KR20080095962A

KR20080095962A - 왜율 방지 성능을 구비한 동 위상 저음 반전 방식의 출력구조를 갖는 전기음향변환 유닛

Info

Publication number: KR20080095962A
Application number: KR1020070040670A
Authority: KR
Inventors: 유수진; 유수호
Original assignee: 유수진; 유수호
Priority date: 2007-04-26
Filing date: 2007-04-26
Publication date: 2008-10-30

Abstract

본 발명에 따른 동 위상 저음 반전 방식의 출력 구조를 갖는 전기음향변환 유닛은, 중앙 부위가 개방 형성된 제 1방출구(171)를 갖는 프로텍터(110); 적어도 하나로 볼록 형성된 제 1 에지(122)를 구비한 1 진동판(121)과, 상기 제 1진동판(121)의 하 측에 형성되어 있는 보이스 코일(123)로를 구비하여 상기 프로텍터(110)의 하부에 위치한 제 1 진동부(120); 상기 보이스 코일(123) 내측으로 위치하는 마그넷(143)과 상기 보이스 코일(123)을 둘러싸고 있어 진동판의 역할을 하는 요크(144)를 구비한 자기 회로부(141)와, 하측으로 함입 구성된 부위를 갖는 제 2에지(147)를 구비한 제 2 진동부(140); 양 면에 전극 패턴(151)이 인쇄되어 있고 상기 제 2 진동부(140)의 하부에서 일정 유격되어 상기 플레임(130)의 하부 면에 결합되는 터미널 플레이트(150); 상기 제 1 진동부(120)의 하부 및 상기 제 2 진동부(140)의 상부에서 링 형상을 가지도록 위치하되, 상기 제 1 및 제 2 에지(122,147)의 일정 부위를 덮도록 구성된 제동 가이드(195)를 구비한 댐퍼(190);로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

왜율 방지 성능을 구비한 동 위상 저음 반전 방식의 출력 구조를 갖는 전기음향변환 유닛{ELECTRONIC SOUND-TRANSFORMING UNIT HAVING STRUCTURE OF GENERATING BASS REFLEX WITH SAME PHASE FOR PREVENTING DISTORTION}

도 1은 종래기술 1에 대한 진동기능 스피커의 단면도.

도 2는 종래기술 1에 대한 스피커 출력 특성을 나타내는 그래프.

도 3은 종래기술 2에 대한 2-way 스피커의 단면도.

도 4는 종래기술 2에 대한 스피커 출력 특성을 나타내는 그래프.

도 5는 본 발명에 따른 유닛의 전체 구성에 대한 부분 절개 사시도 및 단면도.

도 6은 본 발명에 따른 프로텍터의 부분 절개 사시도 및 단면도.

도 7은 본 발명에 따른 제 1진동부의 부분 절개 사시도 및 단면도.

도 8a는 본 발명에 따른 프레임의 부분 절개 사시도 및 단면도.

도 8b는 본 발명에 따른 프레임의 변형 구조를 도시한 사시도.

도 8c는 도 8b에 따른 프레임의 변형 구조를 도시한 평면도, 단면도 및 부분 절대 단면도.

도 8d는 도 8b에 따른 프레임의 접착 가이드의 유무 상태 비교도.

도 9는 본 발명에 따른 제 2 진동부의 부분 절개 사시도 및 단면도.

도 10a는 본 발명에 따른 댐퍼 구조를 도시한 평면도 및 단면도.

도 10b는 본 발명에 따른 제 1 진동부 및 보이스 코일에 댐퍼가 장착되는 구조를 도시한 분해 사시도.

도 10c는 본 발명에 따른 제 1 진동부에 장착된 댐퍼 구조를 도시한 단면도 및 평면도.

도 10d는 본 발명에 따른 제 2 진동부 및 요크에 댐퍼가 장착되는 구조를 도시한 분해 사시도.

도 10e는 본 발명에 따른 제 2 진동부에 장착된 댐퍼 구조를 도시한 평면도, 단면도 및 배면도.

도 10f는 본 발명에 따른 유닛에 댐퍼가 장착되는 구조를 전체적으로 도시한 분해 사시도.

도 11a는 본 발명에 따른 터미널 플레이트의 부분 절개 사시도 및 단면도.

도 11b는 본 발명에 따른 터미널 플레이트의 구체적인 구조를 도시한 평면도 및 배면도.

도 11c는 본 발명에 따른 터미널 플레이트의 유무 상태 비교도.

도 12는 본 발명에 따른 공명 하우징의 구조를 도시한 단면도.

도 13은 본 발명에 따른 유닛을 수용한 공명 하우징이 이어폰에 장착된 상태를 도시한 예시도.

도 14는 본 발명에 따른 유닛 내부에서의 공기 또는 음향의 방출 경로를 나타낸 부분단면 사시도 및 단면도.

도 15는 본 발명에 따른 유닛의 다른 실시예를 나타내고 있는 단면도.

도 16은 본 발명에 따른 유닛의 음향 출력 특성을 나타내는 그래프.

도 17은 본 발명에 따른 유닛과 종래기술 1,2의 음향출력 특성을 비교 예시한 그래프.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100: 본 발명에 따른 유닛 150: 터미널 플레이트

110: 프로텍터 151: 전극 패턴

120: 제 1진동부 151a: 양극 전극 패턴

121: 제 1진동판 151b: 음극 전기 패턴

122: 제 1 에지 161: 제 1공기실

123: 보이스 코일 162: 제 2 공기실

130: 프레임 163: 제 3 공기실

132: 코일 인출 가이드 171: 제 1 방출구

133: 접착 가이드 172: 제 2 방출구

140: 제 2진동부 173: 제 3 방출구

142: 플레이트 181: 요크 통기공

143: 마그넷 183: 제 3 에지

144: 요크 190: 댐퍼

146: 요크 가이드 195: 제동 가이드

147: 제 2 에지 200: 공명 하우징

148: 제 2 개스킷 203: 관통공

204: 공명 스페이스

본 발명은 베이스 리플렉스(Bass reflex) 스피커, 다시 말해 동 위상 저음 반전 방식의 출력 구조를 갖되 왜율 방지 기능을 갖는 개선된 전기음향변환 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저음 반전을 이루되, 외부의 하우징 또는 캐비넷 박스에 의존하지 않고 더욱이 반전되는 저음의 방향이 중/고음 재현용의 주 진동판의 진행 방향과 일치되는 동위상의 출력/방사가 독립된 단일 유닛의 상태로서 가능함과 더불어 구조적인 안정성과 왜율 방지 기능을 통한 음질의 안정성을 보장하는 광대역 재현용(특히 저음) 스피커 유닛에 관한 것이다.

종래의 스피커 기술을 큰 항목으로 분류하면 단일 유닛기술, 유닛이 탑재되는 시스템 기술로 구분할 수 있다.

단일 유닛 기술에는 일렉트로 다이나믹, 일렉트로 마그네틱, 일렉트로 캐패시티, 리버스 피에조, 이온등의 다섯 가지 구조 이론이 존재하고, 시스템 기술에는 하우징 기술인 캐비넷 박스 기술과 내부의 필터 등의 회로, 그리고 음향 임피던스 제어 기술로 구분된다.

상기 유닛 기술 중 가장 큰 비중으로 그리고 다양하게 사용되는 기술은 일렉 트로 다이나믹 기술이며, 리버스 피에조 이론에 기초해 초음파의 도플러 효과를 활용한 초지향성 유닛과 불소화 필름에 표면 개질시킨 필름 형 유닛 등이 2003년 이후에 활발하게 개발되고 있다.

그 중 주목할만한 종래 기술로는 일렉트로 다이나믹 이론에 기초한 도 1의 진동기능스피커와 도 2의 2-way 스피커가 있는데 이하 이러한 종래 기술 1,2에 대해 중점적으로 살펴본다.

