KR20200119969A - 유체 봉입형 엔진 마운트 - Google Patents

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김승원
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Abstract

본 발명은 유체 봉입형 엔진 마운트에 관한 것으로, 상세하게는 엔진의 진동 크기에 따라 단면적이 변경되는 가변 오리피스를 채택하여 엔진의 대변위 진동시에도 엔진의 저변위 진동시와 동일 수준의 댐핑성능을 유지할 수 있는 유체 봉입형 엔진 마운트를 제공하는데 목적이 있다.

Description

유체 봉입형 엔진 마운트 {Fluid-sealed engine mount}
본 발명은 유체 봉입형 엔진 마운트에 관한 것으로, 상세하게는 차체에 장착되는 엔진의 거동을 제어하고 진동을 절연하는 유체 봉입형 엔진 마운트에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 엔진의 거동을 제어하고 진동을 절연하기 위해 엔진 마운트가 사용되고 있다. 종래의 엔진 마운트는 넓은 주파수 대역에 나타나는 엔진의 진동을 절연하기 위해 유체 봉입형 엔진 마운트가 적용되고 있다.
종래의 유체 봉입형 엔진 마운트는, 진동 절연을 위한 인슐레이터 외에, 상부액실과 하부액실 사이에 유체의 이동을 위한 유로가 배치되며, 상기 인슐레이터와 유체에 의해 엔진의 진동을 흡수하게 된다.
종래의 유체 봉입형 엔진 마운트는 상기 유로의 단면적과 길이가 정해져 있기 때문에 엔진의 진동 크기별로 댐핑력 및 주파수의 큰 차이가 발생한다. 일반적으로 유체 봉입형 엔진 마운트는 진동의 크기가 커질수록 댐핑력은 감소하고 주파수는 증가하게 된다.
이러한 유체 봉입형 엔진 마운트는 소정 주파수 영역에서 엔진의 상하 진동을 감쇠시켜 주행중 엔진 진동을 제어할 수 있으며, 엔진 마운트에 입력되는 진동의 크기에 따라 댐핑성능이 달라진다. 특히, 상기 유체 봉입형 엔진 마운트는 엔진이 차량의 상하방향으로 움직이는 대변위 거동(움직임)에 대한 댐핑성능이 상대적으로 엔진의 저변위 거동에 대한 댐핑성능보다 떨어지는 문제점이 있다. 구체적으로 상기 유체 봉입형 엔진 마운트는, 엔진의 대변위 거동시 저변위 거동시에 비해 엔진 마운트 내부에 봉입된 유체에 작용하는 압력이 증대되고, 그에 따라 상기 유체의 유속이 증대되면서 상기 유체가 흐르는 유로(오리피스)에서 상기 유체의 유동에 대해 발생하는 마찰저항이 커지게 된다. 상기 유체 봉입형 엔진 마운트는, 상기 마찰저항이 커짐에 따라 상기 유체의 유동이 축소되고, 결국에는 엔진 진동에 대한 댐핑력이 감소되는 문제가 발생한다.
즉, 종래의 유체 봉입형 엔진 마운트는, 엔진의 저변위 거동시보다 엔진의 대변위 거동시에 상대적으로 큰 댐핑력을 필요로 하게 되는데, 엔진의 저변위 거동시보다 엔진의 대변위 거동시에 오히려 댐핑력이 감소되는 문제점이 존재한다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 엔진의 진동 크기에 따라 단면적이 변경되는 가변 오리피스를 채택하여 엔진의 대변위 진동시에도 엔진의 저변위 진동시와 동일 수준의 댐핑성능을 유지할 수 있는 유체 봉입형 엔진 마운트를 제공하는데 목적이 있다.
이에 본 발명에서는, 엔진과 연결되는 마운트 코어의 하부에 형성되어, 상기 엔진의 진동에 따라 움직임에 의해 상기 진동을 절연하는 인슐레이터; 상기 인슐레이터의 아래쪽에 배치되어, 상기 인슐레이터의 내측에 형성된 상부액실을 상기 상부액실의 아래쪽에 형성되는 하부액실과 분리하는 멤브레인 유닛; 상기 인슐레이터의 하부에 구비되어 상기 멤브레인 유닛의 표면에 접촉한 상태로 배치되고, 상기 인슐레이터의 움직임에 따라 상기 멤브레인 유닛의 표면에 접촉되는 접촉너비가 변경되는 컨택 리브; 상기 인슐레이터의 하부에 형성되어 상기 상부액실과 하부액실 간에 유체 유동을 가능하게 하고, 상기 컨택 리브와 이웃하여 배치됨에 의해 상기 컨택 리브의 접촉너비에 따라 단면적이 변경되는 가변 오리피스;를 포함하는 유체 봉입형 엔진 마운트를 제공한다.
상기의 엔진 마운트는 다음과 같은 특징들이 있다.
