KR20120029592A - 컴팩트 전동식 능동 마운트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동식 능동 마운트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원통형의 하우징, 상기 하우징과 엔진을 연결하는 코어, 상기 코어의 외측면과 상기 하우징의 내측면을 연결하는 인슐레이터, 상기 인슐레이터의 내측에 형성된 상부 챔버, 상기 하우징의 하단에 형성된 하부 챔버를 포함하는 전동식 능동 마운트에 있어서, 상기 하부 챔버의 상단 중앙에 위치하는 제1스틸코어, 상기 제1스틸코어와 이격되어 위치하며 외측 둘레가 상기 하우징의 내측면과 고정 결합되어 있는 제2스틸코어, 상기 제2스틸코어와 연결되어 고정 결합되어 있는 제1영구자석, 상기 제1스틸코어와 제2스틸코어가 이격된 공간으로부터 상부를 향하여 연장되어 있는 원통형의 구동기, 상기 구동기의 상부 둘레를 감싸도록 형성되어 있는 제1코일 및 상기 구동기의 하부 둘레를 감싸도록 형성되며 상기 제1스틸코어와 제2스틸코어가 이격된 공간 사이에 위치하는 제2코일을 포함하여 이루어지며, 다양한 차량에 용이하게 적용이 가능하도록 컴팩트한 구조를 가짐과 동시에, 구동력을 유지하여 충격 및 진동을 원활하게 감쇄시킬 수 있는 컴팩트 전동식 능동 마운트에 관한 것이다.

Description

컴팩트 전동식 능동 마운트{Compact active engine mount}

본 발명은 전동식 능동 마운트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 영구자석과 코일의 추가적인 배치로 사이즈를 축소하면서도 구동력을 유지할 수 있는 컴팩트 전동식 능동 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 내부에 유체를 봉입하거나 또는 공기를 이용한 마운트가 널리 사용되고 있다.

나아가, 원가가 보다 저렴하고 중량이 작으면서도 댐핑 성능이 우수한 마운트가 개발되고 있으며, 영구 자석과 전류를 인가한 코일간의 로렌츠 힘을 이용하여 구동기를 작동하고 이를 이용하여 디커플러를 상하 방향으로 운동시킴으로써, 필요로 하는 구간에서 마운트의 동특성을 낮추어 파워트레인의 진동 전달율을 저감하는 전동식 능동 마운트가 사용되고 있다.

즉, 도1 에 도시된 바와 같이, 일반적인 전동식 능동 마운트는, 하우징(1), 엔진의 서포드 브라켓과 결합되는 코어(2), 상기 코어(2)와 결합되어 지지되는 인슐레이터(3), 상기 인슐레이터(3)의 내부에 형성된 상부 챔버(4), 상기 상부 챔버(4)와 대응되는 하부 챔버(5), 상기 상부 챔버(4)와 하부 챔버(5) 사이에 위치하여 상하 방향으로 움직일 수 있는 구동기(6), 상기 구동기(6)의 측면에 위치한 환형의 영구 자석(7), 상기 영구 자석(7)의 하단과 연결되어 있는 스틸 코어(8), 상기 구동기(6)의 둘레를 감싸며 위치하는 코일(9)을 포함하여 이루어진다.

따라서, 엔진의 rpm 등 차량 운행시의 실시간 데이터를 받아, 제어기를 통하여 그에 상응하는 전류를 코일로 인가하여 디커플러 및 구동기를 진동시킴으로서 마운트의 동특성을 저감할 수 있다.

그러나, 이와 같은 전동식 능동 마운트의 내부에는, 구동기(6), 환형 영구 자석(7), 스틸 코어(8) 및 코일(9) 등의 장치가 위치하여야 하기 때문에 마운트 자체의 크기가 상대적으로 커질 수 밖에 없으며, 이에 따라 차량 패키지 설정이 불리할 뿐만 아니라, 실제 차량에 적용하기가 어렵다.

