KR102027706B1 - Corrugate forming method of horn speaker - Google Patents

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KR102027706B1
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KR1020180150413A
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이인석
항 김
구희모
최둘
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재단법인한국조선해양기자재연구원
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Abstract

The present invention relates to a method for forming corrugations of a horn speaker, which is to achieve network characteristics of sound pressure in a predetermined frequency band. The method comprises: a step A of setting a central axis extending from the center of a front portion of a diaphragm of a speaker, and setting a predetermined point on the center axis as a sound pressure measurement target point; a step B of setting both longitudinal ends of an inclined surface of a horn coupled to the diaphragm of the speaker as a first fixed point and the second fixed point, respectively, and connecting the first fixed point and the second fixed point in a straight line to generate a fixed line; a step C of generating a plurality of moving points on the fixed line and vertically connecting the moving point and the center axis to generate a moving reference line; a step D of generating a pair of limit lines parallel to each other at predetermined intervals around the fixed line; a step E of randomly and variably combining the plurality of moving points on the moving reference line belonging between the pair of limit lines, and deriving n design schemes having a center of curvature of at least two points when connecting the respective moving points to each other; and a step F of configuring n design cases so that a bent portion is formed on the inner surface of the horn speaker by using the design scheme derived in step E, and selecting an optimal design case by measuring the sound pressure of a predetermined frequency band for each design case at the sound pressure measurement target point. According to the present invention, a speaker can be miniaturized.

Description

혼 스피커의 코루게이트 형성 방법{Corrugate forming method of horn speaker}Corrugate forming method of horn speaker

본 발명은 혼 스피커의 코루게이트 형성 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 혼 스피커 내부에서 음파의 확산반사 또는 난반사를 유도함으로써 음파의 지향성 및 스피커 축 상에서 음압을 극대화할 수 있도록 하는 혼 스피커의 코루게이트 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for forming a corrugation of a horn speaker, and more particularly, to induce diffusion or diffuse reflection of sound waves inside a horn speaker, thereby maximizing sound directivity and sound pressure on the speaker axis. It relates to a forming method.

스피커는 전기신호 형태의 음을 사람의 귀에 들리는 소리로 변환하는 장치로 전기신호를 진동판의 진동으로 바꾸어 공기에 소밀파를 발생시켜 음파를 복사한다.A speaker is a device that converts sound in the form of an electrical signal into a sound heard by a person's ear.

이러한 스피커는 진동판을 진동시켜 공기를 직접 진동시키는 콘 스피커 방식과, 진동을 혼(horn)으로 받아들여 음을 내보내는 혼 스피커 방식이 있다.Such a speaker has a cone speaker system for directly vibrating air by vibrating a diaphragm, and a horn speaker system for taking out vibrations as a horn and emitting sound.

그리고 전기신호를 음파로 변환시키는 원리와 방법에 따라 동전형, 전자기형, 정전형, 유전체형, 자기왜형 등의 자기장 내에 있는 보이스 코일에 음성신호 전류를 흘리면 그 전류의 세기에 따라 기계적인 힘이 코일에 작용하여 운동을 일으키는 원리를 이용한 것이다. 전자기형은 영구자석 끝에 설치한 코일에 음성전류를 흘려 보내어 코일 사이에 있는 철편을 진동시키고 이 진동을 레버에 의해 진동판에 전하여 소리를 방사한다. 취급이 간단하므로 가정용 라디오에 많이 사용되었으나 고역특성이 나쁘고 일그러짐이 많아 점차 사용이 줄고 있다. 정전형은 고음용으로 사용되는 경우가 있고, 유전체형과 자기왜형은 가청주파수가 아닌 20kHz 이상의 초음파 영역에서 사용된다. 그리고 가청주파수용 스피커 중에서 특히 고역주파수대(10kHz 이상)용으로 사용하는 것을 트위터(tweeter)라고 하는데 혼형, 원뿔형, 종류가 있으며, 진동계의 무게가 작다.According to the principle and method of converting electrical signals into sound waves, if a voice signal current flows through a voice coil in a magnetic field such as coin type, electromagnetic type, electrostatic type, dielectric type, or magnetostriction, the mechanical force is increased according to the strength of the current. It uses the principle that acts on the coil and causes movement. The electromagnetic type sends a voice current to the coil installed at the end of the permanent magnet to vibrate the iron pieces between the coils, and transmits the vibration to the diaphragm by the lever to emit sound. Because of its simple handling, it has been widely used in home radios, but its high frequency characteristics are poor and distorted. The electrostatic type is sometimes used for high sound levels, and the dielectric type and magnetostriction are used in the ultrasonic region of 20 kHz or more rather than the audible frequency. Among the speakers for audible frequencies, especially those used for high frequency bands (10kHz and above) are called tweeters, which are mixed, conical, and low in weight.

