KR101569851B1 - 비탄성률 증대를 위한 다층 구조의 진동판을 갖는 스피커 - Google Patents

Abstract

비탄성률 진동판을 갖는 스피커는 내부에 설치공간이 마련되는 하우징, 설치공간에 배치되어 자속을 발생하는 영구자석, 영구자석과 인접하게 구비되어 전류가 인가되면 플레밍의 왼손법칙에 의해 상하로 움직이도록 보빈에 권취되는 코일, 보빈의 상부에 구비되고 코일의 움직임에 따라 상하로 진동하는 제1 진동판 층, 및 제1 진동판 층에 적층되며 제1 진동판 층의 비탄성률보다 높은 비탄성률을 갖는 제2 진동판 층을 포함한다. 예시적인 실시예들에 따른 비탄성률 진동판을 갖는 스피커는 공명진동수 및 스피커 주파수를 다양하게 설정할 수 있으며, 스피커의 출력을 향상할 수 있다.

Description

비탄성률 증대를 위한 다층 구조의 진동판을 갖는 스피커{SPEAKER HAVING MULTI-LAYERED DIAPHRAGM FOR IMPORVING THE SPECIFIC MODULUS}

본 발명은 음향성능 향상을 위해 높은 비탄성률을 갖는 다층 구조의진동판을 포함하는 스피커에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 음향기기에 사용되는 진동판을 갖는 스피커에 관한 것이다.

스피커는 플레밍의 왼손법칙을 이용하여 전기에너지를 기계에너지로 변환하는 장치이다. 구체적으로, 자계가 형성된 필드 내에 전류 신호가 코일에 인가되면, 상기 전류 신호는 진동 에너지로 변환된다. 상기 진동 에너지는 상기 코일에 부착된 진동판을 진동시키고, 상기 진동판은 사람이 인지할 수 있는 음압을 발생할 수 있다.

특히, 상기 진동판은 상기 스피커의 음향 성능을 결정하는 중요한 부품으로, 상기 진동판의 질량은 상기 스피커의 최저/최고 공명진동수를 결정한다. 또한, 상기 진동판의 비탄성률은 상기 스피커의 출력에 영향을 미치며, 상기 진동판의 내부손실은 상기 스피커의 주파수 특성을 결정한다.

기존의 스피커에 대한 음향 성능 향상을 위한 요구가 커지고 있으며, 이에 대한 연구가 증가하는 추세이다. 특히, 상기 스피커의 특성을 개선할 수 있는 진동판에 대한 요구가 커지고 있는 실정이다.

미국공개특허 제2012/0148073호에는 압전스피커에 대한 내용으로 진동판의 질량 및 비탄성률에 대한 내용은 개시하지 못하며, 한국공개특허 2011-0128968호에는 셀룰로오스 압전종이 스피커에 대한 내용으로 진동판에 대한 연구 및 기술에 대한 내용이 부족하다.

본 발명의 일 과제는 음향 성능을 개선시킨 비탄성률 진동판을 갖는 스피커를 제공하는 데 있다.

상술한 본 발명의 일 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 비탄성률 진동판을 갖는 스피커는 내부에 설치공간이 마련되는 하우징, 상기 설치공간에 배치되어 자속을 발생하는 영구자석, 상기 영구자석과 인접하게 구비되어 전류가 인가되면 플레밍의 왼손법칙에 의해 상하로 움직이도록 보빈에 권취되는 코일, 상기 보빈의 상부에 구비되고 상기 코일의 움직임에 따라 상하로 진동하는 제1 진동판 층, 및 상기 제1 진동판 층에 적층되며 상기 제1 진동판 층의 비탄성률보다 높은 비탄성률을 갖는 제2 진동판 층을 포함한다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제2 진동판 층은 그라핀(graphene)을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 진동판 층은 복수의 개구부들을 가질 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제2 진동판 층에 적층되고 상기 제2 진동판 층의 비탄성률보다 낮은 비탄성률을 갖는 제3 진동판 층을 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 및 제3 진동판 층들은 복수의 개구부들을 각각 가질 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 진동판 층은 폴리머 필름을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 진동판 층과 상기 보빈 사이에 개재되는 서스펜션을 더 포함할 수 있다. 상기 서스펜션의 가장자리 영역은 하우징에 고정되며 상기 서스펜션의 중앙 영역은 보빈에 결합될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 하우징의 하부를 커버하고 상기 영구자석의 자속을 유도하는 요크를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 영구자석의 상부에 구비되어, 상기 영구자석에 의해 자화되는 플레이트를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 따른 비탄성률 진동판을 갖는 스피커는 비탄성률이 크고, 질량이 작은 진동판을 포함한다. 이에 따라, 상기 스피커는 공명진동수 및 스피커 주파수를 다양하게 설정할 수 있으며, 스피커의 출력을 향상할 수 있다.

