아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명 하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 6은 본 발명에 의한 제1실시예에 의한 차량용 토크로드의 사시도이며, 도 7은 도 6의 분리 사시도이며, 도 8은 도 7의 가류품의 분리 사시도이며, 도 9는 도 6의 A-A 기준 단면도이며, 도 10은 도 6의 B-B 기준 단면도이며, 도 11 및 도 12는 도 6의 차량용 토크로드가 크로스멤버에 결합된 상태를 도시한 단면도 및 부분 절단 사시도이다.
본 차량용 토크로드는 브리지 로드(110), 내파이프(120), 엔진측 고무(130), 결합 로드(140), 크로스멤버측 고무(150)가 고무 가류성형에 의하여 일체로 형성된 가류품(100)과 상기 가류품(100)에 조립되는 고무 커버(200)로 이루어진다.
본 실시예에서 브리지 로드(110)의 재질은 알루미늄이며, 내파이프(120)와 결합 로드(140)의 재질은 스틸(steel)이며, 엔진측 고무(130)와 크로스멤버측 고무(150)의 재질은 방진용 고무이다.
브리지 로드(110)는 길이 방향으로 길게 형성되는 로드부(111)와 상기 로드부(111)의 양측단에 각각 일체로 형성되는 엔진측 통공부(112) 및 크로스멤버측 통 공부(113)로 이루어진다.
로드부(111)의 일측단에 형성되는 엔진측 통공부(112)에는 로드부(111)의 폭방향으로 원형의 통공이 형성되어 있다.
로드부(111)의 타측단에 형성되는 크로스멤버측 통공부(113)에는 로드부(111)의 폭방향으로 타원에 가까운 형태의 통공이 형성되어 있다.
즉, 크로스멤버측 통공부(113)에 형성된 통공은 브리지 로드(110)의 길이방향으로 긴 길이를 가진 장공 형태의 통공이다.
엔진측 통공부(112)의 형태와 크로스멤버측 통공부(113)의 형태가 서로 상이한 것은, 엔진측 통공부(112)에서는 주로 엔진과 변속기 조립체의 롤 운동에 따른 가진력을 절연하는 역할을 하며, 크로스멤버측 통공부(113)에서는 주로 차량 후진시와 전진시에 발생하는 가진력을 절연하는 역할을 하기 때문이다.
이와 같은 브리지 로드(110)는 알루미늄 압출에 의하여 그 구조가 형성된 후 일정한 길이로 절단된 것이다.
엔진측 통공부(112)의 통공에 내파이프(120)가 관통 삽입된다.
내파이프(120)의 길이는 로드부(111)의 폭보다 길며, 내파이프(120)의 양단은 엔진과 변속기 조립체(미도시)에 조립 연결된다.
아울러 크로스멤버측 통공부(113)의 통공에 결합 로드(140)가 관통 삽입된다.
물론 결합 로드(140)의 길이 또한 로드부(111)의 폭보다 길며, 결합 로드(140)의 양단은 크로스멤버(300)에 연결된다.
이와 같이 브리지 로드(110), 내파이프(120), 결합 로드(140)가 조립된 상태에서 브리지 로드(110)의 엔진측 통공부(112) 및 크로스멤버측 통공부(113) 각각에 엔진측 고무(130) 및 크로스멤버측 고무(150)가 가류 성형된다.
엔진측 고무(130)와 크로스멤버측 고무(150)는 작업 공정의 단축을 위하여 동시에 가류 성형되는 것이 바람직하다.
이와 같은 가류 성형에 의하여 엔진측 고무(130)는 내파이프(120)의 외주면과 엔진측 통공부(112) 사이에 가류 접착되며, 크로스멤버측 고무(150)는 결합 로드(140)의 길이방향 중간부와 크로스멤버측 통공부(113) 사이에 가류 접착된다.
엔진측 고무(130)는 일반적인 차량용 토크 로드와 마찬가지로 내부가 비어 있는 원형 단면 구조를 가지게 된다.
크로스멤버측 고무(150)는 차량의 전후진시의 가진력을 절연하여야 하므로, 브리지 로드(110)의 길이 방향이 브리지 로드(110)의 두께 방향보다 굵게 형성되는 것이 바람직하다. 이를 위하여 크로스멤버측 통공부(113)는 타원형에 가까운 통공 형태를 가진다.
