KR100531730B1 - 스피커 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구동력의 변형에 따른 음향의 왜곡을 저감시킬 수 있는 스피커를 제공하고자 하는 것이다. 따라서 본 발명에 따른 스피커는, 자극이 내면과 외면으로 나뉘도록 배치된 환상의 영구자석유닛; 상기 내면과 소정간격 이격되게 배치되며, 음성전류의 인가에 의해 솔레노이드 음성자장을 형성함으로서 상기 환상의 영구자석유닛이 형성하는 자장과 상호 반응하여 상기 내면의 내측에서 상하 진동하는 원통형의 음성코일; 상기 원통형의 음성코일을 지지하며 상기 음성코일과 함께 상하 진동하는 원통형의 보빈; 상기 보빈과 접착되어 상기 보빈의 진동에 따라 공기를 진동시킴으로서 전자기적인 음성신호를 음향으로 전환시키는 진동판; 을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 의한 스피커는, 구동력의 변형이 상당 정도 저감됨으로써 음향의 왜곡이 감소되어, 깨끗한 음질을 구현할 수 있는 이점이 있다.

Description

스피커{SPEAKER}

본 발명은 스피커에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공기를 진동시켜 음향을 발생시키는 진동판을 진동시키기 위한 진동장치에 관한 것이다.

스피커는 전기적인 음성신호를 음향으로 전환시키는 장치로서, 일반적인 구성은 대한민국 특허 등록번호 0148175호 및 대한민국 특허 공개번호 1998-017764호 등을 비롯한 특허 명세서 및 스피커 관련 문헌상에 개시되어 있다.

그러나 이러한 스피커는 현대오디오기술-기초부터 리스닝 룸까지-(첨단과학기술도서출판 기전연구사 간행, 加銅鐵平 編, 編輯部 譯, 1999년 12월 20일 6쇄)에 기술되어 있는 바와 같이, 구동력의 변형, 지지계에 의한 변형, 분할 진동에 의한 변형 및 변조에 의한 변형을 수반하여 음성신호를 음향으로 전환시킬 때 왜곡된 음향을 발생시킴으로 인하여 깨끗한 음질을 구현하는데 있어 한계를 가진다는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 상술한 여러 가지의 변형 중 구동력의 변형을 저감시켜 깨끗한 음질을 실현시킬 수 있는 스피커를 제공하기 위한 것이다.

따라서 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스피커는, 자극이 내면과 외면으로 나뉘도록 배치된 환상의 영구자석유닛; 상기 내면과 소정간격 이격되게 배치되며, 음성전류의 인가에 의해 솔레노이드 음성자장을 형성함으로서 상기 환상의 영구자석유닛이 형성하는 자장과 상호 반응하여 상기 내면의 내측에서 상하 진동하는 원통형의 음성코일; 상기 원통형의 음성코일을 지지하며 상기 원통형의 음성코일과 함께 상하 진동하는 원통형의 보빈; 상기 원통형의 보빈과 접착되어 상기 원통형의 보빈의 진동에 따라 공기를 진동시킴으로서 전자기적인 음성신호를 음향으로 전환시키는 진동판; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 원통형의 음성코일의 모든 면을 감싸는 자성체 재질의 박판을 더 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 한다.

한편, 상기 환상의 영구자석유닛은 환상의 형태를 유지하도록 대칭적으로 배치된 적어도 두개 이상의 소형영구자석에 의해 구성된 것을 또 하나의 특징으로 한다.

한편, 상기 환상의 영구자석유닛의 상하 높이는 상기 원통형의 음성코일의 상하 진동폭보다 같거나 크고, 상기 원통형이 음성코일의 상하 진동 구간은 상기 환상의 영구자석유닛의 상단과 하단 사이의 구간에 있는 것을 또 하나의 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도1은 본 발명의 실시 예에 따른 스피커(100)의 단면도로서, 이를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 스피커(100)는, 자극이 내면과 외면으로 나뉘도록 배치된 4개의 소형영구자석이 환상으로 배치되어 이루어진 환상의 영구자석유닛(11)과, 상기 영구자석유닛(11)의 내면과 소정간격 이격되게 배치되며 음성전류의 인가에 의해 솔레노이드 음성자장을 형성함으로서 상기 환상의 영구자석유닛(11)이 형성하는 자장과 상호 반응하여 상기 내면의 내측에서 상하 진동하는 원통형의 음성코일(12)과, 상기 음성코일(12)의 모든 면을 감싸는 자성체 재질의 박판(13)과, 상기 박판(13)에 둘러싸인 상기 원통형의 음성코일(12)을 지지하며 상기 음성코일(12)과 함께 상하 진동하는 원통형의 보빈(14)과, 상기 보빈(14)과 접착되어 상기 보빈(12)의 진동에 따라 공기를 진동시킴으로서 전자기적인 음성신호를 음향으로 전환시키는 진동판(15)과, 상기 4개의 소형영구자석의 상단을 고정하여 상기 영구자석유닛(11)이 환상을 유지하도록 하는 지지프레임(16) 및 상기 4개의 소형영구자석의 하단을 고정하여 영구자석유닛(11)이 환상을 유지하도록 하는 하판(17)을 포함하여 구성되어 있다. 이 때, 상기 음성코일(12)의 상하 진동 구간은 상기 영구자석유닛(11)의 상단과 하단 사이의 구간에 있도록 구성되도록 하기 위하여, 상기 영구자석유닛(11)의 상하 높이는 상기 음성코일(13)의 상하 진동폭보다 크게 구성되거나 적어도 동일하도록 구성하는 것이 바람직하다.

