KR100453251B1 - 스피커 구조 - Google Patents

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KR100453251B1
KR100453251B1 KR10-2001-0031911A KR20010031911A KR100453251B1 KR 100453251 B1 KR100453251 B1 KR 100453251B1 KR 20010031911 A KR20010031911 A KR 20010031911A KR 100453251 B1 KR100453251 B1 KR 100453251B1
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요시이히로유키
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후지쓰 텐 가부시키가이샤
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Abstract

음질을 양호하게 유지하면서 구성이 간단한 스피커 구조가 개시된다. 스피커 구조는 제1 진동판(21), 제1 진동판의 둘레를 고정시키는 제1프레임 및 신호를 제1 진동판의 진동으로 변환하는 자기 회로(24)를 갖는 제1 스피커와, 제2 진동판(31), 제2 진동판의 둘레를 고정시키는 제2프레임 및 신호를 제2 진동판의 진동으로 변환하는 자기 회로(34)를 갖는 제2 스피커와, 제1 자기 회로와 제2 자기 회로를 그 배후에서 고정하는 고정 부재(50)로 된다.

Description

스피커 구조{SPEAKER STRUCTURE}
본 발명은 스피커 구조에 관한 것이다.
도7은 종래의 스피커 구조의 단면도이다. 도7에서 부호100은 스피커(200)를 장착한 박스식 캐비닛을 나타낸다. 스피커(200)는 코운(201), 프레임(202), 보이스 코일(203), 자기 회로(204) 등을 갖는다. 자기 회로(204)는 판(205), 자석(206), 요크(207) 등을 갖는다. 스피커(200)는 캐비닛(100)의 정면에서 나사(101)로 고정된다.
이러한 종래의 구조에서는, 스피커의 진동이 캐비닛에 쉽게 전달됨으로써 위상에서 벗어난(out of phase) 사운드가 캐비닛에 의해 발생된다. 이것은 스피커 구조로부터 출력되는 사운드의 둔탁함의 원인이 된다. 또한 사운드가 코운(201)에서 발생할 때, 코운(201)의 운동에 대한 반작용이 요크(207)에서 일어난다. 요크(207)는 진동하므로, 코운에서 대기로의 에너지 전달 효율이 낮다. 이는 스피커 구조로부터 출력되는 사운드의 나쁜 과도 특성(사운드 속도의 느낌)의 원인이 된다.
이러한 과제를 해결하기 위해서, 스피커가 캐비닛의 정면에 고정되고, 스피커의 요크가 스피커 구조의 지지 로드에 의해 직접 지지되는 스피커 구조가 일본 특개평11-146471호 공보와 특개평05-153680호 공보에서 제안되었다. 그러나 이들 스피커 구조의 취약한 구조 강도로 인해 이동하는 차량의 진동으로 인해 차에 탑재된 스피커 구조가 파손되는 문제가 있었다. 스피커 구조의 강도를 증가시키면 그 중량을 증가시킴으로써 구조를 복잡화하는 새로운 문제가 발생하였다.
본 발명의 목적은 양호한 음질을 유지하면서 구성이 간단한 스피커 구조를 제공하여 상기 과제를 해결하는 것이다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 스피커 구조를 나타내는 도면.
도2는 도1의 스피커 구조가 복수개로 단일의 캐비닛에 배치된 스피커 구조를 나타내는 도면.
도3은 본 발명의 제2실시예에 의한 스피커 구조를 나타내는 도면.
도4는 본 발명의 제3실시예에 의한 스피커 구조를 나타내는 도면.
도5는 캐비닛(13)의 평면도.
도6은 도4의 스피커 구조의 사시도.
도7은 종래의 스피커 구조를 나타내는 도면.
상기 목적을 이루기 위해서, 스피커 구조는 제1진동판, 상기 제1 진동판의 둘레를 고정하는 제1프레임 및 신호를 제1 진동판의 진동으로 변환하는 제1 자기 회로를 갖는 제1스피커와, 제2진동판, 상기 제2 진동판의 둘레를 고정하는 제2프레임 및 신호를 제2 진동판의 진동으로 변환하는 제2 자기 회로를 갖는 제2스피커와, 상기 제1 자기 회로와 상기 제2 자기 회로를 그 배후에서 고정하는 고정 부재를 구비한다.
또한 스피커 구조는 제1 및 제2 자기 회로에 동일 위상의 신호를 공급하는 수단을 갖는다.
