KR101395631B1 - 출력 향상용 스피커 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스피커에 관한 것으로서, 특히, 마그네트와 음성코일이 진동판의 정중앙이 아닌 부분에 위치되도록 한, 스피커를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 이를 위해 본 발명에 따른 스피커는, 음향기기와 연결된 전선이 유입되는 케이스; 상기 케이스에 장착되는 진동판; 상기 케이스의 내측면 중, 상기 진동판의 정중앙과 대응되는 부분이 아닌 위치에 장착되는 요크; 상기 요크에 장착되어 자기장을 형성하는 마그네트; 및 상기 마그네트 주위에 장착되며 상기 전선으로부터 인가되는 전기신호에 의해 상기 마그네트와의 상호작용에 의해 진동하여 상기 진동판을 진동시키기 위한 음성코일을 포함하고, 상기 요크는, 상기 케이스를 기준으로 상기 진동판이 배치되는 평면의 수직방향으로부터 일정한 각도로 기울어져 있고, 상기 음성코일은 상기 요크를 따라 상기 각도로 기울어진 상태에서 진동하는 것을 특징으로 한다.

Description

출력 향상용 스피커{Speaker improving output sound}

본 발명은 스피커에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 마그네트와 음성코일의 장착 위치를 변경시켜 출력을 향상시키기 위한 스피커에 관한 것이다.

스피커는 음향기기에서 발생된 전기신호를, 사람이 귀로 들을 수 있는 소리신호로 바꾸어 주는 장치로서, 전기신호를 진동판의 진동으로 바꾸어 공기에 소밀파(疏密波)를 발생시켜 음파를 복사(輻射)하는 장치이다.

도 1은 종래의 일반적인 스피커의 단면 구조를 나타낸 예시도로서, (a)에는 이어폰 등으로 이용되는 원형의 마이크로 스피커가 도시되어 있으며, (b)에는 장축의 길이가 단축의 길이에 비해 현저히 긴 타원형의 진동판으로 구성된 장방형 스피커가 도시되어 있다. 일반적으로 박형의 고품질 스피커를 구현하기 위해서는 (a)에 도시된 바와 같은, 마이크로 스피커가 이용되고, 대출력을 위해서는 (b)에 도시된 바와 같은 장방형 스피커가 이용된다.

종래의 일반적인 스피커는 도 1에 도시된 바와 같이, 요크(1), 마그네트(자석)(2), 음성코일(3) 및 진동판(4)을 포함하여 구성된다.

여기서, 요크(1)는 마그네트(자석)(2)를 고정하는 기능을 수행하는 것으로서, (a)의 경우에는 진동판(4)의 정중앙에 형성되어 있다. (b)의 경우에는 진동판이 타원형으로 구성되어 있으나, 진동판의 양쪽에 요크가 각각 대칭적으로 장착되어 있어서, 진동판(4)의 정중앙에 요크(1)가 형성된 것과 동일한 효과를 주고 있다.

또한, 음성코일(3)은 음향기기로부터 전송되어온 전기적 음향신호에 의해 여자되어 자기장을 발생시키며, 마그네트(2)의 자기장과 간섭되어 진동하게 된다.

마지막으로, 음성코일(3)에 결합된 진동판(4)은 음성코일(3)과 함께 진동함으로써 음향을 증폭시키게 된다.

상기한 바와 같은 구성들은 케이스(5)에 장착되어 있다.

한편, 상기한 바와 같은 종래의 스피커는 다음과 같은 한계점들을 가지고 있다.

첫째, 종래의 스피커는 출력(음압)에 한계를 가지고 있다.

둘째, 종래의 스피커에서 출력(음압)을 높이려면 마그네트 용적을 증대시켜야 주어야만 한다.

셋째, 종래의 스피커에서 출력(음압)을 높이려면 입력전류 값을 높여 주어야만 한다.

넷째, 종래의 스피커에서 출력(음압)을 높이려면 부득이 케이스의 용적을 크게해 주어야만 한다.

다섯째, 종래의 스피커에서 출력(음압)을 높이려면 부품단가가 높아져 제품 가격이 높아 질수 밖에 없다.

여섯째, 특수장착 경우는 상대 물을 고정된 방식의 틀에서 벗어날 수 없이 공간 확보가 필요하였다.

일곱째, 종래의 기술에 의하면 특수한 고출력 스피커의 개발이 어렵다.

즉, 상기한 바와 같이 종래의 스피커에서 출력(음압)을 높이기 위해서는, 스피커의 부피를 크게하거나, 입력전류 값을 크게하는 방법 등이 적용되어야 하나, 이러한 방법들은 스피커의 제조단가를 높인다는 문제점을 가지고 있다.

