KR101242855B1 - 스피커용 진동판과 이를 사용한 스피커 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진동 파형(소리)을 좋은 효율로 생성하고, 상기 진동 파형의 감쇠를 억제하여 먼곳까지 전달시킬 수 있고, 또한 소리의 반사를 억제하여 잔향을 삭감하고, 지향성이나 주파수 특성 등의 음질을 충분히 개량하여 이루어진 스피커를 제공하는 것으로, 한쌍의 피복층과, 그 사이에 끼워져 공동을 가지는 코어를 구비하는 스피커용 진동판에 대해서 굽힘 응력이 가해져 이루어지고, 이와 같은 형태의 스피커용 진동판을 포함하도록 하여 스피커를 구성하는 것을 특징으로 한다.

Description

스피커용 진동판과 이를 사용한 스피커{DIAPHRAGM FOR SPEAKER AND SPEAKER USING IT}

본 발명은 자기 코일이나 압전 진동자 등으로 판에 진동을 부여하고, 음악이나 음성을 발생시키는 스피커용 진동판과 상기 진동판을 사용하여 이루어진 스피커에 관한 것이다.

종래, 스피커는 콘형, 돔형, 혼형 등이 있고, 용도에 따라 구분하여 사용되고 있다. 이 중, 콘형 스피커는 원추형의 진동판을 갖는 것이 일반적으로 널리 사용되고 있고, 진동판에 배치된 보이스코일에 구동 전류를 흐르게 함으로써, 진동판이 진동하여 공기의 조밀파[종파(縱波)]를 만들어냄으로써 소리가 출력된다(일본 공개특허공보 제2004-64726호 및 일본 공개특허공보 제2002-78077호).

종래, NTX사 등은 평면판을 진동판으로서 사용하고 이를 진동시킴으로써 소리를 발생시키는 스피커를 오래전부터 개발하여 실용화하고 있다(예를 들어, 일본 공표특허공보 평11-512249호 참조). 이와 같은 형태의 스피커는 경량이고 장소에 관계없이 설치하기 쉽다는 장점이 있지만, 음역이나 주파수 특성, 음성의 재현성이라는 측면에서는 콘형의 우퍼와 돔형의 트위터, 스쿼커(squawker)를 탑재한 통상의 상자형 스피커에 비해 용도가 한정되어 있었다.

종래 사용되고 있는 스피커는 공기의 조밀파(종파)를 만들어냄으로써 소리를 출력하므로, 소리의 전반(傳搬)은 거리의 2승에 비례하여 감쇠(減衰)하고, 먼 장소에 소리를 보내기 위해서는 대용량의 소리를 발생시키지 않으면 안되었다.

한편, 횡파는 종파에 비해 감쇠율이 매우 낮다는 특징이 있고, 이를 이용하여 먼 장소까지 소리를 보낼 수 있는 스피커가 제안되어 있다(예를 들어, 일본 공개특허공보 제2007-19623호). 상기 방법에서는 스피커의 진동판에 굽힘 응력을 가하고, 상기 굽힘에 기인하여 횡파를 만들어내는 것이다. 그러나, 이러한 기술에서는 상기 진동판으로서 목재, 플라스틱, 금속 등의 판 형상 부재를 사용하여 상기 판 형상 부재를 구부려 상기 굽힘 응력을 생성하고 부가하는 것을 전제로 한다.

스피커는 전기 신호를 전자 코일이나 압전 소자가 진동으로 변환하여, 평면 패널(진동판)을 통하여 공기에 진동을 전달함으로써 소리를 내고 있다. 따라서, 패널(진동판)의 강성(剛性)이 작고 부드러운 경우에는 진동자의 진동에 패널이 추종할 수 없다. 즉, 진동자의 주변만 진동하고, 다른 대부분은 필요한 주파수에서의 진동을 얻을 수 없어, 관계없는 잡음이 발생하거나 간섭에 의해 필요한 소리가 나오지 않는다. 특히, 고음(주파수가 높고 진동이 빠른)에서는 상술한 현상이 현저하게 발현된다.

따라서, 상기 패널을 상술한 바와 같은 판 형상의 플라스틱 등으로 구성한 경우에는 상술한 바와 같은 현상이 현저해지고 상기 패널, 즉 상기 스피커는 실용에 제공할 수 있는 정도의 성능을 가질 수 없다.

한편, 패널(진동판)을 금속과 같이 단단한 판 형상 부재로 구성한 경우에는 상기 패널의 강성을 높일 수 있지만 상기 패널 자체가 너무 무거워지므로, 진동자가 상기 패널을 진동시키고자 해도 상기 패널의 관성력(慣性力)이 너무 커지므로, 상기 패널이 상기 진동자의 진동에 추종할 수 없게 된다. 그 결과, 상기 진동자로부터의 진동에 대해서 상기 패널은 부분적인 주파수밖에 재생시킬 수 없다.

