KR101846866B1

KR101846866B1 - 능동 동흡진기

Info

Publication number: KR101846866B1
Application number: KR1020120142060A
Authority: KR
Inventors: 김장호
Original assignee: 현대자동차 주식회사
Priority date: 2012-12-07
Filing date: 2012-12-07
Publication date: 2018-04-09
Also published as: KR20140073978A; CN103867621B; US9059624B2; CN103867621A; US20140159515A1

Abstract

능동 동흡진기가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 능동 동흡진기는 하우징의 내부에서 전기적 신호에 의해 진동하도록 내부에 코일이 감겨진 코일부와, 상기 코일부에 전류가 흐르면 전기적인 힘에 의해 움직이며 일정한 질량을 가지며 상부 요크와 하부 요크로 구성되고 그 사이에 영구자석이 구비되는 요크부가 구비되며, 상기 요크부의 움직임을 진동으로 전환되도록 상기 요크부의 상, 하부에 각각 장착되는 판스프링을 포함하는 능동 동흡진기에 있어서, 상기 코일부의 일측 상, 하부에 각각 상기 코일부의 외주면으로부터 돌출 형성되는 상, 하부 슬라이드 돌기; 상기 상, 하부 슬라이드 돌기에 대응하여 상기 하부 요크의 일측 상, 하부에 각각 복수개로 형성되는 상, 하부 접촉돌기; 및 상기 상부 및 하부 접촉돌기에 전기적으로 연결되고, 제어신호에 따라 상기 각 상부 및 하부 접촉돌기에 선택적으로 전류를 인가하여 상기 코일부와 요크부간에 상, 하 방향으로 로렌츠 힘을 발생시키는 복수개의 드라이버 장치를 포함한다.

Description

능동 동흡진기{Active Dynamic Vibration Absorber}

본 발명은 능동 동흡진기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 요크부가 코일부에 주기적으로 상대운동을 하는 것을 이용하여 코일부에 인가되는 전류의 방향전환을 통해 전류의 세기를 제어하여 효율적으로 진동을 발생시켜 성능을 향상시키도록 하는 능동 동흡진기에 관한 것이다.

일반적으로 동흡진기는 발생 진동에 대한 안티노드(Anti-Node)를 고의로 일으켜 기존 공진주파수를 회피함으로써 진동을 저감시키는 장치로서, 자동차의 진동 감쇠를 위한 장치로 널리 사용되어 왔다.

능동 동흡진기 (Active Dynamic Vibration Absorber)는 스프링과 질량체, 및 질량체를 왕복 운동시킬 수 있는 구동기로 구성된다.

여기서, 능동 동흡진기 중, 전동식 구동기를 갖는 능동 동흡진기는 스프링을 이용하여 질량체를 케이스(Case)에 고정하고, 요크와 영구자석으로 구성된 질량체와 별도의 코일부를 배치하여 코일에 전류를 인가함으로써 발생되는 로렌츠 힘에 의해 질량체가 왕복운동 하도록 하여 질량체의 관성력(제어력)이 발생되도록 하고, 이 관성력(제어력)이 스프링을 통해 외벽에 전달되어 진동체(차체의 섀시 등)에 고정된 외벽을 통해 진동체에 전달됨으로써 절연계를 통해 진동체로 전달된 주가진력을 상쇄하여 진동을 저감하는 원리를 갖는다.

이와 같은 전동식 구동기가 적용된 능동 동흡진기의 진동 저감 원리는, 도 1에 도시한 바와 같이, 능동 동흡진기(101 : vibration absorber)를 사용하여 질량체(103)를 왕복 운동시키고, 이렇게 왕복 운동되는 질량체(103)로 인해 발생되는 관성력(제어력)이 저감시키고자 하는 가진 진동수를 가지면서 동시에 위상은 정반대가 되도록 제어하면, 진동체(105)로 전달된 주가진력을 상쇄시켜 진동을 저감시키는 것이다.

즉, 능동 동흡진기(101)의 작동 전류나 전압의 주파수를 제어하여 저감시키고자 하는 가진 진동수를 가변 시킬 수 있으며, 관성력(제어력)의 크기 또한 작동 전류나 전압의 크기를 제어하여 가변 할 수 있다.

