KR100535098B1 - 엔진의 마운팅 인슐레이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 듀얼 디바이스 타입으로 중대진동 및 미소진동을 감쇠시킬 수 있도록 그 구조가 개량된 엔진의 마운팅 인슐레이터에 관한 것인 바, 그 구조는 엔진이 안착되는 상부에 자체 탄성력을 갖는 고무로 된 러버부와 하부의 다이아프램 사이에 마련되며 압력 변화에 따라 내부에 내장된 유체가 오리피스를 통해 상,하 이동되는 유체실과, 그 유체실의 내부에 상호 적정 간격으로 이격되며 유체의 이동이 가능하도록 형성되는 제 1,2,3격판과, 제 1격판과 제 2격판 사이에 설치되는 박막 형태의 고무소재로 된 제 1감쇠부재와, 제 2격판과 제 3격판 사이에 마련되며 제 1감쇠부재와는 다른 우레탄소재로 이루어지며 유체의 흐름에 의해 회전 및 비틀림 가능하게 설치되는 제 2감쇠부재와, 이중구조로 상호 적정 간극을 갖도록 이격되게 설치된 원형 고리 형태의 상,하부 디바이스를 구비하여 된 것이다.

이에 따르면, 본 발명은 듀얼 디바이스 타입으로 서로 다른 재질의 감쇠부재가 상,하 이격되게 설치되고, 하부의 감쇠부재가 유체의 흐름에 따라 회전 및 비틀림 가능한 구조로 되어 있으므로, 중,대진동뿐만 아니라 미소진동을 감쇠시켜 승차감을 향상시키는 유용한 효과를 갖는다.

Description

엔진의 마운팅 인슐레이터{ENGINE MOUNTING INSULATOR}

본 발명은 엔진의 마운팅 인슐레이터에 관한 것으로, 특히 엔진 지지용 브라켓에 설치되어 엔진으로부터 발생되는 하중을 감쇠시키는 구조를 서로 다른 주파수 영역에 따라 진동을 저감시킬 수 있도록 그 구조가 개량된 엔진의 마운팅 인슐레이터에 관한 것이다.

자동차용 엔진은 섀시 프레임 또는 보디에 지지되어 있는데, 운전중의 엔진은 구조상 항상 진동이 발생할 수밖에 없으므로 그 진동이 섀시나 보디에 전해져 승차감이 나빠지지 않도록 엔진 장착부에는 반드시 탄성체에 의한 방진장치가 설치되어 있다.

이와 같은 엔진 마운팅은 고무 등을 거쳐서 엔진쪽과 보디쪽을 연결하여 고무의 압축, 인장, 비틀림 등의 작용에 따라 진동, 소음을 흡수하도록 되어 있다.

마운팅 인슐레이터(mounting insulator)는 엔진 마운트(engine mount)나 서스펜션 부쉬(suspension bush)와 같이 주로 러버(rubber)로 구성되어 있으며, 구조물을 지지하고 진동과 소음을 절연하는 역할을 한다. 특히 엔진 마운트의 경우에는, 엔진으로부터 차체로의 전달력을 최소화하기 위해서는 일반적으로 엔진 마운트의 강성이 낮을수록 바람직하지만, 엔진의 움직임을 제어하고 마운트의 내구성을 크게 하기 위해서는 마운트의 강성이 강해야 한다.

그러나 기술의 발전에 따라 엔진의 토오크가 증대되고 차량의 소음 및 진동에 대한 관심이 증대함에 따라 종래의 러버 마운트(rubber mount)로는 엔진의 진동 절연과 변위 제어의 상반된 요구를 충분히 만족시키지 못하게 되어 유체 봉입 마운팅 인슐레이터가 개발되었다.

도 4는 종래 유체 봉입 마운팅 인슐레이터를 나타내는 단면도이다. 도시한 바와 같이, 유체 봉입 마운팅 인슐레이터(10)는 상부의 주 러버(12)와 하부의 다이아프램(14)사이에는 유체가 내장된 유체실(16)이 형성되고, 상기 주 러버(12)에는 마운팅 로드(18)가 결합된 마운팅 블록(20)이 고정되고, 상기 마운팅 로드(18)에는 상부 플레이트(22)가 끼워져 상기 마운팅 블록(20)에 결합되고, 상기 주 러버(12)와 다이아프램(14)은 케이스(24)내에 위치하여 고정되어 있다.

