KR101503820B1 - 고출력 스피커 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고출력시 댐퍼에 발생하는 과도한 일그러짐 현상을 방지할 수 있는 댐핑구조를 가진 고출력 스피커에 관한 것이다.
본 발명은 축봉(2)이 일체로 형성된 제1플레이트(1);
상기 제1플레이트로부터 소정 간격 이격된 제2플레이트(3);
상기 제1플레이트 및 제2플레이트의 사이에 구비된 마그네트(4);
상기 제2플레이트의 상부에 구비된 프레임(5);
상기 축봉에 자유롭게 진폭운동이 가능하게 구비되는 보이스코일(6);
외주부가 상기 프레임에 접속되고 내주부가 상기 보이스코일에 접속된 진동판(8);
상기 진동판 보다 상기 마그네트측에 위치되며 내주부가 상기 보이스코일에 접속되어 보이스코일의 롤링을 억제하는 메인댐퍼(110); 및
상기 메인댐퍼보다 상기 마그네트측에 위치되며 상기 메인댐퍼의 외주부를 따라 부착된 지지편(121)과, 일측은 상기 지지편에 접촉되고 타측은 상기 프레임에 접촉되게 설치된 압축코일스프링(122)으로 이루어져 고출력시 상기 메인댐퍼로부터 전달되는 보이스코일의 진폭방향으로의 진동을 흡수해 주는 보조댐퍼(120)를 포함하여 구성된다.

Description

고출력 스피커{High power speaker}

본 발명은 고출력시 댐퍼에 발생하는 과도한 일그러짐 현상(Distortion)을 방지할 수 있는 댐핑구조를 가진 고출력 스피커에 관한 것이다.

일반적으로 스피커는 전기적인 음성신호 전류를 입력받아 기계적인 소리에너지로 변환하여 사람들이 들을 수 있도록 음성 또는 소리를 발생시키는 장치이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 스피커에 대하여 간략히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 1은 국내 등록특허 제671399호를 통해 개시된 바 있는 종래 스피커의 단면도로서, 도시된 바와 같이 종래 스피커는 축봉(2)이 일체화된 제1플레이트(1)와, 상기 제1플레이트(1)로부터 소정 간격 이격되게 제2플레이트(3)가 구비된다.

그리고, 상기 제1플레이트(1)와 제2플레이트(3)의 사이에는 마그네트(4)가 구비되며, 상기 제2플레이트(3)의 상측에는 콘(cone)의 형상을 가지는 프레임(5)이 고정된다.

또한, 상기 제1플레이트(1)와 일체화된 축봉(2)에는 보이스코일(6)이 축봉을 따라 자유롭게 진폭운동을 할 수 있도록 구비된다. 상기 보이스코일(6)은 주로 종이 등의 재질로 이루어져 원통 형상을 가지는 보빈(6a)과, 상기 보빈(6a)의 외측 둘레면 일부에 감겨진 코일(6)로 구성되며, 상기 보이스코일(6)과 프레임(5)의 사이에는 댐퍼(7)가 구비된다.

상기 댐퍼(7)는 양단이 각각 보이스코일(6)과 프레임(5)에 고정되어 상기 보이스코일(6)이 정확하게 진폭운동을 수행할 수 있도록 보이스코일(6)의 롤링을 방지하는 기능을 담당한다.

또한, 상기 프레임(5)의 내측으로 소정 간격 이격된 부위에는 콘과 유사한 형상을 가지는 진동판(8)이 구비된다. 상기 진동판(8)은 전기 신호를 음파로 변환하는 기능을 담당하는 부위로서, 그 내경부는 상기 보이스코일(6)에 고정되고 외경부는 완충편(9)에 의해 상기 프레임(5)에 고정된다.

그리고, 상기 프레임(5)의 일측에는 외부로부터 음성신호 전류를 입력받아 신호공급선(10)을 통해 보이스코일(6)로 전달해주는 단자선(11)이 부착된다.

이와 같이 구성된 종래 스피커는 사용자가 음향시스템을 작동시키면 프레임(5)에 연결된 단자선(11)으로 음성신호 전류가 입력되고, 이 전류는 신호공급선(10)을 통해 보이스코일(6)로 전달된다. 그리고 상기 음성신호 전류가 보이스코일(6)로 전달되면 상기 보이스코일(6)과 마그네트(4)의 상호 유도작용에 의해 상기 보이스코일(6)이 진동하게 된다.

