KR101216273B1 - 진동자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진동 작용을 극대화하며 조립성 및 작업성을 제고시킬 수 있는 진동자에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 외부로부터 입력된 신호에 따라 진동을 발생시키는 진동자에 있어서, 설치공간을 갖는 외부 하우징(100), 상기 외부 하우징(100)의 개방된 상부를 개폐시키는 커버)200), 상기 외부 하우징(100)의 설치공간에 상하로 진동가능하게 배치된 요크(300), 상기 요크(300)의 내면 사이에 솔레노이드 코일 작동공간(S)을 유지하도록 내장되는 영구자석(400)을 리벳(800)으로 요크(300)에 결착 시키고, 상기 솔레노이드 코일 작동공간(S)에 삽입되도록 커버(200)에 연결되어 입력신호에 따라 영구자석(400)과 함께 형성된 자기장에 의해 내부 진동케이스(300)와 영구자석(400)과 플레이트(plate)(430)를 상하로 진동시키는 솔레노이드 코일(500), 상기 내부 진동케이스(300)와 영구자석(400)과 플레이트(430)의 진동을 외부 하우징(100)으로 전달하도록 요크(300)의 상단과 외부 하우징(100)의 상단에 연결된 진동 전달판(600), 상기 진동 전달판(600)을 요크에 고정시키도록 요크(300)의 상단부에 결합된 고정링(700)을 포함하여 구성하는 것이다.

Description

진동자{OSCILLATOR}
본 발명은 진동을 발생시키는 진동자 및 이의 조립방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 솔레노이드 코일과, 상기 솔레노이드 코일에 의해 상하로 진동하는 영구자석과, 이 영구자석을 수용하는 외부 하우징을 리벳으로 고정함으로써 진동 작용을 극대화하며 조립성 및 작업성을 향상시킨 스피커용 진동자 및 이의 조립방법에 관한 것이다.
일반적으로 진동자는 증폭기로부터 입력된 신호에 의해 자기장을 형성하여 진동을 발생시키는 것으로서, 종래기술로는 대한민국 특허 공개 제10-1992-0015952호(공개일: 1992년 08월 27일)(1991년01월09일자로 출원된 특허출원 제1991-0000181호)의 '체감스피커', 대한민국 특허 공개 제10-1993-0019065 호(공개일: 1993년 09월 22일)(1992년02월17일자로 출원된 특허출원 제1992-0002320호)의 '체감스피커', 대한민국 특허공개 제10-2001-0111170(공개일:2001년 12월 17일)(2000년06월08일자로 출원된 특허출원 제2000-0031354호)의 '진동자 및 그 제조방법' 등이 공개되어 있다.
그러나, 상기 종래기술은 다음과 같은 문제점이 있었다.
종래기술의 고정링(16)은 도 1에 예시된 바와 같이, 중심체, 영구자석(19), 진동판(2)을 순차적으로 결합한 후 돌출부(18)의 외경과 진동판(2)을 지지하는 고정링(16)의 내경 사이에 솔레노이드 코일(12)이 삽입되도록 소정의 제2 간격(d2)을 형성한다. 솔레노이드 코일(12)이 전류가 공급되어 자기장이 형성되면 진동판(2)에 의해 지지된 영구자석(19)과 이를 지지하는 중심체(17)와 고정링(16)이 상,하로 진동된다.
미설명부호 5는 진동자의 하부커버이고, 9는 진동자의 상부커버이며, 11은 솔레노이드 코일(12)이 권취되는 관형부재이고, d1은 솔레노이드 코일(12)과 중심체(17)가 간섭이 배제되도록 중심체(17)의 돌기부(18) 하부와 영구자석(19) 사이의 공간부이다.
