KR101488323B1 - 능동소음제어 스피커의 열해방지 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 능동소음제어 스피커의 열해방지 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 후방으로 연결되며 차량의 외부로 배기가스를 배출시키는 배기파이프, 상기 배기파이프 상에 배치되며 배기가스 배출음을 저감시키는 소음기, 상기 배기파이프 및 소음기에 인접하게 배치되어 연결되는 스피커 하우징 내부에 수용되며, 배기가스 배출음의 주파수와 상반되는 위상을 갖는 음파를 생성하는 스피커 및 상기 스피커 하우징의 내부로 저온의 차량 주행풍이 들어오고 나갈 수 있도록 입ㆍ출구를 구비하는 스피커 튜브를 포함하는 것을 특징으로 하여, 스피커 하우징 내부에 저온의 차량 주행풍이 유입되어 스피커의 온도가 낮아짐으로써 고온일 때와 대비하여 스피커의 음파 출력 성능이 향상되게 하는 능동소음제어 스피커의 열해방지 구조에 관한 것이다.

Description

능동소음제어 스피커의 열해방지 구조{Structure for preventing a thermal damage of active noise control speaker}
본 발명은 능동소음제어 스피커에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스피커 하우징 내부로 저온의 차량 주행풍이 드나들 수 있도록 입ㆍ출구를 구비하는 스피커 튜브를 포함하여 저온의 차량 주행풍에 의해 스피커를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 능동소음제어 스피커의 열해방지 구조에 관한 것이다.
차량의 내부에 유입되는 소음은 엔진 구동 또는 노면 굴곡, 주행 중에 유입되는 바람소리 등 다양한 요인에 의해 발생되고 이러한 소음을 저감하기 위한 다양한 장치가 사용되고 있으며, 특히 차량의 배기파이프에서 발생하는 배기가스의 토출 소음을 저감하기 위해서 차량의 배기가스 통로 상에는 별도의 소음기를 장착하여 사용하고 있다.
일반적으로 배기가스 배출음을 감소시키기 위한 방법으로는 배기가스 이동 통로상에 배플, 파이프, 가변밸브 등 복잡한 구조로 배압을 가하여 소음을 저감시키는 소음기를 활용한 수동소음제어 방법과 배기가스의 소음이 가지는 주파수와 동일한 주파수를 가지면서 반대 위상을 같은 음파를 발생시켜 배기가스의 소음과 상호 상쇄되면서 배기가스 소음을 저감시키는 능동소음제어(Active Noise Control: ANC) 방법이 있다.
특히, 최근에는 배기가스 소음이 저주파 영역일 때 효율성이 현저히 떨어지고 차량의 주행속도에 따라 적합한 대응방법이 마련되지 않으며 소음기의 부피 증가 및 비용 상승의 문제가 발생하는 수동소음제어 방법보다 차량의 소비자에게 더욱 편안하고 조용한 환경을 제공하며 저주파 소음을 감쇄시키는데 탁월한 효과를 갖는 능동소음제어 방법이 각광을 받고 있다.
능동소음제어기는 배기가스 소음을 감지하는 마이크, 마이크에 의해 감지된 소음을 계산ㆍ분석하여 배기가스 소음의 주파수와 대응되는 위상의 주파수를 갖는 전기적 신호를 스피커에 전달하는 제어기 및 대응되는 위상의 주파수를 재생하는 스피커 등을 포함하여 구성된다.
이러한 능동소음제어기는 스피커를 통해 차량의 배기가스 소음과 크기는 같으나 역위상을 갖는 인공음을 발생시켜 두 신호를 중첩시킴으로써 소음의 음압 레벨을 감쇄 또는 제거하는 방식을 사용한다.
그러나, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 능동소음제어 스피커(3)는 고온의 소음기(2) 및 배기파이프(1)와 근접하여 장착되기 때문에 소음기(2) 및 배기파이프(1)에서 발생한 고온에 의해 열해를 입는 문제점이 있다.