특히, 상기 진동판에 개구부를 구비되며 상기 진동판이 그라핀을 갖는 층을 포함하여 상기 진동판의 질량을 줄일 수 있다. 이에 의해, 스피커의 공명진동수를 더욱 다양하게 설정할 수 있다.

또한, 상기 진동판이 그라핀을 포함하므로, 상기 진동판의 비탄성률을 증가시킬 수 있다. 상기 진동판의 비탄성률 증가로 인하여, 스피커의 음향 성능을 개선할 수 있다.

다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 비탄성률 진동판을 갖는 스피커에 대한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 스피커에 대한 단면도이다.
도 3은 도 1의 A 영역의 확대도이다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 비탄성률 진동판을 갖는 스피커에 대한 단면도이다.
도 5는 도 4의 B 영역의 확대도이다.
도 6 및 도 7은 도 4의 제3 진동판 층을 나타내는 평면도들이다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 비탄성률 진동판을 갖는 스피커에 대한 단면도이다.
도 9는 도 8의 C 영역의 확대도이다.
도 10은 예시적인 실시예들에 따른 비탄성률 진동판을 갖는 스피커에 대한 단면도이다.
도 11은 도 10의 D 영역의 확대도이다.
도 12 및 도 13은 도 10의 스피커에 대한 평면도들이다.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에" 와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는" 과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 비탄성률 진동판을 갖는 스피커에 대한 분해 사시도이다. 도 2는 도 1의 스피커에 대한 단면도이다. 도 3은 도 1의 A 영역의 확대도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 스피커(1)는 내부에 설치공간(102)이 마련되는 하우징(100), 설치공간(102)에 배치되어 자속을 발생하는 영구자석(200), 영구자석(200)과 인접하게 구비되는 코일(300), 코일(300)의 움직임에 따라 상하로 진동하는 제1 진동판 층(400) 및 제1 진동판 층(400)에 적층되는 제2 진동판 층(500)을 포함한다.

하우징(100)은 설치공간(102)에 영구자석(200), 코일(300), 및 제1 및 제2 진동판 층들(400, 500)을 수용하여, 외부의 충격으로부터 상기 구성요소들을 보호할 수 있다.

또한, 스피커(1)는 하우징(100)의 하부를 커버하고 영구자석(200)의 자속을 유도하는 요크(900)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 요크(900)는 영구자석(200)으로부터 발생되는 상기 자속을 유도하기 위해 철금속을 포함할 수 있다. 이와는 달리, 스피커(1)의 무게를 줄이기 위하여, 요크(900)는 플라스틱을 포함할 수 있다.

또한, 요크(900)의 상면에는 영구자석(200)이 안착되도록 안착홈(910)이 구비될 수 있다.

영구자석(200)은 코일(300)에 전류가 인가될 때 플레밍의 왼손법칙에 의하여 코일(300)에 힘이 작용되도록 하우징(100) 내에 자계를 형성할 수 있다.

예를 들어, 영구자석(200)은 요크(900)의 상면에 구비된 안착홈(910)에 안착되며, 보빈(300) 내에 수용되는 제1 마그넷(210) 및 요크(900)의 상면 상에 원주방향으로 연장되고 보빈(300)을 둘러싸며 제1 마그넷(210)과 이격 배치되는 제2 마그넷(220)을 포함할 수 있다.

