KR101733214B1 - 배기음 발생장치 - Google Patents

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KR101733214B1
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Abstract

본 발명은 배기음 발생장치에 관한 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 배기음을 출력하는 스피커; 상기 스피커가 내측에 구비되는 챔버 상부몸체와, 상기 챔버 상부몸체와 결합되며 스피커의 전면에서 출력되는 배기음을 외부로 전달하도록 하는 배기음 출력구가 형성된 챔버 하부몸체를 포함하는 챔버; 상기 챔버 하부몸체에 설치되고, 상기 스피커의 전면에서 출력되는 배기음이 상기 배기음 출력구로 전달되도록 하는 배기음 배출관; 및 상기 챔버의 내부를 상측 공간부와 하측 공간부로 분리하며, 상측 공간부와 하측 공간부를 연결하며 크기 조절이 가능한 개구면(開口面)이 형성된 배기음 조절부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기음 발생장치가 개시된다.

Description

배기음 발생장치 {Exhaust sound generator}
본 발명은 배기음 발생장치에 관한 것으로서, 상세하게는 챔버의 내부에 가상의 배기음을 발생시키는 스피커를 구비하고, 챔버의 상측 공간부 및 하측 공간부를 연결하는 개구면(開口面)의 크기를 조절함으로써 스피커로부터 배출되는 배기음의 주파수 범위를 조절할 수 있는 배기음 발생장치에 관한 것이다.
사람들에게 편리한 이동수단으로 이용되는 자동차는 기술발달 및 경제의 성장과 더불어 단순한 이동수단이 아니라 운전자가 안전하게 운행할 수 있도록 운전의 안전 및 편안함, 즐거움을 제공하는 데까지 발전되고 있다.
이러한 기술의 일예로, 가상의 자동차 배기음이 자신의 차량에서 배출되도록 하는 배기음 발생장치가 개발되고 있다.
전기를 이용하여 자동차를 움직이게 하는 전기자동차의 경우 엔진음은 물론 배기음이 발생되지 않으므로 보행자의 안전과 더불어 안전한 운전을 도울 수 있도록 하기 위해 가상의 배기음 발생이 요구된다.
또한, 연료를 일부 이용하는 하이브리드 자동차 및 휘발유, 경유, LPG 등 화석연료를 이용하는 종래 자동차의 경우에도 운전자에게 운전의 즐거움을 주기 위해 가상의 배기음이 발생되도록 하는 기술이 도입되고 있다.
가상 배기음을 발생하도록 하는 종래기술의 일예로, 대한민국 등록특허 제10-1180805호의 '차량용 가상사운드 발생 시스템'이 있다.
상기 종래기술은 하이브리드 및 전기자동차와 같은 저소음 친환경 차량의 가상사운드 시스템에 탑재되어 가상 엔진음 등을 출력할 수 있도록 하는 것으로, 판단 제어인자를 기반으로 차외음을 발생시키거나 주행음을 발생시키는 가상음 발생부와; 차량의 엔진룸내에 설치되어 차외음 또는 주행음을 출력하는 스피커와; 엔진룸내에서 스피커를 중심으로 연장되는 다중 음향학 덕트와; 상기 다중 음향학 덕트내에 설치되는 밸브와; 판단 제어인자를 기반으로 밸브의 개폐정도를 조절하는 밸브 제어부와; 상기 가상음 발생부 및 밸브 제어부에 판단 제어인자를 제공하는 가상음 제어부;를 포함하여 보행자 및 운전자에게 차량의 속도 등에 따라 적절한 방향으로 가상의 차외음 또는 주행음이 배출되도록 한다.
그러나 상기 종래기술은 저주파음을 구현하기 위한 공간이 한정되어 있어 특정 주파수 범위의 소리만을 재생할 수 있으므로, 운전자가 선호하는 주파수 대역의 배기음으로 조절하여 배기음이 배출되도록 조절하는 구성이 전혀 고려되지 않으며, 엔진룸내에 구비되는 스피커에서 발생되는 열을 외부로 배출하기 어려워 스피커의 자성체가 열화될 수 있다는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-1180805호 (2012년 09월 03일 등록)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 챔버의 내부에 가상의 배기음을 발생시키는 스피커를 구비하고, 챔버의 상측 공간부 및 하측 공간부를 연결하는 개구면(開口面)의 크기를 조절함으로써 스피커로부터 배출되는 배기음의 주파수 범위를 조절할 수 있는 배기음 발생장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 배기음을 출력하는 스피커; 상기 스피커가 내측에 구비되는 챔버 상부몸체와, 상기 챔버 상부몸체와 결합되며 스피커의 전면에서 출력되는 배기음을 외부로 전달하도록 하는 배기음 출력구가 형성된 챔버 하부몸체를 포함하는 챔버; 상기 챔버 하부몸체에 설치되고, 상기 스피커의 전면에서 출력되는 배기음이 상기 배기음 출력구로 전달되도록 하는 배기음 배출관; 및 상기 챔버의 내부를 상측 공간부와 하측 공간부로 분리하며, 상측 공간부와 하측 공간부를 연결하며 크기 조절이 가능한 개구면(開口面)이 형성된 배기음 조절부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기음 발생장치가 개시된다.
