KR101823900B1 - 엔진마운트 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하이드로액이 봉입된 내부가 상부액실과 하부액실로 구획되도록 노즐판이 장착되되, 상기 노즐판에는 유로가 형성된 엔진마운트의 구조에 있어서, 중앙에 하부센터홀이 형성된 노즐로워와 상기 노즐로워 위로 안착되되 중앙에 상부센터홀이 형성된 노즐어퍼가 결합되어 구성된 노즐판; 상면과 하면 각각이 상기 상부센터홀과 하부센터홀에서 노출되도록 테두리가 노즐어퍼의 내주면을 따라 안착되며 하이드로액이 유동가능하도록 제1 관통홀이 타공된 멤브레인; 및 상기 상부센터홀 및 멤브레인을 덮도록 상기 노즐어퍼 위에 놓이며 하이드로액이 출입가능하도록 출입홀이 형성된 플레이트;를 포함하고, 상기 하부센터홀 내에는 상기 멤브레인이 고정되며 제2 관통홀이 타공된 받침부가 배치되는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은, 이음을 억제할 수 있으며, 2개의 주파수에서의 감쇠 성능을 보장함으로써 최적 성능을 구현할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

엔진마운트 구조{Structure of engine mount}

본 발명은 차체에 장착되어 엔진의 하중을 지지하며 진동을 감쇠시키는 엔진마운트의 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대변위 부하가 발생했을 때 멤브레인으로 과도한 압력이 전달되는 것을 방지하여 이음(異音) 발생을 원천적으로 방지할 수 있으며, 2개의 주파수에서 튜닝이 가능하도록 설계된 엔진마운트의 구조에 관한 것이다.

엔진의 진동을 절연 및 감쇠시키도록 차량의 엔진은 엔진마운트를 통해 차체의 엔진룸에 설치되며, 승용차량에서는 러버의 탄성력을 통해 진동을 절연 및 감쇠시키는 러버마운트와 소정량의 하이드로액이 봉입되도록 구성된 유체봉입식 엔진마운트(하이드로 엔진마운트)가 널리 사용되고 있다.

이중, 유체봉입식 엔진마운트는 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 증가하고 있다.

상기 유체봉입식 엔진마운트는 도 1 에 도시된 바와 같이 케이스의 상측으로 탄성재질의 인슐레이터(5)가 결합되고 하단에는 다이어프램(4)이 결합되되, 상기 인슐레이터(5)와 다이어프램(4) 사이에는 노즐판(1)이 장착되어, 내부 공간은 상부액실과 하부액실로 구획되는 구조를 갖는다.

상기 노즐판(1)은 통상적으로 노즐로워(1b)와 노즐어퍼(1a)가 결합되어 구성된다. 상기 노즐로워(1b)는 중앙에 하부센터홀(2b)이 형성되고 상기 하부센터홀(2b)의 외측으로 둘레를 따라 (유로의 아랫쪽 부분을 구성하는) 환형의 유로홈(도 5 의 유로홈 형상 참조)이 형성되는 구조를 갖는다. 상기 유로홈은 하부액실과 개통되도록 상기 유로홈의 일단은 타공된다.

그리고, 상기 노즐로워(1b) 위로는 중앙에 상부센터홀(2a)이 형성된 노즐어퍼(1a)가 안착된다. 상기 노즐어퍼(1a)에는 유로홈의 타단과 연결되도록 (상부액실과 개통되는) 홀이 형성된다. 상기 유로홈의 상측은 노즐어퍼(1a)에 의해 닫혀지므로 하이드로액의 유동이 가능한 유로가 내부에 형성된다. 이에 따라, 상기 유로의 일측은 상부액실과 개통되고 타측은 하부액실과 개통이 이뤄진다.

한편, 유로를 통한 하이드로액의 유동은 엔진에서 전달되는 하중 이동 및 진동에 의해서 인슐레이터(5)가 탄성변형하면 상부액실의 내부 체적량이 증감됨에 따라서 이뤄지되, 진동특성 및 댐핑성능을 향상시키기 위하여(상부액실의 체적변화량을 증대시키기 위하여) 멤브레인(3)이 노즐로워(1b)와 노즐어퍼(1a) 사이에 선택적으로 장착되기도 한다.

