KR920001058B1 - 스피이커시스템 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

스피이커시스템

제1도는 본 발명의 제1실시예의 스피이커시스텡에 있어서의 구조 단면도.

제2도는 제1실시예의 스피이커시스템에 있어서의 음압주파수 특성도.

제3a∼c도는 제1실시예에 있어서의 다른 실시예의 스피이커시스템을 표시한 사시도.

제4도는 본 발명의 제2실시예의 스피이커시스템에 있어서의 구조 단면도.

제5도는 본 발명의 제3실시예의 스피이커시스템에 있어서의 구조 단면도.

제6a,b도는 본 발명의 제4실시예의 스피이커시스템에 있어서의 구조 단면도 및 요부정면도.

제7도는 본 발명의 제5실시예의 스피이커시스템에 있어서의 구조 단면도.

제8도는 제5실시예의 스피이커시스템에 있어서의 음압주파수특성

제9도는 종래의 스피이커시스템의 구조 단면도.

제10도는 음향관 단면에 있어서의 입자속도분포 및 음압분포특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 스피이커유니트 2 : 백캐비티

3 : 음향관 4 : 흡음재

5 : 음로부 6 : 간막이판

7 : 고음용스피이커유니트 8 : 저음용스피커유니트

10 : 구멍

본 발명은 스피이커진동판의 앞면부에 음파를 인도하는 호온(horn)이나 음향관등을 배설한 스피이커시스템에 관한 것이다.

스피이커진동판의 앞면부에 폰이나 음향관을 배설하고, 진동판으로부터 발생한 음파를 개구부까지 인도하는 스피이커시스템은, 호온이나 음향관을 사용하지 않는 일반의 스피이커시스템에 비해서. 출력음압을 크게 얻을 수 있어, 지향성에 뛰어나 있으므로, 종래부터 많이 사용되고 있다.

이하, 도면을 참조하면서 종래의 호온이나 음향관이 배설된 스피이커시스템에 대해서 설명한다.

제9도는, 종래의 스피이커시스템의 구조단면도를 표시한 것이다. 도면에 있어서, (1)은 스피이커유니트이며, 그 배면에는 스피이커진동판의 반사음을 외부로 방사시키지 않도록 하기 위한 백캐비티 (back cavity)(2)가 형성되어 있다. (9)는 호온이며, 스피이커진동판의 앞면으로부터 개구부를 향해서 그 단면적이 크게 되도록 구성되어 있으며, 이에 의해 스피이커로부터 출력된 음파를 인도하는 음로부(音路部)(5)가 형성된다.

여기에서, 호온(9)의 길이를, 재생하려고 하는 재생대역의 파장보다도 충분히 길게하면, 개구부에서의 음향임피이던스 변화가 매우 작게되어, 개구부에서의 매칭이 매우 잘 되기 때문에, 재생음압주파수 특성이 평탄하게 되고, 이상적인 스피이커시스템이 실현된다. 그러나, 상기한 바와같이 재생하려고 하는 재생대역의 파장보다도 충분히 호온(9)의 길이를 길게하는 것은 실제로는 불가능하며, 일반적으로 호온을 사용한 스피이커시스템 재생음압주파수 특성은 제2도 및 제8도의 도면중 B가 표시하는 바와 같이 피이크딥이 발생하는 것이다. 이것은 개구부에서의 급격한 음향 임피이던스 변화에 의해, 개구부에서 반사파가 발생하기 때문이고, 이에 의해 음로부내에 공진이 생겨 많은 피이크딥이 발생하는 것이다.

이상의 것은, 호온(9)대신에 음향관을 사용한 스피이커시스템에 대해서도 말할 수 있는 것이며, 재생음압주파수 특성에 많은 피이크딥이 발생한다. 이것은 제10도에 표시한 바와 같이, 음향관의 길이를 L, 음속을 C로 했을때,

로 되는 주파수 f로 공진이 발생하기 때문이다.

또한, 제10도는 n=2의 경우의 음압분포와 입자속도분포를 표시하고 있다.

본 발명의 목적은, 호온이나 음향관의 길이를 길게하는 일 없이, 공진에 의한 피이크딥이 없는 평탄한 음압주파수 특성을 얻을 수 있는 스피이커시스템을 제공하는 것이다.

이 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 스피이커시스템은, 스피이커 진동판의 앞면에 형성되는 음파를 인도하는 음로부를 흡음재(吸音材)로 구성하고, 음로부와 흡음재를 간막이 하는 간막이판을 적어도 흡음재의 일부가 음로부에 노출하도록 배설되어 있다.

