KR20120126711A - 자동차용 파워트레인 마운트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 파워트레인 마운트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 충돌 발생시 파워트레인의 밀림량을 감소하여 운전자 상해치를 줄일 수 있고, 탑승자의 승차감을 향상시킬 수 있는 파워트레인 마운트에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 어퍼 브라켓과 베이스 브라켓 사이에 파워트레인과 조립가능한 코어가 설치되고, 상기 코어와 어퍼 브라켓은 코어에 그 길이방향으로 하중이 작용할 시 상호 간섭되는 구조를 갖도록 형성되어, 충돌 하중 작용시 상기 코어의 이탈을 방지하도록 된 것을 특징으로 하는 자동차용 파워트레인 마운트를 제공한다.

Description

자동차용 파워트레인 마운트 {Power train mount for vehicles}

본 발명은 자동차용 파워트레인 마운트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 충돌 발생시 파워트레인의 밀림량을 감소하여 운전자 상해치를 줄일 수 있고, 탑승자의 승차감을 향상시킬 수 있는 파워트레인 마운트에 관한 것이다.

일반적으로 엔진과 변속기를 조합한 파워트레인은 엔진 마운트(혹은 파워트레인 마운트)를 통해 차체 혹은 샤시 프레임과 연결되어 지지된다.

엔진 마운트는 파워트레인을 지지하여 어떠한 상황에도 차체와 분리되지 않도록 하고, 또한 파워트레인에서 전달되는 진동을 흡수하여 엔진의 진동이 탑승객에게 전달되지 않도록 절연하는 역할을 한다.

이러한 엔진 마운트의 주목적 중 하나인 NVH(Noise Vibration Hashness)의 향상을 위해 도 1과 같이 엔진 마운트를 차량의 좌우방향으로 놓이게 배치하는데, 이로 인해 충돌 성능 측면, 특히 LHD(left-hand drive) OFF SET 충돌 성능의 악화를 초래하는 문제가 있다.

엔진 마운트의 배치에 따른 OFF SET 충돌(차량의 일부분만 충돌됨) 양상을 살펴보면, 도 2에 도시된 바와 같이, 차량의 전방에서 편심된 하중이 작용하는 경우 그 하중은 차체 사이드 멤버와 파워트레인(혹은 엔진-변속기 조합체)으로 편심되어 입력된다. 이때, 상기 사이드 멤버는 자체 변형에 의해 충돌 에너지를 흡수하게 되나, 파워트레인은 편심된 하중 입력으로 인해 전체적으로 운전석 쪽으로 밀림과 동시에 회전하게 된다.

즉, 도 2와 같은 종래의 파워트레인은 오프셋(OFF SET) 충돌시 편심된 하중의 입력으로 인해 병진 및 회전 운동을 동시에 하게 된다.

다시 말해, 오프셋 충돌시 종래의 엔진 마운트에는 파워트레인의 밀림에 의한 하중과 회전에 의한 모멘트 하중이 동시에 입력되고, 그에 따라 엔진 마운트의 마운팅 브라켓(1)에 압입된 인슐레이터(2) 부분이 찢어지게 되며, 이 인슐레이터(2)에 일체로 가류된 코어(3)가 이탈되면서 전체적인 파워트레인의 밀림량은 더욱 증가하게 되어, 파워트레인은 운전석 측 대쉬 쪽으로 밀려 운전자 상해치를 증대시키게 된다. 도 3은 종래 기술에 따른 엔진 마운트의 구성을 나타낸 분해 사시도이다.

한편, 차량의 R&H(조종안정성&승차감) 성능은 현가장치의 튜닝과 더불어 차량 전방부 하중의 대부분을 차지하고 있는 파워트레인의 거동에 의해서 결정된다.

실제 차량에서 NVH 성능을 위해 마운트 시스템의 스프링 특성을 낮게 설정하는 경우, 차량의 현가장치의 거동과 파워트레인의 거동의 위상 차 발생으로 차량 앞쪽이 출렁거리는 문제, 즉 세컨더리 라이드(SECONDARY RIDE) 성능의 저하를 초래하게 된다.

특히, 도 4에 도시한 바와 같이, 단품 상태의 파워트레인 마운트(혹은 엔진 마운트)는 아래쪽에만 간극이 발생한 반면, 파워트레인을 장착하고 난 후의 파워트레인 마운트는 파워트레인의 하중에 의해 위아래에 모두 간극이 발생하게 되어 상하방향의 유동이 증가하여 파워트레인의 거동이 더욱 커지게 되고 승차감이 저하된다.

