KR20240030681A - 자동차 섀시 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 자동차를 포함한 자동차의 운행에 필요한 장치들이 설치되는 자동차 섀시 구조물에 관한 것으로, 일방향 축선을 따라 길게 형성되고, 길이 방향으로 적어도 하나의 제1삽입슬릿부가 형성된 제1프레임들; 상기 제1프레임들의 길이 방향과 직교되는 타방향 축선을 따라 길게 형성되고, 단부가 상기 제1프레임들과 인접하게 배치되며, 길이 방향으로 적어도 하나의 제2삽입슬릿부가 형성된 제2프레임들; 및, 상기 제1프레임들과 제2프레임들이 인접한 부분에 배치되어서 상기 각 프레임들을 결합시키기 위한 것으로, 상기 제1프레임에 체결되어서 밀착되고 상기 제1삽입슬릿부에 끼워지는 결속돌출부가 형성된 제1클램프부와, 상기 제1클램프부와 연결되고 제2프레임에 체결되어서 밀착되며 상기 제2삽입슬릿부에 끼워지는 결속돌출부가 형성된 제2클램프부를 구비한 클램프 유닛들;을 포함하여 이루어진다.

Description

자동차 섀시 구조물{Vehicle chassis structures}

본 발명은 자동차 섀시 구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차의 각종 장치들이 설치되는 섀시의 프레임들이 안정적으로 결합되고 섀시의 조립성이 향상될 수 있도록, 구조가 개선된 자동차 섀시 구조물에 관한 것이다.

일반적으로, 전기자동차(Electric vehicle, EV)는 주로 배터리의 전원을 이용하여 교류 또는 직류 모터를 구동시키며 동력을 얻는 자동차를 가리키고, 크게 배터리전용 전기자동차와 하이브리드 전기자동차로 분류된다. 상기 배터리전용 전기 자동차는 배터리의 전원을 이용하여 모터를 구동시키고 전원이 다 소모되면 배터리를 재충전하여야 한다. 또한 하이브리드 전기 자동차는 엔진을 가동하여서 전기를 발전하고 배터리를 충전을 하며 이 전기를 이용하여 전기모터를 구동시켜 차량 운행을 가능하게 한다.

이러한 전기자동차는 종전의 자동차 차체 기술을 적용하여서는 차량 중량 조건을 만족시키기 어려움으로, 전기 자동차의 차체 골격을 이루는 섀시의 소재로 경량 소재인 탄소섬유강화플라스틱(Carbon Fiber Reinforced Plastics)과, 알루미늄(Aluminum) 등이 적용되고 있다. 이로 인해 전기자동차는 경량화와 강성 확보를 통해 주행거리에 가장 큰 영향을 주는 무게를 절감하여 한 번의 충전으로 높은 주행거리를 운행할 수 있도록 연구 개발이 지속적으로 추진되고 있다.

또한 전기 자동차는 일반 내연기관 자동차와는 달리, 고용량의 배터리 팩이 적재되는 바, 이러한 배터리 팩의 수납을 위한 섀시 구조 개선에 대한 연구 개발도 활발하게 진행되고 있다. 전기 자동차용 섀시에는 자동차 주행을 위한 필수부품인 동력전달장치, 조향장치, 현가장치, 제동장치 등이 설치된다. 종래의 섀시는 모노코크 타입으로 이루어지거나 프레임들이 용접된 구조를 가짐으로써, 조립공정이 복잡하고 상하방향 하중에 대한 지지력이 낮으며, 상기 프레임들의 결합력이 저하되는 문제점을 가진다.

종래기술로는 등록특허공보 제10-2089486호가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 섀시를 구성하는 프레임들 간의 결합력을 높이고 섀시의 조립 공정을 간소화시킬 수 있으며, 상하방향 하중에 대한 지지력을 증대시킬뿐만 아니라 외부충격이나 진동에 의해 상기 프레임들 간의 결합부분이 파손되거나 분리되는 것을 방지하는, 자동차 섀시 구조물을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 자동차 섀시 구조물은, 일방향 축선을 따라 길게 형성되고, 길이 방향으로 적어도 하나의 제1삽입슬릿부가 형성된 제1프레임들; 상기 제1프레임들의 길이 방향과 직교되는 타방향 축선을 따라 길게 형성되고, 단부가 상기 제1프레임들과 인접하게 배치되며, 길이 방향으로 적어도 하나의 제2삽입슬릿부가 형성된 제2프레임들; 및, 상기 제1프레임들과 제2프레임들이 인접한 부분에 배치되어서 상기 각 프레임들을 결합시키기 위한 것으로, 상기 제1프레임에 체결되어서 밀착되고 상기 제1삽입슬릿부에 끼워지는 결속돌출부가 형성된 제1클램프부와, 상기 제1클램프부와 연결되고 제2프레임에 체결되어서 밀착되며 상기 제2삽입슬릿부에 끼워지는 결속돌출부가 형성된 제2클램프부를 구비한 클램프 유닛들;을 포함하여 이루어진다.

