KR19990038183A - 평면진동판을 갖는 투웨이 스피커 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평면진동판을 갖는 투웨이 스피커에 관한 것으로, 저음 스피커의 진동판을 평면형태로 구성함과 동시에 이 저음 스피커의 중앙 홀로 고음 스피커를 안착시켜 상호 진동판의 간섭이 없도록 하여, 고음과 저음의 동시 방사시 음의 왜곡이 없고 스피커의 전반적인 두께가 줄어들어 스피커 설치가 용이할 뿐만 아니라 이를 설치하는 캐비닛의 부피가 감소함에 따라 휴대 편의성이 증대되도록 한다.

Description

평면진동판을 갖는 투웨이 스피커

본 발명은 평면진동판을 갖는 투웨이 스피커에 관한 것으로, 특히 고음스피커와 저음스피커가 일체형으로 구비된 스피커의 저음용 진동판을 평면으로 구성하고, 이 저음용 진동판의 중앙 홀에 고음 스피커를 안착시켜 상호 진동에 간섭되지 않도록 함으로써, 고음 및 저음의 방사에 따른 간섭이 서로 작용하지 않도록 함과 동시에 저음 진동판이 평면으로 구성됨에 따라 전반적인 스피커의 두께가 감소하여 설치공간 확보가 용이하도록 하는 평면진동판을 갖는 투웨이 스피커에 관한 것이다.

일반적으로 저음스피커는 콘형태의 진동판을 가지며, 고음스피커는 돔형태의 진동판을 사용하는데, 저음스피커와 같은 저주파의 음압을 방사할 때에는 분할진동이나 디스토션(Distortion)이 적기 때문에 진동판이 대체적으로 고음스피커에 비해 면적이 크다. 따라서 상기한 투웨이 스피커는, 저음스피커의 중앙에 고음스피커가 자리하고 있는 것이다. 그러면 이와 같은 투웨이 스피커의 대략적인 구성요소를 살펴보면 다음과 같다.

먼저 도1a는 투웨이 스피커의 단면을 나타내며, 도 1b는 상기된 투웨이 스피커의 고음스피커부분을 보다 확대한 단면도로써, 우퍼 하부플레이트(70)와 우퍼 상부플레이트(71)사이로 일정 방향의 자력선이 생성되도록 우퍼 마그네트(72)가 우퍼 폴(73)을 중심으로 양측에 구비됨에 따라 소정의 자기회로를 형성하고 있다. 그리고 상기한 우퍼 폴(73)과 우퍼 상부플레이트(71)사이는 일정치의 갭이 형성토록 하여, 이 갭사이로 우퍼 보이스코일(75)이 감겨져 있는 우퍼 보빈(74)이 인입된다.

또한 상기 보빈(74)의 상단은, 설정치의 질량과 재질로 만들어져 콘형태를 이룬 콘형진동판(76)이 접합되고, 이 콘형진동판(76)의 테두리에는 진동판의 진동이 스피커 케이스(85)로 직접 전달되지 않도록 특정 재질의 우퍼에지(77)가 연결되어 가이드링(81)에 의해 스피커 케이스(85)와 고정된다. 그리고 상기한 우퍼 보빈(74)은, 입력 주파수에 따른 진동시 상하 유동이 원활하도록 스피커 케이스(85)의 하단부와 댐퍼(78)를 통해 연결토록 한다.

한편, 우퍼 보빈(74)의 내경에 위치한 우퍼 폴(73)의 상단에는 트위터 지지대(91)가 체결된 후 상기한 고음스피커(90)가 구비되는데, 이는 도 1b에 도시된 바와 같이 트위터 지지대(91) 상단면에 트위터 하부플레이트(92)가 접합된 후, 원통형상의 트위터 마그네트(93)가 안착된다.

그리고 이 트위터 마그네트(93)의 윗쪽으로 트위터 상부플레이트(94)가 위치하고, 이 트위터 상부플레이트(94)와 소정치의 갭을 둔 후 상기한 트위터 하부플레이트(92)의 상단면에 트위터 폴(95)이 체결됨으로써, 균일 자장을 갖는 자기회로를 형성하고 있는 것이다. 또한 상기한 자장속으로 트위터 보이스코일(96)이 감겨져 있는 트위터 보빈(100)이 인입되고, 이 트위터 보빈(100)의 상단은 돔형진동판(97)이 접합됨과 동시에 이 돔형진동판(97)의 외곽으로 트위터에지(98)가 접합되어 트위터 상부플레이트(94)와 체결된다.

