KR101570282B1 - 전단 및 압축 탄성을 복합적으로 이용한 탄성 마운트 - Google Patents

전단 및 압축 탄성을 복합적으로 이용한 탄성 마운트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금속링과 고무의 구조를 변경하여 전단 탄성과 압축 탄성이 복합적으로 작용하도록 한 전단 및 압축 탄성을 복합적으로 이용한 탄성 마운트에 관한 것이다. 본 발명에 따른 탄성 마운트는, 중앙에 수직축 결합부재(2)의 축부(2a)가 삽입되는 몸통부(120)와, 상기 몸통부(120)로부터 반경방향 외측으로 확장되어 수평 결합부재(4)에 의해 지탱되는 수평 지지부(140)와, 상기 수평 지지부(140)의 상면에서 반경방향 중간 지점으로부터 상기 수직축 결합부재(2)의 상부 플랜지(2b)를 향해 돌출되어서 수직축 결합부재(2)가 하강할 때 상기 수직축 결합부재(2)의 상부 플랜지(2b)의 하면에 접촉하여 눌리는 돌출부(142)를 가지는 탄성 지지체(100); 상기 탄성 지지체(100)의 몸통부(120)의 중앙에 삽입되어 그 내부에 상기 수직축 결합부재(2)의 축부(2a)가 삽입되고 상단이 수직축 결합부재(2)의 상부 플랜지(2b)의 하면을 지지하는 코어 스틸 튜브(200); 상기 탄성 지지체(100)의 몸통부(120)의 외주를 덮는 관 부(310)와, 상기 관 부(310)의 상단으로부터 반경방향 외측으로 절곡 연장되어 탄성 지지체(100)의 수평 지지부(140) 하면을 덮는 외향 판부(320)와, 상기 외향 판부(320)로부터 축방향으로 절곡 연장되어 상기 탄성 지지체(100)의 수평 지지부(140) 외측 둘레면을 덮어 수평 지지부(140)가 바깥쪽으로 밀려나는 것을 방지하는 밀림방지 둑(330)을 가지는 메탈 링(300)으로 이루어진다.

Description

전단 및 압축 탄성을 복합적으로 이용한 탄성 마운트{ELASTIC MOUNT USED THE ELASTICITY OF SHEARING AND COMPRESSION COMPOSITELY}
본 발명은 재료의 탄성을 이용하여 상하방향으로 작용하는 진동을 흡수하는 전단 탄성 고무 마운트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 금속링과 고무의 구조를 변경하여 전단 탄성과 압축 탄성이 복합적으로 작용하도록 하여 지지 강성을 향상시키고, 더 나아가서는 설치 여건에 따라 강성을 조절할 수 있도록 하는 전단 및 압축 탄성을 복합적으로 이용한 탄성 마운트에 관한 것이다.
일반적으로 탄성 마운트는 고무(Rubber), 폴리우레탄 등의 탄성체로 만들어져서, 재료에 부여된 탄성을 이용하여 엔진, 변속기, 현가장치 등을 지지하여 충격과 진동을 흡수하는 역할을 한다.
이중 전단 탄성을 이용하는 탄성 마운트는, 마운트의 압축을 이용하여 진동을 흡수하는 압축 타입 마운트에 비해, 두 지지체 사이에 엇갈리는 방향으로 작용하는 하중에 대해 탄성적으로 변형하면서 진동을 흡수하도록 만들어진 것이다.
도 1 및 도 2에는 중장비나 특수 차량 등에 많이 사용되는 종래의 전단형 탄성 마운트의 구조가 도시되어 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 전단형 탄성 마운트는, 고무나 폴리우레탄 등으로 이루어지는 탄성체(10)의 몸통(12) 중앙에 코어 스틸 튜브(20)가 끼워져 있고, 탄성체(10)의 몸통(12) 외주에 반경방향으로 연장되는 수평 지지부(14)가 형성되며, 수평 지지부(14)의 밑면과 몸통(12)의 외주에 메탈 링(30)이 끼워진 구조를 가진다.
