KR20140032276A - 차량용 롤로드 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 롤로드본체의 끝단면에서 후방측으로 돌출된 이너파이프에 인슐레이터와 브라켓이 관통되고 상기 이너파이프의 후방으로 엔드플레이트가 결합되는 차량용 롤로드에 있어서, 상기 인슐레이터는, 브라켓에 형성된 관통홀에 삽입되며 파이프 형상으로 형성된 지지부;와 상기 지지부의 전방으로 연장되어 롤로드본체에 마주하도록 돌출되는 전방스토퍼;와 상기 지지부의 후방으로 연장되어 엔드플레이트에 마주하도록 돌출된 중앙스토퍼; 및 상기 지지부의 후방으로 연장되고 상기 중앙스토퍼와 엔드플레이트 사이를 이격시키도록 상기 엔드플레이트로 연결되는 후방스토퍼;를 포함하고, 상기 인슐레이터는 전방스토퍼, 후방스토퍼, 중앙스토퍼 및 지지부가 일체로 성형되어 브라켓에 고정결합되되, 상기 중앙스토퍼에는 갭이 형성되어 롤로드본체의 길이방향을 따라 서로 이격된 제1스토퍼와 제2스토퍼로 분할된 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 차량용 롤로드는 중앙스토퍼에 갭이 형성됨으로서 엔드플레이트와 브라켓 사이에 적어도 두 개 이상의 갭이 형성되므로 롤로드본체에 가해지는 하중에 따라 탄성반발력이 유동적으로 가변되는 효과가 있다. 이에 따라서, 인슐레이터에서 작용하는 탄성력의 급격한 변화를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

차량용 롤로드{Roll-rod for vehicle}

본 발명은 차량용 롤로드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인슐레이터가 브라켓에 (인서트 사출 또는 고무가류 공법 등을 통해서) 일체로 성형된 차량용 롤로드에 있어 대변위 진동 및 소변위 진동까지 더 효율적으로 감쇄시키며 차량의 운행 조건에 따른 충격 변화를 보다 완만하게 감쇠시킬 수 있도록 복수 개의 갭들을 갖는 것을 특징으로 한다.

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

상기 서브프레임은 서스펜션 장치 및 스티어링 장치 등이 장착되고, 롤로드를 통해 파워트레인 하부에 연결된다. 즉, 차체의 양측에서 엔진마운트와 트랜스미션마운트가 각각 장착되어 파워트레인의 하중을 지지하되, 서브프레임의 장착된 롤로드는 파워트레인의 변위(displacement) 제어 및 진동 감쇠를 분담한다.

일반적인 롤로드는, 바(bar) 형태의 롤로드본체와 상기 롤로드본체의 끝단에 결합된 엔드플레이트 사이에 서브프레임에 결합될 수 있도록 브라켓이 장착되되, 상기 브라켓의 앞쪽과 뒷쪽 각각에 고무재질(또는 합성수지재질)의 인슐레이터를 배치하는 형태로 구성된다.

하지만, 이러한 롤로드는 (앞쪽 및 뒷쪽에 배치된) 인슐레이터들이 분리되어 구성되므로 크기가 커질 수 밖에 없으며, 소변위 진동의 감쇠효율이 취약한 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 개선하기 위하여 본 출원인은 2010년 11월 30일 자로 출원번호 제 10-2010-0120966 호(발명의 명칭 "차량용 롤로드")를 특허출원한 바 있다.

특허출원 제 10-2010-0120966 호에 개시된 차량용 롤로드는 롤로드본체(50) 끝단의 이너파이프(51)가 서브프레임에 고정되는 브라켓(30)을 관통하여 엔드플레이트(40)에 결합되고, 상기 브라켓(30)에는 인슐레이터(20)가 형성되되, 도 1 에 도시된 바와 같이, 상기 인슐레이터(20)는, 브라켓(30)에 형성된 관통홀에 삽입되며 볼트홀이 타공된 파이프 형상으로 형성된 지지부(21);와 상기 지지부(21)에서 연장되어 브라켓의 전방으로 돌출되는 제1전방스토퍼(22);와 상기 지지부(21)에서 연장되어 브라켓(30)의 후방으로 돌출되되 양측이 대칭을 이루도록 두 개가 돌출되는 제1후방스토퍼들(23); 및 상기 제1후방스토퍼들(23) 사이에서 돌출된 제2후방스토퍼(24);를 포함하며, 상기 인슐레이터(20)는 제1전방스토퍼(22), 제1후방스토퍼(23), 제2후방스토퍼(24) 및 지지부(21)가 인서트사출 또는 고무가류 공법 등을 통해 일체로 성형된다. 그리고, 상기의 롤로드본체(50)와 브라켓(30) 및 엔드플레이트(40)는 고정볼트(60)가 이너파이프(51)에 삽입된 후 끝단에 너트(61)가 결합됨으로서 결합이 이뤄진다.

