KR102347077B1 - 선 압축 부시형 롤로드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압축형 토크로드와 동등한 성능을 유지하며, 부시형을 적용하기 위해서 압축형 토크로드 구조와 부시형 구조의 장점을 동시에 적용한 선 압축 부시형 롤로드(1)로, 중앙에 내관(110)이 설치되는 고무부시(200); 및 상기 고무부시(200)의 상하 또는 좌우 측 어느 한쪽 끝 단면에 접착제(X)가 도포되고, 나머지 부분은 압축되어 외관(120)에 억지 끼움되며, 상기 외관(120)의 일측이 결합수단(300)에 의해 별도의 부시로드(130)와 결합되며, 상기 고무부시(200)는 '+'모양으로 이루어지며 상, 하측 제1 및 제2 고무(210,220)는 외관(120) 내측에 압축 상태로 먼저 끼워지고, 좌, 우측 제2 및 제3 고무(230,240)는 접착제(X)가 도포된 상태에서 외관(120) 내측에 밀착된 후, 가열에 의해 고착되는 구성이다.

Description

선 압축 부시형 롤로드{PRE-COMPRESSED BUSH TYPE ROLL ROD}
본 발명은 선 압축 부시형 롤로드에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 압축형 토크로드와 동등한 성능을 유지하며, 부시형을 적용하기 위해서 압축형 토크로드 구조와 부시형 구조의 장점을 동시에 적용한 선 압축 부시형 롤로드에 관한 것이다.
일반적으로, 엔진과 변속기의 조립체는 그 하단이 서브프레임에 결합되고, 상기 서브프레임은 엔진룸을 형성하는 차체프레임에 결합됨으로써 상기 엔진과 변속기의 조립체가 엔진룸내에 설치되는 구조를 가지게 된다.
여기서, 엔진과 변속기의 조립체가 서브프레임을 매개로 엔진룸내에 설치될 때 상기 엔진과 변속기의 조립체는 차종에 따라 3점 마운팅 지지구조나 또는 4점 마운팅 지지구조를 가지면서 설치된다.
그 중, 3점 마운팅 지지구조는 원가절감을 위해 소형 차량에 주로 적용되는 구조로서, 엔진과 변속기의 조립체가 서브프레임을 매개로 엔진룸내에 설치될 때 상기 엔진은 엔진마운팅스톱퍼를 매개로 차체와 연결되도록 설치되고, 상기 변속기는 변속기마운팅스톱퍼를 매개로 차체와 연결되도록 설치되며, 차체의 후방쪽을 향하는 엔진과 변속기조립체는 도 1에 도시된 토크로드(10)를 매개로 차량의 서스펜션을 구성하는 크로스멤버(21)와 연결되도록 설치되는 구조이다.
상기와 같은 토크로드(10)는 차체의 후방을 향하는 엔진과 변속기조립체(미도시)에 결합되는 부시조립체(11)와, 상기 부시조립체(11)에 일단이 일체로 결합되는 부시로드(12)와, 상기 부시로드(12)의 타단에 일체로 결합되는 전방플레이트(13a) 및 이 전방플레이트(13a)에 결합된 용접너트(13b)를 구비한 인너파이프부재(13)와, 상기 인너파이프부재(13)에 끼워져 길이방향 중간위치에 고정 결합되는 한편 그 내부에는 중간격판이 형성되고 이 중간격판을 중심으로 차체의 전후방향으로는 각각 전방부시홈 및 후방부시홈을 형성되며 외측의 플랜지를 통해 크로스멤버(21)와 결합되어 설치되는 커버브라켓부재(14)와, 상기 인너파이프부재(13)에 끼워져서 상기 커버브라켓부재(14)의 전방부시홈 속으로 수용되는 전방부시(15)와, 상기 인너파이프부재(13)에 끼워져서 상기 커버브라켓부재(14)의 후방부시홈 속으로 수용되는 후방부시(16)와, 상기 인너파이프부재(13)의 후방에 덧대여져서 상기 후방부시(16)의 이탈을 방지하는 후방 플레이트(17)와, 상기 후방플레이트(17) 및 인너파이프부재(13)를 순차적으로 관통하여 상기 용접너트(13b)에 체결되는 조립볼트(18)로 구성된다.
