KR19990013558A - 보강용 구조부재 - Google Patents

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KR19990013558A
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요셉에스. 비세크
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웨인 씨 제쉬크
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Abstract

채널형 부재는 구조용 폼 층에 의해 상기 채널형 부재와 분리되어 있는 얇은 국부 보강 셸을 가진다. 상기 보강 셸에는 보강 셸에 부여되는 힘의 반대방향으로 연장하는 아아치형상이 이용된다. 상기 아아치는 채널형 부재, 보강 셸 또는 채널형 부재와 상기 셸 모두에 존재할 수 있다. 상기 셸의 일부는 채널형 부재와 접촉하며 용접 또는 기타 부착수단에 의해 채널형 부재에 부착된다.

Description

보강용 구조부재
본 발명은 구조부재를 보강하기 위한 방법에 관한 것이며, 특히 가요성 채널형 국부 보강재에 관한 것이다.
다수의 적용, 특히 자동차 산업분야에 있어서, 경량의 고강도 부재가 필요하다. 이와 같은 특성을 갖는 구조부재를 예를들어, 티타늄 합금과 같은 다수의 금속 합금을 사용하여 용이하게 얻을 수 있지만, 경량의 고강도 합금은 중량의 감소가 재료비용과 밀접하게 관련되어 있는 자동차 산업분야에서는 비용면에서 극히 제한적으로 사용되어 왔다. 게다가, 구조부품의 형상에 용이하게 채용될 수 있으며, 기본적인 설계변경이 필요없으며 표준 설계성능을 손상시키지 않는 보강기술이 필요하다. 즉, 다수의 예에서 차량 설계시 근본적인 변경이 더 이상 불가능한 단계에 도달한 후에 설계상의 단점이 발견되곤 하였다.
또한, 벤딩 공정중에 힘이 부여되는 채널형 구조 부재의 성능에 관심이 집중되어 왔다. 예를들어, 차량 도어용으로서 설계되는 다수의 측면 임팩트 비임은 채널형 공동을 가진다. 또한, 다수의 기능성 범퍼도 채널형이다. 이들 채널형 부분들은 비임의 중간 스팬에서 발생하거나 집중되는 굽힘력에 매우 민감하다.
플라스틱 폼으로 전체부분을 에워싸는 것에 의해 강도를 상당히 증가시키지만(적어도 고밀도 폼을 사용하는 경우), 이러한 기술은 전술한 바와같이 대부분의 경우에 중량을 증가시켜 바람직하지 않다. 또한, 전체부분을 폼재료로 에워싸는 것도 비용을 상당히 증가시킨다. 결국, 대형의 폼은 원치않는 히트 싱크(heat sink)를 종종 발생한다. 또한, 상기 부분들의 금속 크기를 증가시키거나 국부적인 금속 보강재를 추가되어 강도가 증가하며, 금속의 두께가 증가함에 따라 금속성형기의 한계로인해 부품을 형성하는 것이 더욱 어려워진다.
고비용 합금, 두꺼운 부품 및 대형의 폼 코어 등을 대체할 수 있는, 굽혀질 채널형 부품의 보강 문제점을 해결할 수 있는 다수의 방법들이 제안되어 왔다. 예를들어, 열경화성 또는 열가소성 수지계열의 코어로 채워지는 종방향 공동을 갖는 개방된 채널형 금속부재를 포함하는 차량 도어용 임팩트 비임이 제안되어 왔다. 상기 코어는 밀도를 감소시켜 중량을 감소시키기 위해 중공형 미세 유리구슬을 포함한다.
예비주조된 보강재를 구비한 보강 삽입재도 제안되었다. 상기 보강재는 열경화성 수지와 발포제(blowing agent)를 함유하는 복수의 펠렛으로 형성된다. 예비주조 부재는 팽창되고 구조부재내의 정위치에서 경화된다. 상기 튜브의 중간 스팬에 국부적으로 위치되는 합성 폼 코어로 보강된 복합 관형 도어 비임도 본 기술분야에 공지되어 있다. 수지 계열의 코어는 튜브 보어의 1/3 이하를 점유하고 있다.
강도대 질량 비율이 높은 튜브내의 튜브(tube-in-tube) 구조물도 제안되어 있는데, 상기 구조물내부에는 두 개의 목조여진 튜브가 상기 튜브 사이의 환형부에 배열되어 있다. 드롭-인 캐리어(drop-in carrier)상에 배열되는 발포성 수지인 국부 보강재도 공지되어 있다. 상기 캐리어는 수지가 팽창된 후에 중공형 구조부재의 채널내에 놓인다.
