KR102129940B1 - 장방형 스피커 구조체 - Google Patents

Abstract

본 명세서에 개시된 내용은 스피커에 사용되는 구조체에 관한 것으로써, 특히 개선된 구조를 통해 조립과 수리가 용이한 스피커 구조체에 관한 것이다.
보다 상세하게는, 외부 음향 기기에 형성된 장착홈에 결합되는 장방형 스피커 구조체에 있어서, 상기 장착홈에 대응되는 형상을 가지며 내부에 2개 이상의 요크부싱이 이격형성되고 상부면 가장자리를 따라 홈부가 형성되는 프레임, 상기 요크부싱에 끼워져 조립되는 요크 및 상기 홈부에 결합되는 완충링을 포함하는 장방형 스피커 구조체를 일 실시 예로 제시한다.

Description

장방형 스피커 구조체{Structure of rectangle for speaker}

본 명세서에 개시된 내용은 스피커에 사용되는 구조체에 관한 것으로써, 특히 개선된 구조를 통해 조립과 수리가 용이한 스피커 구조체에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

스피커는 입력된 전기신호를 음성신호로 전환하여 소리를 재생하는 장치를 말한다. 즉, 공기를 진동시켜 음파를 발생시킴으로써 우리 귀에 들리게 해 주는 것이다. 멀티미디어 기기의 발달과 다양화로 여러 분야에서 스피커가 사용되면서, 다양한 구조와 크기를 가진 스피커가 요구되고 있다.

일반적인 스피커의 주요부품으로는 진동판(Cone Paper), 프레임(Frame), 요크(Yoke), 영구자석(Magnet), 댐퍼(Damper), 보이스코일(Voice coil), 서라운드(Surround), 더스트커버(Dust cover) 등이 있다.

진동판은 스피커의 상부에 위치하여 진동을 발생시켜 소리를 내는 구성요소로써, 이것을 콘 페이퍼(Cone Paper) 또는 콘지라고 부르기도 한다. 주로 종이를 사용하나 정확한 진동을 발생시키기 위해 특수한 소재로 이루어진 진동판도 다수 나오고 있다.

프레임은 스피커에서 진동판과 영구자석 및 요크 등이 고정되는 구성요소로써, 주로 철판을 가공하여 제작되나, 스피커의 다양한 활용에 맞춰 소재 또한 다양한 소재로 제작이 되고 있다.

요크는 이슴쇠라는 뜻으로 자기(磁氣)회로에서 자석과 자속을 이끌어 내는 자로(磁路)를 의미한다. 스피커에서는 주로 연강을 사용하고 있으며, 최근에는 플라스틱 재질로도 제작되고 있다.

댐퍼는 스파이더라고도 하며, 보이스 코일의 위치를 정해주고, 진동판과 프레임 사이를 떠받치는 역할을 함으로써, 보이스코일이 좌우로 쏠리지 않고 정확한 상하운동이 이루어지게 한다.

보이스코일은 자기 갭(gap) 내에 감겨있는 코일(coil)로써, 코일로 음성신호가 담긴 전류가 흐르면 영구자석과의 자기적 상호작용에 의해 상하운동을 하게 되고, 이러한 상하운동으로 진동판을 진동시키는 역할을 한다. 코일의 재질로는 천연물을 입힌 동선 또는 알루미늄 선이 사용된다.

서라운드는 에지(edge)라고도 불리우며, 진동판을 프레임에 고정시켜주는 역할로써, 댐퍼가 진동판의 하부에서 지지를 해준다면, 서라운드는 진동판의 상부를 프레임에서 탈출하지 못하게 고정해주는 기능을 수행한다. 서라운드는 진동판을 고정해주면서 프레임내부로 공기의 유입을 막아주고 진동판의 정확한 상하운동을 할 수 있게 도와준다.

더스트커버는 더스트 캡(dust cap)이라고도 불리우며, 이름 그대로 먼지의 유입을 막는 역할을 하며, 진동판의 가운데 뚫린 구멍의 상부에 위치하여 먼지 등 이물질을 막는 역할을 한다.

