KR100828814B1 - 유체 봉입형 마운트 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 방진고무, 내부에 유체가 충진되는 챔버 및 상기 챔버를 상부와 하부로 구획하는 오리피스 플레이트를 포함하는 유체 봉입형 마운트의 일종으로 상기 오리피스 플레이트의 내부에는 상부 및 하부 챔버를 연통시키는 오리피스가 형성되고, 상기 오리피스를 통해 이송되는 유체의 양을 조절하기 위한 조절수단이 마련되어지되, 상기 유량조절수단은 온도에 감응하여 유량을 조절한다. 따라서 온도변화에 관계없이 항상 일정한 NVH 성능을 유지할 수 있는 장점이 있다.

가변형 오리피스, 온도, 바이메탈, 토출공, 슬라이더

Description

유체 봉입형 마운트{Hydraulic Mount}

도 1은 종래 기술에 의한 유체 봉입형 마운트의 단면도.

도 2는 본 발명에 의한 유체 봉입형 마운트의 단면도.

도 3은 본 발명에 의한 유체 봉입형 마운트를 구성하는 구성요소 중 오리피스 플레이트를 도시하는 사시도.

도 4는 도 3에 도시된 오리피스 플레이트의 분해사시도.

도 5는 도 3에 도시된 오리피스 플레이트의 평면도.

도 6은 도 5에 도시된 하부 오리피스 플레이트에 마련된 유량조절수단의 단면도.

도 7a와 도 7b는 도 6에 도시된 유량조절수단의 개폐과정을 도시하는 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 유체 봉입형 마운트 110 : 방진고무

120 : 코어볼트 130 : 하우징

140 : 다이어프램 150, 160 : 챔버

170 : 오리피스 플레이트 180 : 디커플러

190 : 유량조절수단

본 발명은 유체 봉입형 마운트에 관한 것으로, 구체적으로는 온도변화에 관계없이 항상 일정한 NVH 성능을 유지할 수 있는 유체 봉입형 엔진 마운트에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 엔진 및 트랜스미션을 포함하는 파워플랜트는 구동 시 발생되는 진동 및 소음이 차체로 전달되지 아니하도록 방진 및 방음 기능을 갖는 마운트에 의해 지지된다. 최근에는 방진 및 방음 성능을 극대화하기 위하여 내부에 유체가 봉입된 유체 봉입형 마운트가 많이 사용되고 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 유체 봉입형 마운트를 도시하는 단면도로, 도 1을 참조하여 종래의 유체 봉입형 마운트를 살펴보도록 한다.

종래의 유체 봉입형 마운트(1)는, 엔진 및 트랜스미션 등과 같은 파워플랜트에서 발생되는 진동의 일부를 흡수하는 방진고무(10)와, 파워플랜트를 고정하기 위한 코어볼트(20)와, 내부에 소정의 공간, 즉 챔버(50, 60)가 마련되고 상부가 상기 방진고무(10)에 의해 밀봉되는 하우징(30)과, 상기 하우징(30)의 하부를 밀봉하는 다이어프램(40)과, 상기 방진고무(10), 하우징(30) 및 다이어프램(40)에 의해 밀봉된 챔버(50, 60)를 상부 및 하부로 구획하는 오리피스 플레이트(70)와, 상기 상부 및 하부 챔버(50, 60)에 충진되는 유체를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 오리피스 플레이트(70)는 소정의 두께를 갖는 원판형상으로 그 중심에는 상하를 관통하는 관통공(72)이 형성되고, 상기 관통공(72)에는 소정의 탄 성을 갖는 디커플러(80)가 결합된다. 또한, 상기 오리피스 플레이트(70)의 내부에는 환형의 오리피스(74)가 형성되어지되, 그 개구는 오리피스 플레이트(70)의 상면과 하면에 각각 형성된다. 따라서 상기 상부 및 하부 챔버(50)는 상기 오리피스(74)를 통해 서로 연통된다.

상기와 같은 구조를 갖는 종래의 유체 봉입형 마운트(1)는 상부에서 하부로 진동이 인가될 경우, 상부 챔버(50) 내의 유체가 오리피스 플레이트(70)의 오리피스(74)를 통해 하부 챔버(60)로 이송되며 진동을 흡수하게 된다. 좀 더 상세히 설명하면, 엔진을 포함하는 파워플랜트 구동 시 발생되는 진동은 주파수가 30㎐이상인 고주파 미진폭 진동과 30㎐이하인 저주파 대변위 진동으로 구분된다. 이 중에서 고주파 미진폭 진동은 상기 방진고무(10)에 의해 흡수되며, 저주파 대변위 진동은 상술한 바와 같이 챔버(50, 60) 내의 유체가 이송되며 흡수하게 된다.