따라서, 본 발명은 중량의 증가없이 구부러질 채널형 부분을 보강하기 위한 저가의 기술을 제공하는 것이다.
또한, 부재에 대한 어떠한 기본적인 설계변경없이 기존의 채널형 부분을 보강하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 고 팽창성 수지를 사용하지 않고도 적은 중량의 증가에도 강도를 현저히 증가시킬 수 있는 중공형 부분을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명은 기존 구조부재에 대한 형상의 재설계없이도 구조부재를 보강할수 있는 방법을 제공하는 것이다.
채널형 부분내의 강성과 강도를 효과적인 방법으로 증가시키는 것이다.
도 1은 아아치형 중간 스팬 보강 셸의 위치를 나타내는 보강 범퍼의 사시도.
도 2는 도 1의 2-2선을 따라 취한 횡단면도.
도 3은 중공형 범퍼부의 공동부내에 배열되고 구조용 폼층에 의해 범퍼부와 분리되어 있는 D형 보강 셸을 나타내는 본 발명의 다른 실시예의 횡단면도.
도 4는 구조용 폼의 개재층을 구비한 이중 아아치의 중공형 범퍼부의 공동내에 배열되는 D형상의 보강 셸을 나타내는 본 발명의 다른 실시예의 횡단면도.
도 5는 구조용 폼의 개재층을 구비한 범퍼부의 채널내에 배열되는 국부 아아치형 보강재를 나타내는 본 발명의 다른 실시예의 횡단면도.
도 6은 장방형 범퍼부내에 배열되고 구조용 폼의 일부 영역에 의해 분리된 D형 보강 셸을 나타내는 본 발명의 다른 실시예의 횡단면도.
도 7은 구조용 폼의 개재층을 구비한 캡으로서 배열된 장방형 보강 셸을 갖는 아아치형 범퍼를 나타내는 본 발명의 다른 실시예의 횡단면도.
도 8은 아아치형 보강 캡을 구비한 이중 아아치 범퍼의 횡단면도.
도 9는 장방형 중간 스팬 보강 셸의 위치를 나타내는 보강 도어 비임의 사시도.
도 10은 도 9의 10-10 선을 따라 취한 횡단면도.
도 11은 보강용 폼의 개재층을 구비한 아아치형 보강 셸을 갖는 아아치 도어 비임을 나타내는 본 발명의 다른 실시예의 횡단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
20 : 범퍼 28 : 플랜지
32 : 압축면 40 : 셸 조립체
42 : 보강 셸 46 : 아아치부
일면으로서, 본 발명은 구조용 폼층에 의해서 상기 채널형 부재와 분리되어 있는 얇은 국부 보강용 셸을 갖는 보강된 채널형 부재를 제공한다. 상기 보강부에서, 아아치는 상기 부재가 받는 힘의 반대방향으로 연장한다. 즉, 상기 아아치는 채널형부재의 압축면의 방향으로 돌출한다. 상기 아아치는 채널형 부재, 보강 셸 또는 채널형 부재 및 셸로서 존재할 수 있다. 상기 셸의 일부는 채널형 부재와 접촉하며 스폿 용접 또는 다른 부착수단에 의해 부착된다. 상기 아아치 및 구조용 폼의 조합에 의해 하중을 지지하며, 채널형 부재의 벽을 안정화하며, 힘을 상기 용접부의 집중부로부터 이격된 발생구역위에 분포시킨다. 한 일면에 있어서, 상기 보강 셸과 구조용 폼은 채널형 부재 길이의 약 1/3 보다 크지 않게 한정하는 것이 바람직하며 채널형 부재의 중간 스팬에 거의 배열된다. 한 일면에 있어서, 상기 셸은 채널형 부재의 채널내에 배열되며, 이와는 달리 상기 셸은 채널형 부재의 외측에 캡을 형성한다. 상기 셸은 저강도 강이 구조부재로서 사용될 수 있게 하는 고강도 강이 바람직하다. 또한, 주요 구조부재가 고강도 강인 적용에 있어서 상기 셸은 연강 또는 알루미늄을 포함할 수 있다.
