KR19990078949A - 3-모드 재생 특성을 갖는 소형 전기-음향 변환기 - Google Patents

3-모드 재생 특성을 갖는 소형 전기-음향 변환기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초소형으로 하이 파워, 고효율의 음향변환 및 3-모드 광대역의 주파수 재생 특성을 갖는 전기-음향 변환기에 관한 것이다.
본 발명은 내부에 요홈이 형성되고, 적어도 일측면에 일정한 수직벽을 제거하기 위한 수직 절개부를 갖는 요크와, 요크의 요홈에 설치되어 비교번 자계를 발생하는 영구자석과, 외주부와 요크의 상단부 사이에 자기갭을 형성하기 위한 플레이트와, 구동신호가 인가될 때 교번 자계를 발생하며 자기갭에 배치되어 비교번 자계와의 상호작용에 따라 상하로 변위되도록 보빈에 권취된 코일과, 요크를 둘러싸며 내부에 요홈을 형성하도록 외주부가 직각으로 연장 형성되며 요크의 절개부에 대응하는 요홈 공간부에 외부와 연통하는 관통구멍이 형성된 프레임과, 외주부가 프레임의 상단에 지지되어 보빈이 상하로 변위될 때 구동신호에 대응한 음향이 발생되는 진동판으로 구성되며, 요크의 절개부와 프레임에 형성되는 공간은 코일과 도입선의 연결부가 상하 진동시에 접촉을 방지할 수 있는 크기로 형성되어, 보빈의 상하 진동폭이 확장되는 것을 특징으로 한다.

Description

3-모드 재생 특성을 갖는 소형 전기-음향 변환기{Electric-Acoustic Micro Transducer Having Three-Mode Reproducing Characteristics}
본 발명은 3-모드 재생 특성을 갖는 소형 전기-음향 변환기에 관한 것으로, 특히 무빙코일 조립체가 상하로 충분하게 진동할 수 있도록 요크의 일부를 절개함과 동시에 에지를 부드러운 소재를 사용함에 의해 소형 전자기기에서 초소형으로 하이 파워(Hi-power), 고효율의 음향변환 및 3-모드 광대역의 주파수 재생 특성을 갖는 소형 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 같은 소형 전자기기에 사용되는 초경량·초슬림형 구조를 갖는 마이크로스피커와, 이동통신용 단말기에 사용되는 리시버와, 일부가 귀속에 삽입되는 구조를 갖는 이어폰과, 특정 대역의 주파수만을 재생하는 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 고정되며, 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 일측에 고정되어 있으며, 프레임 바닥의 중심부분에 고정된 요크(8)와 그의 내측에 결합된 영구자석(6) 및 플레이트(7)가 자기회로를 형성한다. 진동판(3)에 고정된 무빙 코일(5)은 요크(8)와 플레이트(7) 사이의 자기갭(G) 사이에 유동 가능하게 배치되도록 프레임(2)의 중간 단차부에 진동판(3)의 에지가 고정된다. 도 1a에서 부재번호 10은 통기공이고, 11은 신호 도입선이다.
상기 동전형 소형 스피커는 고정된 자기회로에서 발생되는 비교번(직류) 자속과 상하유동 가능한 무빙 코일(5)에서 발생되는 교번(교류) 회전 자속이 플레밍의 왼손법칙에 따라 서로 반응하여 발생되는 흡입 및 반발력에 의해 진동판(3)과 무빙 코일(5)이 상/하로 진동하여 구동신호에 대응한 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 다음과 같이 불가능하다.
예를들어, 도 1c와 같이 스피커의 상하 높이가 4mm, 직경 20mm인 경우는 보빈(4)의 길이(??)는 약 2.3mm, 직경 9.5mm로 설정되며, 이 경우 보빈(4)의 전체길이(??)는 코일(5)과 플렉시블 와이어(11) 사이의 연결영역(a), 코일 권취영역(b), 마진(c)이 각각 0.9, 1.2, 0.2mm로 할당된다.
그런데, 직경 0.8mm 플렉시블 와이어(11)가 솔더링에 의해 코일(5)과 접합되는 경우 코일 조립체(15)가 상하로 진동 가능한 진동폭(d)은 플렉시블 와이어(11)와 요크(8)의 상단부 사이의 거리인 0.3-0.4mm 정도로 설정된다.
만약, 설정된 진동폭(d) 이상으로 코일 조립체(15)가 진동을 하게 되는 경우 플렉시블 와이어(11)의 솔더링 부분(16)이 요크(8)의 상단부와 접촉하여 소위 터치(touch) 잡음이 발생하게 되어 음향 재생제품으로서의 가치를 상실하게 된다.
따라서, 종래에는 보빈(4)의 하단과 요크(8)의 바닥 사이에 최소한 0.7mm 이상의 여유(영구자석(6)의 높이에 따라 증가가 가능)가 있음에도 불구하고 자기갭(G)이 확장되면 효율이 크게 떨어지므로 확장이 불가능하여, 이를 활용하지 못하였다.
이러한 진동 가능한 진동폭(d)은 허용 가능한 입력을 제한할 수 밖에 없으며 제한된 진동폭(d) 때문에 사용 가능한 자석의 크기도 제한되어 고출력/고효율을 실현하는 것이 구조적으로 불가능하였다. 더욱이, 코일 조립체(15)의 원활한 진동을 억제하기 위하여 진동판(3)의 에지에 부드러운 소재를 사용하지 못하였기 때문에 에지의 스티프네스에 비례하는 스피커의 저역공진 주파수(f0)를 낮추는 것이 곤란하였다.
더욱이, 외부로부터 무빙 코일(5)로 구동신호를 공급하기 위해 플렉시블 와이어(11)를 사용하여 도 1a 내지 도 1c와 같이 양단부를 단단한 접착제(12,13)로 고정하고 플렉시블 와이어(11)의 중간부분을 부드러운 접착제(14)를 사용하여 진동판(3)에 고정시키고 있으나, 과입력신호 인가시에는 플렉시블 와이어(11)가 이를 견디지 못하여 단선이 발생할 수 있다.
참고로 현재 시판되고 있는 리시버 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.
그리고, 소형 스피커(micro speaker)는 현재 최고품이 직경 20mm일때 정격입력 0.2∼0.3(W)이고, 최대입력 0.5(W) 정도의 전력을 수용하고 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 있어 효율(SPL)이 높은 다기능이 하나의 유닛으로 통합된 슈퍼급 소형 스피커의 출현이 시급한 과제로 떠오르고 있는 추세이다.
