KR20100005398A - 직접방사형 무지향성 풀레인지 스피커시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무지향 스피커 시스템에 관한 것으로서, 특히 전대역 음을 재생함과 동시에 전방향(360°)의 음향 방사 기능을 갖는 직접방사형 무지향성 풀레인지 스피커시스템에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 내부에 공간이 형성되고, 마그네트가 설치되는 베이스와, 마그네트의 중앙에 수직하게 삽입되는 음원발생부재와, 음원발생부재의 하측에 위치하는 유도부재와, 유도부재가 관통되도록 중앙에 관통공이 형성되고, 상기 베이스의 하면에 위치하는 댐퍼와, 댐퍼의 하측에 위치함과 동시에 상단에 상기 유도부재가 삽입 관통되고, 상협하광의 중공형태로 형성되는 진동판과, 진동판의 하연부에 고정설치되고, 도넛(donut)형상으로 형성되는 엣지 및 베이스에 연결봉으로 연결됨과 동시에 상기 엣지의 바깥 테두리에 고정설치되는 프레임을 포함하되, 진동판의 상단이 음원발생부재의 하단과 고정결합되고 음원발생부재에 음성전류를 공급하기 위한 음성신호입력부가 구비되는 것을 특징으로 하는 직접방사형 무지향성 풀레인지 스피커시스템을 제공한다.
마그네트, 음원발생부재, 유도부재, 댐퍼, 진동판, 프레임, 음성신호입력부
Description
본 발명은 무지향 스피커 시스템에 관한 것으로서, 특히 전대역 음을 재생함과 동시에 전방향(360°)의 음향 방사 기능을 갖는 직접방사형 무지향성 풀레인지 스피커시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 음원을 듣기 위해서는 CDP나 MP3 등의 음원출력장치를 사용해서 듣게 된다. 이러한 장치들로부터 얻어지는 디지털정보는 CDP에서는 광픽업 장치를 이용하여 발사되는 레이저가 반사되어 오는 광선으로부터 신호를 검출하며, 픽업에서 검출된 신호는 증폭되어 잡음이 되고 디지털 신호인 0과 1의 조합으로 바뀐 후, 에러 수정을 거쳐서 DA컨버터 등의 장치에 의해 음성신호로 변환되어 앰프로 전달됨으로써 사용자가 들을 수 있는 음원으로 재생되는 것이다.
이때, 최종적으로 소리(음악)가 재생되는 장치는 스피커가 사용된다. 즉, 이러한 앰프로부터 전기를 공급받는 보이스코일은 코일을 감은 것이므로 회로적으로 인덕터가 되며, 코일을 이루는 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al)은 재료의 고유저항이 존재하므로 저항이 코일과 직렬로 연결된 형태가 된다. 코일에 흐르는 전류에 비례하여 힘이 발생하므로, 전류와 힘이 변압기를 통하여 기계적인 물리량으로 변환되며, 이 힘은 진동판을 움직이는 모체가 된다. 이 힘은 진동판과 보이스코일 등의 질량을 움직이고, 댐퍼와 엣지가 여기에 연결되어 진동하므로 질량과 탄성으로 이루어진 공진체가 형성된다.
이렇게 구성된 진동체의 진동은 공기 중으로 음향을 내보내게 되며, 공기가 유체이므로 진동에 대하여 저항하게 되며 주파수에 따라 다른 저항과 리액턴스 성분을 가지는 임피던스 성분으로 작용하게 된다. 스피커의 진동판은 전후 방향으로 모두 공기 유체를 만나게 되며 따라서 그림과 같이 전후에 각각 이에 상응하는 크기의 임피던스(혹은 이의 역수인 어드미턴스)로 대치할 수 있다.
한편, 스피커를 인클로저에 장착하는 경우 후면 임피던스는 인클로저의 부피에 해당하는 공기의 탄성으로 대치되며, 전면에 호온(horn)을 부착하는 경우 호온의 임피던스가 전면 임피던스가 되어 스피커의 등가회로는 스피커 시스템의 형태에 따라 변화한다.
이와 같은 스피커들은 여러 가지 구조와 방법으로 오랜 기간 발전해 왔다. 그러나 종래와 같은 스피커들은 각각 지향 특성을 지니게 되는데 1개의 스피커로는 정위를 얻을 수 없고, 2개의 스피커를 통해 음원의 위치 이외의 곳에 원래 음원이 있는 것처럼 들리게 하는 방식으로 정위를 얻을 수 있다.
