KR101563202B1 - Sound generation apparatus using helmholtz resonance having function of adjusting resonance mode and the control method thereof - Google Patents

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KR101563202B1 KR1020140074337A KR20140074337A KR101563202B1 KR 101563202 B1 KR101563202 B1 KR 101563202B1 KR 1020140074337 A KR1020140074337 A KR 1020140074337A KR 20140074337 A KR20140074337 A KR 20140074337A KR 101563202 B1 KR101563202 B1 KR 101563202B1
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박영호
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창원대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to an apparatus having a function of adjusting a resonance mode for generating a sound and a method thereof. The device adjusts the volume of an outputted sound by adjusting Helmholtz resonance mode without controlling power supply applied to piezoelectric devices when outputting a sound by generating Helmholtz resonance caused by the vibration of the piezoelectric devices. The apparatus for generating a sound comprises: a case part which forms a resonance area having an opened upper part; a vibrating part which is installed in the resonance area; and a variable cover which forms at least one duct part to discharge the air in the resonance area and is mounted on the upper part of the resonance area. The apparatus can easily execute volume adjustment by adjusting the coupling of the variable cover part and the case part to vary the volume of the resonance area, and the volume of a sound can be optimally adjusted at the output of an alarm sound by each user, thereby improving user perception.

Description

공진모드 조절 기능을 가지는 헬름홀츠 공진을 이용한 소리 발생 장치 및 소리 발생 방법{SOUND GENERATION APPARATUS USING HELMHOLTZ RESONANCE HAVING FUNCTION OF ADJUSTING RESONANCE MODE AND THE CONTROL METHOD THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a sound generating apparatus and a sound generating method using Helmholtz resonance having a resonance mode control function, and a sound generating apparatus using the Helmholtz resonance.

본 발명은 헬름홀츠 공진(Helmholtz Resonance)을 이용한 소리 발생 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 압전소자의 진동에 의해 헬름홀츠 공진을 발생시켜 소리를 출력하는 때에, 압전소자로 인가되는 전원에 대한 제어 없이, 출력되는 소리의 볼륨을 조절할 수 있도록 하는 공진모드 조절 기능을 가지는 헬름홀츠 공진을 이용한 소리 발생 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a sound generating apparatus using Helmholtz resonance, and more particularly, to a sound generating apparatus using Helmholtz resonance, in which, when Helmholtz resonance is generated by vibration of a piezoelectric element to output sound, The present invention relates to a sound generating apparatus using Helmholtz resonance having a resonance mode adjusting function for controlling a volume of an output sound and a control method thereof.

일반적으로 소리 재생장치는 보이스코일에 의해 진동하는 진동판을 진동시켜 소리를 재생시키는 스피커의 구조가 일상적으로 적용된다. 그러나 이러한 스피커는 부품의 수가 많고, 조립이 복잡하여 단순한 경고음의 출력을 수행하고자 하는 경우 등에는 비경제적이다.Generally, a sound reproducing apparatus is routinely applied to a structure of a speaker that vibrates a diaphragm vibrating by a voice coil to reproduce a sound. However, such a speaker is uneconomical in a case where a large number of parts are required, assembly is complicated, and a simple alarm sound is to be output.

이에 따라 보이스코일과 진동판을 압전소자로 대체한 소리 발생 장치들이 개발되고 있다.As a result, sound generating devices that replace voice coil and diaphragm with piezoelectric elements are being developed.

상술한 바와 같이 압전소자를 이용한 소리 발생 장치는 압전소자의 진동 및 케이스 구조에 의한 공진을 이용하여 소리를 발생시키는 구조를 가진다. 이와 같이 구성된 압전소자를 이용한 소리 발생 장치는 압전소자에 특정 주파수의 전기에너지를 인가하고, 공진영역(R)의 공기가 덕트부로 배출되는 때에 헬름홀츠 공진을 일으켜, 압전소자에 의한 응답과 헬름홀츠 공진에 의한 응답의 합을 가지는 볼륨의 소리를 출력하도록 구성된다. 이러한 소리 발생장치는 핸드폰, PDA, 노트북 등 개인용 휴대 통신 단말기 또는 자동차 내부의 도어 열림 등의 경고음 출력을 위한 부저 등으로 널리 이용되고 있다.As described above, the sound generating apparatus using the piezoelectric element has a structure that generates sound by using the resonance due to the vibration of the piezoelectric element and the case structure. The sound generating device using the piezoelectric element thus constructed applies Helmholtz resonance when the air in the resonance region R is discharged to the duct portion by applying electric energy of a specific frequency to the piezoelectric element, and the response by the piezoelectric element and Helmholtz resonance And outputs the sound of the volume having the sum of the responses of the volume. Such a sound generating device is widely used as a personal portable communication terminal such as a mobile phone, a PDA, a notebook, or a buzzer for outputting a warning sound such as a door opening in a car.

종래기술의 압전소자를 적용한 소리 발생장치의 예로는 대한민국 등록실용신안공보 제20-0269920호의 "압전효과 작용을 겸비한 압전 부저"(이하, 종래기술 1)와, 대한민국 등록실용신안공보 제20-0404140호의 "압전스피커"(이하, 종래기술 2)를 예로 들 수 있다.An example of a sound generating device to which a conventional piezoelectric device is applied is disclosed in Korean Utility Model Registration No. 20-0269920 entitled " Piezoelectric buzzer having a piezoelectric effect function "(hereinafter referred to as Prior Art 1) and Korean Registered Utility Model No. 20-0404140 Quot; piezoelectric speaker "(hereinafter referred to as " piezoelectric speaker "

상기 종래기술 1은 진동 및 흔들림을 감지하는 기능의 무게추와 무게추의 진동 및 흔들림에 의한 물리적 힘을 얻는 응력흡수부와, 무게추의 사방 유동을 유도하는 후크구조를 케이스의 일측에 형성하여, 소리발생 뿐만 아니라, 압전 기능에 의한 진동 감지 기능을 가지도록 한 압전 부저를 개시하고 있다.The conventional art 1 has a structure in which a stress absorbing portion for obtaining a physical force by vibration and shaking of a weight and a hook structure for inducing a four-way flow of a weight are formed on one side of the case Discloses a piezoelectric buzzer which has not only a sound generation but also a vibration sensing function by a piezoelectric function.

상기 종래기술 2는 압전 진동체와 압전진동체로 교류신호를 인가시키는 교류신호 입력단의 접속 구조를 개선하여, 압전진동체를 보호할 수 있도록 된 압전 스피커를 개시한다.The above-mentioned prior art 2 discloses a piezoelectric speaker in which a connection structure of a piezoelectric vibrator and an AC signal input terminal for applying an AC signal to the piezoelectric vibrator is improved to protect the piezoelectric vibrator.

상술한 종래기술의 압전소자가 적용된 음향변환장치 또는 소리 발생 장치들은 또한, 케이스가 헬름홀츠 공진을 일으키는 구조를 가지도록 하는 것에 의해 소리를 발생시키도록 구성된다. 그리고 소리의 조절은 압전소자로 인가되는 교류전원의 전압을 조절하는 것에 의해 수행된다.The acoustic transducer or sound generating apparatus to which the above-described prior art piezoelectric element is applied is also configured to generate sound by making the case have a structure that causes Helmholtz resonance. And the adjustment of the sound is performed by adjusting the voltage of the AC power applied to the piezoelectric element.

이때, 종래기술의 압전소자를 이용한 소리 발생 장치는, 압전소자로 인가되는 전원의 전압 및 전류가 고정된 값을 가지며, 상기 케이스가 제작된 후에는 공진영역의 체적 및 덕트부의 단면적이 고정된 상태가 되므로, 헬름홀츠 공진을 가변하지 못하게 되어 소리의 조절이 원활하게 이루어지지 않게 되는 문제점을 가진다.In this case, the sound generating apparatus using the piezoelectric element of the related art has a fixed value of the voltage and current of the power source applied to the piezoelectric element, and after the case is manufactured, the volume of the resonance region and the cross- So that the Helmholtz resonance can not be changed and the sound can not be smoothly adjusted.