더불어 미설명된 도 1a의 우퍼 와이어(83) 및 트위터 와이어(99)는, 각각으로 우퍼터미널(79)와 트위터터미널(80)로 접속되어 스피커 케이스(85)에 고정됨에 따라 외부에서 전기적 신호가 보이스코일(96)로 인가 될 수 있도록 한다.

이와 같이 상기한 구성의 작용을 설명하면 다음과 같다.

엠프를 거쳐 출력되는 저음신호 및 고음신호는 일정 주파수이내의 전기적 신호로써, 우퍼터미털(79)과 트위터 터미널(80)을 통해 상기한 스피커로 인가된다. 그러면 우퍼와이어(83)를 거쳐 우퍼 보이스코일(75)로 전달되는 저음신호는 입력신호의 가변치 즉, 아날로그 파형의 음향신호에서 각각의 피크 투 피크(Peak to Peak)점의 전류의 가속방향이 상반됨에 따라 전기장의 형성방향이 변화되어 우퍼 보이스코일(75)을 중심으로 전기장 폐쇄회로가 만들어진다.

이와 동시에, 상기한 우퍼 마그네트(72)를 근원으로 하여 우퍼 상부플레이트(71)와 우퍼 하부플레이트(70)를 통해 일정 방향으로 자장을 형성하고 있어, 결국 자장과 전기장이 상호 작용이 발생하여, 플레밍의 왼손법칙에 따라 특정 방향으로 구동력이 생성되는 것이다.

이러한 구동력은, 우퍼 보빈(74)을 우퍼 폴(73)을 중심으로 상하로 움직이도록 하여 입력신호에 상응하는 진동이 발생하는 것이다. 따라서 이 우퍼 보빈(74)에 접합되어 있는 콘형진동판(76)이 동위상으로 진동을 하여, 이 진동주파수를 공기중으로 방사하는 것이다. 그리고 이러한 방사가 원활하도록 댐퍼(78)와 우퍼에지(77)의 도움을 받는데, 이로인해 상기한 진동주파수가 왜곡되지 않고, 선형적인 신호가 출력되도록 하는 것이다.

한편, 트위터터미널(80)을 통해 인가된 고음신호는, 트위터 보이스코일(96)로 전가됨에 따라 앞서 설명된 전기장을 형성하게 되고, 동시에 트위터 마그네트(93)에서 발산되는 자력선과 상호 작용으로 인해 트위터 보빈(100)에 접합되어 있는 돔형진동판(97)이 진동을 하는 것이다.

그리고 이러한 진동은 트위터에지(98)에 의해 소정의 탄성력을 전달받아 고음주파수가 원활하게 구동력으로 변환될 수 있도록 하여, 공기중으로 고음 주파수의 신호가 전가되는 것이다.

따라서 이러한 저음시호 및 고음신호가 공기중으로 원활하게 발산토록 하기 위해서는 콘형진동판이 소정각도로 구비되고, 이 콘형진동판의 중앙으로 고음스피커가 장착되야 하는 것이다.

이와 같이 고음과 저음 주파수의 방사를 위한 스피커의 구조는, 저음 진동판의 콘형태와 고음부의 돌출형태로 인해 원활하게 음이 공기중으로 방출토록 하는데, 따라서 일정 각도의 저음 진동판으로부터 스피커의 전반적인 두께가 증가하여 결국, 차량 또는 휴대용 오디오와 같이 설치공간이 충분하지 못한 곳에서는 스피커 체결에 있어서 작업능률이 저하될 뿐만 아니라, 캐비닛의 부피 및 중량이 증가하여 사용자의 휴대가 불편하다는 문제점이 야기된다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고음 스피커와 저음 스피커의 일체형에 있어서, 저음 스피커의 진동판을 평면형태로 구성함과 동시에 이 저음 스피커의 중앙 홀로 고음 스피커를 안착시켜 상호 진동판의 간섭이 없도록 하여, 스피커의 전반적인 두께가 줄어들 뿐만 아니라 고음과 저음의 동시 방사시 음의 왜곡이 없는 평면진동판을 갖는 투웨이 스피커를 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 이루기 위한 본 발명은, 평면형 진동판을 갖는 저음스피커와 이 저음스피커의 중앙 홀로 고음스피커를 안착시켜 별도의 상호 진동이 행해질 수 있도록 함을 특징으로 한다.