다른 일면으로서, 본 발명은 채널형 구조부재내의 국부 보강위치에 구조용 폼층을 형성하는 단계를 포함하는 구조 부분을 보강하는 방법을 제공하는 것이다. 보강 셸은 채널형 부재의 중간 스팬에 놓여지며 상기 채널형 부재 길이의 1/3 이하로 연장하는 것이 바람직하다. 상기 구조용 폼은 채널형 부재와 접촉 접합되는 셸의 한 표면상에 놓인다.
전술한 본 발명의 목적 및 장점과 그 이외의 것들은 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명된다.
도 1을 참조하면, 폭보다 큰 길이를 갖는 종방향으로 채널이 형성된 구조물인 범퍼부(22)를 구비한 보강된 자동차용 범퍼(20)가 도시되어 있다. 수직 평탄벽(24)의 각각의 엣지는 측면(26)에 의해 한정되어 있다. 각각의 측면(26)은 개방 채널(30)위로 연장하는 플랜지(28)를 가진다. 벽(24)은 외측면 또는 압축면(32) 및 채널쪽 면 또는 내측면(34)을 한정한다. 상기 압축면(32)은 충돌시 충격을 흡수하여 굽힘이 발생하는 영역이라는 것을 본 기술분야의 숙련자에 의해 이해될 수 있다.
범퍼부(22)의 중간 스팬에 위치된, 즉 단부(36,38) 사이의 중심에 위치된 보강 셸 조립체(40)은 아아치형 보강 셸(42)과 중간 폼층(44)을 포함한다. 만일 최대 변형위치가 중간위치에 있지 않으면, 상기 보강 셸 조립체는 최대 변형위치에서 중심을 벗어날 것이라고 이해할 수 있다. 아아치형 셸(42)은 범퍼부(22)의 플랜지(28)위에 접촉되는 한 쌍의 플랜지(45)를 가진다. 아아치형 셸은 범퍼부(22)의 벽(38)방향으로 연장하는 아아치부(46)를 가진다. 본 발명의 분야에서, 아아치형 셸 이라는 용어는 통상적인 U형 아아치 형상뿐만아니라 D형상도 포함하며 이에 대한 예들이 이후의 설명에서 충분히 설명될 것이다. 아아치 형상은 또한 M, V, W 형상도 포함한다.
상기 구조부재 및 보강 셸은 금속 스탬핑 또는 금속 압연에 의해 제조될 수 있다.
도 2를 참조하면, 아아치형 셸 조립체(40)와 범퍼부(22)의 관계가 명확하게 도시되어 있다. 아아치형 셸은 폼층(44)과 접촉 결합되는 표면(48)을 가진다. 또한, 상기 셸(42)의 아아치부(46)는 벽(38)방향으로 연장하여 범퍼부(22)의 압축면(34)쪽에 접착된다. 상기 폼층(44)은 벽(38)의 정면(34)뿐만아니라 측면 벽 내측면(50)에 접촉 결합됨으로써 셸(42)을 범퍼부(22)에 단단히 부착하고 3개의 박판 구조물을 형성한다. 또한, 플랜지(45)는 미그 용접(mig weld)에 의해 플랜지(28)에 부착되는데, 기계식 체결기와 같은 수단 또는 고강도 접착제가 특히 적합할 수 있다.
아아치형 셸 조립체의 길이L는 범퍼부(22) 길이L의 1/3과 같거나 작은 것이 바람직하다. 상기 셸(42)의 아아치부(46)에 의해 한정된 채널(52)의 폭W은 범퍼부(22)의 채널 폭W의 적어도 75%가 바람직하다. 채널(30)내측으로 연장하는 셸(42)의 깊이D는 채널(30) 깊이D의 75%가 바람직하다. 약 5:1 내지 약 1.0:1.0 범위의 높이(D)대 폭(W)의 비율을 갖는 벨형, 아아치형 또는 D형상이 바람직하다.
