KR20110135302A - 종횡방향 에어 댐핑 마운트 - Google Patents

종횡방향 에어 댐핑 마운트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에어 댐핑 마운트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수직방향의 진동 감쇠 역할과 더불어, 수평방향의 종횡 진동에 대하여 복수개의 챔버 사이에서 공기를 유동시켜, 수직방향 뿐만 아니라 수평방향으로도 댐핑 효과를 달성할 수 있는 종횡방향 에어 댐핑 마운트에 관한 것이다.

Description

종횡방향 에어 댐핑 마운트{Air damping mount for length and breadth direction}
본 발명은 에어 댐핑 마운트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수직방향 뿐만 아니라 수평방향으로도 댐핑 효과를 달성할 수 있는 종횡방향 에어 댐핑 마운트에 관한 것이다.
엔진 마운트는 차체와 엔진 사이에 위치하여 엔진을 지지하는 동시에 엔진으로부터 차체를 통해 차량 실내로 전달되는 소음 및 진동을 저감하는 역할을 한다. 또한 주행중에는 노면 가진 등으로 인해 엔진 질량과 마운트 강성에 의한 공진으로 인하여 엔진의 과도한 진동, 즉 엔진 쉐이크가 나타나므로, 이를 저감시키기 위해 상기의 공진 주파수에서 감쇠 특성이 크게 나타나도록 마운트를 설계하여야 한다.
즉, 자동차의 엔진 혹은 엔진과 트랜스미션을 포함하는 파워플랜트는 진동 및 소음의 억제 기능을 갖는 마운트를 개재시켜 차체에 지지된다. 이러한 방진 및 방음 기능을 위해 최근 점성을 갖는 유체를 내부에 봉입한 액체 봉입 마운트가 널리 사용되고 있다.
액체 봉입 마운트는 주고무판과 벨로우즈에 감싸진 액실이 가동판 및 환형 통로를 포함하는 판에 의해 상부 액실과 하부 액실로 나뉘어진다. 엔진으로부터 진동이 들어오면, 주고무(인슐레이터)가 변형되면서 상부 액실의 체적이 변하게 되고, 변한 체적에 해당하는 만큼의 유체가 상부 액실로부터 하부 액실로 이동하게 되는데, 이때 환형 통로를 따라 흐르거나 가동판의 자유 간극 사이를 흐르게 된다.
만약, 주고무 변형 체적에 해당하는 유체의 양이 가동판의 자유 간극 이동량보다 크면(즉 저주파 대변위 진동이 엔진으로부터 전달되면) 유체가 가동판 사이의 간극을 통과하지 못하고 환형통로를 따라 흐르게 되고, 이때 특정한 주파수에서 환형 통로 내의 유체가 공진을 일으켜 큰 감쇠력이 엔진에 전달되도록 구성된다.
그러나, 상기의 액체 봉입 마운트는 원가가 비싸 차량 제작비용이 과다하게 소요될 뿐 아니라, 중량이 커서 차량 전체의 중량이 증가하여 출력이 저하되며 연비가 나빠진다는 단점이 있다. 이에 따라 최근에는 원가가 보다 저렴하고 중량이 작은 에어 댐핑 마운트가 개발되고 있다.
즉, 도1 에 도시된 바와 같은 일반적인 에어 댐핑 마운트는 하우징(1), 엔진의 서포드 브라켓과 결합되는 코어(2), 상기 코어(2)와 결합되어 지지되는 인슐레이터(3), 상기 인슐레이터(3)의 끝단과 결합되어 내부 공간을 형성하며 중심부에 공기가 통과할 수 있는 에어 홀(5)이 형성되어 있는 플레이트(4)로 이루어진다.
따라서, 엔진의 진동에 따라 인슐레이터(3)는 상하로 탄성변형(탄성압축) 및 복원을 반복하고 이에 따라 에어 홀(5)을 통하여 내부 공간 및 외부로 공기가 출입함으로서 감쇠효과를 발생시키게 된다.
그러나, 상기한 액체 봉입 마운트 및 에어 댐핑 마운트는 수직방향으로 입력되는 진동에 특화된 것으로, 수평방향으로 입력되는 진동에는 취약한 현상을 보이게 된다.
즉, 수평방향으로 큰 진동이 입력될 경우, 그에 적절한 수평방향 진동의 큰 감쇠 현상을 달성하지 못하고 코어(2) 및 인슐레이터(3)가 가지는 재질적인 특성만으로 진동의 감쇠를 가져오게 된다. 이에 따라 다양한 주파수의 진동이 가해질 경우 감쇠 특성을 튜닝할 수 있는 마운트 구조가 필요한 실정이다.
