확인대상발명
1. 확인대상발명의 명칭
3 레이어로 이루어진 마이크로 스피커의 진동판용 엣지재
2. 확인대상발명 도면의 간단한 설명
도 1은 확인대상발명의 3 레이어로 이루어진 마이크로 스피커의 진동판용
엣지재의 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 3 레이어로 이루어진 마이크로 스피커의 진동판용 엣지재
2 : 제1 구속층, 3 : 중간층, 4 : 제2 구속층
3. 확인대상발명의 상세한 설명
가. 확인대상발명의 주요내용
1) 확인대상발명 제1항
아크릴로 이루어지는 중간층; 상기 중간층의 일면에 형성되며 폴리에테르에테르케톤(PEEK ; Polyether ether ketone)으로 이루어지는 제1 구속층및 중간층의 타면에 형성되며 폴리에테르에테르케톤으로 이루어지는 제2 구속층을 포함하고, 제1 구속층 및 제2 구속층의 두께는 6.0㎛로 형성되며 중간층의 두께는 10.0㎛ 내지 30.0㎛로 형성되는 것을 특징으로 하는 3 레이어로 이루어진 마이크로 스피커의 진동판용 엣지재.
2) 확인대상발명 제2항
확인대상발명 제1항에 있어서, 상기 중간층의 경도는 쇼아A 60 이하인 것을 특징으로 하는 3 레이어로 이루어진 마이크로 스피커의 진동판용 엣지재.
나. 확인대상발명의 설명
1) 확인대상발명이 속하는 기술분야와 기술적 배경
라우드 스피커는 전기적인 신호의 변화를 인간이 들을 수 있는 음향의진동으로 바꾸는 장치이다. 이상적인 라우드 스피커는, 우리 귀에 들리는 음의대역이라 할 가청 주파수 대역 전체에 걸쳐 모든 방향으로 동일한 위상의 소리를 낼 수 있는 진동 영역을 가져야만 한다.래미네이트란 접착제에 의해 둘 이상의 자재를 접합하는 공정 혹은 둘이상붙여 만든 것을 말한다. 멤브레인이란 전화기 혹은 스피커에서 사용되는 진동막을 말한다.
댐퍼(damper)란 제동기라고도 하며 일반적으로 어떤 진동에 저항을 주어서빨리 진동을 멈추게 하는 장치로서 TV 수상기에서는 편향 코일이 귀선 소거의 기간중에 일으키는 자유진동을 억제하기 위하여 코일에 병렬로 장치한 댐퍼관을 줄여서 말한다. 댐퍼관에는 보통 2극관을 쓴다.실제 환경에서는 상기의 실시예외로도 제1 구속층 및 제2 구속층의 두께 및중간층을 다양한 두께로 하여 실시할 수 있는 바, 당 분야의 통상의 지식을가진 자가 선택할 수 있는 정도에 불과하다.
사람의 청각으로 들을 수 있는 가청주파수는 20Hz ~ 20KHz의 기계적인진동이다. 스피커는 사람이 들을 수 있는 음성 또는 소리를 발생하는 전기부품이다. 스피커의 응용분야는 전화기, 이동 통신 휴대폰, 컴퓨터, TV, 카세트,음향 기계, 자동차 등에 사용된다. 스피커 기능은 전기적 전류 에너지를 기계적인 소리 에너지로 변화시키는 변환기이다.
스피커의 기술혁신은 80년대 디지털오디오와 90년대 휴대폰의 확대보급에의해서 가속되었다. 비약적으로 녹음음질이 향상되어 고성능 스피커가 필요불가결하게 되었다. 또한 휴대폰의 보급으로 소형 경량화도 필요하게 되었다.음질을 결정적으로 좌우하는 진동판소재는 펄프 일변도에서, 수지, 선진복합재료(ACM), 금속, 세라믹스, 바이오 재로 등 선택의 폭이 넓어졌다. 멀티미디어 컴퓨터의 일반화, AV(오디오, 비주얼) 기기의 발달, 그리고 카스테레오의보급에 따라, 여러 환경에서 “좋은음”을 추구하게 되어 개별용도에 특수한 특성이 요구되고 있다. 지향 스피커의 방향성, 차량탑재 스피커의 경량화, 휴대폰의 경량화와 고품질 스피커가 요구된다.