스피커는 처음으로 발명된 이후 기본원리 및 상술한 기본 구성요소에는 거의 변화가 없고, 소재나 구성요소 또는 구조의 개량이 이루어지고 있을 뿐이다. 특히 상술한 바와 같이 스마트폰, 이어폰, 헤드폰, TV 등 다양한 멀티미디어 기기의 등장으로 해당 기기에 적용 가능한 크기 및 형상을 가지면서 적절한 음향특성을 가질 수 있는 방향으로 개발되고 있다.

기존의 스피커 구조체에 대하여, 한국특허공보 제10-1238567호에서는 영구자석을 수용하고 있으며 내벽 테두리에는 외측으로 돌출테가 형성되어 있는 요크와, 상기 요크가 인서트 사출되어 바닥면을 중심으로 상기 요크의 내벽과 후레임의 외벽 사이에 일정한 폭과 깊이를 갖는 이격공간이 형성되어 있고, 상기 외벽에는 다수개의 개구홀과 지지간이 형성되어 있는 후레임과, 이격공간 안쪽의 바닥면에 놓여 지는 외측테와, 진동판과 연결되어 있으며 탄성간에 의해 상기 외측테와 일정한 거리를 유지한 체 내측 상부에 위치되어 층을 이루는 내측테가 일체로 이루어진 댐퍼를 포함하여 이루어지는 스피커 유닛을 개시하고 있다.

그러나 상기 한국특허공보에 개시된 바와 같이 일반적인 스피커 유닛은 프레임을 제작할 때, 요크를 프레임과 함께 사출하는 인서트 몰딩 사출방식을 사용하고 있다. 그러나, 인서트 몰딩 사출방식으로 제작하면 요크와 프레임을 분리할 수 없어, 불량발생시 요크와 프레임을 모두 처분해야 한다는 문제점이 있었다. 또한, 진동판의 진동이 프레임을 통해 멀티미디어 기기 본체로 흘러들어가면, 내부 결속부들의 결합력이 약해질 수 있어 이를 방지할 구성요소로 부직포 또는 스폰지를 사용하였으나, 내구성이 약하여 부스러질 수 있으며, 접착테이프를 통해 부착하여 제작공정이 복잡해진다는 문제점이 있었다.

1. 한국특허공보 제10-1238567호

요크와 결합 및 분리가 용이한 구조를 가지고, 간단한 공정 및 구성에 의해 본체에 전달되는 진동을 감쇄시킬 수 있고 중음역대 특성에 유리한 스피커 구조체를 제공하고자 한다.

개시된 내용은 외부 음향 기기에 형성된 장착홈에 결합되는 장방형 스피커 구조체에 있어서, 상기 장착홈에 대응되는 형상을 가지며 내부에 2개 이상의 요크부싱이 이격형성되고 상부면 가장자리를 따라 홈부가 형성되는 프레임, 상기 요크부싱에 끼워져 조립되는 요크 및 상기 홈부에 결합되는 완충링을 포함하는 장방형 스피커 구조체를 일 실시 예로 제시한다.

개시된 실시 예에 따르면, 요크와 프레임 중 일부에 불량이 발생하는 경우 불량인 구성요소만을 제거하고 다른 구성요소는 재활용이 가능하며, 스피커에서 발생하는 진동에 의해 외부 음향 기기의 결합관계가 완화되는 것을 방지할 수 있고, 중음역대 특성에 유리한 스피커 구조체를 제공할 수 있다.

