KR20030032445A - 다기능 스피커 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부 입력신호에 따라 하나의 부품을 통해 스피커, 부저(buzzer), 리시버(receiver) 기능을 선택적으로 수행할 수 있는 새로운 구조를 갖는 다기능 스피커에 관한 것이다. 본 발명에 따른 다기능 스피커(100)는 외부로부터 일정한 펄스 중심 주파수를 갖는 입력신호가 들어오면 코일(140)이 여자되면서 코어(152)에 자기력이 발생되어 자성재료로 이루어진 진동판(120)을 진동시킨다. 이러한 상하 진동은 계속 반복되면서 기본적으로 진동에 의해 발생되는 소리가 상기 캡의 출음구(112) 및 하우징의 도파홈(158)을 통해 외부로 신속하게 방출된다. 특히, 본 발명에서는 종래의 다목적 부저들과는 달리, 자성체로 이루어진 진동판(120)의 떨판(122)과 코어(152) 사이에 생기는 자기력과 진동판(120)의 하부에 고정된 한쌍의 자석(130) 사이에 생기는 강력한 척력이 상호 작용하여 매우 폭넓은 주파수 대역에서도 민감하게 진동이 일어나 스피커, 리시버 및 부저 기능을 원활히 수행할 수 있다. 이러한 다기능 스피커는 핸드폰, PCS, PDA(personal digital assistant), 이동통신 모바일 등의 휴대단말기는 물론 MP3, 노트북, TV, PDP(plasma display panel) 등 음향장치가 필요한 각종 전자제품에 폭넓게 이용할 수 있다.

Description

다기능 스피커{A Multi-functional Speaker}

본 발명은 핸드폰이나 PCS 등과 같은 휴대단말기 또는 PDA(personal digital assistant), 통신장비 등과 같은 음향장치가 필요한 전자기기에 내장되는 다기능 스피커에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부 구동신호에 따라 하나의 부품을 통해 스피커 기능은 물론 부저(buzzer), 리시버(receiver) 기능을 선택적으로 수행할 수 있는 새로운 구조를 갖는 다기능 스피커에 관한 것이다.

일반적으로 휴대폰이나 PCS, 무선 호출기 등과 같은 휴대단말기에는 상대방으로부터의 착신상태를 알리는 부저나 상대방의 통화음을 수신하는 스피커 또는 리시버가 내장되어 있다. 그리고, 이러한 휴대단말기는 그 부피가 작아지는 추세에 있으며, 이에 따라 부저, 스피커 및 리시버 부품들도 점차 소형화되고 있는 추세에 있다.

이러한 각종 부품들의 소형화 추세에 맞추어 최근 이들 부품들을 하나의 부품으로 통합한 다목적 음향기기가 개발되고 있다. 그 대표적인 예로서, 대한민국 공개특허공보 제99-24257호에는 외부로부터의 구동신호에 따라 스피커, 바이브레이터(vibrator) 및 리시버 기능을 선택적으로 수행할 수 있는 다목적 부저(a multi-functional buzzer)가 개시되어 있다. 이 다목적 부저(10)는 도1에 도시된 바와 같이, 리드 터미널(lead terminal)(17)을 가진 하우징(15) 내에 요크(yoke)(15c)가 배치되고, 요크(15c)의 상부에는 진동판(diaphragm)(12), 요크 둘레를 외접하는 코일링(coil ring)(14), 자석링(magnet ring)(13a)(13b) 및 프로텍터(protector)(18)로 구성된다. 그리고, 상기 요크(15c)는 중앙에 중공부(15d)가 형성되도록 U자형의 내외벽(15a)(15b)이 구성되고, 그 중공부 아래는 비자성체의 연결판(15e)으로 연결되어 있고, 상기 내외벽의 내면에 제1 자석링(13a)과 또 하나의 제2 자석링(13b)이 장착된다. 상기 제1, 2 자석링(13a)(13b) 사이에 위치한 코일링(14)은 진동판(12)과 상하로 연결되도록 설치되어 있다. 상기 요크(15c)의 상면과 저면에는 각각 판스프링(16) 및 절곡 스프링(16a)이 수평 또는 수직으로 접하도록 설치된다. 이러한 구조를 갖는 다목적 부저(10)는 코일에 입력되는 주파수 신호에 따라 바이브레이터, 버저 또는 리시버 기능을 선택적으로 할 수 있다.그러나, 이 다목적 부저는 입력신호에 따라 코일이 여자되면서 코일 자체가 진동하게 되고, 코일의 움직임이 클 때 코일에 발열이 심하고, 또 에너지 변화가 커져 코일이 단선되는 단점이 있다.

