KR20020024042A - 초경량 smt형 부저 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대폰단말기, PDA, Pager 등 통신제품의 벨소리를 내는 초경량 SMT(Surface mounting technology)형 부저에 관한 것이다.

상세내용으로는, 날로 소형화, 경량화로 되어 가는 휴대폰단말기, PDA, Pager 등 통신제품에 적합하도록 소형화 및 경량화로 제작하기 위하여 모든 부품들을 소형화 및 경량화 했고, 기존제품 0.9g의 무게를 0.4g으로 했으며, 치수는 8.5x8.5x4.0mm에서 8.0x8.0x2.0mm로 줄였고, 생산 과정을 혁신적으로 개선하여 제조에 따른 불량률을 극소화했고, 부품 개량으로 인하여 생산원가를 줄임으로서 경제성을 갖추었으며, 현 추세에 부응하는 초경량,초소형 부저다.

본 발명의 부저는 반도체 칩 형태의 모양으로 내부에 후레임과 바닥판을 U자형으로 구성하여 단자를 바닥면보다 낮게 만들어 양극과 음극의 납땜 부위를 내부에 형성하여 단자의 하측 케이스를 인서트 사출 몰딩하여 N극의 단자와 S극의 내부 단자를 통해 외각으로 보조형 단자 2곳과 납땜부 2곳이 있다. 내부 부품에는 후레임을 주축으로 하여 베이스와 코아가 내장되며 코아 주위에 코일을 감아 항동링을 내측 테두리에 끼워 원형의 자석을 삽입하고 그 위에 니켈박판과 부가중량판을 결합시킨 후 코아면과 니켈박판의 정확한 간격을 설정한 후 전류를 인가하면 N극과 S극의 자장에 의해 초당2,200회∼3,200회의 동작으로 니켈박판의 탄력 있는 전동에 의해 소리를 발생시킨다. 발생된 소리는 외각 상단부분에 있는 두곳의 사각형 음 방출구를 통해 발산되며, 음 방출구의 크기와 자석의 가우스 값을 이용하여 주파수를 결정하게 되며, 외형을 반도체 칩 모양의 형태로 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

Description

초경량 SMT형 부저 {Ultra light weight SMT Buzzer}

본 발명은 휴대폰 단말기, PDA, Pager 등과 같은 통신제품에 장착되어 신호음을 출력하여 주는 초경량 SMT(Surface mounting technology)형 전자석 부저다. 즉 점점 가벼워지고 작아지고 있는 통신기기에 적합한 부저를 생산하기 위해서 부저의 부품, 구조 및 제조공정의 개선으로 그 특성을 극대화한 초경량 및 초소형화한 SMT 부저(도 2)에 관한 것이다.

부저는 과거 몇 년간 많이 발전되어 왔다. 현재 휴대폰 단말기 등 기기의 PCB에 부저를 자동 납땜방식(Reflow soldering process)으로 장착하는 SMT model부저는 8.5x8.5x4.0mm(도 1)가 보통 사용되고 있고, 무게는 0.9 gram이다.

본 발명은 일년반의 연구 결과 8.0x8.0x2.0mm(도 2)의 초소형 그리고 무게가 0.4 gram인 초경량 부저를 개발하였다. 자동 납땜방식에 적합한 사각형이며, 모든 부품은 250℃의 리훌러 납땜방식에서도 견딜 수 있는 고온저항부품을 적용했다.

모든 기존제품은 한 개의 음 방출구인 직사각형 형태로 길게 형성되어 있음으로 인하여 주저앉거나 변형되어 음 방출구가 작아지는 경우가 발생하여 음압이 변형을 가져왔었다. 또 상하 케이스 접합할 때 적용되는 초음파 융착 작업시 음방출구 하변에 크랙이 발생되어 작업 공정 중 불량이 발생하였다.

본 발명은 한 개의 음 방출구로 인하여 발생한 초음파 융착 후 발생되었던 크랙 발생 단점을 보안하여 두개의 사각형 음 방출구(20)로 분리시켜 가운데 약한 부분을 보강하였고, 자동화 제조(22)가 가능하게 되었다.

기존에는 코일을 접합하기 위해 절개 홈을 따내어 코일을 후면으로 빼내어 N극과 S극을 구분하여 납땜하였다. 또한 기존의 작업은 직경 0.6mm의 납을 사용하여 하측의 절개 홈으로 코일선을 빼내어 하측 후면 단자부위에 낱개의 작업방법을 구사하였다. 참고로 코일경의 둘레는 0.045mm로 머리카락의 1/2 두께에 불과하여 코일선을 인력에 의존하여 정리한 후 납땜인두를 사용해 작업을 하고 있어 기술적인 한계로 납땜의 높이가 0.25mm에서 0.3mm 사이로 그 한계가 있다.

