KR102586455B1 - 유체 봉입식 엔진 마운트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체 봉입식 엔진 마운트에 관한 것으로서, 가진 변위의 증대시에도 높은 감쇠값(손실계수)을 나타낼 수 있는 유체 봉입식 엔진 마운트를 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 액실을 형성하는 인슐레이터; 상기 액실을 상부액실과 하부액실로 구획하고, 상기 인슐레이터와 함께 상부액실을 형성하며, 상기 상부액실과 하부액실 사이의 유체 흐름을 유도하기 위한 환형 유로인 오리피스를 가지는 오리피스 어셈블리; 상기 오리피스 어셈블리의 오리피스 상판과 오리피스 하판 사이에 위치되는 멤브레인; 및 상기 오리피스 어셈블리와 함께 하부액실을 형성하는 다이어프램을 포함하고, 상기 오리피스는 오리피스 상판의 개구홀이 위치된 유로 입구부로부터 오리피스 하판의 개구홀이 위치된 유로 출구부를 향해 가면서 유로 단면적이 점차 축소되는 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 유체 봉입식 엔진 마운트가 개시된다.

Description

유체 봉입식 엔진 마운트{Hydraulic engine mount}

본 발명은 유체 봉입식 엔진 마운트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가진 변위의 증대시에도 높은 감쇠값(손실계수)을 나타낼 수 있는 유체 봉입식 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.

또한, 차체에 전달되는 진동 및 소음을 효과적으로 저감시키기 위해서는 마운트의 특성이 저속에서는 감쇠가 크고 고속에서는 동적 스프링 상수가 낮은 것이 요구되는데, 이러한 특성을 만족하기 위해 유체 봉입식 엔진 마운트가 사용되고 있다.

유체 봉입식 엔진 마운트에서는 마운트 내부의 유체가 외부 변위로 인해 발생한 두 액실 사이의 압력차에 의해 액실 사이의 오리피스 채널을 통과하면서 감쇠 효과를 발생시킨다.

유체 봉입식 엔진 마운트는 유체 마운트 또는 하이드로 마운트라 칭하기도 하는 것으로, 인슐레이터 아래에 봉입된 유체가 상부액실과 하부액실 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.

유체 봉입식 엔진 마운트의 감쇠 성능 및 특성은 노면 가진 주파수와 변위에 따라 적절하게 튜닝하여 개발하고 있으나, 특정 변위가 아닌 다양한 변위의 노면에서는 주파수와 감쇠 피크점(손실계수, Tan delta)이 달라진다.

특히, 가진 변위가 커질수록 감쇠력이 낮아지는 문제가 있으므로 험로나 차이나 범프와 같은 높은 둔턱 통과시에 발생하는 대변위 가진에서는 기대하는 감쇠력 대비 낮은 성능을 나타낸다.

도 1은 1 ~ 3mm 가진 변위에 따른 주파수의 이동과 감쇠값(손실계수, tan delta)의 하향을 나타내며, 감쇠값의 하향은 감쇠 성능 열세의 주 원인이 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 가진 변위의 증대시에도 높은 감쇠값(손실계수)을 나타낼 수 있는 유체 봉입식 엔진 마운트를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 액실을 형성하는 인슐레이터; 상기 액실을 상부액실과 하부액실로 구획하고, 상기 인슐레이터와 함께 상부액실을 형성하며, 상기 상부액실과 하부액실 사이의 유체 흐름을 유도하기 위한 환형 유로인 오리피스를 가지는 오리피스 어셈블리; 상기 오리피스 어셈블리의 오리피스 상판과 오리피스 하판 사이에 위치되는 멤브레인; 및 상기 오리피스 어셈블리와 함께 하부액실을 형성하는 다이어프램을 포함하고, 상기 오리피스는 상기 오리피스 상판의 개구홀이 위치된 유로 입구부로부터 상기 오리피스 하판의 개구홀이 위치된 유로 출구부가 위치한 방향을 향해 가면서 유로 단면적이 점차 축소되는 형상을 가진 부분을 포함하며, 상기 오리피스 상판의 개구홀에 유체로부터 가해지는 압력에 의해 변형되어 개구홀의 유로 단면적을 가변시킬 수 있는 가변형 게이트가 설치되는 유체 봉입식 엔진 마운트를 제공한다.

