KR102371005B1

KR102371005B1 - 엔진 마운트

Info

Publication number: KR102371005B1
Application number: KR1020170090007A
Authority: KR
Inventors: 윤형진
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2017-07-15
Filing date: 2017-07-15
Publication date: 2022-03-04
Also published as: KR20190008498A; US10406906B2; CN109253205B; US20190016205A1; CN109253205A

Abstract

본 발명은 엔진 마운트에 관한 것으로서, 주행 진동은 물론 공회전 진동을 모두 개선할 수 있고, 우수한 NVH 성능과 우수한 승차감을 제공할 수 있음은 물론, 부품 수 축소 및 구조 단순화를 통해 원가 및 중량 상승을 최소화할 수 있으며, 기존의 유체 봉입식 마운트와 동등한 수준의 사이즈를 가져 패키지 측면에서도 유리해지는 차량용 세미 액티브 엔진 마운트를 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 오리피스 플레이트에 상부 액실과 하부 액실 사이를 유체 이동 가능하게 직접 연통시키는 직통 유로, 및 상기 직통 유로를 개폐하는 개폐기구가 설치되고, 상기 개폐기구는, 상기 오리피스 플레이트에 내장되고, 전류 인가시 자력을 발생시키는 코일; 및 상기 코일의 전류 인가 및 자력 발생 여부에 따라 상기 직통 유로를 선택적으로 개폐하도록 이동되는 개폐부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 마운트가 개시된다.

Description

엔진 마운트{Engine mount}

본 발명은 엔진 마운트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부품 수 삭제 및 구조 단순화를 통해 원가 상승 및 중량 상승을 최소화할 수 있고, 사이즈가 축소되어 패키지 측면에서도 유리해지는 차량용 세미 액티브 엔진 마운트에 관한 것이다.

차량에 적용되는 기술이 점차 발전하고 저진동, 저소음의 소비자 요구가 증대됨에 따라 차량에서의 소음 및 진동, 충격을 분석하여 승차감을 극대화하려는 노력이 계속되고 있다.

차량 주행시 특정 RPM 영역에서 발생하는 엔진 진동은 차체를 통해 특정 주파수로 차량 실내에 전달되고, 이때 엔진의 폭발 성분이 차량 실내에 미치는 영향은 매우 크다.

차량의 엔진에서는 피스톤과 커넥팅 로드의 상하운동에 따른 주기적인 중심위치의 변화, 실린더 축 방향으로 작용하는 왕복운동 부분의 관성력, 커넥팅 로드가 크랭크축의 좌우로 흔들리는 것에 의한 관성력, 크랭크축에 가해지는 회전력의 주기적인 변화 등으로 인해 구조적으로 항상 진동이 발생한다.

따라서, 차량의 엔진과 차체 사이에는 엔진을 지지하는 동시에 엔진으로부터 전달되는 소음 및 진동을 감쇠시키는 엔진 마운트가 장착되고, 엔진 마운트는 크게 러버식 엔진 마운트, 에어 댐핑 마운트, 유체 봉입식 엔진 마운트로 구분된다.

보통 고무 재질을 사용한 러버식 엔진 마운트는 저주파 대변위의 진동에 대해서 매우 취약하고, 고주파 미진폭의 진동과 저주파 대변위의 진동 모두에 대해 감쇠 성능을 충분히 만족시킬 수 없는 단점이 있다.

따라서, 엔진의 작동에 따라 엔진 마운트에 입력되는 고주파 미진폭의 진동 및 저주파 대변위의 진동 등을 포함하는 광범위한 영역에 걸친 진동을 모두 흡수 및 감쇠시킬 수 있는 유체 봉입식 마운트가 널리 사용되고 있다.

유체 봉입식 엔진 마운트는 유체 마운트 또는 하이드로 마운트라 칭하기도 하는 것으로, 인슐레이터 아래에 봉입된 유체가 상부 액실과 하부 액실 사이의 유로를 통해 유동함에 따라서 댐핑력이 발생하는 구조를 가지며, 상황에 따라 고주파 진동(저변위 진동)과 저주파 진동(대변위 진동)을 모두 감쇠시킬 수 있는 장점이 있다.

최근에는 유체 봉입식 엔진 마운트의 진동 절연 특성을 향상시키기 위해 액티브 마운트, 세미 액티브 마운트 등의 개발이 이루어지고 있다.

한편, 엔진의 공회전시에는 마운트의 동특성을 낮춰 절연성능을 높여주는 것이 NVH 성능 향상에 유리하고, 주행시에는 손실계수를 높여 승차감 성능을 증대시키는 것이 유리하다.

하지만, 현재 유체 봉입식 엔진 마운트의 특성상 동특성을 낮추려면 손실계수가 낮아지고, 손실계수를 높이려면 동특성이 높아져 서로 상충되는 문제가 있다.

이를 해결하기 위해 개발된 것이 세미 액티브 마운트(switchable mount)이며, 이러한 세미 액티브 마운트는 엔진 공회전시에는 동특성을 낮춰줄 수 있고 차량 주행시에는 손실계수를 높일 수 있는 특성을 가지므로, 최근 들어 차량에 널리 적용되고 있는 추세이다.

