KR19990073617A

KR19990073617A - 듀얼 음원 구조를 갖는 전기-음향 변환기

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Publication number: KR19990073617A
Application number: KR1019990031342A
Authority: KR
Inventors: 유동옥; 김경호
Original assignee: 장세열; 주식회사 마이크로 텍
Priority date: 1999-07-30
Filing date: 1999-07-30
Publication date: 1999-10-05
Also published as: EP1073312A2; KR100336296B1; CN1283067A; JP2001054192A; TW463516B; US6404896B1

Abstract

본 발명은 듀얼 음원과 보조 자기회로 구조를 채용함에 의해 모니터, 노트북 PC와 같은 소형 전자기기에서 초소형/초슬림 크기로 하이 파워(Hi-power), 광대역 주파수 재생 및 고효율의 음향변환이 이루어질 수 있는 듀얼 음원 구조를 갖는 전기-음향 변환기에 관한 것이다.

본 발명은 일정한 간격으로 일렬로 제1 내지 제3 요홈이 형성된 요크와, 제1 내지 제3 요홈에 서로 동일한 극성방향으로 배치되어 비교번 자계를 발생하는 제1 내지 제3 영구자석과, 외주부와 요크의 상단부 사이에 제1 및 제2 자기갭을 형성하기 위한 제1 및 제2 플레이트와, 구동신호가 인가될 때 동일한 위상의 교번 자계를 발생하며 제1 및 제2 자기갭에 배치되어 비교번 자계와의 상호작용에 따라 상하로 변위되는 제1 및 제2 코일과, 요크를 중앙에 위치 설정한 상태로 외주부가 요크를 둘러싸며 내부에 요홈을 형성하도록 외주부가 직각으로 연장 형성된 4각 형상의 프레임과, 제1 및 제2 코일이 지지되며 제1 및 제2 코일이 상하로 변위될 때 구동신호에 대응한 음향이 발생되는 진동판으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

듀얼 음원 구조를 갖는 전기-음향 변환기{Electric-Acoustic Transducer Having Dual Voice Coil Drivers}

본 발명은 듀얼 음원 구조를 갖는 전기-음향 변환기에 관한 것으로, 특히 듀얼 음원과 보조 자기회로 구조를 채용함에 의해 모니터, 노트북 PC와 같은 소형 전자기기에서 초소형/초슬림 크기로 하이 파워(Hi-power), 광대역 주파수 재생 및 고효율의 음향변환이 이루어질 수 있는 듀얼 음원 구조를 갖는 전기-음향 변환기에 관한 것이다.

일반적으로 음향 재생기는 혼스피커와, 콤퍼넌트 시스템과 같은 하이파이 오디오 시스템에 사용되며 일정한 주파수 대역을 커버하는 우퍼, 미드레인지 및 트위터 등으로 이루어지는 시스템 스피커와, 하나의 유닛으로 전 주파수 대역을 커버하는 일반 스피커와, 초소형 캠코더, 워크맨 등과 같이 초경량·초슬림형 구조를 갖는 마이크로스피커와, 이동통신용 단말기에 사용되는 리시버와, 일부가 귀속에 삽입되는 구조를 갖는 이어폰과, 특정 대역의 주파수만을 수신하는 부저로 분류된다.

종래의 일반 스피커는 단일 마그넷이 요크의 내부에 설치되고, 마그넷의 상부에 톱플레이트가 설치된 자기회로의 자기갭(G)에 보이스 코일이 권취된 보빈이 위치해 있다. 또한 보빈의 상부는 각각 외주부가 프레임의 상부와 하부에 고정되고 중심부가 원형으로 천공된 진동판과 댐퍼에 고정되고, 진동판의 중앙부에 보빈의 구멍을 막기 위한 센터캡(다른 말로 더스트캡)이 결합된 구조를 갖고 있다.

그러나 휴대폰, 캠코더, 노트북 PC, 초소형 카세트 등에 사용되는 마이크로스피커(Micro speaker)(이하 "소형 스피커"라 함) 등은 세트의 소형화에 대응하여 초소형이면서 극박형 구조를 이룰 수 있도록 댐퍼를 생략함과 동시에 프레임 부분의 높이를 낮춘 동전형(動電形 ; Electrodynamic type) 구조를 채용하고 있다.

이러한 동전형 스피커는 도 1a에 도시된 바와같이 요홈구조의 프레임(2)의 상단에 프로텍터(1)가 덮여 있고 프레임(2)의 바닥 배면에 단자판(9)이 고정되어 있으며, 프레임 바닥의 중심부분에 고정된 요크(8)와 그의 내측에 결합된 고정자석(6) 및 플레이트(7)가 자기회로를 형성한다. 진동판(3)에 고정된 무빙 코일(5)은 요크(8)와 플레이트(7) 사이의 에어갭 사이에 유동 가능하게 배치되도록 프레임(2)의 중간 단차부에 진동판(3)의 에지가 고정된다. 도 1a에서 부재번호 10은 통기공이고, 11은 코일선이다.

상기 동전형 소형 스피커는 고정된 자기회로에서 발생되는 비교번(직류) 자속과 상하유동 가능한 무빙 코일(5)에서 발생되는 교번(교류) 회전 자속이 서로 반응하여 발생되는 흡입 및 반발력에 의해 진동판(3)과 무빙 코일(5)이 상/하로 진동하여 음향을 발생시키는 구조이다.

그러나 도 1a에 도시되어 있는 상기 동전형 스피커의 경우 그 크기를 캠코더, Note PC, 소형 카세트, 정보통신 휴대 단말기 등에 적용하기 위한 초소형으로 제작하는 경우 스피커의 구조상 상기한 포터블 전자기기가 요구하는 저음 및 고음 영역의 확장 재생이 불가능하다.

더욱이, 상/하로 진동하는 무빙 코일(5)로 외부로부터 전기 에너지를 공급하기 위한 코일선(11)이 플렉시블 와이어를 사용하여 도 1a 및 도 1b와 같이 양단부를 단단한 접착제(12,13)로 고정하고 이들의 중간부분을 부드러운 접착제(14)를 사용하여 진동판에 고정시키고 있으나, 과입력신호 인가시에는 단선이 발생할 수 있다.

더욱이, 스피커의 상하 높이가 4mm 이하인 경우는 이보다 더 작은 길이로 코일이 권취된 보빈(4)의 상단에 플렉시블 와이어와 코일(5)을 연결 고정시키는 것이 구조적으로 작업성이 떨어지며, 대입력 인가시 코일의 진동에 따른 진동폭을 수용하지 못할 때 단선이 발생하게 된다.

또한 상기한 코일선(11)의 단선을 우려하여 입력을 제한하므로 대 출력이 불가능하고, 더욱이 스피커 내부에 대 출력을 소화할 수 있는 무빙 코일(5)의 충분한 상하 진동공간을 확보하지 못한다는 결점을 가지고 있다.

참고로 현재 시판되고 있는 소형 스피커 제품은 실질적인 정격입력에 있어서, 직경이 20mm 이하 제품의 정격입력은 0.01(W) ~ 0.1(W) 정도이고, 직경 36mm 제품의 경우는 0.2(W) ~ 0.5(W)정도이며, 직경 50 ~ 57mm 제품은 0.5(W) ~ 1(W) 정도의 전력을 수용하고 있다.

