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KR101676255B1 - 엔진마운트 - Google Patents

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Publication number
KR101676255B1
KR101676255B1 KR1020150152898A KR20150152898A KR101676255B1 KR 101676255 B1 KR101676255 B1 KR 101676255B1 KR 1020150152898 A KR1020150152898 A KR 1020150152898A KR 20150152898 A KR20150152898 A KR 20150152898A KR 101676255 B1 KR101676255 B1 KR 101676255B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid chamber
flow path
engine mount
nozzle plate
valve plate
Prior art date
Application number
KR1020150152898A
Other languages
English (en)
Inventor
김승원
Original Assignee
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020150152898A priority Critical patent/KR101676255B1/ko
Priority to US15/078,316 priority patent/US9939039B2/en
Priority to DE102016206380.4A priority patent/DE102016206380B4/de
Priority to CN201610246729.6A priority patent/CN106641072B/zh
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Abstract

본 발명은, 인슐레이터와 다이어프레임 사이에 노즐판이 장착되어 내부가 상측액실과 하측액실로 구획되고 내부의 체적변화에 따라 봉입된 하이드로액이 노즐판에 형성된 유로를 통해 상측액실과 하측액실을 유동하는 엔진마운트에 있어서, 상단쪽 출구가 상측액실과 개통된 제2유로가 추가적으로 형성된 노즐판;과 상기 노즐판의 하부에 결합되어 하측액실을 형성하되 상기 하측액실이 주액실과 부액실로 구획되도록 장착되는 다이어프레임; 및 상기 제2유로의 상단을 위로 안착되는 밸브판;을 포함하고, 상기 주액실은 유로를 통해 상측액실과 개통되고, 상기 부액실은 제2유로를 통해 상측액실과 개통되되, 상측액실에 작용하는 부압에 의해 밸브판이 상승하면 제2유로를 통해 상측액실과 부액실로 하이드로액의 유동이 이뤄지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 엔진마운트는 액티브 마운트와 같이 입력되는 진동 크기에 따라 댐핑 특성이 자체적으로 가변되므로 구동기를 구비하지 않는 종래의 유체봉입식 엔진마운트 보다 진동 감쇄성능이 우수하며 동특성은 낮아질 수 있다.

Description

엔진마운트{Engine-mount}
본 발명은 엔진에서 발생하는 진동을 감쇄시키며 하중을 지지하도록 장착되는 엔진마운트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 별도의 구동기가 없더라도 주행조건에 따라 감쇄특성이 가변되어 진동을 더욱 효율적으로 감쇄시킬 수 있도록 자기변환(self-conversion) 특성을 갖는 엔진마운트에 관한 것이다.
엔진의 진동을 감쇠시키도록 차량의 엔진은 엔진마운트를 통해 차체의 엔진룸에 설치된다. 승용차량에 적용되는 상기 마운트는 러버의 탄성력을 통해 진동을 절연 및 감쇠시키는 러버마운트와 소정량의 하이드로액이 봉입되도록 구성된 유체봉입식 마운트(하이드로 마운트)가 일반적으로 널리 사용되고 있다.
이중, 유체봉입식 마운트는 내부에 소정량의 하이드로액이 봉입되어 상기 하이드로액의 유동에 따라 진동을 감쇠시키는 구조를 갖되, 높은 주파수 영역과 낮은 주파수 영역의 진동을 동시에 감쇠시킬 수 있는 효과를 가지므로 적용 범위가 점차 증가하고 있다. 하지만, 유체봉입식 마운트 제작시 하이드로액의 봉입량이 증가하면 손실계수(댐핑)는 증가하지만, 동특성이 높아져 NVH(noise, vibration, harshness) 성능이 저하되고, 하이드로액의 봉입량이 작으면 동특성이 낮아져 NVH 성능은 개선되나 손실계수가 감소하는 문제점이 있었다.
