KR100581124B1 - 트랜스 미션 마운팅부 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 FR(Front engine Rear drive) 차량의 트랜스 미션 마운팅부 구조에 관한 것으로, 특히 트랜스 미션 마운팅 브래킷의 스트랩 저부 굴곡부에서의 강성을 보강하여 차량 실내 소음의 저감 및 내구성 향상을 도모한 트랜스 미션 마운팅부 구조에 관한 것이다.

본 발명의 차량의 트랜스 미션 마운팅부 구조는 전방에 위치한 엔진의 동력을 트랜스 미션을 통해 프로펠러 샤프트를 이용하여 후륜에 전달하는 후륜 구동차량의 트랜스 미션 마운팅부 구조에 있어서, 상기 트랜스 미션이 마운팅되는 부분에 하부의 스트랩과, 상기 스트랩의 내측 중앙부에 설치된 부쉬 및 상기 부쉬상에 결착되어 상부의 상기 트랜스 미션을 지지하는 지지브래킷으로 이루어지는 트랜스 미션 마운팅 브래킷을 구비하며, 상기 스트랩의 내측 중앙부에 박스형의 서포터 부재를 삽착시키고, 상기 박스형의 서포터 부재상에 상기 부쉬 및 지지브래킷을 설치하여 트랜스 미션 마운팅 브래킷의 하단 굴곡부에서의 취약한 강성을 보강한 구조이다.

Description

트랜스 미션 마운팅부 구조{Structure of transmission mounting part}

도 1은 FR 차량의 동력전달 구조를 나타낸 개략도,

도 2는 종래의 터널의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도,

도 3은 종래의 센터 플로어 판넬의 저부에 엔진이 결착되는 상태를 도시한 분리 사시도,

도 4a 내지 도 4f 는 종래 트랜스 미션 마운팅 브래킷의 구조를 도시한 도면,

도 5a 는 본 발명에 따른 트랜스 미션 마운팅 브래킷 구조를 나타낸 사시도,

도 5b 는 본 발명의 트랜스 미션 마운팅 브래킷의 단면도,

도 5c 는 본 발명의 트랜스 미션 마운팅 브래킷이 상부의 센터 플로어판넬과 결착된 상태를 도시한 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 트랜스 미션 마운팅 브래킷 구조의 진동특성을 나타낸 그래프임.

< 도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명 >

C : 센터 베어링 E : 엔진

F : 전륜 R : 후륜

S : 프로펠러 샤프트 T : 터널

TM : 트랜스 미션

10 : 센터 플로어 판넬 12 : 레인포스

20,100 : 트랜스 미션 마운팅 브래킷 30 : 트랜스 미션부

110 : 스트랩 120 : 서포트 부재

130 : 지지 브래킷 140 : 부쉬

본 발명은 FR(Front engine Rear drive) 차량의 트랜스 미션 마운팅부 구조에 관한 것으로, 특히 트랜스 미션 마운팅 브래킷을 형성하는 스트랩의 강성을 증대시킴으로써 차량 실내 소음의 저감 및 내구성 향상을 도모한 트랜스 미션 마운팅부 구조에 관한 것이다.

후륜 구동 차량 즉 FR 차량은 엔진의 구동력을 전달하는 트랜스 미션부의 일단에 연결된 프로펠러 샤프트의 중앙부에 센터 베어링을 구비하고 있으며, 상기 센터 베어링이 차체 하부의 센터 플로어 판넬 중앙부에 볼팅 고정된다. 따라서, 엔진 기전력에 의한 하중이 상기 트랜스 미션 마운팅부를 통하여 센터 플로어 판넬로 입력되기 때문에, 트랜스 미션 마운팅부 입력점 강성이 앞좌석의 소음이나 차량의 내구성에 있어서 중요한 요소가 된다.

종래의 FR 차량의 동력전달 구조는 도 1에 도시된 바와 같이 엔진(E)이 전방에 위치하고 엔진(E)의 구동력을 트랜스 미션(TM)을 통해 프로펠러 샤프트(S)를 이 용하여 후륜(R)에 전달하는 방식을 취하고 있으며, 상기 프로펠러 샤프트(S)는 대략 중앙부위에 센터 베어링(C)을 구비하여 상기 센터 베어링(C)이 차체의 저면에 형성된 터널에 볼팅으로 고정된다. 따라서 상기 트랜스 미션(TM) 마운팅부가 차체의 전방에 있어서는 주요한 진동의 입력점이 되며 소음의 발생 원인이 된다.

