KR102274123B1 - 차량 몸체 중공 부재의 공강 내에서 구조적 강화 및/또는 음향 및 진동 제어를 제공하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

차량 몸체 중공 부재의 공강 내에서 구조적 강화 및/또는 음향 및 진동 제어를 제공하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

내열 열가소성 조성물로 제조된 사출-성형된 캐리어(9)를 포함하며, 상기 캐리어(9)의 제1 측면(10) 및 제2 측면(15) 중 적어도 하나는 열-팽창성 수지 조성물로 구성된 삽입물(1)을 수용하며 보유하도록 적합화된 하나 이상의 리셉터클(12)을 갖는 것인, 자동차의 중공 부재에 구조적 강화 및/또는 음향/진동 감쇠를 제공하기 위한 조립체가 제공된다. 캐리어(9)는 제1 측면(10) 또는 제2 측면(15) 중 적어도 하나에, 그리드 또는 래티스를 형성하는 복수의 개구부(11)를 포함할 수 있고, 조립체는 캐리어(9)를 중공 부재의 내부 벽에 체결하도록 적합화된 마운팅 부재(20)를 포함할 수 있다.

Description

차량 몸체 중공 부재의 공강 내에서 구조적 강화 및/또는 음향 및 진동 제어를 제공하기 위한 장치 및 방법 {DEVICE AND METHOD FOR PROVIDING STRUCTURAL REINFORCEMENT AND/OR SOUND AND VIBRATION CONTROL WITHIN THE CAVITIES OF HOLLOW MEMBERS OF A VEHICLE BODY}
본 발명은 자동차 등에 존재하는 것들과 같은 중공 부재의 공강 내에서 구조적 강화 및/또는 음향 및 진동 제어를 제공하는 데에 유용한 장치에 관한 것이다.
근년에, 자동차 및 기타 해당 기술분야에서, 도어 조립체, 필러(pillar), 로커 패널(rocker panel) 등과 같은 중공 부재를 강화, 강화, 밀봉 또는 음향적으로 변형시키기 위한 다양한 중합체-기재 발포체의 사용에 대한 상당한 점증하는 관심이 있어 왔다. 꽤 빈번하게, 그와 같은 중합체-기재 발포체는 해당 발포체를 제조하는 데에 사용되는 팽창성 수지의 팽창을 조절하고 유도하는 것을 도우며, 그 자체로 원하는 구조 및 음향 특성을 달성하는 것을 도울 수 있는 캐리어(carrier)와의 조합으로 사용된다. 그러나, 그와 같은 캐리어는 통상적으로 구체적인 최종-사용 적용분야를 위하여 맞춤식으로 설계되어야 한다. 또한, 사용되는 팽창성 수지의 양이 일반적으로 상당한데, 이는 제조 비용을 추가로 가중시킨다.
따라서, 매우 다양한 적용분야에 적용될 수 있으며 비용-효과적인 방식으로 팽창성 수지를 이용하여 원하는 수준의 성능을 달성하는, 융통성이 있는 만능 범용 설계에 대한 요구가 존재한다.
[발명의 개요]
한 측면에서, 본 발명은 내열 열가소성 조성물로 구성된 사출-성형된 캐리어를 포함하는 조립체를 제공하며, 여기서 상기 캐리어는 제1 측면 및 제2 측면을 가지며, 이때 제1 측면 또는 제2 측면 중 적어도 하나는 열-팽창성 수지 조성물로 구성된 삽입물을 수용하며 보유하도록 적합화된 하나 이상의 리셉터클(receptacle)을 갖는다.
본 발명의 또 다른 측면은, 내열 열가소성 조성물로 구성된 사출-성형된 캐리어로서, 제1 측면 및 제2 측면을 가지며, 이때 제1 측면 또는 제2 측면 중 적어도 하나에서 복수의 개구부(opening)가 그리드(grid) 또는 래티스(lattice)를 형성하는 것인 사출-성형된 캐리어, 및 캐리어를 중공 부재의 내부 벽에 체결하고 캐리어의 제1 측면 또는 제2 측면이 내부 벽으로부터 이격되면서 내부 벽을 대면하는 것을 유지하도록 적합화된 마운팅 부재를 포함하는 조립체를 제공한다.
본 발명의 조립체는 하기 특징들 중 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함할 수 있다. 상기 내열 열가소성 조성물은 폴리아미드로 구성될 수 있다. 상기 하나 이상의 리셉터클은 캐리어를 통해 제1 측면으로부터 제2 측면까지 연장된 개구부일 수 있다. 조립체는 추가로 캐리어로부터 연장된 하나 이상의 마운팅 부재를 포함할 수 있다. 캐리어는 그리드 또는 래티스 구조를 가질 수 있다. 상기 제1 측면 및 제2 측면은 각각 열-팽창성 수지 조성물로 구성된 삽입물을 수용하며 보유하도록 적합화된 복수의 리셉터클을 가질 수 있다. 하나 이상의 리셉터클은 삽입물 표면상 그루브에 맞물려 삽입물을 리셉터클 내 제 위치에 보유하도록 적합화된 하나 이상의 편향가능한 프롱(prong)을 포함할 수 있다. 캐리어는 제1 측면과 제2 측면 사이에서 연장된 복수의 개구부를 가질 수 있으며, 상기 개구부들은 그 전체가 제1 측면 및 제2 측면의 각각의 표면적의 50% 이상을 구성할 수 있다. 개구부들 중 적어도 일부는 열-팽창성 수지 조성물로 구성된 삽입물을 수용하며 보유하도록 적합화된 리셉터클로서 기능할 수 있다. 하나 이상의 리셉터클은 열-팽창성 수지 조성물로 구성된 삽입물을 포함할 수 있다. 열-팽창성 수지 조성물은 가열하는 것에 의해 활성화될 경우 구조적 강화 발포체 및/또는 진동/음향 감쇠 발포체를 제공할 수 있다. 삽입물의 일 단부는 캐리어의 측면에 의해 한정되는 표면을 넘어 연장될 수 있다. 삽입물은 형상이 원통형일 수 있으며, 삽입물의 원주 둘레로 연장된 표면 그루브를 포함할 수 있다. 캐리어의 표면에 의해 정해지는 평면을 넘어 연장된 삽입물의 단부는 둥근형 또는 테이퍼형일 수 있다. 제1 측면 및 제2 측면 중 적어도 하나는 각각 열-팽창성 수지 조성물로 구성된 삽입물을 수용하며 보유하도록 적합화된 복수의 리셉터클을 가질 수 있다. 개구부들은 그 전체가 제1 측면 및 제2 측면의 각각의 표면적의 50% 이상을 구성한다. 개구부들은 두께가 약 1 내지 약 5 mm 범위인 벽부에 의해 분리될 수 있다. 개구부들은 제1 측면과 제2 측면 사이에서 연장되는 벽부에 의해 분리될 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 내열 열가소성 물질로 구성된 사출-성형된 캐리어에 함유되어 있는 리셉터클 내에 삽입물을 위치시키는 것을 포함하며, 여기서 상기 캐리어는 제1 측면 및 제2 측면을 가지며, 상기 삽입물은 열-팽창성 수지 조성물로 구성되며, 상기 리셉터클은 삽입물을 수용하며 보유하도록 적합화된 것인, 조립체를 제조하는 방법을 제공한다. 한 실시양태에서, 삽입물은 수동으로 또는 로봇에 의해 리셉터클 내에 위치될 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 중공 부재 내에 본 발명에 따른 조립체를 위치시키고, 열 팽창성 수지 조성물을 팽창시키기에 효과적인 온도로 열 팽창성 수지 조성물을 가열하는 것을 포함하는, 중공 부재에 구조적 강화, 밀봉 또는 진동/음향 감쇠 중 적어도 하나를 제공하는 방법을 제공한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 중공 부재 내에 조립체 (내열 열가소성 물질로 구성된 사출-성형된 캐리어를 포함하며, 여기서 상기 캐리어는 제1 측면 및 제2 측면을 가지며, 이때 제1 측면 또는 제2 측면 중 적어도 하나는 열-팽창성 수지 조성물로 구성된 삽입물을 함유하는 하나 이상의 리셉터클을 가짐)를 위치시키고, 열 팽창성 수지 조성물을 팽창시키기에 효과적인 온도로 열 팽창성 수지 조성물을 가열하는 것을 포함하는, 중공 부재에 구조적 강화 또는 진동/음향 감쇠 중 적어도 하나를 제공하는 방법을 제공한다.
