KR20170109160A - 엔진마운트의 체결구조 - Google Patents

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KR20170109160A
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김효석
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은, 엔진바디에 장착된 엔진브라켓이 서포트브라켓의 일단으로 연결되고 서포트브라켓의 타단은 엔진마운트에 연결되는 엔진마운트의 체결구조에 있어서, 상기 서포트브라켓은 엔진마운트의 상면에서 돌출된 센터볼트에 끼워지는 볼트홀이 타공되어 상기 볼트홀로 센터볼트가 끼워지며 엔진마운트 상면에 안착되되, 상기 엔진마운트의 상면에는 서포트브라켓이 안착되는 장착좌면이 형성되고, 상기 장착좌면은 엔진마운트 상면에서 아래쪽으로 파인 모양으로 형성되어 엔진마운트 상면의 다른 부분 보다 높이가 낮게 설정된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 장착좌면의 파인 깊이만큼 엔진측과 엔진마운트측의 높이 차이를 줄일 수 있으므로 종래 구조 대비 강성을 증대시킬 수 있으며 NVH 성능을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 댐퍼를 삭제하고 서포트브라켓을 경량화 시킬 수 있으므로 생산원가가 절감되고 차체 중량을 낮출 수 있다.

Description

엔진마운트의 체결구조{Fastening structure of engine-mount}
본 발명은 차체에 장착되어 엔진의 하중을 지지하며 진동을 절연시키는 엔진마운트의 체결구조에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 서포트브라켓이 체결되는 지점(장착좌면)의 높이를 낮춰 강성을 증대시킴으로써 NVH(noise, vibration, harshness) 성능을 개선하고 (공진을 회피함으로써) 종래 구조에서 추가적으로 장착되던 댐퍼를 삭제할 수 있는 엔진마운트의 체결구조에 관한 것이다.
엔진의 진동을 절연 및 감쇠시키도록 차량의 엔진은 엔진마운트를 통해 차체의 엔진룸에 설치되며, 승용차량에서는 러버의 탄성력을 통해 진동을 절연 및 감쇠시키는 러버 엔진마운트, 케이스 내부로 공기를 출입시켜 감쇠력을 얻는 공압식 엔진마운트, 소정량의 하이드로액이 봉입되도록 구성된 하이드로 엔진마운트(유체봉입식 엔진마운트)가 널리 사용되고 있다.
종래의 엔진마운트의 체결 구조를 설명하면, 도 1a 에 도시된 바와 같이, 원통 형상의 엔진마운트(1)는 상면에서 센터볼트(1a)가 돌출되도록 구성되며 고정브라켓들(1b)을 통해 차체에 고정된다. 그리고, 상기 센터볼트(1a)가 끼워져 체결되도록 양단에 볼트홀들(2a)이 타공된 서포트브라켓(2)의 일단이 상기 엔진마운트(1)로 안착된 후 너트(4)를 통해 고정된다. 상기 서포트브라켓(2)의 타단은 엔진바디에서 연장된 엔진브라켓(3)에 연결되어 상기 엔진마운트(1)는 엔진의 하중을 지지하게 된다.
상기와 같은 구조에서 서포트브라켓(2)은 상하방향을 따라 분리되거나 체결이 이뤄지는 구조이다. 이와 같은 구성을 갖는 이유는(서포트브라켓이 엔진마운트의 좌우방향으로 체결되지 않고 상하방향으로 체결되는 이유는) 공장 작업성 개선을 위해 센터볼트(1a) 및 엔진브라켓(3)에 선체결된 볼트들(3a)이 스터드 볼트(stud bolt)로 많이 사용하고 있기 때문이다.
따라서 상하방향으로 서포트브라켓(2)의 체결이 이뤄지지 않으면, 엔진마운트(1)의 센터볼트(1a)가 체결되는 지점과 엔진브라켓(3)의 볼트들(3a)이 체결되는 두 지점에 서포트브라켓(2)을 끼울 수가 없어 조립이 불가능하다. 물론, 스터드볼트를 대신하여 헤드가 있는 일반 볼트를 사용하여 서포트브라켓(2)을 체결하되 좌우방향을 따라 끼워 넣어 체결시키는 방식도 가능할 것이나 이러한 방식의 경우에는 조립라인에서 작업자가 서포트브라켓(2)에 타공된 볼트홀(2a)의 위치를 일치시키기가 어려워져 작업성이 나빠지게 되며, 이는 작업시간 증가로 생산비용의 증가로 귀결될 것이다.
즉, 이와 같은 종래의 구조는 도 1b 에 도시된 바와 같이, 서포트브라켓(2)이 상하방향으로 장착됨에 따라 서포트브라켓(2)과 엔진브라켓(3)의 체결지점 보다 서포트브라켓(2)과 센터볼트(1a)의 연결지점이 상대적으로 높은 위치에 설정되어 높이 차이만큼 강성에 악영향을 미치는 문제점이 있었다(도 6 의 윗쪽 그림 참조).
