KR102602067B1 - 회로 포함 진동체를 구비한 스피커 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전도체와, 전도체의 하부에 위치한 마그넷과, 마그넷의 하부에 위치한 진동체를 포함하며, 진동체에는 보이스 코일의 기능을 하는 회로가 형성된 스피커 모듈과, 이 스피커 모듈을 포함하는 단일형 또는 복합형의 마이크로스피커 구조를 개시한다.

Description

회로 포함 진동체를 구비한 스피커 구조{Speaker structure incorporating circuit embedded vibrating body}

본 발명은 회로 포함 진동체를 구비한 스피커 구조에 관한 것이다.

스피커에서 진동판 또는 진동체는 드라이버의 필수 구성으로 보통 하면에 보이스 코일을 장착하고 있어 이들은 스피커에서 상당한 공간을 차지한다. 스마트폰에 사용되는 진동체는 스피커의 전고를 줄이기 위하여 평판형의 진동판을 사용하는 것이 있다(특허 제10-1727429호). 또, 보이스 코일을 평판형으로 제작하여 전고를 줄인 기술도 있다(특허 제10-1765679호).

공개특허 제10-2013-81803호는 평판형스피커에서 회로를 구비한 진동판을 개시하고 있다. 하지만, 마그넷은 진동판의 중앙부를 가로 질러 바(bar)형으로 하나 배치되며 진동판의 상하 진동 여유 공간이 없어 스피커의 음량 조절이 불가능한 단점이 있다.

그러므로, 본 발명은 회로 포함 진동체를 기본 모듈로 스피커의 부피를 줄이고 우수한 음향을 확보할 수 있는 스피커 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전도체와, 전도체의 하부에 위치한 마그넷과, 마그넷의 하부에 위치한 진동체를 포함하며, 상기 진동체에는 보이스 코일의 기능을 하는 회로가 형성된, 스피커 모듈을 제공한다.

상기 전도체에는 그 높이를 관통하여 전도체홀이 형성되고, 마그넷에는 그 높이를 관통하여 마그넷홀이 형성되며, 상기 전도체홀과 상기 마그넷홀은 연통되어 진동체의 진동음이 마그넷홀과 전도체홀을 통과하여 외부로 방사될 수 있다.

진동체의 테두리는 지지부재에 의하여 지지되고, 중앙부는 마그넷의 하면과 미세한 거리만큼 간격을 두어 설치되어 상하 진동 공간을 확보할 수 있다.

전도체의 전도체홀은 전도체 외곽의 가상원의 원주를 따라 원호를 이루도록 배열된 적어도 하나의 홀을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기의 스피커 모듈을 포함하는 평판형 스피커를 제공한다.

또한, 본 발명은 상부전도체와, 상부전도체의 하부에 위치한 상부마그넷과, 상부마그넷의 하부에 위치한 진동체를 포함하며, 상기 진동체에는 보이스 코일의 기능을 하는 회로가 형성된 상부 스피커 모듈; 및 상기 진동체의 하부에 위치한 하부마그넷과, 상기 하부마그넷의 하부에 위치한 하부전도체를 포함하는 하부 스피커 모듈;을 포함하는 평판형 스피커를 제공한다.

또한, 본 발명은 2way스피커로서, 상기 2way 스피커는 우퍼음을 방사하는 일측의 우퍼음 방사 구조와, 트위터음을 방사하는 타측의 트위터음 방사 구조를 포함하며, 상기 트위터음 방수 구조는 전도체와, 전도체의 하부에 위치한 마그넷과, 마그넷의 하부에 위치한 진동체를 포함하며, 상기 진동체에는 보이스 코일의 기능을 하는 회로가 형성되고, 상기 우퍼음 방사 구조의 우퍼진동판이 방사하는 우퍼진동음이 통과하는 진동체홀이 형성된, 2way 스피커를 제공한다.

상기 전도체에는 그 높이를 관통하여 전도체홀이 형성되고, 마그넷에는 그 높이를 관통하여 마그넷홀이 형성되며, 상기 전도체홀과 상기 마그넷홀은 연통되어 진동체의 진동음이 마그넷홀과 전도체홀을 통과하여 외부로 방사될 수 있다.

상기 우퍼진동음은 진동체홀과, 마그넷홀과, 전도체홀을 통과하여 외부로 방사될 수 있다.

