KR101956884B1 - 마이크로 스피커 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 마이크로 스피커 구조는 내부 공간을 가지는 프레임과, 상기 프레임의 내부에 설치되고 상기 프레임과 에어갭을 형성하는 자계부와, 상기 에어갭에 위치하는 보이스 코일의 작용에 따라 상하로 진동하는 진동판을 포함하고, 상기 프레임의 둘레방향을 따라 공기흐름을 유도하는 덕트가 형성되고, 상기 프레임의 내부챔버로부터 상기 덕트로 공기가 유입되도록 1개 이상의 프레임 홀이 형성되며, 상기 덕트로 유입된 공기가 덕트 경로를 통해 외부로 배출되도록 1개 이상의 덕트 음 방출구가 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

마이크로 스피커 구조{Micro speaker structure}
본 발명은 마이크로 스피커 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프레임에 덕트가 형성되어 저음 성능을 향상시키기 위한 마이크로 스피커 구조에 관한 것이다.
통상, 마이크로 스피커는 스마트폰, 휴대용 통신단말기, 노트북 컴퓨터, MP3, 등의 휴대용 전자기기에서 전기신호를 음향신호로 변환하기 위해서 널리 사용된다. 마이크로 스피커(이어폰)는, 일정한 크기로 내부 공간을 형성하는 프레임, 상기 내부 공간에 수용되고 공극을 형성하는 자기회로시스템, 상기 프레임에 장착된 진동판과, 상기 진동판의 하면에 부착되고 상기 공극 사이에 위치하는 보이스 코일을 포함한다. 이때, 상기 보이스 코일은 상기 진동판의 하면에 고정된다. 따라서 상기 보이스 코일에 외부의 전기신호가 인가되면, 전자기력에 의해서 상기 보이스 코일이 진동하고, 상기 보이스 코일이 진동하면, 상기 진동판이 진동하여 전기 신호를 음파(소리)로 변환하게 된다.
도1에 기존의 이어폰 구조가 도시되어 있다. 도1에 도시된 이어폰에서는 앞서 설명한 구성을 가지는 스피커 드라이버(116)와, 스피커 드라이버(116)의 일측에 결합되는 하우징(113)과 하우징(113)에 형성되는 덕트(122)와 리액티브 제어부(124)로 이루어지는 제1하우징(102)과, 스피커 드라이버(116)의 반대쪽에서 제1하우징(102)에 결합되고 해압 포트(205)가 형성되는 제2하우징(115)으로 구성된다.
여기서 하우징(113)에 형성되는 덕트(122)는 스피커의 저음 성능을 도모하고, 리액티브 제어부(124)는 중역 주파수 특성을 제어하여 음질을 도모하게 된다.
그런데, 이와 같은 기존의 스피커 드라이버 및 상, 하측 하우징의 결합구조에 있어서 리액티브 제어부와 덕트의 정량적인 관리가 필요하지만, 실제 공정에서는 결합부에 있어서 편차가 발생하기 쉽고 완벽한 실링이 어려워 난이도가 높은 공정이다.
