KR20090033656A - 에어 댐퍼 마운트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어 댐퍼 마운트에 관한 것으로, 엔진에 고정되는 엔진측 고정부(110); 상기 엔진측 고정부(110)의 하부에 결합되어 상기 엔진의 진동이 전달됨에 따라 상하 유동되는 고무 재질의 메인 러버(120); 상기 메인 러버(120)의 하부에 형성되고 내부에 공기가 충진되며, 하단부에 공기를 외부로 배출하기 위한 다이채널(132)이 형성된 에어워킹챔버(130); 및 상기 에어워킹챔버(130)의 내부 바닥면에 설치되어 내부에 공기가 충진되며, 하단부에 공기를 외부로 배출하기 위한 서브다이채널(158)이 형성된 서브워킹챔버(140)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 고주파 저변위 시에는 원래의 다이 채널을 통해 감쇄 효과를 갖고, 저주파 고변위 시에는 서브 워킹챔버에 형성된 서브 다이채널을 통해 감쇄 효과를 얻을 수 있어 유체 엔진 마운트와 동등한 특성을 갖는 에어 댐퍼 마운트를 제공할 수 있어 원가를 절감하는 효과가 있다.

엔진 마운트, 에어 댐퍼 마운트

Description

에어 댐퍼 마운트{Air damper mount}

본 발명은 에어 댐퍼 마운트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저주파 대진폭 시에도 감쇄 효과를 얻을 수 있는 서브다이채널을 갖는 에어 댐퍼 마운트에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 엔진은 피스톤과 커넥팅 로드의 상하운동에 의한 중심위치의 주기적인 변화, 실린더의 축방향으로 생기는 왕복 운동부분의 관성력, 커넥팅 로드가 크랭크 축의 좌우로 흔들리는 것에 의한 관성력, 크랭크 축에 가해지는 회전력의 주기적인 변화 등으로 인하여 구조적으로 항상 진동을 발생시킨다.

이러한 진동 발생의 원인들은 단독으로 작용하는 것이 아니라 복합적으로 작용하여 엔진의 상하방향 및 좌우방향 등으로 진동을 발생시키고 있어 이러한 진동이 차체를 통해 실내로 전달되면 쾌적한 운행 환경을 해치고 탑승자에게 불쾌감을 줄 수 있다.

따라서 엔진과 차체 사이에는 통상적으로 동력발생과정에서 발생되는 엔진의 진동이 차체에 전될되는 것을 차단하거나 상쇄시켜주는 엔진 마운트가 설치된다.

엔진 마운트는 고무 재질의 러버 엔진 마운트(Rubber engine mount), 유체를 충진하여 감쇄 효과를 얻는 유체 엔진 마운트(Hydraulic engine mount), 유체 대신 공기를 충진하여 감쇄 효과를 얻는 에어 댐퍼 마운트(Air damped mount) 등이 있다.

러버 엔진 마운트는 유체 엔진 마운트보다 원가가 저렴하지만 감쇄 특성이 불리한 단점이 있고, 유체 엔진 마운트는 유체 질량에 대한 감쇄의 효과로 진동 및 소음을 절연하는 장점을 가지고 있지만 원가가 비싸다는 단점을 가지고 있다.

도 1은 종래의 에어 댐퍼 마운트를 도시한 모식도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 에어 댐퍼 마운트(10)는 기존의 유체 엔진 마운트의 특성을 살려 유체에 의한 감쇄 대신 공기를 주입해 공기가 다이 채널(die channel, 15)을 지나며 발생하는 마찰 감쇄(Friction damping)를 이용하는 것이다.

그러나 저주파의 큰 진폭이 발생하는 경우 에어워킹챔버(13)의 공기가 다이 채널(15)을 통해 빠져나가는 양이 너무 적어 일명 '주사기 효과(주사기의 피스톤을 천천히 누르면 주사 바늘의 홀을 통해 공기가 잘 빠져나가지만, 갑자기 큰 힘이 가해지면 홀을 통해 많은 공기가 한꺼번에 빠져나가지 못해 피스톤이 강체에 부딪힌 것처럼 움직이지 않는 현상)'로 불리는 현상이 타나나 오히려 공기의 압력이 높아지면서 강체와 같이 변하게 된다. 따라서 저주파의 큰 진폭일 경우에 감쇄 효과가 발생하지 않는 단점이 있다. 하지만 이를 방지하기 위해 다이 채널의 직경을 크게 하면 마찰 감쇄 효과가 없어지기 때문에 다이 채널의 직경을 크게 만들 수 없는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 고주파 저변위 시뿐만 아니라 저주파 고변위 시에도 감쇄 효과를 얻을 수 있는 에어 댐퍼 마운트를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 엔진에 고정되는 엔진측 고정부; 상기 엔진측 고정부의 하부에 결합되어 상기 엔진의 진동이 전달됨에 따라 상하 유동되는 고무 재질의 메인 러버; 상기 메인 러버의 하부에 형성되고 내부에 공기가 충진되며, 하단부에 공기를 외부로 배출하기 위한 다이채널이 형성된 에어워킹챔버; 및 상기 에어워킹챔버의 내부 바닥면에 설치되어 내부에 공기가 충진되며, 하단부에 공기를 외부로 배출하기 위한 서브다이채널이 형성된 서브워킹챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 댐퍼 마운트를 제공한다.

