KR100507227B1 - 차량용 롤로드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 롤로드에 관한 것으로, 서포트브라켓트(5)를 통해 변속기(T)측으로 결합되는 전방측절연부와, 크로스멤버(4)측으로 결합되는 후방측절연부 및, 상기 전,후방측절연부를 연결하는 로드부를 갖춘 차량용 롤로드에 있어서, 상기 후방측절연부(720)는 다수개의 체결볼트(721a)를 통해 크로스멤버(4)에 결합되는 상단홀더부재(721)와, 이 상단홀더부재(721)의 밑면에 덧대어져 결합되는 고무부재(722)와, 이 고무부재(722)의 하단과 암수결합을 통해 끼워져서 가류접착됨과 더불어 상기 고무부재(722)의 외측으로 돌출된 어느 한 부위가 상기 로드부(730)의 일단과 결합되는 하단플레이트부재(723)로 구성되어져, 차량의 아이들(idle)시나 또는 급가속시 및 급정지시에 발생하는 충격과 진동의 흡수성능이 우수하여 차체쪽으로의 전달을 최소화시킬 수 있게 되고, 더불어 차량의 NVH성능도 향상시킬 수 있도록 된 것이다.

Description

차량용 롤로드{roll rod for vehicle}
본 발명은 차량용 롤로드에 관한 것으로, 특히 아이들(idle)시 및 가감속시 발생되는 광범위한 주파수 영역대의 진동을 효과적으로 감쇠시킬 수 있도록 하여 차체로의 진동전달을 최소화시키고 더불어 차량의 NVH(Noise Vibration Harshness)성능도 향상시킬 수 있도록 하는 차량용 롤로드에 관한 것이다.
일반적으로, 엔진과 변속기의 어셈블리는 그 하단이 서브프레임에 결합되고, 상기 서브프레임은 엔진룸을 형성하는 차체프레임에 결합됨으로써 상기 엔진과 변속기의 어셈블리가 엔진룸내에 설치되는 구조를 가지게 된다.
여기서, 엔진과 변속기의 어셈블리가 서브프레임을 매개로 엔진룸내에 설치될 때 상기 엔진과 변속기의 어셈블리는 차종에 따라 3점 마운팅 지지구조나 또는 4점 마운팅 지지구조를 가지면서 설치된다.
즉, 3점 마운팅 지지구조란 엔진(E)과 변속기(T)의 어셈블리가 서브프레임을 매개로 엔진룸내에 설치될 때 상기 엔진(E)은 도 1에 도시된 바와 같이 엔진마운팅스톱퍼(1)를 매개로 차체와 연결되도록 설치되고, 상기 변속기(T)는 변속기마운팅스톱퍼(2)를 매개로 차체와 연결되도록 설치되며, 차체의 후방쪽을 향하는 엔진(E)과 변속기(T)어셈블리의 소정부위는 롤로드(3)를 매개로 차량의 서스펜션을 구성하는 크로스멤버(4)와 연결되도록 설치되는 구조를 일컫는다.
그리고, 4점 마운팅 지지구조는 상기한 3점 마운팅 지지구조에서 롤로드(3)를 배제하고 차체의 전방쪽을 향하는 엔진(E)과 변속기(T)어셈블리의 소정부위는 프런트롤스톱퍼를 매개로 차체와 연결되도록 설치하고, 차체의 후방쪽을 향하는 소정부위는 리어롤스톱퍼를 매개로 차체와 연결되도록 설치하는 구조를 일컫는다.
또한, 상기 엔진(E)과 변속기(T)의 어셈블리를 엔진룸내에 설치할 때에는 먼저 상기 엔진(E)을 엔진마운팅스톱퍼(1)를 이용하여 조립시킨 다음 상기 변속기(T)를 변속기마운팅스톱퍼(2)를 이용하여 조립시키게 되는데, 상기한 엔진마운팅스톱퍼(1)와 변속기마운팅스톱퍼(2)는 도 1에 도시된 바와 같이 엔진(E)과 변속기(T)를 연결하는 토크롤축(S)상에 항상 위치하도록 설치되게 된다.
상기 토크롤축(S)이란 엔진(E)의 구동시 발생되는 진동이 차체쪽으로 전달되는 것을 최소화하는 엔진(E)과 변속기(T)를 연결하는 가상의 회전중심축을 말한다.
전술한 바와 같이 차체의 후방쪽을 향하는 엔진(E)과 변속기(T)어셈블리의 소정부위를 크로스멤버(4)와 연결시키도록 매개체 역할을 수행하는 종래의 롤로드(3)는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 서포트브라켓트(5)를 통해 변속기(T)측으로 결합이 이루어지는 전방측절연부(310)와, 체결볼트(6)를 통해 크로스멤버(4)측에 결합이 이루어지는 후방측절연부(320) 및, 상기 전,후방측절연부(310,320)를 일체로 연결하는 로드부(330)로 구성된다.
