KR102161214B1 - 하이브리드 언더런 보호 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 차량용 언더런 보호 장치는 프리폼 부재 및 상기 프리폼 부재 상에 형성되는 열가소성 수지로 형성되고, 차량 부착 부재에 부착되도록 형성되는 하이브리드 빔을 포함하고, 상기 하이브리드 빔은, 채널을 형성하고, 차량에 결합하도록 형성되며, 상기 차량의 중심선과 평행한 방향으로 차량의 측부를 따라 연장되며, 상기 중심선에 대해 멀어지는 방향을 향하는 채널의 개구를 가지는 프리폼 부재와, 열가소성 수지로 형성되고, 상기 프리폼 부재의 채널에 대응하는 형상을 가지고, 일부 이상이 상기 채널의 내면에 인접하는 열가소성 수지 빔을 포함하고, 상기 채널은 일부 이상이 상기 중심선으로부터 이격하는 내면과, 일부 이상이 상기 중심선과 대면하는 외면에 의해 형성된다.

Description

하이브리드 언더런 보호 장치{HYBRID UNDERRUN PROTECTION DEVICE}

차량 충돌 시, 특히 서로 다른 높이를 가지는 두 개의 차량이 충돌하는 경우에, 상대적으로 작고 높이가 낮은 차량은 높은 범퍼 또는 높은 프레임 레일을 가지는 상대적으로 크고 높이가 높은 차량의 밑으로 지나가는 언더런(underrun)이 발생할 수 있다. 이러한 유형의 충돌들은 심각한 부상 및/또는 상대적으로 작은 차량에 탑승한 승객들의 사망을 초래할 뿐만 아니라, 상대적으로 작은 차량이 상대적으로 큰 차량에 충돌될 때에 상기 작은 차량에 심각한 손상을 초래할 수 있다. 언더런 보호 장치들(UPD's)은 언더런 충돌들의 발생을 없애거나 줄이고 및/또는 상대적으로 작은 차량이 상대적으로 큰 차량 밑으로 언더런 되는 범위를 줄이기 위해, 상대적으로 큰 차량의 전방 범퍼, 사이드 레일, 또는 후방 범퍼의 하부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 국제특허공보 WO 2007/129959 A1호 문헌에는 언더런 보호 배치 구조에 대한 내용이 개시되어 있다. 이러한 UPD's는 철과 같은 상대적으로 중량의 재료들로 제조될 수 있고, 크레인들과 기중기들과 같은, 무거운 장비들은 이러한 UPD's와 관련된 설치 또는 조립 작업들에 사용될 수 있다. 용접과 같은, 노동 집약형 조립 과정은 차량 프레임들 상에서 이러한 UPD's를 설치하는 데에 사용될 수 있다. 유럽특허공보 EP 1197398 A2호 문헌에는 중량을 줄이기 위한 시도로서 금속 및 플라스틱을 포함하는 차량 범퍼에 대한 내용이 개시되고 있다.

UPD's는 전방 UPD's에 대한 규칙 93(ECE-R93), 후방 UPD's에 대한 규칙 58(ECE-58), 측부 보호 장치들에 대한 규칙 73 하에서 유엔의 유럽 경제 위원회(ECE)에 의해 유럽 연합에서 규제하고 있고, 이러한 규칙들을 따르는 영역 내에서 판매되는 차량들은 상기 규칙들에 대한 특정 성능 파라미터들을 만족시켜야만 한다. 미국에서, 전미 고속도로 교통 안전 위원회는 차량의 제조자와 장비 부품들이 정해진 자격 기준을 준수하도록 미국 자동차 안전 규칙(FMVSS)을 통해 쟁점이 되는 자동차 안전, 챕터 301, 미국 연방 법전의 규칙 49 하에 입법 권한을 가진다. 미국에서, UPD's는 전방 UPD's에 대한 기준 223과 후방 UPD's에 대한 기준 224에 의해 FMVSS 하에 규제된다. 인도에서, 자동차 산업 기준 위원회(AIS)는 UPD's에 대한 AIS-069 하에 유사한 기준들을 설정하고 있다. 인도 기준들은 ECE 규칙들에 맞추어 조정된다. 이러한 성능 파라미터들에 대한 정보는 아래 표 1에서 제공된다. 하중은 램을 사용하여 길이 방향으로 적용된다. 하중이 적용되는 위치들은 도 13에 도시되어 있다.

[표 1: 미국과 유럽의 UPD 성능 파라미터들에 대한 정보]

단위 "kN"는 킬로뉴턴을 의미한다. 단위 "mm"는 밀리미터를 의미한다.

* 이 테스트 하중들은 총 차량 무게(GVM)가 16 미터 톤을 초과하는 차량들에 적용되고, 다른 차량들에 대해서는, 더 작은 값들이 차량 GVM의 기능을 하도록 허용될 수도 있다.

** 이 테스트 하중들은 총 차량 무게(GVM)가 20톤을 초과하는 차량들에 적용되고, 다른 차량들에 대해서는, 더 작은 값들이 차량 GVM의 기능을 하도록 허용될 수도 있다.

P1 부분은 지면에 인접하는 타이어의 돌출된 부분을 제외하고, 전방 차축 상에서 타이어들의 최외측 부분에 접하는 길이 방향 평면들로부터 200mm 위에 배치되고, P2 부분은 서로 700mm에서 1,200mm만큼 이격하는 차량의 중앙 길이방향 평면에 대칭된다.

P1 부분과 P2 부분의 지면 상의 높이는 차량의 적재가 없을 때에 445mm를 초과하지 않는다. P3 부분은 차량의 수직 길이 방향 중앙 평면에 위치한다.

이러한 다양한 시험들은 이러한 장치들의 중요성을 강조하는 것이다. 따라서, 상대적으로 큰 차량에 충돌하는 경우에, 상대적으로 작은 차량들을 보호할 수 있는 언더런 보호 장치들의 경량화 및 용이한 조립에 대한 요구가 있다. 특정 영역 내에서 판매가 이루어지려면, 이러한 장치들은 성능 기준들인 ECE-R93, ECE-R58, ECE-R73 및 이와 유사한 세계 기준들을 만족하여야만 한다.

본 발명은 차량용 언더런 보호 장치들 및 이를 제조하기 위한 방법을 제공한다.

본 실시 예에 따르면, 차량용 언더런 보호 장치는 프리폼 부재 및 상기 프리폼 부재 상에 형성되는 열가소성 수지로 형성되고, 차량 부착 부재에 부착되도록 형성되는 하이브리드 빔을 포함하고, 상기 하이브리드 빔은, 채널을 형성하고, 차량에 결합하도록 형성되며, 상기 차량의 중심선과 평행한 방향으로 차량의 측부를 따라 연장되며, 상기 중심선에 대해 멀어지는 방향을 향하는 채널의 개구를 가지는 프리폼 부재; 및 열가소성 수지로 형성되고, 상기 프리폼 부재의 채널에 대응하는 형상을 가지고, 일부 이상이 상기 채널의 내면에 인접하고, 리브들에 의해 형성되는 간극들의 패턴을 구비하며, 상기 중심선에 대해 수직하게 연장되는 상기 리브들을 가지는 열가소성 수지 빔을 포함하고, 상기 채널은 일부 이상이 상기 중심선으로부터 이격하는 내면과, 일부 이상이 상기 중심선과 대면하는 외면에 의해 형성되고, 상기 하이브리드 빔은 일부 이상이 상기 차량의 언더바디의 하부에 결합하도록 형성되고, 일부 이상이 상기 차량의 외부로부터 상기 언더바디의 하부 공간을 가리도록 형성된다.

본 실시 예에 따르면, 차량은 전방 범퍼, 후방 범퍼 및 사이드 레일 중 하나 이상; 및 언더런 보호 장치를 포함하고, 상기 언더런 보호 장치는 상기 전방 범퍼, 상기 후방 범퍼 또는 상기 사이드 레일 중 하나의 하부에 위치된다.

본 실시 예에 따르면, 상기 언더런 보호 장치의 제조 방법은, 차량 부착 부품에 부착하도록 형성되는 하이브리드 빔을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 하이브리드 빔은, 채널 및 내면을 포함하는 프리폼 부재; 및 열가소성 수지 빔을 포함하고, 상기 열가소성 수지 빔은 접합부를 포함하고, 상기 접합부의 일부가 상기 채널의 내면에 인접하도록, 상기 열가소성 수지 빔과 상기 프리폼 부재는 서로 대응하는 결합 형상들을 가지고, 상기 열가소성 수지 빔은 상기 프리폼 부재에 결합된다.

위에서 설명한 특징들과 본 발명의 다른 특징들이 이하의 상세한 설명 및 도면들을 통해 서술될 것이다.

이하 예시적인 실시 예들이 도면들을 참조하여 설명될 것이고, 동일한 부품들에는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 빔을 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A 평면을 따라 절개한 하이브리드 빔의 단면도이다.
도 3은 열가소성 수지 빔의 접합부를 보여주는 후면도이다.
도 4는 하이브리드 빔 어셈블리의 일 예를 보여주는 분해도이다.
도 5는 조립 이후에 도 4에 도시된 하이브리드 빔 어셈블리를 보여주는 단면도이다.
도 6은 조립 이후에 하이브리드 빔을 보여주는 단면도이다.
도 7은 조립 이후에 하이브리드 빔을 보여주는 단면도이다.
도 8은 하이브리드 브라켓을 보여주는 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 하이브리드 브라켓의 측면도이다.
도 10은 차량 프레임에 부착되도록 형성되는 하이브리드 브라켓 및 하이브리드 빔을 보여주는 사시도이다.
도 11은 차량 프레임에 부착되도록 형성되는 하이브리드 브라켓 및 하이브리드 빔을 보여주는 사시도이다.
도 12는 차량의 다양한 위치에서 UPC가 적용되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 13은 시험 기준들에 대한 충격 위치들을 보여주는 도면이다.
도 14는 UPC의 코너 충격 시험의 시뮬레이션 결과를 보여주는 그래프이다.
도 15는 UPC의 지지 충격 시험의 시뮬레이션 결과를 보여주는 그래프이다.
도면들은 단지 본 발명의 예시로서 도시된 것이고, 특정 스케일로 도시된 것은 아님을 밝혀둔다.

본 발명은 경량(예를 들어, 철제 시스템들과 비교 시 경량) 하이브리드 언더런 보호 장치들(UPD's)에 대한 것이다. 본 발명에 따르면, "하이브리드"라는 용어는 복수의 재료 시스템(예를 들어, 두 개 이상의 재료들로부터 형성)을 의미한다. 이러한 장치들은 단일의 유닛일 수도 있고, 또는 UPD를 형성하기 위해 여러 부품을 결합한 제품을 사용하여 안전 요구를 충족시키는, 몇몇 부품들로부터 형성될 수도 있다. 현재 존재하는 부품들은 제조와 운송 이외에, 더욱 소형으로 제조되고, 손쉬운 운송이 이루어지도록 UPC로 조립될 수 있다. 다른 UPD's와 비교하여 볼 때, 하이브리드 UPD's는 경량이고, 용이하게 제조, 조립, 처리가 이루어질 수 있으며, 차량의 충돌 시에 차량에 탑승한 승객의 부상 위험을 줄일 수 있고, 및/또는 차량에 손상을 줄일 수 있다.

본 발명에 따르면, "차량 부착 부품"이라는 용어는 프레임에 한정되는 것이 아니라, 프레임 연장체, 차량 프레임에 부착되는 브라켓, 또는 차량 프레임과 기계식으로 연결되는 특정 부품을 포함하는, 차량의 구조적 부재를 의미한다.

UPC는 빔을 포함할 수 있다. 상기 빔은 하이브리드 빔일 수 있다. UPC의 브라켓은 하이브리드 브라켓일 수 있다. 하이브리드 빔은 금속, 폴리머, 보강 합성 폴리머, 또는 위에서 언급한 재료 중 하나 이상의 합성재와 같은 재료를 포함할 수 있다. 본 발명에 따르면, 금속은 철, 알루미늄, 마그네슘, 또는 다른 구조적인 금속을 포함할 수 있다. 본 발명에 따르면, 보강 합성 폴리머는 폴리머 및 보강 재료를 포함할 수 있고, 상기 보강 재료는 섬유들과, 아라미드, 탄소, 현무암, 유리, 플라스틱, 금속(예를 들어, 철, 알루미늄, 마그네슘), 석영, 붕소, 셀룰로오스, 액정 폴리머, 고 점도 폴리머(예를 들어, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리(헥산-6-락탐), 폴리[이미노(1,6-디옥소헥산메틸렌)이미노헥산메틸렌]), 열가소성 수지 폴리머, 열경화성 수지 폴리머, 또는 천연 섬유로 형성되는 연속적이고, 절단된, 직조물, 또는 이와 유사한 것일 뿐만 아니라, 위에서 언급한 재료 중 하나 이상의 합성재일 수 있다.

상기 빔은 빔의 길이 값(첨부 도면에 x축 방향 치수)이 L을 형성하도록, 상대적으로 장 치수를 가진다. 두 개의 다른 치수들이 상기 하이브리드 빔의 높이(H)와 깊이(D)를 나타낸다. 상기 하이브리드 빔의 높이는 차량의 높이 값(첨부 도면에 y축 방향 치수)을 형성하도록 연장될 수 있다. 상기 깊이는 상기 길이와 깊이에 의해 형성(첨부 도면에 z축 방향 치수)되는 평면에 직교하는 방향으로 연장될 수 있다.

