KR20090035730A - 댐핑 드라이브 유닛 마운트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 감쇠 유닛 베어링(attenuating unit bearing)(10), 특히 차량용 엔진 마운트에 관한 것이다. 유닛 베어링(10)은 지지 스프링(11)을 가지고, 이는 작동 매체로 채워진 작동 챔버(15)를 제한한다. 낮은 속도의 초기 하중로 고온의 저항을 얻기 위해, 지지 스프링(11)은 복합 섬유로 구성되고, 복합 섬유의 매트릭스 재료는 높은 열 안정성을 가지는 열가소성 합성 섬유이며, 이는 딥 드로잉에 의해 처리하도록 준비될 수 있다.
작동 챔버, 베어링 스프링, 댐핑 드라이브 유닛 마운트

Description

댐핑 드라이브 유닛 마운트{Damping drive unit mount}
본 발명은 댐핑 드라이브 유닛 마운트, 더 구체적으로는 작동 매체(working medium)로 채워진 작동 챔버를 형성하는, 베어링 스프링을 포함하는, 동력 차량용 엔진에 관한 것이다.
이와 같은 드라이브 유닛 마운트는 몸체(body)를 가지는 자동차의 기어박스와 엔진을 연결하는데 사용된다. 이와 같은 마운트는 한편으로는 드라이브 유닛의 발생하는 무게 힘, 모멘츠 및 질량 힘을 격리시키고, 다른 한편으로는 발생하는 소음 및 진동을 격리시킨다.
이러한 일을 이행할 수 있기 위해, 이와 같은 드라이브 유닛 마운트는 유압식 또는 공기압식 댐핑 마운트로서 형성된다. 이들은 작동 매체로 채워진 작동 챔버를 둘러싸는 베어링 스프링을 포함한다. 이와 같은 공지된 드라이브 유닛 마운트는 DE 102 45 122 A1에 설명되어 있다. 베어링 스프링에 의해 정의된 작동 챔버는 노즐 채널을 통해 평형 챔버 또는 주위 환경과 통신한다. 베어링 스프링은 탄성, 경화성 재료로 이루어진다. 이를 위해 일반적으로 사용된 천연 고무(NR)는 약 80℃의 비교적 낮은 연속적 내열성을 가진다. 합성 고무(EPDM)는 약 120℃에 달하는 연속적 내열성을 가진다. 이들 재료에 각각, 100℃ 또는 140℃를 초과하는 연속적 열 을 가하면 이들을 파괴하게 된다.
더 높은 내열성은 특히, 방음을 위해 캡슐화된 엔진과 결합하여, 오늘날 자동차에 사용된 높은 성능의 엔진을 위해 요구된다.
EP 1 450 068 A2로부터, 유압식 댑핑 마운트에 실리콘 고무의 베어링 스프링을 제공하는 것이 공지되어 있다. 200℃에 달하는 내열성을 얻는다. 댐핑 액체에 대한 충분한 내성을 얻기 위해, 베어링 스프링의 내부 벽은 EPDM의 보호층을 가진다. 그러나, 실리콘 고무의 이와 같은 베어링 스프링은 약한 강도를 가진다. 또한 이들의 내인열성(tear resistance)이 낮아서, 인열성은 빠르게 퍼진다.
DE 41 06 838 A1은 복합 섬유 재료의 고리모양의 스프링 몸체를 가지는, 댐핑 드라이브 유닛 마운트를 기술하고 있다. 스프링 몸체는 합성 수지로 함침된(impregnated), 섬유의 복수의 층으로 이루어져 있고, 이는 응력의 방향에 주로 가로로 원주방향으로 굽어진다. 탄소 섬유뿐만 아니라 유리 섬유는 강화 섬유로서 본질적으로 사용된다. 열경화성 수지(thermoset), 또는 열가소성 물질(thermoplastic), 예를 들어 폴리에테르테르케톤은 경화성 매트릭스 재료로서 사용된다. 고리모양의 스프링 몸체는 벨로우즈(bellows)에 의해 둘러싸여진 작동 챔버를 포함하는, 유압식 댐핑 수단을 에워싼다. 작동 챔버는 댐핑 채널을 통해 평형 챔버와 통신한다. 양 챔버는 유압 액체로 채워진다. 이와 같은 드라이브 유닛 마운트는 탄성중합체 재료(elastomeric material)로 이루어진 벨로우즈 때문에 내열성을 제한한다.
그러므로 본 발명의 목적은 초기 하중 하에서 단지 가볍게 고정하는 동안 높은 내열성을 가지는 드라이브 유닛 마운트를 제안하는 것이다.
