KR102233795B1 - 차량 격실의 후방면을 위한 보강 구조물 - Google Patents

Abstract

차량 격실의 후방면을 위한 보강 구조물 (10) 은:
- 높이 방향 (Z) 을 따라 연장되는 적어도 하나의 높이 보강 프로파일 (12) 로서, 상기 높이 보강 프로파일 (12) 은 높이 캐비티 (28) 를 규정하는, 상기 적어도 하나의 높이 보강 프로파일 (12);
- 상기 높이 방향 (Z) 에 실질적으로 수직한 횡단 방향 (T) 을 따라서 연장되는 적어도 하나의 횡단 보강 프로파일 (14), 및
- 상기 높이 보강 프로파일 (12) 및 상기 횡단 보강 프로파일 (14) 에 대하여 연장되는 적어도 하나의 격실 패널 (16) 을 포함한다.
상기 보강 구조물은, 상기 높이 보강 프로파일 (12) 과 상기 격실 패널 (16) 사이에서 상기 높이 보강 프로파일 (12) 의 적어도 일부를 따라서 연장되는 적어도 하나의 보강 부재 (46) 를 더 포함하고, 상기 보강 부재 (46) 는 상기 높이 보강 프로파일 (12) 을 형성하는 재료의 인장 강도보다 큰 인장 강도를 가진 재료로 제조된다.

Description

차량 격실의 후방면을 위한 보강 구조물

본 발명은, 하기를 포함하는 유형의, 중량 화물 (heavy goods) 차량의 차량 격실을 위한 보강 구조물에 관한 것이다:

- 높이 방향 (elevation direction) 을 따라 연장되는 적어도 하나의 높이 보강 프로파일로서, 상기 높이 보강 프로파일은 높이 캐비티를 규정하는, 상기 적어도 하나의 높이 보강 프로파일;

- 높이 방향에 실질적으로 수직하게, 횡단 방향을 따라 연장되는 적어도 하나의 횡단 보강 프로파일로서, 상기 횡단 보강 프로파일은 횡단 캐비티를 규정하는, 상기 적어도 하나의 횡단 보강 프로파일, 및

- 격실 패널이 높이 캐비티 및 횡단 캐비티를 폐쇄하도록 높이 보강 프로파일 및 횡단 보강 프로파일에 대하여 연장되는 적어도 하나의 격실 패널.

본 발명은 또한 이러한 보강 구조물을 포함하는 중량 화물 차량의 차량 격실에 관한 것이다.

이러한 보강 구조물은 중량 화물 차량 격실의 후방면 또는 후면벽을 형성하도록 배열되고 그리고 차량 격실의 바닥과 루프 사이에서 연장된다. 이러한 보강 구조물은 차량 격실의 "백본 (backbone)” 을 형성하고 그리고 차량 격실에 제공된 다양한 보강 부재들 사이의 차량 격실에 충돌하는 경우에 차량 격실에 부여된 하중을 분배하도록 배열되어 차량의 탑승자가 착석한 공간을 변형시키지 않으면서 충돌 에너지를 흡수하여 탑승자의 부상을 방지한다. 이를 위해, 보강 구조물은 차량 격실의 후방벽을 형성하는 격실 패널에 대하여 차량 격실의 높이 방향 및 횡단 방향을 따라서 연장되는 보강 프로파일들을 포함한다. 보강 프로파일들은 높이 방향 및 횡단 방향을 따라서 하중을 분배하도록 그리고 충돌하는 경우에 에너지를 흡수하도록 변형되도록 배열된다. 하지만, 탑승자가 착석하는 공간을 보존하기 위해서는 변형이 제한되어야 하고, 특히 보강 구조물이 다른 요소들에 부착되는 일부 영역에서, 보강 구조물과 이 보강 구조물이 부착된 다른 요소들 사이의 분리를 방지하기 위해서는 변형이 전혀 필요하지 않다.

이러한 거동은 보강 구조물의 기계적 특성들을 증가시키기 위해 보강 프로파일들을 제조하는데 사용되는 강의 강도를 증가시킴으로써 얻어질 수 있다. 하지만, 프로파일들과 구조물의 복잡한 기하학적 형상의 관점에서, 보강 구조물을 실현하도록 강의 양호한 성형성을 보존하기 위해서는 강의 등급이 반드시 제한된다. 더욱이, 보강 구조물이 그 후 전방 충돌하는 경우에 너무 변형되고 그리고 보강 구조물의 베이스가 예를 들어 배럴 롤 (barrel roll) 동안 차량 격실의 루프에 대하여 충돌하는 경우에 너무 부서지기 쉽기 때문에, 보강 구조물의 중량을 줄이기 위해 프로파일들의 벽 두께의 감소는 또한 제한된다. 결과적으로, 보강 구조물은 충돌하는 경우에 양호한 거동을 보존하기 위해 상당히 무겁게 유지되어야 한다.

