KR20200091602A - 스피커 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 스피커는 양 말단에 접속부가 마련되고 중단에는 진동부가 마련되는 띠형상의 진동자를 가진 스피커로써, 단순한 구동부를 가지는 스피커를 제시한다.
본 발명에 따른 스피커는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 스피커의 전체적인 구성이 간단해지므로 상대적으로 스피커의 조립 내지 진동자 제작 공정에 있어서 양산성이 우수해지며 궁극적으로 스피커의 생산성을 극대화하기 위한 생산공정 자동화를 도모할 수 있게 된다.
둘째, 진동자의 경량화로 넓은 대역에서 음향 재현이 가능해지는 등 성능이 우수한 스피커를 제공할 수 있게 된다.

Description

스피커{Speaker}

본 발명은 스피커에 관한 것이다.

일반적인 소형 스피커는 다이내믹 스피커와 아마추어 스피커로 구분된다.

다이내믹 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 진동하면서 음향을 일으킨다.

일반적으로 다이내믹 스피커와 아마추어 스피커는 상대적으로 다음과 같은 장점과 단점을 가진다.

다이내믹 스피커는 구조가 간단하고, 구성 부품의 성능에 대해 요구 수준이 낮아서 단가가 저렴하며, 튜닝이 쉽고 대구경으로 제작하기가 좋다. 반면에 무빙코일이 진동판에 붙어 있는 진동부의 구조 때문에 정교한 음질 구현에 아쉬운 점이 있고, 진동부가 무거워서 상대적으로 저음역 재생은 용이하나 고음역 재생이 불리하다.

아마추어 스피커는 진동부가 그 구조상 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 어려워 생산단가가 높다.

한편, 위와 같은 다이내믹 스피커와 아마추어 스피커의 장점을 결합하고자 하는 시도가 있다.

대한민국 등록 실용신안 20-0404313호(고안의 명칭 : 스피커)의 기술(이하 '종래기술 1'이라 함)은 코일과 자석 간의 자력 간섭에 한 쌍의 플레이트를 이용하고 있다.

그러나 종래기술 1은 플레이트가 코일과 자석 간의 자력 간섭에 이용되며, 코일에 작용하는 자속에 있어서 전체적으로 균일한 자기장을 형성하지 못함으로써 진동 밸런스를 맞추기 어려워 뛰어난 음질에 대한 구현성이 떨어진다.

대한민국 등록특허 10-1900860호(발명의 명칭 : 스피커)의 기술(이하 '종래기술 2'이라 함)은 균일자기장 내에 놓인 진동하는 사각 형상의 솔레노이드 코일에 드라이브로드를 연결하여 진동 밸런스를 구현한 진동판을 통해 음압을 발생시킨다.

다만, 위 종래기술 2에 따르더라도 구동부가 코일 형태로 마련되기 때문에 코일 취급의 어려움과 구동부의 조립양산성이 떨어지는 점을 극복하여 스피커의 내부 구조를 단순하게 함으로써 간단한 조립을 통해 제조공정을 용이하게 하고, 궁극적으로는 공정자동화가 가능하게 할 필요가 있었다. 또한, 이와 동시에 보다 광대역의 음향을 재현할 수 있는 스피커 개발이 요구되었다.

본 발명은 단순한 구동부를 가지는 스피커를 제시한다.

본 발명에 따른 스피커는 양 말단에 접속부가 마련되는 띠형상의 진동자; 상기 진동자의 길이방향으로 양측에 한쌍으로 구비되며, 마주보는 면이 다른 자극을 가지는 영구자석; 상기 진동자 상측 부분에 구비되는 진동판; 일단은 상기 진동부에 결합되고 타단은 상기 진동판에 고정된 드라이브로드; 상기 접속부와 접하여 전기신호를 상기 진동자에 전달하는 기판; 및 상기 각 구성을 수용하는 외부 케이스;를 포함하고, 상기 진동자는 상기 2개의 영구자석에 의해 생성된 자기력선의 밀도가 균일하면서 선형적인 자기장 내에 위치하도록 상기 2개의 영구자석 사이에 위치한다.

상기 진동판을 상기 외부 케이스에 고정시키기 위해 마련되는 고정틀; 및 상기 고정틀에 가장자리가 부착되며, 상기 진동판이 부착됨으로써 상기 진동판을 상기 고정틀에 고정되게 하는 진동필름;을 더 포함할 수 있다.