여기서, 상기 오리피스의 유로 단면적은 상기 입구부로부터 상기 출구부를 향해 가면서 점차 축소되어 출구부에 도달하기 전의 정해진 위치에서 가장 작아졌다가, 다시 출구부를 향해 가면서 유로 단면적이 증가하는 형상을 가질 수 있다.

또한, 상기 오리피스 상판과 오리피스 하판이 형성하는 상기 오리피스의 유로 단면 형상이 타원형인 것이 바람직하다.

또한, 상기 오리피스의 유로 단면 형상이 상하로 긴 타원형인 것이 바람직하다.

또한, 상기 오리피스 상판의 개구홀에 유체로부터 가해지는 압력에 의해 변형되어 개구홀의 유로 단면적을 가변시킬 수 있는 가변형 게이트가 설치됨이 바람직하다.

여기서, 상기 가변형 게이트는 상기 오리피스 상판의 개구홀 내측에 위치한 부분에 절개부가 형성되어, 상기 절개부를 통해 상기 개구홀 내측에 위치한 부분이 변형되도록 한 것일 수 있다.

또한, 상기 가변형 게이트는 고무를 재질로 하여 가류 성형의 방식으로 상기 오리피스 상판의 개구홀 주변 부분에 접합되어 고정될 수 있다.

또한, 상기 오리피스 하판의 개구홀에 유체로부터 가해지는 압력에 의해 변형되어 개구홀의 유로 단면적을 가변시킬 수 있는 가변형 게이트가 설치됨이 바람직하다.

여기서, 상기 가변형 게이트는 상기 오리피스 하판의 개구홀 내측에 위치한 부분에 절개부가 형성되어, 상기 절개부를 통해 상기 개구홀 내측에 위치한 부분이 변형되도록 한 것일 수 있다.

또한, 상기 가변형 게이트는 고무를 재질로 하여 가류 성형의 방식으로 상기 오리피스 하판의 개구홀 주변 부분에 접합되어 고정될 수 있다.

이로써, 본 발명에 따른 유체 봉입식 엔진 마운트에 의하면, 오리피스를 통과하는 유체의 유동 저항 및 압력을 저감시킬 수 있도록 오리피스 어셈블리의 구성을 개선함으로써 변위 증대시에도 높은 감쇠력(손실계수)을 나타낼 수 있게 된다.

또한, 감쇠력이 증대됨에 따라 차량에서의 쉐이크 진동이나 차량의 차이나 범프 통과시에도 여진감(승차감)의 개선이 가능해진다.

도 1은 유체 봉입식 엔진 마운트에서 가진 변위별 주파수에 따른 감쇠값의 그래프를 예시한 도면이다.
도 2는 유체 봉입식 엔진 마운트에서 유체 저항별 주파수에 따른 감쇠값의 그래프를 예시한 도면이다.
도 3은 엔진 마운트의 오리피스 유로에서의 유체 속도 분포를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유체 봉입식 엔진 마운트를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 엔진 마운트에서 오리피스 어셈블리를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유체 봉입식 엔진 마운트에서 오리피스 하판의 유로 형상을 나타낸 평면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 유체 봉입식 엔진 마운트에서 오리피스의 유로 형상을 보여주는 오리피스 어셈블리의 단면 사시도이다.
도 8과 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 유체 봉입식 엔진 마운트의 오리피스 어셈블리에서 가변형 게이트의 설치상태를 예시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 유체 봉입식 엔진 마운트의 오리피스 어셈블리에서 가변형 게이트의 작동상태를 예시한 도면이다.
도 11은 종래의 엔진 마운트에 사용되는 오리피스 어셈블리를 도시한 도면이다.
도 12는 종래의 엔진 마운트와 본 발명의 엔진 마운트에서 오리피스의 유로 단면 형상을 비교하여 나타낸 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.

본 발명은 가진 변위의 증대시에도 높은 감쇠값(손실계수)을 나타낼 수 있는 유체 봉입식 엔진 마운트에 관한 것이다.

