KR20210071466A - 차량용 롤 마운트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 롤 마운트에 관한 것으로서, 진동 감쇠 및 절연, 하중 지지를 위한 부분으로 롤 마운트의 단부가 아닌 몸체 부분을 이용하도록 구성됨으로써 공간 활용 및 제어 효과의 극대화가 가능하고, 나아가 엔진 운전 및 차량 주행 조건 등의 상황에 따라 진동 감쇠 성능 및 절연 특성을 변화시킬 수 있는 차량용 롤 마운트를 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 복수 개의 지지 플레이트를 포함하여 구성되고, 상기 복수 개의 지지 플레이트 중 적어도 하나와 다른 하나의 지지 플레이트가 각각 차체측과 파워트레인측에 결합되는 바디부; 상기 적어도 하나 또는 상기 다른 하나의 지지 플레이트에 설치되고, 자기유변 탄성체(magneto-rheological elastomer, MRE)로 이루어진 MRE 지지체; 및 상기 적어도 하나와 다른 하나의 지지 플레이트 중 상기 MRE 지지체가 설치된 것과 다른 지지 플레이트에 설치되고, 상기 MRE 지지체에 자력을 인가하도록 구비되는 자석을 포함하는 차량용 롤 마운트가 개시된다.

Description

차량용 롤 마운트{Roll mount for vehicle}

본 발명은 차량용 롤 마운트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차체와 파워트레인 사이에 설치되어 진동을 감쇠하고 하중을 지지하는 차량용 롤 마운트에 관한 것이다.

승용 차량에서는 프레임 바디를 대신하여 중량이 가볍고 생산성이 뛰어난 모노코크 바디가 주로 사용된다.

모노코크 바디는 별도의 프레임이 삭제된 구조로서, 모노코크 바디가 적용된 차량에서는 차체(바디)의 엔진 룸에 엔진과 변속기가 결합된 구성의 파워트레인(power train)이 직접 장착된다.

또한, 모노코크 바디가 적용된 차량에서 프레임 기능을 하는 차체 자체에 현가 장치 및 섀시 부품들이 장착되고, 파워트레인의 진동이 차체에 직접적으로 전달되는 것을 방지하면서 차량 충돌시 충격을 분산시키기 위해 차량 하부에 서브 프레임(크로스 멤버)이 장착된다.

이때, 상기 서브 프레임에 현가 장치 및 조향 장치 등이 장착되고, 이러한 서브 프레임이 롤 마운트(roll mount)를 통해 파워트레인의 하부와 연결된다.

즉, 차체 양측에 엔진 마운트와 변속기 마운트가 장착되어 파워트레인의 하중을 지지하도록 하고, 파워트레인과 서브 프레임 사이에 롤 마운트가 장착되어 파워트레인의 변위(displacement) 및 진동 감쇠를 담당하도록 하는 것이다.

상기 롤 마운트는 일단부(후단부)가 차체의 서브 프레임에 장착되고 타단부(전단부)가 파워트레인에 연결되는 것으로서, 롤 로드(roll rod)라 부르기도 하며, 특히 차량의 진동 감쇠 장치 중 롤(roll) 거동을 제어하는 역할을 수행한다.

도 9는 공지의 롤 마운트를 도시한 사시도로서, 롤 마운트(1)는 바(bar) 형상을 가지는 브릿지 브라켓(2)을 포함하며, 브릿지 브라켓(2)의 일단부에는 링부(3)가 형성되고, 이 링부(3)의 내측에 댐퍼 기능을 하는 프론트 인슐레이터(4)가 부시 형태로 삽입되어 설치된다.

또한, 롤 마운트(1)는 브릿지 브라켓(2)으로부터 길게 연장된 파이프(미도시)의 끝단에 결합되는 엔드 플레이트(5)를 포함하고, 브릿지 브라켓(2)과 엔드 플레이트(5)의 사이에 서브 프레임(미도시)과의 결합을 위한 케이스 브라켓(6)이 배치된다.

상기 케이스 브라켓(6)은 차체에 해당하는 서브 프레임에 결합되어 고정되는 구성요소이고, 상기 브릿지 브라켓(2)의 링부(3)는 프론트 인슐레이터(4)를 통해 파워트레인(미도시)과 체결되는 부분이다.

상기 케이스 브라켓(6)의 내측으로는 리어 인슐레이터(7)가 삽입되어 설치되는데, 리어 인슐레이터(7)가 브릿지 브라켓(2)과 엔드 플레이트(5) 사이에서 압축 및 복원을 반복하면서 전후 방향의 하중 및 충격을 흡수하게 된다.

그러나, 도 9와 같은 공지의 롤 마운트에서는 롤 마운트(1)의 양 단부 내측으로 진동 감쇠 및 절연, 하중 지지를 위한 인슐레이터(4,7)를 설치해야 하므로 인슐레이터가 설치되는 부분, 즉 링부(3)와 케이스 브라켓(6)의 크기가 커질 수밖에 없다.

