KR20210076735A

KR20210076735A - 차량용 사이드실구조

Info

Publication number: KR20210076735A
Application number: KR1020190168224A
Authority: KR
Inventors: 김현식
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2019-12-16
Filing date: 2019-12-16
Publication date: 2021-06-24
Also published as: US11420681B2; JP2021095118A; EP3838720A1; EP3838720B1; US20210179197A1; CN112977635A

Abstract

개시된 차량용 사이드실구조는, 캐비티를 가진 사이드실; 상기 사이드실의 캐비티에 수용되는 사이드실 보강재; 및 상기 사이드실 보강재에 결합되는 배터리 마운팅파이프;를 포함할 수 있다. 마운팅볼트가 상기 배터리 마운팅파이프에 체결됨으로써 상기 사이드실 보강재는 상기 사이드실에 결합될 수 있다.

Description

차량용 사이드실구조{SIDE SILL STRUCTURE FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 사이드실에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리 마운팅파이프가 리벳팅에 의해 사이드실 보강재에 결합되고, 마운팅볼트가 배터리 마운팅파이프에 체결됨으로써 사이드실 보강재는 브라켓 및 용접 없이 사이드실에 견고하게 장착될 수 있는 차량용 사이드실구조에 관한 것이다.

차량은 플로어의 좌우 측에 배치된 한 쌍의 사이드실(side sill)을 포함한다. 각 사이드실의 전방단은 프론트 사이드멤버의 후방단에 결합되고, 각 사이드실의 후방단은 리어 사이드멤버의 전방단에 결합된다. 사이드실들은 차량의 측면충돌 및 전방 충돌 등으로부터 승객실을 보호하는 역할을 한다.

각 사이드실은 차량의 실외를 향해 개방된 캐비티를 가지고, 사이드실 보강재는 충돌에 대응하기 위하여 사이드실 보강재가 복수의 브라켓 및 용접을 통해 각 사이드실의 캐비티에 장착된다. 사이드실 보강재는 알루미늄을 함유한 소재가 압출공정을 통해 제조된 압출재이고, 사이드실 보강재는 사이드실의 길이방향을 따라 연장된다.

전기자동차는 차체의 플로어 하부에 배터리조립체가 조립되고, 배터리조립체의 양측가장자리가 복수의 볼트를 통해 사이드실 보강재에 장착될 수 있다.

사이드실은 강성 및 강도 등을 고려하여 스틸 소재로 만들어지고, 사이드실 보강재는 압출공정을 고려하여 알루미늄 소재로 만들어진다. 스틸과 알루미늄은 그 재질적 특성때문에 용접을 통해 직접적으로 접합될 수 없다. 이에, 사이드실 보강재를 사이드실의 캐비티에 장착할 때 FDS(Flow Drill Screwing), SPR(Self Pidrce Rivet) 등과 같은 이종소재 접합기술(dissimilar materials joining)을 적용하거나 볼트 및 너트에 의한 기계적 접합기술(mechanicla joining)을 적용한다. 하지만, 이송소재 접합기술은 접합장비가 고가이므로 투자비 측면에서 불리한 단점이 있고, 기계적 접합기술은 작업공수가 상대적으로 많이 소요되는 단점이 있다.

종래의 일예에 따르면, 스틸소재로 이루어진 복수의 브라켓이 FDS를 통해 사이드실 보강재에 접합된 이후에 복수의 브라켓이 스폿용접을 통해 사이드실에 접합됨으로써 사이드실 보강재는 사이드실에 장착된다.

종래기술에 따르면 사이드실 보강재가 사이드실의 캐비티에 장착될 대 복수의 브라켓 및 복수의 용접 개소가 상대적으로 많이 소요됨에 따라 중량 및 제조원가가 상대적으로 높은 단점이 있아다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 고려하여 안출한 것으로, 배터리 마운팅파이프가 리벳팅에 의해 사이드실 보강재에 결합되고, 마운팅볼트가 배터리 마운팅파이프에 체결됨으로써 사이드실 보강재는 브라켓 및 용접 없이 사이드실에 견고하게 장착될 수 있는 차량용 사이드실구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 차량용 사이드실구조는, 캐비티를 가진 사이드실; 상기 사이드실의 캐비티에 수용되는 사이드실 보강재; 및 상기 사이드실 보강재에 결합되는 배터리 마운팅파이프;를 포함할 수 있다. 마운팅볼트가 상기 배터리 마운팅파이프에 체결됨으로써 상기 사이드실 보강재는 상기 사이드실에 결합될 수 있다.

상기 사이드실 보강재는 상기 배터리 마운팅파이프가 통과하는 제1장착홀을 가지고, 상기 배터리 마운팅파이프는 상기 사이드실 보강재의 제1장착홀에 결합되도록 구성될 수 있다.

상기 배터리 마운팅파이프는 원통부 및 상기 원통부의 하단에 마련된 헤드부를 포함하고, 상기 원통부는 변형가능한 변형부 및 상기 변형부의 위에 위치한 상측부를 포함하며, 상기 변형부는 상기 상측부 및 상기 헤드부 사이에 위치하며, 상기 상측부는 암나사부를 가질 수 있다.

상기 헤드부는 상기 제1장착홀의 직경 보다 큰 외경을 가지고, 상기 헤드부가 상기 사이드실 보강재를 지지함으로써 상기 사이드실 보강재는 상기 사이드실의 캐비티에 정렬될 수 있다.

