KR102559769B1 - 스피커 유닛의 일체형 세트 덕트 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스피커 유닛에 적용되는 세트형 덕트 구조가, 하우징의 내부에서 다양한 중심각을 가지는 덕트 구조로 실현될 수 있고, 주진동음과 튜닝음을 효과적으로 제어한다는 효과를 발휘한다.

Description

스피커 유닛의 일체형 세트 덕트 구조{Unitary type set assembly structure of speaker unit}

본 발명은 스피커 유닛의 일체형 세트 덕트 구조에 관한 것이다.

이어폰의 경우 구조에 따라 커널형의 폐쇄형과 오버이어(overear)형의 개방형이 있다. 종래에는 주로 개방형 이어폰을 이용하였으나, 2000년 중반 이후 커널형 이어폰이 보급되면서 현재 폐쇄형 이어폰이 보편화되었다. 커널형 이어폰의 경우 음악을 누설 없이 들을 수 있고 타인에게 소리가 전달되지 않는 장점이 있지만, 귀의 외이도를 완전히 막는 결과 착용감이 불편하고, 외부 소리를 거의 들을 수 없으며, 외이도에 형성된 고압 공기를 외부로 배출하는 구조를 두어야 하는 단점이 있다. 개방형 이어폰의 경우 귀의 외이도를 막지 않고 귓바퀴에 걸치는 유형이므로 착용감이 좋고 외부 소리를 들을 수 있는 점에서 좋지만, 사용자가 듣는 음이 개방된 공간을 통하여 외부로 방출되므로 예를 들어 많은 사람이 모인 공간에서 음을 크게 할 수 없는 단점이 있다.

최근 TWS등 고급 기기의 보급에 따라 이어폰의 종류에 관계없이 후방으로 방사되는 음을 조절하고 튜닝하는 기술의 중요성이 부각되고 있다. 이 경우 후방 방사음의 제어를 위한 튜닝이 중요하다.

출원인은 특허 제10-2287937호에서, 도 10에 도시한 것과 같이, 진동판(100')과, 진동판(100')의 후방에 결합되는 음향코일(210'), 마그네틱(220') 및 요크(230')로 구성된 마이크로 스피커에서, 후방음의 전달을 위하여 도 11에 도시한 덕트프레임을 제안하였다.

덕트프레임은 하부프레임(400')과 상부프레임(500')으로 이루어진다. 하부프레임(400')의 하면에는 진동판(100')의 음이 유입되는 음유입부(320')가 형성되며, 음의 전달을 차단하는 격벽(340')에 튜닝구멍(350')이 형성된다. 상부프레임(500')은 하부프레임(400')을 덮으며, 설치패널(500a')은 조립형이고, 상면에 음방출부(330')가 형성된다. 메쉬(360')는 튜닝구멍(350')을 덮도록 장착된다.

음유입부(320')를 통해 전달된 음향은 두 경로로 나뉘어진다. 구체적으로, 덕트공간(310')을 따라 시계방향으로 전달되는 오디오 덕트 경로를 따르는 것과, 반시계 방향으로 전달되어 튜닝구멍(350')의 메쉬(360')를 통과하는 오디오 메쉬 경로가 있다. 두 경로를 지난 음은 하나의 음방출부(330')에서 합류되어 외부로 방사된다.

그런데, 위 구조는 원형의 도넛형 덕트프레임을 채용하는 결과 체적을 많이 점유하여 스피커의 소형화에 다소 불리한 단점이 있다. 또, 하나의 음유입부(320')를 상정하는 결과, 진동판(100')의 후방 체적에 넓게 존재하는 후방음의 음방출은 고려하지 않아 음향 제어에 한계가 있다는 문제가 있다.

본 발명은 이상의 단점을 일거에 해소하기 위하여 안출된 것이다.

