KR102658276B1 - 자성체 진동판을 이용한 평판형 트위터 스피커 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트위터 스피커에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자성체 평판형 진동판을 사용하여 조립이 용이하고 고품질의 음향 재생이 가능한 평판형 트위터 스피커에 관한 것이다.
본 발명의 트위터 스피커는 외관을 형성하며, 일면에 방음홀이 형성되는 하우징, 하우징 일 측에 부착되는 코일, 코일 내측에 배치되는 마그넷 및 코일과 평행하게 배치되며 자성을 띄는 평판형 진동판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자성체 진동판을 이용한 평판형 트위터 스피커{FLAT TWEETER SPEAKER USING MAGNETIC DIAPHRAGM}

본 발명은 트위터 스피커에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자성체 평판형 진동판을 사용하여 조립이 용이하고 고품질의 음향 재생이 가능한 평판형 트위터 스피커에 관한 것이다.

최근 음향기기에 대한 소비자 기대가 높아지면서 이어폰 등에 내장되는 마이크로 스피커에 대해서도 품질 기대치가 높아지고 있다. 마이크로 스피커 가장 일반적인 형태인 다이나믹 드라이버 구조의 경우, 다소 성능이 떨어지는 고음역대의 음향을 보충하기 위해 고역대 음역을 담당하는 별도의 트위터를 구비하여 전대역의 음역을 컨트롤 함으로써 고성능, 고품질의 음향 특성을 구현 가능하다.

다이나믹 드라이버의 트위터는 코일과 진동판이 연결되고, 코일이 자기유도에 의해 움직이면 이에 따라 진동판이 움직이며 소리를 재생하는데, 특히 고음역대의 음의 재생 시에 분할 진동에 의해 음이 왜곡되는 현상이 널리 알려져 있다. 또한 트위터를 따로 구비하면서 소형화에는 불리해진다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 BA(Balanced Armature) 드라이버 타입의 이어폰이 개발되어 고음 영역의 재생 품질을 향상시키고 있다. 그러나 BA 드라이버를 사용하는 이어폰은 구조가 복잡하여 제조하기 어렵고, 제품 가격도 다이나믹 드라이버 타입에 비해 높다는 문제가 있다. 또한 막대(Rod)가 진동판을 움직이는 구조로서 역시 음의 왜곡이 발생할 수 있다.

본 발명은 자성체 진동판을 이용하여 음의 왜곡을 줄인 트위터 스피커를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 자성체 진동판을 이용하여 제조가 용이한 트위터 스피커를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 자성체 진동판을 이용하여 소형화가 가능한 트위터 스피커를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 내부에 자성체를 소정의 위치와 형상으로 배치하여 출력 조절을 자유롭게 할 수 있는 트위터 스티커를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 실시예에 따라, 평판형 트위터 스피커에 있어서, 외관을 형성하며, 일면에 방음홀이 형성되는 하우징, 하우징 일 측에 부착되는 코일, 코일 내측에 배치되는 마그넷 및 코일과 평행하게 배치되며 자성체로 이루어지는 평판형 진동판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 상기의 평판형 트위터 스피커에 있어서, 평판형 진동판을 고정하기 위하여, 코일과 평판형 진동판 사이에 설치되는 댐퍼;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 상기의 어느 평판형 트위터 스피커에 있어서, 코일은 하우징 내에 상, 하로 간격을 두고 배치되는 상단 코일과 하단 코일로 구성되고, 마그넷은 상단 코일과 하단 코일 내측에 각각 배치되는 상단 마그넷과 하단 마그넷으로 구성되며, 평판형 진동판은 상단 코일과 하단 코일이 형성하는 간격에 배치되며, 댐퍼는 상단 코일과 평판형 진동판 사이에 설치되는 상단 댐퍼와 하단 코일과 평판형 진동판 사이에 설치되는 하단 댐퍼로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 상기의 어느 평판형 트위터 스피커에 있어서, 댐퍼는 자성체 또는 비자성체인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 상기의 어느 평판형 트위터 스피커에 있어서, 상단 댐퍼는 자성체이며, 하단 댐퍼는 비자성체인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 상기의 어느 평판형 트위터 스피커에 있어서, 하단 댐퍼는 자성체이며, 상단 댐퍼는 비자성체인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 상기의 어느 평판형 트위터 스피커에 있어서, 마그넷은 중앙이 천공되며, 그 천공부에는 자성부재가 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 상기의 어느 평판형 트위터 스피커에 있어서, 코일과 마그넷 사이에는 자성부재가 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 상기의 어느 평판형 트위터 스피커에 있어서, 자성부재가 상단 코일 또는 하단 코일 중 어느 하나의 내측에 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 상기의 어느 평판형 트위터 스피커에 있어서, 상단 코일의 내측에 배치되는 상단 자성부재 및 하단 코일의 내측에 배치되는 하단 자성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명이 제공하는 트위터 스피커는, 평판형 진동판이 직접적으로 공기를 진동시켜 음파를 재현하는 구조를 적용함으로써 보이스 코일이 진동판에 부착되어 진동을 전달하는 기존의 구조에 비하여 음의 왜곡을 줄일 수 있고, 맑은 음의 재현이 가능하다.

