KR100445211B1 - 패시브라디에이터및패시브라디에이터를구성하는시스템 - Google Patents

패시브라디에이터및패시브라디에이터를구성하는시스템 Download PDF

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KR100445211B1 KR10-1998-0700594A KR19980700594A KR100445211B1 KR 100445211 B1 KR100445211 B1 KR 100445211B1 KR 19980700594 A KR19980700594 A KR 19980700594A KR 100445211 B1 KR100445211 B1 KR 100445211B1
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

패시브 라디에이터는 샤시(1)와 샤시내에 현수된 질량 부재(5), 및 상기 샤시로부터 상기 질량 부재를 만곡 가능하게 현수시키기 위한 서스펜션 시스템을 포함한다. 상기 질량 부재의 큰 진폭을 얻기 위해, 서브 샤시(3)는 샤시와 질량 부재 사이로 연장되며, 제 1 가요성 연결 부재(15)는 서브 샤시에 질량 부재를 연결하고, 제 2 가요성 연결 부재(17)는 샤시에 서브 샤시를 연결한다.

Description

패시브 라디에이터 및 패시브 라디에이터를 포함하는 시스템
이러한 패시브 라디에이터는 미국 특허 제 3,669,215호로부터 공지되어 있으며, 저음 반사형 스피커 시스템에 사용된다. 공지된 패시브 라디에이터는 디스크형 부분과 원추형 부분을 가지는 질량 부재를 포함하며, 상기 원추형 부분은 변형 가능한 서스펜션 림을 경유하여 샤시의 전방부에 연결되며, 상기 디스크형 부분은 탄성 와이어 부재를 경유하여 상기 샤시의 후방부에 연결된다. 변형 가능한 서스펜션 림 및 탄성 와이어 부재를 포함하는 서스펜션의 사용은, 단지 질량 부재의 축 방향 변위(excursion)만을, 즉 샤시에 대해 디스크형 부분을 가로지르는 방향의 변위만을 허용한다. 이 결과, 특히 횡단 방향으로 볼 때, 큰 음량 변위(volume displacement)가 요구되는 효과를 성취하기 위해 비교적 큰 질량 부재가 필요하다.
본 발명은 샤시와, 상기 샤시내에 배치되며 전방부와 후방부를 가지는 질량부재, 및 상기 샤시로부터 질량 부재를 이동 가능하게 현수하기 위한 서스펜션 수단을 포함하는 패시브 라디에이터(passive radiator)에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 패시브 라디에이터의 제 1 실시예를 도시하는 종단면도.
도 2는 본 발명에 따른 패시브 라디에이터의 제 2 실시예를 도시하는 종단면도.
도 3은 본 발명에 따른 시스템의 실시예를 도시하는 종단면도.
본 발명의 목적은 비교적 큰 음량 변위 용량을 가지는 콤팩트한 패시브 라디에이터를 얻기 위해 개시단락에 언급한 형태의 패시브 라디에이터를 개선하는 것이다.
본 발명에 따르면, 본 발명에 따른 패시브 라디에이터는 샤시와 질량 부재 사이로 연장되는 서브 샤시(sub-chassis)가 제공되며, 서스펜션 수단이 상기 서브 샤시를 신축식으로(telescopically) 질량 부재 및 샤시에 연결시키는 것을 특징으로 한다. 서브 샤시의 사용에 의해, 샤시에 대한 질량 부재의 축방향 변위는, 서브 샤시에 대한 질량 부재의 제 1 축방향 변위와, 샤시에 대한 서브 샤시의 제 2 축방향 변위에 의해 결정된다. 명료화를 위해, 축방향 변위는 질량 부재의 제 1 부분, 즉 후방부로부터 제 2 부분, 즉 전방부로 연장되는 질량 부재의 중심축을 따라 배향되는 변위로 이해할 수 있다는 것을 주목해야 한다. 질량 부재의 최대 축방향 변위는 또한 질량 부재의 스트로크 또는 진폭을 칭한다.
