KR102479257B1 - 주행성능 개선을 위한 연속적인 가변특성을 갖는 유체마운트 - Google Patents

주행성능 개선을 위한 연속적인 가변특성을 갖는 유체마운트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유체마운트의 상부액실 및 하부액실 사이에 자동유체개폐수단을 설치함으로써, 기존 MRF 마운트가 가진 장점인 연속적인 마운트 특성 변화, 동특성 상승 방향으로 가변 가능 등을 유지하며 동일한 특성을 갖지도록 한 주행성능 개선을 위한 연속적인 가변특성을 갖는 유체마운트로, 브래킷 하우징(20)의 내부에서, 중앙에 엔진과 체결되는 센터볼트(11)가 인입되는 코어(10)와, 상기 코어의 외주면에 형성되는 러버(30); 및
상기 코어(10) 및 러버(30)와 맞닿아 내부에 액체가 봉입된 상부액실(40); 및 상부액실(40)의 하부에 위치하여 내부에 액체가 봉입된 하부액실(50); 및
상기 상부액실(40)과 하부액실(50) 사이에 전류 가변을 통해 유로(101)를 연속적으로 개폐하기 위한 자동유체개폐수단(100)이 설치되고, 상기 자동유체개폐수단(100)은 상부가 개구되고 내부에 수납공간(111a)이 형성된 본체(111)와, 상기 수납공간 하부에 코일(112a)이 설치된 코일고정플레이트(112);를 포함하는 요오크(110); 및 상기 요오크 수납공간(111a) 내에 설치되며 다수 유체홀(121a)이 형성되어 상기 코일(112a)의 자기력에 의해 수납공간(111a) 내에서 상하로 이동되는 플런저(120)로 구성된다.

Description

주행성능 개선을 위한 연속적인 가변특성을 갖는 유체마운트{FLUID MOUNT HAVING CONTINUOUSLY VARIABLE PROPERTY FOR IMPROVING DRIVING PERFORMANCE}
본 발명은 주행성능 개선을 위한 연속적인 가변특성을 갖는 유체마운트에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 유체마운트의 상부액실 및 하부액실 사이에 자동유체개폐수단을 설치함으로써, 기존 MRF 마운트가 가진 장점인 연속적인 마운트 특성 변화, 동특성 상승 방향으로 가변 가능 등을 유지하며 동일한 특성을 갖지도록 한 주행성능 개선을 위한 연속적인 가변특성을 갖는 유체마운트에 관한 것이다.
최근 들어 운전조건별로 차량의 특성을 가변하기 위해 엔진마운트가 세미액티브, 액티브 마운트 등이 여러 형태로 개발되고 있다. 그 중에서 MRF(magnetorheological fluids;자기유동유체) 마운트가 개발되고 있는데, 이는 일반적인 하이드로 마운트와 비슷한 구조에 내부에 자기반응형 유체(MR Fluid)를 적용하여 유체에 가해지는 자기장의 세기에 따라 유체의 전단응력이 가변하도록 하는 구조이다. 이로 인하여 마운트 특성이 가변되어 NVH 및 SS 성능을 개선할 수가 있다.
상기와 같은 MRF 마운트가 일반적인 세미 액티브 마운트와 비교했을 때 장점은 MRF마운트에 입력되는 전류의 세기만큼 연속적으로 특성을 가변시킬 수 있는 장점이 있다. 일반적인 세미 액티브는 스탭방식으로 특성이 구현되는 방식이고, 액티브는 동특성을 상승시키는데 적절한 시스템이 아니기 때문에 SS 성능 개선이 무리가 있었다.
또한, 상기 MRF 마운트의 경우 동특성을 연속적으로 자각(Contious)하여 동특성을 조절할 수 있기 때문에 차량에서 진동의 변화(충격)를 느끼지 못한다.
하지만, 상기와 같은 MRF 마운트의 가장 큰 단점은 가격이 너무 비싸다는 것이다. 일반적인 액티브 마운트보다 더 비싼 시스템이다. 그 비싼 이유의 핵심은 바로 MR(MagnetoRheological; 자기유변) 유체가 비싸기 때문이다. 1kg에 160만원을 더 넘기 때문이다. (양산하고 있는 포르쉐의 마운트 금액은 60만원/개당)
따라서, 본 발명은 상기와 같이 주행조건별로 연속적인 특성 가변을 하면서도 세미 액티브 만큼 싼 마운트를 제안하게 되었다..