한편, 상기한 바와 같은 종래의 스피커가 가지고 있는 한계점 및 문제점들은, 요크(1)와, 요크에 장착되는 마그네트(2)와, 마그네트(2)에 의해 진동하는 음성코일(3)이, 도 1에 도시된 바와 같이, 진동판(4) 또는 케이스(5)의 중심점(X) 부분에 형성되어 있다는 점에 기인하고 있다.

본 발명은, 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 마그네트와 음성코일이 진동판의 정중앙이 아닌 부분에 위치되도록 하여 출력을 향상시키기 위한 스피커를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 스피커는, 음향기기와 연결된 전선이 유입되는 케이스; 상기 케이스에 장착되는 진동판; 상기 케이스의 내측면 중, 상기 진동판의 정중앙과 대응되는 부분이 아닌 위치에 장착되는 요크; 상기 요크에 장착되어 자기장을 형성하는 마그네트; 및 상기 마그네트 주위에 장착되며 상기 전선으로부터 인가되는 전기신호에 의해 상기 마그네트와의 상호작용에 의해 진동하여 상기 진동판을 진동시키기 위한 음성코일을 포함하고, 상기 요크는, 상기 케이스를 기준으로 상기 진동판이 배치되는 평면의 수직방향으로부터 일정한 각도로 기울어져 있고, 상기 음성코일은 상기 요크를 따라 상기 각도로 기울어진 상태에서 진동하는 것을 특징으로 한다.

상술한 해결 수단에 따라 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

즉, 본 발명은 마그네트와 음성코일이 진동판의 정중앙이 아닌 부분에 위치되도록 함으로써, 동일 부품과 크기로 구성된 종래의 스피커와 비교해 볼 때, 출력(음압)을 증대시킬 수 있다는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명은 마그네트와 음성코일의 위치만을 가변시키고 있기 때문에, 어떠한 종류의 스피커에도 적용될 수 있다는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명은 부품의 종류 및 숫자가 변하는 것이 아니며, 별도의 제조 과정을 요구하는 것도 아니기 때문에, 생산성의 감소 없이도, 의도하는 파워의 증대 효과를 얻어낼 수 있으며, 비용의 추가 부담이 발생되지 않는다는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명은 장방형의 스피커에도 효율적으로 적용될 수 있다.

또한, 본 발명은 적은 부피로도 큰 파워를 출력할 수 있기 때문에, 슬림화 스피커에서 특히 큰 효과를 얻어낼 수 있다.

또한, 본 발명은 마그네트와 음성코일의 위치에 대한 다양한 설계에 따라, 스피커 파워의 증대 폭을 다양하게 조정할 수 있다는 효과를 제공한다.

도 1은 종래의 일반적인 스피커의 단면 구조를 나타낸 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 스피커의 단면 구조를 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 스피커의 상측면 구조를 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 스피커의 동작원리를 설명하기 위한 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 스피커의 동작시 진동판이 진동하는 상태를 설명하기 위한 예시도.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 스피커에 적용되는 마그네트와 음성코일의 형태를 나타낸 다양한 예시도.
도 8은 본 발명에 따른 스피커의 또 다른 형태를 나타낸 예시도.
도 9는 도 8에 도시된 스피커에 적용되는 진동판(24)이 진동하는 상태를 나타낸 예시도.
도 10은 본 발명에 따른 스피커의 또 다른 형태를 나타낸 예시도.
도 11은 본 발명에 따른 스피커의 또 다른 형태를 나타낸 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 스피커의 단면 구조를 나타낸 예시도이다. 또한, 도 3은 본 발명에 따른 스피커의 상측면 구조를 나타낸 예시도이다.

본 발명은 동일한 부품 및 크기를 가지고 있는 종래의 스피커에 비하여, 출력(음압)을 높일 수 있는 스피커에 관한 것이다. 즉, 본 발명은 종래의 스피커와 동일조건 하에서, 힘의 원천 부위에 편심을 주어 힘의 원천 부위가 진동판의 한쪽 방향으로 치우치게 함으로써, 지렛대의 원리를 이용하여 진동판의 운동구간를 확대시키고, 이에 따른 공기밀도 용적을 주파수에 따라 확대시킬 수 있어, 출력(음압)의 상승을 유도할 수 있다는 특징을 가지고 있다.