여기서, 능동 동흡진기(101)는 섀시의 진동의 크기 및 주파수, 위상 등을 감지하는 가속도계(accelerometer)와 엔진 회전 속도를 감지하며 가속도계에서 신호를 받고 동흡진기(1)를 제어하는 컨트롤러(controller)를 더 포함한다.

즉, 능동 동흡진기(101)는 엔진에서 발생되어 엔진 마운트를 통해 전달된 진동과 주파수는 같으나 위상(phase)이 반대되는 진동을 동흡진기에서 발생시켜 섀시에서의 진동을 상쇄시키며, 엔진의 rpm 및 부하 등 조건에 의해 달라지는 속성(주파수, 위상 등)을 능동 동흡진기에 인가하는 전기적 신호를 통해 제어할 수 있으므로 차량의 저속 및 고속 운행 시에도 엔진의 진동을 더욱 효과적으로 제어할 수 있다.

이러한 구성을 갖는 능동 동흡진기(101)는 전류가 인가되는 코일에 드라이브 장치를 통하여 전류를 흘려주다 끊어주게 되면, 코일에 남아있는 에너지가 역방향으로 흐르게 되면서 역기전력을 발생시키게 된다.

이 때, 역기전력이 크게 발생될 경우, 드라이브 장치에 손상 또는 파손을 발생시키게 되는 바, 코일부와 전원부 사이에 역방향으로 다이오드를 설치하여 역기전력을 전원부 쪽으로 흡수하게 하여 드라이브 장치를 보호하는 방법이 널리 적용되고 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 능동 동흡진기(101)는 상쇄하고자 하는 목표 주파수만을 선택 제어해야 하므로 제어신호를 정현파 파형으로 만들 필요가 있기 때문에 컨트롤러 출력부의 설계가 복잡해지며, 기기 보호 및 효율의 증대를 위해 다이오드 등을 이용하여 프리휠(Free Wheeling)을 구현하고, 정방향(+)과 역방향(-)의 제어신호를 발생시키기 위해 H-Bridge 회로를 적용해야만 하는 등 제작비용이 상승되는 문제점이 있다.

한국공개등록특허공보 제1184284호(2012.09.13)

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 요크부가 코일부를 기준으로 주기적인 상대운동을 하는 것을 이용해 코일부에 인가되는 전류의 방향을 전환하고, 이를 통해 로렌츠 힘의 방향을 조절함과 동시에 전류의 세기를 제어함으로써, 로렌츠 힘의 크기 조절을 통해 효율적인 진동을 발생시키도록 하는 능동 동흡진기를 제공하고자 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 능동 동흡진기는 하우징의 내부에서 전기적 신호에 의해 진동하도록 내부에 코일이 감겨진 코일부와, 상기 코일부에 전류가 흐르면 전기적인 힘에 의해 움직이며 일정한 질량을 가지며 상부 요크와 하부 요크로 구성되어 그 사이에 영구자석이 구비되는 요크부가 구비되고, 상기 요크부의 움직임을 진동으로 전환되도록 상기 요크부의 상, 하부에 각각 장착되는 판스프링을 포함하는 능동 동흡진기에 있어서, 상기 코일부의 일측 상, 하부에 각각 상기 코일부의 외주면으로부터 돌출 형성되는 상, 하부 슬라이드 돌기; 상기 상, 하부 슬라이드 돌기에 대응하여 상기 하부 요크의 일측 상, 하부에 각각 복수개로 형성되는 상, 하부 접촉돌기; 및 상기 상부 및 하부 접촉돌기에 전기적으로 연결되고, 제어신호에 따라 상기 각 상부 및 하부 접촉돌기에 선택적으로 전류를 인가하여 상기 코일부에 상, 하 방향으로 로렌츠 힘을 발생시키는 복수개의 드라이버 장치를 포함한다.

상기 상, 하부 슬라이드 돌기는 상기 코일부의 외주면 상, 하부에 일정간격 이격된 위치에서 오목한 부분이 상호 마주하도록 각각 라운드 지게 형성될 수 있다.

상기 상부 및 하부 접촉돌기는 상기 드라이버 장치로부터 인가된 전류를 상기 상부 슬라이드 돌기로부터 상기 하부 슬라이드 돌기로 전류를 흐르게 하거나, 상기 드라이버 장치로부터 인가된 전류를 상기 하부 슬라이드 돌기로부터 상기 상부 슬라이드 돌기로 전류를 흐르게 하여 상기 코일부에 흐르는 전류방향을 선택적으로 변경시킬 수 있다.