이 목적을 해결하도록, 베어링 스프링이 복합 섬유 재료로 이루어지고 복합 섬유 재료의 매트릭스 재료가 높은 열 안정성(thermal stability)을 가지는 열가소성 재료인 처음에 언급된 유형의 드라이브 유닛 마운트가 제시되어 있으며, 베어링 스프링은 딥 드로잉에 의해 처리될 수 있다.
본 발명에 따른 드라이브 유닛 마운트에서, 작동 챔버는 베어링 스프링에 의해 정의되고, 동시에 또한 발생하는 정하중(static load)을 수용한다. 높은 열 안정성의 열가소성 재료가 사용되기 때문에, 본 발명에 따른 드라이브 유닛 마운트는 높은 내열성에 의해 특징지어진다. 또한, 초기 하중하에서 가볍게 고정할 뿐이며, 이는 선형 자유 스트로크(linear free stroke)가 이용가능한 수명 동안 실질적으로 감소되지 않는 것을 의미한다. 또한, 매트릭스 재료는 단지 약간의 동적 하드닝(hardening)이 발생하는 효과를 가진다. 딥 드로잉(deep drawing)에 의해 생성된 베어링 스프링은 임의의 적합한 기하학적 형태를 가질 수 있다. 특히, 베어링 스프링은 회전-대칭 또는 직사각형 형태로 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 드라이브 유닛 마운트는 높은 내진성(vibration resistance)을 가지고 경량이며 또한 낮은 가격으로 제조될 수 있다.
유리한 실시예들이 종속항의 대상이다.
유리한 실시예에서, 폴리페닐렌 설파이드(PPS)는 매트릭스 재료로서 사용된다. 이 재료는 높은 열-형태 저항성(heat-shape resistance), 낮은 크리핑(crepping) 경향 및 높은 휨 강도를 가진다. 폴리페닐렌 설파이드는 또한 매우 높은 내가수분해성을 가진다.
유리한 실시예에서, 강화 섬유(reinforcing fiber)로서 유리 섬유, 탄소 섬유 또는 아라마이드 섬유를 사용하는 것이 제안되어 있다.
유리하게는, 베어링 스프링은 직물 및/또는 단방향 섬유 층으로 계층 구조의 섬유를 포함한다.
유리하게는, 계층 구조는 단일 층 또는 다층 구조로서 형성된다.
유리하게는, 충분한 유연성을 얻기 위해, 물결 모양의 윤곽은 베어링 스프링에 형성된다.
유리하게는 베어링 스프링은 하부 또는 중간 플레이트에 고정된다. 하부 플레이트는 또한 차량 몸체의 구조상의 부분으로서 존재할 수 있다.
유리하게는, 마운팅 볼트는 베어링 스프링 상에 고정되어 있다. 여기서, 마운팅 볼트는 유리하게는 베어링 스프링의 매트릭스 재료로 주조된다.
유리한 실시예에서, 드라이브 유닛 마운트는 공기압식 댐핑 마운트로서 형성되고, 작동 챔버는 가스, 특히 공기로 채워진다. 댐핑 매체로서 공기의 사용 덕분에, 130℃ 이상인 높은 내열성 및 - 30℃에 달하는 온도 비의존성이 얻어진다. 또한, 이와 같은 드라이브 유닛 마운트는 단지 유압식 댐핑 마운트와 비교하여 가격이 낮게 된다.
유리하게는, 작동 챔버는 노즐 채널을 통해 평형 챔버와 또는 주위환경과 통신한다.
작동 챔버의 공간을 줄이기 위해, 유리한 실시예에서, 베어링 스프링의 내부 벽은 작동 챔버의 부피를 감소시키는 층을 구비한다.
더욱 유리하게 하기 위해, 상기 층은 높은 내열성을 가지는 폐기공 발포 플라스틱 재료로 이루어진다.
또다른 유리한 실시예에서, 드라이브 유닛 마운트는 유압식 댐핑 마운트로서 형성되고, 작동 챔버는 유압 액체로 채워진다.
여기서, 작동 챔버는 댐핑 채널을 통해 평형 챔버와 통신한다.
작동 챔버는 탄성 재료의 평형 막에 의해 정의된다.
복합 섬유 재료의 베어링 스프링이 비교적 큰 부피 강성(volume stiffness)을 가지기 때문에, 유리하게는, 작은 높이를 분리하기 위한 분리 수단이 제공된다.
유리한 실시예에서 분리 수단은 베어링 스프링의 내부 벽에 적용된 압축성 재료 층으로서 형성될 수 있다.