따라서, 도 1에 도시한 바와 같은 종래의 스피커시스템에 있어서는, 자기회 로부와 진동플레이트 및 프레임으로 구성되는 종래스피커(20)가 스피커박스(10)의 일측면에 일방향을 향하여 항상 일정하게 결합됨으로써 넓은 지향각을 얻기 위하여는 방향이 각각 상이한 다수의 스피커를 설치하여야 되고, 이에의하여 설치공간의 증가와 생산원가가 현저히 증가하게 되는 등의 많은 문제점들이 발생한다.
이와 같은 문제점들을 해결하기 위해 스피커 유닛의 상부에 소정의 반사판을 구비하여 무지향을 추구하는 방식이 안출되었지만, 이러한 반사판의 반사각에 의해 제한되는 영역의 무지향을 제공할 수밖에 없기 때문에 실질적 의미에서의 360°무지향은 구현할 수 없기 때문에 현재까지 알려진 무지향 스피커는 완전한 의미의 무지향 음을 방사하지는 못하고 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 전방향으로 방사가능한 스피커를 설치하여 전방향 방사를 위하여 다수의 스피커를 설치할 필요가 없게 되는 직접방사형 무지향성 풀레인지 스피커시스템을 제공하는데 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 내부에 공간이 형성되고, 마그네트가 설치되는 베이스와, 마그네트의 중앙에 수직하게 삽입되는 음원발생부재와, 음원발생부재의 하측에 위치하는 유도부재와, 유도부재가 관통되도록 중앙에 관통공이 형성되고, 상기 베이스의 하면에 위치하는 댐퍼와, 댐퍼의 하측에 위치함과 동시에 상단에 상기 유도부재가 삽입 관통되고, 상협하광의 중공형태로 형성되는 진동판과, 진동판의 하연부에 고정설치되고, 도넛(donut)형상으로 형성되는 엣지 및 베이스에 연결봉으로 연결됨과 동시에 상기 엣지의 바깥 테두리에 고정설치되는 프레임을 포함하되, 진동판의 상단이 음원발생부재의 하단과 고정결합되고 음원발생부재에 음성전류를 공급하기 위한 음성신호입력부가 구비되는 것을 특징으로 하는 직접방사형 무지향성 풀레인지 스피커시스템을 제공한다.
이상과 같이 본 발명에 따른 직접방사형 무지향성 풀레인지 스피커시스템에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 스피커진동판의 재질을 한지로 사용하여 스피커에서 필요한 정위감, 임장감 및 음질 등을 획기적으로 개선시키는 효과가 있다.
둘째, 무지향성 스피커는 소리의 파장이 크고, 넓게 형성되므로 자연스럽게 들리고 360°로 방사되므로 어느 위치에서도 음압분포가 균등하게 형성된다.
셋째, 실내의 어느 위치에 있어도 직접음이 들리고 반사음과 밸런스로 인하여 풍부하고 현장감있는 소리를 전달한다.
넷째, 음의 발생원리와 같이 소리나는 한점 음이 360°로 분포, 방사되므로 입체적인 음악을 들을 수 있고, 오래들어도 피곤하지 않다.
다섯째, 일반적인 스피커는 재생된 음이 스피커 정면에서부터 멀어짐에 따라 파장이 급격하게 소멸되기 때문에 소리의 크기가 현저하게 작아지나, 무지향성 스피커는 음의 감쇄가 적게 일어나 많은 사람에게 동일한 음압으로 소리(음악)가 전달된다.
여섯째, 전방향으로 방사가능한 스피커를 설치하여 전방향 방사를 위하여 다수의 스피커를 설치할 필요가 없게 되므로 비용절감의 효과가 있다.
이하, 본 발명에 의한 직접방사형 무지향성 풀레인지 스피커시스템은 첨부된 도면을 참고하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 직접방사형 무지향성 풀레인지 스피커 시스템의 결합사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 직접방사형 무지향성 풀레인지 스피커시스템의 종단면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 직접방사형 무지향성 풀레인지 스피커시스템의 분해사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 직접방사형 무지향성 풀레인지 스피커 시스템의 사용상태도이다.