또한, 차량의 주행 성능 향상을 위해서는 엔진 또는 변속기의 하중을 더욱 강건히 지지해야 하고, 이를 위해서는 상대적으로 탄성계수가 낮은 재질로 인슐레이터(4,7)를 제조하여 사용해야 하나, 이 경우 엔진 아이들(idle) 시 진동이 실내로 전달되는 문제가 발생한다.

반대로 탄성계수가 높은 재질로 인슐레이터(4,7)를 제조하여 사용하면 감쇠 성능은 개선되는 대신 하중 지지 성능이 저하되는 문제가 발생한다.

이에 차량 운전 조건에 따라 성능 및 특성을 변경시킬 수 있는 롤 마운트가 요구되고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 진동 감쇠 및 절연, 하중 지지를 위한 부분으로 롤 마운트의 단부가 아닌 몸체 부분을 이용하도록 구성됨으로써 공간 활용 및 제어 효과의 극대화가 가능하고, 나아가 엔진 운전 및 차량 주행 조건 등의 상황에 따라 진동 감쇠 성능 및 절연 특성을 변화시킬 수 있는 차량용 롤 마운트를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 복수 개의 지지 플레이트를 포함하여 구성되고, 상기 복수 개의 지지 플레이트 중 적어도 하나와 다른 하나의 지지 플레이트가 각각 차체측과 파워트레인측에 결합되는 바디부; 상기 적어도 하나 또는 상기 다른 하나의 지지 플레이트에 설치되고, 자기유변 탄성체(magneto-rheological elastomer, MRE)로 이루어진 MRE 지지체; 및 상기 적어도 하나와 다른 하나의 지지 플레이트 중 상기 MRE 지지체가 설치된 것과 다른 지지 플레이트에 설치되고, 상기 MRE 지지체에 자력을 인가하도록 구비되는 자석을 포함하는 차량용 롤 마운트를 포함한다.

여기서, 상기 복수 개의 지지 플레이트는 일정 간격을 두고 나란히 배치될 수 있다.

또한, 상기 MRE 지지체와 자석이 서로 접촉한 상태가 되도록 해당 지지 플레이트에 설치될 수 있다.

또한, 복수 개의 MRE 지지체와 복수 개의 자석이 해당 지지 플레이트에 정해진 간격을 두고 배치되도록 설치될 수 있다.

또한, 상기 자석은 영구자석이거나 전자석일 수 있다.

또한, 상기 복수 개의 지지 플레이트는, 상기 MRE 지지체가 설치되는 제1 지지 플레이트; 및 상기 제1 지지 플레이트의 양쪽으로 각각 제1 지지 플레이트와는 일정 간격을 두고 나란히 배치되는 두 제2 지지 플레이트를 포함하는 것일 수 있다.

여기서, 상기 제1 지지 플레이트에 설치된 MRE 지지체의 양단 표면에 상기 양쪽의 제2 지지 플레이트에 각각 설치된 두 자석이 접촉하도록 배치되어 상기 두 자석 사이에 상기 MRE 지지체가 위치하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 제1 지지 플레이트에 정해진 간격을 두고 배치되는 복수 개의 MRE 지지체가 설치되고, 상기 양쪽의 각 제2 지지 플레이트에 상기 각 MRE 지지체에 대응되도록 정해진 간격을 두고 배치되는 복수 개의 자석이 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 롤 마운트는, 상기 복수 개의 자석이 전자석이고, 상기 각 전자석의 작동을 제어하기 위한 제어신호를 출력하도록 구비되는 제어부; 및 상기 제어부가 출력하는 제어신호에 따라 상기 각 전자석별로 코일에 인가되는 전류를 제어하도록 구비되는 구동회로부를 더 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 제어부는 차량에서 수집되는 차량 운전 정보에 기초하여 작동시킬 전자석의 개수를 결정하고, 상기 결정된 개수의 전자석을 작동시키기 위한 제어신호를 출력하도록 구비될 수 있다.

또한, 상기 복수 개의 MRE 지지체는 상기 제1 지지 플레이트의 길이방향을 따라 정해진 간격을 두고 배치되고, 상기 복수 개의 자석은 상기 각 제2 지지 플레이트의 길이방향을 따라 정해진 간격을 두고 배치되며, 상기 제1 지지 플레이트의 일단부가 파워트레인측에 결합되고, 상기 제2 지지 플레이트의 일단부가 차체측에 결합되며, 상기 파워트레인측에 결합되는 제1 지지 플레이트의 일단부와 상기 차체측에 결합되는 제2 지지 플레이트의 일단부는 제1 및 제2 지지 플레이트의 길이방향으로 서로 반대쪽에 위치하는 단부일 수 있다.