따라서, 상기 패널을 상술한 바와 같은 판 형상의 금속으로 구성한 경우에는 상술한 바와 같은 현상이 현저해지고, 상기 패널 즉 상기 스피커는 실용에 제공할 수 있는 성능을 가질 수 없다.

본 발명은 진동 파형(소리)을 좋은 효율로 생성하고, 상기 진동 파형의 감쇠를 억제하여 먼곳까지 전달시킬 수 있고, 또한 소리의 반사를 억제하여 잔향(殘響)을 삭감하고 지향성이나 주파수 특성 등의 음질을 충분히 개량하여 이루어지는 스피커를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 한 쌍의 피복층과 그 사이에 끼워지고 공동을 갖는 코어를 구비하는 스피커용 진동판으로, 상기 스피커용 진동판에 대해서 굽힘 응력이 가해져 이루어지는 것을 특징으로 하는 스피커용 진동판에 관한 것이다.

본 발명자는 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토를 실시했다. 그 결과, 공동을 갖는 코어를 끼워 넣도록 하여 한쌍의 피복층을 접합시켜 진동판으로 하고 또한 상기 진동판에 굽힘 응력이 가해지도록 하고 있다.

이 경우, 스피커용 진동판을 구성하는 상기 진동판에는 굽힘 응력이 발생하고 있으므로, 상술한 바와 같이 상기 스피커용 진동판으로부터는 횡파가 생성되는 것으로 추정된다. 따라서, 상기 스피커용 진동판으로부터 발생한 진동 파형(소리)은 감쇄되지 않고 먼곳까지 전달할 수 있다.

또한, 상기 스피커용 진동판에서는 상기 진동판을, 공동을 갖는 코어 구조로 하도록 하고 있다. 상기 코어는 공동을 가지므로 경량화 측면에서 우수하고, 또한 강성이 우수하다. 따라서, 판 형상의 플라스틱 등으로 구성한 경우와 같이, 상기 스피커용 진동판의 강성이 작고 부드러워져 진동자의 진동에 상기 스피커용 진동판이 추종할 수 없게 되는 일은 없다. 즉, 진동자의 주변만이 진동하여 다른 대부분은 필요한 주파수에서의 진동을 얻을 수 없고, 관계없는 잡음이 발생하거나 간섭에 의해 필요한 소리가 나오지 않는 것을 방지할 수 있다.

또한, 판 형상의 금속 부재로 구성한 경우와 같이, 상기 스피커용 진동판이 너무 무거워져 진동자가 상기 스피커용 진동판을 진동시키고자 해도 그 관성력이 너무 커짐으로써, 상기 스피커용 진동판이 상기 진동자의 진동에 추종할 수 없게 되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 상기 진동자로부터의 진동에 대해서 상기 패널은 부분적인 주파수밖에 재생시킬 수 없게 되는 것을 방지할 수 있다.

즉, 본 발명에 의하면 진동 파형을 좋은 효율로 생성하고, 상기 진동 파형의 감쇠를 억제하여 먼곳까지 전달시킬 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 상기 스피커용 진동판은 경량이고 강성도 뛰어나므로, 상기 진동 파형이 천정이나 벽 등 장벽물에 부딪혀도 반사가 적고 잔향이 매우 적어져 지향성이나 주파수 특성 등의 음질이 우수해진다.

또한, 본 발명의 스피커는 상기 스피커용 진동판을 구비하는 것을 특징으로 하고, 상술한 바와 같은 스피커용 진동판과 동일한 작용 효과를 갖는다.

이상에서 본 발명에 의하면 진동 파형(소리)을 좋은 효율로 생성하고, 상기 진동 파형의 감쇠를 억제하여 먼곳까지 전달시킬 수 있고, 또한 소리의 반사를 억제하여 잔향을 삭감하고, 지향성이나 주파수 특성 등의 음질을 충분히 개량한 스피커를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 그 밖의 특징 및 이점에 대해서 발명을 실시하기 위한 가장 좋은 형태에 기초하여 상세하게 설명한다.

(공동을 갖는 코어)

본 발명의 스피커용 진동판은 공동을 갖는 코어를 포함한다. 상기 코어는 그 구조적 특징에 기인하여 경량 및 고강성이므로, 상기 스피커용 진동판 전체의 경량화 및 고강성화에 기여한다. 공동을 갖는 코어는 허니콤 코어, 중공 필라층, 발포체층 등 내부에 공동을 갖는 층이면 특별히 한정되는 것은 아니지만 허니콤 코어, 발포체층인 것이 바람직하다. 이하에 이들의 바람직한 형태, 즉 허니콤 코어, 발포체층에 대해서 설명한다.