상기 진동체홀은 회로가 이루는 각각의 테두리 내부에 등간격으로 형성된 슬롯 또는 진동체 중앙에 형성된 큰 단일홀로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명은 2way스피커로서, 상기 2way 스피커는 우퍼음을 방사하는 일측의 우퍼음 방사 구조와, 트위터음을 방사하는 타측의 트위터음 방사 구조를 포함하며, 트위터음 방사 구조와 우퍼음 방사 구조는 브라켓트에 의하여 일체로 조립되고, 상기 브라켓트는 2way스피커의 전체 외부를 둘러싸며, 그 하부는 우퍼음 방사 구조에 포함된 우퍼진동판의 엣지돔 부위를 지지하도록 연장되고, 브라켓트의 내부는 빈 공간이며, 우퍼음 방사 구조와 트위터음 방사 구조 사이에 형성된 브라켓트홀이 두 구조 사이를 연통시키고, 상기 트위터음 방사 구조는 전도체와, 전도체의 하부에 위치한 마그넷과, 마그넷의 하부에 위치한 진동체를 포함하며, 상기 진동체에는 보이스 코일의 기능을 하는 회로 및 상기 우퍼음 방사 구조의 우퍼진동판이 방사하는 우퍼진동음이 브라켓트홀을 경유하여 통과하는 진동체홀이 형성되고, 상기 전도체에는 그 높이를 관통하여 전도체홀이 형성되고, 마그넷에는 그 높이를 관통하여 마그넷홀이 형성되어, 진동체는 트워터 진동판으로 기능하며, 진동체의 트위터 진동음은 마그넷홀과 전도체홀을 통하여 사용자의 외이도를 향하여 방사되며, 우퍼진동판의 우퍼진동음은 브라켓트홀, 진동체홀을 통과한 후 트워터진동음과 합류하여 마그넷홀과 전도체홀을 통하여 사용자의 외이도를 향하여 방사되어, 사용자가 중저역 주파수의 우퍼진동음과 고역 주파수의 트위터진동음을 동시에 들을 수 있으며, 브라켓트홀은 2way스피커의 중앙에 형성되고, 마그넷홀과 전도체홀은 2way스피커의 측면을 둘러 원호를 형성하도록 배열된 상호 연통하는 복수의 홀로 형성되어, 우퍼 진동음 및 트위터 진동음의 특성을 조절할 수 있도록 한, 2way 스피커를 제공한다.

본 발명에 의하면, 진동체에 형성된 회로가 보이스코일의 기능을 구현하므로, 보이스코일이 차지하는 공간을 줄여 스피커의 높이와 체적을 크게 줄일 수 있다.

본 발명에 의하면, 마그넷 및 전도체에 형성된 홀을 통하여 진동체의 진동음을 효과적으로 전달함과 동시에 전도체홀의 형상과 위치를 변경하여 진동음을 최적으로 튜닝할 수 있다.

본 발명을 2way스피커에 적용하는 경우, 진동체에 홀을 형성하고 이 홀을 통하여 방사되어 오는 다른 진동음을 마그넷과 전도체를 통하여 전달함과 동시에 진동체홀의 형상과 위치를 변경하여 상기 다른 진동음도 최적으로 튜닝할 수 있다.

도 1은 본 발명의 스피커에서 회로 포함 진동체를 구비한 스피커 모듈의 평면도 및 사시도;
도 2는 도 1의 스피커 모듈의 단면도;
도 3은 본 발명의 디스크형의 진동체에 고리 모양의 동심형 회로 패턴이 회로를 이루도록 형성되고, 회로의 일측이 리드를 통하여 단자부에 사진;
도 4는 본 발명의 스피커모듈을 상하층으로 적용한 평판형 스피커의 어셈블리의 단면도;
도 5는 도 4의 다른 실시예의 단면도;
도 6은 2way스피커에서 평판형의 스피커 모듈이 트위터음 방사 구조를 대체한 구조를 보인 도면;
도 7은 진동체홀의 다양한 형상을 도시한 평면도;
도 8은 전도체홀의 다양한 형상을 도시한 평면도; 그리고
도 9은 도 6의 다른 실시예의 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조로 설명한다.

도 1은 본 발명의 스피커에서 회로 포함 진동체를 구비한 스피커 모듈(1)의 평면도 및 사시도이고, 도 2는 스피커 모듈(1)의 단면도이다.

도 도면을 함께 참조하면, 본 발명의 스피커 모듈(1)은 전도체(4)와, 전도체(4)의 하부에 위치한 마그넷(M)과, 마그넷(M)의 하부에 위치한 진동체(2)를 포함한다.

