하게 된다.
상기와 같이 구성된 종래의 골 전도 스피커의 경우, 서스펜션역할의 판스프링(109)이 음향 신호에 따라 진동 할 경우 돌기(110)도 동일하게 진동이 발생 해야만 정확한 골 전도 음이 발생하는데 반해 돌기(110)가 뼈 또는 피부에 밀착 될 경우 판스프링(109)이 밀착부위에 의해 고정되어 미세 진동을 감쇠시킴으로써 정확한 골 전도음의 전달에 방해가 될 수 있으며, 또한 판스프링(109)과 뼈 또는 피부에 직접 밀착되는 돌기(110)가 직접적으로 고정되어 있어 외부의 충격이 돌기(110)로 전해질 경우 판스프링(109)의 손상이 발생하여 음향 신호에 따른 진동량이 변하게 되어 정상적인 골 전도 음이 발생 되지 않는 단점이 있으며, 진동추가 상대적으로 가벼워 체감 진동으로써의 활용이 용이하지 않는 단점 또한 가지고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점 및 하기 목적을 달성하기 위하여, 상기 돌기가 뼈 또는 피부에 밀착될 경우, 판스프링이 밀착부위에 의해 고정되어 미세 진동을 감쇠시키고 외부의 충격이 돌기로 전해질 경우 판스프링의 손상이 오지 못하도록 판스프링과 반대 방향에 돌기를 형성 하였고, 요크, 마그네트 및 탑 플레이트를 하나로 조립하여 진동추를 형성함으로써, 진동추의 무게감을 상대적으로 증가시켜 주는 효과로 인해 체감 진동을 증가시킴으로써 보다 신뢰성 높은 본 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 골전도 스피커 상부에 판스프링과 가까이 접해있는 돌기를 형성하지 않고 하우징 하부에 돌기를 형성하고, 진동추에 진동을 주는 판스프링을 보호하기 위해 프로텍터를 장착함으로써 내부 주요 부품들의 파손 방지로 소리 전달의 신뢰성 확보를 가져올 수 있으며, 골 전도 돌기의 하우징 일체화로 진동형 골 전도 성능 변화를 방지 하며, 요크, 마그네트 및 탑 플레이트를 하나로 조립하여 진동추를 일체화함으로써 진동추의 무게를 증가시키고, 일체화된 진동추의 마지막 층에 탑 플레이트를 장착함으로써 분산되는 자장을 모아주어 골 전도 스피커의 성능을 높일 뿐만 아니라, 체감 진동자로서의 활용 또한 가능함으로써 골 전도 스피커를 이동통신 단말기나 헤드셋 및 휴대용 게임기 등의 체감진동형 골전도 스피커로써의 적용이 가능한 체감진동형 골 전도 스피커를 제공하는 것이다. 이와 같이 본 발명의 목적은 골 전도 스피커에 있어서, 그 적용범위가 넓고, 높은 신뢰성의 소리전달 효과를 주는 체감 진동형 골전도 스피커를 제공하는 것이다.
본 발명은 외부 음향 전기 신호를 보이스 코일에 전가하여 보이스 코일에서 발생하는 자장에의해 진동추를 진동 시킴으로써 발생된 진동이 돌기로부터 뼈를 통해 내이까지 전달되어 소리를 들을 수 있는 골 전도 스피커에 있어서, 하우징(33) 하단에 골 전도 돌기(85)가 형성되고, 하우징(33) 상단은 판스프링(43)의 안착을 위한 안착 단이 형성되고, 하우징(33) 상단 안착단에(39)는 판스프링(43)이 안착 고정되고, 판스프링(43)을 중심으로 판스프링(43)의 상단에는 요크(22)와 판스프링(43)을 고정하기 위한 요크 클램프(51)가 요크(22)의 상단 돌출부에 고정되며, 판스프링의 중앙 홀(42)의 중앙 홀에 U자형 요크(22)가 아래 방향을 향하여 장착되며, U자 요크(22)의 내부에는 원형의 마그네트(77)가 보이스코일(25)이 삽입되는 소정의 공간을 확보한 뒤 요크(22)에 장착 고정되며, 자기장의 자기 유도를 돕기 위해 요크(22)와 마그네트(77)의 접촉면 반대쪽의 면에는 탑 플레이트(8)가 장착되고, 하우징(33) 내부 하단 면에는 외부 음향신호를 이용 자장을 발생시키기 위한 보이스코일(25)이 위쪽 방향으로 하우징(33) 바닥면과 연장 접착 고정되어있는 구조로 이루어진 체감진동형 골 전도 스피커 장치를 달성하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 특징은,
