KR20000072431A - 신호 변환장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원통형의 프레임과, 상하에 돌기가 각각 원통형으로 입설되고 원형 몸체의 주변에 공기흐름을 위한 다수개의 공기구멍이 상하로 천공된 요크와, 상기 요크의 상하를 감싸면서 상기 프레임의 내면에 수평지게 설치되어 상기 요크에 탄성을 부여하기 위한 두 개의 스프링과, 상기 요크의 상하에 서로 다른 극성이 마주보면서 상기 요크의 돌기와 소정거리 이격되게 상기 요크의 상하에 설치된 두 개의 마그네트 및 상기 프레임의 상하에 장착된 진동판과 그릴로부터 상기 각각의 마그네트와 요크 돌기 사이의 공간까지 오도록 설치되어 외부로부터 소정 주파수의 구동전원을 입력받아 진동 또는 소리 발생을 위한 자력을 생성하게 되는 두 개의 코일로 구성되어 있다.

본 발명에 의하면, 진동 및 음 발생을 위해 요크의 상하에 설치된 각각의 마그네트와 진동판 또는 그릴에 부착된 코일 사이에서 생성되는 밀고당기는 힘이 서로 같은 방향을 향하도록 마그네트를 배치함으로써 진동 또는 음 발생을 위한 소비전력을 최소화할 수 있다.

Description

신호 변환장치{Signal converting apparatus}

본 발명은 휴대전화나 PCS폰 등의 전자제품에 장착되어 스피커(speaker)나 리시버 및 바이브레이터(vibrator) 등의 기능을 수행하도록 된 신호 변환장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 진동 및 음 발생을 위해 요크(yoke)의 상하에 설치된 각각의 마그네트(magnet)와 진동판 또는 그릴에 부착된 코일 사이에서 생성되는 밀고당기는 힘이 서로 같은 방향을 향하도록 마그네트를 배치하여 진동 또는 음 발생을 위한 소비전력을 최소화할 수 있도록 하는 신호 변환장치에 관한 것이다.

통상적으로 휴대전화나 PCS폰(personal communication service phone), 무선 호출기 등에는 기지국을 매개로 하여 상대방으로부터의 착신상태를 표시하기 위한 스피커나 부저(buzzer) 및 바이브레이터 등이 내장되어 있는데 위와 같은 통신기기를 비롯한 각종 전자제품의 부피가 작아지는 추세에 있어 그 내부에 내장되는 이들 부품들의 부피 역시 극소형으로 작아지는 추세에 있다.

이에 따라 서로 다른 계층의 사용자에게 다양한 서비스를 제공하면서도 각종 통신기기의 부피를 최소화하기 위한 방안의 하나로 진동기능과 부저기능 및 스피커 기능을 모두 갖춘 다양한 신호 변환장치가 등장하였는데, 이는 원통형 케이스의 아래 위에는 원형의 진동판과 베이스(base)가 각각 결합되어 있고, 이 케이스와 진동판 사이로는 코일에 연결된 터미널이 외부로 인출되어 있으며, 이 케이스의 옆면에는 케이스 내부와 관통된 음성 출력구가 천공되어 있다.

하부로부터 압입되는 베이스에 의해 케이스 내에 설치되는 스프링(spring)의 중앙에는 요크의 연장단부가 접합되어 일체형으로 결합되어 있고, 이 요크의 상부에는 마그네트와 플레이트(plate)가 순차적으로 결합되어 있으며, 이 요크의 중앙에는 소정높이를 갖는 철심이 형성되어 있다.

그러나 종래 신호 변환장치에서는 스프링의 중앙과 외곽을 연결하여 주는 절개홈을 제외한 부분이나 탄성부분의 탄성계수가 너무 커서 코일에 고전류의 외부전원을 흘려 보내야 요크가 진동한다. 즉, 신호 변환장치를 구동시키기 위해 높은 구동전원을 사용하므로 소비전력이 많아진다.

이에 출원인은 2000. 7. 28 자 특허출원 제43775호에서 외부입력에 민감하게 반응하도록 스프링, 요크, 코일 등의 구조를 변경하여 소비전력을 줄이고 있으나, 한 쌍의 마그네트와 플레이트 그리고 코일 등이 사용되어 기능에 따라 구동전원을 바꾸어야 한다. 다시 말하면 바이브레이터의 기능을 수행하다가 스피커나 리시버의 기능을 수행하기 위해서는 높은 주파수의 구동전원이 요구되므로 여전히 많은 전력을 소비할 뿐만 아니라 각각의 기능을 충실하게 수행하지 못한다.