<허니콤 코어>

상기 허니콤 코어는 유기 섬유 부직포, 열경화성 수지 시트 및 크래프트 지로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종으로 구성할 수 있다.

상기 유기 섬유 부직포로서는 아라미드 부직포 및 액정 폴리머 부직포 등을 사용할 수 있다. 아라미드 부직포로서는 예를 들어 듀폰사의 메텍스(상품명)를 사용할 수 있고, 액정 폴리머 부직포로서는 크라레사의 베클스(상품명)를 사용할 수 있다.

또한, 상기 열경화성 수지 시트는 예를 들어 유리 직포에 에폭시 수지 등의 열경화성 수지를 함침시키는 등에 의해 얻을 수 있다. 또한, 상기 크래프트지는 시판되고 있는 것을 사용할 수 있다. 열경화성 수지로서 에폭시 수지를 사용하는 경우, 경화 후에 접착 강도가 얻어지는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니고, 공업제품 일반에 사용되는 에폭시 수지를 사용할 수 있다. 구체적으로는 비스페놀 A형 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 노보락형 에폭시 수지, 글리시딜에테르형 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지 및 복소(複素) 고리형 에폭시 수지 등 외에, 비페닐 골격을 함유하는 다관능의 에폭시 수지 등을 사용할 수 있다. 이들은 단독으로 사용할 수도 있지만, 복수를 조합시켜 사용할 수도 있다.

난연성을 부여하는 경우에는 브롬화 에폭시 수지, 인 변성 에폭시 수지 등의 일반적인 난연기구를 갖는 에폭시 수지 등을 사용할 수 있다.

상기 에폭시 수지를 경화시킬 때에는 적당히 에폭시 경화제를 사용할 수 있다.

에폭시 경화제로서는 범용의 것을 사용할 수 있고, 예를 들어 디시안디아미드, 방향족 디아민 등의 아민계 경화제, 페놀노보락 수지, 크레졸노보락 수지, 비스페놀 A형 노보락 수지, 트리아딘 변성 페놀노보락 수지 등의 페놀계 경화제를 사용할 수 있다. 이들은 단독으로 사용할 수도 있지만, 복수를 조합시켜 사용할 수도 있다.

또한, 상술한 에폭시 경화제에 추가하여 적당하게 에폭시 경화 촉진제를 사용할 수도 있다. 에폭시 경화 촉진제로서는 범용의 것을 사용할 수 있고, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸 등의 이미다졸 화합물, 삼불화붕소아민 착체, 트리페닐포스핀 등을 사용할 수 있다. 이들은 단독으로 사용할 수도 있지만, 복수를 조합하여 사용할 수도 있다.

또한, 상기 중공 허니콤 구조는 공지의 방법에 의해 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 유기 섬유 부직포 내에 가스 발생제를 부착시키고, 진동판 형성에서의 가열 과정에서 소정의 가스를 발생시키고, 상기 부직포내에 상기 가스 발생에 기인한 육각형상의 공동을 형성하도록 하여 실시할 수 있다. 상기 가스 발생제로서는 중탄산 소다 등을 예로 들 수 있다.

또한, 허니콤 코어의 셀 크기는 특별히 한정되는 것은 아니고, 상기 허니콤 코어를 포함하는 상기 스피커용 진동판을 스피커로서 사용한 경우에는 적절한 강도 및 중량을 갖도록 적절하게 조절한다. 예를 들어, 허니콤 코어의 두께가 큰 경우에는 셀 크기를 크게 하고, 허니콤 코어의 두께가 작은 경우에는 셀 크기를 작게 한다.

또한, 상기 허니콤 코어의 두께는 상기 스피커용 진동판의 두께를 특징짓는 것이므로, 상기 스피커용 진동판이 적절한 두께가 되는 범위로 결정한다. 예를 들어, 본 발명에서는 상기 허니콤 코어의 두께는 1.5㎜∼10㎜로 할 수 있다. 이에 의해, 최종적으로 얻는 진동판의 지향성이나 주파수 특성 등을 보다 효과적으로 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 허니콤 코어의 두께는 이하에 상술하는 그 양단부에 설치하는 시트 두께의 15배 이상으로 하는 것이 바람직하다. 허니콤 코어의 두께에 대해서 상기 시트의 두께가 너무 커지면, 얻어지는 스피커용 진동판은 단순한 판에 가까운 형태가 되고, 허니콤 코어를 설치함에 의한 경량화 및 고강성화의 특성을 충분히 발휘할 수 없는 경우가 있다. 따라서, 본 발명의 목적으로 하는 높은 특성의 진동판을 얻을 수 없는 경우가 있다.

