KR102466062B1 - 유체봉입식 엔진 마운트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량에서 일반적으로 사용되는 유체봉입마운트의 동특성 규제 범위를 넓히고 튜닝 인자를 추가 확보하여 각 주파수별 특성 튜닝을 가능하도록 한 유체봉입식 엔진 마운트로, 하우징(20)의 내부에서, 중앙에 엔진과 체결되는 센터볼트가 인입되는 마운트 코어와, 상기 마운트 코어의 외주면에 형성되는 메인러버; 및
상기 하우징과 메인러버 간 형성되는 유체실; 및
상기 메인러버의 탄성 거동에 따라 진동하며 상기 코어와 결합되는 댐퍼;
상부액실 및 하부액실 사이를 구획하는 제 1 오리피스 어셈블리를 포함하되,
상기 제 1 오리피스 어셈블리와 이격된 상부 위치에 별도의 제2 오리피스 어셈블리가 추가로 설치되며, 상기 제1 및 제2 오리피스 어셈블리는 각각 서로 다른 주파수에서 댐핑 성능을 관장하도록 구성된다.

Description

유체봉입식 엔진 마운트{HYDRAULIC ENGINE MOUNT}

본 발명은 차량에 가해지는 충격을 흡수하여 차체의 손상 또는 부품들의 결합 상태를 보존하여 차량에 탑승하고 있는 운전자에게 편안한 승차감을 제공하기 위한 유체봉입식 엔진 마운트에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 차량에서 일반적으로 사용되는 유체봉입마운트의 동특성 규제 범위를 넓히고 튜닝 인자를 추가 확보하여 각 주파수별 특성 튜닝을 가능하도록 한 유체봉입식 엔진 마운트에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 엔진은 구조적으로 항상 진동이 발생 될 뿐만 아니라, 차량의 주행 중 지면의 요철에 의해서도 진동한다.

이러한 진동은 단독적으로 발생하는 것이 아니라, 여러 요인이 복합적으로 작용하여 발생하며, 보통 엔진은 차체에 분리되어 설치된 것이 아니라, 변속 장치 및 공조 장치 등과도 연결되기 때문에 엔진에서 발생되는 진동은 차량의 전체에 영향을 미치게 된다.

따라서, 엔진에서 발생된 진동을 감쇄시키기 위하여 엔진은 엔진 마운트에 의해 지지되는 구조로 설치되며, 이러한 엔진 마운트는 재질 자체의 탄성력을 이용한 러버식과 유체가 봉입되어 유체의 탄성효과로 진동을 감쇄시키는 유체봉입식이 주로 사용된다.

최근에는 합성고무 재질로 이루어진 인슐레이터(이하, '메인러버'라 칭함)의 내부에 유체를 봉입한 2개의 액실을 조성하고, 각 액실 사이에 유체가 유동할 수 있는 노즐판을 설치하여, 고주파 영역 및 저주파 영역의 진동을 모두 감쇄시킬 수 있는 유체봉입식 엔진 마운트가 주로 사용되고 있다.

이와 같은 유체봉입식 엔진 마운트는 한국 공개특허 10-2011-0042413호, 한국 공개특허 10-2011-0057850호, 한국 공개특허 10-2011-0106077호 등에 다양한 형태의 것들이 개시되어 있다.

상기 유체봉입식 엔진 마운트(1)는 대부분 도 1(a)에 도시된 바와 같이, 하우징(20)의 내부에서, 중앙에 엔진과 체결되는 센터볼트(11)가 인입되는 마운트 코어(10)와, 상기 마운트 코어의 외주면에 형성되는 메인러버(30); 상기 하우징(20)과 메인러버(30) 간 형성되는 유체실(40)과, 상기 메인러버(30)의 탄성 거동에 따라 진동하며 상기 코어와 결합되는 댐퍼(50)와, 상부액실 및 하부액실 사이를 구획하는 멤브레인으로 구성되어 있다.

따라서, 엔진으로부터 진동이 전해지면 메인러버(30)가 변형되면서 상부액실의 체적이 변하게 되고, 이 변한 체적에 상응하는 양만큼의 유체가 상부액실로부터 하부액실로 이동하게 되는데, 이 이동하는 유체는 유로를 따라 흐르거나 또는 멤브레인의 간극 사이를 통과하는 과정에서 충격하중이 감쇄하게 되는 것이다.