도 2는 유체 봉입식 엔진 마운트에서 유체 저항(Resistance, R)별로 주파수(frequency)에 따른 감쇠값(Tan delta)을 보여주는 도면으로, 럼프 모델링(Lumped modeling)을 이용한 파라미터 기여도 검토를 수행한 결과, 감쇠력의 하향에 기여하는 파라미터는 유체의 저항임을 확인할 수 있었고, 도 2에서 볼 수 있듯이 저항(R)이 증가함에 따라 댐핑 효과가 감소하고 주파수가 좌측으로 이동하였다.

도 3은 마운트의 오리피스 유로에서의 유체 속도 분포를 나타낸 것으로, 유로 내 유체 입력시 높은 속도를 유지하다가 점점 속도가 줄어든 후 출구 직전에 다시 속도가 증가함을 볼 수 있다.

또한, 본 발명자는 가진 변위가 늘어나면 유동하는 유체의 유량이 증가하므로 속도 구배가 증가하고, 그에 따라 저항이 증가하여 감쇠력이 손실되는 현상이 나타남을 확인하였다.

이에 따라, 본 발명자는 유체 흐름 및 속도 구배에 의한 저항 최소화의 관점에서 감쇠력 손실을 개선할 수 있는 오리피스 어셈블리의 구성을 제시한다.

먼저, 도 4는 공지의 유체 봉입식 엔진 마운트를 도시한 단면도로서, 본 발명의 이해를 돕기 위해, 도 4를 참조하여 공지의 유체 봉입식 엔진 마운트의 구성에 대해 우선 설명하기로 한다.

구성을 설명하면, 유체 봉입식 엔진 마운트(100)는 하이드로 엔진 마운트라 칭하기도 하는 것으로서, 엔진과 차체 사이에 진동 절연을 위해 설치되는 것이며, 내부에 유체를 충전하여 봉입한 마운트이다.

도시된 바와 같이, 유체 봉입식 엔진 마운트(100)는 미도시된 마운팅 브라켓을 통해 차체 측에 체결되는 케이스(110), 엔진 측에 체결되는 센터볼트(center bolt)(120), 센터볼트(120)가 결합된 인너코어(inner core)(130), 인너코어(130)와 일체로 결합되도록 성형된 고무 재질의 인슐레이터(140)를 포함한다.

인슐레이터(140)는 메인 러버 또는 마운트 러버라 칭하기도 하는 것으로서, 케이스(110) 내에 위치하여 인너코어(130)를 고정 및 지지하고, 하측의 오리피스 어셈블리(150)와 함께 상부액실(C1)을 형성한다.

상기 케이스(110) 내에서 인슐레이터(140)의 하부가 아우터 파이프(111)의 내측으로 끼워져 고정될 수 있고, 이때 아우터 파이프(111)가 케이스(110)의 내측으로 삽입되어 결합됨과 더불어, 인슐레이터(140)의 하부를 둘러싸도록 결합될 수 있다.

아우터 파이프(111)는 그 안쪽으로 위치되는 오리피스 어셈블리(150)와 다이어프램(170) 등을 보호하는 역할을 함은 물론, 인슐레이터(140)와 오리피스 어셈블리(150)를 지지하면서 인슐레이터(140), 오리피스 어셈블리(150), 다이어프램(170)의 결합상태를 유지하는 역할을 한다.

아우터 파이프(111)의 내부에는 마운트 내부의 액실을 상부액실(C1)과 하부액실(C2)로 구획하는 오리피스 어셈블리(150)가 횡방향으로 설치되고, 오리피스 어셈블리(150)는 상부액실(C1)과 하부액실(C2) 사이의 유체 흐름을 유도하기 위한 우회 유로를 형성하는 오리피스(156)를 가진다.

이때, 오리피스 어셈블리(150)에는 오리피스(156)를 상부액실(C1)과 연통시키는 개구홀(미도시)과, 오리피스(156)를 하부액실(C2)과 연통시키는 개구홀(미도시)이 형성된다.

이에 따라, 상부액실(C1)과 오리피스(156) 사이, 및 하부액실(C2)과 오리피스(156) 사이가 오리피스 어셈블리(150)의 개구홀들을 통해 유체 이동이 가능하도록 연통된다.