바람직하게, 상기 챔버 상부몸체 및 챔버 하부몸체는 각각 반구형 형상으로 이뤄지며, 상기 배기음 조절부는 챔버 일측에 구비되고 둘레를 따라 개방부가 적어도 하나 이상 형성된 환형의 상부 브라켓과, 상기 상부 브라켓 하부에 구비되고 둘레를 따라 개방부가 적어도 하나 이상 형성된 환형의 하부 브라켓을 포함하며, 상기 상부 브라켓 및 하부 브라켓은 평행하게 상대적 회동이 가능하도록 구성되어 일측 브라켓의 회동에 의해 상기 개구면(開口面)의 크기 조절이 이뤄지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 스피커는 스피커 전면에 구비되는 진동판을 포함하는 진동부, 상기 진동부 후면에 구비되는 자기회로부 및 스피커 프레임을 포함하며, 상기 스피커 전면이 챔버 하부몸체를 향하도록 구비되며, 상기 하부 브라켓은 배기음 배출관과 일체 결합되고, 중심측 둘레를 따라 스피커 프레임과 결합하기 위한 결합 프레임이 구비되며, 상기 결합 프레임과 스피커 프레임은 기밀(氣密)결합되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 챔버 상부몸체와 챔버 하부몸체는 분리 가능하며, 상기 하부 브라켓은 외주측이 상기 챔버 하부몸체와 결합되며, 상기 상부 브라켓은 외주측이 상기 챔버 상부몸체와 결합되어 챔버 상부몸체 회동시 함께 회동이 이뤄지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 챔버 상부몸체 및 챔버 하부몸체 중 적어도 어느 하나의 외측면에는 상기 배기음 조절부의 개구면(開口面)의 크기 조절 상태 확인을 위한 위치확인 돌기;가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 챔버 상부몸체와 챔버 하부몸체는 결합수단에 의해 탈착 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 챔버 상부몸체와 챔버 하부몸체는 서로 대향하여 형성되는 플랜지를 각각 구비하며, 상기 챔버 상부몸체와 챔버 하부몸체의 결합시 각각의 플랜지가 상호 접촉 연결되어 결합되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 결합수단은 상호 접촉된 플랜지를 외측에서 둘러싸서 결합하는 클램프인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 스피커의 후면에 구비되며, 적어도 일부가 챔버 상부몸체 외측에 드러나도록 형성되는 방열수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 스피커의 후면은 챔버 상부몸체와 기밀(氣密)결합되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명은, 가상의 배기음을 발생시켜 차량의 운전자에게 운전의 즐거움을 배가시키고 보행자를 포함한 차량 주변 사람들에게 주의를 환기시킬 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명은, 발생된 배기음의 주파수가 가변될 수 있어 운전자가 원하는 주파수 대역의 배기음으로 강조하여 배출되도록 설정할 수 있으므로, 운전자의 취향에 따라 적절한 배기음으로 배출될 수 있도록 조절 가능하다는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 장치에 문제 발생시 스피커 등의 수리가 용이하고, 외부로부터 배기가스 및 습기가 침투하는 것을 방지할 수 있으며, 스피커의 자성체의 열화를 방지할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배기음 발생장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 배기음 발생장치의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 배기음 발생장치의 일부 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 배기음 발생장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 배기음 발생장치의 블럭도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 배기음 발생장치의 개구면 크기 조절을 나타내는 모식도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 배기음 발생장치의 개구면 크기에 따른 공기의 이동을 나타내는 모식도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 배기음 발생장치의 개구면 크기에 따른 주파수와 게인 관계를 나타내는 그래프이다.
본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다.
본 출원에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 구성요소 또는 이들의 조합이 존재하는 것을 표현하려는 것이지, 다른 구성요소 또는 특징이 존재 또는 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
본 발명의 설명에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배기음 발생장치의 사시도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 배기음 발생장치의 분해사시도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 배기음 발생장치의 일부 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 배기음 발생장치의 단면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 배기음 발생장치(10)는 배기음을 출력하는 스피커(100), 상기 스피커(100)를 내측에 구비된 챔버(200), 상기 배기음을 배출하는 배기음 배출관(260) 및 배기음 조절부(300)를 포함하여 이뤄진다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 배기음 발생장치의 블럭도이다.
상기 스피커(100)는 일예로, 배기음 생성모듈(800)로부터 생성된 신호를 전달받아 배기음이 출력되도록 구성된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 배기음 생성모듈(800)은 제어부(700)의 제어 명령에 의해 적절한 배기음을 생성하고, 이를 스피커(100)에 전달하도록 구성된다.
일예로, 상기 생성된 배기음 신호는 차량의 RPM, 속도, 변속기어 위치 등 여러가지 차량 운행 요소 중 적어도 어느 하나 이상의 상황을 차량의 CAN 신호를 받아들여 이를 토대로 생성될 수 있으며, 각 상황에 따라 상기 배기음 생성모듈(800)에서 미리 생성되어 저장된 배기음 신호일 수 있다.