본 발명은 다음의 도면에 개략적으로 도시되어 있는, 예시적인 실시예를 참고로 하여 이하 설명되어 있다:
도 1은 공기압식 댐핑 마운트로 형성되어 있는, 본 발명에 따른 드라이브 유닛 마운트의 제 1 실시예에 관한 투시도이고,
도 2는 도 1의 수직 단면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 드리이브 유닛 마운트의 제 2 실시예의 수직 단면도이고, 그리고
도 4는 본 발명에 따른 드라이브 유닛 마운트트의 제 3 실시예의 수직 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 드라이브 유닛 마운트(10)는 공기압식 댐핑 마운트로서 형성되어 있고, 이는 엔진 마운트로서 사용된다. 드라이브 유닛 마운트(10)는 작동 챔버(15)를 가지고, 이는 베어링 스프링(11)에 의해 정의된다. 베어링 스프링(11)은 복합 섬유 재료로 이루어지며, 복합 섬유 재료의 매트릭스 재료(matrix material)는 높은 내열성을 가지는 열가소성 재료이다. 이 경우에, 매트릭스 재료는 폴리페닐렌 설파이드(PPS)이다. 이 재료는 (130℃에서 240℃ 사이에서, 각각의 유형에 좌우되는) 높은 열 변형 온도(heat deflection temperature), 낮은 크리핑(creeping) 경향 및 높은 휨 강도(bending strength)를 가진다. 또한, 내가수분해성이 뛰어나다.
복합 섬유 재료는 섬유의 계층 구조를 가지고, 이 경우에, 유리 섬유의 직물의 단일 층이 제공된다. 그러나, 대안으로, 복수의 적층된 개별 층을 가지는 복합 층이 제공될 수 있다.
종 모양의, 회전-대칭의 베어링 스프링(11)은 딥 드로잉(deep drawing)에 의해 얻어지고, 물결 모양의 구조(14)는 딥 드로링 동안 형성된다. 베어링 스프링(11)은 물결 모양의 구조(14)의 결과로서 높은 유연성(flexibility)을 가진다.
회전-대칭 베어링 스프링(11)의 중심에, 마운팅 볼트(12)가 고정되며, 이는 베어링 스프링(11)의 매트릭스 재료로 주조된다. 마운팅 볼트(12)를 이용하여 드리 이브 유닛 마운트(10)는 자동차의 (도시되지 않은) 엔진에 고정된다.
베어링 스프링(11)의 가장자리부(16)에서, 복수의 마운팅 볼트(13)는 원주방향으로 이격되는 방식으로 제공되고, 이는 차량의 몸체에 드라이브 유닛 마운트(10)를 고정하는데 이용한다.
드라이브 유닛 마운트(10)는 높은 내열성을 가지고, 이는 한편으로는 베어링 스프링의 내열성에 의해 달성되며, 다른 한편으로는 (공기를) 이용한 댐핑 매체에 의해 달성된다.
동일한 부분에 이미 사용된 참조 번호를 사용하는, 본 발명에 따른 드라이브 유닛 마운트(10)에 관한 도 3에 도시된 또다른 예시적인 실시예는 베어링 스프링(11)의 내부 벽 상에 제공된 코팅(17)을 가지며, 높은 내열성을 가지는 폐기공(closed pore) 발포 플라스틱(foamed plastic) 재료로 이루어진다. 예를 들어 EPDM이 이를 위해 사용될 수 있다. 코팅(17)에 의해 작동 챔버(15)의 부피의 상당한 감소가 이루어진다.
베어링 스프링(11)은 하부 플레이트(18) 상에 지지되고, 노즐 채널(19)이 하부 플레이트(18)의 중심에서 형성된다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 드라이브 유닛 마운트(10)의 또다른 예시적 실시예는 유압식 댐핑 마운트로서 형성된다. 베어링 스프링(11)은 유압식 액체로 채워진 작동 챔버(15)를 둘러싼다. 작동 챔버(15)는 중간 플레이트(21)에 의해 평형 챔버(20)에서 분리된다. 평형 챔버(20)는 탄성 평형 막(22)에 의해 정의된다. 작동 챔버(15)는 댐핑 채널(23)을 통해 평형 챔버(20)와 유압식으로 통 신한다. 분리 수단(24)은 작은 높이를 분리하기 위해 베어링 스프링(11)의 내부 벽 상에 제공된다. 분리 수단(24)은 폐-기공 발표 재료로 이루어진 것과 같이, 압축가능한 재료 층으로 형성된다.
