KR101666491B1 - 화물차용 복합재 적재함 - Google Patents

화물차용 복합재 적재함 Download PDF

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Abstract

화물차용 복합재 적재함에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 화물차용 복합재 적재함은: 화물차의 후측에 설치되며 적재공간의 하부를 형성하는 베이스부와, 베이스부의 일측에 세워진 형태로 설치되는 전방지지부와, 전방지지부와 마주하며 베이스부의 타측에 세워진 형태로 설치되는 후방지지부 및 전방지지부와 후방지지부의 상측에 위치되어 회전에 의해 적재공간을 개폐하는 덮개부를 포함하며, 전방지지부는 스틸과 알루미늄 중 적어도 어느 한가지 이상을 포함하며 내측에 복수 개의 제2장착공간을 형성하는 전방지지프레임과, 제2장착공간에 설치되며 고분자화합물로 성형되는 충전폼 및 충전폼과 전방지지프레임을 감싸는 섬유 재질의 스킨부에 열경화성수지를 포함한 접착부가 함침되어 경화된 외형을 형성하는 전방지지커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

화물차용 복합재 적재함{COMPOSITE MATERIAL CARGO BOX FOR TRUCK}
본 발명은 화물차용 복합재 적재함에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알루미늄 골조와 복합재를 사용하여 적재함을 형성하므로, 구조적 강도는 증가시키고 적재함의 중량은 감소시켜 화물차의 연비를 향상시킬 수 있는 화물차용 복합재 적재함에 관한 것이다.
일반적으로 화물차에는 적재함에 적재되는 화물을 비나 눈으로부터 보호하는 동시에 상하차 작업이 용이하도록 적재함이 구비된다. 적재함은 일측면을 개폐할 수 있는 일측 개폐식 구조 및 양측면을 개폐할 수 있는 양측 개폐식 구조가 널리 사용된다.
화물차의 적재함은 스틸(STEEL) 부재를 이용하여 프레스 성형을 한 다음 이를 용접하여 제작하는 방법이 주를 이루었다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제1997-0026377호(1997.06.24 공개, 발명의 명칭: 화물차의 컨테이너식 적재함의 용적가변장치)에 개시되어 있다.
종래에는 스틸 부재를 이용하여 화물차용 복합재 적재함을 제작하므로 차량의 무게가 증가되고, 적은 신율(ELONGATION)로 인해 차량 사고시 파손 가능성이 높아진다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 알루미늄 골조와 복합재를 사용하여 적재함을 형성하므로, 구조적 강도는 증가시키고 적재함의 중량은 감소시켜 화물차의 연비를 향상시킬 수 있는 화물차용 복합재 적재함을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 화물차용 복합재 적재함은: 화물차의 후측에 설치되며 적재공간의 하부를 형성하는 베이스부와, 베이스부의 일측에 세워진 형태로 설치되는 전방지지부와, 전방지지부와 마주하며 베이스부의 타측에 세워진 형태로 설치되는 후방지지부 및 전방지지부와 후방지지부의 상측에 위치되어 회전에 의해 적재공간을 개폐하는 덮개부를 포함하며, 전방지지부는 스틸과 알루미늄 중 적어도 어느 한가지 이상을 포함하며 내측에 복수 개의 제2장착공간을 형성하는 전방지지프레임과, 제2장착공간에 설치되며 고분자화합물로 성형되는 충전폼 및 충전폼과 전방지지프레임을 감싸는 섬유 재질의 스킨부에 열경화성수지를 포함한 접착부가 함침되어 경화된 외형을 형성하는 전방지지커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 충전폼은 피엠아이(PMI:Polymethacrylimide)폼, 우레탄폼 및 피브이씨(PVC)폼 중에서 1종을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
또한 스킨부는, 충전폼과 전방지지프레임의 하측을 감싸는 하부스킨부 및 충전폼과 전방지지프레임의 상측을 감싸는 상부스킨부를 포함하며, 하부스킨부와 상부스킨부는 카본섬유 또는 유리섬유 중에서 적어도 어느 한개를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 화물차용 복합재 적재함은, 전방지지부를 알루미늄을 사용하여 골조를 형성하고, 내측에는 충전폼을 설치하여 전방지지부의 구조적 강도는 유지하고 중량은 감소시켜 화물차의 연비를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화물차용 복합재 적재함이 화물차에 설치된 상태를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화물차용 복합재 적재함을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화물차용 복합재 적재함의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임부재의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임부재의 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 크로스멤버와 브라켓이 파스너로 결합된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 크로스멤버와 브라켓에 파스너가 결합되는 상태를 순차적으로 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 덮개부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 덮개부의 요부구성을 도시한 분해 사시도이다.
