KR20220162737A - 라우드스피커 자석 조립체들의 개선들 및 그들과 관련된 개선들 - Google Patents

Abstract

자석들(136)의 2개의 쌍을 포함하는 라우드스피커(101)를 위한 무철 자석 조립체(128)가 개시된다. 각각의 쌍의 각각의 자석(136)은 북극 및 남극을 갖고, 자석들의 제1 쌍(136c, 136d)은 그 쌍의 자석들의 북극들이 서로 대면하도록 배열되고, 자석들의 제2 쌍(136a, 136b)은 그 쌍의 자석들의 남극들이 서로 대면하도록 배열된다. 자석들의 제1 쌍(136c, 136d)은 자석들의 제2 쌍(136a, 136b)과 대향하게 위치되어 자석들의 제1 쌍과 자석들의 제2 쌍 사이에 보이스 코일 갭(112)을 정의하고, 제1 쌍의 각각의 북극은 보이스 코일 갭(112)을 가로질러 제2 쌍의 남극과 대향하게 위치된다.

Description

라우드스피커 자석 조립체들의 개선들 및 그들과 관련된 개선들

본 발명은 라우드스피커들의 개선들에 관한 것이다. 배타적이 아니라 더 구체적으로, 본 발명은 라우드스피커를 위한 자석 조립체 또는 모터에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 그러한 자석 조립체를 포함하는 라우드스피커 및 그러한 자석 조립체를 제조하는 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래의 라우드스피커(1)의 개략적인 단면도를 도시한다. 라우드스피커 진동판(2)(원뿔로 또한 알려져 있음)은 섀시(4)(바스켓, 프레임, 또는 캐리어로 또한 알려져 있음) 내에 동심으로 위치된다. 환형 주연부(6)는 진동판(2)의 외측 둘레로부터 섀시(4)의 내측 에지까지 연장된다. 스파이더(20)는 진동판(2)의 후방 단부에 장착된 보이스 코일(10) 및 섀시(4)에 부착되고 그들 사이에서 연장된다. 더스트 캡(22)은 진동판(2)의 중심에 있는 갭(24)을 덮는다. 보이스 코일(10)은 진동판(2)으로부터 환형 자석(14)과 중심 극(16) 사이에 형성된 보이스 코일 갭(12) 내로 후방으로 연장된다. 환형 자석(14) 및 중심 극(16)은 자기 전도성 극 플레이트(26) 상에 장착된다. 자기 전도성 환형 최상부 플레이트(18)는 환형 자석(14)과 섀시(4) 사이에서 환형 자석(14)의 최상부 상에 위치된다. 환형 자석(14), 중심 극(16), 극 플레이트(26), 및 최상부 플레이트(18)는 함께 자석 조립체(28)로 지칭될 수 있다. 전형적으로, 환형 자석(14)은 영구 자석인 한편, 중심 극(16), 극 플레이트(26), 및 최상부 플레이트(18)는 연자성 재료, 예컨대, 철 또는 강철과 같은 강자성 재료들로 제조된다.

사용 시에, 전류가 보이스 코일에 인가되어 변화하는 전자기장을 생성하고, 그 전자기장은 보이스 코일 갭 내의 자기장과 상호작용함으로써 보이스 코일 상에 기전력을 생성하여 보이스 코일 및 결과적으로는 진동판이 이동하게 한다.

자기장의 강도는 대개, 도 1에 도시된 타입의 라우드스피커들에서 보이스 코일 갭의 길이를 따라 상당히 변화된다. 이는 구동 유닛에 의해 생성되는 사운드에서 왜곡을 발생시킬 수 있는데, 그 이유는 주어진 전류에 대해 보이스 코일 상에 생성되는 힘이 보이스 코일 갭 내의 보이스 코일의 축방향 위치에 따라 변화되기 때문이다. 이러한 타입의 왜곡이 감소되고/되거나 이러한 왜곡의 레벨이 더 양호하게 제어될 수 있는 구동 유닛을 제공하는 것이 유리할 것이다.

이러한 문제에 대한 하나의 솔루션은 보이스 코일을 보이스 코일 갭보다 훨씬 더 길게 제조하는 것이다('오버헝(overhung)' 기하형상). 대안적으로, 보이스 코일은 보이스 코일 갭보다 훨씬 더 짧게 제조될 수 있다('언더헝(underhung)' 기하형상). 그러나, 이러한 솔루션들 둘 모두는 구동 유닛의 크기 및/또는 질량의 증가 및/또는 구동 유닛의 효율의 감소를 초래할 수 있다.

추가로, 위에서 개시된 타입의 라우드스피커들에서, 보이스 코일의 이동은 연자성 재료들로 제조된 다양한 요소들, 예컨대, 최상부 플레이트(18)에서 와전류들을 생성할 수 있는데, 이는, 특히 고주파수들에서, 구동 유닛에 의해 생성되는 사운드에서 왜곡을 초래할 수 있다.

WO 2017/023485는 자석들로부터의 자속을 포함하고 지향시키는 데 사용되는 철(즉, 연자성) 부재들을 포함하는 트랜스듀서를 위한 자석 조립체의 예를 개시한다. WO 2017/023485의 자석 조립체에서, 2개의 자석의 동일 극들은 보이스 코일 갭의 동일한 측에서 서로 대면하고, 2개의 자석의 반대 극들은 보이스 코일을 가로질러 서로 대면한다. 철 부재들의 사용은 철 재료에서 생성되는 와전류들의 결과로서 WO2017/023458의 자석 조립체를 포함하는 라우드스피커에 의해 생성되는 사운드에서 왜곡을 초래할 수 있다.

본 발명은 위에서 언급된 문제들을 완화하려고 한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 본 발명은 라우드스피커를 위한 개선된 구동 유닛을 제공하려고 한다.

본 발명은 자석들의 2개의 쌍을 포함하는 라우드스피커를 위한 자석 조립체를 제공하고, 각각의 쌍의 각각의 자석은 북극 및 남극을 갖는다. 자석들의 제1 쌍은 그 쌍의 자석들의 북극들이 서로 대면하도록 배열되고, 자석들의 제2 쌍은 그 쌍의 자석들의 남극들이 서로 대면하도록 배열될 수 있다. 자석들의 제1 쌍은 자석들의 제2 쌍에 대향하게 위치되어 자석들의 2개의 쌍 사이에 보이스 코일 갭을 정의할 수 있다. 자석들은 제1 쌍의 각각의 북극이 제2 쌍의 남극과 대향하게 위치하도록 배열될 수 있다. 각각의 자석은 영구 자석일 수 있다.

따라서, 본 발명은 보이스 코일 갭의 각각의 측에 2개씩 4개의 자석을 제공할 수 있고, 동일 극들이 갭의 동일한 측에서 서로 대면하고, 대향 극들이 갭을 가로질러 서로 대면한다. 이러한 배열은 보이스 코일 갭 내의 개선된 자기장 프로파일, 예컨대, 보이스 코일 갭의 길이를 따라 더 적은 변화를 갖는 자기장 프로파일을 용이하게 할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 이러한 배열은 자석들의 세그먼트화 및/또는 반경방향 자화에 대한 필요 없이 더 넓은 범위의 자기장 프로파일들이 달성되는 것을 허용할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 자석 조립체들은 종래 기술 자석 조립체들, 예컨대, 유사한 자기장들을 제공할 수 있는 종래 기술 자석 조립체들보다 제조하는 것이 더 쉽고/쉽거나 더 비용 효과적일 수 있다.

각각의 쌍의 자석들은 서로를 밀어내도록(예컨대, 서로에 대해 반발력을 가하도록) 배열될 수 있다. 즉, 쌍의 각각의 자석은 쌍의 다른 자석의 존재로 인해 반발력을 경험할 수 있다. 각각의 쌍의 자석들은 보이스 코일 갭의 길이방향 축을 따라 서로 이격될 수 있다. 각각의 쌍의 자석들은 바로 인접한 자석들일 수 있다. 즉, 쌍의 자석들 사이에 영구 자석이 위치되지 않을 수 있다.

각각의 쌍의 자석들은, 예컨대, 어떠한 개재 구성요소들도 없이, 예컨대, 서로 접촉하여(존재하는 경우, 2개의 자석을 함께 본딩하는 데 사용되는 임의의 접착제를 배제함), 서로 바로 인접하게 위치될 수 있다. 비자성 재료, 예컨대, 스페이서 플레이트가 쌍의 2개의 자석 사이에 위치될 수 있다.

