KR20100030658A

KR20100030658A - 음향 장치용 멤브레인 및 음향 장치

Info

Publication number: KR20100030658A
Application number: KR1020107002048A
Authority: KR
Inventors: 이발트 프라슬
Original assignee: 엔엑스피 비 브이
Priority date: 2007-06-29
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2010-03-18
Also published as: KR101117425B1; US8437496B2; EP2165565A1; US20100215209A1; WO2009004518A1

Abstract

음향 장치(100)용 멤브레인(membrane)(103)이 제공되되, 멤브레인(103)은 중심부(212)와, 고리 형상부(105)와, 코러게이션(107)을 구비하되, 고리 형상부(105)는 중심부(212) 주위에 마련되고, 고리 형상부(105)는 코일(106)에 고정되도록 구성되고, 코러게이션(107)은 중심부(212)와 고리 형상부(105) 사이에 마련된다. 따라서, 코러게이션(107)은 고리 형상부(105)보다 중심부(212)로부터 더 멀리에 배치될 수 있는 외측 코러게이션(104)과 비교하여 내측의 코러게이션을 형성할 수 있다.

Description

음향 장치용 멤브레인 및 음향 장치{MEMBRANE FOR AN ACOUSTIC DEVICE AND ACOUSTIC DEVICE}

본 발명은 음향 장치(acoustic device)용 멤브레인(membrane)에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 음향 장치에 관한 것이다.

음향 장치용 스피커는, 이른바 보이스 코일(voice coil)에 의해 구동되는 멤브레인을 포함한다. 멤브레인의 개선된 병진 움직임(translative movement)을 위해, 보이스 코일이 멤브레인에 고정되는 영역 주위의 멤브레인에 종종 이른바 코러게이션(corrugation)이 형성된다. 이 코러게이션은 조인트(joint), 아티큘레이션(articulation) 또는 피봇(pivot)을 형성하며, 그에 따라 보이스 코일보다 멤브레인의 중심쪽에 더 가까운 멤브레인의 일부, 즉, 멤브레인의 내측부를 이루는 부분이 더 또는 덜 변형되게 이동한다. 그러나 음압이 제한 압력을 초과하는 경우에, 얇은 멤브레인은 불룩해져 스피커의 성능 저하를 초래한다. 따라서, 어떤 경우에는 중심 부분을 뻣뻣하게 하기 위해 멤브레인의 중심부에 플레이트가 고정된다. 그러나, 그러한 플레이트가 멤브레인의 불룩함(bulging)을 감소시킬 수 있다 하여도, 여전히 하나 이상의 진동이 멤브레인의 움직임에 중첩된다. 또한, 주어진 주파수를 초과하는 경우에, 플레이트는 그 질량으로 인해 보이스 코일에 의해 유발된 움직임을 따라갈 수 없고 정지된 상태로 유지된다. 이 주어진 주파수를 컷오프 주파수(cut-off frequency)라고 부른다.

본 발명의 목적은 향상된 성능을 갖는 멤브레인 및 음향 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 독립 청구항에 따른 음향 장치용 멤브레인 및 음향 장치가 제공된다.

예시적 실시예에 따르면, 음향 장치용 멤브레인이 제공되는데, 그 멤브레인은 중심부(central portion), 고리 형상부(annular portion) 및 코러게이션을 포함하고, 고리 형상부는 중심부 주위에 마련되고, 코일에 고정되도록 구성되며, 코러게이션은 중심부와 고리 형상부 사이에 마련된다. 따라서, 코러게이션은, 고리 형상부보다 중심부로부터 더 멀리 배치되는 외측 코러게이션(outer corrugation)과 비교하여 내측의 코러게이션(inner corrugation)을 형성할 수 있다. 특히, 코일은 보이스 코일일 수 있다.

예시적 실시예에 따르면 음향 장치가 제공되는데, 음향 장치는 예시적 실시예에 따른 멤브레인 및 코일을 포함하고, 멤브레인은 멤브레인의 고리 형상부에서 코일에 고정된다. 특히, 음향 장치는 스피커일 수 있다.

"음향 장치"라는 용어는 구체적으로, 라디오, CD-플레이어, MP-플레이어, 즉, 예컨대, 단일 스피커 또는 단일 마이크와 같이 일반적으로 멤브레인 또는 그 일부를 포함할 수 있는 적어도 하나의 스피커 또는 마이크를 포함하는 장치와 같이, 소리를 처리, 기록 및/또는 재생하기 위한 임의의 장치를 나타낼 수 있다.