즉, 도 1 에 도시된 바와 같이, 멤브레인(3)의 상면은 상부센터홀(2a)로 노출되고 하면은 하부센터홀(2b)로 노출되도록 상기 노즐어퍼(1a)와 노즐로워(1b) 사이에 멤브레인(3)의 테두리부분이 맞물려 장착이 이뤄진다. 이때, 노즐로워(1b)는 멤브레인(3)의 테두리부분이 안착될 수 있게 걸림턱이 형성된 모양을 갖는다. 그리고, 상기 멤브레인(3)은 맞물리는 부분(도 1 에서 화살표로 표시된 부분)으로 하이드로액의 유동이 가능하도록 유격이 형성되도록 장착된다.

이러한 종래의 구조에서는 공회전 시(고주파대역의 진동이 발생할 시)에는 멤브레인(3)의 테두리 근방으로 (도 1 의 화살표 경로를 통해) 하이드로액이 흐르면서 동특성을 낮추고, 대변위 시(저주파대역의 진동 및/또는 큰 하중이 발생할 시)에는 (도 1 의 화살표 경로는 폐쇄되고) 유로를 통해만 하이드로액이 흐르면서 감쇠기능을 수행한다.

그러나, 멤브레인(3)이 맞물리는 부분에 형성된 유격으로 인해 멤브레인(3)의 과도한 진동이 유발되면 이음(異音)을 발생시키는 원인이 되었다. 이러한 이음은 유격을 줄이거나 없앰으로써 해소 가능한 문제이지만 유격을 줄이거나 없애면 동특성이 증가되어 NVH성능이 저하되는 문제가 발생하였다.

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래 구조의 문제점을 해소하고자 발명된 것으로서, 2개의 주파수에서 튜닝이 가능한 2채널 구조로 하이드로 마운트를 설계함으로써 튜닝 자유도 및 구조 강건화를 통한 최적 성능은 유지하면서 이음 발생을 억제하는 것이 주된 목적이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 하이드로액이 봉입된 내부가 상부액실과 하부액실로 구획되도록 노즐판이 장착되는 엔진마운트의 구조에 있어서, 중앙에 하부센터홀이 형성된 노즐로워와 상기 노즐로워 위로 안착되되 중앙에 상부센터홀이 형성된 노즐어퍼가 결합되어 구성됨으로써 (상부액실과 하부액실을 개통하며 노즐판의 둘레를 따라 환형으로 형성된) 제1 유로를 형성하는 노즐판; 상면과 하면 각각이 상기 상부센터홀과 하부센터홀에서 노출되도록 상면의 테두리가 노즐어퍼의 내주면를 따라 형성된 홈에 안착되며 하이드로액이 유동가능하도록 제1 관통홀이 타공된 멤브레인; 및 상기 상부센터홀 및 멤브레인을 덮도록 노즐어퍼 위에 놓이며 하이드로액이 출입가능하도록 출입홀이 형성된 플레이트;를 포함하고, 상기 하부센터홀 내에는 상기 멤브레인의 하면이 고정되며 제2 관통홀이 타공된 받침부가 배치되어, 상기 멤브레인의 제1 관통홀이 상기 제2 관통홀까지 연결됨으로써 제2 유로가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 명의 바람직한 실시예에서, 상기 받침부는 일단은 하부센터홀의 내주면에 연결되고 타단은 받침부의 외주면으로 연결되는 다수 개의 브릿지들을 통해 상기 노즐로워에 결합된다. 상기 하부센터홀과 받침부는 원형으로 형성되고, 상기 브릿지들은 서로 간에 간격을 두고 방사형으로 배치된다.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 노즐로워는 원형으로 형성되며 상기 노즐로워에는 하부센터홀의 둘레를 따라 형성된 제1 유로의 일측 끝단이 하부 액실과 개통되도록 제1 홀이 형성된다. 또한, 이 실시예에서 상기 플레이트는 원형으로 형성되며 상기 플레이트에는 상기 제1 유로의 타단이 상부 액실과 개통되도록 제2 홀이 형성된다. 이 실시예에서, 상기 노즐판의 둘레를 따라 환형으로 형성된 제1 유로와 상기 제1 홀 및 제2 홀을 통해 상부 액실과 하부 액실 간에 하이드로액이 유동가능하도록 구성된다.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 멤브레인의 하면은 상기 받침부와 동일한 크기의 원형으로 형성되어 상기 받침부의 상면에 가류 혹은 접착에 의해 고정되며 고정부 외에는 관통홀을 통해 하이드로액이 유동 가능하도록 구성된다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 플레이트는 출입홀이 중앙에 형성되어 있는 원판형 모양을 갖되, 상기 출입홀이 상기 멤브레인 상면을 노출시킬 수 있도록 상기 멤브레인 상에 안착된다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 멤브레인은 아래쪽으로 돌출 형성되어 상기 플레이트의 출입홀을 통해 들어오는 하이드로액을 수용함에 따라 멤브레인이 방사형으로 탄성적으로 가압되는 경사면을 갖는다.