상기 빔은 차량의 크기와, 다른 차량의 언더런에 대한 바람직한 보호 영역과 상기 빔의 구조적 짜임새에 기초하여 적절한 크기(예를 들어, 길이, 높이, 및 깊이)를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 빔의 길이는 1,000mm 내지 3,000mm일 수 있고, 예를 들어, 1,500mm 내지 2,500mm이거나, 1,750mm 내지 2,000mm일 수 있다. 상기 빔의 높이는 75mm 내지 1,000mm일 수 있고, 예를 들어, 80mm 내지 300mm이거나, 100mm 내지 120mm일 수 있다. 상기 빔의 깊이는 25mm 내지 300mm일 수 있고, 예를 들어, 50mm 내지 200mm이거나, 80mm 내지 200mm일 수 있다. 상기 프리폼 부재의 두께는 1mm 내지 20mm일 수 있고, 예를 들어, 2mm 내지 5mm이거나, 2mm 내지 3mm일 수 있다. 열가소성 수지 빔 영역은 철제 빔과 비교하여 볼 때 경량을 유지하는 동시에 상기 빔에 추가적인 구조적 짜임새를 제공할 수 있다. 열가소성 수지 빔 영역의 높이는 75mm 내지 500mm일 수 있고, 예를 들어, 150mm 내지 400mm이거나, 250mm 내지 325mm일 수 있다. 열가소성 수지 빔 영역의 깊이는 50mm 내지 600mm일 수 있고, 예를 들어, 150mm 내지 400mm이거나, 200mm 내지 300mm일 수 있다.

UPD 시스템은 브라켓을 포함할 수 있다. 상기 브라켓은 하이브리드 브라켓일 수 있다. 상기 브라켓은 빔을 차량 부착 부품에 부착할 수 있다. 상기 브라켓은 금속, 폴리머, 보강 합성 폴리머, 또는 위에서 언급한 재료 중 하나 이상의 포함하는 혼합재를 포함할 수 있다. 하이브리드 브라켓은 UPD의 무게 및 비용을 줄일 수 있고, UPD를 차량에 용이하게 조립하게 할 수 있다.

상기 브라켓은 높이(H), 길이(L), 깊이(D)를 가질 수 있다. 상기 브라켓의 크기는 UPD의 구조적인 특징들에 따라 변화될 수 있다. 상기 브라켓의 크기는 상기 브라켓이 부착되기 위한 차량의 종류에 기초하여 변화할 수 있다. 하이브리드 브라켓의 길이는 50mm 내지 500mm일 수 있고, 예를 들어, 100mm 내지 300mm이거나, 150mm 내지 200mm일 수 있다.

본 발명에 따르면, 열가소성 수지 빔, 결합부, 보강 플레이트, 지지 슬리브, 및 프리폼 부재와 같은, UPD의 부품의 치수들은 상기 하이브리드 빔의 높이, 길이, 및 깊이 치수들과 일치하고, 상기 "길이"라는 용어는 첨부된 도면에서 x축을 따라 측정된 치수를 의미하고, 상기 "높이"라는 용어는 첨부된 도면에서 y축을 따라 측정된 치수를 의미하고, 상기 "깊이"라는 용어는 첨부된 도면에서 z축을 따라 측정된 치수를 의미한다.

도 1은 x축을 따라 측정된 길이 치수가 L이고, y축을 따라 측정된 높이 치수가 H인 하이브리드 빔(20)을 도시하고 있다. 상기 하이브리드 빔(20)은 깊이 D를 가질 수 있다. 상기 하이브리드 빔(20)은 프리폼 부재(preform member)(40), 및 열가소성 수지 빔(60)들을 포함할 수 있다. 열가소성 수지 빔(60)은 접합부(62)를 포함할 수 있다. 열가소성 수지 빔(60)은 보강 플레이트(100)를 포함할 수 있다. 보강 플레이트(100)는 상기 접합부(62)의 전방 측을 따라 배치될 수 있다. 접합부(62)는 x축을 따라 측정된 길이 치수인 Li를 가질 수 있다. 보강 플레이트(100)는 x축을 따라 측정된 길이 치수인 Li를 가질 수 있다. 상기 프리폼 부재(40)는 채널(42)이 형성되게 하는 두 개의 벽들(47) 및 상기 두 개의 벽들 사이에 배치된 연결 벽(50)을 구비하도록, "U"자 형상의 단면을 가질 수 있다. 상기 프리폼 부재의 개방 측부(54)는 열가소성 수지 빔(60)들의 후방 측부(88)에 대면할 수 있다. 상기 채널(42)의 개방 측부(54)와, 상기 열가소성 수지 빔의 전방 측부(90)는 충격(200) 방향의 반대 방향으로 대면할 수 있다. 상기 하이브리드 빔(20)은 빔 보강부(30)들을 포함할 수 있다. 상기 빔 보강부(30)들은 상기 프리폼 부재를 보완하는 "U"자 형상의 단면을 가질 수 있다. 상기 빔 보강부(30)들은 상기 프리폼 부재(40)의 외면을 따라 고정될 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 하이브리드 빔(20)을 A-A를 따라 절개한 단면도이다. 접합부(62)의 중앙 부분(82)의 후방 측(88)은 상기 프리폼 부재(40)의 "U"자 형상 채널 내에서 고정되도록 이에 대응하는 형상을 가진다. 상기 열가소성 수지 빔(60)은 상기 프리폼 부재(40)의 내면(46)을 따라 연장될 수 있다. 상기 접합부(62)의 두 개의 외측 부분(84)들은 상기 보강 플레이트(100)와 측벽(47)들의 단부(44) 사이에 배치된, 영역(86)(예를 들어, 얇은 플라스틱 영역)에 의해 중앙 부분(82)에 연결될 수 있다. 상기 접합부(62)들의 외측 부분(84)들은 (z축을 따라 측정된) 깊이 치수만큼 상기 프리폼 부재(40)의 외면(48)을 따라 연장된다. 곡선 모서리부(104)들을 가지는, 보강 플레이트(100)는 상기 접합부(62)의 전방 측(90)을 따라 배치될 수 있다.

도 3은 열가소성 수지 빔 영역(60)의 접합부(62)의 후면도이다. 부착 부재(74, 76, 78, 80)들은 단부(72)에 배치될 수 있다. 상기 부착 부재(74, 76, 78, 80)들은 두 개의 인접하는 열가소성 수지 빔 영역들을 말단에서 고정하도록 사용될 수 있다. 상기 부착 부재들은 개구(74) 및 이에 대응하는 형상을 가지고 더브-테일(dove-tail) 형상과 같은 연결체를 형성하는 대응 연장부(76)를 포함할 수 있다. 상기 부착 부재(74, 76, 78, 80)들은 돌출부(78)를 포함할 수 있고, 상기 돌출부는 이에 대응하는 함몰부, 채널, 또는 개구(80)에 결합할 수 있다. 상기 접합부(62)는 길이 방향 리브(64)들을 가질 수 있다. 상기 접합부(62)는 수직 방향 리브(66)들을 가질 수 있다. 상기 접합부(62)는 사선 방향 리브(68, 69)들을 가질 수 있다. 중앙 길이 방향 리브(64)는 길이 방향을 따라 열가소성 수지 빔(60)의 중앙 부분을 양분할 수 있다. 길이 방향 리브(64)들은 채널(96)들을 형성할 수 있다. 채널(96)들은 상기 접합부(62)의 중앙 부분(82)으로부터 외측 부분(84)으로 설명될 수 있다. 제1 사선 방향 리브(68)들은 중앙 길이 방향 리브(64)로부터 경사지게, 예를 들어, 약 30°의 각도로 배치될 수 있고, x-y 평면 상에서 정 경사를 형성하도록 정 경사 방향으로 기울어질 수 있다. 제2 사선 방향 리브(69)들은 중앙 길이 방향 리브(64)로부터 경사지게, 예를 들어, 약 30°의 각도로 배치될 수 있고, x-y 평면 상에서 역 경사를 형성하도록 역 경사 방향으로 기울어질 수 있다. 제1 사선 방향 리브(68)들과 제2 사선 방향 리브(69)들은 x-y 평면 상에서 "X"자와 같은 단면 형상을 형성하도록, 깊이 방향을 따라 서로 교차할 수 있다. 사선 방향 리브들은 상기 접합부(62)의 길이 방향을 관통하여 통일되게 배치될 수 있다. 상기 접합부(62)는 외측 부분(84)들을 가질 수 있다. 상기 외측 부분(84)들은 수직 방향 리브(66)들을 가질 수 있다. 상기 수직 방향 리브(66)들은 상기 접합부(62)의 길이 방향을 관통하여 통일되게 배치될 수 있다. 수직 방향 리브(66)들은 두 개의 채널(96) 사이로 연장되고 홀(70)들을 둘러싸는 포켓 벽(94)들을 형성한다. 홀(70)들은 상기 접합부(42)를 통하여 연장될 수 있다. 홀(70)들은 기계식 부착 방식으로, 접합부(62)를 프리폼 부재(40) 및/또는 보강 플레이트(100)에 결합하는 데에 사용될 수 있다.

도 4는 하이브리드 빔(20)의 분해도이다. 포켓(92)은 접합부(62)의 후방 측(88)에 형성될 수 있다. 지지 슬리브(110)는 상기 포켓(92) 내에 배치될 수 있다. 고정장치(120)들은 상기 포켓(92)과, 지지 슬리브(110)의 홀(112)들과, 프리폼 부재(40)의 홀(52)을 통해 연장될 수 있다. 상기 지지 슬리브(110)는 구조적 짜임새, 특히, 충격 방향에 따른 압축 하중에서 작용하는, 압축 강도와 관계없이 하중을 줄이는 데에 적합한 형상으로 이루어진다. 본 실시 예에 있어서, 상기 지지 슬리브(110)는 구조적 짜임새의 영향 없이, 하중을 줄이기 위해 "I"형 형상을 가질 수 있다. "I"형 형상의 크로스 부재들은 접합부를 관통하는 홀들 및/또는 프리폼 부재(40)를 관통하는 홀(52)들을 홀(112)들에 대해 정렬하기 위한 정렬 부품(114)으로서 기능할 수 있다.

도 5는 z-y 평면에서, B-B 영역을 따라 절개한 도 4에 도시된 하이브리드 빔(20)의 단면도이다. 상기 보강 플레이트(100)는 상기 접합부(62)의 전방 측을 따라, 인서트 몰딩 방식으로, 일체로 형성될 수 있다. 폴리머 재료의 영역(98)(예를 들어, 얇은 영역)은 보강 플레이트(100)의 전방 측(90)을 커버할 수 있다. 지지 슬리브(110)는 상기 접합부(62)의 후방 측에 형성된 포켓(92) 내에 배치될 수 있다. 고정장치(120)들은 보강 플레이트(100)의 홀(102)들과, 지지 슬리브(110)의 홀(112)들과, 프리폼 부재(40)의 홀(52)들을 통해 연장될 수 있다. 고정장치(120)는 하이브리드 빔(20)을 고정하도록 사용될 수 있다. 이러한 방식의 조립은 보강 플레이트(100)와, 지지 슬리브(110)와, 프리폼 부재(40)가 금속으로 제조되는 실시 예에 있어서, 상기 고정장치의 길이 방향을 따라 금속 간의 접촉이 이루어지는 것을 허용할 수 있다.

도 6은 z-y 평면을 따라 본 발명의 하이브리드 빔(20)을 절개한 단면도이다. 보강 플레이트(100)는 상기 보강 플레이트의 홀(102)들을 통해, 접합부(62)의 외측 부분(84) 내의 캐비티(95)들 내로 연장되는 고정장치(120)들에 의해 접합부에 고정될 수 있다. 캐비티(95)의 전방 부분과 홀(102)은 경사 영역(89)을 가질 수 있다. 경사 영역(89)은 고정이 이루어질 때에 보강 플레이트(100)의 전방 측(90) 높이가 일치할 수 있도록 고정장치(120)가 납작해지는 것을 허용할 수 있다. 고정장치(120)들은 열가소성 수지 빔(60)의 접합부(62)와 함께, 인서트 몰딩 방식 등으로, 일체로 제조될 수 있다. 고정장치(120)들은, 상기 열가소성 수지 빔(60)을 프리폼 부재(40)에 고정하기 위하여, 홀(52)들을 통해, 상기 프리폼 부재(40)로 연장될 수 있다.

도 7은 z-y 평면을 따라 절개한 본 발명의 하이브리드 빔(20)의 단면도이다. 보강 플레이트(100)는 상기 보강 플레이트의 홀(102)들을 통해, 접합부(62)의 외측 부분(84) 내의 캐비티(95)들 내로 연장되는 고정장치(120)들에 의해 접합부에 고정될 수 있다. 고정장치(120)는 보강 플레이트(100)의 홀(102)과, 접합부(62)의 중앙 부분(82)의 홀(70)과, 프리폼 부재(40)의 홀(52)들을 통해 연장될 수 있다. 고정장치(120)는 상기 열가소성 수지 빔(60)을 상기 프리폼 부재(40)에 고정시킬 수 있다. 상기 보강 플레이트(100)는 상기 고정장치(120)들이 상기 보강 플레이트(100)에 장착되도록 그 높이가 일치할 정도로 납작해지기 위해, 상기 접합부(62)의 경사 영역(89)에 대응하는 오목부(105)들을 가질 수 있다.

