KR20000016087A - 자동차용방진장치_ - Google Patents

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하나와 요시카즈
닛산 지도우샤 가부시키가이샤
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Abstract

방진 시스템에 있어서, 인슐레이터는 엔진과 차체 사이에 배치된다. 동적 댐퍼와 같은 진동 댐퍼는 파워 유닛(즉, 엔진 및/또는 변속기/트랜스엑슬)으로부터 이격하여 있는 측의 인슐레이터에 고착되며, 엔진으로부터 떨어져 연장하는 핀의 차외(outboard) 단부에 연결된다. 진동 댐퍼의 설치에 있어서, 필요로 하는 공간을 최소화하며, 장치가 진동 진폭을 최소화하는 위치에 배치됨에 기인하여 구성요소의 매스가 작음에도 불구하고, 진동과 노이즈를 감쇠하는 데 탁월한 효과가 있는 것이다.

Description

자동차용 방진 시스템
일본국 특개평 제9-240292호에는 엔진에 의해 발생되는 노이즈와 진동을 감소시키기 위한 장치가 개시되어 있다. 이와 관련된 종래 기술은 엔진과 차체 사이에 배치되어 엔진으로부터 차체에 전달되는 노이즈와 진동을 감소시키는 인슐레이터를 포함하고 있다.
동적 댐퍼(dynamic damper)나 또는 매스 댐퍼(mass damper)와 같은 진동 댐퍼를 상술한 형태의 방진 시스템에 설치하면, 방진 시스템에 진동 댐퍼를 설치하기 위한 비교적 큰 공간의 사용에 의해 노이즈와 진동을 더 이상 감소시킬 수 있다. 그러나, 제안된 공간 및 복잡한 엔진실 때문에, 동적 댐퍼를 방진 장치에 설치하기가 더욱 어렵다.
본 발명은 자동차용 방진 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 엔진과 차체 사이에 배치되어, 엔진으로부터 차체에 전달되는 노이즈와 진동을 감소시키기에 적합한 방진 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 다양한 목적과 특징은 첨부된 도면과 관련하여 얻어진 다음의 설명으로부터 명확하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동 댐퍼를 포함하는 방진 시스템의 분해 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 방진 장치의 정면도,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따라 인슐레이터에 고정된 진동 댐퍼를 도시한 단면도,
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따라 인슐레이터에 고정된 진동 댐퍼를 도시한 단면도,
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따라 인슐레이터에 고정된 진동 댐퍼를 도시한 단면도,
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따라 인슐레이터에 고정된 진동 댐퍼를 도시한 단면도, 및
도 7은 2개 실시예 및 제어에 대하여, 본 발명의 일부를 형성하는 핀의 선단에서의 진동의 진폭 주파수 관계를 비교하는 그래프이다.
본 발명의 목적은 방진 시스템에 진동 댐퍼를 용이하게 설치할 수 있는 자동차용 방진 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 진동 댐퍼의 설치에 필요한 공간을 최소화할 수 있는 자동차용 방진 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 진동 댐퍼의 매스(mass)가 비교적 작더라도, 진동 및 이와 관련한 노이즈를 감소시키는 자동차용 방진 시스템을 제공하는 데 있다.
간단히 말해서, 상술한 목적은 방진 장치에 진동 댐퍼를 용이하게 설치하기 위해, 진동 댐퍼가 엔진으로부터 떨어져 있는 인슐레이터의 측면에 고정되는 배열로 하여, 이 배열에 의해 성취되는 것에 있다.
보다 상세하게는, 본 발명의 특징은, 파워 유닛에 연결된 장착부; 제1 내부 실린더, 이 제1 내부 실린더의 외측에 연결된 제1 탄성부재, 및 제1 탄성부재의 외측에 연결되며 차체에 연결된 제1 외부 실린더를 가지는 인슐레이터; 제1 내부 실린더 내에 고정되며 장착부에 연결된 핀을 가지는 연결부; 및 파워 유닛으로부터 떨어져 있는 측면에서 상기 인슐레이터에 고정된 진동 댐퍼를 구비하는 자동차용 방진 시스템에 있다.
