KR102205433B1 - 압전 소자를 구비한 스피커 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 중심축을 따라 연장된 가이드 홀을 가지는 가이드 프레임, 가이드 홀에 삽입된 가압핀, 가압핀에 연결된 압전 소자부, 압전 소자부를 수용하는 수용홈을 가지며, 가이드 프레임에 연결되어 압전 소자부를 덮는 지지 프레임, 및 지지 프레임에 연결되며, 지지 프레임을 압전 소자부에서 가압핀을 향하여 가압하는 탄성 부재를 포함하여, 제조가 용이하고, 제조 비용이 저렴한 간단한 구조를 구현하였다.

Description

압전 소자를 구비한 스피커{THE SPEAKER WITH A PIEZOELECTRIC ELEMENT}
본 발명은 압전 소자를 구비한 스피커에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제조가 용이하고 제조 비용을 절감할 수 있는 간단한 구조의 압전 소자를 구비한 스피커에 관한 것이다.
스피커란 음 신호를 포함한 전기적 신호를 진동판의 진동으로 바꾸어 공기에 소밀파(疏密波)를 발생시켜 음파를 복사(輻射)하는 음향기기이다. 종래 기술의 일 실시 예에 따른 스피커는 영구자석과 보이스코일의 상호 작용에 따른 진동을 진동판을 통해 방사한다.
도 1 내지 3은 종래 기술에 따른 압전 소자를 구비한 스피커를 도시한 도면이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 종래 기술의 다른 실시 예에 따른 스피커는, 패널(11)과 압전 소자(12)를 포함한다. 압전 소자(12)는 패널(11)에 부착된다. 압전 소자(12)는 전기 신호를 인가받으면, 기계적인 팽창 또는 압축을 한다. 따라서, 전원에 따라 압전 소자(12)는 패널(11)을 진동시켜 음향을 생성시킨다.
그러나, 종래 기술에 따른 압전 소자는 얇기 때문에 신축력도 약하다. 이에 의해, 고출력의 음향을 재생할 수 없는 문제점이 있다. 또한, 진동폭이 작아서 저주파수 대역 음향을 폭 넓게 재생할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시 예는, 제조가 용이하고 제조 비용을 절감할 수 있으며, 충분한 구동력을 확보할 수 있는 압전 소자를 구비한 스피커를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 압전 소자를 구비한 스피커는, 중심축을 따라 연장된 가이드 홀을 가지는 가이드 프레임, 가이드 홀에 삽입된 가압핀, 가압핀에 연결된 압전 소자부, 압전 소자부를 수용하는 수용홈을 가지며, 가이드 프레임에 연결되어 압전 소자부를 덮는 지지 프레임, 및 지지 프레임에 연결되며, 지지 프레임을 압전 소자부에서 가압핀을 향하여 가압하는 탄성 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 구조가 간단하여, 제조가 용이하고, 제조 비용을 절감할 수 있다.
또한, 충분한 구동력을 확보하여, 전 주파수 대역, 특히 저주파수 대역의 음향까지 안정적이고, 풍부하게 재생할 수 있다.
도 1 내지 3은 종래 기술에 따른 압전 소자를 구비한 스피커를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압전 소자를 구비한 스피커를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 압전 소자를 구비한 스피커를 우측에서 바라본 도면이다.
도 6은 도 4에 도시된 압전 소자를 구비한 스피커의 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 압전 소자부를 도시한 도면이다.
도 8은 도 6에 도시된 압전 소자부의 다른 실시 예를 도시한 도면이다.
도 9는 도 5에 도시된 탄성 부재의 다른 실시 예를 도시한 도면이다.
도 10은 9에 도시된 탄성 부재의 다른 실시 예를 도시한 도면이다.
이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 압전 소자를 구비한스피커(10)를 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압전 소자를 구비한 스피커(10)를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 5는 도 4에 도시된 압전 소자를 구비한 스피커(10)를 우측에서 바라본 도면이고, 도 6은 도 4에 도시된 압전 소자를 구비한 스피커(10)의 단면도이다.
도 4 내지 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 압전 소자를 구비한 스피커(10)는 압전 소자의 신축력(伸縮力)을 이용하여, 충분한 구동력을 확보하기 위하여 가이드 프레임(100), 가압핀(200), 압전 소자부(300), 지지 프레임(400) 및 탄성 부재(500)를 포함한다.
