KR102169365B1 - 엔진마운트의 노즐 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 엔진마운트의 내부를 상측액실과 하측액실로 구획하도록 장착되며, 상측액실과 하측액실을 개통하는 유로가 형성된 노즐 구조에 있어서, 상면에 하부노즐홈이 형성되되 상기 하부노즐홈의 일단에는 하측액실과 개통되는 하부개통홀이 타공된 노즐로워;와 상기 노즐로워 위로 안착되며 하부노즐홈과 개통되는 개통홀이 타공된 노즐플레이트; 및 상기 개통홀과 개통되는 상부노즐홈이 바닥면에 형성되되 상기 상부노즐홈의 일단에는 상측액실과 개통되는 상부개통홀이 타공된 노즐어퍼;를 포함하고, 상기 유로는 노즐어퍼와 노즐플레이트 내에 형성된 유로1과 노즐플레이트와 노즐로워 내에 형성된 유로2가 층을 이루도록 형성된다.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은 더 긴 유로를 가짐에 따라 저주파 영역의 댐핑값 및 고주파 영역의 동특성이 개선된 효과를 갖는다.

Description

엔진마운트의 노즐 구조{Structure of nozzle for engine-mount}

본 발명은 하이드로 엔진마운트(Hydro Engine Mount) 내에 장착되는 노즐의 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고주파 동특성을 개선하기 위해 튜닝이 가능하고 저주파 영역의 댐핑성능이 향상될 수 있도록 내부의 유로 길이가 증대되는 엔진마운트의 노즐 구조에 관한 것이다.

엔진의 진동을 감쇄시키도록 차량의 엔진은 엔진마운트를 통해 차체의 엔진룸에 설치된다. 상기 엔진마운트는 재질의 탄성력을 이용한 러버마운트(rubber mount)와 내부에 하이드로액이 봉입되어 액체 유동에 따른 점성 저항을 이용하여 진동을 감쇄시키는 하이드로 마운트가 주로 널리 사용되고 있다.

이중, 하이드로 엔진마운트는 높은 주파수 영역 및 낮은 주파수 영역의 진동을 동시에 감쇄시키도록 구성되어 여러 차종에 널리 사용되고 있다.

도 1 에는 통상적인 구조를 갖는 종래의 하이드로 엔진마운트의 단면이 도시되었다. 상기 하이드로 엔진마운트는 인슐레이터(5)와 다이어프램(6) 사이의 내부공간에서 소정량의 하이드로액이 봉입되되, 내부 공간은 노즐(1)이 장착되어 상측액실과 하측액실로 구획된다.

상기 노즐(1)은 노즐로워(4)와 노즐어퍼(2)가 결합되어 구성되되 내부에는 테두리를 따라 안쪽으로 상측액실과 하측액실을 개통하며 하이드로액이 유동하도록 유로(flow-path)가 형성된 구조를 갖는다. 상기 유로는 노즐로어(4)에 노즐홈이 파인 모양으로 형성되되 상측 끝단은 노즐어퍼(2)에 타공된 개통홀로 그리고 하측 끝단은 노즐로어(4)에 타공된 개통홀(미도시)로 각각이 개통되도록 구성된다.

그리고, 상기 노즐로워(4)와 노즐어퍼(2) 사이에 멤브레인(3)의 테두리가 맞물려 장착될 수 있도록 상기 노즐로워(4)와 노즐어퍼(2) 각각은 중앙에 홀(2a, 4a)이 타공된 구조를 가지며 멤브레인(3)의 테두리가 상기 홀들(2a, 4a)의 테두리 부분 사이에 끼워져 장착된다.

아울러, 종래구조에서는 노즐어퍼(2)가 홀(2a)의 테두리를 따라 융기부(2b)가 상측으로 돌출된 모양으로 형성되어 동특성을 개선시키도록 구성되었다.

하지만, 이와 같은 돌출구조는 별도의 유로를 생성하지 못하고 하이드로액의 흐름만 막아주는 기능만 하였다.

