KR102483568B1 - 차음 패널 및 이를 포함하는 차음 구조체 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예는 제조가 용이하고 경량화된 차음 패널 및 이를 포함하는 차음 구조체를 제공한다. 여기서, 차음 패널은 패턴 플레이트부 그리고 탄성 플레이트부를 포함한다. 패턴 플레이트부는 테두리 플레이트와, 테두리 플레이트의 내부 영역으로 연장 형성되어 내부 영역을 제1탄성 영역 및 제2탄성 영역으로 분리한다. 탄성 플레이트부는 패턴 플레이트부로부터 돌출되어 단차지게 형성되고, 제1탄성 영역에 배치되는 제1탄성 플레이트 및 제2탄성 영역에 배치되는 제2탄성 플레이트를 가지며, 공기의 진행 경로를 막아 공기의 음파를 탄성파로 변환한다. 차음 패널의 공진 주파수에서 제1탄성 플레이트의 변위와 제2탄성 플레이트의 변위는 서로 반대로 형성된다.

Description

차음 패널 및 이를 포함하는 차음 구조체{SOUND INSULATION PANEL AND SOUND INSULATION STRUCTURE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 차음 패널 및 이를 포함하는 차음 구조체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제조가 용이하고 경량화된 차음 패널 및 이를 포함하는 차음 구조체에 관한 것이다.
차음재는 음파의 에너지를 완전 반사하여 음파가 전달되지 못하게 하므로 방음효과를 요구하는 분야에 활용되고 있다. 일반적으로 철판, 플라스틱 합판, 석고보드, 합성고무 등의 판상재료를 부착하여 이들이 전달되는 음파를 제어하고 전달음을 줄여주는 재료로써 소음 차단효과가 뛰어나 소재를 활용하고 있다.
이러한 차음재는 주택층간, 세대간 방음재, 방음벽, 기계실, 공조실에 적용되며, 또한 외부의 소음을 완전히 차단하기 위해 활용되면 특수한 목적으로 활용되는 방송국, 스튜디오, 녹음실, 악기연습실에서 다양한 음역대를 차단하기 위해 적용되고 있다.
하지만, 차음재는 기본적인 물리법칙인 질량 법칙(Mass Law)에 적용받고 있다. 이 법칙은 음향학적인 물리현상으로 분리벽(차음재)의 면밀도와 주파수의 곱에 의해 벽의 투과손실이 정해지는 법칙으로, 분리벽이 무거울수록(밀도 증가) 또는 주파수가 높을수록 차음 효과가 커지는 법칙이다.
따라서 기존에 사용하는 재료인 철판, 합성고무, 석고보드 등은 원재료의 밀도가 매우 높아서 무게가 무거워지는 단점이 있다.
특히, 저주파수 대역의 소음을 차단하기 위해서는 차음재의 두께가 두꺼워져야 하고 그렇게 되면 무게가 더욱 증가하기 때문에 경량화에 어려움이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1735262호(2017.05.06, 등록)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 제조가 용이하고 경량화된 차음 패널 및 이를 포함하는 차음 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 테두리 플레이트와, 상기 테두리 플레이트의 내부 영역으로 연장 형성되어 상기 내부 영역을 제1탄성 영역 및 제2탄성 영역으로 분리하는 분리 플레이트를 구비하는 패턴 플레이트부; 그리고 상기 패턴 플레이트부로부터 돌출되어 단차지게 형성되고, 상기 제1탄성 영역에 배치되는 제1탄성 플레이트 및 상기 제2탄성 영역에 배치되는 제2탄성 플레이트를 가지며, 공기의 진행 경로를 막아 공기의 음파를 탄성파로 변환하는 탄성 플레이트부를 포함하며, 차음 패널의 공진 주파수에서 상기 제1탄성 플레이트의 변위와 상기 제2탄성 플레이트의 변위가 서로 반대로 형성되는 것을 특징으로 하는 차음 패널을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1탄성 플레이트 및 상기 제2탄성 플레이트는 동일한 높이로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 패턴 플레이트부는 상기 테두리 플레이트 또는 상기 분리 플레이트에 일단부가 연결되고 상기 테두리 플레이트 및 분리 플레이트에 돌출 형성되며, 타단부에는 상기 제1탄성 플레이트 및 상기 제2탄성 플레이트가 마련되는 돌출 플레이트를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 돌출 플레이트는 주름지게 형성되어 높이가 가변될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 서로 대향되는 상기 돌출 플레이트에 상기 분리 플레이트의 제1폭보다 큰 제2폭으로 형성되는 확장부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1탄성 영역은 상기 내부 영역의 중앙을 포함하여 형성되고, 상기 제2탄성 영역은 상기 제1탄성 영역의 둘레에 복수 개로 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1탄성 영역 및 상기 제2탄성 영역은 상기 내부 영역의 중심을 지나는 가상의 수직선 또는 대각선을 기준으로 대칭을 이루면서 한 쌍으로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1탄성 