또한, 소리 조절을 위하여 항상 입력전원의 전압 가변을 수행하여야 하므로, 불필요한 전력 소모가 발생하며, 이러한 불필요한 전력 소모는 배터리를 이용하는 장치의 경우에는 배터리의 방전 등의 문제점을 일으킬 수 있다.In addition, since the voltage of the input power source must be constantly adjusted for sound control, unnecessary power consumption occurs. Such unnecessary power consumption may cause battery discharge or the like in the case of a battery-powered device.

또한, 종래기술의 소리 발생 장치가 경고음 출력을 위해 적용된 경우, 소리가 작은 때에는 사용자가 해당 경고음의 조절을 수행할 수 없게 되므로, 해당 경고음의 인식이 어려워, 당사자는 물론 타인에게 위험이 될 수 있는 문제점을 가진다.
In addition, when the sound generating apparatus of the related art is applied for outputting a warning sound, since the user can not perform the adjustment of the warning sound when the sound is small, it is difficult to recognize the warning sound, I have a problem.

따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 압전소자에 인가되는 전원을 조정함이 없이 공진영역의 체적을 조절하는 것에 의해 헬름홀츠 공진을 이용한 소리 발생 장치의 볼륨을 용이하게 조절할 수 있도록 하는 공진모드 조절 기능을 가지는 헬름홀츠 공진을 이용한 소리 발생 장치 및 소리 발생 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a piezoelectric vibrator capable of easily adjusting the volume of a sound generating device using Helmholtz resonance by adjusting a volume of a resonance region without adjusting a power source applied to the piezoelectric element And to provide a sound generating device and a sound generating method using Helmholtz resonance having a resonance mode adjusting function.

또한 본 발명은 헬름홀츠 공진을 이용한 소리 발생 장치의 볼륨 조절의 폭을 현저히 넓힐 수 있도록 함으로써, 소리 발생 장치의 효용성을 현저히 향상시키는 공진모드 조절 기능을 가지는 헬름홀츠 공진을 이용한 소리 발생 장치 및 소리 발생 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.The present invention also provides a sound generating device and a sound generating method using Helmholtz resonance having a resonance mode adjusting function that significantly improves the utility of a sound generating device by significantly widening the volume of a sound generating device using Helmholtz resonance Provide for other purposes.

또한, 본 발명은 경고음의 볼륨을 사용자가 인식하기 좋은 크기를 가지도록 제어할 수 있어, 운전 또는 다른 산업 현장에서 경고음에 대한 사용자의 인식도를 높이게 되어, 작업의 안전성을 현저히 향상시키는 효과를 제공하는 헬름홀츠 공진을 이용한 소리 발생 장치 및 소리 발생 방법을 제고하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
Further, the present invention can control the volume of the warning sound to be good enough for the user to recognize, thereby improving the user's perception of the warning sound in the driving or other industrial field, Another object of the present invention is to improve a sound generating device and a sound generating method using Helmholtz resonance.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 헬름홀츠 공진을 이용한 소리발생 장치는, 상부가 개방된 공진영역을 형성하는 케이스부; 상기 공진영역에 장착되는 진동부; 및 상기 공진영역의 공기가 배출되는 하나 이상이 덕트부가 형성되어 상기 공진영역의 상부에 장착되는 가변커버부;를 포함하여, 상기 가변커버부의 상기 케이스부에 대한 결합을 조절하는 것에 의해 상기 공진영역의 체적을 가변시킬 수 있도록 결합되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a sound generating apparatus using Helmholtz resonance, comprising: a case portion forming a resonance region having an open top; A vibration unit mounted on the resonance region; And a variable cover portion having at least one duct portion to which the air of the resonance region is discharged and which is mounted on the upper portion of the resonance region, wherein the coupling portion of the variable cover portion with respect to the case portion is controlled, So as to be variable in volume.

상기 진동부는 압전소자 또는 보이스 코일을 구비한 진동판으로 구성될 수 있다.The vibration unit may be a diaphragm having a piezoelectric element or a voice coil.

상기 가변커버부는, 일측이 개방되고 측부 둘레를 따라 서로 이격되도록 상기 덕트부가 관통 형성된 관형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.The variable cover portion is formed in a tubular shape having one side opened and the duct portion penetrated so as to be spaced apart from each other along the side portion.

상기 가변커버부의 하단부 외주면에는 수나사부가 형성되고, 상기 공진영역을 형성하는 케이스부의 상기 가변커버부의 하단부가 결합되는 내주면에는 암나사부가 형성되어, 상기 가변커버부의 회전에 따라 상기 공진영역의 체적이 가변되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.A male screw portion is formed on the outer peripheral surface of the lower end portion of the variable cover portion and a female screw portion is formed on an inner peripheral surface of the case portion forming the resonance region to which the lower end portion of the variable cover portion is engaged, .

상기 덕트부는 상기 가변커버부의 상기 케이스부에 대향하는 하단부까지 절개 형성되는 것에 의해 상기 가변커버부에 의해 상기 공진영역의 체적과 상기 덕트부의 단면적이 함께 가변되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.And the duct portion is formed to a lower end portion opposite to the case portion of the variable cover portion so that the volume of the resonance region and the cross-sectional area of the duct portion are variable by the variable cover portion.

또한, 상기 소리 발생 장치는. 상기 공진영역의 체적을 가변시키기 위해 상기 가변커버부의 상기 케이스에 대한 결합위치를 가변시키는 구동부; 및 볼륨 조절을 위해 상기 구동부의 구동을 제어하는 볼륨제어부;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Further, the sound generating device may include: A driving part for varying a coupling position of the variable cover part with respect to the case to vary the volume of the resonance area; And a volume control unit for controlling driving of the driving unit to adjust the volume.

상기 구동부는, 모터와, 상기 모터에 결합되는 피니언기어를 포함하여 구성되고, 상기 가변커버부에는 상기 피니언기어가 맞물리는 래크기어부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
The driving unit includes a motor and a pinion gear coupled to the motor, and the variable cover unit is formed with a rake-shaped fisher unit for engaging with the pinion gear.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공진모드 조절 기능을 가지는 헬름홀츠 공진을 이용한 소리 발생 방법은, 상부가 개방된 공진영역을 형성하는 케이스부; 상기 공진영역에 장착되는 진동부; 상기 공진영역의 공기가 배출되는 하나 이상의 덕트부가 형성되어 상기 공진영역의 상부에 장착되는 가변커버부; 상기 가변커버부의 위치를 가변시키는 구동부; 및 상기 구동부의 구동을 제어하는 볼륨제어부;를 포함하여 구성되는 소리 발생 장치의 소리 발생 방법에 있어서, 상기 볼륨제어부가 사용자 입력 볼륨조설 신호를 수신하는 볼륨신호 수신과정; 상기 볼륨신호의 목표 볼륨에 대응하는 상기 진동부의 응답과 공기진동응답을 산출하는 목표볼륨대응응답산출과정; 상기 공기진동응답에 대응하는 헬름홀츠 공진 주파수를 산출하는 응답대응 공진주파수 산출과정; 상기 헬름홀츠 공진 주파수 대응 상기 공진영역의 체적을 산출하는 공진영역체적산출과정; 및 상기 공진영역이 상기 공진영역 체적 산술과정에서 산출된 체적을 가지도록 상기 가변커버부의 위치를 조절하는 가변커버부조정과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of generating sound using Helmholtz resonance having a resonance mode control function, the method including: a case portion forming a resonance region having an open top; A vibration unit mounted on the resonance region; A variable cover portion having at least one duct portion through which air in the resonance region is discharged and mounted on the resonance region; A driving unit for varying a position of the variable cover unit; And a volume control unit for controlling driving of the driving unit, the method comprising: a volume signal receiving step in which the volume control unit receives a user input volume generating signal; A target volume corresponding response calculation step of calculating a response of the vibration part corresponding to the target volume of the volume signal and an air vibration response; A response corresponding resonance frequency calculating step of calculating a Helmholtz resonance frequency corresponding to the air vibration response; A resonance region volume calculation process of calculating the volume of the resonance region corresponding to the Helmholtz resonance frequency; And a variable cover part adjusting step of adjusting the position of the variable cover part such that the resonance area has a volume calculated in the resonance area volume arithmetic process.