첨부된 도면을 참조하면, 도 1 및 도 2는 단지 일례로, 자동차의 우측의 엔진에 배치되고, 자동차의 사이드 멤버에 대하여 측방향으로 향하는 방식으로 차체에 장착되는 파워 유닛 사이에 제공되는 방진 시스템에 관한 것이다.
참조 부호 '1'은 파워 유닛의 엔진(2)과 차체의 사이드 멤버(3) 사이에 배치된 방진 시스템을 나타낸다. 이 방진 시스템(1)은 엔진에 고착된 장착부(5)와, 제1 외부 실린더(6)와 제1 내부 실린더(7) 사이에 배치되고 사이드 부재(3)에 고착된 제1 탄성부재(8)를 포함하는 인슐레이터(9)와, 제1 내부 실린더(7)의 내면에 고정된 핀(10)을 포함하는 연결부(11)와, 엔진(2)으로부터 떨어져 있는 측면에서 인슐레이터(9)에 연결된 동적 댐퍼(12)를 제공한다.
장착부(5)는 볼트(13)에 의해 측방향에서 엔진(2)의 우측에 연결된 베이스판(14)와, 이 베이스판(14)의 상단으로부터 측방향에서자동차의 우측으로 수평하게연장하는 받침대(15)를 포함한다. 이 받침대(15)의 상면은 평평한 면이다. 받침대(15)에 연결부(11)를 연결하기 위한 다수의 볼트 구멍(도시하지 않음)은 이 상면에 형성된다.
인슐레이터(9)는 제1 외부 실린더(6)와, 제1 외부 실린더(6)에 동축으로 배치된 제1 내부 실린더(7)를 포함한다. 제1 내부 실린더(7)의 양단은 제1 외부 실린더(6)의 각각의 경계를 넘어 돌출한다. 제1 탄성부재(8)는 제1 내부 실린더(7)의 외면과 제1 외부 실린더(6)의 내면 사이에 접합된다. 아크 형상의 중공부나 개구부(16a, 16b)는 제1 내부 실린더(7)의 상하측에 형성된다. 판 매스(17)(plate masses)는 도 1에 도시된 방식으로 중공부 또는 개구부(16a, 16b) 사이를 연장하도록 엘라스토머부재 내에 배치된다. 따라서, 수직 방향 보다는 길이방향으로 더 긴 제1 탄성부재(8)를 마련하여, 자동차의 진동의 공진 주파수를 감소시킬 수 있게 된다.
사이드 부재(3)에 인슐레이터(9)를 고착하기 위한 플랜지(6a)는 제1 외부 실린더(6)의 하부 양측에 연결된다. 이 플랜지(6)는 볼트(18)에 의해 사이드 부재(3)에 고착된다. 이 인슐레이터(9)는 받침대(15)의 우측에 배치되고, 그의 축이 자동차의 측방향으로 연장하도록 향해진다.
평면도로 보았을 때, 삼각 형상을 가지도록 형성된 연결부(11)는 일측이 사이드 멤버(3)를 향하는 받침대(15)의 상면에 고착된다. 다수의 볼트 구멍(19a)은 받침대(15)의 상술한 볼트 구멍에 대응하여 연결부(11)에 형성되고, 이 연결부(11)는 이 볼트 구멍(19a)과 받침대(15)의 볼트 구멍에 삽입되는 체결 볼트(19b)에 의해 받침대(15)에 고착된다.
사이드 부재(3)에 대면하는 면의 중앙에 형성된 핀(10)은 측방향으로 인슐레이터(9)로 연장한다. 그의 직경이 인슐레이터(9)의 제1 내부 실린더(7)의 내경보다 약간 더 큰 핀(10)은 제1 내부 실린더(7) 내에 강제 고정된다. 이때, 엔진(2)로부터 이격하는 제1 내부 실린더(7)의 가장자리와 거의 동일 높이로 되는 핀(10)의 첨단으로 인해, 동적 댐퍼(12)는 핀(10)의 첨단부에 동축으로 연결된다.
