KR100873246B1 - 자동차의 서브프레임용 다이나믹 댐퍼장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차의 서브프레임용 다이나믹 댐퍼장치에 관한 것으로서, 자동차의 정면 충돌 시 엔진 및 트랜스미션의 충돌 흡수 공간 확보 대비 충돌 성능에 불리하지 않도록 리어 멤버의 상부에 일정한 크기의 삽입홈을 천공하고, 여기에 질량체, 부시가 내부에 장착된 "ㄷ"자 형상의 마운팅 브라켓으로 이루어진 구성으로 장착됨으로써, 실차 가속 소음 대비 개선 효과가 있으면서 정면 충돌 성능에 불리하지 않은 자동차의 서브프레임용 다이나믹 댐퍼장치에 관한 것이다.
자동차, 서브프레임, 다이나믹 댐퍼장치, 마운팅 브라켓, 질량체, 부시, 삽입홈

Description

자동차의 서브프레임용 다이나믹 댐퍼장치{Dynamic damper device for sub frame in automobile}
본 발명은 자동차의 서브프레임용 다이나믹 댐퍼장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차의 정면 충돌 시 엔진 및 트랜스미션의 충돌 흡수 공간 확보 대비 충돌 성능에 불리하지 않도록 리어 멤버의 상부에 일정한 크기의 삽입홈을 천공하고, 여기에 삽입되게 장착한 자동차의 서브프레임용 다이나믹 댐퍼장치에 관한 것이다.
일반적으로, 다이나믹 댐퍼(동흡진기라고도 함)는 어느 시스템에 부가적인 질량을 일정 탄성계수로 장착하여 그 시스템에서 발생하는 진동을 저감시키고자 하는 특정 공진주파수에 대해 그 다이나믹 댐퍼의 고유진동수를 맞춤으로써 시스템에서 발생하는 진동을 저감하게 되며, 상기 다이나믹 댐퍼의 공진주파수가 질량체의 질량과 탄성계수에 결정되므로 질량체의 질량 또는 탄성계수를 조정해주는 것으로도 원하는 진동의 공진주파수를 설정하여 감쇄시킬 수 있는 간단한 장치이다.
한편, 차량에 설치되는 서브프레임은 엔진, 변속기, 현가계 및 조향계가 장착되며 지지되는 부품으로서, 진동의 전달계 및 지지부의 역할을 수행하는 매우 중요한 부품이며, 진동의 절연 혹은 전달율의 저감을 위해 장착 강성의 향상을 도모하고 있다.
그러나 강성의 향상만으로는 모든 진동을 제어하기가 어려우며, 특히 각 부품의 공진이 상용운전 조건에 존재할 경우에는 추가적으로 다이나믹 댐퍼를 장착하고 있다.
상기와 같은 서브프레임에는 차량의 주요부품인 엔진, 조향계 및 현가계가 장착되므로 이들 부품의 공진모드가 모두 서브프레임에 영향을 주게 되는데, 특히 엔진에서부터 발생하는 부밍 소음은 서브프레임의 공진모드와 중첩되어 증폭되기도 하며, 조향계의 세이크 특성 또한 서브프레임의 진동 특성에 영향을 미치게 된다.
이러한 서브프레임에 장착되는 다이나믹 댐퍼는 마운팅 브라켓에 소정의 질량 및 탄성계수를 갖는 것을 사용하며, 그 다이나믹 댐퍼를 서브프레임의 마운팅부에 추가로 장착하거나 마운팅 브라켓에 질량체 및 부시를 장착할 공간을 두어 일체로 제작하여 장착하기로 한다.
그러나, 종래의 다이나믹 댐퍼(1)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 서브프레임(100)의 프론트 멤버(110) 상단 또는 리어 멤버(120)의 후방에 장착하게 되는 바, 자동차의 정면 충돌 시 서브프레임(100) 주변에 위치하고 있는 엔진(200) 및 트랜스미션(300)의 충돌 흡수 공간 확보 측면에서 충돌 성능에 불리한 구조로 작용하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 자동차의 정면 충돌 시 엔진 및 트랜스미션의 충돌 흡수 공간 확보 대비 충돌 성능에 불리하지 않도록 리어 멤버의 상부에 일정한 크기의 삽입홈을 천공하고, 여기에 삽입되게 장착한 자동차의 서브프레임용 다이나믹 댐퍼장치를 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 자동차의 서브프레임용 다이나믹 댐퍼장치는, 서브프레임(100)의 리어 멤버(120) 상단부에 다이내믹 댐퍼(10)가 삽입될 수 있는 삽입홈(20)이 구성되고, 상기 다이나믹 댐퍼(10)는 상기 삽입홈(20)에 삽입되는 상측이 폐쇄되는 동시에 하측이 개구된 "ㄷ"자 형상의 마운팅 브라켓(11)과, 상기 마운팅 브라켓(11)의 개구된 내측에 장착되는 질량체(12)와, 상기 마운팅 브라켓(11) 및 질량체(12) 사이의 여유 공간에 삽입되는 부시(13)로 이루어진 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로서, 상기 마운팅 브라켓(11)은 그 양단에 고정점인 플랜지부(11a)가 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 플랜지부(11a)는 리어 멤버(120)의 삽입홈(20)에 2점 볼트로 결합되도록 볼트 체결홀(11b)이 형성된 것을 특징으로 한다.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 서브프레임용 다이나믹 댐퍼장치에 의하면, 실차 가속 소음 대비 개선 효과가 있으면서 정면 충돌 성능에 불리하지 않은 효과가 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 자동차의 서브프레임용 다이나믹 댐퍼장치를 나타내는 분해사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 자동차의 서브프레임용 다이나믹 댐퍼장치의 장착상태를 나타내는 도면이다.
