KR20110060424A - 롤로드 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 롤로드 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 관성 3점 지지 방식에 사용되는 롤로드의 구조에 있어서, 하나의 러버와 하우징브라켓의 결합 구조, 에어댐핑구조, 러버스토퍼 구조를 포함하여 이루어지도록 함으로써, 롤로드 구조의 단순화는 물론 대변위 제어 성능과 차량의 NVH 성능을 동시에 향상시킬 수 있는 롤로드 구조에 관한 것이다.

Description

롤로드 구조 {Roll Rod Structure}
본 발명은 롤로드 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 관성 3점 지지 방식에 사용되는 롤로드의 구조에 있어서, 파워트레인의 토크 및 주행모드의 변동으로 인한 파워트레인의 변위 발생시, 높은 감쇄값을 얻을 수 있도록 설계된 롤로드 구조에 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.
통상적으로 소형 차량은 주로 상기 3점 지지 방식이 사용되고 있다. 상기 3점 지지 방식의 마운팅 구조는 엔진마운트, 티엠마운트, 롤로드로 이루어진다. 상기 엔진마운트와 티엠마운트는 파워트레인의 하중을 지지하는 메인마운트의 역할을 하고 있으며, 롤로드는 파워트레인의 롤방향 변위를 제어하는 기능을 한다. 여기서, 상기 파워트레인이란, 미션, 클러치, 변속기, 종감속장치 등 엔진에서 발생된 동력을 구동바퀴까지 전달하는 일련의 모든 장치를 의미하며, 상기 롤로드의 프론 트 부쉬가 상기 파워트레인에 고정되어 일차적으로 진동을 감소시켜 주는 역할을 한다.
상기 롤로드는 특히, 시동 온/오프시, 급제동시, 급출발시, 변속으로 인한 쇼크(shock) 또는 저크(jerk) 발생 시 등과 같은 파워트레인의 롤방향 대변위 발생시 이를 제어하는 매우 중요한 역할을 담당하고 있다.
도 1, 도 2는 종래의 3점 지지 방식에 사용되는 도그본 타입의 롤로드를 나타내며, 도 3은 종래의 도그본 타입의 롤로드에 적용되는 전방러버를 나타낸다.
도시된 바와 같이, 종래의 롤로드는 롤로드 브라켓(1), 이너파이프(2), 엔드플레이트(3), 센터브라켓(4), 전방러버(5), 후방러버(6)를 포함하여 이루어진다.
종래의 도그본 타입의 롤로드는 전방러버(5)와 후방러버(6)를 고정시키는 센터브라켓(4)을 중심으로 전방러버(5)와 후방러버(6)가 전후방향 대칭된 형태로 상기 이너파이프(2)에 압입된 상태로 이루어진다. 상기 전방러버(5) 및 후방러버(6)는 전달되는 진동 및 소음을 절연하는 기능을 하며, 파워트레인의 대변위 발생시 이를 제어하는 기능을 한다.
그러나, 상기와 같은 종래의 도그본 타입의 롤로드를 구성하는 전방러버(5) 및 후방러버(6)는 일반적으로 사용되는 통상의 러버로 이루어질 경우, 감쇄값이 낮아질 수 밖에 없으며, 따라서, 피티의 대변위 거동 발생시 쇼크 및 저크현상 즉, 울렁거리는 현상이 과다하게 발생하는 문제점이 발생하였다.
상기와 같은 쇼크 및 저크 현상을 줄이기 위하여, 종래의 롤로드에서는 대변위 제어를 위하여 러버(5, 6)의 특성값을 높게 튜닝할 수 밖에 없는 실정에 있다.
그러나, 상기와 같이 러버(5, 6)의 특성값을 높게 튜닝하면 아이들(idle) 상태에서의 진동 소음 절연 성능을 저하시키는 요인이기 때문에, NVH(Noise, Vibration, Harshness) 성능이 악화되는 문제점이 발생하였다.
또한, 상기와 같은 구성의 종래의 롤로드는 진동에 의하여 러버(5, 6)가 전후방으로 압축될 때, 상기 센터브라켓(4)과 롤로드브라켓(1), 또는 상기 센터 브라켓(4)과 엔드플레이트(3) 사이에 배치된 전방러버(5) 및 후방러버(6)가 압축에 의하여 팽창되면서 끼임 현상이 발생하므로, 러버(5, 6)가 손상되거나, 쉽게 마모되는 문제점이 있었다.
더불어, 상기와 같은 구성의 종래의 롤로드는 2개의 러버(5, 6)가 사용되기 때문에, 그 중량이 증가하며, 제조원가가 증가하는 문제점이 있었다.
