WO2014137009A1 - 적층구조의 자기회로를 구비한 고출력 평판형 스피커 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평판형 스피커에 관한 것으로, 상세하게는 자기체 구조를 수직 적층구조로 하여 그 사이에 일체형 보이스 코일판을 위치시켜 고출력이 가능하도록 한 평판형 스피커에 관한 것이다. 본 발명에 따른 적층구조의 자기회로를 구비한 고출력 평판형 스피커는 서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 자석이 대향하여 위치되며, 상기 한 쌍의 자석의 상부로는 하나 이상의 다른 한 쌍의 자석이 순차적으로 서로 이격되어 적층되는 자기체와; 서로 다른 극성을 갖는 자석들 사이에 수직으로 위치되며, 대향하는 자석들과 각각 대응되는 위치에 보이스 코일이 형성된 보이스코일 플레이트;를 구비하여 적층구조의 자기회로를 형성하여 고출력의 평판형 스피커를 제공하는 것이 가능하게 된다.

Description

적층구조의 자기회로를 구비한 고출력 평판형 스피커

본 발명은 평판형 스피커에 관한 것으로, 상세하게는 자기체 구조를 수직 적층구조로 하여 그 사이에 일체형 보이스 코일판을 위치시켜 고출력이 가능하도록 한 평판형 스피커에 관한 것이다.

스피커는 자석 사이에 개재된 보이스 코일 및 진동판을 구비하며, 보이스 코일의 움직임에 의해 진동판이 진동함으로써 음을 발생한다.

평판형 스피커는 평판형 보이스 코일과 그 양측면에 일정 간격을 두고 자석이 배치되어 플래밍의 왼속 법칙과 로렌쯔 원칙에 의해 유기 기전력을 발생시켜 음성에 따른 주파수를 형성하여 그 주파수가 진동판을 진동시켜 소리로 재현된다.

보이스 코일은 플레이트 형상의 코일 베이스 단면 또는 양면에 타원 형태로 와권되거나 인쇄 패턴되어 보이스 코일판을 형성한다.

보이스 코일판 상단측에는 길이 방향으로 진동판이 부착되며, 보이스 코일판의 움직임에 따라 진동판이 진동함으로써 음을 발생시킨다.

종래의 평판형 스피커의 경우 고출력 스피커를 만들기 위해서는 상대적으로 매우 큰 자석을 사용해야 하는 데, 이렇게 큰 자석을 사용하는 경우에는 고출력은 가능할 지 몰라도 원가 경쟁력에서 떨어지고 생산성에서 일반 스피커 대비 생산 효율이 저하되는 문제를 가지고 있다.

대구경 스피커를 사용하는 일반 스피커는 고출력의 슬림 스피커나 고출력의 슬림 우퍼(Woofer)의 적용이 불가능하며, 평판형 또는 슬림 스피커에 있어서는 고출력을 내기 위해서 고출력의 슬림 스피커의 개발 또는 고출력 우퍼용 스피커의 개발이 최대 난제로 남아 있는 실정이다.

상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 과제는, 고출력 슬림 스피커(Slim Speaker) 및 고출력 슬림 우퍼(Slim Woofer)가 가능한 적층구조의 자기회로를 구비한 평판형 스피커를 제공하고자 한다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 적층구조의 자기회로를 구비한 고출력 평판형 스피커는 서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 자석이 대향하여 위치되며, 상기 한 쌍의 자석의 상부로는 하나 이상의 다른 한 쌍의 자석이 순차적으로 서로 이격되어 적층되는 자기체와; 서로 다른 극성을 갖는 자석들 사이에 수직으로 위치되며, 대향하는 자석들과 각각 대응되는 위치에 보이스 코일이 형성된 보이스코일 플레이트;를 구비하여 적층구조의 자기회로를 형성하여 고출력의 평판형 스피커를 제공하는 것이 가능하게 된다.

여기서, 상기 보이스코일 플레이트는 하나 이상의 상기 보이스 코일이 형성된 일체형 보이스 코일 플레이트인 것이 바람직하다.

상기 보이스코일 플레이트에 형성된 하나 이상의 상기 보이스 코일 각각은 트랙 형태로 형성되고 서로 동일한 방향으로 전류가 흐르도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 보이스 코일은 상기 보이스코일 플레이트에 인쇄되거나 와권되는 형태로 형성시킬 수 있다.

상기 보이스코일 플레이트에 형성된 하나 이상의 상기 보이스 코일은 서로 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있도록 구현된다.

상술한 본 발명의 구성에 따르면, 수직 적층구조의 자기회로를 구성하여 고출력 슬림 스피커(Slim Speaker) 및 고출력 슬림 우퍼(Slim Woofer)가 가능한 평판형 스피커를 제공하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 적층구조의 자기회로를 구비한 고출력 평판형 스피커의 자기회로 구조의 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 적층구조의 자기회로를 구비한 고출력 평판형 스피커의 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 적층구조의 자기회로를 구비한 고출력 평판형 스피커의 자기회로간 병렬 연결 구조도이다.

