KR20100138152A

KR20100138152A - 다기능 마이크로 스피커

Info

Publication number: KR20100138152A
Application number: KR1020090056547A
Authority: KR
Inventors: 도성환; 송재경; 홍진혁
Original assignee: 주식회사 비에스이
Priority date: 2009-06-24
Filing date: 2009-06-24
Publication date: 2010-12-31
Also published as: TW201101853A; KR101047548B1; CN101931845A; WO2010150941A1; US20110274308A1; TWM385179U; EP2448290A1; CN201657291U; EP2448290A4

Abstract

본 발명은 다기능 마이크로 스피커에 관한 것이다. 본 발명의 다기능 마이크로 스피커는, 프레임: 상기 프레임에 그 외주부가 고정된 진동판; 상기 진동판의 하면에 고정된 보이스 코일; 상기 프레임에 고정되고, 탄성을 지닌 서스펜션; 상기 서스펜션에 고정되며, 오목한 형상의 수용홈을 가지는 요크(yoke); 상기 수용홈의 바닥면에 고정된 영구자석; 및 상기 영구자석의 상면에 고정된 플레이트(plate); 를 포함하여 구성되되, 상기 요크, 영구자석 및 플레이트로 구성된 자기회로부의 중심부에는, 그 자기회로부를 상하로 관통하는 관통공이 형성된 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 자기회로부에 관통공을 구비함으로써, 자기회로부의 진동변위와 진동판의 댐핑계수값의 특성을 제어하는 것이 가능하다는 효과를 얻을 수 있다.

Description

다기능 마이크로 스피커{Multi-function micro-speaker}

본 발명은 다기능 마이크로 스피커에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진동체 제동의 제어가 가능하도록 자기회로의 구조를 개선한 다기능 마이크로 스피커에 관한 것이다.

일반적으로 스피커는, 전기적인 신호를 음성신호로 전환시키는 장치이다. 마이크로 스피커는, 주로 크기가 작은 음향기기, 이를 테면, 휴대폰, 노트북, MP3플레이어, 이어폰 등, 근래에 수요가 크게 늘고 있는 휴대용 음향기기를 위한 소형의 스피커이다.

그런데, 마이크로 스피커가 채용된 최근의 전자제품 특히, 휴대폰과 같은 이동통신기기는, 진동신호를 발생하는 구성을 필수적으로 구비하고 있다. 즉, 최근의 이동통신기기는, 착신신호음 대신 빈번히 사용되고 있는 진동신호나, 화면에 직접 정보를 입력을 하는 터치스크린 방식에 있어서 입력상태를 확인시켜 주는 진동신호를 발생시키기 위한 구성을 구비하고 있는 것이다.

본 발명의 대상인 다기능 마이크로 스피커는, 음향발생을 위한 구성을 구비한 기존의 마이크로 스피커에 진동신호 발생을 위한 구성을 추가로 구비한 것을 말 한다. 다기능 마이크로 스피커는, 다기능 액츄에이터 혹은 다기능 전자음향변환기 등으로 다양하게 불리고 있다.

종래 구성의 다기능 마이크로 스피커는, 판형 스프링인 서스펜션에 지지되어 있는 진동체를 공진시켜 진동을 얻는 구조이다. 이러한 종래의 일반적인 다기능 마이크로 스피커는, 떨림판이라고도 불리는 진동판이 있는 쪽의 자기 회로에, 보이스 코일을 구비하고 있다. 보이스코일에 음성신호용 전류가 인가되면 떨림판이 진동하며 음향이 출력되고, 보이스 코일에 진동신호용 전류가 인가되면 진동체(요크,영구자석 및 플레이트)인 자기회로부가 진동하며 진동신호를 발생시키는 방식을 채택하고 있다.

종래 구성의 다기능 마이크로 스피커를 도 1를 참조하며 설명한다. 종래의 다기능 마이크로 스피커(100)는, 케이스(110), 음향 발생용 진동판(101), 보이스 코일(102), 상하 방향으로 N극과 S극이 배치된 영구자석(104), 플레이트(103), 요크(105) 및 서스펜션(106)을 포함하여 구성되어 있다. 리이드선 a(114)와 리이드선 b(115)를 통하여 보이스 코일(102)에 전류가 인가된다.