한편, 혼 스피커는 진동판에서 나오는 음향이 혼을 통해 외부 공간으로 방사되는 형식의 스피키로 알려져 있다. 여기서, 혼 스피커는 직접 방사형 스피커보다도 능률이 높고 혼의 모양을 통해 음향의 지향성을 조절할 수 있지만, 음향 재생 음역대는 비교적 좁아지기 때문에 주로 중고 음역용 스피커로 많이 사용되는 추세이다. 게다가, 스피커는 전기적인 주파수에 의해 진동판을 떨리게 하고, 이 진동판을 떨림으로 인한 소리가 공기를 통해 전달되는 방식인데, 공기에 부딪힌 소리의 파장은 스피커의 혼을 거쳐서 우너하는 방향으로 퍼지거나 소리의 크기에 영향을 주게 된다. 이러한 혼 스피커는 전기음향 변환부로 구성되고, 전기음향 변환부의 진동판이 압전소자에 의해 진동하면 압전형 혼 스피커이며, 전자기력에 의하여 진동하는 보이스 코일에 의해 진동하면 다이나믹형 혼 스피커이다.On the other hand, the horn speaker is known as a type of speech in which the sound from the diaphragm is radiated to the outside space through the horn. Here, the horn speaker is more efficient than the direct-radial speaker and can adjust the directivity of the sound through the shape of the horn, but because the sound reproduction range is relatively narrow, it is mainly used as a mid-range speaker. In addition, the speaker vibrates the diaphragm by electric frequency, and the sound caused by the vibration is transmitted through the air. The wavelength of the sound hit by the air spreads through the horn of the speaker and spreads in the unwinding direction. It will affect the size. Such a horn speaker is composed of an electroacoustic converter, and a vibrating plate of the electroacoustic converter is a piezoelectric horn speaker when vibrated by a piezoelectric element, and a horn speaker is a dynamic horn speaker when vibrated by a voice coil vibrated by electromagnetic force.

상기와 같은 혼 스피커 장치는 오디오 기기, 방송용 PA(Public Address) 장비, 그리고 싸이랜과 같은 음향 신호 발생 장치에서 재생처리된 음성신호전류를 진동 부재의 진동으로 변환하여 음성을 재생하는 구조를 갖게 되며, 그 스피커 장치에 대해서는 원음의 충실한 복원에 대한 구조의 개발이 활발하게 진행되는 중이다. The horn speaker device as described above has a structure for reproducing voice by converting a voice signal current reproduced from an audio device, a broadcasting PA (Public Address) device, and a sound signal generating device such as cyran into vibration of a vibrating member. As for the speaker device, the development of the structure for faithful restoration of the original sound is actively underway.

전술한 바와 같은 종래의 스피커 장치로서, 대한민국 공개특허 출원번호 제10-2009-0088885호가 나타나 있다.As a conventional speaker device as described above, Korean Patent Application Publication No. 10-2009-0088885 is shown.

