KR101427737B1

KR101427737B1 - 하이드로엔진마운트의 멤브레인

Info

Publication number: KR101427737B1
Application number: KR1020130052835A
Authority: KR
Inventors: 조남일; 우문만; 박종수; 최판규
Original assignee: 평화산업주식회사
Priority date: 2013-05-10
Filing date: 2013-05-10
Publication date: 2014-08-26

Abstract

본 발명은, 두께가 종래보다 큰 가요성인 중간부분을 가진 멤브레인을 전용 멤브레인 금형을 이용한 가류공정에 의해 별도로 만들고 나서, 절단칼에 의해 상기 가요성의 중간부분에 가변시 닫힘상태가 되는 Y자형 절개부가 마련된 멤브레인이 끼워맞춤방식으로 오리피스부에 장착되게 함으로써, 엔진에서 발생되는 진동이 과도하게 커서, 상부액실에서 하부액실 방향으로 이동하는 작동유체의 압력이 과동하게 증대되어, 상기 멤브레인의 가요성인 중간부분이 상기 증대된 압력을 받아도, 상기 중간부분이 이미 절개부를 가지고 있기 때문에, 상기 중간부분이 가변되는 것을 허용하면서도 원하여 지지 않는 부위에 균열부가 생기는 것을 방지할 수 있는 멤브레인을 하이드로엔진마운트에 저렴한 비용으로 제공할 수 있다.

Description

하이드로엔진마운트의 멤브레인{membrane of hydro engin mount}

본 발명은 하이드로 엔진 마운트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상부액실 내부에서 하부액실 방향으로 작용하는 작동유체의 압력이 멤브레인을 가압하여 가변시킬 때 멤브레인의 파손이 방지되는 하이드로 엔진 마운트에 관한 것이다.

차량에서 엔진은 일종의 진동 발생원이라 할 수 있다. 따라서, 엔진을 차체에 장착할 때는 엔진 마운트 장치라 불리는 매개물을 사용하여 장착함으로써 엔진에서 발생하여 차체로 전달되는 진동 및 그에 따른 소음의 전달을 차단하고 있다.

일반적으로 소형 가솔린 엔진 차량의 경우에는 고무로 제작된 부시 타입의 엔진 마운트 장치를 주로 사용하고, 대형 가솔린 엔진 차량과 디젤 엔진 차량의 경우에는 내부에 유체를 봉입한 액체 봉입식 엔진 마운트 장치를 사용한다. 그러나 일반적으로 엔진에서 발생하는 진동은 아이들 및 저속 운전상태와 고속 운전상태에서 상이하게 발생하며, 이에 따라 아이들 및 저속 운전상태와 고속 운전상태에서 각각 서로 다른 엔진 마운트의 동강성(dynamic stiffness)이 요구되고 있으므로, 이와 같은 엔진 마운트는 그 구조상 가변적인 운전 영역 모든 범위에서 진동 및 소음을 차단할 수는 없었다.

특히, 부시 타입의 엔진 마운트 장치는 고무 인슐레이터 만으로 엔진의 진동을 흡수하는 구조로 형성되기 때문에 그 특성상 어느 하나의 주파수 영역에서만 엔진의 진동을 흡수하므로 넓은 주파수 영역을 갖는 엔진의 복합 진동을 흡수하기에는 상대적으로 더욱 미흡한 구조이다. 그러나 이와 달리 하이드로 엔진 마운트는 상대적으로 더 넓은 주파수 영역에서 엔진의 진동을 흡수할 수 있으며 진동 감쇠 효과 또한 더욱 우수한 구조이다.

도 1은 종래 기술에 의한 일반적인 하이드로 엔진 마운트 장치의 구조를 간략하게 도시한 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 일반적인 엔진 마운트는 메인파이프(40)의 상하부측에 각각 메인러버(30)와 다이아프램(50)이 결합되어 내부 공간에 작동유체가 봉입되도록 형성되고, 엔진에 결합되는 센터볼트(10)는 코어부시(20)에 삽입된 상태로 메인러버(30)의 상부측 중앙부에 가류 접착과 같은 방식으로 삽입 결합된다.