상기 엔진의 진동에 의해 인슐레이터가 하방으로 가압됨에 따라, 상기 멤브레인 유닛의 표면에 접촉되는, 상기 컨택 리브의 접촉너비가 증가될 수 있다. 상기 엔진의 진동에 의해 인슐레이터가 상방으로 당겨짐에 따라, 상기 멤브레인 유닛의 표면에 접촉되는, 상기 컨택 리브의 접촉너비가 감소될 수 있다.
상기 컨택 리브의 하단부에는, 상부액실을 향해 휘어진 상태로 멤브레인 유닛의 표면에 접촉되는 벤딩부가 구비될 수 있다. 상기 인슐레이터의 하부는, 마운트 브라켓을 통해 차체에 고정되는, 아우터 파이프 유닛의 내주면에 접합될 수 있다. 상기 인슐레이터의 하부에 상기 컨택 리브의 외측에 배치되어 상기 가변 오리피스를 둘러싸는 고정 리브가 구비되며, 상기 고정 리브는 멤브레인 유닛의 표면에 적층된 상태로 상기 아우터 파이프 유닛의 내주면에 고정될 수 있다. 상기 컨택 리브의 한쪽에 상부액실과 가변 오리피스 간에 유체의 유동을 위한 제1 유체유동홀이 형성될 수 있다. 상기 멤브레인 유닛의 한쪽에 하부액실과 가변 오리피스 간에 유체의 유동을 위한 제2 유체유동홀이 구비될 수 있다. 상기 가변 오리피스는 인슐레이터의 둘레방향을 따라 환형으로 형성되고, 상기 인슐레이터의 움직임에 따른 변경없이 일정 길이로 유지된다.
상기 멤브레인 유닛은, 아우터 파이프 유닛의 내측에 압입되는 멤브레인 플레이트와; 상기 멤브레인 플레이트의 중앙부에 배치되어 상부액실과 하부액실 간에 압력차이에 의해 탄력적으로 변형되는 멤브레인;으로 구성될 수 있다. 상기 아우터 파이프 유닛은, 상기 인슐레이터의 하부가 접합되는 내주면과 상기 멤브레인 플레이트의 상측 표면이 적층되는 지지단이 구비된 제1 아우터 파이프와; 내측에 상기 제1 아우터 파이프와 상기 멤브레인 플레이트가 압압되어 상하로 배치되는 제2 아우터 파이프;로 구성될 수 있다.
상기 마운트 브라켓은 아우터 파이프 유닛이 압입되어 고정되는 케이싱부를 포함하고, 상기 아우터 파이프 유닛은 상기 인슐레이터의 상단이 상기 케이싱부의 안쪽 표면에 닿을 때까지 상기 케이싱부에 진입될 수 있다. 상기 마운트 코어가 엔진과 연결될 때 상기 엔진의 중량에 따른 하중에 의해 상기 인슐레이터의 상단이 하강되어 상기 케이싱부의 안쪽 표면에서 분리된다.
본 발명에 따른 유체 봉입형 엔진 마운트는, 엔진의 진동 진폭에 따라 가변 오리피스의 단면적이 변경됨에 의해, 엔진의 저변위 진동 시 대비 엔진의 대변위 진동 시 댐핑력이 증가하게 되며, 그에 따라 엔진의 저변위 진동 및 대변위 진동에 대해 동등 수준의 댐핑률을 확보할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 유체 봉입형 엔진 마운트를 반으로 절개하여 나타낸 사시도
도 2는 본 발명에 따른 엔진 마운트를 절개하여 나타낸 정면도
도 3은 본 발명에 따른 엔진 마운트의 인슐레이터를 보여주는 저면 사시도
도 4 내지 6은 본 발명에 따른 엔진 마운트의 조립 과정을 나타낸 도면
도 7a는 본 발명에 따른 엔진 마운트의 인슐레이터가 최대 인장된 상태를 나타낸 도면
도 7b는 본 발명에 따른 엔진 마운트의 인슐레이터가 최대 압축된 상태를 나타낸 도면
도 8은 본 발명에 따른 엔진 마운트의 이음 발생을 방지하는 유체 흐름을 나타낸 도면
유체 봉입형 엔진 마운트는, 엔진의 대변위 거동(움직임)이 발생함에 의해 상대적으로 진폭이 큰 진동이 입력되는 경우, 엔진의 진동 크기(진폭)에 상관없이 엔진 마운트의 댐핑성능(댐핑률)을 유지하기 위해, 엔진의 저변위 거동이 발생할 때보다 큰 댐핑력이 필요하게 된다.
이러한 유체 봉입형 엔진 마운트의 댐핑력(ω)은 아래 식 1과 같이 계산될 수 있다.
