KR100747938B1

KR100747938B1 - 스피커

Info

Publication number: KR100747938B1
Application number: KR1020067004079A
Authority: KR
Inventors: 오사무 후나하시
Original assignee: 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
Priority date: 2004-08-27
Filing date: 2005-08-02
Publication date: 2007-08-08
Also published as: EP1786237A4; WO2006022119A1; DE602005024018D1; US20060285718A1; JP4604609B2; KR20060060708A; US7532736B2; EP1786237B1; CN1843057A; CN1843057B; EP1786237A1; JP2006067282A

Abstract

프레임과, 제 1 에지를 거쳐서 고정된 진동판과, 보이스 코일과, 자기 회로와, 제 2 에지를 거쳐서 고정된 서스펜션 홀더를 구비하며, 제 1 및 제 2 에지는 이들 제 1 및 제 2 에지 사이를 경계로 해서 대략 대칭 형상인 동시에, 서스펜션 홀더의 내주측과 진동판의 내주측을 보이스 코일의 자기 간극 외측 부분에 고정한다. 또한, 자기 회로는 프레임의 바닥부 외측에 설치되는 동시에, 그 외주가 적어도 제 2 에지 중심 외측까지 미치는 자석을 구비하며, 자기 회로의 자기 간극은 프레임의 바닥면을 관통해서 프레임 내까지 형성되는 스피커를 제공한다. 이 스피커는 저 왜곡과 음성 출력의 증가가 가능하다.

Description

스피커{SPEAKER}

본 발명은 각종 음향 기기에 사용되는 스피커에 관한 것이다.

종래의 스피커의 구성을 도 5를 이용하여 설명한다. 즉, 이 스피커는 자기 회로(1)와, 자기 회로(1)의 자기 간극(gap)(2) 내에 적어도 그 코일부(3)가 자유롭게 움직이도록 설치된 보이스 코일(voice coil)(4)과, 보이스 코일(4)의 자기 간극(2) 외측 부분에 그 내주가 연결된 진동판(5)과, 진동판(5)의 외주가 에지(6)를 거쳐서 연결된 프레임(7)을 갖고 있다. 그리고, 보이스 코일(4)의 코일부(3)에 오디오 앰프 등으로부터 출력된 전기 신호를 입력함으로써 보이스 코일(4)이 진동하고, 그 진동력이 진동판(5)에 전달되고, 진동판(5)이 공기를 진동시켜서 전기 신호를 음성으로 변환시키는 구성으로 되어 있다. 이러한 구성을 갖는 스피커의 예가 일본 특허 공개 제 1999-275690 호 공보에 개시되어 있다.

상기 종래 예에 있어서는 도 5에 도시하는 바와 같이, 보이스 코일(4)의 코일부(3)와 진동판(5) 내주 고정 부분 사이에 댐퍼(8)의 내주가 고정되고, 댐퍼(8)의 외주는 프레임(7)에 고정되어 있다. 댐퍼(8)는 에지(6)와 함께 서스펜션(suspension)을 구성하며, 보이스 코일(4)이 가동될 때 롤링(rolling)하지 않도록 한다. 또한, 댐퍼(8)는 복수의 파형을 조합한 형상으로 해서, 될 수 있는 한 보이스 코일(4)의 가동 부하가 되지 않도록 하는 구성으로 되어 있다.

그러나, 최근의 스피커의 고성능화에 대해서는 댐퍼(8)가 존재함으로써 큰 과제가 발생하고 있다.

즉, 보이스 코일(4)이 자기 회로(1)로 향하는 거동과, 자기 회로(1)와는 반대측으로 향하는 거동에 있어서, 댐퍼(8)의 가동 부하의 비직선성이나 비대칭성이 크기 때문에, 이것에 기인하는 고조파 왜곡(harmonics distortion)이 크게 발생함과 동시에 출력 선형성(power linearity)도 악화될 가능성이 있다.

