KR102639673B1 - 전기자동차용 샤시프레임의 배터리케이스 교체구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기자동차용 샤시프레임의 배터리케이스 교체구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기자동차용 배터리케이스를 차체 샤시프레임에 조립, 분리하기 위한 교체구조로서, 샤시프레임의 하부 내면에 샤시프레임의 길이방향을 따라 서로 특정간격 이격되어 위치되는 복수의 파이프너트와, 상기 파이프너트 상단과 샤시프레임 상부 내면 사이에 구비되는 스프링과, 복수의 파이프너트를 서로 연동시켜 동시에 회전하도록 연결시키는 체결체인; 및 배터리케이스의 길이방향을 따라 서로 특정간격 이격되어 각각이 고정되는 체결볼트;를 포함하여, 각각의 상기 체결볼트를 상기 파이프너트에 매칭 후, 어느 하나의 파이프너트를 조임회전시켜 복수의 파이프너트를 동시에 조임회전되도록 하여 배터리 케이스를 조립하고, 분리시 어느 하나의 파이프너트를 풀림회전시켜 복수의 파이프너트를 동시에 풀림회전되도록 하여 배터리 케이스를 분리하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 샤시프레임의 배터리케이스 교체구조에 관한 것이다.

Description

전기자동차용 샤시프레임의 배터리케이스 교체구조{Batterycase placement structure of chassis for electric vehicles}

본 발명은 전기자동차용 샤시프레임의 배터리케이스 교체구조에 관한 것이다.

일반적으로, 전기자동차는 연소장치에 의해 동력을 얻는 것이 아니고, 대형용량을 갖는 배터리가 동력전달장치를 통해 바퀴를 구동하는 구동모터에 통전 가능하게 연결되어, 배터리의 전력에 의해 구동모터가 회전구동되고, 동력전달장치가 구동모터에 의해 구동되며, 동력전달장치가 바퀴를 회전구동시켜 차량의 주행이 가능하도록 되어 있다.

도 1은 종래 샤시프레임과 배터리케이스의 분해 사시도, 도 2는 배터리 케이스와 샤시프레임 체결부 단면구조를 도시한 것이다.

이러한 전기자동차의 배터리케이스(10)는 양측면에 측면돌출부(11)가 형성되고 측면돌출부(11)에 볼트체결공(12)들이 일정 간격으로 형성되어지며, 볼트체결공(12)으로 삽입되는 체결볼트(13)들에 의해 차체 샤시프레임(1)의 사이드 멤버(2)에 체결되는 구조를 갖는다.

그러나, 이러한 종래의 전기자동차용 배터리케이스는, 차체에 체결볼트(13) 등으로 일단 조립이 이루어지면 일일히 체결볼트(13)를 모두 분리해야 하므로 배터리 교체작업이 용이하지 않으며, 배터리를 교체할 때 작업공간이 넉넉하지 않아 작업성이 현저하게 저하되는 문제점을 갖는다.

즉, 현 구조는 배커리케이스(10)가 총 18 ~ 20개의 체결볼트(13)로 배터리 케이스(10)와 차체 샤시프레임(1)에 고정이 되어 탈착시 많은 시간이 소요되는 문제점이 존재한다.

대한민국 등록특허 10-2231089 대한민국 공개특허 10-2021-0084958 대한민국 공개특허 10-2022-0012415

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 배터리케이스를 차체에 보다 쉽게 조립되고, 보다 쉽게 분리될 수 있는 탈부착 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 차체 샤시프레임의 사이드멤버 내부에 파이프 너트와, 복수의 파이프 너트가 연동되는 체결체인을 설치하고, 배터리케이스 측면부의 체결볼트 매칭후, 어느 하나의 파이프 너트의 육각볼트만을 회전시켜 체결체인에 연동된 모든 파이프너트를 동시에 회전시켜 보다 신속하고 용이하게 배터리케이스를 차체에 조립, 분리시킬 수 있는, 전기자동차용 샤시프레임의 배터리케이스 교체구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 제1목적은 전기자동차용 배터리케이스를 차체 샤시프레임에 조립, 분리하기 위한 교체구조로서, 샤시프레임의 하부 내면에 샤시프레임의 길이방향을 따라 서로 특정간격 이격되어 위치되는 복수의 파이프너트와, 상기 파이프너트 상단과 샤시프레임 상부 내면 사이에 구비되는 스프링과, 복수의 파이프너트를 서로 연동시켜 동시에 회전하도록 연결시키는 체결체인; 및 배터리케이스의 길이방향을 따라 서로 특정간격 이격되어 각각이 고정되는 체결볼트;를 포함하여, 각각의 상기 체결볼트를 상기 파이프너트에 매칭 후, 어느 하나의 파이프너트를 조임회전시켜 복수의 파이프너트를 동시에 조임회전되도록 하여 배터리 케이스를 조립하고, 분리시 어느 하나의 파이프너트를 풀림회전시켜 복수의 파이프너트를 동시에 풀림회전되도록 하여 배터리 케이스를 분리하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 샤시프레임의 배터리케이스 교체구조로서 달성될 수 있다.

