KR100533462B1 - 차량의 롤 로드 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 차체에 엔진 또는 변속기를 고정시키는 롤 로드 시스템(Roll rod system)에 관한 것으로서, 특히 롤 로드 시스템의 축방향에서 발생되는 진동을 축방향 및 원주방향으로 분산시켜 완충시키기 때문에 진동을 보다 효과적으로 완충시키는 효과가 있다.

Description

차량의 롤 로드 시스템 {Roll rod system of automobile}

본 발명은 차량의 차체에 엔진 또는 변속기를 고정시키는 롤 로드 시스템(Roll rod system)에 관한 것으로서, 특히 롤 로드 시스템의 축방향으로 발생되는 쇼크 또는 저크 및 롤 로드 시스템의 반경방향으로 발생되는 진동을 동시에 저감시킬 수 있는 롤 로드 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 엔진은 피스톤과 컨로드의 상하 운동에 의한 중심 위치의 주기적 변화 및 크랭크 축의 회전력에 의해 좌우로의 흔들림 등으로 항상 진동이 발생되고, 이러한 진동은 좌우 방향 또는 상하 방향으로 나타남에 따라 실린더가 작은 엔진은 설린더가 많은 엔진보다 진동이 커질 뿐 아니라 저속 회전시가 고속 회전시보다 진동이 커지게 된다.

상기와 같이 엔진은 섀시의 프레임 또는 바디에 지지되어 있으나, 엔진의 진동이 섀시나 바디에 전해져 승차감이 나빠지지 않도록 반드시 탄성체에 의한 방진 장치가 설치된다.

특히, 승용차의 경우 엔진과 변속기가 보통 함께 조립된 파워 플랜트가 엔진룸 내에 고정되어 차량 주행시 동일한 상태로 거동됨으로 이들을 장착할 때에 하나의 물체로 간주하고 전체적인 관점에서 중략을 지지하고 유동을 제어하기 위하여 롤 로드 시스템이 적용된다.

도 1은 종래의 롤 로드 시스템이 도시된 평면도이다.

종래의 롤 로드 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 차체에 고정되는 축을 둘러싸는 부분인 이너 파이프(2)와, 상기 이너 파이프(2) 외둘레에 일정 간격을 두고 형성된 아우터 파이프(4)와, 상기 이너 파이프(2)와 아웃터 파이프(4) 사이에 압입되어 방진 역할을 하게 되는 고무재질의 방진부재(6)와, 상기 아웃터 파이프(4) 외주면에 고정되어 엔진 또는 변속기와 연결된 축이 연결된 브래킷(8)을 포함하여 이루어진다.

상기와 같이 구성된 롤 로드 시스템이 엔진 및 변속기를 차체에 고정시킴으로 엔진과 변속기가 전후 방향으로 유동되더라도 상기 방진부재(6)가 유동되면서 쇼크(Shock) 및 저크(Jerk)를 저감시킬 뿐 아니라 소음진동성능(NVH : noise vibration harshness)을 개선한다.

이때, 상기 롤 로드 시스템의 축 방향 진동에 의한 충격량에 의한 최대 피크치가 쇼크이고, 쇼크 이후 차량이 전후 방향으로 울컹거리는 진동을 저크라 하며, 이러한 쇼크와 저크는 주행 중 운전자가 직접 느낄 수 있으므로 운전자가 차량의 성능 및 품질을 평가하는데 중요한 요소가 될 뿐 아니라 나아가 차량의 상품성에 지대한 영향을 미치게 된다.

이와 같이, 상기 쇼크와 저크를 저감시키기 위해서는 상기 엔진 및 변속기의 축 방향 진동을 잡아줄 수 있도록 비교적 댐핑강성이 큰 방진부재가 선택되어야 하는 반면, 상기 소음진동성능을 개선하기 위해서는 상기 엔진 및 변속기에서 차체 측으로 전달되는 진동 및 소음을 흡수할 수 있도록 비교적 댐핑강성이 작은 방진부재가 선택되어야 한다.

그러나, 종래의 롤 로드 시스템은 설계 및 제작시 부여된 일정한 탄성값을 가진 방진부재가 적용됨에 따라 쇼크 및 저크를 저감시키는 동시에 차량의 소음진동성능을 향상시키는데 한계가 있다.

또한, 종래의 롤 로드 시스템은 일반 주행시 발생되는 진동을 흡수할 수 있도록 일정한 탄성값을 가진 방진부재가 적용되고, 별도로 쇼크 및 저크를 흡수할 수 있는 별도의 장치가 더 포함됨에 따라 차량의 생산비용이 높아지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 엔진 및 변속기의 작동시 쇼크 및 저크를 저감시키는 동시에 소음진동성능을 개선시킬 수 있는 롤 로드 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 차량의 롤 로드 시스템은 차체에 고정되는 케이스와, 엔진 또는 변속기에 결합되는 브래킷과, 상기 케이스와 브래킷 사이를 연결시키는 연결 파이프와, 상기 케이스 내부에서 상기 연결 파이프와 축방향으로 접촉되는 제1방진부재와, 상기 케이스 내부에서 상기 연결 파이프와 원주방향으로 접촉되는 제2방진부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 롤 로드 시스템이 도시된 평단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 롤 로드 시스템이 분해 도시된 평단면도이다.

