KR100298303B1

KR100298303B1 - 음향장치용코운형진동판제조방법

Info

Publication number: KR100298303B1
Application number: KR1019970016315A
Authority: KR
Inventors: 이수석
Original assignee: 이수석
Priority date: 1997-04-29
Filing date: 1997-04-29
Publication date: 2001-10-24
Also published as: KR19980078720A

Abstract

본 발명은 스피이커 등의 음향장치에 사용되는 코운형(cone-type) 진동판 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 내습성, 내후성, 내식성과 함께 불연성, 항균성 등 진동판에 요구되는 물성들을 부여할 수 있고, 경량화를 실현할 수 있으며, 강성을 향상시킬 수 있고, 이상음 및 잡음을 제거하므로써 가청 주파수(20Hz 내지 20,000Hz)내의 모든 음역, 특히 저음역에서의 음질을 대폭적으로 향상시킬 수 있으며, 내부 손실을 감소시킬 수 있고, 음색의 조절이 가능하며, 제조 코스트가 저렴한 음향장치용 코운형 진동판 및 그의 제조방법을 제공함을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 있어서는, 평면측에서 보았을 때의 형상이 벌집 구조를 이루는 종이 구조체를 함침 용액에 함침시켜 형성한 종이 재질의 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리(Honey Comb Paper Cell Assembly)와, 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리를 개재하여 그의 양쪽 개방면에 샌드위치 모양으로 접착되는 코운지(Cone Paper)를 포함하여서 구성되는 음향장치용 코운형 진동판이 제공되며, 또한, 120 내지 150장의 종이를 지그재그형으로 접착하여 평면측에서 보았을 때의 형상이 다수개의 벌집(Honey Comb Cell)을 이루도록 형성한 후 이를 측면에서 절단하여 벌집 구조를 갖는 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리(Honey Comb Paper Cell Assembly)를 형성하고, 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리를 함침(deeping) 용액에 진공 함침시키므로써 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리의 강성을 향상시키며, 함침 용액이 함침된 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리를 코운형으로 성형하고, 접착제가 도포된 코운지( Cone Paper)를 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리의 상하면에 샌드위치 모양으로 위치시킨 후 프레싱하여 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리와 코운지를 접착시키므로써 음향장치용 코운형 진동판을 제조하는 제조방법이 제공된다.

Description

음향장치용 코운형 진동판 제조방법

본 발명은 스피이커 등의 음향장치에 사용되는 코운형(cone-type) 진동판의 제조방법에 관한 것이다.

통상적으로 스피이커 장치는 도 1과 같이 이루어져 있다. 백 플레이트(1)의 중앙부상에는 폴 피이스(2)가 재치되고, 그의 둘레부에는 마그네트(3)가 재치되어 있다. 마그네트 위에는 플레이트(4)가 재치되고, 플레이트(4)와 폴 피이스(2)와의 사이에는 자기 캡이 형성된다. 이 자기 캡에는 보이스 코일(5)이 감겨진 보이스 코일 보빈(6)이 진동이 자유롭게 삽입되어 댐퍼(7)에 의해 지지되어 있다. 보이스 코일 보빈(6)에는 코운형 진동판(8)이 그의 중앙부에서 결합되며, 보이스 코일 보빈(6)의 단부에는 센터 캡(9)이 씌워 붙여져 있다. 코운형 진동판(8)의 개구주연부에는 에지(10)가 고착되어 있고, 에지(10)는 가스켓(12)에 의해 프레임(11)에 고착되어 있으며, 보이스 코일의 리이드선은 금사선(13)을 통하여 프레임(11)의 측면에 설치된 단자(14)에 접속되어 있다. 이에 따라 보이스 코일이 움직이면 진동판이 진동하여 소리를 내게 된다.

여기에서 상기한 진동판은 요구되는 음압의 레벨에 따라 진동판의 구경 및 두께를 다르게 설정해야 하며, 고출력(high power)이 요구되는 진동판일수록 진동판의 구경 및 두께가 증가되므로 중량이 증가되는 것은 자명한 것이다.