아울러 크로스멤버측 고무(150)에는 보조 통공부(151)가 형성되어 있다(도 9 참조).
보조 통공부(151)는 결합 로드(140)의 브리지 로드(110)의 길이방향 양측에 각각 형성되되, 브리지 로드(110)의 폭방향으로 형성된 구멍 형태이다.
보조 통공부(151)는, 크로스멤버측 고무(150)가 브리지 로드(110)와 결합 로드(140)간의 작은 변위량에는 작은 강성을 발휘하도록 하나, 크로스멤버측 고무(150)가 브리지 로드(110)와 결합 로드(140)간의 큰 변위량에는 큰 강성을 발휘하도록 하기 위하여 형성된 것이다. 즉, 보조 통공부(151)로 인하여 브리지 로드(110)와 결합 로드(140)간에 발생하는 작은 변위량에는 그 변위 발생을 허용하면서 진동을 흡수하나, 브리지 로드(110)와 결합 로드(140)간에 발생하는 큰 변위량에는 스토퍼로서 기능하면서 진동을 흡수하게 된다.
결합 로드(140)의 구조를 설명한다.
결합 로드(140)는 길이 방향 중간부를 중심으로 양측에 결합플랜지(141)가 형성되어 있다.
결합 로드(140)의 길이 방향 중간부는 크로스멤버측 통공부(113)의 통공에 삽입 관통되는 원형바(142)와, 상기 원형바(142)의 양단에 일체로 형성되되 원형바(142)의 직경보다 큰 직경을 가진 걸림턱용 확관부(143)로 이루어진다.
아울러 결합플랜지(141)는 각 걸림턱용 확관부(143)로부터 외측으로 연장 형성되는 사각바 형태로서 결합구멍(141a)이 형성되어 있다.
따라서 결합 로드(140)는 결합플랜지(141)가 크로스멤버(300)의 크로스멤버측 결합부(301)에 접하게 된 후 결합구멍(141a)을 관통하는 고정볼트(미도시) 등에 의하여 크로스멤버(300)에 결합되며, 이에 의하여 본 차량용 토크로드가 크로스멤버(300)에 결합될 수 있다.
이와 같은 차량용 토크로드가 종래와 같은 구조로 크로스멤버에 결합될 경우 다음과 같은 문제가 발생할 수 있다.
즉, 크로스멤버에 차량용 토크로드의 결합플랜지(141)와 결합되는 크로스멤버측 결합부가 형성되고, 아울러 서로 이격되며 한 쌍으로 이루어진 크로스멤버측 결합부 사이에 토크로드용 개구부를 형성된 상태에서, 차량용 토크로드의 결합플랜지(141)가 크로스멤버측 결합부에 결합되는 상태가 되면, 브리지 로드(110)의 크로스멤버측 통공부(113)의 외측이 토크로드용 개구부(303)를 통하여 크로스멤버 내부에 위치하게 된다.
이 경우 크로스멤버의 토크로드용 개구부는 차량용 토크로드에 의하여 밀폐될 수 없다. 여기서의 밀폐란 완전한 기밀을 의미하는 것은 아니며, 다만 작은 직경을 가진 돌멩이 등의 이물질이 크로스멤버로 침투하는 것을 막을 수 있을 정도의 밀폐를 의미한다. 이는 결합 로드(140)는 크로스멤버(300)에 고정 결합되는 부위이나, 브리지 로드(110)는 입력되는 가진력에 따라 요동하는 부위이므로 이러한 요동을 허용하는 한도 내에서 크로스멤버의 토크로드용 개구부는 비교적 크게 형성되어야 하기 때문이다.
아울러 요동하는 브리지 로드(110)가, 특히 크로스멤버측 통공부(113)가 크로스멤버(300)의 토크로드용 개구부(303)와 접하게 되면서 소음을 발생시킬 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 본 차량용 토크로드에 고무 커버(200)가 장착된다.
고무 커버(200)는 크로스멤버측 통공부(113)의 브리지 로드(110)의 길이방향 외측을 감싸면서 결합 로드(140)의 결합플랜지(141)에 장착된다.
