KR20050111240A - 스피커 진동판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스피커 진동판에 관한 것으로서, 더 상세하게는 스피커의 음질을 좌우하는 진동판을 센터 돔과 사이드 돔으로 분리하여 형성하되, 그 센터 돔을 열발산 효율이 좋은 재질로 제작하여 사이드 돔에 접착함으로써 보이스 코일에서 발생하는 열을 외부로 방출시켜 스피커 내부의 온도가 과도하게 상승하는 것을 방지할 수 있는 진동판에 관한 것이다.

본 발명에 따른 스피커 진동판은, 저면에 접착된 보이스 코일에 음성 전류가 흐르는 경우, 마그네트와의 자기장에 의해 보이스 코일과 같이 상하로 진동하여 음을 발생하는 스피커 진동판에 있어서;

사이드 돔과 센터 돔이 이종(異種)의 재질로 분리 제작되어 접착에 의해 진동판이 이루어지고, 상기 사이드 돔과 센터 돔 중에서 어느 하나는 다른 하나보다 열전달계수가 상대적으로 높은 값을 가진다.

Description

스피커 진동판 {Diaphragm for speaker}

본 발명은 스피커 진동판에 관한 것으로서, 더 상세하게는 스피커의 음질을 좌우하는 진동판을 센터 돔과 사이드 돔으로 분리하여 형성하되, 그 센터 돔을 열발산 효율이 좋은 재질로 제작하여 사이드 돔에 접착함으로써 보이스 코일에서 발생하는 열을 외부로 방출시켜 스피커 내부의 온도가 과도하게 상승하는 것을 방지할 수 있는 진동판에 관한 것이다.

일반적으로 스피커는 증폭기로부터 출력된 음성 전류가 마그네트 안쪽이나 바깥쪽에 있는 보이스 코일(voice coil) 속을 흐르게 되며, 상기 마그네트가 자기장을 만들고, 상기 보이스 코일도 신호가 흐르면 그 자신이 자기장을 만들기 때문에 두개의 자기장이 서로 당기거나 반발하는 작용에 의해 보이스 코일이 움직이게 되며, 상기 움직임에 따라 진동판이 진동하여 음을 발생하게 된다.

스피커에서 음질을 좌우하는 진동판은 중저음 또는 중고음 영역을 확장 재생하면서 생동감 및 명료성을 향상시키기 위해 순간적인 전기신호에 민감하게 반응하면서 빠른 시간 내에 진동체가 원위치로 복원될 수 있도록 부드러우면서도 복원력이 탁월한 재질로 이루어져야 한다.

일반적으로, 진동판은 폴리에스터(PE) 박막 필름이나 필름 표면에 알루미늄이 증착된 필름을 성형하여 사용하거나 폴리에스터(PE) 필름보다 음향적으로 물성이 좋은 PEI(Polyetherimide) 필름을 사용해서 제작한다.

한편, 근래에 출시되는 휴대용 전자기기들은 대부분 음악적 요소가 포함된 시그널을 벨 소리로 이용하고 있다.

또한 중저음 또는 중고음 영역의 확장을 통한 광대역 재생 및 대 음량 재생을 원하는 휴대용 전자기기들이 늘어나고 있는 추세이고, 이에 따라, 초소형이면서도 내 입력이 최소한 0.7 와트 이상 급의 고출력 마이크로 스피커가 요구되고 있다.

도 1은 스피커 중에서 마이크로 스피커의 구조를 나타내는 단면도이다.

컵 형상의 요크(3,yoke)와 일체형으로 성형되는 프레임(4)의 외곽, 즉 요크(3)와 프레임(4)의 최외곽 사이의 프레임(4)에는 진동판(5)의 원활한 진동으로 음향이 발생되도록 하기 위한 다수 개의 통기공(4a)이 스피커 내부와 연통되게 형성된다.

위와 같이 프레임(4)과 일체형으로 성형된 요크(3)의 중앙에는 원통 형상의 마그네트(1)와 플레이트(2)가 순차적으로 적층되는 데, 이때 요크(3)의 내벽과 마그네트(1) 및 플레이트(2)의 외주면과는 일정한 이격거리를 갖는다.

이는 마그네트(1)에 의한 자기 폐회로를 형성하면서도 이에 대응되는 보이스 코일(7)을 내입하기 위함이다.

