KR101901408B1 - 개선된 후방 구조를 가지는 아마추어 스피커 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 하우징, 하우징 내에 설치되는 보빈, 보빈에 권선되며, 전류에 의해 자기장을 발생시키는 코일, 하우징 내에 설치되며 에어 갭을 구비하는 자기 회로, 보빈과 자기 회로의 에어 갭 내에 일단이 삽입되며, 코일의 자기장에 의해 자회되어 자기 회로와 상호작용하는 아마추어, 아마추어에 대하여 수직으로 연결된 로드, 로드에 의해 진동하는 진동판, 요크 내에 설치되는 영구 자석, 보빈에 결합되어 코일이 전기적으로 연결되고, 하우징 외부로 연장되어 외부 기판에 직접 전기적으로 연결되는 한 쌍의 터미널, 하우징에 형성되며 한 쌍의 터미널 사이에 위치하는 백 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 개선된 후방 구조를 가지는 아마추어 스피커를 제공한다.

Description

개선된 후방 구조를 가지는 아마추어 스피커{AMATURE SPEAKER WITH IMPROVED BACKSIDE STRUCTURE}
본 발명은 아마추어 스피커의 후방 구조에 관한 것이다.
밸런스드 아마추어를 이용한 스피커의 경우, 다이나믹 스피커보다 더욱 소형화가 가능하면서도 고성능을 유지하여, 보청기 등에 많이 이용되는 형태의 스피커이다.
대한민국 등록특허 1504019호에는 종래 기술에 따른 아마추어 스피커가 개시되어 있으며, 도 1과 대한민국 등록특허 1504019호를 참조하면, 아마추어 스피커 는 피씨비(2)가 장착되어 있는 하우징과 상기 하우징의 내측에 배치되어 있는 내부 구성품을 포함한다.
내부의 구성품은 교류전기를 인가받는 권선된 코일(5)과 적어도 일부가 상기 코일(5)의 내부에 배치되어 있는 진동자로서의 아마추어(10)와 상기 아마추어(10)에 이격되어 있는 마그네트(15)와 상기 아마추어(10)에 접합된 드라이브 로드(7)를 통해 진동을 전달받아 소리를 발생시키는 진동판(20)을 포함한다. 코일(5)은 피씨비(2)와 전기적으로 접속되어 동작한다. 도 1에서 상단 좌측에 도시되어 있는 개구부는 진동판(20)을 통해 재생된 소리가 나오는 곳이다. 상기 코일(5)로 인가된 교류전기 상태의 소리 신호로 인해 상기 코일(5)에 일부가 포함된 상기 아마추어(10)의 자체에 자성이 생겨 상기 아마추어(10)는 전류가 흐를 때 자석의 성질을 띄는 전자석이 되고, 마그네트(15) 사이에 놓인 상기 아마추어(10)가 상기 코일(5)의 영향으로 N극과 S극으로 교번하여 바뀌고, 상기 마그네트(15)에서 나오는 자기장의 영향을 받아 상기 아마추어(110)가 위아래로 흔들리며 진동이 발생된다.
그러나 종래 기술에 따른 아마추어 스피커는, 음향이 방출되는 홀(전방)의 반대편(후방)에 별도의 통풍홀이 형성되지 못해, 스피커 내외로의 공기 유동이 원활하지 못하여 성능이 떨어지는 단점이 있었다.
후면이 아닌 바닥면 또는 측면에 통풍홀을 형성하는 아마추어 스피커도 있으나, 일반적으로 아마추어 스피커를 이용한 이어폰은 스피커가 가스켓에 삽입된 다음 이어폰 케이스에 삽입되는 구조를 채용하고 있기 때문에, 결국 가스켓과 이어폰 케이스에도 통풍홀이 마련되어야 했다. 뿐만 아니라, 조립 시에 가스켓과 이어폰 케이스의 통풍홀의 위치를 아마추어 스피커의 통풍홀과 위치를 일치시켜주어야 하기 때문에 조립 시 방향성이 있어 조립 시간이 길어지며, 구조상 외부 충격에 약하다는 단점이 있었다.
미국 특허공개공보 2016/0255433호 및 도 2를 참조하면, 하우징(5502)에 두 개의 스파우트(5504A, 5504B)가 형성된 아마추어 스피커가 개시되어 있다. 이때 바깥쪽을 향하는 스파우트(5504B)는 폐쇄효과(occlusion effect)에 의해 발생되는 증폭된 음파를 사용자의 이어 커널로부터 주위 환경으로 전달 또는 방출되도록 한다. 그러나 미국 특허공개공보에 개시된 아마추어 스피커는 후방에 스파우트(5504B)와 터미널(5518)을 동시에 형성하여야 하기 때문에 스파우트(5504B) 크기에 제약이 있으며, 스파우트(5504B)의 존재 때문에 터미널(5518)의 전기 접속 작업도 난이해진다는 단점이 있었다.