따라서, 본 발명은 종래의 돌출 구조와는 달리 추가적으로 더 연장된 유로를 가짐으로써 고주파 동특성 튜닝이 가능하고 저주파 영역의 댐핑성능을 향상시킬 수 있는 엔진마운트의 노즐 구조를 제공하는 것에 주목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엔진마운트의 내부를 상측액실과 하측액실로 구획하도록 장착되며, 상측액실과 하측액실을 개통하는 유로가 형성된 노즐 구조에 있어서, 상면에 하부노즐홈이 형성되되 상기 하부노즐홈의 일단에는 하측액실과 개통되는 하부개통홀이 타공된 노즐로워;와 상기 노즐로워 위로 안착되며 하부노즐홈과 개통되는 개통홀이 타공된 노즐플레이트; 및 상기 개통홀과 개통되는 상부노즐홈이 바닥면에 형성되되 상기 상부노즐홈의 일단에는 상측액실과 개통되는 상부개통홀이 타공된 노즐어퍼;를 포함하고, 상기 유로는 노즐어퍼와 노즐플레이트 내에 형성된 유로1과 노즐플레이트와 노즐로워 내에 형성된 유로2가 층을 이루도록(즉, 상기 유로는 노즐의 둘레를 따라 두 바퀴 회전하는 모양을 갖도록) 형성되는 것을 특징으로 한다. 상기 유로1 과 유로2 각각은 노즐 내에서 둘레를 따라 환형으로 형성된다.

상기 노즐로워와 노즐어퍼 사이에는 멤브레인이 장착되되, 상기 멤브레인은 노즐플레이트에 타공된 개구홀에 위치하도록 장착된다.

그리고, 상기 노즐로워 하부개구홀이 형성되고 상기 하부개구홀에는 하부리브가 형성되며, 상기 노즐어퍼에는 상부개구홀이 형성되되, 상기 상부개구홀에는 상부리브가 형성된다.

아울러, 종래의 융기부(2b)와 유사한 효과가 추가될 수 있도록 본 발명에서 상기 노즐어퍼는 노즐플레이트 위로 안착되는 평탄부;와 상기 평탄부의 상면에서 단차가 형성되도록 돌출된 제1융기부;를 포함하되, 상기 제1융기부의 상면에서 돌출되어 상부개구홀을 둘레를 따라 소정의 높이만큼 돌출된 제2융기부;를 더 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 본 발명에서 상기 노즐로워와 노즐플레이트 및 노즐어퍼는 플라스틱으로 제조되며, 상기 노즐로워 위로 노즐플레이트와 노즐어퍼가 안착된 상태에서 초음파 융착을 통해 접합이 이뤄진다.

전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은 더 긴 유로를 가짐에 따라 저주파 영역의 댐핑값 및 고주파 영역의 동특성이 개선된 효과를 갖는다.

아울러, 본 발명의 노즐은 노즐로워, 노즐플레이트, 노즐어퍼 세부분으로 나눠져 제조되므로 금형 및 제품의 제작이 용이하며, 플라스틱 재질로 제조되어 융착에도 유리하다. 그리고, 노즐로워에 노즐플레이트 및 노즐어퍼가 적층되는 구조를 가지므로 종래의 노즐 구조 보다 더 강건하게 제작될 수 있으며 하이드로액의 누유 및 조립공차 발생을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 멤브레인이 추가적으로 장착되되, 노즐어퍼 및 노즐로워에 형성된 리브의 두께 및 형상을 튜닝하여 엔진마운트의 특성을 최적화할 수 있다.

도 1 은 종래의 노즐이 장착된 엔진마운트가 종방향으로 절개된 모습 및 종래의 노즐이 분해된 모습을 도시한 도면,
도 2a 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노즐이 장착된 엔진마운트가 종방향으로 절개된 모습을 도시한 도면,
도 2b 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 플라스틱으로 제조된 노즐로워, 노즐플레이트, 노즐어퍼가 고주파 초음파 융착으로 접착되는 부위를 표시한 도면,
도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노즐이 장착된 엔진마운트가 분해된 모습을 도시한 도면,
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노즐어퍼의 바닥면이 나타나도록 도시된 도면,
도 5 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노즐로워를 도시한 도면,
도 6 은 하이드로액의 유동 경로를 화살표로 표시한 도면,
도 7 은 종래와 같이 유로가 1층(1단)으로 구성되는 경우와 본 발명과 같이 유로가 2층(2단)으로 구성되는 경우의 감쇄값 변화를 나타낸 그래프<A>와 노즐어퍼가 제거된 경우와 노즐어퍼가 장착된 경우의 동특성 변화를 나타낸 그래프<B>가 도시된 도면.

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.