이와 같은 탄성 마운트는, 코어 스틸 튜브(20)에 수직축 결합부재(2)가 결합되고, 메탈 링(30)의 외주에 수평 결합부재(4)가 결합되어 수직축 결합부재(2)와 수평 결합부재(4) 사이에 작용하는 상하방향 하중을 몸통(12)과 수평 지지부(14)의 축방향(상하방향) 전단 탄성 변형에 의해 흡수하게 된다.
예를 들어, 수평 결합부재(4)는 차체 프레임에 고정되고, 수직축 결합부재(2)는 엔진이나 현가 장치 등에 고정되어, 수직축 결합부재(2)와 수평 결합부재(4) 사이의 상대적 변위에 의해 상하방향으로 탄성 변형하여 진동을 흡수하게 된다.
그런데 이러한 탄성 마운트는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상하 방향 하중에 대해 수평 지지부(14)와 몸통(12) 사이의 전단 탄성에 의해서만 지탱되기 때문에 수평 결합부재(4)의 두께를 증가시키더라도 상하방향의 강성에 한계가 있으며, 그것에 기인하여 더 높은 상하방향 강성이 필요한 경우에는 적용이 어렵고 강성을 조절하는데에도 한계가 있다.
또한, 높은 상하방향 하중에 대응하기 위해 전단 탄성 마운트 대신 압축 탄성을 이용한 마운트를 사용하게 되면, 내하력은 증가하나 진동 전달률이 높아져서 사용이 제한적일 수밖에 없고, 전단 탄성 마운트와 압축 탄성 마운트를 병용하는 경우에는 구조가 너무 복잡해진다.
공개특허공보 공개번호 제10-2013-0105981호 공개특허공보 공개번호 제10-2002-0105981호 공개특허공보 공개번호 제10-1993-0021972호 공개특허공보 공개번호 제10-1998-0036351호
따라서, 본 발명은 전단 탄성 마운트에 압축 탄성 기능도 효과적으로 부여할 수 있는 특별한 구조의 마운트를 구상하여 상하방향 하중에 대해 전단 탄성과 압축 탄성이 복합적으로 작용하도록 함으로써 지지 강성을 향상시키고, 더 나아가서는 설치 여건에 따라 강성을 쉽게 조절할 수도 있는 전단 및 압축 탄성을 복합적으로 이용한 탄성 마운트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전단 및 압축 탄성을 복합적으로 이용한 탄성 마운트는, 상하방향으로 수직축 결합부재(2)의 축부(2a)가 삽입되고, 외주에 수평 결합부재(4)가 결합되어 수직축 결합부재(2)와 수평 결합부재(4)의 상하방향 상대 운동을 탄성에 의해 지탱하는 탄성 마운트로서, 중앙에 상기 수직축 결합부재(2)의 축부(2a)가 삽입되는 몸통부(120)와, 상기 몸통부(120)로부터 반경방향 외측으로 확장되어 상기 수평 결합부재(4)에 의해 지탱되는 수평 지지부(140)와, 상기 수평 지지부(140)의 상면에서 반경방향 중간 지점으로부터 상기 수직축 결합부재(2)의 상부 플랜지(2b)를 향해 돌출되어서 수직축 결합부재(2)가 하강할 때 상기 수직축 결합부재(2)의 상부 플랜지(2b)의 하면에 접촉하여 눌리는 돌출부(142)를 가지는 탄성 지지체(100); 상기 탄성 지지체(100)의 몸통부(120)의 중앙에 삽입되어 그 내부에 상기 수직축 결합부재(2)의 축부(2a)가 삽입되고 상단이 수직축 결합부재(2)의 상부 플랜지(2b)의 하면을 지지하는 코어 스틸 튜브(200); 상기 탄성 지지체(100)의 몸통부(120)의 외주를 덮는 관 부(310)와, 상기 관 부(310)의 상단으로부터 반경방향 외측으로 절곡 연장되어 탄성 지지체(100)의 수평 지지부(140) 하면을 덮는 외향 판부(320)와, 상기 외향 판부(320)로부터 축방향으로 절곡 연장되어 상기 탄성 지지체(100)의 수평 지지부(140) 외측 둘레면을 덮어 수평 지지부(140)가 바깥쪽으로 밀려나는 것을 방지하는 밀림방지 둑(330)을 가지는 메탈 링(300)으로 이루어진다.