본 발명의 목적들 중 하나는, 보강 프로파일들의 본질을 변경시키지 않으면서 양호한 거동을 가진 보강 구조물을 제안하지만 보강 구조물의 중량을 감소시키기 위해 벽 두께의 감소를 허용함으로써, 전술한 문제점들을 해결하는 것이다.

이를 위해, 본 발명은 전술한 유형의 보강 구조물에 관한 것으로서, 보강 구조물은 높이 보강 프로파일과 격실 패널 사이의 높이 캐비티내의 높이 보강 프로파일의 적어도 일부를 따라서 연장되는 적어도 하나의 보강 부재를 더 포함하고, 보강 부재는 높이 보강 프로파일을 형성하는 재료의 인장 강도보다 큰 인장 강도를 가진 재료로 제조된다. 보강 요소는 보강 구조물의 기계적 특성들을 증가시키기 위해 보강 구조물을 국부적으로 보강하도록 한다. 결과적으로, 보강 프로파일들을 형성하는데 사용되는 강의 등급은, 프로파일들을 형성하도록 강의 양호한 성형성으로 조정되어 유지되고, 프로파일들의 벽 두께는 또한 충돌하는 경우에 보강 구조물의 거동에 해를 끼치지 않으면서 감소될 수 있다.

보강 구조물의 특별한 특징들은 청구항 2 내지 청구항 16 에 기재되어 있다.

본 발명은 또한 바닥, 루프, 상기 바닥과 상기 루프 사이에서 연장되는 전방면과 후방면, 및 상기 전방면과 상기 후방면 사이에서 그리고 상기 바닥과 상기 루프 사이에서 연장되는 2 개의 측면들을 포함하는, 중량 화물 차량을 위한 차량 격실에 관한 것으로서, 상기 후방면은 전술한 바와 같은 보강 구조물로 형성된다.

차량의 특별한 특징들은 청구항 18 및 청구항 19 에 기재되어 있다.

본 발명의 다른 양태들 및 이점들은 첨부된 도면들을 참조하여 실시예로서 주어진 이하의 설명을 읽으면서 명백해질 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 보강 구조물을 포함하는 중량 화물 차량의 차량 격실의 사시도이다.
도 2 는 도 1 의 보강 구조물의 일부의 사시도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 보강 구조물의 보강 부재 및 부착 부재의 사시도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 보강 구조물을 포함하는 차량 격실 내부의 일부의 사시도이다.
도 5 는 본 발명에 따른 보강 구조물의 일부의 단면도이다.

이하의 설명에서, “후방” 및 “전방” 이라는 용어는 장착된 차량의 통상적인 방향에 따라 규정된다. “종방향” 이라는 용어는 차량의 전후 방향을 따라서 규정되고, “횡단” 이라는 용어는 차량의 좌우 방향을 따라서 규정되며, “높이” 라는 용어는 종방향 및 횡단 방향에 실질적으로 수직하고 그리고 차량의 통상적인 사용시 수직 방향에 대응하는 방향을 따라서 규정된다.

도 1 을 참조하면, 중량 화물 차량을 위한 차량 격실이 설명된다. 트럭이나 로리 (lorry) 로도 알려져 있는 그러한 중량 화물 차량은 3.5 톤 이상의 중량을 가진 차량이다.

차량 격실은 차량 격실의 벽들을 형성하는 패널들에 부착된 직선형 보강 부재들에 의해 주로 각각 형성되는 바닥 (1), 루프 (2), 전방면 (4) 및 후방면 (6) 및 2 개의 측면들 (8) 에 의해 경계지어진다. 바닥 (1) 및 루프 (2) 는 주로 종방향 및 횡단 평면에서 연장된다. 전방면 (4) 및 후방면 (6) 은 바닥 (1) 과 루프 (2) 사이에서, 바닥 (1) 과 루프 (2) 의 전방 단부들 사이 및 바닥 (1) 과 루프 (2) 의 후방 단부들 사이 각각에서, 높이 및 횡단 평면에서 주로 연장된다. 측면들 (8) 각각은 주로 바닥 (1), 루프 (2), 전방면 (4) 및 후방면 (6) 의 측방향 단부들 사이의 높이 및 종방향 평면에서 연장된다. 전방면 (4) 에는 윈드실드가 제공되고, 측면들 (8) 에는 도어들이 제공된다. 바닥 (1), 루프 (2), 전방면, 후방면 및 측면들은 이들 사이에 차량의 탑승자가 착석하는 내부 용적을 규정한다.

본 발명은 보다 특히 후방면 (6) 에 관한 것이고, 차량 격실의 다른 부분들은 본원에서 보다 상세하게 설명되지 않을 것이다.

후방면 (6) 은 적어도 하나의 높이 보강 프로파일 (12), 적어도 하나의 횡단 보강 프로파일 (14) 및 적어도 하나의 격실 패널 (16) 을 포함하는 보강 구조물 (10) 로 형성된다.

