KR100783683B1 - 마이크로스피커 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마이크로 스피커에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마이크로스피커 내부에 설치되는 진동판을 서로 다른 강성을 가지도록 별도로 제작한 후 접착함으로써 공진 주파수를 감소시켜 저음부의 음향 특성을 증대시킬 수 있는 마이크로스피커에 관한 것이다.

본 발명에 따른 마이크로스피커는 지지프레임, 요크, 마그네트, 플레이트, 진동판, 상기 진동판에 부착되는 보이스코일을 포함하는 마이크로스피커에 있어서,

상기 진동판은 상기 보이스코일이 부착되는 제 1진동판과, 상기 제 1진동판과는 다른 강성을 가지도록 분리하여 제작한 후 상기 제 1진동판의 외연에 접착되는 제 2진동판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

마이크로스피커, 진동판, 보이스코일, 지지프레임, 플레이트

Description

마이크로스피커{micro speaker}

도 1은 종래의 마이크로스피커의 일 예를 나타낸 단면도.

도 2는 종래의 마이크로스피커의 진동판을 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 진동판을 나타낸 단면도.

도 4는 도 3의 진동판이 구비된 마이크로스피커를 나타낸 단면도.

도 5는 도 본 발명의 변형 실시예를 나타낸 평면도.

도 6은 도 7의 진동판의 I-I 절단면을 제 1진동판과 제 2진동판으로 분리하여 나타낸 단면도.

도 7은 도 5의 진동판이 구비된 마이크로 스피커의 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100: 마이크로스피커 110: 요크 120: 마그네트

130: 플레이트 140: 지지프레임 150: 보이스코일

200: 진동판 210: 제 1진동판 220: 제 2진동판

본 발명은 마이크로 스피커에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마이크로스피커 내부에 설치되는 진동판을 서로 다른 강성을 가지도록 별도로 제작한 후 접착함으로써 공진 주파수를 감소시켜 저음부의 음향 특성을 증대시킬 수 있는 마이크로스피커에 관한 것이다.

사람의 청각으로 들을 수 있는 소리는 파동의 형태로 전달되며, 이때 파동형태의 소리는 공기분자를 움직여 사람의 고막을 진동시킴에 따라 소리를 들을 수 있게 되며, 이와 같은 기능을 위해 다양한 종류의 스피커가 개발되고 있는 실정이다.

일반적으로 스피커는 전기 및 전자적으로 수신되는 음성신호 또는 미리 입력된 멜로디를 사람이 들을 수 있는 소리로 출력시키게 되는 발성기로 통상 음향기기 또는 앰프에 연결되어 음량을 대폭 증폭시키게 되는 대형의 발성수단으로 사용되었지만 최근 들어 휴대용 단말기인 셀룰러폰, PDA 및 MP3, 노트북 등과 같은 기기들의 발달로 인하여 크기를 대폭 축소하여 소형의 발성수단으로 많이 사용하고 있다.

그리고 최근 단말기의 기능 및 성능 향상으로 인터넷, 동영상, MP3 및 다양한 멜로디의 구현이 가능하게 됨에 따라 원음에 가까운 음 재생이 필수적으로 요구되고 있는 실정이다.

도 1은 이러한 단말기에 사용되는 종래의 마이크로스피커를 설명하기 위한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 일반적인 마이크로스피커(1)는, 요크(2), 마그네트(3), 플레이트(4), 진동판(5), 보이스코일(6), 지지프레임(7), 상부케이스(8)를 포함한다.

그러나 종래의 마이크로스피커(1)에서 진동판(5)은 여러 가지 문제점을 안고 있다.

먼저, 종래와 같이 일체형으로 형성되는 진동판(5)은 공진주파수가 증대됨에 따라 저음부의 저음특성이 효율적으로 구현되지 못하고 있는 실정이다.

즉, 저음부의 특성을 살리기 위해서는 공진주파수를 저하시켜야 하는데 공진주파수를 저하시키기 위해서는 질량성분을 크게 하든지 강성을 작게 해야한다.

강성은 진동판(4)의 재질과 형상에 의해 좌우되는데 도 2에 도시된 바와 같은 종래의 진동판(5)에서는 진동판(5)의 강성을 조절하기 위하여 사용되는 재질을 달리하여 제작하였다.

