KR102681371B1 - 차량용 롤마운트 장치 - Google Patents

차량용 롤마운트 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 롤마운트 장치에 관한 것으로, 다양한 주파수 대역에서 발생하는 진동소음을 효과적으로 저감시켜 차량에서 발생하는 복잡한 진동소음을 개선할 수 있는 차량용 롤마운트 장치를 제공하는데 목적이 있다.

Description

차량용 롤마운트 장치 {ROLL MOUNT DEVICE FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 롤마운트 장치에 관한 것으로, 상세하게는 차량의 진동소음 성능을 향상시키기 위한 롤마운트 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 파워트레인으로부터 차체에 전달되는 진동 및 소음을 저감시키기 위해 엔진 마운팅 시스템을 적용하고 있으며, 상기 엔진 마운팅 시스템은 관성 3점 지지방식과 관성 4점 지지방식을 구분된다. 상기 관성 3점 지지방식의 마운팅 시스템은 파워트레인의 하단에 로드 타입의 롤마운트 장치가 적용되고 있다.
종래의 로드 타입의 롤마운트 장치는 파워트레인의 거동을 효과적으로 제어하고 상기 파워트레인으로부터 차체에 전달되는 진동을 절연하기 위해 등록특허 제10-1592442호에 개시된 바와 같은 도그본 타입의 롤로드를 사용하고 있다.
종래의 롤마운트 장치는 형상이 단순하고 고무 사용량이 많아 진동소음(NVH) 및 강도의 개선에 유리하나 실차에서 발생하는 복잡한 진동소음, 특히 특정 주파수 대역에서 발생하는 부밍소음을 개선하기 어려운 단점이 있다.
등록특허 제10-1592442호
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 다양한 주파수 대역에서 발생하는 진동소음을 효과적으로 저감시켜 차량에서 발생하는 복잡한 진동소음을 개선할 수 있는 차량용 롤마운트 장치를 제공하는데 목적이 있다.
이에 본 발명에서는, 파워트레인에 연결되는 프론트 마운트와 차체에 연결되는 리어 마운트 및 상기 프론트 마운트와 리어 마운트 사이에 구비되는 로드부로 구성된 차량용 롤마운트 장치를 제공하며,
상기 프론트 마운트는, 파워트레인에 연결되어 파워트레인의 진동을 전달받는 코어; 상기 코어의 반경방향을 기준으로 상기 코어의 외측에 일정 간격을 두고 배치되는 아우터파이프; 상기 코어와 아우터파이프 사이에 배치되어 상기 코어를 통해 입력되는 진동을 흡수하는 탄성체; 상기 코어의 외측면에 배치되어 상기 아우터파이프의 내측면과 일정 간격을 두게 되는 스토퍼;를 포함하여 구성된다.
상기 프론트 마운트는 다음과 같은 특징이 있다. 상기 스토퍼는, 설정된 임계진폭 이상의 진동이 상기 코어에 입력될 때에는 상기 아우터파이프의 내측면에 접촉하게 되고, 상기 임계진폭 미만의 진동이 상기 코어에 입력될 때에는 상기 아우터파이프의 내측면에 미접촉되도록 구성될 수 있다. 상기 탄성체는 코어에 진동이 입력되기 전부터 상기 아우터파이프의 내측면에 접촉한 상태로 상기 코어의 외측면에 배치될 수 있다.
