KR20180069415A - 소음 저감을 위한 멤브레인을 가지는 엔진 마운트 - Google Patents

소음 저감을 위한 멤브레인을 가지는 엔진 마운트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차의 엔진 작동시 발생되는 진동을 감쇄시키는 자동차용 엔진 마운트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 엔진마운트의 하우징 내부에 결합되는 플레이트와 멤브레인 사이에 간극이 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진마운트에 관한 것이다.

Description

소음 저감을 위한 멤브레인을 가지는 엔진 마운트{Engine mount having a membrane for decreasing noise}
본 발명은 자동차의 엔진 작동시 발생되는 진동을 감쇄시키는 자동차용 엔진 마운트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 엔진마운트의 하우징 내부에 결합되는 플레이트와 멤브레인 사이에 간극이 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진마운트에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 엔진마운트(Engine Mount)는 엔진의 작동시 발생되는 진동을 감쇄시켜주는 장치이다.
이러한 엔진 진동은 저주파 진동과 고주파 진동으로 대분되는데, 저주파 진동은 엔진의 ON/OFF 시, 저속회전시의 토크 변동, 엔진 저회전시의 크랭크축 회전운동에 따른 관성력 및 우력에 의한 파워플랜트 진동, 타이어 회전시의 언밸런스력에 의한 차체진동, 노면 프로필에 따른 서스펜션을 통한 차체 진동 등이 있다.
또한, 고주파 진동은 엔진 고회전시의 크랭크축 회전운동에 따른 관성력, 우력에 의한 파워플랜트 진동, 변속기내 기어의 맞물림 진동, 연소시의 실린더블록 진동, 크랭크축의 굽힘, 비틀림진동, 파워플랜트의 굽힘, 비틀림 진동 등을 들 수 있다.
따라서, 상술한 바와 같은 엔진 작동에 의한 대진폭의 저주파 진동 또는 미진폭의 고주파 진동은 엔진마운트에 전달되며, 엔진마운트에 설치된 주고무체의 압축과 복원 작용으로 인하여 엔진마운트 내부에 밀봉된 유체가 엔진마운트 내부 공간에서 상부 또는 하부로 반복적으로 유동됨으로써 엔진의 진동에너지를 감쇄시키는 작동을 수행한다.
도 1 은 종래 엔진마운트를 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 종래 엔진마운트는 외관 몸체를 이루는 하우징(10,10')과, 하우징(10,10')의 상부에 취부되어 체결 볼트(31)를 고정시키는 코어(30)와, 상기 코어(30)를 지지하는 주고무체(20)와, 상기 주고무체(20)를 하우징(10)에 고정시키는 내부케이스(40)와, 상기 내부케이스(40)에 취부되어 멤브레인(60)을 부착시키는 플레이트(50)와, 상기 코어(30)와 주고무체(20)의 하부에 액체가 봉입된 상태의 상부액실(11)과 하부액실(12) 사이를 구획하는 멤브레인(60)과, 상기 멤브레인 하부에 결합되어 엔진마운트의 하우징(10)의 하부를 차폐하는 탄성재질의 다이어프램(70)을 포함한다.
이때, 상기 플레이트(50)는 상부플레이트(51)와 하부플레이트(52)가 상호 결합되어 이루어지며, 상기 멤브레인(60)은 러버(61)와 러버(61) 내부에 삽입고정되는 러버플레이트(62)로 이루어진다.
상기와 같이 구성되는 종래의 엔진마운트는, 엔진으로부터의 진동이 전해지면 코어(30)와 주고무체(20)의 형상이 변형되면서 상부액실(11)의 체적이 변동되며, 변동된 체적에 상응하는 양 만큼의 유체가 플레이트(50)의 오리피스(53) 또는 멤브레인(60)과 플레이트(50) 사이의 간극을 통하여 상부액실(11)로부터 하부액실(12)로 전달되면서 엔진마운트에 가해지는 진동을 감쇄시키게 된다.
