KR102193825B1 - 폐쇄된 구획을 위한 보강 요소 및 제조 방법 - Google Patents

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빈센트 벨패어
로랑 오리
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시카 테크놀러지 아게
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Abstract

예시적인 보강 요소(104)는 구조물(102)에 의해 한정된 길이방향으로 연장되는 공동(C) 내에 수용되도록 구성될 수 있다. 상기 보강 요소는 접합 물질(108, 160)이 상부에 도포된 베이스 부재(106), 및 상기 베이스 부분에 선택적으로 고정되고, 상기 보강 요소가 상기 공동 내에 수용될 때 상기 베이스 부분으로부터 선택적으로 연장되도록 구성된 부재(110, 150)를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 부재가 상기 베이스 부분에 대해 제1 위치에 있을 때 상기 보강 요소는 제1 길이(L1)를 한정하고, 상기 부재가 상기 베이스 부분으로부터 연장된 제2 위치에 있을 때 제2 길이(L1 + L2)를 한정할 수 있고, 상기 제2 길이는 상기 제1 길이보다 길다. 상기 보강 요소를 선택적으로 연장시켜 배열하면 일반적으로 폐쇄된 구조물 내에 보강 요소를 용이하고 정확하게 설치할 수 있다.

Description

폐쇄된 구획을 위한 보강 요소 및 제조 방법{REINFORCING ELEMENT FOR A CLOSED SECTION AND MANUFACTURING METHOD}
차량 응용을 위한 패널, 예를 들어, 도어 패널은 일반적으로 차량 중량 요구조건을 만족시키고 미적 이유와 제조 상의 이유로 요구되는 대로 패널을 형성하기 위하여 상대적으로 얇다. 이 패널의 사이즈와 이 패널의 형상이 일반적으로 평판인 것으로 인해 이 패널은 변형되기 쉬워서, 예를 들어, 충돌 동안 탑승자를 적절히 보호하기 위하여 보강이 요구된다.
따라서, 차량 패널은 브레이스(brace) 또는 보강재와 같은 추가적인 구조적인 단편을 사용하여 종종 보강된다. 일부 알려진 브레이스는 일반적으로 개방된 구획으로 형성된 성분을 포함하여, 내부에 추가적인 보강 요소를 설치할 수 있게 한다. 특히 개방된 구획 내에 보강 요소를 영구적으로 유지하는데 팽창가능한 물질 또는 접착제가 사용되는 경우, 일반적으로 추가적인 보강 요소를 설치하고 적절히 위치시키기 위하여 개방된 구획이 사용된다.
다른 접근법에서, 브레이스는 보다 폐쇄된 구획으로 형성되지만, 이것은 종종 접근이 제한되기 때문에 구획 내에 추가적인 보강 요소를 조립할 수 없어, 특히 대량 제조 환경에서 조립을 비실용적이게 한다.
따라서, 상기 문제를 최소화하면서 적절한 강성을 제공하는 개선된 보강된 구조물이 요구된다.
예시적인 보강 요소는 구조물에 의해 한정된 길이방향으로 연장되는 공동(longitudinally extending cavity) 내에 수용되도록 구성될 수 있다. 상기 보강 요소는 접합 물질이 상부에 도포된 베이스 부분, 및 상기 베이스 부분에 선택적으로 고정되고, 팽창가능한 보강재가 상기 공동 내에 수용될 때 상기 베이스 부분으로부터 선택적으로 연장되도록 구성된 부재를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 부재가 상기 베이스 부분에 대해 제1 위치에 있을 때 상기 보강 요소는 제1 길이를 한정하고, 상기 부재가 상기 베이스 부분으로부터 연장된 제2 위치에 있을 때 제2 길이를 한정할 수 있고, 상기 제2 길이는 상기 제1 길이보다 길다. 상기 팽창가능한 보강재를 선택적으로 연장시켜 배열하면 일반적으로 폐쇄된 구조물 내에 상기 팽창가능한 보강재를 용이하고 정확하게 설치할 수 있다.
접합 물질이 상부에 도포된 베이스 부분을 제공하는 단계, 및 부재를 상기 베이스 부분에 고정하는 단계를 포함할 수 있는 예시적인 방법이 더 개시된다. 상기 부재는 상기 보강 요소가 상기 공동 내에 수용될 때 상기 베이스 부분으로부터 선택적으로 연장되도록 구성될 수 있다. 따라서, 일반적으로 상기 부재가 상기 베이스 부분에 대해 제1 위치에 있을 때 상기 보강 요소는 제1 길이를 한정하고, 상기 부재가 상기 베이스 부분으로부터 연장된 제2 위치에 있을 때 제2 길이를 한정할 수 있고, 상기 제2 길이는 상기 제1 길이보다 길다.
