KR20110002043U - 홀더 일체형 스피커 - Google Patents

Abstract

본 고안은 스피커의 제작단가, 제작공정 및 제작시간을 감소시키고, 경량화 및 집적화를 구현할 수 있는 스피커를 제공하기 위한 것으로, 이를 위해 본 고안은 외부장치에 체결고정되는 홀더와, 상기 홀더의 내부공간에 마련된 인입부 내에 장착되고, 상부가 개방된 원통형 구조를 갖는 요크와, 상기 요크 내에 삽입되고, 적어도 일부가 상기 요크에 부착된 마그네트와, 상기 마그네트 상측에 부착된 플레이트와, 상기 마그네트와 상기 플레이트를 감싸도록 상기 요크 내에 적어도 일부가 삽입된 보이스 코일과, 상기 보이스 코일의 상측에 배치되어 상기 보이스 코일과 상기 홀더에 부착된 댐퍼와, 상기 홀더의 상단 외측에 장착된 에지와, 외측이 상기 에지에 지지되고, 중앙부가 상기 댐퍼의 상부에 부착된 진동판과, 상기 홀더의 하측부의 내부공간에 삽입부착되어 상기 보이스 코일의 인출선과, 외부 구동신호가 입력되는 구동선이 각각 접속된 동판구멍이 형성된 PCB(Printed Circuit Board) 기판을 구비하는 스피커를 제공한다.

스피커, 홀더, PCB, 진동판, 마그네트, 요크, 보이스 코일, 댐퍼

Description

홀더 일체형 스피커{SPEAKER UNIFIED HOLDER}

본 고안은 스피커에 관한 것으로, 특히, 프레임을 구비하지 않고 외부장치에 체결고정되는 홀더 내에 스피커 유닛들을 직접 삽입장착시킨 홀더 일체형 스피커에 관한 것이다.

일반적으로 스피커는 전기적인 신호를 음향으로 재생시키는 장치로서 전류가 흐르는 도체가 자계에 있으면 힘을 받는다는 플레밍의 왼손법칙에 의하여 공극 사이에 존재하는 보이스 코일에 의해 전기적인 에너지를 기계적인 에너지로 변환시키는 장치이다.

즉, 다양한 범위의 주파수를 갖는 구동신호(전류신호)가 보이스 코일에 인가되면 보이스 코일은 전류세기와 주파수 크기에 따라 기계적 에너지를 발생시켜 보이스 코일에 부착되어 있는 진동판에 진동을 발생시켜 소정 크기의 음압을 발생시키는 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 스피커를 설명하기 위하여 도시한 조립 사시도이고, 도 2는 분해 사시도이다. 여기서는, 2개의 단일 스피커 조립체가 홀더 내에 장착된 구조를 도시하였다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래기술에 따른 스피커는 일례로 2개의 스피커 조립체가 홀더(10) 내에 삽입 체결된다. 예를 들어, 스피커 조립체 각각은 한쌍의 스피커 유닛들을 구비한다. 스피커 조립체 각각은 단일 프레임(20)과, 프레임(20) 내에 각각 장착되는 한쌍의 요크(22), 마그네트(24), 보이스 코일(26) 및 댐퍼(50)와, 프레임(20)의 상측에 부착된 에지(30)와, 에지(30)에 지지되는 진동판(32)과, 진동판(32)의 중앙부에 장착된 보호캡(dust cap)(34)을 구비한다. 이러한 스피커 조립체는 음향장치(앰프)와 같은 외부장치에 체결고정시키기 위하여 홀더(10)의 내부공간(14) 내에 삽입되어 나사와 같은 체결부재(42)를 통해 홀더(10)에 체결고정된다.

