KR101148833B1 - 음향변환장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음향변환장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 평판형 보이스 코일을 구비하는 음향변환장치에 관한 것이다.
본 발명은 프레임, 프레임에 설치되며, 간극을 두고 나란히 배열되는 한 쌍의 영구 자석, 영구 자석 사이의 간극에 위치되는 평판형 보이스 코일, 영구 자석의 하부 및 하부에 부착되는 플레이트, 프레임에 설치되며 평판형 보이스 코일이 부착되며, 평판형 보이스 코일의 움직임에 의해 진동하는 진동판 및 프레임에 설치되며, 평판형 보이스 코일의 진동을 안내하는 서스펜션;을 포함하는 것을 특징으로 하는 음향변환장치를 제공한다.

Description

음향변환장치{ACOUSTIC TRANSDUCER}

본 발명은 음향변환장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 평판형 보이스 코일을 구비하는 음향변환장치에 관한 것이다.

예전의 단말기용 마이크로 스피커는 스피커 프레임이 원형으로 형성되어져 있고, 그 내부에는 요크가 삽입되어 있으며, 상기 요크 상단으로 탑플레이트가 형성된 한쌍의 내,외륜 영구자석이 위치되어져 있다. 그리고 상기 내,외륜 영구자석상단으로는 내,외륜 영구자석의 이격공간부에 삽입되는 보이스코일이 장착되어져 있다.

하지만 최근 들어 단말기가 카메라와 동영상 녹화 기능 등 다양한 멀티미디어 기능을 동시에 수행하게 되면서 액정 크기의 증대가 요구되고 있으나, 상기와 같은 원형 스피커는 그 폭이 넓어 핸드폰에서 많은 면적으로 차지하게 되고, 그로 인하여 액정 크기의 증대에 한계가 발생하였다. 따라서 근래 면적의 효율성을 키우기 위해 스피커의 프레임을 타원형으로 형성하고, 그 내부에 원형 또는 타원형 영구자석을 위치시킨 것이 있으나, 이 또한 장축 대비 단축의 폭이 축소됨에 따라 그 내부의 진동판이 구속을 받기 때문에 단축 폭을 축소하는데 한계가 있었다.

디스플레이 기술이 발달하면서 TV 휴대폰 등 다양한 멀티미디어 플레이어의 고성능화 소형화 되어가고 있는 추세이다. 하지만 전자기 기계음향부품인 스피커의 경우 그 크기의 제한이 성능과 연결되므로 고성능과 소형화 두가지 다 동시에 이루는 데는 한계가 있다. 영구자석을 포함한 전자기회로에서는 영구자석의 크기와 보이스코일의 권선수에 따라 전자기력이 결정되므로 자기회로의 크기에 따라 특성이 확연히 달라지고 보이스코일과 진동판으로 이루어진 기계시스템에서는 진동판 면적과 음압이 비례하는 관계이므로 진동판 면적이 작아질수록 그성능에 영향을 미치게 된다. 이러한 문제점을 해결할 수 있는 방법은 제품 내에서 공간활용도를 높이는 것이다. TV뿐만 아니라 휴대폰 등 소형 멀티미디어에서도 스크린의 크기가 대폭확대되면서 스피커는 제품 측면, 하측면, 후면의 프레임에 설치된다. 따라서 장축방향으로는 여유공간이 있는데 반해 단축 폭의 제한은 점점 심해지고 있다.

이러한 추세를 만족시키기 위해 스피커는 장축과 단축의 비가 점점 비대칭화 되어 가고 있고 기존의 자기회로로는 적용에 한계를 가져 올 수밖에 없다.