상기 본 발명에 따른 롤 로드 시스템은 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 차체와 연결되는 케이스(52)와, 엔진 또는 변속기와 연결되는 브래킷(54)과, 상기 케이스(52)와 브래킷(54) 사이에 설치되어 상기 케이스(52)와 상기 브래킷(54)을 연결시키는 연결 파이프(56)와, 상기 케이스(52) 내부에 설치되어 상기 연결 파이프(56)로 전달되는 축방향 진동을 완충시키는 제1방진부재(62)와, 상기 케이스(52) 내부에 설치되어 상기 연결 파이프(56)로 전달되는 축방향 진동을 원주방향으로 전환시켜 완충시키는 제2방진부재(64)를 포함하여 이루어진다.

여기서 상기 케이스(52)는 내부에 상기 연결 파이프(56)의 일단이 내장될 뿐 아니라 상기 제1,2방진부재(62,64)가 압입될 수 있도록 내부에 공간이 형성되고, 상기 차체와 연결된 축이 고정될 수 있도록 차체 장착부(52a,52b)가 형성되며, 일측면에 케이스 관통홀(52h)이 형성되어 상기 연결 파이프(56)의 일단이 관통된다.

다음, 상기 브래킷(54)은 일단에 파워플랜트 장착부(54a)가 형성되고, 상기 파워플랜트 장착부(54a)는 상기 엔진 또는 변속기와 축을 통해 연결되며, 상기 브래킷(54)의 타단에는 브래킷 관통홀(54h)이 형성되어 상기 연결 파이프(56)의 일단이 삽입된다.

그리고, 상기 연결 파이프(56)의 일단 외부면에는 나사산이 형성되고, 상기 연결 파이프(56)의 일단은 상기 브래킷 관통홀(54h)을 통해 삽입된 후 고정너트(58)가 체결되어 상기 브래킷(54) 측에 고정된다.

구체적으로, 상기 연결 파이프(56)는 외주면에 나사산이 형성된 원통형의 고정부(56a)와, 상기 고정부(56a) 반대측에 위치되어 소정의 경사면이 형성된 압입부(56b)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 고정부(56a)는 중공의 파이프 형태로 형성되고, 상기 압입부(56b)는 원추형으로 형성되되, 꼭지단이 평면으로 형성된다.

그래서 상기 압입부(56b)의 양측에는 각각 평면이 형성되고, 상기 각 평면은 상기 제 1 방진부재(62)와 접촉되며, 상기 압입부(56b)의 경사면은 상기 압입부(56b) 둘레에 설치된 제 2 방진부재(64)와 접촉된다.

다음, 상기 제1,2방진부재(62,64)는 서로 다른 탄성계수를 가진 재질로 이루어지되, 상기 제 1 방진부재(62)에 의한 완충효과가 더 큰 바, 상기 제1방진부재(62)의 탄성력이 상기 제 2 방진부재(64)의 탄성력보다 크도록 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 케이스(52)는 상기 브래킷(54)을 통해 일방향으로만 힘 또는 진동을 전달받기 위해 상기 브래킷(54)의 회전을 방지하는 위치결정수단(60)이 형성되고, 상기 위치결정수단(60)은 상기 브래킷(54)의 조립 위치를 정렬하는 기능을 겸한다.

여기서, 상기 위치결정수단(60)은 상기 브래킷 관통홀(54h) 외둘레 측에 형성된 다수개의 가이드 홀(60b)과, 상기 케이스(52)에서 상기 브래킷(54) 측으로 돌출된 다수개의 가이드 리브(60a)로 구성된다.

물론, 실시예에 따라 상기 가이드 홀(60b)과 상기 가이드 리브(60a)의 위치는 서로 바뀌어 형성되어도 무방하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 롤 로드 시스템에 쇼크 및 저크 발생시 힘의 전달 방향이 도시된 도면이고, 도5는 본 발명에 따른 롤 로드 시스템에 진동 발생시 힘의 전달 방향이 도시된 도면이다.

먼저, 상기 힘의 전달 방향을 간략히 설명하면, 엔진 또는 변속기는 본 발명의 롤 로드 시스템을 통해 차체에 고정되고, 상기 엔진 또는 변속기에서 발생된 진동은 본 발명의 롤 로드 시스템을 통해 감쇠 또는 완충되어 차체 측에 전달된다.