도 3을 참조하면, 동적 댐퍼(12)는 제2 내부 실린더(21), 이 제2 내부 실린더(21)의 외면에 접합된 제2 탄성부재(22), 제2 탄성부재(22)의 외면에 접합된 제2 외부 실린더(20) 및 제2 외부 실린더(20)의 외면에 고정된 매스(23)을 가진다. 동축의 보어를 가지며 원통 형상으로 되는 다른 매스를 형성하는 보스(24)는 제2 내부 실린더(21) 내에 배치된다. 이 보스(24)는 동적 댐퍼(12)의 회전을 방지하기 위해 엔진(2)로부터 떨어져 마주하는 제1 내부 실린더(7)의 단부면에 형성된 소경의 피트나 보스(7a) 내에 고정하는 돌출부(24a)를 가진다.
동적 댐퍼(12)는 피트(7a) 내에 보스(24)의 돌출부(24a)를 고정함에 따라 핀(10)의 차외(outboard) 첨단에 동축으로 고정되고, 이에 따라 보스(24)의 동축의 단부와 제1 내부 실린더(7)를 서로 연결시킨다. 이것은 보스(24)의 보어를 통해 볼트(25)를 장치하고 핀(10)의 첨단부에 형성된 나사가공된 구멍(10a) 내에 볼트(25)를 체결함으로써 수행된다.
본 실시예에 있어서, 엔진(2)과 사이드 부재(3) 사이의 상대 진동은 인슐레이터(9)의 제1 탄성부재(8)와 동적 댐퍼(12)에 의해 흡수되고, 그 결과, 가감속 상태에서 엔진 노이즈의 전달이 저감된다. 게다가, 동적 댐퍼(12)는 엔진으로부터 이격한 인슐레이터(9) 측에 위치되기 때문에, 동적 댐퍼(12)는 진동 진폭을 최소화하는 위치에 위치결정되고, 이에 따라 보다 효율적으로 작동하는 동적 댐퍼를 마련할 수 있게 된다.
제2 내부 실린더(21)의 내면에 고정된 보스(24)는 매스 댐퍼로서의 기능을 수행하고, 비록 매스가 작음에도 불구하고 적정의 진동과 노이즈 감쇠를 달성할 수 잇는 위치에 위치결정된다.
더욱이, 상대적으로 작은 크기의 보스(24)는 동적 댐퍼(12)로 하여금 콤팩트한 배열과 공간 절약을 이룰 수 있는 방식으로 인슐레이터(9)에 연결되게끔 한다.
동적 댐퍼(12)가 엔진(2)로부터이격하는 측의 인슐레이터(9)에 고착되고 다소간의 장착 제약을 가지고는 있지만, 인슐레이터(9)에 대한 동적 댐퍼(12)의 조립을 용이하게 하여 설계 자유도를 증대시킬 수 있다. 또 인슐레이터(9)에 동적 댐퍼(12)를 설치하는 데 필요한 공간을 최소화시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 추가의 실시예를 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한다. 이들 실시예의 설명에 있어서, 상술한 실시예에서 기재된 부품과 동일한 것에 대해서는 동일한 참조 부호나 문자를 부여한다.
도 4에 도시된 실시예는 동적 댐퍼(30)가 볼트에 의해 핀(10)의 첨단부에 고착된 것을 나타내고 있다. 이 동적 댐퍼(30)는 제2 내부 실린더(32), 이 제2 내부 실린더의 외측에 접합된 제2 탄성부재(33), 이 제2 탄성부재(33)의 외면에 접합된 제2 외부 실린더(31), 및 제2 외부 실린더(31)의 외측에 고정된 매스(34)를 가진다. 제2 내부 실린더(32)는 핀(10)과 마주하는 제2 내부 실린더의 측에 고착부(32a)를 가진다. 이 고착부(32a)는 그의 중앙부에 볼트 구멍(35)를 가진다. 동적 댐퍼(30)는 제1 내부 실린더(7)에 대향하여 동축으로 제2 내부 실린더(32)의 고착부(32a)를 배치함에 따라 핀(10)의 첨단에 동축으로 고정되고, 이어서 고착부(32a)의 볼트 구멍(35)을 통해 핀(10)의 첨단에 형성된 나사가공된 구멍(10a) 내에 볼트(36)를 체결한다. 본 실시예에 있어서, 도 3에 도시된 보스(24)에 의해 제공된 매스 댐퍼 효과 제하고는 도 3에 도시된 실시예와 동일한 이점을 확보할 수 있다.