또한 스피커 구조는 제1 및 제2 스피커를 덮는 캐비닛, 고정 부재를 지지하는 지지 수단, 제1 프레임과 캐비닛 사이에 위치하는 완충재, 제2프레임과 캐비닛 사이에 위치하는 완충재, 지지 수단과 캐비닛 사이에 위치하는 완충재를 가짐으로써 제1 및 제2 스피커와 지지 수단에 대해서 캐비닛이 부유 상태로 유지되는 것이 바람직하다.
또한 스피커 구조는 캐비닛의 모서리와 결합하고, 제1 및 제2 프레임의 배후에 설치되는 가이드를 갖는 것이 바람직하다.
또한 스피커 구조는 캐비닛에 설치된 도어 장치를 갖는 것이 바람직하다.
또한 고정 부재는 제1 자기 회로에 고정된 제1 리브, 제2 자기 회로에 고정된 제2리브, 그리고 제1 및 제2 리브를 접속하는 접속 부재를 갖는 것이 바람직하다.
또한 스피커 구조는 고정 부재에 고정되고, 캐비닛의 내면과 접촉하는 중간 지지재를 갖는 것이 바람직하고, 또한 중간 지지재는 완충재를 통해서 캐비닛의 내면에 접촉하고, 흡음재는 중간 지지재에 탑재되는 것이 바람직하다.
또한 캐비닛은 공기를 배출하기 위한 개구부를 갖는 것이 바람직하다.
(실시예)
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 스피커 구조를 나타내는 단면도이다. 도1에서 부호 10은 실린더 형상의 중공 캐비닛을 나타내고, 부호 20, 30은 스피커를 나타낸다. 스피커(20)는 진동판인 코운(21), 코운(21)의 둘레를 고정하는 프레임(22), 코운을 진동시키는 보이스 코일(23), 자기 회로(24), 터미널(28) 등으로 된다. 자기 회로(24)는 판(25), 자석(26), 요크(27) 등으로 된다. 스피커(30)는 코운(31), 프레임(32), 보이스 코일(33), 자기 회로(34), 터미널(38) 등으로 된다. 자기 회로(34)는 판(35), 자석(36), 요크(37) 등으로 된다. 스피커(20, 30)는 규격과 형상이 완전히 동일하지만, 적어도 동일 지름의 콘과 동일 형상의 자기 회로를 가져도 좋다.
리브(50)는 스피커(20)의 요크(27)와 스피커(30)의 요크(37)에서 서로 대칭으로 대향하는 위치에 고정된다. 도1에 나타낸 바와 같이, 리브(50)는 요크 양쪽 모두에 고정되지만, 리브(50)는 자기 회로의 어디에 고정되어도 좋다. 이에 따라 스피커(20, 30)는 리브(50)를 통해 결합된다. 리브(50)는 실린더 형상의 금속 등으로 되고, 리브(50)는 그 길이 방향 전체로 일정한 단면적을 갖지 않음으로써 그 자체가 공진하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 즉 소위 배럴식(barrel-style) 리브가 그 양단에서 요크(27, 37)에 연결되도록 작은 단면적을, 그 중심부에서 큰 단면적을 갖도록 하는 것이 바람직하다.
가이드(29, 39)가 스피커(20, 30)에 대해 프레임(22, 32)의 둘레의 배후에 설치된다. 캐비닛(10)은 양단의 전체에서 완충재(42)를 통해서 가이드(29, 39)와 결합하여 위치가 잡히도록 되어 있다. 완충재(42)는 스피커(20, 30)와 캐비닛(10) 사이에 위치하여 캐비닛(10)의 기밀성을 유지한다. 완충재(42)는 또한 캐비닛에 고정하지 않고 스피커(20, 30)를 부유 상태로 유지한다.
상술한 바와 같이 스피커(20, 30)는 캐비닛(10)에 대해서 부유 상태로 유지됨으로써 스피커(20, 30)의 진동이 캐비닛(10)에 직접 전달되지 않는다.
완충재(42)는 적어도 쿠션을 갖고, 기밀성을 유지하며, 스피커(20, 30)의 진동을 캐비닛(10)에 직접 전달하지 않는 재료로 되어도 좋다. 또한 완충재는 스피커(20, 30)의 신호를 재생 밴드폭으로 60dB이상으로 감쇄하는 재료로 되는 것이 바람직하다. PEF가 그러한 재료의 보기이다.
