KR200304376Y1 - 이중 보이스 코일이 구비된 진동 스피커 - Google Patents

Abstract

본 고안은 진동 스피커에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원통형 U-요크와 도넛형의 마그네트, 요크플레이트가 적층 구성된 진동체가 판 스프링에 의해 원통형 하우징의 내부에 탄설되고, 그 상부에는 저면에 제1 보이스 코일이 구비된 상부판이 체결되어 이루어진 통상의 진동 스피커에 있어서, 상기 U-요크(66)의 내측 중심에 일정 높이의 센터폴(65)을 입설시키고, 상기 마그네트(64) 및 이에 자착된 요크플레이트(62)의 중앙에 통공(63)을 형성시켜 상기 U-요크(66)의 센터폴(65)에 상기 마그네트(64) 및 요크플레이트(62)를 끼움결합시킴으로써 진동체(6)를 구성하는 한편, 상부판(4)의 저면 중심부에 상기 요크플레이트(62)의 통공(63)의 내주연과 센터폴(65)의 외주연 사이에 삽입되는 제2 보이스 코일(44)이 설치되어 이루어짐으로써 상기 제1 보이스 코일과 제2 보이스 코일의 자기 유도에 의해 진동체의 진동제어가 보다 정확하고 이루어져 저역 또는 고역대에서 공진점 이후에 잔존하는 미세한 진동을 필터링시켜 제거할 수 있어 음을 보다 정확하게 재생해낼 수 있도록 한 것이다.

Description

이중 보이스 코일이 구비된 진동 스피커 { a vibration speaker eguipped with double voice coil }

본 고안은 진동 스피커에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 통상의 체감스피커로 알려진 진동 스피커의 내부에 복수의 보이스 코일을 설치하여 저역 또는 고역대에서 발생되는 미세한 잔여 진동을 제거할 수 있도록 한 이중 보이스 코일이 구비된 진동 스피커에 관한 것이다.

일반적으로 스피커는 음악감상, 게임, 오락, 확성기 등에서 전기신호를 청취가능한 신호로 변환하여 출력하는 데 널리 사용되고 있다.

근래에는 음악 또는 비디오 감상, 게임, 댄스용 오락기 등에서 입체감 있는 효과를 부여하기 위해 진동 스피커가 제공되고 있다.

상기 진동 스피커는 체감스피커라고도 표현될 수 있으며, 음향기기에 의한 지금까지의 음향감상방식이 단순히 귀로 듣고 느끼는 주로 청각적 효과에 의존하는 것이었다면 체감스피커(body sense speaker)는 음향기기에서 출력되는 음률의 강약을 음압을 통해 몸으로 직접 느낄 수 있게 개발되었음은 물론, 청각에 의한 음악적감상효과도 동시에 누릴수 있는 것이다.

즉, 음향기기에서 출력되는 음률이 콘트롤박스를 통하여 증폭된 중.저음의 체감스피거에 의해 음률에 따라 강하고 약하게 온몸에 진동을 줌과 동시에 음률은 전달되어 입체감있는 음악감상효과를 가능하게 한 시스템으로서, 특히 대향 스피커 100 ~ 200W 급의 것과 맞먹는 성능의 강한 중저음의 진동을 온몸으로 느끼면서 고,중음의 사운드는 귀를 통하여 감동으로 감상할 수 있게 된다.

도 5는 상기 종래 진동 스피커의 일실시예를 도시한 것으로, 보이스 코일(42")에 고주파 전류를 인가시키는 작용에 의해서 음향을 발생시키거나 진동이 유발되도록 구성된다.

즉, 종래의 진동 스피커는 외체를 형성하면서 내부에 소정크기의 공간부가 마련되는 하우징(9")을 구비하며, 이 하우징(9")의 내부 공간부 중앙에는 진동체(6")가 마련된다.

이때, 상기 진동체(6")는 상부가 개방된 원통체 형상의 U-요크(66")와 마그네트(64") 및 요크플레이트(62")가 순차로 적층 구성된 것으로, 상기 U-요크(62")의 외주연 상,하측에는 하우징(9")의 내주면에 탄력적으로 고정된 한쌍의 판 스프링(82")(83")이 부착됨으로써 탄력적으로 지지된다.

이때, 상기 한쌍의 판 스프링(82"),(83") 중 상 판스프링(82")은 외주연이 하우징(9")의 상측 내주면에 고정되며, 하 판스프링(83")의 외주연은 하우징(9")의 하측 내주면에 형성된 단차부에 상단면이 접촉된 상태에서 저부측이 접착제에 본딩되어 고정된다.