그러나 상기와 같이 진동판(5)의 재질만 달리하여 제작하면 중, 고음 또는 저음 어느 쪽의 음향 특성도 제대로 살리지 못해 음향특성이 저감 되는 문제점이 있다.

또는 진동판(5)의 전체적인 두께를 일률적으로 줄여서 강성을 저하시키기도 하였지만 이 역시도 분할진동이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 진동판(5)에 보이스코일(6)을 정 위치에 단단히 접착시키기가 쉽지 않아 제품의 불량률이 증가 되는 문제점이 있다.

그리고 진동판(5)이 일체형으로 평탄한 형상으로 제작됨에 따라 진동판(5)이 찌그러지거나 변형이 생기는 경우가 종종 발생하였다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출 된 것으로서,

본 발명의 목적은 마이크로스피커 내부에 설치되는 진동판을 서로 다른 강성을 가지도록 별도로 제작한 후 부착함으로써 저음영역을 확대하고 고출력화 하며 분할 진동을 억제할 수 있는 마이크로 스피커를 제공하는 데 있다.

또한, 보이스코일을 진동판에 정 위치에 쉽고 단단하게 부착시킬 수 있는 마이크로 스피커를 제공하는 데 있다.

또한, 진동판을 요철 형상과 조각 리브(RIB) 형상으로 제작함으로써 진동판의 강성을 증대하여 음질 명료도를 향상시키고 분할 진동을 억제하는 데 있다.

상기 목적을 위하여, 본 발명에 따른 마이크로스피커는 지지프레임, 요크, 마그네트, 플레이트, 진동판, 상기 진동판에 부착되는 보이스코일을 포함하는 마이크로스피커에 있어서, 상기 진동판은 상기 보이스코일이 부착되는 제 1진동판과, 상기 제 1진동판과는 다른 강성을 가지도록 별도로 제작한 후 상기 제 1진동판의 외연에 접착되는 제 2진동판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부 도면 및 바람직한 실시 예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 참고로, 하기 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

먼저, 도 1은 본 발명인 마이크로스피커의 일실시 예에 따른 전체적인 구성을 나타내는 단면도이다.

즉 본 발명에 따른 마이크로스피커(100)는 요크(110)와, 상기 요크(110) 상 단 면에 부착되는 마그네트(120)와, 상기 마그네트(120)의 상단 면에 부착되는 플 레이트(130)와, 보이스코일(150)이 부착되어 있는 진동판(200)과, 상기 각 장치들을 지지하는 지지프레임(140)으로 구성되어 있다.

상기 요크(110)는 베이스를 이루는 플레이트(112)와 상기 플레이트(112) 상 단 면 중앙에 원기둥 형태의 폴피스(114)가 일체형으로 형성되어 있다.

그리고 상기 요크(110)의 상단 면에는 상기 요크(110)의 폴피스(114)를 내측에 수용할 수 있는 링 형상으로 된 마그네트(120)가 부착되어 있다.

상기 마그네트(120)는 진동공간에 자장을 형성시키기 위해 구비되는데, 본 실시 예에서처럼 마그네트(120)의 내 측으로 보이스코일(150)이 진동하도록 구성시킨 경우를 내자형스피커라고 하고, 마그네트(120)의 외 측으로 보이스코일(150)이 진동하도록 구성시킨 경우를 외자형스피커라고 하며, 보이스코일(150)의 내측 및 외 측에 모두 마그네트(120)가 마련되는 경우를 내외자형스피커라고 한다.

본 실시 예에서는 내자형스피커를 예로 들어 설명하겠지만, 본 발명은 요크 폴피스가 없는 요크 플레이트의 상단면에 마그네트가 부착되는 외자형스피커나 내외자형스피커에 모두 적용 가능하다.

상기 마그네트(120)의 상단 면에는 상기 마그네트(120)의 상단 면과 동일한 크기와 형상의 내측 면을 가지는 링 형상의 플레이트(130)가 부착되어 있다.

상기 플레이트(130)는 자기장의 외부유출을 막고 자기장을 모아주는 역할을 한다.

상기와 같은 구성으로 상기 요크(110)의 폴피스(114)와 상기 마그네트(120) 사이에는 상기 보이스코일(150)이 삽입되어 작동할 수 있는 에어갭(g)이 형성된다.

상기 지지프레임(140)은 상기 마이크로스피커(100)의 둘레부를 형성하며 상술한 각 장치들을 지지한다.