또한 상기 코어의 외측면에는 인서트부재가 구비될 수 있으며, 상기 탄성체와 스토퍼는 상기 인서트부재의 외측면에 일체로 성형될 수 있다. 상기 인서트부재의 중앙부에는 오목하게 파여진 형태의 오목부가 인서트부재의 원주방향으로 구비될 수 있으며, 상기 오목부가 포함된 인서트부재의 중앙부에 상기 탄성체가 배치될 수 있다. 그리고 상기 스토퍼는 탄성체의 양측에 배치되는 제1 스토퍼와 제2 스토퍼로 구성될 수 있으며, 상기 제1 스토퍼와 제2 스토퍼는 각각 인서트부재의 둘레방향으로 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 차량용 롤마운트 장치는, 다양한 주파수 대역에서 발생하는 진동소음을 효과적으로 저감시켜 실차에서 발생하는 복잡한 진동소음을 개선할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 롤마운트 장치를 나타낸 도면
도 2는 본 발명에 따른 프론트 마운트를 나타낸 도면
도 3은 코어에 미소변위의 진동이 입력될 때 스토퍼가 아우터파이프의 내측면에 미접촉한 상태를 나타낸 도면
도 4는 코어에 대변위의 진동이 입력될 때 스토퍼가 아우터파이프의 내측면에 접촉한 상태를 나타낸 도면
도 5는 본 발명에 따른 프론트 마운트의 하중에 따른 변위(스프링상수)를 종래의 프론트 마운트와 비교하여 나타낸 그래프
이하, 본 발명을 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 롤마운트 장치는 크게 파워트레인에 결합되는 프론트 마운트(10)와 차체에 결합되는 리어 마운트(20) 및 상기 프론트 마운트(10)와 리어 마운트(20) 사이에 배치되는 로드부(30)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 상기 프론트 마운트(10)는, 파워트레인에 연결되어 장착되는 코어(11)와, 상기 코어(11)의 외측에 배치되는 아우터파이프(12)와, 상기 코어(11)의 외측면에 배치되는 인서트부재(13), 및 상기 코어(11)와 아우터파이프(12) 사이에 배치되는 탄성체(14)와 스토퍼(15)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 코어(11)는 파워트레인에 결합되어 상기 파워트레인의 진동을 전달받도록 구성된다. 상기 코어(11)는 원통형으로 형성될 수 있으며 그 중앙부를 관통하는 체결부재에 의해 파워트레인에 연결될 수 있다. 예를 들어 상기 코어(11)는 파워트레인을 구성하는 변속기의 하측단에 장착될 수 있다. 상기 코어(11)의 중심축선은 차량의 좌우방향으로 배치될 수 있다.
상기 아우터파이프(12)는 코어의 반경방향을 기준으로 상기 코어(11)의 외측에 일정 간격을 두고 배치될 수 있다. 상기 아우터파이프(12)는 코어(11)보다 일정치 이상 큰 직경을 갖는 원통형으로 형성될 수 있으며, 상기 코어(11)와 동축으로 배치될 수 있다. 상기 아우터파이프(12)는 로드부(30)의 한쪽 끝단에 일체로 형성될 수 있다.
상기 인서트부재(13)는 코어(11)의 외측면에 구비되어 상기 탄성체(14)의 내측면에 배치될 수 있다. 상기 인서트부재(13)는 코어(11)의 외경에 상당하는 내경을 갖는 원통형으로 형성될 수 있으며, 아우터파이프(12)의 내경보다 일정치 이상 작은 외경을 갖는다. 즉, 상기 인서트부재(13)는 아우터파이프(12)의 내측면과 일정 간격을 갖도록 상기 아우터파이프(12)의 내측에 배치될 수 있다. 상기 인서트부재(13)는 플라스틱 재질로 성형될 수 있다. 상기 인서트부재(13)는 코어(11)의 외측면에 일체로 성형되어 접착될 수 있다.
상기 탄성체(14)는 코어(11)를 통해 차량 전후방향으로 입력되는 진동을 흡수할 수 있도록 구성된다. 상기 탄성체(14)는 인서트부재(13)의 외측면에 성형되어 코어(11)와 아우터파이프(12) 사이에 배치될 수 있다. 상기 탄성체(14)는 고무 등의 재질로 성형될 수 있으며 상기 인서트부재(13)의 외측면에 가류되어 일체로 부착될 수 있다. 상기 탄성체(14)는 인서트부재(13)의 둘레방향으로 배치될 수 있으며 대략 타원형의 단면을 가질 수 있다.