한편, 상기 U-요크(66")의 중심 내측에는 마그네트(64")가 부착되며, 이 마그네트(64")의 상면에는 도전성의 요크플레이트(62")가 부착된다.

그리고, 상기 하우징(9")의 상측에는 음향을 발생시키기 위해 상면에 EVA개스킷(2")이 부착되고 중앙에 통공(44")이 형성된 상부판(4")이 설치되며, 이 상부판(4")의 저면에는 상기 마그네트(64")의 외주연과 U-요크(66") 내주연 사이에 삽입되는 보이스 코일(42")이 형성된다.

또한 이와 같은 구성을 갖는 진동 스피커는 그 진동량을 크게 하기 위하여 상기 U-요크(66")는 중량을 갖는 질량체로 제작된다.

상기와 같은 구성을 갖는 종래의 진동 스피커는 보이스 코일(42")에 고주파 신호를 입력시키게 되면, 상기 보이스 코일(42")과 마그네트(64") 간의 전자기력에 의해 상기 EVA개스킷(2")이 미세하게 떨리게 되어 음향을 발생시키게 되므로 이를 스피커음으로 사용할 수 있게 된다.

또한, 상기 보이스 코일(42")과 마그네트(64") 간의 자기 유도에 의한 전자기력이 발생되면서 플레밍의 왼손법칙에 따라 상기 진동체가 상,하 운동을 하게되고, 이러한 상,하 운동이 판 스프링을 통해 하우징(9")으로 전달됨으로서 진동기능을 수행하게 되는 것이다.

즉, 상기 종래의 진동 스피커는 진동체의 공진 주파수를 이용하여 일정한 주파수로 가진시킴으로써, 요크플레이트(62")와 마그네트(64) 및 U-요크(66)으로 구성된 진동체를 상,하 방향으로 움직여 진동을 발생시키는 것이다.

그런데 이러한 종래 진동 스피커는 저역대(20 ~ 200 ㎐) 또는 고역대(2 ~ 10㎑)에서는 도 6에 보이듯이 공진점 이후에 미세한 진동이 계속적으로 남아있으므로 음이 잔존하게 되어 정확한 음이 재생되지 못하는 문제점이 발생되었다.

본 고안은 상기 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 저역 또는 고역대에서 공진점 이후에 잔존하는 미세한 진동을 필터링(filtering)시켜 제거함으로써 음을 보다 정확하게 재생해낼 수 있도록 한 센터코아가 구비된 진동 스피커를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 고안의 다른 목적은 진동체를 지지하는 판 스프링에 완충기능을 강화하여 주파수의 변화에 따른 진동량의 변화를 저감시키도록 하여 안정된 진동특성을 출력시킬 수 있도록 함에 있다.

도 1은 본 고안에 따른 이중 보이스 코일이 구비된 진동 스피커의 분해사시도

도 2는 본 고안에 따른 이중 보이스 코일이 구비된 진동 스피커의 일실시예에 대한 단면도

도 3a는 도 1에서 판 스프링의 변형된 실시예를 보여주는 사시도

도 3b는 도 3a의 판 스프링이 적용된 진동 스피커의 다른 실시예에 대한 단면도

도 4는 본 고안에 따른 진동 스피커의 진동특성을 보여주는 그래프

도 5는 종래 진동 스피커에 대한 단면도

도 6은 종래 진동 스피커의 진동특성을 보여주는 그래프

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

2 : EVA개스킷 4 : 상부판

5 : 센터코아 6 : 진동체

9 : 하우징 42 : 제1 보이스 코일

44 : 제2 보이스 코일 62 : 요크플레이트

63 : 통공 64 ; 마그네트

65 : 센터폴 66 : U-요크

82 : 상 판스프링 83 : 하 판스프링

820 : 오목홈 830 : 볼록부

상기 목적을 달성하기 위해 본 고안은 원통형 U-요크와 도넛형의 마그네트, 요크플레이트가 적층 구성된 진동체가 판 스프링에 의해 원통형 하우징의 내부에 탄설되고, 그 상부에는 저면에 제1 보이스 코일이 구비된 상부판이 체결되어 이루어진 통상의 진동 스피커에 있어서,

상기 진동체는 중앙에 통공이 형성된 마그네트 및 요크플레이트가 중앙에 센터폴이 입설된 U-요크의 내측에 순차로 적층되게 끼움결합되어져 이루어지는 한편

상기 상부판의 저면 중심부에는 상기 요크플레이트의 통공의 내주연에 인접하는 제2 보이스 코일이 설치된 것으로, 상기 마그네트의 외주면에는 제1 보이스 코일이 인접되도록 하고, 상기 마그네트의 내주면에는 제2 보이스 코일이 인접되도록 한 것을 특징으로 한다.

