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KR101139126B1 - 합성 진동판 구조를 가진 라우드스피커 - Google Patents

합성 진동판 구조를 가진 라우드스피커 Download PDF

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KR101139126B1 KR1020067003651A KR20067003651A KR101139126B1 KR 101139126 B1 KR101139126 B1 KR 101139126B1 KR 1020067003651 A KR1020067003651 A KR 1020067003651A KR 20067003651 A KR20067003651 A KR 20067003651A KR 101139126 B1 KR101139126 B1 KR 101139126B1
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Abstract

본 발명은 새시(2), 이동가능한 몸체(4), 평행이동 축(T)을 따라 새시에 대하여 이동가능한 몸체를 안내하는 탄성 현가장치(resilient suspension) 및 평행이동 축을 따라 이동가능한 몸체를 구동시키는 전기 작동기(6)를 포함하는 샐로우 라우드스피커에 관한 것이다. 이동가능한 몸체는 중심 돔형 진동판(8) 및 돔형 진동판에 대하여 동심으로 배열된 원뿔형 진동판(10)을 포함하는 진동판 구조를 가진다. 원뿔형 진동판은 후방 부분(10b) 및 후방 부분보다 넓은 전방 부분(10f)을 가진다. 양 진동판들은 원뿔형 진동판의 후방 부분 근처에서 서로 부착되며, 원뿔형 진동판은 돔형 진동판을 밀봉한다. 탄성 현가장치는 원뿔형 진동판의 후방 부분 근처의 새시에 진동판 구조를 연결하는 제 1 탄성 엘리먼트(12a) 및 원뿔형 진동판의 전방 부분 근처의 새시에 진동판 구조를 연결하는 제 2 탄성 엘리먼트(12b)를 포함한다.
새시, 이동가능한 몸체, 평행이동 축, 중심 돔형 진동판, 탄성 엘리먼트

Description

합성 진동판 구조를 가진 라우드스피커{LOUDSPEAKER HAVING A COMPOSITE DIAPHRAGM STRUCTURE}
본 발명은 새시, 이동가능한 몸체, 병진축(translation axis)을 따라 새시에 대하여 이동가능한 몸체를 안내하는 탄성 현가장치(resilient suspension) 및 병진축을 따라 이동가능한 몸체를 구동시키는 전기 작동기(actuator)를 포함하는 라우드스피커에 관한 것이다.
이러한 타입의 스피커는 일반적으로 공지되어 있으며, 예컨대 PCT 특허출원 WO 96/14722는 이러한 라우드스피커를 개시하고 있다. 이와 같이 공지된 라우드스피커는 프레임, 멤브레인(membrane) 및 전자기 구동유닛을 가진다. 멤브레인은 원뿔형 몸체에 의하여 형성되며 외부 원주 에지 및 내부 원주 에지를 가진다. 구동 유닛은 고정부 및 가동부를 가진다. 고정부는 영구 자석 및 자기 요크(yoke)를 포함하며 프레임에 고정된다. 가동부는 음성 코일 및 실린더형 코일 지지부를 포함한다. 외부 원주 에지에서 멤브레인은 가요성(flexible) 현가장치에 의하여 프레임에 접속되며, 내부 원주 에지에서 멤브레인은 코일 지지부에 부착되며, 코일 지지부는 다시 스파이더(spider)에 의하여 프레임에 접속된다.
공지된 라우드스피커의 원뿔형 멤브레인은 충분한 강성을 획득하기 위하여 특정 높이를 가진다. 멤브레인은 저주파수 재생 뿐만아니라 오디오 스펙트럼의 전체 또는 적어도 많은 부분의 재생을 위하여 피스톤과 같이 이동할 수 있도록 특정한 최소 강성을 가져야 한다.
이러한 이유로 인하여, 샐로우 스피커, 즉 낮은 높이를 가진 스피커가 임의의 응용에서 요구될 때 스피커의 성능에 관한 문제가 유발된다.
