JP2019517415A - 重量物車両の長手方向部材 - Google Patents

Abstract

長手方向部材（１）は、重量物車両車体（２）に長手方向部材を関節式に取り付けるためのヒンジ要素（１０）が設けられた前端部（６）と、重量物車両車体（２）に長手方向部材を非永久的に取り付けるための取付要素（１２）を備える後端部（８）とを備え、長手方向部材は、長手方向部材の前端部（６）から中間領域（１６）まで延在する前部（１４）と、長手方向部材の中間領域（１６）から後端部（８）まで延在する後部（１８）とを備える。前部１４の壁厚（ｔＦ）と前部１４の材料の降伏強度（ＹｓＦ）との積（ＰＦ）は、後部（１８）の壁厚（ｔＲ）と後部（１８）の材料の降伏強度（ＹｓＲ）との積（ＰＲ）よりも大きい。

Description

本発明は、重量物車両構造体の前方に向けられるように意図された前端部であって、重量物車両車体に関節式に長手方向部材を取り付けるためのヒンジ要素が設けられた前端部と、重量物車両構造体の後方に向けられるように意図された後端部であって、重量物車両車体に非永久的に長手方向部材を取り付けるための取付要素を備える後端部とを備えるタイプの重量物車両構造体用の長手方向部材であって、長手方向部材は、長手方向部材の前端部から中間領域まで延在する前部と、長手方向部材の中間領域から後端部まで延在する後部とを備える、長手方向部材に関する。

本発明はさらに、長手方向部材を備える重量物車両構造体および長手方向部材を製造する方法に関する。

従来の自動車では、長手方向レールとしても周知である長手方向部材は、衝撃が発生した場合に、前記衝撃のエネルギーの一部を吸収し、長手方向部材が延在する下側の車室の床構造体の変形を防止することによって、車室およびその乗客を保護するように構成される。

そのためには、長手方向部材は、衝撃が発生した長手方向部材の端部から延在し、エネルギーを吸収するために自身の軸に沿って押し潰されるかまたは座屈するように構成された変形可能な部分と、衝撃が発生した端部とは反対側の前部の端部から延在し、衝撃の影響下で変形しないように構成された変形不可能な部分とを備え得る。正面衝撃の場合、変形可能な部分は、車室の前方に配置され、例えば、車両のモータを受容するように配置された空間内に延在し、一方、変形不可能な部分は車室の下に延在して床構造の変形を防止する。後方衝撃の場合、変形可能部分は、車室の後部（例えば、車両の保管空間の下）に延在し、変形不可能な部分は車室の下に延在する。言い換えれば、長手方向部材は、変形可能な部分に衝撃が加えられるように構成され、一方、変形不可能部分は衝撃点から離れて延在する。

この構成は、自動車が、車両の乗客を負傷させる可能性がある車室の変形を生じさせずに長手方向部材の変形によってエネルギーを吸収するのに使用され得る空間を車室の前後に備えるので、有利である。

このような長手方向部材の挙動は、延性材料で変形可能な部分を形成し、高強度部品で変形不可能な部分を形成することによって得られる。

しかしながら、このような構成は、車室が車両の前部に延在する重量物車両またはトラックに対する正面衝撃には適していない。実際に、この場合、変形可能な部分に対して衝撃が加えられるように構成された変形可能な部分を設けることは、衝撃の間に、運転者および考えられる乗客が着座する車室を押し潰すことにつながる。したがって、上述した長手方向部材は、重量物車両に配置されている場合、車両の乗員にとって危険なものとなる。

この問題を鑑み、重量物車両の長手方向部材は、一般に、長手方向部材の全長にわたってエネルギー吸収が均等に分布する、より連続的な挙動を有するように構成される。換言すれば、乗員が着座する空間の変形が低減されるように、衝撃が発生した場合に長手方向部材全体が変形する。

しかしながら、このような解決策は、乗員が着座する空間が正面衝撃の場合に依然として変形し、乗員を負傷させる可能性があるため、依然として満足のいくものではない。

本発明の目的の１つは、衝撃が発生した場合に満足できる挙動を有する重量物車両用の長手方向部材を提案することにより、上記欠点を克服することである。

上記目的を達成するために、本発明は、前部の壁厚と前部の材料の降伏強度との積が後部の壁厚と後部の材料の降伏強度との積よりも大きい、前述のタイプの長手方向部材に関する。したがって、本発明の長手方向部材は、長手方向部材の後部の変形によって、すなわち、衝撃点から離れ、車両の乗員が着座する空間から離れた後部の変形によって、衝撃のエネルギー吸収を可能にすると同時に、前記空間は、衝撃の間に実質的に変形しない長手方向部材の前部によって保護された状態で維持される。より詳細には、長手方向部材の後部は、例えば、一般に、保管空間であり、車両が移動しているときに乗客を収容することを意図していない車室の後方空間の下に配置される。したがって、長手方向部材は、車室に衝撃が加わった場合に、車両の乗員の保護を向上させる。

