KR101032452B1 - 보이스 코일 및 스피커 - Google Patents

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KR101032452B1
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쥰지 이이노
신지 카미무라
사토시 이마무라
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닛뽕빅터 가부시키가이샤
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Abstract

보이스 코일은 제1 재료로 형성된 통 형상의 보빈(21)과, 보빈에 감겨진 코일(22)과, 제1 재료보다 전파 속도가 빠른 재료로 형성되어 보빈의 외주 상에 배치된 띠 형상의 보강 부재(23a, 23b)를 구비한다.
보이스 코일, 보빈, 코일, 보강 부재, 더스트 캡, 리드선, 프레임

Description

보이스 코일 및 스피커{VOICE COIL AND SPEAKER}
본 발명은 보빈(bobbin)과 코일로 구성되는 보이스 코일 및 이 보이스 코일을 갖는 스피커에 관한 것이다.
동전형(動電型)의 스피커에서는, 보빈의 주위에 감겨진 코일에 흐르는 전류의 변화에 의해 보빈이 진동하여 그 진동이 진동판에 전달된다. 그 때문에, 보이스 코일의 보빈을 형성하는 재료로서는, 진동을 진동판에 의해 전달시키기 쉽고, 경량으로 강도가 높은 재료를 선택하는 것이 바람직하다.
종래의 재료로서는, 종이, 알루미늄, 아라미드 섬유(aramid fiber), 폴리이미드 등의 여러가지의 재료가 이용되고 있다(예를 들면, 일본공개특허공보 2002-300697호 참조). 그러나, 종래부터 이용되는 재료에는 각각 일장일단이 있어, 보이스 코일 보빈 소재로서 요망되는 바와 같은, 높은 전파 속도를 갖고, 경량이며, 강도가 강하고, 그리고 진동 로스(loss)가 적은 재료는, 단일 재료에서는 얻어지고 있지 않다.
또한, 수지 필름 기재(base material)의 표면 전체에 금속층을 적층시킨 보이스 코일 보빈이 제안되고 있다(예를 들면, 일본공개특허공보 평11-341596호 참조). 그러나, 기재의 표면 전체에 금속층을 적층시키면 중량이 증가되기 때문에, 풀 레인지(full range)형이나 중고음용의 스피커 등의 보빈의 재료에 이용하는 경우에는, 무게의 관점에서는 적합하다고는 말할 수 없다.
풀 레인지형이나 중고음용의 스피커 등의 보빈의 재료로서 이용하는 경우에는, 보빈의 두께를 얇게 하여 경량화하는 것이 요망되지만, 보빈의 두께를 너무 얇게 하면, 코일이 감겨지지 않는 부분에 강도 부족이 생겨, 고역 공진의 발생이나, 진동 로스를 발생시키는 경우가 있다.
본 발명은, 보빈의 코일이 감겨지지 않는 부분의 강도를 강하게 하고, 높은 전파 속도를 갖고, 경량이며, 강도가 강하고, 진동 로스를 억제 가능한 보이스 코일 및 스피커를 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 제1 재료로 형성된 통 형상의 보빈과, 보빈에 감겨진 코일과, 제1 재료보다 전파 속도가 빠른 재료로 형성되어, 보빈의 외주면 상에 배치된 띠 형상의 보강 부재를 구비하는 보이스 코일이 제공된다.
본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 제1 재료로 형성된 통 형상의 보빈과, 보빈의 일단(一端)측에 감겨진 코일과, 제1 재료보다 전파 속도가 빠른 재료로 형성되어, 보빈의 외주면 상에 배치된 띠 형상의 보강 부재와, 보빈의 타단(他端)측에 접속된 진동판과, 코일에 자기적으로 접속된 자기 회로를 구비하는 스피커가 제공된다.
본 발명의 다양한 실시 형태에 대하여 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 도면에 있어서, 동일하거나 유사한 도면 부호는 동일하거나 유사한 부분 및 구성 요소들에 적용되어, 이 동일하거나 유사한 부분 및 구성 요소들에 대한 설명은 생략되거나 간단하게 행하기로 한다. 본 발명의 완전한 이해를 위해, 이하의 설명에서는 특정 신호값 등과 같은 다수의 세부 사항들이 설명된다. 그러나, 이러한 구체 적인 세부 사항이 없더라도 당업자가 본 발명을 실시할 수 있다는 것은 자명하다.
