KR101612375B1 - 액티브마운트 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 인슐레이터와 다이어프레임 사이에 노즐판이 장착되어 내부가 상측액실과 하측액실로 구획되고 내부의 체적변화에 따라 봉입된 하이드로액이 노즐판에 형성된 유로를 통해 상측액실과 하측액실을 유동하는 액티브마운트에 있어서, 상단쪽 출구가 상측액실과 개통된 제2유로가 추가적으로 형성된 노즐판;과 상기 노즐판에 하부에 결합되어 유로와 개통된 하측액실을 형성하는 다이어프레임;과 상기 다이어프레임의 하부에 배치되어 제2유로의 하단쪽 출구와 개통된 제2하측액실을 형성하는 제2다이어프레임; 및 액추에이터에 의해 활주가능하되 제2다이어프레임을 측방향에서 가압하여 제2유로와 제2하측액실의 개통을 차단할 수 있는 개폐로드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은 대하중이 들어오는 힘의 방향과 개폐로드의 활주방향이 수직을 이루도록 구성되므로 보다 작은 힘으로 제2유로를 폐쇄시킬 수 있으므로 액추에이터가 더욱 소형화될 수 있다. 이에 따라 종래의 구조보다 크기가 작아질 수 있으며 생산원가 및 중량을 감소시킬 수 있다.

Description

액티브마운트{Active mount}

본 발명은 엔진의 하중을 지지하며 진동을 감쇄시키되 전원인가에 따라 감쇄특성이 다르게 조절되는 액티브마운트에 관한 것으로써, 더 상세하게는 하측액실과 분리되어 제2하측액실이 추가적으로 형성되며 제2하측액실과 상측액실을 연결하는 제2유로는 개폐로드의 활주에 의해 개폐가 이뤄지되 상기 개폐로드는 측방향으로 활주하게 구성되어(즉, 개폐방향이 하이드로액의 유동방향과 수직을 이루도록 구성되어) 개폐가 정확히 이뤄지고 보다 작은 용량의 액추에이터를 사용할 수 있으며 더욱 소형화될 수 있는 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.

이 중, 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(2) 내부에서 상측에는 탄성재질의 인슐레이터(1)가 장착되고 하단에는 다이어프레임(4)이 결합되되, 상기 인슐레이터(1)와 다이어프레임(4) 사이에는 노즐판(3)이 장착되어, 내부 공간은 상측액실과 하측액실로 구획되는 구조를 갖는다. 상기 노즐판(3)은 둘레를 따라 내부에 환형의 유로가 형성되어 봉입된 하이드로액이 상측액실과 하측액실을 유동할 수 있도록 구성된다. 상기 하이드로액의 유동은 엔진에서 전달되는 하중 이동 및 진동에 의해서 코어(1a)와 결합된 인슐레이터(1)가 탄성변형하면 상측액실의 내부 체적량이 증감됨에 따라서 이뤄진다.

그리고, 노즐판(3)의 중앙에는 상측액실과 하측액실을 수직방향에서 추가적으로 개통시키는 제2유로가 마련되고, 상기 제2유로의 하부에는 상단이 다이어프레임(4)과 연결되어 상승하강하는 로드(5)가 배치된다. 상기 로드(5)는 케이스(2)에 결합된 러버스프링(6)과 연결되며 하부에는 코일(7)이 근접배치된다.

상기 로드(5)는 러버스프링(6)의 탄성력에 의해 로드(5)의 상단이 제2유로의 하단를 폐쇄하도록 상승한 상태를 유지하되, 코일(7)로 전원이 인가되면 (러버스프링의 탄성력을 극복하는) 전자기력에 의해 하강하여 제2유로를 개방시킨다.