長手方向部材の特定の特徴は、請求項２から１２に記載されている。

本発明はさらに、重量物車両車体と、前述したような少なくとも１つの長手方向部材によって前記車体に取り付けられた重量物車両車室とを備える重量物車両構造体に関する。

重量物車両構造体の特定の特徴は、請求項１４から１６に記載されている。

本発明はさらに、前述のような長手方向部材を製造する方法であって、
前部ブランクおよび後部ブランクを提供するステップと、
前部ブランクを後部ブランクに接合して部材ブランクを形成するステップと、
前部の壁厚と前部の材料の降伏強度との積が後部の壁厚と後部の材料の降伏強度との積より大きくなるように、前部と後部とを備える長手方向部材の形状に部材ブランクを熱間プレス成形するステップと
を含む方法に関する。

方法の特定の特徴は、請求項１８から２２に記載されている。

本発明の他の態様および利点は、添付図面を参照して例として与えられる以下の説明を読めば明らかになるであろう。

本発明の長手方向部材の斜視図である。 重量物車両の通常の使用における本発明の重量物車両構造体の側面図である。 車室が車体に対して傾斜位置にある、図２の重量物車両構造体の側面図である。 衝撃が発生した後の図２の重量物車両構造体の側面図である。

以下の説明において、「後方」および「前方」という用語は、取り付けられる車両の通常の方向に従って定義される。用語「長手方向」は、車両の後方から前方の方向に従って定義される。

図１を参照しながら、重量物車両用の長手方向部材１または長手方向レールを説明する。このような重量物車両は、トラックまたはローリーとしても周知であり、重量が３．５トン以上の車両である。このような重量物車両構造体は、車輪と、例えば、ローリートレーラを取り付けるための手段とを担持する車体２と、以下でより詳細に説明するように、車体２に１つまたは複数の長手方向部材１によって取り付けられた車室４とを備える。

長手方向部材１は、車両に取り付けられたときに、前端部６と後端部８との間で長手方向に延在する。前端部６には、後述するように、長手方向部材１をヒンジ式に車体２に取り付けるように構成されたヒンジ要素１０が設けられる。後端部８には、後述するように、長手方向部材１を車体２に非永久的に取り付けるように構成された取付要素１２が設けられる。

長手方向部材は、長手方向部材１の前端部６と中間領域１６との間に延在する前部１４と、中間領域１６と後端部８との間に延在する後部１８とを備える。したがって、前部１４と後部１８とは、互いに隣接し、中間領域１６によって分離される。

図１に示されている実施形態によれば、前部１６は、前端部６と反対側端部２２との間で第１の長手方向軸Ａに沿って延在する第１の部分２０と、反対側端部２２から中間領域１６まで延在するエルボ形状の第２の部分２４とを備える。すなわち、第１の部分１４の大部分が、第１の部分１４のエルボ形状の第２の部分２４の外側で第１の長手方向軸Ａに沿って延在するということである。後部１８は、中間領域１６から後端部８まで、第１の長手方向軸Ａとは異なり、第１の長手方向軸Ａに平行な第２の長手方向軸Ｂに沿って延在する。第２の部分２４のエルボ形状部は、前部１４の第１の部分２０を後部１８に接合し、第１の長手方向軸Ａと第２の長手方向軸Ｂとの間で傾斜し反対側端部２２と中間領域１６との間に延在する傾斜部分２６を備える。長手方向部材のこの形状は、一例として示されており、長手方向部材１は別の形状、例えば、第１の長手方向軸と第２の長手方向軸とが一致する直線形状を有し得る。

図１に示されている実施形態によれば、長手方向部材１は、第１の長手方向軸Ａおよび第２の長手方向軸Ｂに垂直な平面においてＵ字形断面を有する。したがって、長手方向部材１は、底部２８と、底部２８に垂直に、かつ底部２８の両側に延在する２つの枝部３０を備える。Ｕ字形とは、車室４に向けて開いた状態であり、つまり、枝部３０が底部２８と車室４との間に延在することを意味する。