물론, 상기 영구자석유닛(11)을 이루는 4개의 소형영구자석의 자극 배치가 모두 동일하도록 구성되기만 하면 되므로, 상기 영구자석유닛(11)의 자극은 내면이 N극 외면이 S극이거나, 내면이 S극 외면이 N극이어도 어느 경우이나 바람직하다.

도2는 본 발명의 실시 예에 따른 도1의 스피커(100)에 대한 주요 특징부분을 도시한 절개 사시도로서, 이를 참조하면, 4개의 소형영구자석(11a 내지 11d)으로 이루어진 영구자석유닛(11) 및 주변 구성이 보다 명확히 표현되어 있다.

도3은 상기 박판(13)으로 감싸인 상기 음성코일(12) 측에 대한 절개 사시도이며, 이를 참조하면 상기 음성코일(12)을 상기 박판(13)이 어떻게 감싸고 있는지가 명확히 표현되어져 있다.

한편, 상기 구성과 유사한 솔레노이드와 영구자석간의 자기력에 의한 상호 작용 관계는 본 출원인의 선출원 발명인 대한민국특허 등록번호 0199658호와 실용신안 등록번호 0003409호 등에 기재되어 있는 바와 동일한 원리적인 관계를 가지며, 이하 첨부된 도면 도4 및 도5를 참조하여 본 발명의 실시 예에 의한 스피커(100)의 작동에 대하여 설명한다.

일반적으로 영구자석은 정자계를 형성하고, 음성코일에 인가되는 음성전류가 복잡한 파형을 가짐으로 인하여 음성코일은 음성전류의 복잡한 파형에 대응하는 복잡한 파형의 가변자계를 형성하게 된다. 따라서 음성코일의 상단과 하단을 기준으로 보면 음성전류의 흐름방향이 정역방향으로 수시로 가변되기 때문에 그에 대응하여 음성코일의 상단과 하단도 N극과 S극으로 수시로 가변되는 것이다.

도4에 도시된 바와 같이, 어느 순간에서의 음성전류의 방향이 화살표 i의 방향으로 흐른다고 가정하면, 음성코일(12))의 상단은 N극이 되고 하단은 S극이 된다. 이러한 경우 상기 영구자석유닛(11)이 형성하는 자기장과 상기 음성코일(12)이 형성하는 자기장이 상호 작용하여, 상기 음성코일(12)의 상단은 상기 영구자석유닛(11)의 S극인 내면에 강한 인력을 받게 되고, 상기 음성코일의 하단은 상기 영구자석유닛의 S극인 내면에 강한 척력을 받게 된다. 따라서 상기 음성코일(12)은 힘의 벡터합에 의해 상방향으로의 자기력을 받아 이동하게 된다.

만일 도5에 도시된 바와 같이, 음성코일(12)에 흐르는 음성전류가 어느 순간에 상기 도4의 화살표 i와 역방향인 j방향으로 흐른다면, 상기 음성코일의 상단은 S극이 되고 하단은 N극이 된다. 따라서 마찬가지 원리에 의해 상기 음성코일(12)은 하방향으로의 자기력을 받아 이동하게 되는 것이다.

위와 같은 작용에 의하여 음성전류의 가변에 따른 음성코일(12)의 이동방향이 결정되고, 이러한 음성코일(12)의 이동방향은 음성코일(12)을 지지하는 보빈(14)의 이동방향을 결정하게 됨으로 인하여, 상기 보빈(14)에 의하여 진동판(15)이 진동되어 상기 음성전류가 음향으로 구현되는 것이다.