상기 가변커버부조정과정은, 상기 가변커버부의 위치를 작업자에 의한 수동 또는 구동부에 의한 자동 방식 중 어느 하나에 의해 수행될 수 있는 것을 특징으로 한다.
The adjustment of the variable cover part may be performed by a manual operation by an operator or an automatic operation by a drive part.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공진모드 조절 기능을 가지는 헬름홀츠 공진을 이용한 소리 발생 방법은, 상부가 개방된 공진영역을 형성하는 케이스부; 상기 공진영역에 장착되는 진동부; 상기 공진영역의 공기가 배출되는 하나 이상의 덕트부가 저면이 개방된 절개형으로 형성되어 상기 공진영역의 상부에 장착되는 가변커버부; 상기 가변커버부의 위치를 가변시키는 구동부; 및 상기 구동부의 구동을 제어하는 볼륨제어부;를 포함하여 구성되는 소리 발생 장치의 소리 발생 방법에 있어서, 상기 볼륨제어부가 사용자 입력 볼륨조설 신호를 수신하는 볼륨신호 수신과정; 상기 볼륨신호의 목표 볼륨에 대응하는 상기 진동부의 응답과 공기진동응답을 산출하는 목표볼륨대응응답산출과정; 상기 공기진동응답에 대응하는 헬름홀츠 공진 주파수를 산출하는 응답대응 공진주파수 산출과정; 상기 헬름홀츠 공진 주파수 대응 상기 공진영역의 체적 및 상기 덕트부의 단면적을 산출하는 공진영역체적 및 덕트부단면적산출과정; 및 상기 공진영역과 상기 덕트부가 산출된 상기 공진영역의 체적 및 덕트부단면적을 가지도록 상기 가변커버부의 위치를 조절하는 가변커버부조정과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of generating sound using Helmholtz resonance having a resonance mode control function, the method including: a case portion forming a resonance region having an open top; A vibration unit mounted on the resonance region; At least one duct portion through which the air in the resonance region is discharged is formed as a cut-away type having an opened bottom face, and is mounted on an upper portion of the resonance region; A driving unit for varying a position of the variable cover unit; And a volume control unit for controlling driving of the driving unit, the method comprising: a volume signal receiving step in which the volume control unit receives a user input volume generating signal; A target volume corresponding response calculation step of calculating a response of the vibration part corresponding to the target volume of the volume signal and an air vibration response; A response corresponding resonance frequency calculating step of calculating a Helmholtz resonance frequency corresponding to the air vibration response; A resonant region volume and a duct sectional area calculating process for calculating the volume of the resonant region corresponding to the Helmholtz resonant frequency and the sectional area of the duct portion; And a variable cover part adjusting step of adjusting a position of the variable cover part such that the resonance area and the duct part have a volume and a cross sectional area of the duct part of the resonance area calculated.

상기 가변커버부조정과정은, 작업자에 의한 수동 또는 구동부에 의한 자동 방식 중 어느 하나에 의해 수행될 수 있는 것을 특징으로 한다.
The variable cover part adjustment process may be performed either manually by an operator or automatic by a driver.

상술한 구성을 가지는 본 발명은 압전소자에 인가되는 전원을 조정함이 없이 가변커버부의 체적을 조절하는 것에 의해 헬름홀츠 공진을 이용한 소리 발생 장치의 볼륨을 용이하게 조절할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.The present invention having the above-described configuration provides an effect of easily adjusting the volume of the sound generating device using Helmholtz resonance by adjusting the volume of the variable cover portion without adjusting the power source applied to the piezoelectric element.

또한 본 발명은 헬름홀츠 공진을 이용한 소리 발생 장치의 볼륨 조절의 폭을 현저히 넓힐 수 있도록 함으로써, 소리 발생 장치의 효용성을 현저히 향상시키는 효과를 제공한다.In addition, the present invention significantly improves the efficiency of the sound generating apparatus by significantly increasing the volume of the sound generating apparatus using Helmholtz resonance.

또한, 본 발명은 경고음의 볼륨을 사용자가 인식하기 좋은 크기를 가지도록 제어할 수 있어, 운전 또는 다른 산업 현장에서 경고음에 대한 사용자의 인식도를 높이게 되어, 작업의 안전성을 현저히 향상시키는 효과를 제공한다.
In addition, the present invention can control the volume of the warning sound to be good enough for the user to recognize, thereby enhancing the user's perception of the warning sound in the driving or other industrial field, thereby remarkably improving the safety of the operation .

도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 소리 발생 장치(100)의 평면 사시도.
도 2는 도 1의 소리 발생 장치(100)의 저면 사시도.
도 3은 도 1 및 도 2의 소리 발생 장치의 부분 단면도.
도 4는 제1실시예에 따르는 제 1 가변커버부(120a)의 사시도.
도 5는 제2실시예에 따르는 제 2 가변커버부(120b)의 사시도.
도 6은 제 2 가변커버부(120b)가 공진영역을 형성하는 케이스부(110)에 위치 가변되도록 결합된 소리 발생 장치(100a)의 구성 중 제 2 가변커버부(120b) 및 케이스부(110)의 사시도.
도 7은 헬름홀츠 공진의 개념도.
도 8은 진동부로서의 압전소자부(140)의 응답(H1)과 공기 응답(H2)의 중첩된 상태를 나타내는 도면.
도 9는 진동부로서의 압전소자부(140)의 응답(H1)과 공기 응답(H2)이 분리된 상태를 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변커버부(120c)의 자동 위치 가변 기능을 가지는 소리 발생 장치(100b)의 가변커버부(120c)와 케이스부(110)에 의해 공진영역을 형성하는 부분만의 결합상태도.
도 11은 본 발명의 공진모드 조절 기능을 가지는 헬름홀츠 공진을 이용한 소리 발생 방법의 처리과정을 나타내는 순서도.
1 is a planar perspective view of a sound generator 100 according to an embodiment of the present invention.
2 is a bottom perspective view of the sound generator 100 of FIG.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the sound generating device of FIGS. 1 and 2. FIG.
4 is a perspective view of the first variable cover portion 120a according to the first embodiment.
5 is a perspective view of the second variable cover portion 120b according to the second embodiment.
6 shows a state in which the second variable cover portion 120b and the case portion 110b of the structure of the sound generating device 100a, which is coupled to the case portion 110 where the second variable cover portion 120b forms a resonance region, FIG.
7 is a conceptual diagram of Helmholtz resonance;
8 is a view showing a superimposed state of a response H1 of the piezoelectric element unit 140 as a vibration section and an air response H2.
9 is a view showing a state in which a response H1 of the piezoelectric element unit 140 as a vibration section and an air response H2 are separated.
10 is a view illustrating a state in which the variable cover part 120c and the case part 110 of the sound generating device 100b having the automatic position varying function of the variable cover part 120c according to another embodiment of the present invention form a resonance area Only partly joined state.
11 is a flowchart showing a process of a sound generating method using Helmholtz resonance having a resonance mode adjusting function according to the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings showing embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 소리 발생 장치(100)의 평면 사시도이고, 도 2는 도 1의 소리 발생 장치(100)의 저면 사시도이며, 도 3은 도 1 및 도 2의 소리 발생 장치(100)의 부분 단면도이다.1 is a bottom perspective view of the sound generator 100 of FIG. 1, and FIG. 3 is a perspective view of the sound generator 100 of FIGS. 1 and 2, (100). ≪ / RTI >

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 소리 발생 장치(100)는 케이스부(110)와, 케이스부(110)의 공진영역(R)에 장착되는 본 발명의 진동부로서의 압전소자부(140)와, 덕트부(130)가 형성되어 헬름홀츠 공진을 일으키도록 공진영역(R)을 차폐하는 가변커버부(120)와, 압전소자부(140)의 진동을 제어하는 제어부(150)를 포함하여 구성된다.1 to 3, the sound generating apparatus 100 includes a case 110 and a piezoelectric element unit (not shown) mounted on the resonance region R of the case 110, And a control unit 150 for controlling the vibration of the piezoelectric element unit 140. The control unit 150 controls the vibration of the piezoelectric element unit 140 to generate the Helmholtz resonance, .