상기 스토퍼(15)는 코어(11)와 아우터파이프(12) 사이에 배치되어 상기 코어(11)의 변위를 제어하도록 구성될 수 있다. 구체적으로 상기 스토퍼(15)는 인서트부재(13)의 외측면에 일체로 성형되어 접착될 수 있다. 상기 스토퍼(15)는 인서트부재(13)의 외측면에 배치되어 아우터파이프(12)의 내측면과 일정 간격을 두게 된다. 상기 스토퍼(15)는 코어(11)에 진동이 입력되기 전에는 아우터파이프(12)의 내측면과 일정 간격을 두게 되며, 설정된 임계진폭 이상의 큰 진동이 코어(11)에 입력될 때 상기 아우터파이프(12)의 내측면에 접촉되면서 코어(11)쪽으로 압축된다(도 4 참조). 상기 스토퍼(15)는 코어(11)의 변위를 제어하여서 상기 코어(11)와 연결된 파워트레인의 진동을 제한할 수 있다.
구체적으로 상기 스토퍼(15)는, 그 내측면이 인서트부재(13)의 외측면에 배치되고, 그 외측면이 아우터파이프(12)의 내측면을 향해 돌출될 수 있다. 상기 스토퍼(15)는 대략 삼각형의 단면구조를 가질 수 있으며, 그러한 스토퍼(15)의 외측면은 아우터파이프(12)의 내측면과 일정 간격을 두고 배치될 수 있다. 즉, 상기 스토퍼(15)는 인서트부재(13)의 외측면으로부터 볼록하게 돌출된 형태로 형성될 수 있다. 이러한 스토퍼(15)는 탄성체와 일체로 가류 성형될 수 있다. 즉, 상기 스토퍼(15)는 인서트부재(13)의 외측면에 탄성체(14)와 동시 성형될 수 있다. 이때 스토퍼(15)는 상기 탄성체(14)의 가장자리부에 이웃하여 배치될 수 있다.
도 2 및 도 3에 보듯이, 상기 스토퍼(15)는 코어(11)의 축선방향을 기준으로 상기 탄성체(14)의 양측에 배치되는 제1 스토퍼(15a)와 제2 스토퍼(15b)로 구성될 수 있다. 상기 제1 스토퍼(15a) 및 제2 스토퍼(15b)는 인서트부재(13)의 둘레방향으로 배치될 수 있다. 상기 제1 스토퍼(15a) 및 제2 스토퍼(15b)는 설정된 임계진폭 미만의 진동이 코어(11)에 입력될 때에는 아우터파이프(12)의 내측면에 미접촉하게 된다.
탄성체(14)는 상기 임계진폭 미만의 진동이 코어(11)에 입력될 때에도 상기 코어(11)의 진동에 의해 압축된다. 상기 탄성체(14)는 코어(11)에 진동이 입력되기 전부터 아우터파이프(12)의 내측면에 접촉한 상태로 상기 인서트부재(13)의 외측면에 배치된다.
상기 인서트부재(13)는, 코어(11)의 축선방향을 기준으로, 그 중앙부에 곡면형으로 오목하게 파여진 형태의 오목부(13a)가 구비될 수 있다. 상기 오목부(13a)는 인서트부재(13)의 원주방향으로 배치될 수 있다. 상기 오목부(13a)를 포함하는 인서트부재(13)의 중앙부에 상기 탄성체(14)가 배치될 수 있다. 이에 따라 인서트부재(13)와 아우터파이프(12) 사이에 탄성체(14)의 배치를 위한 충분한 공간이 확보되고, 상기 탄성체(14)는 절연 성능을 확보하기 위해 필요한 충분한 고무량이 적용될 수 있다. 즉, 인서트부재(13)와 아우터파이프(12) 사이의 한정된 공간내에 배치되는 탄성체(14)의 사이즈(고무량)를 증대시켜 탄성체(14)의 절연 성능을 향상시킬 수 있다. 상기 인서트부재(13)의 중앙부에서 탄성체(14)는, 인서트부재(13)의 가장자리부와 아우터파이프(12) 사이에 간격보다 큰 두께를 가질 수 있다.
