KR20070071444A - 스피커 유닛의 구조 - Google Patents

스피커 유닛의 구조 Download PDF

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KR20070071444A KR1020050134896A KR20050134896A KR20070071444A KR 20070071444 A KR20070071444 A KR 20070071444A KR 1020050134896 A KR1020050134896 A KR 1020050134896A KR 20050134896 A KR20050134896 A KR 20050134896A KR 20070071444 A KR20070071444 A KR 20070071444A
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박경원
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Abstract

본 발명은 스피커 유닛의 구조에 관한 것으로, 프레임과, 상기 프레임의 가장자리에 둘러진 에지에 의해 지지되고 가운데 부분이 중공된 우퍼 진동판과, 상기 프레임의 내부에 영구자석이 구비되고, 상기 영구자석의 상,하에 각각 프론트 플레이트와 백 플레이트가 구비되어 자기회로가 형성되는 폴피스와, 상기 폴피스와 영구자석의 사이에 위치하여 상기 우퍼 진동판의 중공 둘레에 고정되는 보이스 코일이 권선된 보빈 및 상기 우퍼 진동판의 중공에 위치되되 커플링 에지에 의해 지지되는 미드 레인지 진동판이 포함되는 스피커 유닛의 구조가 제공된다.
이에 따라서, 자기회로를 공유하여 우퍼 진동판과 미드 레인지 진동판을 동작시킬 수 있게 됨으로써, 스피커 유닛의 구조가 단순하게 되어 신뢰성을 상승시킬 수 있게 되며, 자기회로를 공유함으로써 생산비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
스피커 유닛, 자기회로, 진동판, 우퍼, 미드 레인지

