KR20140072686A - 차량용 동흡진기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 차량에 장착되는 동흡진기에 있어서, 바닥판에서 세로판이 수직방향으로 세워지도록 형성된 하우징;과 탄성을 갖는 재질로 제조되며 상기 바닥판에 안착되는 제1러버;와 상기 제1러버에 수직방향으로 세워지되 세로판에서 이격된 매스; 및 탄성을 갖는 재질로 제조되며 상기 매스와 세로판 사이에 장착된 제2러버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 차량용 동흡진기는 각 방향별 공진주파수 튜닝이 용이하게 이뤄질 수 있으며 다수 개의 러버들이 장착됨에 따라서 동흡진기 자체의 감쇄성능 및 내구성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

차량용 동흡진기{Dynamic damper for vehicle}
본 발명은 차량용 동흡진기에 관한 것으로 더욱 상세하게는 종방향 진동(z축 방향 진동)은 물론 횡방향 진동(x축 및 y축 방향 진동)의 공진 또한 제거할 수 있도록 복수 개의 러버들을 갖는 차량용 동흡진기에 관한 것이다.
동흡진기는 구조물에서 발생하는 공진을 억제하기 위해 장착되는 장치로서 여러분야에서 널리 사용되고 있다.
이중, 차량에서도 동흡진기가 장착되고 있으며, 종래의 차량용 동흡진기의 모습은 도 1a 에 도시된 바와 같다. 도 1a 에 도시된 바와 같이, 차량용 동흡진기(더 상세하게는 엔진마운트 및 트랜스미션마운트 근방에 장착되는 동흡진기)는 진동이 발생하는 구조물에 부착되는 원판형 플레이트(3) 위로 고무재(또는 합성수지재)의 러버(2)가 부착되고 상기 러버(2) 위로 소정의 중량을 갖는 매스(1)가 장착되는 구조였다.
도 1b 에 도시된 바와 같이, 상기와 같은 동흡진기가 차량에 장착됨에 따라 공진주파수는 동흡진기 장착 전 상태인 (a)에서 동흡진기 장착 후의 상태인 (b)의 패턴으로 진폭 및 피크(peak)가 낮아지도록 튜닝될 수 있다.
한편, 자동차와 같이 다양한 가진원에 의해서 그리고 다양한 경로를 통해서 진동이 전달되는 구조물의 경우, 진동을 절연하고자 하는 계(界)는 다양한 주파수 특성을 갖게 된다.
즉, 차량의 운행 조건이나 노면의 상태 등에 따라 단축 방향만이 아닌, 다축 방향으로도 구조물의 공진이 발생하기도 한다.
가령, 도 1a 에서 종방향(z 축 방향)으로만 공진이 발생할 경우에는, 탄성체인 러버(2)의 경도나 두께를 조절하여 공진주파수를 쉽게 튜닝할 수 있다.
그러나, 횡방향(x축 및 y축 방향)으로도 공진이 발생할 경우에는, 기존의 동흡진기 구조로는 주파수 튜닝이 용이하지 않았다. 즉, 플레이트(3)와 2차 질량계를 구성하기 위한 매스(1) 사이에 하나의 러버(2)만 일체로 사출형성(또는 가황형성)되는 구조이기 때문이다.
따라서, 먼저 z축 공진주파수에 맞춰 동흡진기가 튜닝되면, x축 및 y축 방향으로의 주파수는 원하는 주파수 대역으로 튜닝이 불가능하다. 그리고, 종래 구조의 동흡진기에서 x축과 y축의 셋팅주파수는 동일하기 때문에, 각 방향별 주파수 튜닝이 불가능하다.
그러므로, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소할 수 있도록 z축 방향의 주파수 튜닝은 물론 x축 및 y축 방향의 주파수 또한 용이하게 튜닝할 수 있는 차량용 동흡진기를 제공하는 것에 주목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량에 장착되는 동흡진기에 있어서, 바닥판에서 세로판이 수직방향으로 세워지도록 형성된 하우징;과 탄성을 갖는 재질로 제조되며 상기 바닥판에 안착되는 제1러버;와 상기 제1러버에 수직방향으로 세워지되 세로판에서 이격되어 배치된 매스; 및 탄성을 갖는 재질로 제조되며 상기 매스와 세로판 사이에 장착된 제2러버;를 포함하여 구성된다.
