KR100802547B1 - Hybrid mount - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 능동 하이브리드 마운트를 도시한 분리사시도이다.1 is an exploded perspective view showing an active hybrid mount according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 능동 하이브리드 마운트를 도시한 분해사시도이다.2 is an exploded perspective view showing an active hybrid mount according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 능동 하이브리드 마운트를 도시한 정단면도이다.3 is a front sectional view showing an active hybrid mount according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 능동 하이브리드 마운트의 사용상태도이다.4 is a state diagram used in the active hybrid mount according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100 : 능동 하이브리드 마운트 200 : 받침대100: active hybrid mount 200: pedestal
300 : 진동/충격흡수부재 310 : 삽입공300: vibration / shock absorbing member 310: insertion hole
400 : 실린더 410 : 돌출부400: cylinder 410: protrusion
500 : 지지판 510 : 압전소자500: support plate 510: piezoelectric element
600 : 플랜지부 700 : 전자기 작동기600: flange 700: electromagnetic actuator
710 : 케이스 720 : 플런저710: case 720: plunger
730,730' : 코일 740 : 보조지지판730, 730 ': coil 740: auxiliary support plate
742 : 축 750 : 자속로742: axis 750: magnetic flux
본 발명은 능동 하이브리드 마운트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기계류에서 발생되는 진동 및 소음을 흡수하여 차단하고 외부 충격으로부터 기계류를 보호하도록 한 능동 하이브리드 마운트에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to an active hybrid mount, and more particularly, to an active hybrid mount that absorbs and blocks vibration and noise generated from machinery and protects the machinery from external shock.
일반적으로, 기계류에서 발생되는 진동 및 소음의 전달을 차단하고 외부 충격으로부터 기계류를 보호하기 위해서는 우수한 성능을 갖는 마운트 시스템의 개발이 요구되어 왔다.In general, in order to block the transmission of vibration and noise generated in machinery and to protect the machinery from external shocks, development of a mount system having excellent performance has been required.
기계류의 진동 및 소음이 지지 구조물을 통해 외부로 전달되는 효과를 감소시키기 위해서는 작은 강성과 감쇠를 갖는 마운트가 효과적인 반면, 기계류의 강체운동 제어와 마운트의 내구성 측면에서는 강성이 큰 마운트가 필요하다.Small stiffness and damping mounts are effective to reduce the effects of machinery vibrations and noises being transmitted through the support structure to the outside, whereas rigid mounts are required in terms of rigid body motion control and durability of the mounts.
마운트 시스템의 공진이 존재하는 저주파수 영역에서는 가진 진폭과 충격력이 크기 때문에, 강성이 큰 마운트를 이용하여 기계류의 과도한 운동을 제한하고 큰 감쇠력으로 충격력을 감소시켜야 하고, 가진 변위와 충격력이 작은 고주파수 영역에서는 작은 감쇠력으로 기계류의 진동 및 소음을 지지 구조물과 절연시켜야 한다.In the low frequency region where the resonance of the mount system is present, the amplitude and impact force are large. Therefore, the rigid mount should be used to limit the excessive movement of machinery and reduce the impact force with large damping force.In the high frequency region where the displacement and impact force are small Small damping forces should isolate machinery vibrations and noise from the supporting structure.
이러한 상반된 요구특성을 만족할 수 있는 마운트 시스템에 대한 연구 개발이 필요하다.There is a need for research and development on a mount system that can satisfy these conflicting requirements.
종래에 널리 사용되고 있는 고무 마운트는 고무재의 탄성복원 및 감쇠 특성에 따라 강성과 감쇠가 결정되며, 가진 주파수와 가진 진폭에 따른 변화는 미미하다. 고무 마운트는 가진 진폭이 작은 고주파수 영역에서는 진동 및 소음 절연에 매우 효과적이나 감쇠가 작으므로 가진 진폭이 큰 저주파수 영역에서의 진동 및 소음 절연성능은 저하된다.The rubber mount widely used in the related art has a stiffness and attenuation depending on the elastic restoring and damping characteristics of the rubber material, and the change according to the excitation frequency and the excitation amplitude is insignificant. The rubber mount is very effective for vibration and noise isolation in high frequency region with small excitation amplitude, but the damping is small, so the vibration and noise insulation performance in low frequency region with large excitation amplitude is degraded.