따라서, 본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 덕트와 리액티브 요소를 스피커 드라이버에 설치함으로써 편차발생을 줄여 생산성을 도모함과 더불어 저음 성능을 도모하고 중역 주파수 특성을 제어하여 음질을 향상시킬 수 있는 마이크로 스피커 구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 마이크로 스피커 구조는 내부 공간을 가지는 프레임(240)과, 상기 프레임(240)의 내부에 설치되고 상기 프레임(240)과 에어갭을 형성하는 자계부와, 상기 에어갭에 위치하는 보이스 코일(230)의 작용에 따라 상하로 진동하는 진동판(210)을 포함하고, 상기 프레임(240)의 둘레방향을 따라 공기흐름을 유도하는 덕트(220)가 형성되고,
상기 프레임(240)의 내부챔버(270)로부터 상기 덕트(220)로 공기가 유입되도록 1개 이상의 프레임 홀(241)이 형성되며, 상기 덕트(220)로 유입된 공기가 덕트 경로를 통해 외부로 배출되도록 1개 이상의 덕트 음 방출구가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 마이크로 스피커 구조는 내부 공간을 가지는 프레임(240)과, 상기 프레임(240)의 내부에 설치되고 상기 프레임(240)과 에어갭을 형성하는 자계부와, 상기 에어갭에 위치하는 보이스 코일(230)의 작용에 따라 상하로 진동하는 진동판(210)을 포함하고, 상기 프레임(240)의 둘레방향을 따라 공기흐름을 유도하는 덕트(220)가 형성되고,
상기 덕트(220)는 상기 프레임(240)의 저면부에 프레임(240)의 둘레방향을 따라 홈 형상으로 이루어지고, 상기 프레임(240)의 저면에 덕트(220)의 가이드 경로와 일치하는 덕트 플레이트(250)가 결합되어 덕트(220)의 바닥부를 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 덕트 플레이트(250)는 접착 테이프, 또는 접착 테이프에 댐핑부재가 결합된 소재, 또는 플라스틱 또는 금속의 평면을 유지하는 소재로 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 덕트 플레이트(250)에는 1개 이상의 덕트 음 방출구(252)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 덕트 음 방출구는 상기 덕트(220)의 타단부가 개방되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 덕트(220)는 상기 프레임(240)의 둘레방향을 따라 1열 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 덕트(220) 경로는 2~200mm의 길이를 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 덕트 음 방출구 또는 덕트(220) 경로의 단면적이 0.1~100㎟ 인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 내부 공간을 가지는 프레임(240)과, 상기 프레임(240)의 내부에 설치되고 상기 프레임(240)과 에어갭을 형성하며, 프레임(240)의 내측에 결합되는 요크 플레이트(260)와 마그넷(261)을 포함하는 자계부와, 상기 에어갭에 위치하는 보이스 코일(230)의 작용에 따라 상하로 진동하는 진동판(210)을 포함하고, 상기 프레임(240)의 둘레방향을 따라 공기흐름을 유도하는 덕트(220)가 형성되며, 상기 프레임(240)의 내부챔버(270)로부터 상기 덕트(220)로 공기가 유입되도록 덕트(220)와 연통된 1개 이상의 프레임 홀(241)이 형성되고, 상기 덕트(220)로 유입된 공기가 덕트 경로를 통해 외부로 배출되도록 덕트(220)와 연통된 1개 이상의 덕트 음 방출구가 형성되며, 상기 덕트(220)는 상기 프레임(240)의 하부에서 둘레 방향을 따라 도우넛형으로 연속하여 형성되며 하면에서 보아 자계부의 마그넷(261) 설치 영역과 중복되지 않고, 덕트(220)의 전체 길이는 상기 프레임(240)의 둘레 방향을 따라 형성되는 가상의 원형 통로의 1/4 이상이며, 내부챔버(270)로부터 프레임 홀(241)을 거쳐 덕트(220)의 일단부로 공기가 유입되어 덕트(220)를 통해 공기 흐름이 유도된 다음 덕트(220)의 타단부에 형성되는 덕트 음 방출구(252)를 통해 배출되도록 한 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에 따르면 덕트와 리액티브 요소를 스피커 드라이버에 설치함으로써 편차발생을 줄여 생산성을 도모함과 더불어 저음 성능을 도모하고 중역 주파수 특성을 제어하여 음질을 향상시킬 수 있는 마이크로 스피커 구조가 제공된다.
도 1은 종래 마이크로 스피커의 단면도이고,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로 스피커 구조를 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로 스피커 구조의 저면도이고,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로 스피커 구조의 저면사시도이며,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 마이크로 스피커 구조를 도시한 도면이고,
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 마이크로 스피커 구조의 저면도이며,
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 마이크로 스피커 구조의 저면사시도이고,
도 8은 일반 프레임의 마이크로 스피커와 본 발명에 따른 프레임의 마이크로 스피커의 특성을 비교한 도면이며,
도 9는 덕트길이에 따른 특성을 나타낸 도면이고,
도 10은 리액티브 제어부의 유효성을 나타내는 도면이며,
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 스피커 구조를 도시한 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 마이크로 스피커 구조를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로 스피커 구조를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로 스피커 구조의 저면도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로 스피커 구조의 저면사시도이다.
