KR20090104119A - 라우드스피커 자속 집속 시스템 - Google Patents

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KR20090104119A
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베니 다노비
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하르만 인터내셔날 인더스트리즈, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명의 라우드스피커는 음을 생성하는 오디오 소스로부터 필요한 파워를 감소시키는 것에 의해 개선된 효율을 나타낸다. 상기 라우드스피커는 자석 하우징, 적어도 2개의 자석 및 자속 집속기를 포함한다. 상기 자속 집속기는 상기 자석 하우징과 결합되고 그로부터 멀리 연장한다. 자석으로부터 생성된 자속은 상기 자속 집속기에 의해 받아들여지고 라우드스피커에 포함된 에어 갭으로 전달되어 에어 갭 내에서의 자석의 자기 에너지의 활용성을 최대화시킨다.

Description

라우드스피커 자속 집속 시스템{LOUDSPEAKER MAGNETIC FLUX COLLECTION SYSTEM}
본 발명은 가청음을 생성하기 위한 라우드스피커에 관한 것으로, 보다 상세하게는 라우드스피커용 자속 집속 시스템에 관한 것이다.
변환기는 입력 신호의 일 형태를 다른 형태로 변환시키는 장치이다. 라우드스피커는 변환기의 일례이다. 라우드스피커는 전기 신호를 가청음으로 변환시킨다. 라우드스피커는 다이어프램, 음성 코일 및 자석 구조를 포함한다. 상기 음성 코일은 다이어프램과 연결되고 에어 갭 내에 배치된다. 상기 자석 구조는 음성 코일과의 사이의 에어 갭 내에 자속을 발생시킨다. 음성 코일을 통해 흐르는 입력 전류는 에어 갭 내의 자기장과 상호 작용하는 유도 자기장을 생성시킨다. 이것은 음성 코일을 이동시키고, 이는 다시 다이어프램을 이동시키거나 진동시킨다. 결국, 음이 생성된다. 스파이더, 서라운드 및 프레임 등의 다른 구조를 사용하여 라우드스피커를 구성할 수 있다.
라우드스피커의 자석 구조는 적어도 2개의 자석, 자석 하우징 및 자속 집속기를 포함할 수 있다. 상기 자속 집속기는 자석 중 적어도 하나에 의해 생성되는 자기 에너지의 분산을 감소시킨다. 그 대신, 상기 자속 집속기는 라우드스피커 내에 포함된 에어 갭 내로 전달되는 자기 에너지를 위한 직접적이고 낮은 자기 저항의 제어된 경로를 제공한다.
상기 자속 집속기는 자기 전도 재료(강자성)로 구성된다. 상기 자속 집속기는 라우드스피커의 자석 하우징으로부터 멀어지게 연장하면서 그 자석 하우징에 결합될 수 있다. 상기 라우드스피커는 자석 하우징 내에 미리 정해진 구성으로 배치되는 하나 이상의 자석을 포함할 수 있다. 자속 집속기는 자기 에너지를 끌어당겨 다시 자석 하우징과 에어 갭 내로 집중시킬 수 있다. 상기 자속 집속기는 자석 하우징, 라우드스피커의 프래임 내부로 일체화되어 자속 하우징 또는 자속 하우징 및 프래임의 조합에 인접하게 된다. 자석 구조는 자기 전도성 재료로 구성된 캡도 포함할 수 있다. 상기 캡은 자기 에너지를 자속 집속기 측으로 유도하는 자석 중 한 자석의 자극(magnetic pole)에 인접 배치될 수 있다.
일례에서, 라우드스피커는 제1 조립체와 제2 조립체를 별도로 구성하는 것에 의해 제조될 수 있다. 제1 조립체와 제2 조립체는 각각 라우드스피커의 일부분이다. 상기 제1 조립체는 자석 하우징과 자속 집속기를 포함할 수 있다. 상기 제2 조립체는 라우드스피커의 지지 프레임과 원추부를 포함할 수 있다. 상기 제1 조립체와 제2 조립체는 분리 가능하게 결합되어 라우드스피커를 형성할 수 있다. 따라서, 상기 제1 조립체 또는 제2 조립체는 교체 가능한 부품일 수 있다. 따라서, 제1 조립체 또는 제2 조립체는 제1 및 제2 조립체를 분리하고, 제1 조립체 또는 제2 조립체 중 하나를 교체하고, 제1 조립체 또는 제2 조립체 중 다른 하나를 재사용하여 라우드스피커를 형성하는 것에 의해 다른 제1 조립체 또는 제2 조립체로 교체될 수 있다.
본 발명의 다른 시스템, 방법, 특징 및 장점들은 도면과 상세한 설명의 검토시 당업자들에게 분명해질 것이다. 이러한 추가의 시스템, 방법, 특징 및 장점들 모두는 발명의 설명 부분 내에 포함되고 발명의 범위 내에 있으며 후속하는 특허청구범위에 의해 보호되도록 의도되어 있다.
본 발명은 도면과 설명 부분을 참조하여 잘 이해될 수 있다. 도면 내의 성분들은 반드시 비율에 맞출 필요는 없으며, 대신 발명의 원리를 예시할 때 강조될 수 있다. 더욱이, 도면에서 유사 참조 번호는 다른 도면에 걸쳐 대응하는 부분을 지정한다.
도 1은 자속 집속기를 포함하는 라우드스피커의 일례를 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 라우드스피커의 측단면도이다.
도 3은 도 1의 라우드스피커의 전개도이다.
도 4는 도 3의 라우드스피커에 포함된 모터 조립체, 자석 하우징 및 자속 집속기의 전개도이다.
도 5는 예시적인 자속 집속기 및 자석 하우징의 평면도이다.
도 6은 도 5의 자속 집속기 및 자석 하우징의 측단면도이다.
도 7은 예시적인 자속 집속기 및 자석 하우징의 평면도이다.
도 8은 도 7의 자속 집속기 및 자석 하우징의 부분 절단 측면도이다.
도 9는 자속선이 묘사된 도 6의 라우드스피커의 일부를 도시한 도면이다.
도 10은 자속선이 묘사된 도 6의 라우드스피커의 일부를 도시한 도면이다.
도 1은 지지 프래임(102), 모터 조립체(104), 자속 집속기(106) 및 스파이더(108)를 포함하는 예시적인 라우드스피커(100)의 평면도이다. 도 1에서, 라우드스피커(100)는 전체적으로 타원형으로 도시되어 있다. 다른 예에서, 정사각형, 원형, 직사각형 등의 다른 기하학적 형상의 라우드스피커도 사용될 수 있다. 또한, 라우드스피커(100)에 포함되는 것으로 설명된 성분들은 한정하거나 필수 성분이 아니라 예시적인 의미로 보아야 한다. 설명된 예의 성분들 중 일부가 생략될 수 있거나, 및/또는 다른 예의 라우드스피커(100)에 다른 성분들이 사용될 수 있다.
도 2는 도 1의 라우드스피커(100)의 2-2선을 따라 취한 측단면도이다. 도 1 및 도 2에서, 라우드스피커(100)는 지지 프래임(102), 모터 조립체(104), 자속 집속기(106) 및 자석 하우징(202)을 포함할 수 있다. 상기 지지 프래임(102)은 플라스틱, 알루미늄, 강재, 탄소 섬유, 마그네슘 또는 기타 재료와 같은 소정의 경질재로 구성될 수 있다. 상기 모터 조립체(104)는 제1 센터링 핀(204), 제1 자석(206), 제2 자석(208), 제1 코어 캡(210), 제2 코어 캡(212) 및 제2 센터링 핀(214)을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 상기 모터 조립체(104)는 3개 이상의 자석을 포함할 수 있다. 추가적이거나 대안적으로, 상기 센터링 핀 및/또는 제2 코어 캡은 생략될 수 있다.
