KR101125241B1 - 다이내믹 스피커 - Google Patents

다이내믹 스피커 Download PDF

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Abstract

순차적인 조립이 가능하며, 진동판에 보이스 코일이 매입 고착되는 포켓을 구비하여 항상 보이스 코일을 최적의 위치에 위치될 수 있게 하여 높은 출력을 얻을 수 있는 다이내믹 스피커가 개시되어 있다. 본 발명에 따른 다이내믹 스피커는 슬림한 장방형의 형상을 가지며, 내부가 중공되고 상부가 개방된 프레임과, 프레임의 바닥면에 형성된 장착홀에 장착되는 요크, 및 요크의 내측에 순차적으로 적층되는 영구자석, 및 탑 플레이트를 가지는 자기회로부와, 탑 플레이트의 위쪽에서 돔형상으로 만곡되어 일정거리만큼 이격 배치됨과 아울러 외주면에는 프레임에 고정되는 에지가 구비된 진동판과, 보빈의 방사상 하부에 감겨지고 보빈과 함께 진동판에 매입되는 보이스 코일,을 가지는 전자계, 및 진동판의 위쪽에 이격되게 프레임의 상부 일측 및 타측에 배치되고, 외부의 전력 공급원으로부터 전류를 인가받아 보이스 코일 측으로 안내하는 (+)단자판 및 (-)단자판을 가지는 서스펜션부,로 이루어진다.

Description

다이내믹 스피커{DYNAMIC SPEAKER}
본 발명은 다이내믹 스피커에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 슬림한 장방형의 형상을 가지며, 높은 출력을 얻을 수 있는 다이내믹 스피커에 관한 것이다.
일반적으로, 스피커(speaker)는 전기적인 신호를 진동판의 진동으로 변환하여 공기에 소밀파를 발생시킴으로써, 음파를 발생시키는 음향기기를 말한다. 즉 스피커는 전기적 에너지를 음향 에너지로 변환시키는 변환장치이다.
이러한 스피커는 진동계의 부품인 진동판이 놓이는 위치, 진동판의 형성, 전기신호를 음파로 변환시키는 원리와 방법 등에 따라 여러 가지 종류로 분류할 수 있다. 특히 무선 휴대전화기 또는 노트북 PC 등과 같은 전자응용기기에는 다이내믹형 스피커가 내장되며, 이렇게 내장된 다이내믹형 스피커로는 멜로디 및 음성 등이 출력된다. 그리고 이러한 다이내믹형 스피커는 무선 휴대전화기 또는 노트북 PC 등에 내장될 수 있도록 슬림(slim)한 장방형의 형상을 가진다.
누구나 알 수 있듯이, 종래 다이내믹형 스피커는 컵 형상의 요크(yoke)와, 요크의 방사상 외측에 일체로 성형되는 프레임과, 요크의 내측에 순차적으로 적층되는 영구자석(magnet) 및 탑플레이트와, 프레임의 상부를 덮는 진동판(diaphragm) 과, 프레임에 결합되고, 요크의 내벽과 영구자석 및 탑플레이트 사이에 배치되는 보이스 코일로 이루어진다.
이와 같이 구성된 종래 스피커는 영구자석과 요크 및 탑플레이트가 자기회로를 구성하고, 보이스 코일 및 진동판이 전자계를 구성한다.
