KR20120020753A - 차량용 롤로드 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 차량용 롤로드에 있어서, 일측에 바(bar) 형상의 활주부가 형성되어 전방인슐레이터와 후방인슐레이터가 끼워지는 체결로드;와 관(pipe) 형상이되 상기 전방인슐레이터와 후방인슐레이터를 격리하며 활주부에 끼워지도록 내주면에 돌출부가 형성된 마운팅부재; 및 상기 후방인슐레이터의 이탈을 방지하도록 활주부의 끝단에 결합되고, 탄성재질의 스토퍼가 부착된 엔드플레이트;를 포함하여 구성되고, 후방인슐레이터의 탄성변형에 따라 상기 마운팅부재의 끝단은 스토퍼와 맞닿게 되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성의 본 발명은, 저토크 발생시에는 종래의 구조와 동일하게 파워트레인의 거동 및 NVH 를 제어할 뿐만아니라, 고토크 발생시에도 스토퍼가 마운팅부재의 움직임을 차단하며 탄성력을 부여함으로서 진동절연성능을 향상시키는 효과가 있다.

Description

차량용 롤로드{Roll rod for vehicle}

본 발명의 차량용 롤로드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔드플레이트에 스토퍼를 구비하여 내구성 및 진동절연성을 향상시킨 차량용 롤로드에 관한 것이다.

승용차량들은 프레임바디를 대신하여 중량이 가볍고 생산성이 뛰어난 모노코크바디가 주로 사용된다. 모노코크바디는 별도의 프레임이 삭제된 구조로서 차체에 엔진을 포함한 파워트레인이 직접 장착된다. 따라서, 상기 모노코크바디는 차체 자체가 프레임 기능을 하여 서스펜션 및 섀시 부품들이 각각 장착되나, (엔진과 트랜스미션 및 디퍼렌셜기어가 통합적으로 결합되어 구성된) 파워트레인의 진동이 직접적으로 차체에 전달되는 것을 방지하며 차량 충돌시 충격을 분산하기 위하여 차량의 하부에 서브프레임(subframe)이 장착된다.

도 1a 에 도시된 바와 같이, 상기 서브프레임은 서스팬션 스트럿(strut) 및 너클 등과 같은 조향장치 및 현가장치 등이 연결될 수 있도록 차체 하부에 장착된다.

한편, 서브프레임이 장착된 차량은 일반적으로 3 곳(3점식 마운트 방식) 또는 4 곳(4점식 마운트 방식)에서 마운팅부재들에 의해 지지된다.

즉, 차체의 양측에서 엔진마운트와 트랜스미션마운트가 각각 장착되어 파워트레인의 하중을 지지하되, 롤로드는 파워트레인의 변위(displacement) 제어 및 진동 감쇠를 분담하도록 서브프레임의 장착된다.

상기 롤로드는 고정볼트를 이용하여 서브프레임에 장착되며, 상세한 구성은 도 1b 에 도시된 바와 같다.

도 1b 를 참조하면, 상기 롤로드는 체결로드(10)와 마운팅부재(20) 및 인슐레이터들(40, 50)를 포함하여 구성된다. 상기 체결로드(10)는 바(bar) 형상이되, 서브프레임에서 돌출되는 부분의 끝단에는 트랜스미션에 연결되는 고무부시(13)가 장착되고, 서브프레임에 삽입되는 부분은 양측이 개통된 파이프(pipe) 형상의 활주부(11)(도 2 참조)가 형성된다.

상기 활주부(11)에는 체결로드(10)를 서브프레임에 볼트체결시키는 마운팅부재(20)가 끼워진다. 상기 체결로드(10)는, 상기 마운팅부재(20)가 활주부(11)를 이탈하지 않도록 활주부(11)의 일측끝단에는 돌기부(12)가 형성되고 타측에는 엔드플레이트(end plate)(60)가 결합된다.

그리고, 상기 마운팅부재(20)의 내주면에는 활주부(11)를 가이드하고 인슐레이터들(40, 50)을 가압할 수 있도록 돌출부(21)가 형성된다. 상기 활주부(11)에는 돌출부(21)의 전방측으로 전방인슐레이터(40)가 그리고 후방에는 후방인슐레이터(50)가 각각 장착된다. 상기 엔드플레이트(60)는 활주부(11)를 관통하는 볼트(30)와 상기 볼트(30)의 끝단에 체결되는 너트(31)에 의해 고정된다.

