KR102662593B1 - 사각 타입의 드라이버와 이를 구비한 스피커 모듈 - Google Patents

사각 타입의 드라이버와 이를 구비한 스피커 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하우징과, 하우징의 선단에 결합된 이어팁과, 하우징의 내면에 장착된 드라이버를 포함하는 스피커로서, 하우징과 이어팁은 드라이버의 일측면에 배치되어 드라이버의 진동음은 진동 방향과 수직인 측면을 통해 방출되고, 드라이버는 부착부재를 이용하여 하우징의 내면에 하우징과 이어팁의 높이 방향 중간 지점에 길이 방향으로 평행하게 부착되며, 드라이버의 진동음은 부착부재에 형성된 개구를 통하여 하우징으로 방사되는, 스피커를 제공한다.

Description

사각 타입의 드라이버와 이를 구비한 스피커 모듈{Rectangular type driver and speaker module including the same}
본 발명은 사각 타입의 드라이버와 이를 구비한 스피커 모듈에 관한 것이다.
사각 타입의 드라이버를 그 측면에 위치한 이어팁과 결합시켜 진동판의 진동음을 측면으로 방사하는 기술이 알려져 있다.
도 4는 출원인의 선특허 제10-1958257호가 개시하는 이어폰(1')의 구조이다. 이어폰(1')은, 사운드 튜브(2')가 형성된 이어폰 하우징(3')과, 이어폰 하우징(3')의 내부에 사운드 튜브(2')를 향하여 음파를 방사하도록 설치된 스피커 유닛(5')과, 사운드 튜브(2')의 외주에 끼워지는 이어팁(4')을 포함한다. 진동판(10')의 진동에 의해 발생하는 음파를 사운드 튜브(2') 쪽으로 방출할 수 있도록 스피커유닛(5')의 일 측면에 제1공기통로(50')를 형성하고 있다. 스피커 유닛(5')을 감싸고 있는 스피커케이스(6')와 진동판 (10') 사이의 진동공간에 있는 공기를 스피커유닛(5')의 외부로 배출할 수 있도록 제2공기통로(60')를 더 형성한다. 그런데, 이 구조에서는 제1공기통로(50')의 크기가 작고 구부러진 도관으로 예시되어 있으며, 이어폰 하우징(3')의 내부 깊숙이 스피커유닛(5')을 밀어 넣어 결합시켜야 하므로 탈장착이 어여운 문제가 있다. 또 작은 제1공기통로(50')와 이어폰 하우징(3') 전방의 3중 통과 영역(21'. 31', 41')으로 인하여 특히 고역대의 음질이 저하하는 문제가 발견되었다.
출원인의 다른 특허 제10-2266425호는 측면 음방출형의 사각 형상의 마이크로스피커를 개시하고 있는데, 진동판의 진동음이 유출되는 음방출구가 진동 공간의 아래 쪽으로 위치하여 고역대의 음질이 저하하는 문제가 있다.
출원인의 또 다른 특허 제10-2235640호는 밸런스드아마츄어(BA)와 조합된 측면 음방출형의 사각 형상의 마이크로스피커를 개시하고 있는데 마찬가지로 전술한 단점을 가지고 있다.
본 발명은 고주파수대의 음압이 저하되지 않아 고음질을 유지할 수 있는 간편하고 내구성이 우수한 사각 타입의 드라이버와 이를 구비한 스피커를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하우징과, 하우징의 선단에 결합된 이어팁과, 하우징의 내면에 장착된 드라이버를 포함하는 스피커로서, 하우징과 이어팁은 드라이버의 일측면에 배치되어 드라이버의 진동음은 진동 방향과 수직인 측면을 통해 방출되고, 드라이버는 부착부재를 이용하여 하우징의 내면에 하우징과 이어팁의 높이 방향 중간 지점에 길이 방향으로 평행하게 부착되며, 드라이버의 진동음은 부착부재에 형성된 개구를 통하여 하우징으로 방사되는, 스피커를 제공한다.
드라이버의 상부는 그릴로 외관이 형성되며, 그릴은 드라이버의 진동판과 소정 간격을 두고 상부를 덮으며, 드라이버의 일측면에는 통로나 채널 형상의 음방출부가 형성되어 하우징과 연통할 수 있다.