Description

스피커 유닛의 구조{Speaker unit}
도 1은 종래의 스피커 유닛의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 2는 종래의 저역과 중역의 음역을 방사시키는 스피커 유닛의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 스피커 유닛의 구조를 나타낸 단면도이다.
-도면 주요부분에 대한 부호의 설명-
110 : 프레임 120 : 영구자석
122 : 프론트 플레이트 124 : 백 플레이트
130 : 폴피스 140 : 보이스 코일
142 : 보빈 160 : 우퍼 진동판
162 : 에지 170 : 미드 레인지 진동판
180 : 커플링 에지
본 발명은 스피커 유닛에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 저역과 중역의 음파를 공간으로 방사시키는 스피커 유닛에서 우퍼 진동판과 미드 레인지 진동판이 일체로 이루어지되 상기 우퍼 진동판과 미드 레인지 진동판이 개별적으로 동작할 수 있도록 커플링 에지가 구비되어 스피커 유니트의 구조가 단순하게 되고, 제품의 생산비용을 절감시킬 수 있는 스피커 유닛의 구조에 관한 것이다.
일반적으로 오디오 내지 홈 시어터의 스피커는 인클로우져에 진동판의 동작에 의해 음파가 방사되도록 스피커 유닛이 설치된다. 상기 스피커 유닛은, 방사되는 음역에 따라 저역(재생 가능한 음역~300Hz)의 음파를 방사시키는 우퍼 스피커 유닛과 중역(300Hz~2KHz)의 음파를 방사시키는 미드 레인지 스피커 유닛 및 고역(2KHz~재생 가능한 음역)의 음파를 방사시키는 트위터 스피커 유닛으로 구분되나 그 구조는 대동소이하다.
도 1은 종래의 스피커 유닛의 구조를 나타낸 단면도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 상기 종래의 스피커 유닛(10a)은 프레임(11a)이 스피커 유닛(10a)의 골격을 이루게 되고, 그 내부에 영구자석(20a)을 링으로 구성하고 영구자석(20a)의 상,하에 각각 프론트 플레이트(22a)와 백 플레이트(24a)를 설치하여 폴피스(30a)와 함께 자기회로를 구성하게 된다.
또한, 상기 폴피스(30a)와 프론트 플레이트(22a)의 사이에 간격을 만들게 되고, 상기 간격에 보이스 코일(40a)이 권선된 보빈(42a)이 설치되어, 상기 보빈(42a)을 지지하기 위하여 스파이더(50)가 프레임(11a)과 연결된다. 그리고, 진동면적을 넓혀 효율을 높이기 위하여 진동판(60a)을 보빈(42a)에 접착하게 되며, 상기 진동판(60a)은 프레임(11a)에 유연한 소재의 에지(62a)에 의하여 지지된다.
또한, 진동판(60a) 가운데 부분에는 더스트 캡(70a)이라는 뚜껑이 구비되며, 상기 진동판(60a)의 형상 및 더스트 캡(70a)의 형상은 고음에서의 지향성, 분할진동의 발생 등을 결정하는 요소가 된다. 때에 따라서는 영구자석(20a)과 폴피스(30a)의 위치가 바뀌어 폴피스의 위치에 영구자석이 설치되고 영구자석의 위치에 플레이트 링이 설치되는 경우도 있다.
따라서, 상기 폴피스(30a)와 프론트 플레이트(22a)의 사이에는 영구자석(20a)에 의한 자력선이 형성되는데 보빈(42a)에 권선된 보이스 코일(40a)에 전류가 흐르게 되면 로렌쯔의 힘이라 불리우는 힘이 발생하게 된다. 그 힘의 크기는 자력선(자속밀도)의 크기, 전류의 양, 권선된 코일의 길이에 비례하게 되므로 힘의 방향은 자속밀도와 전류가 이루는 평면의 직각 방향, 즉 진동판이 상하방향으로 움직이게 된다.
이와 같은 원리에 의해 진동판(60a)이 전방으로 이동하게 되면 +음압이 발생하게 되고, 반대로 진동판(60a)이 후방으로 이동하게 되면 -음압이 발생하게 되어 음파가 공간으로 방사된다.
그러나, 상기와 같은 스피커 유닛은 특정 음역을 방사하는데에는 한계가 있다.
한편, 근래에 들어 상기와 같은 스피커 유닛의 구조에서 저역과 중역에 따라 개별적으로 동작되는 진동판이 구비되어 한개의 스피커 유닛으로 저역과 중역의 음파를 방사시키는 스피커 유닛이 실시된다.
도 2는 종래의 저역과 중역의 음역을 방사시키는 스피커 유닛의 구조를 나타낸 단면도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 상기 저역과 중역의 음역을 방사시키는 스피커 유닛(10b)은, 폴피스의 상방에 별도의 자기회로와 진동판(이하, 미드 레인지 진동판이라 함)을 구비하게 된다.
즉, 프레임(11b)이 스피커 유닛(10b)의 골격을 이루고, 상기 프레임(11b)과 지지되는 진동판(60b, 이하 우퍼 진동판이라고 함)이 에지(62b)에 의해 지지되도록 구비되며, 상기 프레임(11b)의 내부에 영구자석(20b, 이하 우퍼자석이라 함)이 구비되고, 상기 우퍼자석(20b)의 상,하에 각각 프론트 플레이트(22b)와 백 플레이트(24b)를 설치하여 폴피스(30b)와 함께 자기회로를 구성하게 되는 한편, 상기 폴피스(30b)의 상면이 우퍼자석(20b)의 자력에 간섭을 받지 않는 구조를 갖는 베이스(32)가 구비되어, 상기 베이스 내부에 미드 레인지자석(20c)이 설치된다.
또한, 상기 베이스(32)와 미드 레인지자석(20c) 사이에 보이스 코일(40c)이 권선된 보빈(42c)이 구비되며, 상기 보빈(42c)과 미드 레인지 진동판(70b)이 접착된 상태에서 지지할 수 있도록 베이스(32)와 미드 레인지 진동판(70b)에 에지(62c)가 구비되어 상기 베이스(32)와 미드 레인지자석(20c) 사이에 형성되는 자력선에 의해 미드 레인지 진동판(70b)이 보이스 코일(40b)에 흐르는 전류에 의해 상하로 움직이게 된다.
그리고, 상기 우퍼 진동판(60b)과 미드 레인지 진동판(70b)의 동작을 제어하기 위하여 전기신호의 주파수 대역을 분할하게 되는 분할회로(디바이딩 네트워크)가 각각의 자기회로를 제어하게 되어 우퍼 진동판(60b)에서는 저역의 음파를 미드 레인지 진동판(70b)에서는 중역의 음파를 방사하게 된다.
