KR102616890B1 - 이어폰용 스피커 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 이어폰용 스피커 유닛은 내부 수용공간을 포함하는 프레임; 상기 프레임의 상기 내부 수용공간 내에 배치되는 제1 마그넷 및 상기 제1 마그넷의 내측에 배치되는 제2 마그넷; 상기 제1 마그넷의 내측과 상기 제2 마그넷의 외측 사이에 배치되는 제1 코일; 상기 제1 마그넷의 상측에 배치되는 제1 플레이트; 상기 제1 플레이트의 상측에 배치되되, 상기 제1 코일의 일측에 고정되는 진동판; 상기 제1 마그넷 및 상기 제2 마그넷의 하측에 배치되는 플랙시블 기판; 상기 플랙시블 기판의 하측에 배치되는 압전체; 상기 압전체의 하면에 밀착되어 있는 압전 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이어폰용 스피커 유닛{Speaker unit for earphone}

실시예는 이어폰용 스피커 유닛에 관한 것이다.

이어폰은 하우징 내부에 음파를 생성시키는 스피커 유닛을 포함한다.

스피커 유닛은 진동판과 마그넷과 코일과 플레이트를 포함할 수 있다. 코일에 전류가 인가되면, 코일이 자성을 띠고, 코일과 플레이트의 전기적 상호 작용으로, 코일이 움직이면서 진동판이 움직인다. 이러한 스피커 유닛은 저역대 소리를 재생하는 구성과 고역대 소리를 재생하는 구성(투웨이(2way) 형태)을 함께 포함하고 있다.

그런데, 종래의 스피커는 우퍼나 트위터 진동판으로 필름형 소재(PET,PEN,PEEK, TPU, TPEE,TPE 등), 포리우레탄, 엘라스토머 등을 사용한다. 이에 따라, 기존 필름의 트위터는 20Khz이상을 구현하기 어렵고 피크나 잡음이 크게 발생하는 문제점이 있다. 선행기술: 한국등록특허공보 10-0729272

본 발명은 진동판의 소재를 압전 소자를 사용하여 고해상도의 음향 성능을 구현하기 위한 이어폰용 스피커 유닛을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 이어폰용 스피커 유닛은 내부 수용공간을 포함하는 프레임; 상기 프레임의 상기 내부 수용공간 내에 배치되는 제1 마그넷 및 상기 제1 마그넷의 내측에 배치되는 제2 마그넷; 상기 제1 마그넷의 내측과 상기 제2 마그넷의 외측 사이에 배치되는 제1 코일; 상기 제1 마그넷의 상측에 배치되는 제1 플레이트; 상기 제1 플레이트의 상측에 배치되되, 상기 제1 코일의 일측에 고정되는 진동판; 상기 제1 마그넷 및 상기 제2 마그넷의 하측에 배치되는 플랙시블 기판; 상기 플랙시블 기판의 하측에 배치되는 압전체; 상기 압전체의 하면에 밀착되어 있는 압전 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 플랙시블 기판은, 일측이 연장 및 절곡된 연결부를 더 포함하고, 상기 연결부는 상기 압전 플레이트의 일측과 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 압전체는 세라믹 재질이고, 상기 압전 플레이트는 금속 재질인 것을 특징으로 한다.

상기 압전 플레이트는, 원판형 플레이트 및 다각판형 플레이트 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

상기 압전 플레이트는, 끝단이 절곡되어 상기 플랙시블 기판에 고정되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 마그넷의 상측에 배치되는 제2 플레이트; 및 상기 제2 마그넷의 하측과 상기 플랙시블 기판의 상측 사이에 배치되는 제3 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제3 플레이트는, 판형 플레이트 및 링형 플레이트 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

링형 자성체인 상기 제2 마그넷의 내측에 배치되는 제3 마그넷; 및 상기 제3 플레이트의 내측에 배치되되, 일측이 상기 플랙시블 기판의 상면에 고정되어 있는 제2 코일을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 코일은, 원판 중공형 코일인 것을 특징으로 한다.

링형 자성체인 상기 제2 마그넷의 내측에 배치되는 돌출형 구조의 요크; 및 상기 제2 마그넷의 내측과 상기 요크의 외측 사이에 배치되는 제3 코일을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제3 코일은, 원통형 코일을 포함하되, 상기 원통형 코일의 일측은 상기 플랙시블 기판의 상면에 고정되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 마그넷의 하측과 상기 플랙시블 기판의 상측 사이에 배치되는 제3 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 스피커의 구성요소인 진동판의 소재로서 압전 소자를 사용하고, 플랙시블 기판과 접점으로 연결함으로써, 스피커 유닛의 구조를 간소화할 수 있고, 고해상도의 음향 성능을 구현할 수 있다.

