KR20060041719A - 스피커 장치 - Google Patents

Abstract

역콘(cone) 모양의 스피커 장치에서 음질의 열화를 방지한다.

스피커 장치는, 원추 모양의 콘지(紙)가 프레임에 볼록한 모양으로 장착된다. 콘지에는 보이스 코일을 구비한 보빈이 장착된다. 또, 프레임의 내측에는 자기회로를 구비한다. 보빈을 지지하는 댐퍼는, 정지 상태에 있어서 보빈과 직교 하는 코르게이션부와, 코르게이션부의 내주단으로부터 보빈의 진동 방향에 따라서 전방으로 늘어나는 제 1의 각부와, 코르게이션부의 외주단으로부터 보빈의 진동 방향에 따라서 후방으로 늘어나는 제 2의 각부를 구비한다. 그리고, 제 1의 각부와 제 2의 각부의 길이가 동일한 모양으로 한다.

Description

스피커 장치{A loud speaker device}

도 1은 본 실시의 형태의 스피커 장치의 구성예를 나타내는 한쪽 측 단면도이다.

도 2는 보빈의 설치 구성예를 나타내는 주요부 단면도이다.

도 3은 댐퍼의 구성예를 나타내는 주요부 단면도이다.

도 4는 종래의 콘 모양의 스피커 장치의 일반적인 구성예를 나타내는 한쪽 측 단면도이다.

도 5는 방자구조를 구비한 종래의 콘 모양의 스피커 장치의 일반적인 구성예를 나타내는 한쪽 측 단면도이다.

본 발명은, 원추 모양의 진동판을 볼록한 모양으로 구비한 역콘 모양의 스피커 장치에 관한 것이다.

자세한 것은, 보빈을 지지하는 댐퍼로서, 원판 모양의 용수철부의 내주로부터 보빈의 진동 방향에 따라서 전방으로 늘어나는 제 1의 각부와, 용수철부의 외주로부터 보빈의 진동 방향에 따라서 후방으로 늘어나는 제 2의 각부를 구비하여, 제 1의 각부와 제 2의 각부의 길이가 동일한 형상으로 하는 것으로, 보빈의 가로 흔들림을 방지하는 것이다.

진동판으로서 원추 모양의 콘지를 이용한 스피커 장치는 콘 모양의 스피커 장치로 불린다. 도 4는 종래의 콘 모양의 스피커 장치의 일반적인 구성예를 나타내는 한쪽 측 단면도이다.

스피커 장치(51)는 원추 모양의 콘지(52)가 오목한 상태로 프레임(53)에 장착된다. 콘지(52)의 이면에는 보이스 코일(54)이 장착된 보빈(55)이 장착된다. 보빈(55)은 댐퍼(56)로 프레임(53)에 지지된다.

프레임(53)의 이면에는 자기회로를 구성하는 요크(57), 마그넷(58) 및 플레이트(59)가 장착되어, 보이스 코일(54)에 인가된 자기신호를 보빈(55)의 직선 운동으로 변환하여, 콘지(52)를 진동시켜 소리를 출력한다.

콘 모양의 스피커 장치에서는, 작은 자속밀도로 콘지를 구동할 수 있으면 자기회로를 작게 할 수 있다. 이 때문에, 콘지는 가능한 한 가벼워지도록, 판두께를 얇게 구성하고 있다. 그리고, 콘지를 원추 모양으로 구성하여 강도를 갖게하고 있다.

콘 모양의 스피커 장치에서는, 자기회로의 크기를 일정하게 한 경우, 스피커 장치 전체를 얇게 구성하기 위해서는, 콘지(52)의 커브를 완만하게 하면 좋다. 그렇지만, 콘지(52)의 강도가 저하하여 콘지면이 균일하게 진동하지 않게 되므로, 일그러짐이 발생하여 음질이 열화한다. 또, 강도를 올리기 위해서 콘지의 판두께를 두껍게 구성하면 콘지의 중량이 무거워져, 음압이 내려가는 결점이 있다.

댐퍼(56)는 보이스 코일(54)이 장착된 보빈(55)을 지지하는 목적으로 구비할 수 있다. 댐퍼(56)는 스피커 장치(51)의 저역 주파수 재생 능력에 관계한다. 저역 주파수 재생 능력을 올리기 위해서는 저역 공진 주파수(f0)를 내릴 필요가 있다.

콘지(52) 등의 진동계의 실효 질량을 m0(g), 댐퍼(56) 등의 진동 지지 부분의 스티프니스를 s0(dyne／cm)으로 하면, 최저 공진 주파수(f0)(Hz)는 f0 = 1／2 π√s0／m0으로 나타나게 된다.