상기 변형부가 상기 배터리 마운팅파이프의 축선방향을 따라 인가되는 축하중에 의해 외측으로 확장됨으로써 상기 변형부는 확장부로 변형되도록 구성될 수 있다.

상기 제1장착홀은 상기 사이드실 보강재의 바닥벽에 제공되고, 상기 확장부는 상기 사이드실 보강재의 바닥벽을 하향으로 가압하고, 상기 헤드부는 상기 사이드실 보강재의 바닥벽을 상향으로 가압하도록 구성될 수 있다.

상기 사이드실은 상기 제1장착홀 및 상기 배터리 마운팅파이프에 정렬되는 제2장착홀을 가지며, 상기 마운팅볼트는 상기 제1장착홀 및 상기 배터리 마운팅파이프의 캐비티를 통과하고, 상기 마운팅볼트의 수나사부가 상기 상측부의 암나사부에 결합될 수 있다.

상기 사이드실 보강재는 상기 배터리 마운팅파이프가 통과하는 복수의 제1장착홀을 가지고, 상기 사이드실은 상기 배터리 마운팅파이프가 통과하는 복수의 제2장착홀을 가지며, 상기 복수의 제2장착홀은 상기 복수의 제1장착홀에 정렬될 수 있다.

상기 배터리 마운팅파이프는 원통부 및 상기 원통부의 상단에 마련된 헤드부를 포함할 수 있다. 상기 원통부는 변형가능한 변형부와, 상기 변형부의 위에 위치한 상측부와, 상기 변형부의 아래에 위치한 하측부를 포함할 수 있다.

상기 사이드실 보강재는 상기 확장부를 지지하는 지지리브를 가지고, 상기 확장부는 상기 지지리브를 상향으로 가압하며, 상기 헤드부는 상기 사이드실의 상부벽을 하향으로 가압하도록 구성될 수 있다.

상기 변형부의 두께는 상기 상측부의 두께 및 상기 하측부의 두께 보다 얇게 구성될 수 있다.

상기 상측부는 그 내면에 상측 암나사부를 가질 수 있고, 상기 하측부는 그 내면에 하측 암나사부를 가질 수 있다.

본 발명에 의하면, 배터리 마운팅파이프가 리벳팅에 의해 사이드실 보강재에 결합되고, 마운팅볼트가 배터리 마운팅파이프에 체결됨으로써 사이드실 보강재는 브라켓 및 용접 없이 사이드실에 견고하게 장착될 수 있고, 이를 통해 중량 및 원가 등을 절감할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 배터리조립체가 마운팅볼트를 통해 배터리 마운팅파이프에 장착될 때, 배터리 마운팅파이프가 배터리조립체의 장착하중을 균일하게 분산함으로써 배터리조립체의 장착강성 및 장착강도 등을 강화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 사이드실구조의 사이드실 및 사이드실 보강재를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 사이드실구조의 사이드실, 사이드실 보강재, 배터리 마운팅파이프를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 사이드실구조의 배터리 마운팅파이프를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 사이드실구조에서 너트 리벳터의 드리프터 및 앤빌이 배터리 마운팅파이프에 세팅된 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 너트 리벳터의 드리프터가 작동함에 따라 배터리 마운팅파이프의 변형부가 변형된 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 사이드실구조에 배터리조립체가 장착된 구조를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 사이드실구조에 배터리조립체가 장착된 구조에서 하중이 인가된 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 사이드실구조의 배터리 마운팅파이프를 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 사이드실구조에서 너트 리벳터의 드리프터 및 앤빌이 배터리 마운팅파이프에 세팅된 상태를 도시한 도면이다.
도 10은 너트 리벳터의 드리프터가 작동함에 따라 배터리 마운팅파이프의 변형부가 변형된 상태를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 사이드실구조에 배터리조립체가 장착된 구조를 도시한 단면도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1 및 도2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 사이드실구조(10)는 사이드실(11)과, 사이드실(11)에 수용되는 사이드실 보강재(12)와, 사이드실(11) 및 사이드실 보강재(12)를 결합하는 배터리 마운팅파이프(20)를 포함할 수 있다.

사이드실(11)은 차량의 실외를 향해 개방된 캐비티(11a)와, 차량의 상부를 향하는 상부벽(11b)과, 차량의 실내를 향해 면하는 실내측벽(11c)과, 지면을 향하는 바닥벽(11d)을 포함할 수 있다. 캐비티(11a)는 상부벽(11b), 실내측벽(11c), 및 바닥벽(11d)에 의해 한정될 수 있다. 일 예에 따르면, 사이드실(11)은 스틸 등과 같은 강도가 높은 금속 재질일 수 있다.

사이드실 보강재(12)은 압출공정에 의해 차량의 길이방향을 따라 압출되는 압출재(extruded product)일 수 있다. 도 4를 참조하면, 사이드실 보강재(12)는 차량의 실외를 향해 면하는 실외측벽(12a)과, 차량의 상부를 향하는 상부벽(12b)와, 차량의 실내를 향해 면하는 실내측벽(12c)과, 지면을 향하는 바닥벽(12d)을 포함할 수 있다. 일 예에 따르면, 사이드실 보강재(12)는 알루미늄, 알루미늄 합금 등과 같은 인성, 강성 등이 우수한 재질일 수 있다.

