KR20010031264A - 공진식 패널형 확성기 - Google Patents

Abstract

적어도 하나의 저평균속도 패널영역에 위치한 서스펜션수단을 특징으로하는 공진식 패널형 확성기에 관계한다. 또한 적어도 하나의 저평균속도 패널영역의 위치를 정하고 이 영역내에 서스펜션수단을 설치하는 것을 특징으로한 공진식 패널 음향장치의 제조방법에도 관계한다. 이 방법은 큰 패널 즉 자동차의 장식용 외장패널의 음향활성영역을 경계짓기 위해 저평균속도 패널영역내의 패널에 홈을 내거나 슬롯처리하는 것이다.

Description

공진식 패널형 확성기{RESONANT MODE PANEL-LOUDSPEAKERS}

종래의 피스톤형 확성기에서, 통상 콘이라고 하는 이동식 다이어프램은 탄성서스펜션을 구성할 적어도 하나의 유연부재에 의해 프레임 혹은 섀시에 고정유지된다. 이 서스펜션은 다음과 같은 기능을 한다 즉;

1. 다이어프램 및 대개의 이동식 코일모터를 포함한 진동기로된 조립체의 프레임 내에 위치시키고;

2. 다이어프램을 축방향 이동시키고 축에 수직인 방향으로의 이동은 구속하며; 또한

3. 재질선택 및 처리방식을 이용하여 다이어프램의 진동을 감쇠시킨다.

이러한 기능을 만족하기 위해, 고무류로 제작되고 다이어프램의 외주변부와 주변프레임 사이를 연결하는 것으로서 로울서라운드(roll surround)라고도 하는 유연한 주름성형부재와 또한 다이어프램의 정점과 프레임 사이에 연결되고 때로 스파이더라고도 하는 주름연성부재를 사용하는 경우가 많다. 항상 그러한 것은 아니나, 2개의 서스펜션부재를 사용하면 상기의 3가지 기능을 만족할만한 수준으로 실행할 수 있다. 전통적인 이동코일형 확성기의 경우 서스펜션을 다른 위치에 부착하면 원하지않는 공진을 일으키고 다이어프램의 진동특성을 교란시킨다.

본 발명의 목적 중에는 공진식 패널 확성기에 대한 요구에 적합한 서스펜션을 제공하는 것도 포함된다. 공진식 패널 확성기에서 본 출원인은 패널고유의 성격 때문에 평균속도가 낮은 다수의 영역이 패널내에 존재함을 발견하였으며 결과적으로, 서스펜션을 이 영역 혹은 그 주변에 위치시킬 수 있고 또한 상기 영역의 저속은 서스펜션이 패널의 진동특성에 전혀 혹은 거의 영향을 미치지 않는다는 사실을 의미한다고 판단했다.

본 발명은 확성기, 더 구체적으로는 패널을 공진시켜 음향출력을 발생하기위해 공진패널속에 굴곡파를 일으켜 여자(exciting)상태가 되도록 개조된 패널형 확성기에 관계한다. 이 종류의 확성기는 본 출원인의 국제출원 WO97/09872 에서 개시하였으며 분포식 확성기라고 한다.

도 1은 진동여자기를 위한 서스펜션을 도시하기 위해 공진식 패널형 확성기의 일부를 절단한 측단면도.

도 2는 도 1의 공진식 패널형 확성기의 축소 저면도.

도 3은 진동여자기 서스펜션의 3가지 구현체을 도시하는 공진식 확성기패널의 저면도.

도 4는 공진식 패널형 확성기를 장착한 패널의 평면도.

도 5는 도 4의 'A'에 관한 부분확대도.

도 6은 도 5의 'A-A'선을 절단한 또다른 단면도.

도 7은 도 5의 'A-A'선을 절단한 또다른 단면도.

본 발명의 한 측면에서, 하나 혹은 그 이상의 저평균속도 패널영역에 완전히 위치하는 서스펜션수단을 포함하는 공진식 패널형 확성기를 제공한다. 이 서스펜션수단은 패널을 지지대안에서 패널을 부유고정시키거나 또는 진동여자기를 패널상에 지지하는데 이용되기도 한다.