상기 트랜스 미션(TM) 마운팅 부분의 진동이 과다한 경우 국부 강성에서도 문제가 생기며, 또 한편으로 트랜스 미션(TM)이 마운팅되는 부위가 앞좌석의 바로 밑 부분이기 때문에 앞좌석 승객에게 과도한 소음이 전달되는 문제점을 가지고 있다. 참고로 종래에는 이 부분의 강성이 대략 100kgf/mm 정도 되었다.

도 2는 종래의 센터 플로워 판넬에 형성된 터널의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도시된 바와 같이, 센터 플로어 패넬(10)의 중앙에 터널(T)을 형성하고 상기 터널(T)의 상부면을 레인포스(12)로 보강하고, 터널(T)의 하부 좌우측면에 터널레인포스(14)를 이용하여 보강하고 있다.

도 3은 종래의 센터 플로어 판넬의 저부에 엔진이 결착되는 상태를 도시한 분리 사시도이다.

도시된 바와 같이, 차량의 엔진(E)은 차체에 고정된 저부의 서브 프레임(50)의 상부에 얹혀 지지되고, 그 상부에는 센터 플로어 판넬(10)이 위치하며, 엔진(E) 측의 트랜스 미션(30)은 저부의 트랜스 미션 마운팅 브래킷(20)에 의해 지지된다. 상기 트랜스 미션(30)은 그 일측단이 프로펠러 샤프트(S)의 선단부에 연결되어 엔진에서 발생된 동력을 후륜측으로 전달한다.

도 4a 내지 도 4f 는 종래의 트랜스 미션 마운팅 브래킷의 구조를 도시한 도면으로서,

도 4a 는 종래의 트랜스 미션 마운팅 브래킷에 의해 트랜스 미션이 지지되는 상태를 도시한 사시도이고, 도 4b 는 상기 도 4a 의 A-A 선에 따른 단면도이다.

도 4c 는 종래의 트랜스 미션 마운팅 브래킷의 구조를 도시한 사시도이며, 도 4d 는 종래의 트랜스 미션 마운팅 브래킷이 상부의 센터 플로어 판넬과 결착되는 상태를 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 트랜스 미션 마운팅 브래킷(20)은 중앙부에 하측으로 굴곡된 굴곡부(w)가 형성된 스트랩(21)과, 상기 스트랩(21)의 가운데 굴곡부(w)상에 부착된 탄성체인 부쉬(25)와, 상기 부쉬(25)에 저부가 결착되고 상측부는 트랜스 미션(30)의 저부에 위치하여 트랜스 미션(30)을 지지하는 트랜스 미션 지지브래킷(23)으로 구성된다.

상기 스트랩(21)의 양측단은 상기 도 4d에 도시된 바와 같이, 센터 플로어 판넬(10)의 저부에 결착된 터널 레인포스(14)에 결착부재(22)에 의해 고정되고, 가운데의 굴곡부(w)는 양측면이 약간 경사진 대략 유자(U)형상으로 형성된다.

상기 트랜스 미션 지지브래킷(23)은 탄성체인 부쉬(25)의 양측면에 양단이 고정되어 부쉬(25)의 상부부위를 덮는 부쉬 케이스(23a)와, 상기 부쉬 케이스(23a)의 양측면에 하단이 고정되고 상단은 상기 부쉬 케이스(23a)의 상측으로 연장되어 나와, 연장부 상측의 일단이 바깥방향으로 꺾여진 형태의 트랜스 미션 지지브래킷부재(23b)로 이루어진다.

상기 트랜스 미션 지지브래킷(23b)은 상기 도 4b 에 도시된 바와 같이, 그 상측부위가 상기 트랜스 미션(30)의 저부에 형성된 트랜스 미션 결착구(31)의 저부에 위치하여 트랜스 미션(30)을 지지하게 된다. 따라서 상기 트랜스 미션 지지브래킷(23)은 트랜스 미션(30)의 축방향에 대해 횡방향으로 배열되어 있는 구조이다.