한편, 전술한 바와 같은 구성의 액티브마운트는 제2유로의 폐쇄 시 누수문제를 해결하는 하는 것이 중요하다. 하지만, 주행조건에서 대하중이 입력될 때, 제2유로의 닫힘상태를 유지하기 위해 러버스프링(6)의 스프링정수 값을 증대시키면, (코일로 전원이 인가되는) 차량의 공회전 시 러버스프링(6)의 탄성력을 극복하기 위해 코일(7)의 크기가 증대되어야 하므로, 생산 원가 및 중량이 늘어날 뿐만아니라 소비 전류도 증대되어 연비에도 악영향을 미칠 수 있는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해소할 수 있도록 로드가 상하방향으로 입력되는 대하중의 영향을 받지 않고 측방향(좌우방향)으로 활주하는 구조를 가짐으로써 더 작은 용량의 액추에이터를 사용할 수 있고(더 소형의 코일을 사용할 수 있고), 이에 따라 생산 원가 및 중량을 낮출 수 있으며 소모전류를 낮춰서 연비향상을 도모할 수 있는 액티브마운트를 제공하는 것에 주목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 인슐레이터와 다이어프레임 사이에 노즐판이 장착되어 내부가 상측액실과 하측액실로 구획되고 내부의 체적변화에 따라 봉입된 하이드로액이 노즐판에 형성된 유로를 통해 상측액실과 하측액실을 유동하는 액티브마운트에 있어서, 상단쪽 출구(도 2 에서 A 참조)가 상측액실과 개통된 제2유로가 추가적으로 형성된 노즐판;과 상기 노즐판에 하부에 결합되어 유로와 개통된 하측액실을 형성하는 다이어프레임;과 상기 다이어프레임의 하부에 장착되어 제2유로의 하단쪽 출구(도 2 에서 B 참조)와 개통된 제2하측액실을 형성하는 제2다이어프레임; 및 액추에이터에 의해 활주가능하되, 제2다이어프레임을 측방향에서 가압하여 제2유로와 제2하측액실의 개통을 차단 또는 허용할 수 있는 개폐로드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 제2유로는 노즐판에서 아랫쪽으로 돌출되어 다이어프레임을 관통하는 파이프모양의 돌출부 내에 형성되며, 상기 제2다이어프레임에는 돌출부가 진입하여 끼워지도록 튜브 모양의 수용부가 형성된다.

그리고, 상기 제2유로의 하단쪽 출구(B)는 돌출부의 측면으로 개구되되, 상기 돌출부는 (도 2 와 4 에 도시된 바와 같이) 제2유로의 하단쪽 출구에서 측면 일부가 파여진 모양으로 형성되고, 상기 개폐로드는 측방향을 따라 활주하도록 배치되되 제2유로의 하단쪽 출구를 폐쇄시킬 수 있도록 제2다이어프레임을 탄성변형시킨다.

아울러, 상기 제2다이어프레임을 가압하는 개폐로드의 끝단에는 직경이 확장된 주걱부가 형성되고, 상기 다이어프레임과 제2다이어프레임은 탄성을 갖는 고무재 또는 합성수지재로 제조되되, 상기 제2다이어프레임은 다이어프레임 보다 더 얇은 두께를 갖도록 제조된다.

전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은 대하중이 들어오는 힘의 방향(상하방향)과 개폐로드의 활주방향(좌우방향)이 수직을 이루도록 구성되므로 보다 작은 힘으로 제2유로를 폐쇄시킬 수 있으므로 액추에이터가 더욱 소형화될 수 있다. 이에 따라 종래의 구조보다 크기가 작아질 수 있으며 생산원가 및 중량을 감소시킬 수 있다. 즉, 종래구조 보다 용량이 작은 액추에이터를 사용하여도 개폐로드의 활주가 가능하므로 생산원가 및 중량 개선에 있어 유리하다.

그리고, 하측액실과 제2하측액실은 각각 별도로 구성되어 있으므로, 각각의 액실을 개별적으로 최적화시킬 수 있다. 더 상세하게는, 차량의 주행시에는 개폐로드가 제2유로를 폐쇄시켜 상측액실과 하측액실 사이에서 하이드로액의 유동이 이뤄진다.

이때, 대하중조건에 대한 내구성능을 만족하기 위해 다이어프레임은 상대적으로 두께가 두껍게 제조된다. 반면에, 차량의 공회전시에는 개폐로드가 제2유로를 개방시키되, 제2유로는 노즐판의 둘레를 따라 형성된 유로 보다 길이가 훨씬 짧기 때문에 상측액실과 제2하측액실 사이에서 하이드로액의 유동이 이뤄진다. 이때는, 입력하중이 작아 내구성에 대한 문제가 발생하지 않으므로 제2다이어프레임의 두께를 다이어프레임의 두께 보다 상대적으로 얇게 제조하여 하이드로액의 유동이 보다 원활히 이뤄질 수 있다(즉, 상기 제2다이어프레임은 두께가 얇은만큼 보다 용이하게 탄성거동이 이뤄질 수 있다).

이에 따라, 본 발명의 액티브마운트는 차량의 상황에 따라 최적의 효과를 얻을 수 있다.