그러나, 종래의 세미 액티브 마운트의 경우, 러버 스프링의 강성에 상응하는 대용량의 코일을 사용해야 하고, 구동기 등의 부품 수가 많을 뿐만 아니라 구조적으로 복잡하여 원가 및 중량 상승분이 크고, 기존의 유체 봉입식 마운트(하이드로 마운트)에 비해 사이즈가 커서 패키지에 불리한 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 공회전시에는 동특성을 낮출 수 있고 주행시에는 손실계수를 높일 수 있어 주행 진동은 물론 공회전 진동을 모두 개선할 수 있고, 우수한 NVH 성능과 승차감을 나타낼 수 있는 차량용 세미 액티브 엔진 마운트를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 종래의 세미 액티브 엔진 마운트에 비해 부품 수 축소 및 구조 단순화가 가능하여 원가 및 중량 상승이 최소화될 수 있고, 기존의 유체 봉입식 마운트(하이드로 마운트)와 동등한 수준의 사이즈를 가져 패키지 측면에서도 더욱 유리해지는 세미 액티브 엔진 마운트를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 케이스에 설치되어 액실을 형성하는 인슐레이터; 상기 액실을 상부 액실과 하부 액실로 구획하고, 상기 인슐레이터와 함께 상기 상부 액실을 형성하며, 상기 상부 액실과 하부 액실 사이의 유체 흐름을 유도하기 위한 오리피스를 가지는 오리피스 플레이트; 상기 케이스에서 오리피스 플레이트 하측에 설치되고, 상기 오리피스 플레이트와 함께 상기 하부 액실을 형성하는 다이어프램을 포함하고, 상기 오리피스 플레이트에는 상기 상부 액실과 하부 액실 사이를 유체 이동 가능하게 직접 연통시키는 직통 유로, 및 상기 직통 유로를 개폐하는 개폐기구가 설치되며, 상기 개폐기구는, 상기 오리피스 플레이트에 내장되고, 전류 인가시 자력을 발생시키는 코일; 및 상기 코일의 전류 인가 및 자력 발생 여부에 따라 상기 직통 유로를 선택적으로 개폐하도록 이동되는 개폐부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 마운트를 제공한다.

이로써, 본 발명의 엔진 마운트에 따르면, 엔진의 공회전시에는 동특성을 낮출 수 있고, 차량 주행시에는 손실계수를 높일 수 있으므로, 주행 진동은 물론 공회전 진동을 모두 개선할 수 있고, 이를 통해 차량의 NVH 성능과 우수한 승차감을 확보할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 엔진 마운트에 따르면, 부품 수 삭제 및 구조 단순화를 통해 원가 상승 및 중량 상승을 최소화할 수 있고, 기존의 유체 봉입식 마운트와 동등한 수준의 사이즈를 가지므로 패키지 측면에서 유리해진다.

또한, 본 발명의 엔진 마운트에서는 영구자석 등이 필요 없으므로 종래의 세미 액티브 마운트에 비해 부품 수가 축소될 수 있고, 원가 절감 및 중량 저감이 가능해지는 것은 물론, 품질 관리가 용이해지는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 엔진 마운트에서는 개폐부재의 상단부를 덮고 있으면서 개폐부재의 상단 개구부를 막고 있는 막 구조의 밀봉부가 종래의 유체 봉입식 마운트의 멤브레인 역할을 하게 되고, 결국 유체통과홀의 사이즈(노즐 사이즈) 조정을 통해 마운트 동특성을 튜닝할 수도 있으나, 밀봉부에 의한 멤브레인 구조가 구비됨으로써 동특성 튜닝 폭과 작동 영역을 더욱 넓힐 수 있다는 이점을 가진다.

도 1은 종래기술에 따른 세미 액티브 엔진 마운트의 예를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 세미 액티브 엔진 마운트를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 세미 액티브 엔진 마운트에서 직통 유로 및 개폐기구를 도시한 사시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 세미 액티브 엔진 마운트의 작동상태를 나타내는 도면이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

먼저, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 종래기술에 따른 세미 액티브 엔진 마운트(스위처블 마운트)에 대해 간략히 설명하기로 한다.

도 1은 종래기술에 따른 세미 액티브 엔진 마운트의 예를 도시한 단면도로서, 도시된 바와 같이 종래의 엔진 마운트는 하부에 코일(1) 및 보빈(2) 등을 포함하는 구동기가 크게 돌출되어 있는 형태를 나타내고 있다.

이와 같은 종래의 세미 액티브 엔진 마운트에서 엔진의 공회전시와 같이 동특성을 낮춰서 절연성능을 높일 필요가 있는 조건에서는 코일(1)에 전류를 인가하게 된다.

이와 같이 코일(1)에 전류가 인가되면, 영구자석(미도시)이 설치된 보빈(2)이 전자기적인 추력에 의해 아래로 당겨지고, 보빈(2)의 상측에 설치된 마개(3)가 유로(P3)에서 분리된다.

이때, 상부 액실(C1)과 하부 액실(C2)의 공간을 연결하는 유로(P3)가 열려 있는 상태가 되므로, 상기 유로(P3)를 통해 유체가 흐르면서 마운트의 동특성이 낮아지게 된다.

또한, 주행시에는 코일(1)에 전류를 인가하지 않으며, 이때 전자기적인 추력은 발생하지 않으므로, 러버 스프링(4)의 탄성복원력에 의해 보빈(2)이 위로 이동하게 되고, 이때 보빈(2)의 상측에 설치된 마개(3)가 유로(P3)를 막아주게 된다.

따라서, 유체가 상부 액실(C1)과 하부 액실(C2) 사이를 연결하고 있는 별도의 우회 유로(이너시아 트랙)(P4)를 통해 흐르게 되면서 마운트에서의 손실계수를 높이게 된다.

그러나, 상기한 종래의 엔진 마운트에서는 전류가 차단되어 보빈(2)이 러버 스프링(4)의 탄성력에 의해 상승하고 난 뒤, 코일(1)에 전류가 다시 인가되기 전에는, 러버 스프링(4)의 힘(유지력)으로 유로(P3)가 막혀 있어야 한다.