식 1 : ω2 = (2πf)2 = (a×Cv)/(ρ×l)
여기서, 상기 ω는 유체 봉입형 엔진 마운트의 댐핑력이고, 상기 f는 입력 진동의 주파수이고, 상기 a는 엔진 마운트에 봉입된 유체의 이동(상부액실<->하부액실)을 위한 오리피스의 단면적이고, 상기 Cv는 볼륨 강성이고, 상기 ρ는 유체의 밀도이고, 상기 l은 오리피스의 길이이다.
상기 식 1에서 알 수 있듯이, 유체 봉입형 엔진 마운트의 댐핑력(ω)은 오리피스의 단면적(a)에 비례하고 오리피스의 길이(l)에는 반비례한다.
이러한 점을 고려하여, 본 발명에 따른 유체 봉입형 엔진 마운트는 엔진의 진동 크기에 따라 단면적이 변경되는 가변 오리피스를 포함하여 구성된다. 상기 유체 봉입형 엔진 마운트는 가변 오리피스가 적용됨에 의해 엔진의 저변위 거동시보다 대변위 거동시에 댐핑력을 증대할 수 있으며, 그에 따라 엔진의 대변위 진동시에도 엔진의 저변위 진동시와 동일 수준의 댐핑성능을 유지할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 엔진 마운트에 대해 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 유체 봉입형 엔진 마운트(100)는 인슐레이터(110)와 멤브레인 유닛(130) 및 가변 오리피스(116) 등을 포함하여 구성된다.
상기 인슐레이터(110)는, 엔진에 연결되는 마운트 코어(120)에 일체로 구비되는 것으로, 탄성이 강한 고무로 이루어지며, 마운트 코어(120)의 하부에 가류(vulcanization)되어 성형될 수 있다. 상기 마운트 코어(120)는 볼트부재(122)를 통해 엔진에 결합될 수 있으며 상기 엔진과 일체로 움직일 수 있다. 인슐레이터(110)는 상기 마운트 코어(120)에 의해 엔진과 연결되고 상기 마운트 코어(120)를 통해 입력되는 엔진 진동에 따라 움직이게 된다. 상기 인슐레이터(110)는 엔진 진동에 따라 움직이면서 상기 진동을 절연하게 된다. 상기 엔진 진동은 차량의 상하 방향으로 발생할 수 있다.
상기 인슐레이터(110)의 상부는, 인슐레이터(110)의 성형 시, 마운트 코어(120)에 접합되어 마운트 코어(120)를 감싸도록 형성될 수 있다. 상기 인슐레이터(110)의 하부는 유체가 봉입되는 상부액실(162)을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 또한 상기 인슐레이터(110)의 하부에는 컨택 리브(112)와 고정 리브(114) 및 가변 오리피스(116)가 형성되어 구비될 수 있다.
상기 컨택 리브(112)와 고정 리브(114)는 가변 오리피스(116)를 둘러싸도록 형성된다. 상기 컨택 리브(112)는 가변 오리피스(116)의 안쪽에 배치되고 고정 리브(114)는 가변 오리피스(116)의 바깥쪽에 배치될 수 있다. 상기 컨택 리브(112)와 고정 리브(114)는 멤브레인 유닛(130)의 상측 표면에 적층된 상태로 배치될 수 있다. 상기 고정 리브(114)의 하측 표면은 멤브레인 유닛(130)의 상측 표면에 접촉한 상태로 적층될 수 있다.
상기 컨택 리브(112)의 하단부는 상부액실(162)을 향해 휘어진 상태로 멤브레인 유닛(130)의 상측 표면에 적층될 수 있다. 상기 컨택 리브(112)의 하단부는 멤브레인 유닛(130)의 표면에 슬라이드 가능하게 접촉된다. 마운트 코어(120)에 엔진의 진동이 입력될 때, 상기 컨택 리브(112)는 인슐레이터(110)의 거동에 연동하여 상하 방향으로 움직이게 된다. 상기 컨택 리브(112)는 엔진으로부터 입력되는 진동의 크기 및 방향에 따라 컨택 리브(112)의 이동량 및 이동방향이 변경될 수 있다. 상기 컨택 리브(112)는 그 이동량 및 이동방향에 따라 멤브레인 유닛(130)의 표면에 접촉되는 접촉너비(접촉량)가 변경될 수 있다. 상기 컨택 리브(112)는 입력 진동의 크기 및 방향에 따라 더 휘어지거나 펴질 수 있다. 마운트 코어(120)에 진동이 전달되기 전에 멤브레인 유닛(130)의 표면에 접촉된 컨택 리브(112)의 초기 접촉량(다른 말로, 초기 접촉너비)(도 2의 a 참조)은 제1접촉값이라고 칭할 수 있으며, 상기 제1접촉값은 일정값으로 설정될 수 있다. 인슐레이터(110)를 가압하여 압축시키는 방향으로 마운트 코어(120)에 엔진 진동이 입력될 때, 컨택 리브(112)가 멤브레인 유닛(130)의 표면에 접촉하는 접촉너비는 상기 제1접촉값보다 커지게 되며, 상기 엔진 진동의 크기에 비례하여 상기 컨택 리브(112)의 접촉너비가 증가될 수 있다. 상기 제1접촉값은 마운트 코어(120)에 연결된 엔진의 중량에 따른 하중에 의해 상기 인슐레이터(110)의 상단이 마운트 브라켓(170)의 케이싱부(172)의 안쪽 표면에서 분리된 상태를 기준으로 설정될 수 있다. 상기 인슐레이터(110)는, 마운트 코어(120)가 엔진과 연결되기 이전의 조립상태에서는, 인슐레이터(110)의 상단이 상기 케이싱부(172)의 안쪽 표면에 접촉할 때까지 상기 케이싱부(172)에 삽입될 수 있다(도 6 참조). 상기 인슐레이터(110)는, 마운트 코어(120)가 엔진과 연결된 조립상태에서는, 상기 엔진의 하중에 의해 인슐레이터(110)의 상단이 케이싱부(172)의 안쪽 표면에서 일정 간격을 두고 분리된다(도 2 참조). 엔진 마운트(100)가 차체와 엔진 사이에 장착될 때, 마운트 코어(120)에 연결된 엔진의 중량에 따른 하중이 상기 인슐레이터(110)에 작용하게 된다.
