KR102484894B1 - 자동차용 유체 봉입형 마운트 - Google Patents

자동차용 유체 봉입형 마운트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상부유체실쪽으로 노출되는 멤브레인의 노출 면적을 증대시키고, 멤브레인과 노즐부 간의 접촉을 선접촉 구조로 개선하여, 이중 오리피스 기능 및 최적 감쇠 성능은 유지하면서도 래틀 이음을 제거할 수 있도록 한 자동차용 유체 봉입형 마운트를 제공하고자 한 것이다.

Description

자동차용 유체 봉입형 마운트{HYDRAULIC MOUNT FOR VEHICLE}
자동차용 유체 봉입형 마운트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 래틀 이음을 제거할 수 있도록 한 자동차용 유체 봉입형 마운트에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 엔진과 트랜스미션을 포함하는 파워트레인(Power Tain)이 엔진룸에 탑재될 때, 차체에 전달되는 진동 및 소음을 효과적으로 저감하기 위하여 엔진 마운트와 트랜스미션 마운트 등에 의하여 마운팅된다.
상기 마운트로서 고무 재질인 인슐레이터(Insulator)의 하부에 유체를 봉입한 유체 봉입형 마운트가 적용되고 있고, 이 유체 봉입형 마운트는 하이드로릭 마운트로 불리며 높은 주파수 영역 및 낮은 주파수 영역의 진동을 동시에 감쇠시킬 수 있는 구조로 제작되어 여러 차종에 널리 사용되고 있다.
여기서, 종래의 유체 봉입형 마운트를 첨부한 도 1 및 도 2를 참조로 살펴보면 다음과 같다.
도 1 및 도 2에서, 도면부호 10은 엔진과 연결되는 볼트를 지시한다.
상기 볼트(10)는 코어부시(12)와 결합되고, 코어부시(12)의 외경부에는 가류 접착 등의 방식으로 메인러버(14)가 형성된다.
또한, 상기 메인러버(14)의 하부에는 어퍼플레이트(16)와 로워플레이트(18)가 상호 결합된 오리피스부(20)가 배치되고, 오리피스부(20)의 하부에는 차체에 볼트 등을 매개로 연결되는 하부 고무막(28)이 장착된다.
이때, 상기 로워플레이트(18)는 상면부에 요홈 구조를 갖는 제1오리피스인 유로(18-1)가 형성되는 동시에 유로(18-1)의 소정 위치에 하부 출입구(18-2)가 형성된 링 형상으로 제작되고, 상기 어퍼플레이트(16)는 상부 출입구(16-1)를 갖는 링 형상의 판체로 제작되어 로워플레이트(18)의 유로(18-1)를 커버하며 결합된다.
특히, 상기 오리피스부(20)의 중앙부에는 상부 유체실(22)과 하부 유체실(24)을 구분하는 고무 재질의 멤브레인(26)이 장착된다.
구체적으로, 상기 멤브레인(26)이 오리피스부(20)의 중앙 개구부에 배치되는 동시에 멤브레인(26)의 외경부가 로워플레이트(18)의 내경부에 형성된 단턱부(18-3)에 안착된 후, 어퍼플레이트(16)의 내주단에 의하여 커버링되는 상태가 된다.
이때, 상기 멤브레인(26)의 외경부와 상기 어퍼플레이트(16) 및 로워플레이트(18)의 내경부 사이에는 상부 유체실(22)과 하부 유체실(24) 간의 유체 이동을 허용하는 제2오리피스인 노즐부(30)로 형성된다.
따라서, 상기한 구성으로 이루어진 유체 봉입형 마운트에 차량의 험로 주행에 따른 대변위 진동 등이 입력되면, 첨부한 도 2의 우측에 도시된 바와 같이 메인러버(14)가 압축되는 동시에 멤브레인(26)를 가압하여 노즐부(30)가 닫힘 상태가 되고, 이와 동시에 상부 유체실(22) 내의 유체가 오리피스부(20)의 어퍼플레이트(16)에 형성된 상부 출입구(16-1)를 통해 로워플레이트(18)의 유로(18-1)로 진입한 후, 유로의 소정 위치에 형성된 하부 출입구(18-2)를 통해 하부 유체실(24)로 충진되면서 대변위 진동을 완충시키는 높은 감쇄가 이루어진다.