상기 인서트부재(13)의 양측 가장자리부에는 오목부(13a)가 구비되지 않으며, 그러한 인서트부재(13)의 가장자리부에 제1 스토퍼(15a)와 제2 스토퍼(15b)가 배치된다. 상기 탄성체(14)가 배치된 인서트부재(13)의 중앙부는 제1 스토퍼(15a)와 제2 스토퍼(15b)가 배치된 인서트부재(13)의 가장자리부보다 얇은 두께를 가질 수 있다.
첨부된 도 3은 코어에 미소변위의 진동이 입력될 때 스토퍼가 아우터파이프의 내측면에 미접촉한 상태를 나타낸 도면이고, 도 4는 코어에 대변위의 진동이 입력될 때 스토퍼가 아우터파이프의 내측면에 접촉한 상태를 나타낸 도면이다.
상기 코어(11)가 설정된 임계진폭 이상의 진동(즉, 대변위 진동)에 의해 탄성체(14)를 압축시키면서 진동될 때, 상기 스토퍼(15)는 상기 아우터파이프(12)의 내측면에 접촉되며 압축된다(도 4 참조). 상기 스토퍼(15)가 압축될 때 스토퍼(15)의 내측면에 배치된 인서트부재(13)에 스토퍼(15)가 지지됨에 의해 상기 코어(11)의 대변위 진동을 더 효과적으로 신속하게 제어할 수 있게 된다.
코어(11)에 상기 임계진폭 미만의 진동(미소변위 진동)이 입력될 때에는, 탄성체(14)가 압축되면서 진동을 흡수하여 코어(11)에 입력되는 진동을 절연시키게 되며, 상기 스토퍼(15)는 아우터파이프(12)의 내측면에 미접촉하게 된다(도 3 참조). 상기 탄성체(14)는 미소변위 진동의 절연에 필요한 충분한 양의 고무를 사용하여 성형되며, 따라서 프론트 마운트(10)는 미소변위 진동에 대한 절연 성능을 충분히 확보할 수 있게 된다.
상기와 같이 구성되는 프론트 마운트(10)는, 엔진 아이들 시 및 정속주행 시와 같이 고주파의 미소변위 진동이 코어(11)에 입력되는 조건에서는 상기 탄성체(14)에 의해 충분한 절연 성능을 확보할 수 있게 되고, 급가속 시와 발진 시 및 제동 시와 같이 저주파의 대변위 진동이 코어(11)에 전달되는 조건에서는 상기 탄성체(14)와 스토퍼(15)에 의해 코어(11)의 변위를 제어하여서 파워트레인의 진동 및 거동을 제어할 수 있게 된다. 즉, 상기 프론트 마운트(10)는 고주파의 미소변위 진동과 저주파의 대변위 진동을 효과적으로 흡수할 수 있다.
첨부된 도 5는 본 발명에 따른 프론트 마운트의 하중에 따른 변위(스프링상수)를 종래의 프론트 마운트와 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 5를 참조하여 보면 상기 프론트 마운트(10)는, 미소변위 진동이 코어(11)에 입력될 때에는 종래의 프론트 마운트 대비 낮은 스프링상수를 확보할 수 있고, 대변위 진동이 코어(11)에 입력될 때에는 종래의 프론트 마운트 대비 높은 스프링상수를 확보할 수 있다. 이에 따라 상기 프론트 마운트(10)는 엔진 아이들 시 및 정속주행 시에는 종래의 프론트 마운트 대비 향상된 절연 성능을 구현할 수 있게 되고, 급발진 시와 발진 시 및 제동 시와 같이 과도 운전 시에는 종래의 프론트 마운트 대비 파워트레인의 신속한 변위 제어가 가능하게 된다.
또한 상기 탄성체(14)와 스토퍼(15)가 인서트부재(13)의 외측면에 일체로 성형됨에 의해 상기 프론트 마운트(10)의 제조 공정이 단순화되며, 그에 따라 상기 스토퍼(15)가 추가됨에 따른 프론트 마운트(10)의 원가 상승을 방지할 수 있게 된다.
