KR200482649Y1 - 음향 진동 왜곡 방지 구조의 전기 음향 변환기 - Google Patents

음향 진동 왜곡 방지 구조의 전기 음향 변환기 Download PDF

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Abstract

전기 음향 변환기를 개시한다. 본 고안에 따른 음향 왜곡 방지 구조의 전기 음향 변환기는 보이스 코일을 구비하여 오디오 신호에 따라 진동 에너지를 생성하는 자력회로, 진동 에너지를 전달받아 진동 에너지를 음향으로 변화시켜 출력하는 박막 진동판, 박막 진동판의 외주면 외형을 지지하는 지지링, 박막 진동판의 지지링과 외부 하우징, 또는 박막 진동판의 지지링과 외부 프레임의 사이에 완충 작용을 하도록 구성되어, 박막 진동판과 지지링을 외부 하우징이나 외부 프레임에 간접적으로 고정시키는 완충 지지부재, 및 박막 진동판과 지지링 및 완충 지지부재를 커버하도록 고정된 전면 커버를 포함하는바, 음향의 왜곡을 방지하고 음향 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.

Description

음향 진동 왜곡 방지 구조의 전기 음향 변환기{ELECTRO-ACOUSTIC TRANSDUCER OF STRUCTURE FOR ACOUSTIC VIBRATION DISTORTION PREVENTION}
본 고안은 전기 음향 변환기에 관한 것으로, 상세하게는 전기 음향 변환기에 구비된 박막 진동판의 반사 파장 및 반사 음향이 발생하지 않도록 박막 진동판의 고정 구조를 개선함으로써, 음향의 왜곡을 방지하고 음향 품질을 더욱 향상시킬 수 있도록 한 음향 진동 왜곡 방지 구조의 전기 음향 변환기에 관한 것이다.
전기 음향 변환기는 전기적 전류 에너지를 기계적인 소리 에너지로 변화시키는 전기부품으로서, 전화기, 이동 통신 휴대폰, 컴퓨터, TV, 카세트, 음향 기계, 자동차 등에 널리 사용된다.
일반적으로, 전기 음향 변환기는 음향 진동판, 댐퍼, 영구자석, 프레임, 인클로우저(encloser) 등의 부품으로 이루어지며, 이 중에서 음질에 가장 큰 영향을 미치는 구성 요소로는 전기 신호를 음향 신호로 변환하는 박막 필름 진동판, 엣지 댐퍼 등의 음향 진동판을 들 수 있다. 박막 필름 진동판, 엣지 댐퍼 등의 음향 진동판은 그 전후의 공기에 압력을 가하여 소밀파를 발생시키고 이것이 음파로 변환되어 사람의 귀에 들리도록 한다.
전기 음향 변환기에서 전기신호를 음향신호로 변환하여 음향을 발생시키는 박막 필름 진동판은 그 외경이 하우징이나 외부 프레임의 내측 벽에 직접적으로 고정이 되고, 안쪽의 음향코일의 움직임에 의해 진동을 하게 된다. 이에, 박막 필름 진동판은 음향코일에 의해 진동하면서 안쪽에서부터 바깥쪽으로 파장이 발생하게 된다.
하지만, 박막 필름 진동판의 음향 파장은 박막 필름 진동판의 외 측까지 전달된 후 소멸되는 것이 이상적이나, 박막 필름 진동판의 외 측면 외경이 주변 구조물인 하우징이나 외부 프레임의 내측 벽에 직접 고정되어 있어 반사 파장에 따른 반사 음향이 발생하게 된다. 이 반사 파장은 이후 박막 필름 진동판의 중심 측 방향에서 발생한 파장과 만나게 되는바, 음향 파장의 충돌 등으로 음의 왜곡현상을 일으키게 되는 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은 전기 음향 변환기에 구비된 박막 진동판의 반사 파장 및 반사 음향이 발생하지 않도록 박막 진동판의 고정 구조를 개선함으로써, 음향의 왜곡을 방지하고 음향 품질을 더욱 향상시킬 수 있도록 한 음향 진동 왜곡 방지 구조의 전기 음향 변환기를 제공하는 것이다.