도 1은 종래기술 1에 대한 다이나믹 진동, 음향 복합 모드 마이크로 스피커의 구조를 나타낸 단면도이다.

종래의 다이나믹 진동, 음향 복합 모드 마이크로 스피커는 원통형의 프레임(1)과 그 내부에 장착되는 자기 회로부 및 음향 발생부를 포함한다. 여기서, 자기 회로부의 요크가 판스프링(2)에 고정되고, 상기 판스프링(2)이 프레임(1)에 고정 설치됨으로써, 진동이 발생된다. 이를 보다 구체적으로 살펴본다.

프레임(1)의 상측에는 상측 커버(3)가 결합되고, 하측에는 하측 커버(4)가 결합되며, 상측 커버에는 음향 방출구(5)가 마련되고, 하측 커버(4)에는 후면 통기공(6)이 마련된다. 음향 발생부는 제 1,2진동부(8,9)과 보이스 코일로 이루어지며, 보이스 코일은 보이스 코일 인입선이 PCB 전극단자와 연결됨으로써 전원을 인가받는다. 자기 회로부는 원형의 플레이트와 영구자석 및 원형의 요크로 이루어지며, 상기 자기 회로부가 진동의 질량체로서 작용하여 진동이 발생된다.

제 1 진동부(8)는 진동판, 제 2 진동부(9)는 자기회로로서 구성이 되며, 제 1 진동부(8)는 가능한 광대역의 음향발현만을, 제 2 진동부(9)는 일정 주파수에서 진동 발현만을 목적으로 한다. 진동 발현만을 위하여, 제 2 진동부(9)의 서스펜션에는 반드시 통기 간극(7)이 형성되어 발생되는 음향은 소멸이 되도록 한다.

이러한 종래기술은 대한민국 공개특허공보 2000-12495호에는 외자형 복합 모드 마이크로 스피커로서 개시되어 있다.

이와 같은 교류 구동방식 다이나믹 음향/진동 복합 모드 마이크로 스피커의 진동력 발생은 자기회로의 에어갭 내지 공기실(요크의 내측과 플레이트 외측간의 공간) 내부에 직각으로 삽입되어 있는 보이스 코일의 인입선으로 정/부의 전기적 신호가 유기될 때, 그에 대응되어 정 또는 반대 방향으로 형성된 교류성 회전 자기장과 영구자석으로부터 발생되는 일정한 방향성을 갖는 직류성 자기장이 서로 반응하여 흡인 또는 반발함으로써 얻어진다.

이때 발생되는 힘의 방향은 자기회로 에어갭의 내측으로부터 외측으로 향하는 직류성 자속과 코일에서 발생되는 교류성 회전 자속의 방향에 의해 결정되며, 에어갭의 단면을 기준으로 하여 상 또는 하 방향으로 작용하게 된다. 이때 상/하를 차례로 반복하기 위해서 반드시 Full duty wave의 교류 전기 에너지를 코일에 인가하여야 하며, 발생되는 힘의 크기는 에어갭에 존재하는 자속밀도와 코일의 길이 그리고 코일에 흐르는 전류의 크기에 비례하고, 코일에서 발생되는 자기장과 에어갭에 존재하는 자기장의 반응 각도가 직각일 때, 가장 큰 힘으로 상호 작용하며, 이때 적용되는 단위는 뉴턴이다.

상기의 내용은 프레밍의 왼손 법칙을 인용한 것으로서, 두개의 자기장의 상 호 반응에 대해 잘 알려진 내용이므로 보다 구체적인 설명은 하지 않기로 한다.

통상의 진동체는 진동하는 전체 부분의 무게와 지지체의 탄성에 기초한 딱딱한 정도의 상관관계에 의해서 공진 주파수가 결정되게 되며, 공진 부분에서 그 진동폭이 가장 크게 되는데, 이는 곧 진동체의 질량이 커질수록 또 제동 지지체인 판스프링의 딱딱한 정도(Stiffness)가 적을수록 공진 주파수는 낮아진다는 것을 의미하게 되는데, 상기에서 주목할 것은 자기회로 구조물은 진동판 구조물에 비해 대단히 큰 질량을 갖는다는 것이다. 결과적으로 상대적으로 질량이 큰 자기회로 구조물을 진동원으로 이용할 경우 인체가 잘 느낄 수 있는 낮은 영역의 진동 주파수를 발생할 수 있게 된다.

종래기술 1에 따른 진동/음향 복합 모드 마이크로 스피커는 상기한 원리에 그 이론적 배경을 두고 있으며, 자기회로 구조물의 최대 공진점 주파수에서는 진동 모드로, 가벼운 진동판 구조물의 공진점 주파수부터 최대 가청 영역까지의 주파수까지는 음향을 재현하는 스피커 모드로 사용한다.

상기 교류방식 다이나믹 진동/음향 복합모드 마이크로 스피커의 경우 두 가지 기능적 요소를 제공하는 별도의 부품을 한 개로 통합함으로 휴대 전화기 세트에 내장되는 부품의 수가 감소함에 따른 원가절감의 효과를 얻을 수 있으며, 또한 교류방식이기 때문에 구동하는 신호원의 주파수에 따른 다양한 진동 형태의 기능을 추가하는 부가가치를 확보하게 될 수 있는 장점이 있다.

그러나 도 1에 따른 종래기술 1의 음향적 측면을 고려 하여보면, 자기회로부와 음향발생부가 동시에 역 구동되어 이동을 이루기 때문에 자기회로부가 고정되어 있을 경우보다 그 재생 효율은 당연하게 낮아질 수밖에 없다. 또한, 제 2진동부(9)의 서스펜션이 통기성 구조이므로 저음이 상쇄되어 우수한 저음 발생 효과를 가질 수 없다는 단점이 존재한다.

도 2는 종래기술 1에 대한 합성음향 특성 상태를 나타내는 그래프이다.

도 2를 살펴보면, 종래 기술 1이 기본적으로 역 위상 진동에 근거한 것이기 때문에 음향 에너지가 하강되는 것을 알 수가 있고, 제 2진동부(9)가 진동에 의한 독립된 음향 특성을 가지고 있고 자체 내 저음이 상쇄되어 발생하므로 재생 에너지가 극히 작아지는 단점이 있음을 알 수가 있다.

도 3은 종래 기술 2에 대한 2-way 스피커에 대한 구조를 나타내는 단면도이다.

도 3의 구성을 개략적으로 살펴보면, 하우징(20) 내부에 장착되는 스피커 유닛(21)에서 다수 개의 통공으로 이루어진 제 1방출구(29)를 구비한 프로텍터(31)가 그 하부의 굴곡 성형되어 있는 제 1진동판(24)과의 사이에서 제 1공기실(26)을 가지도록 마련되어 있고 제 1진동판(24)의 하부에는 2개의 보이스 코일(22,23)이 자리하며, 이러한 보이스 코일(22,23)의 하부에는 역시 굴곡 성형되어 있는 제 2 진동판(25)이 형성되어 있다. 이러한 보이스 코일(22,23)과 제 2진동판(25) 사이로 제 2 공기실(27)이 마련된다.

제 2진동판(25)의 하부에는 통공을 구비한 스피커 유닛(21)의 바닥 면이 위 치하며 스피커 유닛(21)의 바닥 면과 하우징(20) 내측벽 사이에는 제 3공기실(28)이 마련되고 제 3공기실(28)의 일 측, 즉 외측 하우징(20) 부위로 제 3방출구(31)가 형성되어 있다.

이러한 구성을 통해 알 수 있듯이, 제 1진동판(24)은 밀폐된 구조로 인해 최소 5KHz 이상의 고역만을 재생한다는 것을 알 수 있고, 제 2 진동판(25)의 발생 음향은 제 2,3 방출구(30,31)로 향하므로 결과적으로 저음이 완전 상쇄되어 일정 대역 이상의 중음 내지 고음 재현만이 가능하다는 것을 알 수 있다.