상기 케이스부(110)는 압전소자부(140)가 안착된 영역이 원통형홈으로 형성되는 공진영역(R)를 구비하여 소리 발생 장치(100)의 전체 외형을 이루도록 구성된다. 상기 공진영역(R)을 형성하는 케이스부(110)의 원통형홈 구조 중 상단부의 내주면에는 암나사부(113)가 형성된다.The case 110 has a resonance region R in which a region where the piezoelectric element unit 140 is placed is formed as a cylindrical groove to form the overall shape of the sound generator 100. A female screw portion 113 is formed on the inner circumferential surface of the upper end of the cylindrical groove structure of the case portion 110 forming the resonance region R. [

상기 가변커버부(120)는 일 측에 공기가 배출되는 다수의 덕트부(130)가 형성된다. 또한 상기 가변커버부(120)의 하단부는 외주면에 수나사부(123)가 형성된다.The variable cover part 120 is formed with a plurality of duct parts 130 through which air is discharged to one side. A lower end of the variable cover portion 120 is formed with a male screw portion 123 on an outer circumferential surface thereof.

상기 구성의 가변커버부(120)는 수나사부(123)가 공진영역(R)의 내측으로 삽입되면서 암나사부(113)와 나사결합되며 공진영역(R)의 체적을 한정한다.The variable cover portion 120 having the above structure is threadedly engaged with the female threaded portion 113 while the male threaded portion 123 is inserted into the resonance region R to define the volume of the resonance region R. [

상기 압전소자부(140)는 공진영역(R)의 저면에 장착된다.The piezoelectric element portion 140 is mounted on the bottom surface of the resonance region R. [

그리고 상기 제어부(150)는 PCB회로기판 등으로 구성되어 외부의 경고 출력 신호에 따라 압전소자부(140)로 진동을 위한 전원을 공급하도록 구성되어, 상기 케이스부(110)의 일 측 저면에는 장착되고, 상기 압전소자부(113)와 전원선(151)에 의해 연결된다.
The controller 150 includes a PCB circuit board and is configured to supply power for vibration to the piezoelectric element unit 140 according to an external warning output signal. And is connected to the piezoelectric element part 113 by the power line 151.

상기 구성에서 상기 가변커버부(120)의 덕트부(130)는 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 도 4 및 도 5는 덕트부(130)의 실시예들로서, 도 4는 제1실시예에 따르는 제 1 가변커버부(120a)의 사시도이고, 도 5는 제2실시예에 따르는 제 2 가변커버부(120b)의 사시도이다.In the above configuration, the duct portion 130 of the variable cover portion 120 may be formed in various shapes. 4 and 5 show embodiments of the duct part 130. FIG. 4 is a perspective view of the first variable cover part 120a according to the first embodiment, and FIG. 5 is a perspective view of the second variable cover part 120a according to the second embodiment. Fig.

도 4와 같이, 상기 제 1 가변커버부(120a)는 일정 단면적을 가지는 관통구멍 형의 제 1 덕트부(130a)가 다수 형성된다. 상술한 바와 같은 다수의 제 1 덕트부(130a)가 형성된 상기 제 1 가변커버부(120a)는 케이스부(110)에 대한 나사 운동에 의해 위치 이동되는 경우, 공진영역(R)의 체적만을 가변시키게 된다.
As shown in FIG. 4, the first variable cover part 120a has a plurality of first duct parts 130a of a through-hole type having a certain cross sectional area. When the first variable cover part 120a having the plurality of first duct parts 130a as described above is moved by the screw movement with respect to the case part 110, only the volume of the resonance area R is varied .

또한, 상기 가변커버부는 도 5와 같이, 덕트부가 하 방향으로 절개홈 형태로 형성된 제 2 덕트부(120b)가 형성된 제 2 가변커버부(120b)로 형성될 수도 있다. 상술한 구성의 상기 제 2 가변커버부(120b)는 나사 운동에 의해 케이스부(110)에 대한 상태 위치가 가변되는 경우, 공진영역(R)의 체적뿐만 아니라 제 2 덕트부(120b)의 단면적도 가변되어, 후술하는 바와 같이 헬름홀츠 공진주파수(F)의 변동폭을 크게 한다.
Also, the variable cover portion may be formed as a second variable cover portion 120b having a second duct portion 120b formed in a cut-away groove shape in a downward direction of the duct portion, as shown in FIG. The second variable cover portion 120b having the above-described structure is configured such that when the state position with respect to the case portion 110 is changed by the screw movement, not only the volume of the resonance region R but also the volume of the second duct portion 120b The amplitude of the Helmholtz resonance frequency F is increased as described later.

다음으로, 상기 제 2 가변커버부(120b) 만을 예로 들어 제 2 가변커버부(120b)의 위치 이동에 의한 공진영역(R)의 체적과 제 2 덕트부(120b)의 단면적의 변화를 더욱 상세히 설명한다.
Next, the variation of the volume of the resonance region R and the cross-sectional area of the second duct portion 120b due to the positional displacement of the second variable cover portion 120b and the cross-sectional area of the second duct portion 120b, Explain.

도 6은 제 2 가변커버부(120b)가 공진영역을 형성하는 케이스부(110)에 위치 가변되도록 결합된 본 발명의 다른 실시예의 소리 발생 장치(100a)의 제 2 가변커버부(120b) 및 케이스부(110)의 사시도이다.6 shows a second variable cover portion 120b and a second variable cover portion 120b of the sound generating device 100a according to another embodiment of the present invention which are combined such that the second variable cover portion 120b is displaced to the case portion 110 forming the resonance region. And is a perspective view of the case part 110.

도 6과 같이, 다수의 제 2 덕트부(130b)가 형성된 상기 제 2 가변커버부(120b)는, 케이스부(110)의 공진영역(R)의 상단부가 상기 제 2 덕트부(130b)의 영역을 한정한다. 따라서 상기 제 2 가변커버부(120b)가 상기 케이스부(110)에 대한 나사 운동에 의해 위치 이동되는 경우, 공진영역(R)의 체적뿐만 아니라, 제 2 덕트부(130 b)의 관통영역의 단면적 또한 제 2 덕트부(130b)의 관통 높이 a에서 전체 높이 b까지 가변된다. 따라서 상술한 바와 같이, 헬름홀츠 공진주파수(f)의 변동폭을 크게 한다.
6, the second variable cover portion 120b in which the plurality of second duct portions 130b are formed is formed in such a manner that the upper end of the resonance region R of the case portion 110 is connected to the upper end of the second duct portion 130b Lt; / RTI > Therefore, when the second variable cover part 120b is moved by the screw movement with respect to the case part 110, not only the volume of the resonance area R but also the volume of the through hole of the second duct part 130b Sectional area also varies from the penetration height a of the second duct portion 130b to the total height b. Therefore, as described above, the amplitude of the Helmholtz resonance frequency f is increased.