이를 위해 본 발명에 따른 스피커는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 음향기기와 연결된 전선이 유입되는 케이스(31), 상기 케이스에 장착되는 진동판(24), 상기 케이스의 내측면 중 상기 진동판의 정중앙과 대응되는 부분이 아닌 위치에 장착되는 요크(32), 상기 요크에 장착되어 자기장을 형성하는 마그네트(11) 및 상기 마그네트 주위에 장착되며, 상기 전선으로부터 인가되는 전기신호에 의해 상기 마그네트의 자기장과 간섭하는 자기장을 발생시킴으로써 진동하여 상기 진동판을 진동시키기 위한 음성코일(21)을 포함한다.

우선, 케이스(31)는 스피커의 전체 외관을 형성하는 것으로서, 그 내부에는 상기한 바와 같은 스피커의 구성요소들이 탑재된다. 또한, 케이스(31)에는 음향기기와 연결되어 있는 전선이 연결되어 있다. 전선은 음성코일(21)과 연결되어 있다.

다음, 진동판(24)은 음성코일(21)의 진동에 따라 함께 진동하여 음압을 발생시킨다. 즉, 진동판(24)은 외부의 음향기기와 연결되어 있는 전선을 통해 음성코일(21)로 인가된 전기신호를 진동으로 변환시켜 그 진동을 통해 인간이 들을 수 있는 음원으로 변경시켜 주는 기능을 수행한다.

다음, 요크(32)는 케이스(31)에 형성되어 있는 홈에 장착되어, 마그네트(11)를 지지하는 기능을 수행한다. 특히, 본 발명에 적용되는 요크(32)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 케이스(31)의 내측면 중 진동판(24)의 정중앙(A)에서 벗어난 위치에 장착된다. 도 2에서 A로 표시된 선은, 케이스(31)를 기준으로 진동판(24)이 배치되는 평면(C)의 수직방향을 나타내는 동시에, 케이스(31) 및 진동판(24)의 정중앙을 나타내고 있다.

즉, 상기 설명 및 도 2에 도시된 바와 같이, 요크(32)는 진동판(24)의 정중앙(A)에서 벗어난 위치에 장착되어 있다. 따라서, 요크(32)에 삽입되는 마그네트(11) 및 음성코일(21) 역시, 도 3에 도시된 바와 같이 진동판(24)의 정중앙(A)에서 벗어난 위치에 장착된다.

본 발명이 요크(32), 마그네트(11) 및 음성코일(21)을 상기한 바와 같이, 진동판(24)의 정중앙(A)에서 벗어난 위치에 장착시키는 이유는, 진동판(24)이 보다 큰 진동범위를 갖도록 하기 위함이다. 이로 인해 본 발명은 동일한 부품 및 정격을 이용하는 종래의 스피커와 비교해 볼 때 출력(음압)을 증가시킬 수 있다. 이러한 본 발명의 특징에 대하여는 이하에서 도 4를 참조하여 상세히 설명된다.

요크(32)와 마그네트(11)와 음성코일(21)의 배치 구조는 도 2 및 도 3에 도시된 실시예 이외에도 다양한 형태로 구성될 수 있다.

요크(32)는 진동판(24)의 정중앙(A)에서 벗어난 위치에 장착되어 있을 뿐만 아니라, 도 2에 도시된 바와 같이, 케이스(31)를 기준으로 상기 진동판(24)이 배치되는 평면(C)의 수직방향(A)으로부터 일정한 각도(θ)로 기울어져 있다. 요크(32)가 상기와 같은 형태로 구성되어 있는 이유는, 요크(32)에 장착되는 마그네트(11)와의 상호작용에 의해 진동하는 음성코일(21)이 상기 각도(θ)로 기울어진 상태에서 진동하도록 하기 위함이다.

한편, 본 발명이 음성코일(21)을 상기한 바와 같이 일정한 각도(θ)로 기울어진 상태에서 진동하도록 하는 이유는, 진동판(24)이 제1엣지(41)를 지렛대로 하여 부채꼴 형태로 진동하도록 하기 위함이다.

즉, 음성코일(21)이 진동판(24)의 정중앙(A)에서 벗어난 위치에서, 상기한 각도(θ)로 기울어진 방향(B)으로 진동하면, 진동판(24)은 제1엣지(41)를 지렛대로 하여 부채꼴 형태로 진동하게 되며, 이러한 진동은 스피커의 출력(음압)을 증가시킬 수 있다.

다음, 마그네트(Magnet)(11)는 스피커의 핵심 부품으로서, 영구 자석으로 구성되어 있다. 마그네트(11)는 음성코일(21)이 플레밍의 왼손 법칙에 따라 마그네트(11)를 따라 상하로 진동하도록 하는 기능을 수행한다.

