KR20010074129A - 진동 스피커 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존의 스피커 시스템을 최대한 이용한 소음이 적은 진동 스피커에 관한 것으로서; 원통형 영구자석(6)의 상하부에 접합하여 양극을 형성하는 바텀 플레이트(2)와 톱 플레이트(4); 상기 톱 플레이트와 바텀 플레이트 사이의 좁은 틈 사이에서 상하방향으로 기동 가능하게 끼워지며, 외주면에 보이스 코일이 감겨지는 보빈(18); 중앙부가 상기 보빈의 상단에 접합되어 상기 보빈과 함께 상하방향으로 진동하게 되는 진동판(22); 하단이 상기 톱 플레이트 상단에 연결되며 상단이 상기 진동판의 가장자리와 접합되는 프레임(12); 상기 보빈의 중간부 외주와 상기 프레임의 사이에 연결되어 상기 보빈을 지지하는 주름진 막형상의 댐퍼(20); 상기 프레임에 설치되며 상기 보이스 코일과 통전 가능하게 연결되는 단자(28)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

진동 스피커{Vibration speaker}

본 발명은 진동 스피커에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기존의 스피커 시스템을 최대한 이용한 소음이 적은 진동 스피커에 관한 것이다.

스피커는 음악감상, 게임, 오락, 확성기 등에서 전기신호를 청취가능한 신호로 변환하여 출력하는데 널리 사용되고 있다. 근래에, 음악 또는 비디오 감상, 게임, 댄스용 오락기 등에서 입체감 있는 효과를 부여하기 위해 진동 스피커가 제공되고 있다. 진동 스피커는 체감 스피커라고도 표현될 수 있으며, 오디오 신호에 따라 신체에 일정한 진동 또는 자극을 전달하기 위해 사용되고 있다. 이러한 진동 스피커는 의자 등에 부착되어 사용될 수 있으며, 댄스용 오락기의 경우에는 발판에 적용될 수도 있다. 이와 같은 진동 스피커에 의해 사용자는 현실감있게 음악 또는 비디오를 감상할 수 있으며, 댄스용 오락기의 경우에는 박자 등을 더욱 잘 감지할 수 있게 된다.

도 5는 종래에 제공되어 왔던 진동스피커의 결합도이다. 특히 도시된 것은 대한민국특허청에 의해 1993. 9. 13일자로 공고된 특허공고번호 제93-8729호에 기재된 "체감스피커"에 관한 사항이다.

진동은 원반형의 영구자석(102)과, 솔레노이드 코일(104) 및 진동체에 의해 이루어지도록 되어 있다. 오디오 앰프로부터의 출력신호가 솔레노이드 코일(104)에 인가되면, 그 자장의 변화에 따라 진동체가 케이싱 내부에서 상하로 자유로이 진동하게 되어 있다. 진동체는 상부덮개(106), 마개(108) 및 하부덮개(110) 내에 설치되는 것으로서, 원판의 중심에 돌출부가 솟아있는 중심체(112), 영구자석(102), 지지링(114) 및 탄성진동판(116)이 서로 고정 결합됨으로써 구성된다.

이와 같은 구성에 의한 진동(또는 체감 스피커)스피커에 의하면, 진동시 소음이 발생하게 되며 진동의 강도가 약하게 된다. 즉, 진동시 '부-웅'하는 노이즈가 심하게 발생되어 음악감상에 지장을 주기도 한다. 또한, 자장의 세기를 크게 하는데 한계를 가지는 구조이므로 진동의 강도가 약하게 된다.

본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위해 안출한 것으로서, 진동시 소음을 최소화하며, 진동의 강도를 증가시킬 수 있는 진동 스피커를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 다른 목적은 기존의 스피커 제작 시스템을 대부분 이용할 수 있게 함으로써 제작비용을 감소하는 데 있다.

도 1은 본 발명에 의한 진동 스피커의 부분 단면구성도이다.

도 2a,2b,2c,2d는 진동판의 평면형상의 예를 도시하는 평면도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 부분 단면도이다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진동 스피커의 단면구성도이다.