이하, 본 발명에 적용되는 헬름홀츠 공진의 개념과 가변커버부(120, 120a, 120b)의 케이스부(110)에 의해 상태 위치 변화에 따른 공진영역(R) 만의 체적 변화 및 공진영역(R)의 체적과 제 2 덕트부(130b)의 단면적 변화에 따른 헬름홀츠 공진 주파수의 변동에 대하여 설명한다.Hereinafter, the concept of the Helmholtz resonance applied to the present invention and the case portion 110 of the variable cover portions 120, 120a and 120b will be referred to as the resonance region R only, The variation of the Helmholtz resonance frequency according to the volume and the sectional area change of the second duct portion 130b will be described.

도 7은 헬름홀츠 공진의 개념도이다.7 is a conceptual diagram of Helmholtz resonance.

도 7에 도시된 바와 같이, 헬름홀츠 공진 주파수(F)는 하기의 [수학식 1]과 같이, 일정 체적(V)를 가지는 공진영역(R) 내의 공기가 일정 길이(L) 및 단면적(A)을 가지는 덕트부(130)를 통해 배출되는 경우, 배출되는 공기는 공진영역(R)의 체적(V), 덕트부(130)의 단면적(A)과 길이(L)의 함수로 구해진다.
7, the Helmholtz resonance frequency F is a value obtained by dividing the air in the resonance region R having a constant volume V by a predetermined length L and a cross-sectional area A, as shown in the following equation (1) The discharged air is obtained as a function of the volume V of the resonance region R and the cross sectional area A and the length L of the duct portion 130. [

Figure 112014056933263-pat00001
Figure 112014056933263-pat00001

여기서,here,

F: 덕트부(130, 130a, 130b)를 통해 배출되는 공기의 헬름홀츠 공진주파수,F: Helmholtz resonance frequency of the air discharged through the duct portions 130, 130a and 130b,

c: 공기중의 음파의 속도,c: speed of sound waves in air,

L: 덕트부(130, 130a, 130b)의 길이(덕트부(130)를 형성하는 가변커버부(120, 120a, 120b)의 두께)L: Length of the duct portions 130, 130a, 130b (thickness of the variable cover portions 120, 120a, 120b forming the duct portion 130)

A: 덕트부(130, 130a, 130b)의 단면적A: the sectional area of the duct portions 130, 130a, 130b

V: 가변커버부(120, 120a, 120b)와 케이스부(110)에 의해 한정되는 공진영역(R)의 체적이다.
V is the volume of the resonance region R defined by the variable cover portions 120, 120a and 120b and the case portion 110. [

즉, 상술한 도 7의 헬름홀츠 공명관 구조를 가지는 본 발명의 소리 발생 장치(100, 100a, 100b)는 공진영역(R) 내의 공기가 덕트부(130, 130a, 130b)를 통해 배출되는 경우 [수학식 1]의 공진주파수를 가지는 소리 응답을 생성한다.That is, the sound generating apparatuses 100, 100a, 100b of the present invention having the Helmholtz resonator tube structure of FIG. 7 described above can be applied to a case where air in the resonance region R is discharged through the duct portions 130, 130a, To generate a sound response having the resonant frequency of Equation (1).

따라서 본 발명의 소리 발생 장치(100, 100a, 100b)는 압전소자부(140)의 고정 진동에 의한 응답(H1)과 헬흠홀츠 공명관 구조에 의해 덕트부(130, 130a, 130b)를 통해 배출되는 경우 공기의 헬름홀츠 공진 응답(H2)의 합에 의해 생성되는 소리의 볼륨의 조절된다(도 8 및 도 9 참조).Therefore, the sound generating apparatus 100, 100a, 100b of the present invention is discharged through the duct portions 130, 130a, 130b by the response H1 by the fixed vibration of the piezoelectric element unit 140 and the structure of the helmholtz resonance tube The volume of the sound produced by the sum of the Helmholtz resonance responses H2 of the air is adjusted (see FIGS. 8 and 9).

이러한 소리 볼륨의 조절 과정을 도 8 및 도 9을 참조하여 더욱 설명한다.This process of adjusting the sound volume will be further described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG.

도 8은 진동부로서의 압전소자부(140)의 응답(H1)과 공기 응답(H2)의 공진 상태를 나타내는 도면이고, 도 9는 진동부로서의 압전소자부(140)의 응답(H1)과 공기 응답(H2)이 분리된 상태를 나타내는 도면이다.Fig. 8 is a view showing the resonance state of the response H1 of the piezoelectric element unit 140 as the vibration unit and the resonance state of the air response H2. Fig. 9 is a graph showing the response H1 of the piezoelectric element unit 140 as the vibration unit, And the response H2 is separated.

먼저, 도 4의 제 1 가변커버부(120a)와 같이 공진영역(R)의 체적만이 가변되는 소리 발생 장치의 볼륨조절을 설명한다.First, the volume control of the sound generating device in which only the volume of the resonance region R is variable like the first variable cover portion 120a of FIG. 4 will be described.

상기 제어부(150)에 의해 압전소자부(140)가 H1 응답을 가지는 고정 주파수로 진동한다. 따라서 압전소자부(140)의 주파수는 고정되어 있어 압전소자부(140)의 응답(H1)은 고정된 값을 갖는다.The control unit 150 causes the piezoelectric element unit 140 to oscillate at a fixed frequency having a H1 response. Therefore, the frequency of the piezoelectric element unit 140 is fixed, and the response H1 of the piezoelectric element unit 140 has a fixed value.

이때, [수학식 1]의 헬름홀츠 주파수(F)가 압전소자부(140)의 주파수와 동일한 값을 가지도록, 도 4의 제 1 가변커버부(120a)의 위치를 이동시켜 공진영역(R)이 체적을 변화시키면, 도 8과 같이, 공기의 헬름홀츠 공진주파수(F)의 응답(H2)과 압전소자부(140)의 응답(H1)이 서로 동일한 주파수 상에서 중첩되어 볼륨이 커지게 된다.At this time, the position of the first variable cover portion 120a of FIG. 4 is shifted so that the Helmholtz frequency F of Equation (1) has the same value as the frequency of the piezoelectric element portion 140, As shown in Fig. 8, when the volume is changed, the response H2 of the Helmholtz resonance frequency F of air and the response H1 of the piezoelectric element 140 are overlapped on the same frequency to increase the volume.

이와 달리, [수학식 1]의 헬름홀츠 주파수(F)가 압전소자부(140)의 주파수와 다른 값을 가지도록, 도 4의 제 1 가변커버부(120a)의 위치를 이동시켜 공진영역(R)이 체적을 변화시키면, 공기의 헬름홀츠 공진주파수의 응답과 압전소자부(140)의 응답이 도 9와 같이 서로 다른 주파수 상에 위치된다. 따라서 볼륨이 작아지게 된다. 이때, 압전소자부(140)의 응답(H1)과 헬름홀츠 공진에 의한 공기의 응답(H2)의 중첩 영역이 적을수록 볼륨이 작아지므로, 중첩영역이 작아지도록 하는 헬름홀츠 공진 주파수가 되도록 제 1 가변커버부(120a)의 위치를 조절하는 것에 의해 더욱 작은 볼륨의 소리를 생성하게 된다.
Alternatively, the position of the first variable cover portion 120a of FIG. 4 may be shifted so that the Helmholtz frequency F of Equation (1) is different from the frequency of the piezoelectric element portion 140, ), The response of the Helmholtz resonance frequency of air and the response of the piezoelectric element unit 140 are located on different frequencies as shown in Fig. Therefore, the volume becomes smaller. At this time, since the volume becomes smaller as the overlap region of the response H1 of the piezoelectric element unit 140 and the response H2 of the air due to the Helmholtz resonance becomes smaller, the resonance frequency of Helmholtz resonance becomes smaller, By adjusting the position of the portion 120a, a smaller volume of sound is generated.