도 2a, 2b 와 도 3 을 참조하면, 본 발명에 따른 노즐은 엔진마운트의 내부를 상측액실과 하측액실로 구획하도록 인슐레이터(50)와 다이어프램(60) 사이에 장착되며, 노즐로워(10)와 노즐플레이트(20) 및 노즐어퍼(30)가 결합되어 구성되되 도 2 에 도시된 바와 같이 노즐어퍼(30)와 노즐플레이트(20) 내에 형성된 유로1과 노즐플레이트(20)와 노즐로워(30) 내에 형성된 유로2가 2층 구조를 이루도록 형성된다(즉, 본 발명의 노즐은 유로가 노즐의 둘레를 따라 내부에서 두 바퀴가량 회전하는 모양으로 형성된다).

그리고, 본 발명에서 상기 노즐로워와 노즐플레이트 및 노즐어퍼는 사출성형을 통한 (열가소성) 플라스틱으로 제조되며, 상기 노즐로워 위로 노즐플레이트와 노즐어퍼가 안착된 상태에서 초음파 융착을 통해 접합이 이뤄진다. 상기 초음파 융착은 열가소성 수지의 접합면을 융착시키는 공지의 기술로 실시되되 융착 시 접합물들의 변형이 발생시키지 않으므로 이와 같은 방식으로 제조된 본 발명의 노즐은 변형에 의한 간극 또는 이음을 발생시키지 않으므로 하이드로액의 누유를 방지할 수 있다.

도 4 를 참조하면, 상기 하부노즐홈(12)의 일단에는 하측액실과 개통되는 하부개통홀(11)이 타공된다. 그리고, 하부노즐홈(12)의 내측에는 하부개구홀(13)이 형성되되, 상기 하부개구홀(13)에는 하부리브(14)가 격자모양을 이루도록 형성된다. 상기 하부리브(14)는 그 위로 멤브레인(40)이 안착될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하며 두께 및 형상은 요구되는 성능에 따라 다양하게 튜닝될 수 있다.

상기 노즐플레이트(20)는 노즐로워(10) 위로 안착되며 하부노즐홈(12)과 개통되는 개통홀(21)이 타공된다. 상기 노즐플레이트(20)에는 개구홀(22)이 타공되며 상기 개구홀(22)에는 멤브레인(40)이 끼워지도록 장착된다(도 2 참조).

상기 노즐어퍼(30)는 개통홀(21)과 개통되는 상부노즐홈(32)이 도 5 에 도시된 바와 같이 바닥면에 형성되되 상기 상부노즐홈(32)의 일단에는 상측액실과 개통되는 상부개통홀(31)이 타공된다. 그리고, (노즐로워의 구조와 마찬가지로) 상부노즐홈(32)의 내측에는 상부개구홀(33)이 형성되되, 상기 상부개구홀(33)에는 상부리브(34)가 격자모양을 이루도록 형성된다. 상기 상부리브(34)는 그 아래로 멤브레인(40)에 맞닿을 수 있도록 구성되는 것이 바람직하며 두께 및 형상은 요구되는 성능에 따라 다양하게 튜닝될 수 있다.

아울러, 종래의 융기부(2b)와 유사한 효과(동특성을 저감시키는 효과)가 추가될 수 있도록 본 발명에서 상기 노즐어퍼(30)는 노즐플레이트(20) 위로 안착되는 평탄부(30a);와 상기 평탄부(30a)의 상면에서 단차(段差)가 형성되도록 돌출된 제1융기부(30b)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 동특성 저감효과를 더 증대시킬 수 있도록 제2융기부(30c)가 추가적으로 돌출될 수도 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 제2융기부(30c)는 상기 제1융기부(30b)의 상면에서 돌출되어 상부개구홀(33)을 둘레를 따라 소정의 높이만큼 돌출된 모양으로 형성된다. 상기 제1융기부(30b) 및/또는 제2융기부(30c)의 모양과 크기는 요구되는 성능에 따라 다양하게 튜닝될 수 있으며, 제2융기부(30c)는 삭제될 수도 있고 반대로 제3융기부, 제4융기부 등이 추가되는 구성 또한 가능할 것이다.

따라서, 본 발명의 유로는 노즐어퍼(30)와 노즐플레이트(20) 내에서 유로1이 형성되고, 노즐플레이트(20)와 노즐로워(10) 내에서 유로2가 형성된다. 그러므로, 상기 유로1과 유로2는 층을 이룬 구조를 갖되 노즐플레이트(20)에 형성된 개통홀(21)을 통해 서로 연결되고, 각각의 반대쪽은 상측액실 및 하측액실 각각과 개통된다.

