KR950011498B1 - 분할된 진동판 부분을 갖는 광대역 스피커 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

분할된 진동판 부분을 갖는 광대역 스피커.

제1a도는 공지된 평평한 진동판 변환기의 개략적 구조를 나타내는 도면.

제1b도는 정지 시스템 및 부하를 나타내는 도면.

제1c도는 응력 형태를 나타내는 도면.

제2a도는 원추형 진동판을 갖는 공지된 변환기의 개략적 구조를 나타내는 도면.

제2b도는 정지 시스템 및 부하를 나타내는 도면.

제2c도는 응력 형태를 나타내는 도면.

제3a도는 NAWI 진동판을 갖는 공지된 변환기의 개략적 구조를 나타내는 도면.

제3b도는 정지 시스템 및 부하를 나타내는 도면.

제3c도는 응력 형태를 나타내는 도면.

제4a도는 독일 특허 공개 제2,751,700호에 따른 광대역 스피커를 나타내는 도면.

제4b도는 정지 시스템, 부하, 변형 및 응력 형태를 나타내는 도면.

제5a도는 독일 특허 제2,927,848호에 따른 광대역 스피커를 나타내는 도면.

제5b도는 정지 시스템, 부하, 변형 및 응력 형태를 나타내는 도면

제7a도는 원추형 진동판을 갖는 본 발명에 따른 광대역 스피커의 개략적인 구조를 나타내는 도면.

제7b도는 NAWI 진동판을 갖는 본 발명에 따른 광대역 스피커의 개략적인 구조를 나타내는 도면.

제7c도는 원추형으로 성형된 또는 형성된 부분을 갖는 본 발명에 따른 광대역 스피커의 개략적인 구조를 나타내는 도면.

제7d도는 그 후방 한계면이 NAWI 막과 같은 형태로 된 후방 정형 요소를 갖는 본 발명에 따른 광대역 스피커의 개략적 구조를 나타내는 도면.

제8a도는 고음 주파수 부하하에서 NAWI 진동판을 갖는 실시예의 본 발명에 따른 광대역 스피커 정지 시스템을 나타내는 도면.

제8b도는 고음 또는 고주파 부하하에서의 응력 형태를 나타내는 도면.

제8c도는 저주파 또는 저음 부하하에서 NAWI 진동판을 갖는 실시예의 본 발명에 따른 광대역 스피커의 정지 시스템을 나타내는 도면.

제8d도는 저음 부하에서의 응력 형태를 나타내는 도면.

제9도는 저음, 중간음 및 고음 주파수에서 제3a도에 따른 공지된 변환기내 진동판 직경의 단면을 통과하는 진동판 표면에서의 음의 압력 분포를 개략적으로 나타낸 도면(이 곡선에서 기본 진동의 크기 및 분포는 실선으로 도시되었고 부분 진동의 최대 및 최소는 점선으로 도시됨).

제10도는 저음, 중간음 및 고음 주파수에서 본 발명에 따른 제7b도의 변환기내 진동판 직경의 단면상의 진동판 표면에서 음의 압력 분포를 개략적으로 나타낸 도면(이 곡선에서 기본 진동의 진폭 및 분포는 실선으로 도시되었고 부분 진동의 최대 및 최소는 점선으로 도시됨).

제11도는 제3a도에 따른 공지된 광대역 스피커내에서 중심 및 중심에서 30도 벗어나서 측정된 주파수 응답을 나타내는 도면.

제12도는 제11도의 곡선형태를 제공하는 스피커와는 다르게 구성되는 본 발명에 따른 광대역 스피커에서 중심 및 중심에서 30도 벗어나서 측정된 주파수 응답을 나타내는 도면.

제13도는 독일 특허 제3,418,047,8호에 따른 전자 보정 시스템과 관련하여 제7b도의 본 발명에 따른 변환기내에서 중심 및 중심에서 30도 벗어나 측정된 주파수 응답을 개략적으로 나타낸 도면.

제14도는 동일한 피부 진동판을 갖지만 한편으로는 19밀리미터의 이동 코일 직경을 갖고 다른 한편으로는 25밀리미터의 이동 코일 및 그에 대응하는 커버 도움을 갖는 제7b도의 본 발명에 따른 주파수 응답을 개략적으로 나타낸 도면.

제15도는 고주파 영역에서 외부 진동판부와 이동 코일 지지체 사이의 접속이 어떻게 변형되는지를 나타낸 도면.

