KR100963560B1 - 스피커장치 - Google Patents

Abstract

스피커장치가 개시된다. 개시된 스피커장치는, 내부는 빈 공간을 형성하고, 상단부는 오픈된 개방부와 하단부는 밀폐된 밀폐부를 각각 형성하는 인클로져와; 상기 밀폐부로 출력음이 방사되도록 상기 인클로져 내부에 설치된 스피커 유닛과; 상기 스피커 유닛을 상부에 설치되게 구비된 설치부와, 상기 스피커 유닛의 출력음이 유동되도록 형성된 제1공간을 유동한 후 상기 밀폐부를 지나 상기 개방부로 방사되도록 구비된 제1폐관;을 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

우퍼, 에밀레종, 스피커

Description

스피커장치{SPEAKER}

본 발명은 스피커장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 보다 낮은 저주파 영역의 음만을 반사시키도록 구조를 개선하여 저음 영역을 보강한 스피커장치에 관한 것이다.

일반적인 저음역 보강 스피커장치는 도면으로 도시하지는 않았지만, 베이스 리플렉스 방식과 트랜스미션 에어라인 방식으로 대별된다.

상기 베이스 리플렉스 방식의 스피커장치는, 인클로져의 정면 또는 후면에 덕트를 구비하여 스피커 유닛으로부터 방사되는 후면음을 인클로져 내부에 공기반동과 공기질량에 의해 소정의 주파수를 공진시키도록 한 것이다.

그리고 상기 트랜스미션 에어라인 방식의 스피커장치는, 인클로져 상부에서부터 하부로 저역 스피커 유닛, 중역, 스피커 유닛, 및 고역 스피커 유닛을 순차적으로 설치한 것이다.

또한 상기 저역 스피커 유닛과 중역 및 고역 스피커 유닛의 사이에 설치공간을 분리하기 위한 칸막이가 마련되어 있다.

그리고 상기 칸막이의 하부에는 스피커 유닛의 설치 영역과 음도를 분리하기 위한 차단판이 마련되며, 음도를 형성하는 복수의 음도판이 설치된다.

이와 같은 종래의 스피커장치는, 스피커 유닛의 진동판 후방으로 전달되는 음파의 전달시간이나 경로를 조절하여 위상반전을 일으켜 진동판 전방으로 전달되는 음파와 저음역의 음파간의 상승간섭을 유도하여 저음을 보강한다.

하지만, 상기와 같은 종래의 저음역 보강 스피커장치는, 스피커장치가 충분한 내용적을 갖거나, 인클로져 내부에 여러 음도관을 설치해야 하므로 스피커장치가 커지게 되어 넓은 설치면적을 필요로 한다.

그리고 저주파 소리를 내기 위해서는 음파의 파장과 관계상 스피커의 크기가 커져야 한다. 그 이유는 작은 크기의 스피커로는 충분한 저주파 소리를 낼 수 없다. 이러한 이유로 우퍼 제작의 어려움이 있다.

