KR100284884B1 - 자동차 차체 제작에 사용되는 복합 라미네이트 빔 - Google Patents

자동차 차체 제작에 사용되는 복합 라미네이트 빔 Download PDF

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트림블 에릭
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Abstract

자동차 차체 제작에 사용하기 위한 복합 라미네이트 빔은 바깥 구조 부분과 얇은 구조용 폼(foam)에 의해 분리된 안쪽 튜브 부분을 구비한다. 빔은 방열기 지지 구조체, 바람막이 유리 필러, 로커 조립품 또는 구동 샤프트 또는 유사한 구조체의 형태일 수 있다. 상기 빔을 제조하는 방법이 또한 개시되어 있다.

Description

자동차 차체 제작에 사용되는 복합 라미네이트 빔
자수 많은 응용 분야, 특히 자동차 산업 분야에서는 가능한 최소의 질량으로 고강도의 구조용 부재를 제공하는 것이 중요하다. 구조용 부재 성형시 사용하기 위해, 지금까지 색다른 저중량 합금을 포함해 수 많은 복합 재료가 제안되어 왔다. 그러나 자동차 산업 분야에서, 강도를 그대로 유지하면서 질량을 감소시키기 위한 요구는 소비자가 부담하는 제품 비용과 균형을 이루어야 한다. 따라서, 재료비와 인건비를 현저히 증가시키지 않으면서 로커(rockers), 바람막이 유리, 필러(pillars), 라디에이터 지지 빔(radiator support beam), 그리고 구동 샤프트와 같은 구조용 부재의 강도를 유지 또는 증가시킬 필요가 있다.
복합 재료를 사용하여 자동차의 구조용 부재를 보강시키는 것이 공지되어 있다. 예컨대, 본 발명가는 자동차 구성 부품을 강화시키는데 사용하는 수 많은 금속/플라스틱 복합 구조를 개시하였다. “저중량 복합 빔”이라는 명칭의 미국 특허 제4,901,500호에는 차량의 도어에 사용하기 위한 보강(補强) 빔(reinforcing beam)이 개시되어 있는데, 상기 보강 빔은 열경화성 또는 열가소성 수지 기재 재료로 채워진 종방향의 공동(空洞)을 구비하는 개방 채널형 금속 부재를 포함하고 있다. “비틀림 바아(tortion bar)를 제조하는 방법”이라는 명칭의 미국 특허 제4,908,930호에는 충전제와의 수치 혼합물에 의해 보강된 중공 비틀림 바아가 개시되어 있다. 튜브는 일정 길이로 절단되고 수지 기재 재료로 충전된다.
“구조용 부재 보강 삽입물 및 그 제조 방법과 용도”라는 명칭의 미국 특허 제4,751,249호에는 발포제(blowing agent)를 구비한 열경화성 수지를 포함하는 복수개의 필릿(pellet)이 형성된 구조용 부재에 사용되는 기성(precast) 보강 삽입물이 개시되어 있다. 상기 기성 보강 삽입물은 구조용 부재의 적소에서 팽창되고 경화된다. “튜브의 중간 스팬에 국한된 유리 기포 강화 플라스틱 코어에 의해 보강된 복합 관형 도어 빔”이라는 명칭의 미국 특허 제4,978,562호에는 기껏해야 금속 튜브 구멍의 1/3을 차지하는 수지 기재 코어를 구비하는 복합 도어 빔이 개시되어 있다.
본 발명자 소유의 종래 기술 외에도, 평평한 금속 판들이 수지 개재층에 의해 서로 연결되어 있는 많은 금속 라미네이트 구조체가 공지되어 있다. 아스팔트 또는 탄성 중합체 개재층을 구비하는 한 쌍의 평평한 금속 시트(sheet)를 포함하는 바닥 패널 부재로서 사용하기 위한 금속 라미네이트 시트를 형성하는 것이 또한 공지 되어 있다.