또한, 본 고안은 반사 파장 및 반사 음향이 발생하지 않도록 박막 진동판의 고정 구조를 개선함으로써, 박막 진동판의 찌그러짐, 파손, 형태 변환 등의 손실을 방지하고 전기 음향 변환기의 내구성과 신뢰성을 높일 수 있는 음향 왜곡 방지 구조의 전기 음향 변환기를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 실시 예에 따른 음향 진동 왜곡 방지 구조의 전기 음향 변환기는 보이스 코일을 구비하여 오디오 신호에 따라 진동 에너지를 생성하는 자력회로, 진동 에너지를 전달받아 진동 에너지를 음향으로 변화시켜 출력하는 박막 진동판, 박막 진동판의 외주면 외형을 지지하는 지지링, 박막 진동판의 지지링과 외부 하우징, 또는 박막 진동판의 지지링과 외부 프레임의 사이에 완충 작용을 하도록 구성되어, 박막 진동판과 지지링을 외부 하우징이나 외부 프레임에 간접적으로 고정시키는 완충 지지부재, 및 박막 진동판과 지지링 및 완충 지지부재를 커버하도록 고정된 전면 커버를 포함한다.
상기에서 설명한 본 고안의 음향 진동 왜곡 방지 구조의 전기 음향 변환기에 따르면, 전기 음향 변환기에 구비된 박막 진동판의 반사 파장 및 반사 음향이 발생하지 않도록 박막 진동판의 고정 구조를 개선함으로써, 음향의 왜곡을 방지하고 음향 품질을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 반사 파장 및 반사 음향이 발생하지 않도록 박막 진동판의 고정 구조를 개선함으로써, 박막 진동판의 찌그러짐, 파손, 형태 변환 등의 손실을 방지하고 전기 음향 변환기의 내구성과 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 고안의 실시 예에 따른 음향 진동 왜곡 방지 구조의 전기 음향 변환기를 구체적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전기 음향 변환기를 세부적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 음향 진동 왜곡 방지 구조의 전기 음향 변환기를 구체적으로 나타낸 다른 구성의 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 음향 진동 왜곡 방지 구조의 전기 음향 변환기를 구체적으로 나타낸 또 다른 구성의 단면도이다.
도 5는 본 고안의 실시 예에 따른 음향 신호 주파수 및 파형의 변화를 나타낸 그래프이다.
이하, 본 고안의 실시 예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 고안의 실시 예에 따른 음향 진동 왜곡 방지 구조의 전기 음향 변환기를 구체적으로 나타낸 단면도이다. 그리고, 도 2는 도 1에 도시된 전기 음향 변환기를 세부적으로 나타낸 분해 사시도이다.
우선, 전기 음향 변환기에 대하여 간략하게 설명하면, 전기 음향 변환기는 내부에 구성되는 박막 진동판 뒷면에 얇은 구리선 등을 원통형으로 감아 놓은 보이스 코일이 배치되도록 하여, 앰프에서 보이스 코일로 전류가 들어오면 보이스 코일은 자장을 띄게 되고, 이때 보이스 코일 뒷면에 있는 자석과의 상호 작용에 의해 진동판이 앞뒤로 움직이면서 소리를 내도록 하는 것이 기본 원리이다.
본 고안은 전기 음향 변환기에 구비된 박막 진동판에서 반사 파장 및 반사 음향이 발생하지 않도록 박막 진동판의 고정 구조를 개선하였다.