더욱이 제 1, 2진동판(24,25)이 동시에 작용할 때 제 1 내지 3 방출구(29,30,31)에서 방출되는 음향의 방향은 세 곳 중 반드시 한 곳은 역 위상이 되므로 특히 파장이 긴 저음 대역의 음향 재현이 어려워지는 문제가 있다.

더불어 역 위상에 의한 저음 상쇄 방지를 위해 제 2, 3방출구(30,31) 중 어느 하나를 폐쇄할 경우 제 2 진동판(25) 역시 제 1 진동판(24)과 마찬가지로 밀폐되므로 역시 저음 재현이 불가능해진다는 단점이 존재한다.

도 4는 도 3에 따른 종래 기술 2의 함성음향 특성을 나타내는 그래프이다.

도 4를 보아 알 수 있듯이, 제 2 진동판(진동부)(25)의 음향 에너지는 제 2, 3 방출구(30,31)에서 역 위상의 상태로 합성이 되므로 저음 공진 주파수 부근의 음향 에너지가 급격히 소멸되는 것을 알 수 있어, 결국 저음에 관련한 음향 발생에 문제가 있음을 보여 주고 있다.

이러한 도 3, 4에 따른 종래 기술 2의 커다란 단점이라 할 수 있는 저음영역 의 문제를 요약하여 설명하면 단일 유닛의 경우 유닛 전후면의 위상은 -180 이므로 이를 차단하지 않았을 경우 파장이 긴 저음일수록 상호 상쇄 소멸 되므로 청취할 수 없게 된다는 것에 기인하는 것이다.

이러한 저음 상쇄 현상의 방지를 위해 유닛의 전후 면을 차단하기 위한 판 형태의 구조물을 배플(Baffle)이라 하는데, 상기 배플은 무한 확장을 이상적으로 하나 현실적으로 불가능 하므로 등가적으로 무한 배플과 유사한 공간을 구성하는 것이 바로 유닛을 탑재하는 캐비넷이다.

이는 시스템 기술의 핵심 중 하나로서 다시 분류하면 유닛 뒷면의 공간이 외부와 완전하게 차단된 밀폐형과 캐비넷의 일부를 외부의 공간과 연결시킨 베이스 리플렉스형이 있다.

자유공간 상태의 유닛의 저음공진 주파수와 동등한 정도의 저음 공진주파수를 실현할 수 있어야 하는 것이 가장 이상적인 밀폐형 캐비넷 공간 설정인 바, 이는 캐비넷에 취부된 상태에서도 발현할 수 있는 저음 영역의 한계를 확장하기 위함이다.

현재, 정보통신용의 휴대 단말기 등의 음향 발생장치를 가지는 제원이 소형화됨에 따라 실질적인 주변에서 요구되는 스피커의 외형적 성향은 소형이므로 동등한 저음 구현이 가능 하다면 스피커조차도 가능한 적은 것을 요구 하는 것이 일반적인 성향이다. 그런 성향에 따라서 스피커 역시 가능한 소형으로도 개발되고 출시되고 있는데, 보다 적은 크기로 보다 낮은 대역의 저음 발현이 가능한 신규한 구조가 지속적으로 개발되고 있다.

상기 명시된 캐비넷 기술 중 소형화가 가능 하면서도 적당 수준의 저음 확장이 가능한 기술이 바로 베이스 리플렉스(Bass Reflex) 기술이며, 이는 프론트 로드형과 백 로드형의 고전적 대표 기술로 구분이 된다.

베이스 리플렉스 기술은 밀폐된 캐비넷의 일정 부위에 일정 크기의 음향 방출 공간이 형성된 것을 의미하며, 스피커 유닛 뒷면으로 방사되는 공기의 흐름을 캐비넷의 공간과 방출구의 크기 및 두께에 관계되는 공명 주파수를 이용해 유닛보다 더욱 낮은 저음을 발현하는 기술이다.

즉, 동급의 유닛에서 보다 극대화된 저음 재현의 구현을 위해서는 필수적으로 무한 배플의 연장 공간 형태인 별도의 캐비넷을 반드시 필요로 하나, 바로 이러한 캐비넷의 변형과 발전에 따라 저음 영역의 보강을 이룰 수 있는 새로운 구조를 가진 스피커 기술이 필요한 실정이고 더 나아가 캐비넷의 구조 없이 저음 영역의 탁월한 보강 구조를 이룰 수 있는 새로운 기술의 필요성이 대두된다.

본 발명은 상기 서술한 종래 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 베이스 리플렉스 캐비넷 기능을 유닛 자체만으로도 가능하게 하고 있는 신규한 구조를 마련하여 별도의 외부 캐비넷 없이도 베이스 리플렉스가 유닛 자체로서 가능한 광대역 스피커를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 하나의 코일로서 두 개의 별도 공진점의 형성이 가능하고, 특히 확대 가능한 낮은 공진점을 갖는 진동부의 저음을 유닛의 전면으로 동 위상 반전시킨 베이스 동 위상 리플렉스 유닛을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 진동부에서 공기의 진동을 통해 음향을 발현하는 과정에서 음향 진행의 직선 가이드 역할을 하는 수단을 구비하여 불규칙한 진동에 의해 왜율이 발생되는 것을 방지하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은 별도의 케이스를 마련하고 이 내부에 공명 공간을 설치함으로써 보다 박진감이 있는 저음 발현을 도모하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은 케이블과 전기적 접촉을 갖는 전극 패턴을 납땜 방식이 아닌 접촉식 방식으로 유도하여 이어폰 조립의 편의성을 추구하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 왜율 방지 성능을 구비한 동위상 저음 반전 방식의 출력 구조를 갖는 전기음향변환 유닛은, 중앙 부위가 개방 형성된 제 1방출구(171)를 갖는 프로텍터(110); 적어도 하나로 볼록 형성된 제 1 에지(122)를 구비한 1 진동판(121)과, 상기 제 1진동판(121)의 하 측에 형성되어 있는 보이스 코일(123)로를 구비하여 상기 프로텍터(110)의 하부에 위치한 제 1 진동부(120); 상기 보이스 코일(123) 내측으로 위치하는 마그넷(143)과 상기 보이스 코일(123)을 둘러싸고 있어 진동판의 역할을 하는 요크(144)를 구비한 자기회로부(141)와, 하측으로 함입 구성된 부위를 갖는 제 2에지(147)를 구비한 제 2 진동부(140); 양 면에 전극 패턴(151)이 인쇄되어 있고 상기 제 2 진동부(140)의 하부에서 일정 유격되어 상기 플레임(130)의 하부 면에 결합되는 터미널 플레이 트(150); 상기 제 1 진동부(120)의 하부 및 상기 제 2 진동부(140)의 상부에서 링 형상을 가지도록 위치하되, 상기 제 1 및 제 2 에지(122,147)의 일정 부위를 덮도록 구성된 제동 가이드(195)를 구비한 댐퍼(190);로 구성되어 있되, 상기 프레임(130)의 내측벽 주변에는 상단 면을 향해 수직방향으로 관통 형성되어 있는 복수 개의 제 2 방출구(172)가 형성되어 있고, 상기 요크(144)의 진동에 의하여 발생된 음향은 상기 터미널 플레이트(150)에 의해 제 2 방출구(172)를 통해 반전 이동되어 상기 제 1 진동부(120)에서 발생된 음향과 동 위상으로 합성된 다음 제 1 방출구(171)로 출력되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.

도 5는 본 발명에 따른 유닛(100)의 부분 전개 사시도 및 조립 단면도이다.