사이드실 보강재(12)가 사이드실(11)의 캐비티(11a)에 수용될 때, 사이드실 보강재(12)의 상부벽(12b)이 사이드실(11)의 상부벽(11b)과 접촉할 수 있고, 사이드실 보강재(12)의 실내측벽(12c)이 사이드실(11)의 실내측벽(11c)을 향해 면할 수 있으며, 사이드실 보강재(12)의 바닥벽(12d)이 사이드실(11)의 바닥벽(11d)과 접촉할 수 있다. 사이드실 보강재(12)는 사이드실(11)의 길이방향을 따라 연장될 수 있고, 사이드실 보강재(12)는 그 내부에 형성된 복수의 리브(31, 32, 33, 34)를 가질 수 있으며, 복수의 리브(31, 32, 33, 34)는 사이드실 보강재(12)의 길이방향을 따라 연장될 수 있다. 사이드실 보강재(12)은 복수의 리브(31, 32, 33, 34)에 의해 그 강성이 강화될 수 있고, 이를 통해 차량의 측면충돌 시에 그 충돌하중이 복수의 리브(31, 32, 33, 34)를 통해 균일하게 분산될 수 있다.

사이드실 보강재(12)는 실외측벽(12a)과 인접한 수평리브(31)들 및 제1수직리브(32)를 가질 수 있고, 수평리브(31)들은 실외측벽(12a)으로부터 수평으로 연장될 수 있다. 제1수직리브(32)는 상부벽(12b) 및 바닥벽(12d)을 연결하도록 수직으로 연장될 수 있고, 제1수직리브(32)는 수평리브(31)들에 직접적으로 연결될 수 있다.

사이드실 보강재(12)는 실내측벽(12c)과 인접한 지지리브(33) 및 제2수직리브(34)를 가질 수 있고, 제2수직리브(34)는 상부벽(12b) 및 바닥벽(12d)을 연결하도록 수직으로 연장될 수 있으며, 제2수직리브(34)는 제1수직리브(32)에 대해 이격될 수 있다. 제2수직리브(34)는 지지리브(33)에 직접적으로 연결될 수 있으며, 지지리브(33)는 제1수직리브(32) 및 실내측벽(12c)를 연결하도록 수평으로 연장될 수 있다.

사이드실 보강재(12)는 배터리 마운팅파이프(20)가 통과하는 복수의 제1장착홀(14, 16, 18)을 가질 수 있다. 배터리 마운팅파이프(20)는 복수의 제1장착홀(14, 16, 18)을 통해 사이드실 보강재(12)를 관통할 수 있다. 구체적으로, 사이드실 보강재(12)는 상부벽(12b)에 형성된 상측장착홀(14)과, 바닥벽(12d)에 형성된 하측장착홀(18)과, 복수의 리브(31, 32, 33, 34) 중에서 적어도 하나의 리브(33)에 형성된 중간장착홀(16)을 가질 수 있다. 상측장착홀(14)의 직경, 하측장착홀(18)의 직경, 중간장착홀(16)의 직경은 서로 동일하거나 유사할 수 있고, 상측장착홀(14), 하측장착홀(18), 및 중간장착홀(16)은 서로 간에 정렬될 수 있다. 특히, 중간장착홀(16)은 실내측벽(12c)에 연결된 지지리브(33)에 천공될 수 있다.

사이드실(11)는 배터리 마운팅파이프(20)가 통과하는 복수의 제2장착홀(13, 15)을 가질 수 있고, 복수의 제2장착홀(13, 15)은 복수의 제1장착홀(14, 16, 18)에 정렬될 수 있다. 배터리 마운팅파이프(20)는 복수의 제2장착홀(13, 15)을 통해 사이드실(11)의 높이방향을 따라 관통할 수 있다. 구체적으로, 사이드실(11)은 상부벽(11b)에 천공된 복수의 상측장착홀(13)과, 바닥벽(11d)에 천공된 복수의 하측장착홀(15)을 가질 수 있다. 상측장착홀(13)의 직경은 하측장착홀(15)의 직경과 동일하거나 유사할 수 있고, 상측장착홀(13)은 하측장착홀(15)에 정렬될 수 있다.

배터리 마운팅파이프(20)는 너트 리벳터(50)의 드리프트(51), 마운팅볼트(63) 등을 수용할 수 있는 중공 파이프일 수 있다. 도 3을 참조하면, 배터리 마운팅파이프(20)는 원통부(21) 및 원통부(21)의 상단에 마련된 헤드부(22)를 포함할 수 있다.

도 5 내지 도 7과 같이, 배터리 마운팅파이프(20)가 리벳팅에 의해 사이드실 보강재(12) 및 사이드실(11)에 결합됨으로써 사이드실 보강재(12)는 사이드실(11)의 캐비티(11a)에 견고하게 장착될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 배터리 마운팅파이프(20)의 리벳팅을 위하여 원통부(21)는 변형가능하게 구성된 변형부(23)와, 변형부(23)의 위에 위치한 상측부(24)와, 변형부(23)의 아래에 위치한 하측부(25)를 포함할 수 있다.

변형부(23)는 원통부(21)의 중간에 위치할 수 있고, 변형부(23)는 배터리 마운팅파이프(20)의 축선방향을 따라 인가되는 축하중(axial load)에 의해 변형가능하게 구성될 수 있다.

