KR20230150426A - 독립형 서스펜션 구조를 구비한 익사이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보빈코일과 진동전달체에 부착된 전면 서스펜션과, 요크와 메탈프레임에 부착된 후면 서스펜션의 구동을 분리시켜 서로 간섭받지 않게 함으로서, 각각의 서스펜션이 담당하는 1차 공진 및 2차 공진을 별도로 컨트롤 할 수 있고 원하는 특정 주파수 대역의 특성 조절이 가능한, 다양한 독립형 서스펜션 구조를 개시한다.

Description

독립형 서스펜션 구조를 구비한 익사이터{Exciter having independent type suspension structure}

본 발명은 독립형 서스펜션 구조를 구비한 익사이터에 관한 것이다.

음향기기의 스피커로 진동 가능한 패널이나 스킨에 부착되어 이것을 미세하게 진동시킴으로써 음향을 발산하는 패널 가진형 액츄에이터로서 진동 익사이터가 있다. 미세한 크기를 가지며, 종이 상자, 컴퓨터 케이스, 컴퓨터 책상, 모니터, 스마트폰 등 진동 가능한 매질이 있는 곳이면 제한 없이 부착할 수 있다.

출원인은 등록특허 제10-2203296호(2021년 1월 10일 등록)에서 도 6에도시한 것과 같이, 요크(22') 내부에 중앙이 개구된 메인 마그넷(18')과, 플레이트(16')와, 서브 마그넷(14')이 하면에서부터 차례로 적층되어 수용된 익사이터(1')를 개시하였다. 요크(22') 주위에는 요크(22')보다 큰 직경으로 형성된 메탈프레임(10')이 요크(22')를 수용하도록 본딩 접착된다. 진동전달체(4')는 상부(4a')와 하부(4b')로 이루어진다. 환형의 보빈 코일(12')이 요크(22')의 측벽 내면과 마그넷 및 플레이트(14',16',18') 사이에 형성된 간극에 위치한 상태가 되도록 하부(4b')의 외주벽에 접착된다. 굴곡진 곡선형의 댐퍼(8')가 메탈프레임(10')의 상면에서 보빈 코일 (12')에 인접하여 설치된다. 당업자에게 주지된 것과 같이 보빈코일(12')의 코일은 댐퍼(8')의 하면에 연결된다.

돌출부(4e')가 형성된 측면부(4c')의 하면홈에는 터미널(6')을 설치한다. 상부(4a')의 위에는 테이프(2')가 부착되는데 테이프(2')는 익사이터(1')를 패널에 부착하기 위한 것이다.

상기 특허에서는, 서스펜션(20')의 일측이 메탈프레임(10')의 하면에 고정되어 있으며, 서스펜션(20')은 도시하지 않은 상부의 고정벽에 지지된다. 서스펜션(20')은 익사이터의 저역대 음향 품질을 개선하는데 효과적이다.

여기서 상기 특허의 구성을 포괄하는 익사이터(1')의 구성을 개념적으로 도시하면, 도 7과 같다.

익사이터(1')는 전방의 패널(10)과 메인구동부(D)를 포함한다. 메인구동부(D)는 내부에 마그넷, 기판 등 음향 기기 구동을 위한 전자소자를 포함하고 있다. 통상 음향기기의 구동부 또는 드라이버는 보빈 코일과 진동판(댐퍼)까지 포함하는 넓은 의미로 사용되지만, 이하에서 메인구동부(D)는, 보빈 코일(C)과 제1서스펜션(S1')은 포함하지 않는 것으로 한다. 메인 구동부(D)의 하면과 양측면은 요크가 에워싸고 있다. 요크를 수용한 메탈프레임을, 메인 구동부(D)의 외부에 더 설치할 수 있다.

메인 구동부(D)의 상부로 보빈코일(C)이 연장된다. 보빈코일(C)은 제1서스펜션(S1')에 연결된다. 제1서스펜션(S1')은 도 6에서는 댐퍼(8')에 해당한다. 하지만, 개념적으로 제1서스펜션(S1')은 댐퍼(8')외에 댐퍼 하면에 장착되는 박형 서스펜션플레이트와 같은 다른 부재를 포함하는 것으로, 즉 서스펜션(suspension) 기능을 수행하는 부재를 지칭하는 것으로 넓게 해석되어야 한다. 제1서스펜션(S1')의 양단은 메인 구동부(D)의 상면에 연결된다. 따라서, 제1서스펜션(S1')은 요크의 진동이나 변형에 의한 영향을 받는다. 이는 도 6에서 댐퍼(8')가 요크(22')의 진동, 따라서 메탈프레임(10')의 진동에 의하여 영향을 받는 것과 같다.