도 5를 보아 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 유닛(100)은 바람직하게 원통 형상으로 이루어져 있는 프레임(130) 내부에 위치하는 구성을 중심으로 상부에서 하부로 이르는 조립 순서를 기준으로 설명하면 최상부를 이루는 프로텍터(110), 제 1 진동부(120), 제 2 진동부(140), 최하층을 이루는 터미널 플레이트(150)로 이루어져 있다. 이러한 각 구성에 대해 첨부된 구체적 도면을 참조하면서 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명에 따른 프로텍터(110)의 부분 절개 사시도 및 단면도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 프로텍터(110)는 유닛(100)의 최상부를 이루는 것으로 내부에 위치하고 있는 제 1,2 진동부(120,140)를 외부의 충격으로부터 보호하는 기본적인 기능을 제공하며 캡과 같은 형상으로 이루어져 프레임(130)의 상단 벽을 따라 끼움 결합되어 있다. 프로텍터(110)의 중앙부위에는 개방형 구조로 이루어져 있는 제 1 방출구(171)가 형성되어 있다. 이러한 제 1 방출구(171)는 기본적으로 음향이 외부로 방출될 수 있도록 하는 통구의 역할을 한다.

또한, 프로텍터(110)는 프레임(130)의 상단으로 개방되어 복수 개로 형성된 제 2 방출구(172)가 외부와 직접적으로 맞닿지 않아 후술할 제 1, 2 진동부(120,140)에서 발생된 음향이 제 1 방출구(171)로 일정 수렴되게 하는 역할을 수행한다.

도 7은 본 발명에 따른 제 1진동부(120)의 구성을 나타내는 부분절개 사시도 및 단면도이다.

본 발명에 따른 제 1진동부(120)는 구조적으로 프로텍터(110)의 하방에 일정 유격 위치하여 프레임(130) 내지 프로텍터(110)의 형상에 상응하는 형상, 바람직하게는 원통형 플레이트 형상으로 이루어져 있는데, 외주면 부위를 따라 형성된 제 1개스킷(124) 내측으로 제 1진동판(121)이 횡 방향으로 마치 엠보싱과 같이 적어도 하나로 볼록 구성된 부위를 포함하여 연장 형성되어 있으며 이러한 적어도 하나의 볼록 구성 부위를 제 1에지(122)라 한다.

제 1진동판(121)의 대략 중앙부위 하단에는 보이스 코일(123)이 안착되어 있으며, 보이스 코일(123)을 이루는 와이어 중 하나의 와이어(125)가 제 1개스킷(124) 외측으로 연장 형성되어 있다. 보이스 코일(123)은 원통형의 중공 구조로 이루어져 그 중공 부위의 하방으로 후술할 제 2진동부(140)의 마그넷(143)이 안착 위치한다.

도 8a는 본 발명에 따른 프레임(130)의 구성을 나타내는 부분절개 사시도 및 단면도이다.

도 8a를 보아 알 수 있듯이, 프레임(130)은 본 발명에 따른 유닛(100)의 기본적 하우징 내지 음향 방출 매개체의 역할을 하는 것으로 기본적으로 원통 형상을 가지고 있어 상단 면에는 상술한 프로텍터(110)가 끼움 결합이 되어 있으며 하단에는 터미널 플레이트(150)가 결합이 되어 있다. 프레임(130)의 내측은 제 1,2 진동부(120,140)와 같은 구성이 위치할 수 있도록 중공 구조로 이루어져 있다. 프레임(130)의 내측 외주면 부위에는 상단 면에 이르기까지 수직 방향, 즉 프레임(130)의 길이방향과 평행하게 복수 개의 제 2방출구(172)가 바람직하게는 프레임(130)의 둘레 내측을 따라 방사형으로 형성되어 있다. 구체적으로는, 제 2 방출구(172)는 프레임(130)의 내측벽과 후술할 제 2진동부(140)의 제 2 개스킷(148) 외측 사이에 위치된다.

이러한 프레임(130)의 외측 벽에는 후술할 제 3 공기실(163)에 이르기까지 횡 방향으로 관통 처리된 복수 개의 제 제 3 방출구(173)가 프레임(130)의 외벽 둘레를 따라 방사형으로 형성되어 있으며 외측 벽의 일 측에서는 길이방향으로 벌어진 크랙(crack) 부위가 형성되어 있는데 이러한 크랙으로 인하여 내부의 보이스 코일(123)의 와이어가 인출입할 수 있도록 하는 코일 인출홈(131)이 형성된다.

이러한 구조를 가진 본 발명에 따른 유닛(100)에서 상기 프로텍터(110)의 하부 면과 제 1 진동부(120)의 상부 면에는 공간이 발생하는데 이를 제 1공기실(161)이라 하고, 또한 제 2 진동부(140)의 하부 면과 터미널 플레이트(150)의 상부 면 사이의 공간을 제 2 공기실(162)이라 하며, 제 1진동부(120), 구체적으로 제 1에지(122)의 하부면과 제 2 진동부(140), 구체적으로 제 2에지(147)의 상부면 사이의 공간을 제 3공기실(163)이라 한다.

상기 구성 및 첨부된 도면을 통해 알 수 있듯이, 기본적으로 본 발명에 따른 유닛(100)의 상부 구조를 이루는 프로텍터(110)는 제 1방출구(171)에 의하여 개방되어 있고 하부 구조를 이루는 터미널 플레이트(150)는 밀폐 구성되어 있다.

도 8b는 본 발명에 따른 프레임(130)의 변형 구조를 도시한 사시도이고, 도 8c는 도 8b에 따른 프레임(130)의 구조를 도시한 평면도, 단면도 및 부분 절대 단면도이다.

도 8b, c에 따른 프레임(130)의 구조는 상술한 도 8a에 따른 프레임의 개량 구조로서, 보이스 코일(123)의 와이어(125)가 코일 인출 홈(131)에서 보다 안정적으로 장착될 수 있도록 하는 코일 인출 가이드(132)와, 프레임(130) 내에서 제 1, 2 진동부(120,140)가 안정적으로 고정 위치할 수 있도록 하는 접착 가이드(133)가 추가로 구성된 것을 알 수 있다.

코일 인출가이드(132)는 코일 인출 홈(131) 내에서 코일 인출 홈(131)의 진행 방향과 동일한 방향, 즉 종 방향으로 형성되어 있되, 코일 인출 홈(131)의 중앙선을 기준으로 종 방향으로 돌출 연장된 구조를 가지고 있다. 이러한 코일 인출 가이드(132)는 보이스 코일(123)의 와이어(125)가 양극 및 음극으로 구분되어 위치할 수 있는 편의성과 안정적인 구조를 제공하는 역할을 수행한다.

또한, 프레임(130)의 내주 면은 제 1, 2 진동부(120,140)를 안정적으로 수용하기 위하여 단턱 구조를 가지고 있는 바, 구체적으로는 상하부 각각에서 중앙 부위보다 직경이 크도록 내측으로 돌출된 구조를 가지고 있어 이러한 돌출에 의하여 단턱이 발생하고 단턱의 측 방향 표면 상하부에 각각 제 1, 2 진동부(120,140)를 수용할 수 있는 구조를 가지고 있다.

특히 하부에서는 추가적인 단턱이 형성되어 터미널 플레이트(150)가 수용될 수 있는 공간을 마련한다. 이 때, 단턱에 의하여 상부에 발생한 표면을 제 1 진동부 부착 면(134)이라 하고, 하부에서 제 2 진동부(140) 상면이 부착되는 부위를 제 2 진동부 부착 면(135), 하단의 단턱 부위에 의해 발생된 평면을 터미널 플레이트 부착 면(136)이라 한다.

상기 제 1, 2 진동부 부착 면(134,135) 및 그 주변의 프레임(130) 내측 벽에는 접착 가이드(133)가 별도로 부착 형성되어 있다.