전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은, 멤브레인을 가압하는 하이드로액의 유동이 멤브레인을 고정하고 있는 노즐판에 의해 차단되어 이음(멤브레인이 노즐로워와 노즐어퍼를 타격하는 타격음) 발생을 억제하는 효과를 갖는다.

또한, 기존 대변위에 대응하여 튜닝하기 위한 1 채널뿐만 아니라, 2개의 주파수에서 튜닝이 가능한 2 채널 구조를 제공하여 2개의 주파수에서의 감쇠 성능을 보장할 수 있도록 설계함으로써 하이드로 엔진 마운트의 최적 성능을 구현할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1 은 종래의 노즐판이 장착된 엔진마운트가 종방향으로 절개된 모습을 도시한 도면,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노즐판의 단면이 도시된 도면,
도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노즐로워에 멤브레인이 고정된 모습이 도시된 도면,
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미소 변위에서 멤브레인을 통해 하이드로액의 유동이 차단된 모습과 그에 따른 감쇠 성능을 나타낸 그래프,
도 5 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대변위에서 제1 유로를 통해 하이드로액이 유동하는 모습과 그에 따른 감쇠 성능을 나타낸 그래프,
도 6 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대변위에서 제2 유로를 통해 하이드로액이 유동하는 모습과 그에 따른 감쇠 성능을 나타낸 그래프.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명의 엔진마운트는 인슐레이터와 다이어프램 사이에 노즐판이 장착되며 하이드로액이 봉입된 유체봉입식 엔진마운트에 관한 것으로써, 종래 구조와 같이 상기 노즐판에 의해 내부공간은 상부액실과 하부액실로 구획되며, 노즐판에 형성된 유로를 통해 하이드로액의 유동이 가능하되, 상기 노즐판에는 멤브레인(30) 아래에서, 멤브레인(30)이 고정되고 하이드로액이 유동할 수 있는 받침부(23)가 추가적으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

도 2 와 도 3 을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노즐판은 받침부(23)의 상면에 멤브레인(30)의 하면이 고정되도록 구성되되, 상기 멤브레인(30)의 상면의 테두리 부분이 노즐어퍼(21)에 안착된다.

상기 노즐로워(20)는 중앙에 하부센터홀(24)이 형성되고 상기 하부센터홀(24)의 외측으로 둘레를 따라 (유로의 아랫쪽 부분을 구성하는) 환형의 제1 유로(도 5의 제1 유로(50) 참조)가 형성되며 제1 유로의 일측 끝단은 하부액실과 개통되도록 제1 홀(25)이 타공된다. 상기 노즐로워(20) 위로는 상부센터홀(26)이 형성된 노즐어퍼(21)가 안착되며, 상기 노즐어퍼(21)와 멤브레인(30) 위로는 중앙에 출입홀이 형성된 플레이트(22)가 안착된다. 상기 플레이트(22)에는 상기 제1 유로의 타단과 개통되도록 제2 홀(27)이 형성된다.

그리고, 상기 노즐어퍼(21) 의 내주면을 따라 형성된 홈에 원판 모양의 멤브레인(30) 상면의 테두리 부분이 맞물리도록 장착된다. 이때, 멤브레인(30) 상면의 테두리 부분이 노즐어퍼(21) 내주면을 따라 형성된 홈에 유격없이 맞물린다. 이때, 하이드로액의 유동이 방지되는 대신에 본 발명에 따른 멤브레인(30)은 제1 관통홀(31)이 추가적으로 형성된 구조를 갖는다.

상기 멤브레인(30)은 상면과 하면 각각이 상부센터홀(26)과 하부센터홀(24)에서 노출되도록 장착되며, 상기 제1 관통홀(31)은 하부센터홀(24)에서 노출되는 위치에 타공된다. 그리고, 상기 노즐로워(20)는 하부센터홀(24) 내에서 제1 관통홀(31) 아래에 놓이도록 받침부(23)가 배치되며, 멤브레인(30)은 받침부(23)에 가류 혹은 접착에 의해 고정된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 받침부(23)는 소정의 직경을 갖는 원판형 모양을 갖되 일단은 하부센터홀(24)의 내주면에 연결되고 타단은 받침부(23)의 외주면으로 연결되는 다수 개의 브릿지들(29)을 통해 노즐로워(20)에 결합되는 구조를 갖는다. 상기 브릿지들(29)은 서로 간에 일정한 간격을 두고 방사형으로 배치된 구조를 갖는다.

