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KR101303562B1 - 에어 댐핑 마운트 - Google Patents

에어 댐핑 마운트 Download PDF

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KR101303562B1
KR101303562B1 KR1020120047291A KR20120047291A KR101303562B1 KR 101303562 B1 KR101303562 B1 KR 101303562B1 KR 1020120047291 A KR1020120047291 A KR 1020120047291A KR 20120047291 A KR20120047291 A KR 20120047291A KR 101303562 B1 KR101303562 B1 KR 101303562B1
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chamber
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insulator
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황동진
박종수
김영달
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현대자동차주식회사
평화산업주식회사
기아자동차주식회사
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Abstract

본 발명은, 차체에 장착되어 엔진의 하중을 지지하는 에어 댐핑 마운트에 있어서, 내부에 공간이 형성되고 상단이 커버에 의해 차폐된 하우징;과 하우징 내부에서 하측에는 제1챔버가 형성되고 상측에는 제2챔버가 형성되도록 상기 하우징에 내장되며 가해지는 하중에 따라 탄성변형하는 인슐레이터; 및 상기 인슐레이터와 결합되어 하우징에 내장되되 상기 하우징의 측방향 외부로 돌출된 행거브라켓을 통해 엔진과 연결되는 코어;를 포함하고,상기 제1챔버로 공기가 출입하도록 제1에어홀이 타공되며, 상기 제2챔버로 공기가 출입하도록 제2에어홀이 타공된다.
상기와 같은 구성의 본 발명은, 공기가 출입하는 챔버가 상단과 하단 각각에 형성되어 NVH을 개선할 수 있는 효과가 있다. 아울러, 행거브라켓을 통해 엔진이 거치됨으로서 엔진과 마운트 사이의 체결높이가 종래 보다 낮아짐으로 차체의 안정성을 향상시킬 수 있으며 강성 확보에 유리한 효과가 있다. 인슐레이터에는 직경이 확대된 확장부가 형성되어 하우징 내에 밀착되되 금속재인 링플레이트가 결합되므로 고무재(또는 합성수지재)로 제조된 인슐레이터의 마모 및 크립 발생을 억제할 수 있다. 그리고, 금속재인 링플레이트와 하우징 사이에 씰링이 장착됨으로서 챔버의 기밀성을 유지할 수 있다.