보이스 코일 갭의 동작 구역은 정상 동작 동안 보이스 코일의 권선이 이동하는 보이스 코일 갭의 길이(즉, 구동되지 않을 때 보이스 코일에 의해 점유되는 위치로부터의 최대 전방 및 후방 편위의 포인트들 사이의 구역)로서 정의될 수 있다.

자석들의 2개의 쌍 사이에 정의된 보이스 코일 갭의 폭(예컨대, 반경방향 범위)은 보이스 코일 갭의 길이를 따라 변화될 수 있다. 보이스 코일 갭의 폭은 보이스 코일 갭의 동작 구역의 길이를 따라 변화될 수 있다.

(예컨대, 이하에서 논의되는 바와 같은 제1 표면을 사용함으로써) 자신의 길이를 따라 변화되는 폭을 갖는 보이스 코일 갭을 제공하는 것은 자기장 프로파일이 특정 애플리케이션에 대해 맞춤화되는 것을 허용할 수 있다. 일부 애플리케이션들에서, 그러한 변화는 갭 내의 자기장의 더 균등한 분포를 제공하는 데 사용될 수 있다.

제1 및 제2 쌍들의 각각의 자석은 보이스 코일 갭의 길이방향 축에 평행하지도 수직이지도 않은 제1 표면을 포함할 수 있다. 자석들은 자석들의 제1 표면들이 함께 보이스 코일 갭의 확대된 구역을 (전체적으로 또는 부분적으로) 정의하도록 배열될 수 있다. 예컨대, 각각의 자석은 자석의 최내측 코너 구역에서 그의 제1 표면을 갖도록 배열될 수 있다. 자석의 최내측 코너 구역은 그 쌍의 다른 자석과 다른 쌍의 대향 자석 둘 모두에 가장 가까이 있는 구역으로서 정의될 수 있다. 확대된 구역과 동작 구역은 전체적으로 또는 부분적으로 중첩될 수 있다. 확대된 구역과 동작 구역은 일치할 수 있다.

보이스 코일 갭은 자석들의 제1 쌍과 자석들의 제2 쌍 사이의 갭이 제1 폭을 갖는 제1 구역, 자석들의 제1 쌍과 자석들의 제2 쌍 사이의 갭이 제2 폭을 갖는 제2 구역(또는 확대된 구역), 및 자석들의 제1 쌍과 자석들의 제2 쌍 사이의 갭이 제3 폭을 갖는 제3 구역을 포함하고, 제2 구역은 제1 구역과 제3 구역 사이에 위치되고, 제2 폭은 제1 및 제3 폭들보다 더 클 수 있다. 따라서, 제2 구역은 확대된 구역일 수 있다. 제2 구역의 폭은 제1 및/또는 제2 구역들의 폭의 적어도 2배, 예컨대, 적어도 3배일 수 있다.

각각의 제1 표면은, 자석들이 위에서 설명된 바와 같이 배열될 때, 자속이 보이스 코일 갭의 길이방향 축에 실질적으로 수직인 방향으로 흐르도록 성형, 예컨대, 경사지게 될 수 있다.

각각의 제1 표면은, 자석들이 위에서 설명된 바와 같이 배열될 때, 자기장이 동작 구역의 길이를 따라 10 퍼센트 미만, 예컨대, 5 퍼센트 미만만큼 변화되도록 성형, 예컨대, 경사지게 될 수 있다. 각각의 제1 표면은, 자석들이 위에서 설명된 바와 같이 배열될 때, 자기장 강도가 보이스 코일 갭의 동작 구역의 길이를 따라 실질적으로 일정하도록 성형, 예컨대, 경사지게 될 수 있다.

보이스 코일 갭을 가로지르는 자속선들이 더 평행할수록 자석 체적의 사용이 더 효율적이게 될 것이라는 것을 인식할 것이다. 그러나, 설계 의도는 자기장 프로파일을 달성하는 것이고, 자석의 효율적인 사용을 위해 최적화하는 것은 아닐 수 있다.

각각의 쌍의 자석들은 제1 대칭 평면, 예컨대, 반경방향 연장 평면에 대해 대칭일 수 있다. 확대된 구역 및/또는 동작 구역은 제1 대칭 평면의 양 측에서 연장될 수 있는데, 예컨대, 제1 대칭 평면 상에 중심을 둘 수 있다.

각각의 자석에 대해, 다른 쌍의 대향 자석(보이스 코일 갭의 대향 측에 있는 자석)과 대면하는 제1 개념적 평면이 정의될 수 있다. 자석의 제1 개념적 평면은 그 자석의 길이방향 축과 평행하게 연장될 수 있다. 제1 개념적 평면은 대향 자석에 가장 가까이 있는 그 자석의 표면에 바로 인접하게 위치될 수 있다.

각각의 자석에 대해, 쌍의 다른 자석(보이스 코일 갭의 동일한 측에 있는 자석)과 대면하는 제2 개념적 평면이 정의될 수 있다. 자석의 제2 개념적 평면은 그 자석의 길이방향 축에 수직으로 연장될 수 있다. 제2 개념적 평면은 쌍의 다른 자석에 가장 가까이 있는 그 자석의 표면에 바로 인접하게 위치될 수 있다.

예컨대, 자석이 단면에서 볼 때 다각형 형상을 갖는 일부 경우들에서, 제1 개념적 평면 및/또는 제2 개념적 평면은 자석의 제1 면 및/또는 제2 면과 각각 일치할 수 있다. 따라서, 자석의 제1 면은 다른 쌍의 대향 자석과 대면하는 자석의 면으로서 정의될 수 있다. 유사하게, 자석의 제2 면은 쌍의 다른 자석과 대면하는 자석의 면으로서 정의될 수 있다. 개념적 평면을 참조하여 본원에서 설명되는 특성들 및 피처(feature)들은, 그러한 피처들 및 특성들이 명확하게 호환가능하지 않은 경우를 제외하면, 관련 측면에 적용될 수 있고 그 반대의 경우도 마찬가지이다.

각각의 자석의 제1 표면은 제1 개념적 평면과 제2 개념적 평면 사이에서 연장되어 보이스 코일 갭의 확대된 구역을 정의할 수 있다. 보이스 코일 갭의 확대된 구역은 (단면에서 볼 때) 대향 자석들 사이의 최소 거리(보이스 코일의 양 측에 위치된 2개의 자석의 가장 가까이 있는 포인트들 사이의 반경방향 거리)보다 더 큰 폭을 갖는 보이스 코일 갭의 부분으로서 정의될 수 있다. 각각의 자석의 제1 표면은, 예컨대, 다른 자석들의 제1 표면들과 조합하여, 보이스 코일 갭의 확대된 구역을 (적어도 부분적으로) 정의할 수 있다. 따라서, 보이스 코일 갭의 확대된 구역은 각각의 자석에 대해 하나씩 4개의 제1 표면에 의해 정의될 수 있다. 각각의 제1 표면은 자석들 사이의 자속이 확대된 구역 내의 자석들 및/또는 보이스 코일의 길이방향 축에 실질적으로 평행하도록 성형될 수 있다. 각각의 제1 표면은 자기장이 보이스 코일 갭을 가로지르는 타겟 프로파일을 제공하도록 성형될 수 있다. 각각의 제1 표면은 자기장 강도가 동작 구역의 길이의 대부분, 예컨대, 전체에 걸쳐 실질적으로 일정하도록 성형될 수 있다.

각각의 자석은 보이스 코일 갭을 정의하지만 보이스 코일 갭에 수직이지도 평행하지도 않은 제1 표면을 포함할 수 있다. 이러한 표면을 제공하는 것은 동작 구역 및/또는 보이스 코일 갭의 길이를 따라 덜 변화되는 자기장, 예컨대, 동작 구역 및/또는 보이스 코일 갭의 길이를 따라 실질적으로 일정한 자기장의 제공을 용이하게 할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 성형된 제1 표면을 사용하는 것은 보이스 코일 갭을 가로지르는 원하는 자기장 프로파일을 갖는 자기장의 제공을 용이하게 할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 성형된 제1 표면을 사용하는 것은 종래 기술 솔루션들보다 더 작은 자석들을 사용하여 주어진 강도의 자기장의 제공을 용이하게 할 수 있다.