도 2에 상세히 도시되어 있는 바와같이, 셸(42)은 범퍼부(22)에 비해서 상당히 얇은 게이지 금속이다. 셸(42) 및 범퍼부(22)를 형성하는데 사용되는 금속은 통상적으로 강 또는 알루미늄이다. 예를들어, 0.8 내지 1.4㎜ 범위의 DI-폼 140 강이 상기 셸(42)용으로 적합하다. (금속이 적합하지만 플라스틱과 같은 다른 재료들도 본 출원에 적합할 수 있다.) 본 발명의 장점중의 하나는 얇고 경량의 고강도 강제 셸(42)에 의해 상기 구조물을 보강하면서 상당히 낮은 강도의 강을 범퍼부(22)로 사용할 수 있다는 점이다. 압축면(32)방향으로의 아아치(46), 상기 범퍼부(22) 및 셸(22)에 접착된 접착 폼(44)의 중간층, 및 상기 범퍼부(22)에 대한 스폿 용접(또는 다른 부착방법)된 셸(42)을 제공함으로써, 보강 범퍼(20)는 최소의 중량 및 비용으로 굽힘에 대한 최대 저항력을 가진다. 압축 보강 범퍼부(22)내에서의 아아치(46)와 폼(44)을 조합하는 것에 의해서 버클링을 상당히 감소시킬 수 있다. 상기 폼층(44)은 셸(42)의 모든 표면(48)을 덮고 있다.
폼(4)은 밀도를 감소시키도록 중공형 미세 유리구슬을 형성할 수 있는 수지 계열의 재료가 적합하다. 폼층(44) 복합재료에 있어서 밀도는 세제곱 피트당 약 20파운드 내지 세제곱 피트당 약 40파운드 범위가 바람직하다. 융점, 열 왜곡온도 및 화학적 파괴가 발생하는 온도는 폐인트 오븐 등에서 통상적으로 접할수 있는 높은 온도에서 폼 층(44)의 구조를 유지할 수 있을 정도로 충분히 높아야 한다. 그러므로, 폼(44)은 짧은 시간동안에 200, 바람직하게 175℃를 초과하는 온도에 견딜수 있어야 한다. 폼 층(4)은 아아치 주위에서 바람직하게 약 2 내지 약 8㎜의 두께를 가진다.
특히 양호한 일 실시예에서, 폼 층(44)은 합성 수지, 미세 유리구슬, 발포제 및 필터를 포함한다. 폼(4)은 셸(42)과 범퍼부(22) 사이의 정위치에서 팽창하며 다음재료와 함께 혼합된다. 합성수지는 폼(44)을 형성하는데 사용된 혼합물의 중량비로 약 50 내지 80, 바람직하게 60 내지 75% 함유한다. 미세 유리구슬은 상기 혼합물의 중량비로 약 10 내지 40, 바람직하게 15 내지 25% 함유한다. 발포제는 상기 혼합물의 중량비로 약 1 내지 10, 바람직하게 약 2 내지 6% 함유한다.
층(44)은 초기에 셸(42) 또는 범퍼부(22)에 팽창되지 않은 형태로 적용되어 다른 부재와 접촉하여 팽창됨으로써 부재(22,42)에 접착된다. 상기 폼이 가열 팽창될 수 있고 상기 구조부재가 차량용 부재라면, 별도의 가열단계없이 폼을 팽창시키기 위해서는 페인트 오븐이 사용될 수 있다.
(연소 실리카, 탄산 칼슘, 연질 유리섬유, 및 절단 유리 스트랜드와 같은)다수의 충진재가 포함될수 있다. 충진재는 폼(44)을 형성하는데 사용된 혼합물의 중량비로 약 1 내지 약 10%, 바람직하게 약 3 내지 약 8% 함유된다.
본 발명에 사용되는 바람직한 합성수지는 에폭시 수지, 비닐 에스터 수지, 열경화성 폴리에스터 수지 및 우레탄 수지 등과 같은 열경화성 수지가 사용될 수 있다. 본 발명의 범주는 수지의 분자량에 의해 한정되지 않으며 적합한 분자량은 전술한 설명을 기초로하여 본 기술분야의 숙련자에 의해 용이하게 이해될 수 있다. 상기 수지가 열경화성 수지인 경우에, 이미디졸(imidizoles) 및 DMP 30과 같은 다수의 촉진제와 경화제, 바람직하게는 다이-사이안아미드가 경화율을 향상시키기 위해 첨가될수 있다. 작용가능한 촉진제의 양은 수지, 미세구슬 또는 충진제에 있어서의 대응 감소량에 따른 수지중량의 약 1 내지 약 3%가 통상적이다. 유사하게, 사용된 경화제의 양은 통상적으로, 수지, 미세 구슬 또는 충진제에 있어서의 대응 감소량에 따른 수지 중량의 약 2 내지 약 8%이다. 효과적인 양의 프로세스 보조제, 안정제, 냉각제, UV 흡수제 등이 상기 층내에 첨가될 수 있다. 열가소성 물질이 몇몇의 적용에 있어서 적합할 수 있다.