또한, 상기 MRE 지지체가 제1 지지 플레이트를 관통하도록 설치되고, 상기 제1 지지 플레이트의 표면에서 양쪽으로 돌출된 MRE 지지체의 양단 표면에 상기 제2 지지 플레이트의 자석이 접촉하도록 배치될 수 있다.

또한, 상기 제1 지지 플레이트의 양면에 MRE 지지체가 고정 설치될 수 있다.

또한, 상기 자석이 제1 지지 플레이트에 형성된 장착홀 내에 삽입되어 설치되고, 상기 MRE 지지체는 적어도 일부가 상기 제2 지지 플레이트의 장착홀 내에 삽입되어 상기 장착홀 내에서 자석에 접촉하도록 구비될 수 있다.

이로써, 본 발명에 따른 차량용 롤 마운트에 의하면, 진동 감쇠 및 절연, 하중 지지를 위한 부분으로 롤 마운트의 단부가 아닌 몸체 부분을 이용하도록 구성됨으로써 공간 활용 및 제어 효과의 극대화가 가능해진다.

나아가, 본 발명에 따른 차량용 롤 마운트에 의하면, 전자석을 이용하는 경우 엔진 운전 및 차량 주행 조건 등의 상황에 따라 진동 감쇠 성능 및 절연 특성을 단계적으로 변화시킬 수 있는 이점이 있다.

도 1과 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 롤 마운트를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 롤 마운트를 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 롤 마운트의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예로서 전자석을 이용하는 롤 마운트의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 롤 마운트에서 자석의 극성을 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 롤 마운트에서 MRE 지지체를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 롤 마운트에서 자기장과 MRE 지지체의 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 종래의 롤 마운트를 예시한 사시도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명은 차체와 파워트레인 사이에 설치되어 진동을 감쇠하고 하중을 지지하는 차량용 롤 마운트에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 진동 감쇠 및 절연, 하중 지지를 위한 부분으로 롤 마운트의 단부가 아닌 몸체 부분(후술하는 바디부)을 이용하도록 구성됨으로써 공간 활용 및 제어 효과의 극대화가 가능한 차량용 롤 마운트에 관한 것이다.

이에 더하여, 본 발명은 엔진 운전 및 차량 주행 조건 등의 상황에 따라 진동 감쇠 성능 및 절연 특성을 단계적으로 제어할 수 있는 차량용 롤 마운트에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 롤 마운트에서는 진동 감쇠 및 절연, 하중 지지를 위해 자석과 자기유변(magneto-rheological, MR) 물질을 이용하며, 도시된 바와 같이 자기유변 물질 중에서도 자기유변 탄성체(MR elastomer, MRE)를 이용할 수 있다.

자기유변 물질 중 자기유변 유체(MR fluid, MRF)는 밀폐된 공간에 충전하여 사용할 수 있는 것으로, 자력을 이용하여 유체의 흐름을 제어할 수 있으나, 자기유변 유체(MRF)를 이용할 경우 파손 시 누액의 문제가 있다.

따라서, 유체를 이용하지 않고 자기유변 탄성체(MRE)를 이용하는 것이 바람직하며, 이에 본 발명에서는 자석과 함께 자기유변 탄성체(이하, 'MRE' 라 칭함)를 이용한다.

도 1과 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 롤 마운트를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 롤 마운트를 도시한 평면도이다.

또한, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 롤 마운트의 구성을 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예로서 전자석을 이용하는 차량용 롤 마운트의 구성을 나타내는 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 롤 마운트는, 복수 개의 지지 플레이트(111,115)를 포함하여 구성되고, 상기 복수 개의 지지 플레이트(111,115) 중 적어도 하나와 다른 하나의 지지 플레이트가 각각 차체측과 파워트레인측에 결합되는 바디부(110); 상기 복수 개의 지지 플레이트(111,115) 중 상기 적어도 하나 또는 상기 다른 하나의 지지 플레이트에 설치되는 MRE 지지체(130); 및 상기 적어도 하나와 다른 하나의 지지 플레이트 중 상기 MRE 지지체(130)가 설치된 것과 다른 지지 플레이트에 설치되고, 상기 MRE 지지체(130)에 자력을 인가하도록 구비되는 자석을 포함한다.

각 구성별로 설명하면, 상기 바디부(110)는 정해진 간격을 두고 배치되는 복수 개의 지지 플레이트(111,115)를 포함하여 구성되고, 상기 복수 개의 지지 플레이트(111,115)는 일정 간격을 두고 나란히 배치될 수 있다.

또한, 각 지지 플레이트(111,115)의 단부에는 차체와 지지 대상 장치에 각각 결합되는 결합부(113,117)가 형성되는데, 여기서 차체는 서브 프레임이나 크로스 멤버, 또는 그 밖의 차체 멤버일 수 있고, 지지 대상 장치는 차량의 파워트레인일 수 있으며, 상기 파워트레인은 엔진 또는 변속기일 수 있다.