따라서 본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 코일 조립체가 상하로 충분하게 진동할 수 있도록 플렉시블 와이어와 코일의 솔더링 부분과 대향한 요크의 일부를 절개함과 동시에 에지를 부드러운 소재를 사용함에 의해 소형 크기의 단일 유닛으로서 각종 휴대 전자기기의 부저, 리시버 및 마이크로 스피커의 모든 음향재생 기능을 커버할 수 있는 3-모드 광대역 주파수 재생 기능을 갖는 소형 전기-음향 변환기를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 초소형으로 코일 조립체가 허용 가능한 진폭에 영향 받지 않고 대입력 수용이 가능하여 고출력/고효율의 음향재생이 이루어질 수 있는 소형 전기-음향 변환기를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 초소형으로서 보강용 바디를 일체로 형성한 진동판을 사용하여 재생 주파수 전대역에 걸쳐서 평탄한 주파수 특성을 가질 수 있는 소형 전기-음향 변환기를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 코일 조립체 및 프레임 조립체의 제조가 간단하며 코일로부터 PCB 사이의 연결이 간단하고 과진동을 충분하게 흡수할 수 있는 구조를 갖는 소형 전기-음향 변환기를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상측에 각각 코일의 양단부와 플렉시블 와이어를 솔더링하기 위한 한쌍의 전극패턴을 갖는 직사각형 플렉시블 PCB를 말아서 보빈으로 사용한 소형 전기-음향 변환기를 제공하는데 있다.
도 1a는 종래의 동전형(動電形;Electrodynamic type) 스피커의 단면도,
도 1b는 도 1a의 코일선 고정구조를 보여주는 진동판의 배면도,
도 1c는 도 1a의 보빈에 대한 확대도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 소형 스피커의 사시도,
도 3a는 제1실시예에 사용되는 보빈 조립체를 보여주는 사시도,
도 3b는 도 3a에 사용되는 보빈의 평면도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 사용되는 요크의 커팅방법을 보여주는 평면도,
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 사용되는 요크의 상단부 형상을 보여주는 요크의 단면도,
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 소형 스피커의 진동판을 제거한 상태의 평면도,
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ선 단면도,
도 8은 도 6의 Ⅷ-Ⅷ선 단면도,
도 9는 도 6의 Ⅸ-Ⅸ선 단면도,
도 10은 도 6의 저면도,
도 11은 도 6의 측면도,
도 12a 내지 도 12c는 제2실시예에 사용되는 요크의 평면도, 측면도 및 도 12a의 ⅩⅡ-ⅩⅡ선 단면도,
도 13은 제2실시예에 사용되는 PCB의 평면도,
도 14a는 제2실시예에 사용되는 보빈 조립체를 보여주는 사시도,
도 14b는 도 14a에 사용되는 보빈의 평면도,
도 15a는 제1 및 제2실시예에 사용되는 진동판의 평면도,
도 15b는 도 15a의 ⅩⅤ-ⅩⅤ선 단면도,
도 16a 및 도 16b는 제1 및 제2실시예에 사용되는 커버 플레이트의 평면도 및 측면도,
도 17a는 본 발명의 보빈에 사용되는 또다른 플렉시블 PCB 기판의 평면도,
도 17b는 도 17a의 저면도,
도 18a는 본 발명의 제3실시예에 따른 소형 스피커의 평면도,
도 18b는 도 18a의 ⅩⅧ-ⅩⅧ선 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *
20,200 ; 프레임 20a ; 바닥
20b ; 단차부 21,210,210a ; 요크
21a ; 가이드 22,22a,22b ; 절개부
23,31 ; 통기공 24,240 ; 보빈
24a ; 플렉시블 PCB 기판 24b,24c ; 전극패턴
24d ; 접착제 코팅영역 24e,24f ; 고정패드
25 ; 플레이트 26 ; 영구자석
27,27a,27b ; 플렉시블 와이어 28,28a ; PCB
32 ; 코일 33a,33b,330,332 ; 전극패턴
34 ; 진동판 35 ; 가스켓
37 ; 커버 플레이트 37 ; 요홈
37b ; 음방출구멍 41 ; 네크부
42 ; 바디 43 ; 에지
44 ; 보강용 바디 46 ; 더스트캡
47 ; 보강리브 51 ; 요크부분
52 ; 프레임 부분 100 ; 제1실시예
201-204 ; 와이어 가이드 242,244 ; 도전패턴
280 ; 기판 282,284 ; 요홈
286,288 ; 돌기 300 ; 제2실시예
320,322 ; 코일 조립체 334,336 ; 전극단자
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 내부에 요홈이 형성되고, 적어도 일측면에 일정한 수직벽을 제거하기 위한 수직 절개부를 갖는 요크와, 상기 요크의 요홈에 설치되어 비교번 자계를 발생하는 영구자석과, 상기 영구자석의 상부면에 장착되어 외주부와 요크의 상단부 사이에 자기갭을 형성하기 위한 플레이트와, 외부로부터 제1 및 제2 도입선을 통하여 전기적인 구동신호가 인가될 때 교번 자계를 발생하며 상기 자기갭에 배치되어 영구자석으로부터 발생된 비교번 자계와의 상호작용에 따라 상하로 변위되도록 보빈에 권취된 코일과, 상기 요크를 중앙에 위치 설정한 상태로 외주부가 요크를 둘러싸며 내부에 요홈을 형성하도록 외주부가 직각으로 연장 형성되며 상기 요크의 절개부에 대응하는 요홈 공간부에 외부와 연통하는 관통구멍이 형성된 원통 형상의 프레임과, 상기 보빈이 지지되며 외주부가 상기 프레임의 상단에 지지되어 보빈이 상하로 변위될 때 상기 구동신호에 대응한 음향이 발생되는 진동판으로 구성되며, 상기 요크의 절개부와 프레임에 형성되는 공간은 상기 보빈에서 코일과 도입선의 연결부가 상하 진동시에 접촉되는 것을 방지할 수 있는 크기로 형성되어, 보빈의 상하 진동폭이 확장되는 것을 특징으로 하는 소형 전기-음향 변환기를 제공한다.
여기서, 상기 보빈이 직사각형상을 이루며 상측에 제1 및 제2 밴드형 전극패턴이 길이방향으로 분리되어 형성되고 하측에 코일 권취용 접착제 코팅영역이 위치된 플렉시블 PCB 기판을 원통형상으로 성형하여 이루어지는 경우 상기 코일의 양단부가 각 전극패턴의 인접한 일측단부에서 연결되고, 상기 제1 및 제2 도입선이 각 전극패턴의 타측단부에 연결되며, 상기 요크에 형성된 단일 절개부는 상기 도입선과 전극패턴의 연결부에 대향하여 형성된다.
상기 보빈이 직사각형상을 이루며 상측에 제1 및 제2 밴드형 전극패턴이 길이방향으로 분리되어 형성되고 하측에 코일 권취용 접착제 코팅영역이 위치된 플렉시블 PCB 기판을 원통형상으로 성형하여 이루어지는 경우 코일의 양단부가 각 전극패턴의 일측단부에서 연결되고, 상기 제1 및 제2 도입선이 보빈의 중심에 대하여 각 전극패턴의 서로 대향한 위치에 연결되며, 상기 요크에 형성된 제1 및 제2 절개부는 각각 상기 도입선과 전극패턴의 제1 및 제2 연결부에 대향하여 형성된다.
