KR20120122014A - 박형 스피커 및 이를 위한 자기회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 박형화를 가능하게 하는 자기회로 및 이를 이용한 박형 스피커에 관한 것이다. 본 발명의 박형 스피커는 보텀 케이스; 상기 보텀 케이스 위에 일정 간격을 두고 나란히 배열된 수직자화 영구자석과, 수평자화 영구자석과, 상기 수직자화 영구자석에 부착된 플레이트로 이루어진 자기회로; 진동판; 상기 진동판의 저면에 부착되고 상기 자기회로의 영구자석 사이 자기갭에 위치하여 상기 진동판을 진동시키는 보이스코일; 및 상기 보텀 케이스와 결합되어 자기회로와 진동판을 밀착 고정하는 프론트 커버를 포함한다. 자기회로는 수직방향으로 자화된 바 형상의 수직자화 영구자석과, 상기 수직자화 영구자석의 일측에 부착된 상자성 소재의 플레이트와, 수평방향으로 자화된 바 형상의 복수개 수평자화 영구자석으로 이루어져 상기 수직자화 영구자석을 중앙에 두고 상기 수평자화 영구자석이 좌우로 나란히 배치되어 상기 수평자화 영구자석이 상기 진동판을 지지하는 역할을 수행함과 아울러 상기 수직자화 영구자석과 상호작용하여 균일한 자기장을 형성하는 것이다.

Description

박형 스피커 및 이를 위한 자기회로{SLIM TYPE SPEAKER AND MAGNETIC CIRCUIT FOR IT}

본 발명은 스피커 및 그 자기회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 박형화를 가능하게 하는 자기회로 및 이를 이용한 박형 스피커에 관한 것이다.

일반적으로, 스피커는 전기적인 신호를 음성신호로 전환시키는 장치이다. 스피커에는, 오디오 또는 앰프에 연결되어 음량을 대폭 증폭시키는 용도로 사용되는 중대형 스피커도 있고, 크기가 작은 음향기기, 이를 테면, 휴대폰, 노트북, MP3플레이어, 이어폰 등, 근래에 수요가 크게 늘고 있는 휴대용 음향기기를 위한 소형의 스피커도 있다. 이러한 소형의 스피커를 보통 마이크로 스피커 혹은 리시버라고 칭한다.

보통, 고음 재생용의 스피커는 트위터(tweeter)라 하는데, 종래의 돔 형상의 진동판을 사용한 트위터로서는 20㎑ 이상의 고음을 재생하기 어려웠다. 이러한 고역(high frequency range)에서의 구동력 감쇠라는 과제를 해결하는 수단으로서 트위터 구조를 변경한 리프 트위터(leaf tweeter)가 사용되고 있다.

종래의 리프 트위터(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 프레임(11)과, 요크(12), 영구자석(13), 플레이트(14), 코일(16)이 부착된 진동판(17)으로 구성되어 있다. 자기 회로는 요크(12)와 자석(13)과 플레이트(14)로 구성되어 플레이트(14)의 외주면과 요크(12)의 내주면으로 구성된 2개의 자기공극(磁氣空隙;15)을 형성하고 있다. 여기에서 자기공극(15)의 상면측에 코일(16)이 존재하도록 진동판(17)을 배치하고, 프레임(11)으로 진동판(17)과 자기 회로를 고정한다. 이러한 리프 트위터(10)는 코일(16)에 전류가 흐르면 진동판(17)과 일체로 된 코일(16)에 구동력이 발생하여 진동판(17)을 구동하게 된다.

종래의 스피커에서 자기회로는 하나의 수직으로 자화된 영구자석과 영구자석의 상측에 부착된 플레이트와 영구자석의 하측에 부착되는 요크로 이루어져 영구자석의 양측에 상자성체의 플레이트가 부착되므로 박형화가 어려운 문제점이 있다.

