KR101157054B1

KR101157054B1 - 자기 회로 및 스피커

Info

Publication number: KR101157054B1
Application number: KR1020050000837A
Authority: KR
Inventors: 오하시요시오
Original assignee: 소니 주식회사
Priority date: 2004-01-06
Filing date: 2005-01-05
Publication date: 2012-06-21
Also published as: JP2005197950A; JP3963173B2; US20050163338A1; US7317810B2; CN1638529A; EP1553802A3; EP1553802A2; KR20050072679A

Abstract

본 발명은 자기 회로 및 스피커에 관한 것으로서, 박형이면서 경량이고, 또한 진동 방향에 대하여 대칭 구조로 됨으로써, 고음질이 얻어지는 스피커 및 스피커용 자기 회로를 제공한다.

적층된 3매의 마그넷(11, 12, 13)에서 1층째와 3층째의 제1, 제3 마그넷(11, 13)을 서로 반발하는 자기 방향으로 배치하는 동시에, 2층째의 제2 마그넷(12)의 극성을, 상하 1층째와 3층째의 제1, 제1 마그넷(11, 13)의 극성과 직교 방향으로 배치한다. 3층으로 이루어지는 자기 회로 2층째의 제2 마그넷(12)에 대향하도록, 음성 코일 보빈(18)의 중앙 부근에 두루 감긴 음성 코일(19)을 배치하고, 이 음성 코일 보빈(18)의 양단에 진동판(14, 16) 및 에지(15, 17)로 구성되는 동일한 진동계를 결합한다. 이와 같이 하여, 음성 코일(19)의 중심축 방향과 직교하는 중심축 X-X에 대칭의 진동계를 가지는 스피커(10)를 실현한다.

박형, 경량, 진동, 대칭, 고음질.

Description

자기 회로 및 스피커 {MAGNETIC CIRCUIT AND SPEAKER}

도 1은 본 발명의 스피커의 한 형태예의 일부를 단면으로 하는 사시도이다.

도 2는 도 1에 나타낸 자기 회로의 자속(磁束) 분포도이다.

도 3은 본 발명의 한 형태예를 나타낸 자기 회로 및 스피커의 자속 분포 계산 결과를 나타낸 그래프이다.

도 4는 본 발명의 다른 구성을 나타내는 스피커의 일부를 단면으로 하는 사시도이다

도 5는 종래의 도 7 및 도 8에서 설명한 자기 회로의 자속 분포도이다.

도 6은 종래의 자기 회로 및 스피커의 자속 분포 계산 결과를 나타낸 그래프이다.

도 7은 종래의 스피커의 측단면도이다.

도 8은 종래의 스피커의 자기 회로 근방의 음성 코일의 권회(卷回) 방법을 나타낸 약선도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10, 20: 스피커 11, 11A, 11B, 11C: 제1 마그넷

12, 12A, 12B, 12C: 제2 마그넷 13, 13A, 13B, 13C: 제3 마그넷

14, 14C, 16, 16C: 상하측 진동판 15, 15C, 17, 17C: 상하측 스피커 에지

18: 음성 코일 보빈 19, 19CA, 19CB, 19CC: 제1 내지 제3 음성 코일

본 발명은 자기 회로 및 스피커와 관한 것이며, 특히 요크를 사용하지 않고 마그넷만으로 구성하며 박형, 경량으로 진동 방향에 대하여 대칭의 구조를 가지는 자기 회로 및 이 자기 회로를 사용한 스피커의 개량에 관한 것이다.

종래, 박형의 스피커 또는 스피커용의 자기 회로로서는, 일본국 실개평 2(1990)-30957호 공보(도 1)에 나타나 있는 바와 같은 비자성체제(飛磁性體製)의 스페이서를 끼우고, 그 양측에 얇은 원판형 또는 링형의 2매의 마그넷을, 동일 극성 S, S(N, N)를 대향시켜 배치한 것이 알려져 있다.

도 7은 일본국 실개평 2(1990)-30957호 공보(도 1)에 개시된 스피커의 측단면도를 나타낸 것이며, 자기 회로는 제1 링형의 마그넷과 제2 링형의 마그넷(1, 1)의 상하면 방향으로 착자(着磁)하고, 원판형 비자성체제의 스페이서(6)을 끼워, 동일 극성 S, S(N, N)의 착자면을 대항 배치하고, 스페이서(6)의 외주에 음성 코일(3)을 두루 감은 보빈을 진동판(5)으로부터 수하(垂下)하고, 이 보빈에 음성 코일(3)을 두루 감고 있다. 또, 스페이서(6)의 대략 중심 위치에 원기둥형의 스페이서를 통해 전술한 바와 동일한 소형의 자기 회로로 구성한 제3 원판형의 마그넷과 제4 원판형의 마그넷(1a, 1a)을 상하면 방향으로 착자하고, 원판형 비자성체제의 스 페이서(6a)를 끼워, 동일 극성 S, S(N, N)의 착자면을 대항 배치하고, 스페이서(6a)의 외주에 음성 코일(3a)을 두루 감은 보빈을 진동판(5a)으로부터 수하하고, 이 보빈에 음성 코일(3a)을 두루 감아 동축형의 스피커를 구성하고 있다. 진동판(5, 5a) 및 에지(4, 4a)를 구성하는 진동계는 프레임(7)에 지지되어 있다.

