KR102819203B1 - 코일 박막패턴이 형성된 스피커 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 열적 변형이 없는 스피커는 보이스 코일(50), 상기 보이스 코일(50)과 접합되는 코일 박막패턴(60), 상기 코일 박막패턴(60) 위에 안착되는 다이어프램(70), 상기 코일 박막패턴(60)과 접착되는 상기 다이어프램(70)의 온도인 T_low온도가 상기 보이스 코일(50)과 상기 코일 박막패턴(60)이 접합되는 온도인 T_high온도보다 낮은 것을 특징으로 한다.

Description

코일 박막패턴이 형성된 스피커{Speaker with Coil Thin Flim Pattern}

본 발명은 코일 박막패턴이 형성된 스피커에 관한 것이다.

일반적으로 스피커는 전기적인 신호를 진동판의 진동으로 변환하여 공기에 소밀파를 발생시킴으로써, 음파를 발생시키는 음향기기를 말한다. 즉, 스피커는 전기적 에너지를 음향 에너지로 변환시키는 변환장치이며, 크게 진동계, 지지계, 자기계 부품들로 구성된다. 이러한 스피커는 진동계 부품인 진동판이 놓이는 위치, 진동판의 형상, 전기 신호를 음파로 변환시키는 원리와 방법 등에 따라 여러 가지 종류로 분류할 수 있다. 특히, TV와 같은 디스플레이 장치에 쓰이는 스피커는 진동판이 공기 중에 직접 놓이는 복사형 스피커로서, 영구자석에 의해 형성된 자기장 내에 위치하는 코일에 음성 신호 전류를 흘리면 그 전류의 세기에 따라 기계적인 힘이 코일에 작용하여 운동을 일으키는 원리를 이용하는 것이 일반적이다.

최근들어, 스피커의 제조공정에서 열에 민감한 다이어프램이 열화나 변형에 의해 스피커 성능이 악화되거나, 내구성이 악화되는 문제가 있다.

한국특허 10-1607529

본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 하는 목적으로, 보이스 코일과 다이어프램을 직접 접합하지 않도록 하기 위해, 코일 박막패턴을 추가함으로서 제조 과정 중 열적 변형이 없는 스피커를 제작하는 것이 가능하다.

본 발명의 일실시예에 따른 열적 변형이 없는 스피커는 보이스 코일(50); 상기 보이스 코일(50)과 접합되는 코일 박막패턴(60); 상기 코일 박막패턴(60) 위에 안착되는 다이어프램(70); 상기 코일 박막패턴(60)과 접착되는 상기 다이어프램(70)의 온도인 T_low온도가 상기 보이스 코일(50)과 상기 코일 박막패턴(60)이 접합되는 온도인 T_high온도보다 낮아, T_low온도와 T_low온도는 T_high > T_low이다.

또한, 상기 코일 박막패턴(60)은 상기 다이어프램(70)의 내주면에 대해 평행하게 배치된다.

또한, 상기 코일 박막패턴(60)은 일정 폭의 원주면의 형상이다.

또한, 상기 코일 박막패턴(60)에는 상기 보이스 코일(50)의 통전을 위한 통전부가 상기 일정폭의 원주면으로부터 중심을 향해 돌출되어 A 및 B스팟(spot)이 형성된다.

또한, 상기 A 및 B 스팟으로부터 반경방향으로 연장되어 전극 A,B가 형성된다.

또한, 상기 전극 A,B는 상기 다이어프램(70)의 하면에 상기 T_low 온도에서 접착된다.

또한, 상기 전극 A,B는 상기 다이어프램의 굴곡이나 요철 형상을 따라 면접촉되도록 접착된다.

