KR101762276B1

KR101762276B1 - 배터리 및 스페어타이어 탑재구조

Info

Publication number: KR101762276B1
Application number: KR1020160009331A
Authority: KR
Inventors: 김주남; 최지호; 김동욱
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2016-01-26
Filing date: 2016-01-26
Publication date: 2017-07-28
Also published as: JP2017132450A; US9849769B2; DE102016112607A1; CN106994888B; US20170210217A1; CN106994888A

Abstract

본 발명은 차량의 배터리와 스페어타이어의 탑재구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 리어플로어에 함몰 형성된 수납실에 배터리를 고정시키는 배터리브라켓 및 상기 배터리의 상부에 배치된 스페어타이어와 타이어볼트를 매개로 체결되어 스페어타이어를 리어플로어에 고정시키는 타이어마운팅브라켓을 포함하며, 상기 배터리브라켓과 타이어마운팅브라켓은 분리되어 스페어타이어가 받는 하중이 배터리로 전달되지 않는 것을 특징으로 하여, 후방 충돌 대응 성능 및 조립성이 향상되는 배터리 및 스페어타이어 탑재구조에 관한 것이다.

Description

배터리 및 스페어타이어 탑재구조{MOUNTING STRUCTURE OF BATTERY AND SPARE TIRE FOR VEHICLE}

본 발명은 차량의 배터리와 스페어타이어의 탑재구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리와 스페어타이어가 완전히 분리되어 장착되므로 스페어타이어가 받는 하중이 배터리로 전달되지 않으며, 배터리의 투입시 좌우방향 위치규제가 가능한 배터리 및 스페어타이어 탑재구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 주행중 예기치 못한 사고의 유발로 인해 타이어가 펑크나 손상을 입게 되어 더 이상의 주행을 지속할 수 없는 경우를 대비하여 손상된 타이어와 교체될 수 있는 여분의 스페어타이어(spare tire)를 구비하고 있다.

이러한 스페어 타이어는 보통 차량의 트렁크 룸 내부에 별도의 수납실을 형성하여 보관하는 것이 일반적이고, 트럭이나 버스 등의 화물차 및 승합차의 경우 차체 하부에 별도의 캐리어 장치를 설치하여 착탈 가능하도록 보관한다.

한편, 최근에는 차량의 NVH(Noise, Vibration & Harness) 성능 못지않게 중요한 성능이 R&H(Riding & Handling) 성능이고, 이러한 R&H 성능 개선에 중요한 영향을 미치는 요소 중 하나는 차량의 전후 중량 배분이다.

따라서, 차량의 설계자들은 엔진으로 인해 무거운 차량 전방의 부품 중 일부를 후방으로 이동시켜 차량의 전후 중량 배분을 개선하려고 노력하고 있으며, 이러한 노력의 일환으로 부피에 비해 큰 중량을 가지는 배터리를 스페어타이어 쪽으로 이동시키고 있다.

도 1은 종래 일반적인 차량의 리어플로어에 스페어타이어와 배터리가 좌우방향으로 설치된 모습을 도시한 도면이고, 도 2는 종래 차량의 리어플로어에 스페어타이어와 배터리가 상하방향으로 설치된 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 일반적인 스페어타이어와 배터리의 탑재구조는, 차량의 후방에 배치된 리어플로어(1)에 스페어타이어(3)와 배터리(2)가 좌우방향으로 배치된 구조를 가진다.

이때, 상기 스페어타이어(3)는 타이어볼트(3a)를 매개로 리어플로어(1)에 결합되고, 배터리(2)는 배터리브라켓(2a)을 매개로 리어플로어(1)에 결합되며, 스페어타이어(3)와 배터리(2)는 한 쌍의 사이드멤버(4) 사이에 배치된다.

그러나 이와 같은 종래 배터리 및 스페어타이어 탑재구조는, 배터리(2)의 장착과정에서 기계로부터 안착된 배터리가 별도의 위치 규제 없이 부정확한 위치에 안착되므로 작업자에 의해 전방 또는 우측으로 이동되어야 하며, 이 과정에서 작업공수 및 조립시간이 증대되는 문제점이 있다.