특히, 일반적으로 널리 사용되는 3점 지지 마운트의 경우, 그 구조적인 특성상 수직방향의 진동 보다도 수평방향(종횡방향) 진동이 더 우세하게 발생하므로, 이에 대한 대안이 필요하다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 수직방향의 진동 감쇠 역할과 더불어, 수평방향의 종횡 진동에 대하여 복수개의 챔버 사이에서 공기를 유동시켜 종횡방향의 진동 감쇠를 달성할 수 있는 에어 댐핑 마운트를 제공하고자 함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 엔진 마운트에 있어서, 원통형의 하우징, 상기 하우징의 내부에 위치하여 엔진과 연결되는 코어, 상기 코어의 중심에 위치하여 엔진과 상기 코어를 결합하는 센터볼트 및 상기 코어의 하부 끝단에 연결된 인슐레이터를 포함하여 이루어지며, 상기 하우징의 내측면과 상기 코어의 외측 둘레를 따라 형성된 돌출부 사이에 위치하여 내부에 공기를 포함하고 있는 에어 챔버가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 에어 챔버는 일측면과 타측면의 곡률이 서로 다른 반달 형상으로 이루어지며, 각각의 에어 챔버는 서로 90도의 각도를 이루며 4개가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 에어 챔버 중 서로 마주하는 전방 에어 챔버와 후방 에어 챔버 사이에는 전후 오리피스가 형성되고, 서로 마주하는 좌측 에어 챔버와 우측 에어 챔버 사이에는 좌우 오리피스가 형성되어, 상기 오리피스를 통하여 공기가 유동할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 인슐레이터의 하부에는 상부 유체 챔버 및 하부 유체 챔버가 형성되고, 상기 상부 유체 챔버 및 하부 유체 챔버 사이에는 멤브레인 및 이너시아 트랙이 형성되어 유체가 이동할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 인슐레이터의 하부에는 상기 인슐레이터와 함께 일정한 내부 공간을 형성할 수 있도록 상기 인슐레이터의 하부와 결합되며 중심부에 공기가 통과할 수 있는 에어 홀이 형성되어 있는 플레이트를 포함하여, 상기 에어 홀을 통하여 공기가 이동할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 효과는, 코어 주위로 에어 챔버가 형성되어 종횡방향의 진동을 저감할 수 있을 뿐만 아니라, 각각의 에어 챔버 사이는 오리피스에 의하여 서로 연결되어 있어 더욱 뛰어난 감쇠 효과를 달성할 수 있다.
나아가, 각각의 에어 챔버 및 오리피스의 크기 및 길이를 다양하게 조절함으로서, 다양한 주파수의 진동이 가해지더라도 상황에 맞는 적절한 진동 감쇠를 달성할 수 있으므로, 수직방향의 진동 뿐만 아니라 수평방향의 진동까지 감쇠시킬 수 있는 장점이 있다.
도1 은 종래의 에어 댐핑 마운트의 단면도이다.
도2 는 본 발명인 종횡방향 에어 댐핑 마운트의 일실시예를 도시한 사시도이다.
도3 은 본 발명인 종횡방향 에어 댐핑 마운트의 일실시예의 평면도이다.
도4a 는 도3 의 A-A 선에 따른 단면도이다.
도4b 는 도3 의 B-B 선에 따른 단면도이다.
도5 는 도2 의 C-C 선에 따른 단면도이다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
도2 에 도시된 바와 같은 본 발명인 종횡방향 에어 댐핑 마운트(100)는, 원통형의 하우징(10), 상기 하우징(10)의 내부에 위치하여 엔진과 연결되는 코어(30), 상기 코어(30)의 중심에 위치하여 엔진과 상기 코어(30)를 결합하는 센터볼트(20) 및 상기 코어(30)의 하부 끝단에 연결된 인슐레이터(40)를 포함하여 이루어지며, 상기 하우징(10)의 내측면과 상기 코어(30)의 외측 둘레를 따라 형성된 돌출부(31) 사이에 위치하여 내부에 공기를 포함하고 있는 에어 챔버가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
즉, 하우징(10), 코어(30), 센터볼트(20), 인슐레이터(40) 등을 포함하여 이루어진다는 점에서는 종래 사용되던 엔진 마운트와 유사하지만, 원통형으로 이루어진 하우징(10)과 상기 하우징(10)의 내측면 둘레로부터 일정 거리만큼 이격되어 있는 원형의 코어(30) 사이의 공간에 공기를 내포할 수 있는 에어 챔버가 형성되는 것이다.
도2 도시된 바와 같이, 상기 코어(30)의 돌출부(31)와 상기 하우징(10)의 내측면 사이에는 도넛 모양의 일정한 공간이 존재하게 되는데, 이러한 공간 전체에 상기 에어 챔버가 형성될 수도 있고, 공간 중 일부분에 상기 에어 챔버가 형성될 수도 있다.
