KR20240070789A - Side Frame for Battery Case - Google Patents
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Abstract
본 발명은 강재를 사용하면서도 좌굴에 저항할 수 있는 배터리팩 사이드 프레임 구조를 제공하는 것으로, 일실시예에서, 제 1 방향으로 연장하고, 내부 공간을 형성하며, 강판으로 성형된 사이드 프레임 본체; 및 상기 내부 공간에 배치되며, 상기 제 1 방향으로 연장하며, 강판으로 성형된 보강 부재;를 포함하며, 상기 보강 부재는 상기 사이드 프레임 본체와 연결되는 제 1 및 제 2 플랜지부, 상기 제 1 및 제 2 플랜지부에 연결되며, 평면 상에서 상기 제 1 방향에 수직한 제 2 방향으로 길이를 가지는 제 1 및 제 2 보강면과 상기 제 1 및 제 2 보강면을 연결하는 절곡부를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 보강면은 상기 제 1 및 제 2 플랜지부로부터 상기 절곡부를 연결하는 연결부와 상기 연결부 사이 혹은 연결부 내부에 형성되는 절취홈을 포함하는 사이드 프레임을 제공한다. The present invention provides a battery pack side frame structure that can resist buckling while using steel. In one embodiment, the side frame body extends in a first direction, forms an internal space, and is formed of a steel plate; and a reinforcing member disposed in the inner space, extending in the first direction, and formed of a steel plate, wherein the reinforcing member includes first and second flange portions connected to the side frame body, the first and It is connected to the second flange portion and includes first and second reinforcing surfaces having a length in a second direction perpendicular to the first direction on a plane, and a bent portion connecting the first and second reinforcing surfaces, the first The first and second reinforcement surfaces provide a side frame including a connection portion connecting the bent portion from the first and second flange portions and a cutout groove formed between or inside the connection portion.
Description
본 발명은 배터리 케이스의 사이드 프레임에 대한 것으로, 강재를 사용한 배터리 케이스의 사이드 프레임에 대한 것이다. The present invention relates to a side frame of a battery case, and to a side frame of a battery case using steel.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아님을 밝혀둔다.It should be noted that the content described in this section merely provides background information on the present invention and does not constitute prior art.
전기차 배터리팩 케이스는 차량 운행시 발생하는 외부 충격으로부터 배터리 셀을 보호하는 역할을 한다. The electric vehicle battery pack case serves to protect the battery cells from external shocks that occur while driving the vehicle.
배터리팩 케이스의 외곽을 지칭하는 사이드 프레임은 이러한 배터리팩의 보호에 중요한 역할을 수행한다. 전기차와 같은 친환경차량에 적용되는 사이드 프레임은 승객 뿐만 아니라 바닥면에 위치하는 배터리도 보호하는 역할을 한다. The side frame, which refers to the outside of the battery pack case, plays an important role in protecting the battery pack. The side frame applied to eco-friendly vehicles such as electric vehicles serves to protect not only the passengers but also the battery located on the floor.
특허문헌 1 과 같이 배터리팩의 사이드 프레임에 강재를 적용하는 기술이 개발된 바 있다. 강재를 적용하는 경우에 알루미늄에 비하여 두께를 얇게 가져갈 수 있게 되는데, 두께가 얇은 경우에는 강도보다는 세장비(slednerness ratio)에 영향을 받는 좌굴에 취약해질 수 있다. As shown in
(특허문헌 1) KR 10-2400037 B (Patent Document 1) KR 10-2400037 B
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 강재를 사용하면서도 좌굴에 저항할 수 있는 배터리팩 사이드 프레임 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is intended to solve the above problems, and its purpose is to provide a battery pack side frame structure that can resist buckling while using steel.
본 발명은 위와 같은 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 사이드 프레임을 제공한다. The present invention provides the following side frame to achieve the above object.
본 발명은 일실시예에서, 제 1 방향으로 연장하고, 내부 공간을 형성하며, 강판으로 성형된 사이드 프레임 본체; 및 상기 내부 공간에 배치되며, 상기 제 1 방향으로 연장하며, 강판으로 성형된 보강 부재;를 포함하며, 상기 보강 부재는 상기 사이드 프레임 본체와 연결되는 제 1 및 제 2 플랜지부, 상기 제 1 및 제 2 플랜지부에 연결되며, 평면 상에서 상기 제 1 방향에 수직한 제 2 방향으로 길이를 가지는 제 1 및 제 2 보강면과 상기 제 1 및 제 2 보강면을 연결하는 절곡부를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 보강면은 상기 제 1 및 제 2 플랜지부로부터 상기 절곡부를 연결하는 연결부와 상기 연결부 사이 혹은 연결부 내부에 형성되는 절취홈을 포함하는 사이드 프레임을 제공한다. In one embodiment, the present invention includes a side frame body extending in a first direction, forming an internal space, and formed of a steel plate; and a reinforcing member disposed in the inner space, extending in the first direction, and formed of a steel plate, wherein the reinforcing member includes first and second flange portions connected to the side frame body, the first and It is connected to the second flange portion and includes first and second reinforcing surfaces having a length in a second direction perpendicular to the first direction on a plane, and a bent portion connecting the first and second reinforcing surfaces, the first The first and second reinforcement surfaces provide a side frame including a connection portion connecting the bent portion from the first and second flange portions and a cutout groove formed between or inside the connection portion.
일실시예에서, 상기 제 1 및 제 2 보강면의 상기 연결부는 상기 제 2 방향에 대하여 경사지게 상기 제 1 및 제 2 플랜지부로부터 상기 절곡부를 연결하여 트러스 구조를 형성할 수 있으며, 상기 절취홈은, 상기 제 1 및 제 2 플랜지부측 단부로부터 연장하며 상기 플랜지부에서 상기 절곡부 측으로 갈수록 상기 제 1 방향으로 길이가 작아지는 형상을 가지는 제 1 절취홈 및 상기 절곡부측 단부로부터 연장하여 상기 절곡부에서 상기 플랜지부 측으로 갈수록 상기 제 1 방향으로 길이가 작아지는 형상을 가지는 제 2 절취홈을 포함할 수 있다.In one embodiment, the connecting portion of the first and second reinforcing surfaces may form a truss structure by connecting the bent portions from the first and second flange portions at an angle with respect to the second direction, and the cut groove may be , a first cut groove extending from the first and second flange side ends and having a shape whose length decreases in the first direction as it goes from the flange portion toward the bent portion, and extending from the bent portion side end to the bent portion. It may include a second cut groove having a shape whose length becomes smaller in the first direction as it moves toward the flange portion.
본 발명은 일실시예에서, 제 1 방향으로 연장하여 내부 공간을 형성하며, 강판이 성형되어 형성되는 사이드 프레임 본체; 및 상기 내부 공간에 배치되며, 상기 제 1 방향으로 연장하며, 강판이 성형되어 형성되는 보강 부재;를 포함하며, 상기 보강 부재는 상기 사이드 프레임 본체의 제 1 면에 연결되는 제 1 플랜지부, 상기 제 1 면과 다른 높이에 위치하는 상기 사이드 프레임 본체의 제 2 면과 연결되는 제 2 플랜지부, 상기 제 1 방향에서 수직한 제 2 방향에서 상기 제 1 면 및 제 2 면과 다른 위치의 상기 사이드 프레임 본체의 제 3 면에 연결되는 절곡부, 상기 제 1 플랜지부와 상기 절곡부를 연결하는 제 1 연결부, 제 2 플랜지부와 절곡부를 연결하는 제 2 연결부를 포함하며, 상기 제 1 연결부는 상기 플랜지부 및 절곡부와 함께 트러스 구조를 형성하고, 상기 제 2 연결부도 상기 플랜지부 및 절곡부와 함께 트러스 구조를 형성하는 사이드 프레임을 제공한다. In one embodiment, the present invention includes a side frame body extending in a first direction to form an internal space and formed by forming a steel plate; and a reinforcing member disposed in the internal space, extending in the first direction, and formed by forming a steel plate, wherein the reinforcing member includes a first flange portion connected to the first surface of the side frame body, the A second flange portion connected to a second side of the side frame body located at a different height from the first side, and the side located at a different position from the first and second sides in a second direction perpendicular to the first direction. It includes a bent portion connected to the third side of the frame body, a first connecting portion connecting the first flange portion and the bent portion, and a second connecting portion connecting the second flange portion and the bent portion, and the first connecting portion is connected to the plan It forms a truss structure together with the branch portion and the bent portion, and the second connection portion also provides a side frame that forms a truss structure together with the flange portion and the bent portion.
본 발명은 위와 같은 구성을 통하여 충돌 초기에 좌굴에 저항할 수 있으면서도 충돌 후기의 굽힘에도 저항할 수 있는 배터리팩 사이드 프레임 구조를 제공할 수 있다. Through the above configuration, the present invention can provide a battery pack side frame structure that can resist buckling in the early stage of a collision while also resisting bending in the late stage of a collision.
도 1 은 배터리 케이스의 사시도이다.