또한 종래의 스피커에서 자기회로를 박형으로 구현할 경우에는 자기력이 약하고 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 수직으로 자화된 영구자석과 수평으로 자화된 영구자석을 배치하여 자기력을 크게 하면서도 박형화를 가능하게 하는 자기회로 및 이를 이용한 박형 스피커를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 자기회로는 수직방향으로 자화된 수직자화 영구자석과, 상기 수직자화 영구자석의 일측에 부착된 상자성 소재의 플레이트와, 수평방향으로 자화된 수평자화 영구자석으로 이루어져 상기 수직자화 영구자석과 상기 수평자화 영구자석이 상호 작용하여 균일한 자기장을 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 수평자화 영구자석의 두께는 상기 수직자화 영구자석 두께와 상기 플레이트의 두께를 합한 것과 동일한 것이고, 상기 수직자화 영구자석은 막대형으로서 중앙에 위치하고, 상기 수평자화 영구자석은 막대형으로서 일정간격을 두고 상기 수직자화 영구자석의 양측에 위치하여 자기갭을 형성하는 것이다. 또한 상기 수직자화 영구자석은 중앙에 위치하는 판형이고, 상기 수평자화 영구자석은 상기 수직자화 영구자석을 감싸는 링형으로 구현할 수도 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 박형 스피커는 보텀 케이스; 상기 보텀 케이스 위에 일정 간격을 두고 나란히 배열된 수직자화 영구자석과, 수평자화 영구자석과, 상기 수직자화 영구자석에 부착된 플레이트로 이루어진 자기회로; 진동판; 상기 진동판의 저면에 부착되고 상기 자기회로의 영구자석 사이 자기갭에 위치하여 상기 진동판을 진동시키는 보이스코일; 및 상기 보텀 케이스와 결합되어 자기회로와 진동판을 밀착 고정하는 프론트 커버를 포함한다.

상기 자기회로는 수직방향으로 자화된 바 형상의 수직자화 영구자석과, 상기 수직자화 영구자석의 일측에 부착된 상자성 소재의 플레이트와, 수평방향으로 자화된 바 형상의 복수개 수평자화 영구자석으로 이루어져 상기 수직자화 영구자석을 중앙에 두고 상기 수평자화 영구자석이 좌우로 나란히 배치되어 상기 수평자화 영구자석이 상기 진동판을 지지하는 역할을 수행함과 아울러 상기 수직자화 영구자석과 상호작용하여 균일한 자기장을 형성하는 것이다.

상기 보이스 코일은 FPCB 기판에 코일 형태로 형성된 도전 패턴으로 구현되고, 급전부에 연결된 급전패턴을 통해 신호가 인가되며, 상기 급전패턴은 상기 수직자화 영구자석과 상기 수평자화 영구자석 사이의 빈공간을 통해 급전부로 연결되는 것이다.

본 발명은 수평방향으로 자화시킨 영구자석과 수직으로 자화시킨 영구자석의 상측에 상자성체 금속편을 부착하여 넓고 균질한 자속이 형성되는 자기회로를 제공하고, 특히 수평방향으로 자화된 영구자석은 그 두께를 두껍게 하여 보다 큰 자력을 확보하도록 하고, 얇은 구조를 가지고 수직방향으로 자화된 영구자석은 금속편의 두께를 포함하여 그 높이(두께)가 수평으로 자화된 영구자석과 동등한 높이를 유지하도록 함으로써 자기회로의 두께를 얇게 하면서도 음향특성이 우수한 박형 스피커 및 리시버를 구현할 수 있다.

도 1은 종래의 마이크로 스피커를 도시한 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 박형 스피커의 분리 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 박형 스피커의 측단면도,
도 4는 본 발명에 따른 스피커 자기회로의 측면도,
도 5는 본 발명에 따른 스피커 자기회로의 평면도,
도 6은 본 발명에 따른 자기회로의 자속밀도를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

도 2는 본 발명에 따른 박형 스피커의 분리 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 박형 스피커의 측단면도이다.