하지만, 도 1 에 개시된 차량용 롤로드는 제2후방스토퍼가 엔드플레이트에 눌려질 때 롤로드본체 및 엔드플레이트에 갑작스런 충격이 발생할 수 있는 문제점 있었다(도 4 참조).

즉, 차량의 주행조건에 따라 제2후방스토퍼가 엔드플레이트와 접촉하기 전까지는 제1후방스토퍼가 하중을 지지하나(도 4 의 1차특성) 제2후방스토퍼가 엔드플레이트와 접촉한 후에는 제2후방스토퍼도 하중을 분담하게 된다(도 4 의 2차특성).

하지만, 제2후방스토퍼가 엔드플레이트에 접촉하는 순간 인슐레이터의 탄성이 급격히 변화하여 갑작스러운 충격이 발생할 수도 있었으며, 제2후방스토퍼의 탄성계수는 주행조건에 따라서 변화하지 못하므로 (차량의 운행조건에 따라 더 유연하게 탄성이 변화할 수 있도록) 이를 개선할 필요가 있었다.

따라서, 본 발명은 차량의 운행조건(즉, 롤로드에 가해지는 하중변화)에 따라서 더 용이하게 스프링 특성이 가변될 수 있는 차량용 롤로드를 제공하는 것에 주목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 롤로드본체의 끝단면에서 후방측으로 돌출된 이너파이프에 인슐레이터와 브라켓이 관통되고 상기 이너파이프의 후방으로 엔드플레이트가 결합되는 차량용 롤로드에 있어서, 상기 인슐레이터는, 브라켓에 형성된 관통홀에 삽입되며 파이프 형상으로 형성된 지지부;와 상기 지지부의 전방으로 연장되어 롤로드본체에 마주하도록 돌출되는 전방스토퍼;와 상기 지지부의 후방으로 연장되어 엔드플레이트에 마주하도록 돌출된 중앙스토퍼; 및 상기 지지부의 후방으로 연장되고 상기 중앙스토퍼와 엔드플레이트 사이를 이격시키도록 (사이에 간극이 형성 되도록) 상기 엔드플레이트로 연결되는 후방스토퍼;를 포함하고, 상기 인슐레이터는 전방스토퍼, 후방스토퍼, 중앙스토퍼 및 지지부가 일체로 성형되어 브라켓에 고정결합되되, 상기 중앙스토퍼에는 갭(gap)이 형성되어 롤로드본체의 길이방향을 따라 서로 이격된 제1스토퍼와 제2스토퍼로 분할된다.

상기 제1스토퍼는 엔드플레이트와 마주하는 면이 호형(弧形)을 이루도록 형성된다. 그리고, 중앙스토퍼에 형성된 상기 갭 또한 호형으로 형성된다.

아울러, 상기 중앙스토퍼에 형성된 갭은 적어도 두 개 이상이 형성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 차량용 롤로드는 중앙스토퍼에 갭이 형성됨으로서 엔드플레이트와 브라켓 사이에 (적어도 두 개 이상의) 갭(gap)이 형성되므로 롤로드본체에 가해지는 하중에 따라 탄성반발력이 유동적으로 가변되는 효과가 있다. 이에 따라서, 인슐레이터에서 작용하는 탄성력의 급격한 변화를 방지할 수 있는 효과가 있다.

아울러, 주행조건(대/중/소 변위 가진 발생 시)에 따라서 탄성력이 유연하게 변화됨으로서 NVH(Noise, vibration, and harshness) 성능 및 Ride 성능(승차감)을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명은, 상기 중앙스토퍼에 형성된 갭이 두 개 이상으로 형성됨으로서(제3스토퍼, 제4스토퍼가 추가적으로 형성됨으로서) 차종에 맞게 롤로드에 요구되는 성능 및 특성에 따라 용이하게 튜닝될 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 종래의 차량용 롤로드의 사시도, 브라켓과 인슐레이터 및 엔드플레이트가 분해된 모습을 도시한 사시도, 및 롤로드본체의 사시도를 도시한 도면,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 롤로드의 사시도,
도 3 은 본 발명의 인슐레이터가 브라켓 및 엔드플레이트와 분리된 모습을 도시한 사시도,
도 4 는 도 1 에 도시된 종래의 차량용 롤로드와 본 발명에 따른 차량용 롤로드를 비교하여 도시한 도면 및 하중에 따른 스프링특성이 변화하는 모습을 표시한 그래프.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 롤로드를 더욱 상세히 설명한다.