비록 플라스틱 폼(foam)이 충전된 섹션들이 섹션 강성을 현저히 증가시키지만(적어도 고밀도의 폼이 사용될 때), 그 섹션들은 또한 질량과 부재 질량을 증가시키며, 이는 전술한 것처럼 자동차 분야에서는 바람직하지 못한 특징들이다. 더욱이, 한 섹션의 금속 게이지를 증가시키거나 국부적으로 금속 보강물을 추가함으로써 강성이 증가한다고 해도, 금속 두께가 증가함에 따라 금속 성형 기계의 한계 때문에 그 부재를 성형하는 것이 어려워진다. 중요하기로는, 많은 용례에 있어서는, 금속의 게이지를 증가시키는 것은 효과적이지 않은데, 왜냐하면 강성 주파수는 단편 질량에 의해 분할된 단편 강성에 비례하기 때문이다:(즉, 주파수는 강성을 질량으로 나눈 값의 제곱근에 비례한다). 질량과 강성은 비례하여 증가되고, 그 결과 그 단편의 다이나믹 강성 주파수(dynamic stiffness frequency)의 변화는 없다.
또한, 섹션 전체를 폼으로 채우는 것은 큰 히트 싱크(heat sink)를 만들어내며, 스탬핑 내의 접근 홀을 폐쇄하기 위해서는 정교한 밀봉 작업이 요구된다. 또한, 폼은 내부의 트림(trim) 패널, 배선 장치, 그리고 힌지의 이동을 방해할 수 있다.
따라서, 질량을 비례적으로 증가시키지 않으면서 저비용으로 섹션의 강성을 증가시키는 기술을 제공하는 것이 바람직하다. 본 발명은 질량을 현저히 증가시키지 않고, 큰 체적의 값 비싼 수지를 사용하지 않으면서 강성을 증가시킨 섹션들을 제공한다. 많은 분야에서, 본 발명은 구성 부품의 원하지 않는 “동요(shake)”를 야기시키는 진동을 감소시킨다.
본 발명은 일반적으로 자동차 차체 구조용 부재, 좀 더 자세히 말하면 자동차 차체 구조용 부재의 강도와 강성을 증가시키는 기술에 관한 것이다.
제1도는 엔진은 제거되고 차체는 허상으로 도시된 차량의 전단부를 도시한 사시도.
제2도는 본 발명에 따라 제조된 라디에이터 지지 빔의 확대도.
제2(a)도는 본 발명에 따른, 좀 더 큰 관통구의 단면도.
제3도는 제2도의 라디에이터 지지 빔의 평면도.
제4도는 제2도의 라디에이터 지지 빔의 상부 정면도.
제5도는 제3도의 5-5 선을 따라 절취한 부분 종단면도.
제6도는 제3도의 6-6 선을 따라 절취한 단면도.
제7도는 본 발명에 따라 제조한 다른 라디에이터 지지 빔을 다른 형상으로 도시한 평면도.
제8도는 제7도의 8-8 선을 따라 절취한 부분 종단면도.
제9도는 제7도의 9-9 선을 따라 절취한 단면도.
제10도는 본 발명에 따라 제조된 로커 패널의 단면도.
제11도는 본 발명에 따라 제조된 바람막이 유리 유리 필러의 단면도.
제12도는 본 발명에 따라 제조된 구동 샤프트의 단면도.
제13도는 본 발명에 따라 제조된 C레일 섹션의 단면도.
제14도는 본 발명의 또 다른 양태에 따라 제조된 라디에이터 지지 빔의 단면도.
한 양태에 있어서, 본 발명은 강성 대 질량비가 큰 것을 특징으로 하는 중공라미네이트 빔(hollow laminate beam)을 제공한다. 빔은 구조용 폼의 얇은 층에 의해 내측 튜브와 분리된 외측부를 구비한다. 빔에 의해 형성된 공동은 빔의 길이를 따라 개방되거나 폐쇄될 수 있다.
다른 양태에 있어서, 본 발명의 중공 라미네이트 빔은 금속 외측부와 한 측면에서 개방될 수 있는 일반적으로 직사각형 형태의 내측 튜브를 구비하는 자동차 라디에이터 지지 빔이다. 직사각형 내측 튜브의 적어도 삼면은, 직사각형의 내측 튜브와 금속 외측부 사이에 배치되어 그것과 접촉하고 있는 구조용 폼으로 코팅된다. 빔을 완성시키고 내측 튜브를 유지하도록 금속 뚜껑이 적소에 용접된다. 외측부의 관통구와 정렬되어 있는 내측 튜브의 관통구의 지름은 외측부의 관통구의 지름보다 크며, 따라서 구조용 폼은 어느 금속 두에의 관통구 유극도 막지 않는다.
다른 양태에 있어서, 본 발명의 라미네이트 빔은 자동차 바람막이 유리 필러이다. 중공 금속 튜브는 필러 안쪽에 배치되고 구조용 폼의 얇은 층에 의해 외측의 필러 스탬핑과 분리된다.
