KR20210006536A - 음향 발생 액츄에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음향 진동 액추에이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 프레임; 프레임에 설치되며, 요크, 마그넷 및 탑 플레이트를 구비하여 자기 회로를 형성하는 고정부; 전기 신호가 인가되어 고정부의 자계와 상호 전자기력에 의해 진동하는 보이스 코일; 보이스 코일이 부착되어 보이스 코일의 진동을 댐핑하며, 프레임에 고정되는 금속 재질의 스프링; 및 스프링에 고정되며, 보이스 코일의 진동을 전달하는 컨택 패드;를 포함하며, 스프링은, 프레임에 안착되는 링 형상의 외주부, 외주부의 내측에 간격을 두고 형성되는 중앙부, 중앙부와 외주부를 탄성적으로 연결하는 브릿지를 구비하며, 브릿지는 2개 이상인 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터를 제공한다.

Description

음향 발생 액츄에이터{SOUND PRODUCING ACTUATOR}

본 발명은 음향 발생 액츄에이터에 관한 것이다.

평면 패널 스피커는 예컨대 휴대 전화기나 휴대 정보 단말기(PDA), 퍼스널 컴퓨터(PC) 등의 기기에서 사용되며, 일반적으로 액정 표시 소자 등의 표시 소자의 표시면을 덮어 기기의 표면에 배치되는 투명한 패널(평면)을 진동판으로 사용하는 구조로 되어 있다.

도 1은 평면 패널 스피커의 종래 구성의 일 예로서 일본 특허 출원 공개 2004-104327호 공보에 기재되어 있는 구성을 도시한 것으로, 액추에이터(10)가 장착된 패널(21)에는, 휴대 전화기의 케이스(22)에 그 가장자리 부분이 고정 지지되어 휴대 전화기의 표면에 배치된다. 이때, 패널(21)의 가장자리 부분과 케이스(22) 사이에는 가스켓(23)이 전체 둘레에 걸쳐 끼워지고, 이 가스켓(23)을 통하여 패널(21)이 케이스(22)에 지지된다. 도 1에서, 24는 인쇄 회로 기판을 나타내고, 25는 액추에이터(10)를 인쇄 회로 기판(24)에 연결하기 위한 리드 선을 나타낸다. 도시하지는 않았으나, 인쇄 회로 기판(24) 상에는 표시 소자로서 예컨대 액정 표시 소자가 실장된다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 평면 패널 스피커에서는 액추에이터(10)에 음성 신호를 입력하면 압전 진동판(11, 12)이 진동하고, 그 진동이 홀더(13)를 통과하여 파 형태로 패널(21)에 전달되어 패널(21) 전체에서 소리를 방사하도록 되어 있다. 패널(21)과 케이스(22) 사이에 끼워진 가스켓(23)에 의해 케이스(22)로 전달되는 진동이 감소되고 패널(21)의 진동량을 증가시킬 수 있다.

그러나 압전 진동판은 중고역 대역의 음압은 충분한 반면 저역대의 음압 발생은 부족하다는 한계가 있다. 또한 압전소자는 음향을 발생시킬만한 진동력은 충분히 발생시킬 수 있으나, 진동 기능으로 사용할만큼의 강한 진동력은 제공할 수 없다는 단점이 있다.

이를 해결하기 위해, 압전 소자가 아닌 전자기 회로를 이용한 다이나믹 액추에이터를 통해 패널을 진동시키는 음향 진동 액추에이터가 개발되고 있다. 또한 모바일 기기의 베젤리스 실현하기 위해 진동을 통해 음을 발생시키는 액츄에이터가 필요하다.

그러나, 패널 또는 프레임을 진동판 대신 이용하여 음향을 발생시키려면 액추에이터의 진동부가 진동판 역할을 하는 부재에 직접 밀착되어 강한 힘으로 진동시키는 직접가진형태의 액츄에이터가 유리하다.