즉, 압전 소자 방식의 피에조를 사용하여 스피커 유닛을 구성함으로써, 40[Khz] 이상의 음향 성능 개선 효과(하이 레졸루션)을 이룰 수 있다. 또한, 압전 소자와 플랙시블 기판의 접점 공정은 납땜 등의 접점 구현이나 SMT 실장이 가능하여 기존 대비 공정 간소화 또는 자동화 제조 공정으로 인해, 제조 시간 및 비용을 최소화할 수 있고, 공정 공차를 축소하여 품질 개선과 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 압전 플레이트의 절곡을 통해 부품의 크기를 줄일 수 있으므로, 스피커 유닛의 크기를 소형화할 수 있다.

또한, 2웨이 스피커의 트위터 쪽 음향을 위한 마그넷 구조를 기둥형 자성체로 하고, 자계 형성을 위한 코일의 형상을 원판 중공형 코일로 구비함으로써, 원통형 마그넷에 비해서 자력값을 증가시킬 수 있으며, 진동판을 통해 출력되는 음압 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 원판 중공형 코일이 넓은 접촉면에 의해 진동판에 고정됨으로 인해, 진동판의 편진동 발생을 현저하게 줄일 수 있으므로, 편진동에 따른 음질 저하를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이어폰용 스피커 유닛을 포함하는 이어폰을 도시한 분해도이다.
도 2는 도 1에 도시된 이어폰용 스피커 유닛의 A-A를 기준으로 하는 제1 실시예의 측단면도이다.
도 3은 도 2에서 도시한 이어폰용 스피커 유닛의 분해도이다.
도 4는 플랙시블 기판의 구조를 설명하기 위한 사시도이다.
도 5는 플랙시블 기판과 접촉하고 있는 압전체 및 압전 플레이트와의 연결 관계를 설명하기 위한 확대 단면도이다.
도 6은 압전 플레이트의 끝단이 절곡된 형태를 설명하기 위한 일 실시예의 참조도이다.
도 7은 도 1에 도시된 이어폰용 스피커 유닛의 A-A를 기준으로 하는 제2 실시예의 측단면도이다.
도 8은 도 7에서 도시한 이어폰용 스피커 유닛의 분해도이다.
도 9는 제2 코일이 플랙시블 기판에 고정되어 있는 상태를 예시하는 참조도이다.
도 10은 플랙시블 기판과 접촉하고 있는 압전체 및 압전 플레이트와의 연결 관계를 설명하기 위한 확대 단면도이다.
도 11은 도 1에 도시된 이어폰용 스피커 유닛의 A-A를 기준으로 하는 제3 실시예의 측단면도이다.
도 12는 도 11에서 도시한 이어폰용 스피커 유닛의 분해도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 그리고 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하며 실시예에 따른 이어폰용 스피커 유닛에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 이어폰용 스피커 유닛을 포함하는 이어폰을 도시한 분해도이다. 이어폰은 프론트 케이스(10), 리어 케이스(20), 배터리 하우징(30), 배터리(40), 이어폰용 스피커 유닛(50)을 포함한다.

프론트 케이스(10)와 리어 케이스(20)는 상호 탈부착이 가능한 결합 구조를 가지며, 이러한 결합에 의해 내부 공간을 형성하고 있다. 또한, 프론트 케이스(10)와 리어 케이스(20)는 내부 공간에 배터리 하우징(30) 및 이어폰용 스피커 유닛(50)을 수용할 수 있다. 배터리 하우징(30)은 내부에 배터리(40)를 수용할 수 있다. 배터리 하우징(30)은 상부 하우징 및 하부 하우징으로 구분되며, 상부 하우징과 하부 하우징이 탈부착이 가능한 결합 구조를 갖는다. 배터리 하우징(30)은 프론트 케이스(10)의 내측과 이어폰용 스피커 유닛(50)의 상면 사이에 형성된 내부 공간에 배치될 수 있다. 이어폰용 스피커 유닛(50)은 리어 케이스(20)의 내측과 배터리 하우징(30)의 하면 사이에 형성된 내부 공간에 배치될 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 이어폰용 스피커 유닛의 A-A를 기준으로 하는 제1 실시예(100)의 측단면도이고, 도 3은 도 2에서 도시한 이어폰용 스피커 유닛(100)의 분해도이다.