한편, 노트북 PC와 같이 표시화면을 구비하는 기기에 있어서는 표시화면의 좌우측 또는 PC 하우징의 전면에 슬림형으로 이루어진 모델을 사용하고 있다. 이러한 슬림형 모델은 직사각형의 오발(oval) 구조를 이루며, 그의 크기는 28×40mm으로부터 시작하여 현재 가장 작은 크기로서 16×35mm 크기까지 제안되고 있다. 상기 16×35mm 제품인 경우 높이가 최소 4.5mm일 때, 480∼16khz의 재생 대역폭을 가지며, 1M/1W인 경우 73dB의 음향출력을 얻을 수 있다.

이와같이 스피커의 크기가 작아짐에 따라 구조적인 많은 제약이 야기되어 일반적으로 저음공진 주파수(f₀)는 높아지고, 효율과 출력은 낮아지게 된다.

한편, 종래의 전기-음향 변환 이론 및 구조로 이루어진 전자형(電磁形) 스피커는 그 실질적인 응용에 있어 극히 협소한 1 또는 2 KHz의 단음 신호만을 재생하는 부저(Buzzer)로서의 기능만을 사용하고 있는 실정이다.

상기와 같은 이유로 인하여 향후 비디오, 오디오, 사무처리의 기능이 모두 복합화된 소형화 개인정보처리 단말기의 실현을 위해서는 초소형이면서도 광대역의 음향 재생과 대 입력을 수용할 수 있고, 더욱 바람직하게는 납땜 없이 세트에 자동 실장할 수 있는 다기능이 하나의 유닛으로 통합된 슈퍼급 소형 스피커의 출현이 시급한 과제로 떠오르고 있는 추세이다.

상기한 정보처리 단말기용 이상적인 소형 스피커의 규격을 요약하면 다음과 같다.

(가) 재생 주파수 대역 : 200Hz∼16KHz

(나) 크기 : 단축(13mm)×장축(50mm)×높이(4.1mm)

(다) 정격 전기입력(rated input power) : 2W

(라) 음향변환출력(SPL) : 1m 거리/1W 출력일 때 80dB(단, 0dB=20μPa)

(마) 장착성 : 조립용 나사를 사용하지 않을 것

따라서 본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 듀얼 음원과 보조 자기회로 구조를 채용함에 의해 모니터, 노트북 PC와 같은 소형 전자기기에서 초소형/초슬림 단일 유닛으로 고출력/고효율의 음향변환이 이루어질 수 있는 전기-음향 변환기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 다수의 보이스 코일 드라이버를 구비하여 고출력/고효율 및 싱글 드라이버 일 때 장축으로 인하여 발생되는 언밸런스 진동을 억제한 고품질의 깨끗한 음향재생이 이루어지는 전기-음향 변환기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 소형 크기의 단일 유닛으로서 각종 휴대 전자기기의 부저, 리시버 및 마이크로 스피커의 모든 음향재생 기능을 커버할 수 있는 광대역 주파수 재생 기능을 갖는 소형 스피커를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 기능을 수행함과 동시에 세트에 대한 자동장착과 제조공정의 자동화가 용이한 구조를 갖는 오발형 소형 스피커를 제공하는데 있다.

도 1a는 종래의 동전형(動電形;Electrodynamic type) 스피커의 단면도,

도 1b는 도 1a의 코일선 고정구조를 보여주는 진동판의 배면도,

도 2a는 본 발명의 제1실시예에 따른 듀얼 음원 구조를 갖는 오발형 소형 스피커의 평면도,

도 2b는 도 2a의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도,

도 2c는 제1실시예의 저면도,

도 2d는 도 2c의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도,

도 3a는 제1실시예에 사용되는 요크의 평면도,

도 3b는 도 3a의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도,

도 3c는 도 3a에 도시된 요크의 저면도,

도 3d는 도 3c의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도,

도 4는 제1실시예에 사용되는 PCB를 보여주는 평면도,

도 5는 제1실시예에서 코일선의 고정구조를 보여주는 평면도,

도 6은 본 발명의 제1실시예에서 음성 변환원리를 설명하기 위한 설명도,

도 7a 및 도 7b는 각각 본 발명의 표면실장형 스피커 완성품을 세트의 하우징에 조립할 때 세트의 수용홈을 보여주는 세트의 사시도와 스냅 결합 구조를 보여주는 단면도,

도 8a는 본 발명의 제1실시예에서 변형된 코일선 고정구조를 갖는 오발형 소형 스피커의 진동판 제거 평면도,

도 8b는 도 8a의 Ⅴ-Ⅴ선 단면도,

도 8c는 도 8a의 저면도,

도 8d는 도 8c의 Ⅵ-Ⅵ선 단면도,

도 8e는 도 8c의 우측면도,

도 9a는 본 발명의 제2실시예에 따른 분할공진 방지용 리브가 형성된 진동판을 갖는 오발형 소형 스피커의 평면도,

도 9b는 도 9a의 저면도,

도 9c는 도 9a의 진동판에 대한 확대 단면도,

도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 독립된 듀얼 음원 구조를 갖는 오발형 소형 스피커의 단면도,

도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 싱글 음원-듀얼 보조 자기회로를 채용한 오발형 소형 스피커의 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

20 ; 본 발명 스피커 22 ; 프레임

22a ; 바닥 22b ; 단차부

22c ; 받침대 23,23a ; 관통공간부

24a-24d ; 가이드 25a-25b ; 접착제

25c,26 ; 몰딩재 30,105 ; 통기공

31 ; 진동판 32 ; 에지

33 ; 바디 34,35 ; 보빈

36,37 ; 코일 38 ; 가스켓

39 ; 결합홈 40 ; 요크

41 ; 몸체 42-44 ; 요홈

45 ; 단차부 46 ; 가이드

50 ; PCB 51,52 ; 전극패턴

51a-52b ; 전극패드 51c,52c ; 연결부

54-55b ; 잔여선 60a-60c ; 자기회로

61-63 ; 영구자석 64,64a,65 ; 플레이트

70 ; 세트 71 ; 스냅 결합돌기

72 ; 수용홈 80 ; 진동판

81,83 ; 바디 82,84,85 ; 더스트 캡

86-89 ; 리브 90 ; 진동판 보강용 바디

91-93 ; 개구 94 ; 넥크부

100a-100b ; 요크 103a,103b,120 ; 자기회로

110 ; 프레임 121,122 ; 보조 자기회로

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 일정한 간격으로 일렬로 제1 내지 제3 요홈이 형성된 요크와, 상기 제1 내지 제3 요홈에 서로 동일한 극성방향으로 배치되어 비교번 자계를 발생하는 제1 내지 제3 영구자석과, 상기 제1 및 제3 영구자석의 상부면에 장착되어 외주부와 요크의 상단부 사이에 제1 및 제2 자기갭을 형성하기 위한 제1 및 제2 플레이트와, 외부로부터 전기적인 구동신호가 인가될 때 동일한 위상의 교번 자계를 발생하며 상기 제1 및 제2 자기갭에 배치되어 제1 내지 제3 영구자석으로부터 발생된 비교번 자계와의 상호작용에 따라 상하로 변위되는 제1 및 제2 코일과, 상기 요크를 중앙에 위치 설정한 상태로 외주부가 요크를 둘러싸며 내부에 요홈을 형성하도록 외주부가 직각으로 연장 형성된 4각 형상의 프레임과, 상기 제1 및 제2 코일이 지지되며 외주부가 상기 프레임의 상단에 지지되어 제1 및 제2 코일이 상하로 변위될 때 상기 구동신호에 대응한 음향이 발생되는 진동판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기-음향 변환기를 제공한다.