상기 생성된 배기음 신호는 스피커(100)에서 출력되는 배기음의 음량 조절 등을 위해 배기음 생성모듈(800)에서 앰프(미도시)를 통해 스피커(100)로 전달될 수 있다. 이때, 앰프(미도시)의 제어도 상기 제어부(700)를 통해 이뤄질 수 있으며, 운전상황에 따라 자동으로 또는 운전자에 의해 수동으로 음량 제어가 이뤄질 수 있다.
일예로, 상기 스피커(100)는 스피커(100) 전면에 구비되는 진동판(122)을 포함하는 진동부(120), 상기 진동부(120) 후면에 구비되는 자기회로부(140) 및 스피커 프레임(160)을 포함하여 이뤄진다.
상기 스피커(100)는 배기음 생성모듈(800)에서 전달된 신호를 자기회로부(140)를 통해서 진동부(120)로 전달하며, 상기 진동판(122)이 움직여 배기음의 형태로 배출되도록 구성된다.
상기 스피커(100)는 일예로, 저음이 강조되는 우퍼 스피커일 수 있으며, 공지의 다양한 스피커가 이용될 수 있다.
상기 챔버(200)는 챔버 상부몸체(220)와 챔버 하부몸체(240)를 포함하여 이뤄진다.
상기 챔버(200)는 일예로, 금속재로 이뤄지는 구형의 몸체를 갖도록 구성될 수 있으며, 상하 높이에 비해 좌우 폭의 크기가 더 넓게 이뤄지는 타원구 형상을 갖도록 구성될 수도 있다.
상기 챔버 상부몸체(220)는 일예로, 반구형 형상으로 이뤄지며, 내측에 상기 스피커(100)가 구비된다.
상기 챔버 하부몸체(240)는 일예로, 반구형 형상으로 이뤄지며, 배기음 출력구(242)가 형성된다.
이때, 상기 스피커(100)는 스피커 전면이 챔버 하부몸체(240)를 향하도록 구비되는 것이 바람직하며, 스피커(100)에서 출력된 배기음이 후술하는 배기음 배출관(260)을 거쳐 배기음 출력구(242)를 통해 외부로 전달된다.
상기 배기음 출력구(242)는 스피커(100)의 전면에서 출력되는 배기음을 외부로 전달하도록 하기 위하여 챔버 하부몸체(240) 일측에 구비되며, 원형 또는 다각형의 개구부 형태로 형성될 수 있다.
상기 챔버 하부몸체(240)는 상기 챔버 상부몸체(220)와 결합되어 챔버(200)를 이루며, 챔버 상부몸체(220)와 더불어 챔버(200) 내부에 형성되는 공간이 상기 스피커(100)의 울림통(enclosure)으로서의 역할을 하게 된다.
상기 챔버 상부몸체(220)와 챔버 하부몸체(240)는 용접, 접착 등에 의해 고정 결합될 수도 있으나, 바람직하게 분리 가능하도록 형성된다.
일예로, 상기 챔버 상부몸체(220)와 챔버 하부몸체(240)는 결합수단(400)에 의해 탈착 가능하도록 결합될 수 있다.
상기 챔버 상부몸체(220)와 챔버 하부몸체(240)가 결합수단(400)에 의해 용이하게 탈착 가능하도록 결합됨으로써, 스피커(100) 및 배기음 조절부(300) 등에 문제 발생시 교체 등 수리가 용이하게 이뤄질 수 있다.
일예로, 상기 챔버 상부몸체(220)와 챔버 하부몸체(240)는 서로 대향하여 형성되는 플랜지(228, 248)를 각각 구비하며, 상기 챔버 상부몸체(220)와 챔버 하부몸체(240)의 결합시 각각의 플랜지(228, 248)가 상호 접촉 연결되어 결합될 수 있다.
상기 챔버 상부몸체(220)와 챔버 하부몸체(240)는 한정된 크기에서 최대의 공간을 갖는 챔버(200)를 형성하기 위해 두께가 얇게 형성되는 것이 바람직하며, 상기 플랜지(228, 248)는 상기 챔버 상부몸체(220)와 챔버 하부몸체(240)의 접촉 위치에 일정한 폭을 형성할 수 있으므로, 상기 챔버 상부몸체(220)와 챔버 하부몸체(240)가 정확하게 결합될 수 있도록 한다.
일예로, 상기 결합수단(400)은 상호 접촉된 플랜지(228, 248)를 외측에서 둘러싸서 결합하는 클램프일 수 있다
즉, 일예로, 도 2에 도시된 바와 같이 V-클램프를 플랜지(228, 248)의 외측에서 둘러싸서 결합하고 나사를 조여서 단단하게 체결할 수 있으며, 수리가 필요한 경우 등의 문제 발생시 나사를 풀어 V-클램프의 체결을 해제함으로써 용이하게 챔버(200)를 챔버 상부몸체(220)와 챔버 하부몸체(240)로 분리할 수 있게 된다.
다른 예로, 상기 결합수단(400)은 상호 접촉된 플랜지(228, 248)에 체결홀(미도시)을 형성하고 상기 체결홀을 통해 직접 나사결합이 이뤄지도록 구성될 수도 있으며, 이 경우 플랜지(228, 248) 사이에 오링(O-ring), 가스캣 등의 기밀(氣密)수단이 더 구비될 수 있다.