Description

에어 댐핑 마운트{Air damping mount}
본 발명은 에어 댐핑 마운트에 관한 것으로 더욱 상세하게는 상하측으로 두 개소의 챔버를 구성하여 정특성 및 동특성 성능을 개선하고 크립(creep) 현상을 억제할 수 있는 행거형 에어 댐핑 마운트에 관한 것이다.
차량의 엔진은 시동 이후 진동을 유발시키므로 차체에 장착될 때 댐핑 마운트에 거치되어 장착된다. 따라서, 댐핑 마운트는 엔진과 트랜스미션 및 동력전달계통이 결합되어 구성되는 파워트레인의 진동을 최대한 억제시키는 것을 주목적으로서 개발되어 왔다.
차량의 댐핑 마운트는 러버의 탄성력을 이용하여 진동을 감쇄시키는 러버 마운트, 공기를 작동유체로 사용하여 공기의 출입에 따라 진동을 감쇄시키는 에어 댐핑 마운트(공압식 마운트) 및 액체를 작동유체로 사용하는 하이드로 마운트(유체봉입식 마운트)로 구분할 수 있다.
상기의 마운트들은 파워트레인이 안착되는 엔진룸 주변에 장착되어 파워트레인(특히, 엔진과 트랜스미션)의 하중을 지지하며, 내부 구조는 도 1 에 도시된 바와 같다.
도 1 을 참조하면, 러버 마운트는 엔진(또는 트랜스미션)이 결합되는 센터볼트가 하우징 상측으로 돌출되도록 장착되되, 상기 센터볼트는 코어 및 러버와 함께 하우징 내에 장착된다. 센터볼트를 통하여 전달되는 진동은 러버의 탄성변형을 통하여 감쇄되는 구조이다.
그리고, 하이드로마운트의 경우, 하우징 내에서 센터볼트, 코어, 러버, 노즐플레이트 및 다이어프램이 장착되되, 상기 노즐플레이트의 위아래로 상측 및 하측 챔버를 각각 형성한다. 상기 챔버 내부에는 소정 량의 하이드로액이 채워지되, 상기 하이드로액은 러버의 탄성변형에 따라 노즐플레이트의 둘레를 따라 환형으로 형성된 유로를 통하여 상측챔버와 하측챔버 사이를 유동하며 (엔진에서 전달되는) 진동을 감쇄시킨다. 이때, 멤브레인이 추가적으로 설치되어 하이드로액의 유동에 따라 진동하며 고주파영역의 진동을 더 효율적으로 감쇄시키기도 한다.
상기 러버마운트는 가격이 저럼하나 댐핑 효과가 상대적으로 좋지 않은 단점이 있는 반면, 상기 하이드로마운트는 더 효율적인 댐핑 효과를 가지나 요구되는 부품 수가 많아 생산비용이 증가하는 단점이 있었다.
에어 댐핑 마운트는 일반적으로 러버마운트와 하이드로마운트 사이의 생산비용과 댐핑효율을 갖는다. 상기 에어 댐핑 마운트는 러버의 하부에서 소정의 용적을 갖는 에어챔버를 형성하도록 로워플레이트를 장착하되, 상기 러버의 탄성변형에 따라 (로워플레이트에 타공된 에어홀을 통하여) 공기의 출입이 발생하는 구성을 갖는다. 즉, 러버의 탄성력과 공기 유동 변화에 따라 댐핑 효과를 갖는다.
따라서, 에어 댐핑 마운트는 작동 유체가 공기이므로 하이드로 마운트 대비 진동 제어 성능은 낮지만 (작동 유체 없이 러버의 탄성력을 이용하여 댐핑 작동하는) 러버 마운트 대비 높은 성능을 가지며, 작동유체가 유동하는 유로의 구성방식이 단순하기 때문에 생산이 용이하여 원가 및 중량 측면에서 하이드로 마운트 대비 유리하므로 소형 승용차량 등에 사용할 경우 원가 및 중량 대비 높은 성능을 얻을 수 있으므로 유리하다.
하지만, 종래의 에어 댐핑 마운트의 경우, 파워트레인의 하중이 위에서 항시 가압하도록 작용하는 구조이므로 러버에 크립(creep)이 발생하는 문제점이 있었다.
이러한 크립 (발생)현상은 러버의 탄성변형률을 저하키며 에어챔버의 용적을 축소시켜 감쇠기능의 저하 및 접촉부분의 파손이나 변형을 유발시킬 수도 있었다. 이를 개선하기 위해선 여러 구조물이 추가되어야 하나 이 경우는 원가를 상승시켜 경제성이 떨어졌다.
그리고, 이와 같은 크립 현상을 개선하고자 행거브라켓을 갖는 행거행 에어 댐핑 마운트도 개발된 바 있으나, 공기의 압축 및 공기의 유동에 있어 저항이 발생하여 감쇄성능이 통상적인 에어 댐핑 마운트보다 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하도록 크립 발생을 억제하되 감쇄성능이 향상된 에어 댐핑 마운트를 제공하는 것에 주목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차체에 장착되어 엔진의 하중을 지지하는 에어 댐핑 마운트에 있어서, 내부에 공간이 형성되고 상단이 커버에 의해 덮히는 하우징;과 하우징 내부에서 하측에는 제1챔버가 형성되고 상측에는 제2챔버가 형성되도록 상기 하우징에 내장되며 가해지는 하중에 따라 탄성변형하는 인슐레이터; 및 상기 인슐레이터와 결합되어 하우징에 내장되되 상기 하우징 측방향 외부로 돌출된 행거브라켓을 통해 엔진과 연결되는 코어;를 포함하고, 상기 제1챔버로 공기가 출입하도록 제1에어홀이 타공되며, 상기 제2챔버로 공기가 출입하도록 제2에어홀이 타공된 것을 특징으로 한다.
상기 커버는 제2챔버를 형성하도록 상측으로 돌출된 돌출부가 형성되며, 상기 제2에어홀은 돌출부의 측방향 외주면에 형성된다.
그리고, 인슐레이터는 상단과 하단 각각에 직경이 확대된 확장부가 형성되어 하우징 내에 장착되되, 상기 확장부의 끝단에는 링플레이트가 결합된다.
상기 인슐레이터 하단의 확장부는 하우징의 바닥면과 브리지각이 형성되도록 장착되되, 상기 브리지각은 25° 내지 35° 사이로 설정된다.
아울러, 상기 인슐레이터의 확장부와 하우징 사이에서 기밀(氣密)을 유지하기 위한 씰링이 장착된다.
상기와 같은 구성의 본 발명은, 공기가 출입하는 챔버가 상단과 하단 각각에 형성되어 NVH(Noise, vibration, and harshness)을 개선할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 행거브라켓을 통해 엔진이 거치됨으로서 엔진과 마운트 사이의 체결높이가 종래 보다 낮아짐으로 차체의 안정성을 향상시킬 수 있으며 강성 확보에 유리한 효과가 있다.