대한민국 등록특허 1504019호 미국 특허공개공보 2016/0255433호
본 발명은 후방에 통풍홀을 형성하여 아마추어 스피커의 단점인 저역대의 음향을 개선할 수 있는 개선된 후방 구조를 가지는 아마추어 스피커를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 코일의 설치를 돕는 보빈에 터미널이 구비되며, 터미널에 직접 회로가 연결되도록 함으로써 PCB를 생략할 수 있는 개선된 후방 구조를 가지는 아마추어 스피커를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 하우징, 하우징 내에 설치되는 보빈, 보빈에 권선되며, 전류에 의해 자기장을 발생시키는 코일, 하우징 내에 설치되며 에어 갭을 구비하는 자기 회로, 보빈과 자기 회로의 에어 갭 내에 일단이 삽입되며, 코일의 자기장에 의해 자회되어 자기 회로와 상호작용하는 아마추어, 아마추어에 대하여 수직으로 연결된 로드, 로드에 의해 진동하는 진동판, 요크 내에 설치되는 영구 자석, 보빈에 결합되어 코일이 전기적으로 연결되고, 하우징 외부로 연장되어 외부 기판에 직접 전기적으로 연결되는 한 쌍의 터미널, 하우징에 형성되며 한 쌍의 터미널 사이에 위치하는 백 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 개선된 후방 구조를 가지는 아마추어 스피커를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 예로, 백 홀의 크기를 조절함으로써, 백 홀을 통해 유출입하는 공기량을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 개선된 후방 구조를 가지는 아마추어 스피커를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 예로, 백 홀을 통한 이물질의 유입을 방지하는 메쉬 스크린을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 개선된 후방 구조를 가지는 아마추어 스피커를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 예로, 메쉬 스크린의 체눈의 크기를 조절함으로써 백 홀을 통해 유출입하는 공기량을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 개선된 후방 구조를 가지는 아마추어 스피커를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 예로, 메쉬 스크린은 발수 메쉬로 제조되는 것을 특징으로 하는 개선된 후방 구조를 가지는 아마추어 스피커를 제공한다.
본 발명이 제공하는 개선된 후방 구조를 가지는 아마추어 스피커는 후방 공간에 PCB를 설치하는 대신, 보빈에 고정된 터미널로 직접 납땜이 이루어지도록 함으로써 종래 PCB 설치 공간을 후방 통풍홀, 즉, 백 홀로 이용할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명이 제공하는 개선된 후방 구조를 가지는 아마추어 스피커는, 하우징 내부의 구성 부품의 설계 변경 없이 백 홀의 크기만을 변경함으로써, 저음역 대의 음압을 조절할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명이 제공하는 개선된 후방 구조를 가지는 아마추어 스피커는, 하우징 내부의 구성 부품의 설계 변경 없이 백 홀을 덮는 메쉬 스크린의 체눈의 크기(메쉬 수)만을 변경함으로써 저음역 대의 음압을 조절할 수 있다는 장점이 있다.
또한 본 발명이 제공하는 개선된 후방 구조를 가지는 아마추어 스피커는, 가스켓등에 의해 감싸이지 않는 후방에 백 홀이 형성됨으로써, 이어폰 케이스, 보청기 등에 조립 시에 방향성이 없으므로 조립 시간을 단축할 수 있고, 가스켓이 아마추어 스피커 전체를 감싸는 구조를 채용할 수 있어 낙하 신뢰성을 확보할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 아마추어 스피커,
도 2는 종래 기술에 따른 또 다른 아마추어 스피커,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 아마추어 스피커의 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 아마추어 스피커의 분해도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 아마추어 스피커의 사시도,
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 아마추어 스피커의 단면도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 아마추어 스피커의 분해도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 아마추어 스피커의 사시도이다.
본 발명에 따른 개선된 후방 구조를 가지는 아마추어 스피커는, 하우징(100), 하우징(100) 내에 설치되는 보빈(410), 보빈(410)에 권선되며, 전류에 의해 자기장을 발생시키는 코일(420), 하우징 내에 설치되며 에어 갭을 구비하는 자기 회로(210, 220), 보빈(410)과 자기 회로(210, 220)의 에어 갭 내에 일단이 삽입되며, 코일(420)의 자기장에 의해 자화되어 자기 회로와 상호작용하는 아마추어(300), 아마추어(300)에 대하여 수직으로 연결된 로드(500), 로드(500)에 의해 진동하는 진동판(600, 610), 보빈(410)에 결합되어 코일(420)이 전기적으로 연결되고, 하우징(100) 외부로 연장되어 외부 기판에 직접 전기적으로 연결되는 한 쌍의 터미널(412) 및 하우징에 형성되며, 한 쌍의 터미널 사이에 위치하는 백 홀(120)을 포함한다.