이러한 종래의 스피커에 대해 살펴보면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 스피커(1)는 캐비닛(10), 덕트(20), 스피커유닛(30), 혼부(40)으로 구성된다. 이와 같은 구성은 기본적으로 스피커 유닛(30)에 구비된 배플에서 송출되는 음을 반사시켜 캐비닛 몸체(11) 전면으로 송출되도록 캐비닛 후판(13)이 캐비닛 몸체(11) 일측에 결합되며, 캐비닛 몸체(11)의 내측으로 캐비닛 후판(13)이 체결되도록 캐비닛 후판(13)의 일측에는 소정 높이로 결합단턱(13a)이 형성된다. 덕트(20)는 캐비닛 몸체(11)의 대향측 표면(23)과 결합된다. 스피커 유닛(30)의 몸체는 덕트(20)의 원형홀(22)을 통과하여 캐비닛 몸체(11)의 통공(12) 내에 위치된다. 스피커 유닛(30)의 진동판 하우징의 테두리는 혼부(40)의 환형 베이스 상에 놓여지고, 이는 덕트(20)의 외측 단부면에 결합된다. 이러한 캐비닛(10)은 덕트(20)가 고정될 때 이탈되는 것을 방지하기 위하여 다수의 고정핀을 통해 캐비닛 후판(13)과 결합한다. 이를 통해, 캐비닛 후판(13)은, 베플(미부호)에 의해 발생한 음향이 스피커 유닛(30)에 결합 되는 혼(40)과 덕트(20)의 사이로 출력되어 스피커 유닛(30)에서 발생하는 음향의 출력을 돕는 역할을 한다.Looking at such a conventional speaker, as shown in Figures 1 and 2, the speaker 1 is composed of a cabinet 10, a duct 20, a speaker unit 30, a horn 40. In this configuration, the cabinet rear plate 13 is coupled to one side of the cabinet body 11 so that the sound emitted from the baffle provided in the speaker unit 30 is transmitted to the front of the cabinet body 11, and the cabinet body ( A coupling step 13a is formed at one side of the cabinet rear plate 13 at a predetermined height so that the cabinet rear plate 13 is fastened to the inner side of the cabinet 11. The duct 20 is engaged with the opposing side surface 23 of the cabinet body 11. The body of the speaker unit 30 passes through the circular hole 22 of the duct 20 and is located in the through hole 12 of the cabinet body 11. The rim of the diaphragm housing of the speaker unit 30 is placed on the annular base of the horn 40, which is coupled to the outer end face of the duct 20. The cabinet 10 is coupled to the cabinet rear plate 13 through a plurality of fixing pins to prevent the duct 20 from being separated when the duct 20 is fixed. Through this, the cabinet rear plate 13, the sound generated by the baffle (unsigned) is output between the horn 40 and the duct 20 coupled to the speaker unit 30, the sound generated in the speaker unit 30 It helps to output.

상술한 종래의 구조적 특징에 의하면, 혼(40)과 덕트(20)가 일 방향으로 결합 되는 구조이고, 스피커의 효율은 혼(40)의 길이가 길수록 공기와의 정합성이 좋아져 효율이 향상된다. According to the conventional structural features described above, the horn 40 and the duct 20 is a structure that is combined in one direction, the efficiency of the speaker is longer the length of the horn 40, the better the match with the air is improved efficiency.

그러나 종래의 스피커는 부피 등의 제약에 의해 혼의 길이가 제한되므로 스피커 효율이 떨어지고, 특히 스피커의 지향성 및 스피커 축 상에서 음압이 저하되는 문제점이 있다.However, the conventional speaker has a problem in that the speaker efficiency is lowered because the length of the horn is limited by constraints such as volume, and in particular, the directivity of the speaker and the sound pressure are reduced on the speaker axis.

또한, 지향성 및 음압의 극대화를 필요로 하는 특수 목적용 스피커의 경우에는 혼의 길이를 매우 길게 제작해야만 하는 기술적 난관에 봉착하게 되므로 스피커의 크기를 소형화할 수 없게 되는 문제점이 있다.In addition, in the case of a special purpose speaker that requires the maximization of the directivity and sound pressure, there is a problem in that the size of the speaker can not be miniaturized because it encounters a technical challenge of making the length of the horn very long.

KRKR 10-190190610-1901906 B1B1 KRKR 10-171496010-1714960 B1B1 KRKR 10-171495910-1714959 B1B1 KRKR 10-054098110-0540981 B1B1

앞선 배경기술에서 도출된 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 혼 스피커 내부에서 음파의 확산반사 또는 난반사를 유도함으로써 음파의 지향성 및 스피커 축 상에서 음압을 극대화할 수 있도록 하고, 이를 통해 스피커의 소형화를 달성할 수 있도록 하는 혼 스피커의 코루게이트 형성 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention for solving the problems derived from the background art is to maximize the directivity of sound waves and sound pressure on the speaker axis by inducing diffuse reflection or diffuse reflection of sound waves inside the horn speaker, thereby miniaturizing the speaker. It is to provide a method of forming a corrugated horn speaker to achieve the.

한편, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the object of the present invention is not limited to the above-mentioned object, other objects that are not mentioned will be clearly understood from the following description.