도 8은 폴리머 부분(152) 및 보강부(160, 161, 163)들로 제조되는 하이브리드 브라켓(150)을 보여주는 도면이다. 제1 보강부(160)는 상기 하이브리드 브라켓의 y-x 평면을 관통하여 z-y 평면으로 연장될 수 있다. 상기 제1 보강부(160)는 상기 하이브리드 브라켓의 단부(180)를 따라 z-x 평면을 따라 연장될 수 있다. 제2 보강부(161)는 x-y 평면에서 상기 하이브리드 브라켓의 후방 측(176)의 일부를 따라 연장될 수 있다. 제3 보강부(163)는 x-y 평면에서 상기 하이브리드 브라켓의 전방 측(178)의 일부를 따라 연장될 수 있다. 제4 보강부(165)는 빔 지지부(170)의 표면을 따라 연장될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 리브(172)들을 가지는 폴리머 부분(152)은 보강부(160, 161, 163)들로 제조될 수 있다. 상기 보강부(160, 161, 163)들은 부착 영역(174)들을 따라 형성되는 홀(162)들을 가질 수 있다. 홀(162)들은 상기 하이브리드 브라켓(150)을 차량 부착 부품과, 하이브리드 빔과, 및/또는 브라켓 지지 부품에 고정하는 데에 사용될 수 있다.

도 9는 상기 하이브리드 브라켓(150)의 측면도이다. 제1 브라켓 보강부(160)는 리브(164, 166, 168)들에 수직한 방향으로, z-y 평면을 관통하도록 연장될 수 있다. 제1 브라켓 보강부(160)는 차량 충돌 시 전단 및 비틀림 하중에 의한 편향이 발생되는 현상을 줄일 수 있다. 수직 방향 리브(166)들은 y축을 따라 연장될 수 있다. 길이 방향 리브(164)들은 z축 방향으로 연장될 수 있다. 사선 리브(168)들은 수직 방향 리브들, 길이 방향 리브들, 및/또는 사선 방향 리브들(x, y, z축을 따라 연장) 사이로 연장될 수 있다. 홀(162)들은 상기 하이브리드 브라켓(150)을 차량 부착 부품(7)에 부착하기 위한 브라켓 보강부(160, 161, 163, 165)에 배치될 수 있다. 빔 지지부(170)는 z축을 따라 상기 하이브리드 브라켓(150)의 전방 측(178)으로부터 돌출될 수 있다. 상기 빔 지지부(170)는 상기 하이브리드 빔(20)에 구조적인 지지력을 추가할 수 있다. 하이브리드 빔(20)은 부착 영역(174)을 따라 빔 지지부(170)에 부착될 수 있다. 하이브리드 빔(20)은 부착 영역(174)을 따라 하이브리드 브라켓(150)에 부착될 수 있다.

도 10에는 추가 금속 브라켓(14)을 구비하는 차량 프레임(10)에 장착된 하이브리드 브라켓(150)이 도시되어 있다. 제1 브라켓 보강부(160)를 관통하는 홀(162)들은 고정장치를 통해 상기 하이브리드 브라켓을 차량에 견고하게 고정하기 위해 상기 추가 금속 브라켓(14)을 관통하는 홀들에 정렬된다. 하이브리드 빔(20)은 기계적 또는 화학적 부착 부품에 견고하게 부착될 수 있도록, 제3 브라켓 보강부(163)에 인접한 하이브리드 브라켓의 전방 측을 따라 배치될 수 있다. 이러한 방식에 따른 추가적인 금속 브라켓(14)의 사용은 UPD의 좌측 하이브리드 브라켓과 우측 하이브리드 브라켓 간의 서로 다른 형상에 대한 요구(즉, 키랄 형상(chiral designs), 예를 들어, 미러 이미지(mirror image))가 없더라도, 하이브리드 빔의 어느 단부에 배치될 수 있는, 키랄이 아닌(non-chiral) 하이브리드 브라켓들의 구조가 이루어지도록 한다.

도 11에는 차량 프레임(10)에 부착되는 추가 브라켓 없이도, 직접 차량 프레임(10)에 장착되는 하이브리드 브라켓(150)이 도시되어 있다. 제1 브라켓 보강부(160)는 z-y 평면에서 상기 하이브리드 브라켓의 중앙을 관통하도록 연장될 수 있고, 상기 하이브리드 브라켓(150)의 전방 측과 후방 측의 일부를 따라 x-y 평면에서 연장되는 두 개의 구부러진 단부(182)들을 가질 수 있다. 상기 제1 브라켓 보강부(160)을 관통하는 홀(162)들은 고정장치를 통해 상기 하이브리드 브라켓을 상기 차량 프레임(10)에 견고하게 고정하기 위하여 차량 프레임(10)을 관통하는 홀들에 정렬될 수 있다. 하이브리드 빔(20)은 고정장치를 통해 견고하게 부착될 수 있게 하기 위하여, 제3 브라켓 보강부(163)에 인접하는 하이브리드 브라켓의 전방 측을 따라 배치될 수 있다. 도 11에 도시된 하이브리드 브라켓(150)은 좌측 브라켓과 우측 브라켓이 서로 미러 이미지로 이루어진다는 점에서, 키랄성(비대칭성)(chirality)을 가진다.

도 12에는 다양한 위치에서 UPD 1을 가지는 차량(2)이 도시되어 있다. UPD 1은 하이브리드 빔(20)을 포함할 수 있다. UPD 1은 차량(2)의 전방 범퍼(4) 하부에 배치될 수 있다. UPD 1은 차량(2)의 후방 범퍼(6) 하부에 배치될 수 있다. UPD 1은 차량(2)의 사이드 레일(8) 하부에 배치될 수 있다. UPD 1은 차량 부착 부품(7)을 통해 차량(2)의 전방 프레임 크로스 부재(3), 사이드 레일(8), 및/또는 후방 프레임 크로스 부재(5)에 부착될 수 있다. 상기 전방 범퍼(4), 후방 범퍼(6), 및/또는 사이드 레일(8)은 선택적으로 에너지 흡수장치(9)를 포함할 수 있다.

상기 하이브리드 빔은 프리폼 부재를 포함할 수 있다. 상기 프리폼 부재는 금속, 폴리머, 보강 합성 폴리머, 또는 위의 재료 중 하나 이상의 혼합재와 같은 재료를 포함할 수 있다. 상기 프리폼 부재는 채널을 포함할 수 있다. 상기 채널은 두 개의 측벽, 하나 이상의 연결 벽, 및 개방 측부(즉, 밀폐되지 않는 측부)를 포함하는 특정 단면 형상을 가질 수 있다. 상기 채널은 "C", "E", "U", "W" 또는 "V", 또는 이와 유사한 단면 형상을 가질 수 있다. 상기 채널은 내면과 외면을 가질 수 있다. 상기 채널의 내면은 차량 중심선으로부터 이격할 수 있다. 채널의 개구는 차량 중심선으로부터 이격하는 방향을 향할 수 있다. 상기 채널의 외면은 일부 이상이 차량 중심선을 향하도록 대면(예를 들어, 연결 벽의 외면이 차량 중심선에 대면)할 수 있다. 채널의 내면의 일부 이상은 개방 측부에 대면(예를 들어, 연결 벽의 내면은 채널의 개방 측부에 대면)할 수 있다. 상기 채널은 양단에서 개방(예를 들어, 길이 방향에 직교하는 평면에서 개방)될 수 있다.

상기 하이브리드 빔은 열가소성 수지 빔을 포함할 수 있다. 열가소성 수지 빔은 금속, 폴리머(고 밀도 폴리머 발포고무와 같은, 발포 폴리머들을 포함), 보강 합성 고분자, 또는 위에서 언급한 재료 중 하나 이상의 혼합재와 같은 재료를 포함할 수 있다. 상기 열가소성 수지 빔의 일부는 상기 프리폼 부재의 채널 내에 배치될 수 있다. 열가소성 수지 빔은 상기 프리폼 부재의 채널의 내면에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 상기 열가소성 수지 빔은 일부 이상이 상기 프리폼 부재의 채널의 내면에 인접할 수 있다. 상기 열가소성 수지 빔은 인서트 몰딩 또는 오버 몰딩 과정 등을 통해, 상기 프리폼 부재에 제조될 수 있다. 열가소성 수지 빔은 프리폼 부재와 함께 제조될 수도 있다. 열가소성 수지 빔은 마찰 결합 방식으로 상기 프리폼 부재에 연결될 수 있다. 열가소성 수지 빔은 기계적 또는 화학적 부착 부품들(예를 들어, 본드, 접착제, 기계적 수단 등) 없이 채널 내로 마찰 결합될 수 있다. 본 실시 예에 있어서, 폴리머 재료를 가지는 열가소성 수지 빔은 프리폼 부재 상에서 오버몰딩 될 수 있다. 상기 프리폼 부재는 개구들이 형성되는 홈들을 포함할 수 있고, 상기 프리폼 부재와 상기 열가소성 수지 빔을 함께 감금 고정하는 것에 의해, 상기 홈들 내에서 열가소성 수지 빔의 폴리머 재료가 개구를 통과하여 상기 홈 내에 뿌려질 수 있다. 상기 열가소성 수지 빔은 프리폼 부재 및 채널 내에 배치된 상기 열가소성 수지 빔의 일부와 함께 제조될 수 있다. 이러한 방식은 인서트 몰딩 방식 또는 이와 유사한 과정에 의해 달성될 수 있다.

추가로, 특정 부착 부품들은 열가소성 수지 빔을 프리폼 부재에 고정하도록 이용될 수도 있다. 상기 부착 부품들은 기계식일 수 있다. 기계식 부착 부품들의 예들로는 잠금 부품(폴리머(예를 들어, 열가소성 수지 빔을 프리폼 부재의 일면에 연결하는 채널 벽에서 개구를 통해 압출된 폴리머)와 같은 부품), 고정장치(스냅, 후크, 스크류, 볼트, 리벳과 같은 장치), 용접, 클림핑(예를 들어, 클림핑 금속 벽), 프리폼 부재로부터 열가소성 수지 빔으로/내로 형성된 돌출부들(탭들 또는 열가소성 수지 빔을 연결하기 위해 벽으로부터 채널로 연장된 부품과 같은 것), 상기 열가소성 수지 빔으로부터 상기 프리폼 부재로/내로 형성되는 돌출부들 등)을 포함할 수 있다. 부착 부품은 화학식일 수도 있다. 화학식 부착 부품들의 예들로는 결합제, 본드, 접착제 등을 포함한다.

열가소성 수지 빔의 길이는 100mm 내지 3,000mm일 수 있고, 예를 들어, 200mm 내지 1,000mm, 또는 600mm 내지 700mm일 수 있다. 빔 삽입 모듈의 높이는 75mm 내지 1,000mm일 수 있고, 예를 들어, 80mm 내지 300mm, 또는 100mm 내지 120mm일 수 있다. 빔 삽입 모듈의 깊이는 25mm 내지 300mm일 수 있고, 예를 들어, 50mm 내지 200mm, 또는 80mm 내지 200mm일 수 있다.

열가소성 수지 빔은 철제 빔과 비교하여 볼 때 경량을 유지함과 함께 하이브리드 빔에 추가적인 구조적 짜임새를 제공할 수 있다. 상기 프리폼 부재는 두께 방향으로 연장되고, 홀을 형성하는, 개구를 포함할 수 있다. 본 실시 예에 있어서, 상기 프리폼 부재를 상기 열가소성 수지 빔 및/또는 프레임 부착 부품에 연결하기 위한 고정장치는 상기 프리폼 부재의 홀을 관통하거나 연결하는 데에 사용될 수 있다. 홀은 특정 크기 및 형상을 가질 수 있고, 상기 크기, 형상, 및/또는 기계식 부착 부품의 유형에 대응할 수도 있다. 홀은 나사산이 형성된 고정장치를 수용하기 위해, 나사산이 형성되는 스레디드(threaded)일 수 있거나, 또는 비 스레디드(non-threaded)일 수도 있다.

열가소성 수지 빔은 접합부(mating portion)를 포함할 수 있다. 접합부는 금속, 폴리머, 보강 합성 폴리머, 또는 위에서 언급한 재료 중 하나 이상의 합성재와 같은 재료를 포함할 수 있다. 선택적으로, 상기 열가소성 수지 빔은 보강 플레이트(reinforcing plate)를 포함할 수 있다. 선택적으로, 열가소성 수지 빔은 지지 슬리브를 포함할 수 있다. 상기 열가소성 수지 빔, 접합부, 보강 플레이트, 및 지지 슬리브는 각각 후방 측과 전방 측을 가질 수 있고, 상기 전방 측은 충격 방향과 대면한다. 상기 접합부의 후방 측의 단면 형상은 상기 프리폼 부재의 형상을 보완할 수 있다. 상기 접합부의 후방 측은 채널, 또는 깊이와 길이 방향 중 하나 이상으로 연장되는, 가늘고 긴 홈을 포함할 수 있다. 채널은 상기 프리폼 부재의 측벽에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 상기 접합부의 단면 형상은 상기 프리폼 부재의 채널의 내면 형상과 상기 프리폼 부재의 채널의 외면 형상 중 하나 이상에 대응할 수 있다. 상기 접합부의 중앙 부분은 상기 프리폼 부재의 채널 내에 고정될 수 있다. 상기 중앙 부분은 상기 프리폼 부재의 채널에 인접할 수 있다. 상기 접합부의 외부, 또는 외측 부분은, 상기 프리폼 부재의 외면의 일부를 따라 깊이 및 길이 방향으로 연장될 수 있다. 상기 깊이 및 길이 방향을 따르는 접합부의 외측의 단면 형상은 상기 열가소성 수지 빔의 길이 방향으로 연장될 수 있다. 본 실시 예에서 있어서, 접합부는 프리폼 부재와 대응하는 관계로 형성될 수 있다.