높이 보강 프로파일 (12) 은 하단부 (18) 와 상단부 (20) 사이에서 높이 방향 (Z) 을 따라서 연장된다. 단면에서, 즉 높이 방향 (Z) 에 실질적으로 수직한 평면에서, 높이 보강 프로파일 (12) 은 U 형상을 가진다. 결과적으로, 높이 보강 프로파일 (12) 은 저부 (22), 및 이 저부 (22) 의 양측에 이에 실질적으로 수직하게 연장되는 2 개의 분기부들 (24) 을 포함한다. 저부 (22) 맞은편의 각각의 분기부 (24) 의 단부에서, 높이 보강 프로파일 (12) 은 예컨대 높이 보강 프로파일 (12) 의 외부를 향해 저부 (22) 에 평행하게 그리고 분기부 (24) 에 실질적으로 수직하게 연장되는 고정 플랜지 (26) 를 포함한다. 저부 (22) 및 분기부들 (24) 은 그들 사이에 높이 방향 (Z) 에 수직한 평면에서, U 형상의 높이 캐비티 (28) 를 규정한다.

도면들에 도시된 실시형태에 따라서, 보강 구조물 (10) 은, 모두 서로 평행한, 2 개의 중심 높이 보강 프로파일들 (12A) 및 2 개의 외부 높이 보강 프로파일들 (12B) 을 포함한다. 외부 높이 보강 프로파일들 (12B) 은 중심 높이 보강 프로파일들 (12A) 의 양측에서 연장되고 보강 구조물 (10) 의 측면 에지들을 형성한다. 중심 및 외부 높이 보강 프로파일들 (12A, 12B) 의 상단부들 (20) 은 모두 루프 (2) 의 높이에 실질적으로 대응하는 동일한 높이에서 연장된다. 중심 높이 보강 프로파일들 (12A) 의 하단부들 (18) 은 외부 높이 보강 프로파일들 (12B) 의 높이와 다른 높이에서 연장된다. 보다 특히, 중심 높이 보강 프로파일들 (12A) 의 하단부들 (18) 은 바닥 (1) 의 높이 보다 낮은 높이에서 연장되는데, 이는 이러한 하단부들 (18) 이 후술되는 바와 같이 바닥 (1) 아래로 연장되는 부분들에 부착되도록 배열되기 때문이다. 외부 높이 보강 프로파일들 (12B) 의 하단부들 (18) 은 바닥 (1) 의 높이에 실질적으로 대응하는 높이에서 연장된다.

횡단 보강 프로파일 (14) 은 2 개의 측단부들 (30) 사이에서 횡단 방향 (T) 을 따라서 연장된다. 단면에서, 즉 횡단 방향 (T) 에 실질적으로 수직한 평면에서, 횡단 보강 프로파일 (14) 은 U 형상을 가진다. 결과적으로, 횡단 보강 프로파일 (14) 은 저부 (32), 및 이 저부 (32) 의 양측에 이에 실질적으로 수직하게 연장되는 2 개의 분기부들 (34) 을 포함한다. 저부 (32) 맞은편의 각각의 분기부 (34) 의 단부에서, 횡단 보강 프로파일 (14) 은 예컨대 횡단 보강 프로파일 (14) 의 외부를 향해 분기부 (34) 에 실질적으로 수직하게 그리고 저부 (32) 에 평행하게 연장되는 고정 플랜지 (26) 를 포함한다. 저부 (32) 및 분기부들 (34) 은 그들 사이에 횡단 방향 (T) 에 수직한 평면에서, U 형상의 횡단 캐비티 (38) 를 규정한다.

횡단 보강 프로파일 (14) 은 하단부 (18) 와 상단부 (20) 사이에서 연장되는 높이 보강 프로파일 (12) 의 중간 영역 (40) 에서 높이 보강 프로파일 (12) 과 연결된다. 횡단 보강 프로파일 (14) 과 높이 보강 프로파일 (12) 사이의 연결은, 횡단 캐비티 (38) 가 도 1 에 도시된 바와 같이 높이 캐비티 (28) 안으로 개방되도록 한다. 대안으로, 횡단 캐비티 (38) 및 높이 캐비티 (28) 는 서로 연통하지 않는데, 즉 도 1 에 도시된 바와 같이 벽 (42) 이 횡단 캐비티 (38) 를 높이 캐비티 (28) 로부터 분리시킨다는 것이다. 일 실시형태에 따라서, 횡단 보강 프로파일 (14) 은 측단부 (30) 중 하나에 의해 높이 보강 프로파일 (12) 에 연결된다.

높이 캐비티 (28) 및 횡단 캐비티 (28) 는 차량 격실의 후방을 향해 개방된다.