본 발명에 따른 탄성 마운트에 있어서, 상기 돌출부(142)의 상단부는 상기 수직축 결합부재(2)의 상부 플랜지(2b) 하면에 상시 접촉하도록 구성하거나, 상기 수직축 결합부재(2)의 상부 플랜지(2b) 하면과 간격을 유지하여 수직축 결합부재(2)가 그 간격만큼 하강한 이후부터 눌리도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 전단 및 압축 탄성을 복합적으로 이용한 탄성 마운트에 의하면, 전단 탄성만을 작용하던 탄성 지지체에 압축 탄성까지 복합적으로 작용하는 구조를 가짐으로써, 상하방향의 강성이 증대되고, 그에 따라 수직축 결합부재와 수평 결합부재의 상하방향 변위가 발생하면 탄성 지지체의 몸통부와 수평 지지부가 상하방향으로 어긋나게 탄성 변형됨과 아울러 돌출부와 수평 지지부가 압축되면서 탄성 변형되는 것에 의해 상하방향 충격을 효과적으로 흡수할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 탄성 마운트에 의하면, 탄성 마운트의 복잡한 구조변경 없이, 돌출부의 돌출량, 단면 폭, 형상 등에 변화를 주는 것만으로도 압축 강성을 쉽게 조절할 수 있다.
도 1은 종래의 전단 탄성 마운트의 구조를 보인 사시도이다.
도 2는 종래의 전단 탄성 마운트의 설치 상태를 보인 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 탄성 마운트의 구조를 보인 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 탄성 마운트의 설치 상태를 보인 단면도이다.
이하, 첨부도면을 참조하면서, 본 발명에 따른 탄성 마운트의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명한다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 탄성 마운트를 나타내는 것으로서, 도 3에는 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 설치 상태 단면도가 도시되어 있다.
도 3 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 탄성 마운트는, 탄성 지지체(100), 코어 스틸 튜브(200) 및 메탈 링(300)으로 이루어진다.
본 발명에 따른 탄성 지지체(100)는 몸통부(120)와 수평 지지부(140)를 가지며, 수평 지지부(140)의 상면으로부터 돌출되는 돌출부(142)를 가진다.
탄성 지지체(100)의 몸통부(120)는, 그것의 중앙에 코어 스틸 튜브(200)가 삽입된다.
코어 스틸 튜브(200)는, 상기 탄성 지지체(100)의 몸통부(120)의 중앙에 삽입되고, 그것의 내부에 수직축 결합부재(2)의 축부(2a)가 삽입된다. 코어 스틸 튜브(200)의 상단은 수직축 결합부재(2)의 상부 플랜지(2b)의 하면을 지지한다.
탄성 지지체(100)의 수평 지지부(140)는, 몸통부(120)의 외주에서 반경방향으로 확장되는 형태를 이룬다. 이러한 수평 지지부(140)의 하면은 수평 결합부재(4)의 상면에 의해 지탱된다. 따라서, 몸통부(120)와 수평 지지부(140)의 상대적 변위에 의해 몸통부(120)와 수평 지지부(140) 사이에 전단력이 발생하고, 발생하는 전단력은 몸통부(120)와 수평 지지부(140)의 전단 탄성에 의해 감쇄된다.
탄성 지지체(100)의 돌출부(142)는, 수평 지지부(140)의 상면의 반경방향 중간 지점으로부터 수직축 결합부재(2)의 상부 플랜지(2b)를 향해 돌출된다. 이러한 돌출부(142)는 수직축 결합부재(2)가 하강할 때 그것의 상부 플랜지(2b)의 하면에 접촉하여 눌리게 된다. 따라서, 몸통부(120)와 수평 지지부(140) 사이에 상대적이 변위가 발생할 때(예, 몸통부(120)는 하강하고, 수평 지지부(120)는 상대적으로 그대로 있거나 상승할 때), 수직축 결합부재(2)의 상부 플랜지(2b)에 의해 돌출부(142)가 탄성적으로 눌리게 된다. 이처럼, 탄성 지지체(100)의 전단 탄성에 더하여 압축 탄성에 의해서도 하중을 지탱함으로써 탄성 지지체(100)의 지지 강성이 증대된다.