또한, 상기 두께의 상한은 예를 들어 100배로 할 수 있다. 상기 시트의 두께가 상기 상한값을 초과하여 커져도, 상기 스피커용 진동판 전체의 크기가 커질 뿐 상술한 작용 효과에 기여하지는 않는다.

<발포체층>

상기 발포체층은 (A) 열경화성 수지, (B) 중공 구형상 무기물질, (C) 열팽창성 마이크로 캡슐을 함유하는 발포성 수지 조성물로 이루어진 것이 바람직하다.

(A) 열경화성 수지로서는 에폭시 수지, 페놀 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 멜라민 수지, 폴리이미드 수지 등을 사용할 수 있지만, 에폭시 수지가 바람직하게 사용된다. 에폭시 수지로서는 상술한 바와 같은 허니콤 코어를 구성하는 열 경화성 수지 시트를 제조할 때 사용하는 에폭시 수지를 사용할 수 있다. 또한, 동일하게 하여 난연기구를 갖는 에폭시 수지를 사용할 수도 있다. 또한, 상술한 바와 같은 에폭시 경화제, 에폭시 경화 촉진제를 사용할 수 있다.

(B) 중공구 형상 무기물질은 발포체층의 경량화 등을 목적으로 하여 가해지는 것이고, 예를 들어 유리 벌룬, 시라스 벌룬, 플라이애시, 실리카-알루미나 벌룬 등의 세라믹 벌룬을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용할 수도 있지만 복수를 조합하여 사용할 수도 있다.

(C) 열팽창성 마이크로 캡슐은 성형시에 그 열에 의해 팽창하는 것이고, 스피커용 진동판을 경량화함과 동시에 고강성을 실현하고, 또한 음향 특성에 관하여 양호한 주파수 특성을 갖기 위해 가해지는 것이다. 예를 들어, 성형시의 온도에서 휘발하는 휘발성 액체 발포제를, 당해 온도에서 연화(軟化)하는 열가소성 수지로 이루어진 외곽으로 싼 것이다. 이와 같은 발포제를 사용함으로써, 성형시의 온도에서 등방적으로 발포시킬 수 있다.

또한, 주파수 특성은 발포제의 발포 정도나 사용하는 발포제의 양, 즉 발포제에 의해 발포체층 중에 형성되는 공극의 양(비율) 등에 의존한다.

열팽창성 마이크로 캡슐의 미팽창 시 평균 입자경은 2㎛ 이상 50㎛ 이하인 것이 바람직하고, 그 열팽창 개시 온도가 70℃ 이상, 최대의 열팽창 개시 온도가 150℃ 이상인 것이 바람직하다. 이와 같은 열팽창 마이크로 캡슐은 시판되어 있고, 예를 들어 에쿠스판세르(닛폰 피라이토샤 제조)를 사용할 수 있다.

(피복층)

본 발명의 스피커용 진동판을 구성하는 피복층은 금속박, 고분자 필름, 코팅포, 열경화성 수지 필름 및 열경화성 코팅재 중 적어도 1종으로 이루어진 것이 바람직하다.

금속박으로서는 예를 들어 알루미늄박, 티탄박, 동박, SUS박, 마그네슘박 등을 사용할 수 있다. 고분자 필름으로서는 예를 들어 PE필름, OPP 필름, TPX 필름, PET 필름, 폴리이미드 필름 등을 사용할 수 있다. 코팅포로서는 예를 들어 유리 섬유, 탄소 섬유, 방향족 아라미드 섬유, 방향족 폴리에스테르 섬유 등의 무기 섬유 또는 유기 섬유로 이루어진 직포 또는 부직포 등으로 이루어진 기재에, 멜라민 수지, 페놀 수지, 또는 에폭시 수지 등의 열 경화성 수지를 함침 또는 코팅한 것을 사용할 수 있다.

상기 피복층의 바람직한 예로서는 유리 직포 기재(基材) 에폭시 수지 시트를 들 수 있다. 이 경우에는 상기 코어와 상기 유리 직포 기재 에폭시 수지 시트를 핫프레스나 오토클레이브식 성형기에서 가열 가압함으로써 접착하도록 하여 형성한다. 이와 같은 접착은 상기 시트를 구성하는 에폭시 수지의 가열 경화에 따라서 실시된다. 또한, 접착이 불충분한 경우에는 적당하게 접착제를 사용할 수 있다.