제16도는 외부 진동판부와 이동 코일 지지체 사이에서 본 발명에 따른 a부터 k까지의 여러 접속 실시예를 나타낸 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 이동 코일 지지체 2 : 이동 코일 지지체 커버

3 : NAWI 진동판 4 : 원추형 진동판

5 : 모서리 비드 7 : 전기 도선

8 : 극판 9 : 이동 코일

10 : 자석 11 : 스피커 바스켓

12 : 중앙 스파이더

본 발명은 특허청구 범위 제1항의 전체부에 따른 스피커(lcudspaejers)에 관한 것이다.

모든 전기 역학적 스피커는 스프링 상수, 질량 및 감쇄와 같은 고유의 값에 의해서 특성이 결정되는 기계 진동 시스템이고, 상기 스피커의 진동판은 예를들면 이동 코일의 도움으로 증폭기의 전류에 의해서 강제 진동된다.

진폭 및 위상 주파수 응답에 관한 전기 역학적 변환기의 이러한 설계 원리에 따른 근본적인 결점은, 독일 특허 제3,418,047호에 따른 전기 역학, 특히 전기음량, 변환기의 왜곡 보정을 위한 방법 및 회로 장치를 사용함으로써 방지될 수 있다.

저주파, 중간 주파 및 고주파 영역내에서 다중 경로 스피커에 대한 왜곡 보정 또는 균등화(equalization)는, 측정되거나 주관적 인식에 있어서는 우수한 결과를 가져오는 반면에 고주파 또는 고음 영역의 광대역 스피커에서는 저주파 또는 저음 방사에 필요한 진동판 영역의 크기 때문에 바람직하지 않은 지향성 효과(directional effects)가 음의 방사에서 발생하게 되고 부가해서 재쟁음질이 높은 왜곡비에 의해 손상된다.

특히, 힘이 진동판 표면(제1a도)에 수직으로 유도되는 평판 진동판 디스크는 광대역 음의 방사에 바람직하지 않다. 이 경우에 이동 코일에 의해 유도된 기본 진동과는 별개로, 힘 유도의 특성은 그 에너지가 실질적으로 전체 진동판 범위에 분포되는 굴곡 진동을 발생하며, 더불어 기본 진동은 전체적인 음의 방사에 간섭음을 부가하게 된다. 평면 진동판의 법선력 응력은 통상 매우 작다(제1b, c도).

평판 광대역 진동판이 가볍고 단단한, 예를들어, 벌집 모양 또는 거품 모양 물질의 디스크로 구성되면, 이미 언급된 고주파에 대한 현저한 지향성 효과가 발생된다. 부가해서, 고주파 굴곡 진동은 전체 진동판 범위에서 고주파 기본 진동을 발생시킬뿐 아니라 저주파 기본 진동을 발생하고 간섭에 의해 상기 음을 왜곡시킨다.

그러나, 평판 광대역 진동판이 실례로 독일 특허 제2,123,098호에 따라 "연하게"(점탄성적으로(vis-coelastic) 만들어진 다 할지라도, 진동판 중심의 저주파 자극으로 고주파 굴곡파(high-frequency flex-ural wave)는 모서리 클램핑(edge lamping)까지 전파되어 실례로 그로부터 다시 돌아오게 되며, 중심에서의 고주파 자극의 경우라 할지라도, 굴곡 파는 단지 중심에만 제한될 수 없게 된다. 이는 특히 비교적 큰 이동 코일 편향을 갖는 높은 레벨에서, 연한 진동판의 더 큰 영역상에서 분포하게 되는데, 이 경우에서와 같이 상기 레벨에 종속된 음향 지향성 효과의 가능성이 늘 존재하게 된다. 광대역 전달 시스템에 대해 소위 "연한"진동판을 사용하는데는 실제로 낮은 저음 주파수가 전달될 수 없다는 부가적인 단점이 있다. 효과적인 낮은 저음을 위해서 매우 큰 이동 코일 편향이 발생해야 하는데 이것은 기계적 왜곡의 증가와는 별개로 다시 제어되지 않은 진동판 굴곡 진동을 일으킨다.

오늘날 실제로 가장 많이 사용되는 종이 또는 판으로된 진동판에서, 동적인 진동 부하상의 3차원적 원추 접시모양으로 인해 상기 굴곡 모우멘트 응력은 작아지지만 법선력 응력(normal force stress)은 증가한다(제2a, c도), 아아치 모양의 공지된 3차원적인 소위 NAWI 진동판(NAWI=비확장성=nicht-abwickelbar)과 같은 것에서, 이러한 경향은 상기 굴곡 모우멘트 응력이 더욱 작아지도록 그리고 법선력 응력이 더욱 증가하도록 더욱 커진다(제3a, b, c도).