본 발명은 스피커 유닛에 적용되는 세트 덕트 구조로서 오디오 덕트 경로와 오디오 볼륨 메쉬 경로를 제공하여 음파를 최적으로 튜닝할 수 있는 세트 덕트 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 음향기기에 결합되는 세트 덕트 구조로서, 상기 세트 덕트 구조는 음향기기의 외관을 이루는 하우징의 안쪽에서, 진동판의 음이 유입되는 음유입부가 형성된 요크의 상면을 덮도록 배치되며, 세트 덕트 구조의 입구부는 개방되며 출구부는 격벽으로 폐쇄되고, 격벽에 인접하여 하우징에 형성된 음방출부와 연통하도록 연장된 연장부가 형성되어, 음유입부에서 유입된 진동음이 입구부와, 연장부를 통과하여 하우징의 방출부를 통하여 외부로 방사되는 제1경로를 통하여 외부로 방사되고, 상기 연장부는 제1음방출부를 제공하며, 연장부에는, 진동판 후면과 하우징의 내부 사이에 형성된 후면 체적에 존재하는 음이 통과하는 통로와, 통로를 덮는 메쉬가 설치되고, 통로는 제1음방출부와 연통하여, 후면체적에 존재하는 음은 통로 및 메쉬를 통과하여 연장부의 제1음방출부와 하우징의 방출부를 통과하여 외부로 방사되는 제2경로를 통하여 튜닝되어 외부로 방사되는, 세트 덕트 구조를 제공한다.

상기 세트 덕트 구조는 환형의 고리형 또는 부분 고리형일 수 있다.

상기 하우징의 방출부는 하우징의 상면에 형성되며, 이에 따라 상기 연장부는 하우징을 향하여 위로 연장될 수 있다.

이때 상기 통로는 연장부의 하면 또는 측면에 형성될 수 있다.

상기 하우징의 방출부는 하우징의 측면에 형성되며, 이에 따라 상기 연장부는 하우징을 향하여 옆으로 연장될 수 있다.

이때, 상기 통로는 연장부의 상면 또는 측면에 형성될 수 있다.

또한, 본 발명은 음향기기에 결합되는 세트 덕트 구조로서, 상기 세트 덕트 구조는 음향기기의 외관을 이루는 하우징의 안쪽에서, 진동판의 음이 유입되는 음유입부가 형성된 요크의 상면을 덮도록 배치되는 바디를 포함하며, 상기 세트 덕트 구조의 바디의 입구부는 개방되며 출구부는 격벽으로 폐쇄되고, 격벽에 인접하여 하우징에 형성된 방출부와 연통하도록 연장된 연장부가 형성되어, 음유입부에서 유입된 진동음이 입구부와, 연장부를 통과하여 하우징의 방출부를 통하여 외부로 방사되는 제1경로를 통하여 외부로 방사되고, 상기 연장부는 제1음방출부를 제공하며, 상기 세트 덕트 구조는, 세트 덕트 구조의 바디와 분리하여 요크의 상면에 통로를 설치하고 통로를 메쉬로 덮어, 진동판 후면과 하우징의 내부 사이에 형성된 후면 체적에 존재하는 음이 상기 통로를 통과하여 들어오도록 한 제2경로를 형성하는, 세트 덕트 구조를 제공한다.

하우징에는 튜닝음방출부를 형성하고, 상기 통로와 튜닝음방출부를 연결하는 연통 구조를 제공하는 제2음방출부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면 세트일 덕트 구조를 요크와 독립하여 제작하여 하우징에 설치할 수 있으므로 덕트 구조의 설계와 제작이 간편하며 비용을 줄일 수 있다.

본 발명에 의하면 후방체적에 존재하는 모든 진동음이 오디오 볼륨 메쉬 경로를 거쳐 튜닝되므로, 음향기기 진동음에서 전달되는 음을 저역대와 중역대 주파수 범위에 걸쳐 다양하고 최적으로 튜닝할 수 있다는 효과를 발휘한다.