이와 같이 구성된 롤로드는, 차량의 전진 시 관성에 의한 파워트레인의 변위에 따라 후방인슐레이터(50)가 압축되어 댐핑기능을 하고, 차량의 후진 시 또는 감속 시에는 전방인슐레이터(40)가 압축되어 댐핑기능을 한다.

이때, 종래의 엔드플레이트(60)는 후방인슐레이터(50)를 지지할 뿐 마운팅부재(20)와는 접촉하지 않는 구조였다.

한편, 상기 인슐레이터들은 탄성체이나 체결로드의 변위(變位)에 따라 균일한 탄성력을 발생하지는 않는 문제점이 있었다. 즉, 체결로드가 0 내지 12mm 범위에서 이동할 때(저토크 구간)는 인슐레이터의 탄성력에 의해 진동절연성능이 체결로드에 가해진 하중에 비례하여 발생되나, 12 내지 18mm 범위에서 이동할 때(고토크 구간)는 인슐레이터의 탄성력이 한계에 도달하여 진동절연성능이 제대로 발생되지 못하는 문제점이 있었다.

그러나, 엔진의 성능향상에 따라 고토크 엔진의 장착되어 롤로드에 작용하는 하중은 점차 증가하게 되었다. 이에 따라, 급출발 및 급가속과 같은 갑작스런 고토크 발생시에는 후방인슐레이터에 큰 하중으로 작용하였다.

따라서, 이러한 엔진의 출력 증가에 따른 후방인슐레이터의 파손을 방지하고 향상된 내구성을 가짐은 물론, 고토크 발생 시에도 진동절연을 위한 탄성력을 부여함으로서 차량의 NVH(Noise, vabration, harshness)를 효과적으로 억제하기 위한 롤로드 개발의 필요성이 부각되었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 개발요구를 충족시킬 수 있는 차량용 롤로드를 제공하는 것에 주목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량용 롤로드에 있어서, 일측에 바(bar) 형상의 활주부가 형성되어 전방인슐레이터와 후방인슐레이터가 끼워지는 체결로드;와 관(pipe) 형상이되 상기 전방인슐레이터와 후방인슐레이터를 격리하며 활주부에 끼워지도록 내주면에 돌출부가 형성된 마운팅부재; 및 상기 후방인슐레이터의 이탈을 방지하도록 활주부의 끝단에 결합되고, 탄성재질의 스토퍼가 부착된 엔드플레이트;를 포함하여 구성되고, 후방인슐레이터의 탄성변형에 따라 상기 마운팅부재의 끝단 테두리는 스토퍼와 맞닿게 되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 스토퍼의 표면은 연속적인 굴곡이 형성된 형상인 것을 특징으로 하는 차량용 롤로드.

상기와 같은 구성의 본 발명은, (마운팅부재의 끝단 테두리가 스토퍼에 맞닿게 되지 않는) 저토크 발생시에는 종래의 구조와 동일하게 파워트레인의 거동 및 NVH 를 제어하되, 고토크 발생시에도 스토퍼가 마운팅부재의 움직임을 차단하며 탄성력을 부여함으로서 진동절연성능을 향상시키는 효과가 있다.

아울러, 상기 스토퍼의 표면에는 굴곡이 형성되어 마운팅부재의 접촉시 탄성변형이 더 용이하게 이루어져 충격을 더 효율적으로 흡수할 수 있는 효과가 있다.

도 1a 는 롤로드가 장착되는 위치를 도시한 사시도,
도 1b 는 종래의 롤로드에서 마운팅부재가 부분절개된 모습을 도시한 사시도 및 인슐레이터가 장착된 부분의 단면도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 롤로드의 분해사시도,
도 3a 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엔드플레이트의 사시도,
도 3b 는 도 3a 의 A-A 단면도,
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 롤로드의 사시도 및 마운팅부재가 부분절개된 모습을 도시한 사시도,
도 5 는 종래의 롤로드와 본 발명에 따른 롤로드가 서브프레임에 각각 장착됐을 때, 엔진의 회전수에 따른 소음발생 정도를 비교하여 도시한 그래프(가로축: 엔진회전수, 세로축: 차량 내부에서 측정된 데시벨, 검정선: 본발명의 롤로드가 장착됐을 때, 빨간선: 종래의 롤로드가 장착됐을 때).

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 롤로드를 더 상세히 설명한다.