이때, 상기 보이스코일(6)과 프레임(5)의 사이에 구비된 댐퍼(7)에 의해 보이스코일(6)의 롤링현상은 방지되면서 보이스코일의 진폭방향으로의 진동만이 계속적으로 발생된다. 이처럼 상기 보이스코일(6)이 스피커의 상하방향으로 진동하게 되면 일단이 상기 보이스코일(6)에 고정된 진동판(8)이 진동되며, 상기 진동판(8)의 진동이 매질인 공기를 통하여 소리로 구현되는 것이다.

그러나, 종래 스피커는 고출력시에는 보이스코일(6)의 진폭량이 크게 상승하게 되는데, 댐퍼의 일측이 프레임에 고정되어 있기 때문에 이러한 고진동에 대한 댐핑 한계에 쉽게 도달하게 되며, 그 결과 댐퍼의 편진동으로 인한 일그러짐 현상(Distortion)이 발생되거나 댐퍼(7)에 공기의 저항이 심해지면서 결국 구현되는 음질이 저하되는 문제점을 가진다.

본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 고출력시에도 안정된 댐핑능력을 발휘하여 음질이 저하되지 않는 고출력 스피커를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 고출력 스피커는 축봉이 일체로 형성된 제1플레이트와, 상기 제1플레이트로부터 소정 간격 이격된 제2플레이트와, 상기 제1플레이트 및 제2플레이트의 사이에 구비된 마그네트와, 상기 제2플레이트의 상부에 구비된 프레임과, 상기 축봉에 자유롭게 진폭운동이 가능하게 구비되는 보이스코일과, 외주부가 상기 프레임에 접속되고 내주부가 상기 보이스코일에 접속된 진동판과, 상기 진동판 보다 상기 마그네트측에 위치되며 내주부가 상기 보이스코일에 접속되어 보이스코일의 롤링을 억제하는 메인댐퍼와, 상기 메인댐퍼보다 상기 마그네트측에 위치되며 상기 메인댐퍼의 외주부를 따라 부착된 지지편과, 일측은 상기 지지편에 접촉되고 타측은 상기 프레임에 접촉되게 설치된 압축코일스프링으로 이루어져 고출력시 상기 메인댐퍼로부터 전달되는 보이스코일의 진폭방향으로의 진동을 흡수해 주는 보조댐퍼를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

삭제

또한, 상기 보조댐퍼는 상기 프레임에는 보이스코일의 진폭방향으로 안내관이 고정되고, 상기 지지편에는 안내관이 통과하는 관통공이 형성되며, 상기 압축코일스프링은 상기 안내관의 외측에 설치되어 상기 지지편을 통해 메인댐퍼로부터 전달되는 보이스코일의 진폭방향으로의 진동을 흡수하고, 상기 안내관의 상단에는 상기 지지편과 간섭되는 이동제한부재가 결합되어 상기 지지편이 프레임 반대측으로 일정거리 이상 이동하는 것을 제한하도록 구성될 수 있다.

이 경우, 상기 지지편의 관통공에는 제1인서트가 더 삽입되며, 상기 제1인서트의 중앙에는 상기 안내관이 관통하는 관통공이 형성되고, 상기 관통공의 주변에는 압축코일스프링의 일단이 수용되는 홈부가 형성되며, 상기 프레임에는 안내관과 결합되는 제2인서트가 더 삽입되고, 상기 제2인서트에는 압축코일스프링의 타단이 수용되는 홈부가 형성되며, 상기 홈부의 중앙에는 안내관과 체결되기 위한 나선홈이 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 보이스코일의 롤링을 억제하는 메인댐퍼 이외에 고출력시 상기 메인댐퍼로부터 전달되는 보이스코일의 진폭방향으로의 진동을 흡수해 주는 보조댐퍼를 구비하므로 고출력시에도 안정된 댐핑능력을 발휘하여 최상의 음질을 출력할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 스피커 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 고출력 스피커의 단면도.
도 3은 본 발명을 구성하는 보조댐퍼의 단면도.
도 4는 본 발명을 구성하는 보조댐퍼의 고출력시 작동상태를 나타내는 상태단면도.
도 5는 본 발명을 구성하는 보조댐퍼의 다른 실시예에 따른 단면도.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명함에 있어, 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하며, 명료성을 위하여 가능한 중복되지 않게 상이한 부분만을 주로 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 축봉(2)이 일체로 형성된 제1플레이트(1)와, 상기 제1플레이트(1)로부터 소정 간격 이격된 제2플레이트(3)와, 상기 제1플레이트(1) 및 제2플레이트(3)의 사이에 구비된 마그네트(4)와, 상기 제2플레이트(3)의 상부에 구비된 프레임(5)과, 상기 축봉(2)에 자유롭게 진폭운동이 가능하게 구비되는 보이스코일(6)과, 외주부가 상기 프레임(5)에 접속되고 내주부가 상기 보이스코일(6)에 접속된 진동판(8)을 기본적으로 구비한다.