본 발명도 예외가 아니어서 그런 문제점을 감안하여 코일의 납땜부(21)를 내부바닥 안쪽으로 형성하여 납땜의 공간(24) 높이를 바닥에서 아래로 0.1mm와 0.3mm의 공간을 확보하여 납땜 작업을 하도록 설계 하였다. 또한 N극과 S극의단자부(17) 납땜 작업을 선납 대신 후레임(18) 안쪽에 두군데 U홈(21)을 따내어 사각공간(21) 안에 디스펜샤(23)를 이용 액체의 납(23a)을 사용하고 있는 것을 장점으로 하여 액체의 납을 자동으로 투입하여 납의 양을 정량 토출(23)하여 낱개 작업을 하던 기존의 작업방법에서 4∼8개(22)를 동시에 자동화 가공(도 6)이 실현되어 공정을 줄여 최대의 원가를 절감하였고, 그에 따른 큰 성과는 매우 크다 할 수 있다.

기존에는 내부 후레임(18a)을 단조에 의한 가공방법을 택하였으나, 단조에는 4공정을 거쳐야만 1개의 부품이 완성되는 단점이 있었다. 또한 기존 부저는 주축인 후레임의 경우에 베이스(6)와 코아(10)의 일체형을 하기 위해 단조방법이 널리 사용되고 있다. 따라서 단조 4공정에는

① 외각 둘레의 정밀성을 요구하므로 단조후 금형을 이용해 후가공 공정을 한후,

② 금속의 밀도를 원 상태를 유지하기 위해 풀림 과정의 공정을 거친 후,

③ 표면에 스케일이 형성되어 색상과 조도를 유지하기 위해 바렐연마 가공을 한 후,

④ 표면 도금처리 후 사용하였다.

단조방법은 일반적인 재질인 철(Fe)금속을 사용하였으나, 철(Fe)의 금속에는 코일을 감아 적용되는 제품에는 전류인가 후 전류가 차단된 상태에서 잔류 자기가 남아 노이즈현상 및 주파수 변화와 이상 파형을 형성하므로 재질의 선택에도 중요한 요인으로 작용 되었다.

본 발명은 상기와 같은 과정의 공정을 거치지 않는 것을 특징으로 하며, 따라서 부저의 주축인 후레임(18)을 니켈판을 사용하여 노이즈 현상을 차단하였다. 노이즈 현상을 차단하는 재질로는 니켈성분의 금속판이 일반적으로 사용되는데, 본 제품은 프레스금형의 드로잉(18) 방법을 구사하여 대량생산을 할 수 있는 발판을 마련하였다. 프레스금형의 드로잉(18) 방법은 코아의 가운데 부분(18a)에 공간을 두어 중량을 줄이며 코아의 외각에 형성되는 N극과 S극의 자장을 분리하여 자장형성을 원활히 함으로서, 단조방법에서 사용되던 4공정의 과정을 1공정으로 이루어져 공정 수를 줄임과 동시에 부저의 핵심 기술인 주파수 대여 폭이 넓어져 여러 가지 다양하고 부드러운 소리를 실현할 수 있게 된다. 또한 4공정의 과정을 거치는 동안 발생된 불량률을 극소화하여 공정의 단순화로 원가절감의 경쟁력을 갖추게 되었다. 통신기기가 추구하는 초경량, 초소형 제품을 실현하려면 무엇보다 크기와 높이를 줄이는데 있으며, 또한 품질과 가격의 경쟁력을 갖추는데 있을 것이다.

종래는 자석의 일체형(5a)을 개발하여, 원료로 쓰이는 PPS라는 고온용 수지를 사용하여 사출 성형하였고, 또 황동링을 사용하지 않고 일체형(5a)을 사용하는 경우도 있었다. 사출 성형 방법은 전자석 원료로 쓰이는 자석의 분말입자가 골고루 분포되어 성형되었을 때 가능하나 자석외경의 가우스 값이 원둘레에 일정하게 분포되지 못하여 자석분말 입자와 플라스틱 수지의 입자가 성형되는 과정에서 성형중에 전자석 소재의 분말 입자가 어느 한쪽으로 치우쳐 가우스의 불규칙한 분포로 불량 발생의 요인으로 작용되었다. 또한 황동링을 사용하는 경우에는 진동판의 이탈을 방지하기 위해 링(4)의 안쪽에 홈(4a)을 파서 진동판(3)을 안착시키는 경우이나,이러한 방법은 자동선반으로 가동하는 방법으로 낱개를 가공하게 됨으로 홈파기(4a) 작업중 발생되는 공차의 편차를 극복하기가 어려웠다. 따라서 가공비 원가 상승의 요인이 되고 있다.

