KR102258470B1 - 엔진마운트 구조 - Google Patents

엔진마운트 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 엔진마운트 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진과 체결되는 볼트가 삽입될 수 있도록 상부에 볼트삽입공이 형성되고, 둘레를 따라 스토퍼 성형단이 돌출 형성되는 인너코어, 상기 인너코어의 하부에 가류 성형되는 인슐레이터, 상기 인너코어 및 인슐레이터가 내부에 압입되는 원통형의 하우징 및 상기 스토퍼 성형단과 하우징 사이에 접착되며 다단으로 구성되는 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하여, 엔진마운트의 횡방향 갭을 축소함과 동시에 스토퍼와 하우징 사이의 접촉을 방지할 수 있는 엔진마운트 구조에 관한 것이다.

Description

엔진마운트 구조{STRUCTURE OF ENGINE MOUNT}
본 발명은 차량의 엔진마운트 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스토퍼 성형단과 하우징 사이에 접착되며 다단으로 구성되는 스토퍼를 적용하여 엔진마운트의 좌우방향 갭을 축소시킴과 동시에 상하방향 변위 발생시 스토퍼 접촉 발생을 저감시킬 수 있는 엔진마운트 구조에 관한 것이다.
차량에 적용되는 기술이 점차 발전하고 저진동, 저소음에 대한 소비자의 요구가 증대됨에 따라, 차량에서 발생하는 소음(Noise), 진동(Vibration) 및 충격(Harshness) 즉, NVH 성능을 분석하여 승차감을 극대화시키려는 노력이 계속되고 있다.
차량의 주행시 특정 RPM 영역에서 발생하는 엔진 진동은 특정 주파수를 가지고 차체를 통해 실내로 전달되며, 엔진의 폭발 성분이 차량의 실내에 미치는 영향은 지배적이다.
일반적으로 차량의 엔진은 피스톤과 커넥팅 로드의 상하 운동에 의한 중심위치의 주기적인 변화와 실린더 축방향으로 생기는 왕복운동 부분의 관성력, 커넥팅 로드가 크랭크축의 좌우로 흔들리는 것에 의한 관성력 및 크랭크축에 가해지는 회전력의 주기적인 변화 등에 의해 구조적으로 항상 진동을 받는다.
따라서, 차량의 엔진과 차체 사이에는, 엔진을 지지하는 동시에 엔진으로부터 전달되는 소음 및 진동을 감쇄시키는 엔진마운트가 장착되며, 이러한 엔진마운트는 크게 러버식 엔진마운트, 에어 댐핑 마운트 및 액체봉입식 엔진마운트로 구분된다.
러버식 엔진마운트는, 고무 인슐레이터 재질 자체의 탄성력을 이용하여 댐핑효과를 얻는 구조로서, 인너코어에 엔진하우징이 안착되고 볼트로 고정되면 엔진 진동에 따라 인슐레이터가 탄성변형 및 복원하여 진동을 감쇄시키는 구조를 가진다. 상기 러버식 엔진마운트는 대변위 진동에 대한 감쇄율은 좋지 않으나, 저변위 진동에 대한 감쇄율은 높은 특성을 나타낸다.
에어 댐핑 마운트는, 인슐레이터 재질 자체의 댐핑력에 공기를 작동유체로 유동시켜 얻는 댐핑력을 추가한 것으로서, 하우징 내부에는 인슐레이터가 부설되되, 하부에 밑판이 장착되어 챔버를 구성하고 인슐레이터의 탄성변형에 따라 챔버로 공기가 출입되도록 에어홀이 형성되는 구조를 가진다. 에어 댐핑 마운트는 비교적 제조가 용이하여 소형 승용차에 주로 사용되고 있다.
액체봉입식 엔진마운트, 즉 하이드로 엔진마운트는 인슐레이터 아래에 봉입된 액체가 상부액실과 하부액실을 유동함에 따라 댐핑력이 발생되는 구조를 가진다. 액체봉입식 엔진마운트는 상황에 따라 고주파 진동(저변위 진동)과 저주파 진동(대변위 진동)을 모두 감쇄시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래 일반적인 엔진마운트 구조의 단면을 도시한 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 일반적인 엔진마운트는, 인너코어(2)의 중앙에 삽입된 볼트(1)를 통해 차량의 엔진과 결합되고, 인너코어(2)의 하부에 가류 성형된 인슐레이터(4)가 엔진의 진동에 따라 탄성 변형하여 진동을 감쇠시키는 구조로 이루어진다.