변형부(23)는 상측부(24) 및 하측부(25)에 비해 상대적으로 낮은 강성을 가짐으로써 배터리 마운팅파이프(20)의 축선방향을 따라 인가되는 축하중에 의해 상측부(24) 및 하측부(25)는 변형되지 않는 반면에 변형부(23)는 변형되도록 구성될 수 있다. 특히, 변형부(23)는 지지리브(33)의 아래에 위치할 수 있고, 이에 지지리브(33)는 변형부(23)가 확장부(23a)로 변형될 때 확장부(23a)가 지지리브(33)를 가압할 수 있다. 도 5를 참조하면, 확장부(23a)가 사이드실 보강재(12)의 지지리브(33)를 상향으로 가압하고, 헤드부(22)가 사이드실(11)의 상부벽(11b)을 하향으로 가압함으로써 배터리 마운팅파이프(20)는 사이드실 보강재(12) 및 사이드실(11)에 대해 리벳팅될 수 있다.

일 예에 따르면, 변형부(23)는 상측부(24)의 두께 및 하측부(25)의 두께에 비해 상대적으로 얇은 두께를 가질 수 있다. 축하중이 원통부(21)의 축선방향을 따라 인가됨에 따라 변형부(23)는 외측으로(outwardly) 용이하게 확장(expanded or bulged) 또는 변형될 수 있고, 이에 도 5와 같이 변형부(23)는 확장부(23a, bulged portion)로 변형될 수 있다.

다른 예에 따르면, 변형부(23)는 그 내면 또는 외면에서 길게 연장된(extend longitudinally) 복수의 홈 또는 복수의 치형을 가질 수 있고, 복수의 홈은 원주방향을 따라 이격될 수 있다. 축하중이 원통부(21)에 인가됨에 따라 변형부(23)는 복수의 홈 또는 복수의 치형에 의해 외측으로 보다 용이하게 변형될 수 있다.

또 다른 예에 따르면, 변형부(23)는 상측부(24) 및 하측부(25)에 비해 연질 소재로 이루어질 수 있다. 축하중이 원통부(21)에 인가됨에 따라 변형부(23)는 복수의 홈 또는 복수의 치형에 의해 외측으로 보다 용이하게 변형될 수 있다.

상측부(24)는 그 내면에 형성된 상측 암나사부(24a)를 가질 수 있고, 하측부(25)는 그 내면에 형성된 하측 암나사부(25a)를 가질 수 있다. 상측 암나나숩(24a)의 내경 및 하측 암나사부(24a)의 내경이 변형부(23)의 내경 보다 작을 경우 변형부(23)의 두께가 상측부(24)의 두께 및 하측부(25)의 두께 보다 얇을 수 있다.

헤드부(22)의 직경은 사이드실(11)의 상측장착홀(13)의 직경 보다 크게 형성될 수 있고, 이를 통해 헤드부(22)는 상측장착홀(13)에 인접한 사이드실(11)의 상부벽(11b)과 접촉할 수 있다.

도 4를 참조하면, 사이드실 보강재(12)가 사이드실(11)의 캐비티(11a)에 수용되면 사이드실 보강재(12)의 상측장착홀(14), 중간장착홀(16), 하측장착홀(18)이 사이드실(11)의 상측장착홀(13) 및 하측장착홀(15)에 정렬된다. 배터리 마운팅파이프(20)가 사이드실(11)의 상측장착홀(13) 및 하측장착홀(15), 사이드실 보강재(12)의 상측장착홀(14), 중간장착홀(16), 및 하측장착홀(18)을 통과할 수 있다. 배터리 마운팅파이프(20)의 헤드부(22)는 상측장착홀(13)과 인접한 사이드실(11)의 상부벽(11b)과 접촉할 수 있고, 변형부(23)는 중간장착홀(16) 보다 아래에 위치할 수 있다.

도 4를 참조하면, 너트 리벳터(50, nut riveter)의 드리프트(51, drift)가 배터리 마운팅파이프(20)의 내부를 통과하고, 드리프트(51)의 수나사부(52, external thread)가 하측부(25)의 하측 암나사부(25a)에 나사결합된다(screwed into). 너트 리벳터(50)의 앤빌(53, anvil)은 배터리 마운팅파이프(20)의 헤드부(22)를 하향으로 가압 내지 지지할 수 있고, 이에 배터리 마운팅파이프(20)의 헤드부(22)는 너트 리벳터(50)의 앤빌(53)에 의해 구속(held down)될 수 있다.

도 5를 참조하면, 너트 리벳터(50)의 작동에 의해 드리프트(51)가 상향으로 이동할 때, 드리프트(51)는 배터리 마운팅파이프(20)의 하측부(25)를 앤빌(53) 측으로 당길 수 있다. 이에, 배터리 마운팅파이프(20)의 하측부(25)가 너트 리벳터(50)에 의해 앤빌(53) 측으로 당겨짐에 따라 축하중(AF)이 배터리 마운팅파이프(20)의 축선방향을 따라 상향으로 인가될 수 있다. 이에, 중간장착홀(16)의 아래에 위치한 변형부(23)는 축하중(AF)에 의해 외경방향으로 확장됨으로써 변형부(23)는 확장부(23a)로 변형될 수 있다. 변형부(23)의 상부 및 하부가 중첩함으로써 확장부(23a)가 형성될 수 있고, 확장부(23a)의 외경이 중간장착홀(52)의 직경 보다 크게 형성될 수 있다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 배터리조립체(60)는 복수의 배터리모듈 및 전장품 등을 수용한 배터리 케이스(61)와, 배터리 케이스(61)의 측면으로부터 사이드실(20)을 향해 돌출한 사이드 마운트(62)를 포함할 수 있다. 마운팅볼트(63)가 사이드 마운트(62) 및 배터리 마운팅파이프(20)를 통과할 수 있고, 마운팅볼트(63)의 수나사부(63a)가 배터리 마운팅파이프(20)의 상측 암나사부(24a)에 결합(engaged)될 수 있다.

