WO2014017753A1 - 스피커 - Google Patents

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WO2014017753A1
WO2014017753A1 PCT/KR2013/005791 KR2013005791W WO2014017753A1 WO 2014017753 A1 WO2014017753 A1 WO 2014017753A1 KR 2013005791 W KR2013005791 W KR 2013005791W WO 2014017753 A1 WO2014017753 A1 WO 2014017753A1
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solenoid coil
speaker
diaphragm
coil
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이준호
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Lee Joon Ho
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
    • H04R9/06—Loudspeakers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R11/00—Transducers of moving-armature or moving-core type
    • H04R11/02—Loudspeakers

Definitions

  • the present invention relates to a speaker.
  • Speakers are divided into dynamic speakers and amateur speakers.
  • the dynamic speaker is a moving coil type speaker, and is composed of a permanent magnet, a coil, and a diaphragm vibrating as the coil moves.
  • the coil vibrates under the influence of the magnetic field formed by the permanent magnet, and the diaphragm vibrates according to the vibration of the coil to generate sound.
  • the armature speaker is composed of a permanent magnet, a coil, an armature that is magnetized by the current flowing through the coil, a drive rod connected to the armature, and a diaphragm vibrating together according to the vibration of the drive rod. That is, when a current flows in the coil, the armature is magnetized and vibrates under the influence of the magnetic field formed by the permanent magnet. Accordingly, the drive rod and the diaphragm vibrate together to generate sound.
  • the dynamic speaker is simple in structure, has low requirements on the performance of components, and is inexpensive, easy to tune, and large in diameter.
  • the vibrometer since the vibrometer includes the weight of the coil, there is a disadvantage in implementing sophisticated sound quality, and there is a limit in reducing the size of the speaker in that the length and moving distance of the coil must be sufficiently secured.
  • the amateur speaker has a sophisticated sound quality because the vibrometer is independent of the weight of the coil.
  • the production demand is high due to the high level of performance requirements for components such as amateurs that interfere with the magnetic interference between the coil and the magnet, and the difficulty in manufacturing.
  • the present invention provides a technique for a new type of speaker that can be combined with the advantages of a dynamic speaker and an amateur speaker beyond the prior art described above.
  • the solenoid coil of the rectangular cylindrical shape of both sides open A fixture for fixing the solenoid coil; A pair of permanent magnets provided at both open sides of the solenoid coil and having opposite magnetic poles on opposite sides thereof; A diaphragm provided above the solenoid coil; A lower end is coupled to an upper portion of the solenoid coil, and an upper end is a drive rod fixed to the diaphragm; A circuit board providing an electrical signal to the solenoid coil; And a case surrounding each of the above components; It includes.
  • the drive rod may be integrally formed with the diaphragm. At this time, the drive rod has a structure in which a part of the diaphragm is cut to attach the cut end to the solenoid coil.
  • the solenoid coil since a uniform magnetic field is formed between the pair of permanent magnets, the solenoid coil has a balanced vibration, and the vibration is transmitted to the diaphragm, thereby making it possible to reproduce a clear sound.
  • the balance between the solenoid coil facing only between a pair of permanent magnets is balanced even if there is an advantage that the manufacturing is easy, and the workability is increased.
  • FIG. 1 is a perspective view of a speaker according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cutaway view of the speaker of FIG.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the speaker of FIG.
  • 4 to 8 are reference diagrams for describing an operation of the speaker of FIG. 1.
  • FIG. 9 is a structural diagram of a solenoid coil according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a structural diagram of a diaphragm according to another example of the present invention.
  • 11 is a reference diagram for explaining the prior art.
  • FIG. 1 is a speaker 100 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cutaway view of the speaker 100 of FIG. 1
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the speaker of FIG.