상기 부시조립체(11)는 엔진과 변속기조립체의 롤 운동에 따라 토크로드(10) 가 차체의 전후방향으로 가진될 때 이를 절연하는 역할을 수행하고, 상기 전방부시(15) 및 후방부시(16)는 차량 후진시와 전진시 각각 토크로드(10)의 가진력을 절연시키게 된다.
상기 전방부시(15)와 상기 후방부시(16)는 중간격판을 중심으로 서로 대칭구조를 갖도록 형성된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 토크로드(10)는 커버브라켓부재(14)의 형상이 복잡하여 제조 설계상 어려움이 수반될 뿐만 아니라, 형상 복잡으로 인한 중량의 절감을 위해 알루미늄의 재질을 사용하게 됨으로써 원가상승의 한 요인이 되는 문제점이 있었다.
알루미늄으로 제작된 상기 커버브라켓부재(14)는 원하는 강성 및 강도를 구현하기 위해 스퀴즈 캐스팅과 열처리를 병행하여야 하며, 이러한 과정으로 인해 제조원가가 상승하게 되는 것이다.
또한, 종래의 토크로드(10)는 전체적인 구성 부품이 많음으로 인해 제조시간의 과다 소요로 생산성이 저하되고, 아울러 중량이 많이 나가는 단점도 있었다.
또한, 종래의 토크로드(10)는 전방부시(15) 및 후방부시(16)가 커버브라켓부재(14)의 전,후방부시홈 속에서 압축되어 설치된 상태이기 때문에, 상기 전방부시(15)와 후방부시(16)는 스프링 특성이 높은 상태로서 존재하게 된다. 이와 같이, 전방부시(15) 및 후방부시(16)가 최초부터 스프링 특성이 높은 상태로서 설치되면 이후 압력이 작용할 때 탄력적인 변화가 적어지게 되고, 이 결과 토크로드(10)는 감소된 절연기능을 보유할 수밖에 없는 문제점이 있게 된다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 방안으로 한국 특허 제10-1262007호 "자동차용 롤로드"가 개발되었다.
상기 자동차용 롤로드는 도 2에 도시된 바와 같이, 차체의 서브프레임에 결합되는 마운팅 브라켓(31); 상기 마운팅 브라켓(31)의 전후 양측에 각기 삽입 설치되는 제1 메인부시(32)와 제2 메인부시(33); 상기 제1 메인부시(32)의 후단에 적층 배치되는 제1 미들 플레이트(34); 상기 제1 미들 플레이트(34)의 후방에 배치되고, 제1 미들 플레이트(34)와의 사이에 제1 서브부시(36)가 부착된 엔드 플레이트(38); 및 상기 엔드 플레이트(38)부터 제2 메인부시(33)까지 관통하여 로드 브라켓(20)의 후단부에 구비된 결합너트(12)에 체결되는 관통볼트(39)를 포함하는 구성이다.
상기와 같이, 구성되는 자동차용 롤로드는 서브프레임의 레이아웃 축소에 대응할 수 있도록 엔드 플레이트의 사이즈를 축소하여 서브프레임 내 유동공간을 확보함과 동시에 중철 효과로 메인부시의 동특성을 저감시켜 기존의 절연성능을 동등하게 유지할 수 있도록 하였다.
