KR200283564Y1

KR200283564Y1 - 음향진동 체감 의자

Info

Publication number: KR200283564Y1
Application number: KR2020020013124U
Authority: KR
Inventors: 안치엽
Original assignee: (주)트윈 세이버
Priority date: 2002-04-30
Filing date: 2002-04-30
Publication date: 2002-07-26
Also published as: AU2002329080A1; WO2003092441A1

Abstract

본 고안은 음향기기로부터 출력된 음향신호를 진동으로 변환시키는 음향진동자를 의자의 등받이나 좌판 또는 발판 등에 장착하여 음향에 따른 진동을 직접 온몸으로 체감할 수 있는 음향진동 체감 의자에 관한 것이다. 본 고안은 음향기기로부터 전달되는 음향신호에 의해 진동을 일으키는 음향진동자가 좌판 또는 등판 또는 발판 중 어느 하나 이상의 부분에 부착된 의자로서, 상기 음향진동자는, N극과 S극이 일평면에 형성되어 있는 적어도 한 개의 자석수단과, 자석수단의 N극과 S극이 형성된 평면에 인접하여 위치하는 적어도 한 개의 전자석과, 전자석에 부착된 관성추를 포함하여 구성되는데, 상기 적어도 한 개의 자석수단은 하우징에 고정되어 있고, 상기 적어도 한 개의 각 전자석은 회전축에 의해 회전가능토록 설치되어, 전자석에 인가되는 음향신호에 의해 전자석에 형성되는 극성과 자석수단의 N극 또는 S극과의 상호작용에 따라 상기 전자석이 자석수단의 N극 또는 S극에 접근하거나 멀어지는 왕복 운동을 하는 것을 특징으로 한다.

Description

음향진동 체감 의자{Sound to vibration converting chair}

본 고안은 음향진동 체감 의자에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 고안은 음향기기로부터 출력된 음향신호를 진동으로 변환시키는 음향진동자를 의자의 등받이나 좌판 또는 발판 등에 장착하여 음향에 따른 진동을 직접 온몸으로 체감할 수 있는 음향진동 체감 의자에 관한 것이다.

기존에 진동스피커를 적용한 의자가 개발되어 있는 상태로서, 도1에 이에 관한 개략적인 모형도가 도시되어 있다. 도1에 도시된 바와 같이, 종래기술에 있어서는 소형의 진동스피커(3, 7)가 의자의 좌판(1)과 등받이(5) 내부에 삽입되어 있는 구조를 취하는데, 이러한 종래기술은 통기성이 좋지 않아 자칫 과열에 따른 위험성이 존재하며, 출력이 매우 약하기 때문에 약간의 진동일 있을 뿐이어서 사람의 온몸에 음향에 따른 진동을 전달시키기에는 부족함이 있어 음악이나 영화감상 또는 게임기에의 응용시에 현장감이 현저히 떨어질 뿐만 아니라, 홈뱅킹이나 금융결제 시스템 등의 여러 가지 산업분야에의 응용이 곤란하다는 단점이 존재한다.

본 고안은 이러한 기존의 음향-진동 의자에 있어서의 한계를 극복하기 위하여 안출된 것으로서, 대출력의 진동이 가능한 음향진동자를 개발하여 이를 의자의 각 부분과 결합시킴으로써 음향신호에 따른 진동을 신체의 각 부분이 충분히 느낄 수 있는 음향진동 체감 의자를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도1은 종래기술에 따른 진동스피커를 내장한 의자의 개략도

도2은 본 고안에 이용되는 음향진동자의 일 실시예

도3는 본 고안에 이용되는 다른 음향진동자의 일 실시예

도4은 본 고안에 이용되는 또 다른 음향진동자의 일 실시예

도5는 본 고안에 따른 일 실시예의 단면 구성도

도6는 본 고안에 따른 의자의 응용례를 도시한 도면

<도면 주요부호의 설명>

71, 71', 71", b 음향진동자, 73, a 증폭기, 75 등받이, 77 좌판, 79 발판, 81, 81' 조인트, 83 바퀴, 85 와이어, 87 팔걸이

고안의 개요

본 고안에 따른 음향진동 체감 의자는 의자의 등받이나 좌판 또는 발판 중 어느 하나 이상의 부분에 음향기기로부터 출력되는 음향신호에 따라서 진동을 일으키는 음향진동자를 장착하는 것을 특징으로 한다. 본 고안에 사용되는 음향진동자는 기존의 최대출력 25W 급의 소형 진동스피커와는 달리 설계자가 임의로 출력을 대출력으로 할 수 있는 것인데, 이러한 음향진동자에 있어서는 본 고안의 출원인이이미 세 개의 특허출원(출원번호 10-2001-0026923, 10-2001-0026924, 10-2002-0018190)을 해 놓고 있는 상태이다. 따라서, 본 고안의 설명을 위하여 기출원된 음향진동자에 대해서 개략적으로 설명할 필요가 있다.

