KR101949851B1

KR101949851B1 - 비상 방송용 스피커 구조

Info

Publication number: KR101949851B1
Application number: KR1020180140698A
Authority: KR
Inventors: 한명정; 강계철
Original assignee: 한명정; 주식회사 지씨케이사운드
Priority date: 2018-11-15
Filing date: 2018-11-15
Publication date: 2019-02-19

Abstract

본 발명은 비상 방송용 스피커 구조에 관한 것으로, 바닥 측 배플 상에 상·하 일조 좌·우 2쌍으로 장착된 4 어레이 음향 발생부를 포함하며, 각 쌍의 음향 발생부는 발생한 음향이 도파부 내에서 혼합되도록 경사 배치되는 캐비넷과, 상기 캐비넷에서 제2 도파관을 향하여 점차 좁은 폭으로 연장되는 제1 도파관 및 상기 제1 도파관의 단부에서 길이방향으로 연장되는 제2 도파관을 포함하는 도파부, 상기 도파부의 단부에 결합된 지향성 혼을 포함한다. 그리고 상기 도파부의 내부에 수직으로 고정되어, 좌·우의 음향 발생부에서 발생한 음향이 서로 간섭되는 것을 방지하는 격벽과, 상기 격벽에 의해 구분된 상기 제2 도파관의 두 공간 중 선택된 하나의 공간에 구비되어, 그 공간 내 음향의 출력속도를 지연 조절하는 음향 지연판을 더 포함한다. 본 발명에 따르면, 고출력 및 고명료도를 구현함으로써 터널 등 폐쇄형 공간의 자동차 주행 중에도 스피커를 통한 방송정보를 명확하게 인식할 수 있는 효과가 있다.

Description

비상 방송용 스피커 구조 {Speaker structure for emergency broadcast}

본 발명은 비상 방송용 스피커 구조에 관한 것으로 특히, 터널 등의 내부에 설치되어 출력 음향의 가청 명료도를 향상시킬 수 있는 비상 방송용 스피커 구조에 관한 것이다.

예컨대 자동차 주행도로 중 터널 내부에 설치 및 작동되는 방송 장비들은 터널 화재 등 유고(有故) 발생시에는 그 상황전파 및 대피유도 방송을 하는 한편, 평상시에는 교통안전 안내 및 경고, 졸음 알림 등의 방송기능을 수행하고 있다. 특히 터널 내에서 운전자에게 직접 사건·사고 정보를 제공하거나 특정 행동을 유도하는 방법이 거의 없으므로, 특히 터널 내 스피커 장치는 긴 연장을 가지는 터널에 유용하게 사용되고 있다.

이러한 방송 스피커 장치들은 터널의 구조적 특성상 일정한 간격으로 이격되며 일렬로 배치되게 되는데, 이 배치로 인해 방송 음파 간의 중첩과 간섭으로 인해 에코 현상이 심화되어 가청성이 매우 떨어지는 문제가 있다. 또한, 복수의 음원 내지 스피커 수단을 통해 동시에 출력된 음향이 내부에서 공진·반사되고 상호 간섭 및 상쇄됨에 따라, 운전자 등이 그 스피커로부터 제공된 정보를 정확하게 인지할 수 없게 되는 문제점이 있다.

이에 따라, 터널 내에 이동되는 차량을 향하여 정보를 출력하되 이동 중에 운전자가 명확하게 인식할 수 있도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.

이에 관련하여는, 복수의 스피커 장치에 대하여, 전자회로 또는 제어 콘트롤 등의 방법에 의한 전자제어를 이용한 출력지연을 통하여 해결하고자 한다. 예컨대 특허등록 제1695583호 '전달력이 향상된 터널용 스피커', 제1697453호 '전달력이 향상된 터널용 스피커를 이용한 터널 정보 방송 시스템', 제1760636호 '터널용 스피커 장치' 등이 그것이다.