도 2 는 도 1 배터리 케이스의 사이드 프레임의 단면도이다.
도 3 은 배터리 케이스의 측면 평가 개략도이다.
도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 사이드 프레임의 단면도이며,
도 5a 는 보강 부재의 제 1 실시예의 측면도, 도 5b 는 제 1 실시예의 사시도이다.
도 6 은 보강 부재의 제작 순서의 개략도로, 도 6a 는 보강 부재의 소재 개략도이며, 도 6b 는 제단된 소재 개략도이며, 도 6c 는 제단된 소재를 절곡한 소재의 개략도이다.
도 7 은 본 발명의 일실시예와 비교예의 개략 사시도이다.
도 8 은 도 7 의 보강부재의 저항 하중의 그래프이다.
도 9 는 본 발명의 사이드 프레임에 들어가는 보강 부재의 제 2 실시예의 개략 사시도이다.
도 10 은 본 발명의 사이드 프레임에 들어가는 보강 부재의 제 3 실시예의 개략 사시도이다.
도 11 은 본 발명의 사이드 프레임에 들어가는 보강 부재의 제 4 실시예로, 도 11a 는 개략 사시도이며, 도 11b 는 상기 보강 부재를 포함하는 사이드 프레임의 단면도이다.
도 12a 는 본 발명의 일실시예에 따른 사이드 프레임 본체의 사시도이며, 도 12b 는 보강 부재의 제 5 실시예의 개략 사시도이며, 도 12c 는 도 12a 의 사이드 프레임 본체에 도 12b의 보강 부재가 결합된 사이드 프레임의 사시도이며, 도 12d 는 도 12c의 단면도이다.
도 13a 는 본 발명의 보강 부재의 제 6 실시예의 개략 사시도이며, 도 13b 는 도 13a 의 보강 부재를 포함하는 사이드 프레임의 단면도이다.
도 14a 는 본 발명의 보강 부재의 제 7 실시예의 개략 사시도이며, 도 14b 는 도 14a 의 보강 부재를 포함하는 사이드 프레임의 단면도이다.
도 15 는 본 발명의 보강 부재의 제 8 실시예의 개략 사시도이다. 1 is a perspective view of a battery case.
Figure 2 is a cross-sectional view of the side frame of the battery case of Figure 1.
3 is a schematic diagram of a side evaluation of a battery case.
Figure 4 is a cross-sectional view of a side frame according to an embodiment of the present invention;
Figure 5A is a side view of the first embodiment of the reinforcing member, and Figure 5B is a perspective view of the first embodiment.
FIG. 6 is a schematic diagram of the manufacturing sequence of the reinforcing member, FIG. 6A is a schematic diagram of the material of the reinforcing member, FIG. 6B is a schematic diagram of the cut material, and FIG. 6C is a schematic diagram of the material obtained by bending the cut material.
Figure 7 is a schematic perspective view of an embodiment of the present invention and a comparative example.
Figure 8 is a graph of the resistance load of the reinforcing member of Figure 7.
Figure 9 is a schematic perspective view of a second embodiment of a reinforcing member included in the side frame of the present invention.
Figure 10 is a schematic perspective view of a third embodiment of a reinforcing member included in the side frame of the present invention.
FIG. 11 is a fourth embodiment of a reinforcing member included in the side frame of the present invention. FIG. 11a is a schematic perspective view, and FIG. 11b is a cross-sectional view of the side frame including the reinforcing member.
Figure 12a is a perspective view of a side frame body according to an embodiment of the present invention, Figure 12b is a schematic perspective view of a fifth embodiment of a reinforcing member, and Figure 12c is a reinforcement member of Figure 12b coupled to the side frame body of Figure 12a. It is a perspective view of the side frame, and FIG. 12D is a cross-sectional view of FIG. 12C.
FIG. 13A is a schematic perspective view of a sixth embodiment of the reinforcing member of the present invention, and FIG. 13B is a cross-sectional view of a side frame including the reinforcing member of FIG. 13A.
FIG. 14A is a schematic perspective view of a seventh embodiment of the reinforcing member of the present invention, and FIG. 14B is a cross-sectional view of a side frame including the reinforcing member of FIG. 14A.
Figure 15 is a schematic perspective view of an eighth embodiment of the reinforcing member of the present invention.
이하, 본 발명이 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명된다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through exemplary drawings. When adding reference numerals to components in each drawing, it should be noted that identical components are given the same reference numerals as much as possible even if they are shown in different drawings.
도 1은 본 발명에 따른 사이드 프레임이 적용된 배터리 케이스를 도시한 사시도이다. Figure 1 is a perspective view showing a battery case to which a side frame according to the present invention is applied.
배터리 케이스는, 제1 케이스(1)와 제2 케이스를 포함할 수 있다. The battery case may include a first case (1) and a second case.
제1 케이스(1)는 베이스판(20)과, 베이스판을 둘러싼 사이드 프레임(10)을 포함할 수 있다. 제1 케이스의 베이스판(20)은 배터리 셀을 지지하는 바닥재로 작용할 수 있고, 사이드 프레임(10)은 제1 케이스(1)의 측벽을 구성할 수 있다. The
베이스판(20)과 사이드 프레임(10)은 서로 용접 등에 의해 결합되어 일체로 될 수 있다. 이에 따라 제1 케이스(1)는 베이스판의 주위로 폐쇄 단면을 형성하는 사이드 프레임 내에 공간부를 가질 수 있다. The
예를 들면, 적어도 4개의 사이드 프레임(10)이 베이스판(20)을 둘러싸도록 마련된다. 각 사이드 프레임의 양단부는 대응되는 다른 사이드 프레임의 해당 단부에 접한 다음에 용접 등에 의해 결합될 수 있다. For example, at least four side frames 10 are provided to surround the
도 2 에는 사이드 프레임(10)의 일예의 단면도가 도시되어 있다. 사이드 프레임(10)은 배터리셀을 싸는 측벽구조를 형성하는 본체(12)와 충돌 에너지 흡수 및 차체 마운팅을 하는 윙부(13)를 포함한다. 배터리팩이 충격을 받게되면 사이드 프레임(10)이 충격을 받고 내부 구조는 지속적인 압축을 받게 된다. 2 shows a cross-sectional view of an example of the
도시되지는 않았지만, 제2 케이스는 단순한 평판으로 되거나 중공부를 가진 본체로, 상기 베이스판(20)과 사이드 프레임(10)에 의해서 형성된 공간부를 덮어씌우도록 하여 제1 및 제2 케이스가 서로 결합함으로써, 그 내부에 배터리 셀을 수용하기 위한 수용 공간을 형성할 수 있다. Although not shown, the second case is a simple flat body or a body with a hollow portion, covering the space formed by the
제1 및 제2 케이스의 결합은 본체와 사이드 프레임(10)이 서로 중첩된 후 볼트(미도시)를 체결함으로써 볼팅에 의해 이루어질 수 있다. The first and second cases can be combined by bolting by fastening bolts (not shown) after the main body and the
한편, 배터리 케이스의 성능을 평가함에 있어 측면 충돌에 대한 평가는 중요하다. 도 3 에서 보이듯이, 측면 충돌에 대한 평가는, 강체(Rigid Body)로 된 원기둥으로 배터리 케이스 중 대략 사각형 단면을 가진 사이드 프레임의 측면을 충격하여 일정 수준의 충돌 하중을 견디게 함으로써 이루어진다. 일정 수준의 충돌 하중에 도달할 때까지 사이드 프레임과 배터리 셀 간 접촉이 없으면, 배터리 케이스는 충돌 성능을 만족하는 것으로 평가한다. Meanwhile, when evaluating the performance of a battery case, it is important to evaluate side collisions. As shown in FIG. 3, side collision evaluation is performed by impacting the side of a side frame with a roughly square cross-section in the battery case with a cylinder made of a rigid body to withstand a certain level of collision load. If there is no contact between the side frame and the battery cell until a certain level of crash load is reached, the battery case is evaluated as satisfying the crash performance.
측면 충돌에 대한 평가에서, 사이드 프레임의 변형 모드는 크게 충돌 초기의 좌굴 모드(Buckling Mode)와 충돌 후기의 굽힘 모드(Bending Mode)로 구분될 수 있다. In the evaluation of side collisions, the deformation mode of the side frame can be largely divided into buckling mode at the beginning of the collision and bending mode at the end of the collision.