영역 및 상기 제2탄성 영역은 동일 형태 및 동일 면적으로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1탄성 영역 및 상기 제2탄성 영역은 상기 내부 영역의 중심을 기준으로 동일한 각도 간격으로 반복하여 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 내부 영역의 중앙에는 상기 분리 플레이트가 교차하여 연결되어 중앙 플레이트가 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 중앙 플레이트에 일단부가 연결되고 상기 중앙 플레이트에 돌출 형성되며 타단부는 막히도록 형성되는 돌출 패턴부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 돌출 패턴부는 주름지게 형성되어 높이가 가변될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 패턴 플레이트부 및 상기 탄성 플레이트부는 폴리머 소재로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 패턴 플레이트부 및 상기 탄성 플레이트부는 일체로 형성될 수 있다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 복수 개로 마련되는 차음 패널을 포함하고, 복수 개의 상기 차음 패널은 공기의 진행 방향을 따라 배치되고, 각각의 상기 차음 패널은 서로 다른 크기로 형성되는 탄성 플레이트부를 가져 서로 다른 공진 주파수를 가짐으로써, 서로 다른 목표 주파수의 소음이 차단되도록 하는 것을 특징으로 하는 차음 구조체를 제공한다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 복수 개로 마련되는 차음 패널을 포함하고, 복수 개의 상기 차음 패널은 공기의 진행 방향과 교차하는 교차 방향을 따라 배치되고, 각각의 상기 차음 패널은 서로 다른 크기로 형성되는 탄성 플레이트부를 가져 서로 다른 공진 주파수를 가짐으로써, 서로 다른 목표 주파수의 소음이 차단되도록 하는 것을 특징으로 하는 차음 구조체를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 패턴 플레이트부 및 탄성 플레이트부는 폴리머 소재로 형성되고, 진공 성형 방법, 프레스 성형 방법 등에 의해 일체로 패널 형태로 형성될 수 있기 때문에, 제조가 용이할 뿐만 아니라, 경량화될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 탄성 플레이트부의 면적 또는 돌출 플레이트의 높이를 조절함으로써 공진 주파수를 효과적으로 조절할 수 있고, 이를 이용하면 차음 구조체의 모드 변환, 공명 주파수 튜닝이 용이하고 효과적으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 차음 패널을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 평면예시도이다.
도 3은 도 2의 A-A'선 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 차음 패널의 원리를 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 차음 패널의 단면 예를 나타낸 단면예시도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 차음 패널에 요철부를 함께 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 차음 패널의 셀이 서로 다른 크기를 가진 상태를 나타낸 예시도이다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 차음 구조체를 나타낸 예시도이다.
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 차음 패널의 다른 예를 나타낸 예시도이다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 차음 패널을 나타낸 사시도이다.
도 11은 도 10의 평면예시도이다.
도 12는 도 11의 B-B'선 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 차음 패널의 다른 예를 나타낸 예시도이다.
도 14는 도 13의 C-C'선 및 D-D'선 단면도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 차음 패널을 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 평면예시도이고, 도 3은 도 2의 A-A'선 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 차음 패널의 원리를 설명하기 위한 예시도이다.
도 1 내지 도 4에서 보는 바와 같이, 차음 패널(100)은 패턴 플레이트부(110) 그리고 탄성 플레이트부(120)를 포함할 수 있다.
그리고, 패턴 플레이트부(110)는 테두리 플레이트(111), 분리 플레이트(112) 및 돌출 플레이트(113)를 가질 수 있다.
