KR20100003324U - 냉각성능이 개선된 스피커 - Google Patents

Abstract

본 고안은 스피커에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 프레임; 상기 프레임의 가장자리에 둘러진 에지에 의해 지지되는 상하방향으로 진동가능하며, 중앙부분이 중공된 진동판; 일부는 상기 진동판의 상측으로 돌출되고 나머지 일부는 상기 진동판의 하부로 돌출되도록 상기 진동판의 중공둘레에 고정되며 보이스 코일이 권선되는 보빈; 상기 프레임과 상기 보빈을 연결하여 상기 보빈을 지지하는 댐퍼; 및 상기 보이스 코일의 권선방향과 수직인 방향으로 자력을 인가하여 상기 보이스 코일에 전류가 가해졌을 때 그 보빈을 상하이동가능하게 하는 자기회로부재;를 포함하되, 상기 보이스코일은 상기 진동판의 상측에 배치되어 외부로 노출된 스피커에 대한 것이다.

보이스 코일, 보빈, 에지, 진동판

Description

냉각성능이 개선된 스피커{Speaker improved cooling performance}

본 고안은 냉각성능이 개선된 스피커에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 보이스 코일에서 발생되는 열을 신속하게 냉각할 수 있도록 하는 냉각성능이 개선된 스피커에 대한 것이다.

도 1은 증폭기에서 출력되는 음을 재생하는데 사용하는 종래의 일반적인 스피커의 일예를 나타낸 것이며, 도 2는 도 1의 스피커의 단면도를 나타낸 것이다. 이러한 종래기술에 따른 스피커는 증폭기에서 보내온 음원의 전기신호가 입력단자(6)에 결속되고, 보이스 코일(34)이 감겨있는 보빈(36)이 영구자석(10)과 플레이트(8) 및 폴피스(20)와의 상호간의 공극(64)사이에서 상하방향으로 원활한 기계적 운동을 할 수 있도록 하였고, 인출선(4)을 통해서 전기신호를 전달받는 보이스 코일(34)이 감겨있는 보빈(36)이 공극(64) 내에서 원활한 구동이 될 수 있도록 주름진 형태의 댐퍼(18)와 결합되어 있다.

이때, 이상적인 큰 음의 증폭을 위해서 프레임(1)에 진동판(2)을 부착하는 바, 이러한 진동판(2)을 프레임에 부착된 가스켓(30)에 의하여 프레임(1)의 상단에 고정시킴으로서 증폭기(미도시)에서 입력되는 음원의 전기 신호는 공기를 진동시켜 소리가 전달되도록 한다.

이러한 종래기술에 따른 스피커에서, 보이스 코일로부터 발생된 열은 플레이트등에 의하여 방열되지만, 그 보이스 코일에 큰 전류가 흐르는 경우에는 이에 따라 보이스 코일의 온도가 상승하고 플레이트가 고온이 되고, 충분한 발열을 할 수 없게 된다. 최악의 경우에는 보이스 코일이 온도 상승에 견딜 수 없게 됨으로서 단선이 되어버리는 문제점이 발생하게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 플레이트의 상면에 방열용 금속부품을 설치하여 프레임 및 플레이트로부터의 방열을 수행하게 하는등 다양한 방열구조가 제시되고 있으나, 플레이트 상면에 설치된 방열용 금속 부품만으로는, 보이스 코일로부터의 발열을 충분히 방열할 수 없기 때문에, 보이스 코일이 열파괴될 우려가 있었다.

본 고안은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 더욱 상세하게는 큰 전류가 흐르는 경우에도 보이스 코일의 과도한 온도상승을 억제하여 보이스 코일의 파손을 막을 수 있는 냉각성능이 개선된 스피커를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 스피커는, 프레임; 상기 프레임의 가장자리에 둘러진 에지에 의해 지지되는 상하방향으로 진동가능하며, 중앙부분이 중공된 진동판; 일부는 상기 진동판의 상측으로 돌출되고 나머지 일부는 상기 진동판의 하부로 돌출되도록 상기 진동판의 중공둘레에 고정되며 보이스 코일이 권선되는 보빈; 상기 프레임과 상기 보빈을 연결하여 상기 보빈을 지지하는 댐퍼; 및 상기 보이스 코일의 권선방향과 수직인 방향으로 자력을 인가하여 상기 보이스 코일에 전류가 가해졌을 때 그 보빈을 상하이동가능하게 하는 자기회로부재;를 포함하되, 상기 보이스코일은 상기 진동판의 상측에 배치되어 외부로 노출된다.