상기 클램프 유닛들은, 강도를 향상시킬 수 있도록, 제1클램프부와 제2클램프부가 연결되는 연결부분에 마련되고 외부를 향해 돌출 형성된 구조를 가지며, 상기 연결부분의 두께를 상대적으로 두껍게 형성시키는 보강리브부를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 클램프유닛들은, 상기 프레임들 간의 결합력 및 그 프레임들로부터 인가되는 하중에 대한 강도를 증대시킬 수 있도록, 상기 제1클램프부와 제2클램프부의 양측을 연결시키는 연결면을 형성하는 한쌍의 링크 플레이트부를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 제1클램프부 및 제2클램프부는, 상기 제1프레임들 및 제2프레임들과 클램프 유닛과의 밀착 면적을 증대시킬 수 있도록, 상기 제1프레임 및 제2프레임의 연결된 부분과 반대되는 방향의 단부에 마련되는 것으로 외부를 향해 연장 형성되고, 상기 제1프레임들 및 제2프레임들과 각각 밀착되는 연장 플레이트부를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 자동차 섀시 구조물은, 제1프레임들의 길이 방향을 따라 제1삽입슬릿부가 형성되고, 상기 제2프레임들의 길이 방향을 따라 제2삽입슬릿부가 형성되며, 상기 클램프 유닛의 제1클램프부 및 제2클램프부가 각각 제1프레임과 제2프레임에 배치되어서 나사결합방식에 의해 각 프레임에 체결되고, 상기 각 클램프부에 형성된 결속돌출부가 상기 제1삽입슬릿부와 제2삽입슬릿부에 각각 끼워져서 상기 각 프레임들에서 클램프 유닛들이 임의로 움직이는 것을 방지함과 동시에 긴밀히 결속되게 함으로써, 섀시를 구성하는 프레임들 간의 결합력을 높이고 섀시의 조립 공정을 간소화시키며, 상하방향 하중에 대한 지지력을 증대시킬뿐만 아니라 외부충격이나 진동에 의해 상기 프레임들 간의 결합부분이 파손되거나 분리되는 것을 방지하는 효과를 가진다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 자동차 섀시 구조물을 도시한 도면.
도 2는 본 발명 일실시예의 분리된 상태를 도시한 도면.
도 3은 본 발명 일실시예에 채용된 클램프 유닛을 설명하기 위한 도면.
도 4는 도 3에서 Ⅳ-Ⅳ 단면도.
도 5는 본 발명 일실시예에 채용된 클램프 유닛과 각 프레임들 간의 결합관계를 설명하기 위한 사시도.
도 6은 도 5에서 Ⅵ-Ⅵ 단면도.
도 7은 본 발명 일실시예에 채용된 클램프 유닛과 각 프레임들의 결합관계를 설명하기 위한 단면도.

이상 본 발명의 일실시예에 의한 자동차 섀시 구조물을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 자동차 섀시 구조물을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명 일실시예의 분리된 상태를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명 일실시예에 채용된 클램프 유닛을 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 도 3에서 Ⅳ-Ⅳ 단면도이며, 도 5는 본 발명 일실시예에 채용된 클램프 유닛과 각 프레임들 간의 결합관계를 설명하기 위한 사시도이며, 도 6은 도 5에서 Ⅵ-Ⅵ 단면도이며, 도 7은 본 발명 일실시예에 채용된 클램프 유닛과 각 프레임들의 결합관계를 설명하기 위한 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 자동차 섀시 구조물은 전기 자동차를 포함한 자동차의 운행에 필요한 장치들이 설치되며 자동차의 틀을 형성하는 것으로 제1프레임들(100), 제2프레임들(200) 및 클램프 유닛들(300)을 포함하여 이루어진다.