하우징의 입구부는 내면을 포함하는 후방벽과, 후방벽의 선단에서 수평 연장된 수평벽과, 수평벽에서 위로 연장되며 외면에 단차를 제공하는 전방벽으로 이루어지고, 후방벽 두터운 두께를 가지며 아래로 짧게 연장된 상부후방벽과, 얇은 두께를 가지며 위로 길게 연장된 하부후방벽을 포함하고, 상부후방벽과 하부후방벽의 선단은 소정 간격을 두고 서로 대향하여 하우징 방출부를 제공하며, 하우징 방출부는 음방출부와 정렬되어 음방출부의 진동음을 누설 없이 전달하며, 음방출부를 통과한 진동음은 방향 전환 없이 직선으로 하우징 방출부를 통과할 수 있다.
수평벽은 내부에 직경이 고른 체적의 하우징 공간을 제공하며, 하우징 공간의 출구부에서 전방벽은 이어팁과 결합되며 이어팁 방출부를 제공하고, 하우징 방출부를 통과한 진동음은 확대된 직경을 가지는 하우징 공간을 통과하여 이어팁 방출부에 도달할 수 있다.
이어팁은 확대된 직경을 가지며 연질의 재질로 이루어지는 플랜지와, 하우징의 입구부와 결합하는 코어로 이루어지며, 이어팁의 선단은 사용자의 외이도로 음을 전달하는 외부음 방출부를 제공하고, 코어의 내부에는 이어팁 방출부와 외부음 방출부 사이에 직경이 고른 이어팁 공간이 형성될 수 있다.
드라이버의 음방출부의 단면적은 진동 공간에서 진동판의 최상면과 그릴의 하면이 이루는 통로의 단면적과 동일하거나 그 이상이며, 하우징 방출부의 단면적(A1a)은 0.25mm2 ~ 20mm2, 하우징 공간의 단면적(V1a)은 0.8mm2 ~ 28mm2, 하우징 공간의 길이(V1l)는 1mm ~ 10mm, 이어팁 공간의 단면적(V2a)은 3.14mm2 ~ 30mm2, 이어팁 공간의 길이(V2l)은 1mm ~ 10mm이며, 이어팁 공간의 체적은 하우징 공간 보다 크고, 단면적(V2a)은 단면적(V1a)보다 크고, 단면적(V1a)은 단면적(A1a)보다 클 수 있다.
각각의 단면적의 비율 범위는 단면적(A1a): 단면적(V1a): 단면적(V2a) = 1: (1.4 ~ 1.8) : (2.0 ~ 2.5)일 수 있다.
본 발명에 의하면 드라이버의 장착이 용이하며, 필요한 경우 분리가 가능하고, 대량 생산된 드라이버를 다른 스펙의 하우징에도 조립할 수 있는 등 범용성을 높일 수 있다는 효과를 발휘한다.
본 발명에 의하면, 측면을 따라 유동하는 진동음이 중간의 방해물 없이, 일관되게 확장된 경로와 개구를 통과하도록 하는 것에 의하여 특히 고주파 영역에서의 음압 손실을 줄일 수 있다는 효과를 발휘한다.
도 1은 본 발명의 사각 타입의 드라이버와 이를 구비한 스피커를 길이 빙향으로 절단하여 바라본 전체 사시도;
도 2는 도 1과 동일한 스피커를 도시한 단면도;
도 3a는 드라이버와 음방출구를 같은 방향으로, 진동판의 진동방향과 진동음 방출방향이 동일한 통상의 마이크로스피커의 주파수-음압 그래프와, 출원인의 선행 특허의 측면 방사형 마이크로스피커의 주파수-음압 그래프를 도시한 도면;
도 3b는 본 발명의 스피커에 따라 단면적(A1a) 8mm2, 단면적(V1a) 12.5mm2, 단면적(V2a) 19.6mm2, 그리고 길이(V1l)와 길이(V2l)를 5mm로 같게 한 경우의 주파수-음압 그래프를 같이 도시한 도면; 그리고
도 4는 출원인의 선행특허의 스피커 단면을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조로 설명한다.
도 1은 본 발명의 사각 타입의 드라이버(D)와 이를 구비한 스피커(1)를 길이 빙향으로 절단하여 바라본 전체 사시도이다.