본 발명의 목적은 라우드스피커가 사운드 성능을 저하시키지 않고 낮은 높이를 가질 수 있도록 공지된 라우드스피커를 개선하는데 있다.
본 발명의 목적은 새시, 이동가능한 몸체, 병진축을 따라 새시에 대하여 이동가능한 몸체를 안내하는 탄성 현가장치(resilient suspension) 및 병진축을 따라 이동가능한 몸체를 구동시키는 전기 작동기를 포함하는 라우드스피커로서,
상기 이동가능한 몸체는 중심에 배치된 돔형 진동판 및 상기 돔형 진동판에 대하여 동심으로 배치된, 분산된 원뿔형 진동판을 포함하는 진동판 구조를 가지며, 상기 원뿔형 진동판은 후방 부분 및 상기 후방 부분보다 넓은 전방 부분을 가지며, 상기 양 진동판들은 상기 원뿔형 진동판의 후방 부분 근처에서 서로 부착되며, 상기 원뿔형 진동판은 상기 돔형 진동판을 밀봉(envelop)하며, 상기 탄성 현가장치는 상기 원뿔형 진동판의 후방 부분 근처의 새시에 상기 진동판 구조를 접속하는 탄성 엘리먼트 및 상기 원뿔형 진동판의 전방 부분 근처의 새시에 상기 진동판 구조를 접속하는 다른 탄성 엘리먼트를 포함하는 라우드스피커에 의하여 달성된다.
따라서, 본 발명에 따른 라우드스피커는 외부쪽으로 볼록한, 특히 돔형의 진동판 및 다른 진동판 주위에 배치된 원뿔형 진동판으로 구성된 진동판 구조를 가진다. 이는 비교적 평면형인 라우드스피커 구성들에서 중간 및 높은 주파수를 재생하는 동안 원치않는 파손, 즉 벤딩파(bending wave) 공진들을 방지하도록, 이동가능한 몸체의 진동판 구조에 충분한 강성을 제공하는 것을 가능하게 한다. 원칙적으로, 공지된 원뿔형 진동판 그 자체가 사용될 수 있다. 동일한 사항이 돔형 진동판에 적용된다. 공지된 강성 돔형 진동판 그 자체가 사용될 수 있다. 이러한 진동판은 예컨대 US-A 3,925,626에 공지되어 있다. 본 발명에 따른 라우드스피커는 공지된 증폭기 시스템 그 자체의 일반적인 오디오 변압기에 의하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 라우드스피커의 바람직한 실시예는 전기 작동기가 새시 또는 새시에 고정된 고정 엘리먼트에 고정된 고정부 및 돔형 진동판에 고정된 병진가능부를 더 포함하는 특징을 가진다. 이러한 특징으로 인하여, 전기 작동기의 병진가능부는 돔형 진동판에 의하여 밀봉되는 공간으로 연장된다.
US-A 3,925,626이 특히 고충실도 사운드를 획득하기 위하여 종래 기술의 일반적인 원뿔형 진동판 대신에 돔형 진동판을 가지는 모든-주파수 라우드스피커를 개시하고 있다는 것에 유의해야 한다. 진동판의 하부측에는 자석 시스템의 극 피스 및 탑링에 의하여 형성되고 음성 코일이 감기는 에어 갭(air gap)으로 아래 방향으로 연장하는 형상이 고정된다. 진동판 및 상기 형상에 의하여 형성된 장치는 진동판 및 프레임워크 양쪽에 고정된 탄성 현가장치 및 상기 형상과 프레임워크 양쪽에 고정된 탄성 지지부에 의하여 프레임워크로부터 현수된다. 이러한 공지된 라우드스피커의 단점은 그것의 높이에 있고, 진동판의 요구된 이동을 실현하기 위하여 낮은 탄성 지지부 및 탑링간에 충분한 거리를 제공하기 위해서는, 높이가 상당히 높아야 한다. 공지된 장치와 대조적으로, 본 발명에 따른 라우드스피커는 코일 지지부에 고정된 현가장치를 가지지 않으며 이에 따라 앞서 기술된 단점을 가지지 않는다.