"내측(inner)"라는 용어는 구체적으로, 각각의 대상, 예컨대, "내측 코러게이션"이 다른 대상, 예컨대, 외측 코러게이션보다 중심에 더 가깝게 배치되는 것을 나타낼 수 있다. 따라서, 방향은 특히 고리 형상부의 반지름에 따라 정해질 수 있다. 특히, "중심부와 고리 형상부의 사이"라는 말은 이 방향, 즉 고리 형상부의 반경을 따르는 방향을 지칭할 수 있다.

보이스 코일이 고정 가능한 방식으로 구성되는 고리 형상부보다 멤브레인의 중심부에 더 가까운 코러게이션을 포함하는 멤브레인은 몇가지 놀랄만한 이점을 나타낼 수 있다. 그러한 내측 코러게이션은 조인트, 아티큘레이션 또는 피봇을 형성하며, 그에 따라 노드 및 그에 따른 컷오프 주파수가 정확하게 정의될 수 있다. 특히, 내측 코러게이션이 고리 형상부로 이동하는 경우, 즉, 멤브레인의 중심부 또는 중심으로부터 멀어지도록 이동하는 경우에, 컷오프 주파수가 감소될 수 있다. 한편, 컷오프 주파수는 내측 코러게이션이 멤브레인의 중심 방향으로 이동하는 경우 증가할 수 있다.

또한, 그러한 내측 코러게이션은, 보이스 코일이 멤브레인의 고리 형상부에 접착되는 경우에 접착제(glue)에 대한 장애물로 작용할 수 있다. 그러한 장애물로 인해, 접착제가 멤브레인의 중심을 향해 확산되지 않을 것이기 때문에, 발진 또는 진동하는 멤브레인의 노드가 더 정확하게 정의되는 것이 가능하다. 따라서, 멤브레인을 두껍게 하는 것 및 뻣뻣하게 하는 것을 방지 또는 적어도 감소시킬 수 있다. 특히, 적어도 부분적으로는 접착제의 상이한 확산에 의해 유발될 수 있는, 서로 다른 멤브레인과 각각의 스피커 사이에서의 컷오프 주파수의 변동을 감소시킬 수 있다.

다음으로, 멤브레인의 또 다른 예시적 실시예를 설명할 것이다. 그러나, 이들 실시예는 음향 장치에도 적용된다.

멤브레인의 다른 예시적 실시예에 따르면, 코러게이션은 고리 형상이다. 특히, 코러게이션은 실질적으로 고리 형상부에 평행하게 형성된다. 예컨대, 고리 형상부 및 코러게이션은 원형 또는 적어도 실질적으로 원형으로 이루어질 수 있다.

멤브레인의 또 다른 예시적 실시예에 따르면, 플레이트는 멤브레인에 고정된다. 특히, 플레이트는 멤브레인의 적어도 중심부에서 멤브레인에 접착될 수 있다. 예컨대, 플레이트는 폴리스틸렌 또는 다른 적당한 재료로 이루어질 수 있다. 특히, 플레이트는 중심부로부터 코러게이션을 넘어 고리 형상부로 연장될 수 있다. 즉, 원형의 고리 형상부에 대해 플레이트의 직경은 원형의 고리 형상부의 직경보다 클 수 있다.

그러한 플레이트는 특히, 멤브레인을 중심부에서 뻣뻣하게 하여, 멤브레인이 불룩해지는 것을 적어도 그 중심부에서는 방지 또는 감소시킬 수 있는 이점이 있을 수 있다.

멤브레인의 또 다른 예시적 실시예에 따르면, 플레이트는 고리 형상부 및 중심부에서 멤브레인에 고정된다. 특히, 플레이트는 코러게이션에서 자유로울(free) 수 있다. "자유로운"이라는 용어는 구체적으로, 플레이트가 코러게이션에서 또는 코러게이션의 영역에서 멤브레인에 고정되지 않거나 또는 부착되지 않는 것, 예컨대, 이 위치 또는 영역에서 멤브레인에 접착되지 않는 것을 나타낼 수 있다. 예컨대, 빈 공간 또는 적어도 접착제 또는 고정제(adhesive)로 채워지지 않은 공간이 코러게이션의 영역에서 멤브레인과 플레이트 사이에 형성될 수 있다.