도 11와 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 후방지지부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 후방지지부의 분해 사시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 전방지지부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 전방지지부의 분해 사시도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 전방지지부를 성형하기 위하여 지지금형 위에 하부스킨부와 전방지지프레임과 충전폼이 적층된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 지지금형 상측에 스킨부와 전방지지프레임과 충전폼이 적층된 상태에서 커버필름부의 내측을 진공화하는 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버필름부의 내측에서 경화된 전방지지부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 후방지지부를 성형하기 위하여 지지금형 위에 제1스킨부와 후방지지프레임과 제2스킨부가 차례로 적층된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 지지금형 상측에 적층스킨부와 후방지지프레임과 필플라이와 이형필름과 그물방부를 적층한 상태에서, 커버필름부의 내측을 진공화하는 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버필름부의 내측에서 경화된 후방지지부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 화물차용 복합재 적재함을 설명한다. 설명의 편의를 위해 5톤용 화물차에 적용된 화물차용 복합재 적재함을 예로 들어 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화물차용 복합재 적재함이 화물차에 설치된 상태를 개략적으로 도시한 정면도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화물차용 복합재 적재함을 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화물차용 복합재 적재함의 분해사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스부를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임부재의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임부재의 분해 사시도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 크로스멤버와 브라켓이 파스너로 결합된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 크로스멤버와 브라켓에 파스너가 결합되는 상태를 순차적으로 도시한 단면도이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 덮개부를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 덮개부의 요부구성을 도시한 분해 사시도이며, 도 11와 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 후방지지부를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 후방지지부의 분해 사시도이며, 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 전방지지부를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 전방지지부의 분해 사시도이며, 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 전방지지부를 성형하기 위하여 지지금형 위에 하부스킨부와 전방지지프레임과 충전폼이 적층된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 지지금형 상측에 스킨부와 전방지지프레임과 충전폼이 적층된 상태에서 커버필름부의 내측을 진공화하는 상태를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버필름부의 내측에서 경화된 전방지지부를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 후방지지부를 성형하기 위하여 지지금형 위에 제1스킨부와 후방지지프레임과 제2스킨부가 차례로 적층된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 지지금형 상측에 적층스킨부와 후방지지프레임과 필플라이와 이형필름과 그물방부를 적층한 상태에서, 커버필름부의 내측을 진공화하는 상태를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버필름부의 내측에서 경화된 후방지지부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1 내지 3 및 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 화물차용 복합재 적재함(1)은, 베이스개방부(16), 베이스지지대(18), 베이스부(20), 프레임부재(50), 전방지지부(60), 후방지지부(70), 덮개부(80)를 포함한다.
화물차용 복합재 적재함(1)이 설치되는 화물차(10)는 후축(12)이 2개로 이루어진 5톤 화물차(10)를 예로 들어 설명하며, 후2축 화물차(10)가 아닌 다른 종류의 화물차(10)에 본 발명에 의한 화물차용 복합재 적재함(1)이 설치될 수 있다.
화물차(10)의 뒷바퀴가 설치되는 후축(12)이 연이어 2개 설치되며, 후축(12)의 상측에 적재공간(14)이 위치한다.
화물차용 복합재 적재함(1)의 하측에는 베이스부(20)가 위치하며, 베이스부(20)의 좌우 양측에는 베이스개방부(16)와 베이스지지대(18)가 설치된다. 베이스지지대(18)는 베이스부(20)의 상측에 상하 방향으로 설치되며, 베이스부(20)의 양측에 베이스개방부(16)가 회전 가능하게 설치된다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 베이스부(20)는 화물차(10)의 후측에 설치되며, 적재공간(14)의 하부를 형성하는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 일 실시예에 따른 베이스부(20)는, 크로스멤버(22), 서브프레임(24), 사이드레일(26), 브라켓(28), 파스너(30), 베이스스킨(46)을 포함한다.
사이드레일(26)은 베이스부(20)의 양측 끝부에 위치되며, 크로스멤버(22)의 양측 단부는 사이드레일(26)에 연결된다. 서브프레임(24)은 크로스멤버(22)와 교차되는 형상으로 설치된다.
크로스멤버(22)와 서브프레임(24)은 알루미늄 소재로 구성될 수 있으며, 알루미늄 소재가 일정 단면을 이루며 길게 이어지도록 압출된 알루미늄 압출소재나, 알루미늄에 복합소재를 혼합하여 주조시켜 제조된 알루미늄 주조복합소재로 구성될 수도 있다.
크로스멤버(22)는 차량의 길이방향의 양측으로 배열되는 한 쌍의 사이드레일(26)에 양측의 단부가 결합되며, 크로스멤버(22)의 하부에 설치된 서브프레임(24)도 크로스멤버(22)에 결합된다.
도 7과 도 8에 도시된 바와 같이, 크로스멤버(22)는 서브프레임(24)과 직접 파스너(30; FASTENER)로 결합될 수 있으며, 브라켓(28)을 매개로 파스너(30)나 볼트 등으로 결합될 수도 있다. 파스너(30)는 리벳팅공구(40)를 사용하여 삽입 및 결합될 수 있다. 파스너(30)는 크로스멤버(22)와 브라켓(28)이 접한 상태에서 크로스멤버(22)와 브라켓(28)을 수직으로 관통하도록 리벳팅을 한다. 파스너(30)는 크로스멤버(22)와 브라켓(28) 외측의 양 단부를 이중으로 가압하여 결합하도록 구성된다.