또 다른 측면에서, 역시 본 발명에 의해 제공되는 것은 중공 부재를 포함하며, 중공 부재의 내부에는 내열 열가소성 물질로 구성된 사출-성형된 캐리어를 포함하는 조립체가 존재하고, 여기서 상기 캐리어는 제1 측면 및 제2 측면을 가지며, 이때 제1 측면 또는 제2 측면 중 적어도 하나는 하나 이상의 리셉터클을 가지며, 리셉터클의 내부에는 팽창된 수지 조성물의 일부가 위치되고, 팽창된 수지 조성물의 일부는 리셉터클로부터 연장되어 중공 부재의 내부 표면, 예컨대 내부 벽에 접촉하는 것인, 구조적으로 강화되고/거나 진동/음향 감쇠된 중공 부재이다.
내열 열가소성 조성물로 구성된 사출-성형된 캐리어로서, 제1 측면 및 제2 측면을 가지며, 이때 제1 측면 또는 제2 측면 중 적어도 하나에서 복수의 개구부가 그리드 또는 래티스를 형성하는 것인 캐리어, 및 캐리어를 중공 부재의 내부 벽에 체결하고 캐리어의 제1 측면 또는 제2 측면이 외부 벽으로부터 이격되고 내부 벽으로부터 이격되면서 내부 벽을 대면하는 것을 유지하도록 적합화된 마운팅 부재를 포함하는 조립체도 제공된다.
역시 본 발명에 의해 제공되는 것은 내부에 본 발명에 따른 조립체가 존재하는 중공 부재이다.
도 1은 본 발명의 한 실시양태에 따른 대표적인 삽입물의 평면도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 한 측면에 따른 캐리어 리셉터클 내에 위치될 수 있는 편향가능한 프롱의 절단면도(cutaway view)이다.
도 3은 도 1의 삽입물과 도 2의 편향가능한 프롱의 조합의 일부의 상세도이다.
도 4는 본 발명의 한 측면에 따른 대표적인 캐리어의 도면을 나타낸다.
도 5는 중공 부재의 공강과 함께 위치된 도 4의 캐리어의 가장자리도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 또 다른 측면에 따른 대표적인 캐리어의 도면을 나타낸다.
도 7은 도 6에 도시되어 있는 캐리어의 가장자리도를 나타낸다.
조립체의 캐리어 부품은 내열 열가소성 조성물로 구성되며, 열가소성 조성물을 사출 성형하는 것에 의해 형성될 수 있다. 캐리어 부품은 일반적으로 서로 대향하는 제1 측면 및 제2 측면을 갖는다. 일단 조립체가 중공 부재의 공강 내에 위치되고 나면, 제1 측면 및 제2 측면 중 하나 또는 모두가 중공 부재의 내부 벽을 대면할 수 있다 (예를 들면 제1 측면은 제1 내부 벽을 대면할 수 있고, 제2 측면은 제2 내부 벽을 대면할 수 있음). 제1 측면 및 제2 측면 중 하나 또는 모두에는 하나 이상의 리셉터클이 존재한다. 리셉터클은 삽입물을 수용하며 보유하도록 적합화된다. 한 실시양태에서는, 제1 측면 또는 제2 측면 중 하나가 복수의 그와 같은 리셉터클을 포함한다. 또 다른 실시양태에서는, 제1 측면 및 제2 측면 모두가 각각 복수의 리셉터클을 포함한다. 캐리어는 통상적으로 제1 측면과 제2 측면 사이의 두께를 가진다. 두께는 제1 측면과 제2 측면이 대체적으로 서로 평행하게 되도록 균일할 수 있거나, 또는 제1 측면과 제2 측면이 서로 평행하지 않게 되도록 가변적일 수 있다. 일반적으로, 캐리어 두께는 약 1 내지 약 10 cm의 범위 이내이다. 제1 측면 또는 제2 측면으로부터 보았을 때, 캐리어는 예를 들면 정사각형, 직사각형, 육각형, 사다리꼴, 원형, 타원형, 삼각형 등과 같은 임의의 원하는 형상이거나, 또는 형상이 불규칙할 수 있다. 한 실시양태에서, 캐리어는 그것이 내부에 위치되는 중공 부재의 공강 내에 맞도록 재단 및 형상화된다. 예를 들면, 캐리어 두께는 캐리어가 해당 공강 내에 위치될 때 캐리어의 제1 측면 및 제2 측면 중 적어도 하나가 그것이 대면하는 중공 부재의 내부 표면, 예컨대 내부 벽에 실질적으로 평행하고 캐리어 측면과 내부 중공 부재 표면 사이의 거리가 예를 들면 약 1 내지 약 5 cm가 되도록 선택될 수 있다. 제1 측면 또는 제2 측면에 의해 한정되는 표면은 편평형 (평면형), 곡선형 (예컨대 오목형, 볼록형) 또는 각진형과 같은 임의의 적합한 형상구조의 것일 수 있다.
캐리어는 열가소성 조성물로부터 원하는 형태 및 배열구조로 성형된 단일 통합 부품인 일체형일 수 있다. 그러나, 또 다른 실시양태에서, 캐리어는 별도로 형성된 (예를 들면 사출 성형에 의함) 다음 서로 결합되어 본 발명의 조립체에서 사용될 캐리어를 제공하는 복수의 캐리어 부분품들을 포함할 수도 있다. 캐리어 부분품들의 그와 같은 상호 결합은 캐리어 부분품들의 기계식 연동, 인접하는 캐리어 부분품들을 함께 유지하는 클립, 접착제, 스크류 등과 같은 어떠한 적합한 수단에 의해서도 달성될 수 있다. 개별 캐리어 부분품들은 서로 동일하거나 서로 다를 수 있다. 상이한 조립체 최종-사용 적용분야는 캐리어 부품의 크기와 관련하여 상이한 요건들을 가질 수 있기 때문에, 상이한 방식으로 서로 결합되어 상이한 크기 및 배열구조의 캐리어를 제공할 수 있는 표준 캐리어 부분품들이 제공될 수도 있다. 예를 들어, 표준 캐리어 부분품이 10 cm×10 cm 정사각형인 제1 측면 및 대향 제2 측면을 가지고 있는 경우, 구체적인 적용분야의 요건 (예컨대 구조적으로 강화 및/또는 감쇠될 중공 부재의 내부 치수 및 형상)에 따라, 4개의 그와 같은 부분품들이 서로 결합되어 20 cm×20 cm 정사각형의 캐리어 또는 10 cm×40 cm 직사각형의 캐리어를 제공할 수 있다.