이러한 고무 마운트의 단점을 보완하여 제안된 유체 마운트는 유체의 강성과 관성트랙의 기하학적인 형상을 조절하여 특정한 저주파수 영역에서의 효과적인 절연효과를 얻을 수 있다. 반면 다른 주파수 영역에서 진동 및 소음 절연성능이 저하되는 단점을 가지고 있다.Complementing the disadvantages of these rubber mounts, the proposed fluid mount can achieve effective insulation effect in a specific low frequency region by controlling the rigidity of the fluid and the geometric shape of the inertial track. On the other hand, vibration and noise insulation performance is degraded in other frequency ranges.
이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 고무재의 진동/충격흡수부재와 압전소자 및 전자기 작동기를 갖는 능동 하이브리드 마운트를 구성함으로써 모든 주파수 영역에서의 진동 및 소음을 차단하여 절연시키고, 내충격성을 갖는 능동 하이브리드 마운트를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, by configuring an active hybrid mount having a vibration / shock absorbing member of the rubber material and a piezoelectric element and an electromagnetic actuator, vibration and noise in all frequency ranges Its purpose is to provide an active hybrid mount that is insulated from insulation and has impact resistance.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 능동 하이브리드 마운트는, 고무재 의 진동/충격흡수부재와; 상기 진동/충격흡수부재상에 설치되어 하중이 작용하는 지지판과; 상기 지지판과 진동/충격흡수부재 사이에 지지판을 받치도록 설치되어 하중에 대한 반력을 지지판에 제공하는 압전소자와; 상기 진동/충격흡수부재에 지지판을 받치도록 설치된 전자기 작동기;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.Active hybrid mount of the present invention for achieving the above object, the vibration / shock absorbing member of the rubber material; A support plate installed on the vibration / shock absorbing member to apply a load; A piezoelectric element installed between the support plate and the vibration / shock absorbing member to support the support plate to provide a reaction force against the load to the support plate; And an electromagnetic actuator installed to support the support plate on the vibration / shock absorbing member.
바람직하게는, 상기 압전소자는 지지판에 고정되어 진동/충격흡수부재로부터 출입되게 설치되되, 상기 진동/충격흡수부재에는 압전소자를 지지하는 실린더가 내장되게 설치되고, 상기 실린더는 그 상부에 진동/충격흡수부재의 상면에 걸림되게 외향 돌출된 돌출부가 형성된다.Preferably, the piezoelectric element is fixed to the support plate is installed to enter and exit from the vibration / shock absorbing member, the vibration / shock absorbing member is installed to be built in a cylinder for supporting the piezoelectric element, the cylinder is a vibration / A protrusion protruding outwardly is formed on the upper surface of the shock absorbing member.
그리고, 상기 전자기 작동기는 진동/충격흡수부재의 외주에 설치된 케이스와; 상기 케이스내에 설치된 플런저와; 상기 플런저의 주위를 감싸도록 케이스내의 상,하부에 설치된 코일과; 상기 플런저를 관통하는 축과; 상기 축의 상단부에 형성되어 지지판을 지지하는 보조지지판;을 포함하여 구성된다.The electromagnetic actuator includes a case installed at an outer circumference of the vibration / shock absorbing member; A plunger installed in the case; Coils installed in upper and lower portions of the case to surround the plunger; A shaft penetrating the plunger; And an auxiliary support plate formed at an upper end of the shaft to support the support plate.
또한, 상기 상,하부의 코일은 서로 반대방향으로 감김되고, 상기 케이스의 내측 상,하부에는 축과 접하는 자속로가 설치된다.In addition, the upper and lower coils are wound in opposite directions to each other, and magnetic flux paths in contact with the shaft are provided on the upper and lower parts of the case.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
첨부도면 도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 능동 하이브리드 마운트를 도시한 도면이다.1 to 4 show an active hybrid mount according to the present invention.