다른 양태에 있어서, 본 발명의 라미네이트 빔은 자동차 로커 패널 조립체이다. 로커 패널 조립체는 짝을 이루어 일반적으로 직사각형의 로커 패널 벽 구조체를 형성하는 내측 패널부 및 외측 패널부를 포함한다. 공동을 형성하고 꽉 끼워지는 내측 금속 튜브가 로커 패널 벽 구조체 내에 위치한다. 구조용 폼의 얇은 층은 로커 패널 벽 구조체와 안쪽 튜브 구조체 사이에 배치된다.
다른 양태에 있어서, 빔은 자동차 구동 샤프트이다. 내측 튜브는 외측 구동샤프트 하우징 내에 꽉 수용되어 고리를 형성한다. 폼층은 고리 내에 배치된다.
본 발명은 또한 공동을 형성하는 빔의 강성 대 질량비를 증가시키는 방법을 제공한다. 상기 방법은 빔에 의해 형성된 공동 내에 끼워지는 튜브를 성형하는 단계와, 상기 튜브 외표면의 적어도 일부에 수지 층을 위치시키는 단계와, 수지가 튜브의 내벽과 접촉하도록 하면서 공동 내에 튜브를 삽입하는 단계를 포함한다.
다른 양태에 있어서, 본 발명은 트럭 프레임에 사용하기 위한 C레일 섹션을 포함한다. 내측의 스탬핑 가공된 또는 롤링 가공된 C형 부재는 수지 기재 재료층에 의해 외측의 C프레임 레일에서 분리된다.
다른 양태에 있어서, 고온에서 분리되는 폼으로 만들어진 복수개의 플러그는, 코어 재료로 채워지는 부재의 관통구를 폐쇄하는데 사용된다. 그 다음에 상기 부재는 플러그를 용해 또는 분리시키는 오븐을 통과한다.
제1도에는 엔진은 제거되고 차체는 허상으로 나타낸 자동차(10)가 도시되어 있다. 라디에이터 지지 구조체 또는 빔(12)은 새시(chassis) 상에 장착되어 차량의 라디에이터(도시하지 않음)를 지지하는 역할을 한다. 제2도는 라디에이터 지지빔(12)의 분해도이며, 상기 지지 빔은 본 실시예에서는 강을 스탬핑가공한 외측셀(outer shell) 또는 외측부(14)를 구비한다. 채널형 튜브(16)로 도시된 내측 튜브가 제공되는데, 선택된 표면에 도포된 수지 기재 재료층(18)을 구비한다. 복수개의 관통구(22)를 구비하고, 외측셀(14) 안쪽의 채널형 튜브(16)를 에워싸는 기능을 하는 뚜껑(20)이 도시되어 있다.
좀 더 상세하게, 제2도 내지 제6도를 참조하여 보면 외측셀(14)은 공동 또는 채널(24)을 형성한다. 많은 관통구(26)가 도시되어 있는데, 이 관통구를 통해 전선(도시되지 않음)이 연장된다. 외측셀(14)은, 측방향으로 연장되고 엔진 조립체의 구성 부품에 고정되는 장착 브라켓 또는 플레이트부(28)를 포함한다.
본 발명의 이점은 내측 튜브 또는 내측부(16)에 의해 제공되는데, 이 경우에 있어서 상기 내측부는 롤 성형 금속, 가령 얇은 치수의 강이며, 외측셀(14)의 공동(24) 안쪽에 꽉 끼워질 수 있도록 성형된다. 본 실시예에서 내측 튜브(16)는 외측셀(14)의 형태에 거의 정합하게 되어 있고, 장착 브라켓(28)과 짝을 이루는 측방향 플레이트(30)를 구비한다. 내측 튜브(16)의 선택된 표면 상에 수지 기재 재표층(18)을 제공하고, 다음에 내측 튜브(16)와 외측셀(14)을 조립하여 제6도에서 단면도로 도시한 튜브 내에 튜브가 들어 있는 구조를 형성함으로써, 질량의 현저한 증가없이 빔(12)의 강성이 현저히 증가된다. 따라서, 제2도와 제6도에서 도시한 것과 같이, 수지 기재 재료층(18)이 내측 튜브(16)의 삼면 상에 가해진다.