제1 표면의 단면 형상(즉, 단면에서 볼 때의 제1 표면의 형상)은 라인에 의해 정의될 수 있다. 라인은 직선 부분을 포함할 수 있다. 따라서, 라인의 적어도 일부는 직선일 수 있다. 제1 표면의 적어도 일부는 평면일 수 있다. 라인은 제1 개념적 평면으로부터 제2 개념적 평면을 향해 연장되는 대각선 라인을 포함할 수 있다. 라인은 제1 개념적 평면으로부터, 예컨대, 제2 개념적 평면을 향해(또는 그 반대로) 연장되는 대각선 라인을 포함할 수 있다.

라인, 예컨대, 라인의 직선 부분은 제2 개념적 평면에 대해 5도 내지 85도, 예컨대 20도 내지 70도, 예컨대 40도 내지 50도, 예컨대 약 45도의 각도로 경사질 수 있다.

라인의 길이의 대부분, 예컨대, 라인의 길이의 전체는 실질적으로 직선일 수 있다. 따라서, 각각의 자석은, 예컨대, 자석의 최내측 코너 상에 챔퍼(chamfer)를 포함할 수 있다. 예컨대, 각각의 표면은 제1 개념적 평면과 제2 개념적 평면을 연결하는 챔퍼를 포함할 수 있다.

직선 제1 표면, 예컨대, 챔퍼링된 코너를 갖도록 성형된 자석은 보이스 코일 갭 내의 원하는 자기장 프로파일, 예컨대, 보이스 코일 갭의 길이방향 축에 실질적으로 수직인 실질적으로 일정한 자기장 및/또는 자속선들을 제공하면서 비교적 제조하는 것이 쉬운 효과적인 방식일 수 있다. 예컨대, 일부 자석들(예컨대, 희토류 자석들)을 형성하는 재료들은 부서지기 쉽고/쉽거나 머시닝하는 것이 어려워서, 비용 효과적으로 제조될 수 있는 기하형상의 타입 및 복잡성에 대해 제한들을 둘 수 있다.

라인은 곡선을 포함할 수 있다. 따라서, 라인의 적어도 일부는 곡선일 수 있다. 곡선은 일정한 또는 변화되는 반경의 곡선을 포함할 수 있다. 곡선은 제1 개념적 평면으로부터 제2 개념적 평면을 향해(또는 그 반대로) 연장될 수 있다. 곡선은 제1 개념적 평면과 제2 개념적 평면 사이에서 연장될 수 있다.

라인의 길이의 대부분, 예컨대, 라인의 길이의 전체는 곡선일 수 있는데, 예컨대, 일정한 반경의 곡선일 수 있다. 따라서, 각각의 자석은 둥근 코너, 예컨대, 제1 개념적 평면과 제2 개념적 평면을 연결하는 둥근 코너를 포함할 수 있다.

제1 표면은 단면에서 볼 때 더 복잡한 형상을 가질 수 있다. 라인은 하나 이상의 직선 부분 및/또는 하나 이상의 곡선 부분을 조합하여 포함할 수 있다. 라인은 제1 직선 부분 및 제2 직선 부분을 포함할 수 있다. 제2 직선 부분은 제1 직선 부분에 대해 경사질 수 있다. 제1 직선 부분은 제2 개념적 평면에 대해 제1 각도로 경사질 수 있고, 제2 직선 부분은 제2 개념적 평면에 대해 제2 각도로 경사질 수 있다. 제1 각도와 제2 각도는 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 라인은 제1 곡선, 예컨대, 볼록 또는 오목 곡선을 포함할 수 있다. 라인은 제2 곡선, 예컨대, 볼록 또는 오목 곡선을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 곡선의 타입(즉, 볼록 또는 오목), 진폭, 및/또는 빈도는 동일하거나 또는 상이할 수 있다.

제1 표면을 정의하는 라인의 길이는 제1 및/또는 제2 면들의 길이의 적어도 10 퍼센트, 예컨대 적어도 20 퍼센트, 예컨대 적어도 50 퍼센트일 수 있다. 라인은 제1 및/또는 제2 면들의 길이보다 더 길 수 있다.

확대된 구역을 정의하는 대향 제1 표면들 사이의 최대 거리(예컨대, 반경방향 거리)는 코일의 높이 및/또는 동작 구역의 길이의 적어도 2배, 예컨대, 적어도 4배일 수 있다. 확대된 구역은 동작 구역의 길이의 적어도 2배, 예컨대, 적어도 4배의 반경을 갖는 개념적 원을 내부에 수용할 정도로 충분히 클 수 있다. 개념적 원은, 확대된 구역 내에 수용될 때, 보이스 코일 갭의 중심선 및/또는 제1 대칭 평면 상에 위치된 포인트 상에 중심을 둘 수 있다.

자석들의 제1 쌍 또는 자석들의 제2 쌍 중 하나는 자석들의 제1 쌍 또는 자석들의 제2 쌍 중 다른 하나 내에 동심으로 위치될 수 있다. 자석들의 제1 쌍 및/또는 자석들의 제2 쌍은 2개의 환형 자석을 포함할 수 있다. 자석들의 하나의 쌍, 예컨대, 자석들의 제1 쌍은 자석들의 다른 쌍, 예컨대, 자석들의 제2 쌍 내에 동심으로 위치될 수 있다. 제1 및/또는 제2 쌍의 자석들은 2개의 링 형상 자석을 포함할 수 있다. 제1 및/또는 제2 쌍의 자석들은 2개의 원뿔형 자석을 포함할 수 있고, 예컨대, 각각의 자석은 그 자석을 통해 연장되는 중심 보어(bore)를 임의로 갖는 원뿔대를 포함할 수 있다.

각각의 자석은 영구 자석 또는 희토류 자석, 예컨대, 네오디뮴(NdFeB), 사마륨-코발트(SmCo), 및/또는 경질 페라이트들, 예컨대, 세라믹 재료들, 예컨대, 스트론튬 페라이트(SrFeO) 및/또는 바륨 페라이트(BaFeO)를 포함하는 자석일 수 있다. 그러한 자석들의 더 높은 자기 강도는 본 발명에 따른 구동 유닛들에 특히 적용될 수 있다.

각각의 자석은 쌍극 자석일 수 있다. 따라서, 각각의 자석은 2개의 극, 예컨대, 단일 북극 및 단일 남극만을 가질 수 있다.

스페이서는 제1 쌍 및/또는 제2 쌍의 2개의 자석 사이에 위치될 수 있다. 스페이서는 플레이트, 예컨대, 환형 플레이트를 포함할 수 있다. 스페이서는 제1 에지 및 제2 에지를 포함할 수 있고, 제1 에지는 제2 에지보다 보이스 코일 갭에 반경방향으로 더 가까이 위치된다. 제1 에지는 플레이트로부터, 예컨대, 전방으로 및/또는 후방으로 연장되는 하나 이상의 돌출부를 포함할 수 있다. 각각의 돌출부는 제1 표면과 제1 및 제2 개념적 평면들의 교차점에 의해 한정되는 공간의 적어도 일부를 점유할 수 있다. 돌출부(들)는 제1 표면과 제1 및 제2 개념적 평면들의 교차점 사이의 공간 전체를 점유할 수 있다. 스페이서는 스페이서의 둘레의 대부분, 예컨대, 전체 주위에서 연장되는 하나 이상의 돌출부를 포함할 수 있다. 자석들은 스페이서에 바로 인접해 있을 수 있는데, 예컨대, 스페이서와 직접 접촉할 수 있다(존재하는 경우, 자석들을 스페이서에 본딩하는 데 사용되는 임의의 접착제를 제외함). 즉, 자석들과 스페이서 사이에 구성요소들이 위치되지 않을 수 있다.

스페이서는 열 전도성 재료를 포함하거나, 열 전도성 재료로 본질적으로 구성되거나, 열 전도성 재료로 구성되거나, 또는 열 전도성 재료로 제조되고, 그에 따라, 스페이서는 스페이서가 사이에 위치된 자석들로부터 열을 전도할 수 있다.

스페이서는 전기 전도성 재료를 포함하거나, 전기 전도성 재료로 본질적으로 구성되거나, 전기 전도성 재료로 구성되거나, 또는 전기 전도성 재료로 제조되고, 그에 따라, 스페이서는 보이스 코일에서 유도성 왜곡을 감소시키도록 작용할 수 있다.