진동전달체(VP)는 보빈코일(C)에 바로 연결되며, 테이프를 통하여 패널(10)의 후면에 부착된다.

제2서스펜션(S2')은 메인 구동부(D)의 양측면에서 연장되며 연장부가 위로 연장되어 그 양단이 지지벽(20a')에 고정된다. 도 6에서는 서스펜션(20')이 제2서스펜션(S2')에 대응한다. 제2서스펜션(S') 역시 구조적으로 요크의 진동이나 변형에 의한 영향을 받음을 알 수 있다.

이와 같이 선행 기술의 경우, 제1서스펜션(S1')과 제2서스펜션(S2')이 요크 또는 메탈프레임에 의하여 동시에 영향을 받으므로 각각의 공진 대역이 연동되어 움직임에 따라 특정 주파수 대역 개선에 어려움이 있다. 또, 예를 들어, 제1서스펜션(S1')은 요크 또는 메탈프레임에 연결되어 접착되므로 요크가 진동하면 공진의 변화에 의하여 강성의 변화를 겪게되며, 반대로 제1서스펜션(S1')의 강성을 낮추면 요크의 진동에 영향을 끼쳐 이상 진동이 발생하며 음질이 저하하는 문제가 있다.

특허문헌으로 특허 제10-2115383호는 프레임과 패널부 사이를 연결하는 서스펜션이 프레임의 외측에 독립 설치되어 음량을 조절하는 내용을 개시하고 있으나, 출원인의 선특허와 비교하면 서스펜션(20')이 패널에 부착되는 구조가 다를 뿐이며, 따라서, 전술한 문제점을 극복할 수 없다.

본 발명은 이상의 문제점을 해소하기 위하여 도출된 것이다.

그러므로 본 발명은 보빈코일과 진동전달체에 부착된 전면 서스펜션(1차서스펜션)과 요크와 메탈프레임에 부착된 후면 서스펜션(2차 서스펜션)의 구동을 분리시켜 서로 간섭받지 않게 함으로서, 각각의 서스펜션이 담당하는 1차 공진 및 2차 공진을 별도로 컨트롤 할 수 있고 원하는 특정 주파수 대역의 특성 조절이 가능한, 독립형 서스펜션 구조를 구비한 익사이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 패널 구동형의 독립형 서스펜션 구조를 구비한 익사이터로서, 상기 익사이터는, 메인구동부와, 메인 구동부의 적어도 하면을 에워싸는 요크와, 메인구동부의 상부에 위치한 보빈코일과, 보빈코일에 연결된 상부의 제1서스펜션과, 보빈코일에 연결되어 패널로 진동을 전달하는 진동전달체와, 요크와 구조적으로 연결된 하부의 제2서스펜션을 포함하며, 제1서스펜션의 절곡부는 전방의 지지벽에 연결되어 제1서스펜션은 요크와 독립하여 설치되고, 제2서스펜션의 연장부는 전방으로 연장되어 그 양단이 지지벽에 연결된, 독립형 서스펜션 구조를 구비한 익사이터를 제공한다.

또한, 본 발명은 패널 구동형의 독립형 서스펜션 구조를 구비한 익사이터로서, 상기 익사이터는, 메인구동부와, 메인 구동부의 적어도 하면을 에워싸는 요크와, 메인구동부의 상부에 위치한 보빈코일과, 보빈코일에 연결된 상부의 제1서스펜션과, 보빈코일에 연결되어 패널로 진동을 전달하는 진동전달체와, 요크와 구조적으로 연결된 하부의 제2서스펜션을 포함하며, 제1서스펜션의 절곡부는 앞으로 연장되어 전방의 패널에 연결되어 제1서스펜션은 요크와 독립하여 설치되고, 제2서스펜션의 연장부는 앞으로 연장되어 그 양단이 패널에 연결된, 독립형 서스펜션 구조를 구비한 익사이터를 제공한다.

또한, 본 발명은 패널 구동형의 독립형 서스펜션 구조를 구비한 익사이터로서, 상기 익사이터는, 메인구동부와, 메인 구동부의 적어도 하면을 에워싸는 요크와, 메인구동부의 상부에 위치한 보빈코일과, 보빈코일에 연결된 상부의 제1서스펜션과, 보빈코일에 연결되어 패널로 진동을 전달하는 진동전달체와, 요크와 구조적으로 연결된 하부의 제2서스펜션을 포함하며, 제1서스펜션의 절곡부는 앞으로 연장되어 전방의 패널에 연결되어 제1서스펜션은 요크와 독립하여 설치되고, 제2서스펜션의 연장부는 앞으로 연장되어 그 양단이 지지벽에 연결된, 독립형 서스펜션 구조를 구비한 익사이터를 제공한다.