상기 유체실(16)은 분리 디스크(26)에 의해 상부 유체실(28)과 하부 유체실(30)로 분리되어 있으며, 상기 분리 디스크(26)의 중앙부에는 상부 유체실(28)과 하부 유체실(30)간의 유체를 유통 또는 단절하도록 소정의 자유이동 간극을 가지는 변위 분리기(32)가 구비되고, 상기 분리 디스크(26)의 가장자리에는 상부 유체실(28)과 하부 유체실(30)을 연결하는 환형 통로(34)가 형성되어 있다. 상기 환형 통로(34)의 내부로 유체가 흐를 때는 벽면 마찰로 인해 상기 변위 분리기의 자유이동 간극을 통해 유체가 흐를 때보다 유동저항이 커다.

이와 같이 구성된 종래 유체 봉입 마운팅 인슐레이터에서, 엔진의 아이들(idle)시나 정속 주행시와 같은 고주파 영역, 또는 공진 영역에서는, 환형 통로(34)보다 유동저항이 작은 변위 분리기(32)의 자유이동 간극을 통해 유체가 흐르게 되어, 낮는 강성계수와 감쇠계수를 갖게 되므로 양호한 진동절연 특성을 나타낸다. 그리고 대변위, 저주파의 진동이 가해지는 경우에는, 변위 분리기(32)의 자유이동간극이 쉽게 닫히게 되어 유체는 환형 통로(34)를 통해 흐르게 되므로 유동저항으로 인해 마운팅 인슐레이터의 감쇠가 커지게 되어 양호한 진동절연 특성을 가지게 된다.

그런데, 상기한 구조를 갖는 기존 마운팅 인슐레이터는 일반적인 자동차 방진 고무보다는 높은 성능을 갖고 있으나, 3500~6000rpm 영역에서는(주파수 100~350㎐)동특성이 상승하여 진동의 감쇠 효과가 나타나지 않으며, 이 영역에서는 유체의 흐름이 정지상태로 진동하게 되어 유체의 이동에 따른 저항 에너지로 변환되지 않게 되고, 이로 인해 차량 부밍 노이즈(Booming Noise)의 원인이 되는 문제점이 있었다.

또한, 엔진의 시동 및 정지시의 저주파 대진동으로 인한 손실계수의 한계성으로 인해 진동 감쇠 효과가 미흡한 단점이 있었다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 제안된 것으로, 그 목적은 차량의 엔진 시동 및 정지시 발생되는 저주파 대진동과 정속주행중 발생되는 고주파 소진동에 따른 진동 에너지를 고무와 우레탄소재의 2중 마찰 에너지로 변환시켜 진동 감쇠 효과를 상승시킬 수 있도록 그 구조가 개량된 엔진의 마운팅 인슐레이터를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 엔진이 안착되는 상부에 자체 탄성력을 갖는 고무로 된 러버부와 하부의 다이아프램 사이에 마련되며 압력 변화에 따라 내부에 내장된 유체가 오리피스를 통해 상,하 이동되는 유체실을 갖는 엔진의 마운팅 인슐레이터에 있어서,

상기 유체실은 그 내부에 상호 적정 간격으로 이격되며 상기 유체의 이동이 가능하도록 형성된 제 1,2,3격판과,

상기 제 1격판과 제 2격판 사이에 설치되며 다수개의 오리피스가 형성되는 박막 형태의 제 1감쇠부재와,

상기 제 2격판과 제 3격판 사이에 마련되며 상기 제 1감쇠부재와는 다른 소재로 이루어지며 상기 유체의 흐름에 의해 회전 및 비틀림 가능하게 설치되는 제 2감쇠부재를 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징으로, 상기 제 1감쇠부재와 제 2감쇠부재는 각각 고무재와 우레탄 재질인 것이다.

본 발명의 또 다른 특징으로, 상기 제 2감쇠부재는 회전 가능하도록 중앙의 일부가 상측으로 돌출되어 상기 제 2격판의 중앙부위에 관통 결합되고, 중앙 하부가 상기 제 3격판의 중앙에 돌출된 끼움돌기에 끼움 결합되는 것이다.

