KR101880250B1 - 저 프로화일 라우드스피커 트랜스듀서용 보강 다이어프램 - Google Patents

저 프로화일 라우드스피커 트랜스듀서용 보강 다이어프램 Download PDF

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Abstract

라우드스피커 트랜스듀서에 사용하기 위한 다이어프램이 개시된다. 상기 라우드스피커 트랜스듀서는 보이스 코일과, 포머(former)와, 원형 내부 자석을 갖는 제1 자석 조립체와, 환형(annular) 외부 상부판과 원형(circular) 내부 상부판을 갖는 상부판과, 환형 외부 자석과 원형 내부 자석을 갖는 제2 자석 조립체와, 상기 제1 자석 조립체의 원형 내부 자석, 환형 외부 상부판, 원형 내부 상부판, 상기 제2 자석 조립체의 환형 외부 자석 및 원형 내부 자석에 의해 형성되는 공기 간극과, 서라운드 서스펜션 부재를 포함할 수 있다.
상기 다이어프램은 상기 제1 자석 조립체의 원형 내부 자석의 직경보다 크고 상기 환형 외부 상부판의 내경보다 작은 직경을 갖는 외주부(outer perimeter)를 포함할 수 있다. 상기 제1 자석의 원형 내부 자석의 직경은 상기 제2 자석 조립체의 원형 내부 자석의 직경 및 원형 내부 상부판의 직경과 거의 동일하고, 상기 환형 외부 상부판의 내경은 상기 제2 자석 조립체의 환형 외부 자석의 내경과 거의 동일한다. 상기 다이어프램은 또한, 상기 서라운드 서스펜션 부재의 내부 엣지 및 상기 포머에 부착되도록 구성되는 외주 엣지를 포함할 수 있고, 상기 포머는 상기 공기 간극 내에 위치하며, 상기 다이어프램은 전체적으로 원형이고, 상기 제1 자석 조립체의 원형 내부 자석 위에 동심원적으로 배치되도록 구성된다.

Description

저 프로화일 라우드스피커 트랜스듀서용 보강 다이어프램{REINFORCED DIAPHRAGM FOR A LOW PROFILE LOUDSPEAKER TRANSDUCER}
본 발명은 라우드스피커 트랜스듀서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 라우드스피커 트랜스듀서 내의 다이어프램의의 구성에 관한 것이다.
라우드스피커와 같은 음향 재생 장치는 가정용 및 산업용의 분야 모두를 포함하는 기술의 다수의 개별 분야에 광범위한 용도로 사용되고 있다. 일반적으로, 라우드스피커는 박스 내에 하나 이상의 드라이버 유닛으로 이루어진다. 이등 드라이버 유닛은 통상 "라우드스피커 드라이버", "드라이버", "라우드스피커 트랜스듀서", 또는 "트랜스듀서"로 알려져 있다. 라우드스피커 트랜스듀서는 전기적 신호(음향)를 해당 전기적 신호에 대응하여 주변 음향장에 음파를 생성하는 기계적 에너지로 변환하는 기계적 성분과 전기적 성분의 조합을 사용한다. 전기 에너지의 변화는 트랜스듀서 내에서 신축 다이어프램을 급속 진동시키는 것에 의해 대응하는 음향 에너지(즉, 음파)의 변동으로 변환된다.
라우드스피커 트랜스듀서는 일반적으로 2개의 공통적인 구성 타입을 갖는다. 제1 구성 타입은 라우드스피커 트랜스듀서의 다이어프램이 콘(cone)으로서 형성되고 직경이 보이스 코일보다 실질적으로 큰 종래의 이중 서스펜션 드라이버 구성이다. 예를 들면, 도 1a 및 도 1b에 전형적인 공지의 이중 서스펜션 라우드스피커 트랜스두서(100)가 예시된다. 도 1a는 공지의 라우드스피커 트랜스듀서(100)의 사시도이고, 도 1b는 공지의 라우드스피커 트랜스듀서(100)의 단면도이다. 도시된 라우드스피커 트랜스듀서(100)는 통상 "다이나믹 라우드스피커"로도 알려진 가동 코일 전동 피스톤의 실시 형태의 일례이다. 공지된 라우드스피커 트랜스듀서(100)는 다이어프램(102), 프레임(104), 서라운드(106), 전방 플레이트(108), 자석(110), 후방 플레이트(112), 보이스 코일(114), 포머(former)(116), 중앙 폴(pole)(118), 벤트(vent)(120), 간극(122), 스파이더(124) 및 선택적인 먼지 캡(126)을 포함할 수 있다.
상기 예에서, 라우드스피커 트랜스듀서(100)는 서라운드(106)를 통해 프레임(104)("배스킷(basket)"으로도 알려짐)에 부착된 다이어프램(102)("콘(cone)"으로도 알려짐)으로 이루어진다. 다이어프램(102)의 후방 단부에는 포머(116)로 알려진 다이어프램(102)의 원통형 연장부 둘레로 권취되는 와이어 코일(보이스 코일(114)로도 알려짐)이 부착된다. 당업자들은 실제 보이스 코일(114)과 포머(116)의 조립체를 간단히 "보이스 코일"로도 지칭할 수 있음을 이해할 것이다. 포머(116)는 스파이더(124)를 통해 프레임(104)에 연결된다. 서라운드(106)와 스파이더(124)의 조립체는 다이어프램(102)용 서스펜션 시스템을 형성한다. 스파이더(124)와 서라운드(106) 양자 모두는 통상 포머(124)와 프레임(104) 사이와 다이어프램(102)과 프레임(104) 사이로 각각 연장되는 신축 재료로 제조된 림(rim)으로 작용한다. 서스펜션 시스템은 다이어프램(102)의 강성을 제공하고 또한 트랜스듀서(100)에 대한 기밀성을 제공하도록 작용한다. 서스펜션 시스템을 통한 프레임(104) 내의 보이스 코일(114), 포머(122) 및 다이어프램(102)의 구성은 보이스 코일(114)과 포머(122)에 대한 다이어프램(102)의 디자인 및 크기에 대체로 의존한다. 작동 예에서, 다이어프램(102)은 공기를 펌핑하고 음파를 생성하는 피스톤으로서 작용한다.
또한, 라우드스피커 트랜스듀서(100)은 자석(110), 전방 플레이트(108), 후방 플레이트(112) 및 중앙 폴(118)("폴 피스(pole piece)"로도 알려짐)로 이루어진다. 전방 플레이트(108), 후방 플레이트(112) 및 중앙 폴(118)은 통상 철, 스틸, 또는 통상은 영구 자석인 자석(110)과 함께 자기 회로를 형성하는 투자 재료 등으로 이루어진다. 통상, 전방 플레이트(108)와 후방 플레이트(112)는 모두 링형이다. 자석(110)은 원통 링의 형태이고, 중앙 폴(118)은 자석(110) 내에 위치되고 전방 플레이트(108)와 후방 플레이트(112) 사이로 연장되는 중공 실린더이다. 중앙 폴(118)은 해당 중앙 폴(118)에 대략 수직인 전방 플레이트(108)로 연장되는 립(lip)을 단부에 구비한다. 립은 중앙 폴(118)로부터 외측으로 전방 플레이트(108)까지 연장되어 간극(122)을 형성한다. 통상, 전방 플레이트(108)와 중앙 폴(118)은 자기 회로의 원형 간극(122)을 형성한다. 보이스 코일(114)과 포머(116)는 간극(122) 내에 유지되고, 스파이더(124)는 포머(116)와 보이스 코일(114)을 간극(122) 내에서 자유롭게 전후로 이동되도록 하면서 해당 간극(122) 내에 중심 정렬하도록 작용한다. 중앙 폴(118)은 자기 조립체 내에서 다이어프램(102) 후방으로 압력이 형성되지 않게 하고 보이스 코일(114)을 냉각시키는 원통형의 벤트(120)를 선택적으로 포함할 수 있다. 벤트(120)가 존재하면, 해당 벤트(120)를 통해 이물질이 들어가지 않도록 먼지 캡(126)("스크린"으로도 알려짐)이 제공될 수 있다.
작동의 예에서, 증폭기로부터의 전기적 신호가 보이스 코일(114)을 통과하면, 보이스 코일(114)과 포머(122)는 전자석으로 전환된다. 보이스 코일(114) 내에서 전류의 전파 경로에 따라, 보이스 코일(114)에 의해 형성되는 자기장의 N극과 S극은 보이스 코일(114)의 일단 또는 타단에 존재할 것이다. 자석(110)은 마찬가지로 N극과 S극을 가지며, 그 자기장은 두 개의 자기장의 N극과 S극이 함께 정렬되면(N극 대 N극, S극 대 S극) 보이스 코일(114)에 척력이 작용할 것이고, N극과 S극이 반대로 정렬되면(N극 대 S극, S극 대 N극) 보이스 코일(114)에 인력이 작용할 것이다.