상기 익사이터는 요크를 지지하는 메탈 프레임을 더 포함할 수 있다.

상기 메인 구동부는 적어도 마그넷, 플레이트 및 기판을 포함할 수 있다.

상기 제1서스펜션은 보빈코일에 연결된 진동판 또는 댐퍼를 포함할 수 있다.

상기 제1서스펜션 및 제2서스펜션은 진동판, 직물 댐퍼, 금속 혹은 플라스틱 사출 성형 재질로 구성될 수 있다.

본 발명은 제1서스펜션의 고정 위치를 외부로 이동하여 요크부의 움직임과 분리하고, 분리된 1차 및 2차 서스펜션의 강성을 별도로 조절하며, 각각의 1, 2차 공진 대역의 컨트롤이 가능하다는 효과를 발휘한다.

본 발명은 지지벽 고정형의 경우, 전면 패널 변형이 제2서스펜션의 변형에 영향을 주지 않으며, 패널 부착형의 경우 익사이터의 후방에 별도의 장착부를 구성하지 않아도 되고 진동 전달체와 서스펜션을 같은 면에 부착하므로 장착 작업성이 향상되며, TV 패널 휨 등의 변형 발생에 따른 영향을 낮출 수 있다는 효과를 발휘한다.

도 1은 본 발명의 독립형 서스펜션 구조를 구비한 익사이터의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 독립형 서스펜션 구조를 구비한 익사이터의 제2실시예의 전체 구성도이다.
도 3은 도 2를 기준으로 설명한 본 발명의 익사이터의 구성을 질량-진동 원리면에서 도시한 도면이다.
도 4는 도 3과 비교하기 위한 비교예로, 배경 기술을 질량-진동 원리면에서 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 독립형 서스펜션 구조를 구비한 익사이터의 제3실시예의 전체 구성도이다.
도 6은 출원인의 선특허의 익사이터의 내부 단면도이다.
도 7은 도 6의 구성을 포괄하는 익사이터의 구성을 개념적으로 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 각 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 하나의 예에 불과하고, 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 각 실시예에 포함되는 개별 구성 및 개별 기능 중, 적어도 어느 하나 이상의 조합으로 구성될 수 있다.

도 1은 본 발명의 독립형 서스펜션 구조를 구비한 익사이터(1)의 전체 구성도이다.

익사이터(1)는 후방의 지지벽(20) 뒤에 위치한 메인구동부(D)를 포함한다. 메인구동부(D)는 내부에 마그넷, 기판 등 음향 기기 구동을 위한 전자소자를 포함하고 있다. 메인구동부(D)는, 보빈 코일(C)과 제1서스펜션(S1)은 포함하지 않는 것으로 한다. 메인 구동부(D)의 하면과 양측면은 요크가 에워싼다. 요크를 수용한 메탈프레임을, 메인 구동부(D)의 외부, 예를 들어 지지벽(20) 쪽에 더 설치할 수 있다.

메인 구동부(D)의 상부로 보빈코일(C)이 연장된다. 보빈코일(C)은 제1서스펜션(S1)에 연결된다. 제1서스펜션(S1)의 절곡부(S10)는 위로 연장되어 지지벽(20)에 연결된다. 절곡부(S10)의 단부는 예를들어 워셔와 볼트로 이루어지는 고정부(22)를 통하여 지지벽(20)에 고정된다. 본 발명의 제1서스펜션(S1)은 댐퍼 또는 진동판 외, 댐퍼 하면에 장착되는 박형 서스펜션플레이트와 같은 다른 부재를 포함하는 것으로, 즉 진동 또는 공진 기능을 수행하는 부재 일체를 지칭하는 것으로 넓게 해석되어야 한다.

제1서스펜션(S1)의 양단이 지지벽(20)에 연결되며, 요크와 연결되지 않으므로 제1서스펜션(S1)은 구조적으로 요크(및 메탈 프레임)와 독립된다. 당업자에게주지된 것과 같이 익사이터(1)는, 요크와 접촉하는 하우징이 진동판과 음방출구까지 덮는 일체형 하우징 구조를 구비한 이어폰용 마이크로 스피커와 달리, 패널(10)을 향하는 전면부가 하우징과 같은 부재에 의하여 폐쇄되지 않는다. 따라서, 제1서스펜션(S1)과 요크 사이의 물리적 연결을 차단하면, 두 부재 사이의 진동 간섭을 효과적으로 방지할 수 있다.