그러나 차량의 NVH 성능을 확보하기 위한 엔진마운트의 요구 특성은 각 방향별로 다르지만 엔진마운트의 종류에 따라 인슐레이터 형상에 제약이 있으므로 구현 가능한 방향별 특성도 한계가 있다.
특히, 엔진마운트의 방향별 정특성은 인슐레이터의 형상 요소에 영향을 많이 받으며, 그 외의 요소로는 인슐레이터의 경도가 있으나, 이 역시 엔진마운트의 요구 특성 구현시 내구 성능 측면도 함께 고려하여야 하므로 구현 가능한 방향별 정특성에는 한계가 있다.
그러므로 일반적으로 차량의 주행 성능을 향상시키기 위해서는 인너코어(2)의 외주면에 스토퍼(3)를 결합하여 1차 특성 대비 큰 2차 특성을 빨리 나타나게 함으로써 파워트레인 대변위를 제어한다.
상기 스토퍼(3)와 하우징(5) 사이의 갭(G)을 줄일수록 파워트레인 대변위 제어시 유리하다는 사실이 알려져 있으나, 스토퍼(3)와 하우징(5) 사이의 갭(G)을 지나치게 줄일 경우 스토퍼의 잦은 접촉으로 인하여 타 성능(이음 발생 등)이 악화될 우려가 있다.
따라서, 스토퍼와 하우징 사이의 갭은 줄이면서 상하방향 변위 발생시에도 스토퍼와 하우징이 최대한 접촉되지 않도록 하는 엔진마운트 구조를 개발할 필요성이 점차 높아지고 있는 실정이다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다단으로 구성된 스토퍼를 스토퍼 성형단과 하우징 사이에 접착하여 횡방향 갭을 축소함과 동시에 스토퍼와 하우징 사이의 접촉을 방지할 수 있는 엔진마운트 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 엔진과 체결되는 볼트가 삽입될 수 있도록 상부에 볼트삽입공이 형성되고, 둘레를 따라 스토퍼 성형단이 돌출 형성되는 인너코어; 상기 인너코어의 하부에 가류 성형되는 인슐레이터; 상기 인너코어 및 인슐레이터가 내부에 압입되는 원통형의 하우징; 및 상기 스토퍼 성형단과 하우징 사이에 배치되며 다단으로 구성되는 스토퍼; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 엔진마운트 구조에서 상기 스토퍼는, 'U'자 형으로 굴곡되는 다수의 굴곡부; 및 상기 스토퍼 성형단과 하우징 사이에 평행하게 배치되는 다수의 평행부; 를 포함하는 것이 바람직하다.
아울러, 본 발명의 실시예에 따른 엔진마운트 구조에서 상기 굴곡부와 평행부는 교대로 배치되는 것이 좋다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 엔진마운트 구조에서 상기 스토퍼는, 내부에 쐐기 형태로 관통 형성된 다수의 공간부를 구비하여 'N'자 형으로 형성되는 것이 바람직하다.
나아가, 본 발명의 실시예에 따른 엔진마운트 구조에서 상기 스토퍼의 상하방향 높이는 스토퍼 성형단으로부터 하우징 방향으로 갈수록 점점 줄어드는 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명은, 종래 스토퍼 대신 다단으로 구성된 스토퍼를 적용하여 엔진마운트의 횡방향 갭을 최소화함으로써, 차량의 핸들링이 개선되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 엔진마운트의 상하방향 변위를 다단계로 흡수할 수 있으므로 상대변위량이 감소되어 스토퍼 요소별 접촉을 최소화할 수 있고, 이에 따라 이음 발생이 억제되며 진동 전달량이 감소되는 효과가 있다.
아울러, 본 발명은 비교적 간단한 구조로 이루어진 스토퍼만 교체하여 핸들링 개선과 이음 발생 억제 효과를 달성할 수 있으므로, 기존의 엔진마운트를 거의 그대로 활용할 수 있으며 생산원가 및 차체중량이 크게 증대되지 않는 장점이 있다.
나아가, 본 발명은 스토퍼의 두께, 길이, 각도 및 간극 등을 단계별로 개별 설정할 수 있으므로 엔진마운트의 특성값 및 2차 특성이 나타나는 시점 등을 다양하게 구현할 수 있다.
도 1은 종래 일반적인 엔진마운트 구조의 단면을 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진마운트 구조의 단면 일부를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스토퍼의 단면을 확대하여 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엔진마운트 구조의 단면 일부를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스토퍼의 단면을 확대하여 도시한 단면도.