또한, 스피커 하우징(4)이 밀폐되어 있을 경우 스피커 하우징(4) 내부의 공기가 스피커 진동판의 진동을 방해하여 저주파 출력이 원활하지 못하게 되기 때문에 별도의 포트를 추가로 설치해야되는 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 스피커 하우징의 내부로 저온의 차량 주행풍이 들어오고 나갈 수 있도록 입ㆍ출구를 구비하는 스피커 튜브 및 스피커 튜브의 외측면에 형성된 다수의 타공을 포함하여 스피커가 고온의 소음기 및 배기파이프로부터 입는 열해를 방지하고 스피커 튜브가 스피커의 포트 역활을 수행하여 저주파 음 출력을 향상시킨 능동소음제어 스피커의 열해방지 구조를 제공하고자 함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 차량의 후방으로 연결되며 차량의 외부로 배기가스를 배출시키는 배기파이프, 상기 배기파이프 상에 배치되며 배기가스 배출음을 저감시키는 소음기, 상기 배기파이프 및 소음기에 인접하게 배치되어 연결되는 스피커 하우징 내부에 수용되며, 배기가스 배출음의 주파수와 상반되는 위상을 갖는 음파를 생성하는 스피커 및 상기 스피커 하우징의 내부로 저온의 차량 주행풍이 들어오고 나갈 수 있도록 입ㆍ출구를 구비하는 스피커 튜브를 포함하며, 저온의 차량 주행풍에 의해 상기 스피커를 냉각시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스피커 튜브의 외측면에 형성된 다수의 타공을 더 포함하며, 상기 타공을 통해 스피커 하우징 내부의 가열된 공기가 외부로 배출되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 스피커 튜브는 스피커의 외부를 둘러가며 감싸는 나선형으로 형성되는 것이 바람직하다.
나아가, 상기 스피커 튜브의 입구는 스피커 하우징의 외측면 상부에 차량의 전방을 향해 형성되고, 상기 스피커 튜브의 출구는 스피커 하우징의 외측면 하부에 차량의 후방을 향해 형성되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 효과는, 스피커 하우징의 내부로 저온의 차량 주행풍이 들어오고 나갈 수 있도록 입ㆍ출구를 구비하는 스피커 튜브를 포함하여 고온의 소음기 및 배기파이프와 근접하여 장착되는 스피커의 열해를 방지하는 것이다.
또한, 스피커 튜브의 외측면에 다수의 타공을 형성하여 단순히 스피커 하우징의 내부로 저온의 주행풍이 유동되는 것이 아니라 타공을 통해 스피커 하우징 내부의 가열된 공기가 외부로 배출되는 효과가 있다.
나아가, 스피커 튜브를 스피커의 외부를 둘러가며 감싸는 나선형으로 형성하고, 스피커 튜브의 입구는 스피커 하우징의 외측면 상부에 차량의 전방을 향해 형성하며, 스피커 튜브의 출구는 스피커 하우징의 외측면 하부에 차량의 후방을 향해 형성함으로써, 스피커 하우징 내부로 차량의 주행풍이 보다 효율적으로 드나들 수 있도록 하여 스피커 하우징 내부의 온도를 효과적으로 낮추고 스피커 하우징 내부의 가열된 공기를 외부로 효율적으로 배출시키는 효과가 있다.
결과적으로 본 발명에 따른 능동소음제어 스피커의 열해방지 구조는 스피커 하우징 내부에 저온의 차량 주행풍이 유입됨으로써 스피커의 온도가 낮아지게 되어 스피커의 온도가 고온일 때와 대비하여 스피커의 음파 출력 성능이 향상되는 효과가 있다.
아울러, 스피커 튜브가 차량 주행풍 입ㆍ출구 역할과 동시에 스피커의 포트 역할을 수행하게 되어 별도의 포트를 추가하지 않아도 스피커의 저주파 음 출력이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 종래 능동소음제어기의 모습을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 능동소음제어 스피커의 열해방지 구조의 모습을 도시한 평면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 능동소음제어 스피커의 열해방지 구조의 모습을 도시한 정면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 능동소음제어 스피커의 열해방지 구조의 공기 흐름을 도시한 정면도.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 능동소음제어 스피커의 열해방지 구조는, 차량의 후방으로 연결되며 차량의 외부로 배기가스를 배출시키는 배기파이프(10), 상기 배기파이프(10) 상에 배치되며 배기가스 배출음을 저감시키는 소음기(20), 상기 배기파이프(10) 및 소음기(20)에 인접하게 배치되어 연결되는 스피커 하우징(32) 내부에 수용되며, 배기가스 배출음의 주파수와 상반되는 위상을 갖는 음파를 생성하는 스피커(30) 및 상기 스피커 하우징(32)의 내부로 저온의 차량 주행풍이 들어오고 나갈 수 있도록 입ㆍ출구(32, 34)를 구비하는 스피커 튜브(40)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 소음기(20)는 차량의 배기파이프(10) 내부로 유동되는 배기가스의 통로 상에 연결되어 있으며 통상적으로 차량 후미에 배치되어 있다.