마그네트(11)는 요크(32)에 장착되는 것으로서, 요크(32)와 같은 방향으로 기울어져 있다. 마그네트(11)는 상기한 바와 같은 각도로 기울어져 있는 직선 형태의 원기둥으로 형성될 수도 있으나, 상기한 바와 같은 각도로 휘어져 있는 원기둥 으로 형성될 수도 있다.

또한, 마그네트(11)의 끝단에는 마그네트(11)와 결합되어, 마그네트에서 발생되는 자기장을 모아주는 기능을 수행하기 위한 플레이트(12)가 형성될 수 있다.

마지막으로, 음성코일(Voice Coil)(21)은, 음향기기로부터 전기신호를 받아, 진동판(24)을 직접적으로 진동시키는 기능을 수행한다. 즉, 음성코일(21)은 마그네트(11)와의 상호작용에 의해 진동하고 있으며, 그 진동을 진동판(24)에 전달하는 기능을 수행한다.

음성코일(21)은 마그네트(11)를 감싼 상태에서, 마그네트(11)를 따라 상하 방향(B)으로 진동하고 있기 때문에, 요크(32) 및 마그네트(11)와 마찬가지로, 진동 판(24)이 배치되는 평면(C)의 수직방향(A)으로부터 일정한 각도(θ)로 기울어져 있다.

음성코일(21)은 상기한 바와 같이 직접 진동판(24)과 연결되어 있을 수도 있으나, 보빈(22)을 통해 연결될 수도 있다. 즉, 보빈(22)에 음성코일(21)이 감겨져 있고, 보빈의 끝단에 진동판(24)이 연결되어 있기 때문에, 음성코일(21)의 진동이 보빈(22)을 통해 진동판(24)으로 전달될 수 있다.

상기한 바와 같은 구성들 이외에도, 본 발명에 따른 스피커에는, 제1엣지(41), 제2엣지(42), 챔버(더스트캡)(23), 가스켓(51) 및 댐퍼를 포함하고 있다.

엣지(41, 42)는 진동판(24)의 외곽 끝단에서 진동판과 연결되어 있는 것으로서, 진동판(24)의 이동 간격을 조정하여, 진동판(24)이 진동 후에 원래의 위치로 되돌아가게 하는 기능을 수행한다.

특히, 본 발명에서는 요크(32)와 가장 가까운 위치에 형성되어 있는 제1엣지(41)로부터, 가장 먼 위치에 형성되어 있는 제2엣지(42)로 갈수록, 엣지의 유동폭이 커지도록 구성되어 있다.

즉, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1엣지(41) 보다 제2엣지(42)가 보다 크게 형성되어 있고, 탄성도 보다 강하게 형성되어 있다. 따라서, 제2엣지(42)와 인접되게 연결되어 있는 진동판(24)이, 제1엣지(41)와 인접되게 연결되어 있는 진동판(24) 보다, 더 큰 진동을 하게 된다.

한편, 본 발명은 마그네트(11)와 음성코일(21)이 이동한 방향의 제1엣지(41) 부분이 지렛대 역할 및 운동 시작점으로 동작되도록 하여, 진동판(24)이 부채꼴 형태로 진동할 수 있도록, 경화 후에도 적정 농도를 유지할 수 있는 반 고정형 본드를 사용하여 제1엣지(41)를 케이스(31)에 고정시키고 있다.

챔버(더스트캡)(23)는 코일(21) 또는 보빈(22)의 상단에 형성되어, 마그네트(11)와, 음성코일(21) 또는 보빈(22) 사이로 이물질이 들어가는 것을 막아주는 기능을 수행한다.

가스켓(51)은 진동판(24)의 진동으로 엣지(41, 42)가 들뜨거나, 이탈되지 않도록, 엣지(41, 42)를 케이스(31)에 고정시키는 기능을 수행한다.

또한, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 음성코일(21) 또는 보빈(22)에는 댐퍼(Damper)가 연결될 수 있다. 댐퍼는 음성코일(21)을 지지하는 것으로서, 음성코일(21)이 마그네트(11) 및 요크(32)와 일정 간격을 유지한 상태에서 진동할 수 있도록하는 기능을 수행한다.

이하에서는, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 스피커의 동작원리가 설명된다.

도 4는 본 발명에 따른 스피커의 동작원리를 설명하기 위한 예시도로서, (a)는 본 발명에 따른 스피커에 적용되는 진동판과 종래의 스피커에 적용되는 진동판의 진동폭을 비교하기 위한 것으로서, 특히, 운동부(P)가 직선 방향으로 운동하는 경우와 부채꼴 방향으로 운동하는 경우의 운동량을 비교하기 위한 것이다. 또한, (b)는 종래의 스피커에 적용되는 진동판의 진동폭을 설명하기 위한 것이며, (c)는 본 발명에 따른 스피커에 적용되는 진동판의 진동폭을 설명하기 위한 것이다.