이러한 문제를 해결하고자, 도2 및 도3 에 도시된 바와 같이, 마운트의 크기를 전체적으로 축소하는 방안이 있으나, 마운트의 크기를 축소하게 되면 영구 자석의 크기 및 코일의 회전수가 줄어들게 되어 구동력이 작아지며, 이에 따라 차량으로 전달되는 충격 및 진동을 제어하는 능력이 떨어지게 된다는 문제가 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 다양한 차량에 용이하게 적용이 가능하도록 컴팩트한 구조를 가짐과 동시에, 구동력을 유지하여 충격 및 진동을 원활하게 감쇄시킬 수 있는 전동식 능동 마운트를 제공하고자 함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 원통형의 하우징, 상기 하우징과 엔진을 연결하는 코어, 상기 코어의 외측면과 상기 하우징의 내측면을 연결하는 인슐레이터, 상기 인슐레이터의 내측에 형성된 상부 챔버, 상기 하우징의 하단에 형성된 하부 챔버를 포함하는 전동식 능동 마운트에 있어서, 상기 하부 챔버의 상단 중앙에 위치하는 제1스틸코어, 상기 제1스틸코어와 이격되어 위치하며 외측 둘레가 상기 하우징의 내측면과 고정 결합되어 있는 제2스틸코어, 상기 제2스틸코어와 연결되어 고정 결합되어 있는 제1영구자석, 상기 제1스틸코어와 제2스틸코어가 이격된 공간으로부터 상부를 향하여 연장되어 있는 원통형의 구동기, 상기 구동기의 상부 둘레를 감싸도록 형성되어 있는 제1코일 및 상기 구동기의 하부 둘레를 감싸도록 형성되며 상기 제1스틸코어와 제2스틸코어가 이격된 공간 사이에 위치하는 제2코일을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1스틸코어는 중심부가 막힌 디스크형으로 이루어지며, 상기 제2스틸코어는 중심부가 개방된 중공의 환형으로 이루어지는 것이 바람직하고, 상기 제1스틸코어의 내부에 위치하는 환형 또는 디스크형의 제2영구자석을 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1영구자석 및 제2영구자석은 서로 반대 방향의 자기장을 가지도록 위치하는 것이 바람직하고, 상기 제1코일 및 제2코일에는 서로 반대 방향의 전류가 흐르도록 하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 효과는, 엔진 마운트의 전체적인 크기를 축소하여 다양한 차량의 다양한 위치에 적용되도록 할 수 있으므로 제작이 원활하며, 내부 구조의 변경으로 추가적인 코일 및 영구 자석을 위치시킬 수 있어 강한 구동력을 얻을 수 있으므로 차량에 전달되는 충격 및 진동을 원활하게 감쇄시킬 수 있다.

도1 은 종래 사용되던 전동식 능동 마운트를 도시한 단면도.
도2 는 종래 사용되던 전동식 능동 마운트를 도시한 단면도.
도3 은 도2 의 부분 확대도.
도4 는 본 발명인 컴팩트 전동식 능동 마운트를 도시한 부분 확대도.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명인 컴팩트 구조 전동식 능동 마운트는, 원통형의 하우징(10), 상기 하우징(10)과 엔진을 연결하는 코어, 상기 코어의 외측면과 상기 하우징(10)의 내측면을 연결하는 인슐레이터(20), 상기 인슐레이터(20)의 내측에 형성된 상부 챔버(30), 상기 하우징(10)의 하단에 형성된 하부 챔버(40)를 포함하는 전동식 능동 마운트에 있어서, 상기 하부 챔버(40)의 상단 중앙에 위치하는 제1스틸코어(61), 상기 제1스틸코어(61)와 이격되어 위치하며 외측 둘레가 상기 하우징(10)의 내측면과 고정 결합되어 있는 제2스틸코어(62), 상기 제2스틸코어(62)와 연결되어 고정 결합되어 있는 제1영구자석(51), 상기 제1스틸코어(61)와 제2스틸코어(62)가 이격된 공간으로부터 상부를 향하여 연장되어 있는 원통형의 구동기(70), 상기 구동기(70)의 상부 둘레를 감싸도록 형성되어 있는 제1코일(81) 및 상기 구동기(70)의 하부 둘레를 감싸도록 형성되며 상기 제1스틸코어(61)와 제2스틸코어(62)가 이격된 공간 사이에 위치하는 제2코일(82)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 도1 내지 도3 에 도시된 바와 같은 종래의 전동식 능동 마운트와 전체적인 형상 및 구조가 유사하며, 유도 전류의 발생으로 차량에 전달되는 충격 및 진동을 저감하는 내부 구조에 그 특징이 있다.

즉, 본 발명 또한 종래의 전동식 능동 마운트와 마찬가지로, 자기장 내의 코일에 전류가 흐르면, 자기력선에 수직한 방향으로 발생되는 로렌츠 힘에 의한 구동력을 통하여 파워트레인의 진동 전달율을 저감한다.

상기와 같은 로렌츠 힘에 의한 구동력은 코일 권선수, 자속 밀도, 코일의 길이 및 전류의 크기에 비례하며,

로 나타낼 수 있다.

