KR102083846B1 - 엔진 회전수 측정용 진동측정장치 - Google Patents

엔진 회전수 측정용 진동측정장치 Download PDF

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Abstract

엔진 회전수 측정용 진동측정장치에 관한 것으로, 서로 결합되어 외형을 형성하는 상부 케이스와 하부 케이스, 상기 상부 케이스의 상단에 설치되고 자력을 이용해서 엔진블록에 부착되는 마그넷, 상기 상부 및 하부 케이스 내부에 설치되고 엔진블록에서 발생하는 진동을 감지하는 노크센서와 음향을 감지하는 마이크로폰을 포함하여 엔진블록에서 발생하는 진동과 음향을 감지한 감지신호를 엔진의 회전수를 측정하는 엔진 회전수 측정기로 전달하는 구성을 마련하여, 노크센서와 마이크로폰을 이용해서 엔진블록에서 발생하는 진동과 음향을 정밀하게 측정할 수 있다.

Description

엔진 회전수 측정용 진동측정장치{VIBRATION MEASURING DEVICE FOR MEASURING ENGINE SPEED}
본 발명은 엔진 회전수 측정용 진동측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 점검시 엔진 회전수를 측정하기 위해 차량에서 발생하는 진동을 측정하는 엔진 회전수 측정용 진동측정장치에 관한 것이다.
토크(부하) 및 회전수(RPM)는 엔진 작동에 있어 기본적인 측정량을 나타낸다.
이러한 차량의 엔진 회전수를 측정하는 측정기는 점화 플러그 배선에 픽업(pick up)하여 측정하는 방식과 엔진에 가까운 블록 등에 자석을 이용해서 부착하여 진동을 감지하여 측정하는 방식이 있다.
상기 픽업 방식은 부착하기가 용이하지 않고 오류도 종종 발생함에 따라, 최근에는 대부분 진동값을 측정해서 엔진 회전수를 산출하는 방식의 보편적으로 사용된다.
특히, 환경 오염의 주원인 중에 하나로 자동차의 배기가스가 지목됨에 따라, 자동차의 주행 환경을 모사해서 설정 부하가 발생된 상태에서 배출가스를 측정하는 방식의 정밀검사가 이루어지고 있다.
예를 들어, 하기의 특허문헌 1 및 특허문헌 2에는 엔진 회전수 측정 장치 기술이 개시되어 있다.
대한민국 특허 등록번호 제10-1292208호(2013년 8월 1일 공고) 대한민국 실용신안 공개번호 제20-2015-0003869호(2015년 10월 23일 공개)
한편, 종래기술에 따른 엔진 회전수 측정장치에 적용되는 진동센서의 경우, 자석과 센서가 일체로 구성되고, 상기 자석은 엔진의 금속 부분에 부착되어 엔진의 진동 파형을 분석한다.
차량에서 차체는 배터리의 마이너스(-) 단자와 연결되어 접지된다.
따라서 종래기술에 따른 엔진 회전수 측정장치에 적용되는 진동센서는 차체에서 전달되는 노이즈나 서지전압에 의해 진동 측정 결과에 대한 정밀도가 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 차량의 엔진 회전수를 검출하기 위해 엔진의 진동을 측정하는 엔진 회전수 측정용 진동측정장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 엔진에서 발생하는 진동과 음향을 동시에 측정할 수 있는 엔진 회전수 측정용 진동측정장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 차체에서 전달되는 노이즈와 서지전압에 의한 영향을 차단해서 진동 측정 결과의 정밀도를 향상시킬 수 있는 엔진 회전수 측정용 진동측정장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 엔진 회전수 측정용 진동측정장치는 서로 결합되어 외형을 형성하는 상부 케이스와 하부 케이스, 상기 상부 케이스의 상단에 설치되고 자력을 이용해서 엔진블록에 부착되는 마그넷, 상기 상부 및 하부 케이스 내부에 설치되고 엔진블록에서 발생하는 진동을 감지하는 노크센서와 음향을 감지하는 마이크로폰을 포함하여 엔진블록에서 발생하는 진동과 음향을 감지한 감지신호를 엔진의 회전수를 측정하는 엔진 회전수 측정기로 전달하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 엔진 회전수 측정용 진동측정장치에 의하면, 노크센서와 마이크로폰을 이용해서 엔진블록에서 발생하는 진동과 음향을 정밀하게 측정할 수 있다는 효과가 얻어진다.
