KR20110053567A - 하이드로 롤로드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 롤로드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리어 부쉬 내부에 유체를 저장하는 챔버와 유체가 이동할 수 있는 통로를 제공하는 이너시아 트랙을 형성함으로써, 차량에서 발생하는 진동 및 충격을 단시간에 감쇠시켜 차체로의 진동전달을 최소화시키고, 더불어 차량의 NVH(Noise Vibration Harshness)성능도 향상시킬 수 있도록 하는 하이드로 롤로드에 관한 것이다.

하이드로 롤로드, 챔버, 이너시아 트랙

Description

하이드로 롤로드{Hydro roll rod}

본 발명은 롤로드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유체의 유동을 통하여 차량에서 발생하는 진동을 단시간에 감쇠시켜 차체로의 진동전달을 최소화시키고, 더불어 차량의 NVH(Noise Vibration Harshness)성능도 향상시킬 수 있도록 하는 하이드로 롤로드에 관한 것이다.

일반적으로 엔진 및 변속기를 차체에 장착하는 방식은 크게 관성 지지와 중심 지지 방식으로 나눌 수 있다. 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 채택함에 따라 3점 지지 방식에 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 부쉬가 상기 파워트레인에 고정되어 일차적으로 진동을 감소시켜 주는 역할을 한다.

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

종래 사용되던 도그본 타입의 롤로드는 로드, 프론트 부쉬 및 리어 부쉬를 포함하여 이루어져 있으며, 상기 리어 부쉬 2개를 상기 로드와 엔드 플레이트 사이에서 서로 마주하도록 위치하고, 상기 엔드 플레이트 및 상기 리어 부쉬의 중심을 관통하는 관통볼트에 의하여 상기 엔드 플레이트 및 상기 리어 부쉬를 상기 로드에 고정시키며, 각각의 리어 부쉬 사이에 바디브라켓을 연결하여 상기 롤로드를 차체의 서브프레임에 고정시킨다.

상기 도그본 타입의 롤로드는 상기 프론트 부쉬에 연결된 파워트레인의 전후 방향 거동시, 2개의 리어 부쉬가 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.

뿐만 아니라, 상기와 같은 도그본 타입의 롤로드의 내부에는 차량에서 발생하는 저주파 대변위 거동을 단시간에 감쇠시키기 위한 하이드로 부쉬를 적용하기가 어려워 개발이 되지 않았고, 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,

롤로드 내부에 하이드로 구조를 적용하여 유체를 포함하는 챔버 및 유체가 이동할 수 있는 이너시아 트랙을 통하여 차량에서 발생하는 진동을 단시간에 감쇠시켜 차체로의 진동전달을 최소화시키고, 더불어 차량의 NVH(Noise Vibration Harshness)성능도 향상시킬 수 있도록 하는 하이드로 롤로드를 제공하고자 함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은,

파워트레인과 차체를 연결하는 링크암, 상기 링크암의 일측 끝단에 위치하여 상기 파워트레인에 연결되는 프론트 부쉬, 상기 링크암의 타측 끝단에 위치하는 리어 부쉬를 포함하여 이루어지며, 상기 리어 부쉬는 외측 둘레를 감싸고 있는 아웃터 튜브, 상기 리어 부쉬의 중심에 위치하며 상기 리어 부쉬를 관통하는 내공이 형성되어 있는 이너 코어, 상기 아웃터 튜브와 이너 코어 사이의 공간에 위치하는 러버, 상기 러버와 아웃터 튜브 사이에 위치하며 내부에 유체가 저장될 수 있는 챔버가 형성되어 있는 인터널 스페이서를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 리어 부쉬는, 상기 챔버에서 연결되어 상기 아웃터 튜브를 따라서 형성되고 유체가 이동할 수 있는 통로를 제공하는 이너시아 트랙을 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하고, 상기 러버의 내부에는 하나 이상의 공간부가 형성되어 있는 것이 더욱 바람직하다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 효과는,

내부에 유체가 저장되는 챔버 및 인터널 스페이서를 포함함으로써, 러버의 변화에 의하여 충격 및 진동을 감쇠시키는 것과 더불어 더욱 향상된 NVH 성능을 얻을 수 있고, 효과적인 파워트레인의 거동 제어가 가능하다.

또한, 상기 챔버에서 연결되어 상기 아웃터 튜브를 따라서 형성되는 이너시아 트랙을 따라서 유체가 이동할 수 있기 때문에, 다양한 주파수의 진동이 전달되더라도 유체가 상기 이너시아 트랙을 따라 이동하면서 진동 및 충격을 적절하게 감쇠시킬 수 있으며, 유체가 포함된 챔버가 수축하면서 내부 압력을 증가시키게 되어 효과적인 스토퍼 기능을 달성할 수 있다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명인 하이드로 롤로드(100)에 대하여 보다 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명인 하이드로 롤로드(100)를 나타낸 측면도이고, 도 2 는 도 1 의 A-A선에 따른 단면도이고, 도 3 은 본 발명에 사용되는 리어 부쉬(30)를 도 4 의 C-C선에 따라 나타낸 단면도이고, 도 4 는 본 발명에 사용되는 리어 부쉬(30)를 도 3 의 B-B선에 따라 나타낸 단면도이다.