도 1a은 종래 투웨이 스피커의 단면을 나타낸 도면이고,

도 1b는 도 1a에서 고음스피커를 확대한 단면도이며,

도 2a는 본 발명에 따른 투웨이 스피커의 단면을 나타낸 도면이고,

도 2b는 도 2a의 중요 부분의 분해 사시도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 스피커 케이스 2 : 저음 플레이트

3 : 우퍼 마그네트 4 : 평면진동판

5 : 우퍼 보이스코일 6 : 우퍼보빈

7 : 홀 8 : 에지

9 : 가이드링 10 : 고음스피커

11 : 지지대 12 : 고음 플레이트

13 : 트위터 마그네트 14 : 트위터 보빈

15 : 돔형진동판 17 : 우퍼 터미널

18 : 트위터 터미널 20 : 저음스피커

따라서 본 발명을 도 2a로 첨부되는 도면에 의거 해당 구성을 살펴보면, 우선 소정의 형상을 갖는 스피커 케이스(1)의 중앙 내부로 자기장이 폐쇄되도록 저음 플레이트(2)를 안착시킨 후 이 저음 플레이트(2)의 내경으로 일정 갭을 형성시켜 균일 자력을 유출시키도록 하는 우퍼 마그네트(3)가 고정되어, 이 우퍼 마그네트(3)와 상기한 저음 플레이트(2)사이로 우퍼 보이스코일(5)이 감겨진 우퍼보빈(6)이 인입되며, 이 우퍼보빈(6)의 상단으로 평면 형상을 갖는 평면진동판(4)이 접합된다.

또한 이 평면진동판(4)의 테두리에는, 특정 수치의 탄성력을 갖는 에지(8)가 평면진동판(4)과 상기한 스피커 케이스(1)를 연결시키고 있으며, 이 에지(8)와 스피커 케이스(1)의 체결이 원활하도록 가이드링(9)이 압입되며, 이 스피커 케이스(1)의 일측 부위에는 우퍼터미널(17)이 부착되어 상기된 우퍼 보이스코일(5)과 접속된다.

한편 상기 우퍼 마그네트(3)의 윗면으로 고음스피커(10)가 장착되어 이미 도시된 홀(7)을 통해 배선처리됨에 따라 투웨이 스피커의 기능을 구비하는데, 이를 도 2b에 나타난 조립도를 통해 그 구성을 설명하면 다음과 같다.

먼저 일정 직경의 홀(7)이 구비된 우퍼 마그네트(3)의 윗면으로 동일한 홀(7)이 관통된 지지대(11)를 구비하여 고음스피커(9)의 일정 높이를 형성토록 하고, 이 지지대(11)의 윗측으로 상기한 우퍼보빈(6)과 동일한 직경을 갖으며 일측이 소정 지름으로 개구됨과 동시에 타측이 상기한 홀(7)이 구비되는 고음플레이트(12)가 안착됨에 따라, 이 고음플레이트(12)의 내경 안측으로 고음플레이트(12)의 높이에 상응하고 홀(7)이 관통된 트위터 마그네트(13)가 인입된 후 이때 형성되는 고음플레이트(13) 및 트위터 마그네트(13)의 갭사이로 트위터 보이스코일(16)이 감겨진 트위터 보빈(14)이 유동가능하도록 인입된다.

그리고 이 트위터 보빈(14)의 상단으로는, 돔형진동판(15)이 접합되고 미도시된 에지를 통해 고음플레이트(12)와 상호 접합되도록 하며, 스피커 케이스(1)의 일측부에는 트위터 터미널(18)이 부착되어 상기한 홀(7)을 통해 트위터 보이스코일(16)과 접속된다.

여기서 상기와 같은 구성에 의한 작용을 설명하면 다음과 같다.