상기한 구성들은 종래와 대동소이하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명은 상기 진동판(8) 보다 상기 마그네트(4)측에 위치되며 내주부가 상기 보이스코일(6)에 접속되어 보이스코일(6)의 롤링을 억제하는 메인댐퍼(110)와, 상기 메인댐퍼(110) 보다 상기 마그네트(4)측에 위치되는 보조댐퍼(120)를 구비한다.

상기 메인댐퍼(110)는 보이스코일(6)의 진폭운동에 대응하여 신축하도록 보이스코일(6)을 중심으로 하는 링형상의 몸체로 이루어져 있으며, 동심원 방향으로 요철을 갖는 구조로 이루어져 있다. 상기와 같은 요철구조의 몸체로 인하여 상기 메인댐퍼(110)는 보이스코일(6)의 진폭운동에 의해 전달되는 외력을 흡수할 수 있는 탄성력을 갖게 된다.

상기 보조댐퍼(120)는 일측이 상기 메인댐퍼(110)의 외주부에 접속되며 타측이 상기 프레임(5)의 일측에 접속된다. 상기 보조댐퍼(120)는 댐핑력을 극대화시킬 수 있도록 도면상 상하방향으로 수직하게 설치되는 것이 바람직하다.

상기 보조댐퍼(120)는 메인댐퍼(110)의 외주부를 따라 일정간격을 두고 복수로 설치되며, 메인댐퍼(110)가 수평상태를 유지할 수 있도록 일정높이로 메인댐퍼(110)의 외주부를 지지한다.

이 경우, 상기 보조댐퍼(120)는 메인댐퍼(110)의 외주부를 따라 부착된 지지편(121)과 일측은 상기 지지편(121)에 접촉되고 타측은 상기 프레임(5)에 접촉되게 설치된 압축코일스프링(122)으로 구성될 수 있다.

상기 지지편(121)은 메인댐퍼(110)의 외주부에 접착을 통해 견고하게 부착된 링 형상의 부재로서, 메인댐퍼(110)의 외주부에 충분한 강도를 제공해줌으로써 압축코일스프링(125)이 메인댐퍼(110)의 외주부를 안정적으로 지지할 수 있도록 하여 메인댐퍼(110)로부터 전달되는 진동이 압축코일스프링(125)으로 원활하게 전달될 수 있도록 한다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 보조댐퍼(120)은 상기 프레임(5)에 보이스코일(6)의 진폭방향으로 고정된 안내관(123)과, 상기 메인댐퍼(110)의 외주부를 따라 부착되며 상기 안내관(123)을 따라 이동가능하도록 관통공(124a)이 형성된 지지편(124)과, 일단은 지지편(124)에 접촉되고 타단은 프레임(5)에 접촉되도록 상기 안내관(123)의 외측에 설치되어 상기 지지편(124)을 통해 메인댐퍼(110)로부터 전달되는 보이스코일(6)의 진폭방향으로의 진동을 흡수하는 압축코일스프링(125)과, 상기 지지편(124)과 간섭될 수 있도록 상기 안내관(123)의 상단에 체결되어 상기 지지편(124)이 프레임(5) 반대측으로 일정거리 이상 이동하는 것을 제한하는 이동제한부재(126)로 구성될 수도 있다.

이 경우, 상기 지지편(124)의 관통공(124a)에는 이동제한부재(126)가 안착될 수 있는 안착홈(124b)이 더 형성될 수 있다.