그리고, 상기 멤브레인(30)의 하면이 고정되는 받침부(23)의 센터에 제2 관통홀(28)이 타공되며, 상기 멤브레인(30)에 타공된 상기 제1 관통홀 (31)이 상기 제2 관통홀(28)까지 연결됨으로써 제2 유로(도 6의 제2 유로(60) 참조)가 형성된다.

아울러, 상기 플레이트(22)는 상기 노즐어퍼(21)의 상면 전체를 덮도록 원판형 모양으로 형성되며, 상기 플레이트(22)의 중앙 부분에 형성된 출입홀이 상기 멤브레인(30)의 상면을 노출시킬 수 있도록 상기 노즐어퍼(21)와 상기 멤브레인(30) 상에 안착된다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 멤브레인(30)은 아래쪽으로 돌출 형성되는 구조로서 그 상면으로부터 하면으로 이어지는 경사면(32)을 형성하며, 이러한 구조를 갖는 멤브레인(30)의 상면에 상기 플레이트(22)의 출입홀을 통해 들어오는 하이드로액이 수용됨에 따라 멤브레인(30)의 경사면(32)이 방사형으로 탄성적으로 가압된다 (도 4의 화살표 부분 참조).

도 4 에 도시된 바와 같이, 멤브레인(30)을 아랫쪽으로 가압하는 하중이 상대적으로 작게 발생하는 공회전(미소 변위) 시에는 출입홀로 유입된 하이드로액이 도 4의 화살표 방향으로 멤브레인(30)의 경사면을 방사형으로 탄성적으로 가압하면서 멤브레인(30)이 그 압력을 흡수하게 된다.

도 4의 그래프는 0.2mm 이하 가진(즉, 미소 변위)시의 주파수(가로축)에 대한 손실계수, 즉, 감쇠값(세로축)을 나타낸다. 이와 관련하여, 감쇠값이 커질수록 스프링 값이 함께 높아지는데, 이는 미소 변위에서의 NVH 악화 원인이 되기 때문에 멤브레인(30)을 통해 공회전시의 유동을 흡수하도록 설계된다. 따라서, 도 4의 그래프에 나타낸 바와 같이 미소 변위 시에는 주파수 전체에 대해 감쇠값이 대략 0.1로서 큰 변동폭이 갖지 않는데, 이를 통해 미소변위(공회전)시에는 멤브레인(30)이 출입홀을 통해 들어오는 하이드로액의 유동에 의한 압력을 흡수하고 있음을 알 수 있다.

도 5의 그래프는 1mm 가진시(즉, 대변위)시의 주파수(가로축)에 대한 감쇠값(세로축)을 나타낸다. 도 5의 그래프에 나타낸 바와 같이, 대변위 시에 주파수가 약 10Hz인 지점에서 감쇠값이 약 0.1로부터 약 1.0까지 급격히 상승하게 된다. 이와 관련하여 도 5의 화살표 방향(53, 54)으로 각각 표시된 바와 같이 플레이트(51) 위의 상부액실로부터 제1 유로(50)를 통과하여 노즐로워(52) 아래의 하부액실에 이르는 제1 채널을 통해 하이드로액이 유동하게 됨으로써 튜닝이 가능하도록 설계된다. 따라서, 도 5의 그래프에 나타낸 바와 같이 대략 주파수 10Hz인 지점에서 대략 1.0의 손실계수를 가지면서 큰 감쇠 효과를 갖게 된다.