또한, 상기 플렉시블 PCB 기판은 내측면에 제1 및 제2 밴드형 전극패턴과 전기적으로 연결되어 영구자석으로부터 발생된 직류자계의 직선성을 보상하기 위한 제3 및 제4 밴드형 전극패턴을 더 포함할 수 있다.
더욱이, 상기 프레임은 상기 코일로부터 각 관통구멍을 통하여 외부로 인출되는 제1 및 제2 도입선을 지그재그 형태로 성형하기 위한 제1 및 제2 가이드 수단과, 상기 관통구멍 양측의 프레임 하부면 각각에 각각의 가이드 수단을 통하여 인출된 제1 및 제2 도입선 각각이 연결되며 외부의 구동신호가 인가되는 제1 및 제2 전극패드가 분리 형성된 전극 단자판을 더 포함하며, 제1 및 제2 가이드 수단은 제1 및 제2 도입선의 타단을 제1 및 제2 전극패드에 고정시킨 상태에서 제거된다.
상기 진동판은 보빈이 부착되는 넥크부로부터 외측단으로 콘형상으로 연장된 바디와, 상기 넥크부 내측에 돔형상을 이루는 더스트 캡과, 상기 더스트 캡의 중심으로부터 바디의 외측단까지 일정한 폭과 동일한 높이로 연속적으로 돌출되어 중·고음 영역에서 진동판이 분할공진하는 것을 억제하기 위한 리브와, 상기 바디를 프레임에 지지하기 위한 에지로 구성되며, 상기 바디, 더스트 캡, 리브 및 에지는 일체형으로 형성된다.
상기 진동판은 더욱이 바디 및 더스트 캡과 동일한 형상을 이루며 더스트 캡의 중앙부에 대응한 구멍을 갖고 진동판의 하부에 부착되어 진동판의 비직선 일그러짐을 감소시키기 위한 보강용 바디를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 진동판은 분리형 바디와 에지로 구성될 수 도 있다.
한편, 상기 요크와 프레임은 자로재질에 의해 일체형으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 소형 전기-음향 변환기는 다수의 음방출구멍을 구비하며 상기 프레임의 하부에 결합되어 이물질이 내부로 유입되는 것을 차단하기 위한 커버 플레이트를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 내부에 원형요홈이 형성되고, 양측면에 일정한 수직벽을 제거하기 위한 제1 및 제2 수직 절개부를 갖는 요크와, 상기 요크의 요홈에 설치되어 비교번 자계를 발생하는 영구자석과, 상기 영구자석의 상부면에 장착되어 외주부와 요크의 상단부 사이에 자기갭을 형성하기 위한 플레이트와, 구동신호가 인가될 때 교번 자계를 발생하며 상기 자기갭에 배치되어 영구자석으로부터 발생된 비교번 자계와의 상호작용에 따라 상하로 변위되도록 보빈에 권취된 코일과, 상기 요크를 중앙에 위치 설정한 상태로 외주부가 요크를 둘러싸며 내부에 요홈을 형성하도록 외주부가 직각으로 연장 형성되며 상기 요크의 절개부에 대향한 제1 및 제2 요홈 공간부에 외부와 연통하는 제1 및 제2 관통구멍이 형성된 원통 형상의 프레임과, 상기 보빈이 지지되며 외주부가 상기 프레임의 상단에 지지되어 보빈이 상하로 변위될 때 상기 구동신호에 대응한 음향이 발생되는 진동판으로 구성되며, 상기 제1 및 제2 절개부와 제1 및 제2 요홈 공간부에 의해 각각 형성되는 제1 및 제2 공간은 외부로부터 구동신호를 코일로 인가하기 위해 보빈에 고정되는 제1 및 제2 플렉시블 와이어의 제1 및 제2 연결부가 보빈의 상하 진동시에 요크 및 프레임과 접촉되는 것을 방지할 수 있는 크기로 형성되어, 보빈의 상하 진동폭이 확장되는 것을 특징으로 하는 소형 전기-음향 변환기를 제공한다.
상기한 본 발명은 전기-음향 변환기 중에서 특히 초소형/초박형의 제품에 적합한 구조를 제공한다.
본 발명에서는 요크의 컷팅에 의해 코일 조립체의 충분한 허용 진동폭을 확보할 수 있어 에지를 부드러운 소재를 사용하는 것이 가능하며, 따라서 저음공진 주파수를 낮추어 부저, 리시버 및 마이크로 스피커의 모든 기능이 통합된 광대역 범위의 음향재생 능력을 갖게 된다.
또한, 본 발명에서는 요크의 컷팅에 의해 절개부를 통하여 플렉시블 와이어를 사용하여 코일과 전극 단자판 사이를 극히 간단하게 연결할 수 있어 단선의 문제를 해결하면서, 높은 내입력을 수용하여 고출력/고효율의 특성을 갖는 새로운 스피커 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 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 소형 스피커의 사시도, 도 3a는 제1실시예에 사용되는 보빈 조립체를 보여주는 사시도, 도 3b는 도 3a에 사용되는 보빈의 평면도, 도 4a 및 도 4b는 본 발명에 사용되는 요크의 커팅방법을 보여주는 평면도, 도 5a 및 도 5b는 본 발명에 사용되는 요크의 상단부 형상을 보여주는 요크의 단면도이다.
먼저, 도 2, 도 3a 및 도 3b를 참고하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 소형 스피커(100)는 도 7에 도시된 제2실시예의 단면도와 유사한 단면구조를 이루므로 스피커(100)의 내부 구조에 대하여는 이를 참고하여 설명한다.
제1실시예의 프레임(20)은 원통 형상으로서 내부에 요홈구조를 이루며 내측벽에 진동판(34)의 에지(43)를 고정하기 위한 단차부(20b)를 갖는다. 프레임(20)의 앞면(상부면)은 개구된 상태이고, 바닥(20a)에는 진동판(Diaphragm)의 원활한 진동을 위해 다수의 통기공(31)이 좌우측에 배열되어 있다.
프레임(20)의 바닥(20a) 중앙에는 컵형 요크(21)가 인서트 몰딩방법으로 일체로 성형되어 있고, 바닥(20a)의 저면 일측에는 한쌍의 전극패턴(33a,33b)이 분리 형성된 PCB(28)가 일체로 형성되어 있다.
상기 요크(21)의 일측은 도 2와 같이 부분적으로 절개되어 도 3a의 보빈(24)에 형성된 코일(32)과 플렉시블 와이어(27)의 솔더링 부분이 상하로 진동할지라도 요크(21)와 접촉하여 터치현상이 발생하지 않도록 제거된 구조를 이루고 있다.