도 5는 종래의 진동 스피커의 분해 결합도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

2 ; 바텀 플레이트 4,38 ; 톱 플레이트

6,34 ; 영구자석 12,48 ; 프레임

16,44 ; 보이스 코일 18,42 ; 보빈

20,52 ; 댐퍼 22,46 ; 진동판

24 ; 구멍 26 ; 커버

28,54 ; 단자 30,56 ; 리드선

위와 같은 목적은, 원통형 영구자석의 상하부에 접합하여 양극을 형성하는 톱 플레이트와 바텀 플레이트; 상기 톱 플레이트와 바텀 플레이트 사이의 좁은 틈 사이에서 상하방향으로 기동 가능하게 끼워지며, 외주면에 보이스 코일이 감겨지는 보빈; 중앙부가 상기 보빈의 상단에 접합되어 상기 보빈과 함께 상하방향으로 진동하게 되는 진동판; 하단이 상기 톱 플레이트 상단에 연결되며 상단이 상기 진동판의 가장자리와 접합되는 프레임; 상기 보빈의 중간부 외주와 상기 프레임의 사이에연결되어 상기 보빈을 지지하는 주름진 막형상의 댐퍼; 상기 프레임에 설치되며 상기 보이스 코일과 통전 가능하게 연결되는 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 스피커에 의해 달성된다.

본 발명에 의하면 상기 진동판에는 구멍이 형성되며, 그 구멍은 원형, 사각형 또는 육각형과 같은 다각형 중에 선택될 수 있으며, 또는 이들의 조합일 수도 있다.

이하, 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명에 의한 진동 스피커의 단면구성도이다. 도 2a,2b,2c,2d는 진동판의 변형 가능한 형태를 예시하기 위한 평면도이다.

본 발명에 의한 진동 스피커는 일반적으로 사용되는 다이내믹 스피커와 그 구조에 있어서 유사하다. 금속재인 바텀(bottom) 플레이트(2)와 톱(top) 플레이트(4)는 영구자석(6)에 의해 반대의 자극성을 띠게 된다. 바텀 플레이트(2)는 일정 두께의 원판(8)과 그 중앙에 직립된 원기둥(10)으로 구성되며, 백 플레이트라고 불리우기도 한다. 직경이 원기둥 보다 약간 큰 구멍을 가지는 톱 플레이트(4)가 환형상의 영구자석(6)을 사이에 두고 상기 원기둥에 끼워진 상태로 고정된다. 톱 플레이트(4)와 바텀 플레이트(2)는 영구자석(6)의 상하단과 각각 접하고 있으므로 서로 반대의 자극성을 띠게 되는 것이다.

톱 플레이트(4)의 상단에는 그릇 형상의 프레임(12, '배스킷(basket) 프레임'이라고 한다. 이하 같다)이 고정된다. 프레임(12)은 톱 플레이트와 일체로 형성될 수도 있으며, 나사 등의 체결수단에 의해 고정될 수도 있다. 프레임(12)은 상단이 원형이지만 반드시 이에 한정되지는 아니한다.

톱 플레이트와 바텀 플레이트가 만드는 좁은 틈(14) 사이로 외주면에 보이스 코일(16)이 감겨진 원통형의 보빈(18)이 상하방향으로 진동이 가능하도록 끼워진다. 보빈은 그의 허리부위와 프레임 사이에 설치되는 댐퍼(20)에 의해 일정한 위치에서 지지된다. 댐퍼(20)는 도시된 바와 같이 주름진 막 형상이며, 빳빳한 직물로 제조되는 것이 보통이다.

진동판(22)의 중앙부는 본드와 같은 접착제에 의해 보빈의 상단과 접합된다. 진동판의 가장자리는 역시 접착제에 의해 프레임의 상단에 접합된다. 진동판(22)을 보빈과 프레임에 연결하는 방식은 실시예에 따라서 다양할 수 있다. 이에 의해, 진동판(22)은 보빈(18)과 함께 상하방향으로 진동할 수 있게 된다.

진동판은 보통 플라스틱으로 제조될 수 있으며, 다수의 구멍(24)을 가진다. 구멍의 형상은 언급된 바와 같이 어떠한 것이라도 무방하다. 진동판의 두께는 강성을 유지할 수 있는 정도라면 무방하며 플라스틱인 경우 1mm 내지 5mm 사이에서 선택될 수 있다. 또한, 진동판은 강성의 증강을 위해 리브(rib)를 가질 수도 있다. 이에 따르면 진동판의 단면형상은 다양하게 변경될 수 있다.