하지만, 상기와 같이 구성된 스피이커 장치에 사용되는 코운형 진동판은 경량이고 강성이며, 적당한 내부 손실을 가지고, 기계적 피로없이 내습성, 내후성, 내식성과 함께 불연성, 항균성 등의 다양한 물성을 만족시킬 수 있음과 아울러, 필요에 따라 저음역, 중음역, 또는 고음역에서 평탄한 음압 주파수 특성을 얻을 수 있는 것이라야 한다. 이에 따라, 코운형 진동판의 재질로서도 여러 가지가 사용되고 있으나, 이중 가장 보편적인 것으로는 식물섬유를 소재로하여 펄프로부터 만들어지는 종이가 폭넓게 사용되고 있다. 식물체로부터 취출한 셀룰로오스를 주체로 하는 식물섬유의 집합체인 펄프를 이용한 종이 진동판은 펄프를 고해한 후 이를 염색, 사이즈(size) 처리하고 물에 분산시켜 초지, 건조하는 제조 과정을 통해 만들어지는 것이므로, 진동판의 역학적 물성은 사용되는 단섬유의 물성과 섬유간 결합 강도 및 결합 면적에 의해서 결정된다. 상기한 종이 진동판 이외에도 종래에는 진동판에 요구되는 상기한 여러 가지 물성들을 만족시키기 위해 도 2에서 도시한 바와 같이 알루미늄 포일로 하니콤 셀(21)을 구성하고, 캐블러(탄소섬유)로 구성한 코운지(22)를 상기한 하니콤 셀의 양쪽 개방면에 접착하여 형성한 코운형 진동판이 제안되기도 하였다.

상기한 종래의 실시예에 있어서, 일반적인 종이 진동판은 경량이고, 평탄한 음압 주파수 특성이 얻어지지만, 내부 손실이 크며, 강성이 작음으로 인해 저주파 대역에서의 분할 진동이 발생되므로 과도 특성, 왜곡 특성 등이 악화되고, 펄프가 셀룰로오스로 구성되어 있기 때문에 사이즈 처리를 한다 해도 습도의 영향을 받기 쉬워 경련 변화에 의해 음질의 열화가 일어나기 쉽다. 이와같은 종이 진동판의 문제점을 해결하기 위해 하니콤 셀을 적용하므로써 진동판에 요구되는 상기한 여러 가지 물성들(내습성, 내후성, 내식성과 함께 불연성, 항균성 등)과 특성을 만족시키고, 특히 저음 특성을 향상시키고자 알루미늄과 캐블러(탄소섬유)로 이루어진 종래의 비금속재 코운형 진동판은 진동판에 요구되는 상기한 물성 및 특성들의 대부분을 만족시킬 수는 있었지만, 코운지로 사용되는 캐블러(탄소섬유)가 고가이므로 진동판 제조 코스트가 매우 높으며, 하니콤 셀을 구성하는 알루미늄 포일은 알루미늄 재질의 특성상 음색을 조절할 수 없는 등의 문제점이 있었다.

상기한 비금속 재질로 이루어진 코운형 진동판의 문제점을 해결하고자 종이 재질로 하니콤 셀을 형성한 후, 이를 코운형으로 성형하여 진동판을 제조하고자 하는 노력이 있었지만, 종이 재질의 하니콤 셀 자체는 강도가 약하여 하니콤 셀을 코운형으로 성형할 때에 그의 형상이 파손되므로, 종이 재질의 하니콤 셀로 진동판을 구성하는 것은 상용화되지 못하였었다.

본 발명은, 진동판에 요구되는 여러 가지 물성들을 만족시킴과 아울러, 특히 고출력(high power)이 요구되는 진동판의 경량화를 실현할 수 있으며, 댐핑(damping) 특성을 향상시키므로써 가청 주파수(20Hz 내지 20,000Hz)내의 음역에서 음질을 대폭적으로 향상시킬 수 있는 진동판을 개발하기 위한 연구 결과를 토대로 발명된 것으로서, 종이 재질의 하니콤 셀을 코운형으로 성형할 수 있도록 함으로써, 진동판에 요구되는 여러 가지 물성들과 특성들을 만족시킬 수 있는 음향장치용 코운형 진동판을 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 스피이커 장치의 단면도,

도 2는 하니콤 셀 어셈블리를 적용한 비금속 재질의 종래의 코운형(cone-type) 진동판의 코운지를 일부 제거한 평면도,

도 3(a)는 본 발명에 따른 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리(Honey Comb Paper Cell Assembly)의 사시도,

도 3(b)는 본 발명에 따른 진동판의 제1 실시예의 일부 확대 단면도,

도 3(c)는 본 발명에 따른 진동판의 제2 실시예의 일부 확대 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 음향장치용 진동판을 제조하기 위한 공정도이다.