이에 따라, 유체봉입식 마운트에서 특정 주파수 영역대의 진동을 더 효율적으로 감쇠시킬 수 있도록 감쇠특성을 능동적으로 제어할 수 있는 액티브마운트가 개발된 바 있다.
상기 액티브마운트는 마운트의 동특성을 온/오프(On/Off) 방식으로 제어할 수 있도록 구성된다. 도 1 을 참조하여 종래의 액티브마운트를 설명하면, 케이스 내부에서 상측에는 코어(1)와 결합된 탄성재질의 인슐레이터(2)가 장착되고 하단에는 다이어프레임(4)이 결합되되, 상기 인슐레이터(2)와 다이어프레임(4) 사이에는 노즐판(3)이 장착되어, 내부 공간은 상측액실과 하측액실로 구획되는 구조를 갖는다.
상기 노즐판(3)은 둘레를 따라 내부에 환형의 유로가 형성되어 봉입된 하이드로액이 상측액실과 하측액실을 유동할 수 있도록 구성된다. 상기 하이드로액의 유동은 엔진에서 전달되는 하중 이동 및 진동에 의해서 코어(1)와 결합된 인슐레이터(2)가 탄성변형하면 상측액실의 내부 체적량이 증감됨에 따라서 이뤄진다.
그리고, 노즐판(3)의 중앙에는 상측액실과 하측액실을 수직방향에서 추가적으로 개통시키는 제2유로가 마련되고, 상기 제2유로의 하부에는 상단이 다이어프레임(4)과 연결되어 상승하강하는 로드(5)가 배치된다. 상기 로드(5)는 제2유로를 차폐시키는 방향(상승하는 방향)으로 탄성력이 제공되도록 스프링(미도시)과 결합되고, 코일(6)이 근접배치된다. 아울러, 상기 코일(6)에 전원이 인가되면 전자기력에 의해 로드(5)가 하강하여 상기 제2유로는 상측액실과 하측액실을 추가적으로 개통시킨다.
그러나, 이러한, 액티브마운트는 유체봉입식 마운트에 (로드, 스프링, 코일, 전원 인가장치 등을 포함하는) 구동기가 추가적으로 장착되는 구조이므로, 구동기의 추가장착에 따른 생산 원가 및 중량이 늘어날만 아니라 소비 전류도 증대되어 연비에도 악영향을 미칠 수 있는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 구동기의 추가장착이 없이도 주행 조건별로 입력되는 진동 특성에 따라 하이드로액의 유동특성이 자체적으로 가변되어(자기변환되어) 댐핑 성능 및 NVH 성능을 더욱 개선할 수 있는 유체봉입식 엔진마운트를 제공하는 것에 주목적이 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 인슐레이터와 다이어프레임 사이에 노즐판이 장착되어 내부가 상측액실과 하측액실로 구획되고 내부의 체적변화에 따라 봉입된 하이드로액이 노즐판에 형성된 유로를 통해 상측액실과 하측액실을 유동하는 엔진마운트에 있어서, 상단쪽 출구가 상측액실과 개통된 제2유로가 추가적으로 형성된 노즐판;과 상기 노즐판의 하부에 결합되어 하측액실을 형성하되 상기 하측액실이 주액실과 부액실로 구획되도록 장착되는 다이어프레임; 및 상기 제2유로의 상단을 위로 안착되는 밸브판;을 포함하고, 상기 주액실은 유로를 통해 상측액실과 개통되고, 상기 부액실은 제2유로를 통해 상측액실과 개통되되, 상측액실에 작용하는 부압에 의해 밸브판이 상승하면 제2유로를 통해 상측액실과 부액실로 하이드로액의 유동이 이뤄지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제2유로에는 밸브판의 닫힘시에도 하이드로액의 미세유동을 허용하도록 제2유로와 상측액실을 개통하는 미세관이 형성다.