그러나, 상기와 같이 구성되는 자동차용 롤로드의 경우는 조립구조가 복잡하고, 부품 수가 많으며, 구조상 알루미늄으로 이루어진 브라켓은 스퀴즈 캐스팅(용탕단조;squeese casting)을 적용하기 때문에 원가 및 중량면에서 기존 부시형에 대비하여 불리하게 작용되었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 극복하기 위해서 압축형 토크로드와 동등한 성능을 유지하며, 부시형을 적용하기 위해서 압축형 토크로드 구조와 부시형 구조의 장점을 동시에 적용하는 압축구조 부시형 롤로드를 제안하게 되었다.
1. 한국 등록특허 제10-1099051호(2011.12.20 공보)
1. 한국 등록특허 제10-1041628호(2011.06.08 공보)
1. 한국 공개특허 제10-2014-0044485호 (2014.04.15 공개)
1. 한국 등록특허 제10-1585429호(2016.01.08. 공보)
본 발명은 차체에 장착되어 엔진의 거동을 지지하는 장치에 관한 기술로써, 부시가 선압축되어 접착제로 고정된 상태로 장착되고 또 로드를 별물로 압출하여 생산 가능하도록 두 부분으로 나눠져 생산된 후 결합이 이뤄지는 구조로 이루어짐으로써, 하중이 가해지면 전방 측 또는 후방 측 부분이 하우징(이하 외관이라 칭함)으로부터 떨어질 염려가 없어 인장이 발생하지 않으므로 내구성 향상을 도모할 수가 있도록 하는 데에 있다.
본 발명 선압축 부시형 롤로드는;
중앙에 내관(110)이 설치되는 고무부시(200); 및
상기 고무부시(200)의 상하 또는 좌우 측 어느 한쪽 끝 단면에 접착제(X)가 도포되고, 나머지 부분은 압축되어 외관(120)에 억지 끼움되며,
상기 외관(120)의 일측이 결합수단(300)에 의해 별도의 부시로드(130)와 결합되며, 상기 고무부시(200)는 '+'모양으로 이루어지며 상, 하측 제1 및 제2 고무(210,220)는 외관(120) 내측에 압축 상태로 먼저 끼워지고, 좌, 우측 제2 및 제3 고무(230,240)는 접착제(X)가 도포된 상태에서 외관(120) 내측에 밀착된 후, 가열에 의해 고착되는 것을 것을 특징으로 한다.
본 발명 선압축 부시형 롤로드는 다음과 같은 효과를 얻을 수가 있다.
첫째, 본 발명은 서브프레임과 연결되는 쪽의 부시가 전후, 좌우방향으로 열십자(+) 모양을 가지며, 좌, 우측 끝단은 하우징 내에서 접착제에 의해 고정되고 전후측 끝단은 선 압축 된 상태로 상기 하우징 내에 장착되는 구조를 가지도록함으로써, 인장이 발생하지 않아 부시의 거동을 최소화시켜 내구성 향상을 꾀할 수가 있다.
둘째, 본 발명은 토크로드는 서브프레임과 연결되는 측과 엔진에 연결되는 측이 분리된 상태에서 홈과 돌기의 결합에 의해 체결되는 구조로, 스퀴즈 공정에서 압출 공정을 변경함으로써, 금형 개수 축소 및 원가 절감을 도모할 수가 있다.
셋째, 선 압축된 고무부시로 인하여 PT의 자세가 안정화되고, 정차중 D/R/N단 조작 시 발생하는 이음을 방지할 수 있으며, 단품 내구 수명도 크게 개선되는 장점이 있다.
넷째, 부품이 축소되고 조립과정이 단순하여 품질 강건성을 확보할 수가 있다.
다섯째, 작은 사이즈의 부시형 롤로드로 제작함으로써, 패키지 레이아웃에 류리한 구조이다.
도 1은 종래 토크로드를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래 자동차용 롤로드를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 선압축 부시형 롤로드를 나타낸 도면으로, 서브프레임과 연결되는 측 브라켓과 엔진에 연결되는 로드 측이 분리된 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 선압축 부시형 롤로드가 결합된 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 브라켓 만 발췌히여 분리된 상태를 나타낸 도면이다.
