KR101250647B1 - 음향 패널 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 음향 패널 시스템은 주파수 대역별로 공동의 직경 조절이 가능한 공명기 구조를 가지는 무기질 보드; 상기 무기질 보드의 일면에 배치되고, 상기 주파수 대역별로 직경 조절이 가능한 복수의 미세 타공을 구비하는 타공 시트; 및 상기 무기질 보드와 상기 타공 시트 사이에 배치되고, 상기 타공 시트 내로 입사되는 소음 에너지를 다공성 섬유 재질의 저항으로 흡수하는 다공질성 흡음재를 포함한다.
음향 패널, 흡음, 차음, 주파수, 공명, 무기질
Description
본 발명의 실시예들은 목표 주파수 대역에 따라 주흡음 주파수 설계가 가능한 음향 패널 시스템에 관한 것이다.
현대 문명생활에서 피할 수 없는 소음의 차단 및 흡수를 위해 다양한 노력들이 경주되어 왔고, 각 주택건설현장 등에서도 인접 주민의 불편함을 감소시키기 위해, 차음재 및 흡음재가 선택되어 시공되고 있다. 또한, 고속도로 주변의 공간, 산업현장 등에서도 소음 차단을 위한 각종 차음재 및 흡음재가 채용되고 있다.
소음을 차단 및 흡수하기 위해 일반적으로 널리 사용되고 있는 방음 소재로서는 목재, 콘크리트와 같은 일반적인 건축소재, 폴리우레탄 등과 같은 합성수지재에서 스티로폼, 금속 타공판과 같은 소재까지 다양한 제품들이 사용되고 있다.
한편, TV 등 디지털 기기의 다변화 및 개인화로 인해, 실내에서 원치 않는 소음에 노출되는 빈도가 높아지고 있다. 지향성 스피커의 활용이 점차 확산되고 있는 상황이나, 지향성 스피커의 경우 20,000Hz 대역의 고주파에 음향 신호를 중첩 하여 보내는 방식이다 보니 벽에서의 반사음에 의해 지향성 스피커 본연의 취지인 음원의 선택적 청취 및 불특정 다수인 타인에 대한 소음생성 방지의 목적을 달성하지 못하는 상황이다.
따라서, 지향성 스피커의 주파수 대역에 맞춘 공명기 및 다공질체 흡음기구를 동시에 가져 지향성 스피커의 활용도를 극대화하며, 상기 설계 요소들의 변경을 통해 일반적인 주파수 대역의 음파에 대해서도 높은 흡음 성능을 가지는 음향 패널이 필요한 실정이다.
본 발명의 일 실시예는 목표 주파수 대역에 따라 주흡음 주파수 설계가 가능하도록 한 음향 패널 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 공명기 구조와 다공질성 흠음기 구조를 동시에 구현함으로써, 높은 NRC(Noise Reduction Coefficient) 성능을 구현할 수 있도록 한 음향 패널 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 다공질성 흡음재의 일면에 미세 타공된 타공 시트를 배치함으로써, 다공질성 흡음재를 마감재로서 설치 가능하도록 한 음향 패널 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는, 지향성 스피커의 주파수대역에 맞춘 공명기 및 다공질성 흡음재를 동시에 구비함으로써, 상기 지향성 스피커의 활용도가 극대화될 수 있는 환경을 마련할 수 있는 음향 패널 시스템을 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음향 패널 시스템은 주파수 대역별로 공동의 직경 조절이 가능한 공명기 구조를 가지는 무기질 보드; 상기 무기질 보드의 일면에 배치되고, 상기 주파수 대역별로 직경 조절이 가능한 복수의 미세 타공을 구비하는 타공 시트; 및 상기 무기질 보드와 상기 타공 시트 사이에 배치되고, 상기 타공 시트 내로 입사되는 소음 에너지를 다공성 섬유 재질의 저항으로 흡수하는 다공질성 흡음재를 포함한다.