그리고 상기 파이프너트는 샤시프레임의 하부판넬의 관통홀에 위치맞춤되고 내면에 나사산이 형성되며 상기 체결볼트에 나사결합 가능한 삽입홈을 갖고, 샤시프레임의 상부판넬 내면에 상기 스프링을 수용하는 스프링 가이드를 갖고, 상기 파이프너트 외면에 둘레방향으로 상기 체결체인과 맞물리는 톱니부가 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 복수의 파이프너트 중 어느 하나는 조임용 파이프너트로 구성되며, 상기 조임용 파이프너트는 하단은 폐쇄면으로 구성되며 폐쇄면 중앙에 볼트머리부가 구비되고, 조임용 파이프너트의 볼트머리부 회전시 체결체인에 연결되어 있는 모든 파이프너트가 동시에 회전되는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 하부패널 하단내면에 결합되어 상기 파이프너트의 수평방향 이동을 구속하는 파이프너트가이드를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 제2목적은 앞서 언급한 제1목적에 따른 교체구조를 이용한 배터리케이스 조립분리방법으로서, 배터리케이스의 볼트체결공 각각에 체결볼트를 고정하는 단계; 로딩시 상기 체결볼트 끝단 각각을 샤시프레임 내의 파이프 너트에 매칭시키는 단계; 스프링 장력에 의해 파이프 너트가 상향이동되는 단계; 및 조임용 파이프 너트를 조임회전시 체결체인으로 연결되어 있는 모든 파이프너트가 동시에 조임회전되어 배터리케이스가 차체에 체결되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리케이스 조립분리방법으로서 달성될 수 있다.

그리고 배터리케이스 분리시, 조임용 파이프 너트를 풀림회전시 체결체인으로 연결되어 있는 모든 파이프너트가 동시에 풀림회전되어 배터리케이스가 차체에 분리되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 전기자동차용 샤시프레임의 배터리케이스 교체구조에 따르면, 배터리케이스를 차체에 보다 쉽게 조립되고, 보다 쉽게 분리될 수 있는 탈부착 구조를 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 전기자동차용 샤시프레임의 배터리케이스 교체구조에 따르면, 차체 샤시프레임의 사이드멤버 내부에 파이프 너트와, 복수의 파이프 너트가 연동되는 체결체인을 설치하고, 배터리케이스 측면부의 체결볼트 매칭후, 어느 하나의 파이프 너트의 육각볼트만을 회전시켜 체결체인에 연동된 모든 파이프너트를 동시에 회전시켜 보다 신속하고 용이하게 배터리케이스를 차체에 조립, 분리시킬 수 있는 효과를 갖는다.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 종래 샤시프레임과 배터리케이스의 분해 사시도,
도 2는 배터리 케이스와 샤시프레임 체결부 단면구조,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 교체구조가 적용된 샤시프레임 사이드멤버의 단면 사시도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 파이프너트의 사시도, 단면 사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 파이프너트가 체결체인에 연동된 사이드멤버 하부패널의 사시도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 6개의 파이프너트와 1개의 조임용 파이프너트가 체결체인에 연결된 상태의 사시도, 부분 확대도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차용 샤시프레임의 배터리케이스의 조립방법의 흐름도,
도 8a는 본 발명의 실시예에 따른 체결볼트가 고정된 배터리케이스 측면돌출부측 사시도,
도 8b는 도 8a에서 체결볼트 끝단이 파이프너트가 매칭된 상태의 사시도,
도 8c는 도 8b에서 스프링 장력에 의해 파이프너트가 상향이동된 상태의 사시도,
도 8d는 본 발명의 실시예에 따른 6개의 파이프너트와 1개의 조임용 파이프너트가 체결체인에 연결된 상태의 하부패널의 사시도와, 조임용 파이프너트 부분을 하측에서 바라본 사시도를 도시한 것이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차용 샤시프레임의 배터리케이스 교체구조, 및 그 교체구조를 이용한 조립/분리방법에 대해 설명하도록 한다.