第１の長手方向軸Ａおよび第２の長手方向軸Ｂに垂直な同一平面において、底部２８の壁厚は、枝部３０の壁厚に等しく、同時に、前記壁厚は、長手方向に沿って変化し得る。

長手方向に沿って測定された前部１４の長さは、長手方向に沿って測定された後部１８の長さよりも長い。より詳細には、前部１４の長さは、車室４に乗員を収容するように構成された空間の長さに実質的に等しく、後部１８の長さは、後述するように、衝撃が発生した場合に、後部１８によって吸収されるエネルギーの量に比例する。例えば、前部１４の長さは、８０ｃｍから１３０ｃｍであり、後部１８の長さは、３０ｃｍから６０ｃｍである。

前部１４および後部１８は、前部１４の壁厚ｔ_Ｆと前部１４の材料の降伏強度Ｙｓ_Ｆとの積Ｐ_Ｆが、後部１８の壁厚ｔ_Ｒと後部１８の降伏強度Ｙｓ_Ｒとの積Ｐ_Ｒよりも大きくなるように構成される。すなわち、前部１４および後部１８は、Ｐ_Ｆ＝ｔ_Ｆ＊Ｙｓ_Ｆ、Ｐ_Ｒ＝ｔ_Ｒ＊Ｙｓ_ＲおよびＰ_Ｆ＞Ｐ_Ｒの式を満たすように構成される。

つまり、後部１８の塑性の発現に相当する荷重が、前部１４の塑性の発現に相当する荷重よりも小さいということである。換言すれば、後部１８は、長手方向部材１に所定の閾値より大きい荷重が加えられたときに変形可能な部分を形成し、一方、前部１４は、長手方向部材１に前記荷重が加えられたときに変形しない状態のままである。後述するように、長手方向部材１のこのような挙動は、重量物車両の正面に衝撃が加わった場合に満足できるものである。

前部１４の壁厚ｔ_Ｆは、例えば、０．６ｍｍから３ｍｍの範囲に実質的に含まれる。前部１４の材料の降伏強度Ｙｓ_Ｆは、例えば、９６０ＭＰａから１５５０ＭＰａの範囲に実質的に含まれる。前部１４の壁厚ｔ_Ｆおよび降伏強度Ｙｓ_Ｆは、例えば、長手方向に沿って測定された前部の全長にわたって一定である。別の実施形態では、前部１４の壁厚ｔ_Ｆおよび降伏強度Ｙｓ_Ｆは、長手方向に沿って測定された前部の全長にわたって変化する。この場合、積のＰ_Ｆを決定するために最小壁厚および最低降伏強度が考慮される。

前部１４のこのような降伏強度は、高い引張強度、例えば、１２００ＭＰａより高い引張強度を有するプレス硬化鋼部で得られる。

このような鋼の組成は、例えば、重量パーセントで、０．１５％≦Ｃ≦０．５％、０．５％≦Ｍｎ≦３％、０．１％≦Ｓｉ≦１％、０．００５％≦Ｃｒ≦１％、Ｔｉ≦０．２％、Ａｌ≦０．１％、Ｓ≦０．０５％、Ｐ≦０．１％、Ｂ≦０．０１０％であり、残りは、鉄および精練の結果生じる不可避の不純物である。

別の好適な実施形態によれば、鋼組成は、例えば、重量パーセントで、０．２０％≦Ｃ≦０．２５％、１．１％≦Ｍｎ≦１．４％、０．１５％≦Ｓｉ≦０．３５％、≦Ｃｒ≦０．３０％、０．０２０％≦Ｔｉ≦０．０６０％、０．０２０％≦Ａｌ≦０．０６０％、Ｓ≦０．００５％、Ｐ≦０．０２５％、０．００２％≦Ｂ≦０．００４％であり、残りは、鉄および精練の結果生じる不可避の不純物である。この組成範囲では、プレス硬化部の引張強度は、１３００ＭＰａから１６５０ＭＰａの範囲に含まれる。

別の好ましい実施形態によれば、鋼組成は、例えば、重量パーセントで、０．２４％≦Ｃ≦０．３８％、０．４０％≦Ｍｎ≦３％、０．１０％≦Ｓｉ≦０．７０％、０．０１５％≦Ａｌ≦０．０７０％、Ｃｒ≦２％、０．２５％≦Ｎｉ≦２％、０．０１５％≦Ｔｉ≦０．１０％、Ｎｂ≦０．０６０％、０．０００５％≦Ｂ≦０．００４０％、０．００３％≦Ｎ≦０．０１０％、Ｓ≦０．００５％、Ｐ≦０．０２５％であり、残りは、鉄および精練の結果生じる不可避の不純物である。この組成範囲では、プレス硬化部の引張強度は、１８００ＭＰａよりも高い。