이제 도면을 참조하면, 예시적인 도면이 보다 상세히 도시되어 있다. 도면은 일부 예를 나타내지만, 상기 도면은 반드시 축척에 맞게 그려진 것은 아니고 특정 특징은 본 발명을 보다 상세히 예시하고 설명하기 위해 과장되거나 제거되거나 부분적으로 구획될 수 있다. 나아가, 본 명세서에 제시된 예시적인 도면은 전부 나열된 것으로 의도된 것이 아니고 또는 다음 상세한 설명에 개시되고 도면에 도시된 정확한 형태와 구성으로 본 청구범위를 제한하거나 한정하려고 의도된 것이 아니다:
도 1a는 예시적인 도시에 따라 제1 또는 수축된 위치에 있는 보강 요소의 사시도;
도 1b는 예시적인 도시에 따라 제2 또는 연장된 위치에 있는 도 1a의 보강 요소의 사시도;
도 1c는 예시적인 도시에 따라 구조물에 삽입하는 동안 도 1a 및 도 1b의 보강 요소의 사시도;
도 1d는 예시적인 도시에 따라 구조물에 삽입한 후 도 1a 내지 도 1c의 보강 요소의 사시도;
도 2a는 예시적인 도시에 따라 보강 요소의 예시적인 베이스 부분의 사시도;
도 2b는 예시적인 도시에 따라 접합 물질이 제거된 도 2a의 예시적인 베이스 부분의 사시도;
도 3a는 예시적인 도시에 따라 예시적인 힌지 결합된 보강 요소의 확대 사시도;
도 3b는 예시적인 도시에 따라 부재가 도 3a에 도시된 제1 또는 정렬된 위치로부터 회전된 상태에 있는 도 3a의 예시적인 힌지 결합된 보강 요소의 확대 사시도;
도 3c는 예시적인 도시에 따라 부재가 도 3a에 도시된 정렬된 위치로부터 완전히 연장된 또는 제2 위치로 회전된 상태에 있는 도 3a 및 도 3b의 예시적인 힌지 결합된 보강 요소의 확대 사시도;
도 4a는 예시적인 도시에 따라 보강 요소를 수용하는 공동을 한정하는 예시적인 구조물의 사시도;
도 4b는 예시적인 도시에 따라 도 4a의 예시적인 구조물의 단면도;
도 5a는 예시적인 도시에 따라 예시적인 보강 요소의 사시도;
도 5b는 예시적인 도시에 따라 예시적인 보강 요소의 부분 절단도;
도 6a는 예시적인 도시에 따라 예시적인 보강 요소의 부분 절단도;
도 6b는 예시적인 도시에 따라 예시적인 보강 요소의 부분 절단도;
도 7은 예시적인 도시에 따라 보강 요소를 제조하는 예시적인 방법의 공정 흐름도.
이제 도 1a 내지 도 1d 및 도 2a, 도 2b, 도 3a 내지 도 3c, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 구조적 조립체(100)가 예시적인 도시에 따라 예시된다. 구조적 조립체(100)는 세장형 또는 길이방향으로 연장되는 공동(C)을 한정하는 구조물(102)을 포함할 수 있다. 길이방향으로 연장되는 공동(C)은 100의 구조물이 세장형 구조물(102)의 하나 또는 두 개의 대향하는 단부에서만 개방되도록 일반적으로 폐쇄될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 아래에 더 설명된 바와 같이, 베이스 부분(106)이 삽입되거나 및/또는 설치될 수 있게 하는 특정 특징이 구조물(102), 예를 들어, 구조물(102)의 단부들 사이 애퍼처(aperture) 또는 개구 내에 제공될 수 있다.
구조적 조립체(100)는 보강 요소(104)를 더 포함할 수 있다. 보강 요소(104)는 일반적으로 구조물(102)의 공동(C) 내에 수용되도록 구성될 수 있다. 보강 요소(104)는 일반적으로 베이스 부분(106)과, 이 베이스 부분(106)에 선택적으로 고정된 부재(110)를 포함할 수 있다. 하나의 예시적인 도시에서, 부재(110)는 베이스 부분(106)으로부터 선택적으로 제거가능하여 이 베이스 부분에 대해 부재(110)를 선택적으로 이동시킬 수 있다. 다른 예에서 부재(110)는 일반적으로 베이스 부분(106)에 영구적으로 고정되지만, 예를 들어, 베이스 부분(106)에 대해 선회시키는 것에 의해 베이스 부분(106)에 대해 여전히 선택적으로 이동가능하다.
베이스 부분(106)은 베이스 부분(106)에 도포되거나 고정된 접합 물질(108)을 구비할 수 있다. 예시적인 접합 물질은 단지 예로서 아래에 더 설명된 바와 같이 열을 가하면 일반적으로 팽창되거나 및/또는 경화되는 물질 또는 접착제를 포함할 수 있다. 부재(110)는 베이스 부분에 고정될 수 있고, 일반적으로 보강 요소(104)가 공동(C) 내에 수용될 때 이 부재는 베이스 부분(106)으로부터 선택적으로 연장되도록 구성될 수 있다. 하나의 예시적인 접근법에서, 부재가 베이스 부분(106)에 대해 제1 위치에 있을 때 보강 요소(104)는 제1 길이(L1)를 한정하고, 부재가 베이스 부분(106)으로부터 연장된 제2 위치에 있을 때 제2 길이(길이 L1과 길이 L2의 조합으로 표시)를 한정한다. 예시적인 도시에서, 제2 길이(L1 플러스 L2)는 제1 길이(L1)보다 길다. 선택적으로 연장가능한 부재(110)는, 예를 들어, 설치하는 동안 구조물(102) 내에서 베이스 부분(106)을 조작할 수 있게 한다. 일례에서, 베이스 부분(106)은 구조물(102)의 전체 길이(L1 + L2 + L3)의 대략 20 내지 60 퍼센트인 전체 길이(L2)를 한정한다.