본 발명에 따른 박형 스피커(100)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 자석(122-1,122-2)을 고정하는 역할과 음향특성을 조절하는 역할을 하는 보텀 케이스(110)와, 2개의 바 형상의 수평자화 영구자석(122-1,122-2)과 1개의 바 형상의 수직자화 영구자석(124) 및 수직자화 영구자석(124)의 상면에 부착되는 상자성체의 플레이트(130)로 이루어진 자기회로(120)와, 자기회로(120)의 자기갭에 위치하는 FPCB 타입의 보이스코일(140)과, 보이스코일(140)과 접착되어 보이스코일(140)의 진동에 따라 함께 진동하여 음압을 발생하는 진동판(150)과, 보텀 케이스(110)와 결합되어 자기회로와 진동판을 밀착 고정하는 프론트 커버(160)로 구성된다. 보이스코일(140)은 코일을 감은 권선형도 가능하다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 보텀 케이스(110)와 상부 커버(160)는 상호 결합되어 내부에 부품을 실장하기 위한 공간을 형성하는 하우징 역할을 하는데, 본 발명의 실시예에서 보텀 케이스(110)는 비자성 소재로 된 직사각 형상의 평판(112)으로서 양 단변에는 보이스 코일의 급전부(146)를 지지하기 위한 날개(114)와 프론트 커버(160)와 결합을 위한 결합홀(116)이 형성되어 있다. 프론트 커버(160)에는 중앙에 진동판의 진동에 의한 음압이 공기중으로 전파될 수 있도록 상부(162)에는 홀(162a)이 형성되어 있고 양측에는 보텀 케이스(110)와 끼움 결합되는 측벽(164)이 형성되어 있으며 단턱(166)이 형성되어 진동판(150)의 엣지(156)의 단부(158)를 수평자화 영구자석(122-1,122-2)에 밀착 고정시킬 수 있도록 되어 있다.

자기회로(120)는 수직방향으로 자화된 바 형상의 수직자화 영구자석(124)과, 수직자화 영구자석(124)의 상면에 부착된 상자성 소재의 플레이트(130)와, 수평방향으로 자화된 바 형상의 복수개 수평자화 영구자석(122-1,122-2)으로 이루어져 보텀 케이스(110) 위에 수직자화 영구자석(124)을 중앙에 두고 수평자화 영구자석(122-1,122-2)이 좌우로 나란히 배치되어 진동판(150)을 지지하는 프레임 역할을 수행함과 아울러 수직자화 영구자석(124)과 상호작용하여 균일한 자기장을 형성하도록 되어 있다. 특히 본 발명에 따른 자기회로(120)는 수평방향으로 자화된 영구자석(122-1,122-2)의 두께를 두껍게 하여 보다 큰 자력을 확보하도록 하고, 얇은 구조를 가지면서 상하방향으로 자화된 영구자석(124)은 금속편(130)의 두께를 포함하여 그 높이(두께)가 수평방향으로 자화된 영구자석(122-1,122-2)의 두께(높이)와 동일하게 되어 있어 결과적으로 자기회로 두께를 얇게 하면서도 음향특성이 우수한 스피커 및 리시버를 만들 수 있게 한다.

보이스 코일(140)은 FPCB 기판에 코일 형태로 형성된 도전 패턴(142)으로 구현되고, 급전부(146)에 연결된 급전패턴(144)을 통해 신호가 인가되며, 급전패턴(144)은 수직자화 영구자석(124)과 수평자화 영구자석(122-1,122-2) 사이의 빈 공간을 통해 급전부(146)로 연결되며 진동판(150)에 부착됨과 아울러 수직 영구자석(124)과 수평자화 영구자석(122-1,122-2) 사이에 형성되는 자기갭에 위치되어 급전부(146)를 통해 전기신호가 인가되면 자기회로의 자기장과 상호작용에 의해 기계적인 에너지가 발생되어 상하방향의 움직임이 발생하고, 이에 따라 보이스 코일(140)이 부착되어 있는 진동판(150) 역시 상하로 진동하면서 소리를 발생한다. 진동판(150)은 경계부분(154)을 기준으로 내측의 돔(152)과 외측의 엣지(156)로 구분되며, 보이스코일(142)의 상단부가 진동판(150)의 경계부분(154)의 하면에 접착되어 있다.

도 4는 본 발명에 따른 스피커 자기회로의 측면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 스피커 자기회로의 평면도이다.

본 발명에 따른 자기회로(120)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 중앙에 위치한 수직자화 영구자석(124)의 양측에 위치한 상대적으로 두꺼운 수평자화 영구자석(122-1,122-2)의 N극 자력선이 보이스코일(142)이 위치한 자기갭을 통과하여 플레이트(130)를 거쳐 수직자화 영구자석(124)의 S극으로 집중되면서 수직자화 영구자석(124)과 수평자화 영구자석(122-1,122-2) 사이의 자기갭에 넓고 균질한 자속이 형성되며, 이에 따라 자기갭에 위치한 보이스코일(142)과의 상호 작용력이 커져 보다 양질의 음향을 발생시킬 수 있다. 또한 보이스코일(150)은 플레이트(130)을 감싸면서 자기갭에 위치하고, 바 형태의 영구자석들 사이에 형성된 자기갭 공간을 통해 급전패턴(144)이 연장되어 급전부(146)로부터 급전이 가능하도록 되어 있다.