상기 다목적 부저 이외에도 대한민국 공개특허공보 제2000-58817호에는 다른 구조를 갖는 다목적 부저가 개시되어 있다. 이 다목적 부저는 도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 소리 전달을 위한 다수의 통공(through hole)(21a)이 외부와 관통되게 형성되며, 구동전원을 연결하기 위한 다수의 터미널(27)이 일측에 고정 설치되어 있는 원통 형상의 케이스(21); 상하의 중앙에 원형의 자석(magnet)(23a)(23b)과 플레이트(plate)(28a)(28b)가 순차적으로 적층되고 상기 자석의 자기력의 흐름을 유도하며 스프링(26a)(26b)을 고정하기 위한 걸림턱(26c)(26d)이 상하의 외곽에 형성된 요크(25); 중앙에 상기 요크(25)가 고정되고 외곽이 상기 케이스(21)에 고정되어 상기 요크가 상기 케이스의 중앙 부분에 위치하도록 하는 한쌍의 스프링(26a)(26b); 각 진동판의 내면에 부착되어 상기 요크와 자석에 대향되게 설치되며 상기 터미널(27)을 통해 구동전원에 연결되어 있는 코일(24a)(24b) 및 상기 자석과 상기 코일 사이의 자기력 변화로 인하여 진동하는 진동판(22a)(22b)을 포함하여 구성된다. 상기 다목적 부저(20)는 터미널(27)로부터 주파수 신호가 입력되면 코일(24a)(24b)이 여자되면서 자기력이 발생되어 자석(23a)(23b)과 코일(24a)(24b) 사이에 밀고 당기는 힘이 발생된다. 이 힘에 의해 진동판(22a)(22b)이 진동되면서 상기 다목적 부저는 리시버, 스피커 또는 바이브레이터 기능을 하게 된다. 구체적으로 상기 다목적 부저의 경우 상기 입력신호의 주파수에 따라 그 진동의 크기가변화되도록 상기 다목적 부저는 서로 대향하는 코일의 권선수 또는 자석의 자력을 달리하여 한쪽은 스피커 영역을, 그리고 다른 한쪽은 리시버 영역을 수행하고, 더욱이 요크(25)의 진동에 의해 바이브레이터 기능을 하게 된다. 그러나, 상기 다목적 부저는 스프링(26)을 사용하기 때문에 종래의 바이브레이터 단일의 부품에 비하여 진동 폭이 작고, 이러한 진동은 오히려 스피커나 부저 기능에 악영향을 미쳐 정확한 음의 생성이 곤란하다. 또한 진동판이 진동할 때 코일 자체가 이동하기 때문에 에너지 변화에 따라 코일의 발열이나 단선이 생길 수 있다. 그리고, 무엇보다도 상기 다목적 부저는 케이스(21)의 일측으로 터미널(27)이 인출된 핀 그리드(pin grid) 방식을 취하고 있어 휴대단말기 등의 기판에 표면 실장되기 곤란할 뿐만 아니라 실장후 많은 공간을 차지하게 되는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 외부 구동신호에 따라 하나의 부품을 통해 스피커 기능은 물론 부저, 리시버 기능을 선택적으로 수행할 수 있는 새로운 구조를 갖는 다기능 스피커를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 낮은 전류로도 정확한 음을 생성할 수 있는 다기능 스피커를 제공함에 있다.

나아가 본 발명의 또 다른 목적은 표면 실장이 용이할 뿐만 아니라 구조가 간단하고 조립이 매우 용이한 다기능 스피커를 제공하는데 있다.

도1은 종래의 다목적 부저에 대한 단면도이다.

도2는 종래의 다른 다목적 부저에 대한 분해 사시도이다.

도3은 도2의 다목적 부저에 대한 단면도이다.

도4는 본 발명에 따른 다기능 스피커에 대한 외관도이다.

도5는 본 발명에 따른 다기능 스피커에 대한 분해 사시도이다.

도6은 도4의 A-A 단면 구조도이다.

도7은 본 발명에 따른 다른 형태의 자석을 보인다.

도8은 본 발명에 따른 다른 형태의 진동판을 보인다.

도9는 본 발명에 따른 다른 형태의 떨판을 보인다.

도10은 본 발명에 따른 다른 형태의 캡을 보인다.

도11은 도5의 하우징에 대한 분해 사시도이다.

도12는 본 발명에 따른 다른 형태의 터미널을 보인다.

도13a 내지 도13d는 본 발명에 따른 여러 가지 형태의 분리된 코어를 보인다.

도14는 본 발명에 따른 다른 실시태양의 다기능 스피커에 대한 분해사시도이다.

도15는 도14의 조립 단면도이다.

도16a는 도14의 하우징에 대한 상세도이고, 도16b는 그 저면도이다.

도17은 본 발명에 따른 다기능 스피커의 작동 상태도이다.