즉, 오리피스(156)는 유체가 흐를 수 있는 환형의 유로를 제공하고 있는 것으로서, 상기 개구홀들을 통해 상부액실(C1)과 하부액실(C2)에 모두 연통되어 있다.

따라서, 상기 오리피스(156)가 상부액실(C1)과 하부액실(C2) 사이를 연결하는 일종의 유체 통로, 즉 양측의 액실(C1,C2) 사이에 유체가 이동할 수 있도록 하는 유로를 제공한다.

또한, 아우터 파이프(111)의 내부에서 오리피스 어셈블리(150)의 하측으로는 하부액실(C2)을 형성하는 다이어프램(170)이 설치되고, 이에 오리피스 어셈블리(150)와 다이어프램(170)이 하부액실(C2)를 형성한다.

이러한 구성의 마운트(100)에서 케이스(110) 내부의 액실에 유체가 채워져 봉입되면, 결국 마운트(100)는 오리피스 어셈블리(150)와 인슐레이터(140) 사이에 상부액실(C1)을 가지는 동시에, 오리피스 어셈블리(150)와 다이어프램(170) 사이에 하부액실(C2)을 가지는 구조가 된다.

마운트(100)의 내부에서 오리피스 어셈블리(150)를 사이에 두고 그 위쪽에는 상부액실(C1)이 형성되고, 아래쪽에는 하부액실(C2)이 형성된 구조가 되는 것이다.

다이어프램(170)은 마운트(100)에 입력되는 진동상태 및 진동으로 인한 상, 하부액실(C1,C2) 간의 유체 유동상태, 하부액실(C2) 내 유체 압력상태 등에 따라 변형될 수 있고, 다이어프램(170)이 변형될 경우 유체가 채워진 하부액실(C2)의 용적 또한 변화하게 된다.

한편, 오리피스 어셈블리(150)는 오리피스 상판(orifice upper plate)(151)과 오리피스 하판(orifice lower plate)(152)으로 구성되고, 오리피스 상판(151)과 오리피스 하판(152) 사이의 공간에 멤브레인(160)이 삽입되어 위치된다.

이에 따라, 상부액실(C1)은 인슐레이터(140)와 오리피스 상판(151), 멤브레인(160) 사이에 유체가 봉입되어 있는 공간이 되고, 하부액실(C2)은 오리피스 하판(152)과 멤브레인(160), 다이어프램(170) 사이에 유체가 봉입되어 있는 공간이 된다.

또한, 오리피스 하판(152)의 둘레 부분에 상부액실(C1)과 하부액실(C2)의 둘레 부분을 따라 환형으로 배치되도록 형성된 오리피스(156)가 구비되고, 이 오리피스(156)를 오리피스 상판(151)이 상측에서 덮고 있는 구조로 되어 있다.

상기 오리피스(156)를 이너시아 트랙(inertia track)이라 칭하기도 하며, 오리피스 어셈블리(150)를 노즐 플레이트(nozzle plate), 오리피스 상판(151)을 노즐 상판(nozzle upper plate), 오리피스 하판(152)을 노즐 하판(nozzle lower plate)이라 칭하기도 한다.

상기와 같은 오리피스 어셈블리(150)의 구성에서 오리피스 상판(151)과 오리피스 하판(152)은 멤브레인(160)이 수납되는 공간을 형성하며, 이때 상판(151)과 하판(152)이 멤브레인(160)이 수납되고 멤브레인의 유동을 구속하는 일종의 케이스 역할을 한다.

또한, 멤브레인 수납공간을 형성하고 있는 오리피스 상판(151)에는 멤브레인 수납공간과 상부액실(C1) 사이를 연통시키는 관통홀이 형성되고, 오리피스 하판(152)에는 멤브레인 수납공간과 하부액실(C2) 사이를 연통시키는 관통홀이 형성되어 있다.

결국, 상기와 같이 구성된 유체 봉입식 엔진 마운트(100)에서는 엔진 측으로부터 센터볼트(120)를 통해 인너코어(130) 및 인슐레이터(140)에 진동이 전해질 때, 인슐레이터(140)가 변형되면서 상부액실(C1)의 체적이 변하게 되고, 이때 변한 체적에 상응하는 양만큼의 유체가 상부액실(C1)로부터 하부액실(C2)로 이동하게 된다.