이러한 컨택 리브(112)는 상부액실(162)과 가변 오리피스(116) 사이에 배치되며, 마운트 코어(120)에 입력되는 진동의 크기에 따라 변형될 수 있도록 형성된다. 상기 컨택 리브(112)는, 인슐레이터(110)의 하부에서 상부액실(162)의 하부를 감싸는 위치에 배치되며, 상부액실(162)의 외측에 배치되고, 가변 오리피스(116)의 내측에 배치된다. 상기 진동에 의해 인슐레이터(110)가 상하 방향으로 움직이게 될 때, 컨택 리브(112)도 상하 방향으로 움직이게 된다. 상기 컨택 리브(112)는 하측으로 움직이게 됨에 따라 점점 더 휘어질 수 있고 상측으로 움직이게 됨에 따라 점차적으로 펴지면서 복원될 수 있다.
구체적으로, 상기 컨택 리브(112)는 인슐레이터(110)에 일체로 성형되어 인슐레이터(110)의 하부에 배치될 수 있다. 컨택 리브(112)는 그 하부가 멤브레인 유닛(130)의 중앙부를 향하도록 벤딩되어 성형될 수 있다. 상기 벤딩된 컨택 리브(112)의 하부를 벤딩부(112a)라고 칭할 수 있다. 상기 벤딩부(112a)는 컨택 리브(112)의 거동에 따라 변형될 수 있다.
상기 고정 리브(114)는 인슐레이터(110)의 하부 외측에 배치되는 아우터 파이프 유닛(140)과 상기 인슐레이터(110)의 아래쪽에 배치되는 멤브레인 유닛(130)에 의해 지지된다. 상기 고정 리브(114)는, 그 외주면이 아우터 파이프 유닛(140)의 내주면에 접합된 상태에서, 고정 리브(114)의 하측 표면이 멤브레인 유닛(130)에 적층되어 지지될 수 있다. 이러한 고정 리브(114)는, 입력 진동에 의해 인슐레이터(110) 및 컨택 리브(112)가 변형될 때에도, 아우터 파이프 유닛(140) 및 멤브레인 유닛(130)에 의해 본래 형태가 유지될 수 있다. 달리 말해, 상기 고정 리브(114)는 인슐레이터(110) 및 컨택 리브(112)의 변형 여부에 관계없이 일정한 형태가 유지될 수 있다.
상기 가변 오리피스(116)는 상부액실(162)과 하부액실(164) 간에 유체의 흐름 및 이동을 위한 유로이다. 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 가변 오리피스(116)는 컨택 리브(112)와 고정 리브(114) 사이에 배치된다. 상기 가변 오리피스(116)는 그 하단이 개방된 상태로 인슐레이터(110)의 하부에 구비될 수 있다. 상기 가변 오리피스(116)의 개방된 하단은 인슐레이터(110)의 아래쪽에 배치되는 멤브레인 유닛(130)에 의해 밀봉될 수 있다. 달리 말해, 가변 오리피스(116)는 인슐레이터(110)와 멤브레인 유닛(130) 사이에 배치될 수 있다.
이러한 가변 오리피스(116)의 단면적은 인슐레이터(110)의 움직임에 종속하여 변경될 수 있다. 그 이유는 마운트 코어(120)와 함께 움직이는 인슐레이터(110)의 상부가 상하로 이동될 때, 인슐레이터(110)의 하부에 형성된 컨택 리브(112) 또한 상하로 움직이며 변형되기 때문이다. 상기 가변 오리피스(116)는 컨택 리브(112)와 이웃하여 배치됨에 따라 상기 컨택 리브(112)의 변형에 의해 유체의 유동을 위한 단면적이 변경될 수 있다. 상기 컨택 리브(112)는 인슐레이터(110)의 거동에 연동하여 변형될 때 멤브레인 유닛(130)의 표면에서 슬라이딩 하게 된다. 상기 가변 오리피스(116)는 멤브레인 유닛(130)의 원주방향 및 인슐레이터(110)의 둘레방향을 따라 환형으로 형성될 수 있다. 상기 가변 오리피스(116)의 원주방향의 길이는, 인슐레이터(110)의 이동 여부에 상관없이, 항시 일정하게 유지된다.
