KR100375759B1 - 경합금의 지지구조체를 가진 자동차 - Google Patents

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씨.알.에프. 소시에타 콘소르티레 페르 아치오니
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Abstract

본 발명에 따른 자동차, 특히 소형 전동차는 경합금의 망상 프레임(2) 형태인 지지 구조물을 포함한다. 이 프레임(2)은 주조에 의해 형성된 이음부(5)에 용접된 사출성형된 프로우필 요소(4)에 의해 각각 형성된 두 개의 사이드 구조물(3)을 포함한다. 이 사이드 구조물(3)은 나사와 같은, 기계적 결합 장치에 의해 사이드 구조물(3)에 연결된 단부를 가지는 사출성형된 프로우필 요소에 의해 형성된 크로스 부재(6, 7, 8, 9)에 의해 서로 연결된다.

Description

경합금 지지구조체를 가진 자동차
이런 유형의 자동차가 유럽특허출원 제 EP -A- 0 146 716 호에 나타나 있다.
본 발명은 그물형상의 프레임으로 구성된 경합금의 지지구조체를 가지고,
- 상기 지지구조체가 두 개의 측면구조체를 가지며, 압출가공된 프로필요소들을 가지고, 주조된 연결요소들에 상기 프로필요소들이 용접되며,
- 상기 측면구조체들이 크로스부재들에 의해 서로 연결되고, 상기 크로스부들이 프로필요소들에 의해 형성되며, 크로스부재들의 단부들이 기재적 연결수단에 의해 상기 측먼구조체에 연결되는 자동차에 관련된다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차의 선호되는 실시예를 도시한 투시도.
도 2는 도 1에 도시된 자동차 지지구조체를 확대도시한 투시도.
도 3은 도 2의 지지구조체를 분해도.
도 4는 도 1에 도시된 자동차 사이드 도어를 확대도시한 분해도.
도 5는 기조립된 동력 및 서스펜션유니트를 가지며, 도 1의 자동차를 구성하는 지지구조체를 도시한 투시도.
도 6은 도 5에 도시된 동력 및 서스펜션유니트를 도시한 분해도.
도 7은 도 6의 크로스부재를 도시한 횡단면도.
도 8은 본 발명의 자동차를 구성하는 바닥 패널의 선호되는 실시예를 도시한 투시도.
도 9는 도 8의 IX-IX 선을 딸라 본 횡단면도.
도 10은 바닥패널위에 장착된 좌석을 지지하고 안내하기 위한 장치의 일부분을 가지며, 자동차를 구성하는 바닥패널을 도시한 도면.
도 11은 도 1의 자동차를 구성하는 자동차실내를 개략도시한 평면도.
도 12 는 도 11의 XII-XII 선을 따라본 단면도.
* 부호 설명*
2...지지구조체 3...측면구조체
6...크로스부재 10...바닥패널
11...터널형상부 18...동력 및 서스펜션유니트
24...동력유니트 49...보조지지체
본 발명의 목적은 상대적으로 감소된 중량 및 부품갯수를 가지고, 비틀림강성이 증가하는 다수의 장점들을 가진 형태의 자동차용 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 규모가 작은 시장에 대해서도 적합하게 대응하도록, 적은 투자비를 요구하는 기술로 제조될 수 있는 새로운 자동차용 구조체를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
전기로 작동되는 동력유니트를 가지고, 상기 지지구조재가 복합플라스틱재료의 바닥패널에 연결되고, 상기 바닥패널이 종방향으로 중심에 위치한 터널형상부를 가지며, 자동차의 동력유니트에 전력을 공급하는 전지가 상기 터널형상부아래에 수용되며,
- 상기 동력유니트가 예비조립된 동력 및 서스펜션유니트의 일부분을 구성하고, 상기 동력 및 서스펜션유니트가 압출된 금속프로필로 제조된 지지기능의 크로스부재를 포함하고, 기계적 연결수단에 의해 상기 크로스부재가 자동차의 지지구조체에 고정되며,
- 공통의 연결축주위에서 크로스부재에 대해 피봇운동하게 연결된 한 쌍의 종방향아암들을 표함하고, 상기 연결축이 상기 크로스부재의 종방향과 평행하며, 휠지지체가 회전가능하게 장착된 위치에서 상기 종방향아암이 자유단부를 가지고,
- 상기 동력유니트가 지지빔에 의해 상기 크로스부재에 대해 캔틸레버방식으로 지지되고, 상기 지지빔이 크로스부재에 고정되며, 상기 동력유니트에 의해 발생된 토크를 휠지지체에 전달하기 위하여, 상기 휠지지체에 연결된 두 개의 액슬축들이 상기 동력유니트에 포함되고,
- 상기 크로스부재에 고정된 두 개의 지지체들 및 두 개의 종방향아암들사이에 삽입된 나선형스프링및 감쇄실린더로 구성된 한 쌍의 서스펜션부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차를 제공한다.
