KR20150053978A - 액체 봉입식 마운트 - Google Patents

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KR20150053978A
KR20150053978A KR1020157009074A KR20157009074A KR20150053978A KR 20150053978 A KR20150053978 A KR 20150053978A KR 1020157009074 A KR1020157009074 A KR 1020157009074A KR 20157009074 A KR20157009074 A KR 20157009074A KR 20150053978 A KR20150053978 A KR 20150053978A
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KR1020157009074A
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미츠오 쿠즈카와
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가부시키가이샤 후코쿠
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Abstract

스터드와 용기 사이의 큰 상대 변위, 즉 큰 스트로크를 허용하여 양호한 쿠션성을 가지고, 고주파 진동이 입력되어도 캐비테이션의 발생을 억제함으로써 감쇠성이 저하되지 않고, 또한, 소진폭 고주파 진동도 흡수할 수 있는 내구성이 우수한 액체 봉입식 마운트를 제공한다.
액체 봉입 마운트(1)는, 제 1부재와 제 2부재 사이에 장착되고, 제 1부재 또는 제 2부재에 입력되는 진동을 방진하기 위한 액체 봉입식 마운트에 있어서, 컵 형상의 용기(10)와 스터드(20)와 커버부재(30)과 다이어프램(40)과 고점성의 액체(50)와 공기와 가동 감쇠판(70)과 지승 부재(80)를 가진다. 지승 부재(80)는, 상기 스터드(20)의 하단부 또는 상기 가동 감쇠판(70)과 상기 다이어프램(40) 사이에 배치되고, 상기 스터드(20)에 걸리는 압축방향 하중을 상기 다이어프램(40)에 전달한다.

Description

액체 봉입식 마운트{LIQUID FILLED MOUNT}
본 발명은 중량물을 지지하고, 진동을 흡수하며 감쇠하는 액체 봉입식 마운트에 관한 것이다.
예를 들어, 유압 셔블 등의 건설기계에서는 캡(운전대)에 승차하는 운전자에게 승차감을 향상시키기 위해서, 액체 봉입식 마운트가 채용되고 있다. 액체 봉입식 마운트는 캡과 차체 프레임 사이에 배치되고, 캡을 지지함과 동시에 진동을 흡수하여 감쇠시킴으로써, 차체 프레임측에서 캡측으로 진동을 전달하지 않는다.
예를 들어, 특허문헌 1~2에는 고점성의 액체가 봉입된 용기 내에 가동 감쇠판이 배치되고, 가동 감쇠판은 상측의 스터드에 접속되고, 가동 감쇠판의 하부는 용수철 부재에 의해 지승(支承)된 액체 봉입식 마운트가 개시되어 있다. 예를 들어, 스터드는 캡에 접속되고 용기는 차체 프레임에 접속된다.
이러한 액체 봉입식 마운트에서는, 차체 프레임에 대한 캡의 상하방향의 진동은 주로 용수철의 탄성변형에 의해 흡수되고, 용수철에 의해서 흡수된 진동은 고점성의 액체 중을 스터드에 접속된 가동 감쇠판이 이동할 때의 액체의 유동 저항에 의해서 감쇠된다.
또한, 특허문헌 3에는 상향으로 돌출하는 연결 볼트를 구비한 장착부재와, 지지통부재와, 이 지지통부재의 일단과 장착부재를 연결하는 탄성지승체와, 지지통체의 타단을 탄성 격막 부재로 폐색하고, 액체를 충전한 액실을 구획체에 의해 수압실과 평형실로 구획하고, 양쪽 실을 오리피스(orifice)로 연통하고, 또한, 장착부재에서 수압실측으로 돌출하는 우산 형상재를 구비하고, 더욱, 탄성 격막 부재의 배면측에 하향으로 고정된 연결 볼트를 구비한 컵 형상 부재를 지지통부재의 하단 통로측을 폐지하도록 리벳부에 의해 연결된 액체 봉입식 마운트가 개시되어 있다. 예를 들어, 장착부재는 엔진측에 연결되고, 컵 형상 부재는 차체측에 연결된다.
이 액체 봉입식 마운트에서는, 차체에 대한 엔진의 상하방향의 진동은 주로 탄성지승체의 탄성변형에 의해 흡수되고, 탄성지승체에 의해 흡수된 진동은 오리피스를 통해 수압실과 평형실 사이를 이동할 때의 액체 유동 저항에 의해서 감쇠된다.
또한, 특허문헌 4에는 상향 돌출하는 스터드 볼트(stud bolt)를 구비한 내통 금구와 외통 금구와 이 외통 금구의 일단과 내통 금구를 연결하는 탄성체와, 외통 금구의 타단을 다이어프램으로 폐색하고, 고점도의 액체를 충전한 액실을 내통 금구의 하단에 장착된 감쇠판에 의해서 2실로 구획하고, 감쇠판의 외주단과 탄성체 요부의 내주 사이에 형성된 간극에서 연통하고, 또한, 다이어프램의 배면측으로 하향 돌출하여 외통 금구의 하단에 고정된 커버재를 구비하고, 다이어프램과 커버부재에 의해 기체실을 구성하며, 기체실에 기체가 봉입된 방진장치가 개시되어 있다. 예를 들어, 내통 금구는 캐빈에 장착되고, 외통 금구는 차체에 장착된다.
이 액체 봉입식 마운트에서는 차체에 대한 캐빈의 상하방향의 진동은 주로 탄성체의 탄성변형에 따라 흡수되고, 탄성체에 의해 흡수된 진동은 고점도의 액체 중을 내통 금구에 접속된 감쇠판이 이동할 때의 액체의 유동저항에 의해서 감쇠된다.
일본 특허공개 평 8－254241호 공보 일본 특허공개 2003－322198호 공보 일본 특허공개 평 7－54912호 공보 일본 특허공개 평 9－280299호 공보
특허문헌 1~2에 기재된 기술에서는 캡을 지지하면서, 큰 스트로크를 허용 할 수 있기 때문에, 용수철 부재를 매끄럽게 하여 진동을 흡수, 감쇠할 수 있는 것이지만, 입력된 진동은 진폭이 크고, 과도하게 진동 주파수가 높은 진동, 즉 대진폭 고주파 진동(예를 들어, 수십Hz)인 경우, 고점성의 액체는 스터드에 접속된 가동 감쇠판의 동작에 충분히 추종한다고 말할 수 없으므로, 캐비테이션이 발생하고 감쇠성이 저하된다는 문제가 있었다. 또한, 입력된 진동이 진폭은 작지만 진동수가 매우 높은 진동, 즉 소진폭 고주파 진동(예를 들어, 수십~수백 Hz)인 경우, 스터드에 접속된 가동 감쇠판과 저벽부에 끼워진 고점성의 액체는 가동 감쇠판의 동작에 거의 추종할 수 없기 때문에 비유동체와 같이 대응하고, 입력된 진동을 흡수하지 못하여 케이스의 저벽부 또는 스터드에 진동을 전달한다는 문제가 있었다. 즉, 특허문헌 1~2에 기재된 기술에 있어서, 가동 감쇠판의 이동속도가 빨라 고점성의 액체가 가동 감쇠판의 동작에 충분히 추종할 수 없는 경우, 캐비테이션이 발생하여 감쇠성이 저하되고, 고점성의 액체가 가동 감쇠판의 동작에 거의 추종할 수 없는 경우에는 고점성의 액체를 유동할 수 없기 때문에, 진동 흡수성의 저하가 발생하기 쉽다는 문제가 있다.
또한, 특허문헌 3에 기재된 기술에서는, 장착부재에 걸리는 엔진의 하중을 탄성지승체에서 지지하고, 탄성 격막부재와 컵 형상 부재로 구성되는 공간은 바닥부에 설치된 구멍에 의해 대기 개방되므로, 장착부재에 걸리는 하중을 지지하고 있지 않다. 따라서, 탄성지승체는 엔진의 하중을 지지할 필요가 있으므로, 상당히 높은 강성(높은 용수철 정수)을 가지고 있다. 그 때문에, 스터드의 큰 스트로크를 허용하지 못하고, 충분한 진동 흡수성을 회득할 수 없다는 문제가 있다.