상기와 같은 종래의 트랜스 미션 마운팅 브래킷(20) 구조에 있어서, 스트랩(21)의 양측단부에 힘을 가하여 스트랩(21)이 변형되는 상태를 관찰한 스트랩(21)의 벤딩 모드를 도 4e 에 도시하였다.

상기 스트랩(21)의 벤딩모드에서 나타나는 현상은 스트랩(21)의 양측 하단 굴곡부(a,b)에서 대체로 큰 변형이 일어남을 알 수 있다.

또한, 상기와 같은 종래의 트랜스 미션 마운팅 브래킷(20)에 대한 스트레인 에너지 분석을 실시하고, 그 결과를 도 4f 에 도시하였다.

상기 스트레인 에너지 분석을 통해서는, 스트랩(21)의 양측 하단 굴곡부(a,b) 영역에 스트레인 에너지가(SE)가 집중되는 것을 알 수 있으며, 이를 통해 스트랩(21)의 양측 하단 굴곡부가 가장 강성이 취약한 부분이 됨을 알 수 있다.

상기와 같이 종래의 트랜스 미션 마운팅 브래킷 구조에 있어서는, 트랜스 미션(30)의 회전에 의한 흔들림이나 상하 좌우 이동에 의한 힘이 스트랩(21)에 인가될 경우, 상기 스트랩(21)의 하부 양측 굴곡부(a,b)에서의 변형이 크게 발생하게 되고, 이로 인해 흔들림이나 진동이 쉽게 발생하게 되고, 발생된 진동은 스트랩(21)에 함께 체결된 센터 플로어 판넬을 통해 차량 실내로 전달되어 차량 내부에서 진동 및 소음을 느끼게 하는 요인이 된다.

또한, 상기 종래의 트랜스 미션 마운팅 브래킷 구조에 있어서는 내부 공간상의 제약으로 인해 상기 스트랩의 하단 굴곡부의 강성을 증대시키기 위한 별도의 보강수단을 추가할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 후륜 구동 차량에 있어서 진동의 입력점이 되는 트랜스 미션 마운팅 브래킷의 강성을 증대시킴으로써 내구성을 향상시키고 소음을 감소시킬 수 있는 트랜스 미션 마운팅 브래킷 구조를 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 전방에 위치한 엔진의 동력을 트랜스 미션을 통해 프로펠러 샤프트를 이용하여 후륜에 전달하는 후륜 구동차량의 트랜스 미션 마운팅부 구조에 있어서, 상기 트랜스 미션이 마운팅되는 부분에 저부에 설치되는 스트랩과, 상기 스트랩의 내측 중앙부에 스트랩 하단 양측단에서의 강성을 증대시키기 위해 삽착되는 박스형의 서포터부재와, 상기 서포터부재상에 설치되는 트랜스 미션 지지부를 포함하며, 상기 트랜스 미션 지지부는 부쉬와 트랜스 미션 지지브래킷으로 구성되고, 상기 트랜스 미션의 축 방향인 전후 방향의 배열구조가 되도록 한 것을 특징으로 한다.

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이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 5a 는 본 발명에 따른 트랜스 미션 마운팅 브래킷의 구조를 나타낸 사시도이고,

도 5b 는 상기 트랜스 미션 마운팅 브래킷의 단면도이다.

본 발명에 따른 후륜 구동 차량의 트랜스 미션 마운팅부 구조는 차량 전면의 센터 플로어 판넬의 저부에 위치한 종래 트랜스 미션 마운팅 브래킷에 있어서, 스트랩의 내부에 좌우 벤딩 억제형 서포터부재(120)를 구비하고, 서포터부재(120)상에 트랜스 미션 지지부(130,140)가 장착된 구조를 이룬다.
상기 트랜스 미션 지지부(130,140)는 부쉬(140)와, 상기 부쉬(140)에 부착된 트랜스 미션 지지브래킷(130)으로 구성되며, 트랜스 미션 지지브래킷(130)의 설치 방향을 조정하여 스트랩(110)의 강성 취약부에 보강수단을 장착할 수 있는 설계 공간의 여유를 얻을 수 있도록 하는 것이다.

