KR20170040594A - 공압식 엔진마운트 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 공압식 엔진마운트 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이너코어와 하우징 사이를 서로 연결하며 그 하부에 챔버가 형성되는 탄성 재질의 메인러버 및 상기 챔버의 하부에 배치된 브라켓에 결합되며 메인러버와 이격 배치되는 러버스토퍼를 포함하되, 상기 러버스토퍼는 메인러버와 다른 특성을 가지는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하여, 가진 변위에 따른 튜닝 강건성을 확보할 수 있고 생산원가나 차량중량의 큰 상승 없이 종래 액체봉입식 엔진마운트에 상응하는 감쇠 성능을 확보할 수 있는 공압식 엔진마운트 구조에 관한 것이다.

Description

공압식 엔진마운트 구조{STRUCTURE OF AIR DAMPING MOUNT}

본 발명은 차량의 공압식 엔진마운트 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 메인러버와 별도로 가류된 러버스토퍼를 이용하여 진폭이 큰 가진의 감쇠 성능을 개선함과 동시에 생산원가 및 차체중량이 증대되지 않는 공압식 엔진마운트 구조에 관한 것이다.

차량에 적용되는 기술이 점차 발전하고 저진동, 저소음에 대한 소비자의 요구가 증대됨에 따라, 차량에서 발생하는 소음(Noise), 진동(Vibration) 및 충격(Harshness) 즉, NVH 성능을 분석하여 승차감을 극대화시키려는 노력이 계속되고 있다.

차량의 주행시 특정 RPM 영역에서 발생하는 엔진 진동은 특정 주파수를 가지고 차체를 통해 실내로 전달되며, 엔진의 폭발 성분이 차량의 실내에 미치는 영향은 지배적이다.

일반적으로 차량의 엔진은 피스톤과 커넥팅 로드의 상하 운동에 의한 중심위치의 주기적인 변화와 실린더 축방향으로 생기는 왕복운동 부분의 관성력, 커넥팅 로드가 크랭크축의 좌우로 흔들리는 것에 의한 관성력 및 크랭크축에 가해지는 회전력의 주기적인 변화 등에 의해 구조적으로 항상 진동을 받는다.

따라서, 차량의 엔진과 차체 사이에는, 엔진을 지지하는 동시에 엔진으로부터 전달되는 소음 및 진동을 감쇄시키는 엔진마운트가 장착되며, 이러한 엔진마운트는 크게 러버식 엔진마운트, 공압식 엔진마운트(에어 댐핑 마운트) 및 액체봉입식 엔진마운트(유체 마운트)로 구분된다.

러버식 엔진마운트는, 고무 인슐레이터 재질 자체의 탄성력을 이용하여 댐핑효과를 얻는 구조로서, 이너코어에 엔진하우징이 안착되고 볼트로 고정되면 엔진 진동에 따라 인슐레이터가 탄성변형 및 복원하여 진동을 감쇠시키는 구조를 가진다. 상기 러버식 엔진마운트는 대변위 진동에 대한 감쇠율은 좋지 않으나, 저변위 진동에 대한 감쇠율은 높은 특성을 나타낸다.

공압식 엔진마운트는, 인슐레이터 재질 자체의 댐핑력에 공기를 작동유체로 유동시켜 얻는 댐핑력을 추가한 것으로서, 하우징 내부에는 메인러버(인슐레이터)가 부설되되, 하부에 밑판이 장착되어 챔버를 구성하고 메인러버의 탄성변형에 따라 챔버로 공기가 출입되도록 에어홀이 형성되는 구조를 가진다. 공압식 엔진마운트는 비교적 제조가 용이하여 소형 승용차에 주로 사용되고 있다.

액체봉입식 엔진마운트, 즉 유체마운트는 인슐레이터 아래에 봉입된 부동액이 상부액실과 하부액실을 유동함에 따라 댐핑력이 발생되는 구조를 가진다. 유체마운트는 상황에 따라 저변위 진동과 대변위 진동을 모두 감쇠시킬 수 있는 장점이 있다.

그러나 종래 러버식 엔진마운트는 부품수가 적어 제조 공정이 간단하고 가격이 저렴한 반면 감쇠 효율이 낮아 진동 및 소음을 충분히 흡수하지 못하는 문제점이 있다.

또한, 종래 액체봉입식 엔진마운트는 러버식 엔진마운트 대비 부품수가 많고 유체를 밀봉시키기 위한 밀봉구조가 요구되어 제조 공정이 복잡해지며 생산원가 및 중량이 증대되는 문제점이 있다.

