KR100261668B1 - 상이한공진진동수의유체를가지는유체봉입식원통형진동감쇠장치 - Google Patents

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미야타 아키라
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    • F16F13/08—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper the damper being a fluid damper, e.g. the plastics spring not forming a part of the wall of the fluid chamber of the damper the plastics spring forming at least a part of the wall of the fluid chamber of the damper
    • F16F13/14—Units of the bushing type, i.e. loaded predominantly radially

Abstract

내부슬리브; 내부 슬리브의 바깥쪽에서 방사상으로 배치되는 외부슬리브; 내부슬리브와 외부슬리브 사이에 삽입되는 탄성체; 탄성체에 의하여 부분적으로 한정되는 압력수용챔버; 제1 평형챔버를 부분적으로 한정하는 제1 가요격판; 제2 평형챔버를 부분적으로 한정하는 제2 가요격판; 압력수용챔버와 제1 평형챔버사이에서 유체를 연통시키는 제1 오리피스 통로를 한정하기 위한 제1 오리피스통로 한정부재; 및 제1 평형챔버와 제2 평형챔버사이에서 유체를 연통시키는 제2 오리피스 통로를 한정하기 위한 제2 오리피스통로 한정부재;를 포함하며, 제2 오리피스 통로의 비(A/L)가 제1 오리피스 통로의 비(A/L)보다 작은 유체봉입식 원통형 진동감쇠장치에 있어서, A와 L은 각각 오리피스 통로의 단면적과 길이이며, 제1 오리피스통로내에서 유동되는 유체는 제1 공진진동수(f1)를 가지는 한편 제2 오리피스통로내에서 유동되는 유체는 제1 공진진동수(f1)보다 높은 제2 공진진동수(f2)를 가진다.

Description

상이한 공진진동수의 유체를 가지는 유체봉입식 원통형 진동감쇠장치{FLUID-FILLED CYLINDRICAL VIBRATION DAMPING DEVICE HAVING DIFFERENT RESONANCE FREQUENCIES OF FLUID}
본발명은 일반적으로 수용되어 있는 유체의 유동 또는 공진에 근거하여 진동 감쇠 또는 격리효과를 제공하기에 적합한 유체봉입식 원통형 진동감쇠장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본발명은 유체의 유동에 근거하여 넓은 진동수 범위에 걸쳐 입력진동을 효과적으로 감쇠 또는 격리시킬수 있는 유체봉입식 원통형 진동감쇠장치에 관한 것이다.
진동시스템의 2개의 부재 사이에 삽입되는 진동감쇠장치중 하나의 타입으로서, (a) 내부 슬리브부재, (b) 내부 슬리브와의 사이에 적절한 방사상 간격을 가지면서 내부슬리브의 방사상 바깥쪽으로 배치되는 외부 슬리브부재, (c) 이들 2개의 슬리브 부재를 연결하기 위하여 내부슬리브부재와 외부슬리브부재 사이에 삽입되는 탄성체, (d) 탄성체에 의하여 부분적으로 한정되며 물과 같은 비압축성 유체로 봉입되는 압력수용챔버, (e) 가요격판에 의하여 부분적으로 한정되며 비압축성 유체로 봉입되는 평형챔버, 및 (f) 압력수용챔버와 평형챔버사이에서 유체의 유동을 허용하기 위한 오리피스 통로를 포함하는 유체 봉입식 원통형 진동감쇠장치가 공지된다. 그러한 진동감쇠장치는 차량용 엔진마운트로서 사용된다. 이러한 타입의 원통형 진동감쇠장치는 내부슬리브와 외부슬리브 사이에서 진동의 적용시 오리피스 통로를 통하여 유동되도록 가압되는 유체의 유동 또는 공진에 근거하여 양호한 진동감쇠 또는 격리효과를 나타낼수 있다.
일반적으로 감쇠되어질 진동의 진동수가 예를들어 차량의 주행조건에 따라서 변하기 때문에 차량용 엔진마운트는 넓은 진동수 범위에 걸쳐 입력진동에 대하여 상이한 감쇠 또는 격리특성을 나타낼 것이 요구된다. 예를들어 차량 내부에 위치되는 엔진이 아이들링 상태에 있으면서 차량이 정지되어 있는 동안 엔진마운트에 적용되는 엔진아이들링 진동은 복수의 진동수 오더 구성요소를 가진다. 게다가, 자동 변속기를 장착한 차량에서 입력진동의 진동수는 변속기의 상이한 위치에서 엔진속도의 변화로 변경된다. 일반적으로 엔진마운트는 20∼40Hz의 넓은 진동수 범위에 걸쳐서 입력 진동수에 대한 진동격리효과를 나타낼 것이 요구된다.
그렇지만, 오리피스 통로의 길이 및 단면적에 따라서 결정되는 상대적으로 좁은 진동수범위내의 입력진동에 대하여, 상기 설명된 유체봉입식 원통형 진동감쇠장치는 오리피스 통로를 통하는 유체유동에 근거하여 효과적인 진동감쇠 또는 격리효과를 나타낸다.
나아가서, 진동주파수가 오리피스 통로를 통하는 유체유동의 공진진동수보다 낮을 때 오리피스 통로를 통하는 유체유동의 공진에 근거하여 나타나는 동 스프링 상수는 상대적으로 낮지만, 공진진동수의 근처에서 갑자기 증가된다.
즉, 입력진동이 오리피스 통로가 동조되는 진동수보다 높은 진동수를 가질 때 엔진마운트의 동스프링 상수는 상당히 증가되며, 엔진마운트에 의하여 나타나게 되는 진동 감쇠효과는 상당히 저하된다.
따라서, 종래의 유체 봉입식 원통형 진동감쇠장치는, 요구되는 넓은 진동수 범위에 걸쳐서, 유체유동에 근거하는 낮은 동스프링 상수에 의하여 나타나게 되는 진동격리효과를 제공할수 없다. 따라서, 종래의 진동감쇠장치는 소정의 진동감쇠 또는 격리특성을 제공할수 없다.
그러므로 본발명의 목적은 넓은 진동수 범위의 입력진동에 걸쳐서 오리피스 통로를 통하여 유동되도록 가압되는 유체의 유동에 근거하여 낮은 동스프링 상수를 나타내는 유체 봉입식 원통형 진동 감쇠장치를 제공하는 것이다.
본발명의 또 다른 목적은 진동감쇠 또는 격리특성의 상당한 저하를 막도록, 오리피스 통로를 통하는 유체유동의 공진진동수의 근처에서 동스프링 상수의 상당한 증가가 예방되어, 유체 봉입식 원통형 감쇠장치가 넓은 진동수 범위에 걸쳐 입력진동에 대하여 양호한 진동감쇠 또는 격리효과를 나타낼 수 있는 유체봉입식 원통형 진동감쇠장치를 제공하는 것이다.
본발명의 상기 목적은 (a) 내부 슬리브부재; (b) 내부슬리브부재의 바깥쪽에서 방사상으로 배치되는 외부슬리브부재; (c) 내부 및 외부슬리브 부재를 서로 탄성적으로 연결하기 위하여 내부슬리브부재와 외부슬리브부재 사이에 삽입되는 탄성체; (d) 내부 슬리브 부재와 외부슬리브부재 사이에 형성되고 비압축성 유체로 봉입되며, 압력 수용챔버내에서의 유체의 압력이 진동감쇠장치에 대한 진동부하의 적용시 변화되도록 탄성체에 의하여 부분적으로 한정되는 압력수용챔버; (e) 비압축성 유체로 봉입되는 제1 평형챔버를 부분적으로 한정하며, 제1 평형챔버의 체적내에서의 변화를 허용하도록 변위될수 있는 제1 가요격판; (f) 비압축성 유체로 봉입되는 제2 평형챔버를 부분적으로 한정하며, 제2 평형챔버의 체적내에서의 변화를 허용하도록 변위될수 있는 제2가요격판; (g) 압력수용챔버와 제1 평형챔버사이에서 유체가 연통되도록 하는 제1 오리피스 통로를 한정하기 위한 제1 오리피스통로 한정부재; 및 (h) A와 L이 각각의 제1 및 제2 오리피스 통로의 단면적과 길이일 때 제1 오리피스 통로의 비(A/L)보다 작은 비(A/L)를 가지며, 제1 평형챔버와 제2 평형챔버 사이에서 유체가 연통되도록 하는 제2 오리피스 통로를 한정하기 위한 제2 오리피스통로 한정부재를 포함하며, (i) 제1 오리피스 통로에서의 유체유동이 제1 공진진동수(f1)를 가지는 한편 제2 오리피스 통로에서의 유체 유동이 제1 공진진동수(f1)보다 높은 제2공진진동수(f2)를 가지는 유체봉입식 원통형 진동감쇠장치를 제공하는 본발명의 원리에 따라서 성취될수 있다.