접착 가이드(133)는 접착제가 표면 부위에 균일 도포 처리된 패드와 같은 구 성으로서, 제 1, 2 진동부(120,140)가 제 1, 2 진동부 부착 면(134,135)에 안착하였을 때 프레임(130) 내부에서 제 1, 2 진동부(120,140)가 유동되거나 불필요한 움직임이 발생됨 없이 안정적으로 고정 장착될 수 있도록 하는 기능을 수행한다.

도 8d는 도 8b에 따른 프레임(130)의 접착 가이드(133)의 유무 상태 비교도이다.

도 8d를 보아 알 수 있듯이, 만일 제 1,2 진동부 부착 면(134,135) 및 그 주변 프레임 내벽 부위에 접착 가이드(133)가 형성되지 않은 상태에서 직접적으로 프레임(130) 내주 면에 단순히 접착제를 도포할 경우 표면 장력에 의하여 균일 두께를 이루지 못하고 두께가 불균일해질 우려가 있게 되는데, 이 경우 두께가 두꺼운 잉여 접착제 도포 부위에서 잔여 접착제가 제 1,2 진동부(120,140)의 제 1, 2 에지에 침투되어 제 1, 2 에지의 원활한 진동 기능을 방해하는 요소로 자리 잡게 될 우려가 있다.

따라서 이러한 문제를 방지하기 위하여, 접착제가 균일하게 도포 처리된 별도의 패드, 즉 접착 가이드(133)를 제 1,2 진동부 부착 면(134,135) 및 그 주변의 프레임(130) 내측 벽에 형성함으로 접착제의 누설 없이 안정적으로 제 1, 2 진동부(120,140)가 프레임(130) 내에 장착될 수 있는 특성을 제공할 수 있다. 더불어, 보이스코일 및 마그넷 등의 무게에 의하여 중력 방향으로 제 1, 2 진동부가 중력 방향으로 추락함으로 전체적인 안정성이 저하될 우려가 있는 문제를 상기 접착 가이드(133)에 의한 지지력 향상으로 해결할 수 있다는 기능도 마련된다.

도 9는 본 발명에 따른 제 2 진동부(140)의 구성을 나타내고 있는 부분절개 사시도 및 단면도이다.

본 발명에 따른 제 2 진동부(140)는 크게 자기장 발생의 근원을 이루는 자기회로부(141)와, 이를 중심에 두고 자기회로부(141)의 외주면을 따라 지지하는 서포터(145)로 이루어져 있다.

먼저 자기회로부(141)를 설명하면, 중앙 부위에 형성된 마그넷(143)이 보이스 코일(123)의 중공 부위 내측으로 안착 위치하며 이 마그넷(143)의 상단면에는 마그넷의 위치 유지 및 이동 방지를 위한 플레이트(142)가 형성되어 있고 마그넷(143)의 외각으로는 마그넷(143) 및 보이스 코일(123)의 외주면을 따라 일정 간격 유격되어 U 형상으로 마그넷 및 보이스 코일(123)을 둘러싸고 있는 요크(yoke)(144)가 구비되어 있다.

서포터(145)는 상기 요크(144)의 외측을 둘러쌈으로 요크(114)를 안착 지지하는 요크 가이드(146)와 요크 가이드(146)의 외측으로 하방으로 함입 구성된 부위를 포함하여 횡 방향으로 연장되어 있는 제 2 개스킷(148)이 형성되어 있으며, 이러한 제 2 개스킷(148)에서의 하방 함입 부위를 제 2 에지(147)라고 명명한다.

도 10a는 본 발명에 따른 댐퍼(190) 구조를 도시한 평면도 및 단면도이고, 도 10f는 본 발명에 따른 유닛(100)에 댐퍼(190)가 장착되는 구조를 전체적으로 도시한 분해 사시도이다.

본 발명에 따른 댐퍼(190)는 유연성 금속재 내지 플라스틱 재질로 이루어져, 제 1 진동부(120)의 하측 및 제 2 진동부(140)의 상측에 장착되는 구성으로 링 형상을 가지되, 내부에 복수 개의 구멍이 일정한 규칙을 가지고 형성되어 있다.

도 10b는 본 발명에 따른 제 1 진동부(120)에 댐퍼(190)가 장착되는 구조를 도시한 분해 사시도이고, 도 10c는 본 발명에 따른 제 1 진동부(120)에 장착된 댐퍼 구조를 도시한 단면도 및 평면도이다.

또한, 도 10d는 본 발명에 따른 제 2 진동부(140)에 댐퍼(190)가 장착되는 구조를 도시한 분해 사시도이며, 도 10e는 본 발명에 따른 제 2 진동부(140)에 장착된 댐퍼 구조를 도시한 평면도, 단면도 및 배면도이다.

도 10b 내지 도 10e를 참조하여 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 댐퍼(190)는 제 1 진동부(120)의 하면 및 제 2 진동부(140)의 상면에 안착되는 것으로서, 단면이 평면 구조로 이루어져 있고 중앙에는 관통된 통구가 형성되어 있으며 통구의 주변으로 둘레를 따라 일정 크기로 연결 형성되어 있는 에지 제 1 부착부(191)와, 에지 제 2 부착부(192), 프레임 부착부(193), 중앙 부착부(194), 제동 가이드(195)의 구성으로 구분되어 있다.

구체적으로, 에지 제 1 부착부(191)는 제 1 또는 제 2 에지(122,147)의 내주 면에 부착되는 부위를 의미하고, 에지 제 2 부착부(192)는 제 1 또는 제 2 에지(122,147)의 외주 면에 부착되는 부위이며, 프레임 부착부(193)는 가장 바깥 둘레에 위치하여 프레임(130)의 내측 벽에 부착되는 부위가 되고, 중앙 부착부(194) 는 중앙의 통공 주변에 형성된 것으로 요크(144) 내지 보이스 코일(122)의 표면이 부착되는 부위이다.

특히, 에지 제 1 부착부(191) 및 에지 제 2 부착부(192) 사이의 공간에는 제동 가이드(195)가 형성되어 있는데, 이 제동 가이드(195)는 제 1 에지(122) 하부 또는 제 2 에지(147)의 일 부위를 덮도록 그 상부에 평행하게 위치하는 것으로 제 1,2 에지(122,147)에서 음향의 진동 시에 왜율을 현저히 감소하는 역할을 수행한다.

구체적으로, 제 1, 2 진동부(120,140)에서 제 1, 2 에지(122,147)에 의하여 공기의 진동을 수행할 경우 제 1,2 에지(122,147)의 볼록 구조에 의하여 공기의 흐름이 직선형으로 진행되지 못하게 됨으로 제 1, 2 에지(122,147) 표면에 맞닿게 되는 공기의 접촉 밀도가 일정치 않아 결국 언밸런스한 진동을 야기하여 음향의 일그러짐, 즉 왜율이 심해질 우려가 있게 된다.

결국, 상기 제동 가이드(195)는 이러한 왜율 발생 문제를 해결하는 구성으로, 도면에 도시된 바와 같이 대칭적으로 3개가 에지 제 1 부착부(191) 및 에지 제 2 부착부(192) 사이에서 구성되는 것이 바람직한 바, 제 1, 2 에지(122,147)의 상부 또는 하부에 물리적인 격벽과 같은 구성을 두어 이러한 격벽을 통해 공기의 흐름이 보다 안정적으로 진행되도록 하고 더불어 공기 흐름 및 진동 에너지의 직선화를 꾀할 수 있도록 한다.

이러한 댐퍼(190)는 고성능 스피커에서는 이미 존재하고 있는 요소였으나 이어폰과 같이 소형 유닛 구조에는 장착 공간이 제대로 발생하지 못할 뿐 아니라 단순히 댐퍼만을 장착한다고 음질이 상승되지 않는다는 이유 등으로 사용이 되지 않고 있었는데, 본 발명에 따른 유닛(100)의 합리적 구조에 따라 이러한 제동 가이드(195)가 안정적으로 부착이 될 수 있게 된다. 따라서 제동 가이드(195)에 의하여 왜율을 감소하고 균일한 음향 발현을 추구할 수 있는 특성을 제공할 수 있다.