이에 따라, 강성이 저하되는 만큼 서포트브라켓(2)의 재질을 강성이 높은 재질로 두껍게 제조하여야 하고 강성 저하에 따른 공진주파수의 변동에 따라 댐퍼가 추가되어야 하므로 중량이 증대되고 생산원가가 증가하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래 구조의 문제점(즉, 서포트브라켓의 양측으로 체결지점에서 높이 차가 발생하여 강성이 저하되는 문제, 강성저하에 따라 NVH 성능에 악영향 발생하는 문제, 저하된 강성을 상쇄하도록 서포트브라켓의 두께가 증가되거나 댐퍼가 추가장착되어 중량이 증가하는 문제)를 해소하기 하기 위하여 서포트브라켓이 상하방향으로 체결될 때 서포트브라켓이 엔진과 연결되는 측과 엔진마운트와 연결되는 측 사이에 발생하는 높이 차이를 감소시킬 수 있는 엔진마운트의 체결구조를 제공하는 것에 주목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엔진바디에 장착된 엔진브라켓이 서포트브라켓의 일단으로 연결되고 서포트브라켓의 타단은 엔진마운트에 연결되는 엔진마운트의 체결구조에 있어서, 상기 서포트브라켓은 엔진마운트의 상면에서 돌출된 센터볼트에 끼워지는 볼트홀이 타공되어 상기 볼트홀로 센터볼트가 끼워지며 엔진마운트 상면에 안착되되, 상기 엔진마운트의 상면에는 서포트브라켓이 안착되는 장착좌면이 형성되고, 상기 장착좌면은 엔진마운트 상면에서 아래쪽으로 (소정의 깊이 만큼) 파인 모양으로 형성되어 엔진마운트 상면의 다른 부분 보다 높이가 낮게 설정된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 엔진마운트는, 상측으로 돌출되도록 센터볼트가 결합되며 금속재로 제조된 코어;와 상기 코어를 내포하도록 형성되며 고무재로 제조된 인슐레이터; 및 상기 인슐레이터의 외부에 결합되는 케이스;를 포함하며, 상기 케이스의 일부분은 절개되고, 상기 케이스의 절개된 부분 내에서 인슐레이터 일부가 절개된 위치에 장착좌면이 형성된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 장착좌면이 형성되는 부분에서 인슐레이터는 코어가 외부로 노출되는 깊이까지 절개되되, 선택적으로, 상기 장착좌면은 코어의 상면 일부도 절개되어 형성될 수 있다.
(인슐레이터의 거동시 케이스의 끝단에서 마모가 발생하는 것을 방지하기 위하여) 상기 케이스에서 절개된 부분의 테두리 끝단은 상측을 향하도록 꺽여지며 꺽여진 부분은 원주(圓周)가 형성되도록 라운딩 된다.
그리고, 상기 케이스에서 절개된 부분에는 서포트브라켓의 하강을 방지하여 인슐레이터의 과도한 탄성변형을 억제하도록 스토퍼가 장착된다.
본 발명에서 상기 엔진마운트는 공압식 엔진마운트 및 러버식 엔진마운트 등은 물론 하이드로 엔진마운트가 사용될 수 있다. 즉, 상기 엔진마운트는 인슐레이터 아래로 노즐판 및 다이어프레임이 장착되되 상기 노즐판에 의해 인슐레이터와 노즐판 사이는 상측액실이 형성되고 노즐판과 다이어프레임 사이에는 하측액실이 형성되며, 봉입된 하이드로액이 인슐레이터의 탄성변형에 따라 노즐판에 형성된 유로를 통해 상측액실과 하측액실을 유동하는 하이드로 엔진마운트인 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 장착좌면의 파인 깊이만큼 엔진측과 엔진마운트측의 높이 차이를 줄일 수 있으므로 종래 구조 대비 강성을 증대시킬 수 있으며 NVH 성능을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 댐퍼를 삭제하고 서포트브라켓을 경량화 시킬 수 있으므로 생산원가가 절감되고 차체 중량을 낮출 수 있다.
그리고, 상기 케이스에는 스토퍼가 추가 장착되어 서포트브라켓의 과도한 하강에 의해 인슐레이터가 기준치 이상으로 변형되는 것을 방지할 수 있으며, 케이스의 절개된 부분 테두리는 라운딩되어 인슐레이터의 거동시 상기 인슐레이터가 케이스에 의해 마모되는 것을 방지할 수 있다.