또한 본 발명이 제공하는 트위터 스피커는, 조립이 용이하여 제조가 쉽고, 스피커의 소형화에도 유리하다.

또한 본 발명이 제공하는 트위터 스피커는, 내부 자성체의 배치를 바꾸는 것으로 출력 특성을 손쉽게 바꿀 수 있어 다양한 출력 특성으로 설계할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 평판형 트위터 스피커의 단면도,
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 평판형 트위터 스피커의 단면도,
도 3a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 평판형 트위터 스피커의 단면도,
도 3b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 평판형 트위터 스피커의 단면도,
도 3c는 본 발명의 제5 실시예에 따른 평판형 트위터 스피커의 단면도,
도 4a는 본 발명의 제6 실시예에 따른 평판형 트위터 스피커의 단면도,
도 4b는 본 발명의 제7 실시예에 따른 평판형 트위터 스피커의 단면도,
도 4c는 본 발명의 제8 실시예에 따른 평판형 트위터 스피커의 단면도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 평판형 트위터 스피커의 단면도이다. 제1 실시예의 평판형 트위터 스피커는 외관을 형성하는 상부 하우징(100)과 하부 하우징(200)의 내부에 상단 코일(300a), 하단 코일(300b), 자성체인 평판형 진동판(400), 평판형 진동판(400)을 고정하는 상단 댐퍼(500a)와 하단 댐퍼(500b), 코일 내측에 배치되는 상단 마그넷(600a)과 하단 마그넷(600b)을 포함한다. 또한 코일(300a, 300b)로 전기 신호를 전달하는 회로 기판(210)이 더 구비될 수 있다. 트위터 스피커의 형상에 따라 하우징(100, 200)이나 그 내부에 배치되는 요소들의 외곽 형상이 변경될 수 있으나, 일반적으로 원통형 내지 육면체 형상을 가질 수 있다.

상부 하우징(100)과 하부 하우징(200)은 서로 결합하여 내부 공간을 형성하고 그 내부 공간에 다른 구성요소들이 배치된다. 본 실시예에서 상부 하우징(100)은 링 형의 하우징 외곽부(110)와 하우징 중앙부(120), 원통형의 하우징 측면부(130)로 구성된다. 또한 상부 하우징(100)에는 음을 방출시키기 위한 방음홀(101)이 하나 혹은 다수 형성될 수 있다. 이러한 방음홀(101)의 구성은 예시적인 것으로 평판형 진동판(400)에서 발생되는 음을 방출시킬 수 있는 위치라면 어디에도 어떠한 형상으로도 구성될 수 있다.