스페이서는 비자성 재료, 예컨대 알루미늄을 포함하거나, 그러한 비자성 재료로 본질적으로 구성되거나, 그러한 비자성 재료로 구성되거나, 또는 그러한 비자성 재료로 제조될 수 있다.

자석 조립체는 자석들 중 하나 이상과 열적으로 연통하는 열 싱크를 포함할 수 있다. 스페이서는 열 싱크와 열적으로 연통할 수 있고, 그에 따라, 자석들로부터 전도된 열은 열 싱크에서 소산될 수 있다.

자석 조립체는 극 플레이트, 예컨대, 반경방향 연장 극 플레이트를 포함할 수 있다. 제1 및/또는 제2 쌍의 후방 자석이 극 플레이트 상에 장착될 수 있다.

자석 조립체는 지지부를 포함할 수 있고, 자석들 중 하나 이상, 예컨대, 자석들 전부가 지지부 상에 장착된다. 스페이서 또는 각각의 스페이서는 지지부의 일부를 형성할 수 있다. 따라서, 지지부는 위에서 설명된 바와 같은 하나 이상의 스페이서를 포함할 수 있다. 지지부는 위에서 설명된 바와 같은 극 플레이트를 포함할 수 있다. 지지부는 극 플레이트로부터 수직으로, 예컨대 전방으로 연장되는 하나 이상의 벽을 포함할 수 있다. 자석들 중 하나 이상은 벽(들) 상에 장착될 수 있다.

자석은, 예컨대 접착제를 사용하여, 지지부에 자석을 본딩함으로써 지지부(또는 그의 임의의 요소) 상에 장착될 수 있다.

지지부, 예컨대, 극 플레이트, 스페이서, 및/또는 벽은 비자성 재료, 예컨대, 예컨대 공기와 유사한 보이스 코일 갭 내의 유체의 것과 유사한 투자율을 갖는 재료를 포함하고/하거나, 그러한 비자성 재료로 본질적으로 구성되고/되거나, 그러한 비자성 재료로 구성되고/되거나, 그러한 비자성 재료로 제조될 수 있다. 이러한 재료를 사용하는 것은 자기장에 대한 지지부의 영향을 감소시킬 수 있다. 따라서, 자석 조립체는 무철(ironless) 자석 조립체일 수 있다. 무철 자석 조립체(또는 구동 유닛 또는 라우드스피커)는 보이스 코일 갭을 가로질러 자속을 지향시키도록 구성된 강자성 부분들, 예컨대, 철 또는 연자성 재료들로 제조된 부분들을 포함하지 않는 자석 조립체(또는 구동 유닛 또는 라우드스피커)로서 정의될 수 있다. 무철 자석 조립체는 보이스 코일 갭 내의 자기장 패턴이 자석 조립체의 영구 자석들에 의해 실질적으로 결정되도록 구성될 수 있다.

재료들은 자성 재료들 또는 비자성(또는 비자기 전도성) 재료들로 분류될 수 있다. 자성 재료들은 경자성 재료들(예컨대, 영구 자석들) 및 연자성 재료들로 추가로 분류될 수 있다. 연자성 재료들은 자화될 수 있지만 자화된 상태로 유지되지 않는 경향이 있고, 그에 따라, 연성 재료들은 자화되고 자기장의 존재 시에 자속을 생성할 것이다. 연자성 재료들은 철 금속들, 예컨대 철 및/또는 그의 합금들, 예컨대 강철을 포함한다. 자석 조립체는 무철 자석 조립체일 수 있다. 즉, 자석들 자체를 배제하지만, 예컨대, 극 플레이트 및/또는 최상부 플레이트를 포함하는 자석 조립체는 비자성 재료를 포함하고/하거나, 비자성 재료로 구성되고/되거나, 비자성 재료로 본질적으로 제조된다. 무철 자석 조립체에서, 자석들 자체는, 예컨대, 자석들이 네오디뮴(NdFeB)을 포함하는 경우, 철을 포함할 수 있다는 것을 인식할 것이다. 라우드스피커들의 맥락에서 "무철"이라는 용어는 통상의 기술자에 의해 잘 이해된다. 자석 조립체는 보이스 코일 갭의 동작 구역의 길이의 일부, 예컨대 대부분 또는 전체를 따라 연장되도록 자석들의 제1 쌍 및/또는 자석들의 제2 쌍 상에 장착된 전기 전도성 재료의 플레이트, 예컨대 구리 플레이트를 포함할 수 있다. 플레이트는 만곡될 수 있다. 플레이트는 자석들의 쌍들 중 하나의 둘레의 일부, 예컨대 대부분 또는 전체 주위에서 연장될 수 있다. 따라서, 자석 조립체는 보이스 코일 갭에 인접한 자석들의 쌍들 중 하나 상에 장착된 전기 전도성 재료의 전체 또는 부분 슬리브를 포함할 수 있다.

전기 전도성 플레이트 및 보이스 코일은 플레이트를 갖지 않은 코일에 비해 감소된 인덕턴스를 가질 수 있다. 따라서, 전기 전도성 플레이트의 존재는 그러한 자석 조립체를 갖는 라우드스피커에 의해 생성되는 사운드에서 왜곡을 감소시킬 수 있다.

자석들은 구동 유닛의 길이방향 축 및/또는 제1 대칭 평면에 대해 회전 대칭일 수 있다.

보이스 코일 갭은 보이스 코일이 이동할 수 있는 유체 충전(예컨대, 공기 충전) 공극을 포함할 수 있다. 자석들이 상부에 장착되는 임의의 구조체는 공극 내의 유체, 예컨대 공기와 유사한 투자율을 가질 수 있다. 따라서, 자석들이 상부에 장착되는 임의의 구조체는 비자성 재료들로 제조될 수 있다.

본 발명은 모든 크기들의 구동 유닛들에 걸쳐 용도를 발견할 수 있지만, 20 Hz 내지 500 Hz의 주파수들로 동작하는 저주파수 구동 유닛들(우퍼들 또는 베이스 드라이버들) 및/또는 20 Hz 내지 5000 Hz의 주파수들로 동작하는 중저 구동 유닛들(미드 우퍼들)에서 특히 용도를 발견할 수 있다.

자석들은 5 내지 50 mm, 예컨대 15 내지 25 mm의 길이(보이스 코일 갭의 길이방향 축을 따르는 범위)를 가질 수 있다.

보이스 코일 갭은 적어도 1 mm의 최소 폭을 가질 수 있다. 보이스 코일 갭은 최대 50 mm, 예컨대 최대 25 mm의 최대 폭을 가질 수 있다.

자석들의 쌍이 자석들의 다른 쌍 내에 동심으로 위치되는 경우, 자석들의 내측 쌍의 외측 표면은 보이스 코일 갭의 구역에서 4 내지 8 mm의 최소 반경을 가질 수 있다. 자석들의 내측 쌍의 외측 표면은 보이스 코일 갭의 구역에서 12 내지 16 mm의 최대 반경을 가질 수 있다. 자석들의 외측 쌍의 내측 표면은 보이스 코일 갭의 구역에서 20 내지 24 mm의 최대 반경을 가질 수 있다. 자석들의 외측 쌍의 내측 표면은 보이스 코일 갭의 구역에서 14 내지 18 mm의 최소 반경을 가질 수 있다.

구동 유닛은 진동판을 포함할 수 있다. 구동 유닛은 보이스 코일 갭에 위치된 보이스 코일을 포함할 수 있다. 보이스 코일은 진동판과 함께 이동하기 위해 진동판 상에 장착될 수 있다. 보이스 코일은 포머(former)(보빈(bobbin)으로 또한 알려져 있음)를 포함할 수 있다. 보이스 코일은 전류를 전도하도록 배열된 권선, 예컨대, 와이어의 코일을 포함할 수 있다.

본 발명의 제2 양태에서, 본 발명의 임의의 다른 양태에 따른 자석 조립체를 포함하는 라우드스피커를 위한 구동 유닛이 제공된다.

본 발명의 제3 양태에서, 임의의 다른 양태에 따른 자석 조립체 및/또는 구동 유닛을 포함하는 라우드스피커가 제공된다. 자석 조립체 및/또는 구동 유닛은, 예컨대, 하이파이 시스템을 위한 라우드스피커를 형성하기 위해, 라우드스피커 인클로저에 장착될 수 있다.