파스너(30)는 크로스멤버(22)와 브라켓(28)으로 삽입하는 방향에 형성된 단부 형상에 의해 가압력을 형성하는 제1가압부(34)와, 크로스멤버(22)와 브라켓(28)을 관통하여 돌출된 방향에서 리벳팅 시 압착에 의해 돌출되는 형상에 의해 가압력을 형성하는 제2가압부(38)를 형성한다.
파스너(30)는 크로스멤버(22)와 브라켓(28)에 형성된 삽입홈에 기존의 리벳팅공구(40; 도 8 참조)를 사용하여 삽입 및 결합된다. 이때, 제1가압부(34)는 파스너(30)를 크로스멤버(22)와 브라켓(28)으로 삽입하는 측의 단부에 형성된 걸림턱부(32)에 맞물리는 걸림홈부(36)를 내측에 형성한다.
따라서, 리벳팅공구(40)에 의해 파스너(30)가 일측으로 이동되어 걸림턱부(32)가 서브프레임(24)의 단부로 이동하는 동시에, 걸림홈부(36)가 리벳팅공구(40)에 의해 걸림턱부(32)로 가압되어 삽입함으로써 가압력을 형성하므로 크로스멤버(22)와 브라켓(28)이 결합된다. 서브프레임(24)과 브라켓(28)의 결합도 크로스멤버(22)와 같은 방식으로 이루어진다.
제2가압부(38)는, 파스너(30)를 크로스멤버(22)와 브라켓(28)을 관통하여 돌출된 부위의 단부에서 리벳팅공구(40)에 의해 파스너(30)를 이동시키는 경우, 압착에 의해 쭈그러들어서 돌출되는 형상에 의해 가압력이 형성되도록 구성된다.
파스너(30)는 일측 끝부에 다수의 톱니(44)를 형성하여 리벳팅공구(40)의 이송부재(42)에 걸려 상부로 이송되도록 구성될 수 있다. 파스너(30)가 톱니(44)와 리벳팅공구(40)의 이송부재(42)의 상호작용에 의해 상부로 이송되면, 파스너(30)의 중앙부에 형성된 걸림턱부(32)가 함께 이송된다. 제1가압부(34)재는 리벳팅공구(40)에 의해 하부로 가압되어 걸림홈부(36)가 걸림턱부(32)를 삽입하여 고정이 이루어진다.
참고로, 톱니(44)가 형성된 파스너(30)의 일측은 리벳팅공구(40)에 리벳팅 시 제거되도록 구성될 수 있다. 그리고, 파스너(30)의 하측은 브라켓(28)과 크로스멤버(22)를 억지 끼움으로 관통하며, 리벳팅공구(40)에 의해 상부로 이동시 돌출된 부위가 압착되어 쭈그러들어 돌출되는 제2가압부(38)를 형성한다.
일 실시예에 따른 파스너(30)에 의하면, 결합할 부재를 관통한 후 돌출된 반대편을 타격할 필요가 없으므로, 폐단면 형상을 이루도록 제조된 부재를 리벳팅에 의해 용이하게 결합할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 화물차용 복합재 적재함(1)에 사용되는 각 부재는 파스너(30)를 사용한 리벳팅 작업으로 결합될 수 있으며, 볼트와 너트의 결합으로 고정될 수 있는 등 다양한 변형 실시가 가능하다.
크로스멤버(22)와 서브프레임(24)에 동시에 면접촉되는 브라켓(28)을 매개로 하여 파스너(30)를 삽입하여 결합된다. 브라켓(28)은 직각으로 절곡되어 크로스멤버(22)와 서브프레임(24)이 밀착되어 접해지는 일측에서 양 부재와 면접촉을 이루도록 설치된다. 브라켓(28)과 면접촉된 크로스멤버(22)와 서브프레임(24)으로 각각 파스너(30)를 삽입하여 결합한다.
따라서, 브라켓(28)의 종류에 따라 크로스멤버(22)와 서브프레임(24)을 다양하게 배치할 수 있도록 함으로써 설계상의 자유도를 높일 수 있다.
크로스멤버(22)와 서브프레임(24)과 사이드레일(26) 등이 설치된 베이스부(20)의 골조에 베이스스킨(46)이 설치되어 베이스부(20)의 외형을 형성한다. 베이스스킨(46)은 철판이나 복합재로 성형된 판재 등 다양한 종류의 판재가 사용될 수 있다.
한편 화물차용 복합재 적재함(1)에 사용되는 크로스멤버(22)와 서브프레임(24)과 사이드레일(26)과 전방지지프레임(62) 및 후방지지프레임(72)과 같은 뼈대를 프레임부재(50)로 지칭한다.
도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 프레임부재(50)는 스틸 또는 알루미늄으로 제조될 수 있으며, 알루미늄 골조 외측에 복합재를 추가 성형할 수 있다.
프레임부재(50)는, 내측에 형성되어 프레임부재(50)의 골조를 이루는 알루미늄보강재(52)와, 알루미늄보강재(52)의 외측을 덮도록 형성되는 외측복합재(56)를 포함한다. 알루미늄보강재(52)의 둘레부 표면에는 다수의 외측홈부(54)가 형성된다.
알루미늄보강재(52)는 일정한 단면 형상이 길게 연장된 구조를 가지며, 압출 또는 인발 가공을 통해 제조될 수 있다.
