KR20120005288A - 다기능 마이크로 스피커 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다기능 마이크로 스피커에 관한 것이다. 본 발명의 다기능 마이크로 스피커는, 프레임: 상기 프레임에 고정된 테두리부와, 상기 테두리부보다 높게 위치한 중심부와, 상기 테두리부와 상기 중심부를 연결하고 탄성을 지닌 경사부를 구비한 서스펜션; 상기 서스펜션의 중심부의 상면에 고정되며, 수용홈이 구비된 요크; 상기 요크의 외주부에 구비된 웨이트부; 상기 요크의 수용홈의 구비된 영구자석; 상기 영구자석의 상면에 결합된 플레이트; 상기 프레임의 상부에, 그 테두리부가 고정된 진동판: 및 상기 진동판의 하면에 고정된 보이스 코일;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

다기능 마이크로 스피커{Multi-function micro-speaker}

본 발명은 다기능 마이크로 스피커에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중심부가 테두리부보다 높게 형성된 서스펜션을 구비하고, 그 상부에 웨이트를 포함한 부품들을 위치하도록 함으로써, 웨이트 무게의 증가가 용이하여 진동력 개선 및 진동 주파수의 가변을 효과적으로 제어하는 것이 가능한 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 말한다. 다기능 마이크로 스피커는, 다기능 액츄에이터 혹은 다기능 전자음향변환기 등으로 다양하게 불리고 있다.

종래 구성의 다기능 마이크로 스피커는, 판형 스프링에 지지되어 있는 진동체를 공진시켜 진동을 얻는 구조이다. 이러한 종래의 일반적인 다기능 마이크로 스피커는 떨림판이라고도 불리는 진동판이 있는 쪽의 자기 회로에 보이스 코일이 있어 여기에 음성신호용 전류가 인가되면 음향이 출력되고, 보이스 코일에 진동신호용 전류가 인가되면 진동을 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), 웨이트(106), 상측 서스펜션(107) 및 하측 서스펜션(108)을 포함하여 구성되어 있다. 리이드선 a(114)와 리이드선 b(115)를 통하여 보이스 코일(102)에 전류가 인가된다.

상기 보이스 코일(102)은, 진동판의 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 자기회로를 형성한다. 질량체 혹은 추라고도 불리는 웨이트(106)는, 영구자석(104), 플레이트(103) 및 요크(105)와 함께 진동체를 구성한다. 진동체는 상측 서스펜션(107)과 하측 서스펜션(108)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 전류가 인가되면, 자기회로 내의 보이스 코일(102)에 전자기력이 발생하게 되고, 이로 인해 진동판(101)이 진동하며 음향출력이 이루어진다.

즉 영구자석(104)의 N극으로부터 나온 자력선은 플레이트(103), 보이스 코일(102) 및 요크(105)를 차례로 지나 다시 영구자석(104)의 S극으로 향하는 자계를 형성한다. 이때 보이스 코일(102)에 전자기력이 발생하면, 자기회로에 의한 자속과 상호 작용을 하며, 보이스 코일(104)에 고정된 진동판(101)이 진동되며 음향을 출력하는 스피커 기능을 하게 되는 것이다.

한편 보이스 코일(102)에 리이드선a(114)와 리이드선b(115)를 통하여 저주파의 전류가 인가되면 자기회로를 구성하는 영구자석(104), 플레이트(103) 및 요크(105)에 웨이트(106)를 추가로 포함하는 진동체의 상하 운동을 촉발시켜 진동이 발생하게 된다.

상술한 종래 통상의 구조를 가지는 종래의 다기능 마이크로 스피커는, 서스펜션(107, 108)의 위치 및 그들 내측에 웨이트가 결합되어 있는 구조로 인해, 웨이트의 무게의 증가가 필요한 경우 스피커의 외부직경을 크게 해야 하는 문제점이 있다.

또한, 웨이트의 무게의 증가를 위해 상하 방향으로 두께를 크게 하는 경우 진동판(101) 등과의 간섭이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은, 상술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 중심부가 테두리 보다 높게 위치하고 테두리부를 프레임에 고정한 셔스펜션을 구비함으로써, 전체 외경을 크게 하지 않고도, 웨이트 무게의 증가 및 조절이 용이하고, 이와 함께 진동력 개선 및 진동 주파수의 가변을 효과적으로 제어하는 것이 가능한 다기능 마이크로 스피커를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다기능 마이크로 스피커는, 프레임: 상기 프레임에 고정된 테두리부와, 상기 테두리부보다 높게 위치한 중심부와, 상기 테두리부와 상기 중심부를 연결하고 탄성을 지닌 경사부를 구비한 서스펜션; 상기 서스펜션의 중심부의 상면에 고정되며, 수용홈이 구비된 요크; 상기 요크의 외주부에 구비된 웨이트부; 상기 요크의 수용홈의 구비된 영구자석; 상기 영구자석의 상면에 결합된 플레이트; 상기 프레임의 상부에, 그 테두리부가 고정된 진동판: 및 상기 진동판의 하면에 고정된 보이스 코일;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 서스펜션의 테두리부는 그 외측형상이 실질적으로 원형이고, 상기 중심부는 평평하고, 상기 경사부는 원주 방향을 따라 길게 형성된 관통부를 복수 개 구비하고 있는 것이 바람직하다.

