KR101551948B1

KR101551948B1 - 브릿지형 리어 롤로드

Info

Publication number: KR101551948B1
Application number: KR1020100077101A
Authority: KR
Inventors: 김승원
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2010-08-11
Filing date: 2010-08-11
Publication date: 2015-09-09
Also published as: KR20120014968A

Abstract

본 발명은 리어 롤로드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 로드, 프론트 부시 및 리어 부시를 포함하는 롤로드에 있어서, 상기 리어 부시는, 차체의 서브 프레임과 결합되는 하우징 브라켓, 상기 하우징 브라켓의 내부에 삽입되어 진동을 감쇄시키는 부시, 상기 부시의 양측 끝단에 위치하여 상기 부시를 상기 하우징 브라켓의 내부에 고정 결합시키는 코어 및 상기 부시의 중앙에 형성되어 상기 로드의 일측과 결합되는 체결부를 포함하도록 이루어져 차량의 레이아웃 적용에도 유리함은 물론 NVH 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 브릿지형 리어 롤로드에 관한 것이다.

Description

브릿지형 리어 롤로드{Rear roll rod of bridge type}

본 발명은 리어 롤로드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 롤로드의 리어 부시를 브릿지형으로 개선하여 동배율을 낮추고 NVH성능을 향상시킨 브릿지형 리어 롤로드에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 파워트레인을 지지하는 방식으로는 관성 지지 방식, 중심 지지 방식 및 복합 지지 방식 등이 있다. 현재에는 이 중에서 IDLE 성능이 상대적으로 우수한 관성 지지 방식이 많이 사용되고 있으며, 상기 관성 지지 방식은 엔진의 관성 주축을 이용한 지지 방식으로, 마운팅 갯수에 따라 4점 지지 방식과 3점 지지 방식으로 구분된다.

상기 4점 지지 방식은 차체의 사이드 멤버의 상단 또는 옆면에 엔진 마운트와 변속기 마운트가 위치되며, 서브프레임에 프론트 및 리어 롤스톱퍼가 장착되는 방식이다. 이에 비해 3점 지지 방식은, 엔진의 일측에 구성되는 엔진 마운터와 변속기의 일측에 구성되는 변속기 마운터는 4점 지지 방식과 동일하게 차체의 사이드 멤버의 상단 또는 옆면에 장착되고, 프론트 및 리어 롤스톱퍼 대신에 롤로드를 서브프레임 혹은 크로스 멤버에 마운팅하는 방식을 채택한다.

최근, 중/대형 차량의 고토크 엔진에도 대부분 관성 3점 지지 방식을 적용하여 채택하고 있으며, 차량의 중량 절감을 위하여 I형 서브프레임 타입을 많이 채택함에 따라, 3점 지지 방식에 대한 중요성이 부각되고 사용되는 롤로드의 개발이 필요하였으며, 3점 지지 방식에서 사용하고 있는 롤로드는 일측이 파워트레인에 고정되고 타측이 서브프레임에 고정되는 방식을 사용하고 있다.

상기 파워트레인이란, 미션, 클러치, 변속기, 종감속장치 등 엔진에서 발생된 동력을 구동바퀴까지 전달하는 일련의 모든 장치를 의미하며, 상기 롤로드의 프론트 부시가 상기 파워트레인에 고정되어 일차적으로 진동을 감소시켜 주는 역할을 한다.

한편, 상기와 같은 롤로드는 상기 파워트레인에 연결되는 프론트 부시보다 리어 부시가 충격 및 진동을 절연시키는 데에 더욱 민감하게 반응하는 것이 통상적이며, 이에 따라 당업계에서는 상기 리어 부시의 개발을 통해 롤로드의 성능을 향상시키고자 많은 노력을 하고 있는 실정이다.