또한, 특허문헌 4에 기재된 기술에서는, 내통 금구에 걸리는 캐빈의 하중을 내통 금구의 축 방향으로 긴 탄성체의 전단 방향 용수철로 지지하는 것으로, 따라서, 탄성체는 캐빈의 하중을 지지할 필요가 있으므로, 상당히 높은 강성(높은 용수철 정수)을 가지고 있다. 그 때문에, 스터드의 큰 스트로크를 허용하지 못하고, 충분한 진동 흡수성을 획득할 수 없다는 문제가 있다. 또한, 감쇠판의 하부에 설치된 공기실은 액실에 과도한 내압이 걸린 경우, 이 공기실이 액실의 내압을 흡수하고, 액실의 내압의 상승을 완화하여 탄성체, 외통 금구 및 커버부재의 파손을 방지하는 것이다.
상기한 내용을 비추어 볼 때 본 발명의 목적은, 스터드와 용기 사이의 큰 상대 변위, 즉 큰 스트로크를 허용하고, 양호한 진동 흡수성을 가지며, 고주파 진동이 입력되어도 캐비테이션의 발생을 억제함으로써 감쇠성이 저하를 방지하고, 또한, 소진폭 고주파 진동도 흡수할 수 있는 내구성이 뛰어난 액체 봉입식 마운트를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 형태에 따른 액체 봉입식 마운트는, 제 1부재와 제 2부재 사이에 장착되고, 제 1부재 또는 제 2부재에 입력되는 진동을 방진하기 위한 액체 봉입식 마운트에 있어서, 컵 형상의 용기와, 스터드와, 커버부재와, 다이어프램과, 고점성의 액체와, 공기와, 가동 감쇠판과, 지승 부재를 가진다. 여기서, 제 1부재는 예를 들어, 차체 프레임이고, 제 2부재는 예를 들어, 캡(운전대)이다.
컵 형상의 용기는 천장부에 개구부를 가지고, 상기 제 1 부재에 장착된다.
스터드는 상기 용기의 지름방향의 중앙부에 위치하도록 배치되고, 상기 제 2부재에 장착된다.
커버부재는 상기 용기 사이에 밀폐실을 형성하도록 상기 용기의 개구부에 고정되고, 적어도 상기 용기의 축 방향으로 이동 가능하도록 스터드를 지지한다.
다이어프램은 상기 밀폐실을 액실과 상기 용기의 바닥부에 형성되는 공기실로 분리한다.
고점성의 액체는 상기 액실에 봉입되고, 공기는 상기 공기실에 봉입된다.
가동 감쇠판은 상기 용기의 내벽 사이에서 상기 액체를 유통 가능하도록 하는 유로(제1유로)가 되는 간극을 가지도록 상기 액실에 배치되고 상기 스터드에 장착된다.
지승 부재는 상기 스터드의 하단부 또는 상기 가동 감쇠판과 상기 다이어프램 사이에 배치되고, 상기 스터드에 걸리는 압축방향 하중을 상기 다이어프램에 전달하기 위한 부재이다. 본 발명에 있어서 압축방향 하중이란, 예를 들어, 컵 형상 용기의 천장부의 개구부에 배치한 스터드와 컵 형상 용기의 바닥부와의 거리를 줄이는 방향의 하중을 말하고, 스터드에 인가되는 경우에는 스터드에서 컵 형상 용기의 바닥부를 향한 하중을 말한다.
본 발명의 액체 봉입식 마운트에 따르면, 상기 구성의 지승 부재를 가짐으로써, 가동 감쇠판의 하부에 배치된 공기실에 스터드에 걸리는 하중을 전달하고, 상기 공기실의 공기 용수철에 의해 스터드에 걸리는 하중을 지지할 수 있다. 이에 따라, 스터드와 용기 사이의 큰 상대 변위, 즉 큰 스트로크를 허용 하면서 캐비테이션의 발생을 억제하여 감쇠성의 저하를 방지하고, 또한, 소진폭 고주파 진동도 흡수할 수 있다. 또한, 필요 이상의 공기실의 팽창을 억제하고, 액실에 적당한 압력을 인가할 수 있도록 컨트롤 할 수 있으므로, 커버부재가 파괴되지 않는 내구성이 우수한 것이 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 액체 봉입식 마운트의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는, 도 1에 나타낸 액체 봉입식 마운트의 구성을 나타내는 상면도이다
도 3은, 도 1에 나타낸 고정 감쇠판을 하부에서 관측한 사시도이다.
도 4는, 도 1에 나타낸 지승 부재를 상측에서 관측한 사시도이다.
도 5는, 도 1에 나타낸 지승 부재를 하부에서 관측한 사시도이다.
도 6은, 본 발명의 효과를 확인하기 위해서 수행한 실험결과를 나타내는 그래프이다.
도 7은, 도 6에 결과를 나타낸 실험에 대해서 비교예로 수행한 실험결과를 나타내는 그래프이다.
도 8은, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 액체 봉입식 마운트의 구성을 나타내는 단면도이다.
본 발명의 일 형태에 따른 액체 봉입식 마운트는 제 1부재와 제 2부재 사이에 장착되고, 제 1부재 또는 제 2부재에 입력되는 진동을 방진하기 위한 액체 봉입식 마운트에 있어서, 컵 형상의 용기와, 스터드와, 커버부재와, 다이어프램과, 고점성의 액체와, 공기와, 가동 감쇠판과, 지승 부재를 가진다.
컵 형상의 용기는 천장부에 개구부를 가지고, 상기 제 1부재에 장착된다.
스터드는 상기 용기의 지름방향의 중앙부에 위치하도록 배치되고, 상기 제 2부재에 장착된다. 스터드는 예를 들어, 금속으로 이루어 진다.
커버부재는, 상기 용기 사이에 밀폐실을 형성하도록 상기 용기의 개구부에 고정되고, 적어도 상기 용기의 축 방향으로 이동 가능하도록 스터드를 지지한다. 커버부재는 예를 들어, 고무 재료로 이루어지는 박막이며, 스터드와 가류 접착(加硫接着)에 의해 액체 누출이 방지 되도록 고착되고, 스터드를 상하, 좌우로 요동 가능하게 지지하는 것이 바람직하다. 다른 형태로서, 커버부재는 예를 들어, 고무 재료로 이루어 지는 비교적 두꺼운 막으로, 스터드를 그 외주측에 배치된 슬리브를 통해 액체 누출을 방지하면서 상하방향으로 이동 가능하도록 지지하는 것이 바람직하다. 즉, 커버부재는 적어도 스터드의 상하방향의 이동을 일정 범위로 구속하지 않는 것이 바람직하다.
다이어프램은 상기 밀폐실을 액실과 상기 용기의 바닥부에 형성되는 공기실로 분리한다. 상기 다이어프램은 예를 들어, 고무 재료로 이루어지는 박막이다.
고점성의 액체는 상기 액실에 봉입되고, 공기는 상기 공기실에 봉입된다. 공기실의 공기는 가압상태로 봉입되는 것이 바람직하지만, 외부에서 가압수단으로 가압공기를 주입 가능하도록 구성할 수 있다.
가동 감쇠판은 상기 용기의 내벽 사이에서 상기 액체를 유통 가능하도록 하는 유로(제1 유로)가 되는 간극을 가지도록 상기 액실에 배치되고, 상기 스터드에 장착된다.
지승 부재는 상기 스터드의 하단부 또는 상기 가동 감쇠판과 상기 다이어프램 사이에 배치되고, 상기 스터드에 걸리는 압축방향의 하중을 상기 다이어프램에 전달하기 위한 부재이다.