메인파이프(40)에 메인러버(30)와 다이아프램(50)이 결합되어 형성되는 내부 공간에는 도 1에 도시된 바와 같이 링 형상의 오리피스부(60)가 장착되고 오리피스부(60)의 중앙부에는 멤브레인(70)이 장착된다. 이때 오리피스부(60)는 도 1에 도시된 바와 같이 내부에 오리피스유로(63)가 형성된 오리피스몸체(62)와 오리피스몸체(62)의 상부면에 결합되는 오리피스상판(61)으로 구성되며, 멤브레인(70)은 오리피스몸체(62)와 오리피스상판(61)의 사이에 결합되는 방식으로 구성된다. 또한, 멤브레인(70)은 오리피스몸체(62)와 오리피스상판(61) 사이의 공간에 테두리가 삽입되어 지지되기 위해 금속재질의 코어가 삽입되어 있고, 중간부분에는 외압에 의해 그 형태가 가변될 수 있게 가요성재질(예를 들면, 고무)로 되어 있다.

이러한 구조에 따라 메인파이프(40)에 메인러버(30)와 다이아프램(50)이 결합되어 형성되는 내부 공간은 오리피스부(60)와 멤브레인(70)에 의해 상부액실(U)과 하부액실(L)로 구획되며, 각각의 내부에 봉입된 작동유체가 오리피스부(60)와 멤브레인(70)을 통해 상부액실(U) 및 하부액실(L) 사이를 이동하며 엔진에 의한 진동이 감쇠된다.

즉, 엔진의 진동이 센터볼트(10)를 통해 메인러버(30)에 전달되어 메인러버(30)가 변형되면 상부액실(U)의 압력이 증가하고 이에 따라 오리피스부(60) 및 멤브레인(70)을 통해 상부액실(U)의 작동유체가 하부액실(L)로 관성 이동하며 진동이 감쇠된다.

이때, 일반적으로 엔진에 의한 진동이 저주파 대역인 경우에는 작동유체가 오리피스부(60)의 오리피스유로(63)를 통과하며 진동이 감쇠되고, 고주파 대역인 경우에는 작동유체가 멤브레인(70)을 가압하여 가변시키면서 멤브레인(70)과 오리피스부(60)의 결합 간격을 통과하며 진동이 감쇠되는 방식으로 구성된다.

그러나, 엔진에 의한 진동이 커서, 상부액실(U)에서 하부액실(L) 방향으로 이동하는 작동유체의 압력이 크면, 상기 멤브레인(70)의 가요성인 중간부분이 크게 변형되어, 균열부가 생기거나 파열된다고 하는 문제점이 야기된다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 하이드로 엔진 마운트가 한국공개실용신안 제20-1998-038210호 및 한국공개특허 제10-2009-0062257호에 개시되어 있다.

상기 개시된 실용신안의 엔진 마운트는 중앙에 오리피스가 형성된 분리판의 내주면에 고무재질의 리브가 가류공정에 의해 고정되어 있어서, 고주파 대역의 진동을 감쇠시킬 수 있는 구조로 되어 있다.

하지만, 상기 개시된 실용신안의 엔진 마운트는 고주파 대변위시에 높은 감쇄력을 제공할 수 있지만, 분리판의 중앙에 항상 개방되어 있는 오리피스가 형성되어 있는 관계로 저주파 대변위시 높은 댐핑값을 얻을 수 없고, 더우기 리브가 가류공정에 의해 분리판의 내주면에 고정되는 과정에서 리브에 수축이 발생되어 원하여지는 오리피스의 구경값을 정확하게 갖는 엔진 마운트를 얻을 수 있는 수율이 낮을 뿐만 아니라, 케이스(파이프) 내에 고정된 분리판에 가류공정에 의해 리브를 고정하는 것은 코어 및 상하금형를 포함하는 복잡한 구조의 가류금형이 필요되어 제조단가가 증대되고, 오리피스의 내부가 확경되고 오리피스의 입출구가 축경되어 있는 관계로 상기 오리피스 공간에 코아를 삽입한 상태에 리브를 분리판에 고정하는 가류공정시에 코어의 탈형이 어려워, 상기 개시된 실용신안의 엔진 마운트는 엔진 마운트의 양산성에 문제점을 가진다.

또한 상기 개시된 특허의 엔진 마운트에는 오리피스부의 중심홀에 원판형상의 멤브레인이 장착되어 있고, 상기 멤브레인의 중앙에는 액실의 작동유체가 상하로 이동될 수 있도록 십자형상으로 절개된 유체유동틈이 형성되어 있고, 상기 멤브레인의 외주면에 장착홈이 형성되고, 이 장착홈을 통하여 상기 오리피스부의 중심홀 내주면에 이탈되지 않도록 상기 멤브레인이 끼워진 상태로 가류접착된다.