가이드 프레임(100)은 중심축(A)을 따라 연장된 가이드 홀(110)을 가진다. 가압핀(200)은 가이드 홀(110)에 삽입된다. 압전 소자부(300)는 가압핀(200)에 연결된다. 지지 프레임(400)은 압전 소자부(300)를 수용하는 수용홈(310)을 가진다. 지지 프레임(400)은 가이드 프레임(100)에 연결되어 압전 소자부(300)를 덮는다. 탄성 부재(500)는 지지 프레임(400)에 연결된다. 가이드 프레임(100)은 중심축(A)을 기준으로 원주 방향으로 연장될 수 있다.
한편, 가이드 프레임(100)은 가이드 프레임 몸체(150)와 후크(151)를 포함한다. 가이드 프레임 몸체(150)는 가이드 홀(110)을 가지며, 중심축(A)을 기준으로 원주 방향으로 연장된다. 후크(151)는 가이드 프레임 몸체(150)의 가장자리를 따라 원주 방향으로 연장된 링 형상을 가질 수 있다. 후크(151)는 가이드 프레임 몸체(150)로부터 중심축(A)을 따라 연장된다. 따라서, 후크(151)는 지지 프레임(400)의 본체부(410)에 후크 방식으로 체결될 수 있다.
탄성 부재(500)는 압전 소자부(300)에서 가압핀(200)을 향하여 지지 프레임(400)을 가압한다. 가압핀(200)은 탄성 부재(500)에 의해 패널(11)을 가압한 상태를 유지할 수 있다. 이에 의해, 압전 소자부(300)의 신축력 시, 가압핀(200)은 중심축(A)을 따라 진동하여 패널(11)을 정밀하고 미세하게 진동시킬 수 있다. 가압핀(300)은 패널(11)에 접착 물질을 통해 부착될 수 있다.
탄성 부재(500)는 가압부(510), 체결부(530) 및 연결부(550)를 포함한다. 가압부(510)는 지지 프레임(400)에 연결된다. 체결부(530)는 가압부(510)로부터 이격되어 배치된다. 체결부(530)는 체결 수단(미도시)에 의해 별도의 프레임(미도시)에 체결될 수 있다. 이에 의해, 탄성 부재(500)가 고정되므로, 압전 소자를 구비한 스피커(10)가 지지될 수 있다. 일 실시 예로, 탄성 부재(500)는 판 스프링 형상을 가질 수 있다.
연결부(550)는 가압부(510)와 체결부(530)를 연결한다. 또한, 체결부(530)는 체결 수단(미도시)의 체결을 위한 체결홀(531)을 가진다. 일 실시 예로, 체결부(530)는 별도의 프레임(미도시)에 나사 체결 될 수 있다. 이에 의해, 연결부(530)가 체결부(230)와 가압부(510)를 이격시켜, 지지 프레임(400)을 가압한 상태로 지지하게 한다. 즉, 탄성 부재(500)는 그 자체로 지지 프레임(400)을 가압함과 동시에 지지 프레임(400)을 지지하여 고정할 수 있다. 여기서, 지지 프레임(400)은 압전 소자부(300)의 일단을 가압할 수 있다. 압전 소자부(300)는 가압핀(200)의 일단을 가압할 수 있다. 이에 의해, 가압핀(200)의 타단은 패널(11)을 가압할 수 있다.
지지 프레임(400)은 본체부(410), 안착부(430) 및 삽입부(450)를 포함한다. 지지 프레임(400)은 중심축(A)을 기준으로 원주 방향으로 연장될 수 있다. 본체부(410)는 가이드 프레임(100)에 결합된다. 안착부(430)는 본체부(410)로부터 중심축(A)을 따라 가압핀(200)에서 압전 소자부(300)를 향하는 방향으로 연장된다. 삽입부(450)는 안착부(430)로부터 중심축(A)을 따라 가압핀(200)에서 압전 소자부(300)를 향하는 방향으로 연장된다. 안착부(430) 및 삽입부(450)는 모두 압전 소자부(300)를 수용하는 수용홈(310)을 가질 수 있다.
한편, 가압부(510)는 관통홀(511)을 가진다. 삽입부(450)는 관통홀(511)에 삽입된다. 가압부(510)는 삽입부(450)를 둘러싸며, 안착부(430)를 가압한다. 가압부(510)의 관통홀(511)에 삽입부(450)가 삽입된 상태로 탄성 부재(500)와 지지 프레임(400)이 결합된다. 또한, 가압부(510)와 지지 프레임(400)이 결합된 자체로, 가압부(510)는 안착부(430)를 가압한다. 따라서, 탄성 부재(500)와 지지 프레임(400)의 결합이 용이하고 구조가 간단하다.
