KR102453784B1 - 차량용 롤로드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전방러버와 후방러버 사이에 메인케이스가 배치되고 상기 전방러버와 후방러버 및 메인케이스를 관통하여 로드가 장착되어 상기 로드에 가해지는 압력의 방향 따라 전방러버 또는 후방러버가 탄성변형하는 차량용 롤로드에 있어서, 상기 전방러버 또는 후방러버 중 어느 하나 이상은 메인케이스와 맞닿는 쪽 끝단에 슬릿홀이 형성되고 상기 슬릿홀에 의해 나눠진 단편부들이 적어도 두 개 이상 형성된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은, 대하중 입력시 슬릿홀에 의해 형성된 두 개 이상의 단편부들의 좌굴(挫屈)이 유도되어 러버의 비압축성을 개선할 수 있다.

Description

차량용 롤로드{Roll-rod for vehicle}

본 발명은 차량용 롤로드에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 대하중이 입력됐을 때 러버의 비압축성을 저감시켜 스프링강성을 개선할 수 있는 차량용 롤로드에 관한 것이다.

승용차량들은 프레임바디를 대신하여 중량이 가볍고 생산성이 뛰어난 모노코크바디가 주로 사용된다. 모노코크바디는 별도의 프레임이 삭제된 구조로서 차체의 엔진룸에 엔진과 트랜스미션이 결합된 파워트레인이 직접 장착된다.

따라서, 상기 모노코크바디는 차체 자체가 프레임 기능을 하여 서스펜션 및 섀시 부품들이 각각 장착되나, 상기 파워트레인의 진동이 직접적으로 차체에 전달되는 것을 방지하며 차량 충돌시 충격을 분산하기 위하여 차량의 하부에 서브프레임이 장착된다.

상기 서브프레임은 서스펜션 장치 및 스티어링 장치 등이 장착되고, 롤로드를 통해 파워트레인 하부에 연결된다. 즉, 차체의 양측에서 엔진마운트와 트랜스미션마운트가 각각 장착되어 파워트레인의 하중을 지지하되, 서브프레임에 장착된 롤로드는 파워트레인의 변위 제어 및 진동 감쇠를 분담한다.

한편, 종래의 롤로드는 도 1 에 도시된 바와 같이, 전방 끝단이 파워트레인으로 연결되며 바(bar) 형태의 모양을 갖는 로드(50)와 상기 로드(50)의 후방측으로 확장된 파이프(52)의 끝단에 결합된 금속재 엔드플레이트(90)를 포함하고 상기 로드(50)와 엔드플레이트(90) 사이에는 서브프레임에 고정될 수 있도록 메인케이스(60)가 장착된다. 그리고, 상기 메인케이스(60)의 전방과 후방 각각에 고무재질(또는 합성수지재질)의 전방러버(70)와 후방러버(80)가 나란히 배치하는 형태로 구성된다.

상기 로드(50)의 전방 끝단에는 고무재 부시(51)가 장착되어 파워트레인과 연결되며, 상기 엔드플레이트(90)가 파이프(52)에 끼워지면 볼트(53)가 파이프(52) 내부로 삽입고정되어 전방러버(70), 메인케이스(60), 후방러버(80), 엔드플레이트(90)의 결합이 이뤄진다.

그리고, 상기 전방러버(70)와 후방러버(80)는 차량의 전진 및 후진 시 파워트레인의 거동을 제어하며 탄성변형하여 진동을 절연시킨다. 가령, 차량의 급가속이나 급정거시 관성에 의한 파워트레인의 거동에 의해 로드(50)는 전방 또는 후방쪽으로 이동하게 된다. 이때, 전방러버(70)와 후방러버(80)는 로드(50)의 파이프(52)가 관통하는 홀(62)이 형성된 메인케이스(60)의 격벽(61)에 지지되어 탄성 압축된다.

즉, 상기 롤로드는 파워트레인의 거동을 제어하는 역할을 하며, NVH(noise, vibration, harshness) 성능 및 R&H(Riding & Handling)성능에 영향을 미친다.

한편, 상기와 같은 종래의 롤로드는 (급가속, 급정거와 같은 주행상황에 의해) 대하중이 입력될 때 도 1b 에 도시된 바와 같이 러버의 변형이 발생한다. 하지만, 대하중이 입력될 때는 러버의 비압축성(incompressibility)이 증가하여 추가적인 변위에 대한 진동 절연 성능이 급격히 저하되는 문제가 발생한다. 즉, 러버의 압축량이 증대될수록 러버의 강성이 높아져 진동 절연 성능이 저하되는 문제가 있었다 (도 7 에서 종래 구조의 특성 참조).