이와는 달리, 영구자석(200)은 제2 마그넷(220) 만을 포함하거나, 제1 마그넷(210) 만을 포함할 수도 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 스피커(1)는 영구자석(200)의 상부에 구비되고 영구자석(200)에 의해 자화되는 플레이트(700)를 더 포함할 수 있다.

플레이트(700)는 영구자석(200)에 의해 자화되며, 영구자석(200)에서 발생되는 자속을 원하는 방향으로 유도하여 자속 손실을 최소화할 수 있다. 이를 위해, 플레이트(700)는 저탄소강 등을 포함할 수 있다.

예를 들어, 플레이트(700)는 제1 마그넷(210) 상에 배치되는 제1 플레이트(710) 및 제2 마그넷(220) 상에 배치되는 제2 플레이트(720)를 포함할 수 있다.

코일(300)은 영구자석(200)과 인접하게 구비되어, 전류가 인가되면 플레밍의 왼손법칙에 의해 상하로 움직이도록 보빈(310)에 권취된다.

보빈(310)은 후술하는 서스펜션(600)의 중앙 영역(610)으로부터 일방향으로 연장되어 구비될 수 있으며, 제1 마그넷(210) 및 제1 플레이트(710)를 둘러싸며 코일(300)이 감길 수 있는 공간을 제공할 수 있다.

보빈(310)은 제1 마그넷(210) 및 제2 마그넷(210)으로부터 이격 배치될 수 있으며, 서스펜션(600)의 중앙 영역(610)에 부착될 수 있다.

예를 들어, 보빈(310)은 속이 빈 원기둥 형상을 가질 수 있으며, 보빈(310)의 측벽 상에 중첩되도록 코일(300)이 권취될 수 있다.

영구자석(200)에 의해 형성된 자계 내에서 전류신호가 코일(300)로 인가되면, 플레밍의 왼손법칙에 의하여 코일(300)은 상하로 움직이게 된다. 이때 코일(300)의 움직임에 의하여 코일(300)이 권취되는 보빈(310) 또한 상하로 움직이게 된다.

리드선(800)은 코일(300)과 전기적으로 연결되어, 코일에 전류신호를 인가할 수 있다. 예를 들어, 리드선(800)의 일단은 하우징(100)의 외부에 구비된 터미널(도시되지 않음)과 전기적으로 연결되고, 리드선(800)의 타단은 보빈(300)이 감긴 코일(300)과 전기적으로 연결될 수 있다.

서스펜션(600)은 후술하는 제1 및 제2 진동판 층들(400, 500)을 지지하여 강성을 제공할 수 있다.

예를 들어, 서스펜션(600)의 가장자리 영역(620)은 하우징(100)과 고정 결합되고, 서스펜션(600)의 중앙 영역(610)의 하부는 보빈(310)에 부착될 수 있다.

또한, 서스펜션(600)의 상부에는 제1 및 제2 진동판 층들(400, 500)이 부착되어, 플레밍의 왼손법칙에 의한 코일(300)의 움직임은 보빈(310) 및 서스펜션(600)을 통하여 제1 및 제2 진동판 층들(400, 500)을 상하로 진동시킬 수 있다.

제1 진동판 층(400)은 보빈(310) 및 서스펜션(600)의 상부에 구비되고, 코일(300)의 움직임에 따라 상하로 진동할 수 있다.

예를 들어, 제1 진동판 층(400)은 폴리머 필름을 포함할 수 있다. 제1 진동판 층(400)은 폴리에테르에테르케톤(polyether ether ketone, PEEK), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide, PPS), 써모플라스틱 우레탄(thermoplastic urethane, TPU) 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 폴리머 필름은 단층 또는 다층 폴리머 층으로 이루어질 수 있다.

