KR102277889B1

KR102277889B1 - Ultra-thin 2-way speaker

Info

Publication number: KR102277889B1
Application number: KR1020190142390A
Authority: KR
Inventors: 최낙규; 고은수; 문대성
Original assignee: 주식회사 비에스이
Priority date: 2019-11-08
Filing date: 2019-11-08
Publication date: 2021-07-15
Also published as: KR20210055960A

Abstract

본 개시는 우퍼의 자기회로의 일부를 트위터 자기회로의 일부로 사용하여 초박형화를 가능하게 하는 초박형 2웨이 스피커에 관한 것이다. 개시된 초박형 2웨이 스피커는 외부로부터 오디오신호를 입력받기 위한 패드가 형성된 기판과, 기판을 통해 전달된 오디오신호에 의해 보이스코일이 자화되면서 우퍼 다이어프램이 진동되는 다이나믹 스피커로 동작하여 중/저음역의 소리를 발생시키는 우퍼부와, 기판을 통해 전달된 오디오신호에 의해 코일이 자화되면서 트위터 다이어프램과 상호 작용하여 전자석 스피커로 동작하여 고음역의 소리를 발생시키는 트위터부와, 기판과 체결되어 우퍼부와 트위터부를 동일축상에 배치시키면서 조립체를 형성하는 케이스를 포함하되 우퍼부의 자기회로의 일부를 트위터부의 자기회로의 일부로 사용하여 초박형화를 가능하게 한 것이다.The present disclosure relates to an ultra-thin 2-way speaker that enables ultra-thin reduction by using a part of a magnetic circuit of a woofer as a part of a tweeter magnetic circuit. The disclosed ultra-thin 2-way speaker operates as a dynamic speaker in which a pad for receiving an audio signal from the outside is formed, and a woofer diaphragm vibrates while the voice coil is magnetized by the audio signal transmitted through the substrate, thereby producing mid/low range sounds. The woofer unit that generates the generator, the tweeter unit that interacts with the tweeter diaphragm as the coil is magnetized by the audio signal transmitted through the substrate, and operates as an electromagnet speaker to generate high-pitched sound, and the woofer unit and the tweeter unit are fastened to the substrate so that the woofer unit and the tweeter unit are the same It includes a case that forms an assembly while arranging it on the shaft, but uses a part of the magnetic circuit of the woofer part as a part of the magnetic circuit of the tweeter part to enable ultra-thin reduction.

Description

Ultra-thin 2-way speaker

본 발명은 우퍼와 트위터가 동일축 상에 구현된 2웨이 스피커에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 우퍼의 자기회로의 일부를 트위터 자기회로의 일부로 사용하여 초박형화를 가능하게 하는 초박형 2웨이 스피커에 관한 것이다.The present invention relates to a two-way speaker in which a woofer and a tweeter are implemented on the same axis, and more particularly, to an ultra-thin two-way speaker that uses a part of the magnetic circuit of the woofer as a part of the tweeter magnetic circuit to make it ultra-thin will be.

일반적으로, 2웨이 스피커(2-way speaker)는 고음과 중/저음 2개의 신호를 각 스피커 유닛이 담당하는 방식으로 청취자에게 보다 향상된 음질을 제공할 수 있다. 2웨이 스피커를 구현함에 있어서 저음 스피커(우퍼)로는 자기회로와 보이스 코일을 이용하여 진동판을 진동시켜 음향을 발생하는 다이나믹형 스피커를 사용하고, 고음 스피커(트위터)로는 플레이트형 전자석 스피커(Electro-magnetic Speaker)를 결합하여 하이브리드 방식으로 구현하기도 한다.In general, a 2-way speaker can provide a more improved sound quality to a listener in such a way that each speaker unit is responsible for two signals of a high tone and a mid/low tone. In implementing the 2-way speaker, a dynamic speaker that generates sound by vibrating a diaphragm using a magnetic circuit and a voice coil is used as the bass speaker (woofer), and the plate-type electromagnetic speaker (Electro-magnetic) is used as the treble speaker (tweeter). It is sometimes implemented in a hybrid way by combining speakers.

그런데 종래의 하이브리드 방식의 2웨이 스피커는 동일선상의 스피커 중심에 다이나믹형 스피커와 전자석 스피커를 배치함으로써 배치거리에 의한 위상차를 줄여줄 수 있으나 다이나믹형 스피커를 위한 자기회로와 전자석 스피커를 위한 자기회로가 각각 별도로 구비되어 부피가 커지고 제조원가가 높은 문제점이 있다.However, the conventional hybrid-type 2-way speaker can reduce the phase difference due to the arrangement distance by arranging the dynamic speaker and the electromagnet speaker in the center of the speaker on the same line, but the magnetic circuit for the dynamic speaker and the magnetic circuit for the electromagnet speaker Since each is separately provided, there is a problem in that the volume is increased and the manufacturing cost is high.

대한민국 특허청 등록특허공보(B1)에 등록번호 제10-1909234호로 공고된 '하이브리드 스피커'는 상부코일과 하부코일이 대향하여 배치되고 상부 및 하부코일 사이에는 중앙에 폐쇄형의 홀이 형성된 개방형의 고음 진동판이 마련되며 코일들의 외측에 배치되는 마그넷을 포함하는 고음 스피커와, 이 고음 스피커의 하부엔 저음 진동판으로부터 발생되는 저음이 고음 스피커의 고음 진동판에 형성된 홀을 통하여 발산되도록 동축 결합되는 다이내믹 저음 스피커로 구성되어 있다.The 'hybrid speaker', announced in the Korean Intellectual Property Office Registration No. 10-1909234 with the registration number 10-1909234, has an open high-pitched sound with an upper coil and a lower coil facing each other and a closed hole in the center between the upper and lower coils. A treble speaker having a diaphragm provided and magnets disposed on the outside of the coils, and a dynamic woofer coaxially coupled to the lower part of the treble speaker so that the bass sound generated from the bass diaphragm is emitted through a hole formed in the treble diaphragm of the treble speaker. Consists of.