그리고 본 발명에 의하면, 케이스 내부에 전체적으로 차폐층을 형성해서 엔진블록과 절연된 상태에서 진동과 음향을 측정함으로써, 엔진블록에서 전달되는 노이즈에 의한 영향을 차단할 수 있다는 효과가 얻어진다.
이에 따라, 본 발명에 의하면, 엔진블록에서 발생하는 진동과 음향을 측정하는 측정 정밀도를 향상시키고, 측정 결과에 대한 신뢰도를 증대할 수 있다는 효과가 얻어진다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진 회전수 측정용 진동측정장치의 사시도,
도 2은 도 1에 도시된 진동측정장치의 블록 구성도,
도 3은 도 1에 도시된 A-A'선에 대한 단면도,
도 4는 도 3에 도시된 B 부분의 확대도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진 회전수 측정용 진동측정장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진 회전수 측정용 진동측정장치의 사시도이고, 도 2은 도 1에 도시된 진동측정장치의 블록 구성도이다. 그리고 도 3은 도 1에 도시된 A-A'선에 대한 단면도이다.
이하에서는 '좌측', '우측', '전방', '후방', '상방' 및 '하방'과 같은 방향을 지시하는 용어들은 각 도면에 도시된 상태를 기준으로 각각의 방향을 지시하는 것으로 정의한다.
즉, 본 실시 예에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 자석이 진동측정장치의 상단에 배치된 상태를 기준으로 설명하나, 엔진블록에 진동측정장치가 설치되는 상태에 따라 각 장치의 위치는 다양하게 변경될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진 회전수 측정용 진동측정장치(10)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 서로 결합되어 외형을 형성하는 상부 케이스(11)와 하부 케이스(12), 상부 케이스(12)의 상단에 설치되고 자력을 이용해서 엔진블록에 부착되는 마그넷(20), 상부 및 하부 케이스(11,12) 내부에 설치되고 엔진블록에서 발생하는 진동을 감지하는 노크센서(30)와 음향을 감지하는 마이크로폰(40)을 포함한다.
그리고 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진 회전수 측정용 진동측정장치(10)는 노크센서(30)에 전달되는 진동에서 차량의 노이즈에 대응되는 신호를 완충 또는 필터링하는 완충부재(31)와 마이크로폰(40)에 전달되는 음향에 포함된 노이즈를 필터링하는 마이크 필터(41) 및 진동신호의 인식 상태를 표시하는 표시등(42)을 더 포함할 수 있다.
본 실시 예에서 진동측정장치(10)는 마그넷(20)과 브래킷(21), 노크센서(30)와 완충부재(31), 마이크로폰(40)이 순차적으로 적층되는 적층 구조로 이루어진다.
이와 같이, 본 발명은 진동측정장치에 마련되는 각 부품이 적층 구조로 배치됨에 따라, 내부의 한정된 공간을 효과적으로 활용하여 공간활용도를 높이고, 엔진블록에서 발생하는 진동이나 충격으로 대한 내구성을 향상시킬 수 있다.
그리고 진동측정장치(10)는 케이블(50)을 통해 엔진 회전수 측정기(60)와 전기적으로 연결될 수 있다.
즉, 케이블(50)의 선단에는 엔진 회전수 측정기(60)와 연결된 상대 커넥터(61)와 탈착 가능하게 결합되는 커넥터(51)가 연결될 수 있다.
그리고 케이블(50)은 상부 및 하부 케이스(11,12) 사이에 고정되는 스토퍼(52)에 의해 고정될 수 있다.
상부 케이스(11)와 하부 케이스(12)는 각각 하면과 상면이 개구된 대략 육면체 형상으로 형성되고, 서로 접촉되는 상부 케이스(11)의 하단부와 하부 케이스(12)에 서로 대응되도록 형성되는 걸림턱과 걸림홈에 의해 서로 결합될 수 있다.
하부 케이스(12)의 일측, 도 1에서 보았을 때 좌측에는 노크센서(30)와 마이크로폰(40)이 설치되는 설치 공간이 마련되도록 하방으로 돌출되는 울림통부(13)가 마련될 수 있다.