전도체(4)는 도전성의 재료로 제작된다. 도시한 예에서는 디스크형이지만 타원형 또는 사각형 형상으로도 제작할 수 있다. 전도체(4)에는 높이(두께)를 관통하여 복수의 전도체홀(42)이 형성된다. 전도체홀(42)은 도시한 예에서는 직경이 일정한 가상원의 원주를 따라 균등 간격을 두고 원호를 이루도록 형성된다.

마그넷(M)은 마이크로스피커에 적용되는 통상의 마그넷과 동일하다. 마그넷(M)은 판형의 디스크 형상을 도시하였지만 중앙이 빈 링형이나 바(bar)로 제작될 수 있다. 마그넷(M)에는 역시 높이를 관통하여 마그넷홀(62)이 형성된다. 마그넷홀(62)은 전도체홀(42)과 달리 고리형의 연속홀이며, 각각의 전도체홀(42)과 바로 상하 연통하도록 전도체홀(42)의 개구를 덮는 연속 고리형으로 제작된다. 하지만 이는 필수는 아니며, 마그넷홀(62)이 전도체홀(42)과 정렬되어 연통되는 한 다양한 모양과 배열로 구성할 수 있다. 마그넷(M)의 전체 면적은 전도체(4)보다 크며, 평면에서 보아 마그넷(M)이 전도체(4)를 둘러싸는 형상이다.

본 발명의 회로가 구비된 진동체(2)(이하, “진동체”로 호칭하는 경우도 있음)에서 진동체(2)에 형성된 회로(22)는 보이스코일의 기능을 구현하도록 보이스 코일을 대체한 회로이다. 이 회로(22)가 판형의 진동판에 심어져 일체화되므로 스피커의 높이와 체적을 크게 줄일 수 있다. 이 점에서 본 발명의 스피커모듈(1)은 평판형의 스피커에 적합하다. 진동체(2)에 형성된 회로(22)는 외부로 연장된 리드(80)를 통하여 단자부(82)에 연결된다. 이는 보이스 코일의 단말이 외부 단자에 연결되는 구조와 동일하다.

도 3은 본 발명의 디스크형의 진동체(2)에 고리 모양의 동심형 회로 패턴이 회로(22)를 이루도록 형성되고, 회로(22)의 일측이 리드(80)를 통하여 단자부(82)에 연결된 실제 사진이다. 회로(22)의 패턴은 다양한 형상과 배열로 이루어질 수 있다. 회로(22)는 진동체(2)의 일면(상면)에 인쇄되는 것이 일반적이지만, 양면 또는 하면에도 형성할 수 있다. 회로(22)는 도 2에 도시한 것처럼, 마그넷홀(62)과 바로 대면하는 위치에 형성되어 전도체(4)와 강한 자기 결합을 이루는 것이 좋다.

진동체(2)의 테두리의 상부 및 하부는 지지링(10)에 의하여 견고히 지지된다. 나머지 부분은 마그넷(M)의 하면과 미세한 거리만큼 간격(30)을 두어 설치된다. 간격(30)은 진동체(2)의 상하 진동을 위하여 필요하다. 진동체(2)는 외면이 견고히 지지되면서 중앙부를 포함한 나머지 부분이 진동하여 진동음을 방사한다. 진동체(2)는 기존의 진동판과 같이 돔 구조 형상이 아닌 평판형으로 제작되어 스피커의 전고를 낮출 수 있다.

이상의 본 발명의 스피커 모듈(1)은, 도 2의 확대도에 도시한 것과 같이 회로(22)에 교류 전류가 인가되면 N극 -> S극으로 자기장이 형성되며, 전도체(4)에서는 반대방향으로 N극 -> S극으로 자기장이 형성되어 플레밍의 오른손 법칙에 의하여 진동체(2)가 상하로 구동한다.

도 4는 이상 설명한 본 발명의 스피커모듈(1)을 상하층으로 적용한 평판형 스피커의 어셈블리(1A)이다. 스피커 어셈블리(1A)는 진동체(2)를 기준으로 상하 대칭의 스피커모듈(1)을 구비하고 있다. 진동체(2)의 진동음은 점선으로 도시한 것처럼 마그넷홀(62)과 전도체홀(42)을 통하여 각각 상부 및 하부로 방사된다. 마그넷(M)은 중앙의 메인마그넷(Ma)과 주위의 서브마그넷(Mb)을 포함하며, 이들은 마그넷홀(62)에 의하여 공간적으로 분리된다.

