KR20120026265A - 카본섬유강화플라스틱 소재의 일체형 차체 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 자동차의 차체에 관한 것으로서, 차량 경량화, 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 차체의 강도와 강성 향상, 탄소섬유강화플라스틱 차체의 타 부품과의 조립성 향상, 탄소섬유강화플라스틱 차체의 충돌에너지 흡수능력 향상을 목적으로 한다.
차체 경량화를 위하여 철강 대신에 탄소섬유강화플라스틱을 소재로 사용하며, 차체 강도와 강성을 증가시키기 위하여 차체 외부를 ∧ 형상으로 하며 탄소섬유강화플라스틱 차체의 필요한 부분에 하니컴 또는 금속을 삽입하거나 차체의 위와 아래에 보강판을 댄다. 타 부품과의 조립이 용이하도록 탄소섬유강화플라스틱 차체에 금속, 볼트, 너트를 삽입한다. 충돌 안전성 강화를 위하여 차체 외벽의 ∧ 부분 아래에 충돌에너지 흡수판을 두며 ∧ 형상 외판과 충돌에너지 흡수판으로 형성된 △ 모양의 공간에는 에너지 흡수제를 충진하거나 튜브를 둔다.
본 고안으로, 30% 이상의 중량 절감, 일체형 차체 구조로 설계자유도 향상, 제작기간 절감, 제작비 절감, 타부품과의 조립 용이, 내식성,내진동,충격흡수성 우수, 설비비 50% 이상 절감 등의 효과가 있다.

