KR100304498B1 - 자동차용방진장치 - Google Patents

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KR100304498B1
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고우지 안자이
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하나와 요시카즈
닛산 지도우샤 가부시키가이샤
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Abstract

자동차용 방진장치에 있어서, 인슐레이터는 엔진과 차체 사이에 배치된다. 다이내믹댐퍼와 같은 진동댐퍼는 파워유닛(즉, 엔진 및/또는 변속기/트랜스엑슬)으로부터 이격된 측의 인슐레이터에 고정되고, 핀의 엔진으로부터 이격되는 측의 단부에 연결된다. 진동댐퍼는 최소의 공간에 설치될 수 있고, 또 진동진폭이 최대인 위치에 배치됨으로써 그 구성요소의 매스가 작음에도 불구하고 진동과 소음을 유효하게 감쇠시킨다.

Description

자동차용 방진장치
일본국 특개평 제9-240292호에는 엔진에 의해 발생되는 소음과 진동을 감소시키기 위한 장치가 개시되어 있다. 이 종래 기술은 엔진과 차체 사이에 배치되어 엔진으로부터 차체에 전달되는 소음과 진동을 감소시키는 인슐레이터를 포함하고 있다.
다이내믹댐퍼(dynamic damper)나 또는 매스댐퍼(mass damper)와 같은 진동댐퍼를 상술한 형태의 방진장치에 설치할 때, 그 설치공간을 비교적 크게 하면 소음과 진동을 더욱 감소시킬 수 있다. 그러나, 제한된 공간 및 복잡한 엔진실 때문에 다이내믹댐퍼를 방진장치에 설치하기가 곤란하다.
본 발명은 자동차용 방진장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 엔진과 차체 사이에 배치되어, 엔진으로부터 차체에 전달되는 소음과 진동을 감소시키는 방진장치에 관한 것이다.
본 발명의 다양한 목적과 특징은 첨부한 도면을 참조한 다음의 설명으로부터 더욱 명확하게 이해될 것이다.
제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 진동댐퍼를 포함하는 방진장치의 분해 사시도.
제2도는 제1도에 도시된 방진장치의 정면도.
제3도는 본 발명의 제1실시예에 따라 인슐레이터에 고정된 진동댐퍼를 도시한 단면도.
제4도는 본 발명의 제2실시예에 따라 인슐레이터에 고정된 진동댐퍼를 도시한 단면도.
제5도는 본 발명의 제3실시예에 따라 인슐레이터에 고정된 진동댐퍼를 도시한 단면도.
제6도는 본 발명의 제4실시예에 따라 인슐레이터에 고정된 진동댐퍼를 도시한 단면도; 및,
제7도는 2개의 실시예 및 비교예에 대하여 본 발명의 일부를 형성하는 핀의 선단에서의 진동진폭의 주파수를 비교하는 그래프이다.
본 발명의 목적은 방진장치에 진동댐퍼를 용이하게 설치할 수 있는 자동차용 방진장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 진동댐퍼의 설치에 필요한 공간을 최소화할 수 있는 자동차용 방진장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 진동댐퍼의 매스(mass)가 비교적 작더라도 진동 및 이와 관련한 소음을 감소시키는 자동차용 방진장치를 제공하는 데 있다.
상술한 목적은 방진장치에 진동댐퍼를 용이하게 설치할 수 있도록 진동댐퍼를 인슐레이터의 엔진으로부터 이격된 측에 고정시키는 구조에 의해 달성된다.
보다 상세하게는, 본 발명의 자동차용 방진장치는 파워유닛에 연결된 장착부; 제1내부실린더, 상기 제1내부실린더의 외면에 연결된 제1탄성부재, 및 상기 제1탄성부재의 외면에 연결된 제1외부실린더를 구비하여 차체에 연결된 인슐레이터; 상기 제1내부실린더 내에 삽입된 핀을 구비함과 동시에 상기 장착부에 연결된 연결부; 및 상기 파워유닛으로부터 이격된 측의 상기 인슐레이터에 연결된 진동댐퍼를 구비하는 것을 특징으로 한다.
첨부된 도면 중 제1도 및 제2도는 방진장치의 일례를 도시한 것으로서, 이 방진장치는 차폭방향의 우측에 엔진을 배치하여 차체에 탑재된 파워유닛과 차체측 사이드부재와의 사이에 배치된 방진장치에 관한 것이다.