상기 상부 접촉돌기는 상기 하부 요크의 일측 상부에 구비되며, 상기 상부 슬라이드 돌기와 접촉되어 상기 드라이버 장치로부터 상기 코일부에 전류를 공급하는 제1 상부 접촉돌기; 및 상기 하부 요크의 일측 하부에 구비되며, 상기 하부 슬라이드 돌기와 접촉되어 상기 제1 상부 접촉돌기를 통하여 상기 코일부에 공급된 전류를 상기 드라이버 장치로 회수하는 제2 상부 접촉돌기로 이루어질 수 있다.

상기 하부 접촉돌기는 상기 하부 요크의 일측 하부에서 상기 제2 상부 접촉돌기의 하부에 형성되며, 상기 하부 슬라이드 돌기와 접촉되어 상기 드라이버 장치로부터 상기 코일부에 전류를 공급하는 제1 하부 접촉돌기; 및 상기 제1, 제2 상부 접촉돌기 사이에서 상기 하부 요크의 일측 상부에 구비되며, 상기 상부 슬라이드 돌기와 접촉되어 상기 제1 하부 접촉돌기를 통해 상기 코일부에 공급된 전류를 상기 드라이버 장치로 회수하는 제2 상부 접촉돌기로 이루어질 수 있다.

상기 상, 하부 접촉돌기는 상기 코일부에 대응하여 상기 하부 요크의 내부에 형성된 장착공간에서 상기 코일부의 외주면을 향하여 돌출된 상태로 슬라이드 이동 가능하게 장착될 수 있다.

상기 상, 하부 접촉돌기는 상기 장착공간의 내부에 구비되는 지지단이 일체로 형성되며, 상기 상, 하부 슬라이드 돌기의 반대측에서 상기 장착공간과 상기 지지단 사이에 탄성부재가 개재될 수 있다.

상기 드라이버 장치는 상기 상부 접촉돌기와 연결되어 상기 코일부로 전류를 인가하는 제1 드라이버 장치; 및 상기 하부 접촉돌기와 연결되어 상기 코일부로 전류를 인가하는 제2 드라이버 장치를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 능동 동흡진기에 의하면, 요크부가 코일부를 기준으로 주기적인 상대운동을 하는 것을 이용해 코일부에 인가되는 전류의 방향을 전환하고, 이를 통해 로렌츠 힘의 방향을 조절함과 동시에 전류의 세기를 제어함으로써, 로렌츠 힘의 크기 조절을 통해 효율적인 진동을 발생시키는 효과가 있다.

또한, 단방향의 제어신호만으로 작동질량인 요크부를 작동시킬 수 있으므로 종래 정방향(+)과 역방향(-)의 제어신호를 발생시키기 위해 적용되던 H-Bridge 회로나 기기 보호 및 효율 증대를 위해 적용되던 프리휠을 제거할 수 있어 제작비용을 절감하는 효과도 있다.

도 1은 일반적인 능동 동흡진기의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 능동 동흡진기의 구성 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 능동 동흡진기에 적용되는 코일부와 하부 요크의 투영 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 능동 동흡진기에서 코일부와 하부 요크의 투영 정면도이다.
도 5는 도 3의 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 6과 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 능동 동흡진기의 단계별 작동 상태도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 능동 동흡진기의 구성 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 능동 동흡진기에 적용되는 코일부와 하부 요크의 투영 사시도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 능동 동흡진기에서 코일부와 하부 요크의 투영 정면도이고, 도 5는 도 3의 A-A 선에 따른 단면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 능동 동흡진기(1)는 요크부(30)가 코일부(20)를 기준으로 주기적인 상대운동을 하는 것을 이용해 코일부(20)에 인가되는 전류의 방향을 전환하고, 이를 통해 로렌츠 힘의 방향을 조절함과 동시에 전류의 세기를 제어함으로써, 로렌츠 힘의 크기 조절을 통해 효율적인 진동을 발생시킬 수 있는 구조로 이루어진다.