상기 프리폼 부재와 상기 열가소성 수지 빔은 서로 스냅 피팅(snap-fitting) 방식으로 결합하기 위한 대응하는 부분들을 포함할 수 있다. 스냅 피팅을 위한 부분들은 돌출된 립, 플랜지, 함몰부, 홈 등을 포함할 수 있고, 이러한 부분들은 맞물릴 수 있고 상기 하이브리드 빔의 깊이 방향으로 분리되는 것을 차단할 수 있다. 예를 들어, 상기 프리폼 부재는 플랜지, 또는 내벽으로부터 높이 방향으로 연장되고 프리폼 부재의 길이 방향의 적어도 일부를 연장한, 돌출부를 가질 수 있다. 상기 플랜지의 형상 및 높이에 대응하는 형상과 높이를 가지는 홈은 상기 접합부의 채널 내에 형성될 수 있다. 상기 프리폼 부재의 측벽은 상기 열가소성 수지 빔의 접합부의 채널 내에 삽입될 수 있다. 상기 프리폼 부재로부터 연장되는 플랜지는 채널의 대응하는 홈 내에 고정될 수 있고 프리폼 부재 및 열가소성 수지 빔의 분리(깊이 방향에 따른 분리)를 차단할 수 있다.

상기 열가소성 수지 빔은 선택적으로 보강 플레이트를 포함할 수 있다. 보강 플레이트는 금속, 폴리머, 보강 합성 폴리머, 또는 위에서 언급한 재료 중 하나 이상의 혼합재와 같은, 재료를 포함할 수 있다. 보강 플레이트는 상기 열가소성 수지 빔의 전방 측을 따라 배치될 수 있다. 보강 플레이트는 열가소성 수지 빔의 전방 측에 결합될 수 있다. 보강 플레이트는 열가소성 수지 빔에 마찰 접합할 수 있다. 보강 플레이트는 접합부의 전방 측에 결합될 수 있다. 보강 플레이트는 접합부의 전방 측을 따라 배치될 수 있다. 보강 플레이트는 접합부에 기계적으로 부착될 수 있다. 보강 플레이트는 접합부에 화학적으로 부착될 수 있다. 본 실시 예에 있어서, 보강 플레이트는 접합부 내에서 제조될 수 있다. 접합부의 얇은 영역은 접합부 내에 제조된 보강 플레이트의 전방 측을 따라 배치될 수 있고, 이러한 영역의 깊이는 5mm 미만일 수 있으며, 예를 들어, 1mm 내지 5mm이거나, 또는 2mm 내지 4mm의 두께일 수 있다.

보강 플레이트는 프리폼 부재의 측벽을 지나도록 연장될 수 있다. 예를 들어, 첨부 도면에 도시된 것처럼, 보강 플레이트는 프리폼 부재의 채널의 측벽을 지나도록 y축으로 연장될 수 있다. 보강 플레이트는 길이 방향을 따라 특정 단면 형상을 가질 수 있다. 보강 플레이트는 길이 방향을 따라 변화하는 단면 형상을 가질 수 있다. 접합부의 외부는 보강 플레이트에 구조적 지지력을 제공하도록 보조할 수 있다. 외측 부분은 충격의 발생 시 높이 방향을 따라 보강 플레이트가 구부러지는 현상을 차단할 수 있다. 예를 들어, 접합부의 외부는 보강 플레이트를 딱딱하게 굳히도록 형성될 수 있고, 이에 따라 프리폼 부재의 채널의 측벽 상에서 구부러지는 현상을 방지할 수 있다.

보강 플레이트의 길이는 100mm 내지 3,000mm일 수 있고, 예를 들어, 200mm 내지 1,000mm이거나, 또는, 600mm 내지 700mm일 수 있다. 보강 플레이트의 높이는 75mm 내지 1,000mm일 수 있고, 예를 들어, 80mm 내지 300mm이거나, 또는, 100mm 내지 120mm일 수 있다.

보강 플레이트의 두께는 0.5mm 내지 10mm일 수 있고, 예를 들어, 0.5mm 내지 5mm이거나, 또는, 1mm 내지 3mm일 수 있다.

열가소성 수지 빔은 선택적으로 포켓을 포함할 수 있다. 포켓은 깊이 방향을 따라 소정 거리로 연장될 수 있다. 포켓은 홀을 형성하기 위하여 열가소성 수지 빔을 관통하여 전체 깊이 방향으로 연장될 수 있다. 분리된 보강 플레이트는 포켓을 형성하도록 접합부를 관통하는 홀에 인접하는 접합부의 전방 측을 따라 배치될 수 있다. 그 대신에, 개구는 상기 접합부의 후방 측(또는 열가소성 수지 빔)으로부터 상기 접합부와 일체로 제조되는 보강 플레이트의 후방 측까지 연장될 수 있다. 열가소성 수지 빔 내에 형성되는 포켓은 보강 플레이트를 관통하는 홀 및/또는 접합부를 관통하는 홀에 인접하도록 배치될 수 있다.

열가소성 수지 빔의 접합부 내의 포켓의 길이는 10mm 내지 100mm일 수 있고, 예를 들어, 10mm 내지 50mm이거나, 또는, 15mm 내지 25mm일 수 있다. 열가소성 수지 빔의 접합부 내의 포켓의 높이는 10mm 내지 800mm일 수 있고, 예를 들어, 20mm 내지 100mm이거나, 또는, 40mm 내지 70mm일 수 있다. 열가소성 수지 빔의 접합부 내의 포켓의 깊이는 25mm 내지 300mm일 수 있고, 예를 들어, 50mm 내지 200mm이거나, 또는, 80mm 내지 200mm일 수 있다.

열가소성 수지 빔은 선택적으로 지지 슬리브를 포함할 수 있다. 지지 슬리브는 금속, 폴리머, 보강 합성 폴리머, 또는 위에서 언급한 재료 중 하나 이상의 혼합재와 같은 재료를 포함할 수 있다. 지지 슬리브는 접합부에 기계적으로 부착될 수 있다. 지지 슬리브는 상기 접합부에 화학적으로 부착될 수도 있다. 지지 슬리브는 접합부의 포켓 내에 배치될 수 있다. 상기 접합부, 보강 플레이트, 및 지지 슬리브는 각각 홀 및/또는 캐비티를 형성하는, 개구를 포함할 수 있다. 홀 및/또는 캐비티는 기계식 부착 부품이 상기 부품들에 연결되는 것을 허용할 수 있다. 지지 슬리브는 접합부의 포켓 내에 고정될 정도의 크기로 형성될 수 있다. 열가소성 수지 빔의 접합부의 중앙 부분, 및 선택적으로 설치 가능하고 보강 플레이트와 프리폼 부재 사이에 삽입된 지지 슬리브는, 프리폼 부재의 채널 내에 배치될 수 있다. 본 실시 예에 있어서, 지지 슬리브는 접합부 내에서 제조될 수 있다. 지지 슬리브는 접합부의 후방 측(열가소성 수지 빔의 후방 측에 대응하는 부분)으로부터 접합부의 전방 측으로 연장될 수 있고, 이로써 슬리브의 전방면과 후방면은 각각 접합부의 전방 측과 후방 측에 대해 동일 높이를 이룰 수 있게 된다. 지지 슬리브는 접합부의 후방 측으로부터 상기 접합부에 연결되는 보강 플레이트의 후방 측으로 연장될 수 있다.

상기 지지 슬리브는 기계식 부착 부품, 예를 들어, 고정장치를 사용하여 열가소성 수지 빔을 프리폼 부재에 결합 시, 압축 하중에 의해 보강 프레이트가 변형되는 현상을 차단할 수 있다. 상기 지지 슬리브는 상기 하이브리드 빔의 깊이 방향을 관통하는 고정부재에 의한 금속 간의 결합을 제공할 수 있다.

지지 슬리브의 길이는 10mm 내지 100mm일 수 있고, 예를 들어, 10mm 내지 50mm일 수 있거나, 또는, 15mm 내지 25mm일 수 있다. 지지 슬리브의 높이는 10mm 내지 800mm일 수 있고, 예를 들어, 20mm 내지 100mm일 수 있거나, 또는, 40mm 내지 70mm일 수 있다. 지지 슬리브의 깊이는 25mm 내지 300mm일 수 있고, 예를 들어, 50mm 내지 200mm일 수 있거나, 또는, 80mm 내지 200mm일 수 있다.

돌출부 및/또는 함몰부와 같은, 정렬 부품은 접합부의 포켓에 형성될 수 있다. 돌출부 및/또는 함몰부와 같은, 정렬 부품은 지지 슬리브를 관통하는 홀들을 접합부 및/또는 보강 플레이트를 관통하는 홀들에 정렬하기 위해 지지 슬리브에 형성될 수 있다. 보강 플레이트는 접합부의 전방 측의 일면을 따라 굽이지는 곡률에 대응하는, 굽이진 측부들 및/또는 단부들을 가질 수 있다. 보강 플레이트의 굽이진 측부들 또는 단부들은 보강 플레이트를 관통하는 홀들과 접합부 내의 홀들 및/또는 캐비티들을 정렬하는 것을 보조할 수 있다. 정렬 보조품들 및 부품들은 깊이 방향을 따라 홀들 및/또는 캐비티들을 정렬하게 할 수 있다. 상기 하이브리드 빔의 조립 시간은 정렬 보조품들을 이용하여 줄어들 수 있다. 상기 하이브리드 빔의 조립 용이성이 정렬 부품들을 사용함으로써 개선될 수 있다.

프리폼 부재, 열가소성 수지 빔, 접합부, 선택적으로 보강 플레이트, 및 선택적으로 지지 슬리브를 포함하는 하이브리드 빔의 부품들은 기계적 부착 부품 및/또는 화학적 부착 부품(위에서 이미 설명함)에 의해 서로 연결될 수 있다.

상기 접합부와 일체로 제조(예를 들어, 오버 몰딩 방식, 인서트 몰딩 방식 또는 동시 몰딩 방식)될 때, 보강 플레이트의 영역들은 외부로 노출(폴리머에 의해 커버되지 않음)될 수 있다. 상기 보강 플레이트를 관통하는 홀의 둘레를 따라, 보강 플레이트의 일부는 보강 플레이트의 일단 또는 양단에서 외부로 노출, 즉, 플라스틱 없이 외부로 노출될 수 있다. 고정장치는 보강 플레이트에 인접할 수 있다. 본 실시 예에 있어서, 금속 고정장치는 금속 보강 플레이트 및 금속 프리폼 부재와 금속 간의 접촉이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 볼트 헤드는 금속 보강 플레이트의 전방 측에 접촉하고 이에 대응하는 너트는 금속 프리폼 부재의 외면에 접촉할 수 있다.

열가소성 수지 빔의 접합부는 깊이 방향에서 상기 전방 측으로부터 연장되는 리브들을 포함할 수 있다. 리브들은 접합부들 내에 간격들을 형성할 수 있다. 리브들은 캐비티들의 벽들, 또는 포켓들, 상기 접합부의 후방 측을 향하는 개구를 형성할 수 있다. 리브들은 상기 열가소성 수지 빔과 하이브리드 빔의 구조적인 기능들(예를 들어, 비틀림 강성, 전단 강도, 압축 강도, 인장 강도 등)을 향상시킬 수 있고, 특히, 충격 방향에 적용되는 힘에 대응하는 구조적 기능이 발휘될 수 있다. 리브들은 접합부의 중앙 부분(열가소성 수지 빔의 중앙 부분에 대응) 내에 배치될 수 있다. 리브들은 접합부의 외측 부분(열가소성 수지 빔의 외측 부분에 대응) 내에 배치될 수 있다. 리브들은 특정 방향으로 연장될 수 있고, 특정 지향 방향, 크기, 두께, 및 형상을 가질 수 있다.

길이 방향 리브는 길이 및 깊이 방향으로 형성되는 평면에 평행하는 평면을 따라 연장될 수 있다. 수직 방향 리브는 깊이 및 높이 방향으로 형성되는 평면에 평행하는 평면을 따라 연장될 수 있다. 사선 방향 리브는 깊이 방향으로 연장되고 직각이 아닌 위의 평면들 중 하나에 교차되는 평면에 평행하는 평면을 따라 연장될 수 있다. 다시 말하면, 사선 방향 리브는 길이 방향 리브의 평면과 수직 방향 리브의 평면을 교차하는 평면을 따라 연장될 수 있다.

리브는 상기 리브가 연장되는 평면에 수직한 방향을 따라 측정된 특정 단면 두께(또는 두께)를 가질 수 있다. 사선 방향 리브, 길이 방향 리브, 및/또는 수직 방향 리브는 각각 다른 두께를 가질 수 있다. 리브의 두께는 1mm 내지 10mm일 수 있고, 예를 들어, 1mm 내지 5mm이거나, 또는, 1mm 내지 3mm일 수 있다. 상기 열가소성 수지 빔은 특정 방향(길이 방향, 수직 방향, 또는 사선 방향)으로 향하는 특정 개수의 리브들을 포함할 수 있다. 특정 방향을 향하는 리브들은 서로에 대해 평행(즉, 비 교차 평면으로)하게 그리고 서로에 대해 인접하게 배치될 수 있다. 평행한 리브들은 그 사이에 바람직한 간격을 두고 배치될 수 있고, 예를 들어, 리브들은 인접한 평행 리브들에 대해 수직한 방향으로 측정할 때에 10mm 내지 100mm만큼 떨어지도록 배치될 수 있거나, 또는, 20mm 내지 75mm만큼 떨어지도록 배치될 수 있거나, 또는 25mm 내지 50mm만큼 떨어지도록 배치될 수 있다. 리브들은 서로 교차할 수 있다. 리브의 배치는 UPD의 크기 및 바람직한 구조적인 특징들에 기초하여 변화될 수 있다. 리브의 두께는 UPD의 크기 및 바람직한 구조적인 특징들에 기초하여 변화될 수 있다.