이하, 도면에서, x축은 이어폰용 스피커 유닛(100)의 상하방향을 나타내며, y축은 이어폰용 스피커 유닛(100)의 반경방향을 나타낸다. 상방향은 제1 진동판(114)을 통해 소리가 방출되는 방향이며, 하방향은 압전 플레이트(126)을 통해 소리가 방출되는 방향이다. 이러한, 이어폰용 스피커 유닛(100)은, 저역대 소리를 재생하는 구성과 고역대 소리를 재생하는 구성(투웨이(2way) 형태)을 함께 포함하고 있다.

제1 실시예의 이어폰용 스피커 유닛(100)은 프레임(102), 제1 마그넷(104), 제2 마그넷(106), 제1 플레이트(108), 제2 플레이트(110), 제1 코일(112), 진동판(114), 제3 플레이트(116), 플랙시블 기판(118), 압전체(120) 및 압전 플레이트(122) 등을 포함한다.

프레임(102)은 내부 수용 공간을 갖는 이어폰용 스피커 유닛(100)의 하우징 부재이다. 예를 들어, 프레임(102)은 중앙이 개방된 통형 구조체일 수 있다.

제1 마그넷(104)은 중앙 부분이 중공된 링형 자성체이다. 제1 마그넷(104)의 외측은 프레임(102)에 고정될 수 있다. FR제1 마그넷(104)은 제1 코일(112)과 전자기적 상호 작용을 한다.

제2 마그넷(106)의 경우에도 중앙 부분이 중공된 링형 자성체일 수 있다. 제2 마그넷(106)은 제1 마그넷(104)의 내측에 배치되어 있다. 링형 자성체인 제2 마그넷(106)의 외측면은 링형 자성체인 제1 마그넷(104)의 내측면과 일정 거리가 이격된 상태로 배치되어 있다. 일정 거리만큼 이격된 제1 마그넷(104)과 제2 마그넷(106) 사이에 제1 코일(112)이 배치될 수 있다. 제2 마그넷(106)도 제1 코일(112)와 전자기적 상호 작용을 한다.

제1 플레이트(108)는 제1 마그넷(104)의 일면과 접촉하여 자계를 형성한다. 제1 플레이트(108)는 제1 마그넷(104)의 링형 자성체 크기와 대응하는 크기를 갖는 링형 플레이트일 수 있다. 제1 플레이트(108)는 x축을 기준으로 제1 마그넷(104)의 상면과 접하여 배치되어 있다.

제2 플레이트(110)는 제2 마그넷(106)의 상면에 배치되어 자계를 형성한다. 제2 플레이트(110)는 판형 플레이트일 수 있다. 판형 플레이트는 원판형 플레이트 또는 다각판형 플레이트 등일 수 있다. 여기서, 제2 플레이트(110)는 본원 발명의 필수 구성요소는 아니라는 점에서, 제2 플레이트(110)는 구비되지 않을 수 있다.

제1 코일(112)은 제1 마그넷(104) 및 제2 마그넷(106)과의 사이에서 전자기적 상호 작용을 수행하는 코일이다. 이를 위해, 제1 코일(112)은 원통형 코일구조를 가질 수 있으며, 원통형 코일의 일측 끝단은 진동판(114)에 고정된다. 이러한, 제1 코일(112)은 저역대 소리를 재생하기 위한 것일 수 있다.

제1 코일(112)은 y축(반경방향)으로 제1 마그넷(104)과 제2 마그넷(106) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 제1 코일(112)의 일부가 반경방향으로 제1 마그넷(104)과 제2 마그넷(106)에 오버랩되어 배치된다. 또한, 제1 코일(112)은 반경방향으로 제1 플레이트(108)와 제2 플레이트(110) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 제1 코일(112)의 일부가 반경방향으로 제1 플레이트(108)와 제2 플레이트(110)에 오버랩되어 배치된다.

이에 따라, 전자기적 상호 작용에 의해 제1 코일(112)이 움직이면 이에 연동하여 진동판(114)도 움직인다. 제1 코일(112)에 전류가 인가되어 제1 코일(112)이 자성을 띠게 되면, 제1 코일(112)의 자력 극성에 따라 제1 코일(112)이 움직이고, 제1 코일(112)에 고정되어 있는 진동판(114)이 움직이게 된다.