한편, 상기 서스펜션이 이루는 외부 형상은, 실질적으로 원뿔대의 형상인 것이 바람직하다.

또한, 상기 프레임은, 상기 서스펜션이 고정된 하부 프레임과, 상기 진동판이 고정된 중간 프레임과, 상기 진동판을 덮는 형상의 커버 프레임을 포함하여 구성된 것이 바람직하다.

한편, 상기 요크와 웨이트부는 일체로 형성된 것이 바람직하다.

한편, 상기 영구자석은, 상기 서스펜션의 중심부의 위쪽에 위치하고, 상기 웨이트부는, 상기 서스펜션의 경사부의 위쪽에 위치한 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 다기능 마이크로 스피커에 의하면, 웨이트 무게의 증가를 다른 부품과의 간섭없이 할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 웨이트 무게의 증가 및 조절이 용이하여, 진동력 개선 및 진동 주파수의 가변을 효과적으로 제어할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은, 종래 다기능 마이크로 스피커의 개략적 단면도,
도 2는, 본 발명에 따른 일 실시예의 다기능 마이크로 스피커의 개략적인 분해사시도,
도 3은, 도 2의 다기능 마이크로 스피커의 조립상태의 개략적인 단면도.

본 발명에 따른 일 실시예의 다기능 마이크로 스피커를 첨부된 도 2와 3을 참조하며 상세히 설명한다.

도 2는, 본 발명에 따른 일 실시예의 다기능 마이크로 스피커의 개략적인 단면도이고, 도 3은 도 2의 다기능 마이크로 스피커의 개략적인 분해사시도이다.

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.

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

상기 프레임(10)은, 통상 프라스틱으로 만들어지고, 스피커의 외형을 이루며 내부에 각종 구성부품이 고정된다. 본 실시예의 경우 프레임(10)은 전체적으로 납작한 원통형상이다.

본 실시예의 경우, 프레임(10)은, 하부프레임(12), 중간 프레임(14) 및 커버 프레임(16)으로 구성되어 있다. 다만, 다른 실시예의 경우 필요에 따라 중간 프레임(14)과 하부 프레임(12)이 일체로 형성될 수도 있다.

상기 하부 프레임(12)의 내측 바닥면에는 서스펜션(20)의 테두리부(22)가 고정된다. 중간프레임(14)에는 진동판(70)의 테두리부(72)가 고정된다. 그리고, 중간프레임(14)에는 터미널(15)이 한 쌍 구비되어 있다. 터미널(15)에는 보이스 코일(80)이 전기적으로 연결되어 있다. 터미널(15)에 외부의 전기선이 연결되어, 외부의 전기신호가 보이스 코일(80)로 전달된다.

커버프레임(16)은 진동판(70)의 외측을 전체적으로 덮는 형상으로서, 중간프레임(14)의 바깥 테두리에 결합되어 있다. 커버프레임(16)의 외주부와 중간프레임(14)의 외주부 사이에 진동판(70)의 외주부가 끼워져 결합되어 있다.

상기 서스펜션(20)은, 프레임(10)의 내부의 아래에 구비된다. 서스펜션(20)은 테두리부(22), 중심부(24) 및 경사부(26)로 이루어져 있다.

테두리부(22)는, 하부프레임(22)의 내측 바닥면에 고정되어 있다. 본 실시예의 경우, 테두리부(22)의 외측 형상은 실질적으로 원형이다. 실질적으로 원형이라는 의미는 수학적으로 완벽한 원을 의미하는 것이 아니라, 통상 원으로 보여지는 형상이라는 의미이다. 한편, 다른 실시예의 경우, 필요에 따라 테두리부는 원형이외에도 다양한 형상, 예컨대 타원형이나 트랙형과 같은 형상이 될 수도 있고, 모서리부가 원호 처리된 사각형과 같은 형상이 될 수도 있다.

중심부(24)는, 테두리부(22)의 위치보다 높게 위치하고 있다. 중심부(24)는 평평하게 되어 있다. 중심부(24)의 형상은 실질적으로 원형에 가까운 형상이다. 그리고, 높이 차이가 있도록 구비된 테두리부(22)와 중심부(24)는 경사부(26)에 의해 상호 연결되어 있다.

