KR20230174485A - 자동차의 파워트레인 마운팅용 인슐레이터 구조 - Google Patents

자동차의 파워트레인 마운팅용 인슐레이터 구조 Download PDF

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KR20230174485A
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Abstract

본 발명은 자동차의 파워트레인 마운팅용 인슐레이터 구조에 관한 것으로서 종래의 인슐레이터는 엔진 스프로켓(Engine sprocket)등의 기어물림에 의한 높은 주파수 진동이 금속재질인 상부플레이트와 하부플레이트의 고유 진동수와 맞물려 공진이 발생되는 경우 고주파의 소음/진동이 그대로 차체로 전달되면서 차량의 실내로 유입되어 탑승자들의 승차감이 떨어지는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 자동차의 파워트레인(100)을 차체 프레임(200)에 마운팅하는 인슐레이터를 구성함에 있어서, 상면 중앙의 체결부(310)가 파워트레인(100)에 브라켓(400)으로 체결되어 파워트레인(100)의 진동 절연 및 구동반력 제어를 하는 러버탄성체(300); 러버탄성체(300)의 외부에 씌워지며 외표면 여러 곳에 차체 프레임(200)과 볼팅체결되도록 홀(511)이 있는 체결부(510)가 다수 구비된 메탈하우징(500); 메탈하우징(500)에 다수 구비된 체결부(510)의 홀(511)에 압입되어 끼워지며 볼트삽입홀(611)이 있는 메탈인서트(610) 외부에 러버부시 탄성체(620)가 씌워진 이중절연 부시(600); 로 구성된 것으로 이러한 본 발명은 메탈하우징(500)의 공진 발생으로 인한 고주파의 소음/진동을 이중절연 부시(600)가 최대한 상쇄시켜 탑승자의 승차감을 향상시킬 수 있는 매우 유용한 발명이다.