도18은 일반적인 음향 부품들과 본 발명의 다기능 스피커를 비교한 주파수 특성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 .... 다기능 스피커110 .... 캡120 .... 진동판

122 .... 떨판124 .... 지지링 126 .... 고정링

130 .... 한쌍의 자석131 .... 제1 자석132 .... 제2 자석

140 .... 코일150 .... 하우징151 .... 터미널

152 .... 코어154 .... 프레임

상기 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 다기능 스피커는, 기판(substrate)에표면 실장될 수 있도록 기판과 전기적으로 접속되도록 하기 위한 고정단자들을 구비하고, 중앙에 코어가 상방으로 돌출되며, 적어도 하나의 출음구를 갖는 캡의 하면에 고정되어 상기 캡과의 사이에 공간을 형성하는 하우징;

상기 공간 내에서 상기 코어의 외주면에 따라 상기 하우징에 안치되어 상기 하우징의 고정단자들로부터 연장된 접속단자들과 전기적으로 연결되는 코일;

상기 코일의 외주면을 따라 일정 간격을 두고 상기 하우징의 상부에 위치한 제1 자석;

상기 제1 자석의 외주면과 일정 간격을 두고 상기 하우징의 상부에 위치한 지지링 위에 고정되고, 상부 중앙에는 떨판이 형성된 진동판 및

상기 진동판의 하부면에 부착되어 상기 제1 자석과는 대향하여 일정 간격을 두고 위치하고 상기 제1 자석과는 서로 다른 극성을 갖고 서로 척력이 발생되는 제2 자석을 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 다기능 스피커는, 적어도 하나의 출음구를 갖는 캡;

상기 캡의 하면에 고정되어 상기 캡과의 사이에 공간을 형성하고, 중앙에 코어가 상방으로 돌출되며, 기판에 표면 실장될 수 있도록 기판과 전기적으로 접속되도록 하기 위한 고정단자들을 구비하고, 상기 하우징의 상부 외측 부근에는 진동판을 지지하기 위한 지지링이 일체로 형성되는 하우징;

상기 하우징의 공간 내에서 상기 코어의 외주면에 따라 상기 하우징에 안치되어 상기 하우징의 고정단자들로부터 연장된 접속단자들과 전기적으로 연결되는 코일;

상기 하우징의 지지링 위에 고정되고, 상부 중앙에는 떨판이 형성된 진동판 및

상기 코일과 진동판 사이에서 하나는 상기 진동판에 부착되고, 다른 하나는 하우징의 상부에 상기 코일과 하우징의 지지링 사이 서로 대향하도록 배치하고, 상호 척력이 발생되도록 설치되는 한쌍의 자석들을 포함한다.

본 발명에 따른 다기능 스피커는 하우징의 코어 주위 충분한 공간에 코일이 형성되어 있어 코일과 코어의 크기를 제품 사양에 맞도록 다양하게 제작할 수 있다. 이러한 충분한 공간에 의해 본 발명에 따른 다기능 스피커에서는 코일의 권선을 자유롭게 조정할 수 있다. 상기 코일의 권선에 의한 저항 변형이 자유롭기 때문에 전류 조정이 가능하고 소비 전력을 줄일 수 있어 다기능 스피커는 매우 안정적으로 작동할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 다기능 스피커는 코일 자체가 아니라 진동판이 움직이므로 종래의 다목적 부저와는 달리, 코일의 움직임으로 인한 발열이나 코일의 단선이 배제될 수 있다. 또한, 상기 코일과 하우징의 코어는 밀착되어 있어 발열이 극히 적다.

더욱이, 본 발명의 다기능 스피커는 코일로부터 설혹 열이 발생하더라도, 하우징 내의 프레임이 방열 역할(heat sink)을 하기 때문에 발생되는 열이 하우징 내의 프레임을 통해 바로 방열되기 쉽다. 또한, 본 발명의 다기능 스피커는 자극이 상호 반대인 한쌍의 코일로 인해 진동판이 매우 민감하게 반응하여 정확한 음을 생성할 수 있게 된다.

이하, 본 발명에 따른 다기능 스피커를 도면과 여러 실시태양을 통하여 상세히 설명하지만, 이러한 상세한 구조와 설명들은 단지 예시적인 것에 불과한 것이며, 이 분야의 당업자라면 본 발명에서 예시된 실시태양을 기초로 다양한 변형과 수정이 가능하기 때문에 상기 예시된 실시태양은 결코 본 발명의 기술 영역을 한정하는 것으로 해석되어서는 아니됨은 자명하다.

도4는 본 발명에 따른 다기능 스피커(100)에 대한 하나의 실시태양으로 외관을 보이고 있으며, 도5는 그 다기능 스피커의 분해 사시도이며, 도6은 도4의 A-A 단면도로서, 내부 단면 구조를 보이고 있다.

본 발명에 따른 다기능 스피커(100)는, 도4에 도시된 바와 같이, 내부를 보호하기 위한 캡(110)과, 상기 캡(110)의 하부와 고정된 하우징(150)을 포함하여 구성된다. 상기 하우징의 밑면에서부터 측면까지 외부로 노출된 다수의 고정단자(151b)(151b')를 통해 다기능 스피커가 미도시된 기판에 실장되어 기판의 패드(pad)와 전기적으로 연결된다.