제2유로의 상단에는 상측으로 갈수록 내경이 확장되는 경사홀이 형성되고, 상기 밸브판에는 경사홀에 끼워지도록 하단으로 갈수록 내경이 작아지는 경사돌기가 형성된다.
상기 밸브판은 원판형 모양을 갖되, 상기 경사돌기가 형성된 부분을 중앙에 두고 둘레를 따라 다수 개의 유로홀들이 타공되며, 상기 밸브판은 노즐판의 상면에서 원형으로 돌출된 리브 내에 안착되도록 장착된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 미세관은 경사홀의 표면에 형성된다.
그리고, 상기 다이어프레임의 하부에는 하부케이스가 장착되되, 상기 하부케이스이 상면에 형성된 컵 모양의 밀착부가 다이어프레임을 노즐판 하부면으로 가압하여 하측액실이 주액실과 부액실로 구획된다.
종래의 액티브마운트는 주행 조건별로 댐핑 특성을 가변시킬 수 있으므로 성능면에서 유리하였지만, 생산원가 및 중량이 상승하고 구동기와 연결되는 와이어링 배치가 복잡하여 장착되는 차종이 제한되는 문제점이 있었으나, 본 발명의 엔진마운트는 종래의 유체봉입식 엔진마운트와 동등한 원가로 생산이 가능하며 중량 증가를 발생시키지 않을 뿐만 아니라 구동기가 삭제되어 와이어링이 필요없으므로 보다 다양한 차종에서 적용가능한 효과를 갖는다.
아울러, 본 발명의 엔진마운트는 액티브 마운트와 같이 입력되는 진동 크기에 따라 댐핑 특성이 자체적으로 가변되므로 (구동기를 구비하지 않는) 종래의 유체봉입식 엔진마운트 보다 진동 감쇄성능이 우수하며 동특성은 낮아질 수 있다(NVH 성능이 개선될 수 있다).
도 1 은 종래의 액티브마운트가 종방향을 따라 절개된 모습을 도시한 도면,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엔진마운트가 종방향을 따라 절개된 모습을 도시한 도면,
도 3 은 도 2 에서 'α' 부분을 도시한 모습<A> 및 <A> 에서 밸브판이 탈거된 모습<B>을 도시한 도면,
도 4 는 상대적으로 더 큰 진폭을 갖는 진동이 발생할 때(주행 시) 밸브판의 작동 모습을 도시한 도면,
도 5 는 상대적으로 더 작은 진폭을 갖는 진동이 발생할 때(아이들 시) 밸브판의 작동 모습을 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 2 를 참조하면, 본 발명의 엔진마운트는 종래의 유체봉입식 엔진마운트와 같이 케이스 내부에서 상측에는 코어(31)와 결합된 탄성재질의 인슐레이터(30)가 장착되고 하단에는 다이어프레임(40)이 결합되되, 상기 인슐레이터(30)와 다이어프레임(40) 사이에는 노즐판(10)이 장착되어, 내부 공간은 상측액실과 하측액실로 구획되는 구조를 갖는다. 그리고, 상기 노즐판(10)은 둘레를 따라 내부에 환형의 유로가 형성되어 봉입된 하이드로액이 상측액실과 하측액실을 유동할 수 있도록 구성된다. 그리고, 엔진에서 전달되는 하중 이동 및 진동에 의해 인슐레이터(30)가 탄성변형하여 상측액실의 내부 체적량이 가변되면 하이드로액의 유동이 이뤄진다.
아울러, 상기 노즐판(10)은 상단쪽 출구가 상측액실과 개통되며 하단쪽 출구는 부액실과 개통된 제2유로가 추가적으로 형성되며, 상기 다이어프레임(40)은 하측액실이 주액실과 부액실로 구획되도록 구성된다. 즉, 상기 다이어프레임(40)의 하부에는 하부케이스(50)가 장착되되, 상기 하부케이스(50)의 상면에 형성된 컵 모양의 밀착부(51)가 다이어프레임(40)을 노즐판(10) 하부면으로 가압하여 하측액실이 주액실과 부액실로 구획된다. 상기 주액실은 유로를 통해 상측액실과 개통되고, 상기 부액실은 제2유로를 통해 상측액실과 개통된다.