도 5에 도시된 실시예의 특징은, 동적 댐퍼(40)가 강제 고정 기법을 이용하여 엔진(2)로부터 이격하는 인슐레이터(9)의 제1 내부 실린더(7)의 측에 고정된다는 데 있다. 이 경우, 동적 댐퍼(40)는 제2 내부 실린더(42), 제2 내부 실린더(42)의 외면에 접합된 제2 탄성부재(43), 제2 탄성부재(43)의 외면에 접합된 제2 외부 실린더(41), 및 제2 외부 실린더(41)의 외면에 고정된 매스(44)를 가진다. 부가적으로, 직경이 인슐레이터(9)의 제1 내부 실린더(7)의 직경과 대략 동일한 기둥형 매스(45)는 제2 내부 실린더(42)의 내면에 악착 고정된다. 이 매스(45)는 핀(47)의 첨단과 마주하는 단부에서 제2 내부 실린더(42)의 가장자리로부터 돌출하는 소직경부(46)를 가진다. 이러한 소직경부는 인슐레이터(9)의 제1 내부 실린더(7)의 내경보다 약간 더 큰 직경을 가진다.
핀(47)의 첨단부는 적어도 소직경부(46)의 길이까지 엔진(2) 측으로 단축되어 있다. 동적 댐퍼(40)는 제1 내부 실린더(7) 내에 소직경부(46)을 고정함에 따라엔진(2)으로부터 이격하여 있는제1 내부 실린더(7)의 단부에 동축으로 연결된다. 이때, 매스(45)의 외경과 소직경부(46) 사이에 형성된 쇼울더(45a)는 엔진(2)으로부터 멀리 있는 제1 내부 실린더(7)의 가장자리에 기대게 된다.
본 실시예에 있어서, 매스(45)는 도 3에 도시된 매스(24)와 동일한 방식으로 매스 댐퍼의 기능을 수행하고, 도 3에 도시된 실시예와 같이 동일한 가치있는 효과를 달성할 수 있다. 부가적으로, 볼트에 의해 장착되는 것과는 다른 장착 기법으로, 인슐레이터(9)에 동적 댐퍼(40)를 용이하게 장착할 수 있다.
도 6에 도시된 다른 실시예의 특징은, 동적 댐퍼(50)이 고정 기법을 이용하여 엔진(2)로부터 멀리 있는 측에서 인슐레이터(9)의 제1 내부 실린더(55)에 고착되는 데 있다.
이러한 배열에 있어서, 동적 댐퍼(50)는 제2 내부 실린더(52), 제2 내부 실린더(52)의 외면에 접합된 제2 탄성부재(53), 제2 탄성부재(53)의 외면에 접합된 제2 외부 실린더(51), 및 제2 외부 실린더(51)의 외면에 고정된 매스(54)를 가진다. 이 제2 내부 실린더(52)는 하부판(52a)을 가지고 뚜껑 형상의 구조를 하고 있다. 이러한 뚜껑 형상의 내부 실린더(52)는 인슐레이터(9)의 제1 내부 실린더(55)의 외경보다 약간 더 작다.
엔진(2)으로부터 먼 쪽의 제1 내부 실린더(55)의 단부는, 핀(10)의 첨단부를 지나 동적 댐퍼(50)를 향해 돌출하고 하부판(55a)을 가진다. 제1 내부 실린더(55)의 하부판(55a)은 제2 내부 실린더(52)의 하부판(52a)에 대응하는 형상으로 되어 있다.
