KR200443212Y1 - 이중코일구조를 갖는 골 전도 스피커 - Google Patents

Abstract

본 고안은 이중코일구조를 갖는 골 전도 스피커에 관한 것으로서, 하우징의 내측에 코일플레이트에 의해 제1보이스코일이 설치되어 있고, 이 제1보이스코일의 내·외측 영역에 내측자석 및 외측자석이 배치되어 요크와 결합되어 있으며, 상기 요크의 외측면에 접촉되면서 그 가장자리가 상기 하우징에 지지되는 진동판이 리벳에 의해 함께 결합되어 조립되고, 상기 요크 및 진동판과 연결되는 매스토이드에 요크 및 진동판의 진동이 전달되도록 된 것에 있어서, 상기 하우징은 원통형으로 되어 있고, 상기 코일플레이트의 내면에는 상기 제1보이스코일의 외측에 위치되면서 상기 외측자석의 외측으로 근접하여 제2보이스코일이 부착 설치되고, 상기 코일플레이트에서 제1보이스코일 및 제2보이스코일이 접촉되는 근접된 위치에 다수의 인출공이 형성되어 상기 각 보이스코일의 접속단자가 외측으로 인출될 수 있도록 되어 있는 특징이 있다.

따라서 본 고안은 하우징 내에서 병렬 형태로 배치되는 이중구조의 제1보이스코일 및 제2보이스코일에 의하여 빠른 주파수 응답 특성을 갖게 되고, 자화플레이트 및 보조자석에 의한 자속 밀도와 자기력 증가 작용으로 상승된 진동력에 의해 골 전도 스피커의 제품 성능을 극대화될 뿐만 아니라 폭넓은 음역대의 고출력 진동 음향을 다양하게 구현할 수 있게 된다. 그리고, 하우징 외부에 배치된 회로기판과 보이스코일 간의 회로 연결 작업 등을 편리하게 되므로 조립성이 향상됨은 물론, 각 보이스코일에서 발생된 열이 외부로 원활히 배출되어 자석의 자력 저하를 방지 함으로써 제품 성능을 장기간 유지할 수 있게 되며, 외부 충격에 대해서도 보조자석과 외측자석 간의 척력 작용에 의한 완충 작용으로서 파손 방지효과를 발휘하게 되는 것이다.

이중구조, 보이스코일, 자화플레이트, 보조자석, 매스토이드, 진동판

Description

이중코일구조를 갖는 골 전도 스피커{Bone conduction speaker apparatus having double coil structure}

도 1은 종래 골 전도 스피커의 기본 구성을 나타낸 단면도.

도 2는 본 고안에 따른 이중코일구조를 갖는 골 전도 스피커의 기본 구성을 보이는 단면도.

도 3은 본 고안에 따른 이중코일구조를 갖는 골 전도 스피커의 분리 단면도.

도 4는 본 고안에 따른 이중코일구조를 갖는 골 전도 스피커의 코일플레이트의 구성을 나타낸 평면도.

도 5는 본 고안에 따른 이중코일구조를 갖는 골 전도 스피커의 자화플레이트의 구성을 나타낸 평면도이다.

도 6은 본 고안에 따른 이중코일구조를 갖는 골 전도 스피커의 작용을 설명하기 위한 부분확대 단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

20: 하우징 21: 걸림턱부

22: 커버 30: 코일플레이트

40: 보이스코일 50: 자석

60: 요크 70: 진동판

80: 리벳 90: 회로기판

110: 매스토이드 120: 자화플레이트

130: 보조자석

본 고안은 골 전도 스피커에 관한 것으로서, 더 상세하게는 두 개의 자석에 각각 대응하는 이중구조의 보이스코일에 의한 자기회로를 병렬로 구성하여 빠른 주파수 응답 특성을 갖도록 함으로써 상하 진동 효율을 높여 스피커의 성능을 극대화시키고 폭넓은 음역대의 고출력 진동 음향을 구현하도록 하며, 하우징 내에 고정 지지되는 핵심 부품에 대한 조립 구조를 개선하여 보이스코일의 회로 연결 작업 등을 편리하게 하여 조립 성능을 향상시키도록 하고, 방열 구조를 개선하여 열에 의한 자력 저하를 방지함으로써 제품 성능을 장기간 유지할 수 있도록 하며, 외부 충격에 대한 높은 내구성을 제공할 수 있도록 이루어진 이중코일구조를 갖는 골 전도 스피커에 관한 것이다.

일반적으로 사람이 소리를 들을 수 있는 방법은 두 가지로 공기전도(Air Conduction)방식과 골 전도(Bone Conduction)방식이 그것이다.