음향성능을 증가시키려면, 액추에이터의 크기나, 출력을 증대시켜야하나 모바일 기기와 같은 디바이스에 적용하기에는 액추에이터 크기에 제한이 있으므로, 액츄에이터의 출력을 증대시켜야 한다. 그러나 이때, 액추에이터의 출력을 증대시키면 발열의 문제가 발생한다. 따라서 발열 문제를 해결한 액추에이터의 개발이 요구된다.

일본 특허 출원 공개 2004-104327호

본 발명은 진동력을 향상시킬 수 있는 음향 진동 액츄에이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 프레임; 프레임에 설치되며, 요크, 마그넷 및 탑 플레이트를 구비하여 자기 회로를 형성하는 고정부; 전기 신호가 인가되어 고정부의 자계와 상호 전자기력에 의해 진동하는 보이스 코일; 보이스 코일이 부착되어 보이스 코일의 진동을 댐핑하며, 프레임에 고정되는 금속 재질의 스프링; 및 스프링에 고정되며, 보이스 코일의 진동을 전달하는 컨택 패드;를 포함하며, 스프링은, 프레임에 안착되는 링 형상의 외주부, 외주부의 내측에 간격을 두고 형성되는 중앙부, 중앙부와 외주부를 탄성적으로 연결하는 브릿지를 구비하며, 브릿지는 2개 이상인 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 브릿지는 하나 또는 그 이상의 굴곡부를 구비하는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 브릿지는 중앙부 측 단부와 외주부 측 단부의 폭이 중앙부의 폭보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터를 제공한다. ,

또한 본 발명의 다른 일 예로, 스프링의 강성은 1N/mm 이상인 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 스프링은, 중앙부와 외주부의 높이가 같거나, 중앙부의 높이가 외주부보다 높도록 단차를 가지는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 스프링과 프레임은 서로 맞물리는 가이딩 홈과 가이딩 돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 보이스 코일은, 스프링의 중앙부에 결합되는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 컨택 패드는 금속 또는 플라스틱으로 이루어지며, 스프링의 중앙부에 결합되는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 스프링의 중앙부는, 내부에 홀이 형성된 링 형상이며, 컨택 패드는 홀에 인서트되는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 보이스 코일은, 스프링의 중앙부에 결합되며, 스프링의 중앙부의 하부로 인서트 된 컨택 패드와 보이스 코일 사이에 본드가 충진되는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터를 제공한다.

본 발명이 제공하는 음향 발생 액츄에이터는 진동부가 장치의 패널 또는 프레임을 직접 가진시킴으로써 진동력을 강화할 수 있고, 특히 저역 음향 재생 성능을 강화시킬 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 평면 패널 스피커를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터의 분해도,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터의 단면도,
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터가 구비하는 스프링을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터가 구비하는 스프링의 일부를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터가 구비하는 스프링의 사시도,
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터가 구비하는 스프링의 측면도,
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터가 구비하는 스프링 설치 구조를 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터가 구비하는 스프링과 컨팩 패드의 결합 모습을 도시한 도면,
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터가 구비하는 스프링과 컨팩 패드의 결합 모습을 도시한 도면
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터가 구비하는 스프링과 컨팩 패드의 결합 모습을 도시한 도면.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터의 분해도, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터의 단면도이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터는 측면 외관을 형성하는 프레임(100)을 구비한다. 프레임의 하면에는 요크(210)가 결합되며, 요크(210) 상에 부착되는 센터 마그넷(220), 센터 마그넷(220)과 에어갭을 두고 요크(210) 상에 결합되는 사이드 마그넷(230), 센터 마그넷(220)과 사이드 마그넷(230) 상에는 자계 형성을 돕는 센터 탑 플레이트(240)와 사이드 탑 플레이트(250)가 각각 부착된다. 요크(210), 센터 마그넷(220), 사이드 마그넷(230), 센터 탑 플레이트(240) 및 사이드 탑 플레이트(250)는 자계를 형성하는 자기 회로이며, 액츄에이터의 고정부에 해당한다. 본 발명의 일 실시예에서는 하나의 센터 마그넷(220)과 네 개의 사이드 마그넷(230)으로 구성된 5 마그넷 타입 자기 회로를 적용하였으나, 1 마그넷 타입, 2 마그넷 타입, 3 마그넷 타입 등 상호 전자기력을 통해 보이스 코일(300)을 진동시킬 수 있는 자기 회로라면 마그넷의 갯수는 몇 개여도 무방하다.