도 2에 나타나있는 바와 같이 하우징(33) 하단에 골 전도 돌기(85)가 형성되어 있다. 이와 반대 방향인 하우징(33) 상단에는 판스프링(43) 및 판스프링의 안착을 위한 안착단(39)이 형성되어 있다. 그 내부의 하단에는 외부 음향 신호를 이용 자장을 발생시키기 위한 보이스코일(25)이 하우징(33) 내부 바닥 면과 수직으로 연장 접착 고정되어있다. 상기 보이스코일(25)은 속이 빈 원기둥 형태로써 재질은 내부의 구리를 외부에 에나멜이 감싸고 있다. 이로 인해 외부로부터 보이스코일(25)로 인가되는 전기적 신호인 전하로부터 보이스코일(25)과 하우징(33) 및 기타 부품이 절연관계에 있다. 하우징 상단 안착단(39)에 안착 고정되어 있는 U자형 요크(22)와 연결할수 있도록 중앙 홀이 있고 원할한 서스펜션 역할을 위한 지그재그로 날개가 있는 판스프링(43)을 중심으로 판스프링(43)의 상단에는 요크(22)와 판스프링(43)을 고정하기 위한 요크 클램프(51)가 요크(22)의 상단 돌출부(88)에 고정되어 있다. 상기 요크 클램프는 예컨대 강철판을 포개어 뚫려 있는 구멍에 가열한 리벳을 꽂아 넣고, 머리부분을 받친 후 기계, 해머 등으로 두들겨 변형시켜서 체결하는 리벳(rivet)형태로 이루어져 있다. 판스프링(43)의 중앙 홀(42)에 뒤집어진 접시와 같은 모양의 U자형 요크(22)가 아래 방향을 향하여 장착되며, U자형 요크(22)의 내부에 원형판 모양의 마그네트(77)가 고정 장착된다. 이때, 원형 마그네트(77) 반경의 크기는 하우징(33) 하단에 수직으로 고정 장착된 보이스코일(25)의 공간을 확보 할 수 있도록 그 범위를 벗어나지 않아야 한다. 상기 마그네트(77)의 요크(22)와 접촉면과 반대쪽의 마그네트(77) 면에는 원형판 모양의 압연강으로 이루어진 탑 플레이트(8)가 장착된다. 상기와 같이 마그네트(77) 면에 탑 플레이트(8)가 장착 됨으로써 분산되는 자장을 한곳으로 모아주는 효과가 있어 자기장의 자기 유도를 돕게 된다. 상기 보이스코일의 하우징(33) 내부 바닥 면과 수직으로 연장 접착 고정 및 요크(22)와 마그네트(77), 탑플레이트(8)와의 접착은 본드를 이용하여 접착 고정시킨다.
이하, 본 발명의 골 전도 스피커를 도 2 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예를 이하 명세서에서 설명할 것이다.
도 2 내지 도 3은 본 발명의 구성을 나타내는 단면도로써, 전체적 외형을 구성하는 하우징(33)은 진동 전달 특성이 우수한 알루미늄 금속 재질을 사용하여 골 전도를 통한 음 전달 시 유실되는 진동을 최소화 하였다. 상기 하우징(33)의 하단에 반구형의 형태로 돌기(85)를 형성함으로써 골 전도를 통한 음 전달 시, 뼈 또는 뼈가 인접한 피부에 밀착 할 경우 상기 돌기(85)부위가 효과적으로 진동을 전달 할 수 있도록 돌출 되어 있다. 하우징(33) 상단에는 서스펜션작용을 하는 판스프링(43)의 안착을 위한 안착단(39)이 형성되어 있다. 상기 안착단(39)으로부터 밑으로 내부 구성을 위한 공간이 형성 되어 있다. 또한, 하우징(33)의 외곽 양쪽 끝단에는 이동 통신 단말기, 헤드셋 및 기타 장치에 장착 시 고정을 위한 나사홀(101)이 있다.