상기 서브다이채널은 상기 서브워킹챔버 및 에어워킹챔버의 바닥면을 공통으로 관통하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 서브워킹챔버는 상기 에어워킹챔버의 바닥면에 설치되며 상향 개방된 형태의 베이스부와, 상기 베이스부의 상부에 승강 이동 가능하게 결합되는 작동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 베이스부는 상향 개방된 형태의 지지부와, 상기 지지부의 상부에 결합되며 상향 개방된 형태의 판스프링과, 상기 지지부의 내부에 설치되는 스프링을 포 함하는 것을 특징으로 한다.

상기 작동부는 일단이 내측 상면에 결합되고 타단이 상기 판스프링의 내측으로 연장되는 바(bar) 형상의 피스톤과, 상기 피스톤의 하단에 장착되어 상기 스프링을 가압하는 가압부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 에어 댐퍼 마운트는 고주파 저변위 시에는 원래의 다이 채널을 통해 감쇄 효과를 갖고, 저주파 고변위 시에는 서브 워킹챔버에 형성된 서브 다이채널을 통해 감쇄 효과를 얻을 수 있어 유체 엔진 마운트와 동등한 특성을 갖는 에어 댐퍼 마운트를 제공할 수 있어 원가를 절감하는 효과가 있다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 에어 댐퍼 마운트에 대해 상세히 설명하기로 한다.

첨부된 도 2는 본 발명의 에어 댐퍼 마운트를 도시한 모식도이고, 도 3은 도 2의 주요 부분을 도시한 확대도이며, 도 4 및 도 5는 도 3의 주요 부분에 따른 작동 상태도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 에어댐퍼마운트(100)는 엔진 마운트의 일종으로, 크게 엔진에 볼팅 결합되는 엔진측 고정부(110)와, 엔진측 고정부(110)의 하부에 설치되어 엔진의 진동이 전달됨에 따라 상하 유동되는 고무 재질의 메인 러버(120)와, 메인 러버(120)의 하부에 결합되고 내부에 공기가 충진되는 에어워킹 챔버(130)와, 에어워킹챔버(130)의 내부 바닥면에 형성되는 서브워킹챔버(140)로 구성된다.

에어워킹챔버(130)의 하단부 일측에는 내부에 충진된 공기가 빠져나갈 수 있도록 다이 채널(Die channel, 132)이 형성되며, 다이채널(132)은 후술할 서브다이채널(158)보다 협소한 폭으로 형성된다. 그 이유는 에어댐퍼마운트(100)에 엔진의 진동이나 외력이 가해졌을 때 메인 러버(120)가 가압되어 눌리면서 에어워킹챔버(130) 내의 공기가 빠져나갈 때 충분한 마찰 감쇄(Friction damping) 효과를 얻기 위함이다. 이러한 다이채널(132)의 크기는 장착되는 차량에 따른 진동 설정치에 따라 달라진다.

에어댐퍼마운트(100)에 가해지는 진동이 고주파수이고 변위가 작을 때 에어워킹챔버(130) 내부의 공기가 다이채널(132)을 통해 빠져나가면서 마찰 감쇄 효과를 얻게 되어 엔진의 진동이 차량의 차실 내부로 전달되는 것을 방지할 수 있다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 서브워킹챔버(140)는 에어워킹챔버(130)의 내부 일측에 형성되며, 바람직하게는 다이채널(132)과 대향되는 쪽에 충분한 간격으로 이격되어 설치된다.

서브워킹챔버(140)는 에어워킹챔버의 바닥면에 설치되며 상향 개방된 형태의 베이스부(150)와 베이스부의 상부에 승강 이동 가능하게 결합되는 작동부(160)로 구성되어 내부에 공기가 충진되며, 저주파수 영역의 진동이 가해져 변위가 클 때 감쇄 작용을 한다. 이를 위해 서브워킹챔버(140)는 일정 압력 이상에서만 작동하도록 설계된다.

베이스부(150)에는 후술할 스프링(156)을 수용 지지하는 상향 개방된 형태의 지지부(152)와, 지지부(152)의 상부에 설치되는 상향 개방된 형태의 판스프링(154)과, 지지부(152)의 내부에 삽입되는 스프링(156)과, 에어워킹챔버(130)의 하단부와 일치하는 베이스부(150)의 하단부 일측에 형성되는 서브다이채널(158)이 형성되고, 작동부(160)에는 일단이 내측 상면에 결합되고 타단이 상기 판스프링의 내측으로 연장되는 바(bar) 형상의 피스톤(162)과, 피스톤(162)의 하단부에 결합되어 스프링(156)을 가압하는 가압부(164)가 형성된다.