지지 슬리브들은 리브들에 의해 형성된 포켓들 또는 분리되게 형성된 포켓들 내에 삽입될 수 있다. 지지 슬리브를 고정하기 위한 포켓은 상기 포켓의 영역 내에서 리브 패턴을 방해하거나, 또는 가로막는 위치에서 형성될 수 있다. 다시 말하면, 개구의 둘레, 및 개구의 깊이를 따라 배치되는 벽들은 리브들에 의해 형성될 수 있거나, 또는 리브들을 교차할 수 있다. 포켓 벽들이 리브들을 교차할 때에, 상기 리브 패턴은 포켓 또는 홀 주변에 국지적으로, 열가소성 수지 빔의 접합부의 분리된 부분으로 가로막힐 수도 있다. 이러한 방식으로 배치되는 포켓들은 상기 포켓의 개구를 따라 리브 패턴의 불연속성을 초래할 수 있다. 포켓들, 또는 홀들은 접합부의 후방 측을 따라 형성될 수 있고, 특정 사이즈를 가질 수도 있다.

열가소성 수지 빔은 복수의 영역들을 포함할 수 있다. 열가소성 수지 빔 영역은 보강 플레이트 영역을 포함할 수 있다. 열가소성 수지 빔 영역은 접합부 영역을 포함할 수 있다. 열가소성 수지 빔 영역은 지지 슬리브를 포함할 수 있다. 열가소성 수지 빔의 영역들은 하이브리드 빔의 길이를 연장하기 위해 말단 부분끼리 서로 조립될 수 있다. 각각의 열가소성 수지 빔들은 첨부 도면을 참조하여 볼 때 x축 방향을 따라 측정된 Li의 길이를 가질 수 있다. Li 길이는 하이브리드 빔의 총 길이인 L 보다 작은 값일 수 있다. 열가소성 수지 빔 영역의 접합부는 열가소성 수지 빔 영역의 길이와 동일한 길이를 가질 수 있다. 열가소성 수지 빔 영역들은 인접하는 영역들을 연결하기 위한 부착 부분들을 가질 수 있다. 부착 부분들은 단부에 배치될 수 있다. 부착 부분들은 기계적 조인트들을 포함할 수 있다. 부착 부분들은 겹치는 조인트들, 예를 들어, 겹침 이음 또는 맞붙임 이음, 맞물림 이음, 및/또는 맞댐 이음과 같이, 서로 대응하는 형상으로 형성될 수도 있다. 부착 부분들은 맞물림 이음들일 수 있다. 맞물림 이음들은 제저 가능하게 맞물릴 수 있고, 인접하는 영역들은 서로 접합되어 하나 이상의 축을 따라 분리되는 것을 차단한다. 맞물림 이음들은 서로 접합될 수 있고 두 개 이상의 수직한 축들을 따라 분리되는 것을 차단한다. 맞물림 부착 부분들은 스냅 방식, 슬라이드 방식, 피벗 방식, 또는 트위스트 방식과 같은 연결 방식들을 포함할 수 있고, 이러한 부분들은 더브-테일(dove-tail), 홈 이음, 갈퀴 이음, 돌출부와 함몰부로 설명 가능한 이음들, 또는 위에서 언급한 구성 중 하나 이상의 혼합 구성 등을 포함할 수 있다. 열가소성 수지 빔 영역들은 조인트를 신장한 끈으로 결합될 수 있고 각각의 빔 영역에 결합될 수 있다. 인접하는 열가소성 수지 빔 영역들은 기계적 부착 부품들을 사용하여 부착될 수 있다. 인접하는 열가소성 수지 빔 영역들은 화학적 부착 부품들을 사용하여 부착될 수 있다.

열가소성 수지 빔 영역의 길이(Li)는 100mm 내지 3,000mm일 수 있고, 예를 들어, 200mm 내지 1,000mm이거나, 또는, 600mm 내지 700mm일 수 있다. 열가소성 수지 빔 영역의 높이는 75mm 내지 1,000mm일 수 있고, 예를 들어, 80mm 내지 300mm이거나, 또는, 100mm 내지 120mm일 수 있다. 열가소성 수지 빔 영역의 깊이는 25mm 내지 300mm일 수 있고, 예를 들어, 50mm 내지 200mm이거나, 또는, 80mm 내지 200mm일 수 있다.

보강 플레이트는 위에서 설명한 것처럼 말단끼리 서로 연결되는 하나 이상의 접합부 영역들의 전방 측에 기계적으로 및/또는 화학적으로 부착될 수 있다. 보강 플레이트는 x축 방향을 따라 분리되는 두 개 이상의 접합부들에 기계적으로 및/또는 화학적으로 부착될 수 있다. 본 실시 예에 따르면, 기계적 부착 부품은 보강 플레이트를 따라 두 개 이상의 접합부 영역들을 고정할 수 있고, 이로써 길이 방향으로 각각의 접합부 사이에 공간들을 형성할 수 있다. 발포 고무 재료(foam material), 예를 들어, 고 밀도의 발포 고무는 접합부 영역들 사이의 공간들, 보강 플레이트와 프리폼 부재 사이를 가득 채우도록 사용될 수 있다.

하이브리드 빔은 위에서 설명한 것처럼, 기계적 부착 부품으로 차량 부착 부품에 부착될 수 있다. 하이브리드 빔은 위에서 설명한 것처럼, 화학적 부착 부품으로 차량 부착 부품에 부착될 수 있다. 하이브리드 빔은 충격 방향을 향하여 대면하는 프리폼 부재의 채널의 개방 측부를 가지는 차량의 프레임 하부에 배치될 수 있다. 이러한 방식으로 배치될 때, 채널 형상 및 열가소성 수지 빔 리브들은 하이브리드 빔에 구조적 짜임새와, 적어도 하이브리드 빔에 강성을 제공할 수 있고, 이로써 충격 방향으로 구부러지는 현상을 차단할 수 있다. 본 실시 예에 있어서, 하이브리드 빔의 프리폼 부재는 차량 부착 부품에 용접될 수 있다. 열가소성 수지 빔 영역, 또는 열가소성 수지 빔 전체는, 접합부의 열 변형을 피하기 위해 용접 과정이 완전히 완료된 이후에, 상기 프리폼 부재에 부착될 수 있다.

하이브리드 빔은 차량의 프레임 하부에 10mm 내지 500mm만큼 거리를 두고 배치될 수 있다. 하이브리드 빔은 지면 상에서, 즉, 지면에 접촉하도록 설계(예를 들어, 타이어들, 트랙들, 스키들 등)된 차량의 부품들을 통해 연장되는 평평한 평면 상에서, 50mm 내지 500mm만큼 거리를 두고 배치될 수 있다.

하이브리드 빔은 차량의 프레임 하부에 배치될 수 있다. 하이브리드 빔은 차량의 외부로부터 언더바디(underbody) 하측 공간에 대한 통로의 일부 이상을 가리기 위해, 차량의 언더바디 하부에 일부 이상이 결합되도록 형성될 수 있다. 하이브리드 빔은 차량 중심선과 평행한 차량의 측부를 따라 연장될 수 있다. 차량 중심선은 차량의 길이 방향을 따라 차량을 양분할 수 있다. 차량 중심선은 차량의 폭 방향을 따라 차량을 양분할 수 있다. 하이브리드 빔은 차량의 전방 범퍼 하부에 배치될 수 있다. 하이브리드 빔은 차량의 후방 범퍼 하부에 배치될 수 있다. 하이브리드 빔은 차량의 사이드 레일 하부에 배치될 수 있다. 하이브리드 빔은 차량 프레임에 기계적으로 소통되도록 배치될 수 있다. 하이브리드 빔은 차량 프레임에 직접 부착될 수 있고, 이로써 하이브리드 빔은 다른 구조적인 부재에 인접할 수 있다. 하이브리드 빔은 차량 부착 부재를 통해 차량 프레임에 부착되는 것과 같이, 차량 프레임에 간접적으로 부착될 수 있고, 예를 들어, 중간 매개 부품이 하이브리드 빔과 구조적 부재 사이에, 각 구성에 인접하도록, 삽입될 수 있다.

하이브리드 브라켓은 폴리머 부분(polymeric portion)을 포함할 수 있다. 폴리머 부분은 폴리머, 보강 합성 폴리머, 또는 위에서 언급한 재료 중 하나 이상의 혼합재와 같은 재료를 포함할 수 있다. 폴리머 부분은 리브들과 같은, 구조적인 부분들을 포함할 수 있다. 하이브리드 브라켓의 리브들은 특정 방향으로 연장될 수 있고, 특정 방향을 향할 수도 있으며, 특정 크기 및 형상을 가질 수도 있다. 길이 방향 리브는 상기 하이브리드 브라켓의 길이 방향과 깊이 방향으로 형성된 평면과 평행한 평면에서 연장될 수 있다. 수직 방향 리브는 브라켓의 길이 방향과 높이 방향으로 형성된 평면과 평행한 평면에서 연장될 수 있다. 사선 방향 리브는 하이브리드 브라켓의 길이 방향으로 연장되는 평면에 대해 평행한 평면을 따라 연장될 수 있고, 위에서 언급한 평면들 중 하나와 직교하지 않은 각도로 교차하는 평면에 대해 평행한 평면을 따라 연장될 수 있다. 다시 말하면, 사선 방향 리브는 길이 방향 리브의 평면과 수직 방향 리브의 평면들을 교차할 수 있는 평면을 따라 연장될 수 있다. 이러한 종류의 리브들은 하이브리드 브라켓의 구조적인 짜임새를 향상시킬 수 있고, 차량의 충돌 시 하이브리드 브라켓의 일부 이상이 비틀리는 현상을 방지할 수 있다.

하이브리드 브라켓은 보강부를 포함할 수 있다. 보강부는 금속, 폴리머, 보강 합성 폴리머, 또는 위에서 언급한 재료 중 하나 이상의 혼합재와 같은 재료를 포함할 수 있다. 보강부는 상기 하이브리드 브라켓의 구조적 특징들, 예를 들어, 강성, 전단 강도, 비틀림 강성 등을 향상시키도록 전략적으로 배치될 수 있다. 부착 영역은 하이브리드 브라켓 상에 배치될 수 있다. 부착 영역은 하이브리드 빔이 상기 하이브리드 브라켓에 부착되는 위치에 배치될 수 있다. 부착 영역은 하이브리드 브라켓이 차량 부착 부품에 부착되는 위치에 배치될 수 있다. 부착 영역은 브라켓 지지 부품이 하이브리드 브라켓에 부착되 있는 위치에 배치될 수 있다. 본 실시 예에 있어서, 하이브리드 브라켓이 차량 부착 부품에 배치될 때 및/또는 하이브리드 브라켓이 하이브리드 빔에 부착될 때, 보강부는 금속 간의 접촉 지점을 제공할 수 있다.

상기 하이브리드 브라켓의 보강부는 홀을 형성하기 위해 상기 보강부의 두께 방향으로 연장되는 개구를 가질 수 있다. 홀은 기계적인 부착 부품(예를 들어, 고정장치)이 상기 브라켓을 통해 연장되도록 허용할 수 있다. 하이브리드 브라켓의 보강부는 기계적 부착 부품을 통해 폴리머 부분에 부착될 수 있다. 상기 하이브리드 브라켓의 보강부는 화학적 부착 부품을 통해 폴리머 부분에 부착될 수 있다. 본 실시 예에 있어서, 하이브리드 브라켓의 폴리머 부분은 보강부 상에서 제조될 수 있다. 본 실시 예에 있어서, 보강부는 금속일 수 있고 차량 부착 부품 및/또는 하이브리드 브라켓의 금속 부품과의 금속 간의 연결 부재를 제공할 수도 있다. 금속 간의 연결 부재는 회전형 고정장치들(볼트, 스크류 등)의 더 높은 회전력을 허용할 수 있다. 금속 간의 연결부재의 사용은 부착 지점에서 폴리머 재료(고정장치에 인접하는 폴리머 재료)의 점탄성 크리프를 제거할 수 있다.

상기 하이브리드 브라켓의 보강부의 길이 및 높이 치수는 상기 하이브리드 브라켓의 길이 및 높이 치수에 의존할 수 있다. 상기 하이브리드 브라켓의 보강부의 길이 및 높이 치수는 상기 하이브리드 브라켓의 바람직한 구조적인 특징들에 따라 달라질 수 있다. 브라켓 보강부의 두께(브라켓 보강부의 최단 거리를 따라 측정)는 1mm 내지 10mm일 수 있고, 예를 들어, 1mm 내지 5mm이거나, 1mm 내지 3mm일 수 있다. 하이브리드 브라켓은 브라켓으로부터 돌출되는 빔 지지부를 포함할 수 있다. 빔 지지부는 금속, 폴리머, 보강 합성 폴리머, 또는 위에서 언급한 재료 중 하나 이상의 혼합재와 같은 재료를 포함할 수 있다. 빔 지지부는 특정 형상 또는 크기를 가질 수 있다. 빔 지지부는 조립 과정 동안 정 위치에서 하이브리드 빔을 고정시킬 수 있다. 빔 지지부는 하이브리드 빔의 형상에 대응하는 형상을 형성하는 두 개의 돌출부를 포함할 수 있다. 빔 지지부는 상기 하이브리드 빔의 제1 면에 인접하는 제1 돌출부 및 하이브리드 빔의 제2 면에 인접하는 제2 돌출부를 포함할 수 있다. 빔 지지부는 구조적인 리브들을 포함할 수 있다. 빔 지지부의 리브들은 특정 방향으로 연장될 수 있다. 빔 지지부의 리브들은 특정 형상을 가질 수 있다. 빔 지지부는 기계적 부착 부품을 통해 하이브리드 빔에 부착될 수 있다. 빔 지지부는 화학적 부착 부품을 통해 하이브리드 빔에 부착될 수 있다. 빔 지지부는 리브들을 포함할 수 있다. 빔 지지부는 UPD에 구조적 짜임새를 제공할 수 있다.