상기한 목적은, 본 발명의 실시예에 따라, 일정 주파수 대역에서 음압의 망대특성을 달성하기 위한 혼 스피커의 코루게이트 형성 방법에 있어서, 스피커의 진동판 전면부의 중심에서 연장되는 중심축선을 설정하고, 상기 중심축선 상의 일정 지점을 음압측정 목표지점으로 설정하는 A단계; 스피커의 진동판에 결합되는 혼(horn)의 빗면 길이방향 양 끝단을 각각 제1고정포인트 및 제2고정포인트로 설정하고, 상기 제1고정포인트 및 상기 제2고정포인트를 직선으로 연결하여 고정선을 생성하는 B단계; 상기 고정선 상에 복수개의 무빙포인트를 생성하고, 상기 무빙포인트와 상기 중심축선을 수직으로 연결하여 무빙기준선을 생성하는 C단계; 상기 고정선을 중심으로 일정 간격을 두고 서로 평행하는 한 쌍의 한계선을 생성하는 D단계; 상기 복수개의 무빙포인트를 상기 한 쌍의 한계선 사이에 속하는 무빙기준선 상에서 랜덤으로 가변 조합시키되, 각각의 무빙포인트를 서로 연결했을 때 적어도 2점 이상의 곡률 중심을 갖는 설계안을 n가지만큼 도출하는 E단계; 및 상기 E단계에서 도출된 설계안으로 스피커 혼 내면(inner surface)에 굴곡부가 형성되도록 n가지의 설계 케이스를 구성하고, 각 설계 케이스별로 기지정된 주파수 대역의 음압을 상기 음압측정 목표지점에서 측정하여 최적 설계 케이스를 선별하는 F단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The above object is, according to an embodiment of the present invention, in the corrugation forming method of the horn speaker for achieving the network characteristics of the sound pressure in a predetermined frequency band, setting a central axis extending from the center of the front of the diaphragm of the speaker, A step of setting a predetermined point on the center axis as a sound pressure measurement target point; Set both ends of the longitudinal side of the horn coupled to the diaphragm of the speaker as the first fixing point and the second fixing point, respectively, and create a fixed line by connecting the first fixing point and the second fixing point in a straight line. Step B to do; Generating a moving reference line by generating a plurality of moving points on the fixed line and vertically connecting the moving point and the center axis line; Generating a pair of limit lines parallel to each other at regular intervals about the fixed line; E step of randomly combining the plurality of moving points on a moving reference line belonging to the pair of limit lines, and deriving n design schemes having a center of curvature of at least two points or more when each moving point is connected to each other; And n design cases configured to form a bent portion on the inner surface of the speaker horn according to the design scheme derived in step E, and by measuring the sound pressure of a predetermined frequency band for each design case at the sound pressure measurement target point. F step of selecting the design case; characterized in that it comprises a.

바람직하게는, 상기 C단계에서, 상기 복수개의 무빙포인트는 상기 제1고정포인트 및 상기 제2고정포인트와 함께 상기 고정선 상에서 일정 간격을 두고 나란히 배치되는 것을 특징으로 한다.Preferably, in the step C, the plurality of moving points are arranged side by side with a predetermined interval on the fixed line with the first fixed point and the second fixed point.

바람직하게는, 상기 C단계에서, 상기 고정선 상에서 일정 간격으로 배치되는 무빙포인트와 제1고정포인트 및 제2고정포인트 간의 간격은 다음의 수학식 Preferably, in the step C, the interval between the moving point and the first fixed point and the second fixed point disposed on the fixed line at a predetermined interval is the following equation

Figure 112018119302942-pat00001
Figure 112018119302942-pat00001

(여기서, ft는 음압 측정을 위한 타겟 주파수이고, c0은 공기중에서의 음속으로서 324m/s이고, λ는 주파수 파장이고, Lmax의 단위는 미터(m)이다.)에 의해 계산된 값(Lmax)보다 작은 범위 내에서 결정되는 것을 특징으로 한다.(Where f t is the target frequency for sound pressure measurement, c 0 is the sound velocity in air, 324 m / s, λ is the frequency wavelength, and the unit of L max is meter (m).) It is characterized in that it is determined within a range smaller than (L max ).

바람직하게는, 상기 F단계에서, 기지정된 주파수 대역은 사람이 가장 민감하게 반응하는 주파수 대역인 1kHz 내지 2kHz인 것을 특징으로 한다.Preferably, in step F, the predetermined frequency band is characterized in that 1kHz to 2kHz which is the frequency band to which the human is most sensitive.

상기한 실시예에 따른 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.According to the present invention according to the above embodiment, the following effects can be expected.

첫째, 코루게이트를 통해 혼 스피커 내부에서 음파의 확산반사 또는 난반사를 유도함으로써 음파의 지향성 및 스피커 축 상에서 음압을 극대화할 수 있는 효과가 있다.First, there is an effect that can maximize the directivity of the sound waves and the sound pressure on the speaker axis by inducing diffuse reflection or diffuse reflection of the sound waves inside the horn speaker through the corrugation.