참조 부호 ‘1’은 파워유닛의 엔진(2)과 차체의 사이드부재(3) 사이에 배치된 방진장치를 나타낸다. 이 방진장치(1)는 엔진에 고정된 장착부(5)와, 제1외부실린더(6)와 제1내부실린더(7) 사이에 배치되고 사이드부재(3)에 고정된 제1탄성부재(8)를 포함하는 인슐레이터(9)와, 제1내부실린더(7)의 내면에 삽입되는 핀(10)을 포함하는 연결부(11)와, 엔진(2)으로부터 이격된 측의 인슐레이터(9)에 연결된 다이내믹댐퍼(12)를 구비한다.
장착부(5)는 엔진(2)의 차폭방향의 우측부에 볼트(13)에 의해 고정된 기판(14)과, 이 기판(14)의 상단부로부터 차폭방향우측에 수평하게 연장하는 받침대(15)를 포함한다. 이 받침대(15)의 상면은 평탄면으로 되어 있고, 그 평탄면에는 연결부(11)를 볼트고정하기 위한 복수의 나사구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있다.
인슐레이터(9)는 제1외부실린더(6)와, 제1외부실린더(6)의 내부에 동심으로 배치된 제1내부실린더(7)를 구비한다. 제1내부실린더(7)의 양단은 제1외부실린더(6)로부터 돌출되어 있다. 제1내부실린더(7)의 외면과 제1외부실린더(6)의 내면 사이에는 제1탄성부재(8)가 접합되어 있다. 상기 제1내부실린더(7)의 상하측에는 원호상의 개구(16a)(16b)가 형성되어 있고, 제1도에 도시된 바와 같이 상하의 개구(16a)(16b) 사이의 탄성부재에는 플레이트매스(plate masses)(17)가 배치되어 있다. 이에 의해 제1탄성부재(8)의 스프링상수를 차체의 상하방향보다 전후방향으로 크게 함과 동시에 차체의 전후방향의 공진주파수의 저감을 도모하고 있다.
제1외부실린더(6)의 하측부 양측에는 사이드부재(3)에 인슐레이터(9)를 고정하기 위한 장착플랜지(6a)가 부착되어 있고, 그 장착플랜지(6a)는 볼트(18)에 의해 사이드부재(3)에 고정되어 있다. 인슐레이터(9)는 그 축선이 차폭방향으로 연장된 상태로 받침대(15)의 우측에 배치되어 있다.
연결부(11)는 평면에서 보아 삼각형으로 형성되고, 그 일변을 사이드부재(3) 측에 대향시킨 상태로 받침대(15)의 상면에 고착되어 있다. 연결부(11)에는 복수의 볼트구멍(19a)이 상술한 받침대(15)의 볼트구멍에 대응하여 형성되어 있고, 그 볼트구멍(19a)에 삽입된 볼트(19b)를 받침대(15)의 볼트구멍에 나사결합시킴에 의해 연결부(11)가 받침대(15)에 고착되어 있다.
사이드부재(3)의 대향면의 중앙부에는 차폭방향을 따라 인슐레이터(9)로 연장한 핀(10)이 형성되어 있다. 이 핀(10)은 인슐레이터(9)의 제1내부실린더(7) 내경보다 약간 대경으로 형성되어, 제1내부실린더(7)에 강제삽입되어 있다. 삽입상태에서 핀(10)의 선단부는 제1내부실린더(7)의 엔진(2)으로부터 이격된 측의 끝면과 대략 동일면으로 되어 있고, 그 핀(10)의 선단부에는 다이내믹댐퍼(12)가 동심으로 장착되어 있다.
제3도에 도시한 바와 같이, 다이내믹댐퍼(12)는 제2내부실린더(21), 이 제2내부실린더(21)의 외면에 접합된 제2탄성부재(22), 이 제2탄성부재(22)의 외면에 접합된 제2외부실린더(20) 및 이 제2외부실린더(20)의 외면에 삽입된 매스(23)를 구비하고 있다. 제2내부실린더(21) 내에는 원통상 매스인 보스(24)가 삽입되어 있다. 이 보스(24)에는 다이내믹댐퍼(12)의 회전을 방지하기 위해 엔진(2)으로부터 이격된 측의 제1내부실린더(7)의 끝면에 형성된 요홈(7a)에 끼워지는 돌기(24a)가 형성되어 있다.