*본 발명의 골 전도 스피커 하우징(33)의 내부 구조는 하우징(33) 상단 안착단(39)에 서스펜션 역할을 하는 판스프링(43)이 안착 고정되고, 상기 판스프링(43) 하부에는 진동추 역할을 하는 U자형 요크(22), 마그네트(77), 탑 플레이트(8)의 순으로 장착되며, 하우징(33) 하부 바닥 면에 수직으로 보이스코일(25)이 연장 되어 접착 고정된다.
상기 서스펜션 작용을 하는 판스프링(43)은 도 5에 나타낸 것과 같이 중앙에 요크(22)와의 결합을 위한 작은 홀(42)이 형성 되어 있다. 상기 판스프링(43)의 중앙 홀(42)은 요크(22)와의 결합 위치 또한 결정하게 된다. 외부로부터 보이스코일(25)로 인가된 음향의 전기 신호에 따라 보이스코일(25)의 자력에 의해 판스프링(43)과 요크(22)의 중앙 연결부가 상, 하로 움직이게 된다. 이때, 상기 판스프링(43)의 중앙을 중심으로 형성된 지그재그 형의 날개는(도 5 참고) 판스프링(43)의 외곽 부분이 하우징(33) 안착단(39)에 고정되어 발생 할 수 있는 저항을 최소화 하였다. 또한, 판스프링(43)의 서스펜션 작용을 원활하게 하기 위해 도 3에 나타낸 것과 같이 양쪽 끝 가장 자리를 밴딩(99)하였다. 이와 같은 판스프링(43) 끝단의 밴딩과 지그재그 모양의 날개 및 판스프링(43)과 진동추(22, 77, 8)의 중앙 연결부를 둠으로써 저항을 최소화 하여 판스프링(43)의 서스펜션 역할을 보다 원활하게 함으로써, 판스프링(43)과 중앙에 접착되어 있는 U자형 요크(22)의 진동추 역할을 보다 원활하게 한다. 상기 서스펜션 역할이란 판스프링(43)에 연결되어 있는 일체의 진동추(22, 77, 8)의 상,하 움직임을 원할하게 해주는 역할을 말한다. 종래의 골 전도 스피커는 판스프링과 진동추의 외곽을 고정 형태로 가져감으로써 저항이 크고, 약한 서스펜션 역할을 함으로써 최대 진동의 한계가 있었다.
판스프링(43)의 중앙 안쪽에 삽입 고정되어 있으며 진동추의 역할을 하는 U자형 요크(22)의 내부에는 원형의 마그네트(77)가 요크(22)의 내부 중앙에 보이스코일(25)이 수직 고정될 수 있는 반경 범위 안에서 접착 고정된다. 요크(22)와 마그네트(77)의 접착 고정 면 반대쪽 마그네트(77) 면에는 탑 플레이트(8)가 장착 고정된다. 상기와 같이 하나로 접착 고정된 요크(22), 마그네트(77) 및 탑 플레이트(8)는 판스프링에 의해 지지 고정되며, 하나로 조립된 요크(22), 마그네트(77), 탑 플레이트(8)는 진동 발생 시 일체로써 진동추 역할을 한다. 도 4에 나타낸 바와 같이 외부 음향 전기 신호가 보이스코일(25)에 인가되어 자력을 형성하면, 상기 일체로써 형성된 진동추(22, 77, 8)는 상, 하 운동을 하게 된다. 이때, 요크(22), 마그네트(77) 및 탑 플레이트(8)가 일체로써 진동추 역할을 함으로써, 전체 진동추의 무게를 증가시키게 되고, 진동량이 상승하게 된다. 이로 인해 골 전도 및 체감 진동 구동 시 성능을 향상 시킬 수 있게 된다.
또한, 향상된 진동량으로 인해 음전달에 필요한 골 전도용 진동 뿐만 아니라 체감진동이 사용자에게 전해짐으로써 사용자에게 더욱 현실감을 줄 수 있다. 예컨대, 현재 어떤 영화관에서 영화의 현실감을 더 주기 위하여 영화관 좌석에 진동형 스피커를 설치하여 약간의 체감진동이 더욱 현실감을 주는것과 마찬가지의 효과이다. 또한, 핸드폰의 진동모드로써의 역할과 마찬가지의 효과이다.
상기 일체로써 조립된 요크(22)는 요크(22) 상단에 생성된 원형의 작은 기둥이 판스프링(43)의 중앙 홀(42)로 삽입이 되고 판스프링(43)의 상부로 돌출된 요크(22)의 작은 기둥은 요크 클램프(51)에 의해 강하게 고정되게 된다. 이로 인해, 구동 시 발생 할 수 있는 요크(22)의 이탈을 방지 할 수 있는 것이다.