도 6은 종래의 스피커의 출력 선형성, 즉 스피커 입력 전력에 대한 진동판(5)의 진폭량(변위)을 도시하고 있다. 도면 중의 참조부호 (A)는 자기 회로(1)로 향하는 진동판(5)의 진폭 특성을 도시하고, 참조부호 (B)는 자기 회로(1)와는 반대 방향을 향하는 진동판(5)의 진폭 특성을 도시한다. 또한, 도 7에는 종래의 스피커의 고조파 왜곡 특성을 도시하고, 도면 중의 참조부호 (C)가 스피커의 주파수 특성, 참조부호 (D)가 제 2 고조파 왜곡 특성, 참조부호 (E)가 제 3 고조파 왜곡 특성을 각각 도시하고 있다.

이러한 출력 선형성이나 고조파 왜곡 특성의 과제를 해결하기 위해서, 댐퍼(8)의 비직선성이나 비대칭성을 개선하는 여러 종류의 방안이 검토되고 있다. 댐퍼(8)는 상술한 바와 같이 그 가동 부하를 적게 하도록 복수의 파형을 조합해서 구성되어 있다. 따라서, 댐퍼(8)와 에지(6)를 조합해서 서스펜션을 구성하는 이상 은, 비직선성이나 비대칭성을 해결해서 고조파 왜곡을 저감시키는 것이 어렵고, 스피커의 고성능화를 만족시키는 상태라고 말할 수 없다.

그로써, 최근 댐퍼(8)를 없애고, 그 대신에 도 8에서와 같이 진동판(5)의 아래쪽으로 링 형상 서스펜션 홀더(holder)(8)를 설치하여, 서스펜션 홀더(8)의 내주를 보이스 코일(4)에 고정하고, 서스펜션 홀더(8)의 외주를 제 2 에지(6a)를 거쳐서 프레임(7)에 고정시키는 것이 제안되어 있다. 그리고, 에지(6)와 제 2 에지(6a)는 그것들의 사이를 경계로 해서 대략 대칭 형상이다. 즉, 도 8에서와 같이 에지(6)가 윗쪽으로 볼록하면, 제 2 에지(6a)는 아래쪽으로 볼록하다. 이로써 양쪽 에지의 돌출 형상에 따르는 진동판(5)의 상하 움직임 방향으로의 부하의 불균형을 상쇄시키고, 출력 선형성의 악화 등을 억제하려고 하는 것이다. 이것은 도 6에 도시한 참조부호 (A)와 참조부호 (B)로 표시되는 진동판(5)의 2개의 변위를 동일하게 하려 하는 것이다.

그러나, 도 8에 도시하는 스피커에도 개선해야 할 과제는 있다. 그것은 제 2 에지(6a)를 설치함으로써, 자기 회로(1)는 그것보다 내측에 설치하지 않으면 안 된다. 그 결과, 자기 회로(1)의 자석(1a)도 작아지고, 이로써 보이스 코일(4)의 구동력이 작아지며, 음성 출력이 작아질 가능성이 있다.

발명의 요약

본 발명은 상면측에 개구부를 갖는 오목형의 프레임과, 프레임의 개구 부분에 설치되는 동시에 그 외주측이 이 프레임의 개구 가장자리 부분에 제 1 에지를 거쳐서 고정된 진동판과, 진동판의 하면측에 설치한 보이스 코일과, 보이스 코일의 적어도 일부가 그 자기 간극에서 자유롭게 움직이도록 배치된 자기 회로와, 프레임 내의 진동판 하면측에 있어서, 그 외주측이 프레임에 제 2 에지를 거쳐서 고정된 서스펜션 홀더를 구비한 스피커로서, 제 1 및 제 2 에지는 이것들의 제 1 및 제 2 에지 사이를 경계로 대칭 형상인 동시에, 서스펜션 홀더의 내주측과 진동판의 내주측을 보이스 코일의 자기 간극 외측 부분에 직접적 혹은 간접적으로 고정하고, 자기 회로는 프레임의 바닥부 외측에 설치되는 동시에, 그 외주가 적어도 제 2 에지의 중심 외측까지 미치는 자석을 구비하며, 이 자기 회로의 자기 간극은 프레임의 바닥면을 관통해서 프레임 내까지 형성되는 스피커를 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시형태의 스피커의 단면도,

도 2는 본 발명의 다른 실시형태의 스피커의 단면도,

도 3은 도 1에 도시하는 스피커의 출력 선형성을 나타내는 도면,

도 4는 도 1에 도시하는 스피커의 고조파 왜곡 특성을 나타내는 도면,

도 5는 종래의 스피커의 단면도,

도 6은 종래의 스피커의 출력 선형성을 도시한 도면,

도 7은 종래의 스피커의 고조파 왜곡 특성을 도시한 도면,

도 8은 다른 종래의 스피커를 도시하는 단면도.