여기서, 상기 전,후방측절연부(310,320)는 각각 내측파이프부재(311,321)와 외측파이프부재(312,322) 및 이들 사이에 압입되는 고무부재(313,323)로 구성되며, 상기 로드부(330)는 그 양단이 전,후방측절연부(310,320)의 외측파이프부재(313,323)와 용접결합됨으로써 이루어지게 된다.
한편, 상기와 같은 롤로드(3)는 전방측절연부(310)보다 후방측절연부(320)가 충격 및 진동(Shock & Judder)을 절연시키는 데에 더욱 민감하게 반응하는 것이 통상적이며, 이에 따라 당업계에서는 상기 후방측절연부(320)의 튜닝(tuning)을 통해 롤로드(3)의 성능을 향상시키고자 많은 노력을 하고 있는 실정이다.
그러나, 상기와 같은 종래의 롤로드(3)는 특히 후방측절연부(320)가 시동의 온(ON)/오프(OFF)시나 또는 차량의 급가속 및 급정지시에 발생하는 충격과 진동에 취약한 특성을 가지고 있기 때문에, 차체쪽으로 전달되는 진동 및 소음의 절연성능이 전체적으로 떨어지게 되고, 이에 따라 차량의 NVH성능이 나빠지게 되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 후방절연부의 튜닝을 통해 시동의 온(ON)/오프(OFF)시나 또는 차량의 급가속 및 급정지시에 발생하는 충격과 진동을 효과적으로 감쇠시킬 수 있도록 하여 차체쪽으로의 전달을 최소화시키고, 이에 따라 전체적인 NVH성능도 향상시킬 수 있도록 하는 차량용 롤로드를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 서포트브라켓트를 통해 변속기측으로 결합되는 전방측절연부와, 크로스멤버측으로 결합되는 후방측절연부 및, 상기 전,후방측절연부를 연결하는 로드부를 갖춘 차량용 롤로드에 있어서, 상기 후방측절연부는 다수개의 체결볼트를 통해 크로스멤버에 결합되는 상단홀더부재와, 이 상단홀더부재의 밑면에 덧대어져 결합되는 고무부재와, 이 고무부재의 하단과 암수결합을 통해 끼워져서 가류접착됨과 더불어 상기 고무부재의 외측으로 돌출된 어느 한 부위가 상기 로드부의 일단과 결합되는 하단플레이트부재로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 롤로드를 설명하기 위한 종단면도로서, 종래구조와 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 붙이면서 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 롤로드(7)는 엔진(E)과 변속기(T)의 어셈블리가 3점 마운팅 지지구조를 이용하여 엔진룸내에 설치될 때 차체의 후방쪽을 향하는 엔진(E) 및 변속기(T)어셈블리의 소정부위를 서스펜션을 구성하는 크로스멤버(4)의 소정부위와 서로 연결시켜, 엔진(E) 구동시 발생되는 진동과 소음이 차체쪽으로 전달되는 것을 최소화시키는 역할을 수행하게 된다.
즉, 본 발명에 따른 롤로드(7)는 도 4에 도시된 바와 같이 서포트브라켓트(5)를 통해 변속기(T)측으로 결합이 이루어지는 전방측절연부(710)와, 체결볼트(721a)를 통해 크로스멤버(4)측으로 결합이 이루어지는 후방측절연부(720) 및, 상기 전,후방측절연부(710,720)를 일체로 연결하는 로드부(730)로 구성된다.
여기서, 상기 전방측절연부(710)는 내측파이프부재(711)와 외측파이프부재(712) 및 이들 사이에 압입되는 고무부재(713)로 구성된다.
그리고, 상기 후방측절연부(720)는 도 4 내지 도 6에 도시된 다수개의 체결볼트(721a)를 통해 크로스멤버(4)에 결합되는 상단홀더부재(721)와, 이 상단홀더부재(721)의 밑면에 덧대어져 결합되는 고무부재(722)와, 이 고무부재(722)의 하단과 암수결합을 통해 끼워져서 가류접착됨과 더불어 상기 고무부재(722)의 외측으로 돌출된 어느 한 부위가 상기 로드부(730)의 일단과 결합되는 하단플레이트부재(723)로 구성된다.
여기서, 상기 상단홀더부재(721)와 고무부재(722)는 다수개의 조립볼트(721b)를 통해 결합이 이루어지는 구조로 되어 있지만, 이에 한정되는 것이 아니라 가류접착을 통해서도 서로의 결합이 이루어질 수 있게 된다.