일부 예시적인 접근법에서, 부재(110)는 베이스 부분(106)을 공동(C) 내에 위치시키기 위해 베이스 부분(106)으로부터 선택적으로 연장되도록 일반적으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 전술한 바와 같이 베이스 부분(106)의 위치지정이 연장된 위치에서 부재(110)로 베이스 부재를 조작하는 것에 의해서만 달성될 수 있도록 공동(C)은 일반적으로 세장형일 수 있다. 예를 들어, 도 1b, 도 1c 및 도 1d에서 최상으로 볼 수 있는 바와 같이, 베이스 부재(110)는 보강 요소(104)의 전체 길이를 증가시키도록 선택적으로 조작될 수 있다. 보강 요소(104)의 추가적인 길이는 접합 물질(108)이 상부에 배치된 베이스 부분(106)이 구조물(102)의 공동(C) 내에서 길이방향으로 보다 정확히 위치될 수 있게 한다. 도 1b 내지 도 1d에 도시된 예시적인 도시는 일반적으로 보강 요소(104)를 선택적으로 길게 하기 위해 베이스 부분(106)에 대해 선회가능한 부재(110)를 도시하고 있으나, 다른 예에서 부재는 아래에서 더 설명된 바와 같이 선택적으로 길게 하기 위해 베이스 부분으로부터 선택적으로 제거가능할 수 있다. 나아가, 베이스 부분(106)은 손으로 및/또는 추가적인 도구 없이 부재(110)를 조작하는 것에 의해 위치지정될 수 있다. 베이스 부분(106)을 구조물(102)에 삽입한 후, 부재(110)는 구조물(102) 내에 유지될 수 있다.
이제 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 베이스 부분(106)은 보다 상세히 도시되어 있다. 예시적인 베이스 부분(106)은 베이스 부분(106)에 복수의 디텐트(detent) 또는 노치(notch)(130)를 포함할 수 있다. 디텐트(130)는 일반적으로 베이스 부분(106)에 접합 물질(108)을 유지하는데 사용될 수 있다.
베이스 부분(106)은, 예를 들어, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 길이방향으로 연장되는 베이스 부분(106)으로부터 측방향으로 연장되는 하나 이상의 위치지정 핀(109)을 더 포함할 수 있다. 위치지정 핀(109)은 구조물(102) 내에 베이스 부분(106) 및/또는 보강 요소(104)의 측방향 위치를 유지하는데 사용될 수 있다. 추가적으로, 위치지정 핀(109)은 공동(C)(도 4a, 도 4b 참조) 내 구조물(102)의 위치지정 애퍼처(111)에 베이스 부분(106)을 고정시킬 수 있다. 예를 들어, 위치지정 핀(109)은 구조물(102), 예를 들어, 위치지정 애퍼처(111) 내 대응하는 특징과 억지로 맞물려서, 베이스 부분(106)이 구조물(102)의 공동(C) 내 위치에 선택적으로 잠겨질 수 있게 한다. 따라서, 베이스 부분(106)은 공동(C) 내에 고정될 수 있다. 이후, 아래에서 더 설명된 바와 같이, 접합 물질(108)이 팽창되거나 또는 경화되어, 일반적으로 베이스 부분(106)을 공동(C) 내에 영구적으로 고정하고 구조물(102)을 보강할 수 있다.
전술한 바와 같이, 부재(110)는 베이스 부분(106)에 대해 선택적으로 연장가능하거나 또는 조작가능하여 보강 요소(104)의 전체 길이를 선택적으로 증가시킬 수 있다. 하나의 예시적인 접근법에서, 부재(110)는 베이스 부분(106)에 대해 힌지 결합될 수 있다. 예를 들어, 도 1a, 도 1b, 도 1c 및 도 3a 내지 도 3c에서 최상으로 볼 수 있는 바와 같이, 부재(110)와 베이스 부분(106) 사이에 연장된 힌지(112)가 제공되어, 부재(110)가 그 단부에서 베이스 부분(106)에 대해 선회되거나 회전될 수 있게 할 수 있다. 도 3a, 도 3b 및 도 3c에서 최상으로 볼 수 있는 바와 같이, 힌지(112)는 부재(110)의 단부 부분(116)과 베이스 부분(106)의 단부 부분(114) 사이에 연장되는 일체로 형성된 리빙 힌지를 포함할 수 있다. 일례에서, 베이스 부분(106), 힌지(112) 및 부재(110)는, 예를 들어, 사출 성형 공정으로 일체로 형성된다. 다른 예시적인 도시에서, 아래에 더 설명된 바와 같이, 베이스 부분(106)과 부재(110)는 별개로 형성될 수 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 부재(110)는 보강 요소(104)가 삽입되는 구조물(102)의 길이방향 축(A-A)(도 4a 및 도 4b 참조)과 부재(110)가 일반적으로 평행하게 정렬되도록 제1 위치에 위치될 수 있다. 부재(110)는 베이스 부분(106)에 대해 대략 180°각도를 형성하도록 힌지(112)는 일반적으로 부재(110)가 제2 위치로 선회될 수 있게 한다. 부재(110)는 제2 위치로 선회될 때 베이스 부분(106)과 평행할 수 있다.