진동전달체(VP)는 보빈코일(C)에 바로 연결되며, 테이프를 통하여 패널(10)의 후면에 부착된다.

제2서스펜션(S2)은 메인 구동부(D)의 양측면에서 연장되며 연장부(S20)가 상부로 절곡되어 그 양단이 고정부(22)를 통하여 지지벽(20)에 고정된다.

도 1에서는 절곡부(S10)가 연장부(S20)에 연결되거나 중복되는 것으로 도시하였으나, 이는 본 발명의 필수 구성은 아니며, 절곡부(S10)와 연장부(S20)는 각각 독립한 구조인 것이 바람직하다.

제2서스펜션(S2)의 구조 자체는 상술한 종래 기술과 동일하며, 따라서 요크 진동의 영향을 받는다. 그러나, 본 발명에서는 제1서스펜션(S1)과 제2서스펜션(S2)의 구동을 독립시켜 별도로 제어할 수 있으므로 특정 주파수 대역의 미세하고 정교한 특성 조절이 가능하다. 또, 요크의 진동에 의한 가변 파라미터를 제2서스펜션에 한정하여 해석할 수 있으므로, 익사이터의 성능 시험에 유리하다. 나아가, 제1서스펜션(S1)의 강도를 높여도 요크에는 영향을 미치지 않으므로 전자 부품의 설계와 재료 선택의 범위가 넓은 장점이 있다.

또한, 도 1과 같은 지지벽(20) 고정형의 경우, 전면 패널 휨의 변형이 있어도 제2서스펜션(S2)의 변형에는 영향을 주지 않는다는 잇점이 있다.

도 1에서는 구동부(D)가 지지벽(20)의 후방에 위치하는 것을 예로 설명하였으나, 지지벽(20)에 형성된 홀이나 개구에 장착되어도 좋다.

상기 제1서스펜션(S1) 및 제2서스펜션(S2)의 형태 및 재질은 진동판, 직물 댐퍼, 금속 혹은 플라스틱 사출 성형 재질로 구성할 수 있다.

도 2는 본 발명의 독립형 서스펜션 구조를 구비한 익사이터(1)의 제2실시예의 전체 구성도이다.

제2실시예가 제1실시예와 다른 점은 제1서스펜션(S1)의 절곡부(S10)를 전방으로 연장시켜 패널(10)에 연결하고, 제2서스펜션(S2)의 연장부(S20) 역시 전방으로 연장시켜 패널(10)에 연결한 고정형으로 구성한 점이다. 이 경우에도, 제1서스펜션(S1)은 요크와 독립하여 구동하므로 제1 실시예에서와 동일한 효과를 기대할 수 있다.

또, 제2실시예와 같은 패널 부착형의 경우 진동 전달체와 서스펜션을 같은 면에 부착하므로 장착 작업성이 향상된다는 효과를 발휘한다.

제2실시예의 경우, 구동부(D)와 제1 및 제2서스펜션(S1, S2)은 지지벽(20)의 도시하지 않은 개구나 홀을 통과하도록 배치된다.

다음, 도 2를 기준으로 설명한 본 발명의 익사이터(1)의 구성을 질량-진동 원리면에서 도시한 도 3을 참조로 설명한다. 도 3은 패널(10)을 기준으로 도시되었지만, 지지벽(20)에 연결된 도 1의 경우에도 동일한 설명이 적용된다.

패널(10)의 하부에, 패널(10)과 이격되어 제1질량부(M1)가 위치하고, 그 아래에 제1질량부(M1)보다 큰 질량의 제2질량부(M2)가 위치한다. 제1질량부(M)를 구성하는 것은 보빈코일(C)이며, 제2질량부(M2)를 구성하는 것은 요크(및 메탈 프레임)이다.

제1서스펜션(S1)은 제1질량부(M1)에 연결됨과 동시에 패널(10)에 연결되며, 제2질량부(M)와는 연결되지 않고 독립하여 분리된다. 따라서, 제1서스펜션(S1)은 제2질량부(M2)의 진동이나 변위에 영향을 받지 않으며, 제2질량부(M2)와 독립하여 제어할 수 있다.

제2서스펜션(S2)은 제2질량부(M2)에 연결됨과 동시에 패널(10)에 연결된다. 제1서스펜션(S1)과 제2서스펜션(S2)의 구동을 독립 제어할 수 있으므로 특정 주파수 대역의 미세하고 정교한 특성 조절이 가능하다.

