KR101612374B1

KR101612374B1 - 액티브마운트

Info

Publication number: KR101612374B1
Application number: KR1020150063136A
Authority: KR
Inventors: 김승원
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2015-05-06
Filing date: 2015-05-06
Publication date: 2016-04-27
Also published as: DE102015116790A1; US9709123B2; US20160327116A1; CN106122358A; CN106122358B; DE102015116790B4

Abstract

본 발명은, 인슐레이터와 다이어프레임 사이에 노즐판이 장착되어 내부가 상측액실과 하측액실로 구획되고 액실들의 체결변화에 따라 봉입된 하이드로액이 노즐판에서 유로를 통해 유동하는 액티브마운트에 있어서, 상기 유로와 이격되어 상측액실과 하측액실을 개통하는 제2유로가 형성된 노즐판;과 탄성을 갖는 재질로 제조되고 상기 노즐판에 하부에 결합되어 하측액실을 형성하며, 노즐판의 하부면에 맞닿도록 배치되는 변곡부를 갖는 다이어프레임; 및 컵 모양을 가지며 상단이 변곡부 하부에 밀착된 바디부와 상기 바디부 하부에 결합된 로드부로 구성되며 근접배치된 코일에 전원이 인가되면 자화(magnetization)되는 요오크;를 포함하고, 상기 하측액실은 변곡부의 외측으로 유로와 개통된 제1하측액실과 변곡부의 내측으로 제2유로와 개통된 제2하측액실로 구획되되, 상기 제2하측액실을 구성하도록 변곡부의 내측 부분으로 정의된 다이어프레임의 파트부에는 금속재의 스크랩들이 결합되어 상기 요오크가 자화되면 파트부의 탄성거동이 단속되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은, 파트부의 탄성거동을 더욱 확실하게 단속하여 제2유로를 통한 하이드로액의 유동을 제어할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

액티브마운트{Active mount}

본 발명은 차체에 장착되어 엔진을 지지하되 전달되는 진동특성에 따라 감쇠특성을 가변시킬 수 있는 액티브마운트에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 제2하측액실의 거동을 보다 완벽하게 단속할 수 있도록 제2하측액실을 구성하는 파트부에 금속재 스크랩들이 장착되어 자력에 의해 상기 파트부의 탄성변형이 억제되는 구조를 갖는 액티브마운트에 관한 것이다.

엔진의 진동을 감쇠시키도록 차량의 엔진은 (엔진)마운트를 통해 차체의 엔진룸에 설치된다. 승용차량에 적용되는 상기 마운트는 러버의 탄성력을 통해 진동을 절연 및 감쇠시키는 러버마운트와 소정량의 하이드로액이 봉입되도록 구성된 유체봉입식 마운트(하이드로 마운트)가 일반적으로 널리 사용되고 있다.

이중, 유체봉입식 마운트는 내부에 소정량의 하이드로액이 봉입되어 상기 하이드로액의 유동에 따라 진동을 감쇠시키는 구조를 갖되, 높은 주파수 영역과 낮은 주파수 영역의 진동을 동시에 감쇠시킬 수 있는 효과를 가지므로 적용 범위가 점차 증가하고 있다. 그리고, 유체봉입식 마운트에서 개선되어 특정 주파수 영역대의 진동을 더 효율적으로 감쇠시킬 수 있도록 감쇠특성을 능동적으로 제어할 수 있는 액티브마운트의 개발이 이뤄지고 있다.

상기 액티브마운트는 마운트의 동특성을 온/오프(On/Off) 방식으로 제어할 수 있도록 구성된다. 그리고, 액티브마운트는 하이드로액의 유동에 따라 진동하는 멤브레인의 거동을 제어하는 볼륨스티프니스(Volume-Stiffness) 방식과 상측액실과 하측액실을 개통하는 제2유로를 추가적으로 형성하고 상기 제2유로의 개통을 단속하는 바이패스(By-pass) 방식이 널리 사용되고 있다.

아울러, 일반적으로 디젤엔진 차량의 경우에는 저주파영역(20~40Hz)에서 낮은 특성(동배율 0.6정도)을 나타내는 바이패스 방식이 주로 사용된다.