본 실시 예들의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 장방형 스피커 구조체의 사시도.
도 2는 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 장방형 스피커 구조체와 스피커 구성요소의 분해사시도.
도 3은 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 장방형 스피커 구조체의 분해사시도.
도 4는 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 장방형 스피커 구조체의 측단면도.
도 5는 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 장방형 스피커 구조체의 평면도.
도 6은 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 홈부와 이탈방지부재의 확대도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들을 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 개선된 스피커 구조체의 바람직한 실시 예에 대하여 설명한다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 외부 음향 기기에 형성된 장착홈에 결합되는 장방형 스피커 구조체는 상기 장착홈에 대응되는 형상을 가지며 내부에 2개 이상의 요크부싱(11)이 이격형성되고 상부면 가장자리를 따라 홈부(12)가 형성되는 프레임(10), 상기 요크부싱(11)에 끼워져 조립되는 요크(20) 및 상기 홈부(12)에 결합되는 완충링을 포함한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 명세서에 기재된 일 실시 예에 의한 장방형 스피커 구조체는 자성체(40), 플레이트(50), 보이스코일(60), 서스펜션(70), 진동판(80), 엣지(90) 등과 함께 결합되어 스피커를 구성하여, TV, 오디오 등 멀티미디어 기기에 장착되어 사용된다.

도 1을 참조하여 보다 상세하게 살펴보면, 상기 프레임(10)은 일정한 너비와 두께를 가지되, 길이방향으로 연장형성될 수 있다. 바람직하게는 프레임(10)이 결합되는 외부 음향 기기에 형성된 장착홈의 형상과 대응되도록 형성될 수 있다. 상기 장착홈이 형성된 음향기기는 TV, 오디오 등 다양한 멀티미디어 기기에 직접 형성된 것일 수 있고, 또는 TV, 오디오 등 멀티미디어 기기에 결합되는 별도의 스피커 하우징 유닛을 구비하여, 상기 스피커 하우징 유닛에 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 스피커 구조체와 다른 스피커 구조체를 함께 결합하여 멀티미디어 기기에 결합될 수도 있다.

스피커는 재생하는 주파수 영역대에 따라 전역대 스피커, 고역대 스피커, 중역대 스피커, 저역대 스피커로 구분될 수 있는데, 이는 음원으로부터 전달받는 음원의 종류에 따라 구분하는 것이지만, 전달받는 음원을 가장 정확하게 재생하기 위해서는 해당 음역대에 적합한 스피커구조를 선택함이 바람직하다. 따라서 본 명세서에 기재된 일 실시 예에 의한 스피커 구조체는 중역대의 음역을 재생하는 스피커에 사용됨이 바람직할 것이다.

도 1 및 도 3을 참조하여 설명하면, 상기 프레임(10)은 몸체 내부에 2개 이상의 관통구가 형성될 수 있다. 또한, 상부면 가장자리에 일정한 폭으로 함몰되는 홈부(12)가 형성될 수 있다. 또는 프레임(10)의 상부면의 높이를 상기 관통구의 테두리와 가장자리에 형성된 홈부(12)의 높이보다 낮게 형성할 수도 있다. 상기 관통구는 일종의 요크부싱(11)이 되어 후술할 요크(20)를 결합 및 고정하는 역할을 한다.

상기 관통구. 즉, 요크부싱(11)은 원형 또는 다각형의 형상으로 형성될 수 있으며, 일반적으로 스피커에 사용되는 요크(20)의 외형은 원기둥의 형상이 대부분인바, 요크부싱(11)도 원형의 관통구를 이룸이 바람직하다.

도 4 및 도 5를 살펴보면, 요크부싱(11)은 상단 내주연에 돌기(11-1)가 형성되고, 하단 내주연에 지지부(11-2)가 형성되어, 후술하는 요크(20)가 요크부싱(11)에서 이탈되지 않도록 끼워져 조립될 수 있게 한다. 상단 내주연에 형성된 돌기(11-1)는 요크부싱(11)의 상부구멍을 요크(20)의 지름보다 작게 만들어 요크(20)를 상부로 이탈하지 못하게 하는 구성을 모두 포함하는데, 예를 들면, 원형의 돌기(11-1)를 형성할 수도 있고, 상기 관통구의 하나 이상의 현(chord)을 이어 가림막을 형성할 수도 있다.