한편, 상기 멤브레인 유닛(130)은 인슐레이터(110)의 하부 내측에 형성되는 상부액실(162)과 이 상부액실(162)의 아래쪽에 배치되는 하부액실(164)을 분리하도록 구성될 수 있다. 상기 멤브레인 유닛(130)은 외측의 멤브레인 플레이트(134)와 내측의 멤브레인(132)으로 구성될 수 있다. 상기 멤브레인 플레이트(134)는 그 중앙부가 개구된 납작한 판 모양으로 형성될 수 있다. 상기 멤브레인(132)은 멤브레인 플레이트(134)의 중앙부에 접합되어 멤브레인 플레이트(134)의 중앙부를 밀폐할 수 있다. 상기 멤브레인(132)은 멤브레인 플레이트(134)의 중앙부에 가류 성형되어 일체로 고정될 수 있다. 상기 멤브레인(132)은 상부액실(162)과 하부액실(164) 간에 유체압력 차이에 의해 탄력적으로 변형될 수 있으며, 그러한 변형에 의해 엔진 진동이 일부 절연될 수 있다.
상기 멤브레인 플레이트(134)는 아우터 파이프 유닛(140)의 내측에 압입되어 고정될 수 있다. 상기 멤브레인 플레이트(134)는 아우터 파이프 유닛(140)의 내측에 고정된 상태로 상부액실(162)과 하부액실(164) 사이에 배치된다. 상기 멤브레인 플레이트(134)의 한쪽에는 가변 오리피스(116)와 하부액실(164) 간에 유체 유동을 위한 제2 유체유동홀(134a)이 형성될 수 있다. 제1 유체유동홀(112b)은 컨택 리브(112)의 일측에 형성될 수 있다. 상기 제1 유체유동홀(112b)은 상부액실(162)과 가변 오리피스(116) 간에 유체 유동을 가능하게 한다. 상기 제1 유체유동홀(112b)과 제2 유체유동홀(134a)은 가변 오리피스(116)의 둘레방향을 기준으로 일정 간격을 두고 배치될 수 있다. 상기 제1 유체유동홀(112b)과 제2 유체유동홀(134a) 사이에 해당하는 가변 오리피스(116)상의 위치에 유체 유동을 차단하는 블록부(118)가 구비될 수 있다. 상부액실(162)과 하부액실(164) 사이를 이동하는 유체는, 제1 유체유동홀(112b)과 제2 유체유동홀(134a) 사이를 통과할 때, 상기 블록부(118)로 인해, 가변 오리피스(116)의 둘레방향을 따라 흐르게 된다.
상기 하부액실(164)은 멤브레인 플레이트(134)의 아래쪽에 배치되는 다이어프램(150)에 의해 밀봉될 수 있다. 상기 다이어프램(150)은 멤브레인 플레이트(134)와 아우터 파이프 유닛(140) 사이에 조립되어 고정될 수 있다. 상기 다이어프램(150)은, 상부액실(162)과 하부액실(164) 사이에 유체 이동이 발생할 때, 탄력적으로 변형되어 하부액실(164)의 밀봉 상태를 지지할 수 있다.
상기 아우터 파이프 유닛(140)은 내측의 제1 아우터 파이프(142)와 외측의 제2 아우터 파이프(144)로 구성될 수 있다. 상기 제1 아우터 파이프(142)는 제2 아우터 파이프(144)의 내측에 압입되어 고정될 수 있다. 상기 제1 아우터 파이프(142)는 제2 아우터 파이프(144)보다 일정길이만큼 짧은 상하길이(상하높이)를 가지도록 형성될 수 있다. 이에 제1 아우터 파이프(142)의 하측 끝단(혹은 하측 표면)이, 제2 아우터 파이프(144)의 내측에 압입되는 멤브레인 플레이트(134)를 지지하여 멤브레인 플레이트(134)의 위치를 고정해주는 지지단(142a)이 될 수 있다. 상기 멤브레인 플레이트(134)는 상기 지지단(142a)에 적층되어 제1 아우터 파이프(142)의 아래쪽에 배치될 수 있다. 그리고 제2 아우터 파이프(144)의 하단에는 다이어프램(150)을 지지하는 컬링부(144a)가 구비될 수 있다. 상기 제1 아우터 파이프(142)는 그 내주면이 인슐레이터(110)의 하부와 접합될 수 있다.