<도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명>

30:코운형 진동판 31:코운지(Cone Paper)

32:UV 코팅면 33:하니콤 페이퍼 셀 어셈블리

34:챔버(chamber)

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 음향장치용 코운형 진동판 제조방법은, 다수의 종이를 지그재그형으로 접착하여 평면측에서 보았을 때의 형상이 벌집(honey comb cell)을 이루도록 형성한 후 이를 측면에서 절단하여 벌집 구조를 갖는 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리(Honey Comb Paper Cell Assembly)를 제조하는 단계와; 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리를 용기내의 함침(deeping)용액에 함침시키는 단계와; 함침용기를 진공으로 하여 용기내 함침용액을 배출하는 단계와; 함침용액 경화전 상태의 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리를 코운형으로 성형하는 단계와; 접착제가 도포된 코운지(Cone Paper)를 코운형으로 성형된 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리의 상하면에 샌드위치 모양으로 위치시켜 프레싱하므로써 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리와 코운지를 접착시키는 단계;를 포함하여서 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3(a)는 본 발명에 따른 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리(Honey Comb Paper Cell Assembly)의 사시도이다. 도 3(b)는 본 발명에 따른 진동판의 제1 실시예의 단면도로서 점선내의 부분을 확대 도시한 것이며, 도 3(c)는 본 발명에 따른 진동판의 제2 실시예의 단면도로서 역시 점선내의 부분을 확대 도시한 것이다. 여기에서, 도면번호 30은 코운형 진동판이고, 도면번호 31은 코운지이고, 도면번호 33은 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리(Honey Comb Paper Cell Assembly)이며, 도면번호 34는 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리내에 형성된 챔버(chamber)이다.

도 3(c)는 도 3(b)에서와 같이 형성한 헥사 콘 페이퍼의 외면에 UV 코팅(고분자 코팅)을 실시하여 UV 코팅면(32)을 형성한 것이며, 여기서 상기한 UV 코팅은 헥사 콘 페이퍼의 강성을 증대시킴은 물론 챔버(34)를 확실하게 기밀시키고, 또한 외관을 미려하게 하기 위해서 행해지며, 진동판이 요구하는 다양한 성질(음압 레벨, 진동판의 색상 등)에 맞추어 여러 가지 방법으로 실시될 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 음향장치용 코운형 진동판을 제조하기 위한 공정도로서, 먼저, 120 내지 150장의 종이를 지그재그형으로 접착하여 평면측에서 보았을 때의 형상이 다수개의 벌집(Honey Comb Cell)을 이루도록 형성한 후, 이를 측면으로부터 절단하여 벌집 구조를 갖는 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리(Honey Comb Paper Cell Assembly)를 형성한다. 다음 단계로, 상기와 같이 제조된 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리를 함침(deeping) 용액에 진공 함침시킨다. 즉, 함침 용액이 담겨있는 용기 내에 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리를 넣어 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리의 종이 조직내부로 함침용액이 충분히 함침되도록 한후, 용기의 뚜껑을 닫고 진공펌프등에 의해 용기내부를 진공으로 하여 함침 용액을 배출시킴으로서, 하니콤 헤이퍼 셀 어셈블리 전체에 필요한 최소량의 함침 용액이 균일하게 함침되도록 한다.

다음으로, 상기와 같이 함침된 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리, 즉 함침용액이 경화되기 전 상태의 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리를 코운형으로 성형하게 된다. 함침용액이 경화되기 전에 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리를 코운형으로 성형함으로서, 종래, 종이 재질의 하니콤 셀의 실용화를 가로 막았던 큰 문제점인 콘 성형시의 페이퍼 셀의 변형이나 손상없이, 안정적으로 헥시 콘 페이퍼(Hexa Cone Paper)를 성형할 수 있게 된다.

상기와 같이 제조된 헥사 콘 페이퍼 즉, 코운형으로 성형된 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리의 상하면에 접착제가 도포된 코운지(Cone Paper)를 샌드위치 모양으로 위치시킨 후 프레싱하여 접착시킴으로서 헥사 콘 페이퍼(Hexa Cone Paper)를 형성한 후, 상기한 헥사 콘 페이퍼를 타발(cutting)하므로서 본 발명에 따른 음향장치용 코운형 진동판이 제조된다.