도5는 그러한 다기능 스피커의 내부 구조를 보이는 분해 사시도로서, 상기 캡(110)과 하우징(150) 사이의 공간에는 진동판(120), 한쌍의 자석(130) 및 코일(140)을 포함한다.

도5 및 도6에 도시된 바와 같이, 이러한 다기능 스피커(100)에서 캡(110)의 하부와 고정된 하우징(150)의 상부 표면에는 코어(152)를 중심으로 코일(140)이 위치하고, 상기 코일(140)의 외주면을 따라 상하로 일정 간격을 두고 대향하는 한쌍의 자석(130)중 제1 자석(131)이 배치되고, 그 상부에는 제2 자석(132)이 부착된진동판(120)이 마련되어 있다.

상기 코일(140)은 상기 캡(110)과 하우징(150) 사이의 공간 내에서 상기 코어의 외주면에 따라 상기 하우징 위에 안치되어 상기 하우징의 고정단자(151a)(151a')(151b)(151b')(도11 참조)들로부터 각각 연장된 접속단자(153a)(153a')(153b)(153b')들과 전기적으로 연결된다.

상기 한쌍의 자석(130)은 상하로 일정 간격을 두고 떨어져 배치된 제1 자석(131) 및 제2 자석(132)이 마련되며, 상기 제1 자석(131)은 하우징(150)의 상부 표면에 그리고 상기 제2 자석(132)은 진동판(120)의 하부에 부착된다. 상기 제1 자석(131)과 제2 자석(132)은 서로 척력이 발생되도록 인접한 면이 동일한 극성을 갖는다. 또한, 한쌍의 자석(100)은 진동판(120)을 항상 떠 있는 유동상태로 지지하므로 진동판의 상하 떨림 저항을 작게 하여 진동에 매우 민감하게 반응할 수 있게 된다. 나아가, 서로 대향하는 한쌍의 자석(130)은 큰 자기장을 형성할 수 있기 때문에 자석의 크기를 줄일 수 있어 근본적으로 부품의 소형화가 가능한 잇점이 있다.

상기 한쌍의 자석은 대체로 원형을 갖으나, 한쌍의 자석중 각각의 자석(230)은, 도7과 같이 거의 원형이면서 비연속적으로 연결되지 않는 형태라도 무방하다.

상기 진동판(120)은 한쌍의 자석(130)과 일정 거리를 두고 떨어져 있는 지지링(124)의 상단에 고정되며, 그 상부 중앙에는 떨판(weight balance)(122)이 형성되고, 하부에는 한쌍의 자석 중 제2 자석(132)이 부착된다. 구체적으로 상기 진동판(120)은 상기 지지링(124) 위에 고정될 때 진동판(120)이 용이하게 안치되도록그 외주면을 따라 상단 내측으로 턱(125)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 진동판(120)은 지지링의 턱(125)에 위치되어 고정된 상태에서 진동판의 외주면 상부에 다시 고정링(126)이 위치하여 진동판을 확실히 고정시킨다. 상기 지지링 및/또는 고정링은 바람직하게는, 예를 들어 황동과 같은 비자성체로 이루어지는 것이다.

상기 진동판은 바람직하게는 예를 들어 퍼멀로이(permalloy)와 같은 금속 자성재료로 이루어지는 것이다.

또한, 상기 진동판은, 도8에 도시된 바와 같이 그 외주면 내측에 일정 형태의 원호형의 신축부(221)가 마련됨이 바람직하다. 상기 진동판(220)의 신축부(221)는 진동판(120)의 하방 또는 상방에 관계없이 형성되어도 무방하나, 바람직하게는 상방으로 형성되는 것이다. 이러한 진동판(220)의 신축부(121)는 진동판의 진폭을 크게 하여 넓은 주파수 대역에서 민감하게 진동을 일으킬 수 있다.

또한, 진동판의 상부 중앙에는 형성된 떨판(122)은 자기력과 자중에 의해 진동판의 상하 진동을 돕는다. 상기 떨판은 여러 가지 모양을 가질 수 있으며, 예를 들어, 도9와 같이 각 모서리가 라운드진(round) 삼각 형태의 떨판(222)일 수도 있다.

상기 캡(110)은 소리를 방출할 수 있도록 상부에 적어도 하나의 출음구(112)를 갖고, 하부가 하우징(150)에 고정되며, 상기 캡과 하우징 사이의 공간에서 부품들을 수납할 수 있다. 캡(110)의 내부는 상단에 하방으로 다수의 돌기(116)가 형성되어 진동판(120)이 진동하는 동안 진동판이 이탈되는 것을 방지한다. 또한, 상기캡의 출음구(112) 주위에는 캡의 내측으로 보스(114)가 형성되어 있다. 상기 보스(114)는 외부로 방출되는 소리를 증폭하여 방출한다. 따라서, 캡의 출음구는 그 갯수와 관계없이 음을 방출할 수 있으면 충분하다. 도10은 캡(220)의 상부에 단지 하나의 출음구(212)를 갖는 경우를 보이고 있다.