구체적으로, 상기 엔진 또는 변속기는 상기 파워플랜트 장착부(54a)를 통해 연결되므로, 발생된 진동이 상기 파워플랜트 장착부(54a)를 통해 상기 브래킷(54)으로 전달되고, 상기 브래킷(54)은 상기 고정너트(58) 및 상기 위치결정수단(60)을 통해 고정된 바, 상기 브래킷(54)으로 전달된 진동은 상기 연결 파이프(56)로 전달된다. 여기서, 상기 연결 파이프(56)에 전달되는 진동은 도시된 연결 파이프(56)의 길이 방향 즉, 축 방향(도 4에서 오른쪽 방향)으로 전달되는 바, 상기 엔진 측으로 부터 전달되어 온 진동은 상기 연결 파이프(56)를 오른쪽으로 이동시키고, 상기 연결파이프(56)의 이동에 의해 상기 압입부(56b)와 상기 브래킷(54) 사이에 위치된 제 1 방진부재(62)가 압축되면서 상기 진동을 흡수한다. 그래서, 상기 연결 파이프(56)가 축방향으로 진동되는 경우, 상기 제 1, 2 방진부재(62)(64)는 상기 연결 파이프(56)에 전달된 진동을 감쇠 또는 완충시켜, 상기 케이스(52) 측으로 최소한의 진동 만이 전달되게 한다.

특히, 차량이 일반적으로 변속시 또는 급출발 및 급정차시 상기 롤 로드 시스템의 작동을 도 4를 참조로 하여 살펴보면, 상기 엔진 또는 변속기가 상기 롤 로드 시스템의 축 방향으로 큰 충격량이 가해짐에 따라 축 방향으로 쇼크 및 저크가 발생된다.

이러한 쇼크 및 저크는 상기 제 1, 2 방진부재(62)(64)에 의해 완충되는 바, 상기 제 1 방진부재(62)는 상기 압입부(56b)의 양측에 위치되어 상기 축방향으로 전달되는 진동을 직교하는 방향에 대하여 완충작용하며, 상기 제 2 방진부재(64)는 상기 축방향으로 전달되는 진동 중 일부를 경사면을 통해 경사방향으로 전환시킨 뒤 완충작용한다. 그래서, 상기 진동이 도면의 좌측에서 우측으로 작용하는 경우 상기 케이스(52) 내의 우측에 설치된 제 1 방진부재(62)가 주된 완충작용을 하게 되고, 상기 제 2 방진부재(64)는 상기 압입부(56b)가 우측으로 이동될 때 상기 압입부(56b)와 밀착되면서 상기 진동 중 일부를 완충시킨다. 즉, 상기 압입부(56b)와 경사지게 접촉되어 설치된 제 2 방진부재(64)는 축방향으로 전달되는 힘 중 일부를 경사면 방향으로 변환시켜 완충작용을 하고, 이를 통해 상기 진동을 순차적으로 완충시킴으로서 급격한 힘의 전달을 방지한다.

이때, 상기 제1방진부재(62)는 상기 제 2 방진부재(64)에 비해 큰 탄성력을 갖도록 하여 내구성을 증가시키는 것이 바람직하다.

반면, 차량이 일반적으로 주행될 경우 상기 롤 로드 시스템의 작동을 도 5를 참조로 하여 살펴보면, 상기 엔진 또는 변속기에서 발생되는 진동이 상기 제 2 방진부재(64)에 의해 대부분 완충된다. 즉, 일반적인 주행의 경우 엔진 또는 변속기 측에서 전달되는 진동의 변위가 작기 때문에 상기 연결 파이프(56)가 축방향으로 진동되더라도 상기 제 2 방진부재(64)에 의한 완충작용으로 충분한 감쇠 또는 완충이 이루어진다. 더불어 탄성력이 약한 상기 제 2 방진부재(64)의 경우 저변위 진동에 대해 보다 효과적인 완충작용을 실시하게 된다. 왜냐하면, 연성재질의 경우 탄성력이 작은 대신 반발력 또한 작은 바, 저변위 진동을 완충시키는데 보다 적합하다.

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한편, 본 발명에 따른 롤 로드 시스템의 설치과정을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 상기 연결 파이프(56)의 고정부(56a) 측으로 우측 제 1 방지부재(62)를 삽입하고, 상기 압입부(56b)의 경사면에 상기 제 2 방진부재(64)를 압입한다. 그리고, 상기 제 1, 2 방진부재(62)(64)가 설치된 연결 파이프(56)를 상기 케이스 관통홀(52h)에 안착시킨다. 이와 같이 설치한 후 상기 연결 파이프(56)의 좌측에 제 1 방진부재(62)를 설치한다. 이때, 상기 연결 파이프(56) 및 상기 우측 제 1 방진부재(62)/제 2 방진부재(62)(64)가 이동되지 않도록 상기 케이스(52) 내에 상기 좌측 제 1 방진부재(62)를 압입하여 설치한다. 이후 미도시된 상기 케이스(52)의 상부를 조립하여 상기 케이스(52)의 조립을 완료한다. 그리고, 상기 조립된 케이스(52)에서 우측으로 돌출된 연결파이프(56)를 상기 브래킷 관통홀(54h)에 삽입하는 것과 동시에 우측으로 돌출된 가이드 리브(60a)를 상기 가이드 홀(60b)에 삽입하여 위치를 조정한 후, 상기 고정너트(58)를 체결하여 상기 브래킷(54)과 상기 케이스(52)의 조립을 완료한다.