도면들에 도시된 실시형태에 따라서, 보강 구조물 (10) 은 4 개의 중심 횡단 보강 프로파일들 (14A) 및 8 개의 외부 횡단 보강 프로파일들 (14B) 을 포함한다. 중심 횡단 보강 프로파일들 (14A) 은 2 개의 중심 높이 보강 프로파일들 (12A) 사이에서 연장되고 측단부들 (30) 에 의해 이들에 연결된다. 외부 횡단 보강 프로파일들 (14B) 중 4 개는 중심 높이 보강 프로파일 (12A) 중 하나와 외부 높이 보강 프로파일 (12B) 중 하나 사이에서 연장되고, 다른 4 개의 외부 횡단 보강 프로파일 (14B) 은 다른 중심 높이 보강 프로파일 (12A) 과 다른 외부 높이 보강 프로파일 (12B) 사이에서 연장되며 그리고 측단부들 (30) 에 의해 중심 및 외부 높이 보강 프로파일들 (12A 및 12B) 에 연결된다. 중심 및 외부 횡단 보강 프로파일들 (14A 및 14B) 은 중심 및 외부 높이 보강 프로파일들 (12A 및 12B) 의 높이를 따라서 분포되고 그리고 높이 보강 프로파일들의 다양한 중간 영역들 (40) 에서 높이 보강 프로파일들에 연결된다. 도면들에 도시된 실시형태에 따라서, 외부 횡단 보강 프로파일들 (14B) 중 2 개는 중심 높이 보강 요소들 (12A) 의 양측의 중심 횡단 보강 프로파일 (14A) 중 하나와 연속하여 연장되고, 즉 외부 횡단 보강 프로파일 (14B) 중 2 개는 중심 횡단 보강 프로파일 (14A) 중 하나와 동일한 횡단축을 따라서 연장된다는 것이다. 도면들에 도시된 실시형태에 따라서, 중심 횡단 보강 프로파일들 (14A) 중 3 개는 외부 횡단 보강 프로파일들 (14B) 중 6 개와 동일한 횡단축을 따라서 연장된다. 하나의 중심 횡단 보강 프로파일 (14A) 및 2 개의 외부 횡단 보강 프로파일들 (14B) 은 높이 보강 프로파일들 (12) 의 상단부들 (20) 에서 연장되고 그리고 이들 상단부들 (20) 과 함께 연결된다. 나머지 2 개의 외부 횡단 보강 프로파일들 (14B) 은 2 개의 중심 외부 횡단 보강 프로파일들 (14A) 사이의 중간 높이에서 동일한 횡단축을 따라 연장된다.

여전히 도면들에 도시된 실시형태에 따라서, 보강 구조물 (10) 은, 가장 낮은 중심 횡단 보강 프로파일 (14A) 의 양측에서, 중심 높이 보강 프로파일들 (12A) 과 외부 높이 보강 프로파일들 (12B) 사이에서 연장되는 2 개의 경사진 보강 프로파일들 (44) 을 더 포함한다. 경사진 보강 프로파일들 (44) 은 높이 방향과 횡단 방향 사이에서 대향하는 경사 방향들을 따라서 연장된다.

높이 및 횡단 보강 프로파일들의 배열 및 개수는, 보강 구조물 (10) 이 사용되는 차량 격실의 구조 및 치수에 따라서, 일방의 보강 구조물에서 타방의 보강 구조물까지 변할 수 있다.

높이 및 횡단 보강 프로파일들 (12, 14) 의 벽 두께는 예를 들어 실질적으로 0.7 mm 내지 1.1 mm 이다. 일 실시예에 따라서, 높이 보강 프로파일들 (12)의 벽 두께는 약 1 mm 이고, 횡단 보강 프로파일들 (14) 의 벽 두께는 약 0.8 mm 이다. 높이 및 횡단 보강 프로파일들 (12, 14) 은, 실질적으로 300 내지 600 MPa 인 인장 강도를 가진 고강도 저 합금강 또는 베이크 경화 강과 같은 냉간 성형가능한 강으로 제조되고, 이러한 강은 특히 프로파일들의 복잡한 형상들을 냉간 성형하는데 적합하다. 일 실시형태에 따라서, 높이 보강 프로파일들 (12) 은 실질적으로 300 MPa 내지 400 MPa 인 인장 강도를 가진 베이크 경화 강으로 제조되고, 횡단 보강 프로파일들 (14) 은 실질적으로 400 MPa 내지 600 MPa 인 인장 강도를 가진 고강도 저 합금강으로 제조된다. 높이 및 횡단 보강 프로파일들 (12, 14) 의 적어도 일부는 일체형일 수 있다. 대안으로, 높이 및 횡단 보강 프로파일들 (12, 14) 은 함께 용접된다.