상기 공명기의 공동 직경은 다양한 주파수 대역의 소음 에너지를 흡음할 수 있도록 다양한 사이즈로 형성될 수 있다.
상기 무기질 보드는 석고 보드, 세라믹 보드, 또는 마그네슘 보드 중 어느 하나일 수 있다.
상기 타공 시트의 미세 타공은 10 ~ 1000㎛ 범위 내에서 직경 조절이 가능하다.
다공질성 흡음재는 상기 주파수 대역별로 두께 조절이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음향 패널 시스템은 상기 무기질 보드의 타면에 형성되어 상기 소음 에너지를 차단하는 차음 시트를 더 포함할 수 있다.
상기 차음 시트는 1 ~ 2mm 범위의 두께를 가질 수 있다.
상기 음향 패널 시스템은 지향성 스피커의 주파수 대역별로, 상기 공명기의 공동 직경, 상기 다공질성 흡음재의 두께, 및 상기 타공 시트의 미세 타공 직경의 조절이 가능하도록 형성될 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 지향성 스피커의 주파수 대역별로, 공명기의 공동 직경, 다공질성 흡음재의 두께, 및 타공 시트의 미세 타공 직경 등의 조절이 가능하도록 형성됨으로써, 목표 주파수 대역에 따라 주흡음 주파수 설계가 가능하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 음향 패널 시스템 자체에서 공명기 구조와 다공질성 흠음기 구조를 동시에 구현함으로써, 높은 NRC(Noise Reduction Coefficient) 성능을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다공질성 흡음재의 일면에 미세 타공된 타공 시트를 배치함으로써, 다공질성 흡음재를 마감재로서 설치 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 지향성 스피커의 주파수대역에 맞춘 공명기 및 다공질성 흡음재를 동시에 구비함으로써, 지향성 스피커의 활용도가 극대화될 수 있는 환경을 마련할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음향 패널 시스템은 목표 주파수 대역에 따라 주흡음 주파수 설계가 가능하도록 구현될 수 있다. 이는 TV 등 디지털 기기의 다변화 및 개인화로 인해, 실내에서 원치 않는 소음에 노출되는 빈도가 높아지고 있기 때문이다.
구체적으로, 최근에는 지향성 스피커의 활용이 점차 확산되고 있는 상황이지만, 상기 지향성 스피커의 경우 20,000Hz 대역의 고주파에 음향 신호를 중첩하여 보내는 방식을 사용한다. 그러다 보니, 상기 음향 신호는 벽에서 반사되어 반사음을 일으키고, 이 반사음은 인접하여 위치하는 불특정 다수에게 청취됨으로써 소음으로써 작용할 우려가 있으며, 원래 사용자는 의도하지 않은 잔향음이 사용자에게 청취되게 됨으로써 사용자는 원래 음향의 청취에 방해를 받게 된다.
이에 따라, 상기 지향성 스피커 본연의 취지인 음원의 선택적 청취의 목적을 달성하지 못하는 상황이 발생한다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는, 상기 지향성 스피커의 주파수 대역에 맞춘 공명기 및 다공질체 흡음기구를 동시에 동시에 구현함으로써, 상기 지향성 스피커의 활용도를 극대화할 수 있는 음향 패널 시스템을 제공한다.
뿐만 아니라, 본 발명의 실시예에서는, 일반적인 주파수 대역의 음파에 대해서도 높은 흡음 성능을 가지는 음향 패널 시스템을 제공할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 패널 시스템은 세라믹 보드 등 의 무기질 보드 자체적으로 공명기 구조를 가지고, 미세 타공된 타공 시트와 상기 무기질 보드 사이에 다공질성 흡음기 구조를 동시에 가질 수 있다.