공기전도방식은 소리가 고막을 통해 내이(Inner ear)로 전달되는 방식으로서, 통상 공기로 전해지는 소리의 진동은 귀속에 고막으로 전달되어 고막 속에 자 리 잡고 있는 3개의 뼈를 통하여 진동이 "와우"라는 것에 전달된다.

따라서, 와우(달팽이관)에는 린바액이라는 액체가 차 있고 이 액체의 진동이 전기신호로 바뀌면서 청각 신경에 전달됨으로써 사람의 뇌는 소리를 인식하게 된다.

한편, 골 전도방식은 두개골(Cranial Bone)을 통한 소리가 달팽이관에 전달, 청각신경을 거쳐 뇌로 전달되는 것으로서, 소리 인식 메커니즘에서 진동이 고막과 고막 속에 자리 잡고 있는 3개의 뼈를 경유하는 과정을 생략한 것이다.

즉, 귀 주변의 피부 표면에 가해지는 음향 진동이 두개골을 통하여 직접 와우에 전달됨으로써 고막이나 이소골(耳小骨)에 이상이 있는 난청자라도, 와우나 청각 신경이 정상이라면 골 전도 경로를 통하여 확실하게 소리를 들을 수 있게 되는 것이다.

이와 같은 골 전도 원리에 의한 종래의 골 전도 스피커의 예로는 도 1에 도시된 바와 같이 외부의 전원 공급원으로부터 전극 단자판(1)으로 전류가 인가되어서 전극단자판(1)으로부터 코일을 따라 보이스 코일(2)로 전류가 공급되면, 보이스코일(2)은 음성신호 전기에너지로부터 자계의 변화를 유도한다.

즉, 보이스코일(2)로 전류가 인가되면, 상부판(3), 자석(4) 및 요크(5)로 구성된 자기회로의 간격(G) 내에 위치한 보이스 코일(2)과의 사이에서 자기장이 발생되면서 플레밍의 왼손법칙이 성립하게 된다.

그러면 보이스코일(2)이 고정된 상태에서 보이스코일(2),상부판(3),자석(4),요크(5) 상호간에 형성되는 자기장이 서로 인력 및 척력을 작용하여 일체로 결합된 자기회로인 상부판(3), 자석(4), 요크(5)가 상하로 진동하게 된다.

이때, 요크(5) 상단에 설치된 댐퍼(6)에 의해 자기회로의 자유진동을 억제하여 일정한 상하 진동을 유지시켜 주게 된다. 이러한 진동은 고정리벳(7)의 최상부인 매스토이드(8)를 통해서 매스토이드(8)가 접촉하고 있던 사람 머리의 피부 표면에 전달되고, 그 결과 골도 음향진동의 청취를 위한 진동력이 얻어진다.

즉, 보이스 코일(2)을 코일플레이트(9)에 고정시키고 요크(5), 자석(4) 및 상부판(3)으로 상하 진동이 가능한 자기회로를 구성하며, 이들을 함께 고정시키는 고정리벳(7)의 최상부에 외부로 음향 진동을 전달하기 위한 매스토이드(8)를 마련함으로써, 사람의 두개골을 형성하고 있는 머리뼈를 통하여 직접 진동시켜서 골 전도를 통해 청각 신경을 자극하여 정상인을 물론 각종 난청인이 음향을 청취하게 되는 것이다.

이와 같은 골 전도 원리에 의한 종래의 대부분의 골 전도 스피커는 난청이 있는 일반인이나, 청각 장애인용으로 개발되어 주로 음성 청취를 위한 구성으로서 저출력의 음향 진동을 청취하는데 적용되어 왔다.

그러나, 최근 들어 청각장애인이나 난청인 외에도 정상인들도 모바일 기기나 MP3기기 등을 통해 음악을 듣는데에 골 전도 스피커의 사용이 확대됨에 따라 음성 청취 외에 음악을 청취할 수 있는 고출력의 음향 진동을 발휘하는 골 전도 스피커 제품이 요구되었다.

이와 같은 문제를 해결하기 위한 선행 기술로서, 특허등록 제10-390003호 "떨판을 이용한 골도스피커 및 이를 구비한 이동전화기"가 개시된 바 있다.

이 골전도 스피커는 진동 청취 기능 및 음향 청취 기능을 겸비한 골전도 스피커로서 하나의 자석과 요크로 이루어진 자기회로를 중앙에 배치하고, 그 상,하부에 진동코일과 음향코일을 배치하여 음향 청취 및 진동청취를 선택하여 사용할 수 있도록 구성되어 있었다.