센터 마그넷(220)과 사이드 마그넷(230) 사이의 에어 갭에 보이스 코일(300)이 상하로 진동 가능하도록 배치되며, 보이스 코일(300)의 상단은 스프링(400)에 부착된다. 스프링(400)의 외주부는 프레임(100) 상에 부착되고, 스프링(400)의 중앙에는 컨택 패드(500)가 설치된다. 컨택 패드(500)는 장치의 패널이나, 장치의 프레임 혹은 장치의 브라켓 등에 접촉하여 장치를 직접 가진하며 음향을 발생한다. 이때, 스프링(400)의 강성은 1N/mm 이상인 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터가 구비하는 스프링을 도시한 도면이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터가 구비하는 스프링(400)은 프레임(100; 도 2 참조) 상에 안착되는 사각 링 형상의 외주부(410), 외주부(410)와 간격을 두고 외주부(410)의 중앙에 형성되는 중앙부(430), 외주부(410)에 대해 중앙부(430)가 진동가능하게 탄성 연결하는 브릿지(420)를 구비한다. 도 4에 도시된 스프링(400)은, 브릿지(420)가 모두 4개 구비되어 있으나, 점 대칭 형상으로 2개만이 구비될 수도 있다. 브릿지(420)는 중앙부(430)에 일단부가 연결되고, 외주부(410)에 타단부가 연결되어, 중앙부(430)가 외주부(410)에 대해 이동가능하게 지지한다.

또한 브릿지(420)에는 연장 방향이 바뀌는 굴곡부(422, 424)가 존재한다. 브릿지(420)가 중앙부(430)와 외주부(410)를 직선으로 연결하지 않고, 굴곡부(422, 424)를 구비함으로써 중앙부(430)를 탄성적으로 지지할 수 있다. 본 발명의 제1 실시예에서는 굴곡부(422, 424)가 각 브릿지(420)마다 2개씩 구비되나, 1개씩 구비될 수도 있고, 3개 이상이 구비될 수도 있다.

한편, 스프링(400)의 외주부(410)에는 모서리에 가이딩 홈(412)이 마련될 수 있으며, 후술할 프레임(100; 도 2 참조)의 가이딩 돌기와 맞물려 스프링(400)의 설치를 가이드할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터가 구비하는 스프링의 일부를 도시한 도면이다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 스프링(400)이 구비하는 브릿지(420)는 외주부(410) 측 단부의 폭(b)과 중앙부(430) 측 단부의 폭(c)이 브릿지(420)의 중간 부분의 폭(a)보다 크거나 같게 형성된다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터가 구비하는 스프링의 사시도, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터가 구비하는 스프링의 측면도이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터가 구비하는 스프링은 외주부(410a)보다 중앙부(430a)가 더 높은 위치에 있도록 단차를 가진다. 이때, 외주부(410a)와 중앙부(430a) 사이의 높이차는 브릿지(420a)가 벤딩함으로써 줄 수 있다.

도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터가 구비하는 스프링 설치 구조를 도시한 도면이다.