상기와 같이 구성되는 유체봉입식 엔진마운트(1)는 오리피스의 직경과 길이가 댐핑 값에 지대한 영향을 미치며, 고주파, 저주파 동특성에 큰 영향을 준다.

상기 종래 기술들은 멤브레인 오리피스 어셈블리(assembly)(60)가 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 하나의 구성품으로 되어 있어 유로(62) 확보가 제한적이며, 요구하는 손실계수를 확보하는데 한계점이 있다.

도면 중 미설명부호 61은 다이어프램이고, 63은 오리피스이다.

또한, 원하는 주파수와 댐핑값을 얻고자 수많은 시도를 하고 있는데. 예를 들어 맴브레인을 플로팅 타입으로 적용하여, 멤브레인 사이 공간을 또 하나의 유로로 이용하는 방법이 있으며, 오리피스를 격벽으로 나누어 유로를 길고 얇게 만드는 방법을 이용하고 있다.

그러나 이러한 방법은 한가지 주파수와 해당 주파수에 특정 댐핑 값을 가지며, 차량의 운행 조건 중 단일 조건에만 적용 할 수 있다는 한계점을 갖고 있다.

현재까지는 아이들 주파수에 요구 댐핑 값을 설정하며, 중/고주파 대역에서는 MAX 또는 밴드로 규제하는 방법을 통하여, 성능에 대한 요구값을 제공하여 성능상의 손익을 따지고 있는 실정이다.

따라서, 상기와 같은 한계점을 극복하기 위해서는 추가 구성품 혹은 형상을 통하여 다구간(주파수) 동특성을 튜닝인자로 사용하여, 최적 성능을 구현해야 하거나, 혹은 특정 구간에서 요구되는 동특성을 만족해야 하였다.

1. 한국 등록특허 제10-1428277호(2014.08.01 공보)

1. 한국 등록특허 제10-1288995호(2013.07.17 공보)

1. 한국 공개특허 제10-2014-0044485호 (2014.04.15 공개)

1. 한국 등록특허 제10-1585429호(2016.01.08. 공보)

본 발명 유체봉입식 엔진 마운트는 서로 다른 주파수에서 댐핑 성능을 관장할 수 있도록 상부와 하부에 제1 및 제2 오리피스 어셈블리를 각각 설치함으로서, 종래 하이드로마운트 대비 넓은 범위의 주파수 대역에서 낮은 동특성을 유지할 수가 있고, 이에 의해 저주파 대역(아이들 영역)부터 고주파 대역(주행 영역)까지 전 범위에서 우수한 성능을 구현할 수 있도록 하는 데에 있다.

본 발명 유체봉입식 엔진 마운트는 하우징(20)의 내부에서, 중앙에 엔진과 체결되는 센터볼트가 인입되는 마운트 코어와, 상기 마운트 코어의 외주면에 형성되는 메인러버; 및

상기 하우징과 메인러버 간 형성되는 유체실; 및

상기 메인러버의 탄성 거동에 따라 진동하며 상기 코어와 결합되는 댐퍼;

상부액실 및 하부액실 사이를 구획하는 제 1 오리피스 어셈블리를 포함하되,

상기 제 1 오리피스 어셈블리와 이격된 상부 위치에 별도의 제2 오리피스 어셈블리가 추가로 설치되며, 상기 제1 및 제2 오리피스 어셈블리는 각각 서로 다른 주파수에서 댐핑 성능을 관장하도록 구성된다.

본 발명 유체봉입식 엔진 마운트는 다음과 같은 효과를 얻을 수가 있다.

첫째, 본 발명은 서로 다른 주파수에서 댐핑 성능을 관장할 수 있도록 상부와 하부에 제1 및 제2 오리피스 어셈블리를 각각 설치함으로서, 종래 하이드로마운트 대비 넓은 범위의 주파수 대역에서 낮은 동특성을 유지할 수가 있고, 이에 의해 저주파 대역(아이들 영역)부터 고주파 대역(주행 영역)까지 전 범위에서 우수한 성능을 구현할 수가 있다.