이에따라 구성된 유체봉입식 원통형 진동감쇠장치에 있어서, 제1 및 제2 평형챔버는 제1 및 제2 오리피스 통로를 통하여 압력수용 챔버에 대하여 서로 연속적으로 연결된다. 유체봉입식 원통형 진동감쇠장치에 대한 진동부하의 적용시, 압력수용챔버내의 유체의 압력은 탄성체의 탄성변형에 의하여 변화되어 제1 및 제2 오리피스 통로를 통하여, 압력수용챔버와 제1 평형챔버사이에서, 또한 제1 평형챔버와 제2 평형챔버 사이에서 유체유동을 야기시킨다. 따라서, 유체 봉입식 원통형 진동감쇠장치는 각각 제1 및 제2 오리피스 통로를 통한 유체유동의 공진 때문에 소정의 감쇠 또는 격리효과를 나타낸다.
본발명의 유체봉입식 원통형 진동감쇠장치에서, A와 L이 각각 제1 및 제2 오리피스 통로의 단면적과 길이를 나타낼 때, 제2 오리피스 통로는 제1 오리피스 통로의 비(A/L)보다 낮은 비(A/L)를 가진다. 나아가서 제2 오리피스 통로내에서의 유체 유동의 공진진동수는 제1 오리피스 통로내에서의 유체유동의 공진진동수보다 높다. 제2 오리피스 통로를 통하는 유체 유동의 공진에 의하여 나타나게 되는 낮은 동스프링 상수 때문에, 이러한 배열은 제1 오리피스 통로를 통하는 유체유동의 공진진동수보다 높은 진동수에서 동스프링 상수의 증가를 막는 한편 제1 오리피스 통로를 통하는 유체 유동의 공진에 근거하여 낮은 동스프링 상수를 확보하게 한다. 따라서, 본발명의 유체 봉입식 원통형 진동감쇠장치는 입력 진동의 충분히 넓은 진동수 범위에 걸쳐서 낮은 동스프링 상수 때문에 양호한 감쇠 또는 격리특성을 나타낸다.
상기 설명된 바와같이 유체봉입식 원통형 진동감쇠장치에서, 압력수용챔버, 제1 평형챔버 및 제2 평형챔버는 제1 및 제2 오리피스 통로를 경유하여 서로 연속적으로 연결된다. 이러한 배열은 2개의 오리피스 통로의 작동상태를 전환시키기 위한 밸브와 같은 일정 전환수단을 필요로 하지 않아 양호한 진동감쇠용량을 나타내는 엔진마운트가 단순한 구조로 양호한 제조 효율성을 가지면서 얻어질수 있다.
본발명의 바람직한 제1 구체예에 따라서, 제1 평형챔버를 부분적으로 한정하는 제1 가요격판은 제1 탄성층에 의하여 제공되는 한편 제2 평형 챔버를 부분적으로 한정하는 제2가요격판은 제2탄성층에 의하여 제공되며, 제1 및 제2 평형챔버는 동일한 팽창스프링 상수를 가지는 각각의 벽부(48,50)에 의하여 부분적으로 한정된다.
유체봉입식 원통형 진동감쇠장치의 상기 바람직한 제1 구체예에서, 제1 및 제2 평형챔버의 팽창스프링 상수는 제1 및 제2탄성층의 탄성변형에 근거하여 나타난다. "팽창 스프링 상수"라는 용어는 벽부가 평형챔버내에서의 압력의 증가 때문에 팽창될 때 각각의 평형챔버를 한정하는 벽부의 스프링 상수를 의미한다. 나아가서 제1평형챔버의 팽창스프링 상수는 제2 평형챔버의 팽창스프링 상수와 대략 동일하게 된다. 이러한 배열은 제1 및 제2 오리피스 통로의 동조를 용이하게 한다. 각각의 제1 및 제2 오리피스 통로의 단면적 및 길이와 이들 오리피스 통로의 소정의 동조특성에 따라서, 제1 평형챔버의 팽창스프링 상수는 제2 평형챔버의 평창 스프링 상수와 다르게 될수 있다.
본 발명의 바람직한 제2 구체예에 따라서, 축방향 보이드는 내부 슬리브 부재와 외부슬리브부재 사이에 및 직경방향으로 서로 대향되는 감쇠장치의 2개의 원주부중 하나에 형성되는 한편 탄성체는 내부슬리브부재와 외부슬리브부재 사이에 및 감쇠장치의 2개의 원주부중 다른 하나에 삽입되며, 제1 평형챔버 및 제2 평형챔버는 축방향 보이드의 외부방향으로 서로 이격되도록 축방향 보이드내에 위치되고, 각각 제1 및 제2 평형챔버를 한정하는 제1 및 제2 가요격판은 대략 독립적으로 탄성체로 형성되는 제1 및 제2 탄성층에 의하여 제공된다.
유체봉입식 원통형 진동감쇠장치의 상기 바람직한 제2 구체예에서, 압력수용챔버와 제1 및 제2 평형챔버는 내부슬리브부재와 외부슬리브부재 사이의 공간을 효율적으로 이용함으로써 소정의 체적을 가지도록 형성된다. 제1 및 제2 탄성층이 대략 독립적으로 탄성체로 형성되기 때문에, 제1 및 제2 탄성층이 진동부하 및 정부하 또는 파워유니트의 무게를 직접 받지 않아서, 이들 탄성층의 내구성은 효과적으로 향상된다.
본발명의 바람직한 제3 구체예에 따라서 유체봉입식 원통형 진동감쇠장치는 탄성체에 의하여 부분적으로 한정되는 제1포켓, 제1 가요격판에 의하여 부분적으로 한정되는 제2포켓 및 제2가요격판에 의하여 부분적으로 한정되는 제3포켓이 중간 슬리브의 외부 원주면내에서 개방되는 복수의 창을 포함하며 탄성체의 외부 원주면에 접합되는 중간 슬리브를 더 포함하고 있으며, 외부 슬리브 부재는 압력수용챔버, 제1 평형챔버 및 제2 평형챔버 각각을 제공하기 위해서 제1, 제2 및 제3 포켓을 유체 밀봉적으로 폐쇄시키도록 중간 슬리브상에 끼워 맞춰진다.
본발명의 유체봉입식 원통형 진동감쇠장치의 상기 바람직한 제3 구체예에서 압력수용챔버와 제1 및 제2 평형챔버는 양호한 유체 밀봉을 확보하면서 용이하게 형성된다. 제1 및 제2 가요격판은 제2 및 제3 포켓을 형성하도록 창을 통하여 중간 슬리브의 외부 원주면에서 개방되는 각각의 제1 및 제2만곡 탄성층에 의하여 제공된다. 이러한 배열에 따라서, 제1 및 제2탄성층은 탄성체로부터 구조적인 독립성이 유지되면서 탄성체와 일체로 형성된다.
본발명의 바람직한 제4 구체예에 따라서, 제2 오리피스 통로는 제2 오리피스 통로를 통하여 유동되도록 가압되는 유체의 압력에 근거하여 탄성적으로 변형되는 탄성부재에 의하여 부분적으로 한정된다.
본발명의 유체봉입식 원통형 진동감쇠장치의 상기 바람직한 제4 구체예에서, 제2 오리피스통로는 제2 오리피스 통로를 부분적으로 한정하는 탄성부재의 탄성변형을 이용함으로써 동조될수 있다.
본발명의 바람직한 제5 구체예에 따라서 제1 공진진동수(f1)에 대한 제2공진진동수(f2)의 비(f2/f1)는 2보다 크지 않다.
본발명의 유체봉입식 원통형 진동감쇠장치의 상기 바람직한 제5 구체예는 제2 오리피스 통로에 의하여 제1 오리피스 통로내의 유체의 공진진동수(f1) 보다 높은 진동수에서 야기되는 동스프링 상수의 증가를 막는다.
본발명의 바람직한 제6 구체예에 따라서, 제2 공진진동수와 제1 공진진동수 사이의 차(f2-f1)는 30Hz 보다 크지 않다.
본발명의 유체봉입식 원통형 진동감쇠장치의 상기 바람직한 제6 구체예는 제2 오리피스 통로에 의하여 제1 오리피스 통로를 통하는 유체유동의 공진진동수(f1) 보다 높은 진동수에서 야기되는 동스프링 상수의 증가를 막는다.
