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KR102440612B1 - 측방 차체 보강구조 - Google Patents

측방 차체 보강구조 Download PDF

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KR102440612B1
KR102440612B1 KR1020170173620A KR20170173620A KR102440612B1 KR 102440612 B1 KR102440612 B1 KR 102440612B1 KR 1020170173620 A KR1020170173620 A KR 1020170173620A KR 20170173620 A KR20170173620 A KR 20170173620A KR 102440612 B1 KR102440612 B1 KR 102440612B1
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KR
South Korea
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floor panel
reinforcing member
center floor
side sill
battery case
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KR1020170173620A
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최성은
박건호
정승민
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현대자동차 주식회사
기아 주식회사
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Abstract

본 발명은 배터리 케이스가 구비되면서도 하중 전달의 효율이 향상되고, 차량의 충돌 특히, 측방 충돌에 대한 대응 성능이 개선된 측방 차체 보강구조에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 측방 차체 보강구조는, 차체의 바닥면을 구성하는 센터 플로어 패널과, 상기 센터 플로어 패널의 하면에 결합되는 배터리 케이스와, 상기 센터 플로어 패널의 폭 방향 양측에 결합되어 상기 배터리 케이스의 폭 방향 양측에 배치되며, 차체의 전후방향으로 연장되는 박스 형상의 단면을 갖는 사이드 실과, 상기 센터 플로어 패널에 하단이 결합되고, 상기 센터 플로어 패널을 폭 방향으로 가로질러 상기 사이드 실에 결합되는 시트 크로스 멤버와, 상기 배터리 케이스, 상기 사이드 실, 상기 센터 플로어 패널, 및 상기 시트 크로스 멤버를 순차적으로 관통하도록 상하로 연장되고, 상기 배터리 케이스에 고정되는 파이프 너트를 포함할 수 있다.