동적 댐퍼(50)는 하부판(52a)이 하부판(55a)에 면하여 기댈 때까지 제1 내부 실린더(55)의 외면에 제2 내부 실린더(52)를 고정함에 따라, 엔진(2)로부터 먼 쪽의 제1 내부 실린더(55)의 단부에 동축으로 고착된다.
이러한 실시예에 있어서, 매스 댐퍼의 효과를 제하고는 도 3에 도시된 실시예와 동일한 이점을 확보할 수 있다. 부가적으로, 볼트에 의한 장착 이외의 장착 기법을 통해 인슐레이터(9)에 동적 댐퍼(50)를 용이하게 장착할 수 있다.
도 7은 핀(10)의 첨단부에서 발생하는 진동의 진폭 주파수 특성을 나타내고 있다. 도 7에서, 특성들은 도 4에 도시된 구조를 가지는 동적 댐퍼(30)이 설비된 제1 실시예를 사용하여 파생되고, "제1 실시예"에 의해 표시된 트레이스(trace)에 의해 나타나지만, 도 3에 도시된 구조를 가지는 동적 댐퍼(12)가 설비된 실시예를 사용하여 파생된 특성 트레이스는 "제2 실시예"로 표시된다. 동적 댐퍼가 설비되지 않은 진동 감쇠 장치는 대조표준으로서 제공되며 "비교예"로 붙여진다. 이 "비교예"는 동적 댐퍼가 존재하지 않는다는 점에서 제1 및 제2 실시예와 다르다.
도 7에서는, 제1 실시예는 비교예에 비교할 때 해칭부로 표시(해칭부 'A'로 표시)된 진동 진폭 감쇠 효과를 가지지만, 매스 댐퍼의 효과를 추가로 포함하는 제2 실시예는 점선 트레이스로 표시된 진동 진폭의 감쇠 효과를 가진다.
비록 본 발명이 제한된 수의 실시예만이 기재되어 있지만, 첨부 클레임은 아무런 구속도 되지 않으며, 명세서 본문에 기재된 기본 학설 내에 명확히 포함된 당해 기술분야에서 숙련된 기술자에 의해 많은 변형과 대체 구성을 채용할 수 있음은 물론이다.
예를 들어, 진동 댐퍼는 동적 댐퍼에 국한되지 않으며, 동적 유형의 배열 대신에 매스 댐퍼 배열을 대체 사용할 수 있다. 회전 방지 장치는 보스(24)의 단부면에 형성된 돌출부(24a)와 보스(24)의 단부면에 형성된 피츠의 조합으로 한정되지 않는 데, 이 피트(7a)는 제2 내부 실린더의 단부면에 돌출부를 형성가능함에 따라 제1 내부 실린더 단부면에 형성된다.
더욱이, 본 발명의 사상을 일탈하는 일없이 도시한 구성요소와 같은 기능을 수행하도록 그 밖의 수단이 사용될 수 있음은 당업자에 있어서 말할 것도 없다.
본 발명에 따르면, 방진 시스템에 진동 댐퍼의 설치를 용이하게 하는 자동차용 방진 시스템을 제공한다. 이러한 방진 시스템은 진동 댐퍼의 설치에 필요한 공간을 최소화시킬 수 있다. 이러한 방진 시스템은 진동 댐퍼의 매스가 비교적 작음에도 불구하고, 진동 및 이와 관련한 노이즈를 저감시킬 수 있다.