이때, 엔진마운트에 가해지는 진동이 대진폭의 저주파 진동일 경우에는, 코어(30) 및 주고무체(20)의 변형 체적에 상응하는 유체의 양이 멤브레인(60)과 플레이트(50) 사이의 간극을 통과할 수 있는 이동량보다 크게 이루어지기 때문에, 유체가 멤브레인(60)과 플레이트(50) 사이의 간극을 통과하지 못하고 플레이트(50)에 형성된 환형의 오리피스(53)을 따라서 상부액실(11)로부터 하부액실(12)로 이동되면서 큰 감쇄력을 발생시키게 된다.
반면, 엔진마운트에 가해지는 진동이 미진폭의 고주파 진동일 경우에는, 코어(30) 및 주고무체(20)의 변형 체적에 상응하는 유체의 양이 멤브레인(60)과 플레이트(50)와의 간극을 통과할 수 있는 이동량보다 적게 이루어지기 때문에, 유체가 멤브레인(60)과 플레이트(50) 사이의 간극을 통과하면서 상부액실(11)로부터 하부액실(12)로 단시간 내에 통과하여 작은 감쇄력을 발생시키게 된다.
이때, 도 1 의 하부에 도시된 멤브레인(60)의 확대도를 참조하면, 멤브레인(60)과 플레이트(50)와의 간극에 의하여 유체가 이동되는 유로(54)를 나타내고 있다.
즉, 멤브레인(60)은 상부플레이트(51)의 걸림턱(51a)과 하부플레이트(52)의 걸림턱(52a)의 사이에 결합되며, 멤브레인(60)의 러버(61) 상면과 상부플레이트(51)의 걸림턱(51a) 사이에 제 1 유격(d1)이 형성되며, 멤브레인(60)의 러버(61) 바닥면과 하부플레이트(52)의 걸림턱(52a) 사이에 제 2 유격(d2)이 형성되면서 유체를 이동시키는 멤브레인 유로(54)가 형성되는 것이다.
그런데, 도 2 에 도시된 바와 같이 주로 대진폭의 저주파 진동일 경우 멤브레인(60)에 가해지는 진동으로 인하여 멤브레인(60)에 일종의 충격음인 래틀 이음(rattle noise)이 발생되며, 이러한 래틀 이음은 멤브레인(60)의 유로(54)를 형성하는 제 1 유격(d1)과 제 2 유격(d2)의 존재로 인하여 발생되는 것이다.
그러므로, 종래 엔진마운트는 멤브레인(60)에서 발생되는 래틀 이음과 같은 소음이 자동차의 NVH(Noise, Vibration and Harshness) 성능을 저하시키는 요인으로 작용되어 왔다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 제반 문제점들을 해소하기 위하여 창안된 것으로서, 멤브레인과 플레이트 사이의 유격을 제거하고, 나아가, 중공 구조의 멤브레인을 적용함으로써 엔진마운트에 발새외는 래틀 이음을 감소시켜 자동차의 NVH 성능을 향상시킬 수 있는 소음 저감을 위한 멤브레인을 가지는 엔진 마운트의 구성을 제공하는데 본 발명의 기술적 과제가 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 소음 저감을 위한 멤브레인을 가지는 엔진 마운트의 구성은, 엔진마운트의 하우징 내부에 결합되는 플레이트와 멤브레인 사이에 간극이 형성되지 않는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 소음 저감을 위한 멤브레인을 가지는 엔진 마운트의 효과는 다음과 같다.
첫째, 본 발명의 엔진마운트는, 플레이트와 상기 멤브레인 사이에 간극이 형성되지 않음으로써 대진폭의 저주파 진동이 가해질 경우 발생하는 래틀 이음을 원천적으로 제거하여 자동차의 NVH 성능을 향상시킬 수 있게 된 효과를 발현한다.
둘째, 본 발명의 엔진마운트는, 러버 상단부와 러버 하단부로 이루어지고, 이들 사이에 중공의 공간부를 형성함으로써 미진폭의 고주파 진동에 대한 감쇄력을 향상시킬 수 있는 구조이다.
셋째, 본 발명의 엔진마운트는 멤브레인이 러버 상단부와 러버 하단부의 이중의 계층으로 이루어져 있으므로 러버의 내구성을 보다 확보할 수 있게 된 효과를 발현한다.