다음으로, 음향 장치의 또 다른 예시적 실시예를 설명할 것이다. 그러나, 이들 실시예는 멤브레인에도 적용된다.

음향 장치의 또 다른 예시적 실시예에 따르면, 멤브레인은 접착제에 의해 코일에 고정된다. 즉, 멤브레인은 코일에 접착될 수 있다. 특히, 접착제는 적어도 고리 형상부와 코러게이션 사이의 영역에 마련될 수 있다. 접착제로서 모든 적당한 접착제가 사용될 수 있다.

음향 장치의 또 다른 예시적 실시예에 따르면, 멤브레인의 중심부에는 접착제가 없다. 특히, 접착제 또는 접착부분은 코러게이션을 넘어 확장될 수 없다. 예컨대, 접착제는 코러게이션까지 확장되지만 코러게이션을 넘지는 않을 수 있다. 즉, 접착제는 기껏해야 코러게이션의 중간까지 확장될 수 있다. 특히, 멤브레인의 양쪽은 내측 코러게이션의 영역에서 접착제가 존재하지 않을 수 있다.

본 발명의 예시적 측면을 요약하면, 내측 코러게이션을 포함하는 멤브레인을 제공하는 것이라 할 수 있다. 즉, 코러게이션은, 보이스 코일에 고정되도록 구성되고 위에서 고리 형상부라고 한 부분 또는 영역보다 멤브레인의 중심부 또는 중심에 더 가깝게 형성된다. 특히, 멤브레인 및 내측 코러게이션은 원형이다. 코러게이션의 위치에서, 멤브레인을 뻣뻣하게 하기 위해 사용된 플레이트는 멤브레인에 접착되지 않으며, 그에 따라, 코러게이션은 멤브레인을 "부드럽게" 할 수 있고, 조인트 또는 아티큘레이션으로서 기능할 수 있다. 따라서, 멤브레인의 발진 또는 진동의 노드는 내측 코러게이션이 없는 통상의 멤브레인보다 더 정확하게 정의될 수 있다. 또한, 이 내측 코러게이션은 보이스 코일에 멤브레인을 접착하기 위해 사용되는 접착제에 대해 장벽 또는 장애물로서 기능할 수 있다.

상술한 국면 및 본 발명의 또 다른 국면은 이하에 기술될 실시예로부터 명백하며, 이들 실시예와 관련하여 설명된다.

본 발명에 의하면, 향상된 성능을 갖는 멤브레인 및 음향 장치를 제공할 수 있다.

이하에서 실시예를 참고하여 본 발명을 더 상세히 설명할 것이지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 스피커의 일부를 개략적으로 나타내는 도면,
도 2는 도 1의 스피커의 확대도를 개략적으로 나타내는 도면,
도 3은 예시적인 실시예에 따른 멤브레인의 상이한 발진 상태를 개략적으로 나타내는 도면,
도 4는 내측 코러게이션을 컷오프 주파수에 위치시키는 효과를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도면의 도시는 개략적인 것이다. 서로 다른 도면에서, 유사하거나 또는 동일한 구성요소에는 유사하거나 동일한 참조번호가 제공된다.

도 1은 스피커(100)의 일부의 단면도를 개략적으로 나타낸다. 스피커(100)는 하우징(101)을 포함하는데, 하우징(101)에는 통상 영구 자석인 마그넷 시스템(102)이 고정되어 있다. 또한, 스피커는 그 바깥쪽 부분에서 하우징(101)에 접착되는 멤브레인(103)을 포함한다. 멤브레인은 외측 코러게이션(104)을 포함한다. 외측 코러게이션보다 더 멤브레인의 중심쪽으로, 멤브레인은 보이스 코일(106)이 고정 가능하도록 구성되는 고리 형상부(105)를 포함한다. 도 1에서, 보이스 코일(106)은 개략적으로 도시된다. 보이스 코일(106)은 마그넷 시스템(102)의 홈에 결합되고, 멤브레인(103)을 구동(actuate)하는데 사용된다. 또한, 멤브레인은, 도 1에 약간 도시되고, 도 2에 더 명확히 도시되는 내측 코러게이션(107)을 포함한다. 또한, 플레이트(108)는 멤브레인을 뻣뻣하게 하기 위해 멤브레인(103)에 접착된다.