이 구성에 의해, 본 발명의 스피이커시스템은, 스피이커로부터 출력된 음파가 개구부에서의 급격한 음향 임피이던스의 변화에 의해 반사되어도, 음로부를 구성하는 흡음재에 의해, 그 반사파를 흡수할 수 있어, 피이크딥이 적은 평탄한 음압 주파수특성을 얻을 수 있다.

또, 간막이판에 의해 피이크딥을 발생하게 하는 음파이외의 음파를, 흡음재에 의해 흡음되는 일 없이 간막이판을 따라서 개구부가지 인도할 수 있어, 재생대역을 광역으로까지 넓힐 수 있다.

또한, 일본국 특개소 49-134312호 공보에는, 음파가 진동관으로부터 호온을 통과해서 인도될때에, 호온벽에 발생하는 잡음(이것을 반사음으로 하고 있다)을 흡수하기 위해서, 호온벽을 잡음이 발생하기 어려운 재료, 바꾸어 말하면 잡음을 흡수하는 흡음재로 형성하는 것이 개시되어 있지만, 그러나, 본원 발명은, 개구부에 있어서의 급격한 음향임피이던스 변화에 의해 발생하는 반사파를 흡수하려고 하는 것이다.

이하 본 발명의 각 실시예에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.

제1도는 본 발명의 제1실시예에 있어서의 스피이커시스템의 구조 단면도를 표시한 것이다. 제1도에 있어서, (1)은 스피이커유니트, (2)는 백캐비티, (3)은 스피이커유니트(1)의 진동판 앞면에 발생한 음파를 인도하는 음향관, (4)는 음향관(3)의 내부에 배치되고, 중앙부에 음로부(5)를 형성한 흡음재이다

이상과 같이 구성된 스피이커시스템에 대해서, 이하 그 동작에 대해서 설명한다. 스피이커유니트(1)의 진동판 배면의 음은 백캐비티(2)에 가두어져 있으나, 진동판 앞면으로 방사된 음파는, 음향관(3)을 통해서 개구부까지 인도되어 방사된다. 그러나, 개구부에서 발생하는 급격한 음향임피이던스의 변화에 의해, 개구부까지 인도된 음파의 일부는 반사파가되어 진동판면으로 돌아오려고 한다. 이 반사파는 음향관 내부에 배치된 흡음재에 의해서 흡수되어, 음향관 내부에 정재파(定在波)가 발생하는 것을 방지하고 있다.

또, 흡음재(4)는, 개구부 근방에서의 흡음재의 두께는 얇고, 스피이커유니트(1)의 가까이에서는 흡음재의 두께는 두꺼워지는 형상아나, 이것은, 반사파에서 본 흡음재(4)의 임피이던스 변화를 적게해서, 흡음효과를 높이고 있는 것이다. 즉, 흡음재(4)의 양이 진동판의 앞면에 가까워질수록, 많아지고 있기 때문에, 연속적으로 반사파에서 본 흡음재(4)의 임피이던스 변화가 발생하며, 그 때문에 개구부로부터 흡음재(4)에 침입한 반사파는, 흡음재(4)에서 불필요한 반사를 발생하는 일 없이 효율좋게 흡수된다.

또, 연속적으로 반사파에서 본 임피이던스의 변화를 조정하는 방법으로서, 흡음재의 양을 조정하는 외에, 단위면적 흐름저항을 조정하여도 똑같은 효과를 얻을수 있으며, 단위면적 흐름저항을 개구부에서 작게, 진동판 앞면에서 크게 하도록 하면된다.

또, 흡음재(4)의 중앙에는 음로를 형성하고 있으므로, 진동판으로부터 발생한 음파는 흡음재(4)에 의해서 저해되는 일 없이 개구부로 인도되는 것이다.

제2도는, 호온이나 음향관 부착의 스피이커시스템의 재생음압주파수 특성을 제1실시예와 종래예를 비교하면서 표시하고 있다. 종래예에 있어서의 특성 B는 음향관내에서 정재파가 발생하기 때문에 피이크딥이 큰 특성으로 되나. 제1실시예에 스피이커시스템의 특성은 A에 표시한 바와 같이, 고음역까지 평탄한 재생음압주파수 특성을 얻을 수 있는 것을 알수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서, 음로부(5)는, 그 단면적이 진동판의 앞면에서부터 개구부를 향해서 크게되도록 구성되어 있으나, 이때, 제3a도에 표시한 바와 같이 흡음재(4)만으로 음로부(5)를 형성하여도 제3b도에 표시한 바와 같이 흡음재(4)와 음향관(3)으로 음로부(5)를 형성하여도, 동등한 효파를 얻을 수 있다.