그런데, 종래 스피커 특히 슬림한 장방형 스피커에서는 보이스 코일의 크기가 한정적이기 때문에 이에 대응하는 자기회로의 영구자석 역시 설계의 한계를 가지고 있어 스피커의 내입력을 높이는 설계에서 장애적인 요소로 작용하고, 이를 극복하기 위해 보이스 코일을 타원형으로 적용하여 영구자석의 체적을 극대화 하는 설계를 시행하고 있지만 조립상의 문제와 보이스 코일의 장축과 단축의 축방향 변형이 심하게 발생되어 자기갭을 넓게 설계하여야 하기 때문에 자기회로의 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 진동판에 보이스 코일이 삽입되어 고착되는 포켓을 일체로 형성함으로써, 보이스 코일을 최적의 위치에 안착시킬 수 있으며 타원형코일의 장축과 단축의 변형을 최소화 하여 갭효율을 증대 시켜 스피커의 효율을 향상시킬 수 있는 다이내믹 스피커를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 순차적인 조립이 가능하기 때문에 숙련된 작업자 가 아니라도 누구나 용이하게 조립할 수 있을 뿐만 아니라, 조립작업의 단순화로 불량률을 줄일 수 있는 다이내믹 스피커를 제공하는데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서 본 발명은,
슬림한 장방형의 형상을 가지며, 내부가 중공되고 상부가 개방된 프레임;
프레임의 바닥면에 형성된 장착홀에 장착되는 요크, 및 요크의 내측에 순차적으로 적층되는 영구자석, 및 탑 플레이트를 가지는 자기회로부;
탑 플레이트의 위쪽에서 돔형상으로 만곡되어 일정거리만큼 이격 배치됨과 아울러 외주면에는 프레임에 고정되는 에지가 구비된 진동판과, 보빈의 방사상 하부에 감겨지고 보빈과 함께 진동판에 매입되는 보이스 코일,을 가지는 전자계; 및
진동판의 아래 또는 위쪽에 중 어느하나에 이격되게 프레임의 상부 일측 및 타측에 배치되고, 외부의 전력 공급원으로부터 전류를 인가받아 보이스 코일 측으로 안내하는 (+)단자판 및 (-)단자판을 가지는 서스펜션부;로 이루어지며,
(+)단자판과 (-)단자판은 비전도선 재질로 제작된 지지링에 의해서 연결되며, 지지링의 외주면 상에는 (+)단자판과 (-)단자판이 끼워지는 절개홈이 형성되고, 지지링의 하부에는 보빈의 상단이 접착되고, 지지링에 의해서 연결된 (+)단자판과 (-)단자판은 상하로 분리된 비전도성 재질로 제작된 고정링 사이에 끼워져 프레임의 상부 내측에 고정되고, 고정링의 하부는 에지의 상부에 접착되며, 지지링의 상부에는 지지링을 통해 진동판 측으로 이물질 등이 유입되는 것을 방지할 수 있도록 돔형상의 덮개가 배치되며, 덮개의 하부는 지지링의 상부 또는 보빈의 상단에 접착제에 의해서 접착되는 다이내믹 스피커를 제공한다.
바람직하게는, 진동판에는 보이스 코일이 매입되는 포켓이 일체로 형성되며, 포켓은 영구자석 및 탑 플레이트의 외주면과 요크의 측벽 내측면 사이에 형성되는 삽입공간부 측으로 침강되게 형성된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 다이내믹 스피커는 진동판에 보이스 코일이 매입되는 포켓을 형성함으로써, 보이스 코일의 변형을 막을 수 있을 뿐만 아니라 보이스 코일을 자기장의 최적위치에 위치시킬 수 있어 스피커의 효율 을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 다이내믹 스피커는 순차적인 조립이 가능하기 때문에 조립작업 중 발생하는 스피커의 불량률을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 숙련된 작업자가 아니라도 누구나 쉽게 조립할 수 있는 이점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 다이내믹 스피커에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 다이내믹 스피커의 평면도이며, 그리고 도 2는 도 1의 선 A-A를 따라 도시된 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 다이내믹 스피커(100)는, 프레임(110)과, 프레임(110)에 하나 이상 배치되는 자기회로부(120)와, 자기회로부(120)와 마주보는 전자계(130), 및 전자계(130) 측으로 전원을 공급하는 서스펜션부(150)로 이루어진다.
먼저, 프레임(110)은 비자성체로 이루어지며 스피커(100)의 외형을 결정한다. 이러한 프레임(110)은 슬림하면서 장방형의 형상을 가지며, 내부가 중공되고 상부가 개방된 형상을 가진다. 프레임(110)의 바닥면 상에는 도시된 바와 같이, 다수의 에어홀(112) 및 후술하는 요크(122)가 장착되는 장착홀(114)이 형성된다. 누구나 알 수 있듯이, 에어홀(112)은 후술하는 전자계(130)의 진동판(132)의 상하 운동 시 진동판(132)의 하부면과 프레임(110) 사이에서 발생하는 압력을 방출한다.