이를 위하여 고무 커버(200)는 캡부(201)와, 플랜지 결합부(202)와, 테두리부(203)가 일체로 형성되는 구조이다.
캡부(201)는 크로스멤버측 통공부(113)의 브리지 로드(110)의 길이방향 외측을 감싸는 모자 형태이다.
캡부(201)의 가장자리, 구체적으로는 캡부(201)의 브리지 로드(110)의 길이방향 내측에 플랜지 결합부(202)와 테두리부(203)가 각각 형성된다.
플랜지 결합부(202)는 캡부(201)의 가장자리의 브리지 로드(110)의 폭방향 양측에 형성되되, 플랜지 결합부(202)에는 결합 로드(140)의 결합 플랜지(141)가 관통하는 플랜지 결합공(202a)이 형성되어 있다.
따라서 한 쌍의 플랜지 결합부(202)의 플랜지 결합공(202a)에 결합 로드(140)의 결합 플랜지(141)가 삽입 관통함으로써 본 고무 커버(200)가 결합 로드(140)에 장착된다.
아울러 캡부(201)의 가장자리 중 플랜지 결합부(202)가 형성되지 않은 부위에 테두리부(203)가 형성된다.
테두리부(203)는 캡부(201)의 가장자리에서 브리지 로드(110)의 방사상 방향 외측으로 돌출 형성된다.
이와 같은 형태의 고무 커버(200)가 가류품(100)에 장착되어 차량용 토크로드가 제작되며, 도 11 및 도 12와 같이 차량용 토크로드가 크로스멤버(300)에 조립된다.
이때 크로스멤버(300)에 형성된 토크로드용 개구부는 고무 커버(200), 특히 테두리부(203)에 의하여 밀폐된다.
따라서 크로스멤버(300)의 토크로드용 개구부가 고무 커버(200)에 의하여 밀폐되어 크로스멤버(300) 내부로의 작은 돌멩이 등의 이물질의 침입이 방지된다.
아울러 브리지 로드(110), 특히 크로스멤버측 통공부(113)가 요동하는 경우에도 크로스멤버(300)의 토크로드용 개구부와 크로스멤버측 통공부(113) 사이에 고무 커버(200)가 위치하여 크로스멤버측 통공부(113)는 고무 커버(200)의 내면과 접촉할 뿐이므로 소음 등을 방지할 수 있다.
이하 본 발명에 의한 제2실시예를 설명한다.
도 13은 본 발명에 의한 제2실시예에 의한 차량용 토크로드의 사시도이며, 도 14는 도 13의 가류품의 분리 사시도이며, 도 15는 도 13의 A-A 기준 단면도이며, 도 16은 도 13의 B-B 기준 단면도이며, 도 17은 본 발명에 의한 제2실시예에 의한 크로스멤버의 사시도이며, 도 18은 도 17의 종단면도이며, 도 19는 도 13의 차량용 토크로드와 도 17의 크로스멤버가 결합된 상태의 종단면도이다.
본 차량용 토크로드는 브리지 로드(110), 내파이프(120), 엔진측 고무(130), 결합 로드(140), 크로스멤버측 고무(150)가 고무 가류성형에 의하여 일체로 형성된 가류품(100)으로 이루어진다.
본 실시예에서 브리지 로드(110)의 재질은 알루미늄이며, 내파이프(120)와 결합 로드(140)의 재질은 스틸(steel)이며, 엔진측 고무(130)와 크로스멤버측 고무(150)의 재질은 방진용 고무이다.
브리지 로드(110)는 길이 방향으로 길게 형성되는 로드부(111)와 상기 로드부(111)의 양측단에 각각 일체로 형성되는 엔진측 통공부(112) 및 크로스멤버측 통공부(113)로 이루어진다.
로드부(111)의 일측단에 형성되는 엔진측 통공부(112)에는 로드부(111)의 폭방향으로 원형의 통공이 형성되어 있다.
로드부(111)의 타측단에 형성되는 크로스멤버측 통공부(113)에는 로드부(111)의 폭방향으로 타원에 가까운 형태의 통공이 형성되어 있다.
즉, 크로스멤버측 통공부(113)에 형성된 통공은 브리지 로드(110)의 길이방향으로 긴 길이를 가진 장공 형태의 통공이다.