도 1은 종래 하이브리드 방식의 2웨이 스피커 구조를 도시한 개략도이다.1 is a schematic diagram illustrating a structure of a conventional hybrid type 2-way speaker.

도 1을 참조하면, 종래 하이브리드 방식의 2웨이 스피커는 중/저음역대를 담당하는 다이나막형 스피커인 우퍼(10)와 고음역대를 담당하는 전자석 스피커인 트위터(20)가 케이스(30)에 의해 동일축상에 조립되어 있다. 트위터(20)는 중앙의 진동판(21)을 중심으로 갭 가이드(24-1,24-2)에 의해 일정 간격을 두고 마그넷(23-1, 23-2)과 코일(22-1, 22-2)이 서로 대칭 형태로 배치된 구조로 되어 있다.Referring to FIG. 1 , in the conventional two-way speaker of the hybrid type, a woofer 10 which is a dynamak-type speaker for mid/low range and a tweeter 20 which is an electromagnet speaker for high range are coaxial by a case 30 . is assembled on The tweeter 20 has magnets 23-1 and 23-2 and coils 22-1 and 22- at regular intervals by gap guides 24-1 and 24-2 around the diaphragm 21 in the center. 2) is arranged in a symmetrical form with each other.

이와 같이 종래 기술은 트위터(Tweeter)의 금속 진동판(21)의 진동을 위하여 상부와 하부에 각각의 동일한 형태의 마그넷(23-1,23-2), 코일(22-1,22-2), 갭 가이드(24-1,24-2)가 필요하여 박형화에 구조적인 한계가 있다.As such, in the prior art, magnets 23-1 and 23-2 of the same shape, coils 22-1 and 22-2, respectively, in the upper and lower portions for vibration of the metal diaphragm 21 of the tweeter, Since the gap guides 24-1 and 24-2 are required, there is a structural limitation in reducing the thickness.

중/저음역대를 위한 우퍼(Woofer)를 다이나믹형 스피커로 구현하고, 고음역대를 위한 트위터(Tweeter)를 전자석 스피커로 구현한 종래의 하이브리드 방식의 2웨이 스피커는 우퍼의 자기회로와 트위터의 자기회로가 서로 독립적으로 따로 구현되어 부피가 커지고 원가가 상승하게 된다.The conventional hybrid 2-way speaker, in which a woofer for the mid/low range is implemented as a dynamic speaker, and a tweeter for the high frequency range as an electromagnet speaker, has the magnetic circuit of the woofer and the magnetic circuit of the tweeter. Since they are implemented independently of each other, the volume increases and the cost increases.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 우퍼의 자기회로의 일부를 트위터의 자기회로의 일부로 사용하여 초박형화를 가능하게 한 초박형 2웨이 스피커를 제공하는 것이다.The present invention has been proposed to solve this problem, and an object of the present invention is to provide an ultra-thin 2-way speaker that enables ultra-thin reduction by using a part of the magnetic circuit of the woofer as a part of the magnetic circuit of the tweeter.

본 발명의 다른 목적은 트위터의 금속 진동판 재생을 위하여 상부, 하부 각각의 마그넷이 아닌 상부의 마그넷과 우퍼의 마그넷을 이용한, 저렴한 제조비용의 초박형 2웨이 스피커를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an ultra-thin 2-way speaker at low manufacturing cost, using an upper magnet and a woofer magnet, rather than each of the upper and lower magnets, to reproduce the metal diaphragm of the tweeter.

본 발명의 실시예에 따른 초박형 2웨이 스피커는, 외부로부터 오디오신호를 입력받기 위한 패드가 형성된 기판과, 상기 기판을 통해 전달된 오디오신호에 의해 보이스코일이 자화되면서 우퍼 다이어프램이 진동되는 다이나믹 스피커로 동작하여 중/저음역대의 소리를 발생시키는 우퍼부와, 상기 기판을 통해 전달된 오디오신호에 의해 코일이 자화되면서 트위터 다이어프램과 상호 작용하여 전자석 스피커로 동작하여 고음역대의 소리를 발생시키는 트위터부와, 상기 기판과 체결되어 상기 우퍼부와 상기 트위터부를 동일축상에 배치시키면서 조립체를 형성하는 케이스를 포함하되 상기 우퍼부의 자기회로의 일부를 상기 트위터부의 자기회로의 일부로 사용하여 초박형화를 가능하게 한 것이다.An ultra-thin 2-way speaker according to an embodiment of the present invention is a dynamic speaker in which a pad for receiving an audio signal from the outside is formed, and a woofer diaphragm vibrates while a voice coil is magnetized by an audio signal transmitted through the substrate. A woofer unit that operates to generate mid/low-range sounds, and a tweeter unit that operates as an electromagnet speaker to generate high-pitched sounds by interacting with the tweeter diaphragm while the coil is magnetized by the audio signal transmitted through the substrate; It includes a case which is fastened to the substrate to form an assembly while disposing the woofer unit and the tweeter unit on the same axis, but uses a part of the magnetic circuit of the woofer unit as a part of the magnetic circuit of the tweeter unit to enable ultra-thin reduction.