도2는 기출원된 음향-진동 변환장치(출원번호 10-2001-0026923)의 실시예를 나타낸다. 본 발명에 따른 음향-진동 변환장치의 작동원리는 증폭회로로부터 출력되는 음향신호가 코일(17, 17')에 인가되면 음향신호의 진폭 및 위상에 따라 전자석(13, 13')의 극성 및 자력세기가 변화되어서 영구자석(11, 11')과의 인력 및 반발력이 작용하게 되어 전자석(13, 13')이 왕복 운동을 하게 된다. 이때, 전자석(13, 13')의 왕복거리는 음향신호의 진폭 파형을 모사하게 된다.

한편, 도2의 구조에서는 양측 전자석(13, 13')의 극성이 서로 반대가 되도록 전자석을 제작하여야 한다. 도2의 구조에서, 하나의 프레임(14)에 고정되어 있는 양측 전자석(13, 13')이 중심 수직선을 기준으로 좌우 대칭적으로 운동하여야 하기 때문이다.

도2에서, 상기 전자석(13, 13')에는 관성추(23, 23')가 포함되어 전자석(13, 13')의 왕복회전 운동의 관성력을 증가시킨다. 따라서, 상기 전자석(13, 13')이 회전축을 중심으로 왕복 운동을 하려고 하지만 관성추(23, 23')의 무게 때문에 관성력이 상대적으로 작은 영구자석(11, 11') 및 하우징(12)이 반작용에 의해 진동하게 된다. 따라서, 훨씬 더 본 발명에 따른 음향-진동 변환장치의 진동이 커지게 된다.

한편, 도2을 보면 전자석(13, 13')의 중립상태를 유지하기 위해서, 상기 각 전자석(13, 13')이 영구자석(11, 11')의 N극 또는 S극에 근접하거나 멀어질 때 전자석(13, 13')의 운동방향과 반대방향으로 저항력을 주며, 음성신호가 없을 때에는 전자석(13, 13')이 영구자석(11, 11')의 N극과 S극 사이의 중립지점에 위치하도록 하는 전자석 중립유지용 탄성체(25a,b 및 25a',b')가 추가로 포함된다. 이 전자석 중립유지용 탄성체(25a,b 및 25a',b')는 또한, 전자석(13, 13')의 왕복 운동 상행점과 하행점을 규제하는 일종의 제동장치로서도 작용한다. 도2에서는 전자석 중립유지용 탄성체(25a,b 및 25a',b')로서 압축스프링을 사용하였는데, 이 스프링은 프레임(14)과 E자형 철심 코어의 양단 돌출부의 측면에 설치되어, 항상 전자석(13, 13')을 중립상태에 있도록 힘을 가하고 있다. 전자석 중립유지용 탄성체(25a,b 및 25a',b')로서는, 스프링 이외에도 탄성고무 등을 사용할 수도 있다. 또한, 스프링과 방진고무를 함께 사용하여 보다 더 제동성을 원활하게 할 수도 있다.

탄성체의 제동압력은 영구자석(11, 11')의 인력에 비례하도록 설정된다. 즉, 전자석(13, 13')을 인위적으로 왕복시킬 때 영구자석(11, 11')의 인력이 전혀 느껴지지 않도록 토크를 조절할 수 있다.

도3은 기출원된 다른 음향-진동 변환장치(출원번호 10-2001-0026924)의 구성을 나타내는 단면도이다. 하우징(43)에 고정된 자석수단(31)과, 자석수단의 N극 또는 S극에 대향하여 위치하는 전자석(33)으로 구성된다.

이러한 구성에서, 상기 전자석(33)은, 코일(35)에 인가되는 음성신호에 의해 전자석(33)에 형성되는 극성과 이에 대향하고 있는 자석수단(31)의 극성간의 상호작용에 따라 자석수단(31)에 접근하거나 자석수단(31)으로부터 멀어지는 왕복운동을 하게 된다.