도11은 도5의 하우징(150)에 대한 분해 상세도로서, 도11a와 도11b는 각각 하우징(150)의 일부인 터미널(151)과 프레임(154)이며, 도11c는 상기 터미널(151)과 프레임(154)이 절연재로 매설되어 조립된 사시도이고, 그리고 도11d는 하우징의 저면도를 보이고 있다.

상기 하우징(150)의 몸체(155)는 상기 코어(152)로부터 연장되는 프레임(154)과 터미널(151)들이 하우징 내에 매몰되도록 절연재로 몰딩(molding)되어 성형된다. 상기 하우징(150)은 프레임의 상부 표면에 안내부재(157)가 일정 간격으로 방사형태로 형성된다. 이러한 안내부재(157)는 진동판이 진동하는 동안에 이탈되는 것을 방지하면서 상기 제1 자석(131)이 정확히 안치될 수 있도록 안내 역할도 한다.

상기 프레임(154)에는 제1 자석(131)과 지지링(124) 사이에 원주방향을 따라 적어도 하나의 구멍(156)을 갖고 있으며, 상기 하우징이 성형된 후에는 안내부재(157)는 상기 구멍을 통해 하우징의 몸체(155)와 일체로 연결될 수 있다. 또한, 하우징에 대한 저면도를 보이는 도11d에서와 같이, 상기 하우징(150)은 진동판(120)에 의해 발생되는 소리를 방출할 수 있도록 프레임(154)의 구멍(156)들의 일부는 외부로 노출되어 있다. 이러한 구멍(156)들은 하우징(150)의 밑면을 통해서도 소리의 방출을 원활히 하기 위하여 하우징의 하부 밑면에 상기 프레임의 구멍(156)들로부터 하우징의 측면까지 연장되는 적어도 하나의 도파홈(158)이 형성되어 있다. 이러한 도파홈은 여음 처리에 매우 효과적이다.

상기 하우징 내의 터미널(151)은 코일(140)에 연결되는 접속단자(153a)(153a')(153b)(153b')와 미도시된 기판에 연결되는 고정단자(151a)(151a')(151b)(151b')로 이루어져 있다. 상기 접속단자와 고정단자들은 모두 하우징의 외부로 노출된다. 본 실시태양에서 터미널(151)은 4개의 단자를 갖는 경우를 예시를 하고 있지만, 도12와 같이, 6개의 고정단자(251a)(251a')(251a'')(251b)(251b')(251b'')들를 갖는 터미날(251)일 수도 있으며, 단자의 갯수는 특별히 제한하지 않는다.

상기 접속단자들중 동일한 극성을 갖는 접속단자(153a)(153a')와 (153b)(153b')끼리는 서로 일체로 연결되어 하우징(150) 내에 매설된다. 상기 고정단자(151a)(151a')(151b)(151b')들은 각각 상기 터미널의 접속단자(153a)(153a')(153b)(153b')들로부터 하우징(150)의 하부를 거쳐 측면까지 연장되어 있다. 나아가, 바람직하게는 상기 하우징은 상부에 상기 코일(140)의 인출선과 터미널의 접속단자(153a)(153b)를 연결하기 위한 터미널 안내홈(155a)이 형성되어 있다. 따라서, 본 발명의 다기능 스피커(100)는 하우징의 하부 및 측면에서는 고정단자(151a)(151a')(151b)(151b')가 외부로 노출되도록 형성되어 어떠한 기판의 표면에 용이하게 실장이 가능하다는 잇점이 있다. 본 발명의 다기능 스피커에서 필요에 따라 상기 고정단자들중 151a와 151b는 각각 양극과 음극으로 작용하여스피커/부저 기능을 수행할 수 있도록 연결되며, 다른 고정단자들중 151a'와 151b'는 리시버/부저 기능을 수행할 수 있도록 연결된다.

본 발명의 다기능 스피커는, 하우징(150)의 코어(152)가 프레임(154)에 연결되어 일체로 형성되고 있으나, 상기 하우징의 코어는 프레임과 별도로 분리된 구조를 가져도 무방하다.