상기 우퍼부는 요크 플레이트와, 상기 요크 플레이트 위의 둘레면에 안착되는 링 마그넷과, 상기 링 마그넷 위에 안착되는 링 플레이트와, 상기 요크 플레이트 위의 중앙부에 안착되는 우퍼 마그넷과, 상기 우퍼 마그넷 위에 안착되는 우퍼 플레이트와, 내부에 관통공이 형성된 우퍼 다이어프램과, 상기 우퍼 다이어프램에 일단이 부착되고 타단이 상기 링 플레이트와 우퍼 플레이트 사이에 형성된 공극에 배치되는 보이스 코일과, 상기 우퍼 다이어프램을 지지하기 위한 스페이서 링을 포함할 수 있다.The woofer unit includes a yoke plate, a ring magnet seated on a circumferential surface of the yoke plate, a ring plate seated on the ring magnet, a woofer magnet seated on a central portion of the yoke plate, and a woofer magnet seated on the woofer magnet a woofer plate, a woofer diaphragm having a through hole formed therein, a voice coil having one end attached to the woofer diaphragm and the other end disposed in a gap formed between the ring plate and the woofer plate, and a spacer ring for supporting the woofer diaphragm; may include

또한 상기 트위터부는 상기 우퍼 다이어프램의 관통공에 배치되는 트위터 다이어프램과, 상기 트위터 다이어프램을 지지하기 위한 갭 가이드 링과, 상기 우퍼부의 마그넷과 연동되어 트위터 다이어프램을 자화시키기 위한 트위터 마그넷과, 상기 트위터 마그넷의 내측에 안착되어 오디오신호에 의해 자화되는 트위터 코일을 포함할 수 있다.In addition, the tweeter unit includes a tweeter diaphragm disposed in the through hole of the woofer diaphragm, a gap guide ring for supporting the tweeter diaphragm, a tweeter magnet for magnetizing the tweeter diaphragm by interlocking with the magnet of the woofer unit; It may include a tweeter coil that is seated inside and is magnetized by an audio signal.

본 발명의 실시예에 따르면, 우퍼가 다이나믹형 스피커로 구현되고 트위터가 전자석 스피커로 구현된 하이브리드 방식의 2웨이 스피커에서 우퍼의 자기회로의 일부를 트위터의 자기회로의 일부로 사용하여 초박형화를 가능하게 하는 효과가 있다. 또한 본 발명의 실시예에 따르면, 트위터(Tweeter)의 금속 진동판이 상부 코일 및 마그넷의 자기력 반응에 의해 직접적으로 자체 구동됨으로써 오디오 신호에 대응한 신속한 응답성을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in a hybrid type 2-way speaker in which a woofer is implemented as a dynamic speaker and a tweeter is implemented as an electromagnet speaker, a part of the magnetic circuit of the woofer is used as a part of the magnetic circuit of the tweeter to enable ultra-thin reduction has the effect of In addition, according to an embodiment of the present invention, the metal diaphragm of the tweeter is directly driven by the magnetic force response of the upper coil and the magnet, thereby providing quick response to the audio signal.

도 1은 종래 하이브리드 방식의 2웨이 스피커 구조를 도시한 개략도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초박형 2웨이 스피커의 분리 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 초박형 2웨이 스피커의 조립 사시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초박형 2웨이 스피커 구조를 도시한 개략도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 초박형 2웨이 스피커의 진동판 배치 평면도,
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 초박형 2웨이 스피커의 동작을 설명하기 위한 도면이다.1 is a schematic diagram showing a structure of a two-way speaker of a conventional hybrid method;
2 is an exploded perspective view of an ultra-thin 2-way speaker according to an embodiment of the present invention;
3 is an assembled perspective view of an ultra-thin 2-way speaker according to an embodiment of the present invention;
4 is a schematic diagram showing an ultra-thin 2-way speaker structure according to an embodiment of the present invention;
5 is a plan view of a diaphragm arrangement of an ultra-thin 2-way speaker according to an embodiment of the present invention;
6 to 8 are diagrams for explaining the operation of the ultra-thin 2-way speaker according to an embodiment of the present invention.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.The present invention and the technical problems achieved by the practice of the present invention will become clearer by the preferred embodiments of the present invention described below. The following examples are merely illustrative of the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 초박형 2웨이 스피커는 원통형이나 사각통형 등 다양한 형상으로 구현될 수 있으나 본 발명의 실시예에서는 우퍼가 다이나믹 스피커이고 트위터가 전자석 스피커 구조인 원통형 2웨이 스피커를 예로들어 설명한다. 또한 우퍼의 다이나믹 스피커는 마그넷의 배치 형태가 보이스 코일이 위치하는 공극의 내측에만 마그넷이 있는 내자형과, 외측에만 마그넷이 있는 외자형, 양측에 있는 양자형 등이 가능하나 본 발명의 실시예에서는 양자형을 예로 들어 설명한다.First, the ultra-thin 2-way speaker according to the embodiment of the present invention can be implemented in various shapes such as a cylindrical shape or a rectangular cylindrical shape, but in the embodiment of the present invention, a cylindrical 2-way speaker in which a woofer is a dynamic speaker and a tweeter is an electromagnet speaker structure Explain. In addition, the dynamic speaker of the woofer can have an inner magnetic type with a magnet only inside the gap where the voice coil is located, an outer magnetic type with a magnet only on the outside, and a quantum type on both sides of the magnet arrangement, but in the embodiment of the present invention A quantum type will be described as an example.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초박형 2웨이 스피커의 분리 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 초박형 2웨이 스피커의 조립 사시도이다. 2 is an exploded perspective view of an ultra-thin 2-way speaker according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an assembled perspective view of an ultra-thin 2-way speaker according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 초박형 2웨이 스피커(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 우퍼부(110)와 트위터부(120), 케이스(130), PCB 기판(140)으로 구성된다.As shown in FIG. 2 , the ultra-thin 2-way speaker 100 according to an embodiment of the present invention includes a woofer unit 110 , a tweeter unit 120 , a case 130 , and a PCB board 140 .

도 2를 참조하면, 우퍼부(110)는 요크(111), 링 마그넷(112), 링 플레이트(113), 우퍼 마그넷(114), 우퍼 플레이트(115), 우퍼 다이어프램(116), 보이스 코일(117), 스페이서 링(118)으로 구성된다. 트위터부(120)는 트위터 다이어프램(121), 트위터 코일(122), 트위터 마그넷(123), 갭 가이드 링(124)으로 구성된다.2, the woofer unit 110 includes a yoke 111, a ring magnet 112, a ring plate 113, a woofer magnet 114, a woofer plate 115, a woofer diaphragm 116, and a voice coil ( 117) and a spacer ring 118. The tweeter unit 120 includes a tweeter diaphragm 121 , a tweeter coil 122 , a tweeter magnet 123 , and a gap guide ring 124 .