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.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 엔진마운트 구조는, 엔진과 체결되는 볼트가 삽입될 수 있도록 상부에 볼트삽입공(12)이 형성되고, 둘레를 따라 스토퍼 성형단(14)이 돌출 형성되는 인너코어(10), 상기 인너코어(10)의 하부에 가류 성형되는 인슐레이터(20), 상기 인너코어(10) 및 인슐레이터(20)가 내부에 압입되는 원통형의 하우징(30) 및 상기 스토퍼 성형단(14)과 하우징(30) 사이에 접착되며 다단으로 구성되는 스토퍼(40, 50)를 포함한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진마운트 구조의 단면 일부를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스토퍼의 단면을 확대하여 도시한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 차량의 엔진(미도시)을 차체에 거치시키기 위해 엔진에 결합되는 볼트(미도시)는 인너코어(10)의 상부 중앙에 상하방향으로 형성된 볼트삽입공(12)에 삽입되며, 인너코어(10)의 상부는 하우징(30)의 상부로 돌출된다.
상기 인너코어(10)는 위에서 내려다 보았을 때 원형의 단면을 가지며, 인너코어(10)의 둘레에는 스토퍼 성형단(14)이 인너코어(10)와 일체로 형성된다.
상기 인너코어(10)의 하부에는 인너코어와 마찬가지로 원형의 단면을 가지는 인슐레이터(20)가 결합되며, 상기 인슐레이터(20)는 그 하단이 하우징(30)에 접촉되어 인너코어(10)와 하우징(30) 사이를 연결한다.
상기 인슐레이터(20)는 천연고무 또는 합성고무 등의 탄성력을 가지는 소재로 이루어지고, 엔진의 진동에 따라 탄성 변형되어 엔진의 진동을 감쇄시키는 역할을 한다.
상기 스토퍼 성형단(14)과 하우징(30) 사이에 배치되는 스토퍼(40)는 엔진의 수평방향 진동을 감쇄시키는 역할을 하며, 종래와 달리 단순히 스토퍼 성형단에 부착되는 것이 아니라 다단으로 구성된다.
구체적으로 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 스토퍼(40)는 'U'자 형으로 굴곡되는 다수의 굴곡부(42) 및 스토퍼 성형단(14)과 하우징(30) 사이에 평행하게 배치되는 다수의 평행부(44)를 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 굴곡부(42)와 평행부(44)는 교대로 배치되는 것이 바람직하며, 이에 따라 상기 스토퍼(40)는 전체적으로 'S'자를 옆으로 눕혀놓은 것과 같은 형태로 형성된다.
더욱 구체적으로 도시된 실시예에서 상기 굴곡부(42)와 평행부(44)는, 스토퍼 성형단(14) 측에 부착되는 제 1 평행부(44a), 상기 제 1 평행부의 상단으로부터 연장되는 제 1 굴곡부(42a), 상기 제 1 굴곡부의 끝단으로부터 연장되며 제 1 평행부와 평행하게 배치되는 제 2 평행부(44b), 상기 제 2 평행부의 하단으로부터 연장되는 제 2 굴곡부(42b), 상기 제 2 굴곡부의 끝단으로부터 연장되며 제 2 평행부와 평행하게 배치되는 제 3 평행부(44c), 상기 제 3 평행부의 상단으로부터 연장되는 제 3 굴곡부(42c), 상기 제 3 굴곡부의 끝단으로부터 연장되는 제 4 평행부(44d), 상기 제 4 평행부의 하단으로부터 연장되는 제 4 굴곡부(42d), 상기 제 4 굴곡부의 끝단으로부터 연장되며 하우징(30)에 부착되는 제 5 평행부(44e)로 구성된다.
엔진마운트의 설계자는 상기 굴곡부(42)와 평행부(44)의 두께(A)를 자유롭게 설계할 수 있으며, 하나의 평행부와 다른 평행부 사이의 간극(B) 또한 자유롭게 설계할 수 있으므로, 엔진마운트의 특성값은 자유롭게 설정될 수 있다.
도시된 실시예에서는 제 1 평행부(44a) 내지 제 5 평행부(44e)와 제 1 굴곡부(42a) 내지 제 4 굴곡부(42d)의 두께(A)가 모두 동일하게 설정되어 있으며, 제 2 평행부(44b)와 제 3 평행부(44c) 사이의 간극(B) 및 제 4 평행부(44d)와 제 5 평행부(44e) 사이의 간극이 제 1 평행부(44a)와 제 2 평행부(44b) 사이의 간극 및 제 3 평행부(44c)와 제 4 평행부(44d) 사이의 간극보다 상대적으로 크게 설정되어 있다.