엔진측 통공부(112)의 형태와 크로스멤버측 통공부(113)의 형태가 서로 상이한 것은, 엔진측 통공부(112)에서는 주로 엔진과 변속기 조립체의 롤 운동에 따른 가진력을 절연하는 역할을 하며, 크로스멤버측 통공부(113)에서는 주로 차량 후진시와 전진시에 발생하는 가진력을 절연하는 역할을 하기 때문이다.
이와 같은 브리지 로드(110)는 알루미늄 압출에 의하여 그 구조가 형성된 후 일정한 길이로 절단된 것이다.
엔진측 통공부(112)의 통공에 내파이프(120)가 관통 삽입된다.
내파이프(120)의 길이는 로드부(111)의 폭보다 길며, 내파이프(120)의 양단은 엔진과 변속기 조립체(미도시)에 조립 연결된다.
아울러 크로스멤버측 통공부(113)의 통공에 결합 로드(140)가 관통 삽입된다.
물론 결합 로드(140)의 길이 또한 로드부(111)의 폭보다 길며, 결합 로드(140)의 양단은 크로스멤버(300)에 연결된다.
이와 같이 브리지 로드(110), 내파이프(120), 결합 로드(140)가 조립된 상태에서 브리지 로드(110)의 엔진측 통공부(112) 및 크로스멤버측 통공부(113) 각각에 엔진측 고무(130) 및 크로스멤버측 고무(150)가 가류 성형된다.
엔진측 고무(130)와 크로스멤버측 고무(150)는 작업 공정의 단축을 위하여 동시에 가류 성형되는 것이 바람직하다.
이와 같은 가류 성형에 의하여 엔진측 고무(130)는 내파이프(120)의 외주면과 엔진측 통공부(112) 사이에 가류 접착되며, 크로스멤버측 고무(150)는 결합 로드(140)의 길이방향 중간부와 크로스멤버측 통공부(113) 사이에 가류 접착된다.
엔진측 고무(130)는 일반적인 차량용 토크 로드와 마찬가지로 내부가 비어 있는 원형 단면 구조를 가지게 된다.
크로스멤버측 고무(150)는 차량의 전후진시의 가진력을 절연하여야 하므로, 브리지 로드(110)의 길이 방향이 브리지 로드(110)의 두께 방향보다 굵게 형성되는 것이 바람직하다. 이를 위하여 크로스멤버측 통공부(113)는 타원형에 가까운 통공 형태를 가진다.
아울러 크로스멤버측 고무(150)에는 보조 통공부(151)가 형성되어 있다(도 9 참조).
보조 통공부(151)는 결합 로드(140)의 브리지 로드(110)의 길이방향 양측에 각각 형성되되, 브리지 로드(110)의 폭방향으로 형성된 구멍 형태이다.
보조 통공부(151)는, 크로스멤버측 고무(150)가 브리지 로드(110)와 결합 로드(140)간의 작은 변위량에는 작은 강성을 발휘하도록 하나, 크로스멤버측 고무(150)가 브리지 로드(110)와 결합 로드(140)간의 큰 변위량에는 큰 강성을 발휘하도록 하기 위하여 형성된 것이다. 즉, 보조 통공부(151)로 인하여 브리지 로드(110)와 결합 로드(140)간에 발생하는 작은 변위량에는 그 변위 발생을 허용하면서 진동을 흡수하나, 브리지 로드(110)와 결합 로드(140)간에 발생하는 큰 변위량에는 스토퍼로서 기능하면서 진동을 흡수하게 된다.
결합 로드(140)의 구조를 설명한다.
결합 로드(140)는 길이 방향 중간부를 중심으로 양측에 결합플랜지(141)가 형성되어 있다.
결합 로드(140)의 길이 방향 중간부는 크로스멤버측 통공부(113)의 통공에 삽입 관통되는 원형바(142)와, 상기 원형바(142)의 양단에 일체로 형성되되 원형바(142)의 직경보다 큰 직경을 가진 걸림턱용 확관부(143)로 이루어진다.
아울러 결합플랜지(141)는 각 걸림턱용 확관부(143)로부터 외측으로 연장 형성되는 사각바 형태로서 결합구멍(141a)가 형성되어 있다.