이와 같은 기존 파워트레인 마운트는 도 5와 같이 인슐레이터를 압입하는 방식의 스웨이징 공법으로 제작하기 때문에 초기 간극을 '0'으로 제작하기 불가능하며, 따라서 상하방향의 거동을 축소하기 어려운 문제가 있다.

최근에는 차량의 승차감 개선을 위해, 엔진 마운트 대신 하이드로 마운트를 적용하기도 하나, 하이드로 마운트는 고무재 코어 대비 알루미늄재 코어를 이용하는 등으로 인해 제조 원가가 비싸고, 도 3과 같은 기존 엔진 마운트 대비 아이들 NVH 측면에서 매우 불리한 구조를 갖는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 충돌 하중 작용시 코어의 이탈을 방지할 수 있는 간섭 구조와 진동 방지를 위해 어퍼 브라켓과 인슐레이터 사이의 간극을 제거한 자동차용 파워트레인 마운트를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 어퍼 브라켓과 베이스 브라켓 사이에 파워트레인과 조립가능한 코어가 설치되고, 상기 코어와 어퍼 브라켓은 코어에 그 길이방향으로 하중이 작용할 시 상호 간섭되는 구조를 갖도록 형성되어, 충돌 하중 작용시 상기 코어의 이탈을 방지하도록 된 것을 특징으로 하는 자동차용 파워트레인 마운트를 제공한다.

바람직하게, 상기 코어는 사다리꼴 형상의 평면 구조를 갖도록 형성되고, 상기 어퍼 브라켓은 코어의 양측으로 기립된 좌우 측면이 코어의 길이방향을 따라 점차 벌어진 구조로 형성되어, 충돌 하중 작용시 이탈되는 코어와 어퍼 브라켓 간에 간섭이 발생하도록 된 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게, 상기 어퍼 브라켓은 베이스 브라켓과 일체로 조립되어 인슐레이터를 강제 압박하도록 장착됨으로써 인슐레이터와 어퍼 브라켓 사이의 간극을 축소 또는 제거하도록 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 베이스 브라켓에는 지지부가 좌우로 이격 형성되고, 상기 지지부는 인슐레이터의 하부 경사면을 지지하여 인슐레이터의 위치 이동을 방지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 베이스 브라켓은, 인슐레이터와 베이스 브라켓 사이의 간극을 축소하기 위해, 좌우 지지부 사이가 상방으로 휘어진 곡면 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자동차용 파워트레인 마운트에 의하면 차량 전방에 편심된 충돌 하중 작용시 파워트레인의 밀림량을 감소하여 엔진룸 내 부품의 손상 및 운전자의 상해치를 최소화할 수 있고, 진동을 최소화하여 승차감을 향상시킬 수 있다.

또한, 기존 하이드로 마운트를 대체하여 사용할 수 있고, 이에 따른 원가 절감의 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래 파워트레인의 설치 상태를 나타낸 도면
도 2는 종래 파워트레인의 오프셋 충돌에 의한 거동을 나타낸 도면
도 3은 종래 기술에 따른 파워트레인 마운트의 구성을 나타낸 분해 사시도
도 4는 종래 파워트레인 마운트의 단품상태와 파워트레인을 장착한 후 간극의 변화를 나타낸 도면
도 5는 종래 파워트레인 마운트를 스웨이징 공법으로 제작함에 따른 간극의 변화를 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차용 파워트레인 마운트를 도시한 분해 사시도
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차용 파워트레인 마운트를 도시한 결합 사시도
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차용 파워트레인 마운트의 조립 상태 및 파워트레인 장착 상태를 나타낸 단면도
도 9는 본 발명에 따른 파워트레인 마운트와 종래 파워트레인 마운트의 간극 발생 상태를 나타낸 도면
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 파워트레인 마운트의 이탈 하중 작용시 작동 상태를 나타낸 도면

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명한다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 자동차용 파워트레인 마운트는 어퍼 브라켓(10), 베이스 브라켓(20), 코어(30) 및 인슐레이터(40)로 구성된다.

상기 코어(30)는 인슐레이터(40) 내측에 압입되어 일체형으로 조립되고, 이렇게 일체화된 코어(30)-인슐레이터(40)는 베이스 브라켓(20) 상에 안착 조립된다.