또, 2매의 마그넷을 서로 반발하는 자기 방향으로 배치함으로써 반발 자계를 형성하고, 이 반발 자계에 음성 코일 보빈 외주의 대략 중앙부에 두루 감긴 음성 코일을 설치하고, 이 음성 코일 외주의 중앙부에 진동판의 내주부를 결합하고, 또한 상기 음성 코일 보빈 외주의 양단부를 서로 간격을 두고 설치된 2매의 댐퍼로 지지하고, 이 음성 코일의 지지계를, 음성 코일의 축 방향과 직교하는 중심축을 대칭축으로 하는 대칭형으로 형성한 스피커가 일본국 특개평 6(1994)-233384호 공보(도 5 및 도 6)에 개시되어 있다.

도 8은 일본국 특개평 6(1994)-233384호 공보(도 5 및 도 6)에 개시된 스피커의 자기 회로 근방의 음성 코일 권회 방법을 나타낸 약선도를 나타낸 것이며, 스페이서(6)을 끼워 2매의 원판형 마그넷(1b, 1b)을 서로 반발하는 자기 방향으로 배치한 반발 자계를 형성한다. 이와 같은 자기 회로에서는, 마그넷(1b, 1b) 사이의 누설 자속 φ1부분에 강력한 자장이 발생하고, 마그넷(1b, 1b) 주변의 누설 자속 φ2, φ3 부분에는 역방향의 자장이 발생하고 있다.

그래서, 도 8에 나타낸 바와 같이 음성 코일 보빈(8)의 외주에서의 한쪽 마그넷(1b)에 대략 대응하는 위치에 두루 감긴 제1 코일(3a)과, 스페이서(6)에 대략 대응하는 위치에 두루 감긴 제2 코일(3b)과, 다른 쪽의 마그넷(1b)에 대략 대응하 는 위치에 두루 감긴 제3 코일(3c)을 늘어놓아 음성 코일(3)을 형성하고 있다. 그리고, 도 8에서 화살표로 나타낸 바와 같이, 제2 코일(3b)의 권회 방향에 대하여, 제1, 제3 코일(3a, 3b)의 권회 방향을 역방향으로 하고 있다.

이러한 음성 코일(3)을 마그넷(1b, 1b)과 스페이서(6)에 의해 형성되는 반발 자계 내에 배치함으로써, 강력한 자장을 발생하는 누설 자속 φ1 부분으로부터는 제2 코일(3b)에 의해 구동력을 얻고, 역방향의 자장이 발생하는 누설 자속 φ2, φ3 부분으로부터는 제1, 제3 코일(3a, 3c)에 의해 구동력을 얻을 수 있다. 따라서, 자기 회로를 형성하고 있는 부분의 박형화, 경량화를 도모한 후에, 큰 구동력을 얻을 수 있는 것, 및 코일에 서로 생기는 인덕턴스 축소 작용에 의해 정(定)임피던스 특성을 얻을 수 있고, 이것은 또 고역 개선에 유효하기도 한 취지의 기재가 있다.

그러나, 상기 종래 기술에서는 그 어느 것이나 음성 코일 보빈(8)의 내측에, 마그넷(1, 1a, 1b) 및 비자성체 또는 강자성체로 이루어지는 스페이서(6)로 구성되는 자기 회로를 배치한 구조로 되어 있다. 이 때문에, 자기 회로를 지지하기 위한 구조가 필요하게 되어, 음성 코일(3)의 중심축 방향과 직교하는 중심축에 대하여 대칭의 진동계를 가지는 스피커는 실현할 수 없다. 따라서, 진동판(5, 5a)의 진동 방향으로 대칭성이 없어, 음향 신호의 일그러짐의 원인이 된다.