도 2 와 도 3 을 참조하면, 본 발명의 차량용 롤로드본체(50)는 끝단면에서 길이방향을 따라 후방측으로 돌출된 이너파이프(51: 도 1 의 도면번호 참조)가 인슐레이터(10)와 브라켓(30)을 관통하고, 엔드플레이트(40)에 끼워지면 상기 엔드플레이트(40)의 홀(41)을 통해 이너파이프(51)를 관통하여 고정볼트(60)가 삽입되고, 상기 고정볼트(60)의 끝단에 너트(61)가 결합되어 고정되도록 구성된다.

본 발명에 따른 차량용 롤로드는 롤로드본체(50)의 끝단면과 엔드플레이트(40) 사이에서 인슐레이터(10)가 브라켓(30) 및 엔드플레이트(40)에 고정된 상태로 탄성변형하여 파워트레인의 거동을 지지하며 진동을 감쇠시키도록 브라켓(30)과 인슐레이터(10) 그리고 엔드플레이트(40)는 일체로 제조된다.

즉, 상기 인슐레이터(10)는 합성고무재 또는 합성수지재로서 용융된 상태로 금형에 주입되어 포밍된 후 냉각되어 제조되되, 상기 금형에는 (금속재질로 제조된) 브라켓(30) 및 엔드플레이트(40)가 미리 소정의 위치에 삽입된 상태로서, 용융된 상태에서 냉각됨에 따라서 상기 인슐레이터(10)는 브라켓(30) 및 엔드플레이트(40)와 일체로 결합된다. 이와 같은 인서트 사출성형(insert injection molding) 방식은 금형을 상하 및 좌우 방향으로 개폐되도록 구성하고 삽입물(브라켓 및 엔드플레이트)의 형상에 따라 사출물(인슐레이터)의 형상이 포밍되도록 제조하는 방식으로서 이종(異種) 재질을 갖는 제조물 생산에 일반적으로 사용된다. 따라서, 금형의 구조 및 사출 방법은 당업자에게 있어 자명한 사항이므로 상기에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 일체로 성형된 인슐레이터(10)와 브라켓(30) 및 엔드플레이트(40)를 각각 분리하여 더 상세히 설명한다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 브라켓(30)은 (이너파이프가 관통하며 인사트사출시 용융된 수지가 통과가능하도록) 중앙에 관통홀이 형성된 판(plate) 형상이되, 서브프레임에 볼트체결 되도록 양측으로는 장착홀(31)이 형성된다. 그리고, 전방과 후방에는 전방스토퍼(12: 12a, 12b)와 후방스토퍼(13) 및 중앙스토퍼(14)의 강성을 보강하고 사출시 성형성을 높이기 위하여 소정의 모양을 갖도록 표면이 돌출된 형태로 구성된다.

그리고, 상기 인슐레이터(10)는 파이프 형상의 지지부(11)를 중심으로 전방스토퍼(12)와 후방스토퍼(13) 및 중앙스토퍼(14)가 일체로 성형된다. 상기 지지부(11)는 볼트홀이 타공됨으로서 파이프 형상을 갖되 브라켓(11)의 관통홀 내주면에 위치하게 되며 상기 볼트홀 내부에는 롤로드본체(50)의 이너파이프(51)가 삽입된다.

상기 지지부(11)의 전방측에는 롤로드본체(50)의 끝단면과 마주하도록 전방스토퍼(12)가 형성된다. 상기 전방스토퍼(12)는 롤로드의 설계조건에 따라 다양한 모양을 가지 수 있되, 본 발명의 실시예에서는 돌기들이 돌출된 형상으로 형성된다.