전술한 바와 같이, 구조물(102)은 일반적으로 접합 물질(108)을 팽창시키거나 경화시킨 후 베이스 부분(106)에 의해 보강될 수 있다. 보다 구체적으로, 베이스 부분(106)은 일반적으로 구조물(102)에 대해 구조적으로 보강 효과를 제공하는 임의의 물질로 형성될 수 있다. 단지 예로서, 베이스 부분(106)은 플라스틱 물질, 예를 들어, 나일론, 섬유 물질, 또는 금속 물질, 예를 들어, 알루미늄, 강철 또는 마그네슘으로 형성될 수 있다. 베이스 부분(106)은 편리한 임의의 방식으로, 예를 들어, 단지 예로서 압출, 스탬핑 또는 몰딩으로 형성될 수 있다. 베이스 부분(106)이 압출되는 경우, 베이스 부분(106)은 일반적으로 베이스 부분(106)의 길이의 적어도 일부를 따라 미리 결정된 단면 윤곽(sectional profile)을 한정하여, 압출 동작에서 베이스 부분의 길이의 일부를 형성하게 할 수 있다.
접합 물질(108)은 구조용 발포물(structural foam)과 같은 팽창가능한 발포물, 또는 팽창가능할 수 있는 접착제 또는 접합제를 포함할 수 있다. 하나의 예시적인 도시에서 접합 물질(108)은 팽창가능한 지지부(100)의 팽창 후에 1 내지 100 MPa 사이의 압축 강도를 구비하는 팽창가능한 발포물이다. 다른 예시적인 도시에서, 압축 강도는 2 내지 25 MPa이다. 나아가, 하나의 예시적인 도시에서 접합 물질(108)은 10 내지 400%의 팽창 비를 가진다. 더 다른 예에서, 접합 물질(108)의 팽창 비율은 50 내지 200%이다. 예시적인 팽창가능한 물질은, 단지 예로서, 시카리인포서-911PB(SikaReinforcer-911PB), 시카리인포서-911NT2(SikaReinforcer-911NT2), 시카리인포서-912(SikaReinforcer-912), 시카리인포서-940(SikaReinforcer-940), 시카리인포서-941(SikaReinforcer-941) 또는 시카리인포서-955(SikaReinforcer-955)라는 이름으로 구입가능한 팽창가능한 보강 물질을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 접합 물질은 구조용 접착제(structural adhesive), 예를 들어, 시카파우더-960(SikaPower-960), 시카파우더-961(SikaPower-961), 시카파우더-962(SikaPower-962) 또는 시카파우더-963(SikaPower-963)이라는 이름으로 구입가능한 구조용 접착제를 포함한다.
예시적인 접합 물질은, 예를 들어, 열의 영향 하에서 팽창가능하거나 또는 발포가능할 수 있다. 물론 또한 예를 들어 발열 반응에 의해 외부 열 소스 또는 내부 열 소스에 의해 활성화될 수 있는 다른 팽창가능한 물질을 사용할 수 있다.
하나의 예시적인 도시에서, 접합 물질(108) 또는 그 일부는 압출 공정으로 형성된다. 접합 물질(108)은 또한 일반적으로 점착성이 없어서, 접합 물질(108) 및/또는 보강 요소(104)를 손으로 취급할 수 있게 한다. 따라서, 구조물(102) 내에 보강 요소(104)를 적용하고 조립하는 것이 상대적으로 용이하고 전문 도구나 기계 없이도 달성될 수 있다.
다른 예시적인 도시에서, 접합 물질(108)은 아래에서 더 설명된 바와 같이 팽창가능한 접착제 물질 또는 접합제를 포함한다. 예를 들어, 접합 물질은 일반적으로 구조물(102) 내 베이스 부분(106)을 적어도 반-영구적으로 고정시키도록 구성된 팽창가능한 물질, 접착제 및 선택적으로 활성화된 접합제 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 접합 물질은 열을 인가하여 활성화되도록 구성된다. 대안적으로, 접합 물질은 경화제 또는 다른 접합제 또는 화합물을 접합 물질에 인가하는 것에 의해 활성화될 수 있다.