따라서, 본 발명은 NVH성능 및 R&H성능 향상을 위해 전방러버 및/또는 후방러버의 비압축성이 개선된 차량용 롤로드를 제공하는 것에 주목적이 있다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전방러버와 후방러버 사이에 메인케이스가 배치되고 상기 전방러버와 후방러버 및 메인케이스를 관통하여 로드가 장착되어 상기 로드에 가해지는 압력의 방향 따라 전방러버 또는 후방러버가 탄성변형하는 차량용 롤로드에 있어서, 상기 전방러버 또는 후방러버 중 어느 하나 이상은 메인케이스와 맞닿는 쪽 끝단에 슬릿홀이 형성되고 상기 슬릿홀에 의해 나눠진 단편부들이 적어도 두 개 이상 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 슬릿홀은 전방러버와 후방러버 모두에 형성되는 것이 바람직하며, 상기 슬릿홀은 전방러버 또는 후방러버의 전체 높이에서 10% 내지 60% 에 해당하는 깊이를 갖도록 전후방향을 따라 형성되고, 두 개 이상이 전방러버 또는 후방러버에서 서로 간에 간격을 두고 배치되도록 형성된다.

상기 전방러버 또는 후방러버에는 로드의 파이프가 관통하는 부분에서 슬릿홀이 미형성된 평탄부가 형성되며, 상기 평탄부에는 표면의 일부분이 파인 파임홈이 형성된다.

그리고, 상기 단편부 내에는 전방러버와 후방러버의 재질보다 탄성계수가 더 큰 재질로 제조된 인서트가 내장된다.

아울러, 본 발명의 변형예로써, 상기 단편부들 중 최외각에 배치된 단편부는 경사지게 배치되고, 평탄부는 인접하는 단편부들의 좌굴시 간섭이 방지되도록 소정의 양만큼 파인 깍임부가 형성될 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은, 대하중 입력시 슬릿홀에 의해 형성된 두 개 이상의 단편부들의 좌굴(挫屈)이 유도되어 러버의 비압축성을 개선할 수 있다.

이에 따라, NVH 성능 및 R&H 성능을 개선할 수 있다.

아울러, 상기 단편부에는 인서트가 삽입되어 인서트의 재질 선택에 따라서 러버 특성의 튜닝이 용이하게 이뤄질 수 있다.

도 1a 는 종래의 롤로드가 부분절개된 모습과 분해된 모습을 도시한 도면,
도 1b 는 종래의 롤로드 구조에서 대하중이 입력될 때 후방러버의 압축이 발생하는 모습들 도시한 도면,
도 2 는 본 발명에 따른 롤로드에서 전방러버 및/또는 후방러버로 사용되는 러버를 아랫쪽에서 바라본 모습이 도시된 도면,
도 3 은 도 2 의 러버에서 내부의 인서트가 나타나도록 투시하여 도시한 도면,
도 4 는 도 2 의 러버가 회전된 모습을 도시한 도면,
도 5 는 도 4 의 러버에서 내부의 인서트가 나타나도록 투시하여 도시한 도면,
도 6 은 도 2 의 러버에 대하중이 입력되어 단편부의 좌굴이 발생하는 모습을 도시한 도면,
도 7 은 입력되는 하중량에 따른 러버의 변위량을 나타내는 그래프로써, 종래 구조의 변위량과 본 발명 구조의 변위량을 비교하여 나타낸 그래프,
도 8 은 본 발명의 변형예가 도시된 도면.

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.

본 발명은 서브프레임에 장착되어 파워트레인과 연결되는 롤로드에 관한 것으로써, 본 발명의 롤로드는 종래의 구조와 같이 로드(50)의 후방으로 전방러버와 후방러버가 및 엔드플레이트(90)가 연결되되, 서브프레임에 고정되는 메인케이스(60)가 전방러버와 후방러버 사이에 장착되어 로드(50)에 가해지는 하중에 따라 전방러버 또는 후방러버가 탄성변형하며 이를 지지하도록 구성되나, 상기 전방러버와 후방러버 중 적어도 어느 하나 또는 두 개 모두는 아래에서 설명되는 본 발명에 따른 러버가 장착되는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명에 따른 러버(10)는 롤로드의 전방러버 또는 후방러버 중 어느 하나로써 장착되거나 두 개 모두로 장착되며, 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명한다.

도 2 내지 5 를 참조하면, 본 발명에 따른 러버(10)는 메인케이스와 맞닿는 쪽(즉, 직경이 상대적으로 더 크게 형성된 쪽) 끝단에 탄성변형을 유도하기 위해 슬릿홀(11)이 형성된다.

그리고, 상기 슬릿홀(11)에 의해 나눠진 단편부들(12)이 적어도 두 개 이상 형성된 구조를 갖는다.

상기 슬릿홀(11)은 러버(10)의 전체 높이(b)에서 10% 내지 60% 에 해당하는 깊이(a)를 갖도록 형성되고, (평탄부를 사이에 두고 양측 각각에서) 두 개 이상이 서로 간에 간격을 두고 배치되도록 형성된다.