상기 유리 직포 기재 에폭시 수지 시트는 예를 들어 유리 직포에, 열경화형 에폭시 수지를 함침시켜 형성할 수 있다. 이와 같이 하여 얻은 시트는 충분히 높은 강성을 나타내고, 본 발명의 작용 효과를 충분히 만족시킬 수 있다. 그러나, 상기 시트는 그 밖의 방법으로 형성할 수도 있다. 예를 들어, 유리 섬유 기재상에 에폭시 수지 시트를 접착함으로써 얻을 수도 있다.

또한, 상기 유리 직포 기재를 구성하는 유리 직포로서 적절한 무게와 강도(강성)를 갖춘 것일 필요가 있고, 그 밀도가 40g/㎡~220g/㎡인 것이 바람직하다. 또한, 평직 구조인 것이 바람직하다. 이와 같은 유리 직포로서는 건재나 프린트 배선판 등에 사용하는 106type, 1080type, 2116type 및 7628type(모두 IPC 스펙) 등을 사용할 수 있다.

또한, 상기 유리 직포 기재 에폭시 수지 시트를 구성하는 에폭시 수지로서는 경화 후에 접착 강도가 얻어지는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니고, 일반적인 공업 제품에 사용되는 에폭시 수지를 사용할 수 있다. 구체적으로는 「허니콤 코어」의 설명 부분에서 상술한 바와 같은, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 노보락형 에폭시 수지, 글리시딜에테르형 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 및 복소 고리형 에폭시 수지 등의 에폭시 수지, 비페닐 골격을 함유하는 다관능의 에폭시 수지 등을 사용할 수 있다. 이들은 단독으로 사용할 수도 있지만, 복수를 조합하여 사용할 수도 있다.

동일하게, 난연 기구를 갖는 에폭시 수지를 사용할 수도 있다. 또한, 상술한 바와 같은 에폭시 경화제, 에폭시 경화 촉진제를 사용할 수 있다.

또한, 상술한 에폭시 수지에 대해서는 상술한 경화제 및/또는 경화 촉진제에 추가하여, 적절히 무기질 또는 유기질의 미분말의 충전제, 안료, 및 열화 방지제 등을 첨가 배합할 수 있다.

또한, 상기 유리 직포 기재 에폭시 수지 시트 중에서의 상기 에폭시 수지의 함유 비율이 35중량%~70중량%인 것이 바람직하다. 이 경우에도 상기 시트에 대해 서 적절한 무게와 강도(강성)를 부여할 수 있고, 본 발명의 목적으로 하는 작용 효과를 충분히 가질 수 있게 된다.

(스피커용 진동판)

도 1 및 도 2a, 도 2b는 본 발명의 스피커용 진동판의 일례를 도시한 구성도이다. 도 1은 시트를 제거한 허니콤 코어 부분만을 도시한 것이고, 도 2a, 도 2b는 상기 허니콤 코어를 상기 시트로 끼운 상태를 도시한 것이다. 도 2a는 상기 진동판의 평면도이고, 도 2b는 상기 진동판의 측면도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에서 허니콤 코어(11)는 육각 형상의 셀이 조밀하게 채워진 허니콤 구조를 나타내고, 도 2a, 도 2b에 도시한 바와 같이 허니콤 코어(11)의 양단부를 한쌍의 시트, 예를 들어 유리 직포 기재 에폭시 수지 시트(12)로 각각 끼워 넣고 또한 허니콤 코어(11)의 중공부(11A)를 밀폐하도록 하고 있는 것을 알 수 있다.

또한, 허니콤 코어(11)의 두께를 t1로 하고, 수지 시트(12)의 두께를 t2로 한 경우에, 상술한 바와 같이 t1≥15t2인 관계를 만족하는 것이 바람직하다.

본 발명의 스피커용 진동판은 굽힘 응력이 가해진 상태에서 고정됨으로써, 상술한 바와 같이 상기 스피커용 진동판으로부터는 횡파가 생성되어 있는 것으로 추정되고, 이에 의해 상술한 바와 같은 작용 효과를 얻을 수 있게 된다.

상기 굽힘 응력의 크기는 상기 진동판의 파괴 한계 응력의 5%~50%의 범위인 것이 바람직하다. 5% 미만에서는 굽힘 응력의 크기가 충분하지 않고, 발생하는 횡파가 적어져 본 발명의 작용 효과를 충분히 가질 수 없는 경우가 있다. 한편, 50% 를 초과하면 굽힘 응력에 의해 시트, 본 예에서는 수지 시트(12)가 파괴되는 경우가 있다.

또한, 상기 진동판이 구부러짐으로써, 소리의 지향성을 변화시킬 수 있는 것도 확인하고 있다.

또한, 진동판의 매수나 면적을 증가시킴으로써, 광대역의 진동 파형(소리)을 효율 좋게 발생시킬 수도 있다.