하지만, 상기 개시된 하이드로 엔진 마운트도 중앙에 유체유동틈을 가진 멤브레인이 오리피스부의 내주면에 가류공정에 의해 고정되기 때문에, 코어 및 상하금형를 포함하는 복잡한 구조의 금형이 필요하게 되어 제조단가가 증대되고, 그리고 코어를 이용한 가류공정에 의해 유체유동틈이 형성되기 때문에, 저주파 변위시에 메브레인이 변형되어도 유체유동틈이 항상 개방되어 있어서, 저주파의 감쇄능력이 낮고, 또한 가류공정시에 멤브레인에 수축이 발생되어, 유체유동틈의 간격이 원하여지는 간격보다 크게 되어서 저주파 대변위시에 높은 댐핑값을 갖지 못하여 차량의 NVH(소음, 진동, 하니스)에 성능저하가 발생되고, 이를 방지하기 위해 정확한 간격을 갖은 메브레인을 엔진 마운트에 구비시키는 것은 수율이 낮아, 제조단가를 증대시킨다고 하는 문제점을 가진다.

본 발명은 상기된 문제점을 해결하는 것에 과제를 가진다.

본 발명은, 두께가 종래보다 큰 가요성인 중간부분을 가진 멤브레인을 전용 멤브레인 금형을 이용한 가류공정에 의해 별도로 만들고 나서, 절단칼에 의해 상기 가요성의 중간부분에 가변시 닫힘상태가 되는 Y자형 절개부가 마련된 멤브레인이 끼워맞춤방식으로 오리피스부에 장착되게 함으로써, 상기 과제를 해결할 수 있다.

본 발명은, 상기와 같은 과제해결수단에 의해, 엔진에서 발생되는 진동이 과도하게 커서, 상부액실에서 하부액실 방향으로 이동하는 작동유체의 압력이 과동하게 증대되어, 상기 멤브레인의 가요성인 중간부분이 상기 증대된 압력을 받아도, 상기 중간부분이 이미 절개부를 가지고 있기 때문에, 상기 중간부분이 가변되는 것을 허용하면서도 원하여 지지 않는 부위에 균열부가 생기는 것을 방지할 수 있는 멤브레인을 하이드로엔진마운트에 저렴한 비용으로 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 하이드로 엔진 마운트를 도시한 도면,
도 2는 본 제1실시예의 하이드로 엔진 마운트를 도시한 도면,
도 3은 도 2의 멤브레인을 도시한 측면도,
도 4는 도 2의 멤브레인의 평면도, 및
도 5는 제2실시예의 멤브레인을 도시한 측면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 하이드로 엔진 마운트의 구조를 나타내는 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 하이드로 엔진 마운트는 일반적인 엔진 마운트장치의 구조와 동일하게 메인파이프(40)의 상하부측에 각각 메인러버(30)와 다이아프램(50)이 결합되어 내부 공간에 작동유체가 봉입되도록 형성되고, 엔진에 결합되는 센터볼트(10)는 코어부시(20)에 삽입된 상태로 메인러버(30)의 상부측 중앙부에 가류 접착과 같은 방식으로 삽입 결합된다.

메인파이프(40)에 메인러버(30)와 다이아프램(50)이 결합되어 형성되는 내부 공간에는 도 2에 도시된 바와 같이 링 형상의 오리피스부(60)가 장착되고 오리피스부(60)의 중앙부에는 별도의 전용 멤브레인금형을 이용한 가류성형공정에 의해 만들어진 멤브레인(70)이 장착된다. 이때 오리피스부(60)는 도 2에 도시된 바와 같이 내부에 오리피스유로(63)가 형성된 오리피스몸체(62)와 오리피스몸체(62)의 상부면에 결합되는 오리피스상판(61)으로 구성되며, 멤브레인(70)은 오리피스몸체(62)와 오리피스상판(61)의 사이에 결합되는 방식으로 구성된다.

또한, 멤브레인(70)의 테두리에는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 오리피스몸체(62)와 오리피스상판(61) 사이의 공간에 테두리가 삽입되어 지지되기 위해 금속재질의 코어(71)가 삽입된 상태에서 가류성형에 의해 가요성 재질(예를 들면, 고무)로 일체화되어서 그 중간부분(72)이 작동유체의 압력에 의해 그 형태가 가변되게 되어 있다.