상기 스피커에서, 상기 자기회로부재는, 영구자석과, 상기 영구자석과 접촉되어 있는 금속소재의 플레이트로 구성되되, 상기 플레이트와 보이스 코일은 서로 인접하게 배치되어 있는 것이 바람직하다.

상기 스피커에서, 상기 영구자석은 상기 플레이트는 사이에 두고 상하 한 쌍이 배치되어 있되, 영구자석 중 적어도 하나는 진동판의 상측에 위치하여 외부로 노출되어 있는 것이 바람직하다.

상기 스피커에서, 상기 영구자석은 원판의 형상을 이루고 있는 것을 특징으로 한다.

상기 스피커에서, 상기 댐퍼는 상기 진동판의 하부에 위치하고 있는 것이 바람직하다.

본 고안에 따른 스피커는 음성코일이 진동판의 상측에 배치되어 외부의 공기 중에 노출되어 있기 때문에, 큰 전류가 보이스 코일에 흐르는 경우에도 그 보이스 코일에 발생된 열이 쉽게 공기중에 방출되어 전체적으로 보이스 코일이 과열되는 일이 없고, 이에 따라 보이스 코일이 파손되기 어려운 장점이 있다.

도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 스피커를 나타내는 도면이며, 도 4는 도 3의 단면도이다. 본 고안에 따른 스피커는, 프레임(110), 진동판(120), 보빈(130), 댐퍼(140), 자기회로부재(150)로 이루어진다.

상기 프레임(110)은 금속소재로 이루어진 스피커의 뼈대역할을 하는 구성이다. 이러한 프레임(110)은 상측은 깔대기 형태로 이루어지고 하측은 접시형태로 이루어지도록 구성된다.

상기 진동판(120)은 스피커에서 소리재생을 직접적으로 담당하는 구성으로서, 대기중의 공기를 진동시켜 소리를 발생시키는 역할을 수행한다.이러한 진동판(120)은 대체적으로 콘의 형상을 이루고 있어 콘(cone)이라고도 한다. 진동 판(120)의 소재로는 펄프, 활석, 운모, 폴리프로필렌, 흑연, 유리섬유, 탄소, 알루미늄 등을 주로 사용하게 된다.

이러한 진동판(120)은 프레임의 가장자리에 둘러진 에지(121)에 의하여 지지되며, 그 중앙부분에는 중공이 형성되어 있다. 이러한 중공을 통하여 상기 보빈(130)과 결합되고 그 보빈(130)의 움직임에 따라 상하진동하게 되는 것이다.

한편, 에지(121)는 진동판(120)의 바깥쪽 부분을 지지하여 진동판(120)의 상하운동을 원활하게 하는 구성이다. 이러한 에지(121)는 스프링과 같은 댐퍼의 역할도 수행함에 따라 진동판이 진동을 하고 난 후에 다음 신호에 대하여 왜곡됨이 없이 정상적으로 반응하게 된다.

상기 보빈(130)은, 상하 개구된 원통형상으로 이루어지되, 그 일부는 상기 진동판(120)의 상측으로 돌출되고 나머지 일부는 진동판(120)의 하부로 돌출되도록 상기 진동판(120)의 중공 둘레에 고정된다. 이러한 보빈(130)은 열에 대한 내열성이 우수하면서도 가벼운 소재가 사용되는 것이 바람직하다. 이러한 보빈(130)의 둘레에는 보이스 코일(131)이 권선된다.