또한, 프레임(4)의 상부에는 진동판(5)이 진동할 수 있도록 외측이 고정되어 있으며, 이 진동판(5)의 저면에는 환형으로 감겨진 보이스 코일(7)이 요크(3)와 마그네트(1) 사이의 공간까지 내려오도록 부착되고, 프레임(4)의 상부에 그릴(6)이 고정된다.

상기한 구성에서 마그네트(1)와 요크(3) 및 플레이트(2)가 자기회로를 구성하고, 보이스 코일(7)과 진동판(5)이 전자계를 구성한다.

상기 보이스 코일(7)은 음성 전류에 따라 진동판(5)을 상하로 진동하게 하는데, 이때 보이스 코일(7)은 음성 전류에 따라 열을 발생하고 이에 의해 스피커 내부의 온도가 상승하게 된다.

그런데 종래 진동판(5)은 필름(PEI, PEN(Poly ethylene naphthalate), PPS(Polyphenylene sulfide), PEEK(Polyetheretherketone)) 계열이나 종이(콘지) 계열의 단일 재질로 이루어지고 상기 필름이나 종이 계열의 재질은 열발산 효율이 좋지 않아서 보이스 코일(7)에서 발생한 온도가 외부로 방출되지 못하여 내부의 온도가 과도하게 상승되었다.

스피커 내부가 과열되어 120~140℃ 이상 상승하면 진동판(5)에 변형이 오고, 보이스 코일(7)의 피막이 타서 변색이 되며 진동판(5)과 보이스 코일(7)을 접착하는 본드의 접착력이 떨어져 보이스 코일(7)이 진동판(5)에서 떨어지게 되어 결과적으로 잡음 등 고장의 원인이 된다.

또한, 보이스 코일(7)의 온도가 상승함에 따라 자체 저항이 상승하여 음성 전류가 감소하게 되며, 순간적으로 변화하는 음성 전류에 의한 저항의 변화는 비직선성 일그러짐을 발생하게 하는 등의 신뢰성 문제를 발생하고 있다.

특히 고출력 마이크로 스피커의 경우 스피커 내부에서 발생되는 온도가 160℃ 이상까지 상승하여 출력에 따라 진동판(5)의 변형이나 스피커의 수명에 나쁜 영향을 주게 된다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 주목적은 스피커의 음질을 좌우하는 진동판을 센터 돔과 사이드 돔으로 분리하여 형성하되, 그 센터 돔을 열발산 효율이 좋은 재질로 제작하여 사이드 돔에 접착함으로써 보이스 코일에서 발생하는 열을 외부로 방출시켜 스피커 내부의 온도가 과도하게 상승하는 것을 방지할 수 있는 스피커 진동판을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 스피커가 과열되는 것을 방지하여 진동판에 변형이나 보이스 코일의 변색을 막을 수 있고 진동판과 보이스 코일을 접착하는 본드의 접착력을 유지시켜 잡음이나 이상음 등 고장의 원인을 해결할 수 있어, 고출력을 보장하고 신뢰성을 향상시킬 수 있는 스피커 진동판을 제공하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 저면에 접착된 보이스 코일에 음성 전류가 흐르는 경우 마그네트와의 자기장에 의해 보이스 코일과 같이 상하로 진동하여 음을 발생하는 스피커 진동판에 있어서;

사이드 돔과 센터 돔이 이종(異種)의 재질로 분리 제작되어 접착에 의해 진동판이 이루어지고, 상기 사이드 돔과 센터 돔 중에서 어느 하나는 다른 하나보다 열전달계수가 상대적으로 높은 값을 가짐을 특징으로 하는 스피커 진동판을 제공하고자 한다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.

도 2a와 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 진동판을 나타내는 도면이다.

도시된 바와 같이, 진동판(50)이 중고음을 주로 재생하는 센터 돔(center dome,52)과 중저음을 주로 재생하는 사이드 돔(side dome,54)으로 분리 형성되고, 각 돔(52,54)은 물성이 서로 다른 이종(異種)의 재질로 이루어지며, 상기 사이드 돔(54)과 센터 돔(52) 중에서 어느 하나는 다른 하나보다 열전달계수가 상대적으로 높은 값을 가진다.

사이드 돔(54)과 센터 돔(52)의 형상은 평면에서 보아 원형이고, 정면에서 보아 외측은 일정부분 평평하다가 내측으로 갈수록 상부로 라운드진 형상으로, 외측의 평평한 플랜지부(54a,52a)와 내측의 상부로 라운드진 돔부(54b,52b)로 이루어진다.

