KR20030070401A - 양면 스피커 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양면 스피커 유닛에 관한 것으로, 소정 높이(t3)의 통 형상의 프레임(10); 상기 프레임 내부에 상기 프레임과 동일 중심축을 공유하는 요크(33), 환형 환형 마그네트(32) 및 환형 플레이트(31)로 구성된 자기장 형성부; 상기 중심축상에 상기 자기장 형성부 위쪽으로 소정 거리 떨어져 배치되어 있고, 외주부가 상기 프레임(10)에 결합되는 원형 형상의 진동판(21); 및 상기 진동판(21)의 하부 소정 위치에 진동판(21)과 일체로 접착되어 있는 환형 보이스 코일(22) 및 상기 진동판(21)의 외주부 상부 소정 위치에 접착되는 환형 보조 코일(23)을 구비하며, 상기 마그네트(32)는 상기 프레임(10) 내주면상에 직접 접착되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

양면 스피커 유닛{Double Side Micro-Speaker Unit}

본 발명은 마이크로 스피커 및 마이크로 리시버에 관한 것으로, 특히 하나의 진동판을 통해 스피커 기능 및 리시버 기능의 수행이 모두 가능한 양면 스피커 유닛에 관한 것이며, 보다 특정하게는, 마그네트를 프레임에 직접 부착시키고 요크를 상기 마그네트에 부착시키는 구조를 통해 원음 재생 및 감도(sensitivity)를 향상시킬 수 있는 양면 스피커 유닛에 대한 것이다.

현재 상품화 되어 소비자들이 사용하고 있는 PCS 및 셀룰러 등의 휴대전화, CDP 및 PDA 등의 휴대용 통신 단말기는 물론, 향후 IMT-2000 서비스 개시와 함께 상용화 될 것으로 예상되는 각종 휴대용 통신단말기를 포함한 소형 전자기기에는 음향 및 음량을 전달하는 마이크로 스피커가 장착 된다. 또한, 일정한 음성 대역을 재생하는 마이크로 리시버도 선택적으로 장착 된다.

상기 언급한 휴대용 전자기기 등의 소형 경량화를 위해서는 제품내에 탑재되는 상기 마이크로 스피커 및 마이크로 리시버의 물리적 크기를 최소화 하는 것이 필수적이므로, 많은 제조업체들의 연구 개발이 꾸준히 진행되고 있다. 특히, 스피커 및 리시버의 기능이 하나의 유닛에 통합된 제품에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다.

본원의 출원인이 2000년 8월 24일자로 대한민국 특허청에 특허출원하여 현재 심사 계류중인 출원번호 10-2000-0049276호에 따르면, 하나의 프레임 내에 배치된공통의 자기장 형성부를 공유하면서 상기 자기장 형성부 위아래에 각각의 진동판을 통해 스피커 및 리시버 기능을 수행할 수 있는 양면 스피커가 기재되어 있다(도 1 참조).

그러나, 상기 양면 스피커는 중앙의 자기장 형성부를 중심으로 위아래에 두 개의 진동판이 배치되는 구조로 되어 있어 부품의 수를 줄이는데 한계가 있으며, 또한, 제품의 높이를 줄이는데 어려움이 있고, 따라서, 고 정밀도가 요구되는 소형/경량화 제품 생산에 있어서 조립의 어려움이 존재한다.

한편, 본원의 출원인이 2002년 1월 4일자로 대한민국 특허청에 특허출원하여 현재 심사계류중인 출원번호 10-2002-0000460호에는 상기 언급한 종래 기술의 단점을 해결하기 위해 하나의 진동판을 통해 마이크로 스피커 및 마이크로 리시버 기능을 수행할 수 있는 양면 스피커가 개시되어 있다(도 2 참조).

그러나, 상기 종래 기술은 하나의 진동판을 통해 통화음 및 호출음을 모두 구현하기 때문에 원음 재생 및 감도 측면에 있어 좀 더 우수한 성능이 요구된다.

따라서, 마이크로 리시버 기능 및 마이크로 스피커 기능 모두가 하나의 유닛내에 하나의 진동판을 통해 구현되는 양면 스피커에 있어서, 제품 성능이 떨어지지 않으면서도 원음 재생 및 감도가 보다 효율적인 양면 스피커가 요구된다.