즉, 엔진의 진동이 센터볼트(10)를 통해 메인러버(30)에 전달되어 메인러버(30)가 변형되면 상부액실(U)의 압력이 증가하고 이에 따라 오리피스부(60) 및 멤브레인(70)을 통해 상부액실(U)의 작동유체가 하부액실(L)로 관성 이동하며 진동이 감쇠된다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따라 엔진에 의한 진동이 저주파 대역인 경우에는 작동유체가 오리피스부(60)의 오리피스유로(63)를 통과하고 멤브레인이 미세 변형하여 진동이 감쇠되고, 고주파 대역인 경우에는 작동유체가 멤브레인(70)을 가압하여 가변시키면서 작동유체가 멤브레인(70)과 오리피스부(60) 사이의 간격을 통과하고 멤브레인이 대변형하여 진동이 감쇠되는 방식으로 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 제1실시예에 따른 멤브레인(70)은 그 중간부분(72)에 형성된 Y자형 관통 절개부(73)를 포함하고 있다.

상기 관통 절개부(73)를 구획형성하는 상기 중간부분(72)의 3개의 부위 선단이 둔각으로 되어 있어서, 십자형 절개부를 가진 종래의 멤브레인 보다 탄성복원력이 우수하다.

상기 중간부분(72)은 후육부로 되어 있으며, 그 후육부의 두께(T; 5.5mm)와 상기 관통 절개부(73)의 틈이 벌어진 간격(D; 0.1mm 내지 0.4mm)은 관통 절개부(73)의 틈을 구획형성하는 마주하는 내벽면(74, 74)이 일정량 서로 마주하는 방향으로 미세 만곡되었을 때 상기 관통 절개부(73)의 틈을 닫힌 상태로 할 수 있는 크기이다.

상기와 같이 구성된 멤브레인(70)은 엔진에서 발생되는 진동이 과도하게 커서, 상부액실(U)에서 하부액실(L) 방향으로 이동하는 작동유체의 압력이 과동하게 증대되어, 상기 멤브레인(70)의 가요성인 중간부분(72)이 상기 증대된 압력을 받아도, 상기 중간부분(72)이 이미 절개부를 가지고 있기 때문에, 상기 중간부분이 과도하게 가변되는 것을 허용하면서도 원하여 지지 않는 부위에 균열부가 생기는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 제2실시예에 따른 멤브레인(70')이 도 5에 도시되어 있다.

상기 멤브레인(70')은 제1실시예와 같이 후육부를 갖고서 중앙에 Y자형 관통 절개부(73)를 가진 고무재질의 디스크 형상의 중간부분(72), 상기 중간부분(72)의 바닥테두리에 일체로 결합되어 방사 바깥방향으로 뻗어 있는 고무재질의 제1링형상부(75), 상기 제1링형상부(75)의 바닥테두리에 일체로 결합되어 방사 바깥방향으로 뻗어 있는 고무재질의 제2링형상부(76), 상기 제2링형상부(76)의 외주면에 일체로 결합되어 상기 제2링형상부(76)의 두께 바깥방향으로 뻗어 있고 오리피스몸체(62)와 오리피스상판(61) 사이에 끼워맞춤될 수 있는 크기와 형상을 가진 고무재질의 숫형부(77), 및 상기 제1 및 제2링형상부(75, 76)와 상기 숫형부(77)에 삽입된 금속재질의 코어(71)를 포함하고 있다.

상기 코어(71)는 상기 제1 및 제2링형상부(75, 76)와 상기 숫형부(77)에 삽입된 한 쌍의 수평부와 상기 제1 및 제2링형상부(75, 76) 사이에 삽입되어 상기 한 쌍의 수평부의 단부에 양단이 일체로 이음되어 있는 수직부를 포함하고 있다.

상기 관통 절개부(73)는 제1실시예와 같이, 중간부분(72)과 상기 코어(71)가 삽입된 제1 및 제2링형상부(75, 76) 및 숫형부(77)가 가류성형공정에 의해 일체로 성형되어 멤브레인(70')이 만들어진 다음, 절단칼에 의해 Y자형으로 절개되어 형성된 것이다.

통상적으로 고무재질인 상기 중간부분(72), 제1 및 제2링형상부(75, 76) 및 숫형부(77)는, 가류성형되면 수축이 발생되어 상기 코어(71)의 수직부가 지점이되어 방사바깥방향으로 긴장된 상태가 된다.

이 상태에서 제1실시예의 멤브레인(70)의 상기 중간부분(72)에 절단칼에 의해 Y자형으로 절개부(73)를 형성하면 상기 중간부분(72)의 테두리에 삽입된 상기 코어(71)의 수직부가 상기 중간부분(72)을 방사바깥방향으로 인장하게 되어 절개된 상기 절개부(73)의 틈이 더 벌어지게 되어, 원하여지는 상기 절개부(73)의 틈의 벌어진 간격(D; 0.1mm 내지 0.4mm)을 맞추기가 어렵지만, 제2실시예의 멤브레인(70)의 중간부분에는 상기 코어(71)가 삽입되어 있지 않기 때문에, 상기 중간부분(72)이 가류성형공정에 의해 수축된 다음, 절단칼로 중간부분(72)에 절개부(73)를 형성하여도, 절개된 상기 절개부(73)의 틈이 더 벌어지지 않게 되어 원하여지는 상기 절개부(73)의 틈의 벌어진 간격(D; 0.1mm 내지 0.4mm)을 맞추기가 용이하다는 관점에서 바람직하다.