드라이버 구성의 제2 타입은 에지-드리븐(edge-driven) 다이어프램 드라이버이다. 이 구성에서, 다이어프램과 보이스 코일은 실질적으로 동일한 직경을 가진다. 다이어프램의 외부 에지는 다이어프램에 부착되어 다이어프램 조립체를 형성한다. 이 조립체는 이후 보이스 코일에 부착된다. 서라운드 서스펜션 조립체는 외측으로 연장되어 상기 조립체를 프레임에 연결한다. 해당 에지-드리븐-다이어프램 드라이버 구성은 트위터와 때로 중저음 스피커와 같은 유사 스피커 조립체에서도 찾을 수 있다. 에지-드리븐-다이프램 드라이버의 일례로, 여기에 참조로 그 내용이 포함되는 Clayton C. Williamson에 의한 미국 특허 제7,167,573호의 "FULL RANGE LOUDSPEAKER"에 기술된다.
작은 크기의 라우드스피커의 하나의 공통적인 문제는 라우드스피커의 크기가 작아질수록 허용 가능한 낮은 주파수 응답의 획득이 더욱 어려워진다는 것이다. 이것은 라우드스피커가 낮은 주파수를 얻기 위해 대용적의 공기의 변위를 필요로 하고 서스펜션 강도가 소형 드라이버의 경량에 대응하는 낮은 공명을 유지하기 위해 저감되어야 하기 때문이다. 라우드스피커가 변위할 수 있는 공기의 용적은 다이어프램의 면적과 서스펜션에 의해 허용되는 동작 범위, 즉 라우드스피커의 진동 익스커션(excursion) 또는 용적 변위의 양에 의존한다. 또한, 높은 서스펜션 강도는 주어진 입력에 대해 다이어프램의 이동을 감소시키도록 작용하므로, 최소의 강도가 바람직하다. 작은 라우드스피커는 작은 다이어프램을 가지므로, 강한 서스펜션, 용적 변위 및 그에 따른 성능은 매우 낮은 강도와 높은 익스커션 능력을 갖는 라우드스피커를 제조하는 능력에 의해 제한된다.
효율적인 작동을 위해, 에지-드리븐-다이어프램 스피커에서 볼 수 있는 것과 같은 소형의 라우드스피커의 서스펜션 시스템은 보이스 코일이 주변 구조와 접촉되지 않도록 반드시 진동 운동을 직선 경로로 제한하면서 필요한 최대의 진동 진폭을 허용하여야 한다. 따라서, 서라운드 서스펜션 부재는 원하는 진동의 최대의 가능한 진폭을 허용하면서 다이어프램이 틸팅, 흔들림 또는 기타 무관한 진동에 노출되지 않는 것이 요구된다. 에지-드리븐 스피커의 현재 구성의 일반적인 문제점은 자기적 공기 간극이 다이어프램에 의해 차폐되기 때문에 제조 과정 중 구성 성분의 정확한 정렬이 곤란하다는 것이다. 이것은 다이어프램/코일 조립체의 배치 이전에 모든 정렬 게이지의 제거를 불러와서 모터에 대한 보이스 코일의 위치를 불명확하게 한다. 이것은 통상 "블라인드(blind)" 조립으로 알려져 있다.
라우드스피커의 현재 구성의 추가의 일반적인 문제점은 서라운드 서스펜션 부재의 일부가 높은 오디오 주파수로 허위 진동하는 것이다. 이들 허위 진동은 서스펜션을 통해 다이어프램으로 전달되어 스피커의 고주파수 성능을 떨어뜨릴 수 있다. 또한, 현재의 라우드스피커 구성에서는 작은 크기의 라우드스피커에서 최대 진동 진폭이 제한되어 작은 직경의 스피커로부터 낮은 주파수 응답을 방해한다. 또한, 초소형의 라우드스피커의 프레임 구성은 이들 라우드스피커가 랩톱(laptop) 기기와 전자 태블릿 기기에 사용되기에 충분하게 얇게 형성될 수 없게 한다.
그러므로 다이어프램에 대한 서스펜션 시스템의 허위 진동의 영향을 최소화하고 보이스 코일/다이어프램 조립체의 익스커션 정도를 증가시켜 소형 라우드스피커 시스템에서 낮은 주파수 응답을 제공하며 랩톱 기기, 전자 태블릿 및 기타 낮은 프로파일 기기에 사용되기 적합한 낮은 프로파일을 갖는 라우드스피커 구성에 대한 요구가 존재한다.
본 발명에 따라 라우드스피커 트랜스듀서에 사용하기 위한 다이어프램이 개시된다. 상기 라우드스피커 트랜스듀서는 보이스 코일과, 포머(former)와, 원형 내부 자석을 갖는 제1 자석 조립체와, 환형(annular) 외부 상부판과 원형(circular) 내부 상부판을 갖는 상부판과, 환형 외부 자석과 원형 내부 자석을 갖는 제2 자석 조립체와, 상기 제1 자석 조립체의 원형 내부 자석, 환형 외부 상부판, 원형 내부 상부판, 상기 제2 자석 조립체의 환형 외부 자석 및 원형 내부 자석에 의해 형성되는 공기 간극과, 서라운드 서스펜션 부재를 포함할 수 있다.
상기 다이어프램은 상기 제1 자석 조립체의 원형 내부 자석의 직경보다 크고 상기 환형 외부 상부판의 내경보다 작은 직경을 갖는 외주부(outer perimeter)를 포함할 수 있다. 상기 제1 자석의 원형 내부 자석의 직경은 상기 제2 자석 조립체의 원형 내부 자석의 직경 및 원형 내부 상부판의 직경과 거의 동일하고, 상기 환형 외부 상부판의 내경은 상기 제2 자석 조립체의 환형 외부 자석의 내경과 거의 동일한다. 상기 다이어프램은 또한, 상기 서라운드 서스펜션 부재의 내부 엣지 및 상기 포머에 부착되도록 구성되는 외주 엣지를 포함할 수 있고, 상기 포머는 상기 공기 간극 내에 위치하며, 상기 다이어프램은 전체적으로 원형이고, 상기 제1 자석 조립체의 원형 내부 자석 위에 동심원적으로 배치되도록 구성된다.
본 발명의 다른 디바이스, 장치, 시스템, 방법, 특징 및 이점은 이하의 특징 및 상세한 설명의 검토를 통해 당업자들에게 명백하거나 명백해질 것이다. 이러한 모든 추가 시스템, 방법, 특징 및 장점은 이 설명 내에 포함되고, 본 발명의 범위 내에 있으며, 첨부한 청구범위에 의해 보호되도록 의도된 것이다.
본 발명은 아래의 도면들을 참조함으로써 보다 양호하게 이해될 수 있다. 도면들의 구성요소들은 반드시 실척은 아니고 대신에 본 발명의 원리를 예시할 때에 강조되어 있다. 도면들에서, 동일한 참조 번호는 여러 도면들에 걸쳐서 대응하는 부품을 지시한다.
도 1a은 공지의 라우드스피커 트랜스듀서의 사시도이다.
도 1b는 도 1a에 도시한 공지의 라우드스피커 트랜스듀서의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 라우드스피커 트랜스듀서의 한가지 실시예의 분해 등각 투영도를 도시한다.
도 3은 도 2의 라우드스피커 트랜스듀서의 제1 및 제2 자석 조립체를 도시하는 분해 등각 투영도이다.
도 4a는 도 2의 라우드스피커 트랜스듀서의 자석 조립체들의 평면도이다.
도 4b는 도 2의 라우드스피커 트랜스듀서의 바닥판의 저면도이다.
도 5는 도 2의 라우드스피커 트랜스듀서의 단면도이다.
도 6은 도 5의 원 구역의 확대 사시도이다.
도 7은 도 2의 라우드스피커 트랜스듀서의 제1 자석 조립체에 형성된 채널들의 확대 사시도이다.
도 8은 본 발명의 라우드스피커 트랜스듀서의 다른 실시예의 분해 등각 투영도를 도시한다.
도 9는 도 8의 라우드스피커 트랜스듀서의 제1 및 제2 자석 조립체를 도시하는 분해 등각 투영도이다.
도 10a는 도 8의 라우드스피커 트랜스듀서의 자석 조립체들의 평면도이다.
도 10b는 도 9의 라우드스피커 트랜스듀서의 자석 조립체들의 저면도이다.
도 11은 도 8의 라우드스피커 트랜스듀서의 단면도이다.
도 12는 도 11의 원 구역의 확대 사시도이다.
도 13은 도 8의 라우드스피커 트랜스듀서의 배플에 형성된 통로의 확대 사시도이다.
도 14는 본 발명의 라우드스피커 트랜스듀서의 또 다른 실시예의 분해 등각 투영도를 도시한다.
도 15는 도 8에 도시한 배플의 후면 사시도이다.