본 발명에 따른 라우드스피커의 실제 실시예에서, 원뿔형 진동판의 후방 부분은 돔형 진동판의 외부 원주 림(rim)이 접속되는 내부 원주 에지를 포함하며, 상기 에지 및 림은 아교와 같은 접착제에 의하여 서로 바람직하게 부착된다. 이와 관련하여, 원뿔형 진동판의 내부 원주 에지 및/또는 돔형 진동판의 외부 원주 림에 탄성 현가장치의 탄성 엘리먼트의 내부 원주 브림(brim)을 연결하는 것이 바람직하다. 이는 적절한 접착제에 의하여 달성될 수 있다.
다른 실제 실시예에서, 고정부는 영구 자석을 가진 자기 요크를 포함하며, 병진가능부는 음성 코일을 가진 코일 지지부를 포함하며, 음성 코일은 자기 요크의 에어 갭에서 연장되고 이동가능한 몸체의 병진축과 일치하는 코일 축을 가진다.
본 발명에 따른 라우드스피커는, 하이파이 홈 자동차 TV 및 멀티미디어 시스템들에서 사운드를 재생하는데 적합하며, 이미 나타낸 바와 같이, 특히 매우 작은 내장 깊이들을 가진 응용에 적합하다는 것에 유의한다.
본 발명은 또한, 본 발명에 따른 라우드스피커에서 사용하도록 의도된 진동판 구조에 관한 것이다. 특히, 본 발명에 따른 진동판 구조는 중심의 돔형 진동판 및 이 돔형 진동판에 대하여 동심으로 배열된 원뿔형 진동판으로 구성되는 특징을 가진다. 추가 설명을 위하여 청구항 제6항을 참조한다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 라우드스피커 및 라우드스피커를 수납하는 하우징을 포함하는 라우드스피커 유닛에 관한 것이다.
청구항들에서 규정된 특징들의 다양한 결합이 가능하다는 것을 청구항들로부터 알 수 있다.
본 발명의 앞서 언급된 양상들 및 다른 양상들은 이하에 기술된 실시예를 참조하여, 비제한적인 예시들에 의해, 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 라우드스피커의 실시예를 도시한 단면도.
도 2는 도 1의 라우드스피커에 대한 확대 사시도.
도면들에 도시된 본 발명에 따른 전기역학 라우드스피커는, 새시(2), 이동가능한 몸체(4) 및 전자기 작동기(6)를 포함한다. 본 발명에 따른 라우드스피커 유닛을 형성하기 위하여, 라우드스피커는 하우징내에 수납될 수 있다. 이를 위하여, 새시(2)는 하우징 벽의 적절한 개방부에 고정될 수 있다. 도 1에서, 하우징은 벽 부분(1)에 의하여 파선으로 개략적으로 도시된다.
이동가능한 몸체(4)는 중심 돔형 진동판(8) 및 상기 돔형 진동판(8)에 대하여 동심으로 배열된 원뿔형 진동판(10)을 포함하는 3차원 진동판 구조를 가진다. 돔형 진동판(8)은 알루미늄과 같은 금속, 강화 플라스틱, 압축 페이퍼 또는 임의의 다른 적절한 재료로 형성될 수 있다. 진동판(8)은 충분한 강성을 가지며, 페이퍼, 플라스틱 또는 섬유와 같은 임의의 적절한 재료의 더스트 캡(9)에 의하여 덮여진 중심 개방부(8a)를 가질 수 있다. 원뿔형 진동판(10)은 압축 페이퍼, 탄소 섬유, 폴리글래스(polyglass), 알루미늄, 또는 임의의 다른 적절한 재료로 형성될 수 있다. 원뿔형 진동판(10)은 후방 부분(10b) 및 후방 부분(10b)보다 넓은 전방 부분(10f)을 가진다. 돔형 진동판(8) 및 원뿔형 진동판(10)은 후방 부분(10b)에서 상호 고정된다. 이러한 이유로, 원뿔형 진동판(10)은 내부 원주 에지(10i)를 가지며, 돔형 진동판(8)은 대응하는 외부 원주 림(8o)을 가진다. 에지(10i) 및 림(8o)은 바람직하게는 이들이 서로 일치되도록 원형 단면을 가진다. 에지(10i) 및 림(8o)은 바람직하게는 서로 아교로 결합된다.