상기 진동자와 상기 2개의 영구자석의 위치를 설정하기 위한 제1 설정케이스및 제2 설정케이스;를 더 포함하고, 상기 제1 설정케이스는, 상기 진동자와 상기 2개의 영구자석의 위치를 설정하기 위한 제1 위치설정돌기와 전후 양단에 상기 2개의 영구자석에 접하는 지지벽을 가지고, 상기 제2 설정케이스는, 상기 2개의 영구자석의 위치를 설정하기 위한 제2 위치설정돌기를 가지고, 상기 기판은, 상기 제1 위치설정돌기를 삽입하기 위한 돌기홈이 형성되어 상기 제1 설정케이스상에 상기 제1 위치설정돌기가 상기 돌기홈에 삽입되며 설치될 수 있다.

상기 2개의 영구자석의 길이는 상기 진동자의 길이보다 짧을 수 있다.

상기 진동자는 비자성의 성질을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 드라이브로드는 보조 드라이브로드를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 스피커는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 제1 설정케이스 및 제2 설정케이스를 통해 진동자 및 영구자석 등의 위치가 정확히 설정되고, 진동자가 코일이 아닌 띠형태 진동자로 대체되는 등 상대적으로 스피커의 조립 내지 진동자 제작 공정에 있어서, 양산성이 우수해지며 궁극적으로 스피커의 생산성을 극대화하기 위한 생산공정 자동화를 도모할 수 있게 된다.

둘째, 스피커의 전체적인 구성이 간단해지므로 내구성이 향상되며, 또한 진동자의 경량화로 인해 음역이 고음역까지 확장되어 넓은 대역에서 음향 재현이 가능해지는 등 성능이 우수한 스피커를 제공할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 스피커의 내부 구성 부품을 나타내기 위한 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 스피커의 진동자를 보여주기 위한 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 스피커를 길이방향으로 절개한 절개도이다.
도 4는 본 발명에 따른 스피커의 길이방향과 수직한 방향으로 절개한 절개도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지된 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 스피커를 도 1을 참고하여 설명한다.

본 발명에 따른 스피커는 진동자(100), 영구자석(110), 제1 설정케이스(120), 제2 설정케이스(130), 진동판(140), 드라이브로드(150), 기판(160) 및 외부 케이스(170)를 포함한다.

진동자(100)는 양 말단에 접속부(101)가 마련되고 띠 내지 좁은 판 형상 등으로 구비되며, 영구자석(110)에 붙지 않도록 자성을 띄지 않는 재질로 마련됨이 바람직하다. 기판(160)으로부터 접속부(101)를 통해 전기신호를 전달받는 진동자(100)는 한 쌍의 영구자석(110)이 형성하는 자기력선의 방향과 수직인 방향, 즉 진동자(100)의 길이방향을 따라 전류가 흐르도록 구비된다.

영구자석(110)은 한 쌍으로 마련되며 진동자(100)의 길이방향으로 진동자(100) 양측에 구비되며, 상호 마주보는 면이 서로 다른 자극을 가지도록 배치된다. 즉, 한 쌍의 영구자석은 상호 간 한 방향의 자기력선을 형성하도록 한다.

바람직하게는 2개의 영구자석(110)의 길이는 진동자(100)의 길이보다 짧게 마련될 수 있다. 이를 통해 진동자(100)의 좌우 양단에 영구자석(110)의 자기장에 의해 외측에서 받는 힘이 제거되어 진동자(100)가 더 큰 진폭으로 진동하여 재생음의 크기를 증가시킬 수 있다.

제1 설정케이스(120) 및 제2 설정케이스(130)는 진동자(100)와 2개의 영구자석(110)의 위치를 설정하기 위해 마련된다.

바람직하게는 제1 설정케이스(120)는 진동자(100)와 2개의 영구자석(110)의 위치를 설정하기 위해 제1 설정케이스(120)은 중단에 진동자(100)를 파지하는 형태의 제1 위치설정돌기(121)를 가지고 있고, 전후 양단에 2개의 영구자석(110)에 접하는 지지벽(122)을 상하 방향으로 길게 형성되어 있다.

제2 설정케이스(130)는 2개의 영구자석(110)의 위치를 설정하기 위해 중단 부분에 진동자(100)의 상단을 파지하는 형태로 제2 위치설정돌기(131)를 가질 수 있다. 추가로, 제2 설정케이스(130)는 드라이브로드(150)이 관통되게 설치될 수 있도록 관통구멍이 형성될 수 있다.

위와 같은 제1 설정케이스(120) 및 제2 설정케이스(130)를 통해 진동자(100)의 위치가 기판(160)상에 정확히 설정될 수 있고, 제1 위치설정돌기(121) 및 제2 위치설정돌기(131) 내지 지지벽에 의해 한 쌍의 영구자석의 위치도 정확하게 설정된다.

진동판(140)은 진동자(100) 상측 부분에 구비된다. 진동자(100)로부터 진동을 전달받아 음향을 재생하기 위해 마련되며 알류미늄 등의 금속재로 얇은 판 형상이 될 수 있다.