본 발명에서 수지 기재 층(18)을 형성하기 위해 수 많은 수지 기재 조성물이 사용될 수 있다. 바람직한 조성물의 경우 중량은 조금만 증가시키면서 빔(12)에 뛰어난 강도와 강성을 부여한다. 수지 기재 층의 조성에 대해 설명하면, 재료의 밀도는 중량을 최소화하기 위하여 바람직하게는 15 pounds/feet3~ 40pounds/feet3이어야 한다. 수지 기재 재료층(18)의 융점, 열 변형 온도, 그리고 화학적 붕괴가 일어나는 온도는, 상기 층(18)이 통상적으로 페인트 오븐 등에서 직면하게 되는 높은 온도에서도 층의 구조를 유지할 수 있을 정도로 충분히 높아야 한다. 따라서, 수지 기재 층(18)은 짧은 시간동안 300 F° (148.9℃), 바람직하게는 350 F° (176.7℃) 이상의 온도를 견뎌낼 수 있어야 한다. 또한, 수지 기재 충(18)은 실질적으로 열에 의한 변형 또는 변질 없이 연장된 기간 동안 약 180 F°∼220 F° (82.2℃∼104.4℃)의 열에 견딜 수 있어야 한다.
좀 더 상세하게는, 수지 기재 층(18)은 합성 수지, 셀 형성제, 그리고 충전제를 포함한다. 합성 수지는 중량 %로 층(18)의 약 35.0 ∼ 95.0%, 바람직하게는 75.0 ~ 94.0%, 가장 바람직하게는 78.0 ∼ 90.0%를 구성한다. 본 명세서에서 사용되는 “셀 형성제”라는 것은 일반적으로 층(18)에 기포, 작은 구멍, 또는 공동을 만들어내는 작용제를 의미한다. 즉, 수지 기재 층(18)은 질량 전체를 통해 수 많은 셀이 분포되어 있는 세포형 구조이다. 이러한 세포형 구조는 저밀도의 고강도 재료를 제공하고, 이는 빔(12)에 강하지만 저중량인 구조를 제공한다. 본 발명에 사용가능한 셀 형성제는 보강형 “중공” 미소구체(microsphere) 또는 미소 기포를 포함하는데, 이들은 유리 또는 플라스틱으로 형성될 수 있다. 플라스틱 미소구체는 열경화성 또는 열가소성일 수 있으며, 팽창형 또는 비팽창형일 수 있다. 일실시예에 있어서, 비팽창형 미소구체가 사용되며 다음에 이 미소구체는 팽창되어 수지 기재 층(18)을 형성한다. 바람직한 미소구체는 지름이 약 1.0 ∼ 250μ, 바람직하게는 10 ∼ 180μ이다. 셀 형성제는 또한 지름이 400μ 보다 큰 미소구체와 같은 더 크고 가벼운 중량의 재료를 포함할 수 있다. 또한, 셀 형성제는 화학적 발포제 또는 물리적 발포제일 수 있는 발포제를 포함할 수 있다. 유리 미소구체가 특히 바람직하다. 셀 형성제가 미소구체 또는 거시적인 구체를 포함하는 경우에, 셀 형성제는 중량 %로 층(18)의 약 1.0 ~ 60.0%, 바람직하게는 약 1.0 ∼ 35.0%, 가장 바람직하게는 약 3.0 ~ 20.0%를 구성한다. 셀 형성제가 발포제를 포함하는 경우에, 셀 형성제는 중량 %로 층(18)의 약 1.0 ∼ 10.0%, 바람직하게는 약 1.0 ~ 5.0%, 가장 바람직하게는 약 3.0 ∼ 5.0%를 구성한다. 적절한 충전제로는 유리 또는 플라스틱 미소구체, 규소 퓨움(fume), 탄산 칼슘, 분쇄된 유리 섬유, 그리고 잘려진 유리 스트랜드(glass strand) 등이 있다. 유리 미소구체가 특히 바람직하다.
다른 재료도 적당할 수 있다. 충전제는 중량 %로 수지 기재 충(18)의 약 1.0 ∼55.0%, 바람직하게는 약 5.0 ∼ 24.0%, 더욱 바람직하게는 약 7.0 ∼ 19.0%를 구성한다.