제1 진동판 층(400)은 서스펜션(600)의 상부에 부착되어 코일(300)의 움직임을 후술하는 제2 진동판 층(500)으로 전달하고, 제1 진동판 층(400)은 코일(300)의 움직임에 따라 상하로 진동하면서 음압을 형성할 수 있다.

제2 진동판 층(500)은 제1 진동판 층(400)에 적층되며, 제1 진동판 층(400)의 탄성률보다 높은 비탄성률을 가질 수 있다.

예를 들어, 제2 진동판 층(500)은 그라핀(graphene)을 포함하여 제2 진동판 층(500)의 질량을 감소하고, 제2 진동판 층(500)의 비탄성률을 증가시킬 수 있다.

코일(300)의 움직임은 보빈(310), 서스펜션(600), 및 제1 진동판 층(500)을 통하여 제2 진동판 층(500)으로 전달될 수 있으며, 제2 진동판 층(500)은 코일(300)의 움직임에 따라 상하로 진동하면서 읍압을 형성할 수 있다.

예시적인 실시예들에 따른 비탄성률 진동판을 갖는 스피커(1)는 비탄성률이 크고 질량이 작은 제2 진동판 층(500)을 포함하며 함량 또는 두께를 조절하여, 공명진동수 및 스피커 주파수를 다양하게 설정할 수 있으며 스피커 출력을 향상시킬 수 있다.

특히, 제2 진동판 층(500)은 그라핀(graphene)을 포함하여 제2 진동판 층(500)의 질량을 줄일 수 있으며, 스피커의 다양한 공명진동수 설정을 가능하도록 한다.

또한, 제2 진동판 층(500)이 상기 그라핀을 포함함에 따라 제2 진동판 층(500)의 비탄성률을 증가시킬 수 있고, 스피커의 음향 성능을 개선시킬 수 있다.

도 4는 예시적인 실시예들에 따른 비탄성률 진동판을 갖는 스피커에 대한 단면도이다. 도 5는 도 4의 B 영역의 확대도이다. 도 6 및 도 7은 도 4의 제3 진동판 층을 나타내는 평면도들이다. 예시적인 실시예들에 따른 스피커는 제1 진동판 층에 구비되는 개구부들을 제외하고는 도 1의 스피커와 실질적으로 동일한 구성요소들을 포함한다. 따라서, 동일한 구성요소들은 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략한다.

도 4 내지 도 7을 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 스피커(1)는 내부에 설치공간(102)이 마련되는 하우징(100), 설치공간(102)에 배치되어 자속을 발생하는 영구자석(200), 영구자석(200)과 인접하게 구비되는 코일(300), 코일(300)의 움직임에 따라 상하로 진동하는 제3 진동판 층(410) 및 제3 진동판 층(410)에 적층되는 제2 진동판 층(500)을 포함한다.

하우징(100)은 설치공간(102)에 영구자석(200), 코일(300), 및 제3 및 제2 진동판 층들(410, 500)을 수용하여, 외부의 충격으로부터 상기 구성요소들을 보호할 수 있다.

영구자석(200)은 코일(300)에 전류가 인가될 때 플레밍의 왼손법칙에 의하여 코일(300)에 힘이 작용되도록 하우징(100) 내에 자계를 형성할 수 있다.

코일(300)은 영구자석(200)과 인접하게 구비되어, 전류가 인가되면 플레밍의 왼손법칙에 의해 상하로 움직이도록 보빈(310)에 권취된다.

보빈(310)은 속이 빈 원기둥 형상을 가질 수 있으며, 보빈(310)의 측벽 상에 중첩되도록 코일(300)이 권취될 수 있다.

영구자석(200)에 의해 형성된 자계 내에서 전류신호가 코일(300)로 인가되면, 플레밍의 왼손법칙에 의하여 코일(300)은 상하로 움직이게 된다. 이때 코일(300)의 움직임에 의하여 코일(300)이 권취되는 보빈(310) 또한 상하로 움직이게 된다.

서스펜션(600)은 후술하는 제3 및 제2 진동판 층들(410, 500)을 지지하여 강성을 제공할 수 있다.

