KR20050085501A - 스피커 캐비넷 - Google Patents

Abstract

스피커 캐비넷 재료로서 우수한 물성값을 갖는 목재 등의 셀룰로스계 분말재료에 착안하고, 합성수지와 셀룰로오스계 분말재료의 혼합 재료로부터 스피커 캐비넷에 적합한 소재를 개발했다. 비염소계 합성수지와, 입도 분포가 5㎛ 내지 500㎛인 셀룰로스계 분말의 혼합 재료로 이루어지는 스피커 캐니넷이다. 합성수지와 셀룰로스계 분말 사이의 친화력을 부여하기 위해서, 셀룰로스계 분말에 표면 처리가 시행되어 있다. 이 스피커 캐비넷은, 소형이고 음향적 성능이 우수하고, 또한, 생산성도 우수하여 시장에 저렴하게 제공할 수 있다.

Description

스피커 캐비넷{SPEAKER CABINET}

본 발명은 스피커의 배면을 덮어서 음향 방사능률을 높이기 위한 스피커 캐비넷에 관한 것이다.

종래, 스피커는 주지와 같이 캐비넷에 부착하여 사용된다. 스피커 캐비넷은 대형이고, 또한, 고급인 것에서는 일반적으로 목재가 사용되는 경우가 많은데, 비교적 소형의 경우에서는, 형상 선택의 다양성이나 성형수단에 의한 제조방법의 용이함 때문에, 합성수지 또는 충전재가 혼입된 합성수지 또는 금속의 성형품이 많이 사용되고 있다. 이러한 소형 성형품의 스피커 캐비넷의 일례로서 본 발명의 제 1 실시예의 스피커 캐비넷을 도 1에 도시하면, 캐비넷은 통상 케이싱(1)으로서의 형상을 갖고, 이 케이싱(1)의 1개의 면에 스피커의 부착 구멍(13)이 형성되어 있다. 이 부착 구멍(13)이 형성되어 있는 1개의 면은 통칭 전면판(또는 배플판)(12)이라고도 호칭되고, 스피커 캐비넷이 소형인 경우에는, 스피커 배면을 덮는 케이싱의 다른 케이싱 부분(11)과 일체 성형되는 경우도 있지만, 통상은 전면판(12)만 별체로 하여 제조된다. 스피커 캐비넷의 적당한 부위에 증폭기로부터의 신호전류를 공급하기 위한 입력단자(케이싱(1)의 배면이 되기 때문에 도시는 생략)가 설치되어 있다.

스피커를 단체로 동작시킨 경우, 전방에 방사된 음파와 후방에 방사된 음파는 서로 역위상으로 되어 있으므로 서로 상쇄하여 방사능율은 저하된다. 스피커 캐비넷의 부착 구멍(13)에 스피커가 부착됨으로써, 스피커 캐비넷의 내부의 공간과 외부의 공간은, 밀폐형의 경우는 스피커의 진동판, 또는 바스레프형인 경우에는 진동판과 포트 등의 음향회로에 의해 음향적으로 차단되어, 상기한 스피커 전후의 음파의 상쇄는 해소되어서 방사능율은 향상된다.

스피커 캐비넷에 스피커를 부착한 상태에서 동작시키면, 스피커 후방에 방사된 음파의 에너지와 스피커 프레임으로부터 전해지는 진동에너지를 받아서 캐비넷 벽체가 진동하여, 스피커로부터 직접 방사되는 음파와는 다른 음파를 방사한다. 이 음파는 재생음의 비직선 왜곡 및 과도 왜곡으로서 감지되어 재생음질을 열화시키지만, 이 왜곡음의 주파수 성분 및 강도 레벨은 캐비넷의 형상, 구조, 재료에 의존하고, 특히 재료의 물성 즉 밀도, 영률(강성), tanδ(기계적 내부손실) 등의 물성값이 중요한 인자로서 큰 영향을 주므로, 상기 캐비넷 벽체 진동을 어떻게 억제하는지가 스피커 캐비넷 설계상의 큰 과제로 되어 있었다.