앞서 설명한 바와 같이, 차량의 바닥을 형성하는 센터 플로어 판넬의 중앙부에는 종방향으로 터널(T)이 형성되어 있어서 상기 터널(T)의 내부로 엔진의 동력을 후륜으로 전달하는 프로펠러 샤프트(S)가 통과하는 구조를 가지고 있다. 상기 프로펠러 샤프트(S)의 전방에 트랜스 미션(30)이 결착되고, 상기 트랜스 미션(30)은 그 저부의 트랜스 미션 마운팅 브래킷(100)에 의해 고정되는데, 이 부분이 진동의 입력점이 되며 이 부분의 강성을 보강하기 위한 일련의 보강수단들이 구비된다.

즉, 본 발명에 따른 트랜스 미션 브래킷(100)은 스트랩(110)의 중앙 굴곡부(w)에 박스형의 서포터부재(120)를 삽착시키고, 상기 박스형의 서포터부재(120)의 중앙부 홈의 양측에 트랜스 미션 지지브래킷(130)이 결착된 부쉬(140)를 결착시키고 있다.

본 발명의 부쉬(140)는 종래의 트랜스 미션 마운팅 브래킷(도 4c의 20) 구조에서 설치되었던 부쉬(25)를 90도 회전시켜 트랜스 미션(30)의 축방향과 같은 방향이 되도록 위치를 변경한 형태로서, 이러한 부쉬(140)의 설치방향 변경으로 스트랩(110)의 강성 취약부에 별도의 보강수단을 설치할 수 있는 공간이 확보되며, 이는 보강수단 설치에 따른 설계 자유도를 증대시키게 된다.

한편, 상기 부쉬(140)의 설치방향 변경에 따라 부쉬(140)에 결착되어 있는 트랜스 미션 지지브래킷(130)의 방향도 변하게 되므로, 상기 지지브래킷(130)과 대응하는 트랜스 미션(30)의 결착구(도 4b의 31)의 위치도 변형시켜주어야 한다. 즉, 트랜스 미션 결착구(31)도 본 발명의 트랜스 미션 지지브래킷(130)의 종방향 배열구조에 맞도록 트랜스 미션 축방향 배열이 되도록 그 위치를 변경시켜 준다. 이러한 트랜스 미션 결착구(31)의 위치변경은 충분한 공간확보가 되어 있고, 작업이 용이하여 결착구(31) 위치 변경에 따른 어려움은 따르지 않는다.

상기 박스형의 서포터부재(120)는 스트랩(110)의 내측 굴곡부(w)에 삽착되는 부재로서, 스트랩(110)에 인가되는 외부힘에 대한 변형, 진동 등의 발생을 억제하도록 일정 두께와 폭을 가지며, 상부면상에는 부쉬(140)가 장착되는 일정 크기의 홈이 형성되어 있다.

따라서 상기 서포터부재(120)는 스트랩(110)에 인가되는 외부힘에 의해 좌, 우, 상하 방향으로 스트랩(110)이 벤딩되도록 하는 힘을 억제시켜 스트랩(110)의 좌우, 상하 방향의 벤딩강성을 증대시키는 역할을 하게 된다. 또한 상기 부쉬(140)와 부쉬(140)에 결착된 트랜스 미션 지지브래킷(130)이 축방향인 길이 방향으로 놓이도록 함으로써 스트랩(110)의 벤딩강성을 증대시키는 보강 구조물을 형성시킬 수 있는 설계공간이 형성되도록 하여 설계 자유도를 향상시키는 역할을 한다. 아울러, 차량의 정면 충돌시 트랜스 미션부의 밀림을 억제시키는 역할을 하게 되어 탑승 승객의 다리 상해치를 저감할 수 있는 효과도 얻을 수 있다.

도 5c 는 본 발명의 트랜스 미션 마운팅 브래킷(100)이 상부의 센터 플로어판넬(10)과 결착된 상태를 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 스트랩(110)의 양측단부(111)는 센터 플로워판넬(10)의 터널(T) 하부의 좌, 우측면에 부착되는 터널 레인포스(14)의 하부에 결착수단(40)에 의해 고정되며, 상기 결착수단(40)으로 볼트와 너트를 이용한다. 이때, 상기 센터 플로워 판넬(10)의 상부에는 레인포스(12)가 위치하여 센터 플로어 판넬(10)의 강성을 증대시킨다.

따라서 트랜스 미션 마운팅 브래킷의 스트랩에서 발생되는 변형이나 진동 등은 상기 터널 레인포스(14), 센터 플로어 팬널(10)을 통해 차량의 실내로 전달되게 된다.