본 발명은 상기 언급한 종래 기술에 따른 요구사항을 충족시키기 위해 안출된 것으로, 마그네트가 프레임에 직접 부착되는 구조를 갖는 양면 스피커 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 제1 종래 기술에 따른 양면 스피커 유닛의 측단면도이고,

도 2는 제2 종래 기술에 따른 양면 스피커 유닛의 측단면도이고,

도 3은 본 발명의 적절한 실시예에 따른 양면 스피커 유닛의 측단면도이고,

도 4은 도 3에 도시된 양면 스피커 유닛의 분해도이고,

도 5는 도 3에 도시된 양면 스피커 유닛의 프레임의 한쪽 측단면도이고,

도 6은 도 3에 도시된 양면 스피커 유닛의 요크의 측단면도이며,

도 7은 본 발명에 따른 양면 스피커 유닛의 보이스 코일 및 보조 코일의 배선도를 설명하는 도면이다.

*도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명

10 : 프레임 11 : 마그네트 지지부

12 : 단자 가이드부 21 : 진동판

22 : 보이스 코일 23 : 보청용 코일

31 : 플레이트 32 : 마그네트

33 : 요크 40 : 단자

50 : 상부 캡 60 : 하부 캡

본 발명에 따른 양면 스피커 유닛은,

소정 높이(t3)의 통 형상의 프레임(10);

상기 프레임 내부에 상기 프레임과 동일 중심축을 공유하는 요크(33), 환형 환형 마그네트(32) 및 환형 플레이트(31)로 구성된 자기장 형성부;

상기 중심축상에 상기 자기장 형성부 위쪽으로 소정 거리 떨어져 배치되어 있고, 외주부가 상기 프레임(10)에 결합되는 원형 형상의 진동판(21); 및

상기 진동판(21)의 하부 소정 위치에 진동판(21)과 일체로 접착되어 있는 환형 보이스 코일(22) 및 상기 진동판(21)의 외주부 상부 소정 위치에 접착되는 환형 보조 코일(23)을 구비하며,

상기 마그네트(32)는 상기 프레임(10) 내주면상에 직접 접착되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 설명되는 적절한 실시예를 통해 본 발명의 장점 및 효과를 보다 명확히 이해할 수 있을 것이다.

먼저, 도 3을 참고하여 본 발명의 적절한 실시예에 따른 양면 스피커 유닛의 구성을 설명한다.

도 3는 본 발명의 적절한 실시예에 따른 양면 스피커 유닛의 측단면도로서, 도면을 통해 알 수 있는 바와 같이, 상기 유닛의 외형을 구성하는 소정 높이(t3)를 가지는 원통형상의 프레임(10)이 있고, 상기 프레임(10) 내부면상에 소정 깊이로형성된 마그네트 지지부(도 5의 "11"참조)에 마그네트(32)가 결합되어 있으며, 도면상으로 볼 때 상기 마그네트(32)의 아랫쪽에 요크(33)가 접착 결합되어 있으며, 상기 마그네트(32) 윗쪽에 플레이트(31)가 접착 결합되어 있다.

도 3을 통해 알 수 있는 바와 같이, 본원 발명에 따른 양면 스피커 유닛은 동일 중심축을 중심으로 안쪽에서 바깥쪽으로 요크(33)와 마그네트(32)가 배치되어 있다. 즉, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 종래 양면 스피커에서는 요크가 프레임에 결합되어 있고 상기 요크에 마그네트가 접착되도록 구성되는데 비하여, 본원에 따른 양면 스피커 유닛에서는 마그네트(32)가 프레임(10)에 결합되어 있고 요크(33)가 마그네트(32)에 접착되도록 구성된다.

적절한 실시예에 따르면, 상기 마그네트(32)는 예를들어, 상기 프레임(10)을 사출형성으로 제조하는 경우, 프레임 내주면 상에 미리 위치시켜 프레임 형성시 프레임(10)이 마그네트(33)를 감싸 않는 형태로 마그네트(33)와 프레임(33)이 접착 되도록 형성할 수 있다.

그리고, 상기 프레임(10) 내부에 상기 플레이트(31) 및 요크(33) 위쪽으로 원형 형상의 얇은 진동판(21)이 배치되고, 상기 진동판(21) 하단에는 소정 지름을 가지는 환형으로 접착된 보이스 코일(22)이 형성되어 있다.