본 발명에 따른 능동 하이브리드 마운트(100)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바 와 같이, 크게 수동형 요소인 진동/충격흡수부재(300)와, 능동형 요소인 압전소자(510)와 전자기 작동기(700)로 대별되어 구성된다.As shown in FIGS. 1 to 3, the
상기 진동/충격흡수부재(300)는 고무재질로서, 고주파수 영역의 비공진 주파수 대역에서 진동절연효과가 뛰어나고, 고무 자체의 높은 탄성력에 의해 내충격성이 확보된다.The vibration /
이러한 진동/충격흡수부재(300)는 전원 및 별도의 외부장치 없이도 전원차단 등과 같은 비상시에도 안정적인 고유의 성능을 유지할 수 있는 수동형 요소인 것이다.The vibration /
상기와 같은 특성을 갖는 진동/충격흡수부재(300)는 그 형상이 대략 원추형으로 형성되고, 그 하부에는 진동/충격흡수부재(300)와는 다른 재질로서 진동/충격흡수부재(300)를 받쳐 지지하는 받침대(200)가 설치된다.The vibration /
한편, 상기 능동 하이브리드 마운트(100)는 진동/충격흡수부재(300)만 고무재이고, 나머지 구성은 모두 고무와 다른 재질로서 고무재보다는 큰 강도를 갖는 재질로 구성된다.On the other hand, the
또한, 상기 진동/충격흡수부재(300)에는 상,하의 종방향으로 관통된 복수개의 삽입공(310)이 천공되고, 이 삽입공(310)에는 실린더(400)가 각각 삽입되어 내장되게 설치된다.In addition, the vibration /
상기 실린더(400)는 그 상면이 개구되고 하면은 막힌 원통체로서, 그 상단부의 외주면에는 원주방향을 따라 돌출된 판형상의 돌출부(410)가 형성되고, 상기 돌출부(410)는 진동/충격흡수부재(300)의 삽입공(310)에 실린더(400)의 삽입 시, 진 동/충격흡수부재(300)의 상면에 안착되어 걸림된다.The
따라서, 상기와 같이 진동/충격흡수부재(300)에 걸림된 실린더(400)에 의해 압전소자(510)에 작용되는 하중이 진동/충격흡수부재(300)로 넓게 분산된다.Therefore, the load applied to the
그리고, 상기와 같이 설치된 진동/충격흡수부재(300)의 상면에는 기계류의 하중이 작용하도록 기계류를 받치는 지지판(500)이 설치되고, 이 지지판(500)과 진동/충격흡수부재(300) 사이에는 압전소자(510)가 구성된다.And, on the upper surface of the vibration /
상기 압전소자(510)는 지지판(500)의 하면에 고정되고, 여러 장이 겹쳐진 봉형상으로 형성되어 큰 힘의 반력을 갖게 되며, 상기 진동/충격흡수부재(300)의 실린더(400)내에 출입가능하게 삽입되어 설치된다.The
한편, 상기 압전소자(510)는 그 하면이 막힌 실린더(400)에 의해 안정적으로 지지되고, 상기 진동/충격흡수부재(300)의 상면에 걸림되어 지지되는 실린더(400)의 돌출부(410)에 의해 지지판(500)을 통해 압전소자(510)에 작용하는 하중이 진동/충격흡수부재(300)로 분산되어 절연효과를 극대화할 수 있게 된다.On the other hand, the
그리고, 상기 진동/충격흡수부재(300)의 외주면에는 그 일단부가 매설되고 타단부가 외향 돌출된 플랜지부(600)가 설치되고, 상기 진동/충격흡수부재(300)의 사면에 해당하는 플랜지부(600)의 상면에는 전자기 작동기(700)가 구성된다.In addition, a
상기 전자기 작동기(700)는 플랜지부(600)의 상면에 설치된 원통형의 케이스(710)내에 코어가 설치되되, 상기 코어는 상,하부의 코일(730)(730')로서 구성된 다.The
상기 상,하부의 코일(730)(730')은 서로 반대방향으로 감김되게 구성되되, 상부 코일(730)은 오른쪽 방향으로 감김되고, 하부 코일(730')은 왼쪽 방향으로 감김되어서, 전류를 흘려주면 각각 윗방향과 아랫방향으로 유동전류가 발생된다.The upper and
그리고, 상기 코일(730)(730')의 중앙부에는 플런저(720)가 코일(730)(730')에 감싸지도록 설치되어, 코일(730)(730')에서 발생된 유도전류에 의해 플런저(720)가 전자석이 된다.In addition, the
따라서, 전자석이 된 플런저(720)에 의해 후술될 축(742)이 윗방향 또는 아랫방향으로 움직이게 된다.Accordingly, the
상기 케이스(710)의 상부에는 지지판(500)의 하면을 받쳐 지지하도록 설치된 보조지지판(740)과, 상기 보조지지판(740)의 하면에 돌출 형성되어 케이스(710)와 플런저(720)를 순차적으로 관통하는 축(742)이 설치된다.On the upper part of the
그리고, 상기 케이스(710)의 내측 상,하부에는 축(742)과 접하는 자속로(750)가 설치되어, 자속의 흐름을 원활하게 유도하여 자기력의 저감을 방지한다.In addition,
한편, 상기와 같이 구성된 압전소자(510)와 전자기 작동기(700)는 별도의 콘트롤러(미도시)를 통해서 제어된다.On the other hand, the
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 능동 하이브리드 마운트의 작용에 대해 설명한다.Hereinafter, the operation of the active hybrid mount according to the present invention configured as described above will be described.