또한, 종래 배터리 및 스페어타이어 탑재구조는, 한 쌍의 사이드멤버(4) 사이의 스팬(거리)이 축소되는 경우 배터리(2)와 스페어타이어(3)가 간섭되어 레이아웃 상 불가능해지는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 개선하고자 도 2에 도시된 바와 같이 배터리(2)와 스페어타이어(3)를 상하방향으로 설치한 탑재구조의 경우, 스팬에 관계없이 배터리(2)와 스페어타이어(3)를 배치할 수 있다는 장점이 있는 반면, 여전히 배터리(2)의 위치 규제가 어려우므로 작업자에 의해 직접 배터리를 움직일 필요성이 있다는 단점이 있다.

아울러, 배터리(2)와 스페어타이어(3)를 상하방향으로 탑재한 구조는, 도 2에 도시된 것처럼 배터리브라켓(2a)에 의해 배터리(2)가 고정되고 동시에 배터리브라켓(2a)에 타이어볼트(3a)를 매개로 스페어타이어(3)가 고정되는 구조를 가지는데, 이는 차량의 후방 충돌시 배터리의 이탈 가능성을 높인다는 문제점이 있다.

즉, 차량의 후방 충돌 시, 스페어타이어(3)는 배리어(barrier)와 가장 먼저 타격되는 부분인데, 도 2와 같은 배터리 및 스페어타이어의 탑재구조는 스페어타이어(3)가 전방으로 밀리면서 배터리브라켓(2a)에 함께 하중이 걸리므로 배터리(2)가 고정되어 있지 못하고 이탈하게 되는 문제점이 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 배터리와 스페어타이어가 각각 이격 설치된 배터리브라켓 및 타이어마운팅브라켓에 의해 장착되므로 후방 충돌 대응이 가능한 배터리 및 스페어타이어 탑재구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 배터리의 투입시 차체브라켓이 배터리의 좌우방향 위치 규제 역할을 하여 별도의 작업공수 및 조립시간이 소요되지 않는 배터리 및 스페어타이어 탑재구조를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 차량의 리어플로어에 함몰 형성된 수납실에 배터리를 고정시키는 배터리브라켓; 및 상기 배터리의 상부에 배치된 스페어타이어와 타이어볼트를 매개로 체결되어 스페어타이어를 리어플로어에 고정시키는 타이어마운팅브라켓; 을 포함하며, 상기 배터리브라켓과 타이어마운팅브라켓은 분리되어 스페어타이어가 받는 하중이 배터리로 전달되지 않는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 및 스페어타이어 탑재구조에서 상기 배터리브라켓은 배터리의 좌우방향에 돌출 형성된 한 쌍의 차체브라켓에 그 끝단이 결합되고, 상기 타이어마운팅브라켓은 배터리브라켓의 상부에 이격되어 배터리브라켓과 별개로 그 끝단이 차체브라켓에 결합되는 것이 바람직하다.

아울러, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 및 스페어타이어 탑재구조는, 상기 배터리의 전방에 돌출 형성되어 배터리의 전방과 접촉되며 배터리의 전후방향 이동을 규제하는 전방브라켓; 을 더 포함하는 것이 좋다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 및 스페어타이어 탑재구조는, 상기 타이어마운팅브라켓의 중앙부에 볼록하게 상부를 향해 돌출 형성되는 마운팅부; 를 더 포함하며, 상기 마운팅부에는 타이어볼트가 결합되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 및 스페어타이어 탑재구조에서 상기 차체브라켓의 좌우방향 거리는 배터리의 좌우방향 폭과 동일한 것이 바람직하다.