오디오 신호 등의 신호는 입력 터미널(40), 접속 와이어(41) 및 터미널(28, 38)을 통해 각 스피커에 공급된다. 각 스피커에 공급될 신호는 동일 위상의 신호이고 동시에 스피커로부터 동일 사운드를 발생하는 것이 바람직하다. 동일 위상의 동일 신호가 각 스피커에 공급될 때, 요크의 진동으로 인한 각 스피커의 반작용은 리브(50)를 통해 소거된다.
상술한 바와 같이 2개의 스피커가 리브를 통해서 등을 맞대도록 배치됨으로써 요크의 진동이 효과적으로 억제됨으로써 코운의 사운드 변환 효율이 증가한다. 또한 각 스피커는 캐비닛에 대해서 부유 상태로 유지되므로, 요크의 진동이 거의 캐비닛에 전달되지 않음으로써 캐비닛의 울림이 감소된다. 또한 스피커에 의해 발생한 노이즈도 감소될 수 있다.
2개의 스피커가 리브 없이 등을 맞대고 접속되면, 캐비닛에 충분한 공간이, 특히 각각의 콘의 후방에 마련되기 어렵고, 따라서 양질의 사운드를 발생하기 어려워지는 문제가 생기고 또한 설계 자유도가 감소되는 문제도 생길 수 있다. 상술한 이유로부터 2개의 스피커는 리브 등으로 된 고정 부재를 통해서 서로 고정됨으로써 양 스피커간의 간격을 줄 필요가 있다.
도2는 상술한 본 발명의 제1 실시예에 의한 스피커 구조의 4세트가 단일의 박스식 캐비닛에 배열된 예를 나타낸다. 도2에 나타낸 바와 같이, 스피커(20a, 20b, 20c, 20d)는 도면의 정면에 배열되고, 스피커(30a, 30b, 30c, 30d)는 스피커(20a, 20b, 20c, 20d)에 각각 대향하도록 다른 면의 다른 쪽에 배열된다. 도2에 나타낸 각 스피커는 10~40cm의 코운 직경을 갖는 소형 스피커이다.
상술한 바와 같이 리브를 통해서 자기 회로에 고정되는 다중 세트의 스피커 쌍이 단일의 캐비닛에 탑재됨으로써 소형 스피커의 로우 디스토션(low distortion)을 발휘하면서도 저주파 사운드의 재생 볼륨을 높일 수 있다.
도3은 본 발명의 제2 실시예에 의한 스피커 구조를 나타내는 단면도이다.
제2실시예는 제1실시예의 변형예로서, 스피커(20, 30)를 덮는 캐비닛의 형상만이 제1실시예와 다르다. 제2실시예에서 캐비닛은 도1에 나타낸 캐비닛(10)과 유사하게 실린더 형상의 중공 본체(12a)와 본체(12a)로부터 위쪽으로 돌출하는 실린더 형상의 중공 돌출부(12b)를 구비한다. 돌출부(12b)의 상단은 공기 배출을 위해 개방된다.
돌출부(12b)의 치수에 대해서는, 예를 들면 A를 스피커(20, 30)의 코운(21, 31)의 직경, B를 본체(12a)의 길이, C를 돌출부(12b)의 직경, D를 돌출부(12b)의길이라고 할 때, A=12cm, B=20cm이면 C=12cm, D=100cm인 것이 바람직하다.
돌출부(12b)의 상단이 도3에 나타낸 바와 같이 개방되므로, 공진 주파수가 개방으로 감소됨으로써 스피커의 저주파 사운드의 재생 능력이 향상된다.
도4는 본 발명의 제3 실시예에 의한 스피커 구조를 나타내는 단면도이다.
도4에서 부호13은 실린더 형상의 중공 캐비닛을 나타내고, 제1실시예의 스피커와 마찬가지로 부호 20, 30은 스피커를 나타낸다.
리브(51)의 일단이 스피커(20)의 요크(27)에 고정된다. 리브(51)의 타단에 나사홈이 형성됨으로써 나사 결합으로 접속 부재(54)에 접속된다. 마찬가지로 리브(52)의 일단이 스피커(30)의 요크(37)에 고정되고, 리브(52)의 타단에 나사홈이 형성됨으로써 나사 결합으로 접속 부재(54)에 접속된다.