하우징(33)의 안착단(39)에 장착된 판스프링(43)의 바로 위에는 판스프링(43)이 상, 하 운동시 발생 할 수 있는 이탈을 방지하고, 외부로부터 발생할 수 있는 판스프링(43)의 파손을 방지 하는 역할을 하는 프로텍터(41)가 위치하게 된다. 상기 프로텍터(41)는 도 7에 나와있는 바와 같이 접시모양의 원형 판에 진동 시 진동추와 닿지않도록 중앙에 원형 홀이 있고 판스프링(43)의 서스펜션 역할을 원할이 하도록 네 지점에 원형 홀이 형성되어 있다. 이와 같이 프로텍터(41)가 장착됨으로써 보이스코일(25)에 인가된 음향 전기 신호를 진동으로 바꿔줌에 있어서 신뢰성을 확보 할 수 있다는 이점이 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의 해 한정되지 않으며 보 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허등록 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
따라서 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 골전도 스피커 상부에 판스프링과 가까이 접해있는 돌기를 형성하지 않고 하우징 하부에 돌기를 형성하고, 진동추에 진동을 주는 판스프링을 보호하기 위해 프로텍터를 장착함으로써 내부 주요 부품들의 파손 방지로 소리 전달의 신뢰성 확보를 가져올 수 있으며, 골 전도 돌기의 하우징 일체화로 진동형 골 전도 성능 변화를 방지 하며, 요크, 마그네트 및 탑 플레이트를 하나로 조립하여 진동추를 일체화함으로써 진동추의 무게를 증가시키고, 일체화된 진동추의 마지막 층에 탑 플레이트를 장착함으로써 분산되는 자장을 모아주어 골 전도 스피커의 성능을 높일 뿐만 아니라, 체감 진동자로서의 활용 또한 가능함으로써 골 전도 스피커를 이동통신 단말기나 헤드셋 및 휴대용 게임기 등의 체감진동형 골전도 스피커로써의 적용이 가능한 체감진동형 골 전도 스피커를 제공하는 것이다. 이와 같이 본 발명의 목적은 골 전도 스피커에 있어서, 그 적용범위가 넓고, 높은 신뢰성의 소리전달 효과를 주는 체감 진동형 골전도 스피커를 제공하는 것이다.
본 발명은 외부 음향 전기 신호를 보이스 코일에 전가하여 보이스 코일에서 발생하는 자장에의해 진동추를 진동 시킴으로써 발생된 진동이 돌기로부터 뼈를 통해 내이까지 전달되어 소리를 들을 수 있는 골 전도 스피커에 있어서, 하우징(33) 하단에 골 전도 돌기(85)가 형성되고, 하우징(33) 상단은 판스프링(43)의 안착을 위한 안착 단이 형성되고, 하우징(33) 상단 안착단에(39)는 판스프링(43)이 안착 고정되고, 판스프링(43)을 중심으로 판스프링(43)의 상단에는 요크(22)와 판스프링(43)을 고정하기 위한 요크 클램프(51)가 요크(22)의 상단 돌출부에 고정되며, 판스프링의 중앙 홀(42)의 중앙 홀에 U자형 요크(22)가 아래 방향을 향하여 장착되며, U자 요크(22)의 내부에는 원형의 마그네트(77)가 보이스코일(25)이 삽입되는 소정의 공간을 확보한 뒤 요크(22)에 장착 고정되며, 자기장의 자기 유도를 돕기 위해 요크(22)와 마그네트(77)의 접촉면 반대쪽의 면에는 탑 플레이트(8)가 장착되고, 하우징(33) 내부 하단 면에는 외부 음향신호를 이용 자장을 발생시키기 위한 보이스코일(25)이 위쪽 방향으로 하우징(33) 바닥면과 연장 접착 고정되어있는 구조로 이루어진 체감진동형 골 전도 스피커 장치를 달성하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 특징은,
