KR100808837B1 - 스피커용 진동판 및 스피커 - Google Patents

Abstract

진동판 본체(12)에 그 중앙부로부터 외주 쪽으로 연장되는 슬릿(14), (14a)을 복수 개 형성하고, 이 슬릿(14), (14a)이 상기 진동판 본체(12)와 다른 재질로 이루어지며, 저탄성의 충전재(15)를 충전하고, 이 슬릿(14), (14a)은 직선형 또는 곡선형으로 연장된다. 충전재(15)는 진동판 본체(12)의 주재료보다 영률이 작은 및 / 또는 내부 손실이 큰 것을 사용하였다. 또한, 충전재(15)는 자외선 및 / 또는 가시 광선에 의해 경화 가능한 수지 또는 열가소성 수지를 사용하였다. 또한, 충전재(15)는 다공질체 또는 발포체를 사용하여도 좋다. 이 충전재(15)가 슬릿(14), (14a)에 충전된 진동판 본체(12)를 이용하여 스피커를 구성하였다.

스피커, 진동판, 수지, 슬릿, 영률, 진동판 본체, 충전재

Description

스피커용 진동판 및 스피커{DIAPHRAGM FOR LOUDSPEAKER AND LOUDSPEAKER}

본 발명은 음향 기기에 따른 스피커용 진동판 및 스피커, 구체적으로는 고음역 주파수에서의 진동판의 진동 모드에 축대상 모드가 발생하는 것을 방지하고, 고역측에서의 피크딥을 감소시키고, 저역에서 고역에 걸쳐 주파수 특성의 평활화를 도모하며, 음질을 양호하게 한 진동판과 이 진동판을 이용한 스피커에 관한 것이다.

스피커용 진동판은 저역에서 고역에 걸쳐 매끄러운 주파수 특성을 가질 것이 요구된다.

그러나, 진동판 본체의 주재료가 예를 들어 펄프와 같은 단일 재료로 이루어지는 경우, 고역 주파수에서의 진동 모드가 축대상(axisymmetrical) 모드가 되는 것이 잘 알려져 있으며, 이러한 경우, 고역측에서 커다란 피크딥이 발생하게 되어 음질이 양호하지 않다.

도 14에 상기한 바와 같은 종래의 진동판을 이용한 스피커의, 주파수 6kHz로 구동한 진동판의 레이저 도플러 측정에 의한 진동 모드를 나타내었다. 또한 도 15에 동일한 종래의 진동판의 주파수 특성을 나타내었다. 종래의 진동판에서는 고음역에서 명백한 축대상의 진동 모드가 발생하고 현저한 피크딥이 발생한다.

상기한 문제를 해결하기 위하여, 예를 들어 일본 특허 공개 소 50-37427호 공보에 개시된 바와 같이, 90도의 간격으로 4열로 소용돌이 모양으로 배열한 다수의 제동 구멍을 설치하고, 내부 손실이 높은 제동 컴파운드를 이들 제동 구멍에 충전함으로써 진동판의 진동 특성에 불연속성을 주어 정재파의 발생을 방지하고, 분할 진동의 발생을 방지하며, 음질을 양호하게 하도록 한 것이 있다.

특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 소 50-37427호 공보

그러나, 이 선행예에서는 진동판에 다수의 제동 구멍을 설치하여야 하기 때문에 제조가 번잡하고, 다수의 제동 구멍에 의해 진동판의 강성도 저하하여 바람직하지 못하다.

또한 다수의 제동 구멍에 제동 컴파운드를 균일하게 충전하는 작업을 필요로 하며, 이 점에서도 제조가 번잡하다는 결점이 있다.

본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적으로 하는 바는 주파수 특성에 현저한 피크딥이 발생하는 고음역에서 축대상 공진 모드의 진동을 방지하고, 피크딥을 저감하며, 주파수 특성을 전역에 걸쳐 매끄럽게 한 스피커용 진동판과 이 진동판을 이용한 스피커를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 스피커용 진동판은, 진동판 본체(12)에 그 중앙부로부터 외주 쪽으로 연장되는 슬릿(14, 14a)을 복수 개 형성하고, 이 슬릿(14, 14a)에 상기 진동판 본체(12)와 다른 재질로 이루어지는 충전재(15)를 충전한 구성으로 되어 있다.