지지대는 주변영역이 음향적으로 비활성인 패널의 주변부를 포함한다. 공진식 패널형 확성기는 음향적으로 활성인 영역과 또한 이 활성영역을 둘러싸는 저평균속도영역을 갖고 활성영역을 한정하는 패널구조내에 슬롯 또는 홈이 형성되어 잇있는 패널을 포함한다. 슬롯 또는 홈은 패널구조를 일부만 통과하도록 해도 좋다.

따라서, 패널의 저에너지 영역을 패널자체 혹은 패널상의 여자기를 위한 기계적 지지대에 이용하는 아이디어를 확대하여 분포식 조작 혹은 원하는 음향활성작용을 위해 바람직한 음향활성영역을 공간적으로 한정하기 위해서나 혹은 더 큰 패널기소의 일부로서, 패널내에 슬롯 혹은 관통절개부(through incision)를 사용하는 것도 포함할 수 있다. 이러한 슬롯처리는 예컨대, 광범위한 종류의 분포식 진동패널을 임의형태 및 외형으로된 차량 외장패널과 통합한 형태로 제조할 수 있도록 해준다. 슬롯은 원하는 주파수범위에서 바람직한 진동작용을 하기에 적합한 형태 혹은 형상을 가질 수 있다. FEA(한계성분분석)법은 지적된 슬롯주변부 형상 및 결과적인 기하형태를 신속설계 및 분석하는데 도움을 준다.

서스펜션영역의 저진동에너지는 이것이 없을때보다 더 강한 서스펜션기소를 사용할 수 있도록 해주며 결과로 나온 조립체의 내구성을 증가시키는 장점을 갖는다.

유연한 서스펜션은 패널을 절개하여 일체식 핑거형 캔틸레버부재를 제작함에 따라 형성되기도 한다. 절개부는 패널구조를 관통하는 평행한 한쌍의 슬롯이다. 캔틸레버부재는 직선형 혹은 곡선형이어도 좋다. 진동여자기용 서스펜션에 있어서, 저평균속도영역과 여자기가 패널에 결합되는 고활성영역 사이의 간격에 걸쳐지게 하기 위하여는 직선형 캔틸레버가 바람직할 것이다. 서스펜션은 이러한 캔틸레버부재 행렬로 구성되기도 한다. 따라서, 패널의 평면을 딱딱하게 유지하고 반면에 패널을 지지하는 프레임 등의 평면은 유연하게 만든 캔틸레버부재를 형성하기 위해 패널을 절개처리한다. 이와 달리 혹은 추가하여, 고무재로된 연성 서스펜션을 접착제를 이용하여 상기 저평균속도영역 내의 패널에 고착시킬 수도 있다. 캔틸레버 외에 고무재 서스펜션을 더 이용할 경우 이 서스펜션은 캔틸레버에 탑재된다.

공진식 패널형 확성기는 예컨대 국제특허출원 WO97/09872 에서 정의한 종류의 분포식 음향 라디에이터를 포함하기도 한다.

또한 본 발명은 상기의 확성기를 설치하고 차량 등에 이용되는 장식성 외장패널에도 관계한다.

또다른 측면에서, 본 발명은 상기의 확성기 혹은 장식성 외장패널을 장착한 자동차 등의 차량에도 관계한다.

그밖의 또다른 본 발명의 측면에서, 이는 적어도 하나의 저평균속도 패널영역의 위치를 결정하고 서스펜션수단을 상기 영역내에 위치시키는 것을 특징으로하는 공진식패널 음향장치 제조방법에 관계한다.

이 방법은 음향활성영역을 에워싸는 패널영역의 위치를 정하고 상기 영역내에서 패널구조물을 부수어 패널서스펜션수단을 형성함으로써 패널의 음향활성영역을 한정하는 것을 포함한다.