도 3을 통해 알 수 있는 바와 같이, 상기 보이스 코일(22)은 상기 요크(33)와 마그네트(32) 사이의 소정 간극사이에 배치되도록 상기 진동판(21) 하단에 형성된다. 상기 플레이트(31)의 내경은 상기 보이스 코일(22)의 배치가 용이하도록 상기 마그네트(32)의 내경과 동일한 것이 바람직하다. 또한, 상기 플레이트(31)의높이는, 마그네트(32)와 접착시 후술할 제1 계단면(S1)과 나란하도록 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 적절한 실시예에 따른 양면 스피커 유닛에는, 상기 프레임(10)의 상부를 덮는 상부 캡(50) 및 하부를 덮는 하부 캡(60)이 설치된다. 상기 캡(50, 60)에는 캡을 관통하는 소정 개수의 상부 캡 구멍 및 하부 캡 구멍이 형성되어 있다.

도 3에 도시된 실시예에서는 상기 캡(40,50)이 프레임(10)의 상부 및 하부를 소정 크기로 덮는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 제품 설계에 따라 상부 캡(50)은 프레임(10) 외주와 동일 크기로 프레임(10) 상부 전체를 덮을 수도 있으며, 또한, 하부 캡(60)도 프레임(10) 하부 전체를 덮도록 설계할 수 있다.

상기 플레이트는 상기 마그네트의 내경보다 작지 않은 내경을 가지고 상기 마그네트와 상기 진동판 사이에 위치한다.

도 4를 참고하면, 상기 도 3에 도시된 본 발명의 적절한 실시예에 따른 양면 스피커 유닛의 분해도가 도시되어 있다. 도 4는 이해를 위한 도면으로서, 도 4를 통해 당업자라면 본 발명에 따른 양면 스피커 유닛을 구성하는 각 구성 성분의 형태와 각 구성 부분간의 결합 관계를 명확히 이해할 수 있을 것이다.

도 5를 참고하면, 도 3에 도시된 본 발명의 적절한 실시예에 따른 양면 스피커 유닛의 측단면도 중 프레임(10)의 우측 부분만 도시한 도면이다. 도 5를 통해알 수 있는 바와 같이, 상기 프레임(10) 내부에는 중심축 방향과 수직한 제1 계단면(S1) 및 제2 계단면(S2)이 형성되어 각각 상기 프레임(10)의 제1 높이(t1) 및 제2 높이(t2)를 형성한다.

도 3을 다시 참고하면, 상기 제2 계단면(S2)상에 상기 진동판(21)의 외주면이 접착되며 그 접착부분 위로 환형 보조 코일(23)이 배치된다. 상기 보조 코일(23)이 배치됨으로써 상기 마그네트(32)와 상기 진동판(21)간의 임피던스 매칭 유지를 향상시킬 수 있고, 동시에 청각장애인용 HAC 기능 구현도 가능해 진다.

도 6를 참고하면, 본 발명의 적절한 실시예에 따른 요크(33)의 측단면도가 도시되어 있다. 도 6을 통해 알 수 있는 바와 같이, 상기 요크(33)는 소정 높이를 가지는 관형상 돌출부(33a) 및 상기 돌출부 하부 둘레에 형성된 플렌지부(33b)로 형성되어 있다.

상기 돌출부(33a)는 상기 마그네트(32)의 내경과 상기 돌출부(33a)의 외경 사이에 상기 보이스 코일(22)이 위치할 수 있는 형태를 가지고 있다. 상기 돌출부(33a)의 높이는 상기 마그네트(32)와 플레이트(31)의 접착 높이보다 작지 않은 것이 바람직하다.

상기 요크(33)는, 도 3 및 도 6를 통해 알 수 있듯이, 요크(33)와 상기 마그네트(32)와 하부캡(60)과의 접착시 높이는 제1 높이(t1) 이상이고 동시에 제2 높이(t2) 이하인 것이 바람직하며, 플렌지부의 외경 크기는 하부 캡(60)이 프레임(10) 하부에서 프레임(10)과 요크(33) 사이에 배치될 수 있도록 프레임(10)외형 설계에 따라 결정된다.

상기 플렌지부(33b)의 일면은 상기 마그네트(32) 하부와 접착되고 타면은 하부캡(60)과 접착된다.

보다 적절하게는, 상기 플렌지부(33b)의 타면 전체가 하부캡(60)과 접착시키는 것 보다는 상기 플렌지부(33b)의 타면 테두리로부터 소정 거리에 소정 깊이의 계단부(33c)를 형성하여 상기 하부캡(60)과 접착시 요크(33)와 하부캡(60) 사이에 소정의 간격이 생기도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 양면 스피커 유닛의 상기 보이스 코일(22) 및 보조 코일(23)은 각각 별개의 입력단자를 통해 외부와 연결되도록 설계되어 제작 의도에 따라 스피커부 및 리시버부의 기능을 충분히 수행할 수 있도록 하기 위해 도 7에 도시된 바와 같은 배선 구성을 통해 상기 보이스 코일(22) 및 보조 코일(23)을 외부 배선과 연결한다.