도 2에 나타나있는 바와 같이 하우징(33) 하단에 골 전도 돌기(85)가 형성되어 있다. 이와 반대 방향인 하우징(33) 상단에는 판스프링(43) 및 판스프링의 안착을 위한 안착단(39)이 형성되어 있다. 그 내부의 하단에는 외부 음향 신호를 이용 자장을 발생시키기 위한 보이스코일(25)이 하우징(33) 내부 바닥 면과 수직으로 연장 접착 고정되어있다. 상기 보이스코일(25)은 속이 빈 원기둥 형태로써 재질은 내부의 구리를 외부에 에나멜이 감싸고 있다. 이로 인해 외부로부터 보이스코일(25)로 인가되는 전기적 신호인 전하로부터 보이스코일(25)과 하우징(33) 및 기타 부품이 절연관계에 있다. 하우징 상단 안착단(39)에 안착 고정되어 있는 U자형 요크(22)와 연결할수 있도록 중앙 홀이 있고 원할한 서스펜션 역할을 위한 지그재그로 날개가 있는 판스프링(43)을 중심으로 판스프링(43)의 상단에는 요크(22)와 판스프링(43)을 고정하기 위한 요크 클램프(51)가 요크(22)의 상단 돌출부(88)에 고정되어 있다. 상기 요크 클램프는 예컨대 강철판을 포개어 뚫려 있는 구멍에 가열한 리벳을 꽂아 넣고, 머리부분을 받친 후 기계, 해머 등으로 두들겨 변형시켜서 체결하는 리벳(rivet)형태로 이루어져 있다. 판스프링(43)의 중앙 홀(42)에 뒤집어진 접시와 같은 모양의 U자형 요크(22)가 아래 방향을 향하여 장착되며, U자형 요크(22)의 내부에 원형판 모양의 마그네트(77)가 고정 장착된다. 이때, 원형 마그네트(77) 반경의 크기는 하우징(33) 하단에 수직으로 고정 장착된 보이스코일(25)의 공간을 확보 할 수 있도록 그 범위를 벗어나지 않아야 한다. 상기 마그네트(77)의 요크(22)와 접촉면과 반대쪽의 마그네트(77) 면에는 원형판 모양의 압연강으로 이루어진 탑 플레이트(8)가 장착된다. 상기와 같이 마그네트(77) 면에 탑 플레이트(8)가 장착 됨으로써 분산되는 자장을 한곳으로 모아주는 효과가 있어 자기장의 자기 유도를 돕게 된다. 상기 보이스코일의 하우징(33) 내부 바닥 면과 수직으로 연장 접착 고정 및 요크(22)와 마그네트(77), 탑플레이트(8)와의 접착은 본드를 이용하여 접착 고정시킨다.
이하, 본 발명의 골 전도 스피커를 도 2 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예를 이하 명세서에서 설명할 것이다.
도 2 내지 도 3은 본 발명의 구성을 나타내는 단면도로써, 전체적 외형을 구성하는 하우징(33)은 진동 전달 특성이 우수한 알루미늄 금속 재질을 사용하여 골 전도를 통한 음 전달 시 유실되는 진동을 최소화 하였다. 상기 하우징(33)의 하단에 반구형의 형태로 돌기(85)를 형성함으로써 골 전도를 통한 음 전달 시, 뼈 또는 뼈가 인접한 피부에 밀착 할 경우 상기 돌기(85)부위가 효과적으로 진동을 전달 할 수 있도록 돌출 되어 있다. 하우징(33) 상단에는 서스펜션작용을 하는 판스프링(43)의 안착을 위한 안착단(39)이 형성되어 있다. 상기 안착단(39)으로부터 밑으로 내부 구성을 위한 공간이 형성 되어 있다. 또한, 하우징(33)의 외곽 양쪽 끝단에는 이동 통신 단말기, 헤드셋 및 기타 장치에 장착 시 고정을 위한 나사홀(101)이 있다.
*본 발명의 골 전도 스피커 하우징(33)의 내부 구조는 하우징(33) 상단 안착단(39)에 서스펜션 역할을 하는 판스프링(43)이 안착 고정되고, 상기 판스프링(43) 하부에는 진동추 역할을 하는 U자형 요크(22), 마그네트(77), 탑 플레이트(8)의 순으로 장착되며, 하우징(33) 하부 바닥 면에 수직으로 보이스코일(25)이 연장 되어 접착 고정된다.