그외에도, 상기 유체실의 상부와 러버부의 하측 사이에 상호 적정 간극을 갖도록 이격 설치되는 상,하부 디바이스가 더 구비된 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 엔진의 마운팅 인슐레이터는, 도 1 내지 도 3을 참조, 그 구조는 엔진이 안착되는 상부에 자체 탄성력을 갖는 고무로 된 러버부(110)와 하부의 다이아프램(130) 사이에 마련되며 압력 변화에 따라 내부에 내장된 유체가 오리피스를 통해 상,하 이동되는 유체실(120)과, 그 유체실(120)의 내부에 상호 적정 간격으로 이격되며 유체의 이동이 가능하도록 형성되는 제 1,2,3격판(212,222,232)과, 제 1격판(212)과 제 2격판(222) 사이에 설치되는 박막 형태의 고무소재로 된 제 1감쇠부재(310)와, 제 2격판(222)과 제 3격판(232) 사이에 마련되며 제 1감쇠부재(310)와는 다른 우레탄소재로 이루어지며 유체의 흐름에 의해 회전 및 비틀림 가능하게 설치되는 제 2감쇠부재(320)를 구비하여 된 것이다.

더 상세히 설명하면, 그 유체실(120)은 제 1,2격판(212,222)의 테두리부위가 용접에 의해 일체화되고, 제 2감쇠부재(320)는 제 2,3격판(222,232) 사이에 회전가능하도록 중앙 부위에 상,하로 결합돌기(322)와 결합홈(324)이 각각 형성되어 있다.

또한, 제 2격판(222)은 그 중앙부위에 제 2감쇠부재(320)의 결합돌기(322)가 관통되도록 결합되고, 제 3격판(232)은 그 중앙부위에 상측으로 돌출되게 형성된 끼움돌기(232a)가 상기한 제 2감쇠부재(320)의 결합홈(324)에 삽입되도록 끼움 결합되는 구조를 갖는다.

이는, 제 2감쇠부재(320)가 제 2,3격판(222,232)과 면접촉되도록 밀착되는 것이 아니라, 중앙 일부위가 상,하로 각각 지지되어 회전 및 비틀림 가능한 구조를 갖는 것이다.

그리고, 제 1,2감쇠부재(310,320)는 유체의 상,하 이동이 가능하도록 다수개의 오리피스가 형성되고, 우레탄 계열의 소재를 채용하되, 그중에서 폴리우레탄소재를 채용하는 것이 바람직하다.

또, 유체실(120)의 상부에는 유체를 효과적으로 제어하기 위해 이중구조로서, 상호 적정 간극을 갖도록 이격되게 설치된 원형 고리 형태의 상,하부 디바이스(410,420)가 구비되며, 그 상부 디바이스(410)는 엔진의 하부와 결합되는 중앙캡(102)의 외주면에 용접으로 일체화되고, 하부 디바이스(420)는 상부 디바이스(410)의 하측에 위치한 센터볼트(104)의 헤드부에 관통되어 안착 결합되고 유체가 통과되도록 다수개의 구멍이 형성되며 그 유체의 흐름을 원활하게 하고 유체 마찰시 유동이음 발생등을 고려하여 그 원형 테두리에 고무가 몰딩된 구조를 갖는다.

그 상,하부 디바이스(410,420)간의 간극은 대략 0.1~0.3㎜정도이며, 하부의 유체실(120)에서 전달되는 유체를 다시 역류시키기 위한 기능을 수행하게 된다.

이러한 구조를 갖는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 마운팅 인슐레이터는, 엔진의 하부 테두리가 상부의 러버부(110)에 안착되고, 바디(105)의 외주면에 일체로 설치된 복수개의 브라켓이 차체에 취부된 후에 엔진으로부터 발생되는 진동을 차체에 전달되는 것을 차단하는 기능을 갖는다.

본 발명의 마운팅 인슐레이터는 기존의 인슐레이터의 방진 기능을 수행하는 고무와 유체의 절연 기능외에 제 1,2감쇠부재(310,320)에서 진동영역이 다른 저주파 대진동과 고주파 소진동 양측의 진동 에너지를 감쇠시키게 된다.

그리고, 진동 에너지를 갖는 유체가 상,하부 디바이스(410,420)를 통과할 때 생기는 마찰에너지로 변환되면서 진동을 감쇠시키게 된다.

중,대하중이 전달되는 경로는 상부의 러버부(110)로부터 진동이 전달되어 유체실(120)의 상부에 전달되고, 그 내부의 오리피스를 통과한 후에 제 1감쇠부재(310)와 제 2감쇠부재(320)를 거친 후에 다이아프램(130)측의 하부 액실측으로 전달되는 과정을 갖는다.