그리고, 상기 제2유로의 상단을 위로는 밸브판(20)이 안착된다. 즉, 상기 밸브판(20)은 제2유로의 상측에 안착되어 제2유로를 통한 하이드로액의 유동을 차단하되, 인슐레이터(30)의 탄성변형에 의해 상측액실에 부압이 발생하면 상승하게 된다.
따라서, 상기 하이드로액은 밸브판(20)이 하강했을 때는 유로를 통해 주액실로 유동이 이뤄지고, 밸브판(20)이 상승했을 때 제2유로를 통한 부액실로도 유동이 이뤄진다.
다만, 상기 제2유로에는 밸브판(20)의 닫힘 시에도 하이드로액의 미세유동을 허용하도록 제2유로와 상측액실을 개통하는 미세관이 추가적으로 형성된다. 더 상세하게는, 도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 제2유로의 상단에는 상측으로 갈수록 내경이 확장되는 경사홀이(11) 형성되고, 상기 밸브판(20)에는 경사홀(11)에 끼워지도록 하단으로 갈수록 내경이 작아지는 경사돌기(21)가 형성되되, 상기 경사돌기(21)에 차폐되지 않는 미세관들(12)이 다수 개 형성된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 밸브판(20)은 원판형 모양을 갖되, (즉, 밸브판이 리브를 벗어나 상승하지 않고도 하이드로액의 유동이 허용되도록) 상기 경사돌기(21)가 형성된 부분을 중앙에 두고 둘레를 따라 다수 개의 유로홀들(22)이 타공된다. 그리고, 상기 밸브판(20)은 상승시 위치를 벗어나지 않고 가이드될 수 있도록 노즐판(10)의 상면에서 원형으로 돌출된 리브(13) 내에 안착되도록 장착된다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 작은 진폭의 진동이 발생하는 아이들 시에는 제2유로를 폐쇄하고 큰 진폭의 진동이 발생하는 주행 시에는 제2유로를 개방시켜 손실계수를 높이고 동특성을 낮출 수 있다.
즉, 상하방향으로 큰 진폭의 진동이 발생하는 주행 시에는 도 4 에 도시된 바와 같이 인슐레이터(30)의 탄성변형이 크게 발생하므로 (코어가 하강하였다가 상승할 때) 상측액실에는 부압(negative pressure)이 발생된다. 이에 따라, 밸브판(20)은 부압에 의해 상승하게 되고 하이드로액은 상측액실과 부액실을 유동하게 된다(더 상세하게는 상측액실에서 부액실로 유입되는 유량보다 부압에 의해 부액실에서 상측액실로 빨려올려지는 유량이 더 많다. 따라서, 하이드로액의 봉입량이 증가되어 댐핑성능이 증가된 효과를 갖는다).
이에 따라, 하이드로액의 유동량은 (밸브판이 닫힌 상태 보다) 더 크게 증가되어 손실계수는 증대된다(댐핑 성능은 향상된다). 이때, 미세관(12)으로 하이드로액은 항시 통과가 가능하나, 이와 같이 인슐레이터의 대변위 거동시에는 부액실에서 상측액실로 상승하는 하이드로액의 유량이 미세관을 통해 부액실로 리턴되는 하이드로액의 유량보다 훨신 더 많다.