종래 사용되던 전동식 능동 마운트에서는, 마운트 내부에 위치한 영구 자석의 크기를 크게하여 자속 밀도를 크게 하거나, 코일의 양을 많게 하면 구동력이 강해져서 차량으로 전달되는 충격 및 진동을 원활하게 감쇄시킬 수 있지만, 마운트의 전체적인 크기가 커져 차량에 적용되기가 어려우며, 반대로 마운트의 크기를 작게 하면 영구 자석의 크기가 작아지고 코일의 양이 적어져서 구동력이 약해진다는 문제가 있었다.

즉, 구동력을 크게 하기 위해서 ①코일 권선수(N)를 증대시키려면, 코일의 회전수가 많아져 마운트의 부피가 커져야 하고, ②자속 밀도(B)를 증대시키려면, 자석의 크기가 커져야 할 뿐만 아니라, 일정한 크기의 영구 자석의 자속 밀도는 한계가 있으며, ③코일 길이(l)를 증대시키려면 마운트의 크기가 커져야 하고, ④전류(i)를 증대시키려면, 차량으로부터 공급받는 전류의 양을 늘려야 하지만 차량으로부터 인가되는 전류의 양은 한계가 있어 증대가 어렵다.

따라서 본 발명에서는, 도4 에 도시된 바와 같이, 하부 챔버(40)의 상단에 제1스틸코어(61)를 형성하되, 상기 제1스틸코어(61)의 외측 둘레가 상기 하우징(10)의 내측면과 연결되지 않도록 원형 또는 디스크형으로 형성한다.

또한, 상기 제1스틸코어(61)의 측면으로는 상기 제1스틸코어(61)와 이격되어 위치하며 외측 둘레가 상기 하우징(10)의 내측면과 고정 결합되는 제2스틸코어(62)를 형성하였으며, 상기 제2스틸코어(62)는 중심부가 개방된 중공의 환형으로 이루어지는 것이 좋다.

즉, 종래에 사용되던 스틸 코어는 'ㅗ' 자 형상으로 이루어져, 마운트의 중심으로부터 하우징의 내측면까지 모두 연결되어 있었으나, 본 발명에서는 스틸 코어의 일부분을 이격시켜, 중심부의 제1스틸코어(61)와 측면부의 제2스틸코어(62)로 형성하였으며, 상기 제1스틸코어(61)와 제2스틸코어(62)가 이격된 공간은 일정한 간극을 갖는 원형으로 이루어진다.

상기와 같은 원형의 간극 사이에는 구동기(70)가 위치하는데, 상기 구동기(70)는 상기 제1스틸코어(61)와 제2스틸코어(62)가 이격된 공간으로부터 상부를 향하여 연장되어 있는 원통형으로 이루어지며, 종래에 사용되던 구동기에 비하여 상하 방향으로 더욱 길게 연장되어 있다.

상기 마운트의 내측 둘레를 따라서는 제1영구자석(51)이 위치하는데, 상기 제1영구자석(51)은 중공의 환형으로 이루어지는 것이 좋으며, 이는 종래의 전동식 능동 마운트에서 사용되던 영구 자석과 동일하다.

상기 구동기(70)의 상부 둘레에는 외측 둘레를 감싸도록 제1코일(81)이 형성되어 있으며, 나아가 상기 구동기(70)의 하부 둘레에는 외측 둘레를 감싸도록 제2코일(82)이 형성되어 있다.

상기 제2코일(82)은 상기 구동기(70)의 하부 둘레를 감싸도록 형성되어 있기 때문에, 상기 제1스틸코어(61)와 제2스틸코어(62)가 이격된 공간 사이에 위치하게 된다.

즉, 도4 에 도시된 바와 같이, 바깥쪽에 위치한 상기 제1영구자석(51)을 중심으로, 상기 제1코일(81) 및 제2코일(82)의 일부가 겹쳐지도록 위치하고 있으며, 보다 바람직하게는, 상기 제1영구자석(51)의 서로 반대되는 자극의 크기만큼 상기 제1코일(81) 및 제2코일(82)이 위치하는 것이 좋다.

이에 따라 상기 제1코일(81) 및 제2코일(82)에 전류를 인가할 때, 더욱 큰 구동력을 생성할 수 있어 충격 및 진동을 감쇄하는 것이 보다 효과적이다.