본 발명의 일 형태에 따른 액체 봉입식 마운트에서는 제 2부재에서 스터드에 압축방향 하중이 가해졌을 때, 지승 부재를 통해 스터드에서 다이어프램, 즉 공기실에 압축방향 하중에 의한 힘이 전달된다. 만일, 지승 부재가 존재하지 않는 경우에는 스터드에 접속된 커버부재를 누르고, 액실 및 공기실에 하중을 인가하고, 그 반력에 의해 스터드에 가해진 압축방향 하중을 지지하게 된다. 즉, 액실의 액체는 거의 압축 변형되지 않으므로, 액체를 통해 공기실을 압축하고, 공기실의 공기 용수철에 의해서 스터드에 가해진 압축방향 하중을 지지하게 된다. 이 경우, 액실과 공기실은 동일하게 고압이 되므로, 커버부재는 이 압력을 견디는 정도의 강성을 필요로 하고, 그러한 강성을 가지는 커버부재가 접착된 스터드는 상하방향으로 큰 스트로크를 허용할 수 없기 때문에, 충분한 진동 흡수성을 획득하기 어렵다.
이에 대해서, 지승 부재가 존재하는 경우에는 스터드에서 다이어프램으로 압축방향 하중에 의한 힘이 전달되고, 다이어프램이 공기실측으로 패이고, 스터드에 가해진 압축방향 하중을 지지한다. 즉, 액실의 액체에는 스터드에 가해지는 하중을 지지할 필요가 없고, 하중을 지지하기 위한 액압이 상승하지 않으므로, 유연한 커버부재가 접착된 스터드는 상하방향으로 큰 스트로크를 허용할 수 있기 때문에 충분한 진동 흡수성을 획득할 수 있다.
이 때, 액실에 수납되는 액체양을 컨트롤함으로써 액체에 적당한 압력을 가할 수 있다. 따라서, 본 형태의 액체 봉입식 마운트에서는 액체에 적당한 압력이 인가되도록 조정함으로써, 큰 스트로크에서도 액체에 캐비테이션 발생을 어렵게 하여 높은 감쇠성능을 유지할 수 있다.
또한, 상기에 설명한 바와 같이, 지승 부재가 존재하지 않는 경우에는 액체에 과도하게 압력이 가해지면, 그 압력에 의해서 커버부재에 외부로 부풀어 오르려고 하는 응력이 발생하여 커버부재가 파손되기 쉽다. 한편, 지승 부재가 존재하는 경우에는 액체의 압력을 임의로 조정할 수 있으므로, 커버부재에는 허용되는 응력을 초과하여 외부로 부풀어 오르고자 하는 응력이 걸리지 않게 할 수 있다. 특히, 피완충체의 하중을 지지할 필요가 없고, 또한 스터드의 움직임을 구속하지 않는 정도로 유연한 커버부재를 채용하는 경우 큰 스트로크를 허용할 수 있으므로, 진동 흡수성이 뛰어나면서도 내구성이 우수한 액체 봉입식 마운트를 제공할 할 수 있다.
또한, 상기에 설명한 바와 같이, 지승 부재 및 공기실의 공기 용수철이 존재하지 않는 경우에는, 고점성의 액체가 추종할 수 없을 정도의 고주파의 소진폭 진동이 스터드에 가해졌을 때, 고점성의 액체는 비유동체와 같이 대응하므로, 가동 감쇠판의 상하 움직임에 대해서 반력을 발생시켜 진동을 용기측에 전달하게 된다. 한편, 지승 부재 및 공기실의 공기 용수철이 존재하는 경우에는, 가동 감쇠판의 상하 움직임과 함께 지승 부재 및 다이어프램이 상하 요동하기 때문에, 가동 감쇠판의 하면과 다이어프램의 상면 사이에 있는 액체는 그대로 가동 감쇠판과 함께 상하 요동할 수 있다. 이 때문에, 고점성의 액체는 가동 감쇠판의 상하 움직임을 저해하지 않고, 공기 용수철에 의해 진동을 흡수할 수 있다. 따라서, 본 형태에 따라 커버부재가 파손하지 않는 내구성이 높은 액체 봉입식 마운트를 제공할 수 있다. 또한, 커버부재를 박막으로 구성함으로써 상하방향 및 수평방향의 진동 흡수, 진동 감쇠도 우수한 것으로 할 수 있다.
여기서, 상기한 특허문헌 4의 마운트에서는 주로 탄성체로 내통 금구에 가해진 하중을 지지하지만, 액실에 봉입된 액체와 공기실에 봉입된 기체에서도 상기 하중의 일부를 지지하므로, 원칙적으로는 액실과 공기실의 압력은 동일해진다. 따라서, 내통 금구에 큰 하중이 인가되면, 이에 따라 공기실 및 액실의 압력이 높아지기 때문에 커버부재의 강성을 높게 하지 않을 수 없다. 이에 대해서, 본 형태의 액체 봉입식 마운트에서는 액실의 압력으로 스터드를 지승하는 것은 아니기 때문에, 액실의 내압은 필요에 따라 자유롭게 설정할 수 있고, 액실의 압력은 액실의 용적에 대해서 어느 정도의 고점성 액체를 봉입하고, 어느 정도의 공기실을 부풀리는지에 따라 정해진다. 또한, 액실 내에 액체와 함께 공기를 봉입하고, 이 공기의 압력을 조정하는 것으로도 액압의 컨트롤은 가능하다. 따라서, 피완충체의 하중과 상관없이 액실의 내압을 컨트롤 할 수 있다. 예를 들어, 일 형태로서 고점성의 액체를 가압상태로 봉입함으로써 캐비테이션의 발생을 억제하고, 진동을 감쇠시킨다는 기본적인 성능을 보다 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 형태에 따른 액체 봉입식 마운트에서는, 적어도 상기 제 2부재의 하중이 스터드에 정적으로 인가된 중립상태에 있어서, 상기 공기실은 상기 지승 부재를 통해 스터드에 인가된 하중을 지지하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 제 1부재와 제 2부재 사이는 예를 들어, 얇은 고무만이 진동 전달 부재가 되므로, 수평방향의 미미한 진동을 전달하기 힘들어진다.
여기서, 상기 공기실의 내압은 상기 액실의 내압보다 높은 것이 바람직하다. 또한, 지승 부재는 상기 스터드와 일체로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태에 따른 액체 봉입식 마운트에서, 상기 지승 부재는 고무 재료 등의 탄성부재로 구성되는 것이 바람직하다. 지승 부재를 탄성부재로 구성함에 따라, 지승 부재의 탄성변형에 의해 감쇠성을 보다 높일 수 있다. 또한, 일 형태로서 지승 부재를 원주체 등의 부피를 가지는 형태로 함으로써, 용기의 내벽 등과 지승 부재 사이에 형성되는 액체의 유로의 유동저항 제어가 용이해 진다.
여기서, 주액유로(상기 제 1 유로, 후술하는 제 2 유로 및 제1 유로와 제 2 유로를 묶은 유로)에 기인하는 감쇠는 가동 감쇠판이 배제하는 액체용적과 주감쇠로를 유동하는 액체양, 즉 주액유로의 간극이 유동저항을 제어하는 파라미터의 하나가 된다. 용기의 크기는 해당 마운트의 부하 하중이나 좌우 스트로크로 정해지므로, 감쇠판의 크기는 자유롭게 설정할 수 없다. 본 형태에서 감쇠는 주액유로의 간극으로 조정할 수 있고, 더욱 지승 부재의 크기로도 조정 가능하게 된다. 예를 들어, 면적이 넓은 가동 감쇠판에서는, 미미한 변위로도 유동하는 액체양이 많아지므로 유동저항이 커지지만, 가동 감쇠판의 하면에 배치되는 지승 부재를 크게 함으로써 미미한 변위에서의 액체 유동량을 줄일 수 있으므로, 유동 저항을 작게 할 수 있다. 즉, 지승 부재의 크기에 따라 감쇠성을 조정할 수 있다.