그래서, 본 발명은, 상기 과제를 캐비넷 재료의 입장부터 해결하기 위해서, 캐비넷 재료로서 우수한 물성값을 갖는 목재 등 셀룰로스계 분말재료에 착안하고, 합성수지와 셀룰로스계 분말재료로부터 스피커 캐비넷에 적합한 혼합 재료를 개발하여, 소형으로 음향적 성능이 우수하고, 또한, 생산성이 우수한 스피커 캐비넷을 저렴하게 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은, 제 1 실시예의 스피커 캐비넷을 도시하는 사시도,

도 2는 동 캐비넷 벽판의 과도진동 해석결과를 도시하는 과도진동 특성도,

도 3는, 동 캐비넷 벽판 재료의 영률의 온도변화를 도시하는 온도특성도,

도 4는 동 캐비넷 벽판재료의 tanδ의 온도변화를 도시하는 온도특성도이다.

이 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스피커 캐비넷의 구성은, 비염소계 합성수지와, 입도 분포가 5㎛ 내지 500㎛인 셀룰로스계 분말의 혼합 재료로 이루어진다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 스피커 캐비넷은, 비염소계 합성수지와, 입도 분포가 5㎛ 내지 500㎛(10㎛ 내지 400㎛ 정도가 보다 바람직함)인 셀룰로스계 분말과의 혼합 재료를 성형하여 제조된다. 비염소계 합성수지는 열경화성 합성수지이거나 또는 열가소성 합성수지 어떤 것이라도 좋지만, 비염소계 합성수지로서, 예를 들면 폴리올레핀계, 폴리스티렌계, 폴리에스테르계 등의 합성수지가 일반적이고, 특히 이것들중에서 폴리프로필렌 수지가 기계적 강도, 가공의 용이함, 폐기후의 환경오염 방지 등의 입장에서도 우수하다. 셀룰로스계 분말로서는, 목분, 미세 종이조각, 펄프 분말, 린터분 등 섬유질 재료의 분말을 사용한다. 셀룰로스계 분말에 표면 처리를 하는 목적은, 이들 셀룰로스계의 섬유질 재료 표면과 합성수지를 화학결합 시켜서 친화력을 높이는 것에 있다. 셀룰로스계 분말과 합성수지의 혼합비율은, 혼합재료에 있어서 셀룰로스계 분말이 30중량% 내지 70중량% 정도의 비율이 적당이다. 셀룰로스계 분말의 혼합비율을 크게 하면 강성이 저하되고 또 취약성이 출현하여 용도에 따라서는 부적당하게 된다.

상기한 바와 같이, 셀룰로스계 분말에는 표면처리가 필요하다. 이 표면 처리는 합성수지와 셀룰로스계 분말과의 친화력을 부여하는 수단으로서, 거기에는 예를 들면, 셀룰로스계 분말 물질을 무수 말레산 등의 다염기산 무수물로 에스테르화 하는 것이 유효하다. 이 에스테르화 셀룰로스계 분말 물질과 합성수지 및 미량의 벤조일퍼옥사이드 등의 유기 과산화물을 혼합함으로써 셀룰로스계 분말과 합성수지의 친화력이 커져, 셀룰로스계 분말의 혼합비율을 크게 할 수 있는 것에 기여하고 있을 뿐만아니라, 양 재료를 혼화할 때에, 셀룰로스계 분말을 다량으로 혼입해도 유동성을 저하시키지 않으므로, 그 제조가 용이하게 되고 또한 성형성도 양호한 특징을 가지고 있다. 또한, 셀룰로스계 분말과 합성수지와의 친화력이 커지면, 혼합비율을 크게 할 수 있을 뿐만아니라, 가령 혼합하는 합성수지가 폴리올레핀계의 합성수지이어도, 제품의 도장이나 부품의 접착을 할때에, 간단한 기계연마에 의한 표면 처리만으로 직접 도장이나 접착이 가능하다. 물론 통상의 경우와 마찬가지로, 플라즈마 조사 처리나 프라이머 도포 등의 하지처리를 하면 접착력이나 도장막의 안정도가 더욱 양호하게 되는 것은 말할 필요도 없다.