본 발명에 의하면 세트 덕트를, 주진동음이 통과하는 주 경로와 튜님음이 통과하는 튜닝 경로로 독립시킬 수 있으므로, 주 진동음과 튜닝음을 독립하여 제어할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일체형 세트 덕트 구조를 마이크로스피커의 후면에서 상부를 절단하여 바라본 사시도;
도 2는 도 1의 평면도;
도 3은 본 발명의 세트 덕트 구조를 절단하여 마이크로스피커의 후면에서 바라본 사시도;
도 4는 도 2와 같은 평면도로서, 제2경로를 설명하기 위한 도면;
도 5는 본 발명의 세트 덕트 구조를 절단하여 마이크로스피커의 정면에서 바라본 단면도;
도 6은 도 5의 구조를 더 잘 이해하도록 세트 덕트 구조의 외부를 마이크로스피커의 후면에서 바라본 사시도;
도 7a는 본 발명의 세트 덕트 구조의 다른 실시예를 절단하여 마이크로스피커의 후면에서 바라본 사시도;
도 7b는 도 7a의 세트 덕트 구조를 절단하지 않은 상태로 외부에서 바라본 사시도;
도 8a는 본 발명의 세트 덕트 구조의 또 다른 실시예로서, 마이크로스피커의 후면에서 하우징의 전면을 제거하고 바라본 사시도;
도 8b는 도 8a를 하우징이 조립된 상태에서 바라본 사시도;
도 9는 주파수-음압 그래프를 참조로 본 발명의 덕트 구조의 효과를 설명한 도면;
도 10은 선행기술의 덕트 프레임을 포함한 음향기기를 도시한 도면; 그리고
도 11은 도 10의 덕트프레임을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조로 설명한다.

본 발명의 요지는 마이크로스피커와 같은 음향기기에 일체로 장착되는 덕트 구조에 있으며, 음향기기의 드라이버나 하우징은 어느 것도 적절히 선택할 수 있다. 또, 음향기기의 예로 마이크로스피커를 전제로 설명하지만, 대형의 우퍼 스피커, 헤드셋 등 다른 음향기기에 대해서도 적용이 가능하며 동일한 설명이 적용된다.

도 1은 본 발명의 일체형 세트 덕트 구조(1)를 마이크로스피커의 후면에서 상부를 절단하여 바라본 사시도이고, 도 2는 도 1의 평면도이다.

마이크로스피커의 외부는 돔형의 하우징(9)이 둘러싸고 있다. 본 발명의 세트 덕트 구조(1)는 하우징(9)의 내부에, 도시한 예에서는 대략 90도 내외의 중심각을 가지는 원호를 따르는 고리형으로 제작된다. 세트 덕트 구조(1)는 하우징(9)의 안쪽에서 음유입부(20a)가 형성된 요크(20)의 테두리면을 덮도록 배치된다(도 2). 하지만, 요크(20)의 테두리면을 바깥에서 둘러싸도록 배치되어도 좋다.

세트 덕트 구조(1)의 입구부(2)는 개방되며 출구부는 격벽(12)으로 폐쇄된다. 격벽(12)에 인접하여 격벽(12)과 일체로 위로 연장되는 연장부(14)가 형성된다. 연장부(14)는 상부로 연장되며 내부는 빈 공동이고, 공동의 채널은 역시 위로 연장되는 제1음방출부(3a)를 형성한다. 요크(20)의 테두리의 일면(마이크로스피커의 관점에서 사용자의 외이도와 반대쪽의 외향면)에는 슬롯형의 예를 들어 4개의 음유입부(20a)가 원호 경로를 따라 소정 간격을 두고 형성된다. 하우징(9)의 상면에는 제1음방출부(3a)와 연통하여 가로로 긴 슬롯 형상의 방출부(90)가 형성된다.

음유입부(20a)를 통하여 들어온 진동음은 제1경로(A)를 따라, 구체적으로 입구부(2)를 통하여 세트 덕트 구조(1)가 제공하는 환형의 튜브 채널을 따라 흘러 제1음방출부(3a)를 통하여 세트 덕트 구조(1)를 벗어나면서 방출부(90)를 통하여 하우징(9)의 외부로 방사된다. 도시한 예에서 제1음방출부(3a)는 방출부(90)와 거의 동일한 형상이지만, 방출부(90)는 제1음방출부(3a)의 출구 이상의 큰 크기로 제작되어 제1음방출부(3a)를 통과한 진동음이 누설 없이 방사되는 것이 바람직하다. 제1경로(A)는 진동판(100)의 진동음을 주로 전달하는 점에서 “오디오 덕트 경로”라고 할 수 있다.