상기한 제1실시예에서 요크(21)는 일측에 하나의 절개부(22)가 형성되어 있는 비대칭 구조이나, 도 4a와 같이 요크(210a)의 양측변에 한쌍의 절개부(22a,22b)가 직선형태로 커팅되거나, 도 4b와 같이 요크(210)의 양측변에 한쌍의 절개부(22c,22d)가 가급적이면 절개면적을 최소한으로 하면서 자속밀도를 증가하도록 곡선형태로 커팅된 대칭 구조를 채택하는 것도 가능하다(제2실시예 참조).
또한 요크(21)의 상단부는 도 5a 및 도 5b와 같이 평면구조 또는 내측으로 단차진 구조를 사용할 수 있고, 상단 외주부에 형성된 가이드(21a)는 인서트 몰딩으로 프레임(20)을 사출할 때 요크(21)가 흔들리는 것을 막아주는 역할을 하며, 요크(21)의 요홈 중앙에는 통기공(23)이 형성되어 있다.
상기 요크(21)의 요홈 내부에는 디스크형 영구자석(26)이 장착되어 있고, 영구자석(26)의 상부에는 자석의 자속력을 자기갭(G)에 집중시켜 변환 효율을 향상시키기 위한 디스크형 플레이트(25)가 고정되어 있다. 상기 요크(21)와 플레이트(25)는 자로 형성재질로 이루어진다(도 7 참조).
한편, 상기 자기갭(G)에는 외주부에 보이스 코일(32)이 권취된 보빈(24)이 위치되도록 보빈(24)의 상단부가 진동판(34)의 네크부(41)에 고정되어 있다(도 15a 및 도 15b 참조).
상기 보빈(24)은 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와같이 기판(24a)의 상단부에 서로 분리된 한쌍의 도전체(예를들어 동박) 전극패턴(24b,24c)이 형성되고 그의 하측에 권취된 코일(32)이 기판(24a)에 접착된 상태를 유지시키기 위한 접착제 코팅영역(24d)이 형성된 플렉시블 PCB로 이루어지며, 사용시에는 플렉시블 PCB 기판(24a)을 원통형태로 성형한 후 보빈(24)의 접착제 코팅영역(24d)의 외주부에 코일(32)을 권취한다.
그후 코일(32)의 양측 단부를 각각 전극패턴(24b,24c)의 일측 패드에 솔더링 또는 용접에 의해 고정시키고 고정부 상측에 보호용 몰딩처리를 행하고, 한쌍의 플렉시블 와이어(27)는 상기 전극패턴(24b,24c)의 타측 패드에 동일한 방법으로 고정시킨다.
따라서, 코일(32)과 플렉시블 와이어(27)의 연결과 고정이 단순한 방법으로 실행될 수 있다. 그러나, 이 경우는 플렉시블 와이어(27)가 부착된 반대편 전극패턴의 일측 패드에는 밸런스 웨이트를 부가하여 보빈(24)의 무게중심이 축에 위치되게 하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 상기한 플렉시블 와이어를 사용하는 대신에 코일(32)의 잔여선을 사용하여 코일(32)과 PCB(28)의 전극패턴(33a,33b) 사이를 연결하는 것도 가능하다.
상기한 코일(32)의 재료는 SV(super voice) 와이어, PE, TE와 같이 고내열성 제품을 사용하는 것이 바람직하고, 플렉시블 PCB 기판(24a)은 폴리에틸렌이미드(PEI), 폴리이미드(PI), 캡톤(CAPTON)과 같이 고내열성 고분자 소재로 이루어진 제품을 사용할 수 있다.
이 경우 진동판(34)은 원형상의 바디(42)와 상기 바디(42)를 프레임(20)의 단차부에 지지시키기 위한 다운롤형(down roll type) 에지(43)가 일체로 형성된 구조에 보강용 바디(44)가 하부면에 부착되어 고음영역에서 분할진동을 방지할 수 있는 구조를 채용하거나(이후에 상세하게 설명함), 또는 일반적인 바디와 에지로 이루어진 진동판을 사용할 수 있다.
분리형인 경우 바디(42)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(43)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(34)의 바디(42)와 에지(43)는 상기한 예와 같이 별개로 제작하여 결합될 수 도 있고, 일체형으로 제작될 수 도 있다.
더욱이 상기 에지(43)를 고정시키기 위한 러버 또는 EVA 소재의 가스켓(35)을 추가로 사용할 수 있다.
한편, 본 발명에 있어서는 코일(32)의 양단부에 연결된 한쌍의 플렉시블 와이어(27)가 종래(도 1a)와 같이 진동판을 따라 프레임의 외부로 배출되는 것이 아니라 보빈(24)으로부터 하방향으로 인출되어 요크(21)의 절개부(22)를 통하여 바로 PCB(28)의 한쌍의 전극패턴(33a,33b)에 고정된다.
상기한 구조를 갖는 제1실시예는 코일(32)로부터 인출되는 한쌍의 플렉시블 와이어(27)가 요크(21)의 절개부(22)를 통하여 외부로 인출되므로, 그 결과 종래와 같이 플렉시블 와이어(27)가 보빈(24)의 전극패턴(24b,24c)에 솔더링된 부분이 요크(21)의 상단부와 접촉하여 발생되는 터치현상이 발생하지 않게 된다.
따라서, 코일 조립체(320)의 보빈(24)은 요크(21)의 하단까지 상하로 진동할 수 있게 되어 허용 가능한 진동폭이 크게 증가하게 된다. 더욱이, 본 발명에서는 터치현상을 걱정할 필요가 없기 때문에 자기회로의 자기력을 증강시키는 자석(26)의 크기, 특히 두께를 늘이는 것이 가능하게 되므로 이에 따라 코일 조립체(320)의 진동폭은 더욱더 증가할 수 있게 된다.
상기 결과 본 발명의 진동폭은 1.5mm, 자석(26)의 두께를 증가시키는 경우는 최대 2mm 정도까지 확보가 가능하게 된다. 이러한 진동폭은 스피커 코일(32)에 대한 허용입력의 증가가 가능하여 직경 20mm급에서 공칭 파워를 1.5-2W 재생하는 것이 가능하게 된다.
본 발명에서 요크(21)의 절개로 인하여 효율의 저하가 발생하게 되나, 본 발명에서는 자기회로를 크게 증가시킬 수 있어, 오히려 요크의 절개로 인한 효율의 저하보다 효율의 상승을 기할 수 있다.