본 발명인 하이드로 롤로드(100)는, 일반적으로 사용되는 롤로드와 마찬가지로, 파워트레인과 차체를 연결하는 링크암(10), 상기 링크암(10)의 일측 끝단에 위치하여 상기 파워트레인에 연결되는 프론트 부쉬(20), 상기 링크암(10)의 타측 끝단에 위치하는 리어 부쉬(30)를 포함하여 이루어진다.

즉, 도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 링크암(10)(link arm)은 차량의 파워트레인과 서브프레임 사이를 연결할 수 있도록 소정의 길이를 가진 바(bar) 형상으로 이루어져 있으며, 부품들의 강성을 유지하며 연결될 수 있도록 알루미늄 또는 스틸 재질인 것이 바람직하다.

또한, 상기 링크암(10)의 일측 끝단에는 연결부가 형성되어 있고, 상기 연결부는 상기 연결부를 통하여 상기 링크암(10)이 파워트레인과 연결될 수 있도록 원형으로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 링크암(10)의 타측 끝단도 상기 리어 부쉬(30)와 연결되기 위하여 원형으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 연결부의 내부에는 프론트 부쉬(20)가 포함되어 있으며, 상기 프론트 부쉬(20)의 중심부와 파워트레인이 결합하여 고정되어 있어 파워트레인으로부터 전달되는 진동을 상기 프론트 부쉬(20)가 일차적으로 감소시켜준다.

한편, 상기 링크암(10)의 타측 끝단에는 리어 부쉬(30)가 연결되어 있으며, 상기 리어 부쉬(30)는 외측 둘레를 감싸고 있는 아웃터 튜브(31), 상기 리어 부쉬(30)의 중심에 위치하며 상기 리어 부쉬(30)를 관통하는 내공이 형성되어 있는 이너 코어(32), 상기 아웃터 튜브(31)와 이너 코어(32) 사이의 공간에 위치하는 러 버(33), 상기 러버(33)와 아웃터 튜브(31) 사이에 위치하며 내부에 유체가 저장될 수 있는 챔버(34)가 형성되어 있는 인터널 스페이서(35)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

즉, 도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이, 상기 아웃터 튜브(31)는 상기 리어 부쉬(30)의 외측 둘레를 감싸고 있는 형태로 형성되어 있으며, 상기 하이드로 롤로드(100)의 끝단에 포함될 수 있도록 원형으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 이너 코어(32)는 상기 리어 부쉬(30)의 중심부에 위치하며, 상기 리어 부쉬(30)의 크기에 따라 상기 아웃터 튜브(31)에 맞닿지 않도록 적절한 크기로 형성된다. 즉, 도 3 의 Z축 방향을 고려했을 경우, 상기 이너 코어(32)는 상기 아웃터 튜브(31) 내에서 임의의 크기를 갖도록 형성되며, 상기 이너 코어(32)의 내부에는 소정의 직경을 가지며 상기 이너 코어(32)를 관통하는 내공이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 내공에는 차량의 차체 또는 서브프레임 등의 각종 부품이 끼움결합에 의하여 연결될 수 있으며, 상기 이너 코어(32)는 차량의 부품이 끼워질 수 있도록 탄성력과 강성을 가지는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 아웃터 튜브(31)와 상기 이너 코어(32) 사이의 공간에는 상기 이너 코어(32)의 외부를 감싸는 러버(33)가 결합되어 있는데, 상기 러버(33)는 상기 이너 코어(32)에 전달되는 진동을 감쇠시키는 역할을 하며, 동시에 진동을 인터널 스페이서(35) 또는 이너시아 트랙(36) 등으로 전달하는 역할을 한다.

본 발명은 상기 러버(33)와 일측면이 맞닿는 상태로 연결되고, 상기 러 버(33)와 아웃터 튜브(31) 사이에 위치하며, 내부에 유체가 저장될 수 있는 챔버(34)가 형성되어 있는 인터널 스페이서(35)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 인터널 스페이서(35)의 내부에는 유체가 포함되어 있으며, 상기 하이드로 롤로드(100)에 진동 및 충격이 가해지는 경우(특히, X방향 또는 Z방향), 상기 인터널 스페이서(35)의 챔버(34)에 저장되어 있던 유체가 전달되는 진동 및 충격을 더욱 감쇠시킬 수 있다.

따라서, 러버만으로 이루어진 종래의 리어 부쉬보다, 내부에 챔버(34)가 형성되어 유체가 내입되어 있는 본 발명의 리어 부쉬(30)가 진동 및 충격을 감쇠시키는데 탁월한 효과가 있으며, 또한 진동 및 충격을 챔버(34) 내부의 유체가 분산시키기 때문에 러버(33)가 받는 피로가 현저히 감소하여 내구성을 더욱 향상시킬 수 있다.