즉, 러버 스프링(4)이 상승한 상태의 보빈(2)을 지지하여 상부 액실(C1)로부터 작용하는 유체의 압력에 의해 보빈(2)이 아래로 내려오지 않도록 하고, 이를 통해 유로(P3)를 막고 있는 마개(3)의 위치를 유지시켜야 한다.

특히, 주행 중 큰 압력에 의해 유로(P3)가 열리지 않도록 러버 스프링(4)이 보빈(2) 및 마개(3)를 큰 힘으로 지지해야 하므로 러버 스프링의 강성이 충분히 높아야 한다.

또한, 코일(1)에 전류를 인가하였을 때 마개(3)가 유로(P3)를 열어주도록 큰 힘으로 보빈(2)을 아래로 당겨줄 수 있어야 하는바, 보빈(2)이 러버 스프링(4)의 강성을 이기고 하강하도록 하기 위해서는 코일(1)이 큰 추력을 발생시킬 수 있어야 하고, 이를 위해서는 코일의 크기가 커져야 한다.

따라서, 종래의 세미 액티브 엔진 마운트는 기존의 유체 봉입식 엔진 마운트에 비해 사이즈가 커질 수밖에 없고, 그로 인해 원가 및 중량 상승의 문제점을 가지는 것은 물론, 마운트의 패키지 및 장착 측면에서도 불리함을 가지고 있다.

이에 따라, 본 발명은 주행 진동은 물론 공회전 진동을 모두 개선할 수 있고, 우수한 NVH 성능과 우수한 승차감을 제공할 수 있음은 물론, 부품 수 축소 및 구조 단순화를 통해 원가 및 중량 상승을 최소화할 수 있으며, 기존의 유체 봉입식 마운트와 동등한 수준의 사이즈를 가져 패키지 측면에서도 유리해지는 차량용 세미 액티브 엔진 마운트를 제공함에 목적이 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 엔진 마운트의 구성에 대해 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 엔진 마운트의 구성을 나타내는 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 세미 액티브 엔진 마운트에서 직통 유로 및 개폐기구를 도시한 사시도이다.

본 발명의 실시예에 따른 엔진 마운트는 엔진과 차체 사이에 진동 절연을 위해 설치되는 것으로, 도시된 바와 같이, 엔진 측에 체결되는 센터볼트(center bolt)(14), 센터볼트(14)가 결합된 인너코어(inner core)(15), 인너코어(15)와 일체로 결합되도록 성형된 고무 재질의 인슐레이터(13)를 포함한다.

상기 인슐레이터(13)는 메인 러버 또는 마운트 러버라 칭하기도 하는 것으로, 케이스(10) 내 상부에 위치하여 인너코어(15)를 고정 및 지지하고, 하측의 오리피스 플레이트(16)와 함께 상부 액실(C1)을 형성한다.

상기 케이스(10)는 상부 몸체(11)와 하부 몸체(12)를 포함하여 구성되는데, 케이스(10)의 하부 몸체(12)에 내측으로 인슐레이터(13)의 하부가 끼워져 고정되고, 이때 케이스(10)의 하부 몸체(12)는 상부 몸체(11)의 내측으로 삽입되어 결합됨과 더불어, 인슐레이터(13) 측과는 그 하부를 둘러싸도록 결합된다.

이러한 하부 몸체(12)는 그 안쪽으로 위치되는 다이어프램(17) 등을 보호하는 역할을 한다.

또한, 케이스(10)의 상부 몸체(11)가 인슐레이터(13)를 둘러싸도록 결합되고, 더불어 상기 상부 몸체(11)는 하부 몸체(12)의 외측 및 상측으로 결합되어 미도시된 마운팅 브라켓을 통해 차체 측에 체결된다.

또한, 케이스(10)의 내부에는 마운트 내부의 액실을 상부 액실(C1)과 하부 액실(C2)로 구획하는 오리피스 플레이트(16)가 횡방향으로 설치되고, 상기 오리피스 플레이트(16)는 상부 액실(C1)과 하부 액실(C2) 사이의 유체 흐름을 유도하기 위한 우회 유로(P1)를 형성하는 오리피스(16a)를 가진다.

이때, 오리피스 플레이트(16)에는 오리피스(16a)를 상부 액실(C1)과 연통시키는 홀(미도시)과, 오리피스(16a)를 하부 액실(C2)과 연통시키는 홀(미도시)이 각각 형성된다.

이에 따라, 오리피스 플레이트(16)의 홀들을 통해 상부 액실(C1)과 오리피스(16a), 하부 액실(C2)과 오리피스(16a) 사이가 유체 이동이 이루어질 수 있게 연통된 구조가 된다.

즉, 오리피스(16a)는, 유체가 흐를 수 있는 유로를 제공하고 있는 것으로, 상기 홀들을 통해 상부 액실(C1)과 하부 액실(C2)에 모두 연통되어 있으므로, 상부 액실(C1)과 하부 액실(C2) 사이를 연결하는 일종의 유체 통로, 즉 양측 액실(C1,C2) 사이에 유체가 이동할 수 있도록 하는 유로를 제공하게 된다.

또한, 케이스(10)의 내부에서 오리피스 플레이트(16)의 하측으로는 하부 액실(C2)을 형성하는 다이어프램(17)이 설치되며, 이에 오리피스 플레이트(16)와 다이어프램(17)이 하부 액실(C2)를 형성하게 된다.

이러한 구성의 마운트에서 케이스(10) 내부의 액실에 유체가 채워져 봉입되며, 결국 마운트는 오리피스 플레이트(16)와 인슐레이터(13) 사이에 상부 액실(C1)을 가지는 동시에, 오리피스 플레이트(16)와 다이어프램(17) 사이에 하부 액실(C2)을 가지는 구조가 된다.