실효 질량(m0)을 일정하게 한 경우, 진동 지지 부분의 스티프니스를 내릴 필요가 있다. 진동 지지 부분으로서는 댐퍼(56) 및 에지부(52a)가 있지만, 에지부(52a)의 스티프니스는 댐퍼(56)보다 일반적으로 낮기 때문에, 댐퍼(56)의 스티프니스를 내리는 것이 저역 주파수 재생 능력을 올리게 된다.

종래의 스피커 장치(51)에서 전체를 얇게 하려고 하면, 댐퍼(56)의 한편의 단부가 장착되는 보빈(55)과 콘지(52)의 접착 개소(A)로부터 댐퍼(56)의 다른 편의 단부가 장착되는 프레임(53)의 설치면(B)까지의 거리를 확보할 수 없다.

이 때문에, 저역 주파수 재생 능력을 향상시키기 위해, 댐퍼(56)의 스티프니스를 내리려면, 댐퍼(56)의 판두께를 얇게 구성하는 방법이 고안된다. 그렇지만, 댐퍼(56)의 판두께가 얇아지면, 내구성이 저하하는 결점이 있다.

또, 보빈(55)을 길게 하면 댐퍼(56)의 길이도 길게 할 수 있어, 댐퍼(56)의 스티프니스가 내려 f0를 내릴 수 있지만, 스피커 전체가 두꺼워지는 결점이 있다.

도 5는 방자구조를 구비한 종래의 콘형 스피커 장치의 일반적인 구성예를 나 타내는 한쪽 측 단면도이다. 종래, 콘형의 스피커 장치(51)를 방자구조로 하려면, 도 5(a)에 나타낸 바와 같이 캔슬 마그넷(60)을 요크(57)의 이면에 장착하고 있다. 또는, 도 5(b)에 나타낸 바와 같이 자기회로 전체를 자기 실드하는 커버(61)를 장착하고 있다.

그렇지만, 도 5(a)의 캔슬 마그넷 방식으로는 스피커 전체의 두께가 더하는 결점이 있었다. 또, 도 5(b)의 커버 방식으로는 커버(61)에 의해 화살표에 가리키는 자로(磁路)가 형성되어, 자속이 분산되고 스피커의 음압이 저하하는 결점이 있었다.

이러한 과제를 해결하기 위해, 콘지가 볼록한 모양으로 장착되는 역콘 모양으로 불리는 스피커 장치가 제안되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2 참조.).

[특허 문헌 1] 특개 2000－138995호 공보

[특허 문헌 2] 특개평 10－42389호 공보

역콘 모양의 스피커 장치에서는, 프레임 부분의 두께를 억제할 수 있으므로, 얇은 형의 스피커 장치를 구성할 수 있다. 그렇지만, 보빈의 길이가 길어지므로, 보빈의 가로 흔들림이 발생하기 쉽고, 보이스 코일이 플레이트에 접촉하는 등에 의해 음질이 열화 한다고 하는 문제가 있었다.

또, 보빈을 짧게 하면 보빈의 가로 흔들림은 억제되지만, 댐퍼의 길이를 길게 할 수 없기 때문에, 저역 주파수 재생 능력을 향상시키지 못하고, 더욱, 내입력 특성을 개선하는 것도 할 수 없었다.

본 발명은, 이러한 과제를 해결하기 위한 것으로, 역콘 모양의 콘지를 이용하는 것으로 보빈의 길이가 길어져도, 보빈의 가로 흔들림의 발생을 억제할 수 있는 스피커 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명과 관련되는 스피커 장치는, 원추 모양의 진동판과, 진동판이 볼록한 모양으로 장착되는 프레임과, 진동판의 정점부에 장착되는 보빈과, 보빈에 장착되는 보이스 코일과, 프레임의 내측에 장착되는 자기회로와, 보빈을 지지하는 댐퍼를 구비하고, 댐퍼는, 정지 상태에 있어서 보빈과 직교하는 용수철부와, 용수철부의 내주로부터 보빈의 진동 방향에 따라서 전방으로 늘어나는 제 1의 각부와 용수철부의 외주로부터 보빈의 진동 방향에 따라서 후방으로 늘어나는 제 2의 각부를 구비하여, 제 1의 각부와 제 2의 각부의 길이가 동일한 모양으로 한 것이다.