도 1 은 종래의 엔진마운트가 서포트브라켓 및 엔진브라켓과 분리된 모습 및 조립이 이뤄진 모습을 도시한 도면,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엔진마운트가 서포트브라켓 및 엔진브라켓과 분리된 모습 및 조립이 이뤄진 모습을 도시한 도면,
도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엔진마운트를 정면에서 바라봤을 때의 모습을 도시한 도면,
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엔진마운트에서 장착좌면이 형성된 부분을 확대하여 도시한 도면,
도 5 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엔진마운트의 종단면도,
도 6 은 종래의 체결구조에서 엔진 측 장착지점과 엔진마운트 측 장착지점의 높이차이(a)와 본 발명의 체결구조에서 엔진 측 장착지점과 엔진마운트 측 장착지점의 높이차이(b)를 비교하여 도시한 도면.
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.
본 발명은 엔진바디에 장착된 엔진브라켓이 서포트브라켓의 일단으로 연결되고 서포트브라켓의 타단은 엔진마운트에 연결되는 엔진마운트의 체결구조에 관한 것으로써 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명한다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 엔진마운트(10)는 고정브라켓들을(11a) 통해 차체멤버(미도시)에 고정되되 서포트브라켓(20)을 통하여 엔진브라켓(30)과 연결이 이뤄지며, 상기 서포트브라켓(20)은 엔진마운트(10)의 상면에서 돌출된 센터볼트(12) 및 엔진브라켓(30)에 선체결된 볼트들(31)에 끼워질 수 있도록 양단에 볼트홀들(21)이 각각 형성된다.
상기 엔진마운트(10)의 상면에는 서포트브라켓(20)의 볼트홀(21)에 센터볼트(12)가 끼워질 때 서포트브라켓(20)의 바닥면이 안착되는 장착좌면(A)이 상면에 형성되되, 상기 장착좌면(A)은 엔진마운트(10) 상면에서 아래쪽으로 (소정의 깊이 만큼) 파인 모양으로 형성된다. 즉, 상기 장착좌면(A)은 엔진마운트(10) 상면의 다른 부분 보다 높이가 더 낮게 설정된다.
상기 엔진마운트(10)는 종류(가령, 공압식 엔진마운트, 러버식 엔진마운트, 하이드로 엔진마운트)에 상관 없이 사용이 가능하나, 본 발명의 실시예에서는 하이드로액이 내부에 봉입된 하이드로 엔진마운트가 사용된다. 즉, 상기 엔진마운트(10)는 코어(14)랑 일체로 형성된 인슐레이터(15)와 다이어프레임(17, 도 5 참조) 사이에 노즐판(16)이 장착되어 내부가 상측액실과 하측액실로 분할되고 상기 액실들에 봉입된 하이드로액이 인슐레이터(15)의 탄성변형에 따라 노즐판(16)에 형성된 환형의 유로를 따라 상측액실과 하측액실을 유동하도록 구성된다.
도 5 를 참조하면, 상기 코어(14)는 상측으로 돌출되도록 센터볼트(12)가 결합되며 금속재로 제조되고, 상기 인슐레이터(15)는 코어(14)를 내포하는 (꺼꾸로 세워진) 콘(cone) 모양으로 형성되며 고무재로 제조된다. 그리고, 인슐레이터(15)의 외부에는 고정브라켓들(11a)이 장착된 금속재 케이스(11)가 끼워지는 구조를 갖는다.
본 발명에서 상기 케이스(11)의 일부분은 엔진브라켓(30)이 배치되는 쪽을 향하여 절개되고, 상기 케이스(11)의 절개된 부분 내에서 인슐레이터(15)와 코어(14) 각각의 일부가 절개된 위치에 장착좌면(A)이 형성된다.
상기 장착좌면(A)이 형성되는 부분에서 인슐레이터(15)는 코어(14)가 외부로 노출되는 깊이까지 절개되되, 선택적으로, 코어(14)의 상면 일부도 절개되어 장착좌면(A)이 형성될 수 있다.
또한, 인슐레이터(15)가 상하좌우로 탄성변형하여 거동할 때 케이스(11)의 끝단에서 마모가 발생하는 것을 방지하기 위해 본 발명에서는 상기 케이스(11)에서 절개된 부분의 테두리 끝단(11b)은 상측을 향하도록 꺽여지며, 꺽여진 부분에는 원주(圓周)가 형성되도록 라운딩 된다(도 3 내지 5 참조).
그리고, 상기 케이스(11)에서 절개된 부분에서 서포트브라켓(20) 아래에 놓이는 지점에는 서포트브라켓(20)의 하강을 방지하여 인슐레이터(14)의 과도한 탄성변형을 억제하도록(서포트브라켓이 일정 거리이상 하강하는 것을 방지하도록) 스토퍼(13)가 장착된다. 상기 스토퍼(13)는 소음발생을 억제하기 위해 고무재로 제조되거나 금속재로 제조된 후 고무와 같은 탄성체가 결합되도록 구성된다.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은 장착좌면(A)의 파인 깊이만큼 엔진 측과 엔진마운트 측의 높이 차이를 줄일 수 있다. 도 6 에 도시된 바와 같이 종래의 구조의 경우 상술한 바와 같은 이유로 서포트브라켓(2)의 양측의 높이차이가 'a' 만큼(대략 60~65 mm) 발생하나, 본 발명의 구성에서는 장착좌면(A)이 파인 깊이만큼 'b'(대략 20~30 mm)만큼만 높이차이가 감소될 수 있다.