상기 제1프레임들(100)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 일방향 축선을 따라 길게 형성되고, 길이 방향으로 한 쌍의 제1삽입슬릿부(110)를 구비한다. 상기 제1프레임들(100)은 간격을 형성하며 한쌍으로 이루어질 수 있고, 각각의 제1프레임(100) 사이에 배치된 제2프레임들(200)에 의해 서로 연결될 수 있다. 아울러 상기 제1프레임들(100)은 각각의 제1프레임들 사이의 사이 공간에 추가로 배치될 수도 있고, 제2프레임들(200)에 의해 연결될 수 있다.

상기 제1프레임들(100)은 상기 클램프 유닛들(300)과 체결됨으로써 상기 제2프레임들(200)과 결합되고, 그 제2프레임들(200)과 함께 자동차의 운행에 필요한 다양한 장치들이 설치될 수 있게 한다. 상기 제1프레임들(100)은 자동차의 종류에 따라 다양한 형태로 이루어질 수 있고 알루미늄, 카본 등의 소재로 이루어질 수 있을 것이다. 상기 제1프레임들(100)은 클램프 유닛들(300)과 나사결합 방식에 의해 용이하게 체결된다.

상기 제2프레임들(200)은 제1프레임들(100)의 길이 방향과 직교되는 타 방향 축선을 따라 길게 형성되고, 단부가 상기 제1프레임들(100)과 인접하게 배치되며, 길이 방향으로 한 쌍의 제2삽입슬릿부(210)를 구비한다. 상기 제2프레임들(200)은 상기 제1프레임들(100) 사이의 사이 공간에 각각 배치되고 상기 클램프 유닛(300)에 의해 양 단부가 각각의 제1프레임에 체결된다.

본 실시예는 상기 제2프레임들(200)의 단부가 상기 제1프레임(100)에 각각 체결되는 것으로 구현되었으나, 제2프레임들(200)이 간격을 형성하며 한 쌍으로 구비될 수 있고 각각의 제2프레임들(200) 사이에 제1프레임들(100)이 배치된 상태에서 그 제1프레임들(100)의 단부가 제2프레임들(200)에 체결될 수도 있을 것이다.

상기 제2프레임들(200)은 제1프레임들(100)과 같이 알루미늄, 카본 등의 소재로 이루어질 수 있고, 자동차의 종류에 따라 다양한 형태로 이루어질 수 있으며, 상기 클램프 유닛(300)에 의해 제1프레임들(200)과 함께 다양한 장치들이 설치될 수 있게 한다.

앞서 설명한 상기 제1플레임들(100)과 제2프레임들(200)은 내부에 격벽을 형성하는 강성격벽부들(G)을 더 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 강성격벽부들(G)은 상기 각 프레임들(100, 200)의 내부에 복수로 마련되어서 그 내부를 분할되게 하며 양쪽 단부가 그 프레임들의 내면에 각각 연결됨으로써, 자동차 운행(주행)에 필요한 다양한 장치들로부터 인가되는 하중과 외부 충격, 진동 등에 대한 강성을 증대시킨다.

상기 클램프 유닛들(300)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1프레임들(100)과 제2프레임들(200)을 결합시키기 위한 것으로 제1클램프부(310)와 제2클램프부(320)를 포함하여 이루어진다. 상기 클램프 유닛들(300)은, 제1프레임(100)과 제2프레임(200)이 인접한 부분에 배치되고, 상기 각 프레임(100, 200)에 나사결합됨으로써 그 프레임들(100, 200)을 서로 결합시킨다.

상기 클램프 유닛(300)의 제1클램프부(310)는, 상기 제1프레임(100)에 나사결합 방식에 의해 체결되어서 밀착되고, 그 제1프레임(100)의 제1삽입슬릿부(110)에 끼워지는 결속돌출부(C)를 구비한다. 또한 상기 제1클램프부(310)는 제2프레임(200) 측에 배치된 제2클램프부(320)와 일체형으로 이루어질 수 있다.(도 5 참조)

상기 클램프 유닛(300)의 제2클램프부(320)는 상기 제1클램프부(310)에 연결된 상태에서 상기 제2프레임(200)에 배치되고, 그 제2프레임(200)에 나사결합 방식에 의해 체결되어서 밀착되며 그 제2삽입슬릿부(210)에 끼워지는 결속돌출부(C)를 구비한다. 상기 제2클램프부(320)는 제1클램프부(310)와 일체형으로 이루어지고 알루미늄, 카본 등의 소재로 이루어질 수 있다.