우퍼부(110)의 요크(111)와 플레이트(113,115)는 링 마그넷(112)과 우퍼 마그넷(114) 사이에서 자기력선의 흐름을 위한 자기회로를 구성한다.The yoke 111 and the plates 113 and 115 of the woofer unit 110 constitute a magnetic circuit for the flow of magnetic force lines between the ring magnet 112 and the woofer magnet 114 .

또한 링 플레이트(113)의 내측을 단층지게 하여 우퍼 다이어프램(116)의 하부 공간을 형성하고, 스페이서 링(118)에 의해 우퍼 다이어프램(116)의 상부공간을 형성하여 우퍼 다이어프램(116)의 진동을 위한 저음공간(S1)을 구성한다. 이때 링 플레이트(113)의 돌출부(113a)와 스페이서 링(118) 사이에 우퍼 다이어프램(116)의 외주면을 끼워 우퍼 다이어프램(116)을 고정할 수 있게 되어 있다.In addition, the inner space of the ring plate 113 is single-layered to form the lower space of the woofer diaphragm 116, and the upper space of the woofer diaphragm 116 is formed by the spacer ring 118 to reduce the vibration of the woofer diaphragm 116. It constitutes a low-pitched space (S1) for At this time, the outer peripheral surface of the woofer diaphragm 116 is sandwiched between the protrusion 113a of the ring plate 113 and the spacer ring 118 to fix the woofer diaphragm 116 .

우퍼 플레이트(115)의 상부 일측을 돌출되게 하여 형성된 돌출부(115a)와 갭 가이드 링(124) 사이에 우퍼 다이어프램(116)의 내주면과 트위터 다이어프램(121)의 외주면을 일정간격(D)을 두고 끼워 고정하여 트위터 다이어프램(121)의 진동을 위한 고음공간(S2)을 형성한다. The inner circumferential surface of the woofer diaphragm 116 and the outer circumferential surface of the tweeter diaphragm 121 are sandwiched between the protrusion 115a formed by protruding one upper side of the woofer plate 115 and the gap guide ring 124 at a predetermined distance (D). It is fixed to form a high-pitched space S2 for vibration of the tweeter diaphragm 121 .

우퍼 다이어프램(116)은 중앙에 관통홀이 형성되어 있고, 중/저음 발생에 용이하도록 폴리머 재질 등을 사용할 수 있고, 원형 그루브가 형성될 수도 있다The woofer diaphragm 116 has a through hole formed in the center, a polymer material or the like may be used to easily generate mid/low sound, and a circular groove may be formed.

보이스 코일(117)은 일단이 우퍼 다이어프램(116)의 저부 중간정도에 부착되어 있고, 타단이 링 마그넷(112)과 마그넷(114) 사이의 공극(S3)에 배치되어 있다.One end of the voice coil 117 is attached to the middle of the bottom of the woofer diaphragm 116 , and the other end is disposed in the gap S3 between the ring magnet 112 and the magnet 114 .

트위터부(120)의 트위터 다이어프램(121)은 강자성체 재질의 금속 원판으로 되어 있고, 트위터 코일(122)은 기판(140)으로부터 전달된 오디오신호의 전류방향에 따라 자극이 정해지는 전자석으로 동작하여 트위터 다이어프램(121)을 진동시키며, 링 마그넷(123)은 우퍼부(110)의 자기회로와 연동되어 트위터 다이어프램(121)을 자화시키는 기능을 한다.The tweeter diaphragm 121 of the tweeter unit 120 is made of a metal disk made of a ferromagnetic material, and the tweeter coil 122 operates as an electromagnet whose magnetic pole is determined according to the current direction of the audio signal transmitted from the substrate 140. The diaphragm 121 is vibrated, and the ring magnet 123 is linked with the magnetic circuit of the woofer unit 110 to magnetize the tweeter diaphragm 121 .

케이스(130)는 일면이 개구된 원통형으로서 바닥면의 중앙부분은 돌출되어 트위터 마그넷(123)과 트위터 코일(122)이 끼워질 수 있도록 되어 있고, 중심에 트위터(120)에서 발생된 고음을 방출하기 위한 트위터 음향홀(132)이 형성되어 있으며, 돌출되지 않은 주변부에는 우퍼(110)에서 발생된 중/저음을 방출하기 위한 우퍼 음향홀(131)이 복수개 형성되어 있다. 또한 케이스(130)의 측벽에는 기판(140)으로부터 트위터 코일(122) 및 보이스 코일(117)에 오디오신호를 각각 인가하기 위한 배선용 슬릿(134)이 형성될 수 있다.The case 130 has a cylindrical shape with one open surface, and the central part of the bottom surface protrudes so that the tweeter magnet 123 and the tweeter coil 122 can be fitted, and the tweeter 120 emits a treble sound at the center. A tweeter sound hole 132 is formed for this purpose, and a plurality of woofer sound holes 131 for emitting mid/low sound generated by the woofer 110 are formed in the non-protruding periphery. Also, a wiring slit 134 for applying an audio signal from the substrate 140 to the tweeter coil 122 and the voice coil 117 may be formed on the sidewall of the case 130 .