라우드스피커는 새시(2)로부터 이동가능한 몸체(4)를 현수하고 병진축(T)을 따라 이동가능한 몸체를 안내하는 탄성 현가장치를 더 포함한다. 현가장치는 제 1 탄성 엘리먼트(12a) 및 제 2 탄성 엘리먼트(12b)를 포함한다. 제 1 탄성 엘리먼트(12a)는 링형 스파이더이며, 내부 원주 브림(12ai)은 에지(10i) 및/또는 림(8o)에 부착되고, 외부 원주 브림(12ao)은 새시(2)에 부착된다. 아교는 양쪽 모두의 부착을 위하여 사용될 수 있다. 스파이더(12a)는 공지된 가요성 물결모양 몸체일 수 있으며, 이동가능한 몸체(4)가 새시(2)에 대하여 뚜렷한 병진을 수행할 수 있다는 것을 보증한다.
제2 탄성 엘리먼트(12b)는 공지된 롤 구조(roll structure) 그 자체를 가지며 예컨대 휨 고무(bent rubber) 또는 발포 환상 스트립(foam annular strip)으로부터 형성된다. 그것의 외부 원주상에서, 제2 엘리먼트(12b)는 새시(2)에, 예컨대 아교로 고정되며, 그것의 내부 원주상에서, 제2 엘리먼트(12b)는 원뿔형 멤브레인(10)의 외부 원주 에지(10o)에 아교로 고정된다.
작동기(6)는 두개의 엘리먼트들, 즉, 새시(2)에 고정되는 고정 작동기 부분(6a) 및 이동가능한 몸체(4)에 접속되는 병진가능한 작동기 부분(6b)을 포함한다. 작동기 부분들 중 한 부분, 본 예에서는 부분(6a)은 환형이고, 축으로 편향된 영구 자석(13)을 포함하며, 다른 작동기 부분 - 본 예에서 부분(6b) - 은 자석 코일(14)을 포함한다. 영구 자석(13)은 네오디뮴-철-붕소 합금으로부터 형성되며, 고정 작동기 부분(6a)의 연철 부분들을 가진 자기 요크(13a)를 형성하고, 이 요크는 에어 갭(16)을 정의한다. 음성 코일이라고도 불리는, 실린더형 코일인 자석 코일(14)은 돔형 진동판(8)에 고정된 - 본 예에서는 슬리브인 - 코일 지지부(14a)상에 배치된다. 리드(lead) 와이어(17)는 새시(2)에 접착된 커넥터(18)에 의하여 코일(14)을 연결한다. 코일(14)에 에너지가 공급될때, 양 작동기 부분들(6a, 6b)은 이동가능한 몸체(4)에 병진축(T)에 평행하게 구동력을 발생시키고 그에 따라 돔형 진동판(8)과 원뿔형 진동판(10)에 구동력을 발생시키기 위하여, 에어 갭(16) 위에서 서로 자기적으로 협동한다.