진동판(114)은 제1 코일(112)의 움직에 따라 진동함으로써 소리를 발생시킨다. 진동판(114)은 고정링(FR)에 고정될 수 있다. 고정링(FR)은 프레임(102)에 고정될 수 있다. 진동판(114)은 저역대 소리를 재생하기 위한 것일 수 있다. 진동판(114)은 x축을 기준으로 상방향으로 소리를 방출한다.

제1 음향 그릴(SR1)은 진동판(114)의 상부에 배치되되, 진동판(114)에서 발생되는 음향(소리)을 외부로 방출한다. 제1 음향 그릴(SR1)은 배터리(40)와 이어폰용 스피커 유닛(50) 사이의 유도 기전력에 의해 발생하는 누설 자기력선을 억제할 수 있다.

제3 플레이트(116)는 제1 마그넷(104) 및 제2 마그넷(106)과 함께 자계를 형성한다. 제3 플레이트(116)는 원판형 플레이트, 다각판형 플레이트 또는 링형 플레이트 등일 수 있다. 제3 플레이트(116)는 x축을 기준으로 제1 마그넷(104) 및 제2 마그넷(106)의 하면과 접하여 배치될 수 있다.

플랙시블 기판(118)은 제1 코일(112), 압전체(120) 및 압전 플레이트(122)에 전기신호를 공급한다. 플랙시블 기판(118)은 제3 플레이트(116)의 하측과 압전체(120)의 상측 사이에 배치될 수 있다. 플랙시블 기판(118)은 연성재질로 이루어질 수 있다.

도 4는 플랙시블 기판(118)의 구조를 설명하기 위한 사시도이다.

도 4의 (a)는 플랙시블 기판(118)의 상부 사시도이고, 도 4의 (b)는 플랙시블 기판(118)의 하부 사시도이다.

도 4의 (a)를 참조하면, 플랙시블 기판(118)의 상면(118-1)은 제3 플레이트(116)의 하면에 인접하여 배치된다. 또한, 도 4의 (b)를 참조하면, 플랙시블 기판(118)의 하면(118-2)은 압전체(120)의 상면과 접촉하고 있다.

도 5는 플랙시블 기판(118)과 접촉하고 있는 압전체(120) 및 압전 플레이트(122)와의 연결 관계를 설명하기 위한 확대 단면도이다.

도 5를 참조하면, 플랙시블 기판(118)의 하면(118-2)이 압전체(120)의 상면과 접촉된 상태로 연결되어 있음을 확인할 수 있다.

또한, 플랙시블 기판(118)은 일측이 연장 및 절곡되어 압전 플레이트(122)와 연결될 수 있다. 이를 위해, 플랙시블 기판(118)은 일측이 연장 및 절곡된 연결부(118-3)를 포함하고 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 연결부(118-3)는 플랙시블 기판(118)의 엣지 부분의 일부가 연장되어 "U" 형상으로 절곡된 구조를 도시하고 있으나, 이는 예시적인 것이며, 압전 플레이트(122)와 연결되기 위한 다양항 형상으로의 변형이 가능하다. 연결부(118-3)가 압전 플레이트(120)의 일측과 연결되어 있므로, 플랙시블 기판(118)의 전기적인 신호는 압전 플레이트(122)로 전달될 수 있다.

압전체(120)는 플랙시블 기판(118)의 하측에 배치되어 있다. 이러한 압전체(120)는 외부에 인가되는 전기 신호에 따라 진동하여 음향을 출력하는 기능을 갖는다. 압전체(120)는 PZT와 같은 다결정 세라믹일 수 있지만 이에 특별히 한정되지 않는다. 즉, 압전체(120)는 PMN-PT, PZN-PT, PIN-PT, PYN-PT 등의 단결정 압전 소재, PVDF, PVDF-TrFE 등의 유연 압전 폴리머 소재, BNT, BZT-BCT 등의 무연 압전 신소재 등을 포함할 수 있다. 압전체(120)는 다각판형(예를 들어, 사각판형) 구조체 또는 원판형 구조체일 수 있으나, 그 형상에 특별히 한정되지 않고 다양한 형태를 가질 수 있다.