기판(140)은 원통형 케이스(130)의 개구측에 마지막으로 결합되어 조립체를 형성하기 위한 원형의 PCB 기판으로서, 신호접속을 위한 패드와 홀 등이 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 외부로부터 오디오신호를 입력받기 위한 2개의 접속패드와 입력된 오디오신호를 분기하여 트위터의 트위터 코일(122)과 우퍼의 보이스 코일(117)로 각각 전달하기 위한 4개의 접속패드가 형성될 수 있다. 또한 기판(140)에는 외부에서 입력된 오디오신호를 트위터용 오디오신호와 우퍼용 오디오신호로 분기하기 위한 네트워크 회로 등을 구비할 수도 있다.The substrate 140 is a circular PCB substrate for forming an assembly by being finally coupled to the opening side of the cylindrical case 130 , and pads and holes for signal connection may be formed therein. In the embodiment of the present invention, two connection pads for receiving an audio signal from the outside, and four connection pads for branching the input audio signal to the tweeter coil 122 of the tweeter and the voice coil 117 of the woofer, respectively can be formed. Also, the board 140 may include a network circuit for branching an externally input audio signal into an audio signal for a tweeter and an audio signal for a woofer.

이와 같이 분리된 스피커 부품들은 원통형 케이스(130)의 내부 공간에 순차적으로 적층된 후 기판(140)과 케이스(130)가 체결되어 도 3과 같이 조립된다. 도 3에서 (a)는 원통형 케이스(130)를 위로 하여 도시한 조립 사시도이고, (b)는 원형 기판(140)을 위로 하여 도시한 사시도이다.The speaker parts separated as described above are sequentially stacked in the inner space of the cylindrical case 130 , and then the substrate 140 and the case 130 are fastened to assemble as shown in FIG. 3 . In FIG. 3 (a) is an assembled perspective view showing the cylindrical case 130 facing up, (b) is a perspective view showing the circular substrate 140 facing up.

도 3을 참조하면, 기판(140)에는 오디오신호를 접속하기 위한 패드와 홀 등이 형성되어 있고, 케이스(130)에는 우퍼 음향홀(131)과 트위터 음향홀(132)이 형성되어 우퍼(110)에서 발생된 중/저음과 트위터(120)에서 발생된 고음을 외부로 방출하여 초박형이면서도 2웨이 스피커 기능을 달성할 수 있도록 되어 있다.Referring to FIG. 3 , a pad and a hole for connecting an audio signal are formed in the substrate 140 , and a woofer sound hole 131 and a tweeter sound hole 132 are formed in the case 130 to form the woofer 110 . ) by emitting the mid/low tones generated by the tweeter 120 and the high tones generated by the tweeter 120 to the outside to achieve a 2-way speaker function while being ultra-thin.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초박형 2웨이 스피커 구조를 도시한 개략도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 2웨이 스피커의 진동판 배치 평면도이며, 도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 초박형 2웨이 스피커의 동작을 설명하기 위한 도면이다.4 is a schematic diagram showing a structure of an ultra-thin 2-way speaker according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a plan view of a diaphragm arrangement of a 2-way speaker according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 6 to 8 are an embodiment of the present invention It is a diagram for explaining the operation of the ultra-thin 2-way speaker according to an example.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 초박형 2웨이 스피커(100)는 우퍼부(110)와 트위터부(120), 케이스(130), 기판(140)으로 구성되어 우퍼 다이어프램(116)의 진동을 허용하기 위한 저음공간(S1), 트위터 다이어프램(121)의 진동을 허용하기 위한 고음공간(S2), 보이스 코일(117)의 배치를 위한 공극(S3)을 제공한다.Referring to FIG. 4 , the ultra-thin 2-way speaker 100 according to the embodiment of the present invention includes a woofer unit 110 , a tweeter unit 120 , a case 130 , and a substrate 140 , and a woofer diaphragm 116 . A low-pitched space (S1) for allowing the vibration of the tweeter diaphragm (121), a high-pitched space (S2) for allowing the vibration of the tweeter diaphragm (121), and an air gap (S3) for arranging the voice coil (117) are provided.

우퍼부(110)는 요크 플레이트(111)와, 요크 플레이트(111) 위의 둘레면에 안착되는 링 마그넷(112), 링 마그넷(112) 위에 안착되는 링 플레이트(113), 요크 플레이트(111) 위의 중앙부분에 안착되는 우퍼 마그넷(114), 우퍼 마그넷(114) 위에 안착되는 우퍼 플레이트(115), 내부에 관통공이 형성된 우퍼 다이어프램(116), 우퍼 다이어프램(116)에 일단이 부착되고 타단이 링 플레이트(115)와 우퍼 플레이트(113) 사이에 형성된 공극(S3)에 배치되는 보이스 코일(117), 우퍼 다이어프램(116)을 지지하기 위한 스페이서 링(118)으로 구성된다.The woofer unit 110 includes a yoke plate 111 , a ring magnet 112 seated on a circumferential surface of the yoke plate 111 , a ring plate 113 seated on the ring magnet 112 , and a yoke plate 111 . One end is attached to the woofer magnet 114 seated in the central portion of the upper portion, the woofer plate 115 seated on the woofer magnet 114, the woofer diaphragm 116 having a through hole formed therein, and the woofer diaphragm 116, the other end is It is composed of a voice coil 117 disposed in a gap S3 formed between the ring plate 115 and the woofer plate 113 , and a spacer ring 118 for supporting the woofer diaphragm 116 .

트위터부(120)는 우퍼 다이어프램(116)의 관통공에 우퍼 다이어프램(116)과 소정 간격(D)을 두고 동일 수평선상에 배치되는 트위터 다이어프램(121)과, 트위터 다이어프램(121)을 지지하기 위한 갭 가이드 링(124), 우퍼부의 우퍼 마그넷(114)과 연동되어 트위터 다이어프램(121)을 자화시키기 위한 트위터 마그넷(123), 트위터 마그넷(123)의 내측에 안착되어 오디오신호에 의해 자화되는 트위터 코일(122)을 포함한다. 트위터 마그넷(123)과 트위터 코일(122)은 링형으로 되어 있고, 트위터 마그넷(123)의 내측에 트위터 코일(122)이 배치되어 있다.The tweeter unit 120 includes a tweeter diaphragm 121 disposed on the same horizontal line with a predetermined distance D from the woofer diaphragm 116 in the through hole of the woofer diaphragm 116, and for supporting the tweeter diaphragm 121. The gap guide ring 124, the tweeter magnet 123 for magnetizing the tweeter diaphragm 121 in conjunction with the woofer magnet 114 of the woofer part, and the tweeter coil seated inside the tweeter magnet 123 and magnetized by an audio signal (122). The tweeter magnet 123 and the tweeter coil 122 are ring-shaped, and the tweeter coil 122 is disposed inside the tweeter magnet 123 .