본 발명의 스피커는 이하의 구성을 갖는다. 상면측에 개구부를 갖는 오목형의 프레임과, 프레임의 개구 부분에 설치되는 동시에 그 외주측이 이 프레임의 개구 가장자리 부분에 제 1 에지를 거쳐서 고정된 진동판과, 진동판의 하면측에 설치한 보이스 코일과, 보이스 코일의 적어도 일부가 그 자기 간극에서 자유롭게 움직이도록 배치된 자기 회로와, 프레임 내의 진동판 하면측에 있어서 그 외주측이 상기 프레임에 제 2 에지를 거쳐서 고정된 서스펜션 홀더를 구비하며, 제 1 및 제 2 에지는 이것들의 제 1 및 제 2 에지 사이를 경계로 대략 대칭 형상이다. 그리고, 이 자기 회로는 프레임의 바닥부 외측에 설치되는 동시에 그 외주가 적어도 제 2 에지의 중심 외측까지 미치는 자석을 구비하며, 이 자기 회로의 자기 간극은 프레임의 바닥면을 관통해서 프레임 내까지 형성되는 스피커를 제공한다.

이렇게 하여, 본 발명의 스피커는 보이스 코일이 진동판, 서스펜션 홀더 및 에지 사이를 경계로 대략 대칭 형상인 제 1 및 제 2 에지로 지지되어 있으므로, 진동판의 상하 움직임이 부드럽게 실행될 수 있고, 음의 재생 왜곡을 작게 할 수 있다. 또한, 자석을 크게 할 수 있으므로, 본 발명의 스피커는 보이스 코일의 구동력을 높이고, 음성 출력을 크게 할 수 있다.

이하 본 발명의 실시형태의 일 실시예를 도면을 이용하여 상세하게 설명한다. 본 발명은 본 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 도면은 모식도이며, 각 위치 관계를 치수적으로 정확하게 도시하는 것은 아니다.

도 1 내지 도 4를 이용하여 본 실시형태를 설명한다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 오목형의 프레임(9)은 상면측에 개구부를 갖고, 금속판을 오목 형상에 삽입함으로써 형성되어 있다. 또한, 프레임(9)의 상면 개구 부분에는 원형 링 형상의 진동판(10)이 설치된다. 진동판(10)의 외주측은 고무제로 된 링 형상의 제 1 에지(11)를 거쳐서 프레임(9)의 개구 가장자리 부분에 고정되어 있다.

이 진동판(10)의 하면측에는 원통형의 보이스 코일(voice coil)(12)이 설치된다. 보이스 코일(12)의 적어도 하부 코일부(13)는 자기 간극(14)에서 상하 움직임이 자유롭게 배치되어 있다. 원통대 형상의 서스펜션 홀더(15)의 외주측은 프레임(9) 내의 진동판(10) 하면측에 있어서, 고무제로 된 링 형상의 제 2 에지(16)를 거쳐서 프레임(9)에 고정된다.

제 1 및 제 2 에지(11, 16)는 돌출하는 방향이 서로 반대가 되도록 대략 대칭 형상으로 되어 있다. 구체적으로는, 제 1 에지(11)는 윗쪽으로 반원 형상으로 돌출되어 있고, 제 2 에지(16)는 아래쪽으로 반원 형상으로 돌출되어 있다. 또한, 서스펜션 홀더(15)의 내주측과 진동판(10)의 내주측은 붙여 겹쳐서 접착제로 일체화되고, 한층 더 보이스 코일(12)의 자기 간극(14) 외측 부분에 접착제 등으로 직접적 혹은 간접적으로 고정되어 있다.