한편, 메탈 링(300)은, 탄성 지지체(100)의 몸통부(120)의 외주를 덮는 관부(管部)(310)와, 관 부(310)의 상단으로부터 반경방향 외측으로 절곡 연장되어 탄성 지지체(100)의 수평 지지부(140) 하면을 덮는 외향 판부(320)와, 외향 판부(320)로부터 축방향으로 절곡 연장되어 탄성 지지체(100)의 수평 지지부(140) 외측 둘레면을 덮어 수평 지지부(140)가 바깥쪽으로 밀려나는 것을 방지하는 밀림방지 둑(dam)(330)을 가진다.
탄성 지지체(100)의 수평 지지부(140)는, 메탈 링(300)의 밀림방지 둑(330)에 의해 지지 되기 때문에, 돌출부(142)가 눌릴 때 수평 지지부(140)가 반경방향 외측으로 밀려나가는 것을 막는다. 즉, 수직축 결합부재(2)의 상부 플랜지(2b)에 의해 탄성 지지체(100)의 돌출부(142)가 아래로 눌리면, 탄성 지지체(100)는 그 힘에 의해 압축되어 그것의 수평 지지부(140)가 반경방향 외측으로 확장되려고 하는데, 수평 지지부(140)의 반경방향 외측은 밀림 방지 둑(330)이 막고 있기 때문에 수평 지지부(140)는 반경방향 외측으로 밀려나가지 못하게 되고, 그것에 의해 큰 압축 하중을 지탱할 수 있게 된다. 이처럼, 본 발명은 밀림 방지 둑(300)에 의해 탄성 지지체(100)의 수평 지지부(140)를 지지하여 탄성 지지체(100)의 압축 강성을 유지하고 증대할 수 있음으로써, 탄성 지지체(100)를 통해 전단 탄성뿐만 아니라 압축 탄성까지 효과적으로 제공할 수 있게 된다.
도 4에 보인 바와 같이, 몸통부(120) 아래로 연장된 하향 연장부(120a)는 수직축 결합부재(2)의 하부 플랜지(2c) 상면과 수평 결합부재(4)의 하면 사이를 지탱한다.
본 실시예에 있어서, 탄성 지지체(100)의 돌출부(142)는, 그것의 상단부(즉, 꼭대기)가 상기 수직축 결합부재(2)의 상부 플랜지(2b) 하면에 상시 접촉하도록 할 수도 있고, 그렇지 않으면 수직축 결합부재(2)의 상부 플랜지(2b) 하면과 간격을 유지하도록 할 수 있다.
탄성 지지체(100)의 돌출부(142)의 상단부가 수직축 결합부재(2)의 상부 플랜지(2b) 하면에 항상 접촉하고 있으면, 수직축 결합부재(2)가 하강하는 처음부터 압축되며, 그에 따라 탄성 지지체(100)의 압축 탄성과 전단 탄성이 동시에 작용한다.
탄성 지지체(100)의 돌출부(142)의 상단부가 수직축 결합부재(2)의 상부 플랜지(2b) 하면과 간격을 유지하고 있으면, 수직축 결합부재(2)가 그 간격만큼 하강한 이후부터 압축되며, 그에 따라 탄성 지지체(100)는 먼저 전단 탄성에 의해 충격을 흡수하고 돌출부(142)가 눌려질 때부터 압축 탄성이 가세해서 충격을 흡수한다.