본발명의 바람직한 제7 구체예에 따라서, 탄성체는 진동부하가 처음 적용되는 직경방향으로 서로 대향하는 진동감쇠장치의 2개의 원주부중 하나에 배치되는 한편 축방향 보이드는 2개의 원주부중 다른 하나에 형성되며, 제1 및 제2 평형챔버는 외부슬리브의 원주방향에서 적절한 간격만큼 서로 이격되도록 진동부하가 처음 적용되는 방향에서 내부 슬리브부재에 대향되는 축방향 보이드의 일부의 원주방향 대향면상에 형성되고, 제1 및 제2 평형챔버사이에서 유체 연통을 허용하는 제2 오리피스 통로는 내부슬리브부재의 일부와 서로 대향되는 외부슬리브 부재와의 사이에서, 상기 원주방향으로 외부슬리브 부재의 내부 원주면을 따라서 연장되도록 형성된다.
본발명의 바람직한 제8 구체예에 따라서, 유체봉입식 원통형 진동감쇠장치는 진동부하가 처음 적용되는 방향으로 제1 평형챔버와 제2 평형챔버사이에서, 내부 슬리브 부재와 외부슬리브부재중 적어도 하나로부터 내부슬리브부재와 외부슬리브부재중 다른 하나를 향하여 돌출되는 탄성멈춤부재를 더 포함한다. 탄성멈춤부재가 보강부재에 의하여 보강될 때, 내부 및 외부슬리브 부재의 상대적인 변위의 양은 효과적으로 제한된다. 게다가, 예를들어 진동부하가 진동감쇠장치에 적용될 때 제1 평형챔버와 제2 평형챔버 사이에서 멈춤부재내의 보강부재의 존재는 외부슬리브 부재의 내부원주면을 따라서 연장되는 제2 오리피스통로의 횡단면내에서의 변화를 막기위해 효과적이다.
도 1은 본발명의 제1 구체예에 따라서 구성되는 차량에서 사용되기 위한 엔진마운트의 횡단면도,
도 2는 도 1의 엔진마운트의 축단면도,
도 3은 도 1의 선 3-3의 단면도,
도 4는 도 1의 선 4-4의 단면도,
도 5는 본발명의 제2 구체예에 따라서 구성되는 엔진마운트의 횡단면도,
도 6은 도 5의 엔진마운트의 축단면도,
도 7은 실시예 (1)의 엔진마운트의 측정된 감쇠 또는 격리 특성을 도시하는 그래프,
도 8은 실시예 (2)의 엔진마운트의 측정된 감쇠 또는 격리특성을 도시하는 그래프,
도 9는 실시예 (3)의 엔진마운트의 측정된 감쇠 또는 격리특성을 도시하는 그래프,
도 10은 실시예 (4)의 엔진마운트의 측정된 감쇠 또는 격리특성을 도시하는 그래프,
도 11은 실시예 (5)의 엔진마운트의 측정된 감쇠 또는 격리특성을 도시하는 그래프,
도 12는 실시예 (6)의 엔진마운트의 측정된 감쇠 또는 격리특성을 도시하는 그래프,
도 13은 실시예 (7)의 엔진마운트의 측정된 감쇠 또는 격리특성을 도시하는 그래프,
도 14는 실시예 (8)의 엔진마운트의 측정된 감쇠 또는 격리특성을 도시하는 그래프,
도 15는 비교실시예의 엔진마운트의 측정된 감쇠 또는 격리특성을 도시하는 그래프.
본발명의 목적, 특징 및 장점들이 첨부된 도면을 참조하여 본발명의 바람직한 구체예의 이어지는 상세한 설명으로 보다 명확해진다.
도 1 내지 도 4는 프론트-엔진 프론트-드라이브 차량(FF 차량)에서 사용되는 본발명의 제1 구체예에 따라 구조된 엔진마운트(10)를 도시한다. 이러한 엔진마운트(10)는 2개의 슬리브(12, 14)가 엔진마운트(10)의 반경 또는 직경방향으로 서로 이격되도록 배치되고 금속으로 만들어지는 내부슬리브(10) 및 외부슬리브(14)를 포함한다. 내부슬리브(12)는 근소한 반경방향 간격만큼 외부슬리브(14)의 축선 또는 중심으로부터 반경방향으로 오프셋되는 축선 또는 중심을 가진다. 내부 및 외부슬리브(12, 14)는 그 사이에 삽입되는 탄성체(16)에 의하여 서로 탄성적으로 연결된다. 엔진마운트(10)가 차량에 설치될 때 파워유니트가 진동감쇠 또는 격리방식으로 엔진마운트(10)를 경유하여 차량 본체에 의하여 지지되도록 내부 및 외부슬리브(12,14)중 하나는 차량 본체에 부착되며 다른 하나는 파워유니트에 부착된다. 상기된 바와같이 엔진마운트(10)가 차량에 설치될 때, 파워유니트의 정부하 또는 무게는 탄성체(16)상에 작용되며, 내부 및 외부슬리브(12, 14)가 서로 대략 동축방향 또는 동심원 관계로 위치되도록 탄성체(16)는 탄성적으로 변형된다.
보다 상세하게 설명하면, 내부슬리브(12)는 상대적으로 작은 직경과 상대적으로 큰 벽부 두께를 가지는 원통형 부재이다. 내부슬리브(12)의 바깥쪽 반경방향으로 상대적으로 큰 직경과 상대적으로 작은 벽부 두께를 가지는 원통형부재인 중간슬리브(18)가 배치된다. 중간 슬리브(18)는 근소한 반경방향 간격만큼 내부슬리브(12)로부터 반경방향으로 오프셋되며, 제1 창(20) 및 제2창(22)을 가지도록 형성되어 내부 및 중간슬리브(12,18)가 서로로부터 오프셋되는 엔진마운트(10)의 직경방향으로 이 2개의 창(20, 22)이 서로 대향된다. 상세하게 설명하면, 중간 슬리브(18)의 제1 창(20)은 내부슬리브(12)와 중간슬리브(18) 사이의 반경상 간격이 도 1의 내부 및 중간슬리브(12, 18)의 오프셋 방향으로 보다 커지는 중간슬리브(18)의 2개의 반경방향으로 대향되는 원주부중 위쪽 원주부에 위치되는 한편, 제2창은 내부슬리브와 중간슬리브(12, 18) 사이의 반경방향 간격이 오프셋 방향으로 보다 작아지는 2개의 직경방향으로 대향되는 원주부중 아래쪽 원주부에 위치된다. 따라서, 내부슬리브(12)와 중간슬리브(18)는 서로 상대적으로 위치된다.
탄성체(16)는 내부슬리브(12)와 중간슬리브(18) 사이에 삽입된다. 탄성체(16)용 고무재의 경화시, 내부 및 중간슬리브(12, 18)는 일체식 조립체를 제공하도록 탄성체(16)에 접착된다. 중간 슬리브(18)의 외부 원주면상에는 중간슬리브(18)의 전체 외부 원주면을 피복하도록 탄성체(16)를 가지고 일체로 형성되는 얇은 밀봉고무층(24)이 제공된다.
탄성체(16)는 내부슬리브(12)와 중간슬리브(18) 사이의 반경방향 간격이 도 1에 도시된 바와같이 2개의 슬리브(12, 18)의 상기 표시된 오프셋 방향으로 보다 커지는 엔진마운트(10)의 상부 원주부내에서 내부 슬리브(12)와 중간슬리브(18) 사이에 위치된다. 탄성체(16)의 원주길이는 중간슬리브(18)의 원주의 대략 절반이다. 이러한 배열에 따라서, 축방향 보이드(26)는 내부슬리브(12)와 중간슬리브(18) 사이에서 또한 2개의 슬리브(12, 18) 사이의 반경방향 간격이 보다 작아지는 엔진마운트(10)의 하부 원주부내에서 형성된다. 축방향 보이드(26)는 탄성체(16)의 전체 축선길이에 걸쳐서 형성되며 중간슬리브(18)의 원주의 절반에 상응하는 원주길이를 가진다. 엔진마운트(10)가 차량에 설치되어 파워유니트의 무게가 작용될 때 축방향 보이드(26)의 제공은 탄성체(16) 내의 신장응력의 발생을 효과적으로 감소시키거나 예방하며 탄성체(16)의 내구성을 개선시킨다.