이와 같이 형성된 프레임(110)에는 자기회로부(120)와, 전자계(130) 및 서스 펜션부(150)가 순차적으로 배치되면서 조립된다.
자기회로부(120)는 프레임(110)의 바닥면에 장착되는 요크(122), 영구자석(126) 및 탑 플레이트(128)를 구비한다.
요크(122)는 스피커(100) 내에서 자속을 집중시키기 위한 케이스로, 주철 또는 주강으로 제작된다. 요크(122)는 편평한 베이스(124a), 베이스(124a)의 외주면에서 상방향으로 연장되는 수직한 측벽(124b)으로 이루어진다. 즉 요크(122)는 통상의 컵(cup) 형상을 가진다. 한편, 영구자석(126) 및 탑 플레이트(128)는 요크(122)의 자기 갭 내에 순차적으로 배치되는데, 영구자석(126) 및 탑 플레이트(128)의 외주면과 요크(122)의 측벽(124b) 내측면은 서로 이격되어 삽입공간부(S)를 형성한다.
누구나 알 수 있듯이, 요크(122)는 상자성체(paramagnetic material)로 이루어지며, 자기회로를 형성하여 자기장을 집속시켜 후술하는 보이스 코일(138)에 더 많은 자기장이 통과되도록 집속시키는 역할을 수행한다. 또한, 영구자석(126)은 자기장을 발생시켜 후술하는 보이스 코일(138)에 진동을 발생시켜 후술하는 진동판(132)을 진동하게 하여 소리를 발생하게 하는 역할을 수행하며, 탑 플레이트(128)는 자기장을 결집시켜 후술하는 보이스 코일(138)의 진동을 강화시키는 역할을 수행한다.
바람직하게는 전술한 요크(122)는 슬림한 장방형의 프레임(110)에 용이하게 장착될 수 있도록 평면에서 봤을 때 타원 형상을 가지며, 영구자석(126) 및 탑 플레이트(128) 및 삽입공간부(S)는 마찬가지로 평면에서 봤을 때 타원형상을 가진다.
이와 같이 형성된 자기회로부(120)의 상부에는 전자계(140)가 배치된다.
전자계(130)는 진동판(132) 및 보이스 코일(138)을 구비한다. 진동판(132)은 탑 플레이트(128)의 위쪽에 일정거리만큼 이격되게 배치됨과 아울러 돔형상으로 만곡된다. 진동판(132)의 외주면에는 진동판(132)을 프레임(110)에 고정시키기 위한 에지(134)가 구비되는데, 에지(134)는 진동판(132)의 진동을 원활하게 이루어지도록 돔형상으로 만곡되며, 에지(132)는 통상의 접착제에 의해서 프레임(110)의 내측면 상에 고정된다. 그리고 타원의 삽입공간부(S)와 마주보는 진동판(132)에는 삽입공간부(S) 측으로 연장되는 포켓(136)이 침강되게 형성되는데, 포켓(136)은 삽입공간부(S)에 삽입될 수 있도록 평면에서 봤을 때 타원형상을 가지며 영구자석(126) 및 탑 플레이트(128)의 외주면, 그리고 요크(122)의 측벽(124b) 내측면에 간섭되지 않게 연장됨과 아울러 포켓(136)의 하부는 영구자석(126)의 외주면 하부까지 연장된다. 이렇게 형성된 포켓(136)에는 보이스 코일(138)이 매입된다.
보이스 코일(138)은 포켓(136)에 삽입되는 타원의 보빈(140)의 방사상 하부 외주면 상에 감겨지면서 포켓(136) 내부에 매입되어 고착된다. 그리고 보이스 코일(138)이 감겨진 보빈(140)의 상단은 포켓(136)의 위쪽으로 연장된다.