충돌 초기는 수 밀리초(msec)의 최초 충돌 시점으로서, 이때 사이드 프레임은 강체와의 접촉 부위에서 집중 변형이 발생하게 된다. 충돌 초기에는 사이드 프레임(10)의 단면 구조 중 폭방향(Y방향)의 가로부재가 집중적인 힘을 받게 되고, 이로써 가로부재에 좌굴이 발생하면, 좌굴 지점이 소성 힌지(Plastic Hinge)가 되어 가로부재는 구조부재로서의 기능을 상실하게 된다. The initial collision is the first collision time of several milliseconds (msec), and at this time, concentrated deformation occurs in the side frame at the contact area with the rigid body. At the beginning of the collision, the horizontal member in the width direction (Y direction) of the cross-sectional structure of the
좌굴 하중은 소재의 강도보다는 세장비(Slenderness ratio)의 영향이 크며, 길이와 두께의 비인 세장비에서 길이가 고정되면 결국 두께에 의해서 지배적인 영향을 받는다. 이렇게 부재가 압축을 받을 때는 소재의 강도보다는 두께가 더 중요한 역할을 수행할 수 있다. 이러한 이유로 강재에 비해 가볍운 알루미늄재는 두께를 높게 설계할 수 있으나, 강재는 경량화를 위해 두께를 얇게 할 수밖에 없어, 강재로 된 사이드 프레임은 충돌 초기의 좌굴 모드에 매우 취약하게 된다. The buckling load is more influenced by the slenderness ratio than the strength of the material, and when the length is fixed in the slenderness ratio, which is the ratio of length and thickness, it is ultimately predominantly influenced by thickness. When a member is compressed like this, the thickness may play a more important role than the strength of the material. For this reason, aluminum, which is lighter than steel, can be designed to have a high thickness, but steel has no choice but to be thin in order to reduce weight, so side frames made of steel are very vulnerable to the buckling mode at the beginning of a collision.
하지만, 두께를 크게 가져가기 위하여 알루미늄 사이드 프레임을 사용하는 경우에 제조원가가 높으며, 두께가 큰 강재를 사용하는 경우에는 알루미늄재 또는 알루미늄 합금재로 된 사이드 프레임에 비해 무겁거나 성능이 떨어질 수 있다. However, when aluminum side frames are used to increase the thickness, manufacturing costs are high, and when steel materials with large thickness are used, they may be heavier or have lower performance compared to side frames made of aluminum or aluminum alloy materials.
전술한 충돌 초기의 좌굴 모드가 끝나면, 사이드 프레임의 단면 구조는 급격히 붕괴되고 집중 변형이 사이드 프레임(10) 전체의 굽힘 변형으로 변화한다. 즉, 사이드 프레임의 변형은 3점 굽힘과 같은 형태의 굽힘 모드로 전환되며, 이때에는 사이드 프레임의 단면 구조 중 가로부재보다는 높이방향(Z방향)의 세로부재의 역할이 훨씬 커지게 된다. When the buckling mode at the beginning of the collision as described above ends, the cross-sectional structure of the side frame rapidly collapses and the concentrated deformation changes into bending deformation of the
굽힘 모드에서는 세로부재가 최대 압축 혹은 인장을 받게 되고, 이에 따라 세로부재의 강도가 중요한 인자가 된다. 예를 들어 고강도 강재로 된 사이드 프레임은 굽힘 저항성이 증대될 수 있으며, 굽힘 모드에서 생기는 압축 응력 또는 인장 응력을 견디는 데에 유리하다. In bending mode, the vertical member is subjected to maximum compression or tension, and thus the strength of the vertical member becomes an important factor. For example, side frames made of high-strength steel can have increased bending resistance and are advantageous for withstanding compressive or tensile stress that occurs in bending mode.
이와 같은 사이드 프레임의 변형 특성으로 인해 충돌 초기에는 가로부재의 두께가 중요하고 충돌 후기에는 세로부재의 강도가 중요한 인자로 된다. 하지만, 단일 재질 중에서 위의 2가지 조건을 전부 충족하기는 쉽지 않다. Due to the deformation characteristics of the side frame, the thickness of the horizontal member is important in the early stage of the collision, and the strength of the vertical member becomes an important factor in the late stage of the collision. However, it is not easy to satisfy both of the above two conditions among a single material.
본 발명에 따른 배터리 케이스의 사이드 프레임(10)에서는, 사이드 프레임(10) 내부에 보강 부재를 배치하고, 보강 부재의 두께를 두껍게 가져갈 수 있는 구조를 적용함으로써, 사이드 프레임에 요구되는 역학적 특성을 만족시키고 구조의 효율성을 극대화하고자 한다. 즉, 본 발명은 충돌 후기의 강도를 만족하면서도 초기에 가로 부재의 두께를 확보하여 충돌 초기 특성도 잡을 수 있는 사이드 프레임을 제공한다. In the
도 4 에는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 사이드 프레임의 단면도가 도시되어 있으며, 도 5a 에는 보강 부재의 제 1 실시예의 측면도가, 도 5b 에는 사시도가 도시되어 있으며, 도 6a~c 에는 제작 단계에 따른 보강 부재의 개략도가 도시되어 있다. Figure 4 shows a cross-sectional view of a side frame according to the first embodiment of the present invention, Figure 5a shows a side view of the first embodiment of the reinforcing member, Figure 5b shows a perspective view, and Figures 6a to c show the manufacturing steps. A schematic diagram of the reinforcing member according to is shown.
도 4 에서 보이듯이, 본 발명의 사이드 프레임(10)은 배터리셀을 싸는 측벽구조를 형성하며 내부 공간을 형성하는 내벽부(12), 충돌 에너지 흡수 및 차체 마운팅을 하는 윙부(13)와 상기 윙부(13) 내부에 배치되는 보강 부재(50)를 포함한다. As shown in Figure 4, the
사이드 프레임 본체의 내벽부(12)와 윙부(13)는 도 4 에서와 같이 서로 다른 높이(l1, l2)를 가지는 방식으로 구성될 수 있으나, 형상으로 제한되는 것은 아니며, 배터리셀을 둘러싸는 부분을 내벽부(12)로, 차체에 마운팅되는 부분을 윙부(13)라고 할 수 있으며, 별도의 윙부(13) 없이 내벽부(12)만으로 구성되는 것도 가능하다. The
이 실시예에서는 내벽부(12)는 배터리셀을 쌀 수 있도록 내벽부(12)의 높이(l1)는 윙부(13)의 높이(l2) 보다 크다. In this embodiment, the height l1 of the
내벽부(12), 윙부(13) 및 보강 부재(50)는 제 1 방향(X)으로 연장하며, 제 1 방향(X) 단면에서 봤을 때, 높이 방향을 제 3 방향(Z)으로 부르며, 상기 제 1 방향(X) 및 제 3 방향(Z)에 수직한 방향을 제 2 방향(Y)으로 한다.The
실시예에서, 보강 부재(50)는 고강도 강판, 예를 들면 900㎫이상의 강도를 가지는 강판으로 성형될 수 있으나, 고강도 강판으로 제한되는 것은 아니다. 보강부재(50)는 사이드 프레임(10) 내부 공간에 배치되며, 사이드 프레임 내벽부(12)에 일부 용접된다. 다만, 보강 부재(50)와 사이드 프레임(10)의 결합은 용접으로 제한되지는 않으며 다른 결합 방식, 예를 들면 볼팅, 접착 방식으로 결합되는 것도 가능하다. In an embodiment, the reinforcing
구체적으로, 보강 부재(50)는 상기 사이드 프레임 내벽부(12)와 연결되는 플랜지부(51, 52), 상기 플랜지부(51, 52)에 연결되며, 평면 상에서 상기 제 1 방향(X)에 수직한 제 2 방향(Y)으로 길이(d)를 가지는 제 1 및 제 2 보강면(53, 54)과 상기 제 1 및 제 2 보강면(53, 54)을 연결하는 절곡부(55)를 포함한다. 상기 플랜지부(51, 52), 제 1 및 제 2 보강면(53, 54) 및 절곡부(55)는 동일한 두께의 하나의 판재로부터 성형된다. Specifically, the reinforcing
플랜지부(51, 52)는 상기 사이드 프레임 내벽부(12)의 일면과 평행한 면으로, 상기 제 1 및 제 2 보강면(53, 54)으로부터 절곡되어 구성된다. 플랜지부(51, 52)는 상기 제 1 보강면(53)의 일단부에 연결되는 제 1 플랜지부(51)와 상기 제 2 보강면(54)의 일단부에 연결되는 제 2 플랜지부(52)를 포함하며, 상기 제 1 플랜지부(51)와 상기 제 2 플랜지부(52)는 상기 사이드 프레임 내벽부(12)와 연결될 수 있도록 사이드 프레임 내벽부(12)와 평행하게 연장된다. The