스피커(1)는 마이크로스피커로서, 선단에서 뒤로 갈수록 확장되는 원추형의 하우징(2)과, 하우징(2)의 선단에 결합된 이어팁(50)과, 하우징의 평평한 내면(22)에 장착된 드라이버(D)를 포함한다. 드라이버(D)는 접착 본드, 접착 테이프 등의 부착부재(30)를 이용하여 내면(22)에, 하우징(2)과 이어팁(50)의 높이 방향 중간 지점에 길이 방향으로 평행하게 부착된다. 따라서, 드라이버(D)의 장착이 용이하며, 필요한 경우 분리가 가능하고, 대량 생산된 드라이버(D)를 다른 스펙의 하우징(2)에도 조립할 수 있는 등 범용성을 높일 수 있다.
본 발명의 드라이버(D)는 사각형의 케이스(4)로 하부의 외관이 형성된다. 케이스(4)의 내부에는 진동판(6), 보이스코일(8), 마그넷(10)등 전자부품이 배치된다. 드라이버(D)의 상부는 사각형의 그릴(G)로 외관이 형성된다. 그릴(G)은 진동판(6)과 소정 간격을 두고 상부를 덮으며, 타측면(우측면)은 케이스(4)와 결합되어 폐쇄되지만, 일측면(좌측면)에는 음방출부(100)가 형성되어 하우징(2)과 연통한다. 음방출부(100)는 경계면의 단순한 개구나 슬롯이 아니고 짧은 길이를 제공하는 통로나 채널로 형성된다. 음방출부(100) 하부쪽 그릴은 절곡형이며, 상부가 진동판(6)의 엣지를 누르고, 마그넷의 중간 높이까지 아래로 연장되어 케이스(4)와 결합한다.
그릴(G)과 진동판(6)사이에는 진동공간(S)이 형성된다. 보이스코일(8)에 통전하면 진동판(6)이 수직으로 진동하며, 이때 발생하는 진동음은 직진으로 방사하지 않고 측면으로 음방출부(100)를 통하여 방출된다. 즉 진동판의 진동 방향과 음의 전달 경로는 서로 수직이다.
본 발명의 하우징(2)은 이어팁(50)에 결합되며, 동시에 드라이버(D)를 내부에 모두 수용한다.
하우징(2)은 뒤로 갈수록 확장되는 플랜지부(24)를 구비하며, 입구부는 내면(22)을 포함하는 후방벽(26)과, 후방벽(26)의 선단에서 수평 연장된 수평벽(28)과, 수평벽(28)에서 위로 연장되며 외면에 단차를 제공하는 전방벽(200)으로 이루어진다. 후방벽(26)은 상하 대칭이 아니며, 비교적 두터운 두께를 가지며 아래로 짧게 연장된 상부후방벽(26a)과, 비교적 얇은 두께를 가지며 위로 길게 연장된 하부후방벽(26b)을 포함한다. 상부후방벽(26a)과 하부후방벽(26b)의 선단은 소정 간격을 두고 서로 대향하여 하우징 방출부(A1)를 제공한다. 하우징 방출부(A1)의 두께는 하부후방벽(26b)의 두께가 결정하며, 평면형의 개구나 슬롯은 아니고 짧은 길이를 제공하는 통로나 채널로 형성된다.
하부후방벽(26b)의 길이가 상부후방벽(26a)보다 크므로, 하우징 방출부(A1)는 상부후방벽(26a)쪽에 치우쳐, 즉 하우징(2)에서 보면 상부에 형성되어 음방출부(100)와 정렬된다. 그 이유는 음방출부(100)의 진동음을 누설 없이 전달하기 위해서이다. 음방출부(100)를 통과한 진동음은 방향 전환 없이 직선으로 바로 하우징 방출부(A1)를 통과한다.
수평벽(28)은 내부에 직경이 고른 체적의 하우징 공간(V1)을 제공한다. 하우징 공간(V1)의 출구부에서 전방벽(200)은 이어팁(50)과 결합되며 이어팁 방출부(A2)를 제공한다. 하우징 방출부(A1)를 통과한 진동음은 확대된 직경을 가지는 하우징 공간(V1)을 통과하여 아무 방해 없이 이어팁 방출부(A2)에 도달하게 된다.
