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KR101488318B1 - 엔진마운트 - Google Patents

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KR101488318B1
KR101488318B1 KR1020130081960A KR20130081960A KR101488318B1 KR 101488318 B1 KR101488318 B1 KR 101488318B1 KR 1020130081960 A KR1020130081960 A KR 1020130081960A KR 20130081960 A KR20130081960 A KR 20130081960A KR 101488318 B1 KR101488318 B1 KR 101488318B1
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은, 내부에 하이드로액이 봉입되는 엔진마운트에 있어서, 하우징 내에 장착되며 상단에 결합된 코어에서 가해지는 힘에 따라 탄성변형하는 인슐레이터;와 하이드로액이 유동가능하도록 상하로 개통된 유로가 내부에 형성되며, 상기 하우징 하단에 결합된 다이어프램과 상기 인슐레이터 사이에 결합된 노즐판; 및 상기 인슐레이터와 노즐판 사이의 내부 공간을 구획하도록 장착되며 코어와 결합되어 상기 코어에서 가해지는 힘에 따라 거동하는 피스톤;을 포함하고, 상기 피스톤과 노즐판 사이 및 노즐판과 다이어프램 사이에는 봉입된 하이드로액이 유동하는 상측액실과 하측액실이 각각 형성되며, 상기 피스톤과 인슐레이터 사이에는 에어채널을 통해 외부와 개통되어 공기가 출입할 수 있는 에어챔버가 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 공기 및 하이드로액을 작동유체로 사용하여 더 넓은 주파수 영역의 진동을 더욱 효율적으로 감쇠시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

엔진마운트{Engine-mount}
본 발명은 차체에 장착되어 엔진을 지지하는 엔진마운트에 관한 것으로써 더욱 상세하게는 공압식 마운트와 하이드로 마운트(액체봉입식 마운트)의 특성을 모두 갖는 엔진마운트에 관한 것이다.
차량의 엔진은 구조적으로 항상 진동이 발생될 뿐만 아니라 차량의 주행 중 지면의 요철에 따라서도 진동이 발생한다.
이러한 진동은 단독적으로 작용하는 것이 아니라, 여러 요인이 복합적으로 작용하며 상하, 좌우, 전후 방향 모두로 발생한다.
아울러, 엔진은 차체에 분리되어 설치된 것이 아니라 변속 장치 및 공조 장치 등과도 연결되므로, 엔진에서 발생되는 진동은 차량의 전체에 영향을 미치게 된다.
따라서, 엔진에서 발생된 진동을 감쇠시키도록 차량의 엔진은 엔진마운트를 통해서 차체 프레임에 설치된다.
상기 엔진마운트는, 공기의 출입을 이용하여 댐핑력을 갖되 상대적으로 손실계수는 작지만(진동감쇠 성능이 상대적으로 낮지만) 넓은 주파수 영역에서 고르게 손실 계수가 나타나는(더 넓은 영역대의 주파수 진동을 감쇠시킬 수 있는) 특징을 갖는 공압식; 그리고, 하이드로액이 봉입되어 하이드로액의 유동저항을 이용하여 진동을 감쇠시키는 구조를 갖되 상대적으로 손실계수는 크지만(진동감쇠 성능이 상대적으로 높으나) 나타나는 주파수 대역이 좁은(더 좁은 영역대의 주파수 진동만 감쇠시킬 수 있는) 액체봉입식(하이드로 마운트)이 주로 널리 사용된다.
이중, 액체봉입식 엔진마운트 설계에 있어서, 차량 특성에 따라 약간의 차이는 있지만 통상적으로 10~13Hz 대역의 주파수를 갖는 진동 성분의 감쇠에 초점을 두고 개발이 이뤄지고 있으며, 설계적 편차 및 엔진마운트를 포함한 부품 노화에 따른 주파수 이동을 고려하여 손실계수가 나타나는 주파수 폭은 상기의 주파수 대역보다 더 넓게 나타나도록 개발이 이뤄지고 있다.
하지만, 전술한 바와 같이 액체봉입식 엔진마운트의 경우 감쇠가능한 진동 주파수 대역폭이 상대적으로 좁게 형성되므로 이를 개선할 필요성이 있었다.