그러나 제2 간격(d2)을 유지하면서 진동판(2)의 상면에 결합시키는 조립과정이 번거롭고 불편할 뿐만 아니라, 제2 간격(d1)을 확보하지 못하면 솔레노이드 코일(12)이 삽입될 수 없고, 각각의 부품들이 본드접착 방식으로 결합되어 장기간 작동 시 부품 간격이 벌어지거나 본드 접착 기능의 저하로 오작동과 함께 불량품의 양산 및 고장으로 이어지게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 진동판에 의해 지지되어 상,하로 진동되는 진동자를 제공하여 진동자 작동부의 조립성이 간편하게 이루어지고, 접착구조에 의해 시간이 경과됨에 따라 접착력이 저하되는 단점을 개선하여 내구성이 증대되고, 안정성을 향상시키고자 하는 것이다.
또한 간편하게 진동자의 조립이 이루어지는 진동자 조립방법을 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 외부로부터 입력된 신호에 따라 진동을 발생시키는 진동자에 있어서, 설치공간을 갖는 외부 하우징, 상기 외부 하우징의 개방된 상부를 개폐시키는 커버, 상기 외부 하우징의 내부 설치공간 내에 상하로 진동가능하게 배치된 요크, 상기 요크의 내면 사이에 솔레노이드 코일 작동 공간을 유지하도록 내장되는 영구자석을 리벳으로 고정하고, 상기 솔레노이드 코일 작동공간에 삽입되도록 커버에 연결되어 입력신호에 따라 영구자석과 함께 형성된 자기장에 의해 요크를 상하로 진동시키는 솔레노이드 코일 , 상기 요크의 진동을 외부 하우징으로 전달하도록 요크의 상단과 외부 하우징의 상단에 연결된 진동 전달판, 상기 진동 전달판을 요크에 고정시키도록 요크의 상단부에 결합된 고정링을 포함하여 구성하는 것이다.
여기서, 상기 요크에 영구자석의 위치를 설정하고 솔레노이드 코일 작동공간을 유지하기 위해, 상기 요크의 바닥면에는 리벳 결속 구멍이 구비되고 영구자석 중앙부분에도 리벳 결속 구멍이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 고정링의 내경 단부는 하향으로 벤딩되어 결합 환형림 및 중앙부에 리벳 결속 구멍을 형성하고, 상기 요크의 상단부에는 상기 고정링의 결합 환형림이 끼움 결합되도록 결합 환형홈이 형성될 수 있다.
그리고 본 발명은 상기 영구자석의 상면에 부착되어 중량체로 이루어진 플레이트(plate)를 더 포함할 수 있으며, 이 플레이트도 역시 리벳 결속 구멍을 형성한다.
그리고 위의 요크와 영구자석, 플레이트는 하나의 리벳으로 고정함으로써 리벳에 의해 요크의 조립이 간편하게 이루어지고 견고성을 유지할 수 있다.
또한 본 발명은 상기 외부 하우징의 상단 둘레에 형성된 제1 플랜지, 상기 제1 플랜지에 대응되도록 커버의 둘레에 형성된 제2 플랜지를 더 포함하되, 상기 제1 플랜지에는 복수의 제1 나사 구멍이 형성되고, 상기 제2 플랜지에는 제1 나사 구멍에 연통되도록 제1 볼트 구멍이 형성되며, 상기 제1 나사 구멍에는 제1 볼트 구멍을 통해 커버 고정 볼트가 나사결합되어 제1 플랜지와 제2 플랜지를 결속시키게 된다.
아울러 본 발명은 상기 외부 하우징의 상단 둘레에 형성되어 복수의 제2 나사 구멍이 형성된 제1 플랜지, 상기 제2 나사 구멍에 연통되도록 진동 전달판의 가장자리에 천공된 복수의 제2 볼트 구멍, 상기 진동 전달판을 외부 하우징에 고정시키도록 제2 볼트 구멍으로 관통되어 제2 나사 구멍에 나사 결합되는 판 고정 볼트를 더 포함할 수 있다.