상기 보이스 코일(131)은 전류에 의한 자기장이 형성되도록 하는 구성으로서, 구체적으로는 전류가 상기 보이스 코일을 통하여 흐를때 발생하는 자기장과 상기 자기회로부재에서 발생하는 자기장이 상호작용을 하여 그 보빈(130)을 상하이동가능하게 한다. 이때 사용되는 법칙이 바로 플레밍의 왼손법칙이 되는 것이다. 이러한 보이스 코일(131)은 진동판(120의 상측으로 돌출된 보빈(130)에 권선된다. 이와 같이 보빈(130)이 진동판(120)의 상측으로 권선됨에 따라 그 보이스 코일(131) 이 공기중에 노출되어 쉽게 냉각될 수 있는 것이다.

이러한 보이스 코일(131)은 원형형태의 환성과 사각형 형태의 각선 코일을 사용할 수 있으며, 그 재질은 동산과 알루미늄 선을 사용하거나 또는 알루미늄의 표면에 구리를 코팅하여 사용하는 것도 가능하다.

상기 댐퍼(140)는, 상기 프레임(110)과 상기 보빈(130)을 연결하여 상기 보빈(130)을 지지하기 위한 것으로서, 이러한 댐퍼(140)는 진동판(120)의 하부에 위치하여 상기 보빈(130)에 결합된다. 이러한 댐퍼(140)는 스프링과 같은 진동을 제어하는 역할을 하게 된다. 이러한 댐퍼(140)는 주름진 폼의 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 자기회로부재(150)는 상기 보이스 코일(131)의 권선방향과 수직인 방향으로 자력을 인가하여 상기 보이스 코일(131)에 전류가 가해졌을 때 그 보빈(130)을 상하이동가능하게 하는 구성이다. 즉, 상기 자기회로부재(150)는 보이스 코일(131)에 흐르는 전류에 의해 형성되는 자기장과 함께 추가로 형성되는 자기장을 생성하기 위한 것이다. 이러한 자기회로부재(150)는 영구자석(151)과, 플레이트(152)로 이루어진다.

상기 영구자석(151)은 전체적으로 원판의 형태로 이루어지되, 상기 플레이트(152)를 사이에 두고 상하 한 쌍이 배치된다. 이러한 영구자석(151) 중에서 상측에 위치한 영구자석(151)은 상기 진동판(120)의 상측에 위치하여 외부로 노출되는 것이 가능하며, 하측에 위치한 영구자석(151)도 공기중에 노출되거나 또는 진동판(120)의 하부 측에 위치하는 것도 가능하다.

상기 플레이트(152)는 영구자석(151)의 사이에 배치되어 그 자기장의 흐름을 제어하는 역할을 수행하는 것으로서, 순철로 이루어지는 것이 바람직하다. 플레이트(152)는 원형판의 형상을 이루는 것이 바람직하다. 이때, 플레이트(152)는 그 보이스 코일(131)과 인접하게 배치되어 상기 보이스 코일(131)에 그 보이스 코일(131)의 권선방향과 수직한 방향으로 자기장을 가하게 된다.

본 발명에 따른 스피커의 작용효과는 다음과 같다. 먼저, 보이스 코일로 전류가 가해지면, 그 보이스 코일에서 자기장이 발생하게 된다. 이와 같이 보이스 코일과 영구자석에서 생성된 자기장들은 플레밍의 왼손 법칙에 의해 상호간에 작용하여 되게, 이에 따라 그 보이스 코일이 권선되어 있는 보빈이 상하이동을 하게 된다. 이때, 상기 보빈과 함께 고정된 진동판은 상기 보빈의 상하이동에 따라 운동을 하면서 소리를 재생시키게 된다.

한편, 이때 보이스 코일은 진동판의 외부로 돌출되어 있기 때문에, 보이스 코일로부터 발생되는 열이 손쉽게 외부로 방출되어 상기 보이스 코일이 과열될 염려가 없게 된다. 특히, 또한, 일부의 열은 플레이트 및 영구자석에 의하여 외부로 함께 방출하게 되는 것이다. 이와 같이 보이스 코일이 쉽게 과열되지 않음에 따라 과도한 전류가 가해지는 경우에도 그 보이스 코일이 손상되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 실시예에서는 외부로 돌출시킨 보이스 코일에 강한 자기장을 부여하기 위하여 영구자석의 위치도 종래와는 다르게 배치하였다. 즉, 종래기술에서는 영구자석이 진동판의 하측에 배치되어 있었으나, 본 실시예에서는 보이스 코일과 함께 진동판의 상측으로 배치시킴과 아울러, 그 영구자석도 중앙에 플레이트를 사이에 두고 한 쌍의 적층배치시킴에 따라 자기력도 극대화하여 소리의 재생력을 향상시키게 하였다.