즉, 케이스(10)의 내부에서 오리피스 플레이트(16)를 사이에 두고 그 위쪽에는 상부 액실(C1)이 형성되고, 아래쪽에는 하부 액실(C2)이 형성된 구조가 되는 것이다.

상기 다이어프램(17)은 마운트에 입력되는 진동 상태 및 진동으로 인한 상, 하부 액실(C1,C2) 간의 유체 흐름 상태, 하부 액실(C2) 내 유체 압력 상태 등에 따라 변형될 수 있고, 다이어프램(17)이 변형될 경우 유체가 채워진 하부 액실(C2)의 용적 또한 변화하게 된다.

한편, 상기 오리피스 플레이트(16)의 중앙부에는 상하로 관통하는 관통홀(16b)이 형성되고, 이 관통홀(16b)에는 내측으로 파이프 형상의 유로부재(18)가 삽입되어 결합된다.

이때, 유로부재(18)의 상단에는 상부 액실(C1) 내에서 오리피스 플레이트(16)의 상면에 밀착된 상태로 결합되는 플랜지부(18a)가 형성되고, 이 플랜지부(18a)는 유로부재(18)의 상단에서 반경방향으로 확장된 형상을 가지도록 형성된다.

상기 파이프 형상의 유로부재(18)는 그 내부 공간이 상부 액실(C1)과 하부 액실(C2) 사이의 유로로 사용되도록 설치되는 것으로서, 특히 유로부재(18)의 내부 공간은 상부 액실(C1)과 하부 액실(C2) 사이를 직접적으로 연통 및 연결하는 직선의 유로가 된다.

이와 같이 유로부재(18)가 형성하는 유로(P2)는 상부 액실(C1)과 하부 액실(C2) 사이를 바로 연결하는 직선의 유로, 즉 상부 액실(C1)과 하부 액실(C2) 사이에서 유체가 직선의 경로로 직접 유통되도록 하는 직통 유로가 된다.

본 발명의 엔진 마운트에서 오리피스(16a)에 의해 형성되는 유로(P1)는 오리피스 플레이트(16)의 내부에 위치되는 환형 유로, 즉 이너시아 트랙(inertia track)이 되는 것으로서, 상부 액실(C1)과 하부 액실(C2) 사이에서 유체가 오리피스 플레이트(16)의 원주방향을 따라 우회하여 흐를 수 있도록 된 일종의 우회 유로이다.

이와 달리, 상기 유로부재(18)가 형성하는 유로(P2)는 오리피스 플레이트(16)의 중앙부에서 유체가 상부 액실(C1)과 하부 액실(C2) 사이를 바로 이동할 수 있도록 해주는 일종의 직통 유로가 된다.

이러한 본 발명의 엔진 마운트에서는 엔진의 공회전시와 같이 동특성을 낮춰서 절연성능을 높일 필요가 있는 경우 상기 유로부재(18)가 형성하는 중앙의 직통 유로(P2)를 통하여 유체가 흐르도록 하고, 이로써 마운트의 동특성을 낮춰주게 된다.

반면, 공회전시가 아닌 차량 주행시에는 상기 직통 유로(P2)를 막아 유체가 우회 유로(P1)를 통해 흐르도록 하며, 이를 통해 마운트에서의 손실계수를 높이게 된다.

그리고, 오리피스 플레이트(16)에는 미도시된 제어기가 출력하는 제어신호에 따라 상기 유로부재(18)가 형성하고 있는 직통 유로(P2)를 선택적으로 개폐하는 개폐기구(20)가 설치된다.

상기 개폐기구(20)는 오리피스 플레이트(16)의 내부에 설치되어 전류 인가시에 자력을 발생시키는 코일(21)을 포함한다.

상기 코일(21)은 오리피스 플레이트(16)의 내부에 감겨져 설치되고, 오리피스 플레이트(16)에서 관통홀(16b) 및 유로부재(18)를 중심으로 그 주변에 위치하도록 설치된다.

상기 코일(21)은 미도시된 제어기가 출력하는 제어신호에 따라 차량 배터리 등의 외부 전원으로부터 선택적으로 전류를 인가받도록 되어 있으며, 이를 위해 제어기의 제어신호에 따라 외부 전원으로부터의 전류를 상기 코일(21)에 선택적으로 인가하도록 동작하는 회로가 구비된다.

상기 제어기 및 이 제어기의 제어신호에 따라 코일(21)에 전류를 선택적으로 인가하는 회로에 대해서는, 종래의 세미 액티브 엔진 마운트에도 이미 적용되고 있는 공지 구성이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

또한, 상기 개폐기구(20)는 코일(21)에 대한 전류 인가 여부에 따라 상기 유로부재(18)가 형성하고 있는 직통 유로(P2)를 선택적으로 개폐하도록 이동하는 개폐부재(22)를 포함한다.

본 발명의 엔진 마운트에서, 상기 개폐부재(22)는 코일(21)에 대한 전류 인가 여부 및 코일(21)에서의 자력 발생 여부에 따라 직통 유로(P2)를 선택적으로 개폐하도록 이동하도록 되어 있다.

보다 상세하게는, 상기 개폐기구(20)는 코일(21)에 대한 전류 인가시 코일(21)과의 상호 작용으로 발생하는 전자기적인 추력에 의해 상기 직통 유로(P2)를 개방하도록 이동하는 개폐부재(22)를 포함하고, 이에 더하여 상기 코일(21)에 대한 전류 차단시에 상기 직동 유로(P2)를 차단하도록 개폐부재(22)를 리턴 이동시키는 탄성부재(27)를 포함한다.