한편, 상기 음성코일(12)의 모든 면을 감싸는 박판(13)은 상기 음성코일(12)이 형성하는 자계를 더 강하게 함으로 인하여 상기 음성코일(12)의 움직임을 더욱 명확하게 실현시킬 수 있기 때문에, 음성코일(12)에 흐르는 음성전류의 미약함에 따른 잡음의 발생을 최소화 시킨다. 따라서 상기 박판(13)은 투자율이 높은 금속성의 강자성체 재질이면 더욱 바람직하다.

또, 본 실시 예에서는 네 개의 소형영구자석(11a 내지 11d)으로 영구자석유닛(11)을 구성하였지만, 환상의 형태를 가지며 자극이 내면과 외면으로 나뉜 하나의 소형영구자석으로 구성될 수도 있다. 물론, 이러한 경우 주지의 사실처럼 보자력이 약하여 영구자석의 수명이 단축될 수 있기 때문에, 적어도 두 개 이상의 소형영구자석을 방사형으로 하여 대칭적으로 배치되도록 영구자석유닛을 구성시키는 것이 바람직하다.

한편, 상기 도1 내지 도5를 참조한 실시 예에 의해서 본 발명에 대하여 설명하였지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 된다. 즉, 상기에서 설명한 것 외에도 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람은 본 발명의 실시 예에 대한 설명만으로도 쉽게 상기 실시 예와 동일 범주내의 다른 형태의 본 발명을 실시할 수 있거나, 균등한 영역의 발명을 실시 할 수 있을 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면,

첫째, 기존에 전류의 변형을 발생시키는 제1의 원인이었던 폴피스가 부품으로서 제외되어, 기존 폴피스에 의한 자기이력에 의한 전류의 변형이 소거되며,

둘째, 음성코일의 진동폭을 영구자석의 상단 및 하단 사이에서 결정시킴으로 인하여, 기존 자속의 비대칭에 의한 변형이 감소되고, 상대적으로 음성코일의 권선폭이 영구자석의 높이에 비하여 작기 때문에 중첩변형 또한 감소됨으로 인하여,

기존에 문제시 되었던 구동력의 변형을 상당정도 감소시켜, 음성전류에 의한 음성신호를 잡음이 없는 깨끗한 음질의 음향으로 전환시킬 수 있는 매우 뛰어난 효과가 있다.

도1은 본 발명의 실시 예에 따른 스피커의 단면도이다.

도2는 도1의 스피커에 대한 주요 특징부분을 도시한 절개 사시도이다.

도3은 도1의 음성코일 측에 대한 절개 사시도이다.

도4 및 도5는 본 발명의 실시 예에 따른 스피커의 음성코일에 대한 이동 방향을 표현하기 위한 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100: 스피커 11: 영구자석유닛

11a 내지 11d: 소형영구자석 12: 음성코일

13: 박판 14: 보빈

15: 진동판 16: 지지프레임

17: 하판

Claims (4)

1. 자극이 내면과 외면으로 나뉘도록 배치된 환상의 영구자석유닛;

   상기 내면과 소정간격 이격되게 배치되며, 음성전류의 인가에 의해 솔레노이드 음성자장을 형성함으로서 상기 환상의 영구자석유닛이 형성하는 자장과 상호 반응하여 상기 내면의 내측에서 상하 진동하는 원통형의 음성코일;

   상기 원통형의 음성코일을 지지하며 상기 원통형의 음성코일과 함께 상하 진동하는 원통형의 보빈;

   상기 원통형의 보빈과 접착되어 상기 원통형의 보빈의 진동에 따라 공기를 진동시킴으로서 전자기적인 음성신호를 음향으로 전환시키는 진동판;

   상기 음성코일의 내측에 폴피스가 제거된 상태에서도 상기 음성코일의 진동이 원활하게 이루어지도록 상기 원통형 음성코일의 내면과 외면을 모두 감싸도록 마련된 자성체 재질의 박판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 스피커.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 환상의 영구자석유닛은 환상의 형태를 유지하도록 대칭적으로 배치된 적어도 두개 이상의 소형영구자석에 의해 구성된 것을 특징으로 하는 스피커.
4. 제1항에 있어서,

   상기 환상의 영구자석유닛의 상하 높이는 상기 원통형의 음성코일의 상하 진동폭보다 같거나 크고,

   상기 원통형의 음성코일의 상하 진동 구간은 상기 환상의 영구자석유닛의 상단과 하단 사이의 구간에 있는 것을 특징으로 하는 스피커.