-스피커-
본 발명의 실시 형태에 따른 스피커(스피커 유닛(10))는, 도1 에 나타내는 바와 같이, 진동판(12)과, 진동판(12)을 수납하는 프레임(11)과, 진동판(12)에 접속된 보이스 코일(20)과, 프레임(11)의 하부에 있어서 보이스 코일(20)에 자기적으로 접속된 자기 회로(30)를 구비한다.
진동판(12)은 단면이 콘(cone; 원추) 형상을 갖고 있고, 중심에 개구부(18)가 형성되어 있다. 개구부(18)에는 보이스 코일(20)로의 이물질의 침입을 방지하기 위한 더스트 캡(dust cap; 14)이 부착되어 있다. 진동판(12)의 외주부는, 전체 둘레에 걸쳐 고무 에지 등의 연결 부재(13)가 부착되어 있고, 개스킷(gasket) 등을 통하여 진동판(12)을 수납하는 프레임(11)에 고정되어 있다. 진동판(12)의 내주부는 접착제 등에 의해 보이스 코일(20)의 외주부에 접착되어 있다. 댐퍼(19)는 보이스 코일(20)과 프레임(11)의 내측에 접속되어 있다. 보이스 코일(20)로부터는 리드선(15)이 인출되어 있다. 리드선(15)은 프레임(11)에 부착된 터미널(17)에 접속되어 있다.
자기 회로(30)는 진동판(12)과 대향하는 요크(31), 요크(31)에 인접하여 형성된 도넛 형상의 마그넷(32, 33), 마그넷(32) 상에 배치된 톱 플레이트(34), 요크(31)의 센터 폴(center pole)의 상부에 형성된 구리 캡(37), 센터 폴의 주위를 감듯이 배치된 쇼트 링(short ring; 36)을 구비한다. 톱 플레이트(34)와 요크(31)의 센터 폴과의 사이의 자기 갭(35)에는 보이스 코일(20)이 끼워져 있다.
-보이스 코일-
보이스 코일(20)은 도2 에 나타내는 바와 같이, 원통 형상의 보빈(21)과, 보빈(21)의 외주를 감는 코일(22)과, 코일(22)로부터 인출된 리드선(15, 16)과, 보빈(21)의 외주면 상에 배치된 보강 부재(23a, 23b)를 구비한다.
보빈(21)은 제1 재료로 형성되어 있다. 「제1 재료」란 재료 내에 있어서 진동의 전파 속도가 모든 방향에서 동등한 재료(등방성(균일) 재료)를 나타내어, 본 실시 형태에 있어서는, 화지(和紙), 크래프트(kraft)지 등의 종이류, 아라미드 섬유 등의 섬유 재료, 알루미늄 등의 금속류, 폴리이미드 등의 플라스틱류를 포함하여, 단일 소재로 형성된 재료를 가리킨다.
보빈(21)의 판두께는 탑재하는 스피커의 종류 등이나 보빈(21)에 이용하는 재질에 따라 다르지만, 예를 들면, 보빈(21)이 종이제인 경우에는, 예를 들면 판두께 0.03∼0.20mm 정도로 하는 것이 바람직하다. 판두께 0.20mm 이상으로 하면, 진동판(12)에 대한 보빈(21)의 비중이 커져 진동 로스가 커진다. 판두께 0.03mm 이하로 하면, 후술하는 보강 부재(23a, 23b, …)를 구비했다고 해도 강도 부족이 되기 쉬워 충실한 재생을 방해하는 경우가 있다. 또한, 보빈(21)의 내주측에는, 보빈(21)의 경량화를 방해하지 않을 정도 두께의 화지 등의 보강 시트를 점착해도 좋다.
코일(22)로서는 예를 들면 구리제의 전선을 사용할 수 있다. 코일(22)은 보빈(21)의 단부(端部)의 외주를 지면 수평 방향으로 복수층으로 감겨져 있다.
보강 부재(23a, 23b)는 제1 재료보다 음의 전파 속도가 빠른 재료로 형성되 어 있다. 예를 들면 도2 의 보빈(21)이 종이제인 경우는, 보강 부재(23a, 23b)로서는, 종이보다도 음의 전파 속도가 빠른 알루미늄, 구리, 티탄, 마그네슘 등의 금속이나 아라미드 섬유, 화지(닥나무, 삼지 닥나무, 안피나무) 등이 이용된다. 도3 에 나타내는 바와 같이, 복수의 띠 형상의 보강 부재(23a, 23b, 23c, 23d, 23e)는, 접착제 등에 의해, 직사각형의 시트(21A) 상의 짧은 방향을 따라 각각 떨어져 배치되어 있다.