이러한 능동 동흡진기(1)는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 기본적으로, 하우징(10)의 내부에서 전기적 신호에 의해 진동하도록 내부에 코일이 감겨진 코일부(20)와, 상기 코일부(20)에 전류가 흐르면 전기적인 힘에 의해 움직이며 일정한 질량을 가지며 상부 요크(31)와 하부 요크(33)로 구성되어 그 사이에 영구자석(35)이 구비되는 요크부(30)가 구비되고, 상기 요크부(30)의 움직임을 진동으로 전환되도록 상기 요크부(30)의 상, 하부에 각각 장착되는 판스프링(40)을 포함하여 구성된다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 능동 동흡진기(1)는, 도 3과 도 4에서 도시한 바와 같이, 상, 하부 슬라이드 돌기(21, 23), 상, 하부 접촉돌기(37, 39), 및 복수개의 드라이버 장치(50, 60)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 상, 하부 슬라이드 돌기(21, 23)는 상기 코일부(20)의 일측 상, 하부에 각각 상기 코일부(20)의 외주면으로부터 돌출 형성된다.

여기서, 상기 상, 하부 슬라이드 돌기(21, 23)는 상기 코일부(20)의 외주면 상, 하부에 일정간격 이격된 위치에서 오목한 부분이 상호 마주하도록 각각 라운드 지게 형성될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 상, 하부 접촉돌기(37, 39)는 상기 상, 하부 슬라이드 돌기(21, 23)에 대응하여 상기 하부 요크(33)의 일측 상, 하부에 각각 복수개로 형성된다.

그리고 상기 드라이버 장치(50, 60)는 2 개로 구성되어 상기 상부 및 하부 접촉돌기(37, 39)에 전기적으로 연결되고, 제어신호에 따라 상기 각 상부 및 하부 접촉돌기(37, 39)에 선택적으로 전류를 인가하여 상기 코일부(20)와 요크부(30) 간에 상, 하 방향으로 로렌츠 힘(Lorentz Force)을 발생시키게 된다.

이러한 드라이버 장치(50, 60)는 상기 상부 접촉돌기(37)와 연결되어 상기 코일부(20)로 전류를 인가하는 제1 드라이버 장치(50)와 상기 하부 접촉돌기(39)와 연결되어 상기 코일부(20)로 전류를 인가하는 제2 드라이버 장치(60)로 구성될 수 있다.

여기서, 상기 상부 및 하부 접촉돌기(37, 39)는 상기 드라이버 장치(50 or 60)로부터 인가된 전류를 상기 상부 슬라이드 돌기(21)로부터 상기 하부 슬라이드 돌기(23)로 전류를 흐르게 하거나, 상기 각 드라이버 장치(50 or 60)로부터 인가된 전류를 상기 하부 슬라이드 돌기(23)로부터 상기 상부 슬라이드 돌기(21)로 전류를 흐르게 하여 상기 코일부(20)에 흐르는 전류방향을 선택적으로 변경시킬 수 있다.

본 실시예에서, 상기 상부 접촉돌기(37)는 제1 상부 접촉돌기(37a)와 제2 상부 접촉돌기(37b)로 구성된다.

먼저, 상기 제1 상부 접촉돌기(37a)는 상기 하부 요크(33)의 일측 상부에 구비되며, 상기 상부 슬라이드 돌기(21)와 접촉되어 상기 제1 드라이버 장치(50)로부터 상기 코일부(20)에 전류를 공급한다.

그리고 상기 제2 상부 접촉돌기(37b)는 상기 하부 요크(33)의 일측 하부에 구비되며, 상기 하부 슬라이드 돌기(23)와 접촉되어 상기 제1 상부 접촉돌기(37a)를 통하여 상기 코일부(20)에 공급된 전류를 상기 제1 드라이버 장치(50)로 회수한다.

본 실시예에서, 상기 하부 접촉돌기(39)는 제1 하부 접촉돌기(39a)와 제2 하부 접촉돌기(39b)로 구성된다.

먼저, 상기 제1 하부 접촉돌기(39a)는 상기 하부 요크(33)의 일측 하부에서 상기 제2 상부 접촉돌기(37b)의 하부에 형성되며, 상기 하부 슬라이드 돌기(23)와 접촉되어 상기 제2 드라이버 장치(60)로부터 상기 코일부(20)에 전류를 공급한다.