본 발명과 관련되는 스피커 장치에서는, 보이스 코일에 인가된 전기신호가 보빈의 직선 운동으로 변환되어, 진동판이 진동하여 음을 출력한다. 보빈을 지지하는 댐퍼는 용수철로서 대칭 모양이므로, 보빈이 직선 운동 할 때에, 보빈이 리니어로 움직이도록 지지한다. 이것에 의해, 보빈의 가로 흔들림을 방지한다.

본 발명과 관련되는 스피커 장치에 의하면, 보빈을 지지하는 댐퍼는 용수철로서 대칭 모양이므로, 보빈이 직선 운동 할 때에, 보빈이 리니어로 움직이도록 지지한다.

이것에 의해, 보빈이 길어지는 역콘 모양의 스피커 장치에서도, 보빈의 가로 흔들림을 막을 수 있다. 따라서, 진동판이 볼록한 모양인 것으로 지향 특성이 향상하고, 한편 박형(薄型)화가 도모해진 역콘 모양의 스피커 장치로, 음질의 개선을 도모할 수 있다.

또, 댐퍼의 길이가 길어지는 것으로부터, 댐퍼의 내구성을 떨어뜨리지 않고 f0을 내릴 수 있다. 이것에 의해, 양호한 저음 특성을 얻을 수 있다. 또한, 댐퍼가 길어지는 것으로 진동판의 스트로크를 늘릴 수 있으므로, 내입력 특성의 개선이 도모된다.

또, 자기회로가 프레임의 안쪽에 배치되므로, 외부로의 자계의 누락을 감소시킬 수 있다. 이것에 의해, 텔레비젼 등에 접근하여 설치해도 화면에의 영향이 적게 되기 때문에, 설치 장소의 제약을 감소시킬 수 있다. 또한, 자기회로는 외부의 자계의 영향을 받기 어려워지므로, 음질의 열화를 방지할 수 있다.

이하, 도면을 참조해 본 발명의 스피커 장치의 실시의 형태에 대해 설명한다. 도 1은 본 실시의 형태의 스피커 장치의 구성예를 나타내는 한쪽 측 단면도이다. 본 실시의 형태의 스피커 장치(1)는 콘 모양의 스피커 장치로, 콘지(2)를 지지하는 프레임(3)의 내측에 요크(4), 마그넷(5) 및 플레이트(6)를 구비한다..

콘지(2)는 진동판의 일례로, 정점부(2a)가 원형으로 개구한 원추 모양을 가진다. 또, 콘지(2)는 외주에 에지부(2b)를 가지고, 정점부(2a)와 에지부(2b)의 사이의 경사면은 곡면으로 구성된다. 그리고, 콘지(2)는 정점부(2a)가 전방으로 돌출하는 방향으로 에지부(2b)가 프레임(3)에 접착에 의해 장착된다. 또한, 콘 지(2)를 상술한 방향으로 고정했을 때에, 콘지(2)의 경사면을 구성하는 곡면은, 전방으로부터 볼 때 오목한 상태가 되는 방향으로 만곡하고 있다.

프레임(3)은 전면의 개구부(3a)에 상술한 것처럼 콘지(2)가 장착된다. 콘지(2)는 정점부(2a)가 전방으로 돌출하는 방향으로 장착됨으로써, 프레임(3)의 개구부(3a)로부터 저부(3b)와의 사이에 공간이 형성된다.

그리고, 이 공간에 요크(4), 마그넷(5) 및 플레이트(6)에 의해서 구성되는 자기회로를 배치하는 것으로, 콘지(2)를 지지하는 프레임(3)이 자기 실드의 기능을 구비하는 구성으로 한다.

즉, 프레임(3)의 저부(3b)에 요크(4)가 접착에 의해 장착된다. 요크(4)는 전방으로 향해서 돌출하는 폴 피스(4a)를 중앙에 구비한다. 또, 요크(4)는 전면에 마그넷(5)이 접착에 의해 장착되어, 마그넷(5)에 플레이트(6)가 접착에 의해 장착된다.

이것에 의해, 폴 피스(4a)의 주위에 마그넷(5) 및 플레이트(6)가 배치되어, 폴 피스(4a)의 외주면과 플레이트(6)의 내주면과의 사이에 갭부(7)가 형성된다.

콘지(2)에는 보빈(8)이 장착된다. 보빈(8)은 원통 모양으로, 선단측이 콘지(2)의 정점부(2a)에는 끼워 넣어지고, 접착에 의해 콘지(2)에 고정된다. 또, 보빈(8)은 콘지(2)의 이면측으로부터 프레임(3)의 방향으로 늘어나, 후단 측에 보이스 코일(9)이 장착된다.