진동계가 진동 방향에 대하여 대칭이 되기 위해서는, 프레임형 또는 링형의 비자성 체제, 또는 강자성체의 스페이서(6)를 끼우고, 그 양측에 프레임형 또는 링형의 2매의 마그넷(1, 1a, 1b)의 동일 극성을 대향시켜 형성 배치한, 프레임형 또는 링형 자기 회로의 내측에 음성 코일을 배치하는 내자형(內磁型)의 자기 회로를 구성하는 것이 고려된다.

이와 같은 자기 회로 구성의 스피커에서는 프레임형 또는 링형 자기 회로의 외주 부분을 주위로부터 고정함으로써, 진동 방향으로 대칭 구조를 가지는 스피커를 실현하는 것이 가능하다.

그러나, 프레임형 또는 링형 자기 회로에서는, 프레임형 또는 링형 자기 회로의 외주부에도 자속이 집중하고, 이 자속은 스피커 구동을 위해서는 하등 기여하지 않으므로, 쓸데 없는 자속이 되어 버린다.

또한, 이와 같은 자기 회로에서는, 비자성체로 이루어지는 스페이서(6)를 사용한 경우에는, 마그넷(1, 1a, 1b)이 가지는 자기 에너지(유효 자속)를 효율 양호하게 꺼낼 수 없다.

또, 강자성체로 이루어지는 스페이서(6)를 사용한 경우에는 효율 양호하게 꺼내는 것이 가능하지만, 자기 에너지가 큰 마그넷을 사용한 경우에는 강자성체 스페이서(6)의 자속 밀도가 포화되어 버려, 효율 양호하게 유효 자속을 꺼내는 것이 곤란하게 되는 과제를 가지고 있었다.

본 발명은 전술한과제를 해소하기 위해 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는, 박형이면서 경량이며, 또한 음성 코일의 중심축 방향과 직교하는 중심축에 대칭의 진동계를 가지는 스피커를 실현하여, 고음질을 얻을 수 있는 스피커를 제공하려고 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 자로(磁路)가 닫혀 있지 않은 박형이면서 경량의 자 기 회로에서 강력한 누설 자속을 유효하게 사용하여, 마그넷의 이용율 향상을 도모하는 동시에, 자기 회로의 구성 부품(스페이서, 플레이트, 요크 등)에 의한 자속 밀도의 포화 현상이 없는 자기 회로를 제공하려고 하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 복수 개의 코일을 조합하여 음성 코일의 입력 임피던스의 인덕턴스 성분을 감소시킴으로써 정(定)입력 임피던스 스피커와 진동판의 진동 진폭의 확대를 도모한 자기 회로 및 스피커를 제공하려고 하는 것이다.

제1 본 발명은 적층된 적어도 3개의 마그넷을 가지는 자기 회로에 있어서, 1층째의 제1 마그넷과 3층째의 제3 마그넷을 서로 반발하는 자기 방향으로 배치하는 동시에, 2층째의 제2 마그넷의 극성 방향을, 1층째의 제1 마그넷과 3층째의 제3 마그넷의 극성 방향과 직교하도록 배치한 자기 회로로 한 것이다.

제2 본 발명은 적층된 적어도 3개의 마그넷으로 이루어지는 자기 회로로 구성한 스피커에 있어서, 1층째의 제1 마그넷과 3층째의 제3 마그넷을 서로 반발하는 자기 방향으로 배치하는 동시에, 2층째의 제2 마그넷의 극성 방향을, 1층째의 제1 마그넷과 3층째의 제3 마그넷의 극성 방향과 직교하도록 배치한 자기 회로를 가진 스피커로 한 것이다.

제3 본 발명은 자기 회로를 구성하는 제1 내지 제3 마그넷은 링형 또는 다각형의 프레임형으로 형성되고, 2층째의 제2 마그넷에 대향하도록, 보빈에 두루 감은 음성 코일 또는 보빈레스 음성 코일을 배치한 스피커로 한 것이다.

제4 본 발명은 2층째의 제2 마그넷에 대향하도록 보빈에 두루 감은 제2 음성 코일의 권회 방향과, 1층째와 3층째의 제1 마그넷과 제3 마그넷에 대향하도록 보빈에 두루 감은 제1 음성 코일과 제3 음성 코일의 권회 방향을 역방향으로 한 스피커로 한 것이다.

본 발명에서는 3매의 마그넷 극성을 이용하여 자기 회로를 구성했으므로, 극히 박형이며 경량으로 자기 회로 및 스피커를 형성할 수 있다.

또, 음성 코일 보빈 외주의 대략 중앙부에 음성 코일을 두루 감고, 이 음성 코일의 양단에 대칭의 진동계를 결합했으므로, 고음질의 자기 회로 및 스피커를 얻을 수 있다.