더불어, 제 1 에지(122) 하부에 부착되는 댐퍼(190)에서는, 3개의 제동 가이드(195) 중 하나를 통해 보이스 코일(123)의 와이어(125)가 안내될 수 있어 보이스 코일 와이어의 깔끔하고 안정적인 장착 공간을 제공하는 역할까지 담당하며, 제동 가이드(195) 내에 보이스 코일의 와이어(125)가 안내되므로 외력에 의하여 와이어(125)가 절단되는 등의 쉽사리 손상되는 문제를 해결할 수가 있게 된다.

도 11a는 본 발명에 따른 터미널 플레이트(150)의 구성을 나타내는 부분절개 사시도와 단면도이고, 도 11b는 본 발명에 따른 터미널 플레이트(150)의 구체적인 구조를 도시한 평면도 및 배면도이며, 도 11c는 본 발명에 따른 터미널 플레이트(150)의 유무 상태 비교도이다.

터미널 플레이트(150)는 유닛(100)의 바닥 면에 해당하는 부위로서, 일면에는 보이스 코일의 와이어(125)와 전기적 연결을 이루는 전극 패턴(151)이 인쇄되어 있다.

도 11c를 참조하여 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 터미널 플레이트(150)는 본 발명의 핵심적 역할인 저음의 동위상 반전 진행을 위하여 필수적으로 구성되는 요소로서, 저음 발현을 위한 제 2 진동부(140)의 하방을 향한 진동을 반사하여 상 방향으로 안내하는 역할을 수행한다.

도 11b를 참조하면, 본 발명에 따른 전극 패턴(151)은, 터미널 플레이트(150)의 중심에 양극 전극 패턴(151a)을 형성하고 일정 거리를 두고 그 외측으로 음극 접속 패턴(151b)을 형성하며, 음극 전극 패턴(151b)에서 외측으로 연결된 보이스 코일 음극 접합부(153)를 구비하고 있어 동일 극 연결을 보장하고, 양극의 경우 터미널 플레이트(150) 배면에서는 보이스 코일 양극 접합부(152)가 양극 전극 패턴(151a)과 떨어져 있되 터미널 플레이트(150) 평면(상면)에서는 서로 연결되어 있을 뿐 아니라 통공(154)을 통해 동일 극 연결을 보장하는 방식을 취하고 있다.

즉, 이러한 전극 패턴(151)의 구성은 단순히 보이스 코일 와이어(125)를 외부 케이블과 납땜 방식으로 직접적 연결을 하는 공지의 방식과 달리, 터미널 플레이트(150)의 배면에 양극과 음극으로 구분된 '접촉식' 전극 패턴을 형성하여 이어폰 케이블의 연결 단자 내지 와이어가 이에 접촉식으로 연결이 될 수 있도록 하는 특성을 제공한다.

다시 말해, 기존 납땜 방식에서는 와이어(보이스 코일 내지 케이블)가 절단될 경우 용접기를 구비하지 않는 이상 이를 수리하기 어려웠는데, 본 발명에 따른 전극 패턴은 일 면(터미널 플레이트의 배면)에서 양극과 음극이 거리를 두고 외부 단자를 접촉 유도하는 접촉 방식에 의하여 케이블/와이어의 전기적 연결 방식을 취한다는 편의성을 제공하여, 케이블 단선의 우려가 없고 더불어 케이블 연결에 신경을 쓰지 않고 이어폰을 구성하는 각 유닛을 조립식, 회전식 등의 보다 다양한 방식으로 제조하도록 한다는 특성을 제공한다.

도 12는 본 발명에 따른 공명 하우징(200)의 구체적 구성을 도시한 단면도이다.

본 발명에 따른 유닛(100)은 독립 구조 자체로 이루어지는 것도 가능하나, 보다 탁월한 저음의 발현을 위하여 본 발명에 따른 프레임(130)을 추가적으로 감싸는 방식, 즉 프레임(130)을 수용하는 공명 하우징(200)을 추가로 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 공명 하우징(200)은 내부에 프레임(130)을 포함할 수 있는 원통형 케이스 형태로 이루어져, 상하부에 이어폰의 다른 구성과 결합할 수 있도록 하는 결합부(미도시)를 구비할 수 있다.

또한, 공명 하우징(200)의 외주 면을 따라 방사형으로 복수 개로서 관통공(203)이 형성되어 있고, 프레임(130)이 내부에 수용이 되었을 경우 프레임(130)의 외주 면과 공명 하우징(200) 사이에 일정 이격 공간이 발생하도록 하는데 이를 공명 스페이스(204)라 한다.

상기 공명 하우징(200)은 이러한 공명 스페이스(204)를 통해 특히 저음 공진 영역 부근에서 공기 흐름을 압축 피드백하여 에어 댐핑을 구현함으로써 저음 영역의 박진감 강화와 중음 영역의 여운감을 증대하는 기능을 제공한다.

더불어, 관통공(203)은 프레임(130)의 제 3 방출구(173)로의 공기 유출입 역할을 하여 공명 스페이스(204)에 공기가 잔류할 수 있도록 한다.

도 13은 본 발명에 따른 공명 하우징(200)이 포함된 상태에서 이어폰에 장착 된 상태를 예시한 예시도이다.

도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 유닛(100)은 공명 하우징(200)을 포함한 상태에서 커널형 이어폰 바디 내에 장착이 되어 소형을 추구하면서도 우수한 음질을 지향하는 커널형 이어폰 구조에 적절하게 적용될 수가 있다.

상기 구성을 중심으로 첨부된 도면과 함께 본 발명에 따른 유닛(100)의 작용을 설명하며 다음과 같다.

본 발명에 따른 유닛(100)은 제 1,2 진동부(120,140)라는 2개의 진동부를 가지고 있되 제 2진동부(140)가 자기회로로 구성이 되어 있고, 또한 제 1,2 진동부(120,140)는 하나의 보이스 코일(123)에 의하여 구동이 된다. 이러한 제 1, 2 진동부(120,140)에는 자체적으로 통기공을 구비하고 있지 않아 결국 양 진동부(120,140)는 오로지 음향 발현만을 이루게 된다.

이러한 제 1, 2 진동부(120,140)는 음향 발현 목적을 가지되 보다 광대역화된 음향 재현을 위해 제 1 진동부(120)는 일정대역 이상의 중음 이상 고음까지의 음향 재현을, 제 2 진동부(150)는 저음에서 일정 중음대역까지의 음향 재현 기능을 담당한다.

제 2 진동판의 기능을 수행하는 구성은 바로 마그넷(143)을 둘러싸고 있는 요크(144)이다. 본 발명에서는 제 2진동부(140)의 요크(144)에서 직접적으로 공기를 진동시킨다. 결국 자기회로부(141)에서 공기를 직접 진동시키는 구조를 가지고 있는 것이다.

상기 자기회로부(141)와 상기 제 1 진동판(121)은 서로 밀접 위치하여 중고음용의 제 1 진동판(121)은 보이스 코일(123)에 의해 직접 구동이 되고, 저음은 상기 자기회로부(141)의 요크(144) 겸 제 2 진동판에 의해 직접 공기를 진동하여 이를 다시 제 1 진동판(121)으로 '동위상' 반전된다. 이러한 작용/반작용에 의하여 제 1, 2 진동부(120,140)의 진동 방향이 서로 반대를 이룬다. 이에 따라 본 발명에 따른 유닛(100)은 하나의 전기 입력 채널로서 광대역의 재생이 가능하며, 박형으로 제작할 수 있다.

앞서 언급하였듯이, 통상의 진동부의 공진 주파수는 에지의 등가 스티프니스(stiffness)와 진동체의 등가질량에 따른 상관관계에 의해 결정된다.