리브(51)의 일단과 리브(52)의 일단은 도4에 나타낸 바와 같이 요크(27, 37)에 각각 고정되지만, 자기 회로(24, 34)의 임의 부분에 각각 고정되어도 좋다. 이에 따라 스피커(20, 30)는 리브(51, 52)와 접속 부재(54)를 통해서 결합된다. 리브(51, 52)는 실린더 형상의 금속으로 되고, 리브(51, 52)는 길이 방향에 걸쳐 동일 단면적으로 형성되지 않음으로써 그 자체가 공진하지 않는 것이 바람직하다. 접속 부재(54)는 스탠드(60)에 고정된다. 또한 리브(51, 52)는 자기 회로(24, 34)에 각각 고정됨으로써 서로 대칭으로 대향하는 위치에 각각 고정됨으로써 리브(51, 52)의 공진을 줄일 수 있다.
도5는 캐비닛(13)의 저면도이다. 스피커(20)는 도면의 저부에 탑재되고, 스피커(30)는 도면의 상부에 탑재된다. 스탠드(60)용 개구부(15)가 캐비닛의 저부에 설치되고, 도어(14a, 14b)가 개구부 주위에 설치된다. 도어(14a, 14b)는 힌지에 의해 캐비닛(13)에 탑재됨으로써 도면에서 측에서 측으로 전방으로 개방된다. 도어(14a, 14b)를 개방하면 스탠드(60)가 접속 부재(54)에로의 탑재와 캐비닛 안측의 배선이 용이하게 된다.
캐비닛(13)의 전체 모서리는 스피커의 프레임(22, 32)과 완충재(42)에 의해 위치가 잡힌다. 또한 완충재(42)는 캐비닛(13)의 도어(14a, 14b)와 스탠드(60) 사이에 위치한다. 이들 완충재(42)는 캐비닛(10)의 기밀성을 유지하고, 스피커(20, 30)와 스탠드(60)에 대해서 캐비닛(13)을 부유 상태로 유지한다. 상술한 바와 같이 캐비닛(13)은 스피커(20, 30)와 스탠드(60)에 대해서 부유 상태로 유지됨으로써 스피커(20, 30)의 진동이 캐비닛(13)에 직접 전달되지 않는다. 완충재(42)의 재료 등은 전술한 제1 실시예의 그것과 유사하다.
또한 중간 지지재(70)가 리브(51)를 안정시키기 위해 캐비닛(13)의 내측에 설치된다. 중간 지지재(70)는 링(71), 리브(51)에 고정된 베이스(72), 링(71)과 베이스(72)를 고정하기 위한 칼럼(73) 및 완충재(74)로 된다. 중간 지지재(70)는 완충재(74)를 통해서 캐비닛(13)의 내벽에 접촉한다. 도6은 캐비닛의 내측을 나타내는 사시도이다. 도6에 의하면, 중간 지지재(70)를 리브에 고정하는 방법을 이해할 수 있다. 이 중간 지지재(70)를 사용함으로써, 캐비닛(13)에 대한 리브(51)의 상대 위치를 일정하게 유지할 수 있고, 이에 따라 리브는 안정될 수 있다. 펠트(Felt) 등이 완충재(74)의 재료로 적당하다. 또한 유리 섬유와 같은 흡음재를 칼럼(73) 주위에 감싸는 것이 바람직하다. 중간 지지재(70)는 도4에 나타낸 바와 같이, 리브(51)에만 고정되지만, 마찬가지의 중간 지지재를 리브(52)에 대해 설치하여도 좋다.
제1실시예와 마찬가지로 오디오 신호 등의 신호가 도4에 나타내지 않은 입력 터미날, 접속 와이어 및 터미날을 통해 각 스피커에 공급된다. 제1실시예와 같이 각 스피커에 공급되는 신호는 위상이 동일한 신호이고, 각 스피커로부터 동일 사운드를 동시에 발생하는 것이 바람직하다. 동일 위상의 신호가 각 스피커에 공급될 때, 코운의 진동으로 인한 각 스피커의 반작용은 리브(51, 52)와 접속 부재(54)를 통해 소거된다.
