KR101451128B1 - 에어홀 개폐유닛을 구비하는 에어 댐핑 마운트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어 댐핑 마운트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 사전 설정된 외부 가진 조건 하에서만 에어 댐핑 마운트 에어홀이 개폐되도록 하는 에어홀 개폐유닛을 구비하는 에어 댐핑 마운트에 관한 것이다.

Description

에어홀 개폐유닛을 구비하는 에어 댐핑 마운트 {Air Damping Mount having Open and Close Unit for Air hole}

본 발명은 에어 댐핑 마운트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 에어 댐핑 마운트에 형성된 에어 홀이 설정된 진폭 또는 주파수의 가진하에서는 열리고, 설정된 진폭 또는 주파수 이외의 가진하에서는 닫히도록 함으로써, 에어 댐핑에 의하여 엔진에서 발생되는 진동 및 소음을 감소시키도록 하고, 최대 에어 댐핑 값이 종래의 에어 댐핑 마운트보다 더 큰 에어홀 개폐유닛을 구비하는 에어 댐핑 마운트에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 엔진은 그 구성요소인 피스톤과 커넥팅로드의 운동에 의하여 항상 진동 및 소음이 발생된다.

상기와 같은 엔진의 진동 및 소음은 다양한 원인들이 복합적으로 엔진에 작용하여 발생되며, 이러한 원인들에는 예를 들어, 상기 엔진을 구성하는 피스톤(piston)과 커넥팅 로드(connecting rod)의 상하운동에 의한 중심위치의 주기적인 변화, 실린더 축방향으로 발생되는 왕복운동에 의한 관성력, 커넥팅 로드가 크랭크 축의 좌우 유동에 의해 발생되는 관성력 및 크랭크 축에 가해지는 회전력의 주기적인 변화가 될 수 있다.

엔진의 진동 및 소음이 차체를 통하여 차 내부로 전달되면, 해당 차량 운전자는 큰 불쾌감을 유발할 수 있으며, 쾌적한 운행환경을 해칠 수 있다. 따라서, 통상적으로 차량의 엔진과 차체 사이에는 상기와 같이 동력발생과정에서 발생되는 엔진의 진동 및 소음이 차체에 전달되는 것을 차단하거나 상쇄시켜주는 수단이 사용되고 있다.

다시말해서, 통상적으로 자동차의 엔진 또는 엔진 및 트랜스미션(transmission)을 포함하는 파워 플랜트는 상기와 같은 진동 발생 및 이에 따른 소음의 발생을 억제하기 위한 수단으로 마운트를 사용하고 있다.

상기와 같은 마운트는 효율적으로 상기 엔진 또는 파워 플랜트의 방진, 방음을 하기 위하여 통상적으로 점성을 갖는 유체를 내부에 봉입하여 사용되는 액체 봉입 마운트가 널리 사용되고 있다.

상기 액체 봉입 마운트는 주고무판과 벨로우즈에 감싸진 액실이 가동판 및 환형 통로를 포함하는 판에 의해 상부 액실과 하부 액실로 나뉘어지는 구성으로 이루어진다.

상기 엑체 봉입 마운트를 이용하여 고정된 엔진으로부터 진동이 전해지면 상기 주고무판이 변형되면서 상부 액실의 체적이 변하게 되고, 변한 체적에 해당하는 만큼의 유체가 상부 액실로 부터 하부 액실로 이동하게 되는데, 이 때 유체는 환형 통로를 따라 흐르거나 가동판의 자유 간극 사이를 흐르게 된다. 만약 상기 주고무판의 변형 체적에 해당하는 유체의 양이 가동판의 자유 간극 이동량보다 크면, 즉 저주파 대변위 진동이 엔진으로부터 전달되면, 유체가 가동판 사이의 간극을 통과하지 못하고 환형 통로를 따라 흐르게 되고, 이 때 특정한 주파수에서 환형 통로내의 유체가 공진을 일으켜 큰 감쇠력이 엔진에 전달되어 진동 및 소음을 감쇠시키는 기능을 한다.