종래의 바이패스 방식에 따른 액티브마운트는 도 1 에 도시된 바와 같이, 케이스 내부에서 상측에는 탄성재질의 인슐레이터(40)가 장착되고 하단에는 다이어프레임(1)이 결합되되, 상기 인슐레이터(40)와 다이어프레임(1) 사이에는 노즐판(30)이 장착되어, 내부 공간은 상측액실과 하측액실로 구획되는 구조를 갖는다. 상기 노즐판(30)은 둘레를 따라 내부에 환형의 유로(31)가 형성되어 봉입된 하이드로액이 상측액실(33)과 하측액실을 유동할 수 있도록 구성된다. 상기 하이드로액의 유동은 엔진에서 전달되는 하중 이동 및 진동에 의해서 인슐레이터(40)가 탄성변형하면 상측액실의 내부 체적량이 증감됨에 따라서 이뤄진다.

그리고, 노즐판(30)에는 상측액실(33)과 하측액실(3)을 추가적으로 개통시키는 제2유로(32)가 마련되고, 컵모양으로 형성된 바디부(4)가 다이어프레임의 변곡부를 아랫쪽에서 가압하여 하측액실을 제1하측액실(2)과 제2하측액실(3)로 구획한다. 상기 제1하측액실(2)은 유로(31)를 통하여 상측액실(33)과 개통되고 상기 제2하측액실(3)은 제2유로(32)를 통하여 상측액실(33)과 개통된다.

상기 바디부(4)의 바닥면에는 홀(5)이 타공되고 상기 홀(5)은 그 아래에서 상승하강하는 로드부(8)에 의해 개폐가 이뤄진다. 상기 로드부(8)는 코일(6)에 전원이 인가되면 전자기력에 의해 상승하여 홀(5)을 차폐시킨다. 홀(5)이 차폐되면 바디부(4) 내부(즉, 바디부(4)와 파트부(1a) 사이의 공간)는 공기의 유동이 차단되어 다이어프레임(1)에서 바디부(4) 내측에 위치하는 부분인 파트부(1a)의 탄성변형이 방지되고 이에 따라 제2유로(32)를 통한 하이드로액의 유동은 단속되는 구조를 갖는다.

그러나, 홀(5)이 차폐된 경우라도 바디부(4) 내부는 완전한 진공상태가 아니기 때문에(즉, 파트부의 탄성거동이 가능하기 때문에) 제2유로(32)로도 하이드로액이 미세하게 유동하는 문제가 발생한다.

즉, 종래의 구조에서는 제2유로(32)를 통하여 하이드로액이 유동하는 만큼 손실계수가 하향되며 동특성이 악화되는 문제점이 발생하였다.

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래 구조의 문제점을 해소할 수 있도록 코일에 전원이 인가되는 경우 파트부의 진동을 완전하게 차단시켜 손실계수의 하향 및 동특성 악화를 방지할 수 있는 액티브마운트를 제공하는 것에 주목적이 있다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 인슐레이터와 다이어프레임 사이에 노즐판이 장착되어 내부가 상측액실과 하측액실로 구획되고 액실들의 체결변화에 따라 봉입된 하이드로액이 노즐판에서 유로를 통해 유동하는 액티브마운트에 있어서, 상기 유로와 이격되어 상측액실과 하측액실을 개통하는 제2유로가 형성된 노즐판;과 탄성을 갖는 재질로 제조되고 상기 노즐판에 하부에 결합되어 하측액실을 형성하며, 노즐판의 하부면에 맞닿도록 배치되는 변곡부를 갖는 다이어프레임; 및 컵 모양을 가지며 상단이 변곡부 하부에 밀착된 바디부와 상기 바디부 하부에 결합된 로드부로 구성되며 근접배치된 코일에 전원이 인가되면 자화(magnetization)되는 요오크;를 포함하고, 상기 하측액실은 변곡부의 외측으로 유로와 개통된 제1하측액실과 변곡부의 내측으로 제2유로와 개통된 제2하측액실로 구획되되, 상기 제2하측액실을 구성하도록 변곡부의 내측 부분으로 정의된 다이어프레임의 파트부에는 금속재의 스크랩들이 결합되어 상기 요오크가 자화되면 파트부의 탄성거동이 단속된다.

상기 스크랩들은 파트부에 내포되도록 장착되고 요오크가 자화되면 상기 파트부는 바디부의 내주면에 밀착되도록 탄성확장되어 탄성거동이 단속된다.

그리고, 상기 파트부의 탄성확장시 파트부와 바디부 사이의 공기가 배출되도록 상기 바디부에는 통기홀이 타공된다.

상기 파트부의 바닥면에는 상측으로 볼록하게 절곡된 돌출면이 형성되고, 상기 스크랩들은 파트부의 바닥면과 외주면에서 다수 개의 열을 구성하도록 배치된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은, 파트부의 탄성거동을 더욱 확실하게 단속하여 제2유로를 통한 하이드로액의 유동을 제어할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 종래의 구조에서 요오크와 다이어프레임만 개조하여 적용될 수 있으므로 생산원가를 절감할 수 있고, 구조가 비교적 단순하여 양호한 내구성능을 가지며, 전원인가의 온/오프 시 보다 더 큰 특성 변화율을 얻을 수 있다.