다만, 상기 상단홀더부재(721)와 고무부재(722)를 가류접착시키기 위해서는 상기 상단홀더부재(721)와 고무부재(722)의 부피가 커지는 단점이 있으므로, 차종에 따라 선택적으로 사용하여도 무방함은 물론이다.
그리고, 상기 고무부재(722)의 윗면에는 도우넛모양의 결합돌기(722a)가 상측으로 돌출되게 형성되고, 이 결합돌기(722a)의 내부에는 다수개의 파이프너트(722b)가 서로 이격된 위치에 구비되는데, 상기 파이프너트(722b)에는 상단홀더부재(721)를 관통한 조립볼트(721b)가 각각 체결되며, 이에 따라 상기 상단홀더부재(721)와 고무부재(722)는 조립볼트(721b)의 체결력을 통해 서로의 결합이 이루어지게 되는 것이다.
한편, 상기 상단홀더부재(721)의 밑면에는 한 쌍의 가이드돌기(721c)가 하측으로 돌출되게 형성되고, 이 가이드돌기(721c)사이에는 상기 고무부재(722)의 결합돌기(722a)와 암수결합되는 결합홈(721d)이 형성된다.
그리고, 상기 하단플레이트부재(723)는 고무부재(722)의 하단부가 관통되는 조립구멍(723a)이 형성되면서 이 조립구멍(723a)의 내주면이 상기 고무부재(722)의 하단에서 외주면을 따라 형성된 조립홈(722c)으로 끼워져 가류접착되는 고무부재결합부(723-1)와, 이 고무부재결합부(723-1)의 측방으로 돌출형성되어 결합볼트(723b)를 통해 상기 로드부(730)의 일단과 결합되는 로드부결합부(723-2)로 구성된다.
또한, 상기 로드부결합부(723-2)의 선단은 상기 로드부(730)의 일단에 요크모양으로 형성된 끼움홈(731)으로 삽입된 상태에서 상기 결합볼트(723b)를 통해 로드부(730)와 결합이 이루어지게 된다.
즉, 상기 로드부(730)의 일단에는 요크모양으로 형성된 끼움홈(731)이 형성되어 결합볼트(723b)의 체결력을 통해 상기 하단플레이트부재(723)의 로드부결합부(723-2)와 결합이 이루어지게 되고, 상기 로드부(730)의 타단은 상기 전방측절연부(710)의 외측파이프부재(713)와 용접결합됨으로써 이루어지게 된다.
그리고, 상기 고무부재(722)의 상하부에는 빈공간으로 된 오목홈부(722d)가 각각 상하면을 통해 개구되도록 형성되는데, 상기 오목홈부(722d)는 외력이 작용하는 고무부재(722)의 탄성변형을 도와주게 되며 결과적으로는 상기 고무부재(722)의 절연성능을 향상시키는 데에 일조를 하게 된다.
한편, 상기 로드부(730)의 길이를 따라 연장되는 중심선(L)은 상기 전방측절연부(710)의 중심(C1)과 일치되도록 상기 전방측절연부(710)와 로드부(730)가 서로 결합되지만, 상기 후방측절연부(720)의 중심(C2)은 상기 로드부(730)의 중심선(L)으로부터 상측으로 편심된 위치에 오도록 상기 후방측절연부(720)와 로드부(730)가 결합되게 된다.
이와 같이, 상기 후방측절연부(720)의 중심(C2)이 상기 로드부(730)의 중심선(L)으로부터 편심되게 서로의 결합이 이루어지는 이유는, 차량의 아이들(idle) 및 급가속 또는 급정지시에 발생하는 충격과 진동에 의해 상기 고무부재(722)의 변형을 극대화시키기 위함이며, 이에 따라 상기 고무부재(722)를 통해 충격과 진동을 최대한 흡수시키도록 하기 위함이다.
따라서, 차량의 아이들(idle)시에는 엔진(E)이 주로 상하방향으로만 진동을 하기 때문에 그 진동폭은 별로 크지 않게 되며, 이에 따라 본 발명의 롤로드(7)는 도 7에 도시된 바와 같이 상하방향으로의 운동만을 하게 된다.
이로 인해, 후방측절연부(720)를 구성하는 고무부재(722)는 그 하단부에서만 변형이 발생하게 되고, 이에 따라 상단홀더부재(721)로 전달되는 진동은 극히 미약하여 차체쪽으로는 아이들(idle)시 발생되는 충격과 진동이 거의 전달되지 않게 된다.
또한, 차량의 급가속시나 또는 급정지시에는 엔진(E)이 상하방향으로의 진동과 병진운동을 병행하기 때문에 그 진동폭은 매우 크게 발생하게 되며, 이에 따라 본 발명의 롤로드(7)를 구성하는 후방측절연부(720)에는 도 8에 도시된 바와 같이 압축력과 인장력 및 비틀림력이 동시에 발생하게 된다.