상기 자석 하우징(202)은 중공의 공동을 형성하는 베이스 및 주변 벽을 포함하도록 구성될 수 있는 소정 종류의 자기 전도성 재료(강자성)로 형성될 수 있다. 일례에서, 상기 자석 하우징(202)은 쉘포트(shellpot)로 지칭될 수 있다. 상기 제1 자석(206)은 자석 하우징(202)의 베이스에 인접하게 중공의 공동 내에 적어도 일부가 배치되고 적어도 일부가 자석 하우징(202)의 벽으로 둘러싸일 수 있다. 상기 제1 자석(206)은 제1 자석(206)을 자석 하우징(202)의 베이스에 고정 결합시키는 기계적 체결구, 접착제, 마찰 결합구(friction fit) 또는 기타 소정의 메카니즘으로 자석 하우징(202)의 베이스에 결합될 수 있다. 상기 제2 자석(208)은 제1 코어 캡(210)이 제1 자석(206)과 제2 자석(208) 사이에 위치된 상태로 제1 자석(206)에 인접하게 배치될 수 있다. 상기 제2 자석(208)은 적어도 일부가 자석 하우징(202) 외부에 있을 수 있다.
도 2에서, 제2 자석(208)은 제2 자석(208)에 의해 생성되는 자기장이 대부분 자석 하우징(202)을 통해 전달되지 않도록 거의 전체가 자석 하우징(202) 외부에 위치된다. 제2 코어 캡(212)은 제1 코어 캡(210)에 대향하는 제2 자석(208)의 면 상에 제2 자석(208)과 근접 접촉되게 위치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 자석(206, 208)은 자기 에너지를 생성하거나 자기 에너지 생성을 위해 충전될 수 있는 철, 코발트, 니켈 또는 폴리머 등의 소정의 자성 재료로 구성될 수 있다. 도 2에서, 제1 자석(206)은 1차 자석으로서 작동 가능하고, 제2 자석(208)은 벅킹(bucking) 자석으로서 작동 가능하다. 따라서, 제1 및 제2 자석(206, 208)의 극성은 제1 및 제2 자석(206, 208)의 동일 극성이 제1 코어 캡(210)의 양측면 상에 서로 대향하여 배 치되도록 배열된다.
도 2의 예의 작동 중에, 제1 자석(206)으로부터의 자기 에너지는 실질적으로 자석 하우징(202)과 그 자석 하우징(202)과 모터 조립체(104) 사이에 형성된 에어 갭(220)을 통해 전달되어 제1 자기 회로를 완성한다. 상기 에어 갭(220)은 자석(206, 208)의 자기 에너지가 집중되는 미리 정해진 위치에 존재한다. 제2 코어 캡(212)에 인접 배치된 제2 자석(버킹 자석)(208)의 상부 극의 자기 에너지는 제2 자기 회로를 완성하기 위해 에어 갭(212)을 포함하여 공기를 통해 대부분 이동될 수 있다. 제2 자석(208)의 자기 에너지의 공기를 통한 이동은 공기의 자기 저항(reluctance)이 비교적 높기 때문에 자기 에너지 레벨을 비교적 빠르게 감소시킨다. 한편, 자속 집속기(106)의 자기 저항은 비교적 낮으므로, 제2 자석(208)에 의해 생성된 자기 에너지는 공기를 통해 이동하기 보다는 자속 집속기(106)를 통해 에어 갭(220)으로 전달된다. 따라서, 자속 집속기(106)는 에어 갭(220)으로 공급되는 자기 에너지 레벨을 최대화하기 위해 제2 자석(208)의 자기 에너지의 공기를 통한 이동량을 감소시킨다. 결국, 라우드스피커의 작동에 기여하는데 효과적인 제2 자석(208)의 자기 에너지의 크기는 자속 집속기(106)의 사용에 의해 크게 증가된다.
모터 조립체(104)와 자석 하우징(202)은 라우드스피커(100)의 중심축(216)과 동심이 되도록 정렬될 수 있다. 제1 자석(206), 제2 자석(208), 제1 코어 캡(210) 및 제2 코어 캡(212)은 서로에 대해 그리고 자석 하우징(202)에 대해 접착제, 기계적 체결구, 인터로킹 체결구 또는 기타 소정의 메카니즘에 의해 상대 위치가 고정 될 수 있다. 자속 집속기(106)도 역시 자석 하우징(202) 및/또는 라우드스피커(100)의 중심축(216)과 동심으로 정렬될 수 있다.
도 2에서, 자석 하우징(202)의 베이스, 제1 자석(206), 제2 자석(208), 제1 코어 캡(210) 및 제2 코어 캡(212) 각각은 제1 및 제2 센터링 핀(204, 214)을 수용하는 구멍을 포함할 수 있다. 상기 구멍은 중심축(216)을 따라 형성될 수 있다. 따라서, 제1 자석(206), 제2 자석(208), 제1 코어 캡(210) 및 제2 코어 캡(212)은 제1 및 제2 센터링 핀(204, 214)으로 형성된 결합 메카니즘으로 서로에 대해 그리고 자석 하우징(202)의 베이스에 대해 고정 결합될 수 있다. 다른 예에서, 제1 및 제2 센터링 핀(204, 214)은 모터 조립체(104)에 포함되는 성분을 적소에 유지하는 단일 부재이거나 기타 소정의 구성일 수 있다. 또한, 제1 및 제2 센터링 핀(204, 214)은 포스트로서 형성된 단일 부재일 수 있다. 이러한 구성에서, 제1 자석(206)과 제2 자석(208)의 자기 에너지는 제1 자석(206), 제2 자석(208), 제1 코어 캡(210) 및 제2 코어 캡(212)을 적소에 유지하는 포스트와 관련하여 사용될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 중심축(216)으로부터 오프셋된 다중의 커플링 메카니즘 또는 포스트를 사용하여 모터 조립체(104)의 성분들의 위치를 서로에 대해 그리고 자석 하우징(202)에 대해 유지할 수 있다.
제1 및 제2 센터링 핀(204, 214)은 제1 자석(206), 제2 자석(208), 제1 코어 캡(210) 및 제2 코어 캡(212)의 위치를 서로에 대해 그리고 자석 하우징(202)에 대해 유지시키는 강력한 키퍼 기능을 제공하는 소정의 구성일 수 있다. 도 2에서, 제1 및 제2 센터링 핀(204, 214)은 자석 하우징(202)의 베이스와 제2 코어 캡(212) 에 접촉하도록 형성된 외부 플랜지를 갖는 나선형의 2-부품 구성이다. 일례에서, 인접 접촉하는 제1 자석(206), 제2 자석(208), 제1 코어 캡(210) 및 제2 코어 캡(212)의 구성은 포트형(pot) 다중 자석 고정자 구성일 수 있다.
음성 코일(222)은 제1 및 제2 자석(206, 208)에 의해 생성된 자기장 내에서 스파이더(108)에 의해 에어 갭(220) 내에 지지될 수 있다. 따라서, 상기 음성 코일(222)은 자석(206, 208)의 집중된 자기 에너지를 받기 쉽다. 상기 스파이더(108)는 스파이더의 내주부에서 음성 코일(222)이 결합되는 중심 개구를 포함할 수 있다. 상기 스파이더(108)는 그 외주부가 지지 프래임(102), 자속 집속기(106) 또는 지지 프래임(102)과 자속 집속기(106)의 조합에 결합될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 도 2에서 스파이더(108)는 자속 집속기(106)와 결합된다.
일반적으로, 작동중에, 라우드스피커(100)에 의해 변환되는 프로그램 자료를 나타내는 전기 신호를 공급하는 증폭기로부터의 전류는 음성 코일(222)을 구동시킨다. 상기 음성 코일(222)은 전기 신호를 기초로 유도 자기장을 생성할 수 있다. 제1 자석(206)과 제2 자석(208)에 의해 생성된 자기장과 상기 유도 자기장 간의 상호 작용에 의해 음성 코일(222)은 축방향으로 왕복 이동되는 한편 스파이더(108)에 의해 원하는 왕복 이동 범위 내에 지지되고 유지될 수 있다. 음성 코일(222)의 왕복 이동에 의해 라우드스피커(100)에 의해 변환되는 프로그램 자료를 나타내는 음이 생성된다.