도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 직접방사형 무지향성 풀레인지 스피커시스템(1)은 내부에 공간이 형성되고, 마그네트(110)가 설치되는 베이스(100)와, 마그네트(110)의 중앙에 수직하게 삽입되는 음원발생부재(120)와, 음원발생부재(120)의 하측에 위치하는 유도부재(140)와, 유도부재(140)가 관통되도록 중앙에 관통공(131)이 형성되고, 상기 베이스(100)의 하면에 위치하는 댐퍼(130), 댐퍼(130)의 하측에 위치함과 동시에 상단이 상기 유도부재(140)에 의해 관통되고, 상협하광의 중공형태로 형성되는 진동판(150), 진동판(150)의 하연부에 고정설치되고, 도넛(donut)형상으로 형성되는 엣지(160) 그리고, 베이스(100)에 연결봉(180)으로 연결됨과 동시에 엣지(160)의 바깥 테두리에 고정설치되는 프레임(170)을 포함하되, 진동판(150)의 상단이 음원발생부재(120)의 하단과 고정결합되고 음원발생부재(120)에 음성전류를 공급하기 위한 음성신호입력부(200)가 구비된다.
여기서, 베이스(100)는 밀폐된 내부에 공간을 형성하고 원형의 테두리를 갖도록 형성하는 것이 바람직하며, 그 내부에는 동심원상으로 마그네트(110)가 부착 될 수 있다. 즉, 통상적으로 사용되는 것으로서, 스피커의 유니트를 조립해 넣는 목재, 혹은 플라스틱류 등으로 만드는 인클로저(캐비넷 혹은 박스라고도 불리운다)를 형성한다.
이때, 마그네트(110)에는 중앙의 동심원상에 소정의 지름을 갖는 관통홈(111)이 형성된다. 이러한 관통홈(111)은 후술하게 될 음원발생부재(120)의 지름에 대응하여, 음원발생부재(120)의 두께보다 큰 폭을 갖도록 형성하여 음원발생부재(120)가 삽입시 음원발생부재(120)가 내측 및 외측 벽면에 접촉하지 않도록 이격되게 형성한다.
또한, 베이스(100)의 하면에는 후술하게 될 댐퍼(130)의 외측 연부가 안착될 수 있도록 환홈(미설명 부호)이 형성된다. 이와 같은 베이스(100)의 하면에는 다수의 볼트공(미설명 부호)이 형성되어서 후술하게 될 연결봉(180)에 의해 프레임(170)과 결합되도록 형성된다.
이에 더하여, 베이스(100)상에 음성신호를 증폭시켜 전류로 공급하는 음성신호입력부(200)가 형성될 수도 있으나, 이는 별도로 구비되어도 전선(미설명 부호)을 이용하여 연결될 수 있음은 자명할 것이다. 만약, 음성신호입력부(200)가 베이스(100)상에 위치할 때에는 전선이 연결봉(180)중 어느 하나의 내부를 관통하여 외부로 연결될 수도 있다.
이와 같이, 전선으로부터 전류를 공급받는 음원발생부재(120)가 마그네트(110)의 관통홈(111)에 삽입된다. 이때, 음원발생부재(120)는 소정의 높이와 폭으로 보이스코일(121)이 일정 회수만큼 권취된 것을 지칭하는 것으로, 보이스코일(121)의 양 단부에 노출되어 있는 인출선(미설명 부호)에 각각 전류가 공급된다. 음원발생부재(120)의 하단은 후술하게 될 진동판(150)의 단부에 고정결합된다.
한편, 댐퍼(130)는 베이스(100)의 동심원상에 위치함과 동시에 댐퍼(130)의 외주연이 베이스(100)의 환홈에 안착된다. 이때, 댐퍼(130)의 중앙에 음원발생부재(120)가 관통하는 관통공(131)이 형성되고, 중심에서 외측으로 동심원을 이루는 링 형상의 복수개로 이루어진 산부(미설명 부호)가 형성된다. 이러한 구성에 의하면, 중앙의 관통공(131)에 접착된 음원발생부재(120)의 진동에 의해 댐퍼(130) 자체는 상하로 직선왕복운동을 하게 되는데, 이때 복수개의 산부가 수축 또는 팽창을 하면서 완충역할을 하게 된다. 또한, 진동판(150) 및 음원발생부재(120)와 함께 고정부착됨으로써, 음원발생부재(120)의 상하진동을 유지할 수 있도록 지탱하며, 댐퍼(130)에 가해지는 힘에 대한 변위량으로서 음질을 조절하는 기능을 한다.