또한 외부로부터 입력된 신호에 따라 진동을 발생시키는 진동자에 있어서,
설치공간을 갖는 외부 하우징,
상기 외부 하우징의 개방된 상부를 개폐시키는 커버,
상기 외부 하우징의 설치공간에 상하로 진동가능하게 배치된 요크,
상기 요크의 내면 사이에 솔레노이드 코일 작동공간(S)을 유지하도록 내장되는 영구자석,
상기 솔레노이드 코일 작동공간에 삽입되도록 커버에 연결되어 입력신호에 따라 영구자석과 함께 형성된 자기장에 의해 요크와 영구자석과 중량판과 고정링을 상하로 진동시키는 솔레노이드 코일,
상기 요크의 진동을 외부 하우징으로 전달하도록 요크의 상단과 외부 하우징의 상단에 연결된 진동 전달판,
상기 진동 전달판을 상기 요크에 고정시키도록 요크의 상단부에 결합된 고정링으로 구성하되,
요크의 내부에 영구자석과 플레이트를 안치한 다음 리벳으로 이들 요크와 영구자석과 플레이트를 일체로 조립한 다음
진동 전달판을 요크의 상면에 고정링에 의해 결합시킨 후 진동전달판을 외부 하우징에 현수되게 조립함으로써 진동자의 조립방법이 간편하게 이루어 진다.
상술한 수단으로 구현된 본 발명에 따르면, 영구 자석이 소정의 두께를 갖는 원판형으로 형성되어 금속재의 요크에 내장되므로 진동자의 소형화 시 중량감을 부여하여 동일한 크기의 신호가 입력될 때 진동작용을 극대화할 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.
그리고 본 발명에 따르면, 영구자석이 요크에 내장될 때 위치설정돌기 및 위치설정홈에 의해 부착될 위치가 설정되고, 이에 따라 솔레노이드 코일 작동공간이 확보되므로 솔레노이드 코일을 솔레노이드 코일 작동공간으로 간편하게 삽입할 수 있고 진동 부분의 각 부품들을 이미 천공된 구멍을 이용하여 리벳 고정을 하므로 일정하고 안정된 조립공정을 기대할 수 있는 동시에 조립불량으로 인한 오작동을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면, 진동 전달판을 고정시키는 고정링과 요크, 및 진동 전달판을 리벳 방식으로 간단히 고정하여 결합력을 극대화할 수 있으며, 커버와 외부 하우징은 전기용접을 통해 견고한 결속력을 유지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 진동자를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 부분 절개 사시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 의한 분해 단면도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 의한 결합 단면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
외부로부터 입력된 신호에 따라 진동을 발생시키는 진동자에 있어서,
설치공간을 갖는 외부 하우징(100),
상기 외부 하우징(100)의 개방된 상부를 개폐시키는 커버(200),
상기 외부 하우징(100)의 설치공간에 상하로 진동가능하게 배치된 요크(300),
상기 요크(300)의 내면 사이에 솔레노이드 코일 작동공간(S)을 유지하도록 내장되는 영구자석(400),
상기 솔레노이드 코일 작동공간(S)에 삽입되도록 커버에 연결되어 입력신호에 따라 영구자석(400)과 함께 형성된 자기장에 의해 요크(300)와 영구자석(400)과플레이트(plate)(430)와 고정링(700)을 상하로 진동시키는 솔레노이드 코일(500),
상기 요크의 진동을 외부 하우징으로 전달하도록 요크(300)의 상단과 외부 하우징(100)의 상단에 연결된 진동 전달판(600),
상기 진동 전달판(600)을 상기 요크(300)에 고정시키도록 요크(300)의 상단부에 결합된 고정링(700)으로 구성하되,
요크(300)의 내부에 영구자석(400)과 플레이트(430)를 안치한 다음 리벳(800)으로 이들 요크(300)와 영구자석(400)과 플레이트(430)를 일체로 조립한 다음
진동 전달판(600)을 요크(300)의 상면에 고정링(700)에 의해 결합시킨 후 진동 전달판(600)을 외부 하우징(100)에 현수되게 조립하는 진동자 조립방법이 특징이다.