테두리 플레이트(111)는 가로 및 세로 방향으로 형성되어 복수 개의 셀(114)을 형성할 수 있다. 테두리 플레이트(111)는 각 셀(114)의 테두리를 형성할 수 있다. 여기서, 셀(114)은 가장 작은 단위의 차음 패널일 수 있다.
분리 플레이트(112)는 테두리 플레이트(111)의 내부 영역으로 연장 형성되어 테두리 플레이트(111)의 내부 영역을 분리할 수 있다. 구체적으로, 분리 플레이트(112)는 테두리 플레이트(111)의 내부 영역을 제1탄성 영역(115) 및 제2탄성 영역(116)으로 분리할 수 있다. 테두리 플레이트(111) 및 분리 플레이트(112)는 동일 평면상에 형성될 수 있다.
테두리 플레이트(111)는 가로 및 세로 방향으로 형성되어 격자 구조를 형성함으로써 복수 개의 셀(114)을 형성할 수 있다. 테두리 플레이트(111) 및 분리 플레이트(112)는 서로 연결될 수 있다.
본 실시예에서, 분리 플레이트(112)는 테두리 플레이트(111)의 내측에서 마름모 형태로 형성될 수 있다.
제1탄성 영역(115)은 셀(114)의 내부 영역의 중앙을 포함할 수 있다. 제1탄성 영역(115)은 사각형 형상으로 형성될 수 있다.
그리고, 제2탄성 영역(116)은 제1탄성 영역(115)과 분리되어 형성될 수 있다. 제2탄성 영역(116)은 제1탄성 영역(115)의 둘레에 복수 개로 배치될 수 있다. 구체적으로 제2탄성 영역(116)은 삼각형 형상으로 형성되어 제1탄성 영역(115)의 각 변에 대응하도록 배치될 수 있다.
제1탄성 영역(115) 및 제2탄성 영역(116)은 공기의 진행 방향을 따라 관통되게 형성되는 영역일 수 있다.
돌출 플레이트(113)는 테두리 플레이트(111) 또는 분리 플레이트(112)에 일단부가 연결되고 테두리 플레이트(111) 및 분리 플레이트(112)에 돌출 형성될 수 있다.
그리고, 탄성 플레이트부(120)는 제1탄성 플레이트(121) 및 제2탄성 플레이트(122)를 가질 수 있다.
제1탄성 플레이트(121) 및 제2탄성 플레이트(122)는 돌출 플레이트(113)의 타단부에 마련될 수 있다.
본 실시예에서 돌출 플레이트(113)는 테두리 플레이트(111) 및 분리 플레이트(112)에 수직하게 형성될 수 있다. 따라서, 제1탄성 플레이트(121) 및 제1탄성 영역(115)은 실질적으로 동일한 형태 및 면적을 가질 수 있다. 그리고 제2탄성 플레이트(122) 및 제2탄성 영역(116)은 실질적으로 동일한 형태 및 면적을 가질 수 있다.
그리고, 제1탄성 플레이트(121) 및 제2탄성 플레이트(122)는 테두리 플레이트(111) 및 분리 플레이트(112)와 높이 차가 다르게, 즉 단차지게 형성될 수 있다.
그리고, 제1탄성 플레이트(121) 및 제2탄성 플레이트(122)는 동일한 높이로 형성될 수 있다.
하나의 셀(114)에서, 패턴 플레이트부(110) 및 탄성 플레이트부(120) 중에 공기의 진행 방향에 수직한 평면으로 형성되는 부분을 기준으로 비교했을 때, 패턴 플레이트부(110)에서 공기의 진행 방향에 수직한 평면으로 이루어지는 부분의 면적의 합은 탄성 플레이트부(120)에서 공기의 진행 방향에 수직한 평면으로 이루어지는 부분의 면적의 합보다 작을 수 있다. 다시 말하면, 테두리 플레이트(111) 및 분리 플레이트(112)의 면적의 합은 제1탄성 플레이트(121) 및 제2탄성 플레이트(122)의 면적의 합보다 작을 수 있다. 그리고, 더욱 바람직하게는, 테두리 플레이트(111) 및 분리 플레이트(112)는 제1탄성 플레이트(121) 및 제2탄성 플레이트(122)보다 좁은 폭으로 형성될 수 있다.