하우징(100)은 바람직하게는, 하부 하우징(102)과 상부 하우징(104)이 별도로 제조되어 결합되도록 함으로써, 하우징(100) 내부에 부품의 설치를 용이하게 한다. 상부 하우징(104)에는 음향을 방출하는 음향 방출홀(110)이 형성되며, 상부 하우징(104)과 하부 하우징(102)의 조립 후에 부착되는 스파우트(150)에 의해 음향 방출홀(110)로 방출되는 음향을 안내할 수 있다.
편의상 이하에서는 음향이 방출되는 스파우트(150) 측을 전방, 반대 측을 후방으로 지칭하도록 한다.
하우징(100)의 내부에서 보빈(410)의 전방에 자기 회로(210, 220)가 설치된다. 자기 회로(210, 220)는 중공된 요크(210)와, 요크(210) 내에 설치되는 한 쌍의 영구 자석(220)을 포함한다. 한 쌍의 영구 자석(220)은 상, 하로 간격을 두고 배치되며, 영구 자석(220) 사이의 간격, 즉 에어 갭 내로 아마추어(300)의 일단이 삽입된다. 자기 회로(210, 220)는 요크(210)와 한 쌍의 영구자석(220)으로 이루어진 예가 도시되어 있으나, 하나의 영구자석(220)이 에어 갭을 형성하는 구조나, 요크(210)가 생략되는 구조를 선택하여도 무방하다.
아마추어(300)는 U자 형태로, 일단은 보빈(410), 코일(420) 및 자기 회로(210, 220)의 외측에 위치하고, 타단은 보빈(410), 코일(420) 및 자기 회로(210, 220)의 내로 삽입된다. 코일(420)에 전류가 흐르면 아마추어(300)가 자화되며, 그에 따라 영구자석(220)과 상호 전자기력에 의해 상, 하로 진동하게 된다. 아마추어(300)의 타단은 자기 회로(210, 220)보다 전방으로 더 연장되며, 그 연장된 단부에 로드(500)가 수직으로 연결된다.
로드(500)의 하단은 아마추어(300)에 연결되며, 로드(300)의 상단은 진동판(600, 610)에 연결되어 아마추어(300)의 진동 시에 로드(300)에 의해 진동판(600, 610)이 함께 진동하게 된다. 진동판(600, 610)은 TPU 계열 필름 진동판(600)과 금속 진동판(610)이 접합된 형태이며, 금속 진동판(610)은 바람직하게는 알루미늄으로 제조된다.
하우징(100)의 후방에 형성된 홀을 통해 보빈(410)에 결합되어 있는 한 쌍의 터미널(412)이 연장되어 노출된다. 보빈(410)은 일반적으로 LCP 계열의 사출 플라스틱이며, 터미널(412)은 전기 전도성을 가지는 금속 재질로, 보빈(410)의 사출 제조 시에 인서트된다. 하우징(100)의 후방을 통해 터미널(412)만 노출될 수도 있으나, 터미널(412)의 보호를 위해 터미널(412)을 감싸는 보빈(410) 사출물도 일부 함께 노출될 수 있다. 터미널(412)의 일 단부는 하우징(100) 내부에 위치하고, 타 단부는 하우징(100) 외부에 위치한다. 하우징(100) 내부에 위치하는 일 단부에는 코일(300)의 리드 와이어(302)가 납땜되며, 하우징(100) 외부에 위치하는 타 단부에는 아마추어 스피커를 제어하는 외부 회로가 직접 납땜된다. 하우징(100)의 후방에서 한 쌍의 터미널(412)은 좌, 우로 간격을 두고 형성되며, 이 간격에 백 홀(120)이 형성될 수 있다
하우징(100)의 후방에는 통풍을 위한 백 홀(120)이 형성되는데, 백 홀(120)은 앞서 설명한 바와 마찬가지로 한 쌍의 터미널(412) 사이에 형성된다. 터미널(412)에 외부 회로가 직접 납땜되면서 PCB를 생략하였기 때문에, 터미널(412) 부근에 별도로 PCB 설치 공간을 요하지 않아 백 홀(120)의 설치 공간이 충분히 확보될 수 있다.
이때, 아마추어 스피커의 내부 부품들의 설계는 전혀 변경하지 않으면서, 단순히 하우징(100)의 백 홀(120)의 크기만을 조절함으로써, 저음역대에서의 음압을 조절할 수 있다.