둘째, 본 발명은 종래 하이드로마운트 대비 넓은 범위의 주파수 대역에서 낮은 동특성을 유지할 수가 있어, 이에 따라 저주파 대역(아이들 영역)부터 고주파 대역(주행 영역)까지 전 범위에서 우수한 성능을 구현할 수가 있다.

셋째, 본 발명은 각 오리피스 어셈블리가 구현하는 주파수 대역을 지정하여, 3,4,6,8기통 등 다기통 엔진의 주요가진 주파수(C0.5, C1, C1.5, C2, C3 등)의 동특성 등을 낮게 유지할 수 있다.

넷째, 본 발명은 동특성이 영향을 주는 성능을 만족시키는 구조로써 종래 하이드로 마운트를 크게 형상적으로 변화를 주지 않고서도 적용할 수 있기 때문에, 양산 적용이 용이하다.

도 1의 (a) 내지 (b)은 종래 유체봉입식 엔진 마운트를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명에 따른 유체봉입식 엔진 마운트의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 제2 오리피스 어셈블리만 발췌하여 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 유체봉입식 엔진 마운트의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 5는 종래 하나의 오리피스로 된 마운트와 오리피스 & 멤브레인 결합된 마운트와 본 발명 유체봉입식 엔진마운트의 주파수 영역대를 비교하여 나타낸 그래프이다.

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.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 유체봉입식 엔진 마운트를 나타낸 단면도로써, 하우징(20)의 내부에서, 중앙에 엔진과 체결되는 센터볼트(11)가 인입되는 마운트 코어(10)와, 상기 마운트 코어의 외주면에 형성되는 메인러버(30)와, 상기 하우징(20)과 메인러버(30) 간 형성되는 유체실(40)과, 상기 메인러버(30)의 탄성 거동에 따라 진동하며 상기 코어와 결합되는 댐퍼(50)와, 상부액실 및 하부액실 사이를 구획하는 제 1 오리피스 어셈블리(100)를 포함하되는 구조는 종래 유체봉입식 엔진마운트와 동일하거나 극히 유사하다.

다만, 본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 오리피스 어셈블리(100)와 이격된 상부 위치에 별도의 제2 오리피스 어셈블리(200)가 추가로 설치된 것이 상이하다.

상기 제2 오리피스 어셈블리(200)는 코어(10) 하부에 마련된 공간(S)에 설치되는 데, 상기 공간(S) 내측에는 걸림턱(12)이 형성되어 있다.

또한, 상기 공간(S)은 기존 센터볼트(11)가 인입되어 설치된 공간보다 조금 더 넓게 형성되어 있다.

상기 제2 오리피스 어셈블리(200)는 상부 다이어프램(210)과 상부 오리피스(220)로 이루어지며, 상기 상부 오리피스(220)는 도 3에 도시된 바와 같이, 오리피스 상판(221)과 오리피스 하판(222)으로 구성된다.

이때, 상기 오리피스 상판(221)에는 다이어프램(201)이 설치되고, 오리피스 하판(222)은 스파이럴타입으로 구성된다.

또한, 상기 공간(S)은 도 2에 도시된 바와 같이, 대략 계단형식으로 점점 작은 지름을 가지는 3단으로 구성되고, 제일 작은 첫번째 상부 공간에 공기 홀(13)이 형성되어 상기 공간(S)과 통하도록 연통되어 있으며, 상기 첫번째 상부 공간의 하부와 두번째 공간 상부에는 상부 다이어프램(210)이 억지 끼움되어 있다. 즉, 상기 공기 홀(13)과 맞닿는 경계선 하부에 상부 다이어프램(210)이 설치되며, 상부 다이어프렘(210)은 두번째 공간과 동일한 지름으로 이루어지거나 이 공간보다 약간 크게 제작된다.

또한, 세번째 공간에는 제2 오리피스 어셈블리(200)를 구성하는 상부 오리피스(220)가 억지 끼워맞춤된다.