상기 제1 및 제2 자기갭을 형성하기 위한 요크, 제1 및 제3 영구자석, 및 제1 및 제2 플레이트는 제1 및 제2 코일을 구동하기 위한 제1 및 제2 자기회로를 형성하며, 상기 제2영구자석으로부터 발생된 비교번 자속은 인접한 제1 및 제2 자기회로의 비교번 자속에 부가됨에 따라 변환효율(SPL)이 증가된다.

또한, 상기 프레임은 요크의 양측 외측부에 요홈의 내부와 관통하는 제1 및 제2 관통구멍과, 각각 상기 제1 및 제2 코일로부터 제1 및 제2 관통구멍을 통하여 인출된 한쌍의 제1 및 제2 연장선을 지그재그 형태로 성형하기 위한 제1 및 제2 가이드 수단과, 상기 제1 및 제2 관통구멍 양측의 프레임 하부면 각각에 제1 및 제2 연장선 각각의 양단이 연결되는 제1 내지 제4 전극패드가 인쇄되고, 일측에 형성된 제1 및 제2 전극패드는 타측에 형성된 제3 및 제4 전극패드와 상호 연결되어 상기 제1 및 제2 코일을 병렬로 접속하며, 외부의 구동신호가 인가되는 전극단자와, 상기 제1 및 제2관통구멍을 포함한 제1 및 제2 연장선의 중간부분에 단선을 방지하기 위하여 충진되는 부드러운 몰딩재를 더 포함한다.

이 경우 상기 제1 및 제2 가이드 수단은 제1 및 제2 연장선의 타단을 제1 내지 제4 전극패드에 고정시킨 상태에서 제거되는 것이 바람직하다.

상기 진동판은 4각 판형상의 바디와 상기 바디를 프레임에 고정시키기 위한 에지로 구성될 수 있다.

더욱이 상기 진동판은 중·고음 영역에서 분할공진되는 현상을 방지하기 위하여 제1 및 제2 코일이 부착되는 제1 및 제2 넥크부로부터 각각 양측단으로 콘형상으로 연장된 제1 및 제2 부분과, 각각 상기 제1 및 제2 넥크부 내측의 제1 및 제2 더스트 캡과, 제1 및 제2 넥크부 사이의 제2요홈 상부에 형성된 제3 더스트 캡의 내측에 돔형상을 이루는 제3 내지 제5 부분과, 상기 제1 및 제2 넥크부 사이에 평면을 이루는 제6 부분과, 상기 제1 내지 제3 더스트 캡의 중앙부를 제외하고 제1 내지 제6 부분의 중앙부를 따라 일정한 폭과 동일한 높이로 불연속적으로 돌출되어 중·고음 영역에서 진동판이 분할공진하는 것을 억제하기 위한 제7부분과, 상기 제1 내지 제7부분으로 이루어지는 바디부분을 프레임에 지지하기 위한 에지로 구성되며, 상기 제1 내지 제7 부분과 에지는 일체형으로 형성될 수 있다.

이 경우 상기 제1 내지 제6부분과 동일한 형상을 이루며 제1 내지 제3 더스트 캡의 중앙부에 대응한 구멍을 갖고 진동판의 하부에 부착되어 진동판의 비직선 일그러짐을 감소시키기 위한 보강용 바디를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 본 발명은 프레임의 바닥에 음향방출 및 방열을 위해 다수의 통기공이 형성되어 있다.

한편, 본 발명의 전기-음향 변환기는 상기 프레임의 하부면 4 모서리 부분에 각각 형성되어 세트에 형성된 제1 내지 제4 스냅 결합돌기와 스냅결합이 이루어지는 제1 내지 제4 결합홈을 구비함에 의해 자동장착이 이루어질 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 일정거리를 두고 배치되며 내부에 제1 및 제2 요홈이 형성된 제1 및 제2 요크와, 상기 제1 및 제2 요홈에 서로 동일한 극성방향으로 배치되어 비교번 자계를 발생하는 제1 및 제2 영구자석과, 상기 제1 및 제2 영구자석의 상부면에 장착되어 외주부와 요크의 상단부 사이에 제1 및 제2 자기갭을 형성하기 위한 제1 및 제2 플레이트와, 외부로부터 전기적인 구동신호가 인가될 때 동일한 위상의 교번 자계를 발생하며 상기 제1 및 제2 자기갭에 배치되어 제1 및 제2 영구자석으로부터 발생된 비교번 자계와의 상호작용에 따라 상하로 변위되는 제1 및 제2 코일과, 상기 제1 및 제2 요크를 일정거리를 두고 중앙에 위치 설정한 상태로 외주부가 요크를 둘러싸며 내부에 요홈을 형성하도록 외주부가 직각으로 연장 형성된 4각 형상의 프레임과, 상기 제1 및 제2 코일이 지지되며 외주부가 상기 프레임의 상단에 지지되어 제1 및 제2 코일이 상하로 변위될 때 상기 구동신호에 대응한 음향이 발생되는 진동판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기-음향 변환기를 제공한다.

상기 제1 및 제2 코일은 병렬 또는 직렬 접속될 수 있으며, 매칭 임피던스를 고려할 경우 병렬 접속되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 일정한 간격으로 일렬로 제1 내지 제3 요홈이 형성된 요크와, 상기 제1 내지 제3 요홈에 서로 동일한 극성방향으로 배치되어 비교번 자계를 발생하는 제1 내지 제3 영구자석과, 상기 제2 영구자석의 상부면에 장착되어 외주부와 요크의 상단부 사이에 자기갭을 형성하기 위한 플레이트와, 외부로부터 전기적인 구동신호가 인가될 때 교번 자계를 발생하며 상기 자기갭에 배치되어 제2 영구자석으로부터 발생된 비교번 자계와의 상호작용에 따라 상하로 변위되는 코일과, 상기 요크를 중앙에 위치 설정한 상태로 외주부가 요크를 둘러싸며 내부에 요홈을 형성하도록 외주부가 직각으로 연장 형성된 4각 형상의 프레임과, 상기 코일이 지지되며 외주부가 상기 프레임의 상단에 지지되어 코일이 상하로 변위될 때 상기 구동신호에 대응한 음향이 발생되는 진동판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기-음향 변환기를 제공한다.

이 경우 상기 자기갭을 형성하기 위한 요크, 제2 영구자석, 및 플레이트는 코일을 구동하기 위한 제1자기회로를 형성하며, 상기 제1 및 제3 영구자석으로부터 발생된 비교번 자속은 자기회로의 비교번 자속에 부가된다.

상기한 본 발명은 전기-음향 변환기 중에서 특히 초소형/초박형의 제품에 적합한 구조를 제공한다.

본 발명에서는 듀얼 코일 구조에 의해 진동계의 무게를 증가시켜 저음공진 주파수를 낮추어 부저, 리시버 및 마이크로 스피커의 모든 기능이 통합된 광대역 범위의 음향재생 능력을 갖게 된다.

또한, 본 발명에서는 플렉시블 와이어를 사용하지 않고 코일과 전극단자판 사이를 연결할 수 있어 단선의 문제를 해결하면서 듀얼 음원 및 보조 자기회로의 보강에 의해 높은 내입력을 수용하여 고출력/고효율의 특성을 나타내며 스냅결합방식으로 납땜 없이 세트에 자동 실장이 가능한 새로운 구조를 제공한다.