상기 지지프레임(140)의 내측 중단에는 상기 진동판(200)이 부착되고 상기 상부케이스(142)가 안착 될 수 있는 단 턱(146)이 형성된다.

상기 지지프레임(140)의 형상은 휴대폰, PDA단말기, DMB단말기 등과 같이 사용되는 음향기기의 용도 또는 형태에 따라 적절한 형상 및 크기로 제작되어야 하며, 상기 지지프레임(140)의 형상 및 크기에 따라 그 내부에 위치하는 장치들의 형상 및 크기도 변할 수 있다.

상기 진동판(200)은 상기 보이스코일(150)이 접착되는 제 1진동판(210)과, 상기 제 1진동판(210)과는 강성이 다르게 분리하여 제작되어 상기 제 1진동판(210)의 외연에 접착되는 제 2진동판(220)으로 구성된다.

상기 제 1진동판(210)은 중앙부와, 연결부, 그리고 상기 중앙부와 연결부 사이의 보이스코일 접착부로 구성되어 있다.

상기 제 1진동판의 평면 형상은 원의 형상이지만 단면의 형상은 도 4와 같이 돔(DOME)형상으로 이루어 진다.

상기 연결부(216)는 상기 중앙부로부터 외 측으로 연속하여 형성되며 곡면의 형상을 가진다.

그리고 상기 중앙부 하단 면과 상기 연결부 하단면 사이에는 상기 보이스코일이 접착되는 보이스코일 접착부가 형성되어 있다.

상기 보이스코일 접착부는 상기 중앙부 끝단에 상기 보이스코일(150)이 접착 되는 면적보다 큰 면적을 가지는 평탄한 면(212)으로 형성되며 상기 평탄한 면의 외 측 끝단은 아래쪽으로 각이 지어 꺾인 형상이다.

상기 각이 지어 꺾인 부분(214)은 상기 보이스코일(150)이 접착될 때 상기 보이스코일(150)의 외 측 모서리가 상기 각이 지어 꺾인 부분(214)의 모서리에 걸리게 되어 상기 보이스코일(150)이 정위치에 접착될 수 있도록 가이드 역할을 한다.

그리고 상기 보이스코일 접착부의 각이 지어 꺾인 부분(214)은 상기 보이스코일(150)을 접착하기 위하여 접착제를 발랐을 경우 발라진 접착제가 상기 연결부(216)로 흘러 넘어가지 못하고 상기 보이스코일 접착부에 고여있을 수 있도록 한다.

따라서 상기 제 1진동판(210)에 상기와 같이 보이스코일 접착부를 구비함으로써 상기 보이스코일(150)을 상기 제 1진동판(210)에 용이하게 접착할 수 있으며 접착된 상기 보이스코일(150)도 단단하게 접착되어 불량이 생기는 것을 방지할 수 있다.

상기 제 1진동판(210)의 외연 내측면에는 상기 제 1진동판(210)과는 다른 강성을 가지는 상기 제 2진동판(220)이 별도로 제작되어 접착된다.

이는 진동판이 음질 재생 특성에 아주 큰 영향을 미치기 때문인데, 진동판에 대하여 아래의 공진주파수 공식을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

공진 주파수 공식은 다음과 같은데,

상기에서 저음영역을 확대하기 위하여 공진주파수를 낮추기 위해서는 질량성분을 크게 하든지 강성을 작게 해야 한다.

상기에서 질량성분은 보이스코일(150)에 의해 좌우되고, 강성은 진동판의 재질과 형상에 의해 좌우되는데, 보이스코일(150)의 무게를 증대시키는 데는 한계가 있다.

이에 본 발명에서는 상호 다른 강성을 가지도록 상기 제1진동판(210)과 제2진동판(220)의 두께를 달리하여 별도로 제작한 후 상호 부착시킴으로써 공진주파수를 저하시켜 저음부의 특성을 확대하였다.

본 실시 예에서는 폴리에틸렌에폭시(PEP)를 사용하여 70 내지 80 마이크로미터(μm)의 두께를 가지도록 제작하였으며 상기 제 2진동판(220)은 동일 계열의 필름 재질을 사용하여 30 내지 40마이크로미터(μm)의 두께를 가지도록 제작한 후 연결부위를 접착제를 이용하여 접착하였다.