상기 배기음 배출관(260)은 상기 챔버 하부몸체(240)에 설치되고, 상기 스피커(100)의 전면에서 출력되는 배기음이 상기 배기음 출력구(242)로 전달되도록 하는 것으로, 양 단부가 상기 스피커(100)의 전면과 배기음 출력구(242)를 연결하도록 구성되어 챔버 하부몸체(240) 내측에서 배기음 배출관(260)의 외부로부터 배기음 배출관(260)의 내부로 공기가 통하지 않도록 구성된다.
상기 배기음 조절부(300)는 상기 챔버(200)의 내부를 상측 공간부(200a)와 하측 공간부(200b)로 분리하며, 상측 공간부(200a)와 하측 공간부(200b)를 연결하며 크기 조절이 가능한 개구면(開口面, 310)이 형성된다.
상기 배기음 조절부(300)는 상기 개구면(310)의 크기 조절을 통해 상측 공간부(200a)와 하측 공간부(200b)가 연결되는 부위의 면적이 조절되도록 하는 것으로, 상기 면적의 조절을 통해 상기 스피커(100)의 울림통으로 이용되는 챔버(200)의 내부 공간의 구조를 변경하여 배기음이 변경되도록 한다.
상기 배기음 변경의 일예로, 스피커(100)에서 출력되어 챔버 하부몸체(240)로 전달되는 배기음의 고저(高低)가 가변될 수 있으며, 자세한 내용은 후술한다.
상기 배기음 조절부(300)는 챔버(200) 일측에 구비되고 둘레를 따라 개방부(322)가 적어도 하나 이상 형성된 환형의 상부 브라켓(320)과, 상기 상부 브라켓(320) 하부에 구비되고 둘레를 따라 개방부(342)가 적어도 하나 이상 형성된 환형의 하부 브라켓(340)을 포함하여 이뤄진다.
상기 상부 브라켓(320)은 환형의 상부 브라켓 프레임(324)과 상기 상부 브라켓 프레임(324)의 둘레를 따라 일정 간격으로 형성된 상부 조절대(326)를 포함하여 이뤄진다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 상부 조절대(326)는 상부 브라켓 프레임(324)에서 외주측으로 연장 형성된 돌출부(326a), 상기 돌출부(326a)에서 하측으로 절곡 형성된 측부(326b) 및 상기 측부(326b)에서 내측으로 절곡 형성된 하면부(326c)로 이뤄져 'ㄷ'자 형상을 갖도록 구성될 수 있다.
상기 상부 브라켓(320)의 개방부(322)는 하나의 상부 조절대(326)와 인접하는 상부 조절대(326)의 사이 빈 공간을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
상기 상부 조절대(326)의 측부(326b)는 챔버 상부몸체(220)와 용접, 접착 등에 의해 직접 결합되거나 별도의 결합부재에 의해 결합이 이뤄질 수 있다.
상부 조절대(326)의 하면부(326c)는 후술하는 하부 조절대(346)의 돌출부(346a)와 평행하게 형성되며, 상부 브라켓(320)의 회동시에도 하부 조절대(346)의 돌출부(346a)와 평행 상태를 유지하게 된다.
상기 상부 브라켓(320)의 회동에 의해 상기 상부 조절대(326)의 하면부(326c)는 하부 조절대(346)의 돌출부(346a)와 함께 챔버(200)를 상측 공간부(200a)와 하측 공간부(200b)로 분리하는 격벽을 형성하게 된다.
상기 하부 브라켓(340)은 환형의 하부 브라켓 프레임(344)과 상기 하부 브라켓 프레임(344)의 둘레를 따라 상기 상부 조절대(326)와 대응되는 위치에 형성된 하부 조절대(346)를 포함하여 이뤄진다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 하부 조절대(346)는 하부 브라켓 프레임(344)에서 외주측으로 연장 형성된 돌출부(346a), 상기 돌출부(346a)에서 하측으로 절곡 형성된 측부(346b)로 이뤄져 '┌'자 형상을 갖도록 구성될 수 있다.
상기 하부 브라켓(340)의 개방부(342)는 하나의 하부 조절대(346)와 인접하는 하부 조절대(346)의 사이 빈 공간을 의미하는 것으로 이해될 수 있으며, 상기 하부 조절대(346)의 측부(346b)는 챔버 하부몸체(240)와 용접, 접착 등에 의해 직접 결합되거나 별도의 결합부재에 의해 결합이 이뤄질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 상기 하부 브라켓(340)은 배기음 배출관(260)과 일체 결합된다.
상기 하부 브라켓(340)에는 상기 하부 브라켓 프레임(344)의 중심측 둘레를 따라 스피커 프레임(160)과 결합하기 위한 결합 프레임(345)이 구비될 수 있다.
상기 결합 프레임(345)에는 상기 스피커 프레임(160)과 결합하기 위한 결합공(부호 미도시)이 형성될 수 있으며, 상기 스피커 프레임(160)과 나사결합에 의해 결합이 이뤄질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 상기 결합 프레임(345)은 상기 스피커 프레임(160)과 기밀(氣密)결합이 이뤄진다.