상기 제1러버와 제2러버는 다른 탄성특성(Elastic Property)을 갖는 재질로 제조되며, 상기 매스와 세로판 사이에는 제2러버와 다른 탄성특성을 갖는 제3러버가 추가적으로 장착된다.
그리고, 본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 매스는 원기둥 형상이며, 상기 세로판은 매스가 내부에 끼워지도록 파이프(pipe) 형상으로 형성된다.
아울러, 본 발명의 다른 실시예로서, 상기 매스는 원기둥 형상이며, 상기 세로판은 매스의 측면이 노출되도록 횡단면이 반원(半圓) 또는 "C" 모양을 갖는 부분절개된 파이프 형상으로 형성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 차량용 동흡진기는 각 방향별 공진주파수 튜닝이 용이하게 이뤄질 수 있으며 다수 개의 러버들이 장착됨에 따라서 동흡진기 자체의 감쇄성능 및 내구성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1a 는 종래의 차량용 동흡진기의 사시도,
도 1b 는 동흡진기 장착에 따른 공진주파수의 변화를 도시한 그래프들,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동흡진기의 사시도,
도 3 은 내부 구조가 나타나도록 도 2 에 도시된 동흡진기가 부분적으로 절개된 모습을 도시한 사시도,
도 4 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동흡진기의 사시도와 다른 실시예에 따른 하우징의 사시도 및 상기 동흡진기의 평면도가 도시된 도면,
도 5 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동흡진기가 엔진서포트브레켓에 부착된 모습(i)과 트랜스미션마운트에 부착된 모습(ii)을 도시한 도면.
본 발명의 차량용 동흡진기는, 엔진마운트 또는 트랜스미션마운트는 물론 차체에 장착되어 엔진마운트를 지지하는 엔진서포트브라켓, 파워트레인의 하부에 배치되는 서브프레임 등과 같이 차체로 진동이 전달될 수 있는 장치에 추가적으로 장착되는 것으로서 공진 현상을 억제하고 소음을 개선하는 역할을 하며, 종래와 같이 단축방향(z축 방향)의 진동은 물론 다축방향(x축과 y축)의 진동 또한 효율적으로 억제할 수 있도록 구성된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 동흡진기를 더욱 상세하게 설명한다.
도 2 와 도 3 을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 동흡진기는 컵(cup) 모양(즉, 상측이 개방된 케이스나 통 모양)의 하우징(10)을 갖도록 구성된다. 즉, 상기 하우징(10)은 원판형 바닥판(11)의 테두리 부분에서 둘레를 따라 파이프 형상의 세로판(12)이 수직방향으로 세워진 형상을 갖는다.
상기 바닥판(11)의 상측에는 합성고무재(또는 합성수지재)로 제조되어 소정의 탄성을 갖는 제1러버(20) 및 상기 제1러버(20)의 수직 위로 세워지도록 매스(50)가 안착된다. 상기 매스(50)는 소정의 중량을 갖는 금속재로 제조되며 세로판(12)에서 간극이 형성될 수 있는 직경을 갖는다.
상기 매스(50)와 세로판(12) 사이에 형성된 간극에는 하나 이상의 제2러버(30)가 장착되되, 하나 이상의 제3러버(40)가 추가적으로 장착될 수 있다. 상기 제2러버(30)와 제3러버(40) 또한 탄성을 갖는 재질로 제조되되, 제1러버(20)와 제2러버(30) 및 제3러버(40)는 서로 다른 재질적 특성 및 탄성특성을 갖는 재질들이 각각 선택적으로 채택될 수 있다.
상기 제1러버(20)는 동흡진기의 z축 방향 진동에 관련된 공진주파수에 맞춰 튜닝되며, 상기 제2러버(30)와 제3러버(40)는 동흡진기의 x축 및 y축 방향 진동에 관련된 공진주파수들에 맞춰져 튜닝이 이뤄진다.
한편, 본 발명에서 상기 매스(50)는 원기둥 형상은 물론 다각형의 기둥형태를 포함한 여러가지 모양으로 구성될 수 있으며, 하우징(10) 또한 매스(50)의 형태에 따라서 파이프 모양이나 육면체 등의 모양을 가질 수 있다.