그렇지만, 공지된 모든 광대역 스피커에서와 같이 전방의 커다란 에어쿳션(air cushion)을 포함한 전체 진동판의 무게는 관성 질량으로서 진동판 운동을 방해한다. 왜냐하면 모든 주파수에서 전체 진동판 지역이 진동하도록 자극되어야 하기 때문이다. 진동판이 과도하게 변형시키지 않고도 저음 응답을 허용하기에 충분할 정도로 가볍고 단단하면, 이것은 더 높은 주파수에서 항상 자극 파장의 배수의 전체 영역 진동을 나누어지게 한다. 고주파에서 부분적인 진동(굴곡 진동)은, 전체 진동판 영역에서 간섭 및 지향성 효과라는 단점을 발생한다.(제1a도에 따른) 평판 진동판 형태와(제2a도에 따른)원추 진동판 형태를 갖는 공지된 광대역 스피커는 이러한 점에 있어서 제3a도에 따른 NAWI 진동판 형태를 갖는 스피커 보다 훨씬 나쁘다. 앞에서 언급된 진동판 형태에 있어서 진동판 표면 상에서의 음의 압력 분포는, 부분적 진동과 함께 저음, 중간음 주파수 및 고음에 대해 제7도에 예시되었다.

제2a도 및 제3a도에 따라 공지된 광대력 스피커에서 얇은 진동판으로부터 얇은 이동 코일 지지체로의, 전이(transition)는 고정되고 견고(rigid)하므로, 동적인 응력에서의 굴곡 모우멘트(부분적 진동)는 항상 이동 코일 지지체와 이동 코일 상에 위치된 도움(dome) 또는 반구(calotte)로 전달된다. 상기 이동 코일 지지체로 전달된 굴곡 진동은 초기의 기계적 진동판 기본 진동까지도 왜곡시키는데, 이 기본 진동은 그 다음에 진동판 표면에서 부가적으로 일어나는 부분적 진동에 의해 겹쳐지게 된다. 이 모든것은 전달 신호내에서 높은 비율의 기술적 왜곡을 가져온다.

상기 기술에서, 측정한 주파수 영역내의 지향성 효과를 방지하기 위해 다양한 크기의 진동판 사이에서 주파수 분할 회로의 도움으로 여러 주파수 영역의 음의 방사를 분포하는 것이 공지되어 있다. 더우기 특정한 주파수 영역에 대한 개별적 시스템은, 부분적 진동 역시 여기 주파수에 대해 작게 유지되도록 중량 및 강도에 대해 최적화된다. 저음, 중간음 및 고음 영역에 대한 그러한 개별적 시스템은 모서리 클램핑(edge clamping)으로 인하여 고음 영역에서는 작은 진동판 편향을 허용하고 중간음 주파수 영역에서는 더 큰 편향을, 저음영역에서는 매우 큰 편향을 허용하는, 대응하는 이동 한계를 갖는 일정한 자유 변위 가능성을 갖는다.

또한 독일 특허 공개 제2,927,848호 또는 독일 특허 제2,297,848호에는 하나의 이동 코일 구동만을 갖는 평평한 또는 약간 아아치 모양의 종이 진동판을 여러 주파수 영역에서 대해 복수의 동심 진동판부 영역으로 분할되는 것이 공지되었다. 그러나 이 방식으로는 앞서 언급된 음향 및 기술적 단점을 극복하는 것이 불가능하다.

주파수 혼합이 전단된다면, 큰 영역의 모서리 지역의 고주파 굴곡 진동은 작은 중심부의 고주파 기본 진동상에서 중복되게 되어 간섭이 있게 된다. 외부 모서리 지역의 굴곡 모우멘트가 평면의 편평한 막대의 구조적 수단에 의해 작게 유지된다 할지라도 간섭은 방지될 수 없다. 커다란 방사 범위에 의해 상당한 음의 레벨이 도달되게 되고 다시 음향 지향성 효과가 고주파 방사에서 발생되며 전달 신호에 높은 비율의 기술적 왜곡이 야기된다. 막이 평평할수록 막은 단단해야 한다. 막이 마디(articulations)를 사용하여 평평하게 만들어질때 그것은 불안정하게 된다. 따라서, 내측 및 외측에 장착된 단단한 디스크의 외부 모서리 부분에서 동적 응력 경사 진동(dynamic stress tilt oscillations)이 역시 발생하고 부가적으로 제어불가능한 음의 절단(mutilations)및 왜곡이 발생한다(제4a 및 b도).

감쇄 부재(damping mumbers)가 독일 특허 제2,927,848호에 제안된 방식으로 개별 디스크에서 중심에 위치하면, 디스크 모서리의 힘 유도는 경사의 겅향을 더욱 증가시킨다(제5a 및 b도). 동일 출원에서 제안된 바와 같이 작은 편향에 대해서, 예를들면 고음 영역에서, 자유 이동이 일정한 이동 이후에 끝나도록 허용된다면, 다음 편향이 발생할때 충격 응력이 운동중에 발생하게 된다(독일 특허 제2,927,848호 제4도 비교).