압전체(120)는 압전 효과를 가지는 압전 세라믹과 금속판에 전기적 교류 신호가 인가되면 이에 연동하여 압전 세라믹의 지름이 신장하고 수축함에 따라 압전체(120)에 본딩 결합되어 있는 압전 플레이트(122)가 상하로 굴곡 운동을 함으로써 소리를 발생시키게 된다. 압전 세라믹은 접착제에 의해 압전 플레이트(122)에 본딩되며, 접착제로는 예컨대 도전성 에폭시 접착제, 실버페이스트 등이 사용될 수 있다. 전기 신호(+, -)는 압전체(120)와 압전 플레이트(122)에 함께 인가된다. 예컨대 (+) 신호는 압전체(120)에 인가되고, (-) 신호는 압전 플레이트(122)에 인가될 수 있다.

압전 플레이트(122)는 압전체(120)의 하면에 밀착되어 있다. 압전 플레이트(122)는 압전체(120)의 팽창과 수축에 따라 진동함으로써 음향을 출력한다. 압전 플레이트(122)는 고역대 소리를 재생하기 위한 것일 수 있다. 압전 플레이트(122)는 x축의 하방향으로 소리를 방출한다.

압전 플레이트(122)는 금속계 재료 또는 폴리머계 재료 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 압전 플레이트(122)는 금속계 재료로서 알루미늄, 스테인리스 스틸, 황동, 티타늄, 철 등과 이들의 합금을 포함할 수 있다.

압전 플레이트(122)는 원판형 플레이트, 다각판형 플레이트일 수 있으나, 그 형상에 특별히 한정되지 않고 다양한 형태를 가질 수 있다.

또한, 압전 플레이트(122)는 끝단이 절곡되어 플랙시블 기판(118)에 고정된 것일 수 있다.

도 6은 압전 플레이트(122)의 끝단이 절곡된 형태를 설명하기 위한 일 실시예의 참조도이다. 도 6의 (a)는 압전 플레이트(122)의 단면 사시도이고, 도 6의 (b)는 압전 플레이트(122)와 플랙시블 기판(118)의 결합 상태를 나타내는 하부 사시도이다.

도 6의 (a) 및 (b)를 참조하면, 압전 플레이트의 끝단(122-1)이 절곡되어 플랙시블 기판(118)의 하면에 접촉 및 고정되어 있는 것을 도시하고 있다. 압전 플레이트의 끝단(122-1)이 절곡되어 플랙시블 기판(118)에 고정됨으로 인해, 압전 플레이트(122)의 부피를 축소시킬 수 있으며, 이로 인해, 이어폰용 스피커 유닛(100)의 크기를 최소화할 수 있다.

도 7은 도 1에 도시된 이어폰용 스피커 유닛의 A-A를 기준으로 하는 제2 실시예(200)의 측단면도이고, 도 8은 도 7에서 도시한 이어폰용 스피커 유닛(200)의 분해도이다.

제2 실시예의 이어폰용 스피커 유닛(200)은 프레임(202), 제1 마그넷(204), 제2 마그넷(206), 제1 플레이트(208), 제2 플레이트(210), 제1 코일(212), 진동판(214), 제3 플레이트(216), 플랙시블 기판(218), 압전체(220), 압전 플레이트(222)를 포함하고 있으며, 이외에도 제3 마그넷(224) 및 제2 코일(226)을 더 포함할 수 있다.

제2 실시예인 이어폰용 스피커 유닛(200)을 구성하는 프레임(202), 제1 마그넷(204), 제2 마그넷(206), 제1 플레이트(208), 제2 플레이트(210), 제1 코일(212), 진동판(214), 제3 플레이트(216), 제2 코일(218), 플랙시블 기판(218), 압전체(220), 압전 플레이트(222)는 각각 제1 실시예인 이어폰용 스피커 유닛(100)을 구성하는 프레임(102), 제1 마그넷(104), 제2 마그넷(106), 제1 플레이트(108), 제2 플레이트(110), 제1 코일(112), 진동판(114), 제3 플레이트(116), 플랙시블 기판(118), 압전체(120) 및 압전 플레이트(122)와 대응하므로 상세한 설명을 생략한다.

이하에서는 제1 실시예인 이어폰용 스피커 유닛(100)과 차이가 있는 제2 실시예의 제3 마그넷(224) 및 제2 코일(226)에 대해 설명한다.