또, 본 실시예에 있어서, 음로부(5)는 그 단면적이 일정하게 되도록 관형상으로 구성하여도 동등한 효과를 얻을수 있으며, 또 제3c도에 표시한 바와 같이 흡음재(4)를 호온 형상으로 형성함과 동시에, 음향관(3)을 진동판의 앞면에서부터 개구부를 향해서 그 단면적이 작게되도록 구성하여 최종적으로 음로부(5)의 단면적이 일정하게 되도록 구성하여도 동등한 효과를 얻을 수 있다.

제4도는, 본 발명의 제2의 실시예의 스피이커시스템의 구조 단면도를 표시한 것이다. 제4도에 있어서, (1)은 스피이커유니트, (2)는 백캐비티, (3)은 스피이커유니트(1)의 진동판앞면에 발생한 음파를 인도하는 음향관, (6)은 음향관(3)의 내부에 음로부(5)가 형성될 수 있게 배치한 간막이판, (4)는 음향관(3)과 간막이판(6)으로 둘러싸인 부분과, 간막이판이 없는 부분에서 중앙부에 음로부(5)를 구성하도록 배치한 흡음재이다.

이상과 같이 구성된 스피이커시스템에 대해서, 이하 그 동작에 대해서 설명한다. 스피이커유니트(1)의 진동관 배면의 음은 백캐비티(2)에 가두어지나, 진동판 앞면으로 방사된 음파는 음향관(3)을 통해서 개구부까지 인도되어 방사된다. 그러나, 개구부에서 발생하는 급격한 음향 임피이던스의 변화에 의해, 개구부까지 인도된 음파의 일부는 반사파로 되어 진동판 앞면으로 돌아가려고 한다. 이 반사파는 음향관(3)내부에 배치된 흡음재(4)에 의해서 흡수되어, 음향관(3)내부에 정재파가 발생하는 것을 방지하고 있다.

간막이판(6)은, 진동판쪽으로부터 음향관(3)의 1/3부분까지 벽을 구성하고 있으며, 흡음재(4)에 의해서 흡수되기 쉬운 고역을 흡음재(4)에 의해서 저해되는 일 없이 개구단부쪽으로 인도하는 것이다.

흡음재(4)의 진동판쪽으로부터 음향관(3)의 1/3부분에서부터 개구부까지의 부분은, 입자속도가 크게되는 부분과 일치하기 때문에, 정재파가 발생하는 주파수에서의 음압의 피이크를 제동하는 일이 가능하다. 기타의 주파수에 있어서의 음파는 음압의 피이크를 제동하는 일이 가능하다. 기타의 주파수에 있어서의 음파는 흡음재(4)는 호온형상으로 하므로서 흡음재(4)에 의해서 저해되는 일 없이 개구부로 인도된다.

이상과 같이 본 실시예에 의하면, 종래의 음향관이나 호온에서 볼 수 있었던 정재파에 의한 음압의 피이크를 억제할 수 있어, 평탄한 음압주파수 특성을 얻을 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서, 음로부(5)의 형상을, 제3a-c도에 표시한 바와 같은 형상으로 구성하여도 동등한 효과를 얻을 수 있는 것은 말할 것도 없다.

제5도는, 본 발명의 제3실시예에 있어서의 스피이커시스템의 구조 단면도이다. 제5도에 있어서, (1)은 스피이커유니트, (2)는 백캐비티, (3)은 스피이커유니트(1)의 진동판 앞면에 발생한 음파를 인도하는 음향관, (6)은 음향관(3)의 내부에 음로부(5)가 형성되도록 배치되고, 음향관(3)의 개구분분과, 스피이커 진동판 앞면으로부터, 음향관 길이의 1/3의 일부분에 슐릿이 있는 간막이판, (4)는 음향관(3)과 간막이판(6)으로 둘러싸인 부분에 들어있는 흡음재이다.