다음 표에서, 폼(44)을 형성하는데 사용되는 양호한 조성비가 제시되어 있다. 본 발명의 설명에 있어서 모든 백분율은 달리 특정하지 않는한 중량비이다.
성분 중량비
조성 Ⅰ
1 부품 비스페놀 A 에폭시 70%
니폴 액체 고무 8%
다이-사이 경화제 7%
EMI-24 촉진제 1%
B38 미세구슬 14%
조성 Ⅱ
2 부품수지 A측면 경화제 B 측면
에폭시 수지 74% 지방족 아민 65%
셀로겐 발포제 6% 씨조트로프 8%
씨조트로프 4% K20 미세구슬 27%
K20 미세구슬 16%
도 1 및 도 2에 도시한 구조이외에도, 본 발명은 차량용 범퍼로서 본 발명의 사상을 구현하는 다수의 여러 형상을 제공한다. 특히 도 3을 참조하면, 구조부재 또는 주 범퍼부(54)는 국부 보강셸(58)에 용접된 플랜지(56)를 가진다. 구조용 폼(60)은 범퍼부(54)에 의해 한정된 채널내의 정위치에 접착 셸(58)을 포함하고 있다. 도 4에서, 범퍼부(62)는 두 개의 아아치(66,68)를 갖는 이중 아아치부(64)를 가진다. 구조용 폼층(70)은 범퍼부(62)에 의해 한정된 채널내에 배열된다. 도 4에 도시한 구조에 있어서, 셸(72)은 D형상이며 플랜지(74)에 부착된다. 도 5에서스틸티드 아아치 형상을 갖는 셸(76)이 이중 아아치 주 범퍼부(78)와의 조합에 사용된다. 셸(76)은 범퍼부(78)의 대응 플랜지(82)에 부착되는 한 쌍의 플랜지(80)를 가진다. 도 6은 도 3에 도시한 구조의 변형예이며, 폼층이 개별적인 이격된 라이너 열 또는 리본(84)으로서 분할되어 제공되어 있다.
도 7을 참조하면, 보강 셸(86)은 범퍼부(88)상에 외측 캡을 형성한다. 범퍼부(88)는 스틸티드 아아치 형상이고 셸(86)의 단부(92)에 부착된 플랜지(90)가 제공되어 있다. 폼 층(94)은 셸(86)에 의해 한정된 채널내에 제공된다. 도 8에서, 범퍼부(94)는 이중 아아치 구조물(96)을 가지며 폼 층(100)에 의해 아아치 보강 셸 또는 캡(98)과 분리되어 있다.
보강 범퍼 이외에도, 본 발명은 도어 측면비임을 보강하는데에도 유용하다. 도 9를 참조하면, 도어 측면의 임팩트 비임(102)은 아아치(106)를 한정하는 비임부(104)를 가진다. 도 9 및 도 10에 도시한 바와같이, 보강 캡 또는 셸(108)이 제공되어 플랜지(110,112)에서 비임부(104)에 (양호하게는 스폿 용접에 의해)부착된다. 본 발명의 폼 층은 캡(108)의 내측면(114)과 비임(104)의 외측면(116) 사이에 배열된다. 이와는 달리, 캡과 비임부는 역전될 수도 있다. 즉, 부분(108)이 비임이고 부분(104)이 내측 캡일 수 있다. 이러한 역전 형태는 범퍼와 관련하여 설명한 양호한 모든 설계방식에 의해 달성될 수 있다고 이해할 수 있다. 도 11에는 다른 하나의 내부에 다른 하나가 포개져 있는 두 개의 아아치를 갖는 본 발명의 다른 양호한 형태가 도시되어 있다. 부분(118)은 대응 셸 또는 비임을 형성하는 부분(120)에 대한 캡 또는 주요 비임 몸체를 형성할 수 있다. 폼(122)은 전술한 방식으로 부분(118,120)들 사이에 배열된다.
또다른 일면으로서, 본 발명은 채널형 구조부재내의 국부 보강위치에 구조용 폼층을 형성하는 단계를 포함하는, 구조부 보강방법을 제공한다. 보강 셸은 채널형 부재의 중간 스팬에 놓이며 양호하게는 채널형 부재 길이의 1/3을 초과하지 않는다. 상기 구조용 폼은 채널형 부재에 접촉 결합되는 셸의 한 표면상에 놓인다.