이렇게 이동하는 유체는 오리피스 상판(151)의 개구홀을 통해 환형의 오리피스(156)로 유입된 뒤 오리피스를 따라 흐르거나, 또는 멤브레인(160)과 오리피스 상판(151)과 오리피스 하판(152) 사이의 간극을 통과하는 과정에서 충격하중을 감쇠하게 된다.

한편, 본 발명의 유체 봉입식 엔진 마운트는 도 4에 도시된 공지의 구성 중 오리피스 어셈블리(150)를 개선한 것으로, 이 오리피스 어셈블리(150)를 제외한 나머지 구성의 경우 공지의 마운트와 비교하여 차이가 없다.

이하의 설명에서는 본 발명의 실시예에 따른 엔진 마운트에서 개선된 오리피스 어셈블리의 구성에 대해 좀 더 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 도 4에 도시된 엔진 마운트의 구성 중 오리피스 어셈블리만이 이하 설명되는 오리피스 어셈블리로 대체된 구성을 가진다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 엔진 마운트에서 오리피스 어셈블리를 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 엔진 마운트에서 오리피스 하판의 유로 형상을 나타낸 평면도이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 엔진 마운트에서 오리피스의 유로 형상을 보여주는 오리피스 어셈블리의 단면 사시도이고, 도 8과 도 9는 오리피스 어셈블리에서 가변형 게이트의 설치상태를 예시한 도면이다.

본 발명의 엔진 마운트에서는 오리피스(156)의 유로 형상을 유체의 유속 구배 특성을 고려한 압력 저감 형상이 될 수 있도록 개선하고, 오리피스(156)의 유로 단면 형상을 유체의 저항을 감소시킬 수 있는 형상이 되도록 개선한다.

또한, 본 발명의 엔진 마운트에서는 유체의 저항 및 압력 감소를 통해 감쇠력이 보강될 수 있도록, 후술하는 바와 같이 오리피스(156)의 입구홀 부분에, 유체로부터 가해지는 압력에 의해 변형되어 입구홀의 유로 단면적을 선택적으로 가변시킬 수 있는 가변형 게이트(155)가 설치된다.

먼저, 도 5에는 오리피스 상판(151)과 오리피스 하판(152)을 포함하여 구성된 오리피스 어셈블리(150)가 예시되어 있으며, 오리피스 상판(151)과 오리피스 하판(152)은 조립된 상태로 도시되어 있으나, 멤브레인 수납공간에 넣어지는 멤브레인에 대해서는 도시를 생략하였다.

여기서, 멤브레인 수납공간은 오리피스 상판(151)과 오리피스 하판(152) 사이의 빈 내부 공간이며, 오리피스 상판(151)과 오리피스 하판(152)에는 액실과 멤브레인 수납공간 사이를 연통시키는 관통홀(151a,152a)이 각각 형성된다.

오리피스 상판(151)의 관통홀(151a)은 대략 중앙 위치에 형성되어 상부액실(도 4에서 도면부호 C1임)과 멤브레인 수납공간 사이를 연통시키고, 오리피스 하판(152)의 관통홀(152a)은 하부액실(도 4에서 도면부호 C2임)과 멤브레인 수납공간 사이를 연통시킨다.

또한, 상기 오리피스 상판(151)과 오리피스 하판(152)에는 각각 오리피스(156)의 유로에 대해 유체가 출입할 수 있도록 구비되는 개구홀(153,154)이 형성된다.

엔진 마운트(100)에 압축방향의 하중이 가해져 인슐레이터(140)가 아래로 변형되는 가압시에는 상부액실(주 액실)(C1)의 유체가 오리피스 어셈블리(150)의 오리피스(156)를 통과한 후 하부액실(보조 액실)(C2)로 이동하는데, 이때 오리피스 상판(151)의 개구홀(153)은 유체가 상부액실(C1)에서 오리피스(156)로 유입되는 입구홀이 되고, 오리피스 하판(152)의 개구홀(154)은 오리피스(156)를 통과한 유체가 하부액실(C2)로 배출되는 출구홀이 된다.