도 5는 도 4의 평판형 스피커 어셈블리(1A)를 변형한 다른 실시예이다. 도 4의 실시예와 다른 점은 서브마그넷(Mb)을 외곽에 두 개 배치하고, 따라서 마그넷홀(62)을 연속형의 이중 고리로 2개 형성하고, 이에 대응하여 전도체홀(42)을 2열의 원호 배열을 이루도록 배치한 점이다. 이 실시예에서도, 진동체(2)의 진동음은 마그넷홀(62)과 전도체홀(42)을 통하여 각각 상부 및 하부로 방사된다.

다음, 본 발명의 스피커 모듈(1)의 다른 적용예로서, 우퍼와 트위터음을 동시 방사하는 2way스피커에서 평판형의 스피커 모듈(1)이 트위터음 방사 구조를 대체한 구조에 대하여 도 6을 참조로 설명한다. 도 6a는 평판형의 스피커 모듈(1)을 구비한 2way 스피커의 단면도이고, 도 6b는 도 6a의 2way 스피커의 사시도이다.

우퍼음 방사 구조는 기존과 동일하다. 즉, 우퍼음 방사 구조는 스피커의 하부에 위치하며, 잘 알려진 것과 같이, 우퍼진동판(200), 우퍼보이스코일(202), 플레이트(208), 우퍼마그넷(204) 및 요크(206)를 포함한다. 이하에서는, 우퍼음 방사 구조를 통칭하여 “다이나믹 드라이버(D)”로 호칭하기로 한다.

다이나믹 드라이버(D)의 상부에는 트위터음 방사 구조가 설치되며, 전술한 것과 같은 전도체(4), 마그넷(M) 및 진동체(2)가 배치된다. 트위터음 방사 구조와 다이나믹 드라이버(D)는 브라켓트(100)에 의하여 일체로 조립된다. 브라켓트(100)는 스피커 모듈(1)의 전체 외부를 둘러싸며, 그 하부는 우퍼진동판(200)의 엣지돔 부위를 지지하도록 연장된다. 브라켓트(100)의 내부는 빈 공간이며, 브라켓트홀(102)이 다이나믹 드라이버(D)와 트위터음 방사 구조 사이에 형성되어 두 구조 사이를 연통시킨다.

트위터음 방사 구조는 전술한 스피커 모듈(1)과 동일하지만, 진동체(2)의 중앙에는 우퍼음의 방사 통로 기능을 하는 진동체홀(24)이 형성되는 점에서 다르다. 진동체(2)는 당연하지만 트워터 진동판으로 기능하며, 진동체(2)의 트위터 진동음은 마그넷홀(62)과 전도체홀(42)을 통하여 상부로 방사된다. 우퍼진동판(200)의 우퍼진동음은 화살표로 도시한 것과 같이, 브라켓트홀(102), 진동체홀(24)을 통과한 후 트워터진동음과 합류하여 마그넷홀(62)과 전도체홀(42)을 통하여 상부로 방사된다. 따라서, 사용자는 중저역 주파수의 우퍼진동음과 고역 주파수의 트위터진동음을 동시에 들을 수 있다.

이상 설명한 본 발명의 2way 스피커는, 우퍼구조와 트위터구조의 조합이라는 개념 안에 속하지만, 우퍼 구조를 대표하는 다이나믹드라이버(D)와 트위터구조를 대표하는, 평판형 스피커를 구조적으로 일체화하여 새로운 유형의 2way스피커 모델을 제안하는 점에 특징이 있다.

본 발명의 2way스피커에서, 우퍼 진동음의 진동음 특성을 결정하는 주된 요소는 회로(22)를 포함한 진동체홀(24)의 형상과 위치이다. 트위터 진동음의 진동음 특성을 결정하는 주요 요소는 전도체홀(42)의 형상과 위치이다. 이들 두 요소를 적절히 변경하고 조합하여 최적의 음을 구현할 수 있다.

도 7은 진동체홀(24)의 다양한 형상을 예시하고 있다. 도 7a에서는 진동체홀(24)이 회로(22)가 이루는 각각의 테두리 내부에 등간격으로 형성된 6개의 슬롯으로 이루어진다. 도 7b에서는 진동체홀(24)이 회로(22)의 내부 공간에서 진동체(2) 중앙에 형성된 큰 사각형의 단일홀로 이루어진다. 이상은 일례이며, 다양하게 진동체홀(24)의 형상과 배열을 변경하여 우퍼음의 음향 특성을 조절할 수 있다.