유럽 특허 제0 039 740호에서와 같이 저주파에서도 카드판 원추(cardboard cone)가 이동 코일에 이동가능하게 접속되는 스피커 시스템으로도 요구되는 효과를 얻을 수 없으며, 진동판의 구동은 실질적으로 이동 코일 커버상에 배치된 에어쿠션상에 초래된다. 이것은 실례로 단지 저음 스피커에서 고주파수 방사를 방지할 수 있을 뿐이지만 근본적으로 광대역 전달 시스템은 아니다.

본 발명은 저주파 또는 저음 영역에서 전체적으로 피스톤 방식으로 대체로 굴곡 진동이 없이 진동하며, 고주파 또는 고음 영역에서 대체로 반구(calotte)모양 또는 도움(dome)모양의 이동 코일 커버의 중심상에서만 진동하며, 동시에 외부 진동판부, 도움 및 이동 코일 지지체에서 부분적 진동을 감소시키는 광대역 전달 시스템을 제공하는 것에 기초한다.

이러한 문제는 청구범위의 특징부의 특징에 의해 해결된다.

그러한 스피커 시스템은 더이상 전기 신호를 빈번히 절단시키는 주파수 분할회로 망을 필요로 하지 않게 된다.

다중 경로 시스템의 다중 경로 스피커 박스내에서, 청취자가 그의 위치들 바꿀때 개별적인 스피커의 공간적 분리에 인하여 저음 주파수와 고음 주파수의 중첩으로 다른 각도들이 특히, 수직 방향으로 생기므로 음이 변색되는 반면, 본 발명에 따른 광대력 스피커는 스피커에 대한 청취자의 위치에 관계 없이 좋은 느낌을 준다.

본 발명에 따라, 외부 진동판부에 도움 모양의 커버가 제공되는 이동 코일 지지체의 접속은 고주파에서 자은 상호 변위를 허용하지만(제8a도), 저주파에서는 실제로 견고한 조인트와 같이 작용한다.(제8c도). 중간 주파수에서는 두 극단 값 사이에 주파수 종속의 점진적 변화가 존재한다.

결과적으로 고주파에서 전체 진동판 지역의 작은 중심, 즉, 도움(dome)만이 음향 지향성 효과라는 단점이 없이 음을 방사하고 외부 진동판부는 진동하지 않게 된다. 저주파에서는 내부 및 외부를 구비하는 전체 진동판이 피스톤 방식으로 진동하게 된다.

운동하는 코일 지지체와 원추(cone) 또는 NAWI 진동판으로 구성된 외부 진동판부 사이에 제공되는 접속의 도움으로, 전달되는 전체 주파수 영역에 있어서, 외부 진동판 영역으로부터 이동 코일 지지체로 그리고 도움으로 부분적 진동을 발생하는 굴곡 모우멘트의 전달이 방지될뿐 아니라 처음부터 그것이 발생되지도 않는다. 이러한 것은 전기 역학적 광대역 스피커에서의 음의 재생시에 왜곡을 상당히 줄어들게 한다.

본 발명에 따른 광대역 스피커는 종래의 모든 제작 장치로 쉽게 만들 수 있다는 것 역시 언급해둘 필요가 있다.

독일 특허 제3,418,047호에 따른 스피커 보정의 잇점은, 효과적인 본 발명에 따른 광대역 스피커의 질량 시스템과 조합하여 주파수에 따라 이들을 명백히 한다는 것이다.

이후, 본 발명은 개략적인 도면을 통해 광대역 스피커의 구체적인 실시예에 따라 상세히 설명될것이다.

도면에 있어서, 동일 또는 대응하는 공지된 요소 또는 양에는 참고 번호가 사용된다. 이들 참고 번호는 : 1; 이동 코일 지지체, 2; 양호하게는, 반구(calotte) 또는 도움(dome)형태를 갖는 이동 코일 지지체의 커버, 3; NAWI 진동판, 4; 원추 진동판, 5; 모서리 비드(edge bead), 7; 이동 코일로 연결된 전기 도선, 8; 극판, 9; 이동 코일, 10; 자석, 11; 스피거 바스켓, 12; 중앙 스파이더(spider), 13; 3차원 아아치 모양으로 정형된 또는 성형된 부분, 14; 3차원 원추 모양으로, 형성된 또는 성형된 부분, P; 이동 코일 및 여기 전류에 의해 발생되고 이동 코일 지지체 상에서 작용하는 힘, p; 운동을 방해하는 관성, F; 탄력적 클램핑(resilient clamping), N; 단면 방향으로의 법선력, Q; 단면 방향에 수직으로 작용하는 횡방향힘, M; 단면 방향에 수직으로 작용하는 벤딩 모우멘트(bending moment), SD; 진동 감쇄 요소, v; 변형에 따른 변위 가능성, H; 외부 진동판부의 공간적 전체 높이를 표시한다.