도3에서, 자석수단(31)은 하우징(43)에 고정되어 있다. 자석수단(31)으로서는 영구자석을 사용할 수 있다. 그러나, 영구자석이 아닌 전자석을 사용해도 무관하다.

도3에서, 전자석은 일방향으로 3개의 돌출부(33a,b,c)를 갖는 E자형 철심 코어의 중앙 돌출부(33a)에 코일(35)이 감겨서 제작된다. 코일(35)에는 앰프 등의 증폭회로로부터 음성신호가 인가된다. 이러한 음향-진동 변환장치의 작동원리는 증폭회로(앰프)로부터 출력되는 음향신호가 코일(35)에 인가되면 음향신호의 진폭 및 위상에 따라 전자석(33)의 극성 및 자력크기가 변화되어서 영구자석(31)과의 사이에 인력 및 반발력이 작용하게 되어 전자석(33)이 왕복 운동을 하게 된다. 이때, 전자석(33)의 운동은, 음향신호의 진폭에 따라 왕복거리가 달라지게 된다.

한편, 도3에 도시된 바와 같이, 상기 전자석(33)에는 관성추(37)가 포함되어 전자석(33)의 왕복회전 운동의 관성력을 더욱 배가시킨다. 따라서, 상기 전자석(37)이 영구자석(31)과 마주보면서 왕복 운동을 하려고 하지만 관성추(37)의 무게 때문에 관성력이 상대적으로 작은 영구자석(31) 및 하우징(43)이 반작용에 의해 진동하게 되는 것이다.

또한, 도3을 보면, 전자석(33)이 영구자석(31)에 접근할 때 및 전자석(33)이 영구자석(31)으로부터 멀어질 때에 전자석(33)의 운동방향과 반대방향으로 저항력을 주는 탄성체(39a,b)가 추가로 포함되어 있다. 그리고, 전자석(33)이 영구자석(31)에 최근접하더라도 영구자석(31)과 일정한 간격을 유지하도록 전자석(33)과 영구자석(31) 사이에 간격유지 수단(41)이 추가로 포함되어 있다. 이간격유지 수단(41)으로서는 완충 패드가 사용될 수 있는데, 이 완충 패드를 사이에 두고 전자석(33)과 영구자석(31)이 충돌하게 된다.

도4는 기출원된 또 다른 음향-진동 변환장치(출원번호 10-2002-0018190)의 내부 투시도이다. 하우징(51)의 중앙부위에 중심축(59)을 중심으로 하여 회전 가능하도록 전자석(55)을 고정시킨다. 전자석(55)에 감는 코일(63)에는 증폭회로로부터 출력되는 음향신호가 인가되므로 증폭회로와 매칭되도록 권선수를 조절하여 감아주어야 한다. 전자석(55)을 하우징(51)에 고정시키는 방법은 본 실시예에서 처럼 중심축(59)에 고정시키는 방법에 한정되지 않는다. 전자석(55)을 하우징(51)에 대해 상대적인 운동을 할 수 있도록 고정시키면 된다.

전자석(55)의 양쪽 끝에 대향하는 하우징(51)의 양면에는 각각 N극(53')과 S극(53)이 일평면에 형성된 자석수단이 고정된다. 본 실시예에서는 S극(53)이 N극(53')의 상면에 위치하는 구조를 취하였다. 자석수단은 영구자석 뿐만 아니라 전자석을 사용할 수도 있다.

전자석(55)의 양단의 각 측면에는 관성추(57)가 부착된다. 관성추(57)는 전자석(55)의 운동에 따른 관성력을 증가시켜 상대적으로 가벼운 하우징(51)이 진동할 수 있도록 하는 역할을 한다.

증폭회로로부터 출력되는 음향신호가 코일(63)에 인가되면 음향신호의 진폭 및 위상에 따라 전자석(55)의 극성 및 자력세기가 변화되면서 영구자석(53, 53')과의 인력 및 반발력이 작용하게 되어 전자석(55)이 왕복운동을 하게 되는데, 왕복운동의 방향은 도4의 화살표 방향과 같다. 즉, 음향신호의 인가에 따라 전자석(55)의일방향에 N극의 자기력이 생기면 영구자석(53)의 S극(53)과 인력이 생겨 윗쪽으로 올라가고, 전자석(55)의 반대방향에는 S극이 생겨 반대로 아래로 내려간다. 음향신호의 방향이 반대가 되면 전자석(55)이 거꾸로 이동하여 왕복운동이 생기게 되는 것이다. 이때, 전자석(57)의 왕복거리는 음향신호의 진폭 파형을 모사하게 된다.

