KR830000673B1

KR830000673B1 - Speaker diaphragm

Info

Publication number: KR830000673B1
Application number: KR1019770000997A
Authority: KR
Inventors: 더들리 해루드 휴; 이 칭 파오 조셉
Original assignee: 데이비드 윌리암 스테빙즈
Priority date: 1977-04-26
Filing date: 1977-04-26
Publication date: 1983-03-25
Also published as: KR830000673A

Abstract

내용없음No content

Description

Speaker diaphragm

제1도는 본 발명을 이용한 저주파수의 음역재생을 분담하는 가동 코일형 스피이커의 개략 단면도1 is a schematic cross-sectional view of a movable coiled speaker that shares low-frequency sound reproduction using the present invention.

제2도는 본 발명을 이용한 고주파수의 음역재생을 분담하는 가동 코일형 스피이커의 개략 단면도2 is a schematic cross-sectional view of a movable coiled speaker for sharing high-frequency sound range reproduction according to the present invention.

본 발명은 전기-음향변환기에 사용되는 진동판에 관한 것으로써 특히 진동판이 가동코일형 스피이커와 같은 전기 기계적인 변환기에 결함된 변환기에 관한 것이다.The present invention relates to a diaphragm for use in an electro-acoustic transducer, and more particularly to a transducer in which the diaphragm is defective in an electromechanical transducer such as a movable coiled speaker.

스피이커에 의한 프로그램의 재생음질은 축방향의 주파수 응답특성, 지향성 특성 및 특히 컬러레이션(clovration)과 같은 요인에 의해 좌우된다. 우수한 재생음질을 얻기 위해서는 이러한 불량요인들을 수정해야 한다. 이러한 방법으로 축방향 주파수 응답특성을 변화시킴으로 컬러레이션의 영향을 줄일 수 있으며, 지향성 특성에 의한 불량음질의 결함을 제거할 수 있다. 그러나 이들 어느 경우에서도 축방향 주파수 응답특성 자체가 불만족스럽게 되므로 축방향의 주파수 응답특성을 많이 변화시킬 수 없는 결점이 있다. 또한 한 형태의 프로그램에 대한 상기 주파수 특성의 적절한 밸런스가 다른 형태의 프로그램에도 알맞은 것은 아니다. 이러한 상기 이유들로 하여 주파수 대역을 둘 또는 세개로 나누어 각 주파수 대역에 적당한 스피이커를 사용한다. 즉 저주파수의 음역재생은 원추형과 쌍곡선을 포함하는 나팔형 스피이커 진동판이 사용되는데 이것은 일반적으로 "고운(cone)"형 스피이커라고 부른다. 또한 고주파수의 음역재생은 도움(domes)형 고음스피이커(tweeter)을 사용한다. 이러한 스피이커를 사용함으로써 전체종합 재생음질을 높일 수 있다.The sound quality of the program reproduced by the speaker depends on factors such as frequency response in the axial direction, directivity, and especially coloration. In order to obtain excellent reproducing sound quality, these defects must be corrected. In this way, the influence of coloration can be reduced by changing the axial frequency response, and defects of poor sound quality due to directivity can be eliminated. However, in any of these cases, since the axial frequency response itself becomes unsatisfactory, there is a drawback that the frequency response in the axial direction cannot be changed much. In addition, the proper balance of the frequency characteristics for one type of program is not suitable for another type of program. For these reasons, a speaker suitable for each frequency band is used by dividing the frequency band into two or three. In other words, low-frequency sound reproduction uses a trumpet-shaped loudspeaker diaphragm that includes a conical and hyperbolic curve, which is generally called a "cone" type loudspeaker. In addition, high-frequency sound reproduction uses dome-type treble speakers. By using such a speaker, the overall synthesized sound quality can be improved.