본 발명에서 사용하기 위한 바람직한 합성 수지는 에폭시 수지, 비닐 에스테르 수지, 열경화성 폴리에스테르 수지, 그리고 우레탄 수지와 같은 열경화성 수지를 포함한다. 본 발명의 범위가 수지의 분자량에 의해 제한되지 않는다. 액체 충전 재료의 수지 성분이 열경화성 수지인 경우에, “EMI-24”(이미다졸(imidazole) 가속제), “BMP-30”, 그리고 경화제, 바람직하게는 “MEK” 과산화물, “페르카독스(Percadox)”와 같은 유기 과산화물 등의 여러 가속제가 경화 속도를 높이기 위해 포함될 수 있다. 가속제의 작용량은 통상적으로 세 개의 구성 성분 중 어느 하나, 수지, 셀 형성제 또는 충전제의 감소에 대응하여 수지 중량의 약 0.1 ∼ 4.0%이다. 유사하게, 사용되는 경화제의 양은 통상적으로 세 개의 구성 성분 중 어느 하나, 수지, 셀 형성제 또는 충전제의 감소에 대응하여 수지 중량의 12 ∼ 4%이다. 유효한 양의 처리 보조제, 안정제, 염료, 자외선 흡수제 등이 층에 포함될 수 있다. 열가소성 플라스틱이 또한 적당할 수 있다.
다음 테이블에서 수지 기재 층(18)의 바람직한 규격화가 설명된다. 이러한 규격화는 빔(12)이 1보다 큰 강성 대 질량비를 갖게 하는 층(18)을 제공하는 것으로 알려져 있는데, 여기서 1은 질량에 관계 없이 중공 또는 개방 C채널 금속 빔의 표준화된 강성 대 질량비이다.
규격 I,III은 깨끗한 금속 표면(즉, 접촉 금속 표면 상의 엔진 오일 그리고 건조 화합물과 같은 잔류물을 제거한 후)에 사용하기에 바람직하다. 규격 II는 금속을 미리 깨끗이 할 필요가 없다.
당업자가 이해하는 것처럼, 에폰 828은 에폭시 수지이고, 할록시 62는 에폭시 회석제이며, 데르 732는 가요성 에폭시이고, 엑스판셀 551 DU는 발포제이며, SG 마이크론과 3M K20은 미소구체이고 DI-CY는 경화제이다.
보강 튜브(16)에 층(18)을 도포하는 여러가지 방법이 적당할 수 있는데, 가령 수지 기재 재료를 튜브(16)의 표면으로 살포하는 방법이 있다. 내측 튜브와 외측 튜브를 조립한 후에, 내측 튜브와 외측 튜브 사이의 공간을 채우는 것이 적당할 수 있다. 넓고 평평한 수지 리본을 튜브(16)의 표면에 도포하는 덕빌(duck-bill)도포구(塗布具)를 사용하여 수지 기재 재료를 도포하는 것이 가장 바람직하다. 대부분의 도포에 있어서, 층(18)의 두께(inch)는 0.060∼0.50, 바람직하게는 0.10~0.25이어야 하며, 전술한 바람직한 폼(foam) 성분이 사용된다.
가령, 전선 등을 통하게 하기 위해 외측셀(14)이 하나 이상의 관통구(26)를 갖는 본 발명의 실시예들에서는, 외측셀의 관통구(26)와 정합하는 내측 튜브의 관통구(32)를 일치시킬 필요가 있다. 몇몇 예에서는 구조용 폼 층(18)이 관통구(32)전체 또는 일부를 막을 수가 있기 때문에, 홀에서 폼 재료를 제거하는 별도의 조립단계가 필요하다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 관통구(26)와 정렬되는 좀 더 큰 관통구(32)를 만들어냄으로써 유극(遊隙)을 얻을 수 있다. 관통구(32)의 지름은 관통구(26)의 지름보다 적어도 20% 이상 큰 것이 바람직하지만, 몇몇 경우에서는 동일한 크기의 관통구이면 충분하다. 이런 식으로, 내측 튜브(16)의 연부로부터 관통구(32)의 유극으로 연장되는 수지 또는 폼은 일반적으로 와이어, 클립 또는 관통구(26)를 통해 나사홈을 낸 나사 등을 방해하지 않을 것이다. 이러한 개념은 제2(a)도(안쪽으로부터 관통구(26)를 본 단면도)에 또한 도시되어 있는데, 도포하는 동안 층(18)의 일부가 관통구(32)의 유극으로 연장하지만 관통구(26)의 가장 자리까지 연장하지는 않는다. 층(18)이 관통구(32)를 막는 경우에는, 층(18)이 응고되기 전에 공기를 분사하여 층을 깨끗이 불어날릴 수 있다.