또한, 상기한 바와 같이 전자석(55)의 양끝에는 관성추(57)가 부착되어 전자석(55)의 왕복운동의 관성력을 증가시킨다. 따라서, 전자석(55)이 회전축(59)을 중심으로 왕복운동을 하려고 할 때 관성추(57)의 무게 때문에 관성력이 상대적으로 작은 영구자석(53, 53') 및 하우징(51)이 진동하게 된다. 따라서, 훨씬 더 본 발명에 따른 음향-진동 변환장치의 진동이 커지게 된다.

실시예

이하에서는 본 고안에 따른 음향진동 체감 의자의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도5는 본 실시예의 단면 구성도이고, 도6은 본 고안이 응용될 수 있는 다른 응용예들이다.

도5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 있어서는 의자의 등받이(75)를 앞뒤로 진동시킬 수 있도록 음향진동자(71)를 등받이(75) 커버 안쪽에 장착하였고, 의자의 좌판(77) 하부에 사용자의 신체를 상하로 진동시킬 수 있도록 다른 음향진동자(71')를 부착하였다. 본 실시예에서는 또한 의자의 발판(79) 밑에도 음향진동자(71")를 부착하여 음향신호에 따른 진동이 신체의 각 부분까지 고루 전달될 수 있도록 하는 한편, 발 지압효과까지 얻을 수 있도록 하였다.

의자의 다리 부분에는 증폭기(73)가 부착되는데 음향기기로 부터 와이어(85)를 따라 출력되는 음향신호를 의자의 용도에 맞게 증폭하여 각 음향진동자(71, 71', 71")에 전달하는 역할을 한다. 의자의 좌판(77)과 다리 사이에는 조인트(81)로 연결하여 좌판(77)으로부터 오는 하중과 진동의 의한 충격을 흡수하여 진동의 운동방향을 전후좌우의 방향으로 전환하도록 하였다.

의자와 바닥이 접촉하는 바퀴(83)는 의자에서 발생되는 진동을 바닥으로 전달되지 않도록 충격 흡수기능을 하며 진동으로 인해 의자가 굴러가는 것을 고정식 브레이크가 정지시키는 구조로 형성된다.

본 실시예에 따른 음향진동 체감 의자의 작용을 설명하면 다음과 같다. 컴퓨터, 홈 씨어터(home theater)나 오디오 시스템과 같은 음향기기로부터 출력되는 음향신호는 와이어(85)를 따라 증폭기(73)로 입력되는데, 증폭기(73)는 의자의 용도에 따라 음향진동자(71, 71', 71")을 진동시킬 수 있도록 음향신호를 증폭하여 각 음향진동자(71, 71', 71")를 진동시키고, 이에 따라 전체 의자가 진동하게 된다.

도6은 본 고안의 기술적 사상을 구체적으로 응용할 수 있는 응용례들을 도시한 것이다. 응용례들에 있어서 의자의 용도에 따라 등받이나 좌판에 음향진동자(b)를 부착시키고 증폭기(a)에서 음향신호를 증폭하여 음향진동자(b)에 전달함으로써 음향신호에 따라 의자를 진동시킬 수 있는 구조를 취한다.

본 고안에 의한 음향진동 체감 의자에 따르면 음향기기에서 나오는 소리를 청각에 의해서만 청취하는 것에서 벗어나, 의자의 진동에 따라 온 몸으로 음을 체험할 수 있게 되므로 현장감과 입체감을 높여 더욱 실감나는 음악을 청취할 수 있는 효과가 있다.

한편으로 본 고안에 따른 기술적 사상을 이용하여 온라인 결제시스템에 응용하는 것이 가능할 것이다. 즉, 금융기관에서 보내는 승인 신호가 진동의자를 진동시키고 사용자의 신체정보를 수신 센서를 통해 입력시켜 컴퓨터가 정보를 인식하는 시스템을 구성하는데 본 고안에 따른 음향진동 체감 의자를 응용할 수 있을 것이다. 이러한 온라인 결제는 도용당할 우려가 없으며 본인 이외의 어느 누구도 결제를 할 수 없고 승인과 결제 절차가 매우 간단하여 그 동안 많은 숫자 조합방식의 번거로음을 해소할 수 있을 것이다.

또한, 본 고안에 따른 의자를 컴퓨터에 사용하면 골 밀도의 측정이 가능하여 원거리 진료에도 효과적이라 할 수 있어 앞으로 원거리 온라인 의료분야에 있어 소비자들은 한 차원 높은 미래형 문화생활을 체험할 수 있을 것이다.