나아가, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 및 스페어타이어 탑재구조에서 상기 차체브라켓의 측면은 하부로 갈수록 그 폭이 점점 좁아지는 형태로 소정의 경사각이 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명은, 리어플로어의 스팬에 관계없이 배터리와 스페어타이어를 탑재할 수 있으며, 배터리를 고정하는 배터리브라켓과 스페어타이어를 고정하는 타이어마운팅브라켓이 완전히 분리되어 있으므로 차량의 후방 충돌시 타이어볼트가 파단되어 스페어타이어가 조기에 이탈되는 효과가 있다.

이에 따라, 본 발명은 스페어타이어가 배리어에 의해 받는 하중이 배터리로 전달되지 않으므로 차량의 후방 충돌시에도 배터리브라켓이 파손되지 않아 배터리가 이탈되지 않는다는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 배터리를 기준으로 좌우방향에 배치되는 차체브라켓이 배터리의 투입시 좌우방향 위치 규제 역할을 하므로 종래 배터리 대비 안착 위치가 일정하고 작업자에 의한 별도의 공수 소요나 조립시간이 증대되지 않는 효과가 있다.

아울러, 본 발명은 차체브라켓과 배터리를 기준으로 전방에 배치되는 전방브라켓이 배터리의 좌우방향 모멘트나 전후방향 모멘트를 막아주므로 배터리가 이탈되지 않도록 하는 효과가 있다.

나아가, 본 발명은 종래 스페어타이어와 배터리를 장착시키기 위해 사용하던 브라켓을 삭제하거나 형상을 축소하여 차량의 생산원가 및 차체중량이 절감되는 효과가 있다.

도 1은 종래 일반적인 차량의 리어플로어에 스페어타이어와 배터리가 좌우방향으로 설치된 모습을 도시한 도면.
도 2는 종래 차량의 리어플로어에 스페어타이어와 배터리가 상하방향으로 설치된 모습을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 및 스페어타이어 탑재구조를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 및 스페어타이어 탑재구조를 도시한 측면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리에 배터리브라켓이 결합된 모습을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리브라켓이 결합된 상태에서 타이어마운팅브라켓이 결합된 모습을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리가 수납실에 안착되는 모습을 도시한 도면.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 및 스페어타이어 탑재구조를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 및 스페어타이어 탑재구조를 도시한 측면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리(20)는 차량의 리어플로어(10)에 함몰 형성된 수납실(12)에 수납되고, 그 상부에는 배터리(20)와 겹쳐지도록 스페어타이어(30)가 배치된다.

이와 같이 배터리(20)와 스페어타이어(30)를 상하로 탑재한 구조는 종래 좌우방향으로 배치한 구조에 비해 리어플로어(10)의 스팬을 고려할 필요가 없으므로 레이아웃의 자유도가 향상되는 효과가 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 배터리(20)는 배터리브라켓(22)에 의해 리어플로어(10)에 고정 결합되고, 스페어타이어(30)는 타이어볼트(36)를 매개로 타이어마운팅브라켓(32)에 의해 리어플로어(10)에 고정 결합된다.

이때, 상기 배터리브라켓(22)과 타이어마운팅브라켓(32)은 상호 이격되어 완전히 분리되어 있는데, 이에 따라 차량의 후방 충돌 시 배터리브라켓(22)은 파손되지 않고 타이어마운팅브라켓(32)의 타이어볼트(36)만 파단되어 스페어타이어(30)가 조기 이탈되므로 스페어타이어가 받는 하중이 배터리(20)로 전달되지 않는 효과가 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리에 배터리브라켓이 결합된 모습을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리브라켓이 결합된 상태에서 타이어마운팅브라켓이 결합된 모습을 도시한 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 배터리브라켓(22)은 배터리(20)를 기준으로 좌우방향에 돌출된 한 쌍의 차체브라켓(14)에 끝단이 결합되어 배터리(20)를 고정시키는 역할을 한다.

구체적으로 상기 배터리브라켓(22)은 배터리(20)의 상면으로부터 좌우방향으로 연장되어 한 쌍의 차체브라켓(14)에 볼팅 결합되는 제1배터리 다리(22a)와 배터리(20)의 상면으로부터 후방으로 연장되어 리어플로어(10)의 수납실(12)에 마운팅되는 제2배터리 다리(22b)로 구성된다.