Description

자동차의 파워트레인 마운팅용 인슐레이터 구조{INSULATOR STRUCTURE FOR MOUNTING POWER TRAIN IN AUTOM}
본 발명은 자동차의 파워트레인 마운팅용 인슐레이터 구조에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 엔진 스프로켓 등의 기어물림에 의한 높은 주파수 진동이 인슐레이터의 메탈하우징의 고유 진동수와 맞물려 발생되는 공진으로 인한 고주파의 진동/소음이 차체로 전달되는 것을 최소화하여 탑승자의 승차감을 향상시킬 수 있도록 한 자동차의 파워트레인 마운팅용 인슐레이터 구조에 관한 것이다.
일반적으로 파워트레인(PowerTrain)은 동력 전달 장치를 말하는 것으로, 엔진의 출력을 구동륜에 전달하는 시스템으로서 이러한 파워트레인은 엔진, 클러치, 트랜스미션, 프로펠러 샤프트 및 종감속 기어 등으로 구성된다.
이러한 파워트레인은 차량의 엔진룸에 장착할 때, 진동 제어 및 롤링 거동을 제어하기 위한 마운팅 부재를 이용하여 3점 지지 방식으로 장착하고 있다.
즉, 차량의 구동을 위하여 탑재되는 엔진은 피스톤과 커넥팅 로드의 상하운동에 의한 중심위치의 주기적 변화와 실린더 방향으로 생기는 왕복운동 부분의 관성력, 커넥팅 로드로부터 크랭크축으로 가해지는 회전력의 주기적 변화 등에 의해서 상당한 진동이 발생된다.
따라서 엔진에서 발생된 진동이 차체에 전달되는 것이 방지되고, 차량 주행중에 차체의 흔들림이 엔진으로 전달되는 것이 방지되도록 하기 위하여 차체 프레임과 파워트레인 간에는 파워트레인 마운팅 구조가 개재된다.
특히, 파워트레인을 차체 프레임에 결합할 때 사용하는 마운트는 엔진의 시동 및 아이들링의 진동 및 소음뿐만 아니라 도로조건이나 변속및 가속, 감속, 제동 등과 같은 여러 가지 조건에 따라서도 엔진의 진동 및 소음이 달라지기 때문에 작은 진폭의 진동 및 소음부터 큰 폭의 진동 및 소음까지 차단할 수 있는 마운트가 필요하다.
즉, 완충 기능을 겸하는 러버 재질의 인슐레이터를 이용하여 파워트레인을 마운팅하는 것으로 상기 인슐레이터는 자체 탄성 변형을 이용하여 파워트레인으로 부터 전달되는 진동 및 소음 등을 감쇄시켜 운전자나 탑승자들의 승차감을 향상시킨다.
상기 인슐레이터를 이용한 마운팅 구조의 선행기술이 대한민국 특허청 공개특허 제10-2005-0022384호에 게재되어 있다.
선행기술에서는 엔진과 프레임 사이에 설치되어 엔진의 진동이 프레임으로 전달되지 않도록 엔진의 진동을 흡수하는 상부인슐레이터와 상부인슐레이터와의 사이에 축방향으로의 스톱퍼 간극과 전후 및 좌우 방향으로의 스톱퍼 간극을 동시에 갖도록 상부인슐레이터의 하측에 설치되어 상부인슐레이터와 함께 엔진의 시동을 흡수하는 하부인슐레이터와 상기 상부인슐레이터와 하부인슐레이터를 착탈 가능한 형태로 서로 결합시키는 결합수단을 포함하여 구성된 엔진마운팅 인슐레이터를 제공하여 축방향과 전후 및 좌우방향으로 스톱퍼 간극을 형성할 수 있어 엔진의 3방향 진동제어가 가능한 동시에 진동 특성 변경이 용이하도록 한 것이다.
그러나 선행기술에서의 인슐레이터는 내부는 러버재질의 탄성체로 이루어지지만 차체의 프레임에 체결하기 위해 외부의 상부플레이트와 하부플레이트는 메탈재질로 되어있다.
그런데 엔진 스프로켓(Engine sprocket)등의 기어물림에 의한 높은 주파수 진동이 메탈재질인 인슐레이터의 상부플레이트와 하부플레이트의 고유 진동수와 맞물려 발생되는 공진으로 인한 고주파의 소음/진동이 그대로 차체로 전달되면서 차량의 실내로 유입되어 탑승자들의 승차감이 떨어지는 문제점이 있었다.
대한민국특허청 공개특허 10-2005-0022384호(2005.03.08 공개)(엔진 마운팅용 인슐레이터)
따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 일반적인 종래의 기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서 본 발명은 엔진 스프로켓 등의 기어 물림에 의한 높은 주파수 진동이 인슐레이터의 메탈하우징 고유 진동수와 맞물려 공진으로 인한 고주파의 소음/진동을 최대한 상쇄시켜 탑승자의 승차감을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 자동차의 파워트레인을 차체프레임에 마운팅하는 인슐레이터를 구성함에 있어서, 상면 중앙의 체결부가 파워트레인에 브라켓으로 체결되어 파워트레인의 진동 절연 및 구동반력 제어를 하는 러버탄성체와; 러버탄성체의 외부에 씌워지며, 외표면 여러 곳에 차체의 프레임과 볼팅 체결되도록 홀이 있는 체결부가 다수 구비된 메탈하우징; 메탈하우징에 다수 구비된 체결부의 홀에 압입되어 끼워지며, 볼트삽입홀이 있는 메탈인서트 외부에 러버부시 탄성체가 씌워진 이중절연 부시로 구성함으로써 상기 목적을 효과적으로 달성할 수 있다.
이러한 본 발명은 파워트레인을 차체 프레임에 체결하기 위해 사용되는 인슐레이터의 메탈하우징 체결부에 형성된 홀에 메탈인서트와 러버부시 탄성체로 이루어진 이중 절연 부시를 장착함으로써 엔진 스프로켓 등의 기어물림에 의한 높은 주파수 진동이 메탈하우징의 고유 진동수와 맞물려 발생되는 공진으로 인한 고주파 의 소음/진동을 최대한 상쇄시켜 자동차의 실내로 전달되는 것을 최소화하여 탑승자들의 승차감을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 인슐레이터를 이용하여 파워트레인을 차체의 프레임에 마운팅한 상태의 사시도
도 2 는 본 발명에 따른 인슐레이터에 파워트레인측 브라켓을 결합한 상태의 요부 사시도.
도 3 은 본 발명에 따라 이중절연 부시를 인슐레이터의 체결부 홀에 장착하기 전의 상태를 예시한 분리사시도.