내부 슬리브(12)의 외부 원주면에 대하여, 합성수지와 같은 단단한 재료로 만들어지는 멈춤블록(28)이 고정된다. 멈춤블록(28)은 내부슬리브(12)의 외부 원주면상에 고정되는 원통형부(30)와, 내부슬리브(12)의 바깥쪽 반경방향으로 원통형부(30)의 축방향 중간부로부터 돌출되는 제1 멈춤부(32)와, 제1 멈춤부(32)가 돌출되는 방향에 직경방향으로 마주하는 내부슬리브(12)의 바깥쪽 반경방향으로 원통형부의 대응 축단부로부터 돌출되는 한쌍의 제2멈춤부(34,34)로 구성된다. 제1 멈춤부(32)는 단면이 일반적으로 T자 형상이며, 도 1에 도시된 바와같이 반경방향으로 내부단부에서 보다는 반경방향으로 외부단부에서 보다 긴 원주길이를 가진다. 멈춤블록(28)은 내부슬리브(12)와 중간슬리브(18)에 대하여 위치되어 내부슬리브(12)와 중간슬리브(18) 사이의 반경방향 간격이 오프셋 방향으로 보다 넓어지는 엔진마운트(10)의 상부원주내에서 제1 멈춤부(32)가 돌출되며, 내부슬리브(12)와 중간슬리브(18) 사이의 반경방향 간격이 오프셋 방향에서 보여지는 바와같이 보다 작아지는 엔진마운트(10)의 하부 원주부에서 한쌍의 제2멈춤부(34,34)가 돌출된다.
탄성체(16)는 외부 원주면에서 개방되는 제1 포켓(36)을 가진다. 제1 포켓(36)은 제1 창(20)을 통하여 중간슬리브(18)의 외부 원주면에서 개방되도록 중간슬리브(18)의 제1 창(20)과 정렬된다. 제1 포켓(36)의 벽부는 탄성체(16)에 의하여 한정된다. 제1 포켓(36)은 도 1에 도시된 바와같이 단면이 V자 형상이며, 그 벽부는 적절한 각도로 경사져 있어 엔진마운트(10)의 중심선에 평행한 평면에서 상기 지시된 오프셋 방향에 수직인 방향으로의 벽부 사이의 간격이 바깥쪽 반경방향으로 증가된다. 이러한 배열은 파워 유니트를 지지하기 위하여 요구되는 탄성체(16)의 강성 및 엔진마운트(10)의 내구성을 보장한다. 제1 멈춤부(32)는 제1 포켓(36)의 바닥의 중앙부로부터 돌출된다. 제1 멈춤부(32)의 외부표면에 대하여, 고무버퍼(38)는 제1 멈춤부(32)의 외부표면을 피복하도록 고정된다. 제1 멈춤부(32)와 고무버퍼(38)는 제1 포켓(38)의 바닥으로부터 적절한 반경방향 간격을 가지면서 개구쪽으로 돌출되는 제1 멈춤부재(40)를 제공하도록 서로 연결된다.
부하 수용방향으로 도시된 바와같이 제1 멈춤부재(40)가 돌출되는 반경방향에 마주하는 반경방향으로 적절한 방사상 간격만큼 돌출되는 제2멈춤부재(44)를 형성하도록, 축방향 보이드(26)내에서 내부 슬리브(12)로부터 돌출되는 각각의 멈춤부(34,34)의 외부표면은 고무버퍼(42)로 피복된다. 각각의 제1 및 제2멈춤부재(40, 44)를 부분적으로 구성하는 고무버퍼(38, 42)는 탄성체(16)와 일체로 형성된다.
탄성체(16)는 축방향 보이드(26)를 한정하기 위해서 비교적 쉽게 변위 가능한 얇은 탄성부재(46)와 결합된다. 탄성부재(46)는 제1 만곡탄성층(48), 제2만곡 탄성층(50) 및 서로 제1 및 제2탄성층(48, 50)의 인접 주변 단부를 연결하는 시트형상의 연결고무부재(52)로 구성된다. 제1 및 제2탄성부재(48,50)는 원주방향으로 서로 이격되어 제2 멈춤부재(44)의 원주방향으로 마주하는 측상에 위치되며, 연결고무부재(52)는 내부 및 중간슬리브(12, 18)의 오프셋 방향으로 제2멈춤부재(44)에 대향된다.
상기된 바와같이 축방향 보이드(26)를 부분적으로 한정하는 얇은 탄성부재(46)는 제2창(22)을 한정하는 중간슬리브(18)의 주변부의 내부 원주부에 대향단부에서의 경화에 의하여 접착되며, 이에 의하여 제2창(22)은 폐쇄된다. 이러한 배열에 따라서, 제2포켓(54) 및 제3포켓(56)은 각각 제1 탄성층(48) 및 제2탄성층(50)에 의하여 제공된다. 이들 제2 및 제3포켓(54, 56)은 제2창(22)을 통하여 중간슬리브(18)의 외부 원주면내에서 개방되며, 적절한 원주 간격만큼 서로 이격된다. 2개의 포켓(54, 56)의 개구 사이에서 연장되는 연결고무부재(52)는 엔진마운트(10)의 원주방향으로 연장되며 외부표면에 형성되는 홈부(58)을 가진다. 제2 및 제3 포켓(54, 56)은 이러한 홈부(58)에 의하여 서로 연결된다.
고무연결부재(52)는 내부 및 중간슬리브(12, 18)의 오프셋 방향으로 제2멈춤부재(44)에 대향된다. 단단한 재료로 만들어지는 제2멈춤부(34, 34)는 중간슬리브(18)의 대응 축선 단부에 대향되도록 멈춤 블록(28)의 원통형부(30)의 축방향 대향단부에 형성된다. 이러한 배열에 따라서, 한쌍의 제2멈춤부(34, 34) 사이에 삽입되는 제2멈춤부재(44)의 축선상 중간부는 단지 고무버퍼(42)만으로 형성되어서 충분히 낮은 경도를 가지게 된다. 따라서, 연결 고무부재(52)는 연결고무부재(52)상으로의 제2멈춤부재(44)의 인접 접촉에 의하여 초과 응력에 영향을 받는 것을 막아 연결고무부재(52)의 개선된 내구성을 야기한다.
중간슬리브(18)는 제1 및 제2창(20,22)의 인접 원주단부 사이에서 연장되는 각각의 부분-원주홈부(60, 60)를 가진다. 다시말해서, 도 3에 도시된 바와같이 중간슬리브(18)는 축방향으로 마주하는 단부내에서 쇼울더 또는 스텝부를 가지는데, 즉 홈부(60)의 축방향으로 바깥쪽에 위치되는 확경단부(62, 62) 및 확경단부(62, 62) 사이에 삽입되는 소직경 단부(64)를 포함한다. 중간슬리브(18)의 각각의 제1 및 제2창(20,22)은 소직경부(64)의 축선길이보다 넓은 축선길이를 가진다. 부분-원주홈부(60,60)중 하나는 밀봉고무층(24)으로 봉입되는 한편, 다른 하나의 홈부는 밀봉고무층(24)으로 부분적으로 봉입되어서 중간슬리브(18)의 원주방향으로 연장되는 홈부(66)를 제공한다. 이러한 홈부(66)는 각각 제1 및 제2포켓(36, 54)을 연결한다.
탄성체(16)가 필요에 따라 사전-압축에 영향을 받은후, 외부슬리브(14)는 상기된 바와같이 구조된 일체형 조립체상에 끼워 맞춰져 중간슬리브(18) 상에 고정된다. 결과적으로 중간슬리브(18)의 제1 및 제2창(20,22)은 외부슬리브(14)에 의하여 유체-밀봉적으로 폐쇄된다. 중간슬리브(18)의 외주면상에 제공되는 밀봉고무재(24)는 외부슬리브(14)와 중간슬리브(18)에 의하여 그 사이에서 압축되어 유체-밀봉을 보증한다.
제1, 제2 및 제3포켓(36, 54, 56)의 개구는 각각 제1 및 제2탄성체(48)에 의하여 부분적으로 한정되는 제1 및 제2 평형챔버(70,72)와, 탄성체(16)에 의하여 부분적으로 한정되는 압력수용챔버(68)를 제공하기 위해서 외부슬리브(14)에 의하여 유체 밀봉적으로 폐쇄된다. 압력수용챔버(68)내의 유체의 압력이 엔진마운트(10)에 진동이 적용될 때 변화되는 한편, 제1 및 제2 평형챔버(70,72) 각각의 체적은 제1 및 제2탄성층(48, 50)의 탄성변형에 근거하여 쉽게 변화된다. 본 실시예에서, 제1 및 제2탄성층(48, 50)은 동일한 재료로 형성되며 동일한 두께, 형상 및 크기를 가져 제1 및 제2 평형챔버(70,72)가 동일한 팽창스프링 상수를 가지게 한다.