이와 같이, 본 발명의 롤 로드 시스템은 서로 다른 탄성력을 지닌 제1,2방진부재(62,64)가 설치되어 변속 또는 급출발 및 급정차시 발생될 수 있는 진동 및 저크를 잡아줄 뿐 아니라 일반적인 주행시 발생되는 진동을 효과적으로 완충시킨다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 롤 로드 시스템은 서로 다른 탄성력을 갖는 두 종류의 방진부재가 설치되기 때문에 변속 또는 급출발 및 급정차시 발생될 수 있는 큰 진동 및 일반적인 주행시 발생되는 작은 진동을 효과적으로 완충시켜 승차감을 향상시킨는 효과가 있다.

또한, 쇼크 발생시 쇼크를 저감시키기 위한 롤 로드 시스템 이외의 장치가 불필요함으로 차량의 생산비용을 절감시킬 수 있는 이점이 있다.또한, 본 발명에 따른 차량의 롤 로드 시스템은 축방향으로 전달되는 진동을 축방향 및 원주방향으로 분산시켜 완충시키기 때문에 진동에 의한 힘의 집중이 발생되는 것을 방지함과 아울러 전달되는 힘을 여러 방향으로 분산시켜 방진부재의 내구성을 향상시키는 이점을 가지고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 롤 로드 시스템이 도시된 평면도,

도 2는 본 발명에 따른 롤 로드 시스템이 도시된 평단면도,

도 3은 본 발명에 따른 롤 로드 시스템이 분해 도시된 평단면도,

도 4는 본 발명에 따른 롤 로드 시스템에 쇼크 및 저크 발생시 힘의 전달 방향이 도시된 도면,

도 5는 본 발명에 따른 롤 로드 시스템에 진동 발생시 힘의 전달 방향이 도시된 도면이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

52 : 케이스 54 : 브래킷

56 : 연결 파이프 58 : 고정너트

60 : 위치결정수단 62 : 제1방진부재

64 : 제2방진부재

Claims (8)

1. 차체에 고정되는 케이스와,

   엔진 또는 변속기에 결합되는 브래킷과,

   상기 케이스와 브래킷 사이를 연결시키는 연결 파이프와,

   상기 케이스 내부에서 상기 연결 파이프와 축방향으로 접촉되는 제1방진부재와,

   상기 케이스 내부에서 상기 연결 파이프와 원주방향으로 접촉되는 제2방진부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 롤 로드 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 연결 파이프는 일단이 상기 브래킷 관통홀에 끼움되어 고정너트로 고정되고, 타단이 상기 케이스 내부의 제1방진부재와 제2방지부재 사이에서 압입되어 설치된 것을 특징으로 하는 차량의 롤 로드 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 연결 파이프는 상기 고정너트가 끼움되도록 외주면에 나사산이 형성된 고정부와, 상기 고정부와 단차지게 연결되어 선,후단에 상기 제1방진부재가 접촉됨과 아울러 외주면에 상기 제2방진부재가 접촉되도록 설치된 압입부로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 롤 로드 시스템.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 연결 파이프는 상기 압입부가 타단으로 갈수록 그 직경이 작아지도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 롤 로드 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1방진부재는 상기 제2방진부재보다 탄성력이 큰 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 롤 로드 시스템.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 롤 로드 시스템은 상기 케이스와 브래킷에 형성되어 상기 연결 파이프가 상기 브래킷 관통홀에 정확하게 조립되도록 하는 위치결정수단이 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 롤 로드 시스템.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 위치결정수단은 상기 브래킷 관통홀 외둘레 측에 형성된 다수개의 가이드 홀과, 상기 가이드 홀에 끼움될 수 있도록 상기 케이스의 외측면에 상기 브래킷 측으로 돌출되도록 형성된 다수개의 가이드 리브로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 롤 로드 시스템.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 위치결정수단은 상기 브래킷 관통홀 외둘레 측에 상기 케이스 측으로 돌출되도록 형성된 다수개의 가이드 리브와, 상기 가이드 리브가 끼움될 수 있도록 상기 케이스의 외측면에 형성된 다수개의 가이드 홀로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 롤 로드 시스템.