상술한 굽힘 응력은 상기 진동판에 미리 가해둘 수 있다. 상기 부하 방법은 기계적인 방법에 의해 실시할 수 있다. 또한, 이하에 설명한 바와 같이, 상기 스피커용 진동판을 하우징에 끼워 넣을 때, 상기 하우징으로부터 상기 진동판에 대해서 압축 응력을 가하고, 이에 의해 상기 진동판에 굽힘 응력을 발생시킬 수도 있다.

상술한 굽힘 응력의 부하 방법은 각각 단독으로 사용할 수도 있고, 양자를 조합하여 사용할 수도 있다.

(스피커)

도 3은 본 발명의 스피커의 일례의 개략 구성도이다. 도 3에 도시한 바와 같이 본 예의 스피커(20)는 상술한 스피커용 진동판(10)이 하우징(21)의 측벽(21A 및 21B)에 고정되고 또한 스피커용 진동판(10)의 거의 중앙부에서 볼트·너트(23)를 통하여 압전 소자(22)가 고정되어 있다. 따라서, 압전 소자(22)로부터의 진동이 볼트·너트(23)를 통하여 스피커용 진동판(10)에 전달되어 스피커용 진동판(10)이 진동하고, 진동 파형(소리)이 공기 중에 전파(傳播)되어 스피커(20)가 스피커로서의 기능을 갖게 된다.

이때, 스피커용 진동판(10)의 시트(12)에 굽힘 응력이 가해지고 있는 것에 기인하여 스피커용 진동판(10)으로부터는 횡파가 생성되는 것으로 추정되고, 스피커용 진동판(10)으로부터 발생한 진동 파형(소리)은 감쇄되지 않고 먼 쪽까지 전달시킬 수 있다. 또한, 허니콤 코어(11)가 경량 및 고강성이므로, 스피커용 진동판(10)에 대해서 압전 소자(22)의 진동을 가한 경우에도 압전 소자(22)의 진동에 스피커용 진동판(10)이 추종하고, 또한 스피커용 진동판(10)에 대해서 압전 소자(22)로부터의 진동의 주파수를 재생할 수 있게 된다.

또한, 진동 파형이 천정이나 벽 등 장애물에서 반사가 적고, 잔향이 매우 적어져 지향성이나 주파수 특성 등의 음질이 우수하게 된다.

또한, 도 3에 도시한 바와 같이 하우징(21)의 측면(21A 및 21B)에 압축 응력을 가하고, 이에 의해 스피커용 진동판(10)에 대해서 굽힘 응력을 가할 수 있다. 동일하게 볼트·너트(23)에 의한 고정시에 스피커용 진동판(10)에 대해서 수직으로 응력을 가하고, 굽힘 응력을 가하도록 할 수도 있다.

따라서, 진동판(10)에 대해서 미리 굽힘 응력이 가해져 있지 않은 경우에도 도 3에 도시한 바와 같은 스피커(20)를 구성하는 과정에서 상기 굽힘 응력을 가할 수 있다. 단, 진동판(10)에 대해서 미리 굽힘 응력을 가해두고, 또한 상술한 바와 같이 스피커(20)를 구성할 때 추가의 굽힘 응력을 가하고, 상술한 작용 효과를 보다 얻기 쉽도록 할 수도 있다.

도 4는 본 발명의 스피커의 다른 예의 개략 구성도로, 스피커(30)가 2개의 스피커용 진동판(10)을 서로 간격을 두고 하우징(21)의 측면(21A 및 21B)에 고정되도록 구성되어 있는 점에서 도 3에 도시한 스피커(20)와 상위하다.

본 예의 스피커(30)에서는 2개의 스피커용 진동판(10)을 사용하고 있으므로, 도 3에 관한 스피커(20)와 비교하여 스피커용 진동판(10)에 의한 상술한 작용 효과가 보다 강조되어 나타나게 된다.

또한, 하우징(21)으로부터의 압축 응력에 의한 화살표 방향으로의 하중 부하에 의해, 스피커용 진동판(10)의 각각의 시트(12)에 대하여 굽힘 응력을 부가시킬 수 있는 것은 상기 구체예와 동일하다.

도 5는 본 발명의 스피커의 그 밖의 예의 개략 구성도로 스피커(40)가 2개의 스피커용 진동판(10)을, 스페이서(41)를 통하여 서로 격리시키고 또한 볼트·너트(23)에 의해 고정하고 있다. 또한, 상기 볼트·너트(23)는 한쪽의 스피커용 진동판(10)의 외방에서 압전 소자(22)를 이들 스피커용 진동판(10)에 대해서 접속하도록 하고 있다.