본 발명을 차량 주요부와 관련하여 주로 설명하였지만, 본 발명은 항공기, 선박, 자전거 또는 운동에너지를 요하는 모든 것과 같은 다른 제품들의 일부분으로서도 사용될 수 있다고 이해해야 한다. 유사하게, 본 발명은 지진에 의한 진동을 받을 때 단단한 지지구조물을 제공하거나 하중을 받는 구조물용으로 단순한 경량 지지물을 제공하기 위해 빌딩과 같은 정적 구조물로서 사용될 수 있다. 또한, 본 명을 열 팽창성 폼 및 구조부재 및 셸과 같은 금속부품과 관련하여 주로 설명하였지만, 다른 재료들도 사용될 수 있다. 예를들어, 상기 폼은 화학적으로 팽창될수 있어 단단한 구조용 폼을 형성하는 적합한 공지의 팽창성 폼일 수 있다. 상기 셸은 다수의 플라스틱 또는 폴리머 재료와 같은 금속 이외의 재료 또는 폼용 백 드롭 또는 지지물로서의 기능을 하는데 충분한 경도를 갖는 다수의 목재 형태의 로 제조될 수 있다. 열 팽창성 폼이 사용되는 경우에 상기 지지물 또는 백 드롭은 가열경화중 겪게되는 열에 견딜 수 있어야 한다. 그러나, 다른 형태의 폼 재료가 사용되는 경우에는 지지부재가 고온에 견딜 필요가 없다. 대신에, 지지부재가 갖추어야 할 기본 요건은 의도된 대로의 역할을 할 수 있는 충분한 경도를 갖고 있어야 한다. 예를들어, 자체적으로 경화시 단단해지거나 다른 처리에 의해 단단해지는 셸 재료를 사용하는 것도 가능하다. 또한, 본 발명은 구조부재를 금속이외의 재료로 제조하는 것도 가능하다. 그러나, 팽창시 얇은 비팽창 폼이 상기 부재들과 강력한 결합을 형성하여 구조적으로 조합될 수 있는 구조부재 및 셸뿐만아니라 폼용 재료로 선택되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따라, 중량 및 비용의 증가, 기본 설계의 변경, 고팽창성 수지의 사용없이도 경량의 고강도 구조부재가 제공된다.

Claims (35)

  1. 보강용 구조부재로서,
    채널을 형성하고 있는 구조부재와,
    상기 채널의 길이보다 작은 길이를 가지며 상기 구조부재와 서로연결되어 있는 보강 셸과,
    아아치형 표면을 갖는 3개의 박판영역을 형성하도록 상기 보강 셸의 일부분과 상기 구조부재의 일부분 사이에 배열되며, 상기 구조부재 및 상기 보강 셸에 접착되는 구조용 폼 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 보강용 구조부재.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 보강 셸은 아아치 형상인 것을 특징으로 하는 보강용 구조부재.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 구조부재는 아아치 형상인 것을 특징으로 하는 보강용 구조부재.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 보강 셸은 아아치 형상이고 상기 구조부재도 아아치 형상인 것을 특징으로 하는 보강용 구조부재.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 보강 셸은 상기 구조부재의 채널내에 포개져 있는 것을 특징으로 하는 보강용 구조부재.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 구조부재는 채널내에 내측표면과 외측표면을 가지며, 상기 구조용 폼은 상기 보강 셸과 상기 외측 표면 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는 보강용 구조부재.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 보강 셸은 상기 구조부재의 최대 변형위치에 놓이는 것을 특징으로 하는 보강용 구조부재.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 보강 셸은 상기 구조부재의 중간 스팬에 위치하고 상기 구조부재 길이의 1/3 보다 크지 않은 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 보강용 구조부재.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 구조용 폼은 미세 유리구슬을 포함하는 것을 특징으로 하는 보강용 구조부재.
  10. 제 2 항에 있어서, 상기 보강 셸은 이중 아아치 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 보강용 구조부재.