본 발명에 따른 패시브 라디에이터는 샤시 및 질량 부재에 대해 축방향으로 이동 가능한 서브 샤시를 포함하기 때문에, 부과된 기계적 및 음향적 요구에 완전히 부합하는 연결 부재의 사용에 의해, 음향 재생시에 왜곡을 발생시키지 않고 질량 부재의 큰 변위를 얻을 수 있다. 서브 샤시는 서스펜션 수단을 확실히 보조하며, 이 결과 압력 변동 및/또는 기생 공명(parasitic resonance)에 의해 발생되는 바람직하지 않은 진동이 상쇄된다.
샤시에 대한 질량 부재의 큰 축방향 변위에 의해, 본 발명에 따른 패시브 라디에이터는 제한된 횡단 방향 치수를 가질 수 있으며 따라서 콤팩트한 구조를 가질 수 있다. 원형 단면의 질량 부재의 경우, 본 발명에 따른 수단은 음량 변위 용량과 관련하여 작은 직경의 패시브 라디에이터를 얻을 수 있게 한다.
본 발명에 따른 패시브 라디에이터는, 자동차, 텔레비젼 세트 또는 모니터 내의 한정된 장착 공간과 같이, 큰 공간이 가능하지 않지만 고출력 사운드 시스템이 요구되는 경우에 사용하기에 특히 적합하다.
본 발명에 따른 패시브 라디에이터의 한 실시예에서, 서스펜션 수단은 질량부재를 서브 샤시에 연결하는 제 1 가요성 연결 부재와, 서브 샤시를 샤시에 연결하는 제 2 가요성 연결 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다. 부과된 기계적 및 음향적 요구에 완전히 부합하는 연결 부재를 사용할 때, 음향의 재생시에 왜곡을 발생시키지 않고 질량 부재의 큰 변위를 얻을 수 있다.
적합하게는, 본 발명에 따른 패시브 라디에이터는 링형상 연결 부재를 포함한다. 상기 연결 부재는 서로에 대해 동축적으로 위치되는 것이 적합하다. 적합하게는, 연결 부재는 각각 주름형(corrugate) 또는 파형(undulate) 구조를 갖는다. 미국 특허 제 3,669,215호로부터 공지된 패시브 라디에이터는 오메가 형상 장착 림(omega-shaped mounting rim)을 가지며, 상기 장착 림에 의해 연결 부재가 샤시에 고정된다. 공지된 패시브 라디에이터에서, 장착 림의 신장도는 질량 부재 변위를 결정한다. 장착 림의 형상 및 치수는, 질량 부재의 변위 중에 붕괴 또는 팽창과 같은 열악한 현상이 없이, 작동시에 발생하는 압력 변동에 대한 요구되는 저항성 및 평활하게 변형하는 능력에 의해 특히 결정되는 비교적 좁은 범위에 있다. 너무 유연하며 및/또는 평활하게 변형되지 않는 장착 림은 음향의 재생시에 왜곡, 특히 2차의 높은 조화 왜곡을 발생시켜, 바람직하지 않은 노이즈를 발생시킨다. 따라서 장착 림을 크게 하는 것은 만족스러운 결과를 제공하지 않는다. 게다가, 변위의 증가가 얻어지는 경우, 음향의 열악한 재생을 수반할 수 있다.
본 발명에 따른 패시브 라디에이터의 실시예에서, 제 1 연결 부재는 전방부 및 후방부에서 서브 샤시에 질량 부재를 연결하는 두 개의 가요성 제 1 연결 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 패시브 라디에이터의 실시예에서, 제 2 연결 부재는 적어도 실질적으로 질량 부재의 전방부의 위치 및 후방부의 위치에서 서브 샤시를 샤시에 연결하는 두 개의 가요성 연결 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 제 1 및 제 2 연결 부재는 적합하게는 링 형상이며 주름형 또는 파형 구조를 갖는다.