상기 개폐부재(22)는 파이프 형상으로 형성되어 상기 유로부재(18)의 내측으로 삽입되어 결합되며, 그 외측면이 유로부재(18)의 내측면에 밀착된 상태로 유로부재(18)의 내측에서 슬라이드 이동될 수 있도록 설치된다.

즉, 유로부재(18)와 개폐부재(22)가 원통형의 파이프 형상을 가지는 것이라면, 유로부재(18)의 내주면과 개폐부재(22)의 외주면이 밀착된 상태로 유로부재(18)의 내주면을 따라 개폐부재(22)가 슬라이드 이동될 수 있도록 하는 것이다.

이를 위해 유로부재(18)의 내경과 개폐부재(22)의 외경이 상기 내주면과 외주면 간의 밀착 및 상기 슬라이드 이동이 가능하도록 설정된다.

또한, 상기 개폐부재(22)의 상단과 하단에는 반경방향으로 확장된 형상의 제1 스토퍼(22b)와 제2 스토퍼(25)가 각각 구비되는데, 제1 스토퍼(22b)는 개폐부재(22)에서 파이프 형상 부분(22a)의 상단에 일체로 형성될 수 있다.

또한, 제2 스토퍼(25)는 오리피스 플레이트(16) 및 유로부재(18) 하측에 위치하도록 개폐부재(22)에서 파이프 형상 부분(22a)의 하단에 일체로 설치될 수 있고, 이때 제2 스토퍼(25)는 스틸(steel) 재질로 제작한 뒤 개폐부재(22)의 파이프 형상 부분(22a)의 하단에 일체로 고정하여 설치될 수 있다.

상기 제1 스토퍼(22b)와 제2 스토퍼(25)는 파이프 형상 부분(22a)의 상단과 하단에서 각각 원주방향을 따라 연속된 형상을 가질 수 있고, 이에 각 스토퍼는 전체적으로 플랜지 형상을 가질 수 있다.

결국, 개폐부재(22)가 탄성부재(27)의 탄성복원력에 의해 정해진 위치까지 최대로 하강하였을 때, 제1 스토퍼(22b)가 유로부재(18)의 플랜지부(18a) 상면에 걸리도록 되어 있는바, 이와 같은 제1 스토퍼(22b)는 개폐부재(22)가 최대로 하강한 상태에서 유로부재(18)의 플랜지부(18a)와의 걸림 작용으로 인해 개폐부재(22)가 더 이상 하강하지 못하도록 하강 이동을 제한해주는 역할을 한다.

물론, 유로부재(18)에 플랜지부(18a)가 형성되지 않은 경우라면, 제1 스토퍼(22b)는 유로부재(18)의 상단 끝면이나 오리피스 플레이트(16)의 상면에 걸리도록 할 수 있다.

또한, 제1 스토퍼(22b)는, 상기와 같이 유로부재(18)의 플랜지부(18a) 간 걸림 작용을 통해 개폐부재(22)가 정해진 최대 하강 위치에서 더 이상 하강하지 않도록 개폐부재(22)의 하강 이동을 제한하는 역할을 하는 것과 함께, 개폐부재(22)의 최대 하강 위치에서는 하면이 유로부재(18)의 플랜지부(18a) 상면(또는 유로부재의 상단 끝면, 또는 오리피스 플레이트의 상면)과 완전히 밀착된 상태가 되므로, 이때 상부 액실(C1)과 개폐부재(22)의 내부 공간 사이에 유체가 흐르지 못하도록 유로를 완전히 차단하는 역할을 하게 된다.

그리고, 개폐부재(22)가 코일(21)과의 사이에 발생하는 전자기력에 의해 정해진 위치까지 최대로 상승하였을 때, 제2 스토퍼(25)는 유로부재(18)의 하단 끝면 및 오리피스 플레이트(16) 하면에 걸리도록 되어 있는바, 이와 같은 제2 스토퍼(25)는 개폐부재(22)가 최대로 상승한 상태에서 유로부재(18) 및 오리피스 플레이트(16)와의 걸림 작용으로 인해 개폐부재(22)가 더 이상 상승하지 못하도록 상승 이동을 제한해주는 역할을 한다.

또한, 개폐부재(22)에서 제2 스토퍼(25)는 탄성부재(27)를 그 하측에서 지지하는 역할을 할 수 있는데, 이때 개폐부재(22)와 오리피스 플레이트(16) 또는 유로부재(18) 사이에 탄성부재(27)가 설치될 수 있도록 하는 탄성부재 장착면을 제공하는 역할을 할 수 있다.

또한, 이러한 제2 스토퍼(25)는 스틸 재질로 되어 있는바, 후술하는 바와 같이 전류가 인가된 상태에서 코일(21)이 전자석과 같이 자성을 갖게 되면, 제2 스토퍼(25)가 전자석이 된 코일(21)에 의해 당겨지는 부분이 되고, 결국 제2 스토퍼(25)가 일체로 설치된 개폐부재(22) 전체가 직통 유로(P2)를 개방하도록 위로 상승하게 된다.

또한, 상기 개폐부재(22)의 상단부 측면에는 유체통과홀(23)이 형성되는데, 보다 상세하게는 상기 유체통과홀(23)은 개폐부재(22)의 파이프 형상 부분(22a)에서 제1 스토퍼(22b)로부터 그 하측으로 인접한 위치의 상단부에 개폐부재(22)의 측면에 위치하도록 형성될 수 있다.

상기 유체통과홀(23)은 개폐부재(22)의 상부에 복수 개로 형성될 수 있고, 개폐부재(22)의 상부에 원주방향을 따라 정해진 간격, 바람직하게는 일정 간격으로 배치되는 복수 개의 유체통과홀(23)이 형성될 수 있다.