그러나 이러한 설계에서는 2개 이상의 스피이커를 사용하게 되는 것 외에 필요한 주파수 분할회로와 특별설계에 해당하는 각 스피이커의 감음도를 확실히 하기 위한 회로가 제작되어야 하기 때문에 상당한 비용과 제조공정이 요구된다. 이러한 단점을 해소하기 위하여, 전체 주파수범위를 커버하는 하나의 스피이커만을 사용하게 되면은 음색이 갈라지고 스피이커가 지나치게 지향성이 되어 축방향 주파수 응답특성이 심하게 제한되는 더 큰 결점이 야기된다.However, such a design requires a considerable cost and a manufacturing process because not only two or more speakers are used, but also a frequency division circuit and a circuit for ensuring the sensitivity of each speaker corresponding to a special design must be manufactured. To alleviate this drawback, the use of only one speaker covering the entire frequency range leads to a larger drawback of splitting the timbre and over-directing the speaker and severely limiting the axial frequency response.

지금까지 전기-음향 변환기에 사용되는 진동판에는 여러가지 물리적 특성을 갖는 많은 물질이 사용되고 있는데 그러한 물질로는 폴리스티렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리메르아미드, 셀룰로우스 아세테이트 아크릴 수지, 폴리아크릴오 니트릴수지, 폴리 크아릴 아미드, 페놀수지, 불포환폴리에스테르 수지, 폴리옥시수지, 폴리우레틴 수지를 사용합이 영국 특허 제1,384,716호에 발표되어 있다. 영국특허 제1,271,539호에는 합성수지가 융합된 천으로 형성된 스피이커 진동판이 기술되어 있다. 영국특허 제1,186,722호에는 진동판이 폴리스티렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 폴리우레탄, 아크릴오니트릴-부타디엘스티렌 수지로 제작된 평평한 판형 스피이커가 기술되어 있다. 더우기 영국특허 제1,174,911호에는 진동판이 폴리스티렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 폴리우레탄, 아크릴오니트릴-부타디엘스티렌 수지로 제작된 평평한 판형 스피이커가 기술되어 있다. 더우기, 영국특허 제1,174,911호에는 진동판이 금속, 특히 티타늄으로 형성된 스피이커가 기술되어 있다. 상기 언급한 플라스틱 물질이나 금속물질의 어느 것도 상기 언급한 바와 같이 전체 주특수 범위에 걸쳐 기대한 프로그램의 재생음질을 제공하지 못한다.To date, diaphragms used in electro-acoustic transducers have used many materials with various physical properties, such as polystyrene, polyvinylchloride, polymeramide, cellulose acetate acrylic resin, polyacrylonitrile resin, and polyacrylamide. The use of reel amide, phenolic resins, acyclic polyester resins, polyoxy resins, and polyuretin resins is disclosed in British Patent No. 1,384,716. British Patent No. 1,271,539 describes a loudspeaker diaphragm formed of a fabric fused with a synthetic resin. British Patent No. 1,186,722 describes flat plate-shaped speakers in which the diaphragm is made of polystyrene, polyvinylchloride, polyethylene, polyamide, polyurethane, acrylonitrile-butadielstyrene resin. Moreover, British Patent No. 1,174,911 describes flat plate-shaped speakers in which the diaphragm is made of polystyrene, polyvinylchloride, polyethylene, polyamide, polyurethane, acrylonitrile-butadiel styrene resin. Furthermore, British Patent No. 1,174,911 describes a speaker in which the diaphragm is formed of metal, in particular titanium. None of the above mentioned plastic or metal materials, as mentioned above, provide the reproducible sound quality of the program as expected over the entire main special range.

본 발명의 목적은 전체 주파수 범위에 걸쳐 만족하게 사용될 수 있는 전기-음향 변환기에 사용되는 진동판을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a diaphragm for use in an electro-acoustic converter which can be used satisfactorily over the entire frequency range.

본 발명의 다른 목적은 스피이커가 전체 주파수 범위에 걸쳐 만족스럽게 사용하기 위해 진동판이나 다른 부품에 가동 코일형 스피이커에 사용되는 합성 플라스틱 물질을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a synthetic plastic material for use in a moving coiled speaker on a diaphragm or other component for the speaker to use satisfactorily over the entire frequency range.