더욱이, 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 패널 시스템은 구멍의 직경(타공 시트의 미세 타공 직경), 넥(neck) 부분의 길이(다공질성 흡음재 층의 두께), 공명기의 공동 부분의 부피(무기질 보드 내부의 공동 직경) 등의 설계 인자를 조절함으로써, 타겟(target) 주파수 대역의 설계가 자유롭게 가능하도록 구현할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 시스템 자체 구조로서, 공명기 흡음 구조와 다공질체 흡음 구조를 동시에 구현함으로써, 타겟 주파수 대역에 대한 음향 신호(소음 에너지)에 대한 차음 및 흡음 효율을 극대화할 수 있는 음향 패널 시스템을 제공할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 패널 시스템의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 패널 시스템의 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 패널 시스템(100)은 무기질 보드(110), 타공 시트(120), 및 다공질성 흡음재(130)를 포함한다.
상기 무기질 보드(110)는 주파수 대역별로 공동(空洞)의 직경 조절이 가능한 공명기(115) 구조를 가진다. 여기서, 상기 공명기(115)의 공동 직경은 주파수 대역의 높고 낮음에 따라 다르게 조절될 수 있다.
예컨대, 상기 공명기(115)의 공동 직경은 상기 주파수 대역이 높은 경우, 작은 사이즈(size)로 형성되도록 조절되고, 상기 주파수 대역이 낮은 경우, 큰 사이즈로 형성되도록 조절될 수 있다.
또한, 상기 공명기(115)의 공동 직경은 상기 주파수 대역에 따라, 상기 무기질 보드(110) 내에서 일정한 사이즈로 분포하도록 형성될 수도 있으나, 다양한 주파수 대역의 소음 에너지(음향 신호)를 흡음할 수 있도록, 상기 무기질 보드(110) 내에서 다양한 사이즈로 분포되도록 형성되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 주파수 대역은 텔레비전(TV) 등의 디지털 기기와 연결된 지향성 스피커를 통해 출력되는 음향 신호(소음 에너지)에 관한 주파수 대역을 나타낼 수 있다.
이러한 무기질 보드(110)는 석고 보드, 세라믹 보드, 또는 마그네슘 보드 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
이와 같이, 상기 무기질 보드(110)는 우수한 차음 성능을 가지는 무기질계의 보드로 형성되고, 추가로 그 내부가 흡음기구 기능을 하는 공명기 구조를 가진다. 이로써, 상기 무기질 보드(110)는 하나의 보드에서 차음과 흡음 효과를 동시에 발생시켜, 높은 NRC(Noise Reduction Coefficient) 성능을 가지는 음향 패널 시스템을 구현할 수 있도록 한다.
상기 타공 시트(120)는 상기 무기질 보드(110)의 일면에 배치되되, 상기 다공질성 흡음재(130)를 사이에 두고 배치된다. 즉, 상기 타공 시트(120)와 상기 무기질 보드(110) 사이에는 상기 다공질성 흡음재(130)가 배치된다. 상기 다공질성 흡음재(130)에 대해서는 뒤에서 자세히 설명하기로 한다.
상기 타공 시트(120)에는 미세 타공(125)이 복수 개 형성되는데, 상기 미세 타공(125)은 상기 주파수 대역별로 직경 조절이 가능하도록 형성될 수 있다. 여기서, 상기 미세 타공(125)은 예를 들어, 10 ~ 1000㎛ 범위 내에서 그 직경 조절이 가능하도록 형성될 수 있다.
예컨대, 상기 미세 타공(125)은 상기 주파수 대역이 높은 경우 그 직경 사이즈가 작게 형성되도록 조절 가능하고, 상기 주파수 대역이 낮은 경우 그 직경 사이즈가 크게 형성되도록 조절 가능하다.
상기 다공질성 흡음재(130)는 앞서 언급한 바와 같이, 상기 무기질 보드(110)와 상기 타공 시트(120) 사이에 배치된다. 상기 다공질성 흡음재(130)는 다공성 섬유 재질로 형성됨으로써, 상기 타공 시트(120) 내로 입사되는 소음 에너지(음향 신호)를 상기 다공성 섬유 재질의 저항으로 흡수할 수 있다.