서스펜션을 진동여자기 지지를 위해 사용하는 경우, 이 방법은 원하는 패널위치 즉, 패널구동을 위해 진동여자기를 결합시킬 무결절(anti-node)위치를 확인하고 또한 구동위치에 근접하고 여자기 서스펜션이 놓이게될 하나 혹은 그이상의 결절영역을 확인하는 것도 추가로 포함한다.

이 방법은 패널재를 절개하여 서스펜션수단이 될 캔틸레버를 한정하는 것도 포함한다. 서스펜션수단은 적어도 3개의 캔틸레버를 가질 수 있다.

본 발명을 첨부도면과 함께 실시예에서 더욱 구체적으로 설명한다.

도면 특히 도 1 및 2에서, 국제특허출원 WO97/09872에서 개시된 일반적인 종류의 공진식 패널형 확성기(14)를 도시하며 이는 대체로 음향라디에이터를 구성하는 딱딱한 경량재질로 된 공진식 직사각형 편평패널(1)과 또한 패널내에 굴곡파 진동을 유도하여 이것을 공진시켜 음향출력을 발생하기 위해서 패널(1)위에 탑재된 관성진동 여자기(4)로 구성된다. 이 패널은 일체식 구조이나 대향면(3) 사이에 샌드위치삽입된 셀형 코어(2)를 포함한다.

관성진동 여자기(4)는 패널(1)내 원형공동(12)에 연결하여 탑재된 음성코일/튜브형 코일 성형기조립체(13)를 포함하며, 이에의해 조립체(13)는 패널의 한면(도1의 상부면)으로부터 연장하고 디스크형 자석(5)을 양쪽에서 샌드위치형태로 에워싸는 디스크형 폴피이스(7) 및 폴캡(6) 사이에 한정되어있는 자석조립체(5,6,7)내의 환형갭(15)속으로 돌출한다.

자석(5)과 폴(6) 및 (7)을 포함한 조립체는, 컵(6)에서 돌출하고 3개의 등간격 고무패드(9)(이중 하나만 도1에서 도시함)를 포함하는 환형플랜지(8)에 부착된 연성 서스펜션에서 코일을 신호로 에너지화할 때 코일/형성기조립체(13)에 대해 축운동할 수 있도록 패널(1)에 탑재된다. 계속해서 패드(9)는 U-형 슬롯(11)을 패널널을 관통하도록 절개시키고 또한 도2에서 상세하게 도시한 바와 같이 저평균속도 패널영역내에서 공동(12)과 동심상으로 등간격의 원형을 이루도록 구성된 핑거형 캔틸레버(10) 상에 장착된다. 이결과로서, 캔틸레버의 내부말단(16)은 패널(1)의 평면에 수직인 방향에서는 동작하지 않게된다.

패널(9)은 캔틸레버(10) 자유말단(16)에 근접하게 부착한다. 필요시 패드(9)를 떼고 그대신 자석조립체(5,6,7)를 캔틸레버(10)에 직접 탑재할 수도 있다.

도 3은 패널(1)상에 진동여자기를 부유고정시키기 위한 캔틸레버의 또다른 다양한 구현체를 도시한다. 이것은 도1 및 2에서 도시된 종류의 U형 슬롯 혹은 절개부(11)에 의해 한정된 단일의 직선 핑거형 캔틸레버(10), 나선형 슬롯(18)에 의해 한정된 곡선형 캔틸레버(17), 또한 대향하는 한쌍의 아아치형 슬롯(20) 사이에 한정된 캔틸레버부재(19)로 되고 중심 원형부(21) 및 먼쪽 말단이 패널에 부착된 대향하는 한쌍의 돌출부(22)를 구비한 탄성서스펜션, 또한 상기 중심원형부(21)의 중심위치(23)에 연결된 자석장치를 포함한다.