자속 집속기(106)는 강재와 같이 자기 에너지를 전도할 수 있는 소정의 재료로 형성될 수 있다. 자속 집속기(106)는 자석 하우징(202)과 결합되거나, 자석 하 우징(202)의 적어도 일부를 포함하는 하나의 단일 구조의 일부로서 일체로 형성될 수 있다. 자속 집속기(106)는 지지 프래임(102)과도 결합될 수 있다. 도 2에서 자속 집속기(106)는 기계 나사(224)와 같은 체결구에 의해 지지 프래임(102)과 결합될 수 있다. 다른 예에서, 자속 집속기(106)는 지지 프래임(102)과 일체로 형성되거나, 지지 프래임(102)에 의해 오버 몰딩되거나, 지지 프래임(102)에 접착되거나, 지지 프래임(102)에 용접되거나, 및/또는 나사 연결구, 스냅 결합구 및/또는 마찰 결합구 등의 기계적 연결의 여러 가지 형태에 의해 결합될 수 있다.
도 3은 도 1 및 도 2의 예의 라우드스피커의 분해 사시도이다. 도 3에서, 자속 집속기(106)는 모터 조립체(104)와 결합된다. 상기 자속 집속기(106)는 체결구(302)와 같은 커플링 메카니즘에 의해 지지 프래임(102)과도 결합된다. 도 3은 지지 프래임(102)과 결합될 수 있는 원추부(304), 패드 링(306), 상부 가스켓(308) 및 전기 컨넥터(310)도 도시하고 있다. 다른 예에서, 상기 패드 링(306) 및/또는 상부 가스켓(308)은 생략될 수 있다. 원추부(304)의 중심 꼭지점은 모터 조립체(104) 근처에서 음성 코일(22)의 단부에 부착될 수 있다. 원추부(304)의 외주 엣지는 서라운드(314) 또는 다른 컴플라이언스 구조에 결합될 수 있다. 상기 서라운드(314)는 지지 프래임(102)의 외주에 부착될 수 있다. 다른 예에서, 서라운드(314)는 생략될 수 있고, 상기 원추부(304)는 지지 프래임(102)과 직접 결합될 수 있다. 지지 프래임(102)은 라우드스피커(100)를 표면상이나 라우드스피커 덮개 내의 원하는 위치에 설치하는 것을 지지하는데 사용될 수 있는 가장자리부, 귀부 또는 다른 메카니즘(316)도 포함할 수 있다. 스파이더(108), 음성 코일(222), 원 추부(304), 패드 링(306), 상부 가스켓(308) 및 서라운드(314)는 중심축(216)과 동심 배치될 수 있다.
전기 컨넥터(310)는 전도체를 라우드스피커(100)에 결합시키기 위한 터미날의 일례이다. 이러한 전도체는 프로그램 자료를 나타내는 전기 신호를 제공할 수 있다. 상기 전기 컨넥터(310)는 라우드스피커(100)로의 암수형 접속점을 포함할 수 있다. 전기 컨넥터(310)는 음성 코일(222)과도 결합될 수 있다. 도 3에서 전기 컨넥터(310)는 암형 피스와 수형 피스를 갖는 2-부품 소켓 컨넥터이다. 다른 에에서, 한정되는 것은 아니지만, 나사 터미날, 솔더 접속부, 크림프(crimp) 컨넥터, 바나나 플러그 소켓 및 기타 접속부를 포함하는 소정의 다른 형태의 전기 접속부를 사용할 수 있다.
도 4는 일례의 모터 조립체(104)와 자속 집속부(106)의 분해 사시도이다. 도 4에서, 자석 하우징(202)과 자속 집속기(106)는 하나의 단일 구조로서 일체로 형성된다. 예를 들면, 자석 하우징(202)과 자속 집속기(106)는 단일의 가공 부품일 수 있다. 다른 예에서, 자석 하우징(202)과 자속 집속기(106)는 2-피스의 단조후 가공된 부품이거나 3-피스의 단조, 가공 및 스탬핑된 부품일 수 있다. 상기 2-피스 및 3-피스의 예에서, 상기 피스는 용접, 나사형 접속구, 압박 결합구, 마찰 결합구 또는 소정의 다른 메카니즘에 의해 영구 결합되어 하나의 단일 구조를 형성할 수 있다. 다른 예에서, 자석 하우징(202)과 자속 집속기(106)는 라우드스피커 조립 공정 중 결합되는 개별 제작된 부품일 수 있다.
도 2 및 도 4에서, 제1 센터링 핀(204)은 기계 나사(402)와 같은 체결구에 의해 자석 하우징(202)과 결합된다. 다른 예에서, 소정의 다른 커플링 메카니즘을 사용하여 제1 센터링 핀(204)을 자석 하우징(202)에 고정 결합할 수 있다. 또 다른 예에서, 제1 커플링 핀(204)은 자석 하우징(202)과 일체로 형성될 수 있다.
도 4에서, 제2 커플링 핀(214)은 제1 커플링 핀(204)에 끼워져서 자석 하우징(202), 제1 자석(206), 제1 코어 캡(210), 제2 자석(208) 및 제2 코어 캡(212)을 라우드스피커(100)의 중심축(216)에 동심인 서로의 위치 관계로 고정 유지할 수 있다. 다른 예에서, 접착제와 같은 다른 소정의 메카니즘 또는 물질을 사용하여 상기 위치 관계를 유지시킬 수 있다.
일례에서, 제1 센터링 핀(204)은 모터 조립체(104)를 통해 자석 하우징(202)의 베이스로부터 연장하는 포스트를 형성할 수 있고, 제2 센터링 핀(214)은 생략될 수 있다. 상기 예에서, 제1 및 제2 자석(206, 208)의 자기 에너지는 자석 하우징(202), 제1 자석(206), 제1 코어 캡(210), 제2 자석(208) 및 제2 코어 캡(212)을 서로에 대한 위치 관계로 고정 유지하는데 사용될 수 있으며, 제1 센터링 핀(204)(포스트)은 모터 조립체를 라우드스피커의 중심축(216)과 동심으로 유지시킬 수 있다.
제1 및 제2 센터링 핀(204, 214)은 황동, 세라믹, 탄소 섬유, 플라스틱, 목재 또는 유리와 같이 자기 에너지를 전도하지 않는 소정의 경질재로 구성될 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 자석(206, 208)의 자기장은 제1 및 제2 센터링 핀(204, 214)을 통해 전달되지 않고, 대신에 자속 집속기(106)와 자석 하우징(202)을 통해 에어 갭(220) 내로 전달된다.
도 5는 자석 하우징(202)과 일체로 형성된 일례의 자속 집속기(106)를 도시한다. 도 5에서, 자속 집속기(106)는 원형이고 예시의 간명성을 위해 모터 조립체를 포함하고 있지 않다. 상기 자속 집속기(106)는 원형의 반경 방향 직경의 내경부(502)와 원형의 반경 방향 직경의 외경부(504)를 포함한다. 다른 예에서, 자속 집속기(106)가 타원형, 정사각형, 직사각형 또는 기타 소정의 형태인 경우, 상기 내경부(502) 및 외경부(504)는 자속 집속기의 내주 및 외주를 형성하는 대응하는 형태일 수 있다. 따라서, 여기에서 사용되는 바와 같이, 자속 집속기의 내주 및 외주의 형태에 무관하게, 상기 내경부(502)는 자속 집속기(106)의 내주로서 형성되고, 상기 외경부(504)는 자속 집속기(106)의 외주로서 형성된다.
자속 집속기(106)의 본체는 상기 내경부(502)와 외경부(504) 사이로 연장한다. 상기 내경부(502), 상기 외경부(504) 및 상기 본체는 중심축(216)과 동심을 이룬다. 상기 내경부(502)는 자석 하우징(202)을 수용하도록 된 구멍을 형성한다. 따라서, 자속 집속기(106)의 본체는 자석 하우징(202)으로부터 외측으로 외경부(504)까지 균일하게 연장할 수 있다. 도 5에서, 자속 집속기(106)는 자석 하우징(202)과 결합되어 하나의 단일 구조로서 형성된 1-부품 가공 성분을 형성한다. 전술한 바와 같이, 다른 예로서, 자속 집속기(106)가 별도로 형성되고 별도로 형성된 자석 하우징(202)과 결합되는 다른 구성의 제작 방식이 가능하다.