제 1 및 제 2 보강면(53, 54)은 상기 제 2 방향(Y)의 길이를 가지며, 도 5 에서 보이듯이, 제 2 방향(Y)에 대하여는 경사를 가지고 연장한다. 제 1 보강면(53)과 제 2 보강면(54)은 하나의 판재로 성형되어 있기 때문에 동일한 두께를 가지며, 이 실시예에서는 서로 대칭되는 면을 가지는 것으로 구성된다. The first and second reinforcement surfaces 53 and 54 have a length in the second direction (Y) and, as shown in FIG. 5, extend at an inclination with respect to the second direction (Y). Since the
제 1 보강면(53)은 절곡부(55)와 상기 제 1 플랜지부(51)를 연결하며, 제 1 방향(X)을 따라서 반복 형성되는 제 1 및 제 2 연결부(53a, 53c), 상기 제 1 연결부(53a)와 제 2 연결부(53c) 사이의 제 1 절취홈(53b) 및 상기 제 2 연결부(53c)와 다음 제 1 연결부(53a) 사이의 제 2 절취홈(53d)을 포함한다. The first reinforcing
이 실시예에서, 제 1 연결부(53a)와 제 2 연결부(53c)는 상기 제 1 플랜지부(51)의 제 1 방향(X)에서 다른 위치에서 동일한 절곡부(55)로 연장하여 상기 제 2 방향(Y)을 중심으로 서로 다른 방향으로 경사지며, 제 1 연결부(53a)와 제 2 연결부(53c) 사이에 형성되는 제 1 절취홈(53b)은 상기 제 2 방향(Y)으로 상기 제 1 플랜지부(51)로부터 멀어지면서 폭이 좁아지는 삼각형 형상을 가지며, 제 2 절취홈(53d)의 경우에는 상기 제 1 절취홈(53b)과는 반대인 상기 제 1 플랜지부(51)로부터 멀어지면서 폭이 넓어지는 역삼각형 형상을 가져, 제 1 및 제 2 연결부(53a, 53c) 및 제 1 및 제 2 절취홈(53b, 53d)에 의해서 제 1 보강면(53)은 트러스 형상을 가지게 된다. In this embodiment, the first connecting
여기서 삼각형, 역삼각형 형상은 수학에서 이야기하는 삼각형, 역삼각형을 의미하는 것은 아니며, 플랜지부(51, 52)에서 절곡부(55)측으로 갈수록 절취홈(53b)의 폭, 즉, 제 1 방향(X) 길이가 작아지는 형상을 삼각형, 절곡부(55)에서 플랜지부(51, 52) 측으로 갈수록 절취홈(53d)의 폭이 작아지는 형상을 역삼각 형상이라고 부르는 것이며, 절취홈(53b, 53d)의 외곽선이 직선인 것으로 제한되는 것은 아니면 곡선일 수도 있으며, 모서리의 경우에도 제작 및 성능상의 이유로 곡선형인 것이 가능하다. Here, the triangle or inverted triangle shape does not mean a triangle or inverted triangle as used in mathematics, and the width of the
제 2 보강면(54)의 경우에 절곡부(55)의 제 3 방향(Z) 중심을 통과하는 제 1 방향(X)과 제 2 방향(Y)으로 형성되는 평면을 기준으로 제 1 보강면(53)과 대칭되는 형상을 가진다. 즉, 도 6b 에서 보이듯이, 제 2 보강면(54) 역시, 제 1 보강면(53)과 동일하게 제 1 방향(X)을 따라서 반복 형성되는 제 1 및 제 2 연결부(54a, 54c), 상기 제 1 연결부(54a)와 제 2 연결부(54b) 사이의 제 1 절취홈(54b) 및 상기 제 2 연결부(54b)와 다음 제 1 연결부(54a) 사이의 제 2 절취홈(54d)을 포함한다. 상기 제 1 보강면(53)의 제 2 절취홈(53d)과 제 2 보강면(54)의 제 2 절취홈(54d)는 연결되며, 제 2 절취홈(53d, 54d)의 연결로 인하여 절곡부(55)는 복수개가 제 1 방향(X)을 따라서 일정 간격으로 이격되어 배치되게 된다. 제 2 보강면(54) 역시 제 1 보강면(53)과 동일하게 트러스 형상을 가지게 된다. In the case of the second reinforcing
절곡부(55)는 상기 제 1 보강면(53)과 제 2 보강면(54)을 연결하며, 윙부(13)의 내측 면에 용접된다. 절곡부(55)는 상기 제 2 절취홈(53d, 54d)에 의해서 제 1 방향을 따라서 이격되는 복수의 절곡면(55a, 55b)을 포함한다. 절곡부(55)의 형상은 제 1 보강면(53)과 제 2 보강면(54)을 연결하는 구성이면 충분하다. The
본 발명의 보강 부재(50)의 경우에 제 1 및 2 보강면(53, 54)을 포함하며, 보강면(53, 54)에 절취홈(53a, 53c, 54a, 54c)이 구비되기 때문에, 측면 충돌에 대하여 충분한 강성을 제공할 뿐만 아니라, 절취홈(53a, 53c, 54a, 54c)으로 인하여 동일 무게에서 큰 두께의 부재가 적용될 수 있어서, In the case of the reinforcing
본 발명에서, 사이드 프레임 내벽부(12), 윙부(13) 및 보강 부재(50) 모두는 고강도 강판, 예를 들면 900㎫ 이상의 강도를 가지는 강판을 사용하며, 보강 부재(50)가 절취홈(53a, 53c, 54a, 54c)을 가져서 동일한 무게에서 두께를 확보하는 것이 가능하여, 충돌 초기 및 후기의 특성을 개선할 수 있다. 사이드 프레임(10)과 보강 부재(50)는 동일한 강재로 형성될 수도 있으나, 보강 부재(50)를 상대적으로 두껍게 형성하여 충돌 초기 특성 확보하고, 보강 부재(50)의 성형성을 확보하기 위하여 보강 부재(50)가 사이드 프레임(10)보다 더 낮은 강도를 가지는 강판으로 성형되는 것도 가능하다. In the present invention, the side frame
또한, 보강면(53, 54)에서는 절취홈(53a, 53c, 54a, 54c)으로 인하여 연결부(53b, 53d, 54b, 54d)가 트러스 형상을 가져, 측면 충돌에 대하여 개선된 성능을 제공할 수 있다. In addition, on the reinforcing
이 실시예에 따른 보강 부재(50)의 제조 순서에 따른 소재의 형상이 도 6 에 도시되어 있다. 도 6a~6c 에서 좌측에는 평면도가, 우측에는 단면도가 도시되어 있다. 도 6a 에서 보이듯이, 보강 부재(50)는 고강도 강판으로 성형되며, 이때 두께는 절취홈(53a, 53c, 54a, 54c)이 없을 때의 강판에 비하여 상대적으로 두꺼울 수 있다. The shape of the material according to the manufacturing sequence of the reinforcing
도 6b 에서 보이듯이, 보강 부재(50)는 강판이 판형 형상을 가지고 있는 상태에서 절취홈(53a, 53c, 54a, 54c)이 제단된다. 제단은 프레스를 통하여 수행될 수 있으나, 레이저 절단등의 다양한 방법이 적용될 수 있음은 물론이다.As shown in FIG. 6B, the reinforcing
도 6c 에서 보이듯이, 보강 부재(50)는 제단을 통하여 절취홈(53a, 53c, 54a, 54c)이 형성된 판재를 절곡하여 소정 형상을 가지게 함으로써, 가공이 완료된다. 보강 부재(50)는 사이드 프레임 내벽부(12) 혹은 윙부(12)에 용접 결합되기 위한 부분, 즉 플랜지부(51. 52)를 포함하며, 플랜지부(51, 52)와 제 1 및 제 2 보강면(53, 54)이 소정의 각으로 경사지게 절곡되며, 제 1 및 제 2 보강면(53, 54)을 연결하는 절곡부(55)가 성형된다. 이러한 성형은 프레스를 통하여 수행할 수도 있지만, 롤포밍과 같은 연속 공정으로 수행되는 것도 가능하다. As shown in FIG. 6C, processing of the reinforcing
도 7에는 보강 부재의 제 1 실시예(좌측도)와 비교예(우측도)의 개략도가 도시되어 있으며, 도 8 에는 도 7a, b의 보강 부재로 충돌 시험을 했을 때의 저항 하중 그래프가 도시되어 있다. Figure 7 shows a schematic diagram of the first example (left view) and a comparative example (right view) of the reinforcing member, and Figure 8 shows a resistance load graph when a crash test was performed with the reinforcing member of Figures 7a and b. It is done.
도 7의 좌측 도면(실시예)은 보강 부재(50)의 제 1 실시예와 동일하며, 우측 도면(비교예)은 절취홈(53a, 53c, 54a, 54c)이 형성되어 있지 않다는 점을 제외하고는 기본 형상 및 소재는 좌측 도면과 동일하다. 실시예의 보강 부재(50)와 비교예의 보강 부재(50)는 동일한 무게를 가지도록 각각의 두께(t1, t2)가 설정되었으며, 따라서, 절취홈(53a, 53c, 54a, 54c)을 가지는 실시예의 두께(t1)가 비교예의 두께(t2)보다 두껍다(t1>t2). The left drawing (example) of FIG. 7 is the same as the first embodiment of the reinforcing
도 8 의 충돌시험의 저항 하중 그래프에서 x 축은 시간(초)이며, y 축은 저항값으로, 저항 하중이라는 점에서 충돌 방향에 반대 방향을 가져서 음수값을 가진다. 얇은 선은 제 1 실시예의 보강 부재(50)의 테스트 결과이며, 굵은 선은 비교예의 보강 부재(50')의 테스트 결과이다. 그래프에서 보이듯이, 본 발명의 보강 부재(50)의 실시예의 경우에 동일한 하중의 비교예에 비하여 큰 두께를 가지므로, 충돌 초기에 비교예보다 큰 저항 하중을 가지며, 따라서, 개선된 충돌 성능을 제공하는 것이 가능하다. In the resistance load graph of the crash test in FIG. 8, the x-axis is time (seconds), and the y-axis is the resistance value, which has a negative value because it has a direction opposite to the direction of collision in that it is a resistance load. The thin line is the test result of the reinforcing
또한, 본 발명의 실시예는 고강도 강재로 제공됨으로써, 충돌 후기의 굽힘 모드에 저항하는 강성도 제공할 수 있다는 점에서, 충돌 초기 및 후기에서 모두 개선된 성능을 제공할 수 있다. In addition, since the embodiment of the present invention is made of high-strength steel, it can provide improved performance both in the early and late stages of a collision, in that it can also provide rigidity to resist the bending mode in the late stage of a collision.