종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 보이스 코일을 갖는 라우드스피커 트랜스듀서용 라우드스피커 자석 조립체가 제공되는데, 본 발명에따라 저 프로화일 구조(low profile construction)를 갖고 있다. 상기 라우드스피커 자석 조립체는 제1 자석 조립체, 그 제1 자석 조립체 아래에 배치된 상부판(top plate), 상부판 아래에 배치된 제2 자석 조립체, 제2 자석 조립체 아래에 배치된 바닥판을 포함할 수 있다.
제1 자석 조립체는 환형의 외부 자석(annular outer magnet)과 원형의 내부 자석(circular inner magnet)을 포함할 수 있다. 상기 환형의 외부 자석은 외경과 내경을 갖고 있으며, 내경은 상기 환형 외부 자석 내에 빈 원형 중심부(vacant circular center)를 형성한다. 상기 원형 내부 자석은 상기 환형 외부 자석의 내경보다 작은 외경을 갖고 있고, 상기 환형 외부 자석의 빈 원형 중심부와 동심원적으로 배치된다. 원형 내부 자석의 직경과 환형 외부 자석의 내경의 길이 차이는 환형의 제1 자석 조립체 공기 간극을 형성한다.
상기 상부판은 환형의 외부 상부판과 원형의 내부 상부판을 포함할 수 있다. 환형의 외부 상부판은 외경과 내경을 갖고 있으며, 내경은 환형의 외부 상부판 내에 빈 원형 중심부를 형성한다. 원형 내부 상부판은 환형 외부 상부판의 내경보다 작은 직경을 갖고 있으며, 환형의 외부 상부판의 빈 원형 중심부와 동심원적으로 배치된다. 원형의 내부 상부판의 직경과 환형의 외부 상부판의 내경의 길이 차이는 환형의 상부판 공기 간극을 형성한다.
제2 자석 조립체는 환형의 외부 자석과 원형의 내부 자석을 포함할 수 있다. 상기 환형의 외부 자석은 외경과 내경을 갖고 있으며, 내경은 상기 환형 외부 자석 내에 빈 원형 중심부를 형성한다. 상기 원형 내부 자석은 상기 환형 외부 자석의 내경보다 작은 외경을 갖고 있고, 상기 환형 외부 자석의 빈 원형 중심부와 동심원적으로 배치된다. 원형 내부 자석의 직경과 환형 외부 자석의 내경의 길이 차이는 환형의 제2 자석 조립체 공기 간극을 형성한다.
상기 제1 자석 조립체의 원형 내부 자석의 직경은 상기 제2 자석 조립체의 원형 내부 상부판과 원형 내부 자석의 직경과 일치하여, 제1 자석 조립체 공기 간극, 상부판 공기 간극, 제2 자석 조립체 공기 간극은 정렬되어 자기 공기 간극(magnetic air gap)을 형성한다. 자기 공기 간극은 보이스 코일을 수용하도록 구성되어 있다.
이 예에서, 라우드스피커 자석 조립체의 자기 공기 간극은 바닥판에 의해 덮여지는 공기 간극 바닥을 갖고 있다. 바닥판은 주변부(perimeter)를 갖는 원형일 수 있고, 바닥판은 바닥판의 외주로부터 내측으로 연장되는 하나 이상의 방사상으로 배열된 바닥판 슬롯을 포함한다.
상기 제1 자석 조립체의 환형 외부 자석은, 상기 제1 자석 조립체로부터 외측을 향해 상기 보이스 코일로부터 접속 와이어(hookup wire)를 통과시키도록 구성된 적어도 하나의 채널을 포함할 수 있다. 상기 제1 자석 조립체의 환형 외부 자석은 또한 적어도 2개의 분할된 환형 외부 자석으로 분할될 수 있는데, 상기 분할된 환형 외부 자석 각각은 상기 적어도 하나의 채널의 적어도 두 채널을 형성하는 엣지를 포함한다.
보다 구체적으로, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 라우드스피커 트랜스듀서(200)의 일실시예의 분해 등각 투영도가 도시되어 있다. 라우드스피커 트랜스듀서(200)는 구성이 전체적으로 원형일 수 있고, 다이아프램(202), 제1 자석 조립체(204), 및 상부판(208)과 바닥판(210) 사이에 배치된 제2 자석 조립체(206)를 포함할 수 있다. 일실시로서, 제1 자석 조립체(204), 제2 자석 조립체(206), 상부판(208), 및 바닥판(210)은 예컨대 2부품 에폭시(two-part epoxy)에 의해 부착될 수 있다(예컨대, 물리적으로 서로 접속 또는 결합). 또한, 라우드스피커 트랜스듀서(200)는 다이아프램(202)을 현수하기 위한 서라운드 서스펜션 부재(112), 보이스 코일(214)로부터 외측을 향해 연장하는 한 쌍의 접속 와이어(216)(인장 리드 와이어라고도 지칭한다)를 갖는 보이스 코일(114)을 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 다이아프램(202)은 평탄한 원형 구성을 전체적으로 포함할 수 있다. 그러나, 당업자라면 다이아프램(202)이 오목형 또는 볼록형 등의 다른 구성을 포함할 수 있다는 것을 알 것이다. 다이아프램(202)의 평탄한 형태는 라우드스피커 트랜스듀서(200)의 높이를 감소시키도록 사용되어 휴대형으로, 랩톱, 네트워크 및 태블릿 컴퓨터 및 모바일 디바이스에 사용하도록 설계된 라우드스피커와 같이 흔히 소형 용례에 사용하기를 원하는 보다 낮은 전체 프로파일 패키지를 제공한다. 다이아프램(202)은 티타늄, 알루미늄 또는 기타 금속, 또는 플라스틱 또는 함침지/강화지(impregnated paper/reinforced paper) 등의 비금속 재료, 또는 다양한 함침 직물(impregnated textiles)과 같이 강성을 제공하는 임의의 적절한 재료로 제조될 수 있다. 추가의 강성을 제공하기 위하여, 상승된(융기, raised) 구조, 예컨대 꽃무늬 구조(218)가 다이아프램(202)의 상부에 엠보싱될 수 있다.
제1 자석 조립체(204)는 구성이 전체적으로 원형이고, 원형 내부 자석(220)과 환형 외부 자석(222, 224)을 포함할 수 있다. 원형 내부 자석(220)과 환형 외부 자석(222, 224)은 라우드스피커 트랜스듀서에 일반적으로 사용되는 임의의 공지된 자석 재료로 이루어질 수 있다. 조립될 때에, 원형 내부 자석(220)과 환형 외부 자석(22, 224)은 이하에서 더 상세하게 논의되는 바와 같이 보이스 코일(214) 및 포머(former)(218)를 통과시키는 제1 자석 조립체 공기 간극(226)을 형성하도록 동심 상태로 서로 떨어져 있다. 또한, 환형 외부 자석(222, 224)은 도시된 바와 같이 분할되어 라우드스피커 트랜스듀서(200)로부터 외측을 향해 보이스 코일(214)로부터 접속 와이어(216)를 통과시키는 하나 이상의 채널(228)을 형성할 수 있다. 도 1이 두 채널(228)을 형성하는 두 환형 외부 자석(222, 224)을 도시하고 있지만, 당업자라면 이 예에서, 하나의 채널만으로 또는 채널 없이 하나의 환형 외부 자석만이 또한 사용될 수도 있다는 것을 이해할 것이다.
제1 자석 조립체(204)로부터 제2 자석 조립체(206)로 주제를 옮기면, 제2 자석 조립체(206)는 구성이 전체적으로 원형일 수 있고 원형 내부 영구 자석(230)과 환형 외부 영구 자석(232)을 포함할 수 있다. 내부 영구 자석(230)과 외부 영구 자석(232)은 라우드스피커 트랜스듀서에 일반적으로 사용되는 임의의 공지된 재료로 이루어질 수 있다. 조립될 때에, 내부 영구 자석(230)과 환형 외부 영구 자석(232)은 보이스 코일(214)과 포머(218)를 통과시키는 제2 자석 조립체 공기 간극(234)을 형성하도록 동심 상태로 떨어져 있을 수 있다.
다른 실시에서, 환형 외부 영구 자석(232)은 음향 배출을 제공하기 위한 하나 이상의 채널(도시 생략)을 형성하도록 환형 섹션들로 분할될 수 있다. 음향 배출을 제공함으로써, 다이아프램(202)의 후방으로부터의 음압(sound pressure)이 통상적으로 베이스 리플렉스(bass-reflex) 또는 음향 서스펜션 시스템인 스피커 "박스" 또는 인클로우저(enclosure)(도시 생략)에 전달될 수 있다. 채널(도시 생략)은, 라운딩 가공되거나, 모따기 가공되거나, 제2 자석 조립체 공기 간극(234)으로부터 스피커 인클로우저로 전파되는 음파를 형성하도록 달리 형성된 유입 단부와 유출 단부를 포함할 수 있다.