그런데 종래의 유체 봉입형 마운트(1)에 구비되는 방진고무(10)와 챔버(50, 60) 내에 충진되는 유체는 온도에 따라 그 특성의 변화가 매우 심하여 진동 흡수율의 편차가 매우 크다. 그 한 예로, -15℃ ~ 85℃ 사이의 온도에서 종래의 유체 봉입형 마운트(1)의 진동 흡수율을 측정해 본 결과, 각 방향(X축, Y축, Z축)에 대한 정(靜)스프링 특성의 최대 변화율은 15%미만이고, 동(動)스프링 특성의 최소 변화율은 37% 이상이며, Z축 방향 손실계수 변화율은 약 69%이었다.

즉, 종래의 유체 봉입형 마운트(1)는 상술한 바와 같이 온도에 따라 큰 편차의 진동 흡수율을 보이는 바, 온도변화에 관계없이 항상 일정한 NVH(Noise, Vibration, Harshness) 성능을 유지 할 수 없는 단점을 갖고 있다.

따라서 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서 온도변화에 관계없이 항상 일정한 NVH 성능을 유지할 수 있는 유체 봉입형 엔진 마운트를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 유체 봉입형 마운트는, 방진고무, 내부에 유체가 충진되는 챔버 및 상기 챔버를 상부와 하부로 구획하는 오리피스 플레이트를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 오리피스 플레이트는 일단으로 갈수록 단면적이 증대 또는 감소되는 가변형 오리피스가 내부에 마련되고, 그 중단에는 상기 하부 챔버로 개방되는 토출공이 형성되어지되, 상기 토출공은 온도변화에 따라 개방 또는 폐쇄된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이때, 본 발명을 구성하는 각 구성요소 중 공지된 구성 및 그 구성의 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 도면에 도시된 각 구성요소들 중 동일한 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.

도 2는 본 발명에 의한 유체 봉입형 마운트의 단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 유체 봉입형 마운트(100)는, 엔진 및 트랜스미션 등과 같은 파워플랜트에서 발생되는 진동의 일부를 흡수하는 방진고무(110) 와, 차체에 파워플랜트를 고정하기 위한 코어볼트(120)와, 내부에 소정의 챔버(150, 160)가 마련되고 상부가 상기 방진고무(110)에 의해 밀봉되는 하우징(130)과, 상기 하우징(130)의 하부를 밀봉하는 다이어프램(140)과, 상기 방진고무(110), 하우징(130) 및 다이어프램(140)에 의해 밀봉된 챔버(150, 160)를 상부 및 하부로 구획하는 오리피스 플레이트(170)와, 상기 오리피스 플레이트(170)의 중심에 마련되는 디커플러(180)와, 상기 상부 및 하부 챔버(150, 160)에 충진되는 유체를 포함하여 구성된다.

이 중에서 상기 오리피스 플레이트(170)를 제외한 나머지 구성요소는 종래의 유체 봉입형 마운트(1)를 구성하는 해당 구성요소와 동일한 바, 이들에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명에 의한 유체 봉입형 마운트를 구성하는 구성요소 중 오리피스 플레이트를 도시하는 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 오리피스 플레이트의 분해사시도이며, 도 5는 도 3에 도시된 오리피스 플레이트의 평면도이다. 여기서 상기 도 3 내지 도 5는 본 발명의 특징부가 명확하게 표현될 수 있도록 디커플러(180)를 제외한 상부 및 하부 오리피스 플레이트만을 도시하였다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 오리피스 플레이트(170)는, 상부 오리피스 플레이트(170u)와, 상기 상부 오리피스 플레이트(170u)와 동일한 형상으로 형성되어지되 상부 오리피스 플레이트(170u)에 비하여 큰 직경을 갖는 하부 오리피스 플레이트(170d)를 포함하여 구성된다. 이때, 본 실시예에서는 상기 오리피스 플레이트(170)의 조립성을 향상시키기 위하여 하부 오리피스 플레이트(170d)를 상부 오리 피스 플레이트(170u)보다 큰 직경으로 형성하였으나, 반드시 이에 한정되는 것을 아니며 사용자의 필요에 따라 동일한 직경 또는 상부 오리피스 플레이트(170u)를 더 큰 직경으로 형성할 수 있음은 물론이다.