즉, 종래기술에 따른 스피커 조립체 각각은 프레임(20) 내에 한쌍의 요크(22), 마그네트(24), 보이스 코일(26) 및 댐퍼(50)를 포함하는 스피커 유닛들을 장착한 후 단일 프레임(20) 상측에 에지(30) 및 보호캡(34)이 일체화된 진동판(32)을 장착시켜 제작한다. 이렇게 제작된 스피커 조립체는 홀더(10)의 내부공간(14) 내에 삽입되고, 체결부재(42)를 통해 홀더(10)에 체결고정된다. 체결부재(42)는 와셔(44)와, 댐퍼(50)의 외측에 형성된 체결구멍(52)과, 구동선(40)의 종단부에 장착된 와셔(41)와, 프레임(20)의 외측에 형성된 체결구멍(21)을 관통하여 홀더(10)에 형성된 체결홈(12)에 삽입체결되고, 이를 통해 각각의 스피커 조립체는 홀더(10)에 체결고정된다.

그러나, 종래기술에 따른 스피커는 프레임(20)을 포함하는 스피커 조립체를 별도로 제작한 후 각각 홀더(10)의 내부공간(14)에 삽입시켜 체결고정시키는 구조로 제작되기 때문에 추가로 프레임(20)이 요구되어 제작단가와 제작시간이 증가할 뿐만 아니라 스피커 조립체를 독립적으로 제작해야 하기 때문에 제작공정이 번거롭고, 추가되는 프레임으로 인해 스피커의 중량이 증가하여 경량화 및 집적화에 많은 어려움이 있다.

따라서, 본 고안은 종래기술에 따른 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 다음과 같은 목적들이 있다.

첫째, 본 고안은 스피커의 제작단가, 제작공정 및 제작시간을 감소시킬 수 있는 스피커를 제공하는데 그 목적이 있다.

둘째, 본 고안은 경량화 및 집적화를 구현할 수 있는 스피커를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 일측면에 따른 본 고안은, 외부장치에 체결고정되는 홀더와, 상기 홀더의 내부공간에 마련된 인입부 내에 장착되고, 상부가 개방된 원통형 구조를 갖는 요크와, 상기 요크 내에 삽입되고, 적어도 일부가 상기 요크에 부착된 마그네트와, 상기 마그네트 상측에 부착된 플레이트와, 상기 마그네트와 상기 플레이트를 감싸도록 상기 요크 내에 적어도 일부가 삽입된 보이스 코일과, 상기 보이스 코일의 상측에 배치되어 상기 보이스 코일과 상기 홀더에 부착된 댐퍼와, 상기 홀더의 상단 외측에 장착된 에지와, 외측이 상기 에지에 지지되고, 중앙부가 상기 댐퍼의 상부에 부착된 진동판과, 상기 홀더의 하측부의 내부공간에 삽입부착되어 상기 보이스 코일의 인출선과, 외부 구동신호가 입력되는 구동선이 각각 접속된 동판구멍이 형성된 PCB(Printed Circuit Board) 기판을 구비하는 스피 커를 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따르면, 종래기술과 다르게 프레임을 포함하는 스피커 조립체를 별도로 제작한 후 각각 홀더의 내부공간에 삽입시켜 체결고정시키는 것이 아니라, 각 스피커 유닛들을 직접 홀더 내에 삽입장착시킴으로써 별도로 각 프레임이 필요하지 않아 프레임 사출성형 단가를 감소시킬 수 있고, 이를 통해 스피커의 제작단가와 제작시간, 제작공정을 단순화시킬 수 있다. 또한, 프레임이 필요하지 않기 때문에 종래기술에 비해 스피커의 경량화 및 집적화를 구현할 수 있다.

이하, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 고안의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 고안의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 도면들에 있어서, 각 부재(부품)의 두께, 폭, 크기 등은 설명의 편의를 위해 과장되어 도시되었다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 도면부호로 표기된 부분은 동일 요소를 나타낸다.

실시예

도 3는 본 고안의 실시예에 따른 스피커를 설명하기 위하여 상부 측면에서 바라본 조립 사시도이고, 도 4는 하부 측면에서 바라본 조립 사시도이며, 도 5는 상부 측면에서 바라본 분해 사시도이며, 도 6은 하부 측면에서 바라본 분해 사시도이다.