예를 들어, 서스펜션(600)의 가장자리 영역(620)은 하우징(100)과 고정 결합되고, 서스펜션(600)의 중앙 영역(610)의 하부는 보빈(310)에 부착될 수 있다.

또한, 서스펜션(600)의 상부에는 제3 및 제2 진동판 층들(410, 500)이 부착되어, 플레밍의 왼손법칙에 의한 코일(300)의 움직임은 보빈(310) 및 서스펜션(600)을 통하여 제3 및 제2 진동판 층들(410, 500)을 상하로 진동시킬 수 있다.

제3 진동판 층(410)은 보빈(310) 및 서스펜션(600)의 상부에 구비되고, 코일(300)의 움직임에 따라 상하로 진동할 수 있다. 또한, 제3 진동판 층(410)은 폴리머 필름을 포함할 수 있다.

제3 진동판 층(410)은 서스펜션(600)의 상부에 부착되어 코일(300)의 움직임을 후술하는 제2 진동판 층(500)으로 전달하고, 제3 진동판 층(410)은 코일(300)의 움직임에 따라 상하로 진동하면서 음압을 형성할 수 있다.

또한, 제3 진동판 층(410)은 복수의 개구부들(412)을 포함할 수 있다. 각각의 개구부(412)는 일방향을 따라 연장되어 구비될 수 있다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 개구부들(412)은 원형 또는 다각형의 다양한 형상을 가질 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.

제2 진동판 층(500)은 제1 진동판 층(400)에 적층되며, 제1 진동판 층(400)의 탄성률보다 높은 비탄성률을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 진동판 층(500)은 그라핀(graphene)을 포함하여 제2 진동판 층(500)의 질량을 감소하고, 제2 진동판 층(500)의 비탄성률을 증가시킬 수 있다.

예시적인 실시예들에 따른 비탄성률 진동판을 갖는 스피커(3)는 비탄성률이 크고 질량이 작은 제2 진동판 층(500)을 포함하여, 공명진동수 및 스피커 주파수를 다양하게 설정할 수 있으며 스피커 출력을 향상시킬 수 있다.

또한, 제2 진동판 층(500)은 그라핀(graphene)을 포함하여 스피커의 다양한 공명진동수 설정을 가능케하며 스피커의 음향 성능을 개선시킬 수 있다.

특히, 제3 진동판 층(410)은 개구부들(412)을 포함하여, 제3 진동판 층(410)의 질량을 더욱 감소시킬 수 있으므로 스피커의 전체 성능을 향상시킬 수 있다.

도 8은 예시적인 실시예들에 따른 비탄성률 진동판을 갖는 스피커에 대한 단면도이다. 도 9는 도 8의 C 영역의 확대도이다. 예시적인 실시예들에 따른 스피커는 제2 진동판 층 상에 적층되는 제4 진동판 층을 제외하고는 도 1의 스피커와 실질적으로 동일한 구성요소들을 포함한다. 따라서, 동일한 구성요소들은 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략한다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 스피커(1)는 내부에 설치공간(102)이 마련되는 하우징(100), 설치공간(102)에 배치되어 자속을 발생하는 영구자석(200), 영구자석(200)과 인접하게 구비되는 코일(300), 코일(300)의 움직임에 따라 상하로 진동하는 제1 진동판 층(400), 제1 진동판 층(400)에 적층되는 제2 진동판 층(500), 및 제4 진동판 층(420)을 포함한다.

하우징(100)은 설치공간(102)에 영구자석(200), 코일(300), 및 제1, 제2 및 제4 진동판 층들(400, 500, 420)을 수용하여, 외부의 충격으로부터 상기 구성요소들을 보호할 수 있다.

영구자석(200)은 코일(300)에 전류가 인가될 때 플레밍의 왼손법칙에 의하여 코일(300)에 힘이 작용되도록 하우징(100) 내에 자계를 형성할 수 있다.

코일(300)은 영구자석(200)과 인접하게 구비되어, 전류가 인가되면 플레밍의 왼손법칙에 의해 상하로 움직이도록 보빈(310)에 권취된다.