격실 패널 (16) 은 높이 및 횡단 보강 프로파일들 (12, 14) 에 대해 적용되어, 격실 패널 (16) 이 높이 및 횡단 캐비티들 (28, 38) 을 폐쇄한다. 결과적으로, 격실 패널 (16) 은 저부들 (22, 32) 높이 및 횡 방향 보강 프로파일 (12, 14) 에 실질적으로 평행한 평면에서 연장된다. 격실 패널 (16) 은 높이 및 횡단 보강 프로파일들 (12, 14) 의 고정 플랜지들 (26, 36) 에 대하여 적용되고 그리고 예를 들어 이에 용접된다. 격실 패널 (16) 은 높이 및 횡단 보강 프로파일들 (12, 14) 모두를 덮는 단일 패널로 제조될 수 있거나 함께 부착되고 각각 높이 및 횡단 보강 프로파일들 (12) 중 일부를 덮는 복수의 패널들로 제조될 수 있다. 격실 패널 (16) 은 차량 격실의 외부로부터 볼 수 있는 차량 격실의 후방벽을 형성한다.

보강 구조물 (10) 은 높이 보강 프로파일 (12) 의 높이 캐비티 (28) 에서 격실 패널 (16) 과 높이 보강 프로파일 (12) 사이에서 연장되는 적어도 하나의 보강 부재 (46) 를 더 포함한다. 더욱 자세하게는, 보강 구조물이 전술한 바와 같이 여러 개의 높이 보강 프로파일들 (12) 을 포함하는 경우에, 보강 부재 (46) 는 중심 높이 보강 프로파일들 (12A) 각각의 높이 캐비티 (28) 에 배치된다. 보강 부재 (46) 는 하단부 (18) 에서부터, 높이 보강 프로파일 (12) 이 횡단 보강 프로파일 (12) 에 연결되는 중간 영역 (40) 을 지나서 높이 방향 (Z) 으로 연장되는 높이 보강 프로파일의 영역까지 연장된다. 보강 구조물이 여러 개의 횡단 높이 보강 프로파일들 (14) 을 포함하는 경우에, 보강 부재 (46) 는 하단부 (18) 에서부터, 도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 가장 낮은 횡단 보강 프로파일 (14) 이 높이 보강 프로파일 (12) 에 연결되는 중간 영역 (40) 과, 가장 낮은 횡단 보강 프로파일 (14) 에 인접한 횡단 보강 프로파일 (14) 이 높이 보강 프로파일 (12) 에 연결되는 제 2 중간 영역사이에서 연장되는 영역까지 연장된다. 즉, 보강 부재 (46) 는 높이 보강 프로파일 (12) 의 하부, 즉 베이스를 보강하도록 배열된 국부적인 보강 부재이다.

보강 부재 (46) 는, 도 3 에서 보다 구체적으로 볼 수 있는 바와 같이, 단면에서, 즉 높이 방향 (Z) 에 실질적으로 수직한 평면에서, W 또는 오메가 형상의 단면을 가진다. 보다 구체적으로, 상기 보강 부재는:

- 높이 방향을 따라서 연장되고 높이 보강 프로파일 (12) 의 저부 (22) 에 대하여 적용되는 적어도 2 개의 평행한 에지들 (48),

- 2 개의 에지들 (48) 을 연결하는 벽 (50) 으로서, 상기 벽이 저부 (22) 및 격실 패널 (16) 로부터 이격되는, 상기 벽 (50); 및

- 상기 벽 (50) 의 양측에서 에지들 (48) 에서부터 격실 패널 (16) 까지 연장되는 2 개의 분기부들 (52) 을 포함한다.

이러한 형상은 일 실시예로서 주어지고, 보강 부재 (46) 는 높이 보강 프로파일 (12) 의 저부 (22) 와 격실 패널 (16) 사이에서 연장되는 더 많은 분기부들을 포함하여, 보강 부재 (46) 가 연장되는 영역에서 보강 구조물에 보다 강성을 부여할 수 있다.

보강 부재 (46) 는, 예를 들어 이의 길이를 따라서 일정한 지점들에서 높이 보강 프로파일에 용접됨으로써, 이의 모든 길이를 따라서, 즉 높이 방향 (Z) 으로 높이 보강 프로파일 (12) 에 부착된다.

보강 부재 (46) 는 0.9 mm 내지 1.1 mm, 예를 들면 약 1 mm 를 실질적으로 포함하는 벽 두께를 가진다. 보강 부재 (46) 의 재료는 높이 보강 프로파일 (12) 의 재료의 인장 강도 보다 큰 인장 강도를 가지고, 즉 보강 부재 (46) 는 이 보강 부재 (46) 가 연장되는 영역에서 보강 구조물 (10) 의 기계적 특성들을 향상시킨다는 것이다. 보강 부재 (46) 는 보강 부재 (46) 가 연장되는 환경의 임의의 중요한 소성 변형을 방지하도록 배열된다. 보다 자세하게는, 보강 부재는 30 Km/h 미만의 속도에서 충돌하는 경우, 보강 부재의 변형이 5 % 미만이고, 충돌은 시험 A (또는 전방 충돌 시험 ), B (또는 루프 강도 시험) 또는 ECE (유럽 경제 위원회) 규정 ECE-R29/03 의 C (또는 후방벽 강도 시험) 에서 규정되는 바이다. 이를 위해, 보강 부재 (46) 의 벽 두께와 항복 강도 (Re) 의 곱은, 보강 부재 (46) 를 둘러싸는 높이 및 횡단 보강 프로파일들 (12, 14) 의 벽 두께와 항복 강도 (Re) 의 곱보다 크다.