셀룰로스계 분말과 혼합하는 비염소계 합성수지는, 열가소성 합성수지이어도, 열경화성 합성수지이더도 좋다. 그러나 성형의 용이함, 재료의 기본적인 물성, 재료 재이용, 폐재 처리, 재료 가격 등의 점으로부터 폴리올레핀계 합성수지, 특히 폴리프로필렌 수지가 적당이다. 성형은 사출 성형으로 행하지만, 물론 압출 성형이어도 좋다. 이들 성형수단에 있어서 범용수지용의 성형기가 사용 가능하고, 혼합 재료의 성형온도는 160℃ 내지 200℃ 정도의 범위가 적당하다. 또, 적당한 색의 안료나 합성 색소를 적당량 혼합함으로써, 착색된 캐비넷을 후가공 없이 얻을 수 있다. 더욱이 또한, 혼합하는 셀룰로스계 분말로서 예를 들면 노송나무의 목분을 사용하고, 성형온도를 상기 정도의 범위에서 제어함으로써 제품에 나무의 향기를 지속시킬 수 있다. 이 경우, 사용하는 셀룰로스계 분말이 합성 향료로 강조 또는 조향된 것이어도 좋은 것은 말할 필요도 없다.

이상 기술한 본 발명의 스피커 캐비넷은, 혼화하는 셀룰로스계 분말의 표면 처리의 작용에 의해 합성수지의 분자에 대해 친화력이 증대하고 있으므로, 합성수지에 대해 비교적 큰 비율로 혼합할 수 있다. 또, 셀룰로스계 분말의 비율이 큰 것은 제품의 강성도 높고, 또한 캐비넷 벽체가 진동한 경우와 같이 벽체의 휨 변형을 동반하는 경우에는, 셀룰로스계 분말자체의 기계적 내부손실(통칭은 tanδ)과 혼합된 합성수지의 기계적 내부손실이 유효하게 작용하여, 전체적으로 큰 기계적 내부손실을 나타낸다. 상기한 벽체의 고강성화, 기계적 내부손실의 증대는, 이 스피커 캐비넷에 스피커를 부착하여 동작시켰을 때에, 벽체의 공진이 발생하기 어려워, 펄스성의 신호에 의해 일시적으로 대진폭의 벽체 진동이 발생해도 단시간에 소실되어, 재생음의 열화에 대한 악영향은 적다.

또, 전술의 셀룰로스계 분말과 합성수지 분자와의 친화력의 증대에 의해 혼합 재료의 유동성은 극히 양호하고, 성형수단으로서 사출 성형에 의한 경우도, 일반적인 범용수지용의 성형기를 사용할 수 있으므로, 설비투자에 여분의 비용이 들지 않을 뿐만아니라, 성형조건도 통상과 변함없으므로 생산에 관해 아무런 곤란도 없다. 또, 혼합비율이 커도 유동성이 보유되므로 생산능률이 저하되지는 않고, 또한 다른의 무기질계의 충전재를 사용한 경우와 비교하여, 금형이나 성형기의 실린더나 스쿠루의 손모가 적으므로, 설비의 보수 비용을 낮게 억제할 수 있다.

본 발명의 제품에 관해서는, 케이싱을 구성하는 혼합 재료는 재이용이 가능하고, 비염소계 합성수지를 사용하고 있으므로 폐기할 때에도 소각이 가능하고, 또, 소각시에도 유해 가스나 잔류재가 적으므로 환경오염을 일으키는 일이 적다.