테두리 플레이트(111) 및 분리 플레이트(112)의 폭이 상대적으로 좁게 형성되고, 제1탄성 플레이트(121) 및 제2탄성 플레이트(122)는 상대적으로 넓게 형성됨에 따라 강성 차이가 발생할 수 있으며, 상대적으로 좁은 폭으로 형성되는 테두리 플레이트(111) 및 분리 플레이트(112)는 프레임으로 기능할 수 있고, 상대적으로 넓게 형성되는 제1탄성 플레이트(121) 및 제2탄성 플레이트(122)는 막으로 기능할 수 있다. 제1탄성 플레이트(121) 및 제2탄성 플레이트(122)는 막으로 기능하면서, 공기의 진행 경로를 막아 공기의 음파를 탄성파로 변환할 수 있다.
도 4를 참조하면, 차음 패널(100)의 공진 주파수에서 제1탄성 플레이트(121)의 변위와 제2탄성 플레이트(122)의 변위는 서로 반대로 형성될 수 있다. 이때, 차음 패널(100)은 차단하고자 하는 소음의 목표 주파수와 동일한 공진 주파수를 가지도록 설계되어 있다.
예를 들어, 차음 패널(100)의 공진 주파수 대역에서 어느 일 순간에는 제2탄성 플레이트(122)의 변위가 공기의 진행 방향(A)을 향해 형성되고, 제1탄성 플레이트(121)의 변위가 공기의 진행 방향(A)과 반대 방향을 향해 형성될 수 있다. 다음 순간에는 제2탄성 플레이트(122)의 변위가 공기의 진행 방향(A)과 반대 방향을 향해 형성되고, 제1탄성 플레이트(121)의 변위가 공기의 진행 방향(A)을 향해 형성될 수 있다.
이와 같이, 공기의 진행 방향(A)을 향해 제1탄성 플레이트(121)의 변위가 양의 변위를 가질 때 제2탄성 플레이트(122)의 변위는 음의 변위를 가지고, 공기의 진행 방향(A)을 향해 제1탄성 플레이트(121)의 변위가 음의 변위를 가질 때 제2탄성 플레이트(122)의 변위는 양의 변위를 가지는 공진 모드가 반복되게 된다.
제1탄성 플레이트(121)의 변위와 제2탄성 플레이트(122)의 변위가 서로 반대로 형성되면서, 탄성 플레이트부(120)의 국소 위치에서의 변위를 합하여 평균한 개념인 탄성 플레이트부(120)의 유효 변위는 거의 제로에 가까워질 수 있다.
탄성 플레이트부(120)의 유효 변위가 제로가 되면, 탄성 플레이트부(120)를 통해 공기의 음파 에너지가 거의 전달되지 않는 현상이 발생하게 되고, 이로 인해 목표 주파수 대역의 소음은 탄성 플레이트부(120)를 통해 하류 측으로 전달되지 않으면서 차단될 수 있다.
탄성 플레이트부(120)의 유효 변위는 거의 제로에 가까워지는 현상을 공기의 유효 밀도가 극대화되었다고 표현하는데, 공기의 유효 밀도가 극대화되면 차음 패널(100)이 매우 무거운 벽인 것처럼 음파가 반응함으로써 차음 패널(100)에 도달한 음파가 반사되면서 음파의 전달을 차단할 수 있다.
이때, 탄성 플레이트부(120)의 유효 변위가 제로가 되기 위해서는 양의 변위를 가지는 면적과 음의 변위를 가지는 면적이 실질적으로 동일해야 하기 때문에, 제1탄성 영역(115)의 면적, 즉, 제1탄성 플레이트(121)의 면적과, 복수의 제2탄성 영역(116)의 면적, 즉, 제2탄성 플레이트(122)의 면적의 합은 실질적으로 동일한 것이 바람직하다.
차음 패널(100)의 공진 주파수는 패턴 플레이트부(110)의 면적 및 탄성 플레이트부(120)의 면적 등을 변경하여 조정될 수 있다. 그리고, 차단하고자 하는 소음의 목표 주파수의 대역에 따라 패턴 플레이트부(110)의 크기가 조정될 수 있다.