또한, 음성 코일 보빈에, 각 마그넷과 대향하는 위치에 제1, 제2, 제3 코일을 두루 감고, 또한 제2 층째의 제2 마그넷에 대응하는 위치에 두루 감긴 제2 코일의 권회 방향에 대하여, 제1 층째, 제3 층째의 제1, 제3 마그넷에 대향하는 위치에 두루 감긴 제1, 제3 코일의 권회 방향을 역방향으로 한 음성 코일을 형성하고 있으므로, 제2 층째의 제2 마그넷으로부터 제2 코일은 구동력을 얻고, 역방향의 자장이 발생하는 제1 층째, 제3 층째의 제1, 제3 마그넷 주변의 부분으로부터는 제1, 제3 코일이 구동력을 얻고 있으므로, 박형이며 경량에도 불구하고, 큰 구동력을 얻는 자기 회로 및 스피커를 얻을 수 있다.

또, 스피커의 입력 임피던스의 인덕턴스 성분을 감소시키는 것이 가능하게 되어 고역이 개선되며, 자속 밀도 포화 특성을 가지는 강자성체를 자기 회로의 일부로서 사용하고 있지 않기 때문에, 자기 에너지가 매우 큰 마그넷을 사용해도 자속 밀도의 포화 현상이 생기지 않는 자기 회로 및 스피커를 얻을 수 있다.

[실시예 1]

이하, 본 발명의 자기 회로 및 스피커의 한 형태예를 도 1 내지 도 6에 의해 상세하게 기록한다.

도 1은 본 발명의 스피커의 한 형태예의 일부를 단면으로 하는 사시도, 도 2는 도 1에 나타낸 자기 회로의 자속 분포도, 도 3은 본 발명의 자기 회로 및 스피커의 자속 분포 계산 결과를 나타낸 그래프, 도 4는 본 발명의 다른 구성을 나타내는 스피커의 일부를 단면으로 하는 사시도, 도 5는 종래의 도 7 및 도 8에서 설명한 자기 회로의 자속 분포도, 도 6은 종래의 자기 회로 및 스피커의 자속 분포 계산 결과를 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명의 한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 3층 마그넷 구조의 자기 회로를 사용하여, 진동 방향으로 대칭의 진동계를 가지는 스피커의 한 실시예를 나타내는 일부를 단면으로 하는 사시도이다. 도 1에서, (10)은 전체적으로 스피커를 나타내고, 자기 회로를 구성하는 음성 코일(18)의 중심축 X-X에 대칭의 링형 마그넷으로 이루어지는 자기 회로를 사용한 예이며, 제1 층째의 링형인 제1 마그넷(11)과 제3 층째의 링형인 제3 마그넷(13)은 서로 반발하는 방향으로, 또한 이들 제1, 제3 마그넷(11, 13)의 두께 방향으로 N, S(S, N)와 S, N(S, N)과 같이 착자되어 있다. 제2 층째의 제2 마그넷(12)은 제1, 제3 마그넷(11, 13)의 두께보다 두꺼운 링형으로 형성되고, 상하에 배치된 제1 층째의 제1 마그넷(11), 제3 층째의 제3 마그넷(13)의 착자 방향과 직교하는 방향으로, 예를 들면, 내경측을 S극으로 하고, 외경측을 N극이 되도록 착자되어 있다.

또한 도 1에 나타낸 마그넷의 극성과 같이, 제2 층째의 제2 마그넷(12)의 자극은 내경측의 극성이, 제1 층째의 제1 마그넷(11) 상면측의 N극과 제3 층째의 제3 마그넷(13) 하면의 극성 N극과 반대인 S극이 되도록 착자되어 있고, 링형 마그넷의 내경측에 자속 밀도(자계)가 커지도록 구성되어 있다.

전술한 바와 같은 착자 방법은 음성 코일의 외주측에 자기 회로가 배치되는 외자형의 스피커를 형성하는 경우이며, 예를 들면, 음성 코일의 내주측에 자기 회로가 배치되는 내자형의 스피커를 형성하는 경우에는, 링형 마그넷의 외경측에 자속 밀도(자계)가 커지도록, 제2 층째의 제2 마그넷(12)의 자극은 외경측의 극성이, 제1 층째의 제1 마그넷(11) 상면측의 N극과 제3 층째의 제3 마그넷(13) 하면의 극성 N극과 반대인 S극이 되도록 착자함으로써 강한 누설 자속을 외경측에 낼 수 있다.

제1 층째의 제1 마그넷(11) 상면측의 내경 근처에는 상측 진동판(14)을 지지하는 링형이며 상방향으로 볼록형으로 이루어진 상측 스피커 에지(15)의 외주가, 제3 층째의 제3 마그넷(13) 하면측의 내경 근처에도 하측 진동판(16)을 지지하는 링형이며 하방향으로 볼록형으로 이루어진 스피커 에지(17)의 외주가 접착제 등을 통해 고정되어 있다.