  • Speaker 100 is a solenoid coil 110, the fixture 120, a pair of permanent magnets (131, 132), diaphragm 140, fixing frame 150, edge 160, The drive rod 170, the circuit board 180, and the cases 191 and 192 are included.
  • the solenoid coil 110 has an empty internal space IS and has a rectangular cylindrical shape in which both sides are open.
  • the solenoid coil 110 has a conductive wire wound so that current flows in a direction perpendicular to the direction of the magnetic field formed by the pair of permanent magnets 131 and 132.
  • the fixture 120 is provided to fix the lower portion of the solenoid coil 110.
  • the fixture 120 has a pair of fitting jaws 121a and 121b into which the lower part of the solenoid coil can be fitted.
  • the separation distance between the pair of fitting jaw (121a, 121b) is the same within the width of the lower portion of the solenoid coil 110 and the processing error range.
  • the fixture 120 has a portion in which a pair of permanent magnets (131, 132) can be disposed on both sides of the solenoid coil 110 sandwiched between the fitting jaw (121a, 121b).
  • the pair of permanent magnets 131 and 132 are provided at both open sides of the solenoid coil.
  • the pair of permanent magnets 131 and 132 are disposed to have different magnetic poles on opposite sides thereof.
  • the pair of permanent magnets (131, 132) is preferably arranged in such a way that the magnetic force lines as close as possible to the upper portion of the solenoid coil (110).
  • the diaphragm 140 is provided to generate sound by vibration.
  • the diaphragm 140 has a thin rectangular plate shape made of metal.
  • a coupling hole 141 is formed in the central portion of the diaphragm 140.
  • the fixing frame 150 is provided to fix the diaphragm to the cases 191 and 192. Since the fixing frame 150 has a rectangular frame shape, the diaphragm 140 may be provided in an inner hole thereof.
  • the edge 160 is disposed between the diaphragm and the fixing frame, and has a square ring shape. Therefore, the outer circumference of the edge 160 is fixed to the fixing frame 150, the inner circumference is fixed to the diaphragm 140. The edge 160 increases the restoring force of the diaphragm when the diaphragm 140 vibrates.
  • the edge 160 is preferably made of a low density and flexible material to increase the sensitivity of the sound and to improve the sound quality.
  • the fixing frame 150 is sandwiched between the upper case 192 and the lower case 191 to be fixed, thereby balancing the position and balance of the edge 160 and the diaphragm 140.
  • the drive rod 170 has a lower end attached to the upper portion of the solenoid coil 110.
  • the upper end of the drive rod 170 is fixed to the diaphragm 140.
  • the upper end of the drive rod 170 is fixed to the diaphragm 140 by passing through the coupling hole 141 of the diaphragm 140 and coupled to the coupling body (C).
  • the circuit board 180 provides an electrical signal to the solenoid coil.
  • the cases 191 and 192 are accommodated and enclosed in the above configurations, and may be divided into a lower case 191 and an upper case 192.
  • the fixing body 120 is attached to the lower case 191.
  • the upper case 192 has a discharge hole 192a for emitting the sound generated by the diaphragm 140 to the outside.
  • the upper portion of the solenoid coil 110 is subjected to a magnetic force according to the Fleming's left hand rule, as shown in the exaggerated reference diagrams of FIGS. . Therefore, the upper portion of the solenoid coil 110 is somewhat deformed, vibrating in the upper direction and the lower direction. Accordingly, as shown in FIGS. 6 and 7, the drive rod 170 vibrates in the vertical direction, and ultimately, the diaphragm 140 vibrates in the vertical direction. And sound is generated.
  • the upper portion of the solenoid coil 110 has excellent magnetic balance. By vibrating, the sound close to the natural sound can be realized.
  • FIG. 9 is a structural diagram of a solenoid coil 110A according to another example of the present invention.
  • the elastic bobbin 112 is further provided in the inner side of the coil 111. As shown in FIG. This increases the resilience of the coil, which enables more detailed sound quality while preventing damage to the coil.
  • a portion of the diaphragm 140A which is made of metal, is cut (roughly cut into a 'c' shape), bent toward the solenoid coil side, and the bent end IP is connected to the solenoid coil. It may also be advantageous to implement a vibrating connection between the diaphragm 140A and the solenoid coil in a manner that is attached thereto. That is, this example is to provide the drive rod integrally with the diaphragm 140A.