즉, 진동이나 음 발생기능이 요크의 상하에 부착된 코일 중 하나의 코일에 흐르는 전류에 의해서만 결정되기 때문에 다른 하나의 코일과 이에 대응되게 설치된 마그네트는 진동 또는 음 발생기능 수행시 아무런 역할을 하지 못하므로 소비전력의 효율성이 떨어지는 결점이 있다.

본 발명의 목적은 진동 및 음 발생을 위해 요크의 상하에 설치된 각각의 마그네트와 진동판 또는 그릴에 부착된 코일 사이에서 생성되는 밀고당기는 힘이 서로 같은 방향을 향하도록 마그네트를 배치함으로써 진동 또는 음 발생을 위한 소비전력을 최소화할 수 있도록 하는 신호 변환장치를 제공하는데 있다.

다시 말하면, 본 발명은 소형화 그리고 박형화되는 추세에 있는 신호 변환장치, 이 신호 변환장치가 장착되는 전자제품의 소비전력을 최소화하여 휴대전화나 PCS폰, 노트북(notebook) 등의 사용시간을 늘릴 수 있도록 하는 신호 변환장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 신호 변환장치를 나타내는 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 신호 변환장치를 나타내는 분해 사시도이다.

도 3은 도 2에서의 요크를 보다 상세하게 나타내는 부분 절개 사시도이다.

도 4a,b는 도 2에서의 스프링을 보다 상세하게 나타내는 평면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 신호 변환장치를 나타내는 측단면도이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※

1 : 프레임 2 : 요크

3,13 : 돌기 4,14 : 마그네트

5,15 : 플레이트 6,16 : 스프링

7,17 : 코일 8,18 : 고정턱

9 : 그릴 10 : 절개홈

11 : 터미널 12 : 공기구멍

21 : 안착홀 22 : 결합돌기

23 : 안내홈 24 : 진동판

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 신호 변환장치는, 원통형의 프레임과, 상하에 돌기가 각각 원통형으로 입설되고 원형 몸체의 주변에 공기흐름을 위한 다수개의 공기구멍이 상하로 천공된 요크와, 상기 요크의 상하를 감싸면서 상기 프레임의 내면에 수평지게 설치되어 상기 요크에 탄성을 부여하기 위한 두 개의 스프링과, 상기 요크의 상하에 서로 다른 극성이 마주보면서 상기 요크의 돌기와 소정거리 이격되게 상기 요크의 상하에 설치된 두 개의 마그네트 및 상기 프레임의 상하에 장착된 진동판과 그릴로부터 상기 각각의 마그네트와 요크 돌기 사이의 공간까지 오도록 설치되어 외부로부터 소정 주파수의 구동전원을 입력받아 진동 또는 소리 발생을 위한 자력을 생성하게 되는 두 개의 코일을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 두 개의 코일은 서로 직렬 또는 병렬로 접속되고, 상기 직렬 또는 병렬로 연결된 코일의 양단에 구동전원이 공급되어 환형으로 감겨진 코일의 주변에 자력이 생성되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스프링의 중앙에는 상기 요크를 안착시키기 위한 안착홀이 형성되고, 상기 스프링의 외곽에는 탄성을 부여하기 위한 다수개의 절개홈이 원호형으로 형성되는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부된 도면들에 의거하여 본 발명에 따른 신호 변환장치의 실시예에 대한 동작을 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 신호 변환장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 신호 변환장치를 나타내는 분해 사시도이다. 도 3은 도 2에서의 요크를 보다 상세하게 나타내는 부분 절개 사시도이고, 도 4a,b는 도 2에서의 스프링을 보다 상세하게 나타내는 평면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 신호 변환장치를 나타내는 측단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 신호 변환장치는, 원통형 프레임(1)의 외측면에는 진동 및 음 발생을 위한 두 개의 코일에 직렬 또는 병렬 연결되어 구동전원(소정의 주파수를 갖는 교류전원이나 펄스 등을 말한다)을 공급하는 터미널(11)을 고정하기 위한 몰딩(molding)물이 연장되어 있으며, 프레임(1:frame)의 위쪽에는 진동판(1), 즉 2중 돔 형상으로 구성되어 음성을 생성하는 진동판(diaphram)이 고정되어 있으며, 프레임(1)의 아래쪽에는 다수의 통공(hole)을 갖는 그릴(grill)이 결합되어 있다.