하이브리드 브라켓은 브라켓의 하나 이상의 면을 따라 차량 부착 부품에 부착되도록 형성될 수 있다. 하이브리드 브라켓은 기계적 부착 부품을 통해 차량 부착 부품에 부착될 수 있다. 하이브리드 브라켓은 화학적 부착 부품을 통해 차량 부착 부품에 부착될 수 있다. 하이브리드 브라켓은 기계적 부착 부품을 통해 하이브리드 빔에 부착될 수 있다. 하이브리드 브라켓은 화학적 부착 부품을 통해 하이브리드 빔에 부착될 수 있다. 하이브리드 브라켓은 기계적 부착 부품을 통해 빔에 부착될 수 있다. 하이브리드 브라켓은 화학적 부착 부품을 통해 빔에 부착될 수 있다.

상기 하이브리드 빔은 빔 보강부에 의해 상기 빔의 영역들을 따라 보강될 수 있다. 빔 보강부는 금속, 폴리머, 보강 합성 폴리머, 또는 위에서 언급한 재료 중 하나 이상의 혼합재로 제조될 수 있다. 빔 보강부는 일 방향을 따라 주름진 형상을 가질 수 있다. 빔 보강부는 깊이 방향(첨부 도면의 z축 방향)을 따라 연장되는 복수의 벽들을 가질 수 있다. 빔 보강부는 대향하는 벽들 및 상기 대향하는 벽들 사이로 연장되는 리브들을 포함할 수 있다. 빔 보강부는 하이브리드 빔에 추가적인 구조적 짜임새를 제공하기 위해 프리폼 부재의 후방 측을 따라 배치될 수 있다. 빔 보강부는 하이브리드 빔에 추가적인 강성을 제공할 수 있다. 빔 보강부는 충돌 발생 시 충격 방향에 따르는 하이브리드 빔의 편향을 줄이도록 보조할 수 있다. 빔 보강부는 굽힘 현상에 의해 하이브리드 빔의 변형(예를 들어, 채널 펴짐 현상)이 발생하는 것을 줄이도록 보조할 수 있다.

빔 보강부는 하이브리드 빔과 차량 프레임 사이에 배치될 수 있다. 빔 보강부는 차량 부착 부품에 인접할 수 있다. 빔 보강부는 프레임 부착 부품과 하이브리드 빔 사이에 삽입될 수 있다. 빔 보강부는 하이브리드 빔의 프리폼 부재의 외면에 기계적으로 소통되도록 배치될 수 있다. 빔 보강부는 프리폼 부재의 후측 외면의 일부를 따라 배치될 수 있다. 빔 보강부는 하이브리드 빔의 프리폼 부재의 형상을 보완하는 채널 형상을 구질 수 있다. 빔 보강부는 고형일 수 있다. 빔 보강부는 중공 영역을 포함할 수 있다. 빔 보강부는 기계적 부착 부품으로 하이브리드 빔에 부착될 수 있다. 빔 보강부는 화학적 부착 부품으로 하이브리드 빔에 부착될 수 있다. 빔 보강부는 기계적 부착 부품으로 차량 부착 부품에 부착될 수 있다. 빔 보강부는 화학적 부착 부품으로 차량 부착 부품에 부착될 수 있다.

빔 보강부의 두께는 1mm 내지 20mm일 수 있고, 예를 들어, 2mm 내지 5mm이거나, 2mm 내지 3mm일 수 있다. 빔 보강부의 길이는 100mm 내지 1,000mm일 수 있고, 예를 들어, 200mm 내지 600mm이거나, 350mm 내지 450mm일 수 있다. 빔 보강부의 높이는 10mm 내지 1,000mm일 수 있고, 예를 들어, 25mm 내지 200mm이거나, 50mm 내지 100mm일 수 있다. 빔 보강부의 깊이는 10mm 내지 200mm일 수 있고, 예를 들어, 25mm 내지 100mm이거나, 25mm 내지 75mm일 수 있다.

브라켓 지지 부품은 차량 부착 부품에 부착되는 하이브리드 브라켓에 구조적 짜임새를 제공하도록 사용될 수 있다. 브라켓 지지 부품은 금속, 폴리머, 보강 합성 폴리머, 또는 위에서 언급한 재료 중 하나 이상의 혼합재로 제조될 수 있다. 브라켓 지지 부품은 두 개 이상의 하이브리드 브라켓들 사이에 연장될 수 있다. 브라켓 지지 부품은 하이브리드 브라켓과 차량 부착 부품 사이에 연장될 수 있다. 브라켓 지지 부품은 하이브리드 브라켓의 부착 영역에서 하이브리드 브라켓에 부착될 수 있다. 브라켓 지지 부재는 기계적 부착 부품으로 하이브리드 브라켓에 부착될 수 있다. 브라켓 지지 부재는 화학적 부착 부품으로 하이브리드 브라켓에 부착될 수 있다. 브라켓 지지 부재는 기계적 부착 부품으로 차량 부착 부품에 부착될 수 있다. 브라켓 지지 부재는 화학적 부착 부품으로 차량 부착 부품에 부착될 수 있다. 브라켓 지지 부품은 길이 방향 빔, 또는 브레이스를 포함할 수 있다. 브라켓 지지 부품은 트러스와 같이, 하이브리드 브라켓 부착 영역으로부터 차량 부착 부품으로 연장될 수 있다. 브라켓 지지 부품은 하이브리드 브라켓에 추가적인 구조적 지지력을 제공할 수 있다. 브라켓 지지 부품은 UPD의 길이 방향에 교차하는 방향으로 충격 에너지를 분배하도록 보조할 수 있다. 브라켓 지지 부품은 차량 프레임의 더 넓은 부분에 교차하는 부분으로 충격 에너지의 균형 분배가 이루어지도록 보조할 수 있다. 브라켓 지지 부품은 UPD에 구조적인 지지력을 제공할 수 있다. 본 실시 예에 있어서, 지지 브라켓 부품은 충돌과 연관된 충격 에너지의 일부를 하이브리드 브라켓으로부터 다른 부품으로 및/또는 차량 프레임의 일측으로부터 타측으로 전달할 수 있다. 브라켓 지지 부품은 충돌 시 하이브리드 브라켓의 비틀림을 줄이도록 상기 하이브리드 브라켓을 지지할 수 있다. 브라켓 지지 부품은 상기 브라켓이 상기 차량 프레임에 부착되는 위치에서, 전단력을 줄이도록 상기 하이브리드 브라켓을 지지할 수 있다.

하이브리드 빔, 하이브리드 브라켓, 빔 보강부, 및/또는 브라켓 지지 부품은 홀, 또는 캐비티를 포함할 수 있다. 홀, 또는 캐비티는 확대된 형상, 및/또는 경사 영역을 포함할 수 있다. 확대된 형상, 및/또는 경사 영역은 고정장치가 납작해지도록 허용하고, 이로써 고정장치는 조립 시 인접하는 일면과 높이가 일치하게 될 수 있다.

하이브리드 UPD는 다양한 방식으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 하이브리드 UPD의 제조는 상기 하이브리드 UPD의 개별 부품 각각을 형성하는 단계와, 그 후에 상기 부품들을 조립하는 단계, 예를 들어, 프리폼을 형성하는 단계; 및/또는 열가소성 수지 빔을 형성하는 단계; 및/또는 열가소성 수지 빔 영역을 형성하는 단계; 및/또는 지지 슬리브를 형성하는 단계; 및/또는 보강 플레이트를 형성하는 단계; 및/또는 접합부 내에 포켓을 형성하는 단계; 및/또는 접합부를 형성하는 단계; 및/또는 하이브리드 브라켓을 형성하는 단계; 및/또는 브라켓 지지 부품을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다. 본 실시 예에 있어서, 열가소성 수지 빔 또는 열가소성 수지 빔 영역은 프리폼 부재 상에 형성될 수 있다. 본 실시 예에 있어서, 접합부는 보강 플레이트 상에서 형성될 수 있다. 본 실시 예에 있어서, 접합부는 지지 슬리브 상에 형성될 수 있고, 및/또는 기계식 부착 부품, 예를 들어 고정 장치는, 접합부 상에서 형성될 수도 있다. 본 실시 예에 있어서, 하이브리드 브라켓의 폴리머 부분은 보강부 상에서 형성될 수도 있다.

이러한 형성 작업은 압출 가공, 열 성형, (블로우 몰딩, 압축 몰딩, 인젝션 몰딩, 오버몰딩, 공동 몰딩, 인서트 몰딩 등)과 같은 몰딩, 굽힘 가공, 프레싱, 기계 가공, 및 이와 유사한 작업들을 포함할 수 있다.

하이브리드 UPD는 여러 방식으로 조립될 수 있다. 예를 들어, 상기 방식은 열가소성 수지 빔을 형성하기 위해 열가소성 수지 빔 영역들을 부착하는 단계 및/또는 상기 열가소성 수지 빔에서 포켓 내에 지지 슬리브를 삽입하는 단계 및/또는 상기 프리폼 부재의 채널 내에 상기 열가소성 수지 빔을 삽입하는 단계 및/또는 상기 프리폼 부재의 채널 내에 접합부의 중앙 부분을 삽입하는 단계를 포함할 수 있다. 추가 조립 과정은 열가소성 수지 빔과 프리폼 부재를 통해 고정장치를 연장하는 단계 및/또는 보강 플레이트의 홀을 통해 접합부의 캐비티 내에 고정장치를 연장하는 단계 및/또는 보강 플레이트의 홀과 지지 슬리브의 홀을 통해 고정장치를 연장하는 단계 및/또는 보강 프레이트의 홀과 접합부의 홀을 통해 고정장치를 연장하는 단계 및/또는 고정장치를 견고하게 고정 장착하는 단계 및/또는 고정장치를 회전하는 단계를 포함할 수 있다. 추가 조립 과정은 보강부를 하이브리드 브라켓의 폴리머 부분에 부착하는 단계; 및/또는 빔 지지부를 하이브리드 브라켓에 부착하는 단계 및/또는 하이브리드 브라켓을 차량 부착 부품에 부착하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 UPD's는 차량의 외부로부터 언더바디 하부의 통로 공간의 일부 이상을 가릴 수 있다. 상기 UPD's는 금속으로 제조된 UPD's에 비해 중량이 15% 내지 30% 감소될 수 있고, 예를 들어, 중량이 20% 내지 25% 감소될 수 있다. 이러한 UPD's는 요구 기준인 ECE-R93을 만족시킬 수 있고, 상대적으로 작은 차량(예를 들어, 상대적으로 낮은 차량, 또는 승용차, 승객 탑승용 차, 작은 트럭, 스포츠용 차량 등과 같은, 전방 범퍼가 없는 차량)이 상대적으로 큰 차량(예를 들어, 산업 차량 및 상업적 차량)의 전방 범퍼에 언더런 되는 현상으로부터 보호할 수 있다.

하이브리드 UPD 및 이의 부품들을 제조하는 데에 사용될 수 있는 폴리머 재료들은 열가소성 수지들을 포함한다. 이용 가능한 열가소성 수지들은 올리고머, 폴리머, 이오노머, 덴드리머, 그라프트 코폴리머와 같은 코폴리머(혼성 폴리머), 블록 코폴리머(예를 들어, 스타 블록 코폴리머, 랜덤 코폴리머, 등) 및 위에서 언급한 재료 중 하나 이상의 혼합재를 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 이러한 열가소성 수지의 예들은 폴리카보네이트(예를 들어, 폴리카보네이트의 혼합재(폴리카보네이트-폴리부타디엔 혼합재, 코폴리에스테르 폴리카보네이트)), 폴리스티렌(예를 들어, 폴리카보네이트와 스티렌의 코폴리머, 폴리페닐렌 에테르-폴리스티렌 혼합재), 폴리이미드(예를 들어, 폴리에테르이미드), 아크릴로니트릴-스티렌-부타디엔(ABS), 폴리알킬메타크릴(예를 들어, 폴리메틸메타크릴(PMMA)), 폴리에스테르(예를 들어, 코폴리에스테르, 폴리시오에스테르), 폴리오레핀(예를 들어, 폴리프로필렌(PP)과 폴리에실렌, 고 밀도의 폴리에실렌(HDPE), 저 밀도의 폴리에실렌(LDPE), 리니어 저 밀도의 폴리에실렌(LLDPE)), 폴리아미드(예를 들어, 폴리아미데이미드), 폴리아릴, 폴리설폰(예를 들어, 폴리아릴설폰, 폴리설폰아미드), 폴리페닐렌 설피드, 폴리테트라플루오로에실렌, 폴리에테르(예를 들어, 폴리에테르 케톤(PEK), 폴리에테르 에테르케톤(PEEK), 폴리에테르설폰(PES)), 폴리아크릴릭, 폴리아케탈, 폴리벤조사졸(예를 들어, 폴리벤조시아키노페노시아킨, 폴리벤조시아졸), 폴리오사디아졸, 폴리피라지노퀴노사린, 폴리피로멜리티미드, 폴리퀴노사린, 폴리벤지미다졸, 폴리오신돌, 폴리오소이소인도린(예를 들어, 폴리디옥소이소인도린), 폴리트리아진, 폴리피리다진, 폴리피페라진, 폴리피리딘, 폴리피페리딘, 폴리트리아졸, 폴리피라졸, 폴리필로리돈, 폴리카보란, 폴리옥사비사이클로노난, 폴리디벤조푸란, 폴리프탈라미드, 폴리아세탈, 폴리안히드라이드, 폴리비닐(예를 들어, 폴리비닐 에테르, 폴리비닐 시오에테르, 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 케톤, 폴리비닐 하라이드, 폴리비닐 니트릴, 폴리비닐 에스테르, 폴리비닐크로라이드), 폴리설포네이트, 다유화물, 폴리우레아, 폴리포스파젠, 폴리실라잔, 폴리실로탄, 플로오로폴리머(예를 들어, 폴리비닐 플루오우라이드(PVF), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리비닐 플루오라이드(PVF), 플루오리네이트 에실렌-프로필렌(FEP), 폴리에실렌 테트라플루오로에실렌(ETFE)) 및 위의 재료 중 하나 이상의 혼합재를 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