이제 도 5a, 도 5b, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 팽창가능한 보강재를 위한 추가적인 베이스 부재(106)가 대안적인 예시적인 도시에 따라 도시되어 있다. 베이스 부재(106' 및 106'')는 각각 접합제 또는 접착제를 사용하여 베이스 부재(106)를 수용하는 구조물(102)에 부착시킨다. 접합제는 일반적으로 베이스 부재(106' 및 106'')를 구조물(102)에 고정하여, 구조물(102)을 보강할 수 있다.
이제 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 예시적인 베이스 부분(106')이 도시되어 있다. 선택적으로 이동가능한 부재, 예를 들어, 전술한 부재(110)는, 구체적으로 도 5a에서 베이스 부분(106')에 부착된 것으로 도시되어 있지 않으나, 도 5b에 도시된 부재(110') 또는 이를 위해 임의의 다른 디바이스가 구조물(102') 내에 베이스 부분(106')을 초기에 삽입하는데 사용될 수 있다. 추가적으로 커넥터(도 5a 및 도 5b에 미도시)는 베이스 부재(106')의 단부 애퍼처(144)에 일시적으로 부재(110')를 선택적으로 고정시키기 위해 제공될 수 있다.
베이스 부분(106')을 구조물(102')에 삽입시, 튜브(140)를 사용하여 베이스 부분(106')의 중심 또는 내부 부분(146)에 접합제 또는 접착제(146)가 도입될 수 있다. 보다 구체적으로, 접착제는 베이스 부분(106')의 측면 애퍼처(142) 및/또는 단부 애퍼처(144)에 공급될 수 있다. 접착제는 중심 부분(146)을 통해 흘러 방사방향 통로(148)로부터 공동(C')으로 흐를 수 있다. 대안적으로, 접합제 또는 접착제는 베이스 부분(106') 내에 존재할 수 있고, 이는 이후 부재(110')에 의해 공급되는 유체, 예를 들어, 공기의 압력에 의해 중심 부분(146)으로부터 방사방향 통로(148)를 통해 가압된다. 따라서 접착제는 일반적으로 구조물(102')과 베이스 부분(106') 사이의 간극을 채워, 일반적으로 베이스 부분(106')을 구조물(102') 내에 고정하고 구조물(102')을 보강할 수 있다.
이제 도 6a를 참조하면, 다른 예시적인 베이스 부분(106'')이 도시되어 있다. 푸시 부재(150)는 베이스 부분(106'')의 중심 통로(146)에 인접한 베이스 부분(106'')의 단부로 삽입된다. 힌지(112)가 베이스 부분(106)과 부재(110)와 일체로 형성되어 있는 전술한 힌지 결합된 부재(110)와는 대조적으로, 푸시 부재(150)는 베이스 부분(106'')으로부터 선택적으로 제거가능할 수 있다. 보다 구체적으로, 푸시 부재(150)는, 예를 들어, 베이스 부분(106'')이 구조물(102'') 내에 조립되기 직전에 베이스 부분(106'')으로 삽입되는 별개의 성분으로 형성될 수 있다. 중심 통로(146)는 일반적으로 접착제(160)로 미리 충전된다. 푸시 부재(150)는 그 단부에 배치된 압출 판(190)을 포함할 수 있다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 압출 판(190)은 베이스 부분(106'')의 일 단부를 둘러싸는 일반적으로 평평한 판이어서, 일반적으로 압출 판이 베이스 부재(106'')에 삽입될 때 접착제(160)가 베이스 부재(160'')를 빠져나가지 못하게 된다. 나아가, 예를 들어, 푸시 부재(150)를 통해 베이스 부분(106'')을 위치시킬 때, 푸시 부재(150)는 중심 통로(146)로 더 이동되어, 압출 판(190)이 일반적으로 접착제(160)를 베이스 부재(106'')로부터 복수의 방사상으로 연장되는 통로(148)를 통해 공동(C)으로 압착(squeeze)할 수 있다. 접착제(160)는 베이스 부분(106'')과 구조물(102'') 사이의 간극으로 흘러서, 베이스 부분(106'')을 구조물(102'')의 내부 표면(들)에 고정시킬 수 있다.
도 6b를 참조하면, 베이스 부분(106'')은 베이스 부분(106'')을 구조물(102'')에 고정시키기 위해 접착제(160)를 공동(C)으로 가압하는 대안적인 디바이스를 구비하는 것으로 도시되어 있다. 보다 구체적으로, 팽창가능한 코어 물질(152)은 일반적으로 베이스 부분(106'') 내 중심에 위치된다. 코어 물질(152)은, 예를 들어, 열을 적용시 베이스 부분(106'')의 일반적으로 폐쇄된 중심 영역 내에서 팽창하여, 접착제(160)의 적어도 일부를 방사방향 통로(148)를 통해 공동(C)으로 가압하도록 구성될 수 있다. 접착제(160)는 일반적으로 베이스 부분(106'')과 구조물(102'') 사이의 간극을 채워, 베이스 부분(106'')을 구조물(102'')의 내부 표면(들)에 고정하고 구조물(102'')을 보강할 수 있다.