상기 제1배터리 다리(22a)와 제2배터리 다리(22b)로 구성된 배터리브라켓(22)은 배터리(20)의 상면, 좌우 측면 및 후방면을 감싸도록 배치되어 배터리(20)가 리어플로어(10)로부터 이탈되지 않도록 한다.

또한, 상기 배터리(20)를 기준으로 전방에는 전방브라켓(16)이 돌출 형성되는데, 상기 전방브라켓(16)은 배터리(20)의 전방과 접촉되어 배터리의 전후방향 이동을 규제하는 역할을 한다.

즉, 차량의 후방 충돌 시, 상기 배터리(20)는 관성에 의하여 전후방향 모멘트(또는 하중)을 받게 되고, 이때 전방브라켓(16)은 전후방향 모멘트에 저항하여 배터리(20)가 들리는 것을 방지한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 타이어마운팅브라켓(32)은 배터리브라켓(22)의 상부에 이격되어 배터리브라켓과 별개로 설치되고, 타이어마운팅브라켓(32)의 끝단은 차체브라켓(14)에 결합된다.

즉, 상기 타이어마운팅브라켓(32)은 배터리브라켓(22)과 분리되어 설치되며, 중앙부는 타이어볼트(36)를 매개로 스페어타이어(30)에 체결되어 스페어타이어를 고정시키는 역할을 한다.

구체적으로 상기 타이어마운팅브라켓(32)은 배터리(20)의 상면으로부터 좌우방향으로 연장되어 한 쌍의 차체브라켓(14)에 볼팅 결합되는 제1타이어 다리(32a)와 배터리(20)의 상면으로부터 전방으로 연장되어 리어플로어(10)의 수납실(12)에 마운팅되는 제2타이어 다리(32b)로 구성된다.

이때, 상기 타이어마운팅브라켓(32)의 중앙부에는 마운팅부(34)가 상부를 향해 볼록하게 돌출 형성되는데, 상기 마운팅부(34)에는 타이어볼트(36)가 결합되어 스페어타이어(30)와 타이어마운팅브라켓(32)을 연결한다.

이와 같이 상기 타이어마운팅브라켓(32)에 마운팅부(34)를 형성하여 스페어타이어(30)의 설치 높이를 맞추어줄 수 있으며, 차량의 후방 충돌시 타이어볼트(36)만 파단되어 스페어타이어(30)만 조기 이탈되므로 스페어타이어가 받는 하중이 배터리브라켓(22)으로 전달되지 않도록 하는 효과가 있다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리가 수납실에 안착되는 모습을 도시한 도면이다.

구체적으로 도 7(a)는 기계(미도시)에 의해 배터리(20)가 수납실(12)의 상부로 투입되는 모습을 도시한 도면이고, 도 7(b)는 배터리(20)가 투입된 후 수납실(12)의 하부로 안착되는 모습을 도시한 도면이며, 도 7(c)는 배터리(20)가 완전히 안착한 후의 모습을 도시한 도면이다.

도 7(a)에 점선의 원으로 도시된 바와 같이, 기계(미도시)에 의해 배터리(20)가 수납실(12)의 상부로 투입될 때, 기계의 오차로 인해 정확한 위치에 투입되지 않을 가능성을 염두에 두어 배터리(20)와 차체브라켓(14)의 사이에는 약 10mm 정도의 공간이 형성된다.

그 다음, 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 투입된 배터리(20)는 차체브라켓(14)의 측면을 타고 수납실(12)의 하부로 내려오게 되는데, 이때 상기 차체브라켓(14)의 측면은 하부로 갈수록 그 폭이 점점 좁아지는 형태로 소정의 경사각(θ)이 형성되어 배터리(20)가 정확한 위치에 오도록 유도하는 것이 바람직하다.

상기 차체브라켓(14)의 측면에 형성된 경사각(θ)은 차량의 종류에 따른 레이아웃, 배터리의 크기, 수납실의 크기 등을 고려하여 다양한 각도로 형성될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 약 5°인 것이 바람직하나 이에 한정되지는 않는다.