제2도와 제5도를 다시 보면, 뚜껑(20)은 내측 튜브(16)에 의해 형성된 공동 또는 채널(34) 뿐만 아니라 라디에이터 지지 빔(12)을 폐쇄한다. 공동(34)은 배선을 위해 일반적으로 비어 있다(즉, 내측 튜브(16)는 중공이다). 뚜껑(20)은 적소에 용접되는 것이 좋다. 빔(12)의 보강된 벽의 유효 두께는 통상적으로 외측셀(14)두께의 네배 내지 다섯배이며, 중량의 증가는 아주 작다.
층(18)이 열경화성 그리고/또는 팽창성 수지 기재 재료인 경우, 층(18)은 B코트 오븐의 열로 적소에 경화되고 또는 팽창될 수 있다. 층(15)이 외측셀(14)과 튜브(16)를 함께 결합시키는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 구성에 의해 B코트를 제거할 수 있는데, 이는 빔 전체가 폼으로 채워져 있다면 불가능하다. 또한, 사용되는 폼의 양을 최소로 하면, 크고 밀한 폼 영역에서처럼 히트 싱크가 생기지 않고, 재료비를 절감할 수 있다. 또한, 빔 전체를 폼으로 채우기 위해 플러그 등을 사용할 필요가 없다.
본 발명의 또 다른 실시예 제7도 내지 제9도에는, 직사각형 형태의 내측 튜브(16′)가 도시되어 있는데, 이는 사실상 폐쇄된 직사각형 튜브(즉 튜브의 길이를 따라 폐쇄되어 있다)이다. 채널 형태의 내측 튜브(16)처럼 직사각형의 내측 튜브(16′)는 일반적으로 중공이다. 내측 튜브(16′)의 삼면에 가해진 층(18)이 도시되어 있다. 일반적으로, 빔(12)의 튜브 내에 튜브가 들어 있는 영역을 형성하는 접합 영역 중 적어도 약 257, 더욱 바람직하게는 약 75%가 층(18)에 의해 덮여야 한다.
바람직한 경우에 있어서, 관통구(32)에서 내측 튜브(16)는 외측셀(14)을 향해 안쪽으로 플랜지될 수 있어 플랜지는 층(18)을 한정하고 고립시키는 마개 역할을 한다. 선택적으로, 같은 목적을 위해 관통구(26)에서 외측셀(14)이 내측 튜브(16)를 향해 안쪽으로 플랜지될 수 있다. 또한, 이러한 목적을 위해 관통구(26,32)에 플러그 또는 그로메트(grommet)가 사용될 수 있다.
외측셀(14)과 내측 튜브(16)를 형성하기 위해 플라스틱이나 금속과 같은 수많은 재료가 사용될 수 있으나, 강(鋼)이 바람직하다. 외측셀의 금속 치수(inch)는 전형적으로 0.030 ∼ 0.090이다. 내측 튜브(16)의 금속 치수(inch)는 전형적으로 0.025 ~ 0.050이다.
본 발명의 개시의 관점에서 본 발명의 다른 수 많은 특별한 응용이 명백해질것이다. 바람직한 몇몇 응용이 이하에서 설명된다.
제10도에는 금속 로커 내측 패널(42)과 금속 로커 외측 패널(44)을 구비하고 있는 금속 자동차 로커 패널 조립품(40)이 도시되어 있다. 내측 튜브(46)에는 그 위에 수지 기재 재료층(48)이 제공되는데, 이 수지 기재 재표층(48)은 내측 튜브(46)를 로커 패널(42,44)에서 분리시킨다. 층(48)과 동일한 재료로 만들어 질 수 있는 접착 비드(45)가 트림(trim) 홀(50) 부근에 제공된다. 이 조립체는 플랜지(52)에서 용접된다.
제11도는 바람막이 유리 필러(54)로서 사용할 때의 본 발명을 도시하고 있다. 다시, 튜브 내에 튜브가 들어 있는 구조가 사용되는데, 바람막이 유리 필러 외측부(56)는 수지 기재 층(60)에 의해 바람막이 유리 필러 내측 튜브(58)와 분리되어 있다. 이 조립체는 플랜지(62)에서 서로 용접된다.
제12도에는, 자동차 구동 샤프트(64)의 단면도가 도시되어 있는데, 구조용 폼층(70)에 의해 외측의 금속 튜브(60)가 내측의 금속 튜브(68)와 분리되어 있다.