예시적인 접착제(160)는 일반적으로 편리한 임의의 접합제 또는 접착제 물질을 포함할 수 있다. 여러 예시적인 접착제(160)는 단지 예로서 국제 특허 공개 제WO2008/077944호 및 대응하는 미국 특허 공개 제2010/0092733호에 설명되고, 이들 각 문헌의 전체 내용은 본 명세서에 병합된다. 예시적인 접착제(160)는 원하는 상태로 적용될 수 있다. 예를 들어, 원하는 기계적인 특성은 구체적으로 선택될 수 있다. 나아가, 접착제(160)의 노화에 따른 문제가 거의 없고, 일반적으로 운송, 저장 또는 설치 동안 특성의 손실이 없다.
하나의 예시적인 도시에서, 접착제(160)는 경화제 및/또는 열을 가한 후 캐리어를 경화시키거나 고정시킬 수 있게 하는 반응성 접착제를 포함할 수 있다. 반응성 접착제에 사용될 수 있는 시스템은 매우 넓고 다양하다. 이후 동작 시 발생하는 온도에 따라, 원하는 기계적인 특성을 제공하기 위해 충분히 신속히 경화가 발생하도록 반응성 접착제가 선택될 수 있다. 예를 들어, 구조물(102) 및/또는 보강재(104)가 약 30분 동안 165 내지 180℃의 평균 온도에서 표준 페인트 건조 오븐을 통과하는 경우, 일반적인 구조용 1K [하나의 성분] 에폭사이드 기반의 구조용 접착제가 사용될 수 있다. 다른 예에서, 평균 온도는 165 내지 180℃일 수 있고, 대략 140℃ 내지 대략 205℃의 고온을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 도시에서, 접착제(160)는 일반적으로 50℃까지 그 형상을 유지하고, 일반적으로 실온에서 유동하거나 압착가능한 단일-성분의 열-경화가능한 페이스트를 포함하고, 예를 들어, 차량 조립체와 연관된 전기 코팅 및/또는 페인트 오븐을 나타내는 온도에서 경화된다. 나아가, 접착제(160)는 최종 조립체 위치로 운반, 준비 및 전달하기 위해 미리 결정된 시간, 예를 들어, "오픈 시간"(open time) 동안 경화 또는 반응에 저항할 수 있다. 하나의 예시적인 도시에서, 접착제(160)는 적어도 2시간의 오픈 시간을 가지거나, 일부 경우에 3개월을 초과할 수 있다. 접착제(160)는 또한 대략 40℃ 미만의 온도에서 접촉 시 고체이거나 및/또는 건조될 수 있고, 이는 열, 적외선 복사선 또는 활성화제와의 화학 반응에 의해 활성화되어 조립 전에 유동가능하거나 압착가능한 페이스트를 형성할 수 있다. 접착제(160)는 최종 조립 전에 수동으로 제거되거나 또는 열적으로 용융된 보호 필름으로 커버될 수도 있다.
따라서 각 경우에 제조사에 의해 요구되는 상태에 대응하는 접합 물질 또는 접착제(160)를 선택하는 것이 가능하다. 또한 접착제의 특성은 캐리어 요소를 변경시킴이 없이 변경된 온사이트(on-site) 제조 상태에 바로 적응될 수 있다. 예를 들어, 보강 부분이 예를 들어 제조 동작을 간략화하기 위해 초기에 계획된 온도보다 더 높은 온도에 설치되는 경우, 이와 대응하는 온도에서 경화되는 접착제(160)가 간단히 사용된다.
접착제(160)에 사용될 수 있는 예시적인 하나의 성분의 반응성 접착제는 중합 반응을 일으키는 적어도 하나의 수지(A), 적어도 하나의 경화제(B), 보다 구체적으로 차단 경화제(blocked curing agent), 적어도 하나의 첨가제(D), 및 또한, 선택적으로, 차단된 형태로 존재하는 성분(A) 또는 성분(B) 중 적어도 하나를 바람직하게 포함하는 추가적인 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 저장 안정성 중합체 조성물이다.
이제 도 7을 참조하면, 보강 요소, 예를 들어, 보강 요소(104)를 형성하는 예시적인 공정(700)이 설명된다. 공정(700)은 일반적으로 블록(702)에 있을 수 있고 여기서 베이스 부분이 제공된다. 예를 들어, 보강될 구조물(102) 내에 베이스 부분(106)을 고정하기 위해 상부에 팽창가능한 물질 또는 접착제가 도포된 전술한 베이스 부분(106)이 제공될 수 있다. 공정(700)은 블록(704)으로 진행될 수 있다.
블록(704)에서, 부재는 베이스 부분에 고정될 수 있다. 예를 들어, 부재(110)가 베이스 부분(106)과 일체로 형성된 경우, 부재(110)와 베이스 부분(106)은, 예를 들어, 단지 예로서 압출 또는 몰딩 공정으로 형성될 수 있다. 대안적으로, 부재가 베이스 부분(106), 예를 들어, 푸시 부재(150)와는 별개로 형성된 경우, 푸시 부재(150)는 구조물(102) 내에 설치하기 위해 베이스 부분(106)의 단부에 삽입될 수 있다.