압력수용챔버(68)와 제1 및 제2 평형챔버(70,72)는 물, 알킬렌 글리콜, 폴리알킬렌 글리콜 또는 실리콘 오일과 같은 적합한 비압축성 유체로 봉입된다. 엔진마운트(10)가 유체의 공진에 근거하여 효과적인 진동 감쇠 또는 격리효과를 나타내도록 하기 위해서, 유체가 0.1 Pa·s 보다 높지않은 상대적으로 낮은 점성을 가지는 것이 바람직하다.
상기된 바와같이 일체형 구조체상에 끼워 맞춤되는 외부슬리브(14)를 가지고, 일체형 조립체의 외주면에서 개방되는 홈부(58, 66)의 개구는, 유체연통을 위하여 압력수용챔버(68)와 제1 평형챔버(70)를 서로 연결하며 홈부(66)에 대응하는 제1 오리피스통로(74)와, 유체연통을 위하여 제1 및 제2 평형챔버(70, 72)를 서로 연결하며 홈부(58)에 대응하는 제2 오리피스통로(76)를 제공하기 위해서, 외부슬리브(14)에 의하여 유체 밀봉적으로 폐쇄된다. 즉, 압력수용챔버(68), 제1 평형챔버(70) 및 제2 평형챔버(72)는 엔진마운트(10)의 원주방향으로 서로 이격되며, 제1 및 제2 오리피스통로(74, 76)를 통하는 원주방향으로 서로 연속적으로 연결된다.
내부슬리브(12)가 차량본체와 파워유니트중 하나에 부착되는 한편 외부슬리브(14)가 차량본체와 파워유니트중 다른 하나에 부착되는 차량에 엔진마운트(10)가 설치되는 상태에서, 압력수용챔버(68)와 제1 및 제2 평형챔버(70,72) 사이에서 유체압력의 차이가 상승되어, 유체는 각각 제1 오리피스통로(74)와 제2 오리피스 통로(76)를 통하여, 압력수용챔버(68)와 제1 평형챔버(70) 사이에서 및 제1 평형챔버(70)와 제2 평형챔버(72) 사이에서 유동되도록 가압된다. 따라서 각각 제1 및 제2 오리피스통로(74, 76)를 통한 유체유동의 공진에 근거하여 제1 및 제2 오리피스통로(74, 76)가 각각 동조되도록 입력진동에 대하여 의도적인 감쇠 또는 격리효과를 나타낸다. 초과 진동부하가 내부슬리브(12)와 외부슬리브(14) 사이에서 적용될 때, 입력진동의 바운드 및 리바운드 방향에서 내부 및 외부 슬리브(12, 14)의 상대적인 변위량은 각각 외부슬리브(14)와 제1 멈춤부재(40)의 인접접촉 및 외부슬리브(14)를 향한 제2멈춤부재(44)의 인접접촉에 의하여 제한된다.
본 실시예에서, 제1 오리피스통로(74)는 유체 유동의 공진에 근거하여 엔진 아이들링 진동의 제1-오더 구성요소와 같은 24Hz 근처의 저주파수 진동에 대하여 낮은 동스프링 상수를 나타내도록 동조되는 한편, 제2 오리피스통로(76)는 제1 오리피스통로(74)를 통하여 유동되도록 가압되는 유체의 공진 진동수보다 높은 진동수에서 동스프링 상수의 상대적인 증가를 막도록, 또한 제2 오리피스통로(76)를 통하여 유동되도록 가압되는 유체의 공진에 근거하여 엔진 아이들링 진동의 제4-오더 구성요소와 같은 45Hz 근처의 고주파수 진동에 대하여 낮은 스프링 상수를 나타내도록 동조된다.
본 실시예에서 동일한 팽창 스프링 상수를 가지는 체적-변화 제1 및 제2 평형챔버(70, 72)와 압력수용챔버(68)는 제1 및 제2 오리피스통로(74,76)를 통하여 서로 연속적으로 연결된다. 따라서, 제2 오리피스통로(76)를 통하는 유체유동의 공진진동수는 제1 오리피스통로(74)를 통하는 유체유동의 공진진동수보다 높게 만들어진다.
제1 및 제2 평형챔버(70, 72)의 팽창 스프링 상수가 일정하게 유지된다면, 제1 오리피스통로(74)를 통하는 유체유동의 공진진동수(f1) 및 제2 오리피스통로(76)를 통하는 유체유동의 공진진동수(f2)는 제1 및 제2 오리피스통로(74, 76) 각각의 단면적(A1, A2)과 길이(L1, L2)를 조정함으로써 쉽게 동조된다. 따라서, 제1 및 제2 오리피스통로(74, 76)의 공진진동수(f1, f2)는 비(A1/L1, A2/L2)를 증가시킴으로써 보다 높은 진동수 범위내에서 설정된다. 이러한 관점에서 제1 오리피스통로(74)의 단면적(A1)과 길이(L1) 및 제2 오리피스통로(76)의 단면적(A2)과 길이(L2)는 엔진마운트(10)가 각각의 제1 및 제2 오리피스통로(74, 76)를 통하는 유체유동의 공진에 근거하여 충분히 높은 진동감쇠 또는 격리효과를 나타내게 하는 충분한 양의 유체유동을 보증하도록 결정된다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와같이 제1 오리피스통로(74)는 충분히 큰 단면적과 상대적으로 짧은 길이를 가지는 한편, 도 1 및 도 2에 도시된 바와같이 제2 오리피스 통로(76)는 제1 오리피스통로(74)의 길이보다 약간 짧은 길이와 충분히 작은 단면적을 가진다. 따라서, 제2 오리피스통로(76)는 제1 오리피스통로(74)보다 낮은 A/L 비를 가진다(여기에서 "A"와 "L"은 각각 제1 및 제2 오리피스통로(74, 76) 각각의 단면적과 길이를 나타낸다). 본 실시예에서, 제2 오리피스통로(76)는 연결고무부재(52)에 의하여 부분적으로 한정된다. 이러한 경우에, 파워 유니트의 무게가 차량에 설치될 때 엔진마운트(10)상에 작용되면 연결고무부재(52)는 엔진마운트(10)내에 포함되는 유체의 압력증가 때문에 제2 오리피스통로(76)의 단면적(A)을 증가시키는 방향으로 탄성적으로 변위될수 있다. 따라서 엔진마운트의 설치전에 제2 오리피스통로(76)의 단면적(A)은 연결고무부재의 탄성변위를 고려함으로써 결정될 필요가 있으며, 여기에서 탄성변위는 차량에 설치될 때 엔진마운트(10)에 파워유니트의 무게를 적용시킴으로써 야기된다.
상기 설명된 바와같이 구조된 엔진마운트에 있어서, 제2 오리피스통로(76)의 비(A2/L2)는 제1 오리피스통로(74)의 비(A1/ L2)보다 낮게 만들어져 각각 제1 및 제2 오리피스통로(74, 76)를 통하여 유동되도록 가압되는 유체의 충분한 양을 보장하게 된다. 게다가, 제2 오리피스통로(76)를 통하는 유체유동의 공진진동수(f2)는 제1 오리피스통로(74)를 통하는 유체유동의 공진에 영향을 주도록, 제1 오리피스통로(74)를 통하는 유체 유동의 공진진동수(f1)에 근접하여 결정된다.
상기 설명된 바와같은 배열에 따라서, 엔진마운트(10)는 유체유동의 공진에 근거하여 제1 오리피스통로(74)가 동조되는 저진동수범위내에서 입력진동에 대하여 낮은 동스프링 상수를 나타내는 한편, 유체유동의 공진에 근거하여 제2 오리피스통로(76)가 동조되는 고진동수 범위내에서 입력진동에 대하여 낮은 동스프링 상수를 나타낸다. 게다가, 본 엔진마운트(10)는 상기 중간 진동수범위에서 충분히 낮은 동스프링 상수를 보증하도록 제2 오리피스통로(76)를 통하여 유동되도록 가압되는 유체의 공진에 근거하여 각각 제1 및 제2 오리피스통로(74, 76)가 동조되도록 상기 설명된 2개의 진동수 범위 사이의 중간 진동수범위내에서 제1 오리피스통로(74)를 통하는 유체유동의 반 공진에 의하여 동스프링 상수의 증가를 예방한다. 따라서, 본 엔진마운트(10)는 제1 오리피스통로(74)가 동조되는 저 진동수범위로부터 제2 오리피스통로(76)가 동조되는 고 진동수범위에 이르는 넓은 범위의 진동수에 걸쳐있는 입력진동에 대하여 양호한 진동격리효과를 안정적으로 나타낸다.
