KR102252025B1

KR102252025B1 - 음향 발생 액츄에이터

Info

Publication number: KR102252025B1
Application number: KR1020190066736A
Authority: KR
Inventors: 김천명; 임재화; 하정애; 이지영; 정병호
Original assignee: 주식회사 이엠텍
Priority date: 2019-06-05
Filing date: 2019-06-05
Publication date: 2021-05-17
Also published as: CN112055287B; US11206490B2; KR20200140431A; US20200389737A1; CN112055287A

Abstract

본 발명은 보이스 코일의 열방출을 용이하게 할 수 있는 음향 진동 액추에이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 프레임, 프레임에 설치되며, 요크, 마그넷 및 탑 플레이트를 구비하여 자기 회로를 형성하는 고정부, 전기 신호가 인가되어 고정부의 자계와 상호 전자기력에 의해 진동하는 보이스 코일, 보이스 코일이 부착되어 보이스 코일의 진동을 댐핑하며, 프레임에 고정되는 금속 재질의 스프링 및 스프링에 부착되며, 보이스 코일의 진동을 전달하는 컨택 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터를 제공한다.

Description

음향 발생 액츄에이터{SOUND PRODUCING ACTUATOR}

본 발명은 음향 발생 액츄에이터에 관한 것이다.

평면 패널 스피커는 예컨대 휴대 전화기나 휴대 정보 단말기(PDA), 퍼스널 컴퓨터(PC) 등의 기기에서 사용되며, 일반적으로 액정 표시 소자 등의 표시 소자의 표시면을 덮어 기기의 표면에 배치되는 투명한 패널(평면)을 진동판으로 사용하는 구조로 되어 있다.

도 1은 평면 패널 스피커의 종래 구성의 일 예로서 일본 특허 출원 공개 2004-104327호 공보에 기재되어 있는 구성을 도시한 것으로, 액추에이터(10)가 장착된 패널(21)에는, 휴대 전화기의 케이스(22)에 그 가장자리 부분이 고정 지지되어 휴대 전화기의 표면에 배치된다. 이때, 패널(21)의 가장자리 부분과 케이스(22) 사이에는 가스켓(23)이 전체 둘레에 걸쳐 끼워지고, 이 가스켓(23)을 통하여 패널(21)이 케이스(22)에 지지된다. 도 1에서, 24는 인쇄 회로 기판을 나타내고, 25는 액추에이터(10)를 인쇄 회로 기판(24)에 연결하기 위한 리드 선을 나타낸다. 도시하지는 않았으나, 인쇄 회로 기판(24) 상에는 표시 소자로서 예컨대 액정 표시 소자가 실장된다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 평면 패널 스피커에서는 액추에이터(10)에 음성 신호를 입력하면 압전 진동판(11, 12)이 진동하고, 그 진동이 홀더(13)를 통과하여 파 형태로 패널(21)에 전달되어 패널(21) 전체에서 소리를 방사하도록 되어 있다. 패널(21)과 케이스(22) 사이에 끼워진 가스켓(23)에 의해 케이스(22)로 전달되는 진동이 감소되고 패널(21)의 진동량을 증가시킬 수 있다.

그러나 압전 진동판은 중고역 대역의 음압은 충분한 반면 저역대의 음압 발생은 부족하다는 한계가 있다. 또한 압전소자는 음향을 발생시킬만한 진동력은 충분히 발생시킬 수 있으나, 진동 기능으로 사용할만큼의 강한 진동력은 제공할 수 없다는 단점이 있다.

이를 해결하기 위해, 압전 소자가 아닌 전자기 회로를 이용한 다이나믹 액추에이터를 통해 패널을 진동시키는 음향 진동 액추에이터가 개발되고 있다. 또한 모바일 기기의 베젤리스 실현하기 위해 진동을 통해 음을 발생시키는 액츄에이터가 필요하다.

그러나, 패널 또는 프레임을 진동판 대신 이용하여 음향을 발생시키려면 액추에이터의 진동부가 진동판 역할을 하는 부재에 직접 밀착되어 강한 힘으로 진동시키는 직접가진형태의 액츄에이터가 유리하다.

음향성능을 증가시키려면, 액추에이터의 크기나, 출력을 증대시켜야하나 모바일 기기와 같은 디바이스에 적용하기에는 액추에이터 크기에 제한이 있으므로, 액츄에이터의 출력을 증대시켜야 한다. 그러나 이때, 액추에이터의 출력을 증대시키면 발열의 문제가 발생한다. 따라서 발열 문제를 해결한 액추에이터의 개발이 요구된다.