여기서, 도 4 내지 6을 참조하여 상기와 같이 구성되는 유체 봉입형 엔진 마운트의 조립 과정을 설명하도록 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 제1 아우터 파이프(142)를 제2 아우터 파이프(144)의 내측에 압입하여 아우터 파이프 유닛(140)을 구성한다. 다음, 인슐레이터(110)의 성형을 위한 금형내에 마운트 코어(120)와 아우터 파이프 유닛(140)을 셋팅하고 상기 금형의 인슐레이터용 캐비티에 인슐레이터용 수지를 주입하여 인슐레이터(110)를 성형한다. 상기 인슐레이터(110)의 성형시에 컨택 리브(112)의 벤딩부(112a)가 상부액실(162)을 향해 약간 휘어진 상태로 형성되기는 하나, 상기 컨택 리브(112)를 포함하는 인슐레이터(110)는 고무 등의 탄성 재질로 성형되고, 따라서 상기 컨택 리브(112)는 탄성적으로 변형가능하기 때문에, 컨택 리브(112)의 걸림 없이 상기 금형에서 인슐레이터(110)가 탈거될 수 있다.
그리고 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 아우터 파이프 유닛(140)의 내측에 멤브레인 유닛(130)을 압입한다. 상기 멤브레인 유닛(130)은 멤브레인 플레이트(134)의 표면이 제1 아우터 파이프의 지지단(142a)에 밀착될 때까지 제2 아우터 파이프(144)에 압입된다. 이때 상기 멤브레인 플레이트(134)의 상측 표면을 마주하게 되는 컨택 리브(112)와 고정 리브(114)가 상기 멤브레인 플레이트(134)의 상측 표면에 적층되어 접촉하게 된다.
이어서, 다이어프램(150)을 멤브레인 플레이트(134)의 아래쪽에 적층하여 배치하고, 상기 제2 아우터 파이프(144)의 하측 단부를 다이어프램(150)을 향해 컬링한다. 상기 제2 아우터 파이프(144)의 컬링된 단부(즉, 컬링부)는 다이어프램(150)의 실링부(152)가 멤브레인 플레이트(134)의 하측 표면에 밀착되도록 지지하게 된다. 상기 실링부(152)는 다이어프램(150)의 가장자리부에 돌출 형성될 수 있으며, 다이어프램(150)의 둘레방향을 따라 연장되어 형성될 수 있다.
계속해서, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 아우터 파이프 유닛(140)을 마운트 브라켓(170)의 케이싱부(172)에 압입하여 고정한다. 상기 아우터 파이프 유닛(140)은, 인슐레이터(110)의 상단 표면이 케이싱부(172)의 상측 내표면에 접촉할 때까지, 가압되어 케이싱부(172)에 진입된다. 이때 마운트 코어(120)의 상부가 케이싱부(172)의 상단을 관통하여 더스트 커버(124)와 결합된다. 상기 더스트 커버(124)는 케이싱부(172)의 위쪽에 배치되어 상기 케이싱부(172)의 개구된 상단을 덮어주게 된다.
상기 마운트 브라켓(170)은 케이싱부(172)에 일체로 형성되는 브라켓부(174)를 포함하며, 상기 브라켓부(174)는 차체 또는 차량의 샤시 프레임 등에 장착되어 고정될 수 있다.
상기와 같이 제작되어 구성되는 유체 봉입형 엔진 마운트(100)는, 도 7a 및 도 7b에 나타낸 바와 같이, 인슐레이터(110)가 입력 진동에 의해 상하로 움직이게 될 때, 컨택 리브(112)와 고정 리브(114)로 둘러싸인 가변 오리피스(116)의 단면적이 변경되게 된다. 상기 인슐레이터(110)가 상방으로 진동하게 될 때, 상기 인슐레이터(110)가 상측으로 당겨지면서 인장된다. 상기 인슐레이터(110)가 인장될 때 상기 컨택 리브(112)가 상측으로 당겨지게 되고, 그에 따라 가변 오리피스(116)의 단면적이 증가될 수 있다. 상기 인슐레이터(110)가 하방으로 진동하게 될 때에는, 상기 인슐레이터(110)가 하측으로 가압되면서 압축된다. 상기 인슐레이터(110)가 압축될 때 상기 컨택 리브(112)가 하측으로 눌리게 되고, 그에 따라 가변 오리피스(116)의 단면적이 감소될 수 있다. 상기 컨택 리브(112)가 당겨지거나 눌리면서 변형될 때, 멤브레인 플레이트(134)의 표면에 접촉하고 있는, 컨택 리브(112)의 휘어진 하단부(즉, 벤딩부)도 변형된다. 상기 컨택 리브(112)가 멤브레인 유닛(130)측으로 눌리는 경우, 컨택 리브(112)의 하단부가 더 휘어지면서 상기 벤딩부(112a)가 커질 수 있다. 상기 컨택 리브(112)가 마운트 코어측으로 당겨지는 경우, 컨택 리브(112)의 하단부가 펴지면서 상기 벤딩부(112a)가 작아질 수 있다. 즉, 상기 벤딩부(112a)의 길이는 컨택 리브(112)의 변형에 따라 증감될 수 있다. 이러한 벤딩부(112a)는 컨택 리브(112)의 변형 시 상기 멤브레인 플레이트(134)의 표면에서 슬라이딩될 수 있다. 상기 벤딩부(112a)가 멤브레인(132)측으로 미끄러질 때, 가변 오리피스(116)의 단면적은 감소될 수 있다. 상기 벤딩부(112a)가 아우터 파이프 유닛측으로 미끄러질 때, 가변 오리피스(116)의 단면적은 증가될 수 있다.