또한, 댐퍼(130)의 관통공(131)에 삽입됨과 동시에 베이스(100)에 나사결합 등의 수단으로 고정결합되는 유도부재(140)가 형성된다. 이러한 유도부재(140)는 원기둥형상으로 형성되되, 하단이 고역주파수대역에 적합한 돔(dome)형상으로 형성 됨으로써 위상차이로 인한 왜곡을 줄이고 지향특성을 개선시켜 전기신호에 정확히 반응하게 된다. 이러한 유도부재(140)로서 패이즈 플러그(phase plug, 이퀄라이저라고도 함)를 설치하기도 하는데 이것은 효율을 높여 더 높은 음압을 얻게 하고 고음부 특성을 개선하기도 한다.
또한, 유도부재(140)를 감싸는 것과 동시에 댐퍼(130) 및 음원발생부재(120)에 고정결합되는 진동판(150)이 형성된다. 이때, 진동판(150)의 상단에는 유도부재(140)보다 큰 직경을 갖는 관통공(151)이 형성됨으로써, 이러한 관통공(151)을 통하여 유도부재(140)가 삽입되며, 진동판(150)은 상협하광으로 형성되며, 그 일 예로는 외주면이 라운드지게 형성되는 대략 나팔형 형상으로 이루어질 수 있고, 단면이 원형, 다각형 중 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 음원의 출력이나 청취환경을 고려하여 선택적으로 적용되어 설계될 수 있다. 여기서 진동판(150)의 외측 테두리에는 엣지(160)가 형성된다. 또한, 진동판(150)의 재질은 한지펄프, 알루미늄, PP, 카보네이트 중 어느 하나의 재질로 이루어진다.
여기서, 언급된 엣지(160)는 크로스(섬유)를 코팅 후 프레스 압착 성형하여 형성되고, 전면에 엠보(미설명 부호)가 형성되어 있으므로 음의 민감도를 향상시킬 수 있게 되는데, 크게 두 가지 역할을 한다. 하나는 진동계 및 구동계 부품의 움직임에 유연하게 대응함과 동시에 측방으로의 흔들림을 막아 위치를 정확히 유지하는 일이고, 다른 하나는 진동판(150)에서 전방으로 방사된 음파와 후방으로 방사된 역 위상의 음파가 혼합되어 상쇄되는 것을 방지하는 역할이다.
또한, 공진에 의해 엣지(160)에서 발생한 음이 스피커의 성능에 커다란 악영향을 미치는 것을 방지하기 위해 진동 흡수 능력(내부손실)이 큰 것이 필요하다. 또한, 엣지는 진동판(150)의 외주에 결합되어 있기 때문에 진동판(150)과 같이 경량(저밀도)인 것이 요구된다. 이러한 엣지(160)의 재질로는 통상적으로 코팅 포나 발포폴리우레탄 고무(rubber)가 사용된다. 엣지(160)는 추후에 설명될 프레임(170)의 내측 테두리에 고정접합된다.
한편, 프레임이 베이스의 하측으로 연결봉에 의해 결합볼트(미설명 부호) 등의 결합수단을 이용하여 수직하게 연결된다. 이때, 진동판(150)을 외부로부터의 손상을 방지하기 위해 프레임(170)에 씌울 수 있는 망(미도시)을 더 형성할 수도 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 직접방사형 무지향성 풀레인지 스피커시스템(1)이 작동되는 과정을 설명하면 다음과 같다.
우선, 음성신호입력부(200)를 통하여 보이스코일(121)로 음성전류가 인입되면 마그네트(110)와 보이스코일(121) 사이에 형성된 자기장 내에서 로렌츠의 힘이 작용되어 전류의 강약에 따라 자화된 보이스코일(121)이 마그네트(110)에 흐르는 자기장과의 상호 반발작용으로 상,하 진동된다. 보이스코일(121)의 움직임에 의해 보이스코일(121)이 권선되는 음원발생부재(120)가 일체로 고정연결되는 진동 판(150) 및 댐퍼(130)를 진동시키고, 이때 상기 진동판(150)과 공기와의 압력 변화인 음압의 변화 즉, 음을 발생시키게 된다. 이때, 댐퍼(130)는 진동판(150)의 떨림을 도와주면서 진동을 조절하고, 음원발생부재(120)의 좌우 움직임을 방지하는 역할도 하게 된다.