본 발명의 일 형태에 따른 액체 봉입식 마운트에서는, 상기 지승 부재가 상기 지승 부재의 상기 다이어프램과의 접촉면에 상기 다이어프램과의 고착방지 수단이 설치되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 지승 부재가 상기 스터드에 예를 들어, 감입 등에 의해 일체로 장착되고, 상기 지승 부재의 상기 다이어프램과의 접촉면에 상기 다이어프램과의 밀착을 방지하기 위한 홈이 설치되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 지승 부재가 다이어프램과 밀착하지 않으므로 스터드의 수평방향의 이동을 보다 원활하게 할 수 있다. 따라서, 미미한 변위에 있어서는 진동 흡수성이 한층 우수한 것이 된다. 또한, 지승 부재가 다이어프램에 밀착하지 않으므로, 다이어프램의 상하 이외의 변이를 방지하고 파괴 발생을 방지하며, 내구성이 향상된다.
본 발명의 일 형태에 따른 액체 봉입식 마운트에서는, 상기 커버부재가 탄성부재로 이루어지고, 중앙부에 상기 스터드가 관통하여 액체 누출이 방지 되도록 고착되고, 원반 형상으로 형성되어 상기 스터드의 동작에 추종 가능한 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태에 따른 액체 봉입식 마운트에서는, 상기 커버부재와 상기 가동 감쇠판 사이에 고정됨과 동시에, 상기 액실을 제1 액실과 제 2 액실로 구분하고, 지름방향 중앙에 상기 스터드가 삽통되는 관통공이 설치되고, 이 관통공의 내주면과 삽통된 스터드의 외주면 사이에 제 2 유로가 되는 소정의 간극을 구비한 제1 고정 감쇠판을 가지는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 제 1 고정 감쇠판이 상기 제 1 실과 상기 제 2실 사이에 상기 액체의 유통을 바이패스 하기 위한 바이패스 통로를 가지는 것이 보다 바람직하다. 바이패스 통로를 구비함으로써, 제1 실과 제 2 실 사이에서의 액체유동을 용이하게 제어할 수 있다. 여기서, 바이패스 통로를 가동 감쇠판의 바로 상측에 구비함으로써, 제1 실과 제 2 실 사이에서의 액체 유동성을 보다 높일 수 있다. 이러한 경우, 바이패스 통로의 제 2 실측의 유동구가 가동 감쇠판 당접 시에 막히지 않도록 홈을 구비함으로써, 유동성을 보다 향상시킬 수도 있다. 한편, 소정의 조건하에서는 바이패스 통로를 가동 감쇠판의 바로 상측이 아닌 위치, 즉 가동 감쇠판보다 외주 측에 대응하는 위치에 구비함으로써, 제1 실과 제 2 실 사이에서의 액체 유동성을 보다 높일 수 있다. 요점은, 바이패스 통로를 구비함으로써 액체의 유통을 보다 자율적으로 제어하는 것이 가능해진다. 또한, 상기 제 1 고정 감쇠판은 예를 들어, 스터드의 축 방향에 따른 원통부와, 이 원통부를 내주단에 고정하고, 상기 용기에 장착되는 금속제의 장착판으로 이루어지는 심재와, 스터드의 외주면에 대향하는 상기 원통부의 내주면에 설치된 고무부를 가지는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태에 따른 액체 봉입식 마운트에서는, 상기 가동 감쇠판과 상기 다이어프램 사이에 고정되고, 지름방향 중앙에 상기 지승 부재가 삽통되는 관통공이 설치되며, 이 관통공의 내주면과 삽통된 지승 부재의 외주면 사이에 소정의 간극을 구비한 제 2 고정 감쇠판을 가지는 것이 바람직하다. 이 경우, 제 2 고정 감쇠판이 상기 지승 부재의 외주 사이에 상기 액체의 제3 유로가 되는 상기 소정의 간극을 가지는 원통부와, 상기 원통부의 외주에 설치되고, 상기 용기에 장착된 플랜지부를 일체화한 가이드 부재를 구비하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 가이드 부재와 지승 부재 사이에 형성된 제3 유로에 의해 진동을 감쇠하는 기능을 향상시킴과 동시에, 제1 고정 감쇠판과 가이드 부재에 의해서 스터드 및 지승 부재의 2점에서 수평방향 변위를 규제함으로써, 스터드의 수평방향 변위 이외에 억지 변위 했을 때에도 스터드 및 지승 부재의 전도를 제한하는 기능을 가진다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 액체 봉입식 마운트의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 2는 이 액체 봉입식 마운트의 구성을 나타내는 상면 도이다. 도 2에서의 A－A단면에 대해서 화살표 방향으로 관측한 상태가 도 1의 단면도이다.
이러한 도에 나타낸 바와 같이, 액체 봉입식 마운트(1)는 컵 형상의 용기(10)와 스터드(20)와 커버부재로서의 가효성 밀봉커버(30)와 다이어프램(40)과 고점성의 액체(50)와 제1 고정 감쇠판으로서의 고정 감쇠판(60)과 가동 감쇠판(70)과 지승 부재(80)를 가진다.
컵 형상의 용기(10)는 예를 들어, 금속으로 이루어지고, 바닥부에는 유저부(有底部)(11)를 가지며, 천장부에 개구부(12)를 가진다. 이 용기(10)는 후술하는 공기실이 되는 부위의 지름이 좁아지는 계단식 구조로 함으로써, 플랜지면(13)이 설치된다. 용기(10)는 개구부(12)의 외주에 장착용 관통구멍(14a)이 설치된 플랜지부(14)를 가진다. 유저부(11)에는 기체 주입구멍(15)이 설치되고, 기체 주입구멍(15)은 예를 들어, 캡(16)으로 막혀 있다.
스터드(20)는 용기(10)의 지름방향(도면에서는 X방향) 중앙부(용기(10)의 축선)에 위치하도록 배치된다. 스터드(20)는 예를 들어, 금속으로 이루어지고, 용기(10)의 개구부(12)측에서 외부로 돌출하며, 그 상단에는 장착용 나사구멍(22)이 설치되고, 장착용 나사구멍에는 제 2부재로서, 예를 들어 캡(미도시)에 접속된다. 스터드(20)는 그 하단에는 가동 감쇠판(70)이 코킹에 의해 고정되고, 또한 지승 부재(80)가 감입됨에 따라 장착된다.
커버부재로서의 가효성 밀봉커버(30)는 용기(10)의 내벽 사이에서 밀폐실(91)을 형성하도록 개구부(12)에 고정되어 있다. 가효성 밀봉커버(30)는 박막부(31) 및 장착부(32)로 구성된다. 박막부(31)는 일 예로서, 고무 재료를 도넛 형상으로 성형한 것이고, 그 중심 구멍과 스터드(20) 상부와는 액체 누출방지 되도록 가류 접착되어 있다. 장착부(32)는 중앙의 원통부(33)와 이 원통부(33) 하단에서 원주방향으로 연장 설치되며, 용기(10)의 단부에 고착되는 플랜지부(34)와 원통부(33) 상단에서 원주방향으로 연장 설치한 원반면(35)을 구비하고 있다. 원통부(33)와 박막부(31)의 외주측은 액체 누출방지 되도록 가류 접착된다.
예를 들어, 원통부(33)와 원반부(35)가 박막부(31) 내에 매립되고, 박막부(31)의 하면에서 외주면에 걸쳐 플랜지부(34)가 박막부(31)보다 노출하고 있다. 플랜지부(34)에는 장착용 관통구멍(32a)이 설치되어 있다. 박막부(31)는 스터드(20) 또는 용기(10)가 도시하지 않는 피완충체(예를 들어, 차량 본체나 캡)에서 상하방향의 부하가 가해지는 경우, 스터드(20)에 고착된 중심부 또는 장착부(32)에 의해 용기(10)에 고착된 주변부가 상하방향으로 휜다. 즉, 박막부(31)는 용기(10)와 스터드(20)를 액체 누출방지 되도록 봉지하는 기능을 구비하게 되는 것이다.