따라서, 상기와 같이 설치되는 본 발명 유체봉입식 엔진 마운트는 주행시나 아이들 시 제1 오리피스 어셈블리(100)로터 전해지는 유체 압력을 메인러버(30)와 마운트코어(10)에 뚫려 있는 공기 홀(13)로 내보냄으로써, 제1 및 제2 오리피스 어셈블리(100,200)의 상부 액실과 하부 액실간의 압력차이를 최소화할 수가 있어 기존 유체 마운트의 맴브레인과 동일한 역할을 이행할 수가 있는 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 유체봉입식 엔진 마운트의 다른 실시예를 나타낸 단면도로써, 기본적인 구성은 본 실시예와 동일하고, 다만 메인러버(30)와 마운트코어(10)에 형성된 공기 홀(13) 근방 위치에 있는 하우징(20)에 홀(21)을 뚫어서 별물 사출된 홀 막음 스토퍼(300)를 끼워넣도록 한 구성이 차별되는 구성이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명 유체봉입식 엔진 마운트(1)는 마운트 코어(10) 하부에 마련된 공간(S) 내에 상부 다이어램(210)을 억지 끼운 후, 제2 오리피스 어셈블리(200)를 구성하는 상판(210)과 하판(220)을 조립하여 추가로 억지끼워 맞춤하였다.

이때, 상기 마운트 코어(10)에 형성된 각 공간(S) 내에는 단이 형성되어 있어서, 억지 끼움 시 걸림턱(12)에 걸어 맞춤된다.

또한, 상부에 설치된 제2 오리피스 어셈블리(200)는 스파이럴(나선형)타입의 오리피스가 적용되며, 오리피스의 하부에는 중심부에 홀이 형성되어 압력 및 형상에 따른 캐비테이션(cavitation) 등의 영향 없이 유체가 흐를 수 있으며, 상부에는 스파이럴의 끝단에 홀(202)을 구성하여 유체가 빠져나가도록 구성된다(도 3참조).

상기 메인러버(30)와 마운트코어(10)에는 공기 홀(13)이 형성되어 있으며, 이 공기 홀(13)은 다이아프램을 기준으로 상/하의 압력을 일정하게 유지시켜주는 역할을 하게 된다.

또한, 홀(21)이 형성된 하우징(20)에 홀 막음 스토퍼(300)를 끼워 막게 되면, 마운트의 대변위 거동을 방지할 수가 있다. 상기와 같이, 홀 막음이 가능한 이유는 엔진의 토크 발생시 엔진은 일정한 양만큼 X방향으로 엔진이 뉘어지게 되고, 뉘어진 거동상태에서 홀 막음이 발생하게 되고, 이렇게 발생한 홀 막음은 제2 오리피스 어셈블리(200)의 유체 이동을 막고 하부 제1 오리피스 어셈블리(100)로만 유체가 이동하여 동특성을 만들게 된다.

상기와 같이, 엔진의 X방향 대변의 거동은 1,2,3단 정도의 저단에서 발생하게 되는데, 상기 홀막음을 통해 오리피스 작동 영역을 구분 지어 사용할 수가 있는 것이다.

또한, 상기 구분된 작동영역은 각각 아이들 영역, 저속 고 토크 영역, 고속 저토크 영역으로 나뉘어 작동시킬 수가 있다.

또한, 싱기와 같이, 홀 막음 스토퍼(300)를 이용하여 홀(21)을 막게 되면 상부에 설치된 제2 오리피스 어셈블리(200)로 이동되는 유체 이동을 막고 하부에 설치된 제1 오리피스 어셈블리(100)로 만 유체가 이동하도록 함으로써, 동특성을 만들어 낼 수가 있는 것이다.

또한, 본 발명 유체봉입식 엔진 마운트(1)는 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 제1 오리피스 어셈블리(100)와 제2 오리피스 어셈블리(200)로 구성되어 있으며, 상, 하부에 각각 설치되는 두 개의 오리피스 어셈블리(100,200)는 서로 다른 주파수에서 댐핑 성능을 관장하게 된다.