상기 설명된 바와같이 구조되는 본 엔진마운트(10)는 제1 오리피스통로(74)가 동조되는 약 25Hz로부터 제2 오리피스통로(76)가 동조되는 약 45Hz에 이르는 충분히 넓은 진동수 범위에 걸쳐있는 입력진동에 대하여, 제1 및 제2 오리피스통로(74, 76)를 통하는 유체유동에 근거하는 낮은 동스프링 상수를 나타낸다. 따라서 본 엔진마운트(10)는 제1 오더 엔진 아이들링 진동으로부터 제4 오더 엔진 아이들링 진동에 이르는 진동을 커버하는 넓은 진동수 범위에 걸쳐 효과적인 감쇠 또는 격리특성을 나타낸다. 나아가서 본 엔진마운트(10)는 변속위치에 따라 야기되는 상이한 진동수 범위에서 입력진동에 대하여 효과적인 감쇠 또는 격리특성을 나타낸다. 따라서, 본 엔진마운트(10)는 엔진 아이들링 진동에 대하여 보강된 격리효과를 안정적으로 나타낼수 있다.
제2 오리피스통로(76)를 통하는 유체유동의 공진을 이용함으로써 제1 오리피스통로(74)를 통하는 유체유동의 반공진 때문에 야기되는 동스프링 상수의 증가를 효과적으로 막기 위하여, 비(f2/f1)가 2보다 크지 않거나 f2와 f1사이의 차이가 30Hz보다 크지않도록 각각 제1 및 제2 오리피스통로(74, 76)를 통하는 유체유동의 공진진동수값(f1, f2)을 결정하는 것이 바람직하다.
제2 오리피스통로(76)를 통하는 유체유동의 공진에 의하여 제1 오리피스 통로를 통하는 유체유동의 반 공진 때문에 야기되는 동스프링 상수의 증가를 보다 효과적으로 막기위하여 비(A2/L2)가 비(A1/L1)의 1/2보다 낮게 결정되는 것이 바람직하다. 선택적으로 제1 오리피스통로(74)를 통하는 유체유동의 반 공진에 의하여 증가되는 동스프링 상수의 피크값이 제2 오리피스통로(76)를 통하는 유체유동의 반공진에 의하여 증가되는 동스프링 상수의 피크값보다 작도록 제1 및 제2 오리피스통로(74, 76)를 동조시키는 것이 바람직하다.
도 5 및 도 6 에는 프론트-엔진 프론트-드라이브 차량에 사용되는 엔진마운트(80)가 도시되는데, 이 엔진마운트는 본발명의 제2 구체예에 따라서 구조된 것이다. 특히, 이러한 제2 구체예의 엔진마운트(80)는 제2 오리피스 통로에 있어서 제1 구체예의 엔진마운트(10)와는 다르다. 제1 구체예에서 사용된 것과 동일한 부재번호가 기능적으로 상응하거나 구조적으로 유사한 요소를 표시하도록 제2 구체예에서 사용되며, 이것은 명세서의 중복을 피하기 위해서 상세하게 설명되지 않는다.
제1 구체예에 따른 엔진마운트(10)에서의 멈춤블록(28) 대신에 제2 구체예의 엔진마운트(80)는 내부슬리브(12)의 축방향 중간부에 고정되며 압력수용챔버(69)를 향하여 연장되는 로드부재(82)와, 로드부재(82)의 방사상 단부에 고정되며 적절한 외주 직경을 가지는 날개부재(84)를 가진다. 이러한 로드 및 날개부재(82, 84)는 적절한 금속재료로 형성된다. 적절한 방사상 간격을 가지고 내부슬리브(12)로부터 압력수용챔버(68)내로 연장되는 제1 멈춤부재(40)를 제공하기 위해서, 로드부재(82) 및 날개부재(84)는 고무버퍼(38)로 피복된다. 축방향 보이드(26)의 측부상에 위치되는 내부슬리브(12)의 외주면 부분은 적절한 두께를 가지는 고무버퍼(42)로 피복된다.
중간슬리브(18)는 제2창(22)의 원주방향 중간부에 위치되며 금속으로 만들어지는 제한부재(86)를 가진다. 도 6에 도시된 바와같이 제한부재(86)가 중간슬리브(18)의 상기 표시된 축방향으로 마주하는 부분 사이에서 연장되도록 이러한 제한부재(86)는 다리부가 제2창(22)에 인접되는 중간슬리브(18)의 축방향으로 마주하는 부분에 용접됨으로써 접착되는 U자 형상 부재이다. 따라서, 제한부재(86)는 내부 및 중간슬리브(12, 18)의 오프셋 방향으로 적절한 방사상 간격을 가지고 내부 슬리브(12)쪽으로 중간슬리브(18)로부터의 방향에서 축방향보이드(26)내로 돌출된다.
본 엔진마운트(80)에 있어서, 제2 오리피스통로(76)의 바닥벽을 한정하는 연결고무부재(52)는 상대적으로 두꺼운 벽두께를 가진다. 제한부재(86)는 연결고무부재(52)용 고무재료의 경화에 의하여 고무연결부재(52)에 접착된다. 내부슬리브(12)에 대향되는 제한부재(86)의 표면은 고무연결부재(52)와 일체로 형성되는 고무버퍼(88)로 피복된다.
제한부재(86)와 고무버퍼(88)는 밀봉고무층(42)을 통하여 내부슬리브(12)와 제2멈춤부재(90)의 인접접촉에 따라서 리바운드 방향으로 내부 및 외부슬리브(12,14)의 상대변위의 양을 제한하는 제2멈춤부재(90)를 구성하도록 서로 결합된다. 고무연결부재(52)가 중간슬리브(18)의 제한부재(86)에 고정되기 때문에 제2 오리피스통로(76)의 형상이 엔진마운트(80)에 대한 진동부하의 적용시 일정하게 유지되도록 고무연결부재(52)는 탄성변형되지 않도록 예방된다.
제2 구체예에 따라 구조되는 엔진마운트(80)는 상기 예시된 제1 구체예의 엔진마운트(10)와 같은 장점을 제공한다. 게다가, 본 엔진마운트(80)에서 제2 오리피스통로(76)의 형상은 일정하게 유지되고, 이에따라 제2 오리피스통로(76)를 통하여 유동되도록 가압되는 유체의 공진진동수가 쉽게 동조된다. 따라서 본 엔진마운트(80)는 높은 안정성을 가지는 소정의 진동감쇠 또는 격리특성을 나타낼수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예가 예시를 위하여 상기에 상세히 설명되었지만, 본발명은 예시된 실시예 뿐만아니라 다른 실시예에 의하여 제한되지 않음이 명백하다.
제1 및 제2 오리피스통로(74, 76) 각각의 단면적, 길이 및 형상은 예시된 실시예의 그것으로 제한되지 않으며, 마운트의 소정의 진동감쇠 또는 격리특성에 따라 적절하게 결정될수 있다. 예를들어 중간슬리브(18)는 3개의 창을 가질수 있으며, 탄성체(16)의 제1, 제2 및 제3 포켓(36, 54, 56)은 각각 3개의 창을 통하여 중간슬리브(18)의 외주면에서 개방될수 있다. 이러한 경우에 중간슬리브(18)와 외부슬리브(14) 사이에 제1 및 제2 오리피스 통로를 제공함으로써 3개의 창의 인접한 원주방향으로 마주하는 단부사이에서 연장되는 홈부를 가진다.
제1 및 제2 평형챔버와 압력수용챔버의 위치 및 형상은 예시된 실시예의 그것으로 제한되지 않는다. 예를들어 평형챔버는 압력수용챔버내에 형성될수 있거나, 제1 및 제2 평형챔버는 엔진마운트의 축방향으로 서로 연속적으로 형성될수 있다.
나아가서, 제1 및 제2 평형챔버의 각각의 바닥벽부를 한정하는 탄성층은 서로 상이한 재료로 형성될수 있으며 또한 서로 상이한 두께 및 크기를 가질수 있어서 제1 및 제2 평형챔버의 팽창스프링 상수는 서로 상이하게 만들어지며, 이에따라 제1 및 제2 오리피스통로는 소정된 바와같이 동조된다.