다음으로, 도 5의 제 2 가변커버부(120b)에 의해 덕트부(120b)의 단면적과 공진영역(R)의 체적이 동시에 가변되는 경우을 설명한다.Next, a case where the cross-sectional area of the duct portion 120b and the volume of the resonance region R are simultaneously changed by the second variable cover portion 120b of Fig. 5 will be described.

[수학식 1]을 적용하여, 압전소자부(140)의 진동 주파수와 동일한 헬름홀츠 주파수(F)에 대응하는 제 2 덕트부(120b)의 단면적(A)과 공진영역(R)의 체적(V)을 가가지도록 제 2 가변커버부(120b)의 위치를 가변시킨다. 이 경우, 도 8과 같이 압전소자부(140)의 응답(H1)과 헬름홀츠 주파수(F)를 가지는 공기의 응답(H2)이 서로 중첩되어 볼륨이 커진다.The cross sectional area A of the second duct portion 120b and the volume V of the resonance region R corresponding to the Helmholtz frequency F which is the same as the vibration frequency of the piezoelectric element unit 140 The position of the second variable cover portion 120b is changed. In this case, as shown in FIG. 8, the response H1 of the piezoelectric element unit 140 and the response H2 of the air having the Helmholtz frequency F overlap with each other and the volume increases.

이와 달리, 압전소자부(140)의 진동 주파수와 다른 헬름홀츠 주파수(F)를 생성하는 제 2 덕트부(120b)의 단면적(A)과 공진영역(R)의 체적(V)을 가지도록 제 2 가변커버부(120b)의 위치를 가변시키면, 도 9와 같이 압전소자부(140)의 응답(H1)과 헬름홀츠 주파수(F)를 가지는 공기의 응답(H2)이 서로 분리되어 볼륨이 작아진다. The volume of the resonance region R and the cross-sectional area A of the second duct portion 120b that generate the Helmholtz frequency F that is different from the vibration frequency of the piezoelectric element portion 140, The response H1 of the piezoelectric element unit 140 and the response H2 of the air having the Helmholtz frequency F are separated from each other and the volume is reduced as shown in Fig. 9 when the position of the variable cover part 120b is varied.

또한, 도 5의 제 2 가변커버부(120b)와 같이, 덕트부의 단면적과 공진영역(R)의 체적(V)을 동시에 가변시키는 경우에는 볼륨 조절 속도가 빨라지는 효과가 있다.
When the cross-sectional area of the duct portion and the volume V of the resonance region R are simultaneously varied as in the case of the second variable cover portion 120b of Fig. 5, the volume adjustment speed is improved.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따르는 가변커버부의 위치 가변 기능을 가지는 소리 발생 장치(100b)의 제 3 가변커버부(120c)와 케이스부(110)의 공진영역을 형성하는 부분만의 결합상태도이다.10 is a perspective view showing a state in which the third variable cover portion 120c of the sound generator 100b having the function of changing the position of the variable cover portion according to another embodiment of the present invention is combined with only the portion forming the resonance region of the case portion 110 State diagram.

도 1 내지 도 6의 소리 발생 장치(100, 100b)는 가변커버부(120, 120a, 120b)를 수동으로 위치 가변시키도록 구성된 경우이다.The sound generating apparatuses 100 and 100b of FIGS. 1 to 6 are configured to manually change the position of the variable cover portions 120, 120a and 120b.

이와 달리, 본 발명의 소리 발생 장치는 가변커버부를 구동부에 의해 자동으로 조절하도록 구성될 수 있다. 이는 사용자가 볼륨 조절 노브 등을 조절하는 경우 자동으로 해당 볼륨으로 조절되는 편리함을 제공한다.Alternatively, the sound generating device of the present invention may be configured to automatically adjust the variable cover portion by the driving portion. This provides the convenience of automatically adjusting to the volume when the user adjusts the volume control knob.

이러한 자동 볼륨 조절을 위해, 도 10의 소리 발생 장치(100b)는, 가변커버부부를 도 4 또는 도 5와 동일한 형상으로 하고, 부가적으로 측면에 가변커버부를 회전시킬 수 있도록 하는 래크기어부(122)가 형성된 제 3 가변커버부(120c)로 형성한다. 그리고 일 측에는 래크기어부(122)와 맞물리는 피니언기어(220)와 피니언기어(220)를 회전시키는 모터(210)를 포함하는 구동부(200)를 구성한다. 또한, 상기 구동부(200)로 공진영역(R)의 체적(V) 또는 덕트부의 단면적의 가변을 위한 제 3 가변커버부(120c)의 위치 이동 신호를 출력하는 볼륨제어부(300)가 구성된다. 상기 볼륨제어부(300)는 사용자 입력 볼륨에 대응하는 압전소자부(140)의 응답(H1)과 공기 응답(H2)의 합이 사용자 입력 볼륨에 대응하는 볼륨을 가지도록 하는 헬름홀츠 공진 주파수를 생성하는 공진영역(R)의 체적(V) 또는 덕트부단면적(A)의 영역을 산출하고, 대응되는 제 3 가변커버부(120c)의 위치를 산출한 후, 산출된 제 3 가변커버부(120c)의 위치로 제 3 가변커버부(120c)를 위치 이동시키는 신호를 구동부(200)로 출력하게 된다. 제 3 가변커버부(120c)의 정확한 위치 이동을 위해 상기 모터(210)는 스텝모터로 구성될 수 있다. 또한, 상기 제 3 가변커버부(130c)의 위치 이동을 검출하는 엔코더 등의 위치 측정 장치가 더 구성될 수도 있다.
For this automatic volume control, the sound generator 100b of Fig. 10 has the same configuration as that of Fig. 4 or Fig. 5 and additionally has a rake-shaped fisher portion 122 are formed on the upper surface of the third variable cover portion 120c. And a drive unit 200 including a pinion gear 220 meshing with the pinion gear 122 and a motor 210 rotating the pinion gear 220 is configured on one side. The volume control unit 300 is configured to output the position change signal of the third variable cover unit 120c for varying the volume V of the resonance region R or the cross sectional area of the duct unit by the driving unit 200. [ The volume control unit 300 generates a Helmholtz resonance frequency such that the sum of the response H1 of the piezoelectric element unit 140 and the air response H2 corresponding to the user input volume has a volume corresponding to the user input volume The volume V of the resonance region R or the area of the duct sectional area A is calculated and the position of the corresponding third variable cover portion 120c is calculated and then the calculated third variable cover portion 120c is calculated, And outputs a signal to the driving unit 200 to move the third variable cover unit 120c. The motor 210 may be configured as a stepping motor for accurate positional movement of the third variable cover portion 120c. Further, a position measuring device such as an encoder for detecting the positional shift of the third variable cover portion 130c may be further configured.

도 11은 본 발명의 공진모드 조절 기능을 가지는 헬름홀츠 공진을 이용한 소리 발생 방법의 처리과정을 나타내는 순서도이다.11 is a flowchart showing a process of a sound generating method using Helmholtz resonance having the resonance mode adjusting function of the present invention.

도 11은 도 10의 소리 발생 장치(100b)에 의한 소리 발생 방법의 처리과정이다.11 is a processing procedure of a sound generating method by the sound generating apparatus 100b of Fig.

도 11과 같이, 본 발명의 소리 발생 방법은, 외부로부터 사용자의 볼륨 조정을 수행하는 경우, 볼륨제어부(300)는 볼륨 신호를 인가받는 볼륨신호 수신과정(S100)을 수행한다.As shown in FIG. 11, in the sound generating method of the present invention, when performing volume adjustment of a user from the outside, the volume control unit 300 performs a volume signal receiving process (S100) to receive a volume signal.