둘째, 최적화된 코루게이트를 형성하여 혼의 길이가 길지 않더라도 음파의 지향성 및 음압을 극대화할 수 있으므로 스피커의 소형화가 가능한 효과가 있다.Second, even if the length of the horn is not long by optimizing the corrugation, the directivity and sound pressure of the sound wave can be maximized, thereby miniaturizing the speaker.

셋째, 혼 스피커의 지향성 및 스피커 축 상에서 음압을 극대화할 수 있으므로 항공드론용 스피커나 군 또는 경찰의 특수 목적용으로 활용 가능한 효과가 있다.Third, since the sound pressure can be maximized on the directional and speaker axis of the horn speaker, there is an effect that can be used for the special purpose of the aviation drone or military or police.

도1은 종래의 스피커 구성을 나타낸 분해 사시도이고,
도2는 종래의 스피커 구성을 나타낸 단면도이고,
도3은 본 발명의 실시예에 따른 혼 스피커의 코루게이트 형성 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이고,
도4는 본 발명의 실시예에 따른 혼 스피커의 코루게이트 형성 방법 과정을 설명하기 위한 제1개념도이고,
도5는 본 발명의 실시예에 따른 혼 스피커의 코루게이트 형성 방법 과정을 설명하기 위한 제2개념도이고,
도6은 기존의 혼 스피커 구조와 본 발명에 따른 혼 스피커 구조를 대비하여 나타낸 예시도이다.1 is an exploded perspective view showing a conventional speaker configuration;
2 is a cross-sectional view showing a conventional speaker configuration,
3 is a flowchart schematically illustrating a corrugation forming method of a horn speaker according to an embodiment of the present invention;
4 is a first conceptual diagram for describing a process of forming a corrugation of a horn speaker according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a second conceptual diagram for describing a process of forming a corrugation of a horn speaker according to an exemplary embodiment of the present invention; FIG.
6 is an exemplary view illustrating a conventional horn speaker structure and a horn speaker structure according to the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하 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 것이다. 그리고 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the embodiments are to make the disclosure of the present invention complete, and those skilled in the art to which the present invention pertains. It is provided to inform the full scope of the invention. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In this specification, the singular forms also include the plural unless specifically stated otherwise in the phrases.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 한편, 해당 기술분야의 통상적인 지식을 가진자로부터 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. On the other hand, illustrated and detailed description of the configuration and its operation and effects can be easily understood from those skilled in the art will be briefly or omitted and will be described in detail with respect to the parts related to the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 혼 스피커의 코루게이트 형성 방법은 일정 주파수 대역에서 음압의 망대특성(Higher is better solution)을 달성하기 위한 것으로, 도3에 도시된 바와 같이, 음압측정 목표지점을 설정하는 A단계와, 제1고정포인트와 제2고정포인트를 연결하여 고정선을 생성하는 B단계와, 무빙포인트 및 무빙기준선을 생성하는 C단계와, 고정선을 중심으로 한계선을 생성하는 D단계와, 무빙포인트를 가변 조합하여 설계안을 도출하는 E단계와, 설계 케이스별로 음압을 측정하여 최적 설계 케이스를 선정하는 F단계를 포함한다.Corrugation forming method of the horn speaker according to an embodiment of the present invention is to achieve a high characteristic (higher is better solution) of the sound pressure in a predetermined frequency band, as shown in Figure 3, Step A, step B for creating a fixed line by connecting the first fixed point and the second fixed point, step C for generating a moving point and a moving reference line, step D for generating a limit line around the fixed line, and a moving point E step to derive the design proposal by varying the combination and F step to select the optimal design case by measuring the sound pressure for each design case.

상기 A단계 내지 F단계는 도4 및 도5를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.The steps A to F will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5.

먼저, A단계에서는 스피커의 진동판 전면부의 중심에서 연장되는 중심축선을 설정하고, 상기 중심축선 상의 일정 지점을 음압측정 목표지점으로 설정한다.First, in step A, a center axis line extending from the center of the front of the diaphragm of the speaker is set, and a predetermined point on the center axis line is set as a sound pressure measurement target point.

즉, 상기 음압측정 목표지점에서 타겟 주파수의 음압레벨(소음도)이 최대화되도록 혼 내부면에 코루게이트를 형성하는 것이 목표이며, 여기서 목적함수(Objective function)는 상기 음압측정 목표지점에서의 음압레벨이다. That is, a goal is to form a corrugation on the inner surface of the horn so that the sound pressure level (noise level) of the target frequency is maximized at the sound pressure measurement target point, and the objective function is the sound pressure level at the sound pressure measurement target point. .