이때, 상기 유체통과홀(23)은, 개폐부재(22)와 코일(21) 사이에 발생하는 전자기력에 의해 개폐부재(22)가 상승하였을 때, 즉 전자석이 된 코일(21)의 자력에 의해 제2 스토퍼(25)가 당겨져 개폐부재가(22) 상승하였을 때, 유로부재(18)의 내부 공간으로부터 빠져 나와 상부 액실(C1)에 노출될 수 있는 위치에 형성된다.

이에 따라, 상부 액실(C1)의 유체가 유체통과홀(23)을 통과한 뒤 개폐부재(22)의 내부 공간을 통해 하부 액실(C2)로 흐르거나, 하부 액실(C2)의 유체가 개폐부재(22)의 내부 공간으로 유입된 뒤 유체통과홀(23)을 통과하여 상부 액실(C1)로 흐르는 것이 가능해진다.

즉, 상부 액실(C1)과 하부 액실(C2) 사이의 직통 유로(P2)가 개방된 상태가 되는 것이다.

반대로, 탄성부재(27)의 탄성복원력에 의해 개폐부재(22)가 하강하였을 때, 상기 유체통과홀(23)은 유로부재(18)의 내부 공간에 위치하게 되며, 이때 제1 스토퍼(22b)가 유로부재(18)의 플랜지부(18a) 상면에 밀착된 상태가 되므로, 결국 개폐부재(22)에 의해 상부 액실(C1)과 하부 액실(C2) 사이의 직통 유로(P2)가 완전히 차단되는 상태가 된다.

상기 개폐부재(22)에서 제2 스토퍼(25)가 형성되어 있는 하단의 개구부는 개방된 상태로 되어 있고, 따라서 하단의 개구부를 통해서 유체가 개폐부재(22) 내부 공간으로 유입되어 흐르거나 내부 공간에서 외부 공간으로 빠져나갈 수 있도록 되어 있다.

반면, 개폐부재(22)에서 제1 스토퍼(22b)가 형성되어 있는 상단의 개구부는 밀폐된 구조로 되어 있고, 이를 위해 개폐부재(22)의 상단부에는 상기 상단의 개구부를 밀폐하도록 형성된 막 구조의 밀봉부(24)가 구비된다.

상기 밀봉부(24)는 개폐부재(22)의 상단부를 둘러싸는 구조가 되도록 형성될 수 있는데, 바람직하게는 개폐부재(22)의 상단 개구부를 막고 있는 동시에 제1 스토퍼(22b)의 상면과 하면을 둘러싸는 구조가 되도록 형성될 수 있다.

상기 개폐부재(22)가 하강할 경우, 제1 스토퍼(22b)의 하면은 유로부재(18)의 플랜지부(18a) 상면에 접촉하게 되는데, 이때 실제 유로부재(18)의 플랜지부(18a) 상면에 접촉하는 부분은 제1 스토퍼(22b) 위에 씌워진 밀봉부(24)가 된다.

따라서, 개폐부재(22)가 하강하여 접촉할 때, 제1 스토퍼(22b)(및 밀봉부)와 유로부재(18)의 플랜지부(18a) 간 충격 흡수 및 완화, 소음 발생 방지를 위하여, 상기 밀봉부(24)는 고무 등과 같이 탄성을 가지는 재질로 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 탄성부재(27)는, 코일(21)에 전류가 흐르고 있는 상태로 개폐부재(22)가 아래로 당겨져 하강한 상태일 때, 코일(21)에 인가되던 전류가 차단될 경우, 상기 하강한 상태의 개폐부재(22)를 원래 위치로 상승 및 리턴 이동시키는 탄성복원력을 제공하도록 설치된다.

이를 위해 상기 탄성부재(27)는 개폐부재(22)와 오리피스 플레이트(16) 사이, 또는 개폐부재(22)와 유로부재(18) 사이에 개폐부재(22)를 상승 및 리턴 이동시키는 방향으로 탄성복원력을 제공하도록 설치될 수 있다.

도 3을 참조하면, 탄성부재(27)는 코일 스프링이 될 수 있으며, 예시된 바와 같이 개폐부재(22)의 하단부 주변에 위치하도록 장착되는 코일 스프링이 될 수 있다.

이때, 상기 탄성부재(27)는 개폐부재(22)의 제2 스토퍼(25)와 오리피스 플레이트(16) 또는 유로부재(18) 사이에 설치될 수 있고, 보다 상세하게는 제2 스토퍼(25)의 상면과 오리피스 플레이트(16) 하면 또는 유로부재(18) 하단 끝면 사이에 설치될 수 있다.

상기 탄성부재(27)의 하단부가 제2 스토퍼(25)의 상면에 직접 안착 및 지지되도록 할 수도 있으나, 바람직하게는 제2 스토퍼(25)의 상면에 충격 저감을 위한 탄성패드(26)가 부착될 수 있으며, 이때 탄성패드(26) 위에 탄성부재(27)를 지지시키는 것이 가능하다.

즉, 오리피스 플레이트(16) 및 유로부재(18)와 제2 스토퍼(25) 사이에 탄성패드(26)가 개재되는 것이며, 이러한 탄성패드(26)는 제2 스토퍼(25)의 상면 대신 오리피스 플레이트(16) 하면 또는 유로부재(18) 측에 설치될 수도 있다.

상기 탄성패드(26)는 탄성을 가지는 고무 등의 재질로 제작될 수 있으며, 개폐부재(22)가 상승할 때 제2 스토퍼(25)와 오리피스 플레이트(16) 및 유로부재(18) 사이의 충격을 흡수 및 완화하는 동시에 소음 발생을 방지하는 역할을 하게 된다.