도 6의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 선압축 부시형 롤로드로,
(a)는 고무부시만 발체한 도면이고, (b)는 고무부시가 외관에 삽입된 후의 상태를 나타낸 도면이다.
도 7 (a) 내지 (c)는 본 발명에 따른 선압축 부시형 롤로드의 동작원리를 나탠 도면으로,
(a)는 정상적인 상태를 나타낸 도면이고 (b)는 전방 급발진 시 고무부시의 움직임을 나타낸 도면이고,(c)는 후방 급발진 시의 상태를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 선압축 부시형 롤로드(1)를 나타낸 도면으로, 서브프레임(도시하지 않음)과 연결되는 측 브라켓(100)과 엔진(도시하지 않음)에 연결되는 로드(130) 측이 분리된 상태를 나타낸 도면이다.
본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이, 브라켓(100)과 로드(130)가 각각 분리되어 도 4에 도시된 바와 같이, 결합수단(300)에 의해 체결되는 구조이다.
상기 브라켓(100)은 도 5에 도시된 바와 같이, 중앙에 내관(110)이 중앙에 설치되어 있고, 이 주위를 고무부시(200)가 감싸도록 형성되어 있다.
상기 고무부시(200)는 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, '+'모양으로 이루어지며 상, 하측 제1 및 제2 고무발(210,220)과 좌우측 제3 및 제4 고무발(230,240)로 이루어진다.
상기 제1 및 제2 고무발(210,210)은 외관(120) 내측에 압축 상태로 먼저 끼워지고(선압축), 좌, 우측 제3 및 제4 고무발(230,240)은 접착제(X)가 도포된 상태에서 외관(120) 내측에 밀착된 후, 도시하지 않은 가열장치에 의해 외부에서 가열하여 외관(120)의 내측에 견고하게 고착되도록 하였다(도 6의 (b)참조).
이때, 상기 접착제(X)가 도포되지 않은 제1 및 제2 고무발(210, 220)은 제3 및 제4 고무발(230,240) 보다 조금 더 오버랩(overlap)되어 있어 압축시 외관(120) 내측과 억지끼워 맞춤된다.
또한, 오버랩된 부위의 압축이 용이하도록 제3 및 제4 고무발(230,240)에 구멍이 형성되어 있다.
상기 오버랩은 외관(120)과 제1 및 제2 고무발(210, 220)이 압축되어 겹치는 부위를 말한다.
또한, 상기 외관(120)은 원형의 파이프로 중공 상태로 되어 있고, 외부 어느 한 쪽 면에 걸림돌기(121)가 형성되어 있다.
상기 걸림돌기(121)는 대략 "철(凸)" 형상으로 이루어져 있다.
한편, 상기 로드(130)는 알루미늄 금속재를 압출 성형한 것으로, 일 측은 도시하지 않은 엔진 쪽과 결합되기 위한 부시가 설치되고, 타측은 상기 걸림돌기(121)와 결합되기 위한 걸림홈(131)이 형성된다.
상기 걸림홈(131)은 대략 "요(凹)" 형상으로 이루어진다.
상기 결합수단(300)은 외관(120)에 형성된 "凸"형상의 걸림돌기(121)와 로드(130)에 형성된 "凹"형상의 걸림홈(131)로 구성된다.
상기에서 결합수단(300)을 구성하는 요철(凹凸)형상을 반드시 외관(120)에 걸리돌기를 형성하고, 로드(130)에 걸림홈을 형성하는 것은 아니고, 외관(120)에 걸림홈을 로드(130)에 걸림돌기를 형성할 수도 있다.
상기와 같이 구성되는 선 압축 부시형 롤로드(1)는 기존(종래) 브라켓에 고무부시를 직접 가류하였으나, 본 발명은 고무부시 만 별도로 가류하되, 브라켓에 일정 부위만 고정되도록 접착 가열하고, 나머지 부분은 선 압축하여 조립하는 방식을 채택함으로써, 하중이 가해지면 전방 측 또는 후방 측 부분이 외관으로부터 떨어질 염려가 없어 인장이 발생하지 않으므로 내구성 향상시킬 수가 있다.
