KR20110009715A - 전자 변환기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 전자 변환기(10)는, 방음 구멍(15a)이 마련된 상측 프레임(16) 및 하측 프레임(17)과, 하측 프레임(17)에 장착된 사행 코일 패턴의 도체 코일(11b)이 성형된 진동막(11)과, 진동막(11)을 사이에 두고 대향하는 상측 프레임(16) 및 하측 프레임(17)의 내벽면에 서로 어긋나게 지그재그 배치로 고정된 영구 자석(12, 13)으로 구성된다. 전자 변환기(10)를 조립한 후, 상측 프레임(16) 및 하측 프레임(17)에 대해서 수직인 방향으로 착자하는 것에 의해, 영구 자석(12, 13)의 서로 대향하는 단면을 교대로 다른 극성으로 자화한다.

Description

전자 변환기{ELECTROMAGNETIC CONVERTER}

본 발명은 영구 자석과 진동막을 조합하여, 오디오 신호로부터 음성 재생을 실행하는 전자(電磁) 변환기에 관한 것이다.

영구 자석판과 진동막을 조합한 종래의 전자 변환기는, 영구 자석판과 진동막을 대향하도록 배치하고, 또한 영구 자석판과 진동막 사이에 완충재를 배치한 것이 있다. 이러한 영구 자석판, 진동막 및 완충재는 프레임 등의 부재에 끼워넣도록 덮여져서, 예컨대 스피커 하우징에 장착된다.

상기의 영구 자석판은, 일정한 간격을 갖고 교대로 다른 극성으로 한 띠 형상의 자석 부위(다극 착자 패턴이라고도 함)를 갖고 있다. 또한, 진동막은 영구 자석판의 다른 극성의 경계에 있는 간격에 대향하는 위치, 이른바 착자 중립 구역에 사행 코일 패턴을 형성한 것이다. 진동막에 형성된 사행 코일 패턴에 오디오 신호의 전류가 흐르면, 사행 코일 패턴과 영구 자석의 다극 착자 패턴이 전자적으로 결합하고, 플레밍의 법칙에 의해서 상기의 사행 코일 패턴에 전류가 작용하여 진동막이 진동한다. 이 진동에 의해서 발생한 음파는 영구 자석판 및 프레임에 천공된 방사 음혈(音穴)을 통해 외부로 방사되어 오디오 재생이 실행된다(예컨대, 특허문헌 1 참조).

또한, 이 진동에 의해 진동막 상에 형성된 사행 코일 패턴의 도체 코일이 금속 피로로 단선하는 것을 방지하는 목적으로, 진동막을 강성 부여 부재로 보강하고 있다(예컨대, 특허문헌 2 참조).

또한, 종래로부터, 상기의 전자 변환기와 같은 구성으로, 상기의 영구 자석판을 바꿔서 길이가 긴 막대 형상 자석으로 구성한 「가무존(Gamuzon)형」으로 불리는 박형 스피커가 존재하고 있다. 가무존형의 박형 스피커는, 진동막의 표리를, 교대로 다른 극성의 막대 형상 자석을 늘어놓은 막대 형상 자석판으로 사이에 두고, 진동막을 사이에 두고 대향하는 막대 형상 자석의 극을 동일(N극과 N극, 또는 S극과 S극)하게 배치한 구성이며, 그 외의 부재는 상기의 전자 변환기와 동일한 부재로 구성된다.

이러한 박형 스피커는, 폴리에스테르 또는 폴리이미드로 이루어지는 박막에 동 또는 알루미늄박을 부착하고, 보이스 코일 패턴을 에칭하여 구성된 진동막을 갖고 있다(예컨대, 비특허문헌 1 참조). 이 구성의 박형 스피커는 오디오 재생의 음파 발생 동작도 상기의 전자 변환기와 같게 된다.