상기 베이스 브라켓(20)에는 ∧ 형상으로 돌출된 지지부(22)가 일정 간격으로 이격되어 좌우로 형성되고, 상기 지지부(22)는 인슐레이터(40)의 하부 경사면을 지지하여 거동(움직임)을 방지한다.

특히, 상기 지지부(22)는 어퍼 브라켓(10)이 베이스 브라켓(20)에 조립될 시 인슐레이터(40)의 하부 경사면(본 실시예에서는 W 형상으로 형성됨)을 밀착 지지하여 인슐레이터(40)의 위치 이동을 방지한다.

이렇게 코어(30)-인슐레이터(40)가 안착 조립된 베이스 브라켓(20)에는 가류 및 볼트 체결 등을 통해 어퍼 브라켓(10)이 일체로 조립 및 장착되는데, 상기 어퍼 브라켓(10)이 베이스 브라켓(20) 위에 안착된 인슐레이터(40)를 강제로 눌러 압박하면서 베이스 브라켓(20)과 조립됨에 의해 단품상태(파워트레인을 장착하기 전 파워트레인 마운트의 상태)에서 인슐레이터(40)에 아래 방향으로 프리로드(preload)가 작용하게 된다.

인슐레이터(40)는 이러한 프리로드를 받음으로써, 코어(30)에 파워트레인을 연결하여 장착함에 의해 발생하게 되는 간극, 즉 파워트레인의 하중에 의해 인슐레이터(40)와 어퍼 브라켓(10) 사이에 발생하게 되는 간극을 축소하거나 또는 제거할 수 있다.

즉, 상기 인슐레이터(40)는 어퍼 브라켓(10)에 의해 강제 압박됨에 의해 파워트레인의 장착 후 발생하게 되는 상부 간극(인슐레이터와 어퍼 브라켓 사이 간극)의 발생을 미리 방지할 수 있다.

따라서, 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 단품상태에서 '0'인 상부 간극을 파워트레인의 장착 후에도 '0'으로 유지 가능하며, 이에 따라 주행시 인슐레이터(40)와 코어(30)의 상하 이동거리가 감소하게 되어 기존 기술에 따른 파워트레인 마운트 대비 승차감 개선 및 NVH 향상이 가능하다.

또한, 상기 베이스 브라켓(20)은, 인슐레이터(40)와 베이스 브라켓(20) 사이의 간극(혹은 하부 간극)을 축소하기 위해, 좌우 지지부(22) 사이가 상방으로 휘어진 곡면 구조로 이루어짐이 바람직하다.

본 실시예에서 상기 어퍼 브라켓(10)과 코어(30)는 고무 소재, 인슐레이터(40)는 탄성체, 베이스 브라켓(20)은 스틸 소재로 제작될 수 있다.

또한, 상기 코어(30)는 파워트레인과 조립가능한 구조를 갖으며, 상기 베이스 브라켓(20)은 차체 혹은 샤시 프레임에 연결 설치된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 파워트레인 마운트는 코어의 길이방향(혹은 차량 측면 방향)으로 작용하는 하중(이하, 이탈 하중이라고 함)에 의한 코어(30)- 인슐레이터(40)의 이탈을 방지하기 위하여, 상기 코어(30)와 어퍼 브라켓(10)이 이탈 하중 작용시 코어(30)의 이탈을 방지할 수 있는 간섭 구조를 갖도록 형성된다.

즉, 상기 어퍼 브라켓(10)과 코어(30)는 상호 간섭 구조를 갖도록 형성되어 충돌 하중, 특히 차량 전방에서 편심된 충돌 하중의 작용시 상기 코어(30)의 이탈을 방지하게 된다.

본 실시예에서는 이탈 하중 작용시 상기 어퍼 브라켓(10)과 코어(30)의 상호 간섭을 위해, 어퍼 브라켓(10)과 코어(30)에 사다리꼴 형상의 평면 구조를 적용한다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 어퍼 브라켓(10)은 일체로 조립된 베이스 브라켓(20)과의 사이에 코어와 인슐레이터(40)가 위치할 수 있는 공간을 갖는 대략 ∩자 형상의 구조로 형성되고, 코어(30)의 양측으로 기립된 좌우 측면이 사다리꼴 형상의 평면 구조를 갖는 코어(30)의 좌우 양측에서 코어(30)의 길이방향(혹은 이탈 하중 작용 방향)으로 일정한 간격을 갖도록 점차 벌어진 구조로 배치되게 형성되며, 상기 좌우 측면을 연결하는 상면은 사다리꼴 형상으로 이루어진다.

