전기 음향 변환기의 진동판 및 그 제조 방법

전기 음향 변환기의 진동판 및 그 제조 방법

제 1 도는 본 발명의 전기 음향 변환기의 진동판을 적용한 스피커의 한 예를 도시한 단면도.

제 2 도는 본 발명의 한 실시에에서 진동판을 이용한 전기 음향 변환기의 주파수 특성을 도시한 도면.

제 3a 도는 본 발명의 한 실시예에 따른 진동판을 구성하는 페이퍼 섬유를 엉켜진 상태로 100배 확대한 사진.

제 3b 도 종래의 목재 펄프를 엉켜진 상태로 100배 확대한 사진.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 지지판 2 : 센터 폴

3 : 자석 4 : 상부 잔

5 : 음성 코일 6 : 댐퍼

7 : 후레임 8 : 진동판

9 : 연부

본 발명은 전기 음향 변환기의 진동판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 내부손실, 밀도 및 강성(rigidity)이 고도로 균형잡히고 특성 스피커용 재료 및 그 진동판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

예를 들어, 종래의 오디오 장비에 사용하기 위해 다이내믹형(electrodynamic type) 스피커의 진동판용 재료로서 여러가지 재료가 개발되어 왔다. 이러한 재료들 중에, 목재펄프로 제작한 진동판 재료의 전형적인 특성은, 예를들어, 밀도가 0.485이고 영률(Young's Modulus) 이 1.17×10 ¹⁰ dyn/cm ² 이며 내부 손실이 0.0714이다.

일반적으로, 이러한 스피커의 진동판용 재료의 필수요건은 저밀도, 고강성 및 큰 내부손실이다.

진동판용 재료의 물성과 진동판의 특성 사이의 관계에 대한 개략적인 것이 다음에 기술되어 있다. 우선, 밀도가 감소될 때, 스피커의 재생 음압 레벨이 증가한다. 강성이 증가함에 따라, 스피커의 재생 대역이 확대되며, 특히 고역측으로 확대된다. 또한, 내부손실이 커짐에 따라, 스피커의 재생 대역에서 고역의 피크(Peak)를 낮출 수 있다.

상기 기술된 3가지 물성에 관한 양호한 조건을 적절히 만족시키기 위해, 종래에서부터 탄소 섬유, 아라미드(aramid) 섬유와 같은 고 강성의 물질을 포함하는 진동판 재료와 프로필렌(propylene)과 같은 큰 내부손실을 갖는 진동판 재료가 개발되어 왔다.

따라서 진동판의 강성을 높이면 내부손실이 감소되고 밀도는 증가되었다. 또한내부손실을 증가시키면, 강성은 감소되고 밀도는 증가하는 경향이 있다.

그러므로, 상기 3항목의 물성을 서로 고도로 균형을 유지시키는 것이 스피커의 진동판으로 되는 콘 페이퍼(cone paper)를 제조하는데 중요한 과제로 된다.

종래의 진동판 재료 중에서, 알루미늄은 0.7의 밀도 62×10 ¹⁰ 영률 및 0.002의 내부손실을 갖지만, 프로필렌은 0.91의 밀도, 1.08×10 ¹⁰ dyn/cm ² 의 영률 및 0.07의 내부손실을 갖는다.

적당히 큰 내부손실과 적은 밀도를 갖는 목재 펄프로 제조된 진동판은 강성이 부족하여 발생하는 협 주파수 대역의 결점을 갖는다.

목재 펄프를 생산하기 위해서는 산림을 채벌해야하고, 채벌후 산림을 복구하는데 비용이 많이들고 시간이 많이 소요된다.

목재 펄프로 진동판을 제조할 경우에, 엉켜진 섬유질을 포함하는 목재 펄프로 고 품질의 진동판을 제조하려면, 장기간 동안 목재 펄프를 물속에 저장하여 부풀리게하는 과정이 필요하다. 즉, 물속에서 목재 펄프를 부풀리면 섬유 다발이 적당한 길이의 섬유로 되어 팽창되고 세로로 갈라져 용이하게 들어진다. 목재 펄프를 제조하는데에 상기한 바와 같이 물속에서 펄프를 부풀리는 과정이 필요하여 이러한 펄프를 제조하기 위하여는 많은 노동력을 필요로 한다.

본 발명의 목적은 내부손실, 밀도 및 강성이 고도로 균형잡힌, 고 특성의 스피커 진동판 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 목적을 달성하기 위한 스피커의 진동판 재료를 자연 환경을 파괴하지 않고서 제공할 수 있게 하는 것이다.