Description

측방 차체 보강구조{SIDE VEHICLE BODY REINFORCING STRUCTURE}
본 발명은 측방 차체 보강구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고용량 배터리가 내장된 차량의 측방 차체 보강구조에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 전방 차체에서 엔진 룸의 하부에는 차량의 전후 방향을 따라 연장되게 형성된 프런트 사이드 멤버가 차량의 차체의 폭 방향 양측으로 배치되어 전방 차체의 구조적인 강성을 강화시킨다.
상기 프런트 사이드 멤버의 후방에는 사이드 실이 연결되어 차량의 길이 방향을 따라 연장되고, 차량의 차체의 폭 방향 양측에 배치된다.
한편, 차체의 바닥면을 형성하는 플로어 패널은 차량의 전방으로부터 전후방향을 따라 프런트 플로어 패널, 센터 플로어 패널, 및 리어 플로어 패널로 구성된다. 여기서, 상기 프런트 플로어 패널은 엔진룸의 바닥면을 구성하고, 상기 센터 플로어 패널은 승객실의 바닥면을 구성하며, 상기 리어 플로어 패널은 러기지 컴파트먼트의 바닥면을 구성한다.
이 중에서 상기 센터 플로어 패널의 상면에는 액셀러레이터 페달, 브레이크 페달, 탑승자를 위한 시트 등이 장착되고, 하면에는 배기 파이프, 프로펠러 샤프트 등이 장착될 수 있다. 또한, 상기 사이드 실은 차체의 폭 방향 양측에서 상기 센터 플로어 패널에 결합되어 차량의 측면 충돌에 대응하도록 기능한다.
한편, 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle)를 포함하는 전력에 의하여 움직이는 차량의 총칭으로서의 전기자동차(Electric Vehicle)는 상기 센터 플로어 패널 또는 상기 리어 플로어 패널 하면에 고용량 배터리를 장착하기 위하여 배터리 케이스가 구비된다. 또한, 전방에 엔진 또는 구동모터가 장착되고, 후륜이 구동륜인 차량과 같이 차량의 전후방향으로 추진축이 가로지르는 차량에서는 상기 추진축이 통과하도록 오목하게 상측으로 패인 "U"자 형상의 단면을 갖는 터널이 상기 센터 플로어 패널에 형성된다.
하지만, 상기 고용량 배터리가 내장된 배터리 케이스를 장착하기 위한 구조가 복잡해지고, 이러한 구조들을 통한 하중의 전달이 단절되는 부분이 증가하면, 차량의 충돌 특히, 측방 충돌에 대한 대응 성능이 저하될 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 배터리 케이스가 구비되면서도 하중 전달의 효율이 향상되고, 차량의 충돌 특히, 측방 충돌에 대한 대응 성능이 개선된 측방 차체 보강구조를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 측방 차체 보강구조는, 차체의 바닥면을 구성하는 센터 플로어 패널과, 상기 센터 플로어 패널의 하면에 결합되는 배터리 케이스와, 상기 센터 플로어 패널의 폭 방향 양측에 결합되어 상기 배터리 케이스의 폭 방향 양측에 배치되며, 차체의 전후방향으로 연장되는 박스 형상의 단면을 갖는 사이드 실과, 상기 센터 플로어 패널에 하단이 결합되고, 상기 센터 플로어 패널을 폭 방향으로 가로질러 상기 사이드 실에 결합되는 시트 크로스 멤버와, 상기 배터리 케이스, 상기 사이드 실, 상기 센터 플로어 패널, 및 상기 시트 크로스 멤버를 순차적으로 관통하도록 상하로 연장되고, 상기 배터리 케이스에 고정되는 파이프 너트를 포함할 수 있다.
상기 파이프 너트는 파이프 형상으로 형성된 너트일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 측방 차체 보강구조는, 상기 파이프 너트의 하측으로부터 삽입되어 체결되어 구성요소를 결합시키도록 기능하는 체결 볼트를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 측방 차체 보강구조는, 상기 센터 플로어 패널의 하방으로 돌출되어 형성되고, 상기 사이드 실의 내측판에 결합되는 결합 보강부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 측방 차체 보강구조는, 상기 사이드 실의 박스 형상 내부에 구비되고, 상기 사이드 실의 내측판으로부터 외측으로 이격되어 배치되며, 상기 사이드 실의 상측판과 상기 사이드 실의 하측판을 연결하는 제1 보강 멤버를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 보강 멤버는 상기 사이드 실의 전단으로부터 후단까지 연장될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 측방 차체 보강구조는, 상기 제1 보강 멤버에 지지되도록 상기 사이드 실의 박스 형상 내부에 구비되고, 상기 제1 보강 멤버로부터 차체의 폭 방향 외측으로 볼록한 "U"자 형상의 단면을 갖는 제2 보강 멤버를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 보강 멤버는 상기 사이드 실의 전단으로부터 후단까지 연장될 수 있다.
상기 제1 보강 멤버의 차체 폭 방향 내측면은 상기 파이프 너트의 차체 폭 방향 외측단에 지지될 수 있다.
상기 사이드 실 및 상기 제1 보강 멤버로 둘러싸인 공간에는 발포 폼이 충전될 수 있다.
상기 제2 보강 멤버 및 상기 제1 보강 멤버로 둘러싸인 공간에는 발포 폼이 충전될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 배터리 케이스를 장착하기 위한 구조가 하중의 전달이 단절되는 부분이 감소되고, 연속성이 확보되도록 차체와 연결됨으로써, 차량의 충돌 특히, 측방 충돌에 대한 대응 성능이 개선될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 측방 차체 보강구조를 전방에서 바라본 구성도이다.
도 2은 본 발명의 실시예에 따른 측방 차체 보강구조의 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 명세서에서의 상, 하, 전, 후로 표현되는 방향은 일반적인 차체의 상, 하, 전, 후 방향을 의미하고, 외측 및 내측은 일반적인 차체의 폭 방향을 기준으로 하는 상대적인 외측 및 내측을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 측방 차체 보강구조를 전방에서 바라본 구성도이고, 도 2은 본 발명의 실시예에 따른 측방 차체 보강구조의 사시도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 측방 차체 보강구조(1)는 배터리 케이스(100)와 연결된다. 또한, 승객실의 바닥면을 구성하는 센터 플로어 패널(200)의 차체의 폭 방향 양측에는 사이드 실(300)이 결합된다. 이러한 센터 플로어 패널(200) 및 사이드 실(300)의 기본적인 구성은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, 당업자)에게 자명하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 배터리 케이스(100)는 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle)를 포함하는 전력에 의하여 움직이는 차량의 총칭으로서의 전기자동차(Electric Vehicle)에 적용된다. 또한, 상기 배터리 케이스(100)는 내부에 고용량 배터리(도시하지 않음)를 수용함으로써, 상기 전기자동차에 고용량 배터리를 장착하도록 제공된다.