도 6은 도 5의 자속 집속기(106)와 자석 하우징(202)의 단면도이다. 도 6에서, 자속 집속기(106)와 자석 하우징(202)은 자석 하우징(202)의 베이스의 반대측인 자석 하우징(202)의 원주에서 결합된다. 다른 예에서, 자속 집속기(106)와 자 석 하우징(202)은 자석 하우징(202)의 벽을 따른 소정의 위치에서 결합될 수 있다. 자속 집속기(106)와 자석 하우징(202)이 결합되는 어느 위치에서도, 자속 집속기(106)와 자석 하우징(202)은 제1 및 제2 자석(206, 208)의 자속을 과포화(oversaturation) 없이 에어 갭(220)으로 전달하도록 충분한 자기 전도성의 재료로 형성될 수 있다.
도 5 및 도 6에서, 자속 집속기(106)는 복수의 설치 플랜지(508)를 포함한다. 상기 설치 플랜지는 자속 집속기(106)를 지지 프래임(102)(도 1 참조)에 결합될 수 있게 하는 소정의 메카니즘 또는 부재일 수 있다. 상기 설치 플랜지(508)는 외경부(504)에 인접하게 위치될 수 있다. 대안적으로, 상기 설치 플랜지(508)는 자속 집속기(106)의 본체상의 다른 위치에 배치될 수 있다. 도 5 및 도 6에서, 설치 플랜지(508) 각각은 구멍(510)을 포함한다. 상기 구멍(510)은 기계 나사와 같은 체결구를 수용하기 위해 형성될 수 있다. 다른 예에서, 설치 플랜지(508)와 함께, 클립, 스냅 또는 기타 메카니즘과 같은 소정의 다른 형태의 설치 메카니즘을 사용하여 자속 집속기(106)와 지지 프래임(102)을 고정 결합시킬 수 있다. 따라서, 자속 집속기(106)는 구조적 부재로서 사용 가능하여 지지 플랜지(102)에 대한 자석 하우징(202)의 위치를 고정 유지시킬 수 있다. 일례에서, 자속 집속기(106)는 지지 프래임(102)에 대한 자석 하우징(202)의 고정 위치를 유지시키는 유일한 구조적 부재일 수 있다.
자속 집속기(106)는 복수의 배기 구멍(512)과 스파이더 플랫폼(514)도 포함한다. 상기 배기 구멍(512)은 자속 집속기(106)를 관통하여 공기 흐름을 제공한 다. 상기 공기 흐름은 라우드스피커 작동 중에 음성 코일이 왕복 이동할 때 스파이더(108)가 자유롭게 이동되도록 한다. 상기 배기 구멍(512)은 음성 코일(222)이 에어 갭(220) 내에서 왕복 이동될 때 스파이더(108)에 가해지는 공기압 또는 진공압을 최소화하도록 하는 크기와 위치를 가질 수 있다. 상기 스파이더 플랫폼(514)은 스파이더(108)(도 2 참조)를 자속 집속기(106)에 고정 결합시키기 위해 접착제를 수용하는 평면과 같은 커플링 메카니즘을 제공할 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 스파이더(108)는 스파이더(108)의 외주부에서 스파이더 플랫폼(514)에 결합될 수 있다. 스파이더(108)는 아교와 같은 접착제, 클램프와 같은 기계적 메카니즘, 및/또는 슬롯이나 채널과 같은 홀딩 메카니즘을 사용하여 스파이더 플랫폼(514)과 결합될 수 있다.
제조 과정 중, 상기 스파이더(108)는 자속 집속기(106)가 지지 프래임(102)(도 1 참조)과 결합되기 전 또는 후에 스파이더 플랫폼(514)과 결합될 수 있다. 상기 스파이더 플랫폼(514)은 스파이더(108)의 외주의 위치를 지지하고 고정 유지할 수 있다. 따라서, 스파이더(108)는 음성 코일(222)을 지지하고 음성 코일(222)이 자속 집속기(106)는 물론, 지지 프래임(102) 및 자속 집속기(106)와 강력 결합된 자석 하우징(202)에 대해 축방향으로 왕복이동되도록 강제할 수 있다.
따라서, 라우드스피커(100)의 자석 하우징(202)과 자속 집속기(106)는 라우드스피커 조립체의 제1의 구조적 절반부로서 활용된다. 자석 하우징(202)과 자속 집속기(106)는 라우드스피커(100)의 스파이더(108), 음성 코일(222) 및 모터 조립체(104)를 지지한다. 따라서, 자석 하우징(202)과 자속 집속기(106)의 조합은 모 터 조립체 내의 자석의 자속을 위한 채널을 제공하면서도 라우드스피커(100)의 스파이더(108), 음성 코일(222) 및 모터 조립체(104)의 위치 관계를 유지시킨다. 상기 자속 집속기(106)는 볼트, 나사 또는 다른 체결구와 같은 체결구에 의해 또는 자속 집속기(106)를 지지 프래임(102)의 플라스틱 몰드 내로 오버 몰딩하는 것에 의해 라우드스피커 조립체의 제2 절반부에 부착되어 완전한 조립체를 형성할 수 있다.
스파이더(108)를 지지하는 스파이더 플랫폼(514)의 사용은 종래의 라우드스피커 설계와 비교하여 조립된 라우드스피커(100)의 전체 깊이를 유리하게 감소시킨다. 일례에서, 라우드스피커(100)의 전체 깊이는 수 밀리미터 만큼 감소된다. 라우드스피커 깊이의 절감폭은 라우드스피커 크기에 따라 변화될 수 있다. 또한, 스파이더 플랫폼(514)과 결합된 스파이더(108)를 구비하는 것에 의해 중요한 제조상의 이익을 얻을 수 있다. 예를 들면, 스파이더(108)는 모터 조립체(104)와 자속 집속기(106)를 포함하는 라우드스피커 조립체의 제1 절반부를 나타내는 개별 조립체의 부분으로서 제작될 수 있는 반면, 원추부(304), 지지 프래임(102) 등은 라우드스피커 조립체의 제2 절반부로서 별도로 제작될 수 있다. 따라서, 자속 집속기(106)가 지지 프래임(102)과 결합될 때, 라우드스피커(100)의 조립이 완료된다. 원추부(304)와 지지 프래임(102)을 포함하는 조립체는 교체 가능한 부품으로서 공급될 수 있으므로, 스파이더(108), 모터 조립체(104) 및 자속 집속기(106) 조립체는 재사용 가능하다.
도 7은 자석 하우징(202)과 결합되는 자속 집속기(106)의 다른 예를 도시한 다. 도 8은 도 7의 자속 집속기(106)와 자석 하우징(202)의 단면을 도시한 부분 단면도이다. 도 7 및 도 8에서, 자속 집속기(106)와 자석 하우징(202)은 상호 결합되는 3개의 분리 피스로서 형성된다.(3-피스 구성). 다른 예에서, 자석 하우징(202)이 단조 후 가공될 수 있고 자속 집속기(106)가 스탬핑된 부품일 수 있는 2-피스 구성을 구현할 수 있다. 도 5 및 도 6의 예와 유사하게, 자속 집속기(106)는 스파이더(108)의 왕복 이동시 공기 흐름을 허용하는 배기 구멍(512)을 포함할 수 있다.
자속 집속기(106)는 오버 몰딩될 수도 있다. 예를 들면, 플라스틱 지지 프래임(102)은 플라스틱 몰드 내에서 성형될 수 있다. 자속 집속기(106)는 지지 프래임(102)을 형성하는 액상의 플라스틱이 경화되기 전에 자속 집속기(106)의 일부를 피복하도록 성형 공정 수행 전에 플라스틱 몰드 내로 삽입될 수 있다. 따라서, 성형 공정 완료시, 자속 집속기(106)는 지지 프래임(102)에 고정 설치될 것이다. 이에 대해, 자속 집속기(106)는 복수의 보유 구멍(702)을 포함할 수 있다. 액상 플라스틱이 플라스틱 몰드로 주입될 때, 그 플라스틱은 상기 보유 구멍(702)을 통해 유동되어, 그 보유 구멍(702)을 채워서 자속 집속기(106)의 반경 방향 엣지를 덮는 하나의 단일 플라스틱 구조를 형성할 수 있다.