그리고, 상대적으로 더 작은 진폭의 진동이 발생하는 엔진의 공회전(아이들) 시에는 도 5 에 도시된 바와 같이, 인슐레이터(30)의 탄성변형이 작게 발생하므로 상측액실에는 밸브판(20)을 상승시킬 정도로 큰 부압이 발생하지 않는다. 따라서, 미세관(12)을 통해서 상측액실의 하이드로액 일부가 부액실로 복귀하게 된다. 이때, 미세관(12)을 통해 복귀 유동하는 하이드로액은 중력 및/또는 (인슐레이터의 탄성변형에 따라 상측액실 내의 압력이 부액실의 압력 보다 더 높게 형성되므로) 상측액실과 부액실 사이의 압력차에 의해 유동이 발생한다. 이 경우에는, 부액실로 하이드로액이 복귀된 양만큼 봉입된 하이드로액이 감소된 효과를 가지므로 동특성이 낮아진다(NVH 성능이 개선된다.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 발명은 차량이 공회전시와 주행시 엔진마운트로 입력되는 진동의 특성이 다른 점을 감안하여 제2유로를 통해 상측액실과 개통되는 부액실을 추가적으로 마련하고 입력되는 진동의 진폭에 따라 밸브판(20)이 제2유로를 개폐시키도록 조절되므로, 주행시에는 밸브판(20)이 개방되어 부액실에서 상측액실로 하이드로액이 빨려올라가게 되어 손실계수를 높이고(댐핑성능을 높이고), 공회전 시에는 밸브판(20)가 닫히게 되어 (부액실 보다 더 높은 압력을 갖는) 상측액실에서부터 부액실로 하이드로액이 원복되어 동특성을 낮출 수 있다(NVH 성능을 높일 수 있다).
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10 : 노즐판
11 : 경사홀
12 : 미세관
13 : 리브
20 : 밸브판
21 : 경사돌기
30 : 인슐레이터

Claims (7)

  1. 인슐레이터와 다이어프레임 사이에 노즐판이 장착되어 내부가 상측액실과 하측액실로 구획되고 내부의 체적변화에 따라 봉입된 하이드로액이 노즐판에 형성된 유로를 통해 상측액실과 하측액실을 유동하는 엔진마운트에 있어서,
    상단쪽 출구가 상측액실과 개통된 제2유로가 추가적으로 형성된 노즐판;과
    상기 노즐판의 하부에 결합되어 하측액실을 형성하되 상기 하측액실이 주액실과 부액실로 구획되도록 장착되는 다이어프레임; 및
    상기 제2유로의 상단을 위로 안착되는 밸브판;을 포함하고,
    상기 주액실은 유로를 통해 상측액실과 개통되고, 상기 부액실은 제2유로를 통해 상측액실과 개통되되, 상측액실에 작용하는 부압에 의해 밸브판이 상승하면 제2유로를 통해 상측액실과 부액실로 하이드로액의 유동이 이뤄지는 엔진마운트.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제2유로에는 밸브판의 닫힘시에도 하이드로액의 미세유동을 허용하도록 제2유로와 상측액실을 개통하는 미세관이 형성된 것을 특징으로 하는 엔진마운트.
  3. 제 2 항에 있어서, 제2유로의 상단에는 상측으로 갈수록 내경이 확장되는 경사홀이 형성되고,
    상기 밸브판에는 경사홀에 끼워지도록 하단으로 갈수록 내경이 작아지는 경사돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 엔진마운트.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 밸브판은 원판형 모양을 갖되, 상기 경사돌기가 형성된 부분을 중앙에 두고 둘레를 따라 다수 개의 유로홀들이 타공된 것을 특징으로 하는 엔진마운트.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 밸브판은 노즐판의 상면에서 원형으로 돌출된 리브 내에 안착되도록 장착된 것을 특징으로 하는 엔진마운트.
  6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미세관은 경사홀의 표면에 형성된 것을 특징으로 하는 엔진마운트.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 다이어프레임의 하부에는 하부케이스가 장착되되, 상기 하부케이스의 상면에 형성된 컵 모양의 밀착부가 다이어프레임을 노즐판 하부면으로 가압하여 하측액실이 주액실과 부액실로 구획되는 것을 특징으로 하는 엔진마운트.
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