그러나, 상기와 같은 저역과 중역의 음역을 방사시키는 스피커 유닛은 우퍼 진동판과 미드 레인지 진동판의 개별적인 동작을 위해 각각의 자기회로를 형성하게 되므로, 그 구조가 다소 복잡하게 이루어져 신뢰성이 저하되며, 생산비용이 비교적 많이 소요되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자기회로를 공유하여 자연스러운 저역과 중역의 음역을 방사시킬 수 있는 스피커 유닛의 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상으로는, 프레임과, 상기 프레임의 가장자리에 둘러진 에지에 의해 지지되고 가운데 부분이 중공된 우퍼 진동판과, 상기 프레임의 내부에 영구자석이 구비되고, 상기 영구자석의 상,하에 각각 프론트 플레이트와 백 플레이트가 구비되어 자기회로가 형성되는 폴피스와, 상기 폴피스와 영구자석의 사이에 위치하여 상기 우퍼 진동판의 중공 둘레에 고정되는 보이스 코일이 권선된 보빈 및 상기 우퍼 진동판의 중공에 위치되되 커플링 에지에 의해 지지되는 미드 레인지 진동판이 포함되는 스피커 유닛의 구조에 의해 달성된다.
여기서, 상기 우퍼 진동판의 중공과 미드 레인지 진동판을 이어주는 커플링 에지가 돔의 형상을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기 우퍼 진동판의 중공과 미드 레인지 진동판을 이어주는 커플링 에지가 주름진 형상을 갖는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 우퍼 진동판의 중공과 미드 레인지 진동판을 이어주는 커플링 에지는 유연한 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기와 같은 스피커 유닛의 구조에 의하면 우퍼 진동판과 미드 레인지 진동판을 한개의 자기회로에 의해 동작시킬 수 있게 되어, 구조가 단순하게 되고, 제품의 생산비용을 절감시킬 수 있게 된다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 스피커 유닛의 구조를 나타낸 단면도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 상기 스피커 유닛(100)은 프레임(110)이 스피커 유닛(100)의 골격을 이루게 되고, 그 내부에 영구자석(120)이 구비되어, 상기 영구자석(120)의 상,하에 각각 프론트 플레이트(122)와 백 플레이트(124)를 설치하여 폴피스(130)와 함께 자기회로를 구성하게 된다.
또한, 상기 폴피스(130)와 프론트 플레이트(122)의 사이에 간격을 만들게 되고, 상기 간격에 보이스 코일(140)이 권선된 보빈(142)이 위치되도록, 상기 프레임(110)의 외측 가장자리를 둘러서 유연한 에지(162)가 구비되어 우퍼 진동판(160)과 연결되며, 상기 우퍼 진동판(160)에 보빈(142)을 접착하여 고정하게 된다.
특히, 상기 우퍼 진동판(160)의 가운데 부분으로 중공을 형성하게 되고, 상기 중공의 둘레로 보빈(142)이 접착 고정하게 된다. 그리고, 상기 우퍼 진동판(160)의 중공에 미드 레인지 진동판(170)이 구비되는 바, 상기 미드 레인지 진동판(170)은 대략 전방으로 불룩하게 형성되는 돔의 형상을 갖으며, 미드 레인지 진동판(170)의 단부를 따라 커플링 에지(180)가 구비되어 우퍼 진동판(160)의 중공과 이어주게 된다.
상기 커플링 에지(180)는, 우퍼 진동판(160)의 중공에서 상하로 동작되는 미드 레인지 진동판(170)의 진동 범위를 규제하는 역할을 하게 되는 것으로, 미드 레인지 진동판(170)의 동작에 따라 가변될 수 있도록 유연한 소재로 이루어지게 된다.
그리고, 상기 미드 레인지 진동판(170)의 진동 범위를 보상할 수 있도록 돔의 형상을 갖거나, 주름진 형상을 갖게 된다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 스피커 유닛은 단자(미도시)를 통해 전기적 신호가 입력되면 상기 폴피스(130)와 영구자석(130)에 의해 형성되는 자기회로 내에 놓인 상기 보이스 코일(160)에 전류가 흐르게 되면서 보빈(142)이 상하로 동작하게 되고, 상기 보빈(142)과 고정된 우퍼 진동판(160)이 상하로 동작하게 된다.
이와 같은 원리에 의해 우퍼 진동판(160)이 상방으로 이동하게 되면 +음압이 발생하게 되고, 반대로 우퍼 진동판(160)이 하방으로 이동하게 되면 -음압이 발생하게 되어 음파를 공간으로 방사하게 된다.
한편, 상기 우퍼 진동판(160)의 상하 동작에 따라 미드 레인지 진동판(170)도 음파를 방사시키게 되는 바, 상기 우퍼 진동판(160)이 상방으로 이동하게 되며 관성의 법칙에 의해 미드 레인지 진동판(170)도 상방으로 이동하게 되고, 상기 미드 레인지 진동판(170)의 진동 범위를 커플링 에지(180)가 규제하게 된다.
이와는 반대로, 상기 우퍼 진동판(160)이 하방으로 이동하게 되면 커플링 에 지(180)에 의해 규제되었던 미드 레인지 진동판(170)이 하방으로 이동하게 되고, 상기 미드 레인지 진동판(170)의 진동 범위를 또다시 커플링 에지(180)가 규제하게 된다.
따라서, 상기 우퍼 진동판은 상하 동작에 따라서 저역(재생 가능한 음역~300Hz)의 음파를 방사하게 되고, 미드 레인지 진동판은 상하 동작에 따라서 중역(300Hz~2KHz)의 음파를 방사시키게 된다.
상기와 같은 구조의 스피커 유닛은 자기회로를 공유하여 자연스러운 저역과 중역의 음파를 공간으로 방사시킬 수 있게 된다.
본 발명에 의한 스피커 유닛의 구조는, 자기회로를 공유하여 우퍼 진동판과 미드 레인지 진동판을 동작시킬 수 있게 됨으로써, 스피커 유닛의 구조가 단순하게 되어 신뢰성을 상승시킬 수 있게 되며, 자기회로를 공유함으로써 생산비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예로서만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.