블록(706)으로 진행하고 나서, 보강재는 구조물에 삽입될 수 있다. 예를 들어, 부재(110) 또는 푸시 부재(150)가 베이스 부분(106)으로부터 연장되어 증가된 길이를 형성하는 경우, 베이스 부분(106)을 구조물(102) 내에 보다 정확히 위치시킬 수 있다. 공정(700)은 블록(707)으로 진행될 수 있다.
블록(707)에서, 접착제가 일부 예시적인 접근법에서 전술한 바와 같이 보강 요소 내에 공급되거나 펌핑될 수 있다. 예를 들어, 접착제가 도 5a, 도 5b, 도 6a 및 도 6b에서와 같이 베이스 부재(106' 또는 106'')에서 밖으로 가압되는 전술한 바와 같은 예시적인 도시에서, 접착제(160)는 부재(110')에 의해 공급되는 유체 압력에 의해 바깥쪽으로 가압되거나 푸시 부재(150)에 의해 또는 팽창가능한 코어 물질(152)에 의해 바깥쪽으로 푸시될 수 있다.
블록(708)으로 진행하고 나서, 보강 요소와 연관된 접합 물질은 경화되거나 또는 팽창될 수 있다. 예를 들어, 접합 물질(108)은 팽창되거나 또는 경화될 수 있고, 또는 접착제(160)는 팽창되거나 또는 경화될 수 있다. 접합 물질, 예를 들어, 접합 물질(108) 또는 접착제(160)가 팽창되거나 경화되면, 구조물(102) 내에 보강 요소(104)를 고정할 수 있다. 보다 구체적으로, 접합 물질이 팽창하면 일반적으로 베이스 부분(106)과 구조물(102) 사이에 간극을 채워, 베이스 부분(106)을 구조물(102)의 내부 표면에 고정하여 구조물(102)을 보강할 수 있다. 공정(700)은 이후 종료할 수 있다.
본 명세서에서 "일례", "일례", "일 실시예" 또는 "일 실시예"라는 언급은 예시와 관련하여 설명된 특정 특징, 구조물 또는 특성이 적어도 하나의 예에 포함되어 있는 것을 의미한다. 본 명세서의 여러 곳에서 "일례에서"라는 어구는 이것이 나타날 때마다 동일한 예를 말하는 것은 아니다.
본 명세서에 설명된 공정, 시스템, 방법, 학습 등에 있어서, 이러한 공정 등의 단계는 특정 순서에 따라 일어나는 것으로 설명되어 있으나, 이러한 공정은 본 명세서에 설명된 순서와는 다른 순서로 수행되는 설명된 단계로 수행될 수 있는 것으로 이해된다. 나아가 특정 단계들은 동시에 수행될 수 있거나, 다른 단계들이 추가되거나, 본 명세서에 설명된 특정 단계들이 생략될 수 있는 것으로 이해된다. 다시 말해, 본 명세서에 있는 공정의 설명은 특정 실시예를 예시하기 위하여 제공된 것일 뿐, 청구된 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
따라서, 상기 설명은 예시를 위한 것으로 의도된 것일 뿐 발명을 제한하는 것으로 의도된 것이 아닌 것으로 이해된다. 상기 설명을 판독하면 제공된 예시와는 다른 많은 실시예와 응용이 가능할 것이다. 본 발명의 범위는 상기 설명을 고려하여 결정되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위와, 이 청구범위와 균등한 범위를 고려하여 결정되어야 한다. 본 명세서에 설명된 기술 분야에서 차후 개발이 일어나고, 개시된 시스템 및 방법은 이러한 차후의 실시예에 병합되는 것이 예상되고 의도된다. 말하자면, 본 발명은 여러 변형과 변경을 받을 수 있으므로 이하 청구범위에 의해서만 제한되는 것으로 이해된다.
본 청구범위에 사용된 모든 용어는 본 명세서에서 명시적으로 반대되는 것으로 언급되지 않은 한, 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의해 이해되는 통상적인 의미와 가장 넓은 합리적인 범위로 해석되는 것으로 의도된다. 특히 "이", "상기" 등과 같은 단수 관사의 사용은 청구항이 이와 반대되는 명시적인 제한을 언급하지 않는 한, 지시된 요소를 하나 이상 언급하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (15)

  1. 구조물(102)에 의해 한정된 길이방향으로 연장되는 공동(longitudinally extending cavity)(C) 내에 수용되도록 구성된 차량 패널의 보강 요소(104)로서, 상기 보강 요소(104)는,
    접합 물질(108, 160)이 상부에 도포된 베이스 부분(106); 및
    상기 베이스 부분(106)에 대해 이동가능한 부재(110, 150)를 포함하되,
    상기 부재(110, 150)가 상기 베이스 부분(106)에 대해 제1 위치에 있을 때 상기 보강 요소(104)가 제1 길이(L1)를 한정하고, 상기 부재(110, 150)가 상기 베이스 부분(106)으로부터 연장된 제2 위치에 있고 상기 베이스 부분과 길이방향으로 정렬될 때 제2 길이(L1 + L2)를 한정하도록 상기 보강 요소(104)가 상기 공동(C) 내에 수용될 때 상기 부재(110, 150)는 상기 베이스 부분(106)으로부터 선택적으로 연장되고 상기 베이스 부분과 길이방향으로 정렬되도록 구성되며, 상기 제2 길이(L1 + L2)는 상기 제1 길이(L1)보다 길고,
    상기 부재(150)는 상기 베이스 부분의 중심 통로 내에 수용된 압출 판을 포함하고, 상기 접합 물질(160)은 상기 중심 통로에 미리 적층되고, 상기 압출 판은 상기 중심 통로를 통해 접합 물질(160)을 가압하도록 구성된, 보강 요소(104).