본 발명에 따른 패시브 라디에이터에서, 상기 연결 부재들은 서로 동축적이 되도록 위치되는 것이 적합하다. 다음, 제 1 연결 부재 및 제 2 연결 부재는 예를 들면, 쌍을 형성하여 동일 평면에 위치된다.
본 발명에 따른 패시브 라디에이터에 사용되는 연결 부재는 주로 질량 부재의 병진 운동축을 따른 질량 부재의 변위를 허용하며 다른 이동은 저지한다. 달리 말하면, 연결 부재는 질량 부재의 원하는 이동 방향에서 볼 때 비교적 유연하며 다른 방향에서는 비교적 강성을 가지며, 이에 의해 서브 샤시의 경사 이동이 방지되며 양호하게 한정된 질량 부재의 병진 운동이 보장된다. 상기 병진 운동축은 본 명세서의 다른 부분에서 규정된 중심축과 일치한다.
적합하게는, 제 1 연결 부재 뿐만 아니라 제 2 연결 부재는 동일한 특성, 특히 동일한 기계적 특성을 가진다. 한 실시예에서, 제 1 연결 부재 및/또는 제 2 연결 부재는 오메가 형상 림으로서 구성될 수 있다. 적합하게는, 두 개의 대향하는림의 파형의 정상부는 대칭의 서스펜션을 얻기 위해 서로로부터 이격디어 서로를 향해 배향된다. 이는 서브 샤시의 형상을 샤시의 형상에 적응시키는데 효과적이다. 따라서, 원추형 샤시의 경우 원추형 서브 샤시를, 원통형 샤시의 경우 원통형 서브 샤시를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한, 샤시와, 상기 샤시 내에 배치되며 전방부 및 후방부를 갖는 질량 부재, 및 상기 샤시로부터 질량 부재를 만곡 가능하게 현수하기 위한 서스펜션 수단을 포함하는 패시브 라디에이터에 관한 것이며, 상기 라디에이터는 샤시와 질량 부재 사이로 연장되는 서브 샤시를 가지며, 상기 서스 펜션 수단은 질량 부재를 서브 샤시에 연결하는 제 1 가요성 연결 부재와, 서브 샤시를 샤시에 연결하는 제 2 가요성 연결 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 패시브 라디에이터는 개시단락에 언급한 바와 동일한 바람직한 성질을 가지며, 다양한 실시예에서 설명되는 바와 같은 동일한 특징을 가질 수 있다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 전기 역학적 스피커, 본 발명에 따른 패시브 라디에이터, 및 상기 스피커 및 라디에이터를 수용하는 포위체(스피커 캐비넷)을 포함하는 스피커 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 또한, 음성 및/또는 시각 정보를 제공하며 본 발명에 따른 스피커 시스템을 수용하는 장치에 관한 것이다. 이러한 장치는 예를 들면 전자 디스플레이 장치이다.
본 발명을 첨부 도면을 참조하여 예시적으로 하기에 상세히 설명한다.
도 1에 도시된 본 발명에 따른 패시브 라디에이터는 저음 반사형 스피커 시스템에 사용하기에 적합하며, 샤시(1), 서브 샤시(3) 및 질량 부재(5)를 포함한다. 본 실시예의 샤시(1)는 개구(1a)를 가지며, 서브 샤시(3)는 구멍이 없는 회전체로 형성된다. 선택적으로, 서브 샤시는 개구를 가질 수 있다. 본 실시예의 질량 부재(5)는 판형 또는 디스크 부분(7), 원통형 중앙부(9) 및 원추형 부분(11)을 포함한다. 중앙부(9)는 패시브 라디에이터가 사용되는 시스템의 소정의 헬름홀츠 공명을 동조하기 위해 공진 주파수를 조정하기 위한 동조 질량체(tuning mass)(13)를 지지한다. 전방부(5a) 및 후방부(5b)가 질량 부재에 대해 할당될 수 있다. 본 발명에 따른 패시브 라디에이터는 서브 샤시(3)에 대해 질량 부재(5)를 만곡 가능하게 연결하는 제 1 가요성 연결 부재(15)와, 샤시(1)에 대해 서브 샤시(3)를 만곡 가능하게 연결하는 제 2 가요성 연결 부재(17)를 또한 포함한다. 본 실시예에서 상기 제 1 연결 부재(15)는 질량 부재의 전방부(5a) 및 후방부(5b) 모두를 서브 샤시(3)에 연결하며, 제 2 연결 부재(17)는 전방부(5a) 및 후방부(5b)의 양 위치에서 서브 샤시(3)를 샤시(1)에 연결한다. 경사에 대한 저항성에 대한 조건이 엄격하지 않은경우, 제 1 연결 부재(15) 중 하나 및/또는 제 2 연결 부재(17) 중 하나를 사용하는 것이 적합하다.