그리고 목적함수는 음압의 망대특성(Larger-si-better)로써, 음압이 크면 클수록 좋은 특성인 것으로 해석된다.The objective function is the sounder-si-better characteristic of sound pressure.

다음으로, B단계에서는 스피커의 진동판에 결합되는 혼(horn)의 빗면 길이방향 양 끝단을 각각 제1고정포인트 및 제2고정포인트로 설정하고, 상기 제1고정포인트 및 상기 제2고정포인트를 직선으로 연결하여 고정선을 생성한다.Next, in step B, both the longitudinal ends of the horn coupled to the diaphragm of the speaker are set to the first fixing point and the second fixing point, respectively, and the first fixing point and the second fixing point are straight. To create a fixed line.

여기서, 상기 고정선은 혼의 단면 형상으로 나타나며, 고정선의 길이가 곧 혼의 길이가 된다.Here, the fixing line is shown in the cross-sectional shape of the horn, and the length of the fixing line is the length of the horn.

다음으로, C단계에서는 상기 고정선 상에 복수개의 무빙포인트를 생성하고, 상기 무빙포인트와 상기 중심축선을 수직으로 연결하여 무빙기준선을 생성한다.Next, in step C, a plurality of moving points are generated on the fixed line, and a moving reference line is generated by vertically connecting the moving point and the center axis line.

이때, 상기 복수개의 무빙포인트는 상기 제1고정포인트 및 상기 제2고정포인트와 함께 상기 고정선 상에서 일정 간격을 두고 나란히 배치되는 것이 바람직하다.In this case, the plurality of moving points may be arranged side by side at a predetermined interval on the fixed line together with the first fixed point and the second fixed point.

그리고, 상기 고정선 상에서 일정 간격으로 배치되는 무빙포인트와 제1고정포인트 및 제2고정포인트 간의 간격은 다음의 수학식1에 의해 계산된 값(Lmax)보다 작은 범위 내에서 결정되는 것이 바람직하다.The interval between the moving point, the first fixed point, and the second fixed point disposed on the fixed line at a predetermined interval is preferably determined within a range smaller than the value L max calculated by Equation 1 below.

Figure 112018119302942-pat00002
Figure 112018119302942-pat00002

여기서, ft는 음압 측정을 위한 타겟 주파수이고, c0은 공기중에서의 음속으로서 324m/s이고, λ는 주파수 파장이고, Lmax의 단위는 미터(m)이다.Where f t is the target frequency for sound pressure measurement, c 0 is the sound velocity in air, 324 m / s, λ is the frequency wavelength, and the unit of L max is meter (m).

예를 들어, 타겟 주파수가 4000Hz이면, 타겟 주파수의 파장은 위 계산식을 통해 0.081m가 되고, 타겟 주파수의 1/2 이하가 무빙포인트와 제1고정포인트 및 제2고정포인트 간의 간격이 되므로 Lmax는 0.041m가 되는 것이다.For example, if the target frequency is 4000Hz, the wavelength of the target frequency is 0.081m through the above formula, and less than 1/2 of the target frequency is the distance between the moving point and the first fixed point and the second fixed point, so L max Is 0.041m.

다음으로, D단계에서는 상기 고정선을 중심으로 일정 간격을 두고 서로 평행하는 한 쌍의 한계선을 생성한다. Next, in step D, a pair of limit lines parallel to each other are generated at regular intervals about the fixed line.

여기서, 상기 한 쌍의 한계선 사이의 간격은 일정한 기준에 의해 계산되어 한 쌍의 한계선이 서로 평행하게 배치될 수 있다. 이와는 다르게, 복잡한 계산을 거치지 않고 단순히 혼의 두께를 단면으로 표현하여 내벽과 외벽을 표시하는 각각의 선을 한 쌍의 한계선으로 설정할 수도 있다. Here, the interval between the pair of limit lines may be calculated by a predetermined reference so that the pair of limit lines may be arranged in parallel with each other. Alternatively, each line representing the inner wall and the outer wall can be set as a pair of limit lines by simply expressing the thickness of the horn in cross section without complex calculation.

다음으로, E단계에서는 상기 복수개의 무빙포인트를 상기 한 쌍의 한계선 사이에 속하는 무빙기준선 상에서 랜덤으로 가변 조합시키되, 각각의 무빙포인트를 서로 연결했을 때 적어도 2점 이상의 곡률 중심을 갖는 설계안을 n가지만큼 도출한다.Next, in step E, the plurality of moving points are randomly combined on a moving reference line belonging to the pair of limit lines, and when the moving points are connected to each other, there are n designs having a center of curvature of at least two points. To derive as much.