이와 같이 상기 코어(30)의 둘레를 따라 에어 챔버를 형성함으로서, 수직 방향(도2 에서의 Z방향)의 진동을 감쇠시킬 수 있는 것은 물론, 전후 방향(도2 에서의 Y방향) 및 좌우 방향(도2 에서의 X방향)의 진동을 감쇠시킬 수 있어, 차량의 안정성 유지 및 승차감 향상에 큰 역할을 할 수 있다.
특히, 일반적으로 널리 사용되는 3점 지지 마운트의 경우, 그 구조적인 특성상 수직방향의 진동 보다도 전후 방향 및 좌우 방향(종횡방향) 진동이 더 우세하게 발생하게 되는데, 이러한 3점 지지 마운트에 본 발명인 종횡방향 에어 댐핑 마운트(100)를 사용하게 되면 더욱 탁월한 효과를 얻을 수 있다.
상기한 바와 같이, 상기 에어 챔버는 상기 코어(30)의 둘레를 따라 전체적으로 형성될 수도 있으나, 도3 에 도시된 본 발명의 일실시예와 같이, 상기 에어 챔버는 일측면과 타측면의 곡률이 서로 다른 반달 형상으로 이루어지며, 각각의 에어 챔버는 서로 90도의 각도를 이루며 4개가 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 에어 챔버는, 전방 에어 챔버(51), 후방 에어 챔버(52), 좌측 에어 챔버(53), 우측 에어 챔버(54)의 4개가 형성되고, 상기 에어 챔버들은 서로 90도의 각도를 이루며 위치하게 된다.
따라서, 전후 방향의 진동(Y방향)이 발생하게 되면, 상기 전방 에어 챔버(51) 및 후방 에어 챔버(52)의 압축 및 팽창으로 진동을 감쇠시킬 수 있으며, 좌우 방향의 진동(X방향)이 발생하게 되면, 상기 좌측 에어 챔버(53) 및 우측 에어 챔버(54)의 압축 및 팽창으로 진동을 감쇠시킬 수 있다.
나아가, 도3 및 도5 에 도시된 바와 같이, 상기 에어 챔버 중 서로 마주하는 전방 에어 챔버(51)와 후방 에어 챔버(52) 사이에는 둘 사이를 연결하는 전후 오리피스(61)가 형성되고, 서로 마주하는 좌측 에어 챔버(53)와 우측 에어 챔버(54) 사이에는 둘 사이를 연결하는 좌우 오리피스(62)가 형성되어, 상기 오리피스를 통하여 공기가 이동할 수 있도록 하는 것이 더욱 바람직하다.
이에 따라 각각의 에어 챔버 내부에 존재하는 공기가 상기 오리피스를 통하여 이동하면서 더욱 큰 감쇠 현상을 달성하게 되는데, 전후방향(종방향) 진동이 발생하여 상기 전방 에어 챔버(51)가 압축되면 그 내부의 공기는 상기 전후 오리피스(61)를 통하여 상기 후방 에어 챔버(52)로 이동하게 되어 상기 후방 에어 챔버(52)가 팽창하게 되고, 상기 후방 에어 챔버(52)가 압축되면 동일한 과정을 통하여 상기 전방 에어 챔버(51)가 팽창하면서 확실하게 전후방향(종방향)의 진동을 감쇠시키게 된다.
또한, 좌우방향(횡방향) 진동이 발생하여 상기 좌측 에어 챔버(53)가 압축되면 그 내부의 공기는 상기 좌우 오리피스(62)를 통하여 상기 우측 에어 챔버(54)로 이동하게 되어 상기 우측 에어 챔버(54)가 팽창하게 되고, 상기 우측 에어 챔버(54)가 압축되면 동일한 과정을 통하여 상기 좌측 에어 챔버(53)가 팽창하면서 좌우방향(횡방향)의 진동을 감쇠시키게 된다.
따라서, 종방향 진동과 횡방향 진동이 동시에 가해지는 경우라도 각각의 에어 챔버들이 독립적으로 작동될 수 있으므로 적절한 진동의 감쇠를 달성할 수 있음은 물론이고, 마운트의 장착 위치 및 사용되는 차량의 특성 등에 맞게 상기 에어 챔버의 크기 및 오리피스의 크기 및 길이 등을 조절함으로서 다양한 주파수의 진동에 대응할 수 있다.
상기와 같은 방법에 의하여 종횡방향의 진동을 감쇠시킬 수 있으며, 상하방향(수직방향)의 진동은 기존의 엔진 마운트에서 사용하였던 다양한 방법으로 감쇠시킬 수 있다.