제3 마그넷(224)은 기둥형 자성체이다. 여기서, 기둥 형태는 원기둥일 수도 있고, 다각 기둥일 수도 있다. 제3 마그넷(224)은 제2 마그넷(206)의 내측에 배치되어 있다. 이어폰의 반경방향(y)을 기준으로, 제3 마그넷(224)이 가장 내측에 위치하고, 제1 마그넷(204)이 가장 외측에 위치하고, 제2 마그넷(206)이 제1 마그넷(204)과 제3 마그넷(224) 사이에 배치될 수 있다. 제3 마그넷(224)의 외주면은 제2 마그넷(206)의 내주면과 밀착하여 배치될 수 있다. 제1 마그넷(204)은 제2 마그넷(206)과 함께 저역대 소리를 재생하기 위한 것인데 비해, 제3 마그넷(224)은 제2 마그넷(206)과 함께 고역대 소리를 재생하기 위한 것이다.

제3 마그넷(224)의 구조는 기둥형 자성체에 해당하므로, 원통형 구조에 비해서 자력값을 증가시킬 수 있는 구조에 해당하므로, 압전 플레이트(222)을 통해 출력되는 음압 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 제3 마그넷(224)의 구조는 스피커 유닛에서 요구되는 마그넷 구조를 단순화시킬 수 있어서, 신속한 제조 및 제조 단가의 절감이라는 효과를 얻을 수 있다.

제2 코일(226)은 제2 마그넷(206) 및 제3 마그넷(224)과의 사이에서 전자기적 상호 작용을 수행하는 코일이다. 제2 코일(226)은 고역대 소리를 재생하기 위한 것일 수 있다. 제2 코일(226)은 반경방향(y)으로 제3 플레이트(216)의 내측에 배치될 수 있다. 이때, 제3 플레이트(216)는 제2 코일(226)을 수용할 수 있도록 중앙 부분이 중공된 링형 플레이트일 수 있다.

제2 코일(226)은 원판 중공형 코일구조를 가질 수 있으며, 원판 중공형 코일의 일면은 플랙시블 기판(218)에 고정된다.

도 9는 제2 코일(226)이 플랙시블 기판(218)에 고정되어 있는 상태를 예시하는 참조도이고, 도 10은 플랙시블 기판(218)과 접촉하고 있는 압전체(120) 및 압전 플레이트(122)와의 연결 관계를 설명하기 위한 확대 단면도이다.

도 9를 참조하면, 제2 코일(226)은 원판 중공형 코일의 주면이 플랙시블 기판(218)과 넓은 접촉면에서 결합되어 있다. 이에 따라, 전자기적 상호 작용에 의해 제2 코일(226)이 움직이면 이에 연동하여 플랙시블 기판(218)도 움직인다. 즉, 제2 코일(226)에 전류가 인가되어 제2 코일(226)이 자성을 띠게 되면, 제2 코일(226)의 자력 극성에 따라 제2 코일(226)이 움직이고, 제2 코일(226)에 고정되어 있는 플랙시블 기판(218)이 움직이게 된다. 제2 코일(226)는 원판 중공형 코일 구조를 가짐으로 인해, 일반적인 원통형 코일 구조에 비해서 큰 자력값을 갖는다.

도 10은 플랙시블 기판(218)과 접촉하고 있는 압전체(220) 및 압전 플레이트(222)와의 연결 관계를 설명하기 위한 확대 단면도이다.

도 10을 참조하면, 플랙시블 기판(218)의 상면(218-1)은 제2 코일(226)의 하면과 접촉된 상태로 연결되어 있고, 플랙시블 기판(218)의 하면(118-2)은 압전체(220)의 상면과 접촉된 상태로 연결되어 있음을 확인할 수 있다.

또한, 플랙시블 기판(218)은 일측이 연장 및 절곡되어 압전 플레이트(222)와 연결될 수 있다. 이를 위해, 플랙시블 기판(218)은 일측이 연장 및 절곡된 연결부(218-3)를 포함하고 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 연결부(218-3)는 플랙시블 기판(118)의 엣지 부분의 일부가 연장되어 "U" 형상으로 절곡된 구조를 도시하고 있다.

도 11은 도 1에 도시된 이어폰용 스피커 유닛의 A-A를 기준으로 하는 제3 실시예(300)의 측단면도이고, 도 12는 도 11에서 도시한 이어폰용 스피커 유닛(300)의 분해도이다.

제3 실시예의 이어폰용 스피커 유닛(300)은 프레임(302), 제1 마그넷(304), 제2 마그넷(306), 제1 플레이트(308), 제1 코일(310), 진동판(312), 제3 플레이트(314), 플랙시블 기판(316), 압전체(318), 압전 플레이트(320)를 포함하고 있으며, 이외에도 요크(322) 및 제3 코일(324)을 더 포함할 수 있다.