도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 고안의 실시예에 따른 스피커는 홀더(100), 요크(122), 마그네트(124), 플레이트(125), 보이스 코일(126), 에지(130), 진동판(132), PCB(Printed Circuit Board) 기판(140)을 구비한다. 또한, 실시예에 따른 스피커는 댐퍼(128)를 더 구비한다. 또한, 실시예에 따른 스피커는 진동판(132)의 중앙부를 덮는 보호캡(dust cap, 도시되지 않음)을 더 구비할 수 있다.

홀더(100)는 사출성형공정으로 제작되며, 안쪽에 내부공간이 마련된다. 상기 내부공간에는 요크(122)가 삽입장착될 수 있도록 인입부(114)가 마련된다. 인입부(114)는 홀더(100)의 상하방향(단방향)으로 관통된 구조를 가지며, 요크(122)와 동일한 원통형 구조로 형성된다. 인입부(114)의 내주연에는 요크(122)의 외주연이 삽입부착된다.

본 고안의 실시예에 따른 스피커에서 홀더(100)의 구조는 제한을 두지 않는다. 전술한 바와 같이 홀더(100)는 요크(122), 마그네트(124), 플레이트(125), 보이스 코일(126), 댐퍼(128)가 수납될 수 있도록 내부공간이 있는 다양한 구조로 제작될 수 있다.

홀더(100)에는 내부공간에 배치된 보이스 코일(126)의 인출선(127)이 홀 더(100)의 외부로 인출될 수 있도록 개구부가 마련된다. 상기 개구부는 홀더(100)의 외측부에 마련될 수 있으며, 이때 상기 개구부는 보이스 코일(126)의 인출선(127)의 길이를 고려하여 가능한 인출선(127)이 가장 짧은 길이로 PCB 기판(140)의 동판구멍(도시되지 않음)에 다다를 수 있도록 최단 거리에 위치되도록 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 PCB 기판(140)이 부착되는 홀더(100)의 하측부에 위치된다.

요크(122)는 홀더(100)의 안쪽 내부공간의 저부, 즉 인입부(114)에 장착되는 자기회로의 한 부재로서, 자력선이 통과하는 통로의 역할을 하여 자력선의 흐름을 좋게 하는 역할을 한다. 여기서, 자기회로는 요크(122), 마그네트(124) 및 플레이트(125)로 이루어진다. 또한, 본 고안의 실시예에서는 요크(122)의 상부가 개방된 원통형 구조로 인입부(114)의 내주연에 외주연이 삽입부착된 구조로 이루어져 있으나, 이는 일례로서 요크(122)의 형상과 홀더(100)에 장착되는 구조는 제한을 두지 않는다.

마그네트(124)는 요크(122) 내에 적어도 일부가 삽입부착되어 자기회로 내의 강력하고 지속적인 직류자속을 공급한다. 예컨대, 마그네트(124)는 희토류 자석의 하나인 네오디뮴(Neodymium, Nd) 마그네트로서, 자기 에너지가 매우 강하고, 경박 단소한 첨단제품에 많이 이용되고 있다. 네오디뮴 마그네트는 주로 노트북 컴퓨터, 소형 퍼스널 컴퓨터 또는 LCD(Liquid Crystal Display) 모니터 등에 사용되는 스피커에서 사용된다.

플레이트(125)는 마그네트(124)의 상측에 부착되고,, 마그네트(124)에서 발 생하는 자기장을 모아주는 역할을 하며, 요크(122) 및 마그네트(124)와 함께 자기회로를 구성한다.

보이스 코일(126)은 원통형 구조로 형성되고, 상측이 댐퍼(128)의 하측에 부착된다. 보이스 코일(126)은 외부장치, 예컨대 앰프의 출력단에서 구동선(142)을 통해 제공되는 구동신호(전기신호)를 금사선을 통하여 전달받아 전기입력의 에너지량을 반발에 의해 실질적인 진동력을 발생시킨다. 보이스 코일(126)은 구리, 알루미늄 등의 도체에 절연층과 접착층을 입힌 선을 사용해 종이, 알루미늄 시트 등의 보빈에 감아 제작하며, 공정 중에 선에 입힌 접착층의 접착제가 용제를 통과하여 감기면서 코일을 접착시킬 수 있다.