도 2 내지 도 4를 참조하여 보다 상세하게 살펴보면, 프레임(1)의 외곽에는 위에서 설명한 바와 같이 터미널(11)이 일체형으로 성형되어 진동판(24)과 그릴(9)에 부착된 두 개의 코일(7)(17)에 직렬 또는 병렬로 접속되어 있으므로 소정의 주파수를 갖는 교류전원이나 펄스 등의 구동전원을 진동과 음 발생을 위한 코일(7)(17)에 각각 공급할 수 있다.

두 개의 스프링(6)(16)에 의해 원통형 프레임(1) 내에 고정된 원형 요크(2)의 상하에는 소정높이의 돌기(3)(13)가 원통형으로 입설되어 있으며, 프레임(1)의 상하 중 돌기(3)(13) 내에는 마그네트(4)(14)와 플레이트(5)(15)가 각각 적층되어 있는데, 돌기(3)(13)와 마그네트(4)(14) 사이에는 코일(7)(17)을 내입시키기 위한 소정의 공간을 가지며, 마그네트(4)(14)는 서로 다른 극이 요크(2)에 닿도록 배치되어 있다. 다시 말하면, 도 5에서와 같이 요크(2)의 위쪽에 배치된 마그네트(4)의 S극이 요크(2)에 닿으면, 요크(2)의 아래에 배치된 마그네트(14)는 N극이 요크(2)에 닿도

록 배치되어 있다. 물론, 두 개의 마그네트(4)(14)의 극성이 반대방향을 향하도록 배치되어도 무방하다.

그리고, 요크(2)의 주변에는 요크(2) 진동시 원활한 공기흐름을 유도하기 위한 다수개의 공기구멍(12)이 원호형으로 천공되어 있다. 물론, 공기구멍(12)은 원활한 공기흐름을 유도하기 위한 것으로서, 형상이나 개수에 구애받지 않는다.

원통형 프레임(1) 내에 요크(2)를 고정하게 되는 스프링(6)(16)은 도 4a,b와 같이 중앙에 요크(2)를 안착시키기 위한 안착홀(21)이 형성되어 있으며, 외곽에는 탄성을 부여하기 위한 다수개의 절개홈(10)이 원호형으로 형성되어 있다. 그리고 도 4a,b에서와 같이 스프링(6)의 상하와 스프링(16)의 좌우에는 결합돌기(22)가 형성되어 있는데, 스프링(6)의 상하에 형성된 결합돌기(22)는 프레임(1) 성형시 프레임(1) 내에 몰딩되어 스프링(6)이 프레임(1)과 일체형이 성형되고, 스프링(16)은 프레임(1)과는 분리되어 형성되며 스프링(6)과 스프링(16) 사이에 요크(2)를 안착한 후 프레임(1)의 아래쪽에 형성된 안내홈(23)을 따라 스프링(16)을 결합하고 나서 안내홈(23)이 상단에 스프링(16)의 결합돌기(22)를 고정한다.

물론, 안착홀(21)을 가지는 두 개의 스프링(6)(16)으로 요크(2) 고정시 요크(2)가 좌우로 요동하지 않도록 고정할 수 있도록 요크(2)의 상하에는 고정턱(8)(18)이 형성되어 있다.

이와 같은 신호 변환장치의 동작을 도 5와 함께 설명한다.

먼저 음성, 즉 가청 주파수의 음을 출력하기 위한 구동전원 중 (+)전류 혹은 (-)전류가 터미널(11)을 통해 직렬 또는 병렬 연결된 두 개의 코일(7)(17)에 흐르게 되면, 마그네트(4)와 코일(7) 사이에 미는 힘이 생성되고 반대로 마그네트(14)와 코일(17) 사이에 당기는 힘이 생성되어 코일(7)이 진동판(24)과 함께 상승한다. 반대로 터미널(11)을 통해 두 개의 코일(7)(17)에 흐르는 전류의 극성이 변환되면,마그네트(4)와 코일(7) 사이에서는 당기는 힘이 그리고 마그네트(14)와 코일(17) 사이에서는 미는 힘이 생성되므로 코일(7)과 함께 진동판(24)에 하강하면서 소정의 음을 발생한다.