본 발명은 평판형 보이스 코일을 구비하여 소형화하기에 유리한 음향변환장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 사각형 영구자석을 사용하여 가공성이 유리한 음향변환장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 보이스 코일이 진동판 및 댐퍼에 의해 지지되어 진동판의 진동을 상,하 방향 진동으로만 안내할 수 있어 음의 왜곡을 막을 수 있는 음향변환장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 프레임, 프레임에 설치되며, 간극을 두고 나란히 배열되는 한 쌍의 영구 자석, 영구 자석 사이의 간극에 위치되는 평판형 보이스 코일, 영구 자석의 하부 및 하부에 부착되는 플레이트, 프레임에 설치되며 평판형 보이스 코일이 부착되며, 평판형 보이스 코일의 움직임에 의해 진동하는 진동판 및 프레임에 설치되며, 평판형 보이스 코일의 진동을 안내하는 서스펜션;을 포함하는 것을 특징으로 하는 음향변환장치를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 진동판 및 서스펜션은 보이스 코일에 부착되는 것을 특징으로 하는 음향변환장치를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 진동판 및 서스펜션은 보이스 코일의 상, 하단에 각각 부착되는 것을 특징으로 하는 음향변환장치를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 평판형 보이스 코일은 절연 코팅된 코일이 평판형으로 권선된 것을 특징으로 하는 음향변환장치를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 평판형 보이스 코일은 권선된 코일의 양 측에 한 쌍의 평판형 보빈을 구비하는 것을 특징으로 하는 음향변환장치를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 평판형 보이스 코일은, 평면상에 권선된 보이스 코일과 동일하게 패터닝된 FPCB인 것을 특징으로 하는 음향변환장치를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 프레임은 영구 자석 간의 간격을 유지하도록 안내하는 돌기부를 구비하는 것을 특징으로 하는 음향변환장치를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 서스펜션은 평판형 보이스 코일로 외부의 전기적 신호를 전달하는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 음향변환장치를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 서스펜션이 영구 자석을 마주하는 면에 충돌 방지 부재가 구비된 것을 특징으로 하는 음향변환장치.

본 발명이 제공하는 음향변환장치는, 보이스 코일을 평판형으로 형성하고, 마주하는 한 쌍의 영구자석 사이에서 보이스 코일이 자계에 의해 진동하므로 음향변환장치의 단축부의 소형화에 유리하다.

또한 본 발명이 제공하는 음향변환장치는, 서스펜션 및 진동판에 의해 보이스 코일이 지지되어, 보이스 코일 및 진동판의 진동이 상,하로만 진동되도록 안내되어 이상진동을 줄여 음의 왜곡을 막을 수 있다.

또한 본 발명이 제공하는 음향변환장치는, 프레임에 영구 자석 사이의 간극을 유지할 수 있도록 돌기부가 마련되어 자기 회로를 고정시킬 수 있고, 조립 시의 작업성을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명이 제공하는 음향변환장치는, 서스펜션과 영구자석을 덮는 플레이트 사이에 충돌방지부재를 구비하여 서스펜션이 진동하면서 플레이트와 충돌하는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향변환장치를 도시한 분해 사시도,
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향변환장치가 구비하는 프레임을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향변환장치의 커버 플레이트를 제외한 부품들이 조립된 상태를 하부에서 바라본 사시도,
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향변환장치가 구비하는 평판형 보이스 코일을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 음향변환장치가 구비하는 평판형 보이스 코일을 도시한 도면,
도 7 은 본 발명의 제3 실시예에 따른 음향변환장치가 구비하는 서스펜션을 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 음향변환장치가 구비하는 프레임에 서스펜션이 설치된 모습을 도시한 도면.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향변환장치를 도시한 분해 사시도이다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향변환장치는 크게 프레임(100), 영구자석어셈블리(200), 평판형 보이스 코일(300), 진동판(400), 서스펜션(500), 및 커버 플레이트(600)를 포함한다. 프레임(100)은 영구자석어셈블리(200), 평판형 보이스 코일(300), 진동판(400), 서스펜션(500) 등의 부품이 설치되고, 부품의 설치가 완료되면, 프레임(100)의 하단에 커버 플레이트(600)가 결합된다. 평판형 보이스 코일(300)은 상단은 진동판(400)과 결합되고, 하단은 서스펜션(500)과 결합되어, 양단이 진동판(400)과 서스펜션에 의해 각각 지지된다. 영구자석어셈블리(200)는 한 쌍의 영구자석(210)과 영구자석(210)의 상면과 하면에 각각 부착되는 상부 플레이트(220)와 하부 플레이트(230)로 구성된다. 한 쌍의 영구자석(210) 및 그에 부착되는 상부 플레이트(220)와 하부 플레이트(230) 사이의 틈새로 평판형 보이스 코일(300)이 삽입되고, 영구자석(210)의 자장과 평판형 보이스 코일(300)로 전달되는 전기적 신호에 의해 발생하는 상호전자기력에 의해 평판형 보이스 코일(300)이 상하로 진동하게 된다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향변환장치가 구비하는 프레임을 도시한 도면이다. 프레임(100)은, 커버 플레이트(600)와의 결합을 위한 결합 돌기(110)가 하면에 형성되고, 프레임(100) 내에 영구자석어셈블리(200)의 설치를 안내하기 위한 돌기부(120)가 형성된다. 돌기부(120)는 한 쌍의 영구자석(210) 사이의 틈새를 확보해주는 동시에 그 틈새를 유지할 수 있도록 해준다. 아울러 음향변환장치의 부품 조립 과정에서 돌기부(120)에 의해 영구자석(210)의 설치위치가 안내되기 때문에 생산성을 높일 수도 있다.