다른 예에서, 상기 자속 집속기(106)는 지지 프래임(102) 내부/상부에 형성되는 강재 바아와 같은 자기 전도성 바아로서 형성될 수 있다. 이 예에서, 지지 프래임(102)은 통상의 라우드스피커에서 처럼 자석 하우징(202)과 직접 결합될 수 있다. 그러나, 상기 전도성 바아는 자속 유동 채널을 형성하기 위해 지지 프래 임(102)이 자석 하우징(202)에 결합시 자석 하우징(202)에 접촉되는 지지 프래임(102)과 결합될 수 있다. 상기 전도성 바아는 기계적 커플링, 접착제, 체결구 등에 의해 지지 프래임(102)에 외부 결합될 수 있다. 대안적으로, 상기 전도성 바아는 지지 프래임(102) 내에 오버 몰딩되어 충분한 자속 전달 능력을 제공할 수 있다. 상기 전도성 바아가 오버 몰딩되면, 각각의 자성 바아의 적어도 일부는 보유 구멍을 포함할 수 있다. 또한, 전도성 바아의 일부는 각각의 전도류(conductive flow) 경로와 자석 하우징(202) 사이에 자기 전도류(magnetically conductive flow) 경로를 형성하기 위해 플라스틱으로 오버 몰딩되지 않을 수 있다. 또 다른 예에서, 지지 프래임 형성에 사용되는 플라스틱은 지지 프래임(102)을 통한 자기 전도 경로를 형성하기 위해 플라스틱 전체에 분산되는 자기 전도성 입자를 포함할 수 있다.
도 8에서, 3-피스 구성은 제1 피스로서의 자속 집속기(106)를 포함하며, 자석 하우징(202)은 제2 및 제3 피스를 포함한다. 구체적으로, 상기 제2 피스는 중공의 하우징(802)을 형성하는 자석 하우징(202)의 벽이며, 상기 제3 피스는 베이스 플레이트(804)를 형성하는 자석 하우징(202)의 베이스이다. 상기 중공의 하우징(802)은 개방단을 포함할 수 있다. 상기 베이스 플레이트(804)는 중공의 하우징(802)의 개방단 중 하나의 개방단 내에 끼워지도록 형성될 수 있다. 중공 하우징(802)은 베이스 플레이트(804)를 중공 하우징(802) 내에 형성된 공동(808) 안으로 소정거리로 연장하도록 하는 플랜지(806)를 포함할 수 있다. 상기 플랜지(806)는 중공 하우징(806)의 내부면의 적어도 일부를 포위하여, 베이스 플레이트(804)를 지지할 수 있는 선반을 형성할 수 있다. 상기 베이스 플레이트(804)는 중공 하우징(802)과 베이스 플레이트(804)를 고정 결합시키는 용접, 아교, 마찰, 끼움, 하나 이상의 체결구, 또는 다른 소정의 커플링 메카니즘에 의해 중공 하우징(802)과 결합될 수 있다. 도 8에서, 베이스 플레이트(804)는 센터링 핀(204)(도 2 참조)을 수용하도록 형성된 중심 구멍(810)과 기계 나사(402)(도 4 참조)와 같은 체결구를 수용하는 인접하는 복수의 구멍(812)을 포함한다. 다른 예에서, 베이스 플레이트(804)에 구멍이 없거나, 보다 적은 수의 구멍 또는 추가의 구멍이 포함될 수 있다.
도 8에는 자속 집속기(106)를 자석 하우징(202)에 결합시키기 위한 스테이크 온(stake on)(814) 형태의 예시적인 커플링 메카니즘이 도시되어 있다. 자석 하우징(202)은 견부(816)를 포함한다. 상기 견부(816)는 자석 하우징(202)를 동심으로 둘러싸고 자석 하우징(202)과 일체로 형성될 수 있거나, 용접, 아교, 압착 끼움 또는 기타 커플링 메카니즘에 의해 자석 하우징(202)과 결합되는 분리 구조로서 형성될 수 있다.
제조 과정 중, 상기 스테이크 온(814)은 자석 하우징(202)을 자속 집속기(106) 내에 중심으로 형성된 중심 구멍 내로 삽입하는 것에 의해 형성된다. 자석 하우징(202)은 자속 집속기(106)의 내경부에 인접한 자속 집속기(106)의 일부가 상기 견부(816) 상에 지지될 때까지 자속 집속기(106) 내로 삽입될 수 있다. 자석 하우징(202)의 구멍을 통해 연장하는 중공 하우징(802)의 일부는 자속 집속기(106)의 본체로 하향 절곡되어 자속 집속기(106)의 부분을 상기 견부(106)와 상기 중공 하우징(802)의 절곡부 사이에 압착시킬 수 있다. 따라서, 자속 집속기(106)는 자석 하우징(202)에 대해 적소에 고정 유지될 수 있다. 다른 예에서, 전술한 바와 같이 다른 형태의 커플링 메카니즘도 가능하다. 오버 몰딩과 커플링(필요한 경우) 이후에, 자속 집속기(106)와 자석 하우징(202)의 조합은 지지 프래임(102)(도 1 참조)과 기계적으로 결합될 수 있다.
도 9는 단순 도시를 위해 지지 프래임(102)과 스파이더(108)를 제거한 상태로, 자석 하우징(202)과 자속 집속기(106)를 포함하는 도 2의 라우드스피커(100)의 일부를 도시한 측단면도이다. 도 9에는 자석(206, 208)에 의해 생성되는 자기장에 포함된 자속의 경로를 복수의 자속선으로서 표시한 예가 도시되어 있다.
제1 자석(206)의 자속은 1차 자속선(902)들로 도시된다. 상기 1차 자속선들은 제1 자석(206)으로부터의 자속이 자석 하우징(202)을 통해 에어 갭(220)으로 전달된 후 제1 코어 캡(210)으로 전달되는 것을 나타내고 있다. 상기 에어 갭(220)은 자석 하우징(202)과 모터 조립체(104) 사이에 형성되어 자석(206, 208)으로부터의 자속을 음성 코일(222)(도 2 참조)에 대해 미리 정해진 위치에 집중시킨다.
제2 자석(208)의 자속은 버킹 자속선(904)으로 도시된다. 제1 버킹 자속선(904a)은 제2 코어 캡(212)에서 나와서 자속 집속기(106)의 외경부 또는 외주 엣지에 도달할 때까지 공기 중을 통해 전파된다. 제1 버킹 자속선(904a)은 자기 전도성 자속 집속기(106)로 받아들여진 후 자석 하우징(202)과 자석(206 및/또는 208) 사이에 형성된 에어 갭(220)으로 전달된다. 유사하게, 다른 버킹 자속선(904b-904f)은 자속 집속기(106)의 본체의 길이를 따라 여러 지점 또는 여러 직 경에서 자속 집속기(106)로 진입하여 자석 하우징(202)을 통해 에어 갭(220)으로 전달된다.
제1 및 제2 자석(206, 208)의 자속은 음성 코일에 인접한 소정의 위치에 있는 에어 갭(220)에서 집속된다. 도 9에서 상기 소정의 위치는 제1 및 제2 자석(206, 208) 모두로부터의 자속 중 상당 부분(실질적으로 모든 자속)이 제1 코어 캡(210)을 통해 전달되도록 제1 코어 캡(210)과 인접한 위치이다. 그러나, 제1 자석(206)으로부터의 자속 중 일부는 오직 자석 하우징(202)을 통해 전달될 수 있고, 제2 자석(208)으로부터의 자속 중 일부는 자속 집속기(106)를 통해 전달되지 않을 수 있다.