마운팅볼트(63)의 수나사부(63a)가 배터리 마운팅파이프(20)의 상측 암나사부(24a)에 결합됨에 따라 배터리 마운팅파이프(20)의 헤드부(22)가 사이드실(11)의 상부벽(11b)을 가압함에 따라 제1하중(F1)이 배터리 마운팅파이프(20)의 축선방향을 따라 하향으로 인가될 수 있다. 배터리 마운팅파이프(20)의 변형부(23a)가 사이드실 보강재(12)의 지지리브(33)를 상향으로 가압함으로써 제2하중(F2)이 배터리 마운팅파이프(20)의 축선방향을 따라 상향으로 인가될 수 있다. 이를 통해 배터리조립체(60)의 장착하중을 균일하게 분산할 수 있고, 배터리조립체(60)의 장착강성(mount stiffness) 및/또는 장착강도(mount strength) 등이 강화될 수 있다.

도 1 내지 도 7의 실시예에 따른 배터리 마운팅파이프(20)는 사이드실(11) 및 사이드실 보강재(12)를 관통하고, 배터리 마운팅파이프(20)의 헤드부(22)가 사이드실(11)의 상부벽(11b)을 하향으로 가압하며, 배터리 마운팅파이프(20)의 변형부(23a)가 사이드실 보강재(12)의 지지리브(33)를 상향으로 가압하도록 구성될 수 있다. 이에 의해 배터리 마운팅파이프(20)는 사이드실(11) 및 사이드실 보강재(12)를 견고하게 결합할 수 있다.

도 8 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 사이드실구조(100)를 도시한 도면이다. 도 8 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 사이드실구조(100)는 사이드실(110)과, 사이드실(110)에 수용되는 사이드실 보강재(120)와, 사이드실(110) 및 사이드실 보강재(120)를 결합하는 배터리 마운팅파이프(200)를 포함할 수 있다.

사이드실(110)은 차량의 실외를 향해 개방된 캐비티(111)와, 차량의 상부를 향하는 상부벽(112)과, 차량의 실내를 향해 면하는 실내측벽(113)과, 지면을 향하는 바닥벽(114)을 포함할 수 있다. 캐비티(111)는 상부벽(112), 실내측벽(113), 및 바닥벽(114)에 의해 한정될 수 있다. 일 예에 따르면, 사이드실(110)은 스틸 등과 같은 강도가 높은 금속 재질일 수 있다.

사이드실 보강재(120)은 압출공정에 의해 차량의 길이방향을 따라 압출되는 압출재(extruded product)일 수 있다. 도 11을 참조하면, 사이드실 보강재(120)는 차량의 실외를 향해 면하는 실외측벽(121)과, 차량의 상부를 향하는 상부벽(122)와, 차량의 실내를 향해 면하는 실내측벽(123)과, 지면을 향하는 바닥벽(124)을 포함할 수 있다. 일 예에 따르면, 사이드실 보강재(120)는 알루미늄, 알루미늄 합금 등과 같은 인성, 강성 등이 우수한 재질일 수 있다.

사이드실 보강재(120)가 사이드실(110)의 캐비티(111)에 수용될 때, 사이드실 보강재(120)의 상부벽(122)이 사이드실(110)의 상부벽(112)과 면할 수 있고, 사이드실 보강재(120)의 실내측벽(123)이 사이드실(110)의 실내측벽(113)을 향해 면할 수 있으며, 사이드실 보강재(120)의 바닥벽(124)이 사이드실(110)의 바닥벽(114)과 면할 수 있다. 사이드실 보강재(120)는 사이드실(110)의 길이방향을 따라 연장될 수 있고, 사이드실 보강재(120)는 그 내부에 형성된 복수의 리브(131, 132)를 가질 수 있으며, 복수의 리브(131, 132)는 사이드실 보강재(120)의 길이방향을 따라 연장될 수 있다. 사이드실 보강재(120)은 복수의 리브(131, 132)에 의해 그 강성이 강화될 수 있고, 이를 통해 차량의 측면충돌 시에 그 충돌하중이 복수의 리브(131, 132)를 통해 균일하게 분산될 수 있다.

사이드실 보강재(120)는 수평리브(131) 및 수평리브(131)에 연결된 복수의 수직리브(132)를 가질 수 있다. 수평리브(131)는 실외측벽(121) 및 실내측벽(123)를 연결하도록 수평으로 연장될 수 있다. 수직리브(132)는 상부벽(122) 및 바닥벽(124)을 연결하도록 수직으로 연장될 수 있다.

사이드실 보강재(120)는 배터리 마운팅파이프(200)의 원통부(201)가 통과하는 제1장착홀(125)을 가질 수 있고, 구체적으로, 제1장착홀(125)은 사이드실 보강재(120)의 바닥벽(124)에 형성될 수 있다.

사이드실(110)는 마운팅볼트(63)가 통과하는 제2장착홀(115)을 가질 수 있다. 구체적으로, 제2장착홀(115)은 사이드실(110)의 바닥벽(114)에 형성될 수 있다. 제2장착홀(115)은 제1장착홀(125) 및 배터리 마운팅파이프(200)에 정렬될 수 있다.