누구나 알 수 있듯이 보이스 코일(138)은 외부에서 공급받는 음성전류에 의해서 상하 구동력을 제공하면, 진동판(132)은 보이스 코일(138)의 구동력에 의해서 상하 진동을 하여 외부에 음향 에너지를 전달하는 기능을 수행한다.
한편, 서스펜션부(150)는 외부의 전력 공급원(도시되지 않음)으로부터 전류를 인가받는 보이스 코일(138) 측으로 안내하는 (+)단자판(152a), (-)단자판(152b) 및 지지링(156)을 구비한다.
(+)단자판(152a) 및 (-)단자판(152b)은 진동판(132)의 아래 또는 위쪽 중 어느 하나에 이격 배치됨과 아울러 프레임(110)의 상부 일측 및 타측에 수평하게 배치된다. 이러한 (+)단자판(152a)에는 보이스 코일(138)에서 연장되는 어느 하나의 인출선(138a)이 접지되는 (+)접지돌기(154a)가 형성되고, (-)단자판(152b)에는 보이스 코일(138)에서 연장되는 또 다른 인출선(138b)이 접지되는 (-)접지돌기(154b)가 형성된다.
지지링(156)은 비전도성 재질로 제작된다. 이러한 지지링(156)은 프레임(110)의 상부에 (+)단자판(152a)과 (-)단자판(152b)이 프레임(110)에 용이하게 조립될 수 있도록 (+)단자판(152a)과 (-)단자판(152b)을 일체화 시킨다. 이를 위해서 지지링(156)은 (+)단자판(152a)과 (-)단자판(152b) 사이에 배치됨과 아울러 탑 플레이트(128)와 마주보는 진동판(132)의 상부에 이격 배치되고, 지지링(156)의 외주면 상에는 (+)단자판(152a)과 (-)단자판(152b)이 끼워질 수 있도록 절개홈(158)이 형성된다. 바람직하게는 (+)접지돌기(154a)와 (-)접지돌기(154b)는 프레임(110)에 배치된 전자계(138)의 개수와 동일하게 (+)단자판(152a)과 (-)단자판(152b)에 형성된다.
한편, 지지링(156)에 의해서 일체화된 (+)단자판(152a)과 (-)단자판(152b)은 상하로 분리된 고정링(160) 사이에 끼워져 프레임(110)의 상부 내측에 고정되는데, 프레임(110)의 상부 내측으로 끼워진 고정링(160)의 하부는 에지(134)의 상부와 통상의 접착제에 의해서 접착된다. 이러한 고정링(160)은 비전도성 재질로 제작된다. 바람직하게는, 지지링(156)의 상부에는 지지링(156)을 통해 진동판(132) 측으로 이물질 등이 유입되는 것을 방지할 수 있도록 돔형상의 덮개(162)가 배치되며, 덮개(162)의 하부는 지지링(156)의 상부 또는 보빈(140)의 상단에 통상의 접착제에 의해서 접착된다.
하기에는 전술한 바와 같이 형성된 스피커(100)의 사용상태를 간략하게 설명한다.
본 발명에 따른 스피커(100)는 프레임(110)에 순차적으로 자기회로부(120), 전자계(130) 및 서스펜션부(150)가 결합된다.
이렇게 결합된 스피커(100)에 외부의 전력 공급원으로부터 (+)단자판(152a)과 (-)단자판(152b)으로 전류가 인가되면 보이스 코일(138)로 전류가 공급된다. 보이스 코일(138)에 전류가 인가되면 보이스 코일(138)은 음성신호 전기에너지로부터 자계의 변화를 유도한다.
즉 보이스 코일(138)로 전류가 인가되면, 탑 플레이트(128), 영구자석(126), 요크(122)로 구성된 자기회로부(120)와 보이스 코일(138)과의 사이에서 자기장이 발생되면서 플레임의 왼손법칙이 성립하게 된다. 그러면 보이스 코일(138)이 고정된 상태에서, 보이스 코일(138), 탑 플레이트(128), 영구자석(126), 요크(122) 상호간에 형성되는 자기장이 서로 인력 및 척력을 작용하여 일체로 결합된 자기회로인 탑 플레이트(128), 영구자석(126), 요크(122)가 상하로 진동하게된다. 이러한 진동은 진동판(132)에 전달되어 진동판(132)을 떨려 울릴 수 있게된다.