본 발명의 실시예에서 바디부(110)는 도시된 바와 같이 일정 간격을 유지하도록 나란히 배치되는 3개의 지지 플레이트(111,115)를 포함하여 구성될 수 있고, 바깥쪽으로 배치되는 2개의 지지 플레이트(115) 사이에 1개의 안쪽 지지 플레이트(111)가 배치되는 구조로 구성될 수 있다.

이하의 설명에서는 안쪽으로 배치되는 1개의 지지 플레이트(111)를 '제1 지지 플레이트'라 칭하기로 하고, 바깥쪽으로 배치되는 2개의 지지 플레이트(115)를 '제2 지지 플레이트'라 통칭하기로 한다.

본 발명의 실시예에서 제1 지지 플레이트(111)와 그 양쪽으로 배치되는 두 제2 지지 플레이트(115) 사이의 간격은 동일한 간격이 되도록 할 수 있다.

상기 제1 지지 플레이트(111)에는 MRE(자기유변 탄성체)로 이루어진 MRE 지지체(130)가 설치되고, 상기 각 제2 지지 플레이트에는 자석(121)이 설치된다.

상기 MRE 지지체(130)는 제1 지지 플레이트(111)를 관통하도록 설치될 수 있는데, 제1 지지 플레이트(111)에 장착홀(112)이 관통 형성되고, 상기 장착홀(112) 내에 MRE 지지체(130)가 압입되어 고정될 수 있다.

상기 MRE 지지체(130)는 장착홀(112) 내에 압입된 상태에서 제1 지지 플레이트(111)의 표면에서 양쪽으로 돌출되어 있게 되는데, MRE 지지체(130)의 양단 표면이 제2 지지 플레이트(115)에 설치된 자석(121)에 접촉하도록 되어 있다.

이와 같이 MRE 지지체(130)에 자석(121)이 직접 접촉하도록 함으로써 자력 분산을 최소화화고, 자석(121)에 의해 생성되는 자력 및 자기장이 MRE 지지체(130)에 효율적으로 작용할 수 있도록 한다.

상기 각 제2 지지 플레이트(115)에도 장착홀(116)이 관통 형성될 수 있고, 상기 장착홀(116) 내에 자석(121)이 삽입되어 설치되며, 이때 자석(121)이 제2 지지 플레이트(115)의 바깥쪽으로 돌출되도록 설치될 수 있다.

또한, MRE 지지체(130)에서 자석(121)에 접촉하는 쪽의 적어도 일부가 제2 지지 플레이트(115)의 장착홀(116) 내에 삽입될 수 있고, 이에 MRE 지지체(130)의 양단 표면이 각 제2 지지 플레이트(115)의 장착홀(116) 내에 삽입된 상태로 자석(121)에 접촉할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, MRE 지지체(130)는 제1 지지 플레이트(111)에 그 길이방향을 따라 정해진 간격을 두고 복수 개가 설치될 수 있고, 이때 복수 개의 MRE 지지체(130)가 제1 지지 플레이트(111)에서 길이방향을 따라 일정 간격으로 배치되도록 설치될 수 있다.

마찬가지로, 각 제2 지지 플레이트(115)에 복수 개의 자석(121)이 설치될 수 있고, 이때 제2 지지 플레이트(115)에서 제1 지지 플레이트(111)의 MRE 지지체(130)가 설치된 각 위치마다 자석(121)들이 설치된다.

즉, 각 제2 지지 플레이트(115)에서 각 MRE 지지체 대응 위치마다 자석(121)들이 설치되는 것이며, 각 제2 지지 플레이트(115)에 상기 제1 지지 플레이트(111)의 각 MRE 지지체(130)마다 하나씩 대응되는 자석(121)들이 설치되는 것이다.

결국, 도 4에 나타낸 바와 같이, 각 MRE 지지체(130)의 양단 표면에 자석(121)이 접촉하고 있는 상태가 된다.

위에서 MRE 지지체(130)가 제1 지지 플레이트(111)의 장착홀(112)에 압입되어 제1 지지 플레이트(111)를 관통하면서 제1 지지 플레이트(111)의 양방향으로 돌출되도록 설치되는 것임을 설명하였으나, 다른 예로서, MRE 지지체(130)가 제1 지지 플레이트(111)를 관통하도록 설치하는 것이 아닌, 제1 지지 플레이트(111)의 양면에 소정 깊이의 장착홈을 형성한 뒤 제1 지지 플레이트(111)의 양면에서 상기 장착홈에 MRE 지지체(130)를 압입하여 고정 설치하는 것도 가능하다.

즉, 상기 제1 지지 플레이트(111)의 양면에 각각 MRE 지지체(130)를 설치하고, 상기 양면에 설치된 각 MRE 지지체(130)가 양쪽으로 배치되는 두 제2 지지 플레이트(115)의 각 자석(121)에 접촉되도록 하는 것이다.