このような鋼は、機械的特性が非常に高く、後述するように、前記前部１４は乗客が着座する客室の空間の下に延在し、この空間の下部成形性に関与するので、長手方向部材１の前部１４を形成するのに適している。このような鋼の微細構造は、大きな割合のマルテンサイトを含む。

後部１８の壁厚ｔ_Ｒは、例えば、０．６ｍｍから３ｍｍの範囲に実質的に含まれる。後部１８の材料の降伏強度Ｙｓ_Ｒは、例えば、３５０ＭＰａから９５０ＭＰａの範囲に実質的に含まれる。後部１８の壁厚ｔ_Ｒおよび降伏強度Ｙｓ_Ｒは、例えば、長手方向に沿って測定された前部の全長にわたって一定である。別の実施形態では、後部１８の壁厚ｔ_Ｒおよび降伏強度Ｙｓ_Ｒは、長手方向に沿って測定された後部の全長にわたって変化する。この場合、積Ｐ_Ｒを決定するために最大壁厚および最高降伏強度が考慮される。

後部１８のこのような降伏強度は、低い引張強度、例えば、３５０ＭＰａよりも高く８００ＭＰａよりも低い引張強度を有するプレス硬化鋼部で得られる。

このような鋼の組成は、例えば、重量パーセントで、０．０４％≦Ｃ≦０．１％、０．３％≦Ｍｎ≦２％、Ｓｉ≦０．３％、Ｔｉ≦０．０８％、０．０１５％≦Ｎｂ≦０．１％、Ａｌ≦０．１％、Ｓ≦０．０５％、Ｐ≦０．１％であり、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏは０．１％未満であり、残りは、鉄および精練の結果生じる不可避の不純物である。このような鋼の微細構造は、小さい割合のマルテンサイトを含む、または全くマルテンサイトを含まない。いずれの場合も、前部１４の微細構造におけるマルテンサイトの割合は、後部１８の微細構造におけるマルテンサイトの割合よりも大きい。

後部１８は、例えば、７５°より大きい、好ましくは、８０°より大きい曲げ角度を有し、この角度は後部１８に良好な延性特性を付与する。曲げ角度は、ＶＤＡ−２３８曲げ規格に従って、２本のローラによって支持された６０×６０ｍｍ^２のプレス硬化部品において判定される。曲げ加工は、半径０．４ｍｍの鋭いパンチによって行われる。ローラとパンチとの間の間隔は、被検査部品の厚さに等しく、０．５ｍｍの隙間が加えられる。亀裂の発生は、荷重−変位曲線における荷重の減少と一致するので、検出される。荷重が最大値の３０Ｎを下回ると、試験は中断される。各試料の曲げ角度（ａ）は、荷重除去後、したがって、試料のスプリングバック後に測定される。各方向（圧延方向および横断方向）に沿って５つの試料を曲げて、曲げ角度の平均値ａ_Ａを求める。

前部１４と後部１８とは、同じ壁厚を有し得る。しかしながら、一実施形態によれば、前部１４の壁厚ｔ_Ｆは後部１８の壁厚ｔ_Ｒよりも大きい。

一実施形態によれば、前部１４および後部１８は、亜鉛系コーティング（すなわち、亜鉛がコーティングの大部分を形成する）またはアルミニウム系コーティング（すなわち、アルミニウムがコーティングの大部分を形成する）で被覆される。コーティングは、例えば、亜鉛、アルミニウム（約３．７％）およびマグネシウム（約３％）を含み得る。

上記長手方向梁１は、前部１４の材料で作られた平面前部ブランクを後部１８の材料で作られた平面後部ブランクと接合して部材ブランクを形成し、ブランクを長手方向部材の形に熱間プレス成形することによって得られる。

平面前部ブランクは、前部１４の壁厚を有し、前部１４の材料で作られる。平面後部ブランクは、後部１８の壁厚を有し、後部１８で作られる。前部ブランクを後部ブランクに接合するために、ブランクは、それらの隣接する端部が互いに接触するように、並んで配置される。この配置は、前部ブランクと後部ブランクとが重ならないように準備される。すなわち、部材ブランクは、前部ブランクにとって形成された層と後部ブランクによって形成された層の２つの層を有する領域を含まない。次に、前部ブランクおよび後部ブランクの隣接する端部は、例えば、溶接によって、接合される。より具体的には、溶接は、例えば、レーザ溶接ステップである。