덧붙여, 상기 복수개의 무빙포인트를 랜덤으로 가변 조합시키는 것은, 공학적 의미에서 최적조합 찾기를 의미하고, 최적화 기법으로 다구찌 기법, 민감도 해석 그리고 유전 알고리즘 등을 사용할 수 있다.In addition, randomly variably combining the plurality of moving points means finding an optimal combination in an engineering sense, and may use Taguchi, sensitivity analysis, and genetic algorithm as an optimization technique.

아울러, 2점 이상의 곡률 중심을 갖는다는 것은 2개 이상의 변곡점, 즉 2개 이상의 굴곡부가 형성된 물결 모양으로 주름이 형성되는 것을 뜻하며, 이를 코루게이트(corrugate)라고 한다.In addition, having a center of curvature of two or more points means that wrinkles are formed in a wavy shape in which two or more inflection points, that is, two or more bends, are called corrugates.

이러한 코루게이트는 스피커 내부에서 음파의 확산반사 혹은 난반사를 유도하며, 혼 스피커의 지향성 및 스피커 축 상에서 음압을 극대화할 수 있도록 한다.This corrugation induces diffuse reflection or diffuse reflection of sound waves inside the speaker, and maximizes the directivity of the horn speaker and the sound pressure on the speaker axis.

다음으로, F단계에서는 상기 E단계에서 도출된 설계안으로 스피커 혼 내면(inner surface)에 굴곡부가 형성되도록 n가지의 설계 케이스를 구성하고, 각 설계 케이스별로 기지정된 주파수 대역의 음압을 상기 음압측정 목표지점에서 측정하여 최적 설계 케이스를 선별한다.Next, in step F, n design cases are configured such that a bent portion is formed on the inner surface of the speaker horn according to the design scheme derived in step E, and the sound pressure of the predetermined frequency band for each design case is measured by the sound pressure measurement target Measure at the point to select the best design case.

한편, 상기 F단계에서 기지정된 주파수 대역은 사람이 가장 민감하게 반응하는 주파수 대역인 1kHz 내지 2kHz인 것이 바람직하다. 혼 스피커의 경우 비상 방송 등의 특수목적으로 주로 사용되고 이러한 혼 스피커는 소리가 사람에게 용이하게 전달되도록 하는 것이 목적이므로 사람이 가장 민감하게 반응하는 주파수 대역이 주로 선택될 수 있다.On the other hand, the predetermined frequency band in step F is preferably 1kHz to 2kHz, which is the frequency band that humans respond most sensitively. The horn speaker is mainly used for special purposes such as emergency broadcasting, and since the horn speaker is intended to easily transmit sound to a person, a frequency band in which a person responds most sensitively may be selected.

지금까지 설명한 본 발명의 실시예에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.According to the embodiment of the present invention described so far, the following effects can be expected.

첫째, 코루게이트를 통해 혼 스피커 내부에서 음파의 확산반사 또는 난반사를 유도함으로써 음파의 지향성 및 스피커 축 상에서 음압을 극대화할 수 있는 효과가 있다.First, there is an effect that can maximize the directivity of the sound waves and the sound pressure on the speaker axis by inducing diffuse reflection or diffuse reflection of the sound waves inside the horn speaker through the corrugation.

둘째, 최적화된 코루게이트를 형성하여 혼의 길이가 길지 않더라도 음파의 지향성 및 음압을 극대화할 수 있으므로 스피커의 소형화가 가능한 효과가 있다.Second, even if the length of the horn is not long by optimizing the corrugation, the directivity and sound pressure of the sound wave can be maximized, thereby miniaturizing the speaker.

셋째, 혼 스피커의 지향성 및 스피커 축 상에서 음압을 극대화할 수 있으므로 항공드론용 스피커나 군 또는 경찰의 특수 목적용으로 활용 가능한 효과가 있다.Third, since the sound pressure can be maximized on the directional and speaker axis of the horn speaker, there is an effect that can be used for the special purpose of the aviation drone or military or police.

전술한 내용은 후술할 발명의 청구범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 상술하였다. 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing has outlined rather broadly the features and technical advantages of the present invention in order that the claims that follow may be better understood. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the invention is indicated by the following claims rather than the above description, and all changes or modifications derived from the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the invention.