보빈(310)은 속이 빈 원기둥 형상을 가질 수 있으며, 보빈(310)의 측벽 상에 중첩되도록 코일(300)이 권취될 수 있다.

영구자석(200)에 의해 형성된 자계 내에서 전류신호가 코일(300)로 인가되면, 플레밍의 왼손법칙에 의하여 코일(300)은 상하로 움직이게 된다. 이때 코일(300)의 움직임에 의하여 코일(300)이 권취되는 보빈(310) 또한 상하로 움직이게 된다.

서스펜션(600)은 후술하는 제1, 제2 및 제4 진동판 층들(400, 500, 420)을 지지하여 강성을 제공할 수 있다.

예를 들어, 서스펜션(600)의 가장자리 영역(620)은 하우징(100)과 고정 결합되고, 서스펜션(600)의 중앙 영역(610)의 하부는 보빈(310)에 부착될 수 있다.

또한, 서스펜션(600)의 상부에는 제1, 제2 및 제4 진동판 층들(400, 500, 420)이 부착되어, 플레밍의 왼손법칙에 의한 코일(300)의 움직임은 보빈(310) 및 서스펜션(600)을 통하여 제1, 제2 및 제4 진동판 층들(400, 500, 420)을 상하로 진동시킬 수 있다.

제1 진동판 층(400)은 보빈(310) 및 서스펜션(600)의 상부에 구비되고, 코일(300)의 움직임에 따라 상하로 진동할 수 있다. 또한, 제1 진동판 층(400)은 폴리머 필름을 포함할 수 있다.

제1 진동판 층(400)은 서스펜션(600)의 상부에 부착되어 코일(300)의 움직임을 후술하는 제2 진동판 층(500)으로 전달하고, 제1 진동판 층(400)은 코일(300)의 움직임에 따라 상하로 진동하면서 음압을 형성할 수 있다.

제2 진동판 층(500)은 제1 진동판 층(400)에 적층되며, 제1 진동판 층(400)의 비탄성률보다 높은 비탄성률을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 진동판 층(500)은 그라핀(graphene)을 포함하여 제2 진동판 층(500)의 질량을 감소하고, 제2 진동판 층(500)의 비탄성률을 증가시킬 수 있다.

제4 진동판 층(420)은 제2 진동판 층(500)에 적층되어, 제2 진동판 층(500)의 비탄성률보다 낮은 비탄성률을 가질 수 있다. 예를 들어, 제4 진동판 층(420)은 폴리머 필름을 포함할 수 있다.

구체적으로, 제4 진동판 층(420)은 폴리에테르에테르케톤(polyether ether ketone, PEEK), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide, PPS), 써모플라스틱 우레탄(thermoplastic urethane, TPU) 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 폴리머 필름은 단층 또는 다층 폴리머 층으로 이루어질 수 있다.

예시적인 실시예들에 따른 비탄성률 진동판을 갖는 스피커(5)는 비탄성률이 크고 질량이 작은 제2 진동판 층(500)을 포함하여, 공명진동수 및 스피커 주파수를 다양하게 설정할 수 있으며 스피커 출력을 향상시킬 수 있다.

또한, 제2 진동판 층(500)은 그라핀(graphene)을 포함하여 스피커의 다양한 공명진동수 설정을 가능케하며 스피커의 음향 성능을 개선시킬 수 있다.

특히, 제2 진동판 층(500)은 제1 진동판 층(400)과 제4 진동판 층(420) 사이에 개재되어, 진동판 전체의 질량을 감소시키며 스피커의 전체 성능을 개선하는 효과가 있다.

도 10은 예시적인 실시예들에 따른 비탄성률 진동판을 갖는 스피커에 대한 단면도이다. 도 11은 도 10의 D 영역의 확대도이다. 도 12 및 도 13은 도 10의 스피커에 대한 평면도들이다. 예시적인 실시예들에 따른 스피커는 제5 진동판 층을 제외하고는 도 4의 스피커와 실질적으로 동일한 구성요소들을 포함한다. 따라서, 동일한 구성요소들은 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략한다.