볼륨신호 수신과정(S100)에 의해 볼륨 신호를 수신한 볼륨제어부(300)는 사용자 입력 볼륨에 대응하는 응답을 산출한다. 이때, 압전소자부(140)의 진동 주파수는 고정되므로, 압전소자부(140)의 응답은 도 8 및 도 9에서와 같이 동일 주파수로 고정된 값의 응답(H1)으로 고정된다. 공진영역(R)에서의 헬름홀츠 공진의 주파수는 공진영역(R)의 체적(V)과 도 6과 같이 덕트부(130)의 단면적(A)이 가변되는 경우, [수학식 1]에 따라 가변된다. 따라서 공진영역(R)의 응답은 공진영역(R)의 체적(V)과 덕트부(130)의 단면적(A)의 변화에 따라 도 9와 같이 가변된다. 볼륨제어부(300)는 압전소자부(140)의 응답(H1)과 헬름홀츠 공진 주파수에 의한 공기의 응답(H2)의 합이 사용자 입력 볼륨이 되도록 하는 헬름홀츠 공진 주파수에 의한 응답(H2)을 산출한다. 이 과정이 도 11의 볼륨대응응답산출과정(S200)이다.The volume control unit 300 receiving the volume signal by the volume signal reception process S100 calculates a response corresponding to the user input volume. At this time, since the vibration frequency of the piezoelectric element unit 140 is fixed, the response of the piezoelectric element unit 140 is fixed to a fixed value H1 at the same frequency as in FIGS. The frequency of the Helmholtz resonance in the resonance region R can be varied according to the following formula 1 when the volume V of the resonance region R and the cross sectional area A of the duct portion 130 are variable as shown in Fig. do. The response of the resonance region R varies as shown in Fig. 9 in accordance with the change of the volume V of the resonance region R and the cross-sectional area A of the duct portion 130. [ The volume control unit 300 calculates a response H2 based on the Helmholtz resonance frequency such that the sum of the response H1 of the piezoelectric element unit 140 and the response H2 of the air due to the Helmholtz resonance frequency becomes the user input volume . This process is the volume corresponding response calculation process (S200) of FIG.

이 후, 볼륨제어부(300)는 응답대응공진주파수산출과정(S300)을 수행하여 헬름홀츠 공진 주파수에 의한 응답(H2)을 발생시키는 헬름홀츠 공진 주파수(F)를 연산한다.Thereafter, the volume control unit 300 calculates a Helmholtz resonance frequency F for generating a response H2 based on the Helmholtz resonance frequency by performing a response-corresponding resonant frequency calculating process S300.

헬름홀츠 공진 주파수(F)가 산출된 후, 상기 소리 발생 장치가 도 4와 같이, 공진영역(R)의 체적만을 가변되도록 구성된 경우에는, 헬름홀츠 공진 주파수(F)에 대응하는 공진영역(R)의 체적을 연산하여 산출하는 공진영역체적산출과정(S400)을 수행한다.When the sound generator is configured to vary only the volume of the resonance region R after the Helmholtz resonance frequency F is calculated as shown in Fig. 4, the resonance frequency of the resonance region R corresponding to the Helmholtz resonance frequency F A resonance region volume calculation process (S400) is performed.

이와 달리, 상기 소리 발생 장치가 도 5와 같이, 공진영역(R)의 체적(V)과 덕트부(130)의 단면적(A)이 모두 가변되도록 구성된 경우에는, 헬름홀츠 공진 주파수(F)에 대응하는 공진영역(R)의 체적(V)과 덕트부(130)의 단면적을 산출하는 공진영역체적 및 덕트부단면적 산출과정(S500)을 수행한다.5, when the volume V of the resonance region R and the cross-sectional area A of the duct portion 130 are both variable, the sound generating device corresponds to the Helmholtz resonance frequency F The volume V of the resonance region R and the cross-sectional area of the duct portion 130 are calculated.

이 후 볼륨제어부는 공진영역체적산출과정(S400) 또는 공진영역체적 및 덕트부단면적 산출과정(S500)에 의해 산출된 목표 응답을 발생시키는 공진영역(R)의 체적(V) 또는 공진영역(R)의 체적(V)과 덕트부단면적(A)을 가지도록 제 3 가변커버부(120c)의 위치를 이동시키는 구동 신호를 구동부(200)로 출력하는 것에 의해 볼륨 조절을 수행하는 가변커버부조정과정(S600)을 수행하여, 소리발생 장치가 사용자 입력 볼륨을 가지는 소리를 발생시키도록 한다.Thereafter, the volume control unit controls the volume V of the resonance region R or the resonance region R, which generates the target response calculated by the resonance region volume calculation process S400 or the resonance region volume and the duct sectional area calculation process S500, To the driving unit 200 to output the driving signal for moving the position of the third variable cover part 120c so as to have the volume V of the first cover part 120a and the sectional area A of the duct part, (S600), thereby causing the sound generating apparatus to generate a sound having a user input volume.

본 발명은 상술한 구성에 의해 종래기술에서 자동차의 안전벨트 미착용, 후방 감지 신호 등의 경고음과 다른 일반적인 장치에서의 경고나 주의를 위해 출력되는 경고음이 고정된 응답으로만 출력되는 것을 개선하여, 사용자가 원하는 볼륨으로조절할 수 있도록 하여, 사용자의 사용 편리성 및 사용자의 상황 인식 능력을 현저히 향상시킨다.According to the above-described configuration, in the prior art, it is improved to output only a fixed response in response to a warning sound of a general device or a warning sound output from a warning device, So that the user's convenience of use and the ability to recognize the user's situation are significantly improved.

100, 100a, 100b: 소리 발생 장치 110: 케이스부
120, 120a, 120b, 120c: 가변커버부(제1 ~ 제 3 가변커버부)
113: 암나사부 122: 래크부
123: 수나사부 130: 덕트부
140: 압전소자부 150: 제어부
200: 구동부 210: 모터
220: 피니언기어 300: 볼륨제어부
100, 100a, 100b: sound generating device 110: case part
120, 120a, 120b, 120c: variable cover portions (first to third variable cover portions)
113: female thread portion 122: rack portion
123: male thread portion 130: duct portion
140: Piezoelectric element part 150: Control part
200: driving unit 210: motor
220: Pinion gear 300: Volume control unit

Claims (10)