상기 서스펜션 작용을 하는 판스프링(43)은 도 5에 나타낸 것과 같이 중앙에 요크(22)와의 결합을 위한 작은 홀(42)이 형성 되어 있다. 상기 판스프링(43)의 중앙 홀(42)은 요크(22)와의 결합 위치 또한 결정하게 된다. 외부로부터 보이스코일(25)로 인가된 음향의 전기 신호에 따라 보이스코일(25)의 자력에 의해 판스프링(43)과 요크(22)의 중앙 연결부가 상, 하로 움직이게 된다. 이때, 상기 판스프링(43)의 중앙을 중심으로 형성된 지그재그 형의 날개는(도 5 참고) 판스프링(43)의 외곽 부분이 하우징(33) 안착단(39)에 고정되어 발생 할 수 있는 저항을 최소화 하였다. 또한, 판스프링(43)의 서스펜션 작용을 원활하게 하기 위해 도 3에 나타낸 것과 같이 양쪽 끝 가장 자리를 밴딩(99)하였다. 이와 같은 판스프링(43) 끝단의 밴딩과 지그재그 모양의 날개 및 판스프링(43)과 진동추(22, 77, 8)의 중앙 연결부를 둠으로써 저항을 최소화 하여 판스프링(43)의 서스펜션 역할을 보다 원활하게 함으로써, 판스프링(43)과 중앙에 접착되어 있는 U자형 요크(22)의 진동추 역할을 보다 원활하게 한다. 상기 서스펜션 역할이란 판스프링(43)에 연결되어 있는 일체의 진동추(22, 77, 8)의 상,하 움직임을 원할하게 해주는 역할을 말한다. 종래의 골 전도 스피커는 판스프링과 진동추의 외곽을 고정 형태로 가져감으로써 저항이 크고, 약한 서스펜션 역할을 함으로써 최대 진동의 한계가 있었다.
판스프링(43)의 중앙 안쪽에 삽입 고정되어 있으며 진동추의 역할을 하는 U자형 요크(22)의 내부에는 원형의 마그네트(77)가 요크(22)의 내부 중앙에 보이스코일(25)이 수직 고정될 수 있는 반경 범위 안에서 접착 고정된다. 요크(22)와 마그네트(77)의 접착 고정 면 반대쪽 마그네트(77) 면에는 탑 플레이트(8)가 장착 고정된다. 상기와 같이 하나로 접착 고정된 요크(22), 마그네트(77) 및 탑 플레이트(8)는 판스프링에 의해 지지 고정되며, 하나로 조립된 요크(22), 마그네트(77), 탑 플레이트(8)는 진동 발생 시 일체로써 진동추 역할을 한다. 도 4에 나타낸 바와 같이 외부 음향 전기 신호가 보이스코일(25)에 인가되어 자력을 형성하면, 상기 일체로써 형성된 진동추(22, 77, 8)는 상, 하 운동을 하게 된다. 이때, 요크(22), 마그네트(77) 및 탑 플레이트(8)가 일체로써 진동추 역할을 함으로써, 전체 진동추의 무게를 증가시키게 되고, 진동량이 상승하게 된다. 이로 인해 골 전도 및 체감 진동 구동 시 성능을 향상 시킬 수 있게 된다.
또한, 향상된 진동량으로 인해 음전달에 필요한 골 전도용 진동 뿐만 아니라 체감진동이 사용자에게 전해짐으로써 사용자에게 더욱 현실감을 줄 수 있다. 예컨대, 현재 어떤 영화관에서 영화의 현실감을 더 주기 위하여 영화관 좌석에 진동형 스피커를 설치하여 약간의 체감진동이 더욱 현실감을 주는것과 마찬가지의 효과이다. 또한, 핸드폰의 진동모드로써의 역할과 마찬가지의 효과이다.
상기 일체로써 조립된 요크(22)는 요크(22) 상단에 생성된 원형의 작은 기둥이 판스프링(43)의 중앙 홀(42)로 삽입이 되고 판스프링(43)의 상부로 돌출된 요크(22)의 작은 기둥은 요크 클램프(51)에 의해 강하게 고정되게 된다. 이로 인해, 구동 시 발생 할 수 있는 요크(22)의 이탈을 방지 할 수 있는 것이다.