도 10 내지 도 13을 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 스피커(1)는 내부에 설치공간(102)이 마련되는 하우징(100), 설치공간(102)에 배치되어 자속을 발생하는 영구자석(200), 영구자석(200)과 인접하게 구비되는 코일(300), 코일(300)의 움직임에 따라 상하로 진동하는 제3 진동판 층(410), 제3 진동판 층(410)에 적층되는 제2 진동판 층(500), 및 제2 진동판 층(500)에 적층되는 제5 진동판 층(430)을 포함한다.

하우징(100)은 설치공간(102)에 영구자석(200), 코일(300), 및 제3, 제2 및 제5 진동판 층들(410, 500, 430)을 수용하여, 외부의 충격으로부터 상기 구성요소들을 보호할 수 있다.

영구자석(200)은 코일(300)에 전류가 인가될 때 플레밍의 왼손법칙에 의하여 코일(300)에 힘이 작용되도록 하우징(100) 내에 자계를 형성할 수 있다.

코일(300)은 영구자석(200)과 인접하게 구비되어, 전류가 인가되면 플레밍의 왼손법칙에 의해 상하로 움직이도록 보빈(310)에 권취된다.

보빈(310)은 속이 빈 원기둥 형상을 가질 수 있으며, 보빈(310)의 측벽 상에 중첩되도록 코일(300)이 권취될 수 있다.

영구자석(200)에 의해 형성된 자계 내에서 전류신호가 코일(300)로 인가되면, 플레밍의 왼손법칙에 의하여 코일(300)은 상하로 움직이게 된다. 이때 코일(300)의 움직임에 의하여 코일(300)이 권취되는 보빈(310) 또한 상하로 움직이게 된다.

서스펜션(600)은 후술하는 제3, 제2 및 제5 진동판 층들(410, 500, 430)을 지지하여 강성을 제공할 수 있다.

예를 들어, 서스펜션(600)의 가장자리 영역(620)은 하우징(100)과 고정 결합되고, 서스펜션(600)의 중앙 영역(610)의 하부는 보빈(310)에 부착될 수 있다.

또한, 서스펜션(600)의 상부에는 제3, 제2 및 제5 진동판 층들(410, 500, 430)이 부착되어, 플레밍의 왼손법칙에 의한 코일(300)의 움직임은 보빈(310) 및 서스펜션(600)을 통하여 제3, 제2 및 제5 진동판 층들(410, 500, 430)을 상하로 진동시킬 수 있다.

제3 진동판 층(410)은 보빈(310) 및 서스펜션(600)의 상부에 구비되고, 코일(300)의 움직임에 따라 상하로 진동할 수 있다. 또한, 제3 진동판 층(410)은 폴리머 필름을 포함할 수 있다.

제3 진동판 층(410)은 서스펜션(600)의 상부에 부착되어 코일(300)의 움직임을 후술하는 제2 진동판 층(500)으로 전달하고, 제3 진동판 층(410)은 코일(300)의 움직임에 따라 상하로 진동하면서 음압을 형성할 수 있다.

또한, 제3 진동판 층(410)은 복수의 개구부들(412)을 포함할 수 있다. 각각의 개구부(412)는 일방향을 따라 연장되어 구비될 수 있다.

제2 진동판 층(500)은 제1 진동판 층(400)에 적층되며, 제1 진동판 층(400)의 탄성률보다 높은 비탄성률을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 진동판 층(500)은 그라핀(graphene)을 포함하여 제2 진동판 층(500)의 질량을 감소하고, 제2 진동판 층(500)의 비탄성률을 증가시킬 수 있다.

제5 진동판 층(430)은 제2 진동판 층(500)에 부착되어 코일(300)의 움직임에 따라 상하로 진동할 수 있다. 또한, 제3 진동판 층(410)은 폴리머 필름을 포함할 수 있다.