이와 같이 형성된 본 발명에 따른 스피커(100)는 프레임(110)에 자기회로부(120), 전자계(130) 및 서스펜션부(150)가 순차적으로 조립되기 때문에 조립이 용이하고 조립작업 중 발생하는 불량을 최소화할 수 있다.
또한, 포켓(136) 내부에 보이스 코일(138)이 매입되어 고착되기 때문에 보이스 코일(138)의 변형을 막을 수 있을 뿐만 아니라 보이스 코일(138)을 항상 최적위치에 위치시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 다이내믹 스피커의 평면도이며, 그리고
도 2는 도 1의 선 A-A를 따라 도시된 단면도이다.
<도면의주요부분에대한부호의설명>
100 : 다이내믹 스피커 110 : 프레임
120 : 자기회로부 122 : 요크
126 : 영구자석 128 : 탑 플레이트
130 : 전자계 132 : 진동판
136 : 포켓 138 : 보이스 코일
150 : 서스펜션부 152a : (+)단자판
152b : (-)단자판 156 : 지지링
160 : 고정링 162 : 덮개

Claims (6)

  1. 슬림한 장방형의 형상을 가지며, 내부가 중공되고 상부가 개방된 프레임;
    상기 프레임의 바닥면에 형성된 장착홀에 장착되는 요크, 및 상기 요크의 내측에 순차적으로 적층되는 영구자석, 및 탑 플레이트를 가지는 자기회로부;
    상기 탑 플레이트의 위쪽에서 돔형상으로 만곡되어 일정거리만큼 이격 배치됨과 아울러 외주면에는 상기 프레임에 고정되는 에지가 구비된 진동판과, 보빈의 방사상 하부에 감겨지고 상기 보빈과 함께 상기 진동판에 매입되는 보이스 코일,을 가지는 전자계; 및
    상기 진동판의 위 또는 아래 중 어느 하나에 이격되게 상기 프레임의 상부 일측 및 타측에 배치되고, 외부의 전력 공급원으로부터 전류를 인가받아 상기 보이스 코일 측으로 안내하는 (+)단자판 및 (-)단자판을 가지는 서스펜션부;로 이루어지며,
    상기 (+)단자판과 상기 (-)단자판은 비전도선 재질로 제작된 지지링에 의해서 연결되며, 상기 지지링의 외주면 상에는 상기 (+)단자판과 상기 (-)단자판이 끼워지는 절개홈이 형성되고, 상기 지지링의 하부에는 상기 보빈의 상단이 접착되고, 상기 지지링에 의해서 연결된 상기 (+)단자판과 상기 (-)단자판은 상하로 분리된 비전도성 재질로 제작된 고정링 사이에 끼워져 상기 프레임의 상부 내측에 고정되고, 상기 고정링의 하부는 상기 에지의 상부에 접착되며, 상기 지지링의 상부에는 상기 지지링을 통해 상기 진동판 측으로 이물질 등이 유입되는 것을 방지할 수 있도록 돔형상의 덮개가 배치되며, 상기 덮개의 하부는 상기 지지링의 상부 또는 상기 보빈의 상단에 접착제에 의해서 접착되는 것을 특징으로 하는 다이내믹 스피커.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 진동판에는 상기 보이스 코일이 매입되는 포켓이 일체로 형성되며, 상기 포켓은 상기 영구자석 및 상기 탑 플레이트의 외주면과 상기 요크의 측벽 내측면 사이에 형성되는 삽입공간부 측으로 침강되게 형성되는 것을 특징으로 하는 다이내믹 스피커.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 (+)단자판에는 상기 보이스 코일에서 연장되는 어느 하나의 인출선이 접지되는 (+)접지돌기가 형성되고, 상기 (-)단자판에는 상기 보이스 코일에서 연장되는 또 다른 인출선이 접지되는 (-)접지돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 다이내믹 스피커.
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