차음 패널(100)은 폴리머 소재로 형성될 수 있으며, 폴리머 필름이 진공 성형 방법, 프레스 성형 방법 등에 의해 일체로 제조될 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 차음 패널의 단면 예를 나타낸 단면예시도인데, 먼저 도 5의 (a)에서 보는 바와 같이, 돌출 플레이트(113a)는 주름지게 형성될 수 있다. 이를 통해, 돌출 플레이트(113a)는 높이가 가변될 수 있다.
돌출 플레이트(113a)가 주름지게 형성됨에 따라, 만일 돌출 플레이트(113a)가 펴지면 제2탄성 플레이트(122)와 돌출 플레이트(113a)에 의해 형성되는 공간(123a)의 체적이 커질 수 있다. 그러면, 공간(123a)에 수용되는 공기의 질량이 증가하게 되고, 이에 따라 기본 공명 주파수가 낮아질 수 있다.
반면, 돌출 플레이트(113a)가 접히면 제2탄성 플레이트(122)와 돌출 플레이트(113a)에 의해 형성되는 공간(123b)의 체적이 작아질 수 있다. 그러면, 공간(123b)에 수용되는 공기의 질량이 감소하게 되고, 이에 따라 기본 공명 주파수가 높아질 수 있다.
후술하겠지만, 차음 구조체는 복수 개의 차음 패널을 포함하게 되는데, 차음 패널 별로 돌출 플레이트(113a)의 높이를 다르게 설정하여 튜닝하게 되면, 난반사 효과를 높일 수 있고, 이를 통해 차음 효과뿐만 아니라 방음 효과도 높일 수도 있기 때문에, 벽체를 포함하는 다양한 구조물에 대해서도 설치 활용도가 높아질 수 있다.
그리고, 돌출 플레이트(113a)가 접히면 차음 패널의 두께가 감소될 수 있기 때문에, 이를 통해 생산공정 시에 차음 패널의 적재가 용이하게 되거나, 이동 시에 부피를 줄여 운반 편의성이 높아질 수 있다.
한편, 도 5의 (b)에서 보는 바와 같이, 돌출 플레이트(113b)는 일정한 경사를 가지고 돌출되도록 형성될 수도 있다. 이렇게 되면, 돌출 플레이트(113b)가 접혔을 때, 제2탄성 플레이트(122)가 분리 플레이트(112)와 동일 평면 상이 될 수 있기 때문에, 두께가 더욱 얇아질 수 있다.
도 5에서는 제2탄성 플레이트(122)가 구비되는 돌출 플레이트를 예로 설명하였지만, 앞에서 설명한 내용은 제1탄성 플레이트(121)가 구비되는 돌출 플레이트에서도 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 차음 패널에 요철부를 함께 나타낸 예시도이다.
도 6을 참조하면, 차음 패널(100)은 테두리에 형성되는 다수의 요철부(130)를 더 포함할 수 있다. 이렇게 되면, 이웃하는 차음 패널(100)은 요철부(130)에 의해 서로 결합될 수 있기 때문에, 요철부(130)를 통해 다수의 차음 패널(100)이 서로 용이하게 결합되어 대면적으로 제작될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 차음 패널의 셀이 서로 다른 크기를 가진 상태를 나타낸 예시도이다.
도 7의 (a)를 참조하면, 차단하고자 하는 소음의 목표 주파수가 상대적으로 낮을 경우에는 셀(114a)의 한 변의 길이(d1)가 상대적으로 길게 형성됨으로써 셀(114a)의 크기가 크게 형성될 수 있다. 반면에, 도 7의 (b)에서와 같이, 차단하고자 하는 소음의 목표 주파수가 상대적으로 높을 경우에는 셀(114b)의 한 변의 길이(d2)가 상대적으로 짧게 형성됨으로써 셀(114b)의 크기가 작게 형성될 수 있다.
이때, 제1탄성 플레이트(121a,121b)의 크기 및 제2탄성 플레이트(122a,122b)의 크기는 셀(114a,114b)의 크기와 비례하여 변동되는 것이 바람직하다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 차음 구조체를 나타낸 예시도이다.
먼저, 도 8의 (a)에서 보는 바와 같이, 본 실시예의 차음 구조체에서는 차음 패널(100a,100b)이 복수 개 마련되되, 각각의 차음 패널(100a,100b)은 공기의 진행 방향(A)을 따라 배치될 수 있다. 즉, 각각의 차음 패널(100a,100b)은 공기의 진행 방향(A)을 따라 멀티 레이어를 이루도록 배치될 수 있다.