한편, 소형차량에 사용되던 상기 3점 지지 방식이 최근에는 점차적으로 중/대형 차량의 고토크 엔진에도 적용되고 있으며, 이에 따라, 3점 지지 방식에 사용되는 롤로드의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 관성 3점 지지 방식에 사용되는 롤로드의 구조를 하나의 러버와 하우징브라켓의 결합 구조, 에어댐핑 구조, 러버스토퍼 구조를 포함하여 이루어지도록 함으로써, 롤로드 구조의 단순화는 물론 대변위 제어 성능과 차량의 NVH 성능을 동시에 향상시킬 수 있는 롤로드 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
엔진 및 변속기를 마운트하는 롤로드 구조에 있어서, 중심축을 따라 홀을 형성하는 러버; 상기 러버의 내부에 상기 러버의 중심축과 수직방향으로 배치되고 그 중심에 홀을 형성하는 판 형상의 이너플레이트; 중심에 홀을 형성하고 판 형상으로 이루어지며, 하나 이상의 오리피스가 형성된 센터브라켓; 홈을 형성하여 그 내부에 상기 러버 및 상기 이너플레이트를 배치시키고 상기 센터브라켓에 결합되는 하우징브라켓; 일단에 상기 센터브라켓의 중심에 유동 가능하도록 관통결합되고, 그 내부에 너트를 형성하는 결합부 및 프론트 인슐레이터를 구비하는 롤로드브라켓; 및 상기 이너플레이트를 상기 롤로드브라켓의 결합부에 결합시키는 볼트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센터브라켓은 하나 이상의 오리피스를 더 구비하고, 상기 러버에 형성된 홀은 일단의 지름을 타단에 대하여 상대적으로 크게 형성함으로써, 상기 러 버, 이너플레이트 및 상기 센터브라켓의 결합으로 이루어지는 에어챔버를 형성하도록 하고, 상기 센터브라켓의 오리피스는 상기 에어챔버와 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 중심에 홀을 형성하고 상기 센터브라켓의 홀과 에 결합되어 상기 센터브라켓의 홀과 상기 롤로드브라켓의 결합부의 사이에 배치되는 러버스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하우징브라켓은 중심에 홀을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명은,
하나의 러버만을 사용하여 차량의 전진 및 후진시 양쪽 모두 진동절연 및 대변위 제어를 가능하도록 하는 효과가 있다.
또한, 에어챔버를 형성하고 상기 에어챔버에 연결된 오리피스를 통하여 내부에 저장된 공기를 배출시키도록 함으로써, 대변위 거동시에 높은 감쇄값을 획득할 수 있는 효과가 있다.
또한, 러버가 하우징 브라켓과 센터 브라켓의 내부에서 압축되므로, 러버가 마모 및 파손되지 않도록 하는 효과가 있다.
또한, 종래의 롤로드 구조와 비교하여 적은 갯수의 러버가 사용되기 때문에, 무게를 줄이고 제조 원가를 절약할 수 있는 효과가 있다.
또한, 종래의 롤로드 구조와 비교하여 구조가 단순하기 때문에, 제작이 용이 한 효과가 있다.
또한, 러버스토퍼를 구비함으로써, 파워트레인의 롤방향 거동 제어를 효과적으로 할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 롤로드 구조의 사시도이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 롤로드 구조의 분해도를 나타내고, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 롤로드 구조의 단면도를 나타낸다.
본 발명의 롤로드 구조는 도시된 바와 같이, 하우징브라켓(10), 러버(20), 센터브라켓(30), 이너플레이트(40), 러버스토퍼(50), 롤로드브라켓(60), 볼트(70)를 포함하여 이루어진다.
상기 하우징브라켓(10)은 상기 러버(20), 이너플레이트(40) 및 러버스토퍼(50)를 내장하여 상기 센터브라켓(30)과 결합할 수 있도록 그 중심에 상기 러버(20), 이너플레이트(40) 및 러버스토퍼(50)를 배치할 수 있는 공간을 형성하여 이루어진다. 상기 하우징브라켓(10)의 개구된 일면은 상기 센터브라켓(30)과 완전히 결합될 수 있도록 그 일면에 상기 센터브라켓(30)에 대응되는 결합면을 형성하여 이루어진다.
또한, 상기 하우징브라켓(10)은 그 중심부에 상기 볼트(70)가 통과될 수 있 는 홀을 형성한다.
센터브라켓(30)은 소정의 형상을 가지는 판 형상으로 이루어진다. 상기 센터브라켓(30)은 중심에 후술할 러버스토퍼가 관통결합 될 수 있도록 홀을 형성하고, 상기 홀을 통하여 결합된 러버스토퍼를 후술할 롤로드브라켓(60)의 일단에 형성된 결합부가 소정구간 관통결합되는 구성으로 이루어진다.