캐리어 몸체에 사용되는 열가소성 조성물은 그것이 사출 성형되어 상대적으로 강성이며 치수적으로 열 안정성인 재료를 제공할 수 있도록 선택 및 배합된다. 엔지니어링 열가소성 물질을 포함하여, 해당 기술분야에 알려져 있는 내열 열가소성 물질들 중 어떠한 것도 열가소성 조성물의 일부로서 이용될 수 있다. 한 실시양태에서, 열가소성 조성물은 폴리아미드를 포함한다. 나일론 6.6이 적합한 폴리아미드의 예이다. 열가소성 조성물은 예를 들면 충전재 (예컨대 유리 섬유), 안정화제, 충격 개질제, 착색제, 가공 조제 등을 포함한 해당 기술분야에 알려져 있는 첨가제들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 본 발명의 한 실시양태에서는, 어떠한 치수 왜곡도 나타내지 않으면서 30분 이상 동안 121℃ 이상의 온도를 견딜 수 있는 캐리어를 제공하는 열가소성 조성물이 선택된다.
캐리어의 제1 측면 또는 제2 측면 중 하나 또는 모두는 하나 이상의 개구부, 더욱 바람직하게는 복수의 개구부의 존재를 특징으로 할 수 있다. 본 발명의 한 실시양태에서, 하나 이상의 개구부, 바람직하게는 복수의 개구부는 리셉터클 (즉 열-팽창성 수지 조성물로 구성된 삽입물을 수용하며 보유하도록 적합화된 개구부)로서 기능하도록 구성된다. 그러나, 또 다른 실시양태에서, 캐리어는 삽입물 리셉터클로서 기능할 수 있는 어떠한 개구부도 포함하지 않는다. 이와 같은 개구부는 캐리어의 몸체를 제1 측면으로부터 제2 측면으로 전체적으로 관통할 수 있거나 (관통 구멍을 형성), 또는 다르게는 그의 길이에 따른 일부 지점 또는 지점들에서 차단 또는 제지될 수 있다. 한 실시양태에서, 개구부는 캐리어를 관통함으로써, 제1 측면 또는 제2 측면에서 보았을 때 캐리어가 개방된 그리드 또는 래티스 (예컨대 직사각형 그리드, 벌집형 그리드)와 유사하게 되도록 구성된다. 개구부는 정사각형, 직사각형, 육각형, 원형, 삼각형, 사다리꼴 등과 같은 모든 적합한 단면 형상의 것일 수 있다. 개구부들은 서로 동일하거나, 서로 다를 수 있다. 본 발명의 한 측면에서, 개구부의 크기 및 수는 개구부가 캐리어의 한 측면 또는 양 측면 표면적의 50% 이상, 60% 이상 또는 70% 이상을 구성하도록 하는 것이다. 그러나, 개구부들은 그 전체가 캐리어의 한 측면 또는 양 측면 표면적의 90% 이하 또는 80% 이하를 구성하는 것이 일반적으로 바람직하게 된다. 그와 같은 배열은 그것이 중공 부재의 공강 내에 위치되고 삽입물(들)의 열 팽창성 수지 조성물이 가열에 의해 활성화된 후에 그의 강성 또는 조립체의 구조 강화 특성에 기여하는 그의 능력을 과도하게 훼손하지 않으면서도 캐리어의 중량 및 비용을 감소시키는 것을 돕는다. 개구부들을 분리하는 벽부의 두께는, 원하는 바 또는 필요에 따라, 중공 부재에 적용되어 캐리어의 부재하에서는 중공 부재를 파괴하는 경향이 있게 되는 하중 또는 힘을 견디는 그 내부에 캐리어가 위치되는 중공 부재의 능력과 관련된 요건들을 충족하도록 변화될 수 있다. 벽부 두께는 예를 들면 약 1 내지 5 mm일 수 있다.
본 발명의 캐리어는 또한 그의 제1 측면 또는 그의 제2 측면에, 또는 그의 제1 및 제2 측면 모두에 열-팽창성 수지 조성물로 구성된 삽입물을 수용하며 보유하도록 적합화된 하나 이상의 리셉터클, 유리하게는 복수의 리셉터클을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 언급된 개구부가 그와 같은 리셉터클로서 기능하도록 적합화될 수 있다. 개구부들 전체 또는 그 중 일부만이 그렇게 적합화될 수도 있다.
삽입물을 리셉터클 내 제 위치에 보유하기 위한 임의의 적합한 수단이 사용될 수 있다. 유리하게는, 삽입물은 리셉터클 및 삽입물을 포함하는 캐리어의 측면이 아래를 향하여 유지되는 경우, 또는 조립체가 제조, 저장, 수송된 다음 자동차 등의 중공 부재에 설치될 때 보통 직면하게 되는 취급에 조립체가 적용되는 경우에, 삽입물이 리셉터클로부터 떨어져 나오지 않도록 충분하게 보유된다. 삽입물의 체류는 예를 들면 해당 부품들 사이의 가압 고정이 달성되도록 삽입물과 리셉터클의 치수를 정밀하게 맞추는 것에 의해 달성될 수 있는데, 이 경우 삽입물은 삽입물 표면과 리셉터클 내부 표면 사이의 마찰력에 의해 보유된다. 리셉터클의 내부 표면에 삽입물을 결합시키기 위하여, 접착제가 사용될 수도 있다. 한 실시양태에서, 삽입물을 제조하는 데에 사용되는 열-팽창성 수지 조성물은 핫 멜트 접착제 또는 감압성 접착제 특징을 가짐으로써 삽입물 자체가 본질적으로 리셉터클에서 삽입물을 보유할 수 있는 접착제 특성을 가지도록 선택 및 배합될 수 있다. 본 발명의 유리한 한 실시양태에서, 리셉터클은 삽입물 표면상 그루브에 맞물려 삽입물을 리셉터클 내 제 위치에 보유하도록 적합화된 하나 이상의 편향가능한 프롱을 포함한다. 리셉터클이 하나를 초과하는 편향가능한 프롱을 갖는 경우, 프롱들은 리셉터클의 내부 둘레로 균일하게 이격될 수 있다. 예를 들어, 리셉터클이 2개의 편향가능한 프롱을 갖는 경우, 그와 같은 프롱은 서로 대향하여 위치될 수 있다. 프롱이 프롱의 길이방향 축에 수직인 힘의 적용에 의해 최초 위치로부터 편향될 수 있고 일단 그 힘이 제거되고 나면 원래의 최초 위치로 (외부 힘의 적용 없이) 복귀할 수 있도록, 편향가능한 프롱(들)은 탄력성 재료로 구성될 수 있다. 한 실시양태에서, 편향가능한 프롱은 캐리어와 동일한 내열 열가소성 물질 (예컨대 유리-충전 폴리아미드 또는 기타 엔지니어링 열가소성 물질)로 제조된다.
본 발명에 따른 조립체의 제조를 용이하게 하기 위하여, 캐리어에 존재하는 모든 리셉터클들은 크기 및 형상이 균일할 수 있으며, 한 가지 특정 유형의 삽입물을 수용하여 보유할 수 있다. 그러나, 역시 본 발명에 의해 고려되는 것은 2개 이상의 상이한 유형의 삽입물들을 수용하며 보유하도록 적합화된 2개 이상 상이한 유형의 리셉터클들을 갖는 캐리어이다.