또한, 본 발명은 도 7에 도시된 동작원리를 나탠바와 같이, (a)와 같은 상태에서, (b)와 같이 전방 급발진 시 고무부시(200) 중심선(이점쇄선) 아래 쪽으로 동작된다. 이때, 제3 및 제4 고무발(230,240)이 접착제에 의해 고착되어 있어 이 부분을 움직이지 않고 제1 및 제2 고무발(210,220)만 거동된다.
또한, 도 7의 (c)와 같이, 후방 급발진 시 고무부시(200)가 로드(130) 쪽으로 상승하게 된다.
따라서, 도 7과 같은 움직임에도 불구하고 고무부시(200)가 외관(120)으로부터 떨어지지 않기때문에 인장력을 받지않아서 내구성이 향상된다.
상기 도면은 마치 수직으로 동작되는 것으로 보이나 실제는 수평방향으로 거동되는 점을 명심해야 된다.
즉, 본 발명 선압축 부시형 롤로드(1)는 고무부시(200)가 외관과 접착되어 압축 또는 인장되지만, 동작은 항상 수평방향으로 만 거동하기 때문에 거동이 최소화되어 내구성이 향상되는 것이다.
본 발명은 상기한 바람직한 실시 예와 첨부한 도면을 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 사상 및 범위 내에서 상이한 실시예를 구성할 수도 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해지며, 본 명세서에 기재된 특정 실시예에 의해 한정되지 않는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 선압축 부시형 롤로드 100 : 브라켓
110 : 내관 120 : 외관
121 : 걸림돌기 130 : 로드
131 : 걸림홈 200 : 고무부시
210,220.230.240 : 고무발 300 : 결합수단
X : 접착제

Claims (6)

  1. 서브프레임과 연결되는 측의 브라켓(100)과 엔진에 연결되는 로드(130) 측이 분리된 상태에서 결합수단(300)에 의해 체결된 선압축 부시형 롤로드에 있어서,
    상기 브라켓(100)은;
    중앙에 내관(110)이 설치되는 고무부시(200); 및
    상기 고무부시(200)의 외관(120) 내측에 압축상태로 먼저 끼워지고, 좌, 우측 제3 및 제4 고무발(230,240)은 접착제(X)가 도포된 상태에서 외관(120) 내측에 밀착된 후, 가열장치에 의해 외부에서 가열하여 외관(120)의 내측에 견고하게 고착된 것을 특징으로 하는 선압축 부시형 롤로드.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 고무부시(200)는 '+'모양으로 이루어지며 상, 하측 제1 및 제2 고무발(210,220)과 좌우측 제3 및 제4 고무발(230,240)로 이루어지며, 상기 제1 및 제2 고무발(210,210)은 외관(120) 내측에 압축 상태로 먼저 끼워지고, 좌, 우측 제3 및 제4 고무발(230,240)은 접착제(X)가 도포된 상태에서 외관(120) 내측에 밀착된 후, 가열에 의해 고착되는 것을 특징으로 하는 선압축 부시형 롤로드.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 접착제(X)가 도포되지 않은 제1 및 제2 고무발(210, 220)은 제3 및 제4 고무발(230,240) 보다 오버랩된 것을 특징으로 하는 선압축 부시형 롤로드.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 결합수단(300)은;
    오버랩된 제1 고무발(210) 쪽 외관(120)의 바깥면에 형성되는 끼움돌기(121)와;
    상기 끼움돌기(121)와 결합되기 위한 별도의 로드(130) 일단에 형성되는 걸림홈(131)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 선압축 부시형 롤로드.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 로드(130)는 금속재를 압출 성형에 의해 제작된 것을 특징으로 하는 선압축 부시형 롤로드.
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