본 발명의 실시예에 따르면, 우퍼 다이어프램(116)과 트위터 다이어프램(121)은 도 5에 도시된 바와 같이, 우퍼 다이어프램(116)의 중앙 관통홀에 트위터 다이어프램(121)이 소정 간격(D)을 두고 동일 수평선상에 배치되어 있고, 트위터 다이어프램(121)은 자화가 용이한 강자성체의 금속 진동판으로 되어 있다.According to an embodiment of the present invention, the tweeter diaphragm 116 and the tweeter diaphragm 121 have a predetermined distance D in the central through hole of the woofer diaphragm 116 as shown in FIG. The tweeter diaphragm 121 is made of a ferromagnetic metal diaphragm which can be easily magnetized.

우퍼 다이어프램(116)의 진동을 위한 저음공간(S1)은 링 플레이트(113)의 내측을 단층지게 하여 우퍼 다이어프램(116)의 하부 공간을 형성함과 아울러 스페이서 링(118)에 의해 우퍼 다이어프램(116)의 상부공간을 형성하고, 링 플레이트(113)의 돌출부(113a)와 스페이서 링(118) 사이에 우퍼 다이어프램(116)의 외주면을 끼워 우퍼 다이어프램(116)을 고정할 수 있게 되어 있다.The low sound space S1 for vibration of the woofer diaphragm 116 forms a lower space of the woofer diaphragm 116 by making the inside of the ring plate 113 a single layer, and the woofer diaphragm 116 is formed by the spacer ring 118. ), and the outer peripheral surface of the woofer diaphragm 116 is sandwiched between the protrusion 113a of the ring plate 113 and the spacer ring 118 to fix the woofer diaphragm 116 .

트위터 다이어프램(121)의 진동을 위한 고음공간(S2)은 우퍼 플레이트(115)의 상부 일측을 돌출되게 하여 형성된 돌출부(115a)와 갭 가이드 링(124) 사이에 우퍼 다이어프램(116)의 내주면과 트위터 다이어프램(121)의 외주면을 일정간격(D)을 두고 끼워 고정하여 형성한다. 따라서 우퍼 다이어프램(116)을 위한 저음공간(S1)과 트위터 다이어프램(121)을 위한 고음공간(S2)이 서로 분리되어 상호 간섭을 배제할 수 있게 되어 있다. 우퍼 다이어프램(116)에 의해 발생된 저음공간(S1)의 중/저음역대 소리는 우퍼 음향홀(131)을 통해 외부로 방출되고, 트위터 다이어프램(121)에 의해 발생된 고음공간(S2)의 고음역대 소리는 트위터 음향홀(132)을 통해 외부로 방출된다.The treble space S2 for vibration of the tweeter diaphragm 121 is formed between the protrusion 115a formed by protruding one upper side of the woofer plate 115 and the gap guide ring 124, the inner circumferential surface of the woofer diaphragm 116 and the tweeter. The outer circumferential surface of the diaphragm 121 is formed by inserting and fixing the outer circumferential surface at a predetermined interval (D). Accordingly, the low-pitched space S1 for the woofer diaphragm 116 and the high-pitched space S2 for the tweeter diaphragm 121 are separated from each other to exclude mutual interference. The mid/low-range sound of the low-pitched space S1 generated by the woofer diaphragm 116 is emitted to the outside through the woofer sound hole 131, and the high-pitched sound of the high-pitched space S2 generated by the tweeter diaphragm 121 is emitted. The sound is emitted to the outside through the tweeter sound hole 132 .

우퍼부(110)의 동작은 통상의 양자형 다이나믹 스피커와 같이, 링 마그넷(112)과 우퍼 마그넷(114) 사이의 공극(S3)에 배치된 보이스 코일(117)에 인가된 오디오신호의 전류가 흐르면 플레밍의 왼손법칙에 의해 상하측으로 힘이 발생하면서 그 힘에 의해 우퍼 다이어프램(116)이 상하로 진동하며 소리를 발생한다.The operation of the woofer unit 110, like a typical quantum-type dynamic speaker, the current of the audio signal applied to the voice coil 117 disposed in the air gap S3 between the ring magnet 112 and the woofer magnet 114 is When it flows, a force is generated up and down by Fleming's left hand rule, and the woofer diaphragm 116 vibrates up and down by the force to generate a sound.

통상의 전자석 스피커는 상부 마그넷과 하부 마그넷 사이에 강자성체의 진동판이 배치되는 구조이나 본 발명의 실시예에 따른 트위터부(120)는 트위터 다이어프램(121)을 자화하기 위한 상부 마그넷(123)만을 구비하고, 하부 마그넷의 기능은 우퍼 마그넷(114)이 담당하도록 되어 있다.A typical electromagnet speaker has a structure in which a diaphragm of a ferromagnetic material is disposed between an upper magnet and a lower magnet, but the tweeter unit 120 according to the embodiment of the present invention is provided with only an upper magnet 123 for magnetizing the tweeter diaphragm 121 and , the function of the lower magnet is to be taken care of by the woofer magnet 114 .