상기 목적을 달성하는 본 발명의 전기 음향 변환기의 진동판은 대나무의 어린 줄기로부터 추출한 섬유를 포함하는 재료로 되어 있다.

대나무의 어린 줄기는 섬유의 세포벽이 얇고, 섬유 다발이 마치 긴 섬유와 같은 작용을 하므로, 본 발명의 전기 음향 변환기의 진동판에 밀도를 증가시키지 않고서, 강성을 크게할 수 있고, 내부손실도 크게할 수있다.

본 발명에는 상기 구조의 진동판을 이용한 전기 음향 변환기도 또한 포함된다. 이러한 진동판을 포함하는 전기 음향 변환기는 특히 고 주파수에서 스피커의 재생 대역을 확대할 수 있고, 스피커의 재생 대역에서 고역의 피크를 낮출 수 있다.

본 발명에 따른 전기 음향 변환기용 진동판은 목재 펄프와 대나무의 어린 줄기에서 추출한 섬유를 혼합하여 형성한 페이퍼를 포함한다. 이 경우에, 대나무 줄기에서 추출한 섬유와 실제로 동일한 무게의 목재 펄프를 혼합하여 양호한 진동판의 특성을 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 전기 음향 변환기용 진동판을 제조하기 위한 방법에는 대나무의 어린 줄기에서 추출한 섬유를 포함하는 재료를 사용하여 페이퍼를 제조하는 단계와 이 페이퍼를 큰 형상으로 형성하는 단계를 포함한다. 페이퍼를 큰 형상으로 형성하는 단계는 진동판의 형상에 대응하는 공동을 갖는 성형틀(mold)을 이용하여 페이퍼를 열 압착 성형하므로서 양호하게 실행된다.

본 발명의 전술한 그리고 다른 목적, 특징, 국면 및 장점들은 첨부한 도면과 결부될 때 본 발명의 다음 상세한 설명으로부터 보다 용이하게 이해될 것이다.

본 발명의 한 실시예를 도면을 참조하여 다음에 설명할 것이다.

제 1 도는 본 발명의 진동판을 사용하는 다이내믹 형 스피커의 한 실시예에 따른 측단면도 이다. 제 1 도를 참조하면, 이 다이내믹 형 스피커의 지지판(1)의 상부 표면 중앙에 센터 폴(center pole)이 설치되어 있다. 자석(3)과 상부판(4)는 지지판(1)위에 순차적으로 고정된다.

또한, 센터 폴(2)의 상부에는, 음성 코일(5)가 센터 폴(2)의 축 방향으로 왕복 이동 가능하게, 댐퍼(6)을 그 사이에 설치하여 프레임(7)에 의해 지지되어 있다. 음성 코일(5)의 정점(top)부에 진동판(8)의 내측 주변부를 고정시키고, 이 진동판(8)의 외측주변부와 프레임(7)은 링(ring) 형상의 연부(9)에 의해 연결되어있다.

상기 기술된 구조를 갖는 본 발명의 스피커는, 상기한 바와같은 다이내믹 형 스피커의 진동판으로, 대나무의 어린 줄기에서 추출한 섬유를 포함하는 재료를 사용한다.

본 발명의 진동판(8)을 제조하기 위한 방법이 다음에 설명될 것이다.

진동판(8)을 형성하기 위해, 대나무의 어린 줄기에서 추출한 섬유를 소재로 하여 진동판(8)의 재료로되는 페이퍼를 형성한다.

다음에 이 페이퍼를 진동판(8)의 형상에 대응하는 공동을 갖는 성형틀에 의해 열 압착 성형하면, 직경10cm, 두께 약 0.5mm 정도의 콘 형상 진동판(8)을 형성한다.

진동판(8)의 소재로 되는 페이퍼의 원료로서 대나무의 어린 줄기에서 추출한 섬유만을 사용하는 대신, 대나무의 어린 줄기에서 추출한 섬유를 목재 펄프와 소정의 비율로 혼합하여 형성한 페이퍼도 이용된다.