또한, 제5 진동판 층(430)은 복수의 개구부들(432)을 포함할 수 있다. 각각의 개구부(432)는 일방향을 따라 연장되어 구비될 수 있다

도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 개구부들(432)은 원형 또는 다각형의 다양한 형상을 가질 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.

예시적인 실시예들에 따른 비탄성률 진동판을 갖는 스피커(7)는 비탄성률이 크고 질량이 작은 제2 진동판 층(500)을 포함하여, 공명진동수 및 스피커 주파수를 다양하게 설정할 수 있으며 스피커 출력을 향상시킬 수 있다.

또한, 제2 진동판 층(500)은 그라핀(graphene)을 포함하여 스피커의 다양한 공명진동수 설정을 가능케하며 스피커의 음향 성능을 개선시킬 수 있다.

특히, 제3 및 제5 진동판 층들(410, 430)은 개구부들(412, 432)을 각각 포함하여, 제3 및 제5 진동판 층들(410, 430)의 질량을 더욱 감소시킬 수 있으므로 스피커의 전체 성능을 향상시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 하우징 200: 영구자석
210: 제1 마그넷 220: 제2 마그넷
300: 코일 310: 보빈
400: 제1 진동판 층 412: 개구부
500: 제2 진동판 층 600: 서스펜션
610: 중앙 영역 620: 가장자리 영역
700: 플레이트 800: 리드선
900: 요크

Claims (9)

1. 내부에 설치공간이 마련되는 하우징;
   상기 설치공간에 배치되어 자속을 발생하는 영구자석;
   상기 영구자석과 인접하게 구비되어, 전류가 인가되면 플레밍의 왼손법칙에 의해 상하로 움직이도록 보빈에 권취되는 코일;
   상기 보빈의 상부에 구비되고, 상기 코일의 움직임에 따라 상하로 진동하는 제1 진동판 층; 및
   상기 제1 진동판 층에 적층되며, 상기 제1 진동판 층의 비탄성률보다 높은 비탄성률을 갖는 제2 진동판 층을 포함하고,
   상기 제1 진동판 층은 복수의 개구부들을 갖는 것을 특징으로 하는 비탄성률 진동판을 갖는 스피커.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2 진동판 층은 그라파이트, 그라핀 옥사이드(graphene oxide), 환원 그라핀 옥사이드(reduced graphene oxide)를 포함하는 것을 특징으로 하는 비탄성률 진동판을 갖는 스피커.
3. 삭제
4. 내부에 설치공간이 마련되는 하우징;
   상기 설치공간에 배치되어 자속을 발생하는 영구자석;
   상기 영구자석과 인접하게 구비되어, 전류가 인가되면 플레밍의 왼손법칙에 의해 상하로 움직이도록 보빈에 권취되는 코일;
   상기 보빈의 상부에 구비되고, 상기 코일의 움직임에 따라 상하로 진동하는 제1 진동판 층; 및
   상기 제1 진동판 층에 적층되며, 상기 제1 진동판 층의 비탄성률보다 높은 비탄성률을 갖는 제2 진동판 층을 포함하고,
   상기 제2 진동판 층에 적층되고 상기 제2 진동판 층의 비탄성률보다 낮은 비탄성률을 갖는 제3 진동판 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비탄성률 진동판을 갖는 스피커.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제1 및 제3 진동판 층들은 복수의 개구부들을 각각 갖는 것을 특징으로 하는 비탄성률 진동판을 갖는 스피커.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 진동판 층은 폴리머 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 비탄성률 진동판을 갖는 스피커.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 진동판 층과 상기 보빈 사이에 개재되는 서스펜션을 더 포함하고,
   상기 서스펜션의 가장자리 영역은 하우징에 고정되며 상기 서스펜션의 중앙 영역은 보빈에 결합되는 것을 특징으로 하는 비탄성률 진동판을 갖는 스피커.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 하우징의 하부를 커버하고 상기 영구자석의 자속을 유도하는 요크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비탄성률 진동판을 갖는 스피커.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 영구자석의 상부에 구비되어, 상기 영구자석에 의해 자화되는 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비탄성률 진동판을 갖는 스피커.

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