대략 원반형의 상측 진동판(14)과 하측 진동판(16)의 중심축 X-X의 외주에는, 음성 코일(18)이 두루 감긴 음성 코일 보빈(19)이 접착제를 통해 고정되어 있다. 음성 코일(18)은 제2 층째의 제2 마그넷(12)과 대향하도록 배치되고, 음성 코일(18)에 음성 신호 전류가 흐르면, 이 전류와 자기 회로로부터 생성되는 자속과의 상호 작용에 의해 상하 진동판(14, 16)을 구동하는 구동력이 생긴다.

이 때, 상하 진동판(14, 16), 및 상하 스피커 에지(15, 17)를 대략 동일 형상으로 하면, 진동 방향으로 대칭의 진동계를 구성할 수 있기 때문에, 음질이 양호한 스피커를 실현하는 것이 가능하게 된다.

상기 실시예에서는, 제1 내지 제3 마그넷(11, 12, 13)을 링형으로 형성한 자기 회로를 사용한 원 형상의 상하 진동에 대하여 설명했지만, 자기 회로는 임의의 프레임 형상이라도 되는 것은 말할 필요도 없다. 또, 외자형의 경우에는 원반형이라도 되는 것은 명백하다.

도 2는 본 발명에 의한 자기 회로 누설 자속의 자력선(Φ10, Φ11)을 나타낸 것이다. 자기 회로는 중심축 X-X에 대하여 축 대칭의 자기 회로 단면에 대해서 나타내고 있다. 3층의 제1 내지 제3 링형의 마그넷(1lA, 12A, 13A)으로 이루어지는 자기 회로는, 제1 층째의 제1 마그넷(12A)과 제3 층째의 제3 마그넷(13A)은 서로 반발하는 방향이며, 또한 두께 방향으로 착자되어 있다. 제2 층째의 제2 마그넷(12A)은 상하에 배치된 제1 층째의 제1 마그넷(12A), 제3 층째의 제3 마그넷(13A)의 착자 방향과 직교하는 방향으로 착자되어 있다.

또한 도 1에 나타낸 마그넷(11, 12, 13)의 극성과 같이, 제2 층째의 제2 마그넷(12A)의 자극은 내경측의 극성이, 제1 층째의 제1 마그넷(12A)의 상면과 제3 층째의 제3 마그넷(13A) 하면의 극성과 반대가 되도록 착자되어 있다.

전술한 구성의 자기 회로의 누설 자속(Φ10, Φ11)의 자속 밀도 분포를 종래의 도 7에 대응하는 도 5의 자기 회로와 비교하기 위해 이하에 계산한다.

도 2에 나타낸 경우의 자속 밀도 분포는 음성 코일(18)이 배치되는 부분, 제1 내지 제3 마그넷(1lA, 12A, 13A)의 내주로부터 0.3mm 떨어진 장소에서의 값을 유한 요소법(有限要素法)에 의해 계산한 것이며, 계산에 사용한 마그넷은 NEOMAX-32(스미토모 특수 금속제)이며, 제1 층째의 제1 마그넷(12A) 및 제3 층째의 제3 마그넷(13A)의 내경은 40mm, 외경은 56mm, 두께는 2mm이며, 제2 층째의 제2 마그넷(12A)의 내경은 40mm, 외경 56mm, 두께 5mm이다.

전술한 자기 회로의 누설 자속(Φ10, Φ11)의 자력선은 제2 층째의 제2 마그넷(12A)의 내주부에 집중되는 것을 엿볼 수 있다. 이 제2 마그넷(12A) 내경측의 S극으로부터 나온 자력선은 제1 및 제3 마그넷(11A, 13A)의 N극측에 유입되고 있어, 내경측의 자속 밀도 분포가 높고, 외경측의 자속 밀도 분포가 낮은 것을 알 수 있다.

도 3은 상기 자기 회로에서의 누설 자속(Φ10, Φ11)의 자속 밀도 분포의 계산 결과를 그래프화한 것이며, 가로축은 제1 내지 제3 마그넷(11A, 12A, 13A)의 음성 코일(18)측 거리 D를, 세로축은 자속 밀도를 나타낸 것이며, 이 그래프 곡선(25)으로부터도 제1 및 제3 마그넷(11A, 12A) 근방의 자속 밀도와 제2 마그넷(12A)의 자속 밀도가 평균적으로 큰 것을 알 수 있다.