다이어프램(40)은 밀폐실(91)을 액실(92)과 용기의 바닥부에 형성되는 공기실(93)로 분리하기 위한 부재이다. 다이어프램(40)은 예를 들어, 고무 재료로 이루어지는 박막이다. 다이어프램(40)은 원통 형상의 지승 부재(80)의 외주와 대략 동일하고, 지승 부재(80)를 받는 면이 되는 평탄부(41)와, 평탄부(41)의 외주측에서 공기실(93)측으로 조금 패인 요부(42)와, 요부(42)의 외주측에서 용기(10)의 플랜지면(13)에 고정되는 플랜지부(43)를 가진다. 평탄부(41)에는 금속이나 수지 등의 원반 형상의 당접판(41a)이 그 고무의 상면에 노출되어 있다. 플랜지부(43)가 플랜지면(13) 상에 배치되고, 그 위에서 가이드 부재(100)가 용기(10)내로 감입됨에 따라, 다이어프램(40)은 용기(10)에 고정되고, 액실(92)과 공기실(93)이 기밀(?密)하고 액체 누출을 방지 하도록 분리된다.
여기서, 예를 들어 당접판(41a)을 스테인리스로 제작하고, 노출상태로 다이어프램(40)에 접착하는 경우, 고무제의 지승 부재(80)와 스테인리스제의 당접판(41a)이 접촉하므로, 고무와 고무와의 접촉에 비해 잘 미끄러지게 된다. 본 형태에 따른 액체 봉입식 마운트(1)에서는 커버부재로서의 가효성 밀봉커버(30)가 유연하므로, 좌우방향의 구속이 더욱 작아진다. 따라서, 좌우 방향의 미미한 진동의 흡수에 의해 우수하게 된다. 단, 고점성액으로 실리콘 오일을 사용한 경우 윤활성이 매우 높기 때문에, 원반 형상의 당접판(41a)은 노출하지 않고 평탄부(41)내로 내장할 수도 있고, 또는 당접판(41a) 자체는 존재하지 않아도 된다. 즉, 이 경우에는 고무제의 지승 부재(80)와 고무제 다이어프램이 접촉해도 통상적으로 사용하는 고무부재끼라면 그 나름대로 미끄러지므로 문제되지 않는 경우도 있다. 반대로 말하면, 고무 소재에 따라서 고착할 가능성도 있고, 당접판(41a)을 노출상태로 하는 것이 기능적으로는 바람직하다. 한편, 후술하는 도 8에 도시한 다른 실시형태와 같이, 당접판(41a)을 내장해 버리는 경우 전면 가류 접착이 되므로, 당접판(41a)으로서 녹슬기 쉬운 강판으로 사용할 수 있고, 만일의 경우 박리 가능성이 작다는 이점이 있다.
액실(92)에는 예를 들어, 고점성의 액체(50)와 함께 공기(51)도 봉입된다. 액실(92)내를 액체(50)로 풀로 충전하지 않고 공기를 남겨 두거나 또는 적극적으로 공기를 주입해 둠으로써, 액체(50)의 주입량 오차나 각 부품의 치수 오차에 따른 용적 차이를 흡수하는 것이 용이해진다. 또한, 공기(51)를 소정 압으로 가압하여 고점성의 액체(50)와 함께 액실(92)에 봉입함으로써 고점성의 액체(50)를 가압상태로 할 수 있고, 캐비테이션 발생을 억제하며, 진동을 감쇠시킨다는 기본적인 감쇠성능을 보다 높일 수 있다. 여기서, 상기 공기(51)는 소정 압으로 봉입되는 것이 바람직하지만, 외부와 액실(92)을 연통하는 주입구를 구비하고 외부에서 가압수단으로 가압공기를 주입 가능하도록 구성할 수도 있다.
여기서, 본 실시형태에서의 고점성의 액체(50)로는, 25℃일 때의 동점도 (kinetic viscosity)로 50000mm2/sec(cSt)의 실리콘 오일을 사용하였으나, 사용 조건에 따라 25℃일 때의 동점도로 10000~100000mm2/sec(cSt) 정도의 실리콘 오일을 적절히 사용할 수 있다.
제1 고정 감쇠판으로서의 고정 감쇠판(60)은, 액실(92)을 용기(10)의 축 방향(도면에서 Y방향)으로 제1 실(94)과 제 2 실(95)로 분리한다. 고정 감쇠판(60)은 용기(10)의 지름방향의 중앙부에 스터드(20)가 관통하며, 제 1 실(94)과 제 2 실(95) 사이에 고점성의 액체(50)를 유통 가능하도록 하는 제 2 유로(112)가 되는 간극을 스터드(20) 사이에서 가지는 관통구멍(61)이 설치된 도넛 형상이다. 고정 감쇠판(60)은 고무 등의 탄성체부(62)와 관통구멍(61)의 주위가 하부로 연장하는 원통부(63) 및 플랜지부(64)로 구성된, 예를 들어 금속제의 장착부(65)를 구비한다. 원통부(63)의 내주면 및 외주면과 하단을 연속적으로 피복하도록 탄성체부(62)를 가류접착하여 고정 감쇠판(60)을 일체성형 한다. 플랜지부(64)의 선단에는 장착용 관통구멍(64a)이 구비된다.
고정 감쇠판(60)의 관통구멍(61)은 진동 감쇠용 유로로서의 기능뿐 아니라, 스터드(20)의 수평방향(도면에서는 X방향)으로의 이동에 대한 스토퍼로서 기능한다. 여기서, 커버부재에 수평방향으로 강성을 부여한 경우에는 관통구멍(61)에 스토퍼로서의 기능은 없어도 좋다.
이 액체 봉입식 마운트(1)의 조립 시에 용기(10)의 플랜지부(14)상에, 고정 감쇠판(60)의 플랜지부(64)와 가효성 밀봉커버(30)의 플랜지부(34)를 둔다. 이 때, 각 플랜지부에 설치된 장착용 관통구멍(14a), (64a), (32a)이 일치하도록 위치를 결정한다. 이 상태에서 고정 감쇠판(60)의 플랜지부(64)와 가효성 밀봉커버(30)의 플랜지부(34)를 감싸도록 용기(10)의 플랜지부(14)를 용기(10)의 플랜지부(14)에 구비한 코킹편(14b)에서 코킹정지 한다. 이에 따라, 용기(10)와 고정 감쇠판(60)과 가효성 밀봉커버(30)는 일체화된다. 제 2부재로서 차량에 장착할 때, 이러한 장착용 관통구멍(14a), (64a), (32a)을 사용하여 볼트 등(미도시)으로 고착된다.
도 3에도 도시된 바와 같이, 고정 감쇠판(60)에는 제1 실(94)과 제 2 실(95) 사이에 고점성의 액체(50)의 유통을 바이패스 하기 위한 바이패스 통로(66)가 설치되어 있다. 예를 들어, 바이패스 통로(66)는 동심원 형상으로 등간격으로 복수 구비하는 것이 바람직하다. 이와 같이 제 2 유로(112)에 바이패스 통로(66)를 더 구비함으로써, 제1 실(94)과 제 2 실(95) 사이에서의 고점성의 액체(50)의 유동을 용이하게 제어할 수 있다. 즉, 제 2 유로(112)에서의 고점성의 액체(50)의 유동은 스터드(20)의 지름, 고정 감쇠판(60)의 내주부의 두께 및 고정 감쇠판(60)의 관통구멍(61)의 지름에 의존한다. 이들 스터드(20)의 지름, 고정 감쇠판(60)의 내주부의 두께 및 고정 감쇠판(60)의 관통구멍(61)의 지름은 피완충체측보다 설계상의 제약을 많이 받고, 고점성의 액체(50)의 유동의 제어가 제한된다. 바이패스 통로(66)는 피완충체측보다 설계의 제약을 받지 않으므로, 제1 실(94)과 제 2 실(95) 사이에서의 고점성의 액체(50)의 유동을 용이하게 제어할 수 있다.