각각의 차음 패널(100a,100b)은 셀의 크기가 동일하게 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 각각의 차음 패널(100a,100b)은 셀의 크기가 서로 다르게 형성될 수 있으며, 이렇게 되면 각각의 차음 패널(100a,100b)은 서로 다른 공진 주파수를 가질 수 있으므로 서로 다른 목표 주파수 대역의 소음이 차단될 수 있다.
또한, 도 8의 (b)에서 보는 바와 같이, 다른 실시예의 차음 구조체에서는 차음 패널(100a,100b)이 복수 개 마련되되, 각각의 차음 패널(100a,100b)은 공기의 진행 방향(A)과 교차하는 교차 방향을 따라 배치될 수 있다.
그리고, 각각의 차음 패널(100a,100b)은 셀의 크기가 서로 다르게 형성될 수 있으며, 이로 인해 각각의 차음 패널(100a,100b)은 서로 다른 공진 주파수를 가질 수 있으므로 서로 다른 목표 주파수 대역의 소음이 차단될 수 있다.
도 8의 (a) 및 (b)의 실시예에 있어서, 제1탄성 영역의 크기 및 제2탄성 영역의 크기는 셀의 크기와 비례하여 변동되는 것이 바람직하다.
서로 다른 크기의 셀을 가지는 차음 구조체에 따르면, 차단하고자 하는 소음의 목표 주파수 대역을 확대할 수 있어, 이를 통해 다양한 주파수 대역에서 소음을 차단할 수 있고, 광대역에서 소음을 차단할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 차음 패널의 다른 예를 나타낸 예시도이다.
도 9에서 보는 바와 같이, 차음 패널은 확장부(140)를 더 포함할 수 있다.
확장부(140)는 서로 대향되는 돌출 플레이트(113)에 형성될 수 있다.
확장부(140)는 분리 플레이트(112)의 제1폭(W1)보다 큰 제2폭(W2)으로 형성될 수 있다. 확장부(140)는 원형 형상으로 형성될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 다각형 형상으로 형성될 수도 있다. 확장부(140)가 원형 형상으로 형성되는 경우, 제2폭(W2)은 확장부(140)의 지름일 수 있다.
확장부(140)는 탄성 플레이트부(120)와 패턴 플레이트부(110)의 경계부분에 형성되어 탄성 플레이트부(120)에 강성을 부여하는 효과를 발생하게 되며, 이에 따라 제1,제2탄성 플레이트(121,122)의 에너지 손실을 높여 차음 효과를 높일 수 있다.
하나의 셀(114)을 기준으로 했을 때, 확장부(140)는 도시된 것과 같이 어느 하나의 돌출 플레이트(113)에만 형성되는 것으로 한정되는 것은 아니며, 나머지 돌출 플레이트(113a,113b,113c) 중 적어도 하나에 더 형성될 수 있다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 차음 패널을 나타낸 사시도이고, 도 11은 도 10의 평면예시도이고, 도 12는 도 11의 B-B'선 단면도이다. 본 실시예에서는 탄성 플레이트부의 형상이 전술한 제1실시예와 다르고 이에 대응하여 패턴 플레이트부의 형상이 다를 수 있으나, 기본적인 개념은 동일할 수 있다.
도 10 내지 도 12에서 보는 바와 같이, 본 실시예에서는, 제1탄성 영역(115c) 및 제2탄성 영역(116c)은 셀(114)의 내부 영역의 중심(C)을 지나는 가상의 수직선 또는 대각선을 기준으로 대칭을 이루면서 한 쌍으로 형성될 수 있다.
구체적으로, 셀(114)의 내부 영역의 중심(C)을 지나는 가상의 대각선(VL1)을 기준으로 보면, 가상의 대각선(VL1)을 기준으로 양측에는 제1탄성 플레이트(121) 및 제2탄성 플레이트(122)가 배치될 수 있다.
그리고, 제1탄성 영역(115c) 및 제2탄성 영역(116c)은 동일 형태 및 동일 면적으로 형성될 수 있으며, 따라서, 제1탄성 플레이트(121) 및 제2탄성 플레이트(122)도 동일 형태 및 동일 면적으로 형성될 수 있다.