한편 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 리어 마운트(20)는 로드부(30)의 후단부에 결합된 볼트부재(24)에 조립되는 한 쌍의 리어 탄성체(21,22)와 상기 리어 탄성체(21,22)가 수용되는 마운트파이프(23)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 한 쌍의 리어 탄성체(21,22)는 가류 성형된 고무 소재로 이루어진 제1 리어 탄성체(21)와 제2 리어 탄성체(22)일 수 있다.
제1 리어 탄성체(21)는 볼트부재(24)에 끼워진 상태로 마운트파이프(23)의 내측에 압입되어 배치될 수 있다. 제2 리어 탄성체(22)는 상기 볼트부재(24)에 관통되어 제1 리어 탄성체(21)의 후방에 배치될 수 있다. 상기 제2 리어 탄성체(22)는 마운트파이프(23)의 내측에 압입되어 수용될 수 있다.
상기 제2 리어 탄성체(22)의 후단에는 엔드플레이트(25)가 배치되어 고정될 수 있다. 그리고 상기 마운트파이프(23)의 외측면에는 차체에 결합되는 브라켓(23a)이 구비될 수 있다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
10 : 프론트 마운트 11 : 코어
12 : 아우터파이프 13 : 인서트부재
13a : 오목부 14 : 탄성체
15 : 스토퍼 15a : 제1 스토퍼
15b : 제2 스토퍼 20 : 리어 마운트
21 : 제1 리어 탄성체 22 : 제2 리어 탄성체
23 : 마운트파이프 23a : 브라켓
24 : 볼트부재
25 : 엔드플레이트
30 : 로드부

Claims (8)

  1. 파워트레인에 연결되는 프론트 마운트와 차체에 연결되는 리어 마운트 및 상기 프론트 마운트와 리어 마운트 사이에 구비되는 로드부로 구성된 차량용 롤마운트 장치로서, 상기 프론트 마운트는,
    파워트레인에 연결되어 파워트레인의 진동을 전달받는 코어;
    상기 코어의 반경방향을 기준으로 상기 코어의 외측에 일정 간격을 두고 배치되는 아우터파이프;
    상기 코어와 아우터파이프 사이에 배치되어 상기 코어를 통해 입력되는 진동을 흡수하는 탄성체; 및
    상기 코어의 외측면에 배치되어 상기 아우터파이프의 내측면과 일정 간격을 두게 되는 스토퍼;를 포함하며,
    상기 코어의 외측면에는 인서트부재가 구비되며, 상기 탄성체와 스토퍼는 상기 인서트부재의 외측면에 일체로 성형되고,
    상기 인서트부재의 축선방향 중앙부에는 오목하게 파여진 형태의 오목부가 인서트부재의 원주방향으로 구비되며, 상기 오목부가 포함된 인서트부재의 중앙부에 상기 탄성체가 배치되고,
    상기 인서트부재의 중앙부는 인서트부재의 가장자리부보다 얇은 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 차량용 롤마운트 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 스토퍼는 설정된 임계진폭 이상의 진동이 상기 코어에 입력될 때 상기 아우터파이프의 내측면에 접촉하게 되는 것을 특징으로 하는 차량용 롤마운트 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 스토퍼는 상기 임계진폭 미만의 진동이 상기 코어에 입력될 때 상기 아우터파이프의 내측면에 미접촉하게 되는 것을 특징으로 하는 차량용 롤마운트 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄성체는 코어에 진동이 입력되기 전부터 상기 아우터파이프의 내측면에 접촉한 상태로 상기 코어의 외측면에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 롤마운트 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 스토퍼는 탄성체의 양측에 배치되는 제1 스토퍼와 제2 스토퍼로 구성되며, 상기 제1 스토퍼와 제2 스토퍼는 각각 인서트부재의 둘레방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 롤마운트 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 아우터파이프는 상기 코어와 동축으로 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 롤마운트 장치.
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