이 경우, 제1 지지 플레이트(111)와 제2 지지 플레이트(115) 사이에 MRE 지지체(130)가 설치된 구조가 되고, 바깥쪽의 양측 제2 지지 플레이트(115)가 안쪽의 제1 지지 플레이트(111)에 MRE 지지체(130)를 매개로 연결된 구조가 된다.

이 경우에도 MRE 지지체(130)의 적어도 일부가 제2 지지 플레이트(115)의 장착홀(116) 내에 끼워질 수 있고, 이에 MRE 지지체(130)의 표면이 제2 지지 플레이트(115)의 장착홀(116) 내에서 자석(121)에 접촉할 수 있다.

본 발명의 롤 마운트(100)에서 제1 지지 플레이트(111)는 파워트레인, 즉 엔진이나 변속기에 결합되며, 이를 위해 제1 지지 플레이트(111)의 일단부에 파워트레인측에 체결되는 결합부(113)가 형성되고, 상기 제1 지지 플레이트(111)의 결합부(113)가 체결구(114)에 의해 파워트레인측에 결합될 수 있다.

본 발명의 롤 마운트(100)에서 두 제2 지지 플레이트(115)는 차체측에 결합되며, 이를 위해 각 제2 지지 플레이트(115)의 일단부에 차체측(예를 들면, 서브프레임 또는 크로스 멤버)에 체결되는 결합부(117)가 형성되고, 상기 제2 지지 플레이트(115)의 결합부(117)가 볼트 등의 체결구(118)에 의해 차체측에 결합될 수 있다.

본 발명의 롤 마운트(100)에서 제1 지지 플레이트(111)의 결합부(113)와 제2 지지 플레이트(115)의 결합부(117)는 지지 플레이트의 길이방향을 기준으로 서로 반대쪽에 위치할 수 있다.

이로써, 롤 마운트(100)에서 바디부(110)의 양 단부에 차체측과 파워트레인측에 각각 결합되는 결합부(113,117)가 위치하는 구조가 된다.

그리고, 본 발명의 실시예에서, 상기 자석(121)은 영구자석일 수 있고, 또는 도 5에 나타낸 바와 같이 코어(122)에 코일(123)을 권선하여 구성한 전자석일 수 있다.

도 4에 도시된 자석은 영구자석일 수 있지만 전자석일 수도 있으며(코일 등을 나타내지 않았음), 전자석을 사용한 구성에 대해 도 5에 좀더 상세히 도시하였다.

상기 자석(121)이 전자석인 경우, 롤 마운트(100)는 전자석을 온/오프 제어하는 제어부(140)를 더 포함하고, 이때 제어부(140)는 차량에서 수집되는 운전 정보에 기초하여 전자석을 제어하기 위한 제어신호를 출력하도록 구비될 수 있다.

또한, 상기 자석(121)이 전자석인 경우, 본 발명의 롤 마운트(100)는 제어부(140)가 출력하는 제어신호에 따라 차량 전원으로부터 공급되는 전류를 전자석(121)의 코일(123)에 선택적으로 인가하거나 차단하도록 작동하는 구동회로부(141)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 제2 지지 플레이트(115)를 따라 복수 개의 전자석(121)이 설치되는 경우, 제어부(140)는 각 전자석(121)의 코일(123)에 인가되는 전류를 제어하도록 구비되고, 이때 구동회로부(141)는 제어부(140)가 출력하는 제어신호에 따라 각 전자석(121)의 코일(123)에 인가되는 전류를 개별적이고 독립적으로 제어할 수 있도록 구성된다.

이로써, 운전 정보에 기초하여 정해지는 개수의 전자석(121)을 선택적으로 작동시킬 수 있고, 결국 차량 운전 조건에 따른 롤 마운트 특성 및 성능의 제어와 변경이 가능해지게 된다.

좀더 상세히 설명하면, 제어부(140)는 운전 정보에 기초하여 작동하는 전자석(121)의 수, 즉 전류가 인가되는 전자석(121)의 수를 결정하고, 차량 운전 조건에 따라 작동하는 전자석(121)의 개수가 변경될 수 있도록 한다.

또한, 제어부(140)는 운전 정보에 기초하여 복수 개의 전자석(121) 중 작동시킬 전자석(121)을 선택하고, 선택된 전자석(121)에 전류를 인가하여 작동이 이루어질 수 있도록 한다.

여기서, 운전 정보는 차량 내 센서나 검출요소 등에 의해 검출되고 수집되는 정보일 수 있고, 차량 운전 중 제어 변수로 결정되는 정보일 수도 있으며, 예를 들면, 엔진 운전 정보(시동, 아이들 운전), 변속 정보(D단, N단, 변속 중 여부), 차속(정속 등), 차량 가속도(급가속, 완가속), 주행 도로의 노면 조건(험로 운전) 등을 포함할 수 있다.