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Abstract

본 발명은 스피커에 관한 것이다. 본 발명에 따른 스피커는 사각통 형상의 솔레노이드 코일의 개방된 양 측면에 한 쌍의 영구자석을 배치한다. 본 발명에 따르면 한 쌍의 영구자석 사이에는 균일한 자기장이 형성되므로 솔레노이드 코일이 균형 잡힌 진동을 하게 되고 이 진동이 진동판에 전달되어 명료한 음향의 재생이 가능한 효과가 있다. 또한, 솔레노이드 코일을 마주보는 면이 넓은 한 쌍의 영구자석 사이에만 놓아도 균형을 이루기 때문에 제조가 용이한 장점이 있으며, 가공성이 증대되는 효과가 있다.

Description

스피커
본 발명은 스피커에 관한 것이다.
스피커는 다이나믹 스피커와 아마추어 스피커로 구분된다.
다이나믹 스피커는 무빙(Moving) 코일 타입 스피커이며, 영구 자석, 코일 및 코일의 이동에 따라 진동하는 진동판으로 이루어져 있다. 즉, 코일에 전류가 흐르면 영구 자석이 형성하는 자기장의 영향에 의해 코일이 진동하고, 코일의 진동에 따라 진동판이 진동하면서 음향을 일으킨다.
아마추어 스피커는 영구자석, 코일, 코일에 흐르는 전류로 인하여 자화되는 아마추어, 아마추어에 연결된 드라이브로드 및 드라이브로드의 진동에 따라 함께 진동하는 진동판으로 이루어져 있다. 즉, 코일에 전류가 흐르면 아마추어가 자화되어 영구자석이 형성하는 자기장의 영향으로 진동하고, 이에 따라 드라이브로드 및 진동판이 함께 진동하면서 음향을 일으킨다.
일반적으로 다이나믹 스피커와 아마추어 스피커는 상대적으로 다음과 같은 장점과 단점을 가진다.
다이나믹 스피커는 구조가 간단하고, 구성 부품의 성능에 대한 요구 수준이 낮아서 단가가 저렴하며, 튜닝이 쉽고 대구경으로 제작하기가 좋다. 반면에 진동계가 코일의 무게를 포함하기 때문에 정교한 음질 구현에 아쉬운 점이 있고, 코일의 길이 및 이동 거리가 충분히 확보되어야 한다는 점에서 스피커의 크기를 줄이는데 한계가 있다.
아마추어 스피커는 진동계가 코일의 무게에 무관하기 때문에 정교한 음질 구현이 가능하다. 반면에 코일과 자석 간의 자력 간섭에 개입하는 아마추어 등의 구성 부품에 대한 성능의 요구 수준이 높고, 제조가 까다로워서 생산 단가가 높다.
한편, 위와 같은 다이나믹 스피커와 아마추어 스피커의 장점을 결합하고자 하는 시도가 있다. 대한민국 등록 실용신안 20-0404313호(고안의 명칭 : 스피커)의 기술(이하 '종래기술'이라 함)은 코일과 자석 간의 자력 간섭에 한 쌍의 플레이트를 이용하고 있다. 그런데, 종래기술에 의한 경우에도 플레이트가 코일과 자석 간의 자력 간섭에 이용된다는 점에서 다음과 같은 문제점이 있다.
도11에서 참조되는 바와 같이, 좁은 두께의 플레이트(P1, P2)로 집속한 자속이 폭이 좁고 에지효과 때문에 균일하지 못하므로, 그 사이에 놓인 코일(C)이 상하로 진동하면서 선형적인 자기력을 받지 못한다. 또한, 코일(C)이 진동하는 공간의 자기력선(MF)의 밀도가 자석(M) 쪽으로 밀집하여 강하고 자석(M)의 반대쪽인 위쪽은 소하여 약하다. 따라서 전체적으로 밸런스를 맞추기가 어렵고, 그 만큼 뛰어난 음질에 대한 구현성이 떨어진다.
본 발명은 전술한 종래기술을 넘어 다이나믹 스피커와 아마추어 스피커의 장점이 결합될 수 있는 새로운 형태의 스피커에 관한 기술을 제공하는 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스피커는, 양 측이 개방된 사각 통 형상의 솔레노이드 코일; 상기 솔레노이드 코일을 고정하기 위한 고정체; 상기 솔레노이드 코일의 개방된 양 측에 구비되며, 마주보는 면이 서로 다른 자극을 가지는 한 쌍의 영구자석; 상기 솔레노이드 코일의 상측에 구비되는 진동판; 하단은 상기 솔레노이드 코일의 상측 부분에 결합되고, 상단은 상기 진동판에 고정되는 드라이브로드; 상기 솔레노이드 코일로 전기신호를 제공하는 회로기판; 및 상기한 각 구성을 감싸는 케이스; 를 포함한다.
상기 솔레노이드 코일의 복원력을 증대시키기 위한 탄성보빈을 더 포함한다.