이상으로 본 발명의 실시예에 따른 엔진 마운트의 구성에 대해 설명하였는바, 도 4 및 도 5를 참조하여 작동상태에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 4는 상부 액실(C1)과 하부 액실(C2) 사이의 직통 유로(P2)가 열려 있는 상태를 나타낸다.

엔진 공회전시와 같이 마운트의 동특성을 낮춰서 절연성능을 높일 필요가 있는 조건에서는 오리피스 플레이트(16)에 내장된 코일(21)에 전류를 인가하게 된다.

상기 코일(21)에 전류가 인가되면 코일 주변에 자기장이 형성되고, 이때 코일(21)은 자성을 갖게 되어 전자석이 되며, 코일(21)이 전류 인가 방향이나 N극, S극에 상관없이 스틸 재질의 제2 스토퍼(25)를 위로 당겨주게 된다.

이와 같이 코일(21)의 자력에 의해 제2 스토퍼(25)가 위로 당겨지면, 제2 스토퍼(25)를 포함하여 개폐부재(22) 전체가 위로 이동하게 되고, 결국 도 4에 나타낸 바와 같이 유체통과홀(23)이 유로부재(18) 밖으로 나와 상부 액실(C1) 내부에 위치 및 노출된 상태로 있게 된다.

이렇게 유체통과홀(23)이 상부 액실(C1)의 공간 내에 위치하게 되면, 상부 액실(C1)의 유체가 유체통과홀(23)을 통과한 뒤 유로부재(18) 및 개폐부재(22)의 내부 공간, 즉 직통 유로(P2)를 통해 하부 액실(C2)로 이동할 수 있게 된다.

결국, 상부 액실(C1)과 하부 액실(C2)을 직접 연결하는 유로가 열려있는 상태가 되므로 상, 하부 액실(C1,C2) 간에 유로를 통해 유체가 이동 및 흐를 수 있게 되면서 마운트의 동특성이 낮아지게 된다.

상기와 같이 개폐부재(22)가 코일(21)의 자력에 의해 상승하는 동안에는 탄성부재(27)가 제2 스토퍼(25)에 의해 압축되면서 탄성력을 갖게 된다.

다음으로, 주행시에는 코일(21)에 전류를 인가하지 않으며, 만약 코일(21)에 전류가 인가되어 있다가 전류가 차단될 경우 제2 스토퍼(25)를 통해 작용하는 탄성부재(27)의 탄성력에 의해 개폐부재(22)가 도 5에 나타낸 바와 같이 원래의 위치로 하강하게 된다.

이때, 개폐부재(22)의 유체통과홀(23)이 유로부재(18) 내측으로 이동하게 되고, 유체통과홀(23)이 유로부재(18) 내측에 위치한 상태에서 개폐부재(22)의 제1 스토퍼(22b) 측이 유로부재(18) 또는 오리피스 플레이트(16)에 밀착됨과 동시에 걸리게 된다.

결국, 유로부재(18) 및 개폐부재(22)의 내부 공간, 즉 직통 유로(P2)가 닫히게 되면서 상기 직통 유로(P2)를 통해서는 유체가 이동할 수 없게 된다.

즉, 상부 액실(C1)과 하부 액실(C2)을 직접 연결하는 유로가 닫혀 있는 상태가 되어 유체는 오리피스(16a)가 형성하는 우회 유로(P1)를 통해서만 이동할 수 있게 된다.

이와 같이 상, 하부 액실(C1,C2) 간에 직통 유로(P2)가 아닌 우회 유로(P1)를 통해 유체가 이동 및 흐를 수 있게 되면서 마운트에서의 손실계수가 높아지게 된다.

이와 같이 하여, 본 발명의 차량용 엔진 마운트에 따르면, 엔진의 공회전시에는 동특성을 낮출 수 있고, 차량 주행시에는 손실계수를 높일 수 있으므로, 주행 진동은 물론 공회전 진동을 모두 개선할 수 있고, 이를 통해 차량의 NVH 성능과 우수한 승차감을 확보할 수 있게 된다.

즉, 종래의 엔진 마운트에서는 도 1에 나타낸 바와 같이 하부에 코일(1) 및 보빈(2) 등을 포함하는 구동기가 크게 돌출되어 있으나, 본 발명의 엔진 마운트에서는 코일(21)이 오리피스 플레이트(16)에 내장되고 개폐기구(20)가 하부 액실(C2) 안쪽에서 오리피스 플레이트(16) 측에 설치되므로 도 1의 구동기가 차지하던 공간이 필요 없게 된다.

결국, 기존 유체 봉입식 마운트(하이드로 마운트)와 동등한 수준의 사이즈를 가질 수 있고, 종래의 세미 액티브 마운트(스위처블 마운트)에 비해 패키지 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 구동기를 위한 추가적인 패키지 부품이 필요 없게 된다.

또한, 본 발명의 엔진 마운트에서는 개폐부재(22)의 상단부를 덮고 있으면서 개폐부재(22)의 상단 개구부를 막고 있는 막 구조의 밀봉부(24)가 종래의 유체 봉입식 마운트의 멤브레인 역할을 하게 되고, 결국 유체통과홀(23)의 사이즈(노즐 사이즈) 조정을 통해 마운트 동특성을 튜닝할 수도 있으나, 밀봉부(24)에 의한 멤브레인 구조가 구비됨으로써 동특성 튜닝 폭과 작동 영역을 더욱 넓힐 수 있다는 이점을 가진다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

10 : 케이스 11 : 상부 몸체
12 : 하부 몸체 13 : 인슐레이터
14 : 센터볼트 15 : 인너코어
16 : 오리피스 플레이트 16a : 오리피스
16b : 관통홀 17 : 다이어프램
18 : 유로부재 18a : 플랜지부
20 : 개폐기구 21 : 코일
22 : 개폐부재 22a : 파이프 형상 부분
22b : 제1 스토퍼 23 : 유체통과홀
24 : 밀봉부 25 : 제2 스토퍼
26 : 탄성패드 27 : 탄성부재
C1 : 상부 액실 C2 : 하부 액실
P1 : 우회 유로 P2 : 직통 유로