먼저, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 교체구조가 적용된 샤시프레임 사이드멤버의 단면 사시도를 도시한 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 샤시프레임(1)의 사이드멤버(2)의 하부패널(4)의 하부 내면에 길이방향을 따라 서로 특정간격 이격되어 형성되는 관통공(5) 각각에 위치되는 복수의 파이프너트(20)를 포함하여 구성됨을 알 수 있다.

그리고 하부패널(4)의 관통홀(5) 각각에 파이프너트가이드(25)가 결합되어 파이프너트(20)의 수평방향 이동을 구속하도록 구성된다.

그리고 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 파이프너트의 사시도, 단면 사시도를 도시한 것이다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 파이프너트(20)는 하단에 내면에 나사산이 형성된 삽입홈(21)이 구비되며, 하부에는 파이트너트가이드(25)에 삽입되는 플랜지부(23)가 형성되어짐을 알 수 있다.

그리고 기둥부 외면의 둘레방향으로 톱니부(24)가 형성되어 체결체인(50)과 맞물리도록 구성된다. 또한 기둥부 상단에는 스프링(30) 하단이 수용될 수 있는 스프링장착단(22)이 구비된다.

또한 상부패널(3)의 상부 내면에는 스프링가이드(31)가 결합된다. 따라서 스프링가이드(31)와 파이프너트(20)의 스프링장착단(22) 사이에 스프링(30)이 설치되게 된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 파이프너트가 체결체인에 연동된 사이드멤버 하부패널의 사시도를 도시한 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 체결체인(50)은 복수의 파이프너트(20)를 서로 연동시켜 동시에 회전하도록 연결되도록 구성된다.

또한 배터리케이스(10)의 측면돌출부(11)에 길이방향을 따라 서로 특정간격 이격되어 형성된 볼트체결공(12) 각각에 볼트고정단(14)을 통해 고정되는 체결볼트(13)를 포함한다.

따라서 각각의 체결볼트(13)를 파이프너트(20)에 매칭 후, 어느 하나의 파이프너트(20)를 조임회전시켜 복수의 파이프너트(20)를 동시에 조임회전되도록 하여 배터리 케이스(10)를 조립하고, 분리시 어느 하나의 파이프너트(20)를 풀림회전시켜 복수의 파이프너트(20)를 동시에 풀림회전되도록 하여 배터리 케이스(10)를 분리할 수 있는 구조를 갖는다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 6개의 파이프너트와 1개의 조임용 파이프너트가 체결체인에 연결된 상태의 사시도, 부분 확대도를 도시한 것이다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 교체구조는 도 6에 도시된 바와 같이, 하나의 체결체인(50)에 연동된 복수의 파이프너트(20) 중 어느 하나는 조임용 파이프너트(40)로 구성됨을 알 수 있다.

이러한 조임용 파이프너트(40)는 삽입홈(21)이 없으며, 하단이 폐쇄면(41)으로 구성되고, 이러한 폐쇄면(41)의 중앙부에 볼트머리부(42)가 구비된다. 이러한 볼트머리부(42)는 육각볼트부로 구성될 수 있다.

따라서 린치 등의 도구를 통해 육각볼트부(42)를 회전하게 되면 조임용 파이프너트(40)가 회전되면서, 이에 체결체인(50)에 연동된 모든 파이프너트(20)가 동시에 동일한 방향으로 회전될 수 있는 구조를 가진다.

이하에서는 앞서 언급한 교체구조를 이용한 배터리케이스 조립분리방법에 대해 설명하도록 한다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차용 샤시프레임의 배터리케이스의 조립방법의 흐름도를 도시한 것이다.

먼저, 배터리케이스(10)의 측면돌출부(11)의 볼트체결공(12) 각각에 볼트고정단(14)을 통해 체결볼트(13)를 고정하게 된다(S1). 도 8a는 본 발명의 실시예에 따른 체결볼트가 고정된 배터리케이스 측면돌출부측 사시도를 도시한 것이다.

그리고 로딩시 체결볼트(13) 끝단 각각을 하부패널(4) 내의 파이프너트(20)의 삽입홈(21)에 각각 매칭시키게 된다(S2). 도 8b는 도 8a에서 체결볼트 끝단이 파이프너트가 매칭된 상태의 사시도를 도시한 것이다.

그리고 스프링(30) 장력에 의해 파이프너트(20)가 상향이동되게 된다(S3). 도 8c는 도 8b에서 스프링 장력에 의해 파이프너트가 상향이동된 상태의 사시도를 도시한 것이다.