그러나, 상기와 같은 엑체 봉입 마운트는 제조에 사용되는 원가가 비싸고, 중량이 큰 단점이 있었다. 따라서, 최근에는 상기와 같은 단점을 해결하기 위하여 도 1에 도시된 바와 같이 원가 및 중량이 상대적으로 작은 에어 댐핑 마운트가 개발되고 있다.

상기 에어 댐핑 마운트는 에어홀을 통하여 공기가 유동함으로써 발생되는 에너지 손실에 의해 진동 및 소음을 감쇠시키는 기능을 한다. 그러나 상기와 같은 공지의 에어 댐핑 마운트는 에어홀(Air Hole, 공기가 통과하여 흐르는 구멍)의 크기에 따라 진동이 감쇠되는 크기 및 최대 감쇠가 일어나는 주파수가 동시에 변하기 때문에 자유롭게 설계하기 어려운 단점이 있었다. 즉, 상기 에어 댐핑 마운트의 최대 감쇠값은 에어 홀의 크기가 작을수록 커지는 반면에 그 주파수는 에어 홀의 크기가 작을수록 작아지며, 따라서, 원하는 주파수에 최대 감쇠가 나타나도록 주파수에 맞춰 에어 홀을 튜닝하게 되면 그 최대 감쇠값은 설정된 에어 홀의 크기에 따라 정해지고, 반대로, 최대 감쇠값을 원하는 수준으로 에어홀을 설계하게 되면 그에 따라 최대 감쇠 주파수가 정해져서 원하는 진동 대역에 최대 감쇠가 나타나도록 할 수가 없는 단점이 있었다.

그리고 외란의 진폭이 클 때만 에어댐핑이 나타나고, 진폭이 작을 때는 에어 댐핑이 나타나지 않도록 해야 하는데, 종래의 에어 댐핑 마운트에서는 외란 진폭이 작을수록 최대 감쇠 주파수가 고주파 대역으로 이동하는 현상이 나타나는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 에어 댐핑 마운트에 형성된 에어 홀이 설정된 진폭 또는 주파수의 가진하에서는 열리고, 설정된 진폭 또는 주파수 이외의 가진하에서는 닫히도록 함으로써 최대 에어 댐핑 값이 종래의 에어 댐핑 마운트보다 더 큰 에어 댐핑 마운트를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

에어 댐핑 마운트에 있어서, 결합볼트; 상기 결합볼트의 하부에 관통결합되어 상기 결합볼트를 지지하는 하부지지유닛; 상기 하부지지유닛을 고정하고, 상기 하부지지유닛의 저면과 이격된 공간에 의하여 댐핑챔버를 형성하는 하우징; 상기 결합볼트의 내부에 배치되는 에어홀 개폐 유닛을 포함하며, 상기 결합볼트는 내부에 에어홀 개폐유닛을 적재할 수 있는 빈 공간 및 측면에 형성된 에어홀을 형성하고, 상기 에어홀 개폐 유닛은 진동이 가해지면 전류를 발생시키는 전자기유도부; 전류가 인가되면 밸브를 개폐하는 솔레노이드밸브부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 에어홀 개폐유닛은, 상기 전자기유도부를 통하여 생성된 전류를 정류하기 위하여 로우패스필터(Low Pass Filter), 하이패스필터(High Pass Filter) 밴드패스필터(Band Pass Filter)중 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 에어홀 개폐 유닛은 내부에 빈 공간을 형성하며, 일측에 상기 에어홀과 대응되는 홀을 형성하는 몸체부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전자기유도부는 영구자석 및 코일을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전자기유도부는 상기 영구자석이 진동에 의하여 공진을 발생시키도록 플레이트 스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명은,

에어 댐핑 마운트에 형성된 에어홀이 에어홀 개폐 유닛에 의하여 사전에 설정된 진폭 또는 주파수에서만 닫히도록 함으로써, 에어 댐핑이 설정된 진폭 또는 주파수에서만 일어나도록 하는 효과가 있다.

또한, 상기 에어홀 개폐 유닛은 상하 움직임에 의하여 발생된 유도전류에 의하여 상하로 움직이면서 에어홀을 개폐하므로, 에어홀 개폐 유닛을 구동하기 위한 별도의 전원을 연결하지 않아도 되는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어홀 개폐유닛을 구비하는 에어 댐핑 마운트를 나타내며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어홀 개폐유닛을 구비하는 에어 댐핑 마운트를 나타낸다.