11A, 11B : 제1층 자기체 12A, 12B : 제2층 자기체

13A, 13B : 제3층 자기체 14 : 보이스코일 플레이트

111a, 111b, 121a, 121b, 131a, 131b : 상부 자석

112a, 112b, 122a, 122b, 132a, 132b : 하부 자석

113a, 113b, 123a, 123b, 133a, 133b : 요크

141 : 제1층 보이스 코일 142 : 제2층 보이스 코일

143 : 제3층 보이스 코일 144 : 병렬 연결라인

145a, 145b, 145c : 연결부 161a : 상부 지지체

161b : 하부 지지체 162a, 162b : 중간 지지체

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 적층구조의 자기회로를 구비한 고출력 평판형 스피커의 구조 및 작용효과를 설명한다.

도 1 내지 도 3을 통해 설명되는 바람직한 실시예인 본 발명의 평판형 스피커는 자기회로를 3층으로 수직 적층한 구조를 예시로서 설명하나, 그 이외에 자기회로를 2층이나 4층 이상으로 구현할 수 있음은 당연하다.

자기회로를 2층 이상으로 구현하는 경우 공통적으로 자기체는 수직 적층되며, 각각의 자석쌍 사이에 게재되는 보이스코일 플레이트는 일체형의 하나로 구현되고, 보이스코일 플레이트에 패턴 인쇄되거나 와권되는 보이스 코일은 트랙형태로 이루어지며 자기회로의 적층의 수와 동일한 수의 보이스 코일이 형성되며, 각 층별로 보이스 코일은 동일한 전류의 흐름 방향을 가지며 층별로 형성된 보이스 코일은 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있음을 공통적 구성사항으로 공지한다.

도 1은 본 발명에 따른 적층구조의 자기회로를 구비한 고출력 평판형 스피커의 자기회로 구조의 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 적층구조의 자기회로를 구비한 고출력 평판형 스피커의 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 적층구조의 자기회로를 구비한 고출력 평판형 스피커는 서로 다른 극으로 대향하는 한 쌍의 자석들의 각 쌍들이 수직으로 적층되는 자기체(11A, 11B, 12A, 12B, 13A, 13B)와, 자기체(11A, 11B, 12A, 12B, 13A, 13B)들의 자석들 사이에 수직으로 게재되며 보이스 코일(141, 142, 143)이 형성된 보이스코일 플레이트(14)와, 보이스코일 플레이트(14)와 맞닿아 보이스코일 플레이트(14)의 진동을 흡수하여 음을 발생시키는 진동판(15)을 포함하여 이루어진다.

또한, 자기체(11A, 11B, 12A, 12B, 13A, 13B), 보이스코일 플레이트 및 진동판(15)의 외부로는 스피커의 외함을 이루는 베이스 플레이트(16)가 체결될 수 있다.

제1층 내지 제3층 자기체(11A, 11B, 12A, 12B, 13A, 13B)의 구조는 서로 동일하며, 각각은 상부측에 상부자석(111a, 111b, 121a, 121b, 131a, 131b)이 형성되고 하부측에 하부자석(112a, 112b, 122a, 122b, 132a, 132b)이 형성되며, 상부자석과 하부자석 사이에는 요크(113a, 113b, 123a, 123b, 133a, 133b)가 형성되어 하나의 자기체를 구성한다.

자기체(11A, 11B, 12A, 12B, 13A, 13B)는 제1층 내지 제3층 자기체A 및 자기체B를 포함하며, 제1층 내지 제3층 자기체A(11A, 12A, 13A)와 제1층 내지 제3층 자기체B(11B, 12B, 13B)는 각 층별로 서로 대향하는 위치에 형성되며, 각 층별 자기체에 구성된 자석들은 서로 반대 극성을 갖도록 형성된다.

즉 도 2를 참조하면, 제1층 자기체A(11A)와 제1층 자기체B(11B)는 서로 대향하여 소정 간격으로 이격되어 형성되고, 제1층 자기체A(11A)의 상부자석(111a)과 하부자석(112a)은 서로 다른 극성을 가지며 마찬가지로 제1층 자기체B(11B)의 상부자석(111b)과 하부자석(112b)은 서로 다른 극성을 갖고, 또한 상부자석(111a)과 대향하는 위치에 놓인 상부자석(111b)도 서로 다른 극성을 갖으며 하부자석(112a)과 대향하는 위치에 놓인 하부자석(112b)도 서로 다른 극성을 갖도록 배치된다.

제1층 자기체A 및 자기체B(11A, 11B)와 마찬가지로 제2층 자기체A 및 자기체B(12A, 12B), 제3층 자기체A 및 자기체B(13A, 13B)도 동일한 배치 구성을 갖는다.

각 층의 자기체A(11A, 12A, 13A)와 자기체B(11B, 12B, 13B) 사이에는 수직으로 보이스코일 플레이트(14)가 삽입되어 상하 진동이 가능하도록 장착된다.

보이스코일 플레이트(14)는 일체형으로 연결부 없이 형성되는 것이 바람직하며, 보이스코일 플레이트(14)의 단면 또는 양면에는 보이스 코일(141, 142, 143)이 PCB 패턴 형식으로 인쇄되거나 동선을 와권시켜 형성될 수 있다.