보강 부재(23a∼23e)로서 금속을 이용한 경우, 보강 부재(23a∼23e)의 띠의 폭(W1)을 작게 할수록, 자기 회로(30)의 자기의 제동의 영향을 받기 어려워지기 때문에, 보다 충실한 재생음이 얻어진다. 또한, 보강 부재(23a∼23e)의 띠의 폭(W1)을 너무 작게 하면, 제품의 수율(yield)을 저하시키는 경우도 고려된다. 그 때문에, 보강 부재(23a∼23e)의 띠의 폭(W1)으로서는 예를 들면 1mm∼10mm 정도로 하는 것이 바람직하다. 또한, 보강 부재(23a∼23e)의 합계 폭을, 보빈(21) 전체의 폭에 대하여 1/15∼1/3 정도로 하는 것이 바람직하다.
보강 부재(23a∼23e)의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 도3 에 나타내는 바와 같이, 장방형의 금속박을 점착해도 좋고, 삼각형, 타원, 다각형 등의 여러가지의 형상을 채용해도 상관없다.
보강 부재(23a∼23e)의 두께는 경량화의 관점으로부터, 보빈(21)의 코일(22)이 감겨져 있지 않은 영역(도1 의 영역(P))의 기계적 강도를 보강할 수 있는 정도로 얇게 하는 것이 바람직하다. 도2 에 있어서는, 예를 들면, 두께 0.012∼0.1mm의 알루미늄박(foil)을 보강 부재(23a∼23e)로서 이용할 수 있다.
도2 에 나타내는 바와 같은 보이스 코일(20)을 제작하는 경우는, 도3 에 나타내는 바와 같이, 직사각형의 시트(21A)를 준비하여, 보강 부재(23a∼23e)를 접착제 등에 의해 점착한다. 그리고, 도4 에 나타내는 바와 같이, 시트(21A)를 통 형상으로 둥글게 하여 보빈(21)을 제작하고, 보빈(21)의 주위에 일정한 감기 폭, 층수로 코일(22)을 감아 리드선(15, 16)을 코일(22)로부터 인출하면 좋다.
본 발명의 실시 형태에 따른 보이스 코일(20)에 의하면, 등방성 재료(제1 재료)로 형성된 보빈(21) 상에, 보빈(21)의 진동의 전파 속도보다 빠른 전파 속도를 갖는 보강 부재(23a∼23e)가 접착제 등에 의해 점착된다. 진동의 전파 속도는, 보빈(21) 내를 전파해가는 속도보다도, 보강 부재(23a∼23e) 내를 전파해가는 속도쪽이 빠르기 때문에, 단일 재료만을 이용하여 보빈(21)을 형성한 경우에 비하여 응답성을 높게 할 수 있다.
또한, 보강 부재(23a∼23e)를, 통 형상의 보빈(21)의 일단에서 타단까지 배치함으로써, 도1 에 나타내는 바와 같이, 코일(22)이 감겨져 있지 않은 영역(P)의 기계적 강도가 향상된다. 그 결과, 보이스 코일의 장기 사용 등에 의한 파손을 방지하여, 내성을 구비한 보이스 코일을 제조할 수 있다. 또한, 시트(21A)를 수개∼수십개 잘라내는 것이 가능한 정도의 큰 시트를 준비하여, 그 시트 전체에 띠 형상의 보강 부재를 붙인 후, 소정의 크기로 잘라, 도3 에 나타내는 바와 같은 시트(21A)를 복수매 준비하면, 양산(量産)이 용이한 보이스 코일(20)을 제공할 수 있다.
또한, 실시 형태에 따른 보이스 코일(20)에 의하면, 보강 부재(23a∼23e)를, 보빈(21)의 외주 전면(全面)에 배치하는 것이 아니고, 코일(22)의 권회(winding) 방향에 대하여 수직 방향으로 그리고 띠 형상으로 각각 떨어트려 배치함으로써, 보강 부재(23a∼23e)로서 알루미늄 등의 금속을 채용한 경우에 있어서도, 자계(磁界)의 제동에 의한 영향을 억제할 수 있기 때문에, 보이스 코일(20)의 진동을 보다 충실하게 진동판(12)에 전할 수 있다.
또한, 실시 형태에 따른 보이스 코일(20)을 탑재한 스피커에 의하면, 진동을 보다 충실하게 진동판(12)에 전할 수 있기 때문에, 진동 로스 등에 의해 지금까지 재현할 수 없없던 음까지 재현할 수 있게 된다.