본 실시예의 진동판(8)의 소재로서 포함되는 대나무의 섬유는 길이가 짧은 것을 사용하지만, 성장 도중의 어린 줄기는 그 세포벽의 육질의 두께가 얇고, 또한 유광(vascular bundle) 다발 중의 섬유가 다발 상으로 엉켜있는, 이른바 섬유 다발이 흡사 긴 섬유와 같은 작용을 한다. 이와 같은 대나무의 어린 줄기의 섬유를 포함하므로써, 진동판(8)의 밀도를 증가시킬 수 있고, 강성 및 내부손실 특성을 개선할 수 있어, 고도로 균형잡힌 진동판을 실현할 수 있다.

본 실시예의 진동판과 같이, 대나무의 어린 줄기에서 추출한 섬유를 포함하므로써, 목재 펄프만을 사용한 경우에 필요한 장기간 물에 저장하여 부풀리는 단계가 필요없이, 고 강성의 단단히 죄어진 페이퍼를 얻을수 있어, 진동판의 생산성을 향상시킬 수 있다.

그러나, 목재 펄프의 경우에, 펄프를 얻기 위하여 산림을 채벌하여야 하므로, 채벌후 산림을 회복하는데에 극히 장기간이 소요된다. 한편, 대나무의 어린 줄기를 사용하면, 어린 줄기만을 잘라 사용하고 본 대나무는 자를 필요가 없다. 그러므로, 매년마다 본 대나무에 손상을 입히지 않고 같은 장소에서 채벌하는 것이 가능하다. 따라서 산림과 같은 자연 환경을 보호하는 측면에서 효과적이다.

제 2 도에는 본 실시예의 진동판의 효과를 실증하기 위해, 대나무의 어린 줄기로부터 추출한 섬유를 50중량%, 목재 펄프를 50중량% 혼합하여 형성한 페이퍼를 사용한 진동판의 주파수 특성과, 목재 펄프에 의해 형성된 진동판의 주파수 특성을 비교한 그래프를 도시하고 있다.

대나무 중에서도, "치시마 사사"라 부르는 대나무가 일본국의 최북단에 분포하고 있는데, 북해도의 북부지방에서 야생 상태로 군생하고 있다. "치시마 사사" 대나무는 다른 대나무와 달리, 1년에 줄기가 3미터의 최고 높이로 자라고 줄기의 높은 부분으로부터 가지가 번져가지만, 낮은 곳에서는 가지가 나오지 않는다는 특징을 갖고 있다. 진동판의 소재로 사용하는 치시마 대나무는 어린 줄기(1년생으로 가장 길게된 시기)에서 채집한다.

상기한 바와 같이, 치시마 대나무의 어린 줄기에서 추출한 섬유와 목재 펄프를 50중량%씩 혼합하여 형성한 페이퍼를 사용한 진동판은 밀도가 0.489, 영률이 2.41×10 ¹⁰ dym/cm ² , 내부 손실이 0.06으로 된다. 따라서, 제 2 도에 도시한 바와 같이 영률이 증가하여 진동판의 강성이 증가하고, 특히 고대역의 특성이 개선되어, 종래의 진동판 보다 넓은 대역의 양호한 주파수 특성을 얻을 수 있었다.

본 실시예에서의 진동판음 구성하는 페이퍼의 섬유와 종래의 목재 펄프의 섬유를 각각 100배로 확대한 사신을 제 3a 도 와 제 3b 도에 도시하고 있다. 제 3a 도에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 페이퍼 섬유는 두꺼운 목재 섬유 사이에 포함된 얇은 섬유를 포함한다.

한편, 제 3b 도에 도시된 종래의 목재 펄프는 대략 동일 두께의 엉켜진 목재 섬유를 포함한다. 섬유 구조의 차이 때문에, 본 실시예에 엉켜진 목재 섬유를 포함한다. 섬유 구조의 차이 때문에, 본 실시예에 따른 페이퍼는 종래의 목재 필프보다 더 큰 영률을 가져, 보다 용이하게 내부손실의 감소를 방지하므로, 개선된 스피커 특성을 갖는다.

본 실시예가 "치시마 사사"라는 대나무의 어린 줄기를 채댁하고 있지만, 대나무의 종류는 여기에 한정되지 않는다. 또한, 대나무의 어린 줄기에서 추출한 섬유와 목재 펄프의 혼합 비율은 상기한 배율에 한정되지 않는다.

본 발명이 상세히 기술되고 예시되었지만, 이와 같은 것이 예시적이고 실시예로서만 이해되어야 하고, 한정적 의미로 이해되어서는 안된다. 본 발명의 원리 및 영역은 첨부된 특허청구의 범위에 의해서만 제한된다.