  2. 제1항에 있어서, 상기 부재(110)가 상기 베이스 부분(106) 주위로 회전하도록 상기 부재(110)를 상기 베이스 부분(106)에 고정하는 힌지(114)를 더 포함하되, 상기 제2 길이(L1 + L2)가 상기 부재(110)(L1)와 상기 베이스 부분(106)(L2)의 결합된 길이와 동일하도록 상기 힌지(114)는 상기 부재(110)의 제1 단부를 상기 베이스 부분(106)의 단부에 연결하는, 보강 요소(104).
  3. 제2항에 있어서, 상기 부재(110)는 상기 힌지(114) 및 상기 베이스 부분(106)과 일체로 형성된, 보강 요소(104).
  4. 제1항에 있어서, 상기 부재(110, 150)와 상기 베이스 부분(106) 중 적어도 한쪽은 플라스틱 물질로 형성된, 보강 요소(104).
  5. 제1항에 있어서, 상기 부재(150)는 상기 베이스 부분(106)으로부터 선택적으로 제거가능한, 보강 요소(104).
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 베이스 부분(106)은 상기 베이스 부분의 외부 벽을 통해 연장되는 적어도 하나의 통로(148)를 포함하는, 보강 요소(104).
  8. 제1항에 있어서, 상기 접합 물질(108, 160)은 구조용 발포물(structural foam)과 구조용 접착제(structural adhesive) 중 적어도 하나를 포함하는, 보강 요소(104).
  9. 제1항에 있어서, 상기 베이스 부분(106)은 플라스틱 물질과 금속 물질 중 하나로 형성된, 보강 요소(104).
  10. 제1항에 있어서, 상기 베이스 부분(106)은 미리 결정된 단면 윤곽(sectional profile)을 한정하도록 압출된, 보강 요소(104).
  11. 제1항에 있어서, 상기 접합 물질(108, 160)은 열에 응답하여 팽창되거나 경화되도록 구성된, 보강 요소(104).
  12. 제1항에 있어서, 상기 베이스 부분(106)은 제1 길이(L2)를 한정하고, 상기 제1 길이(L2)는 상기 구조물(102)에 의해 한정된 제2 길이(L1 + L2 + L3)의 20 퍼센트 내지 60 퍼센트인, 보강 요소(104).
  13. 길이방향으로 연장되는 상기 공동(C)을 한정하는 상기 구조물(102); 및
    상기 공동(C) 내에 수용되도록 구성된 제1항 내지 제5항, 제7항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 상기 보강 요소(104)를 구비하는 차량 패널용 구조물.
  14. 구조물(102)에 의해 한정된 길이방향으로 연장되는 공동(C) 내에 수용되도록 구성된 차랑 패널의 보강 요소(104)를 제조하는 방법(700)으로서, 상기 방법은,
    접합 물질(108, 160)이 상부에 도포된 베이스 부분(106)을 제공하는 단계; 및
    부재(110, 150)를 상기 베이스 부분(106)에 결합하는 단계를 포함하되,
    상기 부재가 상기 베이스 부분(106)에 대하여 제1 위치에 있을 때 상기 보강 요소(104)가 제1 길이(L1)를 한정하고, 상기 부재가 상기 베이스 부분(106)으로부터 연장된 제2 위치에 있고 상기 베이스 부분과 길이방향으로 정렬될 때 제2 길이(L1 + L2)를 한정하도록 상기 보강 요소(104)가 상기 공동(C) 내에 수용될 때, 상기 부재(110, 150)는 상기 베이스 부분(106)으로부터 선택적으로 연장되고 상기 베이스 부분과 길이방향으로 정렬되도록 구성되며, 상기 제2 길이(L1 + L2)는 상기 제1 길이 (L1)보다 길고,
    상기 부재(150)는 상기 베이스 부분의 중심 통로 내에 수용된 압출 판을 포함하고, 상기 접합 물질(160)은 상기 중심 통로에 미리 적층되고, 상기 압출 판은 상기 중심 통로를 통해 접합 물질(160)을 가압하도록 구성된, 보강 요소의 제조 방법(700).
  15. 제14항에 있어서, 상기 보강 요소(104)를 상기 길이방향으로 연장되는 상기 구조물(102) 내로 삽입하는 단계를 더 포함하는, 보강 요소의 제조 방법(700).
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