상기 가변 오리피스(116)의 단면적은 마운트 코어(120)에 입력되는 진동의 크기에 비례하여 증감될 수 있다. 따라서, 상기 엔진 마운트(100)는 인슐레이터(110)를 상측으로 당기는 방향의 최대 진동이 마운트 코어(120)에 입력될 때, 최대값의 댐핑력을 가지게 된다. 상기 엔진 마운트(100)는 입력되는 진동의 크기가 감소됨에 따라 댐핑력이 감소될 수 있다. 엔진의 진동은 엔진이 하방으로 거동할 때 엔진 마운트(100)를 통해 차체에 전달된다. 따라서 상기 엔진 마운트(100)는, 최대값의 댐핑력을 가지게 될 때 엔진으로부터 입력되는 진동을 최대 절연하여 최소화시킬 수 있게 된다.
달리 말해, 상기 엔진 마운트(100)는, 엔진의 큰 변위가 발생할 때의 댐핑력이 작은 변위가 발생할 때의 댐핑력보다 크게 생성될 수 있다. 따라서 상기 엔진 마운트(100)에 상대적으로 큰 진동이 입력되는 경우, 엔진 마운트(100)에 작은 진동이 입력되는 경우와 동등 수준의 댐핑성능(댐핑률)을 유지할 수 있다.
즉, 상기 엔진 마운트(100)는, 입력 진동의 진폭별로 댐핑력이 증감됨에 의해, 입력 진동의 진폭에 상관없이, 동일한 주파수 대역에 대해 항시 동등 수준의 댐핑률을 확보할 수 있게 된다. 또한 상기 엔진 마운트(100)는 요철이 심한 노면을 주행할 때 댐핑력 부족으로 인해 발생하는 여진을 최소화할 수 있다.
한편, 도 8에 나타낸 바와 같이, 상기의 엔진 마운트(100)는, 상기 상부액실(162)과 하부액실(164)의 유체압력 차이가 설정된 임계압력 이상이 되면, 컨택 리브(112)가 미세하게 들리면서, 상기 컨택 리브(112)와 멤브레인 유닛(130) 사이로 유체가 미량 통과할 수 있는 미세한 틈(간극)이 발생하게 된다. 상기 유체의 미세 흐름에 의해, 상부액실(162)과 하부액실(164)의 유체압력 차이는 임계압력 미만으로 감소할 수 있게 된다. 이에 따라 상기 유체압력 차이가 임계압력 이상일 때, 가변 오리피스(116)를 통과하는 유체의 유동으로 인해 발생하는 이음(캐비테이션)을 방지할 수 있다. 상기 유체압력 차이가 임계압력 미만이 되면, 컨택 리브(112)는 다시 멤브레인 유닛(130)의 상측 표면에 밀착하게 되고, 컨택 리브(112)와 멤브레인 유닛(130) 사이로 유체의 흐름이 발생하지 않게 된다.