본 발명의 일실시예에 따른 또다른 열적 변형이 없는 스피커는 보이스 코일(50);상기 보이스 코일(50)과 접합되는 코일 박막패턴(60);상기 코일 박막패턴(60) 위에 안착되는 다이어프램(70);상기 코일 박막패턴(60)과 접착되는 상기 다이어프램(70)의 내주면이 서로 평행하며, 상기 코일 박막패턴(60)과 접착되는 상기 보이스 코일(50)은 서로 직교하는 구조일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 또다른 열적 변형이 없는 스피커 제조방법은 스피커의 제조방법에 있어서, 일정 폭의 원주면의 형상인 코일 박막패턴(60)과 보이스 코일(50)을 서로 수직을 이루도록 T_high 온도에서 접합하는 단계; 상기 코일 박막패턴(60)의 일정 폭 위에 다이어프램(70)의 내주면이 서로 평행하게 면접촉되도록 T_low온도에서 접하는 단계; 를 포함하고, T_high > T_low인 것을 특징으로 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 스피커의 분해도이다.
도 2는 본 발명에 의한 스피커를 코일 박막패턴(60)을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 코일 박막패턴(60)이 보이스 코일(50)에 접합된 구조이다.
도 4는 다이어프램의 하부 형상이다.
도 5는 전극 면접부(64) 및 전극 말단부(66)를 포함한 전극부(62)가 일정 각도를 이루는 구조이다.
도 6은 전극부와 다이어프램 단면 간의 형상 비교이다.

도 1은 본 발명에 의한 스피커의 분해도이다. 스피커 프레임(10)은 원형 컨테이너 형상으로, 원주를 따라 일정 높이로 원주벽이 형성되어, 후술되는 부품들이 내부에 수용되는 하부 케이싱이 된다. 스피커 프레임(10)의 원주벽의 일부에는 원주벽이 없고, PCB가 원주 상에 위치한다. PCB에서 보이스 코일을 제어하는 역할을 한다.

스피커 프레임은 중심에서 일정 반경으로 중공되어 있고, 상기 원형 플레이트의 중공부에는 요크(20)가 형성되어 있다. 요크(20)는 오목한 수용부를 형성하고, 스피커 프레임의 중심에 형성된 중공부에 삽입되어 일체로 형성된다.

요크(20)에는 마그넷(30)이 위치하는데, 일정 두께의 원판 형상으로 요크(20)에 안착되며, 마그넷(30)의 외경은 요크(20)의 내경보다 작다. 마그넷(30)의 상부에는 원형 플레이트(40)이 위치한다. 원형 플레이트의 직경과 마그넷의 직경은 동일하다. 따라서, 요크(20)의 내부에 마그넷(30), 상기 마그넷의 위에 원형 플레이트(40)가 위치한다.

원형 플레이트(40)의 원주를 따라 보이스 코일(50)이 형성된다. 본 발명의 보이스 코일의 상부에는 코일 박막패턴(60)이 접합된다. 코일 박막패턴(60)은 다이어프램(70)에도 부착되는데, 다이어프램(70)의 단면 형상을 따라 다이어프램의 하면에 일체로 접합된다. 보이스 코일의 상부에는 코일 박막패턴(60)이 접합되는 온도는 열융착 온도가 일례로 수백도(이하, T_high)에 이르며, 코일 박막패턴(60)은 다이어프램(70)에도 접합되는 온도는 열융착 온도가 일례로 100도 이하(이하, T_low)이다. 즉, 코일 박막패턴(60)과 보이스 코일(50)의 접합은 T_high온도범위에서, 코일 박막패턴(60)과 다이어프램(70)의 접합은 T_low 온도범위에서 이루어진다. T_high, T_low는 다이어프램의 재질과 관련되며, 다이어프램의 재질이 접합 온도에 의해 영향을 받지 않는 T_low 온도범위에서 코일 박막패턴(60)과 다이어프램(70)이 접합되고, 다이어프램의 재질이 접합 온도에 의해 영향을 받을 정도의 T_high 온도에서는 보이스 코일(50)이 다이어프램(70)와의 직접 접합을 지양하고, 코일 박막패턴(60)과 보이스 코일(50)을 T_high 온도범위에서 접합하고, 코일 박막패턴(60)과 다이어프램(70)은 T_low 온도범위에서 접합되도록 한다. 후술하는 코일 박막패턴(60)의 전극 단자 말단부(66)도 T_low온도범위에서 접합된다.