따라서, 본 발명은 비디오, 오디오, 사무처리의 기능이 모두 복합화 된 개인정보처리 단말기의 실현을 앞당길 수 있게 된다.

(실시예)

이하에 상기한 본 발명을 바람직한 실시예가 도시된 첨부도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.

A. 제1실시예의 구성

첨부된 도 2a 내지 도 2d에는 본 발명의 제1실시예에 따른 듀얼 음원 구조를 갖는 오발형 소형 스피커, 도 3a 내지 도 3d에는 이에 사용되는 요크, 도 4에는 PCB가 도시되어 있다.

먼저, 도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 오발형 소형 스피커(20)는 프레임(22)이 사각통 형상으로서 내부에 요홈구조를 이루며 내측벽에 단차부(22b)를 갖는다. 프레임(22)의 앞면(상부면)은 개구된 상태이고, 바닥(22a)에는 진동판(Diaphragm)(31)의 원활한 진동을 위해 다수의 통기공(30)이 좌우측에 배열되어 있으며, 뒷면(하부면)의 4 모서리 부분에는 각각 세트에 형성된 4개의 스냅 결합돌기와 스냅결합이 이루어지는 4개의 결합홈(39)이 형성되어 있다.

프레임(22)의 바닥(22a)에는 도 4에 도시된 PCB(50)에 도 3에 도시된 타원형 요크(40)가 결합된 상태로 인서트 몰딩방법으로 도 5와 같은 형상으로 일체로 성형한다.

상기 요크(40)는 타원형 몸체(41) 내부에 3개의 원형 요홈(42-44)이 형성되고, 좌/우측에는 종래와 같은 별도의 플렉시블 와이어를 사용하지 않고 각 코일(36,37)의 잔여선(54a,54b,55a,55b)을 사용하여 프레임(22)의 배면 양측으로 노출되는 PCB(50)의 전극패턴(51,52)에 연결시킬 때 쉽게 잔여선(36)이 수평으로 통과할 수 있고 코일이 상하로 진동할 수 있는 진동폭을 증가시킬 수 있도록 약 0.3-0.5mm 높이의 단차부(45)가 형성되어 있다.

또한 몸체(41)의 외주부에 형성된 가이드(46)는 인서트 몰딩으로 프레임(22)을 사출할 때 요크(40)가 흔들리는 것을 막아주는 역할을 한다.

상기 3개의 요홈(42-44) 내부에는 도 6과 같이 각각 3개의 디스크형 영구자석(61-63)이 장착되어 있고, 이중에서 자기갭(G1,G2)이 형성되는 영구자석(61,63)의 상부에는 자석의 자속력을 자기갭에 집중시켜 변환 효율을 향상시키기 위한 디스크형 플레이트(64,65)가 고정되어 있다. 상기 요크(40)와 플레이트(64,65)는 자로 형성재질로 이루어진다.

한편, 상기 자기갭(G1,G2)에는 각각 외주부에 보이스 코일(36,37)이 권취된 2개의 보빈(34,35)이 위치되도록 보빈(34,35)의 상단부가 평면형 진동판(31)의 하부에 고정되어 있다.

이 경우 진동판(31)은 대략 4각형상의 바디(33)와 상기 바디(33)를 프레임(22)의 단차부(22b)에 지지시키기 위한 다운롤형(down roll type) 에지(32)로 구성되어 있다.

바디(33)로 사용 가능한 재료는 고분자 소재인 폴리에틸렌(PE), 피이티(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌이미드(PEI), 폴리이미드(PI), 캡톤(CAPTON), 또는 역자성, 반자성 계열의 금속 소재인 티탄(Ti), 알루미늄(Al), 듀랄루민, 스테인레스, 황동, 인청동이 사용될 수 있다.

에지(22)의 단면 형상은 상기한 다운롤형 이외에도 업롤형, 평면형, 웨이브형일 수 있으며, 또한 상기 에지는 완충 작용을 하는 가스켓 일체형일 수 있고, 그 재료는 실리콘, 고분자계열 수지, 섬유, 고무 등일 수 있다.

이 경우 상기 진동판(31)의 바디(33)와 에지(32)는 상기한 예들과 같이 별개로 제작하여 결합될 수 도 있고, 일체형으로 제작될 수 도 있으며, 그 외형은 직사각형을 이룬다.

더욱이 상기 에지(32)를 고정시키기 위한 러버 또는 EVA 소재의 가스켓(38)을 추가로 사용할 수 있다.

상기한 2개의 보이스 코일(36,37)은 임피던스 매칭을 위하여는 병렬(단, 직렬도 가능함)접속에 의해 회로를 구성하고, 세트 본체로부터 동일한 구동신호, 예를들어 음성신호가 동일한 위상으로 인가되도록 동일한 권취방향으로 권취된 코일을 사용하여 동일한 방향으로 신호를 인가하는 것이 바람직하며, 만약 2 코일(36,37)을 역위상으로 접속하는 경우는 위상차이에 따라 진동판(31) 좌우의 진동이 밸런스가 무너지게 되어 저음감이 상실되고 진동판의 역할을 수행하지 못하게 된다.

따라서, 보이스 코일(36,37)의 병렬접속을 위하여 PCB(50)에 형성된 도전성 금속재로 이루어진 한쌍의 전극패턴(51,52)은 각각 양측 단부의 전극패드(51a,51b;52a,52b)가 연결부(51c;52c)를 통하여 상호 연결되어 있다. 그 결과 제1코일(36)로부터 인출된 2 잔여선(54a,54b)과 제2코일(37)로부터 인출된 2 잔여선(55a,55b)을 각각 일측 전극패드(51a,51b)와 타측 전극패드(52a,52b)에 각각 솔더링 고정시키면 병렬접속이 이루어지게 된다.

한편, 본 발명에 있어서는 각 코일(36,37)의 잔여선(54a,54b,55a,55b)을 PCB(50)의 전극패드(51a,51b;52a,52b)에 연결할 때 먼저 도 5와 같이 각 코일(36,37)부터 인출된 2개의 잔여선(54a,54b;55a,55b)을 서로 꼬아서 각각 한선의 잔여선(54,55)으로 정리한다.

그후 각각의 꼬여진 잔여선(54,55)의 일측을 보빈(34,35)에 경화후에 단단해지는 재질의 접착제(25a)를 사용하여 고정하고, 이어서 잔여선(54,55)을 프레임(22)의 바닥(22a)에 형성된 관통공간부(23)의 2개의 돌출된 가이드(24a,24b)를 거쳐서 지그재그 형태로 형상을 이루게 한 뒤 잔여선(54,55)의 타단을 양측 전극패드(51a,52a;51b,52b)에 근접한 PCB(50)에 상기와 동일하게 단단한 접착제(25b)로 고정시킨다.

이어서, 가이드(24a,24b)를 절단하여 제거한 다음 잔여선(54,55)의 관통공간부(23)를 통과하는 지그재그 부분을 경화후에도 부드럽게 유지되는 몰딩재(26)로 채운후 경화시킨다.