본 발명의 세트 덕트 구조(1)는 1/4 고리형을 예시하였으나 반호형 또는 완전에 가까운 환형으로 제작하여 오디오 볼륨을 변경할 수 있다. 또, 음유입부(20a)가 복수인 경우라도 모든 음유입부(20a)를 통과한 진동음이 세트 덕트 구조(1)의 입구부(2)로 진입하므로 광범위한 대역에서 효율적으로 음을 튜닝할 수 있다.

도 3은 본 발명의 세트 덕트 구조(1)를 절단하여 마이크로스피커의 후면에서 바라본 사시도이고, 도 4는 도 2와 같은 평면도이며, 제2경로(B)를 설명하기 위한 것이다.

연장부(14)의 하면 적절한 곳에는 통로(5)가 형성되며, 메쉬(7)가 통로(5)를 덮도록 장착된다. 통로(5)는 개구 또는 좁은 채널일 수 있다. 통로(5)는 당연히 제1음방출부(3a)와 연통한다.

도 4에 도시한 것과 같이 마이크로스피커의 하우징(9)의 내부와 진동판(100)의 후면 사이 공간에 후면체적(Rv; 녹색 표시 부분))이 형성된다. 후면체적(Rv)에는 음유입부(20a)를 통하여 들어온 진동음과 그 외 다른 경로로 진동판(100)에서 전달된 음파가 존재하고 있다.

후면체적(Rv)에 존재하는 음은 제2경로(B)를 따라, 구체적으로 통로(5)를 통하여 메쉬(7)를 통과하여 연장부(14)의 제1음방출부(3a)와 방출부(90)를 통과하여 외부로 방사된다. 제2경로(B)는 메쉬(7)를 이용하여 진동판의 진동음의 튜닝 기능을 주로 하는 점에서 “오디오 볼륨 메쉬 경로”라고 할 수 있다.

튜닝음이 방출되는 음방출부를 제2음방출부(3b)라고 한다면, 이는 제1음방출부(3a)와 동일하며, 제1및 제2경로(A, B)를 거친 각각의 음파는 합류하여 공통의 음방출부인 제1음방출부(또는 제2음방출부)를 통과하여 최종적으로 하우징 방출부(9)를 통과하는 셈이 된다. 제1음방출부(3a)를 진입하기 전의 제1경로(A)의 출구와 제2경로(B)의 출구는 일치하지 않지만, 최종적으로는 음방출부를 공유하게 되는 것이다.

이상의 예에서는 연장부(14)의 하면에 통로(5)가 형성되는 것을 도시하였으나, 통로(5)는 연장부(14)의 측면에도 형성될 수 있다.

도 5는 본 발명의 세트 덕트 구조(1)를 절단하여 마이크로스피커의 정면에서 바라본 단면도이고, 도 6은 도 5의 구조를 더 잘 이해하도록 세트 덕트 구조(1)의 외부를 마이크로스피커의 후면에서 바라본 사시도이다.

하우징(9)은 상부하우징(9a)과 하부하우징(9b)이 결합된 구조이다. 마이크로스피커는 진동판(100)에서 센터돔과 엣지돔과의 경계면에 보이스코일(102)이 장착되며, 마그넷(M)이 보이스 코일(102)이 이루는 공간 안쪽에 배치되는 내자형이다. 하지만, 이에 한정되지 않으며, 마그넷(M)이 외측에 배치되는 외자형 또는 내자형과 외자형의 하이브리드형에도 본 발명의 덕트 구조(1)는 적용될 수 있다.

단일 덕트 구조(1)가 제공하는 통로의 단면적은 사각형이지만, 이에 한정되지 않으며 원형, 타원형 또는 다각형등 다양한 변경이 가능함은 물론이다.

