KR100290020B1 - 엔진 마운팅 인슐레이터와 그 인슐레이터의 스프링상수 설정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디젤 엔진의 진동을 완충하여 차체에 전달되지 않도록 하는 엔진 마운팅 인슐레이터와 그 인슐레이터의 스프링 상수 설정방법에 관한 것으로서,

엔진 마운팅용 인슐레이터에 있어서,

상하부 브라켓트(11,12) 사이에 형성되며, 엔진의 진동을 완충하기 위한 소정의 스프링상수를 갖는 고무재질의 인슐레이터(13)와,

상부 브라켓(12)의 상부로 부터 인슐레이터(13)의 중심부까지 압입되는 고정볼트(16)와,

상기 고정볼트(16)를 중심으로 일정거리 떨어지도록 인슐레이터(13)의 내부에 설치되며, 인슐레이터(13)의 좌우 스프링상수 및 최대진폭을 결정하는 제 1 및 제 2 스톱퍼(14)(15)로 구성된 것을 특징으로 하여 인슐레이터의 좌우방향 스프링상수를 상하방향 스프링상수에 관계없이 독립적으로 설정할 수 있도록 하여 엔진의 온/오프시에도 차체가 심하게 흔들리지 않도록 함은 물론 제품의 크기를 현저히 감소시켜 제품의 장착성을 향상킬 수 있도록 한 엔진 마운팅 인슐레이터와 그 인슐레이터의 스프링 상수 설정방법에 관한 것이다.

Description

엔진 마운팅 인슐레이터와 그 인슐레이터의 스프링상수 설정방법{Engine mounting insulator and spring constant setting method of insulator}

본 발명은 디젤 엔진의 진동을 완충하여 차체에 전달되지 않도록 하는 엔진 마운팅 인슐레이터와 그 인슐레이터의 스프링 상수 설정방법에 관한 것이다.

일반적으로 디젤 엔진은 가솔린 엔진에 비해 엔진 온/오프시 엔진 진동이 과대하여 차량이 전체적으로 과대하게 흔들리고 있는 실정이다.

기존의 디젤 엔진용 인슐레이터는 도 1 에 도시된 바와같이,

하부 브라켓(2)과, 상기 하부 브라켓(2)에 비해 그 크기가 작게 형성되는 상부 브라켓(3)과, 하부 브라켓(2)과 상부 브라켓(3)의 사이에 설치되며 소정의 스프링 상수를 갖는 인슐레이터(1)와, 하부 브라켓(2)의 양측면에 형성되어 인슐레이터(1)의 좌우 진동폭을 제한하는 스톱퍼(4)로 구성된다.

이와같이 구성된 종래 인슐레이터는 하부 브라켓(2)이 차체에 고정되고 상부 브라켓(3)이 엔진 하단에 고정되어 엔진 구동시 엔진에서 발생하는 진동이 상부 브라켓(3)으로 전달될때 인슐레이터(1)가 그 진동을 어느정도 완충하여 차체로 전달되지 않도록 하므로서 차체가 심하게 흔들리지 않게 되는 것이다.

상기와 같이 동작하는 인슐레이터(1)는 엔진으로 부터 가해지는 상하방향의 진동과 좌우방향의 진동을 완충하기위해 소정의 스프링상수를 갖는다.

즉, 인슐레이터(1)가 갖는 스프링상수값에 의해 엔진에서 발생하는 진동이 어느정도 완충되어 차체로 전달되지 않는 것이며, 이러한 인슐레이터(1)의 스프링상수값은 도 2 와 같이 상부지그(6)와 하부지그(5)의 사이에 인슐레이터를 장착하고, 상부지그(6)의 상단에 별도의 유압가진기(7)를 설치하여 인슐레이터의 스프링상수를 설정하게 된다.