일예로, 상기 결합 프레임(345)과 스피커 프레임(160) 사이에 기밀부재(180)가 더 구비될 수 있다. 상기 기밀부재(180)는 스피커 프레임(160)과 상기 결합 프레임(345)이 밀착되도록 함으로써 스피커(100)의 전면에서 출력되는 배기음이 상기 배기음 배출관(260)을 통해서만 외부로 배출되도록 한다.
상기 기밀결합에 의해 챔버(200)의 내부에 형성되는 상측 공간부(200a)와 하측 공간부(200b)로 스피커(100)의 전면에서 출력되는 배기음이 들어갈 수 없는 구조가 형성된다.
일예로, 상기 기밀부재(180)는 스피커(100)의 전면에 구비된 진동판(122)의 외주측에 일체 형성(예, 에지 고무 형태)될 수도 있으며, 별도 구비되어 스피커(100)의 전면과 밀착되면서 스피커 프레임(160)과 결합 프레임(345) 사이에 결합될 수도 있다.
상기 챔버 하부몸체(240), 바람직하게 상기 배기음 출력구(242)는 상기 배기음 배출관(260)과 기밀결합되며, 이러한 기밀결합에 의해 챔버(200) 내부와 챔버(200) 외부가 차단되어 챔버(200)가 밀폐형(sealed type) 스피커(100)의 울림통으로서 역할을 하게 된다.
상기 기밀결합은 외부로부터 습기, 배기가스 등이 챔버(200) 내측으로 유입되는 것을 방지할 수 있으며, 스피커(100)의 자기회로부(140) 등이 부식으로 인해 손상을 입는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 상기 스피커(100)의 전면에 구비되는 진동판(122)의 위치가 상기 배기음 출력구(242)에 비해 높은 위치에 형성되어 배기음 배출관(260)이 상기 스피커(100)의 전면으로부터 하향 경사지도록 형성되는 경우, 스피커(100)의 전면 부근에 습기가 맺히거나 외부로부터 스피커(100)의 전면으로 빗물 등이 유입되어도 상기 배기음 배출관(260)을 통해 외부로 용이하게 배출될 수 있다.
일예로, 상기 스피커(100)의 전면에 구비되는 진동판(122)은 습기, 배기가스 등에 의해 손상되지 않도록 열과 부식에 강한 카본 파이버(carbon fiber) 재질로 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 상기 상부 브라켓(320) 및 하부 브라켓(340)은 평행하게 상대적 회동이 가능하도록 구성되어 일측 브라켓의 회동에 의해 상기 개구면(開口面, 310)의 크기 조절이 이뤄진다.
일예로, 상기 상부 브라켓(320)이 일측 방향으로 회동하면 상기 상부 조절대(326)가 함께 회동하면서 상부 조절대(326)의 하면부(326c)의 위치가 변경되고, 상기 상부 조절대(326)의 하면부(326c)의 위치와 하부 조절대(346)의 돌출부(346a)의 위치에 따라 개구면(310) 크기가 조절된다.
본 발명의 일실시예에 따른 상기 챔버 상부몸체(220)는 상기 챔버 하부몸체(240)에 평행하게 상대적 회동이 가능하도록 구성된다.
일예로, 상기 하부 브라켓(340)은 외주측이 상기 챔버 하부몸체(240)와 결합되며, 상기 상부 브라켓(320)은 외주측이 상기 챔버 상부몸체(220)와 결합되어 챔버 상부몸체(220) 회동시 상부 브라켓(320)의 회동이 이뤄진다.
부연하면, 상기 하부 브라켓(340)에 구비된 하부 조절대(346)의 측부(346b)가 상기 챔버 하부몸체(240)와 결합되고, 상기 상부 브라켓(320)에 구비된 상부 조절대(326)의 측부(326b)가 상기 챔버 상부몸체(220)와 결합되면, 챔버 상부몸체(220)와 상부 브라켓(320)이 일체화되고 챔버 하부몸체(240)와 하부 브라켓(340)이 일체화된다. 따라서, 챔버 상부몸체(220)의 회동시 상부 브라켓(320)이 회동이 함께 이뤄진다.
이러한 챔버 상부몸체(220)의 회동에 의해 상부 조절대(326)의 하면부(326c)의 위치가 변경되면서 개구면(310)의 크기가 조절되며, 개구면(310)의 크기 조절에 대한 상세한 설명은 후술한다.
본 발명의 일실시예에 따른 배기음 발생장치(10)는 상기 챔버 상부몸체(220) 및 챔버 하부몸체(240) 중 적어도 어느 하나의 외측면에 상기 배기음 조절부(300)의 개구면(開口面, 310)의 크기 조절 상태 확인을 위한 위치확인 돌기(226, 246)가 더 구비될 수 있다.
일예로, 상기 위치확인 돌기(226, 246)는 챔버 상부몸체(220) 및 챔버 하부몸체(240)에 동일하게 구비될 수 있으며, 상기 상부 브라켓(320)이 전혀 회동하지 않은 경우 각각의 위치확인 돌기(226, 246)가 일직선 상에 위치하도록 형성될 수 있다.