바이패스 통로(66)는 가동 감쇠판(70)의 바로 상측에 설치함으로써, 제1 실(94)과 제 2 실(95) 사이에서의 고점성의 액체(50)의 유동성을 보다 높일 수 있다. 바이패스 통로(66)를 가동 감쇠판(70)의 바로 상측에 설치함으로써, 가동 감쇠판(70)의 상하 움직임에 따라 액체(50)가 직접 바이패스 통로(66)로 유통되기 때문이다.
바이패스 통로(66)의 제 2 실(95)측의 유동구(67)가 가동 감쇠판(70)에 당접할 때 막하지 않도록, 고정 감쇠판(60)의 하면에 단차부(68)를 설치함으로써, 가동 감쇠판(70)이 바이패스 통로(66)의 하단에 흡착하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 바이패스 통로(66)의 제 2 실(95)측의 유동구(67)를 제1 유로(111)을 향하도록 배치할 수도 있다. 이 경우, 가동 감쇠판(70)이 상승하여 고정 감쇠판(60)의 하면에 당접하더라도 바이패스 통로(66)를 차단하지 않으므로, 제 2 유로(112)에서 밀어 올려진 고점성의 액체(50)가 바이패스 통로(66)를 통해 제1 유로(111)로 매끄럽게 유동할 수 있다.
가동 감쇠판(70)은 용기(10)의 내벽 사이에서 고점성의 액체(50)를 유통 가능하도록 하는 제1 유로(111)가 되는 간극을 가지도록 제 2 실(95)내에 배치되어 있다. 가동 감쇠판(70)은, 예를 들어 금속제이고, 원반부(71)와 원반부(71)의 외주에서 하부를 향한 원통부(72)를 일체화하여 구성된다. 가동 감쇠판(70)은 스터드(20)의 하단에 코킹 고정되어 있다.
지승 부재(80)는 스터드(20)와 다이어프램(40) 사이에 배치되고, 스터드(20)에 하중이 가해졌을 때, 스터드(20)에서 다이어프램(40)으로 상기 하중을 전달하기 위한 부재이다. 지승 부재(80)는 탄성부재, 예를 들어 고무 재료로 이루어 지는 지승 부재(80)를 고무부재 등의 탄성부재로 구성함으로써, 지승 부재(80) 자체를 변형할 수 있고, 그 변형에 따른 내부마찰이 가해짐으로써 감쇠성을 한층 높일 수 있다. 물론, 지승 부재(80)로는 이러한 탄성부재가 아닌 수지 등의 경질재를 이용해도 상관없다. 여기서, 스터드(20)에 인가되는 피완충체의 하중은 지승 부재(80)를 통해 다이어프램(40)에서 분리된 공기실(93)의 공기 용수철로 지지되어 있기 때문에, 지승 부재(80)의 하면과 다이어프램(40) 사이는 이간하지 않아도 된다.
지승 부재(80)는 도 4에도 도시된 바와 같이, 원주 형상의 본체부(81)와 본체부(81)의 상부 중심부에서 돌출하고, 스터드(20)에 접속되는 돌기부(82)를 일체화하여 구성된다. 본체부(81)에는 돌기부(82)의 베이스부를 둘러싸도록 요부(83)가 설치되어 있다.
지승 부재(80)는 스터드(20)의 하단에 설치된 구멍(21)에 돌기부(82)가 삽입됨으로써 스터드(20)에 일체로 장착된다.
지승 부재(80)는 도 5에 도시한 바와 같이, 다이어프램(40)과의 접촉면인 본체부(81)의 하면에 다이어프램(40)과의 밀착을 방지하기 위한 홈(84)이 설치되어 있다. 홈(84)은 예를 들어, 중심부에서 방사형상으로 복수개 설치되어 있다.
그리고, 피완충체가 상하방향으로 진동했을 때에는 스터드(20)가 축 방향으로 상하 요동하고, 지승 부재(80)에 의해 탄성적으로 지지됨과 동시에, 스터드(20)으로 일체의 가동 감쇠판(70)이 액체(50)안을 이동할 때의 저항에 의해 감쇠력이 작용한다.
한편, 피완충체가 수평방향으로 진동했을 때에는 스터드(20)와 용기(10) 사이는 얇은 고무부재로 이루어 지는 박막부(31)를 통해 연결되어 있으므로, 이 사이에서 진동은 전달되지 않는다.
이와 같이 구성된 지승 부재(80)는 다이어프램(40)에 밀착하지 않고 수평방향으로 미끄러지기 쉽기 때문에, 스터드(20)의 수평방향으로의 이동은 보다 원활해 진다. 따라서, 스터드(20)의 미미한 변위에 있어서는 진동 흡수성이 한층 우수한 것이 된다. 또한, 지승 부재(80)가 다이어프램(40)에 고착하지 않기 때문에, 지승 부재(80)의 변위에 의해 다이어프램(40)이 수평방향으로 끌려가지 않으므로 내구성이 향상된다.
제 2 고정 감쇠판으로서의 가이드 부재(100)는 예를 들어, 금속으로 이루어 지는 링 모양의 부재이다. 가이드 부재(100)는 지승 부재(80)의 외주와 소정 간극을 가지고 대면하는 원통부(101)와 용기(1) 내에 감입(嵌入)되어 용기(10)의 내벽 및 용기(10)의 플랜지면(13)에 당접하는 단면 L자 모양의 플랜지부(102)를 일체화하여 구성한다. 원통부(101)의 내주와 지승 부재(80)의 외주 사이의 간극은 고점성의 액체(50)의 제3 유로(113)로서 기능한다. 플랜지부(102)의 상면과 가동 감쇠판(70)의 하면 사이의 간극은 고점성의 유체(50)의 제4 유로(114)로서 기능한다. 또한, 이미 설명한 바와 같이, 가이드 부재(100)는 다이어프램(40)을 용기(10)에 고정하는 기능도 겸비한다.
본 형태의 액체 봉입식 마운트(1)는 스터드(20)가 변위하더라도 고점성의 액체(50)에 과도하게 압력이 가해지지 않으므로, 가효성 밀봉커버(30)의 박막부(31)에는 외부로 부풀어 오르고자 하는 응력이 거의 걸리지 않는다. 즉, 본 형태의 액체 봉입식 마운트(1)에서는 용기(10)내의 과도한 내압 상승을 고려할 필요가 없으므로, 가효성 밀봉커버(30)에 두께가 얇은 박막부(31)를 구비 가능하게 된다. 따라서, 본 형태의 액체 봉입식 마운트(1)는 용기(10)내의 밀폐성을 해치지 않고, 상하 및 좌우로 유연하여 스터드(20)의 큰 스트로크 동작도 저해하지 않으며, 내구성도 우수하다.
본 형태의 액체 봉입식 마운트(1)는 액실(92)에 봉입된 고점성의 액체(50)가 가압되고 적당한 압력이 인가되므로, 스터드(20)의 큰 스트로크의 변위에 따라 가동 감쇠판(70)의 빠른 동작이 발생하더라도 액체에 캐비테이션 발생이 어려워 지므로, 높은 감쇠성능을 유지할 수 있다.
본 형태의 액체 봉입식 마운트(1)는 예를 들어, 제 2부재로서의 캡이 접속되는 스터드(20)와 제 1부재로서의 차체 프레임이 접속되는 용기(10) 사이는 스터드(20)가 수평방향(도면에는 X방향)에 대해서 중립상태에 있을 때, 적어도 가효성 밀봉커버(30)의 박막부(31), 다이어프램(40)이 개재할 뿐이다. 즉, 스터드(20)와 용기(10) 사이는 스터드(20)가 수평방향(도면에는 X방향)에 대해서 중립상태에 있을 때는 얇은 고무만이 진동전달 부재가 되므로, 수평방향의 미미한 진동이 전달되기 어렵다.