우퍼터미널(17)과 트위터 터미널(18)을 통해 저음 및 고음에 해당하는 전기적 신호가 인가되면, 각각으로 우퍼 보이스코일(5)과 트위터 보이스코일(16)로 유입된다.

그러면 먼저, 우퍼 보이스코일(5)로 인가된 저음신호는 아날로그 파형의 음향신호로써, 이 음향신호에 따른 전류의 강약으로부터 우퍼 보이스코일(5) 주위에는 소정의 전기장이 형성된다. 이러한 전기장은 인가전류의 최고 피크점에서 감소되는 전류의 양과 최저 피크점에서 증가되는 전류의 양에 의해 그 방향이 바뀌게 되는데, 이는 우퍼 마그네트(3)가 저음플레이트(2)를 통해 형성시킨 일정 방향의 자기장과 상호 작용을 형성토록 하는 것이다.

따라서 상기한 우퍼 보이스코일(5)을 따라 흐르는 전류의 방향과 우퍼 마그네트(3)로부터 방사되는 자기장의 방향은 플레밍의 왼손법칙에 따라 새로운 구동력을 갖으며, 이로인해 우퍼보빈(6)은 상기된 인가전류에 상응하도록 상하운동을 하는 것이다.

결국, 우퍼보빈(6)의 상단에 접합되어 있는 평면진동판(4)이 인가전류의 주파수에 따라 진동을 하는 것이다. 그리고 이러한 평면진동판(4)이 원활하게 진동할 수 있도록 특정치의 탄성계수를 갖는 에지(8)가 평면진동판(4)을 지지하고 있는 것이다.

한편 이 평면진동판(4)의 중앙 홀에 구비되는 고음스피커(10)는, 트위터 터미널(18)에 접속된 소정의 배선이 상기한 홀(7)을 통해 트위터 보이스코일(16)에 연결됨에 따라 고음에 해당하는 전기적 신호를 충분히 인가받을 수 있다. 따라서 이때 인가되는 아날로그 파형의 전기적 음향신호는, 트위터 보이스코일(13)로 공급되어 입력신호에 따른 전기장을 형성한다.

그러면 이 전기장 즉, 전기력선은 입력전압의 강약에 따라 그 방향이 가변되고 입력 전류의 강약으로부터 그 크기가 변하는데, 이때 트위터 마그네트(13)의 자기력선과 상호 작용을 수행하는 것이다.

따라서 앞서 설명된 플레밍의 왼손법칙에 의해, 상기된 트위터 보빈(14)은 입력 신호에 상응하는 상하진동을 수행하며, 이 트위터 보빈(14)의 상단에 접합된 돔형진동판(15) 또한 동일 주파수로 진동한다. 그리고 이 돔형진동판(15)에 접합된 에지(미도시)가 고음플레이트(12)의 상단부와 접합되어 있어, 돔형진동판(15)의 진동이 원활하도록 하고 있는 것이다.

이로부터 상기한 고음스피커(10)와 저음스피커(20)가 동시에 각각의 음을 방사함에 있어, 상호 진동판의 간섭이 없을 뿐만 아니라 스피커의 전반적인 두께가 대폭 감소하게 되는 것이다.

이와 같이 본 발명은, 고음스피커와 저음스피커가 일체형으로 구비된 스피커에서 저음스피커의 진동판을 평면으로 구성하고, 이 저음용 진동판의 중앙 홀에 고음 스피커를 장착하여 상호 진동에 간섭되지 않도록 함으로써, 고음 및 저음의 방사에 따른 간섭이 서로 작용하지 않도록 하여 원활한 음이 재생될 수 있도록 함과 동시에 저음 진동판이 평면으로 구성됨에 따라 전반적인 스피커의 두께 감소로 인해 설치공간 확보가 용이하여 사용편의성이 증대되고, 스피커가 설치되는 캐비닛의 부피가 줄어들어 휴대용 오디오와 같이 휴대를 주목적으로 하는 제품에 적용시에는 사용자의 휴대가 보다 수월하도록 하는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 고음스피커(10)와 이 고음스피커(10)의 중앙 홀 안측으로 저음스피커(20)가 안착된 일체형의 투웨이 스피커에 있어서,

   상기 저음스피커(20)의 진동판(4)은 평면형태로 형성된 것을 특징으로 하는 평면진동판을 갖는 투웨이 스피커.