도 2는 도 1의 스피커의 일부의 확대도를 개략적으로 나타낸다. 도 1에서와 같이, 도 2는 하우징(101) 및 마그넷 시스템(102)을 나타낸다. 또한, 멤브레인(103)은 멤브레인(103)의 바깥쪽 부분에서 하우징(101)에 접착되며, 이는 도 2에서 접착제(209)에 의해 표시되어 있다. 또한, 멤브레인(103)은 외측 코러게이션(104)과, 보이스 코일(106)이 고정되는 고리 형상부(105)를 포함하는데, 그 고정은 접착제(210)에 의해 나타낸다. 도 2에서는, 내측 코러게이션(107)이 접착제(210)에 대한 장벽으로 기능하는 것, 즉, 내측 코러게이션(107)의 대략 중간까지만 접착제가 확장되는 것이 도시된다. 따라서, 내측 코러게이션은 진동 멤브레인을 위한 조인트로서 기능할뿐만 아니라, 멤브레인(103)의 중앙 또는 중심 이상으로 접착제(210)가 확장되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 플레이트(108)는 도 2에 도시된 바와 같이, 접착제(211)에 의해 멤브레인(103)에 마찬가지로 접착된다. 특히, 플레이트(110)는 멤브레인 상의 중심부(212) 및 고리 형상부(105)의 일부분에서 멤브레인(103)에 접착되지만, 내측 코러게이션(107)의 영역에서는 멤브레인(103)에 접착되지 않는다. 따라서, 내측 코러게이션(107)은 플레이트(108)에 고정되지 않아, 플레이트 또는 접착제(211)와 멤브레인 사이에 빈 공간(213)이 형성된다. 특히, 내측 코러게이션은 고리 형상부(105)와 중심부(212) 사이에 배치된다.

도 3은 예시적 실시예에 따른 멤브레인의 상이한 진동 상태를 개략적으로 나타낸다. 구체적으로, 도 3(a)는 아이들 상태(idle state), 즉, 멤브레인(303)에 고정된 코일(306)이 멤브레인을 구동하지 않는 상태의 멤브레인(303)을 나타낸다. 아이들 상태에서, 외측 코러게이션(304) 및 내측 코러게이션(307)은 구동되지 않아 실질적으로 반원 형상이 된다.

도 3(b)에서는, 도 3(a)의 멤브레인(303)이 구동된 상태, 즉, 코일(306)이 멤브레인을 구동하는 상태에 있는 것을 나타낸다. 특히, 도 3(b)는 진동의 상측 데드포인트(dead point)에서의 멤브레인을 도시한다. 그 상태에서 양쪽 코러게이션은 도 3(a)에 도시한 상태에 비해 변형된다. 특히, 외측 코러게이션(304)은 실질적으로 사분원으로 변형되고, 내측 코러게이션은 약간 변형되며, 그에 따라 내측 코러게이션에 의해 조인트가 형성되어 멤브레인(303)의 발진 노드를 규정한다.

도 3(c)에서, 도 3(c)의 멤브레인(303)은 구동된 상태, 즉, 코일(306)이 멤브레인을 구동하는 상태로 도시된다. 특히, 도 3(c)는 진동의 하측 데드포인트에서의 멤브레인을 도시한다. 그 상태에서 양쪽 코러게이션은 도 3(a)에 도시한 상태에 비해 변형된다. 특히, 외측 코러게이션(304)은 실질적으로 사분원으로 변형되고, 내측 코러게이션은 약간 변형되며, 그에 따라 내측 코러게이션에 의해 조인트가 형성되어 멤브레인(303)의 발진 노드를 규정한다.

도 3(a) 및 도 3(b)에서 내측 영역, 즉 중심부에서의 진동 진폭은 확대된 것이고, 실제 축적에 따른 것은 아니다. 또한 도시를 위해 도 3에도 중심부(312) 및 고리 형상부(305)가 도시된다.