본 예에서도 스피커(40)는 2개의 스피커용 진동판(10)을 사용하고 있으므로, 도 3에 관한 스피커(20)와 비교하여 스피커용 진동판(10)에 의한 상술한 작용 효과가 보다 강조되어 나타나게 된다.

또한, 볼트·너트(23)에 의한 화살표 방향으로의 응력 부하에 의해 스피커용 진동판(10)의 각각의 시트(12)에 대해서 굽힘 응력을 가할 수 있는 것은 상기 구체예와 동일하다.

[실시예]

이하, 본 발명을 실시예에 기초하여 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하에서의 「부」라는 것은 「중량부」를 의미하는 것이다.

(실시예 1)

비스페놀 A형 에폭시 수지의 에피코트 1001(유카쉐르샤 제품명) 70부, 크레졸노보락에폭시수지 YDCN-704P(도토가세이샤 제품명) 30부, 디시안디아미드 3부로 이루어진 혼합물에 프로필렌글리콜모노메틸에테르를 가하여 고형분 65중량%의 바니시를 조정했다. 상기 수지를 7628type(ICP 그레이드)의 유리 크로스에 수지분 40중량%가 되도록 하여 도포하고 건조, 반경화시킴으로써 유리 직포 기재 에폭시 수지 시트에 대한 프리프레그(prepreg)를 제작했다.

다음에, 노멕스지에 대해서 페놀 수지를 함침하여 얻은 허니콤 코어(쟈무코샤 제조, 두께 4㎜)를 준비하고, 상기 허니콤 코어의 양단부에서 상기 프리프레그를 상기 허니콤 코어의 중공부를 밀폐하도록 하여 배치하고, 온도 160℃, 압력 2kgf/㎠에서 65분간 프레스하고, 상기 프리프레그를 가열 경화시켜 유리 직포 기재 에폭시 수지 시트로 하고 또한 상기 시트와 상기 허니콤 코어를 접착시켰다.

또한, 프레스 후의 허니콤 코어의 두께는 4㎜이고, 상기 프리프레그로 형성된 유리 직포 기재 에폭시 수지 시트의 두께는 0.19㎜이고, 허니콤 코어의 두께는 유리 직포 기재 에폭시 수지 시트의 두께의 약 21배였다.

다음에, 상술한 바와 같이 하여 프레스 성형하여 얻은 적층체를 300㎜×420㎜로 절단하여 목적으로 하는 스피커용 진동판을 얻고, 상기 스피커용 진동판 2매 각각의 중앙에 직경 3㎜의 구멍을 2부분 설치하고, 직경 3㎜의 아크릴제 수지의 볼트·너트에 의해, 상기 2매의 스피커용 진동판의 중심부에서의 간격이 10㎜가 되도록 하여 서로 대향하도록 하여 고정했다. 이때, 상기 2 매의 스피커용 진동판의 단부에는 스페이서를 끼우고, 각 스피커용 진동판에 굽힘 하중이 15N(굽힘 응력은 0.019N/㎟)이 가해지도록 했다. 또한, 상기 스피커용 진동판의 파괴 한계 하중은 78N 파괴 한계 응력은 0.0621N/㎟)이었다.

또한, 후지 세라믹스샤 제조의 압전 소자 PZT-PbO₃를 상기 볼트·너트를 통하여 1개 또는 2개 접착하고, 상기 2개의 스피커용 진동판 및 압전 소자를 갖는 스피커를 얻었다. 얻어진 스피커의 특성 평가의 결과를 표 1 및 도 6에 도시한다.

(비교예 1)

실시예 1에서 응력을 가하지 않고 고정한 스피커를 제작했다. 동일하게 하여 스피커의 특성 평가를 실시하고, 그 결과를 표 1 및 도 6에 도시했다.

(비교예 2)

실시예 1에서 허니콤 진동판 대신 두께 2.0㎜의 시판의 발사나무판을 사용하고, 응력을 가하여 고정한 스피커를 사용하여 특성 평가를 실시하고 그 결과를 표 1에 나타냈다.

(비교예 3)

실시예 1에서 허니콤 진동판 대신 두께 1.0㎜의 알루미늄판을 사용하고 응력을 가하여 고정한 스피커를 사용하여 특성 평가를 실시하고, 그 결과를 표 1에 나 타냈다.

(측정 방법)

1) 잔향 시간

무향실 내에서 측정기(가부시키가이샤 닛폰 오디오사 제조 레스폰·스첵카-RC-1)에 의해 250∼8000㎐에서의 음원의 잔향 시간을 측정했다(단위: 1/10초).