경사부(26)는 탄성을 지닌 부재로 되어 있다. 이때, '탄성'이라 하면, 물체에 외부에서 힘을 가하면 부피와 모양이 바뀌었다가, 그 힘을 제거하면 본디의 모양으로 되돌아가려고 하는 성질을 말하며, 변형의 종류에 따라 체적 탄성과 형상 탄성으로 나눌 수 있다. 본 발명의 경우, 경사부(26)는 주로 형상 탄성과 관련이 있다.

따라서, 중심부(24)의 상면에 고정된 요크(30) 등은, 서스펜션(20)에 의해 탄성적으로 지지된다. 본 실시예의 경우 경사부(26)는 원주 방향을 따라 길게 형성된 관통부(28)를 복수 개 구비하고 있다. 관통부(28)의 형상을 조절하면, 중심부(24)의 고정된 요크(30) 등을 지지하는 탄성력을 조절하는 것이 가능하다.

본 실시예의 경우 테두리부(22)와, 중심부(24)와 경사부(26)는 일체의 부재로 형성되어 있다. 따라서, 경사부(26) 뿐만 아니라, 테두리부(22)와 중심부(24)도 모두 탄성을 지낸 부재로 되어 있다.

한편, 다른 실시예의 경우, 필요에 따라 테두리부, 중심부, 경사부는 일체로 형성되지 않고 각각 별도의 부재로 되어 상호 결합되어 구성될 수도 있고, 또는 이중 어느 두 개의 부재와 하나의 부재가 별도의 부재로 되어 상호 결합되어 구성될 수도 있다.

본 실시예의 경우, 서스펜션(20)을 전체적으로 보면, 그 외부 윤곽은 원뿔에서 윗부분이 제거되고 남은 부분인 원뿔대의 형상과 유사하다. 중심부(26)의 상면에 고정된 요크(30) 등의 구성요소들은, 마치 코일형상의 스프링의 상단에 지지된 것과 같이, 서스펜션(20)에 의해 탄성지지되고 있으며, 보이스 코일(80)에 입력되는 신호에 따라 진동하게 된다.

상기 요크(yoke; 30)는, 서스펜션(20)의 중심부(24)의 상면에 고정된다. 요크(30)의 안쪽에는 오목한 수용홈(32)이 구비된다. 요크(30)는 자력이 잘 통하는 재료로 만들어진다.

상기 웨이트부(40)는 요크(30)의 외주부에 구비된다. 웨이트부(40)는, 웨이트, 질량체, 추 등으로 불리기도 한다. 웨이트부(40)의 무게를 조절하면, 요크(30) 등의 진동의 정도를 조절할 수 있다.

본 실시예의 경우, 웨이트부(40)는 요크(30)와 일체로 형성되어 있다. 다만, 다른 실시예의 경우, 웨이트부가 요크와는 별도의 부재로 제작되어 요크의 외주부에 결합될 수도 있다. 또한 웨이트부는 2개 이상의 부재가 결합되어 형성될 수도 있다.

상기 영구자석(50)은, 요크(30)의 수용홈(32)에 대응되도록 원판형태로 형성된다. 영구자석(50)은, 요크(30)의 내부 바닥면에 고정된다.

상기 플레이트(60)는 영구자석(50)과 거의 동일한 직경을 가지며, 영구자석(50)의 상면에 고정되어 있다. 플레이트(60)는 자력이 잘 통하도록 하는 재료로 만들어진다.

영구자석(50) 및 플레이트(60)는 요크(30)의 내측벽과 이격되어 고정된다. 영구자석(50) 및 플레이트(60)의 외측면과 요크(30)의 내측벽 사이에는 공간이 형성되며, 이 공간에는 보이스 코일(80)의 하부가 위치하게 된다.

한편, 영구자석(50), 플레이트(60)와 요크(30)는 스피커 자기회로를 구성한다. 즉, 영구자석(50)에서 발생한 자속은 플레이트(60)를 거쳐 요크(30)로 들어오는 자속 경로(path)를 만들어 낸다.

상기 진동판(70)은, 상하 진동하며 사람이 들을 수 있는 음압을 만들어 낸다. 진동판(70)의 테두리부(72)는 프레임(10)에 상술한 바와 같이 고정된다. 진동판(70)은, 통상 고분자화합물로 제작된다.

본 실시예의 진동판(70)은, 보이스코일(80)의 상단부가 결합된 경계부분을 기준으로 안쪽에 위치한 내측부분(74)과 바깥쪽에 위치한 외측부분(76)으로 구분된다. 내측부분(74)과 외측부분(76)은 각각 돔(dome) 형태로 되어 있으며, 경계부분은 평평하게 되어 있다. 진동판(70)은, 구체적인 형상, 재질 및 두께에 있어서 다양한 변화가 가능하다.