이때, 중,대하중은 유체의 빠른 유속을 이용하여 제 1,2감쇠부재(310,320)를 통과하면서 마찰에너지(저항)로 변환되어 진동을 감쇠시키게 되며, 특히 대하중시에는 제 2,3격판(222,232) 사이에 결합된 제 2감쇠부재(320)가 회전 및 비틀림동작되면서 진동 감쇠에 대해 높은 손실계수를 발생시키게 된다.

고주파 rpm영역의 미소진동시에는 유체가 상,하부 디바이스(410,420)의 간극 및 하부 디바이스(420)의 구멍을 통과하면서 마찰 에너지로 변환되어 그 진동영역(대략 100~350㎐)에서의 진동을 감쇠시키게 된다.

즉, 본 발명의 마운팅 인슐레이터는 제 1,2감쇠부재(310,320)가 서로 다른 재질의 것을 채용하고, 유체실(120) 상부에 이중구조의 디바이스가 설치되어 있으므로, 중대하중의 진동영역 및 미소진동의 진동영역의 진동들을 같이 감쇠시킬 수 있게 된다.

이상과 같이 설명한 본 발명은 듀얼타입으로 중대진동 및 미소진동을 감쇠시킬 수 있도록 그 구조가 개량된 엔진의 마운팅 인슐레이터에 관한 것인 바, 이에 따르면 본 발명은 듀얼 디바이스 타입으로 서로 다른 재질의 감쇠부재가 상,하 이격되게 설치되고, 하부의 감쇠부재가 유체의 흐름에 따라 회전 및 비틀림 가능한 구조로 되어 있으므로, 중,대진동뿐만 아니라 미소진동을 감쇠시켜 차량 주행중의 부밍 노이즈를 저감시키고 승차감을 향상시키는 유용한 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 엔진의 마운팅 인슐레이터를 나타낸 종단면도.

도 2는 본 발명의 인슐레이터를 상측에서 도시한 절개 사시도.

도 3은 본 발명의 인슐레이터를 저면에서 도시한 저면도.

도 4는 종래 엔진 마운팅 인슐레이터를 나타낸 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 인슐레이터 110 : 러버부

120 : 유체실 130 : 다이아프램

210 : 제 1격판 220 : 제 2격판

230 : 제 3격판 310 : 제 1감쇠부재

320 : 제 2감쇠부재 410 : 상부 디바이스

420 : 하부 디바이스

Claims (4)

1. 엔진이 안착되는 상부에 자체 탄성력을 갖는 고무로 된 러버부(110)와 하부의 다이아프램(130) 사이에 마련되며 압력 변화에 따라 내부에 내장된 유체가 오리피스를 통해 상,하 이동되는 유체실(120)을 갖는 엔진의 마운팅 인슐레이터에 있어서,

   상기 유체실(120)은 그 내부에 상호 적정 간격으로 이격되며 상기 유체의 이동이 가능하도록 형성된 제 1,2,3격판(212,222,232)과,

   상기 제 1격판(212)과 제 2격판(222) 사이에 설치되며 다수개의 오리피스가 형성되는 박막 형태의 제 1감쇠부재(310)와,

   상기 제 2격판(222)과 제 3격판(232) 사이에 마련되며 상기 제 1감쇠부재(310)와는 다른 소재로 이루어지며 상기 유체의 흐름에 의해 회전 및 비틀림 가능하게 설치되는 제 2감쇠부재(320)를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 엔진의 마운팅 인슐레이터.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1감쇠부재(310)와 제 2감쇠부재(320)는 각각 고무재와 우레탄 재질인 것을 특징으로 하는 엔진의 마운팅 인슐레이터.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제 2감쇠부재(320)는 회전 가능하도록 중앙의 일부가 상측으로 돌출되어 상기 제 2격판(222)의 중앙부위에 관통 결합되고, 중앙 하부가 상기 제 3격판(232)의 중앙에 돌출된 끼움돌기(232a)에 끼움 결합되는 것을 특징으로 하는 엔진의 마운팅 인슐레이터.
4. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체실(120)의 상부와 러버부(110)의 하측 사이에 상호 적정 간극을 갖도록 이격 설치되는 상,하부 디바이스(410,420)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 엔진의 마운팅 인슐레이터.