본 실시예에서 연결 부재는 오메가 형상 단면의 링 형상 림의 형태를 취하며, 제 1 연결 부재(15) 뿐만 아니라 제 2 연결 부재(17)는 서로에 대해 경면 반사된 위치에 배치된다. 본 실시예에서 림은 폴리우레탄으로 제조된다. 그러나, 림은 고무와 같은 다른 적합한 물질로 제조될 수도 있다. 압력 변동의 영향하에서 질량 부재는 중심축(5c)을 따라 축방향 이동(x)을 수행할 수 있으며, 질량 부재는 진폭(A)을 갖는다. 질량 부재(5)의 극단 위치(A1, A2)는 도 1에 개략적으로 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 진폭(A)은 서브 샤시(3)에 대한 질량 부재(5)의 축방향의 최대 변위와 동일 축방향에서의 샤시(1)에 대한 서브 샤시(3)의 최대 변위의 합이다.
작동시에 서브 샤시와 샤시 뿐만 아니라 서브 샤시와 질량 부재는 신축식 서스펜션 장치를 형성한다.
도 2에 도시한 패시브 라디에이터는 상술한 실시예와 매우 유사하다. 따라서, 도 1 및 도 2에 대응하는 부분은 동일한 도면 부호로 나타낸다.
도 2에 도시된 본 발명에 따른 패시브 라디에이터의 실시예는 샤시(1)와, 상기 샤시(1) 내에 배치되며 제 1 부분, 즉 전방부(5a)와 제 2 부분, 즉 후방부(5b)를 갖는 질량 부재(5), 및 상기 샤시(1)와 질량 부재(5) 사이로 연장되는 서브 샤시(3)를 포함한다. 본 실시예의 편평한 질량 부재(5)는 제 1 가요성 연결 부재(15a)에 의해 서브 샤시(3)에 연결되며, 다음 상기 서브 샤시는 두 개의 가요성 연결 부재(15)를 포함하는 제 2 가요성 연결 부재에 의해 샤시(1)에 연결된다. 양 연결 부재들은 질량 부재의 중심축(5c)에 평행한 방향으로 가요성을 가지며, 이 결과 질량 부재(5)의 축방향 이동은 서브 샤시(3)에 대한 질량 부재(5)의 축방향 이동 및 샤시(1)에 대한 서브 샤시(3)의 축방향 이동에 의해 결정된다. 본 실시예의 연결 부재(15a) 및 연결 부재(17)는, 측방향 변형, 즉 중심축에 대한 반경 방향의 변형에 대해 비교적 높은 저항성을 제공하는 오메가 형상 단면의 링 형상 본체로 형성된다. 질량 부재(5)의 부분 중 하나, 본 실시예에서는 후방부(5b)는 동조 질량체를 지지한다.