상기 소음기(20)는 1차적으로 배기가스 배출 소음을 저감시키기 위해 활용되며 종래 소음기의 구성과 마찬가지로 내부에 배플(미도시), 파이프(미도시), 가변밸브(미도시) 등을 구성요소로 가진다.
도 2에 도시된 바와 같이, 스피커 하우징(32)은 배기파이프(10)와 연결되어 있고 소음기(20)의 후단에 인접하게 배치되어 있어 전체적으로 고온의 배기파이프(10) 및 소음기(20)에 의해 둘러싸인 형태로 배치되어 있다.
상기 스피커 하우징(32)의 내부에는 스피커(30)가 장착되어 있으며, 상기 스피커(30)는 마이크를 통해 배기가스 배출음을 감지하여 배기가스 배출음의 주파수와 크기는 같으나 역위상을 갖는 음파를 생성하기 위해 활용된다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 스피커 하우징(32) 내부에는 저온의 차량 주행풍이 들어오는 입구(42) 및 차량 주행풍이 나가는 출구(44)를 구비하는 스피커 튜브(40)가 수용되어 있다.
도시된 실시예에서 상기 스피커 튜브(40)는 스피커 하우징(32)의 내측면과 스피커(30) 사이의 공간에 장착되며 저온의 차량 주행풍이 드나들 수 있도록 입구(42) 및 출구(44)가 스피커 하우징(32) 외부로 돌출되어 있다.
상기와 같이 저온의 차량 주행풍이 유동되는 스피커 튜브(40)가 스피커 하우징(32) 내부에 장착됨으로써 스피커(30)의 전체적인 온도가 낮아지게 되고 이에 따라 스피커(30)의 음파 출력 성능이 향상되게 된다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 스피커 튜브(40)의 외측면에는 다수의 타공(46)이 형성되어 있으며, 이에 따라 상기 타공(46)을 통해 저온의 차량 주행풍과 가열된 스피커 하우징(32) 내부의 공기 사이에 상호 교환이 이루어진다.
상기 타공(46)은 도시된 실시예에서 원형으로 이루어져 있으며 6개의 타공(46)이 한 세트로 이루어져 있으나, 능동소음제어기의 스피커 위치, 요구되는 스피커 냉각 성능, 스피커 튜브의 길이 등에 따라 일자형, 사각형 등 다양한 형태로 이루어질 수 있으며 다양한 개수로 이루어질 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 스피커 튜브(40)의 입구(42)로 들어온 저온의 차량 주행풍은 타공(46)을 통해 스피커 하우징(32) 내부로 유입되고 스피커 하우징(32) 내부의 가열된 공기는 타공(46)을 통해 스피커 튜브(40) 내로 유입된다.
즉, 상기 타공(46)을 통해 저온의 차량 주행풍과 스피커 하우징(32) 내부의 가열된 공기 사이에 상호 교환이 이루어지고 이에 따라 스피커 하우징(32) 내부의 온도는 점차 낮아지게 되어 스피커(30)의 음파 출력 성능이 향상되게 된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 스피커 튜브(40)는 스피커(30)의 외부를 둘러가며 감싸는 나선형으로 형성되는 것이 바람직하다.
도시된 실시예에서 상기 스피커 튜브(40)는 스피커 하우징(32)의 우측 상단에서 시작하여 반시계 방향으로 스피커(30)를 감싸며 스피커 하우징(32)의 하단으로 점점 내려가다가 스피커 하우징(32)의 우측 하단에서 끝나는 나선형으로 형성된다.
상기와 같이 스피커 튜브(40)를 나선형으로 형성함으로써, 스피커 하우징(32) 내부의 공기는 보다 효율적으로 냉각되게 되고 스피커(30) 또한 전체적으로 보다 빠르게 냉각되게 된다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 스피커 튜브(40)의 입구(42)는 스피커 하우징(32)의 외측면 상부에 차량의 전방을 향해 형성되고, 상기 스피커 튜브(40)의 출구(44)는 스피커 하우징(32)의 외측면 하부에 차량의 후방을 향해 형성되는 것이 바람직하다.