배터리 마운팅파이프(200)는 너트 리벳터(50)의 드리프트(51), 마운팅볼트(63) 등을 수용할 수 있는 중공 파이프일 수 있다. 도 8을 참조하면, 배터리 마운팅파이프(200)는 원통부(201)와, 원통부(201)의 하단에 마련된 헤드부(202)를 포함할 수 있다.

도 9 내지 도 11을 참조하면, 배터리 마운팅파이프(200)가 리벳팅에 의해 사이드실 보강재(120)에 결합될 수 있고, 배터리 케이스(61)를 장착하기 위한 마운팅볼트(63)가 배터리 마운팅파이프(200)에 체결됨으로써 사이드실 보강재(120)가 사이드실(110)에 견고하게 결합될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 배터리 마운팅파이프(200)의 리벳팅을 위하여 원통부(201)는 변형가능하게 구성된 변형부(203)와, 변형부(203)의 위에 위치한 상측부(204)를 포함할 수 있다. 즉, 변형부(203)는 상측부(204) 및 헤드부(202) 사이에 위치할 수 있다.

변형부(203)는 헤드부(202)의 위에 위치할 수 있고, 변형부(203)는 배터리 마운팅파이프(200)의 축선방향을 따라 인가되는 축하중(axial load)에 의해 변형가능하게 구성될 수 있다.

변형부(203)는 상측부(204)에 비해 상대적으로 낮은 강성을 가짐으로써 배터리 마운팅파이프(200)의 축선방향을 따라 인가되는 축하중에 의해 상측부(204)는 변형되지 않는 반면에 변형부(203)는 변형되도록 구성될 수 있다. 특히, 변형부(203)가 확장부(203a)로 변형될 때 확장부(203a)가 사이드실 보강재(120)의 바닥벽(124)을 가압할 수 있다. 도 11을 참조하면, 확장부(203a)가 사이드실 보강재(120)의 바닥벽(124)을 하향으로 가압하고, 헤드부(202)가 사이드실(110)의 상부벽(11b)을 하향으로 가압함으로써 배터리 마운팅파이프(200)는 사이드실 보강재(120) 및 사이드실(110)에 대해 리벳팅될 수 있다.

일 예에 따르면, 변형부(203)는 상측부(204)의 두께에 비해 상대적으로 얇은 두께를 가질 수 있다. 축하중이 원통부(201)의 축선방향을 따라 인가됨에 따라 변형부(203)는 외측으로(outwardly) 용이하게 확장(expanded or bulged) 또는 변형될 수 있고, 이에 도 11과 같이 변형부(203)는 확장부(203a, bulged portion)로 변형될 수 있다.

다른 예에 따르면, 변형부(203)는 그 내면 또는 외면에서 길게 연장된(extend longitudinally) 복수의 홈 또는 복수의 치형을 가질 수 있고, 복수의 홈은 원주방향을 따라 이격될 수 있다. 축하중이 원통부(201)에 인가됨에 따라 변형부(203)는 복수의 홈 또는 복수의 치형에 의해 외측으로 보다 용이하게 변형될 수 있다.

또 다른 예에 따르면, 변형부(203)는 상측부(204)에 비해 연질 소재로 이루어질 수 있다. 축하중이 원통부(201)에 인가됨에 따라 변형부(203)는 복수의 홈 또는 복수의 치형에 의해 외측으로 보다 용이하게 변형될 수 있다.

상측부(204)는 그 내면에 형성된 암나사부(204a)를 가질 수 있다. 암나사부(204a)의 내경이 변형부(203)의 내경 보다 작을 경우 변형부(203)의 두께가 상측부(204)의 두께 보다 얇을 수 있다.

헤드부(202)의 직경이 제1장착홀(125)의 직경 보다 크게 형성될 수 있고, 이를 통해 헤드부(202)는 제1장착홀(125)에 인접한 사이드실 보강재(120)의 바닥벽(124)과 접촉할 수 있다.

배터리 마운팅파이프(200)의 원통부(201) 즉, 상측부(204) 및 변형부(203)가 사이드실 보강재(120)의 제1장착홀(125)을 통과함에 따라 배터리 마운팅파이프(200)의 헤드부(202)가 제1장착홀(125)과 인접한 사이드실 보강재(120)의 바닥벽(124)과 접촉할 수 있다. 이에 의해, 배터리 마운팅파이프(200)의 헤드부(202)가 사이드실 보강재(120)의 바닥벽(124) 및 사이드실(110)의 바닥벽(114) 사이에 개재될 수 있고, 배터리 마운팅파이프(200)의 헤드부(202)가 사이드실 보강재(120)를 지지함으로써 사이드실 보강재(120)의 위치(수평위치 및/또는 수직위치)가 사이드실(110)의 캐비티(111) 내에서 균등하게 정렬될 수 있다. 즉, 사이드실 보강재(120)가 사이드실(110)의 캐비티(111)의 수평중간에 정렬될 수 있다. 사이드실 보강재(120)가 사이드실(110)의 캐비티(111)의 수평중간위치에 균등하게 정렬되도록 헤드부(202)의 높이(t)가 결정될 수 있다.

도 11을 참조하면, 사이드실 보강재(120)의 수평중심축선(X1)이 사이드실(110)의 수평중심축선(X2)에 정렬되도록 헤드부(202)의 높이(t)가 결정될 수 있다. 이에 의해, 사이드실 보강재(120)는 사이드실(110)의 캐비티(111) 내에서 사이드실(110)의 수평중심축선(X2)에 대해 대칭적이거나 균등하게 위치할 수 있고, 사이드실 보강재(120)의 상부벽(122)은 사이드실(110)의 상부벽(112)에 대해 이격될 수 있으며, 사이드실 보강재(120)의 바닥벽(124)은 사이드실(110)의 바닥벽(114)에 대해 이격될 수 있다.