여기서, 상기 함침(deeping) 용액은 본 발명의 실시예에 있어서는 불소계 수지이지만, 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리에 내습성, 내후성, 내식성과 함께 불연성, 항균성 등의 물성을 부여할 수 있고, 또한 강성을 향상시켜 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리를 코운형을 성형할 때 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리의 파손을 방지할 수 있다면 다른 혼합물도 무방하다. 또한, 헥사 콘 페이퍼를 타발하는 공정은 반드시 마지막 단계에서 수행되어야만 하는 것은 아니며, 진동판을 제조하는 제조자에 따라 다른 공정 사이에서 실시될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 코운형 진동판의 제조방법 및 그에 따라 제조되는 코운형 진동판의 작용 효과를 도 3(b), 도 3(c), 및 도 4를 참조로하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 함침 용액이 함침된 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리(33)는 평면측에서 보았을 때 다수의 벌집 모양이 형성된 것으로, 본 발명의 특성중의 하나인 진공 함침공정에 의해 필요한 최소한의 함침 용액이 균일하게 함침되어, 진동판(30)의 중량을 최소화하면서도 전체적으로 균일하게 높은 강성을 유지할 수 있으며, 또한, 함침용액이 경화되기 전에 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리를 코운형으로 성형하여 하니콤 셀이 변형이나 손상없이 전체적으로 균일하게 형성되어 있게 된다. 따라서, 소구경의 진동판으로도 대구경의 기능을 수행할 수 있고, 고출력(high power)을 요하는 진동판에서도 찌그러짐이 전혀 없어 진동판의 정확한 피스톤 운동이 가능하므로 재생 주파수의 범위를 넓힐 수 있게 되며,, 댐핑 특성의 향상이 가능하게 된다. 또한, 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리(33)의 양쪽 개방면이 코운지(31)에 의해 밀폐되므로, 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리(33)에 형성된 다수개의 육각형의 챔버(34)내에는 공기가 존재하게 된다. 이상음이나 잡음은 상기 챔버(34)내에 존재하는 공기에 의해 대부분 흡수 및 제거되므로 음질이 대폭적으로 향상되고, 내부 손실이 감소되며, 특히 저음역 부위의 재생이 탁월하게 향상되어 저음용 스피이커(woofer)용으로는 어떠한 진동판과도 비교할 수 없을 만큼 음의 명료도가 높고 원음에 거의 근접한 재생 효과를 나타낼 수 있게 된다. 또한, 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리(33)의 형성시 챔버(34)의 크기 및 수를 임의로 조절하므로써 재생 범위를 원하는 대로 선택할 수 있고, 함침 용액의 특성을 변형시키는 것에 의해 진동판의 음색을 조절할 수 있으며, 진동판이 종이로만 구성되어 있으므로, 제조 코스트가 매우 저렴하다.

본 발명은 여기에 서술된 실시태양으로 제한되는 것이 아니며, 첨부된 특허 청구 범위에서 한정한 바와 같이, 본 발명의 정신과 범주내에서 벗어남이 없이 본 기술분야의 숙련자에 의해 수정 및 변경될 수 있다.

Claims

다수의 종이를 지그재그형으로 접착하여 평면측에서 보았을 때의 형상이 벌집(honey comb cell)을 이루도록 형성한 후 이를 측면에서 절단하여 벌집 구조를 갖는 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리(Honey Comb Paper Cell Assembly)를 제조하는 단계와;

하니콤 페이퍼 셀 어셈블리를 용기내의 함침(deeping) 용액에 함침시키는 단계와;

함침용기를 진공으로 하여 용기내 함침용액을 배출하는 단계와;

함침 용액이 경화전 상태의 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리를 코운형으로 성형하는 단계와,

접착제가 도포된 코운지(Cone Paper)를 코운형으로 성형된 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리의 상하면에 샌드위치 모양으로 위치시켜 프레싱하므로써 하니콤 페이퍼 셀 어셈블리와 코운지를 접착시키는 단계를 포함하여서 이루어지는 것을 특징으로 하는 음향장치용 코운형 진동판 제조방법.