상기 오리피스 플레이트(170)를 구성하는 상부 및 하부 오리피스 플레이트(170u, 170d)를 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 상부 오리피스 플레이트(170u)는 소정 두께를 갖는 원판형상으로 형성되고, 그 중심에는 관통공(172u)이 마련된다. 또한, 일측에는 상부 챔버(도 2의 150)와 연결되는 제 1 개구부(174u)가 상부 오리피스 플레이트(170u)의 상면과 하면을 관통하도록 형성되고, 하면에는 일단이 상기 제 1 개구부(174u)와 연결되는 오리피스(176u)가 상부 오리피스 플레이트(170u)를 따라 환형으로 형성된다.

상기 하부 오리피스 플레이트(170d)는 상술한 바와 같이 상부 오리피스 플레이트(170u)와 동일한 형상으로 형성되고, 그 중심에는 관통공(172d)이 마련된다. 또한, 일측에는 상부 및 하부가 상기 오리피스 홈(176u)의 타단 및 하부 챔버(도 2의 160)와 각각 연결되는 제 2 개구부(174d)가 하부 오리피스 플레이트(170d)의 상면과 하면을 관통하도록 형성되고, 타측에는 상부 및 하부가 상기 오리피스 홈(176u)의 타단 및 하부 챔버(160)와 연통되도록 하는 토출공(176d)이 형성된다. 또한, 상기 토출공(176d)에는 도면에 도시되지는 않았으나 후술할 유량조절수단(도 6의 190)이 마련된다.

상술한 상부 오리피스 플레이트(170u)와 하부 오리피스 플레이트(170d)는 그 하면과 상면이 서로 밀착되도록 결합되어 오리피스 플레이트(170)를 구성하게 된다. 이와 같이 상부 오리피스 플레이트(170u)와 하부 오리피스 플레이트(170d)가 서로 밀착되게 결합된 상태에서 상기 환형의 오리피스(176u)는 상기 제 1 및 제 2 개구부(174u, 174d)를 연결시켜 상부 챔버 및 하부 챔버에 충진된 유체가 이송되는 통로가 된다.

한편, 상기 오리피스(176u)는 상부 챔버(150)와 연결되는 제 1 개구부(174u) 측에서부터 하부 챔버(160)와 연결되는 제 2 개구부(174d) 측으로 갈수록 단면적이 증대되는 가변형 오리피스이다. 이와 같은 가변형 오리피스(176u)는 상술한 바와 같이 제 2 개구부(174d) 측으로 갈수록 단면적이 증대되는 바, 외부 진동에 의해 상부 챔버(150)에서 하부 챔버(160)로 이송되는 유체는 그 저항력이 점착 감소하게 되고 종국에는 모두 소멸하게 되어 진동을 흡수하게 된다. 이러한 방법은 공회전이나 정속주행 시 발생되는 미세 진동의 흡수 및 감쇠에 매우 효과적이다.

도 6은 도 5에 도시된 하부 오리피스 플레이트에 마련된 유량조절수단의 단면도이다.

상술한 유량조절수단(190)은 온도변화에 관계없이 항상 일정한 NVH 성능을 나타낼 수 있도록 하기 위한 것으로, 토출공(176d)을 개방 또는 폐쇄시키는 슬라이더(192, 194)와, 온도에 따라 상기 슬라이더(192, 194)의 이동시키기 위한 바이메탈(196, 198)을 포함하여 구성된다.

이를 좀 더 상세히 설명하면, 상기 토출공(176d)의 상부 및 하부에는 제 1 및 제 2 슬라이더(192, 194)가 각각 마련되고, 상기 제 1 및 제 2 슬라이더(192, 194)의 일단에는 그들을 이동시키기 위한 제 1 및 제 2 바이메탈(196, 198)이 각각 마련된다. 이때, 상기 제 1 바이메탈(196)은 챔버(도 2의 150, 160)와 연결되어 상기 챔버(150, 160) 내에 충진된 유체의 온도에 따라 감응하게 되고, 상기 제 2 바이메탈(198)은 방진고무(도 2의 110)와 연결되어 방진고무(110)의 온도에 따라 감응하게 된다.

즉, 상기 유량조절수단(190)은 챔버(150, 160) 내의 유체 및 방진고무의 온도에 따라 상기 토출공(176d)을 개방 또는 폐쇄하게 되고 그 개방량이 조절되는 바, 온도 변화에 따른 유체 봉입형 마운트(100)의 강성특성 편차를 최소화할 수 있다.