인슐레이터에는 직경이 확대된 확장부가 형성되어 하우징 내에 밀착되되 금속재인 링플레이트가 결합되므로 고무재(또는 합성수지재)로 제조된 인슐레이터의 마모 및 크립 발생을 억제할 수 있다.
그리고, 금속재인 링플레이트와 하우징 사이에 씰링이 장착됨으로서 챔버의 기밀성을 유지할 수 있다.
또한, 브리지각의 경사 및/또는 제1챔버나 제2챔버의 용적 변화를 튜닝인자로 제공하여 설계자에게 더 넓은 설계자유도를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 러버마운트, 하이드로마운트 및 종래의 에어 댐핑 마운트의 내부 구조를 도시한 부분절개도 및 단면도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어 댐핑 마운트의 사시도 및 차체에 장착된 모습을 도시한 도면,
도 3 은 도 2 에 표시된 A-A 선의 단면도,
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어 댐핑 마운트의 절개된 모습을 도시한 사시도 및 부분확대도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어 댐핑 마운트를 더욱 상세히 설명한다.
도 2 에 도시된 바와 같이 본 발명의 에어 댐핑 마운트는 엔진룸을 구성하는 차체에 장착되되, 하우징(10)의 측방향에서 엔진이 거치되는 행거브라켓(31)이 돌출되는 구조를 갖는다.
도 3 을 참조하면, 본 발명의 하우징(10)은 하단에 브라켓이 용접되어 차체에서 이격되어 장착되되, 내부에 소정의 공간이 형성된 구조로서 상단에는 커버(11)가 결합된다.
상기 하우징(10) 내부에는 고무재 또는 합성수지재로 제조되어 탄성변형이 가능한 인슐레이터(20)가 코어(30)와 결합된 상태로 장착된다. 상기 인슐레이터(20)는 하우징(10) 내부에서 하단에는 제1챔버가 그리고 상단에는 제2챔버가 형성되도록 상단과 하단에 각각 확장부들(20a, 20b)이 형성된다. 상기 코어(30)는 상단의 확장부(20b)와 하단의 확장부(20a) 사이에서 일체로 결합된다. 상기 코어(30)는 고정볼트(32)를 통하여 하우징(10)의 측방향으로 돌출되는 행거브라켓(31)과 결합된다. 따라서, 하우징(10) 내부에서 하단에는 제1챔버가 형성되고 상단에는 제2챔버가 형성된다.
상기 제2챔버는 커버(11)에서 상측으로 볼록하게 돌출된 돌출부(12) 내부(및 상단의 확장부 윗쪽에 발생하는 간극)에서 형성된다. 그리고, (엔진의 거동에 따라 발생하는) 상기 인슐레이터(20)의 탄성변형에 따라 제1챔버 및 제2챔버로 공기의 출입이 가능하도록 하우징(10)의 하부에는 제1에어홀(14)이 형성되고 돌출부(12)의 외주면에는 제2에어홀(13)이 각각 타공된다. 상기 제2에어홀(13)은 상측에 형성될 수도 있으나 수분 또는 이물질의 침투를 방지하기 위해 돌기부(12)의 측방으로 형성되는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 상기 인슐레이터(20)는 하단과 상단 각각에 직경이 확대된 확장부(20a, 20b)가 형성되어 하우징(10) 내에 장착되되, 상기 상단의 확장부(20b)과 하단의 확장부(20a) 각 끝단에는 도 4 에 도시된 바과 링플레이트들(40a, 40b)이 결합된다. 상기 링플레이트(40a, 40b)는 마모에 강한 금속재로 제조되되, 인슐레이터(10)와 별개로 제조된 후 결합될 수 도 있으나 기밀성 향상을 위해서 인슐레이터(10) 제조시 가류성형으로 일체로 성형되도록 결합되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 인슐레이터 하단의 확장부(20a)는 하우징(10)의 바닥면과 브리지각이 형성되도록 장착되되, 엔진의 하중이 전달되었을 때 인슐레이터(20)의 처짐량(인슐레이터가 아랫쪽으로 탄성변형되어 코어가 하강한 길이)을 고려하여 상기 브리지각은 25° 내지 35° 사이 범위(바람직하게는 30°)에서 정해지도록 장착된다. 본 발명의 인슐레이터(20)는 엔진이 장착되었을 때 처짐량이 4 내지 6 mm 범위(바람직하게는 5mm) 내로 정해질 정도의 탄성을 갖는다.
한편, 본 발명의 에어 댐핑 마운트는 제2챔버 보다 제1챔버의 용적이 더 크게 형성된다. 따라서, 제1챔버의 기밀성을 더 향상시키도록 하단의 링플레이트(40a)와 인슐레이터(20)의 압입 전에 하우징(10)의 하부에 씰링(50)을 선택적으로 부설할 수 있다.
아울러, 본 발명의 인슐레이터(20)는 상단의 확장부(20b)가 커버(11)에 밀착된 상태로 제조되며, 엔진의 거치 시 하중에 의해 간극이 형성되도록 구성된다(도 4 참조). 상기 간극은 제2챔버와 개통되도록 구성되므로, 엔진의 하중에 의한 인슐레이터(20)의 탄성변형에 의해 제1챔버와 제2챔버의 용적은 각각 변화하며 용적의 변화에 따른 공기 유동에 의해 감쇄력이 발생하게 된다. 이와 같은 감쇄력은 제1에어홀(14)과 제2에어홀(13)의 직경을 조정함으로서 피크값(peak value) 및 가진 주파수의 대역을 튜닝할 수 있다. 가령, 직경의 크기를 작게하면 피크치의 주파수 대역을 저주파 측으로 이동할 수 있으며, 크게하면 고주파 대역으로 이동할 수 있다.
그리고, 돌출부(12)의 크기나 위치 조절 또는/및 갯수를 증가시킴으로서 이와 같은 감쇄 특성을 튜닝할 수 있다. 따라서, 본 발명은 에어 댐핑 마운트의 설계에 있어서 더 폭 넓은 설계자유도를 제공하는 효과가 있다.
이상과 같이 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
10 : 하우징
11 : 커버
12 : 돌출부
20 : 인슐레이터
30 : 코어
40a, 40b : 링플레이트