이에 따라, 도 1a 및 1b 에 도시된 것과 같은 종래의 도그본 타입의 롤로드는 로드(1), 프론트 인슐레이터(2) 및 리어 인슐레이터(3)를 포함하여 이루어져 있으며, 상기 리어 인슐레이터(3) 2개를 상기 로드(1)와 엔드 플레이트(5) 사이에서 서로 마주하도록 위치하고, 상기 엔드 플레이트(5) 및 상기 리어 인슐레이터(3)의 중심을 관통하는 관통볼트(6)에 의하여 상기 엔드 플레이트(5) 및 상기 리어 인슐레이터(3)를 상기 로드(1)에 고정시키며, 각각의 리어 인슐레이터(3) 사이에 바디브라켓(4)을 연결하여 상기 롤로드를 차체의 서브프레임에 고정시킨다.

상기 도그본 타입의 롤로드는 상기 프론트 인슐레이터(2)에 연결된 파워트레인의 전후 방향 거동시, 도1c 에 도시된 바와 같은 2개의 리어 인슐레이터(3)가 전후 방향으로 각각 압축 하중을 받기 때문에 내구성이 매우 유리하다는 장점이 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 도그본 타입의 롤로드는 특히 차량 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.

통고무 방식의 리어 인슐레이터(3)는 레이아웃 측면에서 유리하지만, NVH 성능에 가장 큰 영향을 주는 동배율은, 고무가 압축되어 있기 때문에 브릿지형과 비교하여 상대적으로 불리하다.

즉, 동특성/정특성 비율을 나타내는 동배율은 그 수치가 작을수록 NVH 성능이 향상되고 그 수치가 클수록 NVH 성능이 악화되는데, 통고무 방식의 종래 롤로드는 동배율이 약 1.8 정도이어서 약 1.4 정도의 동배율을 가지는 브릿지형에 비해 NVH 성능이 상대적으로 좋지 않다는 문제가 있었다.

이에따라, 차량에서 발생하는 진동 및 소음을 감쇄시키기 못하여, 차량 여진에 따라 운전자에게 전해지는 핸들 및 플로워, 시트이 진동에 대한 불만이 계속되었으며, 차량의 내구성이 약해지고 품질이 저하된다는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 종래 사용되던 원형의 부시 대신 브릿지 형태의 부시를 사용함으로서, 차량의 레이아웃 적용에도 유리함은 물론 NVH 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 브릿지형 리어 롤로드를 제공하고자 함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 로드, 프론트 부시 및 리어 부시를 포함하는 롤로드에 있어서, 상기 리어 부시는, 차체의 서브 프레임과 결합되는 하우징 브라켓, 상기 하우징 브라켓의 내부에 삽입되어 진동을 감쇄시키는 브릿지형 부시, 상기 브릿지형 부시의 양측 끝단에 위치하여 상기 브릿지형 부시를 상기 하우징 브라켓의 내부에 고정 결합시키는 코어 및 상기 브릿지형 부시의 중앙에 형성되어 상기 로드의 일측과 결합되는 체결부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하우징 브라켓은 직사각형의 단면 형상을 가지는 것이 바람직하고, 상기 브릿지형 부시는 상기 체결부를 중심으로 양측으로 연장되어 직사각형의 단면 형상을 가지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 리어 부시와 결합하는 상기 로드의 일측 끝단에는 상기 로드와 수직 방향으로 연장된 연장부가 형성되어 있는 것이 바람직하며, 상기 로드와 결합하는 상기 하우징 브라켓의 일측면에는 상기 로드를 향하여 돌출되어 있는 돌출부가 형성되어 있는 것이 더욱 바람직하다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 효과는, 리어 롤로드에 브릿지형 부시를 적용함으로서 동배율을 저감시킬 수 있어 차량의 진동 소음 성능인 NVH 성능을 향상시킬 수 있으므로, 차량 상품성이 향상되고 탑승자의 만족도를 높일 수 있다.

또한, 기존에 사용되는 도그본 타입의 롤로드와 마찬가지로 I 형상을 유지하여 차량의 서브 프레임과 결합되는 후방 공간을 확보함으로서, 서브 프레임의 강성을 보강할 수 있으므로 NVH 성능이 더욱 향상될 수 있다.