종래 인슐레이터의 스프링상수 설정방법은 도 3 에 도시된 플로우챠트에서와 같이 지그(5)(6)에 인슐레이터 샘플을 설치하고, 지그 상부에 설치된 유압가진기(7)를 작동시켜 상부 브라켓(3)에 단위중량(F1,F2)을 가하면, 가해지는 단위중량(F1,F2)에 따라 인슐레이터(1)가 압축되면서 상부 브라켓(3)이 쳐지게 된다.

이때, 상부 브라켓(3)의 처짐량(S1,S2)을 측정하여 '중량변화량(F2-F1)/처짐량(S2-S1)'의 식에 의해 인슐레이터(1)의 상하방향 스프링상수(K)를 설정한다.

인슐레이터(1)의 상하방향 스프링상수(K)가 설정되면, 그 설정된 상하방향 스프링상수(K)에 비례하여 인슐레이터(1)의 좌우방향 스프링상수와 인슐레이터(1)의 좌,우방향 최대진폭거리(상부캡(3)과 스톱퍼(4)간의 간격)를 설정한다.

일반적으로 인슐레이터의 상하방향 스프링상수가 적을수록 디젤 차량의 실내소음이 줄어들고, 인슐레이터의 좌우방향 스프링상수가 클수록 디젤 엔진의 온/오프시 차체의 진동이 감소하는 특성을 갖고있다.

그러나, 종래의 인슐레이터는 엔진의 온/오프시 엔진에서 발생하는 흔들림을 완충해주는 좌우방향 스프링상수가 상하방향 스프링상수에 비례하여 설정되기 때문에 디젤 엔진 차량의 엔진 온/오프시 엔진에서 발생하는 진동을 인슐레이터가 효과적으로 완충하지 못하여 차체가 심하게 흔들리게 되는 문제점이 있었다.

즉, 엔진의 온/오프시 발생하는 차체의 흔들림을 줄이기 위해서는 인슐레이터의 좌우방향 스프링상수를 증가시켜야 하나 종래에는 인슐레이터의 상하방향 스프링상수가 설정되면 이에 비례하여 좌우방향 스프링상수가 자동으로 설정되기 때문에 엔진의 온/오프시 차체가 심하게 흔들리는 것이다.

또한, 종래의 인슐레이터는 인슐레이터의 좌우 최대진동폭을 제한하기 위한 스톱퍼가 하부 브라켓의 양측에 설치되기 때문에 제품의 단가가 높음은 물론 제품의 부피가 커서 장착성이 하락하는 문제점이 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 인슐레이터의 좌우방향 스프링상수를 상하방향 스프링상수에 관계없이 독립적으로 설정할 수 있도록 하여 엔진의 온/오프시에도 차체가 심하게 흔들리지 않도록 함은 물론 제품의 크기를 현저히 감소시켜 제품의 장착성을 향상킬 수 있도록 한 엔진 마운팅 인슐레이터와 그 인슐레이터의 스프링 상수 설정방법을 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 발명의 특징은,

엔진 마운팅용 인슐레이터에 있어서,

상하부 브라켓트 사이에 형성되며, 엔진의 진동을 완충하기 위한 소정의 스프링상수를 갖는 고무재질의 인슐레이터와,

상부 브라켓의 상부로 부터 인슐레이터의 중심부까지 압입되는 고정볼트와,

상기 고정볼트를 중심으로 일정거리 떨어지도록 인슐레이터의 내부에 설치되며, 인슐레이터의 좌우 스프링상수 및 최대진폭을 결정하는 제 1 및 제 2 스톱퍼로 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제 1 및 제 2 스톱퍼와 고정볼트의 거리를 가변시킴에 따라 인슐레이터의 좌우 스프링상수가 조절되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 구성된 인슐레이터의 스프링상수 설정방법은,

지그에 인슐레이터 샘플을 설치하는 단계와,

지그의 상부에 유압가진기로 단위중량을 가하고, 이때 상부 브라켓의 처짐량을 측정하여 인슐레이터의 상하방향 스프링상수를 설정하는 단계를 포함하여 구성된 인슐레이터의 스프링상수 설정방법에 있어서,