다시 말해, 상기 어퍼 브라켓(10)은 코어(30)의 양측으로 기립된 좌우 측면이 코어의 길이방향을 따라 점차 벌어진 구조의 사다리꼴 형상으로 형성되고, 상기 코어(30)는 파워트레인을 장착하게 되는 전단부 뒤쪽으로 점차 그 폭이 증가하는 사다리꼴 형상으로 마련된다.

즉, 본 실시예에서 상기 어퍼 브라켓(10)과 코어는 길이방향으로 상호 간에 일정한 간격을 갖는 사다리꼴 형상의 배치 구조를 갖음으로써, 파워트레인의 밀림에 의한 이탈 하중이 작용하더라도 어퍼 브라켓(10)의 간섭(이탈되는 코어가 어퍼 브라켓의 좌우 측면에 간섭됨)에 의해 코어(30)의 이탈을 방지할 수 있다.

또한, 상기 코어(30)는 어퍼 브라켓(10)과의 이격된 간격을 통해 길이방향으로 일정거리 이동하면서 이탈 하중을 흡수하는 동시에 코어(30)-어퍼 브라켓(10) 간 간섭을 통해 이탈을 방지하게 된다.

따라서, 차량의 충돌 발생시, 특히 오프셋 충돌시 전방에서 차량에 편심된 충돌 하중이 차량에 가해짐에 따라 파워트레인이 밀리게 되고, 이러한 파워트레인과 연결 장착되어 있는 마운트들이 이탈 하중을 받게 되더라도, 본 발명에 따른 파워트레인 마운트는 파워트레인의 밀림을 효과적으로 억제하여 파워트레인의 거동에 의한 차량 실내 대쉬나 엔진룸 내 기타 부품들의 손상을 줄일 수 있고, 또한 파워트레인이 운적석 측으로 밀림에 의한 운전자 상해치를 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 파워트레인 마운트는 기존 엔진 마운트 대신 이용되는 고비용의 하이드로 마운트를 대체할 수 있어 원가 절감의 효과를 얻을 수 있고, 엔진 마운트는 물론 변속기 마운트에도 적용 가능하여 라이드(ride) 성능을 증대할 수 있으며, 또한 라이드 성능의 개선을 통해 NVH 성능 또한 증대 가능하다.

10 : 어퍼 브라켓
20 : 베이스 브라켓
22 : 지지부
30 : 코어
40 : 인슐레이터

Claims (5)

1. 어퍼 브라켓과 베이스 브라켓 사이에 파워트레인과 조립가능한 코어가 설치되고, 상기 코어와 어퍼 브라켓은 코어에 그 길이방향으로 하중이 작용할 시 상호 간섭되는 구조를 갖도록 형성되어, 충돌 하중 작용시 상기 코어의 이탈을 방지하도록 된 것을 특징으로 하는 자동차용 파워트레인 마운트.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 코어는 사다리꼴 형상의 평면 구조를 갖도록 형성되고, 상기 어퍼 브라켓은 코어의 양측으로 기립된 좌우 측면이 코어의 길이방향을 따라 점차 벌어진 구조로 형성되어, 충돌 하중 작용시 이탈되는 코어와 어퍼 브라켓 간에 간섭이 발생하도록 된 것을 특징으로 하는 자동차용 파워트레인 마운트.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 어퍼 브라켓은 베이스 브라켓과 일체로 조립되어 인슐레이터를 강제 압박하도록 장착됨으로써 인슐레이터와 어퍼 브라켓 사이의 간극을 축소 또는 제거하도록 된 것을 특징으로 하는 자동차용 파워트레인 마운트.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 베이스 브라켓에는 지지부가 좌우로 이격 형성되고, 상기 지지부는 인슐레이터의 하부 경사면을 지지하여 인슐레이터의 위치 이동을 방지하는 것을 특징으로 하는 자동차용 파워트레인 마운트.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 베이스 브라켓은, 인슐레이터와 베이스 브라켓 사이의 간극을 축소하기 위해, 좌우 지지부 사이가 상방으로 휘어진 곡면 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 파워트레인 마운트.
   

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