먼저, 본 발명의 능동 하이브리드 마운트(100)는 도 4에 도시된 바와 같이, 기계류의 하면에 지지판(500)의 상면이 접하도록 다수의 마운트(100)가 고정되게 설치된다.First, in the
상기와 같이 설치된 능동 하이브리드 마운트(100)에 기계류에서 발생된 진동 및 소음이 전달되고, 전달된 진동 및 소음은 지지판(500)을 통해 진동/충격흡수부재(300)와, 압전소자(510) 및 전자기 작동기(700)에서 흡수되어 차단된다.Vibration and noise generated from the machine is transmitted to the
즉, 수동형 요소인 고무재의 진동/충격흡수부재(300)는 고주파수 영역의 비공진 주파수 대역에서의 진동 및 소음을 흡수하여 차단하며, 전원 및 별도의 외부장치 없이도 전원차단 등과 같은 비상시에도 진동 및 소음에 대한 안정적인 절연성능 즉 차단성을 유지한다.That is, the vibration /
그리고, 압전소자(510)는 기계류로부터 지지구조 즉 지지판(500)으로 전달되는 진동 및 소음을 이에 대한 반력으로서 감쇠시키되, 특히 작동변위는 작지만 큰 힘을 발생시키고 응답속도가 상당히 높은 작동 주파수 특성으로 인해 고주파수 영역의 진동 및 소음에 대한 감쇠효과가 뛰어나다.In addition, the
또한, 전자기 작동기(700)는, 상,하부의 코일(730)(730') 중 일측이 코일에 전류를 흘려주면 그에 해당하는 유도전류가 발생되고, 이 유도전류에 의해 플런저(720)는 전자석이 된다. 이때 상부 코일(730)에 전류를 흘려주면 윗방향으로 유도전류가 발생되어 플런저(720)가 축(742)을 상승시키고, 하부 코일(730')에 전류를 흘려주면 아랫방향으로 유도전류가 발생되어 플런저(720)가 축(742)을 하강시키게 된다.In addition, in the
한편, 상기와 같이 전자석이 된 플런저(720)는 유도전류의 힘으로 보조지지 판(740)의 축(742)을 윗방향 또는 아랫방향으로 움직이게 하여, 진동원으로부터 지지구조 즉 지지판(500)으로 전달되는 전달력을 감쇠시킨다. 이는 작동변위는 크지만 발생되는 힘 및 응답속도의 한계로 인해 큰 변위의 진동이 입력되는 저주파수 영역의 진동 및 소음에 대한 감쇠효과가 뛰어나다.On the other hand, the
따라서, 상기와 같은 능동 하이브리드 마운트(100)는 수동형 요소인 진동/충격흡수부재(300)에 의해서 내충격성 확보 및 전원차단 등과 같은 비상시에도 안정적인 성능 유지가 가능하고, 일반적인 작동 환경에서는 수동형 요소에 능동형 요소의 부가로 인해 마운트(100)의 성능이 향상된다. 즉, 능동형 요소인 압전소자(510)와 전자기 작동기(700)에 의해서 고주파수와 저주파수 영역의 진동 및 소음이 효율적으로 감쇠된다.Therefore, the active
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 능동 하이브리드 마운트에 따르면, 수동형 요소인 고무재의 진동/충격흡수부재와 능동형 요소인 압전소자와 전자기 작동기에 의해 모든 주파수 영역에서의 진동 및 소음을 흡수 및 차단하여 절연시키고, 내충격성을 확보한 효과가 있다.As described above, according to the active hybrid mount of the present invention, the vibration / shock absorbing member of the rubber material, which is a passive element, the piezoelectric element and the electromagnetic actuator, which is an active element, absorbs and blocks vibration and noise in all frequency ranges and insulates the insulation. It is effective to secure impact resistance.
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