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)

도 1의 사시도에, 제 1 실시예의 스피커 캐비넷의 외관을 도시한다. 캐비넷은 통상 케이싱(1)으로서의 형상을 갖고, 케이싱 부분(11)과 별체로서 만들어진 전면판(12)으로 이루어지고, 케이싱 부분(11)과 전면판(12)과는 케이싱(1)에 태핑 나사에 의해 결합되어, 밀폐 상자를 형성한다. 전면판(12)에는 스피커의 부착 구멍(13)이 형성되어 있다. 또한, 도시는 생략되어 있지만 스피커 캐비넷 배면에는 신호전류를 공급하기 위한 입력단자가 설치되고, 이 입력단자에는 스피커에 접속되는 리드선(14)이 미리 접속되어 있다. 또, 캐비넷의 내면에 보강 리브(15)가 형성되어 있다.

본 제 1 실시예의 스피커 캐비넷의 구성은, 1) 비염소계 합성수지로서 폴리프로필렌 수지를 사용하고, 2) 셀룰로스계 분말로서는, 평균입도 100㎛의 목분 100중량부를 무수 말레산 10중량부로 표면을 에스테르화처리한 목분을 사용하고, 3) 유기화 산화물로서, 벤조일퍼옥시드를 사용하고, 상기 폴리프로필렌 수지 49.5중량%와 처리완료된 목분 50중량%와 벤조일퍼옥시드 0.5중량%를 혼합하여 성형용의 혼합 재료를 작성하고, 4) 다음에, 이 혼합 재료를 설정 수지온도는 160℃ 내지 200℃에서 성형하여, 도 1에 도시하는 제 1 실시예의 스피커 캐비넷을 얻었다. 제 1 실시예의 치수는, 세로×가로×깊이가 170mm×170mm×120㎜, 캐비넷 벽판의 두께가 약 4㎜, 캐비넷 벽판의 밀도가 1.10gr/c.c 이다.

도 2(a)는, 이 스피커 캐비넷에 구경(12cm)의 스피커를 부착하여 펄스 신호를 인가했을 때의, 캐비넷 벽판의 과도진동 해석결과를 도시한다. 또, 동 도면 (b)에 비교를 위해 외형크기가 거의 동일하고 폴리프로필렌 수지 단체의 스피커 캐비넷(캐비넷 벽판의 두께 4㎜, 밀도 0.9gr/c.c)의 캐비넷 벽판의 과도진동해석결과를, 또, 동 도면 (c)에 재료가 합성수지와는 이질적이지만, 참고로, 두께 9㎜, 밀도 0.69gr/c.c의 MDF 목재판(중밀도 목재 섬유보드)을 사용한 스피커 캐비넷의 캐비넷 벽판의 과도진동 해석결과를 각각 도시한다. 이 과도진동 특성도의 세로축은 진동 픽업의 출력전압인데, 해석결과에 의하면 제 1 실시예는 특성도(b)에서 도시되는 폴리프로필렌 수지 단체제(單體製)의 캐비넷에 대해, 피크의 출력전압 약 0.67배(-3.48dB)로 낮다. 캐비넷 벽판의 진동레벨이 이 만큼 낮으면 충분히 검지할 수 있는 차로서, 제 1 실시예의 스피커 캐비넷의 재생음에 대한 왜곡 감소 효과가 명확하다.

또, 도 3중의 (a)는, 이 제 1 실시예의 구성재료의 영률(E')의 온도특성을 실선으로 도시한다. 측정온도 범위는 실제적인 사용상태를 감안하여, 0℃ 내지 50℃의 범위이다. 비교를 위해 동 도면중의 (b)는, 폴리프로필렌 수지 단체의 스피커 캐비넷의 영률(E')의 온도특성을 1점쇄선으로 도시했다.

또, 도 4중의 (a), (b)는 제 1 실시예, 폴리프로필렌 수지 단체의 스피커 캐비넷에 대해, tanδ의 값의 온도특성을 각각 실선 및 1점쇄선으로 도시했다. 이 영률 및 tanδ의 온도특성도로부터, 제 1 실시예 캐비넷은 외기의 온도가 변화해도 캐비넷의 강성이나 기계적 내부손실의 변화가 적고, 따라서, 외기 온도가 높아져도 낮아져도, 바꿔 말하면 계절에 따라 캐비넷 진동이 재생음에 주는 영향은 거의 변화되지 않는다는 특징을 갖는다.