이와 같이 슬릿(14, 14a)을 형성하여 진동판 본체(12)를 분할하여 공진 개소를 분산시켰기 때문에, 고역 주파수에서의 진동판의 진동 모드에 축대상 모드가 발생하지 않고, 고역 주파수에서 커다란 피크딥이 감소하며, 주파수 특성이 매끄러워진다. 따라서, 저역에서 고역에 걸쳐 매끄러운 주파수 특성이 얻어지며, 음질이 양호해진다.

또한 본 발명의 스피커용 진동판은, 상기 슬릿(14, 14a)을 직선형 또는 곡선형으로 형성하고 있다.

이와 같이, 본 발명에서는 슬릿(14, 14a)을 직선형 또는 곡선형으로 하였기 때문에 다수의 제동 구멍을 형성하는 종래예에 비하여 형성이 용이하고, 충전재(15)도 충전하기 쉬워 전체적으로 제조가 용이하다.

또한 본 발명의 스피커용 진동판은 상기 충전재(15)로서 상기 진동판 본체(12)의 주재료보다 영률이 작고 및 / 또는 내부 손실이 큰 재료를 사용하고 있다. 이에 따라, 축대상 모드의 공진을 흡수, 분산시킬 수 있다. 한편, 충전재(15)로서 발포체 또는 다공질 고무와 같은 다공질체를 사용하면, 이들은 공기층을 가지고 있으므로 내부 손실이 크고, 축대상 모드의 공진을 흡수, 분산시킬 수 있으며, 음질을 양호하게 할 수 있다.

또한 본 발명의 스피커용 진동판에서는, 상기 충전재(15)는 자외선 및 / 또는 가시 광선에 의해 경화 가능한 수지 또는 열가소성 수지를 사용하고 있다.

이러한 열가소성 수지를 사용하면 제조 시간을 단축할 수 있기 때문에 대량 생산에 적합하고, 제조가 용이하다.

또한 본 발명에 따른 스피커는, 상기한 스피커용 진동판(10)의 후면측 중앙부에 보이스 코일(21)을 갖는 코일 보빈(20)을 설치하고, 이 코일 보빈(20)을 진동 가능하게 지지함과 함께 상기 보이스 코일(21)을 자기 회로(30)의 자기 갭에 배치하고, 상기 진동판(10)을 그 외주에 설치한 에지(13)를 통하여 프레임(40)에 지지하여 구성하고 있다. 이 스피커에 의하면, 상기 구성의 진동판(10)을 가지고 있기 때문에 주파수 특성은 전역에 걸쳐 매끄러워진다.

도 1은 본 발명에 따른 진동판을 이용한 스피커의 제1 실시예의 평면도이다.

도 2는 도 1의 스피커의 구성을 도시한 종단면도이다.

도 3은 도 1의 스피커의 진동 모드를 도시한 도면이다.

도 4는 도 1의 스피커의 주파수 특성도이다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예의 진동 모드도이다.

도 6은 제2 실시예의 주파수 특성도이다.

도 7은 본 발명에 따른 진동판을 이용한 스피커의 제3 실시예의 평면도이다.

도 8은 제3 실시예의 진동 모드도이다.

도 9는 제3 실시예의 주파수 특성도이다.

도 10은 본 발명에 따른 진동판을 이용한 스피커의 제4 실시예의 진동 모드도이다.

도 11은 제4 실시예의 주파수 특성도이다.

도 12는 본 발명에 따른 진동판을 이용한 스피커의 제5 실시예의 주파수 특 성도이다.

도 13은 본 발명에 따른 진동판을 이용한 스피커의 제6 실시예의 주파수 특성도이다.

도 14는 종래의 진동판을 이용한 스피커의 진동 모드도이다.