종래의 아날로그의 경우, 레코드 바늘의 능력이나, 암(Arm)의 공진 때문에초저음 역부터 초고음 역까지 기록 재생할 수가 없었다. 또한 기록할 수 있는신호 레벨의 폭(Dynamic Range)에도 한계가 있었다. 그러나, 근년의 디지털화에 의해 20Hz ~ 20KHz(샘플링 주파수에 의한 제한은 있음)까지의 넓은 주파수 대역에 걸쳐 새의 울음소리 같은 미소한 음부터, 폭발음과 같은 대음량까지 찌그러짐 없이 기록할 수 있게 되었다.
이와 같이 고품위의 음을 충실히 재생하기 위해 음의 출구가 되는 스피커시스템의 고성능화가 필요하게 되었다.스피커가 세상에 등장한 이래, 원리적으로 거의 변화되지 않고, 구성 부품수도 적다. 역으로 말하면 단순한 구조이기 때문에 하나의 부품이 갖는 역할이대단히 크게 된다. 넓은 주파수 대역을 취급하기 때문에 하나의 재료 바꾸는것에 따라 음질도 크게 변화한다. 이 때문에 우수한 재료의 개발, 선정은 스피커 시스템을 제품화할 시 성능에 직결하는 중요한 작업이 된다.스피커 시스템의 구성 요소는 진동판, 엣지, 뎀퍼, 영구자석, 후레임 재료,접착제, 인클로우져 등 부품으로 구성된다. 확인대상발명은 상기 부품 중에 엣지에 관한 것이다.대표적인 스피커 시스템 구성은 대구경의 저음용과 소구경의 중고음용 수개의 스피커 유니트를 네트워크라고 불리는 주파수 분할 회로와 연결, 인클로우져 라는 상자에 넣어져 있다. 스피커 유니트는 다시 진동계, 지지계, 자기회로, 구동계 등으로 분류된다.그 중에서도 진동계는 프로그램 소스의 전기 신호를 기계진동으로 변환하여, 최종적으로는 음파로 변환하는 역할을 담당한다. 음질에 크게 영향을 미치는 것으로 가장 중요한 부품의 하나이다.구동계에서 전기 신호를 변화하는 것에 따라 발생하는 기계진동은 진동판에전달된다. 진동판은 전후 공기를 밀어 소밀파를 발생시켜, 이것이 음파로 되어우리의 귀에 들린다. 진동판의 진동방식에 따라 음질이 크게 변화한다. 스피커에 요구되는 성능은 입력된 전기 신호를 충실히 재생하는 것이다. 저음부터고음까지의 보다 넓은 주파수 범위에까지 크고 그러면서도 일정 음압의 재생음을 얻을 수 있는 것이 바람직스럽다. 스피커의 주파수 특성 곡선에서 보면,최저 공진주파수 (Fa : 저음재생 주파수의 한계)부터 고역 공진주파수 (Fb :고음재생 주파수의 실질적인 한계)의 범위가 넓으면서도, 음압이 높고, 요철이적은 평평한 형태를 묘사하는 것이 요구된다.
엣지는 두 가지의 커다란 역할을 맞고 있다. 하나는 진동계 및 구동계 부품의 움직임에 유연하게 대응함과 동시에 측방으로의 흔들림을 막아 위치를 정확히 유지하는 일이고, 또 하나는 진동판에서 전방으로 방사된 음파와 후방으로 방사된 역위상의 음파가 혼합되어 상쇄되는 것을 방지하는 역할이다.진동판의 진폭은 주파수의 2승에 반비례하는 성질을 갖고 있다. 따라서 저음역에서는 커다란 진폭을 나타내기 때문에 엣지에는 진동방향의 기계적 직선성이 요구된다. 이것은 엣지의 재료보다도 형상으로 결정되는 경우가 많다. 또엣지는 중음역에 있어 공진하고, 이 공진에 의해 엣지에서 발생한 음이 스피커의 성능에 커다란 영향을 미치기 때문에 진동 흡수 능력(내부손실)이 큰 것이 필요하다. 더욱 엣지는 진동판의 외주에 결합되어 있기 때문에 진동판과같이 경량(저밀도)인 것이 요구된다. 이러한 요구 성능을 만족시키기 위하여여러 종류의 재료가 개발되어 있다.엣지 재료 중 가장 많이 쓰이고 있는 것은 코-팅포와 발포폴리우레탄으로저가인 것이 최대의 이유이다. 발포폴리우레탄은 코-팅포 보다 값이 약간 높지만, 균형잡힌 성능이 평가되어 보급이 진척되었다.