상기 다공질성 흡음재(130)는 상기 다공성 섬유 재질로서, 예컨대 흡음 성능이 우수한 PET(Poly Ethylene Terephtalate) 부직포, 글래스울, 락울 등의 흡음용 음향 자재 또는 셀룰로스(cellulose) 계열의 섬유 소재의 매트(mat)로 형성될 수 있다.
이와 같은 재질로 이루어지는 상기 다공질성 흡음재(130)는, 밀도와 기공률이 충분히 크고 난연 처리되어, 열에너지 형태인 비가역 변화 과정을 통해 상기 타공 시트(120) 내로 입사된 소음 에너지인 음향 신호의 파동 에너지를 흡수할 수 있다.
상기 다공질성 흡음재(130)는 상기 주파수 대역별로 두께 조절이 가능하도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 다공질성 흡음재(130)는 상기 주파수 대역이 높은 경우 그 두께가 좁게 형성되고, 상기 주파수 대역이 낮은 경우 그 두께가 넓게 형성될 수 있다.
이때, 상기 다공질성 흡음재(130)의 두께가 너무 넓어지면 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 패널 시스템(100)이 너무 두꺼워지고, 상기 다공질성 흡음재(130)의 두께가 너무 좁아지면 흡음 효과가 떨어지므로, 상기 음향 패널 시스템(100)의 두께와 상기 흡음 효과를 모두 고려하여 적절한 두께 범위 내에서 형성되는 것이 바람직하다.
상기 다공질성 흡음재(130)는 연질이며 표면이 거칠다. 이에 따라, 기존에는 상기 다공질성 흡음재(130)를 인테리어 마감재로 사용할 수 없었는데, 본 발명의 실시예에서는 상기 다공질성 흡음재(130)를 상기 무기질 보드(110)와 상기 타공 시트(120) 사이에 배치하여 상기와 같은 기존의 문제점을 해소할 수 있다.
추가하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 패널 시스템(100)은 차음 시트(140)를 더 포함할 수 있다.
상기 차음 시트(140)는 상기 무기질 보드(110)의 타면에 형성되어 상기 소음 에너지(음향 신호)가 배후 공간으로 전달되는 것을 차단할 수 있다. 상기 차음 시트(140)는 1 ~ 2mm 범위의 두께를 가지는 것이 바람직하다.
상기 차음 시트(140)는 차음 재질로서, 예컨대 차음 성능이 뛰어난 고무 아스팔트계 또는 황산바륨과 고무의 혼합물 소재로 형성될 수 있다.
한편, 상기 무기질 보드(110), 타공 시트(120), 다공질성 흡음재(130), 차음 시트(140)는 일반적으로 사용되는 모든 접착 수단, 예를 들면 접착제나 열압에 의해 접착될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 패널 시스템(100)은 상기 지향성 스피커의 주파수 대역별로, 상기 공명기(115)의 공동 직경, 상기 다공질성 흡음재(130)의 두께, 및 상기 타공 시트(120)의 미세 타공 직경의 조절이 가능하도록 형성됨으로써, 목표 주파수 대역에 따라 주흡음 주파수 설계가 가능하도록 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 음향 패널 시스템(100) 자체에서 공명기 구조와 다공질성 흠음기 구조를 동시에 구현함으로써, 높은 NRC(Noise Reduction Coefficient) 성능을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 다공질성 흡음재(130)의 일면에 미세 타공된 상기 타공 시트(120)를 배치함으로써, 상기 다공질성 흡음재(130)를 마감재로서 설치 가능하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 지향성 스피커의 주파수대역에 맞춘 공명기 및 다공질성 흡음재를 동시에 구비함으로써, 상기 지향성 스피커의 활용도가 극대화될 수 있는 환경을 마련할 수 있다.
