KR101551959B1 - 충돌성능 개선을 위한 리어 롤로드 - Google Patents

충돌성능 개선을 위한 리어 롤로드 Download PDF

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Abstract

본 발명은 리어 롤로드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일측 끝단에 원형의 연결부가 형성되며 파워트레인과 차체를 연결하는 로드, 상기 연결부의 내부에 위치하여 파워트레인에 고정되는 프론트 인슐레이터, 일측면이 상기 로드의 타측 끝단에 연결되는 리어 인슐레이터, 상기 리어 인슐레이터의 중심부로부터 연결되어 차체에 고정되는 바디브라켓, 상기 리어 인슐레이터의 끝단에 연결되는 엔드 플레이트 및 상기 리어 인슐레이터 및 상기 엔드 플레이트의 중심을 관통하여 상기 로드에 연결되는 관통볼트를 포함하여 이루어지며, 상기 로드의 상단에 위치하는 상부로드 및 하단에 위치하는 하부로드는 각각의 중심부가 내측을 향하여 함몰되어 서로 맞닿아 결합되어, 원가 및 중량 측면에서 유리한 점을 가지는 3점 지지 방식의 'H'형 서브프레임 구조에서도 충돌시 차량에 가해지는 충격량을 흡수하여 충돌성능을 향상시키는 것과 동시에, 완파되지 않으면서도 파워트레인과 차체의 서브프레임의 연결을 유지할 수 있는 충돌성능 개선을 위한 리어 롤로드에 관한 것이다.