도 9에서 자속 집속기(106)는 내경부(502)(도 5 참조)에 인접한 말단(910)에서 자석 하우징(202)과 결합되어, 자석 하우징(202)으로부터 자속 집속기(106)의 외경부에 인접한 말단(912)으로 소정 각도로 연장한다. 상기 소정 각도는 제2 자석(208)과 자속 집속기(106) 사이에 간극 영역을 형성하며, 그 간격 영역 내에서 스파이더(108)가 자속 집속기(106) 또는 자석 하우징(202)과 접촉하지 않고 음성 코일(222)(도 2 참조)과 함께 왕복 이동될 수 있다. 따라서, 상기 소정의 각도는 스파이더(108)와 음성 코일(222) 조립체가 자속 집속기(106) 또는 라우드스피커(100) 내의 다른 소정의 구조물과 접촉하지 않고 행정 이동되기에 충분한 에어 공간의 부피를 형성하는 소정의 각도일 수 있다.
자속의 크기는 자속 집속기(106)로 들어가는 버킹 자속선(904)의 수가 증가하는데 기인하여 말단(910)에 가까울수록 커진다. 따라서, 자속 집속기(106)의 자 속 운반 능력은 자석 하우징(202)에 최근접한 위치에서 가장 클 수 있다. 자속 집속기(106)의 자속 운반 능력은 말단(912)에 가까울수록 작을 수 있다. 따라서, 자속 집속기(106)의 두께는 자속 집속기(106)의 내경부에 가까울 때 가장 두껍고 자속 집속기(106)의 외경부에 가까울 때 가장 얇아지도록 테이퍼질 수 있다. 도 9에는 배기 구멍(512) 중 하나가 도시되어 있다. 배기 구멍(512) 주변에는 자기 전도성 재료가 적으므로, 자속 집속기(106) 내로 전달되는 자속의 밀도는 그에 따라 증가된다. 자속 집속기(106) 이외에, 지지 프래임(102)도 모터 조립체(104)(도 1 참조)로부터의 자속의 전달을 가능케 하기 위해 강자성 재료로 구성될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 라우드스피커(100)와 함께 강자성 그릴을 사용하여 자속의 부가적인 전달을 가능케할 수 있다. 상기 강자성 그릴은 중심축(216)(도 2 참조)과 동심일 수 있으며, 원추부(304) 위로 장벽을 제공하여 원추부(304)가 외부 대상물에 의해 손상되는 것을 방지하거나 및/또는 라우드스피커(100) 위로 미려한 커버를 제공할 수 있다. 적어도 제2 자석(208)으로부터의 자기장의 표유(stray) 자속은 지지 프래임(102) 및/또는 그릴에 의해 에어 갭(220)(도 2 참조)으로 진행 및 전달될 수 있다. 또한, 지지 프래임(102) 및/또는 그릴의 강자성 재료는 제1 및 제2 자석(206, 208) 근처에 라우드스피커 외부에 위치된 성분의 자기 차폐를 제공할 수 있어서 그러한 성분에 대한 제1 및 제2 자석(206, 208)의 자기장의 영향이 최소화된다. 부가적으로 또는 대안적으로, 상기 지지 프래임(102) 및/또는 그릴은 라우드스피커(100)의 방열을 향상시키기 위해 높은 열전도성의 재료로 형성될 수 있다.
다른 예에서, 제2 코어 캡(212)(도 2 참조)의 두께를 두껍게 할 수 있다. 상기 코어 캡(212)의 증가된 두께는 제2 코어 캡(212)에 결합되는 강자성 연장 부재 형태로 형성될 수 있다. 대안적으로, 상기 제2 코어 캡(212)은 추가의 재료로 형성되어 두께를 두껍게 할 수 있거나, 다중의 코어 캡을 적층하여 두께 증가를 이룰 수 있다. 제2 코어 캡(212)의 두께 증가는 지지 프래임(102) 및/또는 그릴에 하나 이상의 자기 전도 채널을 형성하기에 충분하여 자속을 에어 갭(220)(도 2 참조)으로 충분히 전달할 수 있도록 할 수 있다. 제2 코어 캡(212)의 상기 연장부도 높은 열전도성의 재료로 구성되는 경우, 라우드스피커의 방열도 향상될 수 있다.
도 10은 도시의 간명성을 위해 지지 프래임(102)과 스파이더(108)를 제거한 상태로, 자석 하우징(202)과 자속 집속기(106)를 포함하는 도 2의 라우드스피커의 일부를 도시한 다른 단면도이다. 도 10에서, 자속 집속기(106)는 자속 집속기(106)의 두께가 말단(160) 가까이에서 가장 두껍도록 테이퍼지고 자속 집속기(106) 내의 자속선의 수가 감소됨에 따라 말단(162) 측으로는 점차적으로 얇아지는 것을 더 나타내기 위해 배기 구멍(512)(도 5 참조) 사이에 있는 단면으로 도시되어 있다. 도 10에서, 상기 테이퍼는 균일한 테이퍼이지만, 다른 예에서 테이퍼는 곡면 테이퍼, 스텝형 테이퍼 또는 기타 비선형의 테이퍼일 수 있다. 또 다른 예에서, 상기 두께는 말단(910)과 말단(912) 사이에서 일정할 수 있다.
도 9 및 도 10에서, 자속 집속기(106)의 자속 운반 능력은 자속 집속기(106)를 통한 테슬러(T) 단위로 측정되는 자속 밀도를 소정의 크기 이하로 유지시키기에 충분할 수 있다. 자속 집속기(106)의 자속 운반 능력은 자속 집속기(106)의 직경 방향의 표면적 및/또는 단면적에 의해 영향을 받는다. 상기 직경 방향 표면적 및/또는 단면적이 클수록, 원하는 크기의 테슬러의 자속 밀도를 초과하지 않고 더 많은 자속이 자속 집속기(106)를 통과한다. 따라서, 구멍(512)의 수, 자속 집속기(106)의 크기, 자속 집속기(106) 형성 재료의 자기 전도도 및 자속 집속기(106) 형성 재료의 두께에 의해 자속 운반 능력이 변화될 수 있다.
일례에서, 자속 집속기(106)의 바람직한 자속 밀도의 크기는 약 2T 또는 그 미만이다. 다른 예에서, 자속 집속기(106)의 자속 밀도는 약 1T 내지 약 2T의 범위 내에 유지될 수 있다. 또 다른 예에서, 자속 집속기(106)의 자속 밀도는 약 2.2T 미만으로 유지될 수 있다.
자속 집속기(106)의 직경 방향 표면적은 자속 집속기(106)의 소정의 외경부(말단(912))와 자속 집속기(106)의 소정의 내경부(말단(910)) 사이의 소정의 직경 포인트(P)에서 결정될 수 있다. 따라서, 자속 집속기(106)를 형성하고 바람직한 크기의 테슬러 미만으로 유지하는데 필요한 강재와 같은 재료의 최소 부피는 자속 집속기(106)에 형성되는 구멍(512), 자속 집속기(106)의 구성에 포함되는 다른 재료 및/또는 자속 집속기(106)의 직경 방향 표면적의 소정의 다른 변수를 고려하여, 이러한 변수를 포함하지 않는 직경 포인트(P)를 선택하는 것에 의해 결정될 수 있다. 일례에서, 직경 방향 표면적(Ds)은 수학식 1에 의해 말단(910)과 구멍(512)의 원형의 열(row)과 같은 변수 사이의 소정의 직경 포인트(P)에서 결정될 수 있다:
수학식 1
Figure 112009051575983-PCT00001
여기서, Mod는 제2 자석(208)의 외부 직경이고, Fdp는 직경 포인트(P)에서 자속 집속기(106)의 직경이고, SPod는 자속 집속기(106)의 말단(910)에서의 자석 하우징의 외부 직경이고, Me는 제2 자석(208)의 Mega Gauss 자속 밀도와 Oersted 자계 강도의 자기 에너지 곱(MgO)이다.