여기에서, 본 발명에 있어서의 직접적 혹은 간접적으로 고정한다는 점에 대해서 설명한다. 도 1에 있어서는, 서스펜션 홀더(15)의 내주측과 진동판(10)의 내주측은 일체화되고, 둘 다 보이스 코일(12)의 외주에 직접적으로 고정되어 있는 상태이다. 또한, 어느 한쪽, 예컨대 진동판(10)의 내주를 보이스 코일(12)의 외주에 고정하고, 서스펜션 홀더(15)의 내주측을 도 1보다 작게 해서, 그것을 진동판(10)의 하면에 접착제로 고정해도 좋다. 반대로 서스펜션 홀더(15)의 내주를 보이스 코일(12)의 외주에 고정하고, 진동판(10)의 내주측을 도 1보다 작게 해서, 그것을 서스펜션 홀더(15)의 상면에 접착제로 고정해도 좋다. 이것들의 상태를 서스펜션 홀더(15) 또는 진동판(10)의 어느 한 쪽이 보이스 코일(12)의 외주에 간접적으로 고정되어 있다고 말한다.

그런데, 자기 간극(14)을 형성하기 위한 자기 회로(17)는 도 1에 도시하는 바와 같이, 프레임(9)의 바닥부 외측에 설치되는 동시에, 그 외주가 적어도 제 2 에지(16)의 중심보다 외측까지 미치는 자석(18)을 구비하고 있다. 자기 회로(17)에 대해서 더욱 상술한다. 자기 회로(17)는 원판 형상체의 상면에 기둥형 돌출부(19)를 형성한 요크(yoke)(20)와, 요크(20) 상에 적층된 링 형상의 자석(18)과, 외주부가 자석(18) 상에 적층되고 내주부는 요크(20)의 기둥형 돌출부(19)와 함께 프레임(9) 내로 돌입되고 기둥형 돌출부(19)의 외주와의 사이에서 자기 간극(14)을 형성하는 링 형상 플레이트(21)로부터 형성되어 있다. 그리고, 자기 간극(14)은 상기 프레임(9)의 바닥면을 관통해서 프레임(9) 내의 중앙부까지 형성되어 있다.

또 자기 회로(17)에 있어서, 원판 형상의 요크(20)와, 링 형상의 자석(18)과, 링 형상 플레이트(21)는 접착에 의해 일체화되어, 프레임(9)의 바닥면 외측에 볼트(도시하지 않음) 등에 의해 고정되어 있다. 또한, 도 2에 도시하는 바와 같이 요크(20)의 기둥형 돌출부(19) 상에 상부 플레이트(25)를 적층하고, 상부 플레이트(25)의 외주와, 링 형상 플레이트(21)의 사이에서 자기 간극(14)을 형성하도록 해 도 좋다.

또한, 프레임(9)의 측면 하측 부분에 제 2 에지(16)를 접착제로 고정하기 위해서 단부(22)를 형성하고 있다. 단부(22)보다 아래의 프레임(9) 측면 부분에 통기구(23)를 형성하고 있다. 통기구(23)는 통풍용 때문에 형성한 것이지만, 통기구(23) 부분으로부터 자기 간극(14)에 먼지가 침입하지 않도록 하기 위해서는 도 2에 도시하는 바와 같이 먼지 필터(24)를 설치하는 것이 바람직하다. 또한 그 때는 먼지 필터(24)를 통기구(23)의 프레임(9) 외측 부분에 설치해도 좋다. 그렇게 하면 먼지 필터(24)가 제 2 에지(16)의 상하 움직임을 저해하는 것을 회피할 수 있다.

또한, 자기 회로(17)의 자석(18)은 도 1에 도시하는 바와 같이 그 외주가 제 2 에지(16) 외측까지 미치는 크기로 할 수도 있으므로, 그 경우는 보이스 코일(12)의 구동력을 더욱 크게 할 수 있다.