Claims

음향기기로부터 전달되는 음향신호에 의해 진동을 일으키는 음향진동자가 좌판 또는 등받이 또는 발판 중 어느 하나 이상의 부분에 장착된 의자로서,

상기 음향진동자는,

N극과 S극이 일평면에 형성되어 있는 적어도 한 개의 자석수단과, 자석수단의 N극과 S극이 형성된 평면에 인접하여 위치하는 적어도 한 개의 전자석과, 전자석에 부착된 관성추를 포함하여 구성되는데, 상기 적어도 한 개의 자석수단은 하우징에 고정되어 있고, 상기 적어도 한 개의 각 전자석은 회전축에 의해 회전가능토록 설치되어, 전자석에 인가되는 음향신호에 의해 전자석에 형성되는 극성과 자석수단의 N극 또는 S극과의 상호작용에 따라 상기 전자석이 자석수단의 N극 또는 S극에 접근하거나 멀어지는 왕복 운동을 하는 것을 특징으로 하는, 음향진동 체감 의자.
제1항에 있어서,

음향기기로부터 출력되는 음향신호를 상기 의자의 용도에 맞게 증폭하는 증폭기를 추가로 포함하고,

상기 증폭기에 증폭된 신호를 전달받는 음향진동자가 등받이 커버 안쪽과 좌판 하부와 발판 하부에 장착되고,

상기 좌판 하부의 다리 부분에는 의자의 진동에 따른 충격을 흡수할 수 있는조인트가 설치되며,

의자와 바닥이 접촉하는 부분에는 충격 흡수 기능과 고정식 브레이크 기능을 갖는 바퀴를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 음향진동 체감 의자.
음향기기로부터 전달되는 음향신호에 의해 진동을 일으키는 음향진동자가 앉는 자리 또는 등받이 또는 발판 중 어느 하나 이상의 부분에 장착된 의자로서,

상기 음향진동자는,

하우징에 고정된 자석수단과, 자석수단의 N극 또는 S극에 대향하여 위치하는 전자석과, 전자석에 부착된 관성추를 포함하여 구성되는데, 상기 전자석은, 코일에 인가되는 음성신호에 의해 전자석에 형성되는 극성과 이에 대향하고 있는 자석수단의 극성간의 상호작용에 따라 자석수단에 접근하고 자석수단으로부터 멀어지는 왕복운동을 하는, 음향진동 체감 의자.
제3항에 있어서,

음향기기로부터 출력되는 음향신호를 상기 의자의 용도에 맞게 증폭하는 증폭기를 추가로 포함하고,

상기 증폭기에 증폭된 신호를 전달받는 음향진동자가 등받이 커버 안쪽과 좌판 하부와 발판 하부에 장착되고,

상기 좌판 하부의 다리 부분에는 의자의 진동에 따른 충격을 흡수할 수 있는 조인트가 설치되며,

의자와 바닥이 접촉하는 부분에는 충격 흡수 기능과 고정식 브레이크 기능을 갖는 바퀴를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 음향진동 체감 의자.
음향기기로부터 전달되는 음향신호에 의해 진동을 일으키는 음향진동자가 앉는 자리 또는 등받이 또는 발판 중 어느 하나 이상의 부분에 부착된 의자로서,

상기 음향진동자는,

N극과 S극이 일평면에 형성되어 하우징 내부에서 서로 대향되도록 고정된 두 개의 자석수단과,

상기 두 개의 자석수단 사이에 위치되되, 상기 하우징의 중앙부에 상기 자석수단과 나란히 설치된 중심축에 회전 가능하도록 삽입되는 전자석,

상기 중심축을 중심으로 하여 대칭적으로 관성추를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 음향진동 체감 의자.
제5항 있어서,

음향기기로부터 출력되는 음향신호를 상기 의자의 용도에 맞게 증폭하는 증폭기를 추가로 포함하고,

상기 증폭기에 증폭된 신호를 전달받는 음향진동자가 등받이 커버 안쪽과 좌판 하부와 발판 하부에 부착되고,

상기 좌판 하부의 다리 부분에는 의자의 진동에 따른 충격을 흡수할 수 있는 조인트가 설치되며,

의자와 바닥이 접촉하는 부분에는 충격 흡수 기능과 고정식 브레이크 기능을 갖는 바퀴를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 음향진동 체감 의자.