바람직하게는 진동판(140)의 상측 부분은 2개의 영구자석(110)에 의해 생성된 자기력선의 밀도가 균일하면서 선형적인 자기장 내에 위치하도록 2개의 영구자석(110) 사이에 위치한다.

드라이브로드(150)는 일단이 진동자(100)의 상측에 결합되되, 타단은 진동판(140)에 고정된다. 단, 드라이브로드(150)가 진동자(100) 중앙에 한 개만 위치할 경우 중앙부에 진동마디가 형성되는 진동자(100)의 특정 진동주파수에 대한 진동진폭이 제대로 발생하지 않아 진폭이 급락하는 DIP 현상이 나타날 수 있다. 따라서 바람직하게는 중앙이 아닌 다른 위치에도 보조 드라이브로드(151)를 더 위치시키는 등 보조 드라이브로드(151)는 적어도 하나 이상으로 마련될 수 있다. 이를 통해 보조 드라이브로드(151)를 추가로 마련함으로써 DIP현상을 줄여 넓은 음역대에서 상대적으로 고른 진폭을 발생시키는 스피커가 개시될 수 있다.

도 5에서 보이는 바와 같이 진동자(100) 위에 있는 각 드라이브로드(150) 및 보조 드라이브로드(151)의 바람직한 위치는 전체 진동자(100)의 길이방향을 1이라고 할 때 드라이브로드(150)는 1/2 지점, 보조 드라이브로드(151)는 약 1/4 지점일 수 있다.

기판(160)은 진동자(100)의 접속부(101)와 접하도록 배치되어 진동자(100)로 전기신호를 제공한다. 기판에는 재현하고자 하는 음향에 따라 변동하는 교류신호가 전달되며, 임피던스가 조절된 FPC(Flexible printed circuit board)로서 마련됨이 바람직하다. 구체적으로 기판(160)상에 교류전류를 전달하도록 마련된 접속단자의 위치에 진동자의 접속부(101)가 위치하고, 진동자(100)의 접속부(101)는 기판(160)의 접속단자에 전기용접을 통해 전기신호를 전달할 수 있도록 결합된다. 이러한 전기용접은 진동자(100)와 기판(160)의 결합을 신속하게 마칠 수 있게 하여 생산자동화에 기여할 수 있다.

바람직하게는 기판(160)은 제1 위치설정돌기(121)를 삽입하기 위한 돌기홈(161)이 형성되어 제1 설정케이스(120)상에 제1 위치설정돌기(121)가 돌기홈(161)에 삽입된 채 설치된다.

외부 케이스(170)는 상술한 각 구성을 내부에 수용한다. 진동판(140)에 의해 재생되는 음향이 방출되는 음통구멍이 형성되어 있다.

바람직하게는 본 발명에 따른 스피커는 고정틀(180) 및 진동필름(190)을 더 포함할 수 있다.

고정틀(180)은 진동판(140)을 외부 케이스(170)에 고정시키기 위해 마련된다. 이러한 고정틀(180)은 진동판(140)의 형상에 대응하는 형상으로 마련될 수 있다.

진동필름(190)은 고정틀(180)에 가장자리가 부착되며, 진동판(140)이 부착됨으로써 진동판(140)을 고정틀(180)에 고정되게 한다. 진동필름(190)은 스피커의 에지 기능을 수행하기 위해 유연한 소재로 구비되며 진동필름(190)에 진동판(140)이 부착되며, 진동필름(190)의 가장자리가 고정틀(180)에 부착되어 진동판(140)이 외부 케이스에 고정될 수 있다.

본 발명에 따른 스피커의 전체적인 조립 방법의 일실시례를 설명한다. 전체적으로 기판(160)과 진동자(100)의 결합단계, 기판(160)과 제1 설정케이스(120)의 결합단계, 제2 설정케이스의 설치 및 영구자석(110)의 배치단계 및 외부 케이스(170)의 조립단계를 포함한다.

구체적으로 첫째, 기판(160) 위의 접속단자 위치에 진동자(100)의 접속부(101)를 배치하고 전기용접을 통해 기판(160)과 진동자(100)의 접속부(101)를 결합시킨다. 바람직하게는 전기용접은 로봇에 의해 자동화된 전기용접일 수 있다. 둘째, 기판(160)의 제1 설정케이스(120)의 제1 설정돌기(121)를 기판(160)의 돌기홈(161)에 삽입시켜 기판(160)을 제1 설정케이스(120)에 고정시킨다. 첫째 단계에서 외부 케이스(170) 내에 미리 제1 설정케이스를 수용시키지 않았다면 이 과정에서 외부케이스(170)의 하단부에 제1 설정케이스(120)를 수용시켜둘 수 있다. 셋째, 기판(160)상의 진동자(100)의 양측에는 영구자석(110)을 배치하고, 진동자(100)상의 드라이브로드(150)를 제2 설정케이스(130)에 관통시킨 채 제1 설정케이스(120)의 지지벽 상에 설치한다. 이때, 제1 설정케이스(120)의 지지벽(122)과 제2 설정케이스(130)의 제2 설정돌기(131)에 의해 영구자석의 (110) 정확한 위치를 설정한다. 마지막으로, 외부 케이스(170)의 상단부를 덮어 진동판(140) 등을 포함한 위 구성들을 수용하도록 감싸며 조립한다.