본 발명의 일면에 의하면 기계적 "Q"값이 7-12이며, 영율이 8.5-17.5X10⁵KN/m²이며, 밀도가 0.85-1.05g/cc인 물질로 형성된 전기-음향 변환기용 진동판이 제공된다.According to one aspect of the invention there is provided a diaphragm for an electro-acoustic transducer formed of a material having a mechanical "Q" value of 7-12, a Young's modulus of 8.5-17.5X10 ⁵ KN / m ² , and a density of 0.85-1.05 g / cc. do.

본 발명의 다른 면에 의하면 상기 언급한 특성을 갖는 물질로 형성된 진동판을 갖는 가동 코일형 스피이커가 제공된다.According to another aspect of the present invention there is provided a movable coiled speaker having a diaphragm formed of a material having the above-mentioned characteristics.

전기-음향 변환기에 사용되는 진동판을 제조하는데 사용되는 물질의 물리적 특성을 적절히 선택하므로써 하나의 스피이커만을 사용하면서 전체 주파수 대역에 걸쳐 양호한 특성을 제공할 수 있는 그러한 물질이 있음을 발견하였다. 이러한 물리적 특성을 갖는 특별한 물질이 바로 폴리프로필렌이다. 또한 프로필렌 물질은 공중합체의 물리적 특성이 상기 언급한 범위를 벗어나지 않은 한도에서 예를 들어 에틸렌과 같은 올레핀처럼 불포화된 공중함 하기 쉬운 단량체로서, 공중합체에 사용될 수 있다. 지금까지 사용된 폴리에틸렌 물질은 기대할만 한 물리적 특성을 제공하지 못했지만 폴리프로필렌 물질을 사용하면 기대한 물리적 특성을 제공한다. 그러나, 이것은 모든 폴리에틸렌이 진동판을 제조 사용하는데 부적합하다는 것을 의미하는 것은 아니다. 다음의 도표에서 제시하고 있듯이 본 발명에 따른 진동판을 제조하는데 상업적으로 현재 널리 실용화되고 있는 중 결정도 폴리에틸렌을 사용할 수 있지만 저결정도 고결정도 폴리에틸렌은 사용하기에 부적합하다.By properly selecting the physical properties of the materials used to make the diaphragms used in electro-acoustic transducers, it has been found that there are such materials that can provide good properties over the entire frequency band while using only one speaker. A special material with these physical properties is polypropylene. Propylene materials can also be used in copolymers as monomers that are susceptible to unsaturated, such as, for example, olefins such as ethylene, so long as the physical properties of the copolymer do not deviate from the aforementioned ranges. The polyethylene materials used so far have not provided the expected physical properties, but the use of polypropylene materials provides the expected physical properties. However, this does not mean that all polyethylene is unsuitable for making and using diaphragms. As shown in the following table, it is possible to use medium-crystalline polyethylene which is currently commercially widely used in the manufacture of the diaphragm according to the present invention, but low-crystalline high-crystalline polyethylene is not suitable for use.

이와같은 플라스틱 물질이 진동판을 형성하는 것 외에, 전술한 물리적 특성이 특정 범위내에 있으면 플라스틱 물질은 특정 플라스틱, 금속 또는 세라믹 물질로 되어 있는 한편 또는 양면에 코팅할 수 있다. 이러한 방법으로, 프로그램의 재생음질에 변화를 얻어질 수 있다. 고로, 폴리프로필렌 공중함체에 저밀도 폴리에닐렌이나 또는 매우 불규칙한 폴리프로필렌으로 얇은 코팅(약 38미크론)을 하여 스피이커에 만족스럽게 사용될 수 있다. 프로필렌 균질 중합체와 공중합체 진동판은 알루미늄, 티타늄 또는 베티륨과 같은 경금속의 얇은 피복층 사이에 폴리스티렌, 폴리비닐클로라이드, 아크릴오니트릴-부라디엔-스티렌 3공중합체와 폴리에틸렌 또는 바륨 티타네이트기와 같은 세라믹 물질을 샌드위치 식으로 채우므로써 형성된다.In addition to forming the diaphragm such plastic material, if the above-described physical properties are within a certain range, the plastic material may be made of a specific plastic, metal or ceramic material or coated on both sides. In this way, a change in the reproduction quality of the program can be obtained. Therefore, a thin coating (about 38 microns) of low density polyenylene or very irregular polypropylene in the polypropylene housing can be used satisfactorily for the speaker. Propylene homogeneous polymers and copolymer diaphragms use ceramic materials, such as polystyrene, polyvinylchloride, acrylonitrile-buradiene-styrene terpolymers and polyethylene or barium titanate groups, between thin coating layers of light metals such as aluminum, titanium or betilium. It is formed by filling in a sandwich form.