제7a및 7b도는 이동 코일 지지체(1)와 외부 진동판부(3 또는 4)사이에 본 발명에 따른 접속부(6)를 가지며, 대칭축을 통해 각각 나누어진 스피커의 두 반면의 단면을 개략적으로 도시한다. 제7a도에 따른 외부 진동판부(4)는 원추 진동판으로 구성되고 제7b도에 따른 외부 진동판부(3)는 NAWI 진동판으로 구성된다. 스피커 바스켓은 물론 자석 시스템, 이동 코일을 갖는 이동 코일 지지체, 도움 또는 반구 및 중앙 스파이더는 종래의 방식으로 구성되므로 더 이상 설명할 필요가 없다.

도움(2)에 의해 덮힌 이동 코일 지지체(1)와 외부 진동판부(3 또는 4)사이의 접속 또는 결합 요소(6)는 높은 내부 마찰을 갖는 탄성 물질로 구성된다. 이후에는 특정 실시예에 대하여 제16도를 참고로 하여 설명될 것이다. 도움을 통해서만 방사되는 높은 음의 주파수는 실제로 외부 진동판부로 전혀 전달되지 않고 따라서 거기에 어떠한 부분 진동도 발생할 수 없다. 그러나 극도의 동적 부하하에서 부분 진동이 여기된다면, 접속 요소(6)의 내부 마찰은 상기 진동에 대한, 감쇄로서 작용한다. 그러나 접속 요소(6)는 또한 이동 코일 지지체(1) 및 도움(2)내에서 굴곡 진동에 대한 감쇄로서 작용하게 된다.

저음 영역의 저주파에서 접속 요소(6)는 이동 코일 지지체(1)와 외부 진동판부(3 또는 4)사이의 견고한 접속부와 같이 작용한다. 더 낮은 주파수와 진동은 이동 코일 지지체(1)에 의해 굴곡 모우멘트(flexural moments)를 발생시키지 않고 외부 진동판부(3 또는 4)로 완전히 전달된다.

본 발명에 따라 이동 코일 지지체가 외부 진동판에 접속된 것으로는 고주파에 있어서 작은 변위만을 허용하고(제8a도)저주파에서는 변위가 가능하지 않는(제8c도)결합과 같이 작용한다. 중간 주파수에서, 주파수 종속 점진적 변이는 두 극한 상태 사이에서 발생한다.

제7a 및 7b도의 예와 비슷하게, 제7c및 7d도는 광대역 스피커 단면의 두 반면에 관한 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한다. 제7c및 7d도의 실시예는 덮개 도움(2)으로의 변이가 모서리 비드(5)의 클램핑에 의해 거의 제한된 평면에 이르는 비교적 긴 이동 코일 지지체(1)를 가지며, 접속 요소(6)는 대응하여 길어지게 된다. 외부 주변 접속 요소, 진동판 및 상기 평면에 의해 제한된 공간은 폴리스틸렌 또는 벌집 모양 구조와 같이 가볍지만 가능한 단단한 물질로 구성된 정형 또는 성형 본체에 의해 채워진다.

만약 작은 이어 프로브(ear probe)전기 마이크로폰이 진동판의 표면을 따라 움직이면 전체 진동판의 진동 작용과 진동판 내 부분적 진동의 최대 및 최소 분포가 매우 빠르게 그리고 정확하게 나타날 수 있다.

이것은 제3a도에 따른 공지된 변환기에 대해 제9도에 예시되었고 저주파에서 뿐만아니라 중간 및 고주파에서도 음의 방사가 전체 범위에서 분포되고(굴곡 모우멘트로 인한)부분적 진동 역시 음의 방사의 더 높은 비를 나타냄을 알 수 있다.

제10도에 이 음의 압력 분포가 NAWI 진동판을 갖는 본 발명에 따른 변환기에 대해 도시되었고, 이것은 저주파, 중간 및 고주파에서 바람직하지 않은 음향 방향성 효과를 방지하는 주파수에 대응하는 정확한 방사 범위를 제공할뿐 아니라 전체 진동판 범위상에서 부분적 진동을 상당히 감소시키게 된다.

따라서 이러한 것은 또한 제7a, b, c도의 본 발명에 따른 광대역 스피커의 다른 실시예에 적용된다.