판스프링(154)은 가압부(164)가 임의로 하강하지 못하도록 내측으로 오목하게 유입된 형태, 즉 호리병 형태로 형성된다. 따라서 판스프링(154)의 탄성력보다 큰 압력으로 가압부(164)가 움직일 때만 가압부(164)가 판스프링(154)의 하부로 이동할 수 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 에어워킹챔버(130)에 가해지는 압력이 커지면 서브워킹챔버(140)를 가압하는 공기의 압력도 커지게 되며, 서브워킹챔버(140)를 가압하는 공기의 압력이 일정 압력 이상이 되면 작동부(160)가 가압되어 하강하게 된다.

작동부(160)가 하강하면서 피스톤(162)의 단부에 장착된 가압부(164)가 판스프링(154)의 오목한 부분을 통과해 스프링(156)을 누르게 되고, 스프링(156)이 눌리면서 작동부(160)가 A만큼 하강하고, A만큼 서브워킹챔버(140)의 부피가 감소된다.

작동부(160)가 하강하면서 서브워킹챔버(140)의 내부에 충진된 공기가 서브 다이채널(158)을 통해 에어댐퍼마운트(100)의 외부로 배출된다. 이때 서브다이채널(158)은 다이채널(132)보다 넓은 폭으로 형성되는 것이 바람직하다. 그 이유는 서브다이채널(158)을 통해 빠져나가는 공기의 양이 너무 적으면 일명 '주사기 효과(주사기의 피스톤을 천천히 누르면 주사 바늘의 홀을 통해 공기가 잘 빠져나가지만, 갑자기 큰 힘이 가해지면 홀을 통해 많은 공기가 한꺼번에 빠져나가지 못해 피스톤이 강체에 부딪힌 것처럼 움직이지 않는 현상)'가 일어나 감쇄 효과를 얻지 못하기 때문이다. 이와 같은 원리에 의해 저주파 고변위 시에도 충분한 감쇄 효과를 얻을 수 있다.

한편 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변형 실시할 수 있는 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

도 1은 종래의 에어 댐퍼 마운트를 도시한 모식도.

도 2는 본 발명의 에어 댐퍼 마운트를 도시한 모식도.

도 3은 도 2의 주요 부분을 도시한 확대도.

도 4 및 도 5는 도 3의 주요 부분에 따른 작동 상태도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 에어 댐퍼 마운트 110 : 댐핑부

120 : 메인 러버 130 : 에어 워킹챔버

132 : 다이 채널 140 : 서브 워킹챔버

150 : 베이스부 152 : 실린더

154 : 지지부 156 : 스프링

158 : 서브 다이 채널 160 : 작동부

162 : 피스톤 164 : 가압부

Claims (5)

1. 엔진에 고정되는 엔진측 고정부(110);

   상기 엔진측 고정부(110)의 하부에 결합되어 상기 엔진의 진동이 전달됨에 따라 상하 유동되는 고무 재질의 메인 러버(120);

   상기 메인 러버(120)의 하부에 형성되고 내부에 공기가 충진되며, 하단부에 공기를 외부로 배출하기 위한 다이채널(132)이 형성된 에어워킹챔버(130); 및

   상기 에어워킹챔버(130)의 내부 바닥면에 설치되어 내부에 공기가 충진되며, 하단부에 공기를 외부로 배출하기 위한 서브다이채널(158)이 형성된 서브워킹챔버(140)를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 댐퍼 마운트.
2. 제1항에 있어서,

   상기 서브다이채널(158)은 상기 서브워킹챔버(140) 및 에어워킹챔버(130)의 바닥면을 공통으로 관통하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 에어 댐퍼 마운트.
3. 제1항에 있어서,

   상기 서브워킹챔버(140)는 상기 에어워킹챔버(130)의 바닥면에 설치되며 상향 개방된 형태의 베이스부(150)와, 상기 베이스부(150)의 상부에 승강 이동 가능하게 결합되는 작동부(160)를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 댐퍼 마운트.
4. 제3항에 있어서,

   상기 베이스부(150)는 상향 개방된 형태의 지지부(152)와, 상기 지지부(152)의 상부에 결합되며 상향 개방된 형태의 판스프링(154)과, 상기 지지부(152)의 내부에 설치되는 스프링(156)을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 댐퍼 마운트.
5. 제3항에 있어서,

   상기 작동부(160)는 일단이 내측 상면에 결합되고 타단이 상기 판스프링(154)의 내측으로 연장되는 바(bar) 형상의 피스톤(162)과, 상기 피스톤(162)의 하단에 장착되어 상기 스프링(156)을 가압하는 가압부(164)를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 댐퍼 마운트.

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