이를 위해, 보강 부재 (46) 는 1300 MPa 보다 큰 인장 강도를 가진 재료로 제조된다. 예를 들어, 보강 부재 (46) 는 냉간 압연된 완전 마르텐사이트 강 또는 프레스 경화된 강으로 제조되고 그리고 코팅되지 않거나 아연 기재 코팅 또는 알루미늄 기재 코팅으로 코팅될 수 있다.

이러한 강의 조성은, 예를 들어, 중량% 로: 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%, 잔부로서 철 및 제조로부터 유래되는 불가피한 불순물들을 포함할 수 있다.

다른 바람직한 실시형태에 따라서, 강 조성은, 예를 들어, 중량% 로, 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%, 잔부로서 철 및 제조로부터 유래되는 불가피한 불순물들을 포함한다. 이 조성 범위에 의하여, 프레스 경화된 부분의 인장 강도는 1300 내지 1650 MPa 이다.

다른 바람직한 실시형태에 따르면, 강 조성은 예를 들어 중량% 로, 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%, 잔부로서 철 및 제조로부터 유래되는 불가피한 불순물들을 포함한다. 이 조성 범위에 의하여, 프레스 경화된 부분의 인장 강도는 1800 MPa 초과이다.

이러한 강의 미세조직은 큰 체적 분율, 예컨대 80 % 초과, 또는 심지어 90 % 의 마르텐사이트를 포함한다. 이러한 강은 매우 높은 기계적 특성들을 가지므로, 보강 부재에 대해 인가되는 중요한 하중의 경우에 실질적으로 변형되지 않은 채 유지되도록 의도된 보강 부재를 형성하기에 적합하다.

전술한 바와 같이, 중심 보강 프로파일들 (12A) 의 하단부 (18) 는 차량 격실의 바닥 (1) 아래로 연장되는 부분들에 부착된다. 보다 자세하게는, 각각의 중심 보강 프로파일 (12A) 은 차량 격실의 바닥 (1) 아래로 종방향으로 연장되는 종방향 레일 또는 종방향 부재 (54) 에 부착된다. 종방향 부재 (54) 는 차량 격실의 후방면 (6) 에서부터 전방면 (4) 까지 연장된다. 이러한 종방향 부재 (54) 는, 충돌하는 경우에, 충돌 에너지의 일부를 흡수함으로써 그리고 종방향 부재가 연장되는 차량 격실의 바닥 구조물의 변형을 방지함으로써, 차량 격실 및 이의 승객들을 보호하도록 배열된다. 높이 보강 프로파일 (12) 의 하단부 (18), 보강 부재 (46) 및 종방향 부재 (54) 사이의 부착은 부착 부재 (56) (도 3 및 도 4) 를 사용함으로써 획득되고, 이 부착 부재는 높이 보강 프로파일 (12) 의 하단부 (18) 및 보강 부재 (46) 에 용접된 고정 표면 (58) 및 종방향 부재 (54) 에 용접된 고정 표면 (60) 을 포함한다. 이러한 부착 부재 (56) 는 종방향 부재 (54) 와 보강 구조물 (10) 사이의 견고한 부착을 허용한다.

서스펜션 요소 (비도시) 는 또한 종방향 부재 (54) 와 보강 구조물 (10) 사이의 연결 맞은편의 종방향 부재에 부착될 수 있다. 이러한 서스펜션 요소는, 다른 유사한 서스펜션 요소들과 함께, 중량 화물 차량의 차체에 대하여 차량 격실을 현가할 수 있게 한다.

높이 보강 프로파일 (12) 이 차량의 주변 부분들에 부착되는 높이 보강 프로파일 (12) 의 하부에서 연장되는 보강 부재 (46) 는, 보강 구조물 (10) 과 이들 주변 부분들 사이의 부착을 보강하도록 한다. 보다 자세하게는, 충돌하는 경우에, 보강 구조물 (10) 은 종방향 부재 (54) 및 서스펜션 요소에 부착되어 유지된다.