  11. 제 3 항에 있어서, 상기 구조부재는 이중 아아치 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 보강용 구조부재.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 구조용 폼 층은 약 2 내지 약 10㎜의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 보강용 구조부재.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 구조부재 및 보강 셸은 금속 스탬프 또는 압연에 의해 형성된 금속인 것을 특징으로 하는 보강용 구조부재.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 보강 셸은 고 강도 강 또는 알루미늄으로 제조되는 것을 특징으로 하는 보강용 구조부재.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 폼 층은 두 개 이상의 분리된 부품인 것을 특징으로 하는 보강용 구조부재.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 구조용 폼은 약 60 내지 약 78 중량%의 폴리머, 약 10 내지 약 30 중량%의 미세 유리구슬, 약 3 내지 10 중량%의 충진제 및 약 2 내지 약 8 중량%의 발포제를 포함하는 것을 특징으로 하는 보강용 구조부재.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 폼은 팽창성인 것을 특징으로 하는 보강용 구조부재.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 폼은 열 팽창성인 것을 특징으로 하는 보강용 구조부재.
  19. 제 1 항에 있어서, 상기 구조부재는 차량용 범퍼인 것을 특징으로 하는 보강용 구조부재.
  20. 제 1 항에 있어서, 상기 구조부재는 차량 도어의 측면 비임인 것을 특징으로 하는 보강용 구조부재.
  21. 보강용 구조부재로서,
    개방 채널을 형성하는 구조부재와,
    고 강도 강으로 제조되고 상기 개방 채널길이의 1/3 보다 크지 않는 길이를 갖는 보강 셸, 및
    상기 구조부재의 거의 모든 접촉면과 3개의 박판 영역을 한정하는 상기 중간 보강 셸 사이에 배열되는 구조용 폼 층을 포함하며,
    상기 보강 셸과 상기 구조부재는 상기 보강 셸이 상기 구조부재의 중간 스팬에 위치되어 접촉면을 형성하도록 서로 연결되어 있으며,
    상기 구조용 폼 층은 상기 구조부재와 상기 보강 셸에 접착되며,
    상기 3개의 박판영역은 아아치형 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 보강용 구조부재.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 보강 셸은 아아치 형상인 것을 특징으로 하는 보강용 구조부재.
  23. 제 21 항에 있어서, 상기 구조부재는 아아치 형상인 것을 특징으로 하는 보강용 구조부재.
  24. 제 21 항에 있어서, 상기 폼은 팽창가능한 것을 특징으로 하는 보강용 구조부재.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 폼은 가열에 의해 팽창가능한 것을 특징으로 하는 보강용 구조부재.
  26. 제 21 항에 있어서, 상기 구조부재는 차량용 범퍼인 것을 특징으로 하는 보강용 구조부재.
  27. 제 21 항에 있어서, 상기 구조부재는 차량 도어용 측면 비임인 것을 특징으로 하는 보강용 구조부재.
  28. 채널형 부재내의 국부 보강위치에 구조용 폼 층을 형성하는 단계와,
    상기 채널형 부재의 중간 스팬에 보강 셸을 위치시키는 단계와,
    상기 채널형 부재와 보강 셸중 어느 하나에 대해 상기 구조용 폼 층을 위치시켜 접착시키는 단계, 및
    아아치형 표면을 갖는 3개의 박판 영역을 형성하도록 상기 채널형 부재와 보강 셸중 다른 하나에 상기 구조용 폼을 접착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조부재의 보강방법.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 채널형 부재내에 상기 보강 셸을 포개는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구조부재의 보강방법.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 채널형 부재의 주위 및 그 외측에 상기 보강 셸을 장착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구조부재의 보강방법.
  31. 제 28 항에 있어서, 상기 구조부재는 차량용 범퍼인 것을 특징으로 하는 구조부재의 보강방법.
  32. 제 28 항에 있어서, 상기 구조부재는 차량도어의 측면 비임인 것을 특징으로 하는 구조부재의 보강방법.
  33. 제 28 항에 있어서, 상기 폼은 팽창성 폼이며 상기 폼의 팽창시 채널형 부재와 상기 보강 셸중 다른 하나에 상기 폼을 접착시키는 것을 특징으로 하는 구조부재의 보강방법.
  34. 제 33 항에 있어서, 상기 구조부재는 차량부품이며, 상기 폼은 가열작용에 의해 팽창되는 것을 특징으로 하는 구조부재의 보강방법.
  35. 제 34 항에 있어서, 상기 가열작용은 페인트 오븐에서 발생하는 것을 특징으로 하는 구조부재의 보강방법.
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