이상과 같이 구성된 스피이커시스템에 대해서, 이하 그 동작에 대하여 설명한다. 스피이커유니트(1)의 진동판 배면의 음은 캐비티(2)에 가두어져 있으나, 진동판 앞면으로 방사된 음파는, 음향관(3)을 통해서 개구부까지 인도되어 방사된다. 그러나, 개구부에서 발생하는 급격한 음향임피이던스의 변화에 의해, 개구부까지 인도된 음파의 일부는 반사파가 되어, 진동판면으로 돌아오려고 한다. 이 반사파는 음향관 내부에 배치된 흡음재(4)에 의해서 흡수되어, 음향관내부에 정재파가 발생하는 것을 방지하고 있다. 여기서, 간막이판의 슐릿은, 입자속도가 크게되는 음향관(3)의 개구부분과, 스피이커 진동판 앞면에서부터 음향관(3)길이의 1/3의 부분에 형성되어 있기 때문에, 피이크를 가진 주파수의 음파만을 잡는 일이 가능하고, 다른 음파는 흡음재(4)에 의해서 저해되는 일 없이 개구부까지 인도되는 것이다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 종래의 음향관이나 호온에서 볼수 있었던 정재파에 의한 음압의 피이크를 억제할 수 있어, 평탄한 음입주파수 특성을 얻을 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서, 음로부(5)의 형상을, 제3a∼c도에 표시한 바와 같은 형상으로 구성하여도, 동등한 효과를 얻을 수 있는 것은 말할 것도 없다.

제6a도는, 본 발명의 실시예에 있어서의 스피이커시스템의 구조단면도를 표시한 것이다. 제6a도에 있어서, (1)은 스피이커유니트, (2)는 백캐비티, (3)은 스피이커유니트(1)의 진동판앞면에 발생한 음파를 인도하는 음향관, (6)은 음향관(3)의 내부에 음로부(5)가 형성되도록 배치된, 복수의 구멍을 가진 간막이판, (4)는 음향관(3)과 간막이판(6)으로 둘리싸인 부분에 들어가 있는 흡음재이다. 또한, 간막이판(6)에 형성된 복수의 구멍(10)은, 제6b도에 표시한 바와 같이 직경이 8mm이고 피치가 30mm가 되게 가공되어 있다.

이상과 같이 구성된 스피이커시스템에 대해서, 이하 그 동작에 대해서 설명한다. 스피이커유니트(1)의 진동판배면은 음은 캐비티(2)에 가두어져 있으나, 진동판 앞면으로 방사된 음파는, 음향관(3)을 통해서 개구부까지 인도되어서 방사된다. 그러나, 개구부에서 발생하는 급격한 음향임피이던스의 변화에 의해, 개구부까지 인도된 음파의 일부는 반사파가되어, 진동판면으로 돌아오려고 한다. 이 반사파는 음향판 내부에 연속적으로 배치된 흡음재(4)에 의해 흡음되어, 음향관내부에 정재파가 발생하는 것을 방지하고 있다.

본 실시예에서는, 간막이판의 구멍(10)을 직경 8mm, 피치 30mm로 하므로서, 반사파를 구멍의 공기와 공명시켜서 1KHz부근의 흡음률을 크게하고 있으며, 길이가 40cm의 음향관(3)의 제 2번째의 피이크를 흡음할 수 있다. 또, 다른 피이크에 대해서는 구멍의 공명효과가 아니고 흡음재(4)에 의해 흡음된다.

또한, 구멍(10)의 직경, 피치는 본 실시예에 한정되지 않으며, 임으로 선택하므로서 소정의 공진주파수를 흡음할 수 있다.

또, 본 실시예에 있어서, 음로부(5)의 형상을 제3a∼c도에 표시한 바와 같은 형상으로 구성하여도 동등한 효과를 얻을 수 있는 것은 말할 것도 없다.

제7도는, 본 발명의 제5실시예에 있어서의 스피이커시스템의 구조단면도를 표시한 것이다. 제7도에 있어서, (7)은 고음용(高音用) 스피이커유니트, (8)은 저음용(低音用) 스피이커유니트, (2)는 백캐비티, (3)은 고음용 스피이커유니트(7)와 저음용 스피이커유니트(8) 진동판 앞면에 발생한 음파를 인도하는 음향관, (6)은 음향관(3)의 내부에 음로부(5)가 형성되도록 배치되고, 음향관(3)의 개구부분과, 스피이커진동판 앞면으로부터 음향관(3) 길이의 1/3의 부분에 슐릿이 있는 간막이판, (4)는 음향관(3)과 간막이판(6)으로 둘러싸인 부분에 배치된 흡음재이다.