도 9 에는 본 발명의 사이드 프레임에 들어가는 보강 부재의 제 2 실시예의 개략 사시도가 도시되어 있다. Figure 9 shows a schematic perspective view of a second embodiment of a reinforcing member incorporated into a side frame of the present invention.
도 9 에서는 사이드 프레임 내벽부(12)나 윙부(13)는 도시하지 않았지만, 도 4의 보강 부재(50)의 제 1 실시예에서와 동일한 형상의 사이드 프레임 내벽부(12)나 윙부(13)가 적용될 수 있다. Although the side frame
보강 부재(50)는 고강도 강판으로 성형되며, 상기 사이드 프레임 내벽부(12; 도 4 참고)와 연결되는 플랜지부(51, 52), 상기 플랜지부(51, 52)에 연결되며, 평면 상에서 상기 제 1 방향(X)에 수직한 제 2 방향(Y)으로 길이(d)를 가지는 제 1 및 제 2 보강면(53, 54)과 상기 제 1 및 제 2 보강면(53, 54)을 연결하는 절곡부(55)를 포함한다. 상기 플랜지부(51, 52), 제 1 및 제 2 보강면(53, 54) 및 절곡부(55)는 동일한 두께의 하나의 판재로부터 성형된다. The reinforcing
플랜지부(51, 52)는 상기 사이드 프레임 내벽부(12)의 일면과 평행한 면으로, 상기 제 1 및 제 2 보강면(53, 54)로부터 절곡되어 구성된다. 플랜지부(51, 52)는 상기 제 1 보강면(53)의 일단부에 연결되는 제 1 플랜지부(51)와 상기 제 2 보강면(54)의 일단부에 연결되는 제 2 플랜지부(52)를 포함하며, 상기 제 1 플랜지부(51)와 상기 제 2 플랜지부(52)는 상기 사이드 프레임 내벽부(12)와 연결될 수 있도록 사이드 프레임 내벽부(12) 평행하게 연장된다. The
제 1 및 제 2 보강면(53, 54)은 상기 제 2 방향(Y)의 길이를 가지며, 제 2 방향(Y)에 대하여는 경사를 가지고 연장한다. 제 1 보강면(53)과 제 2 보강면(54)은 판재로 성형되어 있기 때문에 동일한 두께를 가진다. The first and second reinforcement surfaces 53 and 54 have a length in the second direction (Y) and extend at an inclination with respect to the second direction (Y). The
제 1 보강면(53)은 절곡부(55)와 상기 제 1 플랜지부(51)를 연결하며, 제 1 방향(X)을 따라서 반복 형성되는 제 1 및 제 2 연결부(53a, 53c), 상기 제 1 연결부(53a)와 제 2 연결부(53c) 사이의 제 1 절취홈(53b) 및 상기 제 2 연결부(53c)와 다음 제 1 연결부(53a) 사이의 제 2 절취홈(53d)을 포함한다. The first reinforcing
이 실시예에서, 제 1 연결부(53a)와 제 2 연결부(53c)는 상기 제 1 플랜지부(51)의 제 1 방향(X)에서 다른 위치에서 동일한 절곡부(55)로 연장하여 상기 제 2 방향(Y)을 중심으로 서로 다른 방향으로 경사지며, 제 1 연결부(53a)와 제 2 연결부(53c) 사이에 형성되는 제 1 절취홈(53b)은 상기 제 2 방향(Y)으로 상기 제 1 플랜지부(51)로부터 멀어지면서 폭이 좁아지는 삼각형 형상을 가지며, 제 2 절취홈(53d)의 경우에는 상기 제 1 절취홈(53b)과는 반대인 상기 제 1 플랜지부(51)로부터 멀어지면서 폭이 넓어지는 역삼각형 형상을 가진다. In this embodiment, the first connecting
제 2 보강면(54)은 절곡부(55)와 상기 제 2 플랜지부(52)를 연결하며, 제 1 방향(X)을 따라서 반복 형성되는 제 1 및 제 2 연결부(54a, 54c), 상기 제 1 연결부(54a)와 제 2 연결부(54c) 사이의 제 1 절취홈(54b) 및 상기 제 2 연결부(54c)와 다음 제 1 연결부(54a) 사이의 제 2 절취홈(54d)을 포함한다. The second reinforcing
이 실시예에서, 제 1 연결부(54a)와 제 2 연결부(54c)는 상기 제 2 플랜지부(52)의 제 1 방향(X)에서 한 위치에서 제 1 방향(X)에서 서로 다른 위치의 절곡부(55)로 연장하여 상기 제 2 방향(Y)을 중심으로 서로 다른 방향으로 경사지며, 제 1 연결부(54a)와 제 2 연결부(54c) 사이에 형성되는 제 1 절취홈(54b)은 상기 제 2 방향(Y)으로 상기 제 2 플랜지부(52)로부터 멀어지면서 폭이 넓어지는 역삼각형 형상을 가지며, 제 2 절취홈(54d)의 경우에는 상기 제 1 절취홈(54b)과는 반대인 상기 제 2 플랜지부(52)로부터 멀어지면서 폭이 넓어지는 삼각형 형상을 가진다. In this embodiment, the
이 실시예에서는 제 1 실시예의 보강 부재(50)와는 달리 제 1 및 제 2 보강면(53, 54)의 절취홈(53b, 53d, 54b, 54d) 및 연결부(53a, 53c, 54a, 54c)의 구조가 서로 대칭되지 않으며, 제 1 방향(X) 위치에서 서로 반대로 형성된다. 즉, 제 1 보강면(53)에서 삼각형의 절취홈(53b)이 형성되는 제 1 방향(X) 위치에서 제 2 보강면(54)에는 역삼각형의 절취홈(54b)가 형성된다. In this embodiment, unlike the reinforcing
이 실시예에서도 보강 부재(50)의 제 1 및 제 2 보강면(53, 54)에는 복수의 절취홈(53b, 53d, 54b, 54d)이 제 1 방향을 따라서 반복 성형됨으로써, 동일 무게에서 보강 부재(50)의 두께를 상대적으로 두껍게 형성할 수 있으며, 그로 인하여 충격 초기의 좌굴에 대한 저항이 가능하다. In this embodiment as well, a plurality of
도 10 에는 본 발명의 사이드 프레임에 들어가는 보강 부재의 제 3 실시예의 개략 사시도가 도시되어 있다. 도 10 의 보강 부재(50)는 기본 구성이 제 1 실시예와 유사점이 많으므로, 동일한 부분의 설명은 제 1 실시예의 설명으로 대체하도록 하며, 차이점만을 설명하도록 한다. Figure 10 shows a schematic perspective view of a third embodiment of a reinforcing member incorporated into the side frame of the present invention. Since the basic structure of the reinforcing
도 10 의 보강 부재(50)의 제 3 실시예의 경우에 제 1 및 제 2 플랜지부(51, 52)의 구조는 제 1 실시예와 동일하며, 제 1 및 제 2 보강면(53, 54)의 구조도 제 1 실시예와 동일하다. 다만, 제 1 보강면(53)의 제 2 절취홈(53d)과 제 2 보강면(54)의 제 2 절취홈(54d)는 연결되어 있지 않으며, 절곡부(55)에 의해서 분리되어 있다. 또한, 절곡부(55)의 경우에 끊어진 복수의 절곡면(55a, 55b; 도 5b 참고)을 가지게 형성되지 않고, 제 2 실시예와 유사하게 제 1 방향(X)을 따라서 연장하는 구조로 형성된다. In the case of the third embodiment of the reinforcing
절곡부(55)가 연속된 면을 가지게 구성됨에 따라서, 윙부(13; 도 4 참고)와 접합되는 위치 선택 및 접합 작업 용이해질 수 있으며, 가공도 용이해질 수 있다. 또한, 보강 부재(50)의 보강면(53, 54)는 경사지게 구성되므로, 보강 부재(50)에서 절곡부(55)가 차지하는 비율, 즉 절곡부(55)의 높이가 작아서, 절곡부(55)가 연속되게 성형된다고 하더라도 실질적인 무게 증가는 크지 않으므로, 전체 보강 부재(50)의 두께에는 큰 영향을 주지 않을 수 있다. As the
도 11 에는 보강 부재(50)의 제 4 실시예가 도시되어 있다. 구체적으로, 도 11a 에는 개략 사시도가, 도 11b 에는 상기 보강 부재를 포함하는 사이드 프레임의 단면도가 도시되어 있다. Figure 11 shows a fourth embodiment of the reinforcing
제 4 실시예에서 보강 부재(50)는 배터리셀을 싸는 측벽구조를 형성하는 사이드 프레임 내벽부(12)에 결합되며, 충돌 에너지 흡수 및 차체 마운팅을 하는 윙부(13) 내부에 배치된다. In the fourth embodiment, the reinforcing