상기 보이스 코일(102)은, 진동판(101)의 하면에 그 상단부가 고정되어 있으며, 권선되면서 아래로 연장되어 있다. 플레이트(103)는 영구자석(104)의 상면에 고정되어 있다. 영구자석(104)은, 플레이트(103) 및 요크(105)와 함께 스피커 자기회로부를 형성하며, 동시에 진동신호를 발생시키는 진동체를 구성한다. 요크(105)는, 가운데에 관통공이 형성된 원판 형태의 서스펜션(106)에 의해, 상기 케이스(110)에 탄성지지되어 있다.

이러한 구성의 다기능 마이크로 스피커(100)의 보이스 코일(102)에 리이드선a(114)와 리이드선 b(115)를 통하여 음향신호용 전류가 인가되면, 자기회로 내의 보이스 코일(102)에 전자기력이 발생하게 되고, 이로 인해 진동판(101)이 진동하며 음향출력이 이루어진다. 그리고, 보이스 코일(102)에 리이드선a(114)와 리이드선b(115)를 통하여 진동신호용 전류가 인가되면, 영구자석(104), 플레이트(103) 및 요크(105)로 구성된 자기회로부(진동체)의 상하 운동을 촉발시켜 진동신호가 발생하게 된다.

그러나 이러한 통상의 구조를 가지는 종래의 다기능 마이크로 스피커는, 진동체의 제동이 주로 서스펜션에 의해서 이루어지게 되는데, 서스펜션에 의한 제동은 진동력, 공진 주파수와 반비례 관계이기 때문에, 원하는 정도의 변위 감소를 위한 제어가 어렵다는 문제가 있다.

또한, 진동체의 진동에 의한 내부 방사 임피던스 변경으로 진동판의 댐핑계수인 Q값의 제어가 어렵다는 문제가 있다,

또한, 자기회로와 진동판이 동시 진동하는 경우, 보이스 코일이 자기회로를 벗어남에 따라 전기적 제동력 약화된다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은, 상술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 자기회로부에 관통공을 구비함으로써, 진동체로서 진동하는 자기회로부와 진동판의 댐핑계수인 Q값과 댐핑에 따른 진동변위를 제어하는 것이 가능한 다기능 마이크로 스피커를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다기능 마이크로 스피커는, 프레임: 상기 프레임에 그 외주부가 고정된 진동판; 상기 진동판의 하면에 고정된 보이스 코일; 상기 프레임에 고정되고, 탄성을 지닌 서스펜션; 상기 서스펜션에 고정되며, 오목한 형상의 수용홈을 가지는 요크(yoke); 상기 수용홈의 바닥면에 고정된 영구자석; 및 상기 영구자석의 상면에 고정된 플레이트(plate); 를 포함하여 구성되되, 상기 요크, 영구자석 및 플레이트로 구성된 자기회로부의 중심부에는, 그 자기회로부를 상하로 관통하는 관통공이 형성된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 관통공에는 적어도 하나의 메쉬(mesh)부재가 구비된 것이 바람직하다.

또한, 상기 메쉬부재는, 상기 관통공의 상부에 구비된 제1메쉬부재와, 상기 관통공의 하부에 구비된 제2메쉬부재를 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제1메쉬부재와 제2메쉬부재는, 서로 다른 두께이거나, 서로 다른 밀도이거나, 혹은 서로 다른 소재로 만들어진 것이 바람직하다.

한편, 상기 관통공에는, 다공성의 흡음부재가 구비된 것이 바람직하다.