반면, 상기 유체 봉입형 마운트에 차량의 아이들 진동 또는 양호한 도로 주행에 따른 미소변위 진동 등이 입력되면, 첨부한 도 2의 좌측에 도시된 바와 같이 상기 노즐부(30)를 통해 상부 유체실(22)의 유체가 하부 유체실(24)쪽으로 이동하면서 미소변위 진동을 흡수하게 되고, 또한 멤브레인이 미소 변위되면서 아이들 진동 등을 흡수하게 되므로, NVH(Noise, Vibration & Harshness) 개선 효과를 얻을 수 있다.
그러나, 상기한 종래의 유체 봉입형 마운트는 다음과 같은 문제점이 있다.
첨부한 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 유체 봉입형 마운트에 가진이 발생하면 각 유체실의 내부압력이 변화되면서 멤브레인(26)을 가진하게 되고, 멤브레인 가진에 따라 멤브레인(26)이 인장 및 압축을 반복하면서 노즐부(30) 표면(멤브레인과 접하는 어퍼 플레이트 및 로워 플레이트의 표면)에 부딪힘에 따른 래틀 이음(rattle noise)이 발생하는 문제점이 있다.
다시 말해서, 상기 멤브레인(26)이 가진될 때, 도 4의 그래프에서 보듯이 압축과 인장을 반복하며 변위되는데, 압축에서 인장으로 전환되거나 인장에서 압축으로 전환되는 시점에서 멤브레인이 노즐부(30) 표면에 부딪힘에 따라 래틀 이음이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 상부유체실쪽으로 노출되는 멤브레인의 노출 면적을 증대시키고, 멤브레인과 노즐부 간의 접촉을 선접촉 구조로 개선하여, 이중 오리피스 기능 및 최적 감쇠 성능은 유지하면서도 래틀 이음을 제거할 수 있도록 한 자동차용 유체 봉입형 마운트를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은: 볼트가 결합된 코어부시와, 상기 코어부시의 외면에 형성된 메인러버와, 상기 메인러버의 하부에 결합되어 상부 유체실과 하부 유체실을 구획하는 오리피스부를 포함하되, 상기 오리피스부를 상면부에 유로가 형성되는 동시에 유로의 소정 위치에 하부 출입구가 형성된 로워플레이트와; 상기 유로와 연통되는 상부 출입구가 형성되고, 내경면에는 원주방향을 따라 요홈부와 고정단이 등간격으로 반복 형성된 구조로 구비되어 로워플레이트 상에 유로를 커버하며 결합되는 어퍼플레이트와; 상기 로워플레이트와 어퍼플레이트 사이에 장착되는 멤브레인; 으로 구성하여, 상기 요홈부를 통하여 상부유체실로 노출되는 멤브레인의 노출 면적을 증대시킨 것을 특징으로 하는 자동차용 유체 봉입형 마운트를 제공한다.
바람직하게는, 상기 요홈부는 어퍼플레이트의 내경면에서 원주방향을 따라 45°간격으로 총 8개로 형성되는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 멤브레인의 외주부 상면에는 어퍼플레이트의 고정단 저면과의 선접촉을 위한 계단형 단차부가 형성되고, 상기 멤브레인의 외주부 저면에도 로워플레이트와의 선접촉을 위한 계단형 단차부가 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 유체 봉입형 마운트.
바람직하게는, 상기 어퍼플레이트의 고정단 저면은 멤브레인과의 선접촉을 위하여 경사진 면으로 형성되고, 상기 로워플레이트의 내주부도 멤브레인과의 선접촉을 위하여 경사진 면으로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 로워플레이트의 내주부에는 유체통과홀이 형성된 멤브레인 스토퍼가 일체로 더 형성된 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 어퍼플레이트의 내경부에 요홈부를 형성하여 상부유체실쪽으로 노출되는 멤브레인의 노출 면적을 증대시킴으로써, 멤브레인에 작용하는 유체의 작용 면적을 증대시킬 수 있고, 그에 따라 멤브레인에 대한 유체의 가진 작용시 멤브레인이 용이하게 미소 변위되면서 아이들 진동 등을 흡수할 수 있다.