본 실시형태에서는 보이스 코일(12)과 프레임(9) 사이에 종래의 댐퍼를 대신하는, 서스펜션 홀더(15)와 제 2 에지(16)에 의한 서스펜션이 설치된다. 서스펜션 홀더(15) 및 제 2 에지(16)는 제 1 에지(11)와 함께 서스펜션을 구성하고, 보이스 코일(12)이 상하로 가동시에 롤링하지 않도록 설치된다. 이것 때문에, 제 1 에지(11)와 제 2 에지(16)에 의해 서스펜션을 구성할 수 있고, 서스펜션의 비직선성 및 비대칭성의 요인이 되는 댐퍼를 배제할 수 있다. 또한, 제 1 에지(11)와 제 2 에지(16)는 그것 자체의 비대칭성을 상쇄하도록 대략 대칭 유사 형상으로 되어 있다. 구체적으로는, 제 1 에지(11)와 제 2 에지(16)의 돌출하는 방향이 반대로 되도록 대향 배치되어 있다. 이로써 출력 선형성을 나타내는 도 3의 참조부호 (A), (B)로 표시되는 2개의 선은 거의 동일하게 되어 있다. 즉, 이렇게 하여 서스펜션의 비직선성 및 비대칭성을 근본적으로 해결할 수 있다.

또한, 도 4의 참조부호 (D), (E)로 도시하는 스피커의 제 2 및 제 3 고조파 왜곡 특성과 같이, 서스펜션의 비직선성 및 비대칭성에 기인하는 고조파 왜곡을 저감할 수 있으므로, 스피커의 고성능화가 실현된다.

또한, 본 발명의 자기 회로에 사용되는 자성재료는 당업자가 통상 사용하는 것을 채용할 수 있다. 다른 구성 재료에 대해서도 같다.

본 발명은 진동판의 진동 왜곡이 작고, 또한 보이스 코일의 구동력이 큰 스피커를 제공할 수 있다. 이 스피커는 각종 음향 기기에 폭넓게 사용할 수 있다.

Claims

상면측에 개구부를 갖는 오목형의 프레임과,

상기 프레임의 개구 부분에 마련되는 동시에, 그 외주측이 상기 프레임의 개구 가장자리 부분에 제 1 에지를 거쳐서 고정된 진동판과,

상기 진동판의 하면측에 마련한 보이스 코일(voice coil)과,

상기 보이스 코일의 적어도 일부가 그 자기 간극(gap)에서 자유롭게 움직이도록 배치된 자기 회로와,

상기 프레임 내의 진동판 하면측에 있어서, 그 외주측이 상기 프레임에 제 2 에지를 거쳐서 고정된 서스펜션 홀더(suspension holder)를 구비하며,

상기 제 1 및 제 2 에지는 돌출하는 방향이 서로 반대가 되도록 대칭 형상을 갖고,

상기 서스펜션 홀더의 내주측과 상기 진동판의 내주측이 상기 보이스 코일의 자기 간극 외측 부분에 직접적 혹은 간접적으로 고정되고,

상기 자기 회로는 상기 프레임의 바닥부 외측에 마련되는 동시에,

판 형상체의 상면에 기둥형 돌출부를 형성한 요크(yoke)와,

상기 요크 상에 적층되고, 그 외주가 적어도 상기 제 2 에지의 중심보다 외측까지 미치는 링 형상의 자석과,

외주부가 상기 자석 상에 적층되고, 내주부는 상기 요크의 기둥형 돌출부와 함께 상기 프레임 내로 연신하고, 상기 기둥형 돌출부의 외주와의 사이에 상기 자기 간극을 형성하는 링 형상 플레이트를 가지며,

상기 자기 회로의 자기 간극의 위치는, 상기 프레임 내의 상기 제 2 에지의 위치보다도 상면측의 중앙부에 위치하는 것을 특징으로 하는

스피커.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 자기 회로는 상기 요크의 기둥형 돌출부 상에 적층된 판 형상의 상부 플레이트를 가지며,

상기 링 형상 플레이트의 내주부는, 상기 상부 플레이트의 외주와의 사이에서 상기 자기 간극을 형성하는 것을 특징으로 하는

스피커.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 프레임의 측면 하측 부분에 상기 제 2 에지를 고정하기 위한 단부를 형성하고, 상기 단부보다 아래의 상기 프레임 측면 부분에 통기구를 갖는

스피커.
제 4 항에 있어서,

상기 통기구 부분에 먼지 필터를 마련한

스피커.
제 5 항에 있어서,

상기 먼지 필터를 상기 프레임 외측 부분의 통기구 부분에 마련한

스피커.
삭제