따라서, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 보이스 코일(22)과 보조 코일(23)은 각각 별개의 배선을 통해 외부와 연결됨으로써, 본 발명에 따른 양면 스피커 유닛은 상기 플레이트(31), 마그네트(32) 및 요크(33)로 구성된 자기장 형성부와 하나의 진동판(21)을 통해 스피커 기능 및 리시버 기능을 모두 구현할 수 있다. 즉, 도 3를 참조하면, 도면상에서 위쪽으로 스피커 위치가 되고, 아래쪽이 리시버 위치가 된다.

적절한 실시예에 따르면, 상기 입력단자는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은단자(40)에 형성시키고, 상기 단자(40)는 프레임(10) 외부에 형성된 단자 가이드부(12)상에 위치시키는 것이 바람직하다. 상기 단자 가이드부(12)는 제작자의 의도에 따라 상기 프레임(10)의 적절한 부위상에 설계할 수 있다. 도 3에는 상기 단자 가이드부(12)가 프레임(10)의 외부로 돌출되어 형성된 것으로 도시되어 있으나, 설계에 따라 프레임 표면상에 형성할 수 도 있다.

상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 양면 스피커 유닛의 성능을 확인해 보기 위해, 본원 발명에 따른 양면 스피커와 앞서 언급한 출원번호 10-2002-0000460호인 양면 스피커(이하 '종래 양면 스피커'라 함)의 스피커 성능과 리시버 성능을 각각 측정해 보았다. 성능 측정에 있어서는 마이크로 스피커 및 마이크로 리시버의 성능을 측정하는 기준인 0.89V, 0.1W 및 8Ω조건하에서의 스피커 성능을 측정하고, 100mV 조건하에서의 리시버 성능을 측정하였으며, 그 각각의 결과를 아래 표 1 내지 표 4와 같이 얻었다.

표 1 및 표 3이 각각 종래 양면 스피커의 스피커 성능 및 리시버 성능을 측정치이고, 표 2 및 표 4가 각각 본원 발명에 따른 양면 스피커 유닛의 스피커 성능 및 리시버 성능의 측정치 이다.

표 1 및 표 2를 통해 알 수 있는 바와 같이, 종래 양면 스피커는 1㎑ 에서 91.22㏈ 이득을 나타냈지만, 본원 발명에 따른 양면 스피커 유닛은 1㎑에서 121.86㏈의 이득을 나타내어 스피커 성능에 있어서 음압 레벨이 향상되었음을 알 수 있다.

또한, 표 3 및 표 4를 통해 알 수 있는 바와 같이, 종래 양면 스피커는 1㎑ 에서 110.86㏈의 이득을 나타냈지만, 본원 발명에 따른 양면 스피커 유닛은 1㎑ 에서 121.86㏈의 이득을 나타내어 종래 양면 스피커의 리시버 성능 보다 우수함을 알 수 있다.

이러한 측정 결과를 통해 알 수 있는 바와 같이, 본원 발명에 따른 양면 스피커 유닛은 종래 양면 스피커에 비해 동일한 조건 하에서 음압 레벨이 상당히 향상되었으며, 특히 스피커 성능에 있어서, 표 2에 도시된 바와 같이, 종래 양면 스피커 보다 해상도가 더욱 향상되어, 결과적으로 원음 재생 및 감도가 향상된다는 것을 알 수 있다.

정리하면, 본 발명에 따른 양면 스피커는, 요크(33), 환형 마그네트(32) 및 플레이트(31)가 동일 중심축상으로 순서대로 적층되어 결합된 구성을 하고 있으며, 특히, 상기 마그네트(32)가 프레임(10) 내주면상에 직접 결합되도록 형성되어 있고, 상기 마그네트(32)에 요크(33)가 접착 결합되어 있다. 그리고, 보이스 코일(22)은 상기 요크(33)와 마그네트(32) 사이의 소정 간격에 배치 되도록 상기 진동판(21) 하부에 일체로 결합되어 있고, 상기 진동판(21)의 바깥 둘레 부분은 상기 프레임(10)의 제2 계단면(S2)에 접착되어 있고, 상기 접착부 위에 보조 코일(23)이 상기 보이스 코일(22)과 동일 중심축상에 원주방향으로 배치되어 있으며, 상기 보이스 코일(22) 및 보조 코일(23)은 프레임(10)상의 단자(40)를 통해 각각 별개의 외부 선과 연결되어 있다.