도13은 이러한 분리된 구조를 갖는 다양한 형태의 코어를 보이고 있다. 도13a의 코어(252)는 기본적 형태이며, 도13b의 코어(252a)는 상단부 모서리가 라운드진 형태의 코어를 보이고 있다. 이러한 구조를 갖는 코어(252a)는 자속의 집속을 크게 하면서 자기력의 누설을 방지할 수 있어 진동판의 진동 조정에 유리하다. 도13c의 코어(252b)는 상부에서 다단의 원기둥 형태를 갖는 구조를 보이고 있다. 이러한 구조의 코어를 구비한 다기능 스피커는 도13b와 마찬가지로 자속의 집속에 유리하다. 그리고, 도13d의 코어(252c)는 상단부가 코어의 몸체보다 크도록 형성되어 있다. 이러한 코어의 구조는 하우징 내의 코일(140)의 고정을 확실히 할 수 있으며, 자기력 분포를 보다 넓게 할 수 있을 것이다. 이러한 분리된 형태의 코어들은 직접 프레임없이 하우징(150) 내에 삽입되어도 무방할 것이나, 코일에서 발생되는 열의 효과적인 방열 위해서는 프레임(154)에 삽입하는 것이 바람직하다.

도14 및 도15는 지금까지는 다기능 스피커와는 다른 구조를 갖는 다기능 스피커의 실시태양을 보이고 있다. 본 실시태양에서 다기능 스피커(300)는, 도5의 다기능 스피커와는 달리, 지지링이 별도로 마련되지 않고 지지링(324)이 하우징(350)에 일체로 형성되어 있다. 그외 다른 점이 있다면, 신축부(321)를 구비한진동판(320)을 장착하고 있다는 것이다. 쉽게 이해할 수 있도록 도14 및 도15에서의 부호들은 도5 및 도6의 부호들과 대응하도록 하였다.

본 실시태양에서 다기능 스피커(300)은, 구체적으로 도16에 도시된 바와 같이 하우징(350)의 상부에 지지링(324)이 일체로 형성된다. 따라서, 본 실시태양에 따른 다기능 스피커는 지지링과 하우징을 일체로 성형하게 되므로 지지링이 조립되는 다기능 스피커에 비하여 제조공정에 있어 매우 유리할 것이다. 상기 하우징(350)의 지지링(324)은, 내측으로 턱(325)이 형성되어 진동판(320)을 안치할 수 있으며, 진동판(320)의 외주면 상부에 다시 고정링(326)이 위치하여 진동판을 확실히 고정시킨다. 또한, 상기 하우징(350)은 지지링(324)이 일체로 형성되어 있으므로 상기 하우징의 상부에 상기 코일(340)의 인출선이 통과할 수 있는 터미널안내홈(155a)이 형성되지 않고, 하우징(350)의 안내홀(355b)이 형성되어 상기 안내홀(355b)를 통해 코일(340)의 인출선이 인출된다. 또한, 하우징의 저면을 보이는 도16b와 같이, 상기 하우징(350)의 하부에 상기 안내홀(355b)로부터 터미널 안내홈(355a)이 형성되어 터미널(351)의 접속단자(353a)(353b)들과 전기적으로 연결되도록 구성된다. 즉, 본 발명에 따른 다기능 스피커(300)는 하우징의 내부에서 코일의 인출선과 접속단자들과 연결되어 기판에 표면 실장이 더욱 용이하다는 장점이 있다.

이하, 그러한 구조를 갖는 본 발명의 다기능 스피커에 대한 작동을 상세히 설명한다.

도17은 본 발명의 다기능 스피커에 대한 작동 상태를 설명하기 위한 또 다른구조를 갖는 본 발명의 다기능 스피커에 대한 단면 구조도를 보이고 있다. 도17a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다기능 스피커(100')는, 외부로부터 일정한 주파수를 갖는 신호가 들어오면 코일(140)이 여자되면서 코어(152)에 자기력이 발생되어 자성재료로 이루어진 떨판(122)과 진동판(220)을 당기는 힘이 발생되고, 이로 인해 진동판(220)이 하방, 즉 화살표 방향으로 이동한다. 그 후, 주파수 펄스 입력신호가 반대로 되면, 도17b에서와 같이, 코어(152)에 미는 힘이 발생되고 진동판(220)은 자체 탄성력과 더불어 다시 원위치로 복원되어 상방, 즉 화살표 방향으로 이동한다. 이러한 상하 진동은 계속 반복되면서 기본적으로 진동에 의해 발생되는 소리가 상기 캡의 출음구(112) 및 하우징의 도파홈(158)을 통해 외부로 신속하게 방출된다.

특히, 본 발명에서는 종래의 다목적 부저들과는 달리, 자성체로 이루어진 진동판(220)의 떨판(122)과 코어(152) 사이에 생기는 자기력과, 진동판(220)의 하부에 고정된 한쌍의 자석(130) 사이에 생기는 강력한 척력이 상호 작용하여 매우 폭넓은 주파수 대역에서도 민감하게 진동이 일어나 스피커, 리시버 및 부저 기능을 원활히 수행할 수 있다.