그리고 하부 케이스(12)의 하면에는 엔진블록에서 발생하는 음향을 마이크로폰(40)으로 전달하는 복수의 전달공(14)과, 표시등(42)이 설치되는 설치공(15)이 형성될 수 있다.
그래서 울림통부(13)는 복수의 전달공(14)을 통해 마이크로폰(40)으로 전달되는 음향을 증폭시키는 울림통 기능을 할 수 있다.
한편, 상부 케이스(11)와 하부 케이스(12)의 내면에는 도 3에 도시된 바와 같이 전체적으로 노이즈 차폐재가 도금 처리된 차폐층(16)이 형성된다.
예를 들어, 차폐층(16)은 은(Ag)이나 알루미늄(Al)와 같은 전도성 재질을 이용해서 노이즈를 차폐하는 기능을 갖는 차폐재를 상부 및 하부 케이스(11,12) 내면에 전체적으로 도포하거나 분사해서 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 상부 케이스와 하부 케이스의 내면에 전체적으로 노이즈를 차폐하는 차폐층을 형성해서 절연함으로써, 엔진블록에서 전달되는 각종 노이즈나 서지 전압에 의한 영향을 차단할 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 노크센서와 마이크로폰을 이용해서 측정되는 진동값 및 음향값의 정밀도를 향상시키고, 측정 결과에 대한 신뢰도를 증대할 수 있다.
상부 케이스(11)의 상면에는 마그넷(20)이 설치되는 브래킷(21)이 결합되는 결합공(17)이 형성될 수 있다.
브래킷(21)은 상단에 마그넷(20)이 결합되도록, 상면이 개구된 원통 형상으로 형성되고, 브래킷(21)의 하단에는 노크센서(30)에 결합되는 결합돌부(22)가 돌출 형성될 수 있다.
본 실시 예에서 마그넷(20)은 엔진블록에 부착되는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 엔진블록에 결합되고 자력을 이용해서 부착이 가능한 위치, 즉 오일팬이나 다양한 형상 및 구조의 브래킷 등에도 마그넷을 용이하게 부착할 수 있다.
노크센서(30)는 압전 소자를 이용해서 엔진 진동의 크기를 전기적 신호, 즉 전압 신호로 변환하는 기능을 한다.
노크센서(30)의 중앙부에는 브래킷(21)의 결합돌부(22)가 결합되도록 관통공(33)이 형성될 수 있다.
이러한 노크센서(30)와 마이크로폰(40) 사이에는 엔진블록에서 노크센서(30)로 전달되는 진동에서 차량의 노이즈에 대응되는 신호를 완충 또는 필터링하는 완충부재(31)가 설치된다.
도 3 및 도 4를 참조하여 노크센서와 완충부재의 구성을 상세하게 설명한다.
도 4는 도 3에 도시된 B 부분의 확대도이다.
완충부재(31)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 대략 사각판 형상으로 형성되고, 완충부재(31)의 양단, 즉 도 4에서 좌측단과 우측단은 각각 하방으로 절곡 형성될 수 있다.
그래서 완충부재(31)의 좌측단은 하부 케이스(12)의 울림통부(13) 상단에 지지되고, 완충부재(31)의 우측단은 하부 케이스(12)의 내면에 지지될 수 있다.
여기서, 울림통부(13)의 상단에는 완충부재(31)의 우측단이 안착되는 안착홈이 형성될 수 있다.
그리고 완충부재(31)에는 탄성을 갖는 탄성부재(32)가 결합될 수 있다.
탄성부재(32)는 고무와 같이 탄성을 갖는 재질의 재료를 이용해서 제조되고, 머리부와 완충부재(31)에 결합되는 결합부를 포함하여 대략 볼트 형상으로 형성될 수 있다.
이러한 탄성부재(32)의 상단은 노크센서(30)의 관통공(33) 하단에 접촉되거나, 관통공(33)에 부분적으로 결합될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 노크센서와 마이크로폰 사이에 완충부재와 탄성부재를 배치해서 엔진블록에서 전달되는 노이즈를 효과적으로 완충 또는 필터링함에 따라, 노크센서에서 노이즈가 제거된 진동을 정밀하게 측정할 수 있다.
다시 도 2 및 도 3에서, 마이크로폰(40)은 하부 케이스(12)의 울림통부(13) 내부에 설치되고, 마이크로폰(40)의 상단과 하단에는 각각 마이크로폰(40)에 전달되는 음향에 포함된 노이즈를 필터링하는 한 쌍의 마이크 필터(41)가 설치될 수 있다.