제1 실시예에서 코일은 상단 코일(300a)이 상부 하우징(100)에 부착되고, 하단 코일(300b)이 하부 하우징(200)에 부착되며, 서로 간격을 두고 대칭적으로 배치된다. 상단 코일(300a)의 내측으로 상단 마그넷(600a)이 배치되고 하단 코일(300b)의 내측으로 하단 마그넷(600b)이 배치된다. 상단 마그넷(600a)과 하단 마그넷(600b)은 다양한 형상일 수 있으나 원통형 하우징을 가정했을 때 상단 마그넷(600a)과 하단 마그넷(600b)은 원형이나 중앙이 천공된 링(ring)형인 것이 바람직하다. 실시예에 따라 상단 마그넷(600a)과 하단 마그넷(600b)의 모양을 달리하여 구성할 수도 있다. 본 실시예에서 마그넷(600a, 600b)은 원형으로서 각각 상부 하우징(100)과 하부 하우징(200)의 중심부에 대칭적으로 배치된다. 또한 본 실시예에서 하우징 외곽부(110)는 상단 코일(300a)의 상면을 감싸고, 하우징 중앙부(120)는 상단 마그넷(600a) 상면을 감싼다. 또한 본 실시예에서 코일(300a, 300b)과 그 내측의 마그넷(600a, 600b) 사이에는 음 방출을 위한 간격이 존재한다. 마그넷(600a, 600b)은 자성체로 형성되는 평판형 진동판(400)을 자화시키는 역할을 한다.

상단 코일(300a)과 하단 코일(300b)이 형성하는 간격에 평판형 진동판(400)이 코일과 평행하게 배치된다. 평판형 진동판(400)은 자기장 내에서 자화되는 물질인 자성체인 것을 특징으로 하며, 예를 들어 금속 박막일 수 있다. 코일(300a, 300b)과 평판형 진동판(400) 사이에는 평판형 진동판을 하우징(100, 200) 내에 용이하게 설치하고 고정하기 위한 링 형상의 댐퍼(500a, 500b)가 설치될 수 있다. 제1 실시예에서는 상단 코일(300a)과 평판형 진동판(400) 사이에 상단 댐퍼(500a)가 배치되고 하단 코일(300b)과 평판형 진동판(400) 사이에 하단 댐퍼(500b)가 배치된다. 평판형 진동판(400)은 박막의 형태로서 하우징(100, 200) 내에 고정하기에 까다로운 점이 있지만 댐퍼(500a, 500b)를 평판형 진동판(400)의 상, 하로 배치하여 진동판(400)을 손쉽게 고정할 수 있다. 댐퍼(500a, 500b)는 자성체로 형성될 수 있고 또는 비자성체로 형성될 수 있다. 특히 댐퍼(500a, 500b)가 자성체로 형성될 경우, 마그넷(600a, 600b)의 자기력을 평판형 진동판(400)으로 전달해주어 평판형 진동판(400)의 자화 정도를 더욱 높일 수 있다. 실시예에 따라 상단 댐퍼(500a)를 자성체로, 하단 댐퍼(500b)를 비자성체로 구성할 수 있다. 또한 실시예에 따라 하단 댐퍼(500b)를 자성체로, 상단 댐퍼(500a)를 비자성체로 구성할 수도 있다. 이러한 실시예의 변경을 통하여 손쉽게 평판형 스피커의 출력 특성을 변화시킬 수 있어 설계의 자유도가 높아진다.

상기에서 설명한, 하우징(100, 200), 그 일 측에 부착되는 코일(300a, 300b), 그 내측에 배치되는 마그넷(600a, 600b), 코일(300a, 300b)과 평행하게 배치되는 자성체 평판형 진동판(400)을 포함하는 평판형 트위터 스피커의 작용 효과를 설명하면 다음과 같다. 코일(300a, 300b)에 전기 신호가 인가되면, 마그넷(600a, 600b)에 의하여 자화된 평판형 진동판(400)과 코일(300a, 300b)의 상호 전자기력에 의해 평판형 진동판(400)이 상하로 진동하게 된다. 평판형 진동판(400)이 직접적으로 공기를 진동시켜 음파를 재현함으로써 보이스 코일이 진동판에 부착되어 진동을 전달하는 기존의 구조에 비하여 음의 왜곡을 줄일 수 있고, 맑은 음의 재현이 가능하다.