그리고 상기 안내관(123)은 프레임(5)을 관통하여 안내관(123)의 하단으로 체결되는 볼트(123a)를 통해 프레임(5)에 견고하게 고정될 수 있다. 이 경우 상기 프레임(5)에는 상기 볼트(123a)의 관통공 및 볼트(123a)의 머리부가 안착되는 안착홈이 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 보조댐퍼(120)가 구성되면, 보조댐퍼(120)는 메인댐퍼(110)의 외주부를 항상 일정한 높이로 지지해줄 수 있게 되며 보이스코일(6)의 진폭방향으로의 이동이 안내관(123)을 따라 항상 안정적으로 이루어지게 되므로 메인댐퍼(110)의 편진동되면서 메인댐퍼(110)에 작용하는 과도한 일그러짐 현상으로 인한 음질저하를 막을 수 있게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 고출력 스피커는 보이스코일(6)의 진폭량이 작은 저출력 상태에서는 보이스코일(6)에 큰 부하가 걸리지 않으므로 메인댐퍼(110)를 통한 정상적인 댐핑이 이루어지다가 고출력시에는 보이스코일(6)의 진폭량이 커지면서 메인댐퍼(110)가 댐핑한계에 도달하게 되면, 보이스코일(6)의 진폭방향으로의 진동이 메인댐퍼(110)로부터 보조댐퍼(120)측으로 전달되고, 보조댐퍼(120)가 도면상 수직한 방향으로 응력을 받아 수축되면서 보이스코일(6)의 진폭방향의 진동을 흡수하게 된다. 그 결과 댐핑이 원활하게 이루어지면서 고출력의 음향이 정상적으로 출력된다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 보조댐퍼(120)의 다른 실시예로서, 압축코일스프링(125)의 일단을 안정적으로 지지해 주기 위한 부재로서 지지편(124)의 관통공(124a)에 삽입된 제1인서트(127)를 더 구비할 수 있다.

상기 제1인서트(127)의 중앙에는 상기 안내관(123)이 관통하는 관통공(127a)이 형성된다. 그리고 상기 관통공(127a)의 주변으로는 압축코일스프링(125)의 일단이 수용되는 홈부(127b)가 형성된다. 상기 홈부(127b)는 압축코일스프링(125)의 일단을 수용하여 압축코일스프링(125)이 안정적으로 지지편(124)에 접속될 수 있도록 한다.

상기 제1인서트(127)는 지지편(124)의 강도를 부분적으로 향상시키는 역할도 수행한다. 따라서, 상기 제1인서트(127)는 적어도 지지편(124)보다는 강도가 우수한 재질로 선택되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 제1인서트(127)는 지지편(124)으로부터 이탈되지 않도록 지지편(124)에 접착을 통해 고정되도록 할 수도 있으나, 인서트 성형을 통해 지지편(124)과 일체로 제작되도록 하는 것이 공수절감 차원에서 바람직하다.

아울러, 상기 보조댐퍼(120)는 압축코일스프링(125)의 타단을 안정적으로 지지해 주기 위한 부재로서 상기 프레임(5)에 삽입된 제2인서트(128)를 구비할 수도 있다. 상기 제2인서트(128)에는 압축코일스프링(125)의 타단을 수용하는 홈부(128b)가 형성되어 압축코일스프링(125)이 안정적으로 프레임(5)에 접속될 수 있도록 한다.

그리고, 상기 제2인서트(128)는 프레임(5)에 삽입된 상태에서 안내관(123)과 결합된다. 이를 위하여, 상기 홈부(128b)의 중앙에는 나선홈(128c)이 형성되고 상기 안내관(123)의 하단에는 제2인서트(128)의 나선홈(128c)에 대응되는 나선홈이 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 안내관(123)은 프레임(5)에 삽입된 상기 제2인서트(128)와 체결됨으로써 프레임(125)에 견고하게 고정될 수 있게 된다.

상기 제2인서트(128)는 제1인서트(127)와 마찬가지로 인서트 성형을 통해 프레임(5)에 일체로 제작될 수도 있고, 도시된 바와 같이, 프레임(5)에 나선체결되는 방식으로 착탈가능하게 조립될 수도 있다.

상기와 같이 보조댐퍼(120)에 인서트들(127,128)이 구비되면 보조댐퍼(120)의 조립 및 설치가 용이해지고 압축코일스프링(125)의 신축이 안정적으로 이루어지게 된다.

도 3 및 도 5에 도시된 바와 같은 구조로 이루어진 보조댐퍼(120)의 경우에는 고출력시 메인댐퍼(110)가 댐핑한계에 도달하게 되면 메인댐퍼(110)로부터의 보이스코일(6)의 진폭방향의 진동이 지지편(124)을 통해 압축코일스프링(125)으로 전달된다. 보이스코일(6)의 진동이 압축코일스프링(125)로 전달되면, 도 4에 도시된 바와 같이, 압축코일스프링(125)은 압축되며 지지편(124)은 압축되는 압축코일스프링(125)과 함께 안내관(123)을 따라 프레임(5)쪽으로 이동하게 된다. 그 결과, 메인댐퍼(110)가 지지편(124)과 함께 이동하여 댐핑이 원활하게 이루어지게 되면서 고출력의 음향이 정상적으로 출력된다.