넷째, 본 발명의 엔진마운트는 멤브레인의 러버상단부 또는 러버하단부의 두께 또는 러버상부길이 러버하부길이를 조절함으로써 엔진마운트의 동특성을 적절하게 튜닝할 수 있어 자동차의 NVH 성능을 향상시키기 위한 설계상의 자유도를 확대시킬 수 있는 매우 진보한 발명인 것이다.
도 1 은 종래의 엔진마운트의 구성도,
도 2 는 종래의 엔진마운트의 래틀이음이 발생되는 상태를 나타내는 도면,
도 3 은 본 발명의 엔진마운트의 구성도,
도 4 는 본 발명의 엔진마운트의 플레이트 및 멤브레인의 결합 사시도,
도 5 는 본 발명의 엔진마운트의 작동상태도,
도 6 은 본 발명의 엔진마운트의 진동 감쇄효를 나타내는 그래프,
도 7 은 본 발명의 엔진마운트의 튜닝상태를 나타내는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 소음 저감을 위한 멤브레인을 가지는 엔진 마운트의 구성 및 그 작동을 상세하게 설명한다.
단, 개시된 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분하게 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 실시예로 구체화될 수도 있다.
또한, 본 발명 명세서에서 사용되는 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 3 은 본 발명의 엔진마운트의 구성도이고, 도 4 는 본 발명의 플레이트 및 멤브레인의 결합 사시도이다.
본 발명의 엔진마운트는 상술한 종래의 엔진마운트의 구성과 동일한 부분을 포함하며, 종래 기술과 동일 부분은 동일한 참조 부호를 사용하여 설명하기로 한다.
본 발명의 엔진마운트는, 엔진마운트의 외관 몸체를 이루는 하우징(10,10')과, 하우징(10,10')의 상부에 취부되어 체결 볼트(31)를 고정시키는 코어(30)와, 상기 코어(30)를 지지하는 주고무체(20)와, 상기 주고무체(20)를 하우징(10)에 고정시키는 내부케이스(40)와, 상기 내부케이스(40)에 취부되어 멤브레인(90)을 부착시키는 플레이트(80)와, 상기 코어(30)와 주고무체(20)의 하부에 액체가 봉입된 상태의 상부액실(11)과 하부액실(12) 사이를 구획하는 멤브레인(90)과, 상기 멤브레인(90) 하부에 결합되어 엔진마운트의 하우징(10)의 하부를 차폐하는 탄성재질의 다이어프램(70)을 포함한다.
상기 플레이트(80)는 상부플레이트(81)와 하부플레이트(82)가 상호 결합되어 내부케이스(40)의 내측으로 결합되며, 상부액실(11)의 유체가 이동되는 오리피스(83)가 형성된다.
또한, 상기 멤브레인(90)은 러버(91)와 러버(91) 내부에 삽입고정되는 러버플레이트(92)로 이루어진다.
이때, 본 발명의 엔진마운트는, 상기 플레이트(80)와 상기 멤브레인(90) 사이에 간극이 형성되지 않는 것을 특징으로 한다.
즉, 도 3 의 하기 확대도에 도시된 바와 같이, 상기 플레이트(80)의 상부플레이트(81)의 걸림턱(81a)과 하부플레이트(82)의 걸림턱(82a) 사이에 멤브레인(90)이 결합되며, 멤브레인(90)의 러버(91) 상면과 상부플레이트(81)의 걸림턱(81a) 사이의 유격이 각각 존재하지 않고 밀착되어 있으며, 나아가, 멤브레인(90)의 러버(91) 바닥면과 하부플레이트(82)의 걸림턱(82a) 사이에 유격이 존재하지 않고 밀착되어 있어, 유체를 이동시키는 멤브레인 유로가 비형성되는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 엔진마운트는 종래 멤브레인에 유체의 유로를 형성함으로써 대진폭의 저주파 진동이 가해질 경우 발생하는 래틀 이음(rattle noise)을 원천적으로 제거하여 자동차의 NVH(Noise, Vibration and Harshness) 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 상기 멤브레인(90)은 러버 상단부(91a)와 러버 하단부(91b)로 이루어지고, 상기 러버 상단부(91a)와 러버 하단부(91b) 사이에는 중공의 공간부를 형성함으로써 미진폭의 고주파 진동에 대하여 감쇄력을 발생할 수 있다.
