밸런스 아마추어(Balanced Armature)는 본래에는 보청기용으로 개발 되었지만, 기타 이어폰 드라이버 유닛의 소형화 한계를 보완하기 위해 개발 된 초소형 스피커 드라이버 유닛이다.
밸런스 아마추어 드라이버의 구동원리는 코어에 붙인 두 개의 자석이 균일한 자기장을 만들어 Armature(아마추어)가 위, 아래로부터 받는 힘에 비례하는 진폭으로 진동하게 된다. 또한, Coil의 무게가 없어 가볍고 응답특성이 빨라 전기 신호를 소리로 변환하는 효율이 무빙코일 등의 다른 방식에 비해 2 ~ 3배 이상 뛰어나다. 이러한 장점으로 소형화가 가능하여 Multi-way로 다양한 주파수 특성 형성이 가능한 장점이 있지만 제조단가가 높아 고가 형 이어폰에만 적용중인 드라이버 유닛이다.
본 연구에서는 밸런스 아마추어 드라이버의 제조 수율을 향상을 위해 기구 중심으로 조립이 되었을 때 발생되는 밸런스의 문제점에 대한 보완 방식을 제안한다. 기구 중심으로 조립된 밸런스 아마추어 드라이버의 경우, Armature 원자재의 공차로 인한 밸런스의 기준을 잡기 어려워 성능에 대한 기준을 잡기 어려울 뿐 만 아니라, 이로 인해 생산 수율이 저하된다는 어려움을 갖고 있다. 또한, 이는 조립 과정에서 발생되는 누적공차에 의해서 제품 구동 시에 원하는 성능을 내지 못하게 된다.
본 연구에서는 이를 개선하기 위해, 기구 중심의 조립방식에서의 문제점을 확인하고 생산수율 향상을 위해 임피던스 값을 이용한 자계중심 조립방식에 대해 실험을 하였다. 실험 방법으로는 Yoke Assembly와 Armature Assembly를 조립 시에 나타나는 임피던스 특성의 변화에 따른 자계 중심의 밸런스 조정이다.
본 연구에서는 밸런스 아마추어의 Yoke Assembly를 상측과 하측으로 이동하여 Armature 위치별 임피던스 특성에 대한 변화를 검증하고 자계 중심 및 기구 중심으로 각 32개의 시료를 제작하였다. 그리고 제작 된 시료로부터 얻은 음향특성 데이터의 CPK(공정능력지수) 검토 및 분석을 통해 자계 중심으로 조립 된 제품이 기구 중심으로 조립 된 제품보다 음압 레벨, 전체 고조파 왜곡, 임피던스의 음향 특성 및 공정 능력이 개선됨을 확인 하였다.