이러한 고용량 배터리의 전력은 구동모터(도시하지 않음)에 전달되며, 고용량 배터리와 구동모터를 연결하기 위하여 차량의 전후방향으로 가로지르는 고전압 와이어(도시하지 않음)가 구비될 수 있다. 한편, 전력을 구동력으로 사용하는 자동차에서 고용량 배터리 및 구동모터 그리고 전력 공급을 위한 구성은 당업자에게 자명하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 센터 플로어 패널(200)에는 시트 크로스 멤버(220)가 구비된다.
상기 시트 크로스 멤버(220)는 상기 센터 플로어 패널(200)을 차체의 폭 방향으로 가로지르도록 배치된다. 또한, 상기 시트 크로스 멤버(220)는 하단이 상기 센터 플로어 패널(200)에 결합되고, 차체의 폭 방향 양단이 상기 사이드 실(300)에 결합된다. 나아가, 상기 시트 크로스 멤버(220)는 차체의 전후방향을 따라 복수개가 배열될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 측방 차체 보강구조(1)는 상기 배터리 케이스(100)의 상측에 상기 센터 플로어 패널(200)이 결합되고, 이러한 결합에 의해 상기 배터리 케이스(100)의 차체 폭 방향 양측에 상기 사이드 실(300)이 배치됨으로써 구성되며, 결합 보강부(210), 제1 보강 멤버(340), 제2 보강 멤버(350), 파이프 너트(N), 및 체결 볼트(B)를 더 포함한다.
상기 결합 보강부(210)는 상기 센터 플로어 패널(200)에 형성된다. 또한, 상기 결합 보강부(210)는 상기 센터 플로어 패널(200)의 하방으로 돌출되어 상기 사이드 실(300)에 연결된다. 여기서, 상기 사이드 실(300)은 차체의 폭 방향을 기준으로 상대적인 내측에 배치되는 이너 패널과 상대적인 외측에 배치되는 아우터 패널이 결합되어 박스 형상의 단면을 갖도록 구성되며, 도 1 및 도 2에는 상기 사이드 실(300)의 이너 패널만이 도시되었으나, 이러한 사이드 실(300)의 구성은 당업자에게 자명하다. 또한, 상기 사이드 실(300)은 박스 형상을 형성하는 상측판인 사이드 실 상판(310), 내측판인 사이드 실 내판(320), 및 하측판인 사이드 실 하판(330)을 포함한다. 상기 사이드 실 상판(310) 및 상기 사이드 실 하판(330)은 상기 사이드 실(300)의 이너 패널 및 아우터 패널에 형성되고, 상기 사이드 실 내판(320)은 상기 사이드 실(300)의 이너 패널에 형성된다. 한편, 상기 센터 플로어 패널(200)의 차체의 폭 방향 양측은 상기 사이드 실(300)의 사이드 실 상판(310)에 결합되고, 상기 결합 보강부(210)는 상기 사이드 실(300)의 사이드 실 내판(320)에 결합된다. 따라서, 상기 결합 보강부(210)에 의해 상기 센터 플로어 패널(200)과 상기 사이드 실(300)의 결합력이 증대된다.
상기 제1 보강 멤버(340)는 상기 사이드 실(300)의 박스 형상 내부에 구비된다. 또한, 상기 제1 보강 멤버(340)는 상기 사이드 실 내판(320)으로부터 외측으로 이격되어 배치되고, 상기 사이드 실 상판(310)과 상기 사이드 실 하판(330)을 연결한다. 나아가, 상기 제1 보강 멤버(340)는 상기 사이드 실(300)의 전단으로부터 후단까지 연장될 수 있다.
상기 제2 보강 멤버(350)는 상기 사이드 실(300)의 박스 형상 내부에 구비된다. 또한, 상기 제2 보강 멤버(350)는 상기 제1 보강 멤버(340)에 지지되고, 상기 제1 보강 멤버(340)로부터 차체의 폭 방향 외측으로 볼록한 "U"자 형상의 단면을 형성한다. 한편, 상기 제2 보강 멤버(350)의 "U"자 형상의 단면은 상기 사이드 실(300)의 아우터 패널로부터 이격될 수 있다. 나아가, 상기 제1 보강 멤버(340)는 상기 사이드 실(300)의 전단으로부터 후단까지 연장될 수 있다.
상기 파이프 너트(N)는 하측으로부터 상기 배터리 케이스(100), 상기 사이드 실 하판(330), 상기 사이드 실 상판(310), 상기 센터 플로어 패널(200), 및 상기 시트 크로스 멤버(220)를 순차적으로 관통하도록 상하로 연장된다. 또한, 상기 파이프 너트(N)는 파이프 형상으로 형성되고, 내주에는 나사산이 형성된 너트(nut)일 수 있다. 나아가, 상기 파이프 너트(N)는 상기 배터리 케이스(100)에 고정되고, 상기 배터리 케이스(100)에는 상기 파이프 너트(N)를 수용하도록 천공된 수용홀(105)가 형성된다. 한편, 상기 제1 보강 멤버(340)의 차체 폭 방향 내측면은 상기 파이프 너트(N)의 차체 폭 방향 외측단에 지지된다. 이러한 파이프 너트(N)에 의해 상기 배터리 케이스(100), 상기 사이드 실 하판(330), 상기 사이드 실 상판(310), 상기 센터 플로어 패널(200), 상기 시트 크로스 멤버(220), 및 상기 제1 보강 멤버(340)가 연속적인 하중 전달이 가능하도록 하나로 연결된다. 도 1에는 차체의 측방 충돌 시의 개략적인 하중 전달 경로가 화살표로 도시되었다.
상기 체결 볼트(B)는 하측으로부터 상기 파이프 너트(N)에 삽입되어 체결된다. 이러한 체결 볼트(B)는 서스펜션(도시하지 않음) 등의 차체 구성요소를 결합시키도록 기능한다.
한편, 상기 사이드 실(300)의 박스 형상 내부에서 상기 사이드 실 상판(310), 상기 사이드 실 측판(320), 상기 사이드 실 하판(330), 및 상기 제1 보강 멤버(340)로 둘러싸인 공간 또는 상기 제2 보강 멤버(350)의 "U"자 형상의 단면 및 상기 제1 보강 멤버(340)로 둘러싸인 공간에는 강성이 증대되도록 발포 폼(F)이 충전될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 배터리 케이스(100)를 장착하기 위한 구조가 하중의 전달이 단절되는 부분이 감소되고, 연속성이 확보되도록 차체와 연결됨으로써, 차량의 충돌 특히, 측방 충돌에 대한 대응 성능이 개선될 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
1: 측방 차체 보강구조
100: 배터리 케이스
200: 센터 플로어 패널
210: 결합 보강부 220: 시트 크로스 멤버
300: 사이드 실
310: 사이드 실 상판 320: 사이드 실 내판
330: 사이드 실 하판 340: 제1 보강 멤버
350: 제2 보강 멤버
B: 체결 볼트
F: 발포 폼
N: 파이프 너트