상기 언급된 캐리어 리셉터클은 열-팽창성 수지 조성물로 구성된 삽입물을 수용하며 보유하도록 구성된다. 조립체가 복수의 그와 같은 삽입물을 포함하는 경우, 삽입물은 동일한 열-팽창성 수지 조성물, 또는 가변적인 특성 및 특징을 갖는 상이한 열-팽창성 수지 조성물들로부터 제조될 수 있다. 개별 조립체에 사용되는 삽입물들도 상이한 크기, 형상 등을 가질 수 있다. 그러나, 제조 용이성을 위하여, 한 실시양태에서, 조립체를 제조하는 데에 사용되는 복수의 삽입물들은 동일하다.
리셉터클에의 삽입물의 삽입을 간단하게 하기 위하여, 각 삽입물은 그와 같은 삽입의 달성을 위해 한 가지 특정 방식으로 삽입물이 배향될 필요가 없도록, 단면이 대칭형일 수 있다. 구체적으로, 삽입물은 바람직하게는 원형의 단면 형상을 가진다. 일반적으로 말하자면, 삽입물의 단면 형상은 삽입물이 리셉터클 내에 편안하게 정합되도록, 리셉터클의 단면 형상과 정확하게 일치한다. 또한, 삽입물은 그의 길이 대부분에 걸쳐 단면이 실질적으로 균일한 것이 일반적으로 유리하게 되는데, 그와 같은 배열 역시 리셉터클 내에서의 삽입물의 삽입을 용이하게 하는 것을 돕게되기 때문이다. 예를 들어, 한 실시양태에서, 삽입물은 형상이 원통형이다. 그러나, 삽입물의 단부는 삽입물의 주 또는 중앙 몸체에 비해 단면이 더 작을 수 있는데, 이는 그것이 삽입될 때 삽입물을 리셉터클로 안내하는 것을 돕는다. 예를 들어, 삽입물의 일 단부 또는 양 단부는 테이퍼형 또는 둥근형일 수 있다. 이전에 언급된 바와 같이, 삽입물의 외부 표면은 리셉터클 내에 배열되며 삽입물을 리셉터클 내 제 위치에 보유할 수 있는 편향가능한 프롱을 수용하도록 적합화된 그루브를 포함할 수 있다. 상기 그루브는 삽입물 표면의 전체 외연 둘레로 연장되거나, 또는 다르게는 전체 외연보다는 작은 둘레로 연장될 수 있다. 본 발명의 한 실시양태에서, 그와 같은 그루브는 삽입물 길이의 대략 중간-점에 위치된다. 삽입물이 그의 중심점 주변으로 대칭인 경우, 삽입물의 중간-점에 그루브를 위치시키는 것은 리셉터클에 삽입 및 보유될 때의 삽입물의 최종 배열이 삽입물의 어느 단부가 리셉터클에 삽입되는지와 무관하게 되는 것으로 이어지게 된다. 본 발명 조립체의 제조는 그에 의해 더 간단해질 수 있다.
삽입물의 전체 길이는 원할 경우 구체적인 최종-사용 적용분야에 적합하도록 조정 및 조절될 수 있다. 한 실시양태에서는, 일단 캐리어의 리셉터클에 삽입되어 보유되고 나면, 삽입물의 일 단부가 캐리어의 제1 또는 제2 측면에 의해 한정되는 표면을 넘어 연장된다. 그러나, 다른 실시양태에서, 해당 단부는 상기 표면과 평평하거나 심지어는 표면 미만일 수 있다. 삽입물 길이는 일단 삽입물이 리셉터클 내에 위치되고 중공 부재 내에서 생성 조립체가 원하는 대로 위치되고 나서, 캐리어의 측면에 의해 한정되는 표면으로부터 가장 멀리 연장된 삽입물의 단부가 중공 부재의 내부 표면 (예컨대 캐리어 측면이 대면하는 내부 표면)으로부터 1 내지 5 mm의 거리 이내에 있도록 선택될 수 있다.
본 발명의 조립체에 이용되는 삽입물은 열-팽창성 수지 조성물로 구성된다. 열-팽창성 수지 조성물에 대해서는 해당 기술분야에 잘 알려져 있는데, 통상적으로 1종 이상의 중합체 및/또는 중합체 전구체는 물론, 조성물이 가열될 경우 조성물이 팽창하도록 (발포되도록) 하는 1종 이상의 열-활성화 발포제를 함유한다. 정확히 말하자면, 상기 열-활성화 발포제는 실온에서는 안정하며 조성물이 특정 온도 (종종 활성화 온도로 지칭됨)로, 또는 그것을 초과하여 가열될 경우에만 활성화되어 휘발성 팽창제로서 기능한다는 점에서, 잠재성 발포제이다. 본 발명의 한 실시양태에서, 발포제는 열-팽창성 수지 조성물이 삽입물로 형상화될 수 있는 (예를 들면 사출 성형 또는 압출에 의함) 온도를 초과하는 활성화 온도를 가지도록 선택된다. 열-팽창성 수지 조성물은 열-팽창성 수지 조성물로 구성되는 하나 이상의 삽입물을 포함하는 조립체가 중공 부재 내에 위치되고 수지 조성물이 팽창되도록 가열하는 것에 의해 활성화된 후, 그것이 중공 부재에 구조적 강화 특성, 음향/진동 감쇠 특성, 또는 구조적 강화 및 음향/진동 감쇠 특성 모두를 부여하도록 배합될 수 있다.
본 발명의 삽입물에 이용되는 열-팽창성 수지 조성물은 1종 이상의 중합체 및/또는 중합체 전구체, 및 1종 이상의 잠재성 발포제를 함유하며, 그로부터 제조되는 구조가 자가-지지되는 것을 가능케 하도록 주변 온도에서 충분한 치수 안정성을 갖는 해당 기술분야 공지의 재료들 중 어느 것에서 선택될 수 있다. 한 실시양태에서, 수지 조성물 (또는 적어도 그의 외부 표면)은 주변 온도에서 실질적으로 비-점착성이면서도 승온에서는 연화 또는 용융될 수 있어서, 잠재성 발포제(들)을 활성화하지 않고도 사출 성형 등에 의해 원하는 배열구조로 형상화 또는 형성될 수 있다. 본 발명의 한 실시양태에서, 수지 조성물은 탄력성이다. 상기 잠재성 발포제는 약 10분 내지 약 150분 동안의 외부 가열 (예컨대 몸체 상에 마감 코팅이 베이킹될 때 자동차 몸체가 통상적으로 직면하게 되는 온도 범위인 약 120℃ 내지 약 220℃의 온도)의 적용에 의해 수지 조성물을 발포 및 팽창시키는 특성을 제공하도록 선택될 수 있다. 상기 중합체는 열가소성 중합체, 고무 (가교성 또는 경화성 엘라스토머를 포함한 엘라스토머) 및/또는 열가소성 엘라스토머일 수 있다. 적합한 열가소성 중합체에는 예를 들면 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌과 알킬 (메트)아크릴레이트의 공중합체, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리에스테르가 포함된다. 적합한 고무 및 열가소성 엘라스토머에는 예를 들면 스티렌-부타디엔 고무 (SBR), 에틸렌-프로필렌 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 단량체 고무 (EPDM), 폴리부타디엔, 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌/프로필렌 블록 공중합체, 니트릴 고무, 염소화 폴리에틸렌 고무 등이 포함된다. 중합체 전구체, 즉 가열시 경화, 가교 및/또는 사슬 연장될 수 있다는 특성상 단량체성 또는 올리고머성인 예비중합체, 수지 등을 포함한 재료 또는 물질 역시 그 자체로는 물론, 1종 이상 중합체와의 조합으로 사용될 수 있다. 적합한 중합체 전구체의 예에는 비제한적으로 에폭시 수지, 폴리우레탄 예비중합체 등이 포함된다. 따라서, 수지 조성물은 열가소성, 열경화성, 또는 특별히 바람직한 한 실시양태에서는, 열가소성 및 열경화성 모두일 수 있다 (즉 적절한 승온에서 형상화 또는 성형될 수 있음은 물론, 더 높은 온도에서 경화 또는 가교될 수도 있음).