상하방향 스프링상수의 설정 후 인슐레이터의 양측면이 상부지그와 하부지그에 맞대어지도록 위치변환하는 제 1 단계와,

고정볼트와 제 1 및 제 2 스톱퍼 간의 거리를 임의로 설정하여 인슐레이터의 2단계의 좌우 스프링상수와 최대진폭을 임의로 설정하는 제 2 단계와,

인슐레이터의 측면에서 유압가진기로 단위중량을 가하여 인슐레이터의 좌우진동과 최대진폭이 제어되는지를 테스트하는 제 3 단계와,

상기 테스트 결과 정상이면, 1단계 및 2단계의 스프링상수(K1,K2)와 최대진폭거리(S3)를 설정하는 제 4 단계로 진행되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 테스트 결과 정상이 아니면, 인슐레이터의 좌우 스프링상수와 최대진폭을 다시 설정하는 단계를 거친 후 제 3 단계와 제 4 단계를 반복 실행하는 것을 특징으로 한다.

도 1 은 종래의 인슐레이터를 보인 단면도.

도 2 는 종래 인슐레이터의 스프링상수 설정방법을 설명하기 위한 도면.

도 3 은 종래 인슐레이터의 스프링상수 설정방법을 보인 플로우챠트.

도 4는 종래 인슐레이터에 가해진 단위중량에 대한 상부 브라켓의 처짐량을 보인 그래프

도 5 는 본 발명의 인슐레이터를 보인 단면도.

도 6 은 본 발명의 인슐레이터의 스프링상수 설정방법을 설명하기 위한 도면.

도 7 은 본 발명의 스프링 상수 설정방법을 보인 플로우챠트.

도 8 은 본 발명의 인슐레이터에 가해진 상하방향의 단위중량에 대한 상부 브라켓의 처짐량을 보인 그래프.

도 9 는 본 발명의 인슐레이터에 가해진 좌우방향의 단위중량에 대한 인슐레이터의 움직임량을 보인 그래프.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 하부 브라켓,

12 : 상부 브라켓,

13 : 인슐레이터,

14,15: 스톱퍼,

16 : 고정볼트,

17,18: 지그,

19 : 유압 가진기,

이하, 첨부된 도면 도 5 내지 도 9 를 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

상기 도면에 의하면 본 발명의 엔진 마운팅 인슐레이터는 인슐레이터(13), 제 1 및 제 2 스톱퍼(14,15), 고정볼트(16)로 대별 구성된다.

상기 인슐레이터(13)는 상부 브라켓(12)과 하부 브라켓(11)의 사이에 형성하며, 소정의 스프링상수를 갖는 고무재로서 형성한다.

인슐레이터(13)의 중앙 상부로는 고정볼트(16)를 삽입하는데, 이 고정볼트(16)의 상단은 엔진에 결합된다.

그리고, 인슐레이터(13)의 내부에는 2개의 스톱퍼(14)(15)를 형성하는데, 제 1 스톱퍼(14)와 제 2 스톱퍼(15)는 고정볼트(16)를 사이에 두고 서로 마주보도록 하며, 제 1 및 제 2 스톱퍼(14)(15)와 고정볼트(16)와의 거리는 서로 다르게 설정한다.

즉, 도 5 에 도시된 바와같이 제 1 스톱퍼(14)와 고정볼트(16)와의 거리(h1)와 제 2 스톱퍼(15)와 고정볼트(16)와의 거리(h2)를 서로 다르게 하여 인슐레이터(13)의 좌우 스프링상수가 2단계로 설정되도록 하는 것이다.

이와같이 구성된 본 발명의 인슐레이터의 스프링상수를 설정하기 위해서는 인슐레이터를 도 6 과 같이 하부 지그(17) 위에 올려놓고, 상부 브라켓(12)의 상단으로 돌출된 고정볼트(16)에 상부지그(18)를 결합 한 후 상부 지그(18)의 상단에 설치된 유압가진기(19)를 작동시켜 인슐레이터의 스프링상수를 설정한다.