일본 특허 출원 공개 2004-104327호

본 발명은 보이스 코일의 열방출을 용이하게 할 수 있는 음향 진동 액추에이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 프레임, 프레임에 설치되며, 요크, 마그넷 및 탑 플레이트를 구비하여 자기 회로를 형성하는 고정부, 전기 신호가 인가되어 고정부의 자계와 상호 전자기력에 의해 진동하는 보이스 코일, 보이스 코일이 부착되어 보이스 코일의 진동을 댐핑하며, 프레임에 고정되는 금속 재질의 스프링 및 스프링에 부착되며, 보이스 코일의 진동을 전달하는 컨택 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 컨택 패드는, 스프링의 중앙에 인서트 되는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 보이스 코일의 하부에 일단부가 부착되며, 타단부는 프레임의 외부로 연장되는 통전부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 통전부재는, 보이스 코일의 움직임을 방해하지 않도록 복수 개의 굴곡부를 구비하는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 요크는, 프레임의 외면으로 연장 돌출되는 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 돌출부는 체결 부재를 결합할 수 있는 체결홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 프레임의 스프링과 맞닿는 면에 인서트 사출되는 금속 재질의 링 플레이트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 링 플레이트는 모서리 부분이 하향 벤딩되는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 요크의 하면에는 방열을 돕기 위해 부착되는 방열재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 프레임은, 외측으로 연장 돌출되는 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터를 제공한다.

본 발명이 제공하는 음향 발생 액츄에이터는 보이스 코일을 금속 재질의 스프링 하단에 부착함으로써, 스프링을 통해 보이스 코일의 열을 방출할 수 있다는 장점이 있다.

또한 본 발명이 제공하는 음향 발생 액츄에이터는 프레임에 금속 재질의 링 플레이트를 인서트함으로써, 스프링의 열을 링 플레이트를 통해 방출할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 평면 패널 스피커를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터의 분해도,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터의 사시도,
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터가 구비하는 스프링과 컨팩 패드의 결합 모습을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터의 통전 부재 설치모습을 보여주는 단면도,
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터가 구비하는 통전 부재를 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터가 구비하는 요크를 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터가 구비하는 요크와 프레임의 결합 모습을 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터가 구비하는 프레임과 링 플레이트의 결합 모습을 도시한 도면,
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터가 구비하는 프레임과 스프링의 결합 모습을 도시한 도면,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터가 멀티미디어 장치에 설치된 모습을 도시한 도면.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터의 분해도, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터의 사시도이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터는 측면 외관을 형성하는 프레임(100)을 구비한다. 프레임의 하면에는 요크(210)가 결합되며, 요크(210) 상에 부착되는 센터 마그넷(220), 센터 마그넷(220)과 에어갭을 두고 요크(210) 상에 결합되는 사이드 마그넷(230), 센터 마그넷(220)과 사이드 마그넷(230) 상에는 자계 형성을 돕는 센터 탑 플레이트(240)와 사이드 탑 플레이트(250)가 각각 부착된다. 요크(210), 센터 마그넷(220), 사이드 마그넷(230), 센터 탑 플레이트(240) 및 사이드 탑 플레이트(250)는 자계를 형성하는 자기 회로이며, 액츄에이터의 고정부에 해당한다. 본 발명의 일 실시예에서는 하나의 센터 마그넷(220)과 네 개의 사이드 마그넷(230)으로 구성된 5 마그넷 타입 자기 회로를 적용하였으나, 1 마그넷 타입, 2 마그넷 타입, 3 마그넷 타입 등 상호 전자기력을 통해 보이스 코일(300)을 진동시킬 수 있는 자기 회로라면 마그넷의 갯수는 몇 개여도 무방하다.

센터 마그넷(220)과 사이드 마그넷(230) 사이의 에어 갭에 보이스 코일(300)이 상하로 진동 가능하도록 배치되며, 보이스 코일(300)의 상단은 스프링(400)에 부착된다. 스프링(400)의 외주부는 프레임(100) 상에 부착되고, 스프링(400)의 중앙에는 컨택 패드(500)가 설치된다. 컨택 패드(500)는 장치의 패널이나, 장치의 프레임 혹은 장치의 브라켓 등에 접촉하여 장치를 직접 가진하며 음향을 발생한다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터가 구비하는 스프링과 컨택 패드의 결합 모습을 도시한 도면이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터가 구비하는 스프링(400)은 프레임(100; 도 2 참조) 상에 안착되는 사각 링 형상의 외주부(410), 외주부(410)와 간격을 두고 외주부(410)의 중앙에 형성되는 중앙부(430), 외주부(410)에 대해 중앙부(430)가 진동가능하게 탄성 연결하는 브릿지(420)를 구비한다. 도 3과 도 4를 참조하면, 스프링(400)의 중앙부(430)는 가운데 부분이 천공되어 있으며, 컨택 패드(500)는 천공된 중앙부(430)에 끼워지는 형태이다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터의 통전 부재 설치모습을 보여주는 단면도, 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터가 구비하는 통전 부재를 도시한 도면이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터는, 보이스 코일(300)로 전기적인 신호를 전달하기 위해, 통전 부재(700)를 보이스 코일(300)의 하단에 부착한다. 통전 부재(700)의 일단부는 보이스 코일(300)의 하단에 부착되며, 타단부는 프레임(100)의 외부로 연장된다. 프레임(100)의 외부에 노출된 부분은 프레임(100)에 형성된 터미널(800)과 통전할 수 있는 랜드부(710)가 형성된다. 부착된다. 보이스 코일(300)의 하단에 부착되는 부착단(730)과 랜드부(710) 사이에는 수회 절곡된 절곡부(720)를 구비하여, 보이스 코일(300)의 상하 진동시에 방해가 되지 않도록 한다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터가 구비하는 요크를 도시한 도면이다.