즉, 엔진마운트(10)는 차체에 고정되고, 엔진은 일단이 엔진마운트(10)에 고정된 서포트브라켓(20)의 타단에 고정되는 구조이므로, 길이가 짧아지면 작용하는 휨모멘트가 작아지는 캔틸레버(cantilever: 외팔보)의 처짐원리와 같이, 높이차이가 감소된 만큼 서포트브라켓(20)은 보다 강건하게 엔진을 지지할 수 있으므로 종래 구조 대비 강성이 증대된 효과를 갖는다.
아울러, 이러한 강성증대 효과에 따라 NVH 성능 또한 향상될 수 있다. 그러므로, 종래 구조에서의 댐퍼를 삭제하고 서포트브라켓을 경량화 시킬 수 있으므로 생산원가가 절감되고 차체 중량을 낮출 수 있다. 또한, 엔진마운트 자체가 소형화되어 더욱 컴팩트하게 제조될 수 있다.
그리고, 상기 케이스(11)에는 스토퍼(13)가 추가 장착되어 서포트브라켓(20)의 과도한 하강에 의해 인슐레이터(15)가 기준치 이상으로 변형되는 것을 방지할 수 있으며, 케이스(11)의 절개된 부분 테두리 끝단(11b)은 라운딩되어 인슐레이터(15)의 거동시 상기 인슐레이터(15)가 케이스(11)에 의해 마모되는 것을 방지할 수 있다.
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 : 엔진마운트
11 : 케이스
12 : 센터볼트
13 : 스토퍼
14 : 코어
15 : 인슐레이터
20 : 서포트브라켓
30 : 엔진브라켓

Claims (7)

  1. 엔진바디에 장착된 엔진브라켓이 서포트브라켓의 일단으로 연결되고 서포트브라켓의 타단은 엔진마운트에 연결되는 엔진마운트의 체결구조에 있어서,
    상기 서포트브라켓은 엔진마운트의 상면에서 돌출된 센터볼트에 끼워지는 볼트홀이 타공되어 상기 볼트홀로 센터볼트가 끼워지며 엔진마운트 상면에 안착되되,
    상기 엔진마운트의 상면에는 서포트브라켓이 안착되는 장착좌면이 형성되고, 상기 장착좌면은 엔진마운트 상면에서 아래쪽으로 파인 모양으로 형성되어 엔진마운트 상면의 다른 부분 보다 높이가 낮게 설정된 엔진마운트의 체결구조.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 엔진마운트는,
    상측으로 돌출되도록 센터볼트가 결합되며 금속재로 제조된 코어;와
    상기 코어를 내포하도록 형성되며 고무재로 제조된 인슐레이터; 및
    상기 인슐레이터의 외부에 결합되는 케이스;를 포함하며,
    상기 케이스의 일부분은 절개되고, 상기 케이스의 절개된 부분 내에서 인슐레이터 일부가 절개된 위치에 장착좌면이 형성된 것을 특징으로 하는 엔진마운트의 체결구조.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 장착좌면이 형성되는 부분에서 인슐레이터는 코어가 외부로 노출되는 깊이까지 절개된 것을 특징으로 하는 엔진마운트의 체결구조.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 장착좌면은 코어의 상면 일부도 절개되어 형성된 것을 특징으로 하는 엔진마운트의 체결구조.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이스에서 절개된 부분의 테두리 끝단은 상측을 향하도록 꺽여지며 꺽여진 부분은 원주가 형성되도록 라운딩된 것을 특징으로 하는 엔진마운트의 체결구조.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 케이스에서 절개된 부분에는 서포트브라켓의 하강을 방지하여 인슐레이터의 과도한 탄성변형을 억제하도록 스토퍼가 장착된 것을 특징으로 하는 엔진마운트의 체결구조.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 엔진마운트는 인슐레이터 아래로 노즐판 및 다이어프레임이 장착되되 상기 노즐판에 의해 인슐레이터와 노즐판 사이는 상측액실이 형성되고 노즐판과 다이어프레임 사이에는 하측액실이 형성되며, 봉입된 하이드로액이 인슐레이터의 탄성변형에 따라 노즐판에 형성된 유로를 통해 상측액실과 하측액실을 유동하는 하이드로 엔진마운트인 것을 특징으로 하는 엔진마운트의 체결구조.
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