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본 발명 유체마운트의 상부액실 및 하부액실 사이에 자동유체개폐수단을 설치함으로써, 기존 MRF 마운트가 가진 장점(연속적인 마운트 특성 변화, 동특성 상승 방향으로 가변 가능)을 유지하며 동일한 특성을 갖지도록 하는 데에 그 목적이 있다.
본 발명 주행성능 개선을 위한 연속적인 가변특성을 갖는 유체마운트는 브래킷 하우징의 내부에서, 중앙에 엔진과 체결되는 센터볼트가 인입되는 코어와, 상기 코어의 외주면에 형성되는 러버; 및
상기 코어 및 러버와 맞닿아 내부에 액체가 봉입된 상부액실; 및 상부액실의 하부에 위치하여 내부에 액체가 봉입된 하부액실; 및
상기 상부액실과 하부액실 사이에 전류 가변을 통해 유로를 연속적으로 개폐하기 위한 자동유체개폐수단이 설치되고,
상기 자동유체개폐수단은;
상부가 개구되고 내부에 수납공간이 형성된 본체와, 상기 수납공간 하부에 코일이 설치된 코일고정플레이트;를 포함하는 요오크; 및
상기 요오크 수납공간 내에 설치되며 다수 유체홀이 형성되어 상기 코일의 자기력에 의해 수납공간 내에서 상하로 이동되는 플런저로 구성된다.
본 발명 주행성능 개선을 위한 연속적인 가변특성을 갖는 유체마운트는 다음과 같은 효과를 얻을 수가 있다.
첫째, 일반 유체 마운트에 자동유체개폐수단을 설치함으로써, 기존 MRF마운트와 같이 연속적인 특성을 가변 가능하게 할 수가 있다.
둘째, 기존 MRF마운트에 사용되는 MR 유체는 시간이 지나면, MR 유체 내에 있는 철가루가 가라앉게 되어 오작동이 발생하나 본 발명은 일반 유체(내마운트액-부동액과 동일)를 사용하기 때문에 시간이 지나도 특성 가변이 정상작동되는 구조로 성능 강건성 확보에 유리하다.
셋째, 기존 MRF마운트에 사용되는 MR 유체는 고무와 반응하여 내구 성능이 악화되는데, 본 발명에 사용되는 일반 유체(내마운트액)을 사용하기 때문에 일반적인 하이드로 마운트와 동일한 내구 성능이 가능하여 내구 강건성 확보에 유리하다.
도 1은 본 발명에 따른 주행성능 개선을 위한 연속적인 가변특성을 갖는 유체마운트에 자동유체개폐수단이 설치된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 자동유체개폐수단만 발췌하여 나타낸 사시도이다.
도 3의 (a) 및 (b)는 본 발명에 자동유체개폐수단을 구성하는 요오크를 나타낸 사시도로써, (a)는 평면에서 본 도면이고, (b)는 저면에서 본 도면이다.
도 4의 (a) 및 (b)는 본 발명에 자동유체개폐수단을 구성하는 플런저를 나타낸 사시도로써, (a)는 평면에서 본 도면이고, (b)는 저면에서 본 도면이다.
도 5의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 자동유체개폐수단이 설치된 상태를 나타낸 요부확대 단면도이다.
도 6의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 자동유체개폐수단의 동작을 나타낸 단면도로써, (a)는 공회전시 상태를 나타낸 도면이고, (b)는 주행시 러버브릿지가 유로를 막고 있는 상태를 나타낸 도면이다.
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.
본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이, 기존 유체마운트 구조인 브래킷 하우징(20)의 내부에서, 중앙에 엔진과 체결되는 센터볼트(11)가 인입되는 코어(10)와, 상기 코어의 외주면에 형성되는 러버(30)와, 상기 코어(10) 및 러버(30)와 맞닿아 내부에 액체가 봉입된 상부액실(40); 및 상부액실(40)의 하부에 위치하여 내부에 액체가 봉입된 하부액실(50) 및 다이어프램(60)을 구비된 것은 동일하다.
다만 본 발명은 상기 상부액실(40)과 하부액실(50) 사이에 전류 가변을 통해 유로(101)를 연속적으로 개폐하기 위한 자동유체개폐수단(100)이 더 설치되어 기존 MRF 마운트가 가진 장점인 연속적인 마운트 특성 변화, 동특성 상승 방향으로 가변 가능 등을 유지하며 동일한 특성을 갖도록 하였다.
상기 자동유체개폐수단(100)은 도 2에 도시된 바와 같이, 기본적으로 요오크(110)와 플런저(120)로 구성된다.
상기 요오크(110)는 도 3의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 금속재로 상부가 개구되고 내부에 수납공간(111a)이 형성된 원통형상의 본체(111)와, 상기 수납공간(111a) 내측 하부에 코일(112a)이 설치된 코일고정플레이트(112)로 이루어진다.