이로 인해, 후방측절연부(720)를 구성하는 고무부재(722)는 도시된 바와 같이 변형이 극대화되면서 급가속시나 또는 급정지시에 발생하는 충격과 진동을 충분히 흡수시킬 수 있게 되고, 더불어 차체쪽으로의 전달을 최소화시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 롤로드(7)는 후방측절연부(720)를 구성하는 상단홀더부재(721)의 구조적 강성이 우수하여 차량의 전체적인 NVH성능도 향상시킬 수 있는 잇점도 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 롤로드는, 차량의 아이들(idle)시나 또는 급가속시 및 급정지시에 발생하는 충격과 진동의 흡수성능이 우수하여 차체쪽으로의 전달을 최소화시킬 수 있게 되고, 더불어 차량의 NVH성능도 향상시킬 수 있는 효과가 있게 된다.
도 1은 3점 마운팅 지지구조를 갖는 엔진과 변속기어셈블리의 구조를 설명하기 위한 평면도,
도 2는 종래의 롤로드를 설명하기 위한 사시도,
도 3은 도 1의 좌측면도,
도 4는 본 발명에 따른 롤로드를 설명하기 위한 종단면도,
도 5와 도 6은 본 발명에 따라 롤로드를 구성하는 상단홀더부재와 하단플레이트부재를 설명하기 위한 평면도,
도 7과 도 8은 차량의 아이들시 및 가감속시 본 발명에 따른 롤로드의 진동절연상태를 보여주기 위한 작동도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
4 - 크로스멤버 5 - 서포트브라켓트
7 - 롤로드 710 - 전방측절연부
720 - 후방측절연부 730 - 로드부
721 - 상단홀더부재 722 - 고무부재
723 - 하단플레이트부재 E - 엔진
T - 변속기

Claims (8)

  1. 서포트브라켓트(5)를 통해 변속기(T)측으로 결합되는 전방측절연부와, 크로스멤버(4)측으로 결합되는 후방측절연부 및, 상기 전,후방측절연부를 연결하는 로드부를 갖춘 차량용 롤로드에 있어서,
    상기 후방측절연부(720)는 다수개의 체결볼트(721a)를 통해 크로스멤버(4)에 결합되는 상단홀더부재(721)와, 이 상단홀더부재(721)의 밑면에 덧대어져 결합되는 고무부재(722)와, 이 고무부재(722)의 하단과 암수결합을 통해 끼워져서 가류접착됨과 더불어 상기 고무부재(722)의 외측으로 돌출된 어느 한 부위가 상기 로드부(730)의 일단과 결합되는 하단플레이트부재(723)로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 롤로드.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 상단홀더부재(721)와 고무부재(722)는 다수개의 조립볼트(721b)를 통해 결합이 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 롤로드.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 고무부재(722)의 윗면에는 도우넛모양의 결합돌기(722a)가 상측으로 돌출되게 형성되고, 이 결합돌기(722a)의 내부에는 다수개의 파이프너트(722b)가 서로 이격된 위치에 구비되며, 이 파이프너트(722b)에는 상단홀더부재(721)를 관통한 조립볼트(721b)가 각각 체결되는 것을 특징으로 하는 차량용 롤로드.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 상단홀더부재(721)의 밑면에는 한 쌍의 가이드돌기(721c)가 하측으로 돌출되게 형성되고, 이 가이드돌기(721c)사이에는 상기 고무부재(722)의 결합돌기(722a)와 암수결합되는 결합홈(721d)이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 롤로드.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 하단플레이트부재(723)는 고무부재(722)의 하단부가 관통되는 조립구멍(723a)이 형성되면서 이 조립구멍(723a)의 내주면이 상기 고무부재(722)의 하단에서 외주면을 따라 형성된 조립홈(722c)으로 끼워져 가류접착되는 고무부재결합부(723-1)와, 이 고무부재결합부(723-1)의 측방으로 돌출형성되어 결합볼트(723b)를 통해 상기 로드부(730)의 일단과 결합되는 로드부결합부(723-2)로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 롤로드.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 로드부결합부(723-2)의 선단은 상기 로드부(730)의 일단에 요크모양으로 형성된 끼움홈(731)으로 삽입된 상태에서 상기 결합볼트(723b)를 통해 로드부(730)와 결합이 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 롤로드.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 고무부재(722)의 상하부에는 빈공간으로 된 오목홈부(722d)가 각각 상하면을 통해 개구되도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 롤로드.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 후방측절연부(720)의 중심(C2)이 상기 로드부(730)의 길이를 따라 연장되는 중심선(L)으로부터 상측으로 편심된 위치에 오도록 상기 후방측절연부(720)와 로드부(730)가 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 롤로드.
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