또한 양쪽의 영구자석은 착자방향이 반대로 되어 있어 매우 높은 상호인력이 상시 작용하고 있다. 따라서 이때의 프레임의 재질은 탄성이 작고 강도가 큰 LCP, 또는 HTN 등이 적합하다.

또한 프레임(100)의 하측 측면에는 커버 플레이트(600)에 의해 하측이 덮이더라도 통풍이 가능하도록 통풍홀(130)이 형성되고, 프레임(100)의 상측에는 진동판(400)을 부착할 수 있도록 진동판 안착단(140)이 형성된다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향변환장치의 커버 플레이트를 제외한 부품들이 조립된 상태를 하부에서 바라본 사시도를 도시한 것이다. 프레임(100)에 영구자석 어셈블리(200)가 설치되고, 평판형 보이스 코일(300)과 진동판(400:도 1 참조)이 결합된 상태로 프레임(100)에 부착된 다음, 서스펜션(500)을 프레임(100)의 하부에 설치하게 된다. 서스펜션(500)은 프레임(100)에 고정되며, 평판형 보이스 코일(300)의 일단을 지지하게 된다. 프레임(100)은 서스펜션(500)을 고정하기 위한 고정 돌기(150)를 구비하여, 작업성을 향상시키는 동시에, 서스펜션(500)을 안정적으로 고정할 수 있다.

서스펜션(500)은 평판형 보이스 코일(300)의 진동이 상하로만 이루어지도록 안내하는 역할을 하는 동시에, 평판형 보이스 코일(300)로 전기적 신호를 전달하는 역할을 한다. 서스펜션(500) 자체가 전도성 재질로 제조되고, 외부 단자가 서스펜션(500)과 연결되고, 평판형 보이스 코일(300)의 리드 선도 서스펜션(500)에 연결되어 외부 단자의 전기적 신호를 평판형 보이스 코일(300)로 전달할 수 있다. 서스펜션(500) 자체가 전도성 재질로 된 경우, 서스펜션(500)은 각각 (+),(-) 단자 역할을 할 수 있도록 한 쌍으로 구비되는 것이 바람직하다. 대칭되는 형상으로 한 쌍의 서스펜션(500)이 음향변환장치의 장축 방향으로 배열되는 경우, 서스펜션(500)이 평판형 보이스 코일(300)의 진동을 안내하는 역할과 단자의 역할을 효과적으로 수행할 수 있다.

그 외에도, 서스펜션(500) 전체가 전도성 재질로 제조되지 않더라도, FPCB와 같은 전도성 패턴을 서스펜션(500)에 형성하여 외부 단자의 전기적 신호를 평판형 보이스 코일(300)로 전달할 수도 있다. 전도성 패턴을 통해 전기적 신호를 전달하는 경우 서스펜션(500)이 굳이 대칭되는 형상으로 한 쌍이 마련될 필요는 없으며, 평판형 보이스 코일(300)의 진동이 상, 하 방향으로만 이루어지도록 안내하기 위해 효과적인 어떠한 형상을 채택하여도 무방하다.