외측홈부(54)는 알루미늄보강재(52)에 외측복합재(56)를 압착할 때, 외측복합재(56)가 충진되는 공간을 형성하는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 변형될 수 있다.
외측홈부(54)는 알루미늄보강재(52)의 제조시에 압출 또는 인발 금형의 다이스의 형상을 통해 형성될 수 있으며, 알루미늄보강재(52)를 제조한 후 별도의 가공공정을 통해 형성될 수도 있다.
외측홈부(54)는 알루미늄보강재(52)의 표면에서 하부로 갈수록 면적이 좁아지는 상광하협 구조 또는 알루미늄보강재(52)의 표면에서 하부로 갈수록 면적이 점점 넓어지는 상협하광 구조로 형성될 수 있다. 또는 알루미늄보강재(52)의 표면에서 내부로 일정한 면적을 가지도록 외측홈부(54)를 형성될 수도 있다.
외측홈부(54)는 알루미늄보강재(52)의 가로 및 세로 방향에 각각 적어도 1 개소 이상 설치되는 것이 바람직하다.
외측홈부(54)를 상광하협 구조로 형성할 경우, 외측복합재(56)를 적층시켜 압착할 시 성형성을 극대화시키는 작용을 하고, 외측홈부(54)를 상협하광 구조로 형성할 경우에는 압착에 의한 결합력을 극대화시키는 작용을 한다.
외측복합재(56)는 탄소 복합재 또는 유리섬유 복합재 등으로 구성될 수 있으며, 알루미늄보강재(52)를 인발 가공 금형에 설치한 후, 복합재 수지를 적층시켜 프리폼을 형성한 후 인발 가공하여 압착한다.
일 실시예에 따른 프레임부재(50)에 의하면, 무거운 스틸 강판을 사용하지 않고 알루미늄보강재(52)를 이용함으로써, 제조된 프레임부재(50)의 무게를 대폭 경량화시키는 동시에 기계적 강성 및 강도를 향상시킬 수 있다.
또한, 프레임부재(50)의 제조시 경량의 알루미늄 소재를 사용함으로써 제조 공정이 용이하게 이루어지며, 이를 통해 작업 효율과 생산성을 높일 수 있다.
도 3, 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 전방지지부(60)는 스틸과 알루미늄 중 적어도 어느 한가지 이상을 포함하며 내측에 복수 개의 제2장착공간(63)을 형성하며 베이스부(20)의 일측에 세워진 형태로 설치되는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
일 실시예에 따른 전방지지부(60)는, 전방지지프레임(62)과 충전폼(65)과 전방지지커버(67)를 포함한다.
전방지지프레임(62)은 알루미늄을 포함하는 재질로 성형되며, 내측에 복수 개의 제2장착공간(63)을 형성하는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 일 실시예에 따른 전방지지프레임(62)은 격자 형상으로 틀을 형성하며, 틀의 내측에는 복수 개의 제2장착공간(63)을 형성한다.
충전폼(65)은 전방지지프레임(62)의 제2장착공간(63)에 설치되며, 고분자화합물로 성형된다. 일 실시예에 따른 충전폼(65)은 피엠아이(PMI:Polymethacrylimide)폼, 우레탄폼 및 피브이씨(PVC:Polyvinyl Chloride)폼 중에서 1종을 선택하여 사용한다. 충전폼(65)은 직육면체 형상으로 형성되며, 전방지지프레임(62)의 내측에 위치한다. 충전폼(65)에는 경화되지 않은 접착부(125)가 통과할 수 있는 발포홀부(도시생략)가 상하 방향으로 구비되어 접착부(125)의 흐름성을 개선시킬 수 있다.
전방지지커버(67)는 충전폼(65)과 전방지지프레임(62)을 감싸는 섬유 재질의 스킨부(120)에 열경화성수지를 포함한 접착부(125)가 함침되어 경화된 외형을 형성하는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 일 실시예에 따른 전방지지커버(67)는, 전방지지프레임(62)의 일측에 설치되며 전방지지프레임(62)과 충전폼(65)의 일측을 감싸는 형상으로 설치되는 제1지지커버(68)와, 전방지지프레임(62)의 타측에 설치되며 제1지지커버(68)의 개구된 부분을 차폐하는 제2지지커버(69)를 포함한다.
스킨부(120)는, 충전폼(65)과 전방지지프레임(62)의 하측을 감싸는 하부스킨부(122) 및 충전폼(65)과 전방지지프레임(62)의 상측을 감싸는 상부스킨부(121)를 포함하며, 하부스킨부(122)와 상부스킨부(121)는 기계적 물성이 높은 직물인 카본섬유 또는 유리섬유 중에서 적어도 어느 한개를 포함한다. 전방지지프레임(62)은 알루미늄으로만 성형될 수 있으며, 알루미늄으로 성형된 부분과 스틸로 성형된 부분을 구분하여 제작할 수 있다. 또한 전방지지프레임(62)의 외측에 별도의 복합재를 코팅하여 전방지지프레임(62)의 구조강성을 높일 수도 있다.