물론, 마이크 필터(41)는 마이크로폰(40)의 외면에도 설치될 수 있다.
이러한 마이크 필터(41)는 스폰지와 같이, 엔진블록에서 전달되는 음향에서 노이즈를 필터링 가능한 재질의 재료로 제조될 수 있다.
한편, 하부 케이스(12) 내면의 차폐층(16)에는 차폐층(16)으로 전달된 노이즈를 케이블(50)을 통해 제거하는 실드 케이블(53)이 볼트에 의해 고정될 수 있다.
또한, 엔진블록에 부착되는 마그넷(20)의 외면에는 절연 물질을 도금처리한 절연층이 더 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 노이즈 차폐층을 형성해서 진동측정장치를 엔진블록과절연함으로써, 엔진블록에서 전달되는 노이즈나 서지전압, 전자파 등에 의한 영향을 완전하게 차단할 수도 있다.
다음, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진 회전수 측정용 진동측정장치의 결합관계 및 작동방법을 상세하게 설명한다.
먼저, 작업자는 상부 케이스(11)와 하부 케이스(12)의 내면에 전체적으로 차폐재를 도포하거나 분사해서 차폐층(16)을 형성하고, 하부 케이스(12) 내면에 실드 케이블(53)의 선단을 고정한다.
그리고 하부 케이스(12)의 울림통부(13) 내부에 마이크로폰(40)과 마이크 필터(41)를 설치하고, 울림통부(13) 상단에 완충부재(31) 및 탄성부재(32)를 순차적으로 설치한다.
이어서, 마그넷(20)이 결합된 브래킷(21)을 노크센서(30)에 결합한 후, 탄성부재(32)의 상단에 노크센서(30)를 배치하고, 하부 케이스(12)와 상부 케이스(11)를 결합한다.
이와 같이 조립된 진동측정장치(10)는 케이블(50)을 통해 엔진 회전수 측정기(60)와 연결된다.
작업자는 조립이 완료된 진동측정장치(10)를 엔진 회전수를 측정하고자 하는 차량의 엔진블록에 마그넷(20)의 자력을 이용해서 부착한다.
그러면, 노크센서(30)와 마이크포폰(40)은 각각 엔진블록에서 전달되는 진동과 음향을 측정하고, 측정된 진동과 음향에 대응되는 측정신호를 출력하여 엔진 회전수 측정기(60)로 전달한다.
이때, 상부 및 하부 케이스(11,12) 내면에 전체적으로 차폐층(16)이 형성됨에 따라, 진동측정장치(10)는 엔진블록과 절연된 상태에서 엔진블록의 진동 및 음향을 측정할 수 있다.
그리고 노크센서(30)와 마이크로폰(40) 사이에 배치된 완충부재(31)와 탄성부재(32)는 엔진블록에서 전달되는 노이즈를 효과적으로 완충 또는 필터링하고, 노크센서(30)는 노이즈가 제거된 상태의 진동을 정밀하게 측정할 수 있다.
또한, 마이크로폰(40)은 하부 케이스(12)에 형성된 전달공(14)을 통해 전달되는 음향이 울림통부(13) 내에서 증폭된 상태에서 마이크 필터(41)에 의해 필터링된 음향을 측정한다.
상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 노크센서와 마이크로폰을 이용해서 엔진블록에서 발생하는 진동과 음향을 정밀하게 측정할 수 있다.
그리고 본 발명은 케이스 내부에 전체적으로 차폐층을 형성해서 엔진블록과 절연된 상태에서 진동과 음향을 측정함으로써, 엔진블록에서 전달되는 노이즈에 의한 영향을 차단할 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 엔진블록에서 발생하는 진동과 음향을 측정하는 측정 정밀도를 향상시키고, 측정 결과에 대한 신뢰도를 증대할 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
본 발명은 노크센서와 마이크로폰을 이용해서 엔진블록에서 발생하는 진동과 음향을 정밀하게 측정하여 엔진의 회전수를 측정하는 엔진 회전수 측정용 진동측정장치 기술에 적용된다.
10: 엔진 회전수 측정용 진동측정장치
11,12: 상부,하부 케이스 13: 울림통부
14: 전달공 15: 설치공
16: 차폐층 17: 결합공
20: 마그넷 21: 브래킷
22: 결합돌부 30: 노크센서
31: 완충부재 32: 탄성부재
33: 관통공 40: 마이크로폰
41: 마이크 필터 42: 표시등
50: 케이블 51: 커넥터
52: 스토퍼 53: 실드케이블
60: 엔진 회전수 측정기 61: 상대 커넥터