또한, 다른 선행 기술로서, 특허공개 제10-2006-58078호 "휴대용단말기용 기능성 스피커"가 개시된 바 있다.

이 골 전도 스피커는 고출력의 음향 진동을 얻기 위하여 다수개의 자석과 별도의 진동 코일 및 보이스코일을 각각 한 개씩 자석에 대응되게 사용하여 음악 청취를 위한 음향진동을 얻을 수 있도록 자기회로를 구성하고, 진동용 자기회로 상측에는 바로 스피커용 자기회로를 추가로 구성하여 하나의 자기회로 조립체로 이루어져 있었다.

이와 같은 선행 기술의 골전도 스피커들은 음향청취와 진동청취를 위하여 고출력을 내기 위하여 다수의 자석와 진동판 및 매스토이드가 일체로 리벳으로 조립되어 이루어진 구성이다.

그러나 상기와 같은 골 전도 스피커는 음향청취를 위한 음향 코일의 출력에는 문제가 없었지만 음향진동을 위한 진동 코일의 출력이 낮아 빠른 주파수 응답 특성을 보장 할 수 없어 폭넓은 음역대의 음향진동을 구현할 수 없어 특히 음악 청취시 다양한 음질을 표현할 수 없는 문제가 있었다.

또한, 상기와 같은 선행 기술을 포함한 최근에 개발되는 대부분의 골전도 스피커는 자석, 플레이트, 보조떨판 등으로 이루어진 자기회로 조립체가 진동판에 매 달려 있는 구조로 구성되어 있는데, 이러한 구성은 외부 충격에 의해 뒤로 심하게 밀리는 경우 이를 지지할 만한 수단이 마련되어 있지 못하여 원래의 위치로 복원되지 못할 뿐만 아니라 진동 떨판 및 진동 코일이 그 충격에 의해 파손되는 문제가 발생 되었다.

한편, 종래의 대부분의 골전도 스피커는 그 내부에서 작동 과정에서 보이스코일에 의한 발열 현상이 발생 된다.

이때 발생 된 열은 자석에 영향을 주게 되므로 장기간 사용에 따른 자력 저하로 인한 제품 성능 저하의 원인이 된다.

그런데, 종래의 골전도 스피커는 하우징의 한쪽이 막혀있는 구성으로 이루어져있으며, 상술한 바와 같은 선행기술에 있어서 상,하부가 개방된 하우징의 경우 진동판 쪽으로는 방열을 위한 통로가 형성되어 있지만 커버 또는 베이스판에 의해 막혀있는 구조가 됨으로써 그 반대쪽으로는 외기가 유입되거나 배출될 수 있는 방열 경로가 확보되어 있지 않아 방열 효율이 매우 낮으므로 그로 인한 자석 성능의 저하로 음향진동 효율을 떨어뜨리게 되는 문제도 있었다.

결과적으로 음악 청취를 위한 고출력의 음향진동을 발생시키기 위한 음향진동력을 증가시키려면 보이스 코일의 권선 횟수를 늘리고 이에 대응되도록 자석의 자력을 높이거나 자석의 수량을 늘려 전체적인 출력을 높이는 방법이 가장 바람직할 것이다.

하지만 종래의 골전도 스피커는 머리에 착용하는 제품이므로 크기의 제한을 받게 되는 상황이므로 제한된 하우징 공간 내에 부피가 큰 보이스코일과 그에 대응 되는 자석을 배치하기가 매우 어려운 실정이었다.

결국, 상기와 같은 제한된 조건 내에서 하나의 보이스코일을 권선수를 늘려 제작하더라도 그에 따른 전류 흐름에 저항값이 높아지는 문제가 수반되므로 이를 해결하기 위한 방열 구조에 대한 대책 또한 불가피하므로 부피가 자동적으로 커지게 되는 문제가 따르게 되었다.

이를 해결하기 위해서 선행 기술에 나타난 구성과 같이 음향진동 출력을 높이기 위해 한 개의 보이스코일의 외측으로 별도의 외측자석을 배치하여 보이스코일을 중심으로 양측으로 자석을 배치하는 이중 구조 자석 배치 방법을 사용하여 진동 출력을 증대시키도록 하였다.

그러나, 진동판에 매달려 있는 자기회로 조립체의 무게에 의하여 증가한 출력만큼 고출력의 음향진동이 충분히 발생되지 않았으며, 그로 인해 진동 출력을 제어하는데 한계가 있었다.