이와 같은 상기 제 1진동판과 제 2진동판의 재질 및 두께 그리고 접착 방법은 당 업자가 자유롭게 실시할 수 있도록 설명하기 위한 것이다.

따라서 재질은 여러 합성수지 필름, 예를 들어 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌에폭시(PEP), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 필름 및 섬유 재질, 세라믹 등에서 사용자의 선택에 맞게 선택하여 사용할 수 있다.

또한, 크기도 사용자의 목적 및 임의의 선택에 따라 상기 제 1진동판을 50 내지 55마이크로미터(μm), 그리고 상기 제 2진동판을 25 내지 30마이크로미터(μm) 등과 같이 자유롭게 선택하여 실시할 수 있다.

그리고 접착 방법도 사용되는 재질 및 두께에 따라 다양하게 실시할 수 있다.

따라서 상기와 같이 제작된 진동판(200)에서 상기 제 1진동판은 분할 진동이 발생하지 않으면서 최적의 중, 고음을 발생할 수 있는 강성을 가지는 두께로 유지되며 상기 제 2진동판의 두께는 줄여 저음 영역을 확대하였으며, 전체적으로 상기 진동판(200)의 음질의 명료도를 향상시키고 고출력화 하였다.

또한, 상기와 같이 제작된 상기 진동판은 (200)은 전체적으로 진폭을 키울 수 있으며, 진동은 부드러워진다.

상기 제 2진동판(220)은 전체적으로는 곡률을 가지는 오목한 반원형의 형상을 가지는 에지부와 상기 제 1진동판(210)과 상기 지지프레임(140)에 접착되도록 평탄한 면을 가지는 양쪽 끝 부분(222, 224)으로 이루어져 있다.

상기 제 2진동판(220)의 에지부 상단 면에는 도 7에 도시된 것처럼 전체적인 형상은 초승달 모양이며 단면은 V 자 홈 형태의 복수의 조각 RIB(330)가 형성되어 있다.

기존의 진동판에서는 진동판에 전체적으로 조각 리브(RIB)를 형성하였지만 본 발명에서는 상기 에지부에 조각 리브(RIB)를 형성하였다.

상기 에지부에 형성된 복수의 조각 리브(RIB)(330)은 강성을 증대시켜 상기 제 2진동판(220)의 찌그러짐 및 분할진동을 억제하며 음질 명료도를 향상시킨다.

상기 지지프레임(140)에 상기 제 2진동판(220)을 직접 접착하게 되면 상기 진동판(200)에 변형이 생길 수 있으며 접착되는 제 2진동판(22)의 면적만큼 상기 진동판(200)의 전체적인 면적이 줄어들게 된다.

따라서 본 실시 예에서는 상기 제 2진동판(220)이 접착되는 상기 지지프레임(140)의 단 턱(146)에 황동 또는 철 계열의 상기 링(160)을 안착한 후 상기 링(160)의 상단에 상기 제 2진동판(220)을 접착함으로써 상기 진동판(200)의 변형을 막고 상기 링(160)의 내측 표면만큼 상기 진동판(200)의 면적이 보충되도록 하였다.

따라서 상기 진동판(200)의 내부용적을 늘려 저역확대 및 풍부한 음량을 낼 수 있어 음질 명료도가 향상된다.

상기 지지프레임(140)의 단 턱(146)에 접착되는 제 2진동판(220)의 상단 면에는 상기 마이크로스피커(100)의 전면을 감싸 내부의 상기 진동판(200) 등을 보호하는 상부케이스(142)가 안착 된다.

상기 상부 케이스(142)에는 상기 진동판(200)에서 발생 된 음압이 통과될 수 있도록 하나 이상의 통공(144)이 형성된다.

＜ 변형 실시예＞

이하 설명은 본 발명의 상기 진동판(200)의 변형 실시예로서 상기에서 설명한 마이크로 스피커의 동일한 구성에 대하여는 설명을 생략하기로 한다.

상기 진동판(200)의 변형 실시예에서는 도 6과 같이 상기 제 1진동판의 중앙부를 코루게이션(corrugation) 기법을 적용하여 요철 형상으로 제작하였다.

기존의 진동판에서는 진동판에 전체적으로 조각 RIB가 형성되어있었지만 본 발명에서는 상기 진동판(200)의 중앙부인 제 1진동판은 요철형상이 형성되게 하였으며 에지부를 포함하는 제 2진동판에는 조각 RIB을 형성하였다.

