KR100952784B1 - 동흡진기형 능동 방진장치의 시험장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동흡진기형 능동 방진장치의 시험장치에 관한 것으로, 기진력을 발생시키는 가진유닛으로부터 전달되는 진동에 의한 하중을 측정하도록 로드센서를 구비하고 이러한 로드센서에 의해 측정된 하중값을 피드백하여 가진유닛에 의한 기진력을 일정하게 유지하도록 제어함으로써, 균일한 기진력을 발생시키며 이에 따라 정확하고 용이하게 능동 방진장치의 방진 성능시험을 수행할 수 있는 동흡진기형 능동 방진장치의 시험장치를 제공한다.

동흡진기, 능동 방진장치, 로드센서, 가진유닛

Description

동흡진기형 능동 방진장치의 시험장치{Apparatus for Testing Dynamic Vibration Damping Type Active Vibration-Proof Apparatus}

본 발명은 동흡진기형 능동 방진장치의 시험장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 기진력을 발생시키는 가진유닛으로부터 전달되는 진동에 의한 하중을 측정하도록 로드센서를 구비하고 이러한 로드센서에 의해 측정된 하중값을 피드백하여 가진유닛에 의한 기진력을 일정하게 유지하도록 제어함으로써, 균일한 기진력을 발생시키며 이에 따라 정확하고 용이하게 능동 방진장치의 방진 성능시험을 수행할 수 있는 동흡진기형 능동 방진장치의 시험장치에 관한 것이다.

차량을 포함하는 기계 시스템 및 구조물의 진동 문제는 사용자의 감성적 측면이나 기계 시스템 및 구조물의 내구성 측면에서 항상 중요한 문제로 대두되고 있다. 따라서, 이러한 진동을 억제하는 장치로서 기계 시스템 및 구조물에서 발생하는 진동에 대해 반대 위상의 진동을 발생시켜 진동을 감쇠하는 동흡진기 형태의 방진장치가 널리 사용되고 있다.

차량에는 엔진 및 트랜스미션을 포함하는 파워트레인의 진동 및 소음을 억제 하기 위한 방진장치로서 엔진 마운트가 차체 프레임에 장착되고 있으며, 이러한 엔진 마운트는 일반적으로 특정 영역의 진동에 대한 감쇠 작용이 수행되도록 하는 수동형 엔진 마운트가 널리 사용되고 있었다.

그러나 최근에는 엔진 동작에 따라 발생하는 다양한 영역의 진동을 감쇠할 수 있는 엔진 마운트로서 동흡진기 방식의 능동형 방진장치가 사용되고 있는 추세이다. 능동형 방진장치는 제어하고자 하는 대상의 진동량을 실시간으로 피드백하여 적절한 방진작용을 하도록 설계되어 있으며, 진동량의 측정은 진동 제어 대상의 가속도를 측정함으로써 얻어지는 것이 일반적이다. 또한, 일반적으로 진동을 제어하고자 하는 대상, 즉 차량을 포함한 기계 시스템 및 구조물은 진동량에 상관없이 일정한 기진력을 발생시키고 있기 때문에, 여기에 능동형 방진장치가 적용되어 진동 제어를 위한 제어력이 인가되면 기진력과 서로 상쇄되어 진동량이 감쇠하는 효과가 발생한다.

이와 같은 동흡진기 방식의 능동형 방진장치는 최근 차량의 쾌적성 안정성 중시 경향에 따라 그 사용빈도가 증가하고 있으므로, 다양한 차량의 종류마다 각각 다른 형태의 능동형 방진장치의 개발이 활발히 진행되고 있으며, 따라서 이러한 다양한 능동형 방진장치에 대한 방진 성능을 시험하는 시험장치가 요구되고 있다.

현재까지 일반적으로 사용되던 수동형 방진장치에 대한 시험장치는 그 원리와 구조상 이와 같은 다양한 능동형 방진장치의 성능 시험에 적용될 수 없으며, 능동형 방진장치에 대한 방진 성능을 시험하기 위해서는 실제의 기계 시스템 및 구조물에 능동형 방진장치가 직접 적용될 때와 동일한 환경에서 성능 시험이 진행될 수 있어야 한다. 따라서, 이러한 동흡진기 방식의 능동형 방진장치를 성능 시험하기 위한 시험장치는 능동형 방진장치의 움직임에 영향을 받지않고 일정한 크기의 기진력을 발생시키고 유지시키는 가진시스템이 요구된다 할 것이다.