앞서 설명한 바와 같이, 스프링(400)에는 가장 자리에 가이드 홈(412)이 형성되며, 프레임(100)은 대응되는 위치에 가이드 돌기(110)를 구비한다. 그에 따라, 스프링(400)의 안착 위치가 가이드 홈(412)과 가이드 돌기(110)에 의해 안내되고, 스프링(400)이나 보이스 코일(300; 도 2 참조)의 편심으로 인한 불량률을 저감할 수 있다. 그에 따라 생산성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터가 구비하는 스프링과 컨팩 패드의 결합 모습을 도시한 도면이다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 스프링(400)은 중앙부(430)에 관통홀이 형성되며, 컨택 패드(500)는 관통홀 내에 인서트된다. 컨택 패드(500)는 금속 또는 플라스틱 재질로 제조될 수 있다. 이때, 관통홀로부터 컨택 패드(500)가 분리되는 것을 방지할 수 있도록, 컨택 패드(500)의 두께는 스프링(400)의 두께보다 두껍게 형성되고, 컨택 패드(500)의 외주부 상부(510)는 스프링(400)의 상면을 덮고, 컨택 패드(500)의 외주부 하부(520)는 스프링(400)의 하면을 덮는다. 따라서, 컨택 패드(500)가 스프링(400)으로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 한편 보이스 코일(300) 역시 스프링(400)의 중앙부(430)에 부착되는데, 보이스 코일(300)과 컨택 패드(500)의 외주부 하부(520)는 서로 간격을 두고 설치된다. 이때, 보이스 코일(300)의 부착 강도를 높이기 위해, 도 10과 같이, 보이스 코일(300)과 컨택 패드(500)의 외주부 하부(520) 사이의 간격에 본드(600)를 충진할 수도 있다.

도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터가 구비하는 스프링과 컨팩 패드의 결합 모습을 도시한 도면이다. 본 발명의 제4 실시예에 따른 음향 발생 액츄에이터는, 컨택 패드(500a)가 스프링(400)의 중앙부(430) 상면에 부착된다. 컨택 패드(500a)는 금속 또는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 금속으로 제조되는 경우, 용접 또는 본딩을 통해 스프링(400)에 부착될 수 있다. 또한 플라스틱으로 제조될 경우, 본딩을 통해 스프링(400)에 부착될 수 있다.

Claims (10)

1. 프레임;
   프레임에 설치되며, 요크, 마그넷 및 탑 플레이트를 구비하여 자기 회로를 형성하는 고정부;
   전기 신호가 인가되어 고정부의 자계와 상호 전자기력에 의해 진동하는 보이스 코일;
   보이스 코일이 부착되어 보이스 코일의 진동을 댐핑하며, 프레임에 고정되는 금속 재질의 스프링; 및
   스프링에 고정되며, 보이스 코일의 진동을 전달하는 컨택 패드;를 포함하며,
   스프링은, 프레임에 안착되는 링 형상의 외주부, 외주부의 내측에 간격을 두고 형성되는 중앙부, 중앙부와 외주부를 탄성적으로 연결하는 브릿지를 구비하며, 브릿지는 2개 이상인 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터.
2. 제1항에 있어서,
   브릿지는 하나 또는 그 이상의 굴곡부를 구비하는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터.
3. 제1항에 있어서,
   브릿지는 중앙부 측 단부와 외주부 측 단부의 폭이 중앙부의 폭보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터.
4. 제1항에 있어서,
   스프링의 강성은 1N/mm 이상인 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터.
5. 제1항에 있어서,
   스프링은, 중앙부와 외주부의 높이가 같거나, 중앙부의 높이가 외주부보다 높도록 단차를 가지는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터.
6. 제1항에 있어서,
   스프링과 프레임은 서로 맞물리는 가이딩 홈과 가이딩 돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터.
7. 제1항에 있어서,
   보이스 코일은, 스프링의 중앙부에 결합되는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터.
8. 제1항에 있어서,
   컨택 패드는 금속 또는 플라스틱으로 이루어지며, 스프링의 중앙부에 결합되는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터.
9. 제8항에 있어서,
   스프링의 중앙부는, 내부에 홀이 형성된 링 형상이며, 컨택 패드는 홀에 인서트되는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터.
10. 제9항에 있어서,
    보이스 코일은, 스프링의 중앙부에 결합되며, 스프링의 중앙부의 하부로 인서트 된 컨택 패드와 보이스 코일 사이에 본드가 충진되는 것을 특징으로 하는 음향 발생 액츄에이터.
    
    
    

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