도면을 참조하면 본 발명의 에어홀 개폐유닛을 구비하는 에어 댐핑 마운트는 결합볼트(100), 하부지지유닛(200), 하우징(300), 에어홀 개폐 유닛(400)을 포함한다.

상기 결합볼트(100)는 자동차의 엔진과 연결되어 자동차의 엔진을 차체의 내부에 결합시키는 기능을 한다. 상기 결합볼트(100)는 내부에 후술할 에어홀 개폐유닛(400)을 적재할 수 있도록 그 내부에 빈공간, 즉, 에어홀 개폐유닛(400)챔버를 형성한다.

상기 결합볼트(100)에 형성된 에어홀(110)은 상기 결합볼트(100)의 내부에 형성된 애어홀 개폐유닛챔버와 연결되도록 형성하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 댐핑챔버에 저장된 공기가 상기 결합볼트(100)의 에어홀 개폐유닛(400)챔버를 거쳐 상기 에어홀(110)을 통하여 빠져나가거나, 또는, 상기 에어홀(110)을 통하여 들어온 공기가 상기 에어홀 개폐유닛챔버를 거쳐 상기 댐핑챔버로 주입될 수 있도록 구성된다.

하부지지유닛(200)은 중심부에 상기 결합볼트(100)의 하단을 삽입할 수 있도록 상기 결합볼트(100)의 하단의 형상 및 크기와 대응되는 홀을 형성하여 이루어지며, 따라서, 상기 결합볼트(100)를 상부에 결합하여 지지하는 기능을 한다.

또한, 상기 하부지지유닛(200)은 그 가장자리와 비교하여 그 중심부가 상대적으로 상부로 돌출되어 이루어지도록 함으로써, 상기 하부지지유닛(200)의 하부면이 후술할 하우징(300)부의 내부바닥면과 소정의 거리를 두고 형성되도록 함으로써 공기가 저장될 수 있는 댐핑 챔버를 형성하도록 이루어진다.

하우징(300)은 상기 결합볼트(100)와 상기 하부지지유닛(200)을 고정하는 기능을 한다. 상기 하우징(300)은 상기 하부지지유닛(200)과 상기 하부지지유닛(200)에 관통결합된 상기 결합볼트(100)의 외면을 감싸도록 이루어지며, 상기 결합볼트(100)와 상기 하부지지부의 결합을 유지시키는 기능을 한다.

에어홀 개폐유닛(400)은 상기 결합볼트(100)의 내부에 배치되어 상기 결합볼트(100)에 형성된 에어홀(110)을 개폐하는 기능을 하며, 자세한 사항은 다음 도 3를 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어홀 개폐유닛(400)을 나타내는 사시도이다.

도면을 참조하면 본 발명의 에어홀 개폐유닛(400)은 전자기유도부(410)와 솔레노이드벨브부(420) 및 몸체부(430)로 이루어진다.

전자기유도부(410)는 도시된 바와 같이, 상기 에어홀 개폐유닛(400)의 상부에 배치되며, 영구자석(411) 및 코일(412)을 포함하여 이루어진다. 다시말해서, 상 기 전자기유도부(410)는 중심에 영구자석(411)을 배치하고 그 측면을 코일(412)로 감싸도록 함으로써, 영구자석(411)의 움직임에 의하여 유도전류가 발생할수 있도록 구성된다.

또한, 상기 전자기유도부(410)는 상기 영구자석(411)의 상부에 배치되는 플레이트 스프링을 더 포함할 수 있다. 상기 플레이트 스프링은 상기 영구자석(411)을 지지하는 기능을 하며, 엔진의 진동에 의하여 영구자석(411)이 상하로 움직일 때, 상기 영구자석(411)을 지지하는 플레이트의 강성에 의하여 공진이 일어나도록 구성된다.

바람직하게는, 상기와 같이, 상기 영구자석(411)의 질량 및 영구자석(411)을 지지하고있는 플레이트 스프링의 강성에 의하여 발생되는 공진은 그 주파수가 엔진 쉐이크 주파수(또는 제어하고자 하는 주파수)와 일치하도록 영구자석(411)의 질량 및 플레이트 스프링의 강성을 설계한다.