따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 기진력을 발생시키는 가진유닛으로부터 전달되는 진동에 의한 하중을 측정하도록 로드센서를 구비하고 이러한 로드센서에 의해 측정된 하중값을 피드백하여 가진유닛에 의한 기진력을 일정하게 유지하도록 제어함으로써, 균일한 기진력을 발생시키며 이에 따라 정확하고 용이하게 능동 방진장치의 방진 성능시험을 수행할 수 있는 동흡진기형 능동 방진장치의 시험장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은, 진동 감쇠를 위한 기진력이 가변되는 동흡진기형 능동 방진장치(100)에 대한 방진 성능을 시험하는 동흡진기형 능동 방진장치의 시험장치에 있어서, 일측에 능동 방진장치(100)가 장착되어 상기 능동 방진장치(100)에 진동이 전달되도록 기진력을 발생시키는 가진유닛(200); 상기 가진유닛(200)으로부터 전달되는 진동에 의한 하중을 측정하는 로드센서(400); 및 상기 가진유닛(200)의 기진력 크기가 일정하게 유지되도록 상기 로드센서(400)에 의해 측정된 하중에 따라 상기 가진유닛(200)을 제어하는 제어수단(500)을 포함하는 것을 특징으로 하는 동흡진기형 능동 방진장치의 시험장치를 제공한다.

본 발명에 의하면, 기진력을 발생시키는 가진유닛으로부터 전달되는 진동에 의한 하중을 측정하도록 로드센서를 구비하고 이러한 로드센서에 의해 측정된 하중값을 피드백하여 가진유닛에 의한 기진력을 일정하게 유지하도록 제어함으로써, 균일한 기진력을 발생시키며 이에 따라 정확하고 용이하게 능동 방진장치의 방진 성능시험을 수행할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은, 진동 감쇠를 위한 기진력이 가변되는 동흡진기형 능동 방진장치(100)에 대한 방진 성능을 시험하는 동흡진기형 능동 방진장치의 시험장치에 있어서, 일측에 능동 방진장치(100)가 장착되어 상기 능동 방진장치(100)에 진동이 전달되도록 기진력을 발생시키는 가진유닛(200); 상기 가진유닛(200)으로부터 전달되는 진동에 의한 하중을 측정하는 로드센서(400); 및 상기 가진유닛(200)의 기진력 크기가 일정하게 유지되도록 상기 로드센서(400)에 의해 측정된 하중에 따라 상기 가진유닛(200)을 제어하는 제어수단(500)을 포함하는 것을 특징으로 하는 동흡진기형 능동 방진장치의 시험장치를 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경 우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 일반적인 동흡진기형 능동 방진장치의 구조를 개념적으로 간략하게 도시한 단면도이다.

일반적인 동흡진기형 능동 방진장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 케이스(110)와, 전기적 신호에 따라 진동하도록 케이스(110) 내부에 장착되는 방진질량체(120)를 포함하여 구성되며, 이때, 케이스(110)의 내부에서 진동하는 방진질량체(120)는 케이스(110)의 가속도에 따라 기진력이 가변되도록 능동 제어 방식으로 구성된다.

즉, 동흡진기형 능동 방진장치(100)가 차량에 적용된 경우 차체의 진동에 의해 케이스(110)가 진동하면 케이스(110)의 가속도에 따라 방진질량체(120)의 기진력이 가변되며 능동적으로 차체의 진동을 감쇠하는 방식으로 구성된다.

따라서, 케이스(110)의 가속도를 측정할 수 있도록 케이스(110)에는 가속도계(140)가 장착될 수 있으며, 케이스(110)의 내부에서 전기적 신호에 따라 진동하는 방진질량체(120)는 별도의 방진구동수단(130)에 의해 진동되도록 구성될 수 있을 것이다. 이러한 방진구동수단(130)은 도 1에 도시된 바와 같이 전자기력을 발생시키는 유도코일(131)과 방진질량체(120)를 탄성 지지하는 스프링(132)으로 구성될 수 있다. 또한, 방진질량체(120)는 유도코일(131)에 의해 발생하는 전자기력에 의해 진동할 수 있도록 영구자성체(122)로 구성될 수 있고, 영구자성체(122)를 보호함과 동시에 방진질량체(120)의 질량을 증가시키기 위해 별도의 커버부재(121)가 영구자성체(122)의 양측에 부착된 형태로 구성될 수 있다.

또한, 이와 같은 동흡진기형 능동 방진장치(100)는 가속도계(140)에 의해 측정된 케이스(110)의 가속도에 따라 방진질량체(120)의 기진력을 가변시킬 수 있도록 방진구동수단(130)을 제어하는 별도의 방진제어수단(150)을 포함하여 구성된다.