도 4는 도 3과 비교하기 위한 비교예이자 배경 기술에 해당하는 것으로, 도 3과 달리 제1서스펜션(S1')이 제1질량부(M1) 및 제2질량부(M2)에 동시에 연결된 점에서 다르다. 제2서스펜션(S2')은 제2질량부(M2)에 연결됨과 동시에 패널(10)에 연결된다. 따라서, 제1서스펜션(S1')과 제2서스펜션(S2')이 제2질량부(M2)에 의하여 동시에 영향을 받아 각각의 공진 대역이 연동되어 움직임에 따라 특정 주파수 대역을 개선하는데 어려움이 있게 된다.

도 5는 본 발명의 독립형 서스펜션 구조를 구비한 익사이터(1)의 제3실시예의 전체 구성도이다. 제3실시예가 앞서의 실시예와 다른 점은 제1서스펜션(S1)의 절곡부(S10)를 전방으로 연장시켜 패널(10)에 연결하고, 제2서스펜션(S2)의 연장부(S20)를 전방으로 연장시켜 지지벽(20)에 연결한 점이다. 이 경우에도, 제1서스펜션(S1)은 요크와 독립하여 구동하므로 제1 실시예에서와 동일한 효과를 기대할 수 있다.

이상 본 발명을 몇 가지 실시예를 첨조로 설명하였으나, 본 발명은 실시예에 한정되지 않으며 다양한 수정과 변형이 가능하다. 본 발명의 권리범위는 이하 기술하는 청구범위와 동일 또는 균등한 영역에까지 미침은 자명하다.

Claims (7)

1. 패널 구동형의 독립형 서스펜션 구조를 구비한 익사이터로서,
   상기 익사이터는, 메인구동부와, 메인 구동부의 적어도 하면을 에워싸는 요크와, 메인구동부의 상부에 위치한 보빈코일과, 보빈코일에 연결된 상부의 제1서스펜션과, 보빈코일에 연결되어 패널로 진동을 전달하는 진동전달체와, 요크와 구조적으로 연결된 하부의 제2서스펜션을 포함하며,
   제1서스펜션의 절곡부는 지지벽에 연결되어 제1서스펜션은 요크와 독립하여 설치되고,
   제2서스펜션의 연장부는 그 양단이 지지벽에 연결되도록 연장된, 독립형 서스펜션 구조를 구비한 익사이터.
2. 패널 구동형의 독립형 서스펜션 구조를 구비한 익사이터로서,
   상기 익사이터는, 메인구동부와, 메인 구동부의 적어도 하면을 에워싸는 요크와, 메인구동부의 상부에 위치한 보빈코일과, 보빈코일에 연결된 상부의 제1서스펜션과, 보빈코일에 연결되어 패널로 진동을 전달하는 진동전달체와, 요크와 구조적으로 연결된 하부의 제2서스펜션을 포함하며,
   제1서스펜션의 절곡부는 패널에 연결되어 제1서스펜션은 요크와 독립하여 설치되고,
   제2서스펜션의 연장부는 그 양단이 패널에 연결된, 독립형 서스펜션 구조를 구비한 익사이터.
3. 패널 구동형의 독립형 서스펜션 구조를 구비한 익사이터로서,
   상기 익사이터는, 메인구동부와, 메인 구동부의 적어도 하면을 에워싸는 요크와, 메인구동부의 상부에 위치한 보빈코일과, 보빈코일에 연결된 상부의 제1서스펜션과, 보빈코일에 연결되어 패널로 진동을 전달하는 진동전달체와, 요크와 구조적으로 연결된 하부의 제2서스펜션을 포함하며,
   제1서스펜션의 절곡부는 앞으로 연장되어 전방의 패널에 연결되어 제1서스펜션은 요크와 독립하여 설치되고,
   제2서스펜션의 연장부는 앞으로 연장되어 그 양단이 지지벽에 연결된, 독립형 서스펜션 구조를 구비한 익사이터.
4. 제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 익사이터는 요크를 지지하는 메탈 프레임을 더 포함하는, 독립형 서스펜션 구조를 구비한 익사이터.
5. 제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 메인 구동부는 적어도 마그넷 및 기판을 포함하는, 독립형 서스펜션 구조를 구비한 익사이터.
6. 제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1서스펜션은 보빈코일에 연결된 진동판 또는 댐퍼를 포함하는, 독립형 서스펜션 구조를 구비한 익사이터.
7. 제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1서스펜션 및 제2서스펜션은 진동판, 직물 댐퍼, 금속 혹은 플라스틱 사출 성형 재질로 구성되는, 독립형 서스펜션 구조를 구비한 익사이터.