도 3에 도시된 본 발명에 따른 시스템은, 도 1에 도시된 실시예의 패시브 라디에이터를 수용하는 하우징 또는 포위체(100)와, 전자 역학적 스피커(102)를 포함하며, 시각 정보를 제공하기 위한 전자 디스플레이 장치(200)에 사용되는 저음 반사형 시스템이다. 상기 하우징(100)은, 패시브 라디에이터의 샤시(1)가 연장되는 제 1 개구(104)와, 스피커(102)의 샤시(101)가 연장되는 제 2 개구(106)를 구비한다. 샤시(1)와 샤시(101)는 개구(104, 106) 둘레의 하우징(100)의 각각의 에지부(100a, 100b)에 각각 고정된다.
패시브 라디에이터의 추가 설명을 위해 도 1에 따른 본원의 상기 부분들을 참조하며, 이와 관련하여 동조 질량체(13)가 시스템의 소정의 헬름홀츠 공명에 적용되는 것을 주목해야 한다.
본원에 도시된 시스템에 사용되는 스피커는, 유럽 특허 출원 제 96201518.6(본원에 참조로서 관련됨)에 상세히 설명되어 있으며, 서브 샤시(103),다이아프램(105), 및 전자기 액츄이터(107)를 포함한다. 본 실시예에서 원추형을 갖는 서브 샤시(3)는 샤시(101)와 원추형 다이아프램(105) 사이로 연장된다. 본 실시예에서 더스트 캡(dust cap)(6)이 다이아프램(105)내에 위치된다. 서브 샤시(103)는 원주면을 가지며, 상기 원주면에 대향하여 샤시(10)의 음향 개구(101a)가 위치된다. 다이어프램(105)은 개구(109)를 갖는 전방부(105a)와, 원통형 중앙 부재(111)를 갖는 후방부(105b)를 구비한다. 상기 부재는 액추에이터(107)의 제 1 액추에이터부(107a)를 지지하며, 상기 액추에이터부는 본 실시예에서 코일(107a1)로 형성된다. 상기 코일(107a1)은 전기 도선(108)을 통해 접촉 단자(110)에 전기적으로 접속되며, 상기 단자는 샤시(101)에 고정된다. 액추에이터(107)는 제 2 액추에이터부(107b)를 또한 포함하며, 상기 액추에이터부는 본 실시예에서는 링 자석(107b1), 요크부(107b2) 및 상기 샤시(101)의 샤시부(101b)에 고정된 요크부(107b3)를 포함한다. 상기 요크부(107b2)와 요크부(107b3) 사이에는 에어갭(107c)이 형성되며, 상기 에어 갭에는 코일(107a1)이 연장된다. 액추에이터가 여자되면, 코일(107a1) 및 다이아프램(105)은 이중 화살표(x')로 나타낸 한 축방향 또는 다른 축방향으로 다이어프램축(105c)을 따라 축방향 이동을 수행한다.
스피커(102)에서, 다이아프램(105)이 서브 샤시(103)에 현수되며, 서브 샤시(103)는 샤시(101)에 현수된다. 이를 위해, 스피커(102)는 다이아프램(105)의 전방부(105a)를 서브 샤시(103)에 연결하는 제 1 가요성 연결 부재(113)와,전방부(105a)의 위치에서 서브 샤시(103)를 샤시(101)에 연결하는 제 2 가요성 연결 부재(115)를 구비한다. 본 실시예에서 연결 부재(113, 115)는 오메가 형상 단면의 링형상 부재에 의해 각각 형성된다. 본 실시예에서 폴리우레탄으로 제조되는 연결 부재(113, 115)는 다이아프램(105)과 서브 샤시(103)에 그리고 서브 샤시(103)와 샤시(101)에 각각 접착 조인트에 의해 고정될 수 있다. 적합하게는, 서로 동축인 제 1 연결 부재(113) 및 제 2 연결 부재(115)는 하나의 가요성 부재로서 구성된다.