Claims (6)

  1. 서로 결합되어 외형을 형성하는 상부 케이스와 하부 케이스,
    상기 상부 케이스의 상단에 설치되고 자력을 이용해서 엔진블록에 부착되는 마그넷,
    상기 상부 및 하부 케이스 내부에 설치되고 엔진블록에서 발생하는 진동을 감지하는 노크센서와 음향을 감지하는 마이크로폰 및
    상기 노크센서와 마이크로폰 사이에 설치되어 상기 노크센서로 전달되는 진동에서 차량의 노이즈에 대응되는 신호를 완충 또는 필터링하는 완충부재를 포함하여 상기 마그넷과 마그넷이 결합되는 브래킷, 노크센서와 완충부재, 마이크로폰이 순차적으로 적층되는 적층 구조로 이루어지고,
    엔진블록에서 발생하는 진동과 음향을 감지한 감지신호를 엔진의 회전수를 측정하는 엔진 회전수 측정기로 전달하며,
    상기 상부 케이스와 하부 케이스의 내면에는 엔진블록에서 전달되는 노이즈와 서지전압, 전자파를 차폐하는 차폐재를 전체적으로 도포 또는 분사해서 차폐층이 형성되고,
    상기 완충부재는 양측단이 각각 하방으로 절곡 형성된 사각판 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진 회전수 측정용 진동측정장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로폰으로 전달되는 음향에 포함된 노이즈를 필터링하는 마이크 필터 및
    진동신호의 인식 상태를 표시하는 표시등을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 회전수 측정용 진동측정장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 진동측정장치는 케이블을 통해 엔진 회전수 측정기와 전기적으로 연결되고,
    상기 차폐층에는 상기 차폐층으로 전달된 노이즈를 상기 케이블을 통해 제거하는 실드 케이블이 고정되는 것을 특징으로 하는 엔진 회전수 측정용 진동측정장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 완충부재의 일측단은 상기 하부 케이스의 일측에 상기 마이크로폰으로 전달되는 음향을 증폭시키는 울림통부 상단에 지지되며,
    상기 완충부재의 타측단은 상기 하부 케이스의 내면에 지지되고,
    상기 완충부재에는 상기 노크센서의 하단에 접촉되도록 탄성을 갖는 탄성부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 엔진 회전수 측정용 진동측정장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 마이크로폰의 상단 및 하단에는 각각 상기 마이크 필터가 설치되고,
    상기 마그넷의 외면에는 절연층이 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진 회전수 측정용 진동측정장치.

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020030664A (ko) * 2000-10-19 2002-04-25 류정열 자동차용 유니트
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KR20150003869U (ko) 2014-04-14 2015-10-23 주식회사 자스텍 엔진회전수 측정 통합 모니터링 시스템
KR101818353B1 (ko) * 2016-07-04 2018-01-12 지엠 글로벌 테크놀러지 오퍼레이션스 엘엘씨 차량 소음 진단 키트 및 방법

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