한편, 종래에는 보이스코일의 회로 연결 작업에 있어서도 외측으로 코일선을 인출하기 위하여 하우징의 측벽에 형성된 구멍 또는 홈을 통하여 코일선을 외부로 인출하여 하우징 외측에 구비된 회로기판에 납땜하였기 때문에 그 연결작업이 매우 번거로운 문제가 있었다.

그리고, 보이스코일선의 끝단부가 구멍이나 홈에 일치되지 않게 조립되는 경우가 빈번하여 조립시 매우 코일선 인출 방향을 고려하여 일일이 작업해야 하는 번거로운 문제가 내재 되어 있어서 방향을 고려하지 않고 편리하게 코일선을 연결하기 위한 개선된 구조가 요구되고 있는 실정이다.

본 고안은 상술한 종래의 문제점들을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 그 목적은 두 개의 자석에 각각 대응하는 이중구조의 보이스코일에 의한 자기회로를 병렬로 구성하여 빠른 주파수 응답 특성을 갖도록 함으로써 상하 진동 효율을 높여 스피커의 성능을 극대화시키고 폭넓은 음역대의 고출력 진동 음향을 구현하도록 하며, 하우징 내에 고정 지지되는 핵심 부품에 대한 조립 구조를 개선하고, 보이스코일의 회로 연결 작업을 편리하게 연결하도록 하여 조립 작업성을 향상시키도록 하며, 방열 구조를 개선하여 열에 의한 자력 저하를 방지함으로써 제품 성능을 장기간 유지할 수 있도록 이루어진 이중코일구조를 갖는 골 전도 스피커를 제공하는 데 있다.

본 고안의 다른 목적은, 제한된 하우징 공간 내에서 음향진동 출력을 최대한 높이면서도 외부 충격에 대한 높은 내구성을 확보할 수 있는 이중코일구조를 갖는 골 전도 스피커를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 고안에 의한 골 전도 스피커는, 하우징의 내측에 코일플레이트에 의해 제1보이스코일이 설치되어 있고, 이 제1보이스코일의 내·외측 영역에 내측자석 및 외측자석이 배치되어 요크와 결합되어 있으며, 상기 요크의 외측면에 접촉되면서 그 가장자리가 상기 하우징에 지지되는 진동판이 리벳에 의해 함께 결합되어 조립되고, 상기 요크 및 진동판과 연결되는 매스토이드에 요크 및 진동판의 진동이 전달되도록 된 것에 있어서, 상기 하우징은 원통형으로 되어 있고, 상기 코일플레이트의 내면에는 상기 제1보이스코일의 외측에 위치되면서 상기 외측자석의 외측으로 근접하여 제2보이스코일이 부착 설치되고, 상기 코일플레이트에서 제1보이스코일 및 제2보이스코일이 접촉되는 근접된 위치에 다수의 인출공이 형성되어 상기 제1보이스코일 및 제2보이스코일의 접속단자가 외측으로 인출될 수 있도록 되어 있는 특징이 있다.

본 고안의 다른 특징은, 상기 하우징의 내주연에서 상기 제2보이스코일의 외측으로 자화플레이트가 인서트 매입 설치되며, 자화플레이트의 외주연에는 요철부가 형성되어 요철부 사이에 형성된 요홈에 의해 인써트 작업에 따른 사출 흐름을 원활하게 하고, 요철부에 의한 단면 직각이 많이 형성되어 있으므로 상기 제2보이스코일과의 상호 작용에 의해 자속 밀도가 증가되도록 이루어진 것이다.

본 고안의 또 다른 특징에 의하면, 상기 코일플레이트의 내측면에서 상기 제1보이스코일과 제2보이스코일의 사이에는 상기 외측자석과 대응되는 보조자석이 구비되어 상기 외측자석과 보조자석 사이에 형성되는 척력의 원리에 의한 상호 간의 작용과 반작용의 힘을 이용하여 보다 강력한 자기장을 형성하도록 한다.

또한, 외부 충격이 가해져 자기회로 조립체 전체가 뒤로 밀리는 경우가 발생하더라도 외측자석과 보조자석 사이에서 형성되는 척력에 의하여 완충 효과를 발휘 하도록 하여 파손 방지를 도모할 수 있다.

이에 따라, 본 고안은, 두 개의 자석에 각각 대응하는 이중구조의 보이스코일에 의한 자기회로를 병렬로 구성하여 빠른 주파수 응답 특성을 갖게 되고, 자화플레이트 및 보조자석에 의한 자속 밀도와 자기력 증가 작용 및 척력에 의한 작용과 반작용 원리에 의해 상승된 진동 효율에 의해 스피커의 성능을 극대화될 뿐만 아니라 폭넓은 음역대의 고출력 진동 음향을 구현할 수 있게 된다.