스피커(102)는, 본 실시예에서 동심의 주름형 패턴을 가지며 직물과 같은 적절한 재료로 제조되는 중심 설정 디스크(centering disc)의 형태인 가요성 중심 설정 부재(117)를 또한 포함하며, 상기 중심 설정 부재는 서브 샤시(103)를 후방부(105b), 특히 그 중심 부재(111)에 연결시킨다. 상기 중심 설정 부재(117)와 연결 부재(113, 115)는 화살표(x')로 나타낸 축방향에서는 비교적 가요성을 가지며 유연하지만, 다른 방향에서는 비교적 강성을 갖는 지지 수단을 형성하며, 그 결과 코일(107a1)을 갖는 다이어프램(105) 뿐만 아니라 샤시(103)는 샤시(101)에 대해 양호하게 제한된 축방향 이동을 수행할 수 있다. 다른 스피커가 도시된 스피커를 대신하여 사용될 수 있다는 것은 명백하다.
본 발명은 본원에 개시된 실시예에 한정되지 않는다는 것을 주목해야 한다. 예를 들면, 오메가형 연결 부재 대신에, 사인형 또는 다른 적합한 형상의 연결 부재가 사용될 수 있다. 패시브 라디에이터의 부분들의 형상은 제조 방법 또는 조립방법에 의해 결정될 수 있다.

Claims (11)

  1. 샤시와,
    전방부와 후방부를 가지며 상기 샤시내에 배치되는 질량 부재, 및
    상기 질량 부재를 상기 샤시로부터 이동 가능하게 현수시키기 위한 서스펜션 수단을 포함하는 패시브 라디에이터에 있어서,
    상기 샤시와 질량 부재 사이로 연장되는 서브 샤시가 제공되며, 상기 서스펜션 수단은 상기 서브 샤시를 상기 질량 부재 및 상기 샤시에 신축적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 패시브 라디에이터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 서스펜션 수단은 상기 질량 부재를 상기 서브 샤시에 연결하는 제 1 가요성 연결 부재와, 상기 서브 샤시를 상기 샤시에 연결하는 제 2 가요성 연결 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 패시브 라디에이터.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 연결 부재는 전방부 및 후방부에서 상기 질량 부재를 상기 서브 샤시에 연결하는 두 개의 가요성 제 1 연결 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 패시브 라디에이터.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 연결 부재는 적어도 질량 부재의 전방부의 위치 및 후방부의 위치에서 상기 서브 샤시를 샤시에 연결하는 두 개의 가요성 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 패시브 라디에이터.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 연결 부재들은 링 형상이며 서로에 대해 동축적으로 위치되는 것을 특징으로 하는 패시브 라디에이터.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 제 2 연결 부재들은 링 형상이며 서로에 대해 동축적으로 위치되는 것을 특징으로 하는 패시브 라디에이터.
  7. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 연결 부재 및 상기 제 2 연결 부재는 상기 질량 부재의 병진 운동 축을 따른 질량 부재의 이동을 허용하며 다른 이동을 방해하는 것을 특징으로 하는 패시브 라디에이터.
  8. 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 부재들은 각각 주름형 또는 파형 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 패시브 라디에이터.
  9. 샤시와,
    전방부와 후방부를 가지며 상기 샤시내에 배치되는 질량 부재, 및
    상기 질량 부재를 상기 샤시로부터 만곡 가능하게 현수하기 위한 서스펜션 수단을 포함하는 패시브 라디에이터에 있어서,
    상기 샤시와 상기 질량 부재 사이로 연장되는 서브 샤시가 제공되며, 상기서스펜션 수단은 상기 질량 부재를 상기 서브 샤시에 연결하는 제 1 가요성 연결 부재와, 상기 서브 샤시를 상기 샤시에 연결하는 제 2 가요성 연결 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 패시브 라디에이터.
  10. 전기 역학적 스피커와, 제 1 항 또는 제 9 항에 따른 패시브 라디에이터, 및 상기 스피커 및 패시브 라디에이터를 수용하기 위한 포위체를 포함하는 스피커 시스템.
  11. 음성 및 시각 정보를 제공하며 제 10 항에 따른 스피커 시스템을 수용하는 장치.
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