<신행기술문헌>

특허등록 제1695583호

특허등록 제1697453호

특허등록 제1760636호

특허등록 제0728043호

그러나 상기한 장치나 방법들은 구현 및 설계가 어렵고, 장애가 발생하기 쉬운 반면에 그 처치는 상당히 어렵고 복잡한 문제가 있다. 특히 터널 등 폐쇄형 공간은 어둡고 온도, 습도가 대기에 비해 상이하기 때문에 이러한 환경에서 상기한 전자적 제어는 상당히 불리하다. 더욱이, 내부 음향이 벽에 반사되는 공진과 간섭 및 그로 인한 음향 상쇄, 불명료도 현상을 근본적으로 해결하지 못함에 따라 그 실효성이 매우 의심된다.

이에 본 발명은, 상기한 종래 기술들의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로, 스피커의 출력 음향의 가청 명료도를 향상시킬 수 있는 스피커 구조를 제공함으로써 터널 등 폐쇄형 공간의 자동차 주행 중에도 스피커를 통한 비상 방송 정보를 명확하게 인식할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 스피커 구조는:

바닥 측 배플(baffle) 상에 상·하 일조 좌·우 2쌍으로 장착된 4 어레이 음향 발생부를 포함하며, 각 쌍의 음향 발생부는 발생한 음향이 도파부 내에서 혼합되도록 경사 배치되는 캐비넷;

상기 캐비넷의 바닥 측으로부터 제2 도파관을 향하여 점차 좁은 폭으로 연장되는 증폭 제1 도파관과, 상기 제1 도파관의 단부에서 길이방향으로 연장되는 압축 제2 도파관을 포함하는 도파부;

상기 도파부의 단부에 결합된 지향성 혼;

을 포함하며,

상기 도파부의 내부에 수직으로 고정되어, 좌·우의 음향 발생부에서 발생한 음향이 서로 간섭되는 것을 방지하는 격벽;

을 더 포함하며,
바람직하게는, 상기 격벽에 의해 구분된 상기 제2 도파관의 두 공간 중 선택된 하나의 공간에 구비되어, 그 공간 내 음향의 출력속도를 지연 조절하는 음향 지연판;
을 더 포함한다.

삭제

상기 음향 발생부의 경사 배치를 위하여, 바람직하게, 상기 배플은 중앙에 횡-방향 절곡선을 기준으로 상·하 대칭적으로 경사지게 형성된다. 이 절곡선의 절곡 각도는 경첩 또는 힌지 등 수단에 의하여 조절되도록 할 수 있다.

상기 제2 도파관은 길이의 조절이 가능한 구조로 설계될 수 있으며, 상기 혼은 지향각을 조절할 수 있도록 힌지 구조로 결합될 수 있다.

상기 지연판은 다수의 통공이 형성된 것으로 상기 제2 도파관의 내부에 격판 형태로 장착되며 그 착탈 및 고정을 위한 슬라이드 가이드가 제2 도파관의 측벽에 형성될 수 있다. 바람직하게, 상기 지연판은 상기 혼 측 단부 부분에 장착되며, 지연판이 3 이상 구비되는 경우 각 지연판 간의 간격은 상기 혼 측으로 갈수록 좁게 형성된다.

바람직하게, 상기 격벽은 상기 배플 저면으로부터 혼의 단부까지 연장되도록 한다.

본 발명에 따른 스피커 구조에서, 각 쌍에서 음향 발생부는 발생한 음향이 제1 도파관 내에서 혼합되도록 하는 방향으로 경사지게 배치되며, 이는 각 제공된 음파가 동일 위상에서 증폭되는 현상을 이용하는 것이다. 물론, 각 쌍의 음향은 격벽 구조에 의하여 물리적으로 분리되어 서로 간섭하지 않는다. 또한, 음향의 출력지연은 선택된 쌍의 음향에 대하여 이루어지며, 전기·전자적 제어 방식이 아니라 지연판을 이용하여 물리적으로 해결한다.