도 4 는 도 3의 결합 단면도.
도 5 는 본 발명에 따른 이중절연 부시를 예시한 분리사시도.
도 6 은 도 5 의 결합사시도.
이하 본 발명의 특징을 효과적으로 달성할 수 있는 바람직한 실시 예로서 그 기술구성 및 작용효과를 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명에 따른 인슐레이터를 이용하여 파워트레인을 차체의 프레임에 마운팅한 상태의 사시도이고, 도 2 는 본 발명에 따른 인슐레이터에 파워트레인측 브라켓을 결합상태의 요부 사시도이며, 도 3 은 본 발명에 따라 이중절연 부시를 인슐레이터의체결부 홀에 장착하기 전의 상태를 예시한 분리사시도이고, 도 4 는 도 3의 결합 단면도이며, 도 5 는 본 발명에 따른 이중절연 부시를 예시한 분리사시도이고, 도 6 은 도 5 의 결합사시도이다.
이와 같은 본 발명은 자동차의 파워트레인(100)을 차체 프레임(200)에 마운팅하는 인슐레이터를 구성함에 있어서, 상면 중앙의 체결부(310)가 파워트레인(100)에 브라켓(400)으로 체결되어 파워트레인(100)의 진동 절연 및 구동반력제어를 하는 러버탄성체(300);와 러버탄성체(300)의 외부에 씌워지며 외표면 여러 곳에 차체 프레임(200)과 볼팅체결되도록 홀(511)이 있는 체결부(510)가 다수 구비된 메탈하우징(500)으로 구성된다.
또한, 메탈하우징(500)에 다수 구비된 체결부(510)의 홀(511)에 압입되어 끼워지며 볼트삽입홀(611)이 있는 메탈인서트(610) 외부에 러버부시 탄성체(620)가 씌워진 이중절연 부시(600);로 구성된다.
도면 중 미설명 부호 (700)은 메탈하우징을 차체의 프레임에 고정시키기 위한 체결볼트이다.
이와 같은 본 발명은 파워트레인(100)의 구동력에 따른 구동반력 제어와 절연및 진동 저감을 위하여 고무재질의 탄성체와 메탈재질의 하우징으로 이루어진 인슐레이터를 사용하는 것은 일반적인 기술구성이다.
그러나 본 발명에서의 특징은 메탈하우징(500)의 공진이 발생할 경우 이를 최대한 상쇄시킬 수 있는 것으로 즉, 엔진 스프로켓 등의 기어물림에 의한 높은 주파수 진동이 메탈하우징(500)의 고유 진동수와 맞물려 공진이 발생될 경우 고주파의 진동/소음이 차체로 전달되는 것을 최소화시킬 수 있어 탑승자의 승차감을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
즉, 본 발명은 이중절연 부시(600)를 구비하여 메탈하우징(500)의 체결부(510)에 형성된 홀(511)에 이중절연 부시(600)를 끼운 상태에서 메탈하우징(500)을 차체 프레임(200)에 체결하는 것으로 상기 이중절연 부시(600)는 메탈인서트(610)의 외부에 러버부시 탄성체(620)를 씌운 것이다.
여기서 상기 러버부시 탄성체(620)의 내경은 메탈인서트(610)가 끼워질 수 있는 구경으로 되어있고, 러버부시 탄성체(620)의 외경은 메탈하우징(500)의 체결부(510)에 형성된 홀(511)에 삽입될 수 있는 구경으로 되어 있으며 메탈인서트(610)의 내경은 체결볼트(700)가 체결될 수 있는 구경을 가졌다.
따라서 본 발명은 메탈인서트(610)와 러버부시 탄성체(620)가 결합된 이중절연 부시(600)를 메탈하우징(500)의 체결부(510)에 형성된 홀(511)에 끼워준 상태에서 메탈하우징(500)의 상부는 파워트레인(100)에 브라켓(400)으로 체결하고 메탈하우징(500)의 체결부(510)는 차체 프레임(200)에 밀착시킨 후 체결볼트(700)를 이중절연 부시(600)의 메탈인서트(610)를 통해 차체 프레임(200)에 체결하면 된다.
상기 이중절연 부시(600)는 위에서 언급한 바와 같이 메탈하우징(500)의 체결부(510)에 형성된 홀(511)에 미리 끼워도 되고 체결부(510)를 차체 프레임(200)에 밀착시킨 상태에서 끼워도 무방하다.
이처럼 본 발명은 인슐레이터의 메틸하우징(500)의 체결부(510)에 형성된 홀(511)에 이중절연 부시(600)를 끼워준 상태에서 체결부(510)를 차체 프레임(200)에 체결하였기 때문에 엔진 스포로켓 등의 기어 물림에 의한 높은 주파수 진동이 메탈하우징(500)의 고유 진동수와 맞물려 공진이 발생하더라도 고주파의 진동/소음을 이중절연 부시(600)에 의해 최대한 상쇄시켜 자동차의 실내로 유입되는 진동/소음을 최소화하여 그만큼 탐승자의 승차감을 향상시킬 수 있는 것이다.
그리고 상기 이중절연 부시(600)의 러버부시 탄성체(620)는 상,하에 플랜지(621a)(621b)를 구비한 것으로 이는 러버부시 탄성체(620)를 메탈하우징(500)의 체결부(510)의 홀(511)에 끼우면 플랜지(621a)(621b)가 홀(511)의 상,하 테두리에 걸리면서 체결부(510)의 홀(511)에 끼워진 러버부시 탄성체(620)의 압입상태가 견고하게 유지된다.
또한, 상기 러버부시 탄성체(620)는 상측 플랜지(621a)의 내면에 걸림턱(622)을 형성하고, 메탈인서트(610)에는 걸림플랜지(612)를 상측에 구비한 것으로 이는 메탈인서트(610)를 러버부시 탄성체(620)에 끼워주면 메탈인서트(610)의 걸림플랜지(612)가 러버부시 탄성체(620)의 걸림턱(622)에 걸리면서 안정적으로 끼워져 체결볼트(700)를 체결 시 메탈인서트(610)와 러버부시 탄성체(620)의 결합상태가 양호하게 유지될 수 있는 것이다.
100 : 파워트레인 200 : 차체 프레임
300 : 러버탄성체 310,510 : 체결부
400 : 브라켓 500 : 메탈하우징
511 : 홀 600 : 이중절연 부시
610 : 메탈인서트 611 : 볼트삽입홀
612 : 걸림플랜지 620 : 러버부시 탄성체
621a,621b : 플랜지 622 : 걸림턱
700 : 체결볼트