자속 집속기(106)의 자속의 강도는 모터 조립체(104)의 구성에 기초할 수 있다. 구체적으로, 자석(206, 208)에 의해 생성되는 자기장의 강도, 자석 하우징(202) 및/또는 자속 집속기(106)에 대한 자석(206, 208)의 위치, 자석 하우징(202)과 자속 집속기(106)의 결합 포인트 및/또는 자석 하우징(202) 및/또는 자석(206, 208)의 직경 등이 해당된다. 예컨대 2T의 최적의 테슬러 크기 미만으로 유지시키는 말단(160)에서의 자속 집속기(106)의 최소 두께(Tinside)를 결정하는 예시적인 공식은 수학식 2일 수 있다:
수학식 2
Figure 112009051575983-PCT00002
자속 집속기(106)의 외경은 자석 하우징(202)으로의 자기 에너지 전달 효율을 최적화하도록 선택될 수 있다. 일례에서, 자속 집속기(106)의 외경은 제2 자 석(208)의 외경의 약 3배일 수 있다. 다른 예에서, 자속 집속기(106)의 외경이 제2 자석(208)의 외경의 3배이거나 그 미만인 경우, 예컨대 2T의 최적의 테슬러 크기 미만으로 유지시키도록 하는 외경에서의 자속 집속기(106)의 최소 두께(Toutside)는 수학식 3일 수 있다:
수학식 3
Figure 112009051575983-PCT00003
여기서, Fod는 자속 집속기(106)의 외경이다. 수학식 3은 원하는 크기의 테슬러 미만으로 유지시키기 위한 최소한의 허용 가능한 값을 결정하는데 이용되기 때문에, 상기 외경(Fod)이 제2 자석(208)의 직경보다 3배 이상인 경우, 수학식 3은 음수(negative number)를 생성할 것이므로 유효한 결과를 제공하지 않는다. 동일한 이유로, 수학식 1은 직경 포인트(P)(Fdp)에서의 자속 집속기(106)의 직경이 제2 자석(208)의 직경보다 3배 이상이 되도록 선택시, 마찬가지로 유효한 결과를 제공하지 않는 음수를 생성할 것이다.
예컨대, 자속 집속기(106)의 여분의 두께 및/또는 연장된 외경과 같이 최적의 범위를 넘어서는 자속 집속기(106)의 부분으로서 형성되는 소정의 재료는 자기 에너지를 위한 유효한 채널로서 자속 집속기(106)의 성능에 악영향을 미치지 않지만, 재료의 비용, 중량 및 크기를 증가시킬 수 있다. 또한, 재료를 덜 포함하는 자속 집속기(106)는 여전히 이익을 제공하지만, 두께와 직경 방향 표면적이 수학식 1-3으로부터 결정되는 바와 같이 성능을 최적화하도록 적어도 최소의 값으로 제공되는 경우보다 그 이익의 정도는 덜할 것이다. 또한, 수학식 1-3에서 지시되는 1.55의 상수는 자속 집속기(106)의 구성 재료에 따라 변화될 수 있다. 수학식 1-3의 예에서, 자속 집속기(106)는 1010 강재로 형성된다.
따라서, 자속 집속기(106)의 직경 방향 표면적 및/또는 두께의 변경을 통해 자속 집속기(106)의 자속 밀도는 소정의 바람직한 크기 미만으로 유지될 수 있다. 일례에서, 자속 집속기(106)의 두께는 약 1mm 내지 약 4mm 의 범위에 있도록 선택될 수 있다.
자속 집속기(106)의 두께는 말단(910)에 가까울수록 가장 두껍고 말단(912)을 향한 자속 집속기(106)의 자속선의 수의 감소에 따라 말단(912)으로 갈수록 얇아지도록 테이퍼질 수도 있다. 일례에서, 상기 말단(910)은 1.2mm 두께보다 커서, 예컨대 2.4mm 두께일 수 있다. 도 9에는 전술한 바와 같이 구멍(512) 중 하나가 도시되어 있다. 상기 구멍(512)은 자기 에너지가 흐를 수 있는 자속 집속기(106)의 재료의 용적이 과도하게 감소하는 것을 방지하기 위해 소정의 거리만큼 상기 말단(910)에서 떨어져 있도록 자속 집속기(106)에 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 자속 집속기(106)의 구성 재료의 면적이 소정 정도 미만이 되면, 자속 밀도는 2T와 같은 소정의 임계치 이상으로 증가할 수 있다. 따라서, 구멍(512)은 자속 집속기(106)의 보다 큰 표면적과 자속 집속기(106)를 흐르는 보다 적은 자속선을 활용하기 위해 말단(910)으로부터 멀어지게 떨어지는게 유리할 수 있다.
자속 집속기(106)가 없으면, 제2 자석(208)의 자속의 경로는 도 9 및 도 10에 도시된 자속선에 비해 상당히 길어질 것이고 공기를 통한 이동이 상당히 증가될 것이다. 자석으로부터의 자기 에너지는 더욱 공기를 통해 이동될 것이므로, 음성 코일과 반응하는데 더 적은 자기 에너지가 사용된다. 따라서, 적은 자기 에너지에 기인하여, 도 9 및 도 10의 예와 비교시 원추부(304)(도 3 참조)에서의 이동과 유사한 정도를 얻는데 전기 신호로부터 더 많은 파워가 필요하다. 다시 말해, 자속 집속기(106)의 사용은 자속 집속기(106)를 포함하지 않는 라우드스피커와 비슷한 크기의 데시벨 수준의 가청음을 생성하기 위해 라우드스피커를 구동하는데 필요한 파워량을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예가 설명되었지만, 당업자들에게는 본 발명의 범위 내에 많은 다양한 실시예 및 실시가 가능함이 분명할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 특허청구범위 및 그 등가물의 측면을 제외하고 한정되지 않는다.

Claims (25)

  1. 라우드스피커로서:
    모터 조립체 내에 구성되어 각기 자속을 생성하는 복수의 자석과;
    적어도 부분적으로 적어도 하나의 자석을 포위하며 자기 전도성 재료로 되어 있는 자석 하우징과;
    상기 자석 하우징과 결합되고 상기 자석 하우징으로부터 외측으로 멀어지게 연장하는 자속 집속기를 포함하고;
    상기 자속 집속기는 상기 자석 중 적어도 한 자석의 자속을 받아서 상기 자석 하우징과 상기 모터 조립체 사이에 형성된 에어 갭으로 전달하도록 된 것을 특징으로 하는 라우드스피커.
  2. 제1항에 있어서, 상기 자석 하우징은 라우드스피커의 중심축에 대해 동심으로 배치되고, 상기 자속 집속기는 상기 자석 하우징과 상기 라우드스피커의 중심축에 대해 동심으로 배치된 것을 특징으로 하는 라우드스피커.
  3. 제1항에 있어서,
    지지 프래임과;
    상기 지지 프래임과 결합되는 원추부와;
    상기 원추부와 결합되고 상기 자석에 인접 배치되는 음성 코일을 더 포함하 고;
    상기 자속 집속기의 말단은 상기 지지 프래임에 결합되고, 상기 자속 집속기의 말단은 상기 자석 하우징과 결합되고, 상기 자속 집속기는 상기 지지 프래임에 대한 자석 하우징의 위치를 유지시키는 구조적 부재로서 작동 가능한 것을 특징으로 하는 라우드스피커.
  4. 제1항에 있어서, 상기 자속 집속기는 하나의 단일 구조의 일부로서 상기 자석 하우징과 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 라우드스피커.
  5. 제1항에 있어서,
    지지 프래임과;
    상기 지지 프래임과 결합되는 원추부와;
    상기 원추부와 결합되고 상기 자석에 인접 배치되는 음성 코일과;
    상기 음성 코일과 내주에서 결합되고 상기 자속 집속기와 외주에서 결합되는 스파이더를 더 포함하고,
    상기 자속 집속기도 상기 지지 프래임과 결합되는 것을 특징으로 하는 라우드스피커.
  6. 제1항에 있어서, 상기 복수의 자석은 제1 자석과 제2 자석을 포함하고, 상기 제1 자석은 적어도 일부가 상기 자석 하우징에 의해 포위되고, 상기 제2 자석은 상 기 자석 하우징 외부에 있으며, 상기 제1 자석의 자속은 자석 하우징에 대해 에어 갭으로 전달되고, 상기 제2 자석의 자속은 자속 집속기에 대해 에어 갭으로 전달되는 것을 특징으로 하는 라우드스피커.