部材ブランクを長手方向部材に成形するステップは、例えば、ホットスタンプステップまたは熱間プレス成形ステップであり、その間に、部材ブランクの断面はＵ字形断面になり、またその間にエルボ形状を有する第２の部分２４が成形される。ホットスタンプの後、Ｐ_ＦがＰ_Ｒよりも大きい長手方向部材が得られる。

その後、得られた長手方向部材は、亜鉛系コーティングまたはアルミニウム系コーティングを塗布することによって、亜鉛めっきされ得る。

次に、ヒンジ要素１０が長手方向部材の前端部６に取り付けられ、その後、取付要素１２が長手方向部材の後端部８に取り付けられる。ヒンジ要素１０は、例えば、長手方向部材１の底壁２８から突出する２つのタブによって形成され、各タブは、ひと続きの枝部３０において延在する。タブには、例えば、車体２に設けられた対応ピンを回転受容するための開口が設けられる。取付要素１２は、非永久的に車体２に設けられた対応ロック要素と協働するように適合された任意の手段によって形成される。図示されている実施形態によれば、取付要素１２は、例えば、図２に示されているように、車体に設けられたシャフトの形態の対応ロック要素を受容するように配置された長手方向ハウジングを画定する平行リング３１を担持するプレートによって形成される。あるいは、ヒンジ要素１０および／または取付要素１２は、長手方向部材１と一体形成され、部材ブランクの成形ステップの間に形成され得る。

上記長手方向部材は、車室の床構造の一部であり、例えば、枝部３０の自由端によって、長手方向部材のＵ字形断面を閉鎖するように配置された床板に取り付けられる。したがって、長手方向部材１は床構造体の下に延在する。一実施形態によれば、床構造体は、床板のいずれかの側面に取り付けられた２つの長手方向部材１を備える。つまり、床構造体は、床板の下の車室の左右両側に沿って延在する２つの平行な長手方向部材を備える。

長手方向部材１の前部１４は、運転者と乗客の座席が位置する車室４の前方空間３２の下方に延在し、一方、長手方向部材１の後部１８は、保管空間が設けられた車室４の後方空間３４の下に延在する。図示されている実施形態によれば、後部１８はさらに、車体２に取り付けられたエンジン室３６（図２から図４には点線で示されている）全体に延在する。前部１４の第２の部分２４は、図２に示されているように、エンジン室３６が車室４の後方空間３４の下に収容され得るように、車体２およびエンジン室３６に対して長手方向梁１の高さを変えることができるように構成される。

先に説明したように、長手方向部材１は、ヒンジ要素１０および取付要素１２によって車体２に取り付けられる。このような車体２は、車室の他に、車両の車輪、エンジン室３６、およびローリートレーラを、例えば、ローリートレーラを車体に取り付けるための手段を介して、担持するように構成される。車体２は、上記要素を取り付けるのに必要な手段を備えた金属製シャーシで形成される。金属製シャーシは、例えば、８ｍｍから１５ｍｍの範囲の壁厚を有する鋼で製造される。したがって、車体２は、金属製シャーシを変形させずに、大きな衝撃に耐えるように設計された高い引張強度を有する。

車体２は、長手方向部材１のヒンジ要素１０と協働して、長手方向部材がその前端部６によって車体２にヒンジ結合されるように配置された少なくとも１つの相補的ヒンジ要素３８を備える。相補的ヒンジ要素３８は、例えば、長手方向部材１のヒンジ要素１０を形成するタブの対応開口部に回転挿入されるピンで形成される。回転軸は、横方向に、すなわち、長手方向に対して垂直な方向に沿って延びる。２つの長手方向部材１が車室に設けられている場合、車体２は、それぞれが１つのヒンジ要素１０と協働する２つの相補的ヒンジ要素３８を備える。

したがって、ヒンジ要素１０と相補的ヒンジ要素３８は、長手方向部材１の前端部を車体２の前端部に関節結合するヒンジ３９を形成し、そのことにより、図２に示されている通常の使用位置と図３に示されている傾斜位置との間で、２つの長手方向部材１によって車室４の前部が車体２にヒンジ結合される。エンジン室３６は、先に説明したように車室４の後方空間３４の下に延在するので、車室４のこのような傾斜は、メンテナンスもしくは修理の作業のためにエンジン室３６にアクセスできるようにするために重量物車両では従来の形態である。

ヒンジ要素１０および相補的ヒンジ要素３８によって形成されるヒンジ３９は、長手方向部材１の前端部６に所定の荷重以上の外部荷重が長手方向に加えられたときに破断するように構成される。所定の力は、８０ｋＮに実質的に等しい力の例であり、この衝撃のエネルギーの一部のエネルギー吸収が必要とされる正面衝撃の場合に、長手方向部材に長手方向に加えられる最小限の外部荷重に相当する。