더욱이, 본 발명에서는 진동폭의 증가될 수 있으므로 진동판(34)의 에지(43)에 부드러운 소재를 사용하는 것이 가능하게 된다. 일반적으로, 스피커의 저역공진 주파수(f0)는 하기 수학식 1로부터 알 수 있는 바와같이 에지의 부드러움(compliance)의 역수인 스티프네스(Stiffness)에 정비례하므로 본 발명의 저역공진 주파수(f0)는 낮아진다. 즉, 재생 대역폭이 증가하게 된다.
B. 제2실시예
도 6 내지 도 11을 참고하면, 제2실시예(300)는 상기한 제1실시예(100)의 요크가 비대칭 형상의 단일의 요크 절개구조를 갖고 있는데 반하여 양측에 대칭인 절개구조를 갖고 있다는 점이 가장 큰 차이점이다.
제2실시예의 요크(210)는 도 12a 내지 도 12c에 도시된 바와같이 양측에 대칭인 한쌍의 절개부(22a,22b)를 갖고 있고, 상단 외주부에 가이드(21a)가 형성된 구조를 갖는다.
제2실시예(300)에 사용되는 코일 조립체(322)는 요크(210)의 절개부(22a,22b)가 양측에 위치해 있으므로 도 14b에 도시된 바와같이 제1실시예(100)의 보빈과 유사한 구조를 갖는다. 제1실시예의 보빈과 차이점은 보빈(24)의 전극패턴(24b,24c)에 플렉시블 와이어(27)를 고정시키기 위한 고정패드(24e,24f)가 제1실시예와 같이 한쪽에 몰려 있는 것이 아니라 코일(32)을 권취하기 위하여 원통형상으로 형성할 때 서로 반대편에 위치하도록 전극패턴(24b,24c)의 중간에 형성되어 있다는 점이다.
제1실시예(100)와 동일한 방식으로 코일 조립체(322)를 제작하면 도 14a와 같이 얻어지며, 이 경우 한쌍의 플렉시블 와이어(27a,27b)는 서로 마주보는 위치에 배치된 고정패드(24e,24f)에 각각 솔더링 또는 용접되므로 별도의 밸런스 웨이트는 필요하지 않게 된다.
한편, 제2실시예(300)에서 요크(210)와 함께 인서트 몰딩되는 PCB(28a)는 도 13에 도시된 바와같이 요크의 절개부(22a,22b)와 코일 조립체(322)의 플렉시블 와이어(27a,27b)가 보빈(24)의 양측에 대칭으로 형성되어 있으므로 이에 대응할 수 있는 한쌍의 반원형 전극패턴(330,332)이 환원상의 기판(280)에 분리되어 형성되어 있다.
또한, 플렉시블 와이어(27a,27b)가 연결되는 기판(280)의 양측에는 터치현상을 막기 위한 배려로서 요홈(282,284)이 형성되어 있고, 요홈(282,284)의 일측에는 인서트 몰딩을 위하여 요크(210)와 결합될 때 요크(210)가 회전되는 것을 방지하기 위한 회전방지 돌기(286,288)가 돌출되어 있다.
요크(210)와 PCB(28a)를 수용하도록 인서트 몰딩방법으로 일체로 형성된 프레임(20)이 도 6에 도시되어 있다. 도 6에서 요크(210)의 양측 절개부(22a,22b)에 의해 형성되는 관통공간부(310,312)에는 각각 높낮이에 차이를 두고 프레임(200)으로부터 연장된 한쌍의 와이어 가이드(201-204)가 수평상태로 뻗어 있다.
제2실시예(300)에서 코일 조립체(322)로부터 인출된 플렉시블 와이어(27a,27b)는 도 8과 같이 각각 관통공간부(310,312)의 와이어 가이드(201,202) 사이를 'S'자 형상으로 통과하여 선단부가 PCB(28a)의 전극패턴(330)에 솔더링 고정된다. 그후 와이어 가이드(201-204)를 절단하여 제거하면 플렉시블 와이어(27a,27b)는 코일 조립체(322)가 상하로 진동할 때 충분한 길이를 갖고 코일(32)과 PCB(28a)의 전극패턴(330,332)을 연결하게 된다.
제2실시예(300)에서 외부로부터, 예를들어 스피커가 사용되는 세트의 메인 PCB로부터 인가되는 사운드 출력은 도 10의 일측편에 노출된 전극패턴(330,332)에 전극단자(334,336)가 연결되어 공급된다.
그 결과 종래와 같은 과입력에 따라 보빈, 진동판(34)이 상하로 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.
또한, 본 발명의 제1 및 제2 실시예에서는 요크(21,210)에 절개부가 형성되므로 외부로부터 스피커 내부로 먼지 또는 이물질이 침입하는 것을 방지하기 위하여 도 16a 및 도 16b에 도시된 커버 플레이트(37)가 하측에 결합된다.
커버 플레이트(37)는 일측에 전극단자(334,336)가 인출될 수 있는 요홈(37a)이 형성되고, 다수의 음방출 구멍(37b)이 관통 형성된다.
한편, 제1 및 제2 실시예에 공통적으로 사용되는 본 발명의 진동판은 도 15a에 평면도가 도시되고, 그의 단면도가 도 15b에 도시되어 있다.
도시된 실시예에서 진동판(34)은 에지(43), 상기 에지(43)와 네크(41) 사이의 바디(42) 및 네크(41) 내측의 더스트 캡(46)이 일체형으로 이루어지며, 바디(42)와 더스트 캡(46) 사이에는 원주방향을 따라 분할공진 방지용 십자형 리브(47)가 중앙을 중심으로 일체로 형성되어 있으며, 이들은 바람직하게는 복원력이 우수한 고분자 계열의 필름 소재를 사용하여 제작될 수 있다.
또한, 진동판(34)의 하부에는 바람직하게는 비직선 일그러짐(nonlinear distortion)을 저감시키기 위하여 Al, Ti, 듀랄루민, 펄프, 고분자 재료 등의 단단하고 가벼운 소재로 제작되고, 상기 진동판(34)의 에지를 제외한 것과 동일한 형상으로 성형되며 더스트 캡(46)의 중간부분에 개구(44a)를 갖는 진동판 보강용 바디(44)가 부착되어 있다.
진동판(34)의 바디(42)는 도 15b와 같이 콘형상(cone type)을 이루고 있고, 더스트 캡(46)은 돔형상(dome type)을 이루고 있고, 십자형 리브(47)는 다운롤형 에지(43)에서 진동판의 중심을 통과하여 마주보는 에지(43) 부분까지 동일한 평면 레벨을 이루며 일정한 폭을 갖고 바디(42) 부분보다 돌출된 형상을 이루고 있다.
또한 일체형 진동판과 진동판 보강용 바디(44)의 넥크부(41)(즉, 바디(42)와 캡(46)의 경계부)에는 코일(32)이 권취된 보빈(24)이 결합되어 고정된다.