또한, 상기 관통공은, 영구자석에 형성된 영구자석 관통공부과, 상기 플레이트에 형성된 플레이트 관통공부, 상기 요크에 형성된 요크 관통공부를 포함하고, 상기 플레이트 관통공부 및 상기 요크 관통공부의 직경은 상기 영구자석 관통공부의 직경보다 크게 형성되고, 상기 영구자석 관통공부의 내부에는 다공성의 흡음부재가 구비되고, 상기 메쉬부재는, 상기 흡음부재의 상면과 하면 중 적어도 하나에 구비된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 다기능 마이크로 스피커에 의하면, 자기회로부에 관통공을 구비함으로써, 자기회로부와 진동판의 댐핑계수와, 댐핑에 의한 진동변위의 제어가 가능하다는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 자기회로부의 관통공에 메쉬부재를 구비하는 경우, 추가제동력을 얻을 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 자기회로부의 관통공 내에, 다공형 흡음재를 구비하는 경우, 진동 질량과 음향 부하 조절이 가능하다는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 일 실시예의 다기능 마이크로 스피커를 첨부된 도 2를 참조하며 상세히 설명한다.

도 2는, 본 발명에 따른 일 실시예의 다기능 마이크로 스피커의 개략적인 사시도이다.

본 실시예의 다기능 마이크로 스피커(1)는, 휴대폰과 같은 이동통신단말기나, PMP와 같은 소형기기에 주로 사용되는 것으로서, 스피커의 음향발생 기능 및 신호로서의 진동발생기능을 동시에 구비하고 있다.

상기 다기능 마이크로 스피커(1)는, 프레임(10), 진동판(diaphragm; 20), 보이스 코일(30), 서스펜션(40), 요크(yoke, 50), 영구자석(60), 플레이트(70) 및 관통공(80)를 포함하여 이루어져 있다.

상기 프레임(10)은, 통상 프라스틱으로 만들어지고, 스피커의 외형을 이루며 내부에 각종 구성부품이 고정된다. 프레임(10)은, 상부에 상부덮개부재(12)와, 하부에 하부덮개부재(14)를 구비한다. 상부덮개부재(12)와 하부덮개부재(14)에는 다수의 통기공 들이 구비되어 있다.

본 실시예의 경우 프레임(10)은 전체적으로 원통형상이다. 하지만, 다른 실시예의 경우, 프레임은 전체적으로 납작하고 속이 빈 사각 기둥 형태일 수도 있다. 프레임이 사각기둥형태인 경우, 그 내부에 구비되는 부품들도 사각의 형태를 가지게 된다.

상기 진동판(20)은, 상하 진동하며 사람이 들을 수 있는 음압을 만들어 낸다. 진동판(20)의 외주부는 프레임(10)의 상부덮개(12)와 측벽(16) 사이에 고정된다. 진동판(20)은, 통상 고분자화합물로 제작된다. 한편, 진동판의 구체적인 형상, 재질 및 두께는 다양하게 변형 가능하다.

상기 보이스 코일(30)은, 진동판(20)의 하면에 고정된다. 보이스 코일(30)의 상단부는 진동판(20)의 외측부분과 내측부분의 경계를 이루는 부분의 하면에 고정 되어 있다. 보이스 코일(30)은 도선이 상향방향으로 권선되어 형성된 것이다. 보이스 코일(30)은, 프레임에 구비된 단자(미도시)와 전기적으로 연결되어 있다. 보이스 코일(30)은, 단자를 통해 외부로부터 전류를 공급받는다.

보이스 코일(30)의 하부는 플레이트(70)와 요크(50)의 사이 공간(자기 갭)에 위치한다. 보이스 코일(30)에 음향신호용 고주파 전류가 흐르게 되면, 영구자석(60)에 의한 자기장과 상호 관계로 인해, 상하 방향으로 운동하게 된다. 이로 인해, 보이스 코일(30)에 결합되어 있는 진동판(20)이 진동하며 음향을 발생시키게 되는 것이다.