이를 위하여 상기 제1코일(81) 및 제2코일(82)에는 서로 반대 방향의 전류가 흐르도록 하는 것이 바람직한데, 즉 상기 제1코일(81)에 반시계방향의 전류가 흐르도록 하였으면, 상기 제2코일(82)에 시계방향의 전류가 흐르도록 하는 것이다.

따라서, 자석에 의한 자기장을 지나가는 코일의 회전수(N)를 증대시키는 효과를 얻을 수 있으며, 종래 1개의 코일을 통하여 발생되던 로렌츠 힘을 2개의 코일부에서 같은 방향의 로렌츠 힘으로 증대시킬 수 있으므로 더욱 큰 구동력을 얻을 수 있다.

나아가, 종래의 스틸 코어와는 다르게, 본 발명에서는 제1스틸코어(61)와 제2스틸코어(62)를 분리하였기 때문에 제1영구자석(51)만으로 발생되는 자속밀도가 저하될 수도 있으며, 이러한 현상을 보완하기 위하여 상기 제1스틸코어(61)의 내부에 환형 또는 디스크형의 제2영구자석(52)을 배치하여 자기력을 강화할 수 있다.

이에 따라 상기 제1코일(81) 및 제2코일(82)의 외부와 내부 모두에서 자기력이 가해질 수 있으므로, 종래 사용되던 전동식 능동 마운트보다 더욱 강한 자속밀도를 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 자석들로 인하여 형성되는 자기회로를 폐회로로 유지하기 위하여 상기 제1영구자석(51) 및 제2영구자석(52)을 반대 방향의 자극을 가지도록 배치함으로서, 상기 제1코일(81) 및 제2코일(82)에 형성되는 자기장이 서로 반대 방향을 향하도록 할 수 있으므로, 상기 제1코일(81) 및 제2코일(82)에 인가하는 제어전류를 서로 반대 방향으로 흐르도록 제어하여, 마운트의 동특성을 보다 저감시킬 수 있다.

상기와 같은 구조에 따르면, 전동식 능동 마운트의 전체적인 크기를 간소화하여 다양한 차종에 쉽게 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 마운트 내부의 보다 강한 구동력으로 인하여 차량으로 전달되는 충격 및 진동을 효과적으로 감쇄시킬 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.

10 : 하우징 20 : 코어
30 : 상부 챔버 40 : 하부 챔버
51 : 제1영구자석 52 : 제2영구자석
61 : 제1스틸코어 62 : 제2스틸코어
70 : 구동기 81 : 제1코일
82 : 제2코일

Claims (5)

1. 원통형의 하우징(10), 상기 하우징(10)과 엔진을 연결하는 코어, 상기 코어의 외측면과 상기 하우징(10)의 내측면을 연결하는 인슐레이터(20), 상기 인슐레이터(20)의 내측에 형성된 상부 챔버(30), 상기 하우징(10)의 하단에 형성된 하부 챔버(40)를 포함하는 전동식 능동 마운트에 있어서,
   상기 하부 챔버(40)의 상단 중앙에 위치하는 제1스틸코어(61);
   상기 제1스틸코어(61)와 이격되어 위치하며 외측 둘레가 상기 하우징(10)의 내측면과 고정 결합되어 있는 제2스틸코어(62);
   상기 제2스틸코어(62)와 연결되어 고정 결합되어 있는 제1영구자석(51);
   상기 제1스틸코어(61)와 제2스틸코어(62)가 이격된 공간으로부터 상부를 향하여 연장되어 있는 원통형의 구동기(70);
   상기 구동기(70)의 상부 둘레를 감싸도록 형성되어 있는 제1코일(81) 및
   상기 구동기(70)의 하부 둘레를 감싸도록 형성되며 상기 제1스틸코어(61)와 제2스틸코어(62)가 이격된 공간 사이에 위치하는 제2코일(82)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 컴팩트 전동식 능동 마운트.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1스틸코어(61)는 중심부가 막힌 디스크형으로 이루어지며, 상기 제2스틸코어(62)는 중심부가 개방된 중공의 환형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 컴팩트 전동식 능동 마운트.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1스틸코어(61)의 내부에 위치하는 환형 또는 디스크형의 제2영구자석(52)을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 컴팩트 전동식 능동 마운트.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1영구자석(51) 및 제2영구자석(52)은 서로 반대 방향의 자기장을 가지도록 위치하는 것을 특징으로 하는 컴팩트 전동식 능동 마운트.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1코일(81) 및 제2코일(82)에는 서로 반대 방향의 전류가 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 컴팩트 전동식 능동 마운트.
   

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