앞에서 설명된 모든 예시적 실시예에서, 복합 섬유 재료료 이루어진 베어링 스프링(11)이 사용되고, 복합 섬유 재료의 매트릭스 재료는 높은 열 안정성을 가지는 열가소성 재료이며, 이는 딥 드로잉에 의해 처리될 수 있다. 따라서 130℃ 이상의 드라이브 유닛 마운트의 높은 내열성을 얻는다. 또한, 사용된 베어링 스프링(11)은 초기 하중 하에서 아주 약간의 고정(settling)만을 가져오고, 작은 선형의 자유 스트로크는 드라이브 유닛 마운트(10)의 전체 이용가능한 수명 동안 실질적으로 감소되지 않는다. 드라이브 유닛 마운트(10)는 약간의 동적 하드닝만을 가지는 이점이 있다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 드라이브 유닛 마운트
11 베어링 스프링
12 마운팅 볼트
13 고정 볼트
14 물결모양 구조
15 작동 챔버
16 가장자리부
17 코팅
18 하부 플레이트
19 노즐 채널
20 평형 챔버
21 중간 플레이트
22 평형 막
23 댐핑 채널
24 분리 수단
본 발명에 포함되어 있음.

Claims (17)

  1. 작동 매체로 채워진 작동 챔버(15)를 정의하는, 베어링 스프링(11)을 포함하는 댐핑 드라이브 유닛 마운트(10)(특히, 자동차용 엔진 마운트)로서,
    상기 베어링 스프링(11)은 복합 섬유 재료로 이루어지고 상기 복합 섬유 재료의 매트릭스 재료는 높은 열 안정성을 가지는 열가소성 재료이며, 상기 베어링 스프링(11)은 딥 드로잉(deep drawing)에 의해 처리될 수 있는 것을 특징으로 하는 댐핑 드라이브 유닛 마운트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    폴리페닐렌 설파이드(PPS)는 매트릭스 재료로서 사용되는 것을 특징으로 하는 댐핑 드라이브 유닛 마운트.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
    유리 섬유, 탄소 섬유 또는 아라미드 섬유가 강화 섬유로서 사용되는 것을 특징으로 하는 댐핑 드라이브 유닛 마운트.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베어링 스프링(11)은 직물 및/또는 단방향 섬유 층의 형태로 섬유의 계층 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 댐핑 드라이브 유닛 마운트.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 계층 구조는 단일 층 또는 다층 구조로서 형성되는 것을 특징으로 하는 댐핑 드라이브 유닛 마운트.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베어링 스프링(11)은 그 안에 형성된 물결모양 구조(14)를 가지는 것을 특징으로 하는 댐핑 드라이브 유닛 마운트.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베어링 스프링(11)은 하부 플레이트(18) 또는 중간 플레이트(21) 상에 고정되는 것을 특징으로 하는 댐핑 드라이브 유닛 마운트.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    마운팅 볼트(12)는 상기 베어링 스프링(11)의 매트릭스 재료로 주조되는 것을 특징으로 하는 댐핑 드라이브 유닛 마운트.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 드라이브 유닛 마운트(10)는 공기압식 댐핑 마운트로서 형성되고, 상기 작동 챔버(15)는 가스, 특히 공기로 채워지는 것을 특징으로 하는 댐핑 드라이브 유닛 마운트.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 작동 챔버(15)는 노즐 채널(19)을 통해 평형 챔버(22)와 또는 주위환경과 통신하는 것을 특징으로 하는 댐핑 드라이브 유닛 마운트.
  11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 베어링 스프링(11)의 내부 벽은 상기 작동 챔버(15)의 부피를 감소시키는 코팅(17)을 가지는 것을 특징으로 하는 댐핑 드라이브 유닛 마운트.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 코팅은 높은 내열성을 가지는 폐기공 발포 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 댐핑 드라이브 유닛 마운트.
  13. 제 1 항 또는 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 드라이브 유닛 마운트(10)는 유압식 댐핑 마운트로서 형성되고, 상기 작동 챔버(15)는 유압 액체로 채워지는 것을 특징으로 하는 댐핑 드라이브 유닛 마운트.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 작동 챔버(15)는 댐핑 채널(23)을 통해 평형 챔버(20)와 통신하는 것을 특징으로 하는 댐핑 드라이브 유닛 마운트.
  15. 제 12 항 또는 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 평형 챔버(20)는 탄성 재료의 평형 막(22)에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 댐핑 드라이브 유닛 마운트.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    분리 수단(24)은 작은 높이를 분리하기 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 댐핑 드라이브 유닛 마운트.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 분리 수단(24)은 상기 베어링 스프링(11)의 내부 벽에 형성된 폐기공 발포 재료의 압축성 재료 층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 댐핑 드라이브 유닛 마운트.
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