상기 서스펜션(40)은, 탄성을 지닌 재료로 만들어지며, 프레임(10)에 그 외부주가 고정되어 있다. 서스펜션(40)은, 판형상이며 프레임의 형태에 대응되도록 원판 형상이다,

서스펜션(40)의 외주부는 프레임(10)의 내측벽에 삽입 고정된다. 다만 서스펜션이 프레임에 고정되는 구체적인 방식은 다양하게 변형가능하다. 서스펜션(40)의 중심부에는 요크가 삽입고정될 수 있도록 구멍이 형성되어 있다. 서스펜션(40)은 인청동과 같은 금속판재로 제조된다. 한편, 다른 실시예에서는 서스편션이 고분자 탄성물질로 제조될 수도 있다.

상기 요크(50)는 자력이 잘 통하는 재료로 만들어진다. 요크(yoke; 50)는, 서스펜션(40)의 가운데 형성된 구멍에 고정된다. 요크(50)의 안쪽에는 오목한 수용홈이 구비된다. 요크(50)의 측벽(52)의 상단에는 바깥쪽을 향하여 수평방향으로 연장되어 턱부(52)가 구비되어 있다. 턱부(52)는 서스펜션(40)에 형성된 구멍에 걸쳐 고정된다. 한편, 본 실시예의 경우, 보이스코일(30)이 움직임에 따라 요크의 아래판부와 충돌되는 것을 방지하기 위해, 요크(50)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 보이스코일(30)의 아래 부분(54)이 아래로 불록하게 형성되어 있다. 다만, 다른 실시예의 경우, 상기 아래부분(54)이 볼록하지 않을 수도 있다.

상기 영구자석(60)은 요크(50)의 수용홈 안쪽에 고정될 수 있도록 원판형태로 형성된다. 영구자석(60)은, 요크(50)의 내부 바닥면에 고정된다.

상기 플레이트(70)는 영구자석(60)보다 약한 큰 직경을 가지며, 영구자석(60)의 상면에 고정되어 있다. 플레이트(70)는 자력이 잘 통하도록 하는 재료로 만들어진다.

영구자석(60) 및 플레이트(70)는 요크(50)의 내측벽(52)과 이격되어 고정된다. 영구자석(60) 및 플레이트(70)의 외측면과 요크(50)의 내측벽 사이에는 일명 자기갭이라고 불리는 공간이 형성되며, 이 공간에는 보이스 코일(30)의 하부가 위치하게 된다.

한편, 영구자석(60), 플레이트(70)와 요크(50)는 스피커 자기회로를 구성하며 동시에 진동체도 구성한다. 영구자석(60)에서 발생한 자속은 플레이트(70)를 거쳐 요크(50)로 들어오는 자속 경로(path)를 만들어 낸다.

상기 관통공(80)은, 요크(50), 영구자석(60) 및 플레이트(70)로 구성되는 자기회로부의 중심부를 상하로 관통하는 구멍이다. 관통공(80)은 공기가 통할 수 있는 통기홀이다. 본 실시예의 경우 관통공(80)은 원통형이지만, 필요에 따라 다양한 형상으로 변형가능하다. 또한, 관통공(80)의 횡방향 단면도의 면적 역시 제동 정도 를 고려하여 다양하게 변형가능하다.

관통공(80)은, 영구자석(50)에 형성된 영구자석 관통공부(82)과, 플레이트(70)에 형성된 플레이트 관통공부(84), 요크(50)에 형성된 요크 관통공부(86)를 포함한다.

본 실시예의 경우, 메쉬부재(90)의 부착을 용이하게 하는 점등을 고려하여, 플레이트 관통공부(84) 및 요크 관통공부(86)의 직경이 영구자석 관통공부(82)의 직경이 크게 형성되어 있다. 한편, 다른 실시예의 경우, 관통공부들은, 전체가 연합하여 상하방향으로 공기가 통과 될 수 있기만 하면, 각각의 직경이 서로 같을 수도 있고 다를 수도 있다.