한편, 백 홀(120)을 통해 이물질이 유입되는 것을 차단하기 위해 백 홀(120)을 막는 메쉬 스크린(700)을 추가적으로 설치할 수 있다. 메쉬 스크린(700)의 체 눈의 크기, 즉, 메쉬 수를 조절함으로써 동일한 크기의 백 홀(120)에 대해서도 유출입되는 공기량을 조절할 수 있어 200Hz ~ 2kHz 대의 저음역대에서 음압을 세밀하게 튜닝할 수 있다.
도 6은 백 홀의 유무에 따른 아마추어 스피커의 주파수별 음압 레벨을 도시한 그래프이다. 도 6에서 알 수 있듯이, 20Hz~ 500Hz의 저음역대에서 백 홀이 존재하지 않을 때에 비해 백 홀을 형성하였을 때 최대 4.4dB까지 상승한 것을 확인할 수 있다.
도 7은 백 홀을 덮는 메쉬 스크린의 변경에 따른 주파수별 음압 레벨을 도시한 그래프이다. 도 7에서 확인할 수 있듯이, 메쉬 수가 커질수록, 즉 체눈의 크기가 작아질수록 저중역(200Hz~1kHz)대에서 음압이 감소하며, 최대 1dB까지 감소할 수 있다.
도 8은 백 홀을 덮는 메쉬 스크린의 변경에 따른 주파수별 THD를 나타낸 그래프이다. 메쉬 수가 커질수록, 즉 체눈의 크기가 작아질수록 1kHz 부근에서 THD가 감소하는 것을 확인할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 개선된 후방 구조를 가지는 아마추어 스피커가 이어폰 케이스 내에 설치된 모습을 도시한 도면이다. 아마추어 스피커(1000)는 외부 충격으로부터 스피커(1000)를 보호하기 위해 고무 재질의 가스켓(1100)을 개재시켜 이어폰 케이스(1200) 내에 설치된다. 이어폰 케이스(1200)에는 사용자의 귀에 착용되는 것을 돕는 이어팁(1300) 등이 설치되며, 아마추어 스피커에서 발생된 음향은 아마추어 스피커의 음향 방출홀(110; 도 3 참조), 스파우트(150; 도 3 참조), 가스켓(1100)에 형성된 음향 통로, 이어폰 케이스(1200)에 형성된 음향 통로를 거쳐, 이어팁(1300)에 형성된 음향 통로를 통해 최종적으로 사용자의 귓속으로 전달된다.
앞서 기술한 바와 같이, 아마추어 스피커(1000)의 백 홀(120; 도 3참조)은 아마추어 스피커(1000)의 후방에 형성되기 때문에, 측면 또는 하면에 통풍홀을 형성할 필요가 없으며, 그에 따라 가스켓(1100)과 이어폰 케이스(1200)에 추가적인 통풍홀을 형성할 필요가 없다. 따라서 조립 시에 가스켓(1100)과 이어폰 케이스(1200)에 방향성이 없어 조립 시간을 단축시킬 수 있다. 또한, 가스켓(1100)이 아마추어 스피커(1000) 전체를 감싸기 때문에, 외부 충격에 대해서 신뢰성을 확보할 수 있다.

Claims (5)

  1. 하우징;
    하우징 내에 설치되는 보빈;
    보빈에 권선되며, 전류에 의해 자기장을 발생시키는 코일;
    하우징 내에 설치되며 에어 갭을 구비하는 자기 회로;
    보빈과 자기 회로의 에어 갭 내에 일단이 삽입되며, 코일의 자기장에 의해 자회되어 자기 회로와 상호작용하는 아마추어;
    아마추어에 대하여 수직으로 연결된 로드;
    로드에 의해 진동하는 진동판;
    보빈에 결합되어 코일이 전기적으로 연결되고, 하우징 외부로 연장되어 외부 기판에 직접 전기적으로 연결되는 한 쌍의 터미널; 및
    하우징에 형성되며, 한 쌍의 터미널과 마주하는 면에 형성되는 음향 방출홀;
    하우징에 형성되며, 음향 방출홀과 마주하도록 한 쌍의 터미널 사이에 위치하는 백 홀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 개선된 후방 구조를 가지는 아마추어 스피커.
  2. 제1항에 있어서,
    백 홀의 크기를 조절함으로써, 백 홀을 통해 유출입하는 공기량을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 개선된 후방 구조를 가지는 아마추어 스피커.
  3. 제1항에 있어서,
    백 홀을 통한 이물질의 유입을 방지하는 메쉬 스크린;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 개선된 후방 구조를 가지는 아마추어 스피커.
  4. 제3항에 있어서,
    메쉬 스크린의 체눈의 크기를 조절함으로써 백 홀을 통해 유출입하는 공기량을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 개선된 후방 구조를 가지는 아마추어 스피커.
  5. 제3항에 있어서,
    메쉬 스크린은 발수 메쉬로 제조되는 것을 특징으로 하는 개선된 후방 구조를 가지는 아마추어 스피커.


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