본 발명은 기술된 실시예에 제한되지 않는다는 것에 유의해야 한다. 예컨대, 돔형 진동판 및 원뿔형 진동판은 일체형 결합으로 형성될 수 있으며, 따라서 단일 진동판 구조를 포함하거나 단일 진동판 구조로 구성될 수 있다. 더욱이, 라우드스피커 유닛은 하나 이상의 스피커들을 포함할 뿐만아니라 하나 이상의 수동 라디에이터 또는 베이스 반사 포트들을 포함할 수 있다. 게다가, 본 발명에 따른 라우드스피커는 특정 전력으로 제한되지 않는다. 음향 사운드 조율 목적을 위하여, 돔형 진동판에는 관통부 및/또는 코팅부가 제공될 수 있다. 동일한 목적을 위하여, 돔형 진동판의 외부 원주 림은 돔형 진동판의 후방 부분일 필요가 없고, 후방 부분에 평행한 림일 수 있다.

Claims (7)

  1. 새시(chassis)와, 이동가능한 몸체와, 병진축(translation axis)을 따라 상기 새시에 대하여 상기 이동가능한 몸체를 안내하는 탄성 현가장치(resilient suspension)와, 상기 병진축을 따라 상기 이동가능한 몸체를 구동시키는 전기 작동기(actuator) - 상기 전기 작동기는 고정부(stationary part) 및 병진가능부(translatable part)를 포함함 - 를 포함하는 라우드스피커로서,
    상기 이동가능한 몸체는 중심의 돔형 진동판 및 상기 돔형 진동판에 대하여 동심으로 배치된 원뿔형 진동판을 포함하는 진동판 구조를 가지며, 상기 원뿔형 진동판은 후방 부분 및 상기 후방 부분보다 넓은 전방 부분을 가지며, 상기 돔형 진동판의 림(rim)은 상기 원뿔형 진동판의 후방 부분의 후방 에지에 부착되며, 상기 원뿔형 진동판은 상기 돔형 진동판을 밀봉(envelop)하며, 상기 탄성 현가장치는 상기 원뿔형 진동판의 후방 부분 근처에서 상기 새시에 상기 진동판 구조를 접속하는 탄성 엘리먼트, 및 상기 원뿔형 진동판의 전방 부분 근처에서 상기 새시에 상기 진동판 구조를 접속하는 다른 탄성 엘리먼트를 포함하며, 상기 전기 작동기의 병진가능부는 상기 돔형 진동판에 의해 밀봉되는 공간 내부로 연장되는 라우드스피커.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전기 작동기의 고정부는 상기 새시에 고정되며, 상기 병진가능부는 상기 돔형 진동판에 고정되는 라우드스피커.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 원뿔형 진동판의 후방 부분은 상기 돔형 진동판의 외부 원주 림이 접속되는 내부 원주 에지를 포함하는 라우드스피커.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 탄성 현가장치의 탄성 엘리먼트는, 상기 원뿔형 진동판의 내부 원주 에지 및 상기 돔형 진동판의 외부 원주 림 중 적어도 하나에 접속되는 내부 원주 브림(brim)을 포함하는 라우드스피커.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 고정부는 영구 자석을 가진 자기 요크(yoke)를 포함하며, 상기 병진가능부는 음성 코일을 가진 코일 지지부를 포함하며, 상기 음성 코일은 상기 자기 요크의 에어 갭(air gap)으로 연장하고 상기 이동가능한 몸체의 병진축과 일치하는 코일 축을 가지는 라우드스피커.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 라우드스피커에서 사용하도록 의도되고 구성된 진동판 구조로서,
    상기 진동판 구조는, 중심의 돔형 진동판 및 상기 돔형 진동판에 대하여 동심으로 배치된 원뿔형 진동판을 포함하며,
    상기 원뿔형 진동판은 후방 부분 및 상기 후방 부분보다 넓은 전방 부분을 가지며, 상기 돔형 진동판의 림은 상기 원뿔형 진동판의 후방 부분의 후방 에지에 부착되며, 상기 원뿔형 진동판은 상기 돔형 진동판을 밀봉하는 진동판 구조.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 라우드스피커를 포함하는 라우드스피커 유닛으로서,
    상기 라우드스피커를 수납하는 하우징
    을 포함하는 라우드스피커 유닛.
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