이와 같이 이루어진 본 발명의 탄성 마운트는, 전단 탄성만을 작용하던 탄성 지지체에 압축 탄성까지 복합적으로 작용하는 구조를 가짐으로써, 종래에 비해 상하방향의 강성이 증대되며, 그에 따라 수직축 결합부재(2)와 수평 결합부재(4)의 상하방향 변위가 발생하면 탄성 지지체(100)의 몸통부(120)와 수평 지지부(140)가 상하방향으로 어긋나게 탄성 변형됨과 아울러 돌출부(142)와 수평 지지부(140)가 압축되면서 탄성 변형되는 것에 의해 상하방향 충격을 효과적으로 흡수할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 탄성 마운트에 의하면, 탄성 마운트의 복잡한 구조변경 없이, 돌출부(142)의 돌출량, 단면 폭, 형상 등에 변화를 주는 것만으로도 압축 강성을 쉽게 조절할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.
2 : 수직축 결합부재
4 : 수평 결합부재
100 : 탄성 지지체
120 : 몸통부
120a : 하향 연장부
140 : 수평 지지부
142 : 돌출부
200 : 코어 스틸 튜브
300 : 메탈 링
310 : 관 부
320 : 외향 판부
330 : 밀림방지 둑

Claims (4)

  1. 상하방향으로 수직축 결합부재(2)의 축부(2a)가 삽입되고, 외주에 수평 결합부재(4)가 결합되어 수직축 결합부재(2)와 수평 결합부재(4)의 상하방향 상대 운동을 탄성에 의해 지탱하는 탄성 마운트로서,
    중앙에 상기 수직축 결합부재(2)의 축부(2a)가 삽입되는 몸통부(120)와, 상기 몸통부(120)로부터 반경방향 외측으로 확장되어 하면이 상기 수평 결합부재(4)에 의해 지탱되는 수평 지지부(140)와, 상기 수평 지지부(140)의 상면의 반경방향 중간 지점에서 상기 수직축 결합부재(2)의 상부 플랜지(2b)를 향해 돌출되어 상기 수직축 결합부재(2)가 하강할 때 수직축 결합부재(2)의 상부 플랜지(2b)의 하면에 접촉하여 눌리는 돌출부(142)를 가지는 탄성 지지체(100);
    상기 탄성 지지체(100)의 몸통부(120)의 중앙에 삽입되어 그 내부에 상기 수직축 결합부재(2)의 축부(2a)가 삽입되고 상단이 수직축 결합부재(2)의 상부 플랜지(2b)의 하면을 지지하는 코어 스틸 튜브(200); 및
    상기 탄성 지지체(100)의 몸통부(120)의 외주를 덮는 관 부(310)와, 상기 관 부(310)의 상단으로부터 반경방향 외측으로 절곡 연장되어 탄성 지지체(100)의 수평 지지부(140) 하면을 덮는 외향 판부(320)와, 상기 탄성 지지체(100)의 수평 지지부(140)의 반경방향 외측 둘레면을 지지하도록 상기 외향 판부(320)로부터 축방향으로 절곡 연장되는 형태로 이루어지며 상기 탄성 지지체(100)의 돌출부(142)가 상부 플랜지(2b)에 의해 눌릴 때에 수평 지지부(140)가 압축되면서 반경방향 외측으로 밀려 확장되려는 것을 막아 탄성 지지체(100)로 하여금 압축 하중을 지탱할 수 있도록 하는 밀림방지 둑(330)을 포함하는 메탈 링(300); 을 포함하며,
    상기 돌출부(142)의 상단부는 상기 수직축 결합부재(2)의 상부 플랜지(2b) 하면과 간격을 유지하여 수직축 결합부재(2)가 그 간격만큼 하강한 이후부터 눌려지도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 전단 및 압축 탄성을 복합적으로 이용한 탄성 마운트.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 지지체(100)는, 몸통부(120)의 아래로 연장되어 수직축 결합부재(2)의 하부 플랜지(2c) 상면과 수평 결합부재(4)의 하면 사이를 지탱하는 하향 연장부(120a)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전단 및 압축 탄성을 복합적으로 이용한 탄성 마운트.
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JP2010091049A (ja) 2008-10-09 2010-04-22 Bridgestone Corp 防振装置
JP2010216513A (ja) 2009-03-13 2010-09-30 Toyo Tire & Rubber Co Ltd 防振装置
WO2010137585A1 (ja) * 2009-05-25 2010-12-02 株式会社ブリヂストン 防振装置

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