이동 코일 지지체와 외부 진동판부 사이의 본 발명에 따른 접속에 의해, 단지 법선력만이 외부 진동판부로 유도되며, 진동판 재질 자체는 탄성 모듈 및 내부 감쇄로 인한 법선력을 효율적으로 처리할 수 있다.

더우기, 진동판 재질의 주파수 종속 법선력 부하는 중요치 않게 되는데, 진동판의 굴곡 진동이 음향의 방사에 상당히 기여하고 상기 신호를 불완전하게 하기 때문이다.

시작에서 부터 굴곡형태의 응력을 받으며, 재질의 탄성율 및 단면의 관성으로 인해 항상 굴곡 진동을 허용해야 하는 평판 광대역 진동판과 대조적으로, 본 발명에 따른 접속으로 단지 법선력만이 외부 진동판부의 단면에 유도되고, 더우기 이러한 힘은 유도된 에너지가 열에 의해 소멸되는 점까지만 유효하다.

하부 전이부로부터 이동 코일 지지체까지 그리고 비드상의 상부 전이부로부터 스피커 바스켓까지를 나타내는 전체 높이 H를 갖는 원주 또는 NAWI 진동판으로 외측 진동판부의 형상이 원추형임으로 인해(제8a도 및 제8c도), 전체 높이가 낮으며 진동판부의 경사 경향이 높은 제4a, b도 및 제5a, b도의 평판 광대역 진동판에 대조적으로, 경사에 민감하지 않은 3차원 셀(shell) 또는 3차원 형태의 지지구조를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 진동판부 접속의 개선은 또한 축을 따라 스피커의 전방 1m에서 중심으로부터 30도를 벗어나 보통의 주파수 측정으로 기록될 수 있다는 것이다. 제3도에 따른 종래의 스피커에 있어서는 음의 압력이 고주파에 있어서 중심에서와 중심에서 벗어난 곳에서 상당히 다른데 반하여(제11도), 이러한 차이는 동일한 구성으로 이동 코일 지지체 및 외부 진동판부(제12도)사이에 본 발명에 따른 접속을 갖는 스피커에 있어서는 사라지게 된다. 고주파에서의 음의 압력이 표면상으로 볼때 작은 효과를 나타내는 것으로 고려되는 이러한 단계에 의해 축내에서 감소되기는 하지만, 보다 정확히 조사해보면, 이것은 단지 외부 진동판부의 부분적 진동이 더이상 음의 반사에 기여하지 않기 때문이며, 이것은 기술적 전달의 질을 증가시키고 고주파 범위에서 제한된 방사 영역으로 인하여 지향성 효과가 사라지게 되는 것이 입증될 수 있다. 고음 영역에서 부분적 진동이 없는 감소 레벨이 증가된 전력원에 의해 보상될때 편심레벨 또한 정확한 양을 증가시키고 더우기 공간적으로 음향 에너지의 정확한 분포를 얻을 수 있다.

제14도는 일정한 전체 진동판 직경에 대하여 이동 코일상에 직접 장착된 도움 커버(dome cover)의 범위 변화와 같은 구조적 단계로 어떻게 주파수 응답이 영향을 받게 될 수 있는지를 도시한다. 낮은 고주파 또는 고음 범위에서 커다란 도움은 소리가 더 크고 높은 고음 범위에서는 소리가 더 적으며 다소 집중 효과를 갖는 반면, 작은 도움은 낮은 고음 범위에서 소리가 더 적지만 높은 고음 범위에서는 더 크며 또한 더 작은 집중 경향을 갖는다.

본 발명에 따라 주파수에 의존하는 유연하거나 또는 가요성의 접속의 폭 및 두께는 범위에서 도움 및 이동 코일 지지체에 대한 모서리 클램핑 V로서 작용하며, 그 아래의 주파수에서는 외부 진동판부에 대한 진동의 주파수-종속 전달기로서 작용한다. 매우 낮은 주파수까지 외부 진동판부에 대해 견고하게 접속되지 않는 연성(soft)도움 클램핑에 대응하는 큰 접속 두께와, 중간 주파수에서 조차도 외부 진동판부에 대해 견고하게 접속되는 상대적으로 딱딱한(hard)도움 클램핑에 대응하는 작은 접속두께 사이에서 절충이 있어야 한다. 두께는 일정하게 유지하면서, 도움과 외부 진동판부 사이에 접속폭을 증가시키는 것 역시 전달 특성의 상응하는 변화를 초래한다. 더우기, 도움, 외부 진동판부 및 이동 코일 지지체에서 부분적 진동에 대한 감쇄기(damper)로서의 특성은 본 발명에 따른 접속부가 함께 및 폭에 의존한다. 금속기 압축 응력이 역시 고려될 수도 있다.