그리고, 하우징 내부로부터 외부의 회로기판과 보이스코일 간의 회로 연결 작업 등을 편리하게 되므로 조립성 향상됨은 물론 보이스코일에서 발생된 열이 외부로 원활히 배출되어 자석의 자력 저하를 방지함으로써 제품 성능을 장기간 유지할 수 있게 되며 외부 충격에 대해서도 보조자석과 외측자석 간의 척력 작용에 의한 완충 작용으로서 파손 방지효과를 발휘하게 되는 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 의한 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 이중코일구조를 갖는 골 전도 스피커의 기본 구성을 보이는 단면도이고,도 3은 본 고안에 따른 이중코일구조를 갖는 골 전도 스피커의 분리 단면도이며, 도 4 및 도 5는 본 고안에 따른 골 전도 스피커의 코일플레이트와 자화플레이트의 구성을 나타낸 평면도이다.

이를 참조하면 본 고안에 의한 이중코일구조를 갖는 골 전도 스피커(100)는, 종래의 골 전도 스피커와 동일한 기본 구성으로서, 하우징(20)의 내측 하부에 장착되는 코일플레이트(30)에 의해 제1보이스코일(40)이 설치되어 있다.

상기 하우징(20)은 상,하부가 개방된 원통 형상으로 이루어져 있으며, 보이스코일(40) 상측으로는 자석(50)과 요크(60) 및 진동판(70)이 순차적으로 배치되어 일체로 리벳(80) 조립됨으로써 자기회로를 구성하게 된다.

그리고, 코일플레이트(30) 밑면 일측에는 제1보이스코일(40)에 전기적 신호를 전달하기 위한 회로기판(90)이 더 구비되어 있다.

상기 자석(50) 및 요크(60)는 보이스 코일(40)에 인가되는 전기 신호에 의한 상호 작용으로 고출력의 음향 진동을 발생시키기 위한 자기회로를 이루는 필수 구성으로서, 상기 자석(50)은 중앙에 리벳 조립을 위한 통공(51)이 형성되어 소정 외경을 갖는 원반 형상의 내측자석(52)이 구비되고, 이 내측자석(52)의 외경보다 직경이 큰 링 형상의 외측자석(53)으로 구성되어 내측자석(52)과 외측자석(53) 사이에 소정 간격(G)이 형성되도록 이루어진다.

상기 요크(60)는 두께가 얇은 판 형상으로 이루어지고, 중앙에 통공(61)이 형성되어 진동판(70)과 내측자석(52) 및 외측자석(53) 사이에 개재되어 조립되어 있다.

그리고, 상기 내측자석(52) 및 외측자석(53)의 각 밑면에는 자력을 증대시키기 위한 제1 플레이트(62)와 제2플레이트(63)가 더 구비되어 구성된다.

제1플레이트(62)는 상기 내측자석(52)의 밑면을 감싸도록 조립되는 외경을 갖도록 이루어지고 중앙에 리벳 조립을 위한 구멍이 형성되어 있으며, 제2플레이 트(63)는 상기 외측자석(53)의 밑면을 감싸도록 조립되는 링 형상으로 이루어져 있다.

또한, 상기 진동판(70)은 그 외주연이 하우징(20)의 내주연에 형성된 걸림턱부(21)에 걸려 지지되고 그 외측으로 하우징(20) 내주연에 억지 끼움되는 커버(22)에 의해 밀착되어 하우징(20)에 일체로 고정되도록 설치된다.

상기 커버(22)의 상면에는 진동판(70)의 음향진동을 전달받아 사람 피부에 면촉되어 골전도 경로로 음향진동을 전달하기 위한 판형으로 이루어진 매스토이드(110)가 부착되어 일체로 구성된다.

따라서, 상기 내측자석(52)과 외측자석(53)의 사이에 형성된 간격(G)에 제1보이스코일(40)이 위치되므로서 자기회로를 구성하게 되고, 이 제1보이스코일(40)에 인가되는 전기적인 신호에 의해 음향 진동을 발생하게 되는 것이다.

이와 같은 기본 구성을 갖는 골 전도 스피커(100)에 의한 상,하 진동 효율을 높이기 위한 구성으로서, 본 고안은 이중코일구조를 갖도록 구성된다.

즉, 상기 코일플레이트(30)의 내측으로는 제1보이스코일(40)의 외측에 위치되면서 상기 외측자석(53)의 외측으로 근접하여 제2보이스코일(140)이 부착 설치되어 상기 제1보이스코일과 상기 제2보이스코일이 병렬 형태로 배열되어 이중코일구조를 이루도록 구성되는 것이다.