내벽부(12), 윙부(13) 및 보강 부재(50)는 제 1 방향(X)으로 연장하며, 내벽부(12) 및 윙부(13)의 구조는 도 1 및 도 2 와 유사하므로, 차이점이 있는 구성만 설명하도록 하며, 동일한 구성에 대하여는 자세한 설명은 생략하도록 한다. The
내벽부(12)는 보강 부재(50)와 연결되는 부분이 절곡될 수 있다. 즉, 내벽부(12)는 제 1 부분(12a)과 상기 제 1 부분(12a)으로부터 외측으로 절곡 연장되는 제 2 부분(12b)을 포함할 수 있으며, 상기 제 2 부분(12b)에 상기 보강 부재(50)가 연결될 수 있다. 상기 제 2 부분(12b)이 상기 제 1 부분(12a)으로부터 절곡되는 정도는 상기 보강 부재(50)의 두께만큼이어서, 제 2 부분(12b)에 연결되는 보강 부재(50)는 내벽부(12) 내면으로 돌출되지 않고 결합될 수 있다. The portion of the
이 실시예에서, 보강 부재(50)는 고강도 강판으로 성형되며 사이드 프레임(10) 내부 공간에 배치되며, 사이드 프레임 내벽부(12)에 일부 용접된다. 구체적으로, 보강 부재(50)는 상기 사이드 프레임 내벽부(12)와 연결되는 플랜지부(51, 52), 상기 플랜지부(51, 52)에 연결되며, 평면 상에서 상기 제 1 방향(X)에 수직한 제 2 방향(Y)으로 길이(d)를 가지는 제 1 및 제 2 보강면(53, 54)과 상기 제 1 및 제 2 보강면(53, 54)을 연결하는 절곡부(55)를 포함한다. 상기 플랜지부(51, 52), 제 1 및 제 2 보강면(53, 54) 및 절곡부(55)는 동일한 두께의 하나의 판재로부터 성형된다. In this embodiment, the reinforcing
이 실시예에서는 보강 부재(500의 제 1 실시예와 유사한 구조의 플랜지부(51, 52), 제 1 및 제 2 보강면(53, 54) 및 절곡부(55)를 포함한다. 다만, 제 1 및 제 2 보강면(53, 54)의 제 2 방향(Y)의 길이(d1)가 상기 윙부(13)의 제 2 방향(Y)의 길이(d2)보다 작으며, 그에 따라서, 절곡부(55)는 윙부(13)와 접하지 않고, 보강 부재(50)는 사이드 프레임 내벽부(12)와 플랜지부(51, 52)에서 용접(W1, W2)된다. In this embodiment, the reinforcing member 500 includes
도 12 에는 본 발명의 일실시예에 따른 사이드 프레임의 구조가 도시되어 있다. 도 12a 에는 본 발명의 일실시예에 따른 사이드 프레임 내벽부의 사시도가 도시되어 있으며, 도 12b 에는 보강 부재의 제 5 실시예의 개략 사시도가 도시되어 있으며, 도 12c 에는 도 12a 의 사이드 프레임 내벽부에 도 12b의 보강 부재가 결합된 사이드 프레임의 사시도가 도시되어 있으며. 도 12d 는 도 12c의 단면도가 도시되어 있다. Figure 12 shows the structure of a side frame according to an embodiment of the present invention. Figure 12a shows a perspective view of the inner wall part of the side frame according to an embodiment of the present invention, Figure 12b shows a schematic perspective view of the fifth embodiment of the reinforcing member, and Figure 12c shows the inner wall part of the side frame of Figure 12a. A perspective view of the side frame with the reinforcing members of 12b is shown. Figure 12d shows a cross-sectional view of Figure 12c.
도 12a 에서 보이듯이, 사이드 프레임(10)은 사이드 프레임 내벽부(12)와 윙부(13)를 포함한다. 윙부(13)는 차체와 결합하기 위하여 마운팅 홀을 구성하는 마운팅부가 장착될 관통홀(13e)을 포함한다. As shown in FIG. 12A, the
구체적으로 윙부(13)는 상면(13a), 상기 상면(13a)에 연결된 측면(13c), 상기 측면에 연결된 하면(13b)을 포함하며, 상기 상면 및 하면(13a, 13c)에는 보강 리브(13e)가 성형되어 있으며, 상기 상면(13a)에는 차체와 결합하기 위하여 마운팅 홀을 구성하는 마운팅부(53h)가 통과하는 관통홀(13e)이 형성된다. 마운팅부(53h)는 볼트를 통하여 차량에서 차체와 결합하는 마운팅부 역할을 수행하게 된다. Specifically, the
도 12b 에는 제 5 실시예에 따른 보강 부재(50)가 도시되어 있다. 제 5 실시예의 경우에도 다른 실시예와 동일하게 트러스 구조를 형성하는 제 1 내지 제 3 연결부(53a, 53c, 53e)와 제 1 내지 제 3 연결부(53a, 53c, 53e) 사이에 구성되는 제 2 및 제 4 절취홈(53d, 53f, 53g)을 포함한다는 점에서는 동일하다. 다만, 이 전의 실시예와는 달리 제 1 연결부(53a)가 평면에서 봤을 때 서로 반대 방향의 경사면을 포함하여 제 2 연결부(53c) 및 이전 제 3 연결부(53e)와 사이에 절취홈(53d, 53g)을 형성하며, 상기 제 1 연결부(53a) 내부에 형성되는 제 1 절취홈(53b)을 포함한다는 점에서 차이가 있으며, 이러한 제 1 내지 제 3 연결부(53a, 53c, 53e)와 제 1 내지 제 4 절취홈(53b, 53d, 53f, 53g)을 가지는 구조가 제 1 방향(X)을 따라서 반복 형성된다. Figure 12b shows a reinforcing
이 실시예에서 제 2 및 제 4 절취홈(53d, 53g)의 경우에 플랜지부(51, 52)로부터 절곡부(55)로 갈수록 폭이 좁아지는 형상을 가진다. 다만, 정확한 삼각형 형상은 아니며, 절곡부(55)로 갈수록 경사가 커지는 곡면형상을 가진다. 제 2 및 제 4 절취홈(53d, 53g)의 형상은 플랜지부(51, 52)로부터 절곡부(55)로 갈수록 폭이 좁아지면 충분하며, 그 형상이 정확한 삼각형 형상을 가질 필요는 없다. In this embodiment, the second and
반대로 제 3 절취홈(53f)의 경우에 절곡부(55)로부터 플랜지부(51, 52)로 갈수록 폭이 좁아지는 형상을 가진다. 즉, 절곡부(55)로 갈수록 폭이 넓어지는 형상을 가진다. 제 2 및 제 4 절취홈(53d, 53g)의 경우와 마찬가지로 정확한 삼각형 형상일 필요는 없다. Conversely, in the case of the
이 실시예에서는 제 1 연결부(53a)가 서로 다른 방향으로 경사진 면을 포함하여 제 2 연결부(53c)나 제 3 연결부(53f)에 비하여 큰 면적을 가질 수 있으나, 제 1 연결부(53a)에는 원형 형상의 제 1 절취홈(53b)가 형성되어 제 1 연결부(53a)의 면적이 커서 동일 무게에서 큰 두께를 가질 수 있게 한다. In this embodiment, the
한편, 제 1 연결부(53a)에는 마운팅부(53h)가 연결되며, 상기 보강 부재(50)가 윙부(13)의 내부에 배치될 때, 상기 마운팅부(53h)가 상기 윙부(13)의 관통홀(13d)을 통과하게 하여, 보강 부재(50)가 윙부(13) 내부에 배치된 상태에서 보강 부재(50)가 차제에 결합하는 구조를 취할 수 있다. Meanwhile, a mounting
제 5 실시예의 보강 부재(50)의 경우에 제 1 실시예와 유사하게 제 1 및 제 2 플랜지부(51, 52)는 내벽부(12)에 용접되며(W1, W2), 절곡부(55)는 윙부(13)의 측면(13c)에 용접(W3)되어 견고하게 접합될 수 있다. In the case of the reinforcing
도 13a 에는 본 발명의 보강 부재의 제 6 실시예의 개략 사시도가 도시되어 있으며, 도 13b 에는 도 13a 의 보강 부재를 포함하는 사이드 프레임의 단면도가 도시되어 있다. Figure 13a shows a schematic perspective view of a sixth embodiment of the reinforcing member of the present invention, and Figure 13b shows a cross-sectional view of a side frame including the reinforcing member of Figure 13a.