이때, 상기 상부 브라켓(320)이 일부 회동하는 경우 상기 챔버 상부몸체(220)에 구비된 위치확인 돌기(226)가 함께 회동하면서 위치확인 돌기의(226) 위치가 변경되므로, 챔버 상부몸체(220)를 개방하여 챔버(200) 내부를 들여다보지 않더라도 배기음 조절부(300)의 개구면(310)의 크기의 변경 여부를 확인할 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 배기음 발생장치의 개구면 크기 조절을 나타내는 모식도이다.
도 6은 챔버 상부몸체(220)가 분리된 상태에서 개구면(310)의 크기가 최대(도 6의 (a))인 경우, 상부 브라켓(320)이 일부 회전하여 개구면(310)의 크기가 일부 줄어든(도 6의 (b)) 경우, 상부 브라켓(320)이 더욱 회전하여 개구면(310)의 크기가 더욱 줄어든(도 6의 (c)) 경우를 나타내는 평면도이며, 도 7은 도 6의 각각의 경우에 따른 배기음 발생장치의 외측면을 나타내는 정면도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 배기음 발생장치의 개구면 크기에 따른 공기의 이동을 나타내는 모식도이다.
이하, 도 6 내지 도 8에 도시된 도면을 중심으로 개구면(310)의 크기에 따른 배기음의 변경에 대해 자세히 설명한다.
일예로, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 챔버 상부몸체(220)가 회동하지 않아 개구면(310)의 크기가 최대로 형성되는 경우(최대 열림상태), 상기 챔버 상부몸체(220) 및 챔버 하부몸체(240) 내부에서 음향 진동의 전달이 원활이 이뤄질 수 있게 된다.
스피커(100)의 전면으로 출력되는 소리는 상기 배기음 배출관(260)을 통해 배기음 출력구(242)를 거쳐 외부로 전달된다. 스피커(100)의 후면으로 출력되는 소리(진동판(122)의 진동)는 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 챔버 상부몸체(220)에서 상기 개구면(310)을 통해 챔버 하부몸체(240)로 용이하게 전달되며, 상기 챔버(200) 상측 공간부(200a)와 하측 공간부(200b)가 전체적으로 울림통으로서 동작하게 된다.
이때, 상기 스피커(100)의 전면으로 출력되는 소리는 상대적으로 큰 울림통으로 작용하는 챔버(200)의 구조에 의해 저음이 강조되는 배기음으로 배출되며, 상대적으로 고음이 약하게 표현되고 저음이 강하게 표현되는 배기음의 형태를 갖게 된다.
상기 챔버 상부몸체(220) 및 배기음 조절부(300)의 상부 브라켓(320)이 회동하지 않으므로, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 챔버 상부몸체(220)에 구비된 위치확인 돌기(226)와 챔버 하부몸체(240)에 구비된 위치확인 돌기(246)는 일직선 형태를 이루게 된다.
다른 예로, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 챔버 상부몸체(220)가 일부(예, 10도) 회동하여 개구면(310)의 크기가 줄어든 경우, 최대 열림상태에 비해 상기 챔버 상부몸체(220)에서 챔버 하부몸체(240)로의 음향 진동의 전달이 덜 원활하게 이뤄진다.
이때, 스피커(100)의 후면으로 출력되는 소리(진동판(122)의 진동)는 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 챔버 상부몸체(220)에서 상기 개구면(310)을 통해 챔버 하부몸체(240)로 전달될 수 있으나, 상기 최대 열림상태에 비해 덜 용이하게 전달이 이뤄지며, 상기 챔버(200)의 상측 공간부(200a) 전체와 하측 공간부(200b)의 일부가 울림통으로 동작하는 형태가 된다.
따라서, 상기 스피커(100)의 전면으로 출력되는 소리는 최대 열림상태에 비해 상대적으로 작은 울림통으로 작용하는 챔버(200)의 구조에 의해 중음이 강조되는 배기음으로 배출되며, 상대적으로 저음과 고음이 약하게 표현되는 배기음의 형태를 갖게 된다.
또한, 상기 챔버 상부몸체(220)가 일부 회동하므로, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 챔버 상부몸체(220)에 구비된 위치확인 돌기(226)가 일부 회동하여 상기 챔버 하부몸체(240)에 구비된 위치확인 돌기(246)와의 위치 차이가 발생된다.
또다른 예로, 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 챔버 상부몸체(220)가 더욱 회동하여 개구면(310)의 크기가 더욱 줄어든 경우(최대 닫힘상태), 상기 챔버 상부몸체(220)에서 챔버 하부몸체(240)로의 음향 진동의 전달이 잘 이뤄지지 않게 된다.
이때, 스피커(100)의 후면으로 출력되는 소리(진동판(122)의 진동)는 상기 챔버 상부몸체(220)에서 상기 개구면(310)을 통해 챔버 하부몸체(240)로 전달되는 정도가 매우 약하게 이뤄지며, 상기 챔버의 상측 공간부(200a) 전체와 하측 공간부(200b)의 극히 일부가 울림통으로 동작하는 형태가 된다.