여기에서, 폴리프로필렌 물질이 기대한 음향특성을 제공하는 반면에, 이 물질과 유사한 물리적 특성을 갖는 다른 플라스틱 물질은 왜 만족할만한 음향특성을 제공하지 못하는가 하는 원인은 아직 확실히 규명되지 않았으나 한 실험의 예에서 보면은 음성코일에 의해 발생한 고가속하에서 폴리프로필렌의 결정은 불규칙하게 향하나 폴리에틸렌 결정은 그것에 인가된 압력에 따라 분자들이 서로 미끌어지는 특성을 갖고 있어 음향의 왜곡 현상이 일어남이 발경되었다.Here, while the polypropylene material provides the expected acoustic properties, the reasons why other plastic materials with similar physical properties do not provide satisfactory acoustic properties have not yet been clarified, but one example of an experiment In the case of polypropylene, the crystals of polypropylene are irregularly oriented under high acceleration caused by the negative coil, but the polyethylene crystals are characterized by the sliding of molecules with each other according to the pressure applied to them.

코팅된 샌드위치형의 코운 스피이커는 사용되는 물질에 따라서 여러가지 기술로 제작될 수 있다. 예를들어, 금속으로 피복된 코운 스피이커를 제작될 때는 미리 형성된 금속막을 채움물질에 폴리비닐 아세테이트를 기재로한 접착제로 접착시키는 방법이나 혹은 증착법에 의해 제작될 수 있다. 플라스틱 물질들이 서로 결합될 때 열 용접방법이 사용될 수 있다.Coated sandwich speakers may be manufactured in various techniques depending on the materials used. For example, when fabricating a metal-coated counspeaker, the pre-formed metal film may be manufactured by attaching a polyvinyl acetate adhesive to a filling material or by vapor deposition. Thermal welding can be used when plastic materials are bonded to each other.

하기 도표는 스피이커 진동판을 제조하는데 사용되는 여러가지 플라스틱 물질의 물리적 특성을 나타낸 것으로써 어떤 물질이 본 발명에 따른 요구되는 물리적 특성을 갖는가를 이해할 수 있늘 것이다.The table below shows the physical properties of the various plastic materials used to make the loudspeaker diaphragms to understand which materials have the required physical properties according to the present invention.

본 발명은 전술한 바와 같이 여러가지 형태의 전기-음향 변환기에 사용할 수 있지만, 특히 코운-형과 도움-형에 사용하기에 적당하다. 스피이커의 지향성과 축방향 주파수 응답특성은 코운의 재료, 형태 및 곡률에 따라 달라진다. 전체 주파수 범위를 커버하는 단일스피이커가 사용되는 경우, 본 발명에 따른 쌍곡선 형의 진동판을 사용하는 것이 양호하다. 이러한 쌍곡선 형의 진동판이 사용되는 단일 스피이커의 동작을 살펴 보면은 비록 전체 코운이 음파를 유효하게 방사하고 있지만 주파수가 증가합에 따라 음향원의 유효크기가 매우 적어지는 속도로 코운을 따라 음성코일에서 음파가 퍼져나가고 재료에서의 기계적 댐핑(damping)의 조화가 저정재파비를 유지한다. 또한 음성코일에 의한 임피던스는 주파수가 증가함에 따라 줄어들어 결과적으로 축방향의 주파수 응답특성이 고주파수에 까지 유지된다.The present invention can be used in various types of electro-acoustic transducers as described above, but is particularly suitable for use in the cone- and assist-type. The loudspeaker's directivity and axial frequency response depend on the material, shape and curvature of the corner. When a single speaker covering the entire frequency range is used, it is preferable to use a hyperbolic diaphragm according to the invention. Looking at the operation of a single speaker using such a hyperbolic diaphragm, although the entire cone effectively radiates sound waves, the voice coil along the coron at the rate at which the effective size of the sound source becomes very small as the frequency increases. Sound waves propagate at the edge and the coordination of mechanical damping in the material maintains the low standing wave ratio. In addition, the impedance due to the voice coil decreases as the frequency increases, and as a result, the axial frequency response is maintained at high frequencies.