상기와 같이 구성된 엔진 마운트는 저주파형 진동시에 작동유체가 상하부액실로 이동할 수 있는 오리피스유로(63), 멤브레인(70, 70')과 오리피스몸체(62) 사이의 틈유로를 제공하면서 상기 멤브레인(70, 70')의 중간부분(72)의 미세변형을 제공하여, 저주파형 진동을 감쇄시킬 수 있고, 그리고 고주파형 진동시에, 상하부액실로 이동할 수 있는 오리피스유로(63), 멤브레인(70, 70')과 오리피스몸체(62) 사이의 틈유로를 제공하면서 상기 멤브레인(70, 70')의 중간부분(72)의 대변형으로 인한 중간부분(72)의 절개부(73)의 확경을 통해 형성된 유로를 제공하여, 고주파형 진동도 감쇄시킬 수 있는 멤브레인을 저렴한 비용으로 제공할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10; 센터볼트, 20; 코아부시, 30; 메인러버, 40; 메인파이프, 50; 다이아프램, 60; 오리피스, 70; 멤브레인

Claims

링 형상의 오리피스부(60)와 상기 오리피스부(60)의 중앙부에 장착된 멤브레인에 의해 내부 공간이 상부액실(U)과 하부액실(L)로 구획되고 작동유체가 상기 오리피스부(60) 및 멤브레인(70)을 통해 상기 상부액실(U) 및 하부액실(L) 사이를 이동하며 진동을 감쇠하는 하이드로 엔진 마운트 장치에 있어서,
상기 멤브레인는 오리피스몸체(62)와 오리피스상판(61) 사이의 공간에 테두리가 삽입되어 지지되기 위해 테두리에 금속재질의 코어(71)가 삽입된 상태에서 가류성형에 의해 가요성 재질로 일체화되어서 그 중간부분(72)이 작동유체의 압력에 의해 그 형태가 가변되게 되어 있고,
상기 멤브레인의 중간부분(72)에는 상기 멤브레인이 가류성형된 다음 절단칼에 의해 절개되어 형성된 Y자형 관통 절개부(73)가 구비되어 있고,
상기 관통 절개부(73)를 구획형성하는 상기 중간부분(72)의 3개의 부위 선단이 둔각으로 되어 있고,
상기 중간부분(72)은 후육부로 되어 있으며,
상기 후육부의 두께(T)와 상기 관통 절개부(73)의 틈이 벌어진 간격(D)은 관통 절개부(73)의 틈을 구획형성하는 마주하는 내벽면(74, 74)이 일정량 서로 마주하는 방향으로 만곡되었을 때 상기 관통 절개부(73)의 틈을 닫힌 상태로 할 수 있는 크기인 것을 특징으로 하는 하이드로엔진마운트의 멤브레인.
제 1항에 있어서,
상기 멤브레인은
후육부를 갖고서 중앙에 Y자형 관통 절개부(73)를 가진 고무재질의 디스크 형상의 중간부분(72),
상기 중간부분(72)의 바닥테두리에 일체로 결합되어 방사 바깥방향으로 뻗어 있는 고무재질의 제1링형상부(75),
상기 제1링형상부(75)의 바닥테두리에 일체로 결합되어 방사 바깥방향으로 뻗어 있는 고무재질의 제2링형상부(76),
상기 제2링형상부(76)의 외주면에 일체로 결합되어 상기 제2링형상부(76)의 두께 바깥방향으로 뻗어 있고 오리피스몸체(62)와 오리피스상판(61) 사이에 끼워맞춤될 수 있는 크기와 형상을 가진 고무재질의 숫형부(77), 및
상기 제1 및 제2링형상부(75, 76)와 상기 숫형부(77)에 삽입된 금속재질의 코어(71)를 포함하고 있고,
상기 코어(71)는
상기 제1 및 제2링형상부(75, 76)와 상기 숫형부(77)에 삽입된 한 쌍의 수평부와 상기 제1 및 제2링형상부(75, 76) 사이에 삽입되어 상기 한 쌍의 수평부의 단부에 양단이 일체로 이음되어 있는 수직부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 하이드로엔진마운트의 멤브레인.