이동 코일 지지체 및 외부 진동판부 사이에서의 본 발명에 따른 접속부가 순수하게 탄성적으로 만들어지면, 주파수에 의존하는 탄성 진동 상태가 일어나며, 여기에서 질량 분포에 의존하는 두 진동판부는 동일한 위상으로 진동하지만 또한 역위상으로도 진동할 수 있다. 이것을 배제하기 위하여, 이 접속부는 단지 고주파 영역에서만 굴절 가능하도록 하며 두 진동판부 각각에 대하여 자유 변위가능성 V가 없이 두 진동판부의 작은 편향만을 허용하도록 설계되어야 한다. 저주파에서 접속은 변위가능성이 없어야 하는데, 이것은 재질의 선택 및 접속의 구조 형태에 의해 성취될 수 있다.

실례로 고음 범위에서 증가된 전력원은 적은 편향 V에 필요한 변형 에너지를 공급할 수 있다. 그러나, 이 에너지는 본 발명에 따른 접속부의 설계에 의해 외부 진동판부로 전도되지 않지만 접속부내에서 처리되어 열로 전환된다. 이 증가된 에너지원은 중간 주파수 범위에서 조차도 매우 급속히 강하하며 저음 범위에서는 더이상 유효하지 않게 된다.

스피커 바스켓의 외부 진동판부의 탄성 모서리 클램핑의 강성(stiffenss)을 변화하는 것과 같은 모든 구조켜 단계, 외부 진동판부와 이동 코일 지지체 사이에서의 본 발명에 따른 접속부 및 외부 진동판부의 전체 강성과 그 무게는 선형 주파수 응답을 얻도록 이용되는 광대역 스피커의 구조적 평형 수단을 나타낸다.

본 발명에 따른 접속부는 이동 코일 지지체로부터 법선력으로서 외부 진동판부로 우세한 법선력을 유도하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에 따른 접속부에 있어서 이동 코일 지지체로부터의 법선력은 전단 응력(shearing stressing)에 대한 횡방향의 힘으로 작용한다. 이러한 전단 응력(제15도)은 장시간 간격동안 인장 또는 압축 응력에 더 저항력이 있다.

양호하게, 이동 코일 지지체 또는 열 차단층으로 직접 고정되고 다음으로 열전도 이동 코일 지지체로 고정되는 장방형 단면의 접속이 사용되어야 한다. 상기 접속은 부가적으로 외부 진동판부로 고정하여 부착되거나 그 위에서 경화된다. 제16도는 접속 요소(6)를 구성하기 위한 몇가지 가능성을 도시한다. 대안으로서, 상기 접속은 적용 압력에 의해 훨씬 효율적으로 공진을 방지하기 위해 이미 상당히 압축 응력된 이동 코일 지지체상에 적용될 수 있다. 외부 진동판부의 하부 모서리상에서 본 발명에 따른 상기 접속에 대한 진동판을 압축하기 위해 탄력있는 또는 탄성의 밴드를 조이는 것이 역시 가능하다(제16도). 장방형 단면 대신에 다른 실시예, 예를 들면, 원형 또는 타원형 단면 또는 혀 및 홈 모양의 접속이 가능하다. 상기 접속은 하나의 부분 또는 두개의 분리된 부분으로도 역시 만들어질 수 있으며, 상기 분리된 부분은 예를들면, 최적의 법선력 전달 및 최적의 진동 감쇄와 같은 여러 특성을 위해 역시 형성될 수 있다. 상기 접속은 부착되거나 끼워질 수 있다. 이와같이, 변형 가능성을 유지하는 접착성 구성이 본 발명에 따른 상기 접속을 확립하기 위해 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 접속에 가능한 재질은, 고무, 네오프레네스, PVC, 실리콘 또는 그와 비슷한 탄성 중합체이다. 탄성 중합체의 탄력 및 감쇄 성질은 분자 구조에 의해 기본적인 특성으로 정의되지만 또한 부가적으로 분자의 교차 결합 정도에 의해 그리고 충전물(fillers)및 보강재의 질 및 양에 의해 최적화된다. 높은 감쇄에 적합하게 하기 위하여 여러 성분중 특히, 에피클로르하이드린 고무(ECO), 폴리노르보르넨 고무(PNR), 폴리아크릴레이트 고무(ACM) 및 부틸 고무(IIR)가 유용될 수 있으며, 분자 고리 교차 결합의 평균의 정도가 유리함이 증명되었다. 넓은 온도 영역에서도 일정한 물리적 작용을 보장하는 감쇄를 위한 좋은 충전물 및 보강재로는 예를들면, 흑연 또는 석영 가루가 있다. 섬유질 보강재를 갖는 또는 갖지 않은 부분적 탄성 플라스틱 물질과 혼합물을 사용하는 것이 가능하고, 그와같이 플라스틱으로 형성 가능한 물질을 갖는 호스(hoses)를 사용하는 것도 가능하다. 발사 재목(Balsa wood) 또는 거품 재질이 또한 고주파 진동을 잘 흡수하고 또한 진동을 손실없이 전도하는 성질을 갖는다. 3축 모두에 있어서 팽창, 경도, 변형성 및 감쇄에 대해 같은 특성 또는 다른 특성을 갖는 물질이 사용될 수 있다.