(변형예)
변형예에 따른 보이스 코일(20)은, 도5 에 나타내는 바와 같이, 원통 형상의 보빈(21)의 외주면 상에 배치된 보강 부재(23a, 23b)가 코일(22)의 권회 방향에 대하여 대략 수평 방향(코일(22)의 권회 방향과 대략 동일 방향)으로 배치되어 있는 점이, 도2∼도4 에 나타내는 보이스 코일(20)과 다르다.
보강 부재(23a, 23b)는, 코일(22)이 감겨진 영역 이외의 보빈(21)의 외주면 상에 배치되어 있다. 이에 따라, 보강 부재(23a, 23b)로서 알루미늄 등의 금속을 이용한 경우에 자기 회로(30)의 자기의 제동의 영향을 받기 어려워지기 때문에, 코일(22)에 과전류를 흘리는 일 없이, 충실한 재생음이 얻어진다.
보강 부재(23a, 23b)의 띠의 폭(W3)은 특별히 한정되지 않지만, 보강 부재(23a, 23b)의 폭(W3)을 너무 작게 하면, 제품의 수율을 저하시키는 경우가 고려된다. 그 때문에, 보강 부재(23a, 23b)의 띠의 폭(W3)으로서는, 보빈(21)의 높이 의 1/10∼2/3 정도로 하는 것이 바람직하다.
도5 에 나타내는 보이스 코일(20)을 제작하는 경우는, 도6 에 나타내는 바와 같이, 직사각형의 시트(21A)를 준비하여 보강 부재(23a, 23b)를 시트(21A)의 긴 방향으로 평행하게 각각 떨어트려 점착한다. 이때, 코일(22)을 감는 영역에는 보강 부재(23a, 23b)를 배치하지 않도록 해둔다. 그 후, 도7 에 나타내는 바와 같이, 시트(21A)를 통 형상으로 둥글게 하여 보빈(21)을 제작하고, 보강 부재(23a, 23b)가 배치되어 있지 않은 보빈(21)의 주위에 일정한 감기 폭, 층수로 코일(22)을 감아, 리드선(15, 16)을 코일(22)로부터 인출하면 좋다.
변형예에 따른 보이스 코일(20)에 의하면, 보강 부재(23a, 23b)가 코일(22)의 권회 방향에 대하여 수평 방향으로 접착제 등에 의해 점착된다. 코일(22)의 음향 전류의 변화에 따라 발생하는 진동의 전파 속도는, 보빈(21) 내를 전파해가는 속도보다도 보강 부재(23a, 23b) 내를 전파해가는 속도쪽이 빨라진다. 이에 따라, 단일 재료 각각의 물성의 특성을 살린 내부 손실 및 전파 속도가 큰 보이스 코일(20) 및 이것을 이용한 스피커가 얻어진다.
(그 외의 실시 형태)
본 발명은 상기의 실시 형태에 의해 기재했지만, 이 개시의 일부를 이루는 논술 및 도면은 본 발명을 한정하는 것이라고 이해해서는 안 된다. 이 개시로부터 당업자에게는 여러가지의 대체 실시 형태, 실시예 및 운용 기술이 명확해질 것이다.
실시 형태에 따른 보강 부재(23a∼23e)는, 소망의 크기로 잘라 예를 들면, 진동을 보다 빠르게 전파시키고 싶은 부분에만 선택적으로 배치해도 좋다. 예를 들면, 도3 또는 도6 에 나타내는 시트(21A) 상의 전체에 도트 형상의 보강 부재(23a∼23e)를 점재(點在)시키도록 배치해도 좋다.
보빈(21)과 보강 부재(23a∼23e)의 조합은 전술한 예 외에도 여러가지로 응용 가능함은 물론이다. 예를 들면, 제1 예로서는, 보빈(21)을 크래프트, 보강 부재(23a∼23e)을 화지로 하는 예가 있다. 이에 따라, 강도 향상 및 부재의 경량화를 실현할 수 있어 고능률 그리고 충실한 재생이 가능해진다. 또한, 화지로서는, 섬유 길이가 비교적 긴 재료, 즉 닥나무, 삼지 닥나무, 안피나무 등이 적합하게 이용된다.
제2 예로서는 보빈(21)을 크래프트, 보강 부재(23a∼23e)를 마그네슘으로 하는 예가 고려된다. 크래프트는 음속이 약 1900m/s, 마그네슘은 음속이 약 4800m/s이기 때문에, 보빈(21)과 보강 부재(23a∼23e)와의 사이에서 진동의 전파 속도를 변화시킬 수 있다. 또한, 부재의 경량화 및 기계적 강도의 향상도 기대할 수 있다.