코일 박막패턴(60)은 전극 A,B의 2개의 반고리(half ring) 형상으로 각각 보이스 코일과 통전되고, 외부 전원과 연결되기 위한 각각의 전극부(62)를 추가로 형성하며, 다이어프램의 하면에 부착되고 연장되어 스피커 프레임(10)의 PCB에 통전되도록 연결된다. 다이어프램(70)의 중앙에는 더스트 캡(80)이 형성되며, 더스트 캡(80)은 다이어프램(70)의 중공부를 따라 형성된 내주면에 안착될 수 있는 센터 다이어프램이다.

도 2는 본 발명에 의한 스피커를 코일 박막패턴(60)을 따라 절단한 단면도이다. 원형 컨테이너 형상의 스피커 프레임(10)은 요크를 수용하는 스피커 프레임 하부와 다이어프램을 지지하는 스피커 프레임 상부로 구분된다. 스피커 프레임 하부에 안착된 요크는 원형 컨테이너 형상이며, 마그넷(30), 원형 플레이트(40)를 수용한다. 원형 플레이트(40)은 마그넷(30)에 대해 보이스 코일에 의한 전자석의 상하 움직임을 지지한다. 원형 플레이트(40)의 외주를 따라 감겨진 보이스 코일(50)은 PCB에 의해 전자석이 되어 마그넷(30)에 대한 상대적인 움직임이 제어된다. 요크 내의 마그넷(30), 원형 플레이트(40) 및 보이스 코일(50) 모두 요크의 내주면으로부터 유격이 있다. 보이스 코일(50)이 상하로 움직이기 위함이며, 마그넷은 요크 내에 안착되도록 부착되거나 고정된다.

보이스 코일(50)의 상단에 코일 박막패턴(60)이 원형 플레이트 상면과 평행하도록 부착된다. 코일 박막패턴(60)는 전극A와 전극B로 형성되고, 전극부(62)를 통해 스피커 프레임으로 연결된다. 스피커 프레임 상부와 하부가 체결되는 위치로 연결되며, 스피커 프레임 상부와 하부 간의 간극에 삽입되어 스피커 프레임 상부와 하부의 맞물림에 의해 고정되며, 스피커 프레임 상부와 하부를 연결하는 통전 수단에 의해 PCB로 통전된다. 통전 수단은 전기전도성이 있는 구조물이나 부품일 수 있다. 전극 A와 전극 B로부터의 전극부(62)는 다이어프램의 하면에 부착지지되거나, 반고리 형상의 전극 A, B에만 부착될 수 있다. 다이어프램(70)은 보이스 코일(50)의 움직임에 따라 상하 이동가능하도록 반경방향으로 탄력성이 있는 상하로 산과 골이 형성된 요철구조인데, 전극 A와 전극 B가 다이어프램의 요철구조를 따라 접합될 수 있다. 한편, 다이어프램의 중공부에는 더스트 캡이 위치한다.

도 3은 본 발명의 코일 박막패턴(60)의 반고리 형상인 전극A,B가 보이스 코일(50)에 각각 접합된 구조이다. 다이어프램 내부 솔더링 시, 다이어프램 보호를 위한 구조로서, 기존에는 다이어프램 위에서 접합(솔더링) 작업이 수행될 때, 다이어프램이 녹거나 변형이 발생할 수 있다. 본 발명에서와 같이 다이어프램 중공부를 형성하고, 보이스 코일(50)과 코일 박막패턴(60)을 접합한 뒤, 다이어프램을 덮어 접합하는 구조에서는 다이어프램의 하면을 코일 박막패턴의 반경 방향의 폭에 의해 지지할 수 있으며, 코일 박막패턴의 반경 방향의 폭이 클수록 다이어프램의 안정된 지지가 가능하다. 도 3(a)는 스피커 프레임에 다이어프램 및 더스트 커버가 덮힌 상부구조이다. 코일 박막패턴(60)은 더스트 커버에 가려져 보이지 않는다. 도 3(b)는 다이어프램의 하부구조이며, 전극 단자 말단부(66)가 다이어프램의 하면에 부착되어 있다. 도 3(a)에서 전극 A,B는 다이어프램의 상면에 접합되도록 설치될 수도 있다. 코일 박막패턴(60)은 보이스 코일(50)의 원주를 따라 다이어프램의 중공부의 일부면을 지지할 수 있도록 보이스 코일(50)에 대해 직각을 이루는 수평방향이고, 원형 플레이트 혹은 다이어프램의 중공부 일부면에 대해서는 평행한 방향으로 다이어프램을 안정적으로 지지하는 한편, 보이스 코일과의 통전을 이루는 한편, 외부 전원과 통전되도록 전극부(62)를 형성한다.

