KR101471061B1 - 스피커 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스피커에 관한 것이다.
본 발명에 따른 스피커는 사각통 형상의 솔레노이드 코일의 개방된 양 측면에 한 쌍의 영구자석을 배치한다.
본 발명에 따르면 한 쌍의 영구자석 사이에는 균일한 자기장이 형성되므로 솔레노이드 코일이 균형 잡힌 진동을 하게 되고 이 진동이 진동판에 전달되어 명료한 음향의 재생이 가능한 효과가 있다.
또한, 솔레노이드 코일을 마주보는 면이 넓은 한 쌍의 영구자석 사이에만 놓아도 균형을 이루기 때문에 제조가 용이한 장점이 있으며, 가공성이 증대되는 효과가 있다.

Description

스피커{SPEAKER}

본 발명은 스피커에 관한 것이다.

스피커는 다이나믹 스피커와 아마추어 스피커로 구분된다.

다이나믹 스피커는 무빙(Moving) 코일 타입 스피커이며, 영구 자석, 코일 및 코일의 이동에 따라 진동하는 진동판으로 이루어져 있다. 즉, 코일에 전류가 흐르면 영구 자석이 형성하는 자기장의 영향에 의해 코일이 진동하고, 코일의 진동에 따라 진동판이 진동하면서 음향을 일으킨다.

아마추어 스피커는 영구자석, 코일, 코일에 흐르는 전류로 인하여 자화되는 아마추어, 아마추어에 연결된 드라이브로드 및 드라이브로드의 진동에 따라 함께 진동하는 진동판으로 이루어져 있다. 즉, 코일에 전류가 흐르면 아마추어가 자화되어 영구자석이 형성하는 자기장의 영향으로 진동하고, 이에 따라 드라이브로드 및 진동판이 함께 진동하면서 음향을 일으킨다.

일반적으로 다이나믹 스피커와 아마추어 스피커는 상대적으로 다음과 같은 장점과 단점을 가진다.

다이나믹 스피커는 구조가 간단하고, 구성 부품의 성능에 대한 요구 수준이 낮아서 단가가 저렴하며, 튜닝이 쉽고 대구경으로 제작하기가 좋다. 반면에 진동계가 코일의 무게를 포함하기 때문에 정교한 음질 구현에 아쉬운 점이 있고, 코일의 길이 및 이동 거리가 충분히 확보되어야 한다는 점에서 스피커의 크기를 줄이는데 한계가 있다.

아마추어 스피커는 진동계가 코일의 무게에 무관하기 때문에 정교한 음질 구현이 가능하다. 반면에 코일과 자석 간의 자력 간섭에 개입하는 아마추어 등의 구성 부품에 대한 성능의 요구 수준이 높고, 제조가 까다로워서 생산 단가가 높다.

한편, 위와 같은 다이나믹 스피커와 아마추어 스피커의 장점을 결합하고자 하는 시도가 있다. 대한민국 등록 실용신안 20-0404313호(고안의 명칭 : 스피커)의 기술(이하 '종래기술'이라 함)은 코일과 자석 간의 자력 간섭에 한 쌍의 플레이트를 이용하고 있다. 그런데, 종래기술에 의한 경우에도 플레이트가 코일과 자석 간의 자력 간섭에 이용된다는 점에서 다음과 같은 문제점이 있다.

도11에서 참조되는 바와 같이, 좁은 두께의 플레이트(P₁, P₂)로 집속한 자속이 폭이 좁고 에지효과 때문에 균일하지 못하므로, 그 사이에 놓인 코일(C)이 상하로 진동하면서 선형적인 자기력을 받지 못한다. 또한, 코일(C)이 진동하는 공간의 자기력선(MF)의 밀도가 자석(M) 쪽으로 밀집하여 강하고 자석(M)의 반대쪽인 위쪽은 소하여 약하다. 따라서 전체적으로 밸런스를 맞추기가 어렵고, 그 만큼 뛰어난 음질에 대한 구현성이 떨어진다.

본 발명은 전술한 종래기술을 넘어 다이나믹 스피커와 아마추어 스피커의 장점이 결합될 수 있는 새로운 형태의 스피커에 관한 기술을 제공하는 것이다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스피커는, 양 측이 개방된 사각 통 형상의 솔레노이드 코일; 상기 솔레노이드 코일을 고정하기 위한 고정체; 상기 솔레노이드 코일의 개방된 양 측에 구비되며, 마주보는 면이 서로 다른 자극을 가지는 한 쌍의 영구자석; 상기 솔레노이드 코일의 상측에 구비되는 진동판; 하단은 상기 솔레노이드 코일의 상측 부분에 결합되고, 상단은 상기 진동판에 고정되는 드라이브로드; 상기 솔레노이드 코일로 전기신호를 제공하는 회로기판; 및 상기한 각 구성을 감싸는 케이스; 를 포함한다.