나아가 종래 도그본 타입의 롤로드는 알루미늄 스퀴즈 공법으로 제작하여 제작 원가가 과다하게 필요하였으나, 본 발명은 파이프 및 프레스 타입으로 제작하기 때문에 원가가 절감되고 차량 중량이 가벼워지는 효과가 있어, 차량 생산 원가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 연비 개선의 효과도 달성할 수 있다.

도1a 는 종래 사용되던 도그본 타입의 롤로드를 나타낸 사시도.
도1b 는 도1a 의 A-A선에 따른 단면도.
도1c 는 도1a 의 리어 인슐레이터를 나타낸 사시도.
도2 는 본 발명인 브릿지형 리어 롤로드를 나타낸 사시도.
도3 은 본 발명인 브릿지형 리어 롤로드를 나타낸 분해사시도.
도4 는 본 발명인 브릿지형 리어 롤로드의 리어 부시를 나타낸 상세도.
도5a 는 종래 사용되던 도그본 타입의 롤로드를 나타낸 평면도.
도5b 는 본 발명인 브릿지형 리어 롤로드를 나타낸 평면도.
도6a 는 종래 사용되던 도그본 타입의 롤로드가 서브 프레임에 부착된 것을 나타낸 평면도.
도6b 는 본 발명인 브릿지형 리어 롤로드가 서브 프레임에 부착된 것을 나타낸 평면도.
도7a 는 종래 사용되던 도그본 타입의 롤로드가 서브 프레임에 부착된 것을 나타낸 사시도.
도7b 는 본 발명인 브릿지형 리어 롤로드가 서브 프레임에 부착된 것을 나타낸 사시도.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명인 브릿지형 리어 롤로드(100)는, 로드(10), 프론트 부시(20) 및 리어 부시(30)를 포함하는 롤로드에 있어서, 상기 리어 부시(30)는, 차체의 서브 프레임과 결합되는 하우징 브라켓(31), 상기 하우징 브라켓(31)의 내부에 삽입되어 진동을 감쇄시키는 브릿지형 부시(33), 상기 브릿지형 부시(33)의 양측 끝단에 위치하여 상기 브릿지형 부시(33)를 상기 하우징 브라켓(31)의 내부에 고정 결합시키는 코어(34) 및 상기 브릿지형 부시(33)의 중앙에 형성되어 상기 로드(10)의 일측과 결합되는 체결부(35)를 포함하여 이루어진다.

즉, 도2 에 도시된 바와 같이, 종래 사용되던 도그본 타입의 롤로드와 마찬가지로 전체적인 형상은 I 형태로 이루어져 있으며, 차량의 파워 트레인에 연결되는 프론트 부시(20)와 차량의 서브 프레임에 연결되는 리어 부시(30) 및 상기 프론트 부시(20)와 리어 부시(30)를 연결하는 로드(10)로 이루어진다.

상기 리어 부시(30)는 외부의 케이스 역할을 하며 서브 프레임과 결합되는 하우징 브라켓(31)이 제공되며, 상기 하우징 브라켓(31)은 내부가 비어있고 일측면이 개방되어 있는 직육면체 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 하우징 브라켓(31)의 내부 공간으로는 브릿지형 부시(33)가 삽입되어 진동을 절연시키는 역할을 하게 되는데, 종래 사용되던 도그본 타입의 롤로드에서는 원형의 통고무를 리어 부시로 사용함으로서, 고무가 압축되어 있기 때문에 NVH 성능에 가장 큰 영향을 주는 동배율이 약 1.8 로 상대적으로 NVH 성능이 불리하였다.

본 발명에 사용되는 브릿지형 부시(33)는 상기 하우징 브라켓(31)의 내부에 위치할 수 있도록 직육면체 형태로 이루어지는 것이 바람직하고, 상기 브릿지형 부시(33)의 중앙에 형성되어 상기 로드(10)와 결합되는 체결부(35)를 중심으로 양측으로 연장된 직사각형의 단면 형상으로 이루어지는 것이 더욱 바람직하며, 상기 체결부(35)가 상기 로드(10)의 일측과 결합되어 상기 리어 부시(30)와 상기 로드(10)가 고정될 수 있도록 한다.