보이스 코일(141, 142, 143)은 제1층 보이스코일(141), 제2층 보이스코일(142), 제3층 보이스코일(143)로 이루어지며, 각층의 보이스 코일은 각각 각층의 자기체 사이에 위치되고 각층의 보이스 코일, 각층의 자기체의 중심라인을 중심으로 위치되도록 하는 것이 바람직하다. 각 층의 보이스 코일(141, 142, 143)은 트랙 형태로 형성되는 것이 자기력의 극대화를 위해 효과적일 것이다.

각층의 자기체(11A, 11B, 12A, 12B, 13A, 13B)들은 베이스 플레이트(16)의 측면에 형성된 지지체들(161a, 161b, 162a, 162b)에 의해 고정되도록 장착될 수 있다.

즉, 제1층 자기체A 및 자기체B(11A, 11B)는 베이스 플레이트(16) 내측면에 마련된 하부지지체(161b)와 중간지지체(162b) 사이에 장착될 수 있고, 제2층 자기체A 및 자기체B(12A, 12B)는 베이스 플레이트(16) 내측면에 마련된 중간지지체(162a, 162b) 사이에 장착될 수 있으며, 제3층 자기체A 및 자기체B(13A, 13B)는 베이스 플레이트(16) 내측면에 마련된 상부지지체(161a)와 중간지지체(162a) 사이에 장착될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 적층구조의 자기회로를 구비한 고출력 평판형 스피커의 자기회로간 병렬 연결 구조도이다.

각 층의 보이스 코일(141, 142, 143)은 각각 독립된 형태로 형성되며, 각각에 흐르는 전류의 방향은 동일하도록 제어된다.

전류의 방향을 동일하도록 제어하는 전제조건은 플래밍의 왼속 법칙과 로렌쯔 원칙에 의해 유기 기전력의 극대화를 통해 스피커의 출력을 최대화시키기 위함이다.

각 층의 보이스 코일(141, 142, 143)에 흐르는 전류의 방향이 동일함을 전제로 각 층의 보이스 코일(141, 142, 143)은 서로 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.

도 3은 그 중에서 각 층의 보이스 코일(141, 142, 143)이 서로 병렬로 연결된 구조를 그 예시로 보여준다.

각 층의 보이스 코일(141, 142, 143)의 외측 선단부를 각각의 연결부(145a, 145b, 145c)에서 납땜에 의한 방식으로 서로 연결하고 각각의 연결부(145a, 145b, 145c)들을 병렬연결라인(144)으로 묶어주게 되면 각 층의 보이스 코일(141, 142, 143)은 하나의 병렬회로를 구성하게 된다.

상술한 바와 같이, 서로 다른 극성을 가진 2개의 자석 사이에 보이스코일 플레이트가 위치하는 한 쌍의 자석이 2층 이상의 적층 구조의 자기회로를 구현하고, 보이스코일 플레이트는 2층 이상의 적층의 자기 회로를 구현한다. 이때 보이스코일 플레이트는 자기회로 사이에서 일체형으로 위치하도록 하고 보이스코일의 수는 적층구조의 자기회로 수와 동일하게 형성하며, 각층 자기회로에 위치하는 보이스코일 플레이트에 형성된 보이스코일은 동일한 방향으로 전류가 흐르도록 하면, 다수의 적층 구조의 자기회로와 일체형 보이스코일 플레이트 내에 다수의 적층 구조의 트랙 형태의 보이스코일이 서로 다른 극성을 가진 2개의 자기체 사이에 위치한 일체형 보이스코일 플레이트에 각층에서 발생하는 상하 진동 사운드 에너지 전체가 전달되어 고출력의 슬림형 스피커 또는 고출력의 슬림형 우퍼를 구현하는 것이 가능하게 된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (3)

1. 서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 자석이 대향하여 위치되며, 상기 한 쌍의 자석의 상부로는 하나 이상의 다른 한 쌍의 자석이 순차적으로 서로 이격되어 적층되는 자기체와;

   서로 다른 극성을 갖는 적층된 각 쌍 내의 서로 대향하는 자석들 사이에 수직으로 위치되며, 적층된 자기체의 수와 동일한 수로 대향하는 자석들 사이에 대응되는 위치에 보이스 코일이 형성된 하나의 보이스코일 플레이트;를 구비하여 적층구조의 자기회로를 형성하는, 적층구조의 자기회로를 구비한 고출력 평판형 스피커.
2. 제1항에 있어서,

   상기 보이스코일 플레이트에 형성된 상기 보이스 코일 각각은 트랙 형태로 형성되고 서로 동일한 방향으로 전류가 흐르도록 구성되는, 적층구조의 자기회로를 구비한 고출력 평판형 스피커.
3. 제1항에 있어서,

   상기 보이스코일 플레이트에 형성된 상기 보이스 코일은 서로 직렬 또는 병렬로 연결되는, 적층구조의 자기회로를 구비한 고출력 평판형 스피커.

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