상기 솔레노이드 코일의 복원력을 증대시키기 위한 탄성보빈을 더 포함한다.

상기 드라이브로드는 상기 진동판에 일체로 형성될 수 있다. 이 때, 상기 드라이브로드는 상기 진동판의 일부를 절개하여 절개된 끝단을 상기 솔레노이드 코일에 부착되는 구조이다.

본 발명에 따르면 한 쌍의 영구자석 사이에는 균일한 자기장이 형성되므로 솔레노이드 코일이 균형 잡힌 진동을 하게 되고 이 진동이 진동판에 전달되어 명료한 음향의 재생이 가능한 효과가 있다.

또한, 솔레노이드 코일을 마주보는 면이 넓은 한 쌍의 영구자석 사이에만 놓아도 균형을 이루기 때문에 제조가 용이한 장점이 있으며, 가공성이 증대되는 효과가 있다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 스피커에 대한 사시도이다.
도2는 도1의 스피커에 대한 절개도이다.
도3은 도1의 스피커에 대한 분해 사시도이다.
도4 내지 도8은 도1의 스피커에 대한 동작을 설명하기 위한 참조도이다.
도9는 본 발명의 다른 예에 따른 솔레노이드 코일에 대한 구조도이다.
도10은 본 발명의 다른 예에 따른 진동판에 대한 구조도이다.
도11은 종래기술을 설명하기 위한 참조도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 스피커(100)이고, 도2는 도1의 스피커(100)에 대한 절개도이며, 도3은 도1의 스피커에 대한 분해 사시도이다.

본 발명의 실시예에 따른 스피커(100)는 솔레노이드 코일(110), 고정체(120), 한 쌍의 영구자석(131, 132), 진동판(140), 고정틀(150), 에지(160), 드라이브로드(170), 회로기판(180) 및 케이스(191, 192)를 포함한다.

솔레노이드 코일(110)은 내부 공간(IS)이 비어있으며, 양 측이 개방된 사각 통 형상이다. 이러한 솔레노이드 코일(110)은 한 쌍의 영구자석(131, 132)이 형성하는 자기장의 방향과 수직인 방향으로 전류가 흐르도록 도선이 감겨 있다.

고정체(120)는 솔레노이드 코일(110)의 하측 부분을 고정시키기 위해 마련된다. 이를 위해 고정체(120)는 솔레노이드 코일의 하측 부분이 끼워질 수 있는 한 쌍의 끼움턱(121a, 121b)을 가진다. 여기서 한 쌍의 끼움턱(121a, 121b) 간의 이격 거리는 솔레노이드 코일(110)의 하측 부분의 폭과 가공오차 범위 이내에서 동일하다. 또한, 고정체(120)는 끼움턱(121a, 121b) 사이에 끼워진 솔레노이드 코일(110)의 양 측으로 한 쌍의 영구자석(131, 132)이 배치될 수 있는 부분을 가진다.

한 쌍의 영구자석(131, 132)은 솔레노이드 코일의 개방된 양 측에 구비된다. 이러한 한 쌍의 영구자석(131, 132)은 마주보는 면이 서로 다른 자극을 가지도록 배치된다. 또한, 한 쌍의 영구자석(131, 132)은 솔레노이드 코일(110)의 상측 부분에 자기력선이 최대한 밀집될 수 있도록 배치하는 것이 바람직하다.

진동판(140)은 진동에 의해 음향을 발생시키기 위해 마련된다. 이러한 진동판(140)은 금속재의 엷은 사각 판 형상을 가진다. 그리고 진동판(140)의 중앙 부분에는 결합구멍(141)이 형성되어 있다.

고정틀(150)은 진동판을 케이스(191, 192)에 고정시키기 위해 마련된다. 이러한 고정틀(150)은 사각틀 형상이어서 내 측의 구멍에 진동판(140)이 구비될 수 있도록 되어 있다.

에지(160)는 진동판과 고정틀 사이에 게재되며, 사각 링 형상을 가진다. 따라서 에지(160)의 외측 둘레는 고정틀(150)에 고정되고, 내측 둘레는 진동판(140)에 고정된다. 이러한 에지(160)는 진동판(140)이 진동할 시에 진동판의 복원력을 증가시킨다. 또한, 에지(160)는 밀도가 낮고 유연한 재료를 사용함으로써 음의 민감도를 높이고 음질의 향상을 가져오도록 함이 바람직하다.

한편, 고정틀(150)은 상부 케이스(192)와 하부 케이스(191) 사이에 끼워져 고정됨으로써, 에지(160)와 진동판(140)의 위치 및 균형을 잡아주게 된다. 드라이브로드(170)는 하단이 솔레노이드 코일(110)의 상측 부분에 부착 결합된다. 그리고 드라이브로드(170)의 상단은 진동판(140)에 고정된다. 여기서 드라이브로드(170)의 상단은 진동판(140)의 결합구멍(141)을 통과하여 결합체(C)와 결합됨으로써 진동판(140)에 고정된다.