상기 특징에 의하면, 본 발명의 자동차는 여러 가지 중요한 장점을 가진다. 구조체를 구성하는 부품들의 갯수가 상당히 감소되어, 조립작업 및 정비작업이 좀 더 간단하고 적은 비용으로 이루어진다. 동종의 자동차를 구성하는 종래기술의 구조체에 비해 본 발명을 따르는 구조체의 중량이 약 30% 정도 가볍고, 비틀림강성은 약 20 %정도 높다. 본 발명에 따르면, 제조에 필요한 기술이 적은 설비투자를 요구하므로, 본 발명은 상대적으로 소량인 생산에 대해서도 적합하다. 동력 및 서스펜션유니트는 예비조립되고, 다음에 신속하고 용이한 작업에 의해 자동차의 지지구조체위에 장착될 수 있다. 정비 및 조정작업이 서스펜션및 동력유니트위에서 수행될 수 있도록, 상기 동력 및 서스펜션유니트가 간단한 작업으로 분해될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징및 장점이 하기 상세한 설명에서 분명해진다.
도 1을 참고할 때, 소형의 전기자동차에 관한 본 발명의 선호되는 실시예가 도시된다. 본 발명은 모든 형태의 자동차구조에 적용될 수 있다. 도 1의 전기자동차(1)는 도 2의 지지구조체(2)를 가진다. 지지구조체(2)는 경합금으로 제조되고, (도 3에 도시된) 두 개의 측면구체(3)들을 가지며, 상기 측면구조체(3)는 압출된 프로필요소(4)들로 구성되며, 경합금으로 제조된 연결요소(5)에 상기 프로필요소(4)들이 용접에 의해 연결된다. 경합금으로 압출된 크로스부재(6,7,8,9)들에 의해 두 개의 측면구조체(3)들이 서로 연결되고, 나사와 같은 기계적 연결수단, 필요한 경우 접착제에 의해 상기 크로스부재들의 단부들이 측면구조체(3)에 연결된다. 도 2 및 도 3을 참고할 때, 그물형상의 프레임으로 구성된 지지구조체(2)는 적은 갯수의 부품을 가지고, 사이드 도어(side door)의 후방빔으로 부터 후방으로 연장구성되는 구성요소 및 크로스부재(6)의 후방으로 연장구성되는 구성요소들을 가지지 않는다.자동차의 동력유니트및 후방의 서스펜션을 포함한 보조조립체를 위한 지지요소가 상기 크로스부재(6)에 구성된다.
도 2 및 도 3을 참고할 때, 바닥패널(10)온 복합재료로 제조되는 것이 선호되고, (나사 또는 리벳의)기계적 연결수단에 의해 상기 지지구조체(2)가 상기 바닥패널(10)에 연결되고, 상기 바닥패널(10)은 종방향으로 중심에 위치한 터널형상부(11)를 포함하고, 트레이요소(13)에 의해 운반되는 전지(12)들을 수용하도록 상기 터널형상부(11)가 제공되며, 자동차에 구성되는 전기모터를 위해 상기 전지(12)들이 제공된다. 전기시스템의 일부분을 형성하는 전선들이 복합재의 상기 바닥패널내부에 삽입된다. 또한 상기 터널형상부(11)는 앞좌의 안내부품들을 위한 지지요소로서 이용되고, 외부로부터 측면으로 용이하게 접근할 수 있는 공간을 좌석 아래에 형성하도록 상기 터널형상부(11)에 대해 상기 앞좌석들이 캔틸레버방식으로 지지된다.