도 15는 도 14의 스피커의 주파수 특성도이다.

<부호의 설명>

10 : 진동판 11 : 개구부

12 : 진동판 본체 13 : 에지

14, 14a : 슬릿 15 : 충전재

16 : 더스트 캡 20 : 보이스 코일 보빈

21 : 보이스 코일 22 : 댐퍼

30 : 자기 회로 31 : 요크.

32 : 센터 플레이트 40 : 프레임

본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위하여, 첨부한 도면에 따라 이를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 제1 실시예에 있어서 스피커용 진동판을 사용한 스피커의 평면도, 도 2는 도 1의 A-A선을 따른 스피커의 종단면도를 나타낸다.

도 1 및 2에서, 예를 들어 지름 13cm의 원형으로서 콘 형태로 한 진동판(10)은 영률을 3.7GPa, 내부 손실을 0.03으로 한 펄프 초지로 이루어지는 종이로 된 진 동판이다. 콘 형상을 이루는 진동판 본체(12)의 중앙부에는 소위 목 부분이 되는 원형의 개구부(11)가 형성되고, 외주부에는 에지(13)가 설치되어 있다.

한편, 본 예에서는 진동판 본체(12)는 주재료가 종이제인데, 적당한 강화재를 혼입한 것이어도 좋다.

진동판 본체(12)에는 둘레 방향으로 대략 등간격으로 예를 들어 7개의 직선형의 슬릿(14)이 방사 방향으로 형성되어 있다.

슬릿(14)은 개구부(11)의 외주부로부터 진동판 본체(12)의 외주 내측 쪽으로 연장되며, 본 예에서 슬릿(14)은 폭 1mm, 길이 40mm로 설정되어 있다. 이 슬릿 폭, 길이는 진동판 본체(12)의 구경의 증감에 따라 적당히 변경된다.

이들 슬릿(14) 내에는 충전재(15)로서, 예를 들어 경화 후 25℃에서의 영률이 13MPa, 내부 손실이 1.2로서 자외선 조사에 의해 경화하는 수지를 충전하고, 경화시켜 진동판(10)을 구성하고 있다.

본 실시예에서는 슬릿(14)은 단순한 직선형이기 때문에 형성이 용이하고, 충전재(15)의 충전도 용이하다.

스피커를 조립함에 있어서는, 개구부(11)의 후면측에 원통형의 보이스 코일 보빈(20)의 일단부를 접착한다. 이 보이스 코일 보빈(20)의 타단부 외주에는 보이스 코일(21)이 권회되어 있고, 예를 들어 내자형의 자기 회로(30)를 구성하는 요크(31)의 대략 원통형의 외주벽의 내면과 중앙에 배치한 센터 플레이트의 외주면 사이의 자기 갭에 지그를 통하여 배열 설치된다. 보이스 코일 보빈(20)의 외주단은 댐퍼(22)의 내주단이 접착되고, 댐퍼(22)의 외주단은 프레임(40)의 내단부 측에 접 착되어, 보이스 코일 보빈(20)은 진동 가능하게 유지된다. 프레임(40)의 외단부 측에는 진동판(10)의 에지(13)의 외주단이 접착된다. 또한 개구부(11)의 전면측에는 돔 형태의 더스트 캡(16)이 설치되는 등 하여 스피커가 구성된다.

도 3에 실시예 1의 진동판의 6kHz에서의 진동을 레이저 도플러 방식으로 측정한 진동 모드를, 또한 도 4에 이 진동판의 주파수 특성을 나타내었다. 본 실시예 1에서는 고음역에서의 진동에 있어서 축대상 모드의 발생이 억제되어 공진 개소가 분산되고, 현저한 피크딥이 감소하여 주파수 특성이 매끄러워진다. 이는 진동판의 진동면부를 슬릿(14)으로 몇 개의 부분으로 분할함과 함께, 진동판의 구성재보다 영률이 작고 내부 손실이 큰 저탄성의 충전재(15)에 의해 축대상 모드의 공진을 흡수, 분산시키기 위함이다.