도 4는 다이어프램의 하부 형상으로, 도 4(a)는 코일 박막패턴(60)이 다이어프램(70)의 하면 굴곡 혹은 요철형상에 따라 면접촉되도록 접합된다. 그 반대편에 더스트 캡(80)이 위치한다. 코일 박막패턴(60)은 PCB로 통전되기 위한 코일 박막패턴(60)의 말단부인 전극 단자 말단부(66)에 이르기까지 다이어프램(70)을 따라 면접촉 부착될 수 있다.

도 4(b)는 코일 박막패턴(60)은 보이스 코일과 통전되도록 각각 180도를 각각 형성하며, 전체적으로 일정 두께의 환형 반고리(half ring) 형상을 한다. 코일 박맥패턴에는 전극부(62)와 면접촉 면적을 확보하기 위한 전극 면접부(64), 외부 전원과 연결되기 위해 일정 면적을 확보한 전극 말단부(66)가 추가로 형성된다. 전극 면접부(64)는 반고리 형상의 코일 박막패턴(60)으로부터 다이어프램 중심을 향해 축가 면적을 확보함으로서 진동에 의해 통전부 접촉을 충분히 확보한다. 전극 말단부(66)도 마찬가지로, 전극부(62) 폭보다 확대된 형상으로 충분한 접촉 면적을 확보할 수 있다.

전극 면접부(64) 및 전극 말단부(66)를 포함한 전극부(62)는 반고리 형상의 코일 박막패턴(60)의 전극 A,B으로부터 서로 평행하게 배열되거나, 다이어프램의 중심으로부터 일정 각도를 이루도록 각 전극(+/-) 별로 짝수개가 배치될 수 있다.

도 4(c)는 코일 박막패턴(60)의 전극부(62)가 부착된 다이어프램(70)의 단면 두께가, 코일 박막패턴(60)이 없는 다이어프램의 단면 두께보다 더 큰 것을 알 수 있다. 이를 더욱 확대하면 코일 박막패턴(60) 층과 다이어프램(70)의 단면이 구분될 수 있다. 이때 전극 면접부(64)는 다이어프램과 직접 접촉하지 않고 코일 박막패턴(60)의 내측에 위치하며, 전극 말단부(66)는 다이어프램을 고정하는 테두리에 위치한다.

도 5(a),(b)는 전극 면접부(64) 및 전극 말단부(66)를 포함한 전극부(62)가 서로 180도를 이루는 구조 및 90도를 이루는 구조를 나타낸다. 도 5(a)에서 제1 전극 면접부(64a), 제1 전극부(62a) 및 제1 전극 말단부(66a)는 제2 전극 면접부(64b), 제2 전극부(62b) 및 제2 전극 말단부(66b)와 180도를 이룬다.

도 5(b)에서 추가적으로 제3 전극 면접부(64c), 제3 전극부(62c) 및 제3 전극 말단부(66c)는 제4 전극 면접부(64d), 제4 전극부(62d) 및 제4 전극 말단부(66d)를 포함해 서로 90도를 이룬다.

한편, 전극부는 전극 면접부로부터 전극 말단부를 연결할 때, 전극 면접부는 코일 박막패턴(60)과 접촉하고, 전극 말단부는 다이어프램의 테두리와 접촉하도록 고정된다. 반면, 전극부(62a,62b,62c,62d)는 다이어프램과 접촉하지 않도록 일정 간격을 형성함으로서, 다이어프램의 움직임에 대해 전극부가 서로 영향을 최소화할 수 있다.

또한, 보이스 코일에 의해 직접 접촉되는 반고리 형상의 코일 박막패턴이 보이스 코일의 움직임에 따라 도 5의 지면방향 신축될 때, 전극부(62a,62b,62c,62d)는 4개 지점 각각에서 상기 움직임과 연동된다.