자동차의 차체가 복합재의 패널(14)들로 구성되고, (나사 또는 리벳의) 기게적 연결장치 또는 접착제에 의해 상기 패널(14)들 중 일부가 지지구조체(2)에 연결된다.
도 4를 참고할 때, 자동차의 사이드 도어가 도시되고, 경합금으로 압출 및 굽힘가공된 프로필요소들로 구성된 경합금의 프레임(15) 및, 복합재의 외부패널(16) 및 내부패널(17)이 상기 사이드도어에 포함되며, 나사 또는 접착제에 의해 상기 외부패널(16) 및 내부패널(17)이 프레임(15)에 연결된다. 창유리를 안내하는 차단스트립, 밀봉스트립, 종래기술의 침입방지막대, 도어를 개방하기 위한 기구들 및 내장재들을 지지하도록 고분자복합재의 내부패널(17)이 제공된다. 그 결과 중량, 구성부품의 갯수 및 생산비용이 감소되고, 복합재의 구성부품내에서 장식품을 용이하게 조립하며, 복잡한 작업에서도 내부형상및 외부형상을 용이하게 제조한다. 플라스틱재의 패널을 이용하면, 부식문제를 제거할 수 있다.
도 5 내지 도 7을 참고할 때, 자동차에 구성되고 예비조립된 동력 및 서스펜션유니트(18)를 지지하기 위해 크로스부재(6)가 이용된다. 지지기능의 크로스부재(6)는 T자형상의 단면을 가진 슬롯(6a)들을 가지며, 크로스부재(6)의 단부들을 지지구조체(2)에 고정하고 동력 및 서스펜션유니트(18)의 또 다른 부품들을 고정하기 위한 나사들의 헤드가 상기 슬롯(6a)들내에 수용된다. 도 6을 참고할 때, 두개의 단부덮개판(6b)들이 상기 크로스부재(6)에 구성된다. 동력 및 서스펜션유니트(18)는 후방의 서스펜션유니트의 일부분을 형성하는 두 개의 종방향아암(19)들을 포함하고, 상기 종방향아암(19)들은 단부에서 두 개의 레그(19a)들을 가지며, (도 5의)공통의 연결축(21)주위에서 크로스부재(6)를 관절연결하기 위한 포크(20)를 가지며, 상기 연결축(21)은 크로스부재(6)의 종방향과 평행하고 즉, 자동차의 종방향에 대해 가로질러 형성된다. 크로스부재(6)와 나사연결된 연결지지부(22)에 의해 상기 포크(20)가 크로스부재(6)에 관절연결된다.
종방향아암(19)은 각각의 휠지지체(23)를 회전할 수 있게 지지하는 자유단부를 포함한다.
도시된 실시예에서, 동력유니트(24)는 전지모터(25)및 감속기어유니트(26)로 구성되고, 두 개의 액슬축(27)이 동력유니트(24)로 부터 돌출하며, 동력유니트(24)로 부터 발생된 토크를 휠에 전달하기 위해서, 종래기술의 유니버설조인트에 의해 상기 액슬축이 휠지지체(23)에 연결된다. 상기 동력유니트(24)가 지지빔(28)에 고정되고, 지지빔(28)은 차례로 크로스부재(6)에 나사로 고정되어, 자동차의 운동방향을 기준하여, 크로스부재(6)의 후방을 향해 도 5의 화살표(A)방향으로 따라 상기 동력유니트(24)가 크로스부재(6)에 대해 캔틸레버방식으로 지지된다. 후방의 서스펜션유니트는 두 개의 서스펜션부재(29)를 포함하고, 각각의 서스펜션부재는 감쇄실린더(30) 및 나선형스프링(31)을 가진다. 종방향아암(19)에 의해 지지되는 지지체(32) 및 크로스부재(6)에 나사로 고정된 지지체(33)사이에 상기 서스펜션부재(29)들이 배열된다.