상기한 진동판은 십자형 리브(47)가 보강됨에 의해 진동판(34)의 상하 진동시 바디(42) 전체의 기계적인 굴곡현상을 극소화할 수 있게 된다. 그 결과 저음영역에서는 피스톤 정진동을 실현할 수 있으며, 중·고음 영역에서는 분할공진을 억제할 수 있게 된다.
상기한 진동판을 구비한 본 발명의 스피커는 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 실시예는 진동판 보강용 바디(44)가 부착된 예를 도시하였으나, 진동판 보강용 바디(44) 없이 진동판(34)을 일체형으로 구성하는 것도 가능하다.
상기한 제2실시예는 기본적으로 제1실시예와 유사한 요크 및 코일 조립체 구조를 갖고 있어 저역공진 주파수(f0)의 확장, 허용입력의 증가에 따른 고출력 특성을 나타낸다.
이하에 본 발명의 제1 및 제2실시예에 대한 작동원리 및 작용을 더욱더 상세하게 설명하면 다음과 같다.
C. 고효율 전기-음향 변환원리 및 광대역 재생 구조
본 발명의 소형 스피커는 코일 조립체(320,322)가 제한 없이 입력신호에 따라 충분한 진동을 할 수 있고 자석(24)의 크기를 증가시킬 수 있어 스피커의 변환효율(SPL)이 종래에 비하여 향상될 수 있다.
더욱이, 제1 및 제2 실시예는 하기 수학식 1과 같이 결정되는 스피커의 저음공진 주파수(f0)에서 스티프네스(so)가 작아지므로 이에 따라 낮아지므로, 그 결과 스피커의 재생음역이 확장된다.
(Hz)
여기서, so는 스피커에서 에지(43)의 부드러움(compliance)의 역수인 스티프네스(Stiffness)로서 수치가 적을수록 유연함을 나타내며, mo는 코일(32)의 무게 + 에지(43)의 1/2 무게 + 바디(42,44)의 무게 + 공기의 반작용에 의한 부가질량(8/3 × 1.23 × a3(Kg))으로 표현되는 진동계의 등가질량이다. 여기서 a는 진동판(34)의 반경임.
또한, 상기 진동판(34)은 네크(41) 부분의 반정각(θ)이 크며 탄성율(영율)(E)의 조절에 의해 이에 비례하는 고음 공진 영역을 확장할 수 있어 본 발명의 스피커는 실질적인 재생 음역의 확장을 이룰 수 있게 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 직경(20mm)×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 스피커에는 재생 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 십자형 리브(47) 및 진동판 보강용 바디(44)에 의해 진동판의 균형이 잡혀지므로 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 도 17a 및 도 17b에 도시된 바와같이 보빈(240)을 형성하는 플렉시블 PCB 기판(24a)이 양면 기판으로 이루어지며, 외측면은 제1 또는 제2실시예의 보빈(24)과 동일한 구조를 이루나, 내측면에 도 17b에 도시된 바와같은 직류자속 집속용 도전패턴(242,244)이 형성되고, 도전패턴(242,244)이 각각 다수의 스루홀(246)을 통하여 전극패턴(24b,24c)와 전기적으로 연결되어 있다.
이와 같이 보빈(240)의 내측면에 도전패턴(242,244)이 형성된 상태로 코일 조립체를 제작하여 스피커를 조립하는 경우, 코일(32)에 인가되는 전류에 비례하여 회전자계가 증가하면 이에 비례하여 도전패턴(242,244)이 이에 비례하여 플레이트(25)로부터 요크(21,210)로 흐르는 영구자석(24)의 직류자속을 집속시켜 코일(32)의 회전자계보다 상대적으로 작아지는 현상을 보상해준다.
그 결과 플레이트로부터 요크로 흐르는 직류 자속의 직선성이 읽그러지는 현상이 억제되어, 종래에 비하여 3차 고조파 디스토션을 줄일 수 있으므로 원음색에 더욱더 급접된 재생이 이루어진다.
E. 코일의 단선 방지 및 대 입력 수용구조
본 발명의 소형 스피커에서는 코일(32)로부터 인출된 플렉시블 와이어(27,27a,27b)가 진동판의 바디에 고정되지 않고 그 대신 코일(32)의 상하 진동에 충분할 정도의 길이를 갖고 지그재그 형상으로 관통공간부(310,312)를 통하여 PCB(28,28a)에 고정되며, 요크(21,210)의 절개로 인하여 코일 조립체가 충분한 진동폭을 갖고 진동하는 것이 가능하다.
따라서, 코일(32)의 단선을 방지할 수 있고, 단선과 터치현상으로 인한 허용입력의 제약을 받지 않으므로 높은 내입력을 수용하여 고출력 특성을 갖게 된다.
그 결과 본 발명은 직경 20mm급의 초소형 스피커에서도 정격입력 2(W)의 대 입력 수용을 가능하게 되었다.
F. 제3실시예
도 18a 및 도 18b에는 본 발명에 따른 제3실시예가 도시되어 있다.
제3실시예에서 제1실시예 및 제2실시예와 동일한 부분은 동일한 부재번호를 부여하였고, 이에 대하여는 상세한 설명을 생략하고 차이점에 대하여만 설명한다.
도시된 바와같이 제3실시예의 소형 스피커는 제1실시예 및 제2실시예와 다르게 요크 부분(51)과 프레임 부분(52)이 단일체로 통합된 일체형 요크/프레임(50)으로 구성되며, 강자성 자로재질을 냉간 또는 열간 압연 또는 단조방법으로 일체로 성형된다.
그후 제2실시예와 같이 요크 부분(51)에 양측에 대칭인 절개부(53a,53b)를 형성하고, 프레임 부분(52)의 하부면에 PCB(28a)가 결합된 구조를 갖는다. 코일 조립체와 진동판(34)은 상기 제2실시예와 동일한 구조를 갖는다.
따라서, 코일 조립체(322)로부터 PCB(28a) 사이의 연결은 제2실시예와 동일한 방식으로 이루어진다. 물론, 제3실시예에서 요크 부분에 제1실시예와 같이 일측에 절개부를 형성한 구조를 채택하는 것도 가능하다.
상기한 제3실시예는 제1 및 제2 실시예와 유사한 구조를 구비하고 있어, 제1실시예와 유사한 효과를 나타낸다.
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 요크의 측면에 코일 조립체의 진동폭을 증가시키며 터치현상을 방지할 수 있게 일 또는 한쌍의 절개부를 형성한 점과, 플렉시블 PCB 기판을 사용하여 보빈을 형성한 점과, 원음 재생 능력을 향상시킨 진동판을 채용한 구조를 제안하는 것으로서, 이러한 기술사상은 어떤 종류의 전기-음성 변환기에도 적용 가능하다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에서는 요크와 프레임 구조의 변경에 의해 극소형 사이즈로 대 입력/대 출력, 고효율, 3-모드의 광대역 재생이 가능한 소형 스피커를 구현하였다.