또한, 도 5 및 도 6에서 알 수 있듯이, 오리피스 어셈블리(150)에서 오리피스(156)가 형성하는 유로는 환형의 유로로서, 오리피스(156)에서 유체가 흐르는 유체 이동방향 및 유로의 길이방향은 오리피스 어셈블리(150)에서 원주방향이 된다.

또한, 오리피스(156)의 유로에서 상판(151)의 개구홀(입구홀)(153)이 위치된 부분이 입구부라 할 수 있고, 하판(152)의 개구홀(출구홀)(154)이 위치된 부분이 출구부라 할 수 있다.

이때, 오리피스(156)는 도 6에 나타낸 바와 같이 입구부에서 유로의 단면적이 가장 크고, 상기 입구부에서 출구부가 위치한 방향을 향해 가면서 유로의 단면적이 점차 축소되는 형상을 가진 부분을 포함한다.

또한, 오리피스(156)의 형상에 있어서, 상기 입구부로부터 유로의 길이방향을 따라 출구부를 향해 가면서 상기 출구부에 도달하기 전의 정해진 위치에서 유로 단면적이 가장 작아졌다가, 다시 출구부 쪽의 유로 끝 부분을 향해 가면서 유로 단면적이 대략 입구부의 유로 단면적 수준이 되도록 다시 증가하는 형상을 가진다.

출구부 쪽의 유로 끝 부분에서부터 반대로 입구부 쪽을 향해 정해진 거리만큼 떨어진 곳에 위치한 유로 부분이 유로 단면적이 가장 작은 부분으로 되어 있고, 이 부분을 지나 출구부를 향해 가면서 유로 단면적이 다시 입구부 수준으로 커지는 형상을 가지고 있는 것이다.

또한, 도 7에 나타낸 바와 같이, 오리피스 상판(151)과 오리피스 하판(152)이 형성하는 오리피스(156)는, 유로의 단면 형상에 있어서, 사각형이 아닌 타원형의 단면 형상을 가지도록 형성된다.

이때, 오리피스(156)의 유로가 타원형의 단면 형상을 가지도록 함에 있어서, 도 7에 나타낸 바와 같이, 타원의 장축방향이 상하방향이 되는 타원형의 단면 형상, 즉 마운트 및 오리피스 어셈블리(150)에서 상하로 긴 타원형의 단면 형상을 가지도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 오리피스(156)의 유로 단면 형상을 상하로 긴 타원 형상이 되도록 할 경우, 유로의 단면적을 크게 하기 위해, 유로의 단면상 좌우방향 폭을 증대시킬 필요 없이 간단히 유로의 상하방향 크기만 증대시키면 되므로, 오리피스 어셈블리(150)의 직경을 크게 하지 않고 유지하면서 충분한 크기의 유로 단면적을 확보할 수 있게 된다.

도 7을 참조하면, 오리피스(156)의 유로가 상하로 긴 타원형의 단면 형상을 가지고 있음을 볼 수 있고, 이때 오리피스 상판(151)과 오리피스 하판(152)이 접합되었을 때 하나의 타원형 단면의 유로를 형성할 수 있는 유로 홈(156a,156b)이 상판(151)과 하판(152)의 접합면에 각각 형성되어 있음을 볼 수 있다.

도 7에서는 후술하는 가변형 게이트(도 8에서 도면부호 155임)의 도시는 생략하였다.

도 11은 종래의 마운트에 사용되는 오리피스 어셈블리(150)를 도시한 도면으로, 도시된 바와 같이, 종래의 마운트에서는 오리피스 상판(151)과 오리피스 하판(152)이 형성하는 오리피스(156)의 유로가 길이방향을 따라 전 구간에서 일정한 단면적을 가지도록 형성된다.

이는 오리피스(156) 내 유체의 속도 구배 특성을 반영하지 않은 것으로, 이와 달리 본 발명에서는 오리피스(156)의 프로파일에 있어서 속도 구배 데이터를 토대로 출구부의 근방에서 오리피스의 유로 단면적이 축소되는 압력 저감 프로파일 구조가 적용된다(도 6 참조).