상기 설명에 의하면, 전체 동력 및 서스펜션유니트(18)가 미리 조립된 후 간단하고 신속하게 단일작업으로 자동차의 지기구조체위에 장착된다. 또한 조정작업 및 정비작업 등을 위해 상기 동력 및 서스펜션유니트(18)가 분해될 수 있다.
상기 모듈형태의 동력 및 서스펜션유니트를 이용하면, 예를 들어 서로 다른 크기의 차량에 대해 동일한 모듈을 채택하여, 생산을 합리화할 수 있다. 크로스부재(6)의 단부에서 기계적 연결장치에 의해 상기 동력 및 서스펜션유니트가 자동차의 지지구조체(2)에 연결되므로, 조립 및 분해작업이 아주 간단하고 신속하게 이루어질 수 있다. 본 발명은 모든 형태의 자동차에 적용될 수 있지만, 상기 자동차에 적용되면, 자동차의 지지구조체가 간단하고 경제적으로 구성되므로 여러 가지 장점을 가진다.
도 8 및 도 9를 참고할 때, 자동차의 바닥패널(10)은 샌드위치형상의 구조를가지며, 폴리우레탄재료 또는 발포플라스틱재료의 코아(34)를 가지고, 코아(34)의 마주보는 측면들에서 유리섬유의 예비성형층(35)이 상기 코아(34)를 코팅한다. 상기 샌드위치형상의 구조를 제공하기 위해, 바닥패널과 일치하는 구조를 가진 주형이 제공되고, 상기 주형위에 제 1 예비성형층(35)이 구성되고 코아(34) 및 제 2 예비성형층(35)이 배열된다. 주형이 밀폐되고, Ashland chemical Inc.에 의해 제조된 수지" Aropol 7343"과 같은, 열경화성 폴리에스테르 수지가 주입된다. 원통형의 관형몸체(37)를 가진 금속삽입체(36)가 상기 주형내에 제공되고, 관형몸체(37)의 축(38)은 바닥패널의 평면과 직각을 이루고, 두 개의 단부디스크(39, 40)를 가지며, 바닥패널의 전체 두께에 걸쳐 연장된다. (도면에 도시되지 않은) 추가부품들을 바닥패널에 고정시키는 나사들을 체결하기 위한 원통형 구멍(41)이 상기 관형몸체(37)에 제공된다.
본 발명에 따르면, 바닥패널을 제조하는 동안, 자동차의 여러 가지 제어장치 및 전기모터에 전지를 연결하는 전선들이 상기 주형내에 제공된다. 바닥패널이 절연피복체로서 작용하기 때문에, 전선(42)은 절연피복체를 가지지 않는다. 도 8을 참고할 때, 전선들의 단자들이 커넥터에 연결되도록 바닥패널외부로 뻗어있다. 전선(42)의 단자가 연결된 커넥터들이 바닥패널내부에 구성될 수 있다.
도 10 내지 도 12를 참고할 때, 수평의 상측벽(43) 및 수직인 측벽(44)으로 구성되며 종방향으로 중심에 위치한 터널형상부(11)가 바닥패널(10)에 포함된다.
도시된 실시예의 자동차는 두 개의 앞좌석(45, 47)들 및 뒷좌석(48)들을 가지며, 단지 두 개의 사이드도어를 가진다. 마그네슘합금으로 제조된보조지지체(49)위에 앞좌석(45, 47)들이 장착되고, 상기 터널형상부(11)의 측벽(44)에 대해 상기 보조지지체(49)가 캔틸레버방식으로 지지된다. 각각의 측벽(44)위에 두 개의 안내레일(50, 51)(도 12)이 고정되고, 서로 수직방향으로 이격되고 평행한 종방향들을 따라 상기 안내레일(50, 51)들이 배열된다. 자동차의 종방향을 따라 바닥패널(10)에 대해 좌석의 위치를 조절할 수 있도록 보조지지체(49)와 결합된 안내스키드가 상기 안내레일(50, 51)위에 장착된다.