제13도에는, C레일(72)이 도시되어 있는데, 구조용 폼층(78)에 의해 외측의 벽부(74)가 내측 튜브 또는 채널 부분(76)과 분리되어 있다.
또 다른 실시예로서 제14도를 보면, 뚜껑(81)과 외측셀(83)을 구비하는 라디에이터 지지 빔(80)과 같은 구조용 부재의 공동 전체가 시멘트나 또는 구조용 폼(82)으로 채워져 있다. 재료(82)가 관통구(86,88)를 통해 공동(84) 밖으로 흘러나가지 않도록 하기 위해, 플러그(90,92)가 제공되는데 이는 바람직하게는 자동차 처리 오븐의 온도에서 분리되는 스티로폼(StyrofoamnTM)과 같은 폼 재료로 형성된다.
플러그는 재료(82)가 분사되어 나오는 관통구를 제외하고는 모든 관통구 속으로 삽입된다. 이런 식으로, 클립 등을 배선하기 위해 충분한 유극이 유지되도록 플러그(88,90)는 자동적으로 제거된다. 재료(82)를 형성하기 위해 사용되는 바람직한 재료가 1992년 6월 23일에 특허된 “튜브의 중간 스펀에서 국부적인 반응 코어로 보강된 복합 관형 도어 빔” 이라는 명칭의 미국 특허 제5,124,186호에서 설명되어 있는데, 상기 발명의 전체 개시는 참고로 인용된다. 매우 바람직하게는, 전술한 미국 특허 제5,124,186호의 10 칼럼의 41 라인에서 설명된 재료가 바람직하다.

Claims (4)

  1. 공동을 형성하는 내벽을 구비하는 부재와; 상기 공동에 끼워지고, 상기 부재의 상기 내벽을 향해 배치된 외벽을 구비하는 내측 부재와; 상기 부재의 상기 내벽과 상기 내측 부재의 상기 외벽과의 사이에서 접촉하게 배치되어 있는 수지층을 포함하며, 상기 내측 부재는 경질이고, 상기 내측 부재의 상기 외벽은 상기 부재의 내벽과 정합하며 상기 수지층에 의해 상기 부재의 내벽에 결합되는 것을 특징으로 하는 라미네이트 빔.
  2. 채널을 형성하고, 외벽면과 내벽면을 구비하는 구조용의 종방향 외측 금속부와; 상기 채널 내에 배치되고, 종방향 중공 공동을 형성하는 내벽면 및 외벽면을 구비하는 경질의 종방향 내측 부재와; 상기 내측 부재의 거의 전체 길이를 따라 상기 외측 긍속부의 상기 내벽면과 상기 내측 부재의 상기 외벽면과의 사이에서 결합·배치되어 있는 구조용 폼층과; 상기 채널을 곧바로 가로질러 연장되고 상기 채널을 폐쇄하며, 상기 외측 금속부에 부착되는 뚜껑을 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이트 지지 빔.
  3. 내측면과 외측면을 구비하는 튜브로서, 상기 튜브의 내측면은 공동을 형성하며, 상기 튜브의 외측면의 적어도 일부는 그 위에 1.52 ~ 12.7 mm 두께의 팽창성 수지층 또는 수지 리본을 구비하는 것을 특징으로 하는 튜브.
  4. 공동을 형성하는 내벽을 구비하는 부재의 강성 대 질량비를 증가시키는 방법으로서, 상기 부재에 의해 형성된 공동 내부에 끼워지는 내측 부재를 성형하는 단계와; 1.52 ~ 12.7 mm 두께의 팽창성 수지층 또는 수지 리본을 상기 내측 부재의 외표면의 적어도 일부에 또는 상기 부재의 내벽 상에 위치시키는 단계와; 상기 수지층이 상기 내측 부재의 외측면 및 상기 부재의 내벽과 접촉하도록 상기 내측 부재를 상기 공동에 삽입하여 조립체를 형성하는 단계와; 수지가 팽창하도록 수지를 활성화시켜 상기 부재를 상기 내측 부재에 결합시키는 단계를 포함하며, 상기 부재의 강성은 상기 내측 부재 및 수지를 상기 부재에 추가함으로써 생기는 질량 증가 이상으로 비선형적으로 증가되는 것을 특징으로 하는 강성 대 질량비를 증가시키는 방법.
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