진동판의 중앙은 보빈의 직경 크기로 구멍이 형성되어 있다. 그 구멍 내부로 이물질이 인입되지 않도록 커버(26, 또는 더스트 캡)가 설치된다. 도 2는 진동판의 평면형상의 예를 각각 도시한 것이다.

단자(28)가 리드선(30)에 의해 보이스 코일(16)과 연결된 상태에서 프레임상에 고정 설치된다. 단자의 형식 및 설치부위는 실시예에 따라 다양하게 변경될 수있는 사항이므로 그에 대한 상세한 설명을 생략한다.

이와 같은 구성에 의한 작용은 다음과 같다. 외부로부터 전류신호가 단자를 통해 보이스 코일에 흐르게 되면, 보이스 코일 주위에는 전기장이 형성되고, 이는 양 플레이트 사이에 형성되어 있는 자기장과 함께 보빈(18)의 상하방향으로 전자기력을 만들게 된다. 이 힘에 의해 보빈(18) 및 이와 접합된 진동판(22)이 상하방향으로 진동할 수 있게 되는 것이다.

한편, 진동판에 형성된 구멍에 의해, 진동판이 진동을 하게 되어도 그 주위에 있는 공기를 최소한으로 진동하게 되므로 소음이 발생되지 않게 된다. 이에 의해 진동판은 외부로 진동만을 전달하게 된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 진동판(22)과 프레임(12) 사이에는 스폰지와 같은 완충부재(32)가 더 개입된다. 이와 같은 상태가 도 3에 도시되며, 이에 의해 진동판의 진동이 더욱 강해질 수 있으며, 그 진동을 프레임에 최소한으로 전달하게 된다.

상기된 실시예는 페라이트 마그넷을 사용한 형식이다. 그러나 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, ND 타입의 마그네트를 사용한 형식이 사용될 수도 있다. 이러한 실시예가 도 4의 단면구성도에 의해 도시된다. ND 타입의 마그네트가 사용되는진동 스피커는 그의 높이를 줄일 수 있으며 경량화시킬 수 있으므로 시트 등에 설치하기가 더 용이하게 된다.

위 형식의 개략적 구조를 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

영구자석(34)은 ND 타입으로서 원기둥 형상이다. 요크(36)는 측벽을 가지는그릇형상으로서, 일정한 두께의 금속재이다. 영구자석(34)은 상기 요크(36)의 바닥 중앙에 얹혀져 접합 또는 기타 방식에 의하여 고정 설치된다. 톱 플레이트(38)는 원기둥 형상의 금속재로서, 영구자석(34) 상면에 접합되며, 도시된 바와 같이 요크의 측벽(40)과 좁은 틈을 형성하는 직경을 가진다. 이에 의해, 요크(36)와 톱 플레이트(38)는 반대의 자극성을 띠게 되며, 좁은 환형의 공간에는 자장이 형성되게 된다.

원통형의 보빈(42)은 톱 플레이트와 상기 요크의 사이로 상하방향으로 이동 또는 진동 가능하게 끼워지며, 보이스 코일(44)은 보빈(42)의 외주면에 감겨진다.

진동판(46)은 중앙부가 상기 보빈(42)의 상단에 접합되어 보빈과 함께 상하방향으로 진동할 수 있게 된다. 진동판(46)의 형상 및 접합방식 등은 상기한 일실시예와 동일하므로 더 이상의 설명을 생략한다.

프레임(48)은 납작한 그릇 형상으로서, 그의 바닥 중앙에는 요크(36)가 얹혀져 고정된다. 프레임(48)의 가장자리는 진동판(46)과 접합되며, 그 접합부는 흡음의 효율성을 제고하기 위해 스폰지와 같은 완충부재(50)가 개입될 수 있다. 이 또한, 상기한 실시예와 동일한 사항이다.

주름진 막형상의 댐퍼(52)는 보빈(42)의 중간부 외주면과 요크(36)의 상단부 사이에 연결됨으로써 상기 보빈(42)을 지지하게 된다. 단자(54)는 요크(36)에 설치되며 리드선(56)을 통해 상기 보이스 코일과 통전 가능하게 연결된다. 이 단자(54)를 통해 앰프로부터 출력되는 전류가 보이스 코일(44)로 흐를 수 있게 되는 것이다.