이와 같이, 사이드실 보강재(120)가 배터리 마운팅파이프(200)의 헤드부(202)에 의해 사이드실(110)의 캐비티(111) 내에서 정렬될 수 있으므로 사이드실 보강재(120)는 사이드실(110)에 비해 그 사이즈가 축소될 수 있고, 이를 통해 사이드실 보강재(120)의 제조비용 및 중량 등이 감소될 수 있고, 사이드실 보강재(120)가 사이드실(110)에 대한 충동성능을 확보할 수 있다.

도 9를 참조하면, 배터리 마운팅파이프(200)의 원통부(201)가 제1장착홀(125)를 통해 사이드실 보강재(120)의 내부공간에 수용될 때, 배터리 마운팅파이프(200)의 헤드부(202)는 사이드실 보강재(120)의 제1장착홀(125)과 인접한 바닥벽(124)과 접촉할 수 있고, 변형부(203)는 사이드실 보강재(120)의 제1장착홀(125) 보다 아래에 위치할 수 있다. 너트 리벳터(50, nut riveter)의 드리프트(51, drift)가 배터리 마운팅파이프(200)의 내부를 통과하고, 드리프트(51)의 수나사부(52, external thread)가 상측부(204)의 암나사부(206)에 나사결합된다(screwed into). 너트 리벳터(50)의 앤빌(53, anvil)은 배터리 마운팅파이프(200)의 헤드부(202)를 상향으로 가압 내지 지지할 수 있고, 이에 배터리 마운팅파이프(200)의 헤드부(202)는 너트 리벳터(50)의 앤빌(53)에 의해 구속(held down)될 수 있다.

도 10을 참조하면, 너트 리벳터(50)의 작동에 의해 드리프트(51)가 하향으로 이동할 때, 드리프트(51)는 배터리 마운팅파이프(200)의 상측부(204)를 앤빌(53) 측으로 당길 수 있다. 이에, 배터리 마운팅파이프(200)의 상측부(204)가 너트 리벳터(50)에 의해 앤빌(53) 측으로 당겨짐에 따라 축하중(AF1)이 배터리 마운팅파이프(200)의 축선방향을 따라 상향으로 인가될 수 있다. 이에, 제1장착홀(125)의 위에 위치한 변형부(203)는 축하중(AF1)에 의해 외경방향으로 확장됨으로써 변형부(203)는 확장부(203a)로 변형될 수 있고, 이를 통해 배터리 마운팅파이프(200)는 확장부(203a)에 의해 사이드실 보강재(120)의 제1장착홀(125)에 결합될 수 있다. 변형부(203)의 상부 및 하부가 중첩함으로써 확장부(203a)가 형성될 수 있고, 확장부(203a)의 외경이 제1장착홀(125)의 직경 보다 크게 형성될 수 있다. 배터리 마운팅파이프(200)가 사이드실 보강재(120)에 결합된 이후에 너트 리벳터(50)가 배터리 마운팅파이프(200)로부터 분리될 수 있다.

도 11을 참조하면, 사이드실 보강재(120)가 사이드실(110)의 캐비티(111)에 수용되면, 배터리 마운팅파이프(200) 및 사이드실 보강재(120)의 제1장착홀(125)이 사이드실(110)의 제2장착홀(115)에 정렬될 수 있고, 마운팅볼트(63)가 사이드실(110)의 제2장착홀(115), 배터리 케이스(61)의 사이드 마운트(62), 및 배터리 마운팅파이프(200)를 통과할 수 있으며, 마운팅볼트(63)의 수나사부(63a)가 배터리 마운팅파이프(200)의 암나사부(206)에 결합(engaged)될 수 있다. 마운팅볼트(63)의 수나사부(63a)가 배터리 마운팅파이프(200)의 암나사부(206)에 결합됨에 따라 배터리 마운팅파이프(200)의 변형부(203a)가 사이드실 보강재(120)의 바닥벽(124)을 하향으로 가압함으로써 제3하중(F3)이 배터리 마운팅파이프(200)의 축선방향을 따라 하향으로 인가될 수 있다. 이에, 배터리 마운팅파이프(200)의 헤드부(202)는 사이드실 보강재(120)의 바닥벽(124)을 상향으로 가압함에 따라 제4하중(F4)이 배터리 마운팅파이프(200)의 축선방향을 따라 상향으로 인가될 수 있다. 이를 통해 배터리조립체(60)의 장착하중을 균일하게 분산할 수 있고, 배터리조립체(60)의 장착강성(mount stiffness) 및/또는 장착강도(mount strength) 등이 강화될 수 있다.

도 8 내지 도 11의 실시예에 따른 배터리 마운팅파이프(200)는 사이드실(11) 및 사이드실 보강재(12)를 관통하지 않으며, 배터리 마운팅파이프(200)의 헤드부(202)가 사이드실 보강재(120)의 바닥벽(124)를 상향으로 가압하며, 배터리 마운팅파이프(200)의 변형부(203a)가 사이드실 보강재(124)의 바닥벽(124)을 하향으로 가압하도록 구성될 수 있다. 즉, 배터리 마운팅파이프(200)는 리벳팅을 통해 사이드실 보강재(120)에 견고하게 결합할 수 있다.