발포폴리우레탄 엣지는 발포재료의 특징인 저밀도와 우수한 신축성을 갖추고 있다. 같은 중량이라면 두께를 갖게 할 수 있기 때문에 적당한 강성을 갖추어 지지 능력이 크다. 더욱이 유연해서 내부 손실도 크다.일반적으로 발포폴리우레탄은 원료가 되는 폴리올의 종류에 따라 폴리에스텔계와 폴리에텔계의 두 가지로 분류되고 그 성질도 다르다 폴리에스텔계 폴리우레탄은 내후성은 좋으나 내습성이 나빠 습열을 만나면 가수분해 된다. 또한 폴리에텔계 폴리우레탄은 내습성은 좋은데, 내후성이 나빠 자외선에 의해열화된다. 이 때문에 이 두 타입의 폴리우레탄은 일장 일단이 있다고 말하고있다. 그러나 이와 같은 내습 내후성이 나쁜 것을 제외하면 폴리우레탄은 엣지재로서 우수한 재료이다. 당 분야의 과제로는 발포폴리우레탄의 우수한 특성을 살려가면서 개량을 해서 내습성과 내후성을 향상시키는 방향이다. 이 때문에 원료의 변경, 변성이나 표면 처리 등이 필요하다. 또 하나의 방향은 폴리우레탄 이외의 내구성이 우수한 고문, 에라스토머계 재료의 발포체, 또는 발포체에 가까운 구조로 하는 검토가 이루어지고 있다.
댐퍼는 ‘① 엣지와 같이 진동계 및 구동계 부품의 위치를 정확히 지지하고,
② 자기회로의 겝에 이물질이 침입하지 않도록 방지한다.’라는 두 가지의 큰역할을 하고 있다. 또 댐퍼 재료에 요구되는 성능은 엣지와 유사하여, 경량(저밀도), 기계적 직선성의 2가지이다. 댐퍼는 지지작용이 추가되기 때문에 직선성이 가장 중요하여, 이것이 엣지와 크게 다른점이다. 댐퍼 재료에는 각종의직포가 사용되고 있다. 양적으로 보면, 면직포나 아라미드 직포에 페놀수지를합침하여 콜게이숀(파판) 형상으로 열성형한 것이 가장 많다. 또 특수한 예로서, 유리섬유 강화 에폭시 수지 적층판을 짤라서 빼낸 특수한 형상의 댐퍼 등도 사용되고 있다.스피커는 전류를 효율 좋게 음으로 변환하는 것이 필요하다. 이 변환 효율은 음압이라는 특성으로 표현되어, 음압이 높을수록 일정한 전류에서 큰 소리가 발생한다. 음압을 결정하는 가장 큰 요소가 자기 회로중의 영구 자석의 성
능이다.
2) 확인대상발명의 설명
확인대상발명은 멀티레이어로 이루어진 라우드 스피커용 진동판용 엣지재에 관한 것으로 특히, 3 레이어로 이루어진 마이크로 스피커의 진동판용 엣지재에 관한 것이다.
‘6㎛ PEEK-film / 10㎛ damper(Acrylic Adhensive) / 6㎛ PEEK-film’라는 표기의 의미는 6.0㎛의 폴리에테르에테르케톤(PEEK ; Polyether etherketone)으로 이루어지는 제1 구속층과 10.0㎛의 아크릴로 이루어지는 중간층,6.0㎛의 폴리에테르에테르케톤(PEEK ; Polyether ether ketone)으로 이루어지는 제2 구속층으로 이루어진 라우드 스피커용 진동판용 엣지재를 말한다.확인대상발명의 실시예는 다음과 같다.
6㎛ PEEK-film / 10㎛ damper(Acrylic Adhensive) / 6㎛ PEEK-film
6㎛ PEEK-film / 20㎛ damper(Acrylic Adhensive) / 6㎛ PEEK-film
6㎛ PEEK-film / 25㎛ damper(Acrylic Adhensive) / 6㎛ PEEK-film
6㎛ PEEK-film / 30㎛ damper(Acrylic Adhensive) / 6㎛ PEEK-film
또한, 중간층의 경도는 쇼아A 60 이하로 측정된다. 도면 1은 3 레이어의 라우드 스피커용 진동판용 엣지재(1)에 관한 것으로서 제1 구속층(2), 제2 구속층(4), 중간층(3)이 도시되어 있다.