상기 다이내믹댐퍼(12)는 보스(24)의 돌기(24a)를 요홈(7a)에 끼워서 보스(24)와 제1내부실린더(7)의 끝면끼리를 동심으로 접합하고, 이 상태에서 보스(24)에 삽입한 볼트(25)를 핀(10)의 선단부에 형성된 나사구멍(10a)에 나사결합시킴에 의해 핀(10)의 선단부에 동심으로 장착된다.
본 실시예에 있어서, 엔진(2)과 사이드부재(3)와의 상대진동이 인슐레이터(9)의 제1탄성부재(8) 다이내믹댐퍼(12)에 의해 흡수되어 가감속시의 엔진소음이 저감된다. 또, 다이내믹댐퍼(12)는 인슐레이터(9)의 엔진(2)으로부터 이격된 측, 즉 진동진폭을 최대로 하려는 상기 엔진(2)과 대향된 위치에 장착되어 있으므로 다이내믹댐퍼(12)를 가장 효과적으로 기능시키는 것이 가능하다.
상기 제2내부실린더(21)의 내면에 삽입된 보스(24)는 매스댐퍼로서의 역할을 하므로 매스(23)가 작은 다이내믹댐퍼(12)로도 충분한 진동소음의 저감효과를 얻는 것이 가능하다.
또, 다이내믹댐퍼(12)의 보스(24)가 비교적 작아도 되므로 다이내믹댐퍼(12)의 인슐레이터(9)에의 장착공간을 작게 하는 것이 가능하다.
다이내믹댐퍼(12)가 장착공간의 제약을 별로 받지 않는 엔진(2)으로부터 이격된 측의 인슐레이터(9)에 장착되므로 다이내믹댐퍼(12)의 인슐레이터(9)에의 조립작업이 용이해지고, 설계자유도가 증대되고, 설치공간을 최소화할 수 있다.
다음에, 제4도 내지 제6도를 참조하여 본 발명의 다른 실시예를 설명한다. 이들 실시예의 설명에 있어서, 상술한 실시예와 동일한 부분에 대해서는 동일부호를 붙여 설명한다.
제4도에 도시된 실시예는 다이내믹댐퍼(30)를 볼트에 의해 핀(10)의 선단부에 고정한 것으로서, 이 다이내믹댐퍼(30)는 제2내부실린더(32), 이 제2내부실린더의 외측에 접합된 제2탄성부재(33), 이 제2탄성부재(33)의 외면에 접합된 제2외부실린더(31), 및 이 제2외부실린더(31)의 외측에 삽입된 매스(34)를 구비하고 있다. 제2내부실린더(32)는 핀(10)과 마주하는 측에 고정부(32a)를 구비하고, 이 고정부(32a)의 중앙부에는 볼트구멍(35)이 형성되어 있다. 다이내믹댐퍼(30)는 제2내부실린더(32)의 고정부(32a)를 제1내부실린더(7)에 동심으로 접합하고, 이 상태에서 상기 고정부(32a)의 볼트구멍(35)에 삽입한 볼트(36)를 핀(10)의 선단부에 형성된 나사구멍(10a)에 나사결합시킴에 의해 핀(10)의 선단부에 동심으로 장착된다. 이 실시예의 방진장치는 제3도에 도시한 보스(24)에 의한 매스댐퍼 효과를 제외하면 상기 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
제5도에 도시된 실시예는 인슐레이터(9)의 제1내부실린더(7)의 엔진(2)으로부터 이격된 측의 단부에 다이내믹댐퍼(40)를 강제삽입한 것으로서, 이 다이내믹댐퍼(40)는 제2내부실린더(42), 이 제2내부실린더(42)의 외면에 접합된 제2탄성부재(43), 이 제2탄성부재(43)의 외면에 접합된 제2외부실린더(41), 및 제2외부실린더 (41)의 외면에 삽입된 매스(44)를 구비하고 있다. 상기 제2내부실린더(42)에는 인슐레이터(9)의 제1내부실린더(7)의 외경과 대략 동일한 직경의 기둥형 매스(45)가 강제삽입되어 있다. 이 매스(45)의 핀(47)의 선단부를 향한 단부는 제2내부실린더(42)로부터 돌출되어 있고, 그 돌출단에는 인슐레이터(9)의 제1내부실린더(7)의 내경보다 약간 대경인 소직경부(46)가 형성되어 있다.