둘째, 상부유체실쪽으로 노출되는 멤브레인의 노출 면적을 증대시키더라도, 어퍼플레이트의 요홈부 사이에 형성되는 고정단에 의하여 멤브레인이 용이하게 고정될 수 있다.
셋째, 차량의 험로 주행에 따른 대변위 진동에 의한 유체 압력이 멤브레인에 작용하더라도, 멤브레인의 계단형 단차부가 어퍼플레이트 및 로워플레이트와 선접촉을 하게 되므로, 면접촉시 발생하는 래틀 이음에 비하여 래틀 이음 발생을 최소화시킬 수 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 유체 봉입형 마운트를 도시한 도면,
도 3 및 도 4는 종래의 유체 봉입형 마운트의 문제점을 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 유체 봉입형 마운트의 오리피스부를 도시한 일부 단면 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 유체 봉입형 마운트의 오리피스부를 도시한 평면도,
도 7은 본 발명에 따른 유체 봉입형 마운트를 도시한 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 유체 봉입형 마운트의 멤브레인을 도시한 단면 사시도,
도 9는 도 6의 A-A 선을 취한 단면도,
도 10은 도 6의 B-B 선을 취한 단면도,
도 11은 본 발명에 따른 유체 봉입형 마운트의 멤브레인 노출 면적이 기존 대비 증대된 것을 도시한 비교도,
도 12는 본 발명에 따른 유체 봉입형 마운트의 멤브레인에 대한 미소 변위 가진시 작동 상태를 도시한 단면도,
도 13은 본 발명에 따른 유체 봉입형 마운트의 멤브레인에 대한 대변위 가진시 작동 상태를 도시한 단면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
첨부한 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 유체 봉입형 마운트는 엔진과 연결되는 볼트(10)가 결합된 코어부시(12)와, 코어부시(12)의 외경부에 가류 접착 등의 방식으로 형성되는 메인러버(14)와, 메인러버(14)의 하부에 결합되어 상부 유체실(22)과 하부 유체실(24)을 구획하는 오리피스부(20)와, 오리피스부(20)의 하부에 체결되어 차체에 볼트 등을 매개로 연결되는 하부 고무막(28) 등을 포함하여 구성된다.
상기 볼트(10)는 코어부시(12)와 결합되고, 코어부시(12)의 외경부에는 가류 접착 등의 방식으로 메인러버(14)가 형성된다.
또한, 상기 메인러버(14)의 하부에는 어퍼플레이트(16)와 로워플레이트(18)가 상호 결합된 오리피스부(20)가 배치되고, 오리피스부(20)의 하부에는 차체에 볼트 등을 매개로 연결되는 하부 고무막(28)이 장착된다.
이때, 상기 로워플레이트(18)는 상면부에 요홈 구조를 갖는 제1오리피스인 유로(18-1)가 형성되는 동시에 유로(18-1)의 소정 위치에 하부 출입구(18-2)가 형성된 링 형상으로 제작되고, 상기 어퍼플레이트(16)는 상부 출입구(16-1)를 갖는 링 형상의 판체로 제작되어 로워플레이트(18)의 유로(18-1)를 커버하며 결합된다.
특히, 상기 오리피스부(20)의 중앙부에는 상부 유체실(22)과 하부 유체실(24)을 실질적으로 구분하는 고무 재질의 멤브레인(26)이 장착된다.
즉, 상기 멤브레인(26)은 어퍼플레이트(16)와 로워플레이트(18) 사이에 배치되어, 상부 유체실(22)과 하부 유체실(24)을 실질적으로 구분하게 된다.
이때, 상기 멤브레인(26)의 외경부와 상기 어퍼플레이트(16) 및 로워플레이트(18)의 내경부 사이 틈새는 도 10에서 보듯이 상부 유체실(22)과 하부 유체실(24) 간의 유체 이동을 허용하는 제2오리피스인 노즐부(30)로 형성된다.