그리고, 보빈(8)의 후단측은 갭부(7)에 삽입되어, 보이스 코일(9)이 플레이트(6)에 대향해서 배치된다. 또한, 스피커 장치(1)는 프레임(3)에 도시하지 않 는 입력 단자를 구비하여, 보이스 코일(9)의 리드선과 입력 단자의 사이가 플렉서블 와이어로 접속된다.

또, 보빈(8)의 선단에는 센터 캡(10)이 장착된다. 센터 캡(10)은 보빈(8)의 선단의 개구를 막는다. 이것에 의해, 보빈(8)의 지름 방향의 변형을 억제하고, 콘지(2)의 지름 방향의 변형을 방지한다. 또, 먼지의 침입을 방지하여 보이스 코일(9)을 보호한다.

도 2는 보빈의 설치 구성예를 나타내는 주요부 단면도이다. 콘지(2)는 정점부(2a)를 후방으로 향해서 접어 구부려서 구성한 절곡부(2c)를 구비한다. 콘지(2)의 정점부(2a)의 개구에 보빈(8)을 끼우면, 보빈(8)의 외주면과 콘지(2)의 절곡부(2c)와의 사이에 모양이 대략 V자 모양의 충전구부(11)가 원주 방향에 걸쳐서 형성된다.

이 충전구부(11)에 접착제(12)를 충전하여 콘지(2)와 보빈(8)을 고정하는 것으로, 보빈(8)은 충분한 양의 접착제(12)를 이용하여 콘지(2)에 고정된다. 이것에 의해, 보빈(8)의 콘지(2)에 대한 접착 강도가 증가하여, 보빈(8)의 가로 흔들림이 억제되어 음질의 개선이 도모된다.

도 1로 돌아와, 보빈(8)은 댐퍼(13)에 의해서 지지를 받는다. 댐퍼(13)는 용수철부를 구성하는 단면 모양이 파형 모양의 코르게이션부(13a)와, 코르게이션부(13a)의 내주단으로부터 보빈(8)의 진동 방향에 따라서 전방으로 늘어나는 제 1의 각부(13b)와, 코르게이션부(13a)의 외주단으로부터 보빈(8)의 진동 방향에 따라서 후방으로 늘어나는 제 2의 각부(13c)를 구비한다 .

댐퍼(13)의 제 1의 각부(13b)의 선단은 보빈(8)의 중심 위치에 접착에 의해 장착된다. 또, 댐퍼(13)의 제 2의 각부(13c)는 플레이트(6)의 전면에 접착에 의해 장착된다.

도 3은 댐퍼의 구성예를 나타내는 주요부 단면도이다. 댐퍼(13)는 제 1의 각부(13b)의 길이(L1)와 제2의 각부(13c)의 길이(L2)가 동일한 모양으로 한다. 또, 정지 상태에 있어서 코르게이션부(13a)는 보빈(8)에 대해서 직교하고 있다.

이것에 의해, 댐퍼(13)는 용수철로서 대칭 모양이므로, 보빈(8)을 리니어로 움직이도록 지지한다. 역콘 모양의 스피커 장치에서는 보빈의 길이가 길어지므로, 보빈의 가로 흔들림이 발생하기 쉬운 구성이 된다. 본 예의 스피커 장치(1)에서는, 상술한 댐퍼(13)에서 보빈(8)을 지지하는 것으로, 보빈(8)의 길이를 길게 하여도, 보빈(8)의 가로 흔들림의 발생을 억제하여 보빈(8)을 리니어로 움직일 수 있다.

그리고, 보빈(8)이 리니어로 움직이는 것에서, 보이스 코일(9)이 폴 피스(4a) 혹은 플레이트(6)에 접촉하지 않고, 음질의 개선이 도모해진다.

또, 댐퍼(13)는 제 1의 각부(13b) 및 제 2의 각부(13c)를 구비하므로, 코르게이션부(13a)의 직경을 크게 하지 않아 댐퍼(13)의 길이를 길게 할 수 있다.

이것에 의해, 소형의 스피커 장치에서도 댐퍼(13)의 내구성을 떨어뜨리지 않고 저역 공진 주파수(f0)를 내릴 수 있어, 양호한 저음 재생 특성을 얻을 수 있다. 또한, 댐퍼(13)가 길어지는 것에서 콘지(2)의 스트로크를 길게 할 수 있어, 내입력 특성의 개선이 도모된다.