중합체 매트릭스에 존재하는 잠재성 발포제 또는 발포제들은 승온으로 가열될 경우 수지 조성물의 팽창 또는 발포를 야기한다. 잠재성 발포제는 예를 들면 가열시의 분해에 의해 기체를 방출하는 "화학적 발포제" 및/또는 "물리적 발포제", 즉 가열시 부피가 팽창하는 팽창성 중공 비드 (팽창성 마이크로구체로도 지칭됨)와 같이 해당 기술분야에 알려져 있는 공지의 임의의 발포제일 수 있다. 상이한 발포제들의 조합이 사용될 수도 있는데, 예를 들면 더 낮은 활성화 온도 (예컨대 약 100℃)를 갖는 발포제가 더 높은 활성화 온도 (예컨대 약 180℃)를 갖는 발포제와 함께 사용될 수 있다. 잠재성 발포제의 양은 발포제를 활성화하는 데에 효과적인 온도로 가열되었을 때 수지 조성물의 원하는 부피 팽창을 제공하도록 선택된다. 잠재성 발포제의 양은 통상적으로 총 수지 조성물의 약 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 또는 12 중량% 내지 약 15, 16, 17, 18, 19 또는 20 중량%의 범위이다.
수지 조성물에 사용되는 발포제(들)의 양 및 유형(들)은 물론, 기타 인자들(예컨대 발포 촉진제/활성화제의 존재, 중합체(들)/중합체 전구체(들)의 특성)에 따라, 중합체 매트릭스는 가열되었을 때 열-팽창성 수지 조성물의 최초 부피에 비해 부피가 약 50% 이상, 또는 약 100% 이상, 또는 약 250% 이상, 또는 약 500% 이상, 또는 750% 이상, 또는 1000% 이상 팽창되도록 배합될 수 있다.
또한, 예를 들면 가교제, 경화제 등과 같이 해당 기술분야에 알려져 있는 첨가제들이 중합체 또는 중합체 전구체의 경화 및/또는 가교를 촉진하기 위하여 수지 조성물에 첨가될 수 있다. 이와 같은 가교제 및 경화제는 중합체 매트릭스에 이용되는 중합체 또는 중합체 전구체의 유형(들)을 기준으로 선택된다. 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 가교제(들) 및/또는 경화제(들)는 주변 온도에서는 잠재성, 즉 안정성/비반응성이나, 중합체 매트릭스가 승온으로 가열되는 경우에는 활성화된다. 이와 같은 실시양태에서, 중합체 매트릭스는 그와 같은 가열의 결과로서 팽창되고, 가교/경화된다. 사용되는 가교제(들)/경화제(들)의 유형은 일반적으로 열-팽창성 수지 조성물의 다른 성분, 특히 중합체(들) 및 중합체 전구체(들)과 상용성이 되도록 선택된다.
예를 들면 충격 개질제, 안정화제, 강화제, 충전재, 연화제, 가소제, 왁스, 항산화제, 색소, 착색제, 살진균제, 점착화제, 왁스 및/또는 난연제와 같이 해당 기술분야에 알려져 있는 첨가제들 역시 열-팽창성 수지 조성물에 존재할 수 있다.
예를 들면 헨켈 코포레이션(Henkel Corporation) 및 그의 계열사들에서 테로코어(TEROCORE) (주로 구조 강화 목적으로 사용됨) 및 테로폰(TEROPHON) (주로 음향 및 진동 감쇠 목적으로 사용됨)이라는 상표명으로 판매되고 있는 수지들을 포함하여, 본 발명에서 사용하기에 적합한 열-팽창성 수지 조성물들은 시중에서 구입가능하다.
삽입물은 사출 성형과 같은 임의의 적합한 수단에 의해 그의 원하는 형상 및 배열구조로 형성될 수 있다.
본 발명의 조립체는 추가로 하나 이상의 마운팅 부재를 포함할 수 있다. 이와 같은 마운팅 부재는 중공 부재의 내부 표면에 조립체를 체결함으로써 중공 부재 내의 원하는 위치에 조립체가 유지되도록 적합화될 수 있다. 마운팅 부재는 예를 들면 캐리어와 통합형일 수 있거나, 또는 다르게는 별도로 제조되어 접착제 또는 기계적 수단 (예컨대 클립, 리벳, 볼트, 나사) 등을 통하여 캐리어에 결합될 수 있다. 예를 들면, 마운팅 부재(들)와 캐리어는 내열 열가소성 조성물을 사출 성형하는 것에 의해 통합 형성될 수 있다. 마운팅 부재는 캐리어 (삽입물 포함)의 주 몸체가 중공 부재의 내부 표면으로부터 원하는 방향으로, 그리고 해당 내부 표면으로부터 원하는 간격으로 이격되어 유지되도록 하는 방식으로 캐리어 주 몸체로부터 멀어지도록 돌출될 수 있다. 예를 들면, 한 실시양태에서, 마운팅 부재는 캐리어의 제1 측면 및/또는 제2 측면으로부터 외부로 연장된다. 또 다른 실시양태에서, 마운팅 부재는 캐리어의 모서리로부터 외부로 연장된다. 마운팅 부재는 중공 부재에 조립체를 고정하기 위한 수단을 포함한다. 그와 같은 수단에 대해서는 해당 기술분야에 잘 알려져 있는데, 예를 들면 클립, 소위 "크리스마스 트리(Christmas tree)" 체결구 등이 포함된다. 그와 같은 클립 또는 체결구는, 중공 부재의 개구부를 통하여 삽입가능하며, 개구부로부터의 맞물림 돌출부의 철수를 방해함으로써 조립체를 제 위치에 보유하도록 개구부 근처의 중공 부재 외부 표면 외연에 맞물리는 맞물림 돌출부를 가질 수 있다.
중공 부재 내에서 원하는 방식으로 조립체를 위치시키는 것을 돕기 위하여, 조립체는 마운팅 부재와 마찬가지로 캐리어의 측면 또는 모서리로부터 돌출되는 하나 이상의 이격 부재를 포함할 수도 있다. 상기 이격 부재는 중공 부재 내부 벽과 캐리어 주 몸체 사이의 최소한의 원하는 간격을 유지하는 데에 효과적인 길이를 가진다. 그러나, 해당 내부 벽에 조립체를 체결하거나 물리적으로 결합시키기 위한 수단은 이격 부재에 결여되어 있다. 마운팅 부재와 마찬가지로, 이격 부재는 캐리어와 통합형으로 형성될 수 있거나, 또는 별도로 캐리어에 결합될 수 있다.
캐리어 및 삽입물은 별도로 제조된 다음, 삽입물이 리셉터클에서 보유되는 것 (이에 의해 캐리어로부터 삽입물이 분리되지 않으면서도 조립체가 취급 및 수송되는 것을 가능케 함)을 가능케 하는 데에 필요한 정도로 삽입물을 캐리어의 원하는 리셉터클에 삽입하는 것에 의해 조합되어, 본 발명에 따른 조립체를 형성할 수 있다. 예를 들어, 리셉터클이 삽입물의 표면상 그루브에 맞물리도록 적합화된 하나 이상의 편향가능한 프롱을 포함하는 경우, 삽입물은 그와 같은 맞물림이 이루어지는 데에 필요한 정도로 리셉터클에 삽입된다. 삽입물의 삽입은 수동으로 (즉 작업자에 의해) 또는 로봇에 의해 수행될 수 있는데, 여기서 로봇은 캐리어의 일 또는 양 측면에 원하는 삽입물 패턴을 제공하기 위하여 복수의 캐리어 리셉터클에 복수의 삽입물들을 삽입하도록 프로그래밍될 수 있다.