이에 따라 동배율을 약 1.4 정도로 낮출 수 있기 때문에, 종래 사용되던 롤로드에 비하여 NVH 성능이 더욱 향상될 수 있으며, 나아가 차량에 결합되기 위한 롤로드의 전체적인 형태를 그대로 유지한 채 사용될 수 있으므로, 레이아웃 측면에서도 보다 유리하다.

즉, 원형의 통고무를 사용하던 종래 롤로드에서는, 부시의 형상으로 인하여 동배율이 약 1.8 이상으로 커지게 되어 진동의 절연 효과보다는 거동 제어 측면으로의 활용도가 높았으나, 본 발명과 같은 브릿지형 부시(33)를 적용하게 되면 동배율을 낮출 수 있어 차량의 서브 프레임으로 전달되는 진동을 더욱 절연할 수 있으므로 3점 마운트에서의 NVH 향상을 달성할 수 있다.

이와 같이, 상기 브릿지형 부시(33)의 단면을 사각형으로 형성하면, 차량의 개발 과정에서 NVH 튜닝시 특성 예측이 쉬울 뿐만 아니라, 다양한 차종에 다양한 종류의 롤로드가 적용되더라도 금형 수정이 보다 용이하다.

또한, 도 5a 및 5b 를 동시에 참고하면, 본 발명인 브릿지형 리어 롤로드(100)는 기존에 사용되던 도그본 타입의 롤로드와 유사한 형태를 가지고 있으며, 보다 작고 가벼워 질 수 있을 뿐만 아니라, 상기 하우징 브라켓(31)과 부시의 형태를 브릿지 형태로 제작함으로서, 기존의 롤로드가 가지는 이점인 컴팩트 효과를 동일하게 달성할 수 있는 것이다.

나아가, 종래 사용되던 원형의 통고무 부시는, 부시를 제작하기 위하여 고무를 가류 후 고무가 수축되었을 때 반지름 방향으로 약 2mm 의 압축을 가하는 공정인 스웨이징 공정을 거치게 되는데, 이로 인하여 고무의 피로로 인한 내구 수명이 짧아진다는 문제가 있었다.

본 발명에서는 이러한 문제를 해결하고자, 상기 브릿지형 부시(33)의 양측 끝단에 위치하여 상기 브릿지형 부시(33)를 상기 하우징 브라켓(31)의 내부에 고정 결합시키는 코어(34)가 제공되는데, 상기 코어(34)에 의하여 상기 브릿지형 부시(33)의 끝단을 덮을 수 있으므로, 가류 후 고무가 수축하는 과정(쉬링키지)에서 발생하는 고무의 인장응력을 제거할 수 있다.

상기와 같은 브릿지형 부시(33) 및 코어(34)를 상기 하우징 브라켓(31)에 삽입하는 방법으로는 상기 브릿지형 부시(33)를 압축하여 압입하는 방법을 사용하는 것이 바람직한데, 본 실시예에서는 약 150mm 의 너비를 가지는 상기 하우징 브라켓(31)에 약 154mm 의 너비를 가지는 상기 브릿지형 부시(33)를 압입하게 되며, 이에 따라 고무의 피로로 인한 내구 수명을 늘릴 수 있어 보다 효과적이다.

또한, 본 발명에서는 급발진 및 급제동과 같은 대변위의 거동 제어를 보다 용이하게 하기 위한 장치가 제공되는데, 도3 에 도시된 바와 같이, 상기 리어 부시(30)와 결합하는 상기 로드(10)의 일측 끝단에는 상기 로드(10)와 수직 방향으로 연장된 연장부(11)가 형성되고, 상기 로드(10)와 결합하는 상기 하우징 브라켓(31)의 일측면에는 상기 로드(10)를 향하여 돌출되어 있는 돌출부(32)가 형성된다.

즉, 도4 에 도시된 바와 같이, 상기 연장부(11)와 상기 하우징 브라켓(31)은 일정 간격(A)이 이격된 채로 결합되는데, 이에 따라 차량이 급제동하거나 R단 STOLL 시 A공간에 의하여 스토퍼(Stopper)의 역할을 하게 되므로, 급제동과 같은 대변위 거동을 제어하기에 보다 용이하다.