이상과 같이 구성된 스피이커시스템에 대해서, 이하 그 동작에 대하여 설명한다. 고음용 스피이커유니트(7)와 저음용 스피이커유니트(8)의 진동판 배면의 음은 백캐비티(2)가 가두어져 있으나, 진동판 앞면으로 방사된 음파는, 음향관(3)을 통해서 개구부까지 인도되어 방사되고 있다. 그러나, 개구부에서 발생하는 급격한 음향임피이던스의 변화에 의해, 개구부까지 인도된 음파의 일부는 반사파가 되어 진동판 앞면으로 돌아오려고 한다. 이 반사파는 음향관 내부에 배치된 흡음재(4)에 의해서 흡수되어, 음향관 내부에 정재파가 발생하는 것을 방지하고 있다. 간막이판(6)의 슐릿은, 입자속도가 크게 되는 음향관(3)의 개구부분과, 스피이커 진동판 앞면에서부터 음향관(3) 길이의 1/3의 부분에 형성되어 있기 때문에, 정재파가 발생하는 주파수의 음파만을 제동하는 일이 가능하며, 흡음재(4)에 의해서 흡음되기 쉬운 고역을 흡음재(4)에 의해서 저해되는 일 없이 개구부까지 인도되는 것이다.

제8도는, 호온이나, 음향관 부착의 스피이커시스템의 재생을 압주파수 특성을, 본 실시예와 종래예를 비교하면서 표시하고 있다. 종래예에 있어서의 특성 B는 음향관내에서 정재파가 발생하기 때문에 피이크딥이 큰 특성으로 되나, 본 실시예에의 스피이커시스템의 특성은 A에 표시한 바와 같이, 고역가지 평탄한 재생음압주파수 특성을 얻을수 있는 것을 알수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 종래의 음향관이나 호온에서 볼수 있는 정재파에 의한 음압의 피이크를 억제할 수 있어, 평탄한 음압주파수 특성을 얻을 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서, 음로부(5)의 형상을, 제3a∼c도에 표시한 바와 같은 형상으로 구성하여도, 동등한 효과를 얻을 수 있는 것은 말할 것도 없다.

Claims (13)

1. 스피이커진동판의 앞면에 형성되는 음파를 인도하는 음로부의 소정위치에 흡음재를 설치한 스피이커시스템.
2. 제1항에 있어서, 소정위치는, 음로부의 공진점근방인 것을 특징으로 하는 스피이커시스템.
3. 음로부가 흡음재로 형성되고, 상기 음로부와 상기 흡음재를 간막이하는 간막이판을, 적어도 상기 흡음재의 일부가 상기 음로부에 노출하도록 배치한 스피이커시스템.
4. 제3항에 있어서, 간막이판을, 진동판의 앞면에서부터 음로부 길이의 1/3떨어진 위치근방까지 배설된 것을 특징으로 하는 스피이커시스템.
5. 제3항에 있어서, 흡음재의 일부를 노출시키는 노출부위치는, 음로부에 발생하는 정재파의 입자속도 분포가 큰 부분인 것을 특징으로 하는 스피이커시스템.
6. 제5항에 있어서, 노출부위치는. 진동판의 앞면에서부터 음로부길이의 1/3떨어진 위치근방과 음로부의 개구부근방인 것을 특징으로 하는 스피이커시스템.
7. 제1항에 있어서, 음로부는, 진동판의 앞면에서부터 개구부를 향해서 그 단면적을 크게한 것을 특징으로 하는 스피이커시스템.
8. 제1항에 있어서, 음로부는, 진동판의 앞면에서부터 개구부를 향해서 그 단면적을 일정하게 한 것을 특징으로 하는 스피이커시스템.
9. 제1항에 있어서, 음로부는 흡음재벽과 음향관벽으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스피이커시스템.
10. 제1항에 있어서, 음로부는, 복수의 스피이커진동판의 앞면에 공통으로 형성된 것을 특징으로 하는 스피이커시스템.
11. 제1항에 있어서, 흡음재는, 음향관내부에 배설된 것을 특징으로 하는 스피이커시스템.
12. 제1항에 있어서, 흡음재의 양을 진동관 근방부분에서부터 개구부를 향해서 적게한 것을 특징으로 하는 스피이커시스템.
13. 제1항에 있어서, 흡음재의 단위면적 흐름저항을 진동판 근방에서부터 개구부를 향해서 작게한 것을 특징으로 하는 스피이커시스템.

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