도 6의 그래프는 1mm 가진시(즉, 대변위)시의 주파수(가로축)에 대한 감쇠값(세로축)을 나타낸다. 도 6의 그래프에 나타낸 바와 같이, 대변위 시에 주파수가 10Hz과 20Hz 사이인 한 지점에서 감쇠값이 약 0.1로부터 약 0.6까지 급격히 상승하게 된다. 이와 관련하여 도 6의 화살표 방향의 제2 유로(60)로 표시된 바와 같이 플레이트(61) 위의 상부액실로부터 출입홀(63)을 통해 들어오는 하이드로액이 멤브레인(64)의 제1 관통홀(65)과 받침부(66)의 제2 관통홀(67)을 통과하여 노즐로워(62) 아래의 하부액실에 이르는 제2 채널을 통해 유동하게 됨으로써 튜닝이 가능하도록 설계된다. 따라서, 도 6의 그래프에 나타낸 바와 같이 주파수가 10Hz과 20Hz 사이인 한 지점에서 약 0.6의 손실계수를 가지면서 감쇠 성능을 갖게 된다.

전술한 바와 같은 기술적 특징을 갖는 본 발명은, 멤브레인을 가압하는 하이드로액의 유동이 멤브레인을 고정하고 있는 노즐판에 의해 차단되어 이음(멤브레인이 노즐로워와 노즐어퍼를 타격하는 타격음) 발생을 억제하는 효과를 갖는다.

아울러, 기존 대변위에 대응하여 튜닝하기 위한 1 채널을 제공할 뿐만 아니라, 2개의 주파수에서 튜닝이 가능하도록 2 채널 구조를 제공함으로써, 추가적인 유동경로(하이드로액이 관통홀을 통해 유동하는 경로)를 통한 추가적인 감쇠 성능을 제공하며 이에 따라 NVH 성능이 저하되는 문제를 해소할 수 있는 효과를 갖는다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

21 : 노즐어퍼
26 : 상부센터홀
20, 52, 62 : 노즐로워
24 : 하부센터홀
22, 51, 61: 플레이트
29 : 브릿지
23, 66 : 받침부
32 : 경사면
30, 64 : 멤브레인
31, 65 : 제1 관통홀
28, 67: 제2 관통홀
25 : 제1 홀
27 : 제2 홀
63 : 출입홀
50 : 제1 유로
60 : 제2 유로

Claims (8)

1. 하이드로액이 봉입된 내부가 상부액실과 하부액실로 구획되며 유로가 형성된 엔진마운트용 노즐판에 있어서,
   중앙에 하부센터홀이 형성된 노즐로워;
   상기 노즐로워 위로 안착되어 상기 노즐로워와 결합하되 중앙에 상부센터홀이 형성된 노즐어퍼;
   상면과 하면 각각이 상기 상부센터홀과 하부센터홀에서 노출되도록 테두리가 노즐어퍼의 내주면을 따라 안착되며 하이드로액이 유동가능하도록 제1 관통홀이 타공된 멤브레인; 및
   상기 상부센터홀 및 멤브레인을 덮도록 상기 노즐어퍼 위에 놓이며 하이드로액이 출입가능하도록 출입홀이 형성된 플레이트;를 포함하고,
   상기 하부센터홀 내에는 상기 멤브레인이 고정되며 제2 관통홀이 타공된 받침부가 배치되는 것을 특징으로 하는 엔진마운트용 노즐판.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 받침부는 일단은 상기 하부센터홀의 내주면에 연결되고 타단은 상기 받침부의 외주면으로 연결되는 다수 개의 브릿지들을 통해 상기 노즐로워에 결합된 것을 특징으로 하는 엔진마운트용 노즐판.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 하부센터홀과 상기 받침부는 원형으로 형성되고, 상기 브릿지들은 서로 간에 간격을 두고 방사형으로 배치된 것을 특징으로 하는 엔진마운트용 노즐판.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 노즐로워에는 상기 하부센터홀의 둘레를 따라 형성된 제1 유로의 일측 끝단이 상기 하부액실과 개통되도록 제1 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 엔진마운트용 노즐판.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 플레이트에는 상기 하부센터홀의 둘레를 따라 형성된 제1 유로의 타단이 상기 상부액실과 개통되도록 제2 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 엔진마운트용 노즐판.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 멤브레인은 상기 받침부에 고정된 고정부를 가지며, 상기 고정부 외에는 상기 제1 관통홀 및 상기 제2 관통홀을 통해 하이드로액이 유동 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 엔진마운트용 노즐판.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 플레이트의 출입홀은 상기 멤브레인을 노출시킬 수 있도록 상기 멤브레인 상에 안착되는 것을 특징으로 하는 엔진마운트용 노즐판.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 멤브레인은 아래쪽으로 돌출 형성되어 상기 멤브레인이 방사형으로 탄성적으로 가압되도록 하는 경사면을 갖는 것을 특징으로 하는 엔진마운트용 노즐판.

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