본 형태의 액체 봉입식 마운트(1)에서는 지승 부재(80)를 원주체 등의 부피를 가지는 형태로 하는 것과 함께, 가이드 부재(100)를 설치함으로써 가이드 부재(100)와 지승 부재 사이에 형성되는 액체의 제3 유로(113) 및 가이드 부재(100)와 가동 감쇠판(70) 사이에 형성되는 제4 유로(114)를 사용하여 유동 저항의 제어가 가능해진다. 즉, 지승 부재(80)의 외경 또는 가이드 부재(100)의 내경이나 위치를 적절히 설정함으로써, 희망하는 유동저항을 획득할 수 있게 되므로 설계의 자유도가 증가한다.
본 형태의 액체 봉입식 마운트(1)에서는 스터드(20)에 압축방향의 하중이 가해졌을 때, 전형적으로는 직접 지승 부재(80)를 통해 스터드(20)에서 다이어프램(40), 즉 공기실(93)로 압축방향의 하중에 의한 힘이 전달되도록 구성한다. 이에 따라, 액실(92)에 봉입된 고점성의 액체(50)에 대해서 공기실(93)의 공기압과 관계없이 임의의 압력을 부여할 수 있다. 따라서, 고점성의 액체(50)에 대해서 커버부재로서의 가효성 밀봉커버(30)의 부담이 되지 않는 정도의 압력을 부여함으로써, 가동 감쇠판(70)의 큰 스트로크에 의해서도 캐비테이션이 발생하지 않고, 감쇠성을 유지할 수 있는 액체 봉입식 마운트(1)를 구비할 수 있다. 이 효과를 확인하기 위해서 수행한 실험결과는 이하와 같다.
도 6은 본 형태의 액체 봉입식 마운트(1)에 있어서, 1G의 정지상태를 제로 위치로 하고, 진동 스트로크 ±0.1mm, 0.3mm, 0.5mm, 1mm, 3mm, 5mm의 반복 변위를 속도 4Hz로 스터드에 인가하여 그 변위-하중의 특성을 나타낸 것이다. 도 7은 본 발명에 대한 비교예로서, 본 형태의 액체 봉입식 마운트(1)와는 상이하게 지승 부재(80) 및 공기실(93)이 없고, 하중을 받는 기구로서 지승 부재(80) 및 공기실(93) 대신에 가동 감쇠판과 컵 형상의 용기의 저면 사이에 코일 스프링을 배치한 액체 봉입식 마운트의 동일조건에서의 변위-하중 특성을 나타낸 것이다. 이들 하중 특성은 스터드가 받는 하중, 즉 가동 감쇠판이 받는 유동 저항이므로, 해당 하중 특성은 액체 봉입식 마운트의 감쇠특성을 나타내고, 하중 곡선으로 둘러싸인 면적은 그 액체 봉입식 마운트의 진동에너지의 흡수량을 나타낸다.
여기서, 코일 스프링에 의해 구성한 액체 봉입식 마운트로서는 예를 들어, 특허문헌 2(일본 특허공개 2003－322198호 공보)에서의 도 1에 도시한 액체 봉입식 마운트 장치에서의 용수철 부재(부호 13)를 본 형태의 액체 봉입식 마운트(1)에서의 지승 부재(80)및 공기실(93)을 대신하여 이용한 것이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 형태의 액체 봉입식 마운트(1)에서는, 특히 진동 스트로크 3mm 및 5mm 일 때의 감쇠 특성에 주목하면, 스터드가 뽑는 방향으로 변위할 때, 즉 반시계 회전으로 변위(5mm)→변위(－5mm)로 변위하는 경우, 반시계 회전으로 변위(3mm)→변위(－3mm)로 변위하는 경우, 최대 변위(－5mm 또는 -3mm) 부근에 이르기까지 충분한 감쇠를 유지하는 것을 알 수 있다. 이는, 본 발명에서는 액실(50)의 내압이 적절히 높고, 캐비테이션이 발생하지 않는 것으로 추측된다. 따라서, 본 발명에 따른 액체 봉입식 마운트에서는 하중 곡선으로 둘러싸인 영역은 큰 면적을 가지고, 충분한 감쇠성을 가지고 있다고 할 수 있다.
이에 대해서, 도 7에 도시한 바와 같이, 지승 부재(80) 및 공기실(93) 대신 코일 스프링에 의해 구성한 액체 봉입식 마운트에서는 본 형태와 동일하게, 진동 스트로크 3mm 및 5mm일 때의 감쇠 특성에 주목하면, 스터드가 뽑는 방향 변위일 때, 즉 반시계 회전으로 변위(5mm)→변위(－5mm)로 변위할 때, 반시계 회전으로 변위(3mm)→변위(－3mm)로 변위할 때, 변위 제로를 초과한(－1mm) 부근에서 극단적으로 하중이 저하되는 것을 알 수 있다. 즉, 감쇠성의 저하가 보인다. 이는, 비교예에서 스터드 변위에 고점성의 액체 유동을 추종하지 못하여 막히게 되어 캐비테이션이 발생한 것으로 추측된다. 즉, 가동 감쇠판의 변위속도에 고점성의 액체 유동이 따라잡지 못하고, 가동 감쇠판의 배면에 부압이 발생하여 캐비테이션이 발생된 것으로 추측된다. 본 발명에 있어서는, 고점성의 액체가 적절한 가압상태이므로, 가동 감쇠판의 진동에 의해서 생기는 압력의 증감이 당해 가압 범위이라면 캐비테이션이 발생하지 않을 것으로 추측된다.
따라서, 본 형태의 액체 봉입식 마운트(1)에서는 큰 스트로크의 진동에도 액체(50)에 캐비테이션 발생이 어려우므로, 높은 감쇠성능을 유지할 수 있다는 것은 명백하다.
또한, 본 형태의 액체 봉입식 마운트(1)에서는 지승 부재(80)를 원주체 등의 부피를 가지는 형태로 하는 것과 더불어, 가이드 부재(100)를 설치함으로써 가이드 부재(100)와 지승 부재 사이에 형성되는 액체의 제3 유로(113) 및 가이드 부재(100)와 가동 감쇠판(70) 사이에 형성되는 제4 유로(114)를 사용하여 유동 저항의 제어가 가능해진다. 즉, 지승 부재(80)의 외경 또는 가이드 부재(100)의 내경이나 위치를 적절히 설정함으로써 희망하는 유동저항을 획득할 수 있고, 설계의 자유도가 증가된다.
다음으로 본 발명의 다른 실시형태를 설명한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 액체 봉입식 마운트의 종단면도이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 이 실시형태에 따른 액체 봉입식 마운트(2)는 커버부재의 구성이 상기 실시형태와 상이하다. 이하, 상기 실시형태와 상이한 요소만 상이한 부호를 통해 설명하도록 한다.
커버부재(121)는 스터드(20)에 슬라이딩 가능하게 감합하는 베어링(122)을 지지하는 슬리브(123) 외측에 복수의 원통형 플레이트(124a, 124b)를 통해 복수의 적층 고무(125a, 125b, 125c)가 동심상으로 하여 환 형상으로 적층된 적층구성이다.
커버부재(121)는 최외측에 위치하는 원통형 플레이트(124b)에 의해 고정 감쇠판(60)의 플랜지부(64)와 함께, 용기(10)의 플랜지부(14)에 설치한 코킹편(14b)에 의해 코킹 등의 수단으로 고착되어 있다.
스터드(20)와 슬리브(123) 사이에는 스터드(20)의 축 방향으로 베어링(122)을 사이에 두고 실 패킹 및 더스트 실 등의 실링부재(126)를 배치하고, 스터드(20)를 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 함과 동시에, 스터드(20)와 슬리브(123) 사이에 액체가 누출되지 않도록 봉지하고 있다.