상기 이유를 기반으로 상대적 질량이 낮은 내부의 제 1 진동부(120)와 상대적 질량이 높은 자기회로부를 포함하는 제 2 진동부(140)는 서로 다른 공진 영역을 발현하게 되고, 이 현상이 결과적으로 하나의 채널이면서도 동시간대에 서로 다른 별도 주파수의 음향 재현을 가능하게 한다.

도면을 참조하면, 상기 제 1 진동판(121)의 경우 적절한 형태의 절곡 각도로 돌출 내지 굴곡 성형되어 있는 제 1에지(122)의 형상을 통해 공진 주파수 이상의 고음 영역까지 재현될 수 있으며, 특히 저음 재생 전용의 제 2 진동판에 해당하는 요크(144)의 경우 구조적으로 표면이 평탄하게 이루어져 있어 공진 주파수로부터 일정한 부분의 상회 주파수까지밖에 재생되지 못한다. 이러한 이유로 저음영역부터 일정한 부분의 중음까지는 저음전용의 요크(144)에 의해 재생되고, 일정부분의 중음부터 고음영역까지는 중, 고음 전용의 제 1진동판(121)에 의해 재생이 된다.

본 발명의 제 2 진동부(140)의 진동 원리는 공지된 음향 진동 복합기능 스피커의 작동 원리를 따르고 있다. 하지만, 종래의 진동기능 스피커는 자기회로부의 공진을 진동 용도로 사용하였지만, 본 발명에서는 자기회로부(141)에 포함되어 있는 요크(143)를 진동판으로 활용하여 저음 재생용으로 사용하고 있다.

진동만의 기능을 위해서는 가능한 진동발생 주파수에서 음향이 발생되지 않도록 하기 위해 오히려 저음역의 소멸 구조가 필요하다. 그러나 음향의 발생이 목적인 경우에는 발생된 진동을 가능한 한 소멸 없이 공기 중에 전달하여야 한다.

따라서 본 발명에 따른 유닛은 발생된 진동을 가능한 한 소멸 없이 공기 중에 전달하기 위해, 전후면 공기의 소통이 차단된 제 2 에지(147)를 제 2 진동판 기능을 담당하는 요크(144)의 외측에 형성하여 요크(144)에서 직접 발생된 진동을 공기 중에 전달한다.

도 14는 본 발명에 따른 유닛(100)의 방출구를 통하여 공기가 유통 구조를 나타내는 공기 유통 구조도이다.

도 14를 참조하여 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 제 1 내지 3 방출구(171,172,173)는 서로 분리되어 독립적으로 공기의 흐름을 유도하는 바, 보이스 코일(123)과 마그넷(143)의 상호 작용에 의하여 제 1 진동판(121)에서 발생된 음향은 제 1 에지(122)를 거쳐 제 1 방출구(171)를 통해 방출이 되고, 요크(144)에서 발생된 음향은 제 2 에지(147) 및 제 2 공기실(162)을 거쳐 제 2 방출구(172)를 통해 방출이 되며 제 1공기실(161)에서 제 1진동판(121)에 의해 발생된 음향과 동위상 합류되어 제 1 방출구(171)로 방출된다. 이러한 원리로 본 발명에 따른 제 2 진 동부(140)에서 발생된 음향은 상쇄 없이 동 위상으로 합성이 되는 것이다.

진동 시에, 제 1진동판(121)의 하부 면과 제 2진동판에 해당하는 요크의(141) 접촉 면 에서 압축 팽창되는 형태로 형성되는 제 3 공기실(163)의 공기는 제 3 방출구(명칭은 방출구로 표현하였으나, 공기의 유입구 역할을 동시 수행)(163)를 통하여 제 1 방출구(171)와 상쇄되지 않는 범위의 위치로 유도된다. 이로써, 제 1진동부(120)의 재생 주파수 특성 역시 제 3 방출구(163)에 의해 방출되는 방식을 가지게 된다.

이러한 방식에 의하여, 최초 제 1 진동부(120)와 제 2 진동부(140)에서 발생된 음향은 역 위상이나 제 2 방출구(172)를 통하여 합성이 되는 과정에서 제 2 진동부(140)의 발생 음향이 제 1진동부(120)와 동 위상으로 방출이 되는 것이다.

더불어, 공명 하우징(200)의 추가적 구성으로 인하여 공명 스페이스(204) 내에 공명을 위한 공기를 잔류하게 하여 보다 박진감 있는 저음 발현을 추구할 수 있게 된다.

도 15는 본 발명에 따른 유닛의 다른 실시예를 나타내고 있는 단면도이다. 도 15에 나타나 있는 제 2 내지 제 4 실시예는 요크(144)에서 발생된 진동에 대한 공기의 흐름을 적절하게 유도 및 제어할 수 있는 추가적인 구조에 대해 설명하고 있다. 도 15(a) 내지 (c)에서는 제 3 방출구(173)가 존재하지 않는 대신, 별도의 통기공에 의하여 그 역할을 대체한다.

도 15(a)는 본 발명에 따른 유닛의 제 2실시예로서, 마그넷(143) 상단에 구 비된 플레이트(142) 상 단면에 요크 통기포(182)가 추가적으로 형성이 되되 요크(!44)의 바닥 면은 절곡되어 터미널 플레이트(150)까지 추가적으로 수직 연장되어 있고 이로부터 마그넷(!43) 및 요크(144)의 내측 중앙부위를 따라 수직 하 방향으로 유닛(100)의 저면까지 요크 통기공(181)이 형성되어 있으며, 터미널 플레이트(150)에는 제 1 개스킷(124)에 형성된 제 1에지(122)와 마찬가지로 볼록 구성되어 있는 제 3 에지(183)가 구비되어 있다.

이러한 구성에 따라, 유닛(100)의 저면으로 통기공(190)이 형성되어 요크(144)의 진동에 의해 발생된 공기 흐름 내지 인출입을 통기공에 의하여 직접 유도할 수가 있으며 이 과정에서 제 3 에지(183)가 상술한 제 1에지(122)와 동일한 공진 주파수 형성 유도 역할을 수행한다.

도 15(b)는 본 발명에 따른 제 3실시예로서, 도 5 이하에서 설명한 유닛(제 1실시예) 구조와 유사하나, 상기 제 2실시예와 마찬가지로 플레이트(142) 상단 면에 요크 통기포(182)가 형성되어 있고 이로부터 마그넷(143) 및 요크(144)의 중앙 부위를 관통하여 형성된 요크 통기공(181)과 요크 통기공(181)의 하방에 위치한 터미널 플레이트(150)의 상응 부위에 통기공(190)이 형성되어 있다. 이러한 구조에 의하여, 통기공(190)은 공기의 인출입을 유도하는 바, 요크(144)로부터 발생된 진동에 의해 공기는 제 2공기실(162)을 거쳐 통기공(190)으로 방출됨으로 유닛(100)의 저면으로 공기의 방출을 유도하게 된다.

도 15(c)는 본 발명에 따른 유닛(100)의 제 4실시예로서, 마그넷(143) 및 요크(144)의 중앙 부위를 관통하여 요크 통기공(181)이 형성되어 있는 것은 제 3실시 예의 구성과 같으나, 터미널 플레이트(150)에 통기공(190)이 형성되어 있는 것이 아니라 제 1진동판(121)의 일 측, 구체적으로 중앙 부위에 통기공(195)이 형성되어 요크(144)에서 발생된 진동을 제 2공기실(162) 및 제 2 방출구(172)를 거쳐 유닛(100)의 상부 면, 즉 제 1 방출구(171)로 방출하게 된다.

도 16은 본 발명에 따른 유닛(100)에 의한 출력음향 곡선을 나타내는 그래프이다.