인슐레이터의 스프링상수 설정방법을 도 7 내지 도 9 를 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 인슐레이터(13)의 상하 스프링상수를 설정하기 위해 도 6 과 같이 상하부 지그(17)(18) 사이에 인슐레이터 샘플을 설치한 후 유압가진기(19)로 단위중량(F1,F2)을 가하면서 상부 브라켓(12)의 처짐량(S1,S2)을 측정하여 '중량변화량(F2-F1)/처짐량(S2-S1)'의 식에 의해 인슐레이터(13)의 상하 스프링상수를 설정한다.

상하 스프링상수가 설정되면, 인슐레이터(13)의 좌우 스프링상수를 설정하기 위해 인슐레이터의 양측면에 상부 지그(18)와 하부 지그(17)가 맞대어지도록 인슐레이터의 위치를 변환한다.

그리고, 고정볼트(16)와 제 1 및 제 2 스톱퍼(14)(15) 간의 거리(h1,h2)를 임의로 설정하여 2단계의 좌우 스프링상수와 최대진폭을 임의로 설정한 후 유압가진기(19)를 작동시켜 인슐레이터(13)의 측면으로 단위중량(f1,f2,f3)을 가하고, 이때 인슐레이터(13)의 좌우 움직임량(S1,S2,S3)을 측정하여 인슐레이터(13)가 좌우진동을 적절히 완충하는지를 테스트하고, 또한 인슐레이터(13)의 최대진폭이 적절히 제어되는지도 테스트한다.

상기 테스트 결과 인슐레이터(13)의 좌우 스프링상수가 정상이라고 판단되면, 테스트시 측정된 결과에 따라 1단계 스프링상수(K1)와 2단계 스프링상수(K2)를 설정하고, 최대진폭거리(S3)를 설정한다.

1단계 스프링상수(K1)는 '중량변화량(f2-f1)/움직임량(S2-S1)'의 식에 의해 설정하고, 2단계 스프링상수(K2)는 '중량변화량(f3-f2)/처짐량(S3-S2)'의 식에 의해 설정한다.

인슐레이터(13)의 최대 진폭거리(S3)는 고정볼트(16)와 제 1 및 제 2 스톱퍼(14)(15) 간의 거리(h1,h2) 중 먼거리가 최대 진폭거리(S3)로 설정된다.

즉, 제 1 스톱퍼(14)와 고정볼트(16)의 거리(h1)가 제 2 스톱퍼(15)와 고정볼트(16)의 거리(h2) 보다 멀다면 제 1 스톱퍼(14)와 고정볼트(16)의 거리(h1)가 인슐레이터(13)의 최대 진폭거리(S3)가 되는 것이다.

한편, 상기 테스트결과 인슐레이터(13)의 좌우 스프링상수가 정상이 아니라고 판단되면, 고정볼트(16)와 제 1 및 제 2 스톱퍼(14)(15) 간의 거리(h1,h2)를 가변시켜 인슐레이터(13)의 좌우 스프링상수와 최대 진폭거리를 다시 설정한 후 테스트를 다시 실시하여 원하는 좌우 스프링상수가 설정되도록 한다.

도 8 은 인슐레이터의 상하 스프링상수 설정시 유압가진기(19)에 의해 가해지는 단위중량(F1,F2)에 대해 상부 브라켓(12)의 처짐량(S1,S2)을 나타낸 그래프로서, 단위중량이 F2에 도달할 때 까지는 단위중량이 증가함에 따라 처짐량이 비례하여 증가하는 것을 알 수 있다.

도 9 는 인슐레이터의 좌우 스프링상수 설정시 유압가진기(19)에 의해 가해지는 단위중량에 대해 인슐레이터(13)의 움직임량을 나타낸 그래프로서, 단위중량(f1,f2,f3)이 증가함에 따라 처짐량(S1,S2,S3)이 2단계로 변화됨을 알 수 있다.