도 1 및 도 2에 도시된 음향 진동 왜곡 방지 구조의 전기 음향 변환기는 마그네트(11)와 요크(12) 및 보이스 코일(13)의 배치 구조에 의해 오디오 신호에 따라 상하 진동 에너지를 생성하는 자력회로; 보이스 코일(13)을 통해 전달되는 진동 에너지를 전달받아 진동 에너지를 음향으로 변화시켜 출력하는 박막 진동판(20); 박막 진동판(20)의 외주면 외형을 지지하는 지지링(30); 박막 진동판(20)의 지지링(30)과 외부 하우징(10), 또는 박막 진동판(20)의 지지링(30)과 외부 프레임(미도시)의 사이에 완충 작용을 하도록 구성되어, 박막 진동판(20)과 지지링(30)을 외부 하우징(10)이나 외부 프레임과는 간접적으로 고정시키는 완충 지지부재(100); 및 박막 진동판(20)과 지지링(30) 및 완충 지지부재(100)를 모두 커버하도록 고정된 전면 커버(50)를 포함한다.
음향 진동 왜곡 방지 구조의 전기 음향 변환기에 대해 조금 더 구체적으로 설명하면, 자력을 발생시키는 마그네트(11)는 마그네트(11)에서 발생되는 자력을 순환시켜 자기장을 이루게 하는 요크(12)와 연결 및 결합 된다. 요크(12) 및 마그네트(11)는 마그네트(11) 및 요크(12) 사이에 위치하는 보이스 코일(13)과 자력회로를 이룬다. 자력회로는 오디오 신호에 따라 보이스 코일(13)이 상하 진동하도록 하는 진동 에너지를 생성하게 된다.
박막 진동판(20)은 메인 보이스 코일(13)과 접촉 및 연결되도록 구성된다. 이에, 박막 진동판(20)은 보이스 코일(13)을 통해 전달되는 상하 진동 에너지를 전달받아, 이 진동 에너지를 음향으로 변화시켜 출력하게 된다.
박막 진동판(20)의 외주 면을 따라서는 그 외형이 유지 및 지지되도록 하는 지지링(30)이 형성되며, 지지링(30)은 완충 지지부재(100)에 안착 및 고정되어 외부 하우징(10)이나 외부 프레임에는 간접적으로 고정된다. 즉, 완충 지지부재(100)는 박막 진동판(20)의 지지링(30)과 외부 하우징(10)의 사이에 완충 작용을 하도록 구성되어, 박막 진동판(20)과 지지링(30)을 외부 하우징(10)에 간접적으로 고정시킨다.
도 2를 참조하면, 상기 완충 지지부재(100)는 박막 진동판(20)의 지지링(30)이 안착되는 외부 하우징(10) 전면 안착부 전체, 또는 박막 진동판(20)의 지지링(30)이 안착되는 영역과 대응되는 외부 하우징(10)의 적어도 일부 영역에 도포되어 구성되되, 고무, 실리콘, 합성수지, 겔(gel), 구리스 및 점착제 중 적어도 하나를 포함하는 탄성 재질로 형성될 수 있다.
완충 지지부재(100)가 외부 하우징(10)의 적어도 일부 영역에 도포되는 형태로 구성된 경우, 도 1과 같이, 박막 진동판(20)의 지지링(30) 안착시 지지링(30)의 배면과 양 측면, 또는 적어도 어느 한 측면이 도포된 완충 지지부재(100)에 의해 지지될 수 있다. 이 경우, 박막 진동판(20)의 완충 효과와 반사 파장 발생 방지 효과를 더욱 높일 수 있게 된다. 이러한 완충 지지부재(100)의 구조나 형성 방법 등에 대해서는 첨부된 도면을 참조하여 이 후에 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
한편, 도 1 및 도 2에 도시된 전기 음향 변환기는 요크(12) 상부에 배치되어 통기도에 따라 메인 공기 조절 홀에 공기 양을 조절하는 메인 부직포, 메인 부직포 상부에 배치되어 오디오 신호를 보이스 코일(13)에 연결시키는 메인 기판 등을 더 포함하기도 한다.
이러한 구조에 따른 전기 음향 변환기는 마그네트(11)와, 요크(12)에 의해 자력회로를 이룸으로써, 그 사이에 위치하는 보이스 코일(13)이 오디오 신호에 따라 상하로 진동을 하도록 한다. 그리고, 보이스 코일(13)의 동작에 따라 보이스 코일(13)에 연결되어 있는 박막 진동판(20)이 진동을 하여 오디오 신호를 음향 신호로 변환하도록 한다.