그리고 상기 제2 하부 접촉돌기(39b)는 상기 제1, 제2 상부 접촉돌기(37a, 37b) 사이에서 상기 하부 요크(33)의 일측 상부에 구비되며, 상기 상부 슬라이드 돌기(21)와 접촉되어 상기 제1 하부 접촉돌기(39a)를 통해 상기 코일부(20)에 공급된 전류를 상기 제2 드라이버 장치로 회수한다.

이와 같이 구성되는 상기 상, 하부 접촉돌기(37, 39)는, 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 코일부(20)에 대응하여 상기 하부 요크(33)의 내부에 형성된 장착공간(S)에서 상기 코일부(20)의 외주면을 향하여 돌출된 상태로 슬라이드 이동 가능하게 장착될 수 있다.

여기서, 상기 상, 하부 접촉돌기(37, 39)는 상기 장착공간(S)의 내부에 구비되는 지지단(36)이 일체로 형성되며, 상기 상, 하부 슬라이드 돌기(21, 23)의 반대측에서 상기 장착공간(S)과 상기 지지단(36) 사이에 탄성부재(38)가 개재될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 탄성부재(38)는 일단이 상기 지지단(36)에 지지되고 타단이 상기 장착공간(S)에 지지되는 코일 스프링으로 이루어질 수 있다.

이에 따라, 상기 상, 하부 접촉돌기(37, 39)는 상기 각 드라이버 장치(50, 60)로부터 전류가 인가되면, 상기 코일부(20)의 상, 하부 슬라이드 돌기(21, 23)로 전류를 공급 및 회수하여 전류의 방향을 선택적으로 변환시키게 된다.

여기서, 상기 상, 하부 접촉돌기(37, 39)는 하부 요크(33)과 전기적으로 절연되는 것이 바람직하다.

이 때, 상기 코일부(20)에서 발생되는 로렌츠 힘은 상기 하부 요크(33)를 상부 또는 하부로 상대 운동시키게 된다.

여기서, 상기 상, 하부 접촉돌기(37, 39)는 상기 장착공간(S)의 내부에서 탄성부재(38)의 탄성력에 의해 상기 상, 하부 슬라이드 돌기(21, 23)에 안정적으로 접촉된 상태를 유지할 수 있게 된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 능동 동흡진기(1)의 작동 및 작용을 상세히 설명한다.

도 6과 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 능동 동흡진기의 단계별 작동 상태도이다.

먼저, 상기 제1 드라이버 장치(50)는, 도 6의 (S1)과 같이, 상기 제1 상부 접촉돌기(37a)와 제2 상부 접촉돌기(37b)가 상기 상, 하부 슬라이드 돌기(21, 23)에 각각 접촉된 상태에서 작동을 시작(ON)하여 상기 제1 상부 접촉돌기(37a)에 전류를 공급하게 된다.

그러면, 상기 제1 상부 접촉돌기(37a)로 공급된 전류는 상기 상부 슬라이드 돌기(21)로부터 코일부(20)를 따라 흐른 후, 상기 하부 슬라이드 돌기(23)를 통해 제2 상부 접촉돌기(37b)로 빠져나와 상기 제1 드라이버 장치(50)로 회수된다.

이 때, 상기 제2 드라이버 장치(60)는 작동이 중지(OFF)된 상태를 유지하게 되며, 상기 상부 슬라이드 돌기(21)로부터 코일부(20)를 따라 하부 슬라이드 돌기(23)로 흐르는 전류는 상기 코일부(20)의 상부로 로렌츠 힘(Lorentz Force)을 발생시키게 된다.

상기 코일부(20)에서 상부를 향하여 발생된 로렌츠 힘은, 도 6의 (S1)과 같이 코일부(20)의 하부에 위치된 하부 요크(33)를, 도 6의 (S2)와 같이, 일정길이(D1) 만큼 상부로 이동시키게 된다.

반면, 상기 제2 드라이버 장치(60)는 도 7의 (S3)과 같이, 상기 제1 하부 접촉돌기(39a)와 제2 하부 접촉돌기(39b)가 상기 상, 하부 슬라이드 돌기(21, 23)에 각각 접촉된 상태에서 작동을 시작(ON)하여 상기 제1 하부 접촉돌기(39a)에 전류를 공급하게 된다.

그러면, 상기 제1 하부 접촉돌기(39a)로 공급된 전류는 상기 하부 슬라이드 돌기(23)로부터 코일부(20)를 따라 흐른 후, 상기 상부 슬라이드 돌기(21)를 통해 제2 하부 접촉돌기(39b)로 빠져나와 상기 제2 드라이버 장치(60)로 회수된다.