제1보이스코일(40) 및 제2보이스코일(140)에는 회로기판(90)으로부터 각각의 음향 신호가 인가되도록 회로적으로 연결되어 구성됨으로써 상기 제1보이스코 일(40) 및 제2보이스코일(140)의 동작을 제어하는 상태에 따라서 넓은 음역대를 갖는 고출력의 진동음향이 출력되어 진동판(70)에 전달될 수 있다.

이와 같은 이중코일구조에 의하여 제1보이스코일(40) 및 제2보이스코일(140)을 코일플레이트(30) 외측에 구비된 회로기판(90)과 연결하기 위하여 코일플레이트(30)에는 다수의 인출공(31)이 형성된다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이 중앙에는 직경이 다소 큰 관통구멍(32)이 형성되어 있고, 이 관통구멍(32)의 주변으로 제1보이스코일(40) 및 제2보이스코일(140)이 접촉되는 근접된 위치에 다수의 인출공(31)이 방사형태로 적정 간격으로 배열 형성되어 상기 제1보이스코일(40) 및 제2보이스코일(140)의 코일선 단부가 어느 위치에 위치되더라도 방향성에 관계없이 가장 가까운 위치에 있는 인출공(31)으로 통해 외부으로 인출하여 회로기판(90)과 회로적으로 간편하게 연결할 수 있도록 구성되어 있다.

이러한 편의 구성은 대량 생산을 위한 조립 라인에서 회로 연결 작업 효율을 높일 수 있는 유용한 효과를 발휘하게 되어 생산성을 높이고 조립 불량을 줄이게 되는 기대 효과를 제공하게 된다.

그리고, 상기 코일플레이트(30)의 인출공은(31)은 자기회로의 동작 과정에서 제1보이스코일(40) 및 제2보이스코일(140)에서 발생되는 열을 관통구멍(32)과 다수의 인출공(31)을 통해서 외부로 원활히 배출되도록 함으로써 자석(50)에 열이 축척되지 않도록 하여 자력 저하 방지를 도모하는 탁월한 방열 효과도 함께 발휘하게 되는 것이다.

본 고안의 한 특징에 의하면, 상기 하우징(20)의 내주연에서 상기 제2보이스코일(140)의 외측으로 상,하 진동 효율을 극대화시키기 위하여 상기 하우징 (20)내경에 대응되는 외경을 가지는 링 형태의 자화플레이트(120)가 하우징(20)에 인써트 매입 설치된다.

상기 자화플레이트(120)는 제2보이스코일(140)에서 발생되는 자기장의 영향으로 금속 재질의 자화플레이트(120)가 자성을 갖게 됨으로써 제2보이스코일(140)과 상호 작용하여 결국 진동판(70)에 매달려 있는 자기회로 조립체의 상,하 진동효율을 높여 주게 되므로 고출력의 음향 진동을 발생할 수 있게 한다.

그리고, 이러한 자화플레이트(120)는 조립 라인에서 단순 조립 방식으로 일일이 조립하지 않고 하우징(20)의 사출 성형 작업시 코일플레이트(30)와 함께 인써트 작업하여 조립에 대한 정밀도를 높임과 동시에 추가 장착 부품 조립의 편리성과 제품 성능의 균일화를 도모하도록 이루어진다.

이를 위해 자화플레이트(120)의 외주연에는 요철부(121)가 형성되어 요철부(121) 사이에 형성된 요홈(122)에 의해 인써트 작업에 따른 사출 흐름을 원활하게 한다.

또한, 다수의 요철부(120)에는 단면 직각이 많이 형성되어 있으므로 상기 제2보이스코일(140)과의 상호 작용에 의해 자기장의 영향을 받아 자속 밀도가 증가된다.

자속 밀도의 증가 작용은 자기회로의 상,하 진동 왕복 운동에 직접적인 영향 을 제공하므로 결국 극대화된 고출력의 음향진동을 청취할 수 있게 되는 것이며, 폭넓은 음역대의 진동 음향을 구현할 수 있어서 음악 청취시 일반 사운드에서와 같이 다양한 형태의 음색을 표현할 수 있게 되는 것을 의미한다.

한편, 상술한 코일플레이트(30)는 상기 자화플레이트(120)와 마찬가지로 상기 하우징(20)과 단순 끼움 방식으로 조립하지 않고 하우징(20)을 인써트 사출할 때 미리 별도로 가공된 코일플레이트(30)를 상기 자화플레이트(120)와 함께 인써트하여 사출되도록 함으로써 하우징(20)과 코일플레이트(30) 및 자화플레이트 간의 조립 공차가 발생되지 않도록 하여 그로 인한 제품 불량을 방지하도록 구성된다.