상기 리어 부쉬(30)는, 상기 챔버(34)에서 연결되어 상기 아웃터 튜브(31)를 따라서 형성되고 유체가 이동할 수 있는 통로를 제공하는 이너시아 트랙(36)을 더 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 이너시아 트랙(36)은 상기 아웃터 튜브(31)의 둘레를 따라서 상기 아웃터 튜브(31)의 내측면에 형성되는 것이 바람직하며, 상기 이너시아 트랙(36)을 통하여 하나의 챔버(34)로부터 다른 챔버(34)로 유체가 이동할 수 있다. 상기 하이드로 롤로드(100)에 진동 및 충격이 가해지면 이는 상기 리어 부쉬(30)로 전달되며, 전달되는 진동 및 충격의 크기에 따라 상기 챔버(34) 내부의 유체가 상기 이너시아 트랙(36) 통하여 자유로이 이동할 수 있으므로, 종래 러버로만 이루어져 진동을 방지하던 롤로드보다 월등한 진동 및 충격의 감쇠 효과를 가져올 수 있다.

특히, 상기 리어 부쉬(30)의 러버(33)에는 종래의 롤로드와 마찬가지로 하나 이상의 공간부(37)가 형성되어 있는데, 상기 리어 부쉬(30)에 진동 및 충격이 전달되더라도 상기 공간부(37)의 이격 거리의 범위 안에서는 종래의 롤로드와 마찬가지로 진동 및 충격을 흡수하고 전달을 방지하는 기능을 한다.

그러나, 갑작스런 충격, 변속, tip in/out, 엔진 시동 등으로 파워트레인 거동에 의하여 발생하는 진동 및 충격이 상기 공간부(37)의 이격 거리의 범위보다 커지게 되면, 이를 곧바로 차체 등에 전달하는 것이 아니라, 유체가 포함되어 있는 챔버(34)가 수축되면서 내부 압력을 증가시키게 되어 스토퍼 기능을 하게 된다.

이와 동시에 상기 챔버(34)가 수축되면서 상기 리어 부쉬(30) 내부에 형성되어 있는 이너시아 트랙(36)으로 유체가 이동하게 되므로, 진동 및 충격에 따른 충격에너지를 소산하게 된다.

이러한 감쇠 과정은 도 3 및 도 4 의 X방향 또는 Z방향에 가해지는 충격에너지를 소산할 수 있으므로 종래 사용되던 롤로드보다 뛰어난 진동흡수 성질을 가져 다양한 주파수 및 변위의 진동 감쇠 효과를 가져올 수 있고, 운전자의 여진에 따른 핸들 및 플로워, 시트 진동에 대한 불만을 감소할 수 있으며, IQS 등 차량의 품질 문제 개선에도 큰 기여를 할 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.

도 1 은 본 발명인 하이드로 롤로드를 나타낸 측면도이다.

도 2 는 도 1 의 A-A선에 따른 단면도이다.

도 3 은 본 발명에 사용되는 리어 부쉬를 도 4 의 C-C선에 따라 나타낸 단면도이다.

도 4 는 본 발명에 사용되는 리어 부쉬를 도 3 의 B-B선에 따라 나타낸 단면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 하이드로 롤로드

10 : 링크암 20 : 프론트 부쉬

30 : 리어 부쉬 31 : 아웃터 튜브

32 : 이너 코어 33 : 러버

34 : 챔버 35 : 인터널 스페이서

36 : 이너시아 트랙 37 : 공간부

Claims (3)

1. 파워트레인과 차체를 연결하는 링크암(10);

   상기 링크암(10)의 일측 끝단에 위치하여 상기 파워트레인에 연결되는 프론트 부쉬(20);

   상기 링크암(10)의 타측 끝단에 위치하는 리어 부쉬(30)를 포함하여 이루어지며,

   상기 리어 부쉬(30)는 외측 둘레를 감싸고 있는 아웃터 튜브(31), 상기 리어 부쉬(30)의 중심에 위치하며 상기 리어 부쉬(30)를 관통하는 내공이 형성되어 있는 이너 코어(32), 상기 아웃터 튜브(31)와 이너 코어(32) 사이의 공간에 위치하는 러버(33), 상기 러버(33)와 아웃터 튜브(31) 사이에 위치하며 내부에 유체가 저장될 수 있는 챔버(34)가 형성되어 있는 인터널 스페이서(35)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이드로 롤로드(100).
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 리어 부쉬(30)는, 상기 챔버(34)에서 연결되어 상기 아웃터 튜브(31)를 따라서 형성되고 유체가 이동할 수 있는 통로를 제공하는 이너시아 트랙(36)을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이드로 롤로드(100).
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 러버(33)의 내부에는 하나 이상의 공간부(37)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 하이드로 롤로드(100).

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