아울러, 차량 중행시 나타나는 타이어 공진에 의한 진동(T1 진동 또는 Shake 진동)은 차량의 속도에 따라서 그 주파수도 이동하여 대변위 진동을 발생시킨다. 가령, 속도가 60km/h 인 구간에서는 7Hz, 100km/h 인 구간에서는 13Hz, 140km/h 인 구간에서는 18Hz 등으로써, 속도에 따라서 발생하는 진동의 주파수가 달라진다. 다만, 우연히 100km/h 인 구간에서 13Hz 주파수를 갖는 진동이 발생하면 액체봉입식 엔진마운트의 손실계수 주파수와 같기 때문에 대변위 진동을 효율적으로 감쇠될 수도 있으나 다른 속도에서는 그 영향도가 미미하다.
그러므로, 본 발명은 감쇠가능한 진동 주파수 대역폭이 더 넓게 나타나며, 타이어 공진으로 유발되는 진동 또한 더 효율적으로 감쇠시킬 수 있는 엔진마운트를 제공하는 것에 주목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내부에 하이드로액이 봉입되는 엔진마운트에 있어서, 하우징 내에 장착되며 상단에 결합된 코어에서 가해지는 힘(하중이동 및/또는 진동)에 따라 탄성변형하는 인슐레이터;와 하이드로액이 유동가능하도록 상하로 개통된 유로가 내부에 형성되며, 상기 하우징 하단에 결합된 다이어프램과 상기 인슐레이터 사이에 결합된 노즐판; 및 상기 인슐레이터와 노즐판 사이의 내부 공간을 구획하도록 장착되며 코어와 결합되어 상기 코어에 가해지는 힘(하중이동 및/또는 진동)에 따라 상승하강하도록 거동하는 피스톤;을 포함하고, 상기 피스톤과 노즐판 사이 및 노즐판과 다이어프램 사이에는 봉입된 하이드로액이 유동하는 상측액실과 하측액실이 각각 형성되며, 상기 피스톤과 인슐레이터 사이에는 에어채널을 통해 외부와 개통되어 공기가 유출입할 수 있는 에어챔버가 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 피스톤은 금속재 또는 합성수지재로 제조되되 탄성변형이 발생하지 않는 강체(rigid body)로 구성되며, 하단에 장착된 탄성부재를 통해 노즐판과 결합되어 상기 탄성부재의 탄성변형에 따라 거동이 이뤄진다.
그리고, 상기 노즐판에 형성된 유로는 노즐판의 둘레를 따라 내부에서 환형으로 형성되고 상측액실로 개통된 상측홀과 하측액실로 개통된 하측홀을 가지며 상기 에어챔버는 내외측이 개통되도록 인슐레이터의 일측을 타공시켜 형성되되, 상기 상측홀은 피스톤을 사이에 두고 에어채널의 반대측에 위치하도록 형성된다.
아울러, 상기 피스톤은 사면(斜面)을 갖는 모양으로 형성되어 노즐판에서부터의 내부 높이가 일측과 타측이 서로 상이하게 구성되되, 더 높은 내부 높이를 갖는 측이 상측액실을 향하고 더 낮은 내부높이를 갖는 측이 에어채널을 향하도록 배치된다.
아울러, 상기 노즐판에는 특정 주파수 영역 예를들면, 아이들(idle) 영역에서 발생하는 진동을 더 효율적으로 감쇠시킬 수 있도록 하이드로액의 유동에 따라 진동하는 멤브레인이 추가적으로 장착된다.
본 발명은 공기 및 하이드로액을 작동유체로 사용하여 더 넓은 주파수 영역의 진동을 더욱 효율적으로 감쇠시킬 수 있는 효과가 있다. 즉, 손실 계수를 최대로 확대하여 주행시 나타나는 10~13Hz 대역의 진동을 절연시킬 수 있을 뿐만 아니라 타이어 공진에 따른 5~20Hz 대역의 진동 또한 더 효율적으로 감쇠시켜 차량의 승차감을 향상시킬 수 있다.
아울러, 상측액실과 에어챔버 사이의 경계를 형성하는 본 발명의 피스톤은 사판 구조로 구성되므로, 코어에서 입력되는 진동성분이 에어챔버에 작용하는 공압과 상측액실에 작용하는 유압으로 동일하게 나눠져(또는 경사각 설정에 따라 의도하는 비율로 나눠져) 입력되게 할 수 있는 효과가 있어 댐핑성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엔진마운트가 종방향으로 절개된 모습이 도시된 정면도 및 부분확대도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엔진마운트가 종방향으로 절개된 모습이 도시된 사시도,
도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엔진마운트에서 공기와 하이드로액이 동시에 유동하는 모습을 도시한 도면,
도 4 는 도 3 의 유동상태가 더 명확하게 나타나도록 본 발명의 엔진마운트 내부에서 진동방향에 따라 공기 및 하이드로액 각각의 유동방향들을 개략적으로 단순화시켜 표시한 도면.