나아가, 종래 공압식 엔진마운트는 공기의 특성상 유출입하는 유동 저항이 매우 작으므로 엔진에 대한 진동 감쇠 효과가 크지 않으며, 엔진의 상하 진폭에 따른 편차가 커서 가진 변위별로 튜닝이 어렵다는 문제점이 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 하부에 메인러버와 별도로 고감쇠 성능을 가지는 러버스토퍼를 설치하여 가진 변위에 따른 튜닝 강건성을 확보할 수 있는 공압식 엔진마운트 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 생산원가나 차량중량의 큰 상승 없이 종래 액체봉입식 엔진마운트에 상응하는 감쇠 성능을 확보할 수 있는 공압식 엔진마운트 구조를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 이너코어와 하우징 사이를 서로 연결하며 그 하부에 챔버가 형성되는 탄성 재질의 메인러버; 및 상기 챔버의 하부에 배치된 브라켓에 결합되며 메인러버와 이격 배치되는 러버스토퍼; 를 포함하되, 상기 러버스토퍼는 메인러버와 다른 특성을 가지는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 공압식 엔진마운트 구조에서 상기 러버스토퍼와 브라켓에는 상하방향으로 공기유동홀이 관통되는 것이 바람직하다.

아울러, 본 발명의 실시예에 따른 공압식 엔진마운트 구조에서 상기 브라켓의 중앙에는 하측을 향해 움푹하게 함몰된 안착부가 형성되고, 상기 러버스토퍼는 안착부에 압입되는 것이 좋다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 공압식 엔진마운트 구조에서 미리 정해진 진폭 이상의 가진(加振) 시, 상기 러버스토퍼는 상하로 유동되어 진동을 감쇠시키는 것이 바람직하다.

나아가, 본 발명의 실시예에 따른 공압식 엔진마운트 구조에서 미리 정해진 진폭 이하의 가진(加振) 시, 상기 공기유동홀을 통해 챔버 내·외부로 공기가 유동되어 진동을 감쇠시키는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명은, 차량에서 진폭이 큰 가진 변위와 진폭이 가진 변위에서 모두 감쇠력을 획득할 수 있어 주행 진동이 개선되는 효과가 있다.

구체적으로 상하 대변위 가진(3 내지 5 mm)에서 고감쇠 러버스토퍼는 상하로 유동되어 진동을 감쇠할 수 있으며, 저변위 가진(1mm 이하)에서는 공기유동홀을 통해 공기가 유동되어 진동을 감쇠할 수 있다.

아울러, 본 발명은 생산원가나 차체중량의 큰 상승 없이 종래 액체봉입식 엔진마운트에 상응하는 감쇠 성능을 확보할 수 있어 차량의 상품성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공압식 엔진마운트 구조의 일부가 절개된 모습을 도시한 절개 사시도.
도 2는 종래 공압식 엔진마운트와 본 발명의 일실시예에 따른 공압식 엔진마운트에 3 내지 5 mm의 가진이 가해졌을 때, 손실계수를 비교한 그래프.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공압식 엔진마운트 구조의 일부가 절개된 모습을 도시한 절개 사시도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 공압식 엔진마운트 구조는, 이너코어(10)와 하우징(30) 사이를 서로 연결하며 그 하부에 챔버(22)가 형성되는 탄성 재질의 메인러버(20) 및 상기 챔버(22)의 하부에 배치된 브라켓(40)에 결합되며 메인러버(20)와 이격 배치되는 러버스토퍼(50)를 포함한다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공압식 엔진마운트는 엔진에서 발생되는 진동 및 소음 등의 전달을 최소화하기 위해 사용되는 것으로서, 전체적인 외형은 종래 사용되던 공압식 엔진마운트와 거의 유사하게 형성된다.

즉, 종래와 같이 차량의 엔진(미도시)을 차체에 거치시키기 위해 엔진과 센터볼트(12)를 매개로 결합되는 이너코어(10), 상기 이너코어(10)의 외측면과 하우징(30)의 내측면 사이를 연결하는 메인러버(20) 등의 구성을 거의 그대로 사용한다.

상기 이너코어(10)와 메인러버(20)는 모두 위에서 내려다봤을 때 원형의 단면을 가지며, 메인러버(20)는 천연고무 또는 합성고무 등의 탄성력을 가지는 소재로 이루어져 엔진의 진동을 감쇠시키는 역할을 한다.

이때, 상기 메인러버(20)의 하부면은 상측을 향해 오목하게 함몰되어 소정의 공간이 형성되도록 이루어지며, 이러한 공간은 공기가 충진되어 유동되는 챔버(22)가 된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 챔버(22)의 하부 즉, 메인러버(20)의 하부에는 원형의 단면을 가지는 브라켓(40)이 배치되며, 상기 브라켓(40)은 메인러버(20)와 함께 하우징(30)에 컬링된다.

상기 브라켓(40)의 중앙 부분에는 메인러버(20)와 별도로 가류 또는 가황(vulcanization)되는 러버스토퍼(50)가 결합되며, 상기 러버스토퍼(50)는 메인러버(20)와 다른 특성을 가지는 탄성 재질로 이루어진다.

즉, 상기 러버스토퍼(50)는 메인러버(20)에 비해 상대적으로 고감쇠의 특성을 가지는 소재로 이루어져서 엔진에 대변위 가진(加振)이 가해질 때 진동 및 소음을 감쇠시키는 역할을 한다.