도 12는 종래의 마운트와 본 발명의 마운트에서 오리피스의 유로 단면 형상을 비교하여 나타낸 도면으로, 도시된 바와 같이, 종래의 마운트에서는 오리피스(156)의 유로 단면 형상이 사각 형상을 가지며, 이러한 사각 형상의 경우 유로 내 각 모서리 부분에서 유체의 와류가 발생하면서 오리피스를 통과하는 유체의 유동 저항이 크게 발생한다.

반면, 본 발명의 마운트에서는 오리피스(156)의 유로가 모서리가 없는 타원형의 단면 형상을 가지도록 형성됨으로써 대변위시 오리피스 내 유체 통과 저항이 최소화될 수 있고, 와류 발생 및 그로 인한 저항 증가가 방지되는 것은 물론, 오리피스(156)가 상하로 긴 타원형의 단면 형상으로 형성되어 오리피스 어셈블리(150)의 사이즈는 유지할 수 있게 된다.

한편, 도 8과 도 9에 나타낸 바와 같이, 유체의 저항 및 압력 감소를 통해 감쇠력이 보강될 수 있도록 오리피스(156)의 입구홀(153)에 유로 단면적을 가변시킬 수 있는 변형 가능한 재질의 가변형 게이트(155)가 설치된다.

이때, 가변형 게이트(155)는 고무 재질로 이루어질 수 있다.

상기 오리피스(156)의 입구홀(153)은 상부액실(C1)의 유체가 오리피스의 유로 내에 진입하기 위해 통과하는 오리피스 상판(151)의 개구홀을 의미하고, 이 오리피스(156)의 입구홀(153)을 종래의 입구홀보다 더 큰 홀 면적(유체 통과 단면적)을 가지도록 더 크게 형성한다.

그리고, 상기 입구홀(153)에 절개된 고무 재질의 가변형 게이트(155)를 가류 성형의 방식으로 일체로 고정하여 설치하며, 가변형 게이트(155)의 적어도 일부분이 오리피스 상판(151)의 입구홀 주변 부분에 중첩된 상태로 접합되어 고정된다.

또한, 가변형 게이트(155)는 적어도 일부분이 절개되어 있는 것으로, 가변형 게이트(155)에서 절개된 부분, 즉 절개부(155a)를 통해 입구홀(153) 내측에 위치한 가변형 게이트 부분이 아래로 휘는 변형을 할 수 있도록 되어 있다.

이 경우, 유체가 입구홀(153) 내측의 가변형 게이트 부분에 힘을 가하게 되어 가변형 게이트 부분이 아래로 변형될 때, 가변형 게이트(155)가 열리면서 유체가 통과할 수 있는 입구홀(153)의 유체 통과 면적이 확장될 수 있게 된다.

위에서 오리피스 상판(151)의 개구홀(153)인 오리피스의 입구홀에만 가변형 게이트(155)가 설치됨을 설명하였으나, 이러한 가변형 게이트(155)는 상기 오리피스 입구홀과 함께 오리피스 하판(152)의 개구홀(154)인 오리피스 출구홀에도 동일한 방식으로 설치될 수 있다.

또는 오리피스 하판(152)의 개구홀(154)인 오리피스 출구홀에만 상기와 같은 가변형 게이트가 설치될 수 있다.

이러한 오리피스 출구홀의 가변형 게이트 또한 유체가 가하는 압력에 의해 변형될 때 열리면서 출구홀의 유체 통과 면적을 확장시키는 기능을 한다.

결국, 상기와 같은 가변형 게이트(155)는 유체 압력이 높아지는 문제를 개선하기 위한 것으로서, 압력 저감과 더불어 유체의 유동 저항을 저감시키는 작용을 하게 된다.

도 10은 가변형 게이트의 작동상태를 예시한 도면으로, 유체가 오리피스로 유입될 때, 유체 유동의 힘에 의해 가변형 게이트(155)가 아래로 변형되고, 이때 가변형 게이트(155)가 열리면서 입구홀(153)의 확장된 공간을 통해 유체가 통과할 수 있으므로 유체의 압력과 저항이 저감될 수 있게 된다.