솔레노이드밸브부(420)는 공지의 솔레노이드 밸브를 포함하여 구성된다. 상기 솔레노이드 벨브는 전자식 밸브로서, 인가되는 전류에 의하여 밸브를 열고 닫는 기능을 하도록 구성된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 상기 솔레노이드밸브부(420)는 상기 전자기유도부(410)에서 발생된 전류가 인가되도록 이루어진다.

따라서, 상기 전자기유도부(410)에서 생성된 전류가 상기 솔레노이드밸브부(420)로 인가되면 상기 솔레노이드밸브부(420)는 인가된 전력에 따라 밸브(421) 를 열고, 이에따라 상기 댐핑챔버에 저장된 공기가 빠져나가거나 밸브(421)를 닫아 공기의 이동을 차단하도록 구성된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 전자기유도부(410)를 통하여 생성된 전류에 공지의 필터를 적용하여 상기 솔레노이드밸브부(420)로 전송되도록 할 수 있다. 상기 필터는 예를 들어, 공지의 RC 로우패스필터가 될 수 있으며, 상기 전자기유도부(410)의 자석의 움직임으로부터 코일(412)을 통하여 생성된 전류를 상기 RC 로우패스필터를 통하여 원하는 주파수 영역의 전류만 전달되도록 할 수 있다. 다시말해서, 본 발명은 엔진의 진동에 따른 상기 전자기유도부(410)를 구성하는 영구 자석의 움직임에 의한 전자기 유도를 이용하는데, 이 경우 일반적으로 공진 주파수 영역 뿐만 아니라 고주파 대역에서도 큰 전자기 유도가 발생된다. 그러나 이 영역은 큰 감쇠를 요하는 영역이 아니므로 상기와 같이 RC로우패스필터를 사용하여 유도 전류값을 줄이도록 할 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정하는 것은 아니고 전류의 주파수를 필터링 할 수 있는 공지의 밴드패스필터 또는 하이패스필터와 같은 적절한 필터를 사용하도록 할 수 있다. 따라서, 상기와 같은 필터들을 통하여 원하는 주파수 또는 진폭에서만 전류를 발생시킬 수 있도록 할 수 있다.

몸체부(430)는 상기 전자기유도부(410)와 상기 솔레노이드밸브부(420)의 사이에 배치되며, 일측에 상기 결합볼트(100)에 형성된 에어홀(110)과 대응되는 홀을 형성하여 이루어진다. 또한, 상기 몸체부(430)는 그 내부에 도시된 바와 같이 빈 공간을 형성함으로써, 공기가 원활하게 이동할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 몸체부(430)는 상기 전자기유도부(410)에서 생성된 전류가 상기 몸체부(430)를 통하여 상기 솔레노이드밸브부(420)로 전달될 수 있도록 공지의 전류를 흐르게 하는 수단을 내장하여 이루어지도록 할 수 있다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 솔레노이드밸브부(420)를 나타낸다.

상기 솔레노이드밸브부(420)는 통상적으로 사용되는 전기자석밸브로서, 상기 댐핑챔버에 저장된 공기를 빠져나가지 못하도록 차단하거나, 상기 댐핑챔버로 들어가는 공기의 흐름을 차단하는 기능을 한다.

통상의 솔레노이드 밸브는 코어로 구성된 솔레노이드 코일(412)에 전기를 통전시키면 코일(412) 에 끼워져 있던 봉 부분의 내부가 전자석으로 바뀌게 되고 이로 인해 밸브의 유로부분을 막고 있던 시트(다이아프램)과 연결되어있는 프론져(코일(412) 중심봉안에 들어있는 쇠봉)가 자력으로 인해 들어올려진다. 이로 인해서 플론져와 연결되어있는 시트(다이아프램)이 딸려서 올려지게 되고 이로 인해 밸브의 유로가 열리는 구성으로 이루어진다.

본 발명의 에어홀 개폐유닛을 구비하는 에어 댐핑 마운트을 구성하는 솔레노이드밸브부(420)는 통상의 솔레노이드 밸브와 마찬가지로, 전류가 인가되면 상기 솔레노이드밸브부(420)를 구성하는 밸브(421)를 여는 기능을 한다.