가압핀(200)은 가압 돌기(210) 및 가압 몸체(230)를 포함한다. 가압 돌기(210)는 가이드 홀(110)에 슬라이딩 가능하게 삽입된다. 가압 몸체(230)는 가압 돌기(210)의 단부에 배치되어 압전 소자부(300)와 연결된다. 압전 소자부(300)와 가압 몸체(230)는 접착 물질에 의해 부착될 수 있다. 가압 몸체(230)는 단면상 가압 돌기(210) 보다 큰 두께를 가진다(중심축(A)과 수직한 축 기준). 한편, 가이드 프레임(100)은 가압 몸체(230)를 수용하는 내측홈(130)을 가진다. 내측홈(130)은 가이드 홀(110) 보다 더 큰 내경으로 정의된다. 따라서, 가압 몸체(230)는 내측홈(130) 내에서 슬라이딩 하면서, 가압핀(200)의 진동 거리를 제한하여 가압핀(200)의 이탈을 방지할 수 있다. 여기서, 지지 프레임(400)의 본체부(410)도 내측홈(130)을 가질 수 있다. 이에 의해, 가압핀(200)의 진동 거리를 확보할 수 있다.
도 7은 도 6에 도시된 압전 소자부(300)를 도시한 도면이며, 도 8은 도 6에 도시된 압전 소자부(300)의 다른 실시 예를 도시한 도면이다.
도 7 및 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 압전 소자를 구비한 스피커(10)는 전원부(600)를 더 포함한다. 또한, 압전 소자부(300)는 복수의 압전 소자(330)를 포함한다. 복수의 압전 소자(330)는 중심축(A)을 따라 적층된다. 따라서, 전원부(600)의 전원 인가 방향에 따라, 압전 소자부(300)는 중심축(A)을 따라 수축 또는 팽창한다. 여기서, 압전 소자부(300)가 복수의 압전 소자(330)를 포함하여, 충분히 큰 구동력을 확보할 수 있다. 이로써, 저주파 대역 음향을 안정적으로 재생할 수 있다.
압전 소자부(300)는 서로 다른 압전 특성을 가지는 복수의 압전 소자를 포함할 수 있다. 일 실시 예로, 압전 소자부(300)는 적어도 하나의 제 1 압전 소자(331)와 적어도 하나의 제 2 압전 소자(333)를 포함할 수 있다. 제 1 압전 소자(331)는 제 1 압전 특성을 가지며, 제 2 압전 소자(333)는 제 1 압전 특성과 다른 제 2 압전 특성을 가진다. 여기서, 압전 특성은 조성물 및 그 비율에 따른 변형량(율)을 포함한다. 따라서, 서로 다른 압전 특성을 가지는 복수의 압전 소자를 이용하여 압전 소자부(300)의 구동력을 설정할 수 있다. 압전 소자부(300)는 제 3 압전 소자(335)를 더 포함할 수 있다. 또한, 중심축(A)을 따라 복수의 제 1 압전 소자(331), 복수의 제 2 압전 소자(333) 및 복수의 제 3 압전 소자(335) 순서로 배치될 수 있다. 여기서, 제 1 압전 소자(331)에서 제 3 압전 소자(335)로 갈수록 변형량(율)이 더 클 수 있다.
도 9는 도 5에 도시된 탄성 부재(500)의 다른 실시 예를 도시한 도면이며, 도 10은 9에 도시된 탄성 부재(500)의 다른 실시 예를 도시한 도면이다.
도 9 및 10을 참조하면, 일 실시 예로, 한 쌍의 체결부(530)는 가압부(510)를 사이에 두고 마주보게 배치될 수 있다. 또한, 한 쌍의 연결부(550)는 가압부(510)를 사이에 두고 마주보게 배치될 수 있다. 즉, 한 쌍의 체결부(530)와 한 쌍의 연결부(550)는 중심축(A)을 기준으로 대칭되게 배치될 수 있다. 이에 의해, 가압핀(200)이 패널(11)을 가압하는 정도 및 가압 상태를 정밀하고 안정적으로 유지할 수 있다.
한편, 가압부(510), 체결부(530) 및 연결부(550)는 동일 평면상에 배치될 수 있다. 즉, 탄성 부재(500)는 판 형상을 가질 수 있다. 이는, 간단한 구조로 제작 및 조립이 용이하여 제조 비용을 절감할 수 있다.