상기 프레임(48)과 상기 진동판(46) 사이의 공간에는 스폰지(58)와 같은 탄성 흡음재가 끼워져 고정될 수 있다. 이 역시 흡음효율을 제고하기 위한 사항이다. 스폰지(58)는 환형상으로 일체로 형성된 것일 수 있다. 역시 보빈의 중앙부는 커버(60, 또는 더스트 캡)이 접합되어 이물질의 인입을 저지하게 된다.

이와 같은 구성에 의한 작용은 일실시예와 유사하다. 즉, 진동판(46)은 보빈(42)과 함께 진동할 수 있게 됨으로써, 앰프 출력 전류에 따라 진동을 하게 된다.

기술된 실시예는 본 발명의 기술적 사상에 따른 예에 불과하므로, 당업자는 제공된 도면 및 설명을 바탕으로 다양하게 변경 또는 부가하여 실시할 수 있을 것이다.

이와 같은 구성에 의하면, 진동 스피커에 있어서 진동판이 진동을 하여도 그에 따른 소음이 없게 되어 비디오 또는 오디오 감상에 지장을 주지 않게 된다. 또한, 기존 스피커 제작 시스템의 많은 부분을 그대로 사용할 수 있으므로 제작비용 및 시설비용을 절감할 수 있다.

Claims (8)

1. 원통형 영구자석(6)의 상하부에 접합하여 양극을 형성하는 바텀 플레이트(2)와 톱 플레이트(4); 상기 톱 플레이트와 바텀 플레이트 사이의 좁은 틈 사이에서 상하방향으로 기동 가능하게 끼워지며, 외주면에 보이스 코일이 감겨지는 원통형 보빈(18); 중앙부가 상기 보빈의 상단에 접합되어 상기 보빈과 함께 상하방향으로 진동하게 되는 진동판(22); 하단이 상기 톱 플레이트 상단에 연결되며 상단이 상기 진동판의 가장자리와 접합되는 프레임(12); 상기 보빈의 중간부 외주와 상기 프레임의 사이에 연결되어 상기 보빈을 지지하는 주름진 막형상의 댐퍼(20); 상기 프레임에 설치되며 상기 보이스 코일과 통전 가능하게 연결되는 단자(28)를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 스피커.
2. 제 1항에 있어서, 상기 진동판에는 다수의 구멍(24)이 형성되는 것을 특징으로 하는 진동 스피커.
3. 제 2항에 있어서, 상기 구멍은 원형, 다각형 중에 선택되거나 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 진동 스피커.
4. 제 1항에 있어서, 상기 진동판은 두께가 1mm 내지 5mm 인 플라스틱인 것을 특징으로 하는 진동 스피커.
5. 측벽을 가지는 그릇 형상의 요크(36); 상기 요크의 바닥에 얹혀져 고정되는 원기둥 형상의 ND 타입 영구자석(34); 원기둥 형상으로서 상기 영구자석의 상부에 얹혀지며, 상기 요크의 측벽 사이에 환형의 좁은 간격을 형성하는 톱 플레이트(38); 상기 톱 플레이트와 상기 요크의 사이로 상하이동 가능하게 끼워지며, 외주면에 보이스 코일(44)이 감겨지는 원통형 보빈(42); 중앙부가 상기 보빈의 상단에 접합되어 상기 보빈과 함께 상하방향으로 진동하게 되는 진동판(46); 바닥 중앙에는 상기 요크가 얹혀져 고정되며, 가장자리는 상기 진동판의 가장자리와 접합되어 상기 진동판을 고정하는 프레임(48); 상기 보빈의 중간부 외주와 상기 요크의 상단부 사이에 연결됨으로써 상기 보빈을 지지하는 주름진 막형상의 댐퍼(52); 상기 요크에 설치되며 상기 보이스 코일과 통전 가능하게 연결되는 단자(54)를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 스피커.
6. 제 5항에 있어서, 상기 프레임(48)과 상기 진동판(46) 사이의 공간에 스폰지(58)와 같은 탄성 흡음재가 끼워져 고정되는 것을 특징으로 하는 진동 스피커.
7. 제 5항에 있어서, 상기 진동판(46)은 다수의 구멍이 형성된 플라스틱재인 것을 특징으로 하는 진동 스피커.
8. 제 5항에 있어서, 상기 진동판(46)과 상기 프레임(48)은 스폰지와 같은 완충부재(50)가 개입된 상태에서 접합되는 것을 특징으로 하는 진동 스피커.