따라서 본 발명에 따른 스피커 구조는 고출력 및 고명료도를 구현함으로써, 터널 등 폐쇄형 공간의 자동차 주행 중에도 스피커를 통한 비상 방송 정보를 명확하게 인식할 수 있는 효과가 있으며, 고장의 우려가 적고 또한 장애 발생 발생시 조치가 신속하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스피커 구조의 외형도.
도 2는 도 1의 부분 투시도.
도 3은 도 1의 A-A 단면도.
도 4는 도 1의 B-B 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 스피커 구조의 증폭 개념도.
도 6은 도 1의 제2 도파관의 다른 구성도.
도 7은 도 1의 혼의 다른 구성도.

이상 기재된 또는 기재되지 않은 본 발명 '비상 방송용 스피커 구조'(이하 '스피커 구조'라 함)의 특징과 작용효과들은, 이하에서 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하는 본 발명의 실시예 기재를 통하여 더욱 명백해질 것이다. 도 1 내지 4에서, 본 발명에 따른 스피커 구조가 부호 10으로 표시되어 있다.

도 1 내지 4를 참조하면, 본 발명의 스피커 구조(10)는 복수의 음향 발생부(12a~12d)를 포함하는 밀폐형 캐비넷(11)과 상기 캐비넷(11)의 단부로부터 연장된 형성된 도파부(13) 및 상기 도파부(13)의 단부에 결합된 지향성 혼(14)을 포함하여 이루어진다.

구체적으로, 상기 캐비넷(11)은 바닥 측 배플(baffle)(15) 상에 상·하 일조가 좌·우 2쌍으로 장착된 4 어레이 음향 발생부(12a~12d)를 포함하며, 각 쌍의 음향 발생부(12a-12b,12c-12d)는 발생한 음향이 도파부(13) 내에서 서로 혼합되는 방향으로 경사 배치된다. 도 6을 참조하여 부연하면, 상기 방향은 음향 발생부 12a 및 12b에서 발생한 음향 간, 음향 발생부 12c및 12d에서 발생한 음향 간 서로 혼합되는 방향이다.

상기한 '경사' 배치는 평면상의 배플(15)에 음향 발생부(12a~12d)를 기울게 장착함으로써 가능할 수 있을 것이다. 다만, 이 경우 각 음향 발생부(12a~12d)의 장착 및 기울기를 정확하게 맞추기가 상당히 어렵고 곤란하다. 이에 본 실시예에서 상기 배플(15)은 중앙에 횡-방향 절곡선(16)을 기준으로 상·하 대칭적으로 경사지게 형성되며, 그 상·하면에 각 형성된 두 개씩의 장착홀(17a~17d)에 음향 발생부(12a~12d)가 하나씩 장착된다.

그리하여 두 쌍의 음향 발생부(12a-12b,12c-12d)가 상기 배플(15) 상에 장착되는 것이며, 이 절곡선(16)의 절곡 각도는 그 절곡선 부분에 제공되는 경첩 또는 힌지축 등 회전수단(미도시)에 의하여 조절되도록 할 수 있다.

상기 도파부(13)는 상기 캐비넷(11)의 바닥 측으로부터 제2 도파관(19)을 향하여 점차 좁은 폭으로 연장되는 증폭 제1 도파관(18)과, 상기 제1 도파관(18)의 단부에서 길이방향으로 연장되는 압축 제2 도파관(19)을 포함하여 이루어진다. 상기와 같이 장착되고 배치된 두 쌍의 음향 발생부(12a-12b,12c-12d)로부터 발생된 음향은 이 도파부(13)를 통과하면서 증폭되고 압축되며, 상기 도파부(13)의 단부에 결합된 지향성 혼(14)을 통하여 고출력을 구현하게 된다.

본 실시예의 스피커 구조(10)는 격벽(20)과 음향 지연판(21)을 더 포함한다.

상기 격벽(20)은 상기 도파부(13)의 내부에 수직으로 형성되어, 좌·우의 음향 발생부(12a-12b,12c-12d)에서 발생한 음향이 서로 간섭되는 것을 방지하는 수단이다. 본 발명에서 상기 음향 발생부(12a-12b,12c-12d)는 상·하 일조로 좌·우 한 쌍씩 배치되는 구조이며 이 배치 구조는 상기 격벽(20)에 의하여 구분되는 것이다. 이에 좌·우의 음향이 서로 간섭되지 않는다.