본 발명은 크기와 사용 부품과 구동 정격이 제한되어 있는 조건하에서, 종래의 스피커가 발생시키는 출력(음압)보다 높은 출력(음압)을 얻어내기 위한 것이다.

이를 위해 본 발명은 마그네트(11)와 음성코일(21)을, 진동판(24)의 정중앙에서 벗어난 위치에 위치시키고 있다는 특징을 가지고 있다. 이러한 특징을 가지고 있는 본 발명에서, 마그네트(11)와 음성코일(21)은 케이스(31)에 장착되는 요크(32)에 구속되어 있다. 결국, 본 발명에서 요크(32)는 케이스(31)의 내측면 중 진동판(24)의 정중앙에서 벗어난 위치에 장착된다.

케이스(31) 상에서의 요크(32)의 정확한 위치는 최대로 발생시키고자 하는 출력(음압)(설계값)에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

상기한 바와 같은 특징을 가지고 있는 본 발명에서, 마그네트(11)와 음성코일(21)이 이동한 방향의 제1엣지(41)는, 지렛대 역할을 하고 있다. 또한, 이러한 제1엣지(41)를 운동시작점으로 하여 진동판(24)이 부채꼴 운동을 하고 있다.

또한, 마그네트(11)와 음성코일(21)이 이동한 방향 반대 방향의 제2엣지(42) 부분은 운동구간이 커지므로, 증대시키고자 하는 출력(음압)에 따라 운동길이를 계산하여 설계된다.

즉, 본 발명에 따른 스피커는 요크(32), 마그네트(11), 음성코일(21)이 진동판(24)의 정중앙이 아닌 부분에 배치되어 있으며, 이러한 음성코일(21)이 상하로 진동함에 따라, 진동판(24)은 제1엣지(41)를 지렛대로 하여, 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, 부채꼴 형태로 진동할 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 작동원리를 도 4를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 설명에 앞서, 이하에서 응용될 공식들을 정의하면 다음과 같다. 구의 겉넓이 공식은 4*π*r²이고, 구의 부피 공식은 4/3*π*r³이며, 부채꼴의 넓이는 반지름*반지름*π*중심각/360이다. 여기서, π는 원주율이고, r은 구의 반지름이다.

우선, 도 4의 (a)는 운동부(P)가 직선 방향으로 운동하는 경우와 부채꼴 방향으로 운동하는 경우의 운동량을 비교하기 위한 것이다.

상기한 바와 같은 공식들을 고려해 볼 때, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 운동부(예를 들어, 진동판(24))(P)의 운동포인트가 정중앙(Y)일 때는 사각형 박스내의 점표시 부분만이 운동부피가 되며, 운동부(P)의 운동포인트를 운동부의 정중앙(Y)에서 우측(Z)으로 이동시켰을 때에는, 빗살부분 만큼의 면적(부피)이 운동부피가 된다.

본 발명은 상기에서 설명된 바와 같이, 운동포인트를 의도하는 설계 값만큼 한쪽 측면(Z방향)으로 이동시켜, 운동부(P)의 운동부피를 증대시켜, 원하는 출력(음압) 증대를 도출할 수 있다.

즉, 운동포인트가 정중앙(Y)에서 우측(Z)으로 이동되었을 때, 운동부피가 증대되고 있으며, 이것은 운동량(힘)의 크기가 커졌다는 것을 의미한다.

다음으로, 도 4의 (b)와 (c)는 상기에서 설명된 운동량(힘)의 크기 변화를 구체적으로 설명하기 위한 예시도이다.

예를 들어, (b)에 도시된 바와 같이 운동포인트가 정중앙(Y)일 때, 운동의 단면적(사각형의 면적)은 H(10)*W(100)=1,000이며, (c)에 도시된 바와 같이, 운동포인트를 한쪽(Z)으로 이동시켰을 때의 운동 단면적(부채꼴의 넓이)은 W(100)*W(100)*π*중심각(18.4)/360=1,604.8이다.

즉, (c)에 도시된 바와 같은 부채꼴 형태의 운동량이 (b)에 도시된 바와 같은 사각형 형태의 운동량보다 많음을 알 수 있다. 이것은 진동판이 종래의 스피커에서 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 상하방향으로 진동하는 경우보다, 본 발명에 따른 스피커에서 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, 제1엣지(41)를 지렛대로 하여 부채꼴 형태로 진동하는 경우에, 운동량(힘)의 크기 변화가 많다는 것을 의미한다.