상기 2개의 돔(52,54) 중에서 하나의 돔은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 동(Cu)과 같이 열전달계수가 높은 비철금속 계열의 재질로 이루어지고, 다른 하나의 돔은 종래와 같은 필름 계열의 재질이나 종이 계열의 재질로 이루어진다.

본 발명에서는 스피커 특성에서 중요한 역할을 하는 사이드 돔(54)은 종래와 같이 필름이나 종이 계열의 재질로 제작하고, 센터 돔(52)은 열전달계수가 높은 재질로 하여 열이 주로 센터 돔(52)을 통해 외부로 발산하도록 구성한다.

이종의 재질로 이루어진 센터 돔(52)과 사이드 돔(54)에서 센터 돔의 플랜지부(52a)는 이웃한 사이드 돔의 플랜지부(54a)와 상하로 겹쳐져 접착됨으로써 진동판이 형성된다.

이웃된 플랜지(52a,54a)를 상하로 접착하는 방법은, 센터 돔(52)과 사이드 돔(54)을 이종의 재질로 제작한 상태에서 하나의 플랜지부(52a 또는 54a)에 본드를 도포한 후 다른 플랜지부(54a 또는 52a)를 겹쳐 맞닿게 함으로써 센터 돔과 사이드 돔을 접착할 수 있다.

다른 방법으로는 하나의 플랜지부(52a 또는 54a)에 접착제를 도포한 후 열성형기를 이용해 200~300℃ 온도로 가열한 상태에서 다른 플랜지부(54a 또는 52a)에 겹치게 가압하는 증착에 의한 방법이 있다.

이때 센터 돔(52)이 하부에 위치되고 사이드 돔(54)이 상부에 위치되게 접착될 수도 있고(도 2b), 센터 돔(52)이 상부에 위치되고 사이드 돔(54)이 하부에 위치되게 접착될 수도 있으나(도 2a), 열전달계수가 높은 재질로 이루어진 센터 돔(52)이 하부에 위치되게 접착됨이, 센터 돔의 플랜지부(52a) 저면에 부착된 보이스 코일(70)에서 발생하는 열이 센터 돔(52)에 직접 전달하기 때문에 바람직하다.

센터 돔(52)이 상부에 위치하면 보이스 코일(70)에서 발생하는 열이 사이드 돔의 플랜지부(54a)를 거쳐 간접 전달되기 때문에 열발산 효율이 떨어진다.

도 3a와 도 3b는 도 2에 나타낸 센터 돔의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.

도시된 바와 같이, 공기와의 접촉 면적을 넓혀 센터 돔(52)의 방열효과를 높이기 위해, 전체적으로는 돔 형상을 유지하면서 돔부(52b)를 상하로 여러 번 굴곡한 것을 알 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 진동판이 구비된 마이크로 스피커의 구조를 나타내는 단면도이다.

마그네트(10)와 요크(30) 및 플레이트(20)가 자기회로를 구성하고, 보이스 코일(70)과 진동판(50)이 전자계를 구성한다.

상부의 가장자리에 그릴(60)이 고정되는 프레임(40)에는 다수의 통기공(42)이 형성되고, 그 프레임(60)의 내부에 요홈이 형성된 요크(30)가 일체로 구성된다.

상기 요홈의 중앙부위에는 원통 형상의 마그네트(10)와 플레이트(20)가 적층 배치되는 바, 상기 마그네트(10)와 플레이트(20)는 상기 요크(30)의 내벽과 일정한 공간을 형성하도록 이격 배치된다.

상기 플레이트(20)의 상측에는 진동판(50)이 위치되어 프레임(40)의 외측 상부와 접착되고, 그 진동판(50)의 저면에는 환형상으로 권취된 보이스 코일(70)이 접착되며, 그 보이스 코일(70)은 상기 요크(30)의 내벽과 마그네트(10) 및 플레이트(20) 사이의 공간에 개재된다.

여기서 상기 진동판(50)은 이종의 재질로 이루어진 센터 돔(52)과 사이드 돔(54)으로 이루어지고, 특히 센터 돔(52)은 열전달계수가 높은 비철금속 계열로 이루어져 열을 발산하게 된다.

또한 상기 센터 돔(52)의 플랜지부(52a)의 저면에는 보이스 코일(70)이 본드에 의해 접착되고 상면에는 사이드 돔(54)의 플랜지부(54a)가 본드나 열성형의 증착에 의해 접촉되며 센터 돔(52)의 돔부(52b)는 상하로 여러 번 굴곡되어 있어 방열효과가 증대된다.