본 발명에 따른 마이크로 스피커 구조는 내부 공간을 가지는 프레임(240)과, 상기 프레임(240)의 내부에 설치되고 상기 프레임(240)과 에어갭을 형성하는 자계부와, 상기 에어갭에 위치하는 보이스 코일(230)의 작용에 따라 상하로 진동하는 진동판(210)을 포함하고, 상기 프레임(240)의 둘레방향을 따라 공기흐름을 유도하는 덕트(220)가 형성되고, 상기 프레임(240)의 내부챔버(270)로부터 상기 덕트(220)로 공기가 유입되도록 1개 이상의 프레임 홀(241)이 형성되며, 상기 덕트(220)로 유입된 공기가 덕트 경로를 통해 외부로 배출되도록 1개 이상의 덕트 음 방출구가 형성된다.
상기 프레임(240)은 원형 틀 형상으로 이루어지고 원형 틀 형상의 내부에는 보이스 코일(230)과 마그넷(261) 등이 수용되는 내부 공간이 형성된다.
상기 진동판(210)은 대략 원형으로 이루어져 프레임(240)의 상부에 결합되고 센터 진동판(211)과 엣지 진동판(212이 결합되어 이루어진다. 진동판(210)은 가운데에 위로 볼록하게 만곡된 형상의 센터 진동판(211)이 형성되고, 센터 진동판(211)의 바깥쪽 둘레에는 센터 진동판(211)의 가장자리에 결합되는 엣지 진동판(212)이 형성된다. 그리고 엣지 진동판(212)은 대략 도넛 형상으로 이루어지고 센터 진동판(211)의 가장자리에 결합되는 내측 고정부와, 프레임(240)의 상면에 고정되는 외측 고정부와, 내측 고정부와 외측 고정부를 연결하는 연결 돔부로 이루어진다. 연결 돔부는 도시된 바와 같이 위쪽으로 볼록하게 만곡되어 형성된다.
상기 보이스 코일(230)은 상기 센터 진동판(211)의 하측, 구체적으로는 센터 진동판(211)과 엣지 진동판(212)이 결합하는 내측 고정부의 하면에 결합한다. 보이스 코일(230)은 일정한 높이를 갖는 원형 틀 형상으로 이루어지는 것으로, 보이스 코일(230)의 상면이 진동판(210)과 결합되고, 프레임(240)과 자계부 사이의 에어갭(간극)에 위치한다.
상기 자계부는 프레임(240)의 내측에 결합되는 요크 플레이트(260)와, 요크 플레이트(260) 가운데에 위치하고 보이스 코일(230)의 하측에 배치되는 마그넷(261)과, 마그넷(261)의 상면에 설치되는 상부 플레이트(262)를 포함한다. 본 발명에서 요크 플레이트(260)와 마그넷(261)과 상부 플레이트(262)에는 각각 그 중앙에 연통되는 연통공이 형성되어 제2리액티브 제어부(265)를 형성한다.
그리고, 본 발명에서는 프레임(240)에 프레임(240)의 둘레방향을 따라 덕트(220)가 형성된다. 본 발명의 프레임(240)에 형성되는 덕트(220)는 약 2~200mm의 길이를 가지고 덕트(220) 경로의 단면적은 0.1~100㎟로 내부챔버(270)로부터 프레임 홀(241)을 통해 공기흐름을 유도하는 것으로, 프레임(240)의 상부 일측에는 내부챔버(270)로부터 덕트(220)로 공기가 유입되도록 프레임 홀(241)이 형성된다.
내부챔버(270)는 진동판(210)과, 이 진동판(210)의 하측에 배치되는 프레임(240) 및 요크 플레이트(260) 사이에 형성되는 공간을 말하는 것으로 프레임 홀(241)을 통해 내부챔버(270)로부터 덕트(220)의 일단부로 공기가 유입되고 덕트(220)를 통해 공기 흐름이 유도된 다음 덕트(220)의 타단부에 형성되는 덕트 음 방출구(252)를 통해 배출된다. 덕트 음 방출구(252)의 단면적은 약 0.1~100㎟이다.
구체적으로 덕트(220)는 프레임(240)의 저면부에 프레임(240)의 둘레방향을 따라 홈 형상으로 이루어지고, 프레임(240)의 저면에 덕트(220)의 가이드 경로와 일치하는 덕트 플레이트(250)가 결합되어 덕트(220)의 바닥부를 형성하고, 본 실시예에서는 환형의 덕트 플레이트(250)가 결합되어 덕트(220)의 바닥부를 형성하게 된다.