회로기판(180)은 솔레노이드 코일로 전기신호를 제공한다.

케이스(191, 192)는 상기한 각 구성을 수용하여 감싸며, 하부 케이스(191)와 상부 케이스(192)로 나뉠 수 있다.

하부 케이스(191)에는 고정체(120)가 부착된다.

상부 케이스(192)는 진동판(140)에서 발생되는 음향을 외부로 방출하기 위한 방출구멍(192a)이 형성되어 있다.

계속하여 상기한 스피커(100)의 동작에 대하여 설명한다.

회로기판(180)을 통해 솔레노이드 코일(110)에 전기신호가 입력되면, 도4 및 도5의 과장된 참조도에서와 같이 솔레노이드 코일(110)의 상측 부분이 플레밍의 왼손 법칙에 따른 자력을 받게 된다. 따라서 솔레노이드 코일(110)의 상측 부분이 다소 형태가 변형되면서, 상측 방향과 하측 방향으로 진동한다. 이에 따라 도6 및 도7에서 참조되는 바와 같이 드라이브로드(170)가 상하 방향으로 진동하고, 궁극적으로 진동판(140)이 상하 방향으로 진동한다. 그리고 음향이 발생하게 된다.

이 때, 도8에서 참조되는 바와 같이, 양측 영구자석(131, 132) 사이에는 자기력선(MF)의 밀도가 균질하면서 선형적인 자기장이 형성되므로, 솔레노이드 코일(110)의 상측 부분 밸런스가 뛰어난 자기력에 의해 진동하게 됨으로써 자연 음질에 가까운 음향이 구현될 수 있게 된다.

한편, 도9는 본 발명의 다른 예에 따른 솔레노이드 코일(110A)의 구조도이다. 도9에 의하면 코일(111)의 내 측에 탄성보빈(112)을 더 구비시키고 있다. 이에 따라 코일의 복원력이 증가되어 코일의 손상을 방지하면서도 더 세밀한 음질 구현이 가능해진다.

더 나아가 도10에서 참조되는 바와 같이, 별도의 드라이브로드 대신 금속재질인 진동판(140A)의 일부를 절개(대략 'ㄷ'자 형으로 절개)하여 솔레노이드 코일 측으로 구부린 다음 구부러진 끝단(IP)을 솔레노이드 코일에 부착하는 방식으로 진동판(140A)과 솔레노이드 코일 간의 진동 연결을 구현하는 것도 바람직하게 고려될 수 있다. 즉, 본 예는 드라이브로드를 진동판(140A)에 일체형으로 구비시키는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.

100: 스피커
110 : 솔레노이드 코일
120 : 고정체
121 , 122 : 까움턱
131, 132 : 영구자석
140 : 진동판
141 : 결합구멍
150 : 고정틀
160 : 에지
170 : 드라이브로드
180 : 회로기판
191 : 하부 케이스 192 : 상부 케이스

Claims (4)

1. 양 측이 개방된 사각 통 형상의 솔레노이드 코일;
   상기 솔레노이드 코일의 하측 부분을 고정하기 위한 고정체;
   상기 솔레노이드 코일의 개방된 양 측에 구비되는 2개의 영구자석;
   상기 솔레노이드 코일의 상측에 구비되는 진동판;
   하단은 상기 솔레노이드 코일의 상측 부분에 결합되고, 상단은 상기 진동판에 고정되는 드라이브로드;
   상기 솔레노이드 코일로 전기신호를 제공하는 회로기판; 및
   상기한 각 구성을 감싸는 케이스; 를 포함하고,
   상기 2개의 영구자석 사이에 자기력선의 밀도가 균질하면서 선형적인 자기장이 형성되도록, 상기 2개의 영구자석 간에 마주보는 면이 서로 다른 자극을 가지도록 배치되며,
   상기 솔레노이드 코일의 상측 부분은 상기 2개의 영구자석에 의해 생성된 자기력선의 밀도가 균질하면서 선형적인 자기장 내에 위치하도록 상기 2개의 영구자석 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는
   스피커.
2. 제1항에 있어서,
   상기 솔레노이드 코일의 복원력을 증대시키기 위한 탄성보빈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
   스피커.
3. 제1항에 있어서,
   상기 드라이브로드는 상기 진동판에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는
   스피커.
4. 제3항에 있어서,
   상기 드라이브로드는 상기 진동판의 일부를 절개하여 절개된 끝단을 상기 솔레노이드 코일에 부착되는 구조인 것을 특징으로 하는
   스피커.
   

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