일본 특허 제 3192372 호 공보 국제 공개 특허 제 WO 2003/073787 호 공보

스피커·시스템, 야마모토 다케오 편저, 라디오 기술사, 1977년 7월 발행

종래의 전자 변환기는 이상과 같이 구성되어 있으므로, 영구 자석을 착자한 후, 1개 1개의 자극의 방향에 주의하면서 프레임에 장착하지 않으면 안 되어, 작업 효율이 나쁘다고 하는 과제가 있었다.

또한, 착자하고, 자화된 상태로 작업하지 않으면 안 되어, 작업 공정 중에 철분 등의 이물이 혼입하기 쉬웠다. 그 때문에, 전자 변환기는 이물 혼입에 의해서 이음(異音)이 발생해, 당초의 성능이 나오지 않는다고 하는 과제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해서 된 것으로, 자화하지 않은 상태의 영구 자석을 프레임에 장착하고, 전자 변환기를 조립한 후에 모든 영구 자석을 일괄하여 착자할 수 있는 전자 변환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명과 관련되는 전자 변환기는, 표면에 방음 구멍이 마련된 중공의 프레임과, 표면에 사행 코일 패턴이 성형되어 프레임의 내부에 설치된 진동막과, 진동막을 사이에 두고 대향하는 프레임의 한 쌍의 내벽면에 서로 어긋나게 지그재그 배치로 고정되며, 고정된 면과는 반대측의 서로 대향하는 단면이 교대로 다른 극성을 갖는 복수의 영구 자석을 구비한 것이다.

본 발명에 의하면, 프레임의 한 쌍의 내벽면에 서로 어긋나게 지그재그 배치로 고정되며, 고정된 면과는 반대측의 서로 대향하는 단면이 교대로 다른 극성을 갖는 복수의 영구 자석을 구비하도록 한 것에 의해, 자화하지 않은 상태의 영구 자석을 프레임에 장착하고, 전자 변환기를 조립한 후에 모든 영구 자석을 일괄하여 착자할 수 있다. 이 결과, 착자에 있어서의 공정을 삭감할 수 있어, 조립 작업의 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태 1과 관련되는 전자 변환기의 구조를 도시하는 외관도이며, 도 1의 (a)는 외관 정면도, 도 1의 (b)는 외관 측면도, 도 1의 (c)는 외관 평면도, 도 1의 (d)는 외관 배면도,
도 2는 본 발명의 실시형태 1과 관련되는 전자 변환기의 구조를 도시하는 단면도이며, 도 2의 (a)는 도 1의 (a)에 나타내는 A－A선을 따라 절단한 단면도, 도 2의 (b)는 B－B선을 따라 절단한 단면도, 도 2의 (c)는 C－C선을 따라 절단한 단면도,
도 3은 본 발명의 실시형태 1과 관련되는 전자 변환기의 진동막의 외관을 도시하는 사시도,
도 4는 본 발명의 실시형태 2와 관련되는 전자 변환기의 구조를 도시하는 단면도이며, 도 4의 (a)는 도 1의 (a)에 나타내는 A－A선에 상당하는 위치에서 절단한 단면도, 도 4의 (b)는 B－B선에 상당하는 위치에서 절단한 단면도.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위해서, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태에 대해서, 첨부한 도면을 따라서 설명한다.

실시형태 1

도 1은 본 발명의 실시형태 1과 관련되는 전자 변환기(10)의 구조를 도시하는 외관도이며, 도 1의 (a)는 외관 정면도이고, 도 1의 (b)는 외관 측면도이며, 도 1의 (c)는 외관 평면도이고, 도 1의 (d)는 외관 배면도이다. 도 1의 (a) 및 (b)에 있어서, 프레임(15)의 내부에 수용되어 실제로는 보이지 않는 구조는 점선으로 나타낸다.