도18은 각각 통상적인 부저, 스피커, 리시버 부품과 본 발명의 다기능 스피커에 대한 스피커, 리시버, 부저의 주파수 신호 특성도로서, 도18a와 같은 스피커 특성에서는 대체로 약 300Hz~ 10KHz의 중심 주파수 대역의 신호가 입력되면 본 발명의 다기능 스피커(100')는 상기 중심 주파수 입력 신호에 따라 진동이 일어나 스피커 기능을 할 수 있다. 특히, 본 발명의 다기능 스피커에서 스피커 기능은 일반스피커 부품에 비하여 훨씬 넓은 주파수에서 좋은 반응을 보이고 있다.

또한, 도18b와 같은 리시버 특성에서는 대체로 약 300Hz~ 3.4KHz 중심 주파수 대역의 신호가 입력되면, 본 발명의 다기능 스피커(100')는 상기 주파수 입력신호에 따라 진동이 일어나 리시버 기능을 할 수 있음을 보이고 있다.

또한, 도18c와 같은 부저 특성에서는 대체로 2.5~ 3.5KHz 중심 주파수 대역의 신호가 입력되면 본 발명의 다기능 스피커(100')는 상기 주파수 입력신호에 따라 진동이 일어나 부저 기능을 할 수 있다. 특히, 본 발명의 다기능 스피커는 일반 부저 부품들에 비하여 필요한 중심 주파수 대역에서 매우 좋은 반응을 보이고 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 다기능 스피커는 무엇보다도 하나의 부품으로 스피커, 부저, 리시버 기능을 수행할 수 있고, 이에 따라 휴대단말기 등 전자기기의 원가는 물론 전자기기 등을 소형화할 수 있는 잇점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 다기능 스피커는 한쌍의 자석을 대향시켜 배치된 새로운 구조를 채용하므로써, 강력한 자기장의 형성으로 넓은 주파수 신호 대역에서 민감한 반응을 하여 정확한 소리를 형성할 수 있어 일반적인 각각의 음향 부품에 비하여 품질을 향상시킨다. 특히, 본 발명의 다기능 스피커는 코일 및 자석 설계가 자유로워 다양한 사양에 적합하며, 코일 자체에서 발생되는 열의 방열이 매우 월등하다.

또한, 본 발명에 따른 다기능 스피커는 그 구조가 단순하여 부품 조립 등 제조 공정이 단순화될 수 있다.

나아가, 본 발명에 따른 다기능 스피커는 기판에 표면 실장이 가능하여 전자기기의 신속한 조립이 가능하며, 이러한 다기능 스피커는 핸드폰, PCS, PDA(personal digital assistant), 이동통신 모바일 등의 휴대단말기는 물론 MP3, 노트북, TV, PDP(plasma display panel) 등 음향장치가 필요한 각종 전자제품에 폭넓게 이용할 수 있다.

Claims (28)

1. 기판에 표면 실장될 수 있도록 기판과 전기적으로 접속되도록 하기 위한 고정단자들을 구비하고, 중앙에 코어가 상방으로 돌출되며, 적어도 하나의 출음구를 갖는 캡의 하면에 고정되어 상기 캡과의 사이에 공간을 형성하는 하우징;

   상기 공간 내에서 상기 코어의 외주면에 따라 상기 하우징에 안치되어 상기 하우징의 고정단자들로부터 연장된 접속단자들과 전기적으로 연결되는 코일;

   상기 코일의 외주면을 따라 일정 간격을 두고 상기 하우징의 상부에 위치한 제1 자석;

   상기 제1 자석의 외주면과 일정 간격을 두고 상기 하우징의 상부에 위치한 지지링 위에 고정되고, 상부 중앙에는 떨판이 형성된 진동판 및

   상기 진동판의 하부면에 부착되어 상기 제1 자석과는 대향하여 일정 간격을 두고 위치하고 상기 제1 자석과는 서로 다른 극성을 갖고 서로 척력이 발생되는 제2 자석을 포함하는 다기능 스피커.
2. 적어도 하나의 출음구를 갖는 캡;

   상기 캡의 하면에 고정되어 상기 캡과의 사이에 공간을 형성하고, 중앙에 코어가 상방으로 돌출되며, 기판에 표면 실장될 수 있도록 기판과 전기적으로 접속되도록 하기 위한 고정단자들을 구비하고, 상기 하우징의 상부 외측 부근에는 진동판을 지지하기 위한 지지링이 일체로 형성되는 하우징;

   상기 하우징의 공간 내에서 상기 코어의 외주면에 따라 상기 하우징에 안치되어 상기 하우징의 고정단자들로부터 연장된 접속단자들과 전기적으로 연결되는 코일;

   상기 하우징의 지지링 위에 고정되고, 상부 중앙에는 떨판이 형성된 진동판 및

   상기 코일과 진동판 사이에서 하나는 상기 진동판에 부착되고, 다른 하나는 하우징의 상부에 상기 코일과 하우징의 지지링 사이 서로 대향하도록 배치하고, 상호 척력이 발생되도록 설치되는 한쌍의 자석들을 포함하는 다기능 스피커.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 하우징은 상기 코어로부터 연장되는 프레임 및 접속단자와 고정단자를 이루는 터미널들이 절연재로 몰딩되어 상기 접속단자들과 고정단자들을 빼고 터미널이 하우징 내에 매몰되도록 성형된 다기능 스피커.
4. 제3항에 있어서,