이러한 상태에서, 조임용 파이프너트(40)의 볼트머리부(42)를 린치 등을 통해 조임회전시키게 되면, 체결체인(50)으로 연동되어 있는 모든 파이프너트(20)가 동시에 조임회전되어(S4), 복수의 파이프너트(20)와 복수의 체결볼트(13)가 동시에 나사결합되어(S5), 배터리케이스(10)가 차체에 체결, 완전히 조립되게 된다(S6). 도 8d는 본 발명의 실시예에 따른 6개의 파이프너트와 1개의 조임용 파이프너트가 체결체인에 연결된 상태의 하부패널의 사시도와, 조임용 파이프너트 부분을 하측에서 바라본 사시도를 도시한 것이다.

또한 배터리케이스(10) 분리, 교체시, 조임용 파이프 너트(40)을 풀림회전시키게 되면, 체결체인(50)으로 연결되어 있는 모든 파이프너트(20)가 동시에 풀림회전되어 배터리케이스(10)가 차체에 신속하게 분리되게 된다.

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

1:차체 샤시프레임
2:사이드멤버
3:상부패널
4:하부패널
5:관통홀
6:체결너트
10:배터리케이스
11:측면돌출부
12:볼트체결공
13:체결볼트
14:볼트고정단
20:파이프너트
21:삽입홈
22:스프링장착단
23:플랜지부
24:톱니부
25:파이프너트가이드
30:스프링
31:스프링가이드
40:조임용 파이프너트
41:폐쇄면
42:볼트머리부
50:체결체인

Claims (6)

1. 전기자동차용 배터리케이스를 차체 샤시프레임에 조립, 분리하기 위한 교체구조로서,
   샤시프레임의 하부 내면에 샤시프레임의 길이방향을 따라 서로 특정간격 이격되어 위치되는 복수의 파이프너트와, 상기 파이프너트 상단과 샤시프레임 상부 내면 사이에 구비되는 스프링과, 복수의 파이프너트를 서로 연동시켜 동시에 회전하도록 연결시키는 체결체인; 및 배터리케이스의 길이방향을 따라 서로 특정간격 이격되어 각각이 고정되는 체결볼트;를 포함하여,
   각각의 상기 체결볼트를 상기 파이프너트에 매칭 후, 어느 하나의 파이프너트를 조임회전시켜 복수의 파이프너트를 동시에 조임회전되도록 하여 배터리 케이스를 조립하고, 분리시 어느 하나의 파이프너트를 풀림회전시켜 복수의 파이프너트를 동시에 풀림회전되도록 하여 배터리 케이스를 분리하고,
   상기 파이프너트는 샤시프레임의 하부판넬의 관통홀에 위치맞춤되고 내면에 나사산이 형성되며 상기 체결볼트에 나사결합 가능한 삽입홈을 갖고, 샤시프레임의 상부판넬 내면에 상기 스프링을 수용하는 스프링 가이드를 갖고,
   상기 파이프너트 외면에 둘레방향으로 상기 체결체인과 맞물리는 톱니부가 형성되며,
   복수의 파이프너트 중 어느 하나는 조임용 파이프너트로 구성되며,
   상기 조임용 파이프너트는 하단은 폐쇄면으로 구성되며 폐쇄면 중앙에 볼트머리부가 구비되고,
   조임용 파이프너트의 볼트머리부 회전시 체결체인에 연결되어 있는 모든 파이프너트가 동시에 회전되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 샤시프레임의 배터리케이스 교체구조.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 하부패널 하단내면에 결합되어 상기 파이프너트의 수평방향 이동을 구속하는 파이프너트가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 샤시프레임의 배터리케이스 교체구조.
   
5. 제 1항에 따른 교체구조를 이용한 배터리케이스 조립분리방법으로서,
   배터리케이스의 볼트체결공 각각에 체결볼트를 고정하는 단계;
   로딩시 상기 체결볼트 끝단 각각을 샤시프레임 내의 파이프 너트에 매칭시키는 단계;
   스프링 장력에 의해 파이프 너트가 상향이동되는 단계; 및
   조임용 파이프 너트를 조임회전시 체결체인으로 연결되어 있는 모든 파이프너트가 동시에 조임회전되어 배터리케이스가 차체에 체결되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리케이스 조립분리방법.
   
6. 제 5항에 있어서,
   배터리케이스 분리시, 조임용 파이프 너트를 풀림회전시 체결체인으로 연결되어 있는 모든 파이프너트가 동시에 풀림회전되어 배터리케이스가 차체에 분리되는 것을 특징으로 하는 배터리케이스 조립분리방법.
   
   

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