Claims (14)

  1. 자동차용 방진 시스템에 있어서,
    파워 유닛에 연결된 장착부;
    제1 내부 실린더의 외부면에 연결된 제1 탄성부재, 상기 제1 탄성부재의 외부면에 연결된 제1 외부 실린더를 가지고 차체에 연결된 인슐레이터;
    상기 제1 내부 실린더 내에 고정된 핀을 가지고 상기 장착부에 연결된 연결부; 및
    상기 파워 유닛으로부터 먼 쪽의 상기 인슐레이터 측에 연결된 진동 댐퍼를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 방진 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 진동 댐퍼는 상기 핀에 동축으로 된 제2 내부 실린더, 상기 제2 내부 실린더의 외부면에 연결된 제2 탄성부재, 상기 제2 탄성부재의 외부면에 연결된 제2 외부 실린더, 및 상기 제2 외부 실린더의 외부면에 연결된 매스를 가지는 것을 특징으로 하는 자동차용 방진 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 진동 댐퍼는 고착 장치에 의해 상기 핀에 연결된 것을 자동차용 방진 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 고착 장치는 볼트와 상기 핀의 중앙에 형성된 나사가공된 구멍을 구비한 것을 특징으로 하는 자동차용 방진 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 진동 댐퍼는 상기 제2 내부 실린더의 내부면에 고정되며, 상기 진동 댐퍼는 상기 보스의 중앙부에 형성된 관통 구멍을 통해 상기 핀의 나사가공된 구멍에 볼트를 체결함에 따라 상기 핀에 연결된 것을 특징으로 하는 자동차용 방진 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 내부 실린더는 상기 제2 내부 실린더의 일단부에 형성된 고착부를 가지며, 상기 진동 댐퍼는 상기 체결부의 중앙부에 형성된 관통 구멍을 통해 상기 핀의 나사가공된 구멍에 볼트를 체결함에 따라 상기 핀에 연결된 것을 특징으로 하는 자동차용 방진 시스템.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 내부 실린더는 고정부를 가지며, 상기 진동 댐퍼는 상기 제1 내부 실린더에 상기 고정부를 연결함에 따라 상기 제1 내부 실린더에 연결된 것을 특징으로 하는 자동차용 방진 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 고정부는 그의 일단부에서 상기 제2 내부 실린더의 내부면에 고정된 원통형 기둥으로 형성되며, 상기 진동 댐퍼는 상기 제1 내부 실린더의 내부면 내에 상기 원통형 기둥의 타단부를 고정함에 따라 상기 제1 내부 실린더에 연결된 것을 특징으로 하는 자동차용 방진 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2 내부 실린더는 상기 제2 내부 실린더의 타단부에 형성된 하부판을 가지며, 상기 고정부는 상기 하부판과 제2 내부 실린더의 내부면에 의해 형성되며, 상기 진동 댐퍼는 상기 제1 내부 실린더의 외부면 상에 상기 고정부의 내부면을 고정함으로써 상기 제1 내부 실린더에 연결된 것을 특징으로 하는 자동차용 방진 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 인슐레이터와 진동 댐퍼 사이에 상대 회전을 방지하는 회전 방지 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차용 방진 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 회전 방지 장치는 돌출부와 상기 인슐레이터의 표면에 형성된 피트와 상기 진동 댐퍼를 결합한 것을 특징으로 하는 자동차용 방진 시스템.
  12. 파워 유닛을 가지는 자동차용 방진 시스템에 있어서,
    차체에 연결된 진동 인슐레이터;
    상기 파워 유닛과 상기 진동 인슐레이터를 상호 연결시키는 경식 연결부재; 및
    상기 파워 유닛으로부터 먼 쪽의 상기 진동 인슐레이터 측에 인접한 상기 경식 연결 부재에 연결되고, 상기 파워 유닛에 의해 생성되는 진동 진폭이 최소화되는 위치에 위치결정된 것을 특징으로 하는 자동차용 방진 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 진동 댐퍼는 매스 댐퍼와 동적 댐퍼중 적어도 하나를 구비한 것을 특징으로 하는
  14. 자동차의 방진 시스템에 있어서,
    파워 유닛에 의해 생성되어 차체로 전달되는 진동을 방진하기 위해, 제1 내부 실린더, 상기 제1 내부 실린더의 외부면에 연결된 제1 탄성부재, 상기 제1 탄성부재의 외부면에 연결된 제1 외부 실린더를 가지고 차체에 연결되는 인슐레이터 수단;
    상기 파워 유닛에 상기 인슐레이터 수단을 연결하기 위한 연결수단; 및
    상기 파워 유닛으로부터 먼 쪽에서 상기 인슐레이터 수단에 연결되어 진동을감쇠하기 위한 댐퍼 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 자동차용 방진 시스템.
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