이상과 같이 구성된 본 발명에 의하면, 배터리 마운팅파이프(20, 200)가 리벳팅에 의해 사이드실 보강재(12, 120)에 결합되고, 마운팅볼트(63)가 배터리 마운팅파이프(20, 200)에 체결됨으로써 사이드실 보강재(12, 120)는 브라켓 및 용접 없이 사이드실(11, 110)에 견고하게 장착될 수 있고, 이를 통해 중량 및 원가 등을 절감할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 배터리조립체(60)가 마운팅볼트(63)를 통해 배터리 마운팅파이프(20, 200)에 장착될 때, 배터리 마운팅파이프(20, 200)가 배터리조립체(60)의 장착하중을 균일하게 분산함으로써 배터리조립체(60)의 장착강성 및 장착강도 등을 강화할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 사이드실구조 11: 사이드실
12: 사이드실 보강재 20: 배터리 마운팅파이프
21: 원통부 22: 헤드부
23: 변형부 24: 상측부
24a: 상측 암나사부 25: 하측부
25a: 하측 암나사부
100: 사이드실구조 110: 사이드실
120: 사이드실 보강재 200: 배터리 마운팅파이프
201: 원통부 202: 헤드부
203: 변형부 204: 상측부
206: 암나사부

Claims

캐비티를 가진 사이드실;
상기 사이드실의 캐비티에 수용되는 사이드실 보강재; 및
상기 사이드실 보강재에 결합되는 배터리 마운팅파이프;를 포함하고,
마운팅볼트가 상기 배터리 마운팅파이프에 체결됨으로써 상기 사이드실 보강재는 상기 사이드실에 결합되는 차량용 사이드실 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 사이드실 보강재는 상기 배터리 마운팅파이프가 통과하는 제1장착홀을 가지고, 상기 배터리 마운팅파이프는 상기 사이드실 보강재의 제1장착홀에 결합되도록 구성된 차량용 사이드실구조.
청구항 2에 있어서,
상기 배터리 마운팅파이프는 원통부 및 상기 원통부의 하단에 마련된 헤드부를 포함하고, 상기 원통부는 변형가능한 변형부 및 상기 변형부의 위에 위치한 상측부를 포함하며, 상기 변형부는 상기 상측부 및 상기 헤드부 사이에 위치하며, 상기 상측부는 암나사부를 가진 차량용 사이드실구조.
청구항 3에 있어서,
상기 헤드부는 상기 제1장착홀의 직경 보다 큰 외경을 가지고, 상기 헤드부가 상기 사이드실 보강재를 지지하며, 상기 사이드실 보강재가 상기 사이드실의 캐비티에 정렬되도록 상기 헤드부의 높이가 결정되는 차량용 사이드실구조.
청구항 3에 있어서,
상기 변형부가 상기 배터리 마운팅파이프의 축선방향을 따라 인가되는 축하중에 의해 외측으로 확장됨으로써 상기 변형부는 확장부로 변형되도록 구성되는 차량용 사이드실구조.
청구항 5에 있어서,
상기 제1장착홀은 상기 사이드실 보강재의 바닥벽에 제공되고,
상기 확장부는 상기 사이드실 보강재의 바닥벽을 하향으로 가압하고, 상기 헤드부는 상기 사이드실 보강재의 바닥벽을 상향으로 가압하도록 구성된 차량용 사이드실구조.
청구항 2에 있어서,
상기 사이드실은 상기 제1장착홀 및 상기 배터리 마운팅파이프에 정렬되는 제2장착홀을 가지며, 상기 마운팅볼트는 상기 제1장착홀 및 상기 배터리 마운팅파이프의 중공부를 통과하고, 상기 마운팅볼트의 수나사부가 상기 상측부의 암나사부에 결합되는 차량용 사이드실구조.
청구항 1에 있어서,
상기 사이드실 보강재는 상기 배터리 마운팅파이프가 통과하는 복수의 제1장착홀을 가지고, 상기 사이드실은 상기 배터리 마운팅파이프가 통과하는 복수의 제2장착홀을 가지며, 상기 복수의 제2장착홀은 상기 복수의 제1장착홀에 정렬되는 차량용 사이드실구조.
청구항 1에 있어서,
상기 배터리 마운팅파이프는 원통부 및 상기 원통부의 상단에 마련된 헤드부를 포함하고,
상기 원통부는 변형가능한 변형부와, 상기 변형부의 위에 위치한 상측부와, 상기 변형부의 아래에 위치한 하측부를 포함하는 차량용 사이드실구조.
청구항 9에 있어서,
상기 변형부가 상기 배터리 마운팅파이프의 축선방향을 따라 인가되는 축하중에 의해 외측으로 확장됨으로써 상기 변형부는 확장부로 변형되도록 구성되는 차량용 사이드실구조.
청구항 10에 있어서,
상기 사이드실 보강재는 상기 확장부를 지지하는 지지리브를 가지고, 상기 확장부는 상기 지지리브를 상향으로 가압하며, 상기 헤드부는 상기 사이드실의 상부벽을 하향으로 가압하도록 구성된 차량용 사이드실구조.
청구항 9에 있어서,
상기 변형부의 두께는 상기 상측부의 두께 및 상기 하측부의 두께 보다 얇은 차량용 사이드실구조.
청구항 9에 있어서,
상기 상측부는 그 내면에 상측 암나사부를 가지는 차량용 사이드실구조.
청구항 9에 있어서,
상기 하측부는 그 내면에 하측 암나사부를 가지는 차량용 사이드실구조.