또한, 제1탄성 영역(115c) 및 제2탄성 영역(116c)은 셀(114)의 내부 영역의 중심(C)을 기준으로 동일한 각도 간격으로 반복하여 배치될 수 있다. 따라서, 셀(114)의 내부 영역의 중심(C)을 지나는 가상의 수직선(VL2)을 기준으로 했을 때에도 양측에는 제1탄성 플레이트(121) 및 제2탄성 플레이트(122)가 배치될 수 있고, 전체적으로 봤을 때, 제1탄성 플레이트(121) 및 제2탄성 플레이트(122)는 중심(C)을 기준으로 동일한 각도 간격으로 반복하여 배치될 수 있다.
제1탄성 플레이트(121)의 변위와 제2탄성 플레이트(122)의 변위는 서로 반대로 형성될 수 있고, 탄성 플레이트부의 유효 변위는 거의 제로에 가까워질 수 있다.
한편, 셀(114)의 내부 영역의 중앙에는 중앙 플레이트(150)가 형성될 수 있다. 중앙 플레이트(150)는 분리 플레이트(112)가 교차하여 연결되면서 형성되는 부분일 수 있다.
도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 차음 패널의 다른 예를 나타낸 예시도이고, 도 14는 도 13의 C-C'선 및 D-D'선 단면도인데, 도 14의 (a)는 도 13 의 C-C'선 단면도이고, 도 14의 (b)는 도 13의 D-D'선 단면도이다.
도 13 및 도 14에서 보는 바와 같이, 본 실시예에서는 차음 패널이 돌출 패턴부(160,160a)를 더 포함할 수 있다.
돌출 패턴부(160,160a)는 중앙 플레이트(150a,150b)에 일단부가 연결되고 중앙 플레이트(150a,150b)에 돌출 형성되며, 타단부는 막히도록 형성될 수 있다.
돌출 패턴부(160,160a)에 의해 공간(123c,123d)이 형성되면 공간(123c,123d)에 수용되는 공기의 질량이 증가하게 되고, 이에 따라 기본 공명 주파수는 낮아질 수 있다.
돌출 플레이트와 마찬가지로 돌출 패턴부(160,160a)도 주름지게 형성되어 높이가 가변될 수 있다.
돌출 패턴부(160,160a)의 크기 및 형태를 조절함으로써 공진 주파수는 효과적으로 조절될 수 있고, 이를 이용하면 차음 구조체의 모드 변환, 공명 주파수 튜닝이 용이하고 효과적으로 이루어질 수 있다. 나아가, 돌출 패턴부(160,160a)의 크기를 적절하게 설계함으로써 차음 패널의 초기 공진 주파수 레벨을 높이거나 낮게 설정할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 차음 패널 110: 패턴 플레이트부
111: 테두리 플레이트 112: 분리 플레이트
113: 돌출 플레이트 114: 셀
115: 제1탄성 영역 116: 제2탄성 영역
120: 탄성 플레이트부 121: 제1탄성 플레이트
122: 제2탄성 플레이트 130: 요철부
140: 확장부 150: 중앙 플레이트
160,160a: 돌출 패턴부

Claims (16)

  1. 테두리 플레이트와, 상기 테두리 플레이트의 내부 영역으로 연장 형성되어 상기 내부 영역을 제1탄성 영역 및 제2탄성 영역으로 분리하는 분리 플레이트를 구비하는 패턴 플레이트부; 그리고
    상기 패턴 플레이트부로부터 돌출되어 단차지게 형성되고, 상기 제1탄성 영역에 배치되는 제1탄성 플레이트 및 상기 제2탄성 영역에 배치되는 제2탄성 플레이트를 가지며, 공기의 진행 경로를 막아 공기의 음파를 탄성파로 변환하는 탄성 플레이트부를 포함하며,
    차음 패널의 공진 주파수에서 상기 제1탄성 플레이트의 변위와 상기 제2탄성 플레이트의 변위가 서로 반대로 형성되고,
    상기 패턴 플레이트부는
    상기 테두리 플레이트 또는 상기 분리 플레이트에 일단부가 연결되고 상기 테두리 플레이트 및 분리 플레이트에 돌출 형성되며, 타단부에는 상기 제1탄성 플레이트 및 상기 제2탄성 플레이트가 마련되는 돌출 플레이트를 가지고,
    상기 돌출 플레이트는 주름지게 형성되어 높이가 가변되며,
    상기 돌출 플레이트가 펴지면 상기 돌출 플레이트에 의해 형성되는 공간의 체적이 커지고,
    상기 돌출 플레이트가 접히면 상기 돌출 플레이트에 의해 형성되는 공간의 체적이 작아지며, 차음 패널의 두께가 감소되는 것을 특징으로 하는 차음 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1탄성 플레이트 및 상기 제2탄성 플레이트는 동일한 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 차음 패널.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    서로 대향되는 상기 돌출 플레이트에 상기 분리 플레이트의 제1폭보다 큰 제2폭으로 형성되는 확장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차음 패널.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1탄성 영역은 상기 내부 영역의 중앙을 포함하여 형성되고, 상기 제2탄성 영역은 상기 제1탄성 영역의 둘레에 복수 개로 배치되는 것을 특징으로 하는 차음 패널.