본발명의 예시된 실시예가 차량용 엔진마운트(10,80)의 형상을 취하는 한편, 본발명의 원리는 차량용 본체 마운트 및 차동장치 마운트와 같은 다양한 타입의 원통형 진동 감쇠장치 및 차량 이외의 다양한 종류의 장비에 사용되는 다양한 감쇠장치에 동등하게 적용가능하다.
본발명은 첨부된 청구항으로 한정되는 발명의 정신 및 범위로부터 벗어남없이 다양한 변경, 수정 및 개선이 이루어질수 있다는 것이 종래기술의 숙련가에게 명백해진다.
실시예
도 1 내지 제 4의 제1 구체예에 따라 구조된 엔진마운트(10)의 다양한 시험체는 이하 지시되는 실시예 (1)∼(4)와 같이 준비된다. 엔진마운트 시험체는 각각 상이한 단면적(A2)을 가지는 제2 오리피스(76)를 가진다. 각각의 실시예(1)∼(4)의 엔진마운트 시험체에 대하여 진동감쇠능력의 진동수 특성이 측정된다. 그 결과가 각각 도 7 내지 도 10의 그래프로 도시된다.
테스트는 변속기가 주행위치에 위치될 때 엔진마운트상에 작용되는 파워유니트의 무게로 간주되는 30kgf 의 예압이 엔진마운트 시험체에 작용되는 상태로 수행된다. 각각의 실시예에서 설치이전에 제2 오리피스통로(76)의 단면적은 차량에 설치될 때 엔진마운트상에 작용되는 파워유니트의 무게 또는 정부하에 의하여 야기되는 제2 오리피스통로(76)의 단면적의 증가를 고려하여 결정된다. 실시예(4)의 엔진마운트 시험체를 사용함으로써, 유사한 테스트는 변속기가 중립위치에 있을 때 엔진마운트상에 작용되는 파워유니트의 무게 또는 정부하로 간주되는 50kgf의 예압이 엔진마운트 시험체에 작용되는 상태로 수행된다. 이 테스트의 결과는 도 11의 그래프로 표시된다.
실시예 (1)
· 제1 오리피스 통로
단면적 A1 = 189mm2
길이 L1 = 34.2mm
비 A1/L1 = 5.53
· 제2 오리피스 통로
단면적 A2 = 72.4mm2
길이 L2 = 30mm
비 A2/L2 = 2.41
· (A2/L2) / (A1/L1) = 0.435
실시예 (2)
· 제1 오리피스 통로
단면적 A1 = 178.2mm2
길이 L1 = 34.2mm
비 A1/L1 = 5.53
· 제2 오리피스 통로
단면적 A2 = 61.4mm2
길이 L2 = 30mm
비 A2/L2 = 2.05
· (A2/L2) / (A1/L1) = 0.393
실시예 (3)
· 제1 오리피스 통로
단면적 A1 = 180mm2
길이 L1 = 34.2mm
비 A1/L1 = 5.26
· 제2 오리피스 통로
단면적 A2 = 50.4mm2
길이 L2 = 30mm
비 A2/L2 = 1.68
· (A2/L2) / (A1/L1) = 0.319
실시예 (4)
· 제1 오리피스 통로
단면적 A1 = 177mm2
길이 L1 = 34.2mm
비 A1/L1 = 5.18
· 제2 오리피스 통로
단면적 A2 = 39.4mm2
길이 L2 = 30mm
비 A2/L2 = 1.31
· (A2/L2) / (A1/L1) = 0.253
실시예 (5)
· 제1 오리피스 통로
단면적 A1 = 177mm2
길이 L1 = 34.2mm
비 A1/L1 = 5.18
· 제2 오리피스 통로
단면적 A2 = 42.9mm2
길이 L2 = 30mm
비 A2/L2 = 1.43
· (A2/L2) / (A1/L1) = 0.276
도 7 내지 도 11의 그래프에 표시된 결과로부터 명백한 바와같이 제1 오리피스 통로를 통한 유체유동의 반 공진에 의하여 증가되는 동스프링 상수는 제2 오리피스 통로를 통한 유체유동의 반 공진에 의하여 증가되는 동스프링 상수만큼 낮은 레벨로 감소된다. 이러한 배열은 각각 제1 및 제2 오리피스 통로가 동조되는 공진진동수 사이의 진동수 범위에서 엔진마운트의 진동감쇠 또는 격리용량의 악화를 효율적으로 예방한다. 나아가서, 실시예 (1)∼ (5)의 모든 엔진마운트 시험체가 각각 25Hz와 45Hz 주위의 2개의 진동수 범위내에서 양호한 진동감쇠 또는 격리용량을 나타낸다는 것이 그 결과로부터 명백해진다.
도 5 및 도 6의 제2 구체예에 따라 구조된 엔진마운트(80)의 시험체는 이하 지시되는 실시예 (6) 및 실시예 (7)과 같이 준비된다. 엔진마운트 시험체는 상이한 단면적(A2)를 가지는 각각의 제2 오리피스 통로를 가진다. 실시예 (6) 및 실시예 (7)의 각각의 엔진마운트 시험체에 대하여, 진동감쇠 또는 격리용량의 진동수 특성이 측정된다. 그 결과가 각각 도 12 및 도 13의 그래프에 도시된다.
테스트는 변속기 시프트 레버가 주행위치에 위치될 때 엔진마운트에 작용되는 파워 유니트의 무게로 간주되는 40kgf 의 예압이 각각의 엔진마운트 시험체에 작용되는 상태로 수행된다. 실시예 (7)의 엔진마운트 시험체를 사용함으로써, 유사한 테스트는 변속기가 중립위치에 위치될 때 엔진마운트에 작용되는 파워유니트의 무게로 간주되는 80kgf 의 예압이 엔진마운트 시험체에 작용되는 상태로 수행된다. 테스트의 결과는 도 14의 그래프에 표시된다. 유사한 테스트가 이하 지시되는 바와같은 비율로 엔진마운트 시험체에 수행된다. 비율의 이러한 엔진마운트에서, 제2 오리피스 통로(76)의 비(A2/L2)는 제1 오리피스 통로(74)의 비(A1/L1)보다 크게 만들어진다.
그 결과는 도 15의 그래프에 도시된다.
실시예 (6)
· 제1 오리피스 통로
단면적 A1 = 127.2mm2
길이 L1 = 40.3mm
비 A1/L1 = 3.15
· 제2 오리피스 통로
단면적 A2 = 66.5mm2
길이 L2 = 30mm
비 A2/L2 = 2.21
· (A2/L2) / (A1/L1) = 0.70
실시예 (7)
· 제1 오리피스 통로
단면적 A1 = 127.2mm2
길이 L1 = 40.3mm
비 A1/L1 = 3.15
· 제2 오리피스 통로
단면적 A2 = 35.0mm2
길이 L2 = 30mm
비 A2/L2 = 1.17
· (A2/L2) / (A1/L1) = 0.37
실시예 (8)
· 제1 오리피스 통로
단면적 A1 = 127.2mm2
길이 L1 = 40.3mm
비 A1/L1 = 3.15
· 제2 오리피스 통로
단면적 A2 = 35.0mm2
길이 L2 = 30mm
비 A2/L2 = 1.17
· (A2/L2) / (A1/L1) = 0.37
비교실시예
· 제1 오리피스 통로
단면적 A1 = 127.2mm2
길이 L1 = 40.3mm
비 A1/L1 = 3.15
· 제2 오리피스 통로
단면적 A2 = 133mm2
길이 L2 = 30mm
비 A2/L2 = 4.43
· (A2/L2) / (A1/L1) = 1.41
도 12 내지 도 14의 그래프에 도시된 결과로부터 명백한 바와같이 제1 구체예의 엔진마운트와 유사하게, 제2 구체예에 따라 구조된 엔진마운트는 각각 제1 및 제2 오리피스 통로를 통하는 유체 유동의 공진에 근거하여 양호한 진동감쇠 또는 격리효과를 나타낼수 있다. 특히 본발명의 엔진마운트와 비율의 엔진마운트 사이에서의 결과의 비율은 제1 오리피스 통로를 통하는 유체유동의 반진동에 의한 동스프링 상수의 증가가, 본 엔진마운트에서, 제2 오리피스 통로를 통하는 유체유동의 반진동 때문에 효과적으로 예방된다는 것을 지시한다. 따라서, 본 발명에 따라서 구조된 엔진마운트는 넓은 진동수 범위에 걸친 입력진동을 감쇠 또는 격리시킬수 있다.