도 1 은 종래의 액티브마운트가 종방향으로 절개된 모습 및 전원이 차단된 상태와 전원이 인가된 상태의 모습들을 비교하여 도시한 도면,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액티브마운트가 종방향으로 절개된 모습을 도시한 도면,
도 3 은 본 발명의 액티브마운트가 주행 조건(전원이 차단된 조건)에서 작동하는 모습을 도시한 도면,
도 4 는 본 발명의 액티브마운트가 공회전 조건(전원이 인가된 조건)에서 작동하는 모습을 도시한 도면.

본 발명은 케이스(20) 내에서 인슐레이터(10)와 다이어프레임(40) 사이에 노즐판(30)이 장착되어 내부가 상측액실과 하측액실로 구획되고 코어(11)를 통해 전달되는 하중에 의해 내부의 체적변화에 따라 봉입된 하이드로액이 노즐판(30)에 형성된 유로를 통해 상측액실과 하측액실을 유동하되 전원인가에 따라 감쇄 특성이 가변되는 액티브마운트에 관한 것으로써 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명한다.

도 2 와 3 을 참조하면, 본 발명에 있어서 상기 노즐판(30)에는 상단쪽 출구(A)가 상측액실과 개통된 제2유로가 추가적으로 형성된다. 상기 제2유로는 노즐판(30)에서 아랫쪽으로 돌출되어 다이어프레임(40)을 관통하는 파이프모양의 돌출부(31) 내에 형성되되, 제2유로의 하단쪽 출구(B)는 돌출부(31)의 측면으로 개구되도록 형성된다.

그리고, 다이어프레임(40)은 노즐판(30)에 하부에 결합되어 유로와 개통된 하측액실을 형성하며, 상기 다이어프레임(40)의 아래쪽에는 제2다이어프레임(50)이 배치된다.

상기 제2다이어프레임(50)은 단독으로 제2하측액실이 내부에 형성된 구조를 가지며, 상측에는 다이어프레임(50)을 관통하여 아랫쪽으로 돌출된 돌출부(31)가 진입하여 끼워지도록 튜브 모양의 수용부(51)가 형성된다. 즉, 상기 제2다이어프레임(50)은 수용부(51)가 돌출부(31)에 끼워져 제2유로의 하단쪽 출구(B)와 개통이 이뤄진다. 참고적으로, 돌출부(31) 하단의 모양은 도 3 에 도시된 바와 같이 개폐로드(60)에 의해 수용부(51)의 일부분이 탄성변형하여 하단쪽 출구(B)를 폐쇄시킬 수 있도록 소정의 깊이만큼 파이거나 절개된 모양으로 형성된다.

아울러, 상기 다이어프레임(40)과 제2다이어프레임(50) 사이에서 측방향(좌우방향)으로 활주가능하도록 개폐로드(60)가 장착된다. 상기 개폐로드(60)는 케이스(20)에 고정장착된 액추에이터(70)에 의해 활주하며, 확장됐을 때(도면에서 좌측으로 이동했을 때) 그 끝단이 제2다이어프레임(50)을 탄성변형시키며 측방향에서 가압하여 제2유로와 제2하측액실의 개통을 차단시킨다.

참고적으로, 본 발명의 실시예에서, 상기 액추에이터(70)는 개폐로드(60)가 제2유로와 제2하측액실의 개통을 차단시키도록 탄성력을 부여하는 스프링(72)과 전원이 인가되면 상기 스프링(72)의 탄성력을 극복하는 전자기력을 생성하여 개폐로드(60)를 (도면에서 우측으로) 활주시키는 코일(71)을 포함하여 구성될 수도 있으나, 설계에 따라서는 상기 코일(71)이 전자기력을 발생시켜 개폐로드(60)를 좌측 활주시키고 스프링(72)이 개폐로드(60)를 원위치(확장되기 전의 위치)로 복귀시키도록 구성될 수도 있다. 상기 액추에이터(70)는 차량의 주행상태에 따라 전원인가를 제어하는 컨트롤러와 전기적으로 연결된다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 개폐로드(60)는 제2다이어프레임(50)을 가압하는 끝단에서 (제2다이어프레임의 변형 또는 찢어짐 등을 방지하기 위하여) 힘의 집중을 방지하도록 직경이 확장된 반원형 모양을 갖는 주걱부(61)가 형성된다.

아울러, 상기 다이어프레임(40)과 제2다이어프레임(50)은 탄성을 갖는 고무재 또는 합성수지재로 제조되되, 상기 제2다이어프레임(50)은 다이어프레임(40) 보다 더 얇은 두께를 갖도록 제조된다.