도 4는 내측 코러게이션을 컷오프 주파수에 배치하는 효과를 개략적으로 도시한다. 특히, 도 4는 데시벨로 나타낸 음압에 대해 헤르츠로 나타낸 각각의 주파수를 개략적으로 도시한다. 오른쪽, 즉, 높은 주파수를 나타내는 끝에는, 음압의 가파른 감소에 따른 컷오프 주파수가 개략적으로 도시된다. 도 4에는 내측 코러게이션의 세 위치에 대한 컷오프 주파수가 도시된다. 제 1 라인(401)은 내측 코러게이션의 제 1 위치의 컷오프 주파수를 나타낸다. 제 2 라인(402)은 내측 코러게이션이 멤브레인의 중심으로부터 멀리 옮겨진 경우의 컷오프 주파수를 도시한다. 그 경우 컷오프 주파수는 더 낮은 주파수값으로 이동한다. 제 3 라인(403)은 내측 코러게이션이 멤브레인의 중심에 더 가까이 옮겨진 것의 효과를 도시한다. 그 경우 컷오프 주파수는 더 높은 주파수값으로 이동한다.

마지막으로, 상술한 실시예는 본 발명을 한정하려는 것이 아니고 예시하는 것이며, 당업자는 첨부된 청구범위에 정의된 바와 같은 본 발명의 범위 내에서 여러가지 대안적인 실시예를 설계할 수 있을 것임을 유의해야 한다. 청구범위에서, 괄호안의 임의의 참조부호는 청구범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안될 것이다. "포함하는" 및 "포함한다" 등의 단어는 임의의 청구항 또는 명세서 전체에서 열거된 것 이외의 여하한 구성요소 또는 단계의 존재를 배제하는 것이 아니다. 단수형의 구성요소가 복수개의 그 구성요소를 배제하는 것이 아니며, 그 반대도 마찬가지이다. 몇 개의 수단을 열거하는 장치 청구항에서 이들 몇 개의 수단은 소프트웨어 또는 하드웨어의 하나의 동일한 아이템에 의해 구현될 수 있다. 단지 임의의 수법이 서로 다른 종속 청구항에서 언급된다는 사실이 이들 수법의 조합이 유리하게 이용될 수 없음을 나타내는 것은 아니다.

100 : 음향 장치 103 : 멤브레인
104, 107 : 코러게이션 105 : 고리 형상부
106 : 코일 108 : 플레이트
212 : 중심부

Claims

음향 장치(100)용 멤브레인(103)으로서,
중심부(212)와,
고리 형상부(105)와,
코러게이션(corrugation)(107)을 구비하되,
상기 고리 형상부(105)는 상기 중심부(212) 주위에 마련되고,
상기 고리 형상부(105)는 코일(106)에 고정되도록 구성되고,
상기 코러게이션(107)은 상기 중심부(212)와 상기 고리 형상부(105) 사이에 마련되는
음향 장치(100)용 멤브레인(103).
제 1 항에 있어서,
상기 코러게이션(107)은 고리 형상인 음향 장치(100)용 멤브레인(103).
제 1 항에 있어서,
상기 멤브레인(103)에 플레이트(108)가 고정되는 음향 장치(100)용 멤브레인(103).
제 3 항에 있어서,
상기 플레이트(108)는 상기 중심부(212)로부터 상기 코러게이션(107)을 넘어 상기 고리 형상부(105)로 연장하는 음향 장치(100)용 멤브레인(103).
제 4 항에 있어서,
상기 플레이트(108)는 상기 고리 형상부(105) 및 상기 중심부(212)에서 상기 멤브레인(103)에 고정되는 음향 장치(100)용 멤브레인(103).
제 5 항에 있어서,
상기 플레이트(108)는 상기 코러게이션(107)에서 자유로운(free) 음향 장치(100)용 멤브레인(103).
음향 장치(100)로서,
청구항 1에 기재된 멤브레인(103)과,
코일(106)을 구비하고,
상기 멤브레인(103)은 상기 멤브레인(103)의 상기 고리 형상부(105)에서 상기 코일(106)에 고정되는
음향 장치(100).
제 7 항에 있어서,
상기 멤브레인(103)은 접착제(210)에 의해 상기 코일(106)에 고정되는 음향 장치(100).
제 8 항에 있어서,
상기 접착제(210)는 상기 고리 형상부(105)와 상기 코러게이션(107) 사이에서 상기 고리 형상부(105)에 마련되는 음향 장치(100).
제 9 항에 있어서,
상기 멤브레인(103)의 상기 중심부(212)에는 접착제(210)가 존재하지 않는 음향 장치(100).