도 8은 전도체홀(42)의 다양한 형상을 예시하고 있다. 전도체홀(42)은 전도체(4) 외곽의 가상원의 외주상에 배치되는 복수의 원형홀로 이루어지거나(도 8a), 두 개의 대향하는 호상의 슬롯으로 형성되거나(도 8b), 네 개의 대향하는 호상의 슬롯으로 형성될 수 있다(도 8c). 도 8c의 각각의 슬롯은 도 8d에 도시한 것과 같이 길이를 연장하거나 또는 각도를 변경하여 배치할 수 있다. 이상은 일례이며, 다양하게 전도체(42)의 형상과 배열을 변경하여 트위터음 음향 특성을 조절할 수 있다. 도 8의 전도체홀(42)의 다양한 변경은 단일형의 평판형 스피커에도 적용됨은 물론이다.

이상은 본 발명의 스피커모듈(1)이 트위터 구조에 적용되는 예를 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며, 반대로 우퍼 구조에도 적용될 수 있다. 또, 우퍼 및 트위커 구조 모두를 본 발명의 스피커모듈(1)로 대체하는 것도 가능하다.

예를 들어 도 9와 같이 전도체홀(42)을 중앙과 주변에 설치하고 진동체(2)의 중앙을 접착제등으로 전도체(4)의 하면에 부착하여 중앙의 전도체홀(42)을 통하여 우퍼진동판의 진동음을 방사시키고(화살표 “E1”주변의 전도체홀(42)을 통하여 트위터 진동음을 방사시키는 것(화살표 “E2”과 같이 두 진동음을 독립된 전달 경로로 외부 방사할 수 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명에 대해서는 다양한 변경과 수정이 가능하며 본 발명의 권리범위는 이하 기술하는 청구범위와 동일 또는 균등한 영역에까지 미침은 자명하다.

Claims (10)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
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5. 삭제
6. 삭제
7. 2way스피커로서, 상기 2way 스피커는 우퍼음을 방사하는 일측의 우퍼음 방사 구조와, 트위터음을 방사하는 타측의 트위터음 방사 구조를 포함하며,
   트위터음 방사 구조와 우퍼음 방사 구조는 브라켓트에 의하여 일체로 조립되고, 상기 브라켓트는 2way스피커의 전체 외부를 둘러싸며, 그 하부는 우퍼음 방사 구조에 포함된 우퍼진동판의 엣지돔 부위를 지지하도록 연장되고, 브라켓트의 내부는 빈 공간이며, 우퍼음 방사 구조와 트위터음 방사 구조 사이에 형성된 브라켓트홀이 두 구조 사이를 연통시키고,
   상기 트위터음 방사 구조는 전도체와, 전도체의 하부에 위치한 마그넷과, 마그넷의 하부에 위치한 진동체를 포함하며, 상기 진동체에는 보이스 코일의 기능을 하는 회로 및 상기 우퍼음 방사 구조의 우퍼진동판이 방사하는 우퍼진동음이 브라켓트홀을 경유하여 통과하는 진동체홀이 형성되고,
   상기 전도체에는 그 높이를 관통하여 전도체홀이 형성되고, 마그넷에는 그 높이를 관통하여 마그넷홀이 형성되어,
   진동체는 트워터 진동판으로 기능하며, 진동체의 트위터 진동음은 마그넷홀과 전도체홀을 통하여 사용자의 외이도를 향하여 방사되며, 우퍼진동판의 우퍼진동음은 브라켓트홀, 진동체홀을 통과한 후 트워터진동음과 합류하여 마그넷홀과 전도체홀을 통하여 사용자의 외이도를 향하여 방사되어, 사용자가 중저역 주파수의 우퍼진동음과 고역 주파수의 트위터진동음을 동시에 들을 수 있으며,
   상기 브라켓트홀은 2way스피커의 중앙에 형성되고, 마그넷홀과 전도체홀은 2way스피커의 측면을 둘러 원호를 형성하도록 배열된 상호 연통하는 복수의 홀로 형성되어, 우퍼 진동음 및 트위터 진동음의 특성을 조절할 수 있도록 한, 2way 스피커.
8. 삭제
9. 삭제
10. 제 7항에 있어서,
    상기 진동체홀은 회로가 이루는 각각의 테두리 내부에 등간격으로 형성된 슬롯으로 이루어지는, 2way스피커.