이하 본 고안의 바른 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 따른 이중 보이스 코일이 구비된 진동 스피커의 분해사시도, 도 2는 본 고안에 따른 이중 보이스 코일이 구비된 진동 스피커의 일실시예에 대한 단면도, 도 3a는 도 1에서 판 스프링의 변형된 실시예를 보여주는 사시도, 도 3b는 도 3a의 판 스프링이 적용된 진동 스피커의 다른 실시예에 대한 단면도, 도 4는 본 고안에 따른 진동 스피커의 진동특성을 보여주는 그래프이다.

우선 본 고안은 상면에 음향발생을 위한 EVA개스킷(2)이 부착된 상부판(4)이 설치되도록 상부가 개방되고 내측에 공간부(92)를 갖는 원통형의 하우징(9)과;

상기 하우징(9)의 내부 중앙에 구비되며 일정간격을 두고 이격된 상,하 판스프링(82)(83)에 의해 하우징 내주면에 고정되는 U-요크(66)와, 상기 U-요크(66)의 상단부에 N,S극이 상,하로 분극되도록 부착되어 자기회로를 구성하고 요크플레이트(62)에 의해 고정된 마그네트(64)로 구성된 진동체(6)와;

상기 하우징(9)의 상단에 설치되는 상기 상부판(4)의 저면에 설치되어 상기 요크플레이트(62)와 U-요크(66) 사이에 삽입되는 보이스 코일(42);을 포함하여 구성되는 통상의 진동 스피커의 구조를 기본구성으로 한다.

상술한 기본 구성에서 본 고안은 상기 U-요크(66)의 내측 중심에 일정 높이의 센터폴(65)을 입설시키고, 상기 마그네트(64) 및 이에 자착된 요크플레이트(62)의 중앙에 통공(63)을 형성시켜 상기 U-요크(66)의 센터폴(65)에 상기 마그네트(64) 및 요크플레이트(62)를 끼움결합시킴으로써 진동체(6)를 구성하는 한편, 상부판(4)의 저면 중심부에 상기 요크플레이트(62)의 통공(63)의 내주연과 센터폴(65)의 외주연 사이에 삽입되는 제2 보이스 코일(44)을 설치한 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 진동체(6)는 내측 중심부에 일정 높이의 센터폴(65)이 입설되고, 상부가 개방된 원통형상의 U-요크(66)와;

중심부에 일정 직경의 통공(63)을 갖는 도넛형상의 마그네트(64) 및 요크플레이트(62)로; 구성된 것이며, 상기 센터폴(65)에 통공(63)이 끼워지도록 하여 상기 마그네트(64) 및 요크플레이트(62)를 U-요크(66) 내측에 순차적으로 적층시켜 이루어진다.

또한 상기 제2 보이스 코일(44)은 상기 요크플레이트(62)의 통공(63)의 내주연과 센터폴(65)의 간극(gap) 사이에 삽입되어지는 것으로, 상기 제1 보이스 코일(42)보다 소형으로 형성하되 제1 보이스 코일(42)과 자기장의 세기가 동일한 가우스(gauss)를 갖도록 하기 위해 코일을 다층으로 권취시켰다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

상기 제1 보이스 코일(42) 및 제2 보이스 코일(44)에 전류가 흐르면 상기 요크플레이트(62)와 마그네트(64) 및 U-요크(66)간에 자기 유도에 의한 전류가 흐르면서 플레밍의 왼손법칙에 의해 상기 진동체(6)가 상하로 진동하게 된다.

이때 상기 요크플레이트(62)의 외주연에 인접한 제1 보이스 코일(42)과 병행하여 내주연에 인접한 제2 보이스 코일(44)에 의해 상기 진동체(6)가 진동하게 됨으로써 보다 정확한 진동의 제어가 가능하고, 이에 따라 진동 후에 잔존하는 잔여 진동을 효과적으로 필터링(filtering)하여 제거할 수 있다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 진동체(6)가 저역대 또는 고역대에서 진동한 후 공진점 이후에 남아있는 미세 진동을 상기 제2 보이스 코일(44)의 자기 유도에 의해 잔여 진동을 커팅(cutting)시킴으로써 불필요한 파동을 제거하여 정확한 음을 재생시킬 수 있다.

따라서 종래 제1 보이스 코일(42) 하나 만으로 진동체(6)의 진동을 발생시키던 것을 내측의 제2 보이스 코일(44)에 의해 별도로 진동이 병행 발생시키게 함으로써 진동체(6)의 진동과 정지를 보다 짧은 시간에 효과적으로 제어할 수 있게 하여 공진점 이후의 잔여진동을 필터링시켜 제거할 수 있어 보다 선명하고 밝은 음을 재생시킬 수 있는 것이다.