비록 본 발명에 따른 진동판을 사용한 단일 스피이커가 양호한 동작특성을 제공하지만은 아주 우수한 오디오(audio)특성을 얻기 위해서는, 여러 주파수 대역을 커버하는 본 발명에 따른 둘 또는 세개의 스피이커로 구성된 복합 스피이커를 사용해야 한다. 비록 본 발명에 의한 진동판을 사용한 복합 스피이커의 제작은 본 발명에 의하지 않은 물질로 제작된 복합스피이커보다는 더 고가의 제작비가 염출되지만 더욱 우수한 재생음질을 얻을 수 있다.Although a single speaker using the diaphragm according to the invention provides good operating characteristics, in order to obtain very good audio characteristics, a composite speaker consisting of two or three speakers according to the invention covering several frequency bands You must use Ecker. Although the manufacturing of the composite speaker using the diaphragm according to the present invention is more expensive manufacturing cost than the composite speaker made of a material not according to the present invention can obtain a better reproduction sound quality.

본 발명에 따른 진동판을 사용한 복합 스피이커에서, 스피이커 구조의 특성에 의해 야기된 재생음질의 가벼운 왜곡현상은 진동판 제조공정시 사용되는 물질이 본 발명에 의한 물질이 아닌 다른 물질을 사용함으로써 일어나는 컬러테이션에 의해 야기된 왜곡률보다 무시할 정도로 작다. 또한 플라스틱 물질이 코운 외부 지지링과 스파이더(spider) 또는 중앙부재(코운과 도움)에 사용된다. 본 발명의 다른 면에 따르면 이들 지지부재에 전술한 물리적 특성을 갖는 플라스틱 물질로 형성한 후 다시 그 위에 전술한 폴리프로필렌이나 프로필렌이 함유된 공중합체로 형성하는 것이 좋다.In the composite speaker using the diaphragm according to the present invention, the light distortion of the reproducing sound quality caused by the characteristics of the speaker structure is caused by the use of materials other than the material according to the present invention. It is negligibly smaller than the distortion caused by the presentation. Plastic materials are also used in the corner outer support rings and spiders or central members (corn and aids). According to another aspect of the present invention, it is preferable that the support member is formed of a plastic material having the aforementioned physical properties, and then formed of the above-mentioned polypropylene or a copolymer containing propylene thereon.

본 발명을 더욱 상세히 이해하기 위하여, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.In order to understand the present invention in more detail, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

제1도는 저주파수의 음역을 재생을 분답하는 쌍곡선형의 저음 스피이커로써, 얇은 접착층(4)에 설치된 음성 코일형 성자(3)와, 음성 코일형 성자(3)에 결속된 원통형 단면(2) 및 진동판(1)으로 구성되어 있다. 진동판(1)은 본 발명에 따라서 폴리프로필렌으로 형성되었다. 음성코일 형성자는 다수의 도선이 감긴 음성코일(5)로 형성되어 연강의 두 극판(6,7)사이의 공기틈에 위치한다.FIG. 1 is a hyperbolic bass speaker for reproducing a low frequency sound range, and includes a voice coil saint 3 installed in a thin adhesive layer 4 and a cylindrical cross section 2 bound to the voice coil saint 3. And the diaphragm 1. The diaphragm 1 was formed of polypropylene according to the invention. The negative coil former is formed of a negative coil 5 wound with a plurality of conductors and is located in the air gap between the two pole plates 6 and 7 of mild steel.