한편, 본 실시예의 경우, 관통공(80)에는 메쉬(mesh)부재(90)가 구비되어 이있다. 메쉬부재(90)는, 통상 다양한 소재의 끈이나 실, 또는 쇠줄 등으로 여러 코의 구멍이 나게 얽은 것을 말한다. 메쉬부재(90)를 통해 공기는 통과될 수 있다. 다만, 본 발명의 메쉬부재는, 실 등으로 얽은 것 이외에도 상하방향으로 관통된 여러 코의 구멍이 형성되어 있는 부재도 포함하는 것으로 한다.

메쉬부재(90)는, 본 실시예의 경우, 관통공(80)의 상단부에 구비된 제1 메쉬부재(91)와 하단부에 구비된 제2 메쉬부재(92)를 포함한다.

제1 메쉬부재(91)는, 영구자석(60)에 형성된 관통공부(82)의 위쪽에 고정되어 있다. 또한, 제1 메쉬부재(91)는, 플레이트 관통공부(84)의 내측 하부에 고정되어 있다. 제2 메쉬부재(92)는, 영구자석 관통공부(82)의 아래쪽에 고정되어 있다. 마찬가지로, 제2 메쉬부재(92)는, 요크 관통공부(86)의 내측 상부에 고정되어 있 다.

제1 메쉬부재(91)와 제2 메쉬부재(92)는, 서로 다른 두께로 되어 있다. 또한, 서로 다른 두께의 제1 메쉬부재(91)와 제2 메쉬부재(92)의 각각의 그물코의 밀도, 즉 촘촘한 정도는, 서로 다르게 구성되어 있다.

이러한 구성으로 인해, 제1, 2 메쉬부재(91, 92)의 사이에는 공기층이 형성된다. 이러한 공기층은, 진동체인 자기회로부(요크, 영구자석, 플레이트)의 공기제동구조를 형성하게 된다. 또한, 제1 메쉬부재(91)와 제2 메쉬부재(92)를 서로 다른 두께, 밀도와 재질로 함으로써, 각기 다른 제동계수를 줄 수 있게 된다. 따라서, 자기회로부가 진동시 위로 움직이는 경우의 제동계수와 아래로 움직이는 경우의 제동계수를 서로 다르게 구성할 수 있다.

한편, 다른 실시예의 경우, 제1, 2메쉬부재(91, 92)의 서로 같은 밀도의 소재로 구비될 수도 있고, 두께도 서로 같을 수도 있다. 각 메쉬부재의 밀도와 두께는 필요한 제동계수를 고려하여 다양하게 변형이 가능하다.

또한, 본 실시예의 경우 메쉬부재가 관통공(80)의 상부, 하부에 각각 모두 두 개가 구비되어 있으나, 다른 실시예의 경우에는 관통공(80)의 상부, 하부 혹은 중간부분 중 어느 한 부분에 하나 만이 구비될 수도 있다.

상술한 구성의 다기능 마이크로 스피커(1)의 작용과 효과를 설명한다.

본 실시예의 다기능 마이크로 스피커(1)는, 진동하는 자기회로부에 관통공(80)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 관통공(80)의 형상과 크기를 변형시키면서, 진동체인 자기회로부의 진동변위와 진동의 댐핑계수인 Q값을 원하는 값으로 조 절하는 것이 가능하다는 장점이 있다.

또한, 다기능 마이크로 스피커(1)는, 관통공(80)의 상부와 하부에 각각 제1 메쉬부재(91)와 제2 메쉬부재(92)를 구비하고 있기 때문에, 그 사이에 형성된 공기층은 외부와 다른 임피던스에 의해 공기 제동 구조를 형성한다는 장점이 있다.

또한, 제1 메쉬부재(91)와 제2 메쉬부재(92)가 각기 다른 두께와 밀도로 되어 있기 때문에, 자기회로부가 상향 혹은 하향 진동 시 서로 다른 제동계수를 형성할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 관통공(80)의 양측에 부착된 메쉬부재는 진동판의 후면 통기량을 제어하여 댐핑계수인 Q값 특성을 제어할 수 있다는 장점이 있다.

한편, 다른 실시예의 경우, 메쉬부재없이 관통공 만이 구비될 수도 있으며, 메쉬부재의 구비 숫자나, 각 메쉬부재의 두께, 밀도, 재질 및 그물코의 밀도 등은 다양하게 변형이 가능하다.