상부가 개방된 공진영역을 형성하는 케이스부;
상기 공진영역에 장착되는 진동부; 및
상기 공진영역의 공기가 배출되는 하나 이상의 덕트부가 형성되어 상기 공진영역의 상부에 장착되는 가변커버부;를 포함하여,
상기 가변커버부의 상기 케이스부에 대한 결합을 조절하는 것에 의해 상기 공진영역의 체적을 가변시킬 수 있도록 결합되고,
상기 공진영역의 체적을 가변시키기 위해 상기 가변커버부의 상기 케이스에 대한 결합위치를 가변시키는 구동부; 및
볼륨 조절을 위해 상기 구동부의 구동을 제어하는 볼륨제어부;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공진모드 조절 기능을 가지는 헬름홀츠 공진을 이용한 소리 발생 장치.
A case portion forming a resonance region in which an upper portion is opened;
A vibration unit mounted on the resonance region; And
And a variable cover portion having at least one duct portion through which air in the resonance region is discharged and mounted on an upper portion of the resonance region,
A variable cover portion coupled to the housing portion to adjust the volume of the resonant region by adjusting coupling of the variable cover portion to the case portion,
A driving part for varying a coupling position of the variable cover part with respect to the case to vary the volume of the resonance area; And
And a volume control unit for controlling driving of the driving unit to adjust the volume of the sound generated by the resonance mode adjusting unit.
청구항 1에 있어서, 상기 가변커버부는
일 측이 개방되고 측부 둘레를 따라 서로 이격되도록 상기 덕트부가 관통 형성된 관형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 공진모드 조절 기능을 가지는 헬름홀츠 공진을 이용한 소리 발생 장치.
[2] The apparatus according to claim 1,
Wherein the duct portion is formed in a tubular shape with one side opened and the duct portion being formed to be spaced apart from each other along the sides of the side portion.
청구항 1에 있어서,
상기 가변커버부의 하단부 외주면에는 수나사부가 형성되고,
상기 공진영역을 형성하는 케이스부의 상기 가변커버부의 하단부가 결합되는 내주면에는 암나사부가 형성되어,
상기 가변커버부의 회전에 따라 상기 공진영역의 체적이 가변되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공진모드 조절 기능을 가지는 헬름홀츠 공진을 이용한 소리 발생 장치.
The method according to claim 1,
A male screw portion is formed on an outer peripheral surface of a lower end portion of the variable cover portion,
Wherein a female screw portion is formed on an inner circumferential surface of the case portion forming the resonance region to which the lower end portion of the variable cover portion is engaged,
And the volume of the resonance region is variable according to the rotation of the variable cover portion. ≪ RTI ID = 0.0 > 8. < / RTI >
청구항 1에 있어서, 상기 덕트부는,
상기 가변커버부의 상기 케이스부에 대향하는 하단부까지 절개 형성되는 것에 의해 상기 가변커버부에 의해 상기 공진영역의 체적과 상기 덕트부의 단면적이 함께 가변되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공진모드 조절 기능을 가지는 헬름홀츠 공진을 이용한 소리 발생 장치.
[2] The apparatus according to claim 1,
Wherein the variable cover portion is formed so as to extend to a lower end portion opposite to the case portion of the variable cover portion so that the volume of the resonance region and the cross-sectional area of the duct portion are variable together. Sound Generating Device Using Resonance.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 구동부는 모터와, 상기 모터에 결합되는 피니언기어를 포함하여 구성되고,
상기 가변커버부에는 상기 피니언기어가 맞물리는 래크기어부가 형성되는 것을 특징으로 하는 공진모드 조절 기능을 가지는 헬름홀츠 공진을 이용한 소리 발생 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the driving unit includes a motor and a pinion gear coupled to the motor,
Wherein the variable cover portion is formed with a rake-shaped fisher portion in which the pinion gear meshes with the variable cover portion.
상부가 개방된 공진영역을 형성하는 케이스부; 상기 공진영역에 장착되는 진동부; 상기 공진영역의 공기가 배출되는 하나 이상의 덕트부가 형성되어 상기 공진영역의 상부에 장착되는 가변커버부; 상기 가변커버부의 위치를 가변시키는 구동부; 및 상기 구동부의 구동을 제어하는 볼륨제어부;를 포함하여 구성되는 소리 발생 장치의 소리 발생 방법에 있어서,
상기 볼륨제어부가 사용자 입력 볼륨조설 신호를 수신하는 볼륨신호 수신과정;
상기 볼륨신호의 목표 볼륨에 대응하는 상기 진동부의 응답과 공기진동응답을 산출하는 목표볼륨대응응답산출과정;
상기 공기진동응답에 대응하는 헬름홀츠 공진 주파수를 산출하는 응답대응 공진주파수 산출과정;
상기 헬름홀츠 공진 주파수 대응 상기 공진영역의 체적을 산출하는 공진영역체적산출과정; 및
상기 공진영역이 상기 공진영역 체적 산술과정에서 산출된 체적을 가지도록 상기 가변커버부의 위치를 조절하는 가변커버부조정과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공진모드 조절 기능을 가지는 헬름홀츠 공진을 이용한 소리 발생 방법.
A case portion forming a resonance region in which an upper portion is opened; A vibration unit mounted on the resonance region; A variable cover portion having at least one duct portion through which air in the resonance region is discharged and mounted on the resonance region; A driving unit for varying a position of the variable cover unit; And a volume control unit for controlling driving of the driving unit, the sound generating method comprising:
A volume signal receiving step in which the volume control unit receives a user input volume generating signal;
A target volume corresponding response calculation step of calculating a response of the vibration part corresponding to the target volume of the volume signal and an air vibration response;
A response corresponding resonance frequency calculating step of calculating a Helmholtz resonance frequency corresponding to the air vibration response;
A resonance region volume calculation process of calculating the volume of the resonance region corresponding to the Helmholtz resonance frequency; And
And adjusting the position of the variable cover part so that the resonance area has a volume calculated in the resonance area volume arithmetic process. [7] The method according to claim 1, Generation method.
청구항 7에 있어서, 상기 가변커버부조정과정은,
상기 가변커버부의 위치를 작업자에 의한 수동 또는 구동부에 의한 자동 방식 중 어느 하나에 의해 수행될 수 있는 것을 특징으로 하는 공진모드 조절 기능을 가지는 헬름홀츠 공진을 이용한 소리 발생 방법.
8. The method of claim 7,
And the position of the variable cover part can be performed by a manual operation by an operator or an automatic operation by a driving part. The sound generating method using Helmholtz resonance having the resonance mode adjusting function.
상부가 개방된 공진영역을 형성하는 케이스부; 상기 공진영역에 장착되는 진동부; 상기 공진영역의 공기가 배출되는 하나 이상의 덕트부가 저면이 개방된 절개형으로 형성되어 상기 공진영역의 상부에 장착되는 가변커버부; 상기 가변커버부의 위치를 가변시키는 구동부; 및 상기 구동부의 구동을 제어하는 볼륨제어부;를 포함하여 구성되는 소리 발생 장치의 소리 발생 방법에 있어서,
상기 볼륨제어부가 사용자 입력 볼륨조설 신호를 수신하는 볼륨신호 수신과정;
상기 볼륨신호의 목표 볼륨에 대응하는 상기 진동부의 응답과 공기진동응답을 산출하는 목표볼륨대응응답산출과정;
상기 공기진동응답에 대응하는 헬름홀츠 공진 주파수를 산출하는 응답대응 공진주파수 산출과정;
상기 헬름홀츠 공진 주파수 대응 상기 공진영역의 체적 및 상기 덕트부의 단면적을 산출하는 공진영역체적 및 덕트부단면적산출과정; 및
상기 공진영역과 상기 덕트부가 산출된 상기 공진영역의 체적 및 덕트부단면적을 가지도록 상기 가변커버부의 위치를 조절하는 가변커버부조정과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공진모드 조절 기능을 가지는 헬름홀츠 공진을 이용한 소리 발생 장치.
A case portion forming a resonance region in which an upper portion is opened; A vibration unit mounted on the resonance region; At least one duct portion through which the air in the resonance region is discharged is formed as a cut-away type having an opened bottom face, and is mounted on an upper portion of the resonance region; A driving unit for varying a position of the variable cover unit; And a volume control unit for controlling driving of the driving unit, the sound generating method comprising:
A volume signal receiving step in which the volume control unit receives a user input volume generating signal;
A target volume corresponding response calculation step of calculating a response of the vibration part corresponding to the target volume of the volume signal and an air vibration response;
A response corresponding resonance frequency calculating step of calculating a Helmholtz resonance frequency corresponding to the air vibration response;
A resonant region volume and a duct sectional area calculating process for calculating the volume of the resonant region corresponding to the Helmholtz resonant frequency and the sectional area of the duct portion; And
And adjusting a position of the variable cover portion so that the resonance region and the duct portion have a volume and a duct sectional area of the resonance region calculated. Sound Generating Device Using Resonance.
청구항 9에 있어서, 상기 가변커버부조정과정은,
작업자에 의한 수동 또는 구동부에 의한 자동 방식 중 어느 하나에 의해 수행될 수 있는 것을 특징으로 하는 공진모드 조절 기능을 가지는 헬름홀츠 공진을 이용한 소리 발생 장치.
[12] The method of claim 9,
Wherein the resonance mode adjusting function is performed by a manual operation by an operator or an automatic operation by a driving unit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10522008B1 (en) 2018-09-24 2019-12-31 Challenge/Surge Inc. Alarm with piezoelectric element driven repetitively over pseudorandom frequencies
CN115021615A (en) * 2022-05-23 2022-09-06 山东理工大学 Impact type power generation device based on piezoelectric effect

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