상부판(208)을 참조하면, 상부판(208)은 구성이 전체적으로 원형일 수 있고 원형 내부 상부판(236)과 환형 외부 상부판(238)을 포함할 수 있다. 상부판(208)은 자기적으로 연철 또는 스틸, 상부판으로 기능할 수 있고 제1 자석 조립체(204), 내부 영구 자석(230) 및 바닥판(210)과 자기 회로를 형성하기에 적절한 임의의 다른 유사한 투과성 재료(permeable material)로 제조될 수 있다. 조립될 때에, 원형 내부 상부판(236)과 환형 외부 상부판(238)은 보이스 코일(214) 및 포머(218)를 통과시키는 상부판 공기 간극(240)을 형성하도록 동심 상태로 떨어져 있을 수 있다.
바닥판(210)은 구성이 전체적으로 원형일 수 있고 바닥판(210)의 외주로부터 내측을 향해 연장되는 하나 이상의 방사상 배치된 바닥판 슬롯(242)을 포함할 수 있다. 바닥판(210)은 자기적으로 연철 또는 스틸, 또는 바닥판으로 기능하고 또 제1 자석 조립체(204), 내부 영구 자석(230) 및 상부판(208)과 자기 회로를 형성하기에 적절한 임의의 다른 유사한 투과성 재료로 제조될 수 있다.
도 3에는, (도 2에 도시한 것과 같은) 라우드스피커 트랜스듀서(200)의 제1 자석 조립체(204) 및 제2 자석 조립체(206)를 나타내는 분해 등각 투영도가 도시되어 있다. 제1 자석 조립체(204)는 저 프로화일 라우드스피커 트랜스듀서용 트랜스듀서 자석이다. 제1 자석 조립체(204)는 외주, 외경 및 내경을 갖는 환형 외부 자석을 포함할 수 있다. 상기 내경은 환형 외부 자석 내에 빈 원형 중심부를 형성하고, 원형 내부 자석의 직경과 환형 외부 자석의 내경의 길이 차이는 환형의 제1 자석 조립체 공기 간극을 형성한다. 환형 외부 자석은 상기 환형 외부 자석의 외주로부터 제1 자석 조립체 공기 간극까지 내측으로 연장되는 하나 이상의 채널을 포함하고, 상기 제1 자석 조립체 공기 간극은 상기 보이스 코일을 수용하도록 구성되며, 상기 채널들은 상기 트랜스튜서 자석으로부터 외부 디바이스로 접속 와이어를 상기 보이스 코일로부터 통과시키도록 구성되어 있다.
보다 구체적으로, 도 3에서, 당업자라면 환형 외부 자석(22, 224)이 결합되어, 두 환형 외부 자석(222, 224) 대신에 하나의 환형 외부 자석(도시 생략)을 형성할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 그 결과, 하나의 환형 외부 자석(도시 생략)은 도 3에 도시한 두 채널 대신에 하나의 채널만을 갖게 될 것이다. 유사하게, 환형 외부 자석(222, 224)은 3개 이상의 섹션(도 3에는 두 섹션)으로 분할될 수 있는데, 이에 따라, 도 3에 도시한 것과 같은 두 채널(228)보다 더 많은 채널이 형성된다. 또한, 상기한 바와 같이, 제2 자석 조립체(206)에서, 환형의 외부 영구 자석(232)은 음향 배출을 제공하기 위하여 하나 이상의 채널(도시 생략)을 형성하도록 환형 섹션들로 분할될 수 있다.
도 4a, 4b로 돌아가면, 도 4a에는, (도 2에 도시한) 라우드스피커 트랜스듀서(200)의 자석 조립체의 평면도가 도시되어 있다. 이 평면도는 제1 자석 조립체(204)를 도시한다. 도시한 바와 같이, 제1 자석 조립체(204)의 직경은 제2 자석 조립체(206)의 직경보다 약간 작고, 환형 외부 자석(222, 224)의 섹션 사이에 형성된 채널(228)은 제1 자석 조립체 공기 간극(226)으로부터 외측을 향해, 예컨대 제1 자석 조립체 공기 간극(226)의 직경 치수에 접선 방향으로 연장될 수 있다. 당업자라면, 제1 자석 조립체 공기 간극(226), 상부판 공기 간극(240), 제2 자석 조립체 공기 간극(234)의 조합에 의해 전체 공기 간극(400)이 형성된다는 것을 이해할 것이다. 또한, 전체 공기 간극(4000은 제1 자석 조립체(204)의 상부면에서 시작하여 바닥판(210)의 상부면에서 끝나는 원통형의 링 공동(cylindrical ring cavity)을 형성한다. 전체 공기 간극(400)의 바닥에는, 전체 공기 간극(400)의 원통형 링 공동과 바닥판(210)의 방사상 배열된 슬롯(242)에 의해 개방 영역이 형성된다.
도 4b에는, (도 2에 도시한) 라우드스피커 트랜스듀서(200)의 바닥판(210)의 저면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 바닥판(210)의 방사상 배치된 슬롯(242)은 바닥판(210)의 외주로부터 내측 방향으로 그 중심을 향해 연장된다. 이 예에서, 개개 슬롯(242)과 전체 공기 간극(400) 사이에 공기 통로(402)가 형성된다.
도 5는 도 2의 라우드스피커 트랜스듀서(200)의 단면도이다. 도 5는 원통형 영구 자석(즉, 제2 자석 조립체(206)), 상부판(208) 및 제1 자석 조립체(204)를 포함하는 스택을 지지하는 바닥판(210)을 도시하고 있다. 이 예에서, 스택에서 제2 자석 조립체(206)의 위에는 상부판(208)과 제1 자석 조립체(204)(상부판(208) 위에배치된다)가 배치된다.
도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 원형 내부 자석(220)의 직경은 제1 자석 조립체 공기 간극(226), 상부판 공기 간극 (240) 및 제2 자석 조립체 공기 간극(234)이 정렬되어 전체 공기 간극(400)을 형성하도록 원형 내부 상부판(236)과 내부 영구 자석(230)의 직경과 일치한다. 따라서, 전체 공기 간극(400)은, 원형 내부 자석(220), 환형 외부 자석(224), 원형 내부 상부판(236), 환형 외부 상부판(238), 원형 내부 영구 자석(230) 및 환형 외부 영구 자석(232) 사이에 형성된 환형 공간이다. 이 전체 공기 간극(400)은 "자기 공기 간극"이다. 이어서, 보이스 코일(214) 및 포머(218)가 자기 공기 간극(400) 내에 배치되어 그 외주(500)에서 다이아프램(202)에 결합하도록 상방으로 연장된다. 포머(218)와 결합 다이아프램(202)은 더 후술되는 바와 같이 포머(218)에 결합되는 서라운드 서스펜션 부재(212)에 의해 적소에 지지된다. 보이스 코일(214)은 또한 보이스 코일(214) 및 포머(214)를 봉입하는 래퍼(wrapper)(도시 생략)를 포함할 수 있다. 따라서, 서스펜션 부재(212) 또는 임의의 다른 스피커 구성요소를 포머(402)에 결합 또는 부착하는 것을 참조할 때에, 부착은 보이스 코일(214) 및 포머(402)의 래퍼에 대해 직접적으로 또는 포머(218)에 래퍼가 없을 때에 보이스 코일(214) 및 포머(218)에 대해 직접적으로 이루어질 수 있다. 당업자라면 본 발명의 범위에서 벗어남이 없이 바닥판(210), 제2 자석 조립체(206), 상부판(208), 제1 자석 조립체(204) 및 보이스 코일(214) 및 포머(218)의 다른 구성이 사용될 수 있다는 것을 알 것이다.
도 6은 도 5의 원 구역의 확대도이고 보이스 코일(214),포머(218) 및 다이아프램(202)에 대한 서스펜션 부재(212) 구성의 보다 상세한 도시를 제공한다. 전술한 바와 같이, 보이스 코일(214) 및 포머(218)가, 환형 외부 자석(224), 환형 외부 상부판(238), 환형 외부 영구 자석(232)의 내부측(600, 602, 604)과, 환형 내부 자석(220), 환형 내부 상부판(236), 내부 영구 자석(230)의 외부측(606, 608, 610) 사이에서 자기 공기 간극(400) 내에 배치된다.