본 발명의 제4 양태에서, 라우드스피커를 위한 자석 조립체를 제조하는 방법이 제공된다. 방법은, 자석들의 제1 쌍 ― 제1 쌍의 자석들의 극들 사이에 생성되는 힘은 자석들을 서로 밀어내도록 작용하는데, 예컨대, 동일 극들이 서로 대면함 ―, 및 자석들의 제2 쌍 ― 제2 쌍의 자석들의 극들 사이에 생성되는 힘은 자석들을 서로 밀어내도록 작용하는데, 예컨대, 동일 극들이 서로 대면함 ― 중 하나 이상을 제공하기 위해 복수의 자석들을 배열하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은, 복수의 자석들 사이에 보이스 코일 갭을 정의하고/하거나, 제1 쌍의 극들과 제2 쌍의 극들 사이에 생성되는 힘이 자석들을 서로 끌어당기게 작용하도록, 예컨대, 상이한 극성의 극들이 서로 대향하도록, 복수의 자석들을 배열하는 단계를 포함할 수 있다.

방법은 자석들을 제1 및 제2 쌍들로 배열한 후에, 자석들의 제1 쌍과 자석들의 제2 쌍 사이에 보이스 코일 갭을 정의하도록 자석들의 제1 쌍 및 자석들의 제2 쌍을 배열하는 단계를 포함할 수 있다. 대안적으로, 방법은 보이스 코일 갭을 제공하기 위해 적어도 2개의 자석을 배열한 후에, 제1 및 제2 쌍들을 형성하기 위해 배열에 하나 이상의 자석을 추가하는 단계를 포함할 수 있다.

자석들의 제1 쌍 및/또는 자석들의 제2 쌍을 서로 밀어내도록 배열하는 단계는 쌍의 자석들을 스페이서의 양 측에 장착하는 단계를 포함할 수 있다. 자석들의 제1 쌍 및/또는 자석들의 제2 쌍을 서로 밀어내도록 배열하는 단계는, 예컨대, 극 플레이트, 공간의 벽 상에 지지부의 자석들을 장착하는 단계를 포함할 수 있다. 그러한 방법은 지지부, 극 플레이트, 및/또는 스페이서에 자석들을 본딩하는 단계를 더 포함할 수 있다.

자석들의 제1 쌍 및/또는 자석들의 제2 쌍을 서로 밀어내도록 배열하는 단계는, 예컨대 접착제를 사용하여, 제1 쌍 및/또는 제2 쌍의 자석들을 서로 본딩하는 단계를 포함할 수 있다.

방법은 제1 표면을 제공하기 위해 각각의 자석을 성형하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 자석들의 제1 표면들이 함께 보이스 코일 갭의 확대된 구역을 정의하도록 각각의 자석을 배열하는 단계를 포함할 수 있다.

자석을 성형하는 단계는 자석을 적층 제조하는 단계, 예컨대, 자석을 형성하기 위해 분말을 소결, 예컨대 레이저 소결하는 단계를 포함할 수 있다.

자석을 성형하는 단계는 제1 표면을 생성하기 위해, 예컨대, 챔퍼링 또는 둥글게 된 코너를 생성하기 위해, 예컨대 그라인딩 및/또는 커팅에 의해, 자석으로부터 재료를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.

방법은 보이스 코일 갭 내의 타겟 자기장 프로파일을 획득하기 위해 자석들의 제1 표면들의 설계를 수정하는 단계를 포함할 수 있다. 설계를 수정하는 단계는 자석들 각각에 대한 원래의 제1 표면 설계를 제공하는 단계를 포함할 수 있고, 제1 표면 설계는 타겟 설계와 상이한 보이스 코일 갭 내의 자기장 프로파일을 생성한다. 방법은 보이스 코일 갭 내의 타겟 자기장 프로파일을 제공하는 수정된 설계를 생성하기 위해, 예컨대, 제1 표면의 형상, 예컨대, 제1 표면의 단면 형상을 정의하는 라인의 형상을 수정하여, 원래의 제1 표면 설계를 수정하는 단계를 포함할 수 있다. 설계를 수정하는 단계는 제2 개념적 평면에 대해 라인의 직선 부분의 각도를 증가 및/또는 감소시키는 단계를 포함할 수 있다. 설계를 수정하는 단계는 하나 이상의 직선 및/또는 곡선 부분을 추가하고/하거나 라인으로부터 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 수정된 설계로 구동 유닛을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.

따라서, 제1 표면의 형상을 변경함으로써, 본 발명은 보이스 코일 갭 내의 원하는 자기장 프로파일(예컨대, 강도 및/또는 형상)을 제공하기 위해 자기장 프로파일의 '튜닝'을 용이하게 할 수 있다. 타겟 자기 프로파일은, 예컨대 동작 구역에서, 보이스 코일 갭의 길이방향 축에 실질적으로 수직으로 흐르는 자속을 포함할 수 있다. 타겟 자석 프로파일은 보이스 코일 갭에서, 예컨대 동작 구역에 걸쳐, 실질적으로 일정한 자기장 강도를 포함한다.

물론, 본 발명의 일 양태와 관련하여 설명된 피처들이 본 발명의 다른 양태들에 포함될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예컨대, 본 발명의 방법은 본 발명의 장치를 참조하여 설명된 피처들 중 임의의 것을 포함할 수 있고 그 반대도 마찬가지이다.

본 발명의 실시예들은 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여 단지 예로서 이제 설명될 것이다.
도 1은 종래의 라우드스피커의 단면도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 제1 예시적인 실시예에 따른 구동 유닛의 일부의 단면 사시도를 도시한다.
도 3은 도 2의 자석 조립체의 일부의 클로즈업 도면을 도시한다.
도 4는 도 2의 자석 조립체에서의 자속선들을 도시한다.
도 5는 본 발명의 제2 예시적인 실시예에 따른 자석 조립체의 일부의 클로즈업 도면을 도시한다.
도 6은 본 발명의 제3 예시적인 실시예에 따른 자석 조립체의 일부에서의 자속선들을 도시한다.
도 7은 도 6의 자석 조립체의 일부의 클로즈업을 도시한다.
도 8은 자석 조립체를 제조하는 예시적인 방법을 도시한다.

도 2는 본 발명의 제1 예시적인 실시예에 따른 라우드스피커 조립체(101)의 일부의 단면도를 도시한다. 도 1과 도 2 사이에서 유사한 요소들은 100만큼 증가된 도 1로부터의 그들의 참조 번호를 사용하여 도 2에서 표시되었다(즉, 도 1의 스파이더(20)는 도 2의 스파이더(120)로 지칭됨). 도 2는 반회전 주연부(106)에 연결된 진동판(102)을 도시한다. 명확성을 위해, 도 2로부터 섀시가 생략되었지만, 주연부(106)의 외측 둘레는 섀시에 연결될 것이라는 것을 이해할 것이다. 더스트 캡(122)이 진동판(102)의 중심에 위치된다. 코일(132)(도 3 참조)이 감긴 원통형 보이스 코일 포머(130)를 포함하는 보이스 코일(110)은 4개의 자석(136) 사이에 형성된 보이스 코일 갭(112)에서 진동판(102)의 중심으로부터 하방으로 연장된다. 도 3에서 136a, 136b로 표시된 자석들 중 2개는 환형이고, 상부 환형 자석(136a)이 하부 환형 자석(136b)의 최상부 상에 위치된 상태로 쌍을 형성한다. 도 3에서 136c, 136d로 표시된 자석들 중 2개는 원뿔형이고, 상부 원뿔형 자석(136c)이 하부 원뿔형 자석(136d)의 최상부 상에 위치된 상태로 쌍을 형성한다. 원뿔형 자석들(136c, 136d)은 환형 자석들(136a, 136b) 내에 동심으로 위치되고, 보이스 갭(112)은 그들 사이에 형성된 환형 갭이다. 파형 디스크의 형태의 스파이더(120)는 보이스 코일 포머(130)로부터 섀시(도시되지 않음)까지 연장된다. 본 발명은 자석들(136)의 배열과 관련되고, 라우드스피커의 다른 요소들의 형상 및 구성, 예컨대, 진동판(102), 지지부(106), 보이스 코일(110), 및/또는 스파이더(120)의 형상 및 구성은 여기서 도시된 것과 상이할 수 있다는 것을 인식할 것이다. 추가적으로 또는 대안적으로, 여기서 도시된 일부 요소들, 예컨대, 더스트 캡(122)은 본 발명의 다른 실시예들에는 없을 수 있다. 자석들(136)은 분말화된 형태의 재료를 레이저 소결한 후에 그라인딩하여 자석 조립체(128)를 성형 및 형성함으로써 생성되는 네오디뮴(NdFeB) 자석들이다. 도 2의 구동 유닛은 무철 구동 유닛이고 ― 자기장의 자속을 제어하도록 배열된 연자성 재료들이 없다. 다른 실시예들에서, 다른 제조 프로세스들에 의해 생성된 NdFeB 자석들이 사용될 수 있다. 다른 추가의 실시예들에서, 자석들은 임의의 영구 자석 재료, 예컨대, 사마륨-코발트(SmCo), 및/또는 경질 페라이트들, 예컨대, 세라믹 재료들, 예컨대, 스트론튬 페라이트(SrFeO) 및/또는 바륨 페라이트(BaFeO)로 제조될 수 있다. 다른 추가의 실시예들에서, 구동 유닛은 비무철(non-ironless)일 수 있고, 예컨대, 강자성 재료들, 예컨대, 철 또는 강철이 자석들에 사용될 수 있다. 자석들의 쌍들(136a, 136b 및 136c, 136d)은 접착제를 사용하여 함께 직접 본딩된다.