따라서 본 발명의 실시예에 따른 트위터부(120)의 트위터 다이어프램(121)은 오디오 신호가 인가되지 않은 상태(전류가 0)에서 도 6에 도시된 바와 같이, 트위터 마그넷(123)과 우퍼 마그넷(114)에 의해 N극이나 S극으로 자화된 상태에 있고, 상하 양측의 자기력에 의해 트위터 다이어프램(121)이 평형상태를 유지하고 있다.Accordingly, the tweeter diaphragm 121 of the tweeter unit 120 according to the embodiment of the present invention has a tweeter magnet 123 and a woofer magnet ( 114), the tweeter diaphragm 121 is in a state of being magnetized to the N pole or the S pole, and the tweeter diaphragm 121 is maintained in a balanced state by the magnetic forces of both upper and lower sides.

이와 같이 전류가 흐르지 않을 때 트위터 다이어프램(121)이 평형 상태를 유지하기 위해서는 전자석 스피커의 하부 마그넷 기능을 하는 우퍼 마그넷(114)이 트위터 다이어프램(121)에 미치는 자기력의 크기나 트위터 마그넷(123)이 트위터 다이어프램(121)에 미치는 자기력의 크기와 동일해야 한다. 그런데 우퍼 마그넷(114)과 트위터 마그넷(123)은 그 크기도 다르고, 트위터 마그넷(123)과 트위터 다이어프램(121) 사이의 거리와 우퍼 마그넷(114)과 트위터 다이어프램(121) 사이의 거리도 다르다.In order for the tweeter diaphragm 121 to maintain a balanced state when no current flows as described above, the magnitude of the magnetic force exerted by the woofer magnet 114 serving as the lower magnet of the electromagnet speaker on the tweeter diaphragm 121 or the tweeter magnet 123 is It should be equal to the magnitude of the magnetic force acting on the tweeter diaphragm 121 . However, the sizes of the woofer magnet 114 and the tweeter magnet 123 are different, and the distance between the tweeter magnet 123 and the tweeter diaphragm 121 and the distance between the woofer magnet 114 and the tweeter diaphragm 121 are also different.

따라서 우퍼 마그넷(114)이 트위터 다이어프램(121)에 미치는 자화강도와 트위터 마그넷(123)이 트위터 다이어프램(121)에 미치는 자화강도 크기를 같게 하기 위해서는 우퍼 마그넷(114)부의 자화강도를 Jw, 트위터 마그넷(123)의 자화강도를Jt, 트위터 마그넷(123)과 트위터 다이어프램(121) 사이의 거리를 lt, 우퍼 마그넷(114)과 트위터 다이어프램(121) 사이의 거리를 lw라 할 때 다음 수학식 1을 만족하는 것이 바람직하다.Therefore, in order to equalize the magnitude of the magnetization intensity exerted by the woofer magnet 114 on the tweeter diaphragm 121 and the magnetization intensity exerted by the tweeter magnet 123 on the tweeter diaphragm 121, the magnetization strength of the woofer magnet 114 is set to Jw and the tweeter magnet. When the magnetization strength of (123) is Jt, the distance between the tweeter magnet 123 and the tweeter diaphragm 121 is lt, and the distance between the woofer magnet 114 and the tweeter diaphragm 121 is lw, the following Equation 1 is obtained It is desirable to be satisfied.

수학식 1에서 J는 자화강도, M은 자기모멘트, V는 트위터 진동판의 체적을 나타내고, 자석의 세기를 m, 거리를 l이라 할 때 자기모멘트 M = m×l로 구할 수 있다. 따라서 자화강도 J는 다음 수학식 2와 같이 구해진다.In Equation 1, J is the magnetization strength, M is the magnetic moment, V is the volume of the tweeter diaphragm, and when the strength of the magnet is m and the distance is l, the magnetic moment M = m×l. Therefore, the magnetization strength J is obtained as in Equation 2 below.

이와 같은 평형상태에서 트위터부의 코일(121)에 전류가 흐르면, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 자화된 강자성체의 트위터 다이어프램(121)이 트위터 코일의 극성변화에 따라 상하로 진동을 하면서 소리를 발생하게 된다. When a current flows through the coil 121 of the tweeter unit in such a balanced state, as shown in FIGS. 7 and 8, the tweeter diaphragm 121 made of a magnetized ferromagnetic material vibrates up and down according to the change in the polarity of the tweeter coil. will occur

도 7은 트위터 코일(122)에 전류가 흘러 트위터 코일(122)에 의해 생성된 전자석의 자극이 자화된 트위터 다이어프램(121)의 극성과 달라 트위터 코일(122)과 트위터 다이어프램(121) 사이에 인력이 작용한 예이고, 도 8은 트위터 코일(122)에 전류가 흘러 트위터 코일(122)에 의해 생성된 전자석의 자극이 자화된 트위터 다이어프램(121)의 극성과 동일하여 트위터 코일(122)과 트위터 다이어프램(121) 사이에 척력이 작용한 예이다.7 shows that current flows through the tweeter coil 122 and the polarity of the electromagnet generated by the tweeter coil 122 is different from that of the magnetized tweeter diaphragm 121, so the attractive force between the tweeter coil 122 and the tweeter diaphragm 121 is different. This is an example in which this works, and FIG. 8 shows that the polarity of the tweeter diaphragm 121 is the same as the polarity of the tweeter diaphragm 121 in which current flows through the tweeter coil 122 and the magnetic pole of the electromagnet generated by the tweeter coil 122 is the same as the tweeter coil 122 and the tweeter. This is an example in which the repulsive force acts between the diaphragms 121 .

도 7 및 도 8을 참조하면, 기판(140)을 통해 오디오신호가 트위터 코일(122)에 인가되면, 트위터 코일(122)의 전류 방향에 따라 도 7에 도시된 바와 같이 트위터 다이어프램(121)의 자극 N(S)과 반대로 S(N)으로 자극이 생성되거나 도 8에 도시된 바와 같이 트위터 다이어프램(121)의 자극 N(S)과 동일한 N(S)극으로 자극이 생성된다.Referring to FIGS. 7 and 8 , when an audio signal is applied to the tweeter coil 122 through the substrate 140 , the tweeter diaphragm 121 moves according to the current direction of the tweeter coil 122 as shown in FIG. 7 . As opposed to the stimulus N(S), a stimulus is generated with S(N), or a stimulus is generated with the same N(S) pole as the stimulus N(S) of the tweeter diaphragm 121 as shown in FIG. 8 .