그 결과 잔여선(54,55)의 중간부분은 보빈, 즉 진동판(33)이 상하 또는 좌우로 어떤 진동을 할지라도 단선이 발생하지 않고 탄성력을 갖고 신축적으로 대응을 하게 된다. 따라서, 종래에는 이러한 단선의 발생 때문에 허용입력을 제한하였으나 본 발명에서는 상기한 이유로 이러한 제약을 적게 받으므로 높은 내입력을 수용하여 고출력 특성을 갖게 된다.

상기 프레임(22)의 상부에는 프레임의 상단부와 동일한 높이로 다수의 원형 음향 방출공을 가진 프로텍터가 안착되도록 그의 주변부가 프레임의 단차부(22b)에 고정될 수 도 있으나, 일반적으로 생략되는 경우가 많다.

한편, 상기한 제1실시예의 오발형 소형 스피커는 도 7a 및 도 7b와 같이 뒷면(하부면)의 4 모서리 부분에는 각각 세트(70)의 스피커 수용홈(72) 내부에 형성된 4개의 스냅 결합돌기(71)와 스냅결합이 이루어지는 4개의 결합홈(39)이 형성되어 있다.

따라서 본 발명 스피커(20)를 세트(70)에 장착할 때 수용홈(72)에 스피커(20)를 밀어 넣으면 자동적으로 스냅 결합돌기(71)와 결합홈(39) 사이에 스냅결합이 이루어진다.

B. 변형예

도 8a 내지 도 8e를 참고하면, 상기한 제1실시예의 코일선 고정구조에 대한 변형예가 도시되어 있다. 도 8a는 변형된 코일선 고정구조를 갖는 오발형 소형 스피커로서 프레임과 요크 및 PCB가 인서트 사출로 일체화 성형된 상태를 보여주는 평면도, 도 8b는 도 8a의 Ⅴ-Ⅴ선 단면도, 도 8c는 도 8a의 저면도, 도 8d는 도 8c의 Ⅵ-Ⅵ선 단면도, 도 8e는 도 8c의 우측면도를 나타낸다.

상기한 변형예는 도 2c에서 관통공간부(23)와 가이드(24a,24b)의 구조가 변경되어 관통공간부(23a)의 크기가 약 1/2로 줄어들은 대신에 나머지 부분에 PCB(50)와 동일한 레벨의 받침대(22c)가 프레임(22)에 일체로 형성되고, 가이드(24c,24d)는 받침대(22c)에 수직으로 연장 돌출되었다.

그 결과 상기 제1실시예와 유사한 방법으로 코일의 잔여선(55)을 PCB(50)의 전극패드에 고정시킬 때 가이드(24c,24d)를 이용하여 잔여선을 지그재그 형상으로 형성한후 접착제로 잔여선(55)의 양단을 고정하고, 도구를 사용하지 않고 가이드(24c,24d)를 손으로 꺾어서 제거하는 것이 가능하다.

또한, 이어서 부드러운 몰딩제(26)로 잔여선(55)의 중간부분을 몰딩한 경우 받침대(22c)의 지지를 받을 수 있어 더욱 안정된 구조를 이룬다.

그후 잔여선(55)의 2 자유단을 PCB(50) 우측의 한쌍의 전극패드(51a,52a;51b,52b)에 솔더링하여 고정하고 보호용 몰딩제(25c)로 피복하면 코일선의 처리가 도 9b와 같이 완료된다.

이하 본 발명의 제1실시예에 대한 작동원리 및 작용을 더욱더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

C. 고효율 전기-음향 변환원리 및 광대역 재생 구조

도 6에 도시된 바와같이 본 발명의 제1실시예는 단일 요크(40) 내에 3개의 제1 내지 제3 자기회로(60a-60c)가 형성되어 있으며, 이중에서 좌우측에 배치된 제1 및 제3 자기회로(60a,60b)는 그의 자기갭(G1,G2)에 제1 및 제2 코일(36,37)이 배치되어 있어 듀얼 보이스 코일 드라이버(Dual Voice Coil Drivers)를 구성하며, 중앙에 위치한 제2자기회로(60b)는 제1 및 제3 자기회로(60a,60c)의 직류성 자기장(M1,M3)을 보강하는 보조 자기장(M2a,M2b)을 발생하는 보조 자기회로 역할을 한다.

즉, 제1 내지 제3 자기회로(60a-60c)의 제1 내지 제3 영구자석(61-63)이 동일한 방향으로 자극 배치가 이루어지도록 각각의 S극을 요크(40)에 고정시키면 도 6의 화살표 흐름을 따른 자기회로가 형성되어 제1자기회로(60a)의 자기장(M1)에는 제2자기회로(60b)의 보조 자기장(M2a)이 보강되고, 제3자기회로(60c)의 자기장(M3)에는 제2자기회로(60b)의 보조 자기장(M2b)이 보강된다.

또한, 외부, 즉 세트로부터 인가되는 정현파 구동신호는 PCB(50)의 전극패드(51a,51b;52a,52b)를 통해 병렬접속된 제1 및 제2 코일(36,37)에 위상차 없이 동일한 위상으로 인가되어 2개의 교류성 회전 자기장을 발생하게 된다.

따라서, 제1 및 제2 코일(36,37)와 제1 및 제3 자기회로(60a,60c) 사이에는 각각 플레밍의 왼손법칙이 작용하여 코일의 상하변위가 발생하며, 그 결과 코일과 결합된 진동판(33)도 같이 진동하여, 그 결과 공기의 소밀파를 생성하게 되어 음향이 발생하게 된다.

이 경우 상기한 제1실시예는 단일의 스피커 유닛에 2개의 자기회로(60a,60b)를 구비함과 동시에 보조 자기회로(60b)에 의한 직류 자속력의 증강에 따라 스피커의 변환효율(SPL)은 코일 1개를 추가함에 따른 감소분을 보상하고도 오히려 증가하게 된다.

그 결과 종래의 소형 스피커는 1M 거리에서 1W의 입력을 인가할 때 최고 75dB의 음압레벨이 측정되었으나, 본 발명의 소형 스피커는 80dB의 음압레벨이 측정되어, 따라서 종래에 비하여 스피커의 변환효율(SPL)이 향상되었고 2배 이상의 음압 증가의 효과가 나타났다.

더욱이, 제1실시예는 코일이 2개이므로 종래의 단일 코일을 사용하는 스피커보다 1개 코일의 무게가 증가하게 된다. 이러한 진동계의 등가질량(mo)이 증가하면 하기 수학식 1과 같이 결정되는 스피커의 저음공진 주파수(f₀)는 이에 반비례하여 낮아지므로, 그 결과 스피커의 재생음역이 확장된다.

(Hz)

여기서, so는 스피커에서 에지(32)의 역수인 스티프네스(Stiffness)로서 수치가 적을수록 유연함을 나타내며, mo는 코일(36,37)의 무게 + 에지(32)의 1/2 무게 + 바디(33)의 무게 + 공기의 반작용에 의한 부가질량(8/3 × 1.23 × a³(Kg))으로 표현되는 진동계의 등가질량이다. 여기서 a는 진동판의 반경임.

또한, 일반적으로 진동판의 고음의 재생은 진동판의 장축이 짧을수록 유리하다.

그런데 제1 및 제2 자기회로(60a,60b)에 의해 듀얼 드라이버를 채용한 본 발명에서는 각각의 드라이버로부터 에지까지 진동판의 장축 길이가 단일의 드라이버를 사용하는 종래의 스피커에 비하여 상대적으로 짧아지게 되어, 고음재생이 충실하게 된다.