이어팁(50)은 확대된 직경을 가지며 연질의 재질로 이루어지는 플랜지와, 하우징의 입구부와 결합하는 코어(52)로 이루어진다. 이어팁(5)의 선단은 외부로 즉 사용자의 외이도로 음을 전달하는 외부음 방출부(A3)를 제공한다. 이어팁(50)의 코어(52)의 내부에는 이어팁 방출부(A2)와 외부음 방출부(A3) 사이에 비교적 직경이 고른 이어팁 공간(V2)이 형성된다.
이어팁 공간(V2)의 단면적과 체적은 하우징 공간(V1)에 비하여 크게 형성된다. 또, 하우징 방출부(A1), 이어팁 방출부(A2) 및 외부음 방출부(A3)로 갈수록 통과 단면적은 더 커진다. 이러한 구조는 본 발명의 진동음 특히 고주파 대역의 진동음이 음압 손실 없이 사용자에게 전달하는데 기여한다.
이에 대하여 도 1과 동일한 스피커(1)를 도시한 도 2의 단면도를 참조로 설명한다.
음방출부(100)의 단면적(100a)은 진동 공간(S)에서 진동판(6)의 최상면과 그릴(G)의 하면이 이루는 통로(d)의 단면적과 동일하거나 그 이상이며, 통로(d)와 음방출부(100)는 직선으로 연통한다.
부착부재(30)에는 음방출부(100)와 하우징 방출부(A1)를 연통시키도록 개구(32)가 형성된다. 본 발명에서 개구(32)는 연통통로 뿐만 아니라 그 크기를 조절하여 하우징 방출부(A1)로 전달되는 음량을 조절하는 필터 기능을 수행할 수 있다. 스펙 조정을 위하여 드라이버(D)나 하우징(2)의 내부 구조를 변경하지 않아도 되는 점에서 편리하며 실용적이고 경제적이다. 그러나, 원칙적으로, 개구(32)는 단면적(100a)이상의 크기를 가지도록 설계된다.
본 발명에서 하우징 방출부(A1)의 단면적(A1a)은 0.25mm2 ~ 20mm2이 바람직하다. 단면적(A1a)은 개구(32)의 크기를 조절하여 변경할 수 있다.
하우징 공간(V1)에서 단면적(V1a)은 0.8mm2 ~ 28mm2이 바람직하다. 하우징 공간(V1)의 길이(V1l)은 1mm ~ 10mm가 바람직하다.
이어팁 공간(V2)에서 단면적(V2a)은 3.14mm2 ~ 30mm2이 바람직하다. 이어팁 공간(V2)의 길이(V2l)은 1mm ~ 10mm가 바람직하다.
어느 경우에도 이어팁 공간(V2)의 체적은 하우징 공간(V1) 보다 커야 하며, 따라서 단면적(V2a)은 단면적(V1a)보다 크다. 또, 단면적(V1a)은 단면적(A1a)보다 큰 조건이 만족되어야 한다.
이상의 설계 조건을 만족시키는 경우 특히 고주파 영역에서의 음압 손실을 줄일 수 있음이 확인되었다. 이는 측면을 따라 유동하는 진동음이 중간의 방해물 없이, 일관되게 확장된 경로와 개구를 통과하는 데서 오는 효과로 생각된다.
도 3a는 드라이버(D)와 음방출구를 같은 방향으로, 즉 진동판(6)의 진동방향과 진동음 방출방향이 동일한 통상의 마이크로스피커의 주파수-음압 그래프와, 출원인의 선행 특허의 측면 방사형 마이크로스피커의 주파수-음압 그래프를 도시한 것이다. 전자와 같은 직진형의 스피커에 비하여 측면 방사형은 3,000Hz가 넘는 고주파수 대역에서 음압이 감소하여 고주파수의 음질이 저하하는 문제가 있다.
도 3b는 본 발명의 스피커에 따라, 앞서의 설계 조건에 맞추어, 단면적(A1a) 8mm2, 단면적(V1a) 12.5mm2, 단면적(V2a) 19.6mm2, 그리고 길이(V1l)와 길이(V2l)를 5mm로 같게 한 경우의 주파수-음압 그래프를 같이 도시하였다. 본 발명의 실시예에 의하면, 직진 방사형과 거의 근사하게 고주파수 대역의 음압을 유지할 수 있으며, 선행기술의 측면 방사형 구조 스피커의 단점을 해소할 수 있다.