한편, 도 3에는, 본 발명에 따른 다른 실시예의 다기능 마이크로 스피커가 도시되어 있다.

도 3에 도시된 다기능 마이크로 스피커(1a)는, 첫번째 실시예와 비교하여, 관통공(80)에 다공성의 흡음부재(95)를 더 구비하고 있다는 점이 다르다. 흡음부재(95)는 내부에 많은 구멍이 구비되어 있는 재질이다.

본 실시예의 경우, 흡음부재(95)는 영구자석 관통공부(82)의 내부에 구비되어 있다. 제1, 2메쉬부재(91, 92)는, 흡음부재(95)의 상면과 하면에 각각 구비되어 있다.

본 실시예의 경우, 흡음부재(95)가 질량을 가지고 있고, 다공성이기 때문에, 진동체인 자기회로부의 질량과 음향 부하의 조절이 가능하다는 장점이 있다. 또한, 다공형 흡음부재(95)와 메쉬부재(91, 92)를 구비하고 있기 때문에, 이들 각각의 재질과 두께 등을 조절하게 되면, 공기 제동과 음향 부하의 정도를 원하는 정도로 조절하는 것이 더욱 용이하다는 장점이 있다.

본 실시예의 다기능 마이크로 스피커(1a)에 있어서, 위에서 설명한 구성 이외의 나머지 구성들은 앞선 실시예와 동일하며 이로 인한 작용효과 역시 동일하다.

도 1은, 종래 다기능 마이크로 스피커의 개략적 단면도,

도 2는, 본 발명에 따른 일 실시예의 다기능 마이크로 스피커의 개략적 단면도,

도 3은, 본 발명에 따른 다른 실시예의 다기능 마이크로 스피커의 개략적 단면도.

Claims

프레임:

상기 프레임에 그 외주부가 고정된 진동판;

상기 진동판의 하면에 고정된 보이스 코일;

상기 프레임에 고정되고, 탄성을 지닌 서스펜션;

상기 서스펜션에 고정되며, 오목한 형상의 수용홈을 가지는 요크(yoke);

상기 수용홈의 바닥면에 고정된 영구자석; 및

상기 영구자석의 상면에 고정된 플레이트(plate); 를 포함하여 구성되되,

상기 요크, 영구자석 및 플레이트로 구성된 자기회로부의 중심부에는, 그 자기회로부를 상하로 관통하는 관통공이 형성된 것을 특징으로 하는 다기능 마이크로 스피커.
제1항에 있어서,

상기 관통공에는 적어도 하나의 메쉬(mesh)부재가 구비된 것을 특징으로 하는 다기능 마이크로 스피커.
제2항에 있어서,

상기 메쉬부재는,

상기 관통공의 상부에 구비된 제1메쉬부재와, 상기 관통공의 하부에 구비된 제2메쉬부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 마이크로 스피커.
제3항에 있어서,

상기 제1메쉬부재와 제2메쉬부재는, 서로 다른 두께이거나, 서로 다른 밀도이거나, 혹은 서로 다른 소재로 만들어진 것을 특징으로 하는 다기능 마이크로 스피커.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 관통공에는, 다공성의 흡음부재가 구비된 것을 특징으로 하는 다기능 마이크로 스피커.
제2항에 있어서,

상기 관통공은, 영구자석에 형성된 영구자석 관통공부과, 상기 플레이트에 형성된 플레이트 관통공부, 상기 요크에 형성된 요크 관통공부를 포함하고,

상기 플레이트 관통공부 및 상기 요크 관통공부의 직경은 상기 영구자석 관통공부의 직경보다 크게 형성되고,

상기 영구자석 관통공부의 내부에는 다공성의 흡음부재가 구비되고,

상기 메쉬부재는, 상기 흡음부재의 상면과 하면 중 적어도 하나에 구비된 것을 특징으로 하는 다기능 마이크로 스피커.