좀더 구체적으로는, 본 발명의 롤 마운트(100)가 파워트레인 중 엔진을 지지하는 마운트라 할 때, 아이들 운전시에는 마운트의 강성을 약화시켜 NVH에 유리해지도록 제어하고, 이를 위해 N단 및 D단의 아이들 운전시라면 제어부(140)가 전체 전자석(121)을 모두 오프시키도록 설정될 수 있다.

또한, 정속 주행 운전시에는 아이들 운전시에 비해 마운트의 강성을 증대시킬 수 있고, 이를 위해, 결합부(113)에서 가장 가까운 전자석(121)을 1번, 이어 순서대로 2번, 3번이라 할 때(도 4 참조), 제어부(140)가 두 제2 지지 플레이트(115)의 1번 전자석만을 온(on) 시키도록 설정될 수 있다.

또한, 완가속 운전 조건에서는 마운트의 강성을 일정 수준 더 강화시켜 NVH에 유리해지도록 제어할 수 있으며, 예컨대 완가속 운전 조건에서 제어부(140)가 1번과 2번의 전자석(121)을 온(on)시키도록 설정될 수 있다.

그리고, 급가속 운전 조건에서는 마운트의 강성을 완가속 운전 조건보다 더 강화시키도록 제어하고, 이를 통해 2차 강성 영역에 도달하지 않게 하여 NVH에 유리해지도록 하는데, 예컨대 제어부(140)가 1번, 2번, 3번의 전자석(121) 모두를 온(on) 시키도록 설정될 수 있다.

또한, 현재 변속 중이거나 험로 주행시에도 마운트의 강성을 강화시켜 파워트레인의 거동 및 저주파 잔진동이 개선되도록 제어하며, 이를 위해 제어부(140)가 1번, 2번, 3번의 전자석(121) 모두를 온(on) 시키도록 설정될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 롤 마운트(100)에서는 차량 운전 조건에 따라 전자석(121)의 작동을 제어하여 롤 마운트(100)의 강성, 진동 감쇠 성능 및 절연 특성을 변화시킬 수 있고, 이를 통해 NVH 성능 및 변속 성능, 주행 진동 성능의 동시 개선이 가능해진다.

본 발명의 실시예에서, 제어요소가 출력하는 전기적인 제어신호에 따라 복수 개의 전자석에 대해 각 코일에 인가되는 전류를 개별적이고 독립적으로 제어할 수 있는 구동회로부(141)의 구성에 대해서는 공지의 기술 구성이므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.

위에서 제어부(140)가 차량 운전 정보에 기초하여 온(on) 시킬 전자석(121)을 선택하고 온(on) 시킬 전자석(121)의 개수를 결정한 뒤 결정된 개수의 전자석(121)을 온(on) 시키는 제어를 수행하는 것으로 설명하였으나, 제어부(140)가 구동회로부(141)를 통해 각 전자석(121)의 코일(123)에 인가되는 전류의 세기를 차량 운전 정보에 기초하여 제어하도록 하는 것 또한 실시 가능하다.

본 발명의 실시예에서, 제1 지지 플레이트(111)와 제2 지지 플레이트(112)는 자력 분산 및 간섭으로 인한 문제가 발생하지 않도록 자력에 대해 절연 가능한 재료, 예를 들면 플라스틱이나 알루미늄(Al) 합금 등의 절연 금속으로 제조된 것이 사용될 수 있다.

물론, 롤 마운트(100)에서 요구되는 강도와 강성 등 기계적 물성을 충족할 수 있는 재료로 제조된 것이 사용되어야 한다.

한편, 본 발명에 따른 롤 마운트(100)에서는 전술한 바와 같이 MRE를 이용하는데, 유체를 사용하지 않는 MRE가 이용됨에 따라 유체 사용시의 누액 문제가 발생하지 않는다.

또한, 단부에 인슐레이터가 설치되었던 종래의 롤 마운트(100)와 달리, 자석(121)과 MRE 지지체(130)가 롤 마운트(100)의 몸체 부분인 바디부(110)에 설치됨으로써, 단부가 아닌 몸체 부분이 진동 감쇠 및 절연, 하중 지지를 위해 이용될 수 있고, 이는 공간 활용 및 제어 효과의 극대화를 가능하게 한다.

또한, 본 발명에 따른 롤 마운트(100)에서는 자력을 발생시키는 자력발생부(120)가 복수 개의 자석(121)으로 구성될 수 있고, 이로써 자력 발생이 복수 개의 부분으로 분산될 수 있는 것은 물론, 자석(121)을 선택적으로 작동시켜 롤 마운트(100)의 진동 감쇠 성능 및 절연 특성을 다단으로 제어하는 것이 가능하다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 롤 마운트(100)에서 자석(121)의 극성을 나타내는 것으로, 같은 제2 지지 플레이트(115)에 설치된 자석(121)들끼리 동일한 극성 방향을 나타내도록 설치할 수 있다.