상기 본체(111)와 코일고정플레이트(112)는 다수의 연결리브(113)에 의해 일체로 형되며 상기 연결리브(113) 사이에 유로(101)가 형성된다.
상기 코일고정플레이트(112)는 대략 "T" 형상으로 이루어지며, 가운데 수직으로 형성된 기둥에 코일(112a)이 감겨있다.
상기 플런저(120)는 도 1 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 요오크의 수납공간(111a) 내에 즉, 상기 코일고정플레이트(112)로부터 일정한 간격을 두고 설치되며 유체홀(121a)이 다수 형성되는 원판형상의 상부 플레이트(121)와, 상기 플런저(120) 하부에 가류되는 원통형상의 러버브릿지(122) 및 스톱퍼(123)로 구성된다.(도 4의 (a) 및 (b) 참조)
상기 유체홀(121a)은 상부 플레이트(121)가 상하로 이동될 때, 상부 및 하부액실 내의 유체가 자유롭게 이동하여 부하중을 받지 않도록 형성된 것이다.
예를들면, 상부 플레이트(121)가 자기장에 의해서 당겨진 상태에서 상기 러버브릿지(122)가 고무 회복 탄성에 의해 원래위치로 복귀될 때 상부 플레이트(121)와 코일고정플레이트(112) 사이의 공간에 있는 유체가 막혀 저항하지 않고 유동할 수 있도록 형성된 것이다.
상기 유체홀(121a)은 기존의 오리피스 역할을 하며 고주파 특성에 영향을 미친다.
상기 스톱퍼(123) 역시 러버로 제조되며 원뿔형상으로 이루어져 요오크(110)의 자기력에 의해 수납공간(111a) 내에서 상하로 이동되시 플런저(120)와 요오크(110) 사이에서 발생하는 이음을 방지하기 위해 설치된다.
또한, 상기 요오크(110)의 수납공간(111a) 내에 설치되는 플런저(120)는 수납공간(111a)보다 작은 직경으로 이루어져 상기 수납공간(111a)과 플런저(120) 사이에 유로(101)가 형성되어 하부액실과 상부액실로 통하는 유체통로로 이용된다.
상기 유로(101)는 플런저(120)가 상부액실(40)과 하부액실(50)로 이동할 때 마운트 전체 특성을 가변하기 위한 오리피스 역할을 하게 된다.
상기 요오크(110)와 플런저(120)는 요오크 본체(111)에 코일(112a)이 감겨진 코일고정플레이트(112)를 조립하고, 또 플런저(120)를 구성하는 상부플레트(121) 하부에 원통형상의 러버브릿지(122) 및 스톱퍼(123)를 가류하여 플런저(120)를 제작한다.
상기와 같이 제작된 플런저(120)를 요오크(110)와 결합한 후, 러버(30)에 형성된 상부액실(40)과 하부액실(50)에 조립 한 후 컬링하고, 브래킷 하우징(20)에 압입하여 완성한다.
따라서, 상기와 같이 구성되는 주행성능 개선을 위한 연속적인 가변특성을 갖는 유체마운트는 요오크(110)에 설치된 코일(121a)에 전류를 가하면 이 전류에 의해 코일고정플레이트(112)에 자기력이 발생하게 된다.
그러면, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 자기력에 의해 상부플레이트(121)가 코일고정플레이트(112) 쪽으로 하강하게 된다.
이때, 상기 상부플레이트(121)에 가류설치된 러버브릿지(122)는 코일고정플레이트(112)와 맞닿은 상태에서 하강하는 힘에 외측으로 휘어지면서 유로(101)를 막게되게 된다.
상기와 같이 유로(101)를 연속적으로 개폐함으로써, MRF 마운트가 가진 장점인 연속적인 마운트 특성 변화, 동특성 상승 방향으로 가변 가능 등을 유지하며 동일한 특성을 갖는 것이다.
또한, 상기 유로(101)는 전류의 세기에 따라 유로 간격이 가변된다.
이에 대한 설명을 도 도 6의 (a) 및 (b)를 참조하여 설명한다.
도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 통상적으로 공회전시 전류 0.0A로 상, 하부액실을 통하는 유로(101) 공간이 대략 3㎜ 간격을 유지하며, 상, 하부 액실로 유체가 자유롭게 이동된다.
즉, 유체가 유로(101)를 통해 상, 하부액실(40,50)로 통과하고 유체 일부는 하부액실(50) 가치도록 함으로써, 동특성이 하양된다.