도 6은 전극부와 다이어프램 단면 간의 형상 비교이다. 도 6(a)는 전극부(62a,62b,62c,62d)의 형상이 다이어프램과 일체화되거나 접촉되는 형상으로 다이어프램의 움직임에 따라 전극부가 그 움직임을 따라 추종한다.

도 6(b)는 다이어프램으로부터 일정 간격을 이루되, 전극부의 형상(62a,62b)이 다이어프램의 산과 골의 형상(72a, 72b)과 닮은꼴을 형성한다. 전극 면접부와 전극 말단부를 제외한 전극부는 일정 간격 다이어프램으로부터 이격된다. 보이스 코일에 의해 코일 박막패턴에 따라 다이어프램이 상하 움직일 때, 전극 면접부는 코일 박막패턴을 따라 연동되어 움직이고, 전극 말단부는 다이어프램의 테두리에 고정되어 있어, 두 지점을 제외하면 다이어프램(70)의 움직임을 전극부가 추종해 동일한 움직임을 형성하지 않지만, 다이어프램의 상하 움직임으로부터 자유로울 수 있어, 다이어프램의 움직임이 전극부에 영향으로부터 자유롭다. 또한, 전극부는 금속 성분을 포함하고, 단면 형상이 다이어프램의 단면과 닯은 꼴을 형성함으로서, 다이어프램의 상하 움직임에 대해 비례한 탄성복원력을 형성하고, 전극부가 90도 혹은 180도와 같이 등각견 배치되므로, 탄성복원력이 등간격으로 형성될 수 있다.

본 발명은 보이스 코일(50)과 다이어프램(70)의 접합 과정에서 용접열 등의 원인으로 다이어프램이 녹거나 변형을 일으킬 수 있는 문제점을 차단하기 위한 것으로, 보이스 코일(50)에 다이어프램의 중공부를 따라 형성된 내주면과 평행하게 면접촉되는 코일 박막패턴(60)을 보이스 코일(50)과 접합한다. 즉, 코일 박막패턴(60)과 보이스 코일(50)이 접합되고, 코일 박막패턴(60) 위에 다이어프램이 안착되는 구조로서, 코일 박막패턴(60)과 보이스 코일(50)의 접합 과정에서의 열이 다이어프램으로 전달되지 않는다.

한편, 코일 박막패턴(60)과 보이스 코일(50)은 직접적으로 통전되지 않고 단지 열융착에 의해 접합되어 있을 뿐이며, 통전을 위해서는 코일 박막패턴(60)의 스폿(spot)에 보이스 코일(50)과의 통전을 위한 통전부가 구비되어야 한다. 코일 박막패턴(60)는 전극 A,B를 따라 2개로 분리된 구조이다.

Claims (12)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 스피커에 있어서,
   보이스 코일(50);
   상기 보이스 코일(50)과 접합되는 코일 박막패턴(60);
   상기 코일 박막패턴(60) 위에 안착되는 다이어프램(70);
   상기 코일 박막패턴(60)은 상기 다이어프램(70)의 내주면에 대해 평행하게 배치되며,
   상기 코일 박막패턴(60)은 일정 폭의 원주면의 반고리 형상이며,
   상기 코일 박막패턴(60)에는 상기 보이스 코일(50)의 통전을 위해 상기 일정 폭의 원주면으로부터 중심을 향해 돌출되어 전극면접부(64)가 형성되며,
   상기 전극 면접부로부터 반경방향으로 연장되어 전극부(62)가 형성되며,
   상기 다이어프램은 굴곡이나 요철 형상을 포함하고, 상기 전극부는 상기 다이어프램의 굴곡이나 요철 형상과 단면이 닮은꼴이되, 상기 다이어프램으로부터 일정 간격이격되어 위치한 것을 특징으로 하는 코일 박막패턴이 형성된 스피커
   
10. 삭제
11. 제9항에 있어서,
    상기 전극부는 외부 전원과 연결되기 위해 서로 180도를 이루는 것을 특징으로 하는 코일 박막패턴이 형성된 스피커
    
12. 제9항에 있어서,
    상기 전극부는 외부 전원과 연결되기 위해 서로 90도를 이루는 것을 특징으로 하는 코일 박막패턴이 형성된 스피커

Images