본 발명은 황동링(14)의 가공법을 이용하지만 홈(14a)을 파지 않고 상·하의 구별 없이 가공하여 상부에 올려놓는 방법으로 상·하의 구분을 없게 가공하여 자동화 공정의 단점으로 여겨왔던 방향선별을 원활하게 하여 자동화의 단점을 해결하였다. 또한 이탈 방지 홈(14a)이 없어지게 되어 발생되는 진동판(13)의 이탈 문제를 해결하기 위한 방법으로 케이스 내경에 지지하게 하여 진동판의 이탈을 방지하였다.또한 진동판 안착 홈(4a) 가공 공차로 인한 편차를 극소화하였다.

부저의 품질에 좌우되는 주파수 대여폭을 결정하는 진동판(13)의 크기에 밀접한 관계가 있다. 기존의 제품은 2,731Hz∼3,200Hz의 높은 주파수를 사용하고 있으나, 2,731Hz와 경우를 예로 든다면, 소비 전류의 설정은 일본의 경우 3.6V. 전류 인가했을 때 100mA(Max.)의 스펙을 둔다. 그럴 경우 실질적인 소비 전류치는 약 87mA의 전류가 소모된다. 소비 전류치를 줄이기 위해 케이스 바닥에 절개 홈의 구멍을 이용하여 공진을 원활히 돕게 하는 경우도 있다. 그럴 경우 음질의 저하 현상이 나타나며 노이즈 현상으로 나타나는 경우가 발생된다.

본 발명은 진동판(13) 안착 홈(4a)을 내기 위해 진동판(13) 외경 크기를 줄여야 하는데 홈(14a)을 없애 줌으로 진동판(13)을 최대의 크기로 활용하여 자장에 의해 발생된 진동을 원활히 함으로서 주파수의 대여폭이 커지게 된다. 본 발명은 2,250Hz ∼2,650Hz 와 2,650Hz∼ 3,200Hz의 두 종류로 구분하여 주파수 대여폭을넓힐 수 있는 효과가 발생된다. 2,250Hz를 예로 든다면, 본 발명의 경우 3.6V. 전류를 인가했을 때, 80mA(Max.)의 스펙을 설정하였으며, 실질적인 소비 전류치는 약 55mA∼60mA의 소비전류가 발생한다. 낮은 주파수를 사용하게 되면 상대적으로 소비 전류가 내려가기 때문에 밧데리의 소모량이 줄어드는 효과를 얻을 수 있으며, 밧데리의 사용시간을 길게하여 충전의 횟수도 아울러 줄어들어 밧데리의 수명 연장과 전기료의 절감효과도 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 부저의 모든 부품을 축소하고 구조 변형을 함으로서 이동통신용 단말기에서 차지하는 점유면적을 축소하고 경량화할 수 있는 초소형 및 초경량 부저를 제공하는데 있다.

다시 말하면, 본 발명의 목적은 휴대폰이나 PDA, Pager 등의 통신기기, 전자제품에 장착 되는 부저의 무게와 두께를 최소화하여 각 통신기기,전자제품을 박형화할 수 있도록 하는데 있다.

도 1은 종래의 부저 구조를 보여주는 단면도

도 2는 본 발명의 구조를 보여주는 단면도

도 3은 본 발명의 전면도

도 4는 본 발명의 사시도

도 5는 본 발명의 하부도

도 6은 본 발명의 코일 자동화 권선을 보여주는 투시도

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명품의 설명에 도움을 주기 위한 기존 모델이고, 도 2 는 본 발명의 단면도, 도 3 은 본 발명의 전면도, 도 4 는 본 발명의 사시도, 도 5 는 본 발명의 하부도, 도 6 은 본 발명의 코일 자동화 권선 투시도이다.

본 발명은 도 2 에 도시된 바와 같이 초경량·초소형 부저를 생산하기 위해서 모든 부품을 소형화하여 구조변경을 하였다. 후레임(18)은 코아(18a)와 같이 성형하였고, 코일(15)의 납땜부(21)를 내부 바닥 안쪽으로 형성하여 납땜의 공간 높이를 바닥에서 0.1mm아래로 공간에 납땜작업을 할 수 있도록 설계하였다. 또한 단자부(17) 납땜작업을 후레임(18) 안쪽에 두군데 U홈(18a)을 따내서 사각공간(21) 안에 디스펜샤(23)를 이용하여 액체의 납(23a)을 자동으로 투입하여 납(23a)의 양을 정량 투입함으로서 정확하고 견고하게 납땜이 되고 또한 4∼8개를 동시에 자동화 가공(도 6)을 한다.