따라서, 절연율 증대 및 공회전 진동을 개선할 수가 있는 것이다.
또한, 도 6 (b)에 도시된 바와 같이, 주행시 전류 대략 1A가 흐르게 되면 상기 러버브릿지(122)가 하강되는 힘에 의해 외측으로 좌굴되어 유로(101)를 막게됨으로써, 유체의 흐름을 억제하게 된다.
그러면, 유체의 흐름이 막혀 상부액실(40)에서 만 유체가 갖혀 동특성이 높게된다.
또한, 본 발명은 기존 MRF 마운트에 사용되는 MR유체를 사용하지 않고 일반 유체를 다용함으로써, 원가를 대폭 줄일 수가 있는 것이다.
예를 들면, 상기 MR유체는 ㎏ 당 120만원의 고가인 반면에, 본 발명에 사용되는 유체는 ㎏ 당 만원 안팍의 비용이 들어가기 때문에 원가를 대폭 줄일 수가 있는 것이다.
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 20 : 브래킷 하우징
30 : 러버 40 : 상부액실
50 ; 하부액실 100 : 자동유체개폐수단
101 : 유로 110 : 요오크
111 : 본체 111a : 수납공간
112 : 코일고정플레이트 112a : 코일
113 : 연결리브 120 : 플런저
121 : 상부 플레이트 121a : 유체홀
122 : 러버브릿지 123 : 스톱퍼

Claims (8)

  1. 브래킷 하우징(20)의 내부에서, 중앙에 엔진과 체결되는 센터볼트(11)가 인입되는 코어(10)와, 상기 코어의 외주면에 형성되는 러버(30); 및
    상기 코어(10) 및 러버(30)와 맞닿아 내부에 액체가 봉입된 상부액실(40); 및
    상부액실(40)의 하부에 위치하여 내부에 액체가 봉입된 하부액실(50); 및
    상기 상부액실(40)과 하부액실(50) 사이에 전류 가변을 통해 유로(101)를 연속적으로 개폐하기 위한 자동유체개폐수단(100)이 설치된 가변특성을 갖는 유체마운트에 있어서,
    상기 자동유체개폐수단(100)은,
    상부가 개구되고 내부에 수납공간(111a)이 형성된 본체(111)와, 상기 수납공간 하부에 코일(112a)이 설치된 코일고정플레이트(112)로 이루어진 요오크(110); 및
    상기 요오크 수납공간(111a) 내에 설치되며 다수 유체홀(121a)이 형성되어 상기 코일(112a)의 자기력에 의해 수납공간(111a) 내에서 상하로 이동되는　플런저(120)로 구성되고;
    상기 플런저(120)는 요오크 의 수납공간(111a) 내에 코일고정플레이트(112)로부터 일정한 간격을 두고 설치되며 원판형상을 갖는 상부 플레이트(121)를 갖고, 상기 요오크(110)의 수납공간(111a) 내에 설치되는　플런저(120)는 수납공간(111a)보다 작은 직경으로 이루어져 상기 수납공간(111a)과　플런저(120) 사이에 유로(101)가 형성되어 하부액실과 상부액실로 통하는 유체통로가 형성된 것을 특징으로 하는 주행성능 개선을 위한 연속적인 가변특성을 갖는 유체마운트.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 플런저(120)는;
    유체홀(121a)이 형성되는 상부 플레이트(121); 및
    상기 상부 플레이트(121) 하부에 설치되는 원통형상의 러버브릿지(122);
    로 구성된 것을 특징으로 하는 주행성능 개선을 위한 연속적인 가변특성을 갖는 유체마운트.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 유체홀(121a)이 형성된 플레이트(121) 하부면에 플런저(120) 승하강시 발생하는 이음을 방지하기 위한 스톱퍼(123)가 형성된 것을 특징으로 하는 주행성능 개선을 위한 연속적인 가변특성을 갖는 유체마운트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 요오크(110)에 설치된 코일(121a)의 자기력에 의해 플런저(120)가 코일고정플레이트(112) 쪽으로 이동되는 것을 특징으로 하는 주행성능 개선을 위한 연속적인 가변특성을 갖는 유체마운트.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 러버브릿지(122)는 플런저(120) 하강시 외측으로 휘어지면서 유로(101)를 막도록 한 것을 특징으로 하는 주행성능 개선을 위한 연속적인 가변특성을 갖는 유체마운트.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 유로(101)는 전류의 세기에 따라 유로 간격이 가변되는 것을 특징으로 하는 주행성능 개선을 위한 연속적인 가변특성을 갖는 유체마운트.
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