또한, 연결부(550)는 가압부(510)로부터 체결부(530)를 중심축(A)을 따라 이격시킨다. 이를 위해, 연결부(550)는 벤딩부 및 곡면 중 적어도 하나를 가진다. 연결부(550)의 벤딩부 또는 곡면은 중심축(A) 방향으로 체결부(530)와 가압부(510)의 사이를 조정할 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
10 : 압전 소자를 구비한 스피커
100 : 가이드 프레임
150 : 가이드 프레임 몸체
151 : 후크
200 : 가압핀
210 : 가압 돌기
230 : 가압 몸체
300 : 압전 소자부
310 : 수용홈
330 : 압전 소자
400 : 지지 프레임
410 : 본체부
430 : 안착부
450 : 삽입부
500 : 탄성 부재
510 : 가압부
530 : 체결부
550 : 연결부
600 : 전원부

Claims (11)

  1. 중심축을 따라 연장된 가이드 홀을 가지는 가이드 프레임;
    가이드 홀에 삽입된 가압핀;
    가압핀에 연결된 압전 소자부;
    압전 소자부를 수용하는 수용홈을 가지며, 가이드 프레임에 연결되어 압전 소자부를 덮는 지지 프레임; 및
    지지 프레임에 연결되며, 지지 프레임을 압전 소자부에서 가압핀을 향하여 가압하는 탄성 부재를 포함하고,
    탄성 부재는 지지 프레임의 외측에 배치되며,
    탄성부재의 일측은 지지 프레임을 지지하고, 탄성부재의 타측은 지지 프레임의 외측에 배치되는 외부 프레임에 체결되는 압전 소자를 구비한 스피커.
  2. 제 1 항에 있어서,
    탄성 부재는,
    지지 프레임에 연결된 가압부;
    가압부로부터 이격되며, 체결 수단에 의해 체결되는 체결부; 및
    가압부와 체결부를 연결하는 연결부를 포함하는 압전 소자를 구비한 스피커.
  3. 제 2 항에 있어서,
    체결부는 체결 수단의 체결을 위한 체결홀을 가지는 압전 소자를 구비한 스피커.
  4. 제 2 항에 있어서,
    지지 프레임은,
    가이드 프레임에 결합되는 본체부;
    본체부로부터 중심축을 따라 가압핀에서 압전 소자부를 향하는 방향으로 연장된 안착부; 및
    안착부로부터 중심축을 따라 가압핀에서 압전 소자부를 향하는 방향으로 연장된 삽입부를 포함하며,
    가압부는 삽입부의 삽입을 위한 관통홀을 가지는 압전 소자를 구비한 스피커.
  5. 제 4 항에 있어서,
    가압핀은,
    가이드 홀에 슬라이딩 가능하게 삽입된 가압 돌기; 및
    가압 돌기의 단부에 배치되어 압전 소자부와 연결되며, 단면상 가압 돌기 보다 더 큰 두께를 가지는 가압 몸체를 포함하며,
    가이드 프레임은 가압 몸체를 수용하며, 가이드 홀 보다 더 큰 내경을 가지는 내측홈을 더 가지는 압전 소자를 구비한 스피커.
  6. 제 1 항에 있어서,
    압전 소자부에 전원을 인가하는 전원부를 더 포함하며,
    압전 소자부는 중심축을 따라 적층된 복수의 압전 소자를 포함하며,
    압전 소자부는 전원에 따라 중심축을 따라 수축 또는 팽창하는 압전 소자를 구비한 스피커.
  7. 제 6 항에 있어서,
    압전 소자부는,
    제 1 압전 특성을 가지는 적어도 하나의 제 1 압전 소자; 및
    제 2 압전 특성을 가지는 적어도 하나의 제 2 압전 소자를 포함하는 압전 소자를 구비한 스피커.
  8. 제 2 항에 있어서,
    한 쌍의 체결부와 한 쌍의 연결부는 가압부를 사이에 두고 마주보게 배치된 압전 소자를 구비한 스피커.
  9. 제 2 항에 있어서,
    연결부, 가압부 및 체결부는 동일 평면상에 배치된 압전 소자를 구비한 스피커.
  10. 제 2 항에 있어서,
    연결부는 가압부로부터 체결부를 중심축을 따라 이격시키는 압전 소자를 구비한 스피커.
  11. 제 10 항에 있어서,
    연결부는 벤딩부 및 곡면 중 적어도 하나를 가지는 압전 소자를 구비한 스피커.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20160020659A (ko) * 2014-08-13 2016-02-24 민동훈 골 진동을 통해 소리를 전달하는 고체전도 압전 스피커
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