일 실시예에 따른 스킨부는 상부스킨부와 하부스킨부로 구성된다. 상부스킨부는 전방지지프레임(62)과 충전폼(65)의 상측을 감싸는 형상으로 설치되며, 하부스킨부(122)는 전방지지프레임(62)과 충전폼(65)의 하측을 감싸는 형상으로 설치된다. 스킨부(120)는 수지나 레진을 사용하는 액상에 접착부(125)에 접하여 경화되므로 전방지지커버(67)로 성형된다.
전방지지커버(67)는 복합재로 성형되며, 제1지지커버(68)와 제2지지커버(69)는 전방지지프레임(62)을 감싸는 형상으로 일체로 성형되거나, 별도로 생산되어 조립될 수 있는 등 다양한 변형 실시가 가능하다.
접착부(125)는 하부스킨부(122)와 상부스킨부(121) 사이로 유입되어 경화된다. 접착부(125)는 합성수지가 경화된 것을 의미하며, 폴리에스터 수지 또는 비닐에스터 수지 중에서 1종을 선택하여 사용할 수 있다.
도 15 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 복합재를 포합하는 전방지지부(60)를 성형하기 위하여, 지지금형(133)의 상측에 왁스 등을 도포하여 이형처리를 한 후, 스킨부(120)를 절단하여 지지금형(133)의 상측에 하부스킨부(122)를 적층한다.
하부스킨부(122)의 상측에 전방지지프레임(62)을 적층하고, 전방지지프레임(62)에 구비된 제2장착공간(63)에 충전폼(65)을 삽입한다. 그리고, 전방지지프레임(62)과 충전품(65)의 상측에 상부스킨부(121)를 적층한 후, 모기장 같은 형상의 그물망부(139)가 상부스킨부(121)의 상측에 적층된다. 그물망부(139)를 감싸며 커버필름부(136)가 설치된 후 커버필름부(136)와 연결된 일측 관로를 통해서는 커버필름부(136) 내측의 공기를 빼내며, 커버필름부(136)에 연결된 타측 관로를 통해서는 액상의 접착부(125)를 공급한다.
액상의 접착부(125)가 커버필름부(136)의 내측에서 그물망부(139)를 따라 퍼지면서 스킨부(120)에 함침되어 스킨부(120)를 경화시키므로, 스킨부(120)는 전방지지프레임(62)과 충전폼(65)을 감싸는 전방지지커버(67)로 성형된다.
전방지지프레임(62)은 각관 형상으로 형성되므로 전방지지프레임(62)의 내측으로 액상의 접착부(125)가 유입되지 못하도록 지지금형(133)에는 막음부(134)가 구비된다. 막음부(134)는 지지금형(133)의 상측으로 돌출된 구조물로, 전방지지프레임(62)의 개구된 일단을 차폐한다.
전방지지부(60)의 설치가 완료되면, 커버필름부(136)가 전방지지부(60)를 감싸도록 배치된다. 커버필름부(136)는 전방지지부(60)와 이격될 수 있으며, 단부가 지지금형(133)과 실링 처리된다. 일 예로, 커버필름부(136)로는 베이깅 필름(Bagging film)을 사용할 수 있다.
커버필름부(136)의 내측으로 수지가 공급되면, 모터를 사용하는 배출부(도시생략)가 커버필름부(136)와 전방지지부(60) 사이의 공기를 외부로 배출한다. 이때, 수지 공급과 공기 배출이 동시에 실시될 수 있으며, 공기 배출이 실시된 후 수지 공급이 이루어질 수 있다. 한편, 커버필름부(136)와 전방지지부(60) 사이에 있는 공기가 외부로 배출되면서 커버필름부(136)가 수축된다. 그러나, 그물망부(139)를 통과하는 수지의 통과율이 낮게 설정되어 있으므로, 커버필름부(136)의 수축시 특정 지점에 몰려 있던 수지가 그물망부(139)의 전역에 걸쳐 골고루 분배될 수 있다.
수지 경화가 완료되면, 커버필름부(136)와 그물망부(139)를 제거하고, 성형된 복합판재인 전방지지부(60)에 대한 트리밍 공정을 실시할 수 있다.
도2, 도 11 내지 도 14 및 도 19 내지 도 21에 도시된 바와 같이, 후방지지부(70)는 전방지지부(60)와 마주하며 베이스부(20)의 타측에 세워진 형태로 설치되며, 알루미늄과 복합재로 성형되어 후미등설치부(77)와 번호판설치부(78)를 구비하는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 일 실시예에 따른 후방지지부(70)는 후방지지프레임(72), 외측부재(74), 후방지지베이스(76)를 포함한다.
후방지지프레임(72)은 후방지지부(70)의 뼈대를 형성하며 스틸과 알루미늄 중 적어도 어느 한가지 이상을 포함한다. 일 실시예에 따른 후방지지프레임(72)은 하측이 개구된 "ㄷ"자 형상으로 성형된다. 후방지지프레임(72)은 직선 형상의 알루미늄바를 용접으로 조립하여 서로 고정시킨다.