또한 본 발명은 진동판(33)의 장축 길이가 짧아짐에도 불구하고 듀얼 드라이버를 채용함에 따라 실효진동면적은 진동판(33)의 전면적에 대응하게 되므로 오히려 증가하게 되어, 저음재생도 종래에 비하여 더욱 충실하게 된다.

따라서, 본 발명 스피커의 저음공진 주파수(f₀)는 낮아지고, 고음공진 주파수(fh)는 증가하게 되어, 저음 및 고음의 확장을 도모할 수 있게 된다.

상기한 구조를 갖는 본 발명의 스피커 유닛을 단축(13mm)×장축(50mm)×높이(4.1mm)로 구현한 경우 자유음장(free field)에서 측정한 재생 주파수 대역이 200Hz∼16KHz를 만족하는 것으로 확인되었다.

따라서 주파수 특성을 보면 본 발명의 스피커는 마이크로 스피커, 리시버 및 부저에 요구되는 모든 주파수 특성을 갖고 있다.

D. 2차 및 3차 고조파 디스토션(harmonic distortion)의 감소

일반적으로 단일의 드라이버 유닛(단일 자기회로)으로 타원형의 진동판을 구동하는 경우(즉, 오발형 스피커)에는 주파수가 올라감에 따라 진동판의 좌우가 편진동 또는 분할진동이 발생하여 진동계의 비직선 읽그러짐(nonlinear distortion)이 발생한다.

이러한 현상은 재생음의 맑고 탁함을 결정하는 2차 고조파 디스토션에 영향을 미치므로 가능하면 낮추는 것이 바람직하다.

그런데 본 발명에서는 2 코일(36,37)에 동위상 신호가 인가되고, 좌우 대칭구조의 2 드라이버에 의해 구동이 이루어지므로 상기한 2차 고조파 디스토션이 감소하여 재생음이 맑아지게 된다.

한편, 영구자석의 직류자속이 코일의 회전자계보다 상대적으로 작을 경우 플레이트로부터 요크로 흐르는 직류 자속의 직선성이 읽그러지는 현상이 발생하며, 이러한 현상은 원음의 재생시 음색에 영향을 미치는 3차 고조파 디스토션을 발생한다.

본 발명에 있어서는 보조 자기회로(60b)의 보조 자기장(M2a)이 제1자기회로(60a)의 자기장(M1)에 보강되고, 자기회로(60b)의 보조 자기장(M2b)이 제3자기회로(60c)의 자기장(M3)에 보강되어 종래에 비하여 상대적으로 직류자속이 증가하여 3차 고조파 디스토션을 줄일 수 있으므로 원음색에 더욱더 급접된 재생이 이루어진다.

E. 코일의 단선 방지 및 대 입력 수용구조

종래의 동전형(動電形)스피커는 코일이 직접 진동하여 음향을 발생시키는 구조, 즉 코일로부터 진동판의 바디를 따라 단자판의 PCB로 연결된 코일선이 진동판의 변위에 따라 함께 이동하는 구조이므로, 상기 코일에 전기신호를 공급하기 위한 코일선의 단선에 의해 대 입력을 수용하지 못하였다.

그러나, 본 발명의 소형 스피커에서는 코일(36,37)로부터 인출된 잔여선(54,55)이 진동판의 바디에 고정되지 않고 그 대신 코일(36,37)의 상하 진동에 충분할 정도의 길이를 갖고 지그재그 형상으로 관통공간부(23)에 부드러운 몰딩재(26)로 충진되고, 양단은 보빈(34,35)과 PCB(50)에 단단한 접착제(25a,25b)로 고정된다.

그 결과 코일의 잔여선(54,55)은 진동판(33)이 상하 또는 좌우로 어떤 진동을 할지라도 단선이 발생하지 않고 탄성력을 갖고 신축적으로 대응을 하게 된다.

또한 본 발명의 요크는 코일(36,37)이 수용되는 제1 및 제3 요홈(42,44)의 상단으로부터 요크(40)의 길이방향으로 양측부를 일정한 폭과 약 0.3-0.5mm의 높이로 제거하여 단차부(45)가 형성되어 있기 때문에 상기 높이 만큼 코일이 진동할 수 있는 진동폭이 증가하여 허용입력이 증가될 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 단선으로 인한 허용입력의 제약을 받지 않으며, 또한 병렬접속된 2개의 코일(36,37)로 분산되어 입력신호를 받을 수 있어 높은 내입력을 수용하여 고출력 특성을 갖게 된다.

그 결과 본 발명은 단축(13mm)×장축(50mm)×높이(4.1mm)의 초소형 스피커에서도 정격입력 2(W)의 대 입력 수용을 가능하게 되었다.

F. 자동 장착 구조

본 발명은 상기 광대역 재생 및 대 입력 기능 외에 세트 결합시 도 7a 및 도 7b와 같이 납땜 없이 스냅결합에 의한 자동 장착이 가능하다.

G. 제2실시예

이하에 도 9a 내지 도 9c를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 분할공진 방지용 리브가 형성된 진동판을 갖는 오발형 소형 스피커를 설명한다.

도 9a는 제2실시예의 평면도, 도 9b는 도 9a의 저면도, 도 9c는 도 9a의 진동판에 대한 확대 단면도를 나타낸 것으로, 도시된 바와같이 제2실시예는 진동판(80)이 에지(32), 바디(81,83) 및 3개의 제1 내지 제3 더스트 캡(82,84,85)이 일체형으로 이루어지며, 바디(81,83)와 제1 내지 제3 더스트 캡(82,84,85) 사이에는 길이방향을 따라 분할공진 방지용 4개의 리브(86-89)가 중앙을 따라 일정한 간격을 두고 일체로 형성되어 있으며, 이들은 바람직하게는 복원력이 우수한 고분자 계열의 필름 소재를 사용하여 제작된다.

또한, 일체형 진동판(80)의 하부에는 바람직하게는 비직선 일그러짐(nonlinear distortion)을 저감시키기 위하여 Al, Ti, 듀랄루민, 펄프, 고분자 재료 등의 단단하고 가벼운 소재로 제작되고, 상기 일체형 진동판(80)의 에지를 제외한 것과 동일한 형상으로 성형되며 제1 내지 제3 더스트 캡(82,84,85)의 중간부분에 각각 개구(91-93)를 갖는 진동판 보강용 바디(90)가 부착되어 있다.

상기 일체형 진동판(80)의 좌/우측 바디(81)는 도 9c와 같이 콘형상(cone type)을 이루고 있고, 중간부분의 바디(83)는 평면형상(flat type)을 이루고 있으며, 제1 내지 제3 더스트 캡(82,84,85)은 돔형상(dome type)을 이루고 있고, 4개의 리브(86-89)는 다운롤형 에지(32)의 내주부로부터 개구(91-93)까지 동일한 레벨을 이루며 일정한 폭을 갖고 바디(81,83) 부분보다 돌출된 형상을 이루고 있다.

또한 진동판(80)과 진동판 보강용 바디(90)의 넥크부(94)(즉, 바디(81,83)와 캡(82-85)의 경계부)에는 코일(36,37)이 권취된 보빈(34,35)이 결합되어 고정된다.