또한 상기 엔진 마운트(100)는, 기존의 유체 봉입형 엔진 마운트 대비, 상부액실(162)과 하부액실(164) 사이를 분리하는 구조가 단순화됨에 의해 상하높이가 감소되고 제조원가가 절감된다. 아울러, 상기 엔진 마운트(100)는 상하높이가 감소됨에 의해 입력점 강성이 향상될 수 있다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
100 : 유체 봉입형 엔진 마운트 110 : 인슐레이터
112 : 컨택 리브 112a : 벤딩부
112b : 제1 유체유동홀 114 : 고정 리브
116 : 가변 오리피스 118 : 블록부
120 : 마운트 코어 122 : 볼트부재
124 : 더스트 커버 130 : 멤브레인 유닛
132 : 멤브레인 134 : 멤브레인 플레이트
134a : 제2 유체유동홀 140 : 아우터 파이프 유닛
142 : 제1 아우터 파이프 142a : 지지단
144 : 제2 아우터 파이프 144a : 컬링부
150 : 다이어프램 152 : 실링부
162 : 상부액실 164 : 하부액실
170 : 마운트 브라켓 172 : 케이싱부
174 : 브라켓부

Claims (13)

  1. 엔진과 연결되는 마운트 코어의 하부에 형성되어, 상기 엔진의 진동에 따라 움직임에 의해 상기 진동을 절연하는 인슐레이터;
    상기 인슐레이터의 아래쪽에 배치되어, 상기 인슐레이터의 내측에 형성된 상부액실을 상기 상부액실의 아래쪽에 형성되는 하부액실과 분리하는 멤브레인 유닛;
    상기 인슐레이터의 하부에 구비되어 상기 멤브레인 유닛의 표면에 접촉한 상태로 배치되고, 상기 인슐레이터의 움직임에 따라 상기 멤브레인 유닛의 표면에 접촉되는 접촉너비가 변경되는 컨택 리브;
    상기 인슐레이터의 하부에 형성되어 상기 상부액실과 하부액실 간에 유체 유동을 가능하게 하고, 상기 컨택 리브와 이웃하여 배치됨에 의해 상기 컨택 리브의 접촉너비에 따라 단면적이 변경되는 가변 오리피스;
    를 포함하는 유체 봉입형 엔진 마운트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 엔진의 진동에 의해 인슐레이터가 하방으로 가압됨에 따라, 상기 멤브레인 유닛의 표면에 접촉되는, 상기 컨택 리브의 접촉너비가 증가하게 된 것을 특징으로 하는 유체 봉입형 엔진 마운트.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 엔진의 진동에 의해 인슐레이터가 상방으로 당겨짐에 따라, 상기 멤브레인 유닛의 표면에 접촉되는, 상기 컨택 리브의 접촉너비가 감소하게 된 것을 특징으로 하는 유체 봉입형 엔진 마운트.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 컨택 리브의 하단부에, 상부액실을 향해 휘어진 상태로 멤브레인 유닛의 표면에 접촉되는 벤딩부가 구비된 것을 특징으로 하는 유체 봉입형 엔진 마운트.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 인슐레이터의 하부는, 마운트 브라켓을 통해 차체에 고정되는, 아우터 파이프 유닛의 내주면에 접합된 것을 특징으로 하는 유체 봉입형 엔진 마운트.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 인슐레이터의 하부에 상기 컨택 리브의 외측에 배치되어 상기 가변 오리피스를 둘러싸는 고정 리브가 구비되며, 상기 고정 리브는 멤브레인 유닛의 표면에 적층된 상태로 상기 아우터 파이프 유닛의 내주면에 고정된 것을 특징으로 하는 유체 봉입형 엔진 마운트.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 컨택 리브의 한쪽에 상부액실과 가변 오리피스 간에 유체의 유동을 위한 제1 유체유동홀이 형성된 것을 특징으로 하는 유체 봉입형 엔진 마운트.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 멤브레인 유닛의 한쪽에 하부액실과 가변 오리피스 간에 유체의 유동을 위한 제2 유체유동홀이 구비된 것을 특징으로 하는 유체 봉입형 엔진 마운트.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 가변 오리피스는 인슐레이터의 둘레방향을 따라 환형으로 형성되고, 상기 인슐레이터의 움직임에 따른 변경없이 일정 길이로 유지되는 것을 특징으로 하는 유체 봉입형 엔진 마운트.
  10. 청구항 5에 있어서,
    상기 멤브레인 유닛은,
    아우터 파이프 유닛의 내측에 압입되는 멤브레인 플레이트와;
    상기 멤브레인 플레이트의 중앙부에 배치되어 상부액실과 하부액실 간에 압력차이에 의해 탄력적으로 변형되는 멤브레인;
    으로 구성된 것을 특징으로 하는 유체 봉입형 엔진 마운트.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 아우터 파이프 유닛은,
    상기 인슐레이터의 하부가 접합되는 내주면과 상기 멤브레인 플레이트의 상측 표면이 적층되는 지지단이 구비된 제1 아우터 파이프와;
    내측에 상기 제1 아우터 파이프와 상기 멤브레인 플레이트가 압압되어 상하로 배치되는 제2 아우터 파이프;
    로 구성된 것을 특징으로 하는 유체 봉입형 엔진 마운트.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 하부액실은 멤브레인 유닛의 아래쪽에 배치되는 다이어프램에 의해 밀봉된 것을 특징으로 하는 유체 봉입형 엔진 마운트.
  13. 청구항 5에 있어서,
    상기 마운트 브라켓은 아우터 파이프 유닛이 압입되어 고정되는 케이싱부를 포함하고, 상기 아우터 파이프 유닛은 상기 인슐레이터의 상단이 상기 케이싱부의 안쪽 표면에 닿을 때까지 상기 케이싱부에 진입되며, 상기 마운트 코어가 엔진과 연결될 때 상기 엔진의 중량에 따른 하중에 의해 상기 인슐레이터의 상단이 하강되어 상기 케이싱부의 안쪽 표면에서 분리되는 것을 특징으로 하는 유체 봉입형 엔진 마운트.
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