Claims (4)

일정 주파수 대역에서 음압의 망대특성을 달성하기 위한 혼 스피커의 코루게이트 형성 방법에 있어서,
스피커의 진동판 전면부의 중심에서 연장되는 중심축선을 설정하고, 상기 중심축선 상의 일정 지점을 음압측정 목표지점으로 설정하는 A단계;
스피커의 진동판에 결합되는 혼(horn)의 빗면 길이방향 양 끝단을 각각 제1고정포인트 및 제2고정포인트로 설정하고, 상기 제1고정포인트 및 상기 제2고정포인트를 직선으로 연결하여 고정선을 생성하는 B단계;
상기 고정선 상에 복수개의 무빙포인트를 생성하고, 상기 무빙포인트와 상기 중심축선을 수직으로 연결하여 무빙기준선을 생성하는 C단계;
상기 고정선을 중심으로 일정 간격을 두고 서로 평행하는 한 쌍의 한계선을 생성하는 D단계;
상기 복수개의 무빙포인트를 상기 한 쌍의 한계선 사이에 속하는 무빙기준선 상에서 랜덤으로 가변 조합시키되, 각각의 무빙포인트를 서로 연결했을 때 적어도 2점 이상의 곡률 중심을 갖는 설계안을 n가지만큼 도출하는 E단계; 및
상기 E단계에서 도출된 설계안으로 스피커 혼 내면(inner surface)에 굴곡부가 형성되도록 n가지의 설계 케이스를 구성하고, 각 설계 케이스별로 기지정된 주파수 대역의 음압을 상기 음압측정 목표지점에서 측정하여 최적 설계 케이스를 선별하는 F단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼 스피커의 코루게이트 형성 방법.In the corrugation forming method of a horn speaker for achieving the tower characteristics of sound pressure in a predetermined frequency band,
Setting a center axis extending from the center of the front surface of the diaphragm of the speaker, and setting a predetermined point on the center axis as a sound pressure measurement target point;
Set both ends of the longitudinal side of the horn coupled to the diaphragm of the speaker as the first fixing point and the second fixing point, respectively, and create a fixed line by connecting the first fixing point and the second fixing point in a straight line. Step B to do;
Generating a moving reference line by generating a plurality of moving points on the fixed line and vertically connecting the moving point and the center axis line;
Generating a pair of limit lines parallel to each other at regular intervals about the fixed line;
E step of randomly combining the plurality of moving points on a moving reference line belonging to the pair of limit lines, and deriving n design schemes having a center of curvature of at least two points or more when each moving point is connected to each other; And
The design scheme derived in step E is composed of n design cases such that a bent portion is formed on the inner surface of the speaker horn, and the optimum design is performed by measuring the sound pressure of a predetermined frequency band at each sound pressure measurement target point for each design case. And a step F of selecting a case. 제1항에 있어서,
상기 C단계에서,
상기 복수개의 무빙포인트는 상기 제1고정포인트 및 상기 제2고정포인트와 함께 상기 고정선 상에서 일정 간격을 두고 나란히 배치되는 것을 특징으로 하는 혼 스피커의 코루게이트 형성 방법.The method of claim 1,
In step C,
And the plurality of moving points are disposed side by side at a predetermined interval on the fixed line together with the first fixing point and the second fixing point. 제2항에 있어서,
상기 C단계에서,
상기 고정선 상에서 일정 간격으로 배치되는 무빙포인트와 제1고정포인트 및 제2고정포인트 간의 간격은 다음의 수학식
Figure 112018119302942-pat00003

(여기서, ft는 음압 측정을 위한 타겟 주파수이고, c0은 공기중에서의 음속으로서 324m/s이고, λ는 주파수 파장이고, Lmax의 단위는 미터(m)이다.)
에 의해 계산된 값(Lmax)보다 작은 범위 내에서 결정되는 것을 특징으로 하는 혼 스피커의 코루게이트 형성 방법.The method of claim 2,
In step C,
The interval between the moving point and the first fixed point and the second fixed point arranged at a predetermined interval on the fixed line is the following equation
Figure 112018119302942-pat00003

(Where f t is the target frequency for sound pressure measurement, c 0 is the sound velocity in air, 324 m / s, λ is the frequency wavelength, and the unit of L max is meter (m).)
Corrugation forming method of a horn speaker, characterized in that determined within a range less than the value (L max ) calculated by. 제1항에 있어서,
상기 F단계에서,
기지정된 주파수 대역은 사람이 가장 민감하게 반응하는 주파수 대역인 1kHz 내지 2kHz인 것을 특징으로 하는 혼 스피커의 코루게이트 형성 방법.The method of claim 1,
In step F,
The predetermined frequency band is a method of forming a corrugated horn speaker, characterized in that 1kHz to 2kHz, which is the frequency band to which the human is most sensitive.
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