또한, 본 발명의 멤브레인(90)은 상기와 같이 러버 상단부(91a)와 러버 하단부(91b)의 이중의 계층으로 이루어져 있으므로 러버의 내구성을 확보할 수 있게 되었다.
나아가, 상기 멤브레인(90)의 러버 상단부(91a)와 러버 하단부(91b)의 두께(w)를 조절함으써 미진폭의 고주파 진동에 대한 감쇄 특성을 조절 또는 튜닝할 수 있으며, 두께를 얇게 하면 할수록 미진폭의 고주파 진동에 대한 감쇄력을 향상시킬 수 있게 된다.
도 5 는 본 발명의 멤브레인(90)의 작동 상태를 나타낸 것으로서, 도면을 참조하여 본 발명의 엔진마운트의 작동을 설명한다.
먼저, 본 발명의 엔진마운트에 가해지는 진동이 대진폭의 저주파 진동일 경우, 플레이트(80)에 형성된 환형의 오리피스(83)을 따라서 상부액실(11)로부터 하부액실(12)로 이동되면서 큰 감쇄력을 발생시키게 된다.
반면, 엔진마운트에 가해지는 진동이 미진폭의 고주파 진동일 경우에는, 도시된 바와 같이, 고주파 진동이 가해지는 경우 멤브레인(90)의 러버 상단부(91a)가 하측으로 변형되면서 고주파 진동을 감쇄시키며, 러버 상단부(91a)가 최대 처짐시에는 러버 상단부(91a)가 러버 하단부(91b)에 의하여 접촉되면서 러버 하단부(91b)가 일종의 스토퍼 역할을 수행하여 고주파 진동을 감쇄시키게 된다.
따라서, 본 발명의 멤브레인(90)은 러버 상단부(91a)와 러버 하단부(91b) 사이에는 중공의 공간부를 형성함으로써 러버 상단부(91a)가 고주파 진동에 처짐 작동을 수행함으로써 일차적으로 진동을 감쇄시키고, 러버 상단부(91a)의 최대 처짐시에는 러버 하단부(91b)가 스토퍼 기능을 수행하여 이차적으로 진동을 감쇄시킬 수 있는 이중 구조의 러버를 가짐으로써 미진폭의 고주파 진동에 대하여 매우 효과적인 감쇄력을 발생할 수 있게 되는 것이다.
또한, 본 발명의 엔진마운트는, 상기 플레이트(80)와 멤브레인(90) 사이에 유격이 존재하지 않으므로, 종래 엔진마운트에서 해당 유격의 존재로 인하여 발생하였던 래틀 이음을 소거하여 자동차의 NVH 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
도 6 은 본 발명의 엔진마운트의 진동 감쇄효를 나타내는 그래프로서, 주파수 20~30 Hz (아이들(idle) 영역대)의 고주파 진동이 엔진마운트의 가해지는 경우, 본 발명의 엔진마운트의 동특성(Kd1)(kgf/mm)이 도 1 을 통하여 전술한 종래의 엔진마운트의 감쇄값의 동특성(Kd2)(kgf/mm) 보다 더 큰 작은 값을 가짐으로써 미진폭 고주파 진동에 대한 감쇄력이 향상되어 차량의 아이들 영역대의 NVH 성능이 향상되는 것을 알 수 있다.
한편, 도 7 은 본 발명의 엔진마운트의 튜닝상태를 나타내는 도면으로서, 본 발명의 엔진마운트의 멤브레인(90)은, 러버상단부(91a)에 내삽된 러버플레이트(92)의 일측 말단과 타측 말단 사이의 길이를 러버상부길이(L1)라 하고, 러버하단부(91b)에 내삽된 러버플레이트(92)의 일측 말단과 타측 말단 사이의 길이를 러버하부길이(L2)라 지칭할 경우, 상기 러버상부길이(L1)과 상기 러버하부길이(L2)를 조절함으로써 미진폭의 고주파 진동에 대한 감쇄효를 튜닝할 수 있다.