보이스 코일(214) 및 포머(218)는 환형 내부 자석(220), 환형 내부 상부판(236) 및 내부 영구 자석(230)의 외부측(606, 608, 610)에 평행한 방향으로 상방으로 그리고 자기 공기 간극(400) 밖으로 연장된다. 이 예에서, 포머(218)는 라우드스피커 트랜스듀서(200)의 다이아프램(202)과 결합하도록 제1 자석 조립체(204) 위의 지점을 향해 상방으로 연장된다. 포머(218)는 그 상단부(514)에서 다이아프램(202)에 부착된다. 포머(218)의 상단부(612)는 접착제 또는 다이아프램(202)을 포머(218)에 장착하기 위해 당업계에 공지된 기타 메카니즘을 통해 다이아프램(202)의 외주 에지(500)의 아래쪽에 부착된다. 이 예에서, 외주 에지(500)는 정방형 단부 플랜지로서 형성된다. 그러나, 다이아프램(202)을 포머(218)에 부착시키도록 다른 외주 에지 구성이 사용될 수 있다. 예컨대, 다이아프램(202)에는 배치 및 고착 작업을 용이하게 하도록 포머(218)의 상단부(612)의 측면에 위치할 수 있는 환형의 하향 채널이 형성될 수 있다.
도 6에 의해 도시된 바와 같이, 서라운드 서스펜션 부재(212)는 예컨대 접착제에 의해 제1 자석 조립체(204)에 부착되어 포머(218)와 다이아프램(202)을 지지하고 자기 공기 간극(400) 내에 보이스 코일(214) 및 포머(218)의 정렬을 유지할 수 있다. 서라운드 서스펜션 부재(212)는 도시된 바와 같이 짧은 플랜지(616)를 포함할 수 있는 내부 에지(614)를 포함할 수 있다. 서라운드 서스펜션 부재(212)의 내부 에지(614)는 다이아프램(202)이 포머(218)의 상단부(612)에 부착되는 지점 아래의 위치에서 포머(218)에 부착될 수 있다. 서라운드 서스펜션 부재(212)의 외부 에지(618)는 환형 외부 자석(224)의 상부면(620)에 부착될 수 있다.
서라운드 서스펜션 부재(212)는 달리 구속되지 않는 상방과 서라운드 서스펜션 부재(212)가 보이스 코일(214) 및 포머(218)를 바닥판(210)으로부터 완충시키는 하방 모두에서 보이스 코일(214), 포머(218) 또는 다이아프램(202) 조립체의 최대 편위까지 구속의 정도를 제공하도록 구성 및 배치된다. 현재의 구성은 180도 또는 그보다 약간 작은 각도를 한정하는 원호를 갖는 서라운드 서스펜션 부재(212)를 보여주고 있지만, 본 발명은 서라운드 서스펜션 부재(212)의 공지된 다른 구성, 예컨대 일련의 동심 파형부(concentric corrugations)를 이용하도록 실시될 수 있다.
도 7은 도 1의 라우드스피커 트랜스듀서(200)의 제1 자석 조립체(204)에 형성된 채널의 확대 사시도이다. 명확하게 하기 위해, 서라운드 서스펜션 부재(212)는 이 도면에 도시하지 않았다. 도시된 바와 같이, 제1 자석 조립체(204)의 채널(228)은 접속 와이어(216)를 보이스 코일(214)로부터 라우드스피커 트랜스듀서(200) 외측으로 통과시키는 유입 단부(700)와 유출 단부(702)를 포함할 수 있다. 작동시에, 일단부에서 접속 와이어(216)는 도시된 바와 같이 포머(218)에 집적 플랫 도체(도시 생략)를 통해 접속될 수 있다. 대향 단부에서, 접속 와이어(216)는 라우드스피커 트랜스듀서(200)의 전기 단자(도시 생략)에 접속될 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따라서, 보이스 코일, 서라운드 서스펜션 부재, 다이아프램을 갖는 라우드스피커 트랜스듀서용 라우드스피커 자석 조립체의 다른 실시예가 도시되어 있다. 라우드스피커 자석 조립체는 배플(baffle), 제1 자석 조립체, 제1 자석 조립체 아래에 배치되는 상부판, 상부판 아래에 배치되는 제2 자석 조립체, 제2 자석 조립체 아래에 배치되는 바닥판 및 플러그를 포함할 수 있다.
배플은 중앙 보어(cnetral bore)를 포함할 수 있고, 제1 자석 조립체 역시 중앙 보어를 포함할 수 있다. 상부판은 환형 외부 상부판과 원형 내부 상부판을 포함할 수 있다. 환형 외부 상부판은 외경과 내경을 갖고 있으며, 내경은 환형외부 상부판 내에 빈 원형 중심부를 형성한다. 원형 내부 상부판은 환형 외부 상부판의 내경보다 작은 직경을 갖고 있으며, 환형 외부 상부판의 빈 원형 중심부 내에 동심원적으로 배치된다. 원형 내부 상부판의 직경과 환형 외부 상부판의 내경 사이의 길이 차이는 환형 상부판 공기 간극을 형성한다. 원형 내부 상부판 역시 중앙 보어를 포함할 수 있다.
제2 자석 조립체는 환형 외부 자석과 원형 내부 자석을 포함할 수 있다. 환형 외부 자석은 외경과 내경을 갖고 있으며, 내경은 환형 외부 자석 내에 빈 원형 중심부를 형성한다. 원형 내부 자석은 환형 외부 자석의 내경보다 작은 직경을 갖고 있으며, 환형 외부 자석의 빈 원형 중심부 내에 동심원적으로 배치된다. 원형 내부 자석의 직경과 환형 외부 자석의 내경 사이의 길이 차이는 환형의 제2 자석 조립체 공기 간극을 형성한다. 원형 내부 자석 역시 중앙 보어를 포함할 수 있다.
또한, 바닥판은 중앙 보어를 포함할 수 있고, 플러그는 바닥판, 제2 자석 조립체의 원형 내부 자석, 원형 내부 상부판 및 제1 자석 조립체의 중앙 보어 내에 끼워지도록 구성된다.
제1 자석 조립체의 직경은 원형 내부 상부판 및 제2 자석 조립체의 원형 내부 자석의 직경과 일치하여, 상부판 공기 간극과 제2 자석 조립체 공기 간극은 정렬되어 자기 공기 간극을 형성한다. 자기 공기 간극은 보이스 코일을 수용하도록 구성된다. 상기 배플은 외주를 갖는 원형일 수 있는데, 접속 와이어를 보이스 코일로부터 라우드스피커 트랜스듀서 외부의 디바이스까지 통과시키기 위하여 배플의 외주로부터 배플의 중앙 보어까지 내측을 향해 연장되는 하나 이상의 통로를 포함한다.
도 8은 본 발명의 라우드스피커 트랜스듀서(800)의 다른 실시예의 분해 등각 투영도를 도시하고 있다. 라우드스피커 트랜스듀서(800)는 구성이 전체적으로 원형일 수 있고 다이아프램(802), 제1 자석 조립체(804), 및 상부판(808)과 바닥판(810) 사이에 배치된 제2 자석 조립체(806)를 포함할 수 있다. 몇몇의 실시에서, 제1 자석 조립체(804), 제2 자석 조립체(806), 상부판(808) 및 바닥판(810)은 예컨대 2부품 에폭시에 의해 함께 결합될 수 있다(예컨대, 물리적으로 접속 또는 결합). 또한, 배플(812), 다이아프램(802)을 현수하기 위한 서라운드 서스펜션 부재(814), 보이스 코일(816)로부터 외측을 향해 연장하는 한쌍의 접속 와이어(818) 또는 틴셀 리드 와이어를 갖는 보이스 코일(816)이 도시되어 있다. 보이스 코일(816)은 포머(819) 둘레에 감싸질 수 있다. 제1 자석 조립체(804), 제2 자석 조립체(806), 상부판(808), 바닥판(810)은 라우드스피커 트랜스듀서(800) 부재의 중심을 통해 통과하도록 구성된 플러그(820)에 의해 조립될 수 있다.
도시된 바와 같이, 다이아프램(802)은 평탄한 원형 구성을 전체적으로 포함할 수 있다. 그러나, 당업자라면 다이아프램(802)이 오목형 또는 볼록형 등의 다른 구성을 포함할 수 있다는 것을 알 것이다. 다이아프램(802)의 평탄한 형태는 라우드스피커 트랜스듀서(800)의 높이를 감소시키도록 사용되어 휴대형으로, 랩톱, 네트워크, 태블릿 컴퓨터 및 모바일 디바이스에 사용하도록 설계된 라우드스피커와 같이 흔히 소형 용례에 사용하기를 원하는 보다 낮은 전체 프로파일 패키지를 제공한다. 다이아프램(802)은 티타늄, 알루미늄 또는 기타 금속, 또는 플라스틱 또는 함침지/강화지 등의 비금속 재료, 또는 다양한 함침 직물과 같이 강성을 제공하는 임의의 적절한 재료로 제조될 수 있다. 추가의 강성을 제공하기 위하여, 상승된 구조, 예컨대 꽃무늬 구조(822)가 다이아프램(802)의 상부에 엠보싱될 수 있다.