상기 드라이브로드는 상기 진동판에 일체로 형성될 수 있다. 이 때, 상기 드라이브로드는 상기 진동판의 일부를 절개하여 절개된 끝단을 상기 솔레이노이드 코일에 부착되는 구조이다.
본 발명에 따르면 한 쌍의 영구자석 사이에는 균일한 자기장이 형성되므로 솔레노이드 코일이 균형 잡힌 진동을 하게 되고 이 진동이 진동판에 전달되어 명료한 음향의 재생이 가능한 효과가 있다.
또한, 솔레노이드 코일을 마주보는 면이 넓은 한 쌍의 영구자석 사이에만 놓아도 균형을 이루기 때문에 제조가 용이한 장점이 있으며, 가공성이 증대되는 효과가 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 스피커에 대한 사시도이다.
도2는 도1의 스피커에 대한 절개도이다.
도3은 도1의 스피커에 대한 분해 사시도이다.
도4 내지 도8은 도1의 스피커에 대한 동작을 설명하기 위한 참조도이다.
도9는 본 발명의 다른 예에 따른 솔레노이드 코일에 대한 구조도이다.
도10은 본 발명의 다른 예에 따른 진동판에 대한 구조도이다.
도11은 종래기술을 설명하기 위한 참조도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 스피커(100)이고, 도2는 도1의 스피커(100)에 대한 절개도이며, 도3은 도1의 스피커에 대한 분해 사시도이다.
본 발명의 실시예에 따른 스피커(100)는 솔레노이드 코일(110), 고정체(120), 한 쌍의 영구자석(131, 132), 진동판(140), 고정틀(150), 에지(160), 드라이브로드(170), 회로기판(180) 및 케이스(191, 192)를 포함한다.
솔레노이드 코일(110)은 내부 공간(IS)이 비어있으며, 양 측이 개방된 사각 통 형상이다. 이러한 솔레노이드 코일(110)은 한 쌍의 영구자석(131, 132)이 형성하는 자기장의 방향과 수직인 방향으로 전류가 흐르도록 도선이 감겨 있다.
고정체(120)는 솔레노이드 코일(110)의 하측 부분을 고정시키기 위해 마련된다. 이를 위해 고정체(120)는 솔레노이드 코일의 하측 부분이 끼워질 수 있는 한 쌍의 끼움턱(121a, 121b)을 가진다. 여기서 한 쌍의 끼움턱(121a, 121b) 간의 이격 거리는 솔레노이드 코일(110)의 하측 부분의 폭과 가공오차 범위 이내에서 동일하다. 또한, 고정체(120)는 끼움턱(121a, 121b) 사이에 끼워진 솔레노이드 코일(110)의 양 측으로 한 쌍의 영구자석(131, 132)이 배치될 수 있는 부분을 가진다.
한 쌍의 영구자석(131, 132)은 솔레노이드 코일의 개방된 양 측에 구비된다. 이러한 한 쌍의 영구자석(131, 132)은 마주보는 면이 서로 다른 자극을 가지도록 배치된다. 또한, 한 쌍의 영구자석(131, 132)은 솔레노이드 코일(110)의 상측 부분에 자기력선이 최대한 밀집될 수 있도록 배치하는 것이 바람직하다.
진동판(140)은 진동에 의해 음향을 발생시키기 위해 마련된다. 이러한 진동판(140)은 금속재의 엷은 사각 판 형상을 가진다. 그리고 진동판(140)의 중앙 부분에는 결합구멍(141)이 형성되어 있다.
고정틀(150)은 진동판을 케이스(191, 192)에 고정시키기 위해 마련된다. 이러한 고정틀(150)은 사각틀 형상이어서 내 측의 구멍에 진동판(140)이 구비될 수 있도록 되어 있다.
에지(160)는 진동판과 고정틀 사이에 게재되며, 사각 링 형상을 가진다. 따라서 에지(160)의 외측 둘레는 고정틀(150)에 고정되고, 내측 둘레는 진동판(140)에 고정된다. 이러한 에지(160)는 진동판(140)이 진동할 시에 진동판의 복원력을 증가시킨다. 또한, 에지(160)는 밀도가 낮고 유연한 재료를 사용함으로써 음의 민감도를 높이고 음질의 향상을 가져오도록 함이 바람직하다.
한편, 고정틀(150)은 상부 케이스(192)와 하부 케이스(191) 사이에 끼워져 고정됨으로써, 에지(160)와 진동판(140)의 위치 및 균형을 잡아주게 된다. 드라이브로드(170)는 하단이 솔레노이드 코일(110)의 상측 부분에 부착 결합된다. 그리고 드라이브로드(170)의 상단은 진동판(140)에 고정된다. 여기서 드라이브로드(170)의 상단은 진동판(140)의 결합구멍(141)을 통과하여 결합체(C)와 결합됨으로써 진동판(140)에 고정된다.