상기 센터브라켓(30)은 상술한 바와 같이, 상기 하우징브라켓(10)과 결합함으로써, 상기 하우징브라켓(10)의 내부에 배치된 러버(20)와 이너플레이트(40) 및 러버스토퍼(50)를 지지하는 기능을 한다.
롤로드브라켓(60)은 통상적으로 사용되는 롤로드와 마찬가지로, 파워트레인과 차체를 연결하는 기능을 하며, 그 일단에 상기 센터브라켓(30)과 관통 결합할 수 있는 결합부를 형성하여 이루어진다. 상기 결합부는 그 외부 지름이 상기 러버스토퍼의 내부에 형성된 홀의 지름과 대응되도록 이루어짐으로써, 상기 러버스토퍼에 관통결합된다. 또한, 상기 결합부의 말단은 상기 롤로드브라켓(60)의 결합시 상기 이너플레이트(40)의 일단에 닿도록 소정의 길이로 형성된다. 상기 결합부는 또한, 후술할 볼트(70)가 결합될 수 있는 너트를 내장하여 형성될 수 있다. 따라서, 상기 볼트(70)와 상기 결합부와의 결합에 의하여 상기 결합부의 말단에 상기 이너플레이트를 결합하여 고정할 수 있다.
상기 롤로드브라켓(60)의 타단에는 프론트 인슐레이터(front insulator)가 결합된다. 프론트 인슐레이터는 상기 롤로드브라켓(60)의 타측에 결합되고 그 중심부와 파워트레인이 결합 고정 됨으로써, 상기 파워트레인으로부터 전달되는 진동을 감소시키도록 이루어진다. 상기 프론트 인슐레이터는 공지의 그것과 동일한 구성으로 이루어질 수 있다.
볼트(70)는 상기 이너플레이트(40)의 중심에 관통 결합되어 상기 롤로드브라켓(60)과 결합함으로써, 상기 이너플레이트(40)와 상기 롤로드브라켓(60)을 결합 고정시키는 기능을 한다. 상기 볼트(70)는 상시 롤로드브라켓(60)의 일단에 형성된 너트에 끼움결합된다.
러버(20), 이너플레이트(40)의 자세한 구조는 도 7 및 도 8에 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 상기 러버(20)는 그 내부에 상하를 관통하는 러버홀을 형성하고, 그 내부에 상기 이너플레이트(40)가 가류(vulcanization)되어 형성된다.
상기 이너플레이트(40)는 그 중심에 상기 롤로드브라켓(60)의 일단에 관통 결합될 수 있는 결합홀을 형성한 소정의 판 형상으로 이루어지며, 상기 결합홀을 통하여 상기 롤로드브라켓(60)의 결합부에 상기 볼트를 통하여 결합된다. 상기 이너플레이트(40)는 진동이 가해질 경우 상기 러버(20)에 의하여 영향을 받아 형상을 변형시키지 않을 정도의 충분한 강성을 가지는 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 롤로드브라켓(60)으로부터 전해지는 진동에 의하여 상기 이너 플레이트(40)가 진동하면, 상기 러버(20)는 상기 이너플레이트(40)의 진동에 의하여 압축되며, 진동을 흡수하도록 이루어진다. 즉, 전후방향의 가진 입력시에 상기 롤로드브라켓(60)과 상기 이너플레이트(40)가 연동되어 작동하므로, 차량의 전진시에는 상기 이너플레이트(40)가 상기 센터브라켓(30) 방향으로 움직이면서 상기 러버(20)를 압축하고, 차량의 후진시 상기 이너플레이트(40)가 상기 하우징브라켓(30) 방향으로 움직이면서 상기 러버(20)를 압축한다. 이때, 상기 러버(20)는 압축됨과 동시에 가해지는 힘을 상쇄시키기 때문에 파워트레인으로부터 전해지는 진동소음 절연 및 대변위 제어 역할을 수행하게 된다.
이 경우에 상기 러버(20)는 상기 하우징브라켓(10)과 상기 센터브라켓(30) 안에 형성된 일종의 챔버 내에서 압축되므로, 종래의 롤로드브라켓에서 발생하는 마모 및 파손 문제는 발생하지 않는 효과가 있다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 센터브라켓을 상세하게 나타낸 단면도이며, 도 10은 센터브라켓의 일측을 나타낸 사시도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 센터브라켓(30)은 공기를 흡입/배출시킬 수 있는 오리피스(31)를 형성하여 이루어진다. 상기 오리피스(31)는 공기를 통과시킬 수 있는 작은 홀을 말한다.
한편, 본 발명의 러버(20)는 상기 센터브라켓(30)과 상기 러버스토퍼(50)와의 결합에 의하여 에어챔버를 형성하도록 그 내부에 형성된 러버홀의 일단은 그 지름이 상대적으로 크게 형성된다. 또한, 상기 센터브라켓(30)에 형성된 오리피 스(31)는 상기와 같이 형성된 에어챔버와 연결되도록 형성된다.