상술한 조립 순서에 제한되지 않으며, 조립이 용이한 이상 다른 조립 순서가 가능할 수 있다. 예를 들어, 기판(160)과 진동자(100)의 결합단계는 기판(160)과 제1 설정케이스(120)의 결합단계가 마쳐진 이후에 수행되어도 무방하다.

본 발명에 따른 스피커의 전체적인 동작을 설명한다. 기판(160)으로부터 진동자(100)에 전기신호가 전달되며, 진동자(100)는 플레밍의 왼손 법칙에 따라 자력을 받게 된다. 따라서, 진동자(100)의 진동부(102)의 형태가 일부 변형되며 상하로 진동한다. 이에 따라 진동자(100)에 연결된 드라이브로드(150)가 상하로 진동하여 진동판(140)도 상하로 진동하며 음향이 발생한다.

결국, 본 발명에 따른 스피커는 제1 설정케이스 및 제2 설정케이스를 통해 진동자 및 영구자석 등의 위치가 정확히 설정되고, 진동자가 코일이 아닌 띠형태 진동자로 대체되는 등 상대적으로 스피커의 조립 내지 진동자 제작 공정에 있어서, 스피커의 전체적인 구성이 간단해지므로 양산성이 우수해지며 궁극적으로 스피커의 생산성을 극대화하기 위한 생산공정 자동화를 도모할 수 있게 된다.

또한, 진동자의 경량화로 인해 음역이 고음역까지 확장되어 넓은 대역에서 음향 재현이 가능해지는 등 성능이 우수한 스피커를 제공할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 실시예에 의해 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 균등개념으로 이해되어야 할 것이다.

100: 진동자
101: 접속부
102: 진동부
110: 영구자석
120: 제1 설정케이스
121: 제1 위치설정돌기
122: 지지벽
130: 제2 설정케이스
131: 제2 위치설정돌기
140: 진동판
150: 드라이브로드
151: 보조 드라이브로드
160: 기판
161: 돌기홈
162: 접속단자
170: 외부 케이스
180: 고정틀
190: 진동필름

Claims (6)

1. 양 말단에 접속부가 마련되는 띠형상의 진동자;
   상기 진동자의 길이방향으로 양측에 한 쌍으로 구비되며, 마주보는 면이 다른 자극을 가지는 영구자석;
   상기 진동자 상측 부분에 구비되는 진동판;
   일단은 상기 진동부에 결합되고 타단은 상기 진동판에 고정된 드라이브로드;
   상기 접속부와 접하여 전기신호를 상기 진동자에 전달하는 기판; 및
   상기 각 구성을 수용하는 외부 케이스;를 포함하고,
   상기 진동자는 상기 2개의 영구자석에 의해 생성된 자기력선의 밀도가 균일하면서 선형적인 자기장 내에 위치하도록 상기 2개의 영구자석 사이에 위치하는
   스피커.
2. 제1항에 있어서,
   상기 진동자와 상기 2개의 영구자석의 위치를 설정하기 위한 제1 설정케이스및 제2 설정케이스;를 더 포함하고,
   상기 제1 설정케이스는,
   상기 진동자와 상기 2개의 영구자석의 위치를 설정하기 위한 제1 위치설정돌기를 가지고
   상기 제2 설정케이스는,
   상기 2개의 영구자석의 위치를 설정하기 위한 제2 위치설정돌기를 가지고,
   상기 기판은,
   상기 제1 위치설정돌기를 삽입하기 위한 돌기홈이 형성되어 상기 제1 설정케이스상에 상기 제1 위치설정돌기가 상기 돌기홈에 삽입되며 설치되는
   스피커.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 설정케이스는,
   전후 양단에 상기 2개의 영구자석에 접하는 지지벽을 가지는 것을 특징으로 하는
   스피커.
4. 제1항에 있어서,
   상기 2개의 영구자석의 길이는 상기 진동자의 길이보다 짧은
   스피커.
5. 제1항에 있어서,
   상기 진동자는 비자성의 성질을 가지는 것을 특징으로 하는
   스피커.
6. 제1항에 있어서,
   상기 드라이브로드는
   보조 드라이브로드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
   스피커.
   
   

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