한편 도 3a 및 도 3b는 본 고안에서 상,하 판스프링(82)(83)의 다른 실시예를 보여주는 것으로, 내주연은 상기 U-요크와 마그네트 및 요크플레이트으로 구성된 진동체(6)의 외주연과 접하고, 외주연은 상기 하우징(9)의 내주연에 접하게 하여 부착됨으로써 진동체(6)를 탄지하도록 상하부에 설치되는 복수의 상,하 판스프링의 구조를 개선한 것이다.

즉, 상 판스프링(82')은 그 하부로 요입된 원형의 오목홈(820')을 형성시키고, 하 판스프링(83')은 상부로 돌출된 원형의 볼록부(830')를 형성시킴으로써 탄성을 증대시킬 수 있어 진동체(6)의 진동을 더욱 많이 흡수할 수 있도록 한 것이다.

따라서, 상기 진동체(6)가 진동시 발생되는 진동파형을 간섭하는 반발력을 배제시키고, 진동력을 증가시킴으로써 고유의 진동파형을 유지할 수 있어 보다 정확한 음의 재생이 가능하게 한 것이다.

이하 미설명 부호 50은 상기 상, 하 판스프링(82)(83)을 지지하는 가이드 링(50)을 나타낸다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 이중 보이스 코일이 구비된 진동 스피커는 하우징의 내부에 U-요크와 마그네트, 요크플레이트로 구성된 진동체가 판 스프링에 의해 탄설되고, 저면에 제1 보이스 코일과 제2 보이스 코일을 구비한 상부판을 상기 하우징의 상부로부터 결합시켜 이루어짐으로써 상기 제1 보이스 코일과 제2 보이스 코일의 자기 유도에 의해 진동체의 진동제어가 보다 정확하고 이루어져 저역 또는 고역대에서 공진점 이후에 잔존하는 미세한 진동을 필터링시켜 제거할 수 있어 음을 보다 정확하게 재생해낼 수 있도록 하는 유용한 효과가 제공된다.

Claims (3)

1. 상면에 음향발생을 위한 EVA개스킷이 부착된 상부판이 설치되도록 상부가 개방되고 내측에 공간부를 갖는 원통형의 하우징과;

   상기 하우징의 내부 중앙에 구비되며 일정간격을 두고 이격된 상,하 판스프링에 의해 하우징 내주면에 고정되는 원통형의 U-요크와, 상기 U-요크의 상단부에 N,S극이 상,하로 분극되도록 부착되어 자기회로를 구성하고 요크플레이트에 의해 고정된 마그네트로 구성된 진동체와;

   상기 하우징의 상단에 부착되는 상기 상부판의 저면에 설치되어 상기 요크플레이트와 U-요크에 인접되어지는 보이스 코일;을 포함하여 구성되는 통상의 진동 스피커의 구조에 있어서,

   상기 진동체(6)는 U-요크(66)와 마그네트(64)와 요크플레이트(62)로 구성되되, 상기 U-요크(66)는 내측 중심부에 일정 높이의 센터폴(65)이 입설되고, 상기 마그네트(64)와 요크플레이트(62)는 중심부에 상기 센터폴(65)에 대응하는 통공(63)이 형성된 것으로, 상기 마그네트(64)와 요크플레이트(62)가 상기 U-요크(66)의 내측에 순차로 적층되어 이루어지며,

   상기 보이스 코일은 제1 보이스 코일(42)과 제2 보이스 코일(44)로 구성되되,

   상기 제1 보이스 코일(42)은 U-요크(66) 내주연과 요크플레이트(62)의 외주연 사이에 삽입되어지고, 상기 제2 보이스 코일(44)은 요크플레이트(62)의통공(63)의 내주연과 센터폴(65)의 외주연 사이에 삽입 설치되어 이루어지는 것을 특징을 하는 이중 보이스 코일이 구비된 진동 스피커.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2 보이스 코일(44)은 상기 제1 보이스 코일(42)보다 소형으로 형성되되 다층의 코일을 권취시킴으로써 제1 보이스 코일(42)의 자기장의 세기와 동일하게 한 것을 특징으로 하는 이중 보이스 코일이 구비된 진동 스피커.
3. 제1항에 있어서, 상기 상 판스프링(82')은 그 하부로 요입된 원형의 오목홈(820')이 형성되고, 상기 하 판스프링(83')은 상부로 돌출된 원형의 볼록부(830')가 형성되어 이루어짐을 특징으로 하는 이중 보이스 코일이 구비된 진동 스피커.