도 2는 본 발명의 실시형태 1과 관련되는 전자 변환기(10)의 구조를 도시하는 단면도이며, 도 2의 (a)는 도 1의 (a)에 나타내는 A－A선을 따라 절단한 단면도이고, 도 2의 (b)는 도 1의 (a)에 나타내는 B－B선을 따라 절단한 단면도이며, 도 2의 (c)는 도 1의 (a)에 나타내는 C－C선을 따라 절단한 단면도이다. 도 3은 본 발명의 실시형태 1과 관련되는 전자 변환기(10)의 진동막(11)의 외관을 도시하는 사시도이다.

또한, 도 1 내지 도 3은 설명을 간단하게 하기 위해서 과장 확대하여 도시한 것이며, 실제의 축척과는 다르다.

전자 변환기(10)는 상측 프레임(16), 영구 자석(12), 진동막(11), 영구 자석(13) 및 하측 프레임(17)으로 구성된다. 상측 프레임(16) 및 하측 프레임(17)으로 프레임(15)이 구성되며, 이 프레임(15)은 내부가 공동(空洞)의 하우징 구조이다. 여기에서는, 편의적으로 상측 프레임, 하측 프레임으로 지칭하지만, 상하가 반전해도 상관없다.

상측 프레임(16)의 내벽면, 즉 진동막(11)에 대향하는 면에는 소정의 간격으로 영구 자석(12)이 접착제로 고정되어 있다. 하측 프레임(17)의 내벽면, 즉 진동막(11)에 대향하는 면의 영구 자석(12)끼리의 간극에 상당하는 위치에 복수 열의 영구 자석(13)이 접착제로 고정되어 있다. 따라서, 도 2의 (a)의 단면도에 도시하는 바와 같이, 영구 자석(12, 13)이 상측 프레임(16)과 하측 프레임(17)에 서로 어긋나게 고정된 지그재그 배치로 되어 있다.

도 2의 (a)에 도시하는 바와 같이, 상측 프레임(16)에 고정된 영구 자석(12)은 상측 프레임(16)에 고정된 단면이 N극, 진동막(11)에 대향하는 단면이 S극으로 되어 있다. 한편, 하측 프레임(17)에 고정된 영구 자석(13)은 하측 프레임(17)에 고정된 단면이 S극, 진동막(11)에 대향하는 단면이 N극으로 되어 있다. 따라서, 영구 자석(12, 13)은 고정된 면과는 반대측의 서로 대향하는 단면이 교대로 다른 극성을 갖는 구성이다.

또한, 상측 프레임(16) 및 하측 프레임(17)의 영구 자석(12, 13)이 고정되어 있지 않은 부분에는, 외부로 개구한 방음 구멍(15a)이 일정한 간격으로 마련되어 있다.

진동막(11)은 얇은 고분자 시트의 기재(11a)로 이루어진다. 이 기재(11a)는 영구 자석(12, 13)의 고정 간격에 맞춘 폭의 요철 형상으로 입체 구조화되어 있다. 이 요철 형상은, 영구 자석(12, 13)이 서로 대향하는 단면으로 구성되는 요철 구조에 따르는 형상으로 한다.

진동막(11)의 표면에는 도체 코일(11b)이 사행 형상으로 성형되어 있다. 도체 코일(11b)은 동 또는 알루미늄의 전기 도체의 박을 에칭 또는 프레스 등에 의해 구멍뚫어 성형된다.

진동막(11)의 외주에는 진동막 지지재(14)가 고정되어 있어, 이 진동막 지지재(14)를 하측 프레임(17)의 내주에 고정하는 것에 의해 진동막(11)이 상하 변위 가능하게 지지된다. 도 2의 (a)에 도시하는 바와 같이, 진동막 지지재(14)는 진동막(11)을 하측 프레임(17)에 고정하지만, 그 때, 도체 코일(11b)이 영구 자석(12, 13)의 단면끼리가 서로 대향하는 높이 위치에 있도록 위치 맞춤되어 있다.