한편, 서스펜션(500)과 영구자석(210)의 하부에 부착된 하부 플레이트(230)의 충돌을 방지하기 위해서 충돌방지부재(미도시)를 구비한다. 충돌방지부재는 하부 플레이트(230)와 서스펜션(500) 사이에 가스켓과 같은 별도의 부재가 구비될 수도 있고, 서스펜션(500)에서 하부 플레이트(230)와 마주하는 면에 절연체 등이 두께를 가지고 돌출되도록 도포되어 형성될 수도 있다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향변환장치가 구비하는 평판형 보이스 코일을 도시한 도면이다. 전선(310)이 절연 코팅된 다음, 소정의 크기로 권선된다. 권선된 전선(310)의 양측에 절연체 또는 절연 코팅된 평판형 보빈(320)이 권선된 전선(310)을 압축하며 서로 결합한다. 전선(310)의 권선 방향에 따라 하측이 전류의 인입부, 상측이 전류의 인출부가 될 수도 있고, 그 반대가 될 수도 있다. 전선(310)의 리드 선은 보빈(320)의 외부로 노출되며, 보빈(320)의 외부로 노출된 리드 선은 서스펜션(500)에 부착되어 서스펜션(500)을 통해 외부의 전기적 신호를 전달받게 된다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 음향변환장치가 구비하는 평판형 보이스 코일을 도시한 도면이다. 평판형 보이스 코일(300a)은 전선 대신 판재에 FPCB가 패터닝된 것이다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 음향변환장치가 구비하는 서스펜션과 프레임에 서스펜션이 설치된 모습을 각각 도시한 도면이다. 서스펜션(500a)는 프레임(100a)의 진동판 안착단(140)에 대응하는 형상으로 형성되어, 평판형 보이스 코일(300)에 대해 진동판(400)과 동일한 일측에 설치된다.

서스펜션(500a)이 진동판(400)과 동일한 일측에만 설치되는 경우, 진동판(400)의 진동 공간과 서스펜션(500a)의 진동공간이 대부분 겹치게 되어 음향변환장치의 두께를 줄일 수 있다는 장점이 있다.

또한 진동판(400)과 동일한 일측에도 서스펜션(500a)이 설치되고 타측에도 서스펜션(500)이 설치될 수 있다. 즉, 보이스 코일(300)의 하단은 서스펜션(500)에 의해 지지되고, 상단은 진동판(400) 및 서스펜션(500a)에 의해 지지되는 형태이다. 보이스 코일(300)의 양단이 서스펜션(500, 500a)에 의해 지지되므로, 보이스 코일(300)의 진동을 좀 더 안정적으로 안내할 수 있다.

Claims (10)

1. 프레임;
   프레임에 설치되며, 간극을 두고 나란히 배열되는 한 쌍의 영구 자석;
   영구 자석 사이의 간극에 위치되는 평판형 보이스 코일;
   영구 자석의 하부 및 하부에 부착되는 플레이트;
   프레임에 설치되며 평판형 보이스 코일이 부착되며, 평판형 보이스 코일의 움직임에 의해 진동하는 진동판;
   프레임에 설치되며, 평판형 보이스 코일의 진동을 안내하는 서스펜션; 및
   서스펜션이 영구 자석을 마주하는 면에 구비되는 충돌 방지 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향변환장치.
2. 제1항에 있어서,
   진동판 및 서스펜션은 보이스 코일에 부착되는 것을 특징으로 하는 음향변환장치.
3. 제2항에 있어서,
   진동판 및 서스펜션은 보이스 코일의 상, 하단에 각각 부착되는 것을 특징으로 하는 음향변환장치.
4. 제1항에 있어서,
   평판형 보이스 코일은, 절연 코팅된 코일이 평판형으로 권선된 것을 특징으로 하는 음향변환장치.
5. 제4항에 있어서,
   평판형 보이스 코일은, 권선된 코일의 양 측에 한 쌍의 평판형 보빈을 구비하는 것을 특징으로 하는 음향변환장치.
6. 제1항에 있어서,
   평판형 보이스 코일은, 평면상에 권선된 보이스 코일과 동일하게 패터닝된 FPCB인 것을 특징으로 하는 음향변환장치.
7. 제6항에 있어서,
   FPCB는 권선수를 증가시키기 위해 다수의 층(layer)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 음향변환장치.
8. 제1항에 있어서,
   프레임은 영구 자석 간의 간격을 유지하도록 안내하는 돌기부를 구비하는 것을 특징으로 하는 음향변환장치.
9. 제1항에 있어서,
   서스펜션은 평판형 보이스 코일로 외부의 전기적 신호를 전달하는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 음향변환장치.
10. 삭제

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