車体２は、長手方向部材１が後端部８によって車体２に非永久的に取り付けられるように、長手方向部材１の取付要素１２と協働するように構成された少なくとも１つのロック要素４０をさらに備える。ロック要素４０は、ロック要素４０がロック位置にあるときに長手方向部材１の後端部８が車体２に対して動かないように、長手方向部材１を後端部８によってロック位置で取り付けるための取付要素１２と協働するように適合された任意の手段で形成され、このことにより、車室は傾斜位置まで移動できない。図２から図４に示されている実施形態によれば、ロック要素４０は、例えば、取付要素１２を形成するリング３１内に導入されるシャフトの形態である。

ロック要素４０はさらに、ロック解除位置で移動可能であり、取付要素１２は、ロック要素４０がロック解除位置にあるときに車室がその傾斜位置まで移動することができるように、ロック要素４０と協働しない。変形形態によれば、ロック解除位置とロック位置との間で移動可能であるのは、取付要素１２である。ロック要素４０は、例えば、図３に示されているように、シャフトがリング３１から引き出され得るように、ロック解除位置で長手方向に平行移動可能である。２つの長手方向部材１が車室に設けられている場合、車体２は、それぞれが１つの取付要素１２と協働する２つのロック取付部４０を備える。

取付要素１２とロック要素４０とが一緒になって、長手方向部材１の後端部を車体２に接続するロック取付部を形成する。このようなロック取付部は、同じく重量物車両において従来の形態であり、例えば、緊急破断の場合や衝撃が発生した場合に、車両の通常の使用において車室を傾斜位置で動かないようにすることができる。

そのためには、取付要素１２とロック要素１０とによって形成されたロック取付部は、正面衝撃が発生した場合に長手方向部材１に長手方向に加えられる外部荷重に耐えるように構成される。荷重に耐えられることによって、衝撃が発生した場合にロック取付部が破断せず、またロック取付部のロック位置で衝撃が発生した後にロック取付部による固定接続が維持されるということである。ロック取付部は、例えば、８０ｋＮより大きく、最大で１４０ｋＮの力の外部荷重に耐えることができる。

車体２はさらに、ロック取付部がロック解除位置にあるときに、通常の使用位置と傾斜位置との間で車室４を移動させるための手段（図示せず）を備え得る。このような手段は、例えば、車体２と車室４との間に配置された１つまたは複数のピストン装置で形成される。

次に、上述した重量物車両構造体に正面衝撃が加わった場合の長手方向部材の挙動について説明する。

例えば、重量物車両が壁または他の車両に衝突したときの正面衝撃の場合、衝撃は重量物車両の前端部、特に、長手方向部材１の前端部６で生じる。

衝撃により長手方向部材に加えられる外部荷重が、エネルギー吸収が必要とされる所定の荷重以上であるとき、図４に示されているように、ヒンジ３９はロック取付部が残ったまま破断する。したがって、長手方向部材１は、前端部６と後端部８との間で変形可能である変形可能な構造体となり、車体２に取り付けられた状態のまま残る。

前部１４は実質的に変形不可能な構造体を形成するので、衝撃のエネルギーは、前部１４を変形させずに長手方向部材１の後部１８に伝達される。特に、前部１４がエルボ形状を有する第２の部分２４を備える場合、第２の部分２４は、変形せず、後部１８をその第２の長手方向軸Ｂから曲げない。図４に見られるように、衝撃の間、長手方向部材は変形されないので、衝撃の間、前方空間３２は無傷のままであり、運転者および乗客は保護される。

後部１８が長手方向部材１の延性部分を形成するので、前部１４によって長手方向部材１の後部１８に伝達されるエネルギーは、後部１８をその第２の長手方向軸Ｂに沿って変形させる。後部の変形は、特に、第２の長手方向軸Ｂに沿った後部１８の座屈である。この変形は、後部１８を押し潰し、または座屈させて、その長手方向軸に沿ってひだ４２を形成する。中間部分１６によって形成され、同じく第２の長手方向軸Ｂ上に位置する前部１４の第２の部分２４の端部のおかげで、この変形は、第２の長手方向軸Ｂに沿って維持される。ひだ４２は、衝撃のエネルギーの一部を吸収して、車室への衝撃の影響を低減する。長手方向部材の後部１８の変形は、図４のひだ４４によって示されているように、車室２の後方空間３４の周囲の車室２の壁の変形を引き起こす。したがって、後方空間３４の周囲の壁もエネルギー吸収に関与する。