안내레일(50, 51)의 상세한 구조 및 안내스키드의 구조가 공지된 방법으로 구성될 수 있고, 본 발명의 범위에 포함되지 않기 때문에, 도면에서 생략한다. 선택된 종방향위치에 좌석을 고정하기 위한 고정장치가 공지된 방법으로 제공될 수 있기때문에 도시되지 않는다. 상기 고정장치가 본 발명의 범위에 포함되지 않고 세부구조를 도면에서 생략하면 더욱 용이하게 이해되기 때문에, 상기 고정장치의 상세구조는 생략한다. 도 10 및 도 12를 참고할 때, 좌석아래의 공간내에 물체를 두거나 뒷좌석의 승객이 발을 위치하기 위해 좌석아래의 공간은 완전히 비어있다. 승객들이 뒷좌석에 타고 내릴 수 있도록, 좌석등받이를 앞쪽으로 기울인 채 앞좌석이 최대한 앞쪽으로 위치하면, 바닥패널(10)은 승객에게 불편함을 전혀 주지 않는다. 좌석아래의 바닥패널부분은 하중과 응력을 전혀 받지 않는다. 보조지지체(49)는 터널형상부(11)위에 캔틸레버방식으로 장착되기때문에, 측면방향으로 용이하게 접근할 수 있도록 자동차의 외측을 향하는 측면에서 좌석아래의 공간은 완전히 개방된다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 승객이 좀더 용이하게 승하차하기 위해자동차의 외측으로 좌석을 90°회전하고 수직축(46)주위에서 회전할 수 있도록, 앞좌석(45)은 보조지지체(49)위에 장착된 좌석프레임을 가진다. 다른 변형예에서, 승객이 좌석에서 좀더 용이하게 승하차하기 위하여 좌석이 외측의 측면을 향해 이동할 수 있는 안내장치를 삽입한 좌석프레임이 보조지지체(49)위에 장착된다.
상기 설명에서 분명히 나타난 것처럼, 본 발명을 따르며, 앞좌석을 안내하고 지지하기 위한 장치가 간단하고 경제적이며, 신뢰성있게 작동되고, 종래기술의 모든 단점들을 효과적으로 해결할 수 있다.
본 발명의 원리가 변하지 않고 유지되면, 본 발명의 범위로 부터 벗어나지 않고 상기 실시예에 대해 세부구조를 변화시킬 수 있다.

Claims (11)

  1. - 그물형상의 프레임으로 구성된 경합금의 지지구조체(2)를 가지고,
    - 상기 지지구조체(2)가 두 개의 측면구조체(3)를 가지며, 압출가공된 프로필요소(4)들을 가지고, 주조된 연결요소(5)들에 상기 프로필요소(4)들이 용접되며,
    - 상기 측면구조체(3)들이 크로스부재(6,7,8,9)들에 의해 서로 연결되고, 상기 크로스부재들이 프로필요소들에 의해 형성되며, 크로스부재(6,7,8,9)들의 단부들이 기계적 연결수단에 의해 상기 측면구조체(3)에 연결되는 자동차에 있어서,
    - 전기로 작동되는 동력유니트(24)를 가치고, 상기 지지구조체(2)가 복합플라스틱재료의 바닥패널(10)에 연결되고, 상기 바닥패널(10)이 종방향으로 중심에 위치한 터널형상부(11)를 가지며, 자동차의 동력유니트(24)에 전력을 공급하는 전지(12)가 상기 터널형상부(11)아래에 수용되며,
    - 상기 동력유니트(24)가 예비조립된 동력 및 서스펜션유니트(18)의 일부분을 구성하고, 상기 동력 및 서스펜션유니트(18)가 압출된 금속프로필로 제조된 지지기능의 크로스부재(6)를 포함하고, 기계적 연결수단에 의해 상기 크로스부재(6)가 자동차의 지지구조체(2)에 고정되며,
    - 공통의 연결축(21)주위에서 크로스부재(6)에 대해 피봇운동하게 연결된 한 쌍의 종방향아암(19)들을 포함하고, 상기 연결축(21)이 상기 크로스부재(6)의 종방향과 평행하며, 휠지지체(23)가 회전가능하게 장착된 위치에서 상기 종방향아암(19)이 자유단부를 가지고,
    - 상기 동력유니트(24)가 지지빔(28)에 의해 상기 크로스부재(6)에 대해 캔틸레버방식으로 지지되고, 상기 지지빔(28)이 크로스부재(6)에 고정되며, 상기 동력유니트(24)에 의해 발생된 토크를 휠지지체(23)에 전달하기 위하여, 상기 휠지지체(23)에 연결된 두 개의 액슬축(27)들이 상기 동력유니트(24)에 포함되고,
    - 상기 크로스부재(6)에 고정된 두 개의 지지체(33)들 및 두 개의 종방향아암(19)들사이에 삽입된 나선형스프링(31)및 감쇄실린더(30)로 구성된 한 쌍의 서스펜션부재(49)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 동력유니트(24)가 전기모터(25) 및 감속기어유니트(26)로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차.