상기 요크부싱(11)의 하단 내주연에 형성되는 지지부(11-2)는 요크(20)가 하부로 이탈하지 못하게 하는 어떠한 구성도 포함될 수 있으며, 하나 이상의 돌기에 의할 수 있고, 하나 이상의 현(chord)을 이어 가림막을 형성할 수도 있다. 다만, 지지부(11-2)에 의해 지지되는 요크(20)의 하부면은 개방된 원기둥의 형상을 가지고, 요크(20) 내부에 자성체(40)와 보이스 코일 등 스피커를 구성하는 구성요소들이 수납될 수 있어야 하므로, 상기 지지부(11-2)는 요크(20)의 두께를 초과하여 접촉하지 않도록 형성함이 바람직하다.

상기 프레임(10)의 재질로는 철 또는 알루미늄 등 금속을 사용할 수 있으며, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC), ABS 수지 등 플라스틱으로 형성될 수 있다.

상기 요크(20)는 자기회로에서 자석과 자속(磁束)을 이끌어 내는 자로(磁路)를 의미한다. 재질로는 일반적으로 연강을 사용하며, 플라스틱으로 형성될 수도 있다. 요크(20)는 내부가 비어있으며, 하부면이 개방된 원기둥형상으로 형성될 수 있다. 형성된 요크(20)는 상기 요크부싱(11)에 결합된다. 요크(20)의 폭과 높이는 요크(20)를 수용하는 요크부싱(11)의 높이와 지름에 대응하도록 형성될 수 있다. 요크(20)의 상부 외주연은 일정한 곡률을 가지도록 완만하게 형성될 수 있어, 상기 요크부싱(11)의 상단 내주연에 위치한 돌기(11-1)도 요크(20)의 상부 외주연의 곡률에 따라 형성될 수 있다.

요크(20)는 상술한 바와 같이 프레임(10)에 형성되는 요크부싱(11)에 결합되는데, 종래에는 프레임(10)을 사출할때, 요크(20)를 함께 삽입하여 사출하는 인서트사출방식에 의하였으나, 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따르면 상기 요크(20)를 요크부싱(11)에 억지끼움의 방식으로 결합될 수 있다. 따라서 요크(20)와 프레임(10) 중 적어도 어느 하나에 불량이 발생한 경우에 요크(20)와 프레임(10)을 서로 분리하여 불량부분을 제외한 나머지를 재활용할 수 있다는 장점이 있다.

도 3을 살펴보면, 상기 프레임(10)에 형성된 홈부(12)에 결합되는 완충링(30)은 일정한 폭을 가지는 링 형상으로 이루어질 수 있다. 완충링(30)의 둘레는 프레임(10)에 형성된 홈부(12)의 둘레에 대응하여 형성될 수 있으며, 탄성을 가진 재질로 형성될 수 있다. 상기 외부 음향기기의 장착홈과 상기 프레임(10)이 상기 완충링(30)의 개재하에 가압접촉하여 결합할 수 있으므로, 완충링(30)은 탄성을 가지되 가압접촉에 의해 부서지지 않을 강도를 가지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 고무나 우레탄을 사용하여 형성하는 것이 바로 그것이다. 완충링(30)의 폭은 프레임(10)에 형성된 홈부(12)의 폭에 대응되도록 형성되어 홈부(12)에 결합될 수 있으며, 완충링(30)의 폭을 홈부(12)의 폭보다 다소 크게 형성하여, 억지끼움에 의해 결합될 수도 있다.