도 1 은 종래의 액티브마운트가 종방향으로 절개된 모습과 부분확대된 모습을 도시한 도면,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액티브마운트가 종방향으로 절개된 모습과 부분확대된 모습을 도시한 도면,
도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다이어프레임과 요오크가 결합된 상태에서 종방향으로 절개된 모습을 도시한 도면,
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다이어프레임의 바닥면을 도시한 도면,
도 5 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액티브마운트에서 (공회전 시) 코일로의 전원인가가 차단됐을 때의 내부 상태를 도시한 도면,
도 6 는 도 5 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액티브마운트에서 (주행 시) 코일로 전원이 인가됐을 때의 내부 상태를 도시한 도면.

본 발명은 인슐레이터(40)와 다이어프레임(10) 사이에 노즐판(30)이 장착되어 내부가 상측액실(33)과 하측액실로 구획되고 액실들의 체결변화에 따라 봉입된 하이드로액이 노즐판(30)에서 유로(31) 및 제2유로(32)를 통해 유동하는 액티브마운트에 관한 것으로써, 이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명한다.

도 2 내지 4 를 참조하면, 본 발명의 액티브마운트는 종래구조와 같이, 환형의 유로(31)와 이격되어 상측액실(33)과 하측액실을 개통하는 제2유로(32)가 노즐판(30)의 중앙에 형성되고, 다이어프레임(10)은 탄성을 갖는 재질로 제조되며 상기 노즐판(30)에 하부에 결합되어 제1하측액실(11)과 제2하측액실(12)로 구획된 하측액실을 형성하며, 노즐판(30)의 하부면에 맞닿도록 배치되는 변곡부(제1하측액실과 제2하측액실의 경계를 형성하는 부분)를 갖도록 구성된다.

반면, 본 발명에서는 바디부(20a)와 로드부(20b)가 일체로 구성된 요오크를 더 포함하여 구성된다. 상기 바디부(20a)는 컵 모양을 가지며 상단이 변곡부 하부에 밀착되도록 장착되고, 상기 로드부(20b)는 바디부(20a) 하부에 결합되거나 일체로 성형되어 하단에서 근접배치된 코일(22)에 전원이 인가되면 바디부(20a)와 함께 자화(magnetization)된다.

그리고, 상기 하측액실은 변곡부의 외측으로 유로(31)와 개통된 제1하측액실(11)과 변곡부의 내측으로 제2유로(32)와 개통된 제2하측액실(12)로 구획되되, 상기 제2하측액실(12)을 구성하도록 변곡부의 내측 부분으로 정의된 다이어프레임(10)의 파트부(13)에는 금속재의 스크랩들(14)이 결합된다.

상기 스크랩들(14)은 파트부(13)의 외주면에서 돌출되되 내포되도록 장착되고(도 4 에서 스크랩이 내포된 부분인 'S' 표시된 지점 참조), 요오크가 자화되면 상기 파트부(13)는 바디부(20a)의 내주면에 밀착되도록 탄성확장되어 탄성거동이 단속된다.

아울러, 상기 바디부(20a)에는 파트부(13)의 탄성확장시 파트부(13)와 바디부(20a) 사이의 공기가 배출되도록 통기홀(21)이 타공된다. 그리고, 상기 파트부(13)의 바닥면에는 공기배출이 용이하게 이뤄지도록 상측으로 볼록하게 절곡된 돌출면(15)이 추가적으로 형성된다.

상기 스크랩들(14)은 도 4 에 도시된 바와 같이 파트부(13)의 바닥면과 외주면에서 다수 개의 열들을 구성하도록 배치되며, 자화가능한 작은 스틸(steel) 조각들로 이뤄진다. 그리고, 상기 스크랩들(14)이 바디부(20a)에 밀착될 때 상기 파트부(13)는 직경이 확장되도록 탄성변형하되 돌출면(15)은 도 6 에 도시된 바와 같이 평평하게 펼쳐진다.

도 5 를 참조하면, 차량의 공회전 시에는 동특성 하향을 위해 제2유로(32)를 통해서도 하이드로액의 유동이 가능하도록 코일(22)로의 전원인가는 차단되어 상기 바디부(20a)는 비자화 상태가 유지되므로 상기 파트부(13)는 제2하측액실(12)의 체적이 가변되게 탄성변형하게된다(즉, 제2유로를 통해서 하이드로액은 제2하측액실과 상측액실을 유동하게 된다).