이와 같이 각 쌍(12a-12b,12c-12d)의 음향은 격벽(20)에 의해 분리되는데, 바람직하게는 이때 음향 지연판(21)을 이용하여 어느 한 쪽의 음향이 지연 출력되도록 함으로써, 더욱 향상된 고출력 및 고명료도를 구현할 수 있다. 바람직하게, 상기 격벽(20)은 배플(15) 저면으로부터 혼(14)의 단부까지 연장되도록 한다.

상기 음향 지연판(21)은 상기 격벽(20)에 의해 구분된 상기 제2 도파관(19)의 공간(S1,S2) 중 선택된 하나에 구비되어, 그 공간(S2) 내 음향의 출력속도를 조절하는 수단이다. 구체적으로, 상기 지연판(21)은 다수의 통공(22)이 형성된 것으로 상기 제2 도파관(19)의 내부에 격판 형태로 장착되며, 그 착탈 및 고정을 위한 슬라이드 가이드(23)가 제2 도파관(19)의 측벽에 형성될 수 있다.

상기 지연판(21)은 상기 혼(14) 측 단부 부분에 장착되며, 그 개수에 한정되지는 않지만, 지연판(21)이 3 이상 구비되는 경우 각 지연판(21) 간의 간격은 상기 혼(14) 측으로 갈수록 좁게 형성된다. 이와 같이 음향의 속도가 단계적으로 서서히 지연되도록 함으로써 파형의 급격한 손상을 방지할 수 있다.

상기 혼(14)은 제2 도파관(19)의 자유공간(S1)을 통과한 음향과 지연판(21) 설치공간(S2)를 각각 통과한 음향이 확성 및 출력되는 수단이다. 실제로 상기 설치공간(S2)을 통과하는 음향의 속도는 상기 지연판(21)에 의하여, 자유공간(S1)을 통과하는 음향에 비하여 50-60% 수준으로 지연된다.

상기 혼(14)은 확산판(24a-24d)을 포함하는 형태로 구성된다. 다만, 이 스피커 구조(10)가 터널 등의 측면에 인접하여 설치되는 점을 고려하여, 상기 확산판(24a-24d)은 복수로 구비되고 이때 복수의 확산판(24a-24d) 중 하나인 일측 확산판(24d)은 외측으로 벌어지지 않도록 하는 것이 좋다. 또한, 상기 혼(14)은 제2 도파관(19)의 단부에 힌지구조(미도시)를 통하여 전체가 회전 가능하게 결합될 수 있으며, 이로써 스피커 구조(10) 및 혼(14)의 지향성을 조절할 수 있다.

부호 26은 본 발명의 상기 스피커 구조(10)의 설치를 위한 브래킷이다.

도 5를 참조하면, 상기 배플(15) 상에 경사지게 장착된 각 쌍의 음향 발생부(12a-12b,12c-12d)로부터 발생한 음향이 도파부(13) 내에서 서로 혼합된다. 구체적으로, 음향 발생부 12a 및 12b에서 발생한 음향 간, 음향 발생부 12c및 12d에서 발생한 음향 간 서로 혼합 및 커플링(coupling)되는 방식이며, 이 경우 동일 위상에서 증폭되는 방식으로 고출력을 구현할 수 있게 되는 것이다. 다만, 이때 각 쌍의 음향 발생부(12a-12b,12c-12d)로부터 발생한 음향은 서로 간섭되지 않으며, 이는 후술하는 격벽(20)에 의해 가능하다.

이상의 스피커 구조(10)는 소형으로 제작되어 고출력을 구현하는 방식으로 사용된다. 예컨대 자동차 주행도로의 밀폐형 터널 측벽에 일정 간격으로 다중 설치되며, 이 경우 주행 중 각 스피커 구조(10)를 통하여 방송 정보를 신속하고 정확하게 인지할 수 있으며, 다중 스피커 구조(10)의 마지막 구조가 남을 때까지 음향의 정확한 전달 및 인지가 가능하다.