도 3은 도 2의 라우드스피커 조립체의 일부의 클로즈업 단면도를 도시한다. 도 2의 라우드스피커 조립체의 대칭선은 도 3에서 A로 표시된 파선에 의해 표시된다. 도 3에서, 각각의 자석의 북극 및 남극은 각각 N 또는 S로 표시된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 2개의 원뿔형 자석(136c, 136d)은 그들의 북극들이 서로 바로 인접하고 서로 대면하도록 배열된다. 2개의 환형 자석(136a, 136b)은 그들의 남극들이 서로 바로 인접하고 서로 대면하도록 배열된다. 다른 실시예들에서, 극성들이 반전될 수 있는데, 즉, 원뿔형 자석들(136c, 136d)의 남극들이 서로 대면하고, 환형 자석들(136a, 136b)의 북극들이 서로 대면한다. 원뿔형 자석들(136c, 136d)은 환형 자석(136a, 136b)의 각각의 남극이 원뿔형 자석(136c, 136d)의 남극과 수직으로 정렬되도록 환형 자석들(136a, 136b)과 대향하게 위치된다. 각각의 자석의 제1 면(142)은 보이스 갭(112)과 대면한다. 각각의 자석의 제2 면(144)은 동일한 타입(즉, 원뿔형 또는 환형)의 다른 자석(136)과 대면한다. 제1 면(142)은 제2 면(144)에 대략 수직이다. 제1 면(142)과 제2 면(144)은 그들 사이에서 연장되는 제3 직선 면(146)에 의해 접합되고, 그에 따라, 제1 면(142)과 제2 면(144) 사이의 코너는 챔퍼링된 것으로 말할 수 있다. 챔퍼링은 보이스 코일 갭(112)의 확대된 구역(112a)을 생성한다. 도 3에서, 보이스 코일(110)은 이러한 확대된 구역(112a)에 위치된다. 자석(136)의 제1 면(142)과 제3 면(144)은 보이스 코일 갭(112)의 적어도 일부를 정의하는 표면을 형성하는 것으로 말할 수 있다. 다른 실시예들에서, 제3 면(146)은 직선 및/또는 대각선이 아닐 수 있는데, 예컨대, 일부 실시예들에서, 제3 면(146)은 곡선일 수 있거나 또는 복잡한 기하형상을 가질 수 있다. 도 3에서 파선 B에 의해 표시된 개념적 원이 보이스 코일 갭(112)의 확대된 구역(112a)에 도시된다. 개념적 원 B의 반경은 정상 동작 동안 보이스 코일(110)에 의해 이동되는 최대 거리 ― 즉, 정상 동작 동안 코일(132)의 이동의 최전방(또는 도 3에 도시된 바와 같은 최상측) 포인트와 최후방(도 3에 도시된 바와 같은 최하측의) 포인트 사이의 길이방향 거리의 2배 초과이다.

구리 슬리브(148)가 상부 원뿔형 자석(136c)의 제1 면(142)으로부터 하부 원뿔형 자석(136d)의 제1 면(142)까지 보이스 코일 갭(112)의 하나의 면을 따라 연장된다.

도 4는 도 3의 자석들(136) 내의 그리고 주위의 자속선들을 도시한다. 보이스 코일 갭(112)의 확대된 구역(112a)에서, 자속선들은 상당히 균등하게 이격되고 보이스 코일(110)의 이동 축에 실질적으로 수직이다. 결과적으로, 확대된 구역(112a)에서 자기장 밀도는 실질적으로 일정하다. 따라서, 본 예시적인 실시예에 따른 라우드스피커들은 보이스 코일이 보이스 코일 갭에서 이동할 때 보이스 코일에 의해 경험되는 힘의 감소된 비선형성의 결과로서 개선된 사운드 재생을 제공할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 본 예시적인 실시예에 따른 성형된, 예컨대 챔퍼링된 에지들의 사용은 설계자가 원하는 힘 계수 거동을 획득하기 위해 공기 갭 내의 자속을 성형하는 것을 허용한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 본 실시예에 따른 성형된, 예컨대 챔퍼링된 에지들의 사용은 요구되는 자석들의 크기의 감소를 허용하여 라우드스피커 크기 및/또는 중량의 감소를 허용할 수 있다.

도 5는 제2 예시적인 실시예에 따른 라우드스피커 조립체의 일부의 클로즈업 단면도를 도시한다. 도 3과 도 5 사이에서 유사한 요소들은 100만큼 증가된 도 3로부터의 그들의 참조 번호를 사용하여 도 5에서 표시되었다(즉, 도 3의 자석(136)은 도 5의 자석(236)으로 지칭됨). 도 5의 배열은 스페이서 플레이트(250)가 2개의 환형 자석(236a, 236b) 사이에 위치된 것을 제외하면 도 3에서 설명된 것과 실질적으로 같다. 스페이서 플레이트(250)의 내측 단부(250a)(보이스 코일 갭(212)에 인접한 단부)는 환형 자석들(236a, 236b)의 챔퍼링된 코너들에 의해 생성된 공간을 채우는 돌출부들(252)을 포함하고, 그에 따라, 환형 자석들(236a, 236b)의 표면들과 보이스 코일 갭(212)과 대면하는 말단 단부(250a)는 함께 직선을 형성한다. 스페이서 플레이트(250)는 극 플레이트(226)와 함께 자석들(236) 주위에 컵(254)을 형성하는 상방 연장 벽(253)까지 반경방향 외측으로 연장된다. 원뿔형 자석들(236c, 236d)은 극 플레이트(226) 상에 장착된다. 스페이서 플레이트(250), 벽(252), 및 극 플레이트(226)는 알루미늄으로 제조된다. 따라서, 제2 예시적인 실시예의 라우드스피커 조립체는 '무철' 라우드스피커로서 설명될 수 있다. 다른 실시예들에서, 상이한 재료가 사용될 수 있다. 그러나, 보이스 코일 갭 내의 유체(예컨대, 공기)의 것과 유사한 투자율을 갖는 재료들의 사용은 자기장에 대한 컵의 영향을 감소시킬 수 있다.

스페이서 플레이트(250)는 자석들(236)로부터 열을 전도하고, 그에 따라, 본 실시예에 따른 라우드스피커들은 개선된 열 소산을 가질 수 있다. 스페이서 플레이트(250)로부터의 열은 컵(254) 위의 공기 흐름에 의해 소산될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 본 실시예에 따른 라우드스피커들은 제조하는 것이 더 쉬울 수 있는데, 그 이유는 스페이서 플레이트(250)가 증가된 접착 영역을 제공하고, 동일 극들이 인접하도록(즉, 자석들(236)이 서로 밀어내는 구성으로) 자석들(236)을 배열하는 것을 용이하게 하기 때문이다.

도시되지 않은 다른 실시예들에서, 스페이서 플레이트는 2개의 원뿔형 자석 사이에 제공될 수 있다. 이는 2개의 환형 자석 사이에 제공되는 스페이서 플레이트에 추가하여 또는 그 대신에 이루어질 수 있다.