외측부재(74)는 후방지지프레임(72)의 외측을 감싸는 형상으로 성형되며, 복합재를 재료로 성형된다. 외측부재(74)는 후방지지프레임(72)의 외측에 사출성형이나 코팅 등의 방법으로 결합된다. 일 실시예에 따른 외측부재(74)는 후방지지프레임(72)을 감싸는 섬유 재질의 적층스킨부(130)에 열경화성수지를 포함한 접착부(125)가 함침되어 후방지지프레임(72)의 외측을 감싸는 형상으로 형성된다.
후방지지베이스(76)도 외측부재(74)와 함께 복합재로 성형되며, 외측부재(74)에 연결되어 후방지지부(70)를 형성하는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 일 실시예에 따른 후방지지베이스(76)는 후미등설치부(77)와 번호판설치부(78)와 테두리부(79)를 포함한다. 또한 후방지지베이스(76)는 섬유 재질의 적층스킨부(130)에 열경화성수지를 포함한 접착부(125)가 함침되어 경화되므로 종래 대비 경량화된 후방지지부(70)를 성형할 수 있다.
일 실시예에 따른 적층스킨부(130)는, 후방지지프레임(72)의 하측을 감싸는 제1스킨부(131) 및 후방지지프레임(72)의 상측을 감싸는 제2스킨부(132)를 포함하며, 제1스킨부(131)와 제2스킨부(132)는 카본섬유 또는 유리섬유 중에서 적어도 어느 한개를 포함한다.
테두리부(79)는 후방지지프레임(72)을 따라 설치되며, 테두리부(79)의 하측에는 후미등설치부(77)와 번호판설치부(78)가 설치된다. 후미등설치부(77)는 테두리부(79)와 일체로 성형할 수 있으며, 별도의 부재로 마운팅 플레이트를 성형하여 테두리부(79)의 하측에 고정시킬 수 있는 등 다양한 방법으로 설치될 수 있다. 후미등설치부(77)는 후미등이 설치될 수 있도록 통공된 형상으로 설치된다.
번호판설치부(78)는 테두리부(79)와 같이 복합재로 성형되며, 테두리부(79)와 같이 일체로 성형되거나, 별도의 부재로 생산되어 테두리부(79)의 하측에 조립될 수 있는 등 다양한 변형 실시가 가능하다.
일 실시예에 따른 번호판설치부(78)는 테두리부(79)의 하측에 형성된 구멍에 번호판이 설치되며, 번호판의 후측으로 상향 경사지게 판넬이 설치된다. 번호판설치부(78)의 상측이 개구된 형상으로 설치되므로, 번호판의 조립작업이 용이하게 이루어질 수 있다.
후방지지부(70)의 내측에 중공된 형상을 형성하기 위하여 지지금형(133)의 상측으로 돌출된 돌출금형(135)이 지지금형(133)에 연결된다. 지지금형(133)의 외측 테두리를 따라 제1스킨부(131)가 적층되며, 제1스킨부(131)의 상측에 후방지지프레임(72)이 설치된다. 그리고 후방지지프레임(72)의 상측에 다시 제2스킨부(132)가 적층된 상태에서 필플라이(137)와 이형필름(138)과 그물망부(139)가 차례로 적층된다.
즉, 지지금형(133)에 연결된 커버필름부(136)의 내측에 제1스킨부(131)와 후방지지프레임(72)과 제2스킨부(132)와 그물망 형상의 필플라이(137)와 필름 형상의 이형필름(138) 및 그물망부(139)를 차례로 적층한 후 커버필름부(136)의 내측을 진공화하면서 커버필름부(136)의 내측으로 접착부(125)를 주입하여 제1스킨부(131)와 제2스킨부(132)를 경화시켜 복합재인 후방지지베이스(76)와 외측부재(74)를 성형한다.
필플라이(137)는 직물 재질을 포함하며, 제1스킨부(131)와 후방지지프레임(72)과 제2스킨부(132)를 감싼다. 이형필름(138)은 필플라이(137)를 감싸되, 수지 유입이 가능하도록 복수개의 구멍을 구비한다.
필플라이(137)와 이형필름(138)의 설치가 완료되면, 그물망부(139)가 필플라이(137)와 이형필름(138)을 감싸도록 배치된다.
도 3, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 덮개부(80)는 전방지지부(60)와 후방지지부(70)의 상측에 위치되어 회전에 의해 적재공간(14)을 개폐하며, 내측에 복수 개의 구획공간(112)을 구비하는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 성형될 수 있다. 일 실시예에 따른 덮개부(80)는, 덮개프레임(82), 제1연결부(90), 제2연결부(100), 허니콤부(110), 덮개스킨부재(115), 덮개연결부(117)를 포함한다.
덮개프레임(82)은 제1장착공간(83)을 형성하며 "ㄱ"자 형상으로 틀을 형성하는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 성형될 수 있다. 일 실시예에 따른 덮개프레임(82)은, 적재공간(14)의 상측을 개폐하며 알루미늄을 포함하는 제1프레임(85)과, 적재공간(14)의 측면을 개폐하며 알루미늄을 포함하는 제2프레임(86)과, 제1프레임(85)이 삽입되는 제1삽입홈부(92)를 구비하며 제2프레임(86)에 연결되는 제1연결부(90) 및 제2프레임(86)이 삽입되는 제2삽입홈부(102)를 구비하며 제1프레임(85)에 연결되는 제2연결부(100)를 포함한다.