이에 따라 본 발명은 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, 본 발명에서는 직사각형 플렉시블 PCB를 말아서 보빈으로 사용할 수 있어 제조가 간단한 전기-음향 변환기를 제공한다.
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 (11)

  1. 내부에 요홈이 형성되고, 적어도 일측면에 일정한 수직벽을 제거하기 위한 수직 절개부를 갖는 요크와,
    상기 요크의 요홈에 설치되어 비교번 자계를 발생하는 영구자석과,
    상기 영구자석의 상부면에 장착되어 외주부와 요크의 상단부 사이에 자기갭을 형성하기 위한 플레이트와,
    외부로부터 제1 및 제2 도입선을 통하여 전기적인 구동신호가 인가될 때 교번 자계를 발생하며 상기 자기갭에 배치되어 영구자석으로부터 발생된 비교번 자계와의 상호작용에 따라 상하로 변위되도록 보빈에 권취된 코일과,
    상기 요크를 중앙에 위치 설정한 상태로 외주부가 요크를 둘러싸며 내부에 요홈을 형성하도록 외주부가 직각으로 연장 형성되며 상기 요크의 절개부에 대응하는 요홈 공간부에 외부와 연통하는 관통구멍이 형성된 원통 형상의 프레임과,
    상기 보빈이 지지되며 외주부가 상기 프레임의 상단에 지지되어 보빈이 상하로 변위될 때 상기 구동신호에 대응한 음향이 발생되는 진동판으로 구성되며,
    상기 요크의 절개부와 프레임에 형성되는 공간은 상기 보빈에서 코일과 도입선의 연결부가 상하 진동시에 접촉되는 것을 방지할 수 있는 크기로 형성되어, 보빈의 상하 진동폭이 확장되는 것을 특징으로 하는 소형 전기-음향 변환기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보빈은 직사각형상을 이루며 상측에 제1 및 제2 밴드형 전극패턴이 길이방향으로 분리되어 형성되고 하측에 코일 권취용 접착제 코팅영역이 위치된 플렉시블 PCB 기판을 원통형상으로 성형하여 이루어지며,
    상기 코일의 양단부가 각 전극패턴의 인접한 일측단부에서 연결되고, 상기 제1 및 제2 도입선이 각 전극패턴의 타측단부에 연결되며, 상기 요크에 형성된 단일 절개부는 상기 도입선과 전극패턴의 연결부에 대향하여 형성되는 것을 특징으로 하는 소형 전기-음향 변환기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 보빈은 직사각형상을 이루며 상측에 제1 및 제2 밴드형 전극패턴이 길이방향으로 분리되어 형성되고 하측에 코일 권취용 접착제 코팅영역이 위치된 플렉시블 PCB 기판을 원통형상으로 성형하여 이루어지며,
    코일의 양단부가 각 전극패턴의 일측단부에서 연결되고, 상기 제1 및 제2 도입선이 보빈의 중심에 대하여 각 전극패턴의 서로 대향한 위치에 연결되며, 상기 요크에 형성된 제1 및 제2 절개부는 각각 상기 도입선과 전극패턴의 제1 및 제2 연결부에 대향하여 형성되는 것을 특징으로 하는 소형 전기-음향 변환기.
  4. 제3에 있어서, 상기 프레임은
    상기 코일로부터 각 관통구멍을 통하여 외부로 인출되는 제1 및 제2 도입선을 지그재그 형태로 성형하기 위한 제1 및 제2 가이드 수단과,
    상기 관통구멍 양측의 프레임 하부면 각각에 각각의 가이드 수단을 통하여 인출된 제1 및 제2 도입선 각각이 연결되며 외부의 구동신호가 인가되는 제1 및 제2 전극패드가 분리 형성된 전극 단자판을 더 포함하며,
    상기 제1 및 제2 가이드 수단은 제1 및 제2 도입선의 타단을 제1 및 제2 전극패드에 고정시킨 상태에서 제거되는 것을 특징으로 하는 소형 전기-음향 변환기.
  5. 제2항에 있어서, 상기 프레임은 상기 관통구멍과 연결되는 프레임 하부면에 코일로부터 인출된 도입선이 연결되며 외부의 구동신호가 인가되는 제1 및 제2 전극패드가 분리 형성된 전극 단자판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 전기-음향 변환기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 진동판은 보빈이 부착되는 넥크부로부터 외측단으로 콘형상으로 연장된 바디와,
    상기 넥크부 내측에 돔형상을 이루는 더스트 캡과,
    상기 더스트 캡의 중심으로부터 바디의 외측단까지 일정한 폭과 동일한 높이로 연속적으로 돌출되어 중·고음 영역에서 진동판이 분할공진하는 것을 억제하기 위한 리브와,
    상기 바디를 프레임에 지지하기 위한 에지로 구성되며, 상기 바디, 더스트 캡, 리브 및 에지는 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 소형 전기-음향 변환기.
  7. 제6항에 있어서, 상기 바디 및 더스트 캡과 동일한 형상을 이루며 더스트 캡의 중앙부에 대응한 구멍을 갖고 진동판의 하부에 부착되어 진동판의 비직선 일그러짐을 감소시키기 위한 보강용 바디를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 전기-음향 변환기.
  8. 제2항 또는 제3에 있어서, 상기 플렉시블 PCB 기판은 내측면에 제1 및 제2 밴드형 전극패턴과 전기적으로 연결되어 영구자석으로부터 발생된 직류자계의 직선성을 보상하기 위한 제3 및 제4 밴드형 전극패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 전기-음향 변환기.
  9. 제1항에 있어서, 상기 요크와 프레임은 자로재질에 의해 일체형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 소형 전기-음향 변환기.
  10. 제1항에 있어서, 다수의 음방출구멍을 구비하며 상기 프레임의 하부에 결합되어 이물질이 내부로 유입되는 것을 차단하기 위한 커버 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 전기-음향 변환기.