상술한 바와 같이, 박막 진동판(20)에서 발행하는 음향 신호의 파장은 박막 진동판(20) 외 측 외주면까지 전달된 후 소멸되는 것이 이상적이나, 박막 진동판(20)의 외 측면 외경이 주변 구조물인 하우징(10)이나 외부 프레임에 접촉되면 반사 파장과 반사 음향이 발생하게 될 수도 있다. 이에, 박막 진동판(20)의 지지링(30)이 안착되는 외부 하우징(10) 전면 안착부 전체, 또는 박막 진동판(20)의 지지링(30)이 안착되는 영역과 대응되는 외부 하우징(10)의 적어도 일부 영역에 완충 지지부재(100)가 구성되도록 하면, 박막 진동판(20)에서 발생된 음향 신호 파장은 박막 진동판(20) 외 측 외주면까지만 전달된 후 소멸시킬 수 있게 된다.
도 3은 도 1에 도시된 음향 진동 왜곡 방지 구조의 전기 음향 변환기를 구체적으로 나타낸 다른 구성의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 박막 진동판(20)의 외주 면을 따라 박막 진동판(20)의 외형을 유지시키고 지지하는 지지링(30)은 완충 지지부재(100)에 안착 및 고정되어 외부 하우징(10)이나 외부 프레임에는 간접적으로 고정된다. 이때, 완충 지지부재(100)가 박막 진동판(20)의 지지링(30)과 외부 하우징(10)의 사이에서 완충 작용을 하면서도 박막 진동판(20)과 지지링(30)을 외부 하우징(10)에 간접적으로 고정시키기도 한다.
구체적으로, 완충 지지부재(100)는 오링(O-ring) 형상으로 형성되어 박막 진동판(20)의 지지링(30)이 안착되는 외부 하우징(10) 전면 안착부에 배치되되, 고무, 실리콘, 합성수지, 겔(gel), 구리스 및 점착제 중 적어도 하나를 포함하는 탄성 재질로 형성될 수 있다.
완충 지지부재(100)가 오링(O-ring) 형상으로 형성되어, 박막 진동판(20)의 지지링(30)이 안착되는 안착부에 배치된 경우에는 박막 진동판(20)의 지지링(30) 안착시 지지링(30)의 배면 부분만 완충 지지부재(100)에 의해 지지될 수 있다.
하지만, 오링(O-ring) 형상으로 구성된 완충 지지부재(100)는 외부 하우징(10)의 안착부에서 언제든 탈부착이 가능하며, 필요에 따라서는 복수개가 겹쳐서 배치 및 이용되도록 할 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 음향 진동 왜곡 방지 구조의 전기 음향 변환기를 구체적으로 나타낸 또 다른 구성의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 박막 진동판(20)의 지지링(30)은 완충 지지부재(100)에 안착 및 고정되어 외부 하우징(10)과는 간접적으로 고정된다. 이때, 완충 지지부재(100)가 지지링(30)과 외부 하우징(10) 간에 완충 작용을 하면서도 박막 진동판(20)과 지지링(30)을 외부 하우징(10)에 간접적으로 고정시키기도 한다.
구체적으로, 완충 지지부재(100)는 오링(O-ring) 형상으로 구성되되, 박막 진동판(20)의 지지링(30) 외주면의 크기에 대응되는 홈이 형성되어, 박막 진동판(20)의 지지링(30) 안착시 지지링(30)의 적어도 일부 외부면이 완충 지지부재(100)의 홈에 삽입되도록 형성될 수 있다. 이러한 완충 지지부재(100)는 박막 진동판(20)의 지지링(30)이 안착되는 외부 하우징(10) 전면 안착부에 배치되되, 박막 진동판(20)의 지지링(30) 외주면의 크기에 대응되는 홈이 박막 진동판(20)의 지지링(30) 안착 방향으로 배치되어 지지링(30)의 안착시 지지링(30)의 적어도 일부 외부면이 홈에 삽입되어 고정되도록 한다. 마찬가지로, 완충 지지부재(100)는 고무, 실리콘, 합성수지, 겔(gel), 구리스 및 점착제 중 적어도 하나를 포함하는 탄성 재질로 형성될 수 있다.