따라서, 본 발명은 종래의 스피커와 비교할 때, 보다 큰 출력을 발생시킬 수 있다는 것을 의미한다.

즉, 상기한 바와 같은 본 발명은 마그네트(11)와 음성코일(21)이 진동판(24)의 중앙이 아닌 부분에 위치되도록 하여, 진동판(24)이 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이 부채꼴 형태로 진동하도록 하고 있다. 이로 인해, 본 발명은 진동판(24)의 운동량(힘)의 변화를 크게 함으로써, 동일 부품과 크기로 구성된 종래의 스피커와 비교해 볼 때, 출력(음압)을 증대시킬 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 스피커의 동작시 진동판이 진동하는 상태를 설명하기 위한 예시도이다.

본 발명에 따른 스피커가 동작하는 경우, 음성코일(21)이 외부 전선으로부터 전기신호를 수신하여 자기장을 발생시키며, 이 자기장과 마그네트(11)의 자기장의 상호작용에 의해 음성코일(21)이 마그네트(11)를 축으로 하여 상하로 진동한다.

이때, 음성코일(21)과 제1엣지(41) 간의 거리는 짧고, 음성코일(21)과 제2엣지(42) 간의 길이는 길다. 또한, 마그네트(11)와 음성코일(21)의 이동축(B)이 상기한 바와 같이 수직축(A)으로부터 일정 각도(θ) 기울어져 있다. 또한, 제1엣지(41)의 변동폭 보다 제2엣지(42)의 변동폭이 크다. 따라서, 진동판(24)은 전체적으로, 도 4의 (c)에서 설명된 바와 같이, 제1엣지(41)를 지렛대로 하여, 제2엣지(42)가 부채꼴 형태로 이동하게 된다.

즉, 도 5에서 점선 상태의 진동판(24)은 진동전의 진동판의 위치를 나타낸 것이며, 실선 상태의 진동판(24')은 진동상태에서의 진동판의 위치를 나타낸 것이다.

부연하여 설명하면, 본 발명에 따른 스피커에서 진동판(24)은 마그네트(11)와 음성코일(21)이 진동판(24)의 정중앙이 아닌 부분에 위치되어 있기 때문에, 그 운동포인트가 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이 한쪽 방향, 즉, 제1엣지(41) 방향으로 이동되어 있다. 또한, 진동판(24)을 진동시키기 위한 음성코일(21)의 이동 방향(B) 역시 수직방향(A)으로부터 일정 각도 기울어져 있기 때문에, 진동판(24)은 도 4의 (c)에 도시된 바와 같은 부채꼴 형태로 진동하게 된다.

이로 인해 본 발명은 진동판(24)의 운동량(힘)의 변화를 증대시킬 수 있으며, 이러한 운동량의 변화 증대는 출력(음폭)의 증대를 의미한다.

따라서, 본 발명은 스피커의 출력(음폭)을 증대시킬 수 있다.

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 스피커에 적용되는 마그네트와 음성코일의 형태를 나타낸 다양한 예시도이다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 스피커는 진동판(24)이 제1엣지(41)를 지렛대로 하여 부채꼴 형태로 진동되도록 한 것으로서, 이러한 진동이 원활히 이루어질 수 있도록, 마그네트(11)와 음성코일(21)의 이동방향(B)이, 진동판(24)의 회전방향의 접선 방향을 향하고 있다.

또한, 본 발명은 상기와 같은 접선 방향(B)으로 음성코일(21)이 보다 원활하게 진동할 수 있도록, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 마그네트(11)와 음성코일(21)을 요크(32) 내에서, 수직방향(A)에 대하여 일정 각도(θ)만큼 기울어진 상태로 배치시키고 있다.

또한, 본 발명은 상기한 바와 같은 기능을 극대화하기 위해 마그네트(11)와 음성코일(21)을 도 7에 도시된 바와 같이, 휘어진 기둥 형태로 형성할 수도 있다. 즉, 마그네트(11)가 도 7의 (a)에서와 같이 휘어진 상태로 요크(32) 상에 배치되어 있고, 음성코일(21) 역시 도 7의 (b)에서와 같이 휘어진 상태로 마그네트(11)에 부착된다면, 음성코일(21)이 휘어진 곡선을 이루며 진동하게 된다. 이러한 휘어진 곡선 상태의 진동방향은 결국, 진동판(24)을 부채꼴 형태로 진동하도록 할 수 있다.