제3실시예에 의한 스피커 구조를 조립하는 방법의 예를 이하에 설명한다. 먼저 스피커(20)에 고정된 리브(51)가 나사 결합으로 접속 부재(54)에 고정된다. 다음에 스피커(20)의 가이드(29)가 완충재(42)를 통해서 캐비닛(13)의 단부에 결합된다. 그 후에 리브(52)가 접속 부재(54)에 나사 결합하도록, 스피커(30)와 스피커(30)에 고정된 리브(52)가 캐비닛(13)의 타단으로부터 삽입된다. 다음에 스피커(30)의 가이드(39)가 완충재(42)를 통해서 캐비닛(13)의 타단에 결합되도록 리브(52)가 접속 부재(54)에 나사 결합된다. 상술한 절차 후에 스피커(20, 30)는 리브(51, 52)와 접속 부재(54)에 의해 고정되고, 캐비닛(13)은 스피커(20, 30)의 가이드 사이에 위치가 잡힌다.
그 후에 캐비닛의 도어(14a, 14b)가 개방되고, 스탠드(60)가 개방된 도어를 통해 삽입된 다음 접속 부재(54)가 스탠드(60)에 고정된다. 또한 각각의 스피커용 소정의 배선이 수행된다. 마지막으로 완충재(42)가 도어(14a, 14b)와 스탠드(60)사이에 위치하도록 도어(14a, 14b)가 닫힌다.
상술한 절차에 따르면, 제3실시예의 스피커 구조를 조립할 수 있다.
상술한 바와 같이 2개의 스피커가 2개의 스피커 사이에 공간을 주는 리브를 포함하는 고정 부재로 서로 고정됨으로써 요크의 진동이 효율적으로 억제되고 코운의 사운드 변환 효율이 향상될 수 있다.
동일 위상의 신호가 2개의 스피커에 공급될 때, 스피커의 요크가 서로 당기거나 미는 힘이 소거됨으로써 요크의 진동이 효과적으로 억제된다.
또한 각 스피커가 캐비닛에 대해서 부유 상태로 유지될 때, 요크의 진동은 캐비닛에 거의 전달되지 않고 캐비닛의 비정상 사운드가 감소된다. 스피커에 의해 발생된 소음 역시 감소된다.
또한 접속 부재(54)로 양 스피커를 모두 당기면서 조립한 스피커 구조이므로 운반중의 진동에 관계없이 안정되게 유지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 양호한 음질을 유지하면서 구성기 간단한 스피커 구조를 제공할 수 있다.

Claims (11)

  1. 제1진동판, 상기 제1 진동판의 둘레를 고정하는 제1프레임 및 신호를 제1 진동판의 진동으로 변환하는 제1 자기 회로를 갖는 제1스피커;
    제2진동판, 상기 제2 진동판의 둘레를 고정하는 제2프레임 및 신호를 제2 진동판의 진동으로 변환하는 제2 자기 회로를 갖는 제2스피커;
    상기 제1 자기 회로와 상기 제2 자기 회로를 그 배후에서 고정하는 고정 부재;
    상기 제1 및 제2스피커를 덮는 캐비닛;
    상기 고정 부재를 지지하는 지지 수단;
    상기 제1프레임과 상기 캐비닛 사이, 상기 제2 프레임과 상기 캐비닛 사이 및 상기 지지 수단과 상기 캐비닛 사이에 배치된 완충재를 구비하고,
    상기 캐비닛이 제1 및 제2 스피커와 상기 지지 수단에 대해서 부유 상태로 유지되는 스피커 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 자기 회로에 같은 신호를 동위상(in phase)으로 공급하는 수단을 더 구비하는 스피커 구조.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2프레임의 배후에 상기 캐비닛의 모서리와 결합되는 가이드를 더 구비하는 스피커 구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 캐비닛에 설치된 도어 장치를 더 구비하는 스피커 구조.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 고정 부재는 상기 제1 자기 회로의 배후에 고정된 제1 리브, 상기 제2 자기 회로의 배후에 고정된 제2 리브 및 상기 제1 및 제2 리브를 접속하는 접속 부재를 구비하는 스피커 구조.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고정 부재에 고정되고 상기 캐비닛의 내면과 접촉하는 중간 지지재를 더 구비하는 스피커 구조.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 중간 지지재는 상기 캐비닛의 상기 내면과 완충재를 통해서 접촉하는 스피커 구조.
  9. 제7항에 있어서,
    사운드 캐비닛이 공기 배출을 위한 개구부를 구비하는 스피커 구조.
  10. 제1항에 있어서,
    사운드 캐비닛이 공기 배출을 위한 개구부를 구비하는 스피커 구조.
  11. 단일의 캐비닛 내에 제1항의 스피커 구조가 복수개 설치되는 스피커 구조.
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