이상 본 발명의 대표적으로 생각되는 실시예 및 변형예에 대해 설명했는데, 본 발명은 반드시 이들 실시예 구조에만 한정되는 것은 아니고, 재질적으로 등가인 재료의 변경 사용, 금형의 가열수단을 포함하는 성형수단의 개변 등, 본 발명에서 말하는 상기의 구성요건을 갖추고, 또한, 본 발명에서 말하는 목적을 달성하고, 이하에서 말하는 효과를 갖는 범위내에서 적당하게 개변하여 실시할 수 있는 것이다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 스피커 캐비넷은, 셀룰로스계 분말의 에스테르화 표면 처리의 작용에 의해 합성수지 분자에 대해 친화력이 증대하고 있으므로, 비교적 큰 비율로 혼합할 수 있어, 제품의 강성이 높고, 또, 큰 기계적 내부손실을 나타낸다. 상기한 캐비넷 벽체의 고강성화, 기계적 내부손실의 증대는, 이 스피커 캐비넷에 스피커를 부착하여 동작시켰을 때에 벽체의 공진이 발생하기 어렵고, 펄스성의 신호에 의해 일시적으로 펄스성의 벽체 진동이 발생해도 단시간에 소실되어, 재생음의 열화에 대한 악영향은 적다는 효과를 갖고, 셀룰로스계 분말과 합성수지 분자와의 친화력의 증대에 의해 혼합 재료의 유동성은 극히 양호하여, 사출 성형할 때에 일반적인 범용수지용의 성형기를 사용할 수 있으므로 설비투자에 여분의 비용이 들지 않을 뿐만아니라, 성형조건도 통상과 변함없으므로 생산에 관해서 아무런 지장도 없고, 또, 혼합비율이 커도 유동성이 유지되므로 생산능률이 저하되지 않아, 금형이나 성형기의 실린더나 스쿠루의 손모가 적으므로, 설비의 보수 비용을 다른 무기질계의 충전재를 사용한 경우와 비교하여, 낮게 억제할 수 있고, 게다가, 본 발명의 제품에 관해서는, 케이싱을 구성하는 혼합 재료는 재이용이 가능하고, 폐기할 때에도, 비염소계 합성수지가 주체로 되어 있으므로 소각이 가능하고, 또한, 유해 가스나 잔류재가 적으므로 환경오염을 일으키는 일이 적다는 종래의 것에서는 기대할 수 없는 현저한 효과를 가지므로, 이 종류 스피커 캐비넷으로서 적합하다.

Claims (8)

1. 비염소계 합성수지와, 입도 분포가 5㎛ 내지 500㎛인 셀룰로스계 분말의 혼합 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스피커 캐비넷.
2. 제 1 항에 있어서, 혼합 재료에 있어서의 셀룰로스계 분말의 혼합비율이 30중량% 내지 70중량%인 것을 특징으로 하는 스피커 캐비넷.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 비염소계 합성수지가 폴리올레핀계 합성수지 또는 폴리에스테르계 합성수지 또는 폴리스티렌계 합성수지인 것을 특징으로 하는 스피커 캐비넷.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 셀룰로스계 분말이 비염소계 합성수지에 대해 친화력을 부여하기 위한 표면 처리를 한 셀룰로스계 분말인 것을 특징으로 하는 스피커 캐비넷.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 혼합 재료가 착색재에 의해 착색되어 있는 것을 특징으로 하는 스피커 캐비넷.
6. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 셀룰로스계 분말이 고유의 향기를 갖는 물질로서, 성형시에 160℃ 내지 200℃의 온도범위에서 성형되어 있는 것을 특징으로 하는 스피커 캐비넷.
7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서, 셀룰로스계 분말에, 비염소계 합성수지에 대해 친화력을 부여하기 위한 표면 처리가, 다염기산 무수물에 의한 에스테르화 처리인 것을 특징으로 하는 스피커 캐비넷.
8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서, 비염소계 합성수지와, 상기 에스테르화 셀룰로스계 분말과, 유기 과산화물의 혼합 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스피커 캐비넷.