이상의 실시예에서, 단면적의 비율은 대략 A1a: V1a: V2a = 1: 1.6 : 2.2의 비율이므로 최적의 단면적의 비율 범위는 A1a: V1a: V2a = 1: (1.4 ~ 1.8) : (2.0 ~ 2.5)의 범위임을 알 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 (7)

  1. 하우징과, 하우징의 선단에 결합된 이어팁과, 하우징의 내면에 장착된 드라이버를 포함하는 스피커로서, 하우징과 이어팁은 드라이버의 일측면에 배치되어 드라이버의 진동음은 진동 방향과 수직인 측면을 통해 방출되고, 드라이버는 부착부재를 이용하여 하우징의 내면에 하우징과 이어팁의 높이 방향 중간 지점에 길이 방향으로 평행하게 부착되며, 드라이버의 진동음은 부착부재에 형성된 개구를 통하여 하우징으로 방사되며,
    하우징의 입구부는 내면을 포함하는 후방벽과, 후방벽의 선단에서 수평 연장된 수평벽과, 수평벽에서 위로 연장되며 외면에 단차를 제공하는 전방벽으로 이루어지고, 후방벽 두터운 두께를 가지며 아래로 짧게 연장된 상부후방벽과, 얇은 두께를 가지며 위로 길게 연장된 하부후방벽을 포함하고, 상부후방벽과 하부후방벽의 선단은 소정 간격을 두고 서로 대향하여 하우징 방출부를 제공하며, 하우징 방출부는 음방출부와 정렬되어 음방출부의 진동음을 누설 없이 전달하며, 음방출부를 통과한 진동음은 방향 전환 없이 직선으로 하우징 방출부를 통과하는, 스피커.
  2. 제 1항에 있어서,
    드라이버의 상부는 그릴로 외관이 형성되며, 그릴은 드라이버의 진동판과 소정 간격을 두고 상부를 덮으며, 드라이버의 일측면에는 통로나 채널 형상의 음방출부가 형성되어 하우징과 연통하는, 스피커.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    수평벽은 내부에 직경이 고른 체적의 하우징 공간을 제공하며, 하우징 공간의 출구부에서 전방벽은 이어팁과 결합되며 이어팁 방출부를 제공하고, 하우징 방출부를 통과한 진동음은 확대된 직경을 가지는 하우징 공간을 통과하여 이어팁 방출부에 도달하는, 스피커.
  5. 제 4항에 있어서,
    이어팁은 확대된 직경을 가지며 연질의 재질로 이루어지는 플랜지와, 하우징의 입구부와 결합하는 코어로 이루어지며, 이어팁의 선단은 사용자의 외이도로 음을 전달하는 외부음 방출부를 제공하고, 코어의 내부에는 이어팁 방출부와 외부음 방출부 사이에 직경이 고른 이어팁 공간이 형성되는, 스피커.
  6. 제 5항에 있어서,
    드라이버의 음방출부의 단면적은 진동 공간에서 진동판의 최상면과 그릴의 하면이 이루는 통로의 단면적과 동일하거나 그 이상이며, 하우징 방출부의 단면적(A1a)은 0.25mm2 ~ 20mm2, 하우징 공간의 단면적(V1a)은 0.8mm2 ~ 28mm2, 하우징 공간의 길이(V1l)는 1mm ~ 10mm, 이어팁 공간의 단면적(V2a)은 3.14mm2 ~ 30mm2, 이어팁 공간의 길이(V2l)은 1mm ~ 10mm이며,
    이어팁 공간의 체적은 하우징 공간 보다 크고, 단면적(V2a)은 단면적(V1a)보다 크고, 단면적(V1a)은 단면적(A1a)보다 큰, 스피커.
  7. 제 6항에 있어서,
    각각의 단면적의 비율 범위는 단면적(A1a): 단면적(V1a): 단면적(V2a) = 1: (1.4 ~ 1.8) : (2.0 ~ 2.5)인, 스피커.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101558091B1 (ko) * 2014-05-23 2015-10-06 부전전자 주식회사 기압평형수단이 구비된 커널형 이어폰
KR101958257B1 (ko) * 2018-03-12 2019-07-02 부전전자 주식회사 기압평형수단이 구비된 이어폰

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101558091B1 (ko) * 2014-05-23 2015-10-06 부전전자 주식회사 기압평형수단이 구비된 커널형 이어폰
KR101958257B1 (ko) * 2018-03-12 2019-07-02 부전전자 주식회사 기압평형수단이 구비된 이어폰

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