제1프레임(85)과 제2프레임(86)은 "ㅁ"자 형상의 제1장착공간(83)을 복수 개 형성하며 허니콤보가 장착될 공간을 형성한다. 제1프레임(85)과 제2프레임(86)은 "ㄱ"자 형상으로 연결되며, 제1프레임(85)과 제2프레임(86)의 연결부위에는 제1연결부(90)와 제2연결부(100)가 설치된다.
덮개프레임(82)의 코너 부근에 설치된 제1연결부(90)에 제1프레임(85)이 삽입되며, 제2연결부(100)에 제2프레임(86)이 삽입된다.
제1연결부(90)는 제1삽입홈부(92), 곡면연결부재(94), 보강리브(95), 연결홈부(96) 및 제1연장패널(97)을 포함한다. 제1삽입홈부(92)는 제1프레임(85)의 단부가 삽입되는 홈부를 형성하며 덮개부(80)의 길이방향으로 연장된다.
곡면연결부재(94)는 곡면을 형성하며 제1삽입홈부(92)와 직교하는 방향으로 설치된 제1연장패널(97)을 연결한다. 제1연장패널(97)은 제2프레임(86)의 외측에 접한 상태로 설치된다.
보강리브(95)는 곡면연결부재(94)의 내측에 격벽 형상으로 설치되어 곡면연결부재(94)의 구조강성을 증대시킨다. 곡면연결부재(94)의 종단면은 원호 형상으로 형성되며, 보강리브(95)는 제2연결부(100)와 마주하는 곡면연결부재(94)의 내측에서 곡면 형상을 형성하는 곡면연결부재(94)의 외측으로 연장된다. 보강리브(95)는 대각선 형상으로 설치되므로 곡면연결부재(94)로 전달되는 하중을 분산시켜 곡면연결부재(94)의 구조강성을 증대시킨다.
제2연결부(100)는 제2삽입홈부(102), 연결돌기부(104), 제2연장패널(106) 및 연결보강판(108)을 포함한다. 제2삽입홈부(102)는 제1삽입홈부(92)와 직교하는 방향으로 설치되며, 제2삽입홈부(102)에 제2프레임(86)의 단부가 삽입된다. 제1연결부(90)의 내측에 제2연결부(100)가 위치하며, 제2연결부(100)의 제2삽입홈부(102)와 마주하며 곡면연결부재(94)의 하측이 설치된다.
제2연결부(100)는 제1연결부(90)를 향하여 돌출되는 연결돌기부(104)를 포함하며, 제1연결부(90)는 연결돌기부(104)가 삽입되어 걸리는 연결홈부(96)를 포함한다. 제2삽입홈부(102)에서 마주하는 제1연결부(90)의 곡면연결부재(94)를 향하여 "ㄱ"자로 굽어진 연결돌기부(104)가 돌출된다.
연결돌기부(104)와 마주하는 곡면연결부재(94)에는 연결돌기부(104)가 삽입되어 걸리는 연결홈부(96)가 형성된다.
제2삽입홈부(102)와 직교하는 방향으로 설치되는 제2연장패널(106)은 제1프레임(85)의 내측에 접한 상태로 설치되며, 제2삽입홈부(102)와 제2연장패널(106)을 연결하는 연결보강판(108)에 의해 제2연결부(100)의 구조강성이 보강된다.
허니콤부(110)는 덮개프레임(82)의 제1장착공간(83)에 설치되며, 내측에는 복수 개의 구획공간(112)을 구비한다. 일 실시예에 따른 허니콤부(110)는, 알루미늄 재질로 형성된 복수 개의 격벽이 벌집모양으로 형성되어 구획공간(112)을 형성하므로, 덮개부(80)의 중량은 감소시키고 구조강성은 스틸재와 같은 수준으로 유지할 수 있다.
덮개스킨부재(115)는 덮개프레임(82)과 허니콤부(110)를 감싸는 형상으로 설치되며, 스틸, 알루미늄, 복합재 중 적어도 어느 하나를 포함하여 성형되는 것을 특징으로 한다.
덮개부(80)의 제1프레임(85)에 연결된 덮개연결부(117)는, 서로 마주하며 설치된 덮개부(80)를 서로 연결한다.