본 발명의 제2 실시예로는, 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 구성의 스피커에 있어서, 진동판(10)의 진동판 본체(12)에 10개의 직선 방사형의 슬릿(14)을 폭 1㎜, 길이 40mm로 형성하고, 진동판 본체(12)의 원주 방향의 분할 수를 10으로 바꾸고, 실시예 1과 동일한 자외선 경화형 수지를 충전재로서 슬릿(14)에 충전하였다. 본 실시예 2에 있어서 진동판의 6kHz에서의 진동 모드를 도 5에, 또한 이 진동판의 주파수 특성도를 도 6에 나타내었다. 이들 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 직선 방사형 슬릿을 10개로 늘려도 실시예 1과 거의 동일한 효과가 얻어진다.

도 7은 본 발명의 실시예 3을 나타낸다. 본 실시예에서는 슬릿(14a)을 소용돌이 모양과 같은 곡선형으로 한 데 특징을 가지고 있다. 슬릿(14a)의 수는 본 예 에서는 8개로 하였으나, 필요에 따라 증감하여도 좋음은 물론이다. 이 슬릿(14a)에도 전술한 실시예와 마찬가지로 충전재(15)가 충전된다. 본 실시예 3에 있어서 진동판의 6kHz에서의 진동 모드를 도 8에, 주파수 특성도를 도 9에 나타내었다. 이들 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 슬릿을 곡선형으로 하여도 실시예 1과 거의 동일한 효과가 얻어졌다.

본 발명의 제4 실시예로는, 실시예 3에 사용한 8개의 곡선형의 슬릿(14a)과 동일한 곡선형 슬릿을 10개 진동판 본체(12)에 형성하고, 자외선 경화형 수지를 충전재(15)로서 이들 슬릿에 충전하였다. 본 실시예 4에 있어서 진동판 6kHz에서의 진동 모드를 도 10에, 주파수 특성도를 도 11에 나타내었다. 도 10 및 11에 보여지는 바와 같이, 이 경우에서 실시예 1과 거의 동일한 효과가 얻어진다. 한편, 수지로는 가시 광선에 의해 경화되는 것을 사용하여도 좋다.

본 발명의 제5 실시예로는, 진동판 재료와 슬릿의 형상, 수 및 치수는 실시예 1과 동일하지만, 슬릿(14)에 충전하는 충전재(15)로서 에틸렌프로필렌디엔모노머(EPDM)가 주성분이고 25℃에서의 영률이 4.1MPa, 내부 손실이 0.06인 다공질 고무로 이루어지는 다공질체를 이용하여 진동판(10)을 제작하고, 그 이외에는 동일하게 한 스피커를 구성하였다. 이 스피커의 주파수 특성도를 도 12에 도시하였다. 도면으로부터 명백한 바와 같이, 고음역에서도 현저한 피크딥이 발생하지 않고, 전반적으로 매끄러운 특성이 되며, 이 충전재(15)에 의해서도 실시예 1과 거의 동일한 효과가 얻어진다. 한편, 곡선형의 슬릿(14a)에도 이 충전재(15)을 사용하여도 좋음은 물론이다.

본 발명의 제6 실시예로는, 진동판 재료와 슬릿(14)의 형상, 수 및 치수는 실시예 1과 동일하게 하되, 슬릿(14)에 충전하는 충전재(15)로서 진동판 구성재보다 영률이 작고 내부 손실이 큰 열가소성 수지를 사용하고, 이 수지를 가열 하에서 적어도 어느 하나의 진동판 면에 필름 형태로 도포하여 덮음과 함께, 슬릿(14)에도 충전하여 진동판(10)을 제작하고, 그 이외에는 동일하게 하여 스피커를 구성하였다. 이 스피커의 주파수 특성도를 도 13에 나타내었다. 이 경우에도, 종래예의 도 15에 비하여 고음역에서의 피크딥이 저감하고, 음질을 개선할 수 있었다. 한편, 본 예에서는 진동판의 표면에 수지를 도포하기 때문에 진동판의 강도가 향상됨과 함께, 방수성을 갖게 할 수 있다. 수지를 도포하는 경우, 바람직하게는 전면에 도포하는데, 부분적이어도 좋다. 또한 본 실시예는 곡선형의 슬릿(14a)을 갖는 타입에도 적용하여도 좋음은 물론이다.