아울러, 상기 지지부(11)의 후방측 끝단에는 엔드플레이트(40)에 마주하도록 중앙스토퍼(14) 및 후방스토퍼들(13)이 돌출형성된다. 상기 후방스토퍼들(13)은 중앙스토퍼(14)가 엔드플레이트(40)와 이격되도록 형성되되, 도시된 바와 같이 끝단 사이의 간격이 점차적으로 좁혀져 "V" 자형을 이루도록 형성된다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중앙스토퍼(14)에는 갭이 형성되어 롤로드본체(50)의 길이방향을 따라 서로 이격된 제1스토퍼(14a)와 제2스토퍼(14b)로 분할된다.

상기 제1스토퍼(14a)는 (하중이 효율적으로 분산되도록) 엔드플레이트(40)와 마주하는 면이 호형(弧形)을 이루며 형성되고, 상기 중앙스토퍼(14)에 형성된 갭 또한 호형으로 형성된다.

아울러, 본 발명의 도면에서 중앙스토퍼(14)에 형성된 갭은 하나 이나 인슐레이터(10) 재질의 특성이나 차량 사양에 따라 중앙스토퍼(14)에 형성된 갭은 적어도 두 개 이상으로 형성될 수 있다.

그리고, 본 발명의 차량용 롤로드는 전술한 바와 같이, 인슐레이터(10)와 브라켓(30) 및 엔드플레이트(40)가 일체로 구성되고, 전방측에서 이너파이프(51)가 지지부(11)의 볼트홀을 통해 엔드플레이트(40)까지 도달하여 롤로드본체(50)가 결합되면, 엔드플레이트(40)에 형성된 홀(41)을 통해 고정볼트(60)가 후방측에서 엔드플레이트(40) 및 이너파이프(51)를 관통하여 너트(61)로 고정되어 조립이 이뤄진다.

아울러, 본 발명에 따른 차량용 롤로드는 브라켓(30)의 양측으로 형성된 장착홀(31)을 통해 서브프레임에 장착되고 롤로드본체(50)의 전방 끝단에 결합된 부시를 통해 파워트레인에 연결되어, 상기 파워트레인의 거동에 따라 인슐레이터(10)가 탄성압축 및 복원을 반복하여 파워트레인의 거동 및 진동을 제어한다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 도 4 에 도시된 바와 같이, 중앙스토퍼(14)에 갭이 형성되고 후방스토퍼(13)가 중앙스토퍼(14)를 엔드플레이트(40)에서 이격시킴으로서 최소한 두 개의 갭이 생성된다.

따라서, 한 개의 갭만 생성된 종래의 구조와 대비하여 스프링특성(인슐레이터의 탄성반발력)의 변화가 작게 발생하므로 롤로드에 가해지는 하중변화에 따른 갑작스러운 탄성변화를 억제하여 NVH 성능 및 RIDE 성능을 향상시킬 수 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 : 인슐레이터
11 : 지지부
12 : 전방스토퍼
13 : 후방스토퍼
14 : 중앙스토퍼
30 : 브라켓
40 : 엔드플레이트
50 : 롤로드본체

Claims (4)

1. 롤로드본체의 끝단면에서 후방측으로 돌출된 이너파이프에 인슐레이터와 브라켓이 관통되고 상기 이너파이프의 후방으로 엔드플레이트가 결합되는 차량용 롤로드에 있어서,
   상기 인슐레이터는, 브라켓에 형성된 관통홀에 삽입되며 파이프 형상으로 형성된 지지부;와 상기 지지부의 전방으로 연장되어 롤로드본체에 마주하도록 돌출되는 전방스토퍼;와 상기 지지부의 후방으로 연장되어 엔드플레이트에 마주하도록 돌출된 중앙스토퍼; 및 상기 지지부의 후방으로 연장되고 상기 중앙스토퍼와 엔드플레이트 사이를 이격시키도록 상기 엔드플레이트로 연결되는 후방스토퍼;를 포함하고, 상기 인슐레이터는 전방스토퍼, 후방스토퍼, 중앙스토퍼 및 지지부가 일체로 성형되어 브라켓에 고정결합되되,
   상기 중앙스토퍼에는 갭이 형성되어 롤로드본체의 길이방향을 따라 서로 이격된 제1스토퍼와 제2스토퍼로 분할된 것을 특징으로 하는 차량용 롤로드.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1스토퍼는 엔드플레이트와 마주하는 면이 호형(弧形)을 이루도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 롤로드.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 중앙스토퍼에 형성된 갭은 호형으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 롤로드.
   
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중앙스토퍼에 형성된 갭은 적어도 두 개 이상이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 롤로드.

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