상기한 제2실시예는 진동판 전체 바디(81,83)의 장축의 중간에 4개의 리브(86-89)가 보강됨에 의해 진동판(80)의 상하 진동시 바디(81,83) 전체의 기계적인 굴곡현상을 극소화할 수 있게 된다. 그 결과 저음영역에서는 듀얼 드라이버와 함께 피스톤 정진동을 실현할 수 있으며, 중·고음 영역에서는 분할공진을 억제할 수 있게 됩니다.

상기한 이유로 본 발명의 제2실시예는 재생 가능한 주파수 전대역에 걸쳐서 일정한, 즉 평탄한 주파수 특성을 갖도록 재현하는 것이 가능해지고, 분할공진 억제에 따라 2차 고조파(harmonic) 성분을 크게 감소시킬 수 있어 깨끗하고 명료한 음의 재현이 가능해진다.

상기한 제2실시예는 진동판 보강용 바디(90)가 부착된 예를 도시하였으나, 진동판 보강용 바디(90) 없이 일체형 진동판(80)으로 구성하는 것도 가능하며, 프레임(22)과 요크(40)에 대한 구조 및 원리는 상기한 제1실시예와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.

제2실시예는 제1실시예와 동일한 크기로 구현하는 것이 가능하며, 그의 특성은 진동판의 변경에 따라 더욱더 우수한 전대역 재생특성과 고입력/고출력 및 고효율 특성을 나타낸다.

H. 제3실시예

도 10에는 본 발명에 따른 제3실시예가 도시되어 있으며, 제3실시예는 독립된 듀얼 음원 구조를 갖는 오발형 소형 스피커이다.

도시된 바와같이 제3실시예는 제1실시예와 다르게 제1 및 제2 요크(100a,100b)로 분리된 상태로 프레임(110)에 인서트 삽입되어 있으며, 중간에 통기공(105)이 형성된 구조를 갖는다. 제3실시예에서 제1실시예와 동일한 부분은 동일한 부재번호를 부여하였다.

제3실시예에서 듀얼 보이스 코일(36,37)이 부착된 진동판(31)은 제1실시예와 동일한 구조를 사용할 수 있으며, 제2실시예 구조를 변형하여 사용하는 것도 가능하다.

또한, 코일(36,37)을 구동하기 위한 듀얼 드라이버로서 제1 및 제2 자기회로(103a,103b)가 각각 제1 및 제2 요크(100a,100b)에 영구자석(61,63)과 자속 집속용 플레이트(64,65)가 결합되어 구성된다. 영구자석(61,63)은 서로 동일한 자극, 예를들어 S극이 요크(100a,100b)의 요홈에 부착되며, 코일(36,37)은 병렬로 접속된 구조를 갖는다.

따라서, 상기한 제3실시예는 제1실시예와 유사하게 동일한 크기에서 듀얼 코일을 구동하기 위한 듀얼 드라이버를 구비하고 있어, 제1실시예와 유사한 효과를 나타낸다.

I. 제4실시예

도 11에는 본 발명에 따른 제4실시예가 도시되어 있으며, 제4실시예는 싱글 음원-듀얼 보조 자기회로를 채용한 오발형 소형 스피커를 제공한다.

제4실시예에서 제1실시예와 동일한 부분은 동일한 부재번호를 부여하였고, 이에 대하여는 상세한 설명을 생략하고 차이점에 대하여만 설명한다.

도시된 바와같이 제4실시예는 제1실시예와 다르게 요크(40)의 중간에 위치한 요홈(43)에 코일 구동용 드라이버로서 단일 자기회로(120)가 형성되고, 좌/우측에 위치한 요홈(42,44)에는 제1 및 제2 보조 자기회로(121,122)가 형성된 구조를 제공한다.

상기 단일 자기회로(120)는 요크(40)의 중앙 요홈(43)에 영구자석(62)과 플레이트(64a)가 장착된 구조로서 상기한 제1실시예의 제1 또는 제2 자기회로(60a,60c)와 동일한 구조를 이루며, 상기 제1 및 제2 보조 자기회로(121,122)는 좌/우측 요홈(42,44)에 영구자석(61,63)이 장착된 구조로서 제1실시예의 보조 자기회로(60b)와 동일한 구조를 이루고 있다.

제4실시예의 진동판(31)은 제1실시예의 진동판 또는 제2 실시예의 보강리브와 보강용 바디를 갖도록 진동판을 변형하여 사용 가능하고, 단일 자기회로(120)에 대응하여 단일의 코일(36)이 보빈(34)에 권취된 구조이다.

상기한 제4실시예는 듀얼 보조 자기회로(121,122)가 양측에 구비되어 있으므로 메인 자기회로(120)에 대한 자속력을 보강해주는 역할을 하게 된다. 그 결과 코일(36)과 진동판(31)을 단일의 자기회로만을 갖고 있는 종래의 소형 스피커에 비하여 충분한 진동력을 보강할 수 있어 높은 변환효율(SPL)이 얻어진다.

상기한 실시예에 있어서 상기 제1 및 제2 코일은 임피던스 매칭을 고려하여 병렬 접속된 예를 도시하였으나, 직렬 접속되는 것도 가능하다.

상기한 실시예는 스피커 유닛이 전체적으로 경박단소 형상을 갖도록 프레임이 설계되었으나, 대형 사이즈에 대 출력 및 높은 변환효율을 갖는데 응용되는 것도 물론 가능하다.

본 발명에 있어서 가장 기본이 되는 발명의 사상은 다수의 자기갭이 형성된 다수의 자기회로가 단일 또는 다수의 요크에 형성되어 프레임에 일렬로 배치됨에 의해 다수의 코일을 구동시킬 수 있는 구조를 제안하는 것으로서, 이러한 기술사상은 어떤 종류의 전기-음성 변환기에도 적용 가능하다.

상기한 본 발명의 소형 스피커는 정보처리 단말기용으로서 하기와 같은 특징을 갖는다.

(가) 재생 주파수 대역 : 200Hz∼16KHz

(나) 크기 : 단축(13mm)×장축(50mm)×높이(4.1mm)

(다) 정격입력(rated power) : 2W

(라) 출력 음압레벨(SPL) : 1m 거리/1W 입력일 때 80dB 음압레벨

(마) 장착성 : 조립용 나사를 사용하지 않음

이상 설명한 바와 같이 본 발명에서는 극소형 사이즈로 대 입력/대 출력, 고효율, 광대역 재생이 가능한 소형 스피커를 구현함에 따라 마이크로스피커, 리시버 및 부저를 별도로 구비하지 않고 단일의 유닛으로 대체가 가능하여 음향 재생을 위해 세트에 실장되는 전체적인 부품수를 줄일 수 있으며 보다 향상된 음향 재현 능력을 보유한 첨단 휴대용 전자 제품의 개발이 가능하게 유도한다.