특히, 본 발명에 따르면 첨부한 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 오리피스부(20)의 어퍼플레이트(16)는 그 내경면에 원주방향을 따라 요홈부(16-2)와 고정단(16-3)이 등간격으로 반복 형성된다.
이때, 상기 요홈부(16-2)는 멤브레인(26)의 상부 노출 면적을 증대시키기 위하여 어퍼플레이트(16)의 외경방향을 향하여 오목하게 형성되고, 상기 고정단(16-3)는 멤브레인(26)를 고정시키기 위하여 멤브레인(26)의 테두리 상면에 접촉 가능한 락킹 역할을 수행하게 된다.
따라서, 상기 멤브레인(26)의 상부 노출 면적, 즉 상부 유체실(22)을 향하여 노출되는 면적은 상기 요홈부(16-2)에 의하여 첨부한 도 11의 비교도에서 보듯이 종래의 유체 마운트에 포함된 멤브레인에 비해 증대되는 상태가 된다.
바람직하게는, 상기 요홈부(16-2)는 어퍼플레이트(16)의 내경면에서 원주방향을 따라 45°간격으로 총 8개로 형성되며, 그 이유는 멤브레인의 상부 노출 면적을 증대시키는 동시에 상기 고정단(16-3)이 멤브레인(26)를 고정시키기 위한 락킹 면적을 확보하기 위함에 있다.
한편, 첨부한 도 8에 도시된 바와 같이 상기 멤브레인(26)의 외주부 상면에는 어퍼플레이트(16)의 고정단(16-3) 저면과의 선접촉을 위한 계단형 단차부(26-1)가 형성되고, 상기 멤브레인(26)의 외주부 저면에도 로워플레이트(18)와의 선접촉을 위한 계단형 단차부(26-1)가 형성된다.
이에, 상기 멤브레인(26)의 외주단부는 그 상하면에 형성된 계단형 단차부(26-1)에 의하여 외경방향으로 갈수록 점차 얇아지는 두께를 갖게 된다.
또한, 첨부한 도 9 및 10에서 보듯이 상기 멤브레인(26)의 외주단부가 점차 얇아지는 두께를 가지면서 계단형 단차부(26-1)로 형성됨에 따라, 계단형 단차부(26-1)와의 선접촉을 위하여 상기 어퍼플레이트(16)의 고정단(16-3) 저면이 경사진 면(16-4)으로 형성되는 동시에 상기 로워플레이트(18)의 내주부도 경사진 면(18-4)으로 형성된다.
한편, 상기 로워플레이트(18)의 내주부에는 유체통과홀(32)이 형성된 멤브레인 스토퍼(34)가 일체로 형성되는 바, 이 멤브레인 스토퍼(34)는 유체 압력에 의하여 멤브레인(26)이 하방향으로 유동될 때 멤브레인(26)이 이탈되는 것을 막아주는 역할을 한다.
여기서, 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 유체 봉입형 마운트에 대한 작동 흐름을 살펴보면 다음과 같다.
첨부한 도 12를 참조하면, 상기 유체 봉입형 마운트에 차량의 아이들 진동 또는 양호한 도로 주행에 따른 미소변위 진동 등이 입력되는 경우, 상기 상부 유체실(22)내의 유체가 멤브레인(26) 상에 작용하는 동시에 멤브레인(26)이 하방향으로 유동하는 변형을 하여 미소변위 진동을 흡수하게 된다.
물론, 상기 유체 봉입형 마운트에 미소변위 진동에 비하여 다소 큰 진동이 입력되는 경우에는 상부 유체실(22)내의 유체가 상기 멤브레인(26)의 외경부와 상기 어퍼플레이트(16) 및 로워플레이트(18)의 내경부 사이의 노즐부(30)를 통하여 하부 유체실(24)로 이동하면서 진동을 흡수하게 되어, NVH(Noise, Vibration & Harshness) 개선 효과를 더 크게 얻을 수 있다.
첨부한 도 13을 참조하면, 상기 유체 봉입형 마운트에 차량의 험로 주행에 따른 대변위 진동 등이 입력되는 경우, 상부 유체실(22)내의 유체가 어퍼플레이트(16)의 상부 출입구(16-1)를 통해 로워플레이트(18)의 유로(18-1)로 들어가서 순환한 다음, 로워플레이트(18)의 하부 출입구(18-2)를 통과하여 하부 유체실(24)로 충진되면서 대변위 진동을 완충시키는 높은 감쇄가 이루어진다.