제2철로 형성된 자석(8)이 두 극판(6,7)사이에 위치한다. 음성코일은 두 극판 사이에 0.025cm틈을 제공하기 위해 원통형 공기틈(9)에 세트된다. 진동판이 수직방향으로 진동하기 위하여는, 폴리프로필렌으로 형성된 스파이더(10)가 음성코일 형성자(3)를 극판(6)에 연결하여 사용된다.A magnet 8 formed of ferric iron is located between the two pole plates 6, 7. The negative coil is set in the cylindrical air gap 9 to provide a 0.025 cm gap between the two pole plates. In order for the diaphragm to vibrate in the vertical direction, a spider 10 formed of polypropylene is used to connect the negative coil former 3 to the pole plate 6.

상부 말단의 진동판(1)은 폴리프로필렌으로 형성된 코운 외부지지링(12)에 의해 지지바스키트(basket)(11)에 연결되어 있다. 지지링(12)은 진동판(1)과 바스키트(11)에 접착된다. 또한 하부 말단부에서 보면은 금속틀 구조를 가지는 지지 바스키트(11)가 극판(6)에 고정된다. 공기틈(9)에 먼지가 들어가는 것을 막기 위해 폴리프로필렌으로 형성된 먼지덮개(13)가 진동판 하부내부를 둘러 쌓는다. 또한 폴리프로필렌으로 형성된 제2스파이더(14)는 진동판(9)을 지지 바스키트(11)주위 위치에 연결하여 제1스파이더(10)와 평행사변형의 형태를 만들어 진동판(1)과 음성코일 형성자(3)의 안정화를 제공한다.The diaphragm 1 at the upper end is connected to the support basket 11 by a corner outer support ring 12 made of polypropylene. The support ring 12 is bonded to the diaphragm 1 and the bar squirt 11. In addition, when viewed from the lower distal end, the support base plate 11 having a metal frame structure is fixed to the pole plate 6. In order to prevent dust from entering the air gap 9, a dust cover 13 formed of polypropylene surrounds the lower part of the diaphragm. In addition, the second spider 14 formed of polypropylene connects the diaphragm 9 to a position around the support bar skirt 11 to form a parallelogram with the first spider 10 to form the diaphragm 1 and the voice coil former. To provide stabilization of (3).

제2도는 고주파수의 음역의 재생을 분답하는 고음스피커를 도시한 것으로써 폴리프로필렌으로 형성된 도움형 진동판(19)과 음성코일 형성자(21)에 접착된 원통형 단면으로 구성되었다. 진동판(19)의 단면(20)과 음성코일 형성자(21)는 두 극판(23,24)사이의 공기틈(20)에 위치하고, 링자석(25)는 두 극판(23,24)사이에 위치한다. 음성코일 형성자(21)는 환형볼륨(26)하부에로 연장되어, 링 자석(25)에 연결되어있는 폴리프로필렌으로 형성된 스파이더(27)까지 연장되어 있다. 음성코일 형성자(21)의 상부는 폴리프로필렌으로 형성된 제2스파이더(28)에 의해 극판(23)에 연결되어 있다.FIG. 2 shows a high-pitched speaker for reproducing high-frequency sound range, and is composed of a cylindrical diaphragm bonded to a help type diaphragm 19 made of polypropylene and a voice coil former 21. As shown in FIG. The end face 20 of the diaphragm 19 and the voice coil former 21 are located in the air gap 20 between the two pole plates 23 and 24, and the ring magnet 25 is located between the two pole plates 23 and 24. Located. The voice coil former 21 extends under the annular volume 26 and extends to the spider 27 formed of polypropylene connected to the ring magnet 25. The upper portion of the voice coil former 21 is connected to the pole plate 23 by a second spider 28 formed of polypropylene.

Claims

In order to provide adequate damping characteristics inside the diaphragm, it has physical properties of mechanical Q value of 7-12, Young's modulus of 8.5-17.5X10 ⁵ KN / m ² , density of 0.85-1.05g / cc, and polypropylene, polyethylene, ethylene Speaker diaphragm having a layer of or made of corn diaphragm with a material selected from atomic group materials constituting the propylene copolymer