도 13a, b 에서 보이듯이, 보강 부재(50)는 제 1 및 제 2 플랜지부(51, 52)와 상기 제 1 및 제 2 플랜지부(51, 52)로부터 연결된 제 1 및 제 2 보강면(53, 54) 및 제 1 및 제 2 보강면(53, 54)과 연결된 절곡면(55)을 포함한다. 이 실시예에서, 제 1 및 제 2 보강면(53, 54)은 제 1 및 제 2 플랜지부(51, 52)로부터 수직하게 절곡 형성되며, 절곡부(55) 역시 제 1 및 제 2 보강면(53, 54)으로부터 수직하게 절곡형성된다. As shown in Figures 13a and 13b, the reinforcing
제 1 및 제 2 보강면(53, 54) 각각은 제 1 및 제 2 플랜지부(51, 52)로부터 절곡부(55)를 연결하는 연결부(53a, 53c, 54a)와 상기 연결부(53a, 53c, 54a) 사이의 절취홈(53b, 54b)을 포함한다. 연결부(53a, 53c)은 제 2 방향(Y)으로 연장하여, 절취홈(53b)은 대략 직사각형상을 가진다. 연결부(53a, 53c, 54a)와 절취홈(53b, 54b)은 제 1 방향(X)을 따라서 반복 형성된다. The first and second reinforcing
제 1 및 제 2 플랜지부(51, 52)는 사이드 프레임 내벽부(12)에 각각 용접(W1, W2), 상기 절곡부(55)는 윙부(13)의 측면(13c)에 용접(W3)된다. 이 실시예에서는 제 1 및 제 2 플랜지부(51, 52)로부터 제 1 및 제 2 보강면(53, 54)의 절곡 및 제 1 및 제 2 보강면(53, 54)로부터 상기 절곡부(55)의 절곡이 직각으로 수행되어, 절곡부(55)의 제 3 방향(Z) 길이, 즉 높이를 확보하는 것이 용이하며, 따라서 절곡부(55)와 측면(13c)의 용접이 용이하다. 또한, 본 발명에 따른 절취홈(53b, 54b)의 형상이 삼각형 형상으로 제한되지 않고 다양한 형상을 가질 수 있음을 알 수 있다. The first and
또한, 제 1 및 제 2 보강면(53, 54)의 절취홈(53b, 54b)과 연결부(53a, 53c, 54a)에서 절취홈(53b, 54b)의 비율을 크게하여 보강 부재(50)를 형성하는 전체적인 강판 두께를 상대적으로 크게 가져가서 충돌 초기 성능을 확보할 수 있다. In addition, the ratio of the
도 14a 에는 본 발명의 보강 부재의 제 7 실시예의 개략 사시도가 도시되어 있으며, 도 14b 에는 도 14a 의 보강 부재를 포함하는 사이드 프레임의 단면도가 도시되어 있다. Figure 14a shows a schematic perspective view of a seventh embodiment of the reinforcing member of the present invention, and Figure 14b shows a cross-sectional view of a side frame including the reinforcing member of Figure 14a.
도 14 의 보강 부재(50)의 제 7 실시예의 경우에 도 13 의 제 6 실시예와 구성이 유사하므로, 차이점을 중심으로 설명하도록 한다. 제 7 실시예의 보강 부재(50)의 경우에 제 1 및 제 2 보강면(53, 54)에서 절취홈(53b, 54b)의 형상 및 연결부(53a, 54a)을 가진다는 점에서는 동일하지만, 제 1 보강면(53)에서는 절취홈(53b)과 연결부(53a)가 제 1 방향을 따라서 반복 형성되나, 제 2 보강면(54)의 경우에 일부 구간에서는 절취홈(54b)이 형성되지 않는다는 점에서 차이가 있다. 이렇게 절취홈(54b)이 형성되지 않은 부분(54h)은 마운팅홀을 위한 마우팅부(15), 예를 들면 마운팅 파이프가 배치되어, 상기 마운팅부(15) 및 차체로 볼트(B)가 관통 및 체결됨으로써, 차체에 상기 보강 부재(50)를 포함한 사이드 프레임(10)이 장착될 수 있다. Since the seventh embodiment of the reinforcing
상기 마운팅부(15)가 배치되는 부분의 윙부(13) 상면(13a)에는 관통홀(13d)가 형성되며, 마운팅부(15)는 상기 제 2 보강면(54)의 일부(54h)에 하면이 지지되며, 상기 제 1 보강면(53)의 절취홈(53b) 및 상기 윙부(13)의 관통홀(13d)을 통과하여 배치될 수 있다. 이 때, 상기 윙부(13)의 하면(13b)에도 상기 마운팅부(15)에 볼트(B)를 체결시키기 위한 관통홀(13e)이 형성될 수 있다. A through hole (13d) is formed in the upper surface (13a) of the wing portion (13) where the mounting portion (15) is disposed, and the mounting portion (15) is formed on a portion (54h) of the second reinforcing surface (54). This is supported and can be disposed through the cut groove (53b) of the first reinforcement surface (53) and the through hole (13d) of the wing portion (13). At this time, a through hole (13e) for fastening the bolt (B) to the mounting part (15) may be formed in the lower surface (13b) of the wing part (13).
도 15 에는 본 발명의 보강 부재의 제 8 실시예의 개략 사시도가 도시되어 있다. 제 8 실시예의 보강 부재(50)는 절취홈(55b)을 제외하고는 제 6 실시예의 보강 부재(50)와 동일하므로, 절취홈(55b)에 대하여만 설명하도록 한다. Figure 15 shows a schematic perspective view of an eighth embodiment of the reinforcing member of the present invention. Since the reinforcing
제 8 실시예에서는 수직 절곡되는 구조의 보강 부재(50)에서 절곡부(55)의 높이가 커짐으로 인하여 보강 부재(50)의 두께 확보가 어려워지는 점을 해소하기 위하여, 절곡부(55)에 절취홈(55b)이 형성된다. 절곡부(55)는 제 1 보강면(53)이 절곡되는 부분과 제 2 보강면(54)이 절곡되는 부분을 연결하는 연결부(55a)와 상기 연결부(55a) 사이에 형성되는 절취홈(55b)을 포함하며, 연결부(55a)와 절취홈(55b)는 제 1 방향(X)을 따라서 반복 형성된다. In the eighth embodiment, in order to solve the problem of difficulty in securing the thickness of the reinforcing
이러한 연결부(55a)와 절취홈(55b)의 위치 및 반복 간격은 제 1 보강면(53) 및 제 2 보강면(54)의 연결부(53a, 54a) 및 절취홈(53b, 54b)의 위치 및 반복 간격에 대응된다. 즉 제 1 방향을 따라서, 절곡부(55)의 연결부(55a)가 형성된 위치에는 제 1 및 제 2 보강면(53, 54)도 연결부(53a, 54a)가 위치하며, 절취홈(55b)이 형성된 위치에는 절취홈(53b, 54b)이 위치할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며 용접 용이성을 위하여 절곡부(55)의 연결부(55a)가 제 1 및 제 2 보강면(53, 54)의 연결부(53a, 54a)보다 제 1 방향으로 길이가 길 수도 있다. The positions and repetition intervals of these connecting portions (55a) and the cutting grooves (55b) are the positions of the connecting portions (53a, 54a) and the cutting grooves (53b, 54b) of the first reinforcing surface (53) and the second reinforcing surface (54). Corresponds to the repetition interval. That is, along the first direction, at the position where the connecting
이렇게 절곡부(55)에도 절취홈(55b)을 형성함으로써, 보강 부재(50)를 절취홈(55b)이 형성되지 않은 구조 대비 상대적으로 더 두껍게 형성할 수 있다. By forming the
이상에서는 본 발명의 일 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니며 다양하게 변형되어 실시될 수도 있다. Although the above description focuses on one embodiment of the present invention, the present invention is not limited thereto and may be implemented in various modifications.
10: 사이드 프레임
12: 사이드 프레임 내벽부
13: 윙부
15: 마운팅부
50; 보강 부재
51: 제 1 플랜지부
52: 제 2 플랜지부
53: 제 1 보강면
53a, 54a: 제 1 연결부
53b, 54b: 제 1 절취홈
53c, 54c: 제 2 연결부
53d, 54d: 제 2 절취홈
54: 제 2 보강면
55: 절곡부
55a: 연결부
55b: 절취홈10: Side frame 12: Side frame inner wall portion
13: wing part 15: mounting part
50; reinforcement member
51: first flange portion 52: second flange portion
53: first reinforcing
53b, 54b:
53d, 54d: second cut groove 54: second reinforcing surface
55:
55b: Cutting groove
Claims (16)
상기 내부 공간에 배치되며, 상기 제 1 방향으로 연장하며, 강판으로 성형된 보강 부재;를 포함하며,
상기 보강 부재는 상기 사이드 프레임 본체와 연결되는 제 1 및 제 2 플랜지부, 상기 제 1 및 제 2 플랜지부에 연결되며, 평면 상에서 상기 제 1 방향에 수직한 제 2 방향으로 길이를 가지는 제 1 및 제 2 보강면과 상기 제 1 및 제 2 보강면을 연결하는 절곡부를 포함하며,
상기 제 1 및 제 2 보강면은 상기 제 1 및 제 2 플랜지부로부터 상기 절곡부를 연결하는 연결부와 상기 연결부 사이 혹은 연결부 내부에 형성되는 절취홈을 포함하는 배터리 케이스의 사이드 프레임.
a side frame body extending in a first direction, forming an internal space, and formed of a steel plate; and
It includes a reinforcing member disposed in the internal space, extending in the first direction, and formed of a steel plate,
The reinforcing member includes first and second flange parts connected to the side frame body, first and second flange parts connected to the first and second flange parts, and having a length in a second direction perpendicular to the first direction on a plane. It includes a second reinforcing surface and a bent portion connecting the first and second reinforcing surfaces,
The first and second reinforcement surfaces include a connection portion connecting the first and second flange portions to the bent portion and a cutout groove formed between the connection portion or inside the connection portion.