그리고, 상기 코일플레이트(30)의 가장자리 외주연에도 자화플레이트(120)에 적용된 요철부(33)를 형성하여 인써트 작업에 따른 사출 흐름에 지장을 주지 않도록 이루어져 있다.

본 고안의 다른 특징에 의하면, 상기 코일플레이트(30)의 내측면에서 상기 제1보이스코일(40)과 제2보이스코일(140)의 사이에는 상기 외측자석(53)과 대응되는 보조자석(130)이 더 안착되어 구성된다.

상기 보조자석(130)은 링 형태로 이루어지며, 바람직하기로 상기 외측자석(53)과 동일 극성을 가지도록 구성하여 이 사이에 형성되는 척력에 의해 작용과 반작용이 이루어짐으로써 진동판(70)으로의 반발력이 증대되어 이로부터 형성된 자기력에 의해 제1보이스코일(40)과 제2보이스코일(140)에 인가되는 음향신호에 따른 자기장과 상호 작용하도록 함으로써 보다 강력한 자기장을 형성하도록 하여 음향진 동의 파워를 더욱 극대화시키게 되는 효과를 발휘하게 된다.

그리고, 상기 보조자석(130)은 상기 외측자석(53)과 동일 극성으로서 척력이 항시 작용하기 때문에 외부로부터 충격이 가해져 자기회로 조립체 전체가 흔들려 뒤로 밀리는 경우가 발생하더라도 외측자석(53)과 보조자석(130) 사이에서 형성되는 척력에 의하여 항상 일정 간격을 유지하도록 완충 효과를 발휘하여 파손 방지를 도모하게 되는 것이다.

상기와 같은 구성에 의한 본 고안에 따른 이중코일구조를 갖는 골 전도 스피커(100)의 작용은 다음과 같다.

도 2 및 도 6에 도시된 바와 같이 먼저, 골 전도 음향에 관계된 전기적 신호가 회로기판(90)을 통해 제1보이스코일(40) 및 제2보이스코일(140)에 동시에 인가된다.

상기 제1보이스코일(40) 및 제2보이스코일(140)의 내부 및 외부에는 인가된 전기적 신호의 세기에 비례하여 자기장이 형성된다.

먼저, 제1보이스코일(40)에서 생성된 자기장은 내측자석(52)과 외측자석(53)에 동시에 작용하게 되어 기존과 같이 자기회로 조립체에 상,하 진동력을 제공하게 됨으로써 진동판(70)에 음향진동이 발생 된다.

이와 동시에 제2보이스코일(140)에서 생성된 자기장은 외측자석(53)에 영향을 주게 되는데, 여기서 제2보이스코일(140) 외측에 구비된 자화플레이트(120)는 제2보이스코일(140)의 자기장에 의해 자화되어 요철부(121)의 단면 직각에 의한 소 정의 자기력을 발생시킴으로써 그 주변의 전체에 자속 밀도를 증가시키게 된다.

이러한 자속 밀도의 증가 작용은 제1보이스코일(40)측의 자속 밀도에도 영향을 주게 되므로 결국 제1보이스코일(40) 및 제2보이스코일(140) 주변 전체에 걸쳐 자속 밀도가 전체적으로 높아지게 되는 것이다.

따라서, 제1보이스코일(40) 및 제2보이스코일(140)에 인가되는 음향 신호에 따라 자기장이 변화하면서 내측자석(52)과 외측자석(53)은 상,하로 왕복 운동하여 진동을 유발하게 됨으로써 자기회로 조립체 전체가 기존의 출력보다 탁월한 고출력의 음향진동을 발생하게 된다.

또한, 외측자석(53) 하부에 배치된 보조 자석(130)은 자기회로 조립체가 상,하 진동을 할 때 상기 외측자석(53)과 항시 척력을 유지하고 있으므로 상,하 진동력에 대한 상호 간의 작용과 반작용 원리에 의한 진동판 방향으로의 반발력을 더욱 증대시켜줌으로써 자기 회로의 중량감을 이기면서 초기에 인가된 음향신호에 대응되는 최상의 음향진동 주파수를 유지하면서 음향진동을 진동판(70)으로 전달시킬 수 있게 되는 것이다.

다음으로 진동판(70)은 자체적인 진동 효율이 증대되는 특성에 의해 크게 증폭된 고출력의 음향 진동을 출력하게 되는데, 진동판(70)을 통해 출력된 진동은 매스토이드(110)에 전달되어 폭넓은 음역대를 가진 고출력의 음향진동을 발생하게 된다.