도 6은 제3 예시적인 실시예에 따른 라우드스피커의 자석들(336) 내의 그리고 주위의 자속선들을 도시한다. 도 5와 도 6 사이에서 유사한 요소들은 100만큼 증가된 도 5로부터의 그들의 참조 번호를 사용하여 도 6에서 표시되었다(즉, 도 5의 자석(236)은 도 6의 자석(336)으로 지칭됨). 스페이서 플레이트(도 6에 도시되지 않음)가 자석들(336)의 각각의 쌍 사이에 위치된다. 제3 예시적인 실시예에서, 자석들(336)의 형상은 이전의 실시예들의 직선 기하형상에 비해 더 복잡하다. 도 6에 도시된 바와 같이 보이스 코일(310)의 위치로부터 떨어져서, 자석들의 내측 쌍(336c, 336c)은 단면에서 볼 때 실질적으로 직사각형이고, 제1 면(342)은 보이스 코일 갭(112)/자석들의 외측 쌍(336a, 336b)과 대면하고, 제2 면(344)은 쌍의 다른 자석(즉, 다른 내측 자석(336c 또는 336d))과 대면한다. 그러나, 제1 면(342)과 제2 면(344) 사이에서 연장되는 표면(346)은, 단면에서 볼 때, 제2 면(344)으로부터 제1 면(342)으로의 순서로, 제1 곡선(346a), 코너(346b), 직선 부분(346c), 및 제2 곡선(346d)(도 7에 더 상세히 도시됨)을 포함한다. 자석들의 내측 쌍(336c, 336d)은 수평 평면에 대해 대칭이다. 도 6에 도시된 바와 같이 보이스 코일(310)의 위치로부터 떨어져서, 자석들의 외측 쌍(336a, 336b)은 단면에서 볼 때 실질적으로 타원형이고, 제1 면(342)은 보이스 코일 갭(112)/자석들의 내측 쌍(336c, 336d)과 대면하는 개념적 제1 면(342)이고, 제2 면(344)은 쌍의 다른 자석(즉, 다른 외측 자석(336a 또는 336b))과 대면하는 개념적 제2 면(344)이다. 자석들의 외측 쌍(336a, 336b)의 개념적 제1 면(342) 및 제2 면(344)은 도 6에서 파선들에 의해 도시된다. 외측 쌍의 각각의 자석(336a, 336b)의 제1 면(342)과 제2 면(344) 사이에서 연장되는 표면(346)은, 단면에서 볼 때, 제2 면(344)으로부터 제1 면(342)으로의 순서로, 제1 곡선(346a), 코너(346b), 직선 부분(346c), 및 제2 곡선(346d)을 포함한다. 그러나, 내측 자석들(336c, 336d)과 자석들의 외측 쌍(336a, 336b) 사이에서 곡선들의 반경 및 길이가 상이하여, 자석들의 2개의 쌍에 대해 상이한 프로파일을 제공한다. 자석들의 외측 쌍(336a, 336b)은 수평 평면에 대해 대칭이다. 보이스 코일 갭(112)의 제1 확대된 구역(112a)은 자석들(336)의 제1 곡선들(346a)에 의해 정의된다. 보이스 코일 갭의 제2(112b) 및 제3(112c) 확대된 구역들은 자석들(336)의 제2 곡선들(346d)에 의해 정의되고, 보이스 코일 갭(112)의 길이를 따라 제1 확대된 구역(112a)의 양 측에 위치된다. 보이스 코일 갭(112)은 수평 평면에 대해 대칭이다. 네오디뮴 자석들(336)은 접착제를 사용하여 알루미늄으로 제조된 스페이서 플레이트들 및 지지 구조체(도 6에 도시되지 않음) 상에 장착된다. 다른 실시예들에서, 상이한 재료들이 자석들, 공간 플레이트들, 및/또는 지지 구조체에 사용될 수 있다.

보이스 코일 갭(312)의 3개의 확대된 구역들(312a)에서 그리고 그들 사이에서, 자속선들은 상당히 균등하게 이격되고 보이스 코일(310)의 이동 축에 실질적으로 수직이다. 결과적으로, 자기장 밀도는 정상 동작 동안 보이스 코일(310)에 의해 점유되는 보이스 코일 갭(312)의 부분에서 실질적으로 일정하다. 따라서, 본 예시적인 실시예에 따른 라우드스피커들은 보이스 코일이 보이스 코일 갭에서 이동할 때 보이스 코일에 의해 경험되는 힘의 감소된 비선형성의 결과로서 개선된 사운드 재생을 제공할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 본 예시적인 실시예에 따른 성형된 에지들의 사용은 설계자가 원하는 힘 계수 거동을 획득하기 위해 공기 갭 내의 자속을 성형하는 것을 허용한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 본 실시예에 따른 성형된 에지들의 사용은 특정 자속 프로파일을 달성하는 데 요구되는 자성 재료의 양의 감소를 허용하여, 라우드스피커 크기, 중량, 및/또는 비용의 감소를 허용할 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 자석 조립체를 제조하는 예시적인 방법의 흐름도를 도시한다. 방법은 분말화된 재료를 레이저 소결함으로써 각각의 영구 자석을 구축하는 단계(60)를 포함한다. 방법은 위에서 설명된 바와 같이 챔퍼링된 에지를 생성하기 위해 각각의 자석을 그라인딩하는 단계(62)를 포함한다. 다른 실시예들에서, 다른 적층 제조 프로세스들이 위의 예시적인 실시예들 중 임의의 것에서 설명된 바와 같은 자석들을 생성하기 위한 절삭(subtracting) 제조 프로세스들과 별개로 또는 그들과 조합하여 사용될 수 있다. 방법은 접착제를 사용하여 자석들의 제1 쌍의 북극들을 함께 본딩하는 단계(64)를 포함한다. 방법은 접착제를 사용하여 자석들의 제2 쌍의 남극들을 함께 본딩하는 단계(66)를 포함한다. 다른 실시예들에서, 자석들은 함께 직접 본딩되지 않을 수 있고 대신에 지지 구조체에 본딩되고/되거나 다른 방식으로 장착될 수 있다. 방법은 보이스 코일 갭을 제공하기 위해 자석들의 제1 쌍을 자석들의 제2 쌍과 대향하게 배열하는 단계(68)를 포함할 수 있고, 각각의 북극은 갭을 가로질러 남극과 대향한다.

일부 실시예들에서, 방법은 구동 유닛에 대한 원래의 설계를 제공하는 단계(70)를 포함할 수 있다. 방법은 보이스 코일 갭에 타겟 자기장을 제공하기 위해 원래의 설계의 자석들의 제1 표면의 형상을 수정하는 단계(72)를 포함할 수 있다. 이어서, 방법은 수정된 설계로 자석을 제조하는 단계(74)를 포함할 수 있고, 그 방법은 위에서 논의된 단계들을 임의로 포함한다.

본 발명이 특정 실시예들을 참조하여 설명 및 예시되었지만, 본 발명은 본원에서 구체적으로 예시되지 않은 다수의 상이한 변형에 적합하다는 것을 관련 기술분야의 통상의 기술자는 인식할 것이다.

전술된 설명에서, 알려져 있거나, 자명하거나, 또는 예측가능한 등가물들을 갖는 정수들 또는 요소들이 언급되는 경우, 그러한 등가물들은 개별적으로 제시된 것처럼 본원에 포함된다. 본 발명의 진정한 범위를 결정하기 위한 청구항들이 참조되어야 하고, 이는 임의의 그러한 등가물들을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 바람직한 것, 유리한 것, 편리한 것 등으로 설명되는 본 발명의 피처들 또는 인티저(integer)들이 임의적인 것이고 독립 청구항들의 범위를 제한하지 않는다는 것을 독자는 인식할 것이다. 더욱이, 그러한 임의적인 인티저들 또는 피처들은 본 발명의 일부 실시예들에서 가능한 이익이 있지만, 다른 실시예들에서는 바람직하지 않을 수 있고, 그에 따라, 존재하지 않을 수 있다는 것을 이해해야 한다.