도시된 것처럼 상기 브라켓(40)의 중앙에는 하측을 향해 움푹하게 함몰된 형태의 안착부(42)가 형성되고, 상기 러버스토퍼(50)는 이러한 안착부(42)에 압입되는 방식으로 브라켓(40)에 결합된다.

상기 러버스토퍼(50)의 상부면과 메인러버(20)의 하부면 사이에는 일정한 간격의 갭(G)이 형성되도록 서로 이격되는데, 소정의 갭(G)은 대략 2 내지 3 mm 정도가 되는 것이 적절하다.

즉, 상기 메인러버(20)의 하부면이 상측을 향해 오목하게 함몰된 형상에 대응되도록 상기 러버스토퍼(50)의 상부면은 상측을 향해 볼록하게 돌출된 형상으로 형성되어, 메인러버(20)와 러버스토퍼(50) 사이는 일정한 간격으로 이격된다.

또한, 상기 러버스토퍼(50)와 브라켓(40)에는 상하방향으로 길게 공기유동홀(52)이 관통되는데, 상기 공기유동홀(52)은 챔버(22) 내부의 공기를 외부로 배출시키거나 외부의 공기를 챔버(22) 내부로 유입시키는 통로 역할을 하게 된다.

상기 공기유동홀(52)은 러버스토퍼(50)에도 브라켓(40)과 동일한 형태로 함께 관통된다는 점에서 종래와 차이가 있으며, 엔진에 저변위 가진(加振)이 가해질 때 공기를 유동시켜 진동 및 소음을 감쇠시키는 역할을 한다.

도 2는 종래 공압식 엔진마운트와 본 발명의 일실시예에 따른 공압식 엔진마운트에 3 내지 5 mm의 가진이 가해졌을 때, 손실계수를 비교한 그래프이다.

구체적으로 도 2의 (a)는 종래 공압식 엔진마운트에 3 내지 5 mm의 가진이 가해졌을 때 주파수(Hz)에 따른 손실계수를 나타낸 그래프이고, 도 2의 (b)는 본 발명의 일실시예에 따른 공압식 엔진마운트에 3 내지 5 mm의 가진이 가해졌을 때 주파수(Hz)에 따른 손실계수를 나타낸 그래프이다.

도시된 그래프에서 x축은 주파수(단위 : Hz)를 나타내고, y축은 손실계수(일명 tangent delta(tan δ)값, 단위 : 무차원)를 나타낸다.

본 발명에 따른 공압식 엔진마운트 구조는, 미리 정해진 진폭(예를 들어, 3 내지 5 mm의 진폭) 이상의 가진 시, 상기 러버스토퍼(50)가 상하로 유동되어 감쇠 역할을 담당하게 된다.

또한, 미리 정해진 진폭(예를 들어, 1mm의 진폭) 이하의 가진 시, 상기 공기유동홀(52)을 통해 챔버(22) 내·외부로 공기가 유동되어 공압 댐핑 효과를 얻게 된다.

이에 따라, 도 2의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 종래 공압식 엔진마운트 구조가 3 내지 5 mm의 가진 시 0.1 정도의 손실계수를 가지는 반면, 본 발명에 따른 공압식 엔진마운트 구조는 약 0.4 정도의 손실계수를 가져 대변위 진동에서 현저한 감쇠 효과를 발휘한다.

따라서, 본 발명에 따른 공압식 엔진마운트 구조는 생산원가나 차체중량의 증가 없이 종래 유체봉입식 엔진마운트에 상응하는 감쇠 성능을 확보할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

10 : 이너코어
12 : 센터볼트
20 : 메인러버
22 : 챔버
30 : 하우징
40 : 브라켓
42 : 안착부
50 : 러버스토퍼
52 : 공기유동홀

Claims (5)

1. 이너코어와 하우징 사이를 서로 연결하며 그 하부에 챔버가 형성되는 탄성 재질의 메인러버; 및
   상기 챔버의 하부에 배치된 브라켓에 결합되며 메인러버와 이격 배치되는 러버스토퍼; 를 포함하되,
   상기 러버스토퍼는 메인러버와 다른 특성을 가지는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공압식 엔진마운트 구조.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 러버스토퍼와 브라켓에는 상하방향으로 공기유동홀이 관통되는 것을 특징으로 하는 공압식 엔진마운트 구조.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 브라켓의 중앙에는 하측을 향해 움푹하게 함몰된 안착부가 형성되고, 상기 러버스토퍼는 안착부에 압입되는 것을 특징으로 하는 공압식 엔진마운트 구조.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   미리 정해진 진폭 이상의 가진(加振) 시, 상기 러버스토퍼는 상하로 유동되어 진동을 감쇠시키는 것을 특징으로 하는 공압식 엔진마운트 구조.
   
5. 제 2 항에 있어서,
   미리 정해진 진폭 이하의 가진(加振) 시, 상기 공기유동홀을 통해 챔버 내·외부로 공기가 유동되어 진동을 감쇠시키는 것을 특징으로 하는 공압식 엔진마운트 구조.
   

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