폐관의 공진 주파수(f)는 음속/(4x파이프의 길이)으로 한다. 이와 같은 식을 적용하여 60Hz 이하의 주파수의 공진을 일으키려면, 폐관의 길이를 1.4166m 이상으로 설계를 하여야 한다. 이러한 이유로 콤팩트한 스피커장치의 제품을 설계하기가 어렵다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 에밀레종의 원리를 응용하여 후면 방사음과 전면 방사음을 동시에 이용하여 저음 영역이 강조되도록 하고, 스피커장치의 크기를 콤팩트화 하여 스피커장치의 설치면적이 작아지도록 한 스피커장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스피커장치는, 내부는 빈 공간을 형성하고, 상단부는 오픈된 개방부와 하단부는 밀폐된 밀폐부를 각각 형성하는 인클로져와; 상기 밀폐부로 출력음이 방사되도록 상기 인클로져 내부에 설치된 스피커 유닛과; 상기 스피커 유닛을 상부에 설치되게 구비된 설치부와, 상기 스피커 유닛의 출력음이 유동되도록 형성된 제1공간을 유동한 후 상기 밀폐부를 지나 상기 개방부로 방사되도록 구비된 제1폐관과; 상기 제1폐관의 외주면에 일정 간격을 두고 설치되어 상기 제1공간을 유동한 상기 스피커 유닛의 출력음이 상기 간격에 의해 형성된 제2공간을 유동한 후 상기 밀폐부를 지나 상기 개방부로 방사되도록 구비된 제2폐관과; 상기 제2폐관의 외주면에 일정 간격을 두고 설치되어 상기 제2공간을 유동한 상기 스피커 유닛의 출력음이 상기 간격에 의해 형성된 제3공간을 유동한 후 상기 밀폐부를 지나 상기 개방부로 방사되도록 구비된 제3폐관;을 포함하며,
이때, 상기 제3폐관은 상기 제1폐관을 지지하며 설치되도록 상기 제1폐관과 상기 제3폐관 사이에는 지지부가 구비되고, 상기 지지부는 상기 제3폐관의 상부 공간과 하부 공간을 구획하여 상기 상부공간과 상기 하부 공간이 차단되도록 구비되며, 또한, 상기 제3폐관의 하부에는 상기 스피커 유닛의 출력음이 유동되어 상기 개방부로 방사되도록 하는 개구가 형성되고, 상기 개구는 상기 제1,3폐관의 하단부를 지지하도록 설치된 지지부재에 형성되며, 그리고, 상기 제1폐관의 상부는 관의 지름이 점점 줄어들게 형성된 것을 그 특징으로 한다.

삭제

종래의 스피커장치는 후면 방사음의 공진을 이용해 저음 영역을 보강하였지만, 본 발명은 전면 방사음을 에밀레종의 원리와 같은 폐관 공진을 이용하여(또는 폐관의 기본진동을 이용하여) 고주파 성분은 흡반사 되어 상쇄시키고, 저주파 영역만을 반사시켜 보다 낮은 저주파 음을 방사시킨다.

이와 같이 본 발명의 스피커장치는 후면 방사음과 전면 방사음을 동시에 이용하여 저음 영역을 강조하였다.

그리고 저주파 음을 방사시키기 위하여 길이가 긴 폐관이 필요하지만, 본 발명의 스피커장치에서는 폐관 내에 다른 폐관이 겹쳐지도록 하여 스피커장치의 콤팩 트화가 가능하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명에 따른 스피커장치의 외관을 나타내 보인 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 종단면도가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 스피커장치(100)는, 내부는 빈 공간을 형성하고, 상단부는 오픈된 개방부(11)와 하단부는 밀폐된 밀폐부(12)를 각각 형성하는 인클로져(10)와, 이 인클로져(10)의 밀폐부(12)쪽으로 출력음이 방사되도록 인클로져(10) 내부에 설치된 스피커 유닛(60)과, 이 스피커 유닛(60)이 상부에 설치되도록 설치부(44)가 구비되고 스피커 유닛(60)의 출력음이 스피커 유닛(60)의 하부에 형성된 제1공간(41)을 유동한 후 인클로져(10)의 밀폐부(12)를 지나 인클로져(10)의 개방부(11)로 방사되도록 구비된 제1폐관(40)을 포함하여 구성된다.

그리고 본 발명에 따른 스피커장치(100)에는, 상기 제1폐관(40)의 외주면에 일정 간격을 두고 설치되어 제1폐관(40)의 제1공간(41)을 유동한 스피커 유닛(60)의 출력음이 제1폐관(40)의 외주면 사이의 상기 간격에 의해 형성된 제2공간(31)을 유동한 후 인클로져(10)의 밀폐부(12)를 지나 인클로져(10)의 개방부(11)로 방사되도록 구비된 제2폐관(30)을 포함하여 구성된다.

또한 본 발명에 따른 스피커장치(100)에는, 상기 제2폐관(30)의 외주면에 일정 간격을 두고 설치되어 이 간격에 의해 상기 제2폐관(30)의 제2공간(31)을 유동 한 스피커 유닛(60)의 출력음이 제2폐관(30) 외주면에 형성된 제3공간(22)을 유동한 후 상기 인클로져(10)의 밀폐부(12)를 지나 인클로져(10)의 개방부(11)로 방사되도록 구비된 제3폐관(20)을 포함하여 구성된다.

이러한 제3폐관(20)은 제1폐관(40)을 지지하며 설치되도록 제1폐관(40)과 제3폐관(20) 사이에는 지지부(45)가 구비되고, 제3폐관(20)의 하부에는 스피커 유닛(60)의 출력음이 유동되어 개방부(11)로 방사되도록 하는 개구(51)가 형성된다.

그리고 상기 지지부(45)는 제3폐관(20)에 의해 제1폐관(40)이 지지되도록 하는 동시에 제1폐관(40)과 제3폐관(20)의 사이의 공간인 제3공간(22)과 상부 공간(21)이 차단되도록 구비된다. 즉, 상기 지지부(45)는 제3폐관(20)의 상부 공간(21)과 하부 공간(또는 제3공간(22))을 밀폐되게 구획하여 상부 공간(21)과 하부 공간(또는 제3공간(22))을 차단한다.

이러한 지지부(45)는 제1,3폐관(40,20) 사이에 구비되기만 하면 되지만, 제1폐관(40) 또는 제3폐관(20)과 일체로 이루어지도록 하는 것이 구조적으로 유리하며, 제조에도 유리하다.

또한 상기 개구(51)는 제3폐관(20)이 인클로져(10)의 밀폐부(12)에 지지되는 경우 제3폐관(20)의 하부에 형성될 수도 있고, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1,3폐관(40,20)의 하단부를 지지하도록 하는 지지부재(50)에 형성될 수도 있다.

이와 같은 지지부재(50)의 상기 개구(51)는 바디(52)의 필요 구조(제1,3폐관을 지지할 수 있을 정도의 구조)만을 제외한 모든 부분에 형성된다.

그리고 상기 제1폐관(40)의 상부는 관의 지름이 점점 줄어들게 형성된다. 즉, 상기 제1폐관(40)의 최 상단부는 스피커 유닛(60)이 설치될 수 있도록 수직의 설치부(44)가 형성되고, 이 설치부(44)의 하부로 연장되어 지름이 축소되는 지름축소부(43)가 형성되며, 이 지름축소부(43)의 하부는 지름이 일정하게 이루어진다.

상기한 바와 같이 구비된 제2폐관(30)의 상단부는 제1폐관(40)의 관의 지름이 점점 줄어들어 지름축소부(43)의 가장 작은 지름이 된 부분에 위치되게 설치된다.

그리고 도 4에는 상기 스피커 유닛(60)의 상세도가 도시되어 있다.

도 4를 참조하면, 상기 스피커 유닛(60)은 상부 프레임(62)과, 하부 프레임(61)이 상기 제1폐관(40)의 설치부(44)에 지지되며 설치되고, 하부 프레임(61)의 중앙에 요크(63)가 설치되며, 이 요크(63)에 마그네트(64)와 플레이트(65)가 설치되며, 이 플레이트(65)와 요크(63) 사이에 보이스코일(66)이 설치된다.

그리고 상기 보이스코일(66)의 상부와 상부 프레임(62)에 지지되며 댐퍼(68)가 설치되며, 이 댐퍼(68)의 하부로 일측이 보이스코일(66)의 외주면 상단부에 지지되며 설치되고 타단의 에지부가 상부 프레임(62)과 하부 프레임(61) 사이에 지지된 진동판(69)이 설치된다.

또한 상기 하부 프레임(61)에 지지되며 상기 제1폐관(40)의 제1공간(41)으로 스피커 유닛(60)의 출력음이 방사되도록 출력음 방사부재(71)가 설치된다.

그리고 상기 보이스코일(66)의 상부를 센터캡(67)이 커버한다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 스피커장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

설명에 앞서, 한국의 대표적인 종인 에밀레종(성덕대왕신종)은 소리의 여운이 유난히 긴 것으로 유명하다. 이 에밀레종을 치면 그 은은한 여운이 끊어질 듯 작아지다가 다시 이어지곤 하는 현상이 1분 이상 지속되며, 특히 가슴을 울리는 저음역의 여운은 3분까지도 이어진다.

또한 에밀레종을 치는 방향의 횡파와 종 내부에서 발생하는 종파를 통해 소리를 발생시키는데, 특히 종의 고유 진동주파수와 그로 인해 울림통에서 발생하게 되는 주파수와의 차이가 줄어듦에 따라 횡파 형태의 종소리 지속시간이 길어지고 멀리 전파되는 것이 과학적 실험에 의해 입증되었다.

그리고 에밀레종의 형태를 비대칭으로 만듦으로 인해 타종시 1차 고유 진동주파수와 근접한 2차의 두 가지 주파수가 서로 맥놀이 현상을 일으켜 소리의 잔향을 만들어 내고 있다.

이와 같은 에밀레종을 폐관으로 가정하면 첫 번째 울림 음은 지면과 에밀레종 사이를 통하여 배출되고, 두 번째 울림 음은 첫 번째 울림 음 다음으로 가까운 거리를 갖는 주파수가 배출된다. 이때 두 번째 울림 음이 에밀레종의 고유 주파수와 동일하며 첫 번째 주파수가 마디로 변할 때 두 번째 주파수는 배로 시작되어야 (또는 배로 변할 때 마디로 시작되어야) 맥놀이 현상이 발생한다.

그리고 세 번째 울림 음은 에밀레종의 상단으로 갔던 울림 음의 거리가 74.9Hz의 한 파장의 거리인 4.539m와 근사치인 4.5847m가 나온다.

상기와 같은 에밀레종의 원리와 같은 폐관 공진을 이용한 본 발명에 따른 스피커장치(100)에서는 전면 방사음을 고주파 성분이 흡반사되게 하여 상쇄시키고, 저주파 영역만을 반사시켜 낮은 저주파 음을 방사되도록 한다. 즉, 종래의 스피커장치(100)는 후면 방사음의 공진을 이용하여 저음 영역을 보강하였지만, 본 발명은 후면 방사음과 전면 방사음을 동시에 이용하여 저음 영역을 강조한 것이다.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 본 발명에 따른 스피커장치(100)의 인클로져(10) 내부에 지름에 비해 길이가 긴 제1폐관(40)을 설치하되, 제1폐관(40)의 제1공간(41)을 스피커 유닛(60)의 출력음이 유동된 후, 다시 인클로져(10)의 상부의 개방부(11)로 방사되도록 하였다.

이러한 효과를 보다 극대화하기 상기 제1폐관(40)의 외부에 연속하여 제2,3폐관(30,20)을 설치하여 스피커 유닛(60)의 출력음이 상기 개방부(11)로 방사되기 전에 제2,3폐관(30,20)의 제2,3공간(31,22)을 더 유동한 후 개방부(11)로 방사되도록 하였다.

이렇게 상기 스피커 유닛(60)의 출력음이 제1,2,3공간(41,31,22)을 연속하여 유동하는 동안 고주파수의 성분은 흡반사 되어 상쇄되고, 저주파 영역만의 성분이 연속 반사되어 인클로져(10)의 개방부(11)로 보다 낮은 저주파 음만이 방사된다.

따라서 본 발명에 따른 스피커장치(100)는 전면 방사음을 에밀레종의 원리와 같은 폐관 공진을 이용하여 고주파 성분은 흡반사 시켜 상쇄시키며, 저주파 영역만을 반사시켜 보다 낮은 저주파 음을 방사시킬 수 있게 된다.

그리고 종래에는 저주파 음을 방사시키기 위하여 길이가 긴 폐관이 필요하였지만, 본 발명에서는 상기한 바와 같이 여러 폐관[제1,2,3폐관(40,30,20)]을 연속하여 겹쳐지도록 설치함으로써 스피커장치의 컴팩트화가 가능하다.

도 5에 도시된 그래프는 후면 방사음과 전면 방사음을 동시에 이용한 본 발명에 따른 스피커장치(100)와, 후면 방사음의 공진만을 이용한 일반적인 스피커장치의 주파수 대비 음압레벨(SPL)(dB)을 비교한 것으로, 본 발명에 따른 스피커장치(100)는 일반적인 스피커장치에 비해 비교적 저주파 영역(200Hz 이하)에서 음압레벨(dB)이 높은 것을 알 수 있다.

즉, 종래의 스피커장치는 후면 방사음의 공진을 이용해 저음 영역을 보강하였지만, 본 발명에 따른 스피커장치(100)는 후면 방사음과 전면 방사음을 동시에 이용하여 저음 영역을 강조한 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 스피커장치의 외관을 나타내 보인 사시도.

도 2는 도 1의 종단면도.

도 3은 도 2의 지지부재의 사시도.

도 4는 도 2의 스피커 유닛의 상세도.

도 5는 본 발명에 따른 스피커장치와 일반적인 스피커장치의 주파수 대비 음압레벨을 비교한 그래프.

Claims (9)

1. 내부는 빈 공간을 형성하고, 상단부는 오픈된 개방부와 하단부는 밀폐된 밀폐부를 각각 형성하는 인클로져와;

   상기 밀폐부로 출력음이 방사되도록 상기 인클로져 내부에 설치된 스피커 유닛과;

   상기 스피커 유닛을 상부에 설치되게 구비된 설치부와, 상기 스피커 유닛의 출력음이 유동되도록 형성된 제1공간을 유동한 후 상기 밀폐부를 지나 상기 개방부로 방사되도록 구비된 제1폐관과;

   상기 제1폐관의 외주면에 일정 간격을 두고 설치되어 상기 제1공간을 유동한 상기 스피커 유닛의 출력음이 상기 간격에 의해 형성된 제2공간을 유동한 후 상기 밀폐부를 지나 상기 개방부로 방사되도록 구비된 제2폐관과;

   상기 제2폐관의 외주면에 일정 간격을 두고 설치되어 상기 제2공간을 유동한 상기 스피커 유닛의 출력음이 상기 간격에 의해 형성된 제3공간을 유동한 후 상기 밀폐부를 지나 상기 개방부로 방사되도록 구비된 제3폐관;을 포함하며,

   이때, 상기 제3폐관은 상기 제1폐관을 지지하며 설치되도록 상기 제1폐관과 상기 제3폐관 사이에는 지지부가 구비되고, 상기 지지부는 상기 제3폐관의 상부 공간과 하부 공간을 구획하여 상기 상부공간과 상기 하부 공간이 차단되도록 구비되며,

   또한, 상기 제3폐관의 하부에는 상기 스피커 유닛의 출력음이 유동되어 상기 개방부로 방사되도록 하는 개구가 형성되고, 상기 개구는 상기 제1,3폐관의 하단부를 지지하도록 설치된 지지부재에 형성되며,

   그리고, 상기 제1폐관의 상부는 관의 지름이 점점 줄어들게 형성된 것을 특징으로 하는 스피커장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,

   상기 제2폐관의 상단부는 상기 제1폐관의 관의 지름이 점점 줄어들어 가장 작은 지름이 된 부분에 위치되게 설치된 것을 특징으로 하는 스피커장치.

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