도 6으로부터 본 발명에서 연장부(14)가 존재하는 이유는 오디오 덕트 경로가 주로 요크(20) 상면에 설치된 원형의 경로를 따르므로, 이 경로의 출구를, 상기 경로보다 다소 바깥에 또한 위에 존재하는 하우징의 방출부(90)에 연통하기 위한 구성이 필요하기 때문이다. 따라서, 하우징(9)의 방출부(90)가 하부하우징(9b)에 형성된다면, 연장부(14)의 구조 또한 이에 맞추어 변경되어야 한다. 도 7a 및 도 7b는 이에 따른 본 발명의 다른 실시예로서, 도 7a는 본 발명의 세트 덕트 구조(1)의 다른 실시예를 절단하여 마이크로스피커의 후면에서 바라본 사시도이고, 도 7b는 도 7a의 세트 덕트 구조(1)를 절단하지 않은 상태로 외부에서 바라본 사시도이다.

두 도면을 같이 참조하면, 하우징(9)의 방출부(90)는 마이크로스피커의 측면에 형성된다. 따라서, 세트 덕트 구조(1)의 연장부(14)는 방출부(90)가 형성된 측면을 향하여 연장된다. 진동음은 제1경로(A)를 따라, 구체적으로 입구부(2)를 통하여 세트 덕트 구조(1)가 제공하는 환형의 튜브 채널을 따라 흘러 측면의 제1음방출부(3a)를 통하여 세트 덕트 구조(1)를 벗어나면서 방출부(90)를 통하여 하우징(9)의 외부로 방사된다.

연장부(14)의 상면 적절한 곳에는 통로(5)가 형성되며, 메쉬(7)가 통로(5)를 덮도록 장착된다. 통로(5)는 개구 또는 좁은 채널일 수 있다. 통로(5)는 당연히 제1음방출부(3a)와 연통한다. 후면체적(Rv)에 존재하는 음은 통로(5)를 통하여 메쉬(7)를 통과하여 연장부(14)의 제1음방출부(3a)와 방출부(90)를 통과하여 외부로 방사된다.

통로(5)는 제1음방출부(3a)와 연통될 수 있다면, 연장부(14) 상면의 다른 곳 또는 측면이나 하면에도 형성될 수 있다.

다음, 본 발명의 세트 덕트 구조(1)의 또 다른 실시예를 도 8a 및 도 8b를 참조로 설명한다. 도 8a는 마이크로스피커의 후면에서 하우징의 전면을 제거하고 바라본 사시도, 그리고 도 8b는 하우징이 조립된 상태에서 바라본 사시도이다.

본 발명의 다른 실시예는 이전과 달리 제2음방출부(3b)를 세트 덕트 구조(1)의 바디와 분리하여 제1음방출부(3a)와 다른 위치에 형성하였다. 즉 요크(20)의 상면에 통로(5)를 설치하고 메쉬(7)로 덮은 후 하우징의 튜닝음방출부(190)와 수직으로 연통하는 채널을 제2음방출부(3b)로 형성하였다. 제2음방출부(3b)는 수직으로 형성된 내부가 빈 원기둥 컬럼일 수 있다. 통로(5)는 세트 덕트 구조(1)의 내부에 형성되지 않는다. 후면체적(Rv)에 존재하는 음은 통로(5)를 통하여 메쉬(7)를 통과하여 제2음방출부(3b)와 튜님음방출부(190)를 통과하여 외부로 방사된다.

이러한 구조에 의하여도 전술한 실시예와 동일한 효과를 기대할 수 있으며, 나아가 오디오 덕트 경로와 오디오 볼륨 메쉬 경로를 독립시켰으므로 주 진동음과 튜닝음을 독립하여 제어할 수 있다는 장점이 있다.

다음, 도 9의 주파수-음압 그래프를 참조로 본 발명의 세트 덕트 구조의 효과에 대하여 설명한다.

본 발명의 제1경로(A)를 이루는 오디오 덕트 경로를 긴 관(튜브) 형상으로 배치하면, 긴 관로를 통과하는 음파가 서로 공명 현상을 일으키도록 함으로써 가장 큰 진동을 가져오는 공진점(F0)을 변화시킬 수 있다. 공진점(F0)의 변화로 초저역대의 음역을 확보할 수 있으며 그 유효 범위는 도 5의 “①” 영역에 해당한다.