또한, 상기 스토퍼(40)의 상하방향 높이는 스토퍼 성형단(14) 측으로부터 하우징(30) 방향으로 갈수록 점점 줄어드는 형태로 형성되어 있다. 즉, 제 1 평행부(44a)에서 제 5 평행부(44e)로 갈수록 평행부의 길이는 점차 줄어들게 된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엔진마운트 구조의 단면 일부를 도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스토퍼의 단면을 확대하여 도시한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스토퍼(50)는 내부에 쐐기(직각삼각형) 형태로 관통 형성된 다수의 공간부를 구비하여 'N'자 형으로 형성되는 것이 바람직하다.
구체적으로 상기 스토퍼(50)는, 스토퍼 성형단(14) 측에 부착되는 제 1 단부(52), 하우징(30) 측에 부착되는 제 2 단부(54) 및 상기 제 1 단부(52)와 제 2 단부(54) 사이에 비스듬히 배치되어 제 1 단부와 제 2 단부 사이를 연결하는 연결부(56)로 구성된다.
이때, 상기 제 1 단부(52)와 연결부(56) 사이의 공간은 제 1 쐐기부(52a)가 되고, 제 2 단부(54)와 연결부(56) 사이의 공간은 제 2 쐐기부(54a)가 되며, 제 1 쐐기부(52a)와 제 2 쐐기부(54a)는 서로 마주보도록 배치된다.
도시된 실시예에서 상기 제 1 단부의 두께(C)는 제 2 단부의 두께(D)보다 상대적으로 작게 형성되고, 상기 제 1 쐐기부의 중심각은 제 2 쐐기부의 중심각(E)과 거의 동일하게 형성된다.
본 발명의 일실시예에 따른 스토퍼(40)와 마찬가지로 본 발명의 다른 실시예에 따른 스토퍼(50) 역시 제 1 단부의 두께(C), 제 2 단부의 두께(D) 및 쐐기부의 중심각(E)을 자유롭게 설정할 수 있으며, 엔진마운트의 특성값은 자유롭게 설정될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스토퍼(50)의 상하방향 높이 역시 스토퍼 성형단(14) 측으로부터 하우징(30) 방향으로 갈수록 점점 줄어드는 형태로 형성되어 있다. 즉, 제 1 단부(52)에서 제 2 단부(54) 방향으로 갈수록 그 길이는 점차 줄어들게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 다단으로 구성된 스토퍼를 이용하여 스토퍼 성형단과 하우징 사이의 간극을 줄일 수 있으며, 동시에 엔진마운트의 상하방향 변위 발생시 스토퍼 요소별 접촉을 최소화하여 이음 발생과 같은 타 성능 악화 문제를 현저히 줄이는 효과가 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 : 인너코어
12 : 볼트삽입공
14 : 스토퍼 성형단
20 : 인슐레이터
30 : 하우징
40 : 본 발명의 일실시예에 따른 스토퍼
42 : 굴곡부
42a : 제 1 굴곡부
42b : 제 2 굴곡부
42c : 제 3 굴곡부
42d : 제 4 굴곡부
44 : 평행부
44a : 제 1 평행부
44b : 제 2 평행부
44c : 제 3 평행부
44d : 제 4 평행부
44e : 제 5 평행부
50 : 본 발명의 다른 실시예에 따른 스토퍼
52 : 제 1 단부
52a : 제 1 쐐기부
54 : 제 2 단부
54a : 제 2 쐐기부
56 : 연결부

Claims (5)

  1. 엔진과 체결되는 볼트가 삽입될 수 있도록 상부에 볼트삽입공이 형성되고, 둘레를 따라 스토퍼 성형단이 돌출 형성되는 인너코어;
    상기 인너코어의 하부에 가류 성형되는 인슐레이터;
    상기 인너코어 및 인슐레이터가 내부에 압입되는 원통형의 하우징;
    상기 스토퍼 성형단과 하우징 사이에 배치되며 다단으로 구성되는 스토퍼; 를 포함하고,
    상기 스토퍼는,
    'U'자 형으로 굴곡되는 다수의 굴곡부 및 상기 스토퍼 성형단과 하우징 사이에 평행하게 배치되는 다수의 평행부를 가지며,
    상기 굴곡부와 평행부는 교대로 배치되는 것을 특징으로 하는 엔진마운트 구조.
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  3. 삭제
  4. 삭제
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