본 발명은, 서브프레임의 내부에 다이나믹 댐퍼(10)를 내장시켜 보강재로서의 역할을 수행하면서 주파수 분리 및 진동을 상쇄시킬 수 있도록 하는데 그 주안점이 있다.
본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 다이나믹 댐퍼(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 상측이 폐쇄되는 동시에 하측이 개구된 "ㄷ"자 형상의 마운팅 브라켓(11)과, 상기 마운팅 브라켓(11)의 내측에 소정의 질량을 갖는 질량체(12)가 장착되며, 상기 마운팅 브라켓(11) 및 질량체(12) 사이의 여유 공간에 고무재의 부시(13)가 장착되어 있다.
이때, 상기 마운팅 브라켓(11)의 내측면에는 상기 질량체(12) 및 부시(13)가 꼭 맞게 끼워질 수 있게 되어 각각의 구성들이 쉽게 이탈되지 않게 된다.
그리고, 상기 질량체(12)는 일정한 탄성계수를 구비하도록 설정되어 있어 다 이나믹 댐퍼(10)가 목적하는 주파수 대역에 대응하는 진동을 상쇄시킬 수 있도록 되어 있다.
한편, 상기와 같이 구성된 다이나믹 댐퍼(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 서브프레임의 리어 멤버 상단에 수직으로 세워져 삽입될 수 있도록 삽입홈(20)이 천공되어 있다.
이때, 상기 삽입홈(20) 내에 삽입되는 마운팅 브라켓(11)의 양단에는 플랜지부(11a)가 구비되어 있으며, 그 플랜지부(11a)에 2점 볼트 체결홀(11b)이 구비되어 리어 멤버에 형성된 2점 볼트 체결홀(미도시)에 일치시켜 볼트를 체결하면 마운팅 브라켓(11)이 상기 리어 멤버에 견고한 고정 상태를 유지하게 된다.
상기 마운팅 브라켓(11)에 고정되어 있는 동시에 삽입홈(20) 내에 삽입된 다이나믹 댐퍼(10)의 구성 요소들, 즉 질량체(12) 및 부시(13)는 리어 멤버로부터 이탈되지 않고 견고한 삽입 상태를 유지하면서 서브프레임에 전달되는 국부적인 진동을 흡수하게 된다.
첨부한 도 3 및 도 4는 본 발명에 다른 자동차의 서브프레임용 다이나믹 댐퍼장치의 NVH 및 부밍 성능을 나타내는 그래프로서, 이와 같이 서브프레임(100)의 리어 멤버(120) 내부에 다이나믹 댐퍼(10)를 장착할 경우, 본 기술의 적용 효과로 NVH 성능에 있어서, 서브프레임(100)의 리어 멤버(120) 가진 및 응답 시 4000 ~ 5000 rpm 영역에서 진동 감도 3 dB 이상 개선 효과가 있으며, 서브프레임(100)의 리어 멤버(120) 가진 후 실내 운전자 귀 위치 소음 측정 시 3 ~ 5 dB 소음 저감 개선 효과가 있다.
따라서, 본 발명은 다이나믹 댐퍼(10)를 서브프레임의 내부에 내장시킴에 따라 엔진 및 트랜스미션의 간섭 및 패키지 상의 제약을 전혀 받지 않게 되어 엔진룸의 레이아웃을 효율적으로 운영할 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차의 서브프레임용 다이나믹 댐퍼장치를 나타내는 분해사시도,
도 2는 본 발명에 따른 자동차의 서브프레임용 다이나믹 댐퍼장치의 장착상태를 나타내는 도면,
도 3 및 도 4는 본 발명에 다른 자동차의 서브프레임용 다이나믹 댐퍼장치의 NVH 및 부밍 성능을 나타내는 그래프,
도 5 및 도 6은 종래의 자동차의 서브프레임용 다이나믹 댐퍼장치의 장착상태를 나타내는 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 다이나믹 댐퍼 11 : 마운팅 브라켓
11a : 플랜지부 11b : 볼트 체결홀
12 : 질량체 13 : 부시
20 : 삽입홈

Claims (3)

  1. 서브프레임(100)의 리어 멤버(120) 상단부에 다이내믹 댐퍼(10)가 삽입될 수 있는 삽입홈(20)이 구성되고, 상기 다이나믹 댐퍼(10)는 상기 삽입홈(20)에 삽입되는 상측이 폐쇄되는 동시에 하측이 개구된 "ㄷ"자 형상의 마운팅 브라켓(11)과, 상기 마운팅 브라켓(11)의 개구된 내측에 장착되는 질량체(12)와, 상기 마운팅 브라켓(11) 및 질량체(12) 사이의 여유 공간에 삽입되는 부시(13)로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 서브프레임용 다이나믹 댐퍼장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마운팅 브라켓(11)은 그 양단에 고정점인 플랜지부(11a)가 구비된 것을 특징으로 하는 자동차의 서브프레임용 다이나믹 댐퍼장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 플랜지부(11a)는 리어 멤버(120)의 삽입홈(20)에 2점 볼트로 결합되도록 볼트 체결홀(11b)이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 서브프레임용 다이나믹 댐퍼장치.
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