도 7 의 상단부 (a) 부분에 도시된 바와 같이 러버상부길이(L1)와 러버하부길이(L2)가 동일한 경우(L1=L2), 미진폭의 고주파 진동에 대한 동특성을 중간값으로 상정하여 설명하면 다음과 같다.
즉, 도 7 의 중단부 (b) 부분에 도시된 바와 같이 러버상부길이(L1)가 러버하부길이(L2)보다 더 짧을 경우(L1<L2), 미진폭의 고주파 진동에 대하여 러버상단부(91a)가 러버하단부(91b) 보다 더 적게 유동되므로 F=Kx (Hook' law, F: 탄성력, K: 용수철 상수, x: 변형거리)에 의하여 고주파 진동에 대한 동특성이 러버상부길이(L1)와 러버하부길이(L2)가 동일한 경우보다 더 증가된다.
반면, 도 7 의 하단부 (c) 부분에 도시된 바와 같이 러버상부길이(L1)가 러버하부길이(L2)보다 더 긴 경우(L1>L2), 미진폭의 고주파 진동에 대하여 러버상단부(91a)가 러버하단부(91b) 보다 더 크게 유동되므로 F=Kx 에 의하여 고주파 진동에 대한 동특성이 러버상부길이(L1)와 러버하부길이(L2)가 동일한 경우보다 더 저하된다.
이상과 같이 본 발명의 소음 저감을 위한 멤브레인을 가지는 엔진 마운트의 구성 및 작동을 도면을 참조하여 상세하게 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것으로 본 발명의 권리범위는 이들에 한정되지 않으며, 다양한 변형 및 균등의 범위의 실시 형태를 포함하여 청구범위에 기재된 사항에 따라 본 발명의 권리범위가 정하여지게 된다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10,10'; 하우징
11; 상부액실
12; 하부액실
20; 주고무체
30; 코어
40; 내부케이스
50; 플레이트
60; 멤브레인
70; 다이아프램
80; 본 발명의 엔진마운트의 플레이트
81; 상부 플레이트
81a; 상부플레이트 걸림턱
82; 하부 플레이트
82a; 하부플레이트 걸림턱
90; 본 발명의 엔진마운트의 멤브레인
91; 러버
92; 러버 플레이트

Claims (5)

  1. 자동차의 엔진마운트에 있어서,
    코어(30)를 지지하는 주고무체(20)와,
    상기 주고무체(20)를 고정시키는 내부케이스(40)와,
    상부플레이트(81)와 하부플레이트(82)가 상호 결합되어 상기 내부케이스(40)의 내측으로 결합되며, 유체가 이동되는 오리피스(83)가 형성된 플레이트(80)와,
    상기 플레이트(80)의 내측으로 결합되며, 러버(91)와 러버(91)에 내삽되는 러버플레이트(92)로 이루어진 멤브레인(90)을 포함하여 구성되고,
    상기 플레이트(80)와 상기 멤브레인(90) 사이에 간극이 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진마운트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 멤브레인(90)의 러버(91) 상면과 상기 상부플레이트(81)의 걸림턱(81a) 사이의 유격 및
    러버(91) 바닥면과 하부플레이트(82)의 걸림턱(82a) 사이의 유격이 각각 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진마운트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 멤브레인(90)은 러버 상단부(91a)와 러버 하단부(91b)로 이루어지고,
    상기 러버 상단부(91a)와 러버 하단부(91b) 사이에는 중공의 공간부를 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진마운트.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 멤브레인(90)은,
    러버상단부(91a)에 내삽된 러버플레이트(92)의 일측 말단과 타측 말단 사이의 길이인 러버상부길이(L1)와,
    러버하단부(91b)에 내삽된 러버플레이트(92)의 일측 말단과 타측 말단 사이의 길이를 러버하부길이(L2)를 조절함으로써 동특성을 조절하는 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진마운트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 멤브레인(90)의 러버 상단부(91a)와 러버 하단부(91b)의 두께(w)를 조절하여 감쇄 특성을 조절하는 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진마운트.
KR1020160171579A 2016-12-15 2016-12-15 소음 저감을 위한 멤브레인을 가지는 엔진 마운트 KR102509951B1 (ko)

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