요크(210)는, 프레임(100)의 하면에 결합되며, 결합면의 외측으로 연장 돌출되는 돌출부(212)가 형성된다. 돌출부(212)는 프레임(100)의 외면을 감싸도록 굴곡된 다음 프레임(100)의 외측 방향으로 연장된다. 돌출부(212)에는 체결 부재를 결합할 수 있는 체결홀(214)을 구비되어, 돌출부(212)를 통해 음향 발생 액츄에이터를 가진을 원하는 장치에 체결할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터가 구비하는 프레임(100)의 결합 모습을 도시한 도면이다.

프레임(100)은 측면에는 외측으로 연장 돌출되는 연장부(110)가 형성된다. 연장부(110)에는 체결 부재를 결합할 수 있는 체결홀(112)이 구비되어, 연장부(110)를 통해 음향 발생 액츄에이터를 가진을 원하는 장치에 체결할 수 있다.

연장부(110)는 필요에 따라, 프레임(100)의 측면에서 하단, 중단 혹은 상단에 필요한 임의의 위치에 형성될 수 있다.

도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터가 구비하는 프레임(100)과 링 플레이트의 결합 모습을 도시한 도면, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터가 구비하는 프레임과 스프링의 결합 모습을 도시한 도면이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터는 프레임(100)과 스프링(400)이 맞닿는 면, 즉 프레임(100)의 상면에 금속 재질의 링 플레이트(600)가 결합된다. 이때 링 플레이트(600)의 모서리(610)는 하향 절곡되어, 프레임(100) 내에 인서트된다. 또한, 스프링(400) 역시 금속 재질로 이루어져, 스프링(400)의 설치 시에, 용접을 통해 결합될 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터가 멀티미디어 장치에 설치된 모습을 도시한 도면이다. 앞서 설명한 바와 같이, 요크(210)의 돌출부(212)에 형성된 체결홀(212; 도 8 참조) 음향 발생 액츄에이터가 설치될 장치의 프레임(2)에 형성된 체결홀에 체결 부재(3)가 삽입되어 서로 결합될 수 있다. 또한, 장치의 패널(1)과 컨택 패드(500)도 서로 접착 부재를 통해 접착될 수 있다.

Claims

가진을 원하는 멀티미디어 장치에 체결되어 설치될 수 있는 음향 발생 액츄에이터로서,
프레임;
프레임에 설치되며, 요크, 마그넷 및 탑 플레이트를 구비하여 자기 회로를 형성하는 고정부;
전기 신호가 인가되어 고정부의 자계와 상호 전자기력에 의해 진동하는 보이스 코일;
보이스 코일이 부착되어 보이스 코일의 진동을 댐핑하며, 프레임에 고정되는 금속 재질의 스프링; 및
장치의 패널이나 장치의 프레임 혹은 장치의 브라켓에 접촉하도록 스프링에 제공되며, 장치를 직접 가진하여 음향을 발생시키도록 보이스 코일의 진동을 전달하는 컨택 패드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터.
제1항에 있어서,
컨택 패드는, 스프링의 중앙에 인서트 되는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터.
제1항에 있어서,
보이스 코일의 하부에 일단부가 부착되며, 타단부는 프레임의 외부로 연장되는 통전부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터.
제3항에 있어서,
통전부재는, 보이스 코일의 움직임을 방해하지 않도록 복수 개의 굴곡부를 구비하는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터.
제1항에 있어서,
요크는, 프레임의 외면으로 연장 돌출되는 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터.
제5항에 있어서,
돌출부는 체결 부재를 결합할 수 있는 체결홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터.
제1항에 있어서,
프레임의 스프링과 맞닿는 면에 인서트 사출되는 금속 재질의 링 플레이트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터.
제7항에 있어서,
링 플레이트는 모서리 부분이 하향 벤딩되는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터.
제1항에 있어서,
요크의 하면에는 방열을 돕기 위해 부착되는 방열재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터.
제1항에 있어서,
프레임은, 외측으로 연장 돌출되는 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터.