댐퍼(128)는 단일 형상으로 구성되며, 보이스 코일(126)의 상부와 홀더(100)에 부착되어 진동판(132)과 보이스 코일(126)이 옆으로 흔들리지 않도록 받치는 역할을 하는 동시에 진동판(132)이 전후로 움직였을 때 원위치로 환원시키는 역할을 한다.

진동판(132)은 진동계를 견고하게 유지하기 위해서 외측(가장자리)이 홀더(100)의 상단 외측에 장착된 에지(130)에 장착되고, 하부면은 보이스 코일(126)의 상부에 부착된다. 이때, 에지(130)는 유연한 재질로 이루어진다. 진동판(132)은 얇은 박막형 필름으로 이루어지며, 보이스 코일(126)의 진동에 따라 진동하여 음압을 발생시킨다. 진동판(132)은 파워 앰프의 큰 출력에 대해서 변형되지 않는 강성과 불필요한 진동을 하지 않아야 하며, 이를 위해 진동판(132)은 종이, 폴리머 라미네이트, 폴리 프로필렌, HOP 콘, 크로스 카본 등을 사용할 수 있으며, 바람직하 게는 성형시에 제한이 적고, 경량이면서 적당한 강성을 갖는 종이를 이용할 수 있다.

PCB 기판(140)은 홀더(100)의 하측, 즉 배면에 마련된 내부공간에 삽입부착되는 구조를 갖는다. 이를 통해 도 2에 도시된 종래기술에 따른 스피커에 비해 댐퍼 구조를 단순화시킬 뿐만 아니라 구동선과의 접속이 쉽고 안정적으로 이루어질 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 스피커에서는 댐퍼(50)를 통해 구동선(40)이 나사 체결방식으로 접속되기 때문에 별도로 댐퍼(50)에 체결구멍을 형성하여야 한다. 이로 인해 댐퍼의 성형이 어렵고, 그 과정이 복잡할 수 있으나, 본 고안에서는 PCB 기판(140)을 이용하기 때문에 구동선과의 접속을 단순화시킬 수 있다.

PCB 기판(140)은 외부장치로부터 입력되는 구동신호를 보이스 코일(126)로 제공한다. PCB 기판(140)은 전면에 구동신호를 전달하기 위해 서로 대응되는 동판(도시되지 않음)이 형성되고, 상기 동판의 종단부에는 각각 동판구멍이 형성된다. 상기 동판구멍에는 보이스 코일(126)의 인출선(127)과, 외부 구동신호가 전달되는 구동선(142)이 납땜을 이용한 솔더링(soldering) 방식으로 접합되어 동판은 인출선(127) 및 구동선(142)과 전기적으로 접속된다. 이외에도, 인출선(127)과 구동선(142)은 와이어 본딩방식으로 접속될 수도 있다.

에지(130)는 진동판(132)의 최외곽 부분으로 진동판(132)의 몸체 부분이 진동을 원활히 하도록 하며, 항상 중심 위치로 되돌아 올 수 있도록 하는 지지부분으로, 픽스 에지 타입(fix edge type)과 프리 에지 타입(free edge type)이 있으나, 실시예에 따른 스피커에서는 진동판(132)의 몸체와 에지를 다른 재질로 따로 만들어 접착하여 제작하는 프리 에지 타입을 사용하여 감도가 높고 큰 진폭을 가질 수 있다.

상기 보호캡은 먼지와 같은 이물질로부터 진동판(132)을 포함하여 홀도(100) 내부에 장착 또는 배치된 구성요소들을 보호하기 위하여 진동판(132)의 중앙부에 장착될 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 고안의 실시예에 따른 스피커의 동작원리를 설명하면 다음과 같다.

우선, 가전제품 등의 음향장치와 같은 외부장치로부터 구동신호가 구동선(142)을 통해 인가되면, 구동신호는 구동선(142)과 접속된 PCB 기판(140)의 동판구멍과 동판으로 제공되고, 동판구멍으로 제공된 구동신호는 보이스 코일(126)의 인출선(127)으로 제공된다.