따라서, 상기 스피커(100)의 전면으로 출력되는 소리는 고음이 강조되는 배기음으로 배출되며, 상대적으로 저음이 약하게 표현되는 배기음의 형태를 갖게 된다.
또한, 상기 챔버 상부몸체(220)가 더욱 회동하므로, 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이, 챔버 상부몸체(220)에 구비된 위치확인 돌기(226)가 더욱 회동하여 상기 챔버 하부몸체(240)에 구비된 위치확인 돌기(246)와의 위치 차이가 더욱 발생되며, 상기 위치 차이에 의해 챔버의 외측에서 상기 배기음 조절부(300)가 최대 닫힘상태가 되도록 조절되었음을 확인할 수 있게 된다.
본 발명에 표현된 실시예에서는 차량에 사용되는 배기음 발생장치(10)의 스피커 특성상 저음이 일정 부분 강조될 수 있도록 하기 위해, 최대 닫힘상태의 경우에도 개구면(310)의 크기가 0이 아닌 상태가 되도록 표현하였다.
그러나 배기음 조절부(300)의 형상에 따라(예, 배기음 조절부(300)의 개방부(322, 342) 크기 축소) 최대 닫힘상태가 크기가 0인 개구면(310)을 갖도록 구현될 수도 있으며, 이 경우 챔버 상부몸체(220)만이 울림통으로 작용하여 저음이 매우 약화되고 고음이 강조되어 표현되는 배기음의 형태로 배기음의 배출이 이뤄질 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 배기음 발생장치의 개구면 크기에 따른 주파수와 게인 관계를 나타내는 그래프이다.
상기 배기음이 변경되는 것은 출력 이득을 갖는 주파수 범위의 변화로 이해될 수 있으며, 이하 도 9를 중심으로 이를 설명한다.
도 6의 (a)와 같이 개구면(310)의 크기가 최대인 최대 열림상태에서는 출력 이득을 갖는 주파수 범위가 상대적으로 저음부 측으로 위치하므로 배기음의 저음부가 강조된다(Full open).
도 6의 (b)와 같이 개구면(310)의 크기가 중간인 경우, 최대 열림상태에 비해 출력 이득을 갖는 주파수 범위가 상대적으로 고음부 측으로 이동하면서 그 범위가 넓어지며 배기음의 중음부가 강조된다(Half open).
도 6의 (c)와 같이 개구면(310)의 크기가 더욱 줄어든 최대 닫힘상태에서는 출력 이득을 갖는 주파수 범위가 상대적으로 고음부 측으로 이동하면서 그 범위가 더욱 넓어지며 배기음의 고음부가 강조된다(Full closed).
상기 챔버 상부몸체(220) 일측에는 배기음 생성모듈(800)에서 생성된 배기음 신호를 전달하는 케이블이 연결되는 연결단자(미도시)가 더 구비될 수 있으며, 상기 챔버 상부몸체(220) 내측에서는 상기 연결단자(미도시)와 스피커(100)가 케이블(미도시)에 의해 연결이 이뤄질 수 있다.
상기 챔버 상부몸체(220) 일측에는 챔버(200) 외부와 챔버(200) 내부에 존재할 수 있는 기압차를 조절하기 위한 압력조절기(미도시)가 더 구비될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 배기음 발생장치(10)는 차량의 외부, 바람직하게 차량의 하부측에 설치될 수 있으며, 일예로, 배기가스가 배출되는 머플러 주변에 설치되어 실제 배기음이 배출되는 것과 유사한 효과를 얻을 수도 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 배기음 발생장치(10)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 스피커(100)의 후면에 구비되는 방열수단(500)을 더 포함하여 이뤄진다.
바람직하게, 상기 방열수단(500)은 상기 스피커(100)의 후면에 구비된 자기회로부(140)의 영구자석(142)에 구비되며, 스피커(100)에서 발생되는 열을 배출하도록 구성된다.
상기 방열수단(500)은 일예로, 용접, 체결 등에 의해 상기 영구자석(142)의 후면(도면상 상면)에 밀착 결합된 상태로 구비될 수 있다.
상기 방열수단(500)은 일예로, 도 1에 도시된 바와 같이 다수개의 방열핀을 포함하여 이뤄질 수 있으며, 적어도 일부가 챔버 상부몸체(220) 외측에 드러나도록 형성된다.
상기 방열수단(500)의 적어도 일부가 챔버 상부몸체(220) 외측에 드러나도록 형성되므로, 상기 챔버(200)가 차량의 외측에 구비되는 경우, 바람 또는 차량의 이동에 의해 열이 빠르게 외부로 배출되어 영구자석(142) 등의 열화가 방지될 수 있다.
일예로, 상기 스피커(100)의 후면은 챔버 상부몸체(220)와 기밀(氣密)결합된다.
이를 위해, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 챔버 상부몸체(220)와 상기 스피커(100)의 후면 사이에는 기밀부재(600)가 더 구비될 수 있다.