하우징(33)의 안착단(39)에 장착된 판스프링(43)의 바로 위에는 판스프링(43)이 상, 하 운동시 발생 할 수 있는 이탈을 방지하고, 외부로부터 발생할 수 있는 판스프링(43)의 파손을 방지 하는 역할을 하는 프로텍터(41)가 위치하게 된다. 상기 프로텍터(41)는 도 7에 나와있는 바와 같이 접시모양의 원형 판에 진동 시 진동추와 닿지않도록 중앙에 원형 홀이 있고 판스프링(43)의 서스펜션 역할을 원할이 하도록 네 지점에 원형 홀이 형성되어 있다. 이와 같이 프로텍터(41)가 장착됨으로써 보이스코일(25)에 인가된 음향 전기 신호를 진동으로 바꿔줌에 있어서 신뢰성을 확보 할 수 있다는 이점이 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의 해 한정되지 않으며 보 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허등록 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
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따라서, 본 발명은 청각장애우용 및 일반 헤드셋, 이동통신 단말기의 골 전도 스피커, 게임시 현실감을 증가시켜주는 체감진동형 게임기용 골 전도 스피커 및 헤드셋 등 그 사용분야가 다양하다.
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- 외부 음향 신호를 자장을 이용하여 진동으로 전환하고 이 진동이 세개의 이소골에 전달되고 내이가 소리를 감지하는 체감진동형 골 전도 스피커에 있어서,내부에 스피커를 이루는 구성요소들을 장착하여 수용하는 것으로서, 원통형 주형으로 상부에 프로텍터 및 판스프링이 고정되고 내측 밑면에 보이스코일이 장착되며 외부 밑면이 볼록하게 돌기를 형성하여 전체 형태를 구성하는 하우징 하단에 골 전도 돌기가 형성되고, 하우징 상단은 판스프링의 안착을 위한 안착단이 형성되고, 하우징 상단 안착부에는 판스프링이 안착 고정되고, 판스프링을 중심으로 판스프링의 상단에는 요크와 판스프링을 고정하기 위한 요크 클램프가 요크의 상단 돌출부에 고정되며, 판스프링의 중앙 홀에 U자형 요크가 아래 방향을 향하여 장착되며, U자 요크의 내부에는 원형의 마그네트가 보이스코일이 삽입되어 마그네트 및 탑 플레이트와 접촉되지 않도록 공간을 확보한 뒤 요크에 장착고정되며, 자기장의 자기 유도를 돕기위해 요크와 마그네트의 접착면 반대쪽의 면에는 탑 플레이트가 장착되고, 하우징 내부 하단 면에는 외부 음향신호를 이용 자장을 발생기키기 위한 보이스코일이 위쪽 방향으로 하우징 바닥면과 연장 접착 고정되어있는 구조로 이루어진,체감진동형 골 전도 스피커.
- 제 8항에 있어서,상기 보이스코일이 하우징 내부의 바닥에 접착 고정되는 것임을 특징으로 하는,체감진동형 골 전도 스피커.
- 제 8항에 있어서,상기 보이스코일이 외부로부터 전기적으로 접속 되는 구조인 것임을 특징으로 하는,체감진동형 골 전도 스피커.
- 제 8항에 있어서,상기 하우징이 알루미늄 재질인 것임을 특징으로 하는,체감진동형 골 전도 스피커.
- 제 8항에 있어서,상기 하우징의 하부가 반구형의 돌기가 형성된 것임을 특징으로 하는,체감진동형 골 전도 스피커.
- 제 8항에 있어서,상기 요크와 판스프링의 분리를 방지하기 위해,상기 요크를 지지하는 판스프링과 요크의 접합부에 요크 클램프를 삽입하는 구조로 된것임을 특징으로 하는,체감진동형 골 전도 스피커.
- 제 8항에 있어서,상기 요크, 마그네트, 탑 플레이트가 연속적으로 접착되어 일체로써 상기 골전도 스피커의 진동추의 역할을 하는 구조로 된것임을 특징으로 하는,체감진동형 골 전도 스피커.
- 제 8항에 있어서,상기 요크와 판스프링이 판스프링의 중앙 홀에 진동추가 고정 또는 삽입되어 중앙을 운동축으로 상,하 운동을 하는 구조로 된것임을 특징으로 하는,체감진동형 골 전도 스피커.
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| KR1020030078911A KR100623566B1 (ko) | 2003-11-08 | 2003-11-08 | 고정 보이스 코일을 이용한 진동형 골전도 음전달 체감 진동 마이크로 리시버 |
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| WO2009008570A1 (en) * | 2007-07-12 | 2009-01-15 | Ifeelu Inc. | Small sized body-sonic vibration receiver |
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2003
- 2003-11-08 KR KR1020030078911A patent/KR100623566B1/ko not_active IP Right Cessation
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20110921 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |