KR101495993B1 - 진동판 조립체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진동판 조립체에 관한 것으로, 댐퍼는 보빈이 아닌 로드와 결합하여 보빈 및 자계회로의 면적 증가 없이도 진동판 전역에 균일한 감쇄력을 제공하기 위해 진동판 조립체는, 진동판; 일정한 단면적을 갖고, 상면을 통해 상기 진동판 저면과 결합하는 보빈; 상기 보빈의 측면에 권선되는 보이스코일; 상기 보빈의 단면적 보다 큰 단면적을 갖고, 상기 보빈이 내측에 위치하도록 상면을 통해 상기 진동판 저면과 결합하는 로드; 및 상기 로드와 결합하여 상기 로드를 탄성지지하는 댐퍼;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

진동판 조립체{Diaphragm assembly}
본 발명은 진동판 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스피커 장치의 높이를 저감할 수 있는 진동판 조립체에 관한 것이다.
음악감상용 스피커 및 차량용 스피커에 사용되는 진동판 조립체는 상부 단면적이 하부 단면적이 큰 콘(CONE)형 구조를 갖는 것이 일반적이다.
이러한 구조는 대한민국 특허공개 제10-1999-009284호 "카오디오의 저음스피커구조"에 의해 개시된 바 있다. 도 1은 종래의 콘형 진동판을 채용한 스피커 장치를 도시한다. 콘형 진동판(11)은 보이스코일(13)이 권선되는 보빈(12)과 접합하는 저부의 지름이 프레임(30)에 고정되는 상부의 지름보다 적은 특징을 갖으며 진동판(11)은 일정한 높이(hDP)를 갖는다. 이러한 구조로 인해 진동판(11) 중앙에 집중되는 구동력이 진동판(11) 전체로 확장되기 때문에 작은 지름의 보이스코일(13)과 자석(21)으로도 진동판(11) 전제가 안정적으로 진동하는 효과가 있다. 한편, 진동판(11)의 진동을 안정화하기 위해 보빈(12)은 댐퍼(15)와 결합한다. 댐퍼(15)는 진동판(11)의 가장자리에 형성되는 볼록한 형상의 서라운드와 함께 진동판(11)에 감쇄력을 제공하는 역할을 수행한다.
그런데 종래의 콘형 진동판 구조의 스피커 장치는 진동판(11) 높이(hDP) 만큼 스피커 장치의 높이(hSPK)가 증가하는 문제가 있다. 특히 차량 도어 등에 장착되는 차량용 스피커 장치에 있어서 스피커 장치가 점유하는 부피가 커지고 무게가 증가하면 차량 연비효율이 저감되고 도어 빔 등 차량 안전 구조물 설계를 제한하는 요소로 작용하는 문제가 있다.
한국 특허공개공보 제10-1999-009284호
본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 진동판 조립체는, 보빈이 아닌 로드가 댐퍼와 결합함으로써 자계회로의 증가 없이도 진동판 전역에 균일한 감쇄력을 제공하고, 평면형 진동판을 사용하여 스피커 장치의 높이를 슬림화하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 진동판 조립체는, 단일의 로드 내부에 복수의 보빈을 포함함으로써 복수의 자계회로를 포함하는 스피커 장치에 있어서도 진동판 전역에 균일한 감쇄력을 제공하고, 평면형 진동판을 사용하여 스피커 장치의 높이를 슬림화하는 것을 목적으로 한다.
상기의 문제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 진동판 조립체는, 진동판; 일정한 단면적을 갖고, 상면을 통해 상기 진동판 저면과 결합하는 보빈; 상기 보빈의 측면에 권선되는 보이스코일; 상기 보빈의 단면적 보다 큰 단면적을 갖고, 상기 보빈이 내측에 위치하도록 상면을 통해 상기 진동판 저면과 결합하는 로드; 및 상기 로드와 결합하여 상기 로드를 탄성지지하는 댐퍼;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 진동판 조립체에 있어서, 상기 보빈은, N 개(N은 2 이상의 정수)이고, 상기 로드는, N 개의 상기 보빈들이 내측에 위치하도록 상면을 통해 상기 진동판 저면과 결합하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 진동판 조립체에 있어서, 상기 보빈은, M 개(M은 2 이상의 정수)이고, 상기 로드는, M 개 이고, 각각 하나의 보빈이 내측에 위치하도록 상면을 통해 상기 진동판 저면과 결합하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 진동판 조립체에 있어서, 상기 댐퍼는, 금속 스프링인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 진동판 조립체에 있어서, 상기 댐퍼는, 상기 보이스코일과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 진동판 조립체에 있어서, 상기 댐퍼는, 콜게이션을 포함하는 종이 재질, 패브릭 재질 또는 폴리머재질로 형성되는 댐퍼인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 진동판 조립체에 있어서, 상기 댐퍼는, 표면에 전기 경로를 더 포함하고 상기 전기 경로는 상기 보이스코일과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 진동판 조립체에 있어서, 상기 댐퍼는, 상면을 통해 상기 로드의 저면과 결합하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 진동판 조립체에 있어서, 상기 댐퍼는, 상기 보빈의 단면적보다 넓고 상기 로드의 단면적보다 좁은 내주면을 갖고 상기 로드의 단면적보다 넓은 외주면을 갖는 환형인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 진동판 조립체에 있어서, 상기 댐퍼는, L개이고, 상기 L개의 댐퍼들은 하나의 로드와 결합하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 진동판 조립체에 있어서, 상기 로드는, 상기 보빈의 높이보다 낮은 높이를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 진동판 조립체는, 일정한 높이 및 단면적을 갖고, 상면을 통해 상기 진동판 저면과 결합하는 보이스코일; 일정한 높이와 상기 보이스코일 단면적 보다 큰 단면적을 갖고, 상기 보이스코일이 내측에 위치하도록 상면을 통해 상기 진동판 저면과 결합하는 로드; 및 상기 로드와 결합하여 상기 로드를 탄성지지하는 댐퍼;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 진동판 조립체에 있어서, 상기 보이스코일은, N 개(N은 2 이상의 정수)이고, 상기 로드는, N 개의 상기 보이스코일들이 내측에 위치하도록 상면을 통해 상기 진동판 저면과 결합하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 진동판 조립체에 있어서, 상기 보이스코일은, M 개(M은 2 이상의 정수)이고, 상기 로드는, M 개 이고, 각각 하나의 보이스코일이 내측에 위치하도록 상면을 통해 상기 진동판 저면과 결합하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 진동판 조립체에 있어서, 상기 댐퍼는, 상면을 통해 상기 로드의 저면과 결합하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 진동판 조립체에 있어서, 상기 댐퍼는, 상기 보이스코일의 단면적보다 넓고 상기 로드의 단면적보다 좁은 내주면을 갖고 상기 로드의 단면적보다 넓은 외주면을 갖는 환형인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 진동판 조립체에 있어서, 상기 댐퍼는, L개이고, 상기 L개의 댐퍼들은 하나의 로드와 결합하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 진동판 조립체에 있어서, 상기 로드는, 상기 보이스코일의 높이보다 낮은 높이를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기의 구성에 따라 본 발명에 따른 진동판 조립체는, 보빈이 아닌 로드가 댐퍼와 결합함으로써 자계회로의 증가 없이도 진동판 전역에 균일한 감쇄력을 제공하고, 평면형 진동판을 사용하여 스피커 장치의 높이를 슬림화하는 효과를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 진동판 조립체는, 단일의 로드 내부에 복수의 보빈을 포함함으로써 복수의 자계회로를 포함하는 스피커 장치에 있어서도 진동판 전역에 균일한 감쇄력을 제공하고, 평면형 진동판을 사용하여 스피커 장치의 높이를 슬림화하는 효과를 제공한다.
도 1은 종래기술에 따른 스피커 장치의 종단면도.
도 2는 본 발명에 따른 진동판 조립체를 포함하는 스피커 장치의 종단면도.
도 3은 본 발명에 따른 진동판 조립체의 분해 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 진동판 조립체의 저면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 진동판 조립체의 저면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동판 조립체의 저면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동판 조립체의 저면도.
도 2는 본 발명에 따른 진동판 조립체(110)를 포함하는 스피커 장치를 도시한다. 본 발명에 따른 진동판 조립체(100)는 진동판(111), 보빈(112), 보이스코일(113), 로드(114), 댐퍼(115)를 포함하여 구성된다. 도 2에 도시된 바와 같이 진동판 조립체(100)는 자석(121), 플레이트(122), 요크(123)로 구성되는 자계회로(120) 및 프레임(130)과 함께 스피커 장치를 구성한다.
진동판(111)은 진동을 통해 음압을 발생하는 기능을 수행한다. 진동판(111)의 단면 형상은 특별히 제한되지 않으며 평면형, 돔형, 콘형의 형상을 가질 수 있다. 스피커 장치의 높이(h'SPK)를 증가시키지 않도록 진동판(111)은 평면형의 단면 형상으로 형성하는 것이 바람직하다. 진동판(111)의 평면 형상 역시 특별히 제한되지 않으며 사각형, 원형, 타원형, 트랙형 등의 다양한 형상으로 형성할 수 있다. 진동판(111)의 소재 역시 특별히 제한되지 않으며, 종이재질, 폴리머 재질, 금속박막 재질 또는 이들의 혼합 등으로 진동판(111)을 형성할 수 있다.
보빈(112)은 일정한 단면적을 갖고, 상면을 통해 진동판(111) 저면과 결합하고, 보빈의 측면에는 보이스코일(113)이 권선된다. 보빈(112) 및 보이스코일(113)은 통상의 스피커 장치와 동일하게 구성할 수 있다.
로드(114)는 보빈(112)의 단면적 보다 큰 단면적을 갖고, 보빈(112)이 내측에 위치하도록 상면을 통해 진동판(111) 저면과 결합하고, 댐퍼(115)와 결합하여 댐퍼(115)에 의해 탄성지지된다. 로드(114)의 단면 형상은 특별히 제한되지 않으며 보빈(112)의 형상과 동일한 형태 또는 다른 형태로 형성할 수 있다. 예컨대 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 보빈(112) 및 로드(114)는 원형의 형상을 가질 수도 있고 도 6에 도시된 바와 같이 보빈(112)은 원형이고 로드(114)는 트랙형의 형상을 가질 수도 있다. 로드(114)는 종이 재질, 폴리머 재질, 또는 금속박막 재질로 형성할 수 있다. 하지만 로드(114)의 부가로 인해 진동판 조립체(100)의 무게가 증가하여 스피커 효율이 저하되는 것을 방지하기 위해 경량의 재질을 선택하는 것이 바람직하다.
또한 로드(114)가 보이스코일(113)에서 발생하는 열을 방출할 수 있도록 높은 열전도도를 가지는 소재를 부가하거나 발열홀, 방열핀, 방열돌기와 같은 방열구조를 부가할 수 있다.
댐퍼(115)는 도 2에 도시된 바와 같이 상면을 통해 로드(114)의 저면과 결합하고, 일측은 스피커 장치의 프레임(130)과 결합하고 타측은 자계회로의 요크(123)에 결합하여 로드(114)를 탄성지지하도록 구성한다. 자계회로가 외자형 또는 혼합형인 경우 댐퍼(115)의 타측은 요크(123)가 아닌 플레이트(113)와 결합하도록 구성할 수 있다. 또한 실시예에 따라서는 댐퍼(115)는 자계회로와 결합하지 않고 프레임(130)과 결합하도록 구성할 수 있다. 이경우 프레임(130)은 바닥면에서 상부 방향으로 연장되는 일정 높이의 댐퍼(115) 결합부를 포함하도록 구성하거나 프레임(130)의 양측부에 결합하도록 구성할 수 있다.
한편, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 댐퍼(115)의 일측이 자계회로(120)에 결합하는 경우 보빈(112)의 높이(h1)보다 로드(114)의 높이(h2)가 보다 낮게 형성하는 것이 바람직하다.
댐퍼(115)는 도 6에 도시된 바와 갈이 금속 판 스프링과 같은 탄성을 갖는 금속 스프링으로 구성할 수 있다. 이 경우 댐퍼(115)에 보이스코일(113)의 단부가 결합하여 댐퍼(115)가 스피커 장치의 외부 신호선과의 전기경로의 일부를 형성하도록 구성할 수 있다.
댐퍼(115)는 도 3에 도시된 바와 같이 콜게이션을 포함하는 종이 재질, 패브릭 재질 또는 폴리머재질로 형성할 수 있다. 이 경우 댐퍼(115)는 표면에 전기 경로를 더 포함하고 전기 경로는 보이스코일(113)과 전기적으로 연결되도록 구성할 수 있다.
한편, 단일의 댐퍼(115)가 단일의 로드(114)와 결합하는 경우 도 4에 도시된 바와 같이 댐퍼(115)는 보빈(112)의 단면적보다 넓고 로드(114)의 단면적보다 좁은 내주면을 갖고 로드(115)의 단면적보다 넓은 외주면을 갖는 환형으로 형성할 수 있다. 즉 도 3에 도시된 바와 같이 보빈(112), 로드(114), 댐퍼(115)가 모두 원형으로 형성되는 실시예의 경우 댐퍼(115)의 내주면의 반지름(r3)은 보빈(112)의 반지름(r1) 보다는 크고 로드(114)의 반지름(r2) 보다는 작게 형성한다. 댐퍼(115)의 외주면의 반지름(r4)은 로드(114)의 반지름(r2) 보다 크게 형성한다.
복수의 댐퍼(115)가 단일의 로드(114)와 결합하는 경우 도 5에 도시된 바와 같이 댐퍼는(115-1, 115-2, 115-3, 115-4) L개이고, L개의 댐퍼(115-1, 115-2, 115-3, 115-4) 들은 하나의 로드(114)와 결합하도록 구성할 수 있다.
본 발명의 진동판 조립체(100)가 종래의 진동판 조립체들과 구별되는 점은 보빈(112)을 둘러쌓는 로드(114)를 더 포함하는 점이다. 종래의 댐퍼는 보빈(112)에 결합하기 때문에 넓은 넓이의 진동판에 균일한 감쇄력을 제공하기 위해서는 보빈(112)의 단면적이 커져야 하고 이로 인해 자계회로도 커지기 때문에 제조비용이 상승할 뿐 아니라, 이 경우 진동판 중앙부의 진동변위가 작아져 음의 왜곡이 발생하는 문제가 있었다. 본 발명의 진동판 조립체(100)는 진동판 중앙부에 비교적 적은 단면적의 보빈(112)이 결합하여 중앙부를 통해 보이스코일(113)과 자계회로(120)에 의한 전자기력을 전달하고 비교적 넓은 단면적의 로드(114)가 진동판 전역에 고른 감쇄력을 전달하기 때문에 자계회로(120)의 크기 증가 없이도 진동판(111) 전역에 고른 진동변위를 발생시킬 수 있는 장점이 있고, 이로 인해 평면형 진동판(111) 채택이 가능하여 스피커 장치의 높이를 저감하는 효과를 제공한다.
한편, 스피커 장치가 단일의 자계회로로 구성되는 경우는 도 4의 실시예와 같이 구성한다. 스피커 장치가 복수의 자계회로로 구성되는 경우는 도 6의 실시예 또는 도 7의 실시예와 같이 구성할 수 있다.
도 6의 실시예에 따르면, 보빈(112-1, 112-2)은 M 개(M은 2 이상의 정수)이고, 로드(114-1, 114-2)는 M 개 이고, 로드(114-1, 114-2)는 각각 하나의 보빈(112-1, 112-2)이 내측에 위치하도록 상면을 통해 상기 진동판(111) 저면과 결합하도록 구성한다.
도 6의 실시예에 따르면, 보빈(112-3, 112-4)은 N 개(N은 2 이상의 정수)이고, 로드(114)는 N 개의 보빈(112-3, 112-4)들이 내측에 위치하도록 상면을 통해 진동판(111) 저면과 결합하도록 구성한다.
도 6 및 도 7의 실시예에 따르면 진동판(111)에 다점의 구동력을 제공할 수 있기 때문에 대형의 진동판(111) 또는 직사각형 등의 진동판(111)에 있어서 진동판(111) 전역에 거쳐 비교적 균일한 진동력을 제공하는 효과가 있다.
이상에서는 보빈(112)에 보이스코일(113)이 권선되는 실시예를 설명하였다. 이하에서는 보빈(112)을 개재하지 않고 보이스코일(113)이 셀프본딩되어 진동판(111) 저면에 직접 부착되는 실시예를 설명한다. 이러한 실시예에 따르면 보빈(112) 및 보이스코일(113)이 보이스코일(113)로 대치되는 것을 제외하고는 전술한 실시예와 동일하므로 반복되는 설명은 생략한다.
진동판 조립체(110)는 진동판(111), 셀프본딩되어 일정한 높이 및 단면적을 갖고 상면을 통해 진동판(111) 저면과 결합되는 보이스코일(112), 일정한 높이와 보이스코일(112) 단면적 보다 큰 단면적을 갖고, 보이스코일(112)이 내측에 위치하도록 상면을 통해 진동판(111) 저면과 결합하는 로드(114) 및 로드와 결합하는 댐퍼(115)를 포함하여 구성된다.
이때 도 7과 유사하게 보이스코일(113)은 N 개(N은 2 이상의 정수)이고, 로드(114)는 N 개의 보이스코일(114)들이 내측에 위치하도록 상면을 통해 진동판(111) 저면과 결합하도록 구성할 수 있다.