본 발명에 적용되는 마그네트(11)와 음성코일(21)의 구조는, 도 7 및 도 8에 도시된 형태 이외에도, 상기한 바와 같이 진동판(24)을 부채꼴 형태로 진동시킬 수 있는 다양한 형태로 구성될 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 스피커의 또 다른 형태를 나타낸 예시도로서, 장방형 스피커를 나타낸 예시도이다. 또한, 도 9는 도 8에 도시된 스피커에 적용되는 진동판(24)이 진동하는 상태를 나타낸 예시도로서, 설명의 편의를 위하여, 실질적인 진동폭보다 과장되게 도시되어 있다.

즉, 도 2 내지 도 7을 통해 설명된 본 발명에 따른 스피커는 원형 형태로 형성된 마이크로 스피커를 나타낸 것이다. 또한, 도 8 및 도 9에 도시된 스피커는, 일측 방향으로 길게 형성되어 있는 장방형 스피커를 나타낸 것으로서, 진동판(24)의 형상이 장방형이라는 것을 제외하고는, 그 구성 및 동작 방법이 도 2 내지 도 8을 통해 설명된 원형 스피커와 동일하다.

따라서, 도 9 및 도 10에 도시된 장방형 스피커 역시, 음향기기와 연결된 전선이 유입되는 케이스(31), 상기 케이스에 장착되는 진동판(24), 상기 케이스의 내측면 중 상기 진동판의 정중앙과 대응되는 부분이 아닌 위치에 장착되는 요크(32), 상기 요크에 장착되어 자기장을 형성하는 마그네트(11) 및 상기 마그네트 주위에 장착되며, 상기 전선으로부터 인가되는 전기신호에 의해 상기 마그네트의 자기장과 간섭하는 자기장을 발생시킴으로써 진동하여 상기 진동판을 진동시키기 위한 음성코일(21)을 포함한다.

특히, 도 9 및 도 10에 도시된 장방형 스피커는, 제2엣지(42) 방향을 향하는 진동판(24)의 길이가 원형 스피커에서의 길이보다 더 길다는 특징을 가지고 있다.

즉, 종래의 장방형 스피커는 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 타원형으로 형성되어 있는 진동판(24)에 대하여, 그 중앙부(X)의 좌우양쪽에 음성코일(21)이 대칭적으로 장착되어 있다.

그러나, 본 발명에 따른 장방형 스피커의 경우에는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 타원형의 진동판(24)의 중앙부(X)로부터 제1엣지(41) 방향으로 치우친 부분에, 요크(32), 마그네트(11) 및 음성코일(21)이 장착되어 있다.

이러한 구성에서, 요크, 마그네트(11), 음성코일(21) 및 진동판(24) 등의 구성 및 기능은 상기에서 도 2 내지 도 7을 통하여 설명된 내용들과 동일하다. 따라서, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기한 바와 같이 본 발명은 마그네트(11)와 음성코일(21)이 진동판(24)의 정중앙이 아닌 부분에 위치되도록 함으로써, 동일 부품과 크기로 구성된 종래의 스피커와 비교해 볼 때, 출력(음압)을 증대시킬 수 있다는 특징을 가지고 있다.

또한, 본 발명은 사용자가 스피커의 설계의도에 따라, 원하는 증대 출력을 계산하여, 마그네트(11)와 음성코일(21)의 위치를 변경하여 설계하도록 할 수 있다는 특징을 가지고 있다.

또한, 본 발명은 마그네트(11)와 음성코일(21)이 진동판(24)의 정중앙이 아닌 부분에 위치되도록 한다면 그 형태와는 무관하므로, 4각형을 포함한 다각형의 스피커에 적용될 수 있다.

또한, 본 발명은 스피커의 슬림화를 가능하도록 할 수 있다는 특징을 가지고 있다.

도 10은 본 발명에 따른 스피커의 또 다른 형태를 나타낸 예시도이다.

즉, 본 발명에 따른 또 다른 형태의 스피커는, 음성코일(21)의 상부와 하부 각각에 상부마그네트(11b)와 하부마그네트(11a)를 배치한 상태에서 음성코일(21)에 전류를 흘려주어 진동판(24)에 운동에너지를 전달하게 되므로, 손실 전류 및 손실 자속을 줄일 수 있다. 이로 인해, 본 발명에 따른 또 다른 형태의 스피커는 음성코일(21)에서 변환되는 운동에너지를 극대화시킬 수 있다는 특징을 가지고 있다.

이를 위해 본 발명에 따른 또 다른 형태의 스피커는, 도 10에 도시된 바와 같이, 진동판(24), 상기 진동판에 결합되는 음성코일(21), 상기 음성코일의 상부에 배치되는 상부마그네트(11a) 및 상기 음성코일(21)의 하부에 배치되는 하부마그네트(11b)를 포함하며, 상기 코일이 상기 상부마그네트(11b)와 상기 하부마그네트(11a) 사이에 이격되어 배치되어 있다.