  7. 제1항에 있어서, 상기 자속 집속기는 스파이더와 결합되는 스파이더 플랫폼을 포함하고, 상기 스파이더는 에어 갭 내에 위치된 음성 코일과 결합되며, 상기 스파이더는 상기 스파이더 플랫폼과 결합되고 상기 음성 코일이 라우드스피커의 중심축을 따라 왕복이동되도록 하며, 상기 자속 집속기는 상기 스파이더에 인접 배치되고, 상기 자속 집속기에 형성된 복수의 배기 구멍을 포함하며, 상기 배기 구멍은 상기 음성 코일이 왕복 이동될 때 상기 스파이더로 공기 흐름을 제공하도록 작동 가능한 것을 특징으로 하는 라우드스피커.
  8. 제1항에 있어서, 상기 자속 집속기는 복수의 자기 전도성 바아를 포함하는 것을 특징으로 하는 라우드스피커.
  9. 라우드스피커로서:
    각기 자속을 생성하도록 된 제1 및 제2 자석을 포함하는 모터 조립체와;
    상기 제1 자석의 적어도 일부를 포위하고 상기 제1 자석의 제1 자속을 상기 모터 조립체와의 사이에 형성된 에어 갭으로 전달하도록 된 자석 하우징과;
    지지 프래임과;
    상기 자석 하우징과 상기 지지 프래임 사이에 결합되고, 상기 제2 자석의 제2 자속을 받아들이고 상기 제2 자속을 자석 하우징을 통해 에어 갭으로 전달하도록 된 자속 집속기를
    포함하는 것을 특징으로 하는 라우드스피커.
  10. 제9항에 있어서, 상기 자속 집속기는 중심 구멍을 형성하는 내경부와 외주를 형성하는 외경부를 포함하고, 상기 내경부 및 외경부는 라우드스피커의 중심축과 동심인 것을 특징으로 하는 라우드스피커.
  11. 제10항에 있어서, 상기 자속 집속기의 외경부는 상기 제2 자석의 외경의 약 3배인 것을 특징으로 하는 라우드스피커.
  12. 제9항에 있어서, 상기 자속 집속기에 대해 전달된 제2 자속의 자속 밀도는 약 1.0 테슬러 이상이고 약 2.2 테슬러 이하인 것을 특징으로 하는 라우드스피커.
  13. 제9항에 있어서, 상기 자속 집속기의 두께는 상기 자석 하우징에 인접한 제1 두께와 상기 자석 하우징에서 멀리 떨어진 제2 두께 사이가 테이퍼지도록 형성되며, 상기 제1 두께는 상기 제2 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 라우드스피커.
  14. 제13항에 있어서, 상기 자속 집속기의 두께는 상기 자속 집속기의 자속 밀도 를 소정 크기의 자속 밀도 미만으로 유지하는 비율로 상기 제1 두께와 상기 제2 두께 사이에서 테이퍼지도록 된 것을 특징으로 하는 라우드스피커.
  15. 지지 프래임과 각기 자속을 생성하도록 된 제1 및 제2 자석과 상기 제1 자석의 적어도 일부를 포위하도록 된 자석 하우징을 포함하는 라우드스피커에서 자속을 받아들여 전달하는 자속 집속기로서:
    내경부와 외경부 사이로 연장하는 본체와;
    상기 지지 프래임과 결합하도록 된 상기 외경부와;
    상기 자석 하우징과 결합하도록 된 상기 내경부를 포함하고;
    상기 본체의 두께는 상기 외경부에 인접하는 것보다 상기 내경부에 인접할 때 더 두꺼워지도록 상기 내경부와 상기 외경부 사이에서 테이퍼진 것을 특징으로 하는 자속 집속기.
  16. 제15항에 있어서, 상기 내경부는 상기 자석 하우징의 적어도 일부를 받아들이도록 작동 가능한 구멍을 형성하는 것을 특징으로 하는 자속 집속기.
  17. 제15항에 있어서, 상기 본체는 상기 내경부와 상기 외경부 사이에서 상기 본체를 관통하는 복수의 배기 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 자속 집속기.
  18. 제15항에 있어서, 상기 본체의 두께는 상기 자속 집속기의 자속 밀도를 상기 내경부와 상기 외경부 사이에서 약 1.0 테슬러 이상이고 약 2.2 테슬러 이하로 유지하도록 된 것을 특징으로 하는 자속 집속기.
  19. 제15항에 있어서, 상기 내경부에 인접한 본체의 최소 두께(Tinside)는
    Figure 112009051575983-PCT00004
    에 의해 결정되고,
    Mod는 제2 자석의 외부 직경이고, SPod는 본체의 내경에 인접한 자석 하우징의 외경을 이루고, Me는 Mega Gauss 자속 밀도와 Oersted 자계 강도의 자석의 자기 에너지 곱(MgO)을 이루는 것을 특징으로 하는 자속 집속기.
  20. 제15항에 있어서, 상기 외경부에 인접한 본체의 최소 두께(Toutside)는
    Figure 112009051575983-PCT00005
    에 의해 결정되고,
    Mod는 제2 자석의 외부 직경이고, SPod는 본체의 외경에 인접한 자석 하우징의 외경을 이루고, Me는 Mega Gauss 자속 밀도와 Oersted 자계 강도의 자석의 자기 에너지 곱(MgO)을 이루고, Fod는 본체의 외경을 이루는 것을 특징으로 하는 자속 집속기.
  21. 제15항에 있어서, 상기 외경부는 약 1.2mm 보다 큰 직경을 가지고, 상기 내경부는 약 4mm 이하의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 자속 집속기.
  22. 라우드스피커를 조립하는 방법으로서:
    자석 하우징을 포함하는 라우드스피커의 제1 조립체를 구성하는 단계와;
    지지 프래임과 상기 지지 프래임에 부착되는 원추부를 포함하는 라우드스피커의 제2 조립체를 구성하는 단계와;
    상기 제1 조립체와 상기 제2 조립체를 결합시키는 단계를 포함하며,
    상기 제1 조립체의 자석 하우징은 모터 조립체에 포함된 복수의 자석 중 적어도 한 자석을 적어도 부분적으로 포위하며, 상기 자석은 각기 자속을 생성하도록 작동 가능하며, 상기 제1 조립체는 자속 집속기도 포함하며, 상기 자석 하우징과 상기 자속 집속기 각각은 상기 자석의 자속을 받아들이고 그것을 상기 자석 하우징과 상기 모터 조립체 사이에 형성된 에어 갭으로 전달하도록 된 것을 특징으로 하는 라우드스피커 조립 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제2 조립체를 교환 조립체로 교체하는 단계를 더 포함하고, 상기 교환 조립체는 교환 지지 프래임과 상기 교환 지지 프래임에 부착된 교환 원추부를 포함 하는 것을 특징으로 하는 라우드스피커 조립 방법.
  24. 제22항에 있어서, 상기 제1 조립체와 상기 제2 조립체의 결합은 관통된 체결구로 상기 제1 조립체를 상기 제2 조립체에 체결하고, 상기 제1 조립체를 상기 제2 조립체에 용접하고, 스냅 결합 또는 마찰 결합으로 상기 제1 조립체를 상기 제2 조립체에 체결하는 것 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 라우드스피커 조립 방법.
  25. 라우드스피커로 음을 생성하는 방법으로서:
    모터 조립체에 포함되고 자기 전도성인 자석 하우징에 의해 적어도 일부가 포위되는 제1 자석으로 제1 자속을 생성하는 단계와;
    상기 모터 조립체에 포함되고 적어도 일부가 상기 자석 하우징 외부에 존재하는 제2 자석으로 제2 자속을 생성하는 단계와;
    상기 자석 하우징으로 상기 제1 자속을 받아들이는 단계와;
    상기 자석 하우징으로부터 멀리 연장하도록 상기 자석 하우징과 결합되고 자기 전도성을 갖는 자속 집속기로 상기 제2 자속을 받아들이는 단계와;
    상기 자속 집속기와 상기 자석 하우징으로 상기 자석 하우징과 상기 모터 조립체 사이에 형성된 에어 갭으로 상기 제1 및 제2 자속을 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 라우드스피커 음 생성 방법.
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