이러한 구성을 통해, 도 3을 기준으로 볼 때, 위쪽으로 스피커 기능이 구현되고 아래쪽으로는 리시버 기능이 구현된다. 또한, 상기 보조 코일(23)을 장착시킴으로 인해 청각장애인용 HAC 기능도 동시에 구현할 수 있다.

지금까지 상기 프레임(10)의 외형 단면이 원 형상인 것으로 설명하였으나, 수요자의 요구 또는 설계자의 선택에 따라 사각형이나 타원형 등 다양한 형태로 제작이 가능할 수 있다. 또한, 상기 마그네트(32) 및 요크(33)의 구체적인 크기 및 형상도 수요자의 요구에 따라 적절히 변형시켜 최종 제품의 특성을 쉽게 변화시킬 수 있다.

본 발명에 따른 양면 스피커에 따르면, 하나의 진동판을 통해 보이스 코일 및 보조 코일을 배치하여 스피커 기능과 리시버 기능을 하나의 유닛으로 통합시킨 양면 스피커에 있어서, 마그네트를 프레임에 직접 접착시키고 요크를 상기 마그네트에 결합시키는 구조를 통해 요크가 프레임에 결합되고 상기 요크에 마그네트가 결합된 구조를 가지고 있는 종래 양면 스피커에 비해 원음 재생 및 감도(sensitivity)가 향상되는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따른 양면 스피커를 제품에 장착했을 경우 배터리 소모량도 줄일 수 있는 효과를 가진다.

지금까지 설명은 본 발명에 따른 양면 스피커의 적절한 실시예로서 본 발명은 지금까지의 기재내용으로 제한되는 것은 아니다. 따라서, 당업자에게는 첨부한특허청구범위의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 한 다양한 수정 및 변형이 가능함을 명백한 것이다.

Claims (6)

1. 소정 높이(t3)의 통 형상의 프레임(10);

   상기 프레임 내부에 상기 프레임과 동일 중심축을 공유하는 요크(33), 환형 환형 마그네트(32) 및 환형 플레이트(31)로 구성된 자기장 형성부;

   상기 중심축상에 상기 자기장 형성부 위쪽으로 소정 거리 떨어져 배치되어 있고, 외주부가 상기 프레임(10)에 결합되는 원형 형상의 진동판(21); 및

   상기 진동판(21)의 하부 소정 위치에 진동판(21)과 일체로 접착되어 있는 환형 보이스 코일(22) 및 상기 진동판(21)의 외주부 상부 소정 위치에 접착되는 환형 보조 코일(23)을 구비하며,

   상기 마그네트(32)는 상기 프레임(10) 내주면상에 직접 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 양면 스피커 유닛.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 보이스 코일(22) 및 보조 코일(23)은 각각 서로 다른 단자를 통해 외부와 연결되는 것을 특징으로 하는 양면 스피커 유닛.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 플레이트(31)는 상기 마그네트(32)의 내경보다 작지 않은 내경을 가지고 상기 진동판(21) 아래쪽에 상기 마그네트(32)의 윗면과 접착하며,

   상기 요크(33)는 소정 높이의 관형상 돌출부(33a) 및 상기 돌출부(33a) 하부외주부에 형성된 플렌지부(33b)로 형성되어 있고, 상기 돌출부(33a)의 외경과 상기 마그네트(33)의 내경 사이에 상기 보이스 코일(22)이 위치하며, 상기 플렌지부(33b)의 상부면이 상기 마그네트(32)의 아랫면과 접착되는 것을 특징으로 하는 양면 스피커 유닛.
4. 제 3 항에 있어서, 소정 두께를 가지며 1개 이상의 구멍이 형성되어 있고 상기 프레임의 상부 및 하부를 각각 덮는 상부캡(50) 및 하부캡(60)을 더 구비하며,

   상기 상부캡(50)의 지름은 상기 보조 코일(23)의 지름보다 작지 않으며,

   상기 하부캡(60)은 상기 플렌지부(33b)의 하부면과 접하는 것을 특징으로 하는 양면 스피커 유닛.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 상부캡(50) 및 하부캡(60)은 각각 상기 프레임(10)의 상부 및 하부 전체를 덮는 것을 특징으로 하는 양면 스피커 유닛.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 플렌지부(33b)의 하부면 테두리로부터 소정 거리에 소정 깊이의 계단부(33c)가 형성되어 상기 하부캡(60)과의 접하는 면적을 줄이는 것을 특징으로 하는 양면 스피커 유닛.