도 5는 도 2에 나타낸 본 발명의 자기 회로의 자속 밀도 분포와 비교하기 위한 비교예를 나타낸 것이며, 도 5는 도 7과 동일한 종래의 반발 자계 마그넷에 의한 자기 회로의 자력선을 나타낸 것이다. 자기 회로는 중심축 X-X에 대하여 축 대칭의 자기 회로의 단면에 대해서 나타내고 있다. 2개의 마그넷과 1개의 강자성체 의 3층으로 이루어지는 자기 회로로 구성되어 있다. 이 자기 회로는 제1 층째의 제1 마그넷(1lB)과 제3 층째의 제3 마그넷(13B)은 서로 반발하는 방향이며, 또한 두께 방향으로 착자되어 있다. 제2 층째는 강자성체로 이루어지는 링형 플레이트(30)로 이루어져 있다.

이 경우의 자속 밀도 분포를 계산해 본다. 자속 밀도 분포는 음성 코일이 배치되는 부분(마그넷 내주로부터 0.3mm 떨어진 장소)에서의 값을 유한 요소법에 의해 계산했다. 계산에 사용한 마그넷은 NEOMAX-32H)(스미토모 특수 금속제)이다. 강자성체는 S15C이며, 제1 층째의 제1 마그넷(1lB), 제3 층째의 제2 마그넷(13B)의 내경은 40mm, 외경은 56mm, 두께는 2mm이며, 제2 층째의 강자성체로 이루어지는 링형 플레이트(30)의 내경은 40mm, 외경은 56mm, 두께는 5mm이다.

도 6의 곡선(20)은 도 5의 반발 자계 마그넷에 의한 자기 회로에서의 자속 밀도 분포의 계산 결과이다. 자기 회로의 자력선은 제2 층째의 강자성체로 이루어지는 링형 플레이트(20)의 내주부와 외주부의 양쪽에 자속이 집중되는 것을 엿볼 수 있다. 본 발명의 도 2에 나타낸 자기 회로와 비교하여, 종래의 반발 자계의 제1, 제2 마그넷(1lB, 13B)에 의한 자기 회로에서는 내측과 외측 양 방향(21, 22, 23, 24) 부분에 자속이 강한 영역이 나타나고, 한쪽의 자속[(21, 23(22, 24)]은 구동력으로서 기여하지 않으므로 마그넷의 이용 효율이 나빠진다. 양쪽의 자속을 구동력으로서 사용하는 경우에는 음성 코일을 2개 사용하는 것이 필요하므로 구조가 복잡하게 되는 동시에, 음성 코일 보빈의 내측에 자기 회로가 들어가게 되므로, 진동 방향으로 대칭의 진동계를 구성하는 것이 곤란하게 된다고 하는 문제가 발생한 다. 이에 대하여, 본 발명은 제2 층째의 제2 마그넷(12A) 내경측의 한쪽에만 자속이 강한 영역이 나타나므로 마그넷의 이용 효율이 양호하게 된다.

상기의 실시예에서는 제2 층째의 제2 마그넷(12, 12A) 내경측에 자력선을 집중시켰지만, 제2 층째의 제2 마그넷(12, 12A)의 극성을 반대 방향의 외경측에 함으로써, 외측에 집중시키는 것이 가능하다. 또는, 제1 층째와 제3 층째의 제1, 제3 마그넷(11, 11A, 13, 13A)의 극성을 반전(11, 13을 S-N, N-S와 착자시키고 12의 내경측을 S, 외경을 N에 착자시킨다)시켜도 외경측에 자력선을 집중시키는 것이 가능하다.

[실시예 2]

도 4는 본 발명의 3층 마그넷 구조의 자기 회로와 스피커의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다. 도 4에 나타낸 실시예에서는, 중심축 X-X에 대칭의 링형 자기 회로를 사용한 예이다. 제1 층째의 제1 마그넷(11C)과 제3 층째의 제3 마그넷(13C)은 서로 반발하는 방향이며, 또한 두께 방향으로 착자되어 있다. 제2 층째의 제2 마그넷(12C)은 상?하에 배치된 제1 층째의 제1 마그넷(11C), 제3 층째의 제3 마그넷(13C)의 착자 방향과 직교하는 방향으로 착자되어 있다.

또한, 도 4에 나타낸 마그넷의 극성과 같이, 제2 층째의 제2 마그넷(12C)의 자극은 내경측의 극성이, 제1 층째의 제1 마그넷(11C)의 상면과 제3 층째의 제3 마그넷(13C) 하면의 극성과 반대가 되도록 착자되어 있어, 링형 마그넷의 내경측 자속이 커지도록 구성되어 있다.