상기 제 1 및 제 2 보강면의 상기 연결부는 상기 제 2 방향에 대하여 경사지게 상기 제 1 및 제 2 플랜지부로부터 상기 절곡부를 연결하여 트러스 구조를 형성하는 사이드 프레임.
According to claim 1,
The side frame wherein the connecting portion of the first and second reinforcing surfaces connects the bent portions from the first and second flange portions at an angle with respect to the second direction to form a truss structure.
상기 절취홈은, 상기 제 1 및 제 2 플랜지부측 단부로부터 연장하며 상기 플랜지부에서 상기 절곡부 측으로 갈수록 상기 제 1 방향으로 길이가 작아지는 형상을 가지는 제 1 절취홈을 포함하는 사이드 프레임.
According to claim 2,
The side frame including a first cut groove that extends from ends of the first and second flange portions and has a length that decreases in the first direction as it goes from the flange portion toward the bent portion.
상기 절취홈은 상기 제 1 절취홈과는 형상이 다른 제 2 절취홈을 더 포함하며,
상기 제 2 절취홈은 상기 절곡부측 단부로부터 연장하여 상기 절곡부에서 상기 플랜지부 측으로 갈수록 상기 제 1 방향으로 길이가 작아지는 형상을 가지는 사이드 프레임.
According to claim 3,
The cutting groove further includes a second cutting groove having a different shape from the first cutting groove,
The second cut groove extends from an end near the bent portion and has a shape whose length becomes smaller in the first direction as it goes from the bent portion toward the flange portion.
상기 제 1 및 제 2 보강면은 상기 제 1 방향을 따라서 상기 절취홈 및 상기 연결부가 반복 형성되는 사이드 프레임.
According to claim 4,
The first and second reinforcing surfaces are side frames in which the cut grooves and the connecting portions are repeatedly formed along the first direction.
상기 제 1 보강면과 제 2 보강면에는 상기 제 1 방향의 동일 위치에는 동일한 형상의 절취홈 또는 연결부가 형성되는 사이드 프레임.
According to claim 5,
A side frame in which cut grooves or connecting portions of the same shape are formed on the first reinforcing surface and the second reinforcing surface at the same position in the first direction.
상기 절취홈은 사각형상을 가지는 사이드 프레임.
According to claim 1,
The cut groove is a side frame having a square shape.
상기 사이드 프레임 본체는 배터리 셀이 배치되는 내벽을 형성하는 내벽부와 상기 내벽부에 연결되며, 외측으로 연장하는 윙부를 포함하며,
상기 윙부의 높이는 상기 내벽부의 높이 보다 작으며,
상기 보강 부재는 상기 윙부의 내부에 배치되는 사이드 프레임.
According to claim 1,
The side frame body includes an inner wall portion forming an inner wall on which a battery cell is disposed, and a wing portion connected to the inner wall portion and extending outward,
The height of the wing portion is smaller than the height of the inner wall portion,
The reinforcing member is a side frame disposed inside the wing portion.
상기 윙부는 차량과의 결합을 위한 마운팅홀이 형성된 마운팅부를 포함하며,
상기 마운팅부는 상기 윙부의 일면을 관통하되, 상기 제 1 및 제 2 보강면 중 상기 일면에 가까운 한 면에 연결되며, 다른 면은 상기 마운팅부에 대응되는 위치에 관통공이 형성되는 사이드 프레임.
According to claim 8,
The wing portion includes a mounting portion having a mounting hole for coupling to a vehicle,
The mounting part penetrates one surface of the wing part, is connected to one of the first and second reinforcing surfaces closest to the one surface, and the other surface has a through hole formed at a position corresponding to the mounting part.
상기 윙부는 차량과의 결합을 위한 마운팅홀이 형성된 마운팅부를 포함하며,
상기 마운팅부는 상기 윙부의 일면을 관통하되, 상기 제 1 및 제 2 보강면 중 상기 일면에 가까운 한 면을 관통하여 다른 면에 연결되며, 상기 다른 면에 대응되는 상기 윙부의 다른 일면에는 관통공이 형성되는 사이드 프레임.
According to claim 8,
The wing portion includes a mounting portion with a mounting hole for coupling to a vehicle,
The mounting part penetrates one surface of the wing part, penetrates one side of the first and second reinforcement surfaces closest to the one surface and is connected to the other surface, and a through hole is formed in the other surface of the wing part corresponding to the other surface. side frame.
상기 제 1 보강면의 절취홈과 상기 제 2 보강면의 절취홈은 형상이 서로 상이한 사이드 프레임.
According to claim 1,
A side frame in which the cut groove of the first reinforcing surface and the cut groove of the second reinforcing surface have different shapes.
상기 절곡부는 상기 사이드 프레임 본체에 용접으로 연결되는 사이드 프레임.
According to claim 1,
A side frame where the bent portion is connected to the side frame body by welding.
상기 제 1 및 제 2 보강면은 상기 제 1 및 제 2 플랜지부로부터 연장하는 제 1 절취홈과 상기 절곡부로부터 연장하는 제 2 절취홈을 포함하며, 상기 제 2 절취홈은 상기 제 1 보강면으로부터 상기 절곡부를 통과하여 제 2 보강면까지 연속되게 형성되는 사이드 프레임.
According to claim 1,
The first and second reinforcing surfaces include a first cut groove extending from the first and second flange portions and a second cut groove extending from the bent portion, and the second cut groove is the first reinforcing surface. A side frame formed continuously from the bent portion to the second reinforcing surface.
상기 제 1 및 제 2 보강면은 평행하며,
상기 절곡부는 상기 제 1 및 제 2 보강면로부터 수직하게 절곡되어 형성되며,
상기 절곡부에는 제 3 절취홈이 형성된 사이드 프레임.
According to claim 1,
The first and second reinforcing surfaces are parallel,
The bent portion is formed by bending perpendicularly from the first and second reinforcing surfaces,
A side frame in which a third cut groove is formed in the bent portion.
상기 제 3 절취홈은 상기 제 1 및 제 2 보강면의 상기 절취홈에 대응되는 위치에 형성되는 사이드 프레임.
According to claim 14,
The third cut groove is a side frame formed at a position corresponding to the cut groove of the first and second reinforcement surfaces.
상기 내부 공간에 배치되며, 상기 제 1 방향으로 연장하며, 강판이 성형되어 형성되는 보강 부재;를 포함하며,
상기 보강 부재는 상기 사이드 프레임 본체의 제 1 면에 연결되는 제 1 플랜지부, 상기 제 1 면과 다른 높이에 위치하는 상기 사이드 프레임 본체의 제 2 면과 연결되는 제 2 플랜지부, 상기 제 1 방향에서 수직한 제 2 방향에서 상기 제 1 면 및 제 2 면과 다른 위치의 상기 사이드 프레임 본체의 제 3 면에 연결되는 절곡부, 상기 제 1 플랜지부와 상기 절곡부를 연결하는 제 1 연결부, 제 2 플랜지부와 절곡부를 연결하는 제 2 연결부를 포함하며,
상기 제 1 연결부는 상기 플랜지부 및 절곡부와 함께 트러스 구조를 형성하고, 상기 제 2 연결부도 상기 플랜지부 및 절곡부와 함께 트러스 구조를 형성하는 사이드 프레임.
A side frame body extending in a first direction to form an internal space and formed by forming a steel plate; and
It includes a reinforcing member disposed in the internal space, extending in the first direction, and formed by forming a steel plate,
The reinforcing member includes a first flange portion connected to the first side of the side frame body, a second flange portion connected to a second side of the side frame body located at a different height from the first side, and a direction in the first direction. A bent portion connected to a third side of the side frame body at a position different from the first and second sides in a second direction perpendicular to the first connection portion connecting the first flange portion and the bent portion, and a second It includes a second connection part connecting the flange part and the bent part,
The first connection part forms a truss structure together with the flange part and the bent part, and the second connection part also forms a truss structure together with the flange part and the bent part.
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2022
- 2022-11-15 KR KR1020220152126A patent/KR20240070789A/en unknown
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