도 6을 참조하면, 상기 제2 도파관(19)은 길이조절이 가능하도록 구성된다. 예컨대 제2 도파관(19)은 이중관이며, 내·외관(19a,19b)에 길이방향의 장홈(27)이 형성되고 상기 장홈(27)을 관통하는 볼트(28)에 의하여 고정되도록 한다. 일반적인 관점에서 제2 도파관(19)의 길이가 긴 것이 음향의 전달에 유리한 것만은 아니지만, 상기 제1 도파관(18)에서 증폭된 음향이 효과적으로 전달되기에 부족하지 않다면 제2 도파관(19)은 음향 지연판(21) 등을 설계하기에 필요한 정도의 거리가 확보되는 것이 좋다. 이러한 특면에서 제2 도파관(19)의 상기와 같은 길이조절 기능은 충분한 기술적 의의가 있다.

도 7을 참조하면, 상기 혼(14)은 각 확산판(24a-24d)의 확산 각도를 개별적으로 조절하도록 설계될 수 있다. 이를 위하여 상기 혼(14)은 각 확산판(24a-24d)에 대응하는 힌지수단(25)을 포함하는데, 구체적으로 상기 힌지수단(25)은 혼 프레임(34) 외곽에 형성된 제1 힌지보스(29)와 각 확산판(24a-24d)의 일측에 형성된 제2 힌지보스(33)를 포함하며, 두 힌지보스(29,33)가 교차로 맞물려져 있는 상태에서 회전 (30)이 각 힌지보스(29,33)를 관통함으로써, 각 확산판(24a-24d)이 혼 프레임(34)에 회전 가능하게 결합되는 것이다.

이 구조에서 상기 축(30)의 일측에 손잡이(31)가 형성되는 한편, 제2 힌지보스(33)를 관통한 볼트(32)가 상기 축(30)에 결합되면, 상기 손잡이(31)를 돌려 각 확산판(24a-24d)을 확산각을 조절할 수가 있다.

삭제

10. 스피커 구조
11. 캐비넷
12a~12d. 음향 발생부
13. 도파부
14. 혼
15. 배플
16. 절곡선
17a~17d. 장착홀
18. 제1 도파관
19. 제2 도파관
20. 격벽
21. 음향 지연판
22. 통공
23. 가이드
24a~24d. 확산판
25. 힌지수단
26. 브래킷
27. 장홈
28. 볼트
29. 제1 힌지보스
30. 회전 축
31. 손잡이
32. 볼트
33. 제2 힌지보스
34. 프레임