Description

충돌성능 개선을 위한 리어 롤로드{Rear roll rod for improving collision performance}
본 발명은 리어 롤로드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 3점 지지 방식의 'H'형 서브프레임에서 충격량을 흡수하여 충돌성능을 향상시킬 수 있는 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, 마운트 갯수에 따라 4점 지지 방식과 3점 지지 방식으로 구분된다.
상기 4점 지지 방식은 차체의 사이드 멤버의 상단 또는 옆면에 엔진 마운트와 변속기 마운트가 위치되며, '#'형 서브프레임에 프론트 및 리어 롤 마운트가 장착되는 방식이다. 이에 비해 3점 지지 방식은, 엔진의 일측에 구성되는 엔진 마운트와 변속기의 일측에 구성되는 변속기 마운트는 4점 지지 방식과 동일하게 차체의 사이드 멤버의 상단 또는 옆면에 장착되고, 프론트 및 리어 롤 마운트 대신에 롤로드를 'H'형 서브프레임에 마운팅하는 방식을 채택한다.
최근, 중/대형 차량의 고토크 엔진에도 대부분 관성 3점 지지 방식을 적용하여 채택하고 있으며, 차량의 중량 절감을 위하여 'H'형 서브프레임 타입을 많이 채택함에 따라, 3점 지지 방식에 대한 중요성이 부각되어, 이에 적합한 롤로드의 개발이 필요하게 되었으며, 3점 지지 방식에서 사용하고 있는 롤로드는 일측이 파워트레인에 고정되고 타측이 서브프레임에 고정되어 일차적으로 진동을 감소시켜 주는 역할을 한다.
도2a 및 2b 에 도시된 바와 같은 3점 지지 방식의 'H'형 서브프레임 구조는, 도1 에 도시된 바와 같은 기존의 4점 지지 방식의 '#'형 서브프레임 구조에 비하여 원가 및 중량 측면에서 유리한 점을 가지지만, 전방의 서브프레임 구조의 일부가 삭제되면서 충돌시 차량에 가해지는 충격량을 흡수할 수 있는 구조가 없어 충돌 성능이 다소 불리해진다는 문제가 있다.
즉, 중소형 및 준중형 플랫폼에서는 파워트레인의 무게가 상대적으로 가벼워서 차량 충돌시 차체에서 충격량을 모두 흡수할 수 있으므로, 파워트레인과 차체를 연결하는 리어 롤로드가 파손되지 않았으나, 중대형 이상의 플랫폼에서는 차량 충돌시 전달되는 충격량을 차체의 사이드 멤버에서 모두 흡수할 수 없기 때문에 차량 안전성 유지가 불가능할 뿐만 아니라, 충격에 따른 추가적인 차량 파손이 발생하게 된다는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 원가 및 중량 측면에서 유리한 점을 가지는 3점 지지 방식의 'H'형 서브프레임 구조에서도 충돌시 차량에 가해지는 충격량을 흡수할 수 있는 동시에, 완파되지 않으면서도 파워트레인과 차체의 서브프레임의 연결을 유지할 수 있는 리어 롤로드를 제공하고자 함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 일측 끝단에 원형의 연결부가 형성되며 파워트레인과 차체를 연결하는 로드, 상기 연결부의 내부에 위치하여 파워트레인에 고정되는 프론트 인슐레이터, 일측면이 상기 로드의 타측 끝단에 연결되는 리어 인슐레이터, 상기 리어 인슐레이터의 중심부로부터 연결되어 차체에 고정되는 바디브라켓, 상기 리어 인슐레이터의 끝단에 연결되는 엔드 플레이트 및 상기 리어 인슐레이터 및 상기 엔드 플레이트의 중심을 관통하여 상기 로드에 연결되는 관통볼트를 포함하여 이루어지며, 상기 로드의 상단에 위치하는 상부로드 및 하단에 위치하는 하부로드는 각각의 중심부가 내측을 향하여 함몰되어 서로 맞닿아 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부로드 및 하부로드는 다수개의 점용접에 의하여 결합되는 것이 바람직하고, 상기 로드는 스틸 재질의 프레스 방식으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 프론트 인슐레이터는 외측 둘레를 감싸고 있는 원통 형상의 스틸 파이프를 더 포함하여 이루어져, 외부로부터 전달되는 하중에 따라 상기 연결부의 내부로부터 상기 상부로드와 하부로드가 결합된 내측 방향으로 이동되는 것이 더욱 바람직하다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 효과는, 3점 지지 방식의 'H'형 서브프레임 구조의 차량 충돌시, 일정 하중 이상부터 상부로드 및 하부로드가 결합되어 있는 점용접의 파손이 발생하면서 상부로드 및 하부로드의 내측으로 프론트 인슐레이터가 이동하므로, 차량에 가해지는 충격량을 흡수할 수 있어 차량 충돌성능이 개선될 뿐만 아니라, 중대형 플랫폼에서도 3점 지지 방식의 'H'형 서브프레임을 안전하게 사용할 수 있으므로 원가 및 중량 측면에서 유리하다.
또한, 종래 사용되던 리어 롤로드는 알루미늄 재질로 이루어져, 차량 충돌시의 충격에 의하여 롤로드가 부서지게 되었지만, 본 발명에서는 리어 롤로드를 스틸(steel) 재질로 제작하여 차량 충돌시 충격에 따라 리어 롤로드가 휘어지거나 또는 늘어나는 등 변형을 일으킬 뿐 완파되지 않으므로, 차체 구조가 파손되지 않으면서도 파워트레인과 차체의 서브프레임의 연결을 계속적으로 유지할 수 있으므로, 차량 안전성 유지 및 충격에 따른 추가적인 차량 파손을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 종래 사용되던 리어 롤로드는 알루미늄 스퀴즈 방식으로 형성되었던 것에 비하여 본 발명인 리어 롤로드는 스틸 프레스 방식으로 형성되므로, 리어 롤로드 자체적으로도 생산 원가가 절감되는 효과가 있다.
도1 은 4점 지지 방식의 서브프레임을 도시한 사시도.