이때, 완충링(30)의 이탈을 방지하기 위한 2차적 수단으로써, 프레임(10)의 가장자리 내측에 완충링(30)의 이탈을 방지하는 이탈방지부재(13)를 구비할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 이탈방지부재(13)는 프레임(10)의 가장자리 내측. 즉, 홈부(12)의 내주연을 따라 하나 이상 형성될 수 있다. 이탈방지부재(13)는 일정한 폭을 가지고 기립하는 막대기둥 형상으로 형성되며, 상기 홈부(12)의 가장 낮은면보다 높게 형성될 수 있다. 이탈방지부재(13)를 포함하면 완충링(30)과 홈부(12)의 결합력을 보다 강하게 할 수 있다. 예를 들어 설명하면, 완충링(30)의 둘레를 홈부(12)의 둘레보다 다소 작게 형성하여 홈부(12)에 억지끼움을 시도할때, 완충링(30)의 탄성에 의해 원의 중심으로 수축하려는 힘이 발생하는데, 이를 이탈방지부재(13)에 의해 저지하고, 또한, 수축하려는 힘에 의해 상기 이탈방지부재(13)와 완충링(30)이 접촉하는 접촉면의 마찰력 또한 강해지므로, 결합력을 강하게 할 수 있을 것이다.

도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 프레임(10)의 외측면에는 상기 외부 음향기기의 장착홈에 체결고정되도록 체결부(14)가 형성되고, 상기 체결부(14)에 의해 상기 외부 음향기기의 장착홈과 체결고정될 수 있다. 체결부(14)는 프레임(10)의 외측면에 하나 이상 형성될 수 있으며, 프레임(10)과 외부 음향기기가 안정성 있게 체결고정될 수 있도록 하기 위하여, 체결부(14)가 2개 이상 형성되는 경우 대칭되는 위치에 대칭되는 숫자로 형성함이 바람직하다.

예를 들면, 길이방향으로 연장형성되는 프레임(10)의 경우, 길이방향의 양단에 체결부(14)를 각각 형성하여 장착홈과 결합하는 것이 안정성있게 결합될 수 있을 것이다.

상기 장착홈과 체결부(14)의 결합은 다양한 방법에 의할 수 있는데, 예를 들면, 장착홈에 끼움돌기를 형성하고, 체결부(14)에 끼움공을 형성하고, 끼움돌기와 끼움공을 끼움결합하여 장착할 수 있으며, 장착홈과 체결부(14)에 나사홈을 형성하고 나사에 의해 결합하여 장착할 수도 있다. 본 방법은 예시에 불과하며 장착방법을 한정하지 않는다.

개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 않는다.

10 : 프레임
11 : 요크부싱
11-1 : 돌기
11-2 : 지지부
12 : 홈부
13 : 이탈방지부재
14 : 체결부
20 : 요크
30 : 완충링
40 : 자성체
50 : 플레이트
60 : 보이스코일
70 : 서스펜션
80 : 진동판
90 : 엣지

Claims (5)

1. 외부 음향 기기에 형성된 장착홈에 결합되는 장방형 스피커 구조체에 있어서,
   상기 장착홈에 대응되는 형상을 가지며 내부에 2개 이상의 요크부싱이 이격형성되고 상부면 가장자리를 따라 홈부가 형성되는 프레임;
   상기 요크부싱에 끼워져 조립되는 요크; 및
   상기 홈부에 결합되는 완충링;을 포함하고,
   상기 프레임에 형성된 상기 요크부싱의 상단 내주연에 돌기가 형성되고, 상기 요크부싱의 하단 내주연에 지지부가 형성되어, 상기 요크가 상기 요크부싱에서 이탈되지 않도록 끼워져 조립되며,
   상기 프레임의 가장자리 내측에는 상기 완충링의 이탈을 방지하는 이탈방지부재를 구비하고,
   상기 이탈방지부재는 기립하는 막대기둥 형상으로 형성되며, 상기 홈부의 가장 낮은면보다 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 장방형 스피커 구조체.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 외부 음향기기의 장착홈과 상기 프레임이 상기 완충링의 개재하에 가압접촉하여 결합하는 것을 특징으로 하는 장방형 스피커 구조체.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 프레임의 외측면에는 상기 외부 음향기기의 장착홈에 체결고정되도록 체결부가 형성되고, 상기 체결부에 의해 상기 외부 음향기기의 장착홈과 체결고정되는 것을 특징으로 하는 장방형 스피커 구조체.
   
   

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