상기한 각 실시예에 있어서, 진동판의 진동판 본체를 분할하는 슬릿의 수를 7 내지 10으로 한 예를 기재하였으나, 이들 수의 슬릿에 한정되지 않으며, 바람직하게는 5개 내지 12개의 범위이면 좋다. 즉, 5개보다 적으면 공진의 분산이 부족하여 충분한 효과가 얻어지지 않고, 12개 이상이면 진동판의 강성이 저하하여 음압이 저하되기 때문이다.

각 실시예에서는 또한 슬릿 및 충전재(15)는 진동판(10)의 진동판 본체(12)에 설치하는 것으로만 기재하였으나, 더스트 캡에도 적용 가능하다.

또한 진동판(10)의 형상으로는 콘 형태에 대한 실시예에 설명하였으나, 특별히 콘형으로만 한정되지 않으며, 돔형이나 평면형의 진동판에도 마찬가지로 적용할 수 있다.

또한, 진동판(10)의 진동면부의 슬릿에 의한 분할을 거의 등간격으로 하는 것을 기재하였으나, 반드시 엄밀하게 등간격으로 할 필요는 없으며, 어느 정도 불균등한 간격은 본 발명의 목적 달성을 방해하지 않는다.

또한 슬릿에 충전하는 충전재(15)로서 실시예 5에 다공질 고무의 사용을 예시하였으나, 발포체이어도 좋다. 이들 발포체나 다공질체는 내부에 미세한 공기층을 갖기 때문에 내부 손실이 크고, 공진을 흡수, 분산시킬 수 있어 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 충전재(15)로는, 진동판 본체(12)의 주재료보다 영률이 작은 및 / 또는 내부 손실이 큰 것이 사용된다.

한편, 진동판 본체(12)의 재질로서 펄프를 주재료로 하여 제작한 예에 대하여 설명하였으나, 기타로서 알루미늄이나 마그네슘 등을 이용한 금속 진동판이나 플라스틱으로 된 진동판을 사용하여도 좋다.

본 발명은 음향기기에 관한 것이다. 본 발명의 진동판을 갖는 스피커는 스피커 박스(인클로저) 내에 내장된다. 앰프로부터 출력되는 음성 신호를 보이스 코일에 가하면 보이스 코일, 나아가서는 진동판이 진동하고, 저역에서 고역에 걸쳐 매끄러운 주파수 특성의 재생음을 얻을 수 있다.

Claims (6)

1. 진동판 본체(12)에 그 중앙부로부터 외주 쪽으로 연장되는 슬릿(14, 14a)을 복수 개 형성하고, 이 슬릿(14, 14a)에 상기 진동판 본체(12)와 다른 재질로 이루어지는 충전재(15)를 충전한 것을 특징으로 하는 스피커용 진동판.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 슬릿(14, 14a)은 직선형 또는 곡선형으로 연장되는 것을 특징으로 하는 스피커용 진동판.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 충전재(15)는 상기 진동판 본체(12)의 주재료보다 영률이 작거나 내부 손실이 큰 것을 특징으로 하는 스피커용 진동판.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 충전재(15)는 자외선 또는 가시 광선에 의해 경화 가능한 수지 또는 열가소성 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스피커용 진동판.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 충전재(15)는 다공질체 또는 발포체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스피커용 진동판.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 스피커용 진동판(10)의 후면 측 중앙부에 보이스 코일(21)을 갖는 코일 보빈(20)을 설치하고, 이 코일 보빈(20)을 진동 가능하게 지지함과 함께 상기 보이스 코일(21)을 자기 회로(30)의 자기 갭에 배치하고, 상기 진동판(10)을 그 외주에 설치한 에지(13)를 통하여 프레임(40)에 지지하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스피커.

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