그리고 도 7과 같이 트위터 코일(122)의 자극과 트위터 다이어프램(121)의 자극이 반대이면 서로 인력이 발생되어 트위터 다이어프램(121)이 상측으로 이동하게 되고, 도 8과 같이 트위터 코일(122)의 자극과 트위터 다이어프램(121)의 자극이 동일하면 서로 척력이 발생되어 트위터 다이어프램(121)이 하측으로 이동한다.And as shown in FIG. 7 , when the poles of the tweeter coil 122 and the poles of the tweeter diaphragm 121 are opposite to each other, attractive forces are generated and the tweeter diaphragm 121 moves upward, as shown in FIG. When the magnetic pole and the magnetic pole of the tweeter diaphragm 121 are the same, a repulsive force is generated and the tweeter diaphragm 121 moves downward.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 스피커는 우퍼와 트위터의 마그네트에 의한 자력에 의해 트위터 다이어프램(121)이 자화되어 평형 상태를 유지하다 전류가 흐르면 트위터 코일(122)의 극성변화에 의해 트위터 다이어프램(121)이 상하 운동을 하여 고음을 발생하게 된다.As described above, in the speaker according to the embodiment of the present invention, the tweeter diaphragm 121 is magnetized by the magnetic force of the magnets of the woofer and the tweeter to maintain a balanced state, and when current flows, the tweeter diaphragm ( 121) moves up and down to produce high-pitched sounds.

따라서 본 발명의 실시예에 따른 트위터(120)는 오디오신호의 방향에 따라 트위터 다이어프램(121)이 진동하면서 고음을 발생하게 되는데, 트위터 다이어프램(121)이 트위터 코일(122)의 전자기력과 마그넷(123,114)의 자기력 반응에 의해 직접적으로 자체 구동됨으로써 오디오 신호에 대응한 신속한 응답성을 가능하게 한다.Therefore, in the tweeter 120 according to the embodiment of the present invention, the tweeter diaphragm 121 vibrates according to the direction of the audio signal and generates a high sound. ) is directly driven by the magnetic force response, enabling quick response to audio signals.

이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. In the above, the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom.

100: 초박형 2웨이 스피커 110: 우퍼부
111: 요크 112: 링형 마그넷
113: 링형 플레이트 114: 우퍼 마그넷
115: 우퍼 플레이트 116: 우퍼 다이어프램
117: 보이스 코일 118: 스페이서 링
120: 트위터부 121: 트위터 다이어프램
122: 트위터 코일 123: 트위터 마그넷
124: 갭 가이드 링 130: 케이스
131: 우퍼 음향홀 132: 트위터 음향홀
134: 배선용 슬릿 140: 기판100: ultra-thin 2-way speaker 110: woofer unit
111: yoke 112: ring-type magnet
113: ring plate 114: woofer magnet
115: woofer plate 116: woofer diaphragm
117: voice coil 118: spacer ring
120: tweeter unit 121: tweeter diaphragm
122: tweeter coil 123: tweeter magnet
124: gap guide ring 130: case
131: woofer sound hole 132: tweeter sound hole
134: slit for wiring 140: board

Claims

It operates as a dynamic speaker in which the woofer diaphragm vibrates while the voice coil is magnetized by the board 140 having a pad for receiving an audio signal input from the outside and the audio signal transmitted through the board to generate mid/low range sound. The woofer unit 110, the tweeter unit 120 that interacts with the tweeter diaphragm while magnetizing the tweeter coil by the audio signal transmitted through the substrate to operate as an electromagnet speaker to generate a high-pitched sound, and the substrate In the 2-way speaker comprising a case 130 to form an assembly while disposing the woofer unit and the tweeter unit on the same axis,
The woofer unit 110 is
yoke plate 111;
a ring magnet 112 seated on a circumferential surface of the yoke plate;
a ring plate 113 seated on the ring magnet;
a woofer magnet 114 seated in a central portion on the yoke plate;
a woofer plate 115 mounted on the woofer magnet;
a woofer diaphragm 116 having a through hole therein;
a voice coil 117 having one end attached to the woofer diaphragm and the other end disposed in a gap formed between the ring plate and the woofer plate; and
a spacer ring (118) for supporting the woofer diaphragm;
The tweeter unit 120 is
a tweeter diaphragm 121 disposed in a through hole of the woofer diaphragm;
a gap guide ring (124) for supporting the tweeter diaphragm;
a tweeter magnet 123 for magnetizing the tweeter diaphragm in conjunction with the woofer magnet of the woofer unit; and
Including a tweeter coil 122 seated inside the tweeter magnet and magnetized by an audio signal
An ultra-thin 2-way speaker using a part of the magnetic circuit of the woofer unit 110 as a part of the magnetic circuit of the tweeter unit 120 .

According to claim 1, wherein the woofer part to form a lower space of the woofer diaphragm (116) by making the inside of the ring plate (113) a single layer, and the upper space of the woofer diaphragm (116) by the spacer ring (118) to form a low-pitched space (S1) for vibration of the woofer diaphragm 116,
The tweeter part has an inner circumferential surface of the woofer diaphragm 116 and an outer circumferential surface of the tweeter diaphragm 121 between the protrusion 115a formed by protruding one upper side of the woofer plate 115 and the gap guide ring 124 at a predetermined interval. Ultra-thin 2-way speaker, characterized in that it is fitted and fixed to form a high-pitched space (S2) for vibration of the tweeter diaphragm (121).

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