가령, 도 4 에 도시된 바와 같이, 상기 매스(50)의 측면이 일부 노출되도록 본 발명의 다른 실시예에 따른 하우징(10a)의 세로판(12a)은 횡단면이 반원(半圓) 또는 "C" 모양을 갖도록 형성될 수 있으며 상기 제2러버(30)와 제3러버(40)의 갯수 및 크기도 조절될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 차량용 동흡진기(100)는 도 5 에 도시된 바와 같이 공진주파수를 감쇄시키도록 진동이 전해지는 엔진서포트브라켓, 트랜스미션마운트 등에 장착된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 차량용 동흡진기는 각 방향별 공진주파수 튜닝이 용이하다. 즉, 기존에는 각 방향별 주파수 튜닝이 불가능하였으나, 각 방향으로 배치된 제1러버(20), 제2러버(30) 및 제3러버(40)의 경도 값을 변경하는 것만으로도 손쉽게 각 방향 별 주파수 튜닝이 가능한 효과가 있다.
아울러, 장착되는 위치 및 요구되는 성능에 따라 각 방향별로 제1러버(20), 제2러버(30) 및 제3러버(40)의 재질을 다르게 구성할 수 있다. 가령, 다중 사출성형 방식으로 제조되는 경우 재질이 다른 고무재들을 제1러버(20), 제2러버(30) 및 제3러버(40)로 사용할 수 있으므로, 온도변화에 둔감한 장점을 갖는 NR(Natural Rubber)재질, 온도변화에 민감하지만 큰 감쇄값을 얻을 수 있는 IIR(Isobutene-Isoprene Rubber) 재질, 내열성능이 우수한 EPDM(Ethylene Prophlene Diene Monomer) 재질 등을 요구되는 성능에 따라서 각 방향 별로 혼합하여 적용할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 동흡진기 자체의 내구성이 향상되는 효과를 갖는다. 즉, z축 방향의 진동 특성을 예를 들어 설명하면, 종래 구조의 러버(2)는 단지 압축스프링의 역할만 수행하나, 본 발명의 제1러버(20), 제2러버(30) 및 제3러버(40)는 어느 하나가 압축될 때 다른 것들은 상대적으로 탄성복원이 이뤄지므로 가진력의 분산이 이루어져 종래의 구조와 대비하여 더 큰 감쇄값을 얻을 수 있으며 더 넓은 주파수 영역에서 감쇄 효과를 얻을 수 있어 동흡진기 자체의 감쇄성능 및 내구성이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명에서는 동흡진기의 내열 성능이 향상된다. 즉, 고온상태에서 탄성을 갖는 러버가 열에 의해 특성값이 변화하거나 노화가 빠르게 진행되며 성능이 악화된다. 하지만, 본 발명에서는 세로판(12)이 제1러버(20), 제2러버(30) 및 제3러버(40)를 열원으로부터 보호하는 히트프로텍터(Heat Pretector) 역할을 함으로써 동흡진기 자체의 내열 성능을 향상시킬 수 있다.
추가적으로, 종래의 동흡진기의 경우, 러버(2)에 크랙이나 파손이 발생할 경우 매스(1)가 플레이트(3)에서 이탈될 수 도 있었으나, 본 발명에서는 제1러버(20), 제2러버(30) 및 제3러버(40)가 하우징(10)에 매스(50)를 고정시키는 기능을 함으로서 어느 하나가 파손된다 할지라도 매스(50)의 이탈을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이상과 같이 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 제한하고자 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.
10 : 하우징
20 : 제1러버
30 : 제2러버
40 : 제3러버
50 : 매스

Claims (5)

  1. 차량에 장착되는 동흡진기에 있어서,
    바닥판에서 세로판이 수직방향으로 세워지도록 형성된 하우징;과
    탄성을 갖는 재질로 제조되며 상기 바닥판에 안착되는 제1러버;와
    상기 제1러버에 수직방향으로 세워지되 세로판에서 이격된 매스; 및
    탄성을 갖는 재질로 제조되며 상기 매스와 세로판 사이에 장착된 제2러버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 동흡진기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1러버와 제2러버는 다른 탄성특성(Elastic Property)을 갖는 재질로 제조된 것을 특징으로 하는 차량용 동흡진기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 매스와 세로판 사이에는 제2러버와 다른 탄성특성을 갖는 제3러버가 추가적으로 장착된 것을 특징으로 하는 차량용 동흡진기.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 매스는 원기둥 형상이며, 상기 세로판은 파이프(pipe) 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 동흡진기.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 매스는 원기둥 형상이며, 상기 세로판은 매스의 측면이 노출되도록 횡단면이 반원(半圓) 또는 "C" 모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 동흡진기.
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