캐리어 및 하나 이상의 삽입물로 구성되는 조립체는 이후 구조적 강화 및/또는 음향/진동 감쇠를 필요로 하거나 그것이 바람직한 중공 부재 내에 위치될 수 있는데, 상기 조립체는 상기 언급된 마운팅 부재 중 하나 이상을 사용하여 중공 부재의 하나 이상 내부 벽에 고정된다. 상기 중공 부재는 예를 들면 필러, 로커 패널, 도어 조립체, 채널, 레일 등과 같은 자용차 부품일 수 있다. 통상적으로, 중공 부재는 시트 금속과 같은 금속으로 제조된다. 조립체는 이후 삽입물(들)에 존재하는 열-팽창성 수지 조성물이 팽창 (발포)되도록 하기에 충분한 시간량 동안 가열 (예컨대 약 120℃ 내지 약 210℃의 온도)에 적용된다. 냉각하면, 중공 부재에 원하는 구조적 강화 및/또는 음향/진동 감쇠 특성을 부여하는 중합체성 발포체 매트릭스가 수득된다. 일반적으로 말하자면, 조립체는 활성화시 열-팽창성 수지 조성물이 충분하게 부피가 팽창됨으로써 그것이 캐리어와 중공 부재 내부 벽 표면 사이를 연결하도록 선택 및 설계된다. 일부 실시양태에서, 상기 중합체성 발포체 매트릭스는 내부 벽 표면에 접착 (부착)된다. 캐리어의 측면이 복수의 리셉터클 및 복수의 삽입물을 포함하는 경우, 개별 삽입물의 팽창에 의해 생성되는 중합체성 발포체 매트릭스는 다른 삽입물 각각으로부터 생성되는 중합체성 발포체 매트릭스 또는 매트릭스들과 별도로 유지될 수 있다. 그러나, 다른 실시양태에서는, 삽입물이 배열된 후 삽입물에 사용된 열-팽창성 수지 조성물이 활성화되면 충분하게 부피가 팽창됨으로써, 2개 이상의 인접 삽입물들에 의해 생성되는 중합체성 발포체 매트릭스들이 서로 융합될 수 있다. 한 실시양태에서는, 중합체성 발포체 매트릭스/매트릭스들과 캐리어가 협력하여 중공 부재를 완전히 차단 밀봉할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 측면에 따른 대표적인 삽입물을 도시한다. 삽입물(1)은 일반적으로 원형 단면 및 둥근형의 단부(3A) 및 (3B)를 갖는 원통형의 형상이다. 삽입물(1) 길이의 대략 중간-점에는 그루브(2)가 존재하는데, 이 경우 그루브(2)는 삽입물(1)의 표면에 존재하며, 삽입물(1)의 원주 둘레로 연장된다. 그루브(2)는 립(lip)(8)을 갖는다.
도 2는 본 발명의 실시양태에 따른 캐리어의 리셉터클 (미도시) 내에 위치되는 편향가능한 프롱(4)을 도시하는 것이며, 여기서 편향가능한 프롱(4)은 삽입물(1)의 그루브(2)에 맞물려 삽입물(1)을 리셉터클 내 제 위치에 보유하도록 적합화되어 있다. 편향가능한 프롱(4)은 노치(5)를 갖는다. 예를 들면, 리셉터클은 일반적으로 리셉터클 내부의 대향 측들에서 서로 대면하여 배열되는 2개의 그와 같은 편향가능한 프롱을 포함할 수 있다.
도 3은 편향가능한 프롱(4)과 삽입물(1)의 그루브(2)가 어떻게 상호작용하여 본 발명의 실시양태에 따른 캐리어의 리셉터클(미도시) 내 제 위치에 삽입물(1)을 보유할 수 있는지를 도시한다. 삽입물(1)은 화살표에 의해 표시되는 방향으로 리셉터클에 삽입되며, 이때 둥근형 단부(3B)가 리셉터클 내로 도입되는 삽입물(1)의 첫 번째 부분이다. 삽입물이 삽입될 때, 편향가능한 프롱(4)의 일 단부는 편향가능한 프롱(4)의 선단(7)이 삽입물(1)의 외부 표면(6)을 따라 활주할 때 삽입물(1)로부터 멀어지는 방향으로 편향된다. 일단 선단(7)이 그루브(2)에 도달하고 나면, 탄력성 재료로 구성된 편향가능한 프롱(4)의 단부가 삽입물(1) 쪽으로 편향됨으로써, 선단(7)이 그루브(2)에 진입한다. 노치(5)는 립(8)과 상호작용하는데, 다시 말하자면 거기에 맞물린다. 결과적으로, 삽입물(1)이 리셉터클 내 제 위치에 보유됨으로써, 그것이 용이하게 리셉터클로 더 삽입되거나 리셉터클로부터 철수될 수 없다.
도 4는 본 발명의 실시양태에 따른 캐리어(9)를 나타낸다. 본 도면에서는, 복수의 개구부(11) 및 리셉터클(12) 모두를 포함하는 제1 측면(10)의 평면도로써 대표적인 캐리어를 나타낸다. 리셉터클은 예를 들면 리셉터클 내에 위치되는 도 2에 나타낸 편향가능한 프롱(4) (도 4에서는 해당 프롱은 나타내지 않음)과 같은 편향가능한 프롱의 사용을 통하여, 도 1에 도시되어 있는 삽입물(1)과 같은 원통형 삽입물을 수용하며 보유하도록 적합화된다. 최종 조립체에서, 캐리어의 모든 리셉터클에 삽입물이 존재할 필요는 없다. 오히려, 원하는 특정 최종 사용 적용분야 (예컨대 조립체를 사용하여 강화 및/또는 감쇠되어야 하는 중공 부재의 유형, 조립체를 포함하는 중공 부재가 특정 사전-선택된 기준을 충족하기 위하여 요구되는 강화/감쇠 정도)를 기준으로, 삽입물을 포함하는 리셉터클의 수, 및 캐리어의 일 또는 양 측면에서의 그와 같은 삽입물-포함 리셉터클의 패턴이 달라질 수 있다. 개구부(11)에는 상기 편향가능한 프롱이 결여되어 있으며, 도 4에 도시된 실시양태에서는, 일반적으로 형상이 직사각형이다. 이와 같이 도시되는 실시양태에서, 개구부(11)와 리셉터클(12) 모두는 제1 측면(10)으로부터 제2 측면으로 캐리어(9)를 통해 연장되며, 이에 따라 제2 측면은 사실상 제1 측면의 거울상이다. 복수의 개구부들(11)은 일반적으로 개방된 그리드 또는 래티스를 형성함으로써, 적정한 강도 및 강성을 여전히 제공하면서도 캐리어(9)의 중량을 감소시키는 것을 돕는다. 개구부들(11)은 예를 들면 1 내지 5 mm의 두께를 갖는 벽부(26)에 의해 분리된다.