Claims (5)

  1. 차체에 장착되어 엔진의 하중을 지지하는 에어 댐핑 마운트에 있어서,
    내부에 공간이 형성되고 상단이 커버에 의해 차폐된 하우징;과
    하우징 내부에서 하측에는 제1챔버가 형성되고 상측에는 제2챔버가 형성되도록 상기 하우징에 내장되며 가해지는 하중에 따라 탄성변형하는 인슐레이터; 및
    상기 인슐레이터와 결합되어 하우징에 내장되되 상기 하우징의 측방향 외부로 돌출된 행거브라켓을 통해 엔진과 연결되는 코어;를 포함하고,
    상기 제1챔버로 공기가 출입하도록 제1에어홀이 타공되며, 상기 제2챔버로 공기가 출입하도록 제2에어홀이 타공된 것을 특징으로 하는 에어 댐핑 마운트.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 커버는 제2챔버를 형성하도록 상측으로 돌출된 돌출부가 형성되며, 상기 제2에어홀은 돌출부의 측방향 외주면에 형성된 것을 특징으로 하는 에어 댐핑 마운트.
  3. 제 1 항에 있어서, 인슐레이터는 상단과 하단 각각에 직경이 확대된 확장부가 형성되어 하우징 내에 장착되되, 상기 확장부의 끝단에는 링플레이트가 결합된 것을 특징으로 하는 에어 댐핑 마운트.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 인슐레이터 하단의 확장부는 하우징의 바닥면과 브리지각이 형성되도록 장착되되, 상기 브리지각은 25° 내지 35° 사이로 설정되는 것을 특징으로 하는 에어 댐핑 마운트
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 인슐레이터의 확장부와 하우징 사이에서 기밀(氣密)을 유지하기 위한 씰링이 장착된 것을 특징으로 하는 에어 댐핑 마운트.
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