예를들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 오리피스 어셈블리(100)가 22Hz에서 0.9 이상의 손실계수를 나타낸다면, 제 2 오리피스 어셈블리(200)는 33Hz에서 1.0 이상의 손실계수를 나타내거나, 제 2 오리피스 어셈블리(200)가 150Hz에서 0.3 이상의 손실계수를 나타내어 100~200Hz 구간의 동특성을 낮게 만들어 줄 수가 있는 것이다.

특히, 종래 하이드로마운트 대비 넓은 범위의 주파수 대역에서 낮은 동특성을 유지할 수가 있기 때문에, 본 발명은 저주파 대역(아이들 영역)부터 고주파 대역(주행 영역)까지 전 범위에서 우수한 성능을 구현할 수가 있는 것이다.

또한, 본 발명은 각 오리피스 어셈블리가 구현하는 주파수 대역을 지정하여, 3,4,6,8기통 등 다기통 엔진의 주요가진 주파수(C0.5, C1, C1.5, C2, C3 등)의 동특성 등을 낮게 유지할 수 있다.

특히, 본 발명 유체봉입식 엔진 마운트는 하우징(20)에 홀(21)이 뚫린 것과 홀(21)이 없는 것 두 가지와, 내부에 상부와 하부에 제1 및 제2 오리피스 어셈블리(100,200)를 각각 설치함으로써, 차량의 특성에 맞게 주파수별로 가변하여 튜닝할 수가 있다.

본 발명은 상기한 바람직한 실시 예와 첨부한 도면을 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 사상 및 범위 내에서 상이한 실시예를 구성할 수도 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해지며, 본 명세서에 기재된 특정 실시예에 의해 한정되지 않는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 코어 12 : 걸림턱
13 : 공기 홀 20 : 하우징
21,202 : 홀 30 : 메인러버
40 ; 유체실 50 : 댐퍼
100 : 제1 오리피스 어셈블리 200 : 제2 오리피스 어셈블리
201,210 : 다이어프램 220 : 상부 오리피스
221 : 오리피스 상판 222 : 오리피스 하판
300 : 홀 막음 스토퍼 S : 공간

Claims (7)

1. 하우징(20)의 내부에서, 중앙에 엔진과 체결되는 센터 볼트(11)가 인입되는 마운트 코어(10)와, 상기 마운트 코어의 외주면에 형성되는 메인러버(30); 상기 하우징(20)과 메인러버(30) 간 형성되는 유체실(40); 상기 메인러버(30)의 탄성 거동에 따라 진동하며 상기 코어와 결합되는 댐퍼(50); 상부액실 및 하부액실 사이를 구획하는 제 1 오리피스 어셈블리(100)를 포함하되, 상기 제 1 오리피스 어셈블리(100)와 이격된 상부 위치에 별도의 제2 오리피스 어셈블리(200)가 추가로 설치되며, 상기 제1 및 제2 오리피스 어셈블리(100,200)는 각각 서로 다른 주파수에서 댐핑 성능을 관장하도록 한 유체봉입식 엔진 마운트에 있어서,
   상기 제2 오리피스 어셈블리(200)는 상부 다이아프램(210)과 상부 오리피스(220)로 이루어지고, 상기 마운트 코어(10) 하부에 마련된 공간(S)에 설치되되, 상기 공간(S)은 계단형식으로 점점 작은 지름을 가지는 3단으로 구성되고, 제일 작은 첫번째 상부 공간에 공기 홀(13)이 형성되어 상기 공간(S)과 통하도록 연통되어 있으며, 상기 첫번째 상부 공간의 하부와 두번째 공간 상부에는 상부 다이어프램(210)이 억지 끼움되어, 주행 시나 아이들 시 상기 제1 오리피스 어셈블리(100)로부터 전해지는 유체 압력을 상기 공기 홀(13)로 내보내어 상기 제1 및 제2 오리피스 어셈블리(100,200)의 상부 액실과 하부 액실간의 압력 차이를 최소화시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 유체봉입식 엔진 마운트.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 하우징(20)에 홀(21)이 형성되고, 상기 홀(21)은 홀 막음 스토퍼(300)에 의해 차단되는 것을 특징으로 하는 유체봉입식 엔진 마운트.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 홀 막음 스토퍼(300)는 마운트의 대변위 거동시 막는 것을 특징으로 하는 유체봉입식 엔진 마운트.

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