  3. 제 1항에 있어서, 종방향아암(19)이 관절연결되는 연결지지부(22), 동력유니트(24)를 지지하는 지지빔(28) 및 서스펜션부재(29)를 위한 지지체(33)가 모두 나사에 의해 크로스부재(6)에 고정되는 것을 특징으로 하는 자동차.
  4. 제 1항에 있어서, 크로스부재(6)의 단부들에서 크로스부재(6)가 나사에 의해 지지구조체(2)에 고정되는 것을 특징으로 하는 자동차.
  5. 제 1항에 있어서, 크로스부재(6)가 압출가공된 알루미늄합금의 프로필요소인 것을 특징으로 하는 자동차.
  6. 제 1항에 있어서, 지지구조체(2)의 후방 및 하부에 위치한 연결요소(5)들에서, 기조립된 동력 및 서스펜션유니트(18)를 지지하는 크로스부재(6)가 지지구조체(2)를 구성하는 두 개의 측면구조체(3)들을 연결하는 것을 특징으로 하는 자동차.
  7. 제 1항에 있어서, 복합플라스틱재료의 바닥패널(10)이 바닥패널(10) 내부에 복수개의 전선(42)을 포함하고, 상기 전선(42)은 절연피복부를 가지지 않고 전기커넥터에 연결된 단자들을 가지며, 상기 전선들은 바닥패널(10)내부에 박혀지고 바닥패널의 표면으로 부터 부분적으로 돌출하는 것을 특징으로 하는 자동차.
  8. 제 7항에 있어서, 바닥패널(10)내부에 금속삽입체(36)가 구성되고, 상기 바닥패널(10)에 추가로 부품을 고정하기 위한 나사를 체결하기 위한 축방향의 구멍(41)이 상기 금속삽입체(36)에 구성되며, 바닥패널(10)의 전체 두께에 걸쳐 상기 구멍(41)이 연장되는 것을 특징으로 하는 자동차.
  9. 제 1항에 있어서, 터널형상부(11)에 구성된 수직방향의 측벽(411)이 안내레일(50, 51)들을 가지고, 수직방향으로 서로 이격되고 평행한 종방향들을 따라 상기 안내레일(50, 51)이 배열되고, 상기 안내레일(50, 51)위에서 미끄럼운동할 수 있게 장착된 보조지지체(49)를 통해 좌석프레임이 상기 측벽(44)에 대해 캔틸레버방식으로 지지되는 것을 특징으로 하는 자동차.
  10. 제 9항에 있어서, 승객이 앞좌석(45)에서 용이하게 승하차하기 위하여,좌석이 외측면을 향해 움직일 수 있는 안내장치를 삽입한 좌석프레임이 보조지지체(49)위에 장착되는 것을 특징으로 하는 자동차.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 지지구조체(2)에 연결된 복합플라스틱재료의 패널(14)들로 구성된 차체를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
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