핀(47)의 선단부는 적어도 상기 소직경부(46)의 길이만큼 엔진(2) 측으로 단축되어 있다. 다이내믹댐퍼(40)는 상기 소직경부(46)를 엔진(2)으로부터 이격된 측의 제1내부실린더(7) 내에 삽입함으로써 제1내부실린더(7)의 단부에 동심으로 장착된다. 장착상태에서 매스(45)의 소직경부(46)와의 단차부45(a)가 제1내부실린더(7)의 엔진(2)으로부터 이격된 측의 끝면에 당접하도록 되어 있다. 장착상태에서 매스(45)의 외경과 소직경부(46) 사이에 형성된 단차부(45a)는 엔진(2)으로부터 이격된 측의 제1내부실린더(7)의 끝면에 당접하게 된다.
본 실시예에서, 매스(45)가 제3도에 도시된 매스(24)와 동일한 매스댐퍼의 역할을 하므로 제3도에 도시된 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있고, 또 볼트에 의한 장착이 아니고 압입에 의한 장착이므로 다이내믹댐퍼의 장착을 보다 용이하게 행할 수 있다.
제6도에 도시된 실시예는 다이내믹점퍼(50)를 엔진(2)으로부터 이격된 측의 인슐레이터(9)의 제1내부실린더(55)에 삽입고정한 것이다.
이 다이내믹댐퍼(50)는 다이내믹댐퍼(50)는 제2내부실린더(52), 이 제2내부실린더(52)의 외면에 접합된 제2탄성부재(53), 이 제2탄성부재(53)의 외면에 접합된 제2외부실린더(51), 및 제2외부실린더(51)의 외면에 삽입된 매스(54)를 구비하고 있다. 이 제2내부실린더(52)는 저판(52a)을 가지는 캡형상을 이루고 있고, 그 내경은 인슐레이터(9)의 제1내부실린더(55)의 외경보다 약간 소경으로 형성되어 있다.
상기 제1내부실린더(55)의 엔진(2)으로부터 이격된 측의 단부는 핀(10)의 선단부로부터 다이내믹댐퍼(50)를 향해 전방으로 돌출하고, 그 돌출단에 저판(55a)을 가지고 있다. 이 저판(55a)은 상기 제2내부실린더(52)의 저판(52a)의 형상에 대응하도록 성형되어 있다.
상기 다이내믹댐퍼(50)는 제2내부실린더(52)의 저판(52a)이 제1내부실린더(55)의 저판(55a)에 당접할 때까지 제2내부실린더(52)를 제1내부실린더(55)의 엔진(2)으로부터 이격되는 측의 외면에 삽입함으로써 제1내부실린더(55)의 단부에 동심으로 고정된다.
본 실시예는 제3도의 실시예와 같은 매스댐퍼 효과를 얻을 수 없다는 점을 제외하면 상기 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있고, 압입에 의한 장착이므로 볼트 고정에 비해 다이내믹댐퍼(50)의 인슐레이터(9)에의 장착을 보다 용이하게 행할 수 있다.
제7도는 제4도에 도시된 구조의 다이내믹댐퍼(30)를 장착한 방진장치를 제1실시예로 하고, 제3도에 도시된 구조의 다이내믹댐퍼(12)를 장착한 방진장치를 제2실시예로 하고, 다이내믹댐퍼를 장착하지 않은 방진장치를 비교예로 하여 핀(10)의 선단부의 진동진폭의 주파수 특성을 도시한 것이다. 여기서 제1실시예와 제2실시예는 다이내믹댐퍼의 장착구조만 달리하고 나머지는 동일조건으로 하고, 비교예는 다이내믹댐퍼를 장착하지 않은 점이 제1실시예와 제2실시예와 다르다.
제7도로부터 제1실시예는 비교예에 비해 사선부(A)에 상당하는 부분의 진동진폭의 저감효과가 있고, 또 매스댐퍼 효과를 구비하는 제2실시예는 사선부(B)에 상당하는 부분의 진동진폭의 저감효과가 있음을 알 수 있다.
이상은 본 발명의 특정 실시예에 대한 설명이므로 첨부한 청구범위는 상기 특정 실시예에 한정되지 않고, 본 기술분야의 숙련자에 의해 본 발명의 기본사상의 범위 내에서 이루어지는 모든 기술적 변경과 개조를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
예를 들어, 진동댐퍼는 다이내믹댐퍼에 국한되지 않고, 다이내믹댐퍼 대신 매스댐퍼를 사용할 수 있다. 회전방지장치는 보스(24)의 단부면에 형성된 돌기(24a)와 제1내부실린더(7)의 단부면에 형성된 요홈(7a)의 조합에 한정되지 않고, 돌기를 제2내부실린더의 단부면에 형성하는 것도 가능하다.