즉, 인슐레이터(13)의 내부에 형성된 고정볼트(16)와 제 1 및 제 2 스톱퍼(14)(15) 간의 거리(h1,h2)가 서로 다르게 설정되어 있기 때문에, f1-f2 구간과 같이 단위중량이 증가할때에는 인슐레이터(13)의 좌우 움직임량이 S1-S2 구간과 같이 단위중량에 비례하여 증가하고, f2-f3 구간과 같이 단위중량이 증가할때에는 인슐레이터(13)의 좌우 움직임량이 S2-S3 구간가 같이 단위중량의 증가량에 비해 움직임량이 현저히 감소한 것을 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 인슐레이터의 중앙 상단에 고정볼트를 형성하고, 이 고정볼트로 부터 서로 다른 거리만큼 떨어지는 위치에 각각 제 1 및 제 2 스톱퍼를 설치하여 인슐레이터의 좌우 스프링상수가 2단계로 설정되도록 함은 물론 좌우 스프링상수가 상하 스프링상수에 관계 없이 독립적으로 설정될 수 있도록 하므로서, 디젤 엔진의 온/오프시 차체의 좌우 흔들림이 대폭 감소되도록 하고, 스톱퍼가 인슐레이터의 내부에 형성되므로 전체적인 제품의 크기가 현저히 감소되어 제품의 장착성이 향상되도록 한 엔진 마운팅 인슐레이터와 그 인슐레이터의 스프링상수 설정방법이다.

Claims (4)

1. 엔진 마운팅용 인슐레이터에 있어서,

   상하부 브라켓트(11,12) 사이에 형성되며, 엔진의 진동을 완충하기 위한 소정의 스프링상수를 갖는 고무재질의 인슐레이터(13)와,

   상부 브라켓(12)의 상부로 부터 인슐레이터(13)의 중심부까지 압입되는 고정볼트(16)와,

   상기 고정볼트(16)를 중심으로 일정거리 떨어지도록 인슐레이터(13)의 내부에 설치되며, 인슐레이터(13)의 좌우 스프링상수 및 최대진폭을 결정하는 제 1 및 제 2 스톱퍼(14)(15)로 구성된 것을 특징으로 하는 엔진 마운팅 인슐레이터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 및 제 2 스톱퍼(14)(15)와 고정볼트(16)의 거리를 가변시킴에 따라 인슐레이터(13)의 좌우 스프링상수가 조절되는 것을 특징으로 하는 엔진 마운팅 인슐레이터.
3. 지그에 인슐레이터 샘플을 설치하는 단계와,

   지그의 상부에 유압가진기로 단위중량을 가하고, 이때 상부 브라켓의 처짐량을 측정하여 인슐레이터(13)의 상하방향 스프링상수를 설정하는 단계를 포함하여 구성된 인슐레이터의 스프링상수 설정방법에 있어서,

   상하방향 스프링상수의 설정 후 인슐레이터(13)의 양측면이 상부지그와 하부지그에 맞대어지도록 위치변환하는 제 1 단계와,

   고정볼트(16)와 제 1 및 제 2 스톱퍼(14)(15) 간의 거리를 임의로 설정하여 인슐레이터(13)의 2단계의 좌우 스프링상수와 최대진폭을 임의로 설정하는 제 2 단계와,

   인슐레이터(13)의 측면에서 유압가진기로 단위중량을 가하여 인슐레이터(13)의 좌우진동과 최대진폭이 제어되는지를 테스트하는 제 3 단계와,

   상기 테스트 결과 정상이면, 1단계 및 2단계의 스프링상수(K1,K2)와 최대진폭거리(S3)를 설정하는 제 4 단계로 진행되는 것을 특징으로 하는 엔진 마운팅 인슐레이터의 스프링상수 설정방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 테스트 결과 정상이 아니면, 인슐레이터(13)의 좌우 스프링상수와 최대진폭을 다시 설정하는 단계를 거친 후 제 3 단계와 제 4 단계를 반복 실행하는 것을 특징으로 하는 엔진 마운팅 인슐레이터의 스프링상수 설정방법.