이와 같이 진동판(70)에서 발생된 음향 진동은 매스토이드(110)를 통해 집중화되어 출력되는 양호한 음질의 음향 진동이 그대로 판형의 매스토이드(110)를 통 해 피부에 고르게 전달됨으로써 사용자는 양질의 음향 진동에 의한 폭넓은 음역대의 사운드를 골전도 경로를 통해 청취가 가능해 지는 것이다.

한편, 스피커의 작동 중이나 작동 정지 상태에서 외부로부터 가해지는 충격에 의해 하우징(20) 내부의 자기회로 조립체 전체가 흔들리게 되더라도 외측자석(53)과 보조자석(130)의 척력 작용에 의해 항상 일정 간격을 유지하게 되므로 뒤로 밀리거나 유동되지 않게 완충력이 작용되므로서 자기회로 조립체와 제1보이스코일(40), 제2보이스코일(140) 및 코일플레이트(30)가 서로 부딪혀 파손되는 것이 방지된다.

이상에서, 본 고안에 따른 이중코일구조를 갖는 골 전도 스피커에 대한 실시예의 설명은 단순한 예시의 목적일 뿐 본 고안은 이에 한정되는 것은 아니며, 청구범위 내에서 다양하게 변형하여 실시될 수 있음은 물론이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 의한 이중코일구조를 갖는 골 전도 스피커는 내측자석과 외측자석에 각각 대응하여 병렬 형태로 배치되는 이중구조의 제1보이스코일 및 제2보이스코일에 의하여 빠른 주파수 응답 특성을 갖게 되고, 자화플레이트 및 보조자석에 의한 자속 밀도와 자기력 증가 작용으로 상승된 진동력에 의해 골 전도 스피커의 제품 성능을 극대화될 뿐만 아니라 폭넓은 음역대의 고출력 진동 음향을 다양하게 구현할 수 있게 된다.

그리고, 하우징 외부에 배치된 회로기판과 보이스코일 간의 회로 연결 작업 등을 편리하게 되므로 조립성이 향상됨은 물론, 각 보이스코일에서 발생된 열이 외부로 원활히 배출되어 자석의 자력 저하를 방지함으로써 제품 성능을 장기간 유지할 수 있게 된다.

또한, 외부 충격에 대해서도 보조자석과 외측자석 간의 척력 작용에 의한 완충 작용으로서 파손 방지효과를 발휘하게 되는 것이다.

Claims (4)

1. 하우징의 내측에 코일플레이트에 의해 제1보이스코일이 설치되어 있고, 이 제1보이스코일의 내·외측 영역에 내측자석 및 외측자석이 배치되어 요크와 결합되어 있으며, 상기 요크의 외측면에 접촉되면서 그 가장자리가 상기 하우징에 지지되는 진동판이 리벳에 의해 함께 결합되어 조립되고, 상기 요크 및 진동판과 연결되는 매스토이드에 요크 및 진동판의 진동이 전달되도록 된 것에 있어서,

   상기 하우징은 원통형으로 되어 있고, 상기 코일플레이트의 내면에는 상기 제1보이스코일의 외측에 위치되면서 상기 외측자석의 외측으로 근접하여 제2보이스코일이 부착 설치되고, 상기 코일플레이트에서 제1보이스코일 및 제2보이스코일이 접촉되는 근접된 위치에 다수의 인출공이 형성되어 상기 제1보이스코일 및 제2보이스코일의 접속단자가 외측으로 인출될 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 이중코일구조를 갖는 골 전도 스피커.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 하우징의 내주연에서 상기 제2보이스코일의 외측으로 자화플레이트가 인서트 매입 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 이중코일구조를 갖는 골 전도 스피커.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 자화플레이트의 외주연에는 다수의 요철부가 배열 형성되어, 이 요철부 사이에 형성된 요홈을 통해 인써트 작업에 따른 사출 흐름을 원활하게 하고, 요철부의 단면 직각을 많게 하여 상기 제2보이스코일과의 상호 작용에 의해 자속 밀도가 증가되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 이중코일구조를 갖는 골전도 스피커.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 코일플레이트의 내측면에서 상기 제1보이스코일과 제2보이스코일의 사이에는 상기 외측자석과 대응되는 보조자석이 구비되어 상기 외측자석과 보조자석 사이에 형성되는 척력의 원리에 의한 상호 간의 작용과 반작용의 힘을 이용하여 보다 강력한 자기장을 형성하도록 된 것을 특징으로 하는 이중코일구조를 갖는 골 전도 스피커.

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