제1 층째의 제1 마그넷(11C) 상면에는 상측 진동판(14C)을 지지하는 상측 스 피커 에지(15C)가, 제3 층째의 제3 마그넷(13C) 하면에도 하측 진동판(16C)을 지지하는 하측 스피커 에지(17C)가 접착 고정되어 있다. 상측 진동판(14C)의 외주와 하측 진동판(16C)의 외주 사이에 수하되어 접착 고정된 음성 코일 보빈(18C)에는, 음성 코일 보빈(18C) 중심 부근의 외주에 두루 감긴 음성 코일(19CB)과 음성 코일 보빈(18C)의 양단부에서 역방향으로 두루 감긴 음성 코일(19CA, 19CC)을 가지고 있다.

음성 코일(19CB)은 제2 층째의 제2 마그넷(12C)과 대향하도록 배치되고, 음성 코일(19CA, 19CC)은 각각 제1 층째의 제1 마그넷(11C), 제3 층째의 제3 마그넷(13C)에 대향하도록 배치되어 있다. 각각의 음성 코일(19CA, 19CB, 19CC)은 직렬로 접속되어 있고, 각 음성 코일(19CA, 19CB, 19CC)에 음성 신호 전류가 흐르면, 이 전류와 자기 회로로부터 생성되는 자속과의 상호 작용에 의해 진동계에 구동력을 일으킨다.

전술한 구성에서는, 도 3의 곡선(25)에 나타낸 바와 같이, 제2 층째의 제2 마그넷(11C) 부분에 강력한 자장이 생기고, 제1 층째의 제1 마그넷(11C)과 제3 층째의 제3 마그넷(13C) 부분에는 역방향의 자장이 발생하고 있으므로, 도 4에 나타낸 실시예에서는, 각 음성 코일(19CA, 19CB, 19CC)에는 동일 방향의 구동력이 생기게 된다.

본 발명은 3매의 마그넷 극성을 이용하여 자기 회로를 구성하고 있으므로, 극히 박형이며 경량으로 형성할 수 있는 효과가 있다. 또한, 음성 코일 보빈의 외주 대략 중앙부에 음성 코일을 두루 감아 형성하고, 이 음성 코일의 양단에 대칭의 진동계를 결합하고 있으므로, 고음질을 얻을 수 있는 효과도 있다. 또, 음성 코일 보빈에, 각 마그넷과 대향하는 위치에 제1, 제2, 제3 코일을 두루 감고, 또한 제2 층째의 제2 마그넷에 대응하는 위치에 두루 감긴 제2 코일의 권회 방향에 대하여, 제1 층째, 제3 층째의 제1, 제3 마그넷에 대향하는 위치에 두루 감긴 제1, 제3 코일의 권회 방향을 역방향으로 하여 음성 코일을 형성하고 있으므로 제2 층째의 제2 마그넷으로부터는 제2 코일은 구동력을 얻고, 역방향의 자장이 발생하는 제1 층째, 제3 층째의 제1, 제3 마그넷의 주변 부분으로부터는 제1, 제3 코일이 구동력을 얻도록 하고 있으므로, 박형이며 경량에도 불구하고, 큰 구동력을 얻을 수 있다고 하는 효과가 있다. 또, 스피커의 입력 임피던스의 인덕턴스 성분을 감소시키는 것이 가능하게 되어, 고역 개선에 유효하다. 또한, 자속 밀도 포화 특성을 가지는 강자성체를 자기 회로의 일부로서 사용하고 있지 않기 때문에, 자기 에너지가 매우 큰 마그넷을 사용해도 자속 밀도의 포화 현상이 생기지 않는다고 하는 특징을 가진다.

제1, 제2 본 발명의 자기 회로 및 스피커에 의하면, 적층된 3매의 마그넷에서 1층째와 3층째의 제1, 제3 마그넷을 서로 반발하는 자기 방향으로 배치하는 동시에, 2층째의 제2 마그넷의 극성을, 상하 1층째와 3층째의 제1, 제3 마그넷의 극성과 직교 방향으로 배치함으로써, 2층째의 제2 마그넷의 한쪽 극성단에 자속을 집중시킬 수 있다. 이 자속이 집중되는 부분은 1층째와 3층째의 제1, 제3 마그넷에서, 2층째와 접촉하고 있지 않은 단면의 극성, 즉 3층으로 이루어지는 자기 회로의 상측과 하측(마그넷의 극성은 동일하게 되어 있다)과 반대의 극성단이다. 이와 같 이, 3층으로 이루어지는 제1 내지 제3 마그넷으로부터의 자속을 하나의 부분에 집중시킴으로써 큰 자계를 얻을수 있다. 또한 철재로 대표되는 포화 자속 밀도 특성을 가지는 강자성체를 사용하지 않기 때문에, 자속 밀도가 포화되는 영역에서, 사용하는 제1 내지 제3 마그넷의 자기 에너지에 비례한 큰 자계를 얻는 것이 가능하다.