또한 구조 및 조립이 간단하여 불량률을 줄일 수 있으며 평판형 진동판(400)의 채택으로 소형화에 유리하다. 또한, 댐퍼(500a, 500b)의 소재, 두께, 면적에 따라 평판형 진동판(400)의 진동 특성을 조절할 수 있어 원하는 트위터 스피커의 성능을 구현할 수 있다. 또한 제1 실시예와 같이 각 구성요소를 상, 하로 대칭적으로 배치하는 것으로 조립이 더욱 용이해지며, 상단 구성요소와 하단 구성요소의 형상이나 배치, 재질을 각각 독립적으로 변경하는 것으로 평판형 트위터 스피커의 출력 특성을 다양하게 변화시킬 수 있어 설계의 자유도가 높아진다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 평판형 트위터 스피커의 단면도이다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 평판형 트위터 스피커는 제1 실시예와 마그넷(600a, 600b)의 형상과 상부 하우징(100) 형상을 제외하고는 실질적으로 동일하다.

본 발명의 제2 실시예에서 상부 하우징(100)은 중앙에 방음홀(101)이 구성되며, 그 외에 링 형의 하우징 외곽부(110)와 원통형의 하우징 측면부(130)로 구성된다. 상단 마그넷(600a)과 하단 마그넷(600b)은 중앙이 천공된 링(ring) 형이다. 특히 평판형 진동판(400)이 재생하는 음의 원활한 방출을 위해서 방음홀(101)은 상단 마그넷(600a)의 천공부와 대응되는 위치와 크기로 형성되는 것이 바람직하다. 마그넷(600a, 600b)의 형상이 이렇게 변경되면, 평판형 진동판(400)이 자화되는 특성에도 변화가 생기며 이에 따라 또 다른 출력 특성을 보이는 평판형 트위터 스피커를 제공할 수 있다.

도 3a, 3b, 3c는 각각 본 발명의 제3, 제4, 제5 실시예에 따른 평판형 트위터 스피커의 단면도이다. 본 발명의 제3, 제4, 제5 실시예는 본 발명의 제1 또는 제2 실시예와 비교하여 자기 회로 구조를 제외하고는 동일하다. 또한 본 발명의 제3, 제4, 제5 실시예는 자성부재(700)가 상단 코일(300a) 또는 하단 코일(300b) 중 어느 하나의 내측에 추가적으로 배치되는 것을 특징으로 한다. 도 3a의 제3 실시예는 상단 마그넷(600a)과 하단 마그넷(600b)이 링 형으로서 특히 상단 마그넷(600a)의 내측 중앙부에 자성부재(700)를 배치하였다. 단 자성부재(700)와 상단 마그넷(600a)과는 간격이 존재하여 위쪽으로 음이 원활이 방출될 수 있게 한다. 도 3b의 제4 실시예는 역시 상단 마그넷(600a)과 하단 마그넷(600b)이 링 형으로서, 특히 하단 마그넷(600b)의 내측에 자성부재(700)를 배치하였다. 도 3c의 제5 실시예는 상단 마그넷(600a)과 하단 마그넷(600b)이 원형으로서, 특히 하단 코일(300b)과 하단 마그넷(600b)의 사이에 링 형의 자성부재(700)를 배치하였다.

도 4a, 4b, 4c는 각각 본 발명의 제6, 제7, 제8 실시예에 따른 평판형 트위터 스피커의 단면도이다. 본 발명의 제6, 제7, 제8 실시예는 본 발명의 제1 또는 제2 실시예와 비교하여 자기 회로 구조를 제외하고는 동일하다. 또한 본 발명의 제6, 제7, 제8 실시예는 상단 코일(300a)의 내측에 배치되는 상단 자성부재(700a) 및 하단 코일(300b)의 내측에 배치되는 하단 자성부재(700b)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 도 4a의 제6 실시예는 상단 마그넷(600a)과 하단 마그넷(600b)이 링 형으로서 특히 그 내측에 각각 상단 자성부재(700a)와 하단 자성부재(700b)를 배치하였다. 단 상단 자성부재(700a)와 상단 마그넷(600a)과는 간격이 존재하여 위쪽으로 음이 원활이 방출될 수 있게 한다. 도 4b의 제7 실시예는 상단 마그넷(600a)은 원형으로, 하단 마그넷(600b)은 링 형으로서, 하단 마그넷(600b)의 내측에 하단 자성부재(700b)를 배치하고, 상단 코일(300a)과 상단 마그넷(600a)의 사이에 링 형의 상단 자성부재(700a)를 배치하였다. 역시 위쪽으로의 음 방출을 위하여 상단 자성부재(700a)와 상단 마그넷(600a)과는 간격이 존재한다. 도 4c의 제8 실시예는 상단 마그넷(600a)과 하단 마그넷(600b)이 원형으로서, 특히 상단 코일(300a)과 상단 마그넷(600a)의 사이에 링 형의 상단 자성부재(700a)를 배치하고, 하단 코일(300b)과 하단 마그넷(600b)의 사이에 링 형의 하단 자성부재(700b)를 배치하였다.