도2a 는 3점 지지 방식의 서브프레임을 도시한 사시도.
도2b 는 3점 지지 방식의 서브프레임 및 리어 롤로드를 도시한 사시도.
도3a 는 본 발명인 충돌성능 개선을 위한 리어 롤로드를 도시한 사시도.
도3b 는 본 발명인 충돌성능 개선을 위한 리어 롤로드를 도시한 측면도.
도4a 는 본 발명인 충돌성능 개선을 위한 리어 롤로드에 충격이 가해졌을 경우의 상태를 도시한 사시도.
도4b 는 본 발명인 충돌성능 개선을 위한 리어 롤로드에 충격이 가해졌을 경우의 상태를 도시한 측면도.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명인 충돌성능 개선을 위한 리어 롤로드는, 일측 끝단에 원형의 연결부(13)가 형성되며 파워트레인과 차체를 연결하는 로드(10), 상기 연결부(13)의 내부에 위치하여 파워트레인에 고정되는 프론트 인슐레이터(20), 일측면이 상기 로드(10)의 타측 끝단에 연결되는 리어 인슐레이터(30), 상기 리어 인슐레이터(30)의 중심부로부터 연결되어 차체에 고정되는 바디브라켓(40), 상기 리어 인슐레이터(30)의 끝단에 연결되는 엔드 플레이트(50) 및 상기 리어 인슐레이터(30) 및 상기 엔드 플레이트(50)의 중심을 관통하여 상기 로드(10)에 연결되는 관통볼트(60)를 포함하여 이루어지며, 상기 로드(10)의 상단에 위치하는 상부로드(11) 및 하단에 위치하는 하부로드(12)는 각각의 중심부가 내측을 향하여 함몰되어 서로 맞닿아 결합되는 것을 특징으로 한다.
즉, 도3a 및 3b 에 도시된 바와 같이, 파워트레인과 연결되는 상기 로드(10)의 끝단은 원형의 연결부(13)가 형성되어 있으며, 상기 연결부(13) 내부에는 프론트 인슐레이터(20)가 위치하여 파워트레인으로부터 전달되는 진동 및 충격을 1차적으로 흡수하는 역할을 한다.
또한, 상기 로드(10)는 상기 연결부(13)로부터 연결되는 상부로드(11) 및 하부로드(12)를 포함하여 이루어지는데, 상기 상부로드(11) 및 하부로드(12)는 일정한 너비를 가지는 직사각형의 판 형태로 이루어지며, 상기 상부로드(11) 및 하부로드(12)의 타측 끝단은 리어 인슐레이터(30)와 결합되어 차체에 고정된다.
상기 리어 인슐레이터(30), 바디브라켓(40), 엔드 플레이트(50) 및 관통볼트(60) 등은 종래 사용되던 리어 롤로드의 구성 및 기능과 유사하므로, 상세한 설명은 생략한다.
도2b 에 도시된 바와 같은 종래 사용되던 리어 롤로드는, 파워트레인으로부터 전달되는 진동을 감쇄시키고, 차량 전방으로부터 가해지는 충격을 흡수하는 기능을 하지만, 중대형 이상의 플랫폼 차량에서는 파워트레인의 무게가 상대적으로 무거울 뿐만 아니라, 이에 따라 차량 전방으로부터 가해지는 충격량이 커서 리어 롤로드에 의하여 모든 충격량을 흡수할 수 없으므로, 차체의 파손 또는 리어 롤로드의 파손을 유발하게 되었다.
본 발명에서는 이러한 문제를 해결하고자, 파워트레인과 차체를 연결하며 지지하는 상기 로드(10)를 상부로드(11) 및 하부로드(12)로 각각 나누어 형성하였으며, 나아가 상기 로드(10)의 상단에 위치하는 상부로드(11) 및 하단에 위치하는 하부로드(12)는 각각의 중심부가 내측을 향하여 함몰되어 서로 맞닿아 결합되도록 하여, 연결부(13)의 내부에 위치하는 프론트 인슐레이터(20)가 상기 로드(10)의 내측으로 이동할 수 있는 공간을 제공한다.
특히, 상기 상부로드(11) 및 하부로드(12)는 다수개의 점용접에 의하여 함몰된 중심부가 서로 결합되는 것이 바람직한데, 이에 따라 도4a 및 4b 에 도시된 바와 같이, 전방으로부터 충격이 가해지는 경우, 프론트 인슐레이터(20)가 후방으로 밀리면서 상기 상부로드(11) 및 하부로드(12)의 용접점들이 차례로 떨어지면서 차체로 전달되는 충격량을 흡수하게 된다.
이 때, 상기 프론트 인슐레이터(20)의 외측 둘레에는 원통 형상의 스틸 파이프(21)를 더 포함하여 이루어져, 외부로부터 전달되는 하중에 따라 상기 연결부(13)의 내부로부터 상기 상부로드(11)와 하부로드(12)가 결합된 내측 방향으로 프론트 인슐레이터(20)가 이동되는 것을 보다 용이하게 할 수 있으며, 상기 상부로드(11) 및 하부로드(12)가 구부러지거나 용접점이 쉽게 떨어질 수 있도록 할 수 있다.
이와 같이, 충격량이 리어 롤로드에 전달되면 상기 상부로드(11) 및 하부로드(12)는 각각 상부 및 하부로 벌어지면서 구부러지게 되어 형상이 변형되지만, 파워트레인 및 차체를 연결하고 있는 구조에는 변형이 없으므로, 리어 롤로드 전체의 파손을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 파워트레인과 차체를 연결하는 구조를 계속적으로 유지할 수 있으므로 보다 안정적이다.
상기 상부로드(11) 및 하부로드(12)는 각각 다수개의 점용접에 의하여 결합되며, 중소형 또는 중대형 등의 차량의 종류나 파워트레인의 무게, 필요로 하는 충격량의 지지 등에 따라서 점용접 사이의 거리 및 점용접의 수를 변경하여 결합시킬 수 있으므로, 다양하게 적용될 수 있다.
나아가, 상기 로드(10)는 스틸 재질의 프레스 방식으로 형성되는 것이 바람직하며, 종래 알루미늄 스퀴즈 방식으로 제작되던 리어 롤로드에 비하여 롤로드 자체의 생산 원가를 절감할 수 있으므로 보다 경제적이다.
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.
10 : 로드 11 : 상부로드
12 : 하부로드 13 : 연결부
20 : 프론트 인슐레이터 21 : 스틸 파이프
30 : 리어 인슐레이터 40 : 바디브라켓
50 : 엔드 플레이트 60 : 관통볼트