배플(812)은 아래에서 보다 상세하게 논의되는 바와 같이, 환형 구성과, 보이스 코일(816) 및 포머(819)의 적어도 일부가 통과하는 중앙 보어(824)를 전체적으로 포함할 수 있다. 배플(812)은 또한 보이스 코일(816)로부터 라우드스피커 트랜스듀서(800)의 외측을 향해 접속 와이어(818)를 통과시키는 한 쌍의 대향 통로(826)를 포함할 수 있다. 대향 통로(826)는, 채널(228)이 제1 자석 조립체(204)와 같은 자기 재료 내에 있고 통로(826)는 비자기 배플(812) 내에 있다는 것을 제외하고는 도 2, 3, 4a, 7의 채널(228)과 유사하다.
도시된 바와 같이, 제1 자석 조립체(804)는 플러그(820)를 수용하는 제1 자석 중앙 보어(828)를 갖는 대체로 디스크형 자석을 포함할 수 있다. 제1 자석 조립체(804)는 라우드스피커 트랜스듀서에 일반적으로 사용되는 임의의 공지된 자석 재료로 이루어질 수 있다.
제1 자석 조립체(804)로부터 제2 자석 조립체(806)로 주제를 옮기면, 제2 자석 조립체(806)는 구성이 전체적으로 원형일 수 있고 제2 자석 중앙 보어(832)를 갖는 원형 내부 영구 자석(830)과, 환형 외부 영구 자석(834)을 포함할 수 있다. 원형 내부 영구 자석(830)과 환형 외부 영구 자석(834)은 라우드스피커 트랜스듀서에 일반적으로 사용되는 임의의 공지된 재료로 이루어질 수 있다. 조립될 때에, 원형 내부 영구 자석(830)과 환형 외부 영구 자석(834)은 보이스 코일(816) 및 포머(819)을 통과시키는 제2 자석 공기 간극(836)을 형성하도록 동심 상태로 떨어져 있을 수 있다.
상부판(808)을 참조하면, 상부판(808)은 구성이 전체적으로 원형일 수 있고 중앙 보어(840)를 갖는 원형 내부 상부판(838)과, 환형 외부 상부판(842)을 포함할 수 있다. 상부판(808)은 자기적으로 연철 또는 스틸, 또는 상부판으로 기능하고 또 제1 자석 조립체(804), 제2 자석 조립체(806) 및 바닥판(810)과 자기 회로를 형성하기에 적절한 임의의 다른 재료로 제조될 수 있다. 조립될 때에, 원형 내부 상부판(838)과 환형 외부 상부판(842)은 보이스 코일(816) 및 포머(819)를 통과시키는 상부판 공기 간극(844)을 형성하도록 동심 상태로 떨어져 있을 수 있다.
바닥판(810)은 원형 디스크 형태와 바닥판 중앙 보어(846)를 포함할 수 있다. 바닥판(810)은 자기적으로 연철 또는 스틸, 또는 바닥판으로 기능하고 또 제1 자석 조립체(804), 제2 자석 조립체(806) 및 상부판(808)과 자기 회로를 형성하기에 적절한 임의의 다른 재료로 제조될 수 있다.
도 9에는, (도 8에 도시한) 라우드스피커 트랜스듀서(800)의 제1 자석 조립체(804) 및 제2 자석 조립체(806)를 보여주는 분해 등각 투영도가 도시되어 있다. 상기한 바와 같이, 제1 자석 조립체(804)는 플러그(820)를 수용하기 위한 제1 자석 중앙 보어(828)를 구비한 전체적으로 디스크형 자석일 수 있다. 제2 자석 조립체(806)는 구조가 전체적으로 원형일 수 있고, 제2 자석 중앙 보어(832)를 갖는 원형 내부 영구 자석9830), 환형 외부 영구 자석(834)을 포함할 수 있다.
도 10a는 도 8의 라우드스피커 트랜스듀서(800)의 자석 조립체의 평면도이다. 이 평면도는 제1 자석 조립체(804), 상부판(808), 제2 자석 조립체(806), 및 플러그(820)를 통해 조립된 바닥판(이 도면에서는 도시되지 않음)을 도시하고 있다. 몇몇의 실시에서, 제1 자석 조립체(804), 상부판(808), 제2 자석 조립체(806), 및 바닥판(도시 생략)은 접착제, 용접, 억지 끼워맞춤, 또는 다른 고정 수단에 의해 플러그에서 함께 결합될 수 있다. 도시한 바와 같이, 상부판(808)의 직경은 제2 자석 조립체(806)의 직경보다 약간 더 작다. 당업자라면, 상부판 공기 간극(844) 및 제2 자석 조립체 공기 간극(836)의 조합에 의해 전체 공기 간극(1000)이 형성된다는 것을 이해할 것이다. 또한, 전체 공기 간극(1000)은 상부판(8080의 상면에서 시작하여 바닥판(810)의 상면에서 끝나는 원통형의 링 공동을 형성한다.
도 10b는 도 9의 라우드스피커 트랜스듀서(800)의 자석 조립체의 저면도이다. 이 저면도는 제1 자석 조립체(804)(이 도면에서는 도시되지 않음), 상부판(808)(이 도면에서는 도시되지 않음), 제2 자석 조립체(706), 및 플러그(720)를 통해 조립되는 바닥판(810)을 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 조립될 때에, 플러그(820)는 바닥판(810)의 바닥판 중앙 보어(840)를 통해 라우드스피커 트랜스듀서(800)의 바닥에 결합한다.
도 11은 도 8의 라우드스피커 트랜스듀서(800)의 단면도이다. 도 11에는, 원통형 영구 자석(즉, 제2 자석 조립체(806)), 상부판(808), 제1 자석 조립체(804)를 포함하는 스택을 지지하는 바닥판(810)이 도시되어 있다. 이 예에서, 스택 중에서, 제2 자석 조립체(806) 위에 배치되는 것은 상부판(808), 제1 자석 조립체(804)(제1 자석 조립체는 상부판(808)의 원형 내부 상부판(838) 위에 배치된다), 배플(812)이다. 배플(812)은 환형 외부 상부판(842)과 환형 외부 영구 자석(834)의 직경 치수를 보충하도록 구성된 한 쌍의 동심 반경 방향 표면(1102, 1104)를 포함할 수 있는 하부측(1100)을 갖는다.
도 11에서 알 수 있는 바와 같이, 제1 자석 조립체(804)의 직경은 원형 내부 상부판(838) 및 원형 내부 영구 자석(830)의 직경과 일치하여 상부판 공기 간극(844)과 제2 자석 조립체 공기 간극(806)은 정렬되어 전체 공기 간극(1000)을 형성한다. 따라서, 전체 공기 간극(1000)은 원형 내부 상부판(838), 환형 외부 상부판(842), 원형 내부 영구 자석(830), 환형 외부 영구 자석(834) 사이에형성되는 환형의 공간이다. 따라서, 전체 공기 간극(1000)은 "자기 공기 간극"이다.
이어서, 보이스 코일(816) 및 포머(819)가 자기 공기 간극(1000) 내에 배치되어 그 외주(1106)에서 다이아프램(802)에 결합하도록 상방으로 연장된다. 포머(819)와 결합 다이아프램(802)은, 이하에서 설명하는 바와 같이, 포머(819)에 결합되는 서라운드 서스펜션 부재(814)에 의해 적소에 지지된다. 보이스 코일(816)은 또한 보이스 코일(816) 및 포머(819)를 봉입하는 래퍼(도시 생략)를 포함할 수 있다. 따라서, 서스펜션 부재(818) 또는 임의의 다른 스피커 구성요소를 포머(819)에 결합 또는 부착하는 것을 참조할 때에, 부착은 보이스 코일(816) 및 포머(819)의 래퍼에 대해 직접적으로 또는 포머(819)에 래퍼가 없을 때에 보이스 코일(816) 및 포머(819)에 대해 직접적으로 이루어질 수 있다.
또한 도시된 바와 같이, 조립될 때에, 플러그(820)는 스택과 맞물리고 바닥판중앙 보어(840), 제2 자석 중앙 보어(832), 상부판 중앙 보어(840), 제1 자석 중앙 보어(828), 배플(812)의 중앙 보어(824)를 통해 연장된다(제1 자석 조립체(804)는 또한 배플(812)의 중앙 보어(824) 내에 위치된다). 당업자라면, 본 발명의 범위에서 벗어남이 없이 바닥판(810), 제2 자석 조립체(806), 상부판(808), 제1 자석 조립체(804) 및 보이스 코일(816) 및 포머(819)의 다른 구성이 사용될 수 있다는 것을 알 것이다.
도 12는 도 11의 원 구역의 확대도이고 보이스 코일(816), 포머(819) 및 다이아프램(802)에 대한 서스펜션 부재(814) 구성의 보다 상세한 도시를 제공한다. 전술한 바와 같이, 보이스 코일(816) 및 포머(819)는 배플(821)의 중앙 보어(824), 환형 외부 상부판(842), 환형 외부 영구 자석(834)의 외부측(1202, 1204, 1206)과, 제1 자석 조립체(804), 원형 내부 상부판(838), 원형 내부 영구 자석(830)의 내부측(1208, 1210, 1212) 사이의 자기 공기 간극(1006) 내에 배치된다.