또, 본 기술분야의 숙련자는 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 동일한 기능을 발휘하는 다른 수단을 채용할 수 있다는 것이 명백하다.
본 발명은 방진장치에의 진동댐퍼의 설치가 용이한 자동차용 방진장치를 제공한다. 본 발명의 방진장치는 진동댐퍼의 설치공간을 최소화시킬 수 있고, 진동댐퍼의 매스가 비교적 작음에도 불구하고 진동 및 이와 관련한 소음을 저감시킬 수 있다.

Claims (13)

  1. 자동차용 방진장치에 있어서, 파워유닛에 연결된 장착부; 제1내부실린더, 상기 제1내부실린더의 외면에 연결된 제1탄성부재, 및 상기 제1탄성부재의 외면에 연결된 제1외부실린더를 구비하여 차체에 연결된 인슐레이터; 상기 제1내부실린더 내에 삽입된 핀을 구비함과 동시에 상기 장착부에 연결된 연결부; 및 상기 파워유닛으로부터 이격된 측의 상기 인슐레이터에 연결된 진동댐퍼를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차용 방진장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 진동댐퍼는 상기 핀과 동심을 이루는 제2내부실린더, 상기 제2내부실린 더의 외면에 연결된 제2탄성부재, 상기 제2탄성부재의 외면에 연결된 제2외부실린더, 및 상기 제2외부실린더의 외면에 연결된 매스를 가지는 것을 특징으로 하는 자동차용 방진장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 진동댐퍼는 고정장치에 의해 상기 핀에 연결된 것을 특징으로 하는 자동차용 방진장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 고정장치는 볼트와 상기 핀의 중앙에 형성된 나사구멍을 구비한 것을 특징으로 하는 자동차용 방진장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 진동댐퍼는 상기 제2내부실린더의 내면에 삽입되는 보스를 구비하고, 상기 진동댐퍼는 상기 보스의 중앙부에 형성된 관통구멍을 통해 상기 핀의 나사구멍에 볼트를 체결함으로써 상기 핀에 연결된 것을 특징으로 하는 자동차용 방진장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제2내부실린더는 상기 제2내부실린더의 일단부에 형성된 고정부를 가지며, 상기 진동댐퍼는 상기 고정부의 중앙부에 형성된 관통구멍을 통해 상기 핀의 나사구멍에 볼트를 체결함으로써 상기 핀에 연결된 것을 특징으로 하는 자동차용 방진장치.
  7. 제2항에 있어서, 상기 제2내부실린더는 삽입부를 가지며, 상기 진동댐퍼는 상기 제1내부실린더에 상기 삽입부를 연결함으로써 상기 제1내부실린더에 연결된 것을 특징으로 하는 자동차용 방진장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 삽입부는 상기 제2내부실린더의 내면에 일단부가 삽입된 원기둥으로 형성되며, 상기 진동댐퍼는 상기 제1내부실린더의 내면에 상기 원기둥의 타단부를 삽입함으로써 상기 제1내부실린더에 연결된 것을 특징으로 하는 자동차용 방진장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제2내부실린더는 그 타단부에 형성된 저판을 가지며, 상기 삽입부는 상기 저판과 제2내부실린더의 내면에 의해 형성되며, 상기 진동댐퍼는 상기 제1내부실린더의 외면 상에 상기 삽입부의 내면을 삽입함으로써 상기 제1내부실린더에 연결된 것을 특징으로 하는 자동차용 방진장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 인슐레이터와 진동댐퍼 사이의 상대 회전을 방지하는 회전방지장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차용 방진장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 회전방지장치는 상기 인슐레이터와 진동댐퍼의 각 표면에 형성된 돌기와 요홈을 결합한 것임을 특징으로 하는 자동차용 방진장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 진동댐퍼는 상기 파워유닛에 의해 발생되는 진동진폭을 최대로 하려는 파워유닛과 대향되는 위치에 설치된 것을 특징으로 하는 자동차용 방진장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 진동댐퍼는 매스댐퍼와 다이내믹댐퍼 중 적어도 하나를 구비한 것을 특징으로 하는 자동차용 방진장치.
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