도 12 내지 도 14의 그래프에 도시된 결과로부터 명백한 바와같이, "(A2/L2)/(A1/L1)" 값이 1/2보다 작게 만들어진 엔진마운트에서, 제1 오리피스통로를 통하는 유체유동의 반진동에 의한 동스프링 상수의 증가는 제2 오리피스 통로를 통하는 유체유동의 공진 때문에 효과적으로 예방된다.
상기 설명으로부터 본발명에 따라 구조된 유체봉입식 원통형 진동감쇠장치에 있어서, 제1 오리피스 통로를 통하는 유체유동의 반진동에 의한 동스프링 상수의 증가가 제2 오리피스 통로를 통하는 유체유동의 공진에 의하여 예방되어, 본 엔진마운트는 각각 제1 및 제2 오리피스 통로를 통하는 유체유동의 공진에 기초하여 넓은 진동수 범위에 걸쳐서 안정적인 진동감쇠 또는 격리특성을 나타낸다.

Claims (12)

  1. 유체봉입식 원통형 진동감쇠장치는,
    내부 슬리브부재;
    상기 내부슬리브부재와 이격된 상태로 상기 내부슬리브부재의 방사상 바깥쪽으로 배치되는 외부슬리브부재;
    상기 내부 및 외부슬리브부재를 서로 탄성적으로 연결하기 위하여 상기 내부슬리브부재와 상기 외부슬리브부재 사이에 삽입되는 탄성체;
    상기 내부슬리브부재와 상기 외부슬리브부재 사이에 형성되고 비압축성 유체로 봉입되며, 압력수용챔버내에서의 상기 유체의 압력이 진동감쇠장치에 대한 진동부하의 적용시 변화되도록 상기 탄성체에 부분적으로 한정되는 압력수용챔버;
    상기 비압축성 유체로 봉입되는 제1 평형 챔버를 부분적으로 한정하며, 상기 제1 평형챔버의 체적에서의 변화를 허용하도록 변위될수 있는 제1 가요격판;
    상기 비압축성 유체로 봉입되는 제2 평형챔버를 부분적으로 한정하며, 상기 제2 평형챔버의 체적에서의 변화를 허용하도록 변위될수 있는 제2 가요격판;
    상기 압력수용챔버와 상기 제1 평형챔버 사이에서 유체가 연통되도록하는 제1 오리피스 통로를 한정하기 위한 제1 오리피스 한정부재; 및
    상기 제1 평형챔버와 상기 제2 평형챔버 사이에서 유체가 연통되도록 하며, A와 L이 각각의 상기 제1 및 제2 오리피스 통로의 단면적과 길이일 때 상기 제1 오리피스 통로의 비(A/L)보다 작은 비(A/L)를 가지는 제2 오리피스 통로를 한정하기 위한 제2 오리피스 한정부재를 포함하며,
    상기 제1 오리피스 통로에서 유동하는 상기 유체는 제1 공진진동수(f1)를 가지는 한편 상기 제2 오리피스통로에서 유동하는 상기 유체는 상기 제1 공진진동수(f1) 보다 높은 제2 공진진동수(f2)를 가지고;
    상기 압력수용챔버, 상기 제1 평형챔버 및 상기 제2 평형챔버는, 상기 제2 평형챔버가 상기 제2 오리피스 통로를 통해 상기 제1 평형챔버에만 직접적으로 연결되어 있는 상태로, 서로에 연속적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 유체봉입식 원통형 진동감쇠장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 평형챔버를 부분적으로 한정하는 상기 제1 가요격판은 제1 탄성층으로 제공되는 한편 상기 제2 평형챔버를 부분적으로 한정하는 상기 제2 가요격판은 제2 탄성층으로 제공되며, 상기 제1 및 제2 평형챔버는 동일한 팽창스프링 상수를 가지는 각각의 벽부에 의하여 부분적으로 한정되는 것을 특징으로 하는 유체봉입식 원통형 진동감쇠장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 축방향 보이드는 상기 내부 슬리브 부재와 상기 외부슬리브부재 사이에 및 직경방향으로 서로 대향되는 감쇠장치의 2개의 원주부중 하나에 형성되는 한편 상기 탄성체는 상기 내부슬리브부재와 상기 외부슬리브부재 사이에 및 감쇠장치의 상기 2개의 원주부중 다른 하나에 삽입되며, 상기 제1 평형챔버 및 상기 제2 평형챔버는 상기 축방향 보이드의 외부방향으로 서로 이격되도록 축방향 보이드내에 위치되고, 각각 상기 제1 및 제2 평형챔버를 한정하는 상기 제1 및 제2 가요격판은 대략 독립적으로 상기 탄성체로 형성되는 제1 및 제2 탄성층에 의하여 제공되는 것을 특징으로 하는 유체봉입식 원통형 진동감쇠장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 탄성체에 의하여 부분적으로 한정되는 제1포켓, 상기 제1 가요격판에 의하여 부분적으로 한정되는 제2포켓 및 상기 제2가요격판에 의하여 부분적으로 한정되는 제3포켓이 중간 슬리브의 외부 원주면내에서 개방되는 복수의 창을 포함하며 상기 탄성체의 외부 원주면에 접합되는 중간 슬리브를 더 포함하고 있으며, 상기 외부 슬리브 부재는 상기 압력수용챔버, 상기 제1 평형챔버 및 상기 제2 평형챔버 각각을 제공하기 위해서 상기 제1, 제2 및 제3 포켓을 유체 밀봉적으로 폐쇄시키도록 중간 슬리브상에 끼워 맞춰지는 것을 특징으로 하는 유체봉입식 원통형 진동감쇠장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 오리피스통로는 상기 제2 오리피스 통로를 통하여 유동되도록 가압되는 상기 유체의 압력에 근거하여 탄성적으로 변형되는 탄성부재에 의하여 부분적으로 한정되는 것을 특징으로 하는 유체봉입식 원통형 진동감쇠장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 공진진동수(f1)에 대한 상기 제2공진진동수(f2)의 비(f2/f1)는 2보다 크지않은 것을 특징으로 하는 유체봉입식 원통형 진동감쇠장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 공진진동수(f2)와 상기 제1 공진진동수(f1) 사이의 차(f2-f1)는 30Hz 보다 크지않은 것을 특징으로 하는 유체봉입식 원통형 진동감쇠장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 탄성체는 상기 진동부하가 처음 적용되는 직경방향으로 서로 대향하는 진동감쇠장치의 2개의 원주부중 하나에 배치되는 한편 상기 축방향 보이드는 2개의 원주부중 다른 하나에 형성되며, 상기 제1 및 제2 평형챔버는 상기 외부슬리브의 원주방향에서 적절한 간격만큼 서로 이격되도록 상기 진동부하가 처음 적용되는 상기 방향에서 상기 내부 슬리브부재에 대향되는 상기 축방향 보이드의 일부의 원주방향 대향면상에 형성되고, 상기 제1 및 제2 평형챔버 사이에서 유체 연통을 허용하는 상기 제2 오리피스 통로는 상기 내부슬리브부재의 일부와 서로 대향되는 상기 외부슬리브 부재와의 사이에서 상기 원주방향으로 상기 외부슬리브 부재의 내부 원주면을 따라서 연장되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 유체봉입식 원통형 진동감쇠장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 진동부하가 처음 적용되는 상기 방향으로 상기 제1 평형챔버와 상기 제2 평형챔버 사이에서, 상기 내부 슬리브 부재와 상기 외부슬리브부재중 적어도 하나로부터 상기 내부슬리브부재와 상기 외부슬리브부재중 다른 하나를 향하여 돌출되는 탄성멈춤부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체봉입식 원통형 진동감쇠장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 탄성멈춤부재는 진동감쇠장치에 적용되는 상기 진동부하의 리바운드 방향에서 상기 내부슬리브부재와 상기 외부슬리브부재의 상대변위량을 제한하기 위한 리바운드 스토퍼로서 작용되는 것을 특징으로 하는 유체봉입식 원통형 진동감쇠장치.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 탄성멈춤부재는 강화부재에 의하여 강화되는 것을 특징으로 하는 유체봉입식 원통형 진동감쇠장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 진동감쇠장치에 적용되는 상기 진동부하의 바운드 방향에서 상기 내부슬리브부재와 상기 외부슬리브부재의 상대변위량을 제한하기 위한 바운드 스토퍼로서 작용되는 탄성멈춤부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체봉입식 원통형 진동감쇠장치.
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