상기 제2유로(32)는 상하방향을 따라 직선으로 개통된 구조이므로, 노즐판(30)의 둘레를 따라 형성된 유로(31)보다 경로가 짧고 넓이가 넓게 형성된 모양을 가지므로 하이드로액은 제2유로(32)를 우선으로 유동하게 된다. 그러므로, 상기 파트부(13)가 자유롭게 탄성변형함에 따라, 공회전시 발생하는 25~30Hz 대역대의 진동은 더욱 효율적으로 감쇠된다.

그리고, 도 6 를 참조하면, 차량의 주행시에는 제2유로(32)를 통한 하이드로액의 유동이 차단되도록 코일(22)로 전원이 인가되며, 바디부(20a)는 자화상태가 된다. 이에 따라, 파트부(13)에 결합된 스틸재 스크랩들(14)이 바디부(20a)의 내주면에 밀착되므로 파트부(13)는 탄성확장된 상태로 움직임이 고정된다.

따라서, 제2유로(32)를 통한 하이드로액의 유동은 억제되고 유로(31)를 통한 유동만 허용된다. 즉, 하이드로액이 더 긴 경로를 갖는 유로(31)를 통해서만 상측액실(33)과 제1하측액실(11)로 유동함에 따라 주행시 발생하는 10~13Hz 대역대의 진동은 더 효율적으로 감쇠된다.

본 발명에 따른 액티브마운트는 파트부(13)의 거동을 보다 확실히 단속하여(제2유로를 통한 유동을 확실히 억제하여) 주행시 진동억제에 필요한 13Hz 대역대의 손실계수 극대화하고, 동특성을 하향시킬 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 직접 개폐방식 대비 소형화된 요오크를 이용하되 종래의 구조의 요오크와 다이어프레임만 개조하여 감쇠특성을 가변시킬 수 있으므로 생산원가를 절감할 수 있으며 중량을 감소시킬 수 있고, 구조가 비교적 단순하여 양호한 내구성능을 가지며, 전원인가의 온/오프 시 보다 더 큰 특성 변화율을 얻을 수 있다.

이상과 같이 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

10 : 다이어프레임
11 : 제1하측액실
12 : 제2하측액실
13 : 파트부
14 : 스크랩
20a : 바디부
20b : 로드부
30 : 노즐판
31 : 유로
32 : 제2유로
33 : 상측액실

Claims

인슐레이터와 다이어프레임 사이에 노즐판이 장착되어 내부가 상측액실과 하측액실로 구획되고 액실들의 체결변화에 따라 봉입된 하이드로액이 노즐판에서 유로를 통해 유동하는 액티브마운트에 있어서,
상기 유로와 이격되어 상측액실과 하측액실을 개통하는 제2유로가 형성된 노즐판;과
탄성을 갖는 재질로 제조되고 상기 노즐판의 하부에 결합되어 하측액실을 형성하며, 노즐판의 하부면에 맞닿도록 배치되는 변곡부를 갖는 다이어프레임; 및
컵 모양을 가지며 상단이 변곡부 하부에 밀착된 바디부와 상기 바디부 하부에 결합된 로드부로 구성되며 근접배치된 코일에 전원이 인가되면 자화(magnetization)되는 요오크;를 포함하고,
상기 하측액실은 변곡부의 외측으로 유로와 개통된 제1하측액실과 변곡부의 내측으로 제2유로와 개통된 제2하측액실로 구획되되, 상기 제2하측액실을 구성하도록 변곡부의 내측 부분으로 정의된 다이어프레임의 파트부에는 금속재의 스크랩들이 결합되어 상기 요오크가 자화되면 파트부의 탄성거동이 단속되는 액티브마운트.
제 1 항에 있어서, 상기 스크랩들은 파트부에 내포되도록 장착되고 요오크가 자화되면 상기 파트부는 바디부의 내주면에 밀착되도록 탄성확장되어 탄성거동이 단속되는 것을 특징으로 하는 액티브마운트
제 2 항에 있어서, 상기 파트부의 탄성확장시 파트부와 바디부 사이의 공기가 배출되도록 상기 바디부에는 통기홀이 타공된 것을 특징으로 하는 액티브마운트.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파트부의 바닥면에는 상측으로 볼록하게 절곡된 돌출면이 형성된 것을 특징으로 하는 액티브마운트.
제 4 항에 있어서, 상기 스크랩들은 파트부의 바닥면과 외주면에서 다수 개의 열을 구성하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 액티브마운트.