화물차용 복합재 적재함(1)에 구비된 외측부재(74)와 후방지지베이스(76)를 포함한 다양한 부재들이 복합재로 성형될 수 있다. 일 실시예에 따른 복합재는 열경화성수지와 유리섬유를 포함하는 GRP를 사용한다. GRP(Glass-Fiber Reinforced Plastics)는 열경화성 수지와 유리섬유가 조합된 복합재료로, 우수한 강도를 갖으며 제품의 경량화가 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 적재공간(14)을 개폐하는 덮개부(80)에 알루미늄 골조와 허니콤부(110)와 복합재가 사용되어 덮개부(80)의 구조적 강도는 증가시키고 적재함의 중량은 감소시켜 화물차(10)의 연비를 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명은 전방지지부(60)를 알루미늄을 사용하여 골조를 형성하고, 내측에는 충전폼(65)을 설치하여 전방지지부(60)의 구조적 강도는 유지하고 중량은 감소시켜 화물차(10)의 연비를 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명은 후방지지부(70)의 골조를 형성하는 후방지지프레임(72)의 외측을 감싸는 적층스킨부(130)에 열경화성수지를 함침시켜 외측부재(74)와 후방지지베이스(76)를 성형하므로 후방지지부(70)의 구조적 강도는 유지하고 중량은 감소시켜 화물차(10)의 연비를 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 또한 5톤용 화물차에 적용된 화물차용 복합재 적재함을 예로 들어 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 다른 종류의 화물차에도 본 발명에 의한 화물차용 복합재 적재함이 적용될 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1: 화물차용 복합재 적재함
10: 화물차 12: 후축 14: 적재공간 16: 베이스개방부 18: 베이스지지대
20: 베이스부 22: 크로스멤버 24: 서브프레임 26: 사이드레일 28: 브라켓 30: 파스너 32: 걸림턱부 34: 제1가압부 36: 걸림홈부 38: 제2가압부 40: 리벳팅공구 42: 이송부재 44: 톱니 46: 베이스스킨
50: 프레임부재 52: 알루미늄보강재 54: 외측홈부 56: 외측복합재
60: 전방지지부 62: 전방지지프레임 63: 제2장착공간 65: 충전폼 67: 전방지지커버 68: 제1지지커버 69: 제2지지커버
70: 후방지지부 72: 후방지지프레임 74: 외측부재 76: 후방지지베이스 77: 후미등설치부 78: 번호판설치부 79: 테두리부
80: 덮개부 82: 덮개프레임 83: 제1장착공간 85: 제1프레임 86: 제2프레임 90: 제1연결부 92: 제1삽입홈부 94: 곡면연결부재 95: 보강리브 96: 연결홈부 97: 제1연장패널 100: 제2연결부 102: 제2삽입홈부 104: 연결돌기부 106: 제2연장패널 108: 연결보강판 110: 허니콤부 112: 구획공간 115: 덮개스킨부재 117: 덮개연결부
120: 스킨부 121: 상부시킨브 122: 하부스킨부 125: 접착부
130: 적층스킨부 131: 제1스킨부 132: 제2스킨부 133: 지지금형 134: 막음부 135: 돌출금형 136: 커버필름부 137: 필플라이 138: 이형필름 139: 그물망부

Claims (3)

  1. 화물차의 후측에 설치되며, 적재공간의 하부를 형성하는 베이스부;
    상기 베이스부의 일측에 세워진 형태로 설치되는 전방지지부;
    상기 전방지지부와 마주하며 상기 베이스부의 타측에 세워진 형태로 설치되는 후방지지부; 및
    상기 전방지지부와 상기 후방지지부의 상측에 위치되어 회전에 의해 적재공간을 개폐하는 덮개부;를 포함하며,
    상기 전방지지부는, 스틸과 알루미늄 중 적어도 어느 한가지 이상을 포함하며, 내측에 복수 개의 제2장착공간을 형성하는 전방지지프레임;
    상기 제2장착공간에 설치되며, 고분자화합물로 성형되는 충전폼; 및
    상기 충전폼과 상기 전방지지프레임을 감싸는 섬유 재질의 스킨부에 열경화성수지를 포함한 접착부가 함침되어 경화된 외형을 형성하는 전방지지커버;를 포함하며,
    상기 전방지지커버는, 상기 전방지지프레임의 일측에 설치되며, 상기 전방지지프레임과 상기 충전폼의 일측을 감싸는 형상으로 설치되는 제1지지커버; 및
    상기 전방지지프레임의 타측에 설치되며, 상기 제1지지커버의 개구된 부분을 차폐하는 제2지지커버;를 포함하며,
    상기 후방지지부는, 알루미늄으로 성형되는 후방지지프레임;
    상기 후방지지프레임의 외측을 감싸는 형상으로 성형되는 외측부재; 및
    상기 외측부재에 연결되며 후미등설치부와 번호판설치부를 구비하는 후방지지베이스;를 포함하며,
    상기 외측부재와 상기 후방지지베이스는 복합재로 성형되며,
    상기 복합재는 열경화성수지와 유리섬유를 포함하는 것을 특징으로 하며,
    상기 충전폼은 피엠아이(PMI:Polymethacrylimide)폼, 우레탄폼 및 피브이씨(PVC)폼 중에서 1종을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하며,
    상기 스킨부는, 상기 충전폼과 상기 전방지지프레임의 하측을 감싸는 하부스킨부; 및
    상기 충전폼과 상기 전방지지프레임의 상측을 감싸는 상부스킨부;를 포함하며,
    상기 하부스킨부와 상기 상부스킨부는 카본섬유 또는 유리섬유 중에서 적어도 어느 한개를 포함하며,
    상기 충전폼에는 경화되지 않은 상기 접착부가 통과할 수 있는 발포홀부가 상하 방향으로 구비되어 상기 접착부의 흐름성을 개선시키는 것을 특징으로 하는 화물차용 복합재 적재함.
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