다만, 하중이 집중되어 파손이 발생할 가능성이 있는 로드의 파이프가 관통하는 부분에는 슬릿홀(11)이 미형성된 평탄부(13)가 형성된다. 상기 평탄부(13)에서도 탄성변형이 용이하게 이뤄질 수 있도록 표면의 일부분이 소정의 깊이로 파인 파임홈(14)이 형성된다.

아울러, 도 3 과 도 5 에 도시된 바와 같이, 상기 단편부(12) 내에는 러버(10)의 재질보다 탄성계수가 더 큰 재질로 제조된 인서트(15)가 내장된다. 즉, 상기 인서트(15)는 탄성변형이 발생하지 않고 구부러지거나 휘어지지 않으므로 대하중이 입력될 때 상기 단편부(12)는 도 6 에 도시된 바와 같이 꺽임(좌굴)이 유도된다.

이와 같은 구조에서, 상기 단편부들(12)은 소하중이 입력될 때는 평탄부(13)와 함께 하중을 지지하다가 대하중이 작용하면 단편부들(12)의 좌굴이 발생되어 러버(10)의 비압축성을 해제하는 역할을 수행한다. 즉, 단편부들(12)의 좌굴이 도 7 에 도시된 바와 같이 종래의 구조 대비 러버의 변위량(압축가능량)을 증대시켜 대변위 발생시 스프링강성의 개선 효과를 얻을 수 있고, 이에 따라, 상기와 같은 러버를 전방러버 및/또는 후방러버로 사용하는 본 발명의 롤로드는 종래의 구조와 대비하여 NVH 성능 및 R&H 성능을 개선할 수 있다.

참고적으로, 본 발명은 단편부의 좌굴이 더 효율적으로 이뤄질 수 있는 변형예를 추가적으로 제공한다. 즉, 도 8 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 변형예에서, 러버(10')의 최외곽에 배치된 단편부(12)는 메인케이스(60)와 경사각이 형성되도록 소정의 각도로 경사지게 배치되고, 평탄부(13')는 인접하는 단편부의 좌굴시 간섭이 방지되도록 소정의 양만큼 파인 깍임부가 형성될 수 있다. 이에 따라, 하중이 작용하지 않는 <i> 상태에서 러버(10')는 장착된 초기상태를 유지하되, 하중의 크기가 증대될 수로 <ii> 단계에서는 최외곽 단편부(12)의 좌굴이 시작되고, 좌굴된 최외곽 단편부(12)가 이웃하는 단편부를 추가적으로 가압하므로써 연속적인 단편부들의 좌굴이 유도될 수 있다(<iii>상태 참조). 아울러, 이러한 변형예에서는 평탄부(13')에 깍임부가 형성되어 단편부와 평탄부(13')의 간섭을 방지할 수 있다.

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

10 : 러버
11 : 슬릿홀
12 : 단편부
13 : 평탄부
15 : 인서트

Claims (8)

1. 전방러버와 후방러버 사이에 메인케이스가 배치되고 상기 전방러버와 후방러버 및 메인케이스를 관통하여 로드가 장착되어 상기 로드에 가해지는 압력의 방향 따라 전방러버 또는 후방러버가 탄성변형하는 차량용 롤로드에 있어서,
   상기 전방러버 또는 후방러버 중 어느 하나 이상은 메인케이스와 맞닿는 쪽 끝단에 전체 높이에 대해 10% 내지 60%에 해당하는 깊이(a)를 가지는 두 개 이상의 슬릿홀(11)에 의해 형성된 단변부들(12)이 간격을 두고 배치되는 되되,
   상기 전방러버 또는 후방러버(10)에는 로드의 파이프가 관통하는 부분에서 슬릿홀(11)이 미형성된 평탄부(13)가 형성되고, 상기 단편부들(12) 내측에 상기 러버(10)의 재질보다 탄성계수가 더 큰 재질로 제조된 인서트(15)가 내장되어 소 하중이 입력될 때 평탄부(13)와 함께 하중을 지지하다가 대 하중이 작용하면 단편부들(12)의 좌굴이 발생되어 러버(10)의 비압축성을 해제하여 상기 러버의 변위량을 증대시켜 대변위 발생시 스프링강성의 개선 효과를 얻을 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 롤로드.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 슬릿홀은 전방러버와 후방러버 모두에 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 롤로드.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서, 상기 메인케이스와 접하는 평탄부(13)의 표면에만 탄성변형이 용이하게 이뤄질 수 있도록 파임홈(14)이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 롤로드.
   
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서, 상기 단편부들(12) 중 최 외각에 배치된 단편부는 경사가 형성되도록 배치된 것을 특징으로 하는 차량용 롤로드.

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