즉, 제2하측액실은 (도 4 에 도시된 바와 같이) 차량의 공회전 시에만 하이드로액이 유입되기 때문에 두께가 얇아도 내구성에 문제가 발생하지 않을 뿐만아니라 두께가 얇아짐에 따라 유체 저항이 줄어들어 손실계수가 증가되는 효과를 기대할 수 있다. 참고적으로, 본 발명의 실시예로써 상기 다이어프레임(40)은 2mm 의 두께로 형성되고 상기 제2다이어프레임(50)은 1mm 의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 액티브마운트는 차량의 공회전 시에는 도 4 에 도시된 바와 같이 (코일로 전류가 인가됨에 따라 스프링의 탄성력을 극복하는 전자기력에 의해) 개폐로드(60)가 후퇴하여(도면에서 우측으로 이동하여) 제2유로와 제2하측액실의 개통이 이뤄지도록 작동한다. 반면, 차량의 주행 시에는 도 3 에 도시된 바와 같이 (코일로의 전원인가가 차단된 상태에서 스프링의 탄성력에 의해) 개폐로드(60)가 전진하여(도면에서 좌측으로 이동하여) 제2유로와 제2하측액실의 개통이 차단되도록 구성된다.

이때, 종래의 구조에서는 상하방향으로 배치된 로드(도 1 에서 도면부호 5)에 작용하는 전자기력이 하이드로액의 유동을 통해 전달되는 입력하중을 지지하는 방식으로써 더 큰 용량의 코일 및 더 많은 전류량이 계속적으로 요구되었지만, 본 발명의 구조에서는 제2하측액실이 별도로 구성되고 측방향으로 형성된 제2유로의 하측 출구(B)만 차폐시키는 구조로 가짐으로써 더 적은 전류량만 소모된다.

따라서, 본 발명은 종래의 구조와 대비하여 개폐로드(60)의 활주방향이 하이드로액의 유동방향과 수직을 이루도록 구성되므로 보다 작은 힘으로 제2유로를 폐쇄시킬 수 있으므로 액추에이터가 더욱 소형화될 수 있다. 또한, 종래의 구조보다 크기가 작아질 수 있으며 생산원가 및 중량을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 종래구조 보다 용량이 작은 액추에이터를 사용하여도 개폐로드의 활주가 가능한 효과를 갖는다.

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.

30 : 노즐판
31 : 돌출부
40 : 다이어프레임
50 : 제2다이어프레임
51 : 수용부
60 : 개폐로드
70 : 액추에이터

Claims (5)

1. 인슐레이터와 다이어프레임 사이에 노즐판이 장착되어 내부가 상측액실과 하측액실로 구획되고 내부의 체적변화에 따라 봉입된 하이드로액이 노즐판에 형성된 유로를 통해 상측액실과 하측액실을 유동하는 액티브마운트에 있어서,
   상단쪽 출구가 상측액실과 개통된 제2유로가 추가적으로 형성된 노즐판;과
   상기 노즐판의 하부에 결합되어 유로와 개통된 하측액실을 형성하는 다이어프레임;과
   상기 다이어프레임의 하부에 배치되어 제2유로의 하단쪽 출구와 개통된 제2하측액실을 형성하는 제2다이어프레임; 및
   액추에이터에 의해 활주가능하되 제2다이어프레임을 측방향에서 가압하여 제2유로와 제2하측액실의 개통을 차단할수 있는 개폐로드;를 포함하는 액티브마운트.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제2유로는 노즐판에서 아랫쪽으로 돌출되어 다이어프레임을 관통하는 파이프모양의 돌출부 내에 형성되며,
   상기 제2다이어프레임에는 돌출부가 진입하여 끼워지도록 튜브 모양의 수용부가 형성된 것을 특징으로 하는 액티브마운트.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제2유로의 하단쪽 출구는 돌출부의 측면으로 개구되되, 상기 돌출부는 제2유로의 하단쪽 출구에서 측면 일부가 파여진 모양으로 형성되고,
   상기 개폐로드는 측방향을 따라 활주하도록 배치되되 제2유로의 하단쪽 출구를 폐쇄시킬 수 있도록 제2다이어프레임을 탄성변형시키는 것을 특징으로 하는 액티브마운트.
   
4. 제 3 항에 있어서, 상기 제2다이어프레임을 가압하는 개폐로드의 끝단에는 직경이 확장된 주걱부가 형성된 것을 특징으로 하는 액티브마운트.
   
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다이어프레임과 제2다이어프레임은 탄성을 갖는 고무재 또는 합성수지재로 제조되되, 상기 제2다이어프레임은 다이어프레임 보다 더 얇은 두께를 갖도록 제조된 것을 특징으로 하는 액티브마운트.

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