박막 진동판(20)의 지지링(30) 안착시 지지링(30)의 적어도 일부 외부면이 완충 지지부재(100)의 홈에 삽입되도록 구성된 경우, 도 4와 같이, 박막 진동판(20)의 지지링(30) 배면과 양 측면, 또는 적어도 어느 한 측면이 완충 지지부재(100)의 홈 부에 의해 지지될 수 있다. 이 경우, 박막 진동판(20)의 완충 효과와 반사 파장 발생 방지 효과를 더욱 높일 수 있게 된다.
도 5는 본 고안의 실시 예에 따른 음향 신호 주파수 및 파형의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 반사 파장의 영향을 받은 구간은 1차 공진이 완료된 후, 2차 공진이 발생되는 시점으로 약 2~6kHz의 구간에서 손실 음이 보전되는 것을 확인할 수 있다. 여기서, 연두색과 적색의 파형이 종래의 일반 전기 음향 변환기의 파형이고, 하늘색과 보라색의 파형이 음향 왜곡 방지 구조의 전기 음향 변환기의 파형이다. 음질의 효과는 종래의 일반 전기 음향 변환기보다 저음이 확실히 부드러워지며, 전체적인 음이 맑아지는 효과가 있다.
이상 상술한 바와 같이, 본 고안의 음향 진동 왜곡 방지 구조의 전기 음향 변환기에 따르면, 전기 음향 변환기에 구비된 박막 진동판의 반사 파장 및 반사 음향이 발생하지 않도록 박막 진동판의 고정 구조를 개선함으로써, 음향의 왜곡을 방지하고 음향 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 반사 파장 및 반사 음향이 발생하지 않도록 박막 진동판의 고정 구조를 개선함으로써, 박막 진동판의 찌그러짐, 파손, 형태 변환 등의 손실을 방지하고 전기 음향 변환기의 내구성과 신뢰성을 높일 수 있다.
상기에서는 본 고안의 바람직한 실시 예를 참고하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 전술한 실시 예 외의 많은 실시 예들이 본 고안의 특허청구범위 내에 존재한다.

Claims (5)

  1. 보이스 코일을 구비하여 오디오 신호에 따라 진동 에너지를 생성하는 자력회로;
    상기 진동 에너지를 전달받아 상기 진동 에너지를 음향으로 변화시켜 출력하는 박막 진동판;
    상기 박막 진동판의 외주면 외형을 지지하는 지지링;
    상기 박막 진동판의 지지링과 외부 하우징 사이에 완충 작용을 하도록 구성되어, 상기 박막 진동판과 상기 지지링을 상기 외부 하우징에 간접적으로 고정시키는 완충 지지부재; 및
    상기 박막 진동판과 상기 지지링 및 상기 완충 지지부재를 커버하도록 고정된 전면 커버;를 포함하고,
    상기 완충 지지부재는
    오링(O-ring) 형상으로 구성되되, 상기 박막 진동판의 지지링 외주면의 크기에 대응되는 홈이 형성되어, 상기 지지링의 적어도 일부 외부면이 상기 완충 지지부재의 홈에 삽입되도록 형성된 음향 진동 왜곡 방지 구조의 전기 음향 변환기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 완충 지지부재는
    상기 박막 진동판의 지지링이 안착되는 상기 외부 하우징 전면 안착부에 배치되되,
    상기 지지링 외주면의 크기에 대응되는 홈이 상기 박막 진동판의 지지링 안착 방향으로 배치되어 상기 지지링의 안착시 상기 지지링의 적어도 일부 외부면이 상기 홈에 삽입되어 고정되도록 하는 음향 진동 왜곡 방지 구조의 전기 음향 변환기.
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WO2020141870A1 (ko) * 2018-12-31 2020-07-09 아날로그플러스 주식회사 진동자 스피커 유닛의 지지구조

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