  7. 테두리 플레이트와, 상기 테두리 플레이트의 내부 영역으로 연장 형성되어 상기 내부 영역을 제1탄성 영역 및 제2탄성 영역으로 분리하는 분리 플레이트를 구비하는 패턴 플레이트부; 그리고
    상기 패턴 플레이트부로부터 돌출되어 단차지게 형성되고, 상기 제1탄성 영역에 배치되는 제1탄성 플레이트 및 상기 제2탄성 영역에 배치되는 제2탄성 플레이트를 가지며, 공기의 진행 경로를 막아 공기의 음파를 탄성파로 변환하는 탄성 플레이트부를 포함하며,
    차음 패널의 공진 주파수에서 상기 제1탄성 플레이트의 변위와 상기 제2탄성 플레이트의 변위가 서로 반대로 형성되고,
    상기 내부 영역의 중앙에는 상기 분리 플레이트가 교차하여 연결되어 중앙 플레이트가 형성되며,
    상기 제1탄성 영역 및 상기 제2탄성 영역은 상기 내부 영역의 중심을 지나는 가상의 수직선 또는 대각선을 기준으로 대칭을 이루면서 한 쌍으로 형성되고,
    상기 제1탄성 영역 및 상기 제2탄성 영역은 동일 형태 및 동일 면적으로 형성되며,
    상기 제1탄성 영역 및 상기 제2탄성 영역은 상기 내부 영역의 중심을 기준으로 동일한 각도 간격으로 반복하여 배치되는 것을 특징으로 하는 차음 패널.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제7항에 있어서,
    상기 중앙 플레이트에 일단부가 연결되고 상기 중앙 플레이트에 돌출 형성되며 타단부는 막히도록 형성되는 돌출 패턴부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차음 패널.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 돌출 패턴부는 주름지게 형성되어 높이가 가변되는 것을 특징으로 하는 차음 패널.
  13. 제1항 또는 제7항에 있어서,
    상기 패턴 플레이트부 및 상기 탄성 플레이트부는 폴리머 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 차음 패널.
  14. 제1항 또는 제7항에 있어서,
    상기 패턴 플레이트부 및 상기 탄성 플레이트부는 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 차음 패널.
  15. 제1항 또는 제7항에 기재되고 복수 개로 마련되는 차음 패널을 포함하고,
    복수 개의 상기 차음 패널은 공기의 진행 방향을 따라 배치되고,
    각각의 상기 차음 패널은 서로 다른 크기로 형성되는 탄성 플레이트부를 가져 서로 다른 공진 주파수를 가짐으로써, 서로 다른 목표 주파수의 소음이 차단되도록 하는 것을 특징으로 하는 차음 구조체.
  16. 제1항 또는 제7항에 기재되고 복수 개로 마련되는 차음 패널을 포함하고,
    복수 개의 상기 차음 패널은 공기의 진행 방향과 교차하는 교차 방향을 따라 배치되고,
    각각의 상기 차음 패널은 서로 다른 크기로 형성되는 탄성 플레이트부를 가져 서로 다른 공진 주파수를 가짐으로써, 서로 다른 목표 주파수의 소음이 차단되도록 하는 것을 특징으로 하는 차음 구조체.
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