본 발명의 제2경로(B)를 이루는 오디오 볼륨 메쉬 경로를 통과하는 음은 하부체적(Rv)에 존재하는 모든 음이다. 또, 메쉬(7)를 통과하여 튜닝된 음파의 눌리는 정도(damping degree)는 체적의 크기와 메쉬(7)의 밀도에 의하여 결정되는데, 본원발명과 같이 체적의 모든 음을 이용하는 경우 눌림이 작아지며 녹색의 점선과 같이 중역대의 음압이 증가한다. 중역대의 음압을 조절할 수 있는 유효 영역을 “②”로 표시하였다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명에 대해서는 다양한 변경과 수정이 가능하며 본 발명의 권리범위는 이하 기술하는 청구범위와 동일 또는 균등한 영역에까지 미침은 자명하다.

Claims (8)

1. 음향기기에 결합되는 세트 덕트 구조로서, 상기 세트 덕트 구조는 음향기기의 외관을 이루는 하우징의 안쪽에서, 진동판의 음이 유입되는 음유입부가 형성된 요크의 상면을 덮도록 배치되며,
   세트 덕트 구조의 입구부는 개방되며 출구부는 격벽으로 폐쇄되고, 격벽에 인접하여 하우징에 형성된 음방출부와 연통하도록 연장된 연장부가 형성되어, 음유입부에서 유입된 진동음이 입구부와, 연장부를 통과하여 하우징의 방출부를 통하여 외부로 방사되는 제1경로를 통하여 외부로 방사되고, 상기 연장부는 제1음방출부를 제공하며,
   연장부에는, 진동판 후면과 하우징의 내부 사이에 형성된 후면 체적에 존재하는 음이 통과하는 통로와, 통로를 덮는 메쉬가 설치되고, 통로는 제1음방출부와 연통하여, 후면체적에 존재하는 음은 통로 및 메쉬를 통과하여 연장부의 제1음방출부와 하우징의 방출부를 통과하여 외부로 방사되는 제2경로를 통하여 튜닝되어 외부로 방사되는, 세트 덕트 구조.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 세트 덕트 구조는 환형의 고리형 또는 부분 고리형인, 세트 덕트 구조.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 하우징의 방출부는 하우징의 상면에 형성되며, 이에 따라 상기 연장부는 하우징을 향하여 위로 연장된, 세트 덕트 구조.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 통로는 연장부의 하면 또는 측면에 형성된, 세트 덕트 구조.
5. 제 3항에 있어서,
   상기 하우징의 방출부는 하우징의 측면에 형성되며, 이에 따라 상기 연장부는 하우징을 향하여 옆으로 연장된, 세트 덕트 구조.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 통로는 연장부의 상면 또는 측면에 형성된, 세트 덕트 구조.
7. 음향기기에 결합되는 세트 덕트 구조로서, 상기 세트 덕트 구조는 음향기기의 외관을 이루는 하우징의 안쪽에서, 진동판의 음이 유입되는 음유입부가 형성된 요크의 상면을 덮도록 배치되는 바디를 포함하며,
   상기 세트 덕트 구조의 바디의 입구부는 개방되며 출구부는 격벽으로 폐쇄되고, 격벽에 인접하여 하우징에 형성된 방출부와 연통하도록 연장된 연장부가 형성되어, 음유입부에서 유입된 진동음이 입구부와, 연장부를 통과하여 하우징의 방출부를 통하여 외부로 방사되는 제1경로를 통하여 외부로 방사되고, 상기 연장부는 제1음방출부를 제공하며,
   상기 세트 덕트 구조는, 세트 덕트 구조의 바디와 분리하여 요크의 상면에 통로를 설치하고 통로를 메쉬로 덮어, 진동판 후면과 하우징의 내부 사이에 형성된 후면 체적에 존재하는 음이 상기 통로를 통과하여 들어오도록 한 제2경로를 형성하는, 세트 덕트 구조.
8. 제 7항에 있어서,
   하우징에는 튜닝음방출부를 형성하고, 상기 통로와 튜닝음방출부를 연결하는 연통 구조를 제공하는 제2음방출부를 더 포함하는, 세트 덕트 구조.