도 4 내지 7은 상기의 일반적인 공진식 패널형 확성기(14)의 한 구현예를 보여주며 이 확성기는 예컨대 자동차나 기타 차량의 장식성 외장패널인 큰 패널(24)의 일부를 구성할 공진패널(1)을 구비한다. 이 구현예에서, 확성기(14)는 큰 패널(24)내에서 홈 혹은 슬롯(25)에 의해 한정된 직사각형 공진패널(1)을 포함하며, 이 패널(1)은 저평균속도의 패널(1)을 원형으로 에워싸는 영역에 슬롯(25)을 걸칠 수 있도록 배치된 대향하는 평행슬롯(26)으로 경계를 정한 서스펜션 캔틸레버(27)에 의하여 패널(24)속에 부유고정된다. 캔틸레버 1개를 패널(1)의 각면에 배치한다. 진동여자기(4)는 상기한 바와 같이 부유고정되거나 혹은 원하는대로 편리하게 고정할 수 있다. 도 6에서 보는 바와 같이, 슬롯(25)은 패널(1)을 일부만 관통연장할 수도 있다. 또한 도면에서 보는 바와 같이, 슬롯(25)은 상부면(3)과 패널(1)의 코어(2)를 통과하여 하부면 입구를 지나 슬롯을 덮게된다. 또는 이와 별개로 도7에서 보는 바와 같이, 슬롯(25)이 패널(1)을 완전관통할 수도 있다.

본 발명을 자동차 외장패널 및 기타 장식성 구조물에 응용하는 경우, 제작초기 단계에서 예컨대, 레이저나 수분사형 절단법 등을 이용하여 슬롯처리할 수 있으며 이 슬롯은 진동기소를 위한 적절한 틈새를 형성하기에 충분한 정도로만 넓어야한다. 실제로 이 틈새는 1mm 혹은 2mm 정도면 충분하다. 서스펜션기소의 폭은 효율적인 캔틸레버길이, 패널의 해당영역의 거칠기 및 선형강도, 또한 전체조립체가 유지되기에 이상적인 가속력 등에 따라 달라진다. 약 4 내지 25mm의 폭이 캔틸레버에 적합한 것으로 입증되었다.

또다른 장점은 측방향 가속력에 대한 내구성이다. 비교적 좁은 슬롯폭 때문에 표면구조와 대조적으로, 접착제로 연성 서스펜션 기소들을 결합시켜 패널기초를 안전하게 세울 수 있다. 후자, 즉 연성 서스펜션은 접착결합이 떨어져서 손상되기도 한다.

음향조립구성시 전후패널면 사이에 라디에이션 분리가 필요한 경우, 대체로 차량도어 프레임 같은 부분구조물에 의해 증폭되거나 혹은 일부 전체프레임 및 지지대 같은 부분구조물 때문에 증가된 큰 패널이 배플 역할을 할 수 있다. 건축분야에 응용할 경우, 룸이나 빌딩설계에 따라 구조패널을 늘리게 될 것이다. 좁은 슬롯을 통한 음향누출은 전후간에서 무시할 수 있는 정도이다. 이러한 작은 누출은 또한 패널의 후면과 정면사이의 공전소음(stray niose) 단절 측면에서 유리한 경우도 있다.

차량 외장패널에 있어서, 연성개방셀 폴리우레탄폼 박층상에 천으로된 가볍고 비교적 유연한 장식용 막을 적층하는 것이 제작후반의 단계중 하나이다. 이 구조는 기본조작에 큰 피해를 주지않고 슬롯에 대해 응용할 수 있다. 슬롯은 사용자가 발견할 수 없다. 음향분리 측면에서 약간의 개선효과를 나타내는 것은 폼 및 천으로 싼 슬롯의 작은 방음효과에 기인한다.

도면에서 보는 바와 같은 조립구조의 장점은:

1. 패널과 동일한 재질의 서스펜션을 사용할 수 있어 비용이 적게들고;

2. 서스펜션을 패널두께 사이에 혹은 이 두께를 아주 소량만 늘려 이 사이에 설치할 수 있고;

3. 패널을 진동여자기의 고정부 즉, 자석조립체 등에 매달거나 또는 프레임 혹은 기타의 지지대에 매달 수 있도록 서스펜션을 위한 위치가 다수 존재하며;

4. 간단한 캔틸레버/막대를 설치하여 적절한 유연도를 확보할 수 있다는 것이다.