또한, 상기 하우징 브라켓(31)의 돌출부(32)와 그 내부의 브릿지형 부시(33) 사이에는 일정 간격(B)이 이격된 채로 결합되는데, 이에 따라 차량이 급발진 하게 될 경우, 내부의 B공간만큼 분리되어 있던 상기 하우징 브라켓(31)과 상기 브릿지형 부시(33)가 접촉하면서 스토퍼의 역할을 하게 되므로, 급발진과 같은 대변위 거동을 제어하기에 보다 용이하다.

따라서, 본 발명인 브릿지형 리어 롤로드(100)를 적용함으로서, 동배율을 낮출 수 있으므로 NVH 성능을 향상시킬 수 있음은 물론, 도6a 및 6b 에서도 알 수 있는 바와 같이, 종래 롤로드와 동일한 I형상 및 레이아웃에 브릿지형 부시(33)를 적용하여 패키지 측면의 장점을 그대로 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 차량의 서브 프레임과의 후방 패키지를 더욱 확보함으로서 서브 프레임의 강성을 보강할 수 있으므로 NVH 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 종래 도그본 타입의 롤로드는 주로 대변위의 제어 측면으로 사용되었기 때문에 리어 부시쪽에 하중이 많이 분담되었지만, 본 발명에 따르면 상기 리어 부시(30)가 주로 진동의 절연 역할을 하게 되므로 분담되는 하중이 적어 상기 리어 부시(30)의 경량화가 가능하며, 상기 연장부(11) 및 돌출부(32)가 스토퍼의 역할을 하며 변위량을 제어할 수 있기 때문에 대변위의 하중이 전달되어도 뛰어난 효과를 달성할 수 있다.

또한, 종래 사용되던 도그본 타입의 롤로드는 알루미늄 스퀴즈 공법으로 제작되어 약 11,000 원 정도의 제작 비용이 소요되었으나, 본 발명인 브릿지형 리어 롤로드(100)는 파이프 및 프레스 타입으로 제작되어 약 6,000 원 정도의 제작 비용이 소요되어, 차량의 생산 원가를 절감할 수 있으며, 차량의 중량을 감소시킬 수 있어 연비 개선의 효과 또한 달성할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

100 : 브릿지형 리어 롤로드
10 : 로드 11 : 연장부
20 : 프론트 부시 30 : 리어 부시
31 : 하우징 브라켓 32 : 돌출부
33 : 브릿지형 부시 34 : 코어
35 : 체결부

Claims

로드(10), 프론트 부시(20) 및 리어 부시(30)를 포함하는 롤로드에 있어서, 상기 리어 부시(30)는,
차체의 서브 프레임과 결합되는 하우징 브라켓(31);
상기 하우징 브라켓(31)의 내부에 삽입되어 진동을 감쇄시키는 브릿지형 부시(33);
상기 브릿지형 부시(33)의 양측 끝단에 위치하여 상기 브릿지형 부시(33)를 상기 하우징 브라켓(31)의 내부에 고정 결합시키는 코어(34) 및
상기 브릿지형 부시(33)의 중앙에 형성되어 상기 로드(10)의 일측과 결합되는 체결부(35)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 브릿지형 리어 롤로드(100).
제1항에 있어서,
상기 하우징 브라켓(31)은 직사각형의 단면 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 브릿지형 리어 롤로드(100).
제1항에 있어서,
상기 브릿지형 부시(33)는 상기 체결부(35)를 중심으로 양측으로 연장되어 직사각형의 단면 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 브릿지형 리어 롤로드(100).
제1항에 있어서,
상기 리어 부시(30)와 결합하는 상기 로드(10)의 일측 끝단에는 상기 로드(10)와 수직 방향으로 연장된 연장부(11)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 브릿지형 리어 롤로드(100).
제1항에 있어서,
상기 로드(10)와 결합하는 상기 하우징 브라켓(31)의 일측면에는 상기 로드(10)를 향하여 돌출되어 있는 돌출부(32)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 브릿지형 리어 롤로드(100).