도 6 및 도 7을 참조하면 상기 클램프 유닛(300)은, 제1클램프부(310) 및 제2클램프부(320)에 각각 마련된 결속돌출부(C)가 각 프레임들(100, 200)의 제1삽입슬릿부(110)와 제2삽입슬릿부(210)에 각각 끼워지고 나사결합 방식에 의해 상기 프레임들과 체결됨으로써, 상기 각 프레임들(100, 200)과 긴밀히 체결되고 반복적인 진동에 의해 상기 프레임에서 임의로 움직여서 그 프레임과의 결속력이 저하되는 것을 방지하는 동시에 상기 제1프레임(100)과 제2프레임(200)을 안정적으로 결합시킨다.

이러한 구성을 가지는 본 발명의 일실시예에 의한 자동차 섀시 구조물은, 제1프레임들(100)의 길이 방향을 따라 제1삽입슬릿부(110)가 형성되고, 상기 제2프레임들(200)의 길이 방향을 따라 제2삽입슬릿부(210)가 형성되며, 상기 클램프 유닛(300)의 제1클램프부(310) 및 제2클램프부(320)가 각각 제1프레임(100)과 제2프레임(200)에 배치되어서 나사결합방식에 의해 각 프레임에 체결되고, 상기 각 클램프부(310, 320)에 형성된 결속돌출부(C)가 상기 각 프레임에 형성된 제1삽입슬릿부(110)와 제2삽입슬릿부(210)에 각각 끼워져서 상기 각 프레임들(100, 200)에서 클램프 유닛들(300)이 임의로 움직이는 것을 방지함과 동시에 긴밀히 결속되게 함으로써, 섀시를 구성하는 프레임들 간의 결합력을 높이고 섀시의 조립 공정을 간소화시키며, 상하방향 하중에 대한 지지력을 증대시킬뿐만 아니라 외부충격이나 진동에 의해 상기 프레임들 간의 결합부분이 파손되거나 분리되는 것을 방지하는 효과를 가진다.

한편 상기 클램프 유닛들(300)은, 보강리브부(330)와 링크 플레이트부(340)를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 클램프 유닛들(300)의 보강리브부(330)는, 제1클램프부(310)와 제2클램프부(320)가 연결되는 연결부분에 마련되고 외부를 향해 돌출 형성된 구조를 가진다. 상기 보강리브부(330)는 그 연결부분에 일체형으로 이루어질 수 있고 용접 등의 방식에 의해 구비될 수도 있다. 상기 보강리브부(330)는 제1클램프부(310)와 제2클램프부(320)의 외측을 연결하는 한쌍의 링크 플레이트부(340) 사이에 마련되어서 그 링크 플레이트부(340)에도 연결될 수 있다.

상기 보강리브부(330)는 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1클램프부(310)와 제2클램프부(320)의 연결부분을 보다 견고하게 고정시키고, 상기 연결부분의 두께를 상대적으로 두껍게 형성시킴으로써, 상기 클램프 유닛(300)의 강도를 향상시키고 상기 제1프레임(100)들과 제2프레임들(200)이 서로 연결된 상태에서 외부 충격 및 진동에 의해 그 클램프 유닛 형태가 변형되는 것을 방지함과 동시에 각 프레임들(100, 200)의 결합된 상태가 견고하게 유지될 수 있게 하는 장점을 도출한다.

상기 클램프 유닛들(300)의 링크 플레이트부(340)는, 상기 제1클램프부(310) 및 제2클램프부(320)의 양측을 서로 연결시키는 연결면을 형성함으로써, 상기 제1프레임들(100) 및 제2프레임들(200) 간의 결합력을 증대시킴과 동시에 클램프 유닛(300)의 형태를 유지할 수 있게 하며, 그 프레임들(100, 200)로부터 인가되는 하중에 대한 강도를 증대시킨다. 또한 상기 링크 플레이트부(340)는 제1클램프부(310)와 제2클램프부(320) 사이에 마련됨으로써, 상기 제1프레임(100)과 제2프레임(200)에 진동 및 충격 등이 전달되는 것을 감소시킬 수도 있다.