이때, 유도부재(140)와 진동판(150) 사이의 미세한 틈이 형성되므로 이를 통하여 고역이 상승되고 음의 대역이 넓어짐과 동시에 베이스(100) 내부의 상부로부터 저역 또한 발생된다. 또한, 상협하광 형상, 그 일 예로는 외주면이 라운드지게 형성되는 대략 나팔형 형상으로 된 진동판(150)으로부터 360°방향으로 음원이 방사되므로 사용자의 위치에 구애받지 않고 지향특성 및 청취범위를 개선하게 된다.
도 5는 본 발명에 의한 무지향성 풀레인지 스피커 시스템(1)을 선반(2)에 놓아 사용하는 사용상태도를 나타낸 것이며, 본 도면에서도 알 수 있듯이 본 발명은 구성의 형상적 특징으로 인해 실내 공간의 장식미를 더해주는 외관을 갖추고 있다.
이상의 실시 예들은 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위는 실시 예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에 의거하여 정의되는 본 발명의 범주 내에서 당업자들에 의하여 변형 또는 수정될 수 있다.
즉, 본 발명의 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있다는 것이다.
도 1은 종래기술에 의한 스피커시스템을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 직접방사형 무지향성 풀레인지 스피커시스템의 결합사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 직접방사형 무지향성 풀레인지 스피커시스템의 종단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 직접방사형 무지향성 풀레인지 스피커시스템의 분해사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 직접방사형 무지향성 풀레인지 스피커 시스템의 사용상태도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *
1 : 무지향성 풀레인지 스피커시스템 2 : 선반
10 : 종래스피커 20 : 스피커박스
100 : 베이스 110 : 마그네트
111 : 관통홈 120 : 음원발생부재
121 : 보이스코일 130 : 댐퍼
131 : 관통공 140 : 유도부재
150 : 진동판 151 : 관통공
160 : 엣지 170 : 프레임
180 : 연결봉 200 : 음성신호입력부
Claims (6)
- 내부에 공간이 형성되고, 마그네트가 설치되는 베이스;상기 마그네트의 중앙에 수직하게 삽입되는 음원발생부재;상기 음원발생부재의 하측에 위치하는 유도부재;상기 유도부재가 관통되도록 중앙에 관통공이 형성되고, 상기 베이스의 하면에 위치하는 댐퍼;상기 댐퍼의 하측에 위치함과 동시에 상단에 상기 유도부재가 삽입 관통되고, 상협하광의 중공형태로 형성되는 진동판;상기 진동판의 하연부에 고정설치되고, 도넛(donut)형상으로 형성되는 엣지; 및상기 베이스에 연결봉으로 연결됨과 동시에 상기 엣지의 바깥 테두리에 고정설치되는 프레임;을 포함하되, 상기 진동판의 상단이 상기 음원발생부재의 하단과 고정결합되고 상기 음원발생부재에 음성전류를 공급하기 위한 음성신호입력부가 구비되는 것을 특징으로 하는 직접방사형 무지향성 풀레인지 스피커시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 프레임과 동심원 상에 소정의 폭을 갖는 원통형의 관통홈이 형성되고, 관통홈에 상기 음원발생부재가 삽입되는 것을 특징으로 하는 직접방사형 무지향성 풀레인지 스피커시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 유도부재는 고역의 주파수대역에 적합하도록 원기둥 형상이면서 하단이 돔(dome)형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 직접방사형 무지향성 풀레인지 스피커 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 진동판의 단면이 원형, 다각형 중 어느 하나의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 직접방사형 무지향성 풀레인지 스피커 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 진동판은 한지펄프, 알루미늄, PP, 카보네이트 중 어느 하나의 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 직접방사형 무지향성 풀레인지 스피커 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 진동판은 외주면이 라운드지는 나팔형의 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무지향성 풀레인지 스피커 시스템.
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101646646B1 (ko) * | 2015-05-04 | 2016-08-08 | 주식회사 티씨엠 | 블루투스 스피커 |
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| KR20240053940A (ko) * | 2022-10-18 | 2024-04-25 | 강신혁 | 음향 품질 개선 구조를 포함하는 라우드 스피커용 액티브 인클로저 |
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2008
- 2008-07-07 KR KR1020080065417A patent/KR20100005398A/ko not_active Abandoned
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