이러한 스피커는, 요크(32), 요크에 장착되어 있는 상부마그네트(11b)와 하부마그네트(11a) 및 음성코일(21)이, 상기에서 도 2 내지 도 9를 통해 설명된 본 발명에 따른 스피커와 같이, 진동판(24)의 정중앙이 아닌 부분에 위치되어 있다는 특징을 가지고 있다.

한편, 도 10에 도시된 스피커의 구성 및 동작은, 음성코일(21)이 마그네트(11)의 외주면에 인접되어 있는 것이 아니라, 외주면과 이격되어 있는 상태에서 진동한다는 점을 제외하고는, 상기에서 도 2 내지 도 9를 통해 설명된 본 발명과 동일하다.

따라서, 도 10에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 스피커 역시, 마그네트(11a, 11b)와 음성코일(21)이 진동판(24)의 정중앙이 아닌 부분에 위치되도록 함으로써, 동일 부품과 크기로 구성된 종래의 스피커와 비교해 볼 때, 출력(음압)을 증대시킬 수 있으며, 음성코일(21)의 상부와 하부에 마그네트를 배치시킴으로써, 마그네트들의 자속밀도 손실을 최소화 할 수 있어 종래의 스피커보다 손실전류 및 손실자속을 개선할 수 있으므로, 종래의 스피커보다 적은 크기의 스피커에서도 보다 높은 출력의 소리를 재생시킬 수 있어 스피커 제품을 소형화 및 고출력화시킬 수 있다.

도 11은 본 발명에 따른 스피커의 또 다른 형태를 나타낸 예시도이다.

본 발명에 따른 스피커의 또 다른 형태는 도 11과 같이 요크(32) 자체를 기울인 형태가 될 수 있다.

즉, 도 6에 도시된 스피커에서는 마그네트(11)의 양측 높이를 달리함으로써, 음성코일(21)의 진동방향을 가이드하여, 진동판(24)이 부채꼴 형태로 진동하도록 하고 있으나, 도 11에 도시된 스피커에서는 요크(32) 자체를 기울여줌으로써, 상기한 바와 같은 본 발명의 목적이 달성될 수 있도록 하고 있다.

한편, 도 11에서, 도면부호 61은 금사선이고, 62는 단자납땜이며, 63은 단자이다. 이러한 구성은 상기한 실시예들에도 모두 구비되어 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.　 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 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.

11 : 마그네트 12 : 플레이트
21 : 음성코일 22 : 보빈
223 : 챔버(더스트캡) 24 : 진동판
31 : 케이스 32 : 요크
41 : 제1엣지 42 : 제2엣지
51 : 가스켓

Claims (5)

1. 음향기기와 연결된 전선이 유입되는 케이스;
   상기 케이스에 장착되는 진동판;
   상기 케이스의 내측면 중, 상기 진동판의 정중앙과 대응되는 부분이 아닌 위치에 장착되는 요크;
   상기 요크에 장착되어 자기장을 형성하는 마그네트; 및
   상기 마그네트 주위에 장착되며 상기 전선으로부터 인가되는 전기신호에 의해 상기 마그네트와의 상호작용에 의해 진동하여 상기 진동판을 진동시키기 위한 음성코일을 포함하고,
   상기 요크는, 상기 케이스를 기준으로 상기 진동판이 배치되는 평면의 수직방향으로부터 일정한 각도로 기울어져 있고,
   상기 음성코일은 상기 요크를 따라 상기 각도로 기울어진 상태에서 진동하는 것을 특징으로 하는 스피커.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 마그네트는,
   상기 요크와 같이 기울어져 있는 직선 형태의 원기둥이고, 상기 음성코일은 상기 마그네트를 감싼 상태에서, 상기 마그네트를 따라 상하로 진동하는 것을 특징으로 하는 스피커.
   
5. 음향기기와 연결된 전선이 유입되는 케이스;
   상기 케이스에 장착되는 진동판;
   상기 케이스의 상부와 하부의 내측면 중, 상기 진동판의 정중앙과 대응되는 부분이 아닌 위치에 각각 장착되는 두 개의 요크;
   상기 두 개의 요크 각각 장착되어 자기장을 형성하는 두 개의 마그네트; 및
   상기 두 개의 마그네트 사이에 배치되어 있는 상기 진동판에, 상기 두 개의 마그네트와 마주보도록 장착되며, 상기 전선으로부터 인가되는 전기신호에 의해 상기 마그네트와의 상호작용에 의해 진동하여, 상기 진동판을 진동시키기 위한 음성코일을 포함하는 스피커.

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