後方空間３４内の車室の変形は、後方空間３４がこれらの乗客を収容することを意図していないので、車室の乗員にとって危険ではない。

本発明の長手方向部材１は、乗員が着座する空間において車室２を保護すると同時に、衝撃点は重量物車両において乗員が着座する空間のすぐ前に位置するので、長手方向部材の延性部分を前記衝撃点から離して配置することにより、空の空間内でエネルギーを吸収することができる。

長手方向部材は、ＥＣＥ（欧州経済委員会）規則ＥＣＥ−Ｒ２９／０３の試験Ａ（または前方衝撃試験）の要件に対応するのに、特に適している。

Claims (22)

1. 重量物車両構造体の前方に向けられるように意図された前端部（６）であって、重量物車両車体（２）に関節式に長手方向部材を取り付けるためのヒンジ要素（１０）が設けられた前端部（６）と、重量物車両構造体の後方に向けられるように意図された後端部（８）であって、重量物車体（２）に非永久的に長手方向部材を取り付けるための取付要素（１２）を備える後端部（８）とを備え、長手方向部材の前端部（６）から中間領域（１６）まで延在する前部（１４）と、長手方向部材の中間領域（１６）から後端部（８）まで延在する後部（１８）とを備える重量物車両構造体用の長手方向部材（１）であって、前部（１４）の壁厚（ｔ_Ｆ）と前部（１４）の材料の降伏強度（Ｙｓ_Ｆ）との積（Ｐ_Ｆ）が後部（１８）の壁厚（ｔ_Ｒ）と後部（１８）の材料の降伏強度（Ｙｓ_Ｒ）との積（Ｐ_Ｒ）より大きいことを特徴とする、長手方向部材（１）。
2. 前部（１４）の壁厚（ｔ_Ｆ）が、０．６ｍｍから３ｍｍの範囲に実質的に含まれ、前部（１４）の材料の降伏強度（Ｙｓ_Ｆ）が、９６０ＭＰａから１５５０ＭＰａの範囲に実質的に含まれる、請求項１に記載の長手方向部材。
3. 後部（１８）の壁厚（ｔ_Ｒ）が、０．６ｍｍから３ｍｍの範囲に実質的に含まれ、後部（１８）の材料の降伏強度（Ｙｓ_Ｒ）が、３５０ＭＰａから９５０ＭＰａの範囲に実質的に含まれる、請求項１または２に記載の長手方向部材。
4. 前部（１４）の壁厚（ｔ_Ｆ）が、後部（１８）の壁厚（ｔ_Ｒ）よりも大きい、請求項１から３のいずれか一項に記載の長手方向部材。
5. 前記長手方向部材が、プレス硬化部材である、請求項１から４のいずれか一項に記載の長手方向部材。
6. 前部（１４）が、重量パーセントで、
   ０．１５％≦Ｃ≦０．５％、０．５％≦Ｍｎ≦３％、０．１％≦Ｓｉ≦１％、０．００５％≦Ｃｒ≦１％、Ｔｉ≦０．２％、Ａｌ≦０．１％、Ｓ≦０．０５％、Ｐ≦０．１％、Ｂ≦０．０１０％を含み、残りは、鉄および精練の結果生じる不可避の不純物である、または
   ０．２０％≦Ｃ≦０．２５％、１．１％≦Ｍｎ≦１．４％、０．１５％≦Ｓｉ≦０．３５％、≦Ｃｒ≦０．３０％、０．０２０％≦Ｔｉ≦０．０６０％、０．０２０％≦Ａｌ≦０．０６０％、Ｓ≦０．００５％、Ｐ≦０．０２５％、０．００２％≦Ｂ≦０．００４％を含み、残りは、鉄および精練の結果生じる不可避の不純物である、または
   ０．２４％≦Ｃ≦０．３８％、０．４０％≦Ｍｎ≦３％、０．１０％≦Ｓｉ≦０．７０％、０．０１５％≦Ａｌ≦０．０７０％、Ｃｒ≦２％、０．２５％≦Ｎｉ≦２％、０．０１５％≦Ｔｉ≦０．１０％、Ｎｂ≦０．０６０％、０．０００５％≦Ｂ≦０．００４０％、０．００３％≦Ｎ≦０．０１０％、Ｓ≦０．００５％、Ｐ≦０．０２５％を含み、残りは、鉄および精練の結果生じる不可避の不純物である
   プレス硬化鋼で作成される、請求項１から５のいずれか一項に記載の長手方向部材。
7. 前記後部（１８）が、重量パーセントで、０．０４％≦Ｃ≦０．１％、０．３％≦Ｍｎ≦２％、Ｓｉ≦０．３％、Ｔｉ≦０．０８％、０．０１５％≦Ｎｂ≦０．１％、Ａｌ≦０．１％、Ｓ≦０．０５％、Ｐ≦０．１％、０．１％未満のＣｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏを含み、残りは、鉄および精練の結果生じる不可避の不純物であるプレス硬化鋼で作成される、請求項１から６のいずれか一項に記載の長手方向部材。