도 6은 본 발명에 따른 자기회로의 특징을 설명하기 위해, 3개의 바형 영구자석(122-1,122-2,124)이 모두 수직으로 자화된 경우와, 양측의 영구자석(122-1,122-2)은 수평으로 자화시키고 중앙의 영구자석(124)만 수직으로 자화시킨 경우를 비교 도시한 것이다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따라 양측의 영구자석(122-1,122-2)은 수평으로 자화시키고 중앙의 영구자석(124)만 수직으로 자화시킨 자기회로가 3개의 바형 영구자석(122-1,122-2,124)을 모두 수직으로 자화시킨 자기회로보다 자기효율이 크게 개선되는 것을 알 수 있다.

이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

100: 박형 스피커 110: 보텀 케이스
120: 자기회로 122-1,122-2: 수평자화 영구자석
124: 수직자화 영구자석 130: 플레이트
140: 보이스코일 142: 코일 패턴
144: 급전 패턴 146: 급전부
150: 진동판 160: 프론트 커버
162: 상부 164: 측벽

Claims (7)

1. 수직방향으로 자화된 수직자화 영구자석과,
   상기 수직자화 영구자석의 일면에 부착된 상자성 소재의 플레이트와,
   상기 수직자화 영구자석과 일정간격을 두고 양측에 각각 배치되어 있고 수평방향으로 자화된 수평자화 영구자석으로 이루어져
   상기 수직자화 영구자석과 상기 수평자화 영구자석이 상호 작용하여 균일한 자기장을 형성하는 것을 특징으로 하는 박형 스피커를 위한 자기회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 수평자화 영구자석의 두께는 상기 수직자화 영구자석의 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 박형 스피커를 위한 자기회로.
3. 제2항에 있어서, 상기 수평자화 영구자석의 두께는 상기 수직자화 영구자석 두께와 상기 플레이트의 두께를 합한 것과 동일한 것을 특징으로 하는 박형 스피커를 위한 자기회로.
4. 제1항에 있어서, 상기 수직자화 영구자석은 막대형으로서 중앙에 위치하고, 상기 수평자화 영구자석은 막대형으로서 일정간격을 두고 상기 수직자화 영구자석의 양측에 위치하여 자기갭을 형성하는 것을 특징으로 하는 박형 스피커를 위한 자기회로.
5. 보텀 케이스;
   상기 보텀 케이스 위에 일정 간격을 두고 나란히 배열된 수직자화 영구자석과, 수평자화 영구자석과, 상기 수직자화 영구자석의 일면에 부착된 플레이트로 이루어진 자기회로;
   진동판;
   상기 진동판의 저면에 부착되고 상기 자기회로의 영구자석 사이 자기갭에 위치하여 상기 진동판을 진동시키는 보이스코일; 및
   상기 보텀 케이스와 결합되어 자기회로와 진동판을 밀착 고정하는 프론트 커버를 포함하는 박형 스피커.
6. 제5항에 있어서, 상기 자기회로는
   수직방향으로 자화된 바 형상의 수직자화 영구자석과,
   상기 수직자화 영구자석의 일면에 부착된 상자성 소재의 플레이트와,
   수평방향으로 자화된 바 형상의 복수개 수평자화 영구자석으로 이루어져
   상기 수직자화 영구자석을 중앙에 두고 상기 수평자화 영구자석이 좌우로 나란히 배치되어 상기 수평자화 영구자석이 상기 진동판을 지지하는 역할을 수행함과 아울러 상기 수직자화 영구자석과 상호작용하여 균일한 자기장을 형성하는 것을 특징으로 하는 박형 스피커.
7. 제5항에 있어서, 상기 보이스코일은
   권선형 혹은 FPCB형인 것을 특징으로 하는 박형 스피커.
   
   
   

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