2) 음압의 감쇠(ⅰ)

스피커로부터 1m, 4m 떨어진 위치에서 측정기(가부시키가이샤 닛폰 오디오샤 제조 레스폰·스첵카-RC-1)에 의해 주파수 1000~10000㎐에서의 음압을 측정했다.

3) 듣기 가능 거리

주파수 4000~6000㎐에서 동일한 음량으로 설정한 스피커를 실외에 설치하고, 사람이 들을 수 있는 한계 거리를 측정했다.

4) 음압의 감쇠(ⅱ)

무향실 내에서 스피커로부터 0.5m 내지 3.9m 떨어진 위치에서 측정기에 의해 주파수 500㎐에서의 음압을 측정했다. 측정기기는 이하의 것을 사용했다.

마이크로폰: MI-1233(오노속키)

마이크로폰프리앰프: MI-3110(오노속키)

멀티채널데이터스테이션:DS-2000(오노속키)

실시간 옥타브 분석 소프트웨어: DS-0223(오노속키)

표 1 및 도 6으로부터 밝혀진 바와 같이 실시예에서 얻은 스피커는 비교예 1에서 얻은 스피커에 비교하여, 잔향이 적고 먼곳까지 높은 음압(dB)을 나타내는 측면에서, 먼곳까지 진동 파형(소리)을 전달할 수 있는 것을 알 수 있다.

이상, 본 발명을 상기 구체예에 기초하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 상기 구체예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 한 소위 변형이나 변경이 가능하다.

도 1은 본 발명의 스피커용 진동판의 일례를 도시한 구성도,

도 2a, 2b는 동일하게, 본 발명의 스피커용 진동판의 일례를 도시한 구성도,

도 3은 본 발명의 스피커의 일례를 도시한 구성도,

도 4는 본 발명의 스피커의 다른 예를 도시한 구성도,

도 5는 본 발명의 스피커의 그밖의 예를 도시한 구성도,

도 6은 실시예에서의, 음압 레벨과 음원으로부터의 거리의 관계를 도시한 그래프이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10: 스피커용 진동판 11: 허니콤 코어

11A: 허니콤 코어의 중공부 12: 시트

t1: 허니콤 코어의 두께 t2: 시트의 두께

20, 30, 40: 스피커 21: 하우징

22: 압전 소자 23: 볼트·너트

Claims (14)

1. 한 쌍의 피복층과, 그 사이에 끼워지고 공동을 갖는 코어를 구비하는 스피커용 진동판에 있어서,

   상기 스피커용 진동판에 대해서 상기 스피커용 진동판의 파괴 한계 응력의 5%~50%의 범위의 굽힘 응력이 가해져 이루어진 것을 특징으로 하는 스피커용 진동판.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 코어는 상기 공동이 밀봉되도록 하여 상기 한쌍의 피복층에 끼워지고 또한 접착된 허니콤 코어인 것을 특징으로 하는 스피커용 진동판.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 코어의 두께가 1.5㎜∼10㎜이고 상기 피복층의 두께의 15배 이상인 것을 특징으로 하는 스피커용 진동판.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 코어는 유기 섬유 부직포, 열 경화성 수지 시트 및 크래프트지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스피커용 진동판.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 유기 섬유 부직포는 아라미드 부직포 및 액정 폴리머 부직포 중 적어도 한쪽인 것을 특징으로 하는 스피커용 진동판.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 코어는 두께 1㎜∼10㎜의 발포체층인 것을 특징으로 하는 스피커용 진동판.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 발포체층은 열경화성 수지, 중공구 형상 무기물질 및 열팽창성 마이크로 캡슐을 포함하는 발포성 수지 조성물로 이루어진 것을 특징으로 하는 스피커용 진동판.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 열경화성 수지는 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 스피커용 진동판.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 피복층은 금속박, 고분자 필름, 코팅포, 열경화성 수지 필름 및 열경화성 코팅재 중 1종 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스피커용 진동판.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 피복층은 상기 열경화성 수지 필름으로 이루어지고, 상기 열경화성 수지 필름은 유리 직포 기재에 열경화형 에폭시 수지를 함침시켜 이루어진 유리 직포 기재 에폭시 수지 시트인 것을 특징으로 하는 스피커용 진동판.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 유리 직포 기재의 밀도는 40g/㎡~220g/㎡인 것을 특징으로 하는 스피커용 진동판.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 유리 직포 기재 에폭시 수지 시트 중에서의 상기 열경화성 에폭시 수지의 함유 비율이 35중량%~70중량%인 것을 특징으로 하는 스피커용 진동판.
13. 제 1 항에 기재된 스피커용 진동판을 포함하는 것을 특징으로 하는 스피커.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 진동판에 진동을 가하는 압전 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 스피커.

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