Claims

바닥 측 배플(15) 상에 상·하 일조 좌·우 2쌍으로 장착된 4 어레이 음향 발생부(12a~12d)를 포함하며, 각 쌍의 음향 발생부(12a-12b,12c-12d)는 발생한 음향이 도파부(13) 내에서 혼합되도록 경사 배치되는 캐비넷(11);
상기 캐비넷(11)의 바닥 측으로부터 압축 제2 도파관(19)을 향하여 점차 좁은 폭으로 연장되는 증폭 제1 도파관(18)과, 상기 증폭 제1 도파관(18)의 단부에서 길이방향으로 연장되는 압축 제2 도파관(19)을 포함하는 도파부(13);
상기 도파부(13)의 단부에 결합된 지향성 혼(14);
을 포함하며,
상기 도파부(13)의 내부에 수직 형성되어, 좌·우 쌍의 음향 발생부(12a-12b,12c-12d)에서 발생한 음향이 서로 간섭되는 것을 방지하는 격벽(20);
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비상 방송용 스피커 구조.
제1항에 있어서,
상기 격벽(20)에 의해 구분된 상기 제2 도파관(19)의 두 공간(S1,S2) 중 선택된 하나의 공간(S2)에 구비되어, 그 공간(S2) 내 음향의 출력속도를 지연 조절하는 음향 지연판(21);
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비상 방송용 스피커 구조.
제1항에 있어서,
상기 음향 발생부(12a~12d)의 경사 배치를 위하여, 상기 배플(15)은 중앙에 횡-방향 절곡선(16)을 기준으로 상·하 대칭적으로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 비상 방송용 스피커 구조.
제3항에 있어서,
상기 절곡선(16)의 절곡 각도는 경첩 또는 힌지 수단에 의하여 조절되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 비상 방송용 스피커 구조.
제1항에 있어서,
상기 배플(15)은 중앙에 횡-방향 절곡선(16)을 기준으로 상·하 대칭적으로 경사지게 형성되며, 그 상·하면에 각 형성된 두 개씩의 장착홀(17a~17d)에 음향 발생부(12a~12d)가 하나씩 장착되는 것을 특징으로 하는 비상 방송용 스피커 구조.
제1항에 있어서,
상기 제2 도파관(19)은 길이의 조절이 가능하게 설계된 것을 특징으로 하는 비상 방송용 스피커 구조.
제6항에 있어서,
상기 제2 도파관(19)은 이중관이며, 내·외관(19a,19b)에 길이방향의 장홈(27)이 형성되고 상기 장홈(27)을 관통하는 볼트(28)에 의하여 고정되는 것을 특징으로 하는 비상 방송용 스피커 구조.
제1항에 있어서,
상기 혼(14)은 지향각을 조절할 수 있도록 힌지구조(25)로 결합된 것을 특징으로 하는 비상 방송용 스피커 구조.
제1항에 있어서,
상기 격벽(20)은 상기 배플(15)의 저면으로부터 혼(15)의 단부까지 연장된 것을 특징으로 하는 비상 방송용 스피커 구조.
제2항에 있어서,
상기 지연판(21)은 다수의 통공(22)이 형성된 것으로 상기 제2 도파관(19)의 내부에 격판 형태로 장착되는 것을 특징으로 하는 비상 방송용 스피커 구조.
제2항에 있어서,
상기 지연판(21)의 착탈 및 고정을 위한 슬라이드 가이드(23)가 상기 제2 도파관(19)의 측벽에 형성된 것을 특징으로 하는 비상 방송용 스피커 구조.
제2항에 있어서,
상기 지연판(21)은 상기 혼(14) 측 단부 부분에 장착된 것을 특징으로 하는 비상 방송용 스피커 구조.
제2항 또는 제12항에 있어서,
상기 지연판(21)이 3 이상 구비되는 경우 각 지연판(21) 간의 간격은 상기 혼(14) 측으로 갈수록 좁게 형성되는 것을 특징으로 하는 비상 방송용 스피커 구조.
제1항에 있어서,
상기 혼(14)은 제2 도파관(19)의 두 공간(S1,S2)을 통과한 음향이 확성 및 출력되는 수단으로, 확산판(24a-24d)을 포함하는 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 비상 방송용 스피커 구조.
제14항에 있어서,
상기 혼(14)의 확산판(24a-24d)은 복수로 구비되고, 이때 복수의 확산판(24a-24d) 중 하나인 일측 확산판(24d)은 외측으로 벌어지지 않도록 한 것을 특징으로 하는 비상 방송용 스피커 구조.
제14항에 있어서,
상기 확산판(24a-24d)의 확산 각도를 개별적으로 조절하도록 설계된 것을 특징으로 하는 비상 방송용 스피커 구조.
제16항에 있어서,
상기 혼(14)은 각 확산판(24a-24d)에 대응하는 힌지수단(25)을 포함하며,
상기 힌지수단(25)은 혼 프레임(34)의 외곽에 형성된 제1 힌지보스(29)와 확산판(24a-24d)의 일측에 형성된 제2 힌지보스(33), 제1 및 제2 힌지보스(29,33)를 관통하는 회전 축(30)을 포함함으로써;
각 확산판(24a-24d)이 혼 프레임(34)에 회전 가능하게 결합되는 것;
을 특징으로 하는 비상 방송용 스피커 구조.
제17항에 있어서,
상기 회전 축(30)의 일측에 손잡이(31)가 형성되는 한편, 제2 힌지보스(33)를 관통한 볼트(32)가 상기 회전 축(30)에 결합되어, 상기 손잡이(31)를 돌려 각 확산판(24a-24d)을 회전시킴으로써 확산각을 조절할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 비상 방송용 스피커 구조.