도 3은 종래기술에 따른 음향 패널 시스템의 사용 상태도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 패널 시스템의 사용 상태도이다.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 지향성 스피커(310)를 통해 출력된 음향 신호(320)는 종래기술에 따른 음향 패널 시스템(330)으로 구현된 벽에 반사된다. 이 에 따라, 사용자(340)는 상기 음향 신호(320)의 반사음을 본래의 음향 신호와 함께 청취하게 되어, 상기 지향성 스피커(310) 본연의 취지인 음원의 선택적 청취를 하지 못하게 될 뿐 아니라, 인접한 불특정 다수에게는 소음으로써 작용하게 된다.
반면, 도 4에서는 상기 지향성 스피커(310)를 통해 출력된 음향 신호(320)는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 패널 시스템(410)으로 구현된 벽에 입사되는 경우, 기존과는 다르게 상기 음향 신호(320)이 반사되지 않고 상기 음향 패널 시스템(410)에 흡수된다.
따라서, 사용자(340)는 본래의 음향 신호를 위주로 청취하게 되어, 상기 지향성 스피커(310) 본연의 취지인 음원의 선택적 청취를 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 의하면, 상기 지향성 스피커(310)의 활용도를 극대화할 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 목표 주파수 대역에 따라 주흡음 주파수 설계가 가능한 음향 패널 시스템의 단면도이다.
도 2는 도 1의 음향 패널 시스템의 평면도이다.
도 3은 종래기술에 따른 음향 패널 시스템의 사용 상태도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 패널 시스템의 사용 상태도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 무기질 보드
115: 공명기
120: 타공 시트
125: 미세 타공
130: 다공질성 흡음재
140: 차음 시트
Claims (8)
- 주파수 대역별로 공동의 직경 조절이 가능한 공명기 구조를 가지는 무기질 보드;상기 무기질 보드의 일면에 배치되고, 상기 주파수 대역별로 직경 조절이 가능한 복수의 미세 타공을 구비하는 타공 시트;상기 무기질 보드와 상기 타공 시트 사이에 배치되고, 상기 타공 시트 내로 입사되는 소음 에너지를 다공성 섬유 재질의 저항으로 흡수하는 다공질성 흡음재; 및상기 무기질 보드의 타면에 형성되되, 차음 성능이 뛰어난 고무 아스팔트계 또는 황산바륨과 고무의 혼합물 소재로 형성되어 상기 소음 에너지를 차단하는 차음 시트를 포함하고,상기 다공질성 흡음재는상기 다공성 섬유 재질로서, 흡음 성능이 우수한 PET(Poly Ethylene Terephtalate) 부직포, 글래스울, 락울 중 적어도 하나를 포함하는 흡음용 음향 자재, 또는 셀룰로스(cellulose) 계열의 섬유 소재의 매트(mat)로 형성되는 것을 특징으로 하는 음향 패널 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 공명기의 공동 직경은다양한 주파수 대역의 소음 에너지를 흡음할 수 있도록 다양한 사이즈로 형성되는 것을 특징으로 하는 음향 패널 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 무기질 보드는석고 보드, 세라믹 보드, 또는 마그네슘 보드 중 어느 하나를 포함하는 것 을 특징으로 하는 음향 패널 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 타공 시트의 미세 타공은10 ~ 1000㎛ 범위 내에서 직경 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 음향 패널 시스템.
- 제1항에 있어서,다공질성 흡음재는상기 주파수 대역별로 두께 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 음향 패널 시스템.
- 삭제
- 제1항에 있어서,상기 차음 시트는1 ~ 2mm 범위의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 음향 패널 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 음향 패널 시스템은지향성 스피커의 주파수 대역별로, 상기 공명기의 공동 직경, 상기 다공질성 흡음재의 두께, 및 상기 타공 시트의 미세 타공 직경의 조절이 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 음향 패널 시스템.
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