이 때, 상기 제1 드라이버 장치(50)는 작동이 중지(OFF)된 상태를 유지하게 되며, 상기 하부 슬라이드 돌기(23)로부터 코일부(20)를 따라 상부 슬라이드 돌기(21)로 흐르는 전류는 상기 코일부(20)의 하부로 로렌츠 힘(Lorentz Force)을 발생시키게 된다.

상기 코일부(20)에서 하부를 향하여 발생된 로렌츠 힘은, 도 7의 (S3)와 같이 코일부(20)의 상부에 위치된 하부 요크(33)를, 도 7의 (S4)와 같이, 일정길이(D2) 만큼 하부로 이동시키게 된다.

즉, 본 실시예에 따른 능동 동흡진기(1)는 상기 제1, 제2 드라이버 장치(50, 60)의 선택적인 작동 여부에 따라 전류의 흐름 방향을 변경하여 로렌츠 힘의 위상을 반복적으로 변화시키게 된다.

그러면, 상기 하부 요크(33)는 전술한 바와 같이, 그 위치가 상기 코일부(20)를 중심으로 상, 하부로 반복적으로 이동하게 되며, 이는 상기 하우징(10)의 내부에서 요크부(30) 전체를 상, 하부로 이동시키게 되는 바, 상기 능동 흡진기(1)에서는 진동이 발생된다.

여기서, 상기 요크부(30)는 영구자석(35)에 의해 자화되어 주변에 자기장을 형성하게 된다.

이 때, 상기 제1, 제2 드라이버 장치(50, 60)에서 인가되는 전류는 상기 상, 하부 슬라이드 돌기(21, 23)와 상, 하부 접촉 돌기(37, 39)에 의해 상기 요크부(30)와 상기 코일부(20)의 상대운동이 발생될 때 그 흐름의 방향이 전환된다.

따라서, 전류의 방향과 로렌츠 힘은 상기 요크부와 상기 코일부의 상대운동에 의해 상호 작용된다.

즉, 다시 말해서 코일부(20)에 작용된 로렌츠 힘은 상기 요크부(30)를 힘이 작용하는 방향으로 이동시키고 이로 인해 상기 코일부(20)를 흐르는 전류의 방향이 변화되면서 요크부(30)에 작용하는 로렌츠 힘의 방향이 변화되는 현상이 반복된다. 이와 같은 과정을 통해 상기 요크부(30)가 코일부(20)에 인가되는 전류의 방향 변화에 의한 로렌츠 힘의 방향 변화에 따라 진동되면서 구동력이 발생된다.

상기 로렌츠 힘은 코일의 권선수, 자속밀도, 도선의 길이, 및 전류의 세기와 비례하므로 상기 각 드라이버 장치(50, 60)가 전류의 세기를 제어하여 상기 능동 동흡진기(1)의 진동을 제어할 수 있다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 능동 동흡진기(1)는 요크부(30)가 코일부(20)를 기준으로 주기적인 상대운동을 하는 것을 이용해 코일부(20)에 인가되는 전류의 방향을 전환하고, 이를 통해 로렌트 힘의 방향을 조절함과 동시에 전류의 세기를 제어함으로써, 로렌츠 힘의 크기 조절을 통해 효율적인 진동을 발생시킬 수 있다.

또한, 단방향의 제어신호만으로 작동질량인 요크부(30)를 작동시킴으로써, 종래 정방향(+)과 역방향(-)의 제어신호를 발생시키기 위해 적용되던 H-Bridge 회로나 기기 보호 및 효율 증대를 위해 적용되던 프리휠링 회로를 제거할 수 있어 제작비용을 절감할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

1 : 능동 동흡진기 10 : 하우징
20 : 코일부 21 : 상부 슬라이드 돌기
23 : 하부 슬라이드 돌기 30 : 요크부
31 : 상부 요크 33 : 하부 요크
35 : 영구자석 36 : 지지단
37 : 상부 접촉 돌기 38 : 탄성부재
39 : 하부 접촉 돌기 40 : 판스프링
50 : 제1 드라이브 장치 60 : 제2 드라이브 장치