상기한 구성에서, 음성 전류가 마그네트(10)와 요크(30) 사이에 있는 보이스 코일(70)에 흐르면 상기 마그네트(10)가 자기장을 만들고, 동시에 상기 보이스 코일(70)도 그 자신이 자기장을 만든다.

상기 두개의 자기장이 서로 당기거나 반발하는 작용에 의해 보이스 코일(70)이 움직이게 되며, 상기 움직임에 따라 진동판(50)이 진동하여 음을 발생하게 된다.

상기 보이스 코일(70)에 음성 전류가 흘러 작동하는 중에 열이 발생하여 스피커(100) 내부의 온도가 상승하게 되나, 진동판(50)의 센터 돔(52)이 열전달계수가 높은 재질로 이루어져 보이스 코일(70)의 열이 센터 돔(52)을 통해 상부로 전달되고 다수의 구멍이 형성된 그릴(60)을 통해 외부로 방출되기 때문에, 스피커 내부의 온도는 일정 온도에서 더 이상 상승하지 않게 된다.

즉, 진동판의 센터 돔(52)이 스스로 진동을 하면서 방열판 역할을 겸하여 보이스 코일(70)에서 발생하는 열이 외부로 전달된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 스피커의 음질을 좌우하는 진동판을 센터 돔과 사이드 돔으로 분리하여 형성하되, 그 센터 돔을 열발산 효율이 좋은 재질로 제작하여 사이드 돔에 접착함으로써 보이스 코일에서 발생하는 열을 외부로 방출시켜 스피커 내부의 온도가 과도하게 상승하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 스피커가 과열되는 것을 방지하여 진동판에 변형이나 보이스 코일의 변색을 막을 수 있고, 진동판과 보이스 코일을 접착하는 본드의 접착력을 유지시켜 잡음이나 이상음 등 고장의 원인을 해결할 수 있어, 고출력을 보장하고 스피커로서의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 스피커 중에서 마이크로 스피커의 일반적인 구조를 나타내는 단면도이다.

도 2a와 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 스피커 진동판을 나타내는 도면이다.

도 3a와 도 3b는 도 2에 나타낸 센터 돔의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명에 따른 진동판이 구비된 마이크로 스피커의 구조를 나타내는 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 마그네트 20 : 플레이트

30 : 요크 40 : 프레임

42 : 통기공 50 : 진동판

52 : 센터 돔 52a : 플랜지부

52b : 돔부 54 : 사이드 돔

54a : 플랜지부 54b : 돔부

60 : 그릴 70 : 보이스 코일

100 : 마이크로 스피커

Claims (7)

1. 저면에 접착된 보이스 코일에 음성 전류가 흐르는 경우, 마그네트와의 자기장에 의해 보이스 코일과 같이 상하로 진동하여 음을 발생하는 스피커 진동판에 있어서;

   사이드 돔과 센터 돔이 이종(異種)의 재질로 분리 제작되어 접착에 의해 진동판이 이루어지고, 상기 사이드 돔과 센터 돔 중에서 어느 하나는 다른 하나보다 열전달계수가 상대적으로 높은 값을 가짐을 특징으로 하는 스피커 진동판.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 센터 돔이 사이드 돔보다 열전달계수가 높은 것임을 특징으로 하는 스피커 진동판.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 센터 돔은 비철금속계의 재질로 이루어짐을 특징으로 하는 스피커 진동판.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 사이드 돔이나 센터 돔은 각각 외측의 평평한 플랜지부와 내측의 상부로 라운드진 돔부로 이루어지고, 이웃된 플랜지부가 상하로 겹쳐져 접착됨을 특징으로 하는 스피커 진동판.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 센터 돔의 플랜지부가 센터 돔의 플랜지부보다 아래에 위치되어 접착되고 센터 돔의 플랜지부 저면에 보이스 코일이 접착됨을 특징으로 하는 스피커 진동판.
6. 청구항 1 또는 청구항 5에 있어서, 상기 플랜지부는 본드나 열성형의 증착에 의해 접착됨을 특징으로 하는 스피커 진동판.
7. 청구항 1 또는 청구항 5에 있어서, 상기 센터 돔의 돔부는 전체적으로 돔 형상을 유지하면서 공기와의 접촉면적을 넓히기 위해 여러 번 상하로 굴곡된 것을 특징으로 하는 스피커 진동판.