상기 솔레노이드밸브부(420)에 전류가 인가되지 않을 경우는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 솔레노이드밸브부(420)를 구성하는 밸브(421)는 플레이트 스프링에 의하여 열린 상태로 이루어지고, 따라서, 상기 솔레노이드밸브부(420)에 의하여 봉인되는 구성으로 이루어지는 댐핑챔버 내의 공기가 원활하게 이동될 수 있으며, 따라서 에어댐핑 마운트에 의한 감쇠가 거의 없다.

그러나, 상술한 바와 같이, 차체의 진동에 의하여 엔진 쉐이크 등이 발생하거나, 엔진 쉐이크 주파수가 아니더라도 엔진 진동이 충분히 커서 상기 전자기유도부(410)에서 상기 솔레노이드밸브부(420)를 작동시킬 만한 큰 유도전류가 발생하여 상기 솔레노이드밸브부(420)로 인가되면, 도 6에 도시된 바와 같이, 솔레노이드밸브부(420)를 구성하는 요크(422)가 자성을 띠면서 플러저(423)가 하방으로 이동하고, 이에따라 밸브(421)가 에어홀을 막아서 공기의 흐름을 막는다. 따라서, 댐핑챔버 내의 공기가 상기 솔레노이드밸브부(420)에 의하여 봉인되기 때문에 큰 압력이 유도되고 이 압력이 엔진 진동을 방해하여 결과적으로 큰 감쇠를 유도한다.

이상으로 본 발명의 에어홀 개폐유닛을 구비하는 에어 댐핑 마운트의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 특정한 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도, 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

도 1은 종래의 에어 댐핑 마운트를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어홀 개폐유닛을 구비하는 에어 댐핑 마운트를 나타낸다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어홀 개폐유닛을 구비하는 에어 댐핑 마운트를 나타내는 사시도이다.

도 4은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어홀 개폐유닛(400)을 나타내는 사시도이다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 솔레노이드밸브부(420)를 나타낸다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 *

100: 결합볼트 110: 에어홀

200: 하부지지유닛 300: 하우징

400: 에어홀 개폐유닛 410: 전자기유도부

420: 솔레노이드밸브부 430: 몸체부

411: 영구자석 412: 코일

421: 밸브 422: 요크

423: 플러저

Claims (5)

1. 에어 댐핑 마운트에 있어서,

   결합볼트(100);

   상기 결합볼트(100)의 하부에 관통결합되어 상기 결합볼트(100)를 지지하는 하부지지유닛(200);

   상기 하부지지유닛(200)을 고정하고, 상기 하부지지유닛(200)의 저면과 이격된 공간에 의하여 댐핑챔버를 형성하는 하우징(300);

   상기 결합볼트(100)의 내부에 배치되는 에어홀 개폐 유닛;

   을 포함하며,

   상기 결합볼트(100)는 내부에 에어홀 개폐유닛(400)을 적재할 수 있는 빈 공간 및 측면에 형성된 에어홀을 형성하고,

   상기 에어홀 개폐 유닛은

   진동이 가해지면 전류를 발생시키는 전자기유도부(410);

   전류가 인가되면 밸브를 개폐하는 솔레노이드밸브부(420)를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어홀 개폐유닛을 구비하는 에어 댐핑 마운트.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 에어홀 개폐유닛(400)은, 상기 전자기유도부(410)를 통하여 생성된 전 류를 정류하기 위하여 로우패스필터(Low Pass Filter), 하이패스필터(High Pass Filter) 밴드패스필터(Band Pass Filter)중 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어홀 개폐유닛을 구비하는 에어 댐핑 마운트.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 에어홀 개폐 유닛은

   내부에 빈 공간을 형성하며, 일측에 상기 에어홀과 대응되는 홀을 형성하는 몸체부(430)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어홀 개폐유닛을 구비하는 에어 댐핑 마운트.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 전자기유도부(410)는 영구자석(411) 및 코일(412)을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어홀 개폐유닛을 구비하는 에어 댐핑 마운트.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 전자기유도부(410)는 상기 영구자석(411)이 진동에 의하여 공진을 발생시키도록 플레이트 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어홀 개폐유닛을 구 비하는 에어 댐핑 마운트.

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