또한, 진동막 지지재(14)에 지지된 진동막(11)이 진동하여 상하 변위했을 때에 영구 자석(12, 13)에 접촉하지 않도록, 진동막(11)과 영구 자석(12, 13) 사이에 공간을 갖도록 기재(11a)의 요철 형상을 성형해 둔다.

또한, 진동막(11) 표리의 볼록면에는, 진동막(11)의 강성을 향상시키기 위해서, 리브 구조 또는 요철 구조의 진동막 보강 구조부(11c)를 마련한다.

다음에, 영구 자석(12, 13)의 착자 방법에 대해 설명한다.

먼저, 영구 자석(12)을 상측 프레임(16)에, 영구 자석(13)을 하측 프레임(17)에 서로 어긋난 지그재그 배치로 고정하고, 진동막(11)을 사이에 두고 전자 변환기(10)를 조립한다. 그 후, 조립한 전자 변환기(10)를 상측 프레임(16) 및 하측 프레임(17)에 대해 수직인 방향으로 한 번에 착자함으로써, 영구 자석(12, 13)이 동일한 자극 방향으로 자화된다. 따라서, 영구 자석(12, 13)의 서로 대향하는 단부는 교대로 다른 띠 형상의 극성이 된다.

다음에, 전자 변환기(10)의 동작 원리에 대해 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시하는 전자 변환기(10)에 있어서, 진동막(11)의 도체 코일(11b)에 외부로부터 전류(오디오 신호)가 공급되면, 영구 자석(13)의 N극으로부터 나오는 자속이 도체 코일(11b)에 직교하여 영구 자석(12)의 S극에 도달한다. 이 때, 영구 자석(12, 13)의 자속 방향과 대략 직각으로 성형된 도체 코일(11b)의 사행하는 코일 패턴에 흐르는 전류와 영구 자석(12, 13)의 착자 패턴(자속 밀도)이 전자적으로 결합해서, 플레밍의 법칙에 따라 구동력이 발생한다. 발생한 구동력에 의해서, 진동막 지지재(14)에 지지되어 있는 진동막(11)이 진동한다. 이 진동이 프레임(15)에 마련된 방음 구멍(15a)으로부터 오디오 재생음으로서 방사된다.

상술한 실시형태 1에 의하면, 진동막(11)을 요철 형상으로 하고, 영구 자석(12, 13)을 서로 어긋난 지그재그 배치로 늘어놓아, 영구 자석(12)의 자극 방향과 영구 자석(13)의 자극 방향이 동일하게 되도록 구성했으므로, 전자 변환기(10)의 조립 후에 영구 자석(12, 13)을 일괄적으로 착자할 수 있다. 그 때문에, 종래의 가무존형 스피커에 있던 것과 같은, 영구 자석을 착자한 후에 1개 1개의 자극의 방향에 주의하면서 프레임에 장착하는 작업을 삭감할 수 있어, 조립 작업 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 전자 변환기(10)의 조립 후에 착자하므로, 조립 작업 중에 철분 등의 이물이 혼입하지 않는다. 그 때문에, 전자 변환기(10)에 이음이 발생하여 당초의 성능이 나오지 않게 되는 것을 막아, 품질이 높은 전자 변환기(10)를 간단하고 용이하게 제조할 수 있다.

또한, 도체 코일(11b)은, 기재(11a)의 한쪽 일면에 성형해도 좋고, 또는 도 2의 (a)에 도시하는 바와 같이 기재(11a)의 표리 양면에 성형해도 좋다. 표리 양면에 성형했을 경우에는, 오디오 신호를 보다 충실하게 오디오 재생음으로 변환할 수 있다.

또한, 상기 실시형태 1에서는, 전자 변환기(10)의 조립 후에 프레임(15)에 고정된 영구 자석(12, 13)을 일괄적으로 착자하는 구성이었지만, 상측 프레임(16) 및 하측 프레임(17)으로 나누어 영구 자석(12, 13)을 따로 따로 착자하는 구성이어도 좋다.