이렇게 진동판(24)에 부착된 코일(7)과 그릴(9)에 부착된 코일(17)에 흐르는 전류의 극성이 변화함에 따라 진동판(24)과 함께 코일(7)이 상하로 진동하면서 음압이 발생되어 스피커나 리시버 등의 기능을 한다.

또한, 진동(바이브레이터)의 기능을 수행하기 위한 주파수를 갖는 구동전원 중 (+)전류 혹은 (-)전류가 터미널(11)을 통해 직렬 또는 병렬 연결된 두 개의 코일(7) (17)에 흐르게 되면, 마그네트(4)와 코일(7) 사이에 미는 힘이 생성되고 반대로 마그네트(14)와 코일(17) 사이에 당기는 힘이 생성되어 두 개의 스프링(6) (16)에 탄지된 요크(2)가 아래로 내려간다.

반대로 터미널(11)을 통해 두 개의 코일(7)(17)에 흐르는 전류의 극성이 변환되면,마그네트(4)와 코일(7) 사이에서는 당기는 힘이 그리고 마그네트(14)와 코일(17) 사이에서는 미는 힘이 생성되므로 아래로 내려갔던 요크(2)가 위로 올라오면서 요크(2)의 진동, 즉 요크(2)와 프레임(1) 등을 포함하는 신호 변환장치의 진동이 일어난다.

특히, 요크(2)의 상하에 마그네트(4)(14)가 서로 다른 극이 마주보도록 설치되어 있기 때문에 진동판(24)과 그릴(9)에 부착된 코일(7)(17)에 전류가 흘러 코일(7)과 마그네트(4) 사이에서 당기는 힘이 생기면 코일(14)과 마그네트(17) 사이에서 미는 힘이 생기므로 요크(2)를 보다 효율적으로 진동시킬 수 있는 것이다.

이때 요크(2)의 주변에 다수개의 공기구멍(12)이 상하로 천공되어 있어, 요크(2) 진동시 요크(2), 즉 요크(2)와 프레임(1) 등을 포함하는 신호 변환장치의 진동을 극대화하면서도 공기저항을 최소화할 수 있는 것이다.

본 발명에 의하면, 요크의 상하에 설치된 각각의 마그네트와 진동판 또는 그릴에 부착된 코일 사이에서 진동 또는 음 발생을 위해 생성되는 밀고당기는 힘이 서로 같은 방향을 향하도록 마그네트를 배치함으로써 진동 또는 음 발생을 위한 소비전력을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

더 나아가서 본 발명은 소형화 그리고 박형화되는 추세에 있는 신호 변환장치, 이 신호 변환장치가 장착되는 전자제품의 소비전력을 최소화하여 휴대전화나 PCS폰, 노트북 등의 사용시간을 늘릴 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술 사상 범위내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (3)

1. 원통형의 프레임;

   상하에 돌기가 각각 원통형으로 입설되고 원형 몸체의 주변에 공기흐름을 위한 다수개의 공기구멍이 상하로 천공된 요크;

   상기 요크의 상하를 감싸면서 상기 프레임의 내면에 수평지게 설치되어 상기 요크에 탄성을 부여하기 위한 두 개의 스프링;

   상기 요크의 상하에 서로 다른 극성이 마주보면서 상기 요크의 돌기와 소정거리 이격되게 상기 요크의 상하에 설치된 두 개의 마그네트; 및

   상기 프레임의 상하에 장착된 진동판과 그릴로부터 상기 각각의 마그네트와 요크 돌기 사이의 공간까지 오도록 설치되어 외부로부터 소정 주파수의 구동전원을 입력받아 진동 또는 소리 발생을 위한 자력을 생성하게 되는 두 개의 코일;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 변환장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 두 개의 코일은 직렬 또는 병렬로 접속되고, 상기 직렬 또는 병렬로 연결된 코일의 양단에 구동전원이 공급되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 상기 신호 변환장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 스프링의 중앙에는 상기 요크를 안착시키기 위한 안착홀이 형성되고, 상기 스프링의 외곽에는 탄성을 부여하기 위한 다수개의 절개홈이 원호형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 상기 신호 변환장치.