또는 도 6과 유사하게 보이스코일(113)은 M 개(M은 2 이상의 정수)이고, 로드(114)는 M 개 이고, 각각 하나의 보이스코일(113)이 내측에 위치하도록 상면을 통해 상기 진동판(111) 저면과 결합하도록 구성할 수 있다.
또한 댐퍼(115)가 도 2와 유사하게 일측이 자계회로(120)와 결합하는 경우 로드(114)의 높이는 보이스코일(113)의 높이보다 낮게 형성하는 것이 바람직하다.
110 : 진동판 조립체 111 : 진동판
112 : 보빈 113 : 보이스코일
114 : 로드 115 : 댐퍼
120 : 자계회로 121 : 자석
122 : 플레이트 123 : 요크
130 : 프레임

Claims (18)

  1. 진동판;
    일정한 단면적을 갖고, 상면을 통해 상기 진동판 저면과 결합하는 보빈;
    상기 보빈의 측면에 권선되는 보이스코일;
    상기 보빈의 단면적 보다 큰 단면적을 갖고, 상기 보빈이 내측에 위치하도록 상면을 통해 상기 진동판 저면과 결합하는 로드; 및
    상기 로드와 결합하여 상기 로드를 탄성지지하는 댐퍼;를 포함하되,
    상기 댐퍼는, 상기 보빈의 단면적보다 넓고 상기 로드의 단면적보다 좁은 내주면을 갖고 상기 로드의 단면적보다 넓은 외주면을 갖는 것을 특징으로 하는 진동판 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보빈은, N 개(N은 2 이상의 정수)이고,
    상기 로드는, N 개의 상기 보빈들이 내측에 위치하도록 상면을 통해 상기 진동판 저면과 결합하는 것을 특징으로 하는 진동판 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 보빈은, M 개(M은 2 이상의 정수)이고,
    상기 로드는, M 개 이고, 각각 하나의 보빈이 내측에 위치하도록 상면을 통해 상기 진동판 저면과 결합하는 것을 특징으로 하는 진동판 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 댐퍼는, 금속 스프링인 것을 특징으로 하는 진동판 조립체.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 댐퍼는, 상기 보이스코일과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 진동판 조립체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 댐퍼는, 콜게이션을 포함하는 종이 재질, 패브릭 재질 또는 폴리머재질로 형성되는 댐퍼인 것을 특징으로 하는 진동판 조립체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 댐퍼는, 표면에 전기 경로를 더 포함하고 상기 전기 경로는 상기 보이스코일과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 진동판 조립체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 댐퍼는, 상면을 통해 상기 로드의 저면과 결합하는 것을 특징으로 하는 진동판 조립체.
  9. 삭제
  10. 제 8 항에 있어서,
    L개의 댐퍼들이 하나의 로드와 결합하되, L은 2 이상의 정수인 것을 특징으로 하는 진동판 조립체.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 로드는, 상기 보빈의 높이보다 낮은 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 진동판 조립체.
  12. 진동판;
    일정한 높이 및 단면적을 갖고, 상면을 통해 상기 진동판 저면과 결합하는 보이스코일;
    일정한 높이와 상기 보이스코일 단면적 보다 큰 단면적을 갖고, 상기 보이스코일이 내측에 위치하도록 상면을 통해 상기 진동판 저면과 결합하는 로드; 및
    상기 로드와 결합하여 상기 로드를 탄성지지하는 댐퍼;를 포함하되,
    상기 댐퍼는, 상기 보이스코일의 단면적보다 넓고 상기 로드의 단면적보다 좁은 내주면을 갖고 상기 로드의 단면적보다 넓은 외주면을 갖는 것을 특징으로 하는 진동판 조립체.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 보이스코일은, N 개(N은 2 이상의 정수)이고,
    상기 로드는, N 개의 상기 보이스코일들이 내측에 위치하도록 상면을 통해 상기 진동판 저면과 결합하는 것을 특징으로 하는 진동판 조립체.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 보이스코일은, M 개(M은 2 이상의 정수)이고,
    상기 로드는, M 개 이고, 각각 하나의 보이스코일이 내측에 위치하도록 상면을 통해 상기 진동판 저면과 결합하는 것을 특징으로 하는 진동판 조립체.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 댐퍼는, 상면을 통해 상기 로드의 저면과 결합하는 것을 특징으로 하는 진동판 조립체.
  16. 삭제
  17. 제 15 항에 있어서,
    L개의 댐퍼들이 하나의 로드와 결합하되, L은 2 이상의 정수인 것을 특징으로 하는 진동판 조립체.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 로드는, 상기 보이스코일의 높이보다 낮은 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 진동판 조립체.
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