또한, 상기 실시형태 1에서는, 영구 자석(12, 13)을 3열로 하는 구성이었지만, 2열 이상의 구성이면 상기 실시형태 1과 같은 효과를 얻을 수 있다.

실시형태 2

도 4는 본 발명의 실시형태 2와 관련되는 전자 변환기(10)의 구조를 도시하는 단면도이며, 도 4의 (a)는 이 전자 변환기(10)를 도 1의 (a)에 나타내는 A－A선에 상당하는 위치에서 절단한 단면도이고, 도 4의 (b)는 이 전자 변환기(10)를 도 1의 (a)에 나타내는 B－B선에 상당하는 위치에서 절단한 단면도이다. 도 4에 있어서, 상기 실시형태 1에서 설명한 전자 변환기(10)와 동일 또는 상당한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다.

도 4에 도시하는 전자 변환기(10)는, 영구 자석(12, 13) 각각의 진동막(11)에 대향하는 단면에, 자속 밀도를 높이기 위한 철판(18)이 접착 고정되어 있다.

전자 변환기(10)에 있어서, 철판(18)과 도체 코일(11b)이 같은 높이 위치가 되기 위해, 철판(18)에 집중한 자속이 도체 코일(11b)을 흐르는 전류와 전자적으로 결합하여, 보다 큰 음압 레벨을 얻을 수 있다.

상술한 실시형태 2에 의하면, 영구 자석(12, 13) 각각의 진동막(11)에 대향하는 단면에 철판(18)을 접착 고정하도록(듯이) 구성했다. 그 때문에, 도체 코일(11b)을 통과하는 자속 밀도를 높일 수 있다.

산업상의 이용 가능성

이상과 같이, 본 발명과 관련되는 전자 변환기는, 조립 후에 착자함으로써 이물 혼입을 방지하여 이음이 발생하지 않도록 했으므로, 스피커에 이용하는데 적합하다.

Claims (5)

1. 전자(電磁) 변환기에 있어서,
   표면에 방음 구멍이 마련된 중공의 프레임과,
   표면에 사행 코일 패턴이 성형되어 상기 프레임의 내부에 설치된 진동막과,
   상기 진동막을 사이에 두고 대향하는 상기 프레임의 한 쌍의 내벽면에 서로 어긋나게 지그재그 배치로 고정되고, 고정된 면과는 반대측의 서로 대향하는 단면이 교대로 다른 극성을 갖는 복수의 영구 자석을 구비한 것을 특징으로 하는
   전자 변환기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 진동막은, 지그재그 배치된 영구 자석의 서로 대향하는 단면으로 구성되는 요철 구조에 대응한 요철 형상으로 형성되는 동시에, 사행 코일 패턴이 상기 영구 자석의 자속 방향과 대략 직교하는 위치에 성형되는 것을 특징으로 하는
   전자 변환기.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 진동막에 보강을 위한 리브 구조 또는 요철 구조를 형성한 것을 특징으로 하는
   전자 변환기.
4. 제 1 항에 있어서,
   지그재그 배치된 영구 자석의 서로 대향하는 단면에 철판을 고정한 것을 특징으로 하는
   전자 변환기.
5. 표면에 방음 구멍이 마련된 중공의 프레임과, 표면에 사행 코일 패턴이 성형되어 상기 프레임의 내부에 설치된 진동막과, 상기 진동막을 사이에 두고 대향하는 상기 프레임의 한 쌍의 내벽면에 서로 어긋나게 지그재그 배치로 고정된 복수의 영구 자석을 구비하는 전자 변환기를 조립한 후,
   상기 한 쌍의 내벽면에 대해서 수직인 방향으로 착자하는 것에 의해, 상기 지그재그 배치된 영구 자석의 서로 대향하는 단면을 교대로 다른 극성으로 해서 이루어지는
   전자 변환기.

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