제3 예로서는 보빈(21)을 크래프트, 보강 부재(23a∼23e)를 티탄(음속 약 4900m/s)으로 하는 예가 고려된다. 또한, 도4 예로서는 보빈(21)을 크래프트, 보강 부재(23a∼23e)를 구리로 하는 예가 고려된다. 제3 및 제4 예에 있어서도, 제2 예와 동일하게 부재의 경량화 및 기계적 강도의 향상을 기대할 수 있다.
제5 예에서는 보빈(21)을 아라미드 섬유, 보강 부재(23a∼23e)를 금속으로 하는 예가 고려된다. 이에 따라, 부재의 기계적 강도를 향상시킴과 아울러 초저음 의 재생을 보다 재현좋게 행할 수 있다. 또한, 제6 예로서 보빈(21)을 알루미늄, 보강 부재(23a∼23e)를 알루미늄보다 전파 속도가 빠른 다른 금속으로 한 경우에 있어서도, 제5 예와 거의 동일한 효과를 얻을 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 여기에서는 기재하고 있지 않는 여러가지 실시 형태 등을 포함하는 것은 물론이며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 변형을 행할 수 있다.
도1 은 본 발명의 실시 형태에 따른 스피커를 나타내는 사시도이다.
도2 는 본 발명의 실시 형태에 따른 보이스 코일을 나타내는 사시도이다.
도3 은 본 발명의 실시 형태에 따른 보이스 코일의 제조 방법의 일 예를 나타내는 평면도이다.
도4 는 본 발명의 실시 형태에 따른 보이스 코일의 제조 방법의 일 예를 나타내는 사시도이다.
도5 는 본 발명의 실시 형태의 변형예에 따른 보이스 코일을 나타내는 사시도이다.
도6 은 본 발명의 실시 형태의 변형예에 따른 보이스 코일의 제조 방법의 일 예를 나타내는 평면도이다.
도7 은 본 발명의 실시 형태의 변형예에 따른 보이스 코일의 제조 방법의 일 예를 나타내는 사시도이다.
-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-
10: 스피커 11: 프레임
12: 진동판 20: 보이스 코일
21: 보빈 22: 코일
23a, 23b, 23c, 23d, 23e: 보강 부재
30: 자기 회로

Claims (4)

  1. 제1 재료로 형성된 통 형상의 보빈과,
    상기 보빈에 감겨진 코일과,
    상기 제1 재료보다 진동의 전파 속도가 빠른 재료로 형성되어, 상기 보빈의 외주면 상에 복수 개소로 서로 떨어져 배치된 띠 형상의 보강 부재
    를 구비하며,
    상기 띠 형상의 보강 부재가 상기 코일의 권회(winding) 방향에 대하여 수직 방향으로 복수 개소로 떨어져 배치되며, 상기 띠 형상의 보강 부재의 합계 폭은 상기 보빈 전체의 폭에 대하여 1/15~1/3이거나, 또는
    상기 띠 형상의 보강 부재가 상기 코일이 감겨진 영역 이외의 상기 외주면 상에, 상기 코일의 권회 방향과 동일 방향으로 복수 개소로 떨어져 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 보이스 코일.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 재료로 형성된 통 형상의 보빈과,
    상기 보빈의 일단(一端)측에 감겨진 코일과,
    상기 제1 재료보다 진동의 전파 속도가 빠른 재료로 형성되어, 상기 보빈의 외주면 상에 복수 개소로 서로 떨어져 배치된 띠 형상의 보강 부재와,
    상기 보빈의 타단(他端)측에 접속된 진동판과,
    상기 코일에 자기적으로 접속된 자기 회로
    를 구비하며,
    상기 띠 형상의 보강 부재가 상기 코일의 권회 방향에 대하여 수직 방향으로 복수 개소로 떨어져 배치되며, 상기 띠 형상의 보강 부재의 합계 폭은 상기 보빈 전체의 폭에 대하여 1/15~1/3이거나, 또는
    상기 띠 형상의 보강 부재가 상기 코일이 감겨진 영역 이외의 상기 외주면 상에, 상기 코일의 권회 방향과 동일 방향으로 복수 개소로 떨어져 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 스피커.
KR1020090010888A 2008-02-12 2009-02-11 보이스 코일 및 스피커 KR101032452B1 (ko)

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