구체적으로 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 스피커 튜브(40)의 입구(42)는 스피커 하우징(32)의 외측면 상부에 스피커 하우징(32)의 접선방향으로 차량의 전방을 향하여 형성된다. 즉, 상기 스피커 튜브(40)의 입구(42)는 저온의 차량 주행풍을 가장 받아들이기 쉬운 위치에 형성된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 도시된 실시예에서 상기 스피커 튜브(40)의 출구(44)는 스피커 하우징(32)의 외측면 우측 하단에 차량의 후방을 향하여 형성된다. 즉, 상기 스피커 튜브(40)의 출구(44)는 차량 주행풍의 배출이 가장 원활하게 이루어지는 위치에 형성된다.
본 발명에 바람직한 실시예에 따른 작동 과정을 살펴보면 다음과 같다.
도 4에 도시된 바와 같이, 차량의 주행시 배출되는 고온의 배기가스에 의해 소음기(20) 및 배기파이프(10)가 가열되며 소음기(20) 및 배기파이프(10)에 인접하게 배치된 스피커 하우징(32) 또한 소음기(20) 및 배기파이프(10)의 열에 의해 가열된다.
이때, 스피커 튜브(40)의 입구(42)를 통해 저온의 차량 주행풍이 스피커 하우징(32) 내부로 유입되고, 이러한 차량 주행풍이 스피커 하우징(32) 내부를 상단에서부터 회전하면서 하강 후 스피커 튜브(40)의 출구(44)를 통해 배출된다.
또한, 스피커 튜브(40) 내부에서 유동되는 저온의 차량 주행풍은 타공(46)을 통해 스피커 하우징(32) 내부로 유입되고 스피커 하우징(32) 내부의 가열된 공기는 타공(46)을 통해 스피커 튜브(40) 내부로 유입된다.
이러한 차량 주행풍과 가열된 공기 사이의 상호 교환에 따라 스피커(30)의 온도는 낮아지게 되고 따라서 스피커(30)의 음파 출력 성능이 향상되게 된다.
나아가, 스피커 튜브(40)는 스피커 포트의 역할도 동시에 수행하게 되어 스피커 하우징(32)이 밀폐되었을 경우 스피커 하우징(32) 내부의 공기가 스피커 진동판의 진동을 방해하여 저주파 출력을 원활하지 못하게 하는 문제를 개선하게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10 : 배기파이프
20 : 소음기
30 : 스피커
32 : 스피커 하우징
40 : 스피커 튜브
42 : 입구
44 : 출구
46 : 타공

Claims (4)

  1. 차량의 후방으로 연결되며 차량의 외부로 배기가스를 배출시키는 배기파이프;
    상기 배기파이프 상에 배치되며 배기가스 배출음을 저감시키는 소음기;
    상기 배기파이프 및 소음기에 인접하게 배치되어 연결되는 스피커 하우징 내부에 수용되며, 배기가스 배출음의 주파수와 상반되는 위상을 갖는 음파를 생성하는 스피커;
    상기 스피커 하우징의 내부로 저온의 차량 주행풍이 들어오고 나갈 수 있도록 입ㆍ출구를 구비하는 스피커 튜브; 및
    상기 스피커 튜브의 외측면에 형성된 다수의 타공; 을 포함하며,
    상기 타공을 통해 스피커 하우징 내부의 가열된 공기가 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 능동소음제어 스피커의 열해방지 구조.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스피커 튜브는 스피커의 외부를 둘러가며 감싸는 나선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 능동소음제어 스피커의 열해방지 구조.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스피커 튜브의 입구는 스피커 하우징의 외측면 상부에 차량의 전방을 향해 형성되고,
    상기 스피커 튜브의 출구는 스피커 하우징의 외측면 하부에 차량의 후방을 향해 형성되는 것을 특징으로 하는 능동소음제어 스피커의 열해방지 구조.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0614424U (ja) * 1992-07-29 1994-02-25 カルソニック株式会社 能動型消音器
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JPH08512410A (ja) * 1993-07-07 1996-12-24 ライストリッツ アクチェンゲゼルシャフト ウント コンパニー アップガーステヒニク 能動的な消音器

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