본 발명의 엔진마운트는 하우징(40)이 차체에 볼팅체결 등으로 고정되며 상기 하우징(40) 상단으로 돌출된 코어(50)에 엔진(미도시)이 거치되어 엔진의 하중을 지지하되, 하이드로액과 공기의 유동에 따라 엔진에서 전달되는 진동을 감쇠시키도록 구성된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엔진마운트를 더욱 상세하게 설명한다.
도 1 과 도 2 를 참조하면, 본 발명의 엔진마운트는, 소정의 탄성을 갖도록 합성수지재 또는 고무재 재질로 제조되되 소정의 크기를 갖는 공간이 아래에 형성될 수 있는 구성된 인슐레이터(10)가 하우징(40) 내부에 장착되며, 상기 인슐레이터(10)는 하우징(40) 상측으로 일부가 돌출되는 코어(50)와 결합된 상태로 장착이 이뤄진다.
그리고, 하이드로액이 상하로 유동가능하도록 상하로 개통된 유로(21)가 둘레를 따라 형성된 노즐판(20)이 인슐레이터(10) 아래로 결합되며 상기 노즐판(20) 아래에서 하우징(40) 하단에는 다이어프램(41)이 장착된다.
아울러, 상기 노즐판(20)과 인슐레이터(10) 사이의 공간에는 내부를 구획하되 상기 코어(50)와 연결되어 코어(50)에서 가해지는 힘에 따라 거동하도록 노즐판(20)과 연결된 탄성부재(31)를 통해 피스톤(30)이 장착된다.
이에 따라, 상기 피스톤(30)과 노즐판(20) 사이 및 노즐판(20)과 다이어프램(41) 사이에는 노즐판(20)에 형성된 유로(21)에 의해 서로 개통된 상측액실과 하측액실이 각각 형성된다. 그리고, 상기 피스톤(30)의 상측에서 피스톤(30)과 인슐레이터(10) 사이에는, 인슐레이터(10)의 일부분이 타공됨으로써; 또는 인슐레이터(10)와 노즐판(20) 사이에 간극을 형성함으로써; 형성된 에어채널(60)을 통해 외부와 개통되어 공기가 출입할 수 있는 에어챔버가 형성된다.
또한, 피스톤(30)의 상하 거동에 따라서 하이드로액이 상측액실과 하측액실을 유동하도록 상기 상측액실과 하측액실 사이에는 소정량의 하이드로액이 봉입된다.
이와 같은 구성을 갖는 엔진마운트는 코어(50)에 작용하는 힘(하중 및/또는 진동)에 따라 인슐레이터(10)가 탄성변형함과 동시에 피스톤(30)의 상하거동이 이루어져 상측액실과 에어챔버의 체적변화에 따라 하이드로액과 공기의 유동이 동시에 이뤄진다.
한편, 본 발명에 따른 상기 피스톤(30)은 탄성변형이 가능한 재질로 제조될 수도 있으나, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 펌핑손실을 최소화하기 위하여 상기 피스톤(30)은 탄성변형이 발생하지 않는 금속재 또는 합성수지재로 제조되며 하단에 장착된 탄성부재(31)를 통해 노즐판(20)에 결합되어 상기 탄성부재(31)의 탄성변형에 따라 거동이 이뤄진다.
그리고, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 노즐판(20)에 형성된 유로(21)는 노즐판(20)의 둘레를 따라 내부에서 환형으로 형성되고 상측액실로 개통된 상측홀(22)과 하측액실로 개통되며 상측홀(22)의 반대측이나 이격되어 위치하는 하측홀(미도시)을 갖되, 상기 상측홀(22)은 피스톤(30)을 사이에 두고 에어채널(60)의 반대측에 위치하도록 형성된다. 즉, 상기 에어채널(60)은 하측홀에 인접하여 그 위로 형성된다.