진동판(13)이 황동링(14)에 안착되어 전자석(16)과 우레탄코일(15)의 자장에 의해 진동되어 음이 발생되고 또 일측면에 음의 출력이 형성되며, 내면에 다수개의 돌기와 비틀림 방지홈이 형성된다. 그리고 하우징의 상부를 감싸면서 음을 발생하는 구조와 고정 설치되어 있는 케이스상(11)으로 구비되는 것을 특징으로 한다.

부저의 주축인 후레임(18)은 니켈판(18)(니켈성분의 금속판)을 사용하여 노이즈 현상을 차단하였고, 프레스 금형을 이용한 드로잉 방법을 구사하여 후레임(18)을 대량 생산 할 수 있게 하였다.

프레스 금형의 드로잉 방법은 코아의 가운데 부분(18a)에 공간을 두어 중량을 줄이며 코아의 외각에 형성되는 N극과 S극의 자장을 분리하여 자장 형성을 원활히 함으로써, 단조방법에서 4공정 순서의 작업방법을 1공정으로 줄였고, 동시에 부저의 핵심 기술인 주파수 대여폭을 넓어지게 하였다.

상기 황동링(14)를 안착할 때, 홈(14a)을 파지 않고 상·하의 구별 없이 가공하여 상부에 올려놓는 방법으로 자동화 공정이 가능하게 하였다.

상기 진동판(13)의 이탈 방지를 위하여 케이스 내경에 지지하게 하여진동판(13)의 이탈을 방지하며, 진동판 안착 홈(14a) 가공 공차로 인한 편차를 극소화시키는 구성으로 되어 있다. 또한 진동판의 크기는 주파수 대여폭을 결정하는데, 안착 홈을 없애 줌으로서 진동판을 크게 하여 주파수 대여폭을 넓게 하였다. 즉 2,250Hz∼2,650Hz 와 2,650Hz∼3,200Hz의 두 종류를 구분하여 대여폭을 넓혀준다.

도 6 은 본 발명에 따른 코일권선기를 나타낸 개략적인 평면구성도이다. 본 발명의 부저에 대한 코일권선기는 도 6 에 표시된 바와 같이 코일을 감기 위한 권선보빈을 수용하며, 직각상태로 회동을 이루는 지그드럼이 설치되어 있으며, 지그드럼의 일 측에는 코일을 일시적으로 잡고 놓아주는 탠션기구로 구성되어 있다. 이상과 같은 코일 권선기는 부저의 코일 감기 작업이 자동으로 이루어짐과 동시에 연속작업을 수행하여 작업성을 향상시켜서 생산성을 도모하고, 또한 신속하고 정확하게 하여 작업성을 단순화하면서 부저의 구조를 간소화하는 구조이다.

이상에서 상세히 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 초경량 부저는 후레임(18)과 코아의 일체형, NdFe자석, 코일 및 황동링이 장착되는 하우징 시스템, 즉 하우징 시스템과 이에 매설되는 후레임 및 케이스(11)의 구조를 개선하여 부저를 초경량·초소형화 할 수 있도록 하였다. 또한 별도로 제작된 복합형태의 코일 권선기로 코일감기 작업을 신속하고 정확하게 하여 작업성을 단순화하면서 부저의 구조를 간소화하고 불량을 줄이며 대량 생산의 가능성이 생김으로써 원가절감을 가져왔다.

따라서, 본 발명은 휴대폰 단말기, PDA, Pager 등 통신기기,전자제품을 최소화해 줄 수 있는 효과가 있다.

이상과 같이 본 발명은 특정의 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (3)

1. 전자석 SMT형 부저의 크기를 사각형 8mm(폭) x 8mm(폭) x 2mm(높이)로 하였고, 무게를 0.4 gram으로 축소한 구조,

   상기 부저를 초경량·초소형화하기 위하여 후레임을 니켈 원료를 사용하여, 드로잉 금형으로 제조한 구조,

   그리고, 코일의 자동화시스템 제조방법과 선납 대신 디스펜샤를 이용한 크림납을 투입하는 제조방법과 코일 권선을 자동화하기 위한 4개∼8개를 한 개로 묶어 동시에 여러개를 한 공정으로 제조하는 방법,
2. 진동판을 황동링 상부에 직접 올려놓는 구조
3. 상부 케이스의 크랙 방지를 막기 위하여 한 개의 음 방출구를 분리하여 두 개의 음 방출구로 만든 구조