본 발명의 진동자는, 설치공간(110)을 갖는 외부 하우징(100), 상기 외부 하우징(100)의 개방된 상부를 개폐시키는 커버(200), 외부 하우징(100)의 설치공간(110)에 상하로 진동가능하게 배치된 요크(300), 요크(300)의 내면 사이에 솔레노이드 코일 작동공간(S)을 유지하도록 내장되는 영구 자석(400), 솔레노이드 코일 작동공간(S)에 삽입되도록 커버(200)에 연결되어 입력신호에 따라 영구자석(400)과 함께 형성된 자기장에 의해 요크(300)를 상하로 진동시키는 솔레노이드 코일 (500), 요크(300)의 진동을 외부 하우징(100)으로 전달하도록 요크(300)의 상단과 외부 하우징(100)의 상단에 연결된 진동 전달판(600), 진동 전달판(600)을 요크(300)에 고정시키도록 결합되는 고정링(700), 영구자석(400)과 요크(300), 플레이트(430)를 고정시키는 리벳(800)을 포함한다.
외부 하우징(100)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상부가 개방된 원통형으로 형성되어 내부에 설치공간(110)이 구비되고, 그 개방된 상단 둘레에는 제1 플랜지(120)가 형성되는데, 이러한 제1 플랜지(120)의 외측 가장자리에는 복수의 제1 나사 구멍(121)이 소정 간격으로 형성되고 내측 가장자리에는 복수의 제2 나사 구멍(122)이 소정 간격으로 형성된다.
커버(200)는 외부 하우징(100)의 개방된 상부를 개폐시키는 것으로서, 이러한 커버(200)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 대략 원판형상으로 형성되고, 그 둘레에는 제2 플랜지(220)가 형성되는데, 이러한 제2 플랜지(220)에는 복수의 볼트 구멍(221)이 천공되어 제1 나사 구멍(121)에 나사결합되는 커버고정볼트(230)가 관통되며, 이에 따라 외부 하우징(100)과 커버(200)는 견고히 결합된다.
그리고 커버(200)의 중앙에는 요크(300)에 연이어져 통하도록 원형의 연통공(210)이 형성되고, 이 연통공(210)에는 솔레노이드 코일 관(241)이 구비된 캡(240)이 장착되며, 솔레노이드 코일 관(241)의 외주연으로는 솔레노이드 코일(500)이 감긴다.
요크(300)는 외부 하우징(100)의 설치공간(110)에 배치되어 상하로 진동되는 것으로서, 이러한 요크(300)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상부가 개방된 원통형으로 형성되고, 그 상단부 내경에는 결합환홈(310)이 형성된다. 그리고 요크(300)의 바닥면에는 리벳 구멍(320)가 형성되어 후술하는 영구자석(400)의 리벳 구멍(420)이 끼움 결합된다. 또한 요크(300)는 진동자의 소형화 시에 큰 진동을 발생시키기 위해 중량을 증가시키도록 그리고 솔레노이드 코일에 의해 발생되는 전자력이 요크(300)로 잘 전달되도록 금속 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
영구자석(400)은 원판형에 중앙 구멍이 있는 형태로 형성되어 요크(300)의 바닥면과 리벳(800)에 의해 고정되는데, 이때 영구자석(400)의 외면과 요크(300)의 내면 사이에 솔레노이드 코일 작동공간(S)을 유지하도록 장착되는 것이 중요하다. 이를 위해 영구자석(400)의 중앙부에는 리벳 구멍(420)을 형성하여 요크(300)의 리벳 구멍(320)에 리벳(800)에 의해 영구자석(400)과 요크(300)를 견고히 부착시키게 된다. 특히 영구자석(400)은 네오디뮴(Neodymium)으로 구현되는 것이 바람직한데, 이러한 네오디뮴은 상용적인 자석 중 자력이 가장 높아서 진동자의 소형화 시 작은 크기로도 큰 자력을 발휘한다. 그리고 네오디뮴은 산화를 대비하여 그 표면에 코팅층을 형성하는 것이 바람직하다.
또한 영구자석(400)의 상면에는 금속 재질로 이루어진 플레이트(430)가 부착되어 진동자의 소형화 시 큰 진동을 발생시키게 된다.