도 7a와 도 7b는 도 6에 도시된 유량조절수단의 개폐과정을 도시하는 도면으로, 이를 참조하여 유량조절수단의 개폐과정을 살펴보면 다음과 같다.

우선, 제 1 및 제 2 슬라이더(192, 194)는 기준 작동온도에서 도 7a에 도시된 바와 같이 토출공(176d)의 약 65% 정도를 폐쇄한 상태로 존재한다. 이때, 기준 작동온도란, 계절이나 시간 등에 따라 변하므로 실차시험을 통해 유체 봉입형 마운트(100)가 가장 오래 노출되는 온도분포 데이터를 수집하여 빈도가 가장 높은 온도를 말한다.

상기와 같은 상태에서 작동온도가 기준 작동온도보다 낮아지면, 챔버(도 2의 150, 160) 내 유체의 점성이 높아져 유체저항력이 증대되고 방진고무(도 2의 110)가 경화되어 동(動)스프링 특성 낮아지므로 진동절연효과 감소하는 바, 도 7b와 같이 토출공(176d)의 약 50% 이상이 개방되도록 제 1 및 제 2 슬라이더(192, 194)를 이동시켜 오리피스(176u) 내 유체의 흐름을 원활하게 함으로써 진동흡수율을 증대시킨다.

또한, 작동온도가 기준 작동온도보다 높아지면, 챔버(150, 160) 내 유체의 점성이 낮아져 유체저항력이 저하되긴 하지만 방진고무(110)가 연화되어 파워플랜트의 지지 및 위치고정이 어려워지는 문제가 발생하는 바, 토출공의 65% 이상이 폐쇄되도록 제 1 및 제 2 슬라이더(192, 194)를 이동시켜 오리피스(176u) 내를 이송하는 유체를 이용한 진동흡수율을 증대시킨다.

본 실시예에서는 상기 토출공(176d)의 개폐량을 상술한 수치로 한정하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 토출공(176d)의 직경을 포함한 다양한 요인에 의해 그 수치는 변경 가능함은 당연하다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유체 봉입형 마운트의 구성 및 개폐수단의 개폐과정을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

이상과 같이 본 발명에 의한 유체 봉입형 마운트는, 가변형 오리피스를 형성하여 공회전이나 정속주행 시 발생되는 미세 진동을 매우 효과적으로 흡수 및 감쇠시킬 수 있다. 또한, 챔버 내의 유체 및 방진고무의 온도에 따라 상부 챔버에서 하부 챔버로 이송되는 유량을 제어함으로써 온도변화에 관계없이 항상 일정한 NVH 성능을 유지할 수 있는 장점이 있다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 방진고무(110), 내부에 유체가 충진되는 챔버(150,160) 및 상기 챔버를 상부와 하부로 구획하는 오리피스 플레이트(170)를 포함하는 유체 봉입형 마운트에 있어서,

   상기 오리피스 플레이트(170)의 내부에는 상부 및 하부 챔버(150,160)를 연통시키는 오리피스(176u)가 형성되고, 상기 오리피스 중단에는 하부 챔버와 연통되는 토출공(176d)이 형성되며, 상기 토출공에는 온도에 감응하여 상기 오리피스를 통해 이송되는 유체의 양을 조절하는 유량조절수단(190)이 구비되는 것을 특징으로 하는 유체 봉입형 마운트.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 유량조절수단(190)은 한 쌍으로 마련되어, 하나의 유량조절수단은 상기 방진고무(110)의 온도에 감응하여 작동되고 나머지 하나의 유량조절수단은 상기 챔버 내 유체의 온도에 감응하여 작동되는 것을 특징으로 하는 유체 봉입형 마운트.
4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,

   상기 유량조절수단(190)은, 상기 토출공(176d)을 개방 또는 폐쇄시키는 슬라이더(192,194)와, 온도에 따라 상기 슬라이더를 이동시키기 위한 바이메탈(196,198)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유체 봉입형 마운트.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 오리피스는 상부 및 하부 챔버와 연통되는 양단 중 어느 한 방향으로 갈수록 단면적이 증대되거나 감소되는 가변형 오리피스인 것을 특징으로 하는 유체 봉입형 마운트.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 오리피스는 하부 챔버와 연통되는 일단으로 갈수록 단면적이 증대되는 것을 특징으로 하는 유체 봉입형 마운트.

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