제3 본 발명의 스피커에 의하면, 3층으로 이루어지는 링형 또는 다각형의 프레임형 자기 회로의 내측 2층째의 제2 마그넷에 대향하도록, 음성 코일 보빈에 두루 감긴 음성 코일을 배치하고, 이 음성 코일 보빈의 양단에 진동판 및 에지로 구성되는 대략 동일한 진동계를 결합하도록 했으므로, 음성 코일의 중심축 방향과 직교하는 중심축에 대칭의 진동계를 가지는 스피커를 실현할 수 있다.

제4 본 발명의 스피커에 의하면, 2층째의 제2 마그넷에 대향하도록, 음성 코일 보빈에 두루 감긴 음성 코일의 권회 방향과, 1층째와 3층째의 마그넷에 대향하도록 음성 코일 보빈에 두루 감긴 음성 코일의 권회 방향을 역방향으로 하여 직렬 접속했으므로 입력 임피던스의 인덕턴스 성분이 작은 스피커를 실현할 수 있다. 또한, 제1, 제3 음성 코일의 권회 방향을 역방향으로 하여 음성 코일을 형성하고 있기 때문에, 대향하고 있는 2층째의 제2 마그넷부로부터의 구동력과, 자속이 2층째의 제2 마그넷과 역방향인 1층째, 3층째의 제1, 제3 마그넷과 대향한 제1, 제3 음성 코일로부터의 구동력이 동일 방향이 되므로, 박형이며 경량에도 불구하고, 충분한 구동력을 얻을 수 있다.

본 발명의 자기 회로는 스피커뿐만 아니라 헤드폰, 이어 폰, 보청기 등의 전 기 음악 변환 장치의 동전형(動電型), 전자형(電磁型)의 자기 회로 및 마이크로폰, 송화기, 송수화기 등의 음향 전기 변환 장치의 동전형, 전자형의 자기 회로 및 전동기, 발전기 등의 회전자, 고정자에 이용 가능하다. 또,마그넷의 외형을 링형으로 한 경우를 설명했지만, 예를 들면, 다각 형상의 외형 및 내경을 가지는 프레임형 형상으로 할 수도 있다.

Claims

적층된 적어도 3개의 마그넷을 가지는 자기 회로에 있어서,

1층째의 제1 마그넷과 3층째의 제3 마그넷을 서로 반발하는 자기(磁氣) 방향으로 배치하는 동시에, 2층째의 제2 마그넷의 극성 방향을, 상기 1층째의 제1 마그넷과 3층째의 제3 마그넷의 극성 방향과 직교하도록 배치하는 것을 특징으로 하는 자기 회로.
적층된 적어도 3개의 마그넷으로 이루어지는 자기 회로로 구성한 스피커에 있어서,

1층째의 제1 마그넷과 3층째의 제3 마그넷을 서로 반발하는 자기 방향으로 배치하는 동시에, 2층째의 제2 마그넷의 극성 방향을, 상기 1층째의 제1 마그넷과 3층째의 제3 마그넷의 극성 방향과 직교하도록 배치한 자기 회로를 가지는 것을 특징으로 하는 스피커.
제2항에 있어서,

상기 자기 회로를 구성하는 제1 마그넷 내지 제3 마그넷은 링형 또는 다각형의 프레임형으로 형성되고, 상기 2층째의 제2 마그넷에 대향하도록, 보빈에 두루 감은 음성 코일 또는 보빈레스 음성 코일을 배치한 것을 특징으로 하는 스피커.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 2층째의 링형 또는 다각형의 프레임형으로 형성된 제2 마그넷의 내경(內徑)에 대향하도록 배치한 보빈의 중앙 부근에 음성 코일을 두루 감고, 상기 보빈의 상하 양단에 진동판 및 에지로 구성되는 동일한 진동계(振動系)를 결합하고, 상기 음성 코일의 중심축 방향에 대하여 직교하는 중심축에 대칭의 상기 진동계를 설치한 것을 특징으로 하는 스피커.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 2층째의 제2 마그넷에 대향하도록 보빈에 두루 감은 제2 음성 코일의 권회(卷回) 방향과, 상기 1층째와 3층째의 제1 마그넷과 제3 마그넷에 대향하도록 상기 보빈에 두루 감은 제1 음성 코일과 제3 음성 코일의 권회 방향을 역방향으로 이룬 것을 특징으로 하는 스피커.