Claims (3)

  1. 자동차의 파워트레인(100)을 차체 프레임(200)에 마운팅하는 인슐레이터를 구성함에 있어서,
    상면 중앙의 체결부(310)가 파워트레인(100)에 브라켓(400)으로 체결되어 파워트레인(100)의 진동 절연 및 구동반력 제어를 하는 러버탄성체(300)와;
    러버탄성체(300)의 외부에 씌워지며, 외표면 여러 곳에 차체 프레임(200)과 볼팅 체결되도록 홀이 있는 체결부(510)가 다수 구비된 메탈하우징(500);
    메탈하우징(500)에 다수 구비된 체결부(510)의 홀(511)에 압입되어 끼워지며, 볼트삽입홀(611)이 있는 메탈인서트(610) 외부에 러버부시 탄성체(620)가 씌워진 이중절연 부시(600);
    를 포함하여 메탈 하우징의 공진 발생으로 인한 고주파의 소음/진동 저감과 절연 기능이 향상되게 한 것을 특징으로 하는 자동차의 파워트레인 마운팅용 인슐레이터 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    러버부시 탄성체(620)는 메탈하우징(500)의 체결부(510)에 구비된 홀(511)의 상,하 테두리에 걸리는 플랜지(621a)(621b)를 상,하에 구비하여
    체결부(510)의 홀(511)에 끼워진 러버부시 탄성체(620)의 압입 상태가 견고하게 유지되도록 한 것을 특징으로 하는 자동차의 파워트레인 마운팅용 인슐레이터 구조.
  3. 제 2 항에 있어서,
    러버부시 탄성체(620)는 상측 플랜지(621a)의 내면에 걸림턱(622)을 형성하고,
    메탈인서트(620)는 상기 걸림턱(622)에 걸리는 걸림플랜지(612)를 상측에 구비하여
    볼팅 체결 시 러버부시 탄성체(620)와 메탈인서트(610)의 결합상태가 양호하게 유지되도록 한 것을 특징으로 하는 자동차의 파워트레인 마운팅용 인슐레이터 구조.







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