따라서, 상기 에어챔버 내부에 저장된 공기는 상기 오리피스(31)를 통하여 배출될 수 있고 또한, 상기 오리피스(31)를 통하여 공기가 흡입되도록 이루어진다.
상기와 같은 구성을 통하여 차량의 시동 온/오프시, 급제동시, 변속으로 인한 충격 등 파워 트레인의 대변위 거동시에 상기 에어챔버 내의 공기가 상기 오리피스(31)를 통하여 배출되면서 높은 감쇄값을 얻을 수 있는 효과가 있다.
상기와 같은 구조로 종래의 통상적으로 사용되던 낮은 특성의 러버를 사용하여 본 발명의 러버(20)를 구성하더라도 대변위 제어를 효과적으로 할 수 있는 효과가 있다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 러버 스토퍼와 센터브라켓의 결합된 구조를 나타내는 사시도이며, 도 12은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 러버 스토퍼를 나타내는 사시도이다.
상기 러버스토퍼(50)는 도시된 바와 같이, 상기 센터브라켓(30)의 중심에 형성된 결합홀에 압입 또는 접착되어 결합된다.
상기 러버스토퍼(50)는 차량의 전방으로 하중이 가해질 때는 이너브라켓(40)이 차량의 전방으로 움직이는 것을 억제하고, 반대로 차량의 후방으로 하중이 가해질 때에는 상기 롤로드브라켓(60)이 차량의 후방으로 움직이는 것을 억제하는 기능을 한다. 따라서, 상기 러버스토퍼(50)를 통하여 파워트레인의 롤방향 거동을 보다 효과적으로 제어할 수 있다.
이상으로 본 발명의 롤로드 구조의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 특정한 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도, 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
도 1은 종래의 3점 지지 방식에 사용되는 도그본 타입의 롤로드를 나타내는 사시도이다.
도 2는 종래의 3점 지지 방식에 사용되는 도그본 타입의 롤로드를 나타내는 단면도이다.
도 3은 종래의 도그본 타입의 롤로드에 적용되는 전방러버를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 롤로드 구조의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 롤로드 구조의 분해도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 롤로드 구조의 단면도를 나타낸다.
도 7은 러버 및 이너플레이트 구조를 나타내는 단면도이다.
도 8은 러버 및 이너플레이트의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 센터브라켓을 상세하게 나타낸 단면도이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 센터브라켓의 일측을 나타낸 사시도이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 러버 스토퍼와 센터브라켓의 결합된 구조를 나타내는 사시도이며,
도 12은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 러버 스토퍼를 나타내는 사시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 *
1: 종래의 롤로드브라켓 2: 종래의 이너파이프
3: 종래의 엔드플레이트 4: 종래의 센터브라켓
5: 종래의 전방러버 6: 종래의 후방러버
10: 하우징브라켓 20: 러버
30: 센터브라켓 31: 오리피스
40: 이너플레이트 50: 러버스토퍼
60: 롤로드브라켓 70: 볼트

Claims (4)

  1. 엔진 및 변속기를 마운트하는 롤로드 구조에 있어서,
    중심축을 따라 홀을 형성하는 러버;
    상기 러버의 내부에 상기 러버의 중심축과 수직방향으로 배치되고 그 중심에 홀을 형성하는 판 형상의 이너플레이트;
    중심에 홀을 형성하고 판 형상으로 이루어지며, 하나 이상의 오리피스가 형성된 센터브라켓;
    홈을 형성하여 그 내부에 상기 러버 및 상기 이너플레이트를 배치시키고 상기 센터브라켓에 결합되는 하우징브라켓;
    일단에 상기 센터브라켓의 중심에 유동 가능하도록 관통결합되고, 그 내부에 너트를 형성하는 결합부 및 프론트 인슐레이터를 구비하는 롤로드브라켓; 및
    상기 이너플레이트를 상기 롤로드브라켓의 결합부에 결합시키는 볼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤로드 구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 센터브라켓은 하나 이상의 오리피스를 더 구비하고,
    상기 러버에 형성된 홀은 일단의 지름을 타단에 대하여 상대적으로 크게 형성함으로써, 상기 러버, 이너플레이트 및 상기 센터브라켓의 결합으로 이루어지는 에어챔버를 형성하도록 하고, 상기 센터브라켓의 오리피스는 상기 에어챔버와 연결되는 것을 특징으로 하는 롤로드 구조.
  3. 제 1항에 있어서,
    중심에 홀을 형성하고 상기 센터브라켓의 홀과 에 결합되어 상기 센터브라켓의 홀과 상기 롤로드브라켓의 결합부의 사이에 배치되는 러버스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤로드 구조.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징브라켓은 중심에 홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 롤로드 구조.
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