Claims (4)

  1. 프레임;
    상기 프레임의 가장자리에 둘러진 에지에 의해 지지되고 가운데 부분이 중공된 우퍼 진동판;
    상기 프레임의 내부에 영구자석이 구비되고, 상기 영구자석의 상,하에 각각 프론트 플레이트와 백 플레이트가 구비되어 자기회로가 형성되는 폴피스;
    상기 폴피스와 영구자석의 사이에 위치하여 상기 우퍼 진동판의 중공 둘레에 고정되는 보이스 코일이 권선된 보빈; 및
    상기 우퍼 진동판의 중공에 위치되되 커플링 에지에 의해 지지되는 미드 레인지 진동판;이 포함되는 스피커 유닛의 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 우퍼 진동판의 중공과 미드 레인지 진동판을 이어주는 커플링 에지가 돔의 형상을 갖는 것이 포함되는 스피커 유닛의 구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 우퍼 진동판의 중공과 미드 레인지 진동판을 이어주는 커플링 에지가 주름진 형상을 갖는 것이 포함되는 스피커 유닛의 구조.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 우퍼 진동판의 중공과 미드 레인지 진동판을 이어주는 커플링 에지는 유연한 소재로 이루어지는 것이 포함되는 스피커 유닛의 구조.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108513239A (zh) * 2018-06-28 2018-09-07 陈经纶 一种交叉复合膜换能器

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