상기 멤브레인(40)은 노즐의 조립 시에 같이 조립이 이뤄지되, 상부리브(34)와 하부리브(14) 사이에 꼭 맞물리거나 진동이 가능하도록 소정의 간극을 두고 유격이 발생하게 장착될 수 있다.

전술한 바와 같이, 상기 유로1 과 유로2 각각은 노즐 내에서 둘레를 따라 환형으로 형성되는 구조를 가짐에 따라, 상측액실에서 하측액실로 유동하는 하이드로액은 도 6 에 표시된 화살표와 같은 경로(또는 하측액실에서 상측액실로 유동하는 경우에는 화살표의 반대 경로)를 따라 이동하게 된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 노즐은 종래의 노즐 대비 대략 두 배 길이로 유로가 증가됨에 따라 튜닝이 용이하게 이뤄질 수 있고, 감쇄성능을 더욱 증대시킬 수 있다.

가령, 도 7 에서 <A> 는 종래와 같이 유로가 1층(1단)으로 구성되는 경우와 본 발명과 같이 유로가 2층(2단)으로 구성되는 경우의 감쇄값 변화를 나타낸 그래프이고, <B> 는 본 발명에서 (종래 구조와 같이 유로가 1층으로 구성되도록) 노즐어퍼(30)가 제거된 경우와 노즐어퍼(30)가 장착된 경우의 동특성 변화를 나타낸 그래프로써 0.05㎜ 가진 조건에서 동특성 값을 나타낸 그래프이다.

도 7 의 <A> 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 2층(2단) 유로 구조는 11Hz 근방의 감쇄피크값(tan δ)이 종래의 0.8 에서 1.0 수준으로써 약 20% 향상된 것을 확인 할 수 있다. 아울러, <B> 에 도시된 바와 같이, 유로가 증가함에 따라 50~150Hz 구간에서 동특성이 5 내지 10 kgf/mm 저하된 특성을 보여주는 것을 확인 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 구조는 종래 기술 대비 진동에 의해 유발되는 주행부밍을 감소시키고 NVH(noise, vibration, harshness) 성능을 개선하는 효과를 갖는 것을 확인할 수 있다.

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.

10 : 노즐로워
11 : 하부개통홀
12 : 하부노즐홈
20 : 노즐플레이트
30 : 노즐어퍼
31 : 상부개통홀
32 : 상부노즐홈
40 : 멤브레인

Claims (5)

1. 엔진마운트의 내부를 상측액실과 하측액실로 구획하도록 장착되며, 상측액실과 하측액실을 개통하는 유로가 형성된 노즐 구조에 있어서,
   상면에 하부노즐홈이 형성되되 상기 하부노즐홈의 일단에는 하측액실과 개통되는 하부개통홀이 타공된 노즐로워;와
   상기 노즐로워 위로 안착되며 하부노즐홈과 개통되는 개통홀이 타공된 노즐플레이트; 및
   상기 개통홀과 개통되는 상부노즐홈이 바닥면에 형성되되 상기 상부노즐홈의 일단에는 상측액실과 개통되는 상부개통홀이 타공된 노즐어퍼;를 포함하고,
   상기 유로는 노즐어퍼와 노즐플레이트 내에 형성된 유로1과 노즐플레이트와 노즐로워 내에 형성된 유로2가 층을 이루도록 형성된 엔진마운트의 노즐 구조.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 노즐로워와 노즐어퍼 사이에는 멤브레인이 장착되되, 상기 멤브레인은 노즐플레이트에 타공된 개구홀에 위치하도록 장착된 것을 특징으로 하는 엔진마운트의 노즐 구조.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 노즐로워에는 하부개구홀이 형성되고 상기 하부개구홀에는 하부리브가 형성되며, 상기 노즐어퍼에는 상부개구홀이 형성되되, 상기 상부개구홀에는 상부리브가 형성된 것을 특징으로 하는 엔진마운트의 노즐 구조.
   
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐어퍼는 노즐플레이트 위로 안착되는 평탄부;와 상기 평탄부의 상면에서 단차가 형성되도록 돌출된 제1융기부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진마운트의 노즐 구조.
   
5. 제 4 항에 있어서, 상기 노즐로워와 노즐플레이트 및 노즐어퍼는 플라스틱으로 제조되며, 상기 노즐로워 위로 노즐플레이트와 노즐어퍼가 안착된 상태에서 초음파 융착을 통해 접합이 이뤄지는 것을 특징으로 하는 엔진마운트의 노즐 구조.

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