도움 모양의 커버에 대한 이동 코일 지지체의 접속은 단단히 고정되어 있어야 하고 도움 자체는 더 좋은 열 분산을 위해 양호하게 금속으로 만들어진다. 상기 도움 및 이동 코일 지지체 사이의 접착물은 또한 양호하게 좋은 열전도성을 갖는다.

외부 진동판부는 외부 모서리에서 원형이다. 타원형이 될 수 있지만 내부 모서리에서 이동 코일 지지체로의 전이는 원형이 된다.

Claims (12)

1. (정정) 다른 주파수 범위를 갖게 되는 부-영역(sub-areas)으로 분할된 진동판(diaphragm)을 갖는 광대역 스피커(wide band loudspeaker)로서, 이동 코일 지지체(1) 및 상기 이동 코일 지지체에 고정되게 접속된 이동 코일 커버(2)로 구성된 내부 진동판부와, 그 재질이 탄성 및 진동 감쇄 특성을 갖는 탄성링(6)을 통하여 내부 진동판부(1, 2)에 연결되는 외부 진동판부(3)를 포함하는 상기 광대역 스피커에 있어서, 상기 이동 코일 지지체(1)는 외부 진동판부(3)에 대해 축방향으로 확장되며, 상기 탄성링(6)은 이동 코일 지지체(1)와 외부 진동판부(3)사이에 위치되어 이동 코일 지지체(1)로부터 외부 진동판부(3)로의 힘이 탄성링(6)에 의해 단지 그에 작용하는 전단 응력(shearing forces)에 의해서만 전달되고 그에 따라 외부 진동판부(3)의 이동에 대해 단지 축방향으로만 작용하게 되는 것을 특징으로 하는 광대역 스피커.
2. (정정) 제1항에 있어서, 이동 코일 커버(2)는 도움(dome)형태로 되는 것을 특징으로 하는 광대역 스피커.
3. (정정) 제1 또는 제2항에 있어서, 주파수 종속 가요성 접속(frequency-dependent yieldable con-nection)(6)이, 균질의 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 광대역 스피커.
4. (정정) 제1 또는 제2항에 있어서, 주파수 종속 가요성 접속(6)이 다양한 특성을 갖는 여러 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 광대역 스피커.
5. (정정) 제1 또는 제2항에 있어서, 주파수 종속 가요성 접속(6)이 세개의 공간축에서 다른 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 광대역 스피커.
6. (정정) 제3항에 있어서, 주파수 종속 가요성 접속(6)이 이동 코일 지지체(1)상에서 압축 응력되어 장치되는 것을 특징으로 하는 광대역 스피커.
7. (정정) 제4항에 있어서, 주파수 종속 가요성 접속(6)이 이동 코일 지지체(1)상에서 압축 응력되어 장치되는 것을 특징으로 하는 광대역 스피커.
8. (정정) 제5항에 있어서, 주파수 종속 가요성 접속(6)이 이동 코일 지지체(1)상에서 압축 응력되어 장치되는 것을 특징으로 하는 광대역 스피커.
9. (정정) 제3항에 있어서, 주파수 종속 가요성 접속(6)이 외부 진동판부(3, 34, 13, 14)에 의해 이동 코일 지지체(1)로 압축되는 것을 특징으로 하는 광대역 스피커.
10. (정정) 제4항에 있어서, 주파수 종속 가요성 접속(6)이 외부 진동판부(3, 4, 13, 14)에 의해 이동 코일 지지체(1)로 압축되는 것을 특징으로 하는 광대역 스피커.
11. (정정) 제5항에 있어서, 주파수 종속 가요성 접속(6)이 외부 진동판부(3, 34, 13, 14)에 의해 이동 코일 지지체(1)로 압축되는 것을 특징으로 하는 광대역 스피커.
12. 제1항에 있어서, 외부 진동판부(3)는 원주(cone) 진동판(4), NAWI 진동판, 또는 평평한 앞면부와 원주 또는 NAWI 진동판 형태의 뒷면 경계를 갖는 정형 또는 성형된 본체(13, 14)로 구성되는 것을 특징으로 하는 광대역 스피커.

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