   상기 하우징의 코어는 프레임으로부터 연장되어 프레임과 일체로 형성된 다기능 스피커.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 하우징의 코어는 프레임에 삽입되어 고정될 수 있는 분리된 형태인 다기능 스피커.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 하우징의 코어는 상단부 모서리가 원호형인 다기능 스피커.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 하우징의 코어는 상부에서 다단의 원기둥 형태를 갖는 다기능 스피커.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 하우징의 코어는 상단부가 코어의 몸체보다 크도록 형성된 다기능 스피커.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 하우징의 프레임에는 자석과 지지링 사이에 원주방향을 따라 적어도 하나의 구멍을 갖으며, 상기 프레임의 적어도 하나의 구멍 위에는 안내부재가 일정 간격으로 방사형태로 형성되고, 상기 안내부재는 상기 구멍을 통해 하우징과 일체로 연결된 다기능 스피커.
10. 제1항에 있어서,

    상기 하우징은 상부에 상기 코일과 접속단자를 연결하기 위한 터미널 안내홈이 형성된 다기능 스피커.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서,

    상기 하우징은 진동판에 의해 발생되는 소리를 외부로 배출할 수 있도록 상기 하우징의 밑면에는 상기 프레임의 구멍들로부터 하우징의 측면까지 연장되는 적어도 하나의 도파홈을 갖는 다기능 스피커.
12. 제1항 또는 제2항에 있어서,

    상기 접속단자들은 동일한 극성끼리는 터미널이 일체로 형성되어 접속단자들과 고정단자들을 빼고 터미널이 하우징 내에 매설된 다기능 스피커.
13. 제1항 또는 제2항에 있어서,

    상기 고정단자들은 상기 접속단자들로부터 하우징의 하부를 거쳐 측면까지 연장되고, 표면실장이 가능하도록 하우징의 하부 및 측면에서는 고정단자가 외부로 노출되도록 형성된 다기능 스피커.
14. 제13항에 있어서,

    상기 고정단자들은 적어도 2개인 다기능 스피커.
15. 제1항 또는 제2항에 있어서,

    상기 캡의 출음구는 캡의 상단에 1개 형성된 다기능 스피커.
16. 제1항 또는 제2항에 있어서,

    상기 캡의 상단 내측에는 하방으로 다수개의 돌기가 형성된 다기능 스피커.
17. 제1항 또는 제2항에 있어서,

    상기 캡의 출음구 주위에는 캡의 내측으로 보스가 형성된 다기능 스피커.
18. 제1항에 있어서,

    상기 지지링의 상단 외주면의 내측으로 턱이 형성되어 상기 턱에 진동판의 외주면이 안치되고, 진동판의 외주면 상부에 고정링이 놓여져 진동판이 지지링에 고정된 다기능 스피커.
19. 제1항에 있어서,

    상기 지지링은 비자성체로 이루어지는 다기능 스피커.
20. 제2항 또는 제18항에 있어서,

    상기 고정링은 비자성체로 이루어지는 다기능 스피커.
21. 제1항 또는 제2항에 있어서,

    상기 진동판의 외주면 내측에 하방 또는 상방으로 일정 형태의 원호형의 신축부가 마련된 다기능 스피커.
22. 제1항 또는 제2항에 있어서,

    상기 진동판은 금속 자성재료로 이루어지는 다기능 스피커.
23. 제22항에 있어서,

    상기 진동판은 퍼멀로이 합금으로 이루어지는 다기능 스피커.
24. 제1항 또는 제2항에 있어서,

    상기 진동판의 중앙 위에 위치한 떨판은 원형 또는 모서리가 원호인 삼각형의 형상을 갖는 다기능 스피커.
25. 제1항 또는 제2항에 있어서,

    상기 자석들은 원형 및/또는 비연속적으로 단절된 거의 원형의 모양을 갖는 자석인 다기능 스피커.
26. 제2항에 있어서,

    상기 하우징은 상기 코일의 인출선이 통과할 수 있는 안내홀이 형성되며, 상기 안내홀과 연결되는 터미널 안내홈이 하우징의 하부에 형성되는 다기능 스피커.
27. 제2항에 있어서,

    상기 하우징에 일체로 형성된 지지링은 상단 외주면의 내측으로 턱이 형성되어 상기 턱에 진동판의 외주면이 안치되고, 진동판의 외주면 상부에 고정링이 놓여져 진동판이 지지링에 고정된 다기능 스피커.
28. 제1항 또는 제2항의 다기능 스피커가 내장된 휴대단말기.