Claims (22)

1. 라우드스피커를 위한 무철(ironless) 자석 조립체로서,
   자석들의 2개의 쌍을 포함하고,
   각각의 쌍의 각각의 자석은 북극 및 남극을 갖고, 자석들의 제1 쌍은 그 쌍의 자석들의 북극들이 서로 대면하도록 배열되고, 자석들의 제2 쌍은 그 쌍의 자석들의 남극들이 서로 대면하도록 배열되고,
   상기 자석들의 제1 쌍은 상기 자석들의 제2 쌍과 대향하게 위치되어 상기 자석들의 제1 쌍과 상기 자석들의 제2 쌍 사이에 보이스 코일 갭을 정의하고, 상기 제1 쌍의 각각의 북극은 상기 보이스 코일 갭을 가로질러 상기 제2 쌍의 남극과 대향하게 위치되는, 자석 조립체.
2. 제1항에 있어서,
   상기 자석들의 2개의 쌍 사이에 정의된 상기 보이스 코일 갭의 폭은 상기 보이스 코일 갭의 길이를 따라 변화되는, 자석 조립체.
3. 제2항에 있어서,
   각각의 자석은 상기 보이스 코일 갭의 길이방향 축에 평행하지도 수직이지도 않은 제1 표면을 포함하고, 상기 자석들의 제1 표면들은 함께 상기 보이스 코일 갭의 확대된 구역을 정의하는, 자석 조립체.
4. 제3항에 있어서,
   각각의 자석에 대해,
   다른 쌍의 대향 자석과 대면하는 제1 개념적 평면이 정의될 수 있고,
   쌍의 다른 자석과 대면하는 제2 개념적 평면이 정의될 수 있고,
   상기 제1 표면은 상기 제1 개념적 평면과 상기 제2 개념적 평면 사이에서 연장되어 상기 보이스 코일 갭의 상기 확대된 구역을 정의하는, 자석 조립체.
5. 제4항에 있어서,
   상기 자석들 중 적어도 하나의 자석은 단면에서 볼 때 다각형 형상을 갖고, 상기 제1 개념적 평면 및/또는 상기 제2 개념적 평면은 상기 자석의 제1 면 및/또는 제2 면과 각각 일치하는, 자석 조립체.
6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 표면의 단면 형상은 하나 이상의 직선 부분 및/또는 하나 이상의 곡선 부분을 포함하는 라인에 의해 정의되는, 자석 조립체.
7. 제6항에 있어서,
   상기 라인의 길이의 대부분은 실질적으로 직선이고, 예컨대, 각각의 자석은 챔퍼링된(chamfered) 코너를 포함하는, 자석 조립체.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 자석들의 제1 쌍 또는 상기 자석들의 제2 쌍 중 하나는 상기 자석들의 제1 쌍 또는 상기 자석들의 제2 쌍 중 다른 하나 내에 동심으로 위치되는, 자석 조립체.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   각각의 자석은 영구 자석, 예컨대, 네오디뮴(NdFeB), 사마륨-코발트(SmCo), 및/또는 경질 페라이트들, 예컨대, 세라믹 재료들, 예컨대, 스트론튬 페라이트(SrFeO) 및/또는 바륨 페라이트(BaFeO)를 포함하는 자석인, 자석 조립체.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 쌍 및/또는 상기 제2 쌍의 자석들 사이에 스페이서가 위치되는, 자석 조립체.
11. 제10항에 있어서,
    상기 스페이서 또는 각각의 스페이서는 상기 스페이서가 상기 자석들로부터 열을 전도하도록 열 전도성 재료를 포함하는, 자석 조립체.
12. 제11항에 있어서,
    상기 스페이서 또는 각각의 스페이서는 열 싱크와 열적으로 연통하는, 자석 조립체.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 자석 조립체를 포함하는 구동 유닛으로서,
    상기 구동 유닛은 상기 보이스 코일 갭에 위치된 보이스 코일에 연결된 진동판을 포함하는, 구동 유닛.
14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 자석 조립체 또는 제13항에 따른 구동 유닛을 포함하는, 라우드스피커.
15. 라우드스피커를 위한 무철 자석 조립체를 제조하는 방법으로서,
    자석들의 제1 쌍 ― 이 자석들의 극들 사이에 생성되는 힘은 상기 자석들을 서로 밀어내도록 작용함 ―; 및
    자석들의 제2 쌍 ― 이 자석들의 극들 사이에 생성되는 힘은 상기 자석들을 서로 밀어내도록 작용함 ―
    을 제공하기 위해 복수의 자석들을 배열하는 단계를 포함하고,
    상기 자석들의 제1 쌍 및 상기 자석들의 제2 쌍은 상기 제1 쌍과 상기 제2 쌍의 극들 사이에 생성되는 힘이 상기 자석들을 서로 끌어당기게 작용하도록, 상기 자석들의 제1 쌍과 상기 자석들의 제2 쌍 사이에 보이스 코일 갭을 정의하는, 방법.
16. 제15항에 있어서,
    상기 자석들의 제2 쌍을 배열하는 단계는 상기 제2 쌍의 자석들을 스페이서의 양 측에 배치하는 단계를 포함하는, 방법.
17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 자석들의 제1 쌍 및/또는 상기 자석들의 제2 쌍을 배열하는 단계(들)는, 예컨대 접착제를 사용하여, 상기 자석들을 함께 본딩하는 단계를 포함하는, 방법.
18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 제1 표면을 제공하기 위해 각각의 자석을 성형하는 단계, 및 상기 자석들의 제1 표면들이 함께 상기 보이스 코일 갭의 확대된 구역을 정의하도록 각각의 자석을 배열하는 단계를 포함하는, 방법.
19. 제18항에 있어서,
    상기 각각의 자석을 성형하는 단계는 자석을 형성하기 위해 분말을 소결, 예컨대, 레이저 소결하는 단계를 포함하는, 방법.
20. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    상기 각각의 자석을 성형하는 단계는 제1 표면을 생성하기 위해 자석으로부터 재료를 제거하는 단계를 포함하는, 방법.
21. 라우드스피커를 위한 자석 조립체로서,
    자석들의 2개의 쌍을 포함하고,
    각각의 쌍의 각각의 자석은 북극 및 남극을 갖고, 자석들의 제1 쌍은 그 쌍의 자석들의 북극들이 서로 대면하도록 배열되고, 자석들의 제2 쌍은 그 쌍의 자석들의 남극들이 서로 대면하도록 배열되고,
    상기 자석들의 제1 쌍은 상기 자석들의 제2 쌍과 대향하게 위치되어 상기 자석들의 제1 쌍과 상기 자석들의 제2 쌍 사이에 보이스 코일 갭을 정의하고, 상기 제1 쌍의 각각의 북극은 상기 보이스 코일 갭을 가로질러 상기 제2 쌍의 남극과 대향하게 위치되고,
    각각의 자석은 상기 보이스 코일 갭의 길이방향 축에 평행하지도 수직이지도 않은 제1 표면을 포함하고, 상기 자석들의 제1 표면들은 함께 상기 보이스 코일 갭의 확대된 구역을 정의하고,
    각각의 자석에 대해,
    다른 쌍의 대향 자석과 대면하는 제1 개념적 평면이 정의될 수 있고,
    쌍의 다른 자석과 대면하는 제2 개념적 평면이 정의될 수 있고,
    상기 제1 표면은 상기 제1 개념적 평면과 상기 제2 개념적 평면 사이에서 연장되어 상기 보이스 코일 갭의 상기 확대된 구역을 정의하는, 자석 조립체.
22. 라우드스피커를 위한 자석 조립체를 제조하는 방법으로서,
    자석들의 제1 쌍 ― 이 자석들의 극들 사이에 생성되는 힘은 상기 자석들을 서로 밀어내도록 작용함 ―; 및
    자석들의 제2 쌍 ― 이 자석들의 극들 사이에 생성되는 힘은 상기 자석들을 서로 밀어내도록 작용함 ―
    을 제공하기 위해 복수의 자석들을 배열하는 단계를 포함하고,
    상기 자석들의 제1 쌍 및 상기 자석들의 제2 쌍은 상기 자석들의 제1 쌍과 상기 자석들의 제2 쌍 사이에 보이스 코일 갭을 정의하고, 상기 제1 쌍과 상기 제2 쌍의 극들 사이에 생성되는 힘은 상기 자석들을 서로 끌어당기도록 작용하고,
    각각의 자석은 제1 표면을 갖고, 상기 자석들의 제1 표면들은 함께 상기 보이스 코일 갭의 확대된 구역을 정의하는, 방법.

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