자성부재(700, 700a, 700b)는 자기장 내에서 자화되는 물질인 자성체로 형성되며 마그넷(600a, 600b)의 영향으로 자화되어 평판형 진동판(400)의 자화 특성을 변화시킨다. 자성부재(700)의 형상과 배치를 다양하게 변경하는 것으로, 제1, 제2 실시예에서와 같이 마그넷(600a, 600b)의 형상만을 변화시키는 것보다 더욱 다양하게 내부 자기 회로를 변화시킬 수 있으며 그에 따라 평판형 진동판(400)의 자화 특성을 매우 다양하게 설계할 수 있다. 특히 제5 실시예 또는 제6 실시예, 제8 실시예와 같이 마그넷(600a, 600b) 또는 자성부재(700a, 700b)를 중앙에 배치하는 것으로 자계의 힘을 평판형 진동판(400)의 중앙부로 집중시켜 출력을 크게 높일 수도 있다.

방음홀은 따로 도시하지는 않았으나 각 실시예에서의 내부 마그넷과 자성부재의 배치에 대응하여 음이 원활히 방출될 수 있는 곳에 구성될 수 있다.

100: 상부 하우징 101: 방음홀
110: 하우징 외곽부 120: 하우징 중앙부
130: 하우징 측면부 200: 하부 하우징
210: 회로 기판 300a, 300b: 코일
400: 평판형 진동판 500a, 500b: 댐퍼
600a, 600b: 마그넷 700, 700a, 700b: 자성부재

Claims (10)

1. 외관을 형성하며, 일면에 방음홀이 형성되는 하우징;
   하우징 일 측에 부착되는 코일;
   코일 내측에 배치되며, 중앙이 천공된 마그넷;
   마그넷의 천공부에 배치되는 자성부재; 및
   코일과 평행하게 배치되며 자성체로 이루어지는 평판형 진동판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판형 트위터 스피커.
2. 제1항에 있어서,
   평판형 진동판을 고정하기 위하여, 코일과 평판형 진동판 사이에 설치되는 댐퍼;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판형 트위터 스피커.
3. 제2항에 있어서,
   코일은 하우징 내에 상, 하로 간격을 두고 배치되는 상단 코일;과 하단 코일;로 구성되고,
   마그넷은 상단 코일과 하단 코일 내측에 각각 배치되는 상단 마그넷;과 하단 마그넷;으로 구성되며,
   평판형 진동판은 상단 코일과 하단 코일이 형성하는 간격에 배치되며,
   댐퍼는 상단 코일과 평판형 진동판 사이에 설치되는 상단 댐퍼;와 하단 코일과 평판형 진동판 사이에 설치되는 하단 댐퍼;로 구성되는 것을 특징으로 하는 평판형 트위터 스피커.
4. 제2항에 있어서,
   댐퍼는 자성체 또는 비자성체인 것을 특징으로 하는 평판형 트위터 스피커.
5. 제3항에 있어서,
   상단 댐퍼는 자성체이며, 하단 댐퍼는 비자성체인 것을 특징으로 하는 평판형 트위터 스피커.
6. 제3항에 있어서,
   하단 댐퍼는 자성체이며, 상단 댐퍼는 비자성체인 것을 특징으로 하는 평판형 트위터 스피커.
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