Claims

케이스에 설치되어 액실을 형성하는 인슐레이터;
상기 액실을 상부 액실과 하부 액실로 구획하고, 상기 인슐레이터와 함께 상기 상부 액실을 형성하며, 상기 상부 액실과 하부 액실 사이의 유체 흐름을 유도하기 위한 오리피스를 가지는 오리피스 플레이트;
상기 케이스에서 오리피스 플레이트 하측에 설치되고, 상기 오리피스 플레이트와 함께 상기 하부 액실을 형성하는 다이어프램을 포함하고,
상기 오리피스 플레이트에는 상기 상부 액실과 하부 액실 사이를 유체 이동 가능하게 직접 연통시키는 직통 유로, 및 상기 직통 유로를 개폐하는 개폐기구가 설치되며,
상기 개폐기구는,
상기 오리피스 플레이트에 내장되고, 전류 인가시 자력을 발생시키는 코일; 및
상기 코일의 전류 인가 및 자력 발생 여부에 따라 상기 직통 유로를 선택적으로 개폐하도록 이동되는 개폐부재를 포함하고,
상기 오리피스 플레이트를 상하로 관통하는 관통홀이 형성되고,
상기 관통홀에 파이프 형상의 유로부재가 설치되어,
상기 유로부재의 내부 공간이 상기 상부 액실과 하부 액실 사이에 유체가 흐를 수 있도록 된 상기 직통 유로가 되도록 한 것을 특징으로 하는 엔진 마운트.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 코일은 오리피스 플레이트에서 상기 관통홀 및 유로부재를 중심으로 주변에 위치하도록 설치된 것을 특징으로 하는 엔진 마운트.
청구항 1에 있어서,
상기 개폐부재는 파이프 형상을 가지며, 상기 파이프 형상의 개폐부재가 상기 유로부재 내측에 삽입되어 슬라이드 이동될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 엔진 마운트.
청구항 4에 있어서,
상기 개폐부재의 상단부에는 상단 개구부를 밀봉하도록 씌워지는 막 구조의 밀봉부가 설치되고,
상기 개폐부재의 상단부 측면에는 유체통과홀이 형성되며,
상기 유체통과홀은 개폐부재가 상승하여 직통 유로를 개방하는 위치로 이동하였을 때 상기 상부 액실 내부로 노출될 수 있는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 엔진 마운트.
청구항 5에 있어서,
상기 개폐부재의 상단에 반경방향으로 확장된 플랜지 형상의 제1 스토퍼가 형성되어, 상기 개폐부재가 직통 유로를 닫아주도록 하강한 상태에서 상기 제1 스토퍼가 오리피스 플레이트 또는 상기 유로부재에 유체가 통과하지 않게 밀착하도록 된 것을 특징으로 하는 엔진 마운트.
청구항 6에 있어서,
상기 밀봉부가 제1 스토퍼를 덮도록 형성되어, 상기 밀봉부에 의해 제1 스토퍼와 오리피스 플레이트 또는 유로부재 간의 충격 흡수 및 완화, 소음 방지가 이루어지도록 된 것을 특징으로 하는 엔진 마운트.
청구항 6에 있어서,
상기 유로부재의 상단에 반경방향으로 확장된 형상의 플랜지부가 형성되고, 상부 유로부재의 플랜지부가 상부 액실 내에서 오리피스 플레이트의 상면에 밀착된 상태로 결합된 것을 특징으로 하는 엔진 마운트.
청구항 8에 있어서,
상기 밀봉부가 제1 스토퍼를 덮도록 형성되어, 상기 밀봉부에 의해 제1 스토퍼와 유로부재의 플랜지부 간의 충격 흡수 및 완화, 소음 방지가 이루어지도록 된 것을 특징으로 하는 엔진 마운트.
청구항 5에 있어서,
상기 밀봉부가 탄성 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 엔진 마운트.
청구항 1에 있어서,
상기 직통 유로는 상기 오리피스 플레이트를 상하로 관통하는 구조로 형성되고, 상기 코일은 오리피스 플레이트에서 상기 직통 유로를 중심으로 주변에 위치하도록 설치된 것을 특징으로 하는 엔진 마운트.
청구항 1에 있어서,
상기 개폐부재의 하단에는 반경방향으로 확장된 형상의 제2 스토퍼가 일체로 고정 설치되고, 상기 제2 스토퍼가 오리피스 플레이트의 하측에 위치하도록 설치되어, 상기 코일에서 발생한 자력에 의해 상기 제2 스토퍼가 코일 측으로 당겨짐으로써 개폐부재가 상승할 수 있게 된 것을 특징으로 하는 엔진 마운트.
청구항 12에 있어서,
상기 제2 스토퍼의 상면에 탄성패드가 설치된 것을 특징으로 하는 엔진 마운트.
청구항 12에 있어서,
상기 제2 스토퍼는 스틸 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 엔진 마운트.
청구항 12에 있어서,
상기 제2 스토퍼와 상기 오리피스 플레이트 또는 유로부재 사이에 상승한 상태의 개폐부재를 하강시키기 위한 탄성력을 제공하는 탄성부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 엔진 마운트.
청구항 1에 있어서,
상기 개폐기구는 상기 코일에서 전류가 인가됨에 따라 발생하는 자력에 의해 이동한 개폐부재를 코일에 대한 전류 차단시 리턴 이동시키기 위한 탄성력을 제공하는 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 마운트.