  11. 내부에 원형요홈이 형성되고, 양측면에 일정한 수직벽을 제거하기 위한 제1 및 제2 수직 절개부를 갖는 요크와,
    상기 요크의 요홈에 설치되어 비교번 자계를 발생하는 영구자석과,
    상기 영구자석의 상부면에 장착되어 외주부와 요크의 상단부 사이에 자기갭을 형성하기 위한 플레이트와,
    구동신호가 인가될 때 교번 자계를 발생하며 상기 자기갭에 배치되어 영구자석으로부터 발생된 비교번 자계와의 상호작용에 따라 상하로 변위되도록 보빈에 권취된 코일과,
    상기 요크를 중앙에 위치 설정한 상태로 외주부가 요크를 둘러싸며 내부에 요홈을 형성하도록 외주부가 직각으로 연장 형성되며 상기 요크의 절개부에 대향한 제1 및 제2 요홈 공간부에 외부와 연통하는 제1 및 제2 관통구멍이 형성된 원통 형상의 프레임과,
    상기 보빈이 지지되며 외주부가 상기 프레임의 상단에 지지되어 보빈이 상하로 변위될 때 상기 구동신호에 대응한 음향이 발생되는 진동판으로 구성되며,
    상기 제1 및 제2 절개부와 제1 및 제2 요홈 공간부에 의해 각각 형성되는 제1 및 제2 공간은 외부로부터 구동신호를 코일로 인가하기 위해 보빈에 고정되는 제1 및 제2 플렉시블 와이어의 제1 및 제2 연결부가 보빈의 상하 진동시에 요크 및 프레임과 접촉되는 것을 방지할 수 있는 크기로 형성되어, 보빈의 상하 진동폭이 확장되는 것을 특징으로 하는 소형 전기-음향 변환기.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100336988B1 (ko) * 2000-07-13 2002-05-17 김낙현 신호 변환장치의 요크 구조
KR100477261B1 (ko) * 2002-02-15 2005-03-18 삼성전기주식회사 스피커 및 스피커 제조방법

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000333293A (ja) * 1999-05-19 2000-11-30 Sony Corp スピーカ
JP3984397B2 (ja) * 1999-09-14 2007-10-03 パイオニア株式会社 スピーカ
JP2003023693A (ja) * 1999-10-04 2003-01-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd スピーカ
JP2002354583A (ja) * 2001-05-23 2002-12-06 Star Micronics Co Ltd スピーカ
US7194287B2 (en) * 2001-07-25 2007-03-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electric-mechanical-acoustic-transducer and portable communication device including the same
KR20030064897A (ko) * 2002-01-29 2003-08-06 신의선 마이크로 스피커 및 그의 제조방법
DE60331549D1 (de) * 2002-07-31 2010-04-15 Nxp Bv Elektroakustischer wandler mit wandlerschaltung
FR2858164B1 (fr) * 2003-07-25 2007-12-28 Cit Alcatel Transducteur de restitution de son
JP4215624B2 (ja) * 2003-11-20 2009-01-28 シチズン電子株式会社 音響装置
WO2005062664A1 (ja) * 2003-12-22 2005-07-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. スピーカおよびこれを用いた装置
JP2005318339A (ja) * 2004-04-30 2005-11-10 Pioneer Electronic Corp スピーカ装置
JP4570030B2 (ja) 2004-06-30 2010-10-27 株式会社オーディオテクニカ ダイナミックマイクロホン
TW200629959A (en) * 2004-09-22 2006-08-16 Citizen Electronics Electro-dynamic exciter
JP4652035B2 (ja) * 2004-12-07 2011-03-16 パイオニア株式会社 スピーカ
JP2006166070A (ja) * 2004-12-08 2006-06-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd スピーカ
JP2006203502A (ja) * 2005-01-20 2006-08-03 Furukawa Electric Co Ltd:The 平面スピーカ用の振動板および平面スピーカ
JP4671236B2 (ja) * 2006-05-29 2011-04-13 パイオニア株式会社 スピーカ
JP2008025472A (ja) * 2006-07-21 2008-02-07 Denso Corp 騒音低減装置
US8208624B2 (en) * 2006-12-05 2012-06-26 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Hearing aid compatible mobile phone
CN101766035B (zh) * 2007-07-31 2014-04-30 日本先锋公司 扬声器装置
CN104320743B (zh) * 2009-01-30 2018-01-12 日本先锋公司 小型扬声器装置
EP2268058B1 (en) * 2009-06-26 2019-10-30 SSI New Material (Zhenjiang) Co., Ltd. Diaphragm for a micro loudspeaker
KR20110020055A (ko) * 2009-08-21 2011-03-02 엘지이노텍 주식회사 백라이트 유닛
CN102447997B (zh) * 2010-10-08 2015-01-07 惠阳东美音响制品有限公司 受话器振动板、音圈多功能组装治具
US8391538B2 (en) * 2010-12-20 2013-03-05 Cheng Uei Precision Industry Co., Ltd. Earphone
CN201937815U (zh) * 2010-12-21 2011-08-17 瑞声光电科技(常州)有限公司 电磁扬声器
EP2521375B1 (en) 2011-05-03 2014-04-16 Knowles Electronics Asia PTE. Ltd. Loudspeaker with port comprising a particle filter
US20140119591A1 (en) * 2011-07-25 2014-05-01 AAC Microtech(Changzhou) Co., Ltd Micro-speaker
JP2015039161A (ja) * 2013-07-19 2015-02-26 株式会社Ｊｖｃケンウッド スピーカ用磁気回路
US10216087B2 (en) 2014-06-13 2019-02-26 Intel Corporation Ebeam universal cutter
CN204377130U (zh) * 2015-01-06 2015-06-03 瑞声精密电子沭阳有限公司 发声装置
CN105979452B (zh) * 2016-07-25 2019-05-03 Oppo广东移动通信有限公司 端子连接结构、扬声器及音响

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2503828C3 (de) * 1975-01-30 1983-04-21 Friedrich Reiner Telefonfabrik Permanentdynamische elektroakustische Wandlerkapsel
US4376233A (en) * 1980-12-18 1983-03-08 Sony Corporation Securing of lead wires to electro-acoustic transducers
JPS62289099A (ja) * 1986-06-09 1987-12-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd スピ−カ
SU1570036A1 (ru) * 1988-03-31 1990-06-07 Предприятие П/Я А-1121 Громкоговоритель
JP2872291B2 (ja) * 1989-08-24 1999-03-17 松下電器産業株式会社 電話機ハンドセット用送受話ユニット
JPH0519586A (ja) * 1991-07-12 1993-01-29 Canon Inc 画像形成装置
JPH06269089A (ja) * 1993-03-11 1994-09-22 T W Denki Kk 小型スピーカ
DE19610997B4 (de) * 1996-03-21 2006-07-13 Sennheiser Electronic Gmbh & Co. Kg Elektrodynamischer Schallwandler mit Magnetspaltenabdichtung und Hörhilfe
KR19980080567A (ko) * 1997-03-31 1998-11-25 이데이노브유끼 음향 변환기
JPH10285690A (ja) * 1997-04-01 1998-10-23 Sony Corp 音響変換器
US5883967A (en) * 1997-04-15 1999-03-16 Harman International Industries, Incorporated Slotted diaphragm loudspeaker

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100336988B1 (ko) * 2000-07-13 2002-05-17 김낙현 신호 변환장치의 요크 구조
KR100477261B1 (ko) * 2002-02-15 2005-03-18 삼성전기주식회사 스피커 및 스피커 제조방법

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Publication number Publication date
US6385328B1 (en) 2002-05-07
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