본 발명의 덕트 플레이트(250)에는 프레임 홀(241)이 형성되는 덕트(220)의 일단부 쪽에 1개 이상의 홀(hole)로 이루어지는 제1리액티브 제어부(251)가 형성되고, 덕트(220)의 타단부 쪽 덕트 플레이트(250)에는 1개 이상의 덕트 음 방출구(252)가 형성된다. 덕트 플레이트(250)는 접착 테이프, 또는 접착 테이프에 댐핑부재가 결합된 소재로 형성할 수 있고, 또는 플라스틱이나 금속 등 평면을 유지하는 소재로 이루어질 수 있다.
제1,2리액티브 제어부(251, 265)는 중역 주파수특성을 제어하여 음질을 도모하기 위한 것으로, 본 실시예에서는 홀(통공)으로 이루어지나 홀에 댐핑부재, 멤브레인 또는 네트(net) 저항체가 부착될 수도 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 프레임(220)에 덕트(240)가 형성되어 내부챔버(270)로부터 프레임 홀(241)을 통해 공기흐름을 유도하고 덕트(240) 타단부에는 덕트 음 방출구(252)가 형성되어 스피커의 저음 성능을 도모하게 되고, 아울러 스피커 드라이버 자체에 덕트와 리액티브 제어부가 형성되어 결합부 간 편차발생을 줄여 생산성을 도모할 수 있고 제조품질이 향상되는 장점이 있다.
다음으로 본 발명의 제2실시예에 따른 마이크로 스피커 구조에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 마이크로 스피커 구조를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 마이크로 스피커 구조의 저면도이며, 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 마이크로 스피커 구조의 저면사시도이다.
본 발명의 제2실시예에 따른 마이크로 스피커 구조는 도5 내지 도7에 도시된 바와 같이 내부 공간을 가지는 프레임(240)과, 상기 프레임(240)의 내부에 설치되고 상기 프레임(240)과 에어갭을 형성하는 자계부와, 상기 에어갭에 위치하는 보이스 코일(230)의 작용에 따라 상하로 진동하는 진동판(210)을 포함하고, 상기 프레임(240)의 둘레방향을 따라 공기흐름을 유도하는 덕트(220)가 형성되고, 보이스 코일(230)은 프레임(240)과 자계부 사이의 에어갭(간극)에 위치한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 마이크로 스피커 구조가 앞서 설명한 제1실시예와 다른 점은 제1실시예에서는 덕트(220) 타단부 쪽 덕트 플레이트(250)에 덕트 음 방출구(252)가 형성되나, 제2실시예에서는 덕트 플레이트(250)에 별도의 덕트 음 방출구(252)가 형성되지 않고 덕트(220) 타단부가 개방되어 음 방출구의 역할을 한다는 점이다.
도시된 바와 같이 진동판(210) 아래의 내부챔버(270)로부터 프레임 홀(241)을 통해 덕트(220)로 공기가 유입되고 덕트(220)를 통해 도6에서 화살표 방향으로 공기흐름이 유도된 다음 반대쪽 개방된 덕트(220) 타단부로 방출된다. 그 외 구성 및 효과는 제1실시예와 동일하여 여기서는 그 상세한 설명은 생략한다.
한편 도8은 스피커 프레임(240)에 제1 또는 제2리액티브 제어부만 있고, 하우징에 덕트가 별도로 없을 경우와, 본 발명에 따른 리액티브 제어부를 포함하여 덕트가 프레임에 형성된 본 발명에 따른 마이크로 스피커의 특성을 비교한 것이다. 도8(x축:Hz, y축:dB)에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 마이크로 스피커에서는 덕트로 인한 저음이 강화되고 리액티브 제어부에 의한 중역 컨트롤이 이루어지는 것을 알 수 있다.
도9(x축:Hz, y축:dB)는 덕트 길이에 따른 특성을 나타낸 도면이다. 도9에서는 덕트 길이가 8mm인 경우와 13mm인 경우를 비교한 것으로 덕트길이가 13mm인 경우 8mm인 경우에 비해 저역 및 중역에서 그래프에 도시된 바와 같이 각각 변화됨을 알 수 있다.