도 2 는 본 발명에 따른 차량용 롤로드의 분해사시도이다. 도면을 참조하면, 본 발명의 롤로드는 엔드플레이트(70)의 양측으로 탄성재질의 스토퍼(80)가 장착되고 일정 기준이상의 하중이 후방인슐레이터(50)에 발생시 상기 스토퍼(80)에 마운팅부재(20)의 끝단이 지지되는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명의 롤로드 구조는 (종래의 구조와 마찬가지로) 체결로드(10)가 서브프레임과 트랜스미션의 하부를 연결하도록 장착된다. 그리고, 마운팅부재(20)는 상기 체결로드(10)를 서브프레임에 고정시키도록 볼트홀(bolt hole)이 형성된 플랜지(flange)가 일측에 형성된 관(pipe) 형상으로 형성되되, 내부에는 돌출부(21)가 형성된다.

그리고, 전방인슐레이터(40)와 후방인슐레이터(50)는 활주부(11)에 장착되어 체결로드(10)의 전후방 이동에 따라 마운팅부재(20) 내부의 돌출부(21)에 의해 가압되어 탄성변형하도록 구성된다.

그러나, 활주부(30)를 관통하는 볼트(30) 및 상기 볼트(30) 끝단에 체결되는 너트(31)에 의해 상기 활주부(30)의 끝단에 장착되는 본 발명의 엔드플레이트(70)는, 후방인슐레이터(50)가 과도하게 탄성변형하는 것을 방지하기 위해 마운팅부재(20)의 끝단이 접촉될 수 있도록 종래의 구조보다 더 확장형성된 크기를 갖는다. 그리고, 상기 마운팅부재(20)가 맞닿는 부분에는 양측으로 스토퍼(80)가 장착된다.

도 3a 및 도 3b 에 도시된 바와 같이, 상기 스토퍼(80)는 탄성체인 고무재질로서 (마운팅부재에 의해 가압됐을 때) 탄성변형이 용이하게 이뤄질 수 있도록 표면에는 굴곡(81)이 형성된다.

한편, 상기 스토퍼(80)는 억지끼움으로 엔드플레이트(70)에 장착되도록 구성될 수 있으나, 큰 하중이 작용하는 엔드플레이트(70)에서 탈거되지 않도록 금속재인 엔드플레이트에 홈(groove)을 형성하고 상기 홈에 유체의 고무액을 가류(vulcanization)한 후 경화시켜 장착되는 방식이 바람직하다.

상기와 같은 구성의 차량용 롤로드는 도 4 에 도시된 바와 같이, 마운팅부재(20)의 끝단 후방에 스토퍼(80)가 나란히 배치되어, 후방인슐레이터(50)가 과도하게 탄성압축되는 것을 방지한다. 참고적으로 도 3a 에 도시된 돌기(71)는 후방인슐레이터(50)의 회전 및 비틀림을 방지하기 위한 것으로서 상기 후방인슐레이터(50)에는 상기 돌기(71)가 끼워지는 돌기홈(미도시)가 형성된다.

그리고, 도 5 에 도시된 그래프와 같이, 본 발명의 차량용 롤로드는 일반적으로 고토크가 발생하는 (디젤 엔진의) 저회전영역(1000 rpm 내지 2500 rpm)에서 더 효율적으로 소음을 억제할 수 있는 효과가 있다.

이상과 같이 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 제한하고자 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.

10 : 체결로드
20 : 마운팅부재
40 : 전방인슐레이터
50 : 후방인슐레이터
70 : 엔드플레이트
80 : 스토퍼

Claims (2)

1. 차량용 롤로드에 있어서,
   일측에 바(bar) 형상의 활주부가 형성되어 전방인슐레이터와 후방인슐레이터가 끼워지는 체결로드;와
   관(pipe) 형상이되 상기 전방인슐레이터와 후방인슐레이터를 격리하며 활주부에 끼워지도록 내주면에 돌출부가 형성된 마운팅부재; 및
   상기 후방인슐레이터의 이탈을 방지하도록 활주부의 끝단에 결합되고, 탄성재질의 스토퍼가 부착된 엔드플레이트;를 포함하여 구성되고,
   후방인슐레이터의 탄성변형에 따라 상기 마운팅부재의 끝단은 스토퍼와 맞닿게 되는 것을 특징으로 하는 차량용 롤로드.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 스토퍼의 표면은 굴곡이 형성된 형상인 것을 특징으로 하는 차량용 롤로드.
   
   

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