도 5는 삽입물(1)이 리셉터클(12) 내에 위치되어 있는, 도 4에 도시되어 있는 캐리어(9)의 가장자리도를 나타낸다. 캐리어의 제1 측면(10)은 패널(14)의 내부 벽(13) 쪽을 대면하며, 캐리어(9)의 제2 측면(15)은 패널(17)의 내부 벽(16) 쪽을 대면한다. 제1 측면(10)과 제2 측면(15)은 두께 "t"만큼 떨어져 있다. 패널(14) 및 패널(17)은 함께 중공 부재(19)의 공강(18)을 한정한다. 패널(14) 및 (17)은 예를 들면 시트 금속 등으로 제조될 수 있으며, 일 패널, 예를 들면 패널(17)은 외부 패널일 수 있다. 캐리어(9)는 마운팅 부재(20)를 사용하여 패널(14)의 내부 벽(13)에 체결되며, 이는 마운팅 부재(20)의 일부가 패널(14)의 개구부(23)를 통해 연장될 수 있도록 스템(stem)(22) 쪽으로 편향될 수 있는 탄력성 맞물림 돌출부(21)를 갖는다. 맞물림 돌출부(21)는 일단 개구부(23)를 통과하고 나면 그의 원래의 위치로 복귀하여 패널(14)의 외부 표면(24)에 맞물림으로써, 개구부(23)로부터의 마운팅 부재(20)의 철수를 억제한다. 마운팅 부재(20)의 베이스(base) (25)는 개구부(23)에 비해 더 넓어서, 추가로 조립체를 제 위치에 고정하여 보유하도록 내부 표면, 즉 패널(14)의 내부 벽(13)에 맞물린다 (즉 조립체가 패널(14)에 결합 또는 체결됨). 각 삽입물(1)에 존재하는 수지 조성물이 가열에 의해 활성화되는 경우, 삽입물(1)은 일반적으로 최종 팽창된 중합체 매트릭스 또는 매트릭스들이 캐리어(9)의 각 측면(10) 및 (15)으로부터 내부 벽(13) 및 (16)까지 연장되도록, 내부 벽(13) 및 (16)을 향한 방향으로 연장된다. 캐리어(9)와 내부 벽(13) 및 (16) 사이 공간에서의 팽창된 중합체 매트릭스/매트릭스들의 존재는 삽입물(1)에 사용하기 위하여 선택된 열-팽창성 수지 조성물의 성분 및 특징에 따라, 중공 부재(19)를 구조적으로 강화하거나, 및/또는 음향 및 진동에 대하여 중공 부재(19)를 감쇠하는 작용을 한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시양태에 따른 캐리어(9)를 나타낸다. 본 도면에서는, 복수의 직사각형 개구부들(11)을 포함하는 제1 측면(10)의 평면도로써 대표적인 캐리어를 나타낸다. 맞물림 돌출부(21) 및 베이스(25)를 갖는 마운팅 부재(20)가 캐리어(9)에 위치되는 것으로 나타나 있다. 임의로, 개구부들(11) 중 하나 이상은 열-팽창성 수지 조성물로 구성된 삽입물을 수용하여 보유할 수 있는 리셉터클로서 기능하도록 적합화될 수 있다. 다르게는, 개구부(11)는 삼각형, 정사각형, 육각형 또는 원형과 같은 비-직사각형 형상을 가질 수 있다. 개구부(11)가 모두 동일한 크기 또는 형상일 필요는 없다. 이와 같이 도시되는 실시양태에서, 개구부(11)는 제1 측면으로부터 제2 측면으로 캐리어(9)를 통해 연장되며, 이에 따라 제2 측면은 사실상 제1 측면의 거울상이다. 복수의 개구부들(11)은 일반적으로 개방된 그리드 또는 래티스를 형성함으로써, 적정한 강도 및 강성을 여전히 제공하면서도 캐리어(9)의 중량을 감소시키는 것을 돕는다. 개구부들(11)은 개구부들(11) 사이에 배치되며 예를 들면 1 내지 5 mm의 두께를 갖는 벽부(26)에 의해 분리된다.
도 7은 도 6에 도시되어 있는 캐리어(9)의 가장자리도를 나타낸다. 캐리어의 제1 측면(10)은 패널(14)의 내부 벽(13)에 대면하며, 캐리어(9)의 제2 측면(15)은 패널(17)의 내부 벽(16)에 대면하는데, 패널(17)은 외부 패널이다. 제1 측면(10)과 제2 측면(15)은 두께 "t"만큼 떨어져 있다 (다시 말하자면, 개구부들(11)을 분리하는 벽부(26)의 길이가 캐리어(9)의 두께 "t"에 해당함). 패널(14) 및 패널(17)은 함께 중공 부재(19)의 공강(18)을 한정한다. 캐리어(9)는 마운팅 부재(20)를 사용하여 패널(14)의 내부 벽(13)에 체결되며, 이는 마운팅 부재(20)의 일부가 패널(14)의 개구부(23)를 통해 연장될 수 있도록 스템(22) 쪽으로 편향될 수 있는 탄력성 맞물림 돌출부(21)를 갖는다. 맞물림 돌출부(21)는 일단 개구부(23)를 통과하고 나면 그의 원래의 위치로 복귀하여 패널(14)의 외부 표면(24)에 맞물림으로써, 개구부(23)로부터의 마운팅 부재(20)의 철수를 억제한다. 베이스(25)는 개구부(23)에 비해 더 넓어서, 추가로 조립체를 제 위치에 고정하여 보유하도록 내부 표면, 즉 패널(14)의 내부 벽(13)에 맞물린다 (즉 조립체가 패널(14)에 결합 또는 체결됨). 이격 부재(27)는 캐리어(9)의 측면(10)으로부터 돌출되어, 측면(10)을 내부 표면(13)으로부터 최소한의 거리로 이격시켜 유지하는 데에 효과적인 길이를 가진다. 내부 벽(13) 및 (16) 사이에서의 캐리어(9)의 존재는 중공 부재(19)를 구조적으로 강화하는 작용을 한다. 다시 말하자면, 중공 부재 공강 내에서의 캐리어(9)의 존재의 결과로서, 중공 부재(19)는 일반적으로 패널(14) 또는 (17)에 수직인 힘 또는 하중의 적용으로 인한 분쇄에 대하여 증가된 내성을 나타내게 된다. 도 7이 나타내는 바와 같이, 캐리어(9)는 패널(17)과는 물리적으로 접촉되어 있지 않다. 그러나, 그의 그리드 또는 래티스 구조, 및 캐리어를 제조하는 데에 사용되는 열가소성 수지 조성물의 상대적으로 낮은 밀도로 인하여, 조립체가 중공 부재의 중량에 실질적으로 기여하지는 않는다. 따라서, 중공 부재는 중공 부재의 분쇄 내성을 향상시키기 위한 다른 공지의 접근법 (예컨대 중공 부재를 제조하는 데에 사용되는 금속의 두께를 증가시키는 것)에 비해 가벼운 중량을 유지하면서도, 비용 효과적인 방식으로 구조적으로 강화될 수 있다.
본 발명의 특징이 예시된 실시양태들 중 단지 하나의 맥락에서 기술되었을 수 있지만, 그와 같은 특징은 임의의 주어진 용도를 위하여 다른 실시양태의 하나 이상의 다른 특징들과 조합될 수 있다.
상기로 볼 때, 본원에서 개시되는 조립체를 생성시키는 것 및 그의 용도 역시 본 발명에 따른 방법을 구성한다는 것 또한 알 수 있을 것이다. 달리 언급되지 않는 한, 본원에서 기술하여 나타내는 다양한 조립체들 및 그의 부품들의 치수 및 형상구조는 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니어서, 다른 치수 또는 형상구조가 가능하다.