이러한 구조에 따라 외부로부터 케이스(110)에 진동이 전달되면 케이스(110)는 진동하게 되고, 이러한 케이스(110)의 진동을 감쇠하기 위해 방진질량체(120)는 케이스(110)에 전달되는 진동과 동일 크기의 반대 위상을 갖는 기진력을 발생시키도록 진동하여 전체적으로 외부 진동을 감쇠시킨다. 이때, 가속도계(140)에 의해 케이스(110)의 가속도가 측정되고, 이와 같이 측정된 케이스(110)의 가속도에 따라 방진제어수단(150)이 방진구동수단(130)을 제어하여 방진질량체(120)가 가변 진동하게 된다.

따라서, 동흡진기형 능동 방진장치(100)에 외부 진동이 전달되면 방진질량체(120)의 감쇠 기진력에 의해 외부 진동이 감쇠되고 이와 같이 감쇠된 외부 진동이 피드백되어 방진질량체(120)의 감쇠 기진력 또한 다시 작아지는 순환 방식으로 능동 방진 작용이 수행된다. 또한, 동흡진기형 능동 방진장치(100)에 외부 진동이 크게 작용하면 그에 따라 방진질량체(120)를 통해 상대적으로 큰 감쇠 기진력이 발생되고 외부 진동이 작게 작용하면 상대적으로 작은 감쇠 기진력이 발생되는 방식으로 능동 방진 작용이 수행된다.

이상에서는 일반적인 동흡진기형 능동 방진장치(100)에 대해 설명하였으며, 이하에서는 이러한 동흡진기형 능동 방진장치(100)에 대한 방진 성능을 시험하는 시험장치에 대해 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동흡진기형 능동 방진장치의 시험장치의 구조를 개념적으로 간략하게 도시한 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 방진장치의 시험장치는, 일측에 능동 방진장치(100)가 장착되어 능동 방진장치(100)에 진동이 전달되도록 기진력을 발생시키는 가진유닛(200)과, 가진유닛(200)으로부터 전달되는 진동에 의한 하중을 측정하는 로드센서(400)와, 가진유닛(200)을 제어하는 제어수단(500)을 포함하여 구성된다. 이때, 제어수단(500)은 로드센서(400)에 의해 측정된 가진유닛(200)의 진동에 의한 하중을 피드백하여 가진유닛(200)의 기진력 크기가 일정하게 유지되도록 제어한다.

즉, 가진유닛(200)이 일정한 기진력을 발생시키면 이에 따라 로드센서(400)에도 일정한 크기의 하중이 측정되는데, 가진유닛(200)은 능동 방진장치(100)에 의한 진동 감쇠 효과에 의해 기진력이 변화될 수 있으므로, 이러한 기진력의 변화를 로드센서(400)에 의해 실시간으로 측정하고 이를 피드백하여 가진유닛(200)의 기진력의 크기가 일정하게 유지되도록 제어수단(500)에 의해 제어된다.

이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 방진장치의 시험장치는 도 2에 도시된 바와 같이 가진유닛(200)이 안착될 수 있도록 메인베이스(300)를 더 포함하고, 로드센서(400)가 가진유닛(200)과 메인베이스(300) 사이에 삽입 개재되도록 구성되는 것이 바람직하다. 이를 통해 가진유닛(200)의 진동에 의한 하중이 로드센서(400)에 더욱 정확하게 전달될 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가진유닛(200)은 도 2에 도시된 바와 같 이 일측면에 능동 방진장치(100)가 장착되는 가진판(210)과, 가진판(210)과 일정 간격 이격되게 배치되는 가진베이스(220)와, 가진판(210)의 진동이 가진베이스(220)에 전달되도록 가진판(210)과 가진베이스(220) 사이에 삽입 장착되어 가진판(210)을 기준 위치에 고정되게 탄성 지지하는 탄성지지수단(230)과, 가진판(210)이 진동하도록 기진력을 발생시키는 가진구동수단(240)을 포함하여 구성된다.

이때, 가진구동수단(240)은 전자기력을 통해 가진판(210)을 진동시키는 유도코일을 포함하여 구성되며, 또한, 가진판(210)에는 이러한 유도코일에 의해 발생되는 전자기력에 의해 진동하도록 일측면에 영구자성체(211)가 부착되는 것이 바람직하다.

이러한 구성에 따라 가진판(210)의 진동에 의한 하중은 탄성지지수단(230)에 의해 가진베이스(220)에 전달되고 이는 메인베이스(300)와 가진베이스(220) 사이에 개재된 로드센서(400)에 전달되어 로드센서(400)가 하중을 측정하게 되며, 이러한 하중값에 따라 제어수단(500)이 가진구동수단(240)을 제어하여 기진력의 크기가 일정하게 유지될 수 있을 것이다. 즉, 제어수단(500)은 로드센서(400)로부터 측정된 하중값을 인가받는데, 이때 능동 방진장치의 진동 감쇠 작용에 의해 로드센서(400)로부터 측정된 하중값이 변화하더라도 이를 피드백하여 일정한 기진력이 발생되도록 가진구동수단(240)을 제어하고, 이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 방진장치의 시험장치는 일정한 기진력이 발생된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 가진판(210)에는 가진판(210)의 변위를 시간에 따라 측정할 수 있는 가진판변위계(250)가 장착되고, 이러한 가진판변위 계(250)에 의해 측정되는 가진판(210)의 시간에 따른 위치 변화를 통해 능동 방진장치(100)의 방진 성능을 시험할 수 있을 것이다.