즉, 도 6에 나타낸 바와 같이, 같은 제2 지지 플레이트(115)에 설치된 자석(121)들끼리 N극과 S극의 극성 방향이 동일한 상태가 되도록 자석들을 설치할 수 있는 것이며, 이를 통해 자력을 발생시키고 있는 인접한 자석들 사이에 미칠 수 있는 자력 형성의 상호 작용 및 영향이 최소화될 수 있도록 한다.

본 발명의 롤 마운트(100)에서 전자석(121)의 코일(123)에 전류가 인가되어 자력이 형성될 경우 MRE 지지체(130)가 전자석(121)의 힘에 의해 눌려서 압축되고, 동시에 MRE 지지체(130) 내의 CIP(Carbonyl Iron Powder, 철가루)가 자력에 의해 반응하면서 MRE 지지체(130)의 특성이 변하게 된다.

도 7은 본 발명에서 제1 지지 플레이트(111)와 제2 지지 플레이트(115) 사이에서 설치되는 MRE 지지체(130)를 예시한 것으로, 도 7의 좌측 도면에 나타낸 바와 같이 MRE 지지체(130)는 원통 형상을 가질 수 있다.

또한, 본 발명에서 자력에 의해 변하는 MRE 지지체(130)의 특성을 최대한 이용하기 위해, 도 7의 우측 도면에서와 같이, 압축과 전단의 복합적인 특성 및 효과를 이용하고, 이를 위해 전술한 바와 같이 바깥쪽의 두 제2 지지 플레이트(115)에 설치된 두 자석(121) 사이에 MRE 지지체(130)가 위치하도록 한다.

이때, 양측의 두 제2 지지 플레이트(115)에 설치된 두 자석(121)이 그 사이에 위치되는 MRE 지지체(130)의 표면에 직접 접촉되도록 하여, 도 7의 우측 도면에서와 같이, MRE 지지체(130)가 자석(121)에 의해 압축될 수 있도록 함과 더불어, MRE 지지체(130)에 전단력이 작용될 수 있도록 한다.

만약, 압축 효과 혹은 전단 효과만을 단독으로 이용할 경우에는 MRE 지지체(130)의 강성 변화가 크지 않으며, 이에 본 발명에서는 MRE 지지체(130)에 대한 압축과 전단이 동시에 나타나도록 하여 압축과 전단의 복합적인 특성 및 효과를 이용할 수 있도록 한다.

이와 같이 MRE 지지체(130)의 압축과 전단 효과가 동시에 발현될 수 있도록 MRE 지지체(130)의 형상은 도 7의 좌측 도면에 나타낸 바 같이 원통 형상이 될 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 롤 마운트(100)에서 전자석(121)의 코일(123)에 전류를 인가하였을 때 자기장과 MRE 지지체(130)의 상태를 설명하기 위한 도면이다.

알려진 바와 같이, MRE에 자력을 인가하면 MRE 내 자성입자(CIP)의 배열이 변하여 MRE의 강성이 달라지는데, MRE 양측에서 자력을 인가하여 MRE 내에 자기장이 형성되도록 하면 자성입자의 배열이 변하여 MRE 내 점성과 강성이 증가하고, 이때 점성은 자기장의 세기에 비례한다.

반면, 자력을 인가하지 않고 자기장이 형성되지 않도록 하면, 점성과 강성이 감소한다.

본 발명에서는 이러한 MRE의 특성을 이용하여 차량 운전 조건에 따라 자력발생부(120)에서 MRE 지지체(130)에 인가되는 자력을 단계적으로 변화시켜 롤 마운트(100)의 강성을 제어한다.

도 8을 참조하여 설명하면, MRE 지지체(130) 양측에 전자석(121)이 배치되고, MRE 지지체(130) 양측의 두 전자석(121)의 극성이 반대가 되면, 자기장이 형성됨과 동시에 자력이 MRE 지지체(130)를 통과하면서 MRE 내 자성입자(CIP)의 배열 및 분포 구조가 변하여 MRE 지지체(130)의 강성이 달라진다.

이와 같이 본 발명에서는 MRE 지지체(130)를 중심으로 양측에 자력을 인가하는 자석(121)을 배치하여, 자력이 MRE 지지체(130)에 크게 인가될 수 있도록 함과 더불어 압축 및 전단 효과가 동시에 이용될 수 있도록 한다.