또한 상기 링크 플레이트부(340)는 제1프레임(100) 및 제2프레임(200)과 연결되지 않은 부분이 라운드진 구조로 이루어지고, 상기 제1프레임(100) 및 제2프레임(200)과 일체형으로 이루어질 수 있다.

한편 본 실시예에 채용된 클램프 유닛들(300)은 연장 플레이트부(350)를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 클램프 유닛들(300)의 연장 플레이트부(350)는 도 5에 도시된 바오하 같이, 제1클램프부(310) 및 제2클램프부(320)에 각각 마련되는 것으로, 상기 제1프레임(100) 및 제2프레임(200)의 연결된 부분과 반대되는 방향의 단부에 각각 구비된다. 또한 상기 연장 플레이트부(350)는 상기 제1프레임들 및 제2프레임들과 각각 밀착됨으로써, 상기 제1프레임(100) 및 제2프레임(200)과 상기 클램프 유닛과의 밀착 면적을 증대시키고, 상기 제1프레임들(100)과 제2프레임들(200) 간의 결속력을 높일 수 있게 한다.

여기서 상기 연장 플레이트부(350)는, 상기 링크 플레이트부에서 제1클램프부 및 제2클램프부와 연결되지 않은 부분에 마련될 수도 있다. 상기 링크 플레이트부(340)에 마련된 연장 플레이트부(350)는 그 링크 플레이트부의 연장면(341)의 면적을 증대시킴으로써, 상기 클램프 유닛(300)의 강성을 높이고 상기 제1프레임들(100) 및 제2프레임들(200)을 보다 안정적으로 체결시킬 수 있게 한다.

이상, 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 설명하였으나 본 발명은, 위에서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며 본 발명이 속하는 기술분야에서 다양한 변형과 개발을 할 수 있음은 자명하다.

100: 제1프레임들 110: 제1삽입슬릿부
200: 제2프레임들 210: 제2삽입슬릿부
G: 강성격벽부들 300: 클램프 유닛들
310: 제1클램프부 320: 제2클램프부
C: 결속돌출부 330: 보강리브부
340: 링크 플레이트부 341: 연결면
350: 연장 플레이트부

Claims (4)

1. 전기 자동차를 포함한 자동차의 운행에 필요한 장치들이 설치되는 자동차 섀시 구조물에 관한 것으로,
   일방향 축선을 따라 길게 형성되고, 길이 방향으로 적어도 하나의 제1삽입슬릿부가 형성된 제1프레임들;
   상기 제1프레임들의 길이 방향과 직교되는 타방향 축선을 따라 길게 형성되고, 단부가 상기 제1프레임들과 인접하게 배치되며, 길이 방향으로 적어도 하나의 제2삽입슬릿부가 형성된 제2프레임들; 및,
   상기 제1프레임들과 제2프레임들이 인접한 부분에 배치되어서 상기 각 프레임들을 결합시키기 위한 것으로, 상기 제1프레임에 체결되어서 밀착되고 상기 제1삽입슬릿부에 끼워지는 결속돌출부가 형성된 제1클램프부와, 상기 제1클램프부와 연결되고 제2프레임에 체결되어서 밀착되며 상기 제2삽입슬릿부에 끼워지는 결속돌출부가 형성된 제2클램프부를 구비한 클램프 유닛들;을 포함하여 이루어지는 자동차 섀시 구조물.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 클램프 유닛들은,
   강도를 향상시킬 수 있도록, 제1클램프부와 제2클램프부가 연결되는 연결부분에 마련되고 외부를 향해 돌출 형성된 구조를 가지며, 상기 연결부분의 두께를 상대적으로 두껍게 형성시키는 보강리브부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 섀시 구조물.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 클램프유닛들은,
   상기 프레임들 간의 결합력 및 그 프레임들로부터 인가되는 하중에 대한 강도를 증대시킬 수 있도록, 상기 제1클램프부와 제2클램프부의 양측을 연결시키는 연결면을 형성하는 한쌍의 링크 플레이트부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 섀시 구조물.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1클램프부 및 제2클램프부는,
   상기 제1프레임들 및 제2프레임들과 클램프 유닛과의 밀착 면적을 증대시킬 수 있도록,
   상기 제1프레임 및 제2프레임의 연결된 부분과 반대되는 방향의 단부에 마련되는 것으로 외부를 향해 연장 형성되고, 상기 제1프레임들 및 제2프레임들과 각각 밀착되는 연장 플레이트부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 섀시 구조물.

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