이어서, 보이스 코일(816) 및 포머(819)는 제1 자석 조립체(804), 원형 내부 상부판(830) 및 원형 내부 영구 자석(830)의 내부측(1208, 1210, 1212)에 평행한 방향에서 상방으로 그리고 자기 공기 간극(1000) 밖으로 연장된다. 이 예에서, 보포머(819)는 라우드스피커 트랜스듀서(800)의 다이아프램(802)과 결합하도록 제1 자석 조립체(804) 위의 지점을 향해 상방으로 연장된다. 포머(819)는 상단부(1214)에서 다이아프램(802)에 부착된다. 포머(819)의 상단부(1214)는 접착제 또는 다이아프램을(802) 포머(819)에 장착하기 위해 당업계에 공지된 기타 메카니즘을 통해 다이아프램(802)의 외주 에지(1106)의 아래쪽에 부착된다. 이 예에서, 외주 에지(1106)는 정방형 단부 플랜지로서 형성된다. 그러나, 다이아프램(802)을 포머(819)에 부착시키도록 다른 외주 에지 구성이 사용될 수 있다. 예컨대, 다이아프램(802)에는 배치 및 고착 작업을 용이하게 하도록 포머(819)의 상단부(1214)의 측면에 위치할 수 있는 환형의 하향 채널이 형성될 수 있다.
도 12에 의해 도시된 바와 같이, 서라운드 서스펜션 부재(814)는 배플(812)의 중앙 보어(824)를 둘러싸는 랜딩 구역(1216)에 부착되어 포머(819)와 다이아프램(802)을 지지하고 자기 공기 간극(1000) 내에 보이스 코일(816) 및 포머(819)의 정렬을 유지할 수 있다. 서라운드 서스펜션 부재(814)는 도시된 바와 같이 짧은 플랜지(1220)를 포함할 수 있는 내부 에지(1218)를 포함할 수 있다. 서라운드 서스펜션 부재(814)의 내부 에지(1218)는 다이아프램(802)이 포머(1819)의 상단부(1214)에 부착되는 지점 아래의 위치에서 예컨대 접착제에 의해 포머(819)에 부착될 수 있다. 서라운드 서스펜션 부재(814)의 외부 에지(1222)는 랜딩 구역(1216)에 부착될 수 있다.
도 13은 도 8의 라우드스피커 트랜스듀서(800)의 배플에 형성된 통로의 확대 사시도이다. 명확하게 하기 위해, 서라운드 서스펜션 부재(814)는 이 도면에 도시하지 않았다. 도시된 바와 같이, 배플(812)의 통로(826)는 틴셀(tinsel) 리드 와이어(즉, 접속 와이어(818))를 보이스 코일(816)로부터 라우드스피커 트랜스듀서(800) 외측으로 통과시키기 위한 유입 단부(1302)와 유출 단부(1304)를 포함할 수 있다. 작동시에, 틴셀 리드 와이어(818)는 도시된 바와 같이 보이스 코일(816)의 포머(819)에 집적 플랫 도체(도시 생략)를 통해 접속될 수 있다.
본 발명에 따라서, 보이스 코일, 서라운드 서스펜션 부재, 다이아프램을 갖는 라우드스피커 트랜스듀서용 라우드스피커 자석 조립체의 다른 실시예가 도시되어 있다. 이 라우드스피커 자석 조립체는 제1 자석 조립체, 제1 자석 조립체 아래에 배치되는 상부판, 상부판 아래에 배치되는 제2 자석 조립체, 제2 자석 조립체 아래에 배치되는 바닥판 및 플러그를 포함할 수 있다.
제1 자석 조립체는 환형 외부 자석과 원형 내부 자석을 포함할 수 있다. 환형 외부 자석은 외경과 내경을 갖고 있으며, 내경은 환형 외부 자석 내에 빈 워녕 중심을 형성한다. 원형 내부 자석은 환형 외부 자석의 내경보다 작은 직경을 갖고 있으며, 환형 외부 자석의 빈 원형 중심부 내에 동심원적으로 배치된다. 원형 내부 자석의 직경과 환형 외부 자석의 내경의 길이 차이는 환혀의 제1 자석 조립체 공기 간극을 형성한다. 원형 내부 자석 역시 중앙 보어를 포함할 수 있다.
상부판은 환형 외부 상부판과 원형 내부 상부판을 포함할 수 있다. 환형 외부 상부판은 외경과 내경을 갖고 있으며, 내경은 환형 외부 상부판의 빈 원형 중심부를 형성한다. 원형 내부 상부판은 환형 외부 상부판의 내경보다 작은 직경을 갖고 있으며, 환형 외부 상부판의 빈 원형 중심부 내에 동심원적으로 배치된다. 원형 내부 상부판의 직경과 환형 외부 상부판의 내경 사이의 길이 차이는 환형 상부판 공기 간극을 형성한다. 원형 내부 상부판 역시 중앙 보어를 포함할 수 있다.
제2 자석 조립체는 환형 외부 자석과 원형 내부 자석을 포함할 수 있다. 환형 외부 자석은 외경과 내경을 갖고 있으며, 내경은 환형 외부 자석 내에 빈 원형 중심부를 형성한다. 원형 내부 자석은 환형 외부 자석의 내경보다 작은 직경을 갖고 있으며, 환형 외부 자석의 빈 원형 중심부 내에 동심원적으로 배치된다. 원형 내부 자석의 직경과 환형 외부 자석의 내경 사이의 길이 차이는 환형의 제2 자석 조립체 공기 간극을 형성한다. 원형 내부 자석 역시 중앙 보어를 포함할 수 있다.
또한, 바닥판은 중앙 보어를 포함할 수 있고, 플러그는 바닥판, 제2 자석 조립체의 원형 내부 자석, 원형 내부 상부판 및 제1 자석 조립체의 원형 내부 자석의 중앙 보어 내에 끼워지도록 구성된다.
제1 자석 조립체의 원형 내부 자석의 직경은 원형 내부 상부판 및 제2 자석 조립체의 원형 내부 자석의 직경과 일치하여, 제1 자석 조립체 공기 간극, 상부판 공기 간극과 제2 자석 조립체 공기 간극은 정렬되어 자기 공기 간극을 형성한다. 자기 공기 간극은 보이스 코일을 수용하도록 구성된다.
이 예에서, 라우드스피커 자석 조립체의 자기 공기 간극은 바닥판에 의해 덮여지는 공기 간극 바닥을 갖고 있다. 바닥판은 주변부를 갖는 원형일 수 있고, 바닥판은 바닥판의 외주로부터 내측으로 연장되는 하나 이상의 방사상으로 배열된 바닥판 슬롯을 포함한다. 이들 슬롯은 자기 공기 간극에의 물리적 접근부를 갖는다.
상기 제1 자석 조립체의 환형 외부 자석은, 상기 제1 자석 조립체로부터 외측을 향해 상기 보이스 코일로부터 접속 와이어를 통과시키도록 구성된 적어도 하나의 채널을 포함할 수 있다. 상기 제1 자석 조립체의 환형 외부 자석은 또한 적어도 2개의 분할된 환형 외부 자석으로 분할될 수 있는데, 상기 분할된 환형 외부 자석 각각은 상기 적어도 하나의 채널의 적어도 두 채널을 형성하는 엣지를 포함한다.
상기 환형 외부 상부판 역시 분할될 수 있는데, 환형 외부 상부판은 외주를 갖고 있으며, 환형 외부 상부판은 적어도 2개의 분할된 환형 외부 상부판으로 분할된다. 이 예에서, 분할된 환형 외부 상부판 각각은 상부판 내에 하나 이상의 공기 채널을 형성하며, 이 공기 채널은 상기 외주로부터 상부판 공기 간극을 향해 방사상 내측으로 연장된다.
보다 구체적으로, 도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 라우드스피커 트랜스듀서(1400)의 일실시예의 분해 등각 투영도가 도시되어 있다. 이 예의 라우드스피커 트랜스듀서(1400)는, 도 2 내지 도 8에 도시한 본 발명의 실시예와 유사하지만, 분할된 상부판(1402)과 플러그(1404)를 포함한다는 점에서 차이가 있다. 이 예는 또한 상부판(1402)이 환형 외부 상부판 섹션(1406)들로 분할되어, 음향 배출을 허용하는 하나 이상의 상부판 공기 채널(1408)을 형성한다는 데에 특징이 있다. 상부판(1402)은 또한 원형 내부 상부판(1410)과 상부판 공기 간극(1412)을 포함할 수 있다. 음향 배출을 제공함으로써, 다이아프램(1414)의 후방으로부터의 음압은 스피커 인클로우저(도시 생략)에 전달될 수 있다.