또한, 제 1의 각부의 길이(L1)와 제 2의 각부의 길이(L2)의 관계가 L1≠L2가 되는 모양의 댐퍼에서는, 용수철로서 비대칭이 되므로 보빈의 가로 흔들림을 억제하지 못하고, 보빈이 리니어로 움직이지 못하게 된다. 보빈이 리니어로 움직이지 않으면, 보이스 코일이 폴 피스 혹은 플레이트에 접촉하여 음질 열화로 연결된다.

다음에, 본 실시의 형태의 스피커 장치(1)의 동작에 대해 설명한다. 보이스 코일(9)에 전기신호를 인가하면, 마그넷(5), 요크(4) 및 플레이트(6)에 의해 구성되는 자기회로 중의 갭부(7)를 통과하는 자속에 의해서, 전기신호의 크기에 따라 보빈(8)이 진동한다. 이것에 의해, 보빈(8)이 장착된 콘지(2)가 진동하고, 소리가 출력된다.

역콘 모양의 스피커 장치(1)에서는, 콘지(2)의 정점부(2a)가 전방으로 돌출하고 있기 때문에, 지향 특성이 향상한다. 또한, 본 예의 스피커 장치(1)에서는, 콘지(2)의 경사면을 구성하는 곡면은, 전방으로부터 볼 때 오목한 상태가 되는 방향으로 만곡하고 있으므로, 중고역의 지향 특성이 향상하고 있다.

또, 콘지(2)와 프레임(3)의 사이에 공간이 형성되므로, 자기회로를 프레임(3)의 내측에 배치할 수 있다. 이것에 의해, 캔슬 마그넷이나 자기 실드를 위한 커버를 구비하지 않고, 외부로의 자계의 누락을 감소시킬 수 있다. 또한, 자기회로는 외부의 자계의 영향을 받기 어려워지므로, 증폭기 내장형의 기기에서도 자기 결합에 의한 음질의 열화를 방지할 수 있다.

다음에, 마그넷(5)의 극성을 요크(4)측을 S극으로 한 경우의 자속의 흐름에 대해 설명한다. 마그넷(5)의 N극으로부터 나온 자속은 플레이트(6) 및 보이스 코일(9)을 거쳐서, 요크(4)를 통과하여 마그넷(5)의 S극으로 돌아온다.

이 때, 프레임(3)은 요크(4)를 거쳐서 S극으로 되지만, 프레임(3)은 플레이트(6)와는 접촉하지 않는 구성이므로, 프레임(3)을 거친 자로(磁路)가 형성되지 않는다. 이것에 의해, 자속이 분산되지 않고 음압이 향상한다.

이상 설명한 본 실시의 형태의 스피커 장치(1)에서는, 종래의 스피커를 구성하는 재료를 이용하여 구성할 수 있다. 이것에 의해, 종래품과 비교하여 코스트 업 하지 않고 박형(薄型)으로 방자구조를 가지고, 또한 재생 특성이 향상한 스피커 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 스피커 장치는 음질을 열화 시키지 않고 박형화를 도모할 수 있기 때문에, 액정 디스플레이 등의 플랫패널 디스플레이의 스피커 장치에 적용할 수 있다.

Claims (5)

1. 원추 모양의 진동판과

   상기 진동판이 볼록한 모양으로 장착되는 프레임과,

   상기 진동판의 정점부에 장착되는 보빈과,

   상기 보빈에 장착되는 보이스 코일과,

   상기 프레임에 장착되는 자기회로와,

   상기 보빈을 지지하는 댐퍼를 구비하고,

   상기 댐퍼는,

   정지 상태에 있어서 상기 보빈과 직교하는 용수철부와,

   상기 용수철부의 내주단으로부터 상기 보빈의 진동 방향에 따라서 전방으로 늘어나는 제 1의 각부와,

   상기 용수철부의 외주단으로부터 상기 보빈의 진동 방향에 따라서 후방으로 늘어나는 제 2의 각부를 구비하여,

   상기 제 1의 각부와 상기 제 2의 각부의 길이가 동일한 모양으로 구성된 것을 특징으로 하는 스피커 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 댐퍼는, 상기 제 1의 각부가 상기 보빈의 중심 위치에 접속되는 것을 특징으로 하는 스피커 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 자기회로는 요크, 마그넷 및 플레이트를 구비하여, 상기 프레임과 상기 진동판과의 사이에 형성되는 공간에 배치되는 것을 특징으로 하는 스피커 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 진동판의 상기 정점부와 상기 보빈의 외주면과의 사이에 접착제가 충전되는 충전구부를 구비한 것을 특징으로 하는 스피커 장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 진동판의 경사면은, 전방으로부터 보이는 오목한 상태의 곡면으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스피커 장치.

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