Claims (4)

  1. 일측 끝단에 원형의 연결부(13)가 형성되며 파워트레인과 차체를 연결하는 로드(10);
    상기 연결부(13)의 내부에 위치하여 파워트레인에 고정되는 프론트 인슐레이터(20);
    일측면이 상기 로드(10)의 타측 끝단에 연결되는 리어 인슐레이터(30);
    상기 리어 인슐레이터(30)의 중심부로부터 연결되어 차체에 고정되는 바디브라켓(40);
    상기 리어 인슐레이터(30)의 끝단에 연결되는 엔드 플레이트(50) 및
    상기 리어 인슐레이터(30) 및 상기 엔드 플레이트(50)의 중심을 관통하여 상기 로드(10)에 연결되는 관통볼트(60)를 포함하여 이루어지며,
    상기 로드(10)의 상단에 위치하는 상부로드(11) 및 하단에 위치하는 하부로드(12)는 각각의 중심부가 내측을 향하여 함몰되어 서로 맞닿아 결합되는 것을 특징으로 하는 충돌성능 개선을 위한 리어 롤로드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부로드(11) 및 하부로드(12)는 다수개의 점용접에 의하여 결합되는 것을 특징으로 하는 충돌성능 개선을 위한 리어 롤로드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 로드(10)는 스틸 재질의 프레스 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 충돌성능 개선을 위한 리어 롤로드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프론트 인슐레이터(20)는 외측 둘레를 감싸고 있는 원통 형상의 스틸 파이프(21)를 더 포함하여 이루어져, 외부로부터 전달되는 하중에 따라 상기 연결부(13)의 내부로부터 상기 상부로드(11)와 하부로드(12)가 결합된 내측 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 충돌성능 개선을 위한 리어 롤로드.

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