도 6은 본 발명에 따른 트랜스 미션 마운팅 브래킷 구조의 진동특성을 나타낸 그래프이다.

그래프의 수평축은 진동주파수(Hz)를 나타낸 것이고, 수직축은 진동감도(dB)를 나타낸 것인데, 일반적으로 200Hz 이하의 영역은 소리에 의한 진동영역이고, 노면에 의한 가진이나 엔진의 기진력에 의한 진동은 대략 200Hz에서 500Hz사이의 범위이기 때문에 트랜스 미션 마운팅부의 강성에 있어서 이 주파수 영역이 관심영역이 된다. 진동감도가 낮을 수록 진동이 잘 전달되지 않는다는 것이므로 수직축의 아래쪽에 위치할수록 진동성능이 좋은 것이고, 진동감도가 높을 수록 공진 등에 의해 진동발생이 많아 진동이나 소음에 있어서 불리한 것이다.

참고로, 상기 예시한 데이터는 트랜스 미션 마운팅부에서의 상하방향으로의 진동을 측정한 것이다.

도면에서 굵은 실선으로 나타낸 그래프(α)가 트랜스 미션 마운팅 브래킷에서의 강성이 100kgf/mm일 때의 진동특성을 나타낸 것이고, 하부의 점선으로 나타낸 그래프(β)가 트랜스 미션 마운팅 브래킷에서의 강성이 500kgf/mm일 때의 진동특성을 나타낸 것이다.

또한 가운데의 일점쇄선으로 도시한 그래프(γ)는 바람직한 강성 커브를 나타내는 것이다.

따라서 종래의 트랜스 미션 마운팅 브래킷에서는 도시한 그래프(α)와 같은 특성을 나타내고 있으며, 대략 100kgf/mm의 강성을 가지는 것으로 평가된다. 반면에, 본 발명에 따른 트랜스 미션 마운팅 브래킷에서의 입력점 강성은 그래프(β)와 같은 특성을 나타내고 있으며, 대략 500kgf/mm의 강성을 가지는 것으로 평가되어 종래 기술 대비 약 5배의 강성증가 효과를 가져오게 된다.

따라서 안정적인 입력점 강성 확보로 인한 소음 저감 효과를 예상할 수 있다.

본 발명은 부쉬 및 부쉬에 결착된 트랜스 미션 지지브래킷의 설치방향을 트랜스 미션 중심축의 전후 방향으로 향하도록 설치함으로써 트랜스 미션 마운팅부의 강성 보강물 설치에 따른 설계 자유도를 증대시키고, 스트랩의 내측 중앙부에 박스형의 서포터부재를 삽착시킴으로써 스트랩의 좌우 벤딩 강성을 증대시켜 트랜스 미션 마우팅 브래킷 구조에서의 상하좌우 방향의 입력점에서 진동 절연 효과를 가져오며, 차량 실내의 운전자 및 승객이 느끼는 소음을 크게 줄일 수 있는 효과를 얻는다.

아울러, 본 발명에 따른 트랜스 미션 마운팅부 강성 증대구조는 상대적으로 취약한 트랜스 미션 마운팅부 입력점에서의 강성을 500kgf/mm 수준으로 향상시킴으로써 실내 소음을 저감하고 내구성을 향상시키는 효과를 가져온다.

Claims (2)

1. 전방에 위치한 엔진의 동력을 트랜스 미션을 통해 프로펠러 샤프트를 이용하여 후륜에 전달하는 후륜 구동차량의 트랜스 미션 마운팅부 구조에 있어서,

   상기 트랜스 미션이 마운팅되는 부분의 저부에 설치되는 스트랩과,

   상기 스트랩의 내측 중앙부에 스트랩 하단 양측단에서의 강성을 증대시키기 위해 삽착되는 박스형의 서포터부재와,

   상기 서포터부재상에 설치되는 트랜스 미션 지지부를 포함하며,

   상기 트랜스 미션 지지부는 부쉬와 트랜스 미션 지지브래킷으로 구성되고, 트랜스 미션의 축 방향인 전후 방향의 배열구조가 되도록 한 것을 특징으로 하는 트랜스 미션 마운팅부 구조.
2. 삭제

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