전방 충돌의 경우에, 충돌으로부터의 에너지는 종방향 부재 (54) 를 통하여 에너지 소산에 관여하는 보강 구조물 (10) 로 전달된다. 충돌하는 동안, 전술한 바와 같이, 보강 부재 (46) 는 실질적으로 변형되지 않고 유지되고 그리고 보강 요소 (46) 를 둘러싸는 높이 및 횡단 보강 프로파일들 (12, 14) 의 변형을 안내하며, 이러한 변형은 높이 및 횡단 보강 프로파일들의 많은 부분에 걸쳐 확산되어, 에너지 흡수를 증가시킨다. 결과적으로, 보강 부재 (46) 덕분에 보강 구조물 (10) 의 변형이 제어된다. 보강 요소가 없으면, 보강 구조물과 종방향 부재 사이의 연결 둘레에 변형이 국부화되는 경향이 있고 에너지 흡수가 감소되는 반면, 보강 부재가 있으면, 이러한 변형이 보강 구조물에서 확산되어, 높이 및 횡단 방향으로 에너지 흡수가 증가함을 알아야 한다. 더욱이, 전술한 바와 같이, 보강 구조물 (10) 과 종방향 부재 (56) 사이의 부착은 파괴되지 않는다.

예를 들어 배럴 롤 동안 차량의 측면과 차량 격실의 루프 (2) 에 대하여 충돌하는 경우에도 동일한 거동이 관찰된다. 변형은 보강 요소들 덕분에 보강 구조물 (10) 에서 확산되고 보강 프로파일 (12) 이 보강되지 않은 경우에서와 같이 높이 보강 프로파일 (12) 의 하부에 국부적으로 남아있지 않게 된다. 더욱이, 에너지는 또한 종방향 부재 (54) 와 보강 구조물 (10) 사이의 연결 맞은편의 종방향 부재들에 부착되고 충돌의 경우에 부착된 채 유지되는 서스펜션 요소들로 전달된다. 결과적으로, 서스펜션 요소들은 또한 에너지 흡수에 참여할 수 있다.

보강 부재 (46) 는 보강 구조물 (10) 의 중량을 감소시키는, 감소된 두께를 가지고 양호한 성형성을 가진 재료들로 제조되도록, 높이 및 횡단 보강 프로파일들 (12, 14) 을 생산할 수 있게 한다.

Claims (19)