제3 실시예인 이어폰용 스피커 유닛(300)을 구성하는 프레임(302), 제1 마그넷(304), 제2 마그넷(306), 제1 플레이트(308), 제1 코일(310), 진동판(312), 제3 플레이트(314), 플랙시블 기판(316), 압전체(318), 압전 플레이트(320)는 각각 제1 실시예인 이어폰용 스피커 유닛(100)을 구성하는 프레임(102), 제1 마그넷(104), 제2 마그넷(106), 제1 플레이트(108), 제1 코일(112), 진동판(114), 제3 플레이트(116), 플랙시블 기판(118), 압전체(120) 및 압전 플레이트(122)와 대응하므로 상세한 설명을 생략한다.

이하에서는 제1 실시예인 이어폰용 스피커 유닛(100)과 차이가 있는 제3 실시예의 요크(322) 및 제3 코일(324)에 대해 설명한다.

요크(322)는 제2 마그넷(306)의 내측에 배치되는 돌출형 구조체이다. 요크(322)는 돌출부(322-1)와 지지부(322-2)를 포함한다. 돌출부(322-1)는 돌출되어 통형 자성체인 제2 마그넷(306)의 내측에 위치한다. 돌출부(322-1)는 제2 마그넷(306)의 내주면과 일정 거리 이상 이격된 상태로 배치될 수 있다. 지지부(322-2)는 돌출부(322-1)의 일단에서 측면 방향으로 연장된 판형 구조를 가지며, 제2 마그넷(306)의 상면에 접촉하여 배치될 수 있다.

제3 코일(324)은 제2 마그넷(306)과 요크(322) 사이에서 전자기적 상호 작용을 수행하는 코일이다. 제3 코일(324)은 고역대 소리를 재생하기 위한 것일 수 있다.

제3 코일(324)은 제2 마그넷(306)의 내측과 요크(322)의 외측 사이에 배치되어 있다. 즉, 제3 코일(324)은 제2 마그넷(306)의 내주면과 요크(322)의 외주면 사이에 배치되어 있다. 또한, 제3 코일(324)은 반경방향(y)으로 제3 플레이트(314)의 내측에 배치될 수 있다. 이를 위해, 제3 코일(324)은 원통형 코일일 수 있다. 이때, 제3 플레이트(314)는 제3 코일(324)을 수용할 수 있도록 중앙 부분이 중공된 링형 플레이트일 수 있다.

또한, 제3 코일(324)의 일측은 플랙시블 기판(316)의 상면에 고정되어 있다. 이에 따라, 제3 코일(324)에 전류가 인가되어 자력 극성에 따라 제3 코일(324)이 움직이고, 제3 코일(324)에 고정되어 있는 플랙시블 기판(316)이 움직이게 된다.

이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 이어폰용 스피커 유닛에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.

본 발명은 2Way 스피커의 트위터 성능 고도화 구조로써 일반적인 스피커는 우퍼나 트위터 진동판으로 필름형 소재(PET,PEN,PEEK, TPU, TPEE,TPE 등)를 진동판으로 활용한다. 본 발명에서의 진동판은 압전 소자를 활용한 피에조 기술을 트위터에 적용하여 하이 레졸루션 즉 고해상도의 음향 성능을 구현할 수 있다. 이는 기존의 유니트 부품인 플랙시블 기판(FPCB0를 접점으로 연결하여 구조적 간소화를 도모함으로써, 공정 자동화 및 안정적 공정을 구축할 수 있고 이로 인한 공정 공차를 축소하여 품질 개선과 성능을 향상시킬 수 있다.

예를 들어, 기존의 스피커 유닛의 제조 공정의 경우에는, 트위터 진동판 성형, 트위터 진동판 커팅, 트위터 진동판과 코일 부착, 코일 정형, 플랙시블 기판의 부착, 플랙시블 기판과 트위터 진동판의 부착, 전기적 연결을 위한 코일의 솔더링 공정 등이 요구된다. 그러나, 본 발명에 따르면, 압전체와 코일의 부착, 플랙시블 기판과 압전체의 접합, 코일의 솔더링, 플랙시블 기판의 부착 등의 공정이 요구될 뿐, 트위터 진동판의 성형, 트위터 진동판의 커팅, 코일 정형 등의 공정이 필요 없으므로, 기존에 비해서 제조 공정의 단순화 및 공정 축소를 도모할 수 있다.