일예로, 상기 기밀부재(600)는 스피커(100)의 후면 위치에 방열수단(500)을 둘러싸도록 구비된 오링(O-ring)일 수 있다.
일예로, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 챔버 상부몸체(220)의 상부 중심측에 하향방향으로 형성된 가압부(부호 미도시)가 상기 스피커(100) 후면에 구비된 기밀부재(600)를 가압하여 상기 스피커(100)의 후면과 챔버 상부몸체(220) 사이가 기밀결합되도록 함으로써 외부와 챔버(200) 내부 사이에 배기가스, 습기 등의 침투가 방지될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.
10: 배기음 발생장치
100: 스피커 120: 진동부
122: 진동판 140: 자기회로부
160: 스피커 프레임 180: 기밀부재
200: 챔버
200a: 상측 공간부 200b: 하측 공간부
220: 챔버 상부몸체 240: 챔버 하부몸체
242: 배기음 출력구 260: 배기음 배출관
226, 246: 위치확인 돌기 228, 248: 플랜지
300: 배기음 조절부 310: 개구면
320: 상부 브라켓 340: 하부 브라켓
322, 342: 개방부 345: 결합 프레임
400: 결합수단 500: 방열수단
600: 기밀부재 700: 제어부
800: 배기음 생성모듈

Claims (10)

  1. 배기음을 출력하는 스피커;
    상기 스피커가 내측에 구비되는 챔버 상부몸체와, 상기 챔버 상부몸체와 결합되며 스피커의 전면에서 출력되는 배기음을 외부로 전달하도록 하는 배기음 출력구가 형성된 챔버 하부몸체를 포함하며, 상기 스피커의 울림통으로 이용되는 챔버;
    상기 챔버 하부몸체에 설치되고, 상기 스피커의 전면에서 출력되는 배기음이 상기 배기음 출력구로 전달되도록 하는 배기음 배출관; 및
    상기 챔버의 내부를 상측 공간부와 하측 공간부로 분리하며, 상측 공간부와 하측 공간부를 연결하며 크기 조절이 가능한 개구면(開口面)이 형성된 배기음 조절부;를 포함하며,
    상기 배기음 조절부의 개구면의 크기 조절을 통해 상기 챔버의 상측 공간부와 하측 공간부가 연결되는 부위의 면적이 조절되도록 하여 배기음이 가변되도록 구성된 것을 특징으로 하는 배기음 발생장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 챔버 상부몸체 및 챔버 하부몸체는 각각 반구형 형상으로 이뤄지며,
    상기 배기음 조절부는 챔버 일측에 구비되고 둘레를 따라 개방부가 적어도 하나 이상 형성된 환형의 상부 브라켓과, 상기 상부 브라켓 하부에 구비되고 둘레를 따라 개방부가 적어도 하나 이상 형성된 환형의 하부 브라켓을 포함하며,
    상기 상부 브라켓 및 하부 브라켓은 평행하게 상대적 회동이 가능하도록 구성되어 일측 브라켓의 회동에 의해 상기 개구면(開口面)의 크기 조절이 이뤄지는 것을 특징으로 하는 배기음 발생장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스피커는 스피커 전면에 구비되는 진동판을 포함하는 진동부, 상기 진동부 후면에 구비되는 자기회로부 및 스피커 프레임을 포함하며, 상기 스피커 전면이 챔버 하부몸체를 향하도록 구비되며,
    상기 하부 브라켓은 배기음 배출관과 일체 결합되고, 중심측 둘레를 따라 스피커 프레임과 결합하기 위한 결합 프레임이 구비되며, 상기 결합 프레임과 스피커 프레임은 기밀(氣密)결합되는 것을 특징으로 하는 배기음 발생장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 챔버 상부몸체와 챔버 하부몸체는 분리 가능하며,
    상기 하부 브라켓은 외주측이 상기 챔버 하부몸체와 결합되며,
    상기 상부 브라켓은 외주측이 상기 챔버 상부몸체와 결합되어 챔버 상부몸체 회동시 함께 회동이 이뤄지는 것을 특징으로 하는 배기음 발생장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 챔버 상부몸체 및 챔버 하부몸체 중 적어도 어느 하나의 외측면에는 상기 배기음 조절부의 개구면(開口面)의 크기 조절 상태 확인을 위한 위치확인 돌기;가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 배기음 발생장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 챔버 상부몸체와 챔버 하부몸체는 결합수단에 의해 탈착 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 배기음 발생장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 챔버 상부몸체와 챔버 하부몸체는 서로 대향하여 형성되는 플랜지를 각각 구비하며,
    상기 챔버 상부몸체와 챔버 하부몸체의 결합시 각각의 플랜지가 상호 접촉 연결되어 결합되는 것을 특징으로 하는 배기음 발생장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 결합수단은 상호 접촉된 플랜지를 외측에서 둘러싸서 결합하는 클램프인 것을 특징으로 하는 배기음 발생장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 스피커의 후면에 구비되며, 적어도 일부가 챔버 상부몸체 외측에 드러나도록 형성되는 방열수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기음 발생장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 스피커의 후면은 챔버 상부몸체와 기밀(氣密)결합되는 것을 특징으로 하는 배기음 발생장치.
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