이와 같이 하여, 본 발명에 따른 엔진 마운트에서는 오리피스를 통과하는 유체의 유동 저항 및 압력을 저감시킬 수 있도록 오리피스 어셈블리의 구성을 개선함으로써 변위 증대시의 감쇠력(손실계수)을 증대시킬 수 있게 된다.

또한, 감쇠력이 증대됨에 따라 차량에서의 쉐이크 진동이나 차량의 차이나 범프 통과시 여진감(승차감) 개선이 가능해진다.

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.

100 : 엔진 마운트 110 : 케이스
111 : 아우터 파이프 120 : 센터볼트
130 : 인너코어 140 : 인슐레이터
150 : 오리피스 어셈블리 151 : 오리피스 상판
152 : 오리피스 하판 151a, 152a : 관통홀
153 : 개구홀(입구홀) 154 : 개구홀(출구홀)
155 : 가변형 게이트 155a : 절개부
156 : 오리피스 156a, 156b : 유로홈
160 : 멤브레인 170 : 다이어프램
C1 : 상부액실 C2 : 하부액실

Claims (10)

1. 액실을 형성하는 인슐레이터; 상기 액실을 상부액실과 하부액실로 구획하고, 상기 인슐레이터와 함께 상부액실을 형성하며, 상기 상부액실과 하부액실 사이의 유체 흐름을 유도하기 위한 환형 유로인 오리피스를 가지는 오리피스 어셈블리; 상기 오리피스 어셈블리의 오리피스 상판과 오리피스 하판 사이에 위치되는 멤브레인; 및 상기 오리피스 어셈블리와 함께 하부액실을 형성하는 다이어프램을 포함하고,
   상기 오리피스는 상기 오리피스 상판의 개구홀이 위치된 유로 입구부로부터 상기 오리피스 하판의 개구홀이 위치된 유로 출구부가 위치한 방향을 향해 가면서 유로 단면적이 점차 축소되는 형상을 가진 부분을 포함하며,
   상기 오리피스 상판의 개구홀에 유체로부터 가해지는 압력에 의해 변형되어 개구홀의 유로 단면적을 가변시킬 수 있는 가변형 게이트가 설치되는 것을 특징으로 하는 유체 봉입식 엔진 마운트.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 오리피스의 유로 단면적은 상기 입구부로부터 상기 출구부를 향해 가면서 점차 축소되어 출구부에 도달하기 전의 정해진 위치에서 가장 작아졌다가, 다시 출구부를 향해 가면서 유로 단면적이 증가하는 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 유체 봉입식 엔진 마운트.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 오리피스 상판과 오리피스 하판이 형성하는 상기 오리피스의 유로 단면 형상이 타원형인 것을 특징으로 하는 유체 봉입식 엔진 마운트.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 오리피스의 유로 단면 형상이 상하로 긴 타원형인 것을 특징으로 하는 유체 봉입식 엔진 마운트.
   
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 가변형 게이트는 상기 오리피스 상판의 개구홀 내측에 위치한 부분에 절개부가 형성되어, 상기 절개부를 통해 상기 개구홀 내측에 위치한 부분이 변형되도록 한 것을 특징으로 하는 유체 봉입식 엔진 마운트.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 가변형 게이트는 고무를 재질로 하여 가류 성형의 방식으로 상기 오리피스 상판의 개구홀 주변 부분에 접합되어 고정되는 것을 특징으로 하는 유체 봉입식 엔진 마운트.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 오리피스 하판의 개구홀에 유체로부터 가해지는 압력에 의해 변형되어 개구홀의 유로 단면적을 가변시킬 수 있는 가변형 게이트가 설치되는 것을 특징으로 하는 유체 봉입식 엔진 마운트.
   
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 가변형 게이트는 상기 오리피스 하판의 개구홀 내측에 위치한 부분에 절개부가 형성되어, 상기 절개부를 통해 상기 개구홀 내측에 위치한 부분이 변형되도록 한 것을 특징으로 하는 유체 봉입식 엔진 마운트.
   
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 가변형 게이트는 고무를 재질로 하여 가류 성형의 방식으로 상기 오리피스 하판의 개구홀 주변 부분에 접합되어 고정되는 것을 특징으로 하는 유체 봉입식 엔진 마운트.

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