Claims

하우징의 내부에서 전기적 신호에 의해 진동하도록 내부에 코일이 감겨진 코일부와, 상기 코일부에 전류가 흐르면 전기적인 힘에 의해 움직이며 일정한 질량을 가지며, 상부 요크와 하부 요크로 구성되고 그 사이에 영구자석이 구비되는 요크부가 구비되며, 상기 요크부의 움직임을 진동으로 전환되도록 상기 요크부의 상, 하부에 각각 장착되는 판스프링을 포함하는 능동 동흡진기에 있어서,
상기 코일부의 일측 상, 하부에 각각 상기 코일부의 외주면으로부터 돌출 형성되는 상, 하부 슬라이드 돌기;
상기 상, 하부 슬라이드 돌기에 대응하여 상기 하부 요크의 일측 상, 하부에 각각 복수개로 형성되는 상, 하부 접촉돌기; 및
상기 상부 및 하부 접촉돌기에 전기적으로 연결되고, 제어신호에 따라 상기 각 상부 및 하부 접촉돌기에 선택적으로 전류를 인가하여 상기 코일부와 요크부 간에 상, 하 방향으로 로렌츠 힘을 발생시키는 복수개의 드라이버 장치;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 동흡진기.
제1항에 있어서,
상기 상, 하부 슬라이드 돌기는
상기 코일부의 외주면 상, 하부에 일정간격 이격된 위치에서 오목한 부분이 상호 마주하도록 각각 라운드 지게 형성되는 것을 특징으로 하는 능동 동흡진기.
제1항에 있어서,
상기 상부 및 하부 접촉돌기는
상기 드라이버 장치로부터 인가된 전류를 상기 상부 슬라이드 돌기로부터 상기 하부 슬라이드 돌기로 전류를 흐르게 하거나, 상기 드라이버 장치로부터 인가된 전류를 상기 하부 슬라이드 돌기로부터 상기 상부 슬라이드 돌기로 전류를 흐르게 하여 상기 코일부에 흐르는 전류방향을 선택적으로 변경시키는 것을 특징으로 하는 능동 동흡진기.
제1항에 있어서,
상기 상부 접촉돌기는
상기 하부 요크의 일측 상부에 구비되며, 상기 상부 슬라이드 돌기와 접촉되어 상기 드라이버 장치로부터 상기 코일부에 전류를 공급하는 제1 상부 접촉돌기; 및
상기 하부 요크의 일측 하부에 구비되며, 상기 하부 슬라이드 돌기와 접촉되어 상기 제1 상부 접촉돌기를 통하여 상기 코일부에 공급된 전류를 상기 드라이버 장치로 회수하는 제2 상부 접촉돌기;
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 능동 동흡진기.
제4항에 있어서,
상기 하부 접촉돌기는
상기 하부 요크의 일측 하부에서 상기 제2 상부 접촉돌기의 하부에 형성되며, 상기 하부 슬라이드 돌기와 접촉되어 상기 드라이버 장치로부터 상기 코일부에 전류를 공급하는 제1 하부 접촉돌기; 및
상기 제1, 제2 상부 접촉돌기 사이에서 상기 하부 요크의 일측 상부에 구비되며, 상기 상부 슬라이드 돌기와 접촉되어 상기 제1 하부 접촉돌기를 통해 상기 코일부에 공급된 전류를 상기 드라이버 장치로 회수하는 제2 상부 접촉돌기;
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 능동 동흡진기.
제1항에 있어서,
상기 상, 하부 접촉돌기는
상기 코일부에 대응하여 상기 하부 요크의 내부에 형성된 장착공간에서 상기 코일부의 외주면을 향하여 돌출된 상태로 슬라이드 이동 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 능동 동흡진기.
제6항에 있어서,
상기 상, 하부 접촉돌기는
상기 장착공간의 내부에 구비되는 지지단이 일체로 형성되며, 상기 상, 하부 슬라이드 돌기의 반대측에서 상기 장착공간과 상기 지지단 사이에 탄성부재가 개재되는 것을 특징으로 하는 능동 동흡진기.
제1항에 있어서,
상기 드라이버 장치는
상기 상부 접촉돌기와 연결되어 상기 코일부로 전류를 인가하는 제1 드라이버 장치; 및
상기 하부 접촉돌기와 연결되어 상기 코일부로 전류를 인가하는 제2 드라이버 장치;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 동흡진기.