솔레노이드 코일(500)은 솔레노이드 코일 관(241)에 감겨서 솔레노이드 코일 작동공간(S)에 삽입되는 것으로서, 이러한 솔레노이드 코일(500)에는 증폭기에 전기적으로 연결되어 입력신호에 따라 영구자석(400)과 함께 자기장을 형성하면서 서로 당기거나 반발하는 작용에 의해 진동전달판(600)에 의해 외부 하우징(100)의 내부에 현수된 요크(300)를 상하로 진동시키게 된다.
진동 전달판(600)은 요크(300)와 외부 하우징(100)에 연결되어 요크(300)의 진동력을 외부 하우징(100)으로 전달하는 것으로서, 이러한 진동 전달판(600)은 도 2에 도시된 바와 같이 중앙에 원형의 장착공(610)이 천공된 원판형으로 형성되며, 장착공(610)의 단부 저면은 전기용접에 의해 요크(300)의 상단부에 고정된다. 그리고 진동 전달판(600)의 가장자리에는 복수의 볼트 구멍(620)이 천공되어 외부 하우징(100)의 제2 나사 구멍(122)에 나사결합되는 판고정볼트(630)가 관통된다.
또한 진동 전달판(600)에는 동심원 상에서 지름을 달리하는 복수의 원호공(640)이 천공되어 요크(300)의 진동 발생 시 탄력성을 부여하여 진동작용이 커지도록 도모한다.
고정링(700)은 요크(300)의 상단부에 부착된 진동 전달판(600)을 견고히 고정시키는 것으로서, 이러한 고정링(700)은 도 2에 도시된 바와 같이 링형상(ring shape)으로 형성되며, 그 내경 단부는 하향으로 벤딩되어 결합환형 림(710)을 형성하는데, 이러한 결합환형 림(710)은 요크(300)의 상단부에 형성된 결합환홈(310)에 끼움 결합되며, 결합환형 림(710)과 결합환홈(310) 사이에는 전기 용접 방식으로 결합력을 극대화하게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 전체적인 결합 및 작동 관계를 첨부된 도면을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 영구자석(400)의 리벳 구멍(420)이 요크(300)의 리벳 홈(320)에 결합되도록 배치한 상태에서 요크(300)와 영구자석(400)을 전기용접 방식으로 결합시키고, 영구자석(400)의 외면과 요크(300)의 사이에 솔레노이드 코일 작동공간(S)이 형성된다. 이같이 요크(300)에 부착된 영구자석(400)의 상면에 상기와 같이 리벳으로 플레이트(430)를 결합하면 요크(300)에 중량감이 부여됨은 물론 자력이 상기 플레이트를 통해서 요크(300)에도 전달된다.
이어서 요크(300)의 상단부에와 진동 전달판(600)을 전기용접으로 결합시킨 다음, 고정링(700)의 결합환형 림(710)을 요크(300)의 결합 환홈(310)에 끼움 결합하여 고정링(700)을 견고히 고정시키는데, 이때 고정링(700)과 결합 환형 림(710) 사이에는 전기용접으로 고정시켜 접착력을 제고시키는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 요크(300)에 고정된 진동 전달판(600)의 볼트 구멍(620)을 외부 하우징(100)의 제2 나사 구멍(122)에 연통되도록 배치한 상태에서 판 고정 볼트(630)를 관통시켜서 제2 나사 구멍(122)에 나사결합한다.
계속해서, 솔레노이드 코일(500)이 감긴 커버(200)의 볼트 구멍(221)을 외부 하우징(100)의 제1 나사 구멍(121)에 연통되도록 배치한 상태에서 판 고정 볼트(630)를 관통시켜서 제1 나사 구멍(121)에 나사결합하여 커버(200)와 외부 하우징(100)을 결합한다. 이때 솔레노이드 코일(500)은 솔레노이드 코일 작동공간(S)에 삽입된다.