도 16을 보아 알 수 있듯이, 제 2진동부(140)의 주파수 특성을 살펴보면 주변의 별도 통기구의 형성이 없어 자체적인 음향 손실이 없고 음향이 제 2 방출구(172)를 통해 방출되는 구조로 인하여 밀폐되지 않는 상태를 가지므로 상기 종래 기술 1보다 월등히 높은 음량 발현이 이루어질 수 있고 더불어 주파수대역이 넓어지는 특성을 가진다.

또한, 제 1,2 진동부(120,140)를 통해 발생된 음향이 제 1 방출구(171)에서 합성된 음향의 특성을 보면, 제 1, 2 진동부(120,140)의 진동으로 인한 작동 방향은 서로 반대이나 제 2 방출구(162)를 통해 제 2 진동부(140)에서 발생된 음향이 반전 출력되어 결국 합성부위의 음향 신호는 동 위상을 가지게 되므로 필연적으로 음향 출력 에너지가 증강이 되고 또한 이러한 에너지는 제 2 진동부(140)의 저음 공진 부위에 해당되는 저음 재생 한계 주파수로부터 제 1 진동부(120)의 한계 주파수까지 확장이 된다.

더불어, 제 1진동부(120)의 재생 주파수 특성 역시 제 3 방출구(163)에 의해 방출되는 구조에 의하여 제 1 진동부(120)가 밀폐 구조를 이루지 않아 주파수 대역이 넓어지는 특성을 가진다.

도 17은 본 발명에 따른 유닛(100)과 상술한 종래기술 1,2와의 음향 특성을 비교 도시한 그래프이다.

도 17을 보아 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 유닛은 종래 기술 1, 2에 비하여 특히 저음 영역에서 탁월한 특성을 가지고 있으며 주파수 대역 역시 폭넓은 장점을 가지고 있음을 확인할 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 왜율 방지 성능을 구비한 동 위상 저음 반전 방식의 출력 구조를 갖는 전기음향변환 유닛의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 왜율 방지 성능을 구비한 동 위상 저음 반전 방식의 출력 구조를 갖는 전기음향변환 유닛에 의하면,

1) 외부의 하우징 또는 캐비넷 박스에 의존하지 않고 제 1, 2 진동부를 밀폐 구조로 이루지 않으면서도 효과적으로 음향을 출력할 수 있는 구조를 제공하여 출력 음향의 주파수 대역이 넓어지는 장점을 가지고,

2) 제 2진동부에서 발생되는 저음 음향이 상쇄됨이 없이 제 1진동부의 발생 음향과 동 위상으로 반전 처리됨으로 출력 음향 에너지가 증가하고 이에 따라 저음 영역이 탁월하게 개선되는 특성을 가지며,

3) 댐퍼를 통하여 직선형 공기 흐름을 안내함으로 에지 부위에서 왜율이 발생되는 개연성을 차단할 수 있는 장점을 가지고,

4) 공명 하우징 내의 공명 스페이스에 의하여 보다 박진감 있는 저음 발현을 추구할 수 있음과 동시에,

5) 진동부를 보호하면서 안정적으로 진동부를 장착할 수 있는 개선된 구조를 제공할 뿐 아니라,

6) 접촉식 전극 패턴을 통해 납땜 방식으로 인한 불편함을 해소하고 보다 다양한 이어폰 구조를 추구할 수 있는 탄력성을 가진다는 효과가 있다.

Claims

왜율 방지 성능을 구비한 전기음향변환 유닛으로서,

중앙 부위가 개방 형성된 제 1방출구(171)를 갖는 프로텍터(110);

적어도 하나로 볼록 형성된 제 1 에지(122)를 구비한 1 진동판(121)과, 상기 제 1진동판(121)의 하 측에 형성되어 있는 보이스 코일(123)로를 구비하여 상기 프로텍터(110)의 하부에 위치한 제 1 진동부(120);

상기 보이스 코일(123) 내측으로 위치하는 마그넷(143)과 상기 보이스 코일(123)을 둘러싸고 있어 진동판의 역할을 하는 요크(144)를 구비한 자기회로부(141)와, 하측으로 함입 구성된 부위를 갖는 제 2에지(147)를 구비한 제 2 진동부(140);

양 면에 전극 패턴(151)이 인쇄되어 있고 상기 제 2 진동부(140)의 하부에서 일정 유격되어 상기 플레임(130)의 하부 면에 결합되는 터미널 플레이트(150);

상기 제 1 진동부(120)의 하부 및 상기 제 2 진동부(140)의 상부에서 링 형상을 가지도록 위치하되, 상기 제 1 및 제 2 에지(122,147)의 일정 부위를 덮도록 구성된 제동 가이드(195)를 구비한 댐퍼(190);로 구성되어 있되,

상기 프레임(130)의 내측벽 주변에는 상단 면을 향해 수직방향으로 관통 형성되어 있는 복수 개의 제 2 방출구(172)가 형성되어 있고, 상기 요크(144)의 진동에 의하여 발생된 음향은 상기 터미널 플레이트(150)에 의해 제 2 방출구(172)를 통해 반전 이동되어 상기 제 1 진동부(120)에서 발생된 음향과 동 위상으로 합성된 다음 제 1 방출구(171)로 출력되는 것을 특징으로 하는, 전기음향변환 유닛.
제 1항에 있어서,

상기 프로텍터(110)와 제 1진동판(121) 사이에는 제 1공기실(161)이 형성되어 있고, 상기 제 2 진동부(140)와 상기 터미널 플레이트(150) 사이에는 제 2공기실(162)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 전기음향변환 유닛.
제 1항에 있어서,

상기 프레임(130) 내의 제 1 및 2 에지(122,147) 사이에는 제 3공기실(163)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 전기음향변환 유닛.
제 3항에 있어서,

상기 프레임(130)의 측벽에서 내측의 상기 제 3공기실(163)까지 횡 방향으로 관통되어 있는 제 3방출구(173)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 전기음향변환 유닛.
제 1항에 있어서,

상기 프레임(130)의 내주 면은 제 1, 2 진동부(120,140)를 수용하기 위한 제 1, 2 진동부 부착 면(134,135)을 구비하는 단턱 구조를 가지되, 상기 제 1, 2 진동부 부착 면(134,135) 및 그 주변의 상기 프레임(130) 내측 벽에는 접착제가 균 일 도포 처리하기 위한 접착 가이드(133)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 전기음향변환 유닛.
제 4항에 있어서,

상기 프레임(130)의 외측에는 상기 프레임(130)을 수용하도록 공명 하우징(200)이 추가로 장착이 되되, 상기 공명 하우징(200)은 상기 제 3 방출구(173)와 일치하도록 측 방향에 관통구(203)가 형성되어 있고, 상기 프레임(130)과 일정 거리 이격되어 공명 스페이스(204)를 형성하는 것을 특징으로 하는, 전기음향변환 유닛.
제 1항에 있어서,

상기 전극 패턴(151)은, 상기 터미널 플레이트(150)의 중심에 양극 전극 패턴(151a)을 형성하고 일정 거리를 두고 그 외측으로 음극 접속 패턴(151b)을 형성하며, 상기 음극 전극 패턴(151b)에 연결된 보이스 코일 음극 접합부(153)를 구비하고, 상기 터미널 플레이트(150) 배면에서는 보이스 코일 양극 접합부(152)가 상기 양극 전극 패턴(151a)과 이격되어 있되 상기 터미널 플레이트(150) 상면에서는 통공(154)을 통한 접선 방식으로 연결 구성되는 것을 특징으로 하는, 전기음향변환 유닛.
제 1항에 있어서,

상기 마그넷(143)과 상기 요크(144)의 중앙으로 요크 통기공(181)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 전기음향변환 유닛.
제 1항 또는 제 8항에 있어서,

상기 요크(144)는 바닥 면에서 절곡되어 상기 터미널 플레이트(150)를 향해 연장 형성되어 있고, 상기 터미널 플레이트(150)는 볼록 형성된 제 3에지(183)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 전기음향변환 유닛.