상술한 본 발명에 따른 스피커는 다음과 같이 변형되는 것도 가능하다.

먼저, 상술한 실시예에서는 자기회로부재에 영구자석이 원판의 형상을 이루고 있었으나, 이외에도 고리형태로 이루어지거나 기타 다양한 형태로 변경하는 것이 가능하다.

또한, 상술한 실시예에서는 금속소재의 플레이트를 원판의 형태로 구성되었다고 기술하였으나, 그 플레이트의 형태도 작업조건에 맞추어 다양하게 변경하는 것도 가능하다.

또한, 상술한 실시예에서는, 진동판을 콘의 형태로 하는 것을 예로 들었으나, 이외에도 다양한 형태의 진동판이 사용되는 것도 가능하다.

또한 ,상술한 실시예에서는, 보이스 코일이 진동판의 상측에만 배치한 예를 들었으나, 이러한 보이스 코일이 진동판의 하측에도 함께 배치되는 것도 가능하다. 이와 같이 보이스 코일이 하측에 배치되는 경우에는 영구자석과 플레이트도 함께 하측에 배치되게 될 것이다. 이와 같이 보이스 코일을 진동판의 하측에 배치하는 경우에는 보다 진동판을 강하게 진동할 수 있어 고출력의 스피커를 기대할 수 있게 되는 것이다.

이상의 본 고안은 상기에서 기술된 실시예 및 변형예에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에 서 정의되는 본 고안의 취지와 범위에 포함된다.

도 1은 종래기술에 따른 스피커의 사시도.

도 2는 도 1의 단면도.

도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 스피커.

도 4는 도 3의 단면도.

<도면부호의 상세한 설명>

110...프레임 120...진동판

130...보빈 131...보이스 코일

140...댐퍼 150...자기회로부재

151...영구자석 152...플레이트

Claims (5)

1. 프레임;

   상기 프레임의 가장자리에 둘러진 에지에 의해 지지되는 상하방향으로 진동가능하며, 중앙부분이 중공된 진동판;

   일부는 상기 진동판의 상측으로 돌출되고 나머지 일부는 상기 진동판의 하부로 돌출되도록 상기 진동판의 중공둘레에 고정되며 보이스 코일이 권선되는 보빈;

   상기 프레임과 상기 보빈을 연결하여 상기 보빈을 지지하는 댐퍼; 및

   상기 보이스 코일의 권선방향과 수직인 방향으로 자력을 인가하여 상기 보이스 코일에 전류가 가해졌을 때 그 보빈을 상하이동가능하게 하는 자기회로부재;를 포함하되,

   상기 보이스코일은 상기 진동판의 상측에 배치되어 외부로 노출된 것을 특징으로 하는 냉각성능이 개선된 스피커.
2. 제1항에 있어서,

   상기 자기회로부재는,

   영구자석과, 상기 영구자석과 접촉되어 있는 금속소재의 플레이트로 구성되되, 상기 플레이트와 보이스 코일은 서로 인접하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 냉각성능이 개선된 스피커.
3. 제2항에 있어서,

   상기 영구자석은 상기 플레이트는 사이에 두고 상하 한 쌍이 배치되어 있되, 영구자석 중 적어도 하나는 진동판의 상측에 위치하여 외부로 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 냉각성능이 개선된 스피커.
4. 제2항에 있어서,

   상기 영구자석은 원판의 형상을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 냉각성능이 개선된 스피커.
5. 제1항이 있어서,

   상기 댐퍼는 상기 진동판의 하부에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 냉각성능이 개선된 스피커.

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