전술한 바와 같이 조립된 진동자는 증폭기에서 증폭된 전기 신호가 코일 (500)로 출력되면, 솔레노이드 코일(500)과 영구자석(400)에 자기장이 형성되어 서로 당기거나 반발하는 작용에 의해 영구자석(400)이 상하로 진동하므로 요크(300)가 동시에 진동되고, 이러한 진동은 진동 전달판(600)을 통해 외부 하우징(100)으로 전달되어 외부 하우징(100), 더 나아가서 커버(200)를 진동시키게 된다.
따라서, 본 발명은 영구자석(400)이 소정의 두께를 갖는 원판형으로 형성되어 금속재의 요크(300)에 내장되므로 진동자의 소형화 시 중량감을 부여하여 동일한 크기의 신호가 입력될 때 진동작용을 극대화할 수 있게 된다.
그리고 본 발명은 영구자석(400)이 요크(300)에 내장될 때 리벳 구멍(320) 및 리벳 구멍(420)에 의해 부착될 위치가 설정되고, 이에 따라 솔레노이드 코일 작동공간(S)이 확보되므로 솔레노이드 코일(500)을 솔레노이드 코일 작동공간(S)으로 삽입하는 조립공정이 편리해지며 오작동을 미연에 방지하게 된다.
본 발명은 상술한 실시 예에만 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 개량, 변경, 대체, 부가할 수 있음은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체, 부가에 의한 실시가 이하의 실용신안등록청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것임은 자명하다.
100 : 외부 하우징 200 : 커버
300 : 요크 400 : 영구자석
500 : 솔레노이드 코일 600 : 진동 전달판
700 : 고정링 800 : 고정 리벳
S : 솔레노이드 코일 작동공간

Claims (4)

  1. 외부로부터 입력된 신호에 따라 진동을 발생시키는 진동자에 있어서,
    설치공간을 갖는 외부 하우징(100),
    상기 외부 하우징(100)의 개방된 상부를 개폐시키는 커버(200),
    상기 외부 하우징(100)의 설치공간에 상하로 진동가능하게 배치된 요크(300),
    상기 요크(300)의 내면 사이에 솔레노이드 코일 작동공간(S)을 유지하도록 내장되는 영구자석(400),
    상기 솔레노이드 코일 작동공간(S)에 삽입되도록 커버에 연결되어 입력신호에 따라 영구자석(400)과 함께 형성된 자기장에 의해 요크(300)와 영구자석(400)과플레이트(430)와 고정링(700)을 상하로 진동시키는 솔레노이드 코일(500),
    상기 요크의 진동을 외부 하우징으로 전달하도록 요크(300)의 상단과 외부 하우징(100)의 상단에 연결된 진동 전달판(600),
    상기 진동 전달판(600)을 상기 요크(300)에 고정시키도록 요크(300)의 상단부에 결합된 고정링(700),
    상기 외부 하우징(100)의 상단 둘레에 형성되어 복수의 제2 나사 구멍(122)이 형성된 제1 플랜지(120),
    상기 제2 나사 구멍(122)에 연통되도록 진동 전달판(600)의 가장자리에 천공된 복수의 제2 볼트 구멍(620),
    상기 진동 전달판(600)을 외부 하우징(100)에 고정시키도록 제2 볼트 구멍(620)으로 관통되어 제2 나사 구멍(122)에 나사결합되는 판고정볼트(630)'
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 요크(300)에 내장되는 영구자석(400)의 위치를 설정하여 솔레노이드 코일 작동공간(S)을 유지하기 위해, 요크(300) 중앙에 리벳 구멍(320)이 구비되고 영구자석(400)의 중앙에도 리벳 구멍(320)이 형성되어 리벳(800)으로 견고하게 고정결합시키는 진동자와,
    이 고정링(700)의 내경 단부는 하향으로 벤딩되어 결합 환형림(710)을 형성하고, 상기 요크(300)의 상단부에는 상기 고정링(700)의 결합 환형림(710)이 끼움 결합되도록 결합환홈(310)이 형성된 것을 특징으로 하는 진동자.
  3. 삭제
  4. 삭제
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