또한, 간단한 가압의 공정만으로도 세트 실장이 가능하여 종전의 스피커 고정작업이 배제되고 성력화/자동화를 이룰 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims

일정한 간격으로 일렬로 제1 내지 제3 요홈이 형성된 요크와,

상기 제1 내지 제3 요홈에 서로 동일한 극성방향으로 배치되어 비교번 자계를 발생하는 제1 내지 제3 영구자석과,

상기 제1 및 제3 영구자석의 상부면에 장착되어 외주부와 요크의 상단부 사이에 제1 및 제2 자기갭을 형성하기 위한 제1 및 제2 플레이트와,

외부로부터 전기적인 구동신호가 인가될 때 동일한 위상의 교번 자계를 발생하며 상기 제1 및 제2 자기갭에 배치되어 제1 내지 제3 영구자석으로부터 발생된 비교번 자계와의 상호작용에 따라 상하로 변위되는 제1 및 제2 코일과,

상기 요크를 중앙에 위치 설정한 상태로 외주부가 요크를 둘러싸며 내부에 요홈을 형성하도록 외주부가 직각으로 연장 형성된 4각 형상의 프레임과,

상기 제1 및 제2 코일이 지지되며 외주부가 상기 프레임의 상단에 지지되어 제1 및 제2 코일이 상하로 변위될 때 상기 구동신호에 대응한 음향이 발생되는 진동판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기-음향 변환기.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 자기갭을 형성하기 위한 요크, 제1 및 제3 영구자석, 및 제1 및 제2 플레이트는 제1 및 제2 코일을 구동하기 위한 제1 및 제2 자기회로를 형성하며, 상기 제2영구자석으로부터 발생된 비교번 자속은 인접한 제1 및 제2 자기회로의 비교번 자속에 부가되는 것을 특징으로 하는 전기-음향 변환기.
제1항에 있어서, 상기 프레임은 요크의 양측 외측부에 요홈의 내부와 관통하는 제1 및 제2 관통구멍과,

각각 상기 제1 및 제2 코일로부터 제1 및 제2 관통구멍을 통하여 인출된 한쌍의 제1 및 제2 연장선을 지그재그 형태로 성형하기 위한 제1 및 제2 가이드 수단과,

상기 제1 및 제2 관통구멍 양측의 프레임 하부면 각각에 제1 및 제2 연장선 각각의 양단이 연결되는 제1 내지 제4 전극패드가 인쇄되고, 일측에 형성된 제1 및 제2 전극패드는 타측에 형성된 제3 및 제4 전극패드와 상호 연결되어 상기 제1 및 제2 코일을 병렬로 접속하며, 외부의 구동신호가 인가되는 전극단자와,

상기 제1 및 제2관통구멍을 포함한 제1 및 제2 연장선의 중간부분에 단선을 방지하기 위하여 충진되는 부드러운 몰딩재를 더 포함하며,

상기 제1 및 제2 가이드 수단은 제1 및 제2 연장선의 타단을 제1 내지 제4 전극패드에 고정시킨 상태에서 제거되는 것을 특징으로 하는 전기-음향 변환기.
제1에 있어서, 상기 진동판은 4각 판형상의 바디와 상기 바디를 프레임에 고정시키기 위한 에지로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기-음향 변환기.
제1항에 있어서, 상기 진동판은 제1 및 제2 코일이 부착되는 제1 및 제2 넥크부로부터 각각 양측단으로 콘형상으로 연장된 제1 및 제2 부분과,

각각 상기 제1 및 제2 넥크부 내측의 제1 및 제2 더스트 캡과, 제1 및 제2 넥크부 사이의 제2요홈 상부에 형성된 제3 더스트 캡의 내측에 돔형상을 이루는 제3 내지 제5 부분과,

상기 제1 및 제2 넥크부 사이에 평면을 이루는 제6 부분과,

상기 제1 내지 제3 더스트 캡의 중앙부를 제외하고 제1 내지 제6 부분의 중앙부를 따라 일정한 폭과 동일한 높이로 불연속적으로 돌출되어 중·고음 영역에서 진동판이 분할공진하는 것을 억제하기 위한 제7부분과,

상기 제1 내지 제7부분으로 이루어지는 바디부분을 프레임에 지지하기 위한 에지로 구성되며, 상기 제1 내지 제7 부분과 에지는 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기-음향 변환기.
제5항에 있어서, 상기 제1 내지 제6부분과 동일한 형상을 이루며 제1 내지 제3 더스트 캡의 중앙부에 대응한 구멍을 갖고 진동판의 하부에 부착되어 진동판의 비직선 일그러짐을 감소시키기 위한 보강용 바디를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기-음향 변환기.
제1항에 있어서, 상기 요크는 내부에 일정한 간격으로 형성된 제1 내지 제3 요홈을 구비하며, 제1 및 제3 요홈의 상단으로부터 요크의 길이방향으로 양측부를 일정한 폭만큼 제거하여 단차부가 형성되는 것을 특징으로 하는 전기-음향 변환기.
제1항에 있어서, 상기 프레임의 하부면 4 모서리 부분에 각각 형성되어 세트에 형성된 제1 내지 제4 스냅 결합돌기와 스냅결합이 이루어지는 제1 내지 제4 결합홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기-음향 변환기.
일정거리를 두고 배치되며 제1 및 제2 요홈이 형성된 제1 및 제2 요크와,

상기 제1 및 제2 요홈에 서로 동일한 극성방향으로 배치되어 비교번 자계를 발생하는 제1 및 제2 영구자석과,

상기 제1 및 제2 영구자석의 상부면에 장착되어 외주부와 요크의 상단부 사이에 제1 및 제2 자기갭을 형성하기 위한 제1 및 제2 플레이트와,

외부로부터 전기적인 구동신호가 인가될 때 동일한 위상의 교번 자계를 발생하며 상기 제1 및 제2 자기갭에 배치되어 제1 및 제2 영구자석으로부터 발생된 비교번 자계와의 상호작용에 따라 상하로 변위되는 제1 및 제2 코일과,

상기 제1 및 제2 요크를 일정거리를 두고 중앙에 위치 설정한 상태로 외주부가 요크를 둘러싸며 내부에 요홈을 형성하도록 외주부가 직각으로 연장 형성된 4각 형상의 프레임과,

상기 제1 및 제2 코일이 지지되며 외주부가 상기 프레임의 상단에 지지되어 제1 및 제2 코일이 상하로 변위될 때 상기 구동신호에 대응한 음향이 발생되는 진동판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기-음향 변환기.
제9항에 있어서, 상기 프레임의 바닥에 음향방출 및 방열용으로 형성된 다수의 통기공을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기-음향 변환기.
일정한 간격으로 일렬로 제1 내지 제3 요홈이 형성된 요크와,

상기 제1 내지 제3 요홈에 서로 동일한 극성방향으로 배치되어 비교번 자계를 발생하는 제1 내지 제3 영구자석과,

상기 제2 영구자석의 상부면에 장착되어 외주부와 요크의 상단부 사이에 자기갭을 형성하기 위한 플레이트와,

외부로부터 전기적인 구동신호가 인가될 때 교번 자계를 발생하며 상기 자기갭에 배치되어 제2 영구자석으로부터 발생된 비교번 자계와의 상호작용에 따라 상하로 변위되는 코일과,

상기 요크를 중앙에 위치 설정한 상태로 외주부가 요크를 둘러싸며 내부에 요홈을 형성하도록 외주부가 직각으로 연장 형성된 4각 형상의 프레임과,

상기 코일이 지지되며 외주부가 상기 프레임의 상단에 지지되어 코일이 상하로 변위될 때 상기 구동신호에 대응한 음향이 발생되는 진동판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기-음향 변환기.
제11항에 있어서, 상기 자기갭을 형성하기 위한 요크, 제2 영구자석, 및 플레이트는 코일을 구동하기 위한 제1자기회로를 형성하며, 상기 제1 및 제3 영구자석으로부터 발생된 비교번 자속은 자기회로의 비교번 자속에 부가되는 것을 특징으로 하는 전기-음향 변환기.