또한, 최근 무선 음향기기의 트랜드는 디자인적 요소로 인하여 부품의 소형화 슬림화를 추가하여 보다 작게 보다 얇게 만들고 동등 이상의 성능을 요구한다. 이에 따라, 본 발명은 10파이 이하의 소형 2웨이 스피커에서 피에조 트위터의 구동력 개선을 위하여 트위터에 수평 코일을 적용하여 진동폭을 향상하여 주파수 대역폭과 음압 상승을 이룰 수 있도록 한다.

전술된 본 발명의 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100, 200, 300: 이어폰용 스피커 유닛
102, 202, 302: 프레임
104, 204, 304: 제1 마그넷
106, 206, 306: 제2 마그넷
108, 208, 308: 제1 플레이트
110, 210: 제2 플레이트
112, 212, 310: 제1 코일
114, 214, 312: 제1 진동판
116, 216, 314: 제3 플레이트
118, 218, 316: 플랙시블 기판
120, 220, 318: 압전체
122, 222, 320: 압전 플레이트
224: 제3 마그넷
226: 제2 코일
322: 요크
324: 제3 코일

Claims (12)

1. 내부 수용공간을 포함하는 프레임;
   상기 프레임의 상기 내부 수용공간 내에 배치되는 제1 마그넷 및 상기 제1 마그넷의 내측에 배치되는 제2 마그넷;
   상기 제1 마그넷의 내측과 상기 제2 마그넷의 외측 사이에 배치되는 제1 코일;
   상기 제1 마그넷의 상측에 배치되는 제1 플레이트;
   상기 제1 플레이트의 상측에 배치되되, 상기 제1 코일의 일측에 고정되는 진동판;
   상기 제1 마그넷 및 상기 제2 마그넷의 하측에 배치되는 플랙시블 기판;
   상기 플랙시블 기판의 하측에 배치되는 압전체;
   상기 압전체의 하면에 밀착되어 있는 압전 플레이트를 포함하고,
   상기 플랙시블 기판은,
   일측이 연장 및 절곡된 연결부를 포함하고,
   상기 연결부는 상기 압전 플레이트의 일측과 연결되고,
   상기 플랙시블 기판의 하면은 상기 압전체의 상면과 접촉하고,
   상기 압전 플레이트는 상기 압전체의 하면에 밀착되어 있으며,
   상기 압전체와 상기 압전 플레이트에 서로 다른 극성의 전기 신호가 인가되는 것을 특징으로 하는 이어폰용 스피커 유닛.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 압전체는 세라믹 재질이고, 상기 압전 플레이트는 금속 재질인 것을 특징으로 하는 이어폰용 스피커 유닛.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 압전 플레이트는,
   원판형 플레이트 및 다각판형 플레이트 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이어폰용 스피커 유닛.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 압전 플레이트는,
   끝단이 절곡되어 상기 플랙시블 기판에 고정되는 것을 특징으로 하는 이어폰용 스피커 유닛.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 마그넷의 상측에 배치되는 제2 플레이트; 및
   상기 제2 마그넷의 하측과 상기 플랙시블 기판의 상측 사이에 배치되는 제3 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이어폰용 스피커 유닛.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 제3 플레이트는,
   판형 플레이트 및 링형 플레이트 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이어폰용 스피커 유닛.
8. 청구항 7에 있어서,
   링형 자성체인 상기 제2 마그넷의 내측에 배치되는 제3 마그넷; 및
   상기 제3 플레이트의 내측에 배치되되, 일측이 상기 플랙시블 기판의 상면에 고정되어 있는 제2 코일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이어폰용 스피커 유닛.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 제2 코일은,
   원판 중공형 코일인 것을 특징으로 하는 이어폰용 스피커 유닛.
10. 청구항 1에 있어서,
    링형 자성체인 상기 제2 마그넷의 내측에 배치되는 돌출형 구조의 요크; 및
    상기 제2 마그넷의 내측과 상기 요크의 외측 사이에 배치되는 제3 코일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이어폰용 스피커 유닛.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제3 코일은,
    원통형 코일을 포함하되, 상기 원통형 코일의 일측은 상기 플랙시블 기판의 상면에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 이어폰용 스피커 유닛.
12. 청구항 10에 있어서,
    상기 제2 마그넷의 하측과 상기 플랙시블 기판의 상측 사이에 배치되는 제3 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이어폰용 스피커 유닛.
    

Images