그리고, 도10(x축:Hz, y축:dB)은 리액티브 제어부의 유효성에 대한 실험을 나타낸 도면으로 리액티브 요소가 없을 경우 2차 공진점과 중역의 딥(Dip)의 높이차이가 크게 발생하여 소리가 부자연스러워질 수 있으나, 리액티브 요소로 설계자가 원하는 형태로 중역 제어가 가능하여 더욱 평탄한 소리를 구현할 수 있다.
따라서, 리액티브 제어 홀이 없어도 덕트 효과는 가질 수 있으나 중역의 딥(Dip)을 보완하고 음색 튜닝을 위해서 사용된다.
또한, 본 발명에서는 덕트의 길이에 의해 사용자가 원하는 대로 튜닝이 가능하다. 4~16mm내에서 제작되는 이어폰 유닛은 자체 직경에 따라 덕트 형상을 실장하도록 1mm ~ 수십 mm가 가능하고, 헤드폰 스피커의 경우에는 ~수백mm까지 가능하게 된다.
그리고, 도11에 도시된 바와 같이 덕트(220) 형상은 1개 뿐만 아니라 2열 이상으로 할 수도 있고, 도시된 바와 같이 프레임(240) 하측에 별도의 구조물(300)을 장착하여 덕트 길이를 더 길게 확장할 수도 있다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
210 : 진동판 211 : 센터 진동판
212 : 엣지 진동판 220 : 덕트
230 : 보이스 코일 240 : 프레임
250 : 덕트 플레이트 260 : 요크 플레이트
261 : 마그넷 262 : 상부 플레이트
270 : 내부챔버

Claims (8)

  1. 내부 공간을 가지는 프레임(240)과, 상기 프레임(240)의 내부에 설치되고 상기 프레임(240)과 에어갭을 형성하며, 프레임(240)의 내측에 결합되는 요크 플레이트(260)와 마그넷(261)을 포함하는 자계부와, 상기 에어갭에 위치하는 보이스 코일(230)의 작용에 따라 상하로 진동하는 진동판(210)을 포함하고, 상기 프레임(240)의 둘레방향을 따라 공기흐름을 유도하는 덕트(220)가 형성되며,
    상기 프레임(240)의 내부챔버(270)로부터 상기 덕트(220)로 공기가 유입되도록 덕트(220)와 연통된 1개 이상의 프레임 홀(241)이 형성되고, 상기 덕트(220)로 유입된 공기가 덕트 경로를 통해 외부로 배출되도록 덕트(220)와 연통된 1개 이상의 덕트 음 방출구가 형성되며,
    상기 덕트(220)는 상기 프레임(240)의 하부에서 둘레 방향을 따라 도우넛형으로 연속하여 형성되며 하면에서 보아 자계부의 마그넷(261) 설치 영역과 중복되지 않고, 덕트(220)의 전체 길이는 상기 프레임(240)의 둘레 방향을 따라 형성되는 가상의 원형 통로의 1/4 이상이며,
    내부챔버(270)로부터 프레임 홀(241)을 거쳐 덕트(220)의 일단부로 공기가 유입되어 덕트(220)를 통해 공기 흐름이 유도된 다음 덕트(220)의 타단부에 형성되는 덕트 음 방출구(252)를 통해 배출되도록 한 것을 특징으로 하는 마이크로 스피커 구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 프레임(240)의 저면에 덕트(220)의 가이드 경로와 일치하는 덕트 플레이트(250)가 결합되어 덕트(220)의 바닥부를 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로 스피커 구조.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 덕트 플레이트(250)는 접착 테이프, 또는 접착 테이프에 댐핑부재가 결합된 소재, 또는 플라스틱 또는 금속의 평면을 유지하는 소재로 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로 스피커 구조.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 덕트 플레이트(250)에는 1개 이상의 덕트 음 방출구(252)가 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 스피커 구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 덕트 음 방출구는 상기 덕트(220)의 타단부가 개방되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로 스피커 구조.
  6. 삭제
  7. 제2항에 있어서,
    상기 덕트(220) 경로는 2~200mm의 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 마이크로 스피커 구조.
  8. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 덕트 음 방출구 또는 덕트(220) 경로의 단면적이 0.1~100㎟ 인 것을 특징으로 하는 마이크로 스피커 구조.
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