또한, 본 발명에서 도 8에 나타낸 바와 같이 MRE 지지체(130)를 통과하는 자력의 형성을 위해 자석(121)과 MRE 지지체(130)를 지지하는 두 지지 플레이트(111,115)는 자력 및 자기장에 영향을 미치지 않는 알루미늄 등의 절연체를 사용하여 제작한다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

100: 롤 마운트 110 : 바디부
111 : 제1 지지 플레이트 112 : 장착홀
113 : 결합부 114 : 체결구
115 : 제2 지지 플레이트 116 : 장착홀
117 : 결합부 118 : 체결구
120 : 자력발생부 121 : 자석
122 : 코어 123 : 코일
130 : MRE 지지체 140 : 제어부
141 : 구동회로부

Claims (14)

1. 복수 개의 지지 플레이트를 포함하여 구성되고, 상기 복수 개의 지지 플레이트 중 적어도 하나와 다른 하나의 지지 플레이트가 각각 차체측과 파워트레인측에 결합되는 바디부;
   상기 적어도 하나 또는 상기 다른 하나의 지지 플레이트에 설치되고, 자기유변 탄성체(magneto-rheological elastomer, MRE)로 이루어진 MRE 지지체; 및
   상기 적어도 하나와 다른 하나의 지지 플레이트 중 상기 MRE 지지체가 설치된 것과 다른 지지 플레이트에 설치되고, 상기 MRE 지지체에 자력을 인가하도록 구비되는 자석을 포함하는 차량용 롤 마운트.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 복수 개의 지지 플레이트는 일정 간격을 두고 나란히 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 롤 마운트.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 MRE 지지체와 자석이 서로 접촉한 상태가 되도록 해당 지지 플레이트에 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 롤 마운트.
   
4. 청구항 1에 있어서.
   복수 개의 MRE 지지체와 복수 개의 자석이 해당 지지 플레이트에 정해진 간격을 두고 배치되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 롤 마운트.
   
5. 청구항 1에 있어서.
   상기 자석은 영구자석이거나 전자석인 것을 특징으로 하는 차량용 롤 마운트.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 복수 개의 지지 플레이트는
   상기 MRE 지지체가 설치되는 제1 지지 플레이트; 및
   상기 제1 지지 플레이트의 양쪽으로 각각 제1 지지 플레이트와는 일정 간격을 두고 나란히 배치되는 두 제2 지지 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 롤 마운트.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 제1 지지 플레이트에 설치된 MRE 지지체의 양단 표면에 상기 양쪽의 제2 지지 플레이트에 각각 설치된 두 자석이 접촉하도록 배치되어 상기 두 자석 사이에 상기 MRE 지지체가 위치하는 것을 특징으로 하는 차량용 롤 마운트.
   
8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
   상기 제1 지지 플레이트에 정해진 간격을 두고 배치되는 복수 개의 MRE 지지체가 설치되고,
   상기 양쪽의 각 제2 지지 플레이트에 상기 각 MRE 지지체에 대응되도록 정해진 간격을 두고 배치되는 복수 개의 자석이 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 롤 마운트.
   
9. 청구항 8에 있어서.
   상기 복수 개의 자석이 전자석이고,
   상기 각 전자석의 작동을 제어하기 위한 제어신호를 출력하도록 구비되는 제어부; 및
   상기 제어부가 출력하는 제어신호에 따라 상기 각 전자석별로 코일에 인가되는 전류를 제어하도록 구비되는 구동회로부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 롤 마운트.
   
10. 청구항 9에 있어서.
    상기 제어부는 차량에서 수집되는 차량 운전 정보에 기초하여 작동시킬 전자석의 개수를 결정하고, 상기 결정된 개수의 전자석을 작동시키기 위한 제어신호를 출력하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 롤 마운트.
    
11. 청구항 8에 있어서,
    상기 복수 개의 MRE 지지체는 상기 제1 지지 플레이트의 길이방향을 따라 정해진 간격을 두고 배치되고,
    상기 복수 개의 자석은 상기 각 제2 지지 플레이트의 길이방향을 따라 정해진 간격을 두고 배치되며,
    상기 제1 지지 플레이트의 일단부가 파워트레인측에 결합되고,
    상기 제2 지지 플레이트의 일단부가 차체측에 결합되며,
    상기 파워트레인측에 결합되는 제1 지지 플레이트의 일단부와 상기 차체측에 결합되는 제2 지지 플레이트의 일단부는 제1 및 제2 지지 플레이트의 길이방향으로 서로 반대쪽에 위치하는 단부인 것을 특징으로 하는 차량용 롤 마운트.
    
12. 청구항 7에 있어서,
    상기 MRE 지지체가 제1 지지 플레이트를 관통하도록 설치되고,
    상기 제1 지지 플레이트의 표면에서 양쪽으로 돌출된 MRE 지지체의 양단 표면에 상기 제2 지지 플레이트의 자석이 접촉하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 롤 마운트.
    
13. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 지지 플레이트의 양면에 MRE 지지체가 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 롤 마운트.
    
14. 청구항 7에 있어서,
    상기 자석이 제1 지지 플레이트에 형성된 장착홀 내에 삽입되어 설치되고,
    상기 MRE 지지체는 적어도 일부가 상기 제2 지지 플레이트의 장착홀 내에 삽입되어 상기 장착홀 내에서 자석에 접촉하도록 된 것을 특징으로 하는 차량용 롤 마운트.
    

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