뿐만 아니라, 메인댐퍼(110)는 상기 보조댐퍼(120)에 의하여 댐핑과정에서 전구간에 걸쳐 균일한 지지력을 받게 되므로 편진동이 발생되지 않는다. 따라서, 본 발명은 고출력시 메인댐퍼(110)의 편진동으로 인한 일그러짐 현상 및 음질저하가 발생되지 않는다.

한편, 고출력 상태가 해제되면 압축코일스프링(125)이 원상태로 복원되면서 메인댐퍼(110)와 지지편(124)도 원래 위치로 복귀하게 되는데, 지지편(124)이 복귀 위치에 도달하면 안내관(123)의 상단에 체결된 이동제한부재(126)와 지지편(124)의 상단(도 5의 경우에는 제1인서트(127)의 상단)이 간섭되면서 지지편(124)의 이동이 제한된다.

따라서, 메인댐퍼(110)는 항상 일정한 지점에 위치하게 되는 지지편(124)에 의하여 도면상 항상 수평상태를 유지할 수 있게 되므로 편진동되는 현상 없이 출력가능한 모든 음역대에서 항상 우수한 댐핑능력을 발휘할 수 있게 된다.

이와 같이, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상술하였으나 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 변형 가능하며, 이러한 변형은 본 발명의 권리범위에 속할 것이다.

1...제1플레이트 2...축봉
3...제2플레이트 4...마그네트
5...프레임 6...보이스코일
8...진동판 110...메인댐퍼
120...보조댐퍼 121,124...지지편
122,125...압축코일스프링 123...안내관
124...지지편 124a,127a...관통공
126...이동제한부재 127...제1인서트
127b,128a...홈부 128...제2인서트
128c...나선홈

Claims (4)

1. 축봉이 일체로 형성된 제1플레이트;
   상기 제1플레이트로부터 소정 간격 이격된 제2플레이트;
   상기 제1플레이트 및 제2플레이트의 사이에 구비된 마그네트;
   상기 제2플레이트의 상부에 구비된 프레임;
   상기 축봉에 자유롭게 진폭운동이 가능하게 구비되는 보이스코일;
   외주부가 상기 프레임에 접속되고 내주부가 상기 보이스코일에 접속된 진동판;
   상기 진동판 보다 상기 마그네트측에 위치되며 내주부가 상기 보이스코일에 접속되어 보이스코일의 롤링을 억제하는 메인댐퍼; 및
   상기 메인댐퍼보다 상기 마그네트측에 위치되며 상기 메인댐퍼의 외주부를 따라 부착된 지지편과, 일측은 상기 지지편에 접촉되고 타측은 상기 프레임에 접촉되게 설치된 압축코일스프링으로 이루어져 고출력시 상기 메인댐퍼로부터 전달되는 보이스코일의 진폭방향으로의 진동을 흡수해 주는 보조댐퍼를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고출력 스피커.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 프레임에는 보이스코일의 진폭방향으로 안내관이 고정되고,
   상기 지지편에는 안내관이 통과하는 관통공이 형성되며,
   상기 압축코일스프링은 상기 안내관의 외측에 설치되어 상기 지지편을 통해 메인댐퍼로부터 전달되는 보이스코일의 진폭방향으로의 진동을 흡수하고,
   상기 안내관의 상단에는 상기 지지편과 간섭되는 이동제한부재가 결합되어 상기 지지편이 프레임 반대측으로 일정거리 이상 이동하는 것을 제한하는 것을 특징으로 하는 고출력 스피커.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 지지편의 관통공에는 제1인서트가 더 삽입되며,
   상기 제1인서트의 중앙에는 상기 안내관이 관통하는 관통공이 형성되고,
   상기 관통공의 주변에는 압축코일스프링의 일단이 수용되는 홈부가 형성되며,
   상기 프레임에는 제2인서트가 더 삽입되고,
   상기 제2인서트에는 압축코일스프링의 타단이 수용되는 홈부가 형성되며,
   상기 홈부의 중앙에는 안내관과 체결되기 위한 나선홈이 형성된 것을 특징으로 하는 고출력 스피커.

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