Claims (19)

1. 적어도 하나의 저평균속도 패널영역에 서스펜션수단이 위치되는 것을 특징으로하는 공진식 패널형 확성기.
2. 제 1항에 있어서,

   패널구조와 일체화된 적어도 하나의 캔틸레버부재를 형성하기 위해 패널구조를 절개하여 생긴 서스펜션수단을 특징으로하는 공진식 패널형 확성기.
3. 제 2항에 있어서,

   절개부는 패널구조를 관통하는 평행한 한쌍의 슬롯인 것을 특징으로하는 공진식 패널형 확성기.
4. 제 2항 또는 3항에 있어서,

   서스펜션수단은 캔틸레버부재의 행렬인 것을 특징으로하는 공진식 패널형 확성기.
5. 제 2항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   캔틸레버부재는 패널평면상에서 딱딱하고 패널평면에 수직인 평면상에서 유연한 것을 특징으로하는 공진식 패널형 확성기.
6. 전술한 어느 항에 있어서,

   연성 서스펜션이 패널에 고정되는 것을 특징으로하는 공진식 패널형 확성기.
7. 제2항 내지 5항 중 어느 한항에 종속되는 제 6항에 있어서,

   연성 서스펜션은 캔틸레버부재에 고정되는 것을 특징으로하는 공진식 패널형 확성기.
8. 전술한 어느 항에 있어서,

   분포식 음향라디에이터를 특징으로하는 공진식 패널형 확성기.
9. 전술한 어느 항에 있어서,

   패널은 음향활성영역과 또한 이 영역을 둘러싸는 저평균속도 영역을 포함하며 또한 음향활성영역을 한정하는 슬롯 혹은 홈이 패널구조내에 존재하는 것을 특징으로하는 공진식 패널형 확성기.
10. 제 9항에 있어서,

    슬롯 혹은 홈이 패널구조에 일부만 통과연장되는 것을 특징으로하는 공진식 패널형 확성기.
11. 제 9항 또는 10항에 따른 공진식 패널형 확성기를 특징으로하는 장식성 외장패널.
12. 제 11항에 따른 장식성 외장패널을 특징으로하는 차량.
13. 적어도 하나의 저평균속도 패널영역을 위치시키고 이 영역속에 서스펜션수단을 설치하는 것을 특징으로하는 공진식 패널형 음향장치 제조방법.
14. 제 13항에 있어서,

    음향활성영역을 둘러싸는 저평균속도 패널영역의 위치를 정하고 이 영역속의 패널구조를 파손시켜 서스펜션수단을 형성하여 패널의 음향활성영역을 한정하는 것을 특징으로하는 공진식 패널형 음향장치 제조방법.
15. 제 11항에 종속되는 제 13항 또는 14항에 있어서,

    패널구조에 슬롯을 내어 음향활성영역을 한정하는 것을 특징으로하는 공진식 패널형 음향장치 제조방법.
16. 제 15항에 있어서,

    패널구조의 일부만 통과연장되는 슬롯을 형성하는 것을 특징으로하는 공진식 패널형 음향장치 제조방법.
17. 제 13항 내지 16항 중 어느 한 항에 있어서,

    서스펜션수단을 형성할 캔틸레버부재를 한정하기위해 패널재를 절개하는 것을 특징으로하는 공진식 패널형 음향장치 제조방법.
18. 제 13항 내지 17항 중 어느 한 항에 있어서,

    진동여자기를 패널에 결합시켜 패널을 구동하기 위한 적절한 패널구동위치를 확인하고 또한 여자기 서스펜션수단을 설치할 구동위치에 근접하는 하나이상의 저평균속도영역을 확인하는 것을 포함하는 진동여자기 서스펜션수단을 형성하는 것을 특징으로하는 공진식 패널형 음향장치 제조방법.
19. 제 11항 내지 16항 중 어느 한 항에 있어서,

    적어도 3개의 캔틸레버부재를 가진 서스펜션수단을 형성하는 것을 특징으로하는 공진식 패널형 음향장치 제조방법.