아울러, 본 발명의 상기 피스톤(30)은 일부분이 사면(斜面)으로 형성되도록 구성된다. 즉, 노즐판(20)에서부터의 일측 내부높이(A: 도 1 참조)와 타측 내부높이(B)가 서로 상이하게 구성되되, 더 높은 내부높이(A)를 갖는 측이 상측액실을 향하고 더 낮은 내부높이(B)를 갖는 측이 에어채널(60)을 향하도록 배치된다.
따라서, 본 발명의 피스톤(30)은 코어(50)에 직접적으로 결합되며 사면을 갖도록 형성됨에 따라, 코어(50)에 하중 및/또는 진동이 입력되면 인슐레이터(10)를 탄성변형시키는 힘과 피스톤(30)을 펌핑시키는 힘으로 (균등하게 또는 일정 비율로) 분산되어 도 3 과 도 4 에 도시된 바와 같이, 동시에 하이드로액과 공기를 유동시킬 수 있다.
즉, 코어(50)에 작용하는 힘에 의하여 인슐레이터(10)의 탄성변형과 피스톤(30)의 상하거동이 동시에 유발되므로, 지연시간을 발생시키지 않고 하이드로액의 유동에 의한 댐핑력과 공압(공기의 에어챔버 출입)에 의한 댐핑력을 동시에 얻을 수 있다.
한편, 본 발명의 노즐판(20)에는 특정 주파수 구간의 댐핑력을 향상시키기 위하여 상하방향으로 진동하는 멤브레인(23)이 선택적으로 장착될 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 엔진마운트는 공압식과 액체봉입식 두 개의 마운트 시스템이 상하로 병렬 배치됨에 따라서 크기를 보다 컴팩트하게 구성할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명의 피스톤(30)은 강체(剛體)로 구성되어 인슐레이터(10) 변형에 의해 발생하는 펌핑 압력 저하를 최소화할 수 있다 즉, 손실 발생없이 힘전달을 최대화 할 수 있는 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 : 인슐레이터
20 : 노즐판
21 : 유로
22 : 상측홀
30 : 피스톤
31 : 탄성부재
40 : 하우징
41 : 다이어프램
50 : 코어
60 : 에어채널

Claims (5)

  1. 내부에 하이드로액이 봉입되는 엔진마운트에 있어서,
    하우징 내에 장착되며 상단에 결합된 코어에서 가해지는 힘에 따라 탄성변형하는 인슐레이터;와
    하이드로액이 유동가능하도록 상하로 개통된 유로가 내부에 형성되며, 상기 하우징 하단에 결합된 다이어프램과 상기 인슐레이터 사이에 결합된 노즐판; 및
    상기 인슐레이터와 노즐판 사이의 내부 공간을 구획하도록 장착되며 코어와 결합되어 상기 코어에서 가해지는 힘에 따라 거동하는 피스톤;을 포함하고,
    상기 피스톤과 노즐판 사이 및 노즐판과 다이어프램 사이에는 봉입된 하이드로액이 유동하는 상측액실과 하측액실이 각각 형성되며, 상기 피스톤과 인슐레이터 사이에는 에어채널을 통해 외부와 개통되어 공기가 출입할 수 있는 에어챔버가 형성된 엔진마운트.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 피스톤은 하단에 장착된 탄성부재를 통해 노즐판에 결합되어 상기 탄성부재의 탄성변형에 따라 거동하는 것을 특징으로 하는 엔진마운트.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 노즐판에 형성된 유로는 노즐판의 둘레를 따라 내부에서 환형으로 형성되고 상측액실로 개통된 상측홀과 하측액실로 개통된 하측홀을 갖되,
    상기 상측홀은 피스톤을 사이에 두고 에어채널의 반대측에 위치하도록 형성된 것을 특징으로 하는 엔진마운트.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 피스톤은 사면(斜面)을 갖는 모양으로 형성되어 노즐판에서부터의 내부 높이가 일측과 타측이 서로 상이하게 구성되되, 더 높은 내부 높이를 갖는 측이 상측액실을 향하고 더 낮은 내부높이를 갖는 측이 에어채널을 향하도록 배치된 것을 특징으로 하는 엔진마운트.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 노즐판에는 하이드로액의 유동에 따라 진동하는 멤브레인이 장착된 것을 특징으로 하는 엔진마운트.
KR1020130081960A 2013-07-12 2013-07-12 엔진마운트 Expired - Fee Related KR101488318B1 (ko)

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