따라서 결합 로드(140)는 결합플랜지(141)가 크로스멤버(300)의 크로스멤버측 결합부(301)에 접하게 된 후 결합구멍(141a)을 관통하는 고정볼트(미도시) 등에 의하여 크로스멤버(300)에 결합되며, 이에 의하여 본 차량용 토크로드가 크로스멤버(300)에 결합될 수 있다.
이와 같은 차량용 토크로드가 종래와 같은 구조로 크로스멤버에 결합될 경우 다음과 같은 문제가 발생할 수 있다.
즉, 크로스멤버에 차량용 토크로드의 결합플랜지(141)와 결합되는 크로스멤버측 결합부가 형성되고, 아울러 서로 이격되며 한 쌍으로 이루어진 크로스멤버측 결합부 사이에 토크로드용 개구부를 형성된 상태에서, 차량용 토크로드의 결합플랜지(141)가 크로스멤버측 결합부에 결합되는 상태가 되면, 브리지 로드(110)의 크로스멤버측 통공부(113)의 외측이 토크로드용 개구부(303)를 통하여 크로스멤버 내부에 위치하게 된다.
이 경우 크로스멤버의 토크로드용 개구부는 차량용 토크로드에 의하여 밀폐될 수 없다. 여기서의 밀폐란 완전한 기밀을 의미하는 것은 아니며, 다만 작은 직경을 가진 돌멩이 등의 이물질이 크로스멤버로 침투하는 것을 막을 수 있을 정도의 밀폐를 의미한다. 이는 결합 로드(140)는 크로스멤버(300)에 고정 결합되는 부위이나, 브리지 로드(110)는 입력되는 가진력에 따라 요동하는 부위이므로 이러한 요동을 허용하는 한도 내에서 크로스멤버의 토크로드용 개구부는 비교적 크게 형성되어야 하기 때문이다.
아울러 요동하는 브리지 로드(110)가, 특히 크로스멤버측 통공부(113)가 크로스멤버(300)의 토크로드용 개구부(303)와 접하게 되면서 소음을 발생시킬 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 종래의 크로스멤버의 형태를 변경하였다.
즉 종래의 크로스멤버에서 한 쌍의 크로스멤버 결합부 사이에 형성되는 토크로드용 개구부를 형성하지 않고, 대신 도 17 및 도 18과 같이 크로스멤버(300)의 한 쌍의 크로스멤버 결합부(301) 사이에 크로스멤버(300)의 내부와 외부를 격리하면서 크로스멤버측 통공부(113)의 길이방향 외측이 수용되는 브리지 로드 수용공간(303)을 형성하는 토크로드용 격벽(302)이 마련되도록 하였다.
즉 토크로드용 격벽(302)은 크로스멤버(300)에 마련되어 크로스멤버(300)의 내측으로 브리지 로드 수용공간(303)을 형성하면서 크로스멤버(300)의 내부와 외부를 격리시킨다.
따라서 브리지 로드 수용공간(303)은 도 17 기준으로 우측면과 하측면이 개방되며, 나머지 면은 폐쇄되어 있는 형태이다.
또한 브리지 로드 수용공간(303)은 크로스멤버측 통공부(113)의 요동에도 불구하고 크로스멤버측 통공부(113)가 토크로드용 격벽(302)과 접하지 않을 정도의 크기를 가진다.
이러한 형태의 크로스멤버(300)에 차량용 토크로드(100)가 결합된 상태를 도 19에 도시하였다.
도시된 바와 같이 본 실시예의 차량용 토크로드(100)는, 일부가 크로스멤버 내부에 위치하던 종래의 방식과 달리, 크로스멤버(300) 외측에 위치하게 되며, 다만 차량용 토크로드(100)의 크로스멤버측 통공부(113)의 길이방향 외측은 브리지 로드 수용공간(303)에 위치하게 된다.
따라서 차량용 토크로드(100)가 장착된 부위의 크로스멤버(300)는 그 내부로의 작은 돌멩이 등의 이물질의 침입이 토크로드용 격벽(302)에 의하여 방지된다.
아울러 브리지 로드(110), 특히 크로스멤버측 통공부(113)가 요동하는 경우에도 크로스멤버(300)의 브리지 로드 수용공간(303)에서 자유롭게 요동할 수 있으므로 소음 등이 발생하지 않게 된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.