본 발명의 바람직한 실시양태들을 개시하였다. 해당 기술분야의 일반의 숙련자라면, 특정 변형들 역시 본 발명의 교시 내에 속한다는 것을 알고 있을 것이다. 따라서, 하기의 청구범위가 본 발명의 범주 및 내용을 결정한다.

Claims (22)

  1. 내열 열가소성 조성물로 구성된 사출-성형된 캐리어를 포함하며, 여기서 캐리어는 제1 측면 및 제2 측면을 가지고, 이때 제1 측면 또는 제2 측면 중 적어도 하나는 열-팽창성 수지 조성물로 구성된 삽입물을 수용하며 보유하도록 적합화된 하나 이상의 리셉터클을 갖고, 하나 이상의 리셉터클은, 삽입물의 표면에 맞물려 삽입물을 리셉터클 내 제 위치에 보유하도록 적합화된 하나 이상의 편향가능한 프롱(prong)을 함유하는 것인 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 하나 이상의 리셉터클이 캐리어를 통해 제1 측면으로부터 제2 측면까지 연장된 개구부인 조립체.
  3. 제1항에 있어서, 캐리어로부터 연장된 하나 이상의 마운팅 부재를 추가로 포함하는 조립체.
  4. 제1항에 있어서, 캐리어가 그리드(grid) 또는 래티스(lattice) 구조를 갖는 것인 조립체.
  5. 제1항에 있어서, 제1 측면 및 제2 측면 둘 다가, 열-팽창성 수지 조성물로 구성된 삽입물을 각각 수용하며 보유하도록 적합화된 복수의 리셉터클을 갖는 것인 조립체.
  6. 제1항에 있어서, 삽입물은 삽입물의 표면상에 그루브를 포함하고, 하나 이상의 편향가능한 프롱은 그루브에 맞물려 삽입물을 리셉터클 내 제 위치에 보유하도록 적합화된 것인 조립체.
  7. 제1항에 있어서, 캐리어가 제1 측면과 제2 측면 사이에서 연장된 복수의 개구부를 가지며, 개구부들은 그 전체가 제1 측면 및 제2 측면의 각각의 표면적의 50% 이상을 구성하는 것인 조립체.
  8. 제2항에 있어서, 개구부들 중 적어도 일부가, 열-팽창성 수지 조성물로 구성된 삽입물을 수용하며 보유하도록 적합화된 리셉터클로서 기능할 수 있는 것인 조립체.
  9. 제1항에 있어서, 하나 이상의 리셉터클이 열-팽창성 수지 조성물로 구성된 삽입물을 함유하며, 삽입물은 가열에 의해 활성화될 경우 구조적 강화 발포체 및 진동/음향 감쇠 발포체 중 적어도 하나를 제공하는 것인 조립체.
  10. 제9항에 있어서, 삽입물의 일 단부가 캐리어의 제1 측면 또는 제2 측면 중 적어도 하나에 의해 한정되는 표면을 넘어 연장된 것인 조립체.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 삽입물이 원통형 형상이며, 삽입물의 원주 둘레로 적어도 부분적으로 연장된 표면 그루브를 갖는 것인 조립체.
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서, 캐리어의 제1 측면 또는 제2 측면 중 적어도 하나에 의해 한정되는 표면을 넘어 연장된 삽입물의 일 단부가 둥근형 또는 테이퍼형인 조립체.
  13. 내열 열가소성 물질로 구성된 사출-성형된 캐리어에 함유되어 있는 리셉터클 내에 삽입물을 위치시키는 것을 포함하며, 여기서 캐리어는 제1 측면 및 제2 측면을 가지고, 삽입물은 열-팽창성 수지 조성물로 구성되고, 리셉터클은 삽입물을 수용하며 보유하도록 적합화되고, 리셉터클은, 삽입물의 표면에 맞물려 삽입물을 리셉터클 내 제 위치에 보유하도록 적합화된 하나 이상의 편향가능한 프롱을 함유하는 것인, 조립체를 제조하는 방법.
  14. 중공 부재 내에 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 조립체를 위치시키고, 조립체 내의 열 팽창성 수지 조성물을 가열하여 팽창시킴으로써 활성화시키며, 이로써 팽창된 수지 조성물의 일부가 중공 부재의 내부 표면에 접촉되도록 하는 것을 포함하는, 중공 부재에 구조적 강화, 밀봉 또는 진동/음향 감쇠 중 적어도 하나를 제공하는 방법.
  15. 내부에 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 조립체가 존재하는 중공 부재.
  16. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 중공 부재에 구조적 강화, 밀봉 또는 진동/음향 감쇠 중 하나 이상을 제공하기 위한 조립체.
  17. 중공 부재를 포함하며, 중공 부재의 내부에는 내열 열가소성 물질로 구성된 사출-성형된 캐리어를 포함하는 조립체가 존재하고, 여기서 캐리어는 제1 측면 및 제2 측면을 가지며, 이때 제1 측면 또는 제2 측면 중 적어도 하나는, 캐리어를 통해 제1 측면으로부터 제2 측면까지 연장된 하나 이상의 리셉터클을 가지고, 리셉터클의 내부에는 팽창된 수지 조성물의 일부가 위치되고, 팽창된 수지 조성물의 일부는 리셉터클로부터 연장되어 중공 부재의 내부 표면에 접촉하는 것인, 구조적 강화 및 진동/음향 감쇠 중 적어도 하나가 제공된 중공 부재.
  18. 내열 열가소성 조성물로 구성된 사출-성형된 캐리어로서, 제1 측면 및 제2 측면을 가지며, 이때 제1 측면 또는 제2 측면 중 적어도 하나에서 복수의 개구부가 그리드 또는 래티스를 형성하고, 제1 측면 또는 제2 측면 중 적어도 하나는 열-팽창성 수지 조성물로 구성된 삽입물을 수용하며 보유하도록 적합화된 하나 이상의 리셉터클을 갖고, 하나 이상의 리셉터클은, 삽입물의 표면에 맞물려 삽입물을 리셉터클 내 제 위치에 보유하도록 적합화된 하나 이상의 편향가능한 프롱을 함유하고, 개구부들은 그 전체가 제1 측면 및 제2 측면의 각각의 표면적의 50% 이상을 구성하며, 개구부들 중 적어도 일부는 캐리어를 통해 제1 측면으로부터 제2 측면까지 연장된 것인 캐리어, 및
    캐리어를 중공 부재의 내부 벽에 체결하고, 캐리어의 제1 측면 또는 제2 측면이 외부 벽으로부터 이격되고 내부 벽으로부터 이격되면서 내부 벽을 대면하는 것을 유지하도록 적합화된 마운팅 부재
    를 포함하는 조립체.
  19. 제18항에 있어서, 내열 열가소성 조성물이 폴리아미드로 구성된 것인 조립체.
  20. 제18항에 있어서, 개구부들이 제1 측면과 제2 측면 사이에서 연장된 벽부들에 의해 분리되며, 상기 벽부들은 1 내지 5 mm의 두께를 갖는 것인 조립체.
  21. 중공 부재 내에 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 조립체를 위치시키고, 조립체 내의 열 팽창성 수지 조성물을 가열하여 팽창시킴으로써 활성화시키며, 이로써 팽창된 수지 조성물의 일부가 중공 부재의 내부 표면에 접촉되도록 하는 것을 포함하는, 중공 부재에 구조적 강화를 제공하는 방법.
  22. 삭제
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