상기 보이스 코일(80)은, 진동판(70)의 하면에 고정된다. 보이스 코일(80)의 상단부는 진동판(70)의 경계부분의 하면에 고정되어 있다. 보이스 코일(80)은 도선이 상향방향으로 권선되어 형성된 것이다. 보이스 코일(80)은, 프레임(10)에 구비된 터미널(15)과 전기적으로 연결되어 있다. 보이스 코일(80)은, 터미널(15)을 통해 외부로부터 전류를 공급받는다.

보이스 코일(80)의 하부는 영구자석(50) 및 플레이트(60)와, 요크(30)의 사이 공간에 위치한다. 보이스 코일(80)에 고주파의 전류가 흐르게 되면, 영구자석(50)에 의한 자기장과 상호 관계로 인해, 상하 방향으로 운동하게 된다. 이로 인해, 보이스 코일(80)에 결합되어 있는 진동판(70)이 진동하며 음향을 발생시키게 되는 것이다.

이하, 상술한 구성을 가지는 다기능 마이크로 스피커(1)의 작용과 효과를 설명한다.

본 실시예의 다기능 마이크로 스피커(1)는, 중심부(24)가 테두리부(22)보다 높고, 이들 중심부(24)와 테두리부(22)가 탄성을 지닌 경사부(26)로 연결된 형상의 서스펜션(20)을 구비하며, 이러한 서스펜션(20)의 상부에 요크(30), 영구자석(50), 플레이트(60)와 웨이트부(40)에 위치시킴으로, 웨이트부(40)를 다른 부품과의 간섭없이 그 무게를 늘리는 것이 가능하다는 효과를 얻을 수 있다.

즉, 요크(30)는 서스펜션(20)의 중심부(24)에 고정되어 있고, 웨이트부(40)는 요크(20)의 외주부에 구비되어 있다. 따라서, 웨이트부(40)는 서스펜션(20)의 경사부(26)의 위에 위치하되, 경사부(26)로부터 이격되어 위치하고 있다. 이로 인해, 웨이트부(40)는, 그 직경을 크게 하지 않더라도, 경사부(26)를 향해 아래로 부피를 크게 하여 무게를 늘리는 것이 가능하다는 효과가 있다. 결국 마이크로 스피커의 외경을 늘리지 않고도, 그리고 다른 부품과는 간섭이 발생하지 않으면서도, 웨이트부(40)의 무게를 늘리는 것이 가능하다.

웨이트부(40)의 무게를 조절하는 것이 용이하므로, 진동력 개선 및 진동 주파수의 가변을 효과적으로 제어하는 것이 가능하다는 효과를 얻을 수 있다.

1 ... 다기능 마이크로 스피커 10 ... 프레임
20 ... 서스펜션 22 ... 테두리부
24 ... 중심부 26 ... 경사부
30 ... 요크 40 ,,, 웨이트부
50 ... 영구자석 60 ... 플레이트
70 ... 진동판 80 ... 보이스 코일

Claims (6)

1. 프레임:
   상기 프레임에 고정된 테두리부와, 상기 테두리부보다 높게 위치한 중심부와, 상기 테두리부와 상기 중심부를 연결하고 탄성을 지닌 경사부를 구비한 서스펜션;
   상기 서스펜션의 중심부의 상면에 고정되며, 수용홈이 구비된 요크;
   상기 요크의 외주부에 구비된 웨이트부;
   상기 요크의 수용홈의 구비된 영구자석;
   상기 영구자석의 상면에 결합된 플레이트;
   상기 프레임의 상부에, 그 테두리부가 고정된 진동판: 및
   상기 진동판의 하면에 고정된 보이스 코일;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다기능 마이크로 스피커.
2. 제1항에 있어서,
   상기 서스펜션의 테두리부는 그 외측형상이 실질적으로 원형이고,
   상기 중심부는 평평하고,
   상기 경사부는 원주 방향을 따라 길게 형성된 관통부를 복수 개 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 다기능 마이크로 스피커.
3. 제1항에 있어서,
   상기 서스펜션이 이루는 외부 형상은, 실질적으로 원뿔대의 형상인 것을 특징으로 하는 다기능 마이크로 스피커.
4. 제1항에 있어서,
   상기 프레임은, 상기 서스펜션이 고정된 하부 프레임과, 상기 진동판이 고정된 중간 프레임과, 상기 진동판을 덮는 형상의 커버 프레임을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다기능 마이크로 스피커.
5. 제1항에 있어서,
   상기 요크와 웨이트부는 일체로 형성되거나, 또는 두 개 이상의 부재가 결합되어 형성된 것을 특징으로 하는 다기능 마이크로 스피커.
6. 제1항에 있어서,
   상기 영구자석은, 상기 서스펜션의 중심부의 위쪽에 위치하고,
   상기 웨이트부는, 상기 서스펜션의 경사부의 위쪽에 위치한 것을 특징으로 하는 다기능 마이크로 스피커.

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