구동신호가 인출선(127)을 통해 보이스 코일(126)에 제공되면, 보이스 코일(126)에 제공된 구동신호에 따라 요크(122), 마그네트(124) 및 플레이트(125)와, 이들을 둘러싸도록 배치된 보이스 코일(126)에 의해 자속이 쇄교되면서 플레밍의 왼손법칙에 따라 진동판(132)이 상하방향으로 진동되어 음향이 발생하여 외부로 출력된다. 즉, 보이스 코일(126)에 제공되는 구동신호의 세기 및 방향에 따라 진동판(132)이 다양한 진폭과 진동운동을 하게 되며, 이러한 진동운동시에 음향이 발생하게 된다.

도 3 내지 도 6을 통해 전술한 바와 같이, 본 고안의 실시예에 따른 스피커 는 도 1 및 도 2에 도시된 종래기술에 따른 스피커와 다르게 프레임을 포함하는 스피커 조립체를 별도로 제작한 후 각각 홀더의 내부공간에 삽입시켜 체결고정시키는 것이 아니라, 각 스피커 유닛들을 직접 홀더 내에 삽입장착시킴으로써 별도로 각 프레임이 필요하지 않아 프레임 사출성형 단가를 감소시킬 수 있고, 이를 통해 스피커의 제작단가와 제작시간, 제작공정을 단순화시킬 수 있다. 또한, 프레임이 필요하지 않기 때문에 종래기술에 비해 스피커의 경량화 및 집적화를 구현할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 특히, 본 고안에 있어서, 요크, 마그네트, 플레이트, 진동판, 보이스 코일, 에지, 진동판에 대한 구조 및 개수는 본 고안의 기술적 사상 범위 내에서 적절히 변경될 수 있다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 고안의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 스피커를 도시한 조립 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 스피커의 분해 사시도.

도 3은 본 고안의 실시예에 따른 스피커를 상부 측면에서 바라본 조립 사시도.

도 4는 도 3에 도시된 스피커를 상부 측면에서 바라본 조립 사시도.

도 5는 도 3에 도시된 스피커를 상부 측면에서 바라본 분해 사시도.

도 6은 도 3에 도시된 스피커를 하부 측면에서 바라본 분해 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 홀더 122 : 요크

124 : 마그네트 125 : 플레이트

126 : 보이스 코일 128 : 댐퍼

130 : 에지 132 : 진동판

140 : PCB 기판 127 : 인출선

142 : 구동선 114 : 인입부

Claims (4)

1. 외부장치에 체결고정되는 홀더;

   상기 홀더의 내부공간에 마련된 인입부 내에 장착되고, 상부가 개방된 원통형 구조를 갖는 요크;

   상기 요크 내에 삽입되고, 적어도 일부가 상기 요크에 부착된 마그네트;

   상기 마그네트 상측에 부착된 플레이트;

   상기 마그네트와 상기 플레이트를 감싸도록 상기 요크 내에 적어도 일부가 삽입된 보이스 코일;

   상기 보이스 코일의 상측에 배치되어 상기 보이스 코일과 상기 홀더에 부착된 댐퍼;

   상기 홀더의 상단 외측에 장착된 에지;

   외측이 상기 에지에 지지되고, 중앙부가 상기 댐퍼의 상부에 부착된 진동판; 및

   상기 홀더의 하측부의 내부공간에 삽입부착되어 상기 보이스 코일의 인출선과, 외부 구동신호가 입력되는 구동선이 각각 접속된 동판구멍이 형성된 PCB(Printed Circuit Board) 기판

   을 구비하는 스피커.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 인입부는 상기 홀더의 상하방향으로 관통된 원통형 구조로 형성된 스피커.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 요크는 외주연이 상기 인입부의 내주연에 부착되고, 하측이 외부로 노출된 스피커.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 인출선과 상기 구동선은 일부가 상기 동판구멍으로 삽입되어 솔더링 방식으로 접속된 스피커.

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