특히, 하이브리드 UPD에 사용되는 열가소성 수지 및 이의 부품들은 폴리카보네이트 수지들(예를 들어, 사빅의 이노베이티브 플라스틱 비지니스로부터 상업적으로 이용 가능한 Lexan™ 수지), 폴리페닐렌 에테르-폴리스티렌 수지들(예를 들어, 사빅의 이노베이티브 플라스틱 비지니스로부터 상업적으로 이용 가능한 Noryl™ 수지), 폴리에테르이미드 수지들(예를 들어, 사빅의 이노베이티브 플라스틱 비지니스로부터 상업적으로 이용 가능한 Ultem™ 수지), 폴리부틸렌 테레프탈레이트-폴리카보네이트 수지들(예를 들어, 사빅의 이노베이티브 플라스틱 비지니스로부터 상업적으로 이용 가능한 Xenoy™ 수지), 코폴리에스테르카보네이트 수지들(예를 들어, 사빅의 이노베이티브 플라스틱 비지니스로부터 상업적으로 이용 가능한 Lexan™ SLX 수지) 및 위에서 언급한 재료 중 하나 이상의 혼합재를 포함할 수 있다. 특히, 열가소성 수지들은 폴리카보네이트의 호모폴리머와 코폴리머, 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트, 폴리아미드, 폴리에테르이미드, 폴리페닐렌 에테르, 또는 위에서 언급한 수지들 중 하나 이상의 혼합재를 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 폴리카보네이트는 폴리카보네이트의 코폴리머(예를 들어, 폴리카보네이트-폴리실로산 블록 코폴리머와 같은, 폴리카보네이트-폴리실로산), 리니어 폴리카보네이트, 가지 형태의 폴리카보네이트, 엔드-캡 형태의 폴리카보네이트(예를 들어, 니트릴 엔드-캡 형상의 폴리카보네이트), 및 위에서 언급한 재료 중 하나 아싱의 혼합재, 예를 들어, 가지 형태의 폴리카보네이트와 리니어 폴리카보네이트의 혼합재를 포함할 수 있다.

폴리머 재료는 첨가제(들)가 시트의 바람직한 특징, 특히, 편향, 응력, 판 강도와 같은 특징들에 불리한 영향을 주지 않도록 선택된다는 조건 하에서, 폴리머 조성물들이 포함된 다양한 일반적인 첨가제들을 포함할 수 있다. 이러한 첨가제들은 조성물들을 형성하는 동안에 적절한 시간 동안 혼합될 수 있다. 예시적인 첨가제들은 충격 조절제, 충전제, 보강 약품, 항산화제, 열 안정제, 광 안정제, 자외선 안정제, 가소제, 윤활제, 이형제, 대전 방지제, 색료(카본 블랙 및 오가닉 염료 등), 표면 효과 첨가제, 방사선 안정제(예를 들어, 적외선 흡수제), 내연제 및 안티-드립 약품을 포함한다. 이러한 첨가제들의 혼합재는 예를 들어, 열 안정제, 이형제, 및 자외선 안정제를 혼합하는 것에 의해 사용될 수 있다. 첨가제(충격 조절제, 충전제, 또는 보강 약품 이외의 첨가제)의 총량은 플라스틱 부품(예를 들어, 하이브리드 브라켓의 열가소성 수지 빔 또는 플라스틱 부분의 접합부)의 조성물의 총 중량 대비 0.001wt% 내지 5wt%일 수 있다.

판 강도, 편향, 및 낮은 모서리 응력에 더하여, 플라스틱이 차량 충격에 의해 발생되는 파손(예를 들어, 분리, 균열 등)에 저항할 수 있도록, 폴리머 재료는 충분한 충격 저항을 보여주도록 설계될 수 있다.

위의 폴리머 재료들 중 일부는 보강 재료를 포함하는 보강 합성 폴리머 재료로 사용될 수 있다.

도 14는 철제 UPD와 비교하여 볼 때, 하이브리드 UPD의 코너 로드 충격에 대한 힘과 변위의 상관 관계를 보여주는 그래프이다. 그 결과는 하이브리드 빔의 단부로부터 200mm 떨어진 UPD의 하이브리드 빔의 중앙에 65kN을 적용한 컴퓨터 시뮬레이션으로부터 도출된다. 상기 시뮬레이션은 장 유리 섬유 보강 폴리프로필렌 열가소성 수지 빔(60) 뿐만 아니라, 철제 강화 부재(40) 및 철제 빔 보강부(30)를 포함한다. 시뮬레이션 매개변수는 ECE R-93과 일치하고, 지점 P1은 지면에 인접한 타이어의 돌출된 부분을 제외하고, 전방 축에서 타이어의 최외곽 지점에 접하는 길이방향 평면들로부터 200mm 위에 배치된다. 커브(320)로 표현되는 철제 UPD에 있어서, 65kN에서 변위는 351mm이지만, 커브(330)로 표현되는 하이브리드 UPD에 있어서, 65kN에서 변위는 330mm이다. 이러한 결과는 철제 UPD와 비교하여 볼 때 65kN의 코너 하중 충격에 의해 변위가 21mm 감소하는 결과를 나타내는 것이다.

도 15는 철제 UPD와 비교하여 볼 때, 하이브리드 UPD의 지지 로드 충격에 대한 힘과 변위의 상관 관계를 보여주는 그래프이다. 그 결과는 차량 사이드 레일의 전방 가장자리, 중앙으로부터 350mm 떨어진 UPD의 하이브리드 빔에 130kN을 적용한 컴퓨터 시뮬레이션으로부터 도출된다. 시뮬레이션 매개변수는 ECE R-93과 일치하고, 지점 P2는 서로 700mm 내지 1200mm 떨어진 차량의 중앙 길이방향 평면과 대칭을 이룬다. 커브(300)로 표현되는 철제 UPD에 있어서, 130kN에서 변위는 53mm이지만, 커브(310)로 표현되는 하이브리드 UPD에 있어서, 130kN에서 변위는 62mm이다. 이러한 결과는 철제 UPD와 비교하여 볼 때 130kN의 지지 하중 충격에 의해 변위가 9mm 증가하는 결과를 나타내는 것이다. 이러한 변위값은 ECE R-93의 요건을 충족시키는 것이다.

실시 예 1: 본 발명은 프리폼 부재 및 상기 프리폼 부재 상에 형성되는 열가소성 수지로 형성되고, 차량 부착 부재에 부착되도록 형성되는 하이브리드 빔을 포함하는 차량용 언더런 보호 장치에 관한 것으로서, 상기 하이브리드 빔은, 채널을 형성하고, 차량에 결합하도록 형성되며, 상기 차량의 중심선과 평행한 방향으로 차량의 측부를 따라 연장되며, 상기 중심선에 대해 멀어지는 방향을 향하는 채널의 개구를 가지는 프리폼 부재; 및 열가소성 수지로 형성되고, 상기 프리폼 부재의 채널에 대응하는 형상을 가지고, 일부 이상이 상기 채널의 내면에 인접하고, 리브들에 의해 형성되는 간극들의 패턴을 구비하며, 상기 중심선에 수직하게 연장되는 상기 리브들을 가지는 열가소성 수지 빔을 포함하고, 상기 채널은 일부 이상이 상기 중심선으로부터 이격하는 내면과, 일부 이상이 상기 중심선과 대면하는 외면에 의해 형성되고, 상기 하이브리드 빔은 일부 이상이 상기 차량의 언더바디의 하부에 결합하도록 형성되고, 일부 이상이 상기 차량의 외부로부터 상기 언더바디의 하부 공간을 가리도록 형성된다.

실시 예 2: 실시 예 1에 따른 언더런 보호 장치는, 열가소성 수지 빔의 전방에 결합하는 보강 플레이트를 포함한다.

실시 예 3: 실시 예 1 또는 2에 따른 언더런 보호 장치는, 상기 보강 플레이트와 상기 열가소성 수지 빔이 서로에 대해 고정되도록 상기 보강 플레이트와 상기 열가소성 수지 빔을 관통하도록 연장되는 고정장치를 포함한다.

실시 예 4: 실시 예 2 또는 3에 따른 언더런 보호 장치에 있어서, 상기 보강 플레이트 및 상기 열가소성 수지 빔은 서로 마찰 결합한다.

실시 예 5: 실시 예 1 내지 4 중 어느 하나에 따른 언더런 보호 장치에 있어서, 상기 열가소성 수지 빔은 복수의 영역들을 포함하고, 상기 영역들은 서로 이격하게 배치되고, 서로에 대해 부착되지 않으며, 상기 영역들 사이에는 발포고무 재료가 배치된다.

실시 예 6: 실시 예 1 내지 4 중 어느 하나에 따른 언더런 보호 장치에 있어서, 상기 열가소성 수지 빔은 복수의 영역들을 포함하고, 상기 영역들은 상기 영역들의 단부들 사이에 기계식 조인트에 의해 서로 부착된다.

실시 예 7: 실시 예 6에 따른 언더런 보호 장치에 있어서, 상기 기계식 조인트는, 겹침 조인트, 맞물림 조인트, 맞댐 조인트, 또는 상기 겹침 조인트, 맞물림 조인트, 맞댐 조인트 중 하나 이상을 포함하는 혼합식 조인트로부터 선택된다.

실시 예 8: 실시 예 6에 따른 언더런 보호 장치는, 조인트를 연장하여 상기 조인트에 의해 연결되는 각각의 부재를 결합시키는 노끈을 포함한다.

실시 예 9: 실시 예 1에 따른 언더런 보호 장치에 있어서, 열가소성 수지 빔은 상기 프리폼 부재 상에서 오버몰딩 된다.

실시 예 10: 실시 예 1 내지 9 중 어느 하나에 따른 언더런 보호 장치에 있어서, 접합부는 상기 접합부의 깊이 방향을 따라 연장되는 리브들을 포함한다.

실시 예 11: 실시 예 1 내지 10 중 어느 하나에 따른 언더런 보호 장치에 있어서, 접합부는 포켓을 포함하고, 홀을 포함하는 지지 슬리브는 상기 포켓 내에 배치된다.

실시 예 12: 실시 예 1 내지 11 중 어느 하나에 따른 언더런 보호 장치에 있어서, 하이브리드 빔은 차량 프레임에 부착된 브라켓에 부착된다.

실시 예 13: 실시 예 12에 따른 언더런 보호 장치에 있어서, 상기 브라켓은 금속, 폴리머, 보강 합성 폴리머, 또는 상기 금속, 폴리머, 보강 합성 폴리머 중 하나 이상의 혼합물을 포함한다.

실시 예 14: 실시 예 12 또는 13에 따른 언더런 보호 장치에 있어서, 상기 브라켓은 폴리머 부분과 보강부를 포함하고, 상기 보강부는 상기 폴리머 부분의 일부 이상으로 제조된다.

실시 예 15: 실시 예 14에 따른 언더런 보호 장치에 있어서, 상기 폴리머 부분은 상기 열가소성 수지 빔의 리브들에 대해 수직하게 연장되는 리브들을 포함한다.

실시 예 16: 실시 예 1 내지 15 중 어느 하나에 따른 언더런 보호 장치는 상기 프리폼 부재의 외면에 결합하는 빔 보강부를 더 포함한다.

실시 예 17: 실시 예 1 내지 16 중 어느 하나에 따른 언더런 보호 장치에 있어서, 상기 하이브리드 빔은 둘 이상의 브라켓들에 부착되고, 상기 둘 이상의 브라켓들 중 어느 하나가 상기 빔의 길이 방향을 따라 상기 하이브리드 빔과 기계식 소통이 이루어지게 배치되도록, 상기 브라켓들은 동일하고 호환 가능하게 구성되고, 상기 브라켓들은 특정 분자 비대칭성을 가지지 않도록 형성된다.

실시 예 18: 실시 예 1 내지 17 중 어느 하나에 따른 언더런 보호 장치에 있어서, 상기 하이브리드 빔은 x축 방향 길이가 1,000mm ~ 3,000mm이고, y축 방향 높이가 80mm ~ 300mm이고, z축 방향 깊이가 80mm ~ 200mm이다.

실시 예 19: 실시 예 1 내지 18 중 어느 하나에 따른 언더런 보호 장치에 있어서, 상기 프리폼 부재는, 금속, 폴리머, 보강 합성 폴리머 또는 상기 금속, 폴리머, 보강 합성 폴리머 중 하나 이상을 포함하는 혼합물로 제조된다.

실시 예 20: 실시 예 1 내지 18 중 어느 하나에 따른 언더런 보호 장치에 있어서, 상기 열가소성 수지 빔은, 금속, 폴리머, 보강 합성 폴리머 또는 상기 금속, 폴리머, 보강 합성 폴리머 중 하나 이상을 포함하는 혼합물로 제조된다.