1. 중량 화물 차량의 차량 격실을 위한 보강 구조물 (10) 로서,
   - 높이 방향 (elevation direction; Z) 을 따라 연장되는 적어도 하나의 높이 보강 프로파일 (12) 로서, 상기 높이 보강 프로파일 (12) 은 높이 캐비티 (28) 를 규정하는, 상기 적어도 하나의 높이 보강 프로파일 (12),
   - 상기 높이 방향 (Z) 에 실질적으로 수직한, 횡단 방향 (T) 을 따라 연장되는 적어도 하나의 횡단 보강 프로파일 (14) 로서, 상기 횡단 보강 프로파일 (14) 은 횡단 캐비티 (38) 를 규정하는, 상기 적어도 하나의 횡단 보강 프로파일 (14), 및
   - 상기 높이 보강 프로파일 (12) 및 상기 횡단 보강 프로파일 (14) 에 대하여 연장되는 적어도 하나의 격실 패널 (16) 로서, 상기 격실 패널 (16) 이 상기 높이 캐비티 (28) 및 상기 횡단 캐비티 (38) 를 폐쇄하는, 상기 적어도 하나의 격실 패널 (16) 을 포함하고,
   상기 보강 구조물은 상기 높이 보강 프로파일 (12) 과 상기 격실 패널 (16) 사이의 상기 높이 캐비티 (28) 내에서 상기 높이 보강 프로파일 (12) 의 적어도 일부를 따라서 연장되는 적어도 하나의 보강 부재 (46) 를 더 포함하고, 상기 보강 부재 (46) 는 상기 높이 보강 프로파일 (12) 을 형성하는 재료의 인장 강도보다 큰 인장 강도를 가진 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는, 보강 구조물.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 보강 부재 (46) 의 벽 두께와 항복 강도의 곱은, 상기 보강 부재 (46) 의 변형이 30 Km/h 미만의 속도에서 차량 전체에 대해 전방 충돌하는 경우에 5 % 미만이 되도록 하는, 보강 구조물.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 보강 부재 (46) 는 W 또는 오메가 형상 (Ω) 의 단면을 가지는, 보강 구조물.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 보강 부재 (46) 는,
   - 상기 높이 방향 (Z) 을 따라서 연장되고 상기 격실 패널 (16) 에 실질적으로 평행한 상기 높이 보강 프로파일 (12) 의 저부 (22) 에 대하여 적용되는 적어도 2 개의 평행한 에지들 (48),
   - 상기 2 개의 평행한 에지들 (48) 을 연결하는 벽 (50) 으로서, 상기 벽 (50) 이 상기 저부 (22) 및 상기 격실 패널 (16) 로부터 이격되는, 상기 벽 (50); 및
   - 상기 벽 (50) 의 각측에서 상기 에지들 (48) 에서부터 상기 격실 패널 (16) 까지 연장되는 2 개의 분기부들 (52) 을 포함하는, 보강 구조물.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 보강 부재 (46) 는 1300 MPa 보다 큰 인장 강도를 가진 재료로 제조되는, 보강 구조물.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 보강 부재 (46) 는 냉간 압연된 완전 마르텐사이트 강 또는 프레스 경화된 강으로 제조되는, 보강 구조물.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 높이 보강 프로파일 (12) 및 상기 횡단 보강 프로파일 (14) 은 실질적으로 300 내지 600 MPa 인 인장 강도를 가진 재료로 제조되는, 보강 구조물.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 높이 보강 프로파일 (12) 및 상기 횡단 보강 프로파일 (14) 은 베이크 경화 강 또는 고강도 저 합금강으로 제조되는, 보강 구조물.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 높이 보강 프로파일 (12) 및 상기 횡단 보강 프로파일 (14) 은 일체형인, 보강 구조물.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 높이 보강 프로파일 (12) 은 하단부 (18) 와 상단부 (20) 사이에서 연장되고, 상기 보강 부재 (46) 는 상기 높이 보강 프로파일 (12) 의 상기 하단부 (18) 에서부터, 상기 높이 보강 프로파일 (12) 의 상기 하단부 (18) 와 상기 상단부 (20) 사이에서 연장되는 상기 높이 보강 프로파일 (12) 의 영역까지 연장되는, 보강 구조물.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 횡단 보강 프로파일 (14) 은 상기 높이 보강 프로파일 (12) 의 중간 영역 (40) 에 부착되고, 상기 보강 부재 (46) 는 상기 하단부 (18) 에서부터 상기 높이 보강 프로파일 (12) 의 중간 영역 (40) 을 지나서 높이 방향으로 연장되는 영역까지 연장되는, 보강 구조물.
12. 제 10 항에 있어서,
    평행한 횡단 방향들 (T) 을 따라서 연장되는 2 개의 횡단 보강 프로파일들 (14) 을 포함하고, 상기 횡단 보강 프로파일들 (14) 중 하나는 상기 높이 보강 프로파일 (12) 의 제 1 중간 영역에 부착되고, 다른 횡단 보강 프로파일 (14) 은 상기 높이 보강 프로파일 (12) 의, 상기 제 1 중간 영역과 상이한 높이 방향 (Z) 에 위치한 제 2 중간 영역에 부착되며, 상기 보강 부재 (46) 는 상기 하단부 (18) 에서부터 상기 높이 보강 프로파일 (12) 의 상기 제 1 중간 영역과 상기 제 2 중간 영역 사이의 높이 방향으로 연장되는 영역까지 연장되는, 보강 구조물.
13. 제 10 항에 있어서,
    상기 보강 부재 (46) 및 상기 높이 보강 프로파일 (12) 의 하단부 (18) 는, 상기 횡단 방향 및 상기 높이 방향에 실질적으로 수직한 종방향을 따라서 연장되는 종방향 부재 (54) 에 부착되는, 보강 구조물.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 높이 보강 프로파일 (12) 및 상기 보강 부재 (46) 를 상기 종방향 부재 (54) 에 연결하는 부착 부재 (56) 를 더 포함하는, 보강 구조물.
15. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    평행한 방향들을 따라서 연장되는 적어도 2 개의 높이 보강 프로파일들 (12) 을 포함하고, 상기 횡단 보강 프로파일 (14) 은 상기 높이 보강 프로파일들 (12) 을 연결하며, 상기 보강 구조물 (10) 은 상기 높이 보강 프로파일들 (12) 중 하나의 높이 캐비티 (28) 내에서 각각 연장되는 2 개의 보강 부재들 (46) 을 포함하는, 보강 구조물.
16. 제 15 항에 있어서,
    각각의 상기 높이 보강 프로파일 (12) 및 각각의 상기 보강 부재들 (46) 은 종방향 보강 부재 (54) 에 부착되는, 보강 구조물.
17. 바닥 (1), 루프 (2), 상기 바닥 (1) 과 상기 루프 (2) 사이에서 연장되는 전방면 (4) 과 후방면 (6), 및 상기 전방면 (4) 과 상기 후방면 (6) 사이에서 그리고 상기 바닥 (1) 과 상기 루프 (2) 사이에서 연장되는 2 개의 측면들 (8) 을 포함하는, 중량 화물 차량을 위한 차량 격실로서,
    상기 후방면 (6) 은 제 1 항에 따른 보강 구조물 (10) 로 형성되는, 중량 화물 차량을 위한 차량 격실.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 차량 격실은 제 13 항에 따른 보강 구조물 (10) 을 포함하고, 상기 종방향 부재 (54) 는 상기 차량 격실의 바닥 (1) 아래에서 상기 후방면 (6) 에서부터 상기 전방면 (4) 까지 연장되는, 중량 화물 차량을 위한 차량 격실.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 종방향 부재 (54) 와 상기 보강 구조물 (10) 사이의 연결 맞은편의 상기 종방향 부재 (54) 에 부착된 적어도 하나의 서스펜션 요소를 더 포함하는, 중량 화물 차량을 위한 차량 격실.

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