도 7(c)에 점선의 원으로 도시된 바와 같이, 차체브라켓(14)의 측면을 타고 아래로 내려온 배터리(20)는 수납실(12)의 하부에 정확히 안착되고, 이때 상기 차체브라켓(14)의 좌우방향 거리는 배터리(20)의 좌우방향 폭과 동일하거나 조금 크게 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에서 상기 배터리(20)와 차체브라켓(14) 사이의 간격은 약 2mm 이내로 설정되는 것이 바람직하나, 차량의 종류에 따른 레이아웃, 배터리의 크기, 수납실의 크기 등을 고려하여 다양한 간격으로 형성될 수 있다.

전술한 것과 같이 구성된 본 발명에 따른 배터리 및 스페어타이어 탑재구조는, 리어플로어(10)의 스팬에 관계없이 배터리(20)와 스페어타이어(30)를 탑재할 수 있고, 차량의 후방 충돌시에도 배터리브라켓(22)이 파손되지 않아 배터리(20)가 이탈되지 않으며, 차체브라켓(14)이 배터리(20)의 투입시 좌우방향 위치 규제 역할을 하므로 종래 배터리 대비 안착 위치가 일정하고 작업자에 의한 별도의 공수 소요나 조립시간이 증대되지 않는 효과가 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

10 : 리어플로어
12 : 수납실
14 : 차체브라켓
16 : 전방브라켓
20 : 배터리
22 : 배터리브라켓
22a : 제1배터리 다리
22b : 제2배터리 다리
30 : 스페어타이어
32 : 타이어마운팅브라켓
32a : 제1타이어 다리
32b : 제2타이어 다리
34 : 마운팅부
36 : 타이어볼트

Claims

차량의 리어플로어에 함몰 형성된 수납실에 배터리를 고정시키는 배터리브라켓;
상기 배터리의 상부에 배치된 스페어타이어와 타이어볼트를 매개로 체결되어 스페어타이어를 리어플로어에 고정시키는 타이어마운팅브라켓; 및
배터리의 좌우방향에 돌출 형성되며, 상기 배터리브라켓이 결합되는 한 쌍의 차체브라켓; 을 포함하며,
상기 배터리브라켓은,
상기 배터리의 상면으로부터 좌우방향으로 연장되어 상기 한 쌍의 차체브라켓에 결합되는 제1배터리 다리; 및 상기 배터리의 상면으로부터 후방으로 연장되어 상기 리어플로어의 수납실에 결합되는 제2배터리 다리; 로 구성되고,
상기 배터리브라켓과 타이어마운팅브라켓은 분리되어 스페어타이어가 받는 하중이 배터리로 전달되지 않는 것을 특징으로 하는 배터리 및 스페어타이어 탑재구조.
제 1 항에 있어서,
상기 타이어마운팅브라켓은 배터리브라켓의 상부에 이격되어 배터리브라켓과 별개로 차체브라켓에 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 및 스페어타이어 탑재구조.
제 1 항에 있어서,
상기 배터리의 전방에 돌출 형성되어 배터리의 전방과 접촉되며 배터리의 전후방향 이동을 규제하는 전방브라켓; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 및 스페어타이어 탑재구조.
제 1 항에 있어서,
상기 타이어마운팅브라켓의 중앙부에 볼록하게 상부를 향해 돌출 형성되는 마운팅부; 를 더 포함하며,
상기 마운팅부에는 타이어볼트가 결합되는 것을 특징으로 하는 배터리 및 스페어타이어 탑재구조.
제 2 항에 있어서,
상기 차체브라켓의 좌우방향 거리는 배터리의 좌우방향 폭과 동일한 것을 특징으로 하는 배터리 및 스페어타이어 탑재구조.
제 2 항에 있어서,
상기 차체브라켓의 측면은 하부로 갈수록 그 폭이 점점 좁아지는 형태로 소정의 경사각이 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 및 스페어타이어 탑재구조.