상기 중앙부는 중앙을 기준으로 곡률을 가지는 오목하게 형성되는 중앙 엠보싱부(230)와, 이 중앙엠보싱부(230)로부터 외 측으로 마름모꼴 형태로 오목한 부분(232)과 볼록한 부분(234)이 연속되어 형성되는 외곽 엠보싱부로 이루어져 있다.

따라서 상기와 같이 요철 형상으로 제작되어 강성이 증대된 상기 제 1진동판(210)은 분할 진동을 더욱 억제하며, 진동에 따라서 진동판이 휘어지지 않도록 하여 음질 명료도를 향상시킬 수 있다.

상기 요철의 형상은 사용자의 목적에 따라 다양한 형태로 변형이 가능하다.

이하에서는 상기 마이크로스피커(100)에서 음압이 발생 되는 과정을 설명한다.

먼저, 상기 보이스코일(150)에 전류가 인가되면 상기 마그네트(120)와 상기 요크(110) 사이에서 전자기장이 형성되고, 상기 전자기장으로 인하여 자기공간부에 삽입된 보이스코일(150)이 플레밍의 왼손 법칙에 의해 상측의 상기 진동판(200)을 진동시키게 된다.

진동시 상기 진동판(200)에서 상기 제 1진동판(210)의 강성은 기존과 같이 유지되어 최적화된 고, 중음압대를 구현할 수 있으며, 상기 제 2진동판(220)은 강성이 저하되어 최적화된 저음 압대를 구현할 수 있다.

따라서 상기와 같이 최적 상태의 음압은 상부케이스(142)에 형성된 통 공(144)을 통해 외 측으로 방출되어 수신자에게 고음질의 음향을 전달하게 되는 것이다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

예컨대, 본 실시 예에서는 상기 제 2진동판(220)의 강성을 저하하기 위해 두께를 줄였지만 사용자의 목적 또는 환경에 맞추어 상기 제 2진동판(220)을 상기 제 1진동판과(210)는 다른 재질인 우레탄 등을 사용하여 제작할 수 있다.

그러므로 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 특정되는 것이며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로스피커는 상기 마이크로스피커 내부에 설치되는 진동판을 서로 다른 강성을 가지도록 분리하여 진동판을 제작한 후 부착함으로써 저음영역을 확대하고 고출력화 할 수 있으며 분할 진동을 억제할 수 있다.

그리고 보이스코일 접착부를 마련함으로써 보이스코일을 정위치에 단단히 접 착할 수 있어 제작이 용이하며 불량률을 줄일 수 있다.

또한, 진동판에 코루게이션부와 조각 RIB을 형성하여 강성을 증대시켜 분할 진동을 억제하며 음질을 명료하게 할 수 있다.

Claims (7)

1. 지지프레임, 요크, 마그네트, 플레이트, 진동판, 상기 진동판에 부착되는 보이스코일을 포함하는 마이크로스피커에 있어서,

   상기 진동판은 상기 보이스코일이 부착되는 제 1진동판과,

   상기 제 1진동판과는 다른 강성을 가지도록 분리 제작되어 상기 제 1진동판의 외연에 접착되는 제 2진동판을 포함하며,

   상기 지지프레임의 내측에 형성되는 단 턱에 안착 되는 링(RING)이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 마이크로스피커.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1진동판은,

   중앙부와,

   상기 중앙부로부터 외측으로 연장되어 형성되어 상기 제 2진동판과 접착되는 연결부와,

   상기 중앙부와 연결부 사이에 상기 보이스코일이 부착될 수 있도록 평탄한 면으로 형성되되 상기 평탄한 면의 끝단 부는 아래쪽으로 각이 지어 꺾인 보이스코일 접착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로스피커.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제 2진동판은,

   상기 제 1진동판의 두께보다 작은 두께로 형성되어 상기 제 1진동판과 다른 강성을 가지며 에지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로스피커.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1진동판의 중앙부에는 파형을 이루는 코루게이션부가 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 스피커.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 제 2 진동판의 상면에는 복수의 조각 리브(RIB)가 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 스피커.
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서,

   상기 제 2진동판의 끝단부는 상기 링의 상단에 접착되는 것을 특징으로 하는 마이크로 스피커.

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