Claims (11)

  1. 차체의 바닥면을 구성하는 센터 플로어 패널;
    상기 센터 플로어 패널의 하면에 결합되는 배터리 케이스;
    상기 센터 플로어 패널의 폭 방향 양측에 결합되어 상기 배터리 케이스의 폭 방향 양측에 배치되며, 차체의 전후방향으로 연장되는 박스 형상의 단면을 갖는 사이드 실;
    상기 센터 플로어 패널에 하단이 결합되고, 상기 센터 플로어 패널을 폭 방향으로 가로질러 상기 사이드 실에 결합되는 시트 크로스 멤버; 및
    상기 배터리 케이스, 상기 사이드 실, 상기 센터 플로어 패널, 및 상기 시트 크로스 멤버를 순차적으로 관통하여 각각에 체결되도록 상하로 연장되고, 상기 배터리 케이스에 고정되는 파이프 너트;
    를 포함하는 측방 차체 보강구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파이프 너트는 파이프 형상으로 형성된 너트인 것을 특징으로 하는 측방 차체 보강구조.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 파이프 너트의 하측으로부터 삽입되어 체결되어 구성요소를 결합시키도록 기능하는 체결 볼트를 더 포함하는 측방 차체 보강구조.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센터 플로어 패널의 하방으로 돌출되어 형성되고, 상기 사이드 실의 내측판에 결합되는 결합 보강부를 더 포함하는 측방 차체 보강구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 사이드 실의 박스 형상 내부에 구비되고, 상기 사이드 실의 내측판으로부터 외측으로 이격되어 배치되며, 상기 사이드 실의 상측판과 상기 사이드 실의 하측판을 연결하는 제1 보강 멤버를 더 포함하는 측방 차체 보강구조.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 보강 멤버는 상기 사이드 실의 전단으로부터 후단까지 연장되는 것을 특징으로 하는 측방 차체 보강구조.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 보강 멤버에 지지되도록 상기 사이드 실의 박스 형상 내부에 구비되고, 상기 제1 보강 멤버로부터 차체의 폭 방향 외측으로 볼록한 "U"자 형상의 단면을 갖는 제2 보강 멤버를 더 포함하는 측방 차체 보강구조.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 보강 멤버는 상기 사이드 실의 전단으로부터 후단까지 연장되는 것을 특징으로 하는 측방 차체 보강구조.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제1 보강 멤버의 차체 폭 방향 내측면은 상기 파이프 너트의 차체 폭 방향 외측단에 지지되는 것을 특징으로 하는 측방 차체 보강구조.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 사이드 실 및 상기 제1 보강 멤버로 둘러싸인 공간에는 발포 폼이 충전되는 것을 특징으로 하는 측방 차체 보강구조.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제2 보강 멤버 및 상기 제1 보강 멤버로 둘러싸인 공간에는 발포 폼이 충전되는 것을 특징으로 하는 측방 차체 보강구조.
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