회로기판(180)은 솔레노이드 코일로 전기신호를 제공한다.
케이스(191, 192)는 상기한 각 구성을 수용하여 감싸며, 하부 케이스(191)와 상부 케이스(192)로 나뉠 수 있다.
하부 케이스(191)에는 고정체(120)가 부착된다.
상부 케이스(192)는 진동판(140)에서 발생되는 음향을 외부로 방출하기 위한 방출구멍(192a)이 형성되어 있다.
계속하여 상기한 스피커(100)의 동작에 대하여 설명한다.
회로기판(180)을 통해 솔레노이드 코일(110)에 전기신호가 입력되면, 도4 및 도5의 과장된 참조도에서와 같이 솔레노이드 코일(110)의 상측 부분이 플레밍의 왼손 법칙에 따른 자력을 받게 된다. 따라서 솔레노이드 코일(110)의 상측 부분이 다소 형태가 변형되면서, 상측 방향과 하측 방향으로 진동한다. 이에 따라 도6 및 도7에서 참조되는 바와 같이 드라이브로드(170)가 상하 방향으로 진동하고, 궁극적으로 진동판(140)이 상하 방향으로 진동한다. 그리고 음향이 발생하게 된다.
이 때, 도8에서 참조되는 바와 같이, 양측 영구자석(131, 132) 사이에는 자기력선(MF)의 밀도가 균질하면서 선형적인 자기장이 형성되므로, 솔레노이드 코일(110)의 상측 부분 밸런스가 뛰어난 자기력에 의해 진동하게 됨으로써 자연 음질에 가까운 음향이 구현될 수 있게 된다.
한편, 도9는 본 발명의 다른 예에 따른 솔레노이드 코일(110A)의 구조도이다. 도9에 의하면 코일(111)의 내 측에 탄성보빈(112)을 더 구비시키고 있다. 이에 따라 코일의 복원력이 증가되어 코일의 손상을 방지하면서도 더 세밀한 음질 구현이 가능해진다.
더 나아가 도10에서 참조되는 바와 같이, 별도의 드라이브로드 대신 금속재질인 진동판(140A)의 일부를 절개(대략 'ㄷ'자 형으로 절개)하여 솔레노이드 코일 측으로 구부린 다음 구부러진 끝단(IP)을 솔레노이드 코일에 부착하는 방식으로 진동판(140A)과 솔레노이드 코일 간의 진동 연결을 구현하는 것도 바람직하게 고려될 수 있다. 즉, 본 예는 드라이브로드를 진동판(140A)에 일체형으로 구비시키는 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.
<부호의 설명>
100: 스피커
110 : 솔레노이드 코일
120 : 고정체
121 , 122 : 까움턱
131, 132 : 영구자석
140 : 진동판
141 : 결합구멍
150 : 고정틀
160 : 에지
170 : 드라이브로드
180 : 회로기판
191 : 하부 케이스 192 : 상부 케이스

Claims (4)

  1. 양 측이 개방된 사각 통 형상의 솔레노이드 코일;
    상기 솔레노이드 코일을 고정하기 위한 고정체;
    상기 솔레노이드 코일의 개방된 양 측에 구비되며, 마주보는 면이 서로 다른 자극을 가지는 한 쌍의 영구자석;
    상기 솔레노이드 코일의 상측에 구비되는 진동판;
    하단은 상기 솔레노이드 코일의 상측 부분에 결합되고, 상단은 상기 진동판에 고정되는 드라이브로드;
    상기 솔레노이드 코일로 전기신호를 제공하는 회로기판; 및
    상기한 각 구성을 감싸는 케이스; 를 포함하는 것을 특징으로 하는
    스피커.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 솔레노이드 코일의 복원력을 증대시키기 위한 탄성보빈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    스피커.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 드라이브로드는 상기 진동판에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는
    스피커.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 드라이브로드는 상기 진동판의 일부를 절개하여 절개된 끝단을 상기 솔레이노이드 코일에 부착되는 구조인 것을 특징으로 하는
    스피커.
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