도 2 및 도 11에 도시한 예와 유사하게, 본 예에서, 라우드스피커 트랜스듀서(1400)는 서라운드 서스펜션 부재(1416), 포머(1418), 보이스 코일(1420), 접속 와이어(1422), 제1 자석 조립체(1425)의 원형 내부 자석(1424), 원형 내부 영구 자석(1428)을 갖는 제2 자석 조립체(1426), 환형 외부 영구 자석(1430), 제2 자석 공기 간극(1432), 바닥판(1434) 및 융기된 구조(1436)를 포함할 수 있다.
또한, 도 11과 달리, 그러나 도 2와 유사하게, 이 예에서, 제1 자석 조립체(1425)는 두 환형 외부 자석(1438), 제1 자석 조립체 공기 간극(1439), 라우드스피커 트랜스듀서(1400)로부터 외측을 향해 접속 와이어(1422)를 보이스 코일(1420)로부터 통과시키기 위하여 환형 외부 자석(1438) 내에 적어도 하나의 채널(1440)을 포함할 수 있다. 바닥판(1434)은 또한 바닥판(1434)의 외주로부터 내측을 향해 연장되는 복수 개의 방사상 배열된 바닥판 슬롯(1441)을 포함할 수 있다. 더욱이, 도 2와 달리 그러나 도 11과 유사하게, 라우드스피커 트랜스듀서(1400)는 제1 자석 조립체(1425) 내에 제1 자석 중앙 보어(1442), 상부판(1402) 내에 상부판 중앙 보어(1444), 제2 자석 조립체(1426) 내에 제2 자석 중앙 보어(1446), 바닥판(1434) 내에 바닥판 중앙 보어(1448)를 포함할 수 있다.
도 8에 도시한 라우드스피커 트랜스듀서(800)의 실시예를 참조하면, 도 15에는, 배플(812)의 저면도가 도시되어 있다. 도 11에서 설명한 바와 같이, 배플(812)은 환형 외부 상부판(842)과 환형 외부 영구 자석(834)의 직경 치수를 보충하도록 구성된 한 쌍의 동심 반경 방향 표면(1102, 1104)를 포함할 수 있는 하부측(1100)을 갖는다. 또한, 자기 공기 간극(1000)으로부터 스피커 인클로우저(도시 생략)에 음향 배출을 제공하기 위하여, 배플(812)의 하부측(1100)에 하나 이상의 공기 채널(1502)이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시에서, 라우드스피커 트랜스듀서 구성의 전체 두께는 3.5 내지 4 mm일 수 있다. 이 라우드스피커 치수는 일례로서만 제공된다. 당업자라면 상기 구성이 다양한 크기 및 형태의 스피커 시스템에 통합될 수 있고 전술한 치수로 제한되지 않으며 원하는 용례를 기초로 하여 변동될 수 있다는 것을 알 것이다.
일반적으로, 본 명세서에서 "~에 결합되는"과 "~에 결합하도록 구성되는"과 "~에 고정되는"(예컨대, 제1 구성요소는 제2 구성요소에 "결합된다" 또는 "결합하도록 구성된다" 또는 "고정된다") 등의 용어는 2개 이상의 구성요소들 또는 요소들 간에 구조적, 기능적, 기계적, 전기적, 신호, 광학, 자기, 전자기, 이온 또는 유동 관계를 지시하도록 사용된다. 따라서, 하나의 구성요소가 제2 구성요소에 결합된다고 하는 것은 추가의 구성요소가 제1 구성요소와 제2 구성요소 사이에 존재할 수 있고, 및/또는 이들 구성요소와 작동적으로 관련되거나 결합될 가능성을 배제하는 것으로 생각되어서는 안된다.
이전 설명은 다양한 실시들 중에서 특정한 예만을 도시한 것이고, 본 발명은 전술한 예시적인 예들로 제한되지 않는다. 당업자들은 첨부된 청구범위에 의해 한정된 발명이 다양한 추가 실시예 및 변경예에 적용될 수 있다는 것을 알 것이다. 구체적으로, 설명된 실시예들의 다양한 특징들의 조합은 이들 특징들이 서로 모순되지 않는 한 가능하다. 따라서, 전술한 실시예들의 설명은 예시 및 설명을 위해 제공되었다. 본 발명을 총망라하지 않고 청구된 발명을 개시된 바와 정확한 형태로 제한하지 않는다. 전술한 설명의 관점에서 수정 및 변경이 가능하고 본 발명의 실시로부터 얻어질 수 있다. 청구범위 및 그 균등물이 본 발명의 범위를 한정한다.

Claims (22)

  1. 보이스 코일과, 포머와, 원형 내부 자석을 갖는 제1 자석 조립체와, 환형 외부 상부판과 원형 내부 상부판을 갖는 상부판과, 환형 외부 자석과 원형 내부 자석을 갖는 제2 자석 조립체와, 상기 제1 자석 조립체의 원형 내부 자석, 환형 외부 상부판, 원형 내부 상부판, 상기 제2 자석 조립체의 환형 외부 자석 및 원형 내부 자석에 의해 형성되는 공기 간극과, 서라운드 서스펜션 부재를 포함하는 라우드스피커 트랜스듀서에 사용하기 위한 다이어프램으로서,
    상기 다이어프램은 상기 제1 자석 조립체의 원형 내부 자석의 직경보다 크고 상기 환형 외부 상부판의 내경보다 작은 직경을 갖는 외주부를 포함하고,
    상기 제1 자석의 원형 내부 자석의 직경은 상기 제2 자석 조립체의 원형 내부 자석의 직경 및 원형 내부 상부판의 직경과 동일하고,
    상기 환형 외부 상부판의 내경은 상기 제2 자석 조립체의 환형 외부 자석의 내경과 동일하며,
    상기 다이어프램은, 상기 서라운드 서스펜션 부재의 내부 엣지에 부착되고 또 상기 포머에 직접 부착되도록 구성되는 외주 엣지를 포함하고,
    상기 포머는 상기 공기 간극 내에 위치하며,
    상기 다이어프램은 전체적으로 원형이고, 상기 제1 자석 조립체의 원형 내부 자석 위에 그리고 상기 포머 위에 동심원적으로 배치되도록 구성되며,
    상기 서라운드 서스펜션 부재는, 상기 서라운드 서스펜션 부재와 포머 사이에 위치하고 실질상 평탄한 짧은 플랜지를 포함하며,
    상기 외주 엣지는 상기 짧은 플랜지의 적어도 일부 바로 위에 위치하는 것인 다이어프램.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 포머는 상기 보이스 코일에 연결되고, 상기 보이스 코일은 상기 공기 간극 내에 위치하는 것인 다이어프램.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 라우드스피커 트랜스듀서는 배플을 더 포함하고, 상기 서라운드 서스펜션 부재는 상기 배플에 부착되는 것인 다이어프램.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 다이어프램은 금속, 플라스틱, 함침지, 강화지 또는 함침 직물로 구성되는 것인 다이어프램.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 금속은 티타늄, 스틸 또는 알루미늄인 다이어프램.
  7. 청구항 4에 있어서, 상기 다이어프램은 실질상 평탄한 것인 다이어프램.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 다이어프램 상에 융기 구조를 더 포함하는 다이어프램.
  9. 청구항 4에 있어서, 상기 다이어프램은 볼록 또는 오목한 형태인 것인 다이어프램.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 청구항 9에 있어서, 상기 다이어프램 상에 융기 구조를 더 포함하는 다이어프램.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 자석 조립체는 환형 외부 자석을 포함하고, 상기 공기 간극은 상기 제1 자석 조립체의 상기 원형 내부 자석과 상기 제1 자석 조립체의 상기 환형 외부 자석 사이에 간극을 포함하는 것인 다이어프램.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 포머는 상기 보이스 코일에 연결되고, 상기 보이스 코일은 상기 공기 간극 내에 위치하는 것인 다이어프램.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 다이어프램은 실질상 평탄한 것인 다이어프램.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 다이어프램 상에 융기 구조를 더 포함하는 다이어프램.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 다이어프램은 금속, 플라스틱, 함침지, 강화지 또는 함침 직물로 구성되는 것인 다이어프램.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 금속은 티타늄, 스틸 또는 알루미늄인 다이어프램.
  19. 청구항 14에 있어서, 상기 다이어프램은 볼록 또는 오목한 형태인 것인 다이어프램.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 다이어프램은 금속, 플라스틱, 함침지, 강화지 또는 함침 직물로 구성되는 것인 다이어프램.
  21. 청구항 20에 있어서, 상기 금속은 티타늄, 스틸 또는 알루미늄인 다이어프램.
  22. 청구항 19에 있어서, 상기 다이어프램 상에 융기 구조를 더 포함하는 다이어프램.




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