8. 後部（１８）が、７５°より大きい曲げ角度を有する、請求項７に記載の長手方向部材。
9. 前部（１４）の微細構造におけるマルテンサイトの割合が、後部（１８）の微細構造におけるマルテンサイトの割合よりも大きい、請求項５から８のいずれか一項に記載の長手方向部材。
10. 前部（１４）および後部（１８）が、亜鉛系コーティングまたはアルミニウム系コーティングで被覆される、請求項１から９のいずれか一項に記載の長手方向部材。
11. 中間領域（１６）が、第１の部分（１４）のエルボ形状部（２４）の端部で延在し、そのことにより、前部（１４）の大部分はエルボ形状領域（２４）の外側で第１の長手方向軸（Ａ）に沿って延在し、後部（１８）の大部分は第２の長手方向軸（Ｂ）に沿って延在し、第１の長手方向軸（Ａ）と第２の長手方向軸（Ｂ）は互いに異なり、および互いに実質的に平行である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の長手方向部材。
12. 長手方向部材が、重量物車両の車室の床構造体の下に延在するように意図される、請求項１から１１のいずれか一項に記載の長手方向部材。
13. 重量物車両車体（２）と、請求項１から１２のいずれか一項に記載の少なくとも１つの長手方向部材（１）によって前記車体（２）に取り付けられた重量物車両車室（４）とを備える重量物車両構造体であって、長手方向部材（１）の前端部（６）のヒンジ要素（１０）は、車体（２）の相補的ヒンジ要素（３８）に取り付けられて車室（４）を車体（２）にヒンジ式に接続するヒンジ（３９）を形成し、長手方向部材の後端部（８）の取付要素（１２）は、車体（２）のロック要素（４０）に取り付けられて車室（４）を車体（２）に非永久的に接続するロック取付部を形成する、重量物車両構造体。
14. 前記ヒンジ（３９）が、８０ｋＮより大きい外部荷重を受けて長手方向部材（１）の前端部（６）に対して実質的に長手方向に衝撃が加えられた場合に破断するように構成され、一方、ロック取付部が、前記衝撃の場合に長手方向部材（１）の後部（１８）が押し潰されてエネルギーを吸収することができるように取付要素（１２）がロック要素（４０）に取り付けられたときに、前記衝撃に耐えるように構成される、請求項１３に記載の重量物車両構造体。
15. 長手方向部材が、重量物車両構造体の車室床構造体の下に延在する、請求項１３または１４に記載の重量物車両構造体。
16. 車室（４）が、車室床構造体の両側に延在する少なくとも２つの長手方向部材（１）によって車体（２）に取り付けられる、請求項１５に記載の重量物車両構造体。
17. 請求項１から１２のいずれか一項に記載の長手方向部材を製造する方法であって、
    前部ブランクおよび後部ブランクを提供するステップと、
    前部ブランクを後部ブランクに接合して部材ブランクを形成するステップと、
    前部（１４）の壁厚（ｔ_Ｆ）と前部（１４）の材料の降伏強度（Ｙｓ_Ｆ）との積（Ｐ_Ｆ）が後部（１８）の壁厚（ｔ_Ｒ）と後部（１８）の材料の降伏強度（Ｙｓ_Ｒ）との積（Ｐ_Ｒ）より大きくなるように、前部（１４）と後部（１８）とを備える長手方向部材の形状に部材ブランクを熱間プレス成形するステップと
    を含む方法。
18. 部材ブランクが、Ｕ字形断面を有する形状に熱間プレス成形される、請求項１７に記載の方法。
19. 部材ブランクが、エルボ形状部（２４）を備えるように成形される、請求項１８に記載の方法。
20. 前部ブランクが、前部ブランクと後部ブランクとを重ね合わせずに、溶接によって後部ブランクに接合される、請求項１７から１９のいずれか一項に記載の方法。
21. 溶接がレーザ溶接である、請求項２０に記載の方法。
22. 長手方向部材（１）の前端部（６）にヒンジ要素（１０）を取り付けるステップと、長手方向部材（１）の後端部（８）に取付要素を（１２）を取り付けるステップとをさらに含む、請求項１７から２１のいずれか一項に記載の方法。

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