여기서, 이러한 구성의 액체 봉입식 마운트(2)에 있어서 만일 지승 부재(80)를 가지지 않는 경우, 커버부재(121)와 스터드(20)는 상하방향으로 절연 되어 있기 때문에, 커버부재(121)와 스터드(20)에 걸리는 압축방향 하중을 수하할 수 없으므로, 액실 내의 액체 및 공기실내의 공기 용수철로 지지하게 된다. 따라서, 공기 용수철은 액체(50)를 통해 압축방향 하중에 따른 부피까지 가압되므로 공기압 및 액압은 과도하게 높아진다. 이 때, 커버부재(121)는 스터드(20)에 구속되지 않는 구조이므로 원래 위치를 지지하지 못하고, 스터드(20)에 따라 슬리브측이 상승한다. 이 때문에, 예를 들어, 커버부재(121)가 스터드와의 상대위치를 지지하기 위한 특별한 구조가 필요하다. 이에 대해서, 지승 부재(80)를 가지는 액체 봉입식 마운트(2)에서는 내압이 과도하게 상승하지 않으므로, 그러한 특별 구조는 필요없다. 따라서, 본 형태에 따른 액체 봉입식 마운트(2)에서는 적어도 상하방향의 스터드 동작을 저해하지 않고, 또한 필요에 따라 상기 형태와 같이 좌우방향의 강성을 높이는 구성을 추가할 수 있다. 따라서, 고점성이며 고압의 액체(50)의 누출을 걱정할 필요가 없고, 슬라이딩 실링의 긴박력을 낮출 수 있으므로, 스터드(20)의 마찰저항을 저감시킬 수 있다.
본 발명은 상기의 실시형태에는 한정되지 않고 여러 범위로 변형하여 실시 가능하고, 그 변형 범위도 본 발명의 기술적 범위에 속한다.
상기의 실시형태에서는, 제1 고정 감쇠판의 일 예로서의 고정 감쇠판의 탄성체를 고무 재료로 제조하였으나, 이에 한정하지 않는 것은 물론이다. 또한, 수평방향 지지 및 제2, 제3 유로에 의해 부가되는 감쇠성을 필요로 하지 않는 경우에는, 제1, 제 2 고정 감쇠판을 구비하지 않아도 좋다.
상기의 실시형태에서는, 가동 감쇠판을 컵의 역 형상으로 하였으나, 평판 형상 등의 다른 형상으로 해도 무방하다. 가동 감쇠판은 스터드에 대해서 어느 정도의 여유를 가지고 장착되는 것도 상관없다. 또한, 가동 감쇠판에 관통구멍을 설치해도 좋다.
상기의 실시형태에서는 액체를 가압하고 있지만, 통상적인 압이어도 물론 상관없다.
상기의 실시형태에서는 지승 부재를 원주형상으로 하였으나, 원추형상 등의 여러 형상을 채용할 수도 있다.
상기의 실시형태에서는, 컵 형상의 용기의 상단부에 구비한 플랜지부(조인트용 턱)를 절곡함에 따라 용기의 플랜지부, 고정 감쇠판의 장착부의 플랜지부 및 가효성 밀봉커버의 장착부의 플랜지부를 액체 누출이 방지 되도록 일체화 한 경우를 나타내고 있지만, 상기 조인트용 턱을 이용하는 것으로 한정하지 않고, 용접 등의 수단에 따라 액체 누출이 방지되도록 일체화 할 수 있음은 물론이다.
1, 2 액체 봉입식 마운트
10 컵 형상의 용기
12 개구부
20 스터드
30 커버부재로서의 가효성 밀봉커버
31 박막부
40 다이어프램
50 고점성의 액체
60고정 감쇠판(제 1고정 감쇠판)
66 바이패스 통로
70 가동 감쇠판
80 지승 부재
91 밀폐실
92 액실
93 공기실
94 제 1실
95 제 2실
100 가이드 부재(제 2고정 감쇠판)
111 제 1유로
112 제 2유로
113 제 3유로
114 제 4유로
121 커버부재

Claims (10)

  1. 제 1부재와 제 2부재 사이에 장착되고, 제 1부재 또는 제 2부재로 입력되는 진동을 방진하기 위한 액체 봉입식 마운트에 있어서,
    천장부에 개구부를 가지고, 상기 제 1부재에 장착되는 컵 형상의 용기;
    상기 용기의 지름방향의 중앙부에 위치하도록 배치되고, 상기 제 2부재에 장착되는 스터드;
    상기 용기 사이에 밀폐실을 형성하도록 상기 개구부에 고정되고, 적어도 상기 용기의 축 방향으로 이동 가능하도록 상기 스터드를 지지하는 커버부재;
    상기 밀폐실을 액실과 상기 용기의 바닥부에 형성되는 공기실로 분리하는 다이어프램;
    상기 액실에 봉입된 고점성의 액체;
    상기 공기실에 봉입된 공기;
    상기 용기의 내벽 사이에 상기 액체를 유통 가능하도록 하는 유로가 되는 간극을 가지도록 상기 액실에 배치되고, 상기 스터드에 장착된 가동 감쇠판; 및
    상기 스터드의 하단부 또는 상기 가동 감쇠판과 상기 다이어프램 사이에 배치되고, 상기 스터드에 걸리는 압축방향 하중을 상기 다이어프램에 전달하기 위한 지승 부재;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 액체 봉입식 마운트.
  2. 제 1항에 기재된 액체 봉입식 마운트에 있어서,
    적어도 상기 제 2부재의 하중이 스터드에 정적으로 인가된 중립상태에 있어서, 상기 공기실은 상기 지승 부재를 통해 스터드에 인가된 하중을 지지하는 것을 특징으로 하는
    액체 봉입식 마운트.
  3. 제 1항 또는 제 2항의 액체 봉입식 마운트에 있어서,
    상기 공기실의 내압은 상기 액실의 내압보다 높은 것을 특징으로 하는
    액체 봉입식 마운트.
  4. 제 1항 내지 제 3항의 어느 한 항의 액체 봉입식 마운트에 있어서,
    상기 지승 부재는 상기 스터드와 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 봉입식 마운트
  5. 제 1항 내지 제 3항의 어느 한 항의 액체 봉입식 마운트에 있어서,
    상기 지승 부재는 탄성부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는
    액체 봉입식 마운트.
  6. 제 1항 내지 제 5항의 어느 한 항의 액체 봉입식 마운트에 있어서,
    상기 지승 부재는 상기 지승 부재의 상기 다이어프램과의 접촉면에 상기 다이어프램과의 고착 방지 수단이 설치되는 것을 특징으로 하는
    액체 봉입식 마운트.
  7. 제 1항 내지 제 6항 어느 한 항의 액체 봉입식 마운트에 있어서,
    상기 커버부재는 탄성부재로 이루어지고, 중앙부에 상기 스터드가 관통하여 액체 누출 방지 되도록 고착되어 원반 형상에 형성되어 상기 스터드의 동작에 추종 가능한 것을 특징으로 하는
    액체 봉입식 마운트.
  8. 제 1항 내지 제7항의 어느 한 항의 액체 봉입식 마운트에 있어서,
    상기 커버부재와 상기 가동 감쇠판 사이에 고정됨과 동시에, 상기 액실을 제1 액실과 제 2 액실로 구분하고, 지름방향 중앙에 상기 스터드가 삽통되는 관통공이 설치되고, 이 관통공의 내주면과 삽통된 스터드의 외주면 사이에 소정의 간극을 구비한 제1 고정 감쇠판을 구비하는 특징으로 하는
    액체 봉입식 마운트.
  9. 제 8항에 기재된 액체 봉입식 마운트에 있어서,
    상기 제1 고정 감쇠판은 상기 제1 실과 상기 제 2 실 사이에 상기 액체의 유통을 바이패스 하기 위한 바이패스 통로를 가지는 것을 특징으로 하는
    액체 봉입식 마운트.
  10. 제 1항 내지 제 9항 어느 한 항의 액체 봉입식 마운트에 있어서,
    상기 가동 감쇠판과 상기 다이어프램 사이에 고정되고, 지름방향 중앙에 상기 지승 부재가 삽통되는 관통공이 설치되며, 이 관통공의 내주면과 삽통된 지승 부재의 외주면 사이에 소정의 간극을 구비한 제 2 고정 감쇠판을 구비하는 것을 특징으로 하는
    액체 봉입식 마운트.
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