예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이 가진구동수단(240)에 의해 발생된 진동이 능동 방진장치(100)에 전달되면, 고정 위치에 탄성지지되는 가진판(210)과 이에 장착된 능동 방진장치(100)가 진동하는데, 전술한 바와 같이 능동 방진장치(100)는 이러한 가진구동수단(240)에 의한 진동을 감쇠하도록 작동하기 때문에 가진판(210) 및 능동 방진장치(100)의 진동량은 감소하게 되고 이에 따라 이들의 시간에 따른 위치 변화값 또한 감소하게 된다. 따라서, 이러한 가진판(210) 또는 능동 방진장치(100)의 시간에 따른 위치 변화값, 즉 변위량 또는 가속도 등의 값을 판단하여 사용자의 선택에 따라 지정한 일정 범위 이하에 해당하면 능동 방진장치(100)의 방진 성능이 양호하다는 등의 방식으로 성능 판단을 할 수 있을 것이다.

이와 같은 구조의 시험장치는 가진판(210)의 진동이 능동 방진장치(100)에 의해 감쇠되더라도 이를 피드백하는 제어수단(500)에 의해 가진유닛(200)에 의한 기진력이 균일하게 유지되기 때문에, 능동 방진장치(100)에 대한 방진 성능을 양호하게 시험 평가할 수 있는 장치이다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위 가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 일반적인 동흡진기형 능동 방진장치의 구조를 개념적으로 간략하게 도시한 단면도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동흡진기형 능동 방진장치의 시험장치의 구조를 개념적으로 간략하게 도시한 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 능동 방진장치 200: 가진유닛

210: 가진판 220: 가진베이스

230: 탄성지지수단 240: 가진구동수단

250: 가진판변위계 300: 메인베이스

400: 로드센서 500: 제어수단

Claims (6)

1. 진동 감쇠를 위한 기진력이 가변되는 동흡진기형 능동 방진장치(100)에 대한 방진 성능을 시험하는 동흡진기형 능동 방진장치의 시험장치에 있어서,

   일측에 능동 방진장치(100)가 장착되어 상기 능동 방진장치(100)에 진동이 전달되도록 기진력을 발생시키는 가진유닛(200);

   상기 가진유닛(200)으로부터 전달되는 진동에 의한 하중을 측정하는 로드센서(400); 및

   상기 가진유닛(200)의 기진력 크기가 일정하게 유지되도록 상기 로드센서(400)에 의해 측정된 하중에 따라 상기 가진유닛(200)을 제어하는 제어수단(500)

   을 포함하고,

   상기 가진유닛(200)은

   일측면에 상기 능동 방진장치(100)가 장착되는 가진판(210);

   상기 가진판(210)과 일정 간격 이격되게 배치되는 가진베이스(220);

   상기 가진판(210)의 진동이 상기 가진베이스(220)에 전달되도록 상기 가진판(210)과 가진베이스(220) 사이에 삽입 장착되어 상기 가진판(210)을 탄성 지지하는 탄성지지수단(230); 및

   상기 가진판(210)이 진동하도록 기진력을 발생시키는 가진구동수단(240)

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 동흡진기형 능동 방진장치의 시험장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 가진유닛(200)이 안착되도록 메인베이스(300)를 더 포함하고,

   상기 로드센서(400)는 상기 가진유닛(200)과 메인베이스(300) 사이에 삽입 개재되는 것을 특징으로 하는 동흡진기형 능동 방진장치의 시험장치.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 가진구동수단(240)은 전자기력을 통해 상기 가진판(210)을 진동시키는 유도코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 동흡진기형 능동 방진장치의 시험장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 가진판(210)에는 상기 유도코일에 의해 발생되는 전자기력에 의해 진동하도록 일측면에 영구자성체(211)가 부착되는 것을 특징으로 하는 동흡진기형 능동 방진장치의 시험장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 가진판(210)의 변위를 시간에 따라 측정할 수 있도록 상기 가진판(210)에는 가진판변위계(250)가 장착되고, 상기 가진판변위계(250)에 의해 측정되는 상기 가진판(210)의 시간에 따른 위치 변화를 통해 상기 능동 방진장치(100)의 방진 성능을 시험하는 것을 특징으로 하는 동흡진기형 능동 방진장치의 시험장치.

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