실시 예 21: 실시 예 2 내지 18 중 어느 하나에 따른 언더런 보호 장치에 있어서, 상기 보강 플레이트는, 금속, 폴리머, 보강 합성 폴리머 또는 상기 금속, 폴리머, 보강 합성 폴리머 중 하나 이상을 포함하는 혼합물로 제조된다.

실시 예 22: 실시 예 16 내지 21 중 어느 하나에 따른 언더런 보호 장치에 있어서, 빔 보강부는 금속, 폴리머, 보강 합성 폴리머, 또는 상기 금속, 폴리머, 보강 합성 폴리머 중 하나 이상을 포함하는 혼합물로 제조된다.

실시 예 23: 본 발명에 따른 차량은 전방 범퍼, 후방 범퍼 및 사이드 레일 중 하나 이상; 및 실시 예 1 내지 22 중 어느 하나에 따른 언더런 보호 장치를 포함하고, 상기 언더런 보호 장치는 상기 전방 범퍼, 상기 후방 범퍼 또는 상기 사이드 레일 중 하나의 하부에 위치된다.

실시 예 24: 본 발명에 따른 언더런 보호 장치를 제조하는 방법은, 차량 부착 부품에 부착하도록 형성되는 하이브리드 빔을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 하이브리드 빔은, 채널 및 내면을 포함하는 프리폼 부재; 및 열가소성 수지 빔을 포함하고, 상기 열가소성 수지 빔은 접합부를 포함하고, 상기 접합부의 일부가 상기 채널의 내면에 인접하도록, 상기 열가소성 수지 빔과 상기 프리폼 부재는 서로 대응하는 결합 형상들을 가지고, 상기 열가소성 수지 빔은 상기 프리폼 부재에 결합된다.

실시 예 25: 실시 예 24에 따른 언더런 보호 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 프리폼 부재와 상기 열가소성 수지 빔은 서로 분리되게 형성되고, 상기 하이브리드 빔 내에서 서로 조립된다.

실시 예 26: 실시 예 24에 따른 언더런 보호 장치의 제조 방법은 상기 프리폼 부재에 상기 열가소성 수지 빔을 성형하는 단계를 더 포함한다.

실시 예 27: 실시 예 24 내지 26 중 어느 하나에 따른 언더런 보호 장치의 제조 방법에 있어서, 보강 플레이트는 상기 접합부의 전방에 인접하게 배치된다.

실시 예 28: 실시 예 24 내지 27 중 어느 하나에 따른 언더런 보호 장치의 제조 방법은 상기 차량과 상기 하이브리드 빔에 부착하기 위한 하이브리드 브라켓을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 하이브리드 브라켓은 보강부 및 폴리머 부분을 포함한다.

실시 예 29: 실시 예 24 내지 28 중 어느 하나에 따른 언더런 보호 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 폴리머 부분은 보강부로 제조된다.

실시 예 30: 본 발명은 하이브리드 빔을 포함하는 차량용 언더런 보호 장치에 관한 것으로서, 상기 하이브리드 빔은, 채널과 개방 측부를 구비하는 프리폼 부재; 및 접합부와, 보강 플레이트를 구비하는 열가소성 수지 빔을 포함하고, 상기 열가소성 수지 빔의 일부가 상기 프리폼 부재의 채널 내에 고정될 수 있도록, 상기 프리폼 부재와 상기 열가소성 수지 빔은 서로 대응하는 결합 형상들을 가지고, 상기 접합부는 리브들을 포함하며, 상기 하이브리드 빔은 보강부와 폴리머 부분을 포함하는 브라켓에 부착되도록 형성되고, 상기 브라켓은 차량 부착 부품에 부착된다.

실시 예 31: 실시 예 1 내지 22 중 어느 하나에 따른 언더런 보호 장치에 있어서, 차량의 실질적으로 측부를 따라 연장되는 구성은 상기 차량의 측부의 60% 이상 부분을 따라 연장되는 구성, 또는 상기 차량의 측부의 70% 이상 부분을 따라 연장되는 구성, 또는 상기 차량의 측부의 80% 이상 부분을 따라 연장되는 구성, 또는 상기 차량의 측부의 90% 이상 부분을 따라 연장되는 구성을 포함한다.

일반적으로, 본 발명은 본 명세서에서 기재된 어느 적절한 부품들을 포함, 구성, 또는 필수로 구성할 수도 있다. 본 발명은 발명의 기능 및/또는 목적을 달성할 필요가 있다면, 어느 조성물들, 재료들, 요소들, 종래의 조성물을 사용한 보조제 또는 종류들을 추가로, 또는 그 대신에, 다른 예로서, 또는 제한 없이 혼합 또는 단독으로 사용할 수 있다.

본 명세서에서 사용된 모든 범위들은 기준 숫자들을 포함하는 이상 또는 이하의 의미이고, 이러한 기준 숫자들은 서로 독립적인 의미(예를 들어, "25wt.%, 더욱 구체적으로, 5wt.% 내지 20wt.%"의 범위는, 기준 숫자들 및 5wt.% 내지 25wt.%의 범위 내의 모든 값들을 포함 등)를 가진다. "혼합"의 의미는, 서로 섞임, 화합, 합금, 반응 생산, 등을 포함하는 개념이다. 추가로, 본 명세서에 기재된 "제 1", "제 2"와 같은 용어들은, 순서, 양, 또는 중요성을 표시한 것이 아니라, 여러 부품 중 어느 하나를 표시하는 것으로 사용된 것이다. 본 명세서에 기재된 "하나", "단일", "한 개"와 같은 용어들은 양의 제한을 표시한 것이 아니라, 문맥 상에서 명확하게 제한하지 않는다면, 단수와 복수를 모두 포괄하는 개념으로 이해하여야 한다. 본 명세서에 기재된 접미사 "(들)"은 하나 이상의 의미(예를 들어, 필름(들)은 하나 이상의 필름을 포함 등)를 포함하도록, 적절히 수정될 수 있는 단일 및 복수를 포함하는 개념으로 이해하여야 한다. 본 명세서에 기재된 "일 실시 예", "다른 실시 예", "하나의 실시 예" 등은, 상기 실시 예와 연관되어 기재된 특정 부품(예를 들어, 특징, 구조, 및/또는 특성)이 다른 실시 예들에 존재하거나 존재하지 않는, 하나 이상의 실시 예에 포함되는 것으로 이해하여야 한다. 추가로, 상기 부품들은 다양한 실시 예들에 적절한 방식으로 혼합되어 사용될 수도 있는 것으로 이해하여야 한다. 특별한 사정이 없는 한, 본 출원은 2014년 2월 28일에 제출된 가장 최근 출원을 기초로 하는 우선권 주장 출원이다.

본 명세서에서는 특정 실시 예들에 대해 기재되어 있지만, 이에 대한 다른 예들, 수정안들, 변형 예들, 개선책들, 및 출원인 또는 본 기술 분야의 다른 이들이 현재 예측하지 못하지만 본 발명과 실질적으로 균등한 범위에 속하는 것으로 판단되는 예들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 이하 특허청구범위는 이러한 모든 다른 예들, 수정안들, 변형 예들, 개선책들, 및 균등한 범위에 속하는 예들을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명의 특허청구범위는 다음과 같다.

Claims (20)

1. 프리폼 부재(40) 및 상기 프리폼 부재(40) 상에 형성되는 열가소성 수지로 형성되고, 차량(2) 부착 부재(7)에 부착되도록 형성되는 하이브리드 빔(20)을 포함하는 차량(2)용 언더런 보호 장치(1)로서,
   상기 하이브리드 빔(20)은,
   채널(42)을 형성하고, 차량(2)에 결합하도록 형성되며, 상기 차량(2)의 중심선과 평행한 방향으로 차량(2)의 측면 부분을 따라 연장되며, 상기 중심선에 대해 멀어지는 방향을 향하는 채널(42)의 개구(54)를 가지는 프리폼 부재(40); 및
   열가소성 수지로 형성되고, 상기 프리폼 부재(40)의 채널(42)에 대응하는 형상을 가지고, 일부 이상이 상기 채널(42)의 내면(46)에 인접하고, 리브들(64, 66, 68, 69)에 의해 형성되는 간극들의 패턴을 구비하며, 상기 채널(42)의 내면(46)에 대해 수직하게 연장되는 상기 리브들(64, 66, 68, 69)을 가지는 열가소성 수지 빔(60)을 포함하고,
   상기 채널(42)은, 전체 또는 부분적으로 상기 중심선으로부터 이격하는 내면(46)과 전체 또는 부분적으로 상기 중심선과 대면하는 외면(48)을 포함하고,
   상기 하이브리드 빔(20)은 일부 이상이 상기 차량(2)의 언더바디의 하부에 결합하도록 형성되고, 일부 이상이 상기 차량(2)의 외부로부터 상기 언더바디의 하부 공간을 가리도록 형성되는 것을 특징으로 하는 언더런 보호 장치(1).
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 열가소성 수지 빔(60)의 전방에 결합하는 보강 플레이트(100)를 더 포함하고,
   상기 보강 플레이트(100) 및 상기 열가소성 수지 빔(60)은 서로 마찰 결합하는 것을 특징으로 하는 언더런 보호 장치(1).
   
3. 제2 항에 있어서,
   상기 보강 플레이트(100)와 상기 열가소성 수지 빔(60)이 서로에 대해 고정되도록 상기 보강 플레이트(100)와 상기 열가소성 수지 빔(60)을 관통하도록 연장되는 고정장치(120)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 언더런 보호 장치(1).
   
4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 열가소성 수지 빔(60)은 복수의 영역부들을 포함하고,
   상기 영역부들은 서로 이격하게 배치되고, 서로에 대해 부착되지 않으며,
   상기 복수의 영역부들 사이에는 발포고무 재료가 배치되는 것을 특징으로 하는 언더런 보호 장치(1).
   
5. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 열가소성 수지 빔(60)은 복수의 영역부들을 포함하고,
   상기 영역부들은 상기 영역부들의 단부들 사이에 기계식 조인트(74)에 의해 서로 부착되고,
   상기 기계식 조인트(74)는,
   겹침 조인트;
   맞물림 조인트; 맞댐 조인트; 또는
   상기 겹침 조인트, 맞물림 조인트, 맞댐 조인트 중 하나 이상을 포함하는 혼합식 조인트 또는 조인트를 연장하여 상기 조인트에 의해 연결되는 각각의 부재를 결합시키는 끈을 포함하는 혼합식 조인트로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 언더런 보호 장치(1).
   
6. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   접합부(62)는 포켓(92)을 포함하고,
   홀(112)을 포함하는 지지 슬리브(110)는 상기 포켓(92) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 언더런 보호 장치(1).
   
7. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 하이브리드 빔(20)은 차량 프레임(10)에 부착된 브라켓(150)에 부착되는 것을 특징으로 하는 언더런 보호 장치(1).
   
8. 제7 항에 있어서,
   상기 브라켓(150)은 폴리머 부분(152)과 보강부(160)를 포함하고,
   상기 보강부(160)는, 상기 폴리머 부분(152)의 일부분으로 또는 상기 폴리머 부분(152)과 함께 일체로 제조되는 것을 특징으로 하는 언더런 보호 장치(1).
   
9. 제8 항에 있어서,
   상기 폴리머 부분(152)은 상기 열가소성 수지 빔(60)의 리브들(64, 66, 68, 69)에 대해 수직하게 연장하여 배치되는 리브들(172)을 포함하는 것을 특징으로 하는 언더런 보호 장치(1).
   
10. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프리폼 부재(40)의 외면(48)에 결합하는 빔 보강부(30)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 언더런 보호 장치(1).
    
11. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하이브리드 빔(20)은 둘 이상의 브라켓들(150)에 부착되고,
    상기 둘 이상의 브라켓들(150) 중 어느 하나가 상기 하이브리드 빔의 길이 방향을 따라 상기 하이브리드 빔(20)과 기계식으로 연결될 수 있게 배치되도록, 상기 브라켓들(150)은 동일하고 호환 가능하게 구성되고,
    상기 브라켓들(150)은 소정의 키랄성으로 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 언더런 보호 장치(1).
    
12. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하이브리드 빔(20)은 x축 방향 길이(L)가 1,000mm ~ 3,000mm이고, y축 방향 높이(H)가 80mm ~ 300mm이고, z축 방향 깊이(D)가 80mm ~ 200mm인 것을 특징으로 하는 언더런 보호 장치(1).
    
13. 제2 항 또는 제3항에 있어서,
    상기 언더런 보호 장치(1)는,
    상기 프리폼 부재(40)가, 금속, 폴리머, 보강 합성 폴리머 또는 상기 금속, 폴리머, 보강 합성 폴리머 중 하나 이상의 혼합물을 포함하는 구성과,
    상기 열가소성 수지 빔(60)이, 금속, 폴리머, 보강 합성 폴리머 또는 상기 금속, 폴리머, 보강 합성 폴리머 중 하나 이상의 혼합물을 포함하는 구성과,
    상기 보강 플레이트(100)가, 금속, 폴리머, 보강 합성 폴리머 또는 상기 금속, 폴리머, 보강 합성 폴리머 중 하나 이상의 혼합물을 포함하는 구성 중 하나 이상이 이루어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 언더런 보호 장치(1).
    
14. 전방 범퍼(4), 후방 범퍼(6) 및 사이드 레일(8) 중 하나 이상; 및
    청구항 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 따른 언더런 보호 장치(1)를 포함하고,
    상기 언더런 보호 장치(1)는 상기 전방 범퍼(4), 상기 후방 범퍼(6) 또는 상기 사이드 레일(8) 중 하나의 하부에 위치되는 것을 특징으로 하는 차량(2).
    
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