이때, 상기 유체 봉입형 마운트에 차량의 험로 주행에 따른 대변위 진동 등이 입력되는 경우, 상부 유체실(22)내의 유체가 멤브레인(26)을 큰 압력으로 가진하게 되어, 기존에는 멤브레인(26)의 외주단부가 노즐부(30) 표면에 면접촉(도 3 참조)을 하면서 부딪힘에 따라 래틀 이음이 발생할 수 있다.
그러나, 상기 상부 유체실(22)내의 유체가 멤브레인(26)을 큰 압력으로 가진하면, 상기 멤브레인(26)의 외주단 상하면에 형성된 계단형 단차부(26-1)의 각진 모서리 부분이 어퍼플레이트(16)의 경사진 면(16-4) 또는 로워플레이트(18)의 경사진 면(18-4)에 선접촉을 하게 되고, 이때의 선접촉에 의하여 접촉 충격이 분산 및 완충됨으로써, 래틀 이음을 최소화시킬 수 있다.
10 : 볼트
12 : 코어부시
14 : 메인러버
16 : 어퍼플레이트
16-1 : 상부 출입구
16-2 : 요홈부
16-3 : 고정단
16-4 : 경사진 면
18 : 로워플레이트
18-1 : 유로
18-2 : 하부 출입구
18-3 : 단턱부
18-4 : 경사진 면
20 : 오리피스부
22 : 상부 유체실
24 : 하부 유체실
26 : 멤브레인
26-1 : 계단형 단차부
28 : 하부 고무막
30 : 노즐부
32 : 유체통과홀1
34 : 멤브레인 스토퍼

Claims (7)

  1. 볼트가 결합된 코어부시와, 상기 코어부시의 외면에 형성된 메인러버와, 상기 메인러버의 하부에 결합되어 상부 유체실과 하부 유체실을 구획하는 오리피스부를 포함하되,
    상기 오리피스부는:
    상면부에 유로가 형성되는 동시에 유로의 소정 위치에 하부 출입구가 형성된 로워플레이트와;
    상기 유로와 연통되는 상부 출입구가 형성되고, 내경면에는 원주방향을 따라 요홈부와 고정단이 등간격으로 반복 형성된 구조로 구비되어 로워플레이트 상에 유로를 커버하며 결합되는 어퍼플레이트와;
    상기 로워플레이트와 어퍼플레이트 사이에 장착되어 요홈부를 통하여 노출되는 멤브레인;
    으로 구성되고,
    상기 상부유체실쪽으로 노출되는 멤브레인의 노출 면적을 증대시키기 위해 상기 요홈부는 상기 어퍼플레이트의 외경방향을 향하여 오목하게 형성되되,
    상기 어퍼플레이트는 그 내경면에 원주방향을 따라 상기 요홈부와 고정단이 반복 형성된 링 형상의 판체로 제작되어, 상기 요홈부에 의하여 상부유체실을 향하는 멤브레인의 상부 노출 면적이 증대되도록 한 것임을 특징으로 하는 자동차용 유체 봉입형 마운트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 요홈부는 어퍼플레이트의 내경면에서 원주방향을 따라 45°간격으로 총 8개로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 유체 봉입형 마운트.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 멤브레인의 외주부 상면에는 어퍼플레이트의 고정단 저면과의 선접촉을 위한 계단형 단차부가 형성되고, 상기 멤브레인의 외주부 저면에도 로워플레이트와의 선접촉을 위한 계단형 단차부가 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 유체 봉입형 마운트.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 어퍼플레이트의 고정단 저면은 멤브레인과의 선접촉을 위하여 경사진 면으로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 유체 봉입형 마운트.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 로워플레이트의 내주부는 멤브레인과의 선접촉을 위하여 경사진 면으로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 유체 봉입형 마운트.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 로워플레이트의 내주부에는 유체통과홀이 형성된 멤브레인 스토퍼가 일체로 더 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 유체 봉입형 마운트.
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