즉, 도4a 및 4b 에 도시된 바와 같이, 상기 인슐레이터(40)의 하부에 상부 유체 챔버(71) 및 하부 유체 챔버(72)를 형성하고, 상기 상부 유체 챔버(71) 및 하부 유체 챔버(72) 사이에는 멤브레인 및 이너시아 트랙을 형성하여, 그 사이의 공간으로 유체가 이동할 수 있는 유체 봉입식 마운트를 구성할 수 있으며, 또한, 상기 인슐레이터(40)의 하부에는 상기 인슐레이터(40)와 함께 일정한 내부 공간을 형성할 수 있도록 상기 인슐레이터(40)의 하부와 결합되며 중심부에 공기가 통과할 수 있는 에어 홀이 형성되어 있는 플레이트를 포함하여, 상기 에어 홀을 통하여 공기가 이동할 수 있는 에어 댐핑 마운트를 구성할 수도 있다.
특히, 상기 인슐레이터(40)의 하부 끝단은 상기 하우징(10)의 하단에서부터 연장된 연결부재(11)와 결합하여 고정되며, 상기 연결부재(11)가 상기 하우징(10)의 내측 둘레를 따라서 밀착하여 닿아있다. 이와 같이 상기 인슐레이터(40) 및 상기 연결부재(11)가 상기 하우징(10)의 내부에서 이동 가능하도록 연결되어 있어, 마운트를 차량에 장착할 시에는 상기 인슐레이터(40)가 상기 하우징(10)의 내부와 이격될 수 있으며, 마운트에 대변위 진동이 가해질 경우에는 상기 인슐레이터(40)가 압축되어 상기 하우징(10)의 내부와 접촉하면서 변형되어 진동을 감쇠시킬 수 있다.
상하방향의 진동 또한, 마운트의 장착 위치 및 사용되는 차량의 특성 등에 맞게 유체 봉입식 마운트 또는 에어 댐핑 마운트 등 자유롭게 변경하여 사용함으로서 다양한 주파수의 진동에 대응할 수 있고, 차량의 주행성능을 높일 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100 : 종횡방향 에어 댐핑 마운트 10 : 하우징
20 : 센터볼트 30 : 코어
31 : 돌출부 40 : 인슐레이터
51 : 전방 에어 챔버 52 : 후방 에어 챔버
53 : 좌측 에어 챔버 54 : 우측 에어 챔버
61 : 전후 오리피스 62 : 좌우 오리피스
71 : 상부 유체 챔버 72 : 하부 유체 챔버

Claims (5)

  1. 엔진 마운트에 있어서,
    원통형의 하우징(10);
    상기 하우징(10)의 내부에 위치하여 엔진과 연결되는 코어(30);
    상기 코어(30)의 중심에 위치하여 엔진과 상기 코어(30)를 결합하는 센터볼트(20) 및
    상기 코어(30)의 하부 끝단에 연결된 인슐레이터(40)를 포함하여 이루어지며,
    상기 하우징(10)의 내측면과 상기 코어(30)의 외측 둘레를 따라 형성된 돌출부(31) 사이에 위치하여 내부에 공기를 포함하고 있는 에어 챔버가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 종횡방향 에어 댐핑 마운트(100).
  2. 제1항에 있어서, 상기 에어 챔버는 일측면과 타측면의 곡률이 서로 다른 반달 형상으로 이루어지며, 각각의 에어 챔버는 서로 90도의 각도를 이루며 4개가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 종횡방향 에어 댐핑 마운트(100).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 에어 챔버 중 서로 마주하는 전방 에어 챔버(51)와 후방 에어 챔버(52) 사이에는 전후 오리피스(61)가 형성되고, 서로 마주하는 좌측 에어 챔버(53)와 우측 에어 챔버(54) 사이에는 좌우 오리피스(62)가 형성되어, 상기 오리피스를 통하여 공기가 유동할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 종횡방향 에어 댐핑 마운트(100).
  4. 제3항에 있어서, 상기 인슐레이터(40)의 하부에는 상부 유체 챔버(71) 및 하부 유체 챔버(72)가 형성되고, 상기 상부 유체 챔버(71) 및 하부 유체 챔버(72) 사이에는 멤브레인 및 이너시아 트랙이 형성되어 유체가 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 종횡방향 에어 댐핑 마운트(100).
  5. 제3항에 있어서, 상기 인슐레이터(40)의 하부에는 상기 인슐레이터(40)와 함께 일정한 내부 공간을 형성할 수 있도록 상기 인슐레이터(40)의 하부와 결합되며 중심부에 공기가 통과할 수 있는 에어 홀이 형성되어 있는 플레이트를 포함하여, 상기 에어 홀을 통하여 공기가 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 종횡방향 에어 댐핑 마운트(100).

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