Description

카본섬유강화플라스틱 소재의 일체형 차체{One Piece Car Body made of CFRP}
전기자동차, 자동차
해당 사항 없음
1. 전기자동차는 주행거리를 길게 하기 위해서는 차량 경량화를 하여야 함.
2. 차량 경량화를 위하여 카본섬유강화플라스틱(CFRP)를 차체의 소재로 적용할 경우 차체의 강도와 강성이 낮아지는 문제.
3. 차체의 소재로 카본섬유강화플라스틱을 적용할 경우 다른 부품과의 조립이 어려운 문제.
4. 차체의 소재로 카본섬유강화플라스틱을 적용할 경우 에너지 흡수 능력이 낮아 충돌 안전성이 떨어지는 문제.
1. 차량 경량화를 위하여 차체에 중량대비 강도가 철강보다 우수한 탄소섬유강화플라스틱 소재를 적용한다.
2. 탄소섬유강화플라스틱 차체의 강도와 강성을 높이기 위하여 차체 하부를 일체형으로 한다. 또한 차체 하부의 외벽 부분을 역V자(∧) 형상으로 하여 강성을 높인다. 탄소섬유강화플라스틱 차체에는 필요한 부분에 하니컴 또는 금속을 삽입하고 보강판을 차체의 위와 아래에 추가한다.
3. 탄소섬유강화플라스틱 차체에 다른 부품을 용이하게 조립할 수 있도록 탄소섬유강화플라스틱 차체의 필요한 부분에 금속, 볼트, 너트를 삽입한다.
4. 탄소섬유강화플라스틱 차체의 충돌 안전성을 높이기 위하여 차체 하부의 외판 아래에 충돌 에너지를 흡수할 수 있는 충돌에너지 흡수판을 설치한다. 충돌에너지 흡수판에는 리브를 설치하여 강성을 높인다. 또한 차체 하부의 역V자(∧) 부분과 충돌에너지 흡수판으로 형성된 삼각형(△) 부분에 에너지 흡수 능력이 우수한 에너지흡수제를 충전하거나 튜브를 둔다.
1. 탄소섬유강화플라스틱 소재를 차체에 적용하여 철강 차체에 비교하여 30% 이상의 중량절감 효과를 얻는다.
2. 탄소섬유강화플라스틱 차체 하부가 일체형으로 되어 있어 강도와 강성이 크고 설계자유도가 좋다.
3. 탄소섬유강화플라스틱 차체 하부가 일체형으로 되어 있어 제작공정이 줄어들어 제작기간과 제작비가 절감된다.
4. 탄소섬유강화플라스틱 차체의 필요한 부분에 금속, 볼트, 너트를 삽입하여 다른 부품과의 조립이 용이하다.
5. 탄소섬유강화플라스틱 소재를 차체에 적용하여 내식성, 내진동, 충격흡수성이 우수하다.
6. 철강 차체에 비교하여 탄소섬유강화플라스틱 차체의 설비비는 50% 이하 로 설비비가 절감 된다.
제1도 : 탄소섬유강화플라스틱 일체형 차체 하부 입체도
제2도 : 탄소섬유강화플라스틱 일체형 차체 하부 종단면도
제3도 : 하니컴,금속,보강판으로 강화된 탄소섬유강화플라스틱 차체 단면도
제4도 : 탄소섬유강화플라스틱 차체에 금속, 볼트, 너트를 삽입하여 성형한 상태를 나타내는 도면
제5도 : 충돌에너지 흡수판의 입체도
제6도 : 탄소섬유강화플라스틱 차체에 충돌에너지 흡수판을 조립한 상태도와 단품 도면
제7도 : 탄소섬유강화플라스틱 차체에 에너지흡수제와 튜브를 충진한 상태를 나타내는 도면
차체의 경량화를 위하여 철강보다 중량대비 강도가 우수한 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)을 차체 소재로 적용한다.
탄소섬유강화플라스틱 차체의 강도와 강성을 높이기 위하여 차체 하부를 일체형으로 하고, 차체를 이루는 외부 형상을 역V자(∧) 모양으로 한다. 또한 차체의 강도 보강이 필요한 부분에는 탄소섬유강화플라스틱 차체 사이에 하니컴 또는 금속을 넣어 성형하고, 탄소섬유강화플라스틱 차체의 위와 아래에 보강판을 대어 강도와 강성을 높인다.
다른 부품과 견고하게 조립을 할 수 있도록 다른 부품과 조립되는 부분에는 금속, 볼트, 너트를 탄소섬유강화플라스틱 차체에 삽입하여 성형한다. 또한 조립체결부의 강도와 강성을 높이기 위하여 국부적으로 하니컴, 금속을 탄소섬유강화플라스틱 차체에 삽입한다.
탄소섬유강화플라스틱 차체의 충돌에너지 흡수능력을 키우기 위하여 차체 외벽 하부에 충돌에너지흡수판을 둔다. 충돌에너지 흡수판에는 리브를 두어 강도를 높인다. 차체의 외판과 충돌에너지 흡수판으로 형성된 △ 형상의 공간에는 에너지흡수제를 충진하거나 튜브를 두어 충돌에너지 흡수 능력을 높인다.
아래에 일례로 예시된 도면 설명을 통하여 본 고안을 자세히 설명한다.
도 1은 일체형 차체 하부를 나타내는 도면이다. 탄소섬유강화플라스틱으로 성형하여 일체형으로 제작한다. 강도와 강성을 고려하여 필요한 부분의 두께를 다르게 한다. 또한 원하는 곳의 강도를 높이기 위하여 하니컴 또는 금속판을 삽입하여 일체로 성형한다. 다른 부품과의 조립을 위하여 볼트, 너트, 금속판등을 필요한 곳에 삽입하여 성형한다.
도 2는 차체 하부의 형상을 나타내는 단면도이다. 강성과 강도를 높이기 위하여 차체 외부를 역V자(∧) 형상으로 한다.
도 3은 필요한 부분의 강도를 높이기 위하여 탄소섬유강화플라스틱 내부에 하니컴 또는 금속판(2)을 넣고 성형한 후 상하부에 판(3,4)을 덧대어 강화한 형상을 나타내는 도면이다. 필요에 따라 인써트의 재질, 두께, 크기 등을 다르게 한다. 상하부에 덧대는 판(3,4)도 필요에 따라 재질과 크기, 두께등을 다르게 한다. 덧대는 판의 조립은 볼트와 너트 또는 접착제 등을 이용한다.
도 4는 다른 부품과의 조립을 위하여 탄소섬유강화플라스틱 차체에 금속판(5), 너트(6), 볼트(7) 등을 인써트하여 성형한 일례를 나타내는 도면이다. 원하는 형상으로 금속판에 볼트 또는 너트를 용접하여 붙여 도면과 같이 제작한 후 탄소섬유강화플라스틱에 삽입하여 성형한다.
도 5는 충돌에너지 흡수판의 입체도이다. 전후좌우 네 개가 있다. 출돌에너지 흡수판(8)에는 강도를 높이기 위한 많은 리브가 있다.
도 6은 충돌에너지 흡수판 도면과 차체 하부에 조립된 상태를 나타내는 도면이다. 충돌에너지 흡수판(8)은 접착제 또는 볼트 너트로 차체(8)에 조립한다.
도 7은 탄소섬유강화플라스틱 차체(1)와 충돌에너지 흡수판(8) 사이에 충돌에너지흡수제(9)와 튜브(10)를 삽입한 상태를 나타내는 도면이다. 차체의 외판과 충돌에너지 흡수판으로 형성된 △ 형상의 공간에 에너지흡수제(9)를 충진하거나 튜브(10)를 삽입하여 충돌에너지 흡수 능력을 높인다.
1. 차체 하부 2. 강도 보강용 인써트 3. 상판 4. 하판 5. 금속판
6. 너트 7. 볼트 8. 충돌에너지 흡수판 9. 충돌에너지 흡수제 10. 튜브

Claims (6)

  1. 차량 경량화를 위하여 카본섬유강화플라스틱(CFRP)을 소재로 하는 차체.
  2. 탄소섬유강화플라스틱 차체 하부의 강성을 높이기 위하여 차체 하부를 일체형으로 하고, 차체를 이루는 외벽이 역V자(∧) 형상을 갖는 차체 하부 구조.
  3. 다른 부품과의 조립을 위하여 차체를 이루는 탄소섬유강화플라스틱의 필요한 부분에 금속, 볼트, 너트가 삽입되어 있는 차체.
  4. 탄소섬유강화플라스틱 차체의 강도를 높이기 위하여 차체를 이루는 탄소섬유강화플라스틱의 필요한 부분에 하니컴 또는 금속을 삽입 성형하거나 차체의 위와 아래에 금속판으로 보강하는 구조.
  5. 차체의 충돌에너지 흡수 능력을 높